JP2001083088A - 量子ドット観察法及びその装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 量子ドットを観察する場合に最適な方法及び
装置構成。 【解決手段】 量子ドットに励起光を照射し、量子ドッ
トからの複数の異なる波長域の発光を検出する量子ドッ
ト観察法において、励起光の波長帯域が可変的に調整可
能である量子ドット観察法を実施する装置であり、量子
ドットに対する励起光を発生する光源１１と、光源１１
からの励起光を集光し、量子ドットを含む標本に向けて
照射する照明光学系１と、量子ドットからの複数の異な
る波長域の発光を検出する検出光学系２とからなり、照
明光学系１は、励起光の波長帯域を調整する可変フィル
タ手段１３を有している。
装置構成。 【解決手段】 量子ドットに励起光を照射し、量子ドッ
トからの複数の異なる波長域の発光を検出する量子ドッ
ト観察法において、励起光の波長帯域が可変的に調整可
能である量子ドット観察法を実施する装置であり、量子
ドットに対する励起光を発生する光源１１と、光源１１
からの励起光を集光し、量子ドットを含む標本に向けて
照射する照明光学系１と、量子ドットからの複数の異な
る波長域の発光を検出する検出光学系２とからなり、照
明光学系１は、励起光の波長帯域を調整する可変フィル
タ手段１３を有している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、量子ドット観察法
及びその装置に関し、特に、量子ドットを用いた発光観
察法と、その発光観察法を具現化するための発光観察装
置に関するものである。
及びその装置に関し、特に、量子ドットを用いた発光観
察法と、その発光観察法を具現化するための発光観察装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年までに開発されてきた超高感度検出
機材が、単一分子の検出、同定、及び、運動の観察を可
能にし、分析化学、分子生物学及びナノ構造体の解析に
大きな役割を果たしてきている。
機材が、単一分子の検出、同定、及び、運動の観察を可
能にし、分析化学、分子生物学及びナノ構造体の解析に
大きな役割を果たしてきている。
【０００３】単一分子の観察には、従来は、目的の分子
を蛍光色素を用いて標識付けし、それを蛍光顕微鏡で観
察する方法が大部分だったが、近年になって、それに代
わる方法として、量子ドットで標識する方法がＷ．Ｃ．
Ｗ．Ｃｈａｎ等により提案されてきている（Ｗ．Ｃ．
Ｗ．Ｃｈａｎ ａｎｄ Ｓ．Ｎｉｅ，Ｓｃｉｅｎｃｅ，
ｖｏｌ．２８１（１９９８），ｐ．２０１６）。
を蛍光色素を用いて標識付けし、それを蛍光顕微鏡で観
察する方法が大部分だったが、近年になって、それに代
わる方法として、量子ドットで標識する方法がＷ．Ｃ．
Ｗ．Ｃｈａｎ等により提案されてきている（Ｗ．Ｃ．
Ｗ．Ｃｈａｎ ａｎｄ Ｓ．Ｎｉｅ，Ｓｃｉｅｎｃｅ，
ｖｏｌ．２８１（１９９８），ｐ．２０１６）。
【０００４】Ｗ．Ｃ．Ｗ．Ｃｈａｎ等により示された量
子ドットの構造の代表的な例は、図３に示すように、直
径２〜５ｎｍの半導体ＣｄＳｅの微小球の表面にＺｎＳ
をコートし、それに硫黄分子を介して水酸基を吸着させ
た形である。この水酸基の一部を目標とする蛋白質と結
合させる。
子ドットの構造の代表的な例は、図３に示すように、直
径２〜５ｎｍの半導体ＣｄＳｅの微小球の表面にＺｎＳ
をコートし、それに硫黄分子を介して水酸基を吸着させ
た形である。この水酸基の一部を目標とする蛋白質と結
合させる。
【０００５】量子ドットの発光特性は、図４に示すよう
に、従来の蛍光色素に比較して次のような特徴がある。
一つは、発光スペクトルの半値幅が中心波長の１／２０
ぐらいであり、蛍光色素の約１／３程度に狭いというこ
と、発光スペクトルのピーク波長は量子ドットの大きさ
及び材質を選択することにより、およそ４００ｎｍ〜２
０００ｎｍぐらいの範囲で比較的自由に設定することが
可能であるということ、さらには、励起スペクトルは、
発光スペクトルの中心波長の位置に関わらず、可視光〜
紫外光領域では短波長側程その強度が強くなるというこ
とである。図４には、ＣｄＳｅ及びＩｎＰからなる粒径
の異なる量子ドットの励起・発光スペクトル分布を示し
てある。
に、従来の蛍光色素に比較して次のような特徴がある。
一つは、発光スペクトルの半値幅が中心波長の１／２０
ぐらいであり、蛍光色素の約１／３程度に狭いというこ
と、発光スペクトルのピーク波長は量子ドットの大きさ
及び材質を選択することにより、およそ４００ｎｍ〜２
０００ｎｍぐらいの範囲で比較的自由に設定することが
可能であるということ、さらには、励起スペクトルは、
発光スペクトルの中心波長の位置に関わらず、可視光〜
紫外光領域では短波長側程その強度が強くなるというこ
とである。図４には、ＣｄＳｅ及びＩｎＰからなる粒径
の異なる量子ドットの励起・発光スペクトル分布を示し
てある。
【０００６】量子ドットは、一分子検出に用いる場合、
従来の有機物よりなる蛍光色素と比較して、次のような
利点がある。その一つは、大きさが非常に小さく、目標
の分子の運動をほとんど妨げないということ、もう一つ
は、発光効率が従来の蛍光式それぞれより格段に高く、
高感度に一分子を検出できるということ、もう一つは、
毒性が非常に少なく、生体内部を生きたまま観察できる
ということ、さらにもう一つは、褪色が非常に少ないと
いうことである。このような利点から、今後の一分子検
出を用いた分析解析には、従来の蛍光色素に代わって量
子ドットが広く使われるようになることが期待される。
従来の有機物よりなる蛍光色素と比較して、次のような
利点がある。その一つは、大きさが非常に小さく、目標
の分子の運動をほとんど妨げないということ、もう一つ
は、発光効率が従来の蛍光式それぞれより格段に高く、
高感度に一分子を検出できるということ、もう一つは、
毒性が非常に少なく、生体内部を生きたまま観察できる
ということ、さらにもう一つは、褪色が非常に少ないと
いうことである。このような利点から、今後の一分子検
出を用いた分析解析には、従来の蛍光色素に代わって量
子ドットが広く使われるようになることが期待される。
【０００７】さらに、複数種類の分子の同定を同時に行
おうとする場合、量子ドットは、従来の蛍光色素に比べ
て以下の利点がある。すなわち、量子ドットにおいて
は、上に記した通り粒径や材質を選ぶことにより複数の
発光中心波長を比較的自由に設定することができ、しか
も、発光スペクトルの半値幅が狭いので、使用可能な波
長域において、蛍光色素を用いる従来の方法より数多く
の種類の分子の同定が可能になるということである。さ
らに、量子ドットは、励起スペクトルが、発光スペクト
ルの中心波長に関わらず、可視域ならば短波長程励起強
度が強いため、単一の波長帯域で全ての量子ドットを効
率良く励起することが可能である。
おうとする場合、量子ドットは、従来の蛍光色素に比べ
て以下の利点がある。すなわち、量子ドットにおいて
は、上に記した通り粒径や材質を選ぶことにより複数の
発光中心波長を比較的自由に設定することができ、しか
も、発光スペクトルの半値幅が狭いので、使用可能な波
長域において、蛍光色素を用いる従来の方法より数多く
の種類の分子の同定が可能になるということである。さ
らに、量子ドットは、励起スペクトルが、発光スペクト
ルの中心波長に関わらず、可視域ならば短波長程励起強
度が強いため、単一の波長帯域で全ての量子ドットを効
率良く励起することが可能である。
【０００８】さて、量子ドットで標識付けした複数種類
の物質の同定を行うことは、通常の落射型蛍光顕微鏡を
用いても可能である。
の物質の同定を行うことは、通常の落射型蛍光顕微鏡を
用いても可能である。
【０００９】通常の落射型蛍光顕微鏡の特徴としては、
使用する蛍光色素を励起する波長域を選択する励起フィ
ルタと、励起フィルタの透過波長帯域を阻止し、蛍光の
波長帯域を透過する阻止フィルタと、励起フィルタの透
過波長帯域を反射し、蛍光の波長帯域を透過するダイク
ロイックミラーとを備えることである。光源からの光
は、励起フィルタを透過することによりある定められた
波長帯域に制限された励起光となり、その励起光はダイ
クロイックミラーによって観察光路と同軸に標本に向か
って反射されて標本を照射し、それによって発生した蛍
光は観察光路を励起光と逆向きに進み、ダイクロイック
ミラーを透過し、阻止フィルタはダイクロイックミラー
を透過した光から励起光の残存成分を阻止し、蛍光を透
過する。これら３つの光学素子を用いることにより、蛍
光を励起光により発光させ、かつ、励起光と比較して微
弱な蛍光をコントラスト良く検出することが可能にな
る。
使用する蛍光色素を励起する波長域を選択する励起フィ
ルタと、励起フィルタの透過波長帯域を阻止し、蛍光の
波長帯域を透過する阻止フィルタと、励起フィルタの透
過波長帯域を反射し、蛍光の波長帯域を透過するダイク
ロイックミラーとを備えることである。光源からの光
は、励起フィルタを透過することによりある定められた
波長帯域に制限された励起光となり、その励起光はダイ
クロイックミラーによって観察光路と同軸に標本に向か
って反射されて標本を照射し、それによって発生した蛍
光は観察光路を励起光と逆向きに進み、ダイクロイック
ミラーを透過し、阻止フィルタはダイクロイックミラー
を透過した光から励起光の残存成分を阻止し、蛍光を透
過する。これら３つの光学素子を用いることにより、蛍
光を励起光により発光させ、かつ、励起光と比較して微
弱な蛍光をコントラスト良く検出することが可能にな
る。
【００１０】通常の落射蛍光顕微鏡では、これら３つの
光学素子を一体にして蛍光キューブとして構成し、各種
蛍光色素の発光特性に合わせたものを多種類用意してい
る。そして、使用する蛍光色素に応じて簡単な操作で切
り換えられるようにしていることが多い。例えば、複数
の蛍光キューブをターレット上に配置し、ターレットを
回転させるだけで蛍光キューブの切り換えができるよう
になっている落射蛍光顕微鏡構成が公知である。また、
蛍光キューブをスライダ上に配置し、スライダをスライ
ドさせるだけで蛍光キューブが切り換えられるようにな
っている構成も公知である。
光学素子を一体にして蛍光キューブとして構成し、各種
蛍光色素の発光特性に合わせたものを多種類用意してい
る。そして、使用する蛍光色素に応じて簡単な操作で切
り換えられるようにしていることが多い。例えば、複数
の蛍光キューブをターレット上に配置し、ターレットを
回転させるだけで蛍光キューブの切り換えができるよう
になっている落射蛍光顕微鏡構成が公知である。また、
蛍光キューブをスライダ上に配置し、スライダをスライ
ドさせるだけで蛍光キューブが切り換えられるようにな
っている構成も公知である。
【００１１】さて、この落射蛍光顕微鏡を用いて、大き
さ又は材質が異なる複数種類の量子ドットで標識された
標本を観察する場合、これら３つの光学素子の波長特性
は、図５に示すように、励起フィルタは使用する量子ド
ットの発光帯域の最小値λ0より長い波長の光を阻止す
ると共に、それより短い波長の光を透過し、阻止フィル
タはλ0 より短い波長の光を阻止すると共に、それより
長い波長の光を透過し、ダイクロイックミラーはλ0 よ
り短い波長の光を反射し、それより長い波長の光を透過
するように設定すればよい。このようにすることによっ
て、微弱な量子ドットの発光は、強力な励起光と重なる
ことなく、コントラスト良く観察することができる。
さ又は材質が異なる複数種類の量子ドットで標識された
標本を観察する場合、これら３つの光学素子の波長特性
は、図５に示すように、励起フィルタは使用する量子ド
ットの発光帯域の最小値λ0より長い波長の光を阻止す
ると共に、それより短い波長の光を透過し、阻止フィル
タはλ0 より短い波長の光を阻止すると共に、それより
長い波長の光を透過し、ダイクロイックミラーはλ0 よ
り短い波長の光を反射し、それより長い波長の光を透過
するように設定すればよい。このようにすることによっ
て、微弱な量子ドットの発光は、強力な励起光と重なる
ことなく、コントラスト良く観察することができる。
【００１２】さらに、λ0 の異なる複数の蛍光キューブ
を用意しておき、使用する量子ドットの発光帯域に応じ
てその蛍光キューブを自由に切り換えられるようにして
おけば、検出効率上好ましい。
を用意しておき、使用する量子ドットの発光帯域に応じ
てその蛍光キューブを自由に切り換えられるようにして
おけば、検出効率上好ましい。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、量子ドット
で標識された標本を通常の落射蛍光顕微鏡で検出しよう
とする場合、以下の問題が生じる。
で標識された標本を通常の落射蛍光顕微鏡で検出しよう
とする場合、以下の問題が生じる。
【００１４】すなわち、量子ドットを効率良く励起し
て、量子ドットの発光強度を強め、コントラスト良く検
出しようとするならば、励起光はλ0 より短い波長領域
をできるだけ広く取ることが好ましい。しかし、励起光
の波長が短い成分により、標本を固定する封入剤及び対
物レンズを構成する硝材からの自家蛍光が発生し、それ
が観察像のコントラストを著しく下げる場合がある。そ
の自家蛍光の程度は、封入剤及び対物レンズによって様
々であり、予め励起波長域を設定しておくことは好まし
くない。すなわち、励起波長域を予めある値に設定して
おけば、自家蛍光のほとんど発生しない標本及び対物レ
ンズ使用時においては、量子ドットの発光効率が最適化
されていないことになり、特に、一分子観察のような極
微弱光検出を行う場合においては、著しく検出能力を低
下させてしまい都合が悪い。また、このような極微弱光
検出のためのλ0 も、標本や使用対物レンズにより異な
ることがある。
て、量子ドットの発光強度を強め、コントラスト良く検
出しようとするならば、励起光はλ0 より短い波長領域
をできるだけ広く取ることが好ましい。しかし、励起光
の波長が短い成分により、標本を固定する封入剤及び対
物レンズを構成する硝材からの自家蛍光が発生し、それ
が観察像のコントラストを著しく下げる場合がある。そ
の自家蛍光の程度は、封入剤及び対物レンズによって様
々であり、予め励起波長域を設定しておくことは好まし
くない。すなわち、励起波長域を予めある値に設定して
おけば、自家蛍光のほとんど発生しない標本及び対物レ
ンズ使用時においては、量子ドットの発光効率が最適化
されていないことになり、特に、一分子観察のような極
微弱光検出を行う場合においては、著しく検出能力を低
下させてしまい都合が悪い。また、このような極微弱光
検出のためのλ0 も、標本や使用対物レンズにより異な
ることがある。
【００１５】本発明は従来技術のこのような問題点に着
目してなされたものであり、その目的は、量子ドットを
観察する場合に最適な方法及び装置構成を提供すること
である。
目してなされたものであり、その目的は、量子ドットを
観察する場合に最適な方法及び装置構成を提供すること
である。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の量子ドット観察法は、量子ドットに励起光を照射
し、前記量子ドットからの複数の異なる波長域の発光を
検出する量子ドット観察法において、前記励起光の波長
帯域が可変的に調整可能であることを特徴とする方法で
ある。
明の量子ドット観察法は、量子ドットに励起光を照射
し、前記量子ドットからの複数の異なる波長域の発光を
検出する量子ドット観察法において、前記励起光の波長
帯域が可変的に調整可能であることを特徴とする方法で
ある。
【００１７】本発明によれば、励起光の波長帯域を使用
する光学系の自家蛍光の特性に応じて調節することによ
り、自家蛍光の影響を受けない範囲で量子ドットの励起
効率を最大に調整することが可能となるため、特に、一
分子観察のように微弱光を検出する場合に都合がよい。
する光学系の自家蛍光の特性に応じて調節することによ
り、自家蛍光の影響を受けない範囲で量子ドットの励起
効率を最大に調整することが可能となるため、特に、一
分子観察のように微弱光を検出する場合に都合がよい。
【００１８】この発明の好適一実施形態においては、励
起光の波長帯域の調整方法として、分光透過率の調整可
能な可変フィルタ手段を用いるようにすれば、簡単な装
置構成で励起光の波長帯域の調整が実現できる。
起光の波長帯域の調整方法として、分光透過率の調整可
能な可変フィルタ手段を用いるようにすれば、簡単な装
置構成で励起光の波長帯域の調整が実現できる。
【００１９】この発明の好適一実施形態においては、可
変フィルタ手段として、励起光の波長帯域において、ロ
ングパスフィルタ又はショートパスフィルタの性質を持
ち、カットオフ波長の異なる複数のフィルタを選択的に
用いるようにすれば、そのフィルタを切り換えるだけ
で、簡単に励起光の波長帯域が調整できるので、便利で
ある。
変フィルタ手段として、励起光の波長帯域において、ロ
ングパスフィルタ又はショートパスフィルタの性質を持
ち、カットオフ波長の異なる複数のフィルタを選択的に
用いるようにすれば、そのフィルタを切り換えるだけ
で、簡単に励起光の波長帯域が調整できるので、便利で
ある。
【００２０】この発明の好適一実施形態においては、可
変フィルタ手段として、励起光の波長帯域において、ロ
ングパスフィルタ又はショートパスフィルタの性質を持
つ干渉フィルタであって光軸に対する傾きを調整可能に
したものを用いるようにすれば、その干渉フィルタの傾
きを調整するだけで簡単に励起光の波長帯域が調整でき
るので、便利である。
変フィルタ手段として、励起光の波長帯域において、ロ
ングパスフィルタ又はショートパスフィルタの性質を持
つ干渉フィルタであって光軸に対する傾きを調整可能に
したものを用いるようにすれば、その干渉フィルタの傾
きを調整するだけで簡単に励起光の波長帯域が調整でき
るので、便利である。
【００２１】この発明の好適一実施形態においては、可
変フィルタ手段として、液晶チューナブルフィルタを用
いるようにすれば、液晶チューナブルフィルタへの印加
電圧を変えるだけで簡単に励起光の波長帯域が調整でき
るので、便利であ。
変フィルタ手段として、液晶チューナブルフィルタを用
いるようにすれば、液晶チューナブルフィルタへの印加
電圧を変えるだけで簡単に励起光の波長帯域が調整でき
るので、便利であ。
【００２２】この発明の好適一実施形態においては、励
起光の波長帯域の調整方法として、励起光を発生する光
源の発光波長帯域を調整するようにすれば、簡単な装置
構成で励起光の波長帯域の調整が実現できる。
起光の波長帯域の調整方法として、励起光を発生する光
源の発光波長帯域を調整するようにすれば、簡単な装置
構成で励起光の波長帯域の調整が実現できる。
【００２３】この発明の好適一実施形態においては、そ
の光源として、多波長発振レーザを用いるようにすれ
ば、多波長発振レーザへの印加電流を変えることによ
り、簡単に励起光の波長帯域が調整できるので、便利で
ある。
の光源として、多波長発振レーザを用いるようにすれ
ば、多波長発振レーザへの印加電流を変えることによ
り、簡単に励起光の波長帯域が調整できるので、便利で
ある。
【００２４】また、本発明の量子ドット観察装置は、量
子ドットに対する励起光を発生する光源と、前記光源か
らの励起光を集光し、前記量子ドットを含む標本に向け
て照射する照明光学系と、前記量子ドットからの複数の
異なる波長域の発光を検出する検出光学系とからなる量
子ドット観察装置において、前記照明光学系は、前記励
起光の波長帯域を調整する可変フィルタ手段を有するこ
とを特徴とするものである。
子ドットに対する励起光を発生する光源と、前記光源か
らの励起光を集光し、前記量子ドットを含む標本に向け
て照射する照明光学系と、前記量子ドットからの複数の
異なる波長域の発光を検出する検出光学系とからなる量
子ドット観察装置において、前記照明光学系は、前記励
起光の波長帯域を調整する可変フィルタ手段を有するこ
とを特徴とするものである。
【００２５】本発明の装置構成によれば、可変フィルタ
手段により励起光の波長帯域を使用する光学系の自家蛍
光の特性に応じて調節することにより、自家蛍光の影響
を受けない範囲で量子ドットの励起効率を最大に調整す
ることが可能となるため、特に、一分子観察のように微
弱光を検出するのに適した装置を提供できる。
手段により励起光の波長帯域を使用する光学系の自家蛍
光の特性に応じて調節することにより、自家蛍光の影響
を受けない範囲で量子ドットの励起効率を最大に調整す
ることが可能となるため、特に、一分子観察のように微
弱光を検出するのに適した装置を提供できる。
【００２６】この発明の好適一実施形態においては、可
変フィルタ手段は、励起光の波長帯域において、ロング
パスフィルタ又はショートパスフィルタの性質を持ち、
カットオフ波長の異なる複数のフィルタを有するように
すれば、簡単な装置構成で励起光の波長帯域を調整でき
る装置を提供できる。
変フィルタ手段は、励起光の波長帯域において、ロング
パスフィルタ又はショートパスフィルタの性質を持ち、
カットオフ波長の異なる複数のフィルタを有するように
すれば、簡単な装置構成で励起光の波長帯域を調整でき
る装置を提供できる。
【００２７】この発明の好適一実施形態においては、可
変フィルタ手段は、励起光の波長帯域において、ロング
パスフィルタ又はショートパスフィルタの性質を持つ干
渉フィルタであって光軸に対する傾きを可変にしたもの
を有するようにすれば、その干渉フィルタの傾きを調整
するだけで簡単に励起光の波長帯域が調整できる装置を
提供できる。
変フィルタ手段は、励起光の波長帯域において、ロング
パスフィルタ又はショートパスフィルタの性質を持つ干
渉フィルタであって光軸に対する傾きを可変にしたもの
を有するようにすれば、その干渉フィルタの傾きを調整
するだけで簡単に励起光の波長帯域が調整できる装置を
提供できる。
【００２８】この発明の好適一実施形態においては、可
変フィルタ手段は、液晶チューナブルフィルタを有する
ようにすれば、液晶チューナブルフィルタへの印加電圧
を変えるだけで簡単に励起光の波長帯域が調整できる装
置を提供できる。
変フィルタ手段は、液晶チューナブルフィルタを有する
ようにすれば、液晶チューナブルフィルタへの印加電圧
を変えるだけで簡単に励起光の波長帯域が調整できる装
置を提供できる。
【００２９】また、本発明のもう一つの量子ドット観察
装置は、量子ドットに対する励起光を発生する光源と、
前記光源からの励起光を集光し、前記量子ドットを含む
標本に向けて照射する照明光学系と、前記量子ドットか
らの複数の異なる波長域の発光を検出する検出光学系と
からなる量子ドット観察装置において、前記光源は発光
の波長帯域の調整手段を有することを特徴とするもので
ある。
装置は、量子ドットに対する励起光を発生する光源と、
前記光源からの励起光を集光し、前記量子ドットを含む
標本に向けて照射する照明光学系と、前記量子ドットか
らの複数の異なる波長域の発光を検出する検出光学系と
からなる量子ドット観察装置において、前記光源は発光
の波長帯域の調整手段を有することを特徴とするもので
ある。
【００３０】この発明によれば、光源に設けられた発光
の波長帯域の調整手段によって、励起光の波長帯域を光
学系内部で発生する自家蛍光の特性に応じて調節するこ
とにより、自家蛍光の影響を受けない範囲で量子ドット
の励起効率を最大に調整することが可能となるため、特
に、一分子観察のように微弱光を検出するのに適した装
置を提供できる。
の波長帯域の調整手段によって、励起光の波長帯域を光
学系内部で発生する自家蛍光の特性に応じて調節するこ
とにより、自家蛍光の影響を受けない範囲で量子ドット
の励起効率を最大に調整することが可能となるため、特
に、一分子観察のように微弱光を検出するのに適した装
置を提供できる。
【００３１】この発明の好適一実施形態においては、そ
の光源は、多波長発振レーザであるようにすれば、多波
長発振レーザへの印加電流を変えることにより、簡単に
励起光の波長帯域が調整できる装置を提供できる。
の光源は、多波長発振レーザであるようにすれば、多波
長発振レーザへの印加電流を変えることにより、簡単に
励起光の波長帯域が調整できる装置を提供できる。
【００３２】さらに、本発明のもう一つの量子ドット観
察装置は、量子ドットに対する励起光を発生する光源
と、前記励起光を前記量子ドットを含む標本に照射する
照明光学系と、前記量子ドットからの発光を集光する集
光光学系と、前記量子ドットからの発光を肉眼観察する
観察光学系と、前記量子ドットからの発光を撮像する撮
像光学系とからなる量子ドット観察装置において、前記
照明光学系は、前記量子ドットに照射する前記励起光波
長帯域の下限を決定するカットオフ波長が可変な可変ロ
ングパスフィルタユニットと、前記量子ドットに照射す
る前記励起光波長帯域の上限を決定するカットオフ波長
を持つショートパスフィルタからなる励起フィルタとを
含み、前記観察光学系は、透過波長帯域の異なる複数の
透過波長帯域を設定するフィルタ装置を含むことを特徴
とするものである。
察装置は、量子ドットに対する励起光を発生する光源
と、前記励起光を前記量子ドットを含む標本に照射する
照明光学系と、前記量子ドットからの発光を集光する集
光光学系と、前記量子ドットからの発光を肉眼観察する
観察光学系と、前記量子ドットからの発光を撮像する撮
像光学系とからなる量子ドット観察装置において、前記
照明光学系は、前記量子ドットに照射する前記励起光波
長帯域の下限を決定するカットオフ波長が可変な可変ロ
ングパスフィルタユニットと、前記量子ドットに照射す
る前記励起光波長帯域の上限を決定するカットオフ波長
を持つショートパスフィルタからなる励起フィルタとを
含み、前記観察光学系は、透過波長帯域の異なる複数の
透過波長帯域を設定するフィルタ装置を含むことを特徴
とするものである。
【００３３】この発明によれば、可変ロングパスフィル
タユニットで励起光の波長帯域の下限を光学系内部で発
生する自家蛍光特性に応じて調節することにより、自家
蛍光の影響を受けない範囲で量子ドットの励起効率を最
大に調整することが可能となり、撮像光学系内のフィル
タ装置で撮像波長領域を変えながら撮像することによ
り、発光波長域の異なる量子ドットを分離して撮像でき
ると共に、撮像光学系に余計な阻止フィルタがないこと
により、特に、一分子観察のように微弱光を撮像するの
に適した装置を提供できる。
タユニットで励起光の波長帯域の下限を光学系内部で発
生する自家蛍光特性に応じて調節することにより、自家
蛍光の影響を受けない範囲で量子ドットの励起効率を最
大に調整することが可能となり、撮像光学系内のフィル
タ装置で撮像波長領域を変えながら撮像することによ
り、発光波長域の異なる量子ドットを分離して撮像でき
ると共に、撮像光学系に余計な阻止フィルタがないこと
により、特に、一分子観察のように微弱光を撮像するの
に適した装置を提供できる。
【００３４】また、本発明のさらにもう一つの量子ドッ
ト観察装置は、量子ドットに対する励起光を発生する光
源と、前記励起光を前記量子ドットを含む標本に照射す
る照明光学系と、前記量子ドットからの発光を集光する
集光光学系と、前記量子ドットからの発光を肉眼観察す
る観察光学系と、前記量子ドットからの発光を撮像する
撮像光学系とからなる量子ドット観察装置において、前
記照明光学系は、前記量子ドットに照射する前記励起光
波長帯域の下限を決定するカットオフ波長を持つロング
パスフィルタユニットと、前記量子ドットに照射する前
記励起光波長帯域の上限を決定するカットオフ波長が可
変なショートパスフィルタからなる可変励起フィルタと
を含み、前記観察光学系は、励起光をカットするショー
トカットフィルタからなる阻止フィルタを含み、前記撮
像光学系は、透過波長帯域の異なる複数の透過波長帯域
を設定できるフィルタ装置を含むことを特徴とするもの
である。
ト観察装置は、量子ドットに対する励起光を発生する光
源と、前記励起光を前記量子ドットを含む標本に照射す
る照明光学系と、前記量子ドットからの発光を集光する
集光光学系と、前記量子ドットからの発光を肉眼観察す
る観察光学系と、前記量子ドットからの発光を撮像する
撮像光学系とからなる量子ドット観察装置において、前
記照明光学系は、前記量子ドットに照射する前記励起光
波長帯域の下限を決定するカットオフ波長を持つロング
パスフィルタユニットと、前記量子ドットに照射する前
記励起光波長帯域の上限を決定するカットオフ波長が可
変なショートパスフィルタからなる可変励起フィルタと
を含み、前記観察光学系は、励起光をカットするショー
トカットフィルタからなる阻止フィルタを含み、前記撮
像光学系は、透過波長帯域の異なる複数の透過波長帯域
を設定できるフィルタ装置を含むことを特徴とするもの
である。
【００３５】この発明によれば、可変励起フィルタで励
起光の波長帯域の上限を使用する量子ドットの発光帯域
の特性に応じて調節することにより、クロストークによ
るコントラストの低下が目立たない範囲で量子ドットの
励起効率を最大に調整することが可能となり、撮像光学
系内のフィルタ装置で撮像波長領域を変えながら撮像す
ることにより、発光波長域の異なる量子ドットを分離し
て撮像できると共に、撮像光学系に余計な阻止フィルタ
がないことにより、特に、一分子観察のように微弱光を
撮像するのに適した装置を提供できる。
起光の波長帯域の上限を使用する量子ドットの発光帯域
の特性に応じて調節することにより、クロストークによ
るコントラストの低下が目立たない範囲で量子ドットの
励起効率を最大に調整することが可能となり、撮像光学
系内のフィルタ装置で撮像波長領域を変えながら撮像す
ることにより、発光波長域の異なる量子ドットを分離し
て撮像できると共に、撮像光学系に余計な阻止フィルタ
がないことにより、特に、一分子観察のように微弱光を
撮像するのに適した装置を提供できる。
【００３６】さらに、本発明のさらに別の量子ドット観
察装置は、量子ドットに対する励起光を発生する光源
と、前記励起光を前記量子ドットを含む標本に照射する
照明光学系と、前記量子ドットからの発光を集光する集
光光学系と、前記量子ドットからの発光を肉眼観察する
観察光学系と、前記量子ドットからの発光を撮像する撮
像光学系とからなる量子ドット観察装置において、前記
照明光学系は、前記量子ドットに照射する前記励起光波
長帯域の下限を決定するカットオフ波長が可変な可変ロ
ングパスフィルタユニットと、前記量子ドットに照射す
る前記励起光波長帯域の上限を決定するカットオフ波長
が可変なショートパスフィルタからなる可変励起フィル
タとを含み、前記観察光学系は、励起光をカットするシ
ョートカットフィルタからなる阻止フィルタを含み、前
記撮像光学系は、透過波長帯域の異なる複数の透過波長
帯域を設定できるフィルタ装置を含むことを特徴とする
ものである。
察装置は、量子ドットに対する励起光を発生する光源
と、前記励起光を前記量子ドットを含む標本に照射する
照明光学系と、前記量子ドットからの発光を集光する集
光光学系と、前記量子ドットからの発光を肉眼観察する
観察光学系と、前記量子ドットからの発光を撮像する撮
像光学系とからなる量子ドット観察装置において、前記
照明光学系は、前記量子ドットに照射する前記励起光波
長帯域の下限を決定するカットオフ波長が可変な可変ロ
ングパスフィルタユニットと、前記量子ドットに照射す
る前記励起光波長帯域の上限を決定するカットオフ波長
が可変なショートパスフィルタからなる可変励起フィル
タとを含み、前記観察光学系は、励起光をカットするシ
ョートカットフィルタからなる阻止フィルタを含み、前
記撮像光学系は、透過波長帯域の異なる複数の透過波長
帯域を設定できるフィルタ装置を含むことを特徴とする
ものである。
【００３７】この発明によれば、可変ロングパスフィル
タユニットで励起光の波長帯域の下限を光学系内部で発
生する自家蛍光の特性に応じて調節し、さらに、可変励
起フィルタで励起光の波長帯域の上限を使用する量子ド
ットの発光帯域の特性に応じて調節することにより、自
家蛍光及びクロストークの影響を受けない範囲で量子ド
ットの励起効率を最大限に調整することが可能となり、
また、撮像光学系内のフィルタ装置で撮像波長領域を変
えながら撮像することにより、発光波長域の異なる量子
ドットを分離して撮像できると共に、撮像光学系に余計
な阻止フィルタがないことにより、特に、一分子観察の
ように微弱光を撮像するのに適した装置を提供できる。
タユニットで励起光の波長帯域の下限を光学系内部で発
生する自家蛍光の特性に応じて調節し、さらに、可変励
起フィルタで励起光の波長帯域の上限を使用する量子ド
ットの発光帯域の特性に応じて調節することにより、自
家蛍光及びクロストークの影響を受けない範囲で量子ド
ットの励起効率を最大限に調整することが可能となり、
また、撮像光学系内のフィルタ装置で撮像波長領域を変
えながら撮像することにより、発光波長域の異なる量子
ドットを分離して撮像できると共に、撮像光学系に余計
な阻止フィルタがないことにより、特に、一分子観察の
ように微弱光を撮像するのに適した装置を提供できる。
【００３８】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
量子ドット観察法を実施する量子ドット観察装置の１実
施例について説明する。
量子ドット観察法を実施する量子ドット観察装置の１実
施例について説明する。
【００３９】本発明の１実施例の量子ドット観察装置の
構成は、図１に示すように、水銀ランプ１１とコレクタ
レンズ１２と光軸上に出し入れ可能なカットオフ波長の
異なる複数のロングパスフィルタからなる可変ロングパ
スフィルタユニット１３と励起フィルタ１４と照明レン
ズ１５からなる照明光学系１と、対物レンズ２１とダイ
クロイックミラー２２からなる検出光学系２と、結像レ
ンズ３１と鏡筒プリズム３２よりなる鏡筒３と、阻止フ
ィルタ４１と接眼レンズ４２からなる観察光学系４と、
写真レンズ５１と赤外ダイクロイックミラー５２と第１
フィルタホイール５３とＣＣＤ５４と赤外線収差補正レ
ンズ５５と第２フィルタホイール５６と赤外ビジコン５
７からなる撮像光学系５と、コントローラ６１とパーソ
ナルコンピュータ（ＰＣ）６２とモニタ６３からなる駆
動・制御系６とからなる。
構成は、図１に示すように、水銀ランプ１１とコレクタ
レンズ１２と光軸上に出し入れ可能なカットオフ波長の
異なる複数のロングパスフィルタからなる可変ロングパ
スフィルタユニット１３と励起フィルタ１４と照明レン
ズ１５からなる照明光学系１と、対物レンズ２１とダイ
クロイックミラー２２からなる検出光学系２と、結像レ
ンズ３１と鏡筒プリズム３２よりなる鏡筒３と、阻止フ
ィルタ４１と接眼レンズ４２からなる観察光学系４と、
写真レンズ５１と赤外ダイクロイックミラー５２と第１
フィルタホイール５３とＣＣＤ５４と赤外線収差補正レ
ンズ５５と第２フィルタホイール５６と赤外ビジコン５
７からなる撮像光学系５と、コントローラ６１とパーソ
ナルコンピュータ（ＰＣ）６２とモニタ６３からなる駆
動・制御系６とからなる。
【００４０】水銀ランプ１１を発した照明光は、コレク
タレンズ１２でコリメートされ、可変ロングパスフィル
タユニット１３中の可変ロングパスフィルタで励起光の
短波長側カットオフ波長が調整され、照明レンズ１５で
対物レンズ２１の瞳位置に向かって集光され、励起フィ
ルタ１４で使用する量子ドットの発光スペクトル帯域の
成分を阻止され、ダイクロイックミラー２２で対物レン
ズ２１の光軸上に偏向され、対物レンズ２１を通って標
本Ｓ上に視野一様な強度で照明される。標本Ｓ上の量子
ドットから発した発光は、対物レンズ２１によって集光
され、ダイクロイックミラー２２を透過し、結像レンズ
３１により鏡筒３内に標本像を形成する。その形成され
た標本像は、阻止フィルタ４１により励起光の残留成分
を除去され、接眼レンズ４２を通して肉眼Ｅでの観察が
可能であり、また、写真レンズ５１によってＣＣＤ５４
及び赤外ビジコン５７の撮像面上に再結像され、蛍光像
の撮像が可能である。
タレンズ１２でコリメートされ、可変ロングパスフィル
タユニット１３中の可変ロングパスフィルタで励起光の
短波長側カットオフ波長が調整され、照明レンズ１５で
対物レンズ２１の瞳位置に向かって集光され、励起フィ
ルタ１４で使用する量子ドットの発光スペクトル帯域の
成分を阻止され、ダイクロイックミラー２２で対物レン
ズ２１の光軸上に偏向され、対物レンズ２１を通って標
本Ｓ上に視野一様な強度で照明される。標本Ｓ上の量子
ドットから発した発光は、対物レンズ２１によって集光
され、ダイクロイックミラー２２を透過し、結像レンズ
３１により鏡筒３内に標本像を形成する。その形成され
た標本像は、阻止フィルタ４１により励起光の残留成分
を除去され、接眼レンズ４２を通して肉眼Ｅでの観察が
可能であり、また、写真レンズ５１によってＣＣＤ５４
及び赤外ビジコン５７の撮像面上に再結像され、蛍光像
の撮像が可能である。
【００４１】通常ならば鏡筒３内にある阻止フィルタ４
１を観察光学系４内に持ってきたことにより、撮像する
量子ドット像の強度の阻止フィルタ４１による低下を免
れ、微弱な量子ドットからの発光を効率よく撮像するこ
とができる。
１を観察光学系４内に持ってきたことにより、撮像する
量子ドット像の強度の阻止フィルタ４１による低下を免
れ、微弱な量子ドットからの発光を効率よく撮像するこ
とができる。
【００４２】写真レンズ５１と赤外ビジコン５７の撮像
面を結ぶ光軸上には赤外ダイクロイックミラー５２が配
置され、可視光から近赤外光までの成分を反射し、赤外
光を透過する。赤外ダイクロイックミラー５２と赤外ビ
ジコン５７の撮像面を結ぶ光軸上には赤外線収差補正レ
ンズ５５が配置され、標本像の赤外光成分に生じた収差
の補正及び赤外ビジコン５７の解像に合わせた倍率変換
を行う。ダイクロイックミラー５２とＣＣＤ５４の撮像
面を結ぶ光軸上、及び、赤外線収差補正レンズ５５と赤
外ビジコン５７を結ぶ光軸上には、それぞれ第１フィル
タホイール５３及び第２フィルタホイール５６が、各発
光スペクトルを持つ量子ドットを区別できるように異な
った分光透過率を持つ複数のフィルタを光軸上に出し入
れ可能に配置され、コントローラ６１を介してＰＣ６２
に接続されたモータにより各フィルタの出し入れが行わ
れる。各フィルタ使用時の像強度を用いてＰＣ６２で演
算することにより、各量子ドットの発光スペクトルの同
定ができ、その量子ドットで標識付けられた分子の種類
が識別できる。
面を結ぶ光軸上には赤外ダイクロイックミラー５２が配
置され、可視光から近赤外光までの成分を反射し、赤外
光を透過する。赤外ダイクロイックミラー５２と赤外ビ
ジコン５７の撮像面を結ぶ光軸上には赤外線収差補正レ
ンズ５５が配置され、標本像の赤外光成分に生じた収差
の補正及び赤外ビジコン５７の解像に合わせた倍率変換
を行う。ダイクロイックミラー５２とＣＣＤ５４の撮像
面を結ぶ光軸上、及び、赤外線収差補正レンズ５５と赤
外ビジコン５７を結ぶ光軸上には、それぞれ第１フィル
タホイール５３及び第２フィルタホイール５６が、各発
光スペクトルを持つ量子ドットを区別できるように異な
った分光透過率を持つ複数のフィルタを光軸上に出し入
れ可能に配置され、コントローラ６１を介してＰＣ６２
に接続されたモータにより各フィルタの出し入れが行わ
れる。各フィルタ使用時の像強度を用いてＰＣ６２で演
算することにより、各量子ドットの発光スペクトルの同
定ができ、その量子ドットで標識付けられた分子の種類
が識別できる。
【００４３】可変ロングパスフィルタユニット１３に
は、カットオフ波長の異なる複数のロングパスフィルタ
が照明光学系１の光軸上に選択的に挿入できるようにな
っており、簡単に励起光の短波長側のカットオフ波長を
調整することができる。ロングパスフィルタの分光特性
は、図２に示すように、量子ドットの発光波長域λ0 よ
りも短い波長λL をカットオフ波長として、それより短
い波長の光を阻止し、それより長い波長を透過するよう
になっている。λL は各ロングパスフィルタ毎に異な
る。可変ロングパスフィルタユニット１３で励起光の短
波長側のカットオフ波長を調整することにより、一分子
検出のような微弱光検出にとって有害である自家蛍光の
強度を調整することができる。自家蛍光は励起光の波長
が短い程強く発生することが多いので、短波長側をカッ
トすればその強度は弱まるが、同時に量子ドットの発光
強度にも影響するため、最適なカットオフ波長は両者の
トレードオフで決まる。観察対象を見ながら調節するこ
とが望ましい。
は、カットオフ波長の異なる複数のロングパスフィルタ
が照明光学系１の光軸上に選択的に挿入できるようにな
っており、簡単に励起光の短波長側のカットオフ波長を
調整することができる。ロングパスフィルタの分光特性
は、図２に示すように、量子ドットの発光波長域λ0 よ
りも短い波長λL をカットオフ波長として、それより短
い波長の光を阻止し、それより長い波長を透過するよう
になっている。λL は各ロングパスフィルタ毎に異な
る。可変ロングパスフィルタユニット１３で励起光の短
波長側のカットオフ波長を調整することにより、一分子
検出のような微弱光検出にとって有害である自家蛍光の
強度を調整することができる。自家蛍光は励起光の波長
が短い程強く発生することが多いので、短波長側をカッ
トすればその強度は弱まるが、同時に量子ドットの発光
強度にも影響するため、最適なカットオフ波長は両者の
トレードオフで決まる。観察対象を見ながら調節するこ
とが望ましい。
【００４４】励起フィルタ１４とダイクロイックミラー
２２はその光学特性に合わせて一体的に形成されてお
り、使用する量子ドットの発光スペクトル（短波長側）
によって切り換えるようにすると、励起光のスペクトル
幅ができるだけ広く取れるようになり、量子ドットの発
光強度が稼げるようになるので望ましい。
２２はその光学特性に合わせて一体的に形成されてお
り、使用する量子ドットの発光スペクトル（短波長側）
によって切り換えるようにすると、励起光のスペクトル
幅ができるだけ広く取れるようになり、量子ドットの発
光強度が稼げるようになるので望ましい。
【００４５】本実施例の量子ドット観察装置は、通常の
落射蛍光顕微鏡に撮像光学系５と可変ロングパスフィル
タユニット１３を付け加え、阻止フィルタ４１を接眼レ
ンズ４２の直前又は直後に移動するだけの簡単な改造で
実現できる。
落射蛍光顕微鏡に撮像光学系５と可変ロングパスフィル
タユニット１３を付け加え、阻止フィルタ４１を接眼レ
ンズ４２の直前又は直後に移動するだけの簡単な改造で
実現できる。
【００４６】本実施例の可変ロングパスフィルタの代わ
りに、干渉膜で形成されたロングパスフィルタを照明光
学系１の光軸上で光軸に対し角度可変に調整可能なよう
に設置してもよい。干渉膜で形成されたフィルタは、一
般的に光線の入射角により波長特性が変化し、この場合
は光線の入射角が変化するためにロングパスフィルタの
カットオフ波長がシフトすることにより、励起光の波長
帯域を連続的に微調整できる。
りに、干渉膜で形成されたロングパスフィルタを照明光
学系１の光軸上で光軸に対し角度可変に調整可能なよう
に設置してもよい。干渉膜で形成されたフィルタは、一
般的に光線の入射角により波長特性が変化し、この場合
は光線の入射角が変化するためにロングパスフィルタの
カットオフ波長がシフトすることにより、励起光の波長
帯域を連続的に微調整できる。
【００４７】また、本実施例の可変ロングパスフィルタ
の代わりに、液晶チューナブルフィルタを同じ位置に配
置してもよい。液晶チューナブルフィルタは、印加電圧
により透過波長帯域を連続的にシフトさせるので、コン
ピュータ制御により励起光の波長帯域を連続的に微調整
させることもできる。
の代わりに、液晶チューナブルフィルタを同じ位置に配
置してもよい。液晶チューナブルフィルタは、印加電圧
により透過波長帯域を連続的にシフトさせるので、コン
ピュータ制御により励起光の波長帯域を連続的に微調整
させることもできる。
【００４８】以上の説明から明らかなように、本発明の
量子ドット観察法及びその装置は例えば次のように構成
することができる。
量子ドット観察法及びその装置は例えば次のように構成
することができる。
【００４９】〔１〕 量子ドットに励起光を照射し、前
記量子ドットからの複数の異なる波長域の発光を検出す
る量子ドット観察法において、前記励起光の波長帯域が
可変的に調整可能であることを特徴とする量子ドット観
察法。
記量子ドットからの複数の異なる波長域の発光を検出す
る量子ドット観察法において、前記励起光の波長帯域が
可変的に調整可能であることを特徴とする量子ドット観
察法。
【００５０】〔２〕 前記励起光の波長帯域の調整方法
として、分光透過率の調整可能な可変フィルタ手段を用
いることを特徴とする上記１記載の量子ドット観察法。
として、分光透過率の調整可能な可変フィルタ手段を用
いることを特徴とする上記１記載の量子ドット観察法。
【００５１】〔３〕 前記可変フィルタ手段として、前
記励起光の波長帯域において、ロングパスフィルタ又は
ショートパスフィルタの性質を持ち、カットオフ波長の
異なる複数のフィルタを選択的に用いることを特徴とす
る上記２記載の量子ドット観察法。
記励起光の波長帯域において、ロングパスフィルタ又は
ショートパスフィルタの性質を持ち、カットオフ波長の
異なる複数のフィルタを選択的に用いることを特徴とす
る上記２記載の量子ドット観察法。
【００５２】〔４〕 前記可変フィルタ手段として、前
記励起光の波長帯域において、ロングパスフィルタ又は
ショートパスフィルタの性質を持つ干渉フィルタであっ
て光軸に対する傾きを調整可能にしたものを用いること
を特徴とする上記２記載の量子ドット観察法。
記励起光の波長帯域において、ロングパスフィルタ又は
ショートパスフィルタの性質を持つ干渉フィルタであっ
て光軸に対する傾きを調整可能にしたものを用いること
を特徴とする上記２記載の量子ドット観察法。
【００５３】〔５〕 前記可変フィルタ手段として、液
晶チューナブルフィルタを用いることを特徴とする上記
２記載の量子ドット観察法。
晶チューナブルフィルタを用いることを特徴とする上記
２記載の量子ドット観察法。
【００５４】〔６〕 前記励起光の波長帯域の調整方法
として、前記励起光を発生する光源の発光波長帯域を調
整することを特徴とする上記１記載の量子ドット観察
法。
として、前記励起光を発生する光源の発光波長帯域を調
整することを特徴とする上記１記載の量子ドット観察
法。
【００５５】〔７〕 前記光源として、多波長発振レー
ザを用いることを特徴とする上記６記載の量子ドット観
察法。
ザを用いることを特徴とする上記６記載の量子ドット観
察法。
【００５６】〔８〕 量子ドットに対する励起光を発生
する光源と、前記光源からの励起光を集光し、前記量子
ドットを含む標本に向けて照射する照明光学系と、前記
量子ドットからの複数の異なる波長域の発光を検出する
検出光学系とからなる量子ドット観察装置において、前
記照明光学系は、前記励起光の波長帯域を調整する可変
フィルタ手段を有することを特徴とする量子ドット観察
装置。
する光源と、前記光源からの励起光を集光し、前記量子
ドットを含む標本に向けて照射する照明光学系と、前記
量子ドットからの複数の異なる波長域の発光を検出する
検出光学系とからなる量子ドット観察装置において、前
記照明光学系は、前記励起光の波長帯域を調整する可変
フィルタ手段を有することを特徴とする量子ドット観察
装置。
【００５７】
〔９〕 前記可変フィルタ手段は、前記励
起光の波長帯域において、ロングパスフィルタ又はショ
ートパスフィルタの性質を持ち、カットオフ波長の異な
る複数のフィルタを有することを特徴とする上記８記載
の量子ドット観察装置。
起光の波長帯域において、ロングパスフィルタ又はショ
ートパスフィルタの性質を持ち、カットオフ波長の異な
る複数のフィルタを有することを特徴とする上記８記載
の量子ドット観察装置。
【００５８】〔１０〕 前記可変フィルタ手段は、前記
励起光の波長帯域において、ロングパスフィルタ又はシ
ョートパスフィルタの性質を持つ干渉フィルタであって
光軸に対する傾きを可変にしたものを有することを特徴
とする上記８記載の量子ドット観察装置。
励起光の波長帯域において、ロングパスフィルタ又はシ
ョートパスフィルタの性質を持つ干渉フィルタであって
光軸に対する傾きを可変にしたものを有することを特徴
とする上記８記載の量子ドット観察装置。
【００５９】〔１１〕 前記可変フィルタ手段は、液晶
チューナブルフィルタを有することを特徴とする上記８
記載の量子ドット観察装置。
チューナブルフィルタを有することを特徴とする上記８
記載の量子ドット観察装置。
【００６０】〔１２〕 量子ドットに対する励起光を発
生する光源と、前記光源からの励起光を集光し、前記量
子ドットを含む標本にむけて照射する照明光学系と、前
記量子ドットからの複数の異なる波長域の発光を検出す
る検出光学系とからなる量子ドット観察装置において、
前記光源は発光の波長帯域の調整手段を有することを特
徴とする量子ドット観察装置。
生する光源と、前記光源からの励起光を集光し、前記量
子ドットを含む標本にむけて照射する照明光学系と、前
記量子ドットからの複数の異なる波長域の発光を検出す
る検出光学系とからなる量子ドット観察装置において、
前記光源は発光の波長帯域の調整手段を有することを特
徴とする量子ドット観察装置。
【００６１】〔１３〕 前記光源は、多波長発振レーザ
であることを特徴とする上記１２記載の量子ドット観察
法。
であることを特徴とする上記１２記載の量子ドット観察
法。
【００６２】〔１４〕 量子ドットに対する励起光を発
生する光源と、前記励起光を前記量子ドットを含む標本
に照射する照明光学系と、前記量子ドットからの発光を
集光する集光光学系と、前記量子ドットからの発光を肉
眼観察する観察光学系と、前記量子ドットからの発光を
撮像する撮像光学系とからなる量子ドット観察装置にお
いて、前記照明光学系は、前記量子ドットに照射する前
記励起光波長帯域の下限を決定するカットオフ波長が可
変な可変ロングパスフィルタユニットと、前記量子ドッ
トに照射する前記励起光波長帯域の上限を決定するカッ
トオフ波長を持つショートパスフィルタからなる励起フ
ィルタとを含み、前記観察光学系は、透過波長帯域の異
なる複数の透過波長帯域を設定するフィルタ装置を含む
ことを特徴とする量子ドット観察装置。
生する光源と、前記励起光を前記量子ドットを含む標本
に照射する照明光学系と、前記量子ドットからの発光を
集光する集光光学系と、前記量子ドットからの発光を肉
眼観察する観察光学系と、前記量子ドットからの発光を
撮像する撮像光学系とからなる量子ドット観察装置にお
いて、前記照明光学系は、前記量子ドットに照射する前
記励起光波長帯域の下限を決定するカットオフ波長が可
変な可変ロングパスフィルタユニットと、前記量子ドッ
トに照射する前記励起光波長帯域の上限を決定するカッ
トオフ波長を持つショートパスフィルタからなる励起フ
ィルタとを含み、前記観察光学系は、透過波長帯域の異
なる複数の透過波長帯域を設定するフィルタ装置を含む
ことを特徴とする量子ドット観察装置。
【００６３】〔１５〕 量子ドットに対する励起光を発
生する光源と、前記励起光を前記量子ドットを含む標本
に照射する照明光学系と、前記量子ドットからの発光を
集光する集光光学系と、前記量子ドットからの発光を肉
眼観察する観察光学系と、前記量子ドットからの発光を
撮像する撮像光学系とからなる量子ドット観察装置にお
いて、前記照明光学系は、前記量子ドットに照射する前
記励起光波長帯域の下限を決定するカットオフ波長を持
つロングパスフィルタユニットと、前記量子ドットに照
射する前記励起光波長帯域の上限を決定するカットオフ
波長が可変なショートパスフィルタからなる可変励起フ
ィルタとを含み、前記観察光学系は、励起光をカットす
るショートカットフィルタからなる阻止フィルタを含
み、前記撮像光学系は、透過波長帯域の異なる複数の透
過波長帯域を設定できるフィルタ装置を含むことを特徴
とする量子ドット観察装置。
生する光源と、前記励起光を前記量子ドットを含む標本
に照射する照明光学系と、前記量子ドットからの発光を
集光する集光光学系と、前記量子ドットからの発光を肉
眼観察する観察光学系と、前記量子ドットからの発光を
撮像する撮像光学系とからなる量子ドット観察装置にお
いて、前記照明光学系は、前記量子ドットに照射する前
記励起光波長帯域の下限を決定するカットオフ波長を持
つロングパスフィルタユニットと、前記量子ドットに照
射する前記励起光波長帯域の上限を決定するカットオフ
波長が可変なショートパスフィルタからなる可変励起フ
ィルタとを含み、前記観察光学系は、励起光をカットす
るショートカットフィルタからなる阻止フィルタを含
み、前記撮像光学系は、透過波長帯域の異なる複数の透
過波長帯域を設定できるフィルタ装置を含むことを特徴
とする量子ドット観察装置。
【００６４】〔１６〕 量子ドットに対する励起光を発
生する光源と、前記励起光を前記量子ドットを含む標本
に照射する照明光学系と、前記量子ドットからの発光を
集光する集光光学系と、前記量子ドットからの発光を肉
眼観察する観察光学系と、前記量子ドットからの発光を
撮像する撮像光学系とからなる量子ドット観察装置にお
いて、前記照明光学系は、前記量子ドットに照射する前
記励起光波長帯域の下限を決定するカットオフ波長が可
変な可変ロングパスフィルタユニットと、前記量子ドッ
トに照射する前記励起光波長帯域の上限を決定するカッ
トオフ波長が可変なショートパスフィルタからなる可変
励起フィルタとを含み、前記観察光学系は、励起光をカ
ットするショートカットフィルタからなる阻止フィルタ
を含み、前記撮像光学系は、透過波長帯域の異なる複数
の透過波長帯域を設定できるフィルタ装置を含むことを
特徴とする量子ドット観察装置。
生する光源と、前記励起光を前記量子ドットを含む標本
に照射する照明光学系と、前記量子ドットからの発光を
集光する集光光学系と、前記量子ドットからの発光を肉
眼観察する観察光学系と、前記量子ドットからの発光を
撮像する撮像光学系とからなる量子ドット観察装置にお
いて、前記照明光学系は、前記量子ドットに照射する前
記励起光波長帯域の下限を決定するカットオフ波長が可
変な可変ロングパスフィルタユニットと、前記量子ドッ
トに照射する前記励起光波長帯域の上限を決定するカッ
トオフ波長が可変なショートパスフィルタからなる可変
励起フィルタとを含み、前記観察光学系は、励起光をカ
ットするショートカットフィルタからなる阻止フィルタ
を含み、前記撮像光学系は、透過波長帯域の異なる複数
の透過波長帯域を設定できるフィルタ装置を含むことを
特徴とする量子ドット観察装置。
【００６５】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の量子ドット観察法によれば、量子ドットにより染色さ
れた一分子の観察等、極微弱光検出をする場合におい
て、感度良く検出することができるようになる。
の量子ドット観察法によれば、量子ドットにより染色さ
れた一分子の観察等、極微弱光検出をする場合におい
て、感度良く検出することができるようになる。
【００６６】さらに、本発明の量子ドット観察装置によ
れば、量子ドットにより染色された一分子の観察等、極
微弱光検出をする場合において、感度良く検出できる装
置を簡単な装置構成で提供できる。
れば、量子ドットにより染色された一分子の観察等、極
微弱光検出をする場合において、感度良く検出できる装
置を簡単な装置構成で提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施例の量子ドット観察装置の構成
を示す図である。
を示す図である。
【図２】図１の量子ドット観察装置を用いた場合の光学
素子の波長特性を説明する図である。
素子の波長特性を説明する図である。
【図３】量子ドットの構造の代表的な例を示す図であ
る。
る。
【図４】量子ドットの励起・発光スペクトルを説明する
図である。
図である。
【図５】従来の落射蛍光顕微鏡を用いた場合の光学素子
の波長特性を説明する図である。
の波長特性を説明する図である。
１…照明光学系 ２…検出光学系 ３…鏡筒 ４…観察光学系 ５…撮像光学系 ６…駆動・制御系 １１…水銀ランプ １２…コレクタレンズ １３…可変ロングパスフィルタユニット １４…励起フィルタ １５…照明レンズ ２１…対物レンズ ２２…ダイクロイックミラー ３１…結像レンズ ３２…鏡筒プリズム ４１…阻止フィルタ ４２…接眼レンズ ５１…写真レンズ ５２…赤外ダイクロイックミラー ５３…第１フィルタホイール ５４…ＣＣＤ ５５…赤外線収差補正レンズ ５６…第２フィルタホイール ５７…赤外ビジコン ６１…コントローラ ６２…パーソナルコンピュータ（ＰＣ） ６３…モニタ Ｓ…標本 Ｅ…肉眼
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０２Ｂ 21/36 Ｇ０２Ｂ 21/36 Ｆターム(参考） 2G043 AA03 EA01 EA10 FA02 GA04 GB11 GB18 GB19 HA01 HA09 JA03 KA01 LA03 MA01 NA01 2G054 AA06 AB07 BB08 CA23 CE02 EA01 EA03 FA19 FA20 FB02 GA04 GB02 2H052 AA00 AA09 AB24 AB30 AC04 AC27 AC34 AD34 AF07 AF14
Claims (2)
- 【請求項１】 量子ドットに励起光を照射し、前記量子
ドットからの複数の異なる波長域の発光を検出する量子
ドット観察法において、前記励起光の波長帯域が可変的
に調整可能であることを特徴とする量子ドット観察法。 - 【請求項２】 量子ドットに対する励起光を発生する光
源と、前記光源からの励起光を集光し、前記量子ドット
を含む標本に向けて照射する照明光学系と、前記量子ド
ットからの複数の異なる波長域の発光を検出する検出光
学系とからなる量子ドット観察装置において、前記照明
光学系は、前記励起光の波長帯域を調整する可変フィル
タ手段を有することを特徴とする量子ドット観察装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25837399A JP4488259B2 (ja) | 1999-09-13 | 1999-09-13 | 量子ドット観察装置 |
| US09/660,182 US6608314B1 (en) | 1999-09-13 | 2000-09-12 | Method and apparatus for observation using quantum dots |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25837399A JP4488259B2 (ja) | 1999-09-13 | 1999-09-13 | 量子ドット観察装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001083088A true JP2001083088A (ja) | 2001-03-30 |
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Family
ID=17319355
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25837399A Expired - Fee Related JP4488259B2 (ja) | 1999-09-13 | 1999-09-13 | 量子ドット観察装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JP4488259B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1273953A1 (de) * | 2001-07-04 | 2003-01-08 | Leica Microsystems Wetzlar GmbH | Vorrichtung zur farbneutralen Helligkeitseinstellung im Beleuchtungsstrahlengang eines Mikroskops |
| JP2006167449A (ja) * | 2004-12-01 | 2006-06-29 | Acushnet Co | 物体識別のための量子ドットを備えた性能測定システム |
| JP2008541128A (ja) * | 2005-05-18 | 2008-11-20 | アレクセーヴィチ クリモフ アンドレイ | 蛍光ナノスコピー方法 |
| JP2012143302A (ja) * | 2011-01-07 | 2012-08-02 | Fujifilm Corp | 内視鏡システム |
| JP2015034707A (ja) * | 2013-08-07 | 2015-02-19 | 株式会社ニコン | 検出方法、検出装置、バイオチップのスクリーニング方法及びスクリーニング装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004165723A (ja) * | 2002-11-08 | 2004-06-10 | Olympus Corp | 電子撮像装置 |
| WO2007037439A1 (ja) * | 2005-09-29 | 2007-04-05 | Olympus Corporation | 焦点位置決定方法、焦点位置決定装置、微弱光検出装置及び微弱光検出方法 |
| US20070082411A1 (en) * | 2005-10-07 | 2007-04-12 | Muys James J | Detection and identification of biological materials using functionalized quantum dots |
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| FR2902307B1 (fr) * | 2006-06-14 | 2008-08-29 | Quidd Sas | Dispositif d'imagerie optique |
| US20080233658A1 (en) * | 2007-03-22 | 2008-09-25 | Southwest Research Institute | Environmental Fluorescent Sensors |
| CN102495078B (zh) * | 2011-12-07 | 2013-11-06 | 天津理工大学 | 基于量子点红外荧光显示技术的焊缝检测方法 |
| LU93022B1 (de) * | 2016-04-08 | 2017-11-08 | Leica Microsystems | Verfahren und Mikroskop zum Untersuchen einer Probe |
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|---|---|---|---|---|
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| US6167297A (en) * | 1999-05-05 | 2000-12-26 | Benaron; David A. | Detecting, localizing, and targeting internal sites in vivo using optical contrast agents |
| US20010055764A1 (en) * | 1999-05-07 | 2001-12-27 | Empedocles Stephen A. | Microarray methods utilizing semiconductor nanocrystals |
-
1999
- 1999-09-13 JP JP25837399A patent/JP4488259B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-09-12 US US09/660,182 patent/US6608314B1/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2006167449A (ja) * | 2004-12-01 | 2006-06-29 | Acushnet Co | 物体識別のための量子ドットを備えた性能測定システム |
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