• 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

2021 年度 実施状況報告書

生理環境下での細胞測定に適した近接場テラヘルツ顕微鏡の開発とその応用

研究課題

研究課題/領域番号 20K20536
研究機関大阪大学

研究代表者

芹田 和則  大阪大学, レーザー科学研究所, 特任助教 (00748014)

研究期間 (年度) 2020-07-30 – 2023-03-31
キーワードテラヘルツ / 乳癌 / コメドDCIS / 非線形光学結晶 / テラヘルツイメージング / テラヘルツ分光 / ラベルフリー
研究実績の概要

構築したテラヘルツバイオ顕微鏡を「走査テラヘルツ波点光源顕微鏡(SpoTS顕微鏡)」と名づけて、生体関連サンプルの分光イメージング観察に関するデータ取得を行った。例として、病変部位を含む生体組織片を、細胞レベルの空間分解能でラベルフリー評価することに成功し、HE染色像と遜色ないレベルでの客観的評価が可能であることを示した。また、早期乳癌(DCIS)の中でも特に悪性度が高いとされるコメド壊死部位を含むDCISの識別にも成功し、テラヘルツ波による早期癌診断システムとしての利用可能性を示すことができたと考えている。これらは、従来の遠方場テラヘルツ波を利用した計測では空間分解能や感度の点から識別が難しく、SpoTS顕微鏡によってはじめて達成できた成果であり、癌のグレーディングを迅速かつ客観的に評価し、病理検査を強力にサポートする応用システム開発への展開に期待できる。また、SpoTS顕微鏡を利用することで、癌組織以外の微小なサイズの様々な生体サンプルに対しても、ラベルフリー&非破壊での評価に有効利用できることが分かってきている。

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

SpoTS顕微鏡により、生体組織片については細胞レベルで高精度且つラベルフリーな評価ができることが分かってきた。正常組織と癌組織の識別はもちろんのこと、早期癌の識別と悪性度の評価にも有効利用できることが分かってきた。また、細胞1個レベルでのテラヘルツ解析に関する準備的なデータも出始めている。さらに、癌組織以外の生体サンプルについても応用展開している。以上の結果から、概ね順調に研究が進んでいると考えている。

今後の研究の推進方策

テラヘルツと癌組織(癌細胞)との関連性について、今後もデータを取得しつつ、専門家とも議論を深め、新しい知見取得に挑戦していく。得られた成果をもとに今後オンサイトテラヘルツ診断に向けたシステム構築を検討する。

次年度使用額が生じた理由

実験準備に技術職員もしくはポスドクを1名雇用する予定であったが適当な人材が確保できなかったため。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 4件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] ボルドー大学/ベルゴニエ研究所(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      ボルドー大学/ベルゴニエ研究所
  • [国際共同研究] 西北工業大学(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      西北工業大学
  • [国際共同研究] S. N.ボーズ国立基礎科学センター(インド)

    • 国名
      インド
    • 外国機関名
      S. N.ボーズ国立基礎科学センター
  • [雑誌論文] Scanning point terahertz source microscopy of unstained comedo ductal carcinoma in situ2022

    • 著者名/発表者名
      Okada Kosuke、Cassar Quentin、Murakami Hironaru、MacGrogan Ga?tan、Guillet Jean-Paul、Mounaix Patrick、Tonouchi Masayoshi、Serita Kazunori
    • 雑誌名

      Optics Continuum

      巻: 1 ページ: 527~527

    • DOI

      10.1364/OPTCON.448444

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Laser terahertz emission microscopy revealing the local fluctuation of terahertz generation induced by Te inclusion2021

    • 著者名/発表者名
      Dong Jiangpeng、Serita Kazunori、Murakami Fumikazu、Kawayama Iwao、Sun Han、Zhang Binbin、Tonouchi Masayoshi、Jie Wanqi、Xu Yadong
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 118 ページ: 131113~131113

    • DOI

      10.1063/5.0045266

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Electromagnetic Response of SiO2@Fe3O4 Core Shell Nanostructures in the THz Regime2021

    • 著者名/発表者名
      Chaudhuri Arka、Rakshit Rupali、Serita Kazunori、Tonouchi Masayoshi、Mandal Kalyan
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Magnetics

      巻: 57 ページ: 1~6

    • DOI

      10.1109/TMAG.2021.3056575

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Label-Free Observation of Micrometric Inhomogeneity of Human Breast Cancer Cell Density Using Terahertz Near-Field Microscopy2021

    • 著者名/発表者名
      Okada Kosuke、Cassar Quentin、Murakami Hironaru、MacGrogan Ga?tan、Guillet Jean-Paul、Mounaix Patrick、Tonouchi Masayoshi、Serita Kazunori
    • 雑誌名

      Photonics

      巻: 8 ページ: 151~151

    • DOI

      10.3390/photonics8050151

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 走査型テラヘルツ波点光源顕微鏡によるバイオイメージング・センシング技術2022

    • 著者名/発表者名
      芹田和則
    • 学会等名
      レーザー学会 学術講演会第42回年次大会
    • 招待講演
  • [学会発表] High resolution laser terahertz emission microscopy using near-field light excitation2022

    • 著者名/発表者名
      F. Murakami, Z. Li, K. Serita, H. Murakami, and M. Tonouchi
    • 学会等名
      5th Symposium for the JSPS Core-to-Core Program Global Nanophotonics 2022 (GNP2022)
    • 国際学会
  • [学会発表] ナノ開口付きカンチレバーチップと近接場THz検出器によるレーザーテラヘルツ放射顕微鏡の開発2022

    • 著者名/発表者名
      李 治賢,芹田和則,村上博成,斗内政吉
    • 学会等名
      第69回応用物理学会春季学術講演会
  • [学会発表] 微少量テラヘルツバイオセンシング技術が切り拓く新しいバイオメディカル応用2021

    • 著者名/発表者名
      芹田和則
    • 学会等名
      マイクロウェーブ展2021(MWE 2021 - 2021 Microwave Workshops and Exhibition -)
    • 招待講演
  • [学会発表] 走査型テラヘルツ波点光源顕微鏡の開発と非侵襲・非標識がん診断応用への挑戦2021

    • 著者名/発表者名
      芹田和則
    • 学会等名
      光・量子ビーム科学合同シンポジウム2021(OPTO2021)
    • 招待講演
  • [学会発表] Terahertz near-field imaging of highly-malignant early-stage breast cancer2021

    • 著者名/発表者名
      K. Okada, H. Murakami, I. Kawayama, Q. Cassar, G. MacGrogan, J. Guillet, P. Mounaix, and M. Tonouchi, K. Serita
    • 学会等名
      The 82th Autumn Meeting, JSAP-OSA Joint Symposia 2021
    • 国際学会
  • [図書] メタマテリアルの設計、作製と新材料、デバイス開発への応用2022

    • 著者名/発表者名
      執筆者:54名、技術情報協会
    • 総ページ数
      508
    • 出版者
      技術情報協会
    • ISBN
      978-4-86104-876-0

URL: 

公開日: 2022-12-28  

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