JP4985214B2 - Biological substance detection method using laser - Google Patents

Biological substance detection method using laser Download PDF

Info

Publication number
JP4985214B2
JP4985214B2 JP2007213612A JP2007213612A JP4985214B2 JP 4985214 B2 JP4985214 B2 JP 4985214B2 JP 2007213612 A JP2007213612 A JP 2007213612A JP 2007213612 A JP2007213612 A JP 2007213612A JP 4985214 B2 JP4985214 B2 JP 4985214B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fluorescence
reaction
biological material
biological
laser light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2007213612A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2009047540A (en
Inventor
拓哉 岸本
通博 大西
英俊 渡辺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP2007213612A priority Critical patent/JP4985214B2/en
Publication of JP2009047540A publication Critical patent/JP2009047540A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4985214B2 publication Critical patent/JP4985214B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Description

本発明は、生体物質の検出方法などに関する。より詳しくは、多光子励起を利用した生体物質の検出方法などに関する。   The present invention relates to a biological material detection method and the like. More specifically, the present invention relates to a method for detecting a biological material using multiphoton excitation.

従来、組織や細胞内の生体物質の検出は、液体高速クロマトグラフ(以下、「HPLC」という)やELISA(Enzyme-Linked ImmunoSorbentAssay)等を用いて行われている。これらの方法では、まず、組織の一部を摘出してホモジネートを調製したり、培養細胞を回収してライセートを調製した後、組織ホモジネート又は細胞ライセートを遠心分離して目的生体物質を含む抽出液を調製する。   Conventionally, detection of biological materials in tissues and cells has been performed using liquid high-speed chromatograph (hereinafter referred to as “HPLC”), ELISA (Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay) and the like. In these methods, first, a part of a tissue is extracted to prepare a homogenate, or a cultured cell is collected to prepare a lysate, and then the tissue homogenate or cell lysate is centrifuged to extract the target biological material. To prepare.

その後、HPLCを用いる方法では、得られた抽出液を分画化し、特定の分画にフラクション化された生体物質を紫外線吸収検出器により検出する。また、ELISAでは、生体物質に特異的な抗体を用い、抗原抗体反応によって抽出液中の生体物質を検出する。   Thereafter, in the method using HPLC, the obtained extract is fractionated, and the biological material fractionated into a specific fraction is detected by an ultraviolet absorption detector. In ELISA, an antibody specific for a biological substance is used, and the biological substance in the extract is detected by an antigen-antibody reaction.

非特許文献1には、HPLCを用いて、生体物質として糖化タンパク質を検出、測定する方法が記載されている。また、非特許文献2には、ELISAを用いて糖化タンパク質を検出、測定する方法が記載されている。
J Clin Chem Clin Biochem. 1981 Feb;19(2):81-87 Clin Chim Acta. 1989 Nov;185(2):157-164
Non-Patent Document 1 describes a method for detecting and measuring a glycated protein as a biological material using HPLC. Non-Patent Document 2 describes a method for detecting and measuring a glycated protein using ELISA.
J Clin Chem Clin Biochem. 1981 Feb; 19 (2): 81-87 Clin Chim Acta. 1989 Nov; 185 (2): 157-164

上述したHPLCやELISAを用いる従来の生体物質検出方法では、組織又は細胞の抽出液や生体物質分画を調製する必要があり、その操作が煩雑となっていた。また、従来方法では、組織や細胞を溶解しなければならないため、組織や細胞が生きた状態で、その内部の生体物質を検出することは不可能であった。   In the conventional biological material detection method using HPLC or ELISA described above, it is necessary to prepare a tissue or cell extract or a biological material fraction, which is complicated. In addition, in the conventional method, since tissues and cells must be lysed, it is impossible to detect biological materials inside the tissues and cells while they are alive.

そこで、本発明は、従来方法に比べて簡便な操作で測定ができ、さらに生体組織や生細胞内の生体物質についても検出が可能な生体物質検出方法を提供することを主な目的とする。   Therefore, the main object of the present invention is to provide a biological material detection method that can perform measurement with a simpler operation than conventional methods and that can also detect biological materials in biological tissues and living cells.

上記課題解決のため、本発明は、多光子励起を利用して、生体物質に所定の反応を進行させ、該反応の反応生成物である自家蛍光性物質からの蛍光を検知することによって、前記生体物質を検出する方法を提供する。
前記生体物質は、生体内に存在する物質であってもよい。
前記生体物質として糖化ヘモグロビンや糖化アルブミン、糖化グロブリンなどの糖化タンパク質を、前記自家蛍光性物質として終末糖化産物を適用することができる。
また、前記生体物質としてヘモグロビンやアルブミン、グロブリン、クロモグラニン、トリプシン、キモトリプシンなどの芳香族アミノ酸含有タンパク質を、前記自家蛍光性物質としてこれら芳香族アミノ酸含有タンパク質の反応生成物を適用してもよい。
さらに、前記生体物質としてカテコールアミン又はセロトニンを、前記自家蛍光性物質としてカテコールアミン又はセロトニンの反応生成物を適用することもできる。
本発明は、上記の生体物質検出方法から得られた蛍光検出値に基づいて、疾患状態の判定又は及び生理機能の判定を行う方法をも提供するものである。
In order to solve the above problems, the present invention uses multiphoton excitation to advance a predetermined reaction in a biological substance, and detects fluorescence from an autofluorescent substance that is a reaction product of the reaction. A method for detecting biological material is provided.
The biological substance may be a substance that exists in the living body.
Glycated proteins such as glycated hemoglobin, glycated albumin, and glycated globulin can be applied as the biological substance, and a terminal glycation product can be applied as the autofluorescent substance.
Moreover, aromatic amino acid-containing proteins such as hemoglobin, albumin, globulin, chromogranin, trypsin, and chymotrypsin may be used as the biological substance, and reaction products of these aromatic amino acid-containing proteins may be applied as the autofluorescent substance.
Furthermore, catecholamine or serotonin can be applied as the biological substance, and a reaction product of catecholamine or serotonin as the autofluorescent substance.
The present invention also provides a method for determining a disease state or determining a physiological function based on the fluorescence detection value obtained from the biological material detection method.

ここで、本発明における各用語の定義を説明する。   Here, the definition of each term in this invention is demonstrated.

「生体物質」とは、生体組織や細胞内に存在する化学物質をいうものとする。生体物質には、アミノ酸やペプチド、タンパク質、ヌクレオチドやヌクレオシド、核酸、糖類や脂質、ビタミンやホルモン、金属元素や金属元素を含むタンパク質等が広く包含される。   “Biological substance” refers to a chemical substance present in a biological tissue or cell. Biological substances widely include amino acids and peptides, proteins, nucleotides and nucleosides, nucleic acids, sugars and lipids, vitamins and hormones, proteins containing metal elements and metal elements, and the like.

「多光子励起」とは、1個の分子に同時に複数個の光子を吸収(多光子吸収)させ、第一電子励起状態以上へ遷移させることをいう。多光子励起は、パルス幅がフェムト秒からピコ秒(サブピコ秒)のフェムト秒レーザー光を対物レンズで標的分子に集光することにより誘起できる。   “Multiphoton excitation” means that a single molecule simultaneously absorbs a plurality of photons (multiphoton absorption) and makes a transition to a state higher than the first electronically excited state. Multiphoton excitation can be induced by focusing femtosecond laser light having a pulse width of femtoseconds to picoseconds (sub-picoseconds) onto a target molecule with an objective lens.

励起された分子は、その高いエネルギー状態のために反応性が高く、元のエネルギー状態に比べて反応速度が大きくなる。このため、元のエネルギー状態では緩徐にしか進行しない反応であっても、励起状態では迅速に反応を進行させることが可能となる。   Excited molecules are highly reactive due to their high energy state and have a higher reaction rate than the original energy state. For this reason, even if the reaction proceeds only slowly in the original energy state, the reaction can proceed rapidly in the excited state.

また、励起された分子は、元のエネルギー状態に戻る際に蛍光を発生する。この蛍光をとらえることで、標本中の分子を検知することが可能となる。   The excited molecules generate fluorescence when returning to their original energy state. By capturing this fluorescence, it is possible to detect molecules in the specimen.

多光子励起では、複数個の光子により励起を行うため、従来の一光子励起に比べてエネルギーが低い長波長のレーザーを使用することができる。また、多光子励起過程は、複数個の光子がほぼ同時に分子に到達したときのみ起こるため、レーザーの焦点付近だけで誘起される。さらに、深部到達性に優れた長波長のレーザーを使用するため、標本表面から深部にある標的分子を励起することが可能である。   In multiphoton excitation, since excitation is performed by a plurality of photons, a laser having a long wavelength with lower energy than that of conventional one-photon excitation can be used. Also, the multiphoton excitation process occurs only when a plurality of photons reach the molecule almost simultaneously, so it is induced only near the focal point of the laser. Furthermore, since a long-wavelength laser excellent in deep reachability is used, it is possible to excite target molecules in the deep part from the specimen surface.

「芳香族アミノ酸含有タンパク質」とは、化学構造中に芳香環を有するチロシン及びフェニルアラニン、トリプトファン(芳香族アミノ酸)をアミノ酸配列中に含有するタンパク質を意味する。芳香族アミノ酸は、芳香環に由来する自家蛍光性を有し、例えば、トリプトファンは、波長270nm近傍の励起光の照射によって、波長360nm近傍の自家蛍光を発する。従って、芳香族アミノ酸含有タンパク質は自家蛍光性を有するが、さらに酸化、還元、環化、架橋、二量体形成等の反応によって、自家蛍光性が顕著に増強されることや蛍光波長が変化することが知られている。   “Aromatic amino acid-containing protein” means a protein containing tyrosine, phenylalanine and tryptophan (aromatic amino acid) having an aromatic ring in the chemical structure in the amino acid sequence. Aromatic amino acids have autofluorescence derived from an aromatic ring. For example, tryptophan emits autofluorescence near a wavelength of 360 nm when irradiated with excitation light near a wavelength of 270 nm. Therefore, aromatic amino acid-containing proteins have autofluorescence, but further, autofluorescence is remarkably enhanced and fluorescence wavelength is changed by reactions such as oxidation, reduction, cyclization, cross-linking, and dimer formation. It is known.

本発明に係る生体物質検出方法によれば、簡便な操作で生体物質の検出が可能であり、さらに生体組織や生細胞内の生体物質についても検出が可能である。   According to the biological material detection method of the present invention, it is possible to detect a biological material with a simple operation, and it is also possible to detect a biological material in a biological tissue or a living cell.

以下、本発明を実施するための好適な形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明の代表的な実施形態の一例を示したものであり、これにより本発明の範囲が狭く解釈されることはない。   DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments for carrying out the invention will be described with reference to the drawings. In addition, embodiment described below shows an example of typical embodiment of this invention, and, thereby, the range of this invention is not interpreted narrowly.

図1は、本発明に係る生体物質検出方法の手順を示す概念図である。本方法は、多光子励起を利用して、検出対象とする生体物質に所定の反応を進行させるステップ(A)(図1中、符号(A)で示す)と、生成した自家蛍光性物質から発生する蛍光の検知を行うステップ(B)(同、符号(B))とを含む。多光子励起は、ステップ(A)とステップ(B)の両方で利用される。   FIG. 1 is a conceptual diagram showing a procedure of a biological material detection method according to the present invention. This method uses a multiphoton excitation to advance a predetermined reaction to a biological substance to be detected (A) (indicated by symbol (A) in FIG. 1), and from the generated autofluorescent substance. A step (B) (symbol (B)) of detecting the generated fluorescence. Multiphoton excitation is utilized in both step (A) and step (B).

まず、ステップ(A)では、目的生体物質に対して多光子励起を行う。励起された生体物質は、高い反応性を有する状態となるため、元のエネルギー状態に比べて反応速度が大きくなる。これにより、生体物質に所定の反応を迅速に進行させ、生体物質を反応生成物である自家蛍光性物質へと転換させる。   First, in step (A), multiphoton excitation is performed on a target biological material. Since the excited biological substance is in a highly reactive state, the reaction rate is higher than that in the original energy state. Thereby, a predetermined reaction is rapidly advanced to the biological material, and the biological material is converted into an autofluorescent material which is a reaction product.

次に、ステップ(B)では、生成した自家蛍光性物質に対して多光子励起を行う。励起された自家蛍光性物質は、元のエネルギー状態に戻る際に蛍光を発生する。この蛍光を検知することによって、自家蛍光性物質を検出する。ステップ(A)とステップ(B)は、自家蛍光性物質が拡散しない状態で保持されれば、連続して行なう必要はない。   Next, in step (B), multiphoton excitation is performed on the generated autofluorescent material. The excited autofluorescent material generates fluorescence when returning to its original energy state. By detecting this fluorescence, an autofluorescent substance is detected. Step (A) and step (B) need not be performed continuously as long as the autofluorescent material is held in a non-diffusing state.

ここで、自家蛍光性物質はステップ(A)において生体物質から生成したものであるから、ステップ(B)における自家蛍光性物質の検出は、所定の反応当初に存在した生体物質の検出を意味する。   Here, since the autofluorescent substance is generated from the biological substance in step (A), the detection of the autofluorescent substance in step (B) means the detection of the biological substance present at the beginning of the predetermined reaction. .

また、ステップ(B)において自家蛍光性物質から検知される蛍光検出値(以下、「蛍光強度」ともいう)は、当初存在した生体物質の量に依存する。従って、自家蛍光性物質の蛍光強度を測定することで、生体物質の量を測定することが可能となる。   In addition, the fluorescence detection value (hereinafter also referred to as “fluorescence intensity”) detected from the autofluorescent material in step (B) depends on the amount of biological material that originally existed. Therefore, it is possible to measure the amount of the biological substance by measuring the fluorescence intensity of the autofluorescent substance.

このように、本発明に係る生体物質検出方法は、生体物質を、その反応生成物である自家蛍光性物質からの蛍光の検知によって検出することを特徴としている。従って、所定の反応によって自家蛍光性物質を生成し得る生体物質であれば広く検出対象とすることができる。   Thus, the biological material detection method according to the present invention is characterized in that the biological material is detected by detecting fluorescence from the autofluorescent material that is a reaction product thereof. Therefore, any biological substance that can generate an autofluorescent substance by a predetermined reaction can be widely detected.

このような生体物質としては、例えば、糖化タンパク質や芳香族アミノ酸含有タンパク質、カテコールアミン、セロトニン等がある。糖化タンパク質は、メイラード反応と呼ばれる反応により、自家蛍光性物質である終末糖化産物(AGE:Advanced Glycation Endproducts)を生成する。また、芳香族アミノ酸含有タンパク質は、酸化、還元、環化、架橋、二量体形成等の反応により、自家蛍光性を有する反応生成物を生成する。また、芳香族アミノ酸であるチロシンから生成されるカテコールアミンや、トリプトファンから生成されるセロトニンも、酸化、還元、環化、架橋、二量体形成等の反応により、同様に自家蛍光性物質を生成する。   Examples of such biological substances include glycated proteins, aromatic amino acid-containing proteins, catecholamines, and serotonin. The glycated protein generates an advanced glycation end product (AGE), which is an autofluorescent substance, by a reaction called Maillard reaction. In addition, aromatic amino acid-containing proteins generate reaction products having autofluorescence by reactions such as oxidation, reduction, cyclization, crosslinking, and dimer formation. Similarly, catecholamines produced from the aromatic amino acid tyrosine and serotonin produced from tryptophan also produce autofluorescent substances by reactions such as oxidation, reduction, cyclization, crosslinking, and dimer formation. .

以下、目的生体物質として、糖化タンパク質を検出する場合を例に、本発明に係る生体物質検出方法をより詳しく説明する。   Hereinafter, the method for detecting a biological material according to the present invention will be described in more detail with reference to an example in which a glycated protein is detected as the target biological material.

本発明において、「糖化タンパク質」とは、非酵素的反応により糖が付加されたタンパク質をいう。代表的な糖化タンパク質として、糖化ヘモグロビン(HbA1c)、糖化アルブミン、糖化グロブリンがある。これらは、糖尿病病態下における高血糖状態の指標として、重要な診断マーカーとなっている。この点については、詳しく後述する。   In the present invention, “glycated protein” refers to a protein to which sugar has been added by a non-enzymatic reaction. Typical glycated proteins include glycated hemoglobin (HbA1c), glycated albumin, and glycated globulin. These are important diagnostic markers as an index of a hyperglycemic state in a diabetic state. This point will be described in detail later.

糖化タンパク質を生成する非酵素的糖付加反応は、一般にグリケーション(Glycation)、もしくはメイラード反応と呼ばれている。   A non-enzymatic glycosylation reaction that produces a glycated protein is generally called a glycation or Maillard reaction.

図2は、メイラード反応を説明する図である。メイラード反応は、アマドリ転位産物を生成する前期反応(図中、符号(A)で示す)と、アマドリ転位産物がさらに終末糖化産物(AGE:Advanced Glycation Endproducts)へと変化する後期反応(同、符号(B))に分けられる。   FIG. 2 is a diagram for explaining the Maillard reaction. The Maillard reaction consists of an early reaction that generates an Amadori rearrangement product (indicated by symbol (A) in the figure) and a late reaction that changes the Amadori rearrangement product into an advanced glycation end product (AGE). (B)).

前期反応(A)では、還元糖のアルデヒド基がタンパク質のN末端アミノ基やリジン残基のε−アミノ基と反応してシッフ塩基が形成された後、さらにシッフ塩基のアマドリ転位によってアマドリ転位産物が生成する。   In the first reaction (A), the aldehyde group of the reducing sugar reacts with the N-terminal amino group of the protein or the ε-amino group of the lysine residue to form a Schiff base, and then the Amadori rearrangement product is further produced by the Amadori rearrangement of the Schiff base Produces.

還元糖とタンパク質の反応によるシッフ塩基の形成は、可逆的反応であり、かつ、速やかに反応が進行する。これに対して、アマドリ転位は、不可逆的反応であり、極めて緩徐に進行する。上記した糖化ヘモグロビン(HbA1c)や糖化アルブミン、糖化グロブリンは、この不可逆的反応により生成したアマドリ転位産物である。   The formation of a Schiff base by the reaction of reducing sugar and protein is a reversible reaction and the reaction proceeds rapidly. In contrast, the Amadori rearrangement is an irreversible reaction and proceeds extremely slowly. The above-mentioned glycated hemoglobin (HbA1c), glycated albumin, and glycated globulin are Amadori rearrangement products generated by this irreversible reaction.

さらに後期反応(B)において、アマドリ転位産物は、脱水、酸化、縮合、転位などの複雑な反応を経て、AGEへと変化する。   Furthermore, in the late reaction (B), the Amadori rearrangement product changes to AGE through complicated reactions such as dehydration, oxidation, condensation, and rearrangement.

AGEは強い自家蛍光を発する自家蛍光性物質であるので、このAGEから発生する蛍光を検知することで、アマドリ転位産物を検出することが可能となる。   Since AGE is an autofluorescent substance that emits strong autofluorescence, the Amadori rearrangement product can be detected by detecting the fluorescence generated from this AGE.

すなわち、まず、アマドリ転位産物に対して多光子励起を行うことにより、メイラード反応を迅速に進行させ、アマドリ転位産物をAGEへと変換する。次に、生成したAGEに対して多光子励起を行い、励起されたAGEからの蛍光を検知する。これにより、当初存在していたアマドリ転位産物の検出を行なう。さらに、この際AGEからの蛍光強度を測定すれば、アマドリ転位産物の量を測定することが可能である。この方法は、アマドリ転位産物である糖化ヘモグロビン(HbA1c)、糖化アルブミン、糖化グロブリンを検出・測定したい場合に適用される。   That is, first, by performing multiphoton excitation on the Amadori rearrangement product, the Maillard reaction proceeds rapidly, and the Amadori rearrangement product is converted to AGE. Next, multiphoton excitation is performed on the generated AGE, and fluorescence from the excited AGE is detected. Thereby, the Amadori rearrangement product which existed initially is detected. Furthermore, if the fluorescence intensity from AGE is measured at this time, the amount of Amadori rearrangement product can be measured. This method is applied when it is desired to detect and measure glycated hemoglobin (HbA1c), glycated albumin, and glycated globulin which are Amadori rearrangement products.

芳香族アミノ酸含有タンパク質及びカテコールアミン、セロトニンの検出・測定についても同様の原理により行なうことが可能である。   Detection and measurement of aromatic amino acid-containing proteins, catecholamines, and serotonin can be performed according to the same principle.

上述の通り、芳香族アミノ酸は、芳香環に由来する自家蛍光性を有するため、芳香族アミノ酸を含有タンパク質や、芳香族アミノ酸であるチロシンから生成されるカテコールアミン、トリプロファンから生成されるセロトニンは自家蛍光性を有する。しかしながら、芳香族アミノ酸含有タンパクやカテコールアミンは、酸化や還元、環化、架橋、二量体形成等の反応により、反応生成物の蛍光強度が顕著に増強されることや蛍光波長の変化が起こることが知られている。   As described above, since aromatic amino acids have autofluorescence derived from aromatic rings, catecholamines produced from proteins containing aromatic amino acids, tyrosine, which is an aromatic amino acid, and serotonin produced from triprophane are self-generated. Has fluorescence. However, aromatic amino acid-containing proteins and catecholamines may significantly increase the fluorescence intensity of the reaction products or change the fluorescence wavelength due to reactions such as oxidation, reduction, cyclization, crosslinking, and dimer formation. It has been known.

従って、芳香族アミノ酸含有タンパク又はカテコールアミンに対して多光子励起を行うことにより、酸化や還元、環化、架橋、二量体形成等の反応を迅速に進行させ、これらの反応生成物を得て(図1(A)参照)、反応生成物の多光子励起から発生する蛍光を検知すれば(図1(B)参照)、芳香族アミノ酸含有タンパク又はカテコールアミン、セロトニンを検出することができる。   Therefore, by performing multiphoton excitation on aromatic amino acid-containing proteins or catecholamines, reactions such as oxidation, reduction, cyclization, cross-linking, dimer formation, etc. can proceed rapidly, and these reaction products can be obtained. If the fluorescence generated from the multiphoton excitation of the reaction product is detected (see FIG. 1B), the aromatic amino acid-containing protein or catecholamine and serotonin can be detected.

なお、ヘモグロビンやアルブミン、グロブリン、クロモグラニン、トリプシン、キモトリプシンなどの芳香族アミノ酸含有タンパク質のうち、特にクロモグラニンは、神経・内分泌系腫瘍(褐色細胞種や下垂体腫瘍)患者で血中濃度が顕著に増加することが知られており、腫瘍マーカーとして用いられている。また、唾液腺または副腎から分泌されるクロモグラニンは、精神的ストレスマーカーとしても利用されている。唾液中に分泌されるグロブリンは、既日リズムを持っていることが知られており、生体リズムのマーカーとしても利用されている。   Of the aromatic amino acid-containing proteins such as hemoglobin, albumin, globulin, chromogranin, trypsin, and chymotrypsin, chromogranin, especially in patients with neuro / endocrine tumors (brown cell types and pituitary tumors), has a markedly increased blood concentration. It is known to be used as a tumor marker. Moreover, chromogranin secreted from salivary glands or adrenal glands is also used as a mental stress marker. Globulin secreted into saliva is known to have a rhythm of the day, and is also used as a biorhythm marker.

トリプシン、キモトリプシンは膵臓から分泌されるため、膵液の分泌能力のマーカーとなる。ヘモグロビンやアルブミンは血清タンパク総量(TP)のマーカーや、涙腺から分泌されて既日リズムを持っていることが知られており、生体リズムのマーカーとしても利用されている。
カテコールアミンも、その血中及び尿中濃度が褐色細胞種の診断マーカーとされており、さらに、カテコールアミン及びセロトニンは神経伝達物質であるので、神経活動をモニターできる。
Since trypsin and chymotrypsin are secreted from the pancreas, they serve as markers for the secretion ability of pancreatic juice. Hemoglobin and albumin are known to have a total rhythm of serum protein (TP) and secreted from the lacrimal gland and have a diurnal rhythm, and are also used as biorhythm markers.
Catecholamine is also a diagnostic marker for brown cell types in blood and urine concentrations. Furthermore, since catecholamine and serotonin are neurotransmitters, nerve activity can be monitored.

トリプシン、キモトリプシン、クロモグラニン、カテコールアミン、セロトニンは生体中で機能を発現するまでは分泌小胞中に高濃度で存在することから、上記反応が容易に起こりうると考えられる。よって、上記反応の後の自家蛍光を測定することで、トリプシン、キモトリプシン、クロモグラニン、カテコールアミン、セロトニンを分泌する器官の生理機能がモニターすることができる。   Since trypsin, chymotrypsin, chromogranin, catecholamine, and serotonin are present at high concentrations in secretory vesicles until their function is expressed in the living body, it is considered that the above reaction can easily occur. Therefore, by measuring autofluorescence after the above reaction, the physiological function of the organ secreting trypsin, chymotrypsin, chromogranin, catecholamine, and serotonin can be monitored.

次に、本発明において、自家蛍光性物質の蛍光強度に基づいて目的生体物質の量を測定する方法について説明する。   Next, a method for measuring the amount of the target biological substance based on the fluorescence intensity of the autofluorescent substance in the present invention will be described.

生体物質の量(H)は次の式(1)で表すことができる。     The amount (H) of the biological material can be expressed by the following formula (1).

(aは補正係数を表す。Fnは内部標準物質の多光子励起によって得られる蛍光強度、Fn0は内部標準物質を多光子励起しない場合に得られる蛍光強度(バックグランウンド値)を表す。Fhは多光子励起によって生体物質から生成した自家蛍光性物質に由来する蛍光強度、Fh0は生体物質を多光子励起しない場合に得られる蛍光強度(バックグランド値)を表す。ここで、蛍光強度とは、時間当たりの蛍光増加量と言い換えることもできる。 (A fluorescence intensity obtained by multi-photon excitation of .Fn internal standard that represents the correction coefficient, Fn 0 .Fh representing the fluorescence intensity obtained when no multi-photon excitation of the internal standard (back ground Wound value) is Fluorescence intensity derived from the autofluorescent material generated from the biological material by multiphoton excitation, Fh 0 represents the fluorescence intensity (background value) obtained when the biological material is not subjected to multiphoton excitation, where the fluorescence intensity is In other words, it can be paraphrased as an increase in fluorescence per hour.

Fhの測定は、多光子励起によって生体物質が全て自家蛍光性物質に変化し、自家蛍光性物質から得られる蛍光強度が安定した時点で測定を行う。   The measurement of Fh is performed when all the biological material is changed to an autofluorescent material by multiphoton excitation and the fluorescence intensity obtained from the autofluorescent material is stabilized.

ここで、内部標準物質とは、生体物質の量(H)を校正するためのものである。内部標準物質としては、生体組織及び生細胞に普遍的に存在する自家蛍光物質が用いられる。例えば、補酵素であるNADPH(ニコチナミドアデニンジヌクレオチドリン酸)を用いる。   Here, the internal standard substance is for calibrating the amount (H) of the biological substance. As the internal standard substance, an autofluorescent substance that exists universally in living tissues and living cells is used. For example, NADPH (nicotinamide adenine dinucleotide phosphate) which is a coenzyme is used.

補正係数aは、既存方法により測定した生体物質の量と、上記蛍光比((Fh-Fh0)/(Fn-Fn0))を対応させるための係数である。補正係数aは、既存方法によって予め量を測定した生体物質を多光子励起によって自家蛍光性物質へ転換し、生成した自家蛍光性物質からの蛍光強度を求めることによって統計処理を行い算出する。補正係数aは、検出対象とする生体物質や測定条件(レーザー光強度、レーザー光照射時間等)ごとに異なる数値を設定する。 The correction coefficient a is a coefficient for associating the amount of biological material measured by an existing method with the fluorescence ratio ((Fh−Fh 0 ) / (Fn−Fn 0 )). The correction coefficient a is calculated by performing statistical processing by converting a biological material whose amount has been measured in advance by an existing method into an autofluorescent material by multiphoton excitation, and obtaining the fluorescence intensity from the generated autofluorescent material. The correction coefficient a is set to a different numerical value for each biological substance to be detected and measurement conditions (laser light intensity, laser light irradiation time, etc.).

目的生体物質又は自家蛍光性物質の多光子励起には、パルス幅がフェムト秒からピコ秒(サブピコ秒)の近赤外フェムト秒レーザー光を用いる。レーザー光には、モード同期レーザーを用いて、上記のパルス幅を実現する。モード同期レーザーには、チタンサファイアやエルビム添加ファイバーレーザー媒質などが採用される。   Near-infrared femtosecond laser light having a pulse width of femtoseconds to picoseconds (sub-picoseconds) is used for multiphoton excitation of the target biological material or autofluorescent material. For the laser beam, a mode-locked laser is used to realize the above pulse width. As the mode-locked laser, titanium sapphire, an erbium-doped fiber laser medium, or the like is employed.

近赤外フェムト秒レーザー光(以下、単に「レーザー光」ともいう)は、波長が650nmから1100nmの範囲であり、この範囲から検出対象とする生体物質及び自家蛍光性物質の吸光波長に合わせて適宜選択される。より具体的には、例えば、波長830nmでは、パルス幅は200fs以下、繰り返し周波数は80MHzとなる。また、出力安定性は±0.5%程度であり、平均光出力は2W程度である。   Near-infrared femtosecond laser light (hereinafter also simply referred to as “laser light”) has a wavelength in the range of 650 nm to 1100 nm, and from this range, it matches the absorption wavelength of the biological substance and autofluorescent substance to be detected. It is selected appropriately. More specifically, for example, at a wavelength of 830 nm, the pulse width is 200 fs or less and the repetition frequency is 80 MHz. The output stability is about ± 0.5%, and the average light output is about 2W.

この近赤外フェムト秒レーザー光を、集光レンズ(対物レンズ)を用いて、測定対象とする生体物質及び自家蛍光性物質が存在する焦点へ集光する。集光レンズには、赤外透過性のものを用いる。レンズの倍率は特に限定されないが、20倍〜40倍程度が適当である。   This near-infrared femtosecond laser light is condensed to a focal point where a biological substance and an autofluorescent substance to be measured exist using a condenser lens (objective lens). An infrared transmissive lens is used as the condenser lens. The magnification of the lens is not particularly limited, but about 20 to 40 times is appropriate.

生体物質及び自家蛍光性物質は、焦点(生体物質及び自家蛍光性物質の存在部位)付近において、集光されたレーザー光の複数個の光子を同時に吸収し、多光子励起過程に至る。励起状態へ遷移した生体物質は、速やかに所定の反応によって自家蛍光性物質に転換される。また、励起状態へ遷移した自家蛍光性物質は、元のエネルギー状態に戻る際に蛍光を発生する。この蛍光をとらえることで、生体物質を検出・測定することが可能となる。   The biological material and the autofluorescent material simultaneously absorb a plurality of photons of the focused laser beam near the focal point (the site where the biological material and the autofluorescent material are present), leading to a multiphoton excitation process. The biological material that has transitioned to the excited state is quickly converted into an autofluorescent material by a predetermined reaction. In addition, the autofluorescent substance that has transitioned to the excited state generates fluorescence when returning to the original energy state. By capturing this fluorescence, it becomes possible to detect and measure biological substances.

蛍光の検出は、自家蛍光性物質の多光子励起により発生した蛍光を集光レンズで集光し、光電変換素子へ導光することにより行う。光電変換素子は、蛍光を検知して、その強度をデータ変換し、接続されたコンピューターへデータを出力する。   The fluorescence is detected by collecting the fluorescence generated by the multiphoton excitation of the autofluorescent substance with a condenser lens and guiding it to the photoelectric conversion element. The photoelectric conversion element detects fluorescence, converts its intensity into data, and outputs the data to a connected computer.

測定対象とする生体物質は、所定の反応によって自家蛍光性物質を生成し得る生体物質を広く含み得る。in vitro条件下では、従来方法に従って調製した組織又は細胞の抽出液や生体物質分画を用いることができる。これら抽出液や生体物質分画の溶液中の生体物質に対し多光子励起を行って、生体物質を検出・測定する。なお、本発明に係る生体物質検出方法は、このようなin vitro条件下における測定のみでなく、生体組織や生細胞内の生体物質(in vivo条件下)についても検出が可能である点に特徴を有する。   The biological material to be measured can widely include biological materials that can generate an autofluorescent material by a predetermined reaction. Under in vitro conditions, tissue or cell extracts or biological material fractions prepared according to conventional methods can be used. Biomaterials are detected and measured by performing multiphoton excitation on the biological materials in the extract and the biological material fraction solution. Note that the biological material detection method according to the present invention is capable of detecting not only the measurement under such in vitro conditions but also the biological material in living tissues and living cells (in vivo conditions). Have

以下、in vivo条件下での生体物質検出について説明する。近赤外フェムト秒レーザー光の特徴として、従来の一光子励起に用いられるレーザー光に比べて波長が長く、エネルギーが低い点がある。また、近赤外フェムト秒レーザー光では複数個の光子により励起を行うので、焦点付近の分子のみを励起することができる。従って、近赤外フェムト秒レーザー光による多光子励起では、高い深部到達度が得られるほか、標本の焦点以外での蛍光退色やダメージを抑えて、長時間の測定を行い得るといった利点がある。   Hereinafter, biological substance detection under in vivo conditions will be described. The characteristics of the near-infrared femtosecond laser light are that it has a longer wavelength and lower energy than the conventional laser light used for one-photon excitation. In addition, since near-infrared femtosecond laser light is excited by a plurality of photons, only molecules near the focal point can be excited. Therefore, the multiphoton excitation by the near-infrared femtosecond laser beam has an advantage that a high depth reachability can be obtained and a long-time measurement can be performed while suppressing fluorescence fading and damage other than the focal point of the specimen.

これらの利点から、多光子励起を利用した生体物質検出方法は、生体組織や生細胞内の生体物質の検出に最適な方法ということができる。高い深部到達度が得られるという特徴は、生体組織の内部(深部)に存する生体物質を検出できることを意味する。また、標本の焦点以外での蛍光退色やダメージを抑制できるという特徴は、組織や細胞を傷害することなく(非侵襲的に)、長時間の測定を可能にする。従って、多光子励起を利用した生体物質検出方法では、従来方法とは異なり組織ホモジネートや細胞ライセートを調製することなく、生体組織及び生細胞内の生体物質を直接検出することが可能となる。   From these advantages, the biological material detection method using multiphoton excitation can be said to be an optimal method for detecting biological material in biological tissue or living cells. The feature that a high depth reachability is obtained means that a biological material existing inside (deep part) of a biological tissue can be detected. Further, the feature that fluorescence fading and damage other than the focal point of the specimen can be suppressed enables long-time measurement without damaging tissues or cells (non-invasively). Therefore, unlike the conventional method, the biological material detection method using multiphoton excitation can directly detect the biological material in the living tissue and living cells without preparing tissue homogenate or cell lysate.

以下、生体物質として上述の糖化ヘモグロビン(HbA1c)を例にとり、本発明に係る生体物質検出方法の具体的な実施方法について説明する。   Hereinafter, taking the above-described glycated hemoglobin (HbA1c) as an example of the biological material, a specific method for carrying out the biological material detection method according to the present invention will be described.

糖化ヘモグロビンは、血液中の糖(グルコース等)が非酵素的反応(メイラード前期反応)により赤血球ヘモグロビンに結合したものである。グルコースとヘモグロビンがシッフ塩基を形成した安定型糖化ヘモグロビンと、さらに安定型糖化ヘモグロビンのアマドリ転位によって生じる不安定型糖化ヘモグロビンがある。現在、糖尿病の診断マーカーに用いられているHbA1cは、この不安定型糖化ヘモグロビン(アマドリ転位産物)である。HbA1cは、過去1〜2ヶ月の血糖値の平均値を反映するものと考えられている。   Glycated hemoglobin is obtained by binding sugar (such as glucose) in blood to erythrocyte hemoglobin by non-enzymatic reaction (Maillard pre-reaction). There are stable glycated hemoglobin in which glucose and hemoglobin form a Schiff base, and unstable glycated hemoglobin generated by Amadori rearrangement of stable glycated hemoglobin. HbA1c currently used as a diagnostic marker for diabetes is this unstable glycated hemoglobin (Amadori rearrangement product). HbA1c is considered to reflect the average blood glucose level over the past 1-2 months.

図3(A)は、赤血球内のHbA1cを測定するための方法を示した模式図である。   FIG. 3A is a schematic diagram showing a method for measuring HbA1c in erythrocytes.

図3(A)中、符号Sは皮膚表面、符号Vは血管、Eは血管V内の赤血球を表している。測定部位は、皮膚表面Sが平滑であり、体毛が少なく、表皮が薄い部位が望ましい。また、血管Vとしては、皮膚表面Sに近い細静脈又は毛細血管が好ましい。例えば、下腕部の肘裏から手首にかけての細静脈又は毛細血管が好適である。このような部位とすることにより、皮膚表面でのレーザー光の吸収、散乱を防止でき、効率よく蛍光を検出することが可能である。さらに、皮膚表面に水や油等を塗布して、生体表面でのレーザー光の散乱を防止することで、より測定精度を向上させることができる。   In FIG. 3A, symbol S represents the skin surface, symbol V represents a blood vessel, and symbol E represents red blood cells in the blood vessel V. The measurement site is preferably a site where the skin surface S is smooth, the body hair is small, and the epidermis is thin. The blood vessel V is preferably a venule or capillary near the skin surface S. For example, venules or capillaries from the back of the lower arm to the wrist are suitable. By setting it as such a site | part, absorption and scattering of the laser beam on the skin surface can be prevented, and it is possible to detect fluorescence efficiently. Furthermore, the measurement accuracy can be further improved by applying water, oil, or the like to the skin surface to prevent scattering of laser light on the surface of the living body.

近赤外フェムト秒レーザー光(図中、破線で示す)は、集光レンズ28aにより、測定対象のHbA1cの存在部位である赤血球E内の一点(焦点)へ集光される。この際、近赤外フェムト秒レーザー光は、皮膚組織内の水や血液による吸収、組織による散乱が少なく、高い深部到達性を発揮する。また、皮膚に対する侵襲性は極めて低いため、皮膚の傷害はほとんどない。   Near-infrared femtosecond laser light (indicated by a broken line in the figure) is condensed by a condensing lens 28a to a point (focal point) in red blood cells E where HbA1c to be measured exists. At this time, the near-infrared femtosecond laser beam is highly absorbed by water and blood in the skin tissue and scattered by the tissue, and exhibits a high depth reachability. Moreover, since the invasiveness to the skin is extremely low, there is almost no skin damage.

測定中は、環境からの光が混入しないように測定部位を遮光する。照射されたレーザー光は、XY平面が直径500μm程度、Z軸方向が1mm程度の棒推計をした領域(図中、点線で囲った楕円領域)を特に励起する。励起は、集光レンズLの作動距離の5mm皮膚表面より深部で起こる。   During measurement, the measurement site is shielded so that light from the environment does not enter. The irradiated laser beam particularly excites a region (an elliptical region surrounded by a dotted line in the figure) in which the XY plane has a diameter of about 500 μm and the Z-axis direction is about 1 mm. Excitation occurs deeper than the 5 mm skin surface at the working distance of the condenser lens L.

アマドリ転位産物であるHbA1cは、照射されたレーザー光により多光子励起され、速やかに脱水、酸化、縮合、転位(メイラード後期反応)反応を引き起こし、AGEへと変換される。さらに、このAGEを多光子励起し、得られる蛍光の強度を測定する。このとき、同時に、赤血球E内のNADPHの多光子励起によって得られる自家蛍光についても測定を行う。   The Amadori rearrangement product, HbA1c, is excited by multiphotons by the irradiated laser beam, promptly causing dehydration, oxidation, condensation, and rearrangement (late Maillard reaction) reaction, and converted to AGE. Further, this AGE is subjected to multiphoton excitation, and the intensity of the obtained fluorescence is measured. At the same time, autofluorescence obtained by multiphoton excitation of NADPH in red blood cells E is also measured.

AGE及びNADPHの蛍光強度の測定は、測定誤差をなくすため、同一の赤血球で行うことが望ましい。このため、赤外感度があるCCDカメラによって血管V内の赤血球像をリアルタイムに取得し、赤血球Eの追尾を行なう。画像処理によって、視野内の赤血球Eの位置を逐次測定し、この位置情報に基づいてレーザー光を同一赤血球の同一部位に照射し続ける。   It is desirable to measure the fluorescence intensity of AGE and NADPH with the same erythrocytes in order to eliminate measurement errors. For this reason, the red blood cell image in the blood vessel V is acquired in real time by the CCD camera having infrared sensitivity, and the red blood cell E is tracked. By the image processing, the position of the red blood cell E in the visual field is sequentially measured, and the laser beam is continuously applied to the same part of the same red blood cell based on this position information.

上記式(1)において、FnはNADPHの多光子励起によって得られる蛍光強度、Fn0はNADPHを多光子励起しない場合に得られる蛍光強度(バックグランウンド値)を表す。Fhは多光子励起によってHbA1cから生成したAGEに由来する蛍光強度、Fh0はHbA1cを多光子励起しない場合に得られる蛍光強度(バックグランド値)を表す。 In the above formula (1), Fn represents the fluorescence intensity obtained by multi-photon excitation of NADPH, and Fn 0 represents the fluorescence intensity (background value) obtained when NADPH is not subjected to multi-photon excitation. Fh represents the fluorescence intensity derived from the AGE generated from HbA1c by multiphoton excitation, Fh 0 is the fluorescence intensity obtained when no multi-photon excitation of HbA1c (background value).

Fhの測定は、レーザー照射開始後1ミリ秒後から、波長350-400nmの蛍光を33ミリ秒間測定する。また、NADPHについても、波長450-500nmの蛍光を33ミリ秒間測定する。蛍光強度は、この間の蛍光増加量と言い換えることもできる。   For the measurement of Fh, fluorescence at a wavelength of 350 to 400 nm is measured for 33 milliseconds from 1 millisecond after the start of laser irradiation. As for NADPH, fluorescence with a wavelength of 450-500 nm is measured for 33 milliseconds. The fluorescence intensity can be rephrased as the amount of increase in fluorescence during this period.

HbA1cの多光子励起には、中心波長520nm、波長域50nmの光学フィルターを用いる。AGEが発する自家蛍光は波長330-550nmであり、その極大は350-400nmにあることが知られていることから、AGEの蛍光強度の取得には中心波長375nm、波長域50nmの光学フィルターを用いる。また、NADPHの蛍光強度の取得には、中心波長475nm、波長域50nmの光学フィルターを用いる。   For multiphoton excitation of HbA1c, an optical filter having a central wavelength of 520 nm and a wavelength region of 50 nm is used. Since AGE emits autofluorescence at wavelengths of 330-550 nm and its maximum is known to be at 350-400 nm, an optical filter with a central wavelength of 375 nm and a wavelength range of 50 nm is used to obtain the fluorescence intensity of AGE. . For obtaining NADPH fluorescence intensity, an optical filter having a central wavelength of 475 nm and a wavelength region of 50 nm is used.

別法として、糖化アルブミン、糖化グロブリンといった他の糖タンパク質を測定することも可能である。糖化アルブミンは、血液中の糖(グルコース等)が非酵素的反応(メイラード前期反応)により血清アルブミンに結合して生成する。また、糖化グロブリンは、糖(グルコース等)と血清グロブリンが反応して生成する。血清アルブミン及び血清グロブリンは、両者を合わせてフルクトサミンとも呼ばれる。これらは、いずれもHbA1cと同様に、高血糖状態の指標となる診断マーカーとして用いられている。   Alternatively, other glycoproteins such as glycated albumin and glycated globulin can be measured. Saccharified albumin is produced by binding sugar (such as glucose) in blood to serum albumin by a non-enzymatic reaction (Maillard pre-reaction). In addition, glycated globulin is produced by reacting sugar (such as glucose) with serum globulin. Serum albumin and serum globulin are collectively referred to as fructosamine. As with HbA1c, these are used as diagnostic markers that are indicators of hyperglycemia.

糖化アルブミン、糖化グロブリン、フルクトサミンの測定を行う場合には、図3(B)に示すように、レーザー光を血管V内の赤血球E非存在部位を焦点として照射する。このとき、血管V内の血流は、一時的に止める必要がある。   When glycated albumin, glycated globulin, and fructosamine are measured, laser light is irradiated with the red blood cell E non-existing site in the blood vessel V as a focal point, as shown in FIG. At this time, the blood flow in the blood vessel V needs to be temporarily stopped.

焦点付近に存在する糖化アルブミンや糖化グロブリンは、多光子励起によってAGEへ転換される。このAGEに対して、HbA1cと同様に多光子励起を行い、蛍光強度を測定することにより、糖化アルブミン又は糖化グロブリンの量を測定することができる。   Glycated albumin and glycated globulin present near the focal point are converted to AGE by multiphoton excitation. The amount of glycated albumin or glycated globulin can be measured by subjecting this AGE to multiphoton excitation in the same manner as HbA1c and measuring the fluorescence intensity.

この際、使用する光学フィルター及び上記式(1)における補正係数aは、検出対象とする糖タンパク質に応じて適宜最適なものが選択される。   At this time, as the optical filter to be used and the correction coefficient a in the above formula (1), an optimal one is appropriately selected according to the glycoprotein to be detected.

以上、特に、赤血球内のHbA1cを例にとり、生体組織内の生体物質の量を測定する方法について説明した。本発明において測定部位となり得る生体組織は、血管に限定されず、目的生体物質の存在部位に応じて、皮膚の他、つめや耳、指先、口唇、網膜、毛髪等が広く含まれる。また、これら体表に露われる組織に限らず、肝臓や脳、腎臓、筋肉等の体内臓器への適用も可能である。   As described above, the method for measuring the amount of the biological substance in the living tissue has been described by taking HbA1c in the erythrocyte as an example. The biological tissue that can be a measurement site in the present invention is not limited to blood vessels, and includes not only skin but also nails, ears, fingertips, lips, retina, hair, and the like, depending on the site where the target biological material is present. Further, the present invention is not limited to the tissues exposed on the body surface, and can be applied to internal organs such as the liver, brain, kidney, and muscle.

例えば、上述のクロモグラニンについては、神経・内分泌系腫瘍腫瘍マーカーとして用いられる場合には、副腎、甲状腺、視床下部を測定部位とする。また、精神的ストレスマーカーとしても利用する場合には、下顎腺導管部が好適な測定部位となる。また、カテコールアミンやセロトニンについては、副腎、交感神経節、脳を測定部位とする。   For example, when the chromogranin is used as a neuro-endocrine tumor marker, the adrenal gland, thyroid gland, and hypothalamus are used as measurement sites. Moreover, when using also as a mental stress marker, a mandibular gland duct part becomes a suitable measurement site | part. For catecholamines and serotonin, the adrenal gland, sympathetic ganglion, and brain are used as measurement sites.

体内臓器組織内の生体物質を検出するためには、光ファイバーを用いて、レーザー光を体内臓器の測定部位に導光し、かつ蛍光の集光を行う。光ファイバーを用いた測定は、内視鏡検査時や開腹手術時などに、患部(術部)組織内の生体物質を検出するといった応用が考えられる。   In order to detect a biological substance in a body organ tissue, an optical fiber is used to guide laser light to a measurement site of the body organ and to collect fluorescence. Measurement using an optical fiber may be applied to detect a biological substance in the affected part (surgical part) tissue at the time of endoscopy or laparotomy.

図4は、生細胞内の生体物質を検出するための方法を示した模式図である。   FIG. 4 is a schematic diagram showing a method for detecting a biological substance in a living cell.

図4中、符号Cは培養細胞を表す。本図では、培養細胞Cをシャーレ内で培養された状態として示した。細胞の培養は、シャーレの他、フラスコやチャンバースライドなど特に限定されず、レーザー光を透過する素材であれば使用可能である。   In FIG. 4, symbol C represents a cultured cell. In this figure, the cultured cells C are shown as being cultured in a petri dish. In addition to petri dishes, cell culture is not particularly limited, such as flasks and chamber slides, and any material that transmits laser light can be used.

近赤外フェムト秒レーザー光(図中、破線で示す)は、集光レンズ28aにより、生体物質の存在部位である培養細胞C内へ集光される。この際、核、ミトコンドリア、ゴルジ体等の特定の細胞内オルガネラに対して集光を行うことにより、これら細胞内オルガネラに存在する生体物質を検出することができる。測定中は、環境からの光が混入しないように遮光する。   Near-infrared femtosecond laser light (indicated by a broken line in the figure) is condensed into a cultured cell C, which is a site where a biological material exists, by a condenser lens 28a. At this time, by collecting light on specific intracellular organelles such as nuclei, mitochondria, and Golgi apparatus, it is possible to detect biological substances present in these intracellular organelles. During measurement, light from the environment is shielded from contamination.

続いて、本発明に係る生体物質検出方法に用いる装置について説明する。図5は、その一例を表す模式図である。装置の基本構造は、公知の近赤外多光子励起正立顕微鏡のシステムを転用することが可能である。以下、図に基づいてその構造を簡単に説明する。   Subsequently, an apparatus used for the biological material detection method according to the present invention will be described. FIG. 5 is a schematic diagram showing an example. As the basic structure of the apparatus, a known near-infrared multiphoton excitation upright microscope system can be used. The structure will be briefly described below with reference to the drawings.

図5中、符号11は、近赤外パルスで発振するレーザー光源である。レーザー光源11から出射されたレーザー光(図中、破線で示す)は、レーザー光径を調節するためのレーザー光径調整器21を透過し、標本4上でのレーザー光走査に機能するガルバノミラー22によって反射される。   In FIG. 5, reference numeral 11 denotes a laser light source that oscillates with a near-infrared pulse. Laser light emitted from the laser light source 11 (shown by a broken line in the drawing) passes through a laser light diameter adjuster 21 for adjusting the laser light diameter, and functions as a galvanometer mirror for scanning the laser light on the specimen 4. 22 is reflected.

続いて、レーザー光は光分岐部23に入る。この光分岐部23は、ダイクロイックフィルターを用いた光学システムやダイクロイックミラー等からなる。図のバンドパスフィルター24は、レーザー光を透過させるとともに、光源61から波長600〜950nmの光を照射された標本4からの反射光(図中、点線で示す)を、特定の波長を吸収・減衰した上で、後述するCCDカメラユニット32へ反射する。   Subsequently, the laser light enters the light branching unit 23. The light branching unit 23 includes an optical system using a dichroic filter, a dichroic mirror, and the like. The band-pass filter 24 in the figure transmits laser light and absorbs a specific wavelength of reflected light (shown by a dotted line in the figure) from the specimen 4 irradiated with light having a wavelength of 600 to 950 nm from the light source 61. After attenuation, the light is reflected to a CCD camera unit 32 described later.

バンドパスフィルター24を透過したレーザー光は、光分岐部25へ導かれる。光分岐部25も、光分岐部23と同様に、ダイクロイックフィルターを用いた光学システムやダイクロイックミラー等から構成される。図のダイクロイックミラー26は、レーザー光源11からのレーザー光を透過させる。また、標本4からの蛍光を、特定の波長を選択して、後述する蛍光検出部31へ反射するとともに、反射光を光分岐部23へと透過させる。   The laser light transmitted through the band pass filter 24 is guided to the light branching unit 25. Similar to the light branching unit 23, the light branching unit 25 is also composed of an optical system using a dichroic filter, a dichroic mirror, and the like. The illustrated dichroic mirror 26 transmits the laser light from the laser light source 11. Further, the fluorescence from the specimen 4 is selected to reflect a specific wavelength and reflected to a fluorescence detection unit 31 described later, and the reflected light is transmitted to the light branching unit 23.

ダイクロイックミラー26を透過したレーザー光は、焦点位置調整機構27に取り付けられた集光レンズ28aにより、標本4の焦点位置4aに集光される。集光レンズ28a及びレーザー光径調整器21、バンドパスフィルター24、ダイクロイックミラー26には、赤外透過性のものを用いる。この点については、特に言及しない限り、他の光学フィルターについても同様である。また、集光レンズ28aの倍率は特に限定されないが、20倍〜40程度が適当である。   The laser light that has passed through the dichroic mirror 26 is condensed at the focal position 4 a of the specimen 4 by the condenser lens 28 a attached to the focal position adjusting mechanism 27. As the condenser lens 28a, the laser beam diameter adjuster 21, the band pass filter 24, and the dichroic mirror 26, those having infrared transmission properties are used. This applies to other optical filters unless otherwise specified. The magnification of the condensing lens 28a is not particularly limited, but about 20 to 40 is appropriate.

集光されたレーザー光は、焦点位置4aにおいて、目的生体物質及び自家蛍光性物質の多光子励起過程を誘導する。集光レンズ28aは、焦点位置調整機構27内において、図上下(高さ)方向への位置を調整可能に取り付けられている。これにより、標本4内において焦点位置4aの上下(深さ)方向の位置を調節することができる。   The condensed laser light induces a multiphoton excitation process of the target biological material and the autofluorescent material at the focal position 4a. The condensing lens 28 a is attached in the focal position adjustment mechanism 27 so that the position in the vertical (height) direction in the figure can be adjusted. Thereby, the position in the vertical (depth) direction of the focal position 4a in the sample 4 can be adjusted.

また、集光レンズ28aは、焦点位置4aから発せられた蛍光及び反射光(図中、それぞれ一点破線及び点線で示す)を集光して、蛍光検出部31及びCCDカメラユニット32へ導くためにも機能する。集光された蛍光は、まず、ダイクロイックミラー26により、特定の波長が反射される。反射された蛍光は、さらにショートパスフィルター29を透過して、蛍光検出部31へ導かれる。なお、ショートパスフィルター29は、特定波長以上を遮断する特性を有する。   The condensing lens 28a condenses the fluorescent light and the reflected light emitted from the focal position 4a (indicated by a one-dot broken line and a dotted line in the figure, respectively) and guides it to the fluorescent detecting unit 31 and the CCD camera unit 32. Also works. The condensed fluorescence is first reflected by the dichroic mirror 26 at a specific wavelength. The reflected fluorescence is further transmitted through the short pass filter 29 and guided to the fluorescence detection unit 31. The short pass filter 29 has a characteristic of blocking a specific wavelength or longer.

蛍光検出部31は特定の波長を選択して受光する機能を有し、一つ以上を用いる。蛍光検出部31は、蛍光を検出するための光電変換素子からなる。蛍光検出部31には、光電変換素子からのデータを蓄積し処理するための不図示のコンピューターが接続される。光電変換素子は、蛍光を検知して、その強度をデータ変換し、接続されたコンピューターへデータを出力する。このデータ(蛍光測定値)から、上記の式(1)に従って、生体物質の量(H)が算出される。   The fluorescence detection unit 31 has a function of selecting and receiving a specific wavelength, and uses one or more. The fluorescence detection unit 31 includes a photoelectric conversion element for detecting fluorescence. The fluorescence detector 31 is connected to a computer (not shown) for accumulating and processing data from the photoelectric conversion element. The photoelectric conversion element detects fluorescence, converts its intensity into data, and outputs the data to a connected computer. From this data (fluorescence measurement value), the amount (H) of the biological material is calculated according to the above equation (1).

また、集光レンズ28aにより集光され、光分岐部25のダイクロイックミラー26を透過した反射光(図中、点線で示す)は、光分岐部23のバンドパスフィルター24に反射され、CCDカメラユニット32へ導かれる。なお、CCDカメラユニット32の前段には、ロングパスフィルター33を設けている。ロングパスフィルター33は、特定波長以下を遮断する特性を有する。   Further, the reflected light (shown by a dotted line in the figure) collected by the condensing lens 28a and transmitted through the dichroic mirror 26 of the light branching unit 25 is reflected by the bandpass filter 24 of the light branching unit 23, and the CCD camera unit 32. A long pass filter 33 is provided in front of the CCD camera unit 32. The long pass filter 33 has a characteristic of blocking below a specific wavelength.

CCDカメラユニット32には、不図示の画像表示手段が接続される。これにより、通常の白色光源61を落射光学系により照明し、赤外領域にも感度のあるCCDカメラユニット32及び画像表示手段によって標本4をモニター上で確認しながら、レーザー光を照射する部位を定めることが可能となる。落射光学系は、図3中、符号61の光源、符号71の光径調節器、符号72のロングパスフィルターを備える。なお、光源61から標本4への落射光については図示を省略した。   An image display means (not shown) is connected to the CCD camera unit 32. As a result, the normal white light source 61 is illuminated by the epi-illumination optical system, and the portion to be irradiated with the laser light is confirmed while the specimen 4 is confirmed on the monitor by the CCD camera unit 32 and the image display means which are also sensitive in the infrared region. It can be determined. The epi-illumination optical system includes a light source 61, a light diameter adjuster 71, and a long-pass filter 72 in FIG. The incident light from the light source 61 to the specimen 4 is not shown.

CCDカメラユニット32は赤外領域にも感度があるため、例えば、標本4が皮膚であるような場合には、赤外光の皮膚透過性を利用して、血管内の赤血球を観察することも可能である。   Since the CCD camera unit 32 is also sensitive in the infrared region, for example, when the specimen 4 is skin, the red blood cells in the blood vessel can be observed using the skin permeability of infrared light. Is possible.

これにより、先に説明したように、血管内の赤血球像をリアルタイムに取得し、赤血球の追尾を行なうことが可能となる。すなわち、取得された画像の画像処理によって、視野内の赤血球の位置を逐次測定し、この位置情報に基づいてレーザー光を同一赤血球の同一部位に照射し続けることが可能とされる。   As a result, as described above, the red blood cell image in the blood vessel can be acquired in real time and the red blood cell can be tracked. That is, it is possible to sequentially measure the position of red blood cells in the field of view by image processing of the acquired image, and continue to irradiate the same site of the same red blood cells based on this position information.

レーザー光源に用いる近赤外フェムト秒レーザー光は、波長が650nmから1100nmの範囲であり、この範囲から使用する基質及び基質代謝産物の吸光波長に合わせて適宜選択される。より具体的には、例えば、波長830nmでは、パルス幅は200fs以下、繰り返し周波数は80MHzとなる。また、出力安定性は±0.5%程度であり、平均光出力は2W程度である。   The near-infrared femtosecond laser light used for the laser light source has a wavelength in the range of 650 nm to 1100 nm, and is appropriately selected in accordance with the absorption wavelength of the substrate and the substrate metabolite to be used from this range. More specifically, for example, at a wavelength of 830 nm, the pulse width is 200 fs or less and the repetition frequency is 80 MHz. The output stability is about ± 0.5%, and the average light output is about 2W.

この場合、蛍光検出部31で検出される蛍光は、例えば、波長500-600nmであり、CCDカメラユニット32で検知される反射光の波長は、600-950nmである。   In this case, the fluorescence detected by the fluorescence detection unit 31 has a wavelength of 500 to 600 nm, for example, and the wavelength of the reflected light detected by the CCD camera unit 32 is 600 to 950 nm.

レーザー光の波長、蛍光検出部31で検出される蛍光の波長は、検出対象とする生体物質及び自家蛍光性物質によって変化する。バンドパスフィルター24、ダイクロイックミラー26、ショートパスフィルター29の各特性は、目的とする生体物質及び自家蛍光性物質に応じて適宜最適なものを使用する。   The wavelength of the laser light and the wavelength of the fluorescence detected by the fluorescence detection unit 31 vary depending on the biological material and autofluorescent material to be detected. The respective characteristics of the band pass filter 24, the dichroic mirror 26, and the short pass filter 29 are appropriately optimized according to the target biological material and autofluorescent material.

標本4としては、皮膚やつめ、耳、指先、口唇、網膜、毛髪等の体表に露われる組織を広く含む(図3も参照)。また、標本4を培養細胞とし、図4に示したように生細胞内の生体物質を検出することもできる。   The specimen 4 includes a wide range of tissues exposed to the body surface such as skin, nails, ears, fingertips, lips, retina, and hair (see also FIG. 3). Alternatively, the specimen 4 can be a cultured cell, and the biological material in the living cell can be detected as shown in FIG.

図6に示される生体物質検出装置は、レーザー光、蛍光及び反射光を伝送するための光ファイバー28cを備える点が特徴である。この装置は、標本4として肝臓や脳、腎臓、筋肉等の体内臓器へ適用するためのものである。光ファイバー28cによって、レーザー光を伝送し、これらの体内臓器へ照射できるよう工夫されている。   The biological material detection apparatus shown in FIG. 6 is characterized in that it includes an optical fiber 28c for transmitting laser light, fluorescence, and reflected light. This apparatus is intended to be applied as a specimen 4 to internal organs such as the liver, brain, kidney, and muscle. The optical fiber 28c is designed to transmit laser light and irradiate these internal organs.

レーザー光源11から出射されたレーザー光は、光分岐部25のダイクロイックミラー26を透過した後、集光レンズ28bによって光ファイバー28c内へ導光され、光ファイバー28c内を伝送されて、集光レンズ(対物レンズ)28aに送られる。続いて、レーザー光は、集光レンズ28aによって標本4の焦点位置4aに集光され、ここで生体物質及び自家蛍光性物質の多光子励起過程を誘導する。   The laser light emitted from the laser light source 11 passes through the dichroic mirror 26 of the light branching section 25, is then guided into the optical fiber 28c by the condensing lens 28b, is transmitted through the optical fiber 28c, and is collected into the condensing lens (objective). Lens) 28a. Subsequently, the laser light is condensed at the focal position 4a of the specimen 4 by the condensing lens 28a, and the multi-photon excitation process of the biological material and the autofluorescent material is induced here.

自家蛍光性物質の多光子励起過程により焦点位置4aから発生した蛍光(並びに反射光)は、集光レンズ28aによって集光され、光ファイバー28c内を伝送され、蛍光検出部31及びCCDカメラユニット32へ導かれる。   The fluorescence (and reflected light) generated from the focal position 4a by the multiphoton excitation process of the autofluorescent substance is collected by the condenser lens 28a, transmitted through the optical fiber 28c, and sent to the fluorescence detection unit 31 and the CCD camera unit 32. Led.

臓器組織内の生体物質の検出は、内視鏡検査時や開腹手術時などにおいて行うことが想定される。このため、集光レンズ28a及び光ファイバー28cは、可能な限り小型化することが望ましい。   It is assumed that the detection of the biological material in the organ tissue is performed at the time of endoscopy or laparotomy. For this reason, it is desirable to make the condenser lens 28a and the optical fiber 28c as small as possible.

最後に、本発明に係る生体物質検出方法によって得られた蛍光検出値に基づいて、疾患状態又は生理機能の判定を行なう方法について説明する。   Finally, a method for determining a disease state or physiological function based on the fluorescence detection value obtained by the biological material detection method according to the present invention will be described.

本発明において、測定対象とする生体物質は、in vitro及びin vivoの条件下であらゆる生体物質を含み得ることは既に説明した通りである。ここで、生体物質として、生体組織及び生細胞内における該生体物質の出現又は多量の蓄積が、特定の疾患や生理機能と関連付けられている生体物質を測定することによって、疾患状態や生理機能を判定することが可能となる。   In the present invention, the biological material to be measured can include any biological material under in vitro and in vivo conditions, as already described. Here, as a biological material, the appearance or a large amount of accumulation of the biological material in biological tissue and living cells is measured by measuring the biological material associated with a specific disease or physiological function. It becomes possible to judge.

好適な例として、上述の糖化タンパク質が挙げられる。糖化ヘモグロビン、糖化アルブミン、糖化グロブリン、フルクトサミンといった糖化タンパク質は、糖尿病下における高血糖状態を示す指標として診断マーカーに用いられている。   Preferable examples include the above-mentioned glycated protein. Glycated proteins such as glycated hemoglobin, glycated albumin, glycated globulin, and fructosamine are used as diagnostic markers as an indicator of hyperglycemia under diabetes.

従来方法では、例えばHbA1cであれば、まず患者から採決を行い、赤血球を分離・溶解し、ヘモグロビンをHPLCによって分画し、分画化されたHbA1cの量を測定する必要があった。   In the conventional method, for example, in the case of HbA1c, it is necessary to first vote from a patient, separate and lyse red blood cells, fractionate hemoglobin by HPLC, and measure the fractionated HbA1c.

これに対して、本発明に係る生体物質検出方法を用いれば、このようなHPLCを用いた分析を行うことなく、直接に赤血球内のHbA1cの量を測定することできるため、簡便かつ迅速に患者の血糖状態を把握することができる。これにより、患者に肉体的な負担を与えることなく、短時間で糖尿病の発症リスクや予後判定、治療成績等の評価を行なうことが可能となる。   In contrast, if the method for detecting a biological material according to the present invention is used, the amount of HbA1c in erythrocytes can be directly measured without performing such analysis using HPLC. It is possible to grasp the blood sugar state. This makes it possible to evaluate the risk of developing diabetes, prognosis determination, treatment results, etc. in a short time without giving a physical burden to the patient.

また、上述のクロモグラニンやカテコールアミンやセロトニンについても、その血漿中や唾液中の濃度をHPLCやELISA法によることなく、直接交感神経節や副腎髄質、脳においてその量を測定することができ、例えば、下顎腺導管部においてクロモグラニン量の測定を行えば、ストレス状態を規定する自律神経機能の評価を簡便に行なうことが可能となる。   In addition, the above-mentioned chromogranin, catecholamine, and serotonin can be directly measured in sympathetic ganglia, adrenal medulla, and brain without using HPLC or ELISA methods for the concentration in plasma or saliva, If the amount of chromogranin is measured in the mandibular gland duct, it is possible to easily evaluate the autonomic nervous function that defines the stress state.

本発明に係る生体物質検出方法は、例えば、創薬分野での薬理試験や安全性試験において、生体組織や生細胞内における生体物質の検出に利用することが可能である。また、本発明に係る生体物質検出方法は、糖尿病などの疾患の発症リスク、予後判定、治療成績等の評価に用いることができる。   The biological material detection method according to the present invention can be used, for example, for detection of biological materials in biological tissues and living cells in pharmacological tests and safety tests in the field of drug discovery. Moreover, the biological substance detection method according to the present invention can be used for evaluation of risk of developing diseases such as diabetes, prognosis determination, treatment results, and the like.

本発明に係る生体物質検出方法の手順を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the procedure of the biological material detection method which concerns on this invention. メイラード反応を説明する図である。It is a figure explaining a Maillard reaction. 赤血球内のHbA1cを測定するための方法を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the method for measuring HbA1c in erythrocytes. 生細胞内の生体物質を検出するための方法を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the method for detecting the biological material in a living cell. 本発明に係る生体物質検出方法に用いる装置の一例を表す模式図である。It is a schematic diagram showing an example of the apparatus used for the biological material detection method which concerns on this invention. 本発明に係る生体物質検出方法に用いる装置の他の例を表す模式図である。It is a schematic diagram showing the other example of the apparatus used for the biological material detection method which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

S 皮膚表面
V 血管
E 赤血球
C 細胞
11 レーザー光源
21 レーザー光径調節器
22 ガルバノミラー
23 光分岐部
24 バンドパスフィルター
25 光分岐部
26 ダイクロイックミラー
27 焦点合わせ機構
28a 集光レンズ(対物レンズ)
28b 集光レンズ
28c 光ファイバー
29 ショートパスフィルター
31 放射波検出部
32 CCDカメラユニット
33 バリアフィルター
4 標本
4a 焦点位置
61 光源
71 光径調節器
72 ロングパスフィルター
S Skin surface V Blood vessel E Red blood cell C Cell 11 Laser light source 21 Laser light diameter controller 22 Galvano mirror 23 Optical branching unit 24 Bandpass filter 25 Optical branching unit 26 Dichroic mirror 27 Focusing mechanism 28a Condensing lens (objective lens)
28b Condensing lens 28c Optical fiber 29 Short pass filter 31 Radiation wave detection unit 32 CCD camera unit 33 Barrier filter 4 Sample 4a Focal position 61 Light source 71 Light diameter adjuster 72 Long pass filter

Claims (3)

近赤外フェムト秒レーザ光を血管中の赤血球に集光し、多光子励起を利用して、
前記赤血球内の糖化ヘモグロビン終末糖化産物へ変化する反応を進行させ、
該反応の反応生成物である前記終末糖化産物からの自家蛍光を検知することによって、
生体内の糖化ヘモグロビンを検出する方法。
Concentrate near-infrared femtosecond laser light on red blood cells in blood vessels and use multiphoton excitation,
The glycated hemoglobin in the erythrocyte undergoes a reaction that changes to a terminal glycation product ,
By detecting autofluorescence from the terminal glycation product, which is the reaction product of the reaction,
A method for detecting glycated hemoglobin in a living body .
下記式(I)に従って、前記自家蛍光の強度に基づいて前記糖化ヘモグロビンの量を測定する請求項1記載の方法。
(式中、aは補正係数を表す。Fnは内部標準物質の多光子励起によって得られる蛍光強度、Fn は内部標準物質を多光子励起しない場合に得られる蛍光強度を表す。Fhは多光子励起によって糖化ヘモグロビンから生成した終末糖化産物に由来する蛍光強度、Fh は糖化ヘモグロビンを多光子励起しない場合に得られる蛍光強度を表す。)
The method according to claim 1, wherein the amount of the glycated hemoglobin is measured based on the intensity of the autofluorescence according to the following formula (I).
(In the formula, a represents a correction coefficient. Fn represents fluorescence intensity obtained by multiphoton excitation of the internal standard substance , and Fn 0 represents fluorescence intensity obtained when the internal standard substance is not multiphoton excited. Fh represents multiphoton. (The fluorescence intensity derived from the terminal glycation product generated from glycated hemoglobin by excitation, and Fh 0 represents the fluorescence intensity obtained when glycated hemoglobin is not multiphoton excited.)
血管内の赤血球の画像をリアルタイムに取得し、画像の画像処理によって赤血球の位置を逐次測定し、得られた位置情報に基づいて前記近赤外フェムト秒レーザ光を同一赤血球の同一部位に照射する請求項2記載の方法。  Acquires images of red blood cells in blood vessels in real time, sequentially measures the position of red blood cells by image processing, and irradiates the same site of the same red blood cells with the near-infrared femtosecond laser light based on the obtained position information The method of claim 2.
JP2007213612A 2007-08-20 2007-08-20 Biological substance detection method using laser Expired - Fee Related JP4985214B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007213612A JP4985214B2 (en) 2007-08-20 2007-08-20 Biological substance detection method using laser

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007213612A JP4985214B2 (en) 2007-08-20 2007-08-20 Biological substance detection method using laser

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009047540A JP2009047540A (en) 2009-03-05
JP4985214B2 true JP4985214B2 (en) 2012-07-25

Family

ID=40499900

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007213612A Expired - Fee Related JP4985214B2 (en) 2007-08-20 2007-08-20 Biological substance detection method using laser

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4985214B2 (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9060687B2 (en) 2009-10-02 2015-06-23 Sharp Kabushiki Kaisha Device for monitoring blood vessel conditions and method for monitoring same
JP5386634B2 (en) * 2010-03-19 2014-01-15 シャープ株式会社 Measurement result processing apparatus, measurement system, measurement result processing method, control program, and recording medium
CN102565420B (en) * 2011-12-26 2013-12-04 宁波美康生物科技股份有限公司 Human serum glycated albumin array kit
US9955871B2 (en) * 2012-03-21 2018-05-01 Korea Electrotechnology Research Institute Transmitted light detection type measurement apparatus for skin autofluorescence
US9723990B2 (en) 2012-03-21 2017-08-08 Korea Electro Technology Research Institute Transmitted light detection type measurement apparatus for skin autofluorescence
CN112300909B (en) * 2020-11-11 2022-10-14 华东师范大学重庆研究院 Device and method for increasing volume and breaking walls of cells by infrared laser heating

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3738789B2 (en) * 1995-07-19 2006-01-25 アークレイ株式会社 Method for measuring Amadori compounds by light scattering
WO2001078718A1 (en) * 2000-04-14 2001-10-25 Niadyne Corporation Methods of use of penicillamines for the treatment of conditions resulting from dna damage
JP2004530125A (en) * 2001-04-02 2004-09-30 ツェプトゼンス アクチエンゲゼルシャフト Optical structures and their use for multiphoton excitation

Also Published As

Publication number Publication date
JP2009047540A (en) 2009-03-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4985214B2 (en) Biological substance detection method using laser
JP3579424B2 (en) Analyte detection by the duration of luminescence at steady state.
US20160377547A1 (en) Time-resolved laser-induced fluorescence spectroscopy systems and uses thereof
US20060181791A1 (en) Method and apparatus for determining a property of a fluid which flows through a biological tubular structure with variable numerical aperture
US20060135861A1 (en) Apparatus and method for blood analysis
JP2019517006A (en) Systems, devices, and methods for time-resolved fluorescence spectroscopy
US20140031647A1 (en) In vivo flow cytometry based on cellular autofluorescence
US20020041848A1 (en) Chemically Specific Imaging Of Tissue
WO2008052221A2 (en) Use of coherent raman techniques for medical diagnostic and therapeutic purposes, and calibration techniques for same
US20080214913A1 (en) Surface-Enhanced Spectroscopy with Implanted Biosensors
US20100309466A1 (en) Spectroscopic determination of analyte concentration
US20060063992A1 (en) Method and apparatus for non-invasive measurement of blood analytes
EP3567117A1 (en) Biosensor based on a tethered particle
WO2001039665A2 (en) Method and apparatus for noninvasive assessment of skin condition and diagnosis of skin abnormalities
Shahzad et al. Fluorescence spectroscopy: an emerging excellent diagnostic tool in medical sciences
JP4618341B2 (en) A method for measuring the amount of substances in a living body using coherent anti-Stokes Raman scattering light
CN103505221A (en) Lossless method for quantitatively detecting blood glucose by utilizing Raman spectrum
CN106092996B (en) Cancer diagnosis system based on autofluorescence life
Gavgiotaki et al. Detection of the T cell activation state using nonlinear optical microscopy
Jawad et al. Towards rainbow portable Cytophone with laser diodes for global disease diagnostics
US20160341668A1 (en) Angled confocal spectroscopy
CN110221051B (en) Dual-wavelength dual-scale nano-drug in-vivo monitoring system and time sequence control method
Baria et al. In vivo detection of murine glioblastoma through Raman and reflectance fiber-probe spectroscopies
US20220099580A1 (en) Method and system for detecting cancerous tissue and tumor margin using raman spectroscopy
JP2008289437A (en) Method for measuring enzyme activity, and device for the same using laser

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20100811

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20111221

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20111227

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120227

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120403

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120416

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 4985214

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150511

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees