飽和励起イメージスキャニング顕微鏡による超解像蛍光イメージング

カテゴリ: 研究会(論文単位)

論文No: OQD21059

グループ名: 【C】電子・情報・システム部門 光・量子デバイス研究会

発行日: 2021/09/24

タイトル(英語): Saturated-Excitation Image Scanning Microscopy for super-resolution fluorescence imaging

著者名: 天満 健太(大阪大学/産総研・阪大　先端フォトニクス・バイオセンシングオープンイノベーションラボラトリ),桶谷 亮介(九州大学),ラフマン レネ(フリードリヒ・シラー大学イエナ/ ライプニッツ光技術研究所),久保 俊貴(大阪大学),スミス ニコラス(大阪大学IFReC/大阪大学OTRI),ハインツマン ライナー(フリードリヒ・シラー大学イエナ),藤田 克昌(大阪大学/産総研・阪大　先端フォトニクス・バイオセンシングオープンイノベーションラボラトリ/大阪大学OTRI)

著者名(英語): Kenta Temma(Osaka University/ AIST-Osaka University Advanced Photonics and Biosensing Open Innovation Laboratory),Ryosuke Oketani(Kyushu University),Rene Lachmann(Friedrich-Schiller-University Jena/ Leibniz Institute of Photonic Technology),Toshiki Kubo(O

キーワード: 超解像顕微鏡|レーザー走査顕微鏡|蛍光|吸収飽和|非線形|バイオイメージング|Super-resolution microscopy|Laser scanning microscopy|Fluorescence|Saturable absorption|Nonlinear|Bioimaging

要約(日本語): 飽和励起(SAX)顕微鏡は蛍光の飽和によって生じる非線形信号を用いて三次元に空間分解能を向上させる。しかし、高い空間周波数を与える非線形信号は強度が低く、雑音に埋れやすいため、実効的な分解能が制限されるという問題がある。本研究ではSAX顕微鏡の信号対雑音比(SN比)を向上するためにイメージスキャニング顕微鏡(ISM)を組み合わせた顕微鏡を開発した。開発した顕微鏡を用いて2.23倍の信号量増加、S N比の向上を実験的に確認した。

要約(英語): Saturated-excitation (SAX) microscopy improves the spatial resolution of laser scanning microscopy in three dimensions by extracting nonlinear fluorescence signals induced by the saturation of fluorescence excitation. However, high spatial frequency information delivered by the nonlinear fluorescence signals are too small to be detected, which limits the practical spatial resolution of SAX microscopy. In this research, we developed saturated-excitation image-scanning microscopy (SAX-ISM) to improve the signal to noise ratio (SNR) in SAX imaging. ISM utilizes a detector array to detect and analyze the whole spatial distribution of fluorescence signal excited by a laser spot, which provides the theoretically limited spatial resolution in confocal microscopy without losing the detection signal. We theoretically confirmed the signal increase in nonlinear fluorescence signals. We also experimentally confirmed the 2.23-times signal increase and SNR improvement in fluorescence image of biological samples.

本誌: 2021年9月27日光・量子デバイス研究会

本誌掲載ページ: 15-18 p

原稿種別: 日本語

PDFファイルサイズ: 1,132 Kバイト