JP2008281708A - Laser scanning type microscope - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To perform more adequate fluorescence observation by relieving the burden of a user. <P>SOLUTION: A laser scanning type microscope 1 is equipped with: a multiphoton excitation illumination optical system 3 which includes a pulse laser light source 2 emitting ultrashort pulse laser light; a one-photon excitation illumination optical system 5 which includes a continuous laser light source 4 emitting continuous laser light; a scanning optical system 6 which two-dimensionally scans the laser light emitted from these illumination optical systems 3 and 5 and irradiates a specimen A with the laser light; a multiphoton fluorescence observation optical system 8 and a confocal observation optical system 9 which detect fluorescence generated from the specimen A; an input section 11 for inputting fluorochrome and an observation method; a storage section 10 which stores the setting of the illumination optical systems 3 and 5 and the observation optical systems 8 and 9, in association with the fluorochrome and the observation method; and a setting control section 12 which sets the illumination optical systems 3 and 5 and the observation optical systems 8 and 9 to the setting stored in the storage section 10, in accordance with the fluorochrome and the observation method inputted by the input section 11. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、レーザ走査型顕微鏡に関するものである。   The present invention relates to a laser scanning microscope.

従来、蛍光色素を選択することで、レーザ光の波長を自動的に選択するレーザ走査型顕微鏡が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
このレーザ走査型顕微鏡によれば、蛍光色素に対する励起波長の関係やレーザ光の発振波長の調節等の知識のないユーザも、簡単に使用することができるという利点がある。
Conventionally, a laser scanning microscope that automatically selects a wavelength of laser light by selecting a fluorescent dye is known (see, for example, Patent Document 1).
According to this laser scanning microscope, there is an advantage that even a user who has no knowledge of the relationship between the excitation wavelength with respect to the fluorescent dye and the adjustment of the oscillation wavelength of the laser beam can be used easily.

特開2003−15045号公報JP 2003-15045 A

しかしながら、レーザ走査型顕微鏡においては、蛍光色素が選択された場合に、調節されるべき項目はレーザ光の波長選択のみではなく、種々の設定を調節する必要がある。特に、連続レーザ光を照射することにより行われる共焦点観察および超短パルスレーザ光を照射することにより行われる多光子励起観察の両方を行うことができるレーザ走査型顕微鏡においては、その調節は複雑となり、単にレーザ光の波長を自動調整しただけでは、適正な観察を行うことはできないという問題がある。   However, in the laser scanning microscope, when a fluorescent dye is selected, the item to be adjusted is not only the wavelength selection of the laser beam, but various settings need to be adjusted. In particular, in a laser scanning microscope that can perform both confocal observation performed by irradiating continuous laser light and multiphoton excitation observation performed by irradiating ultrashort pulse laser light, the adjustment is complicated. Thus, there is a problem that proper observation cannot be performed simply by automatically adjusting the wavelength of the laser beam.

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、ユーザにかかる負担をさらに軽減して、より適正な蛍光観察を行うことができるレーザ走査型顕微鏡を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a laser scanning microscope that can further reduce the burden on the user and perform more appropriate fluorescence observation.

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、超短パルスレーザ光を出射するパルスレーザ光源を含む多光子励起照明光学系と、連続レーザ光を出射する連続レーザ光源を含む1光子励起照明光学系と、これら照明光学系から出射されたレーザ光を2次元的に走査して標本に照射する走査光学系と、標本に対してレーザ光を照射することにより、標本から発生する蛍光を検出する多光子蛍光観察光学系および共焦点観察光学系と、蛍光色素および観察方法を入力する入力部と、前記蛍光色素および観察方法に対応づけて前記照明光学系および前記観察光学系の設定を記憶する記憶部と、前記入力部により入力された蛍光色素および観察方法に対応して前記記憶部に記憶されている設定に前記照明光学系および前記観察光学系を設定する設定制御部とを備えるレーザ走査型顕微鏡を提供する。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
The present invention includes a multi-photon excitation illumination optical system including a pulse laser light source that emits ultrashort pulse laser light, a one-photon excitation illumination optical system including a continuous laser light source that emits continuous laser light, and emission from these illumination optical systems. Scanning optical system that scans the laser beam in two dimensions and irradiates the specimen, a multiphoton fluorescence observation optical system that detects fluorescence generated from the specimen by irradiating the specimen with laser light, and a confocal system An input unit for inputting an observation optical system, a fluorescent dye and an observation method, a storage unit for storing settings of the illumination optical system and the observation optical system in association with the fluorescent dye and the observation method, and an input by the input unit A laser scanning microscope comprising: a setting controller configured to set the illumination optical system and the observation optical system in settings stored in the storage unit corresponding to the fluorescent dye and the observation method performed To provide.

本発明によれば、設定制御部の作動により、入力部から入力された蛍光色素および観察方法に対応する照明光学系および観察光学系の設定が記憶部内から読み出され、照明光学系および観察光学系が設定される。照明光学系の設定としては、レーザ光源から発せられるレーザ光の波長、多光子励起観察光学系においては、アライメント光学系、波面調整光学系、ビーム系調整光学系、ネガティブチャープ、調光手段等の設定等が挙げられる。また、観察光学系の設定としては、共焦点観察光学系においては、検出される蛍光を分離する励起ダイクロイックミラーおよび蛍光を波長毎に分離する分光ダイクロイックミラーの波長特性、共焦点ピンホールの開口径、バリアフィルタの特性および光検出器の検出回路設定等が挙げられる。   According to the present invention, the setting of the illumination optical system and the observation optical system corresponding to the fluorescent dye and the observation method input from the input unit is read from the storage unit by the operation of the setting control unit, and the illumination optical system and the observation optical system are read out. The system is set. As the setting of the illumination optical system, the wavelength of the laser light emitted from the laser light source, in the multi-photon excitation observation optical system, the alignment optical system, the wavefront adjustment optical system, the beam system adjustment optical system, the negative chirp, the light control means, etc. Setting etc. are mentioned. As for the setting of the observation optical system, in the confocal observation optical system, the wavelength characteristics of the excitation dichroic mirror that separates the detected fluorescence and the spectral dichroic mirror that separates the fluorescence for each wavelength, the aperture diameter of the confocal pinhole The characteristics of the barrier filter, the detection circuit setting of the photodetector, and the like.

上記発明においては、前記共焦点観察光学系が、開口量を変更可能な共焦点ピンホールを備え、前記入力部から観察方法として多光子蛍光観察が選択された場合に、前記多光子蛍光観察光学系および前記共焦点ピンホールを開放した共焦点観察光学系により標本から発生する蛍光を検出することとしてもよい。
このようにすることで、共焦点観察光学系を利用して多光子蛍光観察を行うことができる。これにより、多光子蛍光観察光学系の検出チャネルを越える数の波長の多光子蛍光を検出する場合に、共焦点観察光学系の検出チャネルを割り当てて検出することができる。
In the above invention, the confocal observation optical system includes a confocal pinhole capable of changing an aperture, and when the multiphoton fluorescence observation is selected as an observation method from the input unit, the multiphoton fluorescence observation optical The fluorescence generated from the specimen may be detected by a system and a confocal observation optical system in which the confocal pinhole is opened.
By doing in this way, multiphoton fluorescence observation can be performed using a confocal observation optical system. Thus, when detecting multiphoton fluorescence having a number of wavelengths exceeding the detection channel of the multiphoton fluorescence observation optical system, the detection channel of the confocal observation optical system can be assigned and detected.

また、上記発明においては、前記記憶部に、蛍光色素の励起波長に対する励起効率のプロファイル情報が記憶され、前記入力部から、励起波長が重複する複数の蛍光色素が入力された場合に、前記記憶部に記憶されている各蛍光色素のプロファイル情報が交差する波長に前記レーザ光の波長を設定することとしてもよい。
このようにすることで、複数の蛍光色素を最も効率的に励起することが可能となり、1つの波長のレーザ光によって、複数の蛍光色素を同時励起して観察することができる。
In the above invention, the storage unit stores excitation efficiency profile information with respect to the excitation wavelength of the fluorescent dye, and when the plurality of fluorescent dyes having overlapping excitation wavelengths are input from the input unit, the storage is performed. The wavelength of the laser beam may be set to a wavelength at which the profile information of each fluorescent dye stored in the section intersects.
By doing so, the plurality of fluorescent dyes can be excited most efficiently, and the plurality of fluorescent dyes can be simultaneously excited and observed by laser light of one wavelength.

本発明によれば、ユーザにかかる負担をさらに軽減して、より適正な蛍光観察を行うことができるという効果を奏する。   According to the present invention, it is possible to further reduce the burden on the user and perform more appropriate fluorescence observation.

本発明の一実施形態に係るレーザ走査型顕微鏡1について、図1〜図5を参照して以下に説明する。
本実施形態に係るレーザ走査型顕微鏡1は、図1に示されるように、超短パルスレーザ光(以下、パルスレーザ光またはレーザ光という。)を出射するパルスレーザ光源2を備える多光子励起照明光学系3と、連続レーザ光を出射する連続レーザ光源4を備える1光子励起照明光学系5と、多光子励起照明光学系3または1光子励起照明光学系5のいずれかから出射されたレーザ光を2次元的に走査する走査光学系6と、該走査光学系6により走査されたレーザ光を標本Sに集光する対物レンズ7と、レーザ光が照射されることにより、標本Sから発生した蛍光を検出する多光子蛍光観察光学系8および共焦点観察光学系9と、各種設定を記憶する記憶部10と、蛍光色素の種類および観察方法を入力する入力部11と、前記各光学系3,8,9を制御する制御部12とを備えている。
A laser scanning microscope 1 according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the laser scanning microscope 1 according to the present embodiment includes a multi-photon excitation illumination including a pulse laser light source 2 that emits an ultrashort pulse laser beam (hereinafter referred to as a pulse laser beam or a laser beam). Laser light emitted from the optical system 3, a one-photon excitation illumination optical system 5 including a continuous laser light source 4 that emits continuous laser light, and the multi-photon excitation illumination optical system 3 or the one-photon excitation illumination optical system 5. Is generated from the specimen S by being irradiated with the laser light, the scanning optical system 6 for two-dimensionally scanning, the objective lens 7 for condensing the laser light scanned by the scanning optical system 6 on the specimen S, and the like. A multiphoton fluorescence observation optical system 8 and a confocal observation optical system 9 for detecting fluorescence, a storage unit 10 for storing various settings, an input unit 11 for inputting the type and observation method of a fluorescent dye, and the optical systems 3 , 8 And a control unit 12 for controlling the 9.

前記多光子励起照明光学系3は、パルスレーザ光源2と、該パルスレーザ光源2から出射されるパルスレーザ光の光軸調整を行うアライメントミラー13と、パルスレーザ光の波長選択および強度調整を行う音響光学素子からなる調光素子14と、該調光素子14から出射されたパルスレーザ光の光軸調整を行うアライメントミラー15と、パルスレーザ光の負の分散を付与する分散補償光学系16と、レーザ光を略平行光にしてその光束径を調節するコリメート光学系17と、多光子励起照明光学系3からの出力となるパルスレーザ光の最終的な光軸調整を行うアライメントミラー18とを備えている。   The multi-photon excitation illumination optical system 3 performs a pulse laser light source 2, an alignment mirror 13 that adjusts the optical axis of the pulse laser light emitted from the pulse laser light source 2, and wavelength selection and intensity adjustment of the pulse laser light. A dimming element 14 composed of an acousto-optic element, an alignment mirror 15 for adjusting the optical axis of the pulsed laser light emitted from the dimming element 14, and a dispersion compensation optical system 16 for providing negative dispersion of the pulsed laser light A collimating optical system 17 that adjusts the beam diameter by making the laser light substantially parallel light, and an alignment mirror 18 that performs final optical axis adjustment of the pulsed laser light that is output from the multiphoton excitation illumination optical system 3. I have.

分散補償光学系16は、λ/2板19と、相互に間隔調整可能に設けられた一対のグレーティング20a,20bと、該グレーティング20a,20b対から出射されるレーザ光の出射位置を調節するアライメントミラー20cと、λ/4板21とを備えている。グレーティング20a,20b対は、一対のグレーティング20a,20bの間隔を調節することにより、レーザ光に付与する負分散量を調節することができるようになっている。ミラー20cは、グレーティング20a,20b対の移動により光路が変動しても、分散補償光学系16から出射されるレーザ光の出射位置および角度が変化しないように調節するようになっている。   The dispersion compensation optical system 16 includes a λ / 2 plate 19, a pair of gratings 20 a and 20 b provided so that the distance between them can be adjusted, and alignment for adjusting the emission position of the laser light emitted from the pair of gratings 20 a and 20 b. A mirror 20c and a λ / 4 plate 21 are provided. The pair of gratings 20a and 20b can adjust the amount of negative dispersion imparted to the laser light by adjusting the distance between the pair of gratings 20a and 20b. The mirror 20c is adjusted so that the emission position and angle of the laser beam emitted from the dispersion compensation optical system 16 do not change even if the optical path fluctuates due to the movement of the pair of gratings 20a and 20b.

前記1光子励起照明光学系5は、連続レーザ光源4により構成されている。
前記多光子励起照明光学系3と1光子励起照明光学系5の光路は、ダイクロイックミラー22によって合流されている。
The one-photon excitation illumination optical system 5 includes a continuous laser light source 4.
The optical paths of the multiphoton excitation illumination optical system 3 and the one-photon excitation illumination optical system 5 are joined by a dichroic mirror 22.

走査光学系6は、例えば、相互に交差する軸線回りに揺動させられる2枚のガルバノミラー(図示略)を対向させてなる、いわゆる近接ガルバノミラーからなるスキャナ6aと、該スキャナ6aにより走査されたレーザ光を集光する瞳投影レンズ6bとを備えている。   The scanning optical system 6 is scanned by, for example, a scanner 6a composed of a so-called proximity galvanometer mirror in which two galvanometer mirrors (not shown) that are swung around mutually intersecting axes are opposed to each other, and the scanner 6a. And a pupil projection lens 6b for condensing the laser light.

前記多光子蛍光観察光学系8は、落射観察光学系8Aと、透過観察光学系8Bとを備えている。
落射観察光学系8Aは、前記対物レンズ7と瞳投影レンズ6bとの間の光路に挿脱可能に設けられたダイクロイックミラー23と、該ダイクロイックミラー23が光路に挿入された状態で、反射される多光子蛍光を波長毎に分岐するダイクロイックミラー24と、多光子蛍光に含まれるパルスレーザ光を遮断するバリアフィルタ25と、多光子蛍光をそれぞれ検出する光検出器26とを備えている。
The multiphoton fluorescence observation optical system 8 includes an epi-illumination observation optical system 8A and a transmission observation optical system 8B.
The epi-illumination observation optical system 8A is reflected in a state where the dichroic mirror 23 provided in the optical path between the objective lens 7 and the pupil projection lens 6b is detachable, and the dichroic mirror 23 is inserted in the optical path. It includes a dichroic mirror 24 that branches multiphoton fluorescence for each wavelength, a barrier filter 25 that blocks pulsed laser light contained in the multiphoton fluorescence, and a photodetector 26 that detects multiphoton fluorescence.

また、透過観察光学系8Bは、前記標本Aを挟んで対物レンズ7と対向する位置に配置されたコンデンサレンズ27と、該コンデンサレンズ27により集光された多光子蛍光を反射する光路に挿脱可能なミラー28と、該ミラー28により反射された多光子蛍光を波長毎に分岐するダイクロイックミラー29と、多光子蛍光に含まれるパルスレーザ光を遮断するバリアフィルタ30と、多光子蛍光をそれぞれ検出する光検出器31とを備えている。   Further, the transmission observation optical system 8B is inserted into and removed from the condenser lens 27 disposed at a position facing the objective lens 7 with the sample A interposed therebetween, and the optical path that reflects the multiphoton fluorescence condensed by the condenser lens 27. A possible mirror 28, a dichroic mirror 29 for branching the multiphoton fluorescence reflected by the mirror 28 for each wavelength, a barrier filter 30 for blocking the pulsed laser light contained in the multiphoton fluorescence, and detecting the multiphoton fluorescence. And a photodetector 31.

前記共焦点観察光学系9は、前記1光子励起照明光学系5とスキャナ6aとの間に配置され、スキャナ6aを介して戻る蛍光を分岐するダイクロイックミラー32と、分岐された蛍光を集光する共焦点レンズ33と、該共焦点レンズ33により集光された光を通過させる調節可能な開口を有する共焦点ピンホール34と、該共焦点ピンホール34を通過した蛍光を集光する集光レンズ35と、蛍光を波長毎に分岐するダイクロイックミラー36およびミラー37と、バリアフィルタ38と、光検出器39とを備えている。   The confocal observation optical system 9 is disposed between the one-photon excitation illumination optical system 5 and the scanner 6a, and condenses the branched fluorescence. The dichroic mirror 32 branches the fluorescence returning through the scanner 6a. A confocal lens 33, a confocal pinhole 34 having an adjustable aperture through which light collected by the confocal lens 33 passes, and a condensing lens that condenses the fluorescence that has passed through the confocal pinhole 34 35, a dichroic mirror 36 and a mirror 37 for branching fluorescence for each wavelength, a barrier filter 38, and a photodetector 39.

前記記憶部10には、選択可能な蛍光色素の種類および観察方法(多光子観察か1光子観察か等)と対応づけて、多光子励起照明光学系3、1光子励起照明光学系5、多光子蛍光観察光学系8および共焦点観察光学系9の各種設定が記憶されている。   In the storage unit 10, a multiphoton excitation illumination optical system 3, a one-photon excitation illumination optical system 5, a multi-photon excitation illumination optical system 3, a multi-photon excitation illumination optical system 3, and a multi-photon excitation illumination optical system 3 Various settings of the photon fluorescence observation optical system 8 and the confocal observation optical system 9 are stored.

多光子励起照明光学系3に関しては、記憶部10に記憶される設定には、パルスレーザ光源2から出射させるパルスレーザ光の波長、各アライメントミラー13,15の角度、調光素子14により選択するパルスレーザ光の波長および強度、λ/2板19の調整、分散補償光学系16のグレーティング20a,20b対およびアライメントミラー20cの位置調整、λ/4板21の調整、コリメート光学系17による光束径の調整、アライメントミラー18の角度等の設定値が含まれている。
1光子励起照明光学系5に関しては、記憶部10に記憶される設定には、連続レーザ光源4から出射させる連続レーザ光の波長の設定値が含まれている。
Regarding the multiphoton excitation illumination optical system 3, the setting stored in the storage unit 10 is selected by the wavelength of the pulsed laser light emitted from the pulsed laser light source 2, the angles of the alignment mirrors 13 and 15, and the light control element 14. Wavelength and intensity of pulse laser beam, adjustment of λ / 2 plate 19, adjustment of position of gratings 20a and 20b pair of dispersion compensation optical system 16 and alignment mirror 20c, adjustment of λ / 4 plate 21, beam diameter by collimating optical system 17 Adjustment values and setting values such as the angle of the alignment mirror 18 are included.
Regarding the one-photon excitation illumination optical system 5, the setting stored in the storage unit 10 includes a setting value of the wavelength of continuous laser light emitted from the continuous laser light source 4.

多光子蛍光観察光学系8に関しては、記憶部10に記憶される設定には、ダイクロイックミラー23,28の種類、バリアフィルタ25,30の切替、光検出器26,31の検出回路設定が含まれている。
共焦点観察光学系9に関しては、ダイクロイックミラー32,36の種類、共焦点ピンホール34の開口径、バリアフィルタ38の切替、光検出器39の検出回路設定が含まれている。
Regarding the multiphoton fluorescence observation optical system 8, the settings stored in the storage unit 10 include the type of the dichroic mirrors 23 and 28, the switching of the barrier filters 25 and 30, and the detection circuit settings of the photodetectors 26 and 31. ing.
The confocal observation optical system 9 includes the types of dichroic mirrors 32 and 36, the aperture diameter of the confocal pinhole 34, the switching of the barrier filter 38, and the detection circuit setting of the photodetector 39.

入力部11から入力される蛍光色素の種類および観察方法は、例えば、図2に示されるように、画面上に表示されたアイコンP1〜P5を選択することにより行われる。図2に示される例では、同じ蛍光色素に対して観察方法毎にアイコンP1〜P5が用意されているので、ユーザは、アイコンP1〜P5を選択するだけで、蛍光色素の種類および観察方法を入力することができるようになっている。図中「2P」は二光子励起観察用であることを意味している。   The type of fluorescent dye input from the input unit 11 and the observation method are performed, for example, by selecting icons P1 to P5 displayed on the screen as shown in FIG. In the example shown in FIG. 2, icons P1 to P5 are prepared for each observation method for the same fluorescent dye, so that the user can select the type of fluorescent dye and the observation method simply by selecting the icons P1 to P5. You can enter it. In the figure, “2P” means for two-photon excitation observation.

制御部12は、蛍光色素の種類および観察方法が入力部11から入力されると、これらの蛍光色素の種類および観察方法をキーとして記憶部10内を検索し、対応して記憶されている各種設定を読み出すようになっている。そして、制御部12は、読み出した設定を多光子励起照明光学系3、1光子励起照明光学系5、多光子蛍光観察光学系8または共焦点観察光学系9に適用するようになっている。   When the type and the observation method of the fluorescent dye are input from the input unit 11, the control unit 12 searches the storage unit 10 using the type of the fluorescent dye and the observation method as a key, and the various types stored correspondingly. The setting is read out. The control unit 12 applies the read setting to the multiphoton excitation illumination optical system 3, the one photon excitation illumination optical system 5, the multiphoton fluorescence observation optical system 8, or the confocal observation optical system 9.

このように構成された本実施形態に係るレーザ走査型顕微鏡1の作用について、以下に説明する。
本実施形態に係るレーザ走査型顕微鏡1を用いて標本Aの蛍光観察を行うには、まず、図3に示されるように、ユーザは、入力部11を操作して蛍光色素の種類と観察方法とを選択する(ステップS1)。
The operation of the laser scanning microscope 1 according to the present embodiment configured as described above will be described below.
In order to perform fluorescence observation of the specimen A using the laser scanning microscope 1 according to the present embodiment, first, as shown in FIG. 3, the user operates the input unit 11 to determine the type and observation method of the fluorescent dye. Are selected (step S1).

制御部12は、入力部11から入力された蛍光色素および観察方法に基づいて記憶部10内のデータベースを検索し、対応して記憶されている各部の設定データを読み出す(ステップS2)。読み出されるデータには、各部の設定データの他、入力された蛍光色素を励起するのに適したレーザ光の波長、当該レーザ光により蛍光色素が励起されることにより発せられる蛍光の波長も含まれている。   The control unit 12 searches the database in the storage unit 10 based on the fluorescent dye input from the input unit 11 and the observation method, and reads the setting data of each unit stored correspondingly (step S2). In addition to the setting data of each part, the read data includes the wavelength of the laser beam suitable for exciting the input fluorescent dye and the wavelength of the fluorescence emitted when the fluorescent dye is excited by the laser light. ing.

そして、制御部12は、入力された観察方法が、共焦点観察であるか多光子励起観察であるかを判断し(ステップS3)、判断の結果、共焦点観察である場合には、1光子励起照明光学系5および共焦点観察光学系9の設定が行われ(ステップS4)、多光子励起観察が入力された場合には、多光子励起照明光学系3および多光子蛍光観察光学系8の設定が行われる(ステップS5)。   Then, the control unit 12 determines whether the input observation method is confocal observation or multiphoton excitation observation (step S3). If the result of determination is confocal observation, the control unit 12 determines one photon. When the excitation illumination optical system 5 and the confocal observation optical system 9 are set (step S4) and multiphoton excitation observation is input, the multiphoton excitation illumination optical system 3 and the multiphoton fluorescence observation optical system 8 are set. Setting is performed (step S5).

ここで、入力された観察方法が共焦点観察である場合について、図4を参照して、さらに詳細に説明する。
まず、1光子励起照明光学系5の設定を行う(ステップS11)。
すなわち、ステップS2において記憶部10から読み出された、入力された蛍光色素を励起するのに適した連続レーザ光の波長を連続レーザ光源4に設定する(ステップS11)。これにより、1光子励起照明光学系5に対する設定が終了する。
Here, the case where the input observation method is confocal observation will be described in more detail with reference to FIG.
First, the one-photon excitation illumination optical system 5 is set (step S11).
That is, the wavelength of the continuous laser light read from the storage unit 10 in step S2 and suitable for exciting the input fluorescent dye is set in the continuous laser light source 4 (step S11). Thereby, the setting for the one-photon excitation illumination optical system 5 is completed.

次に、共焦点観察光学系9の設定を行う(ステップS12〜S17)。
まず、標本Aから発生した蛍光を分岐するための蛍光波長に適合したダイクロイックミラー(励起ダイクロイックミラー)32を光路上に設定する(ステップS12)。次いで、共焦点ピンホール34の開口径を十分に小さく絞り、光軸の調整を行う(ステップS13)。
Next, the confocal observation optical system 9 is set (steps S12 to S17).
First, a dichroic mirror (excitation dichroic mirror) 32 adapted to the fluorescence wavelength for branching the fluorescence generated from the specimen A is set on the optical path (step S12). Next, the aperture diameter of the confocal pinhole 34 is narrowed down sufficiently to adjust the optical axis (step S13).

そして、読み出された蛍光波長を検出するために必要なダイクロイックミラー(分光ダイクロイックミラー)36の切り替えを行い(ステップS14)、読み出された波長のレーザ光を効果的に遮断できるバリアフィルタ38に切り替える(ステップS15)。その後、読み出された蛍光波長を検出するのに適した光検出器39の検出回路設定が行われる(ステップS16)。これにより、共焦点観察用の各部の設定が終了する。   Then, the dichroic mirror (spectral dichroic mirror) 36 necessary for detecting the read fluorescence wavelength is switched (step S14), and the barrier filter 38 that can effectively block the laser beam having the read wavelength is obtained. Switching (step S15). Thereafter, detection circuit setting of the photodetector 39 suitable for detecting the read fluorescence wavelength is performed (step S16). Thereby, the setting of each part for confocal observation is completed.

一方、入力された観察方法が多光子励起観察である場合について、図5を参照して、さらに詳細に説明する。
まず、多光子励起照明光学系3の設定を行う(ステップS21〜S31)。
すなわち、ステップ2において記憶部10から読み出された、入力された蛍光色素を励起するのに適したパルスレーザ光の波長をパルスレーザ光源2に設定する(ステップS21)。パルスレーザ光源2の波長が変更された場合には、出力が安定するのを待って、次の設定が行われる(ステップS22)。
On the other hand, the case where the input observation method is multiphoton excitation observation will be described in more detail with reference to FIG.
First, the multiphoton excitation illumination optical system 3 is set (steps S21 to S31).
That is, the wavelength of the pulse laser light read from the storage unit 10 in step 2 and suitable for exciting the input fluorescent dye is set in the pulse laser light source 2 (step S21). When the wavelength of the pulse laser light source 2 is changed, the next setting is performed after the output is stabilized (step S22).

パルスレーザ光源2から出射されるパルスレーザ光の波長が変更されると、パルスレーザ光源2からのパルスレーザ光の光軸が変動するので、アライメントミラー13を揺動させて、光軸調整を行う(ステップS23)。そして、調光素子14を調節することにより、パルスレーザ光の波長を選択し、その強度を調節する(ステップS24)。調光素子14は、音響光学素子により構成されているので、パルスレーザ光の波長選択および強度調整を行うことにより、出射されるパルスレーザ光の光軸が変動する。   When the wavelength of the pulsed laser light emitted from the pulsed laser light source 2 is changed, the optical axis of the pulsed laser light from the pulsed laser light source 2 fluctuates. Therefore, the alignment mirror 13 is swung to adjust the optical axis. (Step S23). Then, by adjusting the dimming element 14, the wavelength of the pulsed laser beam is selected and its intensity is adjusted (step S24). Since the light control element 14 is composed of an acousto-optic element, the optical axis of the emitted pulsed laser light varies by performing wavelength selection and intensity adjustment of the pulsed laser light.

そこで、アライメントミラー15を揺動させて光軸調整を行う(ステップS25)。
その後、λ/2板19を調節することにより、パルスレーザ光の偏光方向を調整し(ステップS26)、分散補償光学系16のグレーティング20a,20b対を調節することにより、パルスレーザ光に付与する負分散量を調整し(ステップS27)、グレーティング20a,20b対の調整によりずれた光軸をアライメントミラー20cを並進移動させることで調節する(ステップS28)。そして、λ/4板21を調節することによりパルスレーザ光を円偏光に変換する(ステップS29)。
Therefore, the optical axis is adjusted by swinging the alignment mirror 15 (step S25).
Thereafter, the polarization direction of the pulsed laser light is adjusted by adjusting the λ / 2 plate 19 (step S26), and the pair of gratings 20a and 20b of the dispersion compensation optical system 16 is adjusted to give the pulsed laser light. The negative dispersion amount is adjusted (step S27), and the optical axis shifted by adjusting the pair of gratings 20a and 20b is adjusted by moving the alignment mirror 20c in translation (step S28). Then, by adjusting the λ / 4 plate 21, the pulse laser beam is converted into circularly polarized light (step S29).

次いで、コリメート光学系17を調節することにより、パルスレーザ光の光束径が、対物レンズ7の瞳を満たすように調整され(ステップS30)、アライメントミラー18の調節により、最終的に多光子励起照明光学系3から出射させるパルスレーザ光の光軸調整を行う(ステップS31)。
これにより、多光子励起照明光学系3の各部の設定が終了する。
Next, by adjusting the collimating optical system 17, the beam diameter of the pulsed laser light is adjusted so as to fill the pupil of the objective lens 7 (step S 30), and finally the multiphoton excitation illumination is adjusted by adjusting the alignment mirror 18. The optical axis of the pulse laser beam emitted from the optical system 3 is adjusted (step S31).
Thereby, the setting of each part of the multiphoton excitation illumination optical system 3 is completed.

次に、多光子蛍光観察光学系8の設定を行う(ステップS32〜S36)。
多光子蛍光観察光学系8は、落射観察光学系8Aおよび透過観察光学系8Bを備えているので、両方を使用する場合について説明する。
Next, the multiphoton fluorescence observation optical system 8 is set (steps S32 to S36).
Since the multiphoton fluorescence observation optical system 8 includes the epi-illumination observation optical system 8A and the transmission observation optical system 8B, a case where both are used will be described.

まず、標本Aから発生した多光子蛍光を分岐するための蛍光波長に適合したダイクロイックミラー(励起ダイクロイックミラー)32を光路上に設定する(ステップS32)。これにより、場合によっては、共焦点観察光学系9の光検出器39を多光子蛍光観察用に流用することが可能となる。   First, a dichroic mirror (excitation dichroic mirror) 32 adapted to the fluorescence wavelength for branching the multiphoton fluorescence generated from the specimen A is set on the optical path (step S32). Accordingly, in some cases, the photodetector 39 of the confocal observation optical system 9 can be used for multiphoton fluorescence observation.

次いで、標本Aから発生した多光子蛍光を分岐するための蛍光波長に適合したダイクロイックミラー23を光路上に設定する(ステップS33)。
そして、記憶部10から読み出された蛍光波長を検出するために必要なダイクロイックミラー(分光ダイクロイックミラー)24,29の切り替えを行い(ステップS34)、読み出された波長のレーザ光を効果的に遮断できるバリアフィルタ25,30に切り替える(ステップS35)。その後、読み出された蛍光波長を検出するのに適した光検出器26,31の検出回路設定が行われる(ステップS36)。これにより、多光子蛍光観察用の各部の設定が終了する。
Next, the dichroic mirror 23 adapted to the fluorescence wavelength for branching the multiphoton fluorescence generated from the specimen A is set on the optical path (step S33).
Then, the dichroic mirrors (spectral dichroic mirrors) 24 and 29 necessary for detecting the fluorescence wavelength read from the storage unit 10 are switched (step S34), and the laser light having the read wavelength is effectively used. The barrier filters 25 and 30 that can be blocked are switched (step S35). Thereafter, detection circuit settings of the photodetectors 26 and 31 suitable for detecting the read fluorescence wavelength are performed (step S36). Thereby, the setting of each part for multiphoton fluorescence observation is completed.

このようにして、各部の設定が行われた後に、共焦点観察または多光子励起観察のいずれかが行われる。
共焦点観察が行われる場合には、連続レーザ光源4から出射された連続レーザ光がスキャナ6aにより2次元的に走査され、瞳投影レンズ6bによって集光され、対物レンズ7によって標本A上に集光される。連続レーザ光源4から出射される連続レーザ光の波長は、入力された蛍光色素の種類に適したものが記憶部10から読み出されて設定されているので、標本Aに含有されている蛍光色素を効率的に励起して所望の波長の蛍光を発生させることができる。
Thus, after each part is set, either confocal observation or multiphoton excitation observation is performed.
When confocal observation is performed, the continuous laser light emitted from the continuous laser light source 4 is two-dimensionally scanned by the scanner 6 a, condensed by the pupil projection lens 6 b, and collected on the sample A by the objective lens 7. Lighted. Since the wavelength of the continuous laser light emitted from the continuous laser light source 4 is set by reading from the storage unit 10 one suitable for the type of the input fluorescent dye, the fluorescent dye contained in the specimen A Can be efficiently excited to generate fluorescence of a desired wavelength.

連続レーザ光が照射されることにより標本Aにおいて発生した蛍光は、対物レンズ7、瞳投影レンズ6b、スキャナ6aを介して戻り、ダイクロイックミラー32により分岐されて共焦点観察光学系9に入射される。ダイクロイックミラー32は、入力された蛍光色素の種類に応じた蛍光波長に適したものが記憶部10から読み出されて設定されているので、蛍光を効率的に分岐して検出させることができる。   Fluorescence generated in the specimen A by irradiation with the continuous laser light returns through the objective lens 7, the pupil projection lens 6b, and the scanner 6a, is branched by the dichroic mirror 32, and enters the confocal observation optical system 9. . Since the dichroic mirror 32 is read and set from the storage unit 10 for the fluorescence wavelength corresponding to the type of the input fluorescent dye, the fluorescence can be efficiently branched and detected.

ダイクロイックミラー32により分岐された蛍光は、共焦点レンズ33によって集光され、共焦点ピンホール34を通過させられたものが集光レンズ35により集光され、ダイクロイックミラー36によって波長毎に分岐されて光検出器39により検出される。共焦点ピンホール34の開口径は、共焦点観察用に十分に小さく設定されているので、標本Aにおける連続レーザ光の集光位置において発生した蛍光のみが共焦点ピンホール34を通過させられて光検出器39により検出される。   The fluorescence branched by the dichroic mirror 32 is condensed by the confocal lens 33, and the light that has passed through the confocal pinhole 34 is condensed by the condenser lens 35 and branched by the dichroic mirror 36 for each wavelength. It is detected by the photodetector 39. Since the aperture diameter of the confocal pinhole 34 is set to be sufficiently small for confocal observation, only the fluorescence generated at the condensing position of the continuous laser light in the specimen A is allowed to pass through the confocal pinhole 34. It is detected by the photodetector 39.

これにより、対物レンズ7の焦点面に広がる標本Aのスライス画像を高い分解能で取得して鮮明な蛍光画像を観察することができる。この場合において、本実施形態によれば、入力された蛍光色素の種類に適したダイクロイックミラー32の波長設定および光検出器39の検出回路設定が行われているので、共焦点ピンホール34を通過した微弱な蛍光を精度よく波長毎に分岐して無駄なく検出することができる。   Thereby, a slice image of the specimen A spreading on the focal plane of the objective lens 7 can be acquired with high resolution, and a clear fluorescent image can be observed. In this case, according to the present embodiment, since the wavelength setting of the dichroic mirror 32 and the detection circuit setting of the photodetector 39 suitable for the type of the input fluorescent dye are performed, the confocal pinhole 34 is passed. The weak fluorescence can be detected with high accuracy by branching for each wavelength with no waste.

なお、入力部11からの入力として、蛍光画像の分解能を指定できる場合には、これに合わせて共焦点ピンホール34の開口径を調節可能とすることにしてもよい。この場合には、共焦点ピンホール34の開口径を増大させると、分解能は低下するが、明るい蛍光画像を取得することができる。   When the resolution of the fluorescence image can be designated as an input from the input unit 11, the opening diameter of the confocal pinhole 34 may be adjusted in accordance with this. In this case, when the aperture diameter of the confocal pinhole 34 is increased, the resolution is lowered, but a bright fluorescent image can be acquired.

また、多光子蛍光観察が行われる場合には、パルスレーザ光源2から出射されたパルスレーザ光が、アライメントミラー13により光軸調整され、調光素子14により調光され、アライメントミラー15により光軸調整され、分散補償光学系16により負分散を付与され、コリメート光学系17により光束径を調整され、アライメントミラー18によって光軸調整されてダイクロイックミラー22によりスキャナ6aに指向される。パルスレーザ光源2から出射されるパルスレーザ光の波長は、入力された蛍光色素の種類に適したものが記憶部10から読み出されて設定されているので、標本Aに含有されている蛍光色素を効率的に励起して所望の波長の多光子蛍光を発生させることができる。   When multiphoton fluorescence observation is performed, the pulse laser light emitted from the pulse laser light source 2 is adjusted in optical axis by the alignment mirror 13, adjusted in light by the dimming element 14, and optical axis in the alignment mirror 15. After adjustment, negative dispersion is applied by the dispersion compensation optical system 16, the beam diameter is adjusted by the collimating optical system 17, the optical axis is adjusted by the alignment mirror 18, and the light is directed to the scanner 6 a by the dichroic mirror 22. The wavelength of the pulsed laser light emitted from the pulsed laser light source 2 is set by reading from the storage unit 10 one that is suitable for the type of the input fluorescent dye, so that the fluorescent dye contained in the specimen A Can be efficiently excited to generate multiphoton fluorescence of a desired wavelength.

分散補償光学系16に入射される前にλ/2板19の調節が行われることで、負分散の付与を効率的に行うことができる。分散補償光学系16のグレーティング20a,20b対がパルスレーザ光の波長に合わせて調節されるので、対物レンズ7の先端から十分に短いパルス幅の超短パルスレーザ光を出射させることができる。また、コリメート光学系17によりパルスレーザ光の光束径が対物レンズ7の瞳を満たすように設定されることにより、対物レンズ7の性能を十分に発揮させた高い開口数のパルスレーザ光を標本Aに照射させることができる。これにより、パルスレーザ光によって多光子励起現象を発生させる光軸方向の長さを短くして、分解能の高い多光子蛍光画像を取得することができる。   By adjusting the λ / 2 plate 19 before entering the dispersion compensation optical system 16, negative dispersion can be efficiently imparted. Since the pair of gratings 20a and 20b of the dispersion compensation optical system 16 is adjusted according to the wavelength of the pulse laser beam, an ultrashort pulse laser beam having a sufficiently short pulse width can be emitted from the tip of the objective lens 7. Further, the collimating optical system 17 sets the beam diameter of the pulsed laser light so as to fill the pupil of the objective lens 7, so that the pulsed laser light having a high numerical aperture that fully exhibits the performance of the objective lens 7 is obtained from the sample A. Can be irradiated. Thereby, the length in the optical axis direction in which the multi-photon excitation phenomenon is generated by the pulse laser beam can be shortened, and a multi-photon fluorescence image with high resolution can be acquired.

標本Aにおいてパルスレーザ光が集光された位置から発生した多光子蛍光のうち、対物レンズ7方向に出射された多光子蛍光は、対物レンズ7により集光された直後に、ダイクロイックミラー23,24により波長毎に分解されて光検出器26により検出される。ダイクロイックミラー23,24は、入力された蛍光色素の種類に応じた蛍光波長に適したものが記憶部10から読み出されて設定されているので、多光子蛍光を効率的に分岐して検出させることができる。   Of the multiphoton fluorescence generated from the position where the pulse laser beam is collected in the specimen A, the multiphoton fluorescence emitted in the direction of the objective lens 7 is immediately after being collected by the objective lens 7 and immediately after being collected by the objective lens 7. Therefore, it is decomposed for each wavelength and detected by the photodetector 26. Since the dichroic mirrors 23 and 24 are set by reading from the storage unit 10 those suitable for the fluorescence wavelength according to the type of the input fluorescent dye, the multi-photon fluorescence is efficiently branched and detected. be able to.

一方、標本Aにおいてパルスレーザ光が集光された位置から発生した多光子蛍光のうち、標本Aを透過してコンデンサレンズ27方向に出射された多光子蛍光は、コンデンサレンズ27により集光された直後に、ミラー28により反射され、ダイクロイックミラー29によって波長毎に分解されて光検出器31により検出される。   On the other hand, among the multiphoton fluorescence generated from the position where the pulse laser beam is collected in the sample A, the multiphoton fluorescence transmitted through the sample A and emitted toward the condenser lens 27 is collected by the condenser lens 27. Immediately thereafter, the light is reflected by the mirror 28, decomposed for each wavelength by the dichroic mirror 29, and detected by the photodetector 31.

これにより、対物レンズ7の焦点面に広がる標本Aのスライス画像を高い分解能で取得して鮮明な多光子蛍光画像を観察することができる。この場合において、本実施形態によれば、入力された蛍光色素の種類に適したダイクロイックミラー23,24,29の波長設定、バリアフィルタ25,30の設定および光検出器26,31の検出回路設定が行われているので、多光子蛍光を精度よく波長毎に分岐して無駄なく検出することができる。   Thereby, a slice image of the specimen A spreading on the focal plane of the objective lens 7 can be acquired with high resolution, and a clear multiphoton fluorescence image can be observed. In this case, according to the present embodiment, the wavelength setting of the dichroic mirrors 23, 24 and 29, the setting of the barrier filters 25 and 30 and the detection circuit setting of the photodetectors 26 and 31 suitable for the type of the input fluorescent dye are performed. Therefore, multiphoton fluorescence can be accurately branched for each wavelength and detected without waste.

また、入力部11から多数種の蛍光色素が入力され、多光子蛍光観察が選択された場合には、検出される蛍光波長が多くなり、場合によっては、多光子蛍光観察光学系8のみでは検出しきれないこともある。そのような場合には、共焦点観察光学系9の共焦点ピンホール34を最大限に開放し、また、ダイクロイックミラー32,36およびバリアフィルタ38の設定を調節する。このようにすることで、多光子蛍光観察光学系8の光検出器26,31のみでは検出しきれない数の波長の多光子蛍光を共焦点観察光学系9を流用して検出することができる。   In addition, when multiple types of fluorescent dyes are input from the input unit 11 and multiphoton fluorescence observation is selected, the detected fluorescence wavelength increases. In some cases, detection is performed only with the multiphoton fluorescence observation optical system 8. Sometimes it ca n’t be done. In such a case, the confocal pinhole 34 of the confocal observation optical system 9 is opened to the maximum, and the settings of the dichroic mirrors 32 and 36 and the barrier filter 38 are adjusted. In this way, multi-photon fluorescence having a number of wavelengths that cannot be detected only by the photodetectors 26 and 31 of the multi-photon fluorescence observation optical system 8 can be detected using the confocal observation optical system 9. .

このように、本実施形態に係るレーザ走査型顕微鏡1によれば、蛍光色素および観察方法を入力するだけで、記憶部10に記憶された各部の設定が読み出されて設定されるので、入力された蛍光色素に適したレーザ光の波長で、蛍光色素から発生する蛍光を効率的に検出して、鮮明で明るい蛍光画像を取得することができる。したがって、ユーザが蛍光色素やレーザ走査型顕微鏡1の設定に関する詳細な知識を持ち合わせていなくても、適正な蛍光観察を行うことができる。その結果、ユーザにかかる負担をさらに軽減することができるという効果がある。   As described above, according to the laser scanning microscope 1 according to the present embodiment, the setting of each unit stored in the storage unit 10 is read and set only by inputting the fluorescent dye and the observation method. The fluorescence generated from the fluorescent dye can be efficiently detected at the wavelength of the laser light suitable for the fluorescent dye, and a clear and bright fluorescent image can be obtained. Therefore, even if the user does not have detailed knowledge about the setting of the fluorescent dye and the laser scanning microscope 1, appropriate fluorescence observation can be performed. As a result, there is an effect that the burden on the user can be further reduced.

なお、本実施形態においては、蛍光色素の種類を入力してこれに適した励起波長のレーザ光を照射するよう設定することとした。この設定には、蛍光色素毎に異なる励起波長のレーザ光を照射することが含まれることはもちろんのことであるが、単一の励起波長で異なる複数の蛍光色素を励起することができる場合に、この励起波長を選択することとしてもよい。   In the present embodiment, the type of the fluorescent dye is input, and the laser beam having the excitation wavelength suitable for this is set to be irradiated. Of course, this setting includes irradiating laser light with different excitation wavelengths for each fluorescent dye, but when multiple fluorescent dyes can be excited with a single excitation wavelength. The excitation wavelength may be selected.

この場合、例えば、図6に示されるように、異なる蛍光色素D1,D2が相互に重なる励起効率の波長特性(プロファイル情報)を有する場合に、それぞれの励起効率の波長特性を記憶部10に記憶しておき、図中に鎖線で示される最大励起効率となる励起波長λ,λを選択する代わりに、実線で示されるように励行効率特性が交差する励起波長λを選択することにすればよい。このようにすることで、単一の励起波長λのレーザ光によって、複数の蛍光色素D1,D2を比較的大きな励起効率で同時に励起することができる。したがって、同時性を要求される蛍光観察を簡易に行うことができる。 In this case, for example, as illustrated in FIG. 6, when different fluorescent dyes D <b> 1 and D <b> 2 have wavelength characteristics (profile information) of excitation efficiency that overlap each other, the wavelength characteristics of each excitation efficiency are stored in the storage unit 10. In addition, instead of selecting the excitation wavelengths λ 1 and λ 2 having the maximum excitation efficiency indicated by the chain line in the figure, the excitation wavelength λ 3 at which the excitation efficiency characteristics intersect as shown by the solid line is selected. do it. By doing so, a laser beam of a single excitation wavelength lambda 3, it is possible to excite simultaneously several fluorescent dyes D1, D2 with relatively high excitation efficiency. Therefore, it is possible to easily perform fluorescence observation that requires simultaneity.

また、本実施形態においては、多光子励起照明光学系3と1光子励起照明光学系5とを有するレーザ走査型顕微鏡1を例示して説明したが、これに代えて、図7に示されるように、多光子励起照明光学系3と同様の構成からなる多光子励起刺激光学系3′を有するレーザ走査型顕微鏡1′を採用してもよい。図中、多光子励起刺激光学系3′において多光子励起照明光学系3と構成を共通とする箇所には「′(ダッシュ)」を付して同一符号を使用し、説明を省略する。
この場合、記憶部10には、入力される蛍光色素に適した波長の刺激用のレーザ光の波長を含む多光子励起刺激光学系3′の各部の設定が記憶されていることとすればよい。
In the present embodiment, the laser scanning microscope 1 having the multi-photon excitation illumination optical system 3 and the one-photon excitation illumination optical system 5 has been described as an example. However, instead of this, as shown in FIG. In addition, a laser scanning microscope 1 ′ having a multiphoton excitation stimulation optical system 3 ′ having the same configuration as the multiphoton excitation illumination optical system 3 may be employed. In the figure, in the multiphoton excitation stimulation optical system 3 ′, portions having the same configuration as the multiphoton excitation illumination optical system 3 are denoted by “′ (dash)”, the same reference numerals are used, and the description thereof is omitted.
In this case, the setting of each part of the multiphoton excitation stimulation optical system 3 ′ including the wavelength of the stimulation laser beam having a wavelength suitable for the input fluorescent dye may be stored in the storage unit 10. .

また、本実施形態においては、入力部11からの蛍光色素の種類および観察方法の入力方法として、蛍光色素に対して観察方法毎に用意されたアイコンP1〜P5を選択する方法を例示したが、これに代えて、観察方法の情報を含まない蛍光色素のアイコンを、観察方法毎に用意されたボックスに割り当てることで、蛍光色素および観察方法を入力することにしてもよい。また、蛍光色素および観察方法を含むアイコンを光検出器に割り当てることにしてもよい。   Moreover, in this embodiment, although the method of selecting the icons P1-P5 prepared for every observation method with respect to the fluorescent dye as an input method of the type and the observation method of the fluorescent dye from the input unit 11, Alternatively, the fluorescent dye and the observation method may be input by assigning a fluorescent dye icon not including information on the observation method to a box prepared for each observation method. Further, an icon including a fluorescent dye and an observation method may be assigned to the photodetector.

本発明の一実施形態に係るレーザ走査型顕微鏡の全体構成を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating an overall configuration of a laser scanning microscope according to an embodiment of the present invention. 図1のレーザ走査型顕微鏡の入力部による蛍光色素および観察方法の入力の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the input of the fluorescent dye and observation method by the input part of the laser scanning microscope of FIG. 図1のレーザ走査型顕微鏡による各部の設定手順を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the setting procedure of each part by the laser scanning microscope of FIG. 図3の設定手順の内、共焦点観察用の設定手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the setting procedure for confocal observation among the setting procedures of FIG. 図3の設定手順の内、多光子蛍光観察用の設定手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the setting procedure for multiphoton fluorescence observation among the setting procedures of FIG. 多数の蛍光色素を単一の励起波長で励起する場合の励起波長の選択方法を説明する励起効率の波長特性を示すグラフである。It is a graph which shows the wavelength characteristic of excitation efficiency explaining the selection method of the excitation wavelength in the case of exciting many fluorescent dyes with a single excitation wavelength. 図1のレーザ走査型顕微鏡の変形例であって、刺激用照明光学系を有するレーザ走査型顕微鏡の全体構成を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing a general configuration of a laser scanning microscope having a stimulation illumination optical system, which is a modification of the laser scanning microscope of FIG. 1.

符号の説明Explanation of symbols

A 標本
1,1′ レーザ走査型顕微鏡
2 パルスレーザ光源
3 多光子励起照明光学系
4 連続レーザ光源
5 1光子励起照明光学系
6 走査光学系
8 多光子蛍光観察光学系
9 共焦点観察光学系
10 記憶部
11 入力部
12 制御部(設定制御部)
34 共焦点ピンホール
A Specimen 1,1 ′ Laser scanning microscope 2 Pulse laser light source 3 Multiphoton excitation illumination optical system 4 Continuous laser light source 5 1 photon excitation illumination optical system 6 Scanning optical system 8 Multiphoton fluorescence observation optical system 9 Confocal observation optical system 10 Storage unit 11 Input unit 12 Control unit (setting control unit)
34 Confocal pinhole

Claims (3)

超短パルスレーザ光を出射するパルスレーザ光源を含む多光子励起照明光学系と、
連続レーザ光を出射する連続レーザ光源を含む1光子励起照明光学系と、
これら照明光学系から出射されたレーザ光を2次元的に走査して標本に照射する走査光学系と、
標本に対してレーザ光を照射することにより、標本から発生する蛍光を検出する多光子蛍光観察光学系および共焦点観察光学系と、
蛍光色素および観察方法を入力する入力部と、
前記蛍光色素および観察方法に対応づけて前記照明光学系および前記観察光学系の設定を記憶する記憶部と、
前記入力部により入力された蛍光色素および観察方法に対応して前記記憶部に記憶されている設定に前記照明光学系および前記観察光学系を設定する設定制御部とを備えるレーザ走査型顕微鏡。
A multiphoton excitation illumination optical system including a pulsed laser light source that emits ultrashort pulsed laser light;
A one-photon excitation illumination optical system including a continuous laser light source that emits continuous laser light;
A scanning optical system that two-dimensionally scans the laser light emitted from these illumination optical systems and irradiates the specimen;
A multiphoton fluorescence observation optical system and a confocal observation optical system for detecting fluorescence generated from the sample by irradiating the sample with laser light;
An input unit for inputting a fluorescent dye and an observation method;
A storage unit for storing settings of the illumination optical system and the observation optical system in association with the fluorescent dye and the observation method;
A laser scanning microscope comprising: a setting control unit that sets the illumination optical system and the observation optical system to settings stored in the storage unit corresponding to the fluorescent dye and the observation method input by the input unit.
前記共焦点観察光学系が、開口量を変更可能な共焦点ピンホールを備え、
前記入力部から観察方法として多光子蛍光観察が選択された場合に、前記多光子蛍光観察光学系および前記共焦点ピンホールを開放した共焦点観察光学系により標本から発生する蛍光を検出する請求項1に記載のレーザ走査型顕微鏡。
The confocal observation optical system includes a confocal pinhole capable of changing an aperture amount,
When multiphoton fluorescence observation is selected as an observation method from the input unit, fluorescence generated from a specimen is detected by the multiphoton fluorescence observation optical system and a confocal observation optical system in which the confocal pinhole is opened. 2. A laser scanning microscope according to 1.
前記記憶部に、蛍光色素の励起波長に対する励起効率のプロファイル情報が記憶され、
前記入力部から、励起波長が重複する複数の蛍光色素が入力された場合に、前記記憶部に記憶されている各蛍光色素のプロファイル情報が交差する波長に前記レーザ光の波長を設定する請求項1に記載のレーザ走査型顕微鏡。
The storage unit stores excitation efficiency profile information with respect to the excitation wavelength of the fluorescent dye,
The wavelength of the laser beam is set to a wavelength at which profile information of each fluorescent dye stored in the storage unit intersects when a plurality of fluorescent dyes having overlapping excitation wavelengths are input from the input unit. 2. A laser scanning microscope according to 1.
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