蛍光偏光と蛍光強度揺らぎに基づく高生体適合性超解像イメージング法の開発

2021 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19K05226
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分28040:ナノバイオサイエンス関連
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 和沢 鉄一 大阪大学, 産業科学研究所, 特任准教授 (80359851)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: 超解像イメージング / 蛍光顕微鏡 / 光スイッチング蛍光タンパク質 / 蛍光偏光 / cumulant

研究成果の概要

従来の蛍光顕微鏡をベースとした多くの超解像イメージング法は、非常に強い照明光で試料を照射する必要があり、生体試料の観察において光毒性がしばしば問題になってきた。筆者は、光毒性の問題の解決へ大きく前進した超解像イメージング法であるSPoD-OnSPANを最近開発した。しかし、SPoD-OnSPANは蛍光偏光を利用しているため、様々な角度の蛍光プローブが集中する蛍光物体ではしばしば高空間分解能観察が困難であった。本研究では、この問題を解決するため、蛍光強度揺らぎの高次統計量計算とSPoD-OnSPANを組み合わせた新しい超解像イメージング法を開発した。

自由記述の分野

生物物理学

研究成果の学術的意義や社会的意義

SPoD-OnSPAN超解像顕微鏡は、STED、RESOLFT, SIMといった高度で特化した顕微鏡装置が必要な手法とは異なり、かなりシンプルな光学系を有している。しかし、従来のSPoD-OnSPANでは、蛍光異方性が低い蛍光物体の高空間分解能化が難しいこと、そして画像再構成にかなり長い計算時間を要した。ところが、本研究課題で開発した手法では、これらの問題を解決していると思われる。今後、本研究で得られた成果をさらに発展させることにより、超解像イメージングがより一層広く生命科学研究で利用されることに本研究の成果が資するものと期待する。