[发明专利]荧光图像检测装置以及荧光图像检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用荧光检测的生物光学成像(bioluminescence imaging)技术。

背景技术

对生物体中、细胞中的分子种(molecular species)如何分布进行成像的方法是医学、生物学的重要研究方法。在细胞等级广泛应用着如下方法：使用显微镜，利用附着有荧光色素的分子探针、使用基因发现分子探针来将分子种进行图像化。另外，要求如下一种装置：针对比细胞等级更大的脏器、甚至动物个体，在仍存活的状态下观察所关注的分子种分布的样子。

例如如下技术：通过使荧光探针与小鼠等个体中的癌细胞相结合来将所关注的癌细胞增殖的样子进行图像化，观察每天或者每周的随时间变化。在以往的用于细胞等级的测量装置中，为了观察动物个体内部的癌细胞的增殖，通过杀死动物对规定的部分染色或者附着荧光体来进行观察，但是这样就无法对一个个体长时间地观察细胞的随时间增殖。由于该原因，期望开发一种能够在个体仍存活的状态下观察小动物个体的内部信息的分子种的装置。

发明内容

发明要解决的问题

图10是表示典型的荧光图像检测装置的一例的图。

该装置是如下装置：将来自光源16的光中的由激励侧滤波器11(F_ex)选择的波长的光作为激励光照射到生物体试样，利用荧光侧滤波器12(F_em)取出来自该生物体试样的散射光中的荧光成分，利用成像透镜32在作为二维检测器的CCD照相机38上成像，由此得到试样的荧光图像。

在这样的装置中，在对试样照射激励光时，从所关注的荧光分子发射波长与激励光不同的、通常波长比激励光长的光，因此，如果安装完全遮断激励光的波长成分的滤波器作为从试样至二维检测器38之间的荧光侧滤波器12，则能够以高灵敏度地检测荧光波长成分。

但是，实际上，照射到试样的激励光的光谱中往往包含较少波长与荧光成分相同的光(还称为杂散光)，该杂散光在试样上进行反射而与从试样发出的荧光重叠，从而使荧光的检测边界恶化。另外，相反如果照射到试样的激励光完全不包含杂散光，荧光侧滤波器的能力不足而也没有完全去除激励光的波长成分，则在试样上反射的激励光成分的一部分透过荧光侧滤波器而与来自试样的荧光成分重叠，从而使荧光的检测边界恶化。当荧光的检测边界较差时微弱的荧光被噪声掩盖，从而无法清楚地捕捉图像。在生物体试样的关注部分附着荧光色素而观察的情况下，当关注部分处于生物体试样的中心附近即从表面远离的位置时，相应地从生物体试样的表面捕捉到的荧光的强度变弱。当荧光的检测边界较差时，无法清楚地捕捉这样微弱的荧光成分。

因此，本发明的目的在于提供一种荧光图像检测装置，提高荧光的检测边界而也能够高灵敏度地检测微弱的荧光。

用于解决问题的方案

图11是表示在图10的荧光图像检测装置中试样所包含的荧光色素的激励光谱45和荧光光谱46以及与这些激励光谱45和荧光光谱46相对应地选择的激励侧滤波器11(F_ex)的透过特性41和荧光侧滤波器12(F_em)的透过特性42的图。将激励侧滤波器11的透过波长频带选择为被包含于表示激励光谱45较强的强度的波长范围内。因为荧光光谱46移位到波长比激励光谱45长的波长侧，所以与之相对应地选择荧光侧滤波器12的透过特性42以使其移位到波长比激励侧滤波器11长的波长侧。

图12是表示激励侧滤波器F_ex、荧光侧滤波器F_em的具体透过特性的一例的图表。在该图表中，横轴表示波长(nm)，纵轴表示透过率(对数)。纵轴的透过率是指1(表示为1.E+00)最大、即100％的透过。作为激励侧滤波器F_ex、荧光侧滤波器F_em而使用的滤波器一般为多层膜干涉滤波器。多层膜干涉滤波器为如下滤波器：通过在透明的支承体上交替层叠几十层折射率不同的两种电介质薄膜的多层膜结构，从而仅使期望波长的光通过而遮挡(反射)剩余波长的光。