大阪大学、新技術「時間決定型クライオ光学顕微鏡法」を開発

September, 3, 2025, 大阪--大阪大学大学院工学研究科の研究者は他の研究機関と共同で、光学顕微鏡で観察中の細胞を、任意のタイミングかつミリ秒（ms）レベルの時間精度で凍結固定し、そのまま詳細に観察できる技術「時間決定型クライオ光学顕微鏡法（Time-deterministic cryo-optical microscopy）」の開発に成功した。
開発された技術は、凍結固定の直前まで細胞内で「どのような現象がどの場所で起きていたか」という細胞動態に関する時空間情報を把握しつつ、細胞動態の「ある瞬間」の状態を高い定量性かつ空間分解能で可視化するもので、光学顕微鏡による生体試料観察を基盤とする生命科学・医学分野の研究への幅広い応用、貢献が期待される。

研究成果は、国際学術誌「Light: Science & Applications」に、8月23日（土）午後（日本時間）に公開された。

研究成果のポイント
・光学顕微鏡観察中の細胞を、任意のタイミングかつ、ミリ秒（1000分の1秒）レベルの時間精度で凍結固定し、その瞬間の細胞状態を観察できる新たなクライオ光学顕微鏡技術を開発。
・これまでの細胞動態観察では、素早い細胞の動きを正確に捉えるために露光時間を短くすると、得られる光信号量が減少し、物質量の変化の正確な測定や細部までの詳細な観察が難しくなることが課題だった。
・カルシウムイオンの伝搬やオルガネラ（細胞内小器官）の動きなどの細胞動態を観察しながら瞬時に“止め”、十分に時間をかけて定量性の高い観察や、超解像顕微鏡による3次元観察などが可能に。
・時間の経過とともにダイナミックに分布や状態が変化する細胞の生命現象や細胞応答などを、高い定量性かつ高空間分解能で可視化する手段として、生命科学・医学分野への幅広い研究に応用が期待。

研究グループ
大阪大学大学院工学研究科の大学院生の辻康介（博士後期課程）、山中真仁特任准教授（常勤）、藤田克昌教授、同 先導的学際研究機構の熊本康昭准教授らの研究グループは、同 免疫学フロンティア研究センターのNicholas I. Smith准教授、同 産業科学研究所の永井健治教授、京都府立医科大学の原田義規教授、田中秀央特任教授、Howard Hughes Medical InstituteのMeng C. Wang博士、Zhiheng Yu博士、Friedrich-Schiller-University JenaのRainer Heintzmann教授ら

(詳細は、https://resou.osaka-u.ac.jp)