2010 Fiscal Year Annual Research Report
環境感受性色素による生体膜界面水素イオン濃度・膜電位の同時近接場光学計測法の開発
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22310078
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
梅田 倫弘 東京農工大学, 大学院・工学研究院, 教授 (60111803)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岩見 健太郎 東京農工大学, 大学院・工学研究院, 助教 (80514710)
太田 善浩 東京農工大学, 大学院・工学研究院, 准教授 (10223843)
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| Keywords | 近接場光学顕微鏡 / 蛍光感受性色素 / ミトコンドリア / pH / ネクローシス / 多光子吸収 / フェムト秒レーザー / プロトンポンプ |
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| Research Abstract |
本研究では、酸化ストレスによるネクローシスがミトコンドリア内膜の水素イオン濃度の勾配形成能の低下で生じることを証明するために、二光子吸収励起レシオ計測蛍光近接場光学顕微法(TARF-SNOM)を開発する。本年度では、フェムト秒短パルスレーザーを励起光源として、本研究目的に最適なpH感受性および膜電位感受性蛍光色素を選択して、近接場光学顕微鏡によるレシオ計測光学系の性能を明らかにすることを目的とし、以下を遂行した。
(1)YAGレーザー(波長532nm、現有設備)を励起光源とするpH感受性蛍光色素を選択し、pH値に対するレシオ応答を評価し、レシオ計測の校正を行った。
(2)近接場光学顕微鏡(現有設備)を用いて、YAGレーザー光を光ファイバープローブに入射し、その出射光を蛍光色素溶液に照射して蛍光発光させた。蛍光光は、分割して透過波長が異なる干渉フィルターを通して光電検出し、波長の異なる二つの蛍光検出強度の強度を求め、蛍光溶液のpH値を算出し、応答が(1)の構成と変わらないことを確かめた。
(3)蛍光強度のSN比を改善するために、レーザー強度変調および高感度光検出器(冷却光電子増倍管:現有装置)による同期検出法を導入した。
(4)フェムト秒短パルスレーザー(新規購入)をプローブに入射させ環境感受性色素内における出射端での光非線形光学現象による2倍波光(波長530nm)が誘起されることを確認するとともに、これによる蛍光レシオ応答を測定し、YAGレーザーにおける校正結果と同様の結果を得た。これにより、本提案手法がフェムト秒短パルスレーザーでも使用可能であることが検証された。
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