情報通信技術を応用した光学的大規模膜電位計測法の開拓

应用信息通信技术开发光学大规模膜电位测量方法

• 批准号: 21H02437
• 负责人: 三上 秀治
• 金额: $ 11.56万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H02437/
• 关键词: 二光子顕微鏡; 膜電位イメージング; 高速イメージング; 蛍光顕微鏡; 多光子顕微鏡

本年度は生体試料の計測のための環境構築を行うとともに、多重検出方式の検討を前年度に引き続き行った。生体試料計測としてマウス脳皮質の計測を想定し、マウスの飼育環境や手術から観察までの一連の作業に要する機材の整備を行い、in vivoでの神経活動計測が可能な環境を整備した。加えて、方式検討の基盤となる多光子顕微鏡もマウス観察向けに新規に設計、構築を行い、前年度に構築した装置とあわせて、様々な生体試料を用いた評価基盤が構築できた。多重化方式としては主として時分割多重方式の検討を行い、前年度に検討した周波数分割多重との比較を試みた。基礎的な検討として時分割多重は前年度に用いたものと同じ高速な空間光変調器による集光パターンの逐次的な切り替えにより実装した。このため、時定数の評価に必要な装置の特性は前年度に評価済みのものを用いた。動作確認としては３つの直径10 μmの蛍光ビーズを用い、周波数分割多重の実験と同様に明視野画像の画像処理により特定した各ビーズの座標に逐次的にパルスレーザーを照射し、取得した信号波形から各蛍光の強度を計測することができた。本検討では時分割多重方式のみの実装のため逐次的な検出（ランダムアクセス顕微鏡と呼ばれるものに相当）を行ったことになるが、実際は周波数分割多重等の他方式との組み合わせが可能である。このことを見越して各ビーズあたり１点の測定ではなく、周辺の複数点の測定により蛍光ビーズの座標を検出する動作も併せて試み、１秒あたり1 μmのステップで移動させた蛍光ビーズを（明視野画像の情報を用いることなく）追跡することができた。このような動作は計測対象が移動する場合に有効であり、特に通常の撮像に長時間を要する３次元計測において有効であると見込まれる。

This year, the environmental structure of the biological sample was discussed. Biological sample measurement: Cortical measurement, breeding environment, operation, observation, equipment preparation, in vivo mental activity measurement, possible environmental preparation Multiphoton micromirrors are designed, constructed, and used to evaluate substrates for biological samples. Multiplex mode and time-division multiplex mode are discussed in detail in the previous year. The basic model is divided into two parts: the first part is divided into two parts: the first part is divided into three parts: the second part is divided into three parts: the first part is divided into four parts: the first part is divided into three parts: the first part is divided into four parts: the first part is divided into four parts: the second part is divided into four parts: the first part is divided into four parts: the second part is divided into four parts: the first part is divided into four parts: the second part is divided into four parts: the first part is divided into four parts: the first part is divided into four parts: the second part is divided into four This time, the evaluation of the necessary characteristics of the device is based on the evaluation of the previous year. The operation confirmation includes the following steps: 1. the illumination intensity of the light beam with a diameter of 10 μm is measured by using a frequency division method; 2. the illumination intensity of the light beam is measured by using a frequency division method; and 3. the illumination intensity of the light beam is measured by using a frequency division method. This paper discusses the possibility of combining other methods such as time-division multiplexing and sequential multiplexing. The measurement of each point in the light field and the measurement of the coordinates of the light field in the light field This is the case when the measurement object is moving, especially when it is moving for a long time.

项目成果

High-speed fluorescence microscopy for next-generation life science

用于下一代生命科学的高速荧光显微镜

• 发表时间: 2023
• 作者: 篠 元輝;高田 彰二;Hideharu Mikami
• 通讯作者: Hideharu Mikami

Frequency-Time-Division-Multiplexed Single-Pixel Imaging for Biomedical Applications

用于生物医学应用的频时分复用单像素成像

• 发表时间: 2022
• 作者: Rajendran Divya;Mitra Shrutarshi;Oikawa Hiroyuki;Madhurima Kulkarni;Sekhar Ashok;Takahashi Satoshi;Naganathan Athi N.;Hideharu Mikami
• 通讯作者: Hideharu Mikami

超高速蛍光顕微鏡

超快荧光显微镜

• 发表时间: 2021
• 作者: 三上秀治

High-Speed Fluorescence Microscopy and Beyond

高速荧光显微镜及其他技术

• 发表时间: 2022
• 作者: 古村雛乃;朝比奈佑希;吉村淳;羽根正弥;Wu Di;北島健;佐藤ちひろ.;Hideharu Mikami
• 通讯作者: Hideharu Mikami

最先端光学顕微鏡で生体からビッグデータを取得する

使用尖端光学显微镜从生物体获取大数据

• 发表时间: 2022
• 作者: 森俊貴;廣澤幸一朗;笠井倫志;田口友彦;横田康成;鈴木健一;三上秀治
• 通讯作者: 三上秀治