ダイヤモンド膜電位イメージング顕微鏡

生体系において流体膜を介して固液界面に生じる複雑な電気的ダイナミクスを捉える技術は、神経科学からエネルギー貯蔵までさまざまな分野において、基本的理解を深め技術革新を進めるのに重要である。しかし、微小電極アレイ、走査プローブ、光学的蛍光法を利用した既存の膜電位イメージング法の機能は、それぞれ分解能、走査速度、光安定性によって制限されている。今回我々は、透明半導体ダイヤモンドデバイスに埋め込まれた電荷敏感型蛍光レポーターとして窒素空孔欠陥を用いることによって、これらの制約を克服した光電子工学的膜電位イメージングを報告する。ダイヤモンド表面終端の電気化学的調整によって、生体関連の電圧と時間スケールにおいて定量的線形応答を示す光安定な光学的膜電位イメージングが可能になった。今回の技術は、サブマイクロメートル空間分解能での物理系や生体系の大規模な無標識長期電圧記録への大きな一歩である。