JPH0989774A - Fine-substance microscopic apparatus - Google Patents
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- JPH0989774A JPH0989774A JP24432895A JP24432895A JPH0989774A JP H0989774 A JPH0989774 A JP H0989774A JP 24432895 A JP24432895 A JP 24432895A JP 24432895 A JP24432895 A JP 24432895A JP H0989774 A JPH0989774 A JP H0989774A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気力を利用して
磁性を有する微小物質を固定し検鏡を行う微小物質検鏡
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 a microscopic substance microscopic apparatus for fixing a microscopic substance having magnetism by using magnetic force and performing a speculum.
【0002】[0002]
【従来の技術】最近、DNAや蛋白質の研究が盛んに行
われるようになっており、これら研究には、DNAや蛋
白質の蛍光反応を観察する蛍光観察などが用いられてい
る。図7は、このような蛍光観察を行うための顕微鏡を
用いた微小物質検鏡装置の一例を示すもので、図示しな
い顕微鏡本体のテーブル1にDNAや蛋白質などの試料
粒子が浮遊する液を収容したディシュ2を載置してい
る。そして、このようなディシュ2を載置したテーブル
1の下部に対物レンズ3を配置するとともに、この対物
レンズ3周囲に固定枠4により磁石5を設けている。2. Description of the Related Art Recently, researches on DNA and proteins have been actively conducted, and in these researches, fluorescence observation or the like for observing fluorescence reaction of DNA or protein is used. FIG. 7 shows an example of a microscopic substance microscopic apparatus using a microscope for performing such fluorescence observation, in which a liquid in which sample particles such as DNA and protein are suspended is stored in a table 1 of a microscope main body (not shown). The dish 2 was placed. The objective lens 3 is arranged below the table 1 on which such a dish 2 is mounted, and a magnet 5 is provided around the objective lens 3 by a fixed frame 4.
【0003】そして、ディシュ2の液中に浮遊する試料
粒子を磁性ビーズ6に結合させ、この状態で対物レンズ
3周囲に配置した磁石5に磁界を形成させて磁性ビーズ
6をディシュ2の底面に引き寄せて2次元的に分布した
状態から、対物レンズ3を介した顕微鏡による観察を行
うようにしている。Then, the sample particles floating in the liquid of the dish 2 are bound to the magnetic beads 6, and in this state, a magnetic field is formed in the magnet 5 arranged around the objective lens 3 to place the magnetic beads 6 on the bottom surface of the dish 2. Observation by a microscope through the objective lens 3 is performed from the state of being attracted and two-dimensionally distributed.
【0004】この場合、顕微鏡による観察は、蛍光観察
が採用され、磁性ビーズ以外に蛍光ビーズを結合させた
り、磁性ビーズに蛍光性を持たせるようにして、ディシ
ュ2底面付近に限定されるエバネッセント照明などに基
づき蛍光性を有する磁性ビーズから発生する蛍光の状態
を観察するようになる。In this case, fluorescence observation is employed for the observation with a microscope. In addition to magnetic beads, fluorescent beads are bound or the magnetic beads are made to have fluorescence, and evanescent illumination is limited to the vicinity of the bottom surface of the dish 2. Based on the above, the state of fluorescence generated from the magnetic beads having fluorescence is observed.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
蛍光観察に用いられる磁性ビーズ6は、直径1μm程度
のものが用いられている。ところが、試料粒子のサイズ
が小さくなって、例えば、粒子径が数10nm程度のも
のになると、磁性ビーズ6との大きさが著しく異なるた
め、1つの磁性ビーズ6に複数個の試料粒子が結合する
ことがあり、正確な蛍光反応を観察できないことがあ
る。また、直径1μmの磁性ビーズ6では、ディシュ2
底面に局在的に分散させて蛍光観察するために試料粒子
の場所を決定することも難しい。The magnetic beads 6 used for such fluorescence observation have a diameter of about 1 μm. However, when the size of the sample particles is reduced, for example, when the particle size is about several tens nm, the size of the sample is significantly different from the size of the magnetic beads 6, and a plurality of sample particles are bound to one magnetic bead 6. In some cases, an accurate fluorescent reaction may not be observed. In addition, in the magnetic beads 6 having a diameter of 1 μm, the dish 2
It is also difficult to determine the location of the sample particles in order to locally disperse them on the bottom surface and observe the fluorescence.
【0006】そこで、磁性ビーズ6の径を試料分子と同
じ程度にして、1つの磁性ビーズ6に対して1つの試料
分子を結合させることが考えられるが、このような径の
小さな磁性ビーズを使用すると、磁石5の磁界によっ
て、磁性ビーズ6自身にS、Nの分極が発生しても、こ
れら極間の距離が極めて小さいことから磁束密度の勾配
による吸引力は小さく、さらに、磁石5は、対物レンズ
3周囲に設けられていてディシュ2底面より遠く離れて
いることから、大きな吸引力も期待できず、磁性ビーズ
6に効果的な吸引力を作用させるのが難しいことから、
磁性ビーズ6をディシュ2底面に引き寄せて拘束できな
いことがあった。また、径の小さな粒子の場合、ブラウ
ン運動により液中に浮遊し易い傾向があるため、さらに
試料粒子を結合した磁性ビーズの引き寄せが難しくな
る。Therefore, it is conceivable that the diameter of the magnetic beads 6 is made approximately the same as that of the sample molecules and one sample molecule is bound to one magnetic bead 6, but such a magnetic bead having a small diameter is used. Then, even if the magnetic field of the magnet 5 causes polarization of S and N in the magnetic beads 6 themselves, the attraction force due to the gradient of the magnetic flux density is small because the distance between these poles is extremely small. Since it is provided around the objective lens 3 and is far away from the bottom surface of the dish 2, a large attractive force cannot be expected, and it is difficult to apply an effective attractive force to the magnetic beads 6.
In some cases, the magnetic beads 6 could not be constrained by drawing them to the bottom of the dish 2. Further, in the case of particles having a small diameter, the particles tend to float in the liquid due to Brownian motion, which makes it more difficult to attract the magnetic beads to which the sample particles are bound.
【0007】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、磁気力を利用した磁性を有する試料粒子などの微小
物質の固定を確実に行うことができる微小物質検鏡装置
を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a microscopic substance microscopic apparatus capable of reliably immobilizing a microscopic substance such as sample particles having magnetism using magnetic force. To aim.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
磁気力を利用して磁性を有する微小物質を固定し対物レ
ンズを介して検鏡を行う微小物質検鏡装置において、前
記対物レンズの前記微小物質側に位置する先端部に磁石
を設けるようにしている。According to the first aspect of the present invention,
In a microscopic substance microscopic device for fixing a microscopic substance having magnetism by using magnetic force and performing a microscopic examination through an objective lens, a magnet is provided at a tip portion of the objective lens located on the microscopic substance side. There is.
【0009】請求項2記載の発明は、請求項1記載にお
いて、磁石は、永久磁石により構成している。請求項3
記載の発明は、請求項1記載において、磁石は、電磁石
により構成している。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the magnet is a permanent magnet. Claim 3
In the first aspect of the present invention, the magnet is an electromagnet.
【0010】この結果、本発明によれば、磁性微小物質
に近接して磁石を配置できるので、DNAや蛋白質など
の試料粒子に相当する極めて微小な物質に対しても十分
大きな吸引力を期待できて、効果的な吸引力を作用させ
ることができ、これら微小物質のブラウン運動を制限し
て強い力で拘束できる。As a result, according to the present invention, since the magnet can be arranged close to the magnetic micro substance, a sufficiently large attracting force can be expected even for an extremely micro substance corresponding to sample particles such as DNA and protein. As a result, an effective suction force can be applied, and Brownian motion of these minute substances can be limited and restrained by a strong force.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に従い説明する。 (第1の実施の形態)図1は、本発明の微小物質検鏡装
置に適用される倒立型顕微鏡の概略構成を示している。
図において、10は顕微鏡本体で、この顕微鏡本体10
には、透過照明用光源11、励起光源12、対物レンズ
13、コンデンサレンズ14、鏡筒15および接眼レン
ズ16などを有している。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. (First Embodiment) FIG. 1 shows a schematic structure of an inverted microscope applied to a microscopic substance microscopic apparatus of the present invention.
In the figure, 10 is a microscope main body, and this microscope main body 10
Includes a transillumination light source 11, an excitation light source 12, an objective lens 13, a condenser lens 14, a lens barrel 15, an eyepiece lens 16, and the like.
【0012】この場合、励起光源12からの励起光を顕
微鏡本体11内の光学系、対物レンズ13およびエバネ
ッセント照明用のプリズム(図示せず)を通してテーブ
ル101上の蛍光性を有する磁性ビーズを収容したディ
シュ(図示せず)の外側底面から照射し、このディシュ
の内側底面付近にエバネッセント照明によるエバネッセ
ント場を形成させ、このエバネッセント場を利用し磁性
ビーズに蛍光を発生させる。そして、この蛍光の状態を
透過照明用光源11よりコンデンサレンズ14を通して
与えられる透過照明光により対物レンズ13による観察
像として顕微鏡本体11内の光学系、鏡筒15を通して
接眼レンズ16に送り、試料粒子の蛍光反応を観察でき
るようにしている。In this case, the excitation light from the excitation light source 12 is passed through an optical system in the microscope body 11, the objective lens 13 and a prism (not shown) for evanescent illumination to accommodate the magnetic beads having fluorescence on the table 101. Irradiation is performed from the outer bottom surface of a dish (not shown), an evanescent field is formed near the inner bottom surface of the dish by evanescent illumination, and the evanescent field is used to generate fluorescence in the magnetic beads. Then, this fluorescent state is sent to the eyepiece lens 16 through the optical system in the microscope body 11 and the lens barrel 15 as an observation image by the objective lens 13 by the transmitted illumination light given from the transmitted illumination light source 11 through the condenser lens 14. It is possible to observe the fluorescence reaction of.
【0013】この場合、対物レンズ13は、レボルバ1
7に各種倍率のものが複数個設けられていて、所望する
倍率のものを選択できるようになっている。図2は、本
発明の要部の概略構成を示すもので、図1と同一部分に
は、同符号を付している。In this case, the objective lens 13 is the revolver 1
7 is provided with a plurality of various magnifications, and a desired magnification can be selected. FIG. 2 shows a schematic configuration of a main part of the present invention, and the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
【0014】この場合、顕微鏡本体10のテーブル10
1には、透穴101aを有していて、この透穴101a
上にディシュ18を載置している。このディシュ18
は、上述したようにDNAや蛋白質などの試料粒子が浮
遊する液19とともに蛍光性を有する磁性ビーズ20を
収容し、これら磁性ビーズ20に液19中を浮遊する試
料粒子を結合させるようにしている。また、ここでの磁
性ビーズ20は、試料粒子径が数10nmとすると、3
0nm程度の径のものを使用している。In this case, the table 10 of the microscope body 10
1 has a through hole 101a, and this through hole 101a
The dish 18 is placed on the top. This dish 18
As described above, the magnetic beads 20 having fluorescence are housed together with the liquid 19 in which the sample particles such as DNA and protein are suspended, and the magnetic beads 20 are bound to the sample particles suspended in the liquid 19. . Further, the magnetic beads 20 here have a diameter of 3 nm if the sample particle diameter is several tens nm.
The diameter is about 0 nm.
【0015】顕微鏡本体10のテーブル101下部に、
対物レンズ13を配置している。この対物レンズ13
は、先端部に位置する光学レンズ131の周囲に円筒状
の永久磁石21を一体に設けている。この永久磁石21
は、フェライトなど磁性材料が用いられ、円筒体の両端
部、つまり図示上下方向両端部に極性を有するようにな
っている。この永久磁石21は、例えばネジ込み構造に
より着脱可能にすることも可能である。Below the table 101 of the microscope body 10,
The objective lens 13 is arranged. This objective lens 13
Is integrally provided with a cylindrical permanent magnet 21 around the optical lens 131 located at the tip. This permanent magnet 21
Is made of a magnetic material such as ferrite, and has a polarity at both ends of the cylindrical body, that is, both ends in the vertical direction in the drawing. The permanent magnet 21 can be made detachable by, for example, a screwed structure.
【0016】そして、このような対物レンズ13は、上
下方向に駆動されて焦点を移動し、ディシュ18の外側
底面に合焦させるようにしている。この場合、対物レン
ズ13には、高倍率で作動距離(WD)の短いものを使
用することで、対物レンズ13先端の永久磁石21部分
をテーブル101の透穴101a中に挿入してディシュ
18の外側底面に十分に近接するようにしている。The objective lens 13 as described above is driven in the vertical direction to move the focal point and focus on the outer bottom surface of the dish 18. In this case, by using an objective lens 13 having a high magnification and a short working distance (WD), the permanent magnet 21 portion at the tip of the objective lens 13 is inserted into the through hole 101a of the table 101 and the dish 18 is inserted. It is close enough to the outer bottom surface.
【0017】また、ディシュ18と対物レンズ13との
間には、エバネッセント照明用プリズム181を配置し
ている。このエバネッセント照明用プリズム181は、
ディシュ18の対物レンズ13側の外側底面にマッチン
グオイルで着脱自在に固定されている。これにより、対
物レンズ13を透過した励起光源12からの励起光は、
エバネッセント照明用プリズム18に入射し全反射さ
れ、ディシュ18の内側底面付近にエバネッセント場が
形成される。Further, an evanescent illumination prism 181 is arranged between the dish 18 and the objective lens 13. This evanescent illumination prism 181 is
A matching oil is detachably fixed to the outer bottom surface of the dish 18 on the objective lens 13 side. As a result, the excitation light from the excitation light source 12 that has passed through the objective lens 13 is
The light enters the prism 18 for evanescent illumination and is totally reflected, and an evanescent field is formed near the inner bottom surface of the dish 18.
【0018】なお、本発明に用いられる30nm径の蛍
光性を有する磁性ビーズ20は、具体的に、以下の調製
法により作られている。 (1)まず、Water in Oilマイクロエマル
ジョン法によりポリアクリルアミドビーズを作る。The magnetic beads 20 having a fluorescence property of 30 nm diameter used in the present invention are specifically manufactured by the following preparation method. (1) First, polyacrylamide beads are prepared by the Water in Oil microemulsion method.
【0019】(2)エチレンジアミン処理を行いビーズ
にアミノ基を導入する。 (3)アミノ基反応性蛍光色素をビーズに反応させて蛍
光性ビーズを作る。次に、 (4)1.4M FeCl3 100μlとポリエチレ
ングリコール(M.W=200)600μlを混ぜる。(2) Treatment with ethylenediamine to introduce amino groups into the beads. (3) Fluorescent dyes are prepared by reacting the amino group-reactive fluorescent dye with the beads. Next, (4) 100 μl of 1.4M FeCl 3 and 600 μl of polyethylene glycol (MW = 200) are mixed.
【0020】(5)アンモニア水100μlを(4)の
溶液に激しく攪拌しながら加え、マグネタイトを作成す
る。 (6)水1mlを(5)のマグネタイトに加え、400
0rpmで2分間遠心力を加えマグネタイトを集める。(5) 100 μl of ammonia water is added to the solution of (4) with vigorous stirring to prepare magnetite. (6) Add 1 ml of water to the magnetite of (5) and add 400
Collect the magnetite by applying a centrifugal force at 0 rpm for 2 minutes.
【0021】(7)さらに沈殿に水を数ml加えて、同
様に遠心力を加え、この操作を複数回繰り返して洗浄を
行なう。 (8)(7)により得られた沈殿を0.2M硝酸1ml
に懸濁し、30分放置した後、15000rpmで30
分間遠心力を加え,上澄みを集める。(7) Further, a few ml of water is added to the precipitate, centrifugal force is applied in the same manner, and this operation is repeated a plurality of times for washing. (8) The precipitate obtained in (7) was added with 1 ml of 0.2M nitric acid.
Suspended for 30 minutes and left at 15,000 rpm for 30 minutes.
Centrifuge for minutes and collect the supernatant.
【0022】(9)上澄みの吸光度(at310nm)
を測定する。この時の吸光度は40になる。 (10)(3)までに作成された蛍光性ビーズ(約1m
g/mlに調整)0.3mlに、ポリエチレングリコー
ル(M.W=200)0.3ml、0.2M硝酸に溶か
したマグネタイト(ODat310=40)15μlを
混ぜる。(9) Absorbance of supernatant (at 310 nm)
To measure. The absorbance at this time is 40. (10) Fluorescent beads prepared by (3) (about 1 m
(Adjusted to g / ml) 0.3 ml of polyethylene glycol (MW = 200) and 15 μl of magnetite (ODat310 = 40) dissolved in 0.2 M nitric acid are mixed.
【0023】(11)1.5トリス塩酸緩衝液(pH
8.8)6μlを(10)に加える。このpHの中和
で、マグネタイトがビーズ中に導入される。 (13)さらに4000rpmで2分間遠心力を加え、
磁性ビーズを集める。(11) 1.5 Tris-HCl buffer (pH
8.8) Add 6 μl to (10). With this neutralization of pH, magnetite is introduced into the beads. (13) Centrifugal force is further applied at 4000 rpm for 2 minutes,
Collect the magnetic beads.
【0024】(14)磁性ビーズを水0.3mlに懸漏
し、水に透析する。 このような調製により、(14)で最終的な蛍光性を有
する30nm径の磁性ビーズが得られる。このビーズ
は、2〜3日は磁性を強く保っているが、酸化が徐々に
進むことでマグネタイトがマグヘマイトになって磁性が
弱くなってくる。磁性が弱くなったビーズでも顕微鏡側
に設けた磁石により十分に補足できる。酸化させないた
めには、酸素を酵素で置き換えて保存すればよい。ま
た、マグネタイトがビーズに入ったことで、蛋白質は、
ビーズに吸収し易くなるが、これを避けるには、中世活
性剤を少量加えておけばよい。(14) The magnetic beads are suspended in 0.3 ml of water and dialyzed against water. By such preparation, the magnetic beads with a diameter of 30 nm having final fluorescence in (14) can be obtained. These beads retain their strong magnetism for a few days, but due to the gradual oxidation, magnetite becomes maghemite and the magnetism becomes weak. Even magnets with weak magnetism can be sufficiently captured by a magnet provided on the microscope side. In order to prevent oxidation, oxygen may be replaced with an enzyme for storage. In addition, since the magnetite entered the beads, the protein
The beads are more likely to be absorbed, but to avoid this, a small amount of medieval activator may be added.
【0025】しかして、このようによれば、対物レンズ
13先端部に設けられる永久磁石21は、蛍光性を有す
る磁性ビーズ20を収容したディシュ18を載置するテ
ーブル101の透穴101a中に挿入され、ディシュ1
8の外側底面に十分に近接しているので、磁性ビーズ2
0に30nm径の試料粒子径とほぼ同じ径のものを使用
しても永久磁石21より磁性ビーズ20に対して十分大
きな吸引力を期待できるようになり、磁性ビーズ20に
効果的な吸引力を作用させ、これら磁性ビーズ20をデ
ィシュ18底面に引き寄せ、強い力で拘束でき、さら
に、この時の強い力の拘束により磁性ビーズ20や試料
粒子のブラウン運動も制限できることになる。これによ
り、試料粒子の固定を確実に行うことができ、精度の高
い蛍光観察を実現できる。Thus, according to this, the permanent magnet 21 provided at the tip of the objective lens 13 is inserted into the through hole 101a of the table 101 on which the dish 18 containing the magnetic beads 20 having fluorescence is mounted. Dish 1
8 is close enough to the outer bottom surface of magnetic beads 2
It is possible to expect a sufficiently large attracting force to the magnetic beads 20 from the permanent magnet 21 even if a sample having a diameter of 30 nm which is almost the same as the sample particle size of 0 to 30 is used. These magnetic beads 20 are caused to act on each other, and these magnetic beads 20 are attracted to the bottom surface of the dish 18 and can be restrained with a strong force. Further, the restraint of the strong force at this time can also limit the Brownian motion of the magnetic beads 20 and the sample particles. As a result, the sample particles can be reliably fixed, and highly accurate fluorescence observation can be realized.
【0026】なお、ディシュ18に対向位置にある永久
磁石21を有する対物レンズ13をレボルバ17操作に
より一時的に取り除くと、ディシュ18中の磁性ビーズ
20は、永久磁石21の磁界から解放するようにできる
ので、一旦対物レンズ13を取り除いて磁性ビーズ20
を液中で自由に飛散させ、その後、対物レンズ13をデ
ィシュ18の対向位置に戻して、永久磁石21の磁界に
より磁性ビーズ20の動きを拘束するようにすれば、新
たな試料粒子をディシュ18底面に拘束できるようにな
り、このような操作を繰り返すことで、目的とする試料
粒子のみを拘束できるようになるとともに、時間的経過
をおいての試料粒子の蛍光反応を観察することができ
る。 (第2の実施の形態)図3は、第2の実施の形態の概略
構成を示すもので、図2と同一部分には、同符号を付し
ている。なお、図3では、図2で述べたディシュ18と
対物レンズ13との間のエバネッセント照明用プリズム
181の図示が省略されているが、実際は、ディシュ1
8の対物レンズ13側の外側底面にマッチングオイルに
より着脱自在に固定されている。When the objective lens 13 having the permanent magnet 21 at the position facing the dish 18 is temporarily removed by operating the revolver 17, the magnetic beads 20 in the dish 18 are released from the magnetic field of the permanent magnet 21. Since it is possible to remove the objective lens 13, the magnetic beads 20
Are freely scattered in the liquid, and then the objective lens 13 is returned to the position opposite to the dish 18 so that the magnetic beads 20 restrain the movement of the magnetic beads 20 by the magnetic field of the permanent magnet 21. It becomes possible to bind to the bottom surface, and by repeating such an operation, it becomes possible to bind only the target sample particles, and it is possible to observe the fluorescence reaction of the sample particles after a lapse of time. (Second Embodiment) FIG. 3 shows a schematic configuration of the second embodiment. The same parts as those in FIG. 2 are designated by the same reference numerals. It should be noted that although the illustration of the evanescent illumination prism 181 between the dish 18 and the objective lens 13 described in FIG. 2 is omitted in FIG.
8 is detachably fixed to the outer bottom surface on the objective lens 13 side with matching oil.
【0027】ところで、蛍光観察では、試料サイズが小
さくとも、必ずしも高倍率の対物レンズが必要でなく、
むしろ低倍率(例えば40倍程度のもの)で明るい対物
レンズを用いることがある。By the way, in fluorescence observation, even if the sample size is small, a high-magnification objective lens is not always necessary.
Rather, a low-magnification (for example, about 40 times) bright objective lens may be used.
【0028】このような場合、対物レンズの作動距離
(WD)が長くなってしまうが、この対策として、図示
のように対物レンズ13の先端部に円筒状の連結筒体2
2を設けて、この連結筒体22の先端部に円筒状の永久
磁石21を一体に設け、この永久磁石21部分をテーブ
ル101の透穴101a中に挿入してディシュ18の外
側底面に十分に近接するように構成する。なお、ここで
の永久磁石21も、例えばネジ込み構造により連結筒体
22より着脱可能にすることも可能である。In such a case, the working distance (WD) of the objective lens becomes long, but as a countermeasure against this, as shown in the drawing, the cylindrical connecting cylinder 2 is provided at the tip of the objective lens 13.
2 is provided, and a cylindrical permanent magnet 21 is integrally provided at the tip end portion of the connecting tubular body 22, and the permanent magnet 21 portion is inserted into the through hole 101a of the table 101 so that the outer bottom surface of the dish 18 can be sufficiently covered. Configure to be in close proximity. The permanent magnet 21 here can also be made detachable from the connecting cylinder body 22 by, for example, a screw-in structure.
【0029】このようにしても、第1実施の形態と同様
な効果を期待できる。 (第3の実施の形態)図4は、第3の実施の形態の概略
構成を示すもので、図2と同一部分には、同符号を付し
ている。なお、図4では、図2で述べたディシュ18と
対物レンズ13との間のエバネッセント照明用プリズム
181の図示が省略されているが、実際は、ディシュ1
8の対物レンズ13側の外側底面にマッチングオイルに
より着脱自在に固定されている。Even in this case, the same effect as that of the first embodiment can be expected. (Third Embodiment) FIG. 4 shows a schematic configuration of the third embodiment. The same parts as those in FIG. 2 are designated by the same reference numerals. It should be noted that although the illustration of the evanescent illumination prism 181 between the dish 18 and the objective lens 13 described in FIG. 2 is omitted in FIG.
8 is detachably fixed to the outer bottom surface on the objective lens 13 side with matching oil.
【0030】この場合、対物レンズ13先端部に設けら
れる永久磁石21をコイルを有する電磁石23に置き換
え、この電磁石23に駆動回路24より駆動電流を供給
することにより所定の吸引力を発生させるようにしてい
る。この場合、電磁石23のコイルの巻き数をn、コイ
ルに流れる電流をIとすると、磁界の強さHは、 H=n×I になる。In this case, the permanent magnet 21 provided at the tip of the objective lens 13 is replaced with an electromagnet 23 having a coil, and a drive current is supplied from the drive circuit 24 to the electromagnet 23 to generate a predetermined attractive force. ing. In this case, assuming that the number of turns of the coil of the electromagnet 23 is n and the current flowing through the coil is I, the strength H of the magnetic field is H = n × I 2.
【0031】しかして、このようにしても、第1実施の
形態と同様な効果を期待でき、さらにコイル巻数nは一
定であるのに対してコイルに流れる電流Iは可変にでき
るので、駆動回路24によりコイルに流れる電流Iを変
化させることによって、電磁石23の吸引力の強さを磁
性ビーズ20のサイズに合わせて変えたり、電磁石23
の吸引力の強さを調整してディシュ18底面での粒子の
濃度を調整するようなこともできる。また、駆動回路2
4による電磁石23の付勢を入切することで、第1の実
施の形態で述べた対物レンズ13をレボルバ17操作に
より一時的に取り除くのと同じ効果を得ることもでき
る。Even in this case, however, the same effect as that of the first embodiment can be expected, and the current I flowing in the coil can be made variable while the number of coil turns n is constant, so that the drive circuit can be made variable. By changing the current I flowing through the coil by means of 24, the strength of the attraction force of the electromagnet 23 can be changed according to the size of the magnetic beads 20, or the electromagnet 23
It is also possible to adjust the strength of the suction force of the above to adjust the concentration of particles on the bottom surface of the dish 18. In addition, the drive circuit 2
By turning on / off the bias of the electromagnet 23 by No. 4, it is possible to obtain the same effect as temporarily removing the objective lens 13 by operating the revolver 17 described in the first embodiment.
【0032】なお、上述では、対物レンズ13の先端部
に電磁石23を設けるようにしたが、対物レンズ13の
一部または全部を磁性材料で形成し、これの周囲にコイ
ルを巻いて電磁石を構成するようにしてもよい。 (第4の実施の形態)図5は、第4の実施の形態の概略
構成を示すもので、図3と同一部分には、同符号を付し
ている。なお、図5では、図2で述べたディシュ18と
対物レンズ13との間のエバネッセント照明用プリズム
181の図示が省略されているが、実際は、ディシュ1
8の対物レンズ13側の外側底面にマッチングオイルに
より着脱自在に固定されている。Although the electromagnet 23 is provided at the tip of the objective lens 13 in the above description, part or all of the objective lens 13 is made of a magnetic material, and a coil is wound around the magnetic material to form an electromagnet. You may do it. (Fourth Embodiment) FIG. 5 shows a schematic configuration of the fourth embodiment, and the same parts as those in FIG. 3 are designated by the same reference numerals. In FIG. 5, the illustration of the evanescent illumination prism 181 between the dish 18 and the objective lens 13 described in FIG. 2 is omitted.
8 is detachably fixed to the outer bottom surface on the objective lens 13 side with matching oil.
【0033】この場合、対物レンズ13先端部に設けら
れる電磁石23の他に、さらにディシュ18底面の上方
にも電磁石25を配置し、磁性ビーズ20に対するディ
シュ18底面側への引き寄せ力をさらに強めるようにし
ている。In this case, in addition to the electromagnet 23 provided at the tip of the objective lens 13, an electromagnet 25 is arranged above the bottom surface of the dish 18 so that the attraction force of the magnetic beads 20 toward the bottom surface of the dish 18 is further increased. I have to.
【0034】ここでの電磁石25は、リング状のコイル
部251の内側に中空コーン(円錐状など)形状の鉄心
(Niなどの磁性金属でも可)252を設けるようにし
たもので、この鉄心252先端をディシュ18底部の磁
性ビーズ20に近接させて、この磁性ビーズ20付近に
磁束を集中させ磁界を強くするようにしている。The electromagnet 25 here is one in which a hollow cone (conical shape or the like) -shaped iron core (a magnetic metal such as Ni is also possible) 252 is provided inside a ring-shaped coil portion 251. The tip is brought close to the magnetic beads 20 at the bottom of the dish 18, and the magnetic flux is concentrated near the magnetic beads 20 to strengthen the magnetic field.
【0035】なお、このような電磁石25の鉄心252
は、ディシュ18の液中に浸漬されることもあるので、
鉄心表面には、防錆処理や溶出処理を施している。ま
た、電磁石25は、支持台26に取り付けられていて、
上下駆動機構27を介して支柱28に上下動可能に設け
られている。これは、テーブル101上のディシュ18
の出し入れを容易にするためと、詳細は後述する対物レ
ンズ13側の電磁石23との関係で磁力線の分布境界面
Pの上下方向の位置を調整するためである。The iron core 252 of the electromagnet 25 as described above is used.
May be immersed in the liquid of dish 18, so
The surface of the iron core is rustproofed and eluted. Further, the electromagnet 25 is attached to the support base 26,
The support 28 is provided so as to be vertically movable via a vertical drive mechanism 27. This is dish 18 on table 101
This is because it is easy to move in and out, and in detail is to adjust the vertical position of the distribution boundary surface P of the lines of magnetic force in relation to the electromagnet 23 on the side of the objective lens 13 described later.
【0036】そして、このような電磁石25に、電磁石
23とともに駆動回路24より駆動電流を供給するよう
にしている。なお、鉄心252の中心部には、コンデン
サレンズ29を通してディシュ18底面に照射される透
過照明光30が通過するようにしている。A drive current is supplied from the drive circuit 24 together with the electromagnet 23 to the electromagnet 25. It is to be noted that the transmitted illumination light 30 applied to the bottom surface of the dish 18 through the condenser lens 29 passes through the central portion of the iron core 252.
【0037】しかして、このような構成において、駆動
回路24より電磁石23、25の磁界が逆向きになるよ
うに、例えば、図6に示すように電磁石23のN極と電
磁石25のN極が向かい合うように、それぞれの電磁石
23、25のコイルに電流を流すようにすれば、これら
電磁石23、25の磁力線による分布境界面Pが形成さ
れ、この分布境界面Pより対物レンズ13側に磁力線の
密度勾配が大きな空間dを作ることが可能になる。そし
て、この空間dが磁性ビーズ20の位置するディシュ1
8の内側底面に一致するように電磁石25の高さを調整
すれば、磁性ビーズ20を強い力で拘束できるようにな
り、さらに、この時の拘束により磁性ビーズ20や試料
粒子のブラウン運動も制限でき、より精度の高い蛍光観
察を実現できる。Therefore, in such a structure, the magnetic poles of the electromagnets 23 and 25 are reversed from the drive circuit 24, for example, as shown in FIG. If currents are made to flow through the coils of the electromagnets 23 and 25 so as to face each other, a distribution boundary surface P formed by the magnetic force lines of these electromagnets 23 and 25 is formed. It is possible to create a space d with a large density gradient. The space d is located on the dish 1 where the magnetic beads 20 are located.
If the height of the electromagnet 25 is adjusted so as to coincide with the inner bottom surface of 8, the magnetic beads 20 can be restrained with a strong force, and further, the restraint at this time also limits the Brownian motion of the magnetic beads 20 and the sample particles. Therefore, it is possible to realize more accurate fluorescence observation.
【0038】また、駆動回路24により電磁石23、2
5の磁界方向を同じにしたり、供給する電流を小さくす
ると、磁性ビーズ20に対する引き寄せ力を弱くできる
ので、一旦磁性ビーズ20に対する引き寄せ力を弱め
て、磁性ビーズ20を液中で自由に飛散させ、その後、
磁性ビーズ20に対する引き寄せ力を強めて、磁性ビー
ズ20を拘束するようにすれば、新たな試料粒子をディ
シュ18底面に拘束できるようになり、このような操作
を繰り返すことで、目的とする試料粒子のみを拘束でき
るようになるとともに、時間的経過をおいての試料粒子
の蛍光反応を観察することもできる。Further, the drive circuit 24 causes the electromagnets 23, 2
If the magnetic field directions of 5 are the same or the supplied current is small, the attracting force to the magnetic beads 20 can be weakened. Therefore, once the attracting force to the magnetic beads 20 is weakened, the magnetic beads 20 are freely scattered in the liquid, afterwards,
If the magnetic beads 20 are constrained by strengthening the attracting force to the magnetic beads 20, new sample particles can be constrained to the bottom surface of the dish 18. By repeating such an operation, the target sample particles can be restrained. It becomes possible to restrain only those, and it is also possible to observe the fluorescence reaction of the sample particles after a lapse of time.
【0039】また、電磁石23、25の磁界が同方向の
まま電流を維持すると、例えば、棒状の試料の場合に
は、これら試料を磁力線方向に向かせるようにもでき
る。以上、実施の形態について述べたが、本発明中には
以下の発明も含まれる。If the magnetic fields of the electromagnets 23 and 25 maintain the current in the same direction, for example, in the case of rod-shaped samples, these samples can be oriented in the direction of magnetic force lines. Although the embodiments have been described above, the present invention also includes the following inventions.
【0040】(1)請求項1記載において、対物レンズ
の一部または全部を磁性材料で形成し、これの周囲にコ
イルを巻いて電磁石を構成している。このようにすれ
ば、電磁石の構成を簡単にできる。(1) In the first aspect, a part or all of the objective lens is made of a magnetic material, and a coil is wound around the magnetic material to form an electromagnet. By doing so, the structure of the electromagnet can be simplified.
【0041】(2)請求項1記載において、さらに対物
レンズ側の磁石に対し微小物質を挟んで他の磁石を設
け、これら磁石より反対方向の磁界を発生させる。この
ようにすれば、これら磁石の磁力線による分布境界面に
磁力線の密度勾配が大きな空間を作ることが可能にな
る。(2) In the first aspect, another magnet is further provided with a minute substance sandwiched between the magnets on the objective lens side, and a magnetic field in the opposite direction is generated from these magnets. By doing so, it is possible to create a space having a large density gradient of magnetic force lines on the distribution boundary surface of the magnetic force lines of these magnets.
【0042】(3)(2)において、これら磁石は、電
磁石からなり、これら電磁石から同方向または反対方向
の磁界を発生可能にする。このようにすれば、微小物質
に対する引き寄せ力を強めたり弱めたりでき、この動作
を繰り返すことで、目的とする微小物質のみを拘束でき
るとともに、時間的経過をおいての微小物質の反応を観
察できる。(3) In (2), these magnets are composed of electromagnets, and it is possible to generate magnetic fields in the same direction or opposite directions from these electromagnets. This makes it possible to increase or decrease the attracting force to the minute substance, and by repeating this operation, it is possible to restrain only the target minute substance and observe the reaction of the minute substance over time. .
【0043】(4)電磁石は、リング状のコイル部の内
側に中空コーン形状の鉄心を有している。このようにす
れば、微小物質付近に磁束を集中させ、強い磁界を与え
ることができる。(4) The electromagnet has a hollow cone-shaped iron core inside the ring-shaped coil portion. By doing so, the magnetic flux can be concentrated near the minute substance and a strong magnetic field can be given.
【0044】なお、上述した実施の形態では、試料粒子
をディシュ18底面に拘束して試料粒子の蛍光反応を観
察する場合について述べたが、走査プローブ顕微鏡にお
いて、試料粒子をディシュ底面に拘束させた状態で、特
定粒子に対し反応物質を付着させたり、試料粒子の形状
変化や電気的変化の観察を行うなどにも適用することが
できる。In the above-described embodiment, the case where the sample particles are bound to the bottom surface of the dish 18 and the fluorescence reaction of the sample particles is observed has been described. However, the sample particles were bound to the bottom surface of the dish in the scanning probe microscope. In the state, it can be applied to attaching a reaction substance to specific particles, and observing shape change and electrical change of sample particles.
【0045】[0045]
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば磁性
を有する微小物質に近接して磁石を配置できるので、極
めて微小な物質対しても十分大きな吸引力を期待でき、
効果的な吸引力を作用させることができ、これら微小物
質のブラウン運動を制限して強い力で拘束でき、これに
より、試料粒子の固定を確実に行うことができ、精度の
高い蛍光観察を実現できる。As described above, according to the present invention, since the magnet can be arranged in the vicinity of the minute substance having magnetism, a sufficiently large attraction force can be expected even for an extremely minute substance,
An effective suction force can be applied, and Brownian motion of these minute substances can be restricted and constrained by a strong force, which enables secure fixation of sample particles and realizes highly accurate fluorescence observation. it can.
【図1】本発明の第1の実施の形態に適用される倒立型
顕微鏡の概略構成を示す図。FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an inverted microscope applied to a first embodiment of the present invention.
【図2】第1の実施の形態の要部の概略構成を示す図。FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of a main part of the first embodiment.
【図3】本発明の第2の実施の形態の概略構成を示す
図。FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of a second embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第3の実施の形態の概略構成を示す
図。FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of a third embodiment of the present invention.
【図5】本発明の第4の実施の形態の概略構成を示す
図。FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of a fourth embodiment of the present invention.
【図6】第4の実施の形態を説明するための図。FIG. 6 is a diagram for explaining a fourth embodiment.
【図7】従来の微小物質検鏡装置の一例の概略構成を示
す図。FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration of an example of a conventional microscopic substance microscope apparatus.
10…顕微鏡本体、 101…テーブル、 101a…透穴、 11…透過照明用光源、 12…励起光源、 13…対物レンズ、 131…光学レンズ、 14…コンデンサレンズ、 15…鏡筒、 16…接眼レンズ、 17…レボルバ、 18…ディシュ、 19…液、 20…磁性ビーズ、 21…永久磁石、 22…連結筒体、 23…電磁石、 24…駆動回路、 25…電磁石、 251…コイル部、 252…鉄心、 26…支持台、 27…上下駆動機構、 28…支柱、 29…コンデンサレンズ、 30…透過照明光。 10 ... Microscope main body, 101 ... Table, 101a ... Through hole, 11 ... Transmitted illumination light source, 12 ... Excitation light source, 13 ... Objective lens, 131 ... Optical lens, 14 ... Condenser lens, 15 ... Lens barrel, 16 ... Eyepiece lens , 17 ... Revolver, 18 ... Dish, 19 ... Liquid, 20 ... Magnetic beads, 21 ... Permanent magnet, 22 ... Connection cylinder, 23 ... Electromagnet, 24 ... Drive circuit, 25 ... Electromagnet, 251 ... Coil part, 252 ... Iron core , 26 ... Supporting base, 27 ... Vertical drive mechanism, 28 ... Posts, 29 ... Condenser lens, 30 ... Transmitted illumination light.
Claims (3)
を固定し対物レンズを介して検鏡を行う微小物質検鏡装
置において、 前記対物レンズの前記微小物質側に位置する先端部に磁
石を設けたことを特徴とする微小物質検鏡装置。1. A micro-substance microscope apparatus for fixing a micro-substance having magnetism by using magnetic force and performing microscopic examination through an objective lens, wherein a magnet is provided at a tip portion of the objective lens located on the micro-substance side. A microscopic substance microscopic device characterized by being provided with.
る請求項1記載の微小物質検査装置。2. The microscopic substance inspection apparatus according to claim 1, wherein the magnet is a permanent magnet.
請求項1記載の微小物質検鏡装置。3. The microscopic substance inspection apparatus according to claim 1, wherein the magnet is an electromagnet.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24432895A JPH0989774A (en) | 1995-09-22 | 1995-09-22 | Fine-substance microscopic apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24432895A JPH0989774A (en) | 1995-09-22 | 1995-09-22 | Fine-substance microscopic apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0989774A true JPH0989774A (en) | 1997-04-04 |
Family
ID=17117084
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24432895A Withdrawn JPH0989774A (en) | 1995-09-22 | 1995-09-22 | Fine-substance microscopic apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0989774A (en) |
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1995
- 1995-09-22 JP JP24432895A patent/JPH0989774A/en not_active Withdrawn
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