非線形フォトニクスによるリアルタイム生体分子イメージング顕微鏡群の開発と応用

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20240044
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 医用生体工学・生体材料学
• 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, 准教授 (70237949) ; 福島 修一郎 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 助教 (40362644) ; 紀ノ岡 正博 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 教授 (40234314) ; 岩田 哲郎 徳島大学, 大学院・ソシオテクノサイエンス研究部, 教授 (50304548) ; 安井 武史 徳島大学, 大学院・ソシオテクノサイエンス研究部, 教授 (70314408)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: 分子イメージング / SHG顕微鏡 / CARS顕微鏡 / ラマン分光 / コラーゲン / 皮膚 / 非線形光学効果

研究概要

極短パルスレーザーによって誘起される非線形光学現象を利用して、無染色で生体分子を可視化することができる生体分子イメージング顕微鏡を開発し、これらによって実際の細胞や生体組織を観察し生理活性に関する情報の取得することを目的としている。具体的にはSHG顕微鏡とCARS顕微鏡を対象とし、初年度は装置基盤技術の確立を進め、次年度以降はその改良を通じて実用機器の開発を目指すとともに、ヒト真皮コラーゲンのin situ測定や生細胞のリアルタイム計測ならびに応用や目指した。

研究成果

• [雑誌論文] Real-time imaging of laser-induced membrane disruption oliving cell observed with multifocus coherent anti-Stokes Raman scattering microscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: 南川丈夫, 新岡宏彦, 荒木勉, 橋本守
  • 雑誌名: J.Biomedical Optics Vol.16 ページ: 021111
  • 査読あり
• [雑誌論文] リアルタイムCARS顕微鏡の開発と生細胞観測への応用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 橋本守, 南川丈夫, 新岡宏彦, 荒木勉
  • 雑誌名: 日本レーザー医学会誌日本レーザー医学会誌 30巻 ページ: 421-426
  • 査読あり
• [雑誌論文] Autoregressive-model-based fluorescence-lifetime measurements byphase-modulation fluorometry using a pulsed-excitation light source and a high-gain photomultiplier tube (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Iwata, R.Ito, Y.Mizutani, T.Araki
  • 雑誌名: Applied Spectroscopy Vol.63 ページ: 256-1261
  • 査読あり
• [雑誌論文] A proposal of a pseudo-lock-in light-detection scheme by sinumodulation of bias voltages applied to tdynodes in a photomultiplier tube (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Iwata, H.Ochil, T.Araki
  • 雑誌名: Meas.Sci.Technol. Vol.20 ページ: 065901-065907
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multi-focus excitation coherent anti-Stokes Raman scattering (CARS) microscopy and its applications for real-time imaging (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Minamikawa, M.Hashimoto, K. Fujita, S.Kawata, T.Araki
  • 雑誌名: Opt.Express Vol.17 ページ: 9526-9536
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ex vivo ain vivo second-harmonic-generation imaging of dermal collagen fiber in skin : comparison of imaging characteristicsbetween mode-locked Cr : Forsterite and Ti : Saphire lasers (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Yasui, Y.Takahashi, M.Ito, S.Fukushima, T.Araki
  • 雑誌名: Appl.Opt. Vol.48 ページ: D88-D95
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhancement of second harmonic generation from self-assembled monolayers on gold by excitation with radially polarized beam (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Hashimoto, K.Ashida, K.Yoshiki, T.Araki
  • 雑誌名: Opt.Lett. Vol.34 ページ: 1423-1425
  • 査読あり
• [雑誌論文] Observation of dermal collagen fiber in wrinkled skin usingpolarization-resolved secondharmonic-generation microscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Yasui, Y.Takahashi, S.Fukushima Y.Ogura, T.Yamashita, T.Kuwahara,T.Hirao, T.Araki
  • 雑誌名: Optics Express Vol.17 ページ: 912-92
  • 査読あり
• [学会発表] In vivo observation of dermal collagen fiber in human skin using a second harmonic generation microscope (2010)
  • 著者名/発表者名: 荒木勉
  • 学会等名: WINPTech 2010
  • 発表場所: 神戸大学(神戸市)招待講演
  • 年月日: 2010-12-02
• [学会発表] Second-harmonic-generation microscopy for quality evaluation of extracellular matrix (2010)
  • 著者名/発表者名: 福島修一郎, 前原鈴子, 紀ノ岡正博, 荒木勉
  • 学会等名: 23rd Annual and International Meeting of the Japanese Association for Animal Cell Technology
  • 発表場所: 北海道大学(札幌市)招待講演
  • 年月日: 2010-09-04
• [学会発表] Determination burn depth based on depth-resolved second-harmonic-generation imagdermal collagen (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Yasui, K.Sasaki, R.Tanaka, S.Fukushima, T.Araki
  • 学会等名: Biomedical Optics (OSA Topical Meeting and Tabletop Exhibit)
  • 発表場所: Miami (USA)
  • 年月日: 2010-04-11
• [学会発表] リアルタイムCARS顕微鏡による細胞の膜修復過程の観測 (2010)
  • 著者名/発表者名: 橋本守, 南川丈夫, 新岡宏彦, 荒木勉
  • 学会等名: レーザー学会学術講演会第30回年次大会
  • 発表場所: 千里ライフサイエンスセンター(吹田市)招待講演
  • 年月日: 2010-02-02
• [学会発表] 第2高調波発生顕微鏡による培養軟骨の品質評価 (2009)
  • 著者名/発表者名: 前原鈴子, 福島修一郎, 紀ノ岡正博, 荒木勉
  • 学会等名: 日本機械学会第20回バイオフロンティア講演会, A208
  • 発表場所: 和歌山県民文化会館(和歌山市)
  • 年月日: 2009-11-08
• [学会発表] High-speed non-staining biomolecular imaging by nonlinear Raman microspectroscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: 橋本守
  • 学会等名: 10th Polish-Japanese Seminar on Biomedical Engineering
  • 発表場所: Warsaw(Poland)招待講演
  • 年月日: 2009-09-15
• [図書] 近接場光のセンシング・イメージング技術への応用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 荒木勉
  • 総ページ数: 204-209
  • 出版者: シーメムシー出版
• [図書] 顕微分光法ナノ・マイクロの世界を見る分光法 (2009)
  • 著者名/発表者名: 橋本守
  • 総ページ数: 55-76
  • 出版者: 講談社サイエンティフィック
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://sml.me.es.osaka-u.ac.jp/