デュアル光コム顕微鏡を用いたスキャンレス蛍光寿命イメージング法の開発

2020 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18K13768
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分21030:計測工学関連
• 研究機関: 徳島大学
• 研究代表者: 水野 孝彦 徳島大学, ポストLEDフォトニクス研究所, 特任助教 (70804475)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 分光学 / 光コム / デュアル光コム分光 / 超短パルスレーザー / 蛍光分光 / イメージング

研究成果の概要

生きた細胞内の様々な現象を明らかにする上で有用な蛍光寿命画像を，機械的な駆動なく高速に取得可能とする顕微鏡法を開発した．本手法は，画像ピクセル情報とRF信号の間に1対1の対応関係を確立し，RF領域で画像情報を高速に測定することで，視野全体の蛍光強度画像と蛍光寿命画像の一括撮像を可能とする．このために，デュアル光コム干渉に基づいた光周波数モード列に対するビート付与と，波長/空間/蛍光変調周波数の多次元変換を組み合わせた蛍光寿命顕微鏡を開発した．実際に顕微鏡を構成し，蛍光強度画像と蛍光寿命画像の一括撮像を実証した．

自由記述の分野

光工学・光量子科学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本手法により画素毎の同時計測性が担保され，ライフサイエンス分野において生きた細胞内部の分子の動きを高速に解明できるだけでなく，蛍光強度画像と蛍光寿命画像を用いた多角的評価が可能となり，定量評価の分析能力向上が期待できる．一方で本手法は顕微鏡下だけでなく，新型コロナウイルス診断でも利用される抗原検査などにおいて，膨大なサンプルの同時計測にも応用が期待できる．