생물학이나 의학에서는 세포나 조직 등의 생체 시료의 관찰에 공초점 형광 현미경(주)이 불가결하다.이 현미경에 의해 복잡한 생체 시료의 목표 부분만의 관찰이나 1 미크론 이하의 미세한 구조의 관찰이 가능해진다.그러나, 종래의 공초점 형광 현미경은 촬상 속도가 매우 느려, 다수의 화상을 단시간에 취득하거나, 고속으로 변화하는 생체 시료의 모습을 포착하는 것은 곤란했다.

　이번, 「주파수 분할 다중」이나 「직교 진폭 변조」라고 불리는 정보 통신 기술을 이용해, 생체 시료의 별개의 장소로부터 나오는 형광 신호를 정리해 포착하는 것으로, 촬상 시간을 대폭 단축.이것에 의해, 초당 1만 1 프레임이라고 하는 매우 고속으로 생체 시료의 관찰상을 취득하는 데 성공했다.종래의 공초점 형광 현미경의 화상 취득 속도는 6,000초에 수 프레임 내지 수 1 프레임이며, 이번 약 10배의 고속화를 달성했다.

　이 기술을 응용하여 유글레나의 3차원 수중 행동을 세계 최초로 초당 104프레임의 고속(일반적인 텔레비전 영상은 초당 60프레임)으로 포착하는 데 성공했다.게다가, 세포 집단을 정렬시켜 유체중을 고속으로 흘리면서, 약 5,000개라고 하는 방대한 양의 세포의 개별의 화상을 단시간에 취득·해석하여, 별개의 조건으로 준비된 세포 시료(마우스 백혈구 )는 약 99%의 고정밀도로 식별될 수 있음을 입증하였다.

　이번에 개발한 기술을 이용함으로써 암세포의 진단과 바이오연료 탐색, 또한 생체의 3차원 구조의 고속변화 포착 등 다양한 분야에의 응용과 기초과학에서의 새로운 발견이 기대된다 .

주: 형광 처리한 시료에 레이저광을 조사하여 시료의 형광 화상을 취득하는 현미경.

논문 정보:【Optica】Ultrafast confocal fluorescence microscopy beyond the fluorescence lifetime limit