Insertion type fluorescent imaging device using front light source and angle selective imaging

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本研究の目的は、刺入型イメージングデバイスにおいて数 μm 程度の空間分解能を達成し、細胞体からの蛍光を検出できる観察性能を実現することにある。生体内の蛍光観察には高い励起光除去性能が必要であり、撮像面上への励起光源配置は、従来のレンズレス蛍光観察系では現実的ではなかった。これに対し本研究では、我々が提案した高性能フィルタ構造と光導波露によるフロントライト構造でこの問題を解決することを目指している。令和4年度は、フロントライト構造による励起光照射を実現するためフォトリソグラフィ法による導波路上への回折パターン形成を行った。一次試作には、機械的特性が良好であり、マイクロ流路形成等に広く用いられているSU-8を用いた。これにより、光を回折させ、励起光を観察対象に照射可能であることを確認した。同時に回折された光がイメージングデバイス側にも照射されることになる。しかし、照射角はほぼ一定となるため、これまでに作製してきたハイブリッドフィルタ構造により、高い効率で励起光を除去することができることを確認した。また、フロントライトを搭載したデバイスを用いて蛍光ビース等の蛍光観察が可能であることを実証した。イメージングデバイスは、レンズレス構成となっているため、空間分解能については、フロントライトデバイスの厚みに応じた低下が見られた。今後、レンズレス構造の最適化や画像処理による空間分解能改善の手法の検討も行う必要があると考えられる。