生体分子キラリティ可視化のための非線形光学顕微鏡

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20360033
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用光学・量子光工学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 伊東 一良 大阪大学, 工学研究科, 教授 (80113520)
• 研究分担者: 小関 泰之 大阪大学, 工学研究科, 助教 (60437374) ; 梶山 慎一郎 近畿大学, 生物理工学部, 准教授 (20243496)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: 光計測 / 光学顕微鏡 / 超短光パルス / 非線形光学効果

研究概要

非線形光学過程における電子共鳴、分子振動共鳴などの効果を駆使する、新しい顕微イメージング手法を創出することに成功した。具体的には、超短パルスレーザーを用い、(a)誘導パラメトリック発光顕微鏡を用いた赤血球や花弁における二光子吸収の可視化手法、(b)誘導ラマン散乱を用いた分子振動のバックグラウンドフリーイメージング手法を実証した。

研究成果

• [雑誌論文] Stimulated Ramanscattering microscope with shot noiselimited sensitivity usingsubharmonically synchronized laserpulses (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Ozeki, Y. Kitagawa, K. Sumimura, N.Nishizawa, W. Umemura, S. Kajiyama, K.Fukui, K. Itoh
  • 雑誌名: Opt.Express vol.18, no.13 ページ: 13708-13719
• [雑誌論文] StimulatedRaman scattering microscopy for livecell imaging with high contrast andhigh sensitivity (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Ozeki, K. Itoh
  • 雑誌名: Laser Phys. vol.20, no. 5 ページ: 1114-1118
• [雑誌論文] Dual-band stimulated parametricemission microscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Yamagiwa, G. Omura, Y. Ozeki, M.Ishii, H. M. Dang, S. Kajiyama, T.Suzuki, K. Fukui, K. Itoh
  • 雑誌名: Jpn.J.Appl.Phys. vol.49 ページ: 016603
• [雑誌論文] Anlysis and compensation forartifacts in three-dimensionalrefractive index profiling byfour-wave mixing microscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Kawasumi, Y. Ozeki, K. Itoh
  • 雑誌名: Jpn.J.Appl.Phys. vol.49 ページ: 082701
• [雑誌論文] Depth-resolved observation ofphotoelastic effect by four-wavemixing microscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Ozeki, T. Kawasumi, K. Itoh
  • 雑誌名: Opt.Rev. vol.16, no. 2 ページ: 167-169
• [雑誌論文] Three-dimensionalunstained live-cell imaging usingstimulated parametric emissionmicroscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: H. M. Dang, T. Kawasumi, G. Omura, T.Umano, S. Kajiyama, Y. Ozeki, K. Itoh, K. Fukui
  • 雑誌名: Jpn.J.Appl.Phys. vol.48 ページ: 097003
• [雑誌論文] Label-freeimaging by stimulated parametricemission microscopy reveals adifference in hemoglobin distributionbetween live and fixederythrocytes (2009)
  • 著者名/発表者名: H. M. Dang, G. Omura, T. Umano, M.Yamagiwa, S. Kajiyama, Y. Ozeki, K.Itoh, K. Fukui
  • 雑誌名: J.Biomed.Opt. vol.14 ページ: 040506
• [雑誌論文] Analysis andexperimental assessment of thesensitivity of stimulated Ramanscattering microscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Ozeki, F. Dake, S. Kajiyama, K.Fukui, K. Itoh
  • 雑誌名: Opt.Express vol.17 ページ: 3651-3658
• [雑誌論文] Highly Sensitive Signal Detectionin Stimulated Parametric EmissionMicroscopy Based on Two-BeamInterferometry (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Yamagiwa, Y. Ozeki, T. Kawasumi, S.Kajiyama, K. Fukui, K. Itoh
  • 雑誌名: Japanese Journal ofApplied Physics vol.47, no. 12 ページ: 8820-8824
• [学会発表] 誘導ラマン散乱によるバイオイメージング (2011)
  • 著者名/発表者名: 小関泰之、伊東一良
  • 学会等名: レーザー学会第31回年次大会(10aIX4)
  • 発表場所: 電気通信大学
  • 年月日: 2011-01-10
• [学会発表] Subharmonic synchronization oftwo-color laser pulses for stimulatedRaman scattering microscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: 小関泰之, 北川雄真, 住村和彦, 西澤典彦, 梅村航, 石井万紀子, 梶山慎一郎, 福井希一, 伊東一良
  • 学会等名: CLEO2010, CWD1
  • 発表場所: San Jose
  • 年月日: 20100500
• [学会発表] High-sensitivity stimulated Ramanscattering microscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: 小関泰之, 伊東一良
  • 学会等名: microCARS2010
  • 発表場所: Bad Honnef
  • 年月日: 2010-10-18
• [学会発表] ショット雑音限界感度を有する高調波同期型誘導ラマン散乱顕微鏡 (2010)
  • 著者名/発表者名: 小関泰之, 北川雄真, 住村和彦, 西澤典彦, 梅村航, 梶山慎一郎, 福井希一, 伊東一良
  • 学会等名: 2010年秋季応用物理学会(16p-D-13)
  • 発表場所: 長崎大学
  • 年月日: 2010-09-16
• [学会発表] 高調波同期した2波長光源による誘導ラマン散乱顕微鏡の高感度化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 小関泰之, 北川雄真, 梅村航, 住村和彦, 西澤典彦, 梶山慎一郎, 福井希一, 伊東一良
  • 学会等名: 第5回超高速光エレクトロニクス研究会
  • 発表場所: 慶応大学日吉キャンパス
  • 年月日: 2010-08-20
• [学会発表] High-sensitivity stimulated Ramanscattering (SRS) microscopy based onthe subharmonic synchronizationtechnique (2010)
  • 著者名/発表者名: 小関泰之, 伊東一良
  • 学会等名: LPHYS'10, Seminar 5.6.2,Foz do Iguacu
  • 発表場所: Brazil
  • 年月日: 2010-07-06
• [学会発表] 2波長パルス光源の高精度な高調波同期による誘導ラマン散乱顕微鏡 (2010)
  • 著者名/発表者名: 小関泰之、北川雄真、住村和彦、西澤典彦、梅村航、石井万紀子、梶山慎一郎、福井希一、伊東一良、
  • 学会等名: 2010年春季応用物理学会(19p-F-11)
  • 年月日: 2010-03-19
• [学会発表] Biological applications ofnovel nonlinear optical microscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: 梶山慎一郎, 小関泰之, 福井希一, 伊東一良
  • 学会等名: The2009Euro American Workshop onInformation Optics Paris
  • 発表場所: France
  • 年月日: 20090720-20090724
• [学会発表] 高調波同期した2波長光源による誘導ラマン散乱顕微鏡 (2009)
  • 著者名/発表者名: 北川雄真, 小関泰之, 住村和彦, 西澤典彦, 伊東一良
  • 学会等名: Optics &Photonics Japan2009(25pB10)
  • 年月日: 2009-11-25
• [学会発表] StimulatedRaman scattering (SRS) microscopy:toward highly sensitive vibrationalimaging in the terahertz regime (2009)
  • 著者名/発表者名: 小関泰之, 伊東一良
  • 学会等名: 2ndTopical Problems of Biophotonics 2009
  • 発表場所: Nizhny Novgorod, Russia
  • 年月日: 2009-07-23
• [学会発表] StimulatedRaman scattering microscopy forlive-cell imaging with high contrastand high sensitivity (2009)
  • 著者名/発表者名: 小関泰之, 伊東一良
  • 学会等名: 18thInternational Laser Physics Workshop(LPHYS'09)(paper 5.6.3)
  • 発表場所: Barcelona,Spain
  • 年月日: 2009-07-16
• [学会発表] Background-free,3-D vibrational imaging by stimulatedRaman scattering microscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: 小関泰之, 嶽文宏, 梶山慎一郎, 福井希一, 伊東一良
  • 学会等名: Conference on Lasers andElectro-Optics (CLEO2009)(paper CFL2)
  • 発表場所: Baltimore, USA
  • 年月日: 2009-06-05
• [学会発表] Experimentalassessment of the sensitivity ofstimulated Raman scatteringmicroscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: 嶽文宏, 小関泰之, 梶山慎一郎, 福井希一, 伊東一良
  • 学会等名: the 4th Asian PacificSymposium on Biophotonics (APBP2009)(paper MIC-08)
  • 発表場所: Jeju, Korea
  • 年月日: 2009-05-29
• [学会発表] 誘導ラマン散乱顕微鏡の感度の実験検討 (2009)
  • 著者名/発表者名: 嶽文宏, 小関泰之, 梶山慎一郎, 福井希一, 伊東一良
  • 学会等名: 応用物理学会(31a-ZW-9)
  • 年月日: 2009-03-31
• [学会発表] 多波長型誘導パラメトリック発光顕微鏡 (2009)
  • 著者名/発表者名: 北川雄真, 嶽文宏, 馬野俊幸, 小関泰之, 梶山慎一郎, 福井希一, 伊東一良
  • 学会等名: 応用物理学会(31a-ZW-9)
  • 年月日: 2009-03-31
• [学会発表] Nonlinear Ultra-fastFocal-point Optics (NUFO) for Biology- Nonlinear Microscopy andManipulation of IntracellularStructures (2008)
  • 著者名/発表者名: 伊東一良
  • 学会等名: LASERLAB ForesightWorkshop and Users Meeting
  • 発表場所: CretaMaris beach hotel, Heraklion, CreteGreece
  • 年月日: 20081023-20081024
• [学会発表] 誘導ラマン散乱顕微法の原理確認 (2008)
  • 著者名/発表者名: 嶽文宏, 小関泰之, 伊東一良
  • 学会等名: Optics&Photonics Japan 2008(5pC12)
  • 年月日: 2008-11-05
• [学会発表] 二光束干渉型誘導パラメトリック発光顕微法を用いた非線形位相イメージング (2008)
  • 著者名/発表者名: 山際将具, 小関泰之, 梶山慎一郎, 福井希一, 伊東一良
  • 学会等名: 2008年秋季第69回応用物理学会学術講演会(2p-ZH-14)
  • 発表場所: 中部大学
  • 年月日: 2008-09-02
• [学会発表] Depth-resolved visualization ofstress-induced anisotropy inside bentoptical fibers by use of four-wavemixing microscopy (2008)
  • 著者名/発表者名: Y.Ozeki, T.Kawasumi, K.Itoh
  • 学会等名: 6thInternational Conference on OpticsDesign and Fabrication (ODF2008)(paper 10S2-12)
  • 年月日: 2008-06-10
• [学会発表] Nonlinear ultra-fastfocal-point optics for 3-D microscopyof organic and inorganicsubstances (2008)
  • 著者名/発表者名: 伊東一良
  • 学会等名: 6th InternationalConference on Optics Design andFabrication (ODF2008)(paper 9PL-02)
  • 発表場所: Taipei
  • 年月日: 2008-06-09
• [学会発表] Characterization ofbending-induced density change insidean optical fiber by use of four-wavemixing microscopy (2008)
  • 著者名/発表者名: T.Kawasumi, Y.Ozeki, K.Itoh
  • 学会等名: Conference onLasers and Electro-Optics (CLEO2008)(paper JWA19)
  • 年月日: 2008-05-07
• [図書] Biological Applications ofStimulated Parametric EmissionMicroscopy and Stimulated RamanScattering Microscopy(Information Optics and Photonics,'Chapter 7, Springer) (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Kajiyama, Y. Ozeki, K. Fukui, K.Itoh
  • 出版者: (出版予定)
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://www-photonics.mls.eng.osaka-u.ac.jp
• [産業財産権] 光学顕微鏡 (2009)
  • 発明者名: 小関泰之, 伊東一良, 嶽文宏, 福井希一, 梶山慎一郎, 北川悠真, 西澤典彦, 住村和彦
  • 権利者名: 大阪大学
  • 産業財産権番号: 特願,2009-2655144
  • 出願年月日: 2009-11-20
• [産業財産権] 光学顕微鏡 (2009)
  • 発明者名: 小関泰之, 伊東一良, 嶽文宏, 福井希一, 梶山慎一郎
  • 権利者名: 大阪大学
  • 産業財産権番号: 特願,2009-134364
  • 出願年月日: 2009-06-03