環境感受性色素による生体膜界面水素イオン濃度・膜電位の同時近接場光学計測法の開発

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22310078
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: ナノ材料・ナノバイオサイエンス
• 研究機関: 東京農工大学
• 研究代表者: 梅田 倫弘 東京農工大学, 大学院・工学研究院, 教授 (60111803)
• 研究分担者: 岩見 健太郎 東京農工大学, 大学院・工学研究院, 准教授 (80514710) ; 太田 善浩 東京農工大学, 大学院・工学研究院, 准教授 (10223843)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: 近接場光学顕微鏡 / 蛍光感受性色素 / ミトコンドリア / pH / ネクローシス / 多光子吸収 / プロトンポンプ

研究概要

本研究は、ミトコンドリア内膜の水素イオン濃度の勾配形成を可視化するために、二光子吸収励起レシオ計測蛍光近接場光学顕微法(TARF-SNOM)を開発することを目的とした。そのために、フェムト秒短パルスレーザーを励起光源としたpH感受性蛍光色素とコレクションモード近接場光学顕微鏡によるレシオ計測光学系を組み合わせた開発装置のpH値計測性能を明らかにするとともに、活性ミトコンドリアのpH計測変化を計測できることを示した。

研究成果

• [雑誌論文] pH measurement using dual wavelength fluorescent ratio by two-photon excitation for mitochondrial activity (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Kanazashi, Y. Li, T. Onojima, K. Iwami, Y. Ohta, N. Umeda
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys 巻: 51 ページ: 117001-1-117001-5
  • DOI: doi:10.1143/JJAP.51.117001
  • 査読あり
• [雑誌論文] ミトコンドリアの内部密度の評価法の開発とその応用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 長谷田圭亮、兼松啓太、太田善浩
  • 雑誌名: バイオイメージング 巻: 21 ページ: 15-21
  • URL: http://www.tuat.ac.jp/~ohta
  • 査読あり
• [雑誌論文] Observation of Mitochondrial Activity Based on Temporal and Spatial pH Variation Measured by Near-Field Fluorescent Ratiometry (2011)
  • 著者名/発表者名: Yongbo Li, Ryosuke Shinohara, Kentaro Iwami, Yoshihiro Ohta a n d Norihiro Umeda
  • 雑誌名: Science China Physics, Mechanics and Astronomy 巻: 54 ページ: 2225-2229
  • DOI: Doi:10.1007/s11433-011-4533-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Two-photon fluorescence near-field pH measurement for mitochondria activity (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Kanazashi, Y. Li, T. Onojima, K. Iwami, Y. Ohta, N. Umeda
  • 雑誌名: SPIE Digital Library NanoScience + Engineering: Instrumentation, Metrology, and Standards for Nanomanufacturing, Optics, and Semiconductors V 巻: 81050E
  • 査読あり
• [学会発表] Evaluation of Mitochondrial Activity by Membrane Potential Observation and pH measurement (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Kanazashi, Y. Nomura, D. Yoshimatsu, K. Iwami, Y. Ohta, N. Umeda
  • 学会等名: APNFO2013
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 2013-07-05
• [学会発表] ミトコンドリア活性評価のための膜電位観測と2光子吸収pH測定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 金指康明,野村雄一,李永波,吉松大輝,岩見健太郎,太田善浩,梅田倫弘
  • 学会等名: 2013年春季第60回応用物理学関係連合講演
  • 発表場所: 厚木、神奈川工科大学
  • 年月日: 2013-03-28
• [学会発表] 膜電位観測と2光子吸収励起pH測定によるミトコンドリア活性評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 野村雄一,金指康明,吉松大輝,岩見健太郎,太田善浩,梅田倫弘
  • 学会等名: 日本光学会年次学術講演会
  • 発表場所: 東京・タワーホール船越
  • 年月日: 2012-10-25
• [学会発表] pH measurement for mitochondrial activity evaluation using two-photon excitation (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Kanazashi, Y. Li, T. Onojima, K. Iwami, Y. Ohta, N. Umeda
  • 学会等名: NFO12
  • 発表場所: San Sebastian, Spain
  • 年月日: 2012-09-06
• [学会発表] pH measurement for mitochondrial activity evaluation using fluorescent ratiometry by two-photon absorption (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Kanazashi, Y. Li, T. Onojima, K. Iwami, Y. Ohta, N. Umeda
  • 学会等名: ICHC2012
  • 発表場所: 京都・京都国際会館
  • 年月日: 2012-08-28
• [学会発表] ミトコンドリア活性評価のための2光子吸収励起による近接場pH測定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 金指康明,李永波,小野島匠,岩見健太郎,太田善浩,梅田倫弘
  • 学会等名: 日本光学会・ナノオプティクス研究グループ研究討論会第20回記念シンポジウム
  • 発表場所: 横浜、慶応大学
  • 年月日: 2012-05-23
• [学会発表] 2光子吸収励起によるpH値測定を用いたミトコンドリア活性評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 金指康明,李永波,小野島匠,岩見健太郎,太田善浩,梅田倫弘
  • 学会等名: 2012年春季第59回応用物理学関係連合講演
  • 発表場所: 東京、早稲田大学
  • 年月日: 2012-03-17
• [学会発表] Two-photon fluorescence near-field pH measurement for mitochondria activity (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Kanazashi, Y. Li, T. Onojima, K. Iwami, Y. Ohta, N. Umeda
  • 学会等名: SPIE Optics + Photonics
  • 発表場所: San Diego, USA
  • 年月日: 2011-08-25
• [学会発表] 2光子励起による2波長蛍光レシオを用いた微小領域pH測定 (2011)
  • 著者名/発表者名: 金指康明,李永波,小野島匠,岩見健太郎,太田善浩,梅田倫弘
  • 学会等名: 第37回レーザ顕微鏡研究会
  • 発表場所: 和光、理化学研究所
  • 年月日: 2011-07-06
• [学会発表] 2光子蛍光励起による近接場pH値測定 (2011)
  • 著者名/発表者名: 金指康明,李永波,小野島匠,岩見健太郎,太田善浩,梅田倫弘
  • 学会等名: 2011年春季第58回応用物理学関係連合講演
  • 発表場所: 厚木、神奈川工科大学
  • 年月日: 2011-03-27
• [学会発表] Temporal and Spatial pH Variation Measurement by Near-Field Fluorescent Ratiometry for Observation of Mitochondrial Activity (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Li, Y. Kanazashi, K. Iwami, Y. Ohta, N. Umeda
  • 学会等名: 東京農工大学・電気通信大学第7回合同シンポジウム"ナノ未来材料とコヒーレント光科学"
  • 発表場所: 調布、電気通信大学
  • 年月日: 2010-12-11
• [学会発表] 蛍光レシオ近接場顕微鏡法によるミトコンドリア活性の観測 (2010)
  • 著者名/発表者名: 李永波,金指康明,岩見健太郎,太田善浩,梅田倫弘
  • 学会等名: 日本光学会年次学術講演会
  • 発表場所: 東京、中央大学
  • 年月日: 2010-11-10
• [学会発表] 近接場光学プローブを備えた蛍光顕微鏡によるミトコンドリア周囲のpHの計測の試み (2010)
  • 著者名/発表者名: 長谷田圭亮,李永波,篠原亮輔,金指康明,小野島匠,岩見健太郎,梅田倫弘,太田善浩
  • 学会等名: 第48回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 仙台、東北大学
  • 年月日: 2010-09-20
• [学会発表] 蛍光レシオ近接場顕微鏡法によるミトコンドリア活性の観測 (2010)
  • 著者名/発表者名: 李永波,金指康明,岩見健太郎,太田善浩,梅田倫弘
  • 学会等名: 第36回レーザ顕微鏡研究会
  • 発表場所: 和光、理化学研究所
  • 年月日: 2010-07-06
• [備考]
  • URL: http://www.tuat.ac.jp/~umedalab