高分解能ラマン顕微鏡の開発と生体機能イメージングへの応用

本研究では、ラマン散乱顕微鏡の高分解能化と、生体機能のより詳細な描画を目的とする。そのため高分解能かつ高速な顕微鏡技術を開発・実装し、生体試料の計測を行う。実装する顕微鏡では、x-y空間における空間分解能と、分光検出時の波長分解能の向上を目指す。これらの分解能を向上することで、近接する分子からのラマン散乱信号を分離・識別できるため、生体分子の機能をより詳細に計測でき、生体機能の解明に貢献できると考える。初年度には、顕微鏡の高分解能化技術を実装するための試作機作製と得られたスペクトルおよび画像の解析ソフトウェアの開発に取り組んだ。本研究で開発する高分解能化技術には、マイクロレンズアレイによる多点同時照明/検出系と、多点から同時に取得された複数のスペクトルデータの演算処理を行い、高分解能画像を再構築するためのソフトウェアが必要となる。マイクロレンズアレイを含む光学系の仕様を再設計し、試作機を構築した。60倍の対物レンズ(NA 0.9)を使用して、カバーガラス上の微細構造が鮮明に撮像できることを確認した。マイクロレンズアレイを通過するレーザー光源からの光が広範囲で均一に、かつ回折限界程度に集光できていることを確認した。また上述した機能を実装したソフトウェアを開発し、データの解析を行った。現在は、試料に対する集光位置を走査するイメージングシステムの導入を進めており、高分解能化技術の原理検証を進める予定である。

本研究では、ラマン散乱顕微鏡の高分解能化と、生体機能のより詳細な描画を目的とする。そのため高分解能かつ高速な顕微鏡技術を開発・実装し、生体試料の計測を行う。実装する顕微鏡では、x-y空間における空間分解能と、分光検出時の波長分解能の向上を目指す。これらの分解能を向上することで、近接する分子からのラマン散乱信号を分離・識別できるため、生体分子の機能をより詳細に計測でき、生体機能の解明に貢献できると考える。初年度には、顕微鏡の高分解能化技術を実装するための試作機作製と得られたスペクトルおよび画像の解析ソフトウェアの開発に取り組んだ。本研究で開発する高分解能化技術には、マイクロレンズアレイによる多点同時照明/検出系と、多点から同時に取得された複数のスペクトルデータの演算処理を行い、高分解能画像を再構築するためのソフトウェアが必要となる。マイクロレンズアレイを含む光学系の仕様を再設計し、試作機を構築した。60倍の対物レンズ(NA 0.9)を使用して、カバーガラス上の微細構造が鮮明に撮像できることを確認した。マイクロレンズアレイを通過するレーザー光源からの光が広範囲で均一に、かつ回折限界程度に集光できていることを確認した。また上述した機能を実装したソフトウェアを開発し、データの解析を行った。現在は、試料に対する集光位置を走査するイメージングシステムの導入を進めており、高分解能化技術の原理検証を進める予定である。