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2013 Fiscal Year Research-status Report

蛍光タンパク質の光褪色を抑制した2光子励起法の探索

Research Project

Project/Area Number 24560052
Research InstitutionTokyo University of Science

Principal Investigator

須田 亮  東京理科大学, 理工学部, 教授 (80250108)

Keywords非線形光学 / バイオイメージング / 分光
Research Abstract

適応制御法により、光褪色を軽減した蛍光発光に最適な二光子励起法を探索した。適応制御法とは、空間光変調器によって励起光に与える振幅・位相変調を試行錯誤的に変化させて、目的とする事象が最大となるような振幅・位相変調関数を求めていく方法である。
今回、緑色蛍光タンパク質に対して、光褪色を起こさずに二光子励起蛍光が最大となるような振幅・位相変調関数を求めたところ、スペクトル位相に依存せず、スペクトル振幅のみに依存して光褪色が軽減した。これは、蛍光タンパク質の第一励起状態から一光子吸収により第二励起状態に遷移し、そこを経由して褪色に至ることを示唆する結果である。また、前年度にフーリエ変換非線形分光法で計測した光褪色スペクトルのピークを回避するように振幅制御が行われており、分光計測を裏付ける結果が得られた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

高解像度のLCOS型空間光変調器の導入により、適応制御による光褪色抑制に対するスペクトル位相、あるいはスペクトル振幅の最適化が可能となったが、両者を同時に最適化することが困難であった。新たなアルゴリズムの開発が必要であり、実施中である。

Strategy for Future Research Activity

前年度までに確立した方法により、さまざまな蛍光タンパク質に対して、光褪色を起こさずに2光子励起蛍光が最大となるような振幅・位相変調関数を求めていく。
また、本研究課題のまとめとして、光褪色を起こさずに蛍光発光を効果的に引き起こすための2光子励起法を示し、2光子蛍光イメージングに適用する際の指針を策定する。すなわち、個々の蛍光タンパク質に関する光褪色スペクトルや適応制御で得られた位相変調関数を、顕微鏡下のイメージングに応用するためのデータベースに取りまとめる。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

国内学会出張(京田辺、北九州)の支出が予定より少なく済んだために生じたものである。
物品購入費、ならびに国際会議出張(CLEO 2014、Ultrafast Phenomena 2014)旅費の一部として使用する予定である。

  • Research Products

    (6 results)

All 2013 Other

All Journal Article (1 results) Presentation (5 results)

  • [Journal Article] フェムト秒光パルスの時空間位相を制御した多光子蛍光顕微鏡2013

    • Author(s)
      須田亮,高橋弘史,戸田圭亮
    • Journal Title

      電気学会研究会 光・量子デバイス研究会資料

      Volume: OQD-13-042 Pages: 5-10

  • [Presentation] Dependence of the photobleaching of fluorescent proteins on the repetition rate of femtosecond light pulses,2013

    • Author(s)
      K. Toda, H. Takahashi, and A. Suda
    • Organizer
      CLEO-PR 2013
    • Place of Presentation
      Kyoto, Japan
    • Year and Date
      20130630-20130704
  • [Presentation] Measurement of the photobleaching spectrum based on the excited-state absorption of fluorescent proteins with Fourier-transform nonlinear spectroscopy2013

    • Author(s)
      H. Takahashi, K. Toda, K. Mochizuki, K. Isobe, F. Kannari, H. Kawano, H. Mizuno, A. Miyawaki, K. Midorikawa, and Akira Suda
    • Organizer
      ALPS 2013
    • Place of Presentation
      Yokohama, Japan
    • Year and Date
      20130423-20130425
  • [Presentation] 励起光のスペクトル位相・振幅変調による蛍光タンパク質の蛍光褪色制御

    • Author(s)
      戸田圭亮, 高橋弘史,須田亮
    • Organizer
      レーザー学会学術講演会第34回年次大会
    • Place of Presentation
      北九州国際会議場
  • [Presentation] フェムト秒光パルスの時空間位相を制御した多光子蛍光顕微鏡

    • Author(s)
      須田亮,高橋弘史,戸田圭亮
    • Organizer
      電気学会研究会 光・量子デバイス研究会「ナノメディシンに向けた光・量子ビーム応用」
    • Place of Presentation
      防衛医科大学校
  • [Presentation] 蛍光タンパク質の蛍光褪色抑制に向けたフェムト秒レーザーのスペクトル位相・振幅制御

    • Author(s)
      戸田圭亮, 高橋弘史,須田亮
    • Organizer
      第74回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      同志社大学

URL: 

Published: 2015-05-28  

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