従来の限界を超えた空間分解能で生体組織深部を可視化する無標識分子イメージング

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19H02626
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 山中 真仁 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (90648221)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 無標識 / 生体深部 / 高空間分解能 / イメージング

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、生体組織試料内部の生体構造や生体分子情報を、無標識かつ高空間分解能で可視化する技術を開発することである。初年度は、主に、本研究で開発するイメージング技術に利用するファイバーレザー光源の開発に取り組んだ。本研究では、単一ファイバーレーザー光源から、２波長のパルス光を生成し、イメージングに利用する。開発した光源のシード光源として、カーボンナノチューブフィルムをモードロッカーとして用いた、ロバストな全偏波保持型フェムト秒ファイバーレーザーを開発した。シード光源から得られたフェムト秒パルス光をファイバーカップラーで分岐させ、それぞれのフェムト秒パルス光を全偏波保持型ファイバー増幅器で増幅させた。その後、一方のパルス光はソリトン自己周波数シフトと呼ばれる光ファイバー中での波長シフトを利用して所望の波長１にシフトさせた。もう一方のパルス光の方では、高非線形ファイバーおよび全偏波保持型ファイバー増幅器を利用することで入力パルス光の波長から大きく離れた所望の波長２にパルス光の波長をシフトさせることに成功した。検出に利用する波長１のパルス光の生成にある程度見通しが立ってきた段階で、強度ノイズの評価を行ったところ、強度ノイズがファイバー増幅器由来の理論限界に近い低レベルに抑えられていることが確認できた。現在、このファイバーレーザー光源の最適化と検出器回路部分の作製に取り掛かっており、おおむね当初の計画通り研究を進めることができている

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

イメージング技術の開発までは進むことができていないが、初年度の計画の大部分を占めていた光源開発がおおむね当初の計画通りすすんでいるため。

Strategy for Future Research Activity

今後は、交付申請書の記載の計画に従い、初年度に開発を進めた光源を完成させ、その光源を用いた生体深部・無標識・高空間分解能イメージング技術の開発を進める予定である。