• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2018 年度 実績報告書

生体内への音響的な光ファイバ形成

研究課題

研究課題/領域番号 17K20089
研究機関東京大学

研究代表者

中川 桂一  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 講師 (00737926)

研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2019-03-31
キーワード音響波 / 光導波 / バイオフォトニクス / 光音響 / PDT / オプトジェネティクス
研究実績の概要

本研究では,生体深部へ非侵襲的に光を届けるための音響技術の開発を行っている.光を用いたバイオ・医療技術は,蛍光観察,光線力学療法(PDT),オプトジェネティクス,近赤外分光分析(NIRS)など多岐にわたる.しかしながら,生体内では光の強い散乱により,深部への導光は極めて困難である.本研究では,レーザパルスを用いて発生させた非線形な音響波(圧力波)を用い,生体深部へと光を導光する技術を開発した.音響波部分では密度変化にともない屈折率が変化する.そのため,導波路のような屈折率分布を生むことが可能となる.ここで,本研究では急峻な圧力勾配を有する音響波を用いているため,より大きな光の閉じ込め効果を実現することが可能となる.実際にはナノ秒パルスレーザをアキシコンレンズを用いてリング状にし,光―音響変換により対象の周囲に円形状の音響波を作り出した.音響波は伝播に伴い非線形性を増し,最終的にはサンプル内にて一本の圧力場を生み出す.これが,音響的な光ファイバである.検証実験として,生体の散乱特性を模擬したイントロリピッド内包ゲルファントムを用いた.様々な散乱体濃度,散乱体厚みにおいて,ピークシグナルが1桁向上していることが確認された.また,ブタの大脳皮質スライスを用いた実験においても,提案手法がある場合,無い場合と比べ光の透過性および局所性が向上していることが確認された.原理実証システムではサンプル周囲に音響波を形成するため,対象が小さなものに限定されていたが,今後は実際のアプリケーションを考慮したシステムを開発してゆく予定である.

  • 研究成果

    (1件)

すべて 2019

すべて 学会発表 (1件)

  • [学会発表] レーザ誘起非線形音波による生体深部への光導波2019

    • 著者名/発表者名
      柳生右京,石島歩,北村憲太,佐久間一郎,中川桂一
    • 学会等名
      第19回「レーザー学会東京支部研究会」電気学会 光・量子デバイス技術研究会

URL: 

公開日: 2019-12-27  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi