電子制御波長可変中赤外線レーザーによる生体内糖鎖イメージング

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当該年度は中赤外線波長可変レーザーの発振波長域の拡張、出力エネルギーの増強、並びにその光源を用いた生体内中分子イメージング装置の改良を実施した．光源の改良においては概ね順調に推移し、前年度までは約2.2~2.7umまでの利用に限定されていた発振波長域を、レーザー共振機内差周波発生（DFG）を適用することによって、中分子イメージングにより適した8~9um帯へ高効率に拡張することに成功した．中分子イメージング装置については前年度に判明した低信号雑音比（SNR）の問題を解決すべく、位相差検出型顕微鏡光学系への改造を実施した．具体的には照明用パルスグリーンレーザー（波長532nm）の導入と先に挙げた中赤外線波長可変レーザーとの結合光学系の設計開発および顕微鏡光学系の構築を実施した．問題を解決するために、グリーンレーザーは一般的な位相差顕微鏡光学系を採用し、中赤外線レーザー光のみを試料上を走査する方式に変更した．試料内に屈折率分布が発生すれば試料透過後のグリーンレーザー照明にはその屈折率分布に応じた偏光成分の分布が形成されるはずであり、それを検出することで生体内の中分子イメージングを実現する．照明に単色性の高いレーザーを用いたことで高コントラストな位相差像を得ることができるようになる．また、それぞれのレーザーは電気的にパルス同期が可能であるため、ロックイン検出系も導入することで微弱な屈折率変化も検出可能な位相差顕微鏡を構築した．