專利名稱：熒光觀察用光學裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熒光觀察用光學裝置，特別涉及向觀察對象物照射紫外線激發(fā)光進行對象物的熒光觀察的熒光觀察用顯微鏡、內(nèi)窺鏡等熒光觀察用光學裝置。
背景技術(shù)：
近年來，在細胞、基因等生物觀察領(lǐng)域中，使用熒光顯微鏡、熒光內(nèi)窺鏡等來捕獲對活體類照射激發(fā)光時所產(chǎn)生的微弱熒光(自發(fā)熒光)的熒光觀察成為主流。由于其可以通過對某種特定物質(zhì)進行熒光染色來進行不會對細胞造成損傷的觀察，因而在該觀察中，直接向標本或體內(nèi)細胞照射短波長的光，觀察由此產(chǎn)生的熒光。
例如，在熒光顯微鏡中，激發(fā)光的激發(fā)波長以365nm、488nm、550nm等為主流，分別觀察450nm、550nm、600nm附近的觀察波長的熒光。最近有下述觀察方法血管注射血卟啉類藥劑，并對積蓄在癌細胞內(nèi)的血卟啉類藥劑所產(chǎn)生的熒光進行觀察。另外還有使用340nm激發(fā)波長的短激發(fā)光對活體內(nèi)的鈣離子進行觀察的方法。
并且，在熒光內(nèi)窺鏡中，有下述兩種類型的觀察用于主要對癌瘤進行觀察一類是利用390nm～470nm的激發(fā)波長對觀察波長為500nm～630nm附近的熒光進行觀察；另一類是利用390nm～440nm的激發(fā)波長對觀察波長為470nm～690nm的熒光進行觀察。
為了使用340nm等短激發(fā)波長的熒光，需要使340nm附近的波長的透過率至少為20％以上。并且，在熒光觀察中，構(gòu)成觀察裝置的光學系統(tǒng)的光學材料的自發(fā)熒光大，由此使得在以激發(fā)光進行照射時，光學材料的自發(fā)熒光成為噪聲，觀察圖像的對比度明顯下降。特別是在近年來的熒光觀察中，對活體生物的熒光進行觀察的需求有所增強，并且對使用毒性低的微弱熒光體等的微弱熒光進行觀察的需求正在逐漸增加。為了以良好的靈敏度對這種被檢物的微弱熒光進行觀察，需要徹底降低光路上的噪聲。作為光路上噪聲的原因，有玻璃材料、粘合劑、油、薄膜等。玻璃對噪聲的影響最大，但將透鏡與透鏡相接合的粘合劑的作用也不能忽視，需要加以改善。
作為光學元件接合用的粘合劑，一般使用光固化型粘合劑(例如參照日本特開平10-95967號公報)，該類粘合劑由于大多含有具有較多π原子的芳香族低聚物、引發(fā)劑以及添加劑等，因而容易由激發(fā)光導致其發(fā)出自發(fā)熒光。
已有提案提出如下的物鏡來抑制這種自發(fā)熒光，該物鏡由石英玻璃構(gòu)成，從物體側(cè)依次為第一透鏡組，其具有正折射力；第二透鏡組，其具有正折射力；第三透鏡組，其具有負折射力，該物鏡對340nm以內(nèi)波長的激發(fā)光具有高透過率，且自發(fā)熒光少(例如，參照日本特開2000-284181號公報)；還有提案提出如下的物鏡來抑制這種自發(fā)熒光，該物鏡不形成防反射膜、使用石英玻璃作為自發(fā)熒光低的光學材料、且不使用粘合劑，通過上述結(jié)構(gòu)可進一步抑制自發(fā)熒光的產(chǎn)生(例如，參照日本特開平11-23976號公報)。
并且，還有提案提出有如下的熒光內(nèi)窺鏡裝置，利用該裝置對從活體組織產(chǎn)生的自發(fā)熒光進行觀察時，通過位于攝像元件前部的激發(fā)光截止濾波器遮斷由活體組織反射的反射激發(fā)光，以對正常組織和癌組織進行正確識別(例如，參照日本特開2002-10969號公報)。
但是，日本特開2000-284181號公報所述的技術(shù)僅著眼于構(gòu)成光學系統(tǒng)的透鏡，并未對其它具有光學性能的材料進行任何考慮。并且，日本特開平11-23976號公報中公開的物鏡為不使用粘合劑的結(jié)構(gòu)，但若不使用粘合劑，則非常難以將具有曲率的材料進行接合，且存在形狀不同的透鏡的結(jié)合結(jié)構(gòu)因溫度變化而易產(chǎn)生光學變形的問題。
并且，日本特開2002-10969號公報所述的熒光內(nèi)窺鏡裝置中，能夠利用激發(fā)光截止濾波器去除反射的激發(fā)光，但不能夠去除由構(gòu)成光學系統(tǒng)的材料產(chǎn)生的自發(fā)熒光，因而不能解決對比度下降的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題而提出的，其目的在于提供一種熒光觀察用光學裝置，該光學裝置有效抑制了激發(fā)光引起的自發(fā)熒光。
根據(jù)本發(fā)明的一個方式，提供一種熒光觀察用光學裝置，所述熒光觀察用光學裝置具有多個光學元件，該熒光觀察用光學裝置的特征在于，所述多個光學元件之間存在有硅酮類粘合劑以將兩者接合，該硅酮類粘合劑含有自發(fā)熒光性低的物質(zhì)。
由于所述熒光觀察用光學裝置中所使用的硅酮類粘合劑所具有的自發(fā)熒光性低，因而在經(jīng)激發(fā)光照射時，熒光的產(chǎn)生很少，并且短波長區(qū)域的透過性良好，也不發(fā)生變色。因此，具備以這種硅酮類粘合劑接合的光學元件的熒光觀察用光學裝置能夠以較少的噪聲、較高的對比度進行觀察。
本發(fā)明的一個方式所涉及的熒光觀察用光學裝置中，所使用的硅酮類粘合劑中所含有的自發(fā)熒光性低的物質(zhì)可以使用下述物質(zhì)，該物質(zhì)含有有機聚硅氧烷和熱聚合抑制劑，所述有機聚硅氧烷具有在硅原子上結(jié)合有至少2個乙烯基的主鏈骨架，并且該物質(zhì)中，低分子硅氧烷的含量為0.004％以下，過渡金屬及稀土類元素的雜質(zhì)含量為20ppm以下，多重鍵合基團的含量為10％以下。
該硅酮類粘合劑中，作為產(chǎn)生自發(fā)熒光的原因的低分子硅氧烷的含量、過渡金屬及稀土類元素的雜質(zhì)含量、用于使硅氧烷聚合的鉑催化劑、以及多重鍵合基團的含量非常低，因而該硅酮類粘合劑的自發(fā)熒光性特別低，對于熒光觀察用顯微鏡或內(nèi)窺鏡中光學元件的接合中特別有效。下述元素是作為自發(fā)熒光產(chǎn)生原因的代表性雜質(zhì)元素作為過渡金屬的鐵、鈷；鉑等貴金屬；作為稀土類元素的銪、釹等。
另外，過渡金屬及稀土類元素的雜質(zhì)含量由所要求的熒光觀察的水平?jīng)Q定。在使用GFP等來進行熒光觀察的常用的顯微鏡中，過渡金屬及稀土類元素的雜質(zhì)含量最高容許為20ppm左右，而在高級顯微鏡或內(nèi)窺鏡中該雜質(zhì)含量為10ppm以下，并且在觀察活細胞等的今后盛行研究的觀察微小熒光的終極顯微鏡或內(nèi)窺鏡中，需要使自發(fā)熒光下降到實質(zhì)上接近零的程度，因而需要將雜質(zhì)含量抑制在1ppm以下。
并且，作為自發(fā)熒光性低的物質(zhì)的多重鍵合基團，有苯基、羧基、亞硫酰基、醚基、丙烯?；?、乙酰基等，這些基團在經(jīng)紫外光照射時會由于π電子的激發(fā)而產(chǎn)生熒光。本發(fā)明的一個方式所涉及的硅酮類粘合劑中所含有的自發(fā)熒光性低的物質(zhì)中，所述多重鍵合基團的含量為10％以下，非常少，優(yōu)選完全不含有所述多重鍵合基團，因而其自發(fā)熒光少，而且短波長區(qū)域的透過性也良好，不會產(chǎn)生變色，所以這種硅酮類粘合劑在熒光觀察用顯微鏡或內(nèi)窺鏡的光學元件的接合中非常有效。
本發(fā)明的一個方式所涉及的熒光觀察用光學裝置中，所使用的硅酮類粘合劑為硅油或加成反應型硅酮類粘合劑。硅油具有上述組成，其自身粘合性小，其存在于多個光學元件之間，將兩者接合。另一方面，加成反應型硅酮類粘合劑還含有鉑族金屬類催化劑和硅烷偶合劑(silanecoupling agent)，該加成反應型硅酮類粘合劑存在于多個光學元件之間，利用加成反應所致的固化所產(chǎn)生的粘合性將兩者牢固粘合。由于任何硅酮類粘合劑所具有的自發(fā)熒光性都很低，因而將其用于熒光觀察用光學裝置的光學元件的接合時，顯示出良好的效果。
加成反應型硅酮類粘合劑中所含有的鉑族金屬類催化劑的含量最高容許為20ppmm左右，而在高級顯微鏡或內(nèi)窺鏡中需要將該含量抑制在10ppm以下，并且在觀察微小熒光的終極顯微鏡或內(nèi)窺鏡中需要將該含量抑制在1ppm以下，這點與上述相同。
并且，加成反應型硅酮類粘合劑的樹脂成分優(yōu)選為10重量％以下。由此通過抑制樹脂成分的含量也能夠降低自發(fā)熒光。
本發(fā)明的一個方式所涉及的熒光觀察用光學裝置中，光學元件例如為透鏡，作為在接合中所使用的硅酮類粘合劑，可以使用硅油、加成反應型硅酮類粘合劑中的任意一種。或者，還可以使用含有相同的自發(fā)熒光性低的物質(zhì)的硅脂或硅凝膠。
作為熒光觀察用光學裝置，有熒光觀察用內(nèi)窺鏡以及熒光觀察用顯微鏡。這些熒光觀察用光學裝置在光學元件的接合中使用含有自發(fā)熒光性低的物質(zhì)的硅酮類粘合劑，因而自發(fā)熒光少，噪聲小，由此能夠以高對比度進行觀察。
如上所述，本發(fā)明的一個方式所涉及的熒光觀察用光學裝置中，在光學元件的接合中使用硅酮類粘合劑，由于該硅酮類粘合劑含有自發(fā)熒光性低的物質(zhì)，因而經(jīng)紫外光照射時所產(chǎn)生的熒光非常少，并且在短波長區(qū)域的透過性良好，也不發(fā)生變色。因此，若采用這種熒光觀察用顯微鏡以及內(nèi)窺鏡等光學裝置，則能夠以高對比度進行觀察。


圖1是將本發(fā)明實施方式所涉及的熒光觀察用光學裝置中使用的粘合劑與現(xiàn)有粘合劑的自發(fā)熒光性進行比較所示出的特性圖。
圖2是示出本發(fā)明實施例1所涉及的內(nèi)窺鏡的插入部前端的剖面圖。
圖3是示出本發(fā)明實施例2所涉及的顯微鏡物鏡中的代表性接合透鏡的剖面圖。
具體實施例方式
下面，說明本發(fā)明的實施方式。
本發(fā)明第一實施方式所涉及的熒光觀察用光學裝置中使用的硅酮類粘合劑是含有有機聚硅氧烷、熱聚合抑制劑、鉑族金屬類催化劑、硅烷偶合劑的硅酮粘合劑，所述有機聚硅氧烷具有在硅原子上結(jié)合有至少2個乙烯基的主鏈骨架。
在該硅酮粘合劑中，作為基礎(chǔ)樹脂的有機聚硅氧烷具有在硅原子上結(jié)合有至少2個乙烯基的主鏈骨架，所以具有高透過率。
熱聚合抑制劑具有維持保存穩(wěn)定性的作用。作為優(yōu)選使用的熱聚合抑制劑，可以舉出含有胺的化合物、含有磷的化合物等。
鉑族金屬類催化劑是聚合引發(fā)劑，其使基礎(chǔ)樹脂通過加成反應交聯(lián)，從而硅酮類粘合劑表現(xiàn)出與應接合的玻璃材料的優(yōu)異的密合性。作為優(yōu)選使用的鉑族金屬類催化劑，可以舉出主成分為鉑和氯的化合物、主成分為鉑和硅的化合物等。
硅烷偶合劑在不損害基礎(chǔ)樹脂的低自發(fā)熒光性的范圍內(nèi)具有對水分子具有親合性的極性基團，因而使硅酮類粘合劑表現(xiàn)出與玻璃材料的優(yōu)異的密合性。
在以上所述本發(fā)明第一實施方式所涉及的熒光觀察用光學裝置中使用的硅酮粘合劑中，低分子硅氧烷的含量被抑制在0.004％以下，過渡金屬及稀土類元素的雜質(zhì)含量被抑制在20ppm以下，與π電子相關(guān)的多重鍵合基團的含量被抑制在10％以下，鉑族金屬類催化劑的含量被抑制在20ppm以下，因而其所具有的自發(fā)熒光性低。
本發(fā)明第二實施方式所涉及的熒光觀察用光學裝置中使用的硅酮類粘合劑為含有有機聚硅氧烷的硅油，所述有機聚硅氧烷具有在硅原子上結(jié)合有至少2個乙烯基的主鏈骨架。在由該硅油構(gòu)成的硅酮類粘合劑中，作為基礎(chǔ)樹脂的有機聚硅氧烷具有在硅原子上結(jié)合有至少2個乙烯基的主鏈骨架，因而其具有高透過率。并且，該硅油中，低分子硅氧烷的含量被抑制在0.004％以下，過渡金屬及稀土類元素的雜質(zhì)含量被抑制在20ppm以下，與π電子相關(guān)的多重鍵合基團的含量被抑制在10％以下，因而其所具有的自發(fā)熒光性低。
如上所述，由于本發(fā)明第一和第二實施方式所涉及的熒光觀察用光學裝置中使用的硅酮類粘合劑所具有的自發(fā)熒光性低，因而若使熒光觀察用光學裝置所具有的光學元件利用上述硅酮類粘合劑進行接合，則該熒光觀察用光學裝置能夠以優(yōu)異的對比度對圖像進行觀察。
接著，如下對以上說明的本發(fā)明第一和第二實施方式所涉及的熒光觀察用光學裝置中使用的硅酮類粘合劑(實施方式1和實施方式2)的自發(fā)熒光性進行評價。
首先，用上述的實施方式1和實施方式2的粘合劑粘合2張石英玻璃板，將粘合劑層的膜厚調(diào)整到10μm左右，然后在溫度為25℃、濕度為50％的條件下靜置，使粘合劑固化，制作2種評價樣品。
然后，對該評價樣品連續(xù)照射25小時波長為365nm的紫外線，以利用熒光顯微鏡的光電倍增管檢測器對自發(fā)熒光進行測定，得到圖1所示的結(jié)果。另外，作為樣品，除了本實施方式的2個評價樣品之外，還對石英單體以及使用市售的UV固化粘合劑(Norland 63)將2張石英玻璃接合而成的樣品進行同樣的評價。將其結(jié)果示于圖1。
由圖1所示的結(jié)果可知，本實施方式所涉及的2種評價樣品所顯示出的自發(fā)熒光性遠遠低于利用市售品粘合劑接合的樣品。
接著，對本發(fā)明的實施例進行說明，在本發(fā)明的實施例中，使用以上說明的硅酮類粘合劑(硅酮粘合劑以及硅油)將光學元件進行接合。
實施例1圖2是示出本發(fā)明一個實施例所涉及的內(nèi)窺鏡的插入部前端的剖面圖。在圖2示出的內(nèi)窺鏡的插入部前端，在前端部主體上內(nèi)置有具備多個透鏡的觀察用對物光學系統(tǒng)1，其中包括使用上述實施方式1的粘合劑(硅酮粘合劑)4將透鏡2和透鏡3粘合而成的接合透鏡。
即，在透鏡3的接合面上涂布少量硅酮粘合劑4，將透鏡2和透鏡3粘貼之后，使硅酮粘合劑4擴散到整個接合面，在室溫下放置或加熱進行固化，從而制作接合透鏡。
本實施例中，硅酮粘合劑4的基礎(chǔ)樹脂與鉑族金屬類催化劑接觸，從而使得硅酮粘合劑固化，將透鏡2和透鏡3固定。該情況下，通過對基礎(chǔ)樹脂中多重鍵合基團的量進行抑制，并將鉑族金屬類催化劑的量抑制在能夠使基礎(chǔ)樹脂交聯(lián)的范圍內(nèi)，從而能夠抑制自發(fā)熒光的產(chǎn)生。熱聚合抑制劑具有維持基礎(chǔ)樹脂與鉑族金屬類催化劑接觸之前的保存穩(wěn)定性的功能。而且，主成分的基礎(chǔ)樹脂的光透明性優(yōu)異，并且，利用硅烷偶合劑能夠確保該硅酮粘合劑對玻璃的粘合性和耐久性。
這樣，通過降低鉑族金屬類催化劑以及多重鍵合基團(苯基、羧基、亞硫酰基、醚基、丙烯?；?、乙酰基等)的含量，能夠?qū)⒄丈渥贤夤鈺rπ電子的激發(fā)所引起的熒光產(chǎn)生抑制為較低。并且，短波長區(qū)域的透過性良好，也不會產(chǎn)生變色。而且，耐熱性、耐化學性比較高，具有橡膠彈性，收縮率低，所以能夠得到下述的熒光觀察用內(nèi)窺鏡，該熒光觀察用內(nèi)窺鏡可減少固化時或環(huán)境變化引起的光學變形的發(fā)生。
作為硅酮粘合劑4，不限于硅酮樹脂，還可以使用硅凝膠。并且，粘合劑4的應用不僅限于內(nèi)置在內(nèi)窺鏡的插入部前端的光學系統(tǒng)中，還可以在熒光顯微鏡用物鏡或內(nèi)置有固體攝像元件的顯微鏡的光學系統(tǒng)的光學部件的彼此接合中應用該粘合劑4。
實施例2圖3示出熒光觀察用顯微鏡物鏡的代表性接合透鏡。該第一透鏡11和第二透鏡12利用上述實施方式2的硅油13接合，在第一透鏡11和第二透鏡12相鄰的邊緣部外周形成有密封劑14，在第一透鏡11與金屬制的鏡框15的縫隙內(nèi)填充有上述實施方式1的硅酮粘合劑4，進行粘合固定。
本實施例中使用的硅酮粘合劑4和硅油13中，鉑族金屬類催化劑、多重鍵合基團、過渡金屬、稀土類元素的雜質(zhì)含量得到降低，因而能夠?qū)⒆园l(fā)熒光的產(chǎn)生抑制得較低。
特別是，通過使所用的硅油13完全不含鉑族金屬類催化劑，并且使多重鍵合基團(苯基、羧基、亞硫?；?、醚基、丙烯?；?、乙?；?以及過渡金屬、稀土類元素的雜質(zhì)盡量得到降低，能夠?qū)φ丈渥贤夤鈺rπ電子的激發(fā)所引起的熒光產(chǎn)生進行連續(xù)抑制。并且，能夠得到在短波長區(qū)域的透過性也良好、且不發(fā)生變色的熒光觀察用顯微鏡。
另外，使用硅脂、硅凝膠來代替硅油13也能夠得到相同的效果。并且，內(nèi)置固體攝像元件的內(nèi)窺鏡的光學系統(tǒng)的透鏡的接合中也可以使用硅油13。
本發(fā)明不限于上述實施方式，在不脫離本發(fā)明主旨的范圍內(nèi)，可進行各種變形后實施。
權(quán)利要求
1.一種熒光觀察用光學裝置，所述熒光觀察用光學裝置具有多個光學元件，其中，所述多個光學元件之間存在有硅酮類粘合劑以將兩者接合，該硅酮類粘合劑含有自發(fā)熒光性低的物質(zhì)。
2.如權(quán)利要求1所述的熒光觀察用光學裝置，其中，所述自發(fā)熒光性低的物質(zhì)含有有機聚硅氧烷和熱聚合抑制劑，所述有機聚硅氧烷具有在硅原子上結(jié)合有至少2個乙烯基的主鏈骨架。
3.如權(quán)利要求2所述的熒光觀察用光學裝置，其中，所述自發(fā)熒光性低的物質(zhì)中的所述有機聚硅氧烷的含量為0.004％以下、過渡金屬及稀土類元素的雜質(zhì)含量為20ppm以下、多重鍵合基團的含量為10％以下。
4.如權(quán)利要求3所述的熒光觀察用光學裝置，其中，所述自發(fā)熒光性低的物質(zhì)中的過渡金屬及稀土類元素的雜質(zhì)含量為10ppm以下。
5.如權(quán)利要求3所述的熒光觀察用光學裝置，其中，所述自發(fā)熒光性低的物質(zhì)中的過渡金屬及稀土類元素的雜質(zhì)含量為1ppm以下。
6.如權(quán)利要求1所述的熒光觀察用光學裝置，其中，所述硅酮類粘合劑為硅油。
7.如權(quán)利要求1所述的熒光觀察用光學裝置，其中，所述硅酮類粘合劑為加成反應型硅酮類粘合劑。
8.如權(quán)利要求7所述的熒光觀察用光學裝置，其中，所述自發(fā)熒光性低的物質(zhì)還含有20ppm以下的鉑族金屬類催化劑和硅烷偶合劑。
9.如權(quán)利要求8所述的熒光觀察用光學裝置，其中，所述鉑族金屬類催化劑的雜質(zhì)含量為10ppm以下。
10.如權(quán)利要求9所述的熒光觀察用光學裝置，其中，所述鉑族金屬類催化劑的雜質(zhì)含量為1ppm以下。
11.如權(quán)利要求7所述的熒光觀察用光學裝置，其特征在于，所述硅酮類粘合劑含有10重量％以下的樹脂成分。
12.如權(quán)利要求1所述的熒光觀察用光學裝置，其中，所述光學元件是透鏡。
13.如權(quán)利要求1所述的熒光觀察用光學裝置，其中，所述熒光觀察用光學裝置為熒光觀察用內(nèi)窺鏡。
14.如權(quán)利要求1所述的熒光觀察用光學裝置，其中，所述熒光觀察用光學裝置為熒光觀察用顯微鏡。
全文摘要
本發(fā)明提供一種熒光觀察用光學裝置，所述熒光觀察用光學裝置具有多個光學元件，該熒光觀察用光學裝置的特征在于，所述多個光學元件之間存在有硅酮類粘合劑以將兩者接合，該硅酮類粘合劑含有自發(fā)熒光性低的物質(zhì)。
文檔編號G02B21/00GK1973234SQ200580020809
公開日2007年5月30日 申請日期2005年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月23日
發(fā)明者林孝枝, 木下博章 申請人:奧林巴斯株式會社