近接場光によるナノメートル厚断層像再構成-エバネッセントCTイメージング

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本年度は、エバネッセント顕微鏡での断層像再構成を実現する実験系を実装し、実証実験を行った。またSN比に対する理論分解能を調べる数値計算実験を行い、代表的実験条件での理論分解能を得た。前年度までに実装した自動アクチュエーターを利用して再現性良くかつ自動にデータ取得できる用系を改造し、さらにデータ解析を簡便に行える解析ソフトを開発して、画像データ取得から再構成までを一貫して行えるシステムを構築した。さらにCFPアクチンをトランスフェクションで導入したマウス繊維芽細胞(MEF)のアクチン繊維を観察し、交差するアクチン繊維が交差点で光軸方向に二点分解できることを確認した。そして代表的SN比として35dBを仮定して、ノイズあり信号を用いたシミュレーション実験で、光軸方向に10nmまで近接した二点を分解できることを確認した。本研究により、エバネッセント場を用いて照明して3次元再構成を行うと、光軸方向に光の回折限界の制限を超えて2点を分解できる解像度が得られることが導かれた。これは、エバネッセント場が波長よりも短い距離で強度が指数関数的に減衰することから、照明光が形成する場が波長による制限よりも高い空間周波数を持つためと説明できる。この結果から、光軸方向に超解像できる顕微鏡を実現できたことになる。今後は、さらなる分解能の向上を図り、細胞中のフィラメント状の分子のみならず個々の分子の三次元分布を計測できるようにすることが課題である。