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研究について
光量子イメージング分野　小関研究室

光量子イメージング分野　小関研究室

誘導ラマン散乱による分子分光イメージング法の高度化とその応用

誘導ラマン散乱（SRS）顕微法の開発と応用

我々は、光技術を駆使して、生体を可視化したり生体分子の働きを解明するため、2色のレーザパルスを用いて生体の分子振動を高感度に検出するSRS顕微法を提案・実証しました。さらに、SRS顕微鏡の分子識別能を高めるために、独自の高速波長可変レーザを用いて様々な分子振動周波数におけるSRS像を取得するSRS分光イメージングシステムを開発し、様々な生体計測実験を進めています。また、ラマン標識分子による代謝イメージング・超多色イメージング（図1）など、生体内の複雑な構造・動態・相互作用の解析を実現する研究にも取り組んでいます。

大規模SRSイメージング法の開発と応用

我々は、多数の細胞のSRS計測を実現するために、超高速波長切替光源を開発し、高速流体中の細胞の多色SRSイメージングを実証しました（図2）。本技術によって、10,000個以上の細胞ひとつひとつに含まれる生体分子の画像化が可能になり、微細藻類に含まれる栄養分のイメージング計測を行ったり、血液細胞やがん細胞の無標識計測を行うことが可能となりました。

量子光学によるSRS顕微法の高感度化

我々は、SRS顕微鏡を超高感度化するために、量子光学の導入を進めています（図3）。従来のSRS顕微鏡の信号対雑音比は光の量子的な揺らぎで制限されています。この揺らぎを低減するため、スクイーズド光と呼ばれる量子力学的な光をSRS顕微鏡に導入することで、SRS信号の信号対雑音比を高めることを目指しています。