生体内化学反応をリアルタイム観察する高度イメージング法を開発(Advanced imaging method captures chemical processes in living organisms in real time)

ad

2026-07-07 テキサスA&M大学

米国テキサスA&M大学の研究チームは、超高速イメージング技術を用いて、これまで観察が困難だった生体内の極めて高速な現象を「動画」として可視化する新たな手法を開発した。従来の顕微鏡では捉えられなかった細胞や分子レベルの瞬間的な動態を高い時間分解能で連続撮影できるため、病気の発症や進行に関わる生物学的プロセスを詳細に解析できるようになる。研究では、高速撮影と高度な画像解析を組み合わせることで、細胞間相互作用や分子の動き、病原体と宿主細胞の反応などをリアルタイムで観察することに成功した。この技術により、従来は静止画像から推測するしかなかった生命現象を直接解析できるため、疾患メカニズムの理解が大きく進むと期待される。また、がんや神経変性疾患、感染症など幅広い疾患研究への応用が見込まれ、新たな診断法や創薬標的の探索にも貢献する可能性がある。研究チームは、本手法が生命科学研究における「見えない現象を見える化する」新たな基盤技術となることを期待している。

<関連情報>

1kHzのフレームレートでの単一ショット広視野生化学イメージング Single-shot wide-field biochemical imaging at 1 kHz frame rate

Jizhou Wang wjzwjz1993@gmail.com, Nathan Marshall, Zehua Han, +8 , and Alexei V. Sokolov
Proceedings of the National Academy of Sciences  Published:June 30, 2026
DOI:https://doi.org/10.1073/pnas.2603591123

Abstract

Vibrational microspectroscopy, including both Raman-based and infrared-based techniques, can map the chemical distribution of samples based on molecular vibrations without labeling. However, imaging fast dynamics in living organisms remains challenging. To address this, we propose a wide-field infrared microspectroscopy capable of single-shot imaging, where each image is captured with a single pair of laser pulses lasting approximately one picosecond. It minimizes motion blur and allows observing fast dynamic processes at frame rates up to the laser repetition rate. This approach is based on the infrared-resonant third-order sum-frequency process, which converts infrared light to visible signals. We demonstrate the capability through single-shot in vivo imaging of alive Caenorhabditis elegans worms in water, achieving a spatial resolution of approximately 400 nm. Additionally, 1,000 Hz single-shot videos of moving worms are shown by using a kHz laser system. This approach opens more possibilities for imaging chemicals involved in fast dynamic processes, offering diverse applications in both chemistry and biology.

医療・健康
ad
ad
Follow
ad
タイトルとURLをコピーしました