JP2010223748A - Photodetection device - Google Patents

Photodetection device Download PDF

Info

Publication number
JP2010223748A
JP2010223748A JP2009071130A JP2009071130A JP2010223748A JP 2010223748 A JP2010223748 A JP 2010223748A JP 2009071130 A JP2009071130 A JP 2009071130A JP 2009071130 A JP2009071130 A JP 2009071130A JP 2010223748 A JP2010223748 A JP 2010223748A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
excitation light
optical waveguide
condensing lens
hole
fluorescent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2009071130A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeyuki Furuta
繁之 古田
Ketsu Jo
杰 徐
Toshihiro Kamei
利浩 亀井
Shu Shikauchi
周 鹿内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Furukawa Electric Co Ltd
Ricoh Optical Industries Co Ltd
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
Ricoh Optical Industries Co Ltd
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Furukawa Electric Co Ltd, Ricoh Optical Industries Co Ltd, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST filed Critical Furukawa Electric Co Ltd
Priority to JP2009071130A priority Critical patent/JP2010223748A/en
Publication of JP2010223748A publication Critical patent/JP2010223748A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photodetection device, capable of precisely detecting a weak fluorescence signal, by removing noise components of an exciting light. <P>SOLUTION: The photodetection device 1 applies excitation light L emitted from an optical waveguide 10, with respect to a fluorescence sample W flowing through a channel 2 to detect a fluorescence signal S emitted from the fluorescence sample W. A hole 21, to which the optical waveguide 10 can be inserted, is provided in a fluorescence signal condensing lens 20 for condensing the fluorescence signal S, and an exciting light condensing lens 22 is disposed in the fluorescence signal condensing lens 20. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、光検出装置に関し、特に例えばフローサイトメータや電気泳動装置等のバイオテクノロジー計測分野において用いられて、微弱な蛍光信号を計測するための光検出装置に関する。   The present invention relates to a photodetection device, and more particularly to a photodetection device that is used in the field of biotechnology measurement, such as a flow cytometer or an electrophoresis device, for measuring a weak fluorescence signal.

バイオテクノロジー計測分野では、試料に対して励起光を照射して試料から発せられる蛍光信号を検出する光計測装置が用いられている。レーザ光源または発光ダイオード(LED)等により発生した励起光は、蛍光用の集光レンズを介して試料に照射して光検出を行っていた(例えば、特許文献1参照)。   In the field of biotechnology measurement, an optical measurement device that detects a fluorescent signal emitted from a sample by irradiating the sample with excitation light is used. Excitation light generated by a laser light source, a light emitting diode (LED), or the like has been detected by irradiating the sample through a fluorescent condensing lens (see, for example, Patent Document 1).

特表2005−535871号公報JP 2005-535871 A

ところが、特許文献1に記載されている光計測装置では、蛍光信号を検出するための光検出器には、集光レンズの表面または内部で励起光が反射して、この反射した励起光が多少なりとも入射してノイズ成分となっていた。蛍光信号は微弱光であるので、光検出器の検出感度が上述したノイズ成分の影響により低下するという問題があった。
また、励起光と蛍光信号の波長の違いを利用して、上述したノイズ成分は光学フィルタを用いて除去する方法もあるが、光学フィルタの影響により蛍光信号の光強度も多少なりとも減衰するために、光検出器の検出感度が低下するという問題があった。
そこで、本発明は上記課題を解消するために、励起光のノイズ成分を除去して微弱な蛍光信号を精度良く検出することができる光検出装置を提供することを目的とする。
However, in the optical measurement device described in Patent Document 1, excitation light is reflected on the surface or inside of the condensing lens in the photodetector for detecting the fluorescence signal, and the reflected excitation light is somewhat reduced. It was incident and became a noise component. Since the fluorescence signal is weak light, there has been a problem that the detection sensitivity of the photodetector is lowered due to the influence of the noise component described above.
In addition, there is a method of removing the above-described noise component using an optical filter by utilizing the difference in wavelength between the excitation light and the fluorescence signal, but the light intensity of the fluorescence signal is attenuated somewhat due to the influence of the optical filter. In addition, there is a problem that the detection sensitivity of the photodetector is lowered.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a photodetector that can accurately detect a weak fluorescent signal by removing a noise component of excitation light in order to solve the above-described problems.

上記課題を解消するために、本発明の光検出装置は、流路中を流れてくる蛍光試料に対して光導波路から出射される励起光を照射して、前記蛍光試料から発せられる蛍光信号を検出する光検出装置であって、前記蛍光信号を集光する蛍光信号集光レンズには、前記光導波路を挿入可能な穴部が設けられていることを特徴とする。   In order to solve the above problems, the photodetector of the present invention irradiates the fluorescent sample flowing in the flow path with excitation light emitted from the optical waveguide, and generates a fluorescent signal emitted from the fluorescent sample. In the light detection device for detection, the fluorescent signal condensing lens that condenses the fluorescent signal is provided with a hole portion into which the optical waveguide can be inserted.

本発明の光検出装置は、好ましくは前記蛍光信号集光レンズには、前記光導波路から出射される前記励起光を集光して前記蛍光試料に対して照射する励起光集光レンズが配置されていることを特徴とする。
本発明の光検出装置は、好ましくは前記穴部は、前記蛍光信号集光レンズに設けられた非貫通穴であることを特徴とする。
本発明の光検出装置は、好ましくは前記穴部は、前記蛍光信号集光レンズに設けられた貫通穴であることを特徴とする。
本発明の光検出装置は、好ましくは前記光導波路の端部には、前記励起光集光レンズが設けられていることを特徴とする。
In the light detection device of the present invention, preferably, the fluorescence signal condensing lens is provided with an excitation light condensing lens that condenses the excitation light emitted from the optical waveguide and irradiates the fluorescent sample. It is characterized by.
In the light detection device of the present invention, preferably, the hole is a non-through hole provided in the fluorescent signal collecting lens.
In the photodetecting device of the present invention, preferably, the hole is a through hole provided in the fluorescent signal condensing lens.
The light detection device of the present invention is preferably characterized in that the excitation light condensing lens is provided at an end of the optical waveguide.

本発明の光検出装置は、好ましくは前記光導波路の端部には、前記励起光集光レンズが一体となって接続されていることを特徴とする。
本発明の光検出装置は、好ましくは前記光導波路の直径と前記励起光集光レンズの直径が同じであることを特徴とする。
The light detection device of the present invention is preferably characterized in that the excitation light condensing lens is integrally connected to an end of the optical waveguide.
The light detection device of the present invention is preferably characterized in that the diameter of the optical waveguide and the diameter of the excitation light condensing lens are the same.

本発明の光検出装置は、好ましくは前記光導波路の外周部には、前記励起光を遮断する被覆が施されていることを特徴とする。
本発明の光検出装置は、好ましくは前記蛍光信号集光レンズの前記穴部には、テーパ部分が設けられていることを特徴とする。
本発明の光検出装置は、好ましくは前記光導波路の先端部には、テーパ部分が設けられていることを特徴とする。
The photodetecting device of the present invention is preferably characterized in that a coating for blocking the excitation light is applied to an outer peripheral portion of the optical waveguide.
The photodetection device of the present invention is preferably characterized in that a taper portion is provided in the hole portion of the fluorescent signal condensing lens.
The optical detection device of the present invention is preferably characterized in that a tapered portion is provided at the tip of the optical waveguide.

本発明によれば、励起光のノイズ成分を除去して微弱な蛍光信号を精度良く検出することができる光検出装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a photodetector that can accurately detect a weak fluorescent signal by removing a noise component of excitation light.

本発明の光検出装置の好ましい第1実施形態を示す図である。1 is a diagram illustrating a first preferred embodiment of a light detection apparatus according to the present invention. 図1に示す光検出装置のB部分とC部分を示す図である。It is a figure which shows the B part and C part of the photon detection apparatus shown in FIG. 本発明の光検出装置の好ましい第2実施形態を示す図である。It is a figure which shows preferable 2nd Embodiment of the photon detection apparatus of this invention. 図3に示す光検出装置のF部分とG部分を示す図である。It is a figure which shows F part and G part of the photon detection apparatus shown in FIG. 本発明の別の実施形態を示す図である。It is a figure which shows another embodiment of this invention. 本発明の別の実施形態を示す図である。It is a figure which shows another embodiment of this invention. 本発明の別の実施形態を示す図である。It is a figure which shows another embodiment of this invention. 本発明の別の実施形態を示す図である。It is a figure which shows another embodiment of this invention.

以下、図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。
(第1実施形態)
図1と図2は、本発明の光検出装置の好ましい第1実施形態を示している。図1は、光検出装置1の構成を示す正面図である。図2(A)は、図1に示す光検出装置1の部分BをP方向から見た図であり、図2(B)は、図1に示す光検出装置1の部分CをR方向から見た図である。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(First embodiment)
1 and 2 show a first preferred embodiment of the photodetector of the present invention. FIG. 1 is a front view showing the configuration of the photodetecting device 1. 2A is a view of the portion B of the light detection device 1 shown in FIG. 1 viewed from the P direction, and FIG. 2B is a view of the portion C of the light detection device 1 shown in FIG. 1 from the R direction. FIG.

図1と図2(A)に示す光検出装置1は、流路2の中を流れてくる蛍光試料Wに対して、光導波路10から出射される励起光Lを照射して、蛍光試料Wから発せられる微弱な蛍光信号Sを検出する装置である。
図1と図2(A)に示す流路2は、一例として矩形断面を有するガラス管のような透明のチューブである。この流路2は、図1と図2においてX方向に配置されている。
蛍光試料Wは、例えば細胞のような微細粒子であり、励起光Lを照射することにより蛍光信号Sを発生する。
1 and FIG. 2A irradiates the fluorescent sample W flowing in the flow path 2 with the excitation light L emitted from the optical waveguide 10 to irradiate the fluorescent sample W. Is a device for detecting a weak fluorescent signal S emitted from the.
The flow path 2 shown in FIGS. 1 and 2A is a transparent tube such as a glass tube having a rectangular cross section as an example. The flow path 2 is arranged in the X direction in FIGS. 1 and 2.
The fluorescent sample W is a fine particle such as a cell, for example, and generates a fluorescent signal S when irradiated with the excitation light L.

図1と図2(A)に示すように、蛍光信号集光レンズ20は、流路2の側面2Bに沿って配置されており、この蛍光信号集光レンズ20には、光導波路10の端部11を挿入可能な穴部21が設けられている。蛍光信号集光レンズ20は、蛍光信号Sを検出器30に集光させる。   As shown in FIGS. 1 and 2A, the fluorescent signal collecting lens 20 is disposed along the side surface 2B of the flow path 2, and the fluorescent signal collecting lens 20 includes an end of the optical waveguide 10. A hole 21 into which the portion 11 can be inserted is provided. The fluorescent signal condensing lens 20 condenses the fluorescent signal S on the detector 30.

蛍光信号集光レンズ20の穴部21は、断面円形状の穴であり、蛍光信号集光レンズ20の中央位置において、Z方向に沿って形成されている。しかも、励起光集光レンズ22は、この穴部21の最も内側の位置であって、かつ流路2の側面2Bの付近に配置されている。励起光集光レンズ22は、光導波路21の端部11から出射される励起光Lを集光して蛍光試料Wに対して照射する。
光導波路10は、例えば光ファイバであり、コア部とこのコア部の周囲を覆っているクラッド部を有している。光導波路10には、光源90が接続されており、光源90が励起光Lを光導波路10に供給して、光導波路10はこの励起光1P0を伝搬させる。
The hole 21 of the fluorescent signal condenser lens 20 is a hole having a circular cross section, and is formed along the Z direction at the center position of the fluorescent signal condenser lens 20. In addition, the excitation light condensing lens 22 is disposed at the innermost position of the hole 21 and in the vicinity of the side surface 2B of the flow path 2. The excitation light condensing lens 22 condenses the excitation light L emitted from the end 11 of the optical waveguide 21 and irradiates the fluorescent sample W.
The optical waveguide 10 is an optical fiber, for example, and has a core part and a clad part covering the periphery of the core part. A light source 90 is connected to the optical waveguide 10, and the light source 90 supplies the excitation light L to the optical waveguide 10, and the optical waveguide 10 propagates the excitation light 1P0.

図2(A)に示す穴部21の内径H1は、光導波路10の外径H2に比べて大きければ良い。ただし、光導波路10をこの穴部21により、X方向とZ方向とY方向に関して位置決めする場合には、穴部21の内径H1は、光導波路10の外径H2に比べて0.01mm〜0.3mmだけ大きいのが好ましい。
図2(B)に示すように、検出器30が光導波路10の周囲において同心円状に設けられている。この検出器30は、図2(A)に示す蛍光信号Sを受光する受光センサであり、リング状に形成されている。検出器30と光源90は制御部100に接続されている。
The inner diameter H <b> 1 of the hole 21 shown in FIG. 2A only needs to be larger than the outer diameter H <b> 2 of the optical waveguide 10. However, when the optical waveguide 10 is positioned with respect to the X direction, the Z direction, and the Y direction by the hole portion 21, the inner diameter H1 of the hole portion 21 is 0.01 mm to 0 mm compared to the outer diameter H2 of the optical waveguide 10. Preferably it is larger by 3 mm.
As shown in FIG. 2B, the detector 30 is provided concentrically around the optical waveguide 10. The detector 30 is a light receiving sensor that receives the fluorescence signal S shown in FIG. 2A, and is formed in a ring shape. The detector 30 and the light source 90 are connected to the control unit 100.

次に、図1と図2に示す光検出装置1の動作例を説明する。
図2(A)に示すように、蛍光試料Wは、流路2内をX1方向に流れている。光導波路10の端部11は、穴部21内に挿入されることにより、光導波路10の端部11は励起光集光レンズ22に対面する。
Next, an operation example of the photodetection device 1 shown in FIGS. 1 and 2 will be described.
As shown in FIG. 2A, the fluorescent sample W flows in the X1 direction in the flow path 2. The end 11 of the optical waveguide 10 is inserted into the hole 21 so that the end 11 of the optical waveguide 10 faces the excitation light collecting lens 22.

光導波路10が光源90から発生する励起光Lを、励起光集光レンズ22に導くと、励起光集光レンズ22は励起光Lを蛍光試料Wに対して集光して照射する。
このように、流路2の中を流れてくる蛍光試料Wに対して、光導波路10から出射される励起光Lを照射すると、蛍光試料Wからは破線で例示するように蛍光信号Sが発生する。
発生した蛍光信号Sは、図1と図2(B)に示す蛍光信号集光レンズ20により集光されて検出器30により検出する。検出器30は、蛍光信号Sを光/電気信号に変換して制御部100に送ることができる。
When the optical waveguide 10 guides the excitation light L generated from the light source 90 to the excitation light condensing lens 22, the excitation light condensing lens 22 condenses the excitation light L on the fluorescent sample W and irradiates it.
In this way, when the excitation light L emitted from the optical waveguide 10 is irradiated to the fluorescent sample W flowing in the flow path 2, the fluorescent signal S is generated from the fluorescent sample W as illustrated by a broken line. To do.
The generated fluorescence signal S is collected by the fluorescence signal collecting lens 20 shown in FIGS. 1 and 2B and detected by the detector 30. The detector 30 can convert the fluorescence signal S into an optical / electrical signal and send it to the control unit 100.

図1と図2に示す光検出装置1では、蛍光信号集光レンズ20の穴部21は励起光集光レンズ22により閉鎖されているので、穴部21はZ方向には貫通はしておらず、蛍光信号集光レンズ20は、非貫通型の穴部21を有していることになる。光導波路10の端部11は、穴部21内に直接挿入される構造を採用しており、光導波路10の端部11と蛍光信号集光レンズ20との相対的な位置決め作業が容易になる。しかも、光検出装置1では、励起光Lが励起光集光レンズ22において反射することがないので、励起光のノイズ成分を除去して微弱な蛍光を精度良く検出することができる。   In the photodetector 1 shown in FIGS. 1 and 2, the hole 21 of the fluorescence signal condenser lens 20 is closed by the excitation light condenser lens 22, so that the hole 21 does not penetrate in the Z direction. First, the fluorescent signal collecting lens 20 has a non-penetrating hole 21. The end portion 11 of the optical waveguide 10 employs a structure that is directly inserted into the hole portion 21, and the relative positioning operation between the end portion 11 of the optical waveguide 10 and the fluorescence signal condensing lens 20 becomes easy. . In addition, since the excitation light L is not reflected by the excitation light condensing lens 22 in the light detection apparatus 1, it is possible to accurately detect weak fluorescence by removing the noise component of the excitation light.

(第2実施形態)
図3と図4は、本発明の光検出装置の好ましい第2実施形態を示している。図3は、光検出装置1Bの構成を示す正面図である。図4(A)は、図3に示す光検出装置1Bの部分FをP方向から見た図であり、図4(B)は、図3に示す光検出装置1の部分GをR方向から見た図である。
図3と図4に示す光検出装置1Bが、図1と図2に示す光検出装置1と異なるのは、蛍光信号集光レンズ20の穴部21Bの形状と、光導波路10の端部11Bの形状である。図3と図4に示す光検出装置1Bのその他の構成要素は、図1と図2に示す光検出装置1の対応する構成要素と実質的に同じであるので、同じ符号を記してその説明を用いる。
(Second Embodiment)
3 and 4 show a second preferred embodiment of the photodetector of the present invention. FIG. 3 is a front view showing the configuration of the photodetecting device 1B. 4A is a view of the portion F of the photodetector 1B shown in FIG. 3 as viewed from the P direction, and FIG. 4B is a view of the portion G of the photodetector 1 shown in FIG. 3 from the R direction. FIG.
The photodetector 1B shown in FIGS. 3 and 4 differs from the photodetector 1 shown in FIGS. 1 and 2 in the shape of the hole 21B of the fluorescent signal collecting lens 20 and the end 11B of the optical waveguide 10. It is the shape. The other components of the photodetecting device 1B shown in FIGS. 3 and 4 are substantially the same as the corresponding components of the photodetecting device 1 shown in FIGS. Is used.

図4(A)に示すように、蛍光信号集光レンズ20の穴部21Bの形状は、Z1方向に進むにしたがって先広がりのテーパ部分21Tとなっている。また、光導波路10の端部11Bの形状は、Z2に進むにしたがって先細りとなるテーパ部分11Tとなっている。このように、テーパ部分21Tとテーパ部分11Tの少なくとも一方の形状を採用することにより、光導波路10の端部11Bは、穴部21内にさらに容易に挿入し易くなる。   As shown in FIG. 4A, the shape of the hole 21B of the fluorescence signal condensing lens 20 is a tapered portion 21T that spreads out in the Z1 direction. The shape of the end portion 11B of the optical waveguide 10 is a tapered portion 11T that tapers as it goes to Z2. As described above, by adopting the shape of at least one of the tapered portion 21T and the tapered portion 11T, the end portion 11B of the optical waveguide 10 can be more easily inserted into the hole portion 21.

(その他の実施形態)
図5(A)と図5(B)は、本発明の別の実施形態を示している。
図1と図2に示す第1実施形態における蛍光信号集光レンズ20の穴部21と、図3と図4に示す第2実施形態における蛍光信号集光レンズ20の穴部21Bは、ともに励起光集光レンズ22により閉鎖されているので、非貫通型の穴部の構造である。このように穴部内に励起光集光レンズ22を配置して、非貫通型の穴部の構造にすることで、励起光Lを確実に集光して、集光した励起光Lは蛍光試料Wに対して精度良く照射することができる。
さらに、蛍光信号集光レンズ20の構造や光導波路10のコア径を最適化することにより、蛍光試料Wに対して照射する励起光Lの直径サイズは、数μm〜100μmの微小サイズに容易に設定することができる。
(Other embodiments)
5A and 5B show another embodiment of the present invention.
Both the hole 21 of the fluorescent signal focusing lens 20 in the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2 and the hole 21B of the fluorescent signal focusing lens 20 in the second embodiment shown in FIGS. 3 and 4 are both excited. Since it is closed by the light condensing lens 22, it has a non-penetrating hole structure. In this way, the excitation light condensing lens 22 is arranged in the hole portion to form a non-penetrating hole portion structure, so that the excitation light L is reliably condensed, and the condensed excitation light L is the fluorescent sample. Irradiation to W can be performed with high accuracy.
Furthermore, by optimizing the structure of the fluorescent signal condensing lens 20 and the core diameter of the optical waveguide 10, the diameter size of the excitation light L irradiated to the fluorescent sample W can be easily set to a very small size of several μm to 100 μm. Can be set.

これに対して、図5(A)に示す実施形態では、蛍光信号集光レンズ20の穴部21Bは貫通型の穴部であり、同様にして図5(B)に示す実施形態では、蛍光信号集光レンズ20の穴部21は貫通型の穴部である。ただし、図5(A)に示す実施形態では、蛍光信号集光レンズ20の穴部21Bにはテーパ部分21Tが形成されている。このように、穴部が貫通している場合には、蛍光信号集光レンズ20の内面または表面での励起光の反射光がさらに減少して、結果としてノイズ成分が減少し、最大で感度(分解能)が5倍〜10倍向上する。   On the other hand, in the embodiment shown in FIG. 5A, the hole 21B of the fluorescence signal condensing lens 20 is a through hole, and in the same manner in the embodiment shown in FIG. The hole 21 of the signal condenser lens 20 is a through hole. However, in the embodiment shown in FIG. 5A, a tapered portion 21T is formed in the hole portion 21B of the fluorescent signal collecting lens 20. In this way, when the hole is penetrating, the reflected light of the excitation light on the inner surface or the surface of the fluorescent signal collecting lens 20 is further reduced, resulting in a reduction in noise components and a maximum sensitivity ( Resolution) is improved 5 to 10 times.

図6(A)〜図6(D)は、本発明のさらに別の実施形態を示している。
各実施形態は、いずれも穴部21B、21内にも励起光集光レンズ22が配置されており、非貫通型の蛍光信号集光レンズ20である。
図6(A)と図6(B)に示す各実施形態では、蛍光信号集光レンズ20の穴部21Bにはテーパ部分21Tが形成されている。しかし、図6(C)と図6(D)に示す各実施形態では、蛍光信号集光レンズ20の穴部21にはテーパ部分は形成されていない。
6 (A) to 6 (D) show still another embodiment of the present invention.
In each of the embodiments, the excitation light condensing lens 22 is also disposed in the holes 21B and 21, and is a non-penetrating fluorescent signal condensing lens 20.
In each embodiment shown in FIGS. 6A and 6B, a tapered portion 21 </ b> T is formed in the hole portion 21 </ b> B of the fluorescent signal collecting lens 20. However, in each of the embodiments shown in FIGS. 6C and 6D, the hole 21 of the fluorescent signal collecting lens 20 is not formed with a tapered portion.

図6(A)の各実施形態では、穴部21B内に配置された励起光集光レンズ22が片面凹レンズであり、励起光集光レンズ22の凹部22Mは、光導波路10の端部11とは反対側、すなわち外側に位置されている。
図6(B)の各実施形態では、穴部21B内に配置された励起光集光レンズ22が片面凸レンズであり、励起光集光レンズ22の凸部22Nは、光導波路10の端部11に対面する側、すなわち内側に位置されている。
In each embodiment of FIG. 6A, the excitation light condensing lens 22 disposed in the hole 21B is a single-sided concave lens, and the concavity 22M of the excitation light condensing lens 22 is connected to the end 11 of the optical waveguide 10. Is located on the opposite side, ie outside.
In each embodiment of FIG. 6B, the excitation light condensing lens 22 arranged in the hole 21B is a single-sided convex lens, and the convex portion 22N of the excitation light condensing lens 22 is the end 11 of the optical waveguide 10. It is located on the side facing the side, that is, on the inner side.

図6(C)の各実施形態では、穴部21内に配置された励起光集光レンズ22が片面凹レンズであり、励起光集光レンズ22の凹部22Mは、光導波路10の端部11とは反対側、すなわち外側に位置されている。
図6(D)の各実施形態では、穴部21内に配置された励起光集光レンズ22が片面凸レンズであり、励起光集光レンズ22の凸部22Nは、光導波路10の端部11に対面する側、すなわち内側に位置されている。
In each embodiment of FIG. 6C, the excitation light condensing lens 22 disposed in the hole 21 is a single-sided concave lens, and the concavity 22M of the excitation light condensing lens 22 is connected to the end 11 of the optical waveguide 10. Is located on the opposite side, ie outside.
In each embodiment of FIG. 6D, the excitation light condensing lens 22 disposed in the hole 21 is a single-sided convex lens, and the convex portion 22N of the excitation light condensing lens 22 is the end 11 of the optical waveguide 10. It is located on the side facing the side, that is, on the inner side.

図7(A)と図7(B)は、本発明のさらに別の実施形態を示している。
図7(A)と図7(B)は、励起光集光レンズの別の形状例を示しており、蛍光信号集光レンズ20の穴部21Bにはテーパ部分21Tが形成されている。しかし、蛍光信号集光レンズ20の穴部に、テーパ部分が形成されていなくても良い。
図7(A)では、励起光集光レンズ22Kは、凸レンズである。この凸レンズは、蛍光試料に照射する励起光Lの形状に適した形状を有する。図7(B)では、励起光集光レンズ22Lは、棒状のレンズである。励起光集光レンズ22Lの直径と光導波路10の端部11の直径は同じであり、励起光集光レンズ22Lの直径と光導波路10の端部11とが一体化されれば、励起光集光レンズ22Lは光導波路10の端部11に対して同時に固定もできるので、部材の削減や組立工数の削減が容易になる。
7A and 7B show still another embodiment of the present invention.
7A and 7B show another example of the shape of the excitation light condensing lens. A tapered portion 21T is formed in the hole 21B of the fluorescent signal condensing lens 20. FIG. However, the tapered portion may not be formed in the hole portion of the fluorescent signal collecting lens 20.
In FIG. 7A, the excitation light condensing lens 22K is a convex lens. This convex lens has a shape suitable for the shape of the excitation light L irradiated to the fluorescent sample. In FIG. 7B, the excitation light condensing lens 22L is a rod-shaped lens. The diameter of the excitation light condensing lens 22L and the diameter of the end 11 of the optical waveguide 10 are the same. If the diameter of the excitation light condensing lens 22L and the end 11 of the optical waveguide 10 are integrated, the excitation light collecting Since the optical lens 22L can be fixed to the end portion 11 of the optical waveguide 10 at the same time, the number of members and the number of assembly steps can be easily reduced.

図8(A)は、上述した光導波路10の形状例を示しており、光導波路10は光ファイバであり、コア部10Cとこのコア部10Cを覆っているクラッド部10Dを有する。
図8(B)では、光導波路10のクラッド部10Dが被覆10Rにより覆われている例を示している。これにより、光導波路10を伝搬してきた励起光が、光導波路10のクラッド部10Dから外側に漏れるのを防ぎ、ノイズの減少をさせることができる。この被覆10Rは、例えば樹脂または金属の被覆であり、光検出感度を向上できる。
FIG. 8A shows an example of the shape of the optical waveguide 10 described above. The optical waveguide 10 is an optical fiber, and has a core portion 10C and a cladding portion 10D covering the core portion 10C.
FIG. 8B shows an example in which the cladding portion 10D of the optical waveguide 10 is covered with a coating 10R. Thereby, it is possible to prevent the excitation light propagating through the optical waveguide 10 from leaking to the outside from the cladding portion 10D of the optical waveguide 10 and to reduce noise. The coating 10R is, for example, a resin or metal coating, and can improve the light detection sensitivity.

さらに、励起光を遮断する被覆10Rを形成する材料として、蛍光信号の波長を良く反射する材料を選択することにより、蛍光試料から発生する蛍光信号は、より多く検出器に集めることができ、光検出感度が向上する。具体的には、励起光の波長が青色(波長約488nm)で蛍光信号の波長が緑色(波長約514nm)の時には、被覆10Rは緑色(波長約514nm)の光の反射率が高いようにする。   Furthermore, by selecting a material that reflects the wavelength of the fluorescent signal well as a material for forming the coating 10R that blocks the excitation light, more fluorescent signals generated from the fluorescent sample can be collected in the detector, Detection sensitivity is improved. Specifically, when the wavelength of the excitation light is blue (wavelength of about 488 nm) and the wavelength of the fluorescence signal is green (wavelength of about 514 nm), the coating 10R has a high reflectance of green (wavelength of about 514 nm) light. .

本発明の光検出装置は、流路中を流れてくる蛍光試料に対して光導波路から出射される励起光を照射して、蛍光試料から発せられる蛍光信号を検出する光検出装置であって、蛍光信号を集光する蛍光信号集光レンズには、光導波路を挿入可能な穴部が設けられていることを特徴とする。これにより、光導波路は蛍光信号集光レンズの穴部に挿入して保持でき、光導波路の先端は蛍光試料に近づけて配置できるので、励起光のノイズ成分を除去して微弱な蛍光信号を精度良く検出することができる   The light detection device of the present invention is a light detection device that irradiates a fluorescent sample flowing in a flow path with excitation light emitted from an optical waveguide and detects a fluorescent signal emitted from the fluorescent sample, The fluorescent signal condensing lens that condenses the fluorescent signal is provided with a hole into which the optical waveguide can be inserted. As a result, the optical waveguide can be inserted and held in the hole of the fluorescent signal condensing lens, and the tip of the optical waveguide can be placed close to the fluorescent sample, so that the noise component of the excitation light is removed and the weak fluorescent signal is accurate. Can be detected well

蛍光信号集光レンズには、光導波路から出射される励起光を集光して蛍光試料に対して照射する励起光集光レンズが配置されている。これにより、励起光は励起光集光レンズにより集光されて蛍光試料に対して確実に照射することができる。
穴部は、蛍光信号集光レンズに設けられた貫通穴である場合には、蛍光信号集光レンズの内面または表面での励起光の反射光が減少するので、ノイズが減少できる。
光導波路の端部には、励起光集光レンズが設けられている。これにより、光導波路の端部からの励起光は、励起光集光レンズにより効率良く確実に集光して、蛍光試料に対して確実に照射することができる。
The fluorescence signal condensing lens is provided with an excitation light condensing lens that condenses the excitation light emitted from the optical waveguide and irradiates the fluorescent sample. Thereby, the excitation light is condensed by the excitation light condensing lens and can be reliably irradiated to the fluorescent sample.
When the hole is a through hole provided in the fluorescent signal collecting lens, the reflected light of the excitation light on the inner surface or the surface of the fluorescent signal collecting lens is reduced, so that noise can be reduced.
An excitation light condensing lens is provided at the end of the optical waveguide. As a result, the excitation light from the end of the optical waveguide can be efficiently and reliably condensed by the excitation light condensing lens and can be reliably irradiated to the fluorescent sample.

光導波路の端部には、励起光集光レンズが一体となって接続されている。これにより、励起光集光レンズの固定が容易になる。
光導波路の直径と励起光集光レンズの直径が同じである。これにより、励起光は光導波路から励起光集光レンズを介して確実に集光でき、蛍光試料に対して確実に照射することができる。
An excitation light condensing lens is integrally connected to the end of the optical waveguide. This facilitates fixing of the excitation light condensing lens.
The diameter of the optical waveguide and the diameter of the excitation light condensing lens are the same. As a result, the excitation light can be reliably collected from the optical waveguide via the excitation light condensing lens, and the fluorescent sample can be reliably irradiated.

光導波路の外周部には、励起光を遮断する被覆が施されている。これにより、光導波路を伝搬してきた励起光が、光導波路から外側に漏れるのを防ぎ、ノイズの減少をさせることができる。
蛍光信号集光レンズの穴部には、テーパ部分が設けられている。これにより、光導波路は穴部に対して容易に挿入して保持できる。
光導波路の先端部には、テーパ部分が設けられている。これにより、光導波路は穴部に対して容易に挿入して保持できる。
The outer periphery of the optical waveguide is provided with a coating that blocks excitation light. As a result, the excitation light propagating through the optical waveguide can be prevented from leaking outside from the optical waveguide, and noise can be reduced.
A taper portion is provided in the hole portion of the fluorescent signal condensing lens. Thereby, the optical waveguide can be easily inserted and held in the hole.
A tapered portion is provided at the tip of the optical waveguide. Thereby, the optical waveguide can be easily inserted and held in the hole.

本発明の光検出装置では、蛍光を検出するための光検出器に対して、集光レンズの表面または内部で反射した励起光を除去することができるので、感度(分解能)の高い蛍光測定を行うことができる効果がある。さらに、光導波路が挿入される穴が設けられているので、光導波路の位置決めすなわち励起光の位置決めが正確にできる。しかも、光導波路を用いているので、励起光の形状の直径が50μm以下に小さくしても、特別なレンズや位置決め装置が不要であり、装置の小型化が図れ、装置の集積化が容易になる。   In the photodetector of the present invention, the excitation light reflected on the surface or inside of the condenser lens can be removed from the photodetector for detecting fluorescence, so that fluorescence measurement with high sensitivity (resolution) can be performed. There are effects that can be performed. Furthermore, since the hole into which the optical waveguide is inserted is provided, the positioning of the optical waveguide, that is, the positioning of the excitation light can be performed accurately. Moreover, since an optical waveguide is used, no special lens or positioning device is required even if the diameter of the excitation light is reduced to 50 μm or less, and the device can be miniaturized and the device can be easily integrated. Become.

ところで、本発明は、上記実施形態に限定されず種々の変形例を採用できる。
例えば、励起光集光レンズには、複数の穴部を形成して、これらの穴部に対してそれぞれ光導波路の端部を挿入するようにしても良い。流路の断面形状は矩形形状に限らず、円形形状あるいは楕円形状など他の形状を採用することもできる。光源としては、レーザ光源や発光ダイオード等を採用できる。各実施形態は、任意に組み合わせて構成することができる。
By the way, this invention is not limited to the said embodiment, A various modified example is employable.
For example, a plurality of holes may be formed in the excitation light condensing lens, and the end portions of the optical waveguide may be inserted into these holes, respectively. The cross-sectional shape of the flow path is not limited to a rectangular shape, and other shapes such as a circular shape or an elliptical shape can also be adopted. As the light source, a laser light source, a light emitting diode, or the like can be employed. Each embodiment can be configured in any combination.

1 光検出装置
2 流路
10 光導波路
11 光導波路の端部
20 蛍光信号集光レンズ
21 蛍光信号集光レンズの穴部
30 検出器
W 蛍光試料
L 励起光
S 蛍光信号
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Photodetector 2 Flow path 10 Optical waveguide 11 End 20 of optical waveguide Fluorescent signal condensing lens 21 Hole 30 of fluorescent signal condensing lens Detector W Fluorescent sample L Excitation light S Fluorescent signal

Claims (10)

流路中を流れてくる蛍光試料に対して光導波路から出射される励起光を照射して、前記蛍光試料から発せられる蛍光信号を検出する光検出装置であって、
前記蛍光信号を集光する蛍光信号集光レンズには、前記光導波路を挿入可能な穴部が設けられていることを特徴とする光検出装置。
A photodetection device that irradiates excitation light emitted from an optical waveguide to a fluorescent sample flowing in a flow path and detects a fluorescent signal emitted from the fluorescent sample,
The fluorescent signal condensing lens which condenses the fluorescence signal is provided with a hole portion into which the optical waveguide can be inserted.
前記蛍光信号集光レンズには、前記光導波路から出射される前記励起光を集光して前記蛍光試料に対して照射する励起光集光レンズが配置されていることを特徴とする請求項1に記載の光検出装置。   2. The excitation light condensing lens that condenses the excitation light emitted from the optical waveguide and irradiates the fluorescence sample is disposed in the fluorescence signal condensing lens. The photodetection device described in 1. 前記穴部は、前記蛍光信号集光レンズに設けられた非貫通穴であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の光検出装置。   The photodetecting device according to claim 1, wherein the hole is a non-through hole provided in the fluorescent signal collecting lens. 前記穴部は、前記蛍光信号集光レンズに設けられた貫通穴であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の光検出装置。   The photodetection device according to claim 1, wherein the hole is a through hole provided in the fluorescent signal condensing lens. 前記光導波路の端部には、前記励起光集光レンズが設けられていることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1つの項に記載の光検出装置。   The photodetection device according to any one of claims 1 to 4, wherein the excitation light condensing lens is provided at an end of the optical waveguide. 前記光導波路の端部には、前記励起光集光レンズが一体となって接続されていることを特徴とする請求項5に記載の光検出装置。   The photodetecting device according to claim 5, wherein the excitation light condensing lens is integrally connected to an end of the optical waveguide. 前記光導波路の直径と前記励起光集光レンズの直径が同じであることを特徴とする請求項6に記載の光検出装置。   The light detection device according to claim 6, wherein a diameter of the optical waveguide and a diameter of the excitation light condensing lens are the same. 前記光導波路の外周部には、前記励起光を遮断する被覆が施されていることを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれか1つの項に記載の光検出装置。   The optical detection apparatus according to claim 1, wherein a coating that blocks the excitation light is provided on an outer peripheral portion of the optical waveguide. 前記蛍光信号集光レンズの前記穴部には、テーパ部分が設けられていることを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれか1つの項に記載の光検出装置。   The photodetection device according to any one of claims 1 to 8, wherein a tapered portion is provided in the hole portion of the fluorescent signal condensing lens. 前記光導波路の先端部には、テーパ部分が設けられていることを特徴とする請求項9に記載の光検出装置。


The optical detection device according to claim 9, wherein a tip portion of the optical waveguide is provided with a tapered portion.


JP2009071130A 2009-03-24 2009-03-24 Photodetection device Pending JP2010223748A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009071130A JP2010223748A (en) 2009-03-24 2009-03-24 Photodetection device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009071130A JP2010223748A (en) 2009-03-24 2009-03-24 Photodetection device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2010223748A true JP2010223748A (en) 2010-10-07

Family

ID=43041096

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009071130A Pending JP2010223748A (en) 2009-03-24 2009-03-24 Photodetection device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2010223748A (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61202034U (en) * 1985-06-08 1986-12-18
JPH0843680A (en) * 1994-08-02 1996-02-16 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Optical fiber with rod lens
JP2000510604A (en) * 1996-03-13 2000-08-15 ヴィジョネックス インコーポレイテッド Method and apparatus for improved fiber optic light management
JP2002221485A (en) * 2000-11-22 2002-08-09 Minolta Co Ltd Micro chip
JP2003279471A (en) * 2002-03-20 2003-10-02 Nippon Sheet Glass Co Ltd Chip for microchemical system and microchemical system
JP2005535871A (en) * 2002-06-03 2005-11-24 独立行政法人産業技術総合研究所 Solid state detector and optical system for microchip analyzer

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61202034U (en) * 1985-06-08 1986-12-18
JPH0843680A (en) * 1994-08-02 1996-02-16 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Optical fiber with rod lens
JP2000510604A (en) * 1996-03-13 2000-08-15 ヴィジョネックス インコーポレイテッド Method and apparatus for improved fiber optic light management
JP2002221485A (en) * 2000-11-22 2002-08-09 Minolta Co Ltd Micro chip
JP2003279471A (en) * 2002-03-20 2003-10-02 Nippon Sheet Glass Co Ltd Chip for microchemical system and microchemical system
JP2005535871A (en) * 2002-06-03 2005-11-24 独立行政法人産業技術総合研究所 Solid state detector and optical system for microchip analyzer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2007132792A (en) Optical measuring instrument and optical coupling system with sample
JP2010271060A (en) Optical branching detector for fluorometric analysis and fluorescence detection system
JP4818636B2 (en) Spectral analysis using evanescent field excitation
JP2012037355A (en) Fluorescence detector, fluorescence measuring method and environment measuring device
JP2008102011A (en) Hole inside inspection device and hole inside inspection method
JP4423421B2 (en) Evanescent catheter system
JPH11326210A (en) Chlorophyll fluorescence measuring instrument
WO2008066054A1 (en) Detection system and its probe
JP2015532422A (en) Method for detecting an analyte
JP5356804B2 (en) Raman scattered light measurement system
JP6448933B2 (en) Optical device for fluorescence detection
US8541760B2 (en) Method for calibrating a deflection unit in a TIRF microscope, TIRF microscope, and method for operating the same
JP2010038557A (en) Element analyzer and element analysis method
JP2010223748A (en) Photodetection device
JP2007225400A (en) Optical detector
CN106404727B (en) Sensing module and sensing method
JP6082273B2 (en) Fluorescence detection device
WO2022168374A1 (en) Emission optical system, emission device, and optical measurement device
JP6291278B2 (en) Detection device
JP6664462B2 (en) Optical device for fluorescence detection
JP2006250725A (en) Flow cell unit, flow site meter and fluorescence detection method
CN218823928U (en) Nucleic acid detector and fluorescence detection device thereof
CN101606054B (en) Wiregrid monitor device
JP2009092573A (en) Method for measuring thickness
JP2006242623A (en) Flow cytometer and fluorescence collecting method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20120312

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20120312

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130520

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130524

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130718

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20140124