JPH10332570A - Measuring apparatus for adhesion force of very small object - Google Patents
Measuring apparatus for adhesion force of very small objectInfo
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- JPH10332570A JPH10332570A JP9140095A JP14009597A JPH10332570A JP H10332570 A JPH10332570 A JP H10332570A JP 9140095 A JP9140095 A JP 9140095A JP 14009597 A JP14009597 A JP 14009597A JP H10332570 A JPH10332570 A JP H10332570A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば基板等に付
着している微小体の付着力を測定する微小体付着力測定
装置及び微小体付着力測定方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus and a method for measuring the adhesion of a microscopic object which measures the adhesion of a microscopic object adhered to a substrate or the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、例えば医療分野においてチタン材
から成る人口骨又はセラミックス材から成る歯科材料等
の生体親和力の測定や、工業分野において異種の材料相
互の接合力の測定等に微小体付着力測定装置が必要とさ
れている。2. Description of the Related Art In recent years, for example, in the medical field, measurement of bioaffinity of artificial bone made of titanium material or dental material made of ceramic material, and measurement of bonding strength between different materials in the industrial field have been performed. A measuring device is needed.
【０００３】特に、基板上に培養された複数の細胞の付
着力を測定する場合、この基板を遠心分離器にかけた
後、細胞の質量と細胞に加えられた遠心力、基板から剥
がれた細胞の個数と基板上に残った細胞の個数の割合に
対して統計的な処理を施すことによって、基板に対する
細胞の付着力が測定されている。In particular, when measuring the adhesive force of a plurality of cells cultured on a substrate, the substrate is centrifuged, and then the mass of the cells, the centrifugal force applied to the cells, and the amount of cells detached from the substrate are measured. By applying statistical processing to the ratio of the number of cells and the number of cells remaining on the substrate, the adhesion of the cells to the substrate is measured.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来技術によれば、複数の細胞のトータル的な付着力評価
は可能であるが、個々の細胞の付着力を独立に測定する
ことはできない。本出願人は、特願平７−３０４２１０
号公報において、基板等に付着している個々の細胞等の
微小体の付着力を測定する微小体付着力測定装置を提案
している。この装置は、試料の細胞に変位検出能力を持
つカンチレバー状の弾性部材を用いて一定荷重値のもと
で横方向に力をかけて、バネの撓み量を測定し、時間変
化で細胞一つあたりの付着力を測定するものである。According to this prior art, however, although the total adhesion of a plurality of cells can be evaluated, the adhesion of individual cells cannot be measured independently. The present applicant has filed Japanese Patent Application No. 7-304210.
Japanese Patent Laid-Open Publication No. H11-157210 proposes an apparatus for measuring the adhesive strength of a microscopic body, which measures the adhesiveness of microscopic bodies such as individual cells adhered to a substrate or the like. This device uses a cantilever-like elastic member with displacement detection capability to apply a force to the sample cell in the lateral direction under a constant load value, measures the amount of deflection of the spring, and changes the cell over time. It measures the adhesive force per unit.
【０００５】しかし、この装置は、一つの細胞の付着力
の測定は出来るが、細胞の単位面積当たりの付着力を測
定することはできない。本発明の目的は、任意面に付着
している所望の微小体の単位面積当たりの付着力を測定
できる微小体付着力測定装置を提供することにある。However, this device can measure the adhesive force of one cell, but cannot measure the adhesive force per unit area of a cell. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a microscopic body adhesion measuring device capable of measuring the adhesion per unit area of a desired microscopic body adhering to an arbitrary surface.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は、任意面に付着
している微小体の付着力を測定する微小体付着力測定装
置であって、垂直および水平方向に変位自在に構成され
たプローブと、前記プローブの先端の垂直方向の変位を
光学的に検出する第一の変位センサーと、前記プローブ
を前記面に対して相対的に水平方向に移動させて、前記
面に付着している前記複数の微小体のうち、所望の微小
体のみに前記プローブの先端を圧接させる手段と、前記
所望の微小体を前記プローブの先端に圧接させた際に生
じる前記プローブの水平方向の初期変位量、及び、前記
プローブの先端によって前記面から前記所望の微小体が
剥がれた際に生じる前記プローブの水平方向の最大変形
量を光学的に検出する第二の変位センサーと、前記初期
変形量と前記最大変形量との間に差演算を施すことによ
って、前記面に付着している前記所望の微小体の付着力
を測定する手段と、前記面の近傍にエバネッセント場を
発生させる手段と、エバネッセント場を励起光とする蛍
光顕微鏡法を用いた前記面に対する微小体の接触面積を
測定する画像処理手段とを備えていることを特徴とす
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a micro-adhesive force measuring apparatus for measuring the adhesive force of a micro-body adhering to an arbitrary surface, and a probe which is configured to be vertically and horizontally displaceable. And a first displacement sensor that optically detects the vertical displacement of the tip of the probe, and moves the probe in a horizontal direction relative to the surface to adhere to the surface. A means for pressing the tip of the probe only to a desired micro-object out of a plurality of micro-objects, and a horizontal initial displacement amount of the probe generated when the desired micro-object is pressed against the tip of the probe, And a second displacement sensor that optically detects a maximum deformation amount in the horizontal direction of the probe generated when the desired minute body is peeled off from the surface by the tip of the probe, and the initial deformation amount and the maximum Means for measuring the adhesive force of the desired minute body adhering to the surface by performing a difference operation between the shape amount, a means for generating an evanescent field near the surface, and an evanescent field. Image processing means for measuring a contact area of the minute body with the surface using fluorescence microscopy using excitation light.
【０００７】また、別の主眼に基づく本発明の微小体付
着力測定装置であって、垂直および水平方向に変位自在
に構成されたプローブと、前記プローブの先端の垂直方
向の変位を光学的に検出する第一の変位センサーと、前
記プローブを前記面に対して相対的に水平方向に移動さ
せて、前記面に付着している前記複数の微小体のうち、
所望の微小体のみに前記プローブの先端を圧接させる手
段と、前記所望の微小体を前記プローブの先端に圧接さ
せた際に生じる前記プローブの水平方向の初期変位量、
及び、前記プローブの先端によって前記面から前記所望
の微小体が剥がれた際に生じる前記プローブの水平方向
の最大変形量を光学的に検出する第二の変位センサー
と、前記初期変形量と前記最大変形量との間に差演算を
施すことによって、前記面に付着している前記所望の微
小体の付着力を測定する手段と、前記面の近傍にエバネ
ッセント場を発生させる手段と、エバネッセント場の散
乱光に基づき前記面に対する微小体の接触面積を測定す
る画像処理手段とを備えていることを特徴とする。Further, according to another aspect of the present invention, there is provided a micro-adhesive force measuring apparatus according to the present invention, wherein the probe is configured to be vertically and horizontally displaceable, and the tip of the probe is optically displaced in a vertical direction. The first displacement sensor to be detected and the probe are moved in a horizontal direction relatively to the surface, and among the plurality of minute bodies attached to the surface,
Means for pressing the tip of the probe only to the desired microscopic object, and the initial displacement of the probe in the horizontal direction generated when the desired microscopic object is pressed against the distal end of the probe,
And a second displacement sensor that optically detects a maximum deformation amount in the horizontal direction of the probe generated when the desired minute body is peeled off from the surface by the tip of the probe, and the initial deformation amount and the maximum Means for measuring the adhesive force of the desired minute body adhered to the surface by performing a difference operation between the deformation amount and a means for generating an evanescent field near the surface; Image processing means for measuring a contact area of the minute body with the surface based on the scattered light.
【０００８】さらに別の主眼に基づく本発明の微小体付
着力測定装置であって、垂直及び水平方向に変位自在に
構成されたプローブと、前記プローブの変位を検出する
変位検出手段と、前記面に対する微小体の接触面積を測
定する手段とを備え、前記プローブが微小体を押圧する
ことで生じる前記プローブの水平方向の変位と前記微小
体の接触面積とに基づいて、前記微小体の単位面積当た
りの付着力を測定することを特徴とする。[0008] A minute body adhesion measuring apparatus according to the present invention based on yet another principal object, wherein the probe is configured to be vertically and horizontally displaceable, displacement detecting means for detecting the displacement of the probe, and the surface Means for measuring the contact area of the minute body with respect to, the unit area of the minute body based on the horizontal displacement of the probe caused by the probe pressing the minute body and the contact area of the minute body It is characterized in that the contact force per contact is measured.
【０００９】[0009]
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態に係
る微小体付着力測定装置について、添付図面を参照して
説明する。図１には、本実施の形態の微小体付着力測定
装置の構成が示されている。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view showing an apparatus for measuring the adhesion of a microscopic object according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 shows the configuration of a microscopic body adhesion measuring device according to the present embodiment.
【００１０】図１に示すように、微小体付着力測定装置
は、測定対象物を載せるためのステージと、鏡体２の下
部側に配置された光学顕微鏡ユニットと、鏡体２の上部
側に配置された測定ユニットとを備えている。As shown in FIG. 1, the micro-adhesive force measuring device includes a stage for mounting an object to be measured, an optical microscope unit disposed below the mirror 2, and an optical microscope unit disposed above the mirror 2. And a measurement unit arranged.
【００１１】ステージは、鏡体２に固定された粗動ＸＹ
ステージ１４と、粗動ＸＹステージ１４に設けられた微
動ＸＹステージ５０を有している。粗動ＸＹステージ１
４は粗動ＸＹつまみ１２の操作によって水平面内（ＸＹ
平面内）で粗動され、微動ＸＹステージ５０はステージ
駆動回路６４による制御によって水平面内（ＸＹ平面
内）で微動される。The stage is a coarse XY fixed to the mirror body 2.
It has a stage 14 and a fine XY stage 50 provided on the coarse XY stage 14. Coarse motion XY stage 1
4 is in the horizontal plane (XY) by operating the coarse movement XY knob 12.
The fine movement XY stage 50 is finely moved in a horizontal plane (XY plane) under the control of the stage drive circuit 64.
【００１２】微動ＸＹステージ５０には、後述するエバ
ネッセント場を発生させる光学系のプリズム２３６が設
けられており、この上に測定対象である細胞２６を培養
したシャーレ２４がカップリングオイル３０６を介して
載せられる。シャーレ２４は光学的に透明なガラス又は
プラスチックによって形成されている。The fine XY stage 50 is provided with a prism 236 of an optical system for generating an evanescent field, which will be described later, on which a petri dish 24 in which cells 26 to be measured are cultured is coupled via a coupling oil 306. Put on. The petri dish 24 is formed of optically transparent glass or plastic.
【００１３】測定ユニットは、シャーレ２４の底面（正
確には底の上面）に付着している所望の細胞２６を押圧
して剥がすためのＬ字状のプローブ２８と、プローブ２
８のＬ字状先端の垂直方向の変位を光学的に検出する垂
直方向変位センサ３０と、細胞２６をシャーレ２４の底
面から剥がす際に生じるプローブ２８の水平方向の変位
を光学的に検出する水平方向変位センサ３２とを備えて
いる。The measuring unit includes an L-shaped probe 28 for pressing and peeling off desired cells 26 attached to the bottom surface (more precisely, the upper surface of the bottom) of the Petri dish 24,
8, a vertical displacement sensor 30 for optically detecting the vertical displacement of the L-shaped tip, and a horizontal displacement optical sensor for optically detecting the horizontal displacement of the probe 28 generated when the cells 26 are peeled off from the bottom of the petri dish 24. And a direction displacement sensor 32.
【００１４】プローブ２８はステンレス箔製の板ばねで
構成されたＬ字状片持ち梁であり、押圧部２８ａには三
角錐形状のダイアモンド探針若しくは半導体プロセスで
プローブ２８と一体に作製されるシリコン製、酸化シリ
コン製、窒化シリコン製等の探針が適用される。Ｌ字状
片持ち梁は、長さ１５〜３０ｍｍ、厚さ５０〜８０μ
ｍ、幅１ｍｍを満足することが好ましいが、本発明と同
様の目的に使用されるものであれば、この数値に特に限
定されることはない。The probe 28 is an L-shaped cantilever made of a leaf spring made of stainless steel foil, and the pressing portion 28a has a triangular pyramid-shaped diamond probe or silicon formed integrally with the probe 28 by a semiconductor process. Probe made of silicon oxide, silicon oxide, silicon nitride, or the like is applied. The L-shaped cantilever has a length of 15 to 30 mm and a thickness of 50 to 80 μ
m and a width of 1 mm are preferably satisfied, but the values are not particularly limited as long as they are used for the same purpose as the present invention.
【００１５】プローブ２８と垂直方向変位センサ３０と
水平方向変位センサ３２は共に微動Ｚステージ３４に支
持されており、微動Ｚステージ３４は粗動Ｚステージ３
６を介して鏡体２に支持されている。The probe 28, the vertical displacement sensor 30, and the horizontal displacement sensor 32 are all supported by a fine Z stage 34, and the fine Z stage 34 is a coarse Z stage 3.
6 is supported by the mirror body 2.
【００１６】粗動Ｚステージ３６は粗動Ｚつまみ３８の
操作によって微動Ｚステージ３４を垂直方向（Ｚ方向）
へ上下粗動でき、これにより、プローブ２８と垂直方向
変位センサ３０と水平方向変位センサ３２がシャーレ２
４に対して垂直方向へ上下粗動される。The coarse movement Z stage 36 moves the fine movement Z stage 34 in the vertical direction (Z direction) by operating the coarse movement Z knob 38.
The probe 28, the vertical displacement sensor 30 and the horizontal displacement sensor 32
4 in the vertical direction.
【００１７】微動Ｚステージ３４は圧電アクチュエータ
（図示しない）を含んでおり、圧電アクチュエータは駆
動回路４４によって駆動され、駆動回路４４はコンピュ
ータ４０からフィードバック回路４２を介して供給され
る制御信号に基づいて駆動される。微動Ｚステージ３４
内の圧電アクチュエータの駆動により、プローブ２８と
垂直方向変位センサ３０と水平方向変位センサ３２が共
にシャーレ２４の底面に対して垂直方向へ上下微動され
る。The fine movement Z stage 34 includes a piezoelectric actuator (not shown). The piezoelectric actuator is driven by a drive circuit 44, and the drive circuit 44 is controlled based on a control signal supplied from a computer 40 via a feedback circuit 42. Driven. Fine movement Z stage 34
By driving the piezoelectric actuator inside, the probe 28, the vertical displacement sensor 30, and the horizontal displacement sensor 32 are both vertically finely moved vertically with respect to the bottom surface of the petri dish 24.
【００１８】垂直方向変位センサ３０は、図２に示すよ
うに、垂直変位測定用レーザー光の射出端面がプローブ
２８のＬ字状先端部２８ｂに対向して配置される。垂直
方向変位センサ３０の射出端面から射出されたレーザー
光はプローブ２８のＬ字状先端部２８ｂで反射され、そ
の反射光は再び垂直方向変位センサ３０に取り込まれた
後、図１に示すように、垂直変位検出回路４６によって
所定の変位信号に変換され、フィードバック回路４２を
介してコンピュータ４０に出力される。As shown in FIG. 2, the vertical displacement sensor 30 has an emission end face of the vertical displacement measuring laser beam opposed to the L-shaped tip 28b of the probe 28. The laser light emitted from the emission end face of the vertical displacement sensor 30 is reflected by the L-shaped tip portion 28b of the probe 28, and the reflected light is again captured by the vertical displacement sensor 30, and as shown in FIG. The signal is converted into a predetermined displacement signal by the vertical displacement detection circuit 46 and output to the computer 40 via the feedback circuit 42.
【００１９】一方、水平方向変位センサ３２は、図２に
示すように、水平変位測定用レーザー光の射出端面がプ
ローブ２８の垂直延出部２８ｃに対向して配置される。
水平変位センサ３２から射出されたレーザー光はプロー
ブ２８の垂直延出部２８ｃで反射され、その反射光は再
び水平方向変位センサ３２に取り込まれた後、図１に示
すように、水平変位検出回路４８によって所定の変位信
号に変換されてコンピュータ４０に出力される。On the other hand, as shown in FIG. 2, the horizontal displacement sensor 32 is disposed such that the emission end face of the laser beam for measuring horizontal displacement is opposed to the vertical extension 28c of the probe 28.
The laser light emitted from the horizontal displacement sensor 32 is reflected by the vertical extension portion 28c of the probe 28, and the reflected light is again captured by the horizontal displacement sensor 32, and then, as shown in FIG. The signal is converted into a predetermined displacement signal by 48 and output to the computer 40.
【００２０】フィードバック回路４２は、垂直変位検出
回路４６から出力される変位信号が常に一定値となるよ
うに、フィードバック制御を行うことができる。フィー
ドバック制御の制御値は、コンピュータ４０によって適
宜調整することができる。The feedback circuit 42 can perform feedback control so that the displacement signal output from the vertical displacement detection circuit 46 always has a constant value. The control value of the feedback control can be appropriately adjusted by the computer 40.
【００２１】更に、コンピュータ４０は、プローブ２８
の垂直及び水平方向への変位によって変化する上記夫々
の変位信号に基づいて、プローブ２８の垂直方向の変位
量及び水平方向の変位量を夫々算出してモニタ表示する
ことができるように構成されている。The computer 40 further includes a probe 28
The displacement amount in the vertical direction and the displacement amount in the horizontal direction of the probe 28 can be calculated and displayed on the monitor based on the respective displacement signals that change according to the displacement in the vertical and horizontal directions. I have.
【００２２】光学顕微鏡ユニットは、観察光を取り込む
対物レンズ１８と、対物レンズ１８からの観察光を偏向
するミラー１９と、観察光による像を撮る撮像素子２２
と、撮像素子２２で得られる画像を表示するモニタ２０
とを備えている。The optical microscope unit includes an objective lens 18 for taking in observation light, a mirror 19 for deflecting observation light from the objective lens 18, and an image sensor 22 for taking an image with the observation light.
And a monitor 20 for displaying an image obtained by the image sensor 22
And
【００２３】光学顕微鏡ユニットは、落射照明のための
光学系を備えており、この落射照明光学系は、照明光を
射出する光源１６と、照明光を対物レンズ１８に導くた
め適宜光路上に配置されるプリズム３０４を有してい
る。また、この落射照明光学系を用いた蛍光観察のた
め、照明光から特定の波長帯域の光（励起光）を選択的
に透過するフィルタ１７と、蛍光を選択的に透過するフ
ィルタ３０５を備えている。The optical microscope unit is provided with an optical system for epi-illumination. The epi-illumination optical system is arranged on an optical path as needed to guide illumination light to an objective lens 18 and a light source 16 for emitting illumination light. The prism 304 is provided. For fluorescence observation using this epi-illumination optical system, a filter 17 that selectively transmits light (excitation light) in a specific wavelength band from illumination light and a filter 305 that selectively transmits fluorescence are provided. I have.
【００２４】さらに、光学顕微鏡ユニットは、シャーレ
２４と細胞２６の接触面近傍にエバネッセント場を発生
させるための光学系を備えており、このエバネッセント
場発生光学系は、レーザ駆動回路３０２により駆動され
るレーザ３０１と、レーザ３０１からの光を案内する光
ファイバ３０３と、光ファイバ３０３から射出されるレ
ーザー光を平行光に変えるコリメートレンズ２２６と、
コリメートレンズ２２６からの平行光をシャーレ２０４
の底面に対して臨界角を越える角度で入射させるプリズ
ム２３６を有している。Further, the optical microscope unit has an optical system for generating an evanescent field near the contact surface between the petri dish 24 and the cell 26, and this evanescent field generating optical system is driven by a laser driving circuit 302. A laser 301, an optical fiber 303 for guiding light from the laser 301, a collimating lens 226 for converting laser light emitted from the optical fiber 303 into parallel light,
The parallel light from the collimating lens 226 is
A prism 236 that is incident on the bottom surface at an angle exceeding the critical angle.
【００２５】次に、細胞２６の付着力の測定について、
図１と図３と図４を参照して説明する。続く説明では、
シャーレ２４には所定の培養液（例えば水）が収容され
ており、この培養液によって培養された細胞２６（微小
体）がシャーレ２４の底面に付着しているものとする。Next, regarding the measurement of the adhesive force of the cell 26,
This will be described with reference to FIGS. 1, 3, and 4. In the description that follows,
It is assumed that a predetermined culture solution (for example, water) is stored in the petri dish 24, and cells 26 (microscopic bodies) cultured by the culture solution adhere to the bottom surface of the petri dish 24.
【００２６】まず、粗動ＸＹつまみ１２を操作して、シ
ャーレ２４とプローブ２８とのＸＹ方向の相対的な位置
を移動させ、また、粗動Ｚつまみ３８を操作して、垂直
方向変位センサ３０及び水平方向変位センサ３２と共に
プローブ２８をシャーレ２４内の所望の細胞２６の近傍
上部に位置付ける（図３（ａ）参照）。First, the coarse movement XY knob 12 is operated to move the relative positions of the petri dish 24 and the probe 28 in the X and Y directions, and the coarse movement Z knob 38 is operated to operate the vertical displacement sensor 30. Then, the probe 28 together with the horizontal displacement sensor 32 is positioned above and in the vicinity of the desired cell 26 in the petri dish 24 (see FIG. 3A).
【００２７】この後、微動Ｚステージ３４を駆動するこ
とによってプローブ２８のＬ字状先端を微動させなが
ら、プローブ２８の押圧部２８ａをシャーレ２４の底面
に接触或いは近接させる。このとき、垂直方向変位セン
サ３０から取り込まれたプローブ２８のＬ字状先端部２
８ｂからの反射光の光量変化を検出することによって、
シャーレ２４の底面に対するプローブ２８の押圧部２８
ａの接触或いは近接程度が光学的に確認される。この場
合、押圧部２８ａとシャーレ２４の底面との間に働く作
用力（接触力或いは近接力）は、細胞２６の付着力より
も弱くなるようにフィードバック制御される（図３
（ｂ）参照）。Thereafter, the pressing portion 28a of the probe 28 is brought into contact with or close to the bottom surface of the petri dish 24 while driving the fine movement Z stage 34 to slightly move the L-shaped tip of the probe 28. At this time, the L-shaped tip 2 of the probe 28 taken from the vertical displacement sensor 30
8b, by detecting the change in the amount of reflected light from
Pressing portion 28 of probe 28 against bottom surface of petri dish 24
The degree of contact or proximity of a is optically confirmed. In this case, the acting force (contact force or proximity force) acting between the pressing portion 28a and the bottom surface of the petri dish 24 is feedback controlled so as to be weaker than the adhesive force of the cells 26 (FIG. 3).
(B)).
【００２８】次に、このようなプローブ２８の押圧部２
８ａとシャーレ２４の底面との間の位置関係が一定に保
たれるように、微動Ｚステージ３４をフィードバック制
御しながら、駆動回路６４を介して微動ＸＹステージ５
０を駆動させることによって、この微動ＸＹステージ５
０に載置されたシャーレ２４を図中矢印Ｓ方向へ移動さ
せる（図３（ｂ）参照）。Next, the pressing portion 2 of the probe 28
The fine movement XY stage 5 via the drive circuit 64 while performing feedback control of the fine movement Z stage 34 so that the positional relationship between the fine movement XY stage 5a and the bottom surface of the petri dish 24 is maintained constant.
0, the fine movement XY stage 5
The petri dish 24 placed at 0 is moved in the direction of the arrow S in the figure (see FIG. 3B).
【００２９】また、押圧部２８ａとシャーレ２４の底面
との間に作用力が働かない状態での測定も考えられる。
これは、細胞２６の大きさに関係するものであるが、細
胞２６が、シャーレ２４の底面から高さ方向に、押圧部
２８ａと比較して十分に高い場合である。It is also conceivable to perform measurement in a state where no acting force acts between the pressing portion 28a and the bottom surface of the petri dish 24.
This is related to the size of the cell 26, but is a case where the cell 26 is sufficiently higher than the pressing portion 28a in the height direction from the bottom surface of the petri dish 24.
【００３０】このような場合、上述のフィードバック制
御が行えないため、シャーレ２４の底面と押圧部２８ａ
との高さ方向の絶対位置を調べる必要があり、以下のよ
うな操作を行う。In such a case, since the above-described feedback control cannot be performed, the bottom surface of the petri dish 24 and the pressing portion 28a
It is necessary to check the absolute position in the height direction, and perform the following operation.
【００３１】押圧部２８ａをシャーレ２４の底面に接触
する位置まで近付けた後、この位置から細胞２６の高さ
を考慮した分だけ押圧部２８ａをシャーレ２４の底面か
ら離すように制御する。そして、この位置関係を保ちつ
つ測定を行う。After the pressing portion 28a is brought close to the position where the pressing portion 28a contacts the bottom surface of the petri dish 24, control is performed so that the pressing portion 28a is separated from the bottom surface of the petri dish 24 by an amount corresponding to the height of the cells 26 from this position. Then, measurement is performed while maintaining this positional relationship.
【００３２】この状態から以降のプロセスにおいては、
水平方向変位センサ３２から取り込まれたプローブ２８
の垂直延出部２８ｃからの反射光の光量変化によって、
垂直延出部２８ｃの変形状態が光学的に検出される。In the subsequent processes from this state,
Probe 28 captured from horizontal displacement sensor 32
Changes in the amount of reflected light from the vertical extension 28c of
The deformation state of the vertical extension 28c is optically detected.
【００３３】まず、プローブ２８の押圧部２８ａに細胞
２６が接触する前で、且つ、シャーレ２４の底面にプロ
ーブ２８の押圧部２８ａが接している場合、押圧部２８
ａには、シャーレ２４の底面からの一定の摩擦力（図４
の符号Ｂ参照）のみが作用しており、プローブ２８の垂
直延出部２８ｃは、摩擦力Ｂに対応して水平方向へ変形
した状態に維持される（図４の符号Ａ参照）。なお、こ
の状態において、プローブ２８の垂直延出部２８ｃの変
形状態を初期変形量と称する。First, before the cell 26 comes into contact with the pressing portion 28a of the probe 28, and when the pressing portion 28a of the probe 28 is in contact with the bottom surface of the petri dish 24, the pressing portion 28a
a has a constant frictional force from the bottom of the Petri dish 24 (FIG. 4).
, The vertical extension 28c of the probe 28 is maintained in a horizontally deformed state corresponding to the frictional force B (see the reference A in FIG. 4). In this state, the deformation state of the vertically extending portion 28c of the probe 28 is referred to as an initial deformation amount.
【００３４】また、シャーレ２４の底面にプローブ２８
の押圧部２８ａが非接触の場合、シャーレ２４の底面か
らの摩擦力Ｂは発生しない（初期変形量はゼロになる）
が、培養液の粘性等に基づく外的要因による不定量の摩
擦力Ｂ（ノイズ）が発生することは考えられる。このよ
うな外的要因は、底面に押圧部２８ａが接触している場
合にも考えられる。A probe 28 is provided on the bottom of the Petri dish 24.
No frictional force B is generated from the bottom surface of the petri dish 24 when the pressing portion 28a is out of contact (the initial deformation amount becomes zero).
However, it is conceivable that an indefinite amount of frictional force B (noise) is generated due to external factors based on the viscosity of the culture solution and the like. Such an external factor is also considered when the pressing portion 28a is in contact with the bottom surface.
【００３５】続いて、シャーレ２４を図中矢印Ｓ方向へ
更に移動させて、プローブ２８の押圧部２８ａに細胞２
６を当接させると、押圧部２８ａには、細胞２６の付着
力に対応した押圧力が作用する。このとき、プローブ２
８のＬ字状先端部２８ｂが水平方向に押圧されることに
よって、垂直延出部２８ｃが上記初期変形量から更に変
形し始める。これと同時に、プローブ２８の反作用を受
けることによって細胞２６も変形し始める（図３（ｃ）
参照）。Subsequently, the petri dish 24 is further moved in the direction of the arrow S in the figure, and the cell 2 is placed on the pressing portion 28a of the probe 28.
When the contact member 6 is brought into contact, a pressing force corresponding to the adhesive force of the cell 26 acts on the pressing portion 28a. At this time, probe 2
When the eight L-shaped tip portions 28b are pressed in the horizontal direction, the vertically extending portions 28c start to be further deformed from the above-mentioned initial deformation amount. At the same time, the cell 26 starts to deform due to the reaction of the probe 28 (FIG. 3 (c)).
reference).
【００３６】そして、シャーレ２４（即ち、細胞２６）
の移動に伴ってプローブ２８の垂直延出部２８ｃの変形
量（即ち、水平方向変位センサ３２の出力信号レベル）
が増加して行く（図４の符号Ｃ参照）。Then, the Petri dish 24 (that is, the cell 26)
(Ie, the output signal level of the horizontal displacement sensor 32) of the vertical extension 28c of the probe 28 with the movement of the probe 28.
Increase (see the symbol C in FIG. 4).
【００３７】更にシャーレ２４（即ち、細胞２６）を移
動させた場合において、垂直延出部２８ｃの変形量に対
応したプローブ２８の反作用力が細胞２６の付着力を上
回ったとき（垂直延出部２８ｃの変形状態が最大変形量
となったとき）、細胞２６は、シャーレ２４の底面から
引き剥がされる（図３（ｄ）参照）。When the petri dish 24 (that is, the cell 26) is further moved, when the reaction force of the probe 28 corresponding to the amount of deformation of the vertical extension 28c exceeds the adhesive force of the cell 26 (the vertical extension When the deformation state of 28c reaches the maximum deformation amount), the cells 26 are peeled off from the bottom surface of the petri dish 24 (see FIG. 3D).
【００３８】このとき、最大変形量にあったプローブ２
８の垂直延出部２８ｃが初期変形量に戻るため、水平方
向変位センサ３２の出力信号レベルは、その最大値から
初期値まで下がり（図４の符号Ｄ参照）、元の摩擦力Ｂ
のみの値となる。At this time, the probe 2 having the maximum deformation amount
8 returns to the initial amount of deformation, the output signal level of the horizontal displacement sensor 32 decreases from its maximum value to the initial value (see the symbol D in FIG. 4), and the original frictional force B
It is only the value.
【００３９】この出力信号の最大値から摩擦力Ｂを差演
算した値、即ちプローブ２８の垂直延出部２８ｃの最大
変形量から初期変形量を差演算した値（図４中符号Ｅ参
照）が、細胞２６の付着力として検出される。The value obtained by calculating the frictional force B from the maximum value of the output signal, that is, the value obtained by calculating the initial deformation amount from the maximum deformation amount of the vertically extending portion 28c of the probe 28 (see reference symbol E in FIG. 4) is obtained. , Is detected as the adhesive force of the cells 26.
【００４０】また、図４に示したプローブ２８の変形量
と細胞２６の移動量との関係は、細胞２６が比較的硬質
なものである場合の関係であるため、水平方向変位セン
サ３２の出力レベルは、その最大値から初期値まで一気
に下がる（図４の符号Ｄ参照）が、細胞２６の粘性や弾
性によっては、異なる関係を示す場合もある。例えば、
細胞２６が粘性の強いものであれば、シャーレ２４から
完全に剥がれるまでに水平方向変位センサ３２の出力レ
ベルが初期値まで一気にではなく、傾斜を有しながらゆ
っくりと下がる。Since the relationship between the amount of deformation of the probe 28 and the amount of movement of the cell 26 shown in FIG. 4 is a relationship when the cell 26 is relatively hard, the output of the horizontal displacement sensor 32 The level drops at a stroke from its maximum value to its initial value (see the symbol D in FIG. 4), but may show a different relationship depending on the viscosity and elasticity of the cell 26. For example,
If the cell 26 is highly viscous, the output level of the horizontal displacement sensor 32 does not drop to its initial value until it is completely removed from the petri dish 24, but gradually drops while having a slope.
【００４１】以上の操作によって、シャーレ２４の底面
に対する細胞２６の付着力が求められる。細胞２６の単
位面積当たりの付着力を測定するため、上述した細胞２
６の付着力の測定に平行して、シャーレ２４の底面に対
する細胞２６の接触面積が測定される。By the above operation, the adhesive force of the cells 26 to the bottom of the petri dish 24 is obtained. In order to measure the adhesive force per unit area of the cell 26, the cell 2 described above was used.
In parallel with the measurement of the adhesive force of No. 6, the contact area of the cell 26 with the bottom surface of the petri dish 24 is measured.
【００４２】細胞２６の接触面積の測定は、エバネッセ
ント場発生光学系を用いて行われる。レーザ３０１から
射出されたレーザ光は、光ファイバ３０３とコリメート
レンズ２２６を介してプリズム２３６に達し、このプリ
ズム２３６によって偏向され、カップリングオイル３０
６を経てシャーレ２０４の底面に臨界角を越える角度で
入射する。プリズム２３６とシャーレ２０４の下面はカ
ップリングオイル３０６によって光学的に良好に結合さ
れており、光学的な結合は装置に加わる振動に影響され
ることなく維持される。The measurement of the contact area of the cell 26 is performed using an evanescent field generating optical system. The laser light emitted from the laser 301 reaches the prism 236 via the optical fiber 303 and the collimating lens 226, is deflected by the prism 236, and is deflected by the coupling oil 30.
After passing through 6, the light enters the bottom of the petri dish 204 at an angle exceeding the critical angle. The prism 236 and the lower surface of the petri dish 204 are optically well coupled by the coupling oil 306, and the optical coupling is maintained without being affected by vibration applied to the apparatus.
【００４３】臨界角を越える角度で入射した光はシャー
レ２０４の底面で全反射され、その結果、シャーレ２０
４の底面の近傍にエバネッセント場が発生する。エバネ
ッセント場は、全反射の生じた界面の近傍（１０ｎｍ程
度の領域）に局在する電磁波で、通常の電磁波と異な
り、自由空間を伝搬しない。なお、エバネッセント場が
外部と物理的に接触した場合（例えば、押圧部２８ａが
エバネッセント場に入った場合）、エバネッセント場は
散乱光となり、自由空間を伝搬する。Light incident at an angle exceeding the critical angle is totally reflected by the bottom surface of the petri dish 204. As a result, the petri dish 20
An evanescent field is generated near the bottom surface of No. 4. The evanescent field is an electromagnetic wave localized near the interface where total reflection occurs (about 10 nm region), and does not propagate in free space unlike a normal electromagnetic wave. When the evanescent field physically contacts the outside (for example, when the pressing portion 28a enters the evanescent field), the evanescent field becomes scattered light and propagates in free space.
【００４４】以下では、最初に蛍光色素で染色した細胞
２６の接触面積の測定について述べ、次に蛍光色素で染
色していない細胞２６の接触面積の測定について述べ
る。蛍光色素で染色した細胞２６の接触面積の測定にお
いては、細胞２６は表面の細胞膜が予め蛍光色素で染め
られている。染色は、細胞膜に直接色素を結合させる手
法や、細胞膜上でＧＦＰ（Green Fluorescent Protein
）などの蛍光蛋白が発見するような遺伝子を導入する
手法などがある。レーザー光の波長は蛍光色素の励起線
に応じて選ばれ、例えば、ＧＦＰのＳ６５Ｔでは励起線
は４８９ｎｍである。なお、ＧＦＰは、青色光に励起さ
れると緑色光を発光する蛍光物質である。Hereinafter, the measurement of the contact area of the cells 26 stained with the fluorescent dye will be described first, and then the measurement of the contact area of the cells 26 not stained with the fluorescent dye will be described. In the measurement of the contact area of the cell 26 stained with the fluorescent dye, the cell membrane on the surface of the cell 26 is previously dyed with the fluorescent dye. Staining can be carried out by attaching a dye directly to the cell membrane or by using GFP (Green Fluorescent Protein) on the cell membrane.
), A method of introducing a gene that can be found by a fluorescent protein. The wavelength of the laser beam is selected according to the excitation line of the fluorescent dye. For example, in the case of GFP S65T, the excitation line is 489 nm. GFP is a fluorescent substance that emits green light when excited by blue light.
【００４５】エバネッセント場はシャーレ２４の底面か
ら１０ｎｍ程度以内の領域だけに局在しているので、染
色された細胞２６は実質的にシャーレ２４の底面に接触
している部分だけが蛍光を発し、シャーレ２４の底面か
ら離れている部分は蛍光を発しない。試料側に染み出す
光も少ないため自家蛍光などのバックグラウンドノイズ
も少ない。Since the evanescent field is localized only in a region within about 10 nm from the bottom of the petri dish 24, the stained cells 26 emit fluorescence only at the portion substantially in contact with the bottom of the petri dish 24, The part away from the bottom of the petri dish 24 does not emit fluorescence. Since little light seeps into the sample side, background noise such as autofluorescence is also small.
【００４６】例えば、図５（ａ）に示される細胞２６で
は、これを下から見た図５（ｂ）に斜線で示される、シ
ャーレ底面２４ａに直接接触している部分は蛍光を発す
るが、シャーレ底面２４ａとの間に隙間がある部分は蛍
光を発しない。図５（ｂ）の一点鎖線に沿った蛍光の強
度は図５（ｃ）に示されるため、適当に設定したしきい
値との比較によって、シャーレ底面２４ａに対する試料
２６の接触・非接触を判別できる。For example, in the cell 26 shown in FIG. 5 (a), the portion which is in direct contact with the petri dish bottom surface 24a and which is shown by oblique lines in FIG. The portion where there is a gap with the petri dish bottom surface 24a does not emit fluorescence. Since the intensity of the fluorescence along the dashed line in FIG. 5 (b) is shown in FIG. 5 (c), the contact / non-contact of the sample 26 with the petri dish bottom surface 24a is determined by comparison with an appropriately set threshold value. it can.
【００４７】図１において、対物レンズ１８によって取
り込まれた蛍光は、撮像素子２２の受光面に結像され
る。励起光は、シャーレ２４の底面に臨界角を越える角
度で入射するため、その反射光は対物レンズ１８に入射
することはなく、蛍光以外の不所望な光は光路上に配置
されたフィルタ３０５によって吸収されるので、撮像素
子２２には蛍光により良好な像が形成される。In FIG. 1, the fluorescent light captured by the objective lens 18 forms an image on the light receiving surface of the image sensor 22. Since the excitation light is incident on the bottom surface of the petri dish 24 at an angle exceeding the critical angle, the reflected light does not enter the objective lens 18, and undesired light other than fluorescent light is filtered by the filter 305 disposed on the optical path. Since the light is absorbed, a good image is formed on the image sensor 22 by the fluorescence.
【００４８】撮像素子２２で得られた画像は画像メモリ
３０７に取り込まれ、画像演算回路３０９は、画像メモ
リ３０７に取り込まれた画像に対して、しきい値を越え
る強度を示す画素の数を算出し、これをホストコンピュ
ータ４０に送る。ホストコンピュータ４０では、画像演
算回路３０９から送られてくる画素数に、対物レンズ１
８の倍率と中間倍率と撮像素子２２の１画素の面積との
関係で決まる１画素当たりの実際の面積を乗算すること
によって、シャーレ底面２４ａに対する試料２６の接触
面積が求められる。The image obtained by the image sensor 22 is fetched into the image memory 307, and the image arithmetic circuit 309 calculates the number of pixels having an intensity exceeding the threshold value for the image fetched into the image memory 307. And sends it to the host computer 40. In the host computer 40, the number of pixels sent from the image operation circuit
The contact area of the sample 26 with the petri dish bottom surface 24a is determined by multiplying the actual area per pixel determined by the relationship between the magnification of 8, the intermediate magnification, and the area of one pixel of the image sensor 22.
【００４９】一方、染色されていない細胞（言い方を換
えれば染色できない細胞）２６に対しては、接触面積の
測定はエバネッセント場が細胞２６によって散乱された
結果生じる散乱光に基づいて行われる。エバネッセント
場はシャーレ２４の底面と細胞２６とが接触している領
域の輪郭（接触と非接触との境界）で大きく散乱され
る。エバネッセント場はシャーレ２４の底面近傍（１０
ｎｍ程度の領域）に局在しているので、シャーレ２４の
底面近傍に存在する細胞部分がエバネッセント場と物理
的に接触し、散乱光となる。即ち、シャーレ底面と細胞
の接触領域の輪郭で散乱光が強くなる。On the other hand, for unstained cells (in other words, cells that cannot be stained) 26, the measurement of the contact area is performed based on the scattered light generated as a result of the evanescent field being scattered by the cells 26. The evanescent field is greatly scattered by the contour of the region where the bottom surface of the petri dish 24 and the cell 26 are in contact (the boundary between contact and non-contact). The evanescent field is near the bottom of the Petri dish 24 (10
(a region of about nm), the cell portion existing near the bottom surface of the petri dish 24 physically contacts the evanescent field and becomes scattered light. That is, the scattered light becomes stronger at the outline of the contact area between the bottom surface of the petri dish and the cells.
【００５０】また、シャーレ底面と細胞の接触領域で
は、エバネッセント場は、細胞内部を透過（伝搬）し、
細胞のプローブ２８側の表面に局在すると考えられる。
以下では、本実施の形態の説明を簡略化するために、シ
ャーレ底面と細胞の接触領域の輪郭でのみ散乱光が生じ
るものとする。In the contact area between the bottom of the petri dish and the cell, the evanescent field permeates (propagates) inside the cell,
It is thought that it is localized on the surface of the cell on the probe 28 side.
Hereinafter, in order to simplify the description of the present embodiment, it is assumed that scattered light is generated only at the contour of the contact area between the bottom surface of the petri dish and the cells.
【００５１】例えば、図６（ａ）に示される細胞２６で
は、エバネッセント場はシャーレ底面２４ａに直接接触
している部分の縁で散乱されるため、細胞２６を下から
見た図６（ｂ）では、シャーレ底面２４ａと細胞２６の
輪郭だけに散乱光が発生する。図６（ｂ）の一点鎖線に
沿った散乱光の強度は図６（ｃ）に示されるため、適当
に設定したしきい値との比較によって、シャーレ底面２
４ａと試料２６の接触領域の縁を判別できる。For example, in the cell 26 shown in FIG. 6A, the evanescent field is scattered at the edge of the portion directly in contact with the petri dish bottom 24a. In this case, scattered light is generated only on the contour of the Petri dish bottom 24a and the cell 26. The intensity of the scattered light along the alternate long and short dash line in FIG. 6B is shown in FIG. 6C.
The edge of the contact area between the sample 4a and the sample 26 can be determined.
【００５２】図１において、対物レンズ１８によって取
り込まれた散乱光は、撮像素子２２の受光面に結像され
る。励起光は、シャーレ２４の底面に臨界角を越える角
度で入射するため、その反射光は対物レンズ１８に入射
することがないので、撮像素子２２には蛍光により良好
な像が形成される。In FIG. 1, the scattered light captured by the objective lens 18 forms an image on the light receiving surface of the image sensor 22. Since the excitation light enters the bottom surface of the petri dish 24 at an angle exceeding the critical angle, the reflected light does not enter the objective lens 18, so that a good image is formed on the image pickup device 22 by the fluorescent light.
【００５３】撮像素子２２で得られた画像は画像メモリ
３０７に取り込まれ、画像演算回路３０９は、画像メモ
リ３０７に取り込まれた画像に対して、しきい値を越え
る強度を示す閉曲線の輪郭内に含まれる画素の数を算出
し、これをホストコンピュータ４０に送る。ホストコン
ピュータ４０では、画像演算回路３０９から送られてく
る画素数に、対物レンズ１８の倍率と中間倍率と撮像素
子２２の１画素の面積との関係で決まる１画素当たりの
実際の面積を乗算することによって、シャーレ底面２４
ａに対する試料２６の接触面積が求められる。The image obtained by the image sensor 22 is fetched into the image memory 307, and the image calculation circuit 309 sets the image fetched into the image memory 307 within the contour of the closed curve showing the intensity exceeding the threshold value. The number of pixels included is calculated and sent to the host computer 40. The host computer 40 multiplies the number of pixels sent from the image operation circuit 309 by the actual area per pixel determined by the relationship between the magnification of the objective lens 18, the intermediate magnification, and the area of one pixel of the image sensor 22. As a result, the petri dish bottom 24
The contact area of the sample 26 with a is obtained.
【００５４】このようにして、染色可能な試料に対して
も染色不能な試料に対しても、シャーレ２４の底面と細
胞２６の間に働くずり弾性方向の付着力と、これに連動
して変化するシャーレ２４の底面と細胞２６の接触面積
とを同時に測定することができる。これにより、基板な
どに対する微小体の付着の機構を分析する上で重要な手
がかりが得られる。In this way, the adhesive force in the shear elastic direction acting between the bottom surface of the Petri dish 24 and the cell 26 and the interlocking force change in both the stainable sample and the unstainable sample. The contact area between the bottom surface of the Petri dish 24 and the cell 26 can be measured simultaneously. As a result, important clues can be obtained in analyzing the mechanism of the attachment of the minute object to the substrate or the like.
【００５５】本発明は、上述の実施の形態に何等限定さ
れるものではない。上述の実施の形態に対して様々な変
更や改良を施すことは可能であるが、そのような発明の
要旨を逸脱しない範囲で行なわれる実施は全て本発明に
含まれる。The present invention is not limited to the above embodiment. Although various changes and improvements can be made to the above-described embodiment, all the embodiments performed without departing from the gist of the invention are included in the present invention.
【００５６】例えば、染色した細胞に対する測定におい
ては、光を交互に透過遮断する一般にチョッパと呼ばれ
る光学機構をエバネッセント場を発生させる励起光の光
路上に設けて、細胞の退色を遅らせる工夫を施すことも
できる。For example, in the measurement of stained cells, an optical mechanism, generally called a chopper, for alternately blocking and transmitting light is provided on the optical path of the excitation light for generating an evanescent field, and measures are taken to delay the fading of the cells. Can also.
【００５７】[0057]
【発明の効果】本発明によれば、基板と細胞の間に働く
ずり弾性方向の付着力と、基板と試料の間の接触面積と
を同時に測定することにより、付着力の単位面積当たり
の力量を時間変化としてとらえることができる。さら
に、ずり弾性の測定以外のときにも、測定に先駆けて基
板と試料の間の結合力評価にも利用できる。According to the present invention, the adhesive force in the shear elastic direction acting between the substrate and the cell and the contact area between the substrate and the sample are simultaneously measured, whereby the amount of the adhesive force per unit area is measured. Can be regarded as a time change. In addition to the shear elasticity measurement, it can also be used for evaluation of the bonding force between the substrate and the sample prior to the measurement.
【図１】本発明の一実施の形態の微小体付着力測定装置
の構成を示している。FIG. 1 shows a configuration of an apparatus for measuring the adhesion of a microscopic object according to an embodiment of the present invention.
【図２】図１の装置において、垂直方向変位センサと水
平方向変位センサとプローブの配置関係を示している。FIG. 2 shows a positional relationship between a vertical displacement sensor, a horizontal displacement sensor, and a probe in the apparatus shown in FIG.
【図３】図１の装置による付着力測定の動作説明図であ
り、（ａ）はプローブが細胞近傍に位置付けられた状態
を示し、（ｂ）はプローブの押圧部をシャーレの底面に
接触或いは接近させた状態を示し、（ｃ）はプローブの
押圧部に細胞を当接させた状態を示し、（ｄ）は細胞が
シャーレの底面から引き剥がされた状態を示している。3A and 3B are explanatory diagrams of an operation of measuring an adhesive force by the apparatus of FIG. 1, wherein FIG. 3A shows a state in which a probe is positioned near a cell, and FIG. (C) shows a state where the cells are brought into contact with the pressing portion of the probe, and (d) shows a state where the cells are peeled off from the bottom surface of the petri dish.
【図４】図３に示された状態において、プローブの変形
量と細胞の移動量との関係を示している。FIG. 4 shows a relationship between the amount of probe deformation and the amount of cell movement in the state shown in FIG.
【図５】染色された細胞のシャーレ底面に対する接触面
積測定の説明図であり、（ａ）は測定対象の細胞の断面
を示し、（ｂ）は細胞を下から見た様子を示し、（ｃ）
は（ｂ）の一点鎖線に沿った蛍光の強度分布を示してい
る。5A and 5B are explanatory diagrams of measurement of a contact area of a stained cell with a petri dish bottom, where FIG. 5A shows a cross section of a cell to be measured, FIG. 5B shows a state of the cell viewed from below, and FIG. )
(B) shows the intensity distribution of the fluorescence along the one-dot chain line.
【図６】染色されていない細胞のシャーレ底面に対する
接触面積測定の説明図であり、（ａ）は測定対象の細胞
の断面を示し、（ｂ）は細胞を下から見た様子を示し、
（ｃ）は（ｂ）の一点鎖線に沿った蛍光の強度分布を示
している。6A and 6B are explanatory diagrams of measurement of a contact area of unstained cells with a petri dish bottom, where FIG. 6A shows a cross section of a cell to be measured, FIG. 6B shows a state of the cell viewed from below,
(C) shows the fluorescence intensity distribution along the dashed line in (b).
１８ 対物レンズ ２２ 撮像素子 ２８ プローブ ２８ａ 押圧部 ３０ 垂直方向変位センサ ３２ 水平方向変位センサ ４０ ホストコンピュータ ４８ 水平変位検出回路 ５０ 微動ＸＹステージ ２２６ コリメートレンズ ２３６ プリズム ３０１ レーザ ３０３ 光ファイバ ３０９ 画像演算回路 Reference Signs List 18 Objective lens 22 Image sensor 28 Probe 28a Pressing part 30 Vertical displacement sensor 32 Horizontal displacement sensor 40 Host computer 48 Horizontal displacement detecting circuit 50 Fine XY stage 226 Collimating lens 236 Prism 301 Laser 303 Optical fiber 309 Image processing circuit
Claims (3)
定する微小体付着力測定装置であって、 垂直および水平方向に変位自在に構成されたプローブ
と、 前記プローブの先端の垂直方向の変位を光学的に検出す
る第一の変位センサーと、 前記プローブを前記面に対して相対的に水平方向に移動
させて、前記面に付着している前記複数の微小体のう
ち、所望の微小体のみに前記プローブの先端を圧接させ
る手段と、 前記所望の微小体を前記プローブの先端に圧接させた際
に生じる前記プローブの水平方向の初期変位量、及び、
前記プローブの先端によって前記面から前記所望の微小
体が剥がれた際に生じる前記プローブの水平方向の最大
変形量を光学的に検出する第二の変位センサーと、 前記初期変形量と前記最大変形量との間に差演算を施す
ことによって、前記面に付着している前記所望の微小体
の付着力を測定する手段と、 前記面の近傍にエバネッセント場を発生させる手段と、 エバネッセント場を励起光とする蛍光顕微鏡法を用いた
前記面に対する微小体の接触面積を測定する画像処理手
段と、を備えていることを特徴とする微小体付着力測定
装置。An apparatus for measuring the adhesion of a micro-body adhering to an arbitrary surface, comprising: a probe configured to be vertically and horizontally displaceable; and a vertical tip of the probe. A first displacement sensor that optically detects a displacement in a direction, and moving the probe in a horizontal direction relative to the surface to obtain a desired one of the plurality of minute bodies attached to the surface. Means for pressing the tip of the probe only to the microscopic object, and the initial displacement of the probe in the horizontal direction that occurs when the desired microscopic object is pressed against the distal end of the probe, and
A second displacement sensor that optically detects a maximum horizontal deformation amount of the probe generated when the desired minute body is peeled off from the surface by the tip of the probe; and an initial deformation amount and the maximum deformation amount. A means for measuring the adhesive force of the desired minute body adhering to the surface by performing a difference operation between: a means for generating an evanescent field near the surface; and an excitation light for exciting the evanescent field. And an image processing means for measuring the contact area of the minute body with the surface using fluorescence microscopy.
定する微小体付着力測定装置であって、 垂直および水平方向に変位自在に構成されたプローブ
と、 前記プローブの先端の垂直方向の変位を光学的に検出す
る第一の変位センサーと、 前記プローブを前記面に対して相対的に水平方向に移動
させて、前記面に付着している前記複数の微小体のう
ち、所望の微小体のみに前記プローブの先端を圧接させ
る手段と、 前記所望の微小体を前記プローブの先端に圧接させた際
に生じる前記プローブの水平方向の初期変位量、及び、
前記プローブの先端によって前記面から前記所望の微小
体が剥がれた際に生じる前記プローブの水平方向の最大
変形量を光学的に検出する第二の変位センサーと、 前記初期変形量と前記最大変形量との間に差演算を施す
ことによって、前記面に付着している前記所望の微小体
の付着力を測定する手段と、 前記面の近傍にエバネッセント場を発生させる手段と、 エバネッセント場の散乱光に基づき前記面に対する微小
体の接触面積を測定する画像処理手段と、を備えている
ことを特徴とする微小体付着力測定装置。2. A micro-adhesive force measuring device for measuring an adhesive force of a micro-body adhering to an arbitrary surface, comprising: a probe configured to be vertically and horizontally displaceable; A first displacement sensor that optically detects a displacement in a direction, and moving the probe in a horizontal direction relative to the surface to obtain a desired one of the plurality of minute bodies attached to the surface. Means for pressing the tip of the probe only to the microscopic object, and the initial displacement of the probe in the horizontal direction that occurs when the desired microscopic object is pressed against the distal end of the probe, and
A second displacement sensor that optically detects a maximum horizontal deformation amount of the probe generated when the desired minute body is peeled off from the surface by the tip of the probe; and an initial deformation amount and the maximum deformation amount. A means for measuring the adhesive force of the desired minute body adhering to the surface by performing a difference operation between: a means for generating an evanescent field near the surface; and a scattered light of the evanescent field. And an image processing means for measuring a contact area of the minute object with the surface based on the image data.
定する微小体付着力測定装置であって、 垂直及び水平方向に変位自在に構成されたプローブと、 前記プローブの変位を検出する変位検出手段と、 前記面に対する微小体の接触面積を測定する手段とを備
え、 前記プローブが微小体を押圧することで生じる前記プロ
ーブの水平方向の変位と前記微小体の接触面積とに基づ
いて、前記微小体の単位面積当たりの付着力を測定する
ことを特徴とする微小体付着力測定装置。3. A micro-adhesive force measuring device for measuring an adhering force of a micro-body adhering to an arbitrary surface, comprising: a probe configured to be vertically and horizontally displaceable; and detecting a displacement of the probe. And a means for measuring a contact area of the minute body with the surface, based on a horizontal displacement of the probe caused by the probe pressing the minute body and a contact area of the minute body. And measuring the adhesive force per unit area of the minute body.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9140095A JPH10332570A (en) | 1997-05-29 | 1997-05-29 | Measuring apparatus for adhesion force of very small object |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9140095A JPH10332570A (en) | 1997-05-29 | 1997-05-29 | Measuring apparatus for adhesion force of very small object |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10332570A true JPH10332570A (en) | 1998-12-18 |
Family
ID=15260843
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9140095A Withdrawn JPH10332570A (en) | 1997-05-29 | 1997-05-29 | Measuring apparatus for adhesion force of very small object |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10332570A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006266839A (en) * | 2005-03-23 | 2006-10-05 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | Evaluation method of contact interface area, and evaluation device of contact interface area |
| WO2010058077A1 (en) * | 2008-11-21 | 2010-05-27 | Nanogalax Ltd Oy | Method and device for measuring adhesion forces |
| KR101027762B1 (en) | 2007-08-29 | 2011-04-11 | 가부시키가이샤 시마쓰세사쿠쇼 | Method of analyzing a sample in liquid |
-
1997
- 1997-05-29 JP JP9140095A patent/JPH10332570A/en not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006266839A (en) * | 2005-03-23 | 2006-10-05 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | Evaluation method of contact interface area, and evaluation device of contact interface area |
| JP4546861B2 (en) * | 2005-03-23 | 2010-09-22 | 住友ゴム工業株式会社 | Contact interface area evaluation method and contact interface area evaluation apparatus |
| KR101027762B1 (en) | 2007-08-29 | 2011-04-11 | 가부시키가이샤 시마쓰세사쿠쇼 | Method of analyzing a sample in liquid |
| WO2010058077A1 (en) * | 2008-11-21 | 2010-05-27 | Nanogalax Ltd Oy | Method and device for measuring adhesion forces |
| US20110281294A1 (en) * | 2008-11-21 | 2011-11-17 | Nanogalax Ltd Oy | Method and device for measuring adhesion forces |
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