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2010 年度 実績報告書

超高分解能光学顕微鏡の開発と応用

公募研究

研究領域膜超分子モーターの革新的ナノサイエンス
研究課題/領域番号 21023018
研究機関中央大学

研究代表者

上村 慎治  中央大学, 理工学部, 教授 (90177585)

キーワード高分解能光学顕微鏡 / 全反射蛍光顕微鏡 / ベン毛軸糸 / 暗視野照明光学系
研究概要

本研究では、本来は全反射型顕微鏡用に開発された高開口数の対物レンズと,高開口数の油浸暗視野コンデンサを併用することで、生体試料の詳細構造を高分解能で(~100nm)観察できる顕微鏡を作成することを目指す。近年のsuper-resolution顕微鏡は蛍光色素を使ったものであるが,ここでは透過型の照明法(環状照明法)で通常の生体試料の観察の可能な光学系開発を目指している。本年度は、装置の組み立てと性能評価を行うためのシステムを組んだ。光源は、超高圧水銀灯を用い、波長435nmの輝線波長光(対物レンズの透過性能上の限界)を用いた.開口数1.45の対物レンズを使用し,高精度画像取り込み装置を設置(高解像度高感度冷却CCDカメラ)し、通常は無効倍率とされる高倍率での画像取り込み(5~10nm/pixel)を行った.その結果,100nmの分解能まではまだ達していないが,135nm近辺までの空間周波数帯域までの記録ができることが確認できた.これは実質的には,アッベやレーリーの定義する分解能を遙かに上まわり,ホプキンスが通常の明視野照明条件で予測したものよりもやや優れたものであった.この領域は,カバーガラスの屈折率,試料とカバーガラス間の距離(<波長),レンズ~試料間媒質の屈折率によっても成果が変わることが確認できた.特に,暗視野照明側の媒質屈折率を1.7まで上げることで性能の大きな向上が確認できた.試料媒質の屈折率を上げる工夫で,生体試料の高分解能観察も可能になると考えられる.100nm前後のオルガネラ構造の動態解析へとの応用が期待される.

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2010

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (3件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Single-cell electroporation of fluorescence probes into sea urchin sperm cells and FRAP analysis.2010

    • 著者名/発表者名
      Takao, D., Kamimura, S.
    • 雑誌名

      Zool.Sci.

      巻: Vol.27 ページ: 279-284

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Geometry-Specific heterogeneity of the apparent diffusion rate of materials inside sperm cells.2010

    • 著者名/発表者名
      Takao, D., Kamimura, S.
    • 雑誌名

      Biophys.J.

      巻: Vol.98 ページ: 1582-1588

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 微生物のべん毛・繊毛の運動メカニズム2010

    • 著者名/発表者名
      上村慎治
    • 雑誌名

      バイオメカニズム学会誌

      巻: Vol.34 ページ: 176-182

  • [学会発表] A new function of primary cilia : a cell-signaling enhancer.2010

    • 著者名/発表者名
      Takao D., Kamimura S.
    • 学会等名
      FASEB Summer Research Conference
    • 発表場所
      Saxtons River, Vermont
    • 年月日
      20100709-20100710
  • [学会発表] Mechanical properties of flagellar motility : Prokaryotes versus Eukaryotes2010

    • 著者名/発表者名
      Kamimura S.
    • 学会等名
      FASEB Summer Research Conference
    • 発表場所
      Saxtons River, Vermont
    • 年月日
      20100707-20100708
  • [学会発表] 繊毛の新機能:シグナル伝達増幅作用2010

    • 著者名/発表者名
      Takao D., Kamimura S.
    • 学会等名
      日本生物物理学会
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2010-09-21
  • [図書] 微生物の運動「生きものに学ぶ泳ぎと飛行のしくみ」エアロ・アクアバイオメカニズム研究会編2010

    • 著者名/発表者名
      上村慎治・曲山幸生・後藤知伸
    • 総ページ数
      73-91
    • 出版者
      森北出版
  • [図書] 生物学事典2010

    • 著者名/発表者名
      石川・黒岩・塩見, 他編集
    • 総ページ数
      1618(1%ほど担当)
    • 出版者
      東京化学同人

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公開日: 2012-07-19  

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