STED顕微鏡とは？
STED顕微鏡の概念はStefan Hell氏によって1994年に初めて発表され、その数年後に実証がなされた(SW Hel l, Nature, 440, 935-939 (2006))。それ以来、彼の研究グループはこの技術の改善を続けており、最近では新たな 生物学的所見を明らかにする手段としても貢献している（Willig, et al., 2006a; Kittel, et al., 2006）。
STED顕微鏡の光学系、簡単な原理
STED顕微鏡では、ガルバノミラー方式の共焦点顕微鏡の光学系に観察用励起光(Excitation beam)のレーザー光と誘導放出用の短パルスレーザー光( STED beam )の2種類のレーザー光をほぼ同時に照射する。図１にSTED顕微鏡の概念図を示す。ここで、STEDビームは蛍光の発生を抑制する(励起された蛍光分子を蛍光発色させることなく基底状態に戻す)ためのレーザーであり、ドーナツ状になっている。すると、STED beamにより誘導放出された光は透過側に出てるが、誘導放出されなかった真ん中の蛍光だけが反射で出てくる。これにより、反射で取得した蛍光のスポットは小さくなる。
図１ STED顕微鏡の概念図
STED顕微鏡では光の回折限界の壁である200nmの分解能を超えることができ、従来の共焦点顕微鏡の3倍以上の高分解能を得る。分解能は～40nm程度だが、6nm(xy)の分解能も報告されている(Rittweger et al., Nat. Photon. 3, 144 (2009))。
下の動画では共焦点顕微鏡とSTED顕微鏡で取得したイメージが比較されている。STED顕微鏡で取得したイメージは、ライカ社のウェブサイトで確認することもできる。
STED顕微鏡のイメージと蛍光色素
STED顕微鏡は既にライカ社から販売されている。Leica TCS STED CWでは、STEDビームにパルスレーザーではなく、連続波(CW : Continuous Wave)を用いることで、STED顕微鏡に使用できる蛍光色素の選択幅を広げている。さらに、CWを用いることで、蛍光シグナルが連続的に発生するようになるため、従来のパルスSTEDよりも3倍高速なイメージングが可能になっている。なお、STED顕微鏡で仕様実績のある蛍光色素はマックスプランク研究所のウェブサイトで確認することができる。
参考文献
・Max Plank Institute for Biophysical Chemistry Website,Fluorescent Dyes Used in STED
・Max Plank Institute for Biophysical Chemistry Website, Marcus Dyba, Alexander Egner and Stefan Jakobs, STED-Microscopy...overcomes the diffraction limit in a fundamental way
・Stefan W. Hell and Jan Wichmann,Breaking the diffraction resolution limit by stimulated emission: stimulated-emission-depletion fluorescence microscopy,Opt Lett., Vol.19, Issue 11, pp.780-782 (1994)
・ネイチャーアジアパシフィック、STED顕微鏡のステディーな進歩
