神経科学

T二光子蛍光顕微鏡法は、生体組織をミクロンスケールで三次元・非侵襲的に観察できる、生物学イメージングの主要技術です。従来の線形蛍光顕微鏡とは異なり、その非線形性と長波長励起により、より深い観察深度と低い光毒性が得られます。
これらの利点により、非線形蛍光顕微鏡は、生体動物におけるニューロンおよび神経活動の直接的な時空間可視化に最適な手法となっています。こうした実験で鍵となる蛍光タンパク質は、緑色蛍光タンパク質（GFP）および赤色蛍光タンパク質（RFP）であり、それぞれ 920 nm と 1050 nm の二光子吸収によって励起できます。
近年、780 nm、920 nm、1050 nm で発振する固定波長のモードロックフェムト秒ファイバーレーザーへの急速な移行が進んでいます。これらのレーザーシステムは、特に神経科学分野において、二光子顕微鏡用途に対してコスト効率が高く、扱いやすい代替手段を提供します。

TOPTICA のフェムト秒ファイバーレーザーは、使いやすさを保ちながら最適な性能を提供します。特に神経科学の応用において、TOPTICA の FemtoFiber ultra レーザーは、緑色蛍光タンパク質（GFP）および赤色蛍光タンパク質（RFP）のイメージングを通じて生物学的課題に取り組むのに理想的であり、非線形顕微鏡で広く採用されています。
最高の画像品質を実現するために、TOPTICA の FemtoFiber ultra には Clean Pulse Technology が搭載されており、時間波形におけるパルス裾やサイドウィングを低減します。これにより、レーザー出力のすべてが二光子励起に寄与します。Clean Pulse Technology は、試料の熱的負荷を最小限に抑えつつ、蛍光画像の明るさとコントラストを最大化します。
また、FemtoFiber ultra は研究者に優れた使い勝手を提供します。レーザーにはビームコンディショニング機能が組み込まれており、顕微鏡に適したビームパラメータへ調整できます。
•     第一に、群遅延分散（GDD）のプリコンペンセーションをソフトウェアで制御でき、蛍光信号強度をユーザーフレンドリーに最適化できます。
•     第二に、内蔵の音響光学変調器（AOM）により、ビームスキャナと同期した高速パワー変調やフライバック・ブランキングが可能となり、試料損傷やフォトブリーチングを抑制します。
•     第三に、レーザーは非常にコンパクトでパッシブ冷却の筐体に収められており、運用コストと保守コストを大幅に削減します。
さらに、FemtoFiber ultra 920 および 1050 はフェムト秒ファイバー伝送に対応可能となりました。これにより、最新の顕微鏡システムへの統合に新たな可能性が開かれます。レーザーと顕微鏡の間で光学テーブル上の自由空間パルス伝送を行う必要がなくなり、シンプルな FC/APC ファイバー接続だけで済むため、使い勝手がさらに向上しつつ、高性能と最高品質の蛍光画像を維持できます。