ラベルフリー超解像顕微鏡の開発

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17H04852
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 原子・分子・量子エレクトロニクス
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 井手口 拓郎 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 講師 (30735999)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 振動分光 / 分子振動 / ラベルフリー顕微鏡 / 超解像

研究成果の概要

振動分光を用いたラベルフリー顕微鏡において、回折限界を超える超解像の空間分解能を実現する二つの技術開発を行った。まず、回折限界解像度が数ミクロンである赤外顕微鏡の超解像技術である赤外フォトサーマル位相差顕微鏡の原理の提唱と実証を行った。分子振動由来の赤外吸収に伴う光熱変換現象で生じる屈折率変化を、可視光照明による位相差顕微計測を行うことにより、可視光の回折限界の分解能を実現した。次に、近赤外パルス光を用いたコヒーレントラマン散乱顕微鏡のチップ増強による超解像化を目指す実証を開始した。超広帯域コヒーレントラマン顕微鏡の実証に成功し、チップ増強の原理検証を開始した。

自由記述の分野

光科学

研究成果の学術的意義や社会的意義

開発に成功した赤外フォトサーマル位相差顕微鏡は、赤外吸収の高感度特性と可視光の高空間分解能特性を併せ持つ手法であり、また、低いフォトダメージ特性を持つ。数百ナノメートルの空間分解能を持つラベルフリー分子イメージングであるため、生命科学研究の新しいツールとなることが期待される。創薬分野における小分子薬剤の細胞内局在の可視化や、医療分野における組織の迅速病理診断などへの応用が想定される。