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2021 年度 実績報告書

機能性ラマンプローブのための誘導ラマン散乱顕微鏡の最適化・高度化

計画研究

研究領域機能性ラマンプローブによる革新的多重イメージング
研究課題/領域番号 20H05725
研究機関東京大学

研究代表者

小関 泰之  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (60437374)

研究期間 (年度) 2020-10-02 – 2023-03-31
キーワードラマンプローブ / 誘導ラマン散乱 / 多重イメージング
研究実績の概要

1. ラマンプローブの計測実験:2020年度に引き続き、小関班が所有するビデオレート誘導ラマン散乱(stimulated Raman scattering, SRS)顕微鏡を用いて、神谷班によって合成された種々のラマンプローブ候補分子のSRS計測実験を進めた。
2. 光スイッチングラマンプローブによる超解像イメージング:小関班のSRS顕微鏡に波面制御機構を導入し、可視光のドーナツビームと紫外光を同時照射できる系を構築した。この系において、光スイッチングラマンプローブを用いて、SRSを可逆的にスイッチングすることで、超解像イメージングを試みた。
3. ラマン標識分子のSRSイメージング:アミノ酸代謝計測法の開発を目指し、小幡班との連携を通じ、遺伝子発現を制御したショウジョウバエへラマン標識アミノ酸を投与し、アミノ酸の細胞内への取り込みのSRSイメージング実験を進めた。
4. ラマンプローブに適したSRSイメージングのためのファイバー光源の開発:高機能ラマンプローブでは前期共鳴条件を満たす波長のレーザーを用いることが重要であるが、現在のSRSイメージングシステムでは波長が843 nmに固定されているため、これが分子デザインにおける制限要因となっている。この課題を解決するため、自在な波長の光パルスを発生するためのファイバーレーザー光源としてのファイバー光パラメトリック発振器を構築し、100 nm以上にわたる広帯域波長可変性を確認した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

神谷班、小幡班との共同実験を通じ、上述の研究実績が順調に得られている。また、当初の研究計画には無かった光源開発についても進展が見られている。

今後の研究の推進方策

引き続き神谷班、小幡班と密に議論しながら、共同実験をさらに活発化させていく。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 5件、 招待講演 5件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] コロンビア大学/ハワイ大学(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      コロンビア大学/ハワイ大学
  • [国際共同研究] 清華大学(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      清華大学
  • [雑誌論文] Probing Methionine Uptake in Live Cells by Deuterium Labeling and Stimulated Raman Scattering2022

    • 著者名/発表者名
      Spratt Spencer J., Oguchi Kenichi, Miura Keisuke, Asanuma Masato, Kosakamoto Hina, Obata Fumiaki, Ozeki Yasuyuki
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry B

      巻: 126 ページ: 1633~1639

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.1c08343

  • [雑誌論文] Photoswitchable stimulated Raman scattering spectroscopy and microscopy2021

    • 著者名/発表者名
      Shou Jingwen, Ozeki Yasuyuki
    • 雑誌名

      Optics Letters

      巻: 46 ページ: 2176~2176

    • DOI

      10.1364/OL.418240

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Super-multiplex imaging of cellular dynamics and heterogeneity by integrated stimulated Raman and fluorescence microscopy2021

    • 著者名/発表者名
      Shou Jingwen, Oda Robert, Hu Fanghao, Karasawa Keiko, Nuriya Mutsuo, Yasui Masato, Shiramizu Bruce, Min Wei, Ozeki Yasuyuki
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 24 ページ: 102832~102832

    • DOI

      10.1016/j.isci.2021.102832

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Low-intensity-noise wavelength-tunable picosecond Yb fiber laser2021

    • 著者名/発表者名
      Dai Gaoyu, Goh Chee Seong, Ozeki Yasuyuki
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 60 ページ: 080902~080902

    • DOI

      10.35848/1347-4065/ac17db

    • 査読あり
  • [学会発表] High-speed multicolor stimulated Raman imaging2022

    • 著者名/発表者名
      Y. Ozeki
    • 学会等名
      Photonics West on demand, Advanced Chemical Microscopy for Life Science and Translational Medicine, paper 1197305
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Multicolor stimulated Raman scattering microscopy and its applications2022

    • 著者名/発表者名
      Y. Ozeki
    • 学会等名
      Photonics West on demand, Biomedical Vibrational Spectroscopy 2022: Advances in Research and Industry, paper 1195709
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Photoswitchable stimulated Raman scattering spectroscopy and microscopy2022

    • 著者名/発表者名
      J. Shou and Y. Ozeki
    • 学会等名
      Photonics West on demand, Biomedical Vibrational Spectroscopy 2022: Advances in Research and Industry, paper 119570A
    • 国際学会
  • [学会発表] Multicolor stimulated Raman scattering microscopy -Technologies and applications-2021

    • 著者名/発表者名
      Y. Ozeki
    • 学会等名
      Sixteenth Annual Chautauqua on Nonlinear Optics, Purdue University, June 30, 2021.
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Multicolor imaging with stimulated Raman scattering2021

    • 著者名/発表者名
      Y. Ozeki
    • 学会等名
      International Conference on Advanced Vibrational Spectroscopy (ICAVS11), Session 1.2.2
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 「誘導ラマン散乱顕微法の発展とその応用」2021

    • 著者名/発表者名
      小関泰之
    • 学会等名
      光エレクトロニクス産学連携研究専門委員会研究会
    • 招待講演
  • [図書] Stimulated Raman Scattering Microscopy -Techniques and Applications-2021

    • 著者名/発表者名
      Ji-Xin Cheng, Wei Min, Yasuyuki Ozeki, Dario Polli
    • 総ページ数
      610
    • 出版者
      Elsevier
    • ISBN
      9780323851589

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公開日: 2022-12-28  

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