东京大学理科研究生院的助理教授 Takuro Ideguchi 和 Keisuke Goda 教授开发了一种振动光谱法,可以以世界上最快的速度区分分子的类型。有望加速再生医学、癌症诊断、生物制药、生物燃料等方面的研究。

 生物体中的大量细胞具有不同的个性,发现导致疾病的细胞需要对每个细胞进行准确、高速的测量。振动光谱法是一种将光照射在物质上并测量光的吸收和散射以分析分子振动信息的方法,但由于它是光,因此即使是细胞也不会对观察目标产生不利影响。然而,传统的振动光谱法存在测量需要时间的问题。

 该研究小组致力于加速拉曼光谱,这是一种振动光谱。拉曼光谱是一种测量散射而不是吸收光的方法,但这次我们使用了一种称为相干拉曼光谱的方法。在这种方法中,一组分子用激光振动,另一束激光以时间差作用于它,通过改变时间差来分析分子的振动信息。实现高速性能的关键在于,虽然传统上使用光谱仪进行光分析,但使用了能够高速运行的光电探测器的傅里叶变换光谱技术。使用这项技术,可以实现比传统最快方法快 20 倍以上的振动光谱,并且可以每秒评估 1 个细胞。

 如果将这次开发的高速测量方法用作从大量细胞群中快速准确地寻找存活的稀有靶细胞、微创筛选干细胞以用于再生医学实际应用的方法,预计将加快血液中罕见癌细胞的检测,生物制药的高效生产,以及利用眼虫等藻类细胞进行高效生物燃料的研究。

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