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2006 年度 実績報告書

無染色・生体分子イメージング顕微鏡の開発と培養細胞の品質制御への応用

研究課題

研究課題/領域番号 17200032
研究機関大阪大学

研究代表者

荒木 勉  大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 教授 (50136214)

研究分担者 橋本 守  大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 助教授 (70237949)
紀ノ岡 正博  大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 助教授 (40234314)
安井 武史  大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 助手 (70314408)
岩田 哲郎  徳島大学, 工学部, 教授 (50304548)
東野 義之  奈良県立医科大学, 医学部, 教授 (40075023)
キーワード分子イメージング / SHG顕微鏡 / コラーゲン分子配向 / 細胞培養 / CARS顕微鏡 / 光老化 / コラーゲンゲル / 皮膚
研究概要

複雑系の中から所定の生体労子を選択的に認識し、可視化する分子イメージング顕微鏡の開発を目指している。そのための基盤技術の確立を昨年度に行なったので、今年度はその改良を通じて実用機器の開発を目標とした。さらに培養細胞の品質制御への応用の緒を目指した。具体的な成果は以下の通りである。
(1)コラーゲンを特異的に検出するSHG顕微鏡を皮膚老化診断に応用した。ここではマウスの皮膚を対象に、自然老化と光老化の差異を検出することで、光老化を定量化することの可能性を示した。
(2)皮膚の断層画像を取得できるよう、SHG顕微鏡を高性能化した。200×200ピクセルの画像が約10秒で取得できた。また表皮から200μmの深さにある真皮のコラーゲン情報が取得できるようになった。さらにin vivo計測が可能であることを確証した。
(3)SHG発生分子の3次元方向ベクトルを可視化できる新しい6次元SHG顕微鏡の開発に成功した。ここでは液晶を利用した8分割ラディアル偏光子を導入して計測時間の短縮を図った。装置評価はアキレス腱のコラーゲン方向の測定を通じて行った。応用としてリポソーム膜の分子配向を計測し、概念と実測が一致することを確認した。
(4)細胞培養の培地としてのコラーゲンゲルに着目し、ゲルに加わる伸展刺激がコラーゲン分子配向に及ぼす影響明らかにした。さらに細胞を播種した場合、細胞によってコラーゲン線維が引き寄せられる様子をSHG顕微鏡下で観測できた。また細胞内部の不均一な伸長も明示できた。
(5)CARS顕微鏡の性能を向上させるため、2台のピコ秒レーザーの同期タイミングジターを軽減する手法を昨年提案した。今年度はこれをさらに改良し、迅速な制御を目指した。具体的にはDSP制御を導入して2つのレーザーのパルスタイミングジターを帯域150kHzにおいて30fsに抑制できた。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2007 2006

すべて 雑誌論文 (6件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] SHG(第2高調波発生光)顕微鏡を用いた真皮コラーゲン線維分布の観察2007

    • 著者名/発表者名
      伊藤誠啓
    • 雑誌名

      光学 36・1

      ページ: 35-40

  • [雑誌論文] 第二高調波発生光(SHG 光)を用いた真皮コラーゲン線維の観察2007

    • 著者名/発表者名
      伊藤誠啓
    • 雑誌名

      第19回バイオエンジニアリング講演会講演論文集

      ページ: 444-445

  • [雑誌論文] SHG 顕微鏡を用いたコラーゲンゲル再構築の動態イメージング2007

    • 著者名/発表者名
      中山龍一
    • 雑誌名

      第19回バイオエンジニアリング講演会講演論文集

      ページ: 116-117

  • [雑誌論文] 真皮コラーゲンのSHG(第2高調波発生光)イメージングと皮膚老化診断への応用2006

    • 著者名/発表者名
      伊藤 誠啓
    • 雑誌名

      Optics & Photonics Japan 2006 9aE4

      ページ: 238

  • [雑誌論文] SHG顕微鏡を用いたコラーゲンゲルの構造変化の非染色観察2006

    • 著者名/発表者名
      福島修一郎
    • 雑誌名

      日本機械学会2006年度年次大会講演論文集 5

      ページ: 271-272

  • [雑誌論文] 第2高調波発生顕微鏡を用いた生体コラーゲンの観察2006

    • 著者名/発表者名
      福島修一郎
    • 雑誌名

      日本生理人類学会第55回大会要旨集

      ページ: 34-35

  • [産業財産権] 培養組織試料の評価方法およびそれを用いた培養組織の製造方法2006

    • 発明者名
      福島修一郎, 安井武史, 荒木勉
    • 権利者名
      大阪大学
    • 産業財産権番号
      特願2006-195926
    • 出願年月日
      2006-07-18

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公開日: 2008-05-08   更新日: 2016-04-21  

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