ELFT HÍRADÓ

[Szeminárium koordinátor <szfi-seminar AT wigner.mta.hu>]

SZFI Szeminárium
Szipőcs Róbert
(Wigner FK SZFI)
20 MHz ismétlési frekvenciájú, szub-ps-os Ti-zafír lézer valós idejű, in vivo 
szövettani vizsgálatokhoz
Előadásomban összefoglalom a kutatócsoportommal az ultrarövid impulzusú 
(szub-ps-os) szilárdtest- és optikai szállézerek fejlesztése és nemlineáris 
mikroszkópiás alkalmazása területén az utóbbi 2-3 évben elért fontosabb 
eredményeinket. Először ismertetem a 2015-ben Wigner SZFI alkalmazott 
kutatási díjjal elismert Coherent anti-Stokes Raman Scattering (CARS) lézer- 
és képalkotórendszer fejlesztése területén elért legújabb eredményeinket, 
amelyek a következők voltak: a.) a fehérjék és zsírok 3D térbeli eloszlásának 
párhuzamos mérésén alapuló, hematoxilin és az eozin (H&E) szövettani 
festésnek megfelelő, festékjelölés mentes, kétcsatornás (DVRF-CARS) képalkotó 
rendszer kifejlesztése, b.) ennek kvázi-valós idejű megvalósítását lehetővé 
tevő, egycsatornás ún. IF-CARS változatát, c.) illetve egy új, 20 MHz-es 
ismétlési frekvenciájú, szub-ps-os Ti-zafír lézeren alapuló, valós idejű 
hematoxilin és az eozin (H&E) szövettani festésnek megfelelő szövettani képet 
előállító, párhuzamos két-csatornás detektáláson alapuló változatát.A ~0.6 ps 
- ~ 1 ps közötti időtartományban impulzusokat előállító, 20 MHz-es ismétlési 
frekvenciájú Ti-zafír nagy előnye a korábban alkalmazott, ~150 fs-os 
impulzusokat ~80 MHz-es ismétlési frekvenciájú lézerekhez képest, hogy 
spektrális sávszélessége a molekuláris rezgések spektrumához jobban 
illeszkedő 1-2 nm-es tartományba esik, így jelentősen javul a CARS képalkotás 
kémiai szelektivitása úgy, hogy közben a nemlineáris jel erősssége nem 
csökken, hiszen a kisebb ismétlési frekvenciáknak köszönhetően a impulzusok 
csúcsintenitása lényegében nem változik. További nem elhanyagolható szempont, 
hogy a 20 MHz-es lézer optikai gerjesztéséhez elegendő egy ~ 2W 
átlagteljesítményű, 532 nm-es pumpa lézer, míg a 80 MHz-es lézereknél ez 
minimálisan ~ 6W-ot igényelt, ennek jelentős többletköltségeivel.A 
szub-ps-os, ~20 MHz-es lézerünk előnyösen használható optikai szálátviteli 
rendszert tartalmazó nemlineáris mikroszkópiás rendszerekben is, hiszen 
jelentősen kisebb spektrális sávszélessége következtében sokkal kisebb 
mértékben érzékeny az optikai szál diszperziójára, ami 2-3 méteres optikai 
szálak esetében már nagyon jelentős érték lehet. 2017-ben szintén Wigner SZFI 
Alkalmazott Kutatási Díjjal elismert, egy ~2 MHz ismétlési frekvenciájú, ~0.5 
ps-os impulzusokat előállító Yb-szál erősítő rendszert lézeres fényforrásként 
tartalmazó, kézben tartható nemlineáris mikroszkópunkegyik hátrányos 
tulajdonsága az volt, hogy az 1030 nm-es középhullámhosszú lézerimpulzusok 
már nem, vagy nagyon kis hatásfokkal tudták gerjeszteni a bőrben található 
természetes fluorofórokat, így igazából csak a kollagén által előállított SHG 
jelek segítségével tudtunk festékjelölés mentes, in vivo szövettani képeket 
bőrmintáinkon előállítani. Ez orvosi diagnosztikai szempontból (pl. a tumor 
határok pontos beazonosítása során) kevésnek bizonyult, ezért szükségessé 
vált a korábban említett, 1-2 nm-es sávszélességgel rendelkező, tipikusan 800 
nm környékén működtett, szub-ps-os Ti-zafír lézer szálcsatolt változatának 
alkalmazása erre a célra.Előadásom befejező részében bemutatok néhány, 
bőrgyógyász és agykutató kollégáimmal közösen elvégzett nemlineáris 
mikroszkópiás szövettani mérést, amit a most röviden ismertett, általunk 
kifejlesztett és megépített lézer- és képalkotó rendszerekkel végeztünk el 
többek között humán és patkány agyszeleteken, illetve ex vivo humán és in 
vivo egérbőr mintákon.2021. március 30. kedd, 10.00
Teams,  
https://teams.microsoft.com/l/meetup-join/19%3ace423c05cd1543ab9f9905886590ad69%40thread.tacv2/1616670295597?context=%7b%22Tid%22%3a%224d7ddeef-14ff-4911-8c11-401c69384d77%22%2c%22Oid%22%3a%22969d2d4a-5ba8-43f1-bd69-93f0998b025f%22%7d
Az előadás nyelve: magyar
Minden érdeklődőt szívesen látunk!
Juhász Róbertszfi-seminar AT wigner.mta.hu