超音波タグ蛍光検出法による生体内ICG（インドシアニングリーン）イメージング

• 研究課題/領域番号: 25350571
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 医用システム
• 研究機関: 東北工業大学
• 研究代表者: 小林 正樹 東北工業大学, 工学部, 教授 (90332981)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2015年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2013年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
• キーワード: 生物・生体工学 / 生体医用光学 / 医用画像 / 蛍光 / 化学発光 / 超音波 / 蛍光色素 / 化学発光増強

研究成果の概要

本研究課題では，生体内の構造・機能を計測するための造影剤として一般に用いられている，蛍光色素インドシアニングリーンの生体内分布を断層画像計測する技術の研究開発を行った。蛍光物質を含む化学発光系に低パワーの集束超音波を照射することで化学発光反応を促進し，発光が増強される効果を見出し，超音波焦点を走査することで生体内蛍光物質分布の画像計測が可能であることを示した。化学発光の増強メカニズム，解像度に関する検討を行い，および蛍光色素(蛍光プローブ)濃度の定量計測が可能であることを示した。

研究成果

• [雑誌論文] Polychromatic spectral pattern analysis of ultra-weak photon emissions from a human body. (2016)
  • 著者名/発表者名: M. Kobayashi, T. Iwasa, M. Tada
  • 雑誌名: J. Photochem. Photobol. B: Biology 巻: 159 ページ: 186-190
  • DOI: 10.1016/j.jphotobiol.2016.03.037
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Real-time recording of circadian Per1 and Per2 expression in the suprachiasmatic nucleus of freely moving rats. (2016)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi Y, Okada K, Mizuno T, Ota T, Yamada H, Doi M, Kobayashi M, Tei H, Shigeyoshi Y, and Okamura H
  • 雑誌名: J. Biol. Rhythms. 巻: 31 号: 1 ページ: 108-111
  • DOI: 10.1177/0748730415621412
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultrasound-enhanced chemiluminescence tomography in biological tissue. (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Kobayashi, N. Kikuchi, A. Sato
  • 雑誌名: Ultrasonics Sonochemistry 巻: 31 ページ: 1-6
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Collagen induced arthritis in DBA/1J mice associates with oxylipin changes in plasma (2015)
  • 著者名/発表者名: M. He, E. Van Wijk, R. Berger, M. Wang, K. Strassburg, J. C. Schoeman, R. Vreeken, H. A. Van Wietmarschen, A. Harms, M. Kobayashi, T. Hankemeier. J. V. van der Greef
  • 雑誌名: Mediators of Inflammation 巻: 2015ID543541 号: 1 ページ: 1-11
  • DOI: 10.1155/2015/543541
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Optical tomography of fluorophores in dense scattering media based on ultrasound-enhanced chemiluminescence. (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Kobayashi, N. Kikuchi, A. Sato
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett. 巻: 106 号: 2
  • DOI: 10.1063/1.4905660
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Highly sensitive imaging for ultra-weak photon emission from living organisms. (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Kobayashi
  • 雑誌名: J. Photochem. Photobiol. B: Biology 巻: 139 ページ: 34-38
  • DOI: 10.1016/j.jphotobiol.2013.11.011
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Imaging of ultra-weak photon emission in a rheumatoid arthritis mouse model. (2013)
  • 著者名/発表者名: Eduard van Wijk, Masaki Kobayashi, Roeland van Wijk, Jan van der Greef
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 8 号: 12 ページ: e84579-e84579
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0084579
  • 査読あり
• [学会発表] 超音波による化学発光増強を用いた生体イメージング (2016)
  • 著者名/発表者名: 菊地直斗，佐藤彰洋，青木孝輔，小林正樹
  • 学会等名: 第76回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 名古屋市・名古屋国際会議場
  • 年月日: 2016-09-14
• [学会発表] 超音波による化学発光増強効果を利用した光散乱媒質内化学発光プローブイメージング (2016)
  • 著者名/発表者名: 佐藤彰洋，菊地直斗，青木孝輔，小林正樹
  • 学会等名: 平成27年度電気関係学会東北支部連合大会
  • 発表場所: 岩手県滝沢市・岩手県立大学
  • 年月日: 2016-08-27
• [学会発表] ルミノール化学発光の超音波増強効果を用いた散乱媒質内イメージング (2016)
  • 著者名/発表者名: 佐藤彰洋，菊地直斗，青木孝輔，小川和訓，小林正樹
  • 学会等名: 第63回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 東京都・東京工業大学
  • 年月日: 2016-03-21
• [学会発表] ヒト皮膚由来バイオフォトンの同時多波長スペクトルパターン分析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 岩佐琥偉，佐藤佑哉，及川大揮，小林正樹
  • 学会等名: 第63回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 東京都・東京工業大学
  • 年月日: 2016-03-21
• [学会発表] 超音波による化学発光増強を用いた生体ルミノールイメージング法の検討 (2016)
  • 著者名/発表者名: 小川和訓，佐藤彰洋，菊地直斗，青木孝輔，小林正樹
  • 学会等名: 平成28年東北地区若手研究者研究発表会
  • 発表場所: 郡山市・日本大学
  • 年月日: 2016-03-01
• [学会発表] 同時多波長分光による植物由来バイオフォトンのスペクトル分析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 及川大揮，佐藤佑哉，岩佐琥偉，小林正樹
  • 学会等名: 平成28年東北地区若手研究者研究発表会
  • 発表場所: 郡山市・日本大学
  • 年月日: 2016-03-01
• [学会発表] ヒト指先から放出されるバイオフォトンの発光スペクトル特性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 岩佐琥偉，佐藤佑哉，及川大揮，小林正樹
  • 学会等名: 平成28年東北地区若手研究者研究発表会
  • 発表場所: 郡山市・日本大学
  • 年月日: 2016-03-01
• [学会発表] 化学発光増強を利用した超音波タグ生体光イメージング (2015)
  • 著者名/発表者名: 佐藤彰洋，菊地直斗，青木孝輔，小林正樹
  • 学会等名: 平成27年東北地区若手研究者研究発表会
  • 発表場所: 日本大学工学部（福島県郡山市）
  • 年月日: 2015-02-28
• [学会発表] 光散乱媒質内化学発光イメージングの検討 (2014)
  • 著者名/発表者名: 菊地直斗，佐藤彰洋，小林正樹
  • 学会等名: 応用物理学会東北支部第69 回学術講演会
  • 発表場所: 東北大学（仙台市）
  • 年月日: 2014-12-05
• [学会発表] 超音波を援用した生体内活性種光イメージング法の検討
  • 著者名/発表者名: 菊地直斗，高橋巧，小松健太，高橋良，小林正樹
  • 学会等名: 平成26年東北地区若手研究者研究発表会
  • 発表場所: 東北工業大学
• [学会発表] Biophoton imaging technology and its application
  • 著者名/発表者名: M. Kobayashi
  • 学会等名: Conference on Ultra-weak Photon Emission From Living Systems
  • 発表場所: Palacky University, Olomouc, Czech Republic
  • 招待講演
• [備考] Kobayashi Biophoton Laboratory
  • URL: http://www.eis.tohtech.ac.jp/study/labs/kobayashi/
• [備考] Kobayashi Biophoton and Biophotonics Lab
  • URL: http://www.tohtech.ac.jp/~elecs/ca/labs/kobayashilab_hp/
• [備考] Kobayashi Biophoton and Biophotonics Lab
  • URL: http://www.tohtech.ac.jp/~elecs/ca/labs/kobayashilab_hp/