近赤外光を用いたバイオマイクロスケール温度測定技術の開発

利用近红外光的生物微型温度测量技术的开发

• 批准号: 16760152
• 负责人: 角田 直人
• 金额: $ 2.37万
• 依托单位: Kyushu University (2005)The University of Electro-Communications (2004)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16760152/
• 关键词: 近赤外光; 吸収スペクトル; 顕微鏡; 温度測定; 光吸収スペクトル; マイクロスケール

昨年度までに開発した、生物顕微鏡、光ファイバー、および分光計を主構成要素とする生体微小試料用の温度測定システムを本年度は改良し、測定精度の向上を目指した。温度の測定原理は、水の光吸収スペクトルが温度によって変化する現象を利用している。厚さ(光路長)が100μmの試料の測定のためには、通常厚い試料には吸収が大きいため用いることができない波長1900nmの吸光度データを用いることが有効であることを実験によって示した。純水試料の校正実験を行い回帰分析した結果、100μmという薄い試料においても厚い試料と同様に0.1℃程度の標準校正誤差が得られた。次に、実際の生体試料の測定に向け、生体主成分の1つであり、近赤外域に吸収バンドを有するグルコースを水に溶解させた試料の測定を行った。実験でのグルコース濃度は,実際の生体と同程度の濃度レベルを設定した。グルコース水溶液試料の厚さを100〜500μmに設定して吸光度スペクトルを測定し、回帰分析した結果、純水での実験結果と同様の温度予測精度が得られた。生体微小試料の測定では、細胞間での温度差、もしくは細胞と周囲との温度差を測定できることに意義がある。そこで、空間内での温度差を測定するため、光ファイバーと分光計の改良を行い、中心間距離が220μmの2つの円領域(直径80μm)の温度差を測定できるシステムとした。実験では、同一試料内に発熱源をおくことで温度分布を生じさせ、2つの領域の吸光度スペクトルの有意な差を検出することができた。

The temperature measurement system for microscopic biological samples developed last year has been improved this year, and the measurement accuracy has been improved. The principle of temperature measurement is to utilize the phenomenon of temperature change due to the absorption of light by water. Thickness (optical path length): 100μm Sample Measurement: Usually, thick sample absorption: 1900nm wavelength: 1900 nm Absorbance: 1900 nm wavelength: 1900 nm: 1900 nm wavelength: 1900 nm wavelength: 1900 nm: 1900 nm wavelength: 1900nm: 1900 nm: 1900 wavelength: 1900 nm: 1900nm: 1900 wavelength: 1900nm: 1900 wavelength: 1900nm: 1900 nm The calibration error of purified water sample is 0.1℃. In addition, the determination of biological samples in real time, the determination of biological main components, near-red domain absorption, and water dissolution of samples were carried out. The concentration of the substance is set at the same level as the concentration of the substance. The measurement accuracy of absorbance and temperature prediction of pure water sample thickness of 100 ~ 500μm was obtained. Measurement of temperature difference between cells and micro-samples of living organisms Measurement of temperature difference in space, measurement of temperature difference in an area (diameter 80μm) with a center-to-center distance of 220μm In addition, the temperature distribution of the heat source in the same sample is generated, and the intentional difference in the absorbance of the 2 areas is detected

项目成果

近赤外光を用いた微小生体試料の温度測定のための基礎研究

利用近红外光测量显微生物样品温度的基础研究

• 发表时间: 2006
• 期刊: 第18回バイオエンジニアリング講演会論文集 No.05-66
• 作者: 李富国;角田 直人;有本英伸;山田幸生
• 通讯作者: 山田幸生

非接触温度測定装置

非接触式测温装置

• 发表时间: 2005

A method for measurement of water temperature in micro-region using near infrared light

近红外光微区水温测量方法

• 发表时间: 2005
• 期刊: Proc.27^<th> Ann.Intl.Conf.IEEE EMBS
• 作者: Naoto Kakuta;Fuguo Li;Yukio Yamada
• 通讯作者: Yukio Yamada

体表温の正規化への試み

尝试使体表温度正常化

• 发表时间: 2004
• 期刊: 第21回日本サーモロジー学会予稿集 Vol.21
• 作者: 角田 直人;山田 幸生;横山 真太郎;満渕 邦彦
• 通讯作者: 満渕 邦彦

近赤外光を用いたマイクロスケール領域の温度測定技術の開発

利用近红外光进行微尺度区域温度测量技术的发展

• 发表时间: 2005
• 期刊: 日本機械学会2005年度年次大会講演論文集 Vol.7
• 作者: 李富国;角田 直人;山田幸生
• 通讯作者: 山田幸生