Nonlinear Confocal Microscopy for DDS Nanoparticle Spectroscopy

本研究では，リポソームや高分子NPなどのDDS(Drug Delivery System)微粒子の表面・内部のナノ構造や薬理特性を解析するために，ベクトリアルな偏光干渉系と光波混合光学系を用いた新たな非線形レーザ顕微鏡を開発し，保存溶液やマトリックス中で分光測定可能な超解像タイムラプスイメージング法を提案する．被測定微粒子に静的に備わる光学的な非線形分極にタグ機能を持たせ，これをDDSの3次元計測に利用する，当方独自のラベルフリー顕微計測技術の開発が目的である．具体的には，超解像レーザ顕微光学系の設計・構築と特性評価および，３次元構造解析のための高CTF（Contrast Transfer Function）実現が主課題となる．昨年度と同様、研究期間の前半では，共焦点顕微鏡へのベクトリアル光波混合光学系の導入とベクトリアル偏光干渉光学系の導入を当初予定していた．本システムでは，光軸方向にも高い空間分解能を持たせた上，吸収媒体による極微小散乱光の局所計測を実現するために，通常の共焦点光学系に入射三光波と出射一光波がコリニア―な光軸配置を有する，ベクトリアル四光波混合系を導入しなればならない．ところがレーザ顕微鏡の研究課題であるにも関わらず、肝心のレーザ光源が調達でなかったため、既存所有の代替品を使って研究を進めてきた．結果、狙った波長帯とは異なる領域ではあるが、ナノ微粒子中での光波混合を実験的に確かめることができた．また、非線形テンソル性のみならず，ベクトリアル性も保持していることも確認できた．但し，予定していた初年度・次年度の目標達成には至っていない．

本研究では，リポソームや高分子NPなどのDDS(Drug Delivery System)微粒子の表面・内部のナノ構造や薬理特性を解析するために，ベクトリアルな偏光干渉系と光波混合光学系を用いた新たな非線形レーザ顕微鏡を開発し，保存溶液やマトリックス中で分光測定可能な超解像タイムラプスイメージング法を提案する．被測定微粒子に静的に備わる光学的な非線形分極にタグ機能を持たせ，これをDDSの3次元計測に利用する，当方独自のラベルフリー顕微計測技術の開発が目的である．具体的には，超解像レーザ顕微光学系の設計・構築と特性評価および，３次元構造解析のための高CTF（Contrast Transfer Function）実現が主課題となる．昨年度と同様、研究期間の前半では，共焦点顕微鏡へのベクトリアル光波混合光学系の導入とベクトリアル偏光干渉光学系の導入を当初予定していた．本システムでは，光軸方向にも高い空間分解能を持たせた上，吸収媒体による極微小散乱光の局所計測を実現するために，通常の共焦点光学系に入射三光波と出射一光波がコリニア―な光軸配置を有する，ベクトリアル四光波混合系を導入しなればならない．ところがレーザ顕微鏡の研究課題であるにも関わらず、肝心のレーザ光源が調達でなかったため、既存所有の代替品を使って研究を進めてきた．結果、狙った波長帯とは異なる領域ではあるが、ナノ微粒子中での光波混合を実験的に確かめることができた．また、非線形テンソル性のみならず，ベクトリアル性も保持していることも確認できた．但し，予定していた初年度・次年度の目標達成には至っていない．