研究内容

 当研究グループでは、高分子材料と最新の光学イメージング・分光計測技術をキーワードに研究を行っており、光学的手法による高分子・生体材料の物性解明を目指している。
 研究テーマは二つに分けられ、一つは高分解能の光学イメージング技術を用いた高分子の基礎物性の研究である。ナノメートルスケールの光学観察が可能な顕微鏡技術を用いて単一高分子鎖レベル~マイクロメートルスケールの高分子の構造解析とそのダイナミクスの評価を行っている。高分子物理の主眼を置いた研究以外にも、近接場光学顕微鏡や超解像光学顕微鏡などの新規イメージング装置の開発も研究上の重要な位置を占めている。
 もう一つのテーマは、高分子材料を応用した生体イメージングの研究である。高度な医療を実現する上で生体内の分子プロセスを可視化する「分子イメージング」が注目されているが、当研究室では高分子材料を基盤とした分子プローブの創製を行っている。蛍光イメージングや光音響イメージングなどに対応する高感度のプローブ開発を目指している。

各研究項目の詳細については下記リンクを参照。また当研究室で使用している主な機器については研究設備のページを参照。
 

1. 回折限界を超える光学イメージング技術の開発

   光学顕微鏡法は他の手法にはない様々な情報を可視化することが可能な手段であり、現在でも幅広い分野で用いられている。しかしながら、その空間分解能は回折限界によって光の波長の1/2程度(〜200 nm)に制限されている。そのため光を用いながらナノメートルスケールの分解能を実現することが強く望まれている。我々は高分子・生体における超高分解能光学計測を実現するために、回折限界を超える光学イメージング・分光法の開発を行っている。
   1.1. 近接場光学顕微鏡
   1.2. 単一分子検出による新規光学イメージング
 

2. 高分子の構造とダイナミクスの評価

   高分子鎖一本の構造と動的特性に注目して研究を展開している。上述のような最新の光学イメージング・分光技術を導入することによって、高分子鎖一本一本のコンホメーションやその運動の様子を直接観察することで、高分子材料の基礎物性を研究している。
   2.1. 高分子超薄膜の構造
   2.2. 単一高分子鎖のコンホメーション評価
   2.3. 時間分解蛍光法による高分子のダイナミクス

3. 生体系の分子イメージング

   高分子材料を用いた分子プローブを開発することで、高機能の生体イメージングを実現することを目指している。光イメージングのほかに磁気共鳴イメージング(MRI)や、特に最近では光と超音波の融合による新たな光音響イメージングの基礎研究も行っている。
   3.1. 高分子ナノ粒子による分子イメージング
   3.2. 光音響イメージングの基礎的研究


これらの研究は様々な政府機関・民間財団からの研究助成を受けて行われています。