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2023 年度 実績報告書

生体試料の硬さを光で計測するための測定可能周波数帯可変ブリルアン散乱顕微鏡の開発

研究課題

研究課題/領域番号 23H03724
配分区分補助金
研究機関大阪大学

研究代表者

石飛 秀和  大阪大学, 大学院生命機能研究科, 准教授 (20372633)

研究期間 (年度) 2023-04-01 – 2026-03-31
キーワードブリルアン散乱顕微鏡 / 粘弾性 / 生体試料 / 測定可能周波数帯可変
研究実績の概要

本年度は、測定可能な周波数帯(自由スペクトル領域、Free Spectral Range(FSR))を測定したいサンプルの固有振動数に合わせて自由に変更可能であるブリルアン顕微鏡の安定性を向上させるためのフィードバックシステムを構築した。本顕微鏡では、2枚のエタロンを独立に配置し、エタロン間の距離(空気層の厚さ)を変化させることで、FSRを制御する。それぞれのエタロンが独立しているため、時間経過に伴って2枚のエタロンの平行度が悪くなってしまい、結果S/Nが低下するという問題があった。そこで、分光スペクトルをリアルタイムでモニターしながら、エタロンを固定しているマウントの角度をピエゾアクチュエーターで制御するフィードバックシステムを構築した。具体的には、片方のエタロンのYaw角度を変化させて平行度を悪くすると、スペクトルの対称性が変化することを利用して、フィードバックを行った。その結果、フィードバックを実行しない場合、測定開始の3時間経過後にスペクトルのS/Nが著しく減少したが、フィードバックを実行した場合、スペクトルのS/Nを少なくとも9時間以上維持することに成功した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

FSR調整可能ブリルアン顕微鏡において、最大の課題であった取得スペクトルの時間的安定性を確保できたため。

今後の研究の推進方策

生体試料を非侵襲に測定するため、励起光の波長を現在の532 nmから785 nm変更する。それに伴い各種光学素子を近赤外用の光学素子に変更する。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] In Situ Real-Time Observation of Photoinduced Nanoscale Azo-Polymer Motions Using High-Speed Atomic Force Microscopy Combined with an Inverted Optical Microscope2024

    • 著者名/発表者名
      K. Yang, F.-Y. Chan, H. Watanabe, S. Yoshioka, Y. Inouye, T. Uchihashi, H. Ishitobi, P. Verma, and T. Umakoshi
    • 雑誌名

      Nano Letters

      巻: 24 ページ: 2805-2811

    • DOI

      10.1021/acs.nanolett.3c04877

    • 査読あり
  • [学会発表] 高速原子間力顕微鏡によるアゾポリマー形状変化過程のその場動画撮影2024

    • 著者名/発表者名
      楊 惠詩、詹 豐嶽、井上 康志、バルマ プラブハット、内橋 貴之、石飛 秀和、馬越 貴之
    • 学会等名
      応用物理学会関西支部2023年度第3回講演会
  • [学会発表] Surface plasmon sensor system using Fano resonance for monitoring intermolecular interactions2024

    • 著者名/発表者名
      LU Yiming、石飛 秀和、井上 康志
    • 学会等名
      応用物理学会関西支部2023年度第3回講演会
  • [学会発表] Vibrational Spectroscopic Investigation for understanding Chlorophyll Biosynthesis Process under different Lighting Irradiation2024

    • 著者名/発表者名
      Intan D. Kurniawati, Yasushi Inouye, Hidekazu Ishitobi
    • 学会等名
      応用物理学会関西支部2023年度第3回講演会
  • [学会発表] Surface-enhanced fluorescence spectroscopy using Fano resonance surface plasmon2024

    • 著者名/発表者名
      Tang Maofeng, Hidekazu Ishitobi, and Yasushi Inouye
    • 学会等名
      3rd AIST-DLSU Joint Symposium (24th PhotoLIFE Workshop)
    • 国際学会
  • [学会発表] Surface plasmon sensor system based on Fano resonance for monitoring intermolecular interactions2024

    • 著者名/発表者名
      LU Yiming, Hidekazu ISHITOBI, Yasushi INOUYE
    • 学会等名
      3rd AIST-DLSU Joint Symposium (24th PhotoLIFE Workshop)
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of a Brillouin spectrometer for measuring of mechanical properties of biological sample2024

    • 著者名/発表者名
      Kana ISHIDA, Rinya TAMAKI, Hidekazu ISHITOBI, and Yasushi INOUYE
    • 学会等名
      3rd AIST-DLSU Joint Symposium (24th PhotoLIFE Workshop)
    • 国際学会
  • [学会発表] Visible Absorption and Vibrational Spectroscopic Investigation for Understanding Chlorophyll Biosynthesis Process under Different Lighting Irradiation2024

    • 著者名/発表者名
      Intan KURNIAWATI, Hidekazu ISHITOBI, Yasushi INOUYE
    • 学会等名
      3rd AIST-DLSU Joint Symposium (24th PhotoLIFE Workshop)
    • 国際学会
  • [学会発表] 代培養海馬神経細胞の神経回路網形成に伴う還元型チトクロムc/b分布変化のラマンイメージング2023

    • 著者名/発表者名
      増井 恭子、長野 貴裕、谷 知己、名和 靖矩、藤田 克昌、石飛 秀和、藤田 聡史、細川 千絵、井上 康志
    • 学会等名
      第46回日本神経科学大会
  • [学会発表] 眼疾患診断に向けたブリルアン分光法を用いた硝子体の粘弾性評価2023

    • 著者名/発表者名
      石飛 秀和、徳満 俊介、井上 康志
    • 学会等名
      第84回応用物理学会秋季学術講演会
  • [学会発表] 高速原子間力顕微鏡によるアゾポリマー形状変化過程のその場動画観察2023

    • 著者名/発表者名
      楊 惠詩、詹 豐嶽、渡辺 大輝、バルマ プラブハット、井上 康志、内橋 貴之、石飛 秀和、馬越 貴之
    • 学会等名
      第84回応用物理学会秋季学術講演会

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公開日: 2024-12-25  

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