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本研究の目的は、水溶液中の生きた細胞や細菌をナノレベルの高分解能で観察する新たな観察技術(高分解能変動電位透過観察法)を開発し、これを用いた様々な細胞の動的メカニズムを解明することである。本装置では、従来の走査電子顕微鏡(SEM)では観察が困難であった、水溶液中の非染色・非固定の生物サンプルをナノスケールの分解能で電子線のダメージが無く、高コントラストでの撮像することが可能となる。
本年度は、培養細胞内の細胞内組織に対して抗体とナノ粒子を用いてラベルを行い、走査電子誘電率顕微鏡を用いて、溶液中での直接観察の実験を進めた。これにより、細胞内部のフィラメント構造や内部顆粒等の状態を直接そのままで観察することに成功した。さらに、抗体の種類を複数用いることで、多重ラベルを行い、より詳細に細胞の内部構造の解析を行い、誘電率観察による構造物の同定を行うことにも成功した。これに加えて、カゼインミセルや脂肪顆粒等が混在する牛乳をそのままの溶液状態で誘電率観察を行い、100 nm前後のカゼインミセルや1μm程の牛乳脂肪の直接観察を可能とした。カゼインミセルは、生体に対する親和性が高く、毒性がないためドラックデリバリーシステムの候補の一つとされており、今回の結果は、こうしたナノメートルオーダーのドラックデリバリーシステムの顆粒を溶液中で直接観察することが可能であることを示しており、非常に重要な結果と考えられる。本年度は、こうした解析結果を１本の国際論文として発表することが出来た。
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