顕微鏡装置用の光源装置、及び光源装置付き観察試料載置具、並びに顕微鏡装置
【課題】簡便な構成で小型化を実現可能な顕微鏡装置、及び顕微鏡装置用の光源装置、及び光源装置付き観察試料載置具を提供する。
【解決手段】本発明に係る顕微鏡装置１００は、観察試料を収容する観察試料載置具５０と当接配置可能なように配置され、観察試料に光線を照射する光源として機能するシート状の面状光源シート２０を備える。また、面状光源シート２０を介して観察試料載置具５０と対向する位置に磁力発生手段４０を配置するように構成してもよい。
【解決手段】本発明に係る顕微鏡装置１００は、観察試料を収容する観察試料載置具５０と当接配置可能なように配置され、観察試料に光線を照射する光源として機能するシート状の面状光源シート２０を備える。また、面状光源シート２０を介して観察試料載置具５０と対向する位置に磁力発生手段４０を配置するように構成してもよい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、顕微鏡装置用の光源装置に関する。また、光源装置付き観察試料載置具、及び前述の顕微鏡装置用の光源装置を搭載した顕微鏡装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
遺伝子を細胞内に人工的に導入する技術は、現在、遺伝子治療をはじめとする様々な分野で広く展開されている。近年においては、より改良された様々な技術が提案されている。
【０００３】
例えば、非特許文献１においては、底部にマグネットを配置した円筒状の細胞培養ウェルに細胞を固定化させ、このウェル内に遺伝子−磁性微粒子複合体を導入することによってトランスフェクションを行う方法が提案されている。
【０００４】
特許文献１においては、遺伝子導入ベクターと金磁性粒子との複合体を、磁場を用いて標的細胞の表面に誘導する方法が提案されている。特許文献２においては、細胞への導入効率を高める方法として、電界印加により細胞表面に穿孔を開け、この穿孔を介して、磁界印加によって磁性を有する微粒子を細胞内に導入する方法が提案されている。磁気粒子を用いたトランスフェクション試薬としては、ＰｏｌｙＭａｇ（オズ バイオサイエンス社製）などが市販されている（非特許文献２）。
【０００５】
本発明者らは、先般、細胞内への標的物質の導入に利用可能な複合体として、自己会合型磁性脂質ナノ粒子を提案した（特許文献３）。自己会合型とすることにより製造工程の簡略化を図り、粒子組成の変更による磁性脂質ナノ粒子の高性能化等を容易化することに成功した。
【０００６】
細胞内へのトランスフェクションの様子は、顕微鏡装置を利用することによって、様々な知見を得ることができる。典型的な顕微鏡装置としては、ハロゲン、キセノンランプ、水銀ランプなどの光源を内蔵し、これにより、細胞等の観察試料を照明するものがある。
【０００７】
特許文献４には、前述の光源に代えて、１つのＬＥＤ（Light Emitting Diode）と拡散板を用いて観察試料を照明する構成が提案されている。図１１に、特許文献４に記載の顕微鏡装置の光源近傍の説明図を示す。図１１に示されているように、観察試料の置かれた透明な顕微鏡テーブル１０１の下方には、顕微鏡台架（不図示）内に配置された、集光光学系１０２、開口部光線絞り１０３、ＬＥＤ１０６、散乱素子（拡散板）１０７等が配置されている。ＬＥＤ１０６への配電は電力供給源（不図示）から電線１１０を通じて行なわれる。また、特許文献４には、複数のＬＥＤからの光を別の光学系を通して合成する構成が提案されている。
【０００８】
また、特許文献５には、光源として、ステージ上に載せられた観察試料と所定の間隙を持って近くに対向配置する面発光ＬＥＤを用いる構成が提案されている。図１２に、特許文献５に記載の顕微鏡装置の概略構成図を示す。同図に記載の顕微用装置は、ステージ２０１、対物レンズ２０７、結像レンズ２０８、プリズム２０９、接眼レンズ２１０、面発光ＬＥＤ２２０、放熱器２５０等を備える。
【０００９】
面発光ＬＥＤ２２０は、ステージ２０１上に載せられた観察試料２０６の近くに間隙をもって対向配置されており、面発光ＬＥＤ２２０と観察試料２０６の間には光学部品が配置されていない。このように構成された顕微鏡装置において、面発光ＬＥＤ２２０から放射された白色光の照明光は、光学部品を経由することなく、ステージ２０１上にある観察試料２０６を照明する。面発光ＬＥＤ２２０の裏面側には、放熱器２５０が当接されており、面発光ＬＥＤからの熱を放熱している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００８−１８２９２１号公報
【特許文献２】特開２００６−６２２３号公報
【特許文献３】特許第４１８３０４７号
【特許文献４】特表２００２−５４３４５３号公報
【特許文献５】特開２００５−１４８２９６号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】Scherer, F. et al. Magnetofection: enhancing and targeting gene delivery by magnetic force in vitro and in vivo. Gene Ther, 2002, 9, 102-109.
【非特許文献２】"磁気粒子を用いた効率の高いトランスフェクション試薬"、［online］,2008年4月21日、フナコシ株式会社、［平成21年6月1日検索］、インターネット（http://www.funakoshi.co.jp/shiyaku/entry/539.php#top）
【非特許文献３】"ＥＬシート"、［online］、有限会社ルミテクノ、［平成21年７月９日検索］、インターネット（http://www.el-sheet.jp/）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
顕微鏡装置は、上述したように、細胞等のリアルタイムの挙動を追跡可能であり、研究開発、製品開発等の様々な場面において重要な知見を与えてくれる。上記特許文献４や５の構成よりも、より簡便な構成で小型化を実現可能な顕微鏡装置を提供することができれば、より望ましい。
【００１３】
また、簡便な構成で小型化を実現可能な新たな顕微鏡装置の提供によって、上述した磁性微粒子を利用したトランスフェクションの様子を、大掛かりな装置や、大掛かりなユニットを用いずに、磁場環境下の挙動をリアルタイムに観察可能となれば様々な知見を容易に得ることができる。なお、上述した磁性微粒子を利用したトランスフェクションの例は、一例であって、磁場環境下において顕微鏡観察したい観察試料対象全般においても同様である。また、磁場環境下に限定されず、観察試料に物理的刺激が付与された環境下において顕微鏡観察したい場合にも同様である。さらに、簡便な構成で小型化を実現可能な新たな顕微鏡装置の提供によって、観察試料やその周囲の情報を検出することができればより好ましい。
【００１４】
本発明は、上記背景に鑑みてなされたものであり、簡便な構成で小型化を実現可能な顕微鏡装置、及び顕微鏡装置用の光源装置、及び光源装置付き観察試料載置具を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に係る顕微鏡装置は、観察試料を収容する観察試料載置具と当接配置可能な位置に配置され、かつ、前記観察試料に光線を照射する光源として機能するシート状の面状光源シートを備えるものである。
【００１６】
本発明に係る顕微鏡装置用の光源装置は、観察試料を収容する観察試料載置具と当接配置可能なように配置され、かつ、前記観察試料に光線を照射するシート状の面状光源シートを備えるものである。
【００１７】
本発明に係る光源装置付き観察試料載置具は、観察試料を収容する観察試料載置具と、前記観察試料載置具の主面と当接されたシート状の面状光源シートを備えるものである。
【００１８】
本発明に係る顕微鏡装置、及び顕微鏡装置用の光源装置、並びに光源装置付き観察試料載置具によれば、光源としてシート状の面状光源シートを用い、かつ面状光源シートを観察試料載置具に当接可能なように配置しているので、簡便な構成で小型化を実現することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、簡便な構成で小型化を実現可能な顕微鏡装置、及び顕微鏡装置用の光源装置、及び光源装置付き観察試料載置具を提供することができるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施形態１に係る顕微鏡装置の模式的説明図。
【図２】（ａ）実施形態１に係る面状光源シートの模式的平面図。（ｂ）図２（ａ）のＩＩＢ−ＩＩＢ切断部断面図。
【図３】面状光源シートの照射時間と表面温度の関係を示すグラフ。
【図４】変形例１に係る面状光源シートの切断部断面図。
【図５】実施形態２に係る顕微鏡装置の模式的説明図。
【図６】実施形態２に係る磁力発生手段の分解斜視図。
【図７】実施形態２に係る磁力発生手段の斜視図。
【図８】実施形態３に係る面状光源シートの一例を示す模式的な分解斜視図。
【図９】実施形態４に係る面状光源シート、観察試料載置具、磁力発生手段の配置を説明するための分解斜視図。
【図１０】実施形態５に係る面状光源シート、観察試料載置具、磁力発生手段の配置を説明するための分解断面図。
【図１１】特許文献４に記載の顕微鏡装置の光源近傍の説明図。
【図１２】特許文献５に記載の顕微鏡装置の構成を説明するための説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を適用した実施形態の一例について説明する。なお、本発明の趣旨に合致する限り、他の実施形態も本発明の範疇に含まれることは言うまでもない。また、以降の図における各部材のサイズや比率は、説明の便宜上のものであり、実際のものとは必ずしも一致しない。また、以降の実施形態及び実施例において、同一の要素部材には同一符号を付し、適宜その説明を省略する。
【００２２】
［実施形態１］
図１に、本実施形態１に係る顕微鏡装置の一例を示す模式的説明図を示す。顕微鏡装置１００は、図１に示すように、ステージ１、鏡柱２、鏡筒３、調節ハンドル４、接眼レンズ５、レボルバ６、対物レンズ７、撮像装置８、画像処理装置９、給電端子１５、光源装置として機能する面状光源シート２０等を備える。
【００２３】
ステージ１は、観察試料を載置する台として機能する。プレパラートやシャーレ等の観察試料載置具５０を載置可能なように構成されている。本実施形態１に係るステージ１は、鏡脚としても機能する。ステージ１は、案内レール（不図示）等により前後左右に移動し得るスライドテーブル機構を備えていてもよい。また、ステージ１を回動可能なように構成してもよい。また、斜め傾斜機能などの機能を備えていてもよい。ステージ１には、面状光源シート２０を固定可能な係合部、又は固設部等を備えるようにすることが好ましい。
【００２４】
鏡柱２は、ステージ１に取り付けられている。そして、鏡柱２の上部に対物レンズ７及び接眼レンズ５を保持する鏡筒３が取り付けられている。鏡筒３の高さは、調節ハンドル４により調節可能となっている。これにより、観察試料５０と対物レンズ７との距離を変化させ、ピントを合わせることができる。レボルバ６には、複数の対物レンズ７が取り付けてある。レボルバ６を回転することにより、使用する対物レンズ７を切り替えることができる。
【００２５】
撮像装置８は、例えば、ＣＣＤカメラなどであり、ＣＣＤカメラを画像処理部９に接続することにより、コンピュータを用いた画像処理を実施することが可能となる。
【００２６】
なお、ステージ１の下部に鏡脚を別体に設け、鏡柱２を鏡筒３と固設させ、ステージ１を鏡柱２に対して上下させることにより、ピントを合わせるように構成してもよい。ステージ１を移動させる構造は、鏡筒３に撮像装置などの光学的付加部品を取り付ける場合に有利である。
【００２７】
本実施形態１に係る面状光源シート２０は、観察試料に光を照射して、照明する光源としての役割を担う。本実施形態１においては、白色光を出射する。面状光源シート２０は、ステージ１上の最表面にステージ１と着脱自在に取り付けられている。面状光源シート２０をステージ１の最上部に設置する構成を採用し、かつ、ステージ１に対して、面状光源シート２０を着脱自在とすることにより、照射光線の種類を変更したい場合や寿命・故障の際に、新しい面状光源シート２０に容易に交換することができる。
【００２８】
観察試料載置具５０は、面状光源シート２０の直上に、これと当接するように載置されている。本実施形態１においては、観察試料載置具５０として、観察試料を載せたスライドガラスを用いた。スライドガラスに変えて、マイクロチャンバや、マイクロサイズの流路などを有するマイクロチャネルアレイ、各種電気泳動ゲルを密着させたガラス板等に適用することもできる。観察試料載置具５０の全面に、面状光源シート２０が当接している例を示しているが、面状光源シート２０の発光領域３０が観察対象領域に照射可能なように観察試料載置具５０が設置されていればよく、面状光源シート２０と観察試料載置具５０とのサイズは問わない。
【００２９】
なお、本実施形態１においては、面状光源シート２０がステージ１に固定されているところに、観察試料載置具５０を載せることによって、観察試料をセットする例を挙げたが、これに代えて、以下の構成としてもよい。すなわち、面状光源シート２０を観察試料載置具５０に一体的に取り付け、光源装置付き観察試料載置具をステージ１に載置するようにしてもよい。観察試料載置具５０に対して面状光源シート２０を着脱自在に構成することにより、繰り返し面状光源シート２０を適用することができる。また、昨今においては、面状光源シートを比較的安価に入手可能となっているので、ディスポーザブル用途の光源装置付き観察試料載置具としても利用可能である。
【００３０】
次に、本実施形態１に係る光源装置として機能する面状光源シート２０について詳述する。面状光源シート２０の厚みは、特に限定されるものではなく、用途や目的に応じて選定可能であるが、例えば、０．２ｍｍ〜１．２ｍｍ程度である。面状光源シート２０には、有機エレクトロルミネッセンス(ＥＬ;Electro Luminescence）素子からなる有機ＥＬシート、無機ＥＬ素子からなる無機ＥＬシート、ＬＥＤ素子からなるＬＥＤシートを好適に適用することができる。
【００３１】
ＥＬシートは、発光する化合物（発光材料）を含有する発光層を、陰極層と陽極層で挟んだ構成を有し、発光層に電子及び正孔を注入して、再結合させることにより励起子を生成させる。そして、この励起子を生成させ、この励起子が失活する際の光の放出（蛍光、燐光）を利用して発光する素子である。ＥＬ素子の層構成は、特に限定されるものではなく、公知のものを制限なく用いることができる。例えば、陽極、発光層、電子輸送層、陰極の層構成からなるものや、陽極と発光層の間に正孔輸送層などを備えるものなどを挙げることができる。発光層は、電極、又は電子輸送層、正孔輸送層から注入されてくる電子及び正孔が再結合して発光する層であり、発光する部分は、発光層の層内であっても発光層と隣接層との界面であってもよい。無機ＥＬシートは、特に安価に提供することができるので、低コスト化に有利である。従って、ディスポーザブル用途の光源としての利用用途もある。
【００３２】
ＬＥＤシートは、p型半導体とn型半導体を接合し、そこに通電することで接合面から光が発生する素子である。素子に電極が接続され、樹脂などによって封止されている。ＬＥＤシートは、特に、寿命が長い点において優れている。
【００３３】
本実施形態１においては、面状光源シート２０として、無機ＥＬシートを適用した具体例について述べる。無機ＥＬシートとしては、例えば、ルミネシート（有限会社ルミテクノ）（非特許文献３参照）などを適用することができる。
【００３４】
図２（ａ）に、本実施形態１に係る面状光源シート２０の一例を示す模式的平面図を、図２（ｂ）に、図２（ａ）のIIB-IIB切断部断面図を示す。図２（ｂ）は、図２（ａ）の点線で示される発光領域３０における切断部断面図である。
【００３５】
本実施形態１に係る面状光源シート２０は、図２に示すように、透光性基板２１、無機エレクトロルミネッセンス層（以下、「無機ＥＬ層」と称する）２２、保護層２３を備える。換言すると、透光性基板２１と保護層２３の間に無機ＥＬ層２２が挟持された構造となっている。面状光源シート２０は、透光性基板２１側から発光するように構成されている。
【００３６】
透光性基板２１は、図２（ａ）に示すように、平面視上、長方形状をしており、光透過性及び絶縁性の基板により構成されている。透光性基板２１としては、特に限定されないが、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のプラスチックや、硝子等を挙げることができる。変形特性、機械的強度、生産性の観点からは、プラスチック材料が好ましい。なお、透光性基板２１の平面視上の形状は、一例であって、これに限定されるものではない。観察試料載置具５０の形状等に応じて、適宜設計することも可能である。保護層２３は、保護機能を有するフィルム状、若しくはシート状のフィルムであればよく、ＰＥＴフィルム、ポリカーボネートフィルムなどのプラスチックフィルムを好適に適用することができる。
【００３７】
無機ＥＬ層２２は、発光領域３０において、図４に示すように、第１電極層２４、発光層２５、誘電体層２６、第２電極層２７等を備える。なお、上記例は一例であって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の構成をとることができる。
【００３８】
第１電極層２４は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明導電膜により構成する。第２電極層２７は、反射性金属等の反射性導電膜（例えば、Ａｇ，Ａｌ）等により構成することが好ましい。これにより、発光層２５で発する光を金属面等の反射性導電膜で反射させて、透光性基板２１側からの発光効率を高め、観察試料をより明るく照明することが可能となる。なお、第２電極層２７も透明導電膜により構成し、保護層２３の最表面等に、ポリエステルフィルムにアルミ箔を張り合わせた複合材や、アルミ板などの反射特性に優れる材料を貼りつけたりしてもよい。また、このような反射特性の付与は、必須ではなく、用途や目的に応じて反射特性を有していなくてもよい。
【００３９】
第１電極層２４は、図２（ａ）に示すように、第１接続導体３１を介して第１端子３２に接続されている。同様にして、第２電極層２７は、第２接続導体３３を介して第２端子３４に接続されている。
【００４０】
第１電極層２４の上層には、発光層２５、誘電体層２６がこの順に積層されている。発光層２５は、電界印加により、発光する層であり、例えば、ＺｎＳ，Ｃｕなどを構成成分として含む。誘電体層２６は、例えば、ＢａＴｉＯ３を構成成分とする。
【００４１】
保護層２３は、保護機能を有するフィルム状、若しくはシート状のフィルムであればよく、ＰＥＴフィルム、ポリカーボネートフィルムなどのプラスチックフィルム、メジウム等を成分とする薄膜を好適に適用することができる。
【００４２】
面状光源シート２０は、必要に応じて、透光性基板２１の主面に光学フィルムを配設することができる。光学フィルムとしては、例えば、拡散フィルム、プリズムシート、偏光フィルム等の光学フィルム、その他の指向性機能フィルム等を挙げることができる。また、透光性基板２１の材料に色素を含有させることにより着色した基板としてもよい。また、透光性基板２１表面を、印刷により着色したり、表面に貼り付けたフィルムの表面に、印刷により着色したりしてもよい。
【００４３】
上記のように構成された面状光源シート２０は、第１端子３２及び第２端子３４に、電力を供給するための給電端子１５を接続する等によって、電力が供給される。より詳細には、第１端子３２、第２端子３４には、インバーター（不図示）を介して電源電圧（交流電源電圧）が供給されるように構成されている。これによって、発光層２５が発光し、透光性基板２１の表面から発光した光が出射する。従って、透光性基板２１の表面側２１Ａは、発光面として機能する。
【００４４】
なお、面状光源シート２０を１つ備える例について述べたが、縦及び横方向に複数、面状光源シート２０をマトリクス状に配置するようにしてもよい。例えば、面状光源シート２０を縦方向に２つ、横方向に２つの計４つ備えるようにし、４つの全ての照明をオンさせる態様の他、ユーザの選択により、所望ユニットの照明をオン／オフ可能なように構成してもよい。
【００４５】
面状光源シート２０の主面は、必要に応じて、曲面を有するものであってもよい。例えば、観察試料載置具５０の光照射側の外周形状が、アール形状等の曲率を有するものであっても、この形状に沿って、面状光源シート２０を当接させることができる。
【００４６】
面状光源シート２０は、用いる顕微鏡の種類等に応じて、若しくは用途に応じて、発光領域の面積等を適宜設計することができる。また、輝度についても、適宜、設計可能である。高輝度が必要な場合には、面状光源シート２０自体を複数枚積層したものを用いてもよい。また、顕微鏡装置１００において、観察試料の上側、若しくは側面側にも、面状光源シートを併設するようにしてもよい。例えば、鏡柱２の側壁部に沿って、若しくは鏡筒３の下部面に面状光源シートを取り付けてもよい。面状光源シート２０は、薄さに優れ、可撓性を備えさせることも容易なため、観察試料の上部側、側面側に位置する顕微鏡装置本体に取り付けることも容易である。
【００４７】
図３に、本実施形態１に係る面状光源シートの発熱状態を検討した結果の一例を示す。ルミネシート（有限会社ルミテクノ社製）を面状光源シートとして用い、これを断熱材（発泡スチロール）上に載置した。測定用温度計は、面状光源シートとその下層に配置された断熱材により挟持した。この面状光源シートに対し、１２Ｖの直流電圧をインバータ電源に入力し、出力された電圧１００〜２４０Ｖ、周波数６００〜２０００Ｈｚの電流を面状光源シートに供給したときの面状光源シート表面の温度を測定した。図３中の横軸は時間（min）を、縦軸は観測温度を示す。同図より、面状光源シートの連続オン時間が１２０分に及んでも、温度上昇範囲は３℃以内であり、発熱量が僅かであることがわかる。従って、面状光源シート２０に対して、放熱機能を有する部材を当接しなくても、実用化可能である
【００４８】
無論、用途やニーズに応じて、面状光源シート２０に放熱機能を付与してもよい。例えば、面状光源シート２０を載置するステージ自体に放熱機能を付与するようにしてもよい。この場合、本実施形態１によれば、面状光源シートをステージと当接する構造を採用しているので、スペースを取らずに放熱機能を付与することもできる。ステージの材料としては、放熱機能を有する材料として、例えば、熱伝導性の高い金属材料などを用いることができる。また、面状光源シート２０の裏面側に放熱機能を有するシートを設置してもよい。
【００４９】
本実施形態１によれば、光源として面状光源シートを用いているので、薄型化を実現できる。しかも、観察試料載置具５０に対して、光源である面状光源シート２０を当接する態様を採用しているので、光源のためのスペースを最小限に抑制することができる。従って、顕微鏡装置、及び光源装置の小型化を実現することができる。また、面状光源シート２０を観察試料載置具５０に直接当接する態様を採用しているので、輝度や省電力の点においても優れている。
【００５０】
また、本実施形態１によれば、面状光源シート２０は、発光領域３０全体が発光する。蛍光灯などによる照明では、面にムラが生じやすかったが、面状光源シート２０によれば面全体が均一に発光するので、優れた照明特性を有する。また、面状光源シート２０の発光面側に、特段の光学フィルムを挿入しなければ、発光光は、無指向性となり、ほぼ１８０度の視野で同一の輝度が得られる。指向性を付与したい場合には、所望の光学フィルムを挿入して、指向性のある光を得ることも可能である。
【００５１】
なお、本発明は、面状光源シートのみを光源として使用することにより、十分に顕微鏡装置として機能し得るものであるが、面状光源シート以外の光源を補助光源等として利用することを排除するものではない。
【００５２】
また、顕微鏡装置１００は、上記構成の他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、他の構成要素を備えていてもよい。顕微鏡装置１００の観察方法としては、明視野法の他、位相差法、微分干渉法、暗視野法、偏光法など特に限定されない。また、上記顕微鏡装置１００の構成は、一例であって、上記構成に限定されるものではないことは言うまでもない。また、面状光源シートとして、無機ＥＬシートの例を挙げたが、有機ＥＬシートやＬＥＤシートを適用してもよい。ＬＥＤシートとしては、例えば、CL-435Sシリーズ（シチズン電子株式会社）を適用することができる。
【００５３】
（変形例１）
次に、面状光源シートとして有機ＥＬシートを用いた場合の具体例について説明する。図４に、面状光源シート２０として有機ＥＬシートを適用した場合の切断部断面図を示す。
【００５４】
透光性基板２１ｚ、有機エレクトロルミネッセンス層（以下、「有機ＥＬ層」と称する）２２ｚ、保護層２３ｚを備える。換言すると、透光性基板２１ｚと保護層２３ｚの間に有機ＥＬ層２２ｚが挟持された構造となっている。変形例１に係る面状光源シート２０ｚは、透光性基板２１ｚ側から発光するように構成されている。
【００５５】
透光性基板２１ｚは、上記実施形態１と同様に選定することができる。有機ＥＬ層２２ｚは、発光領域において、図４に示すように第１電極層２４ｚ、正孔輸送層２５ｚ、発光層２６ｚ、電子輸送層２７ｚ、第２電極層２８ｚ等を備えている。なお、各層の機械的強度を高めたり、湿度などから保護したりする等のために、面状光源シート２０ｚは、上述以外の構成要素を備えていてもよいことは言うまでもない。
【００５６】
第１電極層２４ｚは、陽極層として、第２電極層２８ｚは、陰極層として機能する。第１電極層２４ｚをＩＴＯ等の透明導電膜により構成し、第２電極層２８ｚを、反射性金属等の反射性導電膜（例えば、Ａｇ，Ａｌ）により構成することが好ましい。これにより、発光層２６ｚで発する光を金属面等の反射性導電膜で反射させて、透光性基板２１ｚ側からの発光効率を高め、観察試料をより明るく照明することが可能となる。なお、第２電極も透明導電膜により構成し、保護層２３ｚの最表面等に、ポリエステルフィルムにアルミ箔を張り合わせた複合材や、アルミ板などの反射特性に優れる材料を貼りつけたりしてもよい。
【００５７】
第１電極層２４ｚは、第１接続導体（不図示）を介して第１端子（不図示）に接続されている。同様にして、第２電極層２８ｚは、第２接続導体（不図示）を介して第２端子（不図示）に接続されている。
【００５８】
第１電極層２４ｚの上層には、正孔輸送層２５ｚ、発光層２６ｚ、電子輸送層２７ｚがこの順に積層されている。正孔輸送層２５ｚの材料としては、銅フタロシアニンなどのフタロシアニン系化合物や芳香族アミン系化合物等を挙げることができる。
【００５９】
発光層２６ｚの材料は、低分子化合物による蒸着薄膜材料、高分子系のポリマー薄膜材料を挙げることができる。低分子化合物による発光層は、芳香族環化合物、複素環化合物、特殊元素含有化合物等に大別される。白色光の取り出し方は、特に限定されず、公知の方法を制限なく適用することができる。例えば、１つの発光層２６ｚから出た光を次の層に設置した蛍光体で色変換することで白色光を得ることができる。また、異なる波長の光を発する発光層を複数重ねて白色光を得るようにしてもよい。
【００６０】
電子輸送層２７ｚの材料は、オキサジアゾール誘導体やトリアゾール誘導体等を挙げることができる。正孔輸送層２５ｚ、発光層２６ｚ、及び電子輸送層２７ｚは、封止材（不図示）によって、封止されている。封止材としては、シリコーン樹脂等の絶縁性の材料を用いることができる。
【００６１】
なお、上記構成は一例であって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変形を行うことができることは言うまでもない。
【００６２】
［実施形態２］
次に、上記実施形態１とは異なる顕微鏡装置の一例について説明する。なお、以降の図において、上記実施形態１と同一の要素部材については、同一の符号を付し、適宜その説明を省略する。
【００６３】
本実施形態２に係る顕微鏡装置は、以下の点を除く基本的な構成は、上記実施形態１と同様である。すなわち、上記実施形態１に係る顕微鏡装置は、観察試料に対して磁力発生手段を備えていなかったのに対し、本実施形態２に係る顕微鏡装置は、観察試料に対して磁力発生手段を備えている点において相違する。
【００６４】
図５に、本実施形態２に係る顕微鏡装置の一例を示す模式的説明図を示す。顕微鏡装置１００ａは、上記実施形態１の構成に加えて、物理的刺激発生手段として磁力発生手段４０を備える。磁力発生手段４０は、ステージ１ａに設けられた収容部１０の内部に収容されている。
【００６５】
磁力発生手段４０は、観察試料載置具５０の少なくとも観察領域に磁気を照射する機能を有する。図５に示すように、磁力発生手段４０は、観察試料載置具５０と面状光源シート２０を介して対向配置されている。図６に、実施形態２に係る磁力発生手段４０の分解斜視図を、図７に、磁力発生手段４０の外観を示す模式的斜視図を示す。面状光源シート２０と磁力発生手段４０は、本実施形態２のように当接するように配置してもよいし、近接位置に配置するようにしてもよい。顕微鏡装置の小型化の観点からは、面状光源シート２０と磁力発生手段４０を当接配置することが好ましい。面状光源シート２０と磁力発生手段４０を当接配置することにより、磁力の減衰の低減をより効果的に抑制することができるというメリットも有する。
【００６６】
磁力発生手段４０は、図６及び図７に示すように磁石４１、シールド手段４２等を具備する。シールド手段４２は、磁力遮蔽部材により構成する。これにより、磁石４１の磁力線に指向性を付与させることが可能となる。なお、磁力発生手段４０としては、磁石４１を有していればよく、磁石４１に指向性を付与する必要がない場合には、シールド手段４２を具備していなくてもよい。
【００６７】
磁石４１は、その種類や形状は特に限定されない。例えば、電磁石、超電導磁石、永久磁石を用いることができる。電磁石を用いて電圧、若しくは電流を可変させることにより磁場を変化させてもよい。また、磁気勾配を付与する工夫を施してもよい。磁力発生手段４０として、面状光源シート２０と略同一サイズ及び形状のものを用い、ステージの上に磁力発生手段、面状光源シート、観察試料載置具をこの順に載置する構成としてもよい。
【００６８】
磁力発生手段４０の小型化を実現する観点からは、永久磁石を用いることが好ましい。永久磁石の種類は、特に限定されるものではないが、一例として、フェライト、Ｎｅ−Ｆｅ−Ｂ合金、サマリウム−コバルト合金を挙げることができる。また、顕微鏡装置。自体の少なくとも一部をゴム磁石などの磁石で構成してもよい。強力な磁力を要する場合には、Ｎｅ−Ｆｅ−Ｂ合金が好ましい。磁石４１の形状は、特に限定されないが、本実施形態２においては、図７に示すように円柱体とした。また、磁石４１として、電磁石を用い、電気のオン、オフにより、磁力線の発生をオン、オフ可能なように構成してもよい。
【００６９】
シールド手段４２は、前述したように、磁石４１の磁界発生方向に指向性を付与するためのシールド機能を有する。本実施形態２に係るシールド手段４２は、ヨーク（継鉄）により構成した。無論、シールド機能を有する材料であればこれに限定されるものではない。本実施形態２においては、磁石４１の図７中の円柱体の軸方向の上側（上面４１ａ）に強い磁力が発生するように、シールド手段４２であるヨークは、磁石４１の側面及び底面を被覆するような凹部形状の円筒体からなる。シールド手段４２を設けることにより、磁石４１の図６中の上面からの磁力を増強し、他の部分の磁力の大幅な減衰を実現することができる。
【００７０】
従来の顕微鏡装置においては、光源を介して観察試料載置具と磁力発生手段を設置すると、磁力が弱くなってしまい、所望の条件での観察ができないという問題点があった。磁力は、距離の３乗に比例して減衰するためである。すなわち、観察試料載置具５０と磁石の間に従来の光源を入れた場合、磁力の減衰が著しく、リアルタイムの顕微鏡観察を行うことが難しかった。
【００７１】
一方、本実施形態２に係る顕微鏡装置によれば、厚みの非常に薄い面状光源シートを光源として用いることにより、磁力発生手段４０と観察試料載置具５０との間に光源を入れても、磁気の減衰をほとんど無視することができる。また、顕微鏡装置１００ａの光路が磁力発生手段４０により遮断されないので、磁気照射領域におけるリアルタイムの挙動を観察することができる。しかも、構成が簡便であり、磁力発生手段を搭載しても小型化を実現することもできる。
【００７２】
本実施形態２によれば、例えば、磁力環境場での遺伝子−磁性微粒子複合体の細胞表面への吸着、細胞内への食作用、飲作用などによる取り込み、すなわちトランスフェクションのリアルタイムの挙動を、容易に観察することができる。
【００７３】
なお、上記実施形態２においては、磁力発生手段４０と面状光源シート２０を顕微鏡装置内に配設する態様について述べたが、上記実施形態１で述べたように、面状光源シート２０を観察試料載置具５０と一体的に配設し、光源装置付き観察試料載置具としてもよい。また、磁力発生手段４０、面状光源シート２０、観察試料載置具５０を一体的に配設し、磁力発生手段及び光源装置付きの観察試料載置具としてもよい。磁力発生手段を面状構造とすれば、ステージにそのまま磁力発生手段及び光源装置付きの観察試料載置具を載置することにより、顕微鏡観察を行うことも可能である。
【００７４】
また、上記実施形態２においては、面状光源シートを介して観察試料載置具と対向する位置に、磁力発生手段４０を配設する例を述べたが、これに代えて、他の物理的刺激発生手段を配設してもよい。他の物理的刺激発生手段としては、特に限定されるものではないが、一例としては、以下のものを挙げることができる。
【００７５】
例えば、物理的刺激発生手段として衝撃波発生装置を、面状光源シートを介して観察試料載置具と対向する位置に配設することができる。これにより、衝撃波照射下におけるマイクロチャンバ内の培養細胞への高分子・遺伝子導入のリアルタイムの観察等を行うことができる。また、物理的刺激発生手段として超音波発生装置（小型の圧電素子）を、面状光源シートを介して観察試料載置具と対向する位置に配設することができる。これにより、超音波照射下におけるマイクロチャンバ内の培養細胞への高分子・遺伝子導入のリアルタイムの観察等を行うことができる。
【００７６】
また、物理的刺激発生手段としてレーザ光装置などの光照射装置を、面状光源シートを介して観察試料載置具と対向する位置に配設することができる。これにより、活性光線などの特定の光線照射下におけるマイクロチャンバ内の培養細胞への高分子・遺伝子導入のリアルタイムの観察（photochemical internalization）等を行うことができる。
【００７７】
また、物理的刺激発生手段として一重項酸素発生装置を、面状光源シートを介して観察試料載置具と対向する位置に配設することができる。これにより、一重項酸素発生条件下におけるマイクロチャンバ内の培養細胞への高分子・遺伝子導入のリアルタイムの観察（photodynamic therapy）等を行うことができる。なお、一重項酸素発生装置は、特定の光線を照射する光照射装置により構成することができる。光感受性物質に励起光を照射することによって、光感受性物質周辺の酸素分子（三重項酸素）を一重項酸素に変換することを利用するものである。例えば、光感受性物質を取り込んだ細胞に励起光を照射することにより、細胞が破壊される様子を観察することができる。これにより、例えば、癌治療、眼科の網膜症治療において有用な知見を提供し得る。
【００７８】
さらに、物理的刺激発生手段として電界印加装置を、面状光源シートを介して観察試料載置具と対向する位置に配設することができる。これにより、例えば、電気穿孔（エレクトロポレーション）を用いた高分子・遺伝子導入のリアルタイムの観察等を行うことができる。
【００７９】
また、物理的刺激発生手段として放射能照射装置（密封小線源）を、面状光源シートを介して観察試料載置具と対向する位置に配設することができる。これにより、例えば、細胞毒性のリアルタイムの観察等を簡便に行うことができる。
【００８０】
なお、物理的刺激発生手段は、単独で用いる場合の他、複数を組み合わせて用いてもよい。例えば、磁力発生手段と超音波発生装置を、面状光源シートを介して観察試料載置具と対向する位置に配置し、ガス封入磁性ナノ粒子の挙動をリアルタイムで観察することも可能である。また、磁力発生手段と光照射手段を用い、光感受性物質含有磁性ナノ粒子の挙動をリアルタイムで観察することも可能である。
【００８１】
上記実施形態２においては、面状光源シートを介して観察試料載置具と対向する位置に磁力発生手段４０を配設する例を述べたが、これに代えて、観察試料、若しくはその周辺の情報を検知する検出手段を配設してもよい。観察試料、若しくはその周辺からの情報を検知する検出手段としては、特に限定されるものではないが、一例としては、以下のものを挙げることができる。
【００８２】
例えば、検出手段として磁気検出装置を、面状光源シートを介して観察試料載置具と対向する位置に配設することができる。これにより、マイクロチャンバ内の培養細胞への磁性体の取り込みのリアルタイムの観察等を行うことができる。若しくは、マイクロ流路内の磁性体通過量などを定量することができる。また、検出手段として温度検出装置を、面状光源シートを介して観察試料載置具と対向する位置に配設することができる。これにより、マイクロチャンバ内の温度変化のリアルタイムの観察や、観察試料周辺の厳密な温度管理等を行うことができる。
【００８３】
また、検出手段として放射能検出装置を、面状光源シートを介して観察試料載置具と対向する位置に配設することができる。これにより、マイクロチャンバ内の培養細胞への放射能の取り込みのリアルタイムの観察等を行うことができる。若しくは、マイクロ流路内の放射能通過量などを定量することができる。その他、公知の各種センサ等を配置することができる。
【００８４】
また、検出手段は、単独で用いる場合の他、複数を組み合わせて用いてもよい。さらに、単独、若しくは複数の検出手段は、単独、若しくは複数の物理的刺激発生手段と組み合わせて用いてもよい。
【００８５】
［実施形態３］
次に、上記実施形態１及び２とは異なる顕微鏡装置の一例について説明する。本実施形態３に係る顕微鏡装置は、以下の点を除く基本的な構成は、上記実施形態２と同様である。すなわち、上記実施形態２に係る顕微鏡装置は、出射光として、白色光を用い、出射光をいわゆる照明光として利用していたのに対し、本実施形態３に係る顕微鏡装置は、出射光として、観察試料に含まれた蛍光物質を励起する特定の励起光を用い、蛍光顕微鏡装置として利用している点において相違する。
【００８６】
本実施形態３に係る顕微鏡装置は、いわゆる蛍光顕微鏡装置である。蛍光顕微鏡装置は、観察試料から発せられる蛍光を観察する装置である。試料の固有の自発蛍光を観察する場合の他、観察試料を蛍光色素による染色を行った上で観察することもできる。また、遺伝子組み換えにより蛍光性タンパク質を発現させて観察を行うこともできる。
【００８７】
蛍光顕微鏡装置においては、観察試料に応じて、ある特定の励起光を発光する面状光源シートを選定して、ステージにセットする。面状光源シートによれば、特定の波長を発光するシートを選定するだけなので、取り扱いが簡便である。前述の方法に代え、若しくは前述の方法と併用して、試料が発する蛍光の波長を取り出すために、適切なフィルタフィルムを設置してもよい。
【００８８】
図８に、本実施形態３に係る面状光源シートの構成を示す模式的な分解斜視図に示す。同図に示すように、特定波長を出射する面状光源シートを複数枚積層したものを用いてもよい。具体的には、第１の面状光源シート２０ｂ（１）、第２の面状光源シート２０ｂ（２）、第３の面状光源シート２０ｂ（３）をこの順に積層することにより、面状光源シート２０ｂを構成してもよい。第１の面状光源シート２０ｂ（１）、第２の面状光源シート２０ｂ（２）、第３の面状光源シート２０ｂ（３）の発光する光を互いに異ならしめ、それぞれ独立にオン、オフ可能な構成とすることにより、ユーザの選択によって、所望の波長の励起光を簡便に発光させることができる。１枚当たりの面状光源シートの厚みは、非常に薄いので、磁力発生手段を面状光源シート２０ｂの裏面側に設けた場合であっても、磁力を十分に観察試料に照射することが可能である。また、レボルバ６に対物レンズを複数取り付けるように、回動ステージに複数の励起波長の異なる面状光源シートを複数セットしておき、回動ステージを回転させることにより、観察試料に照射する面状光源シートを適宜選択可能なように構成してもよい。
【００８９】
本実施形態３に係る顕微鏡装置によれば、上記実施形態２と同様に、磁場環境下におけるリアルタイムの挙動を、大掛かりな装置を用いずに、小型化を実現しつつ観察することができる。本実施形態３に係る顕微鏡装置によれば、例えば、蛍光標識された磁性微粒子の経時的分布の様子を容易に観察することができる。また、ＣＣＤカメラを併用することにより、例えば、標的物質の細胞内での分布状況等を画像処理することもできる。
【００９０】
［実施形態４］
次に、上記実施形態１〜３とは異なる光源装置付きの観察試料載置具の一例について説明する。本実施形態４に係る顕微鏡装置は、以下の点を除く基本的な構成は、上記実施形態１と同様である。すなわち、上記実施形態１に係る顕微鏡装置は、面状光源シートが観察試料載置具５０の下面側で当接していたのに対し、本実施形態４においては、面状光源シートが観察試料載置具の上面側で当接している点において相違する。また、実施形態４においては、倒立顕微鏡装置を適用している点において相違する。
【００９１】
倒立顕微鏡は、対物レンズが観察対象物の下側に位置する顕微鏡である。培養細胞を培養容器ごと観察したり、マイクロマニピュレーションを行ったりするのに特に適している。
【００９２】
図９に、本実施形態４に係る観察試料載置具５０ｃと面状光源シート２０ｃとステージ１ｃの配置を説明するための模式的な分解斜視図を示す。同図に示すように、ステージ１ｃの上に観察試料載置具５０ｃを直接載置し、その直上に、観察試料載置具５０ｃと当接するように面状光源シート２０ｃを設置する。観察試料載置具５０ｃは、例えば、マイクロチャネルアレイや、細胞培養ウェルである。勿論、スライドガラスなどにも適用できることは言うまでもない。
【００９３】
本実施形態４に係る顕微鏡装置によれば、光源である面状光源シート２０ｃを観察試料載置具５０ｃの直上に設置することができるので、倒立顕微用等において好適に適用することができる。また、光源として、面状光源シート２０ｃを適用しているので、上記実施形態１と同様の効果を得ることができる。
【００９４】
なお、本実施形態４に係る態様においても、物理的刺激発生手段や、観察試料、若しくはその周辺の情報を検知する検出手段を、面状光源シートを介して観察試料載置具と対向する位置に配設することができることは言うまでもない。すなわち、観察試料載置具の上層に、これと当接するように面状光源シートを配設し、さらに、面状光源シートと当接、若しくは近接するように、物理的刺激発生手段や、観察試料、若しくはその周辺の情報を検知する検出手段を配設することが可能である。
【００９５】
［実施形態５］
次に、上記実施形態とは異なる光源装置付きの観察試料載置具の一例について説明する。本実施形態４に係る光源装置付きの観察試料載置具は、以下の点を除く基本的な構成は、上記実施形態２と同様である。すなわち、上記実施形態２においては、観察試料載置具５０が、スライドガラスであったのに対し、本実施形態５においては、観察試料載置具が、内部流路を有した細胞培養装置である点において相違する。
【００９６】
図１０に、観察試料載置具５０ｄ、面状光源シート２０、磁力発生手段４０の配置を説明するための模式的な分解断面図を示す。観察試料載置具５０ｄは、細胞培養装置である。観察試料載置具５０ｄは、図１０に示すように、循環手段５２に接続されている。本発明に係る観察試料載置具５０ｄは、例えば、遺伝子や薬剤等の標的物質を細胞内に導入する細胞培養器として利用可能である。
【００９７】
観察試料載置具５０ｄは、図１０に示すように、２つの接続部５３と、内部流路５４を備える。２つの接続部５３は、流体を導入、若しくは流出するポートとして機能する。内部流路５４は、２つの接続部５３間を連通するように構成されている。内部流路５４の構造は、後述する循環手段５２により流体が移動可能であればよく、その構造は特に限定されない。内部流路５４の壁面のうち、少なくとも後述する磁気照射領域に細胞が固定可能な培地領域を有する。内部流路５４の壁面全面を、細胞の固定化可能な領域としてもよい。
【００９８】
観察試料載置具５０ｄの筐体の材料は、透明な樹脂材料等により構成する。細胞を固定化する内部流路５４内には、通常、細胞が培養可能なように表面処理を予め実施しておく。当該表面処理は、公知の方法を制限なく利用することができる。細胞付着性コーティングが施された市販品を適用してもよい。
【００９９】
循環手段５２は、流体を内部流路５４内で循環させる役割を担う。図１０の例においては、２つの接続部５３に接続されるチューブ５５を有する。循環手段５２を用いることにより、観察試料載置具５０ｄよりも多い容積の流体を循環させることが可能となる。
【０１００】
観察試料載置具５０ｄの直下層には、面状光源シート２０及び磁力発生手段４０が配設されている。
【０１０１】
なお、図１０の観察試料載置具５０ｄは一例であって、種々の変形が可能である。例えば、２つの接続部５３に代えて、３つ以上の接続部を有する構成としてもよい。また、接続部５３の位置は、観察試料載置具５０ｄの上面に限定されるものではなく、底面や側面に設けてもよい。
【０１０２】
また、内部流路５４のサイズや流路幅等は、用途やニーズに応じて設計すればよい。図１０の例においては、一直線上の内部流路の例を示しているが、分岐構造を有する内部流路や、螺旋構造を有する内部流路であってもよい。
【０１０３】
本実施形態５によれば、厚みの非常に薄い面状光源シート２０を光源として用いることにより、磁力発生手段４０と観察試料載置具５０ｄとの間に光源を入れても、磁気の減衰をほとんど無視することができる。また、顕微鏡装置１００の光路を磁力発生手段４０により遮断しないので、磁気照射領域におけるリアルタイムの挙動を観察することができる。しかも、構成が簡便であるため、小型化を実現することもできる。
【０１０４】
なお、上記実施形態１〜５は、適宜組み合わせて適用することができる。また、上記実施形態１〜５以外の構成の顕微鏡装置に、本発明に係る光源装置、及び光源装置付き観察試料載置具を適用することができることは言うまでもない。また、顕微鏡装置として、透過型の顕微鏡装置、蛍光顕微鏡装置の例を挙げたが、これに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において他の顕微鏡装置も含む。また、無機ＥＬシート、有機ＥＬシートと、ＬＥＤシートなどの種類の異なる面状光源シートを積層、若しくは組み合わせて使用することにより、光源装置を構成してもよい。
【符号の説明】
【０１０５】
１ ステージ
２ 鏡柱
３ 鏡筒
４ 調節ハンドル
５ 接眼レンズ
６ レボルバ
７ 対物レンズ
８ 撮像装置
９ 画像処理装置
１０ 収容部
２０ 面状光源シート
２１ 透光性基板
２２ 無機エレクトロルミネッセンス層
２３ 保護層
２４ 第１電極層
２５ 発光層
２６ 誘電体層
２７ 第２電極層
３０ 発光領域
３１ 第１接続導体
３２ 第１端子
３３ 第２接続導体
３４ 第２端子
４０ 磁力発生手段
４１ 磁石
４２ シールド手段
５０ 観察試料載置具
１００ 顕微鏡装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、顕微鏡装置用の光源装置に関する。また、光源装置付き観察試料載置具、及び前述の顕微鏡装置用の光源装置を搭載した顕微鏡装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
遺伝子を細胞内に人工的に導入する技術は、現在、遺伝子治療をはじめとする様々な分野で広く展開されている。近年においては、より改良された様々な技術が提案されている。
【０００３】
例えば、非特許文献１においては、底部にマグネットを配置した円筒状の細胞培養ウェルに細胞を固定化させ、このウェル内に遺伝子−磁性微粒子複合体を導入することによってトランスフェクションを行う方法が提案されている。
【０００４】
特許文献１においては、遺伝子導入ベクターと金磁性粒子との複合体を、磁場を用いて標的細胞の表面に誘導する方法が提案されている。特許文献２においては、細胞への導入効率を高める方法として、電界印加により細胞表面に穿孔を開け、この穿孔を介して、磁界印加によって磁性を有する微粒子を細胞内に導入する方法が提案されている。磁気粒子を用いたトランスフェクション試薬としては、ＰｏｌｙＭａｇ（オズ バイオサイエンス社製）などが市販されている（非特許文献２）。
【０００５】
本発明者らは、先般、細胞内への標的物質の導入に利用可能な複合体として、自己会合型磁性脂質ナノ粒子を提案した（特許文献３）。自己会合型とすることにより製造工程の簡略化を図り、粒子組成の変更による磁性脂質ナノ粒子の高性能化等を容易化することに成功した。
【０００６】
細胞内へのトランスフェクションの様子は、顕微鏡装置を利用することによって、様々な知見を得ることができる。典型的な顕微鏡装置としては、ハロゲン、キセノンランプ、水銀ランプなどの光源を内蔵し、これにより、細胞等の観察試料を照明するものがある。
【０００７】
特許文献４には、前述の光源に代えて、１つのＬＥＤ（Light Emitting Diode）と拡散板を用いて観察試料を照明する構成が提案されている。図１１に、特許文献４に記載の顕微鏡装置の光源近傍の説明図を示す。図１１に示されているように、観察試料の置かれた透明な顕微鏡テーブル１０１の下方には、顕微鏡台架（不図示）内に配置された、集光光学系１０２、開口部光線絞り１０３、ＬＥＤ１０６、散乱素子（拡散板）１０７等が配置されている。ＬＥＤ１０６への配電は電力供給源（不図示）から電線１１０を通じて行なわれる。また、特許文献４には、複数のＬＥＤからの光を別の光学系を通して合成する構成が提案されている。
【０００８】
また、特許文献５には、光源として、ステージ上に載せられた観察試料と所定の間隙を持って近くに対向配置する面発光ＬＥＤを用いる構成が提案されている。図１２に、特許文献５に記載の顕微鏡装置の概略構成図を示す。同図に記載の顕微用装置は、ステージ２０１、対物レンズ２０７、結像レンズ２０８、プリズム２０９、接眼レンズ２１０、面発光ＬＥＤ２２０、放熱器２５０等を備える。
【０００９】
面発光ＬＥＤ２２０は、ステージ２０１上に載せられた観察試料２０６の近くに間隙をもって対向配置されており、面発光ＬＥＤ２２０と観察試料２０６の間には光学部品が配置されていない。このように構成された顕微鏡装置において、面発光ＬＥＤ２２０から放射された白色光の照明光は、光学部品を経由することなく、ステージ２０１上にある観察試料２０６を照明する。面発光ＬＥＤ２２０の裏面側には、放熱器２５０が当接されており、面発光ＬＥＤからの熱を放熱している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００８−１８２９２１号公報
【特許文献２】特開２００６−６２２３号公報
【特許文献３】特許第４１８３０４７号
【特許文献４】特表２００２−５４３４５３号公報
【特許文献５】特開２００５−１４８２９６号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】Scherer, F. et al. Magnetofection: enhancing and targeting gene delivery by magnetic force in vitro and in vivo. Gene Ther, 2002, 9, 102-109.
【非特許文献２】"磁気粒子を用いた効率の高いトランスフェクション試薬"、［online］,2008年4月21日、フナコシ株式会社、［平成21年6月1日検索］、インターネット（http://www.funakoshi.co.jp/shiyaku/entry/539.php#top）
【非特許文献３】"ＥＬシート"、［online］、有限会社ルミテクノ、［平成21年７月９日検索］、インターネット（http://www.el-sheet.jp/）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
顕微鏡装置は、上述したように、細胞等のリアルタイムの挙動を追跡可能であり、研究開発、製品開発等の様々な場面において重要な知見を与えてくれる。上記特許文献４や５の構成よりも、より簡便な構成で小型化を実現可能な顕微鏡装置を提供することができれば、より望ましい。
【００１３】
また、簡便な構成で小型化を実現可能な新たな顕微鏡装置の提供によって、上述した磁性微粒子を利用したトランスフェクションの様子を、大掛かりな装置や、大掛かりなユニットを用いずに、磁場環境下の挙動をリアルタイムに観察可能となれば様々な知見を容易に得ることができる。なお、上述した磁性微粒子を利用したトランスフェクションの例は、一例であって、磁場環境下において顕微鏡観察したい観察試料対象全般においても同様である。また、磁場環境下に限定されず、観察試料に物理的刺激が付与された環境下において顕微鏡観察したい場合にも同様である。さらに、簡便な構成で小型化を実現可能な新たな顕微鏡装置の提供によって、観察試料やその周囲の情報を検出することができればより好ましい。
【００１４】
本発明は、上記背景に鑑みてなされたものであり、簡便な構成で小型化を実現可能な顕微鏡装置、及び顕微鏡装置用の光源装置、及び光源装置付き観察試料載置具を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に係る顕微鏡装置は、観察試料を収容する観察試料載置具と当接配置可能な位置に配置され、かつ、前記観察試料に光線を照射する光源として機能するシート状の面状光源シートを備えるものである。
【００１６】
本発明に係る顕微鏡装置用の光源装置は、観察試料を収容する観察試料載置具と当接配置可能なように配置され、かつ、前記観察試料に光線を照射するシート状の面状光源シートを備えるものである。
【００１７】
本発明に係る光源装置付き観察試料載置具は、観察試料を収容する観察試料載置具と、前記観察試料載置具の主面と当接されたシート状の面状光源シートを備えるものである。
【００１８】
本発明に係る顕微鏡装置、及び顕微鏡装置用の光源装置、並びに光源装置付き観察試料載置具によれば、光源としてシート状の面状光源シートを用い、かつ面状光源シートを観察試料載置具に当接可能なように配置しているので、簡便な構成で小型化を実現することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、簡便な構成で小型化を実現可能な顕微鏡装置、及び顕微鏡装置用の光源装置、及び光源装置付き観察試料載置具を提供することができるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施形態１に係る顕微鏡装置の模式的説明図。
【図２】（ａ）実施形態１に係る面状光源シートの模式的平面図。（ｂ）図２（ａ）のＩＩＢ−ＩＩＢ切断部断面図。
【図３】面状光源シートの照射時間と表面温度の関係を示すグラフ。
【図４】変形例１に係る面状光源シートの切断部断面図。
【図５】実施形態２に係る顕微鏡装置の模式的説明図。
【図６】実施形態２に係る磁力発生手段の分解斜視図。
【図７】実施形態２に係る磁力発生手段の斜視図。
【図８】実施形態３に係る面状光源シートの一例を示す模式的な分解斜視図。
【図９】実施形態４に係る面状光源シート、観察試料載置具、磁力発生手段の配置を説明するための分解斜視図。
【図１０】実施形態５に係る面状光源シート、観察試料載置具、磁力発生手段の配置を説明するための分解断面図。
【図１１】特許文献４に記載の顕微鏡装置の光源近傍の説明図。
【図１２】特許文献５に記載の顕微鏡装置の構成を説明するための説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を適用した実施形態の一例について説明する。なお、本発明の趣旨に合致する限り、他の実施形態も本発明の範疇に含まれることは言うまでもない。また、以降の図における各部材のサイズや比率は、説明の便宜上のものであり、実際のものとは必ずしも一致しない。また、以降の実施形態及び実施例において、同一の要素部材には同一符号を付し、適宜その説明を省略する。
【００２２】
［実施形態１］
図１に、本実施形態１に係る顕微鏡装置の一例を示す模式的説明図を示す。顕微鏡装置１００は、図１に示すように、ステージ１、鏡柱２、鏡筒３、調節ハンドル４、接眼レンズ５、レボルバ６、対物レンズ７、撮像装置８、画像処理装置９、給電端子１５、光源装置として機能する面状光源シート２０等を備える。
【００２３】
ステージ１は、観察試料を載置する台として機能する。プレパラートやシャーレ等の観察試料載置具５０を載置可能なように構成されている。本実施形態１に係るステージ１は、鏡脚としても機能する。ステージ１は、案内レール（不図示）等により前後左右に移動し得るスライドテーブル機構を備えていてもよい。また、ステージ１を回動可能なように構成してもよい。また、斜め傾斜機能などの機能を備えていてもよい。ステージ１には、面状光源シート２０を固定可能な係合部、又は固設部等を備えるようにすることが好ましい。
【００２４】
鏡柱２は、ステージ１に取り付けられている。そして、鏡柱２の上部に対物レンズ７及び接眼レンズ５を保持する鏡筒３が取り付けられている。鏡筒３の高さは、調節ハンドル４により調節可能となっている。これにより、観察試料５０と対物レンズ７との距離を変化させ、ピントを合わせることができる。レボルバ６には、複数の対物レンズ７が取り付けてある。レボルバ６を回転することにより、使用する対物レンズ７を切り替えることができる。
【００２５】
撮像装置８は、例えば、ＣＣＤカメラなどであり、ＣＣＤカメラを画像処理部９に接続することにより、コンピュータを用いた画像処理を実施することが可能となる。
【００２６】
なお、ステージ１の下部に鏡脚を別体に設け、鏡柱２を鏡筒３と固設させ、ステージ１を鏡柱２に対して上下させることにより、ピントを合わせるように構成してもよい。ステージ１を移動させる構造は、鏡筒３に撮像装置などの光学的付加部品を取り付ける場合に有利である。
【００２７】
本実施形態１に係る面状光源シート２０は、観察試料に光を照射して、照明する光源としての役割を担う。本実施形態１においては、白色光を出射する。面状光源シート２０は、ステージ１上の最表面にステージ１と着脱自在に取り付けられている。面状光源シート２０をステージ１の最上部に設置する構成を採用し、かつ、ステージ１に対して、面状光源シート２０を着脱自在とすることにより、照射光線の種類を変更したい場合や寿命・故障の際に、新しい面状光源シート２０に容易に交換することができる。
【００２８】
観察試料載置具５０は、面状光源シート２０の直上に、これと当接するように載置されている。本実施形態１においては、観察試料載置具５０として、観察試料を載せたスライドガラスを用いた。スライドガラスに変えて、マイクロチャンバや、マイクロサイズの流路などを有するマイクロチャネルアレイ、各種電気泳動ゲルを密着させたガラス板等に適用することもできる。観察試料載置具５０の全面に、面状光源シート２０が当接している例を示しているが、面状光源シート２０の発光領域３０が観察対象領域に照射可能なように観察試料載置具５０が設置されていればよく、面状光源シート２０と観察試料載置具５０とのサイズは問わない。
【００２９】
なお、本実施形態１においては、面状光源シート２０がステージ１に固定されているところに、観察試料載置具５０を載せることによって、観察試料をセットする例を挙げたが、これに代えて、以下の構成としてもよい。すなわち、面状光源シート２０を観察試料載置具５０に一体的に取り付け、光源装置付き観察試料載置具をステージ１に載置するようにしてもよい。観察試料載置具５０に対して面状光源シート２０を着脱自在に構成することにより、繰り返し面状光源シート２０を適用することができる。また、昨今においては、面状光源シートを比較的安価に入手可能となっているので、ディスポーザブル用途の光源装置付き観察試料載置具としても利用可能である。
【００３０】
次に、本実施形態１に係る光源装置として機能する面状光源シート２０について詳述する。面状光源シート２０の厚みは、特に限定されるものではなく、用途や目的に応じて選定可能であるが、例えば、０．２ｍｍ〜１．２ｍｍ程度である。面状光源シート２０には、有機エレクトロルミネッセンス(ＥＬ;Electro Luminescence）素子からなる有機ＥＬシート、無機ＥＬ素子からなる無機ＥＬシート、ＬＥＤ素子からなるＬＥＤシートを好適に適用することができる。
【００３１】
ＥＬシートは、発光する化合物（発光材料）を含有する発光層を、陰極層と陽極層で挟んだ構成を有し、発光層に電子及び正孔を注入して、再結合させることにより励起子を生成させる。そして、この励起子を生成させ、この励起子が失活する際の光の放出（蛍光、燐光）を利用して発光する素子である。ＥＬ素子の層構成は、特に限定されるものではなく、公知のものを制限なく用いることができる。例えば、陽極、発光層、電子輸送層、陰極の層構成からなるものや、陽極と発光層の間に正孔輸送層などを備えるものなどを挙げることができる。発光層は、電極、又は電子輸送層、正孔輸送層から注入されてくる電子及び正孔が再結合して発光する層であり、発光する部分は、発光層の層内であっても発光層と隣接層との界面であってもよい。無機ＥＬシートは、特に安価に提供することができるので、低コスト化に有利である。従って、ディスポーザブル用途の光源としての利用用途もある。
【００３２】
ＬＥＤシートは、p型半導体とn型半導体を接合し、そこに通電することで接合面から光が発生する素子である。素子に電極が接続され、樹脂などによって封止されている。ＬＥＤシートは、特に、寿命が長い点において優れている。
【００３３】
本実施形態１においては、面状光源シート２０として、無機ＥＬシートを適用した具体例について述べる。無機ＥＬシートとしては、例えば、ルミネシート（有限会社ルミテクノ）（非特許文献３参照）などを適用することができる。
【００３４】
図２（ａ）に、本実施形態１に係る面状光源シート２０の一例を示す模式的平面図を、図２（ｂ）に、図２（ａ）のIIB-IIB切断部断面図を示す。図２（ｂ）は、図２（ａ）の点線で示される発光領域３０における切断部断面図である。
【００３５】
本実施形態１に係る面状光源シート２０は、図２に示すように、透光性基板２１、無機エレクトロルミネッセンス層（以下、「無機ＥＬ層」と称する）２２、保護層２３を備える。換言すると、透光性基板２１と保護層２３の間に無機ＥＬ層２２が挟持された構造となっている。面状光源シート２０は、透光性基板２１側から発光するように構成されている。
【００３６】
透光性基板２１は、図２（ａ）に示すように、平面視上、長方形状をしており、光透過性及び絶縁性の基板により構成されている。透光性基板２１としては、特に限定されないが、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のプラスチックや、硝子等を挙げることができる。変形特性、機械的強度、生産性の観点からは、プラスチック材料が好ましい。なお、透光性基板２１の平面視上の形状は、一例であって、これに限定されるものではない。観察試料載置具５０の形状等に応じて、適宜設計することも可能である。保護層２３は、保護機能を有するフィルム状、若しくはシート状のフィルムであればよく、ＰＥＴフィルム、ポリカーボネートフィルムなどのプラスチックフィルムを好適に適用することができる。
【００３７】
無機ＥＬ層２２は、発光領域３０において、図４に示すように、第１電極層２４、発光層２５、誘電体層２６、第２電極層２７等を備える。なお、上記例は一例であって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の構成をとることができる。
【００３８】
第１電極層２４は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明導電膜により構成する。第２電極層２７は、反射性金属等の反射性導電膜（例えば、Ａｇ，Ａｌ）等により構成することが好ましい。これにより、発光層２５で発する光を金属面等の反射性導電膜で反射させて、透光性基板２１側からの発光効率を高め、観察試料をより明るく照明することが可能となる。なお、第２電極層２７も透明導電膜により構成し、保護層２３の最表面等に、ポリエステルフィルムにアルミ箔を張り合わせた複合材や、アルミ板などの反射特性に優れる材料を貼りつけたりしてもよい。また、このような反射特性の付与は、必須ではなく、用途や目的に応じて反射特性を有していなくてもよい。
【００３９】
第１電極層２４は、図２（ａ）に示すように、第１接続導体３１を介して第１端子３２に接続されている。同様にして、第２電極層２７は、第２接続導体３３を介して第２端子３４に接続されている。
【００４０】
第１電極層２４の上層には、発光層２５、誘電体層２６がこの順に積層されている。発光層２５は、電界印加により、発光する層であり、例えば、ＺｎＳ，Ｃｕなどを構成成分として含む。誘電体層２６は、例えば、ＢａＴｉＯ３を構成成分とする。
【００４１】
保護層２３は、保護機能を有するフィルム状、若しくはシート状のフィルムであればよく、ＰＥＴフィルム、ポリカーボネートフィルムなどのプラスチックフィルム、メジウム等を成分とする薄膜を好適に適用することができる。
【００４２】
面状光源シート２０は、必要に応じて、透光性基板２１の主面に光学フィルムを配設することができる。光学フィルムとしては、例えば、拡散フィルム、プリズムシート、偏光フィルム等の光学フィルム、その他の指向性機能フィルム等を挙げることができる。また、透光性基板２１の材料に色素を含有させることにより着色した基板としてもよい。また、透光性基板２１表面を、印刷により着色したり、表面に貼り付けたフィルムの表面に、印刷により着色したりしてもよい。
【００４３】
上記のように構成された面状光源シート２０は、第１端子３２及び第２端子３４に、電力を供給するための給電端子１５を接続する等によって、電力が供給される。より詳細には、第１端子３２、第２端子３４には、インバーター（不図示）を介して電源電圧（交流電源電圧）が供給されるように構成されている。これによって、発光層２５が発光し、透光性基板２１の表面から発光した光が出射する。従って、透光性基板２１の表面側２１Ａは、発光面として機能する。
【００４４】
なお、面状光源シート２０を１つ備える例について述べたが、縦及び横方向に複数、面状光源シート２０をマトリクス状に配置するようにしてもよい。例えば、面状光源シート２０を縦方向に２つ、横方向に２つの計４つ備えるようにし、４つの全ての照明をオンさせる態様の他、ユーザの選択により、所望ユニットの照明をオン／オフ可能なように構成してもよい。
【００４５】
面状光源シート２０の主面は、必要に応じて、曲面を有するものであってもよい。例えば、観察試料載置具５０の光照射側の外周形状が、アール形状等の曲率を有するものであっても、この形状に沿って、面状光源シート２０を当接させることができる。
【００４６】
面状光源シート２０は、用いる顕微鏡の種類等に応じて、若しくは用途に応じて、発光領域の面積等を適宜設計することができる。また、輝度についても、適宜、設計可能である。高輝度が必要な場合には、面状光源シート２０自体を複数枚積層したものを用いてもよい。また、顕微鏡装置１００において、観察試料の上側、若しくは側面側にも、面状光源シートを併設するようにしてもよい。例えば、鏡柱２の側壁部に沿って、若しくは鏡筒３の下部面に面状光源シートを取り付けてもよい。面状光源シート２０は、薄さに優れ、可撓性を備えさせることも容易なため、観察試料の上部側、側面側に位置する顕微鏡装置本体に取り付けることも容易である。
【００４７】
図３に、本実施形態１に係る面状光源シートの発熱状態を検討した結果の一例を示す。ルミネシート（有限会社ルミテクノ社製）を面状光源シートとして用い、これを断熱材（発泡スチロール）上に載置した。測定用温度計は、面状光源シートとその下層に配置された断熱材により挟持した。この面状光源シートに対し、１２Ｖの直流電圧をインバータ電源に入力し、出力された電圧１００〜２４０Ｖ、周波数６００〜２０００Ｈｚの電流を面状光源シートに供給したときの面状光源シート表面の温度を測定した。図３中の横軸は時間（min）を、縦軸は観測温度を示す。同図より、面状光源シートの連続オン時間が１２０分に及んでも、温度上昇範囲は３℃以内であり、発熱量が僅かであることがわかる。従って、面状光源シート２０に対して、放熱機能を有する部材を当接しなくても、実用化可能である
【００４８】
無論、用途やニーズに応じて、面状光源シート２０に放熱機能を付与してもよい。例えば、面状光源シート２０を載置するステージ自体に放熱機能を付与するようにしてもよい。この場合、本実施形態１によれば、面状光源シートをステージと当接する構造を採用しているので、スペースを取らずに放熱機能を付与することもできる。ステージの材料としては、放熱機能を有する材料として、例えば、熱伝導性の高い金属材料などを用いることができる。また、面状光源シート２０の裏面側に放熱機能を有するシートを設置してもよい。
【００４９】
本実施形態１によれば、光源として面状光源シートを用いているので、薄型化を実現できる。しかも、観察試料載置具５０に対して、光源である面状光源シート２０を当接する態様を採用しているので、光源のためのスペースを最小限に抑制することができる。従って、顕微鏡装置、及び光源装置の小型化を実現することができる。また、面状光源シート２０を観察試料載置具５０に直接当接する態様を採用しているので、輝度や省電力の点においても優れている。
【００５０】
また、本実施形態１によれば、面状光源シート２０は、発光領域３０全体が発光する。蛍光灯などによる照明では、面にムラが生じやすかったが、面状光源シート２０によれば面全体が均一に発光するので、優れた照明特性を有する。また、面状光源シート２０の発光面側に、特段の光学フィルムを挿入しなければ、発光光は、無指向性となり、ほぼ１８０度の視野で同一の輝度が得られる。指向性を付与したい場合には、所望の光学フィルムを挿入して、指向性のある光を得ることも可能である。
【００５１】
なお、本発明は、面状光源シートのみを光源として使用することにより、十分に顕微鏡装置として機能し得るものであるが、面状光源シート以外の光源を補助光源等として利用することを排除するものではない。
【００５２】
また、顕微鏡装置１００は、上記構成の他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、他の構成要素を備えていてもよい。顕微鏡装置１００の観察方法としては、明視野法の他、位相差法、微分干渉法、暗視野法、偏光法など特に限定されない。また、上記顕微鏡装置１００の構成は、一例であって、上記構成に限定されるものではないことは言うまでもない。また、面状光源シートとして、無機ＥＬシートの例を挙げたが、有機ＥＬシートやＬＥＤシートを適用してもよい。ＬＥＤシートとしては、例えば、CL-435Sシリーズ（シチズン電子株式会社）を適用することができる。
【００５３】
（変形例１）
次に、面状光源シートとして有機ＥＬシートを用いた場合の具体例について説明する。図４に、面状光源シート２０として有機ＥＬシートを適用した場合の切断部断面図を示す。
【００５４】
透光性基板２１ｚ、有機エレクトロルミネッセンス層（以下、「有機ＥＬ層」と称する）２２ｚ、保護層２３ｚを備える。換言すると、透光性基板２１ｚと保護層２３ｚの間に有機ＥＬ層２２ｚが挟持された構造となっている。変形例１に係る面状光源シート２０ｚは、透光性基板２１ｚ側から発光するように構成されている。
【００５５】
透光性基板２１ｚは、上記実施形態１と同様に選定することができる。有機ＥＬ層２２ｚは、発光領域において、図４に示すように第１電極層２４ｚ、正孔輸送層２５ｚ、発光層２６ｚ、電子輸送層２７ｚ、第２電極層２８ｚ等を備えている。なお、各層の機械的強度を高めたり、湿度などから保護したりする等のために、面状光源シート２０ｚは、上述以外の構成要素を備えていてもよいことは言うまでもない。
【００５６】
第１電極層２４ｚは、陽極層として、第２電極層２８ｚは、陰極層として機能する。第１電極層２４ｚをＩＴＯ等の透明導電膜により構成し、第２電極層２８ｚを、反射性金属等の反射性導電膜（例えば、Ａｇ，Ａｌ）により構成することが好ましい。これにより、発光層２６ｚで発する光を金属面等の反射性導電膜で反射させて、透光性基板２１ｚ側からの発光効率を高め、観察試料をより明るく照明することが可能となる。なお、第２電極も透明導電膜により構成し、保護層２３ｚの最表面等に、ポリエステルフィルムにアルミ箔を張り合わせた複合材や、アルミ板などの反射特性に優れる材料を貼りつけたりしてもよい。
【００５７】
第１電極層２４ｚは、第１接続導体（不図示）を介して第１端子（不図示）に接続されている。同様にして、第２電極層２８ｚは、第２接続導体（不図示）を介して第２端子（不図示）に接続されている。
【００５８】
第１電極層２４ｚの上層には、正孔輸送層２５ｚ、発光層２６ｚ、電子輸送層２７ｚがこの順に積層されている。正孔輸送層２５ｚの材料としては、銅フタロシアニンなどのフタロシアニン系化合物や芳香族アミン系化合物等を挙げることができる。
【００５９】
発光層２６ｚの材料は、低分子化合物による蒸着薄膜材料、高分子系のポリマー薄膜材料を挙げることができる。低分子化合物による発光層は、芳香族環化合物、複素環化合物、特殊元素含有化合物等に大別される。白色光の取り出し方は、特に限定されず、公知の方法を制限なく適用することができる。例えば、１つの発光層２６ｚから出た光を次の層に設置した蛍光体で色変換することで白色光を得ることができる。また、異なる波長の光を発する発光層を複数重ねて白色光を得るようにしてもよい。
【００６０】
電子輸送層２７ｚの材料は、オキサジアゾール誘導体やトリアゾール誘導体等を挙げることができる。正孔輸送層２５ｚ、発光層２６ｚ、及び電子輸送層２７ｚは、封止材（不図示）によって、封止されている。封止材としては、シリコーン樹脂等の絶縁性の材料を用いることができる。
【００６１】
なお、上記構成は一例であって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変形を行うことができることは言うまでもない。
【００６２】
［実施形態２］
次に、上記実施形態１とは異なる顕微鏡装置の一例について説明する。なお、以降の図において、上記実施形態１と同一の要素部材については、同一の符号を付し、適宜その説明を省略する。
【００６３】
本実施形態２に係る顕微鏡装置は、以下の点を除く基本的な構成は、上記実施形態１と同様である。すなわち、上記実施形態１に係る顕微鏡装置は、観察試料に対して磁力発生手段を備えていなかったのに対し、本実施形態２に係る顕微鏡装置は、観察試料に対して磁力発生手段を備えている点において相違する。
【００６４】
図５に、本実施形態２に係る顕微鏡装置の一例を示す模式的説明図を示す。顕微鏡装置１００ａは、上記実施形態１の構成に加えて、物理的刺激発生手段として磁力発生手段４０を備える。磁力発生手段４０は、ステージ１ａに設けられた収容部１０の内部に収容されている。
【００６５】
磁力発生手段４０は、観察試料載置具５０の少なくとも観察領域に磁気を照射する機能を有する。図５に示すように、磁力発生手段４０は、観察試料載置具５０と面状光源シート２０を介して対向配置されている。図６に、実施形態２に係る磁力発生手段４０の分解斜視図を、図７に、磁力発生手段４０の外観を示す模式的斜視図を示す。面状光源シート２０と磁力発生手段４０は、本実施形態２のように当接するように配置してもよいし、近接位置に配置するようにしてもよい。顕微鏡装置の小型化の観点からは、面状光源シート２０と磁力発生手段４０を当接配置することが好ましい。面状光源シート２０と磁力発生手段４０を当接配置することにより、磁力の減衰の低減をより効果的に抑制することができるというメリットも有する。
【００６６】
磁力発生手段４０は、図６及び図７に示すように磁石４１、シールド手段４２等を具備する。シールド手段４２は、磁力遮蔽部材により構成する。これにより、磁石４１の磁力線に指向性を付与させることが可能となる。なお、磁力発生手段４０としては、磁石４１を有していればよく、磁石４１に指向性を付与する必要がない場合には、シールド手段４２を具備していなくてもよい。
【００６７】
磁石４１は、その種類や形状は特に限定されない。例えば、電磁石、超電導磁石、永久磁石を用いることができる。電磁石を用いて電圧、若しくは電流を可変させることにより磁場を変化させてもよい。また、磁気勾配を付与する工夫を施してもよい。磁力発生手段４０として、面状光源シート２０と略同一サイズ及び形状のものを用い、ステージの上に磁力発生手段、面状光源シート、観察試料載置具をこの順に載置する構成としてもよい。
【００６８】
磁力発生手段４０の小型化を実現する観点からは、永久磁石を用いることが好ましい。永久磁石の種類は、特に限定されるものではないが、一例として、フェライト、Ｎｅ−Ｆｅ−Ｂ合金、サマリウム−コバルト合金を挙げることができる。また、顕微鏡装置。自体の少なくとも一部をゴム磁石などの磁石で構成してもよい。強力な磁力を要する場合には、Ｎｅ−Ｆｅ−Ｂ合金が好ましい。磁石４１の形状は、特に限定されないが、本実施形態２においては、図７に示すように円柱体とした。また、磁石４１として、電磁石を用い、電気のオン、オフにより、磁力線の発生をオン、オフ可能なように構成してもよい。
【００６９】
シールド手段４２は、前述したように、磁石４１の磁界発生方向に指向性を付与するためのシールド機能を有する。本実施形態２に係るシールド手段４２は、ヨーク（継鉄）により構成した。無論、シールド機能を有する材料であればこれに限定されるものではない。本実施形態２においては、磁石４１の図７中の円柱体の軸方向の上側（上面４１ａ）に強い磁力が発生するように、シールド手段４２であるヨークは、磁石４１の側面及び底面を被覆するような凹部形状の円筒体からなる。シールド手段４２を設けることにより、磁石４１の図６中の上面からの磁力を増強し、他の部分の磁力の大幅な減衰を実現することができる。
【００７０】
従来の顕微鏡装置においては、光源を介して観察試料載置具と磁力発生手段を設置すると、磁力が弱くなってしまい、所望の条件での観察ができないという問題点があった。磁力は、距離の３乗に比例して減衰するためである。すなわち、観察試料載置具５０と磁石の間に従来の光源を入れた場合、磁力の減衰が著しく、リアルタイムの顕微鏡観察を行うことが難しかった。
【００７１】
一方、本実施形態２に係る顕微鏡装置によれば、厚みの非常に薄い面状光源シートを光源として用いることにより、磁力発生手段４０と観察試料載置具５０との間に光源を入れても、磁気の減衰をほとんど無視することができる。また、顕微鏡装置１００ａの光路が磁力発生手段４０により遮断されないので、磁気照射領域におけるリアルタイムの挙動を観察することができる。しかも、構成が簡便であり、磁力発生手段を搭載しても小型化を実現することもできる。
【００７２】
本実施形態２によれば、例えば、磁力環境場での遺伝子−磁性微粒子複合体の細胞表面への吸着、細胞内への食作用、飲作用などによる取り込み、すなわちトランスフェクションのリアルタイムの挙動を、容易に観察することができる。
【００７３】
なお、上記実施形態２においては、磁力発生手段４０と面状光源シート２０を顕微鏡装置内に配設する態様について述べたが、上記実施形態１で述べたように、面状光源シート２０を観察試料載置具５０と一体的に配設し、光源装置付き観察試料載置具としてもよい。また、磁力発生手段４０、面状光源シート２０、観察試料載置具５０を一体的に配設し、磁力発生手段及び光源装置付きの観察試料載置具としてもよい。磁力発生手段を面状構造とすれば、ステージにそのまま磁力発生手段及び光源装置付きの観察試料載置具を載置することにより、顕微鏡観察を行うことも可能である。
【００７４】
また、上記実施形態２においては、面状光源シートを介して観察試料載置具と対向する位置に、磁力発生手段４０を配設する例を述べたが、これに代えて、他の物理的刺激発生手段を配設してもよい。他の物理的刺激発生手段としては、特に限定されるものではないが、一例としては、以下のものを挙げることができる。
【００７５】
例えば、物理的刺激発生手段として衝撃波発生装置を、面状光源シートを介して観察試料載置具と対向する位置に配設することができる。これにより、衝撃波照射下におけるマイクロチャンバ内の培養細胞への高分子・遺伝子導入のリアルタイムの観察等を行うことができる。また、物理的刺激発生手段として超音波発生装置（小型の圧電素子）を、面状光源シートを介して観察試料載置具と対向する位置に配設することができる。これにより、超音波照射下におけるマイクロチャンバ内の培養細胞への高分子・遺伝子導入のリアルタイムの観察等を行うことができる。
【００７６】
また、物理的刺激発生手段としてレーザ光装置などの光照射装置を、面状光源シートを介して観察試料載置具と対向する位置に配設することができる。これにより、活性光線などの特定の光線照射下におけるマイクロチャンバ内の培養細胞への高分子・遺伝子導入のリアルタイムの観察（photochemical internalization）等を行うことができる。
【００７７】
また、物理的刺激発生手段として一重項酸素発生装置を、面状光源シートを介して観察試料載置具と対向する位置に配設することができる。これにより、一重項酸素発生条件下におけるマイクロチャンバ内の培養細胞への高分子・遺伝子導入のリアルタイムの観察（photodynamic therapy）等を行うことができる。なお、一重項酸素発生装置は、特定の光線を照射する光照射装置により構成することができる。光感受性物質に励起光を照射することによって、光感受性物質周辺の酸素分子（三重項酸素）を一重項酸素に変換することを利用するものである。例えば、光感受性物質を取り込んだ細胞に励起光を照射することにより、細胞が破壊される様子を観察することができる。これにより、例えば、癌治療、眼科の網膜症治療において有用な知見を提供し得る。
【００７８】
さらに、物理的刺激発生手段として電界印加装置を、面状光源シートを介して観察試料載置具と対向する位置に配設することができる。これにより、例えば、電気穿孔（エレクトロポレーション）を用いた高分子・遺伝子導入のリアルタイムの観察等を行うことができる。
【００７９】
また、物理的刺激発生手段として放射能照射装置（密封小線源）を、面状光源シートを介して観察試料載置具と対向する位置に配設することができる。これにより、例えば、細胞毒性のリアルタイムの観察等を簡便に行うことができる。
【００８０】
なお、物理的刺激発生手段は、単独で用いる場合の他、複数を組み合わせて用いてもよい。例えば、磁力発生手段と超音波発生装置を、面状光源シートを介して観察試料載置具と対向する位置に配置し、ガス封入磁性ナノ粒子の挙動をリアルタイムで観察することも可能である。また、磁力発生手段と光照射手段を用い、光感受性物質含有磁性ナノ粒子の挙動をリアルタイムで観察することも可能である。
【００８１】
上記実施形態２においては、面状光源シートを介して観察試料載置具と対向する位置に磁力発生手段４０を配設する例を述べたが、これに代えて、観察試料、若しくはその周辺の情報を検知する検出手段を配設してもよい。観察試料、若しくはその周辺からの情報を検知する検出手段としては、特に限定されるものではないが、一例としては、以下のものを挙げることができる。
【００８２】
例えば、検出手段として磁気検出装置を、面状光源シートを介して観察試料載置具と対向する位置に配設することができる。これにより、マイクロチャンバ内の培養細胞への磁性体の取り込みのリアルタイムの観察等を行うことができる。若しくは、マイクロ流路内の磁性体通過量などを定量することができる。また、検出手段として温度検出装置を、面状光源シートを介して観察試料載置具と対向する位置に配設することができる。これにより、マイクロチャンバ内の温度変化のリアルタイムの観察や、観察試料周辺の厳密な温度管理等を行うことができる。
【００８３】
また、検出手段として放射能検出装置を、面状光源シートを介して観察試料載置具と対向する位置に配設することができる。これにより、マイクロチャンバ内の培養細胞への放射能の取り込みのリアルタイムの観察等を行うことができる。若しくは、マイクロ流路内の放射能通過量などを定量することができる。その他、公知の各種センサ等を配置することができる。
【００８４】
また、検出手段は、単独で用いる場合の他、複数を組み合わせて用いてもよい。さらに、単独、若しくは複数の検出手段は、単独、若しくは複数の物理的刺激発生手段と組み合わせて用いてもよい。
【００８５】
［実施形態３］
次に、上記実施形態１及び２とは異なる顕微鏡装置の一例について説明する。本実施形態３に係る顕微鏡装置は、以下の点を除く基本的な構成は、上記実施形態２と同様である。すなわち、上記実施形態２に係る顕微鏡装置は、出射光として、白色光を用い、出射光をいわゆる照明光として利用していたのに対し、本実施形態３に係る顕微鏡装置は、出射光として、観察試料に含まれた蛍光物質を励起する特定の励起光を用い、蛍光顕微鏡装置として利用している点において相違する。
【００８６】
本実施形態３に係る顕微鏡装置は、いわゆる蛍光顕微鏡装置である。蛍光顕微鏡装置は、観察試料から発せられる蛍光を観察する装置である。試料の固有の自発蛍光を観察する場合の他、観察試料を蛍光色素による染色を行った上で観察することもできる。また、遺伝子組み換えにより蛍光性タンパク質を発現させて観察を行うこともできる。
【００８７】
蛍光顕微鏡装置においては、観察試料に応じて、ある特定の励起光を発光する面状光源シートを選定して、ステージにセットする。面状光源シートによれば、特定の波長を発光するシートを選定するだけなので、取り扱いが簡便である。前述の方法に代え、若しくは前述の方法と併用して、試料が発する蛍光の波長を取り出すために、適切なフィルタフィルムを設置してもよい。
【００８８】
図８に、本実施形態３に係る面状光源シートの構成を示す模式的な分解斜視図に示す。同図に示すように、特定波長を出射する面状光源シートを複数枚積層したものを用いてもよい。具体的には、第１の面状光源シート２０ｂ（１）、第２の面状光源シート２０ｂ（２）、第３の面状光源シート２０ｂ（３）をこの順に積層することにより、面状光源シート２０ｂを構成してもよい。第１の面状光源シート２０ｂ（１）、第２の面状光源シート２０ｂ（２）、第３の面状光源シート２０ｂ（３）の発光する光を互いに異ならしめ、それぞれ独立にオン、オフ可能な構成とすることにより、ユーザの選択によって、所望の波長の励起光を簡便に発光させることができる。１枚当たりの面状光源シートの厚みは、非常に薄いので、磁力発生手段を面状光源シート２０ｂの裏面側に設けた場合であっても、磁力を十分に観察試料に照射することが可能である。また、レボルバ６に対物レンズを複数取り付けるように、回動ステージに複数の励起波長の異なる面状光源シートを複数セットしておき、回動ステージを回転させることにより、観察試料に照射する面状光源シートを適宜選択可能なように構成してもよい。
【００８９】
本実施形態３に係る顕微鏡装置によれば、上記実施形態２と同様に、磁場環境下におけるリアルタイムの挙動を、大掛かりな装置を用いずに、小型化を実現しつつ観察することができる。本実施形態３に係る顕微鏡装置によれば、例えば、蛍光標識された磁性微粒子の経時的分布の様子を容易に観察することができる。また、ＣＣＤカメラを併用することにより、例えば、標的物質の細胞内での分布状況等を画像処理することもできる。
【００９０】
［実施形態４］
次に、上記実施形態１〜３とは異なる光源装置付きの観察試料載置具の一例について説明する。本実施形態４に係る顕微鏡装置は、以下の点を除く基本的な構成は、上記実施形態１と同様である。すなわち、上記実施形態１に係る顕微鏡装置は、面状光源シートが観察試料載置具５０の下面側で当接していたのに対し、本実施形態４においては、面状光源シートが観察試料載置具の上面側で当接している点において相違する。また、実施形態４においては、倒立顕微鏡装置を適用している点において相違する。
【００９１】
倒立顕微鏡は、対物レンズが観察対象物の下側に位置する顕微鏡である。培養細胞を培養容器ごと観察したり、マイクロマニピュレーションを行ったりするのに特に適している。
【００９２】
図９に、本実施形態４に係る観察試料載置具５０ｃと面状光源シート２０ｃとステージ１ｃの配置を説明するための模式的な分解斜視図を示す。同図に示すように、ステージ１ｃの上に観察試料載置具５０ｃを直接載置し、その直上に、観察試料載置具５０ｃと当接するように面状光源シート２０ｃを設置する。観察試料載置具５０ｃは、例えば、マイクロチャネルアレイや、細胞培養ウェルである。勿論、スライドガラスなどにも適用できることは言うまでもない。
【００９３】
本実施形態４に係る顕微鏡装置によれば、光源である面状光源シート２０ｃを観察試料載置具５０ｃの直上に設置することができるので、倒立顕微用等において好適に適用することができる。また、光源として、面状光源シート２０ｃを適用しているので、上記実施形態１と同様の効果を得ることができる。
【００９４】
なお、本実施形態４に係る態様においても、物理的刺激発生手段や、観察試料、若しくはその周辺の情報を検知する検出手段を、面状光源シートを介して観察試料載置具と対向する位置に配設することができることは言うまでもない。すなわち、観察試料載置具の上層に、これと当接するように面状光源シートを配設し、さらに、面状光源シートと当接、若しくは近接するように、物理的刺激発生手段や、観察試料、若しくはその周辺の情報を検知する検出手段を配設することが可能である。
【００９５】
［実施形態５］
次に、上記実施形態とは異なる光源装置付きの観察試料載置具の一例について説明する。本実施形態４に係る光源装置付きの観察試料載置具は、以下の点を除く基本的な構成は、上記実施形態２と同様である。すなわち、上記実施形態２においては、観察試料載置具５０が、スライドガラスであったのに対し、本実施形態５においては、観察試料載置具が、内部流路を有した細胞培養装置である点において相違する。
【００９６】
図１０に、観察試料載置具５０ｄ、面状光源シート２０、磁力発生手段４０の配置を説明するための模式的な分解断面図を示す。観察試料載置具５０ｄは、細胞培養装置である。観察試料載置具５０ｄは、図１０に示すように、循環手段５２に接続されている。本発明に係る観察試料載置具５０ｄは、例えば、遺伝子や薬剤等の標的物質を細胞内に導入する細胞培養器として利用可能である。
【００９７】
観察試料載置具５０ｄは、図１０に示すように、２つの接続部５３と、内部流路５４を備える。２つの接続部５３は、流体を導入、若しくは流出するポートとして機能する。内部流路５４は、２つの接続部５３間を連通するように構成されている。内部流路５４の構造は、後述する循環手段５２により流体が移動可能であればよく、その構造は特に限定されない。内部流路５４の壁面のうち、少なくとも後述する磁気照射領域に細胞が固定可能な培地領域を有する。内部流路５４の壁面全面を、細胞の固定化可能な領域としてもよい。
【００９８】
観察試料載置具５０ｄの筐体の材料は、透明な樹脂材料等により構成する。細胞を固定化する内部流路５４内には、通常、細胞が培養可能なように表面処理を予め実施しておく。当該表面処理は、公知の方法を制限なく利用することができる。細胞付着性コーティングが施された市販品を適用してもよい。
【００９９】
循環手段５２は、流体を内部流路５４内で循環させる役割を担う。図１０の例においては、２つの接続部５３に接続されるチューブ５５を有する。循環手段５２を用いることにより、観察試料載置具５０ｄよりも多い容積の流体を循環させることが可能となる。
【０１００】
観察試料載置具５０ｄの直下層には、面状光源シート２０及び磁力発生手段４０が配設されている。
【０１０１】
なお、図１０の観察試料載置具５０ｄは一例であって、種々の変形が可能である。例えば、２つの接続部５３に代えて、３つ以上の接続部を有する構成としてもよい。また、接続部５３の位置は、観察試料載置具５０ｄの上面に限定されるものではなく、底面や側面に設けてもよい。
【０１０２】
また、内部流路５４のサイズや流路幅等は、用途やニーズに応じて設計すればよい。図１０の例においては、一直線上の内部流路の例を示しているが、分岐構造を有する内部流路や、螺旋構造を有する内部流路であってもよい。
【０１０３】
本実施形態５によれば、厚みの非常に薄い面状光源シート２０を光源として用いることにより、磁力発生手段４０と観察試料載置具５０ｄとの間に光源を入れても、磁気の減衰をほとんど無視することができる。また、顕微鏡装置１００の光路を磁力発生手段４０により遮断しないので、磁気照射領域におけるリアルタイムの挙動を観察することができる。しかも、構成が簡便であるため、小型化を実現することもできる。
【０１０４】
なお、上記実施形態１〜５は、適宜組み合わせて適用することができる。また、上記実施形態１〜５以外の構成の顕微鏡装置に、本発明に係る光源装置、及び光源装置付き観察試料載置具を適用することができることは言うまでもない。また、顕微鏡装置として、透過型の顕微鏡装置、蛍光顕微鏡装置の例を挙げたが、これに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において他の顕微鏡装置も含む。また、無機ＥＬシート、有機ＥＬシートと、ＬＥＤシートなどの種類の異なる面状光源シートを積層、若しくは組み合わせて使用することにより、光源装置を構成してもよい。
【符号の説明】
【０１０５】
１ ステージ
２ 鏡柱
３ 鏡筒
４ 調節ハンドル
５ 接眼レンズ
６ レボルバ
７ 対物レンズ
８ 撮像装置
９ 画像処理装置
１０ 収容部
２０ 面状光源シート
２１ 透光性基板
２２ 無機エレクトロルミネッセンス層
２３ 保護層
２４ 第１電極層
２５ 発光層
２６ 誘電体層
２７ 第２電極層
３０ 発光領域
３１ 第１接続導体
３２ 第１端子
３３ 第２接続導体
３４ 第２端子
４０ 磁力発生手段
４１ 磁石
４２ シールド手段
５０ 観察試料載置具
１００ 顕微鏡装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
観察試料を収容する観察試料載置具と当接配置可能なように配置され、かつ、前記観察試料に光線を照射する光源として機能するシート状の面状光源シートを備える顕微鏡装置。
【請求項２】
前記面状光源シートを介して前記観察試料載置具と対向する位置に、物理的刺激発生手段が配設されていることを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡装置。
【請求項３】
前記面状光源シートを介して前記観察試料載置具と対向する位置に、前記観察試料、若しくはその周辺の情報を検知する検出手段が配設されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の顕微鏡装置。
【請求項４】
前記物理的刺激発生手段が、磁力発生手段であることを特徴とする請求項２に記載の顕微鏡装置。
【請求項５】
前記面状光源シートは、無機ＥＬシート、有機ＥＬシート、若しくはＬＥＤシートのいずれかであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の顕微鏡装置。
【請求項６】
前記面状光源シートは、前記観察試料載置具の下面側又は上面側に配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の顕微鏡装置。
【請求項７】
前記光源として機能するシート状の面状光源シートは、複数枚積層されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の顕微鏡装置。
【請求項８】
観察試料を収容する観察試料載置具と当接配置可能なように配置され、かつ、前記観察試料に光線を照射するシート状の面状光源シートを備える顕微鏡装置用の光源装置。
【請求項９】
顕微鏡装置用の光源装置付き観察試料載置具であって、
観察試料を収容する観察試料載置具と、
前記観察試料載置具の主面と当接されたシート状の面状光源シートとを備える光源装置付き観察試料載置具。
【請求項１０】
前記面状光源シートを介して前記観察試料載置具と対向する位置に、物理的刺激発生手段が配設されていることを特徴とする請求項９に記載の光源装置付き観察試料載置具。
【請求項１１】
前記物理的刺激発生手段が、磁力発生手段であることを特徴とする請求項１０に記載の光源装置付き観察試料載置具。
【請求項１】
観察試料を収容する観察試料載置具と当接配置可能なように配置され、かつ、前記観察試料に光線を照射する光源として機能するシート状の面状光源シートを備える顕微鏡装置。
【請求項２】
前記面状光源シートを介して前記観察試料載置具と対向する位置に、物理的刺激発生手段が配設されていることを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡装置。
【請求項３】
前記面状光源シートを介して前記観察試料載置具と対向する位置に、前記観察試料、若しくはその周辺の情報を検知する検出手段が配設されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の顕微鏡装置。
【請求項４】
前記物理的刺激発生手段が、磁力発生手段であることを特徴とする請求項２に記載の顕微鏡装置。
【請求項５】
前記面状光源シートは、無機ＥＬシート、有機ＥＬシート、若しくはＬＥＤシートのいずれかであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の顕微鏡装置。
【請求項６】
前記面状光源シートは、前記観察試料載置具の下面側又は上面側に配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の顕微鏡装置。
【請求項７】
前記光源として機能するシート状の面状光源シートは、複数枚積層されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の顕微鏡装置。
【請求項８】
観察試料を収容する観察試料載置具と当接配置可能なように配置され、かつ、前記観察試料に光線を照射するシート状の面状光源シートを備える顕微鏡装置用の光源装置。
【請求項９】
顕微鏡装置用の光源装置付き観察試料載置具であって、
観察試料を収容する観察試料載置具と、
前記観察試料載置具の主面と当接されたシート状の面状光源シートとを備える光源装置付き観察試料載置具。
【請求項１０】
前記面状光源シートを介して前記観察試料載置具と対向する位置に、物理的刺激発生手段が配設されていることを特徴とする請求項９に記載の光源装置付き観察試料載置具。
【請求項１１】
前記物理的刺激発生手段が、磁力発生手段であることを特徴とする請求項１０に記載の光源装置付き観察試料載置具。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−２２２０１（Ｐ２０１１−２２２０１Ａ）
【公開日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１６４７１１（Ｐ２００９−１６４７１１）
【出願日】平成２１年７月１３日（２００９．７．１３）
【出願人】（５０１０８３６４３）学校法人慈恵大学 (20)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月１３日（２００９．７．１３）
【出願人】（５０１０８３６４３）学校法人慈恵大学 (20)
【Ｆターム（参考）】
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