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本研究は、高い空間分解能を実現しつつも、高速な撮像速度を有するラマン散乱分光顕微鏡の開発を目的としている。ラマン散乱顕微鏡は、微弱な光を取り扱う必要があるため、撮像の高速化と高分解能化が課題であったが、試料に照射する光のパターン制御を利用することにより、これを解決することを試みた。前年度に引き続き、空間光変調素子を利用した照明光学系とそれを導入したラマン散乱顕微鏡の導入を進め、照明パターン形成の精度の向上による空間分解能の向上を試みた。空間光変調素子により作製した格子状照明パターンとスリットを用いた空間フィルタリングにより、シミュレーションで得られた結果と同様に、構造化ライン照明を超えた空間分解能を実現できることが確認された。ラマン分光スペクトルの計測の高スループット化についても検討を進め、高効率な分光光学系、および複数波長でのラマン散乱分光観察が可能な光学系を考案し、従来よりも２倍程度のスペクトル情報の取得が可能であることを確認した。マルチライン状のパターン照明による高速ラマン観察については、細胞試料、生体組織試料の観察に適用し、細胞種や生体組織の内部構造を無標識で分別できることを確認した。また、細胞内に取り込まれたマイクロプラスチックの高速検出にも成功し、ラマン分光法による物質分析の高速、高空間分解能化が、細胞や生体組織の診断や状態解析に有用であることを示した。また、ラマンタグを導入した細胞試料の観察を試み、脂質分子、核酸、ミトコンドリアの空間分布を同時に観察できることを示した。この結果から、狭帯域なラマン散乱光を活用した細胞内分子の多重イメージングの高速化が開発した技術により可能であることが示された。
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