JP2002202459A - Dark visual field vertical illumination microscope - Google Patents

Dark visual field vertical illumination microscope

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JP2002202459A
JP2002202459A JP2000401061A JP2000401061A JP2002202459A JP 2002202459 A JP2002202459 A JP 2002202459A JP 2000401061 A JP2000401061 A JP 2000401061A JP 2000401061 A JP2000401061 A JP 2000401061A JP 2002202459 A JP2002202459 A JP 2002202459A
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Japan
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light
filter
dark
lens barrel
sample
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JP2000401061A
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Yoshihiro Ota
善浩 太田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a dark visual field vertical illumination microscope which quickly changes-over excitation wavelength and fluorescent wavelength, measures one tissue or one organelle by time-resolving, can be easily changed-over to a dark field and can obtain a clear image with low back ground. SOLUTION: The dark visual field vertical illumination microscope has a light source 1, a first filter 3 which selectively transmits irradiating light to a sample 20 and can be changed-over, an optical member for making the irradiating light to a ring-shaped luminous flux, a reflection mirror 5 for making the light transmitted through the member incident on a space between an outside lens barrel and an inside lens barrel of an objective lens 6, a second filter 8 which transmits only the light emitted from the sample and can be changed-over and a detecting means for detecting the light transmitted through the second filter. The objective lens has a mirror surface for converging the irradiating light to the sample at a top end part 17 of the outside lens barrel and is arranged so that the light from the sample passes in the inside lens barrel. Further a cylinder for preventing contamination of stray light is arranged between the objective lens and the second filter.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は暗視野落射顕微鏡に
関し、特に、バックグランドが低く鮮明な画像を得るこ
とができると共に照射側に配された第1フィルタと測定
側に配された第2フィルタの切り換えが容易であり、照
射光と測定光の波長の切り換えを迅速に行うことができ
る上、前記第2フィルタを実質的に機能させないで、通
常の暗視野顕微鏡として切り換え使用することもでき
る、暗視野落射顕微鏡に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dark-field epi-illumination microscope, and more particularly to a first filter disposed on an irradiation side and a second filter disposed on a measurement side, capable of obtaining a clear image with a low background. Can be easily switched, the wavelength of the irradiation light and the wavelength of the measurement light can be quickly switched, and the second filter can be switched and used as a normal dark-field microscope without substantially functioning the second filter. The present invention relates to a dark field epi-illumination microscope.

【0002】[0002]

【従来技術】生体試料の測定に多用される落射型の蛍光
顕微鏡においては、励起光と蛍光をそれぞれ効率よく標
本及び観察光学系に導くために、ダイクロイックミラー
を用いるのが一般的である。このダイクロイックミラー
の光学的な特徴は、励起光の波長に対して高い反射率を
有し、蛍光の波長に対して高い透過率を有することであ
る。よって、励起光はダイクロイックミラーでほとんど
反射され、対物レンズを通過して標本に達する。一方、
励起光によって生じた蛍光も、対物レンズに入射した後
ダイクロイックミラーに達し、ほとんど通過していくこ
とになる。また、落射型の蛍光顕微鏡では、対物レンズ
側から励起光が標本に照射されるため、対物レンズを通
過する蛍光は励起光と同じ光路を逆に戻っていくことに
なる。しかしながら、この場合には、1)対物レンズと
その鏡筒から放出される蛍光が、試料から放出される蛍
光に混入するため、測定結果にノイズが入ることになり
鮮明な画像を得ることができない場合があったり、2)
ダイクロイックミラーの切り換えが煩雑なので、励起光
と蛍光の波長の切り換えが煩雑となるという欠点があっ
た。
2. Description of the Related Art In an epi-illumination type fluorescence microscope often used for measuring a biological sample, a dichroic mirror is generally used to efficiently guide excitation light and fluorescence to a sample and an observation optical system, respectively. An optical feature of the dichroic mirror is that it has a high reflectance for the wavelength of the excitation light and a high transmittance for the wavelength of the fluorescence. Therefore, the excitation light is almost reflected by the dichroic mirror, passes through the objective lens, and reaches the sample. on the other hand,
Fluorescence generated by the excitation light also reaches the dichroic mirror after being incident on the objective lens and almost passes therethrough. In addition, in the epi-illumination type fluorescence microscope, the excitation light is applied to the sample from the objective lens side, so that the fluorescence passing through the objective lens returns to the same optical path as the excitation light in reverse. However, in this case, 1) since the fluorescence emitted from the objective lens and its lens tube is mixed with the fluorescence emitted from the sample, noise is included in the measurement result and a clear image cannot be obtained. Or 2)
Since the switching of the dichroic mirror is complicated, the switching of the wavelengths of the excitation light and the fluorescence is complicated.

【0003】1)であげた問題点は、特に紫外光を励起
光として用いる時に顕著である。また、試料のダメージ
を少なくするために蛍光色素の量を下げていくと、紫外
光以外の励起光を用いても対物レンズとその鏡筒からの
蛍光が測定に支障をきたすようになる。2)であげた問
題点は、励起光や蛍光の光の波長をすばやく切り替えな
がら1つの試料を測定したいとき、例えば、多重染色し
た試料で時間経過を計測する場合などに顕著となる。ま
た、多重染色用のダイクロイックミラーを用いることが
可能な場合でも、染色のパターンの数だけダイクロイッ
クミラーを用意しなければならず不便である。
The problem described in 1) is particularly remarkable when using ultraviolet light as excitation light. Further, if the amount of the fluorescent dye is reduced in order to reduce the damage to the sample, the fluorescence from the objective lens and its lens barrel will interfere with the measurement even if excitation light other than ultraviolet light is used. The problem described in 2) becomes remarkable when it is desired to measure one sample while quickly switching the wavelength of the excitation light or the fluorescence light, for example, when measuring the lapse of time using a multi-stained sample. Further, even when a dichroic mirror for multiple staining can be used, it is inconvenient to prepare dichroic mirrors for the number of staining patterns.

【0004】斯かる欠点を改善する方法の一つとして、
金属顕微鏡の暗視野照明用として用いられる、2重の鏡
筒を持つ対物レンズ(特開平3−266809号公報)
を転用することが考えられる。しかしながら、この顕微
鏡ではダイクロイックミラーを使用しているために、前
記した2)の問題が依然として残るという欠点があっ
た。
[0004] As one of the methods for remedying such a drawback,
Objective lens having a double lens barrel used for dark-field illumination of a metal microscope (Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-266809)
Can be diverted. However, since this microscope uses a dichroic mirror, there is a disadvantage that the above-mentioned problem 2) still remains.

【0005】また、試料を紫外光で励起しても背景の明
るさを抑えられる顕微鏡として、対物レンズに励起光を
通さない照明方法を用いた蛍光顕微鏡がある。これは、
例えば光源からの照明光(励起光)を光ファイバーで対
物レンズの側方まで導き、試料を斜めから照明するよう
な構成である。しかしながらこの照明方法では、試料近
くに励起光導入用の部品(光ファイバの先端部)が存在
するため、試料の操作、例えば、マイクロインジェクシ
ョン等の操作が行いにくいという欠点があった。また、
紫外光励起の代わりに2光子励起をを用いることもでき
るが、装置自体が非常に高価になる上、励起光源として
レーザを用いるために励起波長を素早く切り替えること
ができない上、励起波長がレーザの発振波長に限られる
という欠点があった。
As a microscope capable of suppressing the brightness of the background even when the sample is excited with ultraviolet light, there is a fluorescence microscope using an illumination method that does not allow excitation light to pass through an objective lens. this is,
For example, the illumination light (excitation light) from the light source is guided to the side of the objective lens by an optical fiber, and the sample is illuminated obliquely. However, this illumination method has a drawback that the operation of the sample, for example, the operation of microinjection or the like is difficult to perform because the component for introducing the excitation light (the end of the optical fiber) exists near the sample. Also,
Although two-photon excitation can be used instead of ultraviolet light excitation, the apparatus itself is very expensive, and since the laser is used as an excitation light source, the excitation wavelength cannot be quickly switched. There was a disadvantage that the wavelength was limited.

【0006】本発明者は、上記の欠点を解決すべく鋭意
研究した結果、鏡筒や対物レンズからの蛍光が試料から
放出される蛍光と混ざらないように、励起光の光路とな
る鏡筒壁面に無蛍光塗料を塗布した2重鏡筒を有する対
物レンズを使用すると共にダイクロイックミラーを使用
しない構造とすることにより、バックグランドが極めて
低い鮮明な画像を得ることができるのみならず、励起光
の波長と試料から放出される蛍光の波長を素速く切り換
えることも可能となり、これによって1つの細胞やオル
ガネラの複数の現象を同時に時間分解して計測すること
もできることを見い出し本発明に到達した。
The inventor of the present invention has conducted intensive studies to solve the above-mentioned drawbacks. As a result, the wall surface of the lens barrel serving as the optical path of the excitation light is prevented so that the fluorescence from the lens barrel and the objective lens does not mix with the fluorescence emitted from the sample. By using an objective lens having a double lens barrel coated with a non-fluorescent paint and not using a dichroic mirror, not only a clear image with extremely low background can be obtained, but also the excitation light The present inventors have found that it is also possible to quickly switch between the wavelength and the wavelength of the fluorescence emitted from the sample, thereby simultaneously measuring a plurality of phenomena of one cell or organelle with time resolution.

【0007】従って、本発明の第1の目的は、容易に暗
視野顕微鏡に切り換えたり、暗視野顕微鏡から落射蛍光
顕微鏡に切り換えることのできる、暗視野落射顕微鏡を
提供することにある。本発明の第2の目的は、励起波長
と蛍光波長をすばやく切り替えながら1つの細胞やオル
ガネラを時間分解して計測することができると共に、バ
ックグランドの低い、鮮明な画像を得ることのできる落
射蛍光顕微鏡を提供することにある。
Accordingly, a first object of the present invention is to provide a dark-field epi-microscope which can easily be switched to a dark-field microscope or from a dark-field microscope to an epi-fluorescence microscope. A second object of the present invention is to make it possible to time-resolve and measure one cell or organelle while quickly switching between an excitation wavelength and a fluorescence wavelength, and to obtain an epifluorescence that can obtain a clear image with a low background. It is to provide a microscope.

【0008】本発明の上記の諸目的は、試料に光を照射
するための光源と、該光源から、試料への照射光を選択
的に透過させる切り換え可能に設けられた第1フィルタ
と、前記照射光をリング状に透過させるスリットと、該
スリットを透過した光を二重鏡筒を有する対物レンズの
外側鏡筒と内側鏡筒の間に入射させるための反射ミラー
と、試料から反射、散乱若しくは放出される光のみを透
過させる切り換え可能に設けられた第2フィルタ、及
び、該第2フィルタを透過した光を検出するための検出
手段とを有する暗視野落射顕微鏡であって、前記二重鏡
筒を有する対物レンズが外側の鏡筒先端部に前記照射光
を試料に集光するための鏡面を有すると共に、試料から
反射、散乱若しくは放出される光が内側の鏡筒内を通過
する如く配されており、該試料から反射、散乱若しくは
放出された光以外の光の混入を防ぐ如く、対物レンズと
第2フィルタの間に、迷光の混入を防ぐための筒が配さ
れていることを特徴とする、暗視野落射顕微鏡によって
達成された。
The above objects of the present invention are to provide a light source for irradiating a sample with light, a first filter switchably provided for selectively transmitting light from the light source to the sample, A slit for transmitting the irradiation light in a ring shape, a reflecting mirror for allowing the light transmitted through the slit to enter between the outer lens barrel and the inner lens barrel of the objective lens having the double lens barrel, and reflection and scattering from the sample. A dark-field epi-illumination microscope comprising: a switchable second filter that transmits only emitted light; and detection means for detecting light transmitted through the second filter. The objective lens having the lens barrel has a mirror surface at the tip of the outer lens barrel for condensing the irradiation light on the sample, and the light reflected, scattered or emitted from the sample passes through the inner lens barrel. Arranged A tube for preventing stray light from being mixed is disposed between the objective lens and the second filter so as to prevent mixing of light other than light reflected, scattered or emitted from the sample. Achieved by dark-field epi-microscopy.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】本発明の暗視野落射顕微鏡の主要
途は落射蛍光顕微鏡であるので、使用する光源として
は、水銀ランプ等の、通常蛍光顕微鏡に使用する光源を
使用する。第1フィルタは、特に落射蛍光顕微鏡として
用いる場合に重要であり、試料に照射する励起光の波長
を選択するものであるので、単に暗視野落射顕微鏡とし
て使用する場合にはなくても良い。この第1フィルタは
ホイールによって順次切り替えられるようなものであっ
ても、回折格子であっても良い。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The dark-field epi-illumination microscope of the present invention is mainly an epi-illumination fluorescence microscope, and therefore, a light source such as a mercury lamp used for a normal fluorescence microscope is used as a light source. The first filter is particularly important when used as an epi-illumination fluorescence microscope and selects the wavelength of the excitation light to be applied to the sample. Therefore, the first filter need not be used when simply used as a dark-field epi-illumination microscope. The first filter may be one that can be sequentially switched by a wheel, or may be a diffraction grating.

【0010】照射光をリング状の光束にする光学部材
は、後述する2重鏡筒を構成する2つの鏡筒の間にのみ
照射光を導入するためのものであり、反射ミラーも対応
してリング状となっている。上記光学部材としてはスリ
ットが最も一般的であるが、アキシコンプリズムや回折
光学素子を使用することもできる。この光学部材と反射
ミラーを一体型のボックスとして構成しても良い。ま
た、この光学部材と光源の間又は第1フィルタと光源の
間には、シャッターを配しておくことが好ましい。リン
グ状の反射ミラーの中央部には、後述する、迷光の混入
を防ぐ筒が配される。この反射ミラーと筒は一体化され
ていても良い。
The optical member for converting the irradiation light into a ring-shaped light beam is for introducing the irradiation light only between two lens barrels constituting a double lens barrel to be described later. It has a ring shape. A slit is most commonly used as the optical member, but an axicon prism or a diffractive optical element can also be used. The optical member and the reflection mirror may be configured as an integrated box. In addition, it is preferable to provide a shutter between the optical member and the light source or between the first filter and the light source. At the center of the ring-shaped reflection mirror, a tube for preventing stray light from being mixed, which will be described later, is arranged. The reflection mirror and the cylinder may be integrated.

【0011】本発明における対物レンズは、断面同心円
状の2重鏡筒、内側鏡筒に組み込まれた1組の撮像のた
めの対物レンズ、及び外側鏡筒先端部に設けられた、照
射光(励起光)を試料に集中させるための鏡面から成
る。該鏡面は放物面であることが好ましい。また、落射
蛍光顕微鏡としての性能を十分なものとするために、照
射光の光路を形成する内側鏡筒の外壁と外側鏡筒の内壁
には、これらの箇所から蛍光が放射されないように、無
蛍光塗料を塗布することが好ましい。尚、ここで無蛍光
とは、測定に支障を来さない程度に実質的に蛍光を出さ
なければ良く、完全に蛍光を発生しないということのみ
を意味するものではない。
The objective lens according to the present invention includes a double lens barrel having a concentric cross section, a set of objective lenses incorporated in the inner lens barrel, and irradiation light (light) provided at the tip of the outer lens barrel. (Excitation light) on the sample. Preferably, the mirror surface is parabolic. Also, in order to ensure sufficient performance as an epi-fluorescence microscope, the outer wall of the inner lens barrel and the inner wall of the outer lens barrel, which form the optical path of the irradiation light, should be illuminated so that fluorescent light is not emitted from these locations. It is preferable to apply a fluorescent paint. It should be noted that the non-fluorescence here does not only mean that fluorescence is not substantially generated so as not to hinder the measurement, and that it does not completely generate fluorescence.

【0012】本発明においては、鏡筒の壁面だけでな
く、リング状のミラーに対向する部分(図1における鏡
筒先端部17)にも無蛍光塗料を塗布するようにしてお
くことが好ましい。この部分では励起光が筒7(図1参
照)に向かって反射しやすいため、反射防止のための塗
料が塗布される。ところが、この反射防止のための塗料
から自家蛍光が発生する場合がある。従って、ここに無
蛍光塗料を塗布しておけば、筒7に入射する自家蛍光の
発生を抑えることができる。
In the present invention, it is preferable that the non-fluorescent paint be applied not only to the wall surface of the lens barrel, but also to a portion facing the ring-shaped mirror (tip part 17 in FIG. 1). In this portion, since the excitation light is easily reflected toward the cylinder 7 (see FIG. 1), a paint for preventing reflection is applied. However, autofluorescence may be generated from the antireflection paint. Therefore, if a non-fluorescent paint is applied here, it is possible to suppress the generation of auto-fluorescence incident on the cylinder 7.

【0013】上記光路を形成する壁面から放射される蛍
光が少なければ少ない程、落射蛍光顕微鏡として使用す
る場合に得られる像が、バックグランドの低い鮮明な像
となる。これにより、従来、背景の明るさに埋もれて見
落としていたような蛍光をはっきりと捉えることができ
るので、蛍光画像の質が大幅に向上する。また、今まで
より低い濃度の蛍光色素で生体試料を観察することがで
きるようになるため、蛍光色素の影響がより少ない、天
然に近い状態で蛍光測定ができるようになるという大き
な利点が生ずる。
The less fluorescence emitted from the wall forming the optical path, the clearer the image obtained when used as an epifluorescence microscope with a low background. This makes it possible to clearly capture the fluorescence that was conventionally overlooked because it was buried in the brightness of the background, and the quality of the fluorescent image is greatly improved. Further, since the biological sample can be observed with a lower concentration of the fluorescent dye, there is a great advantage that the fluorescent measurement can be performed in a state close to the natural state with less influence of the fluorescent dye.

【0014】本発明における第2フィルタは、本発明の
顕微鏡を落射蛍光顕微鏡として使用するためのものであ
る。このフィルタは、前記第1フィルタと同様にホイー
ルによって切り替えられるにすることも、回折格子とす
ることもできる。このフィルタを選択して測定する蛍光
波長を決定するが、単に暗視野落射顕微鏡として使用す
る場合には、第2フィルタがない状態であっても良い
し、第1フィルタと同じフィルタを選択して、実質的に
第2フィルタを機能させなければ良い。
The second filter in the present invention is for using the microscope of the present invention as an epi-fluorescence microscope. This filter can be switched by a wheel like the first filter, or can be a diffraction grating. This filter is selected to determine the fluorescence wavelength to be measured. However, when the filter is simply used as a dark-field epi-illumination microscope, the second filter may not be provided, or the same filter as the first filter may be selected. It is sufficient that the second filter does not function substantially.

【0015】本発明の顕微鏡においては、照射光(励起
光)は内側の鏡筒内部を通らず、測定する蛍光、又は反
射光若しくは散乱光のみが内側の鏡筒内部を通り、更に
迷光の混入を防止する筒を介して冷却CCDカメラやS
IT管等の高感度撮像素子によって測光されたり写真撮
影されるので、バックグランドが極めて低い、鮮明な画
像を得ることができる。特に、第1、第2フィルタ及び
撮像装置、更に必要に応じてシャッタをコンピュータ制
御することにより、多重染色した試料について、秒以下
の時間分解能を持った測定を複数の波長について行うこ
とが可能となり、また、この場合の色素選択の自由度も
大きくなる。
In the microscope of the present invention, the irradiation light (excitation light) does not pass through the inside of the inner lens barrel, and only the fluorescence to be measured or the reflected light or the scattered light passes through the inside of the inner lens barrel, and furthermore, the stray light is mixed. Cooling CCD camera and S
Since photometry or photographing is performed by a high-sensitivity image sensor such as an IT tube, a clear image with extremely low background can be obtained. In particular, by controlling the first and second filters and the imaging device and, if necessary, the shutter by computer, it is possible to perform measurement with a time resolution of less than a second for a plurality of wavelengths on a sample that has been multi-stained. In this case, the degree of freedom in selecting a dye is also increased.

【0016】例えば、NADH(蛍光波長460nm)
とフラビン(励起波長460nm)のように、2つの物
質の蛍光波長と励起波長が重なる場合でも、100ミリ
秒以下の時間分解能で両方を測定することが可能とな
る。即ち、従来はダイクロイックミラーの特性に合わせ
た範囲内でしか励起光や蛍光の波長を切り替えることが
できなかったが、ダイクロイックミラーを使用しない本
発明においてはこのダイクロイックミラーによる制限が
ない。これによって励起光や蛍光の選択の自由度が増大
するので、特に、生体に関する新たな知見を得るための
装置として有意義である。
For example, NADH (fluorescence wavelength: 460 nm)
Even when the fluorescence wavelength and the excitation wavelength of two substances overlap, such as flavin (excitation wavelength 460 nm), both can be measured with a time resolution of 100 milliseconds or less. That is, conventionally, the wavelengths of the excitation light and the fluorescence can be switched only within a range according to the characteristics of the dichroic mirror. However, in the present invention that does not use the dichroic mirror, there is no limitation by the dichroic mirror. As a result, the degree of freedom in selecting excitation light or fluorescence is increased, so that the present invention is particularly useful as a device for obtaining new knowledge on living bodies.

【0017】次に本発明を実施例によって更に説明す
る。図1は、本発明の顕微鏡の原理図である。図中の符
号1は光源、2はシャッタ、3は第1フィルタ、4はス
リット、5は反射ミラー、6は二重鏡筒を有する対物レ
ンズ、7は迷光の混入を防止する筒、8は第2フィル
タ、9は撮像カメラ、10はコンピュータで、16はカ
バーガラスを載せるステージ、17は反射ミラーと対向
する鏡筒の先端部、20は試料である。図2は、対物レ
ンズ6の詳細図である。図中、符号11は外側の鏡筒、
12は該鏡筒先端に取り付けられた放物面鏡、13は内
側の鏡筒、14は撮像のための(1組の)対物レンズで
ある。図3は、2重鏡筒対物レンズの平面図である。
Next, the present invention will be further described with reference to examples. FIG. 1 is a principle diagram of the microscope of the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes a light source, 2 denotes a shutter, 3 denotes a first filter, 4 denotes a slit, 5 denotes a reflection mirror, 6 denotes an objective lens having a double lens barrel, 7 denotes a tube for preventing stray light from being mixed in, and 8 denotes a tube. A second filter, 9 is an imaging camera, 10 is a computer, 16 is a stage on which a cover glass is mounted, 17 is a tip of a lens barrel facing a reflection mirror, and 20 is a sample. FIG. 2 is a detailed view of the objective lens 6. In the figure, reference numeral 11 denotes an outer lens barrel,
12 is a parabolic mirror attached to the tip of the lens barrel, 13 is an inner lens barrel, and 14 is a (one set) objective lens for imaging. FIG. 3 is a plan view of the double-barrel objective lens.

【0018】光源1から、平行光にした励起光を第1フ
ィルタ3を介してリング状のスリット4に通し、リング
状になった励起光を、中央を円形にくり抜いたリング状
反射ミラー5で反射させ、二重鏡筒を有する対物レンズ
6の内側の鏡筒13と外側の鏡筒11の間に導入する。
導入された励起光は、外側の鏡筒11の先端部に取り付
けられた放物面鏡12によって反射され、試料20に集
光される。励起光はカバーガラス15に対して全反射に
ならないように斜めに照射されるので、カバーガラス1
5で反射された励起光が、内側の鏡筒内に入らないよう
にする。
The parallel excitation light from the light source 1 is passed through a ring-shaped slit 4 through a first filter 3, and the ring-shaped excitation light is passed through a ring-shaped reflection mirror 5 whose center is hollowed out in a circular shape. The light is reflected and introduced between the inner lens barrel 13 and the outer lens barrel 11 of the objective lens 6 having the double lens barrel.
The introduced excitation light is reflected by the parabolic mirror 12 attached to the tip of the outer lens barrel 11, and is focused on the sample 20. Since the excitation light is applied obliquely to the cover glass 15 so as not to cause total reflection, the cover glass 1
Excitation light reflected at 5 is prevented from entering the inner lens barrel.

【0019】試料から放射される蛍光(暗視野顕微鏡と
して使用される場合は、試料からの反射光及び散乱光)
は、内側の鏡筒13内の対物レンズ14によって集光さ
れ、平行光となる。平行光となった蛍光は、反射ミラー
5のくり抜かれた中央部に配された筒7を通過し、第2
フィルタ8を透過して撮像カメラ9に入る。尚、第1及
び第2フィルタは、フィルタホイールを用いることによ
って、15ミリ秒程度の高速で切り替えることができ
る。蛍光検出用カメラとしては、12ビットの階調を持
ち最大量子効率を50%とすることのできる冷却CCD
カメラを使用することが好ましい。このようなカメラを
用いることにより、微弱な蛍光強度変化も検出すること
が可能となる。蛍光検出用カメラの前には、必要に応じ
て光増幅装置を配することもできる。
Fluorescence emitted from the sample (reflected and scattered light from the sample when used as a dark field microscope)
Are converged by the objective lens 14 in the inner lens barrel 13 and become parallel light. The fluorescent light that has become parallel light passes through the cylinder 7 disposed at the center of the reflection mirror 5, and the second
The light passes through the filter 8 and enters the imaging camera 9. The first and second filters can be switched at a high speed of about 15 milliseconds by using a filter wheel. As a camera for fluorescence detection, a cooled CCD with 12-bit gradation and a maximum quantum efficiency of 50%
Preferably, a camera is used. By using such a camera, it is possible to detect a slight change in fluorescence intensity. An optical amplifying device can be provided before the fluorescence detection camera, if necessary.

【0020】シャッタ2、第1フィルタ3、第2フィル
タ8及び撮像カメラ9をコンピュータ制御することによ
り、100ミリ秒以下の時間分解能で、複数の波長につ
いて蛍光測定することが可能となる。また、第2フィル
タを空にし、又は第1フィルタと同一にすることによ
り、本発明の顕微鏡を暗視野落射顕微鏡とし、例えば、
金属表面の傷の有無等を調べることができる。
By controlling the shutter 2, the first filter 3, the second filter 8, and the imaging camera 9 by computer, it becomes possible to perform fluorescence measurement at a plurality of wavelengths with a time resolution of 100 milliseconds or less. In addition, by emptying the second filter or making the same as the first filter, the microscope of the present invention is a dark-field epi-illumination microscope, for example,
The presence or absence of scratches on the metal surface can be checked.

【0021】[0021]

【発明の効果】以上詳述した如く、本発明の顕微鏡は従
来の落射蛍光顕微鏡で可能なことは全てできる上、対物
レンズや鏡筒から蛍光が放射されることがないので、バ
ックグランドの低い鮮やかな画像を得ることができ、ま
た、従来バックグランドに埋もれていた画像を得ること
もできる。更に、励起光と蛍光の波長の選択が容易であ
るので、例えば1個のミトコンドリアでNADHの生成
・フラビンの還元・pHの変化・膜電位の変化・ATP
の合成というような、複数の反応の時間変化を一度に測
定することができる。また、実質的に蛍光フィルタを取
り除くことにより、暗視野落射顕微鏡としても使用する
ことができるので、本発明は極めて有意義である。
As described in detail above, the microscope of the present invention can do all the things that can be done with a conventional epi-illumination fluorescence microscope, and does not emit fluorescent light from the objective lens or the lens barrel, so that the background has a low background. A vivid image can be obtained, and an image conventionally buried in the background can also be obtained. Further, since it is easy to select the wavelengths of the excitation light and the fluorescence, for example, the production of NADH with one mitochondria, the reduction of flavin, the change in pH, the change in membrane potential, the ATP
The time change of a plurality of reactions such as the synthesis of Further, since the fluorescent filter can be substantially removed to be used as a dark-field epi-illumination microscope, the present invention is extremely significant.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の暗視野落射顕微鏡の原理図である。FIG. 1 is a principle view of a dark-field epi-illumination microscope of the present invention.

【図2】本発明における対物レンズの詳細原理図であ
る。
FIG. 2 is a detailed principle diagram of an objective lens according to the present invention.

【図3】本発明の2重鏡筒対物レンズの平面図である。FIG. 3 is a plan view of a double-barrel objective lens of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光源 2 シャッタ 3 第1フィルタ 4 スリット 5 反射ミラー 6 対物レンズ 7 迷光の混入を防止する筒 8 第2フィルタ 9 撮像カメラ 10 コンピュータ 11 外側の鏡筒 12 放物面鏡 13 内側の鏡筒 14 撮像のための(1組の)対物レンズ 15 カバーガラス 16 ステージ 17 鏡筒先端部 20 試料 REFERENCE SIGNS LIST 1 light source 2 shutter 3 first filter 4 slit 5 reflecting mirror 6 objective lens 7 cylinder for preventing stray light from entering 8 second filter 9 imaging camera 10 computer 11 outer lens barrel 12 parabolic mirror 13 inner lens barrel 14 imaging (One set) objective lens for 15 cover glass 16 stage 17 lens barrel tip 20 sample

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2G043 AA03 BA16 CA03 EA01 FA02 GA04 GA07 GB01 GB07 GB17 HA01 HA02 HA09 KA02 KA05 LA03 MA01 2H052 AA09 AC04 AC06 AC08 AC17 AC27 AD29 AD34  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page F term (reference) 2G043 AA03 BA16 CA03 EA01 FA02 GA04 GA07 GB01 GB07 GB17 HA01 HA02 HA09 KA02 KA05 LA03 MA01 2H052 AA09 AC04 AC06 AC08 AC17 AC27 AD29 AD34

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 試料に光を照射するための光源と、該光
源から、試料への照射光を選択的に透過させる切り換え
可能に設けられた第1フィルタと、前記照射光をリング
状の光束にする光学部材と、該スリットを透過した光を
二重鏡筒を有する対物レンズの外側鏡筒と内側鏡筒の間
に入射させるための反射ミラーと、試料から反射、散乱
若しくは放出される光のみを透過させる切り換え可能に
設けられた第2フィルタ、及び、該第2フィルタを透過
した光を検出するための検出手段とを有する暗視野落射
顕微鏡であって、前記二重鏡筒を有する対物レンズが外
側の鏡筒先端部に前記照射光を試料に集光するための鏡
面を有すると共に、試料から反射、散乱若しくは放出さ
れる光が内側の鏡筒内を通過する如く配されており、該
試料から反射、散乱若しくは放出された光以外の光の混
入を防ぐ如く、対物レンズと第2フィルタの間に、迷光
の混入を防ぐための筒が配されていることを特徴とす
る、暗視野落射顕微鏡。
1. A light source for irradiating a sample with light, a first filter switchably provided to selectively transmit irradiation light to the sample from the light source, and a ring-shaped light beam for the irradiation light An optical member, a reflecting mirror for allowing light transmitted through the slit to enter between an outer lens barrel and an inner lens barrel of an objective lens having a double lens barrel, and light reflected, scattered, or emitted from the sample. A dark-field epi-illumination microscope comprising: a second filter switchably provided to transmit only light; and detection means for detecting light transmitted through the second filter. The lens has a mirror surface at the tip of the outer lens barrel for condensing the irradiation light onto the sample, and is arranged so that light reflected, scattered or emitted from the sample passes through the inner lens barrel, Reflection and scattering from the sample Alternatively, a dark-field epi-illumination microscope characterized in that a tube for preventing stray light from being mixed is disposed between the objective lens and the second filter so as to prevent mixing of light other than the emitted light.
【請求項2】 二重鏡筒を有する対物レンズの照射光の
光路を形成する鏡筒壁面に無蛍光塗料が塗布されてい
る、請求項1に記載された暗視野落射顕微鏡。
2. The dark-field epi-illumination microscope according to claim 1, wherein a non-fluorescent paint is applied to a wall surface of the lens barrel forming an optical path of irradiation light of the objective lens having the double lens barrel.
【請求項3】 スリットと反射ミラーが一体型のボック
スとして構成されている、請求項1又は2に記載された
暗視野落射顕微鏡。
3. The dark-field epi-illumination microscope according to claim 1, wherein the slit and the reflection mirror are formed as an integrated box.
【請求項4】 第1フィルタ及び第2フィルタの切換が
ホイールによってなされる、請求項1〜3の何れかに記
載された暗視野落射顕微鏡。
4. The dark-field epi-illumination microscope according to claim 1, wherein switching between the first filter and the second filter is performed by a wheel.
【請求項5】 光の検出手段が高感度撮像素子である、
請求項1〜4の何れか記載された暗視野落射顕微鏡。
5. The light detecting means is a high-sensitivity image sensor.
A dark-field epi-illumination microscope according to claim 1.
【請求項6】 光源と第1フィルタの間にシャッタが配
されている、請求項1〜5の何れかに記載された暗視野
落射顕微鏡。
6. The dark-field epi-illumination microscope according to claim 1, wherein a shutter is arranged between the light source and the first filter.
【請求項7】 シャッタ、第1フィルタ、第2フィル
タ、及び冷却CCDカメラが何れもコンピュータ制御さ
れる、請求項1〜6の何れかに記載された暗視野落射顕
微鏡。
7. The dark-field epi-illumination microscope according to claim 1, wherein the shutter, the first filter, the second filter, and the cooled CCD camera are all computer-controlled.
【請求項8】 対物レンズの焦点制御をコンピュータに
よって行う、請求項7に記載された暗視野落射顕微鏡。
8. The dark-field epi-illumination microscope according to claim 7, wherein the focus control of the objective lens is performed by a computer.
【請求項9】 第2フィルタの切換えの選択枝の一つと
して、第1フィルタと同等のフィルタを選択することの
できる、請求項1〜7の何れかに記載された暗視野落射
顕微鏡。
9. The dark-field epi-illumination microscope according to claim 1, wherein a filter equivalent to the first filter can be selected as one of the options for switching the second filter.
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