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2021 年度 実績報告書

生体深部にある移植再生細胞の情報取得可能な量子ナノ透視イメージング診断技術の構築

公募研究

研究領域散乱・揺らぎ場の包括的理解と透視の科学
研究課題/領域番号 21H05589
研究機関名古屋大学

研究代表者

湯川 博  名古屋大学, 未来社会創造機構, 特任教授 (30634646)

研究期間 (年度) 2021-09-10 – 2023-03-31
キーワード量子ドット / 組織透明化 / 透視 / イメージング
研究実績の概要

1.量子ドットの肝臓内高効率導入と高輝度基準微小光源としての有用性評価
エレクトロポレーション法およびリポソーム融合法により様々な物質(薬剤、遺伝子、化学物質など)を肝細胞・組織に物質を送達可能なナノキャリアとして知られるバイオナノカプセル(Bio-nanocapsule: BNC)を作製した。そして、これまで開発に成功している、Cd(カドミウム)を含まない超低毒性で生体内においても超高感度、超安定性、超耐光性を有する量子ドット(ZZC,商品名:FluclairTM)を肝臓内に高効率に導入した。そして、肝臓内基準微小光源としての最適な条件(蛍光波長、蛍光強度、投与量など)を最適化し、有用性を評価した。その結果、量子ドットが深部の高輝度基準微小光源として、活用できることを明らかにした。

2.散乱光(振幅・位相)計測と補償光学による肝臓透視化評価
量子ドットを導入した生体内肝臓を用いて、散乱透視学に取り組む学術変革領域研究(A)と共同・連携して散乱光の振幅、位相を正確に計測することで、散乱光を補償するディジタル位相共役により肝臓内部に励起光を照射可能な透視化の検討に取り組んだ。また、炎症肝臓では肝細胞死滅に伴う肝組織構造や集積物質の変化により正常肝臓とは異なる散乱光を示す可能性が高い。そのため、各炎症状態(急性、慢性、劇症など)による最適化も行った。その結果、肝臓深部での観察が可能となった。

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

予定していた研究項目を瑕疵なく進捗できているため。

今後の研究の推進方策

散乱光(振幅・位相)計測と補償光学による肝臓透視化評価の最適化を進める。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2021

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件、 招待講演 5件)

  • [雑誌論文] Wide-field fluorescent nanodiamond spin measurements toward real-time large-area intracellular thermometry.2021

    • 著者名/発表者名
      Nishimura Y., Oshimi K., Umehara Y., Kumon Y., Miyaji K., Yukawa H., Shikano Y., Matsubara T., *Fujiwara M., Baba Y., Teki Y.
    • 雑誌名

      Sci. Rep.

      巻: 11 ページ: 4248

    • DOI

      10.1038/s41598-021-83285-y.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Photoluminescence properties of quinary Ag–(In,Ga)–(S,Se) quantum dots with a gradient alloy structure for in vivo bioimaging.2021

    • 著者名/発表者名
      Rismaningsih N., Yamauchi H., Kameyama T., Yamamoto T., Morita S., Yukawa H., Uematsu T., Baba Y., Kuwabata S., *Torimoto T.
    • 雑誌名

      J. Mater. Chem. C,

      巻: 9 ページ: 12791-2801

    • DOI

      10.1039/D1TC02746H

    • 査読あり
  • [学会発表] In vivo fluorescence imaging of transplanted stem cells by quantum dots for regenerative medicine2021

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Yukawa
    • 学会等名
      BISC2021
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 量子ナノセンサーによる生体内がん細胞イメージング技術の創成2021

    • 著者名/発表者名
      湯川 博
    • 学会等名
      第80回日本癌学会学術総会
    • 招待講演
  • [学会発表] 量子ドットによる透明化保存肝臓内の網羅的移植膵島イメージング技術の開発2021

    • 著者名/発表者名
      湯川 博
    • 学会等名
      第47回日本臓器保存生物医学会学術集会
    • 招待講演
  • [学会発表] 量子ナノマテリアルによる最先端イメージング計測と薬学・医学応用2021

    • 著者名/発表者名
      湯川 博
    • 学会等名
      第43回日本バイオマテリアル学会大会・第8回アジアバイオマテリアル学会 (43JSB・8ABMC)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 72.ナノ量子センサによる移植幹細胞in vivo蛍光イメージングと再生医療への応用2021

    • 著者名/発表者名
      湯川 博
    • 学会等名
      日本薬物動態学会第36回年会
    • 招待講演

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公開日: 2023-12-25  

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