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2019 年度 実績報告書

SBWにおける生体深部高精細蛍光イメージングシステムの開拓

計画研究

研究領域共鳴誘導で革新するバイオイメージング
研究課題/領域番号 15H05950
研究機関東京理科大学

研究代表者

曽我 公平  東京理科大学, 基礎工学部材料工学科, 教授 (50272399)

研究分担者 上村 真生  東京理科大学, 基礎工学部材料工学科, 講師 (80706888)
大久保 喬平  東京理科大学, 基礎工学部材料工学科, 助教 (20822951)
研究期間 (年度) 2015-06-29 – 2020-03-31
キーワードSBW / 近赤外 / 蛍光 / 深部 / イメージング
研究実績の概要

最終年度となる2019年度は、これまでに本プロジェクトで新たに提案した明るいプローブを用いた、ナノプローブの生体内における未知の挙動の描出、昨年度までに構築したCT原理による三次元イメージングに時間軸を合わせた蛍光寿命三次元分布描出システムの構築に取り組むことにした。その結果、シートレーザー原理では顕微鏡とは異なり、マクロスケールではライトシートのコントロールが困難であることがわかった。そこで、CT原理に注力を映した結果、被写体中の3次元のTime Gated Imaging(TGI)に成功し、3次元での蛍光寿命の分布を描出することができた。CTイメージングはこれまでに引き続き横田班との連携により進めた。さらに蛍光寿命を温度に変換することにより蛍光寿命から推定される被写体内の温度の描出が可能になった。
ナノプローブについては特に色素内包プローブにおいて描出された、血管到達速度、胆汁排泄経路に注目し、生体内挙動を明らかにすることを狙いとした。特に、DSPE-PEGを用いて作製した疎水コア見せるにおいては、血中滞留後に肝臓に到達したプローブが胆汁排泄経路にのって小腸へ運ばれ、腸内で蛍光を放つことが明らかになった。
透明化試薬の実証実験は根本班との連携により脳神経脳イメージングにおける短時間での透明化実証を行った。この結果、従来の試薬よりもはるかに高速な1時間程度での透明化を行ったマウスの脳のイメージングを実現することができた。さらに、最終年度に当たり、このプロジェクトを通して得られたSBWにおける蛍光イメージングの新たな境地の開拓の総まとめとして、世界的に見てもまとまった知見のない生体光イメージングにおける透明性を詳説した成書の執筆を開始した。これについては2020年夏ごろの出版を目指している。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (21件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 11件、 招待講演 12件)

  • [雑誌論文] Near-infrared Biomedical Imaging for Transparency2019

    • 著者名/発表者名
      Kohei SOGA, Masao KAMIMURA, Kyohei OKUBO, Masakazu UMEZAWA, Thi Kim Dung DOAN, Karina NIGOGHOSSIAN
    • 雑誌名

      Journal of the Imaging Society of Japan

      巻: 58 ページ: 602-616

    • DOI

      10.11370/isj.58.602

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Orthodontic Force and Moment Sensing Device: Influence of Deflection of Wire and Tooth’s Orientation2019

    • 著者名/発表者名
      Shimoda Kunio、Tsuichihara Satoki、Takemura Hiroshi、Soga Kohei、Suga Kazuhiro、Lai Wei-Jen、Kim Sunmin、Kanno Zuisei、Uo Motohiro
    • 雑誌名

      IEEE International Conference on Systems, Man and Cybernetics, 2019-October

      巻: 2019 ページ: 4337-4340

    • DOI

      10.1109/SMC.2019.8914173

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Biological Deep Temperature Imaging with Fluorescence Lifetime of Rare-Earth-Doped Ceramics Particles in the Second NIR Biological Window2019

    • 著者名/発表者名
      Chihara Takumi、Umezawa Masakazu、Miyata Keiji、Sekiyama Shota、Hosokawa Naoki、Okubo Kyohei、Kamimura Masao、Soga Kohei
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 ページ: 12806

    • DOI

      10.1038/s41598-019-49291-x

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Photostabilization of Indocyanine Green Dye by Energy Transfer in Phospholipid-PEG Micelles2019

    • 著者名/発表者名
      Yeroslavsky Gil、Umezawa Masakazu、Okubo Kyohei、Nigoghossian Karina、Dung Doan Thi Kim、Kamimura Masao、Soga Kohei
    • 雑誌名

      Journal of Photopolymer Science and Technology

      巻: 32 ページ: 115~121

    • DOI

      10.2494/photopolymer.32.115

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Fluorescent Polystyrene Latex Nanoparticles for NIR-II <i>in vivo</i> Imaging2019

    • 著者名/発表者名
      Kamimura Masao、Ueya Yuichi、Takamoto Eiji、Iso Kazuhiro、Yoshida Moe、Umezawa Masakazu、Soga Kohei
    • 雑誌名

      Journal of Photopolymer Science and Technology

      巻: 32 ページ: 93~96

    • DOI

      10.2494/photopolymer.32.93

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Evaluation of laser-induced plasma ablation focusing on the difference in pulse duration*2019

    • 著者名/発表者名
      Akimoto Kohei、Tsuichihara Satoki、Takamatsu Toshihiro、Soga Kohei、Yokota Hideo、Ito Masaaki、Gotoda Naoto、Takemura Hiroshi
    • 雑誌名

      IEEE Engineering in Medicine and Biology Society, EMBS

      巻: 43647 ページ: 6987-6990

    • DOI

      10.1109/EMBC.2019.8857085

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rapid increase in transparency of biological organs by matching refractive index of medium to cell membrane using phosphoric acid2019

    • 著者名/発表者名
      Umezawa Masakazu、Haruguchi Shinsuke、Fukushima Rihito、Sekiyama Shota、Kamimura Masao、Soga Kohei
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 9 ページ: 15269~15276

    • DOI

      10.1039/C9RA01445D

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Delayed Increase in Near-Infrared Fluorescence in Cultured Murine Cancer Cells Labeled with Oxygen-Doped Single-Walled Carbon Nanotubes2019

    • 著者名/発表者名
      Sekiyama Shota、Umezawa Masakazu、Iizumi Yoko、Ube Takuji、Okazaki Toshiya、Kamimura Masao、Soga Kohei
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 35 ページ: 831~837

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.8b03789

    • 査読あり
  • [学会発表] Materials Design and Processing for Near Infrared Biomedical Photonics with Transparency [Keynote]2020

    • 著者名/発表者名
      Kohei SOGA, Masao Kamimura, Kyohei Okubo, Masakazu Umezawa, Doan Thi Kim Dung, Karina Nigoghossian, Gil Yeroslavsky
    • 学会等名
      107th Indian Science Congress, Materials Science Section
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Quantitative Visualization of Lipid Distribution in Mouse Livers by Using Near-Infrared Hyperspectral Imaging2020

    • 著者名/発表者名
      Kyohei Okubo, Yuichi Kitagawa, Naoki Hosokawa, Masakazu Umezawa, Masao Kamimura, Naoko Ohtani, Kohei SOGA
    • 学会等名
      107th Indian Science Congress, Materials Science Section
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Functional Bioimaging for Deep Tissues Using Over-1000-nm Near-Infrared Fluorescent Materials2020

    • 著者名/発表者名
      Masakazu Umezawa, Karina Nigoghossian, Gil Yeroslavsky, Doan Thi Kim Dung, Kyohei Okubo, Masao Kamimura, Kohei SOGA
    • 学会等名
      107th Indian Science Congress, Materials Science Section
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Nanostructure for Near Infrared Luminescence for Biomedical Application [Keynote]2019

    • 著者名/発表者名
      Kohei SOGA, Karina NIGOGHOSSIAN, Gil YEROSLAVSKY, Thi Kim Dung DOAN, Kyohei OKUBO, Masakazu UMEZAWA, Masao Kamimura
    • 学会等名
      2nd International Conference on Semiconductors, Optoelectronics and Nanostructures (ICSON 2019)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 蛍光で絶対温度を見る,2019

    • 著者名/発表者名
      曽我 公平
    • 学会等名
      Biothermology Workshop 2019
    • 招待講演
  • [学会発表] Materials and Device Development of Near Infrared Photonics for Biomedical Applications2019

    • 著者名/発表者名
      Kohei SOGA
    • 学会等名
      INTERNATIONAL CONFERENCE ON PHOTONICS RESEARCH (INTER-PHOTONICS 2019)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Near Infrared Biomedical Imaging for Visualizing Subcutaneous and Submucosal Information2019

    • 著者名/発表者名
      Kohei SOGA, Karina Nigoghossaian, Gil Yeroslabsky, Thi Kim Dung Doan, Masakazu Umezawa, Kyohei Okubo, Masao Kamimura, Naoko Ohtani
    • 学会等名
      The 6th International Symposium on Bioimaging & The 28th Annual Meeting of the Bioimaging Society
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Control and real-time imaging of in vivo distribution and excretion of near-infrared fluorescent nanoparticles2019

    • 著者名/発表者名
      Masakazu Umezawa, Masao Kamimura, Kyohei Okubo, Kohei SOGA
    • 学会等名
      ICPST-36/ The 36th International Conference of Photopolymer Science and Technology
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Fluorescent Polystyrene Latex Nanoparticles for NIR-II in vivo Imaging2019

    • 著者名/発表者名
      Masao Kamimura, Yuichi Ueya, Eiji Takamoto, Kazuhiro Iso, Moe Yoshida, Masakazu Umezawa, Kohei SOGA
    • 学会等名
      ICPST-36/ The 36th International Conference of Photopolymer Science and Technology
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Biological deep temperature imaging with fluorescence lifetime of rare-earth doped ceramics particles in the second NIR biological window2019

    • 著者名/発表者名
      Kyohei Okubo, Takumi Chihara, Masakazu Umezawa, Keiji Miyata, Shota Sekiyama, Naoki Hosokawa, Masao Kamimura, Kohei SOGA
    • 学会等名
      ICPST-36/ The 36th International Conference of Photopolymer Science and Technology
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Decomposable Nanostructure Design for Medical Use of Rare-Earth Doped Ceramic Nanoparticles2019

    • 著者名/発表者名
      Kohei SOGA, Masakazu UMEZAWA, Kyohei OKUBO, Masao Kamimura
    • 学会等名
      ICMAT 2019; 10th International Conference on Materials for Advanced Technologies
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Design and Processing for Nanoparticle-Based Probes for OTN-NIR Biophotonics2019

    • 著者名/発表者名
      Kohei SOGA, Masakazu UMEZAWA, Kyohei OKUBO, Masao Kamimura
    • 学会等名
      ICMAT 2019; 10th International Conference on Materials for Advanced Technologies
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Biophotonics with cm Level Transparency by the Use of Near Infrared Light2019

    • 著者名/発表者名
      Kohei SOGA, Karina NIGOGHOSSIAN, Gil YEROSLAVSKY, Thi Kim Dung DOAN, Masakazu UMEAWA, Kyohei OKUBO and Masao Kamimura
    • 学会等名
      CCMR 2019/ Collaborative Conference on Materials Research

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公開日: 2021-01-27  

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