2021 Fiscal Year Annual Research Report
Development of compact super-resolution microscope using three-dimensional measurement technology based on speckle interferometry
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20H02165
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| Research Institution | Kansai University |
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Principal Investigator |
新井 泰彦 関西大学, システム理工学部, 教授 (80131415)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
青柳 誠司 関西大学, システム理工学部, 教授 (30202493)
多川 則男 関西大学, 先端科学技術推進機構, 研究員 (50298840)
前 泰志 関西大学, システム理工学部, 教授 (50304027)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 超解像 / スペックル干渉計測法 / 顕微鏡 / 三次元計測技術 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2020年度に開発した観察光学系と照明光学系を組み込んだスペックル干渉計を0.6m四方のアクティブ除振台上で構成し，従来のプロトタイプのスペックル干渉計との測定結果の比較によってコンパクト化された新しい光学系の基本特性を検証し、実際に利用可能であることを確認した。．
この新しい光学系を用いて、本研究が目指す生体の動的観察を行うために、単独に存在する光学系の対物レンズの回折限界を超えたマイクロパーティクルの観察を行い、さらに、本手法の測定原理を改めて確認した結果とともに「photonics (doi.org/10.3390/photonics8040112) 」に報告した。加えて、二次元に広がる回折限界を超えた対象物の観察技術をマイクロ文字を用いて確立し、「Photonics(doi.org/10.3390/photonics8100420) 」に報告した。
実験と並行して実施した本手法の物理的な原理の説明を行うためのシミューレーションおいて、本手法の正当性を改めて確認し、その結果を「J. Modern Optics(doi.org/10.1080/09500340.2021.2024901) 」に報告した。
上記論文によって、本手法が物理的に正当な論理により観察が行われているを示し、本研究の最終的な目標である生体観察を行うために、既存の成果と生体観察を行う際の問題点を検討するために、バイオ分野への利用の可能性をニンニクの染色体観察実験において検討した。その成果を「機械の研究 (Vol.74,2022,22-32) 」に報告した。2021年度は当初の計画書に示した結果を得ることができた。
また、コロナ禍にあって、学会発表そのものがオンライン開催となり、本来の学会での議論が得られないものと考え、学会発表は行わず成果の報告はすべて論文の公表として行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
測定原理を改めて確認し、3つのオープンアクセス論文を通じて成果を公表した。その成果に基づいて2022年度に計画していたバイオ分野の微細構造を観察するための準備が整い、その準備における議論をまとめたものを論文として公表することができた。2022年度に計画していた内容の1/3はすでに2021年度に終了させることができている。
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| Strategy for Future Research Activity |
2021年度にすでにニンニクの染色体の観察を行い、その成果を取りまとめ論文としてすでに投稿している。2022年度は、単にバイオ分野を対象とするだけではなく、生きた対象の観察技術を確立することを目指している。そのために、現在まで測定対象を垂直に設置していた光学系を測定対象を水平に設置することができるステージに改良し、生きた生体の観察が時間経過を加味して行うことができる光学系に2021年度に改めている。2022年度初頭には、生きたニンニクの染色体の観察を行う予定である。
引き続き、コロナ禍において学会そのものがオンライン開催となるものと考え、海外からの反響も踏まえ、実りのある成果報告を行うために、国内での学会発表は行わず、可能な限りオープンアクセスで国際連携をした成果の報告をインパクトファクターを加味して、海外誌を中心に論文発表として行う予定である。
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