JP2010008565A - Biological sample observation apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、生体試料観察装置に関するものである。 The present invention relates to a biological sample observation apparatus.
従来、一般的な光学顕微鏡では、倍率の異なる複数の対物レンズをレボルバに装着し、倍率(視野)を変更して観察する場合には、レボルバを動かして観察光路中に入れる対物レンズを切り替えて観察する。レボルバに装着される対物レンズの焦点距離はどれもほぼ同一になっており、対物レンズを入れ替えても、観察対象の試料と対物レンズが干渉することがない。このようにすることで、マクロとミクロの観察を容易に切り替えて観察できるようになっている。 Conventionally, in a general optical microscope, when mounting multiple objective lenses with different magnifications to the revolver and changing the magnification (field of view) for observation, move the revolver to switch the objective lens to be placed in the observation optical path. Observe. The focal lengths of the objective lenses mounted on the revolver are almost the same, and even if the objective lenses are replaced, the sample to be observed and the objective lenses do not interfere with each other. In this way, it is possible to easily switch between macro and micro observations.
また、例えば、特開2005−234306(特許文献1)では、高倍率観察用のプローブ型顕微鏡と低倍率観察用の補助顕微鏡とを備え、2つの顕微鏡を同一のガイドに沿って移動させ、ガイド上の所定の位置で顕微鏡を停止させることにより、視野がずれることなく2つの顕微鏡を切り替えながら観察することができる顕微鏡観察装置が提案されている。 Further, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-234306 (Patent Document 1), a probe microscope for high-magnification observation and an auxiliary microscope for low-magnification observation are provided, and the two microscopes are moved along the same guide. There has been proposed a microscope observation apparatus capable of observing while switching between two microscopes without shifting the field of view by stopping the microscope at a predetermined position above.
しかしながら、従来の一般的な光学顕微鏡や特許文献1の顕微鏡の場合、倍率を切り替えて観察するためには、一度低倍率対物レンズを視野から離してから高倍率対物レンズに変える必要がある。そのため、低倍率の観察で特定した部位を高倍率で観察しようとしても、視野を見失ってしまうことがある。また、特に生きたマウスなどを観察する場合、生体試料の脈動や拍動によって所望の観察部位が移動してしまい、対物レンズの倍率を切り替えながら観察するのは非常に難しい。 However, in the case of the conventional general optical microscope and the microscope of Patent Document 1, in order to change the magnification and observe, it is necessary to first separate the low-magnification objective lens from the field of view and then change it to the high-magnification objective lens. For this reason, even if an attempt is made to observe a part specified by observation at a low magnification at a high magnification, the visual field may be lost. In particular, when observing a live mouse or the like, a desired observation site moves due to the pulsation or pulsation of the biological sample, and it is very difficult to observe while switching the magnification of the objective lens.
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、視野を動かすことなく低倍率対物レンズと高倍率対物レンズとを切り替えながら観察することができる生体試料観察装置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 biological sample observation apparatus capable of observing while switching between a low-magnification objective lens and a high-magnification objective lens without moving the visual field. Yes.
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、生体試料を載せるステージと、筐体と、該筐体に固定され前記生体試料からの光を集光する広視野対物レンズおよび該広視野対物レンズより高い倍率を有する高解像対物レンズと、前記筐体を移動させる筐体移動手段と、前記広視野対物レンズおよび前記高解像対物レンズにより集光された光を観察するための観察光学系と、前記広視野対物レンズおよび前記高解像対物レンズと前記観察光学系との間に配置され、前記広視野対物レンズまたは前記高解像対物レンズの光路を択一的に切り替える光路切替手段とを備え、前記広視野対物レンズが、その先端に前記生体試料の像を伝達する柔軟な伝達部材を備えるとともに、該伝達部材の先端部が前記ステージに対して固定されている生体試料観察装置を提供する。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
The present invention relates to a stage on which a biological sample is placed, a casing, a wide-field objective lens that is fixed to the casing and collects light from the biological sample, and a high-resolution objective that has a higher magnification than the wide-field objective lens. A lens, a housing moving means for moving the housing, an observation optical system for observing light collected by the wide-field objective lens and the high-resolution objective lens, the wide-field objective lens, and the An optical path switching unit that is disposed between the high-resolution objective lens and the observation optical system and selectively switches the optical path of the wide-field objective lens or the high-resolution objective lens, the wide-field objective lens comprising: A biological sample observation apparatus is provided that includes a flexible transmission member that transmits an image of the biological sample at the tip thereof, and the tip of the transmission member is fixed to the stage.
本発明によれば、ステージに生体試料を載せて広視野対物レンズの焦点を生体試料に合わせ、観察光学系で広視野の像を観察して詳細に観察する部位を特定する。そして、筐体移動手段により筐体に固定されている高解像対物レンズを特定した観察部位へ移動させ、光路切替手段により高解像対物レンズの光路を選択すると、高解像対物レンズの視野へ切り替えて観察することができる。 According to the present invention, a biological sample is placed on the stage, the focal point of the wide-field objective lens is focused on the biological sample, and a wide-field image is observed with the observation optical system to specify a portion to be observed in detail. When the high resolution objective lens fixed to the casing is moved to the specified observation site by the casing moving means and the optical path of the high resolution objective lens is selected by the optical path switching means, the field of view of the high resolution objective lens You can switch to and observe.
この場合に、広視野対物レンズの先端は柔軟な伝達部材でできており、かつ、その先端部はステージに対して固定されているので、筐体および高倍率対物レンズが移動しても広視野対物レンズの先端部は連動しない。すなわち、広視野対物レンズで同一の視野を観察しながら、その視野内で高解像対物レンズを移動させることができる。これにより、高解像対物レンズの視野を所望の位置に容易にかつ正確に合わせることができる。 In this case, the tip of the wide-field objective lens is made of a flexible transmission member, and the tip is fixed to the stage. The tip of the objective lens is not linked. That is, the high resolution objective lens can be moved within the field of view while observing the same field of view with the wide field objective lens. Thereby, the field of view of the high-resolution objective lens can be easily and accurately adjusted to a desired position.
また、光路切替手段により、広視野対物レンズと高解像対物レンズの視野は、両対物レンズを動かすことなく切り替えられる。これにより、対物レンズを取り換えることによって、視野がずれたり観察部位を見失ったりするという問題は解決され、所望の観察部位に高解像対物レンズの視野を固定しながら、容易に広視野対物レンズと高解像対物レンズの視野を切り替えることができる。 Further, the fields of the wide-field objective lens and the high-resolution objective lens can be switched by the optical path switching means without moving both objective lenses. As a result, the problem that the field of view is shifted or the observation site is lost can be solved by replacing the objective lens, and the wide-field objective lens can be easily fixed while fixing the field of view of the high-resolution objective lens at the desired observation site. The field of view of the high resolution objective lens can be switched.
また、高解像対物レンズで狭い範囲を詳細に観察してから、視野を広視野対物レンズに切り替えることにより、生体試料のどの部位を高解像対物レンズで観察していたのか、後からでも容易に確認することができる。また、これにより、詳細な観察部位を容易に特定できるので、時間をおいて複数回同一の部位を観察することも可能になる。 In addition, by observing a narrow range in detail with a high-resolution objective lens and then switching the field of view to a wide-field objective lens, which part of the biological sample was observed with the high-resolution objective lens, It can be easily confirmed. Further, this makes it possible to easily specify a detailed observation site, so that it is possible to observe the same site multiple times over time.
上記発明においては、前記光路切替手段が、可動ミラーであってもよい。
このようにすることで、簡易な構造で光路の切り替えが可能になると同時に、可動ミラーを移動させるだけなので、光路の切り替えを瞬時に行うことができる。
In the above invention, the optical path switching means may be a movable mirror.
In this way, the optical path can be switched with a simple structure, and at the same time, the optical path can be switched instantaneously because only the movable mirror is moved.
本発明によれば、視野を動かすことなく低倍率対物レンズと高倍率対物レンズとを切り替えながら観察することができるという効果を奏する。 According to the present invention, there is an effect that observation can be performed while switching between a low-magnification objective lens and a high-magnification objective lens without moving the visual field.
本発明の第1の実施形態に係る生体試料観察装置1について、図1を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る生体試料観察装置1は、図1に示されるように、レーザ走査型顕微鏡2と、モニタ3と、広視野対物レンズ4と、該広視野対物レンズ4を支持する支持アーム5と、光路切替手段6とにより構成されている。
A biological sample observation apparatus 1 according to a first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
As shown in FIG. 1, the biological sample observation apparatus 1 according to this embodiment includes a
レーザ走査型顕微鏡2は、生体試料Aを載せるステージ7と、高解像対物レンズ8と、レーザ光源9と、スキャンユニット(筐体)10と、該スキャンユニット10を移動させるスキャンユニット移動手段(筐体移動手段)11と、光検出回路12と、コンピュータ13により構成されている。
The
スキャンユニット10には、広視野対物レンズ4および高解像対物レンズ8が固定されている。
また、スキャンユニット10はその内部に、生体試料Aを照明して像を観察するための光学系を備えている。レーザ光源9から出力されたレーザ光はスキャンユニット10内のミラー10aおよびダイクロイックミラー10bによって反射された後、ガルバノ制御部10cによって制御されるガルバノミラー10dによって振られ、広視野対物レンズ4または高解像対物レンズ8を介して生体試料A表面を走査する。
A wide field objective lens 4 and a high resolution
The
また、生体試料Aからの反射光または蛍光は各対物レンズ4,8によって集光され、ガルバノミラー10dで反射されてその一部がダイクロイックミラー10bを透過し、光検出回路12で検出される。そして、電気信号としてコンピュータ13に送られ、各対物レンズ4,8による観察画像がモニタ3に表示される。
Reflected light or fluorescence from the biological sample A is collected by the
スキャンユニット移動手段11は、スキャンユニット10を水平方向(XY方向)に移動させるXY駆動部11aと、フォーカス方向(Z方向)に移動させるZ駆動部11bと、各駆動部11a,11bを制御するXY制御部11cおよびZ制御部11dとにより構成されている。
The scan
広視野対物レンズ4の一端はファイババンドル4aになっており、その先端部4bが支持アーム5によりステージ7に対して固定されている。
光路切替手段6は、例えば、スキャンユニット10内の広視野対物レンズ4および高解像対物レンズ8の各光路が交差する位置に配置された光路切替ミラー6aであり、スキャンユニット10外部に配置された光路切替制御部6bによりその角度が制御される。
One end of the wide-field objective lens 4 is a
The optical path switching means 6 is, for example, an optical
また、光路切替制御部6b、レーザ光源9、ガルバノ制御部10c、光検出回路12、XY制御部11cおよびZ制御部11dは、それぞれコンピュータ13に接続され、各々の動作はコンピュータ13で制御される。
The optical path
このように構成された本実施形態に係る生体試料観察装置1の作用について以下に説明する。
本実施形態において、生体試料観察装置1を使用してマウスBを観察するには、ステージ7にマウスBを載せ、光路切替ミラー6aを図1の実線の位置に配置しておく。そして、レーザ光源9からレーザ光を出力してマウスB表面を走査し、モニタ3に表示される広視野対物レンズ4の像を確認しながら詳細に観察したい部位を定める。
The operation of the biological sample observation apparatus 1 according to the present embodiment configured as described above will be described below.
In this embodiment, in order to observe the mouse B using the biological sample observation apparatus 1, the mouse B is placed on the
その後、モニタ3の広視野像を観察しながら、スキャンユニット移動手段11によりスキャンユニット10および高解像対物レンズ8を移動させ、該高解像対物レンズ8の先端を観察したい部位に合わせる。そして、光路切替制御部6bにより光路切替ミラー6aを図1の点線で示した位置へ移動させると、モニタ3に高解像対物レンズ8の視野が表示される。
Thereafter, while observing the wide-field image of the
この場合に、広視野対物レンズ4の先端に設けられたファイババンドル4aは柔軟に曲がることができ、かつ、支持アーム5によってその先端4bがステージに対して固定されているので、スキャンユニット10の移動に連動せず、常に同一の視野を観察することができる。これにより、広視野対物レンズ4の像を観察しながらその視野内で高解像対物レンズ8を移動させ、高解像対物レンズ8を所望の観察部位に容易にかつ正確に合わせることができるという利点がある。
In this case, the
また、光路切替制御部6bにより光路切替ミラー6aを移動させて、広視野対物レンズ4および高解像対物レンズ8の視野を切り替えるので、各対物レンズ4,8の視野を所望の部位から離す必要はなく、各対物レンズ4,8の位置を保持できる。
In addition, since the optical
したがって、本実施形態によれば、広視野対物レンズ4と高解像対物レンズ8の視野を容易に、かつ、各対物レンズ4,8の視野を所望の範囲に固定したまま切り替えることができる。
Therefore, according to the present embodiment, the fields of the wide-field objective lens 4 and the high-resolution
また、本実施形態によれば、視野の切り替えを瞬時にかつ正確に行えるので、高解像対物レンズ8による詳細な観察と、広視野対物レンズ4による詳細な観察部位の位置の確認とを円滑に繰り返して行うことができる。
また、同時に、容易に観察部位を特定し位置合わせができるので、例えば、時間をおいて複数回同一の部位を観察することも可能になる。
Further, according to the present embodiment, since the visual field can be switched instantaneously and accurately, detailed observation by the high-resolution
At the same time, since the observation site can be easily specified and aligned, for example, it is possible to observe the same site multiple times over time.
また、高解像対物レンズ8および広視野対物レンズ4による観察画像を1つのシステムで保存することができるため、実験結果を残すのに便利であると同時に、再現実験用のデータとしても有用である。
In addition, since the observation images obtained by the high-resolution
また、例えば、マウスBの腹部を開いて腹腔内を観察する場合に、広視野対物レンズ4と高解像対物レンズ8の2本が入るだけの大きさの穴を開け、2本の対物レンズ4,8の先端部のみを腹腔内に挿入する。これにより、腹腔内臓器の観察も可能になり、腹部を大きく開く必要がないので、生きたマウスを観察する場合にはマウスへのダメージも軽減できる。
Further, for example, when the abdomen of the mouse B is opened and the inside of the abdominal cavity is observed, a hole having a size large enough to accommodate the wide-field objective lens 4 and the high-resolution
本発明の第2の実施形態に係る生体試料観察装置1について、図2を参照して以下に説明する。
本実施形態における生体試料観察装置1は、上述した第1の実施形態のレーザ走査型顕微鏡2に代えて一般の正立型顕微鏡14を用い、広視野対物レンズ4と、支持アーム5と、光路切替ミラー6aとを備えている。
A biological sample observation apparatus 1 according to a second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
The biological sample observation apparatus 1 in this embodiment uses a
正立型顕微鏡14は、ステージ7と、生体試料Aを照明する光源15と、ダイクロイックミラー10bと、高解像度対物レンズ8とを備えている。
高解像対物レンズ8は、ステージ7を移動させることで視野を選択し、正立型顕微鏡14のフォーカスハンドル16によりZ方向に移動される。
The
The high-
広視野対物レンズ4は正立型顕微鏡14に固定されている。また、第1の実施形態と同様に柔軟に動かすことができるファイババンドル4aを備えており、その先端部4bは支持アーム5によりステージ7に対して固定されている。
また、光路切替ミラー6aは、正立型顕微鏡14内の各対物レンズ4,8の光路が交差する位置に配置されている。
The wide-field objective lens 4 is fixed to the
The optical
このように構成された本実施形態に係る生体試料観察装置1を用いてマウスBを観察するには、光源15でマウスBを照明し、広視野対物レンズ4により接眼レンズ17を通してマウスBを観察し詳細な観察位置を特定する。そして、高解像対物レンズ8の先端部が特定の部位に配置されるように、ステージ7およびフォーカスハンドル16によりマウスBおよび高解像対物レンズ8の位置を調節し、光路切替ミラー6aを図2の点線の位置へ移動させると、接眼レンズ17で高解像対物レンズ8による詳細な観察を行うことができる。
In order to observe the mouse B using the biological sample observation apparatus 1 according to the present embodiment configured as described above, the mouse B is illuminated by the
このように、一般的な正立型顕微鏡14をベースとすることにより、接眼レンズ17を通して目視でマウスを観察することができる。また、正立型顕微鏡14にCCDカメラ18などの画像素子を取り付けて観察画像を取得したり、ディスクスキャンタイプの共焦点観察装置を構築したりすることも可能になる。
また、光源15として、ハロゲンランプ、キセノンランプ、水銀ランプなどが使用可能である。
Thus, by using a
As the
1 生体試料観察装置
2 レーザ走査型顕微鏡
3 モニタ
4 広視野対物レンズ
4a ファイババンドル(伝達部材)
4b ファイババンドルの先端部
5 支持アーム
6 光路切替手段
6a 光路切替ミラー(可動ミラー)
6b 光路切替制御部
7 ステージ
8 高解像対物レンズ
9 レーザ光源
10 スキャンユニット(筐体、観察光学系)
10a ミラー
10b ダイクロイックミラー
10c ガルバノ制御部
10d ガルバノミラー
11 スキャンユニット移動手段(筐体移動手段)
11a XY駆動部
11b Z駆動部
11c XY制御部
11d Z制御部
12 光検出回路(観察光学系)
13 コンピュータ
14 正立型顕微鏡(筐体)
15 光源
16 フォーカスハンドル(筐体移動手段)
17 接眼レンズ(観察光学系)
18 CCDカメラ(観察光学系)
A 生体試料
B マウス
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Biological
4b Tip of
6b Optical path switching
11a
13
15
17 Eyepiece (observation optical system)
18 CCD camera (observation optical system)
A biological sample B mouse
Claims (2)
筐体と、
該筐体に固定され前記生体試料からの光を集光する広視野対物レンズおよび該広視野対物レンズより高い倍率を有する高解像対物レンズと、
前記筐体を移動させる筐体移動手段と、
前記広視野対物レンズおよび前記高解像対物レンズにより集光された光を観察するための観察光学系と、
前記広視野対物レンズおよび前記高解像対物レンズと前記観察光学系との間に配置され、前記広視野対物レンズまたは前記高解像対物レンズの光路を択一的に切り替える光路切替手段とを備え、
前記広視野対物レンズが、その先端に前記生体試料の像を伝達する柔軟な伝達部材を備えるとともに、該伝達部材の先端部が前記ステージに対して固定されている生体試料観察装置。 A stage on which a biological sample is placed;
A housing,
A wide-field objective lens that is fixed to the housing and collects light from the biological sample, and a high-resolution objective lens that has a higher magnification than the wide-field objective lens;
A housing moving means for moving the housing;
An observation optical system for observing light condensed by the wide-field objective lens and the high-resolution objective lens;
An optical path switching unit that is disposed between the wide-field objective lens and the high-resolution objective lens and the observation optical system and selectively switches an optical path of the wide-field objective lens or the high-resolution objective lens. ,
The biological sample observation apparatus, wherein the wide-field objective lens includes a flexible transmission member that transmits an image of the biological sample at a distal end thereof, and a distal end portion of the transmission member is fixed to the stage.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2008165879A JP2010008565A (en) | 2008-06-25 | 2008-06-25 | Biological sample observation apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
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