2023 Fiscal Year Annual Research Report
Volumetric fluorescence imaging with an ultra-large field-of-view
Publicly Offered Research
| Project Area | Comprehensive understanding of scattering and fluctuated fields and science of clairvoyance |
|---|
| Project/Area Number |
23H04135
|
|---|
| Research Institution | Osaka University |
|---|
Principal Investigator |
市村 垂生 大阪大学, 先導的学際研究機構, 特任准教授(常勤) (50600748)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2025-03-31
|
| Keywords | バイオイメージング / 光学 / 蛍光イメージング |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
近年の生命科学における多細胞システム研究では、システム全体の動作と個々の細胞の動作を同時に捉えるために、光学イメージングの大視野化が重要な技術の一つとなっている。従来の生物顕微鏡はレンズの性能、筐体の構造、イメージセンサーの画素数などの制限により、必ずしもその需要に応えられていなかった。本研究では、研究代表者がこれまでに開発してきた、センチメーターを越える視野全域を１細胞分解能で観察できるイメージング系を基軸として、個体や組織などの散乱体内部を三次元イメージングを実現することを目指す。初年度は、下記の2つの要素技術開発課題を実施した。
（1）多点共焦点ディスクの設計
多点共焦点イメージングのためのピンホールディスクアレイを試作し、共焦点イメージング系を構築し、その深さ選択性を蛍光ビーズによって実証した。共焦点ディスクの透過率を上げるために、ピンホール径とピンホール間隔を変更したピンホールアレイを試作し、光学性能を調べた。高い透過率が必要な場合にピンホール径6um、ピンホール間隔18umのピンホールアレイが有効であることが分かった。
（2）励起光量の向上
現状のピンホールアレイディスクでは、励起光の多くがピンホールアレイのピンホールのない場所で反射されてしまうため、光の利用効率が数％に留まる。そこで、複数のレーザー光源を液体ライトガイドで結合する手法を提案した。これにより、従来よりも数倍の明るさで試料を照明できるようになった。
以上の2つの要素技術開発によって、従来よりも5倍程度の明るいイメージングを実現した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の計画どおりに研究が進捗している。
|
| Strategy for Future Research Activity |
2年度は、これまでの要素技術開発を更に進めながら、並行して、モデル生物の胚発生における三次元タイムラプスイメージングに応用を進める。マウス、鳥類、魚類のモデル生物の観察を予定する。
|
