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

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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。