• 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

2020 年度 実績報告書

生体光センシング技術への応用を目指した磁気共鳴ラマン分光法の新規研究開発

研究課題

研究課題/領域番号 19H04443
研究機関徳島大学

研究代表者

高成 広起  徳島大学, ポストLEDフォトニクス研究所, 特任講師 (70723253)

研究分担者 井上 高教  大分大学, 理工学部, 准教授 (40243969)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワードラマン分光分析 / 磁気共鳴 / 生体計測
研究実績の概要

本研究では磁気共鳴を併用することを予定しており、顕微鏡型ラマン装置は磁場の影響を強く受けるために実験に不適切であるとの判断から、ファイバ型ラマン装置を構築してサンプルの測定を試みた。しかしファイバを通した生体サンプルの測定を試験的に行ったところ、全体に感度不足であった。そこで光源や接続するファイバの最適化を行い、装置構築当初に比べて約30倍の感度を得ることに成功し、mM単位で脂肪酸とアルコールの濃度を再現性を持って計測することが可能となった。また顕微鏡型ラマン装置で皮膚炎症モデルマウスにおいて検出された特徴的なスペクトル変化を、ファイバ型ラマン装置でも同等に検出できるだけの検出感度を得ることができた。
一方で、磁気共鳴実験の際に電磁パルスを用いることを想定して電磁シールドを作成した。このシールド内に静磁場を創出するためのネオジム磁石(450 mT)2個をサンプルステージを挟んで向かい合わせに設置した。さらにサンプルステージ上に1重巻き銅線コイルを作成し、電源とファンクション・ジェネレータを接続して交流磁場を作成する装置を完成させた。これにより、ステージ上で400 mTの静磁場と、最大振幅約100 mTの交流磁場(周波数は刺激装置で変更可能)の創出して組み合わせることに成功した。
最終年度にこれらを組み合わせて磁場を加えた際のラマン散乱光の強度を測定するために、サンプルステージ内に散乱光検出用のファイバを設置する作業を完了した。

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

ファイバ型ラマン装置においては生体由来のラマン散乱光を増強無しでもmM単位で検出できる感度を得ることに成功しており、磁気共鳴の装置に関しては安定した磁場を創出することに成功している。次年度以降の最終的な実験準備が整ったことから、概ね順調に進行している。

今後の研究の推進方策

改良されたファイバ型ラマン装置磁場と、磁場発生装置のを合わせた実験を行う。具体的には、静磁場と交流磁場を創出できるサンプルステージに脂肪酸やアルコールなどの標準試料を設置してファイバ型ラマン装置のファイバプローブをサンプルに密着させ、磁場の有無、また交流磁場の周波数によるラマン散乱光の変化を記録する。これにより、磁場がラマン散乱光のスペクトルに及ぼす影響を明らかにする。標準試料の計測でデータが蓄積できた場合は、実験動物の皮膚組織などの生体試料の計測も併せて実施する予定である。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Molecular imaging analysis of microvesicular and macrovesicular lipid droplet in non-alcoholic fatty liver disease by Raman microscopy.2020

    • 著者名/発表者名
      Minamikawa T, Ichimura-Shimizu M, Takanari H, Morimoto Y, Shiomi R, Tanioka H, Hase E, Yasui T, Tsuneyama K.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 ページ: 18548-18548

    • DOI

      10.1038/s41598-020-75604-6.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Two- and three-photon excitable blue fluorescent quaternized imidazo[1,2-a]pyridines for mitochondrial imaging and potent cancer therapy agent.2020

    • 著者名/発表者名
      Hase E, Takanari H, Hoshi K, Okamoto M, Tabata A, Nagamune H, Minamikawa T, Yasui T, Yoshida Y, Minagawa K, Imada Y, Kawamura Y, Yagishita F.
    • 雑誌名

      Organic & Biomolecular Chemistry

      巻: 18 ページ: 7571-7576

    • DOI

      10.1039/d0ob01585g.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dysregulation of LXR responsive genes contribute to ichthyosis in Trichonthiodystrophy.2020

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto S, Takanari H, Compe E, Egly JM.
    • 雑誌名

      Journal of Dermatological Science

      巻: S0923-1811 ページ: 30042-30046

    • DOI

      10.1016/j.jdermsci.2020.01.012.

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 医光融合研究の最先端2020

    • 著者名/発表者名
      髙成広起、加治佐平
    • 雑誌名

      月刊オプトロニクス

      巻: 39 ページ: 111-116

  • [学会発表] 血管強調画像における光源波長の効果2021

    • 著者名/発表者名
      納谷友希、髙成広起
    • 学会等名
      第98回日本生理学会、第126回日本解剖学会 合同大会
  • [学会発表] ラマン分光法による肺癌組織型の判別2021

    • 著者名/発表者名
      植田翠、髙成広起、常山幸一
    • 学会等名
      第98回日本生理学会、第126回日本解剖学会 合同大会
  • [学会発表] Narrow Band Imaging (NBI)を用いた炎症部位の特定2020

    • 著者名/発表者名
      納谷友希、髙成広起
    • 学会等名
      生体医工学シンポジウム2020
  • [学会発表] 毛細血管の可視化を目指したNarrow Band Imaging (NBI)の光源特性検証2020

    • 著者名/発表者名
      納谷友希、髙成広起、加治佐平
    • 学会等名
      第81回日本応用物理学会
  • [学会発表] Quantification of liver fibrosis by SHG microscopy.2020

    • 著者名/発表者名
      Takanari H, Hayashi Y, Hase E, Minamikawa T, Yasui T, Ichimura-Shimizu M, Tsuneyama K.
    • 学会等名
      Focus on Microscopy 2020
    • 国際学会
  • [学会発表] The influence of KATP channel dysfunction on mitochondria.2020

    • 著者名/発表者名
      Takanari H, Hashimoto S.
    • 学会等名
      第97回日本生理学会

URL: 

公開日: 2021-12-27  

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