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細胞や組織に障害を与えることなく、生体分子や内部構造を可視化するバイオイメージング技術の実用化を目指して、本研究では特に無染色で生体分子を可視化できるラマン分光分析や高次高調波発生などの非線形光学効果を利用した計測システムの構築を行い、疾患モデルや臨床検体の網羅的解析を行った。本研究の最初の成果としては、細胞や組織などの生体計測に特化した、ラマン分光分析システムを独自に設計・構築し、高感度かつ再現性に優れたラマン分光分析装置が完成したことが挙げられる。続いて、独自に構築した顕微ラマン分光システムを用いて、培養細胞、実験動物より採取した組織標本等の計測を行い、整形外科・消化器小児外科・心臓血管外科と連携し、種々の疾患モデル動物の解析およびヒト臨床検体の解析に成功した。最終年度では、骨粗鬆症モデルにおける骨質計測への応用可能性や抗がん剤投与による血流動態の解析などの研究成果を論文発表するに至った。また、ヒトの手術検体や病理標本を用いた解析も同時に並行して進めることができた。ラマン分光分析およびケモメトリックス解析による細胞外マトリックスの分子組成に着目することで、様々な疾患の早期診断や予後予測に応用できる可能性を示すことができた。さらに、従来は大型かつ高価な多光子励起顕微鏡を用いた非線形光学イメージング技術の医療現場での実用化に向けた取り組みとして、レーザー光源を含むシステム全体の小型化にも着手することができた。
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