東京大学大学院理学系研究科の井手口拓郎助教、合田圭介教授らは、分子の種類を世界最高速で判別する振動分光法を開発しました。再生医療、がん診断、バイオ医薬品、バイオ燃料などの研究を加速させるものと期待されています。

 生物の膨大な数の細胞は一つ一つ異なる個性を持ち、病気の原因となるような細胞の発見には、各細胞に対して正確で高速な計測法が求められます。振動分光法は、物質に光を当て、光の吸収・散乱を測定して分子振動の情報を解析する方法ですが、光であるため観測対象が細胞でも悪影響を与えません。しかし、これまでの振動分光法には計測に時間がかかるという問題がありました。

 研究グループは振動分光法の一種であるラマン分光法の高速化に取り組みました。ラマン分光法は光の吸収ではなく散乱を測定する方法ですが、今回用いたのはコヒーレントラマン分光法と呼ばれる手法です。この方法ではレーザー光を用いて分子集団を振動させ、そこに時間差をつけて別のレーザー光を当て、その時間差を変化させることで分子の振動情報を解析します。高速性能の実現のポイントは、従来、光の分析に分光器が用いられていたのに対し、高速動作が可能な光検出器によるフーリエ変換分光法という技術を用いた点にあるとしています。この技術により、従来の最速手法より20倍以上高速な振動分光法が実現し、1秒間に2万4千個の細胞の評価が可能になるとのことです。

 今回開発した高速計測手法が、膨大な数の細胞集団から希少な目的細胞を生きたまま迅速・正確に探す出す手法として利用されれば、再生医療の実用化に向けた幹細胞の低侵襲スクリーニング、血液中の希少がん細胞の検出、バイオ医薬品の高効率生産、ユーグレナなどの藻類細胞による高効率バイオ燃料の研究などの加速化が期待されます。

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大学ジャーナルオンライン編集部

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