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蛍光顕微鏡に代表される分光顕微画像計測技術を向上し、画像情報及びスペクトル情報の同時取得と、その高感度化・高速化のため、測定の多点同時計測化と、取得データの数値的解析にもとづいた新規分光画像計測技術の開発を行った。
昨年度に構築したデジタルミラーデバイス(DMD)駆動型アダマールハイパースペクトルイメージング法の画像計測性能を検討したところ、DMDの低励起光利用効率(<1%)、マスクパターンの不完全性による再構築画像の歪みなどの問題点が生じた。このため、これらを解決する新たな多空間点同時計測ハイパースペクトルイメージング法を考案・開発しこの装置性能を検証した。新たに開発した装置はレーザー走査用と信号光の走査用の2つのガルバノミラー装置を搭載し、これらを同期制御することで、単焦点照射・共焦点検出構成のまま多スペクトルを同時にCCD上で積算できる顕微分光計である。
新たに開発した装置を用いて培養細胞の蛍光及び、ラマン分光顕微画像計測を行い、約200点の画素について1秒の露光時間でスペクトルを同時取得できることを示した。レーザー照射領域を順次ずらしながら測定を繰り返すことで試料上の縦80 μm、横 70 μm の領域から約3万点のスペクトルデータを6分以下の測定時間で取得した。得られた分光画像データの解析によりタンパク質、シトクロム類、脂質とタンパク質、核酸に由来する分子局在画像を明瞭に取得し、1スペクトルあたり12 msという高速で分子局在の明瞭な可視化に成功した。また、得られた信号の空間分解能も単焦点共焦点蛍光・ラマン顕微分光計と同等であることを示した。これにより、本研究の課題としていた従来の分光顕微画像計測技術の問題点である高分光性能と高速及び高分解能イメージング性能の両立を達成した。
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