JP2015026022A - Substrate for observing raman scattering light - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、病理組織切片や細胞などの生物標本からのラマン散乱光を測定し、得られたラマンスペクトルに基づき標本の生化学情報(化学成分及び化学結合の状態)を観察する、顕微ラマンイメージングに用いるラマン散乱光観察用基板に関する。 The present invention measures Raman scattered light from a biological specimen such as a pathological tissue section or a cell, and observes biochemical information (chemical components and chemical bonding state) of the specimen based on the obtained Raman spectrum. The present invention relates to a substrate for observing Raman scattered light used in the invention.
病理組織切片や細胞などの生物由来の化学的な組成を、染色材を用いずに無染色で光学的にイメージングするケミカルイメージング技術として、例えば、次の特許文献1や非特許文献1に記載の顕微ラマンイメージング技術がある。
As a chemical imaging technique for optically imaging a chemical composition derived from a living organism such as a pathological tissue section or a cell without using a staining material, for example, described in
これらの顕微ラマンイメージング技術では、組織切片を観察する場合、凍結もしくはパラフィン包埋されたブロック状の組織標本がミクロトームで薄切された後にスライドガラス上へ伸展されて、乾燥雰囲気下で光学測定が行われている。 In these micro-Raman imaging technologies, when observing a tissue section, a frozen or paraffin-embedded block-shaped tissue specimen is sliced with a microtome and then stretched onto a slide glass to perform optical measurement in a dry atmosphere. Has been done.
病理組織切片や細胞などの生物標本の顕微ラマンイメージングは、通常、標本から発せられる自発ラマン散乱光を観測することによりなされる。
ところで、組織切片をHE染色(ヘマトキシレン・エオジン染色)などで染色した上で光学顕微鏡にて観察する、染色法による病理解析において対象とされる組織の大きさは、一般的に数mmから十mm角(面積にして数mm2から百mm2)程度である。
しかし、自発ラマン散乱光は微弱である。このため、病理解析において一般的に解析対象とされる程度の大きさ(数mmから十mm角、面積にして数mm2から百mm2程度)を有する組織切片標本を顕微ラマンイメージングすることは、細胞の大きさ(10-4mm2)程度の空間分解能を維持した上で組織切片標本全体の分光データを取得するために膨大な計測時間を要してしまい、困難であった。
Microscopic Raman imaging of biological specimens such as pathological tissue sections and cells is usually performed by observing spontaneous Raman scattered light emitted from the specimen.
By the way, the size of a tissue to be subjected to a pathological analysis by a staining method in which a tissue section is stained with HE staining (hematoxylin / eosin staining) or the like and then observed with an optical microscope is generally several mm to 10 mm. It is about mm square (several mm 2 to 100 mm 2 in area ).
However, spontaneous Raman scattered light is weak. For this reason, microscopic Raman imaging of a tissue section sample having a size (a few mm to a 10 mm square, an area of a few mm 2 to a hundred mm 2 ) that is generally analyzed in pathological analysis In addition, it took a long time to acquire spectroscopic data of the entire tissue section specimen while maintaining a spatial resolution of about the cell size (10 −4 mm 2 ), which was difficult.
組織切片標本からのラマン散乱光を増強して計測時間を短縮する方法としては、非線形ラマン散乱を利用する、あるいは表面増強ラマン散乱を利用する等の自発ラマン散乱以外の散乱信号の増強を利用する方法がある。
しかし、これらの方法では、広い周波数帯域の生物標本のスペクトルを観測できず分析精度に劣る、観測されるスペクトルの再現性が低い、複雑な顕微イメージング装置が必要となる等の不都合な点がある。
As a method to enhance the Raman scattered light from the tissue section sample and shorten the measurement time, use nonlinear Raman scattering or enhancement of scattering signals other than spontaneous Raman scattering such as using surface enhanced Raman scattering. There is a way.
However, these methods have disadvantages such as inability to observe a spectrum of a biological specimen in a wide frequency band, inferior analysis accuracy, low reproducibility of the observed spectrum, and the need for a complex microscopic imaging apparatus. .
また、自発ラマン散乱により生物標本の顕微イメージングを行う場合において、計測時間を短縮するには、励起光の強度を上げる、あるいは、励起光を短波長化して、自発ラマン散乱光の強度を上げる必要がある。
しかし、対象が組織切片標本の場合、レーザ光照射による標本の発熱もしくは光化学的な損傷が生じたり、組織の自家蛍光やレイリー散乱光に由来する迷光がラマンスペクトルを劣化させるため、これらの方法は実用的ではなく、病理組織標本のような大きなサンプルを顕微イメージングすることが困難であった。
In addition, when performing microscopic imaging of biological specimens by spontaneous Raman scattering, it is necessary to increase the intensity of the excitation Raman light or increase the intensity of the spontaneous Raman scattering light by shortening the excitation light wavelength to shorten the measurement time. There is.
However, when the target is a tissue section sample, the sample is heated or photochemically damaged by laser light irradiation, or stray light derived from tissue autofluorescence or Rayleigh scattered light degrades the Raman spectrum. It was not practical, and it was difficult to microscopically image a large sample such as a pathological tissue specimen.
また、組織切片標本は、一般的な病理切片の場合には数ミクロンメートルから20ミクロンメートル程度に薄切されている上、組織切片標本からのラマン散乱光が微弱であるので、組織切片標本を載置する基板部材からのラマン散乱光によるノイズの影響を無視することが出来ない。そのため、組織切片標本を載置する基板部材の原料としては、発生するラマン散乱光の影響が比較的少ない石英やフッ化カルシウム等を利用せざるを得ず、より安価なスライドガラスを組織切片標本を載置する基板部材の代用とすることが難しいという課題もあった。 Further, in the case of a general pathological section, the tissue section specimen is sliced to about several to 20 micrometers and the Raman scattered light from the tissue section specimen is weak. The influence of noise due to Raman scattered light from the substrate member to be placed cannot be ignored. Therefore, as a raw material for the substrate member on which the tissue slice specimen is placed, quartz or calcium fluoride, which is relatively less affected by the generated Raman scattered light, must be used, and a cheaper slide glass is used as the tissue slice specimen. There is also a problem that it is difficult to substitute for the substrate member on which the substrate is placed.
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであり、組織切片標本からのラマン散乱光を効果的に集光し、分光精度良く計測時間を短縮して測定することができ、組織切片標本のような面積の大きな対象であっても、広い面積にわたって良好な散乱スペクトルを観察することのできる、ラマン散乱光観察用基板を提供することを目的としている The present invention has been made in view of such conventional problems, and can effectively collect Raman scattered light from a tissue section specimen and reduce measurement time with good spectral accuracy. An object of the present invention is to provide a substrate for observing Raman scattered light, which is capable of observing a good scattering spectrum over a wide area even for a large area object such as a tissue slice specimen.
上記目的を達成するため、本発明によるラマン散乱光観察用基板は、生物標本からのラマン散乱光を観察するために用いる基板であって、基板母材と、前記基板母材に配される、前記生物標本を載置するための標本載置部と、前記基板母材における前記標本載置部を囲む領域又は該標本載置部に設けられる、該標本載置部に載置された前記生物標本を液浸するための液層を該標本載置部に保持する液層保持機構を備えることを特徴としている。 In order to achieve the above object, the Raman scattered light observation substrate according to the present invention is a substrate used for observing Raman scattered light from a biological specimen, and is disposed on the substrate base material and the substrate base material. A specimen placement section for placing the biological specimen, and an area surrounding the specimen placement section in the substrate base material or the organism placed on the specimen placement section provided in the specimen placement section A liquid layer holding mechanism for holding a liquid layer for immersing the specimen on the specimen mounting portion is provided.
また、本発明のラマン散乱光観察用基板においては、前記標本載置部における前記生物標本側の表面が、光反射面で構成されているのが好ましい。 In the Raman scattered light observation substrate of the present invention, it is preferable that the surface on the biological specimen side in the specimen mounting portion is constituted by a light reflecting surface.
また、本発明のラマン散乱光観察用基板においては、前記光反射面が、前記生物標本との接着作用を奏するための化学修飾を施された化学修飾部を有しているのが好ましい。 In the Raman scattered light observation substrate of the present invention, it is preferable that the light reflecting surface has a chemically modified portion subjected to a chemical modification for exhibiting an adhesive action with the biological specimen.
また、本発明のラマン散乱光観察用基板においては、前記液層保持機構が、前記基板母材における前記標本載置部を囲む領域に着脱可能な壁枠を有して構成されているのが好ましい。 In the Raman scattered light observation substrate of the present invention, the liquid layer holding mechanism is configured to have a detachable wall frame in a region surrounding the sample mounting portion in the substrate base material. preferable.
また、本発明のラマン散乱光観察用基板においては、前記液層保持機構が、前記基板母材における前記標本載置部を囲む領域又は該標本載置部に撥水面を有し、前記液層の表面張力と、前記液層と前記撥水面の界面張力と、前記撥水面の表面張力との力学的平衡により前記標本載置部に前記液層を保持するように構成されているのが好ましい。 In the Raman scattered light observation substrate of the present invention, the liquid layer holding mechanism has a water-repellent surface in a region surrounding the sample mounting portion in the substrate base material or the sample mounting portion, and the liquid layer It is preferable that the liquid layer is held on the specimen mounting portion by a mechanical balance between the surface tension of the liquid, the interfacial tension between the liquid layer and the water repellent surface, and the surface tension of the water repellent surface. .
また、本発明のラマン散乱光観察用基板においては、前記壁枠と前記基板母材における前記標本載置部を囲む領域の対向する面同士が、接着又は化学吸着されるように構成されているのが好ましい。 In the Raman scattered light observation substrate of the present invention, the opposing surfaces of the region surrounding the sample mounting portion in the wall frame and the substrate base material are configured to be bonded or chemically adsorbed. Is preferred.
また、本発明のラマン散乱光観察用基板においては、前記光反射面に施される化学修飾部は、該化学修飾部表面の官能基と前記生物標本との化学的相互作用を介して接着作用を奏するのが好ましい。 In the Raman scattering light observation substrate of the present invention, the chemically modified portion applied to the light reflecting surface is bonded via a chemical interaction between a functional group on the surface of the chemically modified portion and the biological specimen. It is preferable to play.
また、本発明のラマン散乱光観察用基板においては、前記光反射面が、金、銀、アルミもしくはそれらを主成分とする金属層又は金属酸化物の多層膜からなり、入射した光のうち、励起光及び前記生物標本からのラマン散乱光又は前記生物標本からのラマン散乱光のみを反射するように構成されているのが好ましい。 In the Raman scattered light observation substrate of the present invention, the light reflecting surface is composed of gold, silver, aluminum or a metal layer or a metal oxide multilayer film containing them as a main component. It is preferable that only the excitation light and the Raman scattered light from the biological specimen or the Raman scattered light from the biological specimen are reflected.
また、本発明のラマン散乱光観察用基板においては、前記撥水面が、サブミクロン以下の凹凸構造を有するのが好ましい。 In the Raman scattered light observation substrate of the present invention, it is preferable that the water repellent surface has an uneven structure of submicron or less.
また、本発明のラマン散乱光観察用基板においては、前記撥水面が、前記標本載置部に設けられ、前記標本載置部が、前記基板母材における該標本載置部を囲む領域に対し、前記生物標本側に凸となる段差を有しているのが好ましい。 In the Raman scattered light observation substrate of the present invention, the water-repellent surface is provided on the sample mounting portion, and the sample mounting portion is in a region surrounding the sample mounting portion in the substrate base material. It is preferable to have a step that is convex toward the biological specimen.
また、本発明のラマン散乱光観察用基板においては、前記標本載置部が、前記基板母材に対し着脱可能に構成されているのが好ましい。 In the Raman scattered light observation substrate of the present invention, it is preferable that the sample mounting portion is configured to be detachable from the substrate base material.
また、本発明のラマン散乱光観察用基板においては、前記生物標本を観察するための透明な窓を有する遮蔽カバーを、前記壁枠に吸着又は接着可能に備えるのが好ましい。 In the Raman scattered light observation substrate of the present invention, it is preferable that a shielding cover having a transparent window for observing the biological specimen is provided so as to be adsorbed or adhered to the wall frame.
また、本発明の前記液層保持機構が壁枠を有して構成されている、ラマン散乱光観察用基板においては、前記標本載置部を囲む領域に撥水面を有するのが好ましい。 In the Raman scattered light observation substrate in which the liquid layer holding mechanism of the present invention is configured to have a wall frame, it is preferable that a region surrounding the sample mounting portion has a water repellent surface.
本発明によれば、生体標本からのラマン散乱光を効果的に集光し、分光精度良く計測時間を短縮して測定することができ、組織切片標本のような面積の大きな対象であっても良好な散乱スペクトルを観察することのできるラマン散乱光観察用基板が得られる。 According to the present invention, it is possible to effectively collect Raman scattered light from a biological specimen, reduce the measurement time with high spectral accuracy, and perform measurement with a large area such as a tissue slice specimen. A substrate for Raman scattering light observation capable of observing a good scattering spectrum is obtained.
実施例の説明に先立ち、本発明を想到するに至った経緯及び本発明の作用効果について説明する。
本件出願人は、計測時間を短縮して、組織切片標本のような面積の大きな対象であっても、広い面積にわたって良好な散乱スペクトルを観察することのできる、組織切片標本の顕微ラマンイメージングを実現させるための検討過程において、試行錯誤を重ねた結果、次に示すような知見を得た。
Prior to the description of the embodiments, the background of the present invention and the effects of the present invention will be described.
The Applicant has realized a micro-Raman imaging of a tissue section specimen that can shorten the measurement time and observe a good scattering spectrum over a wide area even for a large area object such as a tissue section specimen. As a result of repeated trial and error in the examination process, the following findings were obtained.
まず、パラフィン包埋組織ブロックから薄切した組織切片標本について、脱パラフィン化処理後に水等の所定の物性の液体に浸した状態で、顕微ラマンイメージングすると、ラマンスペクトルのSN比が改善されることがわかった。 First, when a sliced tissue section sample from a paraffin-embedded tissue block is immersed in a liquid having a predetermined physical property such as water after deparaffinization, the S / N ratio of the Raman spectrum is improved. I understood.
また、組織切片標本を液浸すると、標本から液槽への熱拡散作用を奏する結果、標本への光熱ダメージの閾値は、乾燥雰囲気下で組織切片標本に励起光を照射したときに比べて高くなることがわかった。このため、組織切片標本を液浸すると、組織切片標本への光熱ダメージの閾値が高くなった分、励起光強度を上げて、ラマン散乱光の発生効率を高めることができる結果を得た。 In addition, when the tissue slice specimen is immersed, the threshold for photothermal damage to the specimen is higher than when the tissue slice specimen is irradiated with excitation light in a dry atmosphere. I found out that For this reason, when the tissue slice specimen was immersed, the intensity of excitation light was increased by the amount that the threshold of photothermal damage to the tissue slice specimen was increased, and the generation efficiency of Raman scattered light was increased.
一方、組織切片標本を液浸する場合、次のような測定上の課題があることも判明した。
即ち、組織切片標本を液浸すると、石英やフッ化カルシウム製のスライドガラス上に載置された組織切片標本は著しく剥離し易くなり、スライドガラスから組織切片標本が剥離すると、デフォーカス状態(励起光の集光点が標本位置からずれた状態)となって、検出部で検出される組織切片標本からのラマン散乱光の強度が弱くなることがわかった。
On the other hand, it has also been found that there are the following measurement problems when a tissue section specimen is immersed.
That is, when the tissue section specimen is immersed, the tissue section specimen placed on the glass slide made of quartz or calcium fluoride becomes remarkably easy to peel off. It was found that the intensity of the Raman scattered light from the tissue slice specimen detected by the detection unit becomes weaker when the light condensing point is shifted from the specimen position.
本件出願人は、これらの知見に基づき、生物標本からのラマン散乱光を増強し、かつ集光効率を高めることで、組織切片標本のような大きなサンプルであっても顕微ラマンイメージングを実行可能な観察法についての所定の着想を得、そのような観察法を実現可能とする本発明のラマン散乱光観察用基板を想到するに至った。 Based on these findings, the Applicant can perform micro-Raman imaging even for large samples such as tissue section specimens by enhancing Raman scattered light from biological specimens and increasing light collection efficiency. A predetermined idea about the observation method has been obtained, and the Raman scattered light observation substrate of the present invention capable of realizing such an observation method has been conceived.
図1は本発明の一実施形態にかかるラマン散乱光観察用基板の基本構成を概念的に示す説明図で、(a)はラマン散乱光観察用基板における各部材の位置関係を概略的に示す図、(b)は(a)のラマン散乱光観察用基板における液層保持機構が液層を保持する作用を概念的に示す図、(c)は本実施形態のラマン散乱光観察用基板を用いて生物標本からのラマン散乱光を観察する際の基板と生物標本と液層と標本観察用の対物レンズとの位置関係の一例を模式的に示す断面図である。 FIG. 1 is an explanatory diagram conceptually showing the basic configuration of a Raman scattered light observation substrate according to an embodiment of the present invention, and (a) schematically shows the positional relationship of each member on the Raman scattered light observation substrate. Figure, (b) conceptually shows the action of the liquid layer holding mechanism in the Raman scattering light observation substrate of (a) holding the liquid layer, (c) is the Raman scattering light observation substrate of this embodiment It is sectional drawing which shows typically an example of the positional relationship of the board | substrate at the time of observing the Raman scattered light from a biological specimen, a biological specimen, a liquid layer, and the objective lens for specimen observation.
本発明のラマン散乱光観察用基板は、図1に一実施形態として示すように、基板母材1と、基板母材1に配される、生物標本10を載置するための標本載置部2と、基板母材1における標本載置部2を囲む領域3又は標本載置部2に設けられる、標本載置部2に載置された生物標本10を液浸するための液層11を標本載置部2に保持する液層保持機構4(液層保持機構4は図1(b)に概念のみが示されており、図1では詳細な構成は省略されている)を備える。
As shown in FIG. 1 as an embodiment, the Raman scattered light observation substrate according to the present invention includes a
このように構成すると、液層11が生物標本10からの熱拡散を促進し、レーザ光照射による生物標本10の熱損傷を低減することができ、生物標本10への光熱ダメージの閾値が乾燥雰囲気下に比べて高くなる。このため、乾燥雰囲気下に比べて高強度の励起光を生物標本10へ照射することができ、その結果、SN比の大きい良好なラマンスペクトルを測定することが可能となる。
If comprised in this way, the
また、脱パラフィン処理、もしくは凍結処理した組織切片の生物標本10を液浸するための液層11に、生物組織あるいは生物組織成分に近い屈折率を有し、且つ、所望の観測散乱波長帯に窓を有する液体を用いることにより、生物標本10からの弾性散乱光および非弾性散乱光に由来する迷光を低減することができ、その結果、SN比の大きい良好なラマンスペクトルを測定することが可能となる。
Further, the
なお、本発明のラマン散乱光観察用基板においては、標本載置部2における生物標本10側の表面が、光反射面2aで構成されているのが好ましい。
このようにすれば、生物標本10から等方的に発せられるラマン散乱光のうち標本観察用の対物レンズ12とは反対方向に向かう一部の光(例えば、図1(c)に示す破線参照)を、光反射面2aで反射させることにより、対物レンズ12に向かわせて、対物レンズ12に集光される、生物標本10からのラマン散乱光を増強させることができ、その結果、SN比の大きい良好なラマンスペクトルを測定することが可能となる。
In the Raman scattered light observation substrate of the present invention, it is preferable that the surface on the
In this way, a part of the Raman scattered light emitted isotropically from the
また、標本載置部2における生物標本10側の表面を光反射面2aで構成すれば、生物標本10を透過して標本載置部2における生物標本10側の表面より内側に位置する媒質や基板母材1等(例えば、ガラス)へ到達する励起光を除去し、基板母材等からのラマン散乱光や自家蛍光による迷光を除去することができる。その結果、観測される生体標本10のラマンスペクトルに重畳される基板母材1等からのラマン信号・自家蛍光による迷光を除去でき、SN比の大きい良好なラマンスペクトルを測定することが可能となる。
Further, if the surface on the
また、本発明のラマン散乱光観察用基板においては、光反射面2aが、金、銀、アルミもしくはそれらを主成分とする金属層又は金属酸化物の多層膜からなり、入射した光のうち、励起光及び生物標本10からのラマン散乱光又は生物標本10からのラマン散乱光のみを反射するように構成されているのが好ましい。
Further, in the Raman scattered light observation substrate of the present invention, the
また、本発明のラマン散乱光観察用基板においては、光反射面2aが、生物標本10との接着作用を有するための化学修飾を施された化学修飾部(図1においては不図示)を有しているのが好ましい。
このようにすれば、液浸時における生物標本10の基板の光反射面2aからの剥離を防ぎ、デフォーカス(励起光の集光点の標本面に対する光軸方向の位置ずれ)を回避することができる。このため、励起光を標本面に集光点のあった状態で照射することによって生物標本10からのラマン散乱光を、強度が最も強い状態で測定することができ、その結果、SN比の大きい良好なラマンスペクトルを安定的に取得することができる。
In the Raman scattered light observation substrate of the present invention, the
In this way, separation of the
また、本発明のラマン散乱光観察用基板においては、光反射面2aに施される化学修飾部は、化学修飾部表面の官能基と生物標本10との化学的相互作用を介して接着作用を奏するのが好ましい。
In the Raman scattered light observation substrate of the present invention, the chemically modified portion applied to the
また、本発明のラマン散乱光観察用基板においては、液層保持機構4が、基板母材1における標本載置部2を囲む領域に着脱可能な壁枠(図1においては不図示)を有して構成されているのが好ましい。
このように構成すれば、多量の液層11を安定した状態で標本載置部2に保持することができる。
Further, in the Raman scattered light observation substrate of the present invention, the liquid
With this configuration, a large amount of the
また、本発明のラマン散乱光観察用基板においては、液層保持機構4を構成する壁枠と基板母材1における標本載置部2を囲む領域3の対向する面同士が、接着又は化学吸着されるように構成されているのが好ましい。
このように構成すれば、壁枠と基板母材1における標本載置部2を囲む領域3とを密着させることができ、壁枠と標本載置部2を囲む領域3との隙間からの漏出を防止できる。
Further, in the Raman scattered light observation substrate of the present invention, the opposing surfaces of the wall frame constituting the liquid
If comprised in this way, the area |
また、本発明のラマン散乱光観察用基板においては、標本載置部2を囲む領域3に撥水面を有するのが好ましい。
このように構成すれば、生物標本10を液浸する液層11における壁枠と標本載置部2を囲む領域3との隙間からの漏出をより一層防止できる。
In the Raman scattered light observation substrate of the present invention, it is preferable that the
If comprised in this way, the leakage from the clearance gap between the wall frame and the area |
また、本発明のラマン散乱光観察用基板においては、液層保持機構4が、基板母材1における標本載置部2を囲む領域3又は標本載置部2に撥水面(図1においては不図示)を有し、液層11の表面張力と、液層11と撥水面の界面張力と、撥水面の表面張力との力学的平衡により標本載置部2に液層11を保持するように構成されているのが好ましい。
このように構成すれば、液層保持機構4を構成する部品点数を少なくすることができる。また、基板母材1における標本載置部2を囲む領域3に壁枠等を配置させずに済むため、対物レンズ12にて生物標本10を液浸観察する際の対物レンズ12との干渉を防ぐことができる。
Further, in the Raman scattered light observation substrate of the present invention, the liquid
If comprised in this way, the number of parts which comprise the liquid layer holding |
また、本発明のラマン散乱光観察用基板においては、撥水面が、サブミクロン以下の凹凸構造を有するのが好ましい。
このように構成すれば、光反射面2aを囲む領域の界面張力を低下させ、当該領域での撥水作用を増強して、液層保持効果が得られる。
In the Raman scattered light observation substrate of the present invention, it is preferable that the water repellent surface has an uneven structure of submicron or less.
If comprised in this way, the interfacial tension of the area | region surrounding the
また、本発明のラマン散乱光観察用基板においては、撥水面が、標本載置部2に設けられ、標本載置部2が、基板母材1における標本載置部2を囲む領域3に対し、生物標本10側に凸となる段差を有しているのが好ましい。
このように構成すれば、光反射面2a上の液層11において、濡れのピン止め効果により、不連続な濡れ角が生じ液層11を保持できる。
Further, in the Raman scattered light observation substrate of the present invention, the water repellent surface is provided in the
If comprised in this way, in the
また、本発明のラマン散乱光観察用基板においては、標本載置部2が、基板母材1に対し着脱可能に構成されているのが好ましい。
このように構成すれば、標本載置部2を取り外した状態で、基板母材1を清浄にすることができる。その結果、液層保持機構4が基板母材1における標本載置部2を囲む領域3に着脱可能な壁枠を有する構成において、標本載置部2を囲む領域3における壁枠に対向する面を、壁枠との接着力が良好な状態に保つことができる。
また、生物標本10を載置した標本載置部2の個数に対して、基板母材1の個数を少なく抑えることができる。
なお、標本載置部2は、基板母材1と対向する側の面同士が相互に吸着するようにしてもよいし、基板母材1に形成された凹部に嵌め込むようにしてもよい。
In the Raman scattered light observation substrate of the present invention, it is preferable that the
If comprised in this way, the board |
In addition, the number of
In addition, the
また、本発明のラマン散乱光観察用基板においては、生物標本10を観察するための透明な窓を有する遮蔽カバーを、壁枠に吸着又は接着可能に備えるのが好ましい。
このように構成すれば、液層11を構成する液体の蒸発を抑制でき、生物標本10を長時間液浸しながら観察することができる。
In the Raman scattered light observation substrate of the present invention, it is preferable that a shielding cover having a transparent window for observing the
If comprised in this way, evaporation of the liquid which comprises the
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。
実施例1
図2は本発明の実施例1にかかるラマン散乱光観察用基板の構成を示す説明図で、(a)は全体構成を示す図、(b)は(a)のラマン散乱光観察用基板における標本載置部の構成を模式的に示す図、(c)は液層保持機構が液層を標本載置部に保持した状態における各部材の位置関係を模式的に示す断面図である。図3は本発明の実施例1の一変形例にかかるラマン散乱光観察用基板の全体構成を示す説明図である。図4は本発明の実施例1の他の変形例にかかるラマン散乱光観察用基板の全体構成を示す説明図である。なお、図1に示した実施形態と同じ構成の部材については説明を省略する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
Example 1
FIGS. 2A and 2B are explanatory diagrams showing the configuration of the Raman scattered light observation substrate according to Example 1 of the present invention. FIG. 2A is a diagram showing the overall configuration, and FIG. 2B is the Raman scattered light observation substrate of FIG. FIG. 4C is a diagram schematically illustrating the configuration of the sample mounting portion, and FIG. 5C is a cross-sectional view schematically illustrating the positional relationship of each member in a state where the liquid layer holding mechanism holds the liquid layer on the sample mounting portion. FIG. 3 is an explanatory diagram showing the overall configuration of the Raman scattered light observation substrate according to a modification of the first embodiment of the present invention. FIG. 4 is an explanatory diagram showing the overall configuration of a Raman scattered light observation substrate according to another modification of the first embodiment of the present invention. Note that description of members having the same configuration as that of the embodiment shown in FIG. 1 is omitted.
実施例1のラマン散乱光観察用基板は、図2に示すように、液層保持機構4が、基板母材1における標本載置部2を囲む領域3に着脱可能な壁枠4aを有して構成されている。
壁枠4aは、シリコンゴム、テフロン(登録商標)、金属など、液層11中の液体に対して化学反応性の低い物質を原料としてロ字状の開口部4a1を有して形成されており、自己的な化学吸着作用又は所定の接着剤を介して基板母材1における標本載置部2を囲む領域と接着されている。ロ字状の開口部4a1は、標本観察用の対物レンズに干渉しない程度の十分な面積を有している。
標本載置部2は、生物標本10側の表面が光反射面2aで構成されている。光反射面2aは、金、銀、アルミもしくそれらを主成分とする金属層、又は金属酸化膜の多層膜からなり、入射した光のうち、励起光及び生物標本10からのラマン散乱光、又は生物標本10からのラマン散乱光のみを反射するように構成されている。
As shown in FIG. 2, the Raman scattered light observation substrate of Example 1 includes a wall frame 4 a in which the liquid
The wall frame 4a is formed with a square-shaped opening 4a1 made of a material having low chemical reactivity with respect to the liquid in the
In the
また、光反射面2aは、生物標本10との接着作用を有するための化学修飾を施された化学修飾部2bを有している。
化学修飾部2bは、例えば、シランカップリング剤、チオール基を含有する自己組織化膜、グラフェンシート、タンパク質コート、ポリペプチドコートで構成され、化学修飾部2b表面の官能基によって供せられる正電荷又はπ電子系と生物標本10との化学的相互作用を介して接着作用を奏するように化学修飾が施されている。例えば、化学修飾部2bは、生物標本10との接触側においてアミノ基の正電荷、光反射面2a側にチオール基やカルボシキル基もしくはシランカップリングする官能基が露出する構造となっている。あるいは、化学修飾部2bは、二次元配列された芳香環のπ電子が生物標本10及び光反射面2a側に形成されていてもよい。
The
The
実施例1のラマン散乱光観察用基板によれば、液層保持機構4を、壁枠4aを有して構成したので、標本載置部2に多量の液層11を安定した状態で保持させることができる。
また、壁枠4aと基板母材1における標本載置部2を囲む領域3の対向する面同士を、接着又は化学吸着されるように構成したので、壁枠2aと基板母材1における標本載置部2を囲む領域3とを密着させることができ、生物標本10を液浸する液層11の漏出を防止できる。
また、標本載置部2における生物標本10側の表面を、光反射面2aで構成したので、生物標本10から等方的に発せられるラマン散乱光のうち対物レンズ12とは反対方向に向かう一部の光を、光反射面2aで反射させることにより、対物レンズ12に向かわせて、対物レンズ12に集光される、生物標本10からのラマン散乱光を増強させることができる。
また、標本載置部2における生物標本10側の表面を光反射面2aで構成したので、生物標本10を透過して標本載置部2における生物標本10側の表面より内側に位置する媒質や基板母材1等(例えば、ガラス)へ到達する励起光を除去し、基板母材等からのラマン散乱光や自家蛍光による迷光を除去することができる。その結果、観測される生体標本10のラマンスペクトルに重畳される基板母材1等からのラマン信号・自家蛍光による迷光を除去できる。
その結果、実施例1のラマン散乱光観察用基板によれば、生体標本10からのラマン散乱光を効果的に集光し、分光精度良く計測時間を短縮して測定することができ、組織切片標本のような面積の大きな対象であっても良好な散乱スペクトルを観察することができる。
その他の作用効果は、図1に示した実施形態のラマン散乱光観察用基板と略同じである。
According to the Raman scattered light observation substrate of Example 1, since the liquid
In addition, since the opposing surfaces of the
Further, since the surface on the
Further, since the surface on the
As a result, according to the Raman scattered light observation substrate of Example 1, the Raman scattered light from the
Other functions and effects are substantially the same as those of the Raman scattered light observation substrate of the embodiment shown in FIG.
なお、実施例1のラマン散乱光観察用基板は、図3に一変形例として示すように、光反射面2aを、基板母材1に対して着脱可能に構成してもよい。その場合、光反射面2aを、基板母材1と対向する側の面同士が相互に吸着するようにしてもよいし、基板母材1に形成された凹部に嵌め込むようにしてもよい。
さらに、壁枠4aは、基板母材1に対して一体的に固定されるように構成してもよい。
Note that the Raman scattered light observation substrate of Example 1 may be configured such that the
Further, the wall frame 4 a may be configured to be integrally fixed to the
図3の一変形例のラマン散乱光観察用基板によれば、標本載置部2を、基板母材1に対し着脱可能に構成したので、標本載置部2を取り外した状態で、基板母材1を清浄することができる。その結果、標本載置部2を囲む領域3における壁枠4aに対向する面を、壁枠4aとの接着力が良好な状態に保つことができる。
また、生物標本10を載置した標本載置部2の個数に対して、基板母材1の個数を少なく抑えることができる。
According to the Raman scattered light observation substrate of one modified example of FIG. 3, the
In addition, the number of
また、実施例1のラマン散乱光観察用基板は、図4に他の変形例として示すように、生物標本10を観察するための透明な窓5aを有する遮蔽カバー5を、壁枠4aに吸着又は接着可能に備えてもよい。
詳しくは、遮蔽カバー5は、石英やフッ化カルシウムなどで作成されるカバーガラスのような部材からなる薄い透明な窓5aを生物標本10と対物レンズ12との間に有する。窓5aは、生物標本10のラマン散乱を励起するための励起光及び生物標本10からのラマン散乱光を透過させることができるように構成されている。また、遮蔽カバー5は、壁枠4aに自己吸着するか、所定の接着剤もしくは壁枠4に施されたコーティングを介して共有結合やイオン結合により接着することで、密閉作用を有している。
また、遮蔽カバー5と壁枠4aとを一体化させてもよい。この場合には、液層11を構成する液体を注入するための注入孔を設けてもよいし、あるいは窓5a自体を開口孔で構成してもよい。
In addition, as shown in FIG. 4 as another modified example, the Raman scattered light observation substrate of Example 1 adsorbs the shielding
Specifically, the shielding
Further, the shielding
図4の他の変形例のラマン散乱光観察用基板によれば、生物標本10を観察するための透明な窓5aを有する遮蔽カバー5を、壁枠4aに吸着又は接着可能に備えたので、液層11を構成する液体の蒸発を抑制でき、生物標本10を長時間液浸しながら観察することができる。
According to the Raman scattered light observation substrate of another modification of FIG. 4, the shielding
実施例2
図5は本発明の実施例2にかかるラマン散乱光観察用基板の構成を示す説明図で、(a)は液層保持機構が液層を標本載置部に保持した状態での全体構成を示す図、(b)は液層保持機構が有する撥水面の構成を模式的に示す図である。図6は本発明の実施例2の一変形例にかかるラマン散乱光観察用基板の構成を示す説明図で、(a)は液層保持機構が液層を標本載置部に保持した状態での全体構成を示す図、(b)は液層保持機構の要部構成を模式的に示す断面図である。なお、図1に示した実施形態と同じ構成の部材については説明を省略する。
Example 2
FIG. 5 is an explanatory view showing the configuration of the Raman scattered light observation substrate according to Example 2 of the present invention. FIG. 5A shows the overall configuration in a state where the liquid layer holding mechanism holds the liquid layer on the specimen mounting portion. FIG. 4B is a diagram schematically showing the configuration of the water repellent surface of the liquid layer holding mechanism. FIG. 6 is an explanatory view showing a configuration of a Raman scattered light observation substrate according to a modification of the second embodiment of the present invention. FIG. 6A shows a state in which the liquid layer holding mechanism holds the liquid layer on the sample mounting portion. FIG. 2B is a cross-sectional view schematically showing a main part configuration of a liquid layer holding mechanism. Note that description of members having the same configuration as that of the embodiment shown in FIG. 1 is omitted.
実施例2のラマン散乱光観察用基板は、図5に示すように、液層保持機構4が、基板母材1における標本載置部2を囲む領域3に撥水面4bを有し、撥水面4b上に形成される液層11の表面張力と、液層11と撥水面4bの界面張力と、撥水面4bの表面張力との力学的平衡により、標本載置部2に液層11を保持するように構成されている。
撥水面4bは、サブミクロン以下の微細凹凸構造を有するように粗面化された撥水コーティングによって構成されている。
詳しくは、撥水面4bは、例えば、光反射面2aを囲む領域3へ蒸着させたアルミニウム薄膜を所定の化学法で酸化した上で、フッ化炭素等で撥水処理することで作成できる。あるいは、チタンやシリコン基板に同様の処理を施すことによって作成してもよい。
その他の液層保持部2の構成は、実施例1のラマン散乱光観察用基板と略同じである。
In the Raman scattered light observation substrate of Example 2, the liquid
The
Specifically, the
The configuration of the other liquid
実施例2のラマン散乱光観察用基板によれば、液層保持機構4が、基板母材1における標本載置部2を囲む領域3に撥水面4bを有し、撥水面4b上に形成される液層11の表面張力と、液層11と撥水面4bの界面張力と、撥水面4bの表面張力との力学的平衡により、標本載置部2に液層11を保持するように構成したので、構成する部品点数を少なくすることができる。また、基板母材1上における標本載置部2を囲む領域3に実施例1で示したような壁枠等を配置させずに済むため、対物レンズ12で生物標本10を液浸観察する際の対物レンズ12の干渉を防ぐことができる。また、撥水面4bが、サブミクロン以下の凹凸構造を有するので、光反射面2aを囲む領域3の界面張力を低下させ、当該領域での撥水作用を増強して、液層保持効果が得られる。
According to the Raman scattered light observation substrate of Example 2, the liquid
図6は実施例2の一変形例にかかるラマン散乱光観察用基板の構成を示す説明図で、(a)は液層保持機構が液層を標本載置部に保持した状態での全体構成を示す図、(b)は液層保持機構の構成を模式的に示す図である。
本変形例のラマン散乱光観察用基板では、液層保持機構4が、標本載置部2に撥水面4bを有し、撥水面4b上に形成される液層11の表面張力と、液層11と撥水面4bの界面張力と、撥水面4bの表面張力との力学的平衡により、標本載置部2に液層11を保持するように構成されている。
撥水面4bは、標本載置部2に設けられている。撥水面4bの構成は、図5の例と同様である。また、標本載置部2は、基板母材1における標本載置部2を囲む領域3に対し、生物標本10側に凸となる段差を有している。
液体保持部2における光反射面2a、化学修飾2bの構成は、実施例1と略同じである。
FIG. 6 is an explanatory view showing a configuration of a Raman scattered light observation substrate according to a modification of the second embodiment. FIG. 6A is an overall configuration in a state where the liquid layer holding mechanism holds the liquid layer on the sample mounting portion. FIG. 4B is a diagram schematically showing the configuration of the liquid layer holding mechanism.
In the Raman scattered light observation substrate of this modification, the liquid
The
The configurations of the
図6の変形例のラマン散乱光観察用基板によれば、撥水面4bを標本載置部2に設け、標本載置部2を、基板母材1における標本載置部2を囲む領域3に対し、生物標本10側に凸となる段差を有する構成としたので、光反射面2a上の液層11において、濡れのピン止め効果により不連続な濡れ角が生じ液層11を保持できる。
その他の作用効果は、図5の例と略同じである。
According to the modified Raman scattering light observation substrate of FIG. 6, the water-
Other functions and effects are substantially the same as in the example of FIG.
以上、本発明のラマン散乱光観察用基板の実施例及びその変形例を説明したが、本発明のラマン散乱光観察用基板は、図2〜図6に示した実施例及び変形例に限定されるものではない。
例えば、実施例1のラマン散乱光観察用基板において、標本載置部2を囲む領域3に撥水面4bを有してもよい。このように構成すれば、生物標本10を液浸する液層11における壁枠4aと標本載置部2を囲む領域3との隙間からの漏出をより一層防止できる。
また、例えば、実施例2のラマン散乱光観察用基板において、標本載置部2を、基板母材1に対し着脱可能に構成してもよい。このように構成すれば、生物標本10を載置した標本載置部2の個数に対して、基板母材1の個数を少なく抑えることができる。
As mentioned above, although the Example of the board | substrate for Raman scattered light observation of this invention and its modification were demonstrated, the board | substrate for Raman scattered light observation of this invention is limited to the Example and modification shown in FIGS. It is not something.
For example, the Raman scattered light observation substrate of Example 1 may have the
Further, for example, in the Raman scattered light observation substrate of Example 2, the
本発明のラマン散乱光観察用基板は、薄片の生物標本に励起光を照射してラマン散乱光を測定することによって生化学情報を観察することが求められる分野に有用である。 The substrate for observing Raman scattered light of the present invention is useful in a field in which biochemical information is required to be observed by irradiating a thin biological specimen with excitation light and measuring the Raman scattered light.
1 基板母材
2 標本載置部
2a 光反射面
2b 化学修飾部
3 標本載置部を囲む領域
4 液層保持機構
4a 壁枠
4a1 開口部
4b 撥水面
5 遮蔽カバー
5a 窓
10 生物標本
11 液層
12 対物レンズ
DESCRIPTION OF
Claims (13)
基板母材と、
前記基板母材に配される、前記生物標本を載置するための標本載置部と、
前記基板母材における前記標本載置部を囲む領域又は該標本載置部に設けられる、該標本載置部に載置された前記生物標本を液浸するための液層を該標本載置部に保持する液層保持機構
を備えることを特徴とするラマン散乱光観察用基板。 A substrate used for observing Raman scattered light from a biological specimen,
A substrate base material;
A specimen placement section for placing the biological specimen disposed on the substrate base material;
An area surrounding the specimen placement section in the substrate base material or a liquid layer for immersing the biological specimen placed on the specimen placement section is provided in the specimen placement section. A substrate for observing Raman scattered light, comprising a liquid layer holding mechanism for holding the liquid layer.
前記標本載置部が、前記基板母材における該標本載置部を囲む領域に対し、前記生物標本側に凸となる段差を有していることを特徴とする請求項5、9、請求項5に従属する請求項7又は8のいずれかに記載のラマン散乱光観察用基板。 The water repellent surface is provided on the specimen mounting portion;
The said sample mounting part has the level | step difference which becomes convex in the said biological sample side with respect to the area | region surrounding this sample mounting part in the said board | substrate base material. 9. The Raman scattered light observation substrate according to claim 7, which is dependent on 5.
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JP2019508038A (en) * | 2016-02-23 | 2019-03-28 | オックスフォード ユニヴァーシティ イノヴェーション リミテッド | Cell sorting |
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JP2019525186A (en) * | 2016-08-11 | 2019-09-05 | クィーンズ ユニバーシティー アット キングストン | Reconfigurable surface-enhanced Raman spectroscopy device and method therefor |
US11777165B2 (en) | 2020-11-09 | 2023-10-03 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Battery |
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