| 研究課題/領域番号 |
18K04966
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| 研究機関 | 室蘭工業大学 |
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研究代表者 |
加野 裕 室蘭工業大学, 大学院工学研究科, 准教授 (80322874)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 集束表面プラズモン / 屈折率計測 / 顕微計測 / アミロイドβタンパク質 / 凝集過程計測 |
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| 研究実績の概要 |
本年度は，主に，アルツハイマー病の原因物質と考えられているアミロイドβタンパク質の凝集過程評価に用いる集束表面プラズモン顕微鏡の構築を行った．先行研究で開発した集束表面プラズモン顕微鏡にコンフォーカル検出原理を導入するため，基板表面の局所領域における屈折率が，点検出器に入射する光の強度に反映されるように，狭輪帯瞳照明を行う照明光学系と，コンフォーカル検出を行う検出光学系を設計し，顕微鏡システムの試作を行った.狭輪帯瞳照明を行うためには，空間位相変調器で，入射平面波に，アキシコン素子に相当する位相変化を与え，レンズでフーリエ変換して得られる狭輪帯を偏光最適化して，対物レンズの入射瞳に結像させた．コンフォーカル検出を行うためには，イメージセンサーを基板表面と光学的に共役な位置に配置し，照明光が照射される領域と共役な位置に相当する数ピクセルで，偏光最適化を行った反射光の強度を測定し，信号とした.点物体と見なすことができる透明微小球を用いて，集束表面プラズモンの可視化を行い，コンフォーカル検出の導入による空間分解能およびコントラストの向上を確認した．
また他に，アミロイドβの凝集評価に用いる測定基板の化学修飾方法を検討した．そして，表面プラズモンを励起する金属薄膜の表面をシリカ薄膜で保護し，その表面をアミノ基で修飾し，クロスリンカーを介してアミロイドβタンパク質の固定を行う方法の実効性を確認した．その結果，アミロイドβタンパク質の固定およびこれに凝集するアミロイドβタンパク質がもたらす屈折率増大の測定結果は妥当であったものの，基板に．アミロイドβタンパク質が固定されていない場合にも，アミロイドβタンパク質の吸着に起因すると思われる屈折率増大が測定されたため，吸着したアミロイドβタンパク質の除去に課題を残した．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
コンフォーカル検出を行う集束表面プラズモン顕微鏡の測定プローブを可視化することができ，かつその大きさが非コンフォーカル検出を行うときに比べ10%程度縮小し，顕著にコントラストが向上したことから，研究計画は当初予定に沿って進められている．一方，測定基板の表面に吸着したアミロイドβタンパク質の除去については，基板表面が側方を向くように配置したり，流路内をリンスする際の流速を増大させるなどの検討を行う必要が明らかになった．当初予定では，次年度中に凝集評価を実現する計画であるため，今の時点では進捗に問題は生じていない．
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| 今後の研究の推進方策 |
コンフォーカル検出を行う集束表面プラズモン顕微鏡の測定プローブを可視化することができ，かつその大きさが非コンフォーカル検出を行うときに比べ10%程度縮小し，顕著にコントラストが向上したことから，研究計画は当初予定に沿って進められている．今後も，偏光制御をより精緻に行うことを中心に，光学調整を向上させることで，測定プローブの縮小に取り組む．
また，アミロイドβタンパク質の凝集評価については，測定基板の表面に物理吸着したアミロイドβタンパク質の排出についての問題解決を図る．今のところ，基板の設置状態，基板表面を覆うマイクロ流路内に流すリンス溶液の流速，吸着を弱める物質の添加などを優先的に検討する．なお，この問題の解決が難しいときには，別のアプローチによる凝集評価の検討も行う．たとえば，凝集特性は凝集体の沈下に影響を与えることが，知られているため，沈下量の測定によって凝集評価を行う可能性を探索することが考えられる．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
光学系試作の初期段階において，当初予想して以上に，偏光状態の厳密な制御が必要であることが明らかになった．研究室内で一時的に流用できる光学部品で調査実験を繰り返したため，最終形で必要となる物品の購入を本年度内に行うことができなかった．なお，必要な物品は確定したため，その購入は次年度に入り次第行う．
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