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第二高調波発生光 (SHG光 )を 用いた真皮 コラーゲン線維観察
Observationof collagenfiberin dermisby second-harmonic-generationlight○伊藤誠啓 (大阪大学)
正 荒 木 勉

安井武史 (大阪大学)(大阪大学)

Masahiro no,Takeshi YASUl,and Tsutomu ARAKI
1‐Osaka Universit男
3 Machikaneyarna‐cho,Tbyonaka,OsakaE‐
m a l l iyta‐
a c . i p h t t p s: m〃i . m e . e s l o s auk.aa‐
c.jp/
s u i @ m e . e s . o s a kua,‐
Key llVords:co‖harrnonic―
agen,derrnis,second‐
generation light,ferntosecond iight

1.は じめに真皮 には構造 タンパ ク質であるコラー ゲンが豊富に含まれてお り、皮購 の形態的及 び機能的特性を決定する上で重要な役割を果 た している.こ のよ うな真皮 コラー ゲンの構造異常 や構造的変化を観察する ことは、皮膚性状を探るだけでな く皮膚疾患に関する情報を得る上でも重要 と考えられることから、真皮 コラー ゲ ンの変化をモニター するための診断技術が皮膚科学の分野で強 く望 まれているt通 常は皮膚組織切片 のコラー ゲンを特異的に染色 し光学顕微鏡 で組織診断をするが、皮膚生検が必 要である。そこで、 コラーゲン濃度 と配向の局所断層情報を非接触で得る方法の開発が強 く望 まれる.
フェム ト秒 (1015秒)ォ ̲ダ ー の超短パ ルス レー ザー
光を生体組織 に照射する と、光電場 とコ ラー ゲン分子の 非線形相互作用 によって 、 入射 レー ザ ー 光の半波長(あ るいは 2倍 の周波数 )の 光が第 2高 調波発生光 (生体 SHG光 )と して発生する=我 々は、 この生 体 SHG光が コラー ゲン情報を非接触 リモー トで測定する手段 として有効 であることに注 目し、生体 SHG光 を用いて様 々な ヒ ト組織 のコラー ゲン配1詢
測定法 に関する研究を行 っコている 11‑31,皮膚の場合、 ラー ゲ ンは真皮 のみに豊富 に含まれ (含有量 70%)、 表皮および皮 ド組織にはほとん ど含まれないことに注日すると、真皮 コラー ゲンの分布情報のみを特異的に抽出する手段 として、生体 SHG光が有効であると考えられる.本 講演では、動物試料における真皮 コ ラー ゲ ンの詳細 な構造分布演1定を報告す
る.

後、光電子増倍管 (PMTl)で ロ ックイン検出を行 う・方、厚みのあるサンブルでは反射配置を利lllし、生体SHG光 の後方散乱成分をllilじ対物 レンズで集光 し、ハーモニ ックセパ レー タ (HS、反射波長 400nm)と 青色透過フィルター (BPF2,透過波長 =300 500nm)で 抽出 した
後、別 の光電子増倍管 (PMT2)で ロ ックイン検出を行 う
また反射配置 では、空間分解能向上と多重散乱光除去の目的で、マルチモー ドフアイバー (コア径 50μm)と レンズ (L4)を 用 いた共焦点配置を導 入 してい る.最 終的に、ステ ッピングモー ター駆動 ステー ジによるサ ンプ
ル走査あるいはガルバ ノミラー によるビーム走査を用いて、SHGイ メー ジング計演1を行 つた,本 システムの面内mと 14μmで ある̲
分解能 と深さ分解能はそれぞれ 1.5μサンプルには、様 々な動物の 中で比較的 ヒ ト皮膚 に類似 した構造を 有す る市 販 ブ タ皮膚 (hcatan Micropig、米国チャー ルズ ・リバー社)の 背中部分を用いた=ま た、規則的な単 一 配向 の コ ラー ゲン構造 を有す るマ ウス腱(■ouse tendon,厚さ 10μm)を コ ン トロール として用意した.反 射配置計瀬fでは、表皮を剥離 した凍結豚真皮組織プロ ック (厚さ 3nlm)を サンプル として用いた。

2.実 験装置
図 1に 実験装置を示す.モ ー ド同期チタン ・サフアイ
ア レー ザー (中心波長 800nm、 パ ルスIFp4 100も、繰 り返 し周波数 80MHz)か ら雄lプ
Jされた レー ザー 光は、青響光学変調器 (AOM)で 強度変調 された後、 ガル バ ノミラー (GM)と リレー レンズ光 学系 (Ll,L2)を 経て、対物 レンズ (OL)で サ ンプルに照射す る.な お、 入射レー ザー 光は SHG光 発生効率の偏光依存性をキ ャンセルす るためt偏 光 子 (P)と 1/4波 長板 (λ/4)を 用 いて円偏光に している.薄 切片サ ンプルの場 合、透過配鑽
いて発生 した生体 SHC光 の 前方直進成分を コンデを11」
ンサー レンズ (CL)で 集め、青色透過 フ ィル ター (BPFl.
透過 波長 =300 500nnl)で レー ザ ー 光成分を除去 した日本機械学会oo06‑65)第 19回バイオエンジエアリング講演会 講演論文集 (2節717,8仙 台)‑ 444 ‑i

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