Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)
近年の生命科学における多細胞システム研究では、システム全体の動作と個々の細胞の動作を同時に捉えるために、光学イメージングの大視野化が重要な技術の一つとなっている。従来の生物顕微鏡はレンズの性能、筐体の構造、イメージセンサーの画素数などの制限により、必ずしもその需要に応えられていなかった。申請者は、センチメーターを越える視野全域を１細胞分解能で観察できるイメージング系を開発してきた。このイメージング系を応用展開するために、本研究では、個体や組織などの散乱体内部を細胞観察可能な三次元分解能を実現する新規基盤技術を開発することを目的とする。
近年の生命科学における多細胞システム研究では、システム全体の動作と個々の細胞の動作を同時に捉えるために、光学イメージングの大視野化が重要な技術の一つとなっている。従来の生物顕微鏡はレンズの性能、筐体の構造、イメージセンサーの画素数などの制限により、必ずしもその需要に応えられていなかった。本研究では、研究代表者がこれまでに開発してきた、センチメーターを越える視野全域を１細胞分解能で観察できるイメージング系を基軸として、個体や組織などの散乱体内部を三次元イメージングを実現することを目指す。初年度は、下記の2つの要素技術開発課題を実施した。（1）多点共焦点ディスクの設計多点共焦点イメージングのためのピンホールディスクアレイを試作し、共焦点イメージング系を構築し、その深さ選択性を蛍光ビーズによって実証した。共焦点ディスクの透過率を上げるために、ピンホール径とピンホール間隔を変更したピンホールアレイを試作し、光学性能を調べた。高い透過率が必要な場合にピンホール径6um、ピンホール間隔18umのピンホールアレイが有効であることが分かった。（2）励起光量の向上現状のピンホールアレイディスクでは、励起光の多くがピンホールアレイのピンホールのない場所で反射されてしまうため、光の利用効率が数％に留まる。そこで、複数のレーザー光源を液体ライトガイドで結合する手法を提案した。これにより、従来よりも数倍の明るさで試料を照明できるようになった。以上の2つの要素技術開発によって、従来よりも5倍程度の明るいイメージングを実現した。
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
当初の計画どおりに研究が進捗している。
2年度は、これまでの要素技術開発を更に進めながら、並行して、モデル生物の胚発生における三次元タイムラプスイメージングに応用を進める。マウス、鳥類、魚類のモデル生物の観察を予定する。
All 2024 2023
All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 3 results, Open Access: 3 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results, Invited: 2 results)
eLife
Volume: -
10.7554/elife.93633.1
Biophysics and Physicobiology
Volume: 21 Issue: Supplemental Pages: n/a
10.2142/biophysico.bppb-v21.s017
光アライアンス
Volume: 34 Pages: 48-52
bioRxiv
10.1101/2023.08.21.553997
光学
Volume: 52 Pages: 322-331
光技術コンタクト
Volume: 61 Pages: 43-51
