熱透鏡顯微鏡裝置的製作方法
2023-06-05 18:34:51 1
專利名稱：熱透鏡顯微鏡裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及熱透鏡顯微鏡裝置。更具體地說，本發明涉及能在微小空間內進行高精度的超微量分析，在任意場所都能進行簡便測定的臺式掌上尺寸的熱透鏡顯微鏡裝置。
背景技術：
以往，用於在微小空間中進行化學反應的集成化技術從化學反應的高速性和用微小量進行反應、現場分析等觀點上引人矚目，世界上都在致力於它的研究。
本發明人也對化學反應的集成化技術進行了不斷的探討，在使用了玻璃襯底等的裝置中，確立了利用通過微細信道內的液體中試料的光吸收而產生的熱透鏡效應的光熱轉換吸光分析法，開闢了通向實用化的道路。
但是，在由發明家們提供的基於所述熱透鏡顯微鏡的分析方法中，使它成為可能的分析儀器結構，例如光源、測定部或檢測部(光電轉換部)的光學系統等非常複雜，而且仍是大型的，缺乏移動性。因此，當進行利用了該熱透鏡顯微鏡系統的分析和化學反應時，就成為限制其場所和操作的主要原因。
從這樣的事實可知，基於熱透鏡顯微鏡裝置的分析具有可進行分析的對象比較廣泛等很多優點，所以人們強烈期待著通用性高的小型化。
為此，本發明人通過以小型雷射光源作為激勵光源和檢測光源，並把激勵光源、檢測光源和熱透鏡顯微鏡光學系統一體化地安裝在單一機體上，開發了具有緊湊結構的臺式熱透鏡顯微鏡裝置。在該臺式熱透鏡顯微鏡裝置中，象臺式顯微鏡那樣，把所有的要素一體安裝在單一的機架上，成功地把以往巨大的顯微鏡小型化至臺式。
但是，即使在這樣的臺式熱透鏡顯微鏡裝置中，也還是存在希望改善的地方。
這就是使其進一步小型化到具有可移動性。通過該小型化，就能使醫療診斷和環境計測中的超微量化學物質的超高靈敏度分析的機動性取得飛躍性提高，能實現空間解析度和定量分析能力非常優異的超微量分析顯微鏡。
發明內容
鑑於以上所述問題的存在，本發明的目的在於提供一種具有可移動性的，能對醫療診斷或環境計測中的超微量化學物質進行超高靈敏度分析的、掌上尺寸的新式熱透鏡顯微鏡裝置。
為了實現所述目的，本發明1的熱透鏡顯微鏡裝置，其特徵在於在包括分析部件和支撐它的襯底的裝置主體中，一體配置有激勵光源、檢測光源和熱透鏡顯微鏡光學系統的至少一部分。
另外，本發明2的熱透鏡顯微鏡裝置，其特徵在於在包括分析部件和支撐它的襯底的裝置主體中，一體配置有檢測系統和檢測用光學系統的至少一部分。
本發明3的熱透鏡顯微鏡裝置，其特徵在於在本發明2的熱透鏡顯微鏡裝置中，把信號處理系統和收發檢測結果的電路的一部分或全部呈一體化設置在裝置主體上。
本發明4的熱透鏡顯微鏡裝置，其特徵在於在本發明2或本明中3的熱透鏡顯微鏡裝置中，把激勵光源、檢測光源和熱透鏡顯微鏡光學系統的至少一部分呈一體化設置在裝置主體上。
下面簡要說明附圖。
圖1是表示本發明一個例子的俯視圖、主視圖和仰視圖。
圖2是表示本發明其他例子的主視圖。
下面簡要說明附圖符號。
1-分析部件；2A-上襯底；2B-下襯底；3-激勵光源；4-檢測光源；5-透鏡系統；6-分色鏡；7-稜鏡；8-物鏡；9-注入口；10-排出口；11-微細信道；12-稜鏡；13-濾光器；14-光檢測器。
具體實施例方式
本發明具有如上所述的特徵，下面，對其實施例進行說明。
如上所述，本發明的熱透鏡顯微鏡裝置其特徵在於在包括分析部件和支撐它的襯底的裝置主體中，一體配置有以下A、B兩方或一方A激勵光源、檢測光源和熱透鏡顯微鏡光學系統的至少一部分；B檢測系統和檢測用光學系統的至少一部分；而且，與所述B一起，一體配置有C信號處理系統和收發檢測結果的電路的一部分或全部。
須指出的是，雖然理所當然，但熱透鏡顯微鏡是入射激勵光和檢測光，向通過向試料中照射激勵光而形成的熱透鏡入射檢測光，通過檢測基於熱透鏡的檢測光擴散來對試料中的物質進行檢測的系統。
在上述那樣的本發明的熱透鏡顯微鏡裝置中，象以往本發明人提出的那樣，對分析部件，使用在玻璃、矽、塑料等透光性的部件襯底上通過蝕刻形成了微細、微小的通道(通液路)和存儲部(儲液部)等的部件。而且，也能利用同樣的透光性材料來形成支撐該分析部件的襯底，既可以用其單側支撐分析部件，也可以用上下兩側夾持支撐。關於該支撐形態可以有多種。
而且，所述A、B、C可以與分析部件或支撐它的襯底局部或全部一體化。在此，所謂一體化是指的不是在分析部件和襯底的外部騰出空間來進行配置，而是與分析部件、襯底的內部或表面接觸或嵌入設置。
圖1是表示本發明的熱透鏡顯微鏡裝置一個例子的俯視圖、主視圖和仰視圖。例如在該圖1中，象勵磁那樣，裝置主體由上襯底(2A)和下襯底(2B)夾持分析部件(1)而構成，在上襯底(2A)上，與激勵光源(3)和檢測光源(4)一起，一體化配置有由光束擴展器和視準透鏡等的透鏡系統(5)、分色鏡(6)、稜鏡(7)等構成的熱透鏡顯微鏡的光學系統。在稜鏡(7)的正下方還能進一步通過嵌入設置而使物鏡8一體化。
另外，在上襯底(2A)上開了試料或反應物注入口(9)和液體排出口(10)，分別連通著設置在分析部件(1)上的微細信道(11)。
而在下襯底(2B)中，一體配置有由稜鏡(12)和反射鏡、以及濾光器(13)等構成的檢測用光學系統和光檢測器(14)。
圖2表示了不是如以上的圖1的例子那樣，一體配置在上襯底(2A)和下襯底(2B)的表面上，而是把以激勵光源(3)為首的所述熱透鏡顯微鏡系統的要素嵌入上襯底(2A)和下襯底(2B)中來一體化配置的例子。作為這樣的各種結構而構成本發明的熱透鏡顯微鏡裝置。
當然，把光源和檢測器等的要素的一部分配置在上下襯底(2A)、(2B)的外部的情況也包含在本發明中。可以按照使用條件、使用環境等來變更系統結構。
無論在哪一種情況下，對激勵光源(3)，都使用了以小型半導體雷射器為首的、如半導體雷射激勵固體雷射器那樣的小型雷射光源的各種光源。從激勵光源(3)輸出的激勵光例如通過遮光器進行調製，再通過光束擴展器作為平面波而射出。
而與激勵光源(3)同樣，從小型雷射光源即檢測光源(4)輸出的檢測光例如通過視準透鏡作為平行光束射出，通過分色鏡(6)，以同軸與激勵光合成。
由激勵光和檢測光構成的合成光通過稜鏡(7)、物鏡(8)照射到分析部件(1)中的液體試料上。在試料內部，通過構成合成光的激勵光的一部分，根據光熱轉換原理，形成熱透鏡，通過熱透鏡後的檢測光擴散，與和光熱轉換無關的激勵光一起透射試料。從原理上講激勵光也受熱透鏡的影響，但與檢測光相比影響極小。
在所述的注入日對試料進行試藥，試料與例如配位劑和免疫反應試劑等被分別注入，通過在微細信道(11)內的反應，利用所述的熱透鏡顯微鏡就能檢出測試劑中的微量成分。
例如，關於氮氧化物的定量分析，在鹼性(pH13)的過氧化氫水溶液中把香菸煙霧中的氮氧化物作為亞硝酸離子來氧化吸收，使其與發色試劑即N-1-萘基乙二胺反應，呈現紫紅色(峰值吸光率波長544nm)。通過向微細信道(11)的光照射，能用熱透鏡顯微鏡對其進行檢測。對激勵光能使用波長532nm、輸出功率100mW的半導體YAG雷射(第二諧波)，另外，對檢測光能使用波長680nm、輸出5mW的半導體雷射。
產業上應用的可能性如以上詳細說明的那樣，根據本發明，就能提供小型、具有可移動性，並且空間解析度和定量分析能力優異的用於超微量分析的顯微鏡。
權利要求
1.一種熱透鏡顯微鏡裝置，其特徵在於在包括分析部件和支撐它的襯底的裝置主體中，一體配置有激勵光源、檢測光源和熱透鏡顯微鏡光學系統的至少一部分。
2.一種熱透鏡顯微鏡裝置，其特徵在於在包括分析部件和支撐它的襯底的裝置主體中，一體配置有檢測系統和檢測用光學系統的至少一部分。
3.根據權利要求2所述的熱透鏡顯微鏡裝置，其特徵在於信號處理系統和收發檢測結果的電路的一部分或全部呈一體化設置在裝置主體上。
4.根據權利要求2或3所述的熱透鏡顯微鏡裝置，其特徵在於激勵光源、檢測光源和熱透鏡顯微鏡光學系統的至少一部分呈一體化設置在裝置主體上。
全文摘要
本發明提供一種顯微鏡，在包括分析部件(1)和支撐它的襯底(2A)、(2B)的裝置主體中，一體配置有激勵光源(3)、檢測光源(4)和熱透鏡顯微鏡光學系統的至少一部分；它小型、具有可移動性，並且空間解析度和定量分析能力優異，用於超微量分析。
文檔編號G01N37/00GK1468372SQ01817053
公開日2004年1月14日 申請日期2001年9月7日 優先權日2000年9月8日
發明者北森武彥, 火原彰秀, 渡慶次學, 學, 秀 申請人:財團法人神奈川科學技術研究院