JP2003524180A - 蛍光検出装置およびその検出方法 - Google Patents
蛍光検出装置およびその検出方法Info
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Abstract
Description
の少量単位での分子間相互作用分析用の機器構成要素を有する蛍光検出装置に関
するものである。
オ分子の相互作用に関する研究で、特にその検査が1μモル以下の非常な低濃度
領域および10−14以下の測定体積で行われる場合には有力であると確証され
ている。 検査対象の試料が均質である限り、測定箇所は副次的な意味しか持っていない
。しかし、例えば、生物の細胞などの構造を持った試料の場合は、測定箇所に関
する知識またはその選択が決定的な意味を持っている。測定箇所に関する知識と
言えば、これ迄は旧来の透過光式または反射光式顕微鏡検査を通じて取得してき
たが、この目的を達成するために、例えば、旧来型蛍光顕微鏡装置からFCS検
出ユニットへの切替が行われた。
線負荷を被ることであり、また一つは、三次元座標系における測定位置の最適設
定、即ち、誤差1μm以下という所要精度での位置設定が行えないことである。
明するが、それらはいずれもFCS法を画像形成型の方法(S−FCM)へ拡大
させる可能性を提供するもので有用である。それによって、検査対象である分子
間相互作用の立体分布について確かな事実が掌握できる。
ルT上に置かれた試料Pを、試料の下方に配置された対物レンズOおよび鏡胴レ
ンズTLを通して観察する逆配置型顕微鏡)と走査ユニットSUとが組合わされ
ていて、単一または複数の波長を持つレーザ光源LLSからの光が直接、または
光ファイバーLFを通ってコリメーション光学系KOに入り、そこから一次光線
分離器STPSを経由して試料に集束する。スキャナSは、光線をx方向および
y方向に偏向させることができる。様々な試料内形成層の状態が、試料テーブル
Tまたは対物レンズOの垂直移動によって把握することができる。
〜Nによって検出管路DES 1〜Nに導かれ、さらに評価のため、コンピュー
タC内の制御ユニットCUを通じて電気信号に変換される。測定された信号は、
画像情報獲得のために利用される。
トFU内の一次光線分離器STPFを通って試料に集束するが、その場合、例え
ば、内側および外側へ転向させる全面ミラーまたは部分透過ミラーの光線転向ユ
ニットBSが利用される。 光源LLSおよびLLFは同一タイプのものでもよく、また適当な変換素子お
よび接続素子を用いてそれぞれユニットSU、FUに統合することもできる。
複数のFCS検出管路DEF 1〜Nに導かれ、評価のため電気信号に変換され
て制御ユニットCUに伝送される。その信号はFCS分析に使用される。
られる。 実測試料部位では、例えば、拡散時間、粒子数、寿命、構成成分の割合が測定
される。
びしかるべきプログラムの利用できるコンピュータCを配備して行われる。試料
テーブルT、対物レンズOの垂直位置調整装置および光線転向ユニットBSの制
御も、同様にコンピュータプログラミングによるこの制御ユニットにより行われ
る。 それと同時に、FCS検出ユニットを共焦点レーザ走査顕微鏡システムに統合
することによって、様々な試料部位での測定について、そのFCS分析結果をも
画像系の結果に組み入れることが可能になる。
することにも、また他方様々な部位の測定に対するFCS分析結果を画像形成に
取り込むことにも適した、有用な装置が生み出される。 好ましいことに、例えば拡散時間やその他分析結果を平面的あるいは立体的に
色分けして、様々な配色でカラー表示することが可能である。
して追加彩色して、管路別に色分けされたLSM(レーザ走査顕微鏡)画像と組
み合わせることができる。 また、FCS/LSM間の示差画像、除法相関画像又はその他の組み合わせを
構成して表示することもできる。
機能結合は、然るべきコンピュータプログラミングのもと、すべての構成要素に
共通する機器ユニットを通じて行われる。走査ユニット、FCSユニット、顕微
鏡ユニットおよび試料ポジション設定システムは、機械的、光学的および電子的
に相互に調和し、連結している。
設置して測定することができる。 検査対象点の選択は、設定基準(例えば、ラスタ、画像輪郭)に基づき自動的
に、あるいは走査ユニットで撮影された画像に対する使用者の個別評価によって
行うことができる。
さな測定単位の中から当該箇所を照準選択することが可能になる。しかも、FC
S測定の体系的結果からFCS分析結果における立体的変分を画像により掌握お
よび描写し、それをLSM画像に振り分けることが可能である。
の一次光線分離器STPFSが配備されている。LSMおよびFCSにおける検
出用として、セパレート型の光線分離器および検出器、それぞれSTSF、DE
FおよびSTSS、DESが描かれている。検出器DEFおよびDESは同一構
造にするのが好ましく、またそれが可能である。測定、評価モードの選択は制御
ユニットCUにより行える。
で有利な配置が実現する。 図1の構造におけるのと同様、単一または複数の波長を持つレーザ光が、コリ
メーション光学系および一次光線分離器による補助のもと、走査ユニットを経由
して試料に集束する。この構造で特に有利なのは、FCS測定における測定箇所
もスキャナで選択できることである。それによって、特にFCS分析法を画像形
成型の方法(走査式FCM=S−FCSM)へと有利に拡大することが可能にな
る。
その後は単一または複数の二次光線分離器によって、単一または複数のLSM検
出器管路またはFCS検出器管路に導かれる。その際、スペクトル特性または偏
光特性に従って分離することが可能である。検出された光は、然るべきプログラ
ムを擁するコンピュータへと続く制御ユニットに導かれ、そこでFCS分析また
は画像再生に使用される電気信号を誘起する。
きるように変更されている。走査素子とFCS素子とは、図1に描かれたような
光線分離または光線転向が不要になるように、本発明に基づき組み合わされてい
る。 この配置では、測定箇所がスキャナの使用および対物レンズの垂直移動によっ
て調整できるので、予備設定ポイントにおいてFCS分析を行なう際にはもはや
試料の移動が必要ないというところに長所がある。
ションを設定し、それに基づきFCS評価の追跡をすることにより、あるいは走
査過程終了後に、ミラーを調整した上で、またはスキャナミラーを特定ポイント
に設定したままテーブルを移動させた上で、FCS評価を行うことにより実現さ
れる。
り短い追跡時間で実施できる。 本発明のような構造を持つのが走査型蛍光相関性顕微鏡(S−FCM)であり
、本発明に基づくものであれば、構造およびバイオケミカルに関する情報を画像
で表現することができる。
Claims (11)
- 【請求項1】少なくとも一つの画像形成型顕微鏡ユニットおよび少なくとも一
つの少量単位での分子間相互作用分析用の機器構成要素からなり、 ・ 分子間の相互作用を分析するための測定箇所が、画像形成型の方法を利用
することにより、少なくとも二次元単位で計測および選定されること ・ 画像形成型顕微鏡ユニットおよび機器構成要素が、共通の制御ユニットで
操作されること、 ・ 少なくとも機器構成要素の分析結果が、制御ユニットおよびコンピュータ
を通じて画像表示されること を特徴とする蛍光検出装置 - 【請求項2】分析結果が、画像形成型顕微鏡ユニットの画像に振り分けられる
ことを特徴とする請求項1に記載の装置 - 【請求項3】分子間相互作用の分析が、蛍光相関性分光技術(FCS)によっ
て行われ、そして画像形成ユニットが、レーザ走査顕微鏡測定の原理に依拠して
いる請求項1または2に記載の装置 - 【請求項4】FCS測定のための試料部位の選択が、移動可能な試料テーブル
により行なわれ、および/または対物レンズの垂直移動が手動的および/または
自動的に行なわれることを特徴とする請求項1〜3の一つに記載の装置 - 【請求項5】FCS測定のための試料部位の選択が、少なくとも一つのスキャ
ナにより手動的および/または自動的に行なわれることを特徴とする請求項1〜
4の一つに記載の装置 - 【請求項6】レーザ走査顕微鏡(LSM)と、LSMの照明光路内でLSMの
スキャナと試料間にあって、LSMと共通の評価ユニットを通じて連結されてい
る励起およびFCS把握のための装置とから成り、特に照射された試料からの光
を検出するための請求項1〜5の一つに記載の装置 - 【請求項7】LSM(レーザ走査顕微鏡)検出器のほかに、FCS信号把握の
ための別の検出器が、検出方向への配列で言えば、LSMスキャナの後に配置さ
れていて、および/またはLSM検出器の操作モードが、共通の制御ユニットに
よりFCS評価に切り替えられるLSMから成る、特に照射された試料からの光
を検出するための請求項1〜5の一つに記載の装置 - 【請求項8】試料が、照射光により少なくとも二次元単位で点毎に走査され、
試料から出た光が、少なくとも一つの第一検出器を通して検出され、走査過程の
間および/または走査過程後に、少なくとも一つの試料点についてFCS評価が
行なわれる、特に照射された試料からの光を検出するための請求項1〜7の一つ
に記載の方法 - 【請求項9】少なくとも一つの試料点を対象とし、そして走査時に検出される
値についてだけでなく、FCS評価時に検出される少なくとも一つの値について
も保存および保存のための整理が行なわれることを特徴とする請求項8に記載の
方法 - 【請求項10】自動的および/または手動的に予備選択した複数の試料点につ
いて、上記の操作過程が行なわれることを特徴とする請求項8または9に記載の
方法 - 【請求項11】走査およびFCS評価において、求めた値に対する共通の画像
表示手段が配備されていることを特徴とする請求項8〜10の一つに記載の方法
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