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膜電位の光学的測定の高精度化を目的とした高輝度かつ超高安定輝度を有する光源の開発

开发高亮度和超高稳定亮度光源，用于膜电位的高精度光学测量

基本信息

批准号：
16659054
负责人：
廣田秋彦
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Shimane University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

150Wのキセノンランプ光源の光を、ダイクロイックミラーとコールドフィルターを用いて波長750nm以上を熱線成分として95%以上除去した後、干渉フィルターを通して膜電位感受性色素に最適な所定の波長の準単色光にしてプラスチック製の光ファイバーに取り込み、ランダムに混ぜた後、ファイバーの一部を分岐させて全体の10%程の光をフォトダイオードで測定した。そして、ちょうどキセノンランプ光源の光量の揺らぎを相殺するだけの光量を超高輝度発光ダイオード(LED)から発光させ、光源全体として光量を安定させる方式に取り組んだ。その結果、吸光を用いた膜電位の光学的測定に使用可能な精度を持った光量の安定度を有する光源の開発にほぼ成功した。成功のポイントは、LEDの発光量の制御にパルス巾変調(PWM)方式を導入したことである。すなわち、20kHzで高速にLEDを点滅させ、点灯と消灯のduty比を変えることにより発光光量を制御するこの方式によって、発光光量を制御電圧にリニアに制御出来るようになり、高精度な光量補正が実現した。生体標本の組織や動物種の違いにより、測定に用いる膜電位感受性色素が異なり、色素に合わせて異なる波長の準単色光を用いる為、緑色、橙、赤色のLEDを使い分ける必要があり、波長とLEDの種類により制御電圧とLEDにかける電圧の間の比例定数(回路としてはgain)が変化する。したがって、汎用性を持たせるにはリニアに制御出来ることが極めて重要である。われわれの用いている光学的膜電位測定装置のサンプリング周波数は毎秒1024回であり、20kHzで高速に点滅するLEDの点滅の影響は全くみられなかった。螢光の励起光光源として用いるには150Wではまだ光量が足りず、更に高出力の製品が必要であることがわかり、熱によるLEDの減光対策等が今後の課題として残された。

150 W light source, wavelength, wavelength A part of the process is divided into 10% of the process. A combination of methods is used to stabilize the amount of light emitted by the light source, the amount of light emitted by the ultra-high brightness LED, and the amount of light emitted by the light source as a whole. The optical measurement of the film potential of the light absorption device, the possible accuracy, the stability and the development of the light source were successful. The successful introduction of PWM mode for LED emission control High speed LED at 20kHz is switched off, duty ratio of light on and off is changed, light emission quantity is controlled, voltage is controlled, and high precision light quantity correction is realized. The membrane potentioreceptor pigments of tissues and animal species are different, the pigment is different, the wavelength is different, the color is green, orange, red LED is different, the wavelength is different, the LED is different, the ratio of the voltage is different, the ratio of the voltage is different. It's a very important thing to be able to do. The optical membrane potential measuring device has a switching frequency of 1024 cycles per second and a switching frequency of 20kHz. Fluorescent excitation light source is used in the middle of 150W, the light quantity is sufficient, and the product with high output is necessary.