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「超解像蛍光顕微鏡」の版間の差分
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<p>光は電磁波の一種であり、波としての性質を持つ。波である光が、限られた大きさの開口を通ると、通り抜けた光の波面はホイヘンス-フレネルの原理によって変化する。開口面から十分遠い面での光波の振幅分布は、フラウンホーファー回折と呼ばれる分布を示す。</p> | <p>光は電磁波の一種であり、波としての性質を持つ。波である光が、限られた大きさの開口を通ると、通り抜けた光の波面はホイヘンス-フレネルの原理によって変化する。開口面から十分遠い面での光波の振幅分布は、フラウンホーファー回折と呼ばれる分布を示す。</p> | ||
<p>レンズは、屈折によって、光の平面波を、収斂/発散する球面波に変化させる光学素子である。レンズの径は有限なので、フラウンホーファー回折と同様の回折が、焦点面において形成される。</p> | <p>レンズは、屈折によって、光の平面波を、収斂/発散する球面波に変化させる光学素子である。レンズの径は有限なので、フラウンホーファー回折と同様の回折が、焦点面において形成される。</p> | ||
<p>この回折のため、点光源から発した光がレンズを通って像を形成しても、その像は完全な点には収斂せず、3次元に一定の広がりと強度分布をもったものになる。この分布を、点拡がり関数 (点像分布関数, Point spread function, PSF) | <p>この回折のため、点光源から発した光がレンズを通って像を形成しても、その像は完全な点には収斂せず、3次元に一定の広がりと強度分布をもったものになる。この分布を、点拡がり関数 (点像分布関数, Point spread function, PSF)と呼ぶ。顕微鏡に即して言えば、点状の物体を拡大した像は、単純に拡大された形状になるのではなく、周囲に一定の滲み、広がりを持ったものになる。</p> | ||
<p>円形開口を通過した光が、収差のない理想的な光学系によって像を形成した時、そこに形成されるPSFを、エアリーディスク (Airy disc)と呼ぶ。その焦点面での光強度Iの分布は</p> | <p>円形開口を通過した光が、収差のない理想的な光学系によって像を形成した時、そこに形成されるPSFを、エアリーディスク (Airy disc)と呼ぶ。その焦点面での光強度Iの分布は</p> | ||
<p><math>I = </math></p> | <p><math>I = I_0 \left ( \frac{2J_1( x)}{x} \right ) ^2</math>, <math>x = \frac{2\pi a \sin \theta }{\lambda } = </math></p> | ||
<h2><span class="mw-headline">超解像蛍光顕微鏡</span></h2> | <h2><span class="mw-headline">超解像蛍光顕微鏡</span></h2> | ||
<p>超解像蛍光顕微鏡とは、上述の、対物レンズの回折限界で制限される分解能を越える (超解像)蛍光像を作る顕微鏡のことである。分解能を超える手法としては、RESOLFTを利用するもの、単分子の局在は2点分解能よりも細かく決められる事を利用するもの、励起照明を工夫して回折限界以上の高周波成分の情報を得るもの、統計学的手法を使うものなど、多くの手法が開発、実用化されている。ここでは、代表的なものを紹介する。</p> | <p>超解像蛍光顕微鏡とは、上述の、対物レンズの回折限界で制限される分解能を越える (超解像)蛍光像を作る顕微鏡のことである。分解能を超える手法としては、RESOLFTを利用するもの、単分子の局在は2点分解能よりも細かく決められる事を利用するもの、励起照明を工夫して回折限界以上の高周波成分の情報を得るもの、統計学的手法を使うものなど、多くの手法が開発、実用化されている。ここでは、代表的なものを紹介する。</p> | ||
<h3><span class="mw-headline">RESOLFT (REversible Saturable OpticaL Fluorescence Transitions)</span></h3> | <h3><span class="mw-headline">RESOLFT (REversible Saturable OpticaL Fluorescence Transitions)</span></h3> | ||
<h3><span class="mw-headline">Localization Microscopy (PALM, STORM, fPALM, dSTORM, ...)</span></h3> | <h3><span class="mw-headline">Localization Microscopy (PALM, STORM, fPALM, dSTORM, ...)</span></h3> | ||