日本電気硝子(NEG)は1月29日、東京大学(東大)大学院 理学系研究科附属 フォトンサイエンス研究機構、東大大学院 工学系研究科附属 光量子科学研究センター、ミユキ技研、フォトンテックイノベーションズと共同で、NEGのガラスリボンを用いた革新的な光シート顕微鏡光源「HandySPIM」を開発したことを発表した。

  • HandySPIMと顕微鏡にセットした状態

    (左)HandySPIM。(右)HandySPIMを顕微鏡ステージにセットした状態(出所:日本電気硝子)

専門知識不要で透明化生体組織の画像取得を可能に

光シート顕微鏡は、サンプル(検体)の側面から薄いシート状に整形した光を当てることで断面画像を得る選択的平面照明顕微鏡法(SPIM)を利用した顕微鏡で、病理・バイオサイエンス分野などで使用されている光学機器だ。同顕微鏡は、生物の体の一部が透明になった透明化生体組織などさまざまなサンプルについて、高解像度の画像を取得できるとのこと。しかしながら、レーザー光をレンズやミラーで光シート化する構造をとる従来の光シート顕微鏡では、大掛かりな光学機器が必要となるため光学系の調整に専門知識を要するうえ、導入や維持に高額なコストが必要となる点が大きな課題となっていた。

そこで今回NEGは、同社が開発した超薄板ガラスの一種であるガラスリボンを活用し、一般的な顕微鏡のステージに設置することで透明化生体組織の画像取得を可能にする“光シート顕微鏡光源”の開発に着手。なおガラスリボンとは、厚さ4～50μm、幅0.5～30mmと非常に薄く均一な厚みを有するガラスで、今回開発されたHandySPIMでは、光シートを作り出すための導光板の役割を担うとする。

  • ガラスリボン導光板

    NEGが開発したガラスリボン導光板(出所:日本電気硝子)

この導光板は、ガラスリボンを同じくNEG製の可視光吸収ガラスで挟み込んだ構造で、厚さ20μm・幅20mm・長さ10mmのガラスリボンの端面にLED光を結合させることで、導光板の対向端面から光シートが出射される。その光シートの厚さはガラスリボンとほぼ同程度の約20μmだといい、ガラスリボンの薄く均一な厚みが、レンズやミラーなしでも高強度の光シートを生み出すことに貢献するとしている。

  • ガラスリボン導光板の使用方法と検体画像図

    ガラスリボン導光板の使用方法と検体画像図(出所:日本電気硝子)

なお、HandySPIMの光源に用いられるLED光は安価であり、コスト面での優位性につながるとのこと。また従来よりも小型かつ軽量で可搬性が向上するとともに、専門的な知識が無くても透明化生体組織の画像を取得できるとする。さらにNEGは、今回開発された手法で得られた画像が、従来の高価な画像取得装置を用いて得られる画像と比較しても遜色ない精細さを持つとした。

NEGはHandySPIMの利用により、高解像度の断面画像を誰でも簡単に得られるようになり、病理・バイオサイエンス分野の応用が広がることが期待されるとしている。