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2015年4月17日 (金)

シャッター速度世界一の超解像蛍光顕微鏡を開発

2015年4月15日
理化学研究所
 
詳細は、リンクを参照して下さい。
 
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 理化学研究所(理研)生命システム研究
センター細胞極性統御研究チームの
岡田康志チームリーダーは、
オリンパス株式会社と共同で、世界最高の
シャッター速度で、生きた細胞内の
微細構造の観察ができる超解像蛍光顕微鏡
[1]を開発しました。
 
 超解像蛍光顕微鏡は、生命科学の研究を
大きく進歩させる画期的な発明として
2014年のノーベル化学賞を受賞しました。
 
 しかし、これまでの超解像蛍光顕微鏡
は、1枚の画像を作成するために
数秒~数分以上の撮影時間が必要で、
生きた細胞の中で動くものを観察する
「ライブセル・イメージング」に用いる
には時間分解能不足という問題が
ありました。
 
 共同研究グループは、超解像蛍光顕微鏡
のシャッター速度を従来の100倍高速化
(1/100秒の時間分解能)することを
目指しました。
 
 超解像蛍光顕微鏡の原理を一から再検討
した結果、縞(しま)模様を描いた円盤を
高速回転させて、これを通して撮影する
という極めて単純な方法で、より高速に
撮影できる超解像蛍光顕微鏡が実現できる
ことを理論的に証明しました。
 
 スピニングディスク顕微鏡[2]として
生命科学の研究に広く使われている
共焦点顕微鏡[3]と類似した原理で、
超解像蛍光顕微鏡に適用できます。
 
 既存のスピニングディスク顕微鏡の
円盤部分を新開発したものと交換し、
さらに、カメラや照明用レーザーなどを
改良した結果、従来の光学顕微鏡の
分解能限界の2倍に相当する約100nm
(ナノメートル:1ナノメートルは100万分
の1mm)の空間分解能を得ました。
 
 また、1秒間に100コマ、1/100秒の
シャッター速度で細胞内の微細構造が動く
様子の撮影に成功しました。
 
 エイズウイルスやインフルエンザ
ウイルスなど多くのウイルスの大きさは
100nm程度で、従来の光学顕微鏡では
観察できませんでした。
 
 開発した顕微鏡を用いれば、ウイルスの
感染や増殖の様子を直接見ることが可能と
なり、疾患の理解や治療法の開発に
つながると期待できます。
 
 本研究は、文部科学省科学研究費補助金
新学術領域研究「蛍光生体イメージング」
などの助成により行われ、成果は米国細胞
生物学会の学会誌『Molecular Biology of
the Cell』(5月1日号)に掲載されるのに
先立ち、速報版がオンライン
(2月25日付け)で公開されました。
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>縞(しま)模様を描いた円盤を高速回転
>させて、これを通して撮影するという
>極めて単純な方法で、より高速に撮影
>できる超解像蛍光顕微鏡が実現できる
>ことを理論的に証明しました。
 
 素晴らしい。
 
>本顕微鏡法は、すでに生命科学研究の
>分野で国内外広く用いられている
>スピニングディスク顕微鏡の改良である
>ため、他の超解像蛍光顕微鏡に比べて
>導入は容易です。
 
>また、本顕微鏡法の原理を発展させる
>ことで、他の共焦点顕微鏡法への適用
>も原理的に可能と考えられます。
>本研究は、オリンパス株式会社との
>共同研究開発です。
 
>同社を通じて速やかに製品化され、
>世界中に普及することを期待して
>います。
 
 世界中に普及出来ると良いですね。
 期待しています。

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