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In situ observation of cellular organelles with a contact X-ray microscope

密着型軟X線顕微鏡による細胞内小器官のその場観察

加道 雅孝; 岸本 牧; 保 智己*; 安田 恵子*; 篠原 邦夫*

Kado, Masataka; Kishimoto, Maki; Tamotsu, Satoshi*; Yasuda, Keiko*; Shinohara, Kunio*

高輝度レーザープラズマ軟X線源と密着型顕微法を組合せたレーザープラズマ軟X線顕微鏡を開発し、細胞内小器官のその場観察を実施した。高強度で高品質なレーザーを金と窒化シリコンの二層構造極薄膜ターゲットに照射することにより高効率なプラズマの加熱を実現し、生きている細胞の瞬時観察に必要とされる一立体角辺り1.3$$times$$10$$^{15}$$個の軟X線フォトンを発生することに成功した。光学顕微鏡による明視野観察を可能とするために透明ガラス基板上に成膜したPMMAフォトレジスト上に細胞を直接培養した。光学顕微鏡と軟X線顕微鏡の両方の顕微鏡による撮像を行うことにより、取得した細胞の軟X線顕微鏡像と蛍光顕微鏡像の直接比較を実現した。その結果、軟X線顕微鏡で取得したミトコンドリアや細胞骨格等の細胞内小器官を正確に特定することが可能となり、これらの細胞内小器官の詳細な構造の解析に成功した。

A contact X-ray microscope coupled with a high intense laser plasma soft X-ray source has been developed and in situ observations of cellular organelles have been conducted. The soft X-ray source were generated by a high power laser pulse onto a thin foiled gold target at the photon numbers of 1.3$$times$$10$$^{15}$$ photons/sr to be able to capture an image of live wet biological cells. The cells were cultured on PMMA photoresists that were formed on transparent glass plates to make optical microscope observation possible. The cells were observed by both of optical microscope and soft X-ray microscope. The obtained soft X-ray images were directly compared with corresponding fluorescent optical images. Cellular organelles such as mitochondria and cytoskeleton in the soft X-ray images were identified referencing the information obtained from the fluorescent images.

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