JP2003172702A - 複数の蛍光物質を含む試料の分析方法及び装置 - Google Patents
複数の蛍光物質を含む試料の分析方法及び装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 超短光パルスから得られる白色連続スペクト
ル光パルスを、単純な方法で試料（特に生体試料）の分
析に利用する方法及び装置を提供する。 【解決手段】 超短光パルスを透明物質２３の１点に集
光することにより生成される白色連続スペクトル光パル
スを分光器２５により分光し、その中の複数の目的波長
光のみを分離された小反射鏡３７やマスク反射鏡等によ
り選択する。選択された複数の目的波長光を分光器２５
で合成することにより、各目的波長光を含有する合成光
パルスを生成し、生体試料２８等に照射する。これによ
り、複数の目的波長光に対応する蛍光物質のみが励起さ
れ、検出される。ここで、選択された複数の目的波長光
に対して互いに異なる光路長を与えることにより、合成
光パルス中において各目的波長光に対応する成分光パル
スが互いに分離されることとなり、相互の干渉によるノ
イズの生成が防止される。
ル光パルスを、単純な方法で試料（特に生体試料）の分
析に利用する方法及び装置を提供する。 【解決手段】 超短光パルスを透明物質２３の１点に集
光することにより生成される白色連続スペクトル光パル
スを分光器２５により分光し、その中の複数の目的波長
光のみを分離された小反射鏡３７やマスク反射鏡等によ
り選択する。選択された複数の目的波長光を分光器２５
で合成することにより、各目的波長光を含有する合成光
パルスを生成し、生体試料２８等に照射する。これによ
り、複数の目的波長光に対応する蛍光物質のみが励起さ
れ、検出される。ここで、選択された複数の目的波長光
に対して互いに異なる光路長を与えることにより、合成
光パルス中において各目的波長光に対応する成分光パル
スが互いに分離されることとなり、相互の干渉によるノ
イズの生成が防止される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、試料中に存在する
複数の蛍光物質を略同時に励起する方法に関する。生体
中のタンパク質等の物質の多くは蛍光物質であるため、
この方法を用いることにより、生体に含まれる複数のタ
ンパク質等の動き、作用等を同時に且つ独立に追跡する
ことができるようになる。
複数の蛍光物質を略同時に励起する方法に関する。生体
中のタンパク質等の物質の多くは蛍光物質であるため、
この方法を用いることにより、生体に含まれる複数のタ
ンパク質等の動き、作用等を同時に且つ独立に追跡する
ことができるようになる。
【０００２】
【従来の技術】フェムト秒（10-15秒）オーダーの超短
光パルスを空間的にも収束して物質に照射すると、その
点におけるエネルギ密度は非常に高いものとなり、超短
光パルスとその物質との間で線形及び非線形相互作用が
生じる。その結果、各種の現象が生じるが、その一つに
白色連続スペクトル光の発生がある。この白色連続スペ
クトル光は、原パルスと同様の超短パルスでありながら
白色連続スペクトルを有するため、様々な用途が考えら
れている。
光パルスを空間的にも収束して物質に照射すると、その
点におけるエネルギ密度は非常に高いものとなり、超短
光パルスとその物質との間で線形及び非線形相互作用が
生じる。その結果、各種の現象が生じるが、その一つに
白色連続スペクトル光の発生がある。この白色連続スペ
クトル光は、原パルスと同様の超短パルスでありながら
白色連続スペクトルを有するため、様々な用途が考えら
れている。
【０００３】その一つに、情報変調パルスの生成がある
（Jonathan P. Heritage, Andrew M. Weiner, "Shaping
Optical Pulses by Amplitude and Phase Masking",
U.S.Patent No. 4,655,547, April 7, 1987、Andrew M.
Weiner, "Research Projects - Femtosecond Pulse Sh
aping and Processing", http://purcell.ecn.purdue.e
du/~fsoptics/PulseShaping.html）。図１に示すよう
に、超短光パルスから生成される白色連続スペクトル光
１１を分光器１２により分光し、各波長毎に異なる透過
度又は位相シフタを有するマスク１３を通過させる。そ
の後、レンズ及び分光器１４により再度１つのパルスに
統合すると、マスク１３のフーリエ変換のパターンを有
するパルス１５が得られる。
（Jonathan P. Heritage, Andrew M. Weiner, "Shaping
Optical Pulses by Amplitude and Phase Masking",
U.S.Patent No. 4,655,547, April 7, 1987、Andrew M.
Weiner, "Research Projects - Femtosecond Pulse Sh
aping and Processing", http://purcell.ecn.purdue.e
du/~fsoptics/PulseShaping.html）。図１に示すよう
に、超短光パルスから生成される白色連続スペクトル光
１１を分光器１２により分光し、各波長毎に異なる透過
度又は位相シフタを有するマスク１３を通過させる。そ
の後、レンズ及び分光器１４により再度１つのパルスに
統合すると、マスク１３のフーリエ変換のパターンを有
するパルス１５が得られる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記方法はマスクに形
成された空間情報をパルスの時間情報に変換する方法で
あり、情報伝送に関する技術として考えられたものであ
る。また、入力（空間情報）と出力（時間情報）とは上
記の通りフーリエ変換の関係となっているため、その変
換関係が複雑である。そこで本発明は、超短光パルスか
ら得られる白色連続スペクトル光パルスを、単純な方法
で試料（特に生体試料）の分析に利用する方法及び装置
を提供する。
成された空間情報をパルスの時間情報に変換する方法で
あり、情報伝送に関する技術として考えられたものであ
る。また、入力（空間情報）と出力（時間情報）とは上
記の通りフーリエ変換の関係となっているため、その変
換関係が複雑である。そこで本発明は、超短光パルスか
ら得られる白色連続スペクトル光パルスを、単純な方法
で試料（特に生体試料）の分析に利用する方法及び装置
を提供する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に成された本発明に係る方法は、 a)超短光パルスより生成される白色連続スペクトル光パ
ルスを分光器により分光し、 b)分光された各波長中の複数の目的波長光のみを選択
し、 c)選択された複数の目的波長光を逆分光器で合成するこ
とにより、各目的波長光を含有する合成光パルスを生成
し、 d)生成された合成光パルスを試料に照射することによ
り、上記複数の目的波長光に対応する試料中の複数の目
的蛍光物質のみを励起する、ことを特徴とする。
に成された本発明に係る方法は、 a)超短光パルスより生成される白色連続スペクトル光パ
ルスを分光器により分光し、 b)分光された各波長中の複数の目的波長光のみを選択
し、 c)選択された複数の目的波長光を逆分光器で合成するこ
とにより、各目的波長光を含有する合成光パルスを生成
し、 d)生成された合成光パルスを試料に照射することによ
り、上記複数の目的波長光に対応する試料中の複数の目
的蛍光物質のみを励起する、ことを特徴とする。
【０００６】また、より改良された方法として、上記選
択された複数の目的波長光に対して互いに異なる光路長
を与えることにより、合成光パルス中において各目的波
長光に対応する成分光パルスが互いに時間ズレを有して
含有されるようにする方法を挙げることができる。
択された複数の目的波長光に対して互いに異なる光路長
を与えることにより、合成光パルス中において各目的波
長光に対応する成分光パルスが互いに時間ズレを有して
含有されるようにする方法を挙げることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】予め、励起したい複数の蛍光物質
を定めておき、それら蛍光物質を励起させるための波長
を調べておく。本発明では、励起光は超短光パルスより
生成されるため、２光子励起や３光子励起等の多光子励
起が生じる。従って、励起波長はそれらを考慮した値と
しておく。
を定めておき、それら蛍光物質を励起させるための波長
を調べておく。本発明では、励起光は超短光パルスより
生成されるため、２光子励起や３光子励起等の多光子励
起が生じる。従って、励起波長はそれらを考慮した値と
しておく。
【０００８】白色連続スペクトル光パルスを分光した後
のスペクトルから、これら複数の励起波長（目的波長）
のみを選択する。その方法としては、各目的波長の箇所
のみにそれぞれ反射鏡を配置する方法、反射鏡の各目的
波長箇所以外の箇所に吸収マスクをカバーする方法、各
目的波長の箇所のみを透過させるマスクを用いる方法
等、種々考えることができる。
のスペクトルから、これら複数の励起波長（目的波長）
のみを選択する。その方法としては、各目的波長の箇所
のみにそれぞれ反射鏡を配置する方法、反射鏡の各目的
波長箇所以外の箇所に吸収マスクをカバーする方法、各
目的波長の箇所のみを透過させるマスクを用いる方法
等、種々考えることができる。
【０００９】こうして選択された目的波長光のみを逆分
光器で合成することにより、合成光パルスを生成する。
ここにおける逆分光器は、上記スペクトルを生成するた
めの分光器とは別に設けてもよいし、その分光器をその
まま逆分光器として用いてもよい。
光器で合成することにより、合成光パルスを生成する。
ここにおける逆分光器は、上記スペクトルを生成するた
めの分光器とは別に設けてもよいし、その分光器をその
まま逆分光器として用いてもよい。
【００１０】こうして生成された合成光パルスには、目
的とする蛍光物質に対応する励起光パルスのみが含まれ
るため、試料中に多種存在する蛍光物質のうち目的とす
る複数の蛍光物質のみを励起することができる。そし
て、本発明に係る方法では、生成される合成光パルスが
原超短光パルスと同じく超短光パルスであるため、試料
中の蛍光物質を２光子励起、３光子励起等の多光子励起
モードで励起する。通常の線形の吸収による励起（線形
の励起）では光の通る全ての部分で吸収が起こるが、本
発明のように多光子励起とすることにより、焦点の部分
のみで非線形吸収を起こすことができ、焦点付近のみの
情報を得ることができる。この焦点位置を２次元・３次
元的に走査すれば、２次元・３次元の分析映像が得られ
る。また、時間的に追跡することにより、その動き等を
観察することもできる。
的とする蛍光物質に対応する励起光パルスのみが含まれ
るため、試料中に多種存在する蛍光物質のうち目的とす
る複数の蛍光物質のみを励起することができる。そし
て、本発明に係る方法では、生成される合成光パルスが
原超短光パルスと同じく超短光パルスであるため、試料
中の蛍光物質を２光子励起、３光子励起等の多光子励起
モードで励起する。通常の線形の吸収による励起（線形
の励起）では光の通る全ての部分で吸収が起こるが、本
発明のように多光子励起とすることにより、焦点の部分
のみで非線形吸収を起こすことができ、焦点付近のみの
情報を得ることができる。この焦点位置を２次元・３次
元的に走査すれば、２次元・３次元の分析映像が得られ
る。また、時間的に追跡することにより、その動き等を
観察することもできる。
【００１１】ただ、上記方法では、逆分光器で生成され
た合成光パルス内で各成分光が互いに干渉し、非線形効
果により差周波数成分光が発生する可能性がある。この
ような差周波数成分光は、目的とするもの以外の蛍光物
質を励起して分析のノイズとなる可能性がある。そこ
で、本発明の改良された方法では、複数の目的波長光が
合成される前に、各目的波長光の光路長を互いに異なる
ようにしておく。これにより、合成光パルスにおいて各
成分光パルスが分離して含まれるようになるため、差周
波数成分光の生成が防止され、上記ノイズの発生が抑制
される。
た合成光パルス内で各成分光が互いに干渉し、非線形効
果により差周波数成分光が発生する可能性がある。この
ような差周波数成分光は、目的とするもの以外の蛍光物
質を励起して分析のノイズとなる可能性がある。そこ
で、本発明の改良された方法では、複数の目的波長光が
合成される前に、各目的波長光の光路長を互いに異なる
ようにしておく。これにより、合成光パルスにおいて各
成分光パルスが分離して含まれるようになるため、差周
波数成分光の生成が防止され、上記ノイズの発生が抑制
される。
【００１２】上記の「光路長」は光学的なものである。
各目的波長光の光路長を異ならせる方法は、一つには、
各目的波長の箇所に小反射鏡を配置し、それら小反射鏡
の光路方向の位置を互いにずらせる方法がある。また、
別の方法として、各目的波長の光路中に厚さ（光路方向
の寸法）の異なる透明光学媒体（屈折率の大きい物質が
望ましい）をそれぞれ配置する方法をとることもでき
る。
各目的波長光の光路長を異ならせる方法は、一つには、
各目的波長の箇所に小反射鏡を配置し、それら小反射鏡
の光路方向の位置を互いにずらせる方法がある。また、
別の方法として、各目的波長の光路中に厚さ（光路方向
の寸法）の異なる透明光学媒体（屈折率の大きい物質が
望ましい）をそれぞれ配置する方法をとることもでき
る。
【００１３】また、各分光成分に対してチャープ（分
散）を与えることにより、合成パルスに含まれる各波長
成分のピークパワーを調整することができる。これによ
り、目的蛍光物質における線形吸収と非線形吸収（多光
子吸収）との間の任意のレベルで吸収を制御することが
可能となる。
散）を与えることにより、合成パルスに含まれる各波長
成分のピークパワーを調整することができる。これによ
り、目的蛍光物質における線形吸収と非線形吸収（多光
子吸収）との間の任意のレベルで吸収を制御することが
可能となる。
【００１４】本発明に係る方法を実施するための装置の
一例を図２に示す。Erドープ・ファイバレーザ、モード
ロックTi:サファイアレーザあるいはモードロックCr:フ
ォルステライトレーザ（特開平11-284260）等の光源２
１で生成された超短光パルスは、第１光学系２２により
水、水晶等の適宜の透明物質２３中の１点に集光され
る。この集光点において、物質２３と超短光パルスとの
非線形相互作用により白色連続スペクトル光パルスが生
成される。生成された白色連続スペクトル光パルスは第
２光学系２４（レンズ、反射鏡等を含む）により分光器
２５に照射され、そこで分光される。分光された光はコ
リメート光学系２６により波長選択手段２７に送られ
る。図２において、２７ａは小反射鏡を目的波長箇所に
配置した波長選択手段を示し、２７ｂは目的波長以外の
箇所に吸光部を設けた反射鏡による波長選択手段を示
す。
一例を図２に示す。Erドープ・ファイバレーザ、モード
ロックTi:サファイアレーザあるいはモードロックCr:フ
ォルステライトレーザ（特開平11-284260）等の光源２
１で生成された超短光パルスは、第１光学系２２により
水、水晶等の適宜の透明物質２３中の１点に集光され
る。この集光点において、物質２３と超短光パルスとの
非線形相互作用により白色連続スペクトル光パルスが生
成される。生成された白色連続スペクトル光パルスは第
２光学系２４（レンズ、反射鏡等を含む）により分光器
２５に照射され、そこで分光される。分光された光はコ
リメート光学系２６により波長選択手段２７に送られ
る。図２において、２７ａは小反射鏡を目的波長箇所に
配置した波長選択手段を示し、２７ｂは目的波長以外の
箇所に吸光部を設けた反射鏡による波長選択手段を示
す。
【００１５】選択された波長の光はコリメート光学系２
６により分光器２５に戻り、そこで１つの超短光パルス
に合成される。これを試料２８に照射することにより複
数の目的物質のみが励起され、検出器２９によりその蛍
光が検出される。
６により分光器２５に戻り、そこで１つの超短光パルス
に合成される。これを試料２８に照射することにより複
数の目的物質のみが励起され、検出器２９によりその蛍
光が検出される。
【００１６】各分光の光路長を異ならせるための装置の
例を図３及び図４に示す。図３は各波長箇所に配置した
小反射鏡３７の光路方向の位置を異ならせたものであ
り、図４は波長を選択するためのマスク付反射鏡と、各
波長光の光路に配置した異なる厚さの透明光学媒体との
組み合わせ４７で構成したものである。
例を図３及び図４に示す。図３は各波長箇所に配置した
小反射鏡３７の光路方向の位置を異ならせたものであ
り、図４は波長を選択するためのマスク付反射鏡と、各
波長光の光路に配置した異なる厚さの透明光学媒体との
組み合わせ４７で構成したものである。
【００１７】図５は、図３の装置の各小反射鏡（一部の
小反射鏡のみでもよい）５７に１次元の曲率を与えた例
を示すものである。これにより、当該成分パルスに分散
（チャープ）を与え、ピークをシフトすることができ
る。なお、小反射鏡の背面に加える負圧の大きさを変化
させることにより、その曲率を調整するという方法をと
ることもできる。
小反射鏡のみでもよい）５７に１次元の曲率を与えた例
を示すものである。これにより、当該成分パルスに分散
（チャープ）を与え、ピークをシフトすることができ
る。なお、小反射鏡の背面に加える負圧の大きさを変化
させることにより、その曲率を調整するという方法をと
ることもできる。
【００１８】
【発明の効果】本発明に係る方法では、白色連続スペク
トル光パルスを超短光パルスから生成するため、その光
源は理想的な点光源となり、高分解能の光学系を設計す
ることができる。また、光源として非常に明るいため、
ノイズの少ない分析を行うことができる。
トル光パルスを超短光パルスから生成するため、その光
源は理想的な点光源となり、高分解能の光学系を設計す
ることができる。また、光源として非常に明るいため、
ノイズの少ない分析を行うことができる。
【００１９】本発明に係る方法は、特に生体試料等を分
析するのに適している。すなわち、生体物質の多くは蛍
光性を有するため、本発明に係る方法を使用することに
より、複数のタンパク質等の生体物質をほぼ同時に、且
つリアルタイムに検出することができる。この方法を２
次元・３次元的走査手段と組み合わせることにより、試
料の２次元・３次元の分析映像も得ることができる。更
に、時間的に追跡することにより、それらの動き等を観
察することもできる。
析するのに適している。すなわち、生体物質の多くは蛍
光性を有するため、本発明に係る方法を使用することに
より、複数のタンパク質等の生体物質をほぼ同時に、且
つリアルタイムに検出することができる。この方法を２
次元・３次元的走査手段と組み合わせることにより、試
料の２次元・３次元の分析映像も得ることができる。更
に、時間的に追跡することにより、それらの動き等を観
察することもできる。
【図１】 ワイナー（Weiner）によるフーリエ変換光学
回路図。
回路図。
【図２】 本発明の一実施態様である複数蛍光物質分析
用合成光パルス生成回路の構成図。
用合成光パルス生成回路の構成図。
【図３】 各成分光を分離した合成光パルスを生成する
ための一構成例を示す光パルス生成回路の構成図。
ための一構成例を示す光パルス生成回路の構成図。
【図４】 各成分光を分離した合成光パルスを生成する
ための他の構成例を示す光パルス生成回路の構成図。
ための他の構成例を示す光パルス生成回路の構成図。
【図５】 各成分光パルスにチャープを与えるための光
パルス生成回路の主要部の構成図。
パルス生成回路の主要部の構成図。
１１…白色連続スペクトル光パルス
１２…分光器
１３…マスク
１４…分光器
１５…フーリエ変換パルス
２１…超短光パルス光源
２２…第１光学系
２３…白色連続スペクトル光パルス生成用透明物質
２４…第２光学系
２５…分光器
２６…コリメート光学系
２７ａ、２７ｂ…波長選択手段
３７、４７…波長選択・光路長変更手段
５７…波長選択・光路長変更・チャープ付与手段
２８…試料
２９…蛍光検出器
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 大久保 邦彦
京都市中京区西ノ京桑原町１番地 株式会
社島津製作所内
Ｆターム(参考） 2G043 BA16 EA01 HA01 HA02 HA09
HA15 JA04 KA02 KA09
2G059 BB12 EE07 GG01 GG08 HH02
JJ05 JJ13 JJ22 JJ30 LL01
MM01
Claims (10)
- 【請求項１】 a)超短光パルスより生成される白色連続
スペクトル光パルスを分光器により分光し、 b)分光された各波長中の複数の目的波長光のみを選択
し、 c)選択された複数の目的波長光を逆分光器で合成するこ
とにより、各目的波長光を含有する合成光パルスを生成
し、 d)生成された合成光パルスを試料に照射することによ
り、上記複数の目的波長光に対応する試料中の複数の目
的蛍光物質のみを励起する、 ことを特徴とする複数の蛍光物質を含む試料の分析方
法。 - 【請求項２】 上記選択された複数の目的波長光に対し
て互いに異なる光路長を与えることにより、合成光パル
ス中において各目的波長光に対応する成分光パルスが互
いに時間ズレを有するようにしたことを特徴とする請求
項１に記載の複数の蛍光物質を含む試料の分析方法。 - 【請求項３】 分光後の上記複数の目的波長光の各分光
位置にそれぞれ反射鏡を置き、その反射鏡の光路方向の
位置を異ならせることにより各目的波長に対して異なる
光路長を与えることを特徴とする請求項２に記載の複数
の蛍光物質を含む試料の分析方法。 - 【請求項４】 分光後の上記複数の目的波長光の各分光
位置にそれぞれ厚さの異なる透明光学媒体を置くことに
より各目的波長に対して異なる光路長を与えることを特
徴とする請求項２に記載の複数の蛍光物質を含む試料の
分析方法。 - 【請求項５】 複数の目的波長光の少なくとも１つに対
してチャープを与えることを特徴とする請求項２〜４の
いずれかに記載の複数の蛍光物質を含む試料の分析方
法。 - 【請求項６】 a)超短光パルスより生成される白色連続
スペクトル光パルスを分光する分光器と、 b)分光された各波長中の複数の目的波長光のみを選択す
る波長選択手段と、 c)選択された複数の目的波長光を合成して合成光パルス
を生成する逆分光器と、 d)生成された合成光パルスを試料に照射するための照射
光学系と、 を備えることを特徴とする分析装置。 - 【請求項７】 更に、分光後の複数の目的波長光の各分
光位置にそれぞれ配置され、その光路方向の位置が異な
るように置かれた複数の反射鏡を備える請求項６に記載
の分析装置。 - 【請求項８】 少なくとも１つの反射鏡の形状を非平面
とすることにより、対応する目的波長光にチャープを与
えることを特徴とする請求項７に記載の分析装置。 - 【請求項９】 更に、分光後の複数の目的波長光の各分
光位置にそれぞれ配置された、互いに厚さの異なる透明
光学媒体を備える請求項６に記載の分析装置。 - 【請求項１０】 少なくとも１つの透明光学媒体の端面
形状を非平面とすることにより、対応する目的波長光に
チャープを与えることを特徴とする請求項９に記載の分
析装置。
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|---|---|---|---|---|
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| DE102007025821A1 (de) * | 2007-06-02 | 2008-12-04 | Carl Zeiss Microimaging Gmbh | Anordnung und Verfahren zur zeitlichen Einstellung der Pulse eines Kurzpulslasers |
| DE102011000905A1 (de) * | 2011-02-24 | 2012-08-30 | Leica Microsystems Cms Gmbh | Pulsvereiniger für die verschiedenen Spektralfarben eines Superkontinuum-Lasers |
| CN102608076B (zh) * | 2012-03-16 | 2015-06-24 | 国家黄金钻石制品质量监督检验中心 | 对珍珠进行检测和光泽分级的装置及方法 |
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| CN104188722B (zh) * | 2014-09-10 | 2016-05-11 | 山东省药物研究院 | 激光生物学效应测量装置 |
| US9872621B2 (en) * | 2014-12-17 | 2018-01-23 | Intel Corporation | Multispectral measurement for improved biological signal acquisition |
| CN105606581B (zh) * | 2016-03-21 | 2019-02-26 | 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 | 一种基于超连续谱光源的多色荧光成像系统 |
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|---|---|---|---|---|
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| DE4330347C2 (de) | 1993-09-08 | 1998-04-09 | Leica Lasertechnik | Verwendung einer Vorrichtung zur Selektion und Detektion mindestens zweier Spektralbereiche eines Lichtstrahls |
| JPH08122255A (ja) * | 1994-10-27 | 1996-05-17 | Shimadzu Corp | 蛍光分析装置 |
| DE19622359B4 (de) * | 1996-06-04 | 2007-11-22 | Carl Zeiss Jena Gmbh | Vorrichtung zur Einkopplung der Strahlung von Kurzpulslasern in einem mikroskopischen Strahlengang |
| US6377344B2 (en) * | 1998-08-04 | 2002-04-23 | Carl Zeiss Jena Gmbh | Adjustable coupling in and/or detection of one or more wavelengths in a microscope |
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004132760A (ja) * | 2002-10-09 | 2004-04-30 | Shimadzu Corp | 複数の蛍光物質を含む試料の分析方法及び装置 |
| US7342223B2 (en) | 2004-06-16 | 2008-03-11 | Shimadzu Corporation | Mass spectrometer for biological samples |
| JP2011501117A (ja) * | 2007-10-10 | 2011-01-06 | サントル ナシオナル ドゥ ラ ルシェルシェサイアンティフィク（セエヌエールエス） | 微小素子の特性決定方法及び装置 |
| CN102809624A (zh) * | 2011-05-30 | 2012-12-05 | 株式会社岛津制作所 | 用于同步驱动光色散元件的方法和系统，以及色谱仪用的检测器 |
| CN102809624B (zh) * | 2011-05-30 | 2014-06-25 | 株式会社岛津制作所 | 用于同步驱动光色散元件的方法和系统，以及色谱仪用的检测器 |
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