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

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12557003
• Research Institution: Shimane University (School of Medicine)
• Principal Investigator: 廣田 秋彦 島根大学, 医学部, 教授 (50156717)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 矢澤 格 島根大学, 医学部, 助手 (40360656) ; 伊藤 眞一 島根大学, 医学部, 助教授 (10145295) ; 榎本 浩一 島根大学, 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

本研究は、光学系に薄膜トランジスタ液晶パネルを設置して、ピクセルごとに背景光強度を調整する手法により、CCDカメラへの入力光強度を調整して、均一な灰色に近い実像を形成することによって、ダイナミックレンジが専用の光学測定装置に比べて遥かに小さい汎用のビデオ撮影システムを受光器とし、カメラの出力から一定の直流電圧を引いてから、増幅する簡単な回路を追加するだけで、高価な光学測定装置に近い測定機器として利用出来る道を拓くことを目的とするものである。
昨年度までに、CCDカメラを毎秒1000フレーム動作に対応させ、コントローラを更新してAD変換装置をコントローラ内蔵型に変更した。また、顕微鏡の落射蛍光装置の光源を直流高安定化電源装置に変更し、光量を安定化した。続いて、振動刃ミクロトームを購入し、スライス標本を用いる実験も試みたが、購入したCCDカメラの受光素子は、飽和する背景光強度が小さく、吸光測光による記録は不可能であり、今回作成した測定システムでは、落射蛍光によってのみ測定可能であることがわかった。
最終年度の今年は、主としてラットの"まるごと"の脳を用いて、落射蛍光による光学測定を試みたが、呼吸や心拍動に起因する標本の動きに伴う光学的なアーティファクトが予想以上に大きく、加算平均処理をし、さらに刺激をしないものを差し引くコンピュータ処理を種々試みたが、現時点で"まるごと"の脳活動を光学的にモニター出来る所までは至っていない。しかし、CCDカメラが飽和する光強度は、落射蛍光方式の場合でも、通常の使用法ではタングステン・ハロゲン光源を用いてさえ、背景光強度が強い部分では飽和して膜電位が測定出来ないという強度であり、本研究で取り組んでいる開発が早期に実現することが、このCCDカメラを用いて膜電位の光学的測定を行なおうとしている研究者に望まれることが明らかになった。

Research Products

• [Publications] Ito, S., Craig, A.D.: "Vagal input to lateral area 3a in cat cortex"Journal of Neurophysiology. 90. 143-154 (2003)