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2018 年度 実績報告書

医療用微細マイクロミラーを高機能化するグアニン結晶

研究課題

研究課題/領域番号 16H03169
研究機関広島大学

研究代表者

岩坂 正和  広島大学, ナノデバイス・バイオ融合科学研究所, 教授 (90243922)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードグアニン結晶 / 光干渉 / モアレ縞 / 磁場配向 / 細胞
研究実績の概要

グアニン結晶の光干渉型バイオセンシングの基礎手法をさらに発展させるため,天然グアニン結晶の安定性に関する検討を行った。魚類由来のグアニン結晶の表面にはベシクル等の生体分子が残存していたため,エタノール沈殿を用い,天然グアニン結晶の溶解特性,および水中でのグアニン結晶の分解速度を厳密に調べた。また,流体回路内でグアニン結晶を長期間使用する場合の耐久性の情報を得た。ターゲット分子の種類や大きさに応じた担持グアニン結晶の反磁性磁気回転速度を解析し,水中浮遊状態でのグアニン結晶のミラー回転性能を明らかにした。魚類ウロコから精製したグアニン結晶板の交差角を磁場配向で調整しつつ,光干渉を結晶板表面で制御する技術を検討した。モアレ干渉縞を利用したターゲット細胞・分子検出法の基礎原理を開拓した。その際,マイクロ・ナノスケールのモアレ干渉縞をグアニン結晶2枚の交差法で生成させ,ターゲットとなる生体組織成分(DNA,タンパク質,脂質,核酸塩基等)近傍の屈折率分布に依存した光干渉パターンを得た。また,グアニン結晶のモアレ干渉縞作成法と磁気制御手法を顕微観察システムに実装し,グアニン結晶板ペア(重ねた結晶板)の反射・透過光スペクトルをもとに,培養細胞とディテクター用グアニン結晶板の光干渉用の検出に成功した。培養骨芽細胞の細胞外マトリックスとしてのコラーゲン繊維の分布に依存したグアニン結晶との光干渉縞の出現を観察し、その干渉パターンを外部磁場で変化させることを可能とした。さらにクシクラゲの櫛板の部分に存在する微小管(マイクロチューブルス)の構造色を磁場中で観察し、櫛板周囲に配置したグアニン結晶板による光干渉増強効果を見いだした。

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (14件)

  • [雑誌論文] Effects of pulsed magnetic fields on cilia of comb jelly2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Fukagawa, M. Iwasaka
    • 雑誌名

      AIP Advance

      巻: 9 ページ: 035240(1-5)

    • DOI

      10.1063/1.5079635

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Magnetically Controlled Light Manipulating Properties of Biogenic and Synthetic Guanine Crystals2018

    • 著者名/発表者名
      H. Kashiwagi, M. Iwasaka, H. Asada, T. Koyanagi, K. Kishimoto
    • 雑誌名

      IEEE Xplore

      巻: Intermag 2018 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1109/INTMAG.2018.8508139

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optical Behavior of Guanine Microcrystals from Aquatic Species upon Exposure to a Magnetic Field2018

    • 著者名/発表者名
      H. Kashiwagi, H. Asada, M. Iwasaka
    • 雑誌名

      IEEE Xplore

      巻: Intermag 2018 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1109/INTMAG.2018.8508337

    • 査読あり
  • [学会発表] Uric acid crystals control firefly bioluminescence under magnetic fields2019

    • 著者名/発表者名
      M. Iwasaka, Y. Takeuchi, H. Asada
    • 学会等名
      2019 Joint MMM-Intermag Conference
  • [学会発表] シンポジウム3 パネルディスカッション「バイオ・医療における磁界・磁性材料の応用研究と産学官連携」2018

    • 著者名/発表者名
      岩坂正和
    • 学会等名
      日本生体磁気学会大会
  • [学会発表] Magnetic Control of Guanine-Vesicle Hybrid and Its Possible Application in Live Cell Imaging2018

    • 著者名/発表者名
      岩坂正和、Mootha Archana, 鈴木謙太郎
    • 学会等名
      日本生体磁気学会大会
  • [学会発表] 13テスラ水平磁場による磁場配向乾燥グアニン薄膜の作製2018

    • 著者名/発表者名
      岩坂正和、廣田憲之、浅田裕法
    • 学会等名
      日本磁気科学会年会
  • [学会発表] クラゲ構成成分の光散乱挙動に対する最大4テスラのパルス磁場効果の観測2018

    • 著者名/発表者名
      深川雄太、岩坂正和
    • 学会等名
      日本磁気科学会年会
  • [学会発表] クシクラゲ櫛板の構造色に対する磁場効果の細胞計測応用の可能性2018

    • 著者名/発表者名
      林正晃、濱村恭平、岩坂正和
    • 学会等名
      日本磁気科学会年会
  • [学会発表] クシクラゲ櫛板とグアニン結晶の光干渉効果の磁気制御2018

    • 著者名/発表者名
      濱村恭平、林正晃、岩坂正和
    • 学会等名
      日本磁気科学会年会
  • [学会発表] 磁場・電場によるキラル認識2018

    • 著者名/発表者名
      木村恒久,木村史子,寺野真維,岩坂正和
    • 学会等名
      日本磁気科学会年会
  • [学会発表] Light intensity change of comb jelly fish by pulsednmagnetic fields2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Fukagawa, M. Iwasaka
    • 学会等名
      The 3rd International Symposium on Biomedical Engineering, Hiroshima
  • [学会発表] Observation of cellular conformation changes in osteoblast under strong magnetic fields2018

    • 著者名/発表者名
      M. Hayashi, M. Iwasaka
    • 学会等名
      The 3rd International Symposium on Biomedical Engineering, Hiroshima
  • [学会発表] Analysis of guanine crystal particle stream by using high resolution microscope2018

    • 著者名/発表者名
      K. Hamamura, M. Iwasaka
    • 学会等名
      The 3rd International Symposium on Biomedical Engineering, Hiroshima
  • [学会発表] Magnetic Behaviour of Giant Vesicle Containing Guanine Particles as A Model of Irridophore2018

    • 著者名/発表者名
      A. Mootha, K. Suzuki, M. Iwasaka
    • 学会等名
      Material Analysis and Processing in Magnetic Fields (MAP8)
  • [学会発表] Effects of Magnetic Fields on Cilia of Comb Jelly2018

    • 著者名/発表者名
      M. Iwasaka, N. Hirota
    • 学会等名
      Material Analysis and Processing in Magnetic Fields (MAP8)
  • [学会発表] Magnetic Light Control of Biologically Designed Photonic Materials2018

    • 著者名/発表者名
      M. Iwasaka
    • 学会等名
      Material Analysis and Processing in Magnetic Fields (MAP8)

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公開日: 2019-12-27  

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