Cellular imaging with a laser-plasma soft X-ray microscope

レーザープラズマ軟X線顕微鏡による細胞イメージング

加道 雅孝; 岸本 牧; 保 智己*; 安田 恵子*; 青山 雅人*; 刀祢 重信*; 篠原 邦夫*

Kado, Masataka; Kishimoto, Maki; Tamotsu, Satoshi*; Yasuda, Keiko*; Aoyama, Masato*; Tone, Shigenobu*; Shinohara, Kunio*

レーザープラズマ軟X線顕微鏡すなわち高強度レーザーによって発生した高輝度短パルス軟X線をX線感光材上に直接培養した細胞に照射する密着型顕微法を開発し、生きている細胞の内部構造を直接観察することに成功した。さらに蛍光顕微鏡を併用し、軟X線顕微鏡と蛍光顕微鏡による同時観察を実現するハイブリッド顕微法を発案することにより細胞内器官の正確な位置の特定と高空間分解観察を両立した。その結果、様々な細胞内器官の詳細な構造の観察が可能となった。開発したレーザープラズマ軟X線顕微鏡によりこれまでにマウスの精巣ライディッヒ細胞の内部構造、アポトーシスの誘発により構造変化を起こしたHeLa S3細胞核の詳細な構造やマウスの免疫細胞の観察を実現した。マウスの免疫細胞の観察では、免疫機能発現に起因すると考えられる特徴的な構造変化を発見した。

We have developed a laser-plasma soft X-ray microscope composed of an intense short pulsed soft X-ray source and a contact microscopy system in which soft X-rays are irradiating onto biological cells directly cultivated on a recording media, an X-ray photo resist, and succeeded in observing inner structures of living biological cells. Using a fluorescence microscope with the soft X-ray microscope to observe the same biological cells at the same time, accurate identification and high resolved observation of cellular organelles have been achieved such as inner structure of Leydig cells from mouse testis, structural deformation of apoptotic HeLa S3 nuclei and mouse immune cells. In the case of the immune cells we have found structural changes possibly attributed to the activation of immune function.