JP2006235624A - レーザー顕微解剖ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】動力化され一体化された蛍光軸を有する顕微鏡の一体化を可能とするレーザー顕微解剖ユニットを示す。
【解決手段】レーザー（１９）のレーザービームを用いて顕微鏡サンプル（３）を切断するレーザー顕微解剖ユニットは、サンプル（３）に向けられた照明ビーム路とサンプル（３）を映し出す画像形成ビーム路とを有する顕微鏡（１）を含み、当該顕微鏡は更に励起フィルター（１５）、二色性ビームスプリッター（１６）及び阻止フィルター（１７）を備える蛍光装置（１４）を含む。二色性ビームスプリッター（１６）と阻止フィルター（１７）が上記レーザービームに対し分光的に透明であり、レーザービームは阻止フィルター（１７）と二色性ビームスプリッター（１６）を通ってサンプル（３）に向けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、特許請求の範囲請求項１のプリアンブル部分（所謂おいて部分）の構成を有したレーザー顕微解剖ユニットに関する。

医薬／医学や微生物学の分野において精密に焦点を合わせたレーザービームを用いて小さな部片（所謂「解剖被検物」）が通常は平坦なサンプル、例えば細胞や組織部分から切り出される方法が「レーザー顕微解剖」と称される。切り出された部片はその後、更なる微生物学又は医学的な、例えば組織構造学的な検査に利用される。冒頭に述べた様式のレーザー顕微解剖ユニットは、サンプルに向けられた照明ビーム路とサンプルを映し出す画像形成ビーム路とを有した顕微鏡を備えて構成される。レーザーは、顕微鏡に連結してサンプル上に向けられたレーザービームを供給する。焦点を合わされたレーザービームで、部片がサンプルから切り出される。レーザー顕微解剖ユニットは更に、公知のように二色性ビームスプリッターと阻止フィルターを備えて成る蛍光装置を含む。

そのようなユニットの一つは、例えばLeica Microsystems Wetzlar GmbHのＬｅｉｃａ ＡＳ ＬＭＤである。これは、レーザービームが光学投射光軸につながり上方から対物レンズを通って切り出されるべきサンプルに向けられた直立顕微鏡を備えて構成されている。投射光軸は、そこを通過するレーザービームと共に、レーザービームのためのレンズ、絞り又はビームスキャナーを有し、したがって「顕微解剖ビーム路」と称される。補助蛍光軸が投射光軸の上方に配される。この蛍光軸は光源と光学系を備えた完全蛍光照射システム並びに励起フィルター、二色性ビームスプリッター及び阻止フィルターを備える通常の蛍光立方体を含む。顕微解剖ビーム路の上方に蛍光軸を配置することによって、蛍光観察と顕微解剖を同時に行うことが可能である。蛍光軸は手動で操作される（例えばスイッチ切り替え）。蛍光軸が顕微解剖ビーム路の上方で顕微鏡上に置かれるので、蛍光軸において切り替え可能なコンポーネントを監視するための設置空間やアクセス可能性が存在しない。

他の研究顕微鏡は、より高い自動化程度を有しており、蛍光軸のコンポーネントの動力化及び／又は自動化された切り替えももたらす。したがって、より高い程度の動力化又は自動化を有したこれら研究顕微鏡は通常、スタンドに一体化された蛍光軸を収容する。しかしながら、レーザーはつながっていない。

したがって、本発明の目的は、動力化され一体化された蛍光軸を有する顕微鏡の一体化を可能とするレーザー顕微解剖ユニットを示すことにある。

前記目的は、請求項１の特徴部の記載構成を有するレーザー顕微解剖ユニットによって達成する。それは、二色性ビームスプリッターと阻止フィルターとがレーザービームに対して分光的に透明であることによって特徴付けられる。

蛍光フィルター系の二色性ビームスプリッターと阻止フィルターは通常、レーザー、典型的には例えば３３７ｎｍ（ナノメートル）の波長を有したＵＶレーザーの波長に対して透明でない。したがってレーザービームは従来技術から知られているように、ビーム路に位置した蛍光フィルター系を通過しない。そのためこれまで、顕微鏡における一体化された蛍光軸で、同時の蛍光観察と顕微解剖は可能でなかった。本発明に係るレーザー顕微解剖ユニットの構成によって、特殊な蛍光フィルター系を設けて、この問題が解決された。このために、蛍光照明乃至蛍光画像形成のための通常の伝播領域に加えて二色性ビームスプリッターと阻止フィルターも、使用されるＵＶレーザーの波長領域において分光的に透明でなければならない。

そしてレーザービームは阻止フィルターと二色性ビームスプリッターを通してサンプル上に向けられる。これによってサンプルの蛍光観察とレーザービームを用いたサンプルの切断を同時に行うことが可能になる。ユーザーにとって、これは多様なサンプル（例えば細胞タイプ、細胞成分など）を識別したり、それらを顕微解剖のために選択する可能性を甥に改善することになる。

レーザー顕微解剖ユニットの有利な実施態様において、レーザーのレーザービームは第二の二色性ビームスプリッターを用いて顕微鏡の画像形成ビーム路につながり、阻止フィルターに向けられる。

特に点検・修理に都合良く且つ存在する顕微鏡の追加装備に適したレーザー顕微解剖の形態は、分離した顕微解剖ビーム路が、蛍光装置を有し存在する照明ビーム路の外で顕微鏡と協働することによって達成される。顕微解剖ビーム路はレーザービームを阻止フィルター上に案内し、このようにして当該レーザービームを照明ビーム路内につなぐ。レーザービームに作用するレンズ及び／又は開口絞り及び／又はレーザービームを偏向するための第二の二色性ビームスプリッターが、顕微解剖ビーム路に設けられ得る。

顕微解剖ビーム路が少なくとも一つの調整面を介して顕微鏡上に置かれ得る一つの構造ユニットにまとめられるならば、特に製造及び点検・修理に都合良いことが明らかになった。また顕微解剖ビーム路が既に光学的に、機械的に構造ユニットに予め調整されていれば、有利であることが明らかになった。構造ユニットと顕微鏡が高い精度の調整を有することで、構造ユニットは調整フリーで顕微鏡上に置かれることが可能である。

本発明に係るレーザー顕微分解ユニットは、倒立顕微鏡でも直立顕微鏡でも実現可能である。例えば病理学の分野における日常的な検査のために、サンプルが多数の蛍光染料を用いて染色され得るならば有利であることが明らかになった。そしてこれによって、分光的な多重帯蛍光観察が可能である。典型的な蛍光染料は例えばＤＡＰＩ、ＦＩＴＣ及びテキサスレッドである。レーザービームに対して分光的に透明な二色性ビームスプリッターと阻止フィルター、並びに励起フィルターは、同時的な分光多重帯蛍光観察を可能とする透過率特性を示すので、レーザー顕微解剖によるサンプル再生（獲得、リカバリー）が同様に同時に可能である。
本発明は、概略的な図面に基づき、以下に実施例で説明する。

図１は、顕微鏡１を備えたレーザー顕微解剖ユニットを示す。サンプル３が顕微鏡台２上に配置され、対物レンズ４とチューブ５を通ってカメラに映し出される。顕微鏡１は、レンズ８、開口絞り９、レンズ１０、フィールド絞り１１及びレンズ１２を配置する一体化された蛍光軸７を備えている。ランプケース１３から進む照明光は、一体化された蛍光軸７に沿って通過し、蛍光装置１４に当たる。蛍光装置は、励起フィルター１５、二色性ビームスプリッター１６及び阻止フィルター１７を含み、これらは少なくとも一種の蛍光染料とその蛍光帯に分光的に合わせられる。

一体化された蛍光軸７の上方に、ＵＶレーザー１９と共に顕微解剖ビーム路１８が配置されている。顕微解剖ビーム路１８は、一体化された蛍光軸７の上方でアタッチメントとして顕微鏡１上に置かれた構造ユニット２０内に配される。

ＵＶレーザー１９から進むレーザービームは、顕微解剖ビーム路１８において、第一レンズ２１と第二レンズ２２、開口絞り２３、第一スキャンプリズム２４と第二スキャンプリズム２５を通って伝わる。そしてレーザービームは二色性スプリッター２６に当たり、偏向して阻止フィルター１７に伝わる。蛍光装置１４における阻止フィルター１７と二色性ビームスプリッター１６は、レーザービームに対して分光的に透明である。それ故、レーザービームは蛍光装置１４を通過して、対物レンズ４によってサンプル３に焦点が合わせられる。所望のサンプル領域が、焦点を合わせられたレーザービームを用いてサンプルから切り出される。切断操作中に、カメラ６によって取得された蛍光画像を観察することが同時に可能である。

図２は、励起フィルター１５、阻止フィルター１７及び二色性ビームスプリッター１６に対する波長（ナノメートル単位）の関数としての透過率曲線を示す。本例におけるレーザー波長は３３７ナノメートルである。励起フィルターは、関連した蛍光染料に適合する単一の透過率帯のみを有する。阻止フィルターはこの領域において透明でなく、むしろ蛍光によって生じた長い波長の領域において透過率帯を有する。阻止フィルターは付加的にほぼ３３７ｎｍ（ナノメートル）の波長領域に対し、即ち、ＵＶレーザーの波長に対して高い透過率を有する。他のレーザー波長に対する適合も当然ながら可能である。二色性ビームスプリッター１６もまた放出された蛍光光の範囲において、即ち、阻止フィルター１７と同じ領域において透明である。更に、二色性ビームスプリッター１６と阻止フィルター１７の両方がレーザービームの波長に対して高い透過率を有する。

図３は、多重帯励起フィルター、多重帯阻止フィルター及び多重帯二色性ビームスプリッター（これらは多数の分光透過率帯を有する）から成る蛍光曲線の異なるフィルターセットに対する波長（ナノメートル単位）の関数としての透過率曲線を示す。

現在の実施例においては、多重帯フィルター系は三つの異なる蛍光染料、本例ではＤＡＰＩ、ＦＩＴＣ及びテキサスレッドで染色するサンプルに由来する多重帯蛍光の組み合わされた考察のために合わせられる。励起フィルターと阻止フィルターは夫々、三つの前記蛍光染料に対応して、蛍光のための三つの透過率帯を有する。二色性ビームスプリッターと阻止フィルターは更に、３３７ｎｍと３５５ｎｍの間の近ＵＶ波長領域における付加的透過率帯を有する。

したがって、現存する多重帯フィルターセットはＮ_２レーザー又は固体レーザーを用いた使用に適する。図１の顕微鏡１における蛍光装置１４がここで記載された多重帯蛍光フィルターセットで作動させられる場合、それ故、これによってＤＡＰＩ、ＦＩＴＣ及びテキサスレッドで染色されたサンプル３の同時蛍光観察が、サンプルのレーザー切断と同時に可能となる。

レーザー顕微解剖ユニットの図である。 励起フィルター、阻止フィルター及び単一蛍光染料用の二色性ビームスプリッターの透過率曲線の図である。 励起フィルター、阻止フィルター及び多数の蛍光染料を用いた多重帯蛍光用の二色性ビームスプリッターの透過率曲線の図である。

符号の説明

１ 顕微鏡
２ 顕微鏡台
３ サンプル
４ 対物レンズ
５ チューブ
６ カメラ
７ 一体化した蛍光軸
８ レンズ
９ 開口絞り
１０ レンズ
１１ フィールド絞り
１２ レンズ
１３ ランプケース
１４ 蛍光装置
１５ 励起フィルター
１６ 二色性ビームスプリッター
１７ 阻止フィルター
１８ 顕微解剖ビーム路
１９ ＵＶレーザー
２０ 構造ユニット
２１ 第一レンズ
２２ 第二レンズ
２３ 開口絞り
２４ 第一スキャナプリズム
２５ 第二スキャナプリズム
２６ 二色性スプリッター

Claims (9)

1. レーザー（１９）のレーザービームを用いて顕微鏡サンプル（３）を切断するレーザー顕微解剖ユニットにして、上記サンプル（３）に向けられた照明ビーム路とサンプル（３）を映し出す画像形成ビーム路とを有する顕微鏡（１）を備えて構成され、当該顕微鏡が励起フィルター（１５）、二色性ビームスプリッター（１６）及び阻止フィルター（１７）を備える蛍光装置（１４）を含むレーザー顕微解剖ユニットにおいて、
   上記二色性ビームスプリッター（１６）と阻止フィルター（１７）が上記レーザービームに対し分光的に透明であり、レーザービームは阻止フィルター（１７）と二色性ビームスプリッター（１６）を通ってサンプルに向けられていることを特徴とするレーザー顕微解剖ユニット。
2. 前記蛍光装置（１４）とレーザービームを用いたサンプル（３）の切断とが同時に作動可能であることを特徴とする請求項１に記載のレーザー顕微解剖ユニット。
3. レーザー（１）のレーザービームが第二の二色性ビームスプリッター（２６）を介して、顕微鏡の画像形成ビーム路につながっており、当該画像形成ビーム路はレーザービームを阻止フィルターに向けることを特徴とする請求項１に記載のレーザー顕微解剖ユニット。
4. 顕微鏡（１）に関連して、蛍光装置（１４）を備えた照射ビーム路の外で、顕微解剖ビーム路があり、レーザービームに作用するレンズ（２１，２２）及び／又は開口絞り（９）及び／又は第二の二色性ビームスプリッター（２６）を含み、レーザービームを阻止フィルター（１７）に向けることを特徴とする請求項１に記載のレーザー顕微解剖ユニット。
5. 顕微解剖ビーム路は、レーザービームが阻止フィルター（１７）を通過するように少なくとも一つの調整表面を介して顕微鏡（１）上に置かれ得る一つの構造ユニット（２０）にまとめられることを特徴とする請求項４に記載のレーザー顕微解剖ユニット。
6. 顕微解剖ビーム路が構造ユニット（２０）内に光学的に予め調整されており、構造ユニット（２０）と顕微鏡（１）が高精度の調整表面を有し、これによって構造ユニット（２０）が調整フリーで顕微鏡（１）上に置かれ得ることを特徴とする請求項５に記載のレーザー顕微解剖ユニット。
7. 顕微鏡が倒立顕微鏡として形成されていることを特徴とする請求項１に記載のレーザー顕微解剖ユニット。
8. 顕微鏡（１）が直立顕微鏡として形成されていることを特徴とする請求項１に記載のレーザー顕微解剖ユニット。
9. 励起フィルター（１５）並びにレーザービームに対して分光的に透明である二色性ビームスプリッター（１６）及び阻止フィルター（１７）が、多数の蛍光染料を用いて分光的な多重帯蛍光観察を同時に可能とする透過率特性を有することを特徴とする請求項１に記載のレーザー顕微解剖ユニット。

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