in vivo一分子ライブイメージングのための二光子顕微鏡システムの開発

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本研究では、生体内一分子イメージングの実現を目的として、生体内イメージングにおいて広く用いられている二光子励起蛍光顕微鏡をもとにした新たな顕微鏡光学系の開発をすすめている。前年度に実施した実験では、単一光子検出器２台を用いた検出系を構築し、蛍光一分子の信号検出を実証する解析プログラムを作成した。しかし、二光子励起による蛍光信号が検出器で十分に検出されず、蛍光一分子から発された信号であることを実証できないことが課題であった。そこで、今年度は顕微鏡光学系内での励起光や蛍光信号の損失を減らす光学系の最適化および励起効率を向上させるための分散補償光学系の構築に取り組んだ。光学系の最適化について、検出系において蛍光信号が失われる箇所や励起光入射系において対物レンズの瞳等入射光が遮られる箇所を特定し光学系を調整することにより、蛍光信号検出効率を向上した。また、大きな群速度分散をもつ対物レンズなどの光学素子により、励起光源である超短パルスレーザーのパルス波形が変化して二光子励起効率が低下する可能性があったため、分散補償光学系を構築し試料面でのパルス波形の改善に取り組んだ。まず、回折格子対を用いた分散補償光学系を構築したが、回折格子による励起光強度の損失が大きく十分な蛍光信号が得られなかった。そこで、損失の少ないプリズム対を用いた分散補償光学系を設計し、構築をはじめた。新型コロナウイルス感染症の影響により完遂できていない部分があるが、採用延長期間にこれらに取り組む。