放射光による投影型X線顕微鏡の開発とその医・生物学応用

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09309001
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 篠原 邦夫 東京大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (10112088)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小池 雅人 日本原子力研究所関西研究所, 主任研究員 ; 吉村 英恭 明治大学, 理工学部, 助教授 (70281441) ; 伊藤 敦 東海大学, 工学部, 助教授 (80193473) ; 本田 捷夫 千葉大学, 工学部, 教授 (10016503) ; 矢田 慶治 東北大学, 名誉教授(研究職) (60006129)
• Keywords: X線顕微鏡 / 投影型 / シンクロトロン放射 / ゾーンプレート / 培養細胞 / 超微動装置 / コヒーレント / X線吸収スペクトル

Research Abstract

今年度は、物質構造科学研究所放射光研究施設BL-12Aにおいて投影型X線顕微鏡装置の露光のテストを行い、低分解能ではあるがメッシュ及び細胞の投影画像を得ることができた。また、今後の高分解能化に向けて解決すべき問題点も明らかになった。具体的には以下の通りである。
1. ゾーンプレート、SiN真空隔壁(1mm角)、ピンホールを光軸上にアラインメントするために、あらかじめレーザー光によるアラインメントを行った後、実際の単色X線において、蛍光塗料によるビームの可視化、X線CCDカメラによる画像の確認をもとにした最終調節を行った。ピンホールのアラインメントが予想以上に困難であることが判明したが、本年度は、10μmφのピンホールを光学系に挿入する光軸調整が達成された。さらに微小なピンホール(0.1-5μmφ)のアラインメントの方法については次年度の検討課題である。光学素子、特にゾーンプレートの集光特性は、波長を可変とし、CCDカメラによって得られた拡大像の大きさを計算予想サイズと比較することにより検定した。
2. 利用波長とピンホール基板の透過特性は、基板Taの厚さの透過率測定により確認した。この検討過程において,光源に含まれる高次光の影響、短波長側での基板の減弱率の低下などの問題が今後の検討課題であることが明らかとなった。
3. 装置の真空保持能力については問題がなかったが、ピンホール微動のためのナノステージは、動作の安定度、CCD画像へのノイズ混入などの問題点が明らかとなった。
4. ピンホール10μmφ、波長1.4及び3.5nmの条件下にて、拡大率の異なった複数のメッシュ画像と細胞画像を数分程度の露光で得ることができた。現在分解能は、ピンホールサイズにより規定され10μmである。今後、より微小なピンホールをアラインメントすることにより、さらに分解能の高い画像が期待できる。