可視フェムト秒レーザーを用いたラベルフリーマルチフォトン顕微鏡

科学分野:

• 光学およびフォトニクス
• 生物医学イメージング
• 材料科学

背景:

• マルチフォトン顕微鏡（MPM）は通常、近赤外レーザーを使用します。
• 可視フェムト秒レーザーは、より広範な蛍光体励起のためのより高い光子エネルギーを提供します。
• 励起の強化は、生物学的および材料サンプルのラベルフリーイメージングに不可欠です。

研究 の 目的:

• 新規マルチフォトン顕微鏡の設計と構築。
• 自作の緑色フェムト秒レーザーを励起光源として利用。
• 空間分解能とラベルフリーイメージング能力の向上を実証。

主な方法:

• マルチフォトン顕微鏡システムの構築。
• 自作の緑色フェムト秒レーザーの統合。
• 生物組織およびマイクロプラスチックサンプルを用いたテスト。
• UV二光子蛍光および深紫外第二高調波発生（SHG）検出の実証。

主要な成果:

• 空間分解能が2～3倍向上しました。
• 横方向分解能172 nmを達成しました。
• ヒトの癌性膵臓組織のラベルフリーイメージングに成功しました。
• ラベルフリーイメージングを用いて、ボトル入り飲料水中のナノ～マイクロプラスチックを検出しました。

結論:

• 可視フェムト秒レーザーは、MPMの空間分解能とイメージングの汎用性を大幅に向上させます。
• 開発されたシステムは、多様なアプリケーションに対応する高解像度ラベルフリーイメージングを提供します。
• この技術は、生物学的サンプルおよび環境汚染物質の分析を進歩させます。