ベックマンレーザー研究所

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内にあり、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が設立され、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数多くの機関の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、がんなどの治療に医療に応用しています。

1980年頃、カリフォルニア大学アーバイン校の生物学教授マイケル・W・バーンズが、当時新しかったレーザー技術に焦点を当てた研究所を設立した。彼は国立衛生研究所のバイオテクノロジー助成金^{[3] : 328–331}を受け取った後、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) を設立した。^[4] 彼はその後、レーザーの研究と医療への応用を統合する学際的なセンターの設立を提案した。^{[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）とその妻メイベル（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興味を持ち、最終的には大学の所有物となる独立センターの開発に大学と提携して資金を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シカゴ校長ダン・アルドリッチに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、100}万ドルを寄付したスミスクライン・ベックマン社、^[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、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。

外部ビデオ
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ツアーに参加しましょう
ベックマンレーザー研究所（CEN）内部

レーザーの使用に関する初期の研究には、生きた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「レーザーはさみ」と呼ぶものは、高放射照度の短いパルスを使用してターゲット効果を生み出します。オプトポレーションは、細胞の内部に小さな開口部を作成するために使用され、遺伝子の挿入と削除による細胞の遺伝子操作、および細胞内からの マイクロプラズマの抽出と検査を可能にしました。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使用できます。レーザーは、細胞構造を光学的にトラップするためにも使用できます。「レーザーピンセット」は、損傷を与えることなく物質を通過する連続した低放射照度のビームを使用します。ビーム内の対称的なレーザー光線のペアの屈折を変更して、ターゲットを光線の運動量の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、多光子顕微鏡法、第二高調波イメージング顕微鏡法、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]

多光子顕微鏡法（MPM）と第二高調波発生（SHG）は、厚い生物組織の高解像度の非侵襲画像を取得するために使用できます。研究者は、臨床アプリケーションや生体内イメージングに使用するために、光源としてフェムト秒ファイバーレーザーを使用する小型でポータブル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により、研究者は深部組織の3次元画像を作成できます。レーザーは、特定の結合を励起して「ガタガタ」と音を立てるように注意深く調整する必要があり、この音は受動音響システムによって検出およびマッピングできるノイズになります。^[8]

ラマン分光法は単色光のラマン散乱を利用し、いくつかの分子のエネルギーレベルの変化を検出します。ラマン分光法やその他の赤外線技術は癌病変の検出に使用されています。^[8]

拡散光分光法は、研究者が組織を乱すことなく体の奥深く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を測定するために使用されています。近赤外光線を皮膚に置いた光ファイバーを通して送り、光の散乱を測定することで、研究者は脳の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]

外部オーディオ
「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]}やタトゥーの除去などの母斑^[13]の治療、^{[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]}などがあります。

デイビッド・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、J・スチュアート・ネルソンらと協力し、ギャングのタトゥーを除去することで仮釈放者の社会復帰を支援する革新的なプログラムを開発した。顔、首、手の目立つタトゥーを除去することで、雇用される可能性が高まり、収入と目的意識が得られる。^[15]

ベックマンレーザー研究所の教授陣には以下の人物が含まれている。^[22]

• J.スチュアート・ネルソン^[13]
• ペトラ・ワイルダー・スミス^[20]

北緯33°38′39″ 西経117°51′00″ / 北緯33.644201° 西経117.849932° / 33.644201; -117.849932