2022 Fiscal Year Research-status Report
電子制御波長可変中赤外線レーザーによる生体内糖鎖イメージング
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21K04987
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
前田 康大 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 技師 (10611733)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
湯本 正樹 国立研究開発法人理化学研究所, 光量子工学研究センター, 研究員 (60585157)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 中赤外線波長可変レーザー / 中分子イメージング / 位相差顕微鏡 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
当該年度は中赤外線波長可変レーザーの発振波長域の拡張、出力エネルギーの増強、並びにその光源を用いた生体内中分子イメージング装置の改良を実施した．
光源の改良においては概ね順調に推移し、前年度までは約2.2~2.7umまでの利用に限定されていた発振波長域を、レーザー共振機内差周波発生（DFG）を適用することによって、中分子イメージングにより適した8~9um帯へ高効率に拡張することに成功した．
中分子イメージング装置については前年度に判明した低信号雑音比（SNR）の問題を解決すべく、位相差検出型顕微鏡光学系への改造を実施した．具体的には照明用パルスグリーンレーザー（波長532nm）の導入と先に挙げた中赤外線波長可変レーザーとの結合光学系の設計開発および顕微鏡光学系の構築を実施した．問題を解決するために、グリーンレーザーは一般的な位相差顕微鏡光学系を採用し、中赤外線レーザー光のみを試料上を走査する方式に変更した．試料内に屈折率分布が発生すれば試料透過後のグリーンレーザー照明にはその屈折率分布に応じた偏光成分の分布が形成されるはずであり、それを検出することで生体内の中分子イメージングを実現する．照明に単色性の高いレーザーを用いたことで高コントラストな位相差像を得ることができるようになる．また、それぞれのレーザーは電気的にパルス同期が可能であるため、ロックイン検出系も導入することで微弱な屈折率変化も検出可能な位相差顕微鏡を構築した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当該年度後半に研究代表者の体調が不調な期間が続き、研究活動を十分に実施する時間を確保することが困難になった．また、装置を開発するに当たって必要な光学部品の一部が長納期化しており、その影響によって装置構築作業にも遅れが発生した．
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| Strategy for Future Research Activity |
構築したイメージング装置を用いて計画書に記載したモデル試料の計測並びに実際の生体試料の計測を実施する．また、照明に用いるグリーンパルスレーザーおよび中赤外線波長可変レーザーのイメージングにおける最適なパラメータの探索も実施する．
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