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多光子励起顕微鏡

2(多)光子励起顕微鏡は物質励起に2(多)光子吸収過程を利用した顕微鏡で、生体試料のイメージングを可能とする蛍光技術です。

蛍光分子に励起光を照射するとき、2つの励起光子が同時に吸収される(2光子励起)と、2倍のエネルギーとなり1/2波長の励起と同様の現象が生じます。2光子以上の場合は多光子励起と呼びます。

ネズミのニューロンイメージ

2(多)光子励起顕微鏡では、光源として一般的に80MHzオーダーの繰返し周波数で近赤外(IR)波長を発振するフェムト秒レーザが用いられており、英国Laser Quantum社製geccoレーザーシステムをご使用頂けます。

スタンダードモデル geccoレーザーシステム

 

また、Laser Quantum社では250MHzの繰返し周波数、かつ高い平均出力を両立したhelixxレーザーシステムがございます。高い繰返し周波数ながら高いレーザー平均出力を持つため、従来型レーザーより高速なイメージングを行うことが可能なモデルです。

250MHz繰返し周波数 helixxレーザーシステム

 

近年では、より高い繰返し周波数(1GHz)が生体イメージングに対して利点があることが研究から分かってきています。蛍光強度は照明強度(輝度)の2次曲線的に比例しますが、生体へのダメージは2.5倍で、フォトブリーチは3乗の指数で増加します。
繰返し周波数が高いことで1パルスあたりのピークパワーが下がり、生体へのダメージやフォトブリーチ(光退色)が軽減されます。その際のイメージング品質は従来のものと比較しても遜色ありません。
英国Laser Quantum社製taccorレーザーシステムは1GHzと10GHzの繰返し周波数を実現したモデルで、従来のフェムト秒レーザーと比べて観測時間が5~10倍延びることが報告されています。

1GHz/10GHz繰返し周波数 taccorレーザーシステム

 

2(多)光子顕微鏡において、いくつかの研究の中で、非常に短いパルス幅を用いることに複数の利点があることが示されています。
所定のレーザー平均出力において、非常に短いパルス幅から得られる高いピークパワーによって高分解能かつ散乱が抑えられ、深層のイメージングを可能する効果が確認されています。
英国Laser Quantum社製venteonレーザーシステムは、市場にあるフェムト秒レーザーの中で最も短いパルス幅<5.5fsクラスを発振するventeon ultraシリーズ等、短パルス幅フェムトレーザーモデルをラインナップしています。

<5.5fsパルス幅 venteonレーザーシステム

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