二光子光片顕微鏡は高い解像度と低い光退色を特徴とし、生物学分野で広く応用されています。しかし、照明光片の厚さと長さのトレードオフの問題により、軸方向解像度とイメージング視野を両立することが難しく、応用に制限がありました。本研究では、液晶空間光変調器を用いて通常のガウス照明ビームをベッセルビームに変調し、ベッセルビームの「非回折」特性を利用して大きく薄い光片照明を実現し、光片の長さと厚さの比率を163に達成しました。これに基づき、ベッセル二光子光片顕微鏡を設計・構築し、310 μmの視野範囲で横方向440 nm、軸方向1.9 μmの三次元高分解能イメージングを実現しました。本研究はゼブラフィッシュ胚の生体イメージングに成功し、血液細胞の流速計測や脊柱骨細胞の分割計数を可能にし、ベッセル二光子光片顕微鏡の生体イメージングへの応用可能性を検証しました。

液晶空間光変調器;二光子光片顕微鏡;ベッセルビーム;生体イメージング