レーザー照射による蛍光イメージング

　一般的な蛍光イメージングや同顕微鏡システムは、照明用光源、光活性の蛍光色素試料、および光検出器の3つの主要部品で構成されます。試料の励起バンド内の波長で試料に入射した光は、蛍光を引き起こして光を発します。一般的に、試料が励起バンド内の光子を吸収すると、エネルギーのより低く、波長的にはより長い蛍光バンド内の光子を放出します。2光子蛍光は別の代表的な蛍光メカニズムであり、蛍光色素をその励起バンド内の波長の2倍以上長い波長の光子で励起した場合に生じるものです。2光子を用いたこのような蛍光は、2倍波領域の光子が半分のエネルギーしかないために、2つの光子を用いて蛍光に必要な最低限のエネルギーに到達することが求められます。

　システム性能を向上させるには、2つのフィルターが必要になります。一つは照明用光源と試料の間に配置するフィルター、もう一つは試料と検出器間に配置するフィルターです。フィルタリングの目的は、すべての光を励起または蛍光バンド内に制限することです。システム性能は、励起フィルターを使用する代わりに、励起バンド域内の波長のみで発振するレーザーのような狭帯域発光光源を用いることで更に改善させることができます。

　以下の図は、高性能蛍光イメージングや同顕微鏡システム内での使用が可能な、代表的な蛍光色素とそれに対応する適切な照明用レーザーと蛍光フィルターの組み合わせ例です。青色の2つの曲線が蛍光色素の励起バンドと蛍光バンドを各々表し、対する緑色の曲線がピーク透過率を蛍光バンドから適切に分離するフィルターの分光透過率特性を表します。