JP4184228B2 - Fluorescence lifetime measuring device - Google Patents
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Description
本発明は、試料に励起光を照射し、励起した試料が励起状態から基底状態に遷移する間に発する蛍光を測定し、蛍光寿命を算出する蛍光寿命測定装置に関するものである。 The present invention relates to a fluorescence lifetime measuring apparatus that irradiates a sample with excitation light, measures fluorescence emitted while the excited sample transitions from an excited state to a ground state, and calculates a fluorescence lifetime.
近年、生物化学分野におけるゲノム、DNA、遺伝子、タンパク質分子等の構造解析、また、環境変化に対する応答解析を調べる上で、走査型蛍光顕微鏡による蛍光観察が有効な手段となっている。その中において、蛍光寿命の測定は、蛍光色素濃度に無関係であること、また蛍光波長が分離できないような試料においてもその違いが観察できるなどの多くの利点を有している。本発明にかかる蛍光寿命の測定は、励起光を観察対象に照射し、観察対象から放出される蛍光光子を測定し、測定した蛍光光子にもとづいて蛍光寿命を算出するものである。従来は、全試料中を励起光により一様に走査し、観察対象の有無に係わりなく蛍光寿命を算出し、蛍光寿命の分布画像を作成していた。蛍光寿命の算出には多大な時間がかかるため、蛍光寿命の算出を高効率に行う方法が提示されている(特許文献1参照)。 In recent years, fluorescence observation by a scanning fluorescence microscope has become an effective means for examining structural analysis of genomes, DNAs, genes, protein molecules, and the like in the field of biochemistry and analysis of responses to environmental changes. Among them, the measurement of the fluorescence lifetime has many advantages such that it is independent of the concentration of the fluorescent dye and that the difference can be observed even in a sample where the fluorescence wavelength cannot be separated. The measurement of the fluorescence lifetime according to the present invention is to irradiate the observation object with the excitation light, measure the fluorescence photons emitted from the observation object, and calculate the fluorescence lifetime based on the measured fluorescence photons. Conventionally, the entire sample was scanned uniformly with excitation light, the fluorescence lifetime was calculated regardless of the presence or absence of the observation target, and a fluorescence lifetime distribution image was created. Since it takes a long time to calculate the fluorescence lifetime, a method for calculating the fluorescence lifetime with high efficiency has been proposed (see Patent Document 1).
しかしながら、試料の全体を一様に励起光により照射し、蛍光寿命を算出することは、観察対象外の領域の蛍光寿命を算出することになり、このような励起光の照射は、時間の浪費になるばかりでなく、励起光源の寿命を縮め、また試料への不必要な損傷を招くという問題点があった。 However, irradiating the entire sample uniformly with excitation light and calculating the fluorescence lifetime results in calculation of the fluorescence lifetime of a region outside the observation target. Such excitation light irradiation is a waste of time. In addition to this, there are problems that the life of the excitation light source is shortened and unnecessary damage to the sample is caused.
特に、蛍光光子数を複数の時間帯で測定し、蛍光寿命を算出する方法(以下、時間ゲート法と称す。)においては、1つの蛍光寿命の分布画像を作成するために数十秒から数分という長時間を要する場合もあり、観察対象が短時間に移動する場合や、観察対象自体の蛍光寿命が変化したりする場合に蛍光寿命の分布画像の作成が迅速に対応できず、蛍光寿命の経時変化が観察できないという問題点があった。 In particular, in a method for calculating the fluorescence lifetime by measuring the number of fluorescence photons in a plurality of time zones (hereinafter referred to as a time gate method), several tens of seconds to several seconds are required to create one fluorescence lifetime distribution image. In some cases, it may take a long time, so when the observation object moves in a short time or when the fluorescence life of the observation object itself changes, the creation of a fluorescence life distribution image cannot be handled quickly, and the fluorescence life There was a problem that the change with time cannot be observed.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、簡易な方法により短時間に蛍光寿命の分布画像を取得できる蛍光寿命測定装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a fluorescence lifetime measuring apparatus capable of acquiring a fluorescence lifetime distribution image in a short time by a simple method.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項1にかかる蛍光寿命測定装置は、試料に励起光を照射し、該試料が励起状態から基底状態に遷移する間に発する蛍光光子を複数の時間帯において測定し、該複数の時間帯で測定した蛍光光子から蛍光寿命を算出する蛍光寿命測定装置において、前記試料に照射する励起光の走査を制御する励起光制御手段と、前記励起光の走査領域を特定する領域特定手段と、前記領域特定手段によって特定された走査領域からの蛍光光子をもとに前記蛍光寿命を算出する蛍光寿命算出手段と、前記励起光制御手段が前記励起光を前記試料広域に照射し、この照射によって発する蛍光をもとに前記領域特定手段が蛍光寿命を算出する領域を特定し、前記励起光制御手段がこの特定した領域のみに励起光を照射し、前記蛍光寿命算出手段がこの照射した領域から放出される蛍光光子を測定し、この測定した蛍光光子にもとづいて蛍光寿命を算出させる制御を行う制御手段と、を備えたことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a fluorescence lifetime measuring apparatus according to claim 1 irradiates a sample with excitation light, and generates fluorescent photons generated while the sample transitions from an excited state to a ground state. In a fluorescence lifetime measuring apparatus that measures in a plurality of time zones and calculates a fluorescence lifetime from fluorescence photons measured in the plurality of time zones, an excitation light control unit that controls scanning of excitation light irradiated on the sample, and the excitation A region specifying unit for specifying a scanning region of light, a fluorescence lifetime calculating unit for calculating the fluorescence lifetime based on fluorescent photons from the scanning region specified by the region specifying unit, and the excitation light control unit The light is irradiated over a wide area of the sample, the region specifying unit specifies a region for calculating the fluorescence lifetime based on the fluorescence emitted by the irradiation, and the excitation light control unit applies the excitation light only to the specified region. And a control means for controlling the fluorescence lifetime to be calculated based on the measured fluorescence photons by the fluorescence lifetime calculation means measuring the fluorescence photons emitted from the irradiated region. To do.
この請求項1の発明によれば、励起光を試料広域に走査させ、蛍光を発する領域を検知し、検知した領域にもとづいて蛍光寿命を算出する領域を特定し、この特定した領域のみに蛍光寿命算出のための励起光を照射し、短時間に蛍光寿命の分布画像が取得できる。 According to the first aspect of the present invention, the excitation light is scanned over a wide area of the sample, the region emitting fluorescence is detected, the region for calculating the fluorescence lifetime is specified based on the detected region, and the fluorescence is applied only to the specified region. By irradiating excitation light for lifetime calculation, a fluorescence lifetime distribution image can be acquired in a short time.
また、請求項2にかかる蛍光寿命測定装置は、上記発明において、前記領域特定手段は、前記励起光によって蛍光を発する領域を前記走査領域として特定することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the fluorescence lifetime measuring apparatus according to the present invention, the region specifying unit specifies a region that emits fluorescence by the excitation light as the scanning region.
また、請求項3にかかる蛍光寿命測定装置は、上記発明において、前記領域特定手段は、前記励起光によって所定強度の蛍光を発する領域を前記走査領域として特定することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the above-described invention, the region specifying unit specifies a region that emits fluorescence of a predetermined intensity by the excitation light as the scanning region.
また、請求項4にかかる蛍光寿命測定装置は、上記発明において、前記領域特定手段は、前記励起光によって所定強度と所定面積の蛍光を発する領域を前記走査領域として特定することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the fluorescence lifetime measuring apparatus according to the above invention, the region specifying unit specifies a region that emits fluorescence having a predetermined intensity and a predetermined area by the excitation light as the scanning region.
また、請求項5にかかる蛍光寿命測定装置は、上記発明において、前記領域特定手段は、前記励起光によって蛍光を発する領域の少なくとも一部分を含む矩形状領域を前記走査領域として特定することを特徴とする。 In addition, the fluorescence lifetime measuring apparatus according to claim 5 is characterized in that, in the above invention, the region specifying means specifies a rectangular region including at least a part of a region emitting fluorescence by the excitation light as the scanning region. To do.
本発明にかかる蛍光寿命測定装置は、励起光を試料広域に走査させ、蛍光を発する領域を検知し、検知した領域にもとづいて蛍光寿命を算出する領域を特定し、この特定した領域のみに蛍光寿命算出のための励起光を照射し、短時間に蛍光寿命の分布画像が取得できるという効果を奏する。 The fluorescence lifetime measuring apparatus according to the present invention scans excitation light over a wide area of a sample, detects a region emitting fluorescence, specifies a region for calculating a fluorescence lifetime based on the detected region, and detects fluorescence only in the specified region. There is an effect that the excitation light for the lifetime calculation is irradiated and a distribution image of the fluorescence lifetime can be acquired in a short time.
(実施の形態)
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる蛍光寿命測定装置の実施の形態を詳細に説明する。
(Embodiment)
Embodiments of a fluorescence lifetime measuring apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、この発明の実施の形態である蛍光寿命測定装置1の構成概要を示すブロック図である。制御部2からの制御信号により、レーザ光源3からパルス状、正弦波状、または連続な励起光が発振され、コリメータレンズ4とNDフィルタ5とを順次介し、ダイクロイックミラー6に入射する。ダイクロイックミラー6は、励起光の波長成分の光を反射し、蛍光の波長成分の光を透過するため、励起光はダイクロイックミラー6により反射され、ガルバノミラーユニット7に入射する。ガルバノミラ−ユニット7は、制御部2からの制御信号により、1対のミラーを可変に制御し入射した励起光を試料14上の所定面を走査させる機能を有している。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a fluorescence lifetime measuring apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. In response to a control signal from the
ガルバノミラーユニット7に入射した励起光は、所定の光路に制御されて出射し、瞳投影レンズ8を介して反射ミラー9で反射される。反射ミラー9で反射した励起光は、観察鏡筒10と結像レンズ11とハーフミラー12と対物レンズ13とを順次介し、試料14に集光する。ハーフミラー12は、観察用照明ユニット15からの照明光を反射させて試料14を照明し、観察鏡筒10から試料14を目視観察できるようにしている。
The excitation light that has entered the
試料14に集光した励起光により試料14は励起され、励起状態から基底状態に遷移する間に試料14は蛍光を発する。試料14から発した蛍光は、励起光が通る光路と同じ光路をダイクロイックミラー6まで逆行し、ダイクロイックミラー6を透過し、集光レンズ16とピンホール17と吸収フィルタ18とを順次介して光検出器19に入射する。
The
時間ゲート法では、前記励起光は、一般に低速繰返しのパルス波であり、光検出器19に入射した蛍光は電気信号に変換され、複数の時間帯に設定された複数の時間ゲートからなるゲート回路20を介して、前記複数の時間ゲートに対応した複数のカウンタからなるカウンタ21により、それぞれ前記電気信号を蛍光光子数としてカウントする。カウントされた蛍光光子数は制御部2に出力される。制御部2は入力した蛍光光子数と蛍光光子数をカウントした複数の時間帯とにもとづいて蛍光寿命の算出を行い、算出した蛍光寿命を表示装置22に出力し、表示装置22は、入力した蛍光寿命にもとづいて蛍光寿命の分布画像を表示する。
In the time gate method, the excitation light is generally a low-speed repetitive pulse wave, and the fluorescence incident on the
図2は、制御部2の詳細を示す概要構成ブロック図である。制御部2は、蛍光寿命算出制御部2Aと、励起光制御部2Bと、蛍光画像取得部2Cと、領域特定部2Dと、蛍光寿命算出部2Eとを有している。
FIG. 2 is a schematic configuration block diagram showing details of the
蛍光寿命算出制御部2Aは、励起光制御部2Bを制御して励起光の出射タイミングを制御し、蛍光寿命算出部2Eを制御して蛍光寿命の算出タイミングを制御するとともに、蛍光寿命算出部2Eが算出した蛍光寿命を入力し、表示装置22に出力する。励起光制御部2Bは、レーザ光源3を制御して励起光であるレーザ光の出射を制御し、ガルバノミラーユニット7を制御して励起光の走査を制御するとともに、励起光の走査を制御している制御信号を蛍光画像取得部2Cに出力する。
The fluorescence lifetime
蛍光寿命算出部2Eは、ゲート回路20を制御して複数の時間ゲートを制御するとともに、カウンタ21から蛍光光子数を入力して蛍光寿命を算出し、算出した蛍光寿命を蛍光寿命算出制御部2Aに出力する。
The fluorescence
蛍光画像取得部2Cは、光検出器19が蛍光から電気信号に変換した電気信号と励起光制御部2Bが励起光の走査制御を行う制御信号とを入力し、2次元の蛍光画像を作成し、作成した2次元の蛍光画像を領域特定部2Dに出力する。領域特定部2Dは、入力した2次元の蛍光画像から蛍光寿命を算出すべき領域を特定し、特定した領域を蛍光寿命算出制御部2Aに出力する。
The fluorescence
まず、蛍光寿命算出制御部2Aは、励起光制御部2Bに指示出力すると、励起光制御部2Bはレ−ザ光源3とガルバノミラーユニット7とに制御信号を出力し、レーザ光源3からは励起光であるレーザ光が発振され、ガルバノミラーユニット7は、励起光が試料14の広域を走査するように励起光を制御する。この動作時の励起光は、連続光、もしくは高速繰返しのパルス光、および/または高パルス波高値の励起光であることが望ましい。
First, when the fluorescence lifetime
励起光が試料14の広域を走査することによって、蛍光物質が存在する領域から蛍光が発せられ、蛍光は、励起光が通る光路と同じ光路を逆行してダイクロイックミラー6を透過し、光検出器19に到達する。光検出器19は、到達した蛍光をその蛍光強度に対応する電気信号に変換し、電気信号を蛍光画像取得部2Cに出力する。
When the excitation light scans a wide area of the
蛍光画像取得部2Cは、光検出器19からの電気信号と、励起光制御部2Bからの励起光の走査制御を行う制御信号とを入力し、励起光が試料14の広域を走査した領域の2次元の蛍光画像を作成し、領域特定部2Dに出力する。領域特定部2Dは、入力した2次元画像から所定強度と所定面積とを満たす領域を特定し、この特定した領域を蛍光寿命算出制御部2Aに出力する。ここまでの過程は、全画面の全ての点について蛍光寿命を算出する時間に比較して桁違いに速い速度で実行することができる。
The fluorescence
図3は、励起光が試料広域30を走査する様子を示した図であり、この時点では、蛍光寿命の算出対象である核31A,31B,31Cとそれらを内包する蛍光寿命の算出対象外である細胞25A,25B,25Cの存在とその存在領域は分らない。従来、核31A,31B,31Cの存在領域に係わらず試料広域30の全域に対して蛍光寿命の算出を行っていたため、蛍光寿命の分布画像を得るために多大な時間を要していた。
FIG. 3 is a diagram showing how the excitation light scans the sample
図4は、蛍光画像取得部2Cが作成した2次元の蛍光画像を示している。この2次元の蛍光画像は、細胞25A,25B,25Cと内包される核31A,31B,31Cとの存在とその存在領域とを示している。蛍光画像取得部2Cは、作成した2次元の蛍光画像を領域特定部2Dに出力する。領域特定部2Dは、入力した2次元の蛍光画像を蛍光強度とその蛍光強度を満たす面積とにより選別し、核31A,31B,31Cを蛍光寿命の算出対象として特定し、その位置と領域とを蛍光寿命算出制御部2Aに出力する。2次元の蛍光画像には、蛍光を発する細胞25A,25B,25Cも示されているが、これらは、所定の蛍光強度を満たさないことにより、蛍光寿命の算出の対象外としている。
FIG. 4 shows a two-dimensional fluorescence image created by the fluorescence
蛍光寿命算出制御部2Aは、核31A,31B,31Cの領域にのみ励起光を照射し、蛍光寿命の算出を行うこととする。時間ゲート法による蛍光寿命の算出において励起光の照射は、上述の蛍光画像を取得するための照射方法と異なり、比較的低波高値のパルス光で、繰返し間隔の長い励起光を同じ点に相当数の所定回数照射する必要がある。この照射によって放出された蛍光光子数にもとづいて蛍光寿命の算出を行う。したがって、まず、蛍光寿命算出制御部2Aは、蛍光寿命の算出のために核31Aの所定の点に励起光を照射するよう励起光制御部2Bに指示出力し、励起光制御部2Bは、レ−ザ光源3とガルバノミラーユニット7とに制御信号を出力し、レーザ光源から発振した励起光は核31Aの所定の点を照射する。
The fluorescence lifetime
励起光が照射された核31Aの所定の点から発した蛍光は、光検出器19まで到達し、光検出器19により、蛍光が電気信号に変換され、変換された電気信号は、ゲート回路20とカウンタ21とを順次介することにより、設定された時間ゲートに入射した蛍光光子数がカウントされ、蛍光寿命算出部2Eに出力される。核31Aの所定の点に対する励起光の照射と蛍光光子数のカウントとを所定回繰り返し、蛍光寿命算出部2Eは、設定された時間ゲートに入射した蛍光光子数にもとづいて蛍光寿命の算出を行う。
The fluorescence emitted from a predetermined point of the
核31Aの所定の点の蛍光寿命が算出されると蛍光寿命算出部2Eは、算出された蛍光寿命を蛍光寿命算出制御部2Aに出力し、蛍光寿命算出制御部2Aは、核31Aの所定の点の算出された蛍光寿命とその点の情報を表示装置22に出力するとともに、核31Aの次の所定の点の蛍光寿命の算出のために上述と同様な指示出力を励起光制御部2Bに対して行う。このようにして、核31A全体の蛍光寿命の算出が終了したならば、蛍光寿命算出制御部2Aは、核31B全体の蛍光寿命の算出を行うよう励起光制御部2Bに指示出力を行い、核31B全体の蛍光寿命の算出が終了したならば、同様に核31C全体の蛍光寿命の算出を行うよう励起光制御部2Bに指示出力を行う。
When the fluorescence lifetime of a predetermined point of the
図5は、蛍光寿命の算出対象である核31Aに励起光を照射し、核31Aの蛍光寿命の算出が終了次第、順次核31B,31Cに対して励起光の照射と蛍光寿命の算出とを行い、さらに、核31Cの蛍光寿命の算出が終了次第、再び核31Aの蛍光寿命の算出を行うことを示している。
FIG. 5 shows that the excitation light is irradiated to the
このようにして蛍光寿命算出制御部2Aは、核31A,31B,31C全体の蛍光寿命を入力するとともに、入力した蛍光寿命と位置の情報を表示装置22に出力する。表示装置22は、入力した蛍光寿命とその位置の情報にもとづいて、蛍光寿命の分布画像を作成して表示する。図6は、表示装置22が表示した蛍光寿命の分布画像を示している。核31A,31B,31Cに異なる蛍光寿命の成分が存在していることが分かる。さらに、上述したように、表示装置22には全画面に対して、非常に限られた範囲にある核31A,31B,31Cの蛍光寿命とその位置情報とが入力され、核31A,31B,31Cの蛍光寿命の分布画像は、極めて高速に形成されるので、繰返し測定によりその蛍光寿命の比較的早い経時変化も表示できる。核31A,31B,31Cの領域が移動するような場合は、核31Cの蛍光寿命の算出が終了した時点で、試料広域30の励起光の走査を行い領域の特定を再度行い、核31A,31B,31Cの領域の移動に追随して蛍光寿命の分布画像を表示するようにしてもよい。
In this way, the fluorescence lifetime
励起光は、蛍光寿命の算出対象外の領域をスキップし照射しているため、不必要な照射が避けられ、短時間に蛍光寿命分布が作成できるのみならず、不必要な励起光の照射が抑制できレーザ光源の寿命を延ばすこともできる。上述の実施の形態では、蛍光寿命の算出の順を核31A,31B,31Cとしたが、観察の重要度に対応して、あるいは技術的な難易度に対応してこれらの順を入れ替えてもよい。
Excitation light is emitted by skipping areas that are not subject to calculation of fluorescence lifetime, so unnecessary irradiation can be avoided and not only can a fluorescence lifetime distribution be created in a short time, but also irradiation of unnecessary excitation light. The life of the laser light source can be extended. In the above-described embodiment, the order of calculation of the fluorescence lifetime is set to the
図7は、蛍光寿命の分布画像を取得するまでの動作を説明するフローチャートである。まず、励起光制御部2Bは、励起光を制御して試料広域30を走査させる(ステップS101)。次に、この励起光の走査によって蛍光画像取得部2Cは、2次元の蛍光画像を取得する(ステップS102)。次に、領域特定部2Dは、入力した2次元の蛍光画像に所定の蛍光強度を有する領域が有るかを判断する(ステップS103)。所定強度を満たす部分が無ければ(ステップS103,No)、蛍光寿命の算出対象が存在しないと判断し、再び励起光による試料広域30の走査を行う(ステップS101)。この場合、所定強度を変化させることにより、蛍光寿命の算出対象を選別することができる。所定強度を満たす部分が有れば(ステップS103,Yes)、次に、所定面積を満たしているかを判断する(ステップS104)。所定面積を満たす部分が無ければ(ステップS104,No)、蛍光寿命の算出対象が存在しないと判断し、再び励起光による試料広域30の走査を行う(ステップS101)。この所定面積を基準にすることで、ノイズや迷光による単なる輝点を除去できる。また、逆に、この判断(ステップS104)を除くことにより、新たな蛍光寿命の算出領域を発見することもできる。
FIG. 7 is a flowchart for explaining the operation until a fluorescence lifetime distribution image is acquired. First, the excitation
所定面積を満たす部分が有れば(ステップS104,Yes)、蛍光寿命の算出対象が存在すると判断し、領域特定部2Dは蛍光寿命の算出領域を特定する(ステップS105)。次に、蛍光寿命算出制御部2Aは、領域特定部2Dが特定した領域のみの蛍光寿命の算出を行うため、励起光制御部2Bに励起光の照射を指示出力し、励起光制御部2Bは、特定領域に励起光を照射する(ステップS106)。特定領域から発した蛍光にもとづいて蛍光寿命算出部2Eは、蛍光寿命の算出を行い、蛍光寿命算出制御部2Aに出力する(ステップS107)。蛍光寿命算出制御部2Aは、入力した蛍光寿命とその位置を表示装置22に出力し(ステップS108)、表示装置22は、蛍光寿命と位置とにもとづいて蛍光寿命の分布画像を表示する(ステップS109)。さらに、蛍光寿命の分布画像を表示した(ステップS109)後、蛍光寿命の算出対象の経時変化を観察するため、特定領域に励起光を照射する(ステップS106)動作に戻るようにする。また、蛍光寿命の算出対象の移動に対応するために、特定領域に励起光を照射する(ステップS106)と励起光による試料広域30の走査(ステップS101)とを組み合わせるようにさせると、蛍光寿命の算出対象の経時変化と移動との両方が観察できる。
If there is a portion satisfying the predetermined area (Yes in step S104), it is determined that there is a fluorescence lifetime calculation target, and the
上述の実施の形態では、領域特定部2Dは、所定の基準として蛍光強度等にもとづいて領域を特定したが、観察状況に応じて、または技術上の観点に応じて変化させることが可能である。図8は、領域特定部2Dが、核31Aを含む矩形状領域を特定領域32Aとしていることを示している。これは、核31Aの形状が扁平であった場合、不規則な形状に沿って励起光を照射し、走査することにより不要な技術的過程を増やさずに、より簡易に蛍光寿命の分布画像を取得するためである。
In the above-described embodiment, the
図9は、核31Aのみならず細胞25A全体を含む矩形状に領域33Aを特定した場合を示している。このようにすると、細胞25Aと核31Aとの対比をも見ることができからである。
FIG. 9 shows a case where the
図10は、核31Aに所定のマージンを含んだ領域34Aを特定した場合を示している。このようにすると、核31Aの領域が経時的に微妙に変化する場合にも対応することができるからである。
FIG. 10 shows a case where a
なお、上述の実施の形態では、領域特定部2Dは、所定の基準を用いて領域を自動的に特定するようにしていたが、蛍光画像取得部2Cが作成した2次元の蛍光画像を観察者が観察することにより、観察者が領域を特定するようにしてもよい。観察者の個々の要求に応じることができるからである。また、この実施の形態は、時間ゲート法で説明したが、本発明はすべての蛍光寿命の測定に有効であることは自明である。
In the above-described embodiment, the
1 蛍光寿命測定装置
2 制御部
2A 蛍光寿命算出制御部
2B 励起光制御部
2C 蛍光画像取得部
2D 領域特定部
2E 蛍光寿命算出部
3 レーザ光源
4 コリメータレンズ
5 NDフィルタ
6 ダイクロイックミラー
7 ガルバノミラーユニット
8 瞳投影レンズ
9 反射ミラー
10 観察鏡筒
11 結像レンズ
12 ハーフミラー
13 対物レンズ
14 試料
15 観察用照明ユニット
16 集光レンズ
17 ピンホール
18 吸収フィルタ
19 光検出器
20 ゲート回路
21 カウンタ
22 表示装置
25A,25B,25C 細胞
30 試料広域
31A,31B,31C 核
32A,33A,34A 特定領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fluorescence
Claims (4)
前記試料に照射する励起光の走査を制御する励起光制御手段と、
前記励起光の走査領域を特定する領域特定手段と、
前記領域特定手段によって特定された走査領域内の複数の測定位置である励起光照射位置からの蛍光光子をもとに前記それぞれの励起光照射位置での前記蛍光寿命を算出する蛍光寿命算出手段と、
前記励起光制御手段が前記励起光を前記試料に対して広域に照射し、この照射によって発する蛍光をもとに前記領域特定手段が蛍光寿命を算出する領域を特定し、前記励起光制御手段がこの特定した領域内の測定位置である励起光照射位置のみに励起光を照射し、前記蛍光寿命算出手段がこの照射した位置から放出される蛍光光子を前記各励起光照射位置で測定し、この測定した蛍光光子にもとづいて前記各励起光照射位置の蛍光寿命を算出させる制御を行う制御手段と、
算出された前記各励起光照射位置の蛍光寿命を、二次元の分布画像として表示する表示手段と、
を備え、前記領域特定手段は、前記励起光によって所定強度の蛍光を発する領域を前記走査領域として特定することを特徴とする蛍光寿命測定装置。 In a fluorescence lifetime measuring apparatus that irradiates a sample with excitation light, measures a fluorescence photon emitted while the sample transitions from an excited state to a ground state, and calculates a fluorescence lifetime from the measured fluorescence photon.
Excitation light control means for controlling scanning of excitation light applied to the sample;
Area specifying means for specifying a scanning area of the excitation light;
Fluorescence lifetime calculating means for calculating the fluorescence lifetime at each excitation light irradiation position based on fluorescence photons from the excitation light irradiation position which are a plurality of measurement positions within the scanning region specified by the area specifying means; ,
The excitation light control unit irradiates the sample with the excitation light over a wide area, the region specifying unit specifies a region where the fluorescence lifetime is calculated based on the fluorescence emitted by the irradiation, and the excitation light control unit Only the excitation light irradiation position, which is the measurement position in the specified region, is irradiated with excitation light, and the fluorescence lifetime calculating means measures the fluorescence photons emitted from the irradiated position at each excitation light irradiation position. Control means for performing control to calculate the fluorescence lifetime of each excitation light irradiation position based on the measured fluorescence photons;
Display means for displaying the calculated fluorescence lifetime of each excitation light irradiation position as a two-dimensional distribution image;
The region specifying means specifies, as the scanning region, a region that emits fluorescence having a predetermined intensity by the excitation light.
記走査領域として特定することを特徴とする請求項1に記載の蛍光寿命測定装置。 The fluorescence lifetime measuring apparatus according to claim 1, wherein the region specifying unit specifies a region that emits fluorescence having a predetermined intensity and a predetermined area by the excitation light as the scanning region.
矩形状領域を前記走査領域として特定することを特徴とする請求項1または2に記載の蛍光寿命測定装置。 The fluorescence lifetime measuring apparatus according to claim 1, wherein the region specifying unit specifies a rectangular region including at least a part of a region that emits fluorescence by the excitation light as the scanning region.
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