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2018 年度 実績報告書

低侵襲・高深度三次元生体イメージングのための二光子励起蛍光プローブの開発

研究課題

研究課題/領域番号 16H04134
研究機関山口大学

研究代表者

川俣 純  山口大学, 大学院創成科学研究科, 教授 (40214689)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード非線形光学 / 二光子吸収 / 赤外発光 / バイオイメージング
研究実績の概要

本研究の最終的な目的は、誰もが簡単に使えるフェムト秒ファイバーレーザーを光源に、1 mm程度の高深度までの三次元生体イメージングシステムが低侵襲に行えるシステムを完成させることである。
平成29年度までの研究で、(1)発振波長1030 nmのフェムト秒ファイバーレーザーにより生きた細胞内で二光子励起蛍光を示す、(2)生体に有害な有機溶媒を使用することなく細胞や組織を染色するのに十分な水溶性を示す、(3)組織深部からの蛍光を低侵襲で観察することが可能な波長800 nm以上にまで蛍光帯が延びている、という条件をすべて満たした蛍光プローブを10種類以上開発することができた。また、開発した蛍光プローブの性能を最大限発揮させることができる二光子励起顕微鏡の開発も完了した。
そこで、平成30年度は、当初の計画に沿って、高深度イメージングの実証に取り組んだ。開発した蛍光プローブによりゼブラフィッシュの稚魚を染色した。稚魚は染色しても数日間にわたり生き続け、有害性の低さが裏付けられた。また、厚さが1 mm近い稚魚の身体全体のイメージングも行う事ができ、当初の目的は達成できた。
この研究の過程で、高感度なイメージングシステムを用いれば、ファイバーレーザーによる三光子励起過程を用いても、十分に明るいイメージングが行えることも明らかとなった。ファイバーレーザーにより三光子励起が可能な蛍光プローブは多数あるので、ファイバーレーザー励起によるイメージングが行える対象を格段に拡がることも明らかにすることができた。

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

    (12件)

すべて 2018 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 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 (5件) (うち国際学会 4件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] コメニウス大学(スロバキア)

    • 国名
      スロバキア
    • 外国機関名
      コメニウス大学
  • [国際共同研究] トリプラ大学/ボパール工科大学(インド)

    • 国名
      インド
    • 外国機関名
      トリプラ大学/ボパール工科大学
  • [国際共同研究] バイロイト大学(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      バイロイト大学
  • [雑誌論文] Bright and two-photon active red fluorescent dyes that selectively move back and forth between the mitochondria and nucleus upon changing the mitochondrial membrane potential2018

    • 著者名/発表者名
      Seki Hitomi、Onishi Shozo、Asamura Naoya、Suzuki Yasutaka、Kawamata Jun、Kaneno Daisuke、Hadano Shingo、Watanabe Shigeru、Niko Yosuke
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry B

      巻: 6 ページ: 7396~7401

    • DOI

      10.1039/C8TB02415D

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mitochondrion-selective hemicyanine dyes suitable for fiber laser excitation two-photon microscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Moritomo H.、Onishi S.、Asamura N.、Matsumoto K.、Suzuki Y.、Kawamata J.
    • 雑誌名

      MRS Communications

      巻: 8 ページ: 1064~1069

    • DOI

      10.1557/mrc.2018.143

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Two-photon absorption spectrum of solid solution nanocrystals of ZnS-AgInS22018

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Yasutaka、Onishi Shozo、Matsumoto Kazuya、Takiyama Takayuki、Kameyama Tatsuya、Torimoto Tsukasa、Kawamata Jun
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 47 ページ: 1475~1477

    • DOI

      10.1246/cl.180718

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Red Fluorescent Compounds for Fiber Laser Excitation Multi-photon Imaging2018

    • 著者名/発表者名
      Syozo Onishi, Yasutaka Suzuki, Jun Kawamata
    • 学会等名
      The 3rd Taiwan-Japan Workshop on Nanospace Materials
    • 国際学会
  • [学会発表] Optical Properties of Dyes Confined in Interlayer Spaces of Clay Minerals2018

    • 著者名/発表者名
      Jun Kawamata
    • 学会等名
      The 3rd Taiwan-Japan Workshop on Nanospace Materials
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ファイバーレーザー励起による多光子イメージングに適した蛍光化合物の開発2018

    • 著者名/発表者名
      大西省三、松本和也、守友博紀、鈴木康孝、川俣純
    • 学会等名
      日本化学会「低次元系光機能材料研究会」第8回サマーセミナー
  • [学会発表] Mitochondrial Membrane Potential Sensitive Red-Green-Blue Fluorescent Probes for Multi-Photon Microscope2018

    • 著者名/発表者名
      Shozo Onishi, Naoya Asamura, Hitomi Seki, Yosuke Niko, Seiji, Jun Kawamata, Yasutaka Suzuki
    • 学会等名
      MRS spring meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] Fluorescent Compounds for Fiber-Laser Excitation Multi-Photon Imaging2018

    • 著者名/発表者名
      Jun Kawamata, Yasutaka Suzuki
    • 学会等名
      MRS spring meeting
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 山口大学 理学部 物性化学研究室

    • URL

      http://web.cc.yamaguchi-u.ac.jp/~kawalab/

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公開日: 2019-12-27  

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