Fast and sensitive imaging of intracellular elements with novel X-ray focusing optical system

• Project/Area Number: 21700464
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Biomedical engineering/Biological material science
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: MATSUYAMA Satoshi Osaka University, 工学研究科, 助教 (10423196)
• Project Period (FY): 2009 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2010: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000); Fiscal Year 2009: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
• Keywords: X線顕微鏡 / 共焦点顕微鏡 / 放射線 / X線 / 粒子 / X線ミラー / 細胞イメージング / Kirkpatrick-Baez / 蛍光X線分析 / X線集光 / 放射線・X線・粒子

Research Abstract

I developed a novel focusing optical system with two elliptical mirrors aligned side-by-side to improve performance of scanning X-ray microscopes. Size of an X-ray beam reflected on the mirrors was investigated at an X-ray energy of 11.5 keV in SPring-8. We achieved FWHM of 46 nm in one-dimensional focusing with the one mirror. Additionally, FWHM of 206 nm was obtained in two-dimensional focusing with the two mirrors.

Research Products

• [Journal Article] Simulation study of four-mirror alignment of advanced Kirkpatrick-Baez optics (2010)
  • Author(s): S.Matsuyama, et al.
  • Journal Title: Nuclear Instruments and Methods in Physics Reserch A 616 Pages: 241-245
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Development of Hard X-ray Imaging Optics with Two Pairs of Elliptical and Hyperbolic Mirrors (2010)
  • Author(s): S.Matsuyama, et al.
  • Journal Title: AIP Conf. Proc. 1234 Pages: 267-270
• [Journal Article] One-dimensional Wolter optics with a sub-50-nm spatial resolution (2010)
  • Author(s): S.Matsuyama, et al.
  • Journal Title: Optics Letters 35 Pages: 3583-3585
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Development of a one-dimensional Wolter mirror for an advanced Kirkpatrick-Baez mirror (2010)
  • Author(s): S.Matsuyama, et al.
  • Journal Title: Proc. SPIE 7802 Pages: 780202-780202
• [Journal Article] X線ナノ集光技術の現状とその利用に向けた将来展望「ミラー光学素子の開発およびその応用の現状と将来展望」 (2010)
  • Author(s): 三村秀和, 松山智至
  • Journal Title: 放射光 23(3) Pages: 173-179
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 走査型蛍光エックス線顕微鏡による細胞内元素マッピングの医学応用 (2010)
  • Author(s): 志村まり, 松山智至
  • Journal Title: 放射光 23(4) Pages: 230-237
  • NAID: 10026552960
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] X線ナノ集光技術の現状とその利用に向けた将来展望「ミラー光学素子の開発およびその応用の現状と将来展望」 (2010)
  • Author(s): 三村秀和、松山智至
  • Journal Title: 放射光 Volume: 23(3) Pages: 173-179
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 走査型蛍光エックス線顕微鏡による細胞内元素マッピングの医学応用 (2010)
  • Author(s): 志村まり、松山智至
  • Journal Title: 放射光 Volume: 23(4) Pages: 230-237
  • NAID: 10026552960
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Simulation study of four-mirror alignment of advanced Kirkpatrick-Baez optics (2010)
  • Author(s): S.Matsuyama, et al.
  • Journal Title: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A Volume: 616 Pages: 241-245
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Development of Hard X-ray Imaging Optics with Two Pairs of Elliptical and Hyperbolic Mirrors (2010)
  • Author(s): S.Matsuyama, et al.
  • Journal Title: AIP Conf.Proc. Volume: 1234 Pages: 267-270
• [Journal Article] Development of a one-dimensional Wolter mirror for an advanced Kirkpatrick-Baez mirror (2010)
  • Author(s): S.Matsuyama, et al.
  • Journal Title: Proc.SPIE Volume: 7802 Pages: 780202-780202
• [Journal Article] One-dimensional Wolter optics with a sub-50-nm spatial resolution (2010)
  • Author(s): S.Matsuyama, et al.
  • Journal Title: Optics Letters Volume: 35 Pages: 3583-3585
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Nanometer Focusing of Coherent Hard X-rays with Ultraprecise Mirrors (2011)
  • Author(s): S.Matsuyama
  • Organizer: EuroFEL Workshop on Photon Beamlines & Diagnostics
  • Place of Presentation: DESY(Hamburg, Germany)
  • Year and Date: 2011-06-28
• [Presentation] 高密度X線ナノビーム形成のための並列型Kirkpatrick-Baezミラー光学系の開発 (2011)
  • Author(s): 松山智至, 他
  • Organizer: 2011年精密工学会春季学術講演会
  • Place of Presentation: 東洋大学(東京都文京区)
  • Year and Date: 2011-03-14
• [Presentation] 高密度X線ナノビーム形成のための並列型Kirkpatrick-Baezミラー光学系の開発 (2011)
  • Author(s): 脇岡敏之, 松山智至, 他
  • Organizer: 第24回日本放射光学会年会
  • Place of Presentation: エポカルつくば(筑波市)
  • Year and Date: 2011-01-09
• [Presentation] 高密度X線ナノビーム形成のための並列型Kirkpatrick-Baezミラー光学系の開発 (2011)
  • Author(s): 脇岡敏之, 松山智至, 他
  • Organizer: 第23回日本放射光学会年会
  • Place of Presentation: イーグレひめじ(兵庫県)
  • Year and Date: 2011-01-09
• [Presentation] 波動光学シミュレーションを用いたAdvanced Kirkpatrick-Baezミラー光学系の検討 (2011)
  • Author(s): 中森紘基, 他
  • Organizer: 第24回日本放射光学会年会
  • Place of Presentation: エポカルつくば(筑波市)
  • Year and Date: 2011-01-09
• [Presentation] 色収差のない結像型硬X線顕微鏡構築のためのAdvanced Kirkpatrick-Baezミラー光学系の開発 (2011)
  • Author(s): 木谷直隆, 他
  • Organizer: 第24回日本放射光学会年会
  • Place of Presentation: エポカルつくば(筑波市)
  • Year and Date: 2011-01-09
• [Presentation] ミラー光学素子による硬X線顕微鏡の現状と4枚の非球面ミラーを用いた結像光学系の実現 (2011)
  • Author(s): 松山智至
  • Organizer: 第24回日本放射光学会年会
  • Place of Presentation: エポカルつくば(筑波市)(invited)
  • Year and Date: 2011-01-09
• [Presentation] シミュレーションを用いた硬X線用形状可変ミラー設計に関する研究 (2011)
  • Author(s): 中森紘基, 他
  • Organizer: 2011年精密工学会春季学術講演会
  • Place of Presentation: 東洋大学(東京都文京区)
  • Year and Date: 2011-01-09
• [Presentation] 高能率高精度X線ミラー加工のためのIBF(Ioh Beam Figuring)システムの開発 (2011)
  • Author(s): 北村真一, 他
  • Organizer: 2011年精密工学会春季学術講演会
  • Place of Presentation: 東洋大学(東京都文京区)
  • Year and Date: 2011-01-09
• [Presentation] 硬X線集光用高精度形状可変ミラーの作製と評価 (2011)
  • Author(s): 今井将太, 他
  • Organizer: 第24回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
  • Place of Presentation: エポカルつくば(茨城県つくば市)
  • Year and Date: 2011-01-09
• [Presentation] 硬X線集光用多層膜ミラーの開発 (2011)
  • Author(s): 横山光, 他
  • Organizer: 第24回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
  • Place of Presentation: エポカルつくば(茨城県つくば市)
  • Year and Date: 2011-01-09
• [Presentation] 2次元硬X線Sub-10nm集光システムの構築 (2011)
  • Author(s): 横山光, 他
  • Organizer: 第24回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
  • Place of Presentation: エポカルつくば(茨城県つくば市)
  • Year and Date: 2011-01-09
• [Presentation] 硬X線集光用ナノ精度形状可変ミラーの開発(第2報)-形状可変ミラーを用いた波面制御の結果- (2011)
  • Author(s): 今井将太, 他
  • Organizer: 2011年精密工学会春季学術講演会
  • Place of Presentation: 東洋大学(東京都文京区)
  • Year and Date: 2011-01-09
• [Presentation] Development of Side-By-Side Kirkpatrick-Baez mirror for high-density X-ray nanobeam, Third GCOE International Symposium on Atomically Controlled Fabrication Technology (2010)
  • Author(s): T.Wakioka, S.Matsuyama, et al.
  • Organizer: 大阪大学中之島センター
  • Place of Presentation: 大阪市
  • Year and Date: 2010-12-25
• [Presentation] One-Dimensional Wolter Mirror for Achromatic Hard X-ray Microscopy (2010)
  • Author(s): S.Matsuyama, et al.
  • Organizer: Third GCOE International Symposium on Atomically Controlled Fabrication Technology
  • Place of Presentation: 大阪大学中之島センター(大阪市)
  • Year and Date: 2010-11-25
• [Presentation] Development of Side-By-Side Kirkpatrick-Baez mirror for high-density X-ray nanobeam (2010)
  • Author(s): T.Wakioka, et al.
  • Organizer: Third GCOE International Symposium on Atomically Controlled Fabrication Technology
  • Place of Presentation: 大阪大学中之島センター(大阪市)
  • Year and Date: 2010-11-25
• [Presentation] Development of Advanced Kirkpatrick-Baez mirror for achromatic hard X-ray microscopy (2010)
  • Author(s): N.Kidani, et al.
  • Organizer: Third GCOE International Symposium on Atomically Controlled Fabrication Technology
  • Place of Presentation: 大阪大学中之島センター(大阪市)
  • Year and Date: 2010-11-25
• [Presentation] Development of Wavefront Measurement Method for Hard X-ray Adaptive Optics System (2010)
  • Author(s): T.Kimura, et al.
  • Organizer: Third GCOE International Symposium on Atomically Controlled Fabrication Technology
  • Place of Presentation: 大阪大学中之島センター(大阪市)
  • Year and Date: 2010-11-25
• [Presentation] Ray-tracing Analysis of a Graded Multilayer Mirror (2010)
  • Author(s): H.Yokoyama, et al.
  • Organizer: Third GCOE International Symposium on Atomically Controlled Fabrication Technology
  • Place of Presentation: 大阪大学中之島センター(大阪市)
  • Year and Date: 2010-11-25
• [Presentation] 高密度X線ナノビーム形成のための並列型Kirkpatrick-Baez ミラー光学系の開発 (2010)
  • Author(s): 脇岡敏之, 松山智至, 他
  • Organizer: 2010年精密工学会 秋季学術講演会
  • Place of Presentation: 名古屋大学(名古屋市)
  • Year and Date: 2010-09-28
• [Presentation] 高密度X線ナノビーム形成のための並列型Kirkpatrick-Baezミラー光学系の開発 (2010)
  • Author(s): 脇岡敏之, 他
  • Organizer: 2010年精密工学会 秋季学術講演会
  • Place of Presentation: 名古屋大学(名古屋市)
  • Year and Date: 2010-09-28
• [Presentation] 4枚の非球面ミラーを用いた結像型硬X線顕微鏡の開発 (2010)
  • Author(s): 松山智至, 他
  • Organizer: 2010年精密工学会 秋季学術講演会
  • Place of Presentation: 名古屋大学(名古屋市)
  • Year and Date: 2010-09-28
• [Presentation] 硬X線集光用ナノ精度形状可変ミラーの開発 (2010)
  • Author(s): 今井将太, 他
  • Organizer: 2010年精密工学会 秋季学術講演会
  • Place of Presentation: 名古屋大学(名古屋市)
  • Year and Date: 2010-09-28
• [Presentation] Hard X-ray Imaging Optics with Elliptical mirrors and Hyperbolic Mirrors (2010)
  • Author(s): S.Matsuyama, et al.
  • Organizer: SPIE Optics+Photonics
  • Place of Presentation: SanDiego (USA)
  • Year and Date: 2010-08-18
• [Presentation] Nanometer Focusing of Coherent Hard X-rays with Ultraprecise Mirrors (2010)
  • Author(s): S.Matsuyama
  • Organizer: EuroFEL Workshop on Photon Beamlines & Diagnostics
  • Place of Presentation: DESY (Hamburg, Germany)(invited)
  • Year and Date: 2010-06-28
• [Presentation] 高密度X線ナノビーム形成のための並列型Kirkpatrick-Baezミラー光学系の開発 (2010)
  • Author(s): 脇岡敏之
  • Organizer: 第23回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
  • Place of Presentation: イーグレひめじ(兵庫県)
  • Year and Date: 2010-01-09
• [Presentation] 高密度X線ナノビーム形成のための並列型Kirkpatrick-Baezミラー光学系の開発 (2009)
  • Author(s): 脇岡敏之, 松山智至, 他
  • Organizer: 2009年精密工学会秋季学術講演会
  • Place of Presentation: 神戸大学(兵庫県)
  • Year and Date: 2009-09-10
• [Presentation] 高密度X線ナノビーム形成のための並列型Kirkpatrick-Baezミラー光学系の開発 (2009)
  • Author(s): 脇岡敏之
  • Organizer: 2009年精密工学会秋季大会
  • Place of Presentation: 神戸大学(兵庫県)
  • Year and Date: 2009-09-10
• [Presentation] 走査型X線顕微鏡を用いた細胞イメージング (2009)
  • Author(s): 松山智至
  • Organizer: 高度好熱菌丸ごと一匹プロジェクト第8回連帯研究会
  • Place of Presentation: 大阪大学(大阪府)
  • Year and Date: 2009-08-23
• [Presentation] 走査型X線顕微鏡を用いた細胞イメージング (2009)
  • Author(s): 松山智至
  • Organizer: 高度好熱菌丸ごと一匹プロジェクト第8回連帯研究会
  • Place of Presentation: SPring-8(兵庫県)
  • Year and Date: 2009-08-23
• [Presentation] ミラー集光光学系を用いた走査型X線顕微鏡の開発 (2009)
  • Author(s): 松山智至
  • Organizer: 第一回X線ナノ集光技術研究会
  • Place of Presentation: 大阪大学(大阪府)
  • Year and Date: 2009-08-10
• [Remarks]
  • URL: http://www.dma.jim.osaka-u.ac.jp/kg-portal/aspi/RX0011D.asp?UNO=16683&page=
• [Remarks]
  • URL: http://www.dma.jim.osaka-u.ac.jp/kg-portal/aspi/RX0011D.asp?UNO=16683&page=