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In-vivo sub-cellular thermometry for quantitative thermal biology

用于定量热生物学的体内亚细胞测温

基本信息

批准号：
20H00335
负责人：
藤原正澄
金额：
$ 28.95万
依托单位：
Okayama University (2021-2023)Osaka City University (2020)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

①広視野・３次元・高速化技術・局所加熱技術の実装：今年度、これまで構築してきた広視野蛍光ナノダイヤモンドスピン測定を温度測定に実際に実装し、温度イメージングを可能とした。カメラの露光時間や読み出し速度の最適化作業を重ね、温度精度１℃程度での測定に成功している。また、測定中に焦点がずれる問題に関しても、自動焦点機能を取り込ませることに成功し、例えば、100倍の油浸対物レンズで焦点が10um程度シフトしても追尾することが可能となった。局所加熱に関しても、生きた線虫をライブ映像で確認しながら、狙った点に近赤外レーザーをピンポイント照射することができるようになった。②線虫へのナノ粒子導入：前年度までに、線虫内への蛍光ナノダイヤモンド滞留を成功させている。この滞留現象をより詳細に調べたところ、表面電荷の影響で滞留の程度が大きく変わることが明らかとなった。ナノ粒子の滞留と毒性などの関係についても詳細に検討し、ナノ粒子の表面電荷が線虫のナノ粒子取り込み機能に対して与える影響を解明した（論文執筆中）。本研究の目的である温度測定にとって、最適なナノ粒子ラベリング条件を決定する上で重要な知見である。③線虫のカルシウムイメージング：本研究では、線虫の局部精密加熱と神経活動の相関を得ることを目指している。神経活動の測定のために、カルシウム指示性のあるGCaMPを発現した遺伝子組換え線虫の実験を開始した。複数の遺伝子組換え株を導入しているが、株によって培養条件が若干異なるため、カルシウムイメージングを実施するに当たっての条件検討を重ねている。④オミクス解析への検討：本研究では、局所温度刺激を加えた際に生じる線虫のオミクス解析を行う。そのために、代謝物測定（メタボロミクス）に着目し、質量分析による測定を行うことに決定した。国際共同研究によるパートナーを見つけ、次年度測定する段階まで到達した。

(1) Visual field, three-dimensional, high-speed technology, local heating technology implementation equipment: this year, the construction of visual field, optical field, temperature measurement, temperature measurement, implementation equipment, temperature measurement, possible. The optimization of the exposure time and the emission speed of the lamp was carried out successfully, and the temperature accuracy was 1℃. For example, if the focus is 10um, the automatic focus function can be selected. The heat of the office is close to the surface, and the light of the office is close to the surface. The light of the office is close to the surface. (2) The introduction of particles in the worm: the previous year, the internal light of the worm, the retention of the particles, the success of the process. The effect of surface charge on the retention of the substance is very large. The relationship between particle retention and toxicity is discussed in detail, and the effects of particle surface charge on particle function are explained (paper in writing). The purpose of this study is to determine the most important knowledge about temperature measurement and optimal particle size distribution conditions. (3) The relationship between the local heating and the nervous activity of thread worms was studied in this study. The measurement of mental activity is indicative of the occurrence of GCaMP and the initiation of changes in the brain. A number of sub-groups were introduced into the culture medium, and the culture conditions were different. (4) Analysis and discussion: In this study, the temperature stimulation of the local temperature was increased, and the temperature of the local temperature was increased. The determination of metabolites is based on mass analysis. The international joint research team will be able to determine the level of the next year.

项目成果

期刊论文数量（71）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Real-time nanodiamond thermometry probing nematode worms

实时纳米金刚石测温探测线虫

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Masazumi Fujiwara;Simo Sun;Alexander Dohms;Yushi Nishimura;Ken Suto;Yuka Takezawa;Keisuke Oshimi;Li Zhao;Nikola Sadzak;Yumi Umehara;Yoshio Teki;Naoki Komatsu;Oliver Benson;Yutaka Shikano;and Eriko Kage-Nakadai
通讯作者：
and Eriko Kage-Nakadai

Real-time nanodiamond thermometry probing in vivo thermogenic responses