多焦点CARS顕微鏡による3次元分子分布イメージング

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13750046
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 橋本 守 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 講師 (70237949)
• Keywords: 多光子顕微鏡 / ラマン散乱分光 / CARS / 3次元イメージング / 分子構造 / 非線形光学 / キーワード7 / キーワード8

Research Abstract

共焦点蛍光顕微鏡用のマイクロレンズアレイ(横河電機製CSU21)のピンホールディスクを取り除き,マイクロレンズアレイのみとしたものを用いて,多焦点化したコヒーレントアンチストークスラマン散乱(CARS)顕微鏡を開発した.
フェムト秒レーザを種光としたピコ秒再生増幅器からの光を2つに分け,一方をω_1光に,他方を光パラメトリック増幅器の励起光とし発生するアイドラー光の第二高調波をω_2光とした.なお,光パラメトリック増幅器にステッピングモータを取り付け,コンピュータ制御できるようにしている.ω_1光,ω_2光を同軸上に重ね合わせ,時間的にも光学遅延を用いて重ね合わせてマイクロレンズアレイに導入し,多数のスポットを生じさせる.この光を,対物レンズを用いて試料中で結像させ,各スポットから生じるCARS光を対向配置した対物レンズでイメージインテンシファイア付きCCD上に結像し,多点からのCARS光を観測する.
従来のステージ操作では1CARS画像の取得に数十分を要していたが,観測時間を100分の1の20秒程度で観測することができ多重スペクトルイメージの取得に成功した.空間分解能は,面内1μm以内,光軸方向約1μmであることを確認した.スペクトル分解能は約30cm^<-1>であった.
現在,より短時間にCARS画像を取得できるように改良を加え,またスペクトル分解能の向上と,偏光を用いた非共鳴バックグラウンドの除去等について取り組んでいる.