【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.06.23】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23NU0439
利用課題名 / Title
ナノダイヤモンドによる膵島細胞温度計測
利用した実施機関 / Support Institute
名古屋大学 / Nagoya Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions（副 / Sub）次世代バイオマテリアル/Next-generation biomaterials
キーワード / Keywords
蛍光ナノダイヤモンド,FND,光検出磁気共鳴活性,ODMR,細胞内温度,光学顕微鏡/ Optical microscope
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
揚妻 正和
所属名 / Affiliation
量子科学技術研究開発機構
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
岩竹真弓
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
NU-026：光検出磁気共鳴活性(ODMR)と蛍光寿命測定可能な高速多光子共焦点レーザ顕微鏡
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
本研究では、膵島細胞が発現する細胞機能と細胞内温度の変化の関係を明らかにすることを目的とする。そのために、蛍光ナノダイヤモンド（FND）を膵島細胞に世界に先駆けて展開して、光検出磁気共鳴活性(ODMR)の測定が可能な高速多光子共焦点レーザ顕微鏡を用いて細胞内温度の計測システムを構築した。当該システムを用いて膵島細胞に埋め込んだFNDsをODMR測定することにより、グルコース刺激した際の膵島細胞の細胞内温度の変遷をモニタリングした。
実験 / Experimental
静置培養することによりラットから分離した膵島細胞にFNDsを取り込ませた。細胞内温度計測システムを用いて膵島細胞に埋め込んだFNDsをODMR測定して、FNDsの磁場共鳴周波数に基づき細胞内温度を解析した。3分間隔で当該計測を繰り返すとともに、20 mMのグルコースによる刺激を行った。
結果と考察 / Results and Discussion
まず、FNDsを埋め込んだ膵島細胞からODMRスペクトルを取得可能であることを確認した。次に、当該スペクトルを継時的に取得してFNDsの中心周波数から細胞内温度を解析したところ、グルコース刺激により温度が上昇したことを見出した。以上の結果から、本研究の推進においてODMRの測定が可能な高速多光子共焦点レーザ顕微鏡が有用であること、および膵島細胞の細胞内温度計測系を確立したこと、グルコース刺激に伴い変化する細胞内温度を計測可能であることを確認した。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
本研究の一部は、文部科学省マテリアル先端リサーチインフラ事業の支援により、 名古屋大学で実施されました。感謝申し上げます。
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- ナノ量子センサーを用いた膵島細胞温度計測による機能相関の解明, 柴田幸蔵, 田中都, 菅波孝祥, 岩竹真弓, 嶋田泰佑, 湯川博, 馬場嘉信, 第2回量子制御生命研究会, 2023年12月26日
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件