バイオイメージングの基礎と実践

Fundamentals and Practice of Bioimaging

990C245

03BIMEB509

鯉沼　真吾、中村　岳史

Takeshi Nakamura, Shingo Koinuma

2026年度前期

2026年度

①First semester

水曜2限

Wednesday 2nd Period

生命科学研究科

Graduate School of Biological Sciences

2.00単位

講義

Lecture

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① [対面]対面授業/ [On-site] On-site class

顕微鏡を中心としたイメージング技術の基礎と応用を学ぶことで、必要十分なレベルの理論に基づいて安定した画像取得の操作ができるようになる。

Students will learn the fundamentals and applications of imaging technology centering on microscopes and be enable to acquire high-quality based on the necessary and sufficient level of theories.

生物学のさまざまな研究における基本的手法としてのイメージング技術を理解して使いこなすための基礎的能力をつけることを目的とする科目である
本研究科におけるディプロマ・ポリシー「生命科学における最先端の知識を体系的に理解し、それに基づいて生命科学諸分野の課題を論理的に把握できる高度な専門知識」を身に付ける科目である。

It is a subject aimed at acquiring fundamental abilities to understand and master the imaging skill as a basic technique in various researches on biology.
This course is a subject to acquire a diploma policy in this Graduate School.i.e., "advanced expertise that enables to systematically understand a high-level knowledge in life sciences and logically grasp issues in various field of life sciences based on these knowledge".

イメージングの各技術の原理を理解して適切に使用する能力を修得することができる

It is possible to understand the principle of each technology of imaging and acquire the ability to use properly.

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小テストの実施　Quiz type test

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各回の講義の前に、講義資料をCLASSに掲載するので、その資料により講義までに2時間程度予習し、授業のポイントと疑問点を把握した上で講義に臨むこと。講義では、その内容に関連した文献などを適宜アナウンスするので、講義資料とそれらの文献を使って各自が2時間以上かけて復習を行なう。

Before each lecture, lecture materials will be posted on CLASS, so prepare for about 2 hours by lecture with the materials, grasp the points and questions of the lesson and go to the lecture. In the lecture, the relevant documents will be announced appropriately, each one will review over 2 hours using lecture materials and those documents.

試験(小テスト 2回)

Evaluated by two small tests.

・S：到達目標を十分に達成し、極めて優秀な成果を収めている
・A：到達目標を十分に達成している
・B：到達目標を達成している
・C：到達目標を最低限達成している
・D：到達目標を達成していない
・-：学修成果の評価を判断する要件を欠格している

・S：Achieved outcomes, excellent result
・A：Achieved outcomes, good result
・B：Achieved outcomes
・C：Minimally achieved outcomes
・D：Did not achieve outcomes
・-：Failed to meet even the minimal requirements for evaluation

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教科書および一部の参考書は、MyKiTS (教科書販売サイト) から検索・購入可能です。
​https://gomykits.kinokuniya.co.jp/tokyorika/​​​

It is possible to search for and purchase textbooks and certain reference materials at MyKiTS (online textbook store).
​​https://gomykits.kinokuniya.co.jp/tokyorika/

Fundamentals of Light microscopy and Electronic Imaging, 2nd ed. D. B. Murphy and M. W. Davidson (Wiley-Blackwell) ISBN 978-0-471-69214-0
バイオ画像解析手とり足とりガイド　小林徹也、青木一洋 (羊土社)
ImageJではじめる生物画像解析　三浦耕太、塚田佑基（秀潤社）

1 光学顕微鏡の基礎
シラバスに沿ってこの講義の構成を説明する。その後、基本用語の説明を兼ねた光学顕微鏡の説明、および光と色の基礎理論の説明を受け、理解できるようになる。
2 光学部品と幾何光学
光学系を構成する照明やフィルターなどの光学部品について理解できるようになる。
3 レンズと幾何光学
レンズとそれを理解するために必要なレベルの幾何光学を理解できるようになる。
4　回折と干渉
顕微鏡で像が見えることを理解するために不可欠な回折と干渉 についての直感的な説明を理解できるようになる。
5　回折と空間解像度
アッベの理論、開口数、空間解像度の限界について理解できるようになる。
6　位相差顕微鏡
　 位相差顕微鏡の原理、及びきれいな位相差像を得るための注意点を理解できるようになる。
7　微分干渉顕微鏡法
微分干渉顕微鏡法の原理、及びきれいな微分干渉像を得るための注意点を理解できるようになる。
8　蛍光顕微鏡
蛍光とは何か、主な蛍光物質、蛍光イメージングの基本的な注意点などについて理解できるようになる。
9 細胞染色の基本と実際
　 細胞染色の基本的な流れを説明を受け、特に固定とpermeabilizationの条件選択と起こりうるartifactについて理解できるようになる。
10 共焦点顕微鏡
３次元画像取得の基本的ツールである共焦点顕微鏡について、原理と構造、使用上の注意点について理解できるようになる。
11ライブイメージングの基礎
　ライブイメージングを行うには、固定した試料を扱うときとは異なった注意事項やコツが存在するので、それらの基礎事項を理解できるようになる。
12 画像処理
論文用の図を作ることを想定してイメージングデータからの適切な画像処理方法を理解できるようになる。
13 画像処理実習。
　Image Jなどのフリーソフトを使用して、画像データを自分で処理できるようになる。
14 イメージング定量データなどの実用統計処理
　現代のイメージングにおいては定量化と適切な統計処理により議論できる結論を導くことが求められる。ここでは理論の説明は最小限に絞って、データ処理に不可欠な統計技法を使えるようになる。
15 先端イメージング技術
バイオイメージングの最先端である二光子励起顕微鏡や超高解像度顕微鏡などについての概略を理解できるようになる。

1 Foundations of optical microscope
2 Optical components and geometric optics
3 Lens and geometric optics
4 Diffraction and interference
5 diffraction and spatial resolution
6 Phase contrast microscope
7 Differential interference microscopy
8 fluorescence microscope
9 Fundamental and practical staining of cells
10 confocal microscope
11 Fundamentals of Live Imaging
12 Image processing
13 Image processing practice.
14 Practical statistical processing such as imaging quantification data
15 Advanced imaging technology

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特になし

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