超小型高空間解像度ライン分光イメージングによるパーソナル・フローサイトメトリー

• 研究課題/領域番号: 26560214
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 生体医工学・生体材料学
• 研究機関: 香川大学
• 研究代表者: 石丸 伊知郎 香川大学, 工学部, 教授 (70325322)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2014年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
• キーワード: 分光 / ハイパースペクトルカメラ / 高感度化 / 蛍光標識 / フーリエ分光 / 光圧力 / 光ピンセット / フローサイトメトリー / 空間的位相シフト法 / スナップショット / 細胞 / 手のひらサイズ / ラマン散乱 / フローサイトメトリ

研究成果の概要

我々が提案しているワンショットフーリエ分光イメージング技術は、小型化及び低価格化を必要とするスマートフォンにも搭載可能となる超小型分光装置の実現を可能にする。しかし、提案技術には視野絞りとして光学系に導入しているスリットが原因の感度不足という課題が存在していた。低倍率の光学系では、対物レンズ側の焦点距離を長くすることで光路長が長くなってしまい、小型化が難しくなってしまう。そのため、我々はスリット幅を広げて光量を確保し、同時に回折角の減少を補う為に平凹シリンドリカルレンズにより平行光束径を拡張することで、光学系を等倍率で構築したワンショットフーリエ分光イメージング技術の高感度化を実現した。

研究成果

• [国際共同研究] ミュンヘン工科大学(ドイツ)
• [雑誌論文] Built-in hyperspectral camera for smartphone in visible, near-infrared and middle-infrared lights region (second report): sensitivity improvement of Fourier-spectroscopic imaging to detect diffuse reflection lights from internal human tissues for healthcare sensors (2016)
  • 著者名/発表者名: Natsumi Kawashima
  • 雑誌名: Proc. SPIE 9855, Next-Generation Spectroscopic Technologies IX 巻: 9855 ページ: 985505-985505
  • DOI: 10.1117/12.2223392
  • 査読あり
• [雑誌論文] Built-in hyperspectral camera for smartphone in visible, near-infrared and middle-infrared lights region (first report): trial products of beans-size Fourier-spectroscopic line-imager and feasibility experimental results of middle-infrared spectroscopic imaging (2016)
  • 著者名/発表者名: Ichiro Ishimaru
  • 雑誌名: Proc. SPIE 9855, Next-Generation Spectroscopic Technologies IX 巻: 9855 ページ: 985504-985504
  • DOI: 10.1117/12.2223353
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultra-compact hyperspectral camera for mid-infrared lights (2016)
  • 著者名/発表者名: Ichiro Ishimaru
  • 雑誌名: Proc. of International Symposium on Optomechatronic Technology 2016(ISOT 2016) 巻: SS1-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Extremely compact hyperspectral camera for drone and smartphone (2016)
  • 著者名/発表者名: Ichiro ISHIMARU
  • 雑誌名: Proc. of 3rd International Workshop on Image Sensors and Imaging Systems (IWISS2016) 巻: 1 ページ: 264-267
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sensitivity improvement of one-shot Fourier spectroscopic imager for realization of noninvasive blood glucose sensors in smartphones (2016)
  • 著者名/発表者名: Natsumi Kawashima
  • 雑誌名: Opt. Eng. 巻: 55 号: 11 ページ: 110506-110506
  • DOI: 10.1117/1.oe.55.11.110506
  • 査読あり
• [雑誌論文] 手のひらサイズの広視野分光イメージング装置 (2015)
  • 著者名/発表者名: 市丸伊知郎
  • 雑誌名: OplusE 巻: 37 ページ: 181-185
• [学会発表] 超小型中赤外分光イメージング装置（ハイパー (2016)
  • 著者名/発表者名: 石丸伊知郎
  • 学会等名: 日本分析化学会第65年会(2016.9)
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2016-09-23
  • 招待講演
• [学会発表] Built-in hyperspectral camera for smartphone in visible, near-infrared and middle-infrared lights region (2nd.report) - Sensitivity improvement of Fourier spectroscopic imaging to detect diffuse reflection lights from internal human tissues for healthcare sensors - (2016)
  • 著者名/発表者名: Natsumi KAWASHIMA, Satsuki HOSONO, Ichiro ISHIMARU
  • 学会等名: Proc. of SPIE Defense and Commercial Sensing Conference 2016
  • 発表場所: 米国ボルティモア
  • 年月日: 2016-04-17
• [学会発表] 高感度分光イメージングによる液体セルや生体試料内部における全血の計測 (2016)
  • 著者名/発表者名: 4.山本直幸,藤原 大,猪原大地,野郷孝介,吉田光宏,森 敬太,川嶋なつみ,西山 成,石丸伊知郎
  • 学会等名: 2015年度精密工学会春季大会学術講演会
  • 発表場所: 東京理科大学
  • 年月日: 2016-03-15
• [学会発表] One-shot Fourier spectroscopic imager for healthcare sensors installed into smartphones (2015)
  • 著者名/発表者名: 5.Natsumi KAWASHIMA, Hiroyuki HIRAMATSU, Masaru Fujiwara, Akira NISHIYAMA, Kenji WADA, Ichiro ISHIMARU
  • 学会等名: Medical Optics & Spectroscopy 2015, The Japan Association of Medical Spectroscopy
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-12-10
• [学会発表] Sensitivity enhancement of the one-shot Fourier spectroscopic imager for healthcare sensors installed into smartphones (2015)
  • 著者名/発表者名: 9.Natsumi Kawashima, Hiroyuki Hiramatsu, Masaru Fujiwara, Satsuki Hosono, Pradeep Abeygunawardhana, Akira Nishiyama, Kenji Wada and Ichiro Ishimaru
  • 学会等名: Optical & Photonics Japan 2015
  • 発表場所: 筑波大学東京キャンパス
  • 年月日: 2015-10-15
• [図書] 手のひらサイズの中赤外ハイパースペクトルカメラ (2016)
  • 著者名/発表者名: 石丸伊知郎
  • 総ページ数: 7
  • 出版者: 化学工業
• [産業財産権] 分光イメージングの高感度化に関する技術 (2015)
  • 発明者名: 石丸伊知郎
  • 権利者名: 石丸伊知郎
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2015-137321
  • 出願年月日: 2015-07-08