JP2001091837A - 光走査型顕微鏡 - Google Patents
光走査型顕微鏡Info
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- JP2001091837A JP2001091837A JP26668299A JP26668299A JP2001091837A JP 2001091837 A JP2001091837 A JP 2001091837A JP 26668299 A JP26668299 A JP 26668299A JP 26668299 A JP26668299 A JP 26668299A JP 2001091837 A JP2001091837 A JP 2001091837A
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Abstract
鏡を提供する。 【解決手段】 レーザ光のスポット位置を試料7の所望
する位置に保持させ、この状態からトリガ発生器13よ
りトリガ信号を発生するとともに、このトリガ信号に同
期して、レーザ光切替え部3によりレーザ光の試料7へ
のレーザ光の照射の要否を切替える。
Description
研究に用いられる光走査型顕微鏡に関するものである。
用いた走査型共焦点顕微鏡(以下、LSMと称する)の
利用が広く一般的になってきている。特に、LSMは、
生きた細胞の生理現象の解明の研究に広く用いられてき
ており、この分野での研究の必須の道具になっている。
は時間変化を合わせて通称4次元での画像取得にその機
能の主眼がおかれ、得られた画像をもとに3次元画像の
構築や解析が行なわれている。
蛍光試薬が用いられ、レーザ光により細胞内に導入した
蛍光試薬を励起し、細胞から発せられた蛍光を集光する
ことで細胞の画像を得るようにしている。
光の照射強度と時間に比例して励起される蛍光強度が急
激に減衰することが知られている。
すため、特定の部分領域を任意に切り出す方法が考えら
れている。特開平9−189864号公報は、このよう
な考えに基づくもので、レーザ光を発する光源から細胞
(以下、試料と称する。)までの光路中に、レーザ光が
試料に向かうのを阻止する状態と、試料に向かうのを許
可する状態とを切り替えるレーザ光切り替え手段を設
け、このレーザ光切り替え手段を走査位置情報に基づき
走査範囲内の所定の部分領域で切り替えるようにしてい
る。
光を切り替えることで、所定の部分領域のみの画像を得
ることが可能で、同時に、既に得られた画像をもとに所
定領域のみを切り出し指定し、画像を得ることが可能に
なる。
神経研究において、神経細胞相互間の繋ぎであるシナプ
スと呼ばれる部位の、より一層の厳密な解析が新たな研
究テーマとして浮上してきている。
信号伝達は、数msec以下と非常に速く、こうした部
位の変化を観察するには、上述した特開平9−1898
64号公報に開示された2次元走査するものでは、十分
な観察を行なうことができない。
定し、このポイントでの変化の観察を行なうことが考え
られている。この場合、光学的な観察と、以前より実施
されている電気信号計測による細胞の生理現象の観察と
を同時に行なう必要があり、こうした電気信号による計
測では、同期信号発生手段による信号と計測手段とを同
期させて細胞への刺激を一定周期で繰り返してその変化
を観察するようにしている。また、このような観察で
は、繰り返しの周期をより短くしたいとの要求もあり、
こうした変化の観察は、短くて数分から数時間に至るま
で行なわれる。
で、試料のより詳細な観察を可能にした光走査型顕微鏡
を提供することを目的とする。
レーザ光を発する光源と、この光源からのレーザ光のス
ポットを試料の所定位置に保持させるスポット保持手段
と、前記試料からの光を検出する検出手段と、前記試料
に対してトリガ信号を発生するトリガ発生手段と、前記
トリか発生手段のトリガ信号に同期して同期信号を発生
する同期信号発生手段と、この同期信号発生手段の同期
信号に応じて前記試料に対するレーザ光の照射の要否を
切替えるレーザ光切替え手段とを具備したことを特徴と
している。
明において、前記同期信号発生手段の2つの同期信号間
に複数の同期信号を発生する高速同期信号発生手段を有
し、前記レーザ光切替え手段は、前記高速同期信号発生
手段の高速同期信号に応じて前記試料に対するレーザ光
の照射の要否を切替えることを特徴としている。
載の発明において、前記スポット保持手段は、前記同期
信号発生手段の同期信号に同期させてレーザ光のスポッ
ト保持位置を移動可能にしたことを特徴としている。
ザ光を発する複数の光源と、これら光源からのレーザ光
のスポットを試料の所定位置に保持させるスポット保持
手段と、前記試料からの光を検出する検出手段と、前記
試料に対してトリガ信号を発生するトリガ発生手段と、
前記トリか発生手段のトリガ信号に同期して同期信号を
発生する同期信号発生手段と、前記複数の光源に対応さ
せて複数設けられ、前記同期信号発生手段の同期信号に
応じて順に選択され、それぞれ前記試料に対する前記光
源のレーザ光の照射の要否を切替えるレーザ光切替え手
段とを具備したことを特徴としている。
明において、前記同期信号発生手段の2つの同期信号間
に複数の同期信号を発生する高速同期信号発生手段を有
し、前記レーザ光切替え手段は、前記高速同期信号発生
手段の高速同期信号に応じて順に選択され、それぞれ前
記試料に対するレーザ光の照射の要否を切替えることを
特徴としている。
位置に対する変化を一定の周期で繰り返し観察すること
ができる。
切替えることができる。
ット位置を移動しながら、試料の詳細観察を実現でき
る。
に励起し、これらの観察を行なうことができる。
従い説明する。
用される光走査型顕微鏡の概略構成を示している。図に
おいて、1、2は、レーザ光を発生するレーザ光源で、
これらレーザ光源1、2は、波長の異なるレーザ光を発
するものである。そして、これらレーザ光源1、2から
発せられるレーザ光は、レーザ光切換え部3を介して光
分光器4に進む。
生器13のトリガ信号に同期して制御部11より与えら
れるレーザ光切替え信号によりレーザ光が試料7に向か
うのを許可する第1の状態とレーザ光が試料7に向かう
のを阻止する第2の状態を切替えるもので、例えば、A
OTFフィルタ(透過波長選択フィルタ)などが用いら
れる。光分光器4は、光を任意の波長で選択反射・透過
するものである。
は、光走査部5、対物レンズ6を介して試料7に照射さ
れる。ここで、光走査部5は、試料7に対しレーザ光を
2次元的に走査するとともに、試料7の所定位置にレー
ザ光のスポットを保持させる機能を有している。
光走査部5を介して光分光器4に進み、今度は、光分光
器4を透過され、ピンホール14を介して光選択器8に
入射される。光選択器8は、例えば、570nm以下の
任意の波長の光を反射、570nm以上の波長の光を透
過するものである。
1の光検出器9で、光選択器8より反射された光は、第
2の光検出器10でそれぞれ検出される。
されていて、パソコン12からの指令に基づいて同期信
号発生手段のトリガ発生器13にトリガ信号を発生さ
せ、このトリガ信号を試料7に対し刺激として与え、こ
のときのトリガ信号に同期して、レーザ光切替え部3に
レーザ光切替え信号を与えるようになっている。
作を説明する。
ト位置を移動して、試料7上の所望の位置に保持させ
る。
トリガ発生器13より図2(a)に示すようなトリガ信
号が発生し、試料7に刺激として与えられる。また、こ
のトリガ信号に同期して同図(b)に示すようなレーザ
光切替え信号がレーザ光切替え部3に与えられる。これ
により、レーザ光切替え部3は、レーザ光源1(2)か
らのレーザ光が試料7に向かうのを阻止する第2の状態
から試料7に向かうのを許可する第1の状態に切替え、
この間、レーザ光は、光分光器4で反射され、光走査部
5、対物レンズ6を介して試料7に照射される。また、
試料7からの反射光または蛍光は、対物レンズ6、光走
査部5を介して光分光器4に進み、ピンホール14を介
して光選択器8に入射する。この光選択器8を透過され
た光は、第1の光検出器9で、光選択器8より反射され
た光は、第2の光検出器10でそれぞれ検出される。
の繰り返し周波数とレーザ光切替え部3での第1および
第2の状態の切替え時間は任意に設定可能であるが、例
えばトリガ信号の繰り返し周波数を1KHzとすると、
レーザ光切替え信号の繰り返し周波数は、1KHzで、
切替え時間は、0.7msecとなる。
ポット位置を試料7の所望する1点に固定し、この状態
からトリガ発生器13よりトリガ信号を発生し、試料7
に刺激として与えるとともに、このトリガ信号に同期し
て、レーザ光切替え部3によりレーザ光の試料7へのレ
ーザ光の照射の要否を切替え、試料7からの反射光また
は蛍光の検出を可能にしたので、例えば、上述したシナ
プスと呼ばれる部位の変化に対しても、一定周期で繰り
返し刺激を与えながら、繰り返して変化を観察すること
ができるようになり、この種試料のより詳細な観察を実
現することができる。
2の実施の形態の概略構成を示すもので、図1と同一部
分には、同符号を付している。
応させてレーザ光切替え部21、22を設けている。そ
の他は、図1と同様である。
施の形態と同様である。まず、光走査部5によりレーザ
光のスポット位置を移動して、試料7上の所望の位置に
保持させる。この状態から、制御部11の指示により、
トリガ発生器13より図4(a)に示すようなトリガ信
号が発生し、試料7に刺激として与えられ、また、この
トリガ信号に同期して同図(b)に示すようなレーザ光
切替え信号a、bがレーザ光切替え部21と22に交互
に与えられ、レーザ光切替え部21、22が順に選択さ
れる。
ザ光切替え部21に与えられると、レーザ光源1のレー
ザ光が、試料7に照射され、試料7からの反射光または
蛍光が第1および第2の光検出器9、10で検出され、
また、レーザ光切替え信号bがレーザ光切替え部22に
与えられると、レーザ光源2のレーザ光が、試料7に照
射され、試料7からの反射光または蛍光が第1または第
2の光検出器9、10で検出されるようになる。
実施の形態と同様な効果が得られ、加えて、レーザ光源
1、2から波長の異なるレーザ光が交互に試料7に照射
するようにできるので、異なる波長の蛍光を同時に励起
し、これらの観察を行なうことができる。
3の実施の形態の概略構成を示すもので、図1と同一部
分には、同符号を付している。
信号の1周期内に複数の同期信号を発生する高速同期信
号発生器31を設け、この高速同期信号発生器31から
の高速同期信号に同期して、レーザ光切替え部3にレー
ザ光切替え信号を与えるようになっている。
施の形態と同様で、制御部11の指示により、トリガ発
生器13より図6(a)に示すようなトリガ信号が発生
し、試料7に刺激として与えられ、また、このトリガ信
号に同期して高速同期信号発生器31より同図(b)に
示すような高速同期信号が発生し、この高速同期信号に
同期してレーザ光切替え信号をレーザ光切替え部3に与
えられる。
実施の形態と同様な効果が得られ、加えて、高速同期信
号に同期して、さらにレーザ光を高速に切替えることが
できるので、試料のさらなる詳細な観察が可能になる。
4の実施の形態の概略構成を示すもので、図2と同一部
分には、同符号を付している。
信号の1周期内に複数の同期信号を発生する高速同期信
号発生器32を設け、この高速同期信号発生器32から
の高速同期信号に同期して、レーザ光切替え信号a、b
をレーザ光切替え部21、22に交互に与え、順に選択
するようになっている。
施の形態と同様で、制御部11の指示により、トリガ発
生器13より図8(a)に示すようなトリガ信号が発生
し、試料7に刺激として与えられ、また、このトリガ信
号に同期して高速同期信号発生器32より同図(b)に
示すような高速同期信号が発生し、この高速同期信号に
同期して同図(c)(d)に示すようにレーザ光切替え
信号a、bがレーザ光切替え部21と22に交互に与え
られる。
実施の形態と同様な効果が得られ、加えて、高速同期信
号に同期して、さらにレーザ光を高速に切替えることが
できるので、試料のさらなる詳細な観察が可能になる。
では、レーザ光のスポット位置を試料7上の所望する1
点に固定するようにしたが、この第5の実施の形態で
は、レーザ光のスポット位置を固定せずに、任意に動か
すことができるようになっている。
実施の形態で述べたものと同様で、制御部11の指示に
より、トリガ発生器13より図9(a)に示すようなト
リガ信号が発生すると、このトリガ信号に同期して同図
(b)に示すようにレーザ光のスポット位置がA点とB
点との間で交互に切替えられる、また、トリガ信号に同
期して高速同期信号発生器32より同図(c)に示すよ
うな高速同期信号が発生し、この高速同期信号に同期し
て同図(d)(e)に示すようにレーザ光切替え信号
a、bがレーザ光切替え部21と22に交互に与えられ
る。
ポット位置を移動しながら、試料のより詳細な観察を実
現することができる。
光切替え部3は、制御部11に接続される場合を述べて
いるが、パソコン12に直接接続してもよい。また、ト
リガ信号は、トリガ発生器13より発生するようにした
が、外部からトリガ信号を入力するようにしてもよい。
さらに、光選択器8は、570nmの波長を境に分光す
るものを説明したが、他の波長のものを用いてもよく、
またハーフミラーを用いてもよい。さらにまた、上述で
は2個のレーザ光源1、2の場合を述べたが、レーザ光
源は、1個でも3個以上であってもよい。
号を一定周期で発生させたもので説明したが、これに限
るものでなく、例えば、途中で周期を変えたり、任意に
発生させるようにしてもよい。また、2個のレーザ光の
切替えは、交互に行なわず例えば任意に選択するように
してもよい。また、上述した実施の形態では、光走査部
5でレーザ光を2次元的に走査させていたが、レーザ光
を固定しておき試料(ステージ側)を2次元的に移動さ
せてもよい。
上の所定位置にレーザ光のスポットを保持した状態で、
同期信号に応じて、試料に照射されるレーザ光の要否を
高速に切り替えることにより、試料のより詳細な観察を
実現することができる。
図。
ムチャート。
図。
ムチャート。
図。
ムチャート。
図。
ムチャート。
めのタイムチャート。
Claims (5)
- 【請求項1】 レーザ光を発する光源と、 この光源からのレーザ光のスポットを試料の所定位置に
保持させるスポット保持手段と、 前記試料からの光を検出する検出手段と、 前記試料に対してトリガ信号を発生するトリガ発生手段
と、 前記トリか発生手段のトリガ信号に同期して同期信号を
発生する同期信号発生手段と、 この同期信号発生手段の同期信号に応じて前記試料に対
するレーザ光の照射の要否を切替えるレーザ光切替え手
段とを具備したことを特徴とする光走査型顕微鏡。 - 【請求項2】 前記同期信号発生手段の2つの同期信号
間に複数の同期信号を発生する高速同期信号発生手段を
有し、 前記レーザ光切替え手段は、前記高速同期信号発生手段
の高速同期信号に応じて前記試料に対するレーザ光の照
射の要否を切替えることを特徴とする請求項1記載の光
走査型顕微鏡。 - 【請求項3】 前記スポット保持手段は、前記同期信号
発生手段の同期信号に同期させてレーザ光のスポット保
持位置を移動可能にしたことを特徴とする請求項1また
は2記載の光走査型顕微鏡。 - 【請求項4】 波長の異なるレーザ光を発する複数の光
源と、 これら光源からのレーザ光のスポットを試料の所定位置
に保持させるスポット保持手段と、 前記試料からの光を検出する検出手段と、 前記試料に対してトリガ信号を発生するトリガ発生手段
と、 前記トリか発生手段のトリガ信号に同期して同期信号を
発生する同期信号発生手段と、 前記複数の光源に対応させて複数設けられ、前記同期信
号発生手段の同期信号に応じて順に選択され、それぞれ
前記試料に対する前記光源のレーザ光の照射の要否を切
替えるレーザ光切替え手段とを具備したことを特徴とす
る光走査型顕微鏡。 - 【請求項5】 前記同期信号発生手段の2つの同期信号
間に複数の同期信号を発生する高速同期信号発生手段を
有し、 前記レーザ光切替え手段は、前記高速同期信号発生手段
の高速同期信号に応じて順に選択され、それぞれ前記試
料に対するレーザ光の照射の要否を切替えることを特徴
とする請求項4記載の光走査型顕微鏡。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26668299A JP4512219B2 (ja) | 1999-09-21 | 1999-09-21 | 光走査型顕微鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26668299A JP4512219B2 (ja) | 1999-09-21 | 1999-09-21 | 光走査型顕微鏡 |
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---|---|
JP2001091837A true JP2001091837A (ja) | 2001-04-06 |
JP2001091837A5 JP2001091837A5 (ja) | 2006-10-26 |
JP4512219B2 JP4512219B2 (ja) | 2010-07-28 |
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ID=17434240
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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Cited By (3)
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JP2012093757A (ja) * | 2010-10-22 | 2012-05-17 | Leica Microsystems Cms Gmbh | Sted光シートを用いるspim顕微鏡 |
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-
1999
- 1999-09-21 JP JP26668299A patent/JP4512219B2/ja not_active Expired - Fee Related
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