JP2017198971A - マルチスポット走査顕微鏡法のためのデバイスおよび方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】少なくとも1つの照明光ビームを提供する多色光源を有し、照明光ビームを複数の照明サブビームに分割する分割デバイスを有し、個々の照明サブビームをそれぞれ、試験される検体の上または中の光点へとガイドし集束させる照明光路を提供する第1の光学手段を有し、プローブの上で光点をガイドする走査ユニットを有し、個々の照明サブビームで照射した後に検出サブビームの形で検体によって放射される検出光を検出する検出ユニットを有し、検出サブビームを検出器ユニットへとガイドする検出光路を提供する第2の光学手段を有し、走査ユニットを制御し、検出ユニットによって検出された検出光を評価する制御および評価ユニットを有する、マルチスポット走査顕微鏡法のためのデバイス。
【選択図】図1
Description
Δθ=90°+k×180°(kは整数)
Sn(t)=mn(t)×sin(2πfλt+θn)
Claims (39)
- 少なくとも1つの照明光ビーム(18)を提供する多色光源(10)を有し、
前記照明光ビーム(18)を複数の照明サブビーム(11、・・・、14)に分割する分割デバイス(16)を有し、
前記個々の照明サブビーム(11、・・・、14)をそれぞれ、試験される検体(40)の上または中の光点(41、・・・、44)へとガイドし集束させる照明光路を提供する第1の光学手段(30)を有し、
前記検体(40)の上で前記光点(41、・・・、44)をガイドする走査ユニット(38)を有し、
個々の照明サブビーム(31、・・・、34)で照射した後に検出サブビーム(51、・・・、54)の形で前記検体(40)によって放射される検出光を検出する検出ユニット(D1、・・・、D4)を有し、
前記検出サブビーム(51、・・・、54)を前記検出器ユニット(D1、・・・、D4)へとガイドする検出光路(51、・・・、54)を提供する第2の光学手段(50)を有し、
前記走査ユニット(38)を制御し、前記検出ユニット(D1、・・・、D4)によって検出された前記検出光を評価する制御および評価ユニット(90)を有する、
マルチスポット走査顕微鏡法のためのデバイスであって、
前記照明サブビーム(11、・・・、14)のうち少なくとも2つのための前記照明光路内に、前記個々の照明サブビーム(11、・・・、14)のスペクトル組成を独立して設定する制御可能なビーム操作手段(21、22、23、24)が存在し、
前記制御および評価ユニット(90)が前記ビーム操作手段(21、・・・、24)を制御するように設計されることを特徴とするデバイス。 - 請求項1に記載のデバイスであって、前記検出サブビーム(51、・・・、54;71、・・・、74)のうち少なくとも2つのための前記検出光路内に、前記それぞれの検出サブビーム(51、・・・、54;71、・・・、74)を介して前記検出ユニット(D1、・・・、D4)に至る検出光のスペクトル組成に独立して影響を及ぼす制御可能なスペクトル選択手段(61、・・・、64)が存在し、
前記制御および評価ユニット(90)がまた、前記スペクトル選択手段(61、・・・、64)を制御するように設計されることを特徴とするデバイス。 - 請求項1に記載のデバイスであって、各照明サブビーム(11、・・・、14)のための前記照明光路内に、前記照明サブビーム(11、・・・、14)のスペクトル組成を独立して設定するビーム操作手段(21、22、23、24)が存在することを特徴とするデバイス。
- 請求項1に記載のデバイスであって、各検出サブビーム(51、・・・、54;71、・・・、74)のための前記検出光路内に、前記それぞれの検出サブビーム(51、・・・、54;71、・・・、74)を介して前記検出ユニット(D1、・・・、D4)に至る検出光のスペクトル組成に独立して影響を及ぼす制御可能なスペクトル選択手段(61、・・・、64)が存在することを特徴とするデバイス。
- 請求項1に記載のデバイスであって、前記検出ユニット(D1、・・・、D4)が、前記検体(40)上の特定の光点(41、・・・、44)によって放射される前記検出光(51、・・・、54)を測定する複数の個々の検出器(D1、・・・、D4)を有することを特徴とするデバイス。
- 請求項1に記載のデバイスであって、前記検出光路内の前記光学構成要素が点広がり関数を保存する構成要素であることを特徴とするデバイス。
- 請求項1に記載のデバイスであって、前記制御可能なスペクトル選択手段(61、・・・、64)が点広がり関数を保存する構成要素であることを特徴とするデバイス。
- 請求項5に記載のデバイスであって、前記個々の検出器(D1、・・・、D4)がそれぞれ空間分解検出器であることを特徴とするデバイス。
- 請求項5に記載のデバイスであって、前記個々の検出器(D1、・・・、D4)が、二次元フォトダイオードアレイ、単一光子アバランシェフォトダイオードアレイ(SPADアレイ)、マイクロチャネルプレート、およびファイバー結合光電子増倍管によって構成される群から選択されることを特徴とするデバイス。
- 請求項1に記載のデバイスであって、前記ビーム操作手段(21、・・・、24)が複数の音響光学素子を有することを特徴とするデバイス。
- 請求項1に記載のデバイスであって、前記ビーム操作手段(21、・・・、24)が、AOM、AOD、およびAOTFによって構成される群から選択された複数の音響光学素子を有することを特徴とするデバイス。
- 請求項1に記載のデバイスであって、前記ビーム操作手段(21、・・・、24)が少なくとも1つの多重チャネルAOTFを有することを特徴とするデバイス。
- 請求項12に記載のデバイスであって、前記空間的に多重チャネルのAOTFの異なるチャネルに対する制御信号(212、・・・、242)が、互いに対して一定の位相合わせを有することを特徴とするデバイス。
- 請求項12に記載のデバイスであって、スイッチオンプロセス後の前記空間的に多重チャネルのAOTFの異なるチャネルに対する制御信号(212、・・・、242)が、互いに対して一定の位相合わせを有することを特徴とするデバイス。
- 請求項12に記載のデバイスであって、空間的に隣接したチャネルに対する前記多重チャネルAOTFの励起信号(212、・・・、242)が、90°+n×180°(nは整数)の相対位相距離を有することを特徴とするデバイス。
- 請求項1に記載のデバイスであって、前記分割デバイス(16)が少なくとも1つの導波路チップを有することを特徴とするデバイス。
- 請求項2に記載のデバイスであって、前記制御および評価ユニット(90)が、一方では特定の照明サブビーム(11、・・・、14)における前記ビーム操作手段(21、22、23、24)の、他方では、前記検体(40)上の前記特定の照明サブビーム(11、・・・、14)によって生成される前記光点(41、・・・、44)からの検出サブビーム(51、・・・、54;71、・・・、74)におけるスペクトル選択手段(61、・・・、64)の相互に調整された制御のために設計されることを特徴とするデバイス。
- 請求項17に記載のデバイスであって、前記制御および評価ユニット(90)が、前記ビーム操作手段(21、22、23、24)およびスペクトル選択手段(61、・・・、64)を制御して、前記検体(40)の上または中の少なくとも1つの特定の蛍光染料を検出するように設計されることを特徴とするデバイス。
- 請求項17に記載のデバイスであって、前記制御および評価ユニット(90)が、前記ビーム操作手段(21、22、23、24)および前記スペクトル選択手段(61、・・・、64)を制御して、前記検体(40)の上または中の正確に1つの特定の蛍光染料を検出するように設計されることを特徴とするデバイス。
- 請求項2に記載のデバイスであって、前記選択手段(61、・・・、64)が、色フィルタ、分散手段、屈折手段、プリズム、回折手段、回折格子、スペクトル選択制の反射手段、およびミラーのうち少なくとも1つを有することを特徴とするデバイス。
- 請求項20に記載のデバイスであって、前記色フィルタが段階的な色フィルタ(611、・・・、641、613、・・・、643)であることを特徴とするデバイス。
- 請求項2に記載のデバイスであって、前記制御可能な選択手段(611、・・・、641、613、・・・、643)がすべての検出サブビーム(51、・・・、54)に対して同じであることを特徴とするデバイス。
- 請求項1に記載のデバイスであって、前記第1の光学手段(30)および前記第2の光学手段(50)が、共通の構成要素として、顕微鏡対物レンズ(55)、x−yスキャナユニット(38)、および主要な色スプリッタ(57)のうち少なくとも1つを有することを特徴とするデバイス。
- 少なくとも1つの照明光ビーム(18)が多色光源(10)を用いて提供され、
前記照明光ビーム(18)が複数の照明サブビーム(11、・・・、14)に分割され、
前記個々の照明サブビーム(11、・・・、14)が照明光路内でそれぞれ、試験される検体(40)の上または中の光点(41、・・・、44)へとガイドされ、前記検体の上で走査され、
個々の照明サブビーム(31、・・・、34)で照射した後に検出サブビーム(51、・・・、54)の形で前記検体(40)によって放射される検出光が、検出器ユニット(D1、・・・、D4)上へとガイドされ、前記検出器ユニットによって検出される、
マルチスポット走査顕微鏡法のための方法であって、
前記照明サブビーム(11、・・・、14)のうち少なくとも2つのための前記照明光のスペクトル組成が独立して設定されることを特徴とする方法。 - 請求項24に記載の方法であって、請求項1に記載のデバイスを使用することを特徴とする方法。
- 請求項24に記載の方法であって、少なくとも2つの検出サブビーム(51、・・・、54;71、・・・、74)の場合、前記それぞれの検出サブビーム(51、・・・、54;71、・・・、74)を介して前記検出ユニット(D1、・・・、D4)上に至る検出光のスペクトル組成が独立して設定されることを特徴とする方法。
- 請求項24に記載の方法であって、前記照明光のスペクトル組成が各照明サブビーム(11、・・・、14)に対して独立して設定されることを特徴とする方法。
- 請求項25に記載の方法であって、各検出サブビーム(51、・・・、54;71、・・・、74)に対して、前記それぞれの検出サブビーム(51、・・・、54;71、・・・、74)を介して前記検出ユニット(D1、・・・、D4)上に至る検出光の前記スペクトル組成が独立して影響を受けることを特徴とする方法。
- 請求項25に記載の方法であって、前記ビーム操作手段(21、・・・、24)が、すべての照明サブビーム(31、・・・、34)の前記スペクトル組成が同じであるように制御されることを特徴とする方法。
- 請求項25に記載の方法であって、前記ビーム操作手段(21、・・・、24)が、各照明サブビーム(11、・・・、14)が異なるスペクトル組成を有するように制御されることを特徴とする方法。
- 請求項24に記載の方法であって、前記制御可能な選択手段(611、・・・、641、613、・・・、643)がすべての検出サブビーム(51、・・・、54)で等しく設定されることを特徴とする方法。
- 請求項25に記載の方法であって、一方では、特定の照明サブビーム(11、14)における前記ビーム操作手段(21、22、23、24)が、他方では、前記検体(40)上の前記特定の照明サブビーム(11、・・・、14)によって生成される前記光点(41、・・・、44)からの前記検出サブビーム(51、・・・、54;71、・・・、74)における前記スペクトル選択手段(61、・・・、64)が、制御され、互いに合わせて調整されることを特徴とする方法。
- 請求項32に記載の方法であって、前記照明サブビーム(11、・・・、14)の前記照明光の前記スペクトル組成が設定され、前記スペクトル選択手段(61、・・・、64)が、前記検出サブビーム(51、・・・、54;71、・・・、74)において少なくとも1つの特定の蛍光染料を検出するように制御されることを特徴とする方法。
- 請求項32に記載の方法であって、前記照明サブビーム(11、・・・、14)の前記照明光の前記スペクトル組成が設定され、前記スペクトル選択手段(61、・・・、64)が、前記検出サブビーム(51、・・・、54;71、・・・、74)において正確に1つの特定の蛍光染料を検出するように制御されることを特徴とする方法。
- 請求項24に記載の方法であって、前記照明サブビーム(11、・・・、14)の前記照明光の前記スペクトル組成を独立して設定するために、少なくとも1つの多重チャネルAOTFがビーム操作手段(21、・・・、24)として使用されることを特徴とする方法。
- 請求項35に記載の方法であって、前記多重チャネルAOTFの異なるチャネルに対する制御信号が互いに対して一定の位相合わせを有することを特徴とする方法。
- 請求項35に記載の方法であって、スイッチオンプロセス後の前記多重チャネルAOTFの異なるチャネルに対する制御信号が互いに対して一定の位相合わせを有することを特徴とする方法。
- 請求項24に記載の方法であって、空間的に隣接したチャネルに対する前記多重チャネルAOTFの励起信号が、90°+n×180°(nは整数)の相対位相距離を有することを特徴とする方法。
- 請求項24に記載の方法であって、結果として得られる画像が、それぞれ検出された前記検出サブビームから計算、生成、および示されて、測定タスクを解決するもののうち少なくとも1つであることを特徴とする方法。
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