| 研究概要 |
本研究課題では,コヒーレント反ストークスラマン散乱(CARS)を利用して,テラヘルツ(THz)帯振動をin vivoにとらえる小型・高精度のバイオフォトニクス計測装置を超高速光制御技術に基づいて新たに創出し,その有効性を示すことを研究目的としており,今年度は以下の成果を得た.
まず,本研究で目的とする計測装置においてはファイバから出射される同軸上の2波長光を試料上で集光し,所望のTHz帯振動情報をもつCARS信号を検出する必要がある.そこで,現有設備の近赤外CARS分光装置に変更を加えて同軸配置の共焦点型CARS分光計を構成し,生体分子(糖類および蛋白質)水溶液のTHz帯CARS測定を検討した.その結果,0.9〜51THzの超広帯域にわたるCARSスペクトルの取得に成功し,さらに偏光解析を行うことにより,従来の指紋領域(15THz以上)のマーカーバンドに加えて,未知の低周波領域(2-15THz域)においても,生体分子振動の強い共鳴を検出することに成功した.さらに,測定試料としてATP,ADP,AMP等の生体のシグナル伝達に関わる生体分子についてラマン分光測定を行い,測定周波数領域や測定時間等に対する基礎検討を進めた.一方,本研究では近赤外域半導体レーザーを用いた小型で高速・高安定な計測装置の実現を目標としており,半導体レーザーおよびファイバ光増幅器を用いた2波長励起光源の製作を進め,目標とするkWレベルのピークパワーをもち,周波数間隔が数THz領域まで可変な,高繰返し(〜500kHz)の近赤外2波長光を得ることに成功した.
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