High-speed acquisition of weak fluorescence images by optical correlation imaging technique

• Project Area: Dynamics of the interaction between inanimate and animate beings using the STED technique
• Project/Area Number: 24H00837
• Research Category: Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Transformative Research Areas, Section (II)
• Research Institution: Kochi University of Technology
• Principal Investigator: 田上 周路 高知工科大学, システム工学群, 准教授 (80420503)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 長谷 栄治 徳島大学, ポストLEDフォトニクス研究所, 特任助教 (50805512)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥25,740,000 (Direct Cost: ¥19,800,000、Indirect Cost: ¥5,940,000); Fiscal Year 2025: ¥8,710,000 (Direct Cost: ¥6,700,000、Indirect Cost: ¥2,010,000); Fiscal Year 2024: ¥8,710,000 (Direct Cost: ¥6,700,000、Indirect Cost: ¥2,010,000)
• Keywords: 単一画素計測 / 光相関イメージング / 超解像 / ゴーストイメージング / 機械学習 / 相関解析 / 蛍光画像 / 微弱光イメージング

Outline of Research at the Start

本研究では，マルチスポット化された照明光を超解像蛍光顕微鏡に適用することで，新規光相関イメージングの創出に取り組む．単一の検出器を用いることで高感度化やロバスト性の向上を達成し，マルチスポットの分布パターンと計測される強度変化との相関値から画像を復元する．マルチスポットの照射エリアを走査することで超解像（数十nm）を達成しながらワイドエリア（数十um）での測定を実証する．さらに，機械学習を用いて高速・高効率化に取り組み，超高速（ナノ秒オーダ）でのイメージングを実現する．