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高時間分解観察が可能な超解像蛍光顕微鏡の開発

开发能够进行高时间分辨观察的超分辨率荧光显微镜

基本信息

批准号：
10J03401
负责人：
山中真仁
金额：
$ 0.9万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2011
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J03401/
关键词：
蛍光顕微鏡超解像 3次元空間分解高時間分解能

项目摘要

本研究では、蛍光分子の励起-発光過程における飽和現象により得られる非線形な蛍光応答を利用し、光の回折限界を超えた空間分解能を有する蛍光顕微鏡を開発してきた(飽和励起(SaturatedExcitation:SAX)顕微鏡)。SAX顕微鏡では、従来の共焦点蛍光顕微鏡の光学系で励起光強度の変調をするだけで、非線形な蛍光応答の検出が出来る手法を実現している。このため本顕微鏡ではレーザー光源が単一で良く、従来の共焦点顕微鏡の光学系をそのまま用いられるというシンプルな構成を特徴としている。昨年度はより高い空間分解能の実現を目指し、超短パルスレーザーを用いた高次非線形な蛍光応答の誘起に取り組んだ。当該年度は、生体試料の蛍光観察時における蛍光褪色および細胞損傷を抑制できる条件さぐるため、超短パルスレーザーのパルス幅、繰り返し周波数、平均励起光強度を変えながら、試料観察を行った。本実験には昨年度に構築した超短パルスレーザーのパルス幅、繰り返し周波数の調整機構を用いた。これまでSAX顕微鏡で得られている空間分解能は通常の共焦点蛍光顕微鏡の約2倍程度であり、他の超解像顕微鏡と比べそれほど高くない。しかしながら、SAX顕微鏡では励起光強度を変調するだけで空間分解能が向上でき、さらにレーザー光も1つで良いため、多様な試料を観察できる。また、蛍光像取得の際に、画像処理が不要な点も利点である。そして、その光学系は通常の共焦点蛍光顕微鏡に音響光学素子とロックインアンプを加えただけであるため、簡便かつコストパフォーマンスが良い。このことは超解像法の普及、新しいアプリケーション開発に大きなアドバンテージとなると考える。

In this study, the excitation-light process of light molecules and the saturation phenomenon of light molecules are used to obtain non-linear light response and the refractory limit of light is exceeded. Spatial decomposition can be achieved by using the SAX micromirror (Saturated Excitation: SAX micromirror). The optical system of the SAX micromirror and the confocal micromirror are used to determine the intensity of the excited light. Adjustment of をするだけで, non-linear な蛍光応answer of の検出が出る Technique of を実 appearances of している. Confocal micromirror The optical system is composed of いられるというシンプルな and を特徴としている. Yesterday's high-order spatial decomposition energy, ultra-short パルスレーザーを, and high-order non-linear な蛍光応answers were used to induce the にtake り group んだ. When observing the biological sample in that year, the light fades, the cell damage is inhibited, and the conditions are maintained. Ultra-short パルスレーザーのパルス width, 粲り回しcycle number, average excitation light intensity を変えながら, sample inspection を行った. The ultra-short パルスレーザーのパルス width was constructed last year, and the adjustment mechanism for the number of cycles is used. The SAX micromirror has a spatial decomposition capability and is usually a confocal lens. The micromirror is about twice as high as the micromirror, and the super-resolution micromirror is higher than the micromirror.しかしながら, SAX micromirror では excited light intensity を変 adjust するだけでspace resolution energy がUPでき、さらにレーザー光も1つで好いため、多様なSampleを観看できる.また, 荍光image acquisition, の间に, image processing, がPoint, である.そして、そのoptical system はNormal confocal light micromirror and acoustic optics element とロックインアンプを加えただけであるため、 SIMPLE かつコストパフォーマンスがGood The popularization of the super resolution method and the new super-resolution method.