JP2006267650A - 蛍光観察装置及び蛍光計測装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自家蛍光によるノイズの影響を効率良く低減でき、高精度、高品質な蛍光観察、蛍光計測が可能な蛍光観察装置及び蛍光計測装置を提供する。
【解決手段】励起光を試料に照射するための照明系と、試料から発した蛍光を観察するための観察系を有する蛍光観察装置において、照明系と観察系とに共通に用いられる対物レンズの第１群、さらには第７群のレンズに低蛍光ガラスを用いている。低蛍光ガラスは、ガラス中の白金量が１ｐｐｍ以下のガラスで構成する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、蛍光観察装置及び蛍光計測装置に関する。

近年の顕微鏡分野、蛍光顕微鏡分野、タンパク質・ＤＮＡ解析装置分野などにおける測定機器と装置の発展により、これらの分野における観察・計測の傾向が変化している。その傾向の変化としては、次の２つの大きな流れがある。
その一つは、死んだ細胞の観察・計測から、生細胞の観察・計測といった計測対象の変貌であり、ポストゲノムの時代に入り、蛍光色素一分子蛍光測定、蛍光色素の多色化による生体機能の同時解析など、微弱な蛍光を広帯域で正確に観察・計測できる技術に関する重要性が増してきている。
もう一つは、従来の顕微鏡装置のような観察情報を観察する機能のみを備えた装置から、さらに観察情報を計測し定量化する手段を備えた装置への変貌であり、ノイズも含めた正確な定量性が必要とされてきている。

蛍光顕微鏡等の蛍光観察装置やゲノム／タンパク質解析・分析装置などの蛍光計測装置では、紫外〜赤外の広い範囲でさまざまな波長を観察・計測する。特に、Ｕ励起、Ｂ励起、Ｇ励起の３励起による蛍光観察・計測が代表的であり、Ｕ励起では、３６５ｎｍの波長で励起し４５０ｎｍ付近の蛍光を、Ｂ励起では、４８８ｎｍの波長で励起し５４０ｎｍ付近の蛍光を、Ｇ励起では、５５０ｎｍの波長で励起し６００ｎｍ付近の蛍光を、それぞれ観察・計測する。

従来の蛍光観察装置及び蛍光計測装置としては、例えば次の特許文献１，２に記載のものがある。
特開平０８−３２０４３７号公報 特開平０８−１７８８４９号公報

しかし、特許文献１や特許文献２に開示されているような、従来の蛍光観察装置や蛍光計測装置は、蛍光観察における見えのよさや、蛍光測定における定量性に関し、装置に用いられている光学素子に含まれる不純物（特に白金コロイド）から発した自家蛍光によるノイズの影響を大きく受けて、品質が下げられたものとなっていた。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、自家蛍光によるノイズの影響を効率良く低減でき、高精度、高品質な蛍光観察、蛍光計測が可能な蛍光観察装置及び蛍光計測装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明による蛍光観察装置は、励起光を試料に照射するための照明系と、試料から発した蛍光を観察するための観察系を有する蛍光観察装置において、前記照明系と前記観察系とに共通に用いられる少なくとも一つの光学素子に低蛍光ガラスを用いたことを特徴としている。

また、本発明の蛍光観察装置においては、前記照明系と前記観察系とに共通に用いられる光学素子を複数有し、前記低蛍光ガラスを、前記照明系と前記観察系とに共通に用いられる複数の光学素子のうち最も試料側の光学素子に用いるのが好ましい。

また、本発明の蛍光観察装置においては、前記照明系と前記観察系とに共通に用いられる光学素子を複数有し、前記低蛍光ガラスを、前記照明系と前記観察系とに共通に用いられる複数の光学素子のうち最も試料から離れた光学素子に用いるのが好ましい。

また、本発明の蛍光観察装置においては、前記照明系と前記観察系とに共通に用いられる複数のレンズ群からなる対物レンズを有し、前記低蛍光ガラスを、前記対物レンズの第１群を構成するレンズに用いるのが好ましい。

また、本発明の蛍光観察装置においては、前記照明系と前記観察系とに共通に用いられる複数のレンズ群からなる対物レンズを有し、前記低蛍光ガラスを、前記対物レンズの最終群を構成するレンズに用いるのが好ましい。

また、本発明の蛍光観察装置においては、前記低蛍光ガラスが、ガラス中の白金量が１ｐｐｍ以下のガラスで構成されているのが好ましい。

また、本発明の蛍光観察装置においては、前記低蛍光ガラスが、少なくとも白金を含有する材料を用いてガラス原料を溶融する工程を経て製造されるガラスであって、溶融状態のガラスをオキシ塩化リン（ＰＯＣＬ₃）、塩化チオニル（ＳＯＣＬ₂）、三塩化リン（ＰＣＬ₃）、四塩化炭素（ＣＣＬ４）のいずれかでバブリングする工程を経て製造されたガラスで構成されているのが好ましい。

また、本発明の蛍光観察装置においては、前記低蛍光ガラスが、不純物を１ｐｐｍ以下に抑えたガラス原料を用いて製造したガラスで構成されているのが好ましい。

また、本発明の蛍光観察装置においては、前記低蛍光ガラスが、ガラス原料を酸で洗浄する工程を経て製造されたガラスで構成されているのが好ましい。

また、本発明による蛍光計測装置は、前記本発明のいずれかの蛍光観察装置を有し、かつ、前記観察系の観察位置に配置された受光素子と、前記受光素子で受光された蛍光情報を数値化する数値化変換手段と、前記数値化変換手段で数値化された蛍光情報を表示する表示手段を有することを特徴としている。

本発明の蛍光観察装置及び蛍光計測装置によれば、自家蛍光によるノイズの影響を効率よく低減でき、高精度、高品質な蛍光観察、蛍光計測が可能な蛍光観察装置及び蛍光計測装置が得られる。

特開平１１−１０６２３３号公報には、ガラス中に含有される白金量を１０ｐｐｍ以下に低減することによって、紫外線励起により発する蛍光強度を低減した光学ガラスが提案されている。また、ガラス中に砒素やアンチモンを実質的に含有させない組成とすることで、ガラス中に含有される白金の紫外線励起により発する蛍光強度を低減した光学ガラスが提案されている。そして、この公報においては、上記のような白金量の含有量が１０ｐｐｍ以下の光学ガラスは、白金坩堝の中にガラス原料を投入して白金を溶融する工程を用いた場合における白金のガラスへの混入率を低減する工夫（例えば、窒素、アルゴン等の不活性ガス等の導入や低温溶融等により、気相からの白金気体の混入率を低減させる。又、白金坩堝のデザイン改良や低温溶融等により、白金坩堝からの混入率を低減させる。）で実現可能であることが記載されている。

光学ガラスの製造において白金の混入を防ぐには、例えば、石英坩堝等、白金以外の坩堝を用いる方法が知られている。しかし、ランタン（Ｌａ）などの希土類を用いたガラスなどガラス原料の種類によっては、脈理等の不具合が生じ、大量製造に適さず、高価なものとなってしまう。このため、光学的に均質な光学ガラスを安価に大量製造するには、白金坩堝を用いることが不可欠である。
しかし、白金坩堝を用いて光学ガラスを製造する場合には、光学ガラス中に数ｐｐｍの白金の混入は避けられない。
また、ガラス中に砒素やアンチモンを実質的に含有させない組成とすれば、ガラス中に含有する白金の紫外線励起により発する蛍光強度を低減できるが、ガラス中の泡切れを良くするためには、光学ガラス中に、砒素やアンチモン等の脱泡剤を添加せざるを得ない場合が多い。

また、最近の高精度な蛍光観察用機器及び蛍光計測用機器では、光学ガラス中に含有される白金量が１０ｐｐｍもあると、自家蛍光のノイズが発生して、観察装置や計測機器としての品質が問題となる。このため、光学ガラスに含有される白金量は、上記特開平１１−１０６２３３号公報に記載のような上限値が１０ｐｐｍ程度も許容されるものではく、１ｐｐｍ以下に抑える必要がある。

また、上記特開平１１−１０６２３３号公報に記載の技術は、光学ガラスについて自家蛍光の強度を低減することについて提案されたものであり、蛍光顕微鏡等の蛍光観察装置や蛍光計測装置において、光学素子を有する光学系全体の自家蛍光強度を効率的に低減することに関して考察されたものではない。

しかるに、本件出願人は、蛍光観察装置や蛍光計測装置の光学系に備わる夫々の光学素子から発する自家蛍光強度の光学系全体で生ずる自家蛍光強度の寄与度に着目し、蛍光観察装置や蛍光計測装置に備わる光学素子のうち、どの光学素子を白金の混入率が１ｐｐｍ以下の低蛍光レンズで構成すれば、光学系全体での自家蛍光によるノイズを有効に除去できるかについて考察し、本発明を想到するに至った。以下に、その導出過程を説明する。

図１は蛍光観察装置及び蛍光計測装置の基本的構成を模式的に示した概略説明図である。
図１に示した蛍光観察装置１は、励起光を照射する光源２と、照明光学系３と、対物レンズ４と、結像レンズ５を有した蛍光顕微鏡として構成されている。
照明光学系３は、光源２からの励起光を試料６に導くための偏向部材３ａを有している。偏向部材３ａは、励起光を反射し、試料６からの蛍光を透過する。
そして、蛍光観察装置１では、光源２と、照明光学系３と、対物レンズ４とで、試料６に励起光を照射するための照明系７が構成されている。また、対物レンズ４と、結像レンズ５とで、試料６からの蛍光を観察するための観察系８が構成されている。
なお、図１では結像レンズ５を簡略化して示したが、結像レンズ５は、肉眼で観察可能な接眼光学系や、撮像素子で撮像可能な撮像光学系、及びそれらの光学系に分岐するための分岐手段を備えた構成でもよい。

蛍光計測装置９は、蛍光観察装置１を有するとともに、さらに蛍光観察装置１における観察系８の観察位置に配置された受光素子を備えた受光手段１０と、受光素子で受光された蛍光情報を数値化する数値化変換手段１１と、数値化変換手段１１で数値化された蛍光情報を表示する表示手段１２を有して構成されている。
蛍光計測装置は、受光した蛍光情報を数値化して定量データとして扱うことを主眼としており、基本的な光学構成については蛍光顕微鏡等の蛍光観察装置と変わらないため、蛍光顕微鏡の構成をそのまま応用できる。

蛍光観察装置や蛍光計測装置において、自家蛍光によるノイズが観察・計測に影響を与えるの光学素子は、励起光を試料に照射するための照明系と試料からの蛍光を観察するための観察系に共通の光路上に配置されている光学素子である。図１に示した蛍光観察装置１及び蛍光計測装置９においては、対物レンズ４がこれに相当する。
また、この種の蛍光観察装置や蛍光計測装置に用いられる対物レンズは、一般に、複数のレンズ群で構成されている。
そこで、本件出願人は、蛍光観察装置１（又は蛍光計測装置９）に適用可能な対物レンズ４の一例として、図２に示す対物レンズを用いて各レンズ群（及び各レンズ）で生ずる自家蛍光強度を測定するとともに、各レンズ群で生ずる自家蛍光強度の対物レンズ全体に及ぼす寄与度について考察した。

図２は本発明を導出する過程における自家蛍光強度の測定対象として用いた、図１に示した蛍光観察装置１（又は蛍光計測装置９）の照明系７と観察系８とに共通に用いられる、対物レンズ４の一構成例を示す光軸に沿う断面図である。
図２に示した対物レンズは、７つのレンズ群Ｇ１〜Ｇ７で構成されている。
第１群Ｇ１は、平凸レンズと物体側に凹面を向けたメニスカスレンズとの２枚接合レンズで構成されている。第２群Ｇ２は、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズで構成されている。第３群Ｇ３は、両凸レンズと両凹レンズと両凸レンズとの３枚接合レンズで構成されている。第４群Ｇ４は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸レンズと物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズの３枚接合レンズで構成されている。第５群Ｇ５は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズで構成されている。第６群Ｇ６は、両凸レンズと両凹レンズとの２枚接合レンズで構成されている。第７群Ｇ７は、両凹レンズと両凸レンズとの２枚接合レンズで構成されている。

次に、図２に示した対物レンズ、及び図１に示した蛍光観察装置１（又は蛍光計測装置９）において、この対物レンズに組み合わせる結像レンズのレンズデータを示す。データ中、ｒ₁ 、ｒ₂ …は物体側（ここでは、試料側）から順に示した各レンズ面の曲率半径、ｄ₁、ｄ₂…は物体側から順に示した各レンズ面間の間隔、ｎ_d1、ｎ_d2…は物体側から順に示した各レンズのｄ線の屈折率、ν_d1、ν_d2…は物体側から順に示した各レンズのアッベ数、ｈ₁、ｈ₂…は各レンズ面における最大開口数の光線が通る光線高である。

なお、図２に示した対物レンズは、焦点距離ｆ＝３、倍率＝６０×、開口数ＮＡ＝１．４、作動距離ｗｄ＝０．１４である。また、図２に示した対物レンズは油浸系であり、使用するオイルの屈折率とアッベ数は、それぞれｎ_d ＝１．５１５４８、ν_d ＝４３．１０である。また、カバーガラスの屈折率、アッベ数、厚みは、それぞれｎ_d ＝１．５２１００、ν_d ＝５６．０２、ｄ＝０．１７ｍｍである。
また、図１に示した蛍光観察装置１（又は蛍光計測装置９）に適用した場合における、対物レンズと結像レンズとの間の距離は５６ｍｍである。

数値データ（対物レンズ）
レンズ群 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数 最大光線高
第１群 ｒ₁＝∞ ｄ₁＝0.6 ｎ_d1＝1.51633 ν_d1＝64.14 ｈ₁＝0.738
ｒ₂＝-1.8192 ｄ₂＝3.84 ｎ_d2＝1.883 ν_d2＝40.76 ｈ₂＝1.165
ｒ₃＝-3.2177 ｄ₃＝0.1 ｈ₃＝3.217
第２群 ｒ₄＝-20.4857 ｄ₄＝2.1418 ｎ_d4＝1.56907 ν_d4＝71.3 ｈ₄＝4.744
ｒ₅＝-8.7588 ｄ₅＝0.3 ｈ₅＝5.181
第３群 ｒ₆＝11.0685 ｄ₆＝5.3 ｎ_d6＝1.497 ν_d6＝81.54 ｈ₆＝6.329
ｒ₇＝-10.4406 ｄ₇＝1 ｎ_d7＝1.6134 ν_d7＝43.84 ｈ₇＝6.251
ｒ₈＝18.9938 ｄ₈＝4.5 ｎ_d8＝1.43875 ν_d8＝94.93 ｈ₈＝6.237
ｒ₉＝-17.4921 ｄ₉＝0.15 ｈ₉＝6.324
第４群 ｒ₁₀＝25.511 ｄ₁₀＝1 ｎ_d10＝1.6765 ν_d10＝37.54 ｈ₁₀＝6.081
ｒ₁₁＝6.4981 ｄ₁₁＝6.58 ｎ_d11＝1.43875 ν_d11＝94.93 ｈ₁₁＝5.519
ｒ₁₂＝-16.9602 ｄ₁₂＝1 ｎ_d12＝1.74 ν_d12＝31.71 ｈ₁₂＝5.638
ｒ₁₃＝-37.6734 ｄ₁₃＝0.3 ｈ₁₃＝5.789
第５群 ｒ₁₄＝8.7662 ｄ₁₄＝3.1 ｎ_d14＝1.456 ν_d14＝90.28 ｈ₁₄＝5.971
ｒ₁₅＝145.8837 ｄ₁₅＝0.15 ｈ₁₅＝5.769
第６群 ｒ₁₆＝7.866 ｄ₁₆＝5.734 ｎ_d16＝1.618 ν_d16＝63.33 ｈ₁₆＝5.13
ｒ₁₇＝-8.8483 ｄ₁₇＝1 ｎ_d17＝1.6765 ν_d17＝37.54 ｈ₁₇＝3.554
ｒ₁₈＝3.0648 ｄ₁₈＝3.2 ｈ₁₈＝2.284
第７群 ｒ₁₉＝-3.4631 ｄ₁₉＝2.0409 ｎ_d19＝1.74 ν_d19＝31.71 ｈ₁₉＝2.127
ｒ₂₀＝270.3729 ｄ₂₀＝6.7011 ｎ_d20＝1.80518 ν_d20＝25.42 ｈ₂₀＝2.839
ｒ₂₁＝-8.4836 ｈ₂₁＝4.206

数値データ（結像レンズ）
曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数 最大光線高
ｒ₁＝68.7541 ｄ₁＝7.7321 ｎ_d1＝1.48749 ν_d1＝70.21 ｈ₁＝14.114
ｒ₂＝-37.5679 ｄ₂＝3.4742 ｎ_d2＝1.8061 ν_d2＝40.95 ｈ₂＝14.034
ｒ₃＝-102.8477 ｄ₃＝0.6973 ｈ₃＝14.317
ｒ₄＝84.3099 ｄ₄＝6.0238 ｎ_d4＝1.834 ν_d4＝37.17 ｈ₄＝14.274
ｒ₅＝-50.71 ｄ₅＝3.0298 ｎ_d5＝1.6445 ν_d5＝40.82 ｈ₅＝14.072
ｒ₆＝40.6619 ｈ₆＝13.095

次に上記対物レンズを構成する各レンズの自家蛍光値を次の表１に示す。
なお、各レンズの自家蛍光の測定は、日本光学ガラス工業会規格「光学ガラスの蛍光度の測定方法」に準じ、励起波長を４８０ｎｍとして行った。
表１
ガラス自家蛍光値

なお、本願では、上記表１中、自家蛍光値が３以下のガラスを、低蛍光ガラスと定義する。

次に、図２、数値データ及び表１に示した対物レンズを数値データで示した結像レンズと組み合わせて蛍光観察装置を構成したときの、対物レンズの自家蛍光の各レンズ群からの寄与度（自家蛍光の光強度の相対的な大小関係）を次の表２に示す。また、表２の値に基づいてグラフ化した対物レンズ全体の自家蛍光量を図３に示す。
表２
対物レンズの自家蛍光の各レンズ群からの寄与度

表２に示すように、自家蛍光の強度は第１群と、最終群で顕著に大きく、中間のレンズ群では、自家蛍光の強度は大きくない。
その理由は、高倍対物レンズでは、照明が対物レンズの瞳を満たし、照明光束が結像光束とほぼ同じ光路を通る。このため、第１群には照明光が集光し、これにより自家蛍光が強く発生するものと考えられる。また、第１群は試料面（標本面）に最も近い。このため、第１群から発した自家蛍光が効率よく像面に到達する。これにより、第１群で発生する自家蛍光の対物レンズ全体で発生する自家蛍光に対する割合が高くなるものと考えられる。さらに、第１群は、軸上収差（球面収差、色収差）を補正するために、一般に高屈折率硝材を用いて製造される。このため、自家蛍光が大きくなるものと考えられる。
また、最終群は、軸外収差（コマ収差、倍率色収差）を補正するために、凸レンズとして高屈折率且つ高分散の硝材を用いて製造される。このため、自家蛍光が大きくなるものと考えられる。

そこで、本件出願人は、図２に示した対物レンズにおける最も物体側のレンズ群である第１群を、低蛍光ガラスを用いたレンズで構成した場合と、さらに最も物体から離れたレンズ群である第７群も、低蛍光ガラスを用いたレンズで構成した場合における、対物レンズの自家蛍光の各レンズ群からの寄与度及び対物レンズ全体の自家蛍光量についてシミュレートし、低蛍光ガラスを用いないで構成した場合を標準と仮定して比較した。その比較結果を表３に示す。また、表３の値に基づいてグラフ化した対物レンズ全体の自家蛍光量を図４に示す。

表３
対物レンズの自家蛍光の各レンズ群からの寄与度の比較

表３及び図４に示すように、対物レンズにおける最も物体側のレンズ群である第１群を、低蛍光ガラスを用いたレンズで構成すると、自家蛍光によるノイズの影響を効率よく低減することができ、さらに最も物体から離れたレンズ群である第７群を、低蛍光ガラスを用いたレンズで構成すると、より一層自家蛍光によるノイズの影響を効率よく低減することができることがわかる。

そこで、本発明の蛍光観察装置及び蛍光計測装置として、照明系と前記観察系とに共通に用いられる少なくとも一つの光学素子に低蛍光ガラスを用いた構成、より具体的には、例えば、低蛍光ガラスを、照明系と観察系とに共通に用いられる複数の光学素子（例えば、図１に示した構成例における対物レンズ４を構成する複数のレンズ群）のうち、最も試料側の光学素子（例えば、図２に示した構成例における対物レンズ４の第１群）に用いた構成を想到した。
このように構成すれば、自家蛍光によるノイズの影響を効率よく低減することができ、高精度、高品質な蛍光観察装置及び蛍光計測装置が得られる。

また、本発明の蛍光観察装置及び蛍光計測装置として、上記構成に加えて、さらに、低蛍光ガラスを、照明系と観察系とに共通に用いられる複数の光学素子（例えば、図１に示した構成例における対物レンズ４を構成する複数のレンズ群）のうち、最も試料から離れた光学素子（例えば、図２に示した構成例における対物レンズ４の第７群）に用いた構成を想到した。
このように構成すれば、自家蛍光によるノイズの影響をより一層効率よく低減することができ、より一層高精度、高品質な蛍光観察装置及び蛍光計測装置が得られる。

また、本発明においては、ガラス中の白金量が１ｐｐｍ以下のガラスで低蛍光ガラスを構成する。
上述したように、励起照明と観察・測定の両方に用いる光学素子に含まれる白金の量が１０ｐｐｍも含まれると自家蛍光のノイズが発生して、観察や計測機器としての品質が問題となる。白金量が１ｐｐｍ以下のガラスで構成すれば、高精度な蛍光観察装置や蛍光計測装置が得られる。

なお、ガラス中の白金の混入を１ｐｐｍ以下に減らすためには、次のような手段を講じて光学ガラスを製造すればよい。
(1)白金を使用せず、石英坩堝等を使用する。また、白金坩堝の表面に石英ガラスなど高融点のガラスを用い、白金の混入を極めて減少させる。
(2)溶融時間を短くしても脈理がでないようなガラス組成の最適化、溶融温度を低くしても脈理がでないようなガラス組成、製造工程の最適化を行う。
(3)白金坩堝の改良を行う。
(4)気相からの混入を防ぐための不活性ガスを注入する。注入する不活性ガスとしては、特にアルゴンガスを用いるのが、泡や脈理が残らないので好ましい。また、窒素ガスを用いてもよい。

また、本発明においては、前記低蛍光ガラスを、少なくとも白金を含有する材料を用いてガラス原料を溶融する工程を経て製造する場合には、溶融状態のガラスをオキシ塩化リン（ＰＯＣＬ₃）、塩化チオニル（ＳＯＣＬ₂）、三塩化リン（ＰＣＬ₃）、四塩化炭素（ＣＣＬ４）のいずれかでバブリングする工程を経て製造されたガラスで構成する。
このように構成すれば、ガラス原料の溶融状態において白金坩堝から白金が溶出して１ｐｐｍ以上含有することになっても、オキシ塩化リン（ＰＯＣＬ₃）、塩化チオニル（ＳＯＣＬ₂）、三塩化リン（ＰＣＬ₃）、四塩化炭素（ＣＣＬ４）等の塩化物でバブリングすることにより、含有する白金コロイドをイオン化して消去することができる。

また、本発明においては、前記低蛍光ガラスを、不純物を１ｐｐｍ以下に抑えたガラス原料を用いて製造したガラスで構成してもよい。
シリカなどに含まれる不純物（特に鉄などの遷移金属など）を減らした原料をガラス原料として使えば、蛍光によるノイズを低減することができ、蛍光観察や蛍光計測の性能を向上させることができる。

また、本発明においては、前記低蛍光ガラスを、ガラス原料を酸で洗浄する工程を経て製造されたガラスで構成するのが好ましい。
このような工程を経て、シリカなどに含まれる不純物（特に鉄などの遷移金属など）を減らした原料をガラス原料として使えば、自家蛍光によるノイズを低減することができ、蛍光観察や蛍光計測の性能を向上させることができる。最初にガラス原料中にある程度の比率で不純物が含まれていたとしても、酸（塩酸や硝酸など）を用いて洗浄することにより、自家蛍光の原因となる遷移金属の成分をイオン化して溶解し、ガラス原料中の不純物の純度を下げる効果があり、製造されたガラスは蛍光ノイズの低いものとなる。

以下、図２に示した対物レンズ４における第１群と第７群のレンズに低蛍光ガラスを用いて、図１に示す蛍光観察装置（又は蛍光計測装置）を構成した本発明の実施例について説明する。なお、各実施例における蛍光観察装置（又は蛍光計測装置）、対物レンズの硝材以外の基本的な光学構成、及び結像レンズの光学構成は図２、及び上記対物レンズ及び結像レンズの各レンズデータに示したものと同じである。

実施例１の蛍光観察装置（又は蛍光計測装置）では、対物レンズ４における第１群Ｇ１と最終群である第７群Ｇ７のレンズに、Ｓｉ−Ｂ−Ｎａ−Ｋ系ガラス原料を石英坩堝の中で溶融し、中心の脈理のない部分を取り出して製造したガラスを用いた。得られたガラスは、不純物が１ｐｐｍ以下で、自家蛍光が非常に低いものとなり、自家蛍光によるノイズの影響を効率よく低減することができる蛍光観察装置（又は蛍光計測装置）が得られた。

実施例２の蛍光観察装置（又は蛍光計測装置）では、対物レンズ４の第１群Ｇ１と最終群である第７群Ｇ７のレンズに、Ｌａ−Ｚｒ−Ｔａ−Ｂ−Ｓｉ系ガラス原料を白金坩堝の中で溶融し、溶融状態のガラスにオキシ塩化リン（ＰＯＣＬ₃）ガスを導入し、バブリングする工程を経て製造したガラスを用いた。得られたガラスの自家蛍光は非常に低いものとなり、自家蛍光によるノイズの影響を効率よく低減することができる蛍光観察装置（又は蛍光計測装置）が得られた。

比較例１
実施例２の比較例１として、対物レンズ４の第１群Ｇ１と最終群である第７群Ｇ７のレンズに、実施例２と同じガラス原料を白金坩堝の中で溶融し、バブリングする工程を経ないで製造したガラスを用いた。得られたガラスの自家蛍光によるノイズが非常に大きくなり、自家蛍光によるノイズの影響を低減することができなかった。

比較例２
実施例２の比較例２として、対物レンズ４の第１群Ｇ１と最終群である第７群Ｇ７のレンズに、実施例２と同じガラス原料を石英坩堝の中で溶融し、バブリングする工程を経て製造したガラスを用いた。石英坩堝を用いて製造したガラスでは、脈理が生じてしまい、レンズとして使用できるものではなかった。

実施例３の蛍光観察装置（又は蛍光計測装置）では、対物レンズ４の第１群Ｇ１と最終群である第７群Ｇ７のレンズに、原料に高純度化学研究所（株）製の不純物の少ない原料（例えば、０．１ｐｐｍ以下の二酸化珪素など）を使用し、Ｓｉ−Ｂ−Ｎａ−Ｋ系ガラスを白金坩堝の中で溶融し、バブリングする工程を経て製造したガラスを用いた。得られたガラスの蛍光が非常に低いものとなり、自家蛍光によるノイズの影響を効率よく低減することができる蛍光観察装置（又は蛍光計測装置）が得られた。

実施例４の蛍光観察装置（又は蛍光計測装置）では、対物レンズ４の第１群Ｇ１と最終群である第７群Ｇ７のレンズに用いるガラス原料に市販の比較的不純物の少ない原料（例えば、純度９９．９％の二酸化珪素など）を使用し、１Ｎ塩酸に原料を漬けて超音波洗浄を２４時間行った。得られた洗浄ずみの原料を乾燥し、ガラス原料として用いた。Ｓｉ−Ｂ−Ｎａ−Ｋ系ガラス原料を白金坩堝の中で溶融し、バブリングする工程を経て製造した。得られたガラスの蛍光が比較的低いものとなり、自家蛍光によるノイズの影響を効率よく低減することができる蛍光観察装置（又は蛍光計測装置）が得られた。

本発明の蛍光観察装置及び蛍光測定装置は、微弱な蛍光を広帯域で正確に観察・計測することが求められる生物学、医学等の分野において有用である。

蛍光観察装置及び蛍光計測装置の基本的構成を模式的に示した概略説明図である。 本発明を導出する過程における自家蛍光強度の測定対象として用いた、図１に示した蛍光観察装置１（又は蛍光計測装置９）の照明系７と観察系８とに共通に用いられる、対物レンズ４の一構成例を示す光軸に沿う断面図である。 第１群、第７群に低蛍光ガラスを用いないで構成した対物レンズの自家蛍光の各レンズ群からの寄与度（自家蛍光の光強度の相対的な大小関係）に基づいて対物レンズ全体の自家蛍光量を示したグラフである。 対物レンズの第１群、第７群に低蛍光ガラスを用いて構成した場合における、対物レンズの自家蛍光の各レンズ群からの寄与度及び対物レンズ全体の自家蛍光量を、対物レンズの第１群、第７群に低蛍光ガラスを用いないで構成した場合と比較して示すグラフである。

符号の説明

１ 蛍光観察装置
２ 光源
３ 照明光学系
３ａ 偏向部材
４ 対物レンズ
５ 結像レンズ
６ 試料
７ 照明系
８ 観察系
９ 蛍光計測装置
１０ 受光手段
１１ 数値化変換手段
１２ 表示手段

Claims (10)

1. 励起光を試料に照射するための照明系と、試料から発した蛍光を観察するための観察系を有する蛍光観察装置において、
   前記照明系と前記観察系とに共通に用いられる少なくとも一つの光学素子に低蛍光ガラスを用いたことを特徴とする蛍光観察装置。
2. 前記照明系と前記観察系とに共通に用いられる光学素子を複数有し、
   前記低蛍光ガラスを、前記照明系と前記観察系とに共通に用いられる複数の光学素子のうち最も試料側の光学素子に用いたことを特徴とする請求項１に記載の蛍光観察装置。
3. 前記照明系と前記観察系とに共通に用いられる光学素子を複数有し、
   前記低蛍光ガラスを、前記照明系と前記観察系とに共通に用いられる複数の光学素子のうち最も試料から離れた光学素子に用いたことを特徴とする請求項１又は２に記載の蛍光観察装置。
4. 前記照明系と前記観察系とに共通に用いられる複数のレンズ群からなる対物レンズを有し、
   前記低蛍光ガラスを、前記対物レンズの最も試料側のレンズ群を構成するレンズに用いたことを特徴とする請求項１又は２に記載の蛍光観察装置。
5. 前記照明系と前記観察系とに共通に用いられる複数のレンズ群からなる対物レンズを有し、
   前記低蛍光ガラスを、前記対物レンズの最も試料から離れたレンズ群を構成するレンズに用いたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の蛍光観察装置。
6. 前記低蛍光ガラスが、ガラス中の白金量が１ｐｐｍ以下のガラスで構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の蛍光観察装置。
7. 前記低蛍光ガラスが、少なくとも白金を含有する材料を用いてガラス原料を溶融する工程を経て製造されるガラスであって、溶融状態のガラスをオキシ塩化リン（ＰＯＣＬ₃）、塩化チオニル（ＳＯＣＬ₂）、三塩化リン（ＰＣＬ₃）、四塩化炭素（ＣＣＬ４）のいずれかでバブリングする工程を経て製造されたガラスで構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の蛍光観察装置。
8. 前記低蛍光ガラスが、不純物を１ｐｐｍ以下に抑えたガラス原料を用いて製造したガラスで構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の蛍光観察装置。
9. 前記低蛍光ガラスが、ガラス原料を酸で洗浄する工程を経て製造されたガラスで構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の蛍光観察装置。
10. 前記請求項１〜９のいずれかに記載の蛍光観察装置を有し、かつ、
    前記観察系の観察位置に配置された受光素子と、
    前記受光素子で受光された蛍光情報を数値化する数値化変換手段と、
    前記数値化変換手段で数値化された蛍光情報を表示する表示手段を有することを特徴とする蛍光計測装置。
    

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