Laser Focus World JAPAN　レーザーフォーカスワールドジャパン

January 5, 2012, Lawrnce--米国エネルギー省(DOE)バークレイ国立研究所が、生きた単一の細胞内の高解像度光画像を撮れる内視鏡を開発した。この内視鏡は、細胞を傷つけることなく、遺伝子、タンパク質、治療薬などを移入できる。
多目的に使用でき、機械的にロバストなナノワイヤベースの光プローブは、バイオセンシング、シングルセル電気生理学にも適用可能。
バークレイLabとUCバークレイカリフォルニア大学の研究チームは、酸化錫ナノワイヤ導波路を光ファイバのテイパーエンドに取り付け、画期的な内視鏡システムを実現した。光ファイバを伝搬する光は効果的にナノワイヤに取り込まれ、光がファイバ端に達すると再度空間に放出される。ナノワイヤ先端は、サイズが小さくてアスペクト比が高いことから、極めて柔軟性が高く、繰り返しの折り曲げや座屈に耐えるので何度も使うことができる。
「ナノワイヤ導波路と蛍光イメージングの利点を結合することで、生体細胞内で光をナノスケールに操作し、単一の生体細胞内の生物学的な過程を高い空間、時間分解能で研究することができる」とバークレイLabの材料科学部化学者、Peidong Yang氏は語っている。同氏は、この研究を指導している。「ナノワイヤベース内視鏡が、細胞内の光信号の検知もできること、また光活性化機構により空間的時間的な特異性を持つ細胞に運んできたものを移入できることを示した」。
ナノワイヤ内視鏡を細胞小器官イメージングの局所光源としてテストするために、研究グループは内視鏡を励起レーザに接続し、青色光を薄膜に導波して個別のHeLa細胞内部に入れた。
「内視鏡からの出力光はナノワイヤ先端に閉じ込められ、高い指向性をもって局所照射した」とYang氏は言う。同氏によると、酸化錫ナノワイヤを細胞質に挿入しても細胞が死ぬようなことはなかった。細胞の突然死、細胞への大きなストレス、薄膜の破壊もなかった。さらに、ナノプローブを用いて青色光でHeLa細胞の細胞内環境を照射しても細胞に街を及ぼさなかった。これは、照射量が極めて小さく、ピコリットルスケールだったからだ、と同氏は説明している。
(詳細は、www.lbl.gov)