ランダム照明を用いた広視野コヒーレント反ストークスラマン散乱顕微鏡法

コヒーレントラマン顕微鏡法は、生物医学的試料における化学組成のラベルフリー実時間特性評価に最適な方法である。その一般的な実施は、2本の強集束レーザービームによる試料の走査に頼っており、試料の損傷につながることや、広視野にわたると時間がかかることが多い。数少ない既存の広視野技術についても、横方向解像度が低く、軸方向のセクショニングができない。我々は、これらの実際的な制約を解決するために、ランダム照明顕微鏡法（RIM）とコヒーレント反ストークスラマン散乱（CARS）の組み合わせや、RIMと和周波生成（SFG）コントラストの組み合わせによるロバストな広視野非線形顕微鏡を開発した。CARS-RIMは、総合的な理論研究を基に、さまざまなスペックル照明下で得た複数画像の二次統計から試料の超解像再構成と光学セクショニングをもたらす。我々は、マルチモードのCARS-RIMとSFG-RIMが、3 μmの軸方向セクショニング能と300 nmの横方向解像度で広視野非線形イメージングを実現し、従来の点走査CARSと比較して試料におけるピーク強度を効果的に低減することを実験的に示す。我々は、ビーズ、無染色ヒト乳房組織、化合物の混合物などのさまざまな試料について、二次元および三次元においてCARS-RIMとSFG-RIM広視野顕微鏡法のラベルフリー高コントラスト化学イメージングの可能性を例示する。