2(多)光子励起顕微鏡

Two Photon Microscopy Provides
Optical Sectioning

(英: Two-photon excitation microscopy) とは、物質励起に2光子吸収過程を利用した顕微鏡である。

2光子吸収過程とは、多光子吸収過程のうち、同時に2個の光子が吸収されることによって、電子や原子の状態が励起され高いエネルギー準位に遷移すること。通常、非常に低い確率で発生する現象だが、レーザー光を集光させるなどの方法によって光子密度の大きな電磁波を作ると、多数個の光子が同時に吸収される状態が観測できるようになる。

特に、レーザーを収束させることによって生じる2光子吸収が発生する確率は、光子密度に対して非線形(発生効率が光強度の自乗に比例して発生する)で、2光子吸収が発生する範囲は、波長によって規定されるビームウェストより小さくなる。

光源に最も良く用いられる赤外域レーザーは長波長であるので、可視光や紫外線領域のレーザーよりも組織透過性が優れている上、焦点面でのみ2光子吸収過程が起き、目的の励起光が発生するため、組織表面から数百μmといった深部の顕微鏡像を少ない侵襲で取得することができる。このため、例えば生きた動物の脳内で起こっている神経細胞活動や血流などを観察が可能である。

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