2019 Fiscal Year Annual Research Report
Sophistication and application of in vivo imaging technologies by using vector laser light
| Project Area | Resonance Biology for Innovative Bioimaging |
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| Project/Area Number |
15H05953
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| Research Institution | Center for Novel Science Initatives, National Institutes of Natural Sciences |
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Principal Investigator |
根本 知己 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(新分野創成センター、アストロバイオロジーセンター、生命創成探究, 生命創成探究センター, 教授 (50291084)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 俊一 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (30162431)
榎木 亮介 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(新分野創成センター、アストロバイオロジーセンター、生命創成探究, 生命創成探究センター, 准教授 (00528341)
大友 康平 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(新分野創成センター、アストロバイオロジーセンター、生命創成探究, 生命創成探究センター, 助教 (40547204)
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| Project Period (FY) |
2015-06-29 – 2020-03-31
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| Keywords | バイオイメージング / ベクトルビーム / 非線形光学 / 細胞骨格 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ベクトルビームや補償光学等の光学技術を活用し、多光子顕微鏡法の高度化を推進した。特に、新規超短光パルスレーザー光の導入により、2波長励起2波長蛍光計測の4チャンネルの高速蛍光イメージングの研究開発を推進した。この際、蛍光チャネルについては、線形アンミキシングを用いることで、シグナル分離能を向上させ、最大4種類の細胞内分子の動態を明瞭に3次元ライブイメージングすることに成功した。また、領域内の研究を推進し、ナノ薄膜技術を導入することで、独自の透明化処理をした固定マウス脳標本のイメージングや、生体脳深部in vivoイメージングにおいて、空間分解能を低下させることなくその適用可能範囲を拡張することに成功した。また、本顕微鏡を用いた研究領域の内外との共同研究を推進し、動物細胞や植物細胞のモデルの細胞分裂における細胞骨格動態の新たな知見を得た。
偏光分布に加え、強度分布と位相分布を変えながらベクトルビームを強く集光する条件下での光スポットの数値シミュレーションを行った。明るい光スポットと暗い光スポットのふたつの光スポットの包絡線の不一致が小さくなる条件を求めて、ふたつの画像の差引による超解像顕微鏡への適用を進め、共焦点顕微鏡において100nm程度の空間分解能を得ることができた。また、ベクトルビームの特異的な特性のひとつである針状の光スポットについて、これまで数μmであった長さを15μm程度まで伸ばすことに成功した。また、位相と強度分布を制御した光ビームによる薄膜加工の可能性の検討を進め、厚さが35nmのシリコン薄膜の微細加工に成功した。この厚みの薄膜は電子の透過率が高いため、加工した薄膜は電子波に対する位相素子として機能することを実証した。この素子は光と電子の両方に対してビーム変換素子として機能するため、光と電子の波長ギャップを埋める新しい顕微鏡の開発に有効であると期待される。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(79 results)
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[Journal Article] Absorption, Fluorescence, and Two-photon Excitation Ability of 5-Phenylisolidolo[2,1-a]quinolines2020
Author(s)
Avena Ramon Francisco, Lin Qiao, Yuki Fujii, Kohei Otomo, Hirokazu Ishii, Takeyuki Suzuki, Hirofumi Tsujino, Tadayuki Uno, Yasuo Tsutsumi, Yusuke Kawashima, Tatsuya Takagi, Kenichi Murai, Tomomi Nemoto, Mitsuhiro Arisawa
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Journal Title
ACS Omega
Volume: 5
Pages: 2473～2476
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] A Cascade Of CNN and LSTM Network With 3D Anchors For Mitotic Cell Detection2019
Author(s)
Titinunt Kitrungrotsakul, Yutaro Iwamoto, Xian-Hau Han, Satoko Takemoto, Hideo Yokota, Sari Ipponjima, Tomomi Nemoto, Xiong Wei, Yen-Wei Chen
Organizer
4D Microscopic Imaging, The 44th International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing, ICASSP 2019
Int'l Joint Research
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