阪大など、従来の8倍も明るい高感度観察が可能なラマン顕微鏡を開発

大阪大学(阪大)、京都府立医科大(京府医大)、理化学研究所(理研)、科学技術振興機構(JST)の4者は12月12日、従来の「ラマン顕微鏡」において、生体試料内の分子に由来する非常に微弱な「ラマン散乱光」を捉えやすくするため試料に強いレーザー光を照射した結果、試料がダメージを受けたり状態が変化してしまったりする課題に対し、それを生体試料を凍らせることで解決し、生体分子由来の微弱なラマン散乱光を時間をかけて観察するラマン顕微鏡を開発して、従来技術と比べておよそ8倍も明るい細胞観察を実現したことを共同で発表した。

• 急速凍結固定されたHeLa細胞(ヒト子宮がん細胞)の高S/N比の広視野ラマン観察像。観察時間は約10時間。画像中の緑色、赤色、青色はそれぞれシトクロムc、脂質、タンパク質の分布が示されている(出所:共同プレスリリースPDF)

同成果は、阪大大学院 工学研究科の水島健太大学院生、同・藤田克昌教授、同・山中真仁特任准教授(常勤)、阪大 先導的学際研究機構の熊本康昭准教授、阪大 免疫学フロンティア研究センターのNicholas Smith准教授、京府医大の田中秀央特任教授、理研 環境資源科学研究センターの袖岡幹子グループディレクターらの共同研究チームによるもの。詳細は、米国科学振興協会が刊行する「Science」系のオープンアクセスジャーナル「Science Advances」に掲載された。

ラマン散乱光とは、分子に光が入射した際に発生する散乱光の一種で、入射光とラマン散乱光のエネルギー差は光の波長差と対応しており、それが分子の固有振動のエネルギーと一致している点が特徴だ。そのラマン散乱光を観察するのが光学顕微鏡の一種のラマン顕微鏡であり、試料にレーザー光を当て、発生したラマン散乱光のスペクトルをマッピングすることにより、試料中の目的の分子ごとの空間分布を可視化する仕組みだ。