| 研究課題/領域番号 |
19H02107
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| 研究機関 | 静岡大学 |
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研究代表者 |
江上 力 静岡大学, 工学部, 教授 (70262798)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | レーザー顕微鏡 / 微粒子 / 非線形光学 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では，リポソームや高分子NPなどのDDS(Drug Delivery System)微粒子の表面や内部のナノ構造や薬理特性を解析するために，ベクトリアルな偏光干渉系と光波混合光学系を用いた新たな非線形レーザ顕微鏡を開発し，保存溶液やマトリックス中で分光測定可能な超解像タイムラプスイメージング法を提案する．被測定微粒子に静的に備わる光学的な非線形分極にタグ機能を持たせ，これをDDSの3次元計測に利用する，当方独自のラベルフリー顕微計測技術の開発が目的である．
具体的には、超解像レーザ顕微光学系の設計・構築と特性評価、および，３次元構造解析のための高CTF（Contrast Transfer Function）実現が主課題となる．特に研究期間の前半では，共焦点顕微鏡へのベクトリアル光波混合光学系の導入と，共焦点顕微鏡へのベクトリアル偏光干渉光学系の導入に取り組む予定である．特に初年度は，前者の提案顕微システムの設計に取り組んだ．本システムでは，光軸方向にも高い空間分解能を持たせた上，吸収媒体による極微小散乱光の局所計測を実現するために，通常の共焦点光学系に，入射三光波と出射一光波がコリニア―な光軸配置を有する，ベクトリアル四光波混合系を導入しなればならない．そのため，通常のボリュームタイプでの非線形光学媒質では容易に実現可能な，四光波混合干渉計でも，被測定対象がナノサイズとなる場合，容易に光波混合を実現することができず，非常に時間と労力を費やしてしまった．さらに，新型コロナウィルスの影響で，予定していた光電子部品が調達できず，結果，予定していた初年度目標を達成することができなかった．ただし，数百ナノメートルサイズの色素ドープ微粒子からのベクトリアルな位相共役光の発生に成功した．この光は明らかに非線形テンソル性を保持していることも確認できた．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
4: 遅れている
理由
研究実績の概要でも記述したが，新型コロナウィルスの影響で，予定していた光電子部品が調達できず，結果，予定していた初年度目標を達成することができなかった．ただし，既存所有の代替部品を使用して，数百ナノメートルサイズの色素ドープ微粒子からのベクトリアルな位相共役光の発生・観測には成功した．
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| 今後の研究の推進方策 |
次年度の研究においても，共焦点顕微鏡へのベクトリアル光波混合光学系の導入と，共焦点顕微鏡へのベクトリアル偏光干渉光学系の導入に取り組む予定である．ただし，上述した研究の遅れを取り戻すため，年度替わりの4月早々，光電子部品の調達可否について問い合わせているところだが，海外の工場で製造される部品が多々使われているため，出荷の目途がまったくたたないとの回答で，その際の善後策を現在検討中である．光波混合光学系や偏光干渉光学系共に，サブミクロンからナノメートルの空間領域での，光波制御が必要となるため，特に光軸配置や干渉計構築の精度が既存のビームアライナー・オートコリメータ等では非常に難しいところだが，ナイフエッジ法や臨界角法など，一般的な光学手法に自作の回路系を組み込むことで代替とすることができるか否かなどについても検討する．
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