3次元ピコメートル計測法による軸糸ダイニン動態の解析

使用三维皮米测量方法分析轴丝动力蛋白动力学

基本信息

批准号：
19037010
负责人：
上村慎治
金额：
$ 3.2万
依托单位：
Chuo University (2008)The University of Tokyo (2007)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19037010/
关键词：
暗視野照明法アキシコンレンズナノメーター計測ピコメーター計測高精度位置計測光学顕微鏡ダイニンモーターナノ計測ピコメートル精度計測ベン毛軸糸ベン毛運動機構 3次元計測精密計測暗視野照明顕微鏡

项目摘要

本研究では、2枚のアキシコンレンズを組み込んだ新しい暗視野証明光学系を開発し、光源として用いるレーザー光の光をほとんど損失なく観察試料に集光させることができる装置を製作した。この光学系を用いることで、レーザー光を効率よくコンデンサレンズへと導くことが可能となる。同時に、対物レンズの開口数よりも高い開口数で観察試料を照明できるために、暗視野照明条件も達成でき、従来の暗視野照明法よりも1, 000倍も高い像輝度で試料となるマイクロビーズを観察でき、マイクロビーズ試料の位置変位の計測において画期的な精度向上をもたらすことができた。背景光の混入を非常に少なくでき、その光が発生するショットノイズが無視できる程度に小さくでき、計測技術上S/N比向上させることが可能となったためである。0.35ミクロンのポリスチレン製マイクロビーズの場合、位置変位を0.1nm/10kHzの高い精度で変位計測できた。また、金コロイドのような金属粒子の場合、観察像の輝度をさらに数100倍も上がられるために、上で述べた位置計測精度をさらに20〜30倍向上できることもわかった。この光学系の特徴であるレーザー環状照明法は、光軸調整、およびアキシコンレンズの位置調整が難しく、また、暗視野照明できる領域も非常に狭いという欠点も別個に明らかになった。開口絞り位置で、リング状にレーザー光を高速走査して、その後、アキシコンレンズに導入する改良型の光学系を試みた結果、像輝度は低下させずに、上の短所が改善される傾向が見られた。照明系光学系の改良の方向性を明確にすることができた。

在这项研究中，我们开发了一个新的黑场证明光学系统，其中包含两个澳大利亚镜头，并创建了一种可以将用作光源的激光集中在观测样品上的仪器，几乎没有损失。通过使用此光学系统，可以有效地将激光束引导到冷凝器镜头。同时，由于观察样品可以用高于客观晶状体的数值孔高的数值孔径照明，因此可以实现暗场照明条件，并且可以通过图像亮度观察到样品的微量头，可以用比传统的黑暗场方法高1,000倍的图像亮度，从而在启动型中的序列中高于常规的深色场方法。这是因为背景光的混合很少，并且光所产生的射击噪声可以忽略不计，并且由于测量技术而可以提高S/N比。在0.35微米聚苯乙烯微粒的情况下，可以以0.1 nm/10 kHz的高精度测量位置位移。还发现，在金属颗粒（例如胶体金）的情况下，观察到的图像的亮度可以增加几百倍，并且上述位置测量精度可以进一步提高20至30次。激光环照明方法是该光学系统的特征，很难调整光轴和axicon镜头的位置，并且可以使暗场照明的缺陷的缺点也非常狭窄，已经显示出来。由于尝试了改进的光学系统，在该光学系统中，在光圈停止位置扫描了激光灯，然后引入axicon镜头，因此图像亮度倾向于改善而不会减小，并且上述缺点改善。改善照明光学系统的方向已阐明。