構造化照明法による軟X線顕微鏡の超解像化

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25600136
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 江島 丈雄 東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (80261478)
• 研究分担者: 柳原 美廣 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (40174552)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: 軟X線顕微鏡 / 多層膜光学系

研究実績の概要

13年度に引き続き、構造照明による超解像を利用した結像光学実験を行うために、構造照明を実現するための照明光学系の作製・評価と、試料を透過した光の位相情報を得るための位相検出装置の作製を行った。
昨年度に設計・開発した照明光学系の反射多層膜が基板から剥離した。照明光学系と同時期に平面基板上に蒸着した反射多層膜は剥離を示さなかったことから、球面基板上で膜の応力が平面基板に比べて強いためと考えられる。研究を推進するため反射材としてCo/C多層膜の使用の代わりに広帯域で反射する反射材料としてAuを選び、照明光学系を作製しなおした。計算から予想される反射率はCo/C多層膜の２桁ほど小さい。
昨年度に完成した透過型回折格子を回転させるための回転機構を備えた５軸型のマニピュレータの設計図面を基に、マニピュレータの作製と評価を行った。高精度のレーザー変位計を用いて移動量、回転量の精度測定を行ったところ、移動量は信号パルスあたり約25nm、回転量は8x10^-4degで移動した。従って測定に必要な高い精度の移動量、回転量を備えたマニピュレータを作製できた。
以上の装置を既設の密着型軟Ⅹ線顕微鏡に組込み、パルス幅150psecのNd:YAGレーザーを用いたレーザー生成プラズマ光源を用いて電顕試料用の200メッシュの透過像の撮像を行い、透過光学系の評価を行った。おおよそ２秒の露光でピクセルあたりのカウント数が６となった。またマウス肝臓の200nm厚の切片試料を使って撮像したか結果、60秒の露光でマウス肝臓の撮像に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Efficient extreme ultraviolet emission from one-dimensional spherical plasmas produced by multiple lasers (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Yoshida, S. Fujioka, T. Higashiguchi, T. Ugomori, N. Tanaka, H. Ohashi, M. Kawasaki, Y. Suzuki, C. Suzuki, K. Tomita, R. Hirose, T. Ejima, M. Nishikino, A. Sunahara, E. Scally, B. Li, T. Yanagida,H. Nishimura, H. Azechi, and G. O’Sullivan
  • 雑誌名: Appl. Phys. Exp. 巻: 7 ページ: 086202
  • DOI: 10.7567/APEX.7.086202
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multilayer coated grazing incidence condenser for large numerical aperture objective at wavelength of 4.5 nm (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Ejima, T. Hatano, K. Ohno, T. Fukayama, S. Aihara, M. Yanagihara, and T. Tsuru
  • 雑誌名: Applied Optics 巻: 53 ページ: 6846-6852
  • 査読あり
• [学会発表] 炭素の窓用多層膜トロイダルミラーの反射率計測 (2015)
  • 著者名/発表者名: 羽多野忠，大野広大，相原翔学，江島丈雄
  • 学会等名: 第28回日本放射光学会年会
  • 発表場所: 立命館大学草津キャンパス
  • 年月日: 2015-01-11
• [学会発表] 水の窓における生物細胞内構造のコントラスト (2015)
  • 著者名/発表者名: 江島丈雄，加道雅孝，石野雅彦，青山雅人，安田恵子，保智己
  • 学会等名: 第28回日本放射光学会年会
  • 発表場所: 立命館大学草津キャンパス
  • 年月日: 2015-01-10
• [学会発表] 軟X線相関顕微法による生物細胞内の形態と化学組成 (2014)
  • 著者名/発表者名: 江島丈雄
  • 学会等名: 東北大学金属材料研究所共同利用ワークショップ
  • 発表場所: 東北大学金属材料研究所
  • 年月日: 2014-12-15
  • 招待講演
• [学会発表] 軟X線相関顕微法とその生物観察応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 江島丈雄
  • 学会等名: 第4回宇都宮大学オプトバイオシンポジウム
  • 発表場所: 宇都宮大学
  • 年月日: 2014-12-11
  • 招待講演
• [学会発表] 培養液中のライディッヒ細胞の軟Ⅹ線吸収分光測定 (2014)
  • 著者名/発表者名: 江島丈雄、加道雅孝、石野雅彦、青山雅人、安田恵子、保智己
  • 学会等名: UVSORシンポジウム2014
  • 発表場所: 分子科学研究所
  • 年月日: 2014-11-14
• [学会発表] XAS Spectra of a Leydig Cell in Cultural Fluid to Evaluate Contrast of Organelles in Water Window (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Ejima, R. Hirose, M. Ishino, M. Kado, M. Aoyama, K. Yasuda, and S. Tamotsu
  • 学会等名: The 12th international conference on x-ray microscopy
  • 発表場所: Melbourne, Australia
  • 年月日: 2014-10-26 – 2014-10-31
• [学会発表] Ｎ－Ｋ吸収端近傍における生物細胞内構造のコントラスト (2014)
  • 著者名/発表者名: 江島丈雄、廣瀬遼一、加道雅孝、石野雅彦、青山雅人、安田恵子、保智己
  • 学会等名: 第75回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2014-09-18
• [学会発表] アポトーシス細胞における赤外吸収スペクトル (2014)
  • 著者名/発表者名: 江島丈雄
  • 学会等名: 『軟X線による細胞内形態解析』研究会
  • 発表場所: 宮城蔵王ロイヤルホテル
  • 年月日: 2014-07-26