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令和3年度はSwitching laser modes microscopy (SLAM)法を用いて超解像を得るための最適なビーム条件を数値計算から決定し，実測実験によって有効性を実証した．SLAM法の基本原理はガウシアンおよび中空ビームそれぞれで蛍光画像を取得し，2枚の画像の差分から超解像を得る．その過程において差分補正係数を大きく設定すると空間分解能は向上するものの，画像情報を喪失するトレードオフが生じる問題が残されていた．そこで，輝度情報損失が少なくさらに有効に超解像を得るためのそれぞれのビームプロファイルおよび差分補正係数を数値シミュレーションから決定した．その結果，ガウシアンビーム単体と比較してSLAM法は点像分布関数の半値全幅を22%に縮小することが明らかになった．さらにマイクロキャピラリーおよび蛍光マイクロスフェアを用いた実測実験から，空間分解能の改善を実証した．具体的には，Polydimethylsiloxane内に無作為に1 mMのRhodamine 6G溶液の液滴粒子を散在させ，粒子から発する蛍光強度分布をSLAM法でイメージングした結果，ガウシアンビーム単体を用いると連結した粒子像がSLAM法では独立した粒子として描出することに成功した．また同様の空間分解能で色素の時系列信号を取得することによって酸素分圧の計測が可能であることを実証した．以上より，SLAM法は蛍光を利用した一般イメージングに広く適用可能であり，簡便に生細胞の超解像蛍光画像を得る手法として有効であることが示唆された．
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