腎と骨代謝 Vol.22 No.3(3)


特集名 骨質因子としてのコラーゲン研究の進歩
題名 赤外イメージング法と顕微ラマン分光法を用いた骨の分析
発刊年月 2009年 07月
著者 木村-須田廣美 株式会社パーキンエルマージャパン アプリケーションリサーチラボ
著者 大和 英之 株式会社クレハ分析センター開発部
【 要旨 】 フーリエ変換赤外分光法およびレーザーラマン分光法は，顕微鏡アクセサリーやイメージング法の開発により，試料をホモジナイズすることなく，成分の構造解析が行えるようになった．その結果，骨に関しては，年齢や性別，あるいは骨粗鬆症などの病態進展に伴って変化するコラーゲンの架橋結合やヒドロキシアパタイトの結晶化度を赤外イメージング法で分析するようになった．また，マイクロダメージや加圧によってシフトするラマンバンドの特性を使って骨質の変化を評価した論文が多数報告されるようになった．本稿では，赤外分光法，ラマン分光法の簡単な原理と赤外イメージング法および顕微ラマン分光法を用いた骨の分析の実際を紹介する．
Theme Beyond bone mineral density : roles of collagen and its related mineral quality in bone fragility in osteoporosis, diabetes, and renal dysfunction
Title Bone analysis by IR imaging and microscopic Raman spectroscopy
Author Hiromi Kimura-Suda Application Research Lab, PerkinElmer
Author Hideyuki Yamato Development Department, Kureha Special Laboratory
[ Summary ] We can characterize each component in nonuniform composites without staining, separation or homogenization by employing microscopic Fourier transform infrared (FTIR), FTIR imaging or Raman spectroscopy. In the case of characterization of bone qualities, identification and structural analysis of collagen and hydroxylapatite in bones are followed by embedding in polymethylmethacrylate (PMMA) and slicing by microtome. Therefore, we can quantitatively estimate the spatial distributions of collagen and hydroxylapatite in bones as well as chemical structures. In recent years, the state of collagen cross-links, hydroxyl apatite crystallinity or the hydroxylapatite/collagen ratio in bones, which are influenced by age, sex and disease such as osteoporosis, are characterized by FTIR imaging, and structural changes of hydroxylapatite associated with mechanical loads or microdamage to bones have been evaluated by remarkable shifts in Raman bands.
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