(57)【要約】      （修正有）【課題】気候プロセスや人間の健康に対する粒子の影響及び汚染物質の大気輸送及び堆積調査のため、大気中の粒子状物質（ＰＭ）を監視可能な技術を提供する。【解決手段】生物学的及び化学的物質は、多くの場合炭素（Ｃ）と水素（Ｈ）を結合する多くの分子結合を含んでいる。これらの結合は電子を共有するものであり、この結合は光により光学的に活性化される。Ｃ−Ｈ分子結合との入射光の相互作用は、Ｃ−Ｈ原子を結合する電子の分極率に比例して入射光をスペクトル的にシフトするラマン散乱であり、Ｃ−Ｈ、Ｃ−Ｈ２及びＣ−Ｈ３結合体系に対して、スペクトルシフトは約３０００ｃｍ-1であり、入射光エネルギーより低いエネルギーとなる。この基本的なスペクトルシフトを光学マイクロスコピーと組み合わせて利用することによって、Ｃ−Ｈｘ（ｘ=1,2又は3）を所有する物質を検出すること。【選択図】図１
2015043098.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザビームを放射するように構成された光源と、
ビーム発散によりレーザスポットが当該結像システムの光学焦点面に対してデフォーカスされるように、前記ビームを少なくとも一つの光路に沿って試料基板に向け照射するように構成された結像システムであって、対物レンズを備え、前記ビームは前記対物レンズを通過して前記試料基板を照明し、前記試料基板から集光された光が前記対物レンズを経て戻るように構成された結像システムと、
非弾性的に散乱された光子を弾性的な入射光子から分離する光学装置であって、少なくとも１つのフィルタを備え、前記少なくとも１つのフィルタは、前記散乱された光子をフィルタリングして、入射光子の波長を非弾性的にシフトさせるＣ−Ｈx分子結合を有する前記試料基板上の物質のためにスペクトル的にシフトされた光子を通過させる光学装置と、
前記フィルタリングした光子を受け取って、Ｃ−Ｈxを有する少なくとも１つの生物学的な関心粒子を、前記試料基板上に含まれる非生物学的粒子と区別する情報をユーザに出力する出力装置と、
を備える生物学的及び化学的マイクロスコピックターゲティングシステム。
【請求項２】
前記結像システムは、前記ビームを少なくとも一方向に膨張させるガリレイ望遠鏡を備え、前記ビームは、自身と顕微鏡対物レンズのバックアパーチャとの間の距離にほぼ等しい焦点距離を有するレンズにより少なくとも一方向に再収束される、請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記光源は、少なくとも３５ミリワットの６３３ｎｍ未満の波長を有するレーザ放射により試料区域を８０μｍ２以上の視野で照明するように構成されている、請求項１記載のシステム。
【請求項４】
前記非弾性的に散乱された光子を弾性的な入射光子から分離する前記光学装置は６３３ｎｍのロングパスダイクロイックミラーを備え、前記少なくとも１つのフィルタは６３３ｎｍのロングパスフィルタ及び７８０ｎｍのバンドパスフィルタを備える、請求項３記載のシステム。
【請求項５】
前記ダイクロイックミラー及び前記ロングパスフィルタは前記レーザの基本波長を少なくとも５００ｎｍ〜６３３ｎｍのスペクトル範囲に亘って１桁以上減衰させる、請求項４記載のシステム。
【請求項６】
前記光源は、３５ミリワット未満の５６７ｎｍ〜６５０ｎｍの波長を有するレーザ放射により試料区域を８０ミクロン以上の長い線で照明する、請求項１記載のシステム。
【請求項７】
前記非弾性的に散乱された光子を弾性的な入射光子から分離する前記光学装置は、ロングパスダイクロイックミラーを備え、前記少なくとも１つのフィルタは、ロングパスフィルタ及びレーザ波長未満の３０００ｃｍ-1バンドパスフィルタを備える、請求項６記載のシステム。
【請求項８】
前記出力装置は、Ｃ−Ｈx非弾性散乱情報を反映する試料平面における物質の空間位置を表すＣＣＤカメラを備える、請求項１記載のシステム。
【請求項９】
前記空間Ｃ−Ｈx非弾性散乱情報を、少なくとも一つの可視画像空間情報及び蛍光空間情報と一緒に使用して、前記物質が生物学的又は化学的（有機）物質として正しく検出される確率を高める、請求項１記載のシステム。
【請求項１０】
前記空間Ｃ−Ｈx非弾性散乱情報は、関心のある物質を空間的に検出する確率を高めるために、少なくとも一つの他のタイプの分子結合と一緒に使用される、請求項１記載のシステム。
【請求項１１】
Ｃ−Ｈx非弾性散乱が起こる空間的に狭い領域のスペクトルを取り出すために、少なくとも２つのフィルタを更に備え、前記出力装置により収集された２つの画像が各フィルタにより取り出され、互いに差し引かれる、請求項１記載のシステム。
【請求項１２】
前記試料基板は、テープ基板上に収集された試料を前記結像システムの検査領域へ連続的に移動させるテープ基板システムを備える、請求項１記載のシステム。
【請求項１３】
生物学的及び化学的マイクロスコピックターゲティングを実行する方法であって、
光源からのレーザビームを、ビーム発散によりレーザスポットが結像システムの光学焦点面に対してデフォーカスされるように、結像システムの少なくとも一つの光路に沿って試料基板に向け照射するステップと、
前記ビームを、対物レンズを通して前記試料基板に照射するステップと、
前記試料基板から反射されて前記結像システムに戻ってくる光を集光するステップと、
非弾性的に散乱された光子を弾性的な入射光子から分離するステップであって、前記非弾性的に散乱された光子をフィルタリングして、入射光子の波長を非弾性的にシフトさせるＣ−Ｈx分子結合を有する前記試料基板上の物質のためにスペクトル的にシフトされた光子を通過させるステップと、
前記フィルタリングした非弾性的に散乱された光子を出力装置に送り、当該出力装置が、Ｃ−Ｈxを有する少なくとも１つの生物学的な関心粒子を、前記試料基板上に含まれる非生物学的粒子と区別する情報をユーザに出力するステップと、
を備える生物学的及び化学的マイクロスコピックターゲティング方法。
【請求項１４】
光源からのレーザビームを結像システムの少なくとも一つの光路に沿って試料基板に向け照射する前記ステップは、前記ビームを少なくとも一方向に膨張させるガリレイ望遠鏡に通すステップを備え、前記ビームは自身と顕微鏡対物レンズのバックアパーチャとの間の距離にほぼ等しい焦点距離を有するレンズにより少なくとも一方向に再収束される、請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
光源からのレーザビームを結像システムの少なくとも一つの光路に沿って試料基板に向け照射する前記ステップは、３５ミリワット以上の６３３ｎｍ未満の波長を有するレーザ放射によって試料区域を８０μｍ２以上の視野で照明するように前記レーザビームを構成するステップを備える、請求項１３記載の方法。
【請求項１６】
弾性的な入射光子から非弾性的に散乱された光子を分離する前記ステップは、前記非弾性的に散乱された光子を６３３ｎｍのロングパスダイクロイックミラーを用いて指向させ、６３３ｎｍのロングパスフィルタ及び７８０ｎｍのバンドパスフィルタを用いてフィルタリングするステップを備える、請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
前記ダイクロイックミラー及び前記ロングパスフィルタを用いて前記レーザの基本波長を少なくとも５００ｎｍ〜６３３ｎｍのスペクトル範囲に亘って１桁以上減衰させるステップを更に備える、請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
前記非弾性的に散乱された光子を出力装置に送るステップは、前記非弾性的に散乱された光子をＣ−Ｈx非弾性散乱情報を反映する試料平面における物質の空間位置を表すＣＣＤカメラに送るステップを備える、請求項１３記載の方法。
【請求項１９】
前記空間Ｃ−Ｈx非弾性散乱情報を、少なくとも一つの可視画像空間情報及び蛍光空間情報と組み合わせて使用して、前記物質が生物学的又は化学的（有機）物質として正しく検出される確率を高めるステップを更に備える、請求項１３記載の方法。
【請求項２０】
前記空間Ｃ−Ｈx非弾性散乱情報を、関心のある物質を空間的に検出する確率を高めるために、少なくとも一つの他のタイプの分子結合と組み合わせて使用するステップを更に備える、請求項１３記載の方法。
【請求項２１】
Ｃ−Ｈx非弾性散乱が起こる空間的に狭い領域のスペクトルを取り出すために、前記試料基板から集光された光をフィルタリングする少なくとも２つのフィルタを用い、前記出力装置により収集された２つの画像を各フィルタにより取り出し、互いに差し引くステップを更に備える、請求項１３記載の方法。
【請求項２２】
前記試料基板としてテープを用い、
テープ基板上に収集された試料を前記結像システムの検査領域へ移動させるステップを更に備える、請求項１３記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に生物学的及び化学的マイクロスコピックターゲティングに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、気候プロセスや人間の健康に対する粒子の潜在的な影響のため及び汚染物質の大気輸送及び堆積において担う粒子の役割のために、大気中の生物エアロゾルのような大気中の粒子状物質（ＰＭ）の監視が益々注目を浴びている。例えば、所定の位置において空気を、吸引可能な大きさの粒子、例えば自然に発生する又は人工的に生成される空気中の病原体、アレルゲン、バクテリア、ウィルス、菌類及びそこに存在する又は導入される生物学的又は化学的物質について分析することが望まれている。
【０００３】
別の例として、半導体クリーンルーム、薬剤生産設備およびバイオ技術研究所内にいて特定の空気中粒子の存在を検出して、このような環境内に、不所望の環境暴露又は製造、試験又は実験プロセスに悪影響を生じる汚染が発生していないことを確かめることが望まれている。同様に、病院、看護ホーム、リハビリセンター及び他の介護施設における特定の空気中粒子の存在の検出は病気、感染症又は有害バクテリアの広がりを阻止するのに有用である。
【０００４】
大気中の粒状物質の監視は、更に、人間の健康リスクの評価、環境汚染の評価及び国際大気品質基準（ＮＡＡＱＳ）の順守のために使用することができ、例えば公共又は商用ビルディングの空気浄化及び分散システム、鉱山などの労働現場、汚水設備、農業生産設備、道路交差点、煙道及び煙突などの屋外区域、環境衛生状態を監視するのが望ましいその他の場所、微生物、植物及び動物にさらされる住宅内の空気を監視するのに使用することができる。
【発明の概要】
【０００５】
生物学的及び化学的物質は、多くの場合炭素（Ｃ）原子と水素（Ｈ）原子を結合する多くの分子結合を含んでいる。これらの結合は電子を共有するものであり、光により光学的に活性化される。Ｃ−Ｈ分子結合との入射光の相互作用は、Ｃ−Ｈ原子を結合する電子の振動定数、もっと正確に言えば分極率に比例して入射光をスペクトル的にシフトする。このプロセスはラマン散乱と呼ばれている。Ｃ−Ｈ、Ｃ−Ｈ２及びＣ−Ｈ３結合体系に対して、スペクトルシフトは約３０００ｃｍ-1であり、エネルギーが入射光エネルギーより低い。本発明の種々の態様によれば、Ｃ−Ｈｘ（ｘ=1,2又は3）を所有する物質を検出するために、この基本スペクトルシフトを光顕微鏡と結合して利用する。
【０００６】
以下に記載する本発明の種々の態様の詳細な説明は、同様の構造は同様の番号で示されている下記の図面と関連して読むとよく理解される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の種々の態様による生物学的及び化学的物質のターゲティングシステムの概略図である。
【図２】本発明の他の態様による生物学的及び化学的物質のターゲティングシステムの概略図である。
【図３】本発明の種々の態様による模範的な実施例に対するラマン強度対波数対光学密度を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１を全体的に参照して説明すると、本発明の種々の態様によれば、生物学的及び化学的物質のターゲティングは光学結像システム１０を用いて実行することができる。図に示されるように、光学結像システム１０は、概して、光源１２、光学系１４及び少なくとも一つの画像出力装置１６を含む。
【０００９】
光源１２は、例えば狭いスペクトル帯域幅を有するレーザビーム１８を発生し得る高強度レーザを備えることができる。光学系１４はビーム１８を試料区域２０に向け照射し、試料区域２０から反射されて光学系１４を経て戻ってくる光はフィルタリングされ、電荷結合デバイス（ＣＣＤ）などの画像出力装置１６により処理される。この点に関して、画像出力装置１６は、以下に詳細に記載されるように、非弾性的に散乱された光子を受け取り、試料基板上に含まれる物質に関する情報をユーザに出力する。
【００１０】
例えば、図に示されているように、光学系１４は、第１のレンズ２２、第２のレンズ２４、第１の反射面２６、第２の反射面２８、第３のレンズ３０、光学装置３２及び第４のレンズ３４を備えることができる。光源１２から放出されたビーム１８は第１のレンズ２２を通過し、第２のレンズを通過して第１の光路３６に沿って進行する。ビーム１８は次に第１の反射面２６により約９０度方向を変えられ、第２の光路３８に沿って第２の反射面２８に入射し、この反射面でビーム１８は約９０度向きを変えられ、第３の光路４０に沿って進行する。なお、第３の光路４０は第１の光路３６とほぼ平行であるが、第１の光路３６と同軸ではない。さらに、光路３６に沿って進むビーム１８の方向は、第３の光路４０に沿って進むビーム１８の方向とほぼ反対である。
【００１１】
ビーム１８は第３の光路４０に沿って進み、第３のレンズ３０、光学装置３２及び第４のレンズ３４を通過する。この点に関して、第４のレンズ３４はビーム１８を試料区域２０上に収束させる対物レンズとして作用する。試料区域２０は分析すべき試料を提供する試料基板の一部分を備えることができる。ビーム１８は試料区域２０に衝突し、試料区域２０から反射されて第４の（対物）レンズ３４を経て第４の光路４２に沿って戻り、この光路は第３の光路４０とほぼ反対方向である。対物レンズ３４を経て反射されて戻ってきた光は光学装置３２により画像出力装置１６に向けられる。
【００１２】
光学系１４の発散によりビーム１８のレーザスポットが結像システムの光学焦点面（結像面）に対してデフォーカスされ、このデフォーカスは例えば画像出力装置１６において光軸に垂直な一方向（一次元）又は二方向（二次元）に生じさせることができる。試料基板の試料区域２０がＣ−Ｈｘを保有する物質を含むとき、入射光子は分子結合と相互作用して入射光子の波長を非弾性的に（スペクトル的に）シフトさせる。
【００１３】
非弾性的に散乱された光子が結像システム、例えば画像出力装置１６により収集される。例えば、対物レンズ３４を経て反射されて戻ってきた光は第４の光路４２に沿って光学装置３２に入る。光学装置３４は光路４２に沿って進む光の方向を変えて第５の光路４４に沿って進行させる。この点に関して、光学装置３２は第３のレンズ３０から第３の光路４０に沿って光学装置３２に向かって進む光に対して透過性である。しかし、光学装置３２は対物レンズ３４から第４の光路４２に沿って光学装置３２に向かって進む光に対して反射性である。模範的な実施例では、第３及び第４の光路は同軸的に整列するが、方向は異なる。なお、第４の光路に沿って進む光は区別のために太い線で示されている。
【００１４】
非弾性的に散乱された光子は、例えば少なくとも一つの適切なフィルタ装置４６により弾性散乱入射光子から分離され、画像出力装置１６に通される。
【００１５】
本発明の種々の態様によれば、大きなレーザスポット又はレーザラインの使用によって結像システムの視野内で多量の物資を検査することができる。この点に関して、第１のレンズ２２及び第２のレンズ２４はガリレイ望遠鏡のように作用してレーザビーム１８の直径を膨張させる。レーザビーム１８は次に、自身と顕微鏡対物レンズ３４のバックアパーチャとの間の距離にほぼ等しい焦点距離を有する第３のレンズ３０により再収束される。しかし、本発明の精神及び範囲内において他の光学構成を実施してもよい。
【００１６】
例えば、模範的な実施例では、レーザ源１２は約３５ミリワットの６３２．８ナノメートル（ｎｍ）レーザ放射からなるビーム１８を放出する。ビーム１８は、試料区域２０を照明する８０μｍ２の視野を提供するように構成された光学系１４を通過する。試料区域２０から非弾性的に散乱された光子が対物レンズ３４により集光され、光学装置３２、例えばロングパス６３３ｎｍダイクロイックミラーにより反射される。光学装置３２により反射された光はフィルタ装置４６によりフィルタ処理され、該フィルタ装置は例えば７８０ｎｍバンドパスフィルタを備えることができる。
【００１７】
更に別の模範的な実施例では、レーザ源１２は試料区域２０を８０μｍ以上の長い線状の光で照明するように構成することができる。更に、レーザ源１２は、例えば５７６ｎｍ〜６５０ｎｍの波長を有する３５ミリワット未満のレーザ放射を使用することができる。この点に関して、非弾性的に散乱された光子は、光学系１４、例えばロングパスダイクロイックミラー、ロングパスフィルタ及びレーザ波長より短い３０００ｃｍ-1バンドパスフィルタにより集光され、反射される。
【００１８】
ロングパス６３３ｎｍダイクロイックミラー３２及び７８０ｎｍバンドパスフィルタ４６により与えられるフィルタリングはレーザビーム１８の基本波長を約５００ｎｍ〜６３３ｎｍのスペクトル範囲に亘って約８桁減衰させる。更に、バンドパスフィルタ４６は５００ｎｍ〜７７６ｎｍ及び７８４ｎｍ〜９００ｎｍのすべての光を減衰させる。しかし、７７６ｎｍ〜７８４ｎｍの領域においては、フィルタ４６は光の９０％以上を透過することができる。
【００１９】
本発明の種々の態様によれば、フィルタ４６、例えば７８０ｎｍバンドパスフィルタは、模範的な実施例において、例えば７７６ｎｍ〜７８４ｎｍの透過波長範囲内の光をレーザビーム周波数におけるエネルギーよりもエネルギーが低い約３０００ｃｍ−１にする。従って、Ｃ−Ｈx分子結合を含む物質のどれも光子をこのスペクトル範囲内に非弾性的に散乱する。ＣＣＤカメラのような出力装置１６によるこれらの非弾性的散乱光子の検出は試料区域２０の試料平面における識別物質の空間位置を表す機能を提供する。
【００２０】
空間Ｃ−Ｈx非弾性的散乱情報は、本当に生物学的又は化学的（有機）物資である確率を潜在的に高めるために、例えば可視画像空間情報及び／又は蛍光空間情報のような他の空間情報と協調して利用することができる。
【００２１】
本発明の種々の態様によれば、蛍光などの問題を解決するために他の光学的構成を実現することができる。例えば、蛍光成分を減少させるためにフィルタ４６を２つのフィルタを用いて実現することができる。更に別の実施例として、各フィルタ４６で取り出された２つの画像を互から差し引いて、Ｃ−Ｈx非弾性的散乱が起こる狭いスペクトル領域のスペクトルを取り出し、ターゲティング方法に対する蛍光妨害を大いに軽減することができる。更に、窒素（Ｎ）−水素（Ｈ）結合のような他のタイプの分子結合は生物学的物質内にいたるところに存在し、関心物質を空間的に検出する確率を増大することを証明することもできる。
【００２２】
図２につき説明すると、本発明の種々の態様によれば、例えば生物学的粒子及び非生物学的粒子などのエアロゾル粒子を蛍光に頼らずに検出する手段としてラマン散乱を利用する装置１００が提供される。装置１００は試薬フリーであり、高速応答を提供することができる。例えば、関心粒子の正確な検出を秒単位で実行することができる。更に、システム１００はフレキシブルで高感度であり、例えば種々のタイプの粒子を検出するように調整することができる。
【００２３】
本発明の種々の態様によれば、装置１００は検査のために試料基板上に試料を収集するサンプラ１０２を含む。具体的なサンプラ１０２は、例えば空気入口１０４に入力する粒子を帯電することによって空気からエアロゾル粒子を収集する小面積の静電エアロゾルコレクタを備えることができる。粒子は、例えば高電圧源を用いて帯電され、帯電された粒子は次いで反対極性に帯電された（又は中性の）衝突基板１０６に衝突する。例えば、小面積の静電エアロゾルコレクタによって、ほぼ１００％の収集効率を１リットル／分の模範的な流量で達成できる。
【００２４】
衝突基板１０６は、例えばアルミニウムメッキされたマイラー（登録商標）テープとすることができる。例えば、図に示されるように、衝突基板１０６は、粒子を収集する衝突基板の表面が接地電位１１０に維持されるように構成された金属化テープスプール１０８に巻かれる。
【００２５】
衝突基板１０６、例えばテープは、サンプラ１０２により収集されたエアロゾル粒子が衝突後に検査領域１１２の方へ移動されるように、例えば数十マイクロメートル／秒の速度で定速移動させることができる。また、衝突基板１０６は用途に応じてジョグ移動又は前進させることもできる。
【００２６】
検出システム１１４は、収集された粒子を評価するために検査領域１１２に近接配置される。検出システム１１４は一般に、レーザ源１１６と、例えばダイクロイックミラー１２０、対物レンズ１２２及びフィルタ１２４などの光学装置を備える光学系１１８とを備える。しかし、実際には、光学系１１８は他の及び／又は追加のレンズ、フィルタ、ミラー及び他の光学装置などを備えることができる。例えば、検出装置１１４は図１につき上で詳細に記載した光学結像システム１０を備えることができる。
【００２７】
本発明の種々の態様によれば、検査領域１１２において収集された粒子、例えば収集粒子のすべてが可視レーザのようなレーザ源１１６により照明される。例えば、光学系１１８内において、レーザビームはダイクロイックミラー１２０により検査領域１１２に近接配置された対物レンズ１２２を通るように向けられる。レーザ光と粒子との相互作用は光のラマン散乱を生じ、レーザ源１１６からのレーザ波長がシフトされる。検査領域１１２からの光は、例えば光学系の対物レンズ１２２を経て戻り集光される。更に、反射されてシステムに戻ってくる光の波長を適切なフィルタ光学系１２４を用いて分離するために、検査領域１１２からの光は散乱され分散されている。
【００２８】
高速且つ高感度の検出を達成するために、一つ又は数個の選択波長のみをモニタすることができる。その際、モニタリングのために、非生物学的粒子から生物学的粒子を効率よく弁別するのに十分であることが分かっている波長を選択することができる。関心物質を検出するためにモニタできる最適波長帯域は定義することができる。
【００２９】
本発明の種々の態様によれば、装置１００は、狭帯域ラマン散乱を用いて、生物学的及び非生物学的エアロゾル粒子の高速弁別に利用することができる。装置１００により検出することができる典型的な生物学的粒子のラマンスペクトルは図３を参照して説明される。図３を簡単に参照すると、３０００ｃｍ-1のラマンシフト近傍の大きなピークは説明のための実例における生物学的物質内の炭素−水素（Ｃ−Ｈ）結合の存在に起因する。
【００３０】
図２に戻り説明すると、本発明の種々の態様によれば、限定のためでなく、説明のために、擬似物質と化学的エアロゾルが８０μｍ２の面積内又は８０μｍの長さの線内で３０ミリワット（ｍＷ）の６３３．２ｎｍ又はそれ以下のレーザ光により照明される。これは「視野」コンベヤ１２６上の粒子により模式的に示されている。ラマン散乱光はフィルタ１２４、例えばバンドパスフィルタ（図３の曲線下部の灰色領域として示されている）によりフィルタ処理されるため、Ｃ−Ｈ散乱光のみが出力装置１２８（検出器）、例えば冷却電荷結合デバイス（ＣＣＤ）により検出される。たった３秒の積分時間で、個々の生物学的粒子をＣＣＤ画像（ラマンスペクトル分散の関数として代表的な「脅威スペクトル」を示すプロット１３０により模式的に示されている）内で識別することができ、しかも非生物学的粒子は実例画像には現れなかった。
【００３１】
本発明の種々の態様によれば、ここに十分に記載された基本的なアプローチは、検出を潜在的にもっと高速に、高感度に及び／又は正確にするために変更することが可能である。例えば、用途に応じて、検査のために選択される特定のレーザ１２，１１６及び／又はレーザ波長及び／又はレーザパワーは上記の値から相違させることができる。更に、十分に高感度で低ノイズでありながら冷却ＣＣＤアレイより安価な選択肢を見つけるために多数のタイプの出力装置（１６，１２８）を使用することができる。更に、光学系１４，１１６は、本発明による所望の感度を提供するために、照明された領域又は照明線内のすべての粒子からの散乱光を集光し、検出器上に収束させる光学系に関して変更することができる。例えば、ラマン散乱光から蛍光発光を区別できる可能性のある広いスペクトルバンドを検出することによって標的粒子を正確に検出する必要があるかもしれない。
【００３２】
本発明の種々の態様によれば、ここに十分に記載された装置は非蛍光性のエアロゾル粒子を検出することができる。本技術は、粒子をテープ基板上に収集し、検査領域に移動させるのに数秒を要するのみであるため、５秒未満の応答時間を有することさえ可能である。更に、ラマン散乱を検出するのに１秒未満の積分時間で十分である。本発明の種々の態様によれば、本技術はテープ又は他の試料区域上の単一の標的粒子の存在を検出することができる。更に、システム１０，１００は背景物質から標的を弁別することができ、場合により数種の標的を弁別することができる。すべての潜在的標的は一意のラマン散乱サインを有するため、本発明の種々の態様はフレキシブルで、種々の標的に適応することができる。更に、本発明の種々の態様によれば、本技術は如何なる試薬の使用も必要とせず、連続的に動作させることができる。
【００３３】
本発明の種々の態様によれば、生物学的粒子を非生物学的粒子から区別することができる。関心のある化学的エアロゾル物質に依存して、検出器をいくつかの物質用に実現することもできる。そうするにはいくつかの波長で散乱される光を効率的に集光するために光学系の考察が要求される。
【００３４】
本願の発明を実施例につき詳細に記載したが、添付の請求項に特定される本発明の範囲から離れることなく種々の変更及び変形が可能であること明らかである。
【図１】
2015043098.tif 000003
【図２】
2015043098.tif 000004
【図３】
2015043098.tif 000005
【外国語明細書】
2015043098000001.pdf