ベックマンレーザー研究所
ベックマンレーザー研究所
創設者マイケル・W・バーンズ、 アーノルド・O・ベックマン
設立1982年（設立）、1986年（施設）
代理ディレクターバーナード・チョイ
住所1002 ヘルスサイエンスロード、アーバイン、カリフォルニア州 92617
位置
カリフォルニア大学アーバイン校
、
アーバイン
、
カリフォルニア
、
アメリカ合衆国
Webサイトhttp://www.bli.uci.edu/

ベックマンレーザー研究所（ベックマンレーザー研究所および医療クリニックと呼ばれることもある）は、光学技術の開発と生物学および医学への応用を目的とした学際的な研究センターです。カリフォルニア州アーバインのカリフォルニア大学アーバイン校のキャンパスに位置し、マイケル・W・バーンズのリーダーシップの下、1982年に独立した非営利法人として設立され、実際の施設は1986年6月4日にオープンしました。[ 1 ]研究と医療への応用を結びつけるトランスレーショナルリサーチに重点を置く多くの機関の1つです。 [ 2 ] 研究所の研究者は、生きた細胞内の構造を操作するレーザー技術を開発し、皮膚疾患、脳卒中、ガンなどの治療に医療応用しています。

歴史

1980年頃、カリフォルニア大学アーバイン校の生物学教授であったマイケル・W・バーンズは、当時新技術であったレーザーに焦点を当てた研究所を設立しました。国立衛生研究所（NIH）のバイオテクノロジー助成金[ 3 ] : 328–331 を受領した後、彼はレーザー顕微鏡検査のための研究所、レーザーマイクロビームプログラム（LAMP）を設立しました。[ 4 ] 彼はその後、レーザーとその医療応用に関する研究を統合する学際的なセンターの設立を提案しました。[ 3 ] [ 4 ]

バーンズは地元の慈善家アーノルド・O・ベックマン（1900-2004）と妻メイベル（1900-1989）の支援を得た。ベックマン夫妻は新しい機器の可能性に関心を持ち、最終的には大学の所有物となる独立したセンターの開発資金を大学と提携して提供することに同意した。ベックマンはカリフォルニア大学アーバイン校（UCI）のダン・アルドリッチ学長に250万ドルのマッチングチェックを贈呈した。[ 4 ]ベックマンレーザー研究所のその他の初期の支援者には、200万ドルを寄付したヒューレット・パッカードのデビッド・パッカード、 [ 3 ] : 328–331 スミスクライン・ベックマン社（100万ドルを寄付）、 [ 1 ] およびアーバインコミュニティ財団がいた。 [ 5 ]アーノルド・ベックマンとマイケル・W・バーンズは、研究所の定款に共同設立者として記載されている。[ 3 ] : 330 [ 6 ]

この研究所は1982年にマイケル・W・バーンズのリーダーシップの下、独立した非営利法人として設立されました。[ 3 ]：328–331 実際の施設は1986年6月4日にオープンしました。[ 1 ]

現在の代理監督はバーナード・チョイ氏である。

研究

外部ビデオ
ビデオアイコンベンチトップからビサイドへ：ベックマンレーザー研究所、ベックマンレーザーの
ビデオアイコンベックマンレーザー研究所（CEN）

レーザー利用に関する初期の研究には、生細胞内の構造を操作する技術の開発が含まれていました。バーンが「レーザー鋏」と呼ぶ技術は、高照度の短パルスを用いて標的に効果をもたらします。オプトポレーションは細胞内部に微小な開口部を作るために用いられ、遺伝子の挿入・削除による細胞の遺伝子操作、そして細胞内からの 微小プラズマの抽出と検査を可能にしています。レーザーアブレーションは細胞を破壊または不活性化するために用いられます。レーザーはまた、細胞構造を光学的に捕捉するためにも用いられます。「レーザーピンセット」は、物質に損傷を与えることなく通過する連続した低照度のビームを使用します。ビーム内の一対の対称的なレーザー光線の屈折を変化させることで、標的を光線の運動量変化に反応させることができます。[ 7 ]

より高度な研究には、多光子顕微鏡、第二高調波イメージング顕微鏡、光音響トモグラフィー、非線形ラマン分光法、拡散光分光法などの光学技術が含まれます。[ 8 ]

多光子顕微鏡（MPM）と第二高調波発生（SHG）は、厚い生物組織の高解像度かつ非侵襲的な画像を取得するために用いられます。研究者たちは、臨床応用や生体内イメージングへの応用を目指し、フェムト秒ファイバーレーザーを光源として用いた小型で携帯可能な多光子システムの開発に取り組んでいます。[ 9 ] [ 10 ]

光音響トモグラフィーは、研究者が深部組織の3次元画像を作成することを可能にします。レーザーを慎重に調整して特定の結合を励起し、「ラトル」という音を発生させることで、受動音響システムによって検出・マッピングできるノイズを発生させる必要があります。[ 8 ]

ラマン分光法は、単色光のラマン散乱を利用し、少数の分子のエネルギーレベルの変化を検出する方法です。ラマン分光法をはじめとする赤外線技術は、がん病変の検出に利用されてきました。[ 8 ]

拡散光分光法は、組織を傷つけることなく体内の深部を観察することを可能にします。この技術は、脳内の血行動態反応の測定に用いられてきました。近赤外光線を皮膚上に設置した光ファイバーを通して照射し、その散乱光を測定することで、脳血管内の酸素化ヘモグロビンと脱酸素化ヘモグロビンを評価することができます。[ 8 ]

空間周波数領域イメージング（SFDI）は、厚い組織の吸収係数と散乱係数をモデル化する反射率技術です。[ 11 ] SFDIは、ヘモグロビンレベルを調べることで、皮膚や脳などの打撲組織の表面下の損傷を検出することができます。[ 8 ] また、火傷の損傷を評価するためにも使用できます。[ 12 ]

アプリケーション

外部オーディオ
オーディオアイコン「インクの再考」、蒸留ポッドキャストエピソード220、科学史研究所

バイオフォトニクスの応用としては、ポートワイン染色[ 8 ] [ 14 ]などの母斑[ 13 ]の治療や入れ墨の除去[ 15 ] [ 16 ]、脳卒中患者の出血の検出[ 17 ]、皮膚がん[ 18 ] [ 19 ]や口腔病変の非侵襲的検出[ 20 ] 、乳がん患者の化学療法の効果のモニタリング[ 8 ] [ 21 ]などがある。

デビッド・O・カーター判事は、ベックマン・レーザー研究所のマイケル・W・バーンズ氏、J・スチュアート・ネルソン氏らと協力し、仮釈放者のギャングタトゥー除去を支援する革新的なプログラムを開発しました。顔、首、手の目立つタトゥーを除去することで、就職の可能性が高まり、収入と生きがいを得られるようになります。[ 15 ]

学部

ベックマンレーザー研究所の教員には以下の人々がいる。[ 22 ]

参考文献

  1. ^ a b c「ベックマンレーザー研究所が本日一般公開」ロサンゼルス・タイムズ、1986年6月4日。 2015年10月20日閲覧。
  2. ^ Nelson, Amy (2014年1月20日). 「新しいPhotonics Westトランスレーショナル・リサーチ・プログラムが医療技術を進歩させる」 . SPIE. 心をつなぎ、光を高める. SPIE . 2015年10月19日閲覧。
  3. ^ a b c d eアーノルド・サックレー＆マイナー・マイヤーズ・ジュニア (2000).アーノルド・O・ベックマン：卓越の100年．ジェームズ・D・ワトソンによる序文．ペンシルベニア州フィラデルフィア：ケミカル・ヘリテージ財団．ISBN 978-0-941901-23-9。
  4. ^ a b c Berns, Michael W. 「Founder's Column」 . Beckman Laser Institute . 2016年3月4日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2015年10月19日閲覧。
  5. ^カレン・クッチャー（1986年10月25日）「アーバイン：ベックマン・レーザー研究所が17万5000ドルの助成金を受領」オレンジカウンティ・ダイジェスト。 2015年10月20日閲覧。
  6. ^ 「マイケル・W・バーンズ氏が生涯功労賞を受賞」ベックマン・レーザー研究所2006年1月. 2015年9月11日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2015年10月20日閲覧。
  7. ^ Berns, Michael W. (1998年3月17日). 「レーザーはさみとピンセット」(PDF) . Scientific American . 278 (4): 62– 67. Bibcode : 1998SciAm.278d..62B . doi : 10.1038/scientificamerican0498-62 . PMID 9532771. 2015年10月20日閲覧. 
  8. ^ a b c d e f g Rowe, Aaron A. (2012年1月2日). 「光とレーザーがクリニックを侵略」(PDF) . Chemical & Engineering News . 90 (1): 25– 27. doi : 10.1021/cen-09001-scitech . 2016年1月25日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。 2015年10月19日閲覧。
  9. ^ Tang, Shuo; Liu, Jian; Krasieva, Tatiana B.; Chen, Zhongping ; Tromberg, Bruce J. (2009). 「フェムト秒ファイバーレーザーを用いたコンパクトな多光子システムの開発」 . Journal of Biomedical Optics . 14 (3): 030508. Bibcode : 2009JBO....14c0508T . doi : 10.1117/1.3153842 . PMC 2864591. PMID 19566289 .  
  10. ^ Liu, Gangjun; Kieu, Khanh; Wise, Frank W.; Chen, Zhongping (2011年1月). 「コンパクトなファイバーベースのフェムト秒パルスレーザーとハンドヘルドプローブを備えた多光子顕微鏡システム」. Journal of Biophotonics . 4 ( 1–2 ): 34– 39. doi : 10.1002/jbio.201000049 . PMC 3337208. PMID 20635426 .  
  11. ^ Lin, Alexander J.; Ponticorvo, Adrien; Konecky, Soren D.; Cui, Haotian; Rice, Tyler B.; Choi, Bernard; Durkin, Anthony J.; Tromberg, Bruce J. (2013年9月4日). 「デジタル光マイクロプロジェクターによる可視空間周波数領域イメージング」 . Journal of Biomedical Optics . 18 (9) 096007. Bibcode : 2013JBO....18i6007L . doi : 10.1117 / 1.JBO.18.9.096007 . PMC 3762936. PMID 24005154 .  
  12. ^ジョンソン、ピート( 1989). 「整形手術に関する回答」 .オレンジコースト・マガジン. 1989年6月: 221–223 . 2015年10月21日閲覧。
  13. ^ a b「Beckman Laser/UCIの新しい治療・診断センター」Birthmarks.com。2015年9月12日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2015年10月20日閲覧。
  14. ^ホフマン、ヤン（1991年6月11日）「レーザーは単なるツールであり、魔法の杖ではないと専門家は語る」ロサンゼルス・タイムズ。 2015年10月20日閲覧。
  15. ^ a b Klett, Joseph (2018). 「セカンドチャンス」 . 『蒸留』 . 4 (1). 『科学史研究所』 : 12–23 . 2018年6月27日閲覧。
  16. ^ Kass, Jeff (1996年11月6日). 「Leaving Signs of Trouble Behind」 . Los Angeles Times . 2015年10月20日閲覧。
  17. ^ Abookasis, David; Lay, Christopher C.; Mathews, Marlon S.; Linskey, Mark E.; Frostig, Ron D.; Tromberg, Bruce J. (2009). 「空間変調近赤外照明を用いた虚血性脳卒中時の皮質吸収、散乱、および血行動態反応のイメージング」 . Journal of Biomedical Optics . 14 (2): 024033. Bibcode : 2009JBO....14b4033A . doi : 10.1117/1.3116709 . PMC 2868516. PMID 19405762 .  
  18. ^ Nelson, J. Stuart (2004). 「特別セクションゲスト論説：ヒト皮膚の光学」 . Journal of Biomedical Optics . 9 (2): 247. doi : 10.1117/1.1688389 .
  19. ^ Balu, M.; Kelly, KM; Zachary, CB; Harris, RM; Krasieva, TB; Konig, K.; Durkin, AJ; Tromberg, BJ (2014年3月31日). 「生体内多光子顕微鏡法による良性および悪性メラノサイトー母斑の識別」 . Cancer Research . 74 (10): 2688– 2697. doi : 10.1158/0008-5472.CAN-13-2582 . PMC 4024350. PMID 24686168 .  
  20. ^ a bヴァシッチ、トム (2015 年 8 月 31 日)。「生検よりも良い」。UCI ニュース。2015 年10 月 20 日に取得。
  21. ^シェリー・クルーズ（2013年11月29日）「ベックマンのポータブルレーザー乳房スキャナーががんを検出し、治療を導く」オレンジカウンティ・レジスター紙。 2015年10月20日閲覧。
  22. ^ 「Faculty」 . Beckman Laser Institute . 2015年10月30日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2015年10月21日閲覧。

北緯33度38分39秒 西経117度51分00秒 / 北緯33.644201度、西経117.849932度 / 33.644201; -117.849932

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