| 研究課題/領域番号 |
19K22967
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
出口 真次 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (30379713)
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| 研究期間 (年度) |
2019-06-28 – 2022-03-31
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| キーワード | 干渉反射顕微鏡法 / 共焦点顕微鏡法 / 細胞工学 / 細胞膜 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、細胞-基質間動的相互作用の絶対計測法の開発を目指し、干渉反射顕微鏡法（反射干渉顕微鏡法）の改良を行う。初年度において、まず、共焦点レーザー顕微鏡を用いて、三つの異なる波長を用いて物体（まず、方法論の確認のために、サイズが既知である球体ポリスチレンビーズを用いた）の反射干渉像を取得した。併せて光学に基づく理論解析を行い、三波長の強度の比について、唯一解の得られる条件により、ビーズの絶対位置の評価を行った。その結果得られた絶対形状には幾つか（唯一解を得るためのアルゴリズムの不備によるアーティファクチュアルな、ただし現状の実験系の測定分解能のためにやむを得ない）不自然な結果が得られたために、補正プログラムを作成した。これにより、ビーズの形状が既知であるからこそ成し得た補正が含まれるものの、ビーズの形状をナノメートル精度で評価しうることを確認した。また、ある高さ以上では反射により得られる光の強度が十分でなく、精度の高い測定を行うことができなかった。従来、二波長を利用してビーズ位置の絶対計測を行った研究が報告されている。しかしながら、この過去の研究ではビーズが（既知の）特定の動きをすることが条件とされており、汎用性のある方法とは言い難いように思われる。そのため、引き続き、本研究で考案したアルゴリズムを適宜修正しながら、まずは既知の形状を有するビーズの絶対計測を続ける予定である。また、現状のレベルで、細胞底面の形状評価も行った。共焦点のピンホールを操作して、細胞質内の膜系構造物に依らず、可能な限り細胞の底面からの信号だけを得られるようにして、その形態を定量的に評価した。その定量的妥当性についても現在検証を進めている。
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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
本研究では、細胞-基質間動的相互作用の絶対計測法の開発を目指し、干渉反射顕微鏡法（反射干渉顕微鏡法）の改良を行う。初年度において、まず、共焦点レーザー顕微鏡を用いて、三つの異なる波長を用いて物体（まず、方法論の確認のために、サイズが既知である球体ポリスチレンビーズを用いた）の反射干渉像を取得した。併せて光学に基づく理論解析を行い、三波長の強度の比について、唯一解の得られる条件により、ビーズの絶対位置の評価を行った。その結果得られた絶対形状には幾つか（唯一解を得るためのアルゴリズムの不備によるアーティファクチュアルな、ただし現状の実験系の測定分解能のためにやむを得ない）不自然な結果が得られたために、補正プログラムを作成した。これにより、ビーズの形状が既知であるからこそ成し得た補正が含まれるものの、ビーズの形状をナノメートル精度で評価しうることを確認した。また、ある高さ以上では反射により得られる光の強度が十分でなく、精度の高い測定を行うことができなかった。従来、二波長を利用してビーズ位置の絶対計測を行った研究が報告されている。しかしながら、この過去の研究ではビーズが（既知の）特定の動きをすることが条件とされており、汎用性のある方法とは言い難いように思われる。そのため、引き続き、本研究で考案したアルゴリズムを適宜修正しながら、まずは既知の形状を有するビーズの絶対計測を続ける予定である。また、現状のレベルで、細胞底面の形状評価も行った。共焦点のピンホールを操作して、細胞質内の膜系構造物に依らず、可能な限り細胞の底面からの信号だけを得られるようにして、その形態を定量的に評価した。その定量的妥当性についても現在検証を進めている。
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| 今後の研究の推進方策 |
理論の構築において、理想的な条件だけでなく、実際の我々の共焦点実験系の固有の条件を考慮して、より精度を高める。特に、物体の置かれた面からの距離が遠い場所ほど、実際の値との乖離が生じるために、妥当な補正方法を検討する必要がある。最終的には細胞の形態の評価が目標であるために、本年度はビーズだけでなく細胞に関する測定のウェートも増やし、細胞系ならではの問題点を十分に把握してその補正等の対策に取り組む予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
年度末にコロナウイルスのために、予定していた実験や出張を実施できなかったため。
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