JP2008076530A

JP2008076530A - 顕微鏡

Info

Publication number: JP2008076530A
Application number: JP2006253097A
Authority: JP
Inventors: Koshi Kei; 虹之景
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 2006-09-19
Filing date: 2006-09-19
Publication date: 2008-04-03

Abstract

【課題】一度に多数の試料を撮像可能な顕微鏡を実現することを目的としている。。
【解決手段】試料から生じる蛍光を受光する対物レンズと、この対物レンズを通った光を結像する結像レンズを有する顕微鏡において、前記顕微鏡は少なくとも２組の対物レンズおよび結像レンズを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、試料に励起光束を照射し、試料から出る蛍光信号を拡大する顕微鏡に関し、スループットの向上を図った顕微鏡に関するものである。

例えば創薬スクリーニング装置では、ウェルプレートにあるアレイ状のウェル（穴）に並べられた試料に特定の波長の光を照射して励起し、励起された試料から出る蛍光像を顕微鏡システムで拡大し、ニポウディスク方式共焦点スキャナを介して顕微鏡に取り込み、拡大像をカメラで撮影している。

次に、カメラで取得した画像に対して画像処理を施し、その結果を元に薬の候補になる試料を見出している。
このような顕微鏡を、創薬スクリーニング装置に利用した先行技術として下記のような特許文献が知られている。

特開２００２−０６２４８０号公報特開２００５−２３４０８０号公報

図２は上記特許文献１に記載された従来の顕微鏡を用いた共焦点顕微鏡を示す構成図である。
図２において、共焦点スキャナ２６は顕微鏡５に接続されており、例えば、第１の蛍光波長λ１＝５３２ｎｍと第２の波長λ２＝６４７ｎｍを含む照明用励起光束１（点線）がマイクロレンズアレイディスク（ＭＬディスクという）２により個別の光束に集光される。

この照明用励起光束１は分光特性を持つ平板ミラーからなる第１のダイクロイックミラー（ＤＭという）３を透過後、ニポウディスク４の個々のピンホールを通過し、顕微鏡の対物レンズ６により、ウエルプレート７に載置された試料８に集光され蛍光試薬を励起する。ＭＬディスク２とニポウディスク４は支軸２５を中心として回転する。

また、図２において、２０は共焦点スキャナ２６の共焦点画像取り出しポート１０に接続された分光光学ユニットである。この分光光学ユニット２０は、戻り光分離手段として平板ミラーからなる第２のＤＭ２３、迷光除去手段として分光特性を持つバンドパスフィルタ２４ａ,２５ｂを備えている。

試料８には例えば蛍光試薬ＣＹ３及びＣＹ５が付加されており、各々の蛍光試薬が発した蛍光信号１２は再び対物レンズ６を通り、ニポウディスク４の個々のピンホール上に集光される。個々のピンホールを通過した蛍光信号１２はＤＭ３で反射され、リレーレンズ９，レンズ２１ａ、バンドパスフィルタ２４ａ,２４ｂを介して、それぞれ選択された波長の共焦点光学像がカメラ２２ａ，２２ｂに結像される。

上述の構成では、ニポウディスク４のピンホールが並んでいる平面と、試料８上の被観察平面と、カメラ２０ａ，２０ｂの受光面とは互いに光学的に共役な関係に配置してあるので、カメラ２０ａ，２０ｂには試料８の光学的断面像、すなわち共焦点画像が結像される。

したがって、試料８の共焦点画像をカメラ２０ａ，２０ｂの受光面上に同時に形成することができるため、多数の被検査試料をマトリックス状に並べた試料８を顕微鏡と共焦点スキャナに対して相対的に移動させることにより、試料全数の任意の波長選択分離をした共焦点画像を高速に取り込むことができる。

ところで、上述の従来例においては、顕微鏡は一系統のみであった。即ち、一台の顕微鏡に対して一つの対物レンズが配置されていた。
そのため、格子状に並ぶ大量の試料の蛍光画像を取り込むのに時間がかかり、創薬スクリーニング装置として組み込んだ場合、装置としてのスループットに限界がある。という問題があった。

従って、本発明は、顕微鏡を創薬スクリーニング装置などに用いた場合、一度に多数の試料を撮像可能な顕微鏡を実現することを目的としている。

本発明の顕微鏡は、請求項１においては、
試料から生じる蛍光を受光する対物レンズと、この対物レンズを通った光を結像する結像レンズを有する顕微鏡において、前記顕微鏡は少なくとも２組の対物レンズおよび結像レンズを備えたことを特徴とする。

請求項２においては、請求項１に記載の顕微鏡において、
前記対物レンズは、格子状に複数個配置された試料と対向し、前記試料のピッチの整数倍の位置に配置されていることを特徴とする。

請求項３においては、請求項１又は２に記載の顕微鏡において、
前記複数の対物レンズは倍率が等しいことを特徴とする。

請求項４においては、請求項１又は２に記載の顕微鏡において、
前記複数の対物レンズはそれぞれ倍率が異なることを特徴とする。

請求項５においては、請求項１乃至４のいずれかに記載の顕微鏡において、
前記顕微鏡の後段にニポウディスク方式の共焦点スキャナおよび顕微鏡を組み込み創薬スクリーニング装置を形成したことを特徴とする。

請求項１乃至３においては、対物レンズを通った光を結像する結像レンズを有する顕微鏡において、少なくとも２組の対物レンズおよび結像レンズを備え、対物レンズを格子状に複数個配置された試料と対向させ、試料のピッチの整数倍の位置に配置したので、同時に２以上の画像を得ることが可能となり、創薬スクリーニング装置などのスループットを向上させることができる。

請求項４においては、複数の対物レンズの倍率が異なるものを使用するので、低倍率の対物レンズで試料の全体を、高倍率の対物レンズで試料の詳細を観察することができる。

請求項５においては、顕微鏡の後段にニポウディスク方式の共焦点スキャナおよび顕微鏡を組み込み創薬スクリーニング装置を形成したので、格子状に配置された試料（アレイサンプル）に対して、一度に複数試料の画像を取得することができ、創薬スクリニング装置のスループットを上げることができる。

以下、図１を参照して、本発明による顕微鏡の一実施形態について説明する。
図１において図２に示す従来例と同一要素には同一符号を付している。従来例と異なる点は１台の顕微鏡に２つの対物レンズと結合レンズを設けマルチヘッドとした点にある。

図１に示すように、ウェルプレート７にある格子（アレイ）状のウェル（穴）にある試料８に対して、特定の波長を持つ励起光束で励起すると、試料から励起光よりも波長の長い蛍光信号１２を発する。この蛍光信号１２を対物レンズ６ａ，６ｂと結像レンズ３０ａ，３０ｂで構成される顕微鏡(マルチヘッド)で捕らえ、カメラ３１ａ，３１ｂの受光面で結像する。

対物レンズ６ａ，６ｂと結像レンズ３０ａ，３０ｂの間にダイクロイックミラー３ａ，３ｂを配置し、励起光束と蛍光信号を分ける。ダイクロイックミラーで反射した蛍光信号のみがカメラ３１ａ，３１ｂに到達する。

図１で示すように、本発明では、ウェルプレート７にある試料８に対して、一度に複数の試料の画像を取得するように対物レンズと結像レンズで構成される顕微光学系を複数系統設ける。

図１では顕微鏡光学系が２系統の例を示している。この場合、この実施例においては、Ａ１番目のウェルとＡ５番目のウェルに配置された試料８の蛍光信号を同時に取り込んでいる。
ウェルプレートをＸＹステージ（図示省略）で搬送しながら、次にＡ２とＡ６、Ａ３とＡ７、つまり一度に２つの試料に対して画像取得をする。

なお、対物レンズ６ａと対物レンズ６ｂの配置間隔はウェルプレートのウェルのピッチ間隔の整数倍とする。このような配置をとることによって、対物レンズの位置調整をすることなく、ウェルプレートを移動するだけで、２つの試料の画像を取得することができる。
図１では対物レンズの間隔をウェルピッチの４倍に設置した例を示している。

なお、図示は省略するが、対物レンズと結像レンズで構成する光学系を３つ以上配置して、一度に３つ以上の試料を計測することも可能である。
また、図では省略するが、図２に示すように顕微鏡５の後段にニポウディスク方式の共焦点スキャナおよび顕微鏡を組み込み創薬スクリーニング装置を形成すれば効率よく試料の観察を行うことができる。

以上説明したように、本発明の顕微鏡によれば、対物レンズを通った光を結像する結像レンズを有する顕微鏡において、少なくとも２組の対物レンズおよび結像レンズを備え、対物レンズを格子状に複数個配置された試料と対向させ、試料のピッチの整数倍の位置に配置したので、同時に２以上の画像を得ることが可能となり、創薬スクリーニング装置などのスループットを向上させることができる。
また、複数の対物レンズの倍率が異なるものを使用する場合、低倍率の対物レンズで試料の全体を、高倍率の対物レンズで試料の詳細を観察することができる。
更に、顕微鏡の後段にニポウディスク方式の共焦点スキャナおよび顕微鏡を組み込み創薬スクリーニング装置を形成することによりスクリーニング時間の短縮が可能な顕微鏡を実現することができる。

なお、以上の説明は、本発明の説明および例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。
従って本発明は、上記実施例に限定されることなく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変更、変形を含むものである。

本発明の顕微鏡の一実施例の構成を示すブロック図である。従来の顕微鏡を用いて創薬スクリーニング装置を構成したブロック図である。

符号の説明

１照明用励起光束
２マイクロレンズアレイディスク
３，２３ダイクロイックミラー
４ピンホールアレイディスク
５顕微鏡
５ａ顕微鏡（マルチヘッド）
６，６ａ，６ｂ対物レンズ
７ウェルプレート
８試料
９リレーレンズ
１０共焦点画像取り出しポート
１２蛍光信号
２０分光光学ユニット
２１ａ〜２１ｃレンズ
２２ａ，２２ｂ，３１ａ，３１ｂカメラ
２４ａ，２４ｂバンドパスフィルタ
２５支軸
２６共焦点スキャナ
３０ａ，３０ｂ結像レンズ

Claims

試料から生じる蛍光を受光する対物レンズと、この対物レンズを通った光を結像する結像レンズを有する顕微鏡において、前記顕微鏡は少なくとも２組の対物レンズおよび結像レンズを備えたことを特徴とする顕微鏡。
前記対物レンズは、格子状に複数個配置された試料と対向し、前記試料のピッチの整数倍の位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡。
前記複数の対物レンズは倍率が等しいことを特徴とする請求項１又は２に記載の顕微鏡。
前記複数の対物レンズはそれぞれ倍率が異なることを特徴とする１又は２に記載の顕微鏡。
前記顕微鏡の後段にニポウディスク方式の共焦点スキャナおよび顕微鏡を組み込み創薬スクリーニング装置を形成したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の顕微鏡。