細胞内手術光マニュピレーター装置の開発研究

细胞内手术光学机械臂装置的研发

基本信息

批准号：
03557106
负责人：
田口喜雄
金额：
$ 10.88万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B)
财政年份：
1991
资助国家：
日本
起止时间：
1991 至 1992
项目状态：
已结题

项目摘要

装置の開発は昨年度に基本的に終了したので、今年度は実際に使用して、その改良、改善を行った。光源はエキシマレーザーで、微細加工装置と各種レーザーを光源とする光トラッピング装置を一体化し、同一顕微鏡内に装置した。本年度も昨年度にひきつづき動作性能評価と基本特性を解析した。しかしながら細胞内光手術は、昨年度から継続中の細胞融合を主としたため、細胞表面の膜の消去、蒸散を主とし、一部細胞の核の蒸散、ミトコンドリアと予想される部分の蒸散を行ったにすぎす、十分な結果は得ていない。以下に動作評価と基本特性について報告する。(1)波長によるトラッピング力の相違アルゴン(波長540nm)、半導体(830nm、1300nm,1500nm)のレーザーを用い、微小体の光トラッピング操作を実現した。照射光強度と光トラッピングの力の水平方向成分との間には比例関係が認められ、また波長が短いほどトラップ力は大きくなることを確かめた。(2)高次横モードによる光トラッピングの実現光源にNd:YAGレーザーを用いてTEM_<01>高次モードがTEM_<00>基本モードより強い光トラッピング力を持つことを確認した。また出力10mWのNd:YAGレーザーで30分間イースト菌をトラップしたが、何等変化は観察されなかった。(3)回転操作の実現楕円状の強度分布をもつ半導体レーザーを用い強度勾配の大きい短軸方向の力が長軸方向の力より大きいことに着目しマウス赤血球を回転操作することに成功した。これにより対象物の補捉、転送操作に加え回転操作がこの技術による非接触的に行える事を実証した。(4)エキシマレーザーを用いた細胞融合法の至適条件ミエローマ細胞を対象に細胞融合率に対するレーザー光照射条件について種々検討した。本実験では1.5J^<-6>30パルスが至適条件で、この条件下で50%の細胞融合に成功した。引き続き他の細胞について同譲の実験を進めている。以上の一連の検討結果をビデオに収録することができた。

该设备的开发基本上是去年完成的，因此今年我们实际上使用了它并进行了改进。光源是一种准分子激光器，使用各种激光器作为光源集成到同一显微镜中的微加工设备和光捕获设备。今年，我们继续评估了去年的运营绩效并分析了基本特征。然而，由于自去年以来，由于细胞内光手术主要是基于持续的细胞融合，因此它主要涉及擦除和蒸发膜在细胞表面上，蒸发某些细胞的核，并蒸发线粒体，预测部分和不足的结果。下面报告了运营评估和基本特征。（1）使用氩气（波长540nm）和半导体（830nm，1300nm，1500nm）激光器引起的捕获力的差异，实现了微型身体的光学诱捕。观察到辐照光的强度与光捕获力的水平成分之间观察到比例关系，并证实了波长越短，捕获力就越大。（2）通过高阶横向模式实现光学诱捕，我们确认TEM_ <01>高阶模式的光捕获功率比TEM_ <00>基本模式使用ND：YAG激光器作为光源更强。此外，酵母被ND：YAG激光捕获，输出为10 mW 30分钟，但没有观察到变化。（3）使用具有椭圆形强度分布的半导体激光器实施旋转操作，我们通过关注以下事实，成功地旋转了小鼠红细胞，即具有较大强度梯度的短轴的力大于长轴方向上的力。这表明，除了对物体的捕获和传输外，还可以使用此技术进行旋转操作而无需接触。（4）在骨髓瘤细胞中研究了使用准分子激光器相对于细胞融合速率的各种激光照射的各种条件的细胞融合条件。在此实验中，1.5J^<-6> 30脉冲是最佳的，在这些条件下，细胞融合的50％是成功的。我们正在继续对其他细胞进行会议实验。在视频中记录了上述一系列研究的结果。