JPH09210907A - Scanning fluorescent sensing device - Google Patents

Scanning fluorescent sensing device

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Publication number
JPH09210907A
JPH09210907A JP8020124A JP2012496A JPH09210907A JP H09210907 A JPH09210907 A JP H09210907A JP 8020124 A JP8020124 A JP 8020124A JP 2012496 A JP2012496 A JP 2012496A JP H09210907 A JPH09210907 A JP H09210907A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
distribution
photoelectron
fluorescence
wave height
sample
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
JP8020124A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hisanobu Takamoto
尚宜 高本
Shinji Osuga
慎二 大須賀
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.)
Bunshi Biophotonics Kenkyusho KK
Original Assignee
Bunshi Biophotonics Kenkyusho KK
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Filing date
Publication date
Application filed by Bunshi Biophotonics Kenkyusho KK filed Critical Bunshi Biophotonics Kenkyusho KK
Priority to JP8020124A priority Critical patent/JPH09210907A/en
Publication of JPH09210907A publication Critical patent/JPH09210907A/en
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  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
  • Microscoopes, Condenser (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately measure quickly the distribution of fluorescent beams emitted by a fluorescent substance contained in a specimen by solving both problems of the pulse pair resolution of a photo-sensor and the quantum noise. SOLUTION: When an exciting light is cast onto a specimen 6 to be scanned by a scanning mechanism 84, a fluorescent beam is emitted and fed to a photo- sensor 10, and photo-electrons in the number in compliance with the photo-electron number distribution according to the light quantity are emitted, and a multiplexed current signal is emitted. The current signal is integrated for a certain time by an integrator 20 to be converted into a voltage signal, which is converted into digital values by an A/D converter 50, and the wave-height distribution of voltage signals is prepared by a histo-memory 60 for each irradiating position. The photo-electron number distribution in case the photo-sensor 10 receives fluorescent beam is presumed for each irradiating position and the light quantity of the fluorescent beam is determined on the basis of the crest distribution for each position, single photo-electron event crest distribution, and k-photo-electron event crest distribution, and the light quantity distribution of the fluorescent beam on the specimen 86 is determined.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば生化学等の
分野において、励起光で励起された試料から発生する蛍
光の光量を、励起光または試料を走査しながら測定し
て、その試料中の蛍光分子数の分布を定量測定する走査
型蛍光検出装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the field of biochemistry, for example, by measuring the amount of fluorescence emitted from a sample excited by excitation light while scanning the excitation light or the sample, and measuring The present invention relates to a scanning fluorescence detection device that quantitatively measures the distribution of the number of fluorescent molecules.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、走査手段を利用して試料中の
蛍光物質(或いは、蛍光分子)の分布を定量測定する装
置として、レーザ顕微鏡、フローサイトメトリー、キャ
ピラリ電気泳動、光プローブ顕微鏡などが、様々な分野
で幅広く活用されている。このような走査型蛍光検出装
置は、走査手段を有しており、試料中の蛍光物質を励起
するための励起光を走査したり、励起光を出力する励起
光源を走査したり、あるいは、試料を走査したりしてい
る。このような走査手段と試料から発生した蛍光を検出
する手段とを組み合わせて、試料の蛍光発生分布、ある
いは、走査に対する時間的な蛍光光量変化を計測する。
2. Description of the Related Art Conventionally, laser microscopes, flow cytometry, capillary electrophoresis, optical probe microscopes, etc. have been used as devices for quantitatively measuring the distribution of fluorescent substances (or fluorescent molecules) in a sample using a scanning means. , Is widely used in various fields. Such a scanning fluorescence detection device has a scanning means, scans the excitation light for exciting the fluorescent substance in the sample, scans the excitation light source that outputs the excitation light, or the sample I am scanning. By combining such a scanning means and a means for detecting the fluorescence generated from the sample, the fluorescence generation distribution of the sample or the change in the fluorescent light amount over time with respect to the scanning is measured.

【0003】このような走査手段を有する蛍光検出装置
では、蛍光発生分布を求めようとする試料の走査範囲
と、その走査範囲全体について蛍光発生分布を測定する
に要する走査時間との兼ね合いが問題となる。すなわ
ち、広い走査範囲を短い走査時間で測定することが望ま
れるのであるが、両者は相反するものであるので、走査
範囲と走査時間とは適当な処で妥協する必要がある。
In the fluorescence detection device having such a scanning means, there is a problem in that the scanning range of the sample for which the fluorescence generation distribution is to be obtained and the scanning time required for measuring the fluorescence generation distribution over the entire scanning range are in balance. Become. That is, it is desired to measure a wide scanning range with a short scanning time, but since the two are contradictory, it is necessary to compromise the scanning range and the scanning time at appropriate points.

【0004】例えば、レーザ顕微鏡の場合、レーザ光走
査により試料の各位置から発生した蛍光を測定して蛍光
発生分布を表す画像を構成する。その画像の1画素あた
りの蛍光測定時間は、1μ秒ないし10μ秒程度であり
短い。このことは、走査範囲全体を走査する時間を考慮
すると、効率の悪い蛍光検出を行なっていることにな
る。
For example, in the case of a laser microscope, the fluorescence generated from each position of the sample is measured by scanning the laser light to construct an image showing the fluorescence generation distribution. The fluorescence measurement time per pixel of the image is about 1 μsec to 10 μsec, which is short. This means that fluorescent detection is performed inefficiently in consideration of the time taken to scan the entire scanning range.

【0005】特に、蛍光が微弱である場合には、1画素
あたりのS/N比が悪くなって大きな問題となる。光検
出器で蛍光を直流的に検出する場合には、S/N比が極
めて悪くなるので、蛍光の光量を測定することができな
い。そこで、S/N比を改善するために、入射する個々
の光子に対応して光検出器から出力されるパルスの個数
を計数する、いわゆる光子計数法によって蛍光を測定す
ることが行なわれている。この光子計数法による蛍光測
定であっても、1画素あたりの蛍光検出時間が短いこと
から、S/N比の改善の為に走査を多数回行なって蛍光
分布を測定する。
Particularly, when the fluorescence is weak, the S / N ratio per pixel becomes poor, which is a serious problem. When fluorescence is detected by a photodetector in a direct current manner, the S / N ratio is extremely deteriorated, and thus the amount of fluorescence light cannot be measured. Therefore, in order to improve the S / N ratio, fluorescence is measured by a so-called photon counting method, which counts the number of pulses output from the photodetector corresponding to each incident photon. . Even in the fluorescence measurement by the photon counting method, since the fluorescence detection time per pixel is short, the fluorescence distribution is measured by performing scanning many times in order to improve the S / N ratio.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、このようにし
ても、試料から発生する蛍光が微弱である場合には依然
として以下のような問題点がある。
However, even in this case, when the fluorescence emitted from the sample is weak, the following problems still remain.

【0007】光子計数法による光量測定においては、光
検出器の特性であるパルスペア分解能が問題となる。す
なわち、略同時刻に或いは短い時間間隔で連続して2個
以上の光子が光検出器に入射したにも拘らず、その光検
出器から1個のパルスしか出力されないことがある。こ
のことは、入射した2個以上の光子について1個としか
計数しないので数え落としが生じ、入射した光束の光量
を正確に測定することができないことを意味する。この
現象は、光量の大きい励起光が試料に照射されて光量の
大きい蛍光が発生した場合に発生し易い。
In the light quantity measurement by the photon counting method, the pulse pair resolution which is a characteristic of the photodetector becomes a problem. That is, even if two or more photons are continuously incident on the photodetector at approximately the same time or at short time intervals, the photodetector may output only one pulse. This means that two or more incident photons are counted as only one, and counting is therefore lost, so that the amount of incident light cannot be accurately measured. This phenomenon is likely to occur when the sample is irradiated with excitation light having a large amount of light and fluorescence having a large amount of light is generated.

【0008】このような入射した光子の数え落としが生
じないようにするには、励起光光量を小さくして蛍光光
量を小さくすればよい。しかし、蛍光光量が小さくなる
と、今度は、光検出器が蛍光を検出する確率が低くなっ
て、また、蛍光検出時間が短いことにも因って、光検出
器で得られる測定値は量子ノイズに埋もれて、S/N比
が悪くなる。そして、この量子ノイズの影響を低減して
S/N比を改善する為には、長時間かけて走査回数を増
やす必要がある。
In order to prevent such counting of incident photons from occurring, the amount of excitation light and the amount of fluorescent light may be reduced. However, when the amount of fluorescent light becomes smaller, the probability that the photodetector will detect fluorescence is now lower, and because the fluorescence detection time is short, the measured value obtained by the photodetector becomes a quantum noise. And the S / N ratio deteriorates. Then, in order to reduce the influence of this quantum noise and improve the S / N ratio, it is necessary to increase the number of scans over a long period of time.

【0009】以上のように、試料の走査範囲全体の蛍光
発生分布を短時間に測定する為に1画素あたりの蛍光測
定を極めて短い時間に行なうことが望まれる走査型蛍光
検出装置にあっては、励起光光量が大きければ光検出器
のパルスペア分解能の問題が発生し、一方、励起光光量
が小さければ量子ノイズの問題が発生する。パルスペア
分解能および量子ノイズそれぞれの問題を考慮して、適
当な処で妥協して励起光光量を決定する必要がある。し
かし、その適切な励起光光量の決定は困難であり、ま
た、妥協して決定した励起光光量であってもパルスペア
分解能および量子ノイズそれぞれの問題は依然として存
在する。
As described above, in order to measure the fluorescence generation distribution of the entire scanning range of the sample in a short time, it is desired to perform the fluorescence measurement per pixel in an extremely short time. If the amount of excitation light is large, the problem of the pulse pair resolution of the photodetector occurs, while if the amount of excitation light is small, the problem of quantum noise occurs. Considering the problems of pulse pair resolution and quantum noise, it is necessary to make a compromise at an appropriate place to determine the pumping light amount. However, it is difficult to determine the appropriate amount of pumping light, and even with the amount of pumping light that is compromised, the problems of pulse pair resolution and quantum noise still exist.

【0010】本発明は、上記問題点を解消する為になさ
れたものであり、光検出器のパルスペア分解能および量
子ノイズの双方の問題を排除して、試料に含まれる蛍光
物質から発生する蛍光の分布を短時間に精度よく測定す
ることができる走査型蛍光検出装置を提供することを目
的とする。
The present invention has been made in order to solve the above problems, and eliminates the problems of both pulse pair resolution and quantum noise of a photodetector, and eliminates the fluorescence generated from a fluorescent substance contained in a sample. An object of the present invention is to provide a scanning fluorescence detection device capable of accurately measuring distribution in a short time.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明に係る走査型蛍光
検出装置は、(1) 励起光を出力する励起光源と、(2)励
起光が照射される試料および励起光の少なくとも何れか
一方を、励起光の光軸に略垂直な方向に走査して、試料
上の照射位置それぞれに励起光を一定時間以上照射させ
るとともに、照射位置に応じた照射位置信号を出力する
走査手段と、(3) 照射位置それぞれから発生した蛍光を
受光し、蛍光の光量に応じた光電子数分布に従った個数
の光電子を放出し、光電子を増倍して電流信号を出力す
る光検出器と、(4) 照射位置それぞれにおいて、電流信
号を一定時間積分して電圧信号に変換する積分手段と、
(5) 照射位置それぞれにおいて、一定時間経過時の電圧
信号に応じたデジタル値を出力するAD変換手段と、
(6) 照射位置信号およびデジタル値を入力し、照射位置
およびデジタル値に対応する番地に所定値を累積加算し
て、照射位置ごとに電圧信号の波高分布を生成する波高
分布生成手段と、(7)光検出器で放出される光電子が1
個の場合に波高分布生成手段で生成される波高分布を単
一光電子事象波高分布として獲得する単一光電子事象波
高分布生成手段と、(8) 光検出器で放出される光電子の
個数kが2以上かつ所定数以下のそれぞれの場合におけ
るk-光電子事象波高分布を、単一光電子事象波高分布に
基づいて漸化的にコンボリューション計算によって算出
するk-光電子事象波高分布生成手段と、(9) 照射位置そ
れぞれにおいて、蛍光が光検出器に入射して波高分布生
成手段で生成された波高分布と単一光電子事象波高分布
と光電子の個数kそれぞれの場合におけるk-光電子事象
波高分布とに基づいて、蛍光が光検出器に入射した場合
の光電子数分布を推定することによって蛍光の光量を求
める光電子数分布推定手段と、(10) 照射位置それぞれ
について光電子数分布推定手段で求められた蛍光の光量
に基づいて、試料における蛍光の光量分布を生成する蛍
光光量分布生成手段と、を備えることを特徴とする。
The scanning fluorescence detection apparatus according to the present invention comprises (1) an excitation light source for outputting excitation light, and (2) at least one of a sample irradiated with excitation light and excitation light. By scanning in a direction substantially perpendicular to the optical axis of the excitation light, and irradiating each irradiation position on the sample with the excitation light for a predetermined time or more, and a scanning unit that outputs an irradiation position signal according to the irradiation position, ( 3) A photodetector that receives fluorescence emitted from each irradiation position, emits a number of photoelectrons according to the photoelectron number distribution according to the amount of fluorescence, and multiplies the photoelectrons to output a current signal. ) At each irradiation position, integrating means for integrating the current signal for a certain period of time to convert it into a voltage signal,
(5) AD conversion means for outputting a digital value corresponding to a voltage signal after a lapse of a fixed time at each irradiation position,
(6) An irradiation position signal and a digital value are input, a predetermined value is cumulatively added to the addresses corresponding to the irradiation position and the digital value, and a wave height distribution generation unit that generates a wave height distribution of the voltage signal for each irradiation position, 7) 1 photoelectron emitted by photodetector
In the case of a single photoelectron event wave height distribution generating means for obtaining the wave height distribution generated by the wave height distribution generating means as a single photoelectron event wave height distribution, (8) the number k of photoelectrons emitted by the photodetector is 2 K-photoelectron event wave height distribution in each case of above and a predetermined number or less, k-photoelectron event wave height distribution generation means for calculating by recursive convolution calculation based on the single photoelectron event wave height distribution, and (9) At each irradiation position, based on the pulse height distribution generated by the pulse height distribution generating means when the fluorescence enters the photodetector, the single photoelectron event pulse height distribution, and the k-photoelectron event pulse height distribution for each number k of photoelectrons. , Photoelectron number distribution estimation means for obtaining the amount of fluorescent light by estimating the photoelectron number distribution when fluorescence enters the photodetector, and (10) Photoelectron number distribution estimation for each irradiation position Fluorescence intensity distribution generating means for generating a fluorescence intensity distribution in the sample based on the fluorescence intensity obtained by the means.

【0012】本装置は以下のように作用する。励起光源
から出力された励起光は、走査手段により試料上の照射
位置それぞれに順次走査されて照射され、また、その照
射位置を示す照射位置信号が走査手段から出力される。
試料から発生した蛍光は、光検出器に入射し、その光量
に応じた光電子数分布に従った個数の光電子が放出され
増倍されて電流信号が出力される。その電流信号は積分
手段により一定時間積分されて電圧信号に変換され、そ
の電圧信号はAD変換手段によりデジタル値に変換され
る。照射位置信号およびデジタル値は波高分布生成手段
に入力して、照射位置ごとに電圧信号の波高分布が生成
される。照射位置ごとの波高分布と、単一光電子事象波
高分布生成手段で獲得された単一光電子事象波高分布
と、k-光電子事象波高分布生成手段で生成されたk-光電
子事象波高分布とに基づいて、光電子数分布推定手段に
よって、照射位置それぞれで発生した蛍光を光検出器が
受光した場合の光電子数分布が推定され、その蛍光の光
量が求められる。そして、蛍光光量分布生成手段によっ
て、試料における蛍光の光量分布が求められる。
The device operates as follows. The excitation light output from the excitation light source is sequentially scanned and irradiated at each irradiation position on the sample by the scanning unit, and an irradiation position signal indicating the irradiation position is output from the scanning unit.
The fluorescence generated from the sample is incident on the photodetector, and the number of photoelectrons according to the photoelectron number distribution corresponding to the amount of light is emitted and multiplied to output a current signal. The current signal is integrated by the integrating means for a certain period of time and converted into a voltage signal, and the voltage signal is converted into a digital value by the AD converting means. The irradiation position signal and the digital value are input to the wave height distribution generating means, and the wave height distribution of the voltage signal is generated for each irradiation position. Based on the wave height distribution for each irradiation position, the single photoelectron event wave height distribution obtained by the single photoelectron event wave height distribution generation means, and the k-photoelectron event wave height distribution generated by the k-photoelectron event wave height distribution generation means The photoelectron number distribution estimating means estimates the photoelectron number distribution when the photodetector receives the fluorescence generated at each irradiation position, and obtains the amount of the fluorescence. Then, the fluorescence light amount distribution generation means obtains the fluorescence light amount distribution in the sample.

【0013】光検出器として、(1) 受光した蛍光の光量
に応じた光電子数分布に従った個数の光電子を放出する
光電変換面と、(2) アノードとカソードとの間に逆バイ
アス電圧が印加され、且つ、光電変換面に対向する部位
が光電変換面の電位よりも高電位に設定されて、光電子
を入力して生成された電子・正孔対をアバランシェ増倍
し、アバランシェ増倍された電子・正孔対の数に応じた
電流信号を出力するアバランシェフォトダイオードと、
(3) 蛍光を透過させる入射窓を備えて光電変換面および
アバランシェフォトダイオードを内部に含む真空容器
と、を備えるものが好適に用いられる。
As a photodetector, (1) a photoelectric conversion surface that emits a number of photoelectrons according to the photoelectron number distribution according to the amount of received fluorescence, and (2) a reverse bias voltage is applied between the anode and the cathode. The applied portion is set to a potential higher than the potential of the photoelectric conversion surface, and the electron-hole pair generated by inputting photoelectrons is avalanche multiplied and avalanche multiplied. Avalanche photodiode that outputs a current signal according to the number of electron-hole pairs,
(3) A vacuum container having an incident window for transmitting fluorescence and having a photoelectric conversion surface and an avalanche photodiode inside is preferably used.

【0014】光電子数分布推定手段は、最尤法により光
電子数分布を推定してもよい。また、光電子数分布とし
てポアソン分布を仮定してもよいし、任意の分布を仮定
することもできる。
The photoelectron number distribution estimating means may estimate the photoelectron number distribution by the maximum likelihood method. Moreover, a Poisson distribution may be assumed as the photoelectron number distribution, or an arbitrary distribution may be assumed.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態を詳細に説明する。尚、図面の説明におい
て同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省
略する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements will be denoted by the same reference symbols, without redundant description.

【0016】まず、本発明に係る走査型蛍光検出装置の
構成について説明する。図1は、本発明に係る走査型蛍
光検出装置の構成図である。
First, the structure of the scanning fluorescence detection apparatus according to the present invention will be described. FIG. 1 is a configuration diagram of a scanning fluorescence detection apparatus according to the present invention.

【0017】本実施形態に係る走査型蛍光検出装置は、
(1) 励起光を出力する励起光源80とその励起光を集光
し試料86に照射させるレンズ82とを備える励起光学
系と、(2) 試料86を励起光の光軸に直交する方向に走
査する走査機構84とこれらを載置するXYステージ8
8とを備える走査系と、(3) 対物レンズ90とバリアフ
ィルタ92とを備え試料86中の蛍光物質から発生した
蛍光を導く集光光学系と、(4) 光検出器10、積分器2
0、増幅器30、サンプルホールド回路40、AD変換
器50、ヒストメモリ60および演算部70を備え、集
光光学系から出力された蛍光を測定する蛍光検出系と、
(5) 走査機構84を制御し、その走査に同期して、積分
器20、サンプルホールド回路40、AD変換器50お
よびヒストメモリ60それぞれを制御する信号を生成す
るとともに、走査回数Nを出力する制御部94と、を備
える。
The scanning fluorescence detection apparatus according to this embodiment is
(1) An excitation optical system including an excitation light source 80 that outputs excitation light and a lens 82 that collects the excitation light and irradiates the sample 86 with the lens 82; and (2) the sample 86 in a direction orthogonal to the optical axis of the excitation light. Scanning mechanism 84 for scanning and XY stage 8 on which these are mounted
(3) a condensing optical system including an objective lens 90 and a barrier filter 92 for guiding fluorescence generated from the fluorescent substance in the sample 86; (4) photodetector 10 and integrator 2
0, an amplifier 30, a sample hold circuit 40, an AD converter 50, a hist memory 60, and a calculation unit 70, and a fluorescence detection system for measuring the fluorescence output from the focusing optical system,
(5) Control for controlling the scanning mechanism 84, generating signals for controlling the integrator 20, the sample-hold circuit 40, the AD converter 50, and the hist memory 60 in synchronization with the scanning, and outputting the number of scanning times N And a portion 94.

【0018】励起光源80から出力された励起光は、レ
ンズ82で集光されて、蛍光物質を含む試料86に照射
される。この励起光源として、例えば、キセノンランプ
やレーザ光源が用いられる。キセノンランプが用いられ
る場合には、励起光の所定の波長帯域のみを透過させる
帯域フィルタが、励起光源80と試料86との間の光路
上に挿入される。励起光は連続光であってもよいしパル
ス光であってもよい。以降では、励起光は連続光である
として説明する。また、レンズ80は、励起光を集光し
て試料86の表面の所定箇所に集光し、効率よく蛍光物
質を励起する為のものであるが、励起光源80が充分に
径の小さい励起光を出力する場合には不要である。
The excitation light emitted from the excitation light source 80 is condensed by the lens 82 and applied to the sample 86 containing the fluorescent substance. As this excitation light source, for example, a xenon lamp or a laser light source is used. When a xenon lamp is used, a bandpass filter that transmits only a predetermined wavelength band of excitation light is inserted in the optical path between the excitation light source 80 and the sample 86. The excitation light may be continuous light or pulsed light. Hereinafter, the excitation light will be described as continuous light. The lens 80 collects the excitation light and collects it at a predetermined position on the surface of the sample 86 to efficiently excite the fluorescent substance. The excitation light source 80 has a sufficiently small diameter. It is not necessary when outputting.

【0019】この励起光が照射される試料86は、走査
機構84を介してXYステージ88の上に載置される。
この走査機構84は、例えば、印加された電圧によって
歪が生じるピエゾ素子を利用したピエゾアクチュエータ
が用いられ、試料86の側方より試料86を移動させ
る。XY平面上で走査する場合には、ピエゾアクチュエ
ータはX方向およびY方向それぞれに設けられる。ま
た、XYステージ88は、走査機構84および試料86
を移動させるものであり、中央付近に孔部が設けられ
て、試料86で発生して下方に向かう蛍光がその孔部を
通過する。
The sample 86 irradiated with the excitation light is placed on the XY stage 88 via the scanning mechanism 84.
The scanning mechanism 84 uses, for example, a piezo actuator that uses a piezo element in which distortion is caused by an applied voltage, and moves the sample 86 from the side of the sample 86. When scanning on the XY plane, the piezo actuators are provided in the X and Y directions, respectively. Further, the XY stage 88 includes a scanning mechanism 84 and a sample 86.
A hole is provided in the vicinity of the center, and the fluorescence generated in the sample 86 and directed downward passes through the hole.

【0020】これらXYステージ88および走査機構8
4は、制御部94によって制御されて、励起光の光軸に
直交する方向に移動することができる。XYステージ8
8は、試料86から発生する蛍光分布を観察する領域を
粗決めするものであり、走査機構84は、その観察領域
を微調整するとともに、試料86を走査して、その観察
領域中の各所に順次励起光を照射させるものである。試
料86の走査は、1回だけに限られず、複数回行なわれ
てもよく、その走査回数Nは制御部94で計数される。
なお、XYステージ88に加えて、試料86を励起光の
光軸に沿った方向に移動させるZステージ(図示せず)
を備えていてもよい。
These XY stage 88 and scanning mechanism 8
4 can be moved in a direction orthogonal to the optical axis of the excitation light under the control of the control unit 94. XY stage 8
Reference numeral 8 is for roughly determining the region for observing the fluorescence distribution generated from the sample 86, and the scanning mechanism 84 finely adjusts the observation region and scans the sample 86 so that each position in the observation region is scanned. The excitation light is sequentially emitted. The scanning of the sample 86 is not limited to one time, and may be performed a plurality of times, and the number of times of scanning N is counted by the control unit 94.
In addition to the XY stage 88, a Z stage (not shown) that moves the sample 86 in the direction along the optical axis of the excitation light.
May be provided.

【0021】試料86に励起光が照射されて試料86に
含まれる蛍光物質から発生する蛍光は、対物レンズ90
およびバリアフィルタ92を経て、光検出器10に入射
する。対物レンズ90は、走査中の或時刻における試料
86の視野領域で発生した蛍光のみを光検出器10に導
くためのものであり、試料86に照射される励起光のス
ポット径とともに本装置の測定分解能を決定するもので
ある。また、バリアフィルタ92は、蛍光を透過させる
が、試料86を透過した励起光や散乱光を遮断する。
The fluorescence generated from the fluorescent substance contained in the sample 86 when the sample 86 is irradiated with the excitation light is the objective lens 90.
Then, the light enters the photodetector 10 through the barrier filter 92. The objective lens 90 is for guiding only the fluorescence generated in the visual field region of the sample 86 at a certain time during scanning to the photodetector 10, and measures the spot diameter of the excitation light with which the sample 86 is irradiated and the measurement of this device. It determines the resolution. Further, the barrier filter 92 transmits fluorescence, but blocks the excitation light and scattered light transmitted through the sample 86.

【0022】これら励起光源80、レンズ82、対物レ
ンズ90、バリアフィルタ92および光検出器10は一
体化され相対的位置関係は固定されている。これら一体
化された各部に対して、XYステージ88はXY方向に
移動可能であり、走査機構84は、XYステージ88に
対して試料86をXY方向に走査することが可能であ
る。
The excitation light source 80, the lens 82, the objective lens 90, the barrier filter 92, and the photodetector 10 are integrated and the relative positional relationship is fixed. The XY stage 88 can move in the XY directions with respect to these integrated parts, and the scanning mechanism 84 can scan the sample 86 in the XY directions with respect to the XY stage 88.

【0023】バリアフィルタ92を透過した蛍光を受光
する光検出器10は、その入射光束の光量に応じた光電
子数分布に従った個数の光電子を放出し、その光電子を
増倍して電流信号を出力するものである。例えば、光電
子増倍管や、アバランシェフォトダイオード(以下、A
PD)を利用した光検出器(参考文献 : Shawn J. Fag
en, "Vacuum avalanche photodiodes can count single
photons", Laser Focus World, Nov. (1993) pp.125-1
32)が用いられる。特に、APDを利用した光検出器が
好適に用いられる。このAPDを利用した光検出器の断
面図を図2に示す。
The photodetector 10 that receives the fluorescent light that has passed through the barrier filter 92 emits a number of photoelectrons according to the photoelectron number distribution corresponding to the amount of light of the incident light flux, and multiplies the photoelectrons to generate a current signal. It is what is output. For example, a photomultiplier tube or an avalanche photodiode (hereinafter referred to as A
Photodetector using PD (Reference: Shawn J. Fag
en, "Vacuum avalanche photodiodes can count single
photons ", Laser Focus World, Nov. (1993) pp.125-1
32) is used. In particular, a photodetector using APD is preferably used. A cross-sectional view of a photodetector using this APD is shown in FIG.

【0024】このAPDを利用した光検出器10は、内
部が真空に保たれている真空容器11の一部に入射窓1
2が設けられており、入射光束Aは、その入射窓12を
透過して、光電変換面13に到達する。光電変換面13
には、APD15のアノード16に対して例えば−10
kVないし−15kVの高電圧が、高圧電源19によっ
て印加されているので、入射光束Aが光電変換面13に
入射すると、その入射光束Aの光量に応じた光電子数分
布に従った個数の光電子Bが放出される。そして、その
光電子Bは、光電変換面13とAPD15との間の電界
によって加速され、中央部に開口を有し所定電位に設定
された集束電極14によって集束されて、APD15に
入射する。
The photodetector 10 using this APD has an entrance window 1 formed in a part of a vacuum container 11 whose inside is kept vacuum.
2 is provided, and the incident light flux A passes through the incident window 12 and reaches the photoelectric conversion surface 13. Photoelectric conversion surface 13
Is, for example, −10 with respect to the anode 16 of the APD 15.
Since a high voltage of kV to −15 kV is applied by the high-voltage power supply 19, when the incident light flux A enters the photoelectric conversion surface 13, the number of photoelectrons B according to the photoelectron number distribution according to the light quantity of the incident light flux A is obtained. Is released. Then, the photoelectrons B are accelerated by the electric field between the photoelectric conversion surface 13 and the APD 15, are focused by the focusing electrode 14 having an opening at the center and set to a predetermined potential, and enter the APD 15.

【0025】このAPD15は、アノード16とカソー
ド17との間に、逆バイアス電源18によって逆バイア
ス電圧(例えば、+2.5kV)が印加され、且つ、光
電変換面13に対向するアノード16の電位は光電変換
面13の電位よりも高電位に設定されている。このAP
D15に光電子Bが衝突すると、電離作用により光電子
がAPD15中で失ったエネルギ3.6eV当たり1対
の電子および正孔が生成され、そして、この電子・正孔
対はAPD15内でアバランシェ増倍され、アノード端
子16aおよびカソード端子17aの間に電流信号とし
て出力される。但し、光電子がAPD15内で失うエネ
ルギは一定値ではなく或る分布に従うため、また、AP
D15の増倍率も一定値ではなく或る増倍率分布に従う
ため、1個の光電子の入射により出力される電流信号の
大きさも或る分布を有する。
In this APD 15, a reverse bias voltage (for example, +2.5 kV) is applied between the anode 16 and the cathode 17 by the reverse bias power source 18, and the potential of the anode 16 facing the photoelectric conversion surface 13 is The potential is set higher than the potential of the photoelectric conversion surface 13. This AP
When the photoelectron B collides with D15, a pair of electrons and holes are generated for every 3.6 eV of energy lost by the photoelectrons in the APD 15 due to the ionization action, and this electron-hole pair is avalanche multiplied in the APD 15. , And is output as a current signal between the anode terminal 16a and the cathode terminal 17a. However, the energy lost by photoelectrons in the APD 15 is not a constant value but follows a certain distribution.
The multiplication factor of D15 does not have a constant value but follows a certain multiplication factor distribution, so that the magnitude of the current signal output by the incidence of one photoelectron also has a certain distribution.

【0026】したがって、光検出器10が一定光量の光
束を多数回測定すると、光電変換面13で放出される光
電子の個数分布(光電子数分布)は、光量に応じた或る
平均値の周りに広がった分布となり、光検出器10から
出力される電流信号は、光電子1個によりAPD15か
ら出力される電子・正孔対の個数の分布に従って更に広
がりのある分布となる。
Therefore, when the photodetector 10 measures a light flux having a constant light quantity many times, the number distribution of photoelectrons emitted from the photoelectric conversion surface 13 (photoelectron number distribution) is around a certain average value according to the light quantity. The current signal output from the photodetector 10 has a wider distribution, and the current signal output from the photodetector 10 has a wider distribution according to the distribution of the number of electron-hole pairs output from the APD 15 by one photoelectron.

【0027】このAPDを利用した光検出器10は、光
電子増倍管と比較して、低雑音、高感度であり、単一光
子をも計数することができる。更に、一定光量の光束を
多数回測定して得られる電流信号の波高分布において、
k-光電子事象すなわち光電変換面13に光束が入射して
放出される光電子の個数がk個である事象(k=1,2,3,
…)それぞれに対応するピークを識別することができる
という優れた特徴を有する。このような特徴を有するこ
とから、本発明に係る走査型蛍光検出装置に用いられる
光検出器として好適なものである。
The photodetector 10 using this APD has low noise and high sensitivity as compared with a photomultiplier tube and can count single photons. Furthermore, in the wave height distribution of the current signal obtained by measuring the light flux of a constant light quantity many times,
k-photoelectron event, that is, an event in which the number of photoelectrons emitted when a light beam is incident on the photoelectric conversion surface 13 is k (k = 1, 2, 3,
...) It has an excellent feature that the peaks corresponding to each can be identified. Since it has such characteristics, it is suitable as a photodetector used in the scanning fluorescence detection apparatus according to the present invention.

【0028】この光検出器10から出力された電流信号
を入力する積分器20は、その電流信号を一定時間積分
して電圧信号に変換する。この積分器20には、光検出
器10のアノード端子16aと接地端子との間に、スイ
ッチ21とコンデンサ22とが並列に設けられている。
このスイッチ21は、走査機構84の走査に同期して制
御部94から出力されるゲート信号に従って開閉する。
コンデンサ22は、スイッチ21が開いている期間だ
け、光検出器10から出力された電流信号を積分し、そ
の積分結果である電位が一方の端子(図中の点P)に現
れる。スイッチ21が閉じると、コンデンサ22に蓄積
された電荷は放電され、点Pの電位は接地電位となる。
The integrator 20, which receives the current signal output from the photodetector 10, integrates the current signal for a certain period of time and converts it into a voltage signal. In the integrator 20, a switch 21 and a capacitor 22 are provided in parallel between the anode terminal 16a of the photodetector 10 and the ground terminal.
The switch 21 opens and closes according to a gate signal output from the control unit 94 in synchronization with the scanning of the scanning mechanism 84.
The capacitor 22 integrates the current signal output from the photodetector 10 only while the switch 21 is open, and the potential as the integration result appears at one terminal (point P in the figure). When the switch 21 is closed, the electric charge accumulated in the capacitor 22 is discharged and the potential at the point P becomes the ground potential.

【0029】積分器20で電流信号が積分された結果で
ある点Pの電位は、増幅器30によって、後段のサンプ
ルホールド回路40やAD変換器50における動作に際
して適当な振幅となるよう増幅される。その増幅された
電圧信号は、サンプルホールド回路40でサンプリング
されてホールドされ、更に、AD変換器50で、その電
圧信号に応じたデジタル値である波高値に変換される。
サンプルホールド回路40およびAD変換器50も、制
御部94から出力される信号によって制御され動作す
る。また、このAD変換器50から出力されたデジタル
値をフレームメモリ(図示せず)に蓄えて、モニタテレ
ビ(図示せず)に表示させてもよく、この場合には、試
料86の走査範囲における蛍光発生分布を実時間で観察
することができる。
The potential at the point P, which is the result of integrating the current signal in the integrator 20, is amplified by the amplifier 30 so as to have an appropriate amplitude when the sample-hold circuit 40 and the AD converter 50 in the subsequent stage operate. The amplified voltage signal is sampled and held by the sample-hold circuit 40, and is further converted by the AD converter 50 into a peak value which is a digital value corresponding to the voltage signal.
The sample hold circuit 40 and the AD converter 50 also operate under the control of the signal output from the control unit 94. Further, the digital value output from the AD converter 50 may be stored in a frame memory (not shown) and may be displayed on a monitor television (not shown). In this case, in the scanning range of the sample 86. The fluorescence emission distribution can be observed in real time.

【0030】この波高値および制御部94から出力され
る試料86の励起光照射位置を表す照射位置信号を入力
するヒストメモリ(波高分布生成手段)60は、試料8
6の各照射位置における蛍光測定が行われる度に、その
波高値および照射位置信号に応じた番地に所定値(例え
ば、1)を累積加算する。多数回の試料86の走査につ
いてヒストメモリ60に累積加算することによって、A
D変換器50から出力された電圧信号の波高値の分布
が、試料86の各照射位置ごとに得られる。なお、走査
範囲が広くて照射位置の数が多く、また、波高分布が広
く広がっている場合には、ヒストメモリ60は大きな番
地空間が必要となる。このような場合には、例えば、照
射位置ごとに対応するメモリを設けて照射位置が移動す
る度にメモリを切り替える構成としてもよい。
The hist memory (wave height distribution generating means) 60 for inputting the peak value and the irradiation position signal representing the excitation light irradiation position of the sample 86 output from the control unit 94 is the sample 8
Every time fluorescence measurement is performed at each irradiation position of 6, a predetermined value (for example, 1) is cumulatively added to the address corresponding to the peak value and the irradiation position signal. By cumulatively adding to the hist memory 60 for multiple scans of the sample 86, A
The peak value distribution of the voltage signal output from the D converter 50 is obtained for each irradiation position of the sample 86. When the scanning range is wide, the number of irradiation positions is large, and the wave height distribution is wide, the hist memory 60 needs a large address space. In such a case, for example, a memory corresponding to each irradiation position may be provided and the memory may be switched each time the irradiation position moves.

【0031】このヒストメモリ60で生成された試料8
6の各照射位置の波高分布および試料86の走査回数N
に基づいて、演算部70は、光検出器10の光電変換面
13で放出された光電子の個数の分布(光電子数分布)
を推定し、この推定された光電子数分布に基づいて蛍光
の光量を求める。演算部70として例えばコンピュータ
が用いられる。詳細は後述する。
Sample 8 generated in this hist memory 60
6, the wave height distribution at each irradiation position and the number of scans N of the sample 86
Based on the above, the calculation unit 70 causes the distribution of the number of photoelectrons emitted from the photoelectric conversion surface 13 of the photodetector 10 (photoelectron number distribution).
And the amount of fluorescence is obtained based on the estimated photoelectron number distribution. For example, a computer is used as the arithmetic unit 70. Details will be described later.

【0032】次に、以上に述べたスイッチ21、サンプ
ルホールド回路40、AD変換器50、ヒストメモリ6
0および制御部94それぞれの動作について詳細に説明
する。図3は、走査型蛍光検出装置の各部の動作を制御
する各信号の説明図である。光検出器10の上記各部お
よび走査機構84それぞれの動作を制御する各信号は、
制御部94から出力される。
Next, the switch 21, the sample hold circuit 40, the AD converter 50, and the hist memory 6 described above.
The operation of each of 0 and the control unit 94 will be described in detail. FIG. 3 is an explanatory diagram of each signal that controls the operation of each unit of the scanning fluorescence detection apparatus. The signals for controlling the operations of the above-mentioned respective parts of the photodetector 10 and the scanning mechanism 84 are
It is output from the control unit 94.

【0033】走査機構84を制御して試料86を走査す
る為の走査制御信号(図3(a))は、その電圧値がス
テップ状に変化するものである。走査機構84のピエゾ
アクチュエータには、この走査制御信号が印加されて電
圧値に応じた量の歪が発生する。これによって、試料8
6は、走査制御信号の電圧値に応じた照射位置それぞれ
に励起光が一定時間照射される。なお、走査機構84
が、試料86をXおよびY方向の2方向に走査する場合
には、それぞれの方向について設けられたピエゾアクチ
ュエータそれぞれに対して走査制御信号が印加される。
The scanning control signal (FIG. 3A) for controlling the scanning mechanism 84 to scan the sample 86 changes its voltage value stepwise. The scanning control signal is applied to the piezo actuator of the scanning mechanism 84, and the amount of distortion corresponding to the voltage value is generated. As a result, sample 8
In 6, the excitation light is irradiated to each irradiation position corresponding to the voltage value of the scanning control signal for a certain period of time. The scanning mechanism 84
However, when the sample 86 is scanned in two directions, the X and Y directions, a scan control signal is applied to each of the piezo actuators provided in each direction.

【0034】スイッチ21の開閉動作を制御するゲート
信号(図3(b))は、走査制御信号の値の変化タイミ
ングに同期して出力される一定幅Twのパルス形状であ
る。この信号の立ち上がり時刻は、走査制御信号の変化
時刻と同一タイミングでもよいし、あるいは、走査制御
信号の変化時刻から所定時間経過後でもよい。この信号
がハイレベルの期間(パルス幅Twの期間)は、スイッ
チ21は開いて、光検出器10から出力される電流信号
を積分し、点Pにはその積分結果である電位が現れる。
この信号がローレベルの期間は、スイッチ21は閉じ
て、点Pの電位は接地電位になる。このようにして、試
料86に励起光が照射される各点について、その点から
発生する蛍光の光量に応じて光検出器10から出力され
た電流信号が積分される。
The gate signal (FIG. 3 (b)) for controlling the opening / closing operation of the switch 21 has a pulse shape of a constant width Tw which is output in synchronization with the change timing of the value of the scanning control signal. The rising time of this signal may be the same as the change time of the scan control signal, or may be after a predetermined time has elapsed from the change time of the scan control signal. During a period when this signal is at a high level (a period having a pulse width Tw), the switch 21 is opened, the current signal output from the photodetector 10 is integrated, and the potential which is the integration result appears at the point P.
While the signal is at the low level, the switch 21 is closed and the potential at the point P becomes the ground potential. In this way, for each point where the sample 86 is irradiated with the excitation light, the current signal output from the photodetector 10 is integrated according to the amount of fluorescence emitted from that point.

【0035】サンプルホールド回路40の動作を制御す
るサンプルホールド信号(図3(c))は、ゲート信号
の立ち上がり時刻から一定時間Dw経過後に立ち上がり
を有するパルス信号である。この信号の立ち上がりの時
刻に、サンプルホールド回路40は、点Pの電位が増幅
器30で増幅されて出力された電圧値をサンプルしホー
ルドする。ここで重要なことは、DwはTw以下の一定
値であることである。すなわち、サンプルホールド回路
40は、積分器20がゲート信号に従って積分を開始し
て一定時間Dw経過時点における点Pの電位が増幅器3
0で増幅されて出力された電圧値を獲得する。そして、
サンプルホールド回路40は、サンプルホールド信号が
ハイレベルである期間、サンプリング値をホールドす
る。したがって、サンプルホールド信号は、少なくとも
AD変換器50によるデジタル変換動作が終了するまで
はハイレベルを維持し、サンプルホールド回路40はサ
ンプリング値をホールドしておく必要がある。
The sample hold signal (FIG. 3 (c)) for controlling the operation of the sample hold circuit 40 is a pulse signal having a rising edge after a certain time Dw has elapsed from the rising time of the gate signal. At the rising time of this signal, the sample hold circuit 40 samples and holds the voltage value output by the potential of the point P amplified by the amplifier 30. What is important here is that Dw is a constant value equal to or less than Tw. That is, in the sample-hold circuit 40, the potential of the point P at the time point when the integrator 20 starts the integration according to the gate signal and a certain time Dw has elapsed is the amplifier 3.
The voltage value amplified and output by 0 is acquired. And
The sample hold circuit 40 holds the sampled value while the sample hold signal is at a high level. Therefore, the sample hold signal needs to be kept at high level at least until the digital conversion operation by the AD converter 50 is completed, and the sample hold circuit 40 needs to hold the sampling value.

【0036】AD変換器50におけるデジタル変換動作
を制御するADスタート信号(図3(d))は、サンプ
ルホールド信号の立ち上がり時刻からサンプルホールド
回路40におけるセトリング時間(サンプルおよびホー
ルドの動作を開始して出力値が確定するまでに要する時
間)経過後に立ち上がりを有するパルス信号である。こ
の信号の立ち上がりの時刻に、AD変換器50は、サン
プルホールド回路40から出力された電圧値をデジタル
値である波高値(図3(e))に変換する。
The AD start signal (FIG. 3 (d)) for controlling the digital conversion operation in the AD converter 50 is settling time (starting the sample and hold operation in the sample and hold circuit 40 from the rising time of the sample and hold signal. It is a pulse signal having a rising edge after the elapse of the time required until the output value is determined). At the rising time of this signal, the AD converter 50 converts the voltage value output from the sample hold circuit 40 into a peak value (FIG. 3E) which is a digital value.

【0037】また、制御部94は、走査機構84に印加
する走査制御信号に応じたデジタル値である照射位置信
号(図3(f))を出力する。この信号は、例えば、A
Dスタート信号の立ち上がり時刻における走査制御信号
をデジタル変換したものである。この場合には、AD変
換器50から出力される波高値と制御信号94から出力
される照射位置信号とは、同一のタイミングで更新され
る。
The control unit 94 also outputs an irradiation position signal (FIG. 3 (f)) which is a digital value corresponding to the scanning control signal applied to the scanning mechanism 84. This signal is, for example, A
The scan control signal at the rising time of the D start signal is digitally converted. In this case, the peak value output from the AD converter 50 and the irradiation position signal output from the control signal 94 are updated at the same timing.

【0038】そして、これら波高値と照射位置信号とを
入力するヒストメモリ60は、波高値および照射位置信
号の双方に応じた番地に所定値を累積加算する。そし
て、試料86を多数回走査することによって、ヒストメ
モリ60には、試料86の励起光照射の各位置に応じた
波高分布が得られる。
The hist memory 60, to which the peak value and the irradiation position signal are input, cumulatively adds a predetermined value to the address corresponding to both the peak value and the irradiation position signal. Then, by scanning the sample 86 many times, a peak height distribution corresponding to each position of the excitation light irradiation of the sample 86 is obtained in the hist memory 60.

【0039】次に、光検出器10の光電変換面13に入
射光束が入射して放出される光電子数分布の推定方法に
ついて詳細に説明する。この推定は、演算部70におい
て行われるものである。
Next, a method for estimating the distribution of the number of photoelectrons emitted by the incident light flux entering the photoelectric conversion surface 13 of the photodetector 10 will be described in detail. This estimation is performed in the calculation unit 70.

【0040】推定に先立って、先ず、演算部70の単一
光電子事象波高分布生成手段71は、単一光電子事象の
場合にヒストメモリ60で生成される単一光電子事象波
高分布を獲得する。ここで、単一光電子事象とは、光検
出器10の光電変換面13に光束が入射して1個の光電
子が放出される事象をいい、単一光電子事象波高分布と
は、その事象が発生した場合にヒストメモリ60で生成
される波高分布である。すなわち、単一光電子事象波高
分布は、光電変換面13で放出された1個の光電子がA
PD15に入射したことによりAPD15から出力され
る電子・正孔対の個数の分布を表すものである。この単
一光電子事象波高分布を、波高値hの関数としてp1(h)
で表す。hは、AD変換器50からの出力値である。な
お、この単一光電子事象波高分布は、単一光電子事象が
発生する確率が圧倒的に支配的となるような極めて微弱
な光束を光検出器10に入射させることにより獲得す
る。
Prior to the estimation, first, the single photoelectron event wave height distribution generating means 71 of the arithmetic unit 70 acquires the single photoelectron event wave height distribution generated in the hist memory 60 in the case of a single photoelectron event. Here, a single photoelectron event refers to an event in which a light beam is incident on the photoelectric conversion surface 13 of the photodetector 10 and one photoelectron is emitted, and a single photoelectron event wave height distribution refers to the event in which the event occurs. This is a wave height distribution generated by the history memory 60 in the case of the above. That is, the single photoelectron event wave height distribution is such that one photoelectron emitted from the photoelectric conversion surface 13 is A
The distribution of the number of electron-hole pairs output from the APD 15 upon entering the PD 15 is shown. This single photoelectron event wave height distribution is p 1 (h) as a function of the wave height h.
Expressed by h is an output value from the AD converter 50. It should be noted that this single photoelectron event wave height distribution is obtained by making a very weak light beam incident on the photodetector 10 such that the probability of occurrence of a single photoelectron event is overwhelmingly dominant.

【0041】なお、このp1(h)の低波高部には増幅器系
のノイズが重畳しているので、実データを使用すること
ができない。そこで、低波高部では実データを用いるこ
となく、ノイズが重畳していない隣接した波高域のデー
タから外挿して求める。また、p1(h)は、
Since the noise of the amplifier system is superposed on the low peak portion of p 1 (h), the actual data cannot be used. Therefore, in the low crest portion, the actual data is not used, and the extrapolated data is obtained from data of an adjacent crest region where noise is not superimposed. Also, p 1 (h) is

【数1】 で規格化しておく。hmax は、波高値をデジタル値に変
換するAD変換器50のビット数で決まる最大波高値で
ある。
[Equation 1] Standardize with h max is the maximum peak value determined by the number of bits of the AD converter 50 that converts the peak value into a digital value.

【0042】続いて、演算部70のk-光電子事象波高分
布生成手段72は、k-光電子事象波高分布、すなわち、
光検出器10の光電変換面13に光束が入射してk個の
光電子が放出される場合にヒストメモリ60で生成され
る波高分布pk(h)を、
Subsequently, the k-photoelectron event wave height distribution generating means 72 of the arithmetic unit 70 is operated by the k-photoelectron event wave height distribution, that is,
The wave height distribution p k (h) generated in the hist memory 60 when a light beam is incident on the photoelectric conversion surface 13 of the photodetector 10 and k photoelectrons are emitted,

【数2】 なるコンボリューション計算によって漸化的に算出する
(k=2,3,…,K)。Kは2以上である。光電子数分布を推
定する際に任意の分布を仮定する場合には、p1(h)のピ
ーク値を与える波高値をhpeak1 として、K=hmax
peak1 とする。hmax =4095、hpeak1 =400
であれば、Kは10程度である。また、光電子数分布と
してポアソン分布を仮定する場合には、Kは、hmax
peak1 の2ないし3倍程度、すなわち、hmax =40
95、hpeak1 =400であれば、Kは30程度にす
る。なお、以上のようにして波高分布pk-1(h)とp1(h)
とのコンボリューション計算から波高分布pk(h)を求め
ることができることの根拠は、波高分布pk(h)が、光電
変換面13で放出されたk個の光電子がAPD15に入
射してアバランシェ増倍された電子・正孔対の個数の分
布を表すものであることに基づく。
[Equation 2] (K = 2, 3,..., K). K is 2 or more. When an arbitrary distribution is assumed when estimating the photoelectron number distribution, the peak value giving the peak value of p 1 (h) is set to h peak1 , and K = h max /
Let h peak1 . h max = 4095, h peak1 = 400
Then, K is about 10. When a Poisson distribution is assumed as the photoelectron number distribution, K is h max /
about two to three times h peak1 , that is, h max = 40
If 95, h peak1 = 400, K should be about 30. As described above, the wave height distributions p k-1 (h) and p 1 (h)
The reason that the wave height distribution p k (h) can be obtained from the convolution calculation with is that the wave height distribution p k (h) is avalanche when k photoelectrons emitted from the photoelectric conversion surface 13 are incident on the APD 15. It is based on the fact that it represents the distribution of the number of multiplied electron-hole pairs.

【0043】なお、光検出器10、積分器20、増幅器
30、サンプルホールド回路40およびAD変換器50
において発生するノイズに起因する波高分布の広がりが
無視できない場合には、波高分布p1(h)からそのノイズ
の影響をデコンボリューション計算によって取り除いた
ものに基づいて、(1)式で波高分布pk(h)それぞれを
算出し、その後、波高分布pk(h)それぞれにノイズの影
響をコンボリューション計算によって重畳しておく(k=
2,3,…,K)。
The photodetector 10, the integrator 20, the amplifier 30, the sample hold circuit 40, and the AD converter 50.
If the spread of the wave height distribution due to the noise that occurs in P is not negligible, the wave height distribution p 1 (h) can be calculated by deconvolution calculation to remove the influence of the noise from the wave height distribution p 1 (h). Each k (h) is calculated, and then the influence of noise is superimposed on each wave height distribution p k (h) by convolution calculation (k =
2,3, ..., K).

【0044】以上のようにして、測光装置が固有的に有
しているノイズの影響を考慮した波高分布pk(h)(k=1,
2,3,…,K)を、光電子数分布の推定に先立って用意して
おく。図4は、このようにして求められたk-光電子事象
の波高分布pk(h)それぞれを示す図である。
As described above, the wave height distribution p k (h) (k = 1, k = 1, considering the influence of noise peculiar to the photometric device)
2,3, ..., K) are prepared prior to the estimation of the photoelectron number distribution. FIG. 4 is a diagram showing the respective wave height distributions p k (h) of the k -photoelectron events thus obtained.

【0045】そして、演算部70の光電子数分布推定手
段73は、測定対象である光束を光検出器10で受光し
てヒストメモリ60に生成された波高分布n(h) を獲得
し、この波高分布n(h) および上述した単一光電子事象
およびk-光電子事象それぞれ場合の波高分布pk(h)か
ら、被測定光束を受光して光電変換面13から放出され
た光電子の個数の平均値すなわち光電子数分布を、以下
の要領で推定する。
Then, the photoelectron number distribution estimating means 73 of the arithmetic unit 70 receives the luminous flux to be measured by the photodetector 10 to obtain the wave height distribution n (h) generated in the hist memory 60, and this wave height distribution. From n (h) and the wave height distribution p k (h) in the above-mentioned single photoelectron event and k-photoelectron event, respectively, the average value of the number of photoelectrons emitted from the photoelectric conversion surface 13 by receiving the measured light beam, that is, The photoelectron number distribution is estimated as follows.

【0046】この波高分布n(h) は、規格化する必要は
なく、ヒストメモリ60に蓄積されたままの値でよい。
すなわち、波高分布n(h) は、波高値hが得られた事象
の分布を表す。入射光束を受光して光検出器10の光電
変換面13で放出される光電子の個数の分布(光電子数
分布)の推定に際しては例えば最尤法を用いる。すなわ
ち、k-光電子事象それぞれが生起する確率をqk (k=0,
1,2,…,K)として、
This wave height distribution n (h) does not need to be standardized, and may be the value as it is stored in the hist memory 60.
That is, the peak height distribution n (h) represents the distribution of the events for which the peak value h was obtained. When estimating the distribution of the number of photoelectrons emitted from the photoelectric conversion surface 13 of the photodetector 10 after receiving the incident light flux (photoelectron number distribution), for example, the maximum likelihood method is used. That is, the probability of each k-photoelectron event occurring is defined by q k (k = 0,
1,2, ..., K)

【数3】 なる式で表される対数尤度が最大になるqk を求め、こ
れを推定光電子数分布とする。ここで、Nは測定回数で
あり、hmin は解析に使用できる最小の波高値hであ
る。波高値hが小さい場合には、光検出器10や増幅器
30などに因るノイズが重畳されているので解析には使
用できないので、波高値hmin 以上についてのみ解析す
る。また、p(h) およびpNDは、
(Equation 3) Q k at which the log likelihood represented by the following expression is maximized is obtained, and this is set as the estimated photoelectron number distribution. Here, N is the number of measurements and h min is the minimum peak value h that can be used for analysis. When the peak value h is small, noise due to the photodetector 10, the amplifier 30, etc. is superimposed and cannot be used for analysis. Therefore, only the peak value h min or higher is analyzed. Also, p (h) and p ND are

【数4】 (Equation 4)

【数5】 である。このp(h) は、k-光電子事象(k=1,2,3,…,K)
それぞれの生起確率(光電子数分布)をも考慮した波高
値hの発生確率分布を表す。(3)式の対数尤度を最大
とするqk を求めるには、例えば最適化問題に対して使
われる準ニュートン法等の数値計算法を適用する。
(Equation 5) It is. This p (h) is the k-photoelectron event (k = 1,2,3, ..., K)
It represents the occurrence probability distribution of the peak value h in consideration of each occurrence probability (photoelectron number distribution). To obtain q k that maximizes the log-likelihood of equation (3), a numerical calculation method such as the quasi-Newton method used for the optimization problem is applied.

【0047】光電子数分布としてポアソン分布を仮定す
る場合には、k-光電子事象それぞれが生起する確率qk
は、
When the Poisson distribution is assumed as the photoelectron number distribution, the probability q k that each k-photoelectron event occurs
Is

【数6】 で表される。ここで、λは、光電変換面13から放出さ
れる光電子の個数の平均値である。この場合、対数尤度
を最大とする光電子数分布を求めることは、対数尤度を
最大とするλ値を求めることであり、例えば黄金分割法
等の数値計算により求めることができる。以下では、光
電子数分布としてポアソン分布を仮定する。図5は、被
測定光束を光検出器10で受光してヒストメモリ60に
生成された波高分布(破線)と、最尤法で推定されたλ
値に基づいて計算された波高分布(実線)との1例を示
す。両者は、波高値hmin (=150)以上の範囲で良
い一致を示している。なお、このとき推定された光電子
数の平均値λは、1.03であった。
(Equation 6) It is represented by Here, λ is the average value of the number of photoelectrons emitted from the photoelectric conversion surface 13. In this case, finding the photoelectron number distribution that maximizes the log likelihood means finding the λ value that maximizes the log likelihood, and can be found by numerical calculation such as the golden section method. In the following, a Poisson distribution is assumed as the photoelectron number distribution. FIG. 5 shows a wave height distribution (broken line) generated in the hist memory 60 by receiving the measured light flux by the photodetector 10 and λ estimated by the maximum likelihood method.
An example with a wave height distribution (solid line) calculated based on the values is shown. Both show good agreement in the range above the peak value h min (= 150). The average value λ of the number of photoelectrons estimated at this time was 1.03.

【0048】そして、演算部70の蛍光光量分布生成手
段74は、以上のようにして求められた試料86の励起
光照射位置ごとの光電子数の平均値λすなわち蛍光光量
に基づいて、試料86の走査範囲における蛍光発生分布
を求め、蛍光光量を例えば輝度に対応させて蛍光物質分
布画像を構成し、その画像を画像表示部(図示せず)に
表示させる。
Then, the fluorescent light quantity distribution generating means 74 of the calculation unit 70 of the sample 86 is calculated based on the average value λ of the number of photoelectrons for each excitation light irradiation position of the sample 86, that is, the fluorescent light quantity, obtained as described above. The fluorescence emission distribution in the scanning range is obtained, a fluorescent substance distribution image is formed by making the amount of fluorescent light correspond to, for example, the luminance, and the image is displayed on the image display unit (not shown).

【0049】本発明は、上記実施形態に限定されるもの
ではなく種々の変形が可能である。例えば、上記実施形
態においては、励起光源から出力される励起光は連続光
として説明したが、励起光はパルス光であってもよい。
励起光がパルス光である場合には、図3における各信号
のタイミングは例えば励起パルス光発生タイミングと同
期したものとなる。すなわち、走査制御信号が変化する
時刻の一定時間経過後に励起光源は励起パルスを1パル
ス発生させる。そして、ゲート信号の立ち上がり時刻か
らサンプルホールド信号の立ち上がり時刻までの時間D
wすなわち積分器の積分時間は、蛍光寿命の例えば4な
いし5倍程度とする。あるいは、時間Dw内に、2以上
の一定パルス数の励起光を発生して走査回数を減らすこ
ともできる。
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible. For example, in the above embodiment, the pumping light output from the pumping light source is described as continuous light, but the pumping light may be pulsed light.
When the pumping light is pulsed light, the timing of each signal in FIG. 3 is synchronized with the pumping pulsed light generation timing, for example. That is, the excitation light source generates one excitation pulse after a lapse of a certain time after the time when the scan control signal changes. The time D from the rising time of the gate signal to the rising time of the sample hold signal
The w, that is, the integration time of the integrator is, for example, about 4 to 5 times the fluorescence lifetime. Alternatively, the number of times of scanning can be reduced by generating excitation light with a constant pulse number of 2 or more within the time Dw.

【0050】また、試料を走査するのではなく、励起光
を走査してもよい。この場合には、試料は、XYステー
ジに固定載置され、励起光源と試料との間に励起光走査
手段が設けられる。
The excitation light may be scanned instead of scanning the sample. In this case, the sample is fixedly mounted on the XY stage, and the excitation light scanning means is provided between the excitation light source and the sample.

【0051】また、励起光を試料の上方から照射して、
試料の下方に向かって発生した蛍光を検出するのではな
く、試料の上方に向かって発生した蛍光を検出してもよ
い。この場合、光学系にダイクロイックミラーが備えら
れ、励起光源から出力された励起光はダイクロイックミ
ラーで反射された後に試料に照射され、試料から発生し
た蛍光はダイクロイックミラーを透過して光検出器で検
出される。
Further, by irradiating excitation light from above the sample,
Instead of detecting the fluorescence generated toward the bottom of the sample, the fluorescence generated toward the top of the sample may be detected. In this case, the optical system is equipped with a dichroic mirror, and the excitation light output from the excitation light source is reflected by the dichroic mirror and then irradiated onto the sample, and the fluorescence emitted from the sample passes through the dichroic mirror and is detected by the photodetector. To be done.

【0052】また、光電子数分布の推定は、最尤法によ
るのが最も好適であるが、他の方法、例えば、最小二乗
法を用いることもできる。
The most suitable method for estimating the photoelectron number distribution is the maximum likelihood method, but other methods such as the least squares method can also be used.

【0053】[0053]

【発明の効果】以上、詳細に説明したとおり本発明に係
る走査型蛍光検出装置では、励起光源から出力された励
起光は、走査手段により試料上の照射位置それぞれに順
次走査されて照射され、また、その照射位置を示す照射
位置信号が走査手段から出力される。試料から発生した
蛍光は、光検出器に入射し、その光量に応じた光電子数
分布に従った個数の光電子が放出され、その光電子は増
倍されて電流信号が出力される。その電流信号は積分手
段により一定時間積分されて電圧信号に変換され、その
電圧信号はAD変換手段によりデジタル値に変換され
る。照射位置信号とデジタル値とは波高分布生成手段に
入力して、照射位置ごとに電圧信号の波高分布が生成さ
れる。この照射位置ごとの波高分布と、単一光電子事象
波高分布生成手段で獲得された単一光電子事象波高分布
と、k-光電子事象波高分布生成手段で生成されたk-光電
子事象波高分布とに基づいて、光電子数分布推定手段に
よって、照射位置それぞれで発生した蛍光を光検出器が
受光した場合の光電子数分布が推定され、その蛍光の光
量が求められる。そして、蛍光光量分布生成手段によっ
て、試料における蛍光の光量分布が求められる。ここ
で、光検出器として、アバランシェフォトダイオードを
利用したものが好適に用いられ、また、光電子数分布推
定手段は、光電子数分布がポアソン分布であると仮定し
て最尤法により光電子数分布を推定する。
As described above in detail, in the scanning fluorescence detection apparatus according to the present invention, the excitation light output from the excitation light source is sequentially scanned and irradiated by the scanning means at each irradiation position on the sample, An irradiation position signal indicating the irradiation position is output from the scanning means. The fluorescence generated from the sample is incident on the photodetector, and the number of photoelectrons is emitted according to the photoelectron number distribution according to the amount of light, and the photoelectrons are multiplied and a current signal is output. The current signal is integrated by the integrating means for a certain period of time and converted into a voltage signal, and the voltage signal is converted into a digital value by the AD converting means. The irradiation position signal and the digital value are input to the wave height distribution generation means, and the wave height distribution of the voltage signal is generated for each irradiation position. Based on the pulse height distribution for each irradiation position, the single photoelectron event pulse height distribution obtained by the single photoelectron event pulse height distribution generation means, and the k-photoelectron event pulse height distribution generated by the k-photoelectron event pulse height distribution generation means Then, the photoelectron number distribution estimation means estimates the photoelectron number distribution when the photodetector receives the fluorescence generated at each irradiation position, and obtains the amount of the fluorescence. Then, the fluorescence light amount distribution generation means obtains the fluorescence light amount distribution in the sample. Here, as the photodetector, one using an avalanche photodiode is preferably used, and the photoelectron number distribution estimating means determines the photoelectron number distribution by the maximum likelihood method assuming that the photoelectron number distribution is Poisson distribution. presume.

【0054】以上のような構成としたので、光検出器の
パルスペア分解能および量子ノイズの双方の問題を排除
することができ、試料に含まれる蛍光物質から発生する
蛍光の分布を短時間に精度よく測定することができる。
また、これらの問題を考慮する必要がないので、励起光
の光量設定が容易となる。したがって、例えば生化学等
の分野において、励起光で励起された試料から発生する
蛍光の光量を測定してその試料中の蛍光分子数の分布を
定量測定する装置として好適に用いることができる。
With the above-mentioned structure, both the pulse pair resolution and quantum noise of the photodetector can be eliminated, and the fluorescence distribution generated from the fluorescent substance contained in the sample can be accurately measured in a short time. Can be measured.
Further, since it is not necessary to consider these problems, it becomes easy to set the light amount of the excitation light. Therefore, for example, in the field of biochemistry or the like, it can be suitably used as an apparatus for measuring the amount of fluorescence emitted from a sample excited by excitation light and quantitatively measuring the distribution of the number of fluorescent molecules in the sample.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る走査型蛍光検出装置の構成図であ
る。
FIG. 1 is a configuration diagram of a scanning fluorescence detection apparatus according to the present invention.

【図2】アバランシェフォトダイオード(APD)を利
用した光検出器の断面図である。
FIG. 2 is a sectional view of a photodetector using an avalanche photodiode (APD).

【図3】光検出器の各部の動作を制御する各信号の説明
図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of each signal that controls the operation of each unit of the photodetector.

【図4】k-光電子事象の波高分布pk(h)を示す図であ
る。
FIG. 4 is a diagram showing a wave height distribution p k (h) of a k -photoelectron event.

【図5】測定対象である光束を実際に測定して得られた
波高分布(破線)と、最尤法で推定されたλ値に基づい
て計算された波高分布(実線)とを示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a wave height distribution (broken line) obtained by actually measuring a light flux that is a measurement target, and a wave height distribution (solid line) calculated based on a λ value estimated by the maximum likelihood method. is there.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…光検出器、11…真空容器、12…入射窓、13
…光電変換面、14…集束電極、15…アバランシェフ
ォトダイオード(APD)、16…アノード、17…カ
ソード、18…逆バイアス電源、19…高圧電源、20
…積分器、21…スイッチ、22…コンデンサ、30…
増幅器、40…サンプルホールド回路、50…AD変換
器、60…ヒストメモリ、70…演算部、71…単一光
電子事象波高分布生成手段、72…k-光電子事象波高分
布生成手段、73…光電子数分布推定手段、74…蛍光
光量分布生成手段、80…励起光源、82…レンズ、8
4…走査機構、86…試料、88…XYステージ、90
…対物レンズ、92…バリアフィルタ、94…制御部。
10 photodetector, 11 vacuum chamber, 12 entrance window, 13
... Photoelectric conversion surface, 14 ... Focusing electrode, 15 ... Avalanche photodiode (APD), 16 ... Anode, 17 ... Cathode, 18 ... Reverse bias power supply, 19 ... High voltage power supply, 20
... integrator, 21 ... switch, 22 ... capacitor, 30 ...
Amplifier, 40 ... Sample and hold circuit, 50 ... AD converter, 60 ... Hist memory, 70 ... Arithmetic section, 71 ... Single photoelectron event wave height distribution generating means, 72 ... k-photoelectron event wave height distribution generating means, 73 ... Photoelectron number distribution Estimating means, 74 ... Fluorescent light amount distribution generating means, 80 ... Excitation light source, 82 ... Lens, 8
4 ... Scanning mechanism, 86 ... Sample, 88 ... XY stage, 90
... objective lens, 92 ... barrier filter, 94 ... control unit.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 励起光を出力する励起光源と、 前記励起光が照射される試料および前記励起光の少なく
とも何れか一方を、前記励起光の光軸に略垂直な方向に
走査して、前記試料上の照射位置それぞれに前記励起光
を一定時間以上照射させるとともに、前記照射位置に応
じた照射位置信号を出力する走査手段と、 前記照射位置それぞれから発生した蛍光を受光し、前記
蛍光の光量に応じた光電子数分布に従った個数の光電子
を放出し、前記光電子を増倍して電流信号を出力する光
検出器と、 前記照射位置それぞれにおいて、前記電流信号を前記一
定時間積分して電圧信号に変換する積分手段と、 前記照射位置それぞれにおいて、前記一定時間経過時の
前記電圧信号に応じたデジタル値を出力するAD変換手
段と、 前記照射位置信号および前記デジタル値を入力し、前記
照射位置および前記デジタル値に対応する番地に所定値
を累積加算して、前記照射位置ごとに前記電圧信号の波
高分布を生成する波高分布生成手段と、 前記光検出器で放出される光電子が1個の場合に前記波
高分布生成手段で生成される波高分布を単一光電子事象
波高分布として獲得する単一光電子事象波高分布生成手
段と、 前記光検出器で放出される光電子の個数kが2以上かつ
所定数以下のそれぞれの場合におけるk-光電子事象波高
分布を、前記単一光電子事象波高分布に基づいて漸化的
にコンボリューション計算によって算出するk-光電子事
象波高分布生成手段と、 前記照射位置それぞれにおいて、前記蛍光が前記光検出
器に入射して前記波高分布生成手段で生成された波高分
布と前記単一光電子事象波高分布と前記光電子の個数k
それぞれの場合における前記k-光電子事象波高分布とに
基づいて、前記蛍光が前記光検出器に入射した場合の前
記光電子数分布を推定することによって前記蛍光の光量
を求める光電子数分布推定手段と、 前記照射位置それぞれについて前記光電子数分布推定手
段で求められた前記蛍光の光量に基づいて、前記試料に
おける前記蛍光の光量分布を生成する蛍光光量分布生成
手段と、 を備えることを特徴とする走査型蛍光検出装置。
1. An excitation light source that outputs excitation light, and at least one of a sample irradiated with the excitation light and the excitation light are scanned in a direction substantially perpendicular to an optical axis of the excitation light, While irradiating each of the irradiation positions on the sample with the excitation light for a certain period of time or more, a scanning unit that outputs an irradiation position signal corresponding to the irradiation position, and a fluorescence generated from each of the irradiation positions is received, and the amount of the fluorescence light A photodetector that emits a number of photoelectrons according to the photoelectron number distribution according to, and outputs a current signal by multiplying the photoelectrons, and at each of the irradiation positions, integrates the current signal for a certain period of time to obtain a voltage. An integrating means for converting into a signal; an AD converting means for outputting a digital value corresponding to the voltage signal after the elapse of the fixed time at each of the irradiation positions; A wave height distribution generating means for inputting a digital value, cumulatively adding a predetermined value to an address corresponding to the irradiation position and the digital value, and generating a wave height distribution of the voltage signal for each irradiation position; and the photodetector. A single photoelectron event wave height distribution generating means for acquiring the wave height distribution generated by the wave height distribution generating means as a single photoelectron event wave height distribution when there is one photoelectron emitted by the photodetector; A k-photoelectron event wave height distribution in which the k-photoelectron event wave height distribution in each case where the number k of photoelectrons is 2 or more and not more than a predetermined number is recursively calculated by convolution calculation based on the single photoelectron event wave height distribution. Generating means, and at each of the irradiation positions, the fluorescence is incident on the photodetector and the wave height distribution generated by the wave height distribution generating means and the single photoelectron event wave height. The number k of the cloth and the photoelectron
Based on the k-photoelectron event wave height distribution in each case, the photoelectron number distribution estimating means for determining the light quantity of the fluorescence by estimating the photoelectron number distribution when the fluorescence is incident on the photodetector, And a fluorescence light amount distribution generation unit that generates a light amount distribution of the fluorescence in the sample based on the light amount of the fluorescence obtained by the photoelectron number distribution estimation unit for each of the irradiation positions. Fluorescence detector.
【請求項2】 前記光検出器は、 受光した前記蛍光の光量に応じた光電子数分布に従った
個数の光電子を放出する光電変換面と、 アノードとカソードとの間に逆バイアス電圧が印加さ
れ、且つ、前記光電変換面に対向する部位が前記光電変
換面の電位よりも高電位に設定されて、前記光電子を入
力して生成された電子・正孔対をアバランシェ増倍し、
アバランシェ増倍された電子・正孔対の数に応じた前記
電流信号を出力するアバランシェフォトダイオードと、 前記蛍光を透過させる入射窓を備えて前記光電変換面お
よび前記アバランシェフォトダイオードを内部に含む真
空容器と、 を備えることを特徴とする請求項1記載の走査型蛍光検
出装置。
2. The photodetector is applied with a reverse bias voltage between a photoelectric conversion surface that emits a number of photoelectrons according to the photoelectron number distribution according to the amount of the received fluorescent light, and an anode and a cathode. And, the portion facing the photoelectric conversion surface is set to a higher potential than the potential of the photoelectric conversion surface, avalanche multiplication of electron-hole pairs generated by inputting the photoelectrons,
An avalanche photodiode that outputs the current signal according to the number of avalanche-multiplied electron-hole pairs, and a vacuum that includes the photoelectric conversion surface and the avalanche photodiode that includes an incident window that transmits the fluorescence. The scanning fluorescence detection apparatus according to claim 1, further comprising: a container.
【請求項3】 前記光電子数分布推定手段は、最尤法に
より前記光電子数分布を推定する、ことを特徴とする請
求項1記載の走査型蛍光検出装置。
3. The scanning fluorescence detection apparatus according to claim 1, wherein the photoelectron number distribution estimating means estimates the photoelectron number distribution by a maximum likelihood method.
【請求項4】 前記光電子数分布推定手段は、前記光電
子数分布がポアソン分布であると仮定して前記光電子数
分布を推定する、ことを特徴とする請求項1記載の走査
型蛍光検出装置。
4. The scanning fluorescence detection apparatus according to claim 1, wherein the photoelectron number distribution estimating means estimates the photoelectron number distribution on the assumption that the photoelectron number distribution is Poisson distribution.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003098086A (en) * 2001-09-21 2003-04-03 Olympus Optical Co Ltd Light intensity measuring device
JP2005241798A (en) * 2004-02-25 2005-09-08 Olympus Corp Laser microscope device
JP2005338465A (en) * 2004-05-27 2005-12-08 Olympus Corp Scanning type laser microscopic device
US7307261B2 (en) 2005-04-06 2007-12-11 Sharp Kabushiki Kaisha Fluorescence detecting apparatus

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH037245A (en) * 1988-09-13 1991-01-14 Sagami Chem Res Center Preparation of 2-oxo-3-aromatic carboxylic acid derivative
JPH0372245A (en) * 1989-08-03 1991-03-27 Marcella Bardelli Measuring method and photometer for analyzing sample processed by fluorescent reagent
JPH056123B2 (en) * 1987-06-30 1993-01-25 Hamamatsu Photonics Kk
JPH0554849A (en) * 1991-01-17 1993-03-05 Burle Technol Inc Photomultiplier tube
JPH05187914A (en) * 1991-07-24 1993-07-27 Hamamatsu Photonics Kk Very weak light measuring instrument
JPH06207905A (en) * 1992-10-09 1994-07-26 Univ Nebraska Digital dna typing
JPH06318447A (en) * 1993-05-07 1994-11-15 Hamamatsu Photonics Kk Electron tube
JPH0783829A (en) * 1993-09-17 1995-03-31 Hamamatsu Photonics Kk Weak light emission measuring equipment

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH056123B2 (en) * 1987-06-30 1993-01-25 Hamamatsu Photonics Kk
JPH037245A (en) * 1988-09-13 1991-01-14 Sagami Chem Res Center Preparation of 2-oxo-3-aromatic carboxylic acid derivative
JPH0372245A (en) * 1989-08-03 1991-03-27 Marcella Bardelli Measuring method and photometer for analyzing sample processed by fluorescent reagent
JPH0554849A (en) * 1991-01-17 1993-03-05 Burle Technol Inc Photomultiplier tube
JPH05187914A (en) * 1991-07-24 1993-07-27 Hamamatsu Photonics Kk Very weak light measuring instrument
JPH06207905A (en) * 1992-10-09 1994-07-26 Univ Nebraska Digital dna typing
JPH06318447A (en) * 1993-05-07 1994-11-15 Hamamatsu Photonics Kk Electron tube
JPH0783829A (en) * 1993-09-17 1995-03-31 Hamamatsu Photonics Kk Weak light emission measuring equipment

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003098086A (en) * 2001-09-21 2003-04-03 Olympus Optical Co Ltd Light intensity measuring device
JP2005241798A (en) * 2004-02-25 2005-09-08 Olympus Corp Laser microscope device
JP2005338465A (en) * 2004-05-27 2005-12-08 Olympus Corp Scanning type laser microscopic device
JP4599093B2 (en) * 2004-05-27 2010-12-15 オリンパス株式会社 Scanning laser microscope equipment
US7307261B2 (en) 2005-04-06 2007-12-11 Sharp Kabushiki Kaisha Fluorescence detecting apparatus

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