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長波長帯波長可変超短パルスファイバレーザを用いた高侵達多機能生体イメージング

使用长波长可调谐超短脉冲光纤激光器的高侵入性多功能生物成像

基本信息

批准号：
15J04531
负责人：
川越寛之
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-04-24 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

高侵達な生体イメージングへの応用が期待されている波長1.7 um帯超高分解能OCTの横方向分解能を向上させるために，高NA対物レンズと光ファイバの微小コアによる共焦点検出法を組み合わせた，1.7 um帯超高分解能タイムドメイン光コヒーレンス顕微鏡（OCM）システムを開発した．OCTの白色干渉効果と共焦点検出法により，深さ方向2.8 um，横方向1.3 umと3次元的に高空間分解能を実現した．開発したOCMを用いることで，マウス脳の深部（表面から約1mmまで）にあるミエリン鞘の高分解能イメージを取得することができた．このOCMシステムを昨年度開発した1.7 um帯UHR-SD-OCTに融合することで，高速，高分解能かつ高侵達な生体イメージングの実現が期待できる．OCMによる構造情報と化学的情報の同時取得を目指して昨年度開発した，1.7 um帯高出力擬似スーパーコンティニューム（SC）光による非線形イメージングの基礎検討を行った．擬似SC光から出力される超短パルス光の中心波長を適切に選択することで，波長700 nm帯に吸収極大を持つ蛍光色素からの2光子励起蛍光発光を観察した．より高感度に化学的情報を取得するために，擬似SC光出力のさらなる高強度化や量子効率の高い蛍光色素を用いた3光子励起蛍光の活用も今後検討していく．我々はこれまでに1.7 um帯超広帯域SC光を用いて1.7 um帯OCTの高分解能化を実現してきた．しかし，超広帯域スペクトルを利用することから，生体深部においては分解能が劣化する可能性がある．そこで，1.7 um帯UHR-OCTによる生体深部観察時の分解能の劣化の程度を，生体模擬試料を用いて定量的に評価した．結果的に，適切な波長分散の補償を行うことで，生体深部においても1.7 um帯OCTで超高分解能イメージングが行えることが分かった．この結果は，1.7 um帯UHR-OCT/OCMシステムが，生体深部の高侵達かつ高分解能なイメージングに有効であることを示している．

High Penetration Bio-optical Micromirrors (OCM) are expected to be developed at wavelengths of 1.7 um and 1.7 um respectively.OCT's lateral resolution energy is expected to be increased by 1.7 um and 1.7 um respectively. OCT's white resolution energy is expected to be increased by 1.7 um and 1.7 um respectively. OCT's confocal detection method Deep direction 2.8 um, horizontal direction 1.3 um and three-dimensional high spatial decomposition energy can be realized. Open OCM is used in the middle of the game, and the deep part of the game (about 1mm on the surface) is obtained. The OCM system was developed last year with a 1.7 um band UHR-SD-OCT fusion technology. The high speed, high resolution energy, high invasion, and high biological performance were expected. The OCM system was developed with a 1.7 um band UHR-SD-OCT fusion technology. The structural information and chemical information were simultaneously acquired. The OCM system was developed last year with a 1.7 um band UHR-SD-OCT fusion technology. The optical system was developed with a non-linear technology. The center wavelength of pseudo-SC light is selected appropriately, and the absorption maximum in the wavelength range of 700 nm is observed. High sensitivity chemical information acquisition, simulation SC light output, high intensity, high quantum efficiency, high fluorescence pigment application, 3 photon excitation light utilization, future research. The high resolution performance of 1.7 um band OCT is realized by using SC light in the 1.7 um band. The possibility of degradation of decomposition energy in the deep part of the organism is discussed. The degradation of decomposition energy during deep biological observation in 1.7 um band UHR-OCT was evaluated quantitatively in biological simulation samples. As a result, the compensation for wavelength dispersion is appropriate, and the ultra-high resolution energy of OCT is 1.7 um deep in the organism. The results show that the UHR-OCT/OCM system with 1.7 um band has high penetration and high decomposition energy in deep organisms.