JP2001066239A - 試料観察用プレート、試料調整方法および試料観察装置 - Google Patents
試料観察用プレート、試料調整方法および試料観察装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 表面が分子レベルで平滑で、安価な試料観察
プレートを提供することで、分子レベルの形状観察と光
学観察を再現性よく行えるようにする。 【解決手段】 分子レベルの形状及び光学情報の観察を
行う機器で使用する試料観察用プレートにおいて、試料
観察プレートに疎水性膜１２をパターニングして被覆
し、試料観察用プレートを構成した。さらに、この試料
観察用プレートを用いて観察装置を構成した。
プレートを提供することで、分子レベルの形状観察と光
学観察を再現性よく行えるようにする。 【解決手段】 分子レベルの形状及び光学情報の観察を
行う機器で使用する試料観察用プレートにおいて、試料
観察プレートに疎水性膜１２をパターニングして被覆
し、試料観察用プレートを構成した。さらに、この試料
観察用プレートを用いて観察装置を構成した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、生物試料、有機試
料の分子レベルでの観察・分析に使用される試料観察用
プレート、試料調整方法および観察装置に関する。
料の分子レベルでの観察・分析に使用される試料観察用
プレート、試料調整方法および観察装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＤＮＡなどの分子レベルの試料の観察を
プローブ顕微鏡によって行う場合には、マイカ、ＨＯＰ
Ｇ、ガラス板などが用いられてきた。このうち、マイ
カ、ＨＯＰＧは、きわめて平滑な表面を有するが、同時
に光学的な透過観察を行おうとすると光透過性が悪く困
難であった。また、これらの表面は親水性であることか
ら、試料の吸着には、シランカップリング剤による表面
修飾（M.Bezanilla et al., Langmuir 11(1995)655）な
どが用いられてきたが、試料の観察位置を精確に決める
ことができず、試料の位置を探すのに長時間を要すると
いう問題があった。さらに、試料調整方法としては、滴
下して乾燥させる方法や滴下後に液体を吹き飛ばす方法
などがある。乾燥させる方法では、そのままでは塩析な
どによって観察に十分な試料調整ができない場合が多
い。また、エアーで吹き飛ばす方法では、塩析の問題は
なくなるが、吸着の条件を厳密に検討する必要があるこ
とと、１つのプレート上に複数の試料を調整するのが難
しいという問題点がある。
プローブ顕微鏡によって行う場合には、マイカ、ＨＯＰ
Ｇ、ガラス板などが用いられてきた。このうち、マイ
カ、ＨＯＰＧは、きわめて平滑な表面を有するが、同時
に光学的な透過観察を行おうとすると光透過性が悪く困
難であった。また、これらの表面は親水性であることか
ら、試料の吸着には、シランカップリング剤による表面
修飾（M.Bezanilla et al., Langmuir 11(1995)655）な
どが用いられてきたが、試料の観察位置を精確に決める
ことができず、試料の位置を探すのに長時間を要すると
いう問題があった。さらに、試料調整方法としては、滴
下して乾燥させる方法や滴下後に液体を吹き飛ばす方法
などがある。乾燥させる方法では、そのままでは塩析な
どによって観察に十分な試料調整ができない場合が多
い。また、エアーで吹き飛ばす方法では、塩析の問題は
なくなるが、吸着の条件を厳密に検討する必要があるこ
とと、１つのプレート上に複数の試料を調整するのが難
しいという問題点がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】透過型の光学観察が可
能で、安価な試料観察プレートであり、表面に試料を決
められた位置に再現性よく吸着または結合可能な試料プ
レートを提供し、この試料プレートを用いた試料調整方
法を提供し、さらに、この試料観察用プレートを用いた
観察装置を提供することで、分子レベルの形状観察と光
学観察を可能にすることが本発明の課題である。
能で、安価な試料観察プレートであり、表面に試料を決
められた位置に再現性よく吸着または結合可能な試料プ
レートを提供し、この試料プレートを用いた試料調整方
法を提供し、さらに、この試料観察用プレートを用いた
観察装置を提供することで、分子レベルの形状観察と光
学観察を可能にすることが本発明の課題である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、試料観察プレートを考案した。これは、疎水性膜を
パターニングした試料観察用プレートを構成することに
よって、観察試料の吸着位置の制御を可能にすること
で、課題を解決したものである。さらに、疎水性膜のパ
ターニングを行うことによって、試料の配列をより確実
に制御することができるようにした。
め、試料観察プレートを考案した。これは、疎水性膜を
パターニングした試料観察用プレートを構成することに
よって、観察試料の吸着位置の制御を可能にすること
で、課題を解決したものである。さらに、疎水性膜のパ
ターニングを行うことによって、試料の配列をより確実
に制御することができるようにした。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下図面に基づいて、本発明の試
料観察用プレートの説明を行う。図１は、疎水性膜１２
のパターンをガラス基板１１上に形成した例であり、疎
水性膜で囲まれた領域１５が、試料吸着領域となる。こ
の場合、ガラス基板１１の表面は、疎水性膜を製膜する
前に、親水性の化学修飾がされていてもよい。
料観察用プレートの説明を行う。図１は、疎水性膜１２
のパターンをガラス基板１１上に形成した例であり、疎
水性膜で囲まれた領域１５が、試料吸着領域となる。こ
の場合、ガラス基板１１の表面は、疎水性膜を製膜する
前に、親水性の化学修飾がされていてもよい。
【０００６】この試料領域１５は、横長で左右の幅の異
なる形状をしているが、これは、試料液を滴下して乾燥
させる場合に、試料液が蒸発していく過程で、面積の大
きな方に液が残っていくことで、蒸発過程での液の動き
の方向性を制御するためである。この試料領域の形状
は、図１に示した台形上の形状だけに限らず、いろいろ
な形状をとることができる。
なる形状をしているが、これは、試料液を滴下して乾燥
させる場合に、試料液が蒸発していく過程で、面積の大
きな方に液が残っていくことで、蒸発過程での液の動き
の方向性を制御するためである。この試料領域の形状
は、図１に示した台形上の形状だけに限らず、いろいろ
な形状をとることができる。
【０００７】次に、より平滑な表面を得るために、図２
に示すような試料観察プレートを考案した。図２では、
ガラス板１１、接着剤１３、結晶状薄膜としてのマイカ
薄膜１４、疎水性膜１２から構成されている。マイカ薄
膜の裏面とガラスを接着剤で密着させることにより、ガ
ラスを通して、マイカ薄膜表面を顕微鏡観察することも
できる。この場合の接着剤は、蛍光観察の際に蛍光を発
しない材料が望ましく、シアノアクリレート系接着剤が
適している。
に示すような試料観察プレートを考案した。図２では、
ガラス板１１、接着剤１３、結晶状薄膜としてのマイカ
薄膜１４、疎水性膜１２から構成されている。マイカ薄
膜の裏面とガラスを接着剤で密着させることにより、ガ
ラスを通して、マイカ薄膜表面を顕微鏡観察することも
できる。この場合の接着剤は、蛍光観察の際に蛍光を発
しない材料が望ましく、シアノアクリレート系接着剤が
適している。
【０００８】この試料観察用プレートでは、ガラス板お
よび前記結晶状薄膜の合計の厚さを０．２５ｍｍ以下に
することが可能であり、これによって、倒立型顕微鏡の
油浸式または水浸式の対物レンズを使用することができ
る。通常のカバーガラス（厚さ０．１７ｍｍ）を用いた
場合、マイカ薄膜の厚さを０．０８ｍｍ以下にすればよ
い。
よび前記結晶状薄膜の合計の厚さを０．２５ｍｍ以下に
することが可能であり、これによって、倒立型顕微鏡の
油浸式または水浸式の対物レンズを使用することができ
る。通常のカバーガラス（厚さ０．１７ｍｍ）を用いた
場合、マイカ薄膜の厚さを０．０８ｍｍ以下にすればよ
い。
【０００９】次に、図３の場合は、親水性の試料領域１
５の中間部に疎水性の中間領域１６を設けた例である。
この場合は、試料滴下時には、水の表面張力によって中
間領域１６をまたいで、液体が、試料領域１５全体に行
き渡るため、疎水性が寄与した吸着を中間領域１６にお
いて起こさせることができる。図４は、図３と同様に、
親水性の試料領域１５の中間に疎水性の試料領域１６を
配置した例であるが、この場合は、始めに疎水性膜１２
を被覆してから、その上に親水性膜１７をパターニング
して製膜した例である。
５の中間部に疎水性の中間領域１６を設けた例である。
この場合は、試料滴下時には、水の表面張力によって中
間領域１６をまたいで、液体が、試料領域１５全体に行
き渡るため、疎水性が寄与した吸着を中間領域１６にお
いて起こさせることができる。図４は、図３と同様に、
親水性の試料領域１５の中間に疎水性の試料領域１６を
配置した例であるが、この場合は、始めに疎水性膜１２
を被覆してから、その上に親水性膜１７をパターニング
して製膜した例である。
【００１０】次に、パターン形状の中間部分に複数の微
細な親水性あるいは疎水性パターンを形成した例を図５
と図６に示す。図５の場合は、親水性の微細パターン１
８を形成した例で、図６は、疎水性の微細パターン１９
を形成した例である。さらに、試料パターン１５を図７
に示すように複数配置することもできる。このようにす
ることで、一つの試料観察プレート上に複数の試料を決
められた位置に同時に吸着させることができ、効率よく
観察を行うことができる。
細な親水性あるいは疎水性パターンを形成した例を図５
と図６に示す。図５の場合は、親水性の微細パターン１
８を形成した例で、図６は、疎水性の微細パターン１９
を形成した例である。さらに、試料パターン１５を図７
に示すように複数配置することもできる。このようにす
ることで、一つの試料観察プレート上に複数の試料を決
められた位置に同時に吸着させることができ、効率よく
観察を行うことができる。
【００１１】これらのパターニングした疎水性膜、親水
性膜の形成には、パターニングしたフォトレジスト膜、
あるいは、マスキングして真空蒸着法などによる薄膜形
成技術と重合化技術を応用することができる。続いて、
試料調整の方法について説明する。図８において、図４
に示した試料観察プレートを例にして説明すると、始め
に試料液２１を滴下した際には、図８(a)のように、試
料領域全体に、試料液を保持させることができる。試料
パターンは、図において右側の面積を広くしていること
から、図８(b)、(c)に示すように液体が蒸発するに従
い、試料液２１は右側に偏って減少していく。これによ
って、例えば、ＤＮＡなどの試料を中間の疎水性領域に
吸着させた場合、図８(d)のように、液の進む方向にし
たがって、方向をそろえて吸着させることができる。
性膜の形成には、パターニングしたフォトレジスト膜、
あるいは、マスキングして真空蒸着法などによる薄膜形
成技術と重合化技術を応用することができる。続いて、
試料調整の方法について説明する。図８において、図４
に示した試料観察プレートを例にして説明すると、始め
に試料液２１を滴下した際には、図８(a)のように、試
料領域全体に、試料液を保持させることができる。試料
パターンは、図において右側の面積を広くしていること
から、図８(b)、(c)に示すように液体が蒸発するに従
い、試料液２１は右側に偏って減少していく。これによ
って、例えば、ＤＮＡなどの試料を中間の疎水性領域に
吸着させた場合、図８(d)のように、液の進む方向にし
たがって、方向をそろえて吸着させることができる。
【００１２】別の試料調整法としては、図９(a)に示す
ように、疎水性膜を被覆した試料観察プレートの表面に
ピペット２３で保持された試料液滴２２を試料液を接触
させ、試料吸着を行う方法もある。ここで、図９(b)の
ように、試料液滴２２を表面に接触させたまま横方向に
移動することによって、方向性を持たせた試料吸着を行
わせることができる。
ように、疎水性膜を被覆した試料観察プレートの表面に
ピペット２３で保持された試料液滴２２を試料液を接触
させ、試料吸着を行う方法もある。ここで、図９(b)の
ように、試料液滴２２を表面に接触させたまま横方向に
移動することによって、方向性を持たせた試料吸着を行
わせることができる。
【００１３】この試料観察プレートは、図１０に示すよ
うに、原子間力顕微鏡に使用することができる。図１０
において、原子間力顕微鏡は、試料観察用プレート３
０、プローブ３２、プローブ変位検出器３３、走査機構
３１、制御・データ処理ユニット３４から構成されてい
る。観察は、空気中だけでなく、液体中でも可能であ
り、図１１に示すように、試料表面とプローブを液体３
５中に浸漬することで、液中の観察を行うことができ
る。
うに、原子間力顕微鏡に使用することができる。図１０
において、原子間力顕微鏡は、試料観察用プレート３
０、プローブ３２、プローブ変位検出器３３、走査機構
３１、制御・データ処理ユニット３４から構成されてい
る。観察は、空気中だけでなく、液体中でも可能であ
り、図１１に示すように、試料表面とプローブを液体３
５中に浸漬することで、液中の観察を行うことができ
る。
【００１４】さらに、走査型近接場光学顕微鏡に使用す
る場合には、図１２に示すように、走査型近接場光学顕
微鏡は、試料観察プレート３０の他、光プローブ４１、
対物レンズ４３、光検出器４４、光源４２、変位検出器
３３、走査機構３１、制御・データ処理ユニット３４な
どから構成されている。図１３は、原子間力顕微鏡−共
焦点顕微鏡結合型観察装置の例を示したもので、試料観
察プレート３０の他、プローブ３２、対物レンズ４３、
光検出器４４、光源５１、ガルバノミラー５２、ダイク
ロイックミラー５３、ピンホール５４、変位検出器３
３、走査機構３１、制御・データ処理ユニット３４など
から構成されている。
る場合には、図１２に示すように、走査型近接場光学顕
微鏡は、試料観察プレート３０の他、光プローブ４１、
対物レンズ４３、光検出器４４、光源４２、変位検出器
３３、走査機構３１、制御・データ処理ユニット３４な
どから構成されている。図１３は、原子間力顕微鏡−共
焦点顕微鏡結合型観察装置の例を示したもので、試料観
察プレート３０の他、プローブ３２、対物レンズ４３、
光検出器４４、光源５１、ガルバノミラー５２、ダイク
ロイックミラー５３、ピンホール５４、変位検出器３
３、走査機構３１、制御・データ処理ユニット３４など
から構成されている。
【００１５】これらの観察装置では、ＤＮＡや蛋白質な
どの分子レベルでの形状観察と光学的な観察に適してい
る。当然、これらの装置においても液中観察を行うこと
ができる。
どの分子レベルでの形状観察と光学的な観察に適してい
る。当然、これらの装置においても液中観察を行うこと
ができる。
【００１６】
【発明の効果】本発明の試料観察プレートによって、透
過型の光学観察が可能で、安価なでかつ、表面に試料を
決められた位置に再現性よく吸着または結合可能な試料
プレートを実現することができ、試料調整方法と観察装
置によって、分子レベルの試料の形状と光学特性の観察
が効率よく行えるようになった。
過型の光学観察が可能で、安価なでかつ、表面に試料を
決められた位置に再現性よく吸着または結合可能な試料
プレートを実現することができ、試料調整方法と観察装
置によって、分子レベルの試料の形状と光学特性の観察
が効率よく行えるようになった。
【図１】本発明の試料観察プレートの構造を示した図で
ある。
ある。
【図２】本発明の試料観察プレートの構造を示した図で
ある。
ある。
【図３】本発明の試料観察プレートの構造を示した図で
ある。
ある。
【図４】本発明の試料観察プレートの構造を示した図で
ある。
ある。
【図５】本発明の試料観察プレートの構造を示した図で
ある。
ある。
【図６】本発明の試料観察プレートの構造を示した図で
ある。
ある。
【図７】本発明の試料観察プレートの構造を示した図で
ある。
ある。
【図８】本発明の試料調整法の説明図である。
【図９】本発明の試料調整法の説明図である。
【図１０】本発明の観察装置の原子間力顕微鏡の模式図
である。
である。
【図１１】本発明の観察装置の原子間力顕微鏡の模式図
である。
である。
【図１２】本発明の観察装置の走査型近接場光学顕微鏡
の模式図である。
の模式図である。
【図１３】本発明の原子間力顕微鏡−共焦点顕微鏡結合
型観察装置の模式図である。
型観察装置の模式図である。
１１ ガラス板 １２ 疎水性膜 １３ 接着剤 １４ マイカ薄膜 １５ 試料領域 １６ 中間領域 １７ 親水性膜 １８ 親水性の微細パターン １９ 疎水性の微細パターン ２１ 試料液 ２２ 試料液滴 ２３ ピペット ３０ 試料観察用プレート ３１ 走査機構 ３２ プローブ ３３ 変位検出器 ３４ 制御・データ処理ユニット ３５ 液体 ４１ 光プローブ ４２ 光源 ４３ 対物レンズ ４４ 光検出器 ５１ 光源 ５２ ガルバノミラー ５３ ダイクロイックミラー ５４ ピンホール
Claims (19)
- 【請求項１】 分子レベルの形状及び光学情報の観察を
行う機器で使用する試料観察用プレートにおいて、基板
上に少なくとも疎水性の試料調整位置決め用パターンが
形成されていることを特徴とする試料観察用プレート。 - 【請求項２】 前記基板がガラス板であることを特徴と
する請求項１記載の試料観察用プレート。 - 【請求項３】 前記基板がガラス板に結晶状薄膜が接着
されることによって構成されていることを特徴とする請
求項１記載の試料観察用プレート。 - 【請求項４】 前記結晶状薄膜の厚さが、０．０８ｍｍ
以下であることを特徴とする請求項３記載の試料観察用
プレート。 - 【請求項５】 前記結晶状薄膜が、マイカであることを
特徴とする請求項６記載の試料観察用プレート。 - 【請求項６】 前記ガラス板および前記結晶状薄膜の合
計の厚さが、０．２５ｍｍ以下であることを特徴とする
請求項６記載の試料観察用プレート。 - 【請求項７】 前記接着が、シアノアクリレート系接着
剤によることを特徴とする請求項６記載の試料観察用プ
レート。 - 【請求項８】 前記試料位置決め用パターンの形状が、
すくなくとも疎水性膜および親水性膜の２種類によって
構成されていることを特徴とする請求項１記載の試料観
察用プレート。 - 【請求項９】 前記試料位置決め用パターンの形状が、
親水性のパターンの周りに疎水性のパターンが配置され
ている構成であることを特徴とする請求項１記載の試料
観察用プレート。 - 【請求項１０】 前記試料位置決め用パターンの形状
が、横長で左右の幅の異なる形状であることを特徴とす
る請求項１あるいは９記載の試料観察用プレート。 - 【請求項１１】 親水性パターン形状の中間部分に疎水
性パターンが形成されていることを特徴とする請求項９
あるいは１０記載の試料観察用プレート。 - 【請求項１２】 前記パターンの中間部分に複数の微細
な親水性あるいは疎水性パターンが形成されていること
を特徴とする請求項１記載の試料観察用プレート。 - 【請求項１３】 親水性パターンあるいは疎水性パター
ンが官能基を有することを特徴とする請求項１記載の試
料観察用プレート。 - 【請求項１４】 請求項１０記載の試料観察プレートに
試料液を滴下することによって、配向性のある試料吸着
を行う試料調整方法。 - 【請求項１５】 請求項１記載の試料観察プレートに試
料液を接触させ、試料吸着を行う試料調整方法。 - 【請求項１６】 前記試料調整方法において、さらに、
液を接触させながら移動する工程を含むことを特徴とす
る請求項１５記載の試料調整方法。 - 【請求項１７】 分子レベルの形状及び光学情報の観察
を行う機器において、少なくとも、前記試料観察用プレ
ート、 プローブ、変位検出器、走査機構、制御・デー
タ処理ユニットから構成されている観察装置。 - 【請求項１８】 分子レベルの形状及び光学情報の観察
を行う機器において、前記試料観察用プレート、光プロ
ーブ、対物レンズ、光検出器、光源、変位検出器、走査
機構、制御・データ処理ユニットから構成されている観
察装置。 - 【請求項１９】 分子レベルの形状及び光学情報の観察
を行う機器において、少なくとも、前記試料観察用プレ
ート、 プローブ、対物レンズ、光検出器、光源、ガル
バノミラー、ダイクロイックミラー、ピンホール、変位
検出器、走査機構、制御・データ処理ユニットから構成
されている観察装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24291599A JP2001066239A (ja) | 1999-08-30 | 1999-08-30 | 試料観察用プレート、試料調整方法および試料観察装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24291599A JP2001066239A (ja) | 1999-08-30 | 1999-08-30 | 試料観察用プレート、試料調整方法および試料観察装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001066239A true JP2001066239A (ja) | 2001-03-16 |
Family
ID=17096114
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24291599A Pending JP2001066239A (ja) | 1999-08-30 | 1999-08-30 | 試料観察用プレート、試料調整方法および試料観察装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001066239A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005000744A (ja) * | 2003-06-10 | 2005-01-06 | Kitakyushu Foundation For The Advancement Of Industry Science & Technology | マイクロ液滴輸送デバイス |
| JP2007132781A (ja) * | 2005-11-10 | 2007-05-31 | Sii Nanotechnology Inc | 液中用カンチレバーホルダ及び走査型プローブ顕微鏡 |
| JP2008516207A (ja) * | 2004-10-07 | 2008-05-15 | エヌアンビション・ゲーエムベーハー | 走査型プローブ顕微鏡検査のための装置及び方法 |
| KR101180386B1 (ko) | 2010-08-23 | 2012-09-10 | 광주과학기술원 | 생물분자 고정화용 패턴화 기판, 이의 제조 방법 및 바이오칩용 마이크로어레이 센서 |
| CN112461593A (zh) * | 2020-11-18 | 2021-03-09 | 江苏世泰诊断技术有限公司 | 一种定量取样盖玻片及其制作方法 |
-
1999
- 1999-08-30 JP JP24291599A patent/JP2001066239A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005000744A (ja) * | 2003-06-10 | 2005-01-06 | Kitakyushu Foundation For The Advancement Of Industry Science & Technology | マイクロ液滴輸送デバイス |
| JP4590542B2 (ja) * | 2003-06-10 | 2010-12-01 | 国立大学法人九州工業大学 | マイクロ液滴輸送デバイス |
| JP2008516207A (ja) * | 2004-10-07 | 2008-05-15 | エヌアンビション・ゲーエムベーハー | 走査型プローブ顕微鏡検査のための装置及び方法 |
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| CN112461593A (zh) * | 2020-11-18 | 2021-03-09 | 江苏世泰诊断技术有限公司 | 一种定量取样盖玻片及其制作方法 |
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