JP3102954U - Fluorescence observation system with fiber pipette as excitation light source and built-in light intensity detector - Google Patents
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Abstract
【課題】各種光学フィルターの組合わせと調整交換を容易にでき、色の再現性と解析性を高める。
【解決手段】試料３に含まれる蛍光色素や蛍光物を光らせる励起光源１、３５と、光学鏡筒レンズ９を通り励起光を照射して試料３に向かわせかつ試料からの蛍光を透過するダイクロックミラー６を介した励起光量を測定モニター出来る光量検出器１３等を備える蛍光観察用の顕微鏡光学系と、顕微鏡光学系を通過した蛍光のみを透過するエミションフィルター８や色温度補正フィルター等の光学素子調整機構７を備えた蛍光の撮像記録用のデジタル記録系からなる。
【選択図】図１An object of the present invention is to facilitate combination, adjustment, and exchange of various optical filters, and to enhance color reproducibility and analysis.
Kind Code: A1 An excitation light source for emitting a fluorescent dye or a fluorescent substance contained in a sample, and a die for irradiating excitation light through an optical lens to direct the sample toward the sample and transmitting fluorescence from the sample. A microscope optical system for fluorescence observation including a light amount detector 13 and the like that can measure and monitor the amount of excitation light via the clock mirror 6, and an emission filter 8 and a color temperature correction filter that transmit only the fluorescence that has passed through the microscope optical system. It comprises a digital recording system for imaging and recording fluorescence with an optical element adjusting mechanism 7.
[Selection diagram] Fig. 1
Description
本発明は、発光ダイオードや半導体レーザー等の小型発光素子を用いて、光ファイバーを駆使し且つ光量検出器を設置して定量化を促進し、生体内の現象が“何時”、“何処で”、“何れ位の時間スケール”で起こるかを観察記録出来る様にした蛍光顕微鏡画像を観察取得する装置に関する。The present invention uses small-sized light-emitting elements such as light-emitting diodes and semiconductor lasers, makes full use of optical fibers, and installs a light amount detector to promote quantification. The present invention relates to an apparatus for observing and acquiring a fluorescence microscope image which enables observation and recording of "at what time scale".
今日バイオ分野では蛍光観察を基にした研究が多くなり、それに伴い蛍光画像取得装置並びに蛍光色素も種々開発される様になっている。しかし、従来の蛍光画像取得装置、蛍光顕微鏡は相変わらず重厚長大のものが多いのが実情です。これらの蛍光励起光源には、水銀ランプや大型レーザー等を用いた高輝度照明源が使用されている。これらの光源はランプ寿命が短かったり、発熱を伴ったり、匡体が大きい等の課題が有った。Today, in the field of biotechnology, research based on fluorescence observation has increased, and with this, various fluorescent image acquisition devices and fluorescent dyes have been developed. However, the current situation is that many conventional fluorescence image acquisition devices and fluorescence microscopes are still heavy and long. As these fluorescent excitation light sources, high-brightness illumination sources using a mercury lamp, a large laser, or the like are used. These light sources have problems such as a short lamp life, heat generation, and a large housing.
細胞１個１個において実時間で事象を観察する技術や、一分子レベルで直接観察する為に簡便に試料の特定部位への励起する手法も無かった。There has been no technique for observing events in real time in each cell, and no technique for simply exciting a specific site of a sample for direct observation at the single-molecule level.
従来の蛍光顕微鏡の励起光源としては、水銀ランプやクセノンセンプを用いるのが主流でしたが、これらの励起光源と比較して発光ダイオードや半導体レーザ等の小型発光素子を用いる励起方法では、連続出力に加えてパルス励起法を加える事により、蛍光強度を増す事が可能となったり、他の蛍光現象測定ができる様になり応用が広がる。Conventionally, mercury lamps and xenon semps have been used as the excitation light source for conventional fluorescence microscopes.However, compared to these excitation light sources, excitation methods using small light-emitting elements such as light-emitting diodes and semiconductor lasers produce continuous output. In addition, by adding the pulse excitation method, it becomes possible to increase the fluorescence intensity, and it becomes possible to measure other fluorescence phenomena, thereby expanding the application.
従来の蛍光顕微鏡の光量を可変するには光量フィルター等でアナログ的に操作をしていたが、これらの方法では、励起に対する蛍光発現現象の再現性を求める時の正確なデータが不足する事になり、則ちその光量フィルターの調整範囲に依存するので光量再現性の明確さを欠く事にもなっていた。これは励起光源の光量をデジタル値としてモニターする事で解決が出来る。In order to vary the light intensity of conventional fluorescence microscopes, analog operations were performed using a light intensity filter or the like.However, these methods lack accurate data when determining the reproducibility of the fluorescence expression phenomenon with respect to excitation. In other words, since it depends on the adjustment range of the light amount filter, the clarity of light amount reproducibility is also lacking. This can be solved by monitoring the light intensity of the excitation light source as a digital value.
従来人の目は、被写体の対象に照射される光源が変わっても白は白と認識できていましたが、人工の眼であるデジタル式の撮像素子ではその様な順応応答性は無かった。さらに、デジタル記録が一般化するにつれて、色調整は大きなテーマとなっている。エバンスは、「この世界の被写体を全て加算すると無彩色になる」という仮説をたてました。この仮説に基づいて画像の平均が灰色になる様な色バランス調整をしようという事で、オートホワイトバランスという考えが生まれた。ここで、色調整の基本として、色温度という考え方に基づき調整する事になる。しかし、色再現性の設定には、デジタルカメラに依る初期設定だけではなかなか満足する事ができない。ホワイトバランスというアルゴリズムをもっともっと進化させないと難しいといったのが現状でした。さらに顕微鏡画像としては一般写真撮影と異なり、単なる光学顕微鏡として観察記録する以外に本案の様に蛍光観察という場面が多くなり、則ち人間の可視光以外の領域の観察記録する事がデジタルカメラを用いて記録する事が多くなっている。各種の光学フィルターの組合せの上での利用となるが、これらの用途に対応し簡便化される顕微鏡用デジタルカメラは無かった。デジタル記録の不満を解消する為に各種光学フィルターの組合せと調整交換を容易にできる機構にして、色の再現性と解析性を高めた光学素子調整機構を設置をする事で解決が出来る。Conventionally, human eyes could recognize white as white even when the light source illuminating the subject changed, but digital imaging devices, which are artificial eyes, did not have such adaptive response. Further, as digital recording becomes more common, color adjustment has become a major theme. Evans hypothesized that "summing up all the subjects in this world would be achromatic." Based on this hypothesis, trying to adjust the color balance so that the average of the image becomes gray has led to the idea of auto white balance. Here, as a basis of color adjustment, adjustment is performed based on the concept of color temperature. However, it is difficult to set the color reproducibility only by the initial setting depending on the digital camera. It was difficult to evolve the algorithm called white balance even further. Furthermore, unlike general photography, microscopic images are often observed under fluorescent light, as in the present invention, in addition to observation and recording as a mere optical microscope.In other words, digital cameras can observe and record areas other than human visible light. It is often used and recorded. There is no digital camera for microscopes that can be used in combination with various optical filters, but can be simplified for these applications. In order to eliminate the dissatisfaction of digital recording, it is possible to solve the problem by installing an optical element adjustment mechanism that enhances color reproducibility and analysis by using a mechanism that can easily combine and adjust and replace various optical filters.
本発明の請求項１に係る光量検出器を内蔵した蛍光観察装置は、上記目的を達成するために、光ファイバーを斜入射もしくは水平入射させて照射し、光学鏡筒に光ファイバーを固定可動させる機構を設け、出射させる光ファイバーは、設置角度が可変となり、角度は水平角度から斜入できる角度迄対応する機構とする。（図２参照）。In order to achieve the above object, the fluorescence observation device incorporating the light amount detector according to
同請求項１に係るものは、上記目的を達成するために、光ファイバーをガラスピペット内に封入された構造とし、試料に鋭利に穿孔できる様にしたもの。光ファイバーは概ね５〜３００ミクロンのものを用いて、ガラスピベット内に封入するが、ピベット形状は、使用目的に応じてストレート（直管）又は図３の様に一定の角度を有した機構からなる。According to the first aspect of the present invention, in order to achieve the above object, a structure in which an optical fiber is sealed in a glass pipette so that a sample can be drilled sharply. The optical fiber is about 5 to 300 microns and sealed in a glass pivet. The shape of the pivet is either straight (straight pipe) or a mechanism with a certain angle as shown in FIG. Become.
同請求項２に係るものは、上記目的を達成するために、光ファイバーを２種類を用いて、励起照明用と画像伝送用の組み合わせからなり、画像伝送用イメージガイドにはその先端にレンズを取付けた構造とする。（図４、ａ参照）。According to the second aspect of the present invention, in order to achieve the above object, two types of optical fibers are used, and a combination of excitation illumination and image transmission is used. A lens is attached to the tip of the image transmission image guide. Structure. (See FIG. 4, a).
同請求項３に係るものは、上記目的を達成するために、請求項２に吸引導出孔を設け、新たに抗体反応用に蛍光粒子試薬をピペット先端部より導出したり、蛍光発現している部位を吸引排出する構造からなる。更に励起光源８に半導体レーザーを配置しレーザートラップ法を応用して先端で浮遊した試料を吸引捕捉するもの。According to the third aspect of the present invention, in order to achieve the above object, a suction outlet is provided in the second aspect, and a fluorescent particle reagent is newly derived from the pipette tip for antibody reaction, or fluorescence is developed. It has a structure to suck and discharge the site. Further, a semiconductor laser is arranged in the excitation light source 8 and a sample floating at the tip is suctioned and captured by applying a laser trap method.
同請求項４に係るものは、上記目的を達成するために、励起光源として発光ダイオード又はそのチップを環状又は馬蹄形の形で配置し、励起させる各波長毎の素子を交互に設置し、スイッチで切替えを行い、所定同一波長又は同時に各波長を出射する機構とし、例えばＵＶ、Ｂｌｕｅ、Ｇｒｅｅｎ、ＩＲの各発光ダイオード又はそのチップを複数個、交互に設置しておき、その印加方法としては、連続出力に加えてパルス励起法もできる様にパルス駆動回路を設け、また紫外線素子を使用する時は、印加電源部に冷却機構を設置することも有る。更に落射照明光源による光路にファイバーピペットからの照明励起を可能ならしめる為に励起光源ユニットにダイクロックミラー等を介して光路を分岐できる構造とするか、またはファイバーピペット導光先端部に発光素子を設けた構造とする。According to the fourth aspect of the present invention, in order to achieve the above object, a light emitting diode or a chip thereof is arranged in an annular or horseshoe shape as an excitation light source, and elements for each wavelength to be excited are alternately installed, and a switch is used. Switching is performed, and a mechanism for emitting a predetermined same wavelength or each wavelength at the same time is provided. For example, a plurality of light emitting diodes of UV, Blue, Green, and IR or a plurality of chips thereof are alternately provided. A pulse drive circuit is provided so that a pulse excitation method can be performed in addition to the output. When an ultraviolet element is used, a cooling mechanism may be provided in the applied power supply unit. Furthermore, in order to enable illumination excitation from the fiber pipette in the optical path by the epi-illumination light source, the excitation light source unit has a structure in which the optical path can be branched via a dichroic mirror or the like, or a light emitting element is provided at the fiber pipette light guide tip. Provided structure.
同請求項５に係るものは、上記目的を達成するために、光量を定量化する目的で、励起光源の光路上にダイクロックミラーから導かれた励起光量を測定できるセンサーを配置し、尚、センサーには希土類元素等を添加し、紫外線を可視光に変換できる波長変換特殊ガラス製のものを用いて励起光量をモニター表示が出来る構造としたものを用いるか、又はフォトダイオード等のセンサーからなるもの。According to the fifth aspect, in order to achieve the above object, for the purpose of quantifying the amount of light, a sensor capable of measuring the amount of excitation light guided from the dichroic mirror is disposed on the optical path of the excitation light source. Add a rare earth element etc. to the sensor and use a wavelength conversion special glass that can convert ultraviolet light into visible light and use a structure that can monitor and display the amount of excitation light, or use a sensor such as a photodiode thing.
同請求項６に係るものは、上記目的を達成するために、撮像素子の受光面に近い位置に、光学素子調整機構部を設け、スライド式又はターレット回転板式機構とし、各種フィルターの組合せ配置して画像の取得生成を容易にするもの。According to the sixth aspect, in order to achieve the above object, an optical element adjustment mechanism is provided at a position near the light receiving surface of the image sensor, and a slide type or turret rotary plate type mechanism is provided, and a combination of various filters is arranged. That facilitate acquisition and generation of images.
以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図１は本発明に係る光量検出器を内蔵した蛍光観察装置の一実施形態の構成を示す概要図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of an embodiment of a fluorescence observation device incorporating a light quantity detector according to the present invention.
顕微鏡光学系は、一個または複数個のレンズ（図では２個のレンズ、すなわち対物レンズ９、接眼レンズ２２）及びその他の光学素子２７、さらに幾枚かのミラー２７、２８を備え、試料３から発する蛍光を一部は接眼レンズ２２を介し、他方は撮像素子２３からモニター２４で観察できるように構成してある。又、試料３を下方から照明する透過照明系２６と、試料３に予め染色してある蛍光色素を光らせるための励起光を試料３に対して出射する励起照明系として、試料３の上方から照明する落射照明光源１と、図１に示すように、光源３５を含むを光ファイバ１０とピペット１２を試料３の側面から、斜めに又は水平から入射させて励起するようにしてもよい。使用する光ファイバー１０は、紫外域波長に対応するものを使用する。光ファイバー１０の固定は、ＸＹＺ軸で可動とし、芯出し機構を合わせ持つ固定ガイド機構５を用い、微小スポット光を照射できるようにしたものが好ましい。
さらに図２に示すように、光ファイバー１０を斜めにまたは水平に入射させて照射する構成とすることもできる。更に試料に穿孔して内部を照射する事もできる。この場合、顕微鏡光学系の光学鏡筒４に光ファイバー１０を固定しかつ可動させる固定ホルダ５を設け、光ファイバ１０の設置角度を可変できるようにする。光ファイバー１０の設置角度は水平から斜めまで対応できるようにすることが好ましい。図中２９は集光レンズ、３０はスリットである。また落射照明励起光源１は、発光ダイオード（以下ＬＥＤと省略することもある。）や半導体レーザー等の小型発光素子を励起光源２として備えている。透過照明系２６は、各種顕微鏡観察法との併用を可能とするもので、通常の明視野観察、位相差観察等と併用するために設けてある。The microscope optical system includes one or more lenses (two lenses in the figure, namely, the objective lens 9 and the eyepiece 22), other
Further, as shown in FIG. 2, the
なおこれら照明系１、２６、３５は、透過照明系２６が対物レンズ９の直下から照明し、落射励起照明系１が対物レンズ９の直上から照明するが、さらに光ファイバーによる斜光入射法からなる。The
デジタル記録系は、上述した顕微鏡光学系により得た画像をデジタル的に記憶するとともに、画像表示できるようにするもので、エミッションフィルターを含む光学素子調整機構７、撮像手段２３及びモニター２４からなる。撮像手段２３は、詳細な図示は省略するが、ＣＣＤカメラ等と記録メディア（ハードディスク、スマートメディア等）から構成し、ＣＣＤ等の構成要素には公知の手段を適宜採用すればよい。なお公知のように、ＣＣＤカメラ等とＣＲＴ等のモニタ２４の組み合わせにより観察倍率を上げることも可能である。The digital recording system digitally stores an image obtained by the above-described microscope optical system and enables image display. The digital recording system includes an optical
この光量検出器を内蔵した蛍光観察装置は、落射照明励起光源１から発した光を通ってエキサイターフィルター３１により波長選択して励起光として試料３に照射する。励起光はダイクロックミラー６、対物レンズ９を通り試料３を励起照明する。必要であれば、透過照明系２６で試料３を下方から照明することもできる。尚、発振波長が明確な発光ダイオードや半導体レーザ等の発光素子を用いるので、エキサイターフィルター３１は省略することもできる。The fluorescence observation device incorporating the light quantity detector passes light emitted from the epi-illumination
試料３はあらかじめ蛍光色素にて染色しておき、励起光が照射されると蛍光を発するようにしておく。この蛍光は対物レンズ９を通りダイクロックミラー６とエミッションフィルターを含む光学素子調整機構７を透過し、接眼レンズ２２による観察や、デジタル記録系による撮像、記録に供される。試料３の蛍光色素による染色は公知の手法を用いればよいが、近年開発された微粒状の蛍光物を試料３に含ませるようにしてもよい。この場合、試料３が動物や植物等から採取するものであれば、微粒状の蛍光物を摂取させた後に試料とすることができる。The
この光量検出器を内蔵した蛍光観察装置は、光源として発光ダイオードや半導体レーザー等の小型発光素子を用いていることで光源部の小型化、顕微鏡部分の小型化、低消費電力化、低発熱量化を実現している。The fluorescence observation device with a built-in light quantity detector uses a small light emitting element such as a light emitting diode or a semiconductor laser as the light source. Has been realized.
次に、励起光源の選択について説明する。既述の各種蛍光観察に対して本発明では以下のように発光ダイオードを組み合せて構成する。半導体レーザー等の他の小型発光素子を用いる場合についてもほぼ同様に検討すればよい。Next, selection of the excitation light source will be described. In the present invention, a light emitting diode is combined as described below with respect to the various kinds of fluorescence observations described above. The case of using another small light emitting element such as a semiconductor laser may be examined in substantially the same manner.
図２は、ファイバー励起光源を用いた概要図である。光ファイバー１０は、光学鏡筒４に固定しかつ可動させる固定ホルダ５を設け、ＸＹＺ軸で可動とし、芯出し機構を合わせ持つ固定ガイド機構５を用い、微小スポット光を照射できる様に設計され、発光ダイオード又は半導体レーザー３５から出射された励起光は光ファイバー１０を通じて試料３の側面近傍に入射され、光ファイバー１０の設置角度は水平から斜めまで対応できるように設置角度が可変できる機構になっている。３３はインジェクターである。FIG. 2 is a schematic diagram using a fiber excitation light source. The
図３は、光ファイバー１０をガラスピペット１２内に封入された構造とし、試料に鋭利に穿孔ささる様にしたものであり、使用する光ファイバー１０は概ね５〜３００ミクロンのものを用いて、ガラスピペット１２内に封入するが、ピペット形状は、使用目的に応じてストレート（直管）と図示の様に一定の角度を有した機構からなる説明図である。ガラスビペットは、外径１〜２ｍｍ、厚み０．５〜１．２ｍｍの細いガラス管をヒーターで加熱し融点近くに成った時に引き延ばすと先端部が細くなり、これを切断加工して作成し、更に使用目的に応じた針状に加工し、この中に光ファイバーを封入するか、予めファイバーをガラス管に挿入しておいてから成形加工しても良い。FIG. 3 shows a structure in which the
図４、ａは、ピペット内部に励起光源導光用ファイバー１０の他にファイバー照射先端画像を取得するイメージガイドなる光ファイバー１１とその先端にレンズを取付け、更に照射用ファイバーとイメージガイドを同軸光軸ならしめる同軸調整スリット３４構造からなる説明図である。イメージガイドは得られる画像解像度を考慮して３０００画素以上有るものが望ましい。図４、ｂの様にイメージガイド１１を中心に配置し周囲に励起照射用ファイバー１０で包み込む構造としても良い。4A shows an
図５は、上記の励起光源構造部に吸引導出孔チューブ３２を設け、新たに抗体反応を生じさせる為の蛍光粒子試薬等をピペット先端部より導出したり、蛍光発現している部位を吸引する構造からなる説明図である。吸引導出孔は新たなチューブ３２を配置せずにガラスピペット１２内の隙間の細孔路を利用する事ができる。又、励起光源３５に半導体レーザーを配置してレーザートラップ法により先端で浮遊した試料を吸引捕捉するものである。FIG. 5 shows that the excitation light source structure is provided with a suction lead-out hole tube 32 so that a fluorescent particle reagent or the like for newly generating an antibody reaction is led out from the tip of the pipette or a part where fluorescence is developed is sucked. It is explanatory drawing which consists of a structure. The suction lead-out hole can use a pore path in a gap in the
図６は、発光ダイオード又はそのチップを環状又は馬蹄形の形で配置し、励起させる各波長毎に交互に設置し、例えばＵＶ、Ｂｌｕｅ、Ｇｒｅｅｎ、ＩＲの各発光ダイオード又はそのチップを複数個、交互に配置した模式図である。図示せぬスイッチで切替えを行い、所定波長又は同時出射する機構としたものとする。機能は、波長切替え、同時励起出来る様に事と励起コントロール表示が明示されたものである。本案の想定する基本的励起波長光源の組合せは次の通りである。この他の波長の組合わせでも構わない。
ＵＶ ：３６５ｎｍ又は３８０ｎｍ（これ以下の波長でも良い）。
Ｂｌｕｅ ：４６５ｎｍ
Ｇｒｅｅｎ：５３０ｎｍ
ＩＲ ：８００ｎｍFIG. 6 shows that light emitting diodes or their chips are arranged in a ring or horseshoe shape, and are alternately arranged for each wavelength to be excited. For example, a plurality of light emitting diodes or their chips of UV, Blue, Green, IR are alternately arranged. FIG. It is assumed that switching is performed by a switch (not shown) to emit light at a predetermined wavelength or simultaneously. The function clearly indicates that wavelength switching and simultaneous excitation can be performed and an excitation control display is provided. The combinations of the basic excitation wavelength light sources assumed in the present invention are as follows. Other combinations of wavelengths may be used.
UV: 365 nm or 380 nm (the wavelength may be shorter than this).
Blue: 465 nm
Green: 530 nm
IR: 800 nm
図７は、発光ダイオードを用いた励起光源ユニット概要図である。右端発光ダイオードから照射された光束は集光レンズ系を通じて、例えば個別コンデンサレンズで対応させるか、フライアイレンズ又は円筒形レンズ（球面レンズ）を用いて、平行光束系光路設計とし、左端から出射できる設計となるもの。印加電源装置１７は、定常光とパルス光の二つの励起法ができる様にパルス駆動回路を設けた励起光源ユニットとからなる構造とする。FIG. 7 is a schematic diagram of an excitation light source unit using a light emitting diode. The light beam emitted from the right end light emitting diode can be emitted from the left end through a condensing lens system, for example, by using an individual condenser lens, or by using a fly-eye lens or a cylindrical lens (spherical lens) to design a parallel light beam system optical path. What becomes a design. The applied
図８は、更にはファイバー出射を可能とする様に分岐機構１９を設けた励起光源ユニットとからなる概要図である。光ファイバーへ導光された励起光は、ファイバーライトガイドを通じて照射される。光ファイバーと発光ダイオードへの接合は平行光束を重要視する。発光ダイオードの光源系に対応するケーラーレンズ若しくはファイバーロッドを通じて集光させる。発光ダイオードとファイバーの接合には、１対１で対応し、できればチップタイプの発光ダイオードを用いる、この時のチップＬＥＤのサイズを一つの面光源とし、その複数個に束ねた場合はその束ねたサイズが面光源である。光ファイバーをバンドル化して対応としても良い。FIG. 8 is a schematic diagram further including an excitation light source unit provided with a branching
図９は、励起光源から出射される励起光量を測定モニター出来る光量検出器の模式図である。センサーには希土類元素等を添加し、紫外線を可視光に変換できる波長変換特殊ガラス製のものを用いて励起光量をモニター表示が出来る構造とする。又はホトダイオード等でも良い。従来、蛍光反応材としては、希土類錯体や有機蛍光色素が有ったが、希土類イオンをガラス結晶化した蛍光ガラスが製造される様になった。しかし蛍光センサーとして紫外線を検知出来るものは耐久性の観点からは見当たらなかったが、これらの蛍光ガラスはその耐久性、変換効率からセンサーとして利用できる様になった。ただ残念な事に波長域を制限された蛍光ガラスしか無いので、本案の様な広域の波長感度に対応工夫するにはセンサー１３を考案して用いる。基板は光が透過できる材料を選定し、厚みが約１ｍｍのガラス基板１５を用いる。この基板１５上に上記の各波長毎に対応した蛍光ガラス膜１４を蒸着等で積層する。厚みは凡そ５０〜１０００ｎｍの膜厚としたものを検知部とし、ここへ照射された光量がこの膜で波長変換されて可視化された光量を基板の反対側に整列させた光ファイバー１６で受光して光電変換して測定をする。FIG. 9 is a schematic diagram of a light amount detector capable of measuring and monitoring the amount of excitation light emitted from the excitation light source. The sensor is made by adding a rare earth element or the like and using a special wavelength conversion glass capable of converting ultraviolet light into visible light so that the excitation light quantity can be monitored and displayed. Alternatively, a photodiode or the like may be used. Conventionally, rare earth complexes and organic fluorescent dyes have been used as fluorescent reactants. However, fluorescent glasses in which rare earth ions are glass-crystallized have been produced. However, no fluorescent sensor capable of detecting ultraviolet light was found from the viewpoint of durability. However, these fluorescent glasses can be used as sensors because of their durability and conversion efficiency. Unfortunately, there is only a fluorescent glass whose wavelength range is limited. Therefore, the
図１０は、撮像素子の前面に紫外線域から可視光、赤外線域迄の励起波長に対応し、且つ色温度補正フィルター等を設けた光学素子調整機構の模式図である。機構としては、スライド式図１０、ａ又は、ターレット回転板式図１０、ｂとなる機構で有る。顕微鏡撮影にあたり、先ず基本的な事は、照明を前提にした撮影記録故に通常、上部からの落射（反射）式照明と、下部からの透過照明方式の二通りが有る。さらには光源の種類、照射の仕方が異なる方式の中で、一律の最適化したホワイトバランス調整は難しいこととなり、各々の設定条件を考慮し複雑な調整作業を必要としていた。ここで、色温度の概要を把握できれば、光学フィルターによる変換を行う事で解決できる。フィルターとしては、２種類以上を組み合わせて、より色温度補正を行える機構にしたもの。則ち蛍光フィルターだけでは解決しえない色温度フィルターを組合わせて使用するもの。色温度校正用には、色温度変換フィルターには、色温度を上げるブルーフィルター（波長の大きい赤色光を抑制し波長の短かい青色光の透過率を向上）と、色温度を下げるアンバーフィルター（波長の短い青色光を抑制し、波長の長い赤色光の透過光を向上）するフィルターを配置する。即ち、光学フィルター無しか、又はホワイトバランス調整をしたデジタルカメラで、撮影記録されたもので赤みが強すぎる時には、色温度が低い為に色温度を上げる光学フィルターを使用する。撮影記録されたものが青味が強い時は、色温度を下げる光学フィルターを使用する。但し、配置する光学フィルターは簡単に取り外しと交換が容易にできる機構となっているもの。この様にフィルターを試しながら観察撮影記録する事によって、失敗が防げたり、各種色彩の異なった画像、蛍光画像等に対応する。FIG. 10 is a schematic diagram of an optical element adjusting mechanism provided with a color temperature correction filter and the like corresponding to excitation wavelengths from an ultraviolet range to a visible light range and an infrared range on a front surface of an image pickup device. As the mechanism, there is a mechanism which becomes a sliding type FIG. 10A or a turret rotary plate type FIG. 10B. First of all, in microscopic photography, there are usually two types of epi-illumination (reflection) illumination from above and transmissive illumination from below, because of the imaging and recording that presupposes illumination. Furthermore, it is difficult to uniformly and optimally adjust the white balance in a system in which the type of light source and the irradiation method are different, and a complicated adjustment operation is required in consideration of each setting condition. Here, if the outline of the color temperature can be grasped, it can be solved by performing conversion using an optical filter. As a filter, two or more filters are combined to provide a mechanism that can further correct color temperature. In other words, those that use a combination of color temperature filters that cannot be solved with a fluorescent filter alone. For color temperature calibration, the color temperature conversion filter includes a blue filter that raises the color temperature (suppresses red light with a large wavelength and improves the transmittance of blue light with a short wavelength) and an amber filter that lowers the color temperature ( A filter for suppressing blue light having a short wavelength and improving transmission of red light having a long wavelength is disposed. That is, when there is no optical filter, or when a digital camera with white balance adjustment is photographed and recorded and the redness is too strong, an optical filter that raises the color temperature is used because the color temperature is low. If the recorded image has a strong blue tint, use an optical filter to lower the color temperature. However, the optical filter to be arranged has a mechanism that can be easily removed and replaced. By observing, photographing and recording while testing the filter in this way, failures can be prevented, and images of various colors, fluorescent images, and the like can be handled.
本発明に係る光量検出器を内蔵した蛍光観察装置は 以上説明してきたように、顕微鏡蛍光観察を容易に行えるシステムである。各種励起照明法のうち、導光用光ファイバーを用いた励起照明法は、試料近傍又は試料内部へ穿孔照射できる励起光源となり、細胞内のダイナミックな生命現象解析の為の細胞１個１個への局在観察に有効な一分子蛍光イメージングの有効な観察道具となる。又、小型省電力の発光ダイオードを用いる事により、複数の印加励起法、定常光とバルス光励起が行え、更に励起光量検出器を付加する事で、複雑な蛍光発現事象をトレース出来たり、再現性実験が容易となる効果が出る。一方、蛍光反応は従来の紫外線領域から可視域、赤外線領域にも範囲が広がっており、これらの広範な波長対応を考慮した顕微鏡画像を撮影記録する上で光学素子調整機構を設ける事で、デジタル記録方式の一律機会的な画像撮影記録を補完しうるもので有る。As described above, the fluorescence observation device incorporating the light quantity detector according to the present invention is a system that can easily perform fluorescence observation with a microscope. Among various types of excitation illumination methods, the excitation illumination method using a light guiding optical fiber is an excitation light source capable of piercing and irradiating a sample near or inside a sample, and is applied to each cell for dynamic analysis of biological phenomena in the cell. It is an effective observation tool for single-molecule fluorescence imaging effective for localization observation. In addition, by using a small power-saving light-emitting diode, multiple applied excitation methods, stationary light and pulsed light excitation can be performed, and by adding an excitation light amount detector, complex fluorescent expression events can be traced and reproducibility can be improved. This has the effect of facilitating the experiment. On the other hand, the range of the fluorescence reaction extends from the conventional ultraviolet region to the visible region and the infrared region, and by providing an optical element adjustment mechanism to capture and record a microscope image considering these broad wavelength correspondences, digital It can complement the occasional image shooting and recording of the recording method.
１・・・励起光源
２・・・発光ダイオード
３・・・試料
４・・・光学鏡筒
５・・・固定ガイドフォルダ
６・・・ダイクロックミラー
７・・・光学素子調整機構
８・・・フィルター（ＥＭ）
９・・・対物レンズ
１０・・・光ファイバー
１１・・・イメージガイド
１２・・・ガラスビペット
１３・・・励起光量センサー
１４・・・波長対応蛍光膜
１５・・・基板
１６・・・受光ファイバー
１７・・・印加電源装置
１８・・・冷却機構
１９・・・ファイバー分岐
２０・・・光学調整機構スライド式
２１・・・光学調整機構ターレット式
２２・・・接眼レンズ
２３・・・撮像素子
２４・・・モニター
２５・・・ＸＹＺ駆動ステージ
２６・・・透過照明
２７、２８・・・ミラー
２９・・・集光レンズ
３０・・・スリット
３１・・・フィルター（ＥＸ）
３２・・・吸引導出孔チューブ
３３・・・インジェクター
３４・・・同軸調整スリット
３５・・・励起光源DESCRIPTION OF
9
32: suction outlet tube 33: injector 34: coaxial adjustment slit 35: excitation light source
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|---|---|---|---|
| JP2003272818U JP3102954U (en) | 2003-10-28 | 2003-10-28 | Fluorescence observation system with fiber pipette as excitation light source and built-in light intensity detector |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009281911A (en) * | 2008-05-23 | 2009-12-03 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Analyzing apparatus |
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2003
- 2003-10-28 JP JP2003272818U patent/JP3102954U/en not_active Expired - Fee Related
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