JP7417523B2 - 無接触有向流体力学流の同時的撮像兼遂行方法、コンピュータプログラム製品、及び、コンピュータ可読格納媒体 - Google Patents
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Description
Weinert et al.: Phys. Chem. Chem. Phys., 2011,13, 9918-9928は、熱場による光学流体と生体分子の輸送に関係している。 そこでは、赤外光が試料に放射されて走査され、それによって試料に含まれる粒子の輸送が熱的に誘発される。 同時に、標本は別の独立した光ビーム経路で蛍光顕微鏡によってサンプリングされる。
Thalheim et al.: Optics in the Life Sciences Congress, vol. 10180, 31 January 2017 (2017-01-31)には、観察される液体試料で覆われたガラスカバースリップ上に堆積した Au粒子が、カバースリップに入射する電磁放射によって加熱されるセットアップが説明されている。 したがって、温度勾配が試料に間接的に導入される。 液体試料中のこれらの温度勾配によって引き起こされる輸送は、蛍光顕微鏡によって画像化される。
国際公開第WO2017/184741号は、ガラス板に取り付けられたAUナノ粒子を加熱することにより、サンプルに間接的に熱を導入する方法を開示している。
米国特許出願公開第2005/247866では、対物レンズが、例えばナノ粒子用の光トラップを生成するため、およびイメージングのために使用される装置が記載されている。
xmin=λ/(n*sinφ)
に従い調整することができる。
本好適実施形態に係る装置30は光源1、好ましくはレーザ光源を備えている。その光源と顕微鏡25との間には幾つかの器具、とりわけ参照符号2~11、33及び34付の器具を設けることができる。ここで述べた参照符号付きの器具は、規定ビーム直径を有するコヒーレント平行輻射をもたらすように設計することができる。何らかの付加的、補充的又は代替的装置を同手段向けに又は代えて設けてもよい。
手段2~11のうち何れかによる光ビームの操作の後段には、試料24の撮像及び操作双方のため顕微鏡25が設けられている。その光ビームを顕微鏡25の光路a)内に結合させるため、少なくとも1個の素子12が設けられている。この素子12は、光ビームを好適に反射させるが蛍光撮像に用いられる可視波長レジームでは透過させる、ダイクロイックミラーとするのが、望ましい。即ち、顕微鏡25に入る光ビームを素子12により方向転換させつつも、試料を撮像するのに必要な輻射がその素子12内を通過し顕微鏡25の対物系16に達するように、することができよう。
流体力学流の実際の動きは、その流体の流れで以て運ばれる粒子の運動により観測すればよい。本発明に係る流体の流動速度は、その流れにおける粒子の移動速度とすればよい。好ましいことに、その流れの方向が光ビーム移動の軌跡とは逆になる。
Claims (18)
- 試料(24)内の無接触有向流体力学流の同時的撮像兼遂行方法であって、
光源(14)によって提供される可視光を使用して、顕微鏡(25)の対物系(16)を介して試料(24)の蛍光イメージングを行い、
1000nmから0.1mmの範囲又は1300nmから0.05mmの範囲の波長を有する赤外レーザ(1)からのレーザービーム(26)によって、試料(24)の内部及び/又は表面を動的に加熱し、
光ビーム(26)を試料(24)の指定された位置に可変的に導くことにより、加熱される試料(24)の指定された位置を操作することにより、試料(24)内の熱パターンを変化させることにより、試料(24)内に流体力学的流れを誘発し、
赤外レーザ(1)の赤外線光を、加熱される試料(24)の指定位置を操作する手段(8)の下流にある顕微鏡(25)の光路に結合し、
赤外レーザ源(1)のビーム(26)を、顕微鏡(25)の対物系(16)を通して試料(24)に導き、
赤外線放射を単方向に複数回スキャンし、次に単方向スキャンを逆にすることにより、試料内に特定の周波数で振動流を誘導する、
方法。 - 請求項1に係る方法であって、
上記光ビーム(26)の焦点体積を、音響光デフレクタ、準静的ガルバノメータスキャナ、共鳴ガルバノメータスキャナ、又は、空間光変調器によって、上記試料(24)にてある経路沿いに動かすことを特徴とする方法。 - 請求項1又は2に係る方法であって、
上記光ビーム(26)の経路上にあるシャッタ手段(11)を閉ざすことで上記試料(24)の加熱を中断させ、ある明確規定温度にて流体力学流を蛍光撮像により観測することを特徴とする方法。 - 請求項1~3のうち一項に係る方法であって、
上記指定位置を、上記光ビーム(26)によりある経路又は軌跡に沿い反復的に動かすことを特徴とする方法。 - 請求項1~4のうち一項に係る方法であって、
加熱された特定の位置の軌道は、試料(24)全体にわたって均一な温度分布が達成されるように選択されることを特徴とする方法。 - 請求項1~5のうち一項に係る方法であって、
上記少なくとも1個の光源(1)で、上記試料(24)、伝熱粒子、及び/又は、その試料(24)内又は上の吸熱層のうち、少なくとも一つを加熱することを特徴とする方法。 - 請求項1~6のうち一項に係る方法であって、
固体プローブ粒子をプローブとして用いず上記試料を加熱することを特徴とする方法。 - 請求項1~7のうち一項に係る方法であって、
流れ付勢刺激に対する上記試料の応答を記録し、標本の物質特性及び/又は現象学的応答係数でありその標本の分類を助けうるものを推論しうるようにすることを、特徴とする方法。 - 請求項1~8のうち一項に係る方法であって、
振動流を使用して、標本を変更することなく、粘弾性物質の物質状態を調べることを特徴とする方法。 - 請求項1~9のうち一項に係る方法であって、
試料の第1の位置と第2の位置との間で熱を動的に変化させることにより、試料の流体の往復輸送又は振動を誘発することを特徴とする方法。 - 請求項1~10のうち一項に係る方法であって、
上記対物系(16)として浸漬対物系を用い、
上記対物系(16)と上記試料(24)との間に重水を浸漬液として用いることを特徴とする方法。 - 請求項1~11のうち一項に係る方法であって、
粒子追跡は、マーカの追跡によって実行され、マーカの軌跡のフーリエ解析が続く、ことを特徴とする方法。 - 請求項1~12のうち一項に係る方法であって、
上記試料(24)を一連の流れ場に供し、それによりその試料内の1個又は複数個の粒子を特定の行先に行かせることを特徴とする方法。 - 請求項1~13のうち一項に係る方法であって、
一通り又は複数通りの粒子位置の相対変化を、流れ場の各回適用後に求めることを特徴とする方法。 - 請求項1~14のうち一項に係る方法であって、
流れ場を適用することで、部分的又は全面的に位置特定された粒子に関し、空間的行先を連続的に又は離散的な時間ステップにて変化させることを特徴とする方法。 - 請求項1~15のうち一項に係る方法であって、
流れ場を計算し適用することで、少なくとも1個の粒子を所望経路に沿い動かすことを特徴とする方法。 - 命令群が備わるコンピュータプログラム製品であって、
そのプログラムがコンピュータによって実行されたときに、そのコンピュータが、
試料(24)の指定個所を操作する手段(8)を、その指定個所の所定軌跡に従い制御するステップと、
冷却装置(18)上での温度読出し値を受け取るステップと、
顕微鏡(25)から撮像データを受け取るステップと、
光源からパワー出力データを受け取るステップと、
上記冷却装置(18)の冷却強度及び光ビーム(26,28)の強度を、相互依存的に及び/又は試料(24)の撮像情報に応じ制御するステップと、
を有する請求項1~16のうち一項に係る方法を実行することとなるコンピュータプログラム製品。 - 命令群が備わるコンピュータ可読格納媒体であって、コンピュータによって実行されたときに、そのコンピュータが、
試料(24)の指定個所を操作する手段(8)を、その指定個所の所定軌跡に従い制御するステップと、
冷却装置(18)上での温度読出し値を受け取るステップと、
顕微鏡(25)から撮像データを受け取るステップと、
光源からパワー出力データを受け取るステップと、
上記冷却装置(18)の冷却強度及び光ビーム(26,28)の強度を、相互依存的に及び/又は試料(24)の撮像情報に応じ制御するステップと、
を有する請求項1~16のうち一項に係る方法を実行することとなるコンピュータ可読格納媒体。
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