世界最高速の共焦点蛍光顕微鏡を開発

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平成30年1月30日

東京大学 科学技術振興機構(JST)内閣府政策統括官(科学技術・イノベーション担当)

ポイント

  • 生物学・医学の研究で生体試料の観察に不可欠な共焦点蛍光顕微鏡は、撮像速度が遅いことが利用を制限する問題であった。
  • 情報通信技術を応用することで、従来よりも桁違いに高速な共焦点蛍光顕微鏡の開発に成功した。
  • 大量の細胞画像や生細胞の3次元構造情報を高速に取得できることから、がん発見に対応する超高精度血液検査法の開発やバイオ燃料を生産する微生物の研究を加速させることが期待される。

東京大学 大学院理学系研究科 化学専攻の三上 秀治 助教(ImPACTチームリーダー)、合田 圭介 教授らは、情報通信技術を応用することで生体の観察に不可欠な共焦点蛍光顕微鏡の撮像速度を桁違いに高速化する技術を開発し、毎秒16,000フレームの速度で生体試料を観察することに成功しました。また、本技術を応用して世界で初めて生体試料の3次元蛍光像を毎秒104コマの高速度で捉えることや、膨大な量の細胞の画像を短時間で取得・解析し、異なる細胞集団を高精度に識別できることを実証しました。本研究成果は、今後、多数の細胞画像から導かれる基礎科学の新たな発見や血中細胞からのがん診断やバイオ燃料生産微生物の開発などへの応用展開が期待されます。

本研究は、内閣府総合科学技術・イノベーション会議の革新的研究開発推進プログラム(ImPACT)のうち、合田 圭介 プログラム・マネージャーの研究開発プログラム「セレンディピティの計画的創出による新価値創造」の一環として実施されました。

本研究成果は、2018年1月29日(米国東部時間)にアメリカ光学会(Optical Society of America)のジャーナル「Optica」のオンライン版で公開されます。

本研究チームは、東京大学の三上 秀治(理学系研究科 化学専攻 助教)、Jeffrey Harmon(研究当時:理学系研究科 化学専攻 修士課程学生)、小林 博文(理学系研究科 化学専攻 博士課程学生)、王 艺森(研究当時:理学系研究科 化学専攻 客員研究員)、Syed Hamad(研究当時:理学系研究科 化学専攻 博士研究員)、岩田 修(株式会社ユーグレナ 主任研究員)、鈴木 健吾(株式会社ユーグレナ 研究開発部長)、伊藤 卓朗(科学技術振興機構)、相阪 有理(エルピクセル株式会社)、朽名 夏麿(エルピクセル株式会社)、永澤 和道(研究当時:医科学研究所 博士研究員)、渡会 浩志(医科学研究所 特任准教授)、小関 泰之(工学系研究科 電気系工学専攻 准教授)、合田 圭介(理学系研究科 化学専攻 教授)で構成されています。

本成果は、以下のプログラム・研究開発課題によって得られました。

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