紫外励起CARS顕微鏡システムの開発と生物組織観察への応用

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13558112
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 橋本 守 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 講師 (70237949)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 近森 憲助 鳴門教育大学, 学校教育学部, 助教授 (40108874) ; 安井 武史 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 助手 (70314408) ; 荒木 勉 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 教授 (50136214)
• Keywords: 多光子顕微鏡 / ラマン散乱分光 / CARS / 3次元イメージング / 分子構造 / 非線形光学 / キーワード7 / キーワード8

Research Abstract

本年は,主に装置開発を主眼において研究を行った.
高スペクトル分解能化
CARSでは,分解能が悪いと重畳する非線形バックグラウンドによって得られる画像のコントラストが低下する.光パラメトリック増幅器を光源としたシステムでは,分解能が約cm^<-1>であったため,十分なスペクトル分解能が得られていなかった.そこで,キャビティ長を制御することで同期運転させた2台のチタンサファイアレーザを光源としたCARS顕微鏡システムを構築した.レーザの波長幅が約3cm^<-1>であるため,従来にくらべ約10倍波長分解能を高めることができる.実験的にも,高コントラスト化が確認された.
紫外励起
チタンサファイアレーザの第二高調波を励起源とすることができるように,光学系を設計しその構築を行っている.特に,短波長化に伴い,レーザ光を除去するための光学フィルターに高性能化が望まれる.現在,いくつかのフィルターを特注し,その性能試験を行っている.
波長可変ピコ秒レーザ
従来のピコ秒チタンサファイアレーザは,その波長走査に熟練を要するため,簡便に高速に波長走査することが望まれる.フェムト秒レーザ光を回折格子ペアを用いて分光し,そのスペクトルを制限することで波長可変ピコ秒パルス光を生成し,15nmの波長範囲を0.1nmの分解能で自由に波長走査できることを確認した.現在ピコ秒パルス光をCW光を励起光としたチタンサファイア結晶に通す増幅器を構築し基礎実験を行っている.

Research Products

• [Publications] M.Hashimoto: "CARS microscopy in the fingerprint region"Abstructs of multi-dimensiona microscopy 2001. 22 (2001)
• [Publications] 橋本守: "生命現象をありのままに捉える-CARS顕微鏡-"平成13年度日本電子顕微鏡学会ニューマイクロスコープ研究分科会講演論文集. 25-29 (2001)
• [Publications] 橋本守: "コヒーレントアンチストークスラマン散乱顕微鏡"光学. (in press). (2002)