液晶パネルの導入によるCCD顕微鏡撮影装置を用いた多領域光学測定装置の高性能化

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12557003
• Research Institution: Shimane Medical University
• Principal Investigator: 廣田 秋彦 島根医科大学, 医学部, 教授 (50156717)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 榎本 浩一 島根医科大学, 医学部, 助手 (70112125)
• Keywords: 光学的測定法 / CCDカメラ / 液晶パネル / 二次元顕微測光 / 膜電位感受性色素

Research Abstract

近年、光学的手法により膜電位や様々なイオンの細胞内濃度を多数ヶ所から同時に記録する方法が注目されているが、この方法では測定したい生体現象に対応するシグナル成分は背景光強度に対する強度変化の比に依存する。従って、通常の測定では背景光の明るさが一様でない為、背景光が最も明るい部分が飽和しないように測定機の増幅率を調整すると、背景光が暗い部分では増幅率が不足し、SN比の著しい低下を来たし、生体現象の測定が困難となることが多い。フォトダイオードをディテクターとし、並列し読み出すシステムでは各エレメントごとの増幅率を変えことで対処できるが、CCDカメラをディテクターとした場合、それは不可能である。本研究は、光学系にTFT(薄膜トランジスタ)液晶パネルを設置して、標本の明るい部分のCCDカメラヘの入力光のみ選択的に減じ、汎用のビデオ撮影システムで高精度の光学測定を行う道を拓くことを目的とする。
液晶技術を応用して背景光強度をほぼ一定に揃え、一様の灰色のイメージに近い像としてからカメラに入力させることにより、画像強調装置を増幅率をかなり高く設定出来、背景光の暗い部分を高いSN比で測定を行うことが期待出来る。初年度の今年は、液晶パネルの選定は耐熱性などの点を考慮の上、開口率の大きいモノクロの製品を入手し、評価実験を行った。また、液晶パネルの設置場所としては、「光源と試料の間」および「試料とカメラの間」を試し、光量の点でのメリットで優れる前者(光源と資料の間)が、均一性に優れる後者より、結果として高いSN比が得られる可能性がダミー実験で明らかになった。