2018 Fiscal Year Annual Research Report
3パルス超解像度顕微鏡の開発とそれを用いた光合成初期過程の可視化
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15H03679
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| Research Institution | Osaka City University |
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Principal Investigator |
杉崎 満 大阪市立大学, 大学院理学研究科, 准教授 (20360042)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
近藤 政晴 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (20571219)
出羽 毅久 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70335082)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 超解像度顕微鏡 / 光合成 / 光物性 / ナノテクノロジー / 量子光学 / 生物物理 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は，顕微鏡下で画像を取得した際に，励起光のコヒーレンスが与える影響について調査を行った．超短パルス光の振幅と位相をデザインすることにより物性を制御するという試みは，1990年代頃から次第と活発化してきた．初期の段階では，小さな分子の化学反応の効率が制御可能であるという報告が多数なされていたが，2000年代に入ると光合成色素蛋白複合体のような巨大な分子集合体においても，その反応効率の制御が可能であるということが示されるようになった（この場合における反応効率の制御は，反応効率を観測しながらその値が上昇，もしくは減少するように少しずつ超短パルス光を構成する位相と振幅を周波数ごとに変化させていくという方法がとられる）．結果として得られるパルス波形は非常に複雑なものとなり，効率が変化した物理的な背景を説明することは非常に難しいという問題がある．そこで本年度はまずマクロ配置にて，位相や振幅にシンプルな周波数変化を与えた場合に，光合成色素の応答がどのように変化していくかを調べ，前述の問題に対する答えを得るという試みを行った．これまでの研究により，超短パルス光に僅かな位相変化を与えただけでも光合成色素のダイナミクスが変化することを見出しているが，本年度は光の位相を正しく決定する方法について，とくにFROG (frequency-resolved optical gating) 法に着目してさらに詳細な吟味も行った．また，本年度は二次以上の連続的な位相変化を与えることができるように波形成型器の整備を行った．その結果，特定の分子振動モードを選択的に発生させることが可能となった．現在，顕微鏡下で画像取得が行えるよう装置の移行を進めている．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初予想していたものとは別の起源によるノイズが発生することが分かり，良質の顕微鏡画像を得るためにはこのノイズを除去しS/N比を上げる必要が生じ，装置の改良が必要となっているため．
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| Strategy for Future Research Activity |
変調の方法や光源のパルス発生法の変更などを行い問題を解決する予定である．
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