JP2008506098A5

JP2008506098A5 -

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Publication number: JP2008506098A5
Application number: JP2007519841A
Authority: JP
Filing date: 2005-07-06
Publication date: 2011-07-07

Claims

サンプルを観察するための光学部品において、基板（３１）及び少なくとも１つの所定厚さの複素屈折率層（３２，３３）を含み、偏波消光条件下において、垂直入射角周辺に収束するインコヒーレント光反射によってサンプルが観察される際、光路変動、緩和、ナノメートルの厚さ及び直径に対して高い輝度又は色コントラストを示すように構成された光学部品であって、
上部屈折率層（３３）が、サンプルの少なくとも１つの特性に関係する選択的な親和性を提供する特定の表面特性（３４）を有することを特徴とする光学部品（３０）。
請求項１に記載の光学部品であって、前記表面特性は、部品の表面上における座標に従って変動する親和特性を有することを特徴とする光学部品。
請求項１に記載のサンプルを観察するための光学部品であって、部品の光学特性の変動と表面特性の変動が互いに関係付けられることを特徴とする、表面上における座標に従って変動する光学部品。
請求項１乃至３の１つに記載のサンプルを観察するための光学部品であって、前記変動が急峻であり、これによって、表面上の明らかに別個の領域の境界を定めることを特徴とする光学部品。
請求項１乃至４のいずれか１つに記載のサンプルを観察するための光学部品であって、前記変動が、光学部品の少なくとも１つの方向に従う勾配を形成することを特徴とする光学部品。
請求項１乃至５の少なくとも１つに記載のサンプルを観察するための光学部品であって、前記変動が、表面の均一な平坦部分を構成することを特徴とする光学部品。
請求項１乃至６の少なくとも１つに記載のサンプルを観察するための光学部品であって、前記変動がマトリクスを構成することを特徴とする光学部品。
請求項１乃至７のいずれか１つに記載のサンプルを観察するための光学部品であって、それがペトリ皿の底部に固定されることを特徴とする光学部品。
請求項１乃至８のいずれか１つに記載のサンプルを観察するための光学部品であって、基板がペトリ皿の底部を構成することを特徴とする光学部品。
請求項１乃至９のいずれか１つに記載のサンプルを観察するための光学部品であって、部品は、特定領域の識別及び位置特定を可能にする可視のマーカも有することを特徴とする光学部品。
請求項１乃至１０のいずれか１つに記載のサンプルを観察するための光学部品であって、共有結合の化学的枝状結合による又は高分子電解質、電解質、タンパク質、デンドリマ等の全ての帯電した分子もしくは巨大分子物体の静電気的枝状結合による屈折率層表面と、部品と、の化学反応によって、１つ又は複数のステップで表面特性が得られることを特徴とする光学部品。
請求項１乃至１０のいずれか１つに記載のサンプルを観察するための光学部品であって、粒子ビーム又は電磁ビームの印加、機械的、音響的、熱的、電気的又は磁気的作用、腐食、選択的析出、プラズマ処理、メタライゼーション、圧力変動、液体噴流の印加、液体形態でのインク、ガス、粉体、層の堆積、固体接触等の屈折率層の物理的な改質によって、表面特性が得られることを特徴とする光学部品。
請求項１乃至１０のいずれか１つに記載のサンプルを観察するための光学部品であって、膨張、収縮、分解、重合、吸着、浸潤、毛管現象、縮合、静電気効果、気化、結晶化、析出、電着、電気化学、電気重合、偏析、自己集合、浸漬コーティング、スピンコーティング、マイクロコンタクト印刷、ラングミュア・ブロジェット転写等の、気相、液相又は固相における屈折率層の物理化学的改質によって、これらの改質を組み合わせて１つ又は複数のステップにおいて、表面特性が得られることを特徴とする光学部品。
請求項１乃至１３のいずれか１つに記載のサンプルを観察するための光学部品であって、サンプルに賦課された温度の変動、光束の照射、圧の変動による表面特性を特徴とする光学部品。
請求項１乃至１４のいずれか１つに記載のサンプルを観察するための光学部品であって、熱、光、電気、磁気、電磁、流体及び空気場を含む外部場を観察の全て又は一部のためにサンプルに印加することによって、また、ビーム又は特定の環境への曝露によって、表面特性が得られることを特徴とする光学部品。
請求項１乃至１５のいずれか１つに記載のサンプルを観察するための光学部品であって、小胞もしくはリポソーム又は細胞膜の抽出物の破壊による、吸着や、単層、二層もしくは多層形態での純粋な又は膜物体が充填された膜構造の枝状結合もしくは成膜を用いた固着によって、生物学的巨大分子の固着によって、タンパク質の直接固着によってもしくは膜・アンフィポル（ａｍｐｈｉｐｏｌ）タンパク質複合体の枝状結合によって、配位子の固着によって、抗体又は抗原の固着によって、細胞の固着によって、溶解によって又は細胞接着によって、細胞分解に起因する細胞部品の固着によって、クロマチン及び染色体のそれら全てが詰まっている状態での固着によって、染色体の直接固着によって、ＤＮＡもしくはＲＮＡの固着によって、分子コーミングによって又は枝状結合によって又は定温放置によって、ウイルス又はバクテリアの固着によって、抗ウイルス又は抗菌剤の固着によって、予め固着された二分子層上での膜受容体の固着によって、多糖類の固着によって、細胞骨格又は細胞骨格要素の固着によって、微小管、チュービュリン又はミオシンの固着に
よって、植物細胞繊維の固着によって、キチンの固着によって、キトサン繊維、セルロース繊維の固着によって、及びこれら様々な固着の任意の組合せによって、生物学的に活性状態の層を添加することによって、又は屈折率層のもしくは屈折率層上における生物学的もしくは生化学的改質によって、表面特性が得られることを特徴とする光学部品。
請求項１乃至１６のいずれか１つに記載のサンプルを観察するための光学部品であって、ポリオサイド、ポリリシン、ポリピロール、ポリ・ジメチルシロキサン、ポリエチレングリコール等の生物学的に活性状態のポリマ層を成膜することによって表面特性が得られることを特徴とする光学部品。
請求項１乃至１７の少なくとも１つに記載の光学部品を用いるサンプル解析方法であって、
調査対象のサンプルを前記部品の選択的な親和性表面に接触して置く１つのステップと、前記部品と接触して置かれたサンプルをリアルタイムで、差動干渉接触で、直接観察することによって解析する１つのステップであって、前記解析するステップは、
垂直入射角を中心にして収束するインコヒーレント光源（４０）およびウォラストン複プリズム又はノマルスキ装置等の偏光分離装置が含まれる設備と、
観察によるサンプルの解析のために、偏光及び消光条件下での画像を提供するシステムと、で行なわれる、サンプル解析方法。
請求項８に記載の部品（３０）を用いた、請求項１８に記載のサンプル解析方法であって、部品上で可視マーカを用いて、画像の特定の領域を識別するステップが含まれることを特徴とするサンプル解析方法。
請求項１８または１９に記載のサンプル解析方法であって、部品の表面に沿うマーカの時間及び／又は位置に従って前記システムによって提供された画像の色及び／又は輝度を分析して、これらの値を所定の値と比較するステップが含まれることを特徴とするサンプル解析方法。
請求項１８，１９または２０に記載のサンプル解析方法であって、画像の特性を分析し、輝度のしきい値に従って及び／又は部品の表面に沿うマーカの位置に基づく前記輝度のしきい値を超過する要素の位置及び輝度の測定値に従って、画像をフィルタ処理するステップが含まれることを特徴とするサンプル解析方法。
請求項２１に記載のサンプル解析方法であって、光スペクトル（４０）に存在する全ての波長に対する画像の各点又は一部の波長に従って、輝度曲線を分析する段階が含まれることを特徴とするサンプル解析方法。
請求項２１に記載のサンプル解析方法であって、単色画像の輝度又はカラー画像のフィルタ処理もしくは単色投影が含まれることを特徴とするサンプル解析方法。
請求項２１に記載のサンプル解析方法であって、同じ観察条件下で、時間及び／又は部品の表面に沿うマーカの位置による画像の色及び／又は輝度を、特性が既知である基準サンプルのそれらと比較するステップが含まれることを特徴とするサンプル解析方法。
請求項１８乃至２４のいずれか１つに記載のサンプル解析方法であって、接触を確立するステップは、サンプルの気化、液相への浸漬か剥離、固体接触か接触印刷、のステップを特徴とするサンプル解析方法。
請求項２５に記載のサンプル解析方法であって、接触を確立するには、少なくとも１つの
水洗のステップが含まれることを特徴とするサンプル解析方法。
請求項２５に記載のサンプル解析方法であって、接触を確立するには、少なくとも１つの定温放置のステップが含まれることを特徴とするサンプル解析方法。
請求項１８乃至２７のいずれか１つに記載のサンプル解析方法であって、接触を確立するには、更に、乾燥のステップを含むことを特徴とするサンプル解析方法。
請求項１８乃至２８のいずれか１つに記載のサンプル解析方法であって、それには、蛍光マーカの代わりに立体マーカを用いることによる検出及び／又は認識及び／又は解析のステップが含まれ、前記マーカは、更に、認識の機能を提供することが可能な物体に取り付けられることを特徴とするサンプル解析方法。
請求項２９に記載のサンプル解析方法であって、これらの立体マーカの直径は、１００ナノメートル未満であり、好適には、５０ナノメートル未満であることを特徴とするサンプル解析方法。
請求項１８乃至３０の少なくとも１つに記載のサンプル解析方法であって、前記サンプルに属するサイト上においてナノメートル又はマイクロメートルのクラスタを形成するステップと、これに続く、これら構造体の検出及び／又は観察のステップと、であって、前記クラスタ形成のステップが、サンプル上のクラスタからの蒸気と接触して自然に液滴が形成されることによって行なわれる方法。
請求項１８乃至３１のいずれか１つに記載のサンプル解析方法であって、サンプルを含む光学部品（３０）は、偏光子（１）が含まれる第１光学系（１０）
と、部品（３０）によって反射されたビームの消光位置に置かれた検光子（２）が含まれる第２光学系（２０）と、の間の光路に沿って置かれることを特徴とするサンプル解析方法。
請求項３２に記載のサンプル解析方法であって、第１光学系（１０）と第２光学系（２０）とは４分の１波長板を含むことを特徴とするサンプル解析方法。
請求項３２に記載のサンプル解析方法であって、第１光学系（１０）と第２光学系（２０）とはウォラストン（Ｗｏｌｌａｓｔｏｎ）バイプリズムのような偏光分離部品を含むことを特徴とするサンプル解析方法。
請求項３２に記載のサンプル解析方法であって、第１光学系（１０）と第２光学系（２０）とはバイプリズムと補償板を含むことを特徴とするサンプル解析方法。
請求項３２乃至３５のいずれか１つに記載のサンプル解析方法であって、第２光学系（２０）の検光子及び第１光学系（１０）の偏光子が、１つの単一の部品を構成することを特徴とするサンプル解析方法。
請求項１８乃至３６のいずれか１つに記載のサンプル解析方法であって、サンプルを観察するための設備には、レンズ（６０）が含まれることを特徴とするサンプル解析方法。
請求項１８乃至３７のいずれか１つに記載のサンプル解析方法であって、サンプルを含む光学部品は、上面での反射によって観察されることを特徴とするサンプル解析方法。
請求項１８乃至３８のいずれか１つに記載のサンプル解析方法であって、サンプルを含む
光学部品は、下面での反射によって観察されることを特徴とするサンプル解析方法。
請求項１乃至３９の少なくとも１つに記載のサンプル解析方法であって、タンパク質、ペプチド、アミノ酸、抗体、抗原、薬剤、多糖類、脂質、リポソーム、小胞、毒素、代謝生成物、合成分子、芳香族分子、繊維、単繊維、ＤＮＡ分子、ＲＮＡ分子、染色体、細胞、細胞抽出物、バクテリア、ウイルス、植込みバイオチップ、この環境の真及び偽のハイブリッド形成物、ミセル構造、顕微操作部品、ミクロ流体部品、有機複合体、無機複合体、有機・無機複合体、アメーバ、蛍光マーカ、立体マーカ、凝集体、クラスタ、縮合物、縮合液滴、コロイド、コロイド状粒子、金属性複合体、汚染剤、粉体、ガス、気体、アスベスト繊維、ナノチューブ、ナノワイヤ、ナノ粒子、デンドリマ、量子ドット、粘土、葉、有機蒸気、ゼオライト、塩、帯電粒子、対イオン、溶液、界面活性剤、触媒、化学反応からの残渣、沈澱物、結晶、特に二次元結晶、タンパク質結晶及び二次元タンパク質結晶、脂質結晶、鉱質結晶、脂肪結晶、糖結晶、ポリマ結晶、塩結晶又はこれら様々な物体の任意の組合せ等の対象物体又は所定の物体の選択的な及び／又は優先の固着及び／又は認識のステップが含まれることを特徴とするサンプル解析方法。
サンプル解析システムであって、
請求項１乃至１７のいずれか１つによる光学部品（３０）と、
観察装置と、
差動干渉対照装置と、
多色または単色の光源（４０）と、
観察装置には、更に、時間及び／又は光学部品（３０）の表面に沿うマーカの位置に従って、画像の色及び／又は輝度を分析し、これらの値を所定の値と比較する手段、が含まれることを特徴とするサンプル解析システム。
請求項４１に記載のサンプル解析システムであって、観察装置には、更に、画像の特性を分析し、輝度のしきい値に従って及び／又は、光学部品（３０）の表面に沿うマーカの位置に基づく前記輝度のしきい値を超過する要素の位置及び輝度の測定値に従って画像をフィルタ処理する手段が含まれることを特徴とするサンプル解析システム。
請求項４１または４２に記載のサンプル解析システムであって、観
察装置には、更に、光源（４０）のスペクトルに存在する全ての波長に対する画像の各点又は一部の波長に従って、輝度曲線を分析する手段が含まれることを特徴とするサンプル解析方法。
請求項４１乃至４３に記載のサンプル解析システムであって、観察装置には、更に、単色画像の輝度を分析する手段又はカラー画像のフィルタ処理もしくは単色投影の手段が含まれることを特徴とするサンプル解析システム。
請求項４１乃至４４のうちの１つに記載のサンプル解析システムであって、観察装置には、更に、同じ観察条件下で、時間及び／又は表面に沿う位置による画像の色及び／又は輝度を、特性が既知である基準サンプルのそれらと比較する手段が含まれることを特徴とするサンプル解析システム。
請求項４１乃至４５のうちの１つに記載のサンプル解析システムであって、それには、更に、少なくとも１つの試薬が含まれ、試薬は、光学部品（３０）の選択的な親和性表面に接触してそれを置くことを意図して、サンプルを準備するように設計されていることを特徴とするサンプル解析方法。
請求項４１乃至４６のうちの１つに記載のサンプル解析システムであって、前記偏光子（
１）を含む第１光学系（１０）システムと前記検光子（２）を含む第２光学系と、が含まれるシステム。
請求項４７に記載のサンプル解析システムであって、前記偏光子（１）を含む第１光学系（１０）システムと前記検光子（２）を含む第２光学系（２０）と、がバイプリズムを含むシステム。
請求項４７に記載のサンプル解析システムであって、それには、前記偏光子を含む第１光学系と、前記検光子を含む第２光学系と、が含まれ、前記光学系の少なくとも１つには、補償器も含まれることを特徴とするサンプル解析システム。
請求項４７に記載のサンプル解析方法であって、それには、前記偏光子を含む第１光学系（１０）と、前記検光子を含む第２光学系（２０）との少なくとも１つには、・^４板も含まれることを特徴とするサンプル解析システム。
請求項４１から５０のうちのいずれか１つに記載のシステムであって、２つの光学系の間が光路に沿って、半反射デバイスによって分離（８０）されているシステム。
請求項５１に記載のシステムであって、分離（８０）は、光路に沿って第１光学系（１０）の偏光子（１）の後方に位置するシステム。
請求項５１に記載のシステムであって、分離（８０）は、光路に沿って第１光学系（１０）の偏光子（１）の前方に位置し、検光子（２）と偏光子（１）とは単一の部品を形成するシステム。
請求項４１から５３のうちのいずれか１つに記載のシステムであって、観察されたサンプルと前記構成要素との関連付けは、放射性標識付け、分光学、ラマン分光学、赤外線、紫外線又は可視分光学、螢光、酵素標識付け、質量分光学、圧電検出器、電流滴定検出器、表面音波検出器、表面プラズモン共振、プロフィルメトリ、走査型プローブ顕微鏡法、原子力顕微鏡法、楕円偏光法、等の方法を使用して、サンプルの追跡に結び付けるための他の選択肢又は要素を構成することを特徴とする、システム。
請求項１８から４０のうちのいずれか１つに記載の解析法の応用であって、
タンパク質、ペプチド、脂質、及び結晶を形成可能な他のあらゆる分子、の結晶の検出及び選別、
二次元結晶の選別、
分子間相互作用の調査、
観察対象物体の顕微操作用の手法、
ＤＮＡ、ＲＮＡ、染色体、タンパク質、抗原、抗体、細胞、バクテリア、ウイルス、を有するバイオチップの読み取り及び解析、
ペプチド解析、
膜受容体多量体化の調査、
軸索輸送及び神経伝達物質の放出の調査、
染色体上において直接見える帯域の色又は輝度を用いて調査又は診察を行う目的のための染色体の検出及び解析、
単一のＤＮＡ分子の解析、
リポソームの非破壊試験、
乳濁液及び／又は懸濁液の非破壊試験、
ナノチューブの非破壊試験、
気体の試験、
アスベスト繊維の試験、
痕跡の検出、
腐食の制御、
陸地、空気及び水汚染の制御、
水質試験、
気体、液体、粒子のセンサの製造、
固体における化学的枝状結合、層、ナノメートル厚の成膜の様々な段階、ラングミュア・ブロジェット層、の品質管理、
マイクロエレクトロニクス部品、マスク、微小電子機械システム（ＭＥＭＳ）、マイクロエレクトロニクス及びＭＥＭＳ構造用の支持体、記録媒体（ＣＤ及びＤＶＤ）、薄型画面の品質管理及び製造、
触媒を用いたＣＶＤによるナノチューブ層及びナノ物体の成長の追査、
生体適合性表面のチェック及び仕上げ、
膜、組織、細胞抽出物の診断、
ポリマ・膜間相互作用の調査及び認識、
複屈折、相分離、優先吸着の検出、
分子部品の構築、
バクテリアの成長、細胞の成長の検出及び追査、
酵素プロセスの様々なステップの制御、
結晶構造のナノメートル成長の制御、
感受性の高い相の製造段階時、及び／又はセンサを実現するためのプロセスの開発段階時、センサ用の感受性の高い層の品質管理であって、前記センサは、ＤＮＡ、ＲＮＡ、染色体、タンパク質、抗原、抗体、細胞、バクテリア、ウイルス、を有するバイオチップであることを特徴とする用途、
のうちのいずれかへの応用。