(57)【要約】  横方向シアリング干渉顕微鏡で生成される生物学的サンプル内の物体の干渉は、参照領域とサンプル領域とが交互になっている周期的構造体を備える、シアリング顕微鏡用スライドによって対処される。いくつかの実施形態では、参照領域は、シアリング微視的測定において、サンプルの重なりを取り除く参照部を提供するよう構成される。サンプル材料を受容するよう構成された入口と、サンプル材料の一部を放出するよう構成された出口と、複数の交互配置された参照チャネル及びサンプル・チャネルを有する周期的構造体とを備える、シアリング微視的測定を行うシステムも提供される。場合によっては、サンプル・チャネルは、入口から出口へのサンプル材料の流れに適応するよう構成され、参照チャネルは、シアリング微視的測定において、サンプルの重なりを取り除く参照部を提供するよう構成される。【選択図】  図１
2021531470.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に配置され、
複数の参照領域、及び
複数のサンプル領域
を有する周期的構造体と
を備えるシアリング顕微鏡用スライドであって、前記複数の参照領域と前記複数のサンプル領域とが交互になり、前記複数の参照領域のうちのそれぞれの前記参照領域は、シアリング微視的測定において、サンプルの重なりを取り除く参照部を提供するよう構成される、スライド。
【請求項２】
前記参照領域及びサンプル領域は、前記周期的構造体の長手方向に沿って延在する平行ストリップであり、各平行ストリップは、他の平行ストリップのそれぞれとほぼ等しい幅であり、前記参照領域は、前記シアリング微視的測定におけるサンプルの重なりを取り除く参照面を提供するよう構成される、請求項１に記載のスライド。
【請求項３】
前記シアリング微視的測定は、横方向シアリング干渉計によって生成される横方向にシアリングされたインターフェログラムを含み、前記参照領域及びサンプル領域は、前記周期的構造体の長手方向に沿って延在する平行ストリップであり、各平行ストリップは、他の平行ストリップのそれぞれとほぼ等しい幅であり、前記横方向シアリング干渉計のシアリング距離は、各ストリップの前記幅の奇数の整数倍である、請求項１に記載のスライド。
【請求項４】
シアリング微視的測定を行うシステムであって、前記システムは、
基板と、
前記基板上に配置され、測定されるべき複数の物体を含む材料を受容するよう構成される入口と、
前記基板上に配置され、前記材料の一部を放出するよう構成される出口と、
前記基板上に配置され、
複数の参照チャネルのうちの各参照チャネルは、シアリング微視的測定においてサンプルの重なりを取り除く参照部を提供するよう構成される、複数の参照チャネル、及び
複数のサンプル・チャネルのうちの各サンプル・チャネルは、前記入口から前記出口への前記材料の流れに適応するよう構成される、複数のサンプル・チャネル
を有する周期的構造体と
を備え、前記複数の参照チャネル及び前記複数のサンプル・チャネルは交互になっている、システム。
【請求項５】
前記物体は細胞を含み、
前記シアリング微視的測定は、横方向シアリング干渉計を使って生成された、横方向にシアリングされたインターフェログラムを含み、
前記複数の参照チャネル及び前記複数のサンプル・チャネルは、前記構造体の長手方向に沿って延在し、
各参照チャネル及び各サンプル・チャネルは、幅ｗが、他の参照チャネルのそれぞれ及び他のサンプル・チャネルのそれぞれにほぼ等しく、
前記横方向シアリング干渉計におけるシアリング距離は、各参照チャネル及び各サンプル・チャネルの前記幅ｗの奇数の整数倍であり、且つ
前記参照チャネルは、前記シアリング微視的測定において、サンプルの重なりを取り除く参照面を提供するよう構成される、
請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記複数の参照チャネルのそれぞれは、材料の流れる方向に沿って光路長が変化するよう構成される、請求項４に記載のシステム。
【請求項７】
前記参照チャネルのそれぞれは、材料の流れる方向に沿って前記参照チャネルのそれぞれの厚さを変えることによって、材料の流れる方向に沿って光路長が変化するよう構成される、請求項４に記載のシステム。
【請求項８】
前記参照チャネルのそれぞれは、前記参照チャネルのそれぞれの、高屈折率材料と低屈折率材料との比率を変化させることによって、材料の流れる方向に沿って光路長が変化するよう構成される、請求項４に記載のシステム。
【請求項９】
前記参照チャネルのそれぞれは、材料の流れる方向に沿って光路長が変化するよう構成され、選択された参照チャネルのセットは、選択されていない参照チャネルのセットに対して厚さのオフセットを有し、一時的位相シフトについて必要な測定回数を減らすよう構成され、前記複数の参照チャネルのうちで、参照チャネルが１つおきに選択される、請求項４に記載のシステム。
【請求項１０】
基板上に配置される周期的構造体を通して光を送出するために、光源を使用するステップと、
前記周期的構造体を通って送出される前記光に応じて、シアリング微視的測定を行うするステップと
を含む方法であって、
前記周期的構造体は、複数の参照領域及び複数のサンプル領域を有し、
前記複数の参照領域及び前記複数のサンプル領域は交互になっており、且つ
前記複数の参照領域のうちのそれぞれの前記参照領域は、前記シアリング微視的測定において、サンプルの重なりを取り除く参照部を提供するよう構成される、方法。
【請求項１１】
シアリング微視的測定を行うステップは、横方向シアリング干渉計を使用して横方向にシアリングされたインターフェログラムを生成するステップを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記参照領域及びサンプル領域は、前記基板の長手方向に沿って延在する平行ストリップであり、各平行ストリップは、他の平行ストリップのそれぞれとほぼ等しい幅であり、前記参照領域は、シアリング微視的測定におけるサンプルの重なりを取り除く参照面を提供するよう構成される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
シアリング微視的測定を行うステップは、横方向シアリング干渉計を使用して横方向にシアリングされたインターフェログラムを生成するステップを含み、前記参照領域及びサンプル領域は、前記基板の長手方向に沿って延在する平行ストリップであり、各平行ストリップは、他の平行ストリップのそれぞれとほぼ等しい幅であり、前記横方向シアリング干渉計のシアリング距離は、各ストリップの前記幅の奇数の整数倍である、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
測定されるべき複数の物体を含む材料を、入口を通して、周期的構造体内に受容するステップと、
前記材料の一部を、前記周期的構造体から出口を通して放出するステップと、
前記材料を、前記周期的構造体を通して前記入口から前記出口へ流すために、力をかけるステップと、
前記周期的構造体を通して光を送出するために、光源を使用するステップと、
前記周期的構造体を通って送出される前記光に応じて、シアリング微視的測定を行うステップと
を含む、シアリング微視的測定を行う方法であって、前記周期的構造体は、
複数の参照チャネルのうちの各参照チャネルが、前記シアリング微視的測定においてサンプルの重なりを取り除く参照部を提供するよう構成される、複数の参照チャネルと、
複数のサンプル・チャネルのうちの各サンプル・チャネルが、前記入口から前記出口への前記材料の流れに適応するよう構成される、複数のサンプル・チャネルと
を有し、前記複数の参照チャネル及び前記複数のサンプル・チャネルは交互になっている、方法。
【請求項１５】
前記物体は細胞を含み、
前記シアリング微視的測定を行うステップは、横方向シアリング干渉計を使用して横方向にシアリングされたインターフェログラムを生成するステップを含み、
前記材料を、前記周期的構造体を通して前記入口から前記出口へ流すために力をかけるステップは、前記材料を、前記サンプル・チャネルを通して流すために力をかけるステップを含み、
前記複数の参照チャネル及び前記複数のサンプル・チャネルは、前記構造体の長手方向に沿って延在し、
各参照チャネル及び各サンプル・チャネルは、幅ｗが互いに、また他の参照チャネルのそれぞれ及び他のサンプル・チャネルのそれぞれにほぼ等しく、
前記横方向シアリング干渉計におけるシアリング距離は、各参照チャネル及び各サンプル・チャネルの前記幅ｗの奇数の整数倍であり、且つ
前記参照チャネルは、前記シアリング微視的測定において、サンプルの重なりを取り除く参照面を提供するよう構成される、
請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記参照チャネルのそれぞれは、材料の流れる方向に沿って光路長が変化するよう構成される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記参照チャネルのそれぞれは、一時的位相シフトの仕組みを実現する、材料の流れる方向に沿った光路長の変化を有するよう構成され、前記方法は、
時間的に連続した、位相シフトしたスナップショットを生成するステップであって、各位相シフトしたスナップショットは、物体がサンプル・チャネルの長手方向に沿って前記入口から前記出口まで移動するときに、異なる時点で前記物体の画像を取り込むステップと、
物体の測定値に関連づけられる位相を、前記一連の位相シフトしたスナップショットに応じて判定するステップと
をさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記参照チャネルのそれぞれは、一時的位相シフトの仕組みを実現する、材料の流れる方向に沿った光路長の変化を有するよう構成され、前記方法は、
時間的に連続した、位相シフトしたスナップショットを生成するステップであって、各位相シフトしたスナップショットは、物体がサンプル・チャネルの長手方向に沿って前記入口から前記出口まで移動するときに、前記サンプル・チャネル内の異なる位置で前記物体の画像を取り込むステップと、
各位相シフトしたスナップショットに応じて、位相変化を判定するステップと、
物体の測定値に関連づけられる位相を、前記位相変化及び前記一連の位相シフトしたスナップショットに応じて判定するステップと
をさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
前記参照チャネルのそれぞれは、一時的位相シフトの仕組みを実現する、材料の流れる方向に沿った光路長の変化を有するよう構成され、前記方法は、
時間的に連続した、位相シフトしたスナップショットを生成するステップであって、各位相シフトしたスナップショットは、物体がサンプル・チャネルの長手方向に沿って前記入口から前記出口まで移動するとき、異なる時点で、前記サンプル・チャネル内の異なる位置で、測定されるべき前記物体の画像を取り込むステップと、
前記サンプル・チャネルの各位置での位相シフトしたスナップショットごとの位相変化を判定するステップであって、前記判定するステップは、最小２乗位相シフト干渉法の技法を適用するステップによることを含むステップと、
物体の測定値に関連づけられる位相を、前記位相変化及び前記一連の位相シフトしたスナップショットに応じて判定するステップと
をさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項２０】
前記参照チャネルのそれぞれは、一時的位相シフトの仕組みを実現する、材料の流れる方向に沿った光路長の変化を有するよう構成され、前記方法は、
時間的に連続した、物体の位相シフトしたスナップショットを、前記物体がサンプル・チャネルの長手方向に沿って前記入口から前記出口まで移動するときに生成するステップであって、前記生成するステップは、
ｉ．位相シフトがない状態に対応する、第１の時間での前記物体の第１のスナップショットを取得するステップ、
ｉｉ．前記第１のスナップショットに対する約π／２ラジアンの位相シフトに対応する、前記第１の時間に続く第２の時間での前記物体の第２のスナップショットを取得するステップ、
ｉｉｉ．前記第２のスナップショットに対する約π／２ラジアンの位相シフトに対応する、前記第２の時間に続く第３の時間での前記物体の第３のスナップショットを取得するステップ、
ｉｖ．前記第３のスナップショットに対する約π／２ラジアンの位相シフトに対応する、前記第３の時間に続く第４の時間での前記物体の第４のスナップショットを取得するステップ、及び
ｖ．前記第４のスナップショットに対する約π／２ラジアンの位相シフトに対応する、前記第４の時間に続く第５の時間での前記物体の第５のスナップショットを取得するステップ
によることを含むステップと、
物体の測定値に関連づけられる位相を、前記一連の位相シフトしたスナップショットに応じて判定するステップと
をさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項２１】
マイクロ流体チャネル本体の基板への結合を形成するステップであって、前記マイクロ流体チャネル本体は、材料を前記マイクロ流体チャネル本体及び複数のチャネルに流入させるよう構成された入口の液溜め、並びに材料を前記マイクロ流体チャネル本体から流出させるよう構成された出口の液溜めを備えるステップと、
前記マイクロ流体チャネル本体のチャネルを通して前記入口への、また出口の液溜めからの、コラーゲン懸濁液の流れを引き起こすステップと、
コラーゲン懸濁液の前記流れを一時停止させ、コラーゲン成分を沈降させ、前記基板の表面のコーティングを可能にして、前記表面上にコラーゲンのコーティングを形成するステップと、
前記マイクロ流体チャネル本体のチャネルを通って前記入口への、また出口の液溜めからの、サンプル材料の流れを引き起こすステップと、
サンプル材料の前記流れを一時停止させ、前記サンプル材料の一部が前記コラーゲンのコーティングに付着することを可能にするステップと、
前記基板から前記マイクロ流体チャネル本体を取り外すステップと
を含む、シアリング顕微鏡用スライドを準備する方法。
【請求項２２】
マイクロ流体チャネル本体と、材料を受容するよう構成される入口と、前記材料の一部を放出するよう構成される出口とを具備するマイクロ流体チップを備える、シアリングされる顕微鏡用スライドを準備するシステムであって、前記マイクロ流体チャネル本体は、前記材料を、ほぼ等しい幅の複数の間隔をあけて配置されるよう保持する、ほぼ等しい幅の複数の平行チャネルを備え、各チャネルの前記幅及び各間隔の前記幅はほぼ等しく、前記マイクロ流体チャネル本体は、基板に可逆的に結合するよう構成され、前記システムはさらに、前記入口を通って受容され、前記複数の平行チャネルを通って移動し、前記出口を通って放出される前記材料の流れを制御する、流れ制御の仕組みをさらに備え、前記流れ制御の仕組みはさらに、
前記マイクロ流体チャネル本体のチャネルを通して前記入口への、また出口の液溜めからの、コラーゲン懸濁液の流れを引き起こし、
コラーゲン懸濁液の前記流れを一時停止させ、コラーゲン成分を沈降させ、前記ガラス製スライドの表面のコーティングを可能にして、前記表面上にコラーゲンのコーティングを形成し、
前記マイクロ流体チャネル本体のチャネルを通って前記入口への、また出口の液溜めからの、サンプル材料の流れを引き起こし、且つ
サンプル材料の前記流れを一時停止させ、前記サンプル材料の一部が前記コラーゲンのコーティングに付着することを可能にする
よう構成される、システム。
【請求項２３】
サンプルに光を照射する照明光学システムと、
前記サンプルからの透過光を分離するシアリング部材と、
前記分離された光による干渉画像を検出する検出器と
を備えるシアリング干渉システムであって、前記シアリング部材によるシアリング距離は、前記サンプル内に含まれる、サンプル領域又は参照領域に応じて構成される、シアリング干渉システム。
【請求項２４】
サンプルに光を照射するステップと、
前記サンプルからの透過光を分離するステップと、
前記分離された光による干渉画像を検出するステップと
を含むシアリング干渉方法であって、分離される光の分離される距離は、前記サンプル内に含まれる、サンプル領域又は参照領域に応じて構成される、シアリング干渉方法。
【請求項２５】
基板と、
前記基板上に配置される構造体と
を備えるシアリング顕微鏡用スライドであって、前記構造体は、参照領域及びサンプル領域を有し、前記参照領域は、前記シアリング顕微鏡用スライドを測定するシアリング干渉システムのシアリング距離に応じて構成される、シアリング顕微鏡用スライド。
【請求項２６】
前記サンプル領域は、複数のサンプル領域を含み、
前記参照領域は、複数の参照領域を含み、且つ
前記複数の参照領域及び前記複数のサンプル領域は交互になっている、
請求項２５に記載のシアリング顕微鏡用スライド。
【請求項２７】
前記サンプル領域は、複数のサンプル領域を含み、
前記参照領域は、複数の参照領域を含み、且つ
前記複数の参照領域のうちのそれぞれの前記参照領域は、シアリング微視的測定におい
て、サンプルの重なりを取り除く参照部を提供するよう構成される、
請求項２５に記載のシアリング顕微鏡用スライド。
【請求項２８】
前記サンプル領域は、複数のサンプル領域を含み、
前記参照領域は、複数の参照領域を含み、且つ
前記複数の参照領域及び前記複数のサンプル領域は、周期的構造体内で交互になっている、
請求項２５に記載のシアリング顕微鏡用スライド。
【請求項２９】
前記サンプル領域は、複数のサンプル領域を含み、
前記参照領域は、複数の参照領域を含み、且つ
前記サンプル領域及び前記参照領域は、周期的構造体内で交互になっている、シアリング距離に応じたほぼ等しい幅の平行ストリップである、
請求項２５に記載のシアリング顕微鏡用スライド。
【請求項３０】
前記サンプル領域は、複数のサンプル領域を含み、
前記参照領域は、複数の参照領域を含み、
前記サンプル領域及び前記参照領域は、周期的構造体内で交互になっている、前記シアリング距離に応じたほぼ等しい幅の平行ストリップであり、シアリング微視的測定において、サンプルの重なりを取り除く参照面を提供する、
請求項２５に記載のシアリング顕微鏡用スライド。
【請求項３１】
前記シアリング微視的測定は、前記シアリング干渉システムを使って生成された、横方向にシアリングされたインターフェログラムを含む、
請求項３０に記載のシアリング顕微鏡用スライド。
【請求項３２】
前記サンプル領域は、入口から出口への材料の流れに適応するよう構成される、複数のサンプル・チャネルを含み、且つ
前記参照領域は、シアリング微視的測定においてサンプルの重なりを取り除く参照部を提供するよう構成される、複数の参照チャネルを含む、
請求項２５に記載のシアリング顕微鏡用スライド。
【請求項３３】
前記材料は、測定されるべき複数の物体を含み、
前記シアリング微視的測定は、横方向シアリング干渉計を使って生成された、横方向にシアリングされたインターフェログラムを含み、且つ
前記複数の参照チャネル及び前記複数のサンプル・チャネルは、周期的構造体の長手方向に沿って延在する、
請求項３２に記載のシアリング顕微鏡用スライド。
【請求項３４】
前記材料は、測定されるべき複数の物体を含み、
前記シアリング微視的測定は、横方向シアリング干渉計を使って生成された、横方向にシアリングされたインターフェログラムを含み、
前記複数の参照チャネル及び前記複数のサンプル・チャネルは、周期的構造体の長手方向に沿って延在し、且つ
各参照チャネル及び各サンプル・チャネルは、幅ｗが、他の参照チャネルのそれぞれ及び他のサンプル・チャネルのそれぞれにほぼ等しい、
請求項３２に記載のシアリング顕微鏡用スライド。
【請求項３５】
前記材料は、測定されるべき複数の物体を含み、
前記シアリング微視的測定は、横方向シアリング干渉計を使って生成された、横方向に
シアリングされたインターフェログラムを含み、
前記複数の参照チャネル及び前記複数のサンプル・チャネルは、周期的構造体の長手方向に沿って延在し、
各参照チャネル及び各サンプル・チャネルは、幅ｗが、他の参照チャネルのそれぞれ及び他のサンプル・チャネルのそれぞれにほぼ等しく、且つ
前記シアリング距離は、各参照チャネル及び各サンプル・チャネルの前記幅ｗの奇数の整数倍である、
請求項３２に記載のシアリング顕微鏡用スライド。
【請求項３６】
前記サンプル領域は、入口から出口への材料の流れに適応するよう構成される、複数のサンプル・チャネルを含み、
前記参照領域は、前記シアリング距離に応じて構成された周期的構造体内で、前記複数のサンプル・チャネルと交互になっている、複数の参照チャネルを含む、
請求項２５に記載のシアリング顕微鏡用スライド。
【請求項３７】
前記サンプル領域は、材料を受容するよう構成された入口から前記材料の一部を放出するよう構成された出口まで、測定されるべき複数の物体を含む前記材料の流れに適応するよう構成された、複数のサンプル・チャネルを含み、且つ
前記参照領域は、前記シアリング距離に応じて構成された周期的構造体内で、前記複数のサンプル・チャネルと交互になっている、複数の参照チャネルを含む、
請求項２５に記載のシアリング顕微鏡用スライド。
【請求項３８】
前記サンプル領域は、入口から出口への材料の流れに適応するよう構成される、複数のサンプル・チャネルを含み、
前記参照領域は、前記シアリング距離に応じて構成された周期的構造体内で、前記複数のサンプル・チャネルと交互になっている、複数の参照チャネルを含み、且つ
前記参照チャネルのそれぞれは、材料の流れる方向に沿って光路長が変化するよう構成される、
請求項２５に記載のシアリング顕微鏡用スライド。
【請求項３９】
前記サンプル領域は、入口から出口への材料の流れに適応するよう構成される、複数のサンプル・チャネルを含み、
前記参照領域は、前記シアリング距離に応じて構成された周期的構造体内で、前記複数のサンプル・チャネルと交互になっている、複数の参照チャネルを含み、且つ
前記参照チャネルのそれぞれは、材料の流れる方向に沿って前記参照チャネルのそれぞれの厚さを変えることによって、材料の流れる方向に沿って光路長が変化するよう構成される、
請求項２５に記載のシアリング顕微鏡用スライド。
【請求項４０】
前記サンプル領域は、入口から出口への材料の流れに適応するよう構成される、複数のサンプル・チャネルを含み、
前記参照領域は、前記シアリング距離に応じて構成された周期的構造体内で、前記複数のサンプル・チャネルと交互になっている、複数の参照チャネルを含み、且つ
前記参照チャネルのそれぞれは、前記参照チャネルのそれぞれの、高屈折率材料と低屈折率材料との比率を変化させることによって、材料の流れる方向に沿って光路長が変化するよう構成される、
請求項２５に記載のシアリング顕微鏡用スライド。
【請求項４１】
前記サンプル領域は、入口から出口への材料の流れに適応するよう構成される、複数のサンプル・チャネルを含み、
前記参照領域は、前記シアリング距離に応じて構成された周期的構造体内で、前記複数のサンプル・チャネルと交互になっている、複数の参照チャネルを含み、
前記参照チャネルのそれぞれは、材料の流れる方向に沿って光路長が変化するよう構成され、且つ
選択された参照チャネルのセットは、選択されていない参照チャネルのセットに対して厚さのオフセットを有し、一時的位相シフトについて必要な測定回数を減らすよう構成され、前記複数の参照チャネルのうち、参照チャネルが１つおきに選択される、
請求項２５に記載のシアリング顕微鏡用スライド。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
この出願は、２０１８年７月２５日に出願された米国仮特許出願第６２／７０３，２２２号、名称"SHEARING INTERFEROMETRY MEASUREMENT DEVICE FOR MICROSCOPY"の優先権を
主張し、これはあらゆる目的のために、参照により本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
横方向シアリング（シェアリング）（lateral shearing）干渉顕微鏡（デジタル・ホログラフィック顕微鏡、ＤＨＭ：Digital Holographic Microscope、又は定量位相イメージング、ＱＰＩ：Quantitative Phase Imagingとも呼ばれる）は、顕微鏡のサンプル面内の物体を通過する透過光の位相を測定するために使用される。具体的には、横方向シアリング干渉顕微鏡は、生物学的サンプルの３Ｄ細胞測定に使用されており、位相測定により細胞の光学的厚さを測定できる。
場合によっては、たとえば、密集した生物学的サンプル又は高濃度の細胞を含むサンプルの場合、シアリング微視的測定（顕微鏡下での測定）を行う既存の技法では、シアリングされる画像の重なりによりデータを損失する。標準的な生物顕微鏡用スライドを使用して、より濃縮された細胞集団を有するサンプルのシアリング干渉法での測定を行う際の１つの問題は、結果として得られるシアリング微視的測定（たとえば、横方向にシアリングされたインターフェログラム）における試料の重なりである。横方向のシアリングによるサンプルの重なりは、測定中に望ましくないアーティファクトを生成する可能性があり、測定されているサンプルに関する正確な情報の理解及び取得が困難になる。
したがって、問題のあるサンプルの重なりを回避しながら、シアリング干渉法での測定を行うことができる技法を開示する。
【図面の簡単な説明】
【０００３】
以下の詳述された説明及び添付図面において、本発明の様々な実施形態を開示する。
【０００４】
【図１】顕微鏡用のシアリング干渉システム又はＬＳＩシステムの例示的な実施形態のシステム概略図である。
【０００５】
【図２Ａ】シアリング干渉システム又はＬＳＩシステムの実施形態を使用して撮影された、例示的な画像である。
【０００６】
【図２Ｂ】選択された細胞の左の画像を囲むエリアに対応する、図２Ａのインターフェログラムの一部の拡大バージョンを示す図である。
【０００７】
【図２Ｃ】同じ選択された細胞の右の画像を囲むエリアに対応する、図２Ａのインターフェログラムの一部の拡大バージョンを示す図である。
【０００８】
【図３】基板上に配置された周期的構造体を備える、シアリング顕微鏡用スライドの例示的な実施形態の図である。
【０００９】
【図４】シアリング距離だけ分離される、スライド上のサンプルの２つの画像を生成するための、本明細書に開示するシアリング顕微鏡用スライドの使用法を示す図である。
【００１０】
【図５】シアリング微視的測定を行う例示的な方法を示す、流れ図である。
【００１１】
【図６】シアリング顕微鏡用スライドを準備する例示的な方法を示す、流れ図である。
【００１２】
【図７Ａ】シアリング顕微鏡用スライドを準備する方法及びシステムで使用する、マイクロ流体チャネル本体の例示的な実施形態の斜視図である。
【００１３】
【図７Ｂ】シアリング顕微鏡用スライドを準備する方法及びシステムで使用する、マイクロ流体チャネルのレイアウトの上面図である。
【００１４】
【図７Ｃ】図７Ａのマイクロ流体チャネル本体の例示的な実施形態の側面図又はプロファイル図である。
【００１５】
【図８】図７Ａ〜図７Ｃに関連して開示及び説明する技法を使用して準備された、顕微鏡用スライドの例示的な実施形態の図である。
【００１６】
【図９Ａ】サンプル材料の流れに適応し、空間分解能が向上した一時的位相シフトを可能にする、シアリング微視的測定を行うシステムの実施形態の図である。
【００１７】
【図９Ｂ】断面（図９Ｃに示される）がｙ方向に沿って得られるよう示された、図９Ａに示される周期的構造体のエリアの上面図である。
【００１８】
【図９Ｃ】サンプル・チャネル及び参照チャネルの高さプロファイルを示す、図９Ｂに示される周期的構造体のエリアにおける、ｙ方向に沿って得られた断面図又はプロファイル図である。
【００１９】
【図９Ｄ】断面（図９Ｅに示される）がｘ方向に沿って得られるよう示された、図９Ａに示される周期的構造体のエリアの上面図である。
【００２０】
【図９Ｅ】図９Ｄに示される周期的構造体のエリアの第１の位置及び第２の位置で、ｘ方向に沿って得られた断面図又はプロファイル図である。
【００２１】
【図１０Ａ】構造体の上面の溝又は窪んだ領域によって形成された、参照チャネルを有する周期的構造体を備える、シアリング微視的測定を行うシステムの実施形態を示す図である。
【００２２】
【図１０Ｂ】断面（図１０Ｃに示される）がｙ方向に沿って得られるよう示された、図１０Ａに示される周期的構造体のエリアの上面図である。
【００２３】
【図１０Ｃ】図１０Ｂに示される周期的構造体のエリア内のサンプル・チャネル及び参照チャネルの高さプロファイルを示す、ｙ方向に沿って得られた断面図又はプロファイル図である。
【００２４】
【図１０Ｄ】断面（図１０Ｅに示される）がｘ方向に沿って得られるよう示された、図１０Ａに示される周期的構造体のエリアの上面図である。
【００２５】
【図１０Ｅ】図１０Ｄに示される周期的構造体のエリアの第１の位置及び第２の位置で、ｘ方向に沿って得られた断面図又はプロファイル図である。
【００２６】
【図１１Ａ】材料の流れる方向に沿って光路長が変化する周期的構造体を備えるシアリング顕微鏡用スライドのエリアの、例示的な実施形態の上面図である。
【００２７】
【図１１Ｂ】断面がｙ方向の軸に沿って得られる、図１１Ａの参照領域又はチャネルの例示的な実施形態の断面図又はプロファイル図である。
【００２８】
【図１２Ａ】断面がｙ方向に沿って得られる、シアリング顕微鏡用スライドのエリアの例示的な実施形態の上面図である。
【００２９】
【図１２Ｂ】断面がｙ方向の軸に沿って得られる、図１２Ａに示される２つの参照チャネルの断面図又はプロファイル図である。
【００３０】
【図１２Ｃ】断面がｘ方向に沿って得られる、図１２Ａに示されるエリアの例示的な実施形態の上面図である。
【００３１】
【図１２Ｄ】図１２Ｃのエリアの第１の位置及び第２の位置において、ｘ方向に沿って得られた断面図又はプロファイル図である。
【００３２】
【図１３】サンプル材料の流れをもたらし、空間分解能が向上した一時的位相シフトを可能にする、シアリング微視的測定を行う例示的な方法を示す流れ図である。
【００３３】
【図１４】光路長の変化を有するよう構成された参照チャネルを使用するステップによることを含む、サンプル材料の流れをもたらし、一時的位相シフトを可能にする、シアリング微視的測定を行う例示的な方法を示す流れ図である。
【００３４】
【図１５】物体が、シアリング顕微鏡用スライドのサンプル・チャネルの長手方向に沿って入口から出口へ移動するときの、様々な時点での物体の画像を取り込む、一連の位相シフトしたスナップショットの図である。
【００３５】
【図１６】一連の位相シフトしたスナップショットに応じて位相変化を判定するステップによることを含む、シアリング微視的測定を行う例示的な方法を示す流れ図である。
【００３６】
【図１７Ａ】様々な位相シフトに対応する物体の一連のスナップショットを取得するステップによることを含む、シアリング微視的測定を行う例示的な方法を示す流れ図である。
【００３７】
【図１７Ｂ】時間的に連続した、位相シフトしたスナップショットを生成するステップを示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
本発明は、プロセス、装置、システム、物質の組成、コンピュータ可読記憶媒体上に具現化されたコンピュータ・プログラム製品、並びに／又はプロセッサに結合されたメモリに格納され、且つ／若しくはメモリから供給される命令を実行するよう構成されたプロセッサなどのプロセッサを含む、多くのやり方で実施できる。この明細書では、こうした実施形態、又は本発明がとり得る他のどんな形態も、技法と呼ばれ得る。開示するプロセスのステップの順序は、概ね、本発明の範囲内で変更できる。特に記載しない限り、タスクを実行するよう構成されていると説明されるプロセッサ又はメモリなどの構成要素は、所与の時間にタスクを実行するよう一時的に構成される汎用の構成要素、又はタスクを実行するように製造された特定の構成要素として実施され得る。本明細書で使用される場合、用語「プロセッサ」は、コンピュータ・プログラム命令などのデータを処理するよう構成された１つ又は複数のデバイス、回路、及び／又は処理コアを指す。
【００３９】
本発明の１つ又は複数の実施形態の詳細な説明が、本発明の原理を説明する添付の図と
共に、以下に提示される。本発明は、かかる実施形態と共に説明されるが、本発明は、どの実施形態にも限定されない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によってのみ限定され、本発明は、多数の代替形態、修正形態、及び同等物を包含する。本発明の完全な理解をもたらすために、以下の説明には多くの具体的な詳細が記載されている。これらの詳細は、例示を目的に提示されており、本発明は、これらの具体的な詳細の一部又は全部がなくても、特許請求の範囲にしたがって実施できる。明確にするために、本発明に関連する技術分野で知られている技術資料は、本発明が不必要に不明瞭にならないように、詳細には説明されていない。
【００４０】
標準的な生物学的スライドを使用して、横方向シアリング干渉顕微鏡を用いて３Ｄ細胞測定を行うと、波面がシアリングされてそれ自体に干渉した結果として生じるインターフェログラムが生成され、ここで、細胞画像の２つの複写は、シアリング距離だけ分離される。この手法では、測定結果において、細胞の、別の細胞との干渉を引き起こすことが多い。さらに、かかる顕微鏡を使用する場合に、参照面がないことが、分析を難しくする。
【００４１】
したがって、横方向シアリング干渉顕微鏡における生物学的サンプル中の物体の干渉の問題は、基板と、複数の参照領域及び複数のサンプル領域を有する、基板上に配置された周期的構造体とを備える、シアリング顕微鏡用スライドを使用する技法を使って対処され、複数の参照領域と複数のサンプル領域とは交互になっており、複数の参照領域のうちのそれぞれの参照領域は、シアリング微視的測定におけるサンプルの重なりを取り除く、参照部を提供するよう構成される。いくつかの実施形態では、参照領域は、シアリング微視的測定におけるサンプルの重なりを取り除く参照面を提供するよう構成される。他の実施形態では、開示する技法は、基板上に配置された周期的構造体を通して光を送出するために光源を使用するステップ、及び周期的構造体を通して送出される光に応じてシアリング微視的測定を行うステップを含む方法を含み、周期的構造体は複数の参照領域及び複数のサンプル領域を有し、複数の参照領域及び複数のサンプル領域が交互になっており、且つ複数の参照領域のうちのそれぞれの参照領域は、シアリング微視的測定において、サンプルの重なりを取り除く参照部を提供するよう構成される。
【００４２】
いくつかの実施形態では、光源は、サンプルに光を照射する照明光学システムである。さらに、開示する技法は、サンプルに光を照射するステップと、サンプルからの透過光を分離するステップと、分離された光による干渉画像を検出するステップとを含む、シアリング干渉法を含み、サンプルは、シアリング部材によるシアリング距離に応じて構成されたサンプル領域及び参照領域を有する。
【００４３】
サンプルに光を照射する照明光学システムと、サンプルからの透過光を分離するシアリング部材と、分離された光による干渉画像を検出する検出器とを備える、シアリング干渉システムも開示され、サンプルは、シアリング部材によるシアリング距離に応じて構成されたサンプル領域及び参照領域を有する。
【００４４】
さらに、本明細書に開示するシアリング顕微鏡用スライドは、基板及び基板上に配置された構造体を備える。いくつかの実施形態では、構造体は、参照領域及びサンプル領域を有する。参照領域は、シアリング顕微鏡用スライドを測定するシアリング干渉システムのシアリング距離に応じて構成される。
【００４５】
基板と、基板上に配置された入口であって、測定されるべき複数の物体を含む材料を受容するよう構成される入口と、基板上に配置された出口であって、材料の一部を放出するよう構成される出口と、基板上に配置された周期的構造体とを備える、シアリング微視的測定を行うシステムも提供される。いくつかの実施形態では、周期的構造体は、複数の参照チャネルのうちの各参照チャネルが、シアリング微視的測定において、サンプルの重な
りを取り除く参照部を提供するよう構成される複数の参照チャネルと、複数のサンプル・チャネルのうちの各サンプル・チャネルが、入口から出口への材料の流れに適応するよう構成される複数のサンプル・チャネルとを有し、複数の参照チャネルと複数のサンプル・チャネルとは交互になっている。
【００４６】
シアリング微視的測定を行う方法も提供され、該方法は、測定されるべき複数の物体を含む材料を、入口を通して周期的構造体内に受容するステップと、材料の一部を、周期的構造体から出口を通して放出するステップと、材料を、周期的構造体を通して入口から出口に流すために、力をかけるステップと、周期的構造体を通して光を送出するために光源を使用するステップと、周期的構造体を通して送出された光に応じて、シアリング微視的測定を行うステップとを含む。いくつかの実施形態では、周期的構造体は、複数の交互配置された参照チャネル及びサンプル・チャネルを有し、参照チャネルは、シアリング微視的測定において、サンプルの重なりを取り除く参照部を提供するよう構成される。
【００４７】
干渉計は、光の干渉を使用して、たとえば表面、厚さ、表面粗さ、光強度、材料の均一性、及び距離を含む、物体の物理的特性を正確に測定する。これらの特性は、干渉計で生成された光干渉パターン又はインターフェログラムの写真記録を分析することによって測定される。たとえば、２ビーム干渉計で干渉してインターフェログラムを生成する２つのビームの場合、生成されたインターフェログラムから、２つのビーム間の光路差（ＯＰＤ：optical path difference）に関する相対情報を抽出できる。干渉法及び干渉光テスト
の基礎についての議論は、Eric P.Goodwin及びJames C.Wyant、“Field Guide to Interferometric Optical Testing”、SPIE Field Guides、第ＦＧ１０巻、２００６年に見ることができ、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【００４８】
顕微鏡内の横方向シアリング干渉計（ＬＳＩ：Lateral Shearing Inteferometer）システムは、生物学的サンプルの３Ｄ細胞測定に使用されており、位相測定により細胞の光学厚さを測定できる。顕微鏡にＬＳＩシステムを実装する一例は、コネチカット大学（ＵＣＯＮＮ：University of Connecticut）で、Bahram Javidiが率いる研究チームによって開発された（たとえば、I.Moon、A.Anand、M.Cruz、及びB.Javidi、“Identification of Malaria-Infected Red Blood Cells Via Digital Shearing Interferometry and Statistical Inference”、IEEE Photonics Journal、第５巻、第５号、２０１３年１０月を参照
のこと。その全体が、参照により本明細書に組み込まれる）。ＵＣＯＮＮチームは、横方向シアリング干渉法に基づく単純な３Ｄ顕微鏡（デジタル・ホログラフィック顕微鏡すなわちＤＨＭ、又は３Ｄ顕微鏡とも呼ばれる）を開発した。本手法は基本的に、顕微鏡のサンプル面の物体を透過した位相を測定することに基づく。
【００４９】
図１は、ＵＣＯＮＮで開発されたものと同様の手法での、顕微鏡用のシアリング干渉システム（たとえば、ＬＳＩシステム）１００の例示的な実施形態のシステム概略図を示す。図示される例では、光源１１０（たとえば、レーザ源若しくはレーザ・ダイオード）又は照明光学システムを使用して、試料面１３０を通して光１２０をサンプルに送出又は照明する。イメージングは、この場合は単位共役比（finite conjugate）顕微鏡の対物レンズである、顕微鏡対物レンズ１４０を使用して行われる。試料面１３０は、測定されるべき細胞を有する生物学的サンプル・スライドなどの、対象となる物体を有するサンプルを保持する。顕微鏡の対物レンズ１４０は、試料面上にある、測定されるべき細胞などの対象となる物体を拡大する。光は、レーザ光源１１０からサンプルを含む試料面１３０を通って進み、顕微鏡の対物レンズ１４０を通過し、サンプルからの透過光を分離するシアリング部材（たとえば、ガラス・プレート１５０）に当たる。いくつかの実施形態では、シアリング部材は、コーティングされていないガラス・プレートである。この例では、参考のために、３Ｄの主軸のセットが１９９で提示されている。
【００５０】
図１のＬＳＩシステム１００では、厚さｔ、１５５を有するシアリング部材（たとえば、コーティングされていないガラス・プレート１５０）は、ある角度（図示されている例では４５°である）で傾斜され、シアリング部材（たとえば、コーティングされていないガラス・プレート１５０）に向けられた透過光の少なくとも一部を、画像を取り込むカメラ又は他のデバイスを含み得る、分離された光による干渉画像を検出する検出器１６０へ反射又は分離する。この場合、４５°のシアリング部材（たとえば、コーティングされていないガラス・プレート１５０）を使用して、検出器１６０においてシアリング距離１７０だけ分離された、２つの画像を作成する。より具体的には、ガラス・プレート１５０の厚さ１５５のために、図１の１１３に示されるように、第１のビーム１１１は、ガラス・プレート１５０の前面１５１で反射し、一方第２のビーム１１２は、ガラス・プレート１５０の背面１５２で反射し、ガラス・プレートを２回通過する。
【００５１】
光源又は照明光学システムは、プレートによる光路差を克服するために、十分な時間的及び空間的コヒーレンスを有していなければならない。ここで、厚さｔ＝３ｍｍ、屈折率ｎ＝１．５、及び４５°傾斜されたガラス・プレートでは、光路差（ＯＰＤ）はおおよそ、
【数１】
2021531470.tif 000003
である。
【００５２】
したがって、この例で、ビームが透過するガラスの厚さは、
【数２】
2021531470.tif 000004
である。
【００５３】
これによって生じるデフォーカスは、おおよそ
【数３】
2021531470.tif 000005
である。
【００５４】
このデフォーカス値は、２つの分岐したビーム間のデフォーカスであり、その結果、２つのビーム間に傾斜干渉縞が生じる。干渉縞の周波数は、ガラス・プレートの厚さ、及び単位共役比顕微鏡の対物レンズが使用されている共役比によって変わる。
【００５５】
図１に示されるＬＳＩシステム１００の１つの重要な構成要素は、光源又は照明光学システムである。上記のように、ＯＰＤは少なくとも１０ｍｍであり、これは、干渉縞を有するために、光源の時間的コヒーレンスがこの値を超えている必要があることを意味する。いくつかの例では、これだけのコヒーレンス長を確実にするために、単一縦モードのレーザが使用される。
【００５６】
シアリング干渉法にガラス・プレートなどのシアリング部材を使用することにより、全体的な単純性及び安定性の恩恵も受ける、低コストの手法が提供される。ただし、シアリング部材としてガラス・プレートを使用することには、分岐したビーム内にガラス・プレートがあることによる収差、少なくとも一方の画像の焦点がぼけることを意味する、２つのビーム間のデフォーカス（２．３ｍｍ超）、低い光効率（ビームごとに、コーティングされていないガラス・プレートからの４％のフレネル反射しか使用しない）、光源のコヒーレンス長についての要件、及び光学経路を折り曲げる必要があることを含むいくつかの欠点があり、該欠点により、この手法を市販の顕微鏡で使用するのは実用的ではない。このため、シアリング干渉法について他の手法が使用される可能性があり、開示する技法は、シアリング干渉法に用いられる手法によって範囲が制限されるものではない。
【００５７】
図１に示されるように、横方向シアリング手法により、顕微鏡の光学系を比較的簡単にすることができる。試料面１３０上のサンプルを通過する光１２０は、それ自体のシアリング又はシフトされたバージョンと干渉し、その結果、検出器１６０で、サンプル画像と同じサンプル画像のシフトされたバージョンとの重ね合わせを含む、測定値又はインターフェログラムが得られる。位相差は、サンプルのある部分とサンプルの別の部分との間の相対的な光路長に関する情報を含む。細胞又は他の対象となる物体がまばらに存在する、生物学的サンプル又は他のサンプルの場合、各細胞が生理食塩水又は他の懸濁流体（たとえば、空気）だけを含む領域と干渉する可能性はあるが、確実ではない。
【００５８】
しかし、より高密度の細胞を有する他のサンプル又は流れの場合、検出器１６０で生成されたインターフェログラムにおいて、干渉が、１つの細胞と別の細胞との間で、しばしば又は常にある。さらに、干渉計の「参照ビーム」（たとえば、図１のガラス・プレート１５０の前面１５１で反射する第１のビーム１１１によって生成される、サンプル画像の第１のバージョン）はまた、多くの細胞に関する位相情報を含み、そのため、測定された位相マップ全体にわたって、細胞が他の細胞と干渉する。（従来のシアリング干渉計では、典型的には、２つの測定ビームが、一方がシフトされた後に互いに干渉することにより、参照ビームがないので、ここでは用語「参照ビーム」は、引用符で囲まれている。言い換えれば、参照ビームという名前を、まったく任意にビームの一方に割り当てていることに留意されたい。）シアリングされた画像は、測定された位相マップにわたって、細胞の、サンプル内の他の細胞との干渉をもたらすので、サンプルの細胞又は領域のいずれについても、定量的な測定を行うことは、不可能ではないとしても困難である。
【００５９】
図２Ａは、ＬＳＩシステムの実施形態を使用して撮影された、例示的な画像を示す。図２Ａの例示的な画像は、具体的には、図１に示される例示的なＬＳＩシステム１００で生成されたインターフェログラム２００を示し、それ自体のシフトされたバージョンと重ね合わされたサンプル画像を含む。図２Ａに示される黒ベクトル２１０のセットは、サンプル内の細胞のセットに適用されるシアリングの向き及び大きさを示し、各黒ベクトルは、細胞のセットのうちの各細胞に適用されるシアリングに対応する。この場合、シアリングのために、細胞のセットのうちの各細胞がインターフェログラム２００に２回、つまり左側に１回、右側に１回現れることに留意されたい。たとえば、細胞のセットのうちの選択された細胞２０１の左の画像２０２は、同じ選択された細胞２０１の右の画像２０３と共に、黒ベクトル２１１で示されるシアリングの向き及び大きさで、インターフェログラム２００に現れる。この特定のサンプルにおける他の細胞及びそのシフトされたバージョンも、シアリングの向き及び大きさを表す、対応する黒ベクトルで示されている。この例では、参考のために、観察面に対応する２Ｄの主軸のセットが２９７で提示されている。
【００６０】
図２Ｂ及び図２Ｃは、図２Ａのインターフェログラム２００上の２箇所の場所又は位置で撮影された、選択された細胞２０１の拡大図を示す。より具体的には、図２Ｂは、選択された細胞２０１の左の画像（図２Ａに示される）を囲むエリア２０２に対応する、図２
Ａのインターフェログラム２００の一部の拡大バージョンを示し、一方図２Ｃは、同じ選択された細胞２０１の右の画像（図２Ａに示される）を囲むエリア２０３に対応する、図２Ａのインターフェログラム２００の一部の拡大バージョンを示す。参考のために、図２Ｂ及び図２Ｃのそれぞれの観察面に対応する、２Ｄの主軸のセットが、それぞれ２９８及び２９９で提示されている。
【００６１】
図２Ａ及び図２Ｂに示されるように、選択された細胞２０１の左の画像を囲むエリア２０２は、別の細胞の画像２２１と干渉し、これは、インターフェログラムに現れたシアリングの効果に起因するアーティファクトである。選択された細胞の右の画像を囲むエリア２０３には、細胞２０１の画像と干渉する別の細胞の画像がないことに留意されたい。
【００６２】
干渉法の目標は、たとえば表面、厚さ、表面粗さ、光強度、材料の均一性の正確な測定を含む、対象となる物体（この場合は細胞）の物理的特性である、インターフェログラムの位相（すなわち、測定された位相マップ）を見出し、次いで位相がわかれば、距離が判定できることであるということを、想起されたい。ここで、２つの反射ビームは、固体ガラス・プレートの２つの表面によって生成される（たとえば、図１の１１３に示されるように、ガラス・プレート１５０の前面１５１で反射される第１のビーム１１１、及びガラス・プレート１５０の裏面１５２で反射し、ガラス・プレートを２回通過する第２のビーム１１２）。この場合、位相シフトを導入できる参照ビーム用の移動源を生成する簡単なやり方がなく、したがってこの特定のＬＳＩ構成では、位相シフト手法を使用して位相を判定することはできない。しかし、高周波傾斜干渉縞により、空間ヘテロダイン技法を使用でき、フーリエ変換を行うことで、単一フレーム又はインターフェログラムの位相が判明し得る。
【００６３】
図２Ａ〜図２Ｃに戻って、インターフェログラム２００を精査すると、傾斜干渉縞２２０があらわであり、これは、それぞれ図２Ｂ及び図２Ｃに示される選択された細胞の左の画像及び右の画像の拡大バージョンにおいてより明らかであり、視覚的に画定される。こうした傾斜干渉縞２２０により、空間ヘテロダイン技法を使用して、インターフェログラム２００の位相を計算できる。以前に述べたように、図２Ａのインターフェログラム２００上に示される黒ベクトル２１０は、シアリングの向き及び大きさを示す。予想通り、選択された細胞の２つの画像では、傾斜干渉縞が反対方向に移動することに留意されたい。これは、位相マップが２つのビーム間の位相差を示しているためである。たとえば、生理食塩水溶液に懸濁された細胞を含むサンプルの場合、細胞を通るＯＰＬ（光路長：optical path length）が生理食塩水のみを通るＯＰＬよりも長いと仮定する。所与の細胞につ
いて、画像の一方は（細胞−生理食塩水）の正の位相差である。同じ細胞の他方の画像では、干渉縞の位相は、負の位相差（生理食塩水−細胞）である。したがって、干渉縞のパターンは、同じ細胞を表す位相マップの２つの領域で反対方向にシフトし、上記で説明したように、選択された細胞による傾斜干渉縞の位相変化は、左の画像と右の画像とで反対になる。
【００６４】
もう１つの重要な問題は、図２Ａにおいて明らかである。シアリング干渉計は、ビームの２つの複写を作成し、一方をシフトし（示されている例では、ベクトルの方向に沿って）、次いで２つの複写を１つの画像（インターフェログラム）に重ね合わせることによって、２つの複写を干渉させることを想起されたい。したがって、ビームの画像内の各細胞又は特徴は、インターフェログラム内で複製され、画像内の各領域は、画像の別の領域と干渉することになる。その結果、サンプル内の、特により高密度の細胞を有するサンプル内の細胞が、サンプル内の別の細胞と干渉する可能性が高く、こうした重なる細胞の位相（ＯＰＤ）を見つけることは現実的ではない。これは、共通する道筋であるシアリング干渉計の手法の、一般的なトレードオフである。図２Ａの例では、視野には、細胞がいくらかまばらに存在している（５０％未満しか満たしていない）が、それにもかかわらず、イ
ンターフェログラム２００内には、細胞が重なり、位相を測定できない多くの場所がある。
【００６５】
図３は、基板３０１及び基板３０１上に配置された周期的構造体３０２を備える、シアリング顕微鏡用スライド３００の例示的な実施形態の図解である。周期的構造体３０２は、複数の参照領域３１０及び複数のサンプル領域３２０を有する。図示される例では、複数の参照領域と複数のサンプル領域とは交互になっており、複数の参照領域のうちのそれぞれの参照領域は、シアリング微視的測定において、サンプルの重なりを取り除く参照部を提供するよう構成される。たとえば、シアリング微視的測定の一例は、図２のインターフェログラム２００である。いくつかの例では、参照領域及びサンプル領域は、周期的構造体３０２の長さ３４０に沿って延在する平行ストリップであり、各平行ストリップは、他の平行ストリップのそれぞれとほぼ等しい幅であり、参照領域は、シアリング微視的測定におけるサンプルの重なりを取り除く、参照面を提供するよう構成される。この例では、参考のために、観察面に対応する２Ｄの主軸のセットが３９９で提示されている。
【００６６】
いくつかの実施形態では、シアリング微視的測定は、横方向シアリング干渉計（たとえば、図１に示されるシアリング干渉計）によって生成される横方向にシアリングされたインターフェログラム（たとえば、図２のインターフェログラム２００）を含む。場合によっては、参照領域及びサンプル領域は、周期的構造体の長さ３４０に沿って延在する平行ストリップであり、各平行ストリップは、他の平行ストリップのそれぞれとほぼ等しい幅（たとえば、幅ｗ、３３０）であり、横方向シアリング干渉計のシアリング距離は、各ストリップの幅の奇数の整数倍である。横方向シアリング干渉計の最小シアリング距離（たとえば、図１の１７０参照）は、この場合、ストリップ幅ｗ、３３０（又はチャネル幅ｗ）である。いくつかの実施形態では、より小さな領域が使用され、シアリング距離は、各ストリップ又はチャネルの幅（たとえば幅ｗ、３３０）の奇数の整数倍（たとえば、Ｎ＊ｗ、ここで、Ｎは奇数の整数）である。
【００６７】
いくつかの例では、スライド３００は、約５０％が測定サンプルで満たされ（測定領域）、約５０％がサンプル又は細胞がない（参照領域）よう構成される。好ましい構成は、図３に示されるように、測定のストリップと参照のストリップとを交互にすることであり、スライドは、約５０％が測定サンプルで満たされ、参照領域の約５０％にはサンプルがない。この設定では、すべてのサンプル領域が特徴のない（細胞のない）参照領域と干渉し、その結果得られるインターフェログラムは、より明確に読影されるようになる。
【００６８】
図４は、シアリング距離ｗ、４３０だけ分離される、スライド上のサンプルの２つの画像４０１及び４０２を生成するための、本明細書に開示するシアリング顕微鏡用スライドの使用法を示す。上記のように、第１のビームから形成された第１の画像４０１は、それ自体のシアリングされたバージョン（たとえば、第２のビームから形成された第２の画像４０２）と重ねられるか又は重ね合わされ、インターフェログラム（たとえば、図２Ａのインターフェログラム２００）を生成する。図４に示されるように、サンプル・チャネルと参照チャネルとは交互になって周期的構造体を形成し、その結果、シアリング距離ｗがサンプル・チャネルの期間と一致する場合、サンプル・チャネルは常に細胞を含まない参照チャネルと干渉し、図２Ｂに示される、細胞が別の細胞と干渉する状況は常に回避される。この例では、参考のために、観察面に対応する２Ｄの主軸のセットが４９９で提示されている。
【００６９】
図示される例では、第１の画像４０１の第１のサンプル・チャネル又は領域Ｂ１は、第２の画像４０２の第１の参照チャネル又は領域Ａ２と干渉する。さらに、第１の画像４０１の第２の参照チャネル又は領域Ｃ１は、第２の画像４０２の第１のサンプル・チャネル又は領域Ｂ２と干渉する。この場合、各サンプル・チャネル又は領域が、２つの異なる参
照領域と干渉することに留意されたい（すなわち、２回測定される）。ここで、サンプル・チャネル又は領域Ｂ１は、参照チャネル又は領域Ａ２と干渉し、サンプル・チャネル又は領域Ｂ２（Ｂ１の複写であり、したがって同じサンプルを含む）は、参照チャネル又は領域Ｃ１と干渉する。このようにして、参照領域とサンプル領域とを交互にする本明細書に記載の構成は、サンプル領域と２つの異なる参照領域との重なりから得られる冗長な測定値を使用することによって、測定精度を向上させることができる。
【００７０】
図５は、シアリング微視的測定を行う例示的な方法５００を示す、流れ図を示す。方法５００は、基板上に配置された周期的構造体を通して光を送出するために、光源を使用するステップ５１０と、周期的構造体を通って送出される光に応じて、シアリング微視的測定を行うステップ５２０とを含む。図示される例では、周期的構造体は、複数の参照領域及び複数のサンプル領域を有し、複数の参照領域と複数のサンプル領域とは交互になっており、且つ複数の参照領域のうちのそれぞれの参照領域は、シアリング微視的測定において、サンプルの重なりを取り除く参照部を提供するよう構成される。
【００７１】
いくつかの実施形態では、シアリング微視的測定を行うステップは、横方向シアリング干渉計を使用して横方向にシアリングされたインターフェログラムを生成するステップを含む。いくつかの例では、上記のように、参照領域及びサンプル領域は、基板の長手方向に沿って延在する平行ストリップであり、各平行ストリップは、他の平行ストリップのそれぞれとほぼ等しい幅であり、参照領域は、シアリング微視的測定におけるサンプルの重なりを取り除く参照面を提供するよう構成される。場合によっては、図３に関して以前に論じたように、横方向シアリング干渉計でのシアリング距離は、各ストリップの幅ｗの奇数の整数倍（たとえば、Ｎ＊ｗ、ここで、Ｎは奇数の整数）である。
【００７２】
いくつかの実施形態では、シアリング顕微鏡用スライドは、固定され、準備されたスライドである。一例として、図３のスライド３００などのシアリング顕微鏡用スライドを準備する技法を、図６及び図７Ａ〜図７Ｄに関連して以下で論じる。
【００７３】
図６は、シアリング顕微鏡用スライドを準備する例示的な方法６００を示す、流れ図を示す。図示される例では、方法６００は、基板へのマイクロ流体チャネル本体の結合を形成するステップ６１０を含む。場合によっては、基板はガラス製スライドである。この場合、マイクロ流体チャネル本体は、材料をマイクロ流体チャネル本体及び複数のチャネルに流入させるよう構成された入口の液溜めと、材料をマイクロ流体チャネル本体から流出させるよう構成された出口の液溜めとを備える。方法６００は、マイクロ流体チャネル本体のチャネルを通して、コラーゲン懸濁液を入口に流入させ、出口の液溜めから流出させるステップ６２０と、コラーゲン懸濁液の流れを一時停止させ、コラーゲン成分を沈降させ、基板表面のコーティングを可能にして、表面上にコラーゲンのコーティングを形成するステップ６３０とを含む。いくつかの実施形態では、コラーゲンのコーティングが基板の表面に形成されると、方法６００は、マイクロ流体チャネル本体のチャネルを通して、サンプル材料を入口に流入させ、出口の液溜めから流出させるステップ６４０と、サンプル材料の流れを一時停止させ、サンプル材料の一部がコラーゲンのコーティングに付着することを可能にするステップ６５０とを含む。サンプル材料が基板上のコラーゲンのコーティングに付着すると、６６０で、マイクロ流体チャネル本体が基板から取り外される。このようにして、サンプル材料は基板上のチャネルに付着し、上記の図３に関連して説明したように、所望のサンプル領域又はチャネルを形成する。
【００７４】
いくつかの実施形態では、マイクロ流体チャネル本体は、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ：polydimethylsiloxane）チャネル本体であり、マイクロ流体チャネル本体の基板（たとえば、ガラス製スライド）への結合は、ＰＤＭＳチャネル本体の基板への可逆的結合によって形成される。場合によっては、ＰＤＭＳチャネル本体は再利用可能であり、基
板から結合及び結合解除され、別の基板で再利用され得る。可逆的結合は、様々な方法で達成できる（たとえば、Chu M等、“Plasma free reversible and irreversible microfluidic bonding”、Labchip、１７（２）、２６７〜２７３頁（２０１７年）、Dinh T等、“Development of reversible bonding for microfluidic applications”、Microfluidics and Nanofluidics、１９（３）、７５１〜７５６頁（２０１５年）参照）。
【００７５】
いくつかの実施形態では、コラーゲン以外の様々な物質がチャネル本体に流入され、チャネルを通って該物質に晒された基板の表面上にコーティングを形成する。開示する技法は、基板のサンプル領域又はチャネルをコーティングするためのコラーゲンの使用に限定されるものではなく、サンプル材料が付着できるコーティングを可能にする限り、他の材料又は物質を使用できる。
【００７６】
さらに、上記の図６の方法６００を実行するために使用できる、シアリングされる顕微鏡用スライドを準備するシステムについて開示する。いくつかの実施形態では、システムは、マイクロ流体チャネル本体、材料を受容するよう構成された入口、及び材料の一部を放出するよう構成された出口を有する、マイクロ流体チップを備える。場合によっては、マイクロ流体チャネル本体は、等しい幅を有する複数の間隔で離間された材料を保持する、幅がほぼ等しい複数の平行チャネルを有し、各チャネルの幅及び各間隔の幅は、ほぼ等しい。場合によっては、チャネル本体は、基板（たとえば、ガラス製スライド）に可逆的に結合するよう構成される。
【００７７】
いくつかの実施形態では、システムはまた、入口を通って受容され、複数の平行チャネルを通って移動し、出口を通って放出される材料の流れを制御する、流れ制御の仕組みを備える。流れ制御の仕組みは、具体的には、マイクロ流体チャネル本体のチャネルを通して、コラーゲン懸濁液を入口に流入させ、出口から流出させ、コラーゲン懸濁液の流れを一時停止させ、コラーゲン成分を沈降させ、ガラス製スライド表面のコーティングを可能にして、表面上にコラーゲンのコーティングを形成し、マイクロ流体チャネル本体のチャネルを通して、サンプル材料を入口に流入させ、出口から流出させ、且つサンプル材料の流れを一時停止させ、サンプル材料の一部がコラーゲンのコーティングに付着することを可能にするよう構成される。
【００７８】
ここで、上記のシアリング顕微鏡用スライド及びその様々な構成要素を準備するシステムについて、図７Ａ〜図７Ｃ及び図８に関連してさらに詳細に論じることにする。
【００７９】
図７Ａは、本明細書に開示する、シアリング顕微鏡用スライドを準備する方法及びシステムで使用する、マイクロ流体チャネル本体７００の例示的な実施形態の斜視図を示す。いくつかの実施形態では、図７Ａに示されるマイクロ流体チャネル本体７００は、標準的なフォトリソグラフィ及びソフト・リソグラフィを使用して製作される。場合によっては、マイクロ流体チャネル本体は、再利用可能なＰＤＭＳベースのマイクロ流体チップに収容されるか又は含まれる。場合によっては、チャネル本体は、ガラス製スライドに可逆的に結合するよう構成される。この例では、参考のために、３Ｄの主軸のセットが７９７で提示されている。
【００８０】
図７Ａに示されるように、マイクロ流体チャネル本体７００は、材料を受容するよう構成された入口７１１と、入口７１１を通る材料の一部を放出するよう構成された出口７１２とを有する。マイクロ流体チャネル本体７００はまた、材料を保持する、複数の平行チャネル７２０を有する。図７に示されるように、複数のチャネル７２０のうちのそれぞれのチャネルは、幅がほぼ等しく、チャネルは、やはりほぼ等しい幅を有する複数の間隔７１０によって離間されている。各チャネルの幅と各間隔の幅とは、ほぼ等しく図示されていることに留意されたい。したがって、マイクロ流体チャネル本体７００の構成は、各チ
ャネルが他の平行チャネルのそれぞれとほぼ等しい幅になるように、複数の交互になった参照領域及び平行チャネルであるサンプル領域を有する、周期的構造体を刻印するよう設計される。
【００８１】
図７Ｂは、本明細書に開示する、シアリング顕微鏡用スライドを準備する方法及びシステムで使用する、マイクロ流体チャネルのレイアウト７０１の上面図を示す。図７Ｂにおいて、破線のボックス７５０で描かれた長方形のエリアは、ガラス製スライド上に、平行チャネルである、複数の交互になった参照領域及びサンプル領域を有する周期的構造体を刻印又は型押しできる、対象となる領域を強調している。この場合の周期的構造体は、チャネルのレイアウト７０１において、平行チャネル７２０の幅及びチャネル間でチャネルを分離する間隔７１０がほぼ等しいという事実によってもたらされる。この例では、参考のために、観察面に対応する２Ｄの主軸のセットが７９８で提示されている。
【００８２】
図７Ｃは、図７Ａのマイクロ流体チャネル本体７００の例示的な実施形態の側面図又はプロファイル図７０２を示す。この場合はＰＤＭＳチャネル本体である、マイクロ流体チャネル本体７００の底面は、この場合、顕微鏡用スライド７６０の上面に結合されていることが示されている。上記のように、ＰＤＭＳチャネル本体とガラス製スライドとの結合は可逆的であり、ガラス製スライドが所望のサンプルを有する周期的構造体の形で刻印されると、チャネル本体を取外しできることに留意されたい。ここで、顕微鏡用スライド７６０は、本明細書に開示するシアリング顕微鏡用スライドである。また、このプロファイル図７０２には、入口７１１及び出口７１２が示されている。この例では、参考のために、観察面に対応する２Ｄの主軸のセットが７９９で提示されている。
【００８３】
いくつかの実施形態では、シアリング顕微鏡用スライドは、以下のステップによって準備できる。可逆的結合は、図７Ａ〜図７Ｃに示されるＰＤＭＳチャネル本体及びガラス製スライドで形成される。ＰＤＭＳチャネル本体は、入口、出口、及び複数の平行チャネルを有する。コラーゲン懸濁液（又はサンプルが付着できる他の物質）は、入口又は細胞液溜め（たとえば、図７Ａ〜図７Ｃの入口７１１）に注ぎ込まれ、入口は、材料をＰＤＭＳチャネル本体及び複数のチャネルに流入するよう構成される。いくつかの実施形態では、出口は、シリンジ・ポンプなどのポンプ機構に連結される出口管を備える。コラーゲン懸濁液又は他の物質を、ＰＤＭＳチャネル本体内の複数のチャネルのそれぞれを通して、流すか又は移動させるために、コラーゲン懸濁液又は他の物質は、ＰＤＭＳチャネル本体から引き込まれる。引込みプロセスは、コラーゲン懸濁液又は他の物質を各チャネル内に引き込むために、いくつかの実施形態では、手動ポンプを使用して手動で実行されるが、他の実施形態では、シリンジ・ポンプなどの自動ポンプ移送機構が使用される。可逆的なマイクロ流体結合は通常、高圧に耐えることができないので、コラーゲン懸濁液又は他の物質の流れを促進するための引込み手法は重要であり、適切な引込みの流れによって確実に、流路が良好に密封される。
【００８４】
コラーゲン懸濁液又は他の物質が、各チャネルにおいて晒されるガラス製スライドのエリアをカバーするのに十分な量に達した後、コラーゲン懸濁液（又は他の物質）内のコラーゲン成分（又はサンプルが付着できる他の成分）を沈降させ、ガラス表面のコーティングを可能にするために、流れは一時停止されるか又は一定期間止められる。
【００８５】
ガラス表面がコラーゲン成分（又は他の成分）でコーティングされると、対象となるサンプル（たとえば、細胞の懸濁液）が入口に注ぎ込まれ、サンプルは、上記の同じ仕組みを使用して複数のチャネルのそれぞれに流入され、コラーゲン懸濁液又は他の物質が、ＰＤＭＳチャネル本体から引き込まれる。具体的には、サンプルを、ＰＤＭＳチャネル本体内の複数のチャネルのそれぞれを通して、流すか又は移動させるために、サンプルは、ＰＤＭＳチャネル本体から引き込まれる。引込みプロセスは、サンプルを各チャネル内に引
き込むために、いくつかの実施形態では、手動ポンプを使用して手動で実行されるが、他の実施形態では、シリンジ・ポンプなどの自動ポンプ移送機構が使用される。
【００８６】
サンプルが、各チャネルにおいて晒されるガラス製スライドのエリアをカバーするのに十分な量に達した後、サンプル内の対象となる物体（たとえば、サンプル中に懸濁する細胞）が、ガラス表面に堆積したコーティング（たとえば、細胞が付着するコラーゲン又は他の成分）に付着することを可能にするために、サンプルの流れは一時停止されるか又は一定期間止められる。
【００８７】
最後に、ＰＤＭＳチャネル本体のガラス製スライドへの結合は可逆的であるため、ＰＤＭＳチャネル本体は結合を元に戻すことによって取り外され、ガラス製スライドは横方向シアリング顕微鏡で使用準備が完了となる。ＰＤＭＳチャネル本体は、洗浄して、別のシアリング顕微鏡用スライドの準備に再利用できる。したがって、開示する手法は、上記の利点を有するシアリング顕微鏡用スライドを準備するための、容易で効果的且つ安価なやり方を提供する。
【００８８】
図８は、図７Ａ〜図７Ｃに関連して開示及び説明した技法を使用して準備された、顕微鏡用スライド８００の例示的な実施形態の図解である。図８に示されるように、対象となる細胞又は物体は、複数の参照領域８１０及び複数のサンプル領域又は測定領域８２０を有する周期的構造体８０２上に分散又は配置されている。図示される例では、複数の参照領域８１０及び複数のサンプル領域又は測定領域８２０が交互にあり、周期的構造体８０２の境界が、それぞれ図７Ｂのイメージング・エリア７５０に対応するイメージング・エリア８５０で描かれている。この場合、交互になっている参照領域８１０及びサンプル領域８２０は、スライド８００の長さ８４０に沿って延在する平行ストリップ又はチャネルであり、各平行ストリップ又はチャネルは、他の平行ストリップ又はチャネルのそれぞれとほぼ等しい幅８３０である。この例では、参考のために、観察面に対応する２Ｄの主軸のセットが８９９で提示されている。
【００８９】
上記の実施形態のいくつかに記載されているように、シアリング顕微鏡用スライドの一例は、固定スライドである。こうした場合、サンプル内の対象となる物体がスライド上の固定場所又は位置にあり、スライドに対して動かないように、サンプル材料がスライド上に固定される。かかるスライドは、図７Ａ〜図７Ｃに関連して説明した例示的な方法によって準備できる。
【００９０】
他の実施形態では、代替手段として、シアリング顕微鏡用スライドは、スライドのチャネルを通るサンプル材料の流れを可能にするか又は実現する、外部ポンプ機構に連結されるよう構成される。こうした場合、サンプル材料はスライドを通って流れ、サンプル内の対象となる物体は、スライドのチャネルを通って、スライド全体に移動する。物体がスライド全体に移動するとき、スライド上の様々な位置にある同じ物体のスナップショットのセットを生成するために、様々な時点でスライドのチャネル上の様々な場所にある、細胞などの対象となる物体のスナップショット（インターフェログラムなど）を撮影できる。これは、多数の固定サンプル・スライドを準備する必要なしに、サンプル内の対象となる物体を継続的に観察できるという利点をもたらす。さらに、以下でさらに詳細に論じるように、このスライド構成及び測定技法は、他の利点及び利益も同様にもたらす。
【００９１】
干渉法の目標は、測定又は分析されている対象となる物体の様々な特性を判定するために、インターフェログラムから位相マップを復元することであるということを、想起されたい。２ビームシアリング干渉計で位相マップを復元する１つのやり方は、２つのビーム間に傾斜を導入し、空間ヘテロダイン干渉法を使用して、ただ１回の測定で結果として得られる画像又はインターフェログラム全体の位相マップを復元することである。位相マッ
プを復元する空間ヘテロダイン干渉法の技法は、フーリエ変換をインターフェログラムに適用し、続いてフィルタ処理（たとえば、帯域通過フィルタ処理）を行い、傾斜干渉縞の空間周波数ｆ周辺のフーリエ変換の一部を選択し、次いで空間周波数周辺を逆フーリエ変換する。この手法は、上記の流れる場合など、時間と共に変化するサンプルに有用であり得る。ただし、この手法のトレードオフは、空間ヘテロダイン干渉法で使用されるフーリエ変換及びフィルタ処理演算の際に、空間分解能が低下することである。この技法のより詳細な議論は、Eric P.Goodwin及びJames C.Wyant、“Field Guide to Interferometric Optical Testing”、SPIE Field Guides、第ＦＧ１０巻、２００６年に見ることができ、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【００９２】
空間ヘテロダイン干渉法の適用に起因する空間分解能の低下の問題を回避する１つの方法は、その代わりに、この目的のために構成され、次の図に関連して説明するシアリング顕微鏡用スライドを使用して、時間位相シフトの手法を適用することである。
【００９３】
図９Ａは、サンプル材料の流れに適応し、空間分解能が向上した一時的位相シフトを可能にする、シアリング微視的測定を行うシステム９００の実施形態を示す。この例では、システム９００は、基板９０１（たとえば、ガラス製スライド）と、基板９０１上に配置された周期的構造体９０２とを備える。図示される例では、基板９０１上に配置された入口９１１は、測定されるべき複数の物体を含む材料を受容するよう構成される。さらに、基板９０１上に配置された出口９１２は、材料の一部を放出するよう構成される。
【００９４】
図９Ａに示される周期的構造体９０２は、複数の参照チャネル９１０及び複数のサンプル・チャネル９２０を有する。この例では、複数のサンプル・チャネル９２０のうちの各サンプル・チャネルは、入口９１１から出口９１２への材料の流れに適応するよう構成され、材料の流れる方向９０５（流れ方向）は、ｙ軸に沿ってｙ方向に進む。複数の参照チャネル９１０のうちの各参照チャネルは、シアリング微視的測定においてサンプルの重なりを取り除く、参照部を提供するよう構成される。図示されている例では、参照チャネルは、空気を含む空気チャネルであるが、参照チャネルは、生理食塩水などの他の材料又は流体を有するか、又は保持できる。図９Ａに示されるように、複数の参照チャネル９１０及び複数のサンプル・チャネル９２０は、交互になっている。参考のために、観察面に対応する２Ｄの主軸のセットが９９１で提示されている。
【００９５】
いくつかの実施形態では、測定されるべき物体には細胞が含まれ、シアリング微視的測定には、横方向シアリング干渉計で生成される、横方向にシアリングされたインターフェログラムが含まれる。図９Ａの例では、複数の参照チャネル９１０及び複数のサンプル・チャネル９２０は、構造体の長さ９４０に沿って延在し、各参照チャネル及び各サンプル・チャネルは、他の参照チャネルのそれぞれ及び他の各サンプル・チャネルのそれぞれとほぼ等しい幅ｗ（９３０で示される）である。図示される例では、チャネルは、壁９６０で互いに分離されている。一例として、サンプル・チャネル９５１及び参照チャネル９５２は、９５３にある壁で分離されている。他の実施形態では、横方向シアリング干渉計におけるシアリング距離は、各参照チャネル及び各サンプル・チャネルの幅ｗ、９３０の奇数の整数倍である。場合によっては、参照チャネル９１０は、シアリング微視的測定において、サンプルの重なりを取り除く参照面を提供するよう構成される。
【００９６】
いくつかの実施形態では、周期的構造体は、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）の構造体であり、周期的構造体の基板（たとえば、ガラス製スライド）への結合は、ＰＤＭＳ構造体の基板への結合によって形成される。ＰＤＭＳ構造体は、場合によっては、３Ｄ印刷プロセスを使用して形成される。参照チャネルのそれぞれ及びサンプル・チャネルのそれぞれは、この例では、２つの隣接するチャネルを分離する、２つの隣接チャネル間の周期的構造体の壁（たとえば、ＰＤＭＳ壁）９６０で分離された、別々のチャネルであるこ
とに留意されたい。
【００９７】
典型的には、連続する位相変化を加える手法を使用して位相マップを復元するには、様々な位相を有する同じ物体の４回の測定が必要となる。この場合、５０％のデューティ・サイクルで交互になった参照チャネル又は領域とサンプル・チャネル又は領域とを有するスライド構成によって、各サンプル領域は、２つの異なる参照領域に同時に干渉するため、既に２回測定されていることに留意されたい（たとえば、図４参照）。サンプルがチャネルを通って流れている場合、位相シフト測定を行うことができる様々なやり方がある。
【００９８】
１つのやり方は、ｙ方向に沿って、参照領域の光路長（ＯＰＬ）を変化させることである。この場合、サンプルが流れると（たとえば、９０５で示されるｙ方向に沿って）、サンプルは位相が変化する参照信号と干渉し、位相シフトが可能になる。ＬＳＰＳＩ（最小２乗位相シフト干渉法：Least Squares Phase Shifting Interferometry）又は他の技法
を使用して、測定領域の位相を計算できるので、位相変化量は、正確な値である必要はない。ＯＰＬは、ｙに沿って（たとえば、軸のセット９９１参照）、厚さを変更することによって、又は一定の厚さを持ちながら、高屈折率材料と低屈折率材料との比率の変化（たとえば、２つの対向する楔）が参照チャネル内に組み込まれることによって、変化させることができる。別法として、参照領域が１つおきに（たとえば、奇数の領域）、残りの領域（たとえば、偶数の領域）に対して厚さのオフセットを持つことができ、その結果、位相シフトを行うために必要な４回の測定を得るのに、時間的に２回の測定だけで済む。
【００９９】
したがって、場合によっては、参照チャネル９１０は、材料の流れるｙ方向に沿って（たとえば、図９Ａに示される流れ方向９０５）、光路長が変化するよう構成される。たとえば、参照チャネルは、材料の流れるｙ方向に沿って参照チャネルのそれぞれの厚さを変えることによって、材料の流れるｙ方向に沿って光路長が変化するよう構成される。
【０１００】
より具体的には、シアリング顕微鏡用スライドの、シアリング微視的測定の空間分解能を向上させるために、サンプルの流れる方向に沿って勾配の付いた参照領域で光路長の変化を導入することによって、一時的位相シフトが可能になる。物体（たとえば細胞）がサンプルの流路を通って移動するときに、物体の一連の測定値又はスナップショット（たとえばインターフェログラム）を撮影することにより、物体が参照領域の厚みの増加に対応する場所にあるときに撮影される各連続スナップショットに、位相変化が加えられる。
【０１０１】
この場合、材料の流れる方向に沿った光路長の変化は、構造体９０２の参照領域９１０の厚さ又は高さの変化によるものである。より具体的には、図９Ａに示される上面図には見えないが、参照領域又はチャネル９１０は、材料の流れる方向に沿って厚さが徐々に増加するように、勾配が付いている。
【０１０２】
図９Ｂは、複数の参照チャネル９１０及び複数のサンプル・チャネル９２０を有する、図９Ａに示される周期的構造体９０２のエリア９５０の上面図の図解であり、断面（以下で図９Ｃに示される）は、ｙ方向に沿って得られるように図示される。この場合、チャネルは、壁９６０で互いに分離されている。一例として、サンプル・チャネル９５１及び参照チャネル９５２は、９５３にある壁（たとえば、ＰＤＭＳ壁）で分離されている。
【０１０３】
参照チャネル９５２は、材料の流れる方向９０６に沿って光路長が変化する。各参照チャネル及び各サンプル・チャネルは、幅ｗ（９３０で示される）がほぼ等しい。参考のために、２Ｄの主軸のセットが９９２で提示され、材料の流れる方向９０６（流れ方向）は、ｙ方向に、ｙ軸に沿って進み、スライドの参照領域又はチャネルの幅ｗは、ｘ方向に、ｘ軸に沿って示される。端点Ａ１及びＡ２で指定された、ｙ方向の軸に沿ったサンプル・チャネル９５１の断面が得られ、また端点Ｂ１及びＢ２で指定されたｙ方向の軸に沿った
参照チャネル９５２の断面が得られる。サンプル・チャネル９５１及び参照チャネル９５２のこれらの断面図は、図９Ｃに示され、図９Ｃについて説明されている。
【０１０４】
図９Ｃは、サンプル・チャネル９５１（断面は、端点Ａ１及びＡ２で指定されたｙ方向の軸に沿って得られる）及び参照チャネル９５２（断面は、端点Ｂ１及びＢ２で指定されたｙ方向の軸に沿って得られる）の高さプロファイルを示す、断面図又はプロファイル図の図解である。参考のために、２Ｄの主軸のセットが９９３で提示され、材料の流れる方向９０７（流れ方向）は、ｙ方向に、ｙ軸に沿って進み、スライドの参照領域又はチャネルの厚さ又は高さは、ｚ方向に、ｚ軸に沿って示される。図９Ｃに示されるように、サンプル・チャネルは、ｙ方向に沿って一定の高さであるが、参照チャネルは、ｙ方向に沿って勾配が付いている。
【０１０５】
厚さ又は高さの変化は、例示する目的で大幅に誇張されているが、参照チャネル９５２は、流入口（たとえば、図９Ａの入口９１１）から排出口（たとえば、図９Ａの出口９１２）へ材料が流れるｙ方向に、ｙ軸に沿って、ｚの厚さ又は高さが徐々に増加するよう構成される。図９Ｃにおいてｙ軸に沿って左から右に移る参照チャネルの高さプロファイルの上昇勾配で示されるように、参照チャネル（たとえば空気チャネル）の厚さ又は高さが徐々に増加すると、光は、材料の流れるｙ方向に、ｙ軸に沿って、参照チャネルの様々な厚さを通過するので、スライドを通って当てられる光の光路長の変化がもたらされ、参照チャネルには、流体（たとえば、空気）又は他の材料が配置される。
【０１０６】
図９Ｄは、複数の参照チャネル９１０及び複数のサンプル・チャネル９２０を有する、図９Ａに示される周期的構造体９０２のエリア９５０の上面図の図解であり、断面（以下で図９Ｅに示される）は、ｘ方向に沿って得られるように図示される。この場合、チャネルは、壁９６０で互いに分離されている。一例として、サンプル・チャネル９５１及び参照チャネル９５２は、９５３にある壁（たとえば、ＰＤＭＳ壁）で分離されている。
【０１０７】
この例では、参照チャネル９５２は、材料の流れる方向９０８に沿って光路長が変化する。各参照チャネル及び各サンプル・チャネルは、幅ｗ（９３０で示される）がほぼ等しい。参考のために、２Ｄの主軸のセットが９９４で提示され、材料の流れる方向９０８（流れ方向）は、ｙ方向に、ｙ軸に沿って進み、スライドの参照領域又はチャネルの幅ｗは、ｘ方向に、ｘ軸に沿って示される。さらに、入口により近い又は近位のｙの第１の位置で、端点Ｃ１及びＣ２で指定されたｘ方向の軸に沿った、周期的構造体のエリア９５０の第１の断面が得られ、出口により近い又は近位のｙの第２の位置で、端点Ｄ１及びＤ２で指定されたｙ方向の軸に沿った、周期的構造体のエリア９５０の第２の断面が得られる。エリア９５０の第１及び第２の位置におけるこれらの断面図は、図９Ｅに示され、図９Ｅについて説明されている。
【０１０８】
図９Ｅは、基板９０１上に配置された周期的構造体９０２のエリア９５０の、端点Ｃ１及びＣ２で指定された第１の位置及び端点Ｄ１及びＤ２で指定された第２の位置での、断面図又はプロファイル図の図解である。参考のために、２Ｄの主軸のセットが９９５で提示され、スライドの参照領域又はチャネルの厚さ又は高さは、ｚ方向に、ｚ軸に沿って示される。周期的構造体９０２は、複数の参照チャネル９１０及び複数のサンプル・チャネル９２０を有する。図示される例では、チャネルは、壁９６０で互いに分離されている。一例として、サンプル・チャネル９５１及び参照チャネル９５２は、９５３にある壁で分離されている。
【０１０９】
厚さの変化は、例示する目的で大幅に誇張されているが、参照領域又はチャネル９１０は、流入口（たとえば、図９Ａの入口９１１）から排出口（たとえば、図９Ａの出口９１２）へｙ方向に、ｙ軸に沿って、厚さが徐々に増加するよう構成される。図９Ｅでは、ｙ
方向に、ｙ軸に沿った、参照領域又はチャネル９１０（たとえば、空気チャネル）の厚さのこの緩やかな増加は、２つの断面位置での参照チャネル９１０の高さの差によって示されている。具体的には、参照チャネル９１０は、端点Ｃ１及びＣ２で指定された第１の位置の断面で得られる９６１で、高さがｈ１であり、端点Ｄ１及びＤ２で指定された第２の位置の断面で得られる９６２で、異なる高さｈ２である。この場合、参照チャネルの高さが増加しているので、ｈ２がｈ１より高いことがわかる。対照的に、この例では、サンプル・チャネル９２０の高さは一定のままである。参照チャネルの高さが材料の流れる方向に沿って減少していくいくつかの実施形態（図示せず）では、ｈ２はｈ１より低くなるであろう。上記のように、参照チャネルの高さが徐々に増加すると、光は、ｙ方向に、ｙ軸に沿って、様々な厚さの参照チャネルを通過するので、スライドを通って当てられる光の光路長の変化がもたらされる。
【０１１０】
図９Ａ〜図９Ｅは、周期的構造体（たとえば、ＰＤＭＳ構造体）が基板（たとえば、ガラス製スライド）に合するか又は結合される表面の近くに配置される、複数のサンプル・チャネル及び複数の参照チャネルを有する周期的構造体を備える、シアリング微視的測定を行うシステムの実施形態を示す。図９Ａ〜図９Ｅに示される実施形態では、周期的構造体９０２の上面は平坦なままであり、一方チャネル（たとえば、チャネル９１０及び９２０）は、基板の上面と合する周期的構造体の底面に設けられた、凹んだ領域に刻まれるか、又は窪んだ領域から形成される。参照チャネル９１０及びサンプル・チャネル９２０は、ｙ方向に沿った長方形の列として示されているが、いくつかの実施形態では、１つ又は複数の参照チャネル又はサンプル・チャネルのプロファイルは、様々な形状を有することに留意されたい。プロファイルは、たとえば、ドーム型、円形、正方形、三角形、又は他の任意の多角形若しくは湾曲した縁部のプロファイル形状であり得、材料がサンプル・チャネルを通って流れる通路を提供するか、又は別法として、シアリング微視的測定におけるサンプルの重なりを取り除く参照チャネルの構造を提供する。いくつかの実施形態では、周期的構造体は、以下でより詳細に説明するように、構造体が基板の上面と合する底面ではなく、構造体の上面に窪み又は溝として形成された参照チャネルを有する。
【０１１１】
図１０Ａは、構造体の上面に刻まれた、上面内に設けられた、又は上面に配置された溝又は窪んだ領域によって形成された、参照チャネルを有する周期的構造体を備える、シアリング微視的測定を行うシステム１０００の実施形態を示す。この例では、システム１０００は、基板１００１（たとえば、ガラス製スライド）と、基板１００１上に配置された周期的構造体１００２とを備える。図９Ａの例では、基板１００１上に配置された入口１０１１は、測定されるべき複数の物体を含む材料を受容するよう構成される。さらに、基板１００１上に配置された出口１０１２は、材料の一部を放出するよう構成される。
【０１１２】
図１０Ａに示される周期的構造体１００２は、複数の参照チャネル１０１０及び複数のサンプル・チャネル１０２０を有する。複数のサンプル・チャネル１０２０のうちの各サンプル・チャネルは、入口１０１１から出口１０１２への材料の流れに適応するよう構成され、材料の流れる方向１００５（流れる方向）は、ｙ軸に沿ってｙ方向に進む。複数の参照チャネル１０１０のうちの各参照チャネルは、シアリング微視的測定においてサンプルの重なりを取り除く、参照部を提供するよう構成される。この場合、参照チャネルは空気を含む空気チャネルであるが、他の実施形態では、参照チャネルは他の材料又は液体を保持するよう構成され得る。さらに、図１０Ａに示されるように、複数の参照チャネル１０１０及び複数のサンプル・チャネル１０２０は交互になっており、各参照チャネル及び各サンプル・チャネルは、幅ｗ（１０３０で示される）がほぼ等しい。参考のために、観察面に対応する２Ｄの主軸のセットが１０９１で提示されている。
【０１１３】
いくつかの実施形態では、測定されるべき物体には細胞が含まれ、シアリング微視的測定には、横方向シアリング干渉計で生成される、横方向にシアリングされたインターフェ
ログラムが含まれる。図１０Ａの例では、複数の参照チャネル１０１０及び複数のサンプル・チャネル１０２０は、構造体の長さ１０４０に沿って延在し、各参照チャネル及び各サンプル・チャネルは、幅ｗ（１０３０で示される）が、他の参照チャネルのそれぞれ及び他の各サンプル・チャネルのそれぞれにほぼ等しい。他の実施形態では、横方向シアリング干渉計におけるシアリング距離は、各参照チャネル及び各サンプル・チャネルの幅ｗ、１０３０の奇数の整数倍である。場合によっては、参照チャネル１０１０は、シアリング微視的測定においてサンプルの重なりを取り除く、参照面を提供するよう構成される。
【０１１４】
図９Ａ〜図９Ｅに示されるシステム９００の実施形態とは異なり、図１０Ａのシステム１０００の実施形態は、周期的構造体内に、２つの隣接するチャネルを分離する壁を備えていない。この場合、参照チャネルは、構造体の上面に刻まれるか、上面内に設けられるか、又は上面に配置されるよう構成され、一方、サンプル・チャネルは、構造体の底面にあるよう構成されるので、構造体がサンプル・チャネルと参照チャネルとの高さ（又は深さ）の合計よりも厚い実施形態では、参照チャネルとサンプル・チャネルとを分離するために壁を備える必要はない。具体的には、壁のエリア（たとえば、周期的構造体の上面図から見た、壁の上面）は、有効なデータを生成せず、その結果、視野が失われるか、又は実効視野がより小さくなるであろう。したがって、隣接するチャネル又は領域を分離するための壁を備えない、図１０Ａに関して示し、説明した構成は、いくつかの利点をもたらす。この場合、図１０Ａに示される、隣接するチャネルを分離する壁がなく、サンプル・チャネルと参照チャネルとの間に隙間がない構造体は、視野を失わないよう構成されており、したがって、壁を備える構造体と比較して、実効視野がより大きくなる。
【０１１５】
いくつかの実施形態では、周期的構造体は、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）の構造体であり、周期的構造体の基板（たとえば、ガラス製スライド）への結合は、ＰＤＭＳ構造体の基板への結合によって形成される。ＰＤＭＳ構造体は、場合によっては、３Ｄ印刷プロセスを使用して形成される。
【０１１６】
場合によっては、参照チャネル１０１０は、材料の流れるｙ方向（たとえば、図１０Ａに示される流れ方向１００５）に沿って光路長が変化するよう構成される。たとえば、参照チャネルは、材料の流れるｙ方向に沿って参照チャネルのそれぞれの厚さを変えることによって、材料の流れるｙ方向に沿って光路長が変化するよう構成される。
【０１１７】
この場合、材料の流れる方向に沿った光路長の変化は、構造体１００２の参照領域又はチャネル１０１０の厚さ又は深さの変化によるものである。より具体的には、図１０Ａに示される上面図には見えないが、参照領域又はチャネル１０１０は、材料の流れる方向に沿って深さが徐々に増加するように勾配が付いている、構造体１００２の上面に設けられた溝である。
【０１１８】
図１０Ｂは、複数の参照チャネル１０１０及び複数のサンプル・チャネル１０２０を有する、図１０Ａに示される周期的構造体１００２のエリア１０５０の上面図の図解であり、断面（図１０Ｃに示される）は、ｙ方向に沿って得られるように図示される。この場合、周期的構造体は、サンプル・チャネル１０５１及び参照チャネル１０５２（図１０Ａ及び図１０Ｂに示される）を有する。この例では、参照チャネル１０５２は、材料の流れる方向１００６に沿って光路長が変化する。各参照チャネル及び各サンプル・チャネルは、幅ｗ（１０３０で示される）がほぼ等しい。参考のために、２Ｄの主軸のセットが１０９２で提示され、材料の流れる方向１００６（流れ方向）は、ｙ方向に、ｙ軸に沿って進み、スライドの参照領域又はチャネルの幅ｗは、ｘ方向に、ｘ軸に沿って示される。さらに、端点Ｅ１及びＥ２で指定された、ｙ方向の軸に沿ったサンプル・チャネル１０５１の断面が得られ、また端点Ｆ１及びＦ２で指定されたｙ方向の軸に沿った参照チャネル１０５２の断面が得られる。サンプル・チャネル１０５１及び参照チャネル１０５２のこれらの
断面図は、図１０Ｃに示され、図１０Ｃについて説明されている。
【０１１９】
図１０Ｃは、サンプル・チャネル１０５１（断面は、端点Ｅ１及びＥ２で指定されたｙ方向の軸に沿って得られる）及び参照チャネル１０５２（断面は、端点Ｆ１及びＦ２で指定されたｙ方向の軸に沿って得られる）の高さプロファイルを示す、断面図又はプロファイル図の図解である。参考のために、２Ｄの主軸のセットが１０９３で提示され、材料の流れる方向１００７（流れ方向）は、ｙ方向に、ｙ軸に沿って進み、スライドの参照領域又はチャネルの厚さ又は高さは、ｚ方向に、ｚ軸に沿って示される。図１０Ｃに示されるように、この場合、サンプル・チャネルはｙ方向に沿って一定の高さであり、一方、周期的構造体の上面に溝又は窪みを有する参照チャネルは、ここでは周期的構造体１００２の表面の上に配置された空気チャネルとして示され、参照チャネルの深さの変化は、ｙ方向に沿った周期的構造体１００２の下降勾配によってもたらされる。
【０１２０】
厚さ又は深さの変化は、例示する目的で大幅に誇張されているが、参照チャネル１０５２は、流入口（たとえば、図１０Ａの流入口１０１１）から排出口（たとえば、図１０Ａの排出口１０１２）へ材料が流れるｙ方向に、ｙ軸に沿って、ｚの厚さ又は深さが徐々に増加するよう構成される。図１０Ｃにおいてｙ軸に沿って左から右に移る参照チャネルの深さプロファイルの下降勾配で示されるように、参照チャネル（たとえば空気チャネル）の厚さ又は深さが徐々に増加すると、光は、材料の流れるｙ方向に、ｙ軸に沿って、参照チャネルの様々な厚さを通過するので、スライドを通って当てられる光の光路長の変化がもたらされる。
【０１２１】
図１０Ｄは、複数の参照チャネル１０１０及び複数のサンプル・チャネル１０２０を有する、図１０Ａに示される周期的構造体１００２のエリア１０５０の上面図の図解であり、断面（図１０Ｅに示される）は、ｘ方向に沿って得られるように図示される。この場合、周期的構造体は、サンプル・チャネル１０５１及び参照チャネル１０５２を有する。参照チャネル１０５２は、材料の流れる方向１００８に沿って光路長が変化する。各参照チャネル及び各サンプル・チャネルは、幅ｗ（１０３０で示される）がほぼ等しい。参考のために、２Ｄの主軸のセットが１０９４で提示され、材料の流れる方向１００８（流れ方向）は、ｙ方向に、ｙ軸に沿って進み、スライドの参照領域又はチャネルの幅ｗは、ｘ方向に、ｘ軸に沿って示される。さらに、入口により近い又は近位のｙの第１の位置で、端点Ｇ１及びＧ２で指定されたｘ方向の軸に沿った、周期的構造体のエリア１０５０の第１の断面が得られ、出口により近い又は近位のｙの第２の位置で、端点Ｈ１及びＨ２で指定されたｙ方向の軸に沿った、周期的構造体のエリア１０５０の第２の断面が得られる。エリア１０５０の第１及び第２の位置におけるこれらの断面図は、図１０Ｅに示され、図１０Ｅについて説明されている。
【０１２２】
図１０Ｅは、基板１００１上に配置された周期的構造体１００２のエリア１０５０の、端点Ｇ１及びＧ２で指定された第１の位置及び端点Ｈ１及びＨ２で指定された第２の位置での、断面図又はプロファイル図の図解である。参考のために、２Ｄの主軸のセットが１０９５で提示され、参照チャネルの厚さ又は深さは、ｚ方向に、ｚ軸に沿って示される。周期的構造体１００２は、複数の参照チャネル１０１０及び複数のサンプル・チャネル１０２０を有する。
【０１２３】
図１０Ｅは、周期的構造体１００２の上面に刻まれるか、上面内に設けられるか、又は上面に配置された溝又は窪んだ領域によって形成される参照チャネル１０１０と、基板１００１に隣接する、周期的構造体１００２の底面に配置されるサンプル・チャネル１０２０とを示す。
【０１２４】
厚さの変化は、例示する目的で大幅に誇張されているが、参照領域又はチャネル１０１
０は、流入口（たとえば、図１０Ａの流入口１０１１）から排出口（たとえば、図１０Ａの排出口１０１２）へｙ方向に、ｙ軸に沿って、厚さ又は深さが徐々に増加するよう構成される。図１０Ｅでは、ｙ方向に、ｙ軸に沿った、参照領域又はチャネル（たとえば、空気チャネル）の厚さ又は深さのこの緩やかな増加は、２つの断面位置での参照チャネルの深さの差によって示されている。具体的には、参照チャネルは、端点Ｇ１及びＧ２で指定された第１の位置の断面で得られる１０６１で、深さがｄ１であり、端点Ｈ１及びＨ２で指定された第２の位置の断面で得られる１０６２で、異なる深さｄ２である。この場合、参照チャネルの深さが増加しているので、ｄ２はｄ１より深いことがわかる。対照的に、この例では、サンプル・チャネル１０２０の高さは一定のままである。参照チャネルの深さが材料の流れる方向に沿って減少していくいくつかの実施形態（図示せず）では、ｄ２はｄ１より浅くなるであろう。上記のように、参照チャネルの深さが徐々に増加すると、光は、ｙ方向に、ｙ軸に沿って、様々な厚さの参照チャネルを通過するので、スライドを通って当てられる光の光路長の変化がもたらされる。
【０１２５】
上記のシステムを使用して、物体が、ｙ方向に、ｙ軸に沿って、参照領域又はチャネルの厚さの増加に対応するスライドの、サンプル領域又はチャネルを通って移動するときに、物体の一連の測定値又はスナップショット（たとえば、インターフェログラム）を撮影し、物体が参照チャネルの増加した厚さ、高さ、又は深さに対応する位置にあるときに、各連続測定値又はスナップショットが撮影されると、連続する時点で撮影される各測定値又はスナップショットに、位相変化を効果的に追加できる。この位相変化は、次の図に関連して詳細に説明するように、参照領域のｙ軸に沿ったＯＰＬの変化に起因する、ｘ軸に平行に走る状態で存在する傾斜干渉縞によって目視できる。
【０１２６】
図１１Ａは、材料の流れる方向に沿って光路長が変化する周期的構造体を備えるシアリング顕微鏡用スライドの、エリア１１００の例示的な実施形態の上面図の図解である。いくつかの実施形態では、たとえば、図９Ａ〜図９Ｅ及び１０Ａ〜図１０Ｅに示される、以前の例で説明したように、光路長の変化は、スライドの参照領域に組み込まれた厚さの変化によるものである。これらの実施形態では、参照チャネルのそれぞれは、材料の流れる方向に沿って参照チャネルのそれぞれの厚さを変えることによって、材料の流れる方向に沿って光路長が変化するよう構成される。ただし、材料の流れる方向に沿って光路に変化をもたらすやり方は他にもある。具体的には、参照チャネルのそれぞれの、高屈折率材料と低屈折率材料との比率を変化させることによって、参照チャネルのそれぞれは、材料の流れる方向に沿って光路長が変化するよう構成され得る。他の実施形態では、参照チャネルのそれぞれは、材料の流れる方向に沿って光路長が変化するよう構成され、選択された参照チャネルのセットは、選択されていない参照チャネルのセットに対して厚さのオフセットを有し、一時的位相シフトについて必要な測定回数を減らすよう構成される。複数の参照チャネルのうちで、参照チャネルが１つおきに選択される。
【０１２７】
この場合、図１１Ａに示される周期的構造体は、複数の交互になっている参照領域又はチャネル１１１０及びサンプル領域又はチャネル１１２０を有する。サンプル・チャネル１１２０は、流入口１１１１から排出口１１１２への材料の流れに適応するよう構成され、参照チャネル１１１０は、シアリング微視的測定において、サンプルの重なりを取り除く参照部を提供するよう構成される。いくつかの実施形態では、流入口１１１１は、入口（たとえば、図９Ａの入口９１１又は図１０Ａの入口１０１１）を含み、排出口１１１２は、出口（たとえば、図９Ａの出口９１２又は図１０Ａの出口１０１２）を含む。場合によっては、参照チャネル１１１０は、シアリング微視的測定においてサンプルの重なりを取り除く、参照面を提供するよう構成される。
【０１２８】
さらに、図１１Ａはまた、スライドの参照領域のｙ方向に沿ったＯＰＬの変化に起因する、ｘ軸に平行に走る干渉縞１１５０を示す。ここで、干渉縞１０５０は、ＯＰＤｒｅｆ
ｅｒｅｎｃｅ＿ｒｅｇｉｏｎ（ｙ）＝ｍ＊ｙに起因する。この式で、ｍは、ナノメートル単位のＯＰＤの変化／マイクロメートル単位の空間位置の変化で表される線の勾配である。具体的には、細胞などの物体を含むサンプル材料がｙ方向に流れるとき、細胞は、異なる干渉縞の位相によって測定され、これは、位相シフト測定を行うことと同等であるが、たとえば他のシアリングの構成又は設定の場合にあり得るような、どんな駆動ミラーも必要としない。この例では、参考のために、３Ｄの主軸のセットが１９９１で提示され、材料の流れる方向（流れ方向）は、１１０５で示されているように、また流入口及び排出口にある矢印でも示されているように、ｙ軸に沿って進む。
【０１２９】
図１１Ａに示されるように、端点Ｊ１及びＪ２で指定されたｙ方向の軸に沿った、参照チャネル１１２１の断面が得られる。参照チャネル１１２１の断面図又はプロファイル図は、図１１Ｂに示され、図１１Ｂに関して説明される。
【０１３０】
図１１Ｂは、図１１Ａの参照領域又はチャネル（１１２１）の例示的な実施形態の断面図又はプロファイル図の図解であり、断面は、端点Ｊ１及びＪ２によって指定されるｙ方向の軸に沿って得られる。この実施形態では、参照チャネル（たとえば、図１１Ａの１１１０に示されるような）のそれぞれの、高屈折率材料と低屈折率材料との比率を変化させることによって、参照チャネルのそれぞれは、材料の流れる方向に沿って光路長が変化するよう構成される。参考のために、２Ｄの主軸のセットが１１９２で提示され、材料の流れる方向（流れ方向）は、１１０６で示されるｙ方向に、ｙ軸に沿って進み、スライドの厚さ又は高さは、ｚ方向に、ｚ軸に沿って示される。
【０１３１】
図１１Ｂの例では、参照チャネル１１２１の高屈折率材料と低屈折率材料との比率を変化させることによって、参照チャネル１１２１は、１１０６で示されるｙ方向に、ｙ軸に沿った材料の流れる方向に沿って光路長が変化するよう構成される。ここで、参照チャネル１１２１は、第１の屈折率ｎ１を有する第１の材料（たとえば、１１５１の材料１）と、第２の屈折率ｎ２を有する第２の材料（たとえば、１１５２の材料２）とを有し、ここで、ｎ１はｎ２と異なる。
【０１３２】
図１１Ｂに示されるように、材料１（１１５１）及び材料２（１１５２）は、参照チャネル１１２１に組み込まれた２つの対向する楔に一体に圧入され、材料の流れる方向１１０６に沿った、参照領域又はチャネル１１２１の一定の総厚さｔ（１１５４）を維持しながら、楔間の勾配１１５３を形成する。勾配１１５３は、図１１Ｂでは、例示する目的で大幅に誇張されており、対向する楔は、高屈折率材料と低屈折率材料との間、この場合は材料１（１１５１）と材料２（１１５２）との間で緩やかな勾配を形成するよう構成されていることに留意されたい。参照チャネルに組み込まれている高屈折率材料と低屈折率材料との比率を変化させることによって作成される緩やかな勾配により、サンプル材料がスライドを通って流れるときに実効屈折率が徐々に変化し、したがって一時的位相シフトの仕組みが実現される。この場合の目標は、視野全体にｙ方向（すなわち、材料の流れる方向）に、視野全体に２〜３ミクロンのＯＰＤである、光路差の波をいくつか導入することである。
【０１３３】
図１２Ａは、シアリング顕微鏡用スライドのエリア１２００の例示的な実施形態の上面図の図解であり、断面はｙ方向に沿って得られる。スライドは、スライドの参照領域又はチャネルに組み込まれた厚さの変化によって、材料の流れる方向に沿って光路長が変化する、周期的構造体を備える。参考のために、３Ｄの主軸のセットが１２９１で提示され、材料の流れる方向（流れ方向）は、１２０５で示されているように、ｙ軸に沿って進む。
【０１３４】
図示される例では、スライドは、エリア１２００に示されるように、複数の交互になっている参照領域又はチャネルとサンプル領域又はチャネルとを有する周期的構造体を備え
る。サンプル領域又はチャネル１２２０は、流入口１２１１から排出口１２１２への材料の流れに適応するよう構成され、参照領域又はチャネル１２２１及び１２２２は、シアリング微視的測定において、サンプルの重なりを取り除く参照面を提供するよう構成される。いくつかの実施形態では、流入口１２１１は、たとえば図９Ａの入口９１１又は図１０Ａの入口１０１１であり得る入口（図示せず）を含み、排出口１２１２は、たとえば図９Ａの出口９１２又は図１０Ａの出口１０１２であり得る出口（図示せず）を含む。この場合、選択された参照領域又はチャネルのセット（たとえば、１２２１）は、選択されていない参照領域又はチャネルのセット（たとえば、１２２２）に対して厚さのオフセットを有するよう構成され、一時的位相シフトについて必要な測定回数を減らし、複数の参照領域又はチャネルのうち、参照領域又はチャネルが１つおきに選択される（たとえば、１２２１）。
【０１３５】
図１２Ａに示されるように、ｙ方向の軸に沿って、参照チャネル１２２１（端点Ｋ１及びＫ２で指定される）及び参照チャネル１２２２（端点Ｌ１及びＬ２で指定される）の断面が得られる。参照チャネル１２２１及び１２２２の断面図又はプロファイル図は、図１２Ｂに示され、図１２Ｂに関して説明される。
【０１３６】
図１２Ｂは、図１２Ａの１２２１及び１２２２で示される２種類の参照チャネルの断面図又はプロファイル図の図解であり、断面はそれぞれ、端点Ｋ１及びＫ２、並びに端点Ｌ１及びＬ２で指定される、ｙ方向の軸に沿って得られる。参考のために、２Ｄの主軸のセットが１２９２で提示され、材料の流れる方向（流れ方向）は、１２０６で示されるｙ方向に、ｙ軸に沿って進み、スライドの厚さ又は高さは、ｚ方向に、ｚ軸に沿って示される。
【０１３７】
この場合、図１２Ａの参照領域又はチャネル１２２１及び１２２２のそれぞれは、材料の流れる方向に沿って光路長が変化するよう構成される。さらに、参照領域又はチャネルは１つおきに、残りの参照領域又はチャネルに対して厚さのオフセットを有するよう構成され、一時的位相シフトについて必要な測定又はスナップショットの数を減らす。図１２Ａ及び図１２Ｂに示されるように、参照領域又はチャネルが１つおきに（たとえば、奇数の参照領域１２２１）、残りの領域又はチャネル（たとえば、偶数の領域１２２２）に対して厚さのオフセットを持つよう構成され、その結果、位相シフトを行うために必要な４回の測定を得るのに、時間的に２回の測定だけで済む。参照チャネル間の厚さのオフセットをよりよく説明するために、ｘ軸に沿った追加の断面図が得られ、システムの要素について、次の図に関連してさらに説明する。
【０１３８】
図１２Ｃは、図１２Ａに示されるシアリング顕微鏡用スライドのエリア１２００の例示的な実施形態の上面図の図解であり、断面はｘ方向に沿って得られる。スライドは、スライドの参照領域又はチャネルに組み込まれた厚さの変化によって、材料の流れる方向に沿って光路長が変化する、周期的構造体を備える。参考のために、３Ｄの主軸のセットが１２９３で提示され、材料の流れる方向（流れ方向）は、１２０７で示されているように、ｙ軸に沿って進む。
【０１３９】
以前の図１２Ａの例では、この場合のスライドは、エリア１２００に示されるように、複数の交互になっている参照領域又はチャネルとサンプル領域又はチャネルとを有する周期的構造体を備える。サンプル領域又はチャネル１２２０は、流入口１２１１から排出口１２１２への材料の流れに適応するよう構成され、参照領域又はチャネル１２２１及び１２２２は、シアリング微視的測定において、サンプルの重なりを取り除く参照面を提供するよう構成される。いくつかの実施形態では、流入口１２１１は、たとえば図９Ａの入口９１１又は図１０Ａの入口１０１１であり得る入口（図示せず）を含み、排出口１２１２は、たとえば図９Ａの出口９１２又は図１０Ａの出口１０１２であり得る出口（図示せず
）を含む。この場合、選択された参照領域又はチャネルのセット（たとえば、１２２１）は、選択されていない参照領域又はチャネルのセット（たとえば、１２２２）に対して厚さのオフセットを有するよう構成され、一時的位相シフトについて必要な測定回数を減らし、複数の参照領域又はチャネルのうち、参照領域又はチャネルが１つおきに選択される（たとえば、１２２１）。
【０１４０】
図１２Ｃに示されるように、ｙ方向に流入口１２１１により近い又は近位の第１の位置で、端点Ｍ１及びＭ２で指定されるｘ方向の軸に沿った、周期的構造体のエリア１２００の第１の断面が得られる。ｙ方向に排出口１２１２により近い又は近位の第２の位置で、端点Ｎ１及びＮ２で指定されるｙ方向の軸に沿った、周期的構造体のエリア１２００の第２の断面が得られる。エリア１２００の第１及び第２の位置におけるこれらの断面図又はプロファイル図は、図１２Ｄに示され、図１２Ｄについて説明されている。
【０１４１】
図１２Ｄは、図１２Ｃのエリア１２００の、端点Ｍ１及びＭ２で指定された第１の位置並びに端点Ｎ１及びＮ２で指定された第２の位置での、断面図又はプロファイル図の図解である。参考のために、２Ｄの主軸のセットが１２９４で提示され、スライドの参照領域又はチャネルの厚さ又は高さは、ｚ方向に、ｚ軸に沿って示される。
【０１４２】
厚さの変化は、例示する目的で大幅に誇張されているが、参照領域又はチャネル１２２１及び１２２２は、流入口１２１１から排出口１２１２へｙ方向に、ｙ軸に沿って（図１２Ｃの１２０７で示される）、厚さが徐々に増加するよう構成される。図１２Ｄでは、ｙ方向に、ｙ軸に沿った、参照領域又はチャネル（たとえば、空気チャネル）の厚さのこの緩やかな増加は、２つの断面位置での参照チャネルのそれぞれの高さの差によって示されている。
【０１４３】
具体的には、選択された参照チャネルのセット（１２２１）のうちの各参照チャネルは、端点Ｍ１及びＭ２で指定された第１の位置の断面で得られる１２３１で、高さがｈ１であるよう構成され、端点Ｎ１及びＮ２で指定された第２の位置の断面で得られる１２３２で、異なる高さｈ２であるよう構成される。この場合、選択された参照チャネルのセットの高さがｙ方向に沿って増加しているので、ｈ２がｈ１より高いことがわかる。参照チャネルの高さが材料の流れる方向に沿って減少していく他の実施形態（図示せず）では、ｈ２はｈ１より低くなるであろう。上記のように、参照チャネルの高さが徐々に増加すると、光は、ｙ方向に、ｙ軸に沿って、様々な厚さの参照チャネルを通過するので、スライドを通って当てられる光の光路長の変化がもたらされる。
【０１４４】
選択されていない参照チャネルのセット（１２２２）のうちの各参照チャネルは、端点Ｍ１及びＭ２で指定された第１の位置の断面で得られる１２３３で、高さがｈ3であるよ
う構成され、端点Ｎ１及びＮ２で指定された第２の位置の断面で得られる１２３４で、異なる高さｈ4であるよう構成される。この場合、選択された参照チャネルのセットの高さ
がｙ方向に沿って増加しているので、ｈ４がｈ３より高いことがわかる。参照チャネルの高さが材料の流れる方向に沿って減少していく他の実施形態（図示せず）では、ｈ４はｈ３より低くなるであろう。上記のように、参照チャネルの高さが徐々に増加すると、光は、ｙ方向に、ｙ軸に沿って、様々な厚さの参照チャネルを通過するので、スライドを通って当てられる光の光路長の変化がもたらされる。
【０１４５】
この場合、選択された参照チャネルのセット（１２２１）のうちの各参照チャネルは、選択されていない参照チャネルのセット（１２２２）のうちの各参照チャネルに対して厚さのオフセット（１２３５）を有し、一時的位相シフトについて必要な測定回数を減らすよう構成され、複数の参照チャネルのうちで参照チャネルが１つおきに、１２２１に示されるように選択されることに留意されたい。
【０１４６】
ここで、隣接する参照領域又はチャネル間（たとえば、参照チャネル１２２１と参照チャネル１２２２との間）の厚さのオフセット（１２３５）により、いくらかの量、この場合π／２ラジアンだけオフセットされている、干渉縞１２５０が生じる。明確化及び例示する目的で、干渉縞１２５０は、図１２Ａ及び図１２Ｃにおいて、スライド１２００のｙ方向の全領域にわたっては図示されていないが、実際には、干渉縞は視野全体にわたって延在することになる。
【０１４７】
また、物体（たとえば、サンプル材料に含まれる、又は懸濁される細胞）がチャネルを通って流れるときに場所を変える場合、ソフトウェアを作成して、最初の測定値又はスナップショットと２回目の測定値又はスナップショットで同じ物体を互いに関連づけることができ、それにより位相シフト測定を行うことが可能になることにも留意されたい。図１２のように、単一のカメラ・フレームで２回の測定を行うことにより、相互に関係づけられる必要がある、時間の関数である物体の位置がより少なくなるので、物体の相関ソフトウェアのタスクがより簡単になる。
【０１４８】
図１３は、サンプル材料の流れをもたらし、空間分解能が向上した一時的位相シフトを可能にする、シアリング微視的測定を行う例示的な方法１３００を示す、流れ図を示す。方法１３００は、図９Ａ〜図９Ｅ、図１０Ａ〜図１０Ｅ、図１１Ａ〜図１１Ｂ、及び図１２Ａ〜図１２Ｄに関連して以前に記載したシステムを使用して、実行できることに留意されたい。
【０１４９】
方法１３００は、１３１０で、測定されるべき複数の物体を含む材料を、入口を通して、周期的構造体内に受容するステップを含む。図示される例では、周期的構造体は、複数の参照チャネルのうちの各参照チャネルが、シアリング微視的測定において、サンプルの重なりを取り除く参照部を提供するよう構成される複数の参照チャネルと、複数のサンプル・チャネルのうちの各サンプル・チャネルが、入口から出口への材料の流れに適応するよう構成される複数のサンプル・チャネルとを有する。さらに、複数の参照チャネル及び複数のサンプル・チャネルは交互になっている。
【０１５０】
場合によっては、材料はサンプルであり、物体は細胞を含む。場合によっては、各参照チャネル及び各サンプル・チャネルは、幅ｗが互いに、また他の参照チャネルのそれぞれ及び他のサンプル・チャネルのそれぞれにほぼ等しく、横方向シアリング干渉計のシアリング距離は、各参照チャネル及び各サンプル・チャネルの幅ｗの奇数の整数倍である。いくつかの実施形態では、参照チャネルは、シアリング微視的測定においてサンプルの重なりを取り除く参照面を提供するよう構成される。
【０１５１】
１３２０で、材料の一部が出口を通って周期的構造体から放出され、１３３０で、材料が入口から出口へ周期的構造体を通って流れるようにするために力がかけられる。１３４０で、周期的構造体を通して光を送出するために光源が使用され、１３５０で、シアリング微視的測定が、周期的構造体を通して送出される光に応じて行われる。場合によっては、シアリング微視的測定を行うステップは、横方向シアリング干渉計を使用して横方向にシアリングされたインターフェログラムを生成するステップを含む。
【０１５２】
図１４は、光路長の変化を有するよう構成された参照チャネルを使用するステップによることを含む、サンプル材料の流れをもたらし、一時的位相シフトを可能にする、シアリング微視的測定を行う例示的な方法１４００を示す、流れ図を示す。方法１４００は、上記の、図９Ａ〜図９Ｅ、図１０Ａ〜図１０Ｅ、図１１Ａ〜図１１Ｂ、及び図１２Ａ〜図１２Ｄに関連して記載したシステムを使用して、実行できることに留意されたい。
【０１５３】
方法１４００は、１４１０で、測定されるべき複数の物体を含む材料を、入口を通して、周期的構造体内に受容するステップを含む。図示される例では、周期的構造体は、複数の参照チャネルのうちの各参照チャネルが、シアリング微視的測定において、サンプルの重なりを取り除く参照部を提供するよう構成される複数の参照チャネルと、複数のサンプル・チャネルのうちの各サンプル・チャネルが、入口から出口への材料の流れに適応するよう構成される複数のサンプル・チャネルとを有する。さらに、複数の参照チャネル及び複数のサンプル・チャネルは交互になっている。
【０１５４】
場合によっては、材料はサンプルであり、物体は細胞を含む。場合によっては、各参照チャネル及び各サンプル・チャネルは、幅ｗが互いに、また他の参照チャネルのそれぞれ及び他のサンプル・チャネルのそれぞれにほぼ等しく、横方向シアリング干渉計のシアリング距離は、各参照チャネル及び各サンプル・チャネルの幅ｗの奇数の整数倍である。いくつかの実施形態では、参照チャネルは、シアリング微視的測定においてサンプルの重なりを取り除く参照面を提供するよう構成される。この場合、参照チャネルはさらに、一時的位相シフトの仕組みを実現する、材料の流れる方向に沿った光路長の変化を有するよう構成される。
【０１５５】
図１４に示されるように、方法１４００は、１４２０で、材料の一部を周期的構造体から出口を通して放出するステップと、１４３０で、材料を、周期的構造体を通って入口から出口まで流すために力をかけるステップとを含む。１４４０で、周期的構造体を通して光を送出するために光源が使用され、１４５０で、シアリング微視的測定が、周期的構造体を通して送出される光に応じて行われる。場合によっては、シアリング微視的測定を行うステップは、横方向シアリング干渉計を使用して横方向にシアリングされたインターフェログラムを生成するステップを含む。
【０１５６】
方法１４００はまた、１４６０で、時間的に連続した、位相シフトしたスナップショットを生成するステップも含み、各位相シフトしたスナップショットは、物体がサンプル・チャネルの長手方向に沿って入口から出口まで移動するときに、異なる時点で物体の画像を取り込む。１４７０で、物体の測定値に関連づけられる位相は、一連の位相シフトしたスナップショットに応じて判定される。
【０１５７】
この場合、参照チャネルを、材料の流れる方向に沿って光路長が変化するよう構成することにより、物体がサンプル・チャネルに沿って移動するときに、物体に位相シフトを導入する機能がもたらされる。サンプルが流れるときに、サンプルは位相が変化する参照信号と干渉し、それにより、経時的に一連のスナップショットを撮影することで取り込まれ得る位相シフトが可能になる。次いで、一連のスナップショット（たとえば、インターフェログラムのセット）を分析して、画像の各画素における位相Φ（ｘ，ｙ）を判定できる。具体的には、放射照度Ｉ（ｘ，ｙ）は、次の干渉方程式によって支配される。
【数４】
2021531470.tif 000006
【０１５８】
上記の方程式では、Ｉｄｃ、Ｉａｃ、及びΦ（ｘ，ｙ）は不明であり、したがって、Φ（ｘ，ｙ）を判定するのに必要な最小測定回数又はスナップショットは３回である。誤った位相シフトによるエラーを減らすために、より多くの測定を行うことで、解の諸改善を達成できる。
【０１５９】
画像間の最も一般的な位相シフトは、π／２ラジアン（９０°）である。
【数５】
2021531470.tif 000007
【０１６０】
位相を計算するための一般的なアルゴリズムは、以下を含む。
【数６】
2021531470.tif 000008
【０１６１】
上記のように、位相を判定するには少なくとも３つのスナップショットが必要であり、その場合、上記の３ステップのアルゴリズムを使用できる。誤った位相シフトによるエラーを減らす助けとなるように、４つ目の測定値又はスナップショットが使用可能な場合は、上記の４ステップのアルゴリズムを使用できる。最後に、５つ目の測定値又はスナップショットが撮影され、Φ（ｔ）＝２π（３６０°）である場合、Schwider-Hariharanアルゴリズムとして知られている上記の５ステップのアルゴリズムを使用して、解をさらに改善できる。より具体的には、位相シフトが画像間で正確にπ／２でない場合、干渉縞の２倍の周波数で位相のエラーが明らかになるであろう。５つ目の画像を使用して、計算される位相におけるこのエラーを、大幅に減らすことができる。最後に、光路差（ＯＰＤ）は、以下を使用して計算された位相から判定できる。
【数７】
2021531470.tif 000009
【０１６２】
位相シフト・アルゴリズムに関しては、Eric P. Goodwin及びJames C. Wyant、“Field
Guide to Interferometric Optical Testing”、SPIE Field Guides、第ＦＧ１０巻、２００６年にさらなる詳細が提示され、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。さらに、前述の通り、ＬＳＰＳＩ（最小２乗位相シフト干渉法）又は他の技法を使用して、測定領域の位相を計算できるので、位相変化量は、正確な値である必要はない。
【０１６３】
図１５は、物体が、シアリング顕微鏡用スライドのサンプル・チャネルの長手方向に沿って入口から出口へ移動するときの、様々な時点での物体の画像を取り込む、一連の位相シフトしたスナップショットの図解を示す。図示されている例では、第１のスナップショット１５０１は、Φ（ｔ）＝０（０°）に対応する物体の測定値を示し、第２のスナップショット１５０２は、Φ（ｔ）＝π／２（９０°）に対応する物体の測定値を示し、第３のスナップショット１５０３は、Φ（ｔ）＝π（１８０°）に対応する物体の測定値を示し、且つ第４のスナップショット１５０４は、Φ（ｔ）＝３π／２（２７０°）に対応する物体の測定値を示す。さらに、この場合、Φ（ｔ）＝２π（３６０°）に対応する物体の測定値を示す第５のスナップショット１５０５も示されている。図１５で示されるような、一連の位相シフトしたスナップショットに応じて、上記の位相シフト・アルゴリズム
を使用して、物体のインターフェログラムの各画素での位相Φ（ｘ，ｙ）が計算できる。次いで、光路差（ＯＰＤ）は、計算された位相から判定できる。
【０１６４】
図１６は、光路長の変化を有するよう構成された参照チャネルを使用するステップによることを含む、サンプル材料の流れをもたらし、一時的位相シフトを可能にする、シアリング微視的測定を行う例示的な方法１６００を示す、流れ図を示す。方法１６００は、上記の、図９Ａ〜図９Ｅ、図１０Ａ〜図１０Ｅ、図１１Ａ〜図１１Ｂ、及び図１２Ａ〜図１２Ｄに関連して記載したシステムを使用して、実行できることに留意されたい。
【０１６５】
方法１６００は、１６１０で、測定されるべき複数の物体を含む材料を、入口を通して、周期的構造体内に受容するステップを含む。図示される例では、周期的構造体は、複数の参照チャネルのうちの各参照チャネルが、シアリング微視的測定において、サンプルの重なりを取り除く参照部を提供するよう構成される複数の参照チャネルと、複数のサンプル・チャネルのうちの各サンプル・チャネルが、入口から出口への材料の流れに適応するよう構成される複数のサンプル・チャネルとを有する。さらに、複数の参照チャネル及び複数のサンプル・チャネルは交互になっている。
【０１６６】
場合によっては、材料はサンプルであり、物体は細胞を含む。場合によっては、各参照チャネル及び各サンプル・チャネルは、幅ｗが互いに、また他の参照チャネルのそれぞれ及び他のサンプル・チャネルのそれぞれにほぼ等しく、横方向シアリング干渉計のシアリング距離は、各参照チャネル及び各サンプル・チャネルの幅ｗの奇数の整数倍である。いくつかの実施形態では、参照チャネルは、シアリング微視的測定においてサンプルの重なりを取り除く参照面を提供するよう構成される。この場合、参照チャネルはさらに、一時的位相シフトの仕組みを実現する、材料の流れる方向に沿った光路長の変化を有するよう構成される。
【０１６７】
図１６に示されるように、方法１６００は、１６２０で、材料の一部を周期的構造体から出口を通して放出するステップと、１６３０で、材料を、周期的構造体を通って入口から出口まで流すために力をかけるステップとを含む。１６４０で、周期的構造体を通して光を送出するために光源が使用され、１６５０で、シアリング微視的測定が、周期的構造体を通して送出される光に応じて生成される。場合によっては、シアリング微視的測定を行うステップは、横方向シアリング干渉計を使用して横方向にシアリングされたインターフェログラムを生成するステップを含む。
【０１６８】
方法１６００はまた、１６６０で、時間的に連続した、位相シフトしたスナップショットを生成するステップも含み、各位相シフトしたスナップショットは、物体がサンプル・チャネルの長手方向に沿って入口から出口まで移動するときに、サンプル・チャネル内の異なる位置で物体の画像を取り込む。１６６５で、各位相シフトしたスナップショットに応じて、位相変化が判定される。場合によっては、各位相シフトしたスナップショットに応じた位相変化を判定するために、最小２乗位相シフト干渉法が適用される。１６７０で、物体の測定値に関連づけられる位相は、位相変化及び一連の位相シフトしたスナップショットに応じて判定される。
【０１６９】
図１７Ａは、様々な位相シフトに対応する物体の一連のスナップショットを取得するステップによることを含む、サンプル材料の流れをもたらし、一時的位相シフトを可能にする、シアリング微視的測定を行う例示的な方法１７００を示す、流れ図を示す。方法１７００は、上記の、図９Ａ〜図９Ｅ、図１０Ａ〜図１０Ｅ、図１１Ａ〜図１１Ｂ、及び図１２Ａ〜図１２Ｄに関連して記載したシステムを使用して、実行できることに留意されたい。
【０１７０】
方法１７００は、１７１０で、測定されるべき複数の物体を含む材料を、入口を通して、周期的構造体内に受容するステップを含む。図示される例では、周期的構造体は、複数の参照チャネルのうちの各参照チャネルが、シアリング微視的測定において、サンプルの重なりを取り除く参照部を提供するよう構成される複数の参照チャネルと、複数のサンプル・チャネルのうちの各サンプル・チャネルが、入口から出口への材料の流れに適応するよう構成される複数のサンプル・チャネルとを有する。さらに、複数の参照チャネル及び複数のサンプル・チャネルは交互になっている。
【０１７１】
場合によっては、材料はサンプルであり、物体は細胞を含む。場合によっては、各参照チャネル及び各サンプル・チャネルは、幅ｗが互いに、また他の参照チャネルのそれぞれ及び他のサンプル・チャネルのそれぞれにほぼ等しく、横方向シアリング干渉計のシアリング距離は、各参照チャネル及び各サンプル・チャネルの幅ｗの奇数の整数倍である。いくつかの実施形態では、参照チャネルは、シアリング微視的測定においてサンプルの重なりを取り除く参照面を提供するよう構成される。この場合、参照チャネルはさらに、一時的位相シフトの仕組みを実現する、材料の流れる方向に沿った光路長の変化を有するよう構成される。
【０１７２】
図１７Ａに示されるように、方法１７００は、１７２０で、材料の一部を周期的構造体から出口を通して放出するステップと、１７３０で、材料を、周期的構造体を通って入口から出口まで流すために力をかけるステップとを含む。１７４０で、周期的構造体を通して光を送出するために光源が使用され、１７５０で、シアリング微視的測定が、周期的構造体を通して送出される光に応じて生成される。場合によっては、シアリング微視的測定を行うステップは、横方向シアリング干渉計を使用して横方向にシアリングされたインターフェログラムを生成するステップを含む。
【０１７３】
方法１７００はまた、１７６０で、時間的に連続した、物体の位相シフトしたスナップショットを、物体がサンプル・チャネルの長手方向に沿って入口から出口まで移動するときに生成するステップも含む。１７７０で、物体の測定値に関連づけられる位相は、一連の位相シフトしたスナップショットに応じて判定される。
【０１７４】
図１７Ｂは、時間的に連続した、位相シフトしたスナップショットを生成する例示的な方法１７６０における追加のステップを示す、流れ図を示す。図１７Ｂに示されるように、方法１７６０は、１７６１で、位相シフトがない状態に対応する、第１の時間での物体の第１のスナップショットを取得するステップと、１７６２で、第１のスナップショットに対する約π／２ラジアンの位相シフトに対応する、第１の時間に続く第２の時間での物体の第２のスナップショットを取得するステップと、１７６３で、第２のスナップショットに対する約π／２ラジアンの位相シフトに対応する、第２の時間に続く第３の時間での物体の第３のスナップショットを取得するステップと、１７６４で、第３のスナップショットに対する約π／２ラジアンの位相シフトに対応する、第３の時間に続く第４の時間での物体の第４のスナップショットを取得するステップと、１７６５で、第４のスナップショットに対する約π／２ラジアンの位相シフトに対応する、第４の時間に続く第５の時間での物体の第５のスナップショットを取得するステップとを含む。方法１７６０では、物体がサンプル・チャネルの長手方向に沿って入口から出口まで移動するときに、異なる時点で物体の画像を取り込んだ、図１５に示されるスナップショットなどの、一連の位相シフトしたスナップショットの生成を実行できる。
【０１７５】
図１３、図１４、図１６、及び図１７Ａに示されているステップは、提示された順序で実行する必要はなく、順序を変えて、又は同時に実行できることに留意されたい。開示した技法は、たとえば、サンプル材料が、周期的構造体を通って連続的に流れており、光源が、測定値を生成するために、周期的構造体を通して光を送出するよう使用されていると
きに、サンプル材料に含まれる物体に対して測定を実行することを含む。
【０１７６】
前述の実施形態は、理解を明確にするために、かなり詳細に説明してきたが、本発明は、提示した詳細に限定されるものではない。本発明を実施する多くの代替手段が存在する。開示した実施形態は例示的であり、限定的なものではない。
【図１】
2021531470.tif 000010
【図２Ａ】
2021531470.tif 000011
【図２Ｂ】
2021531470.tif 000012
【図２Ｃ】
2021531470.tif 000013
【図３】
2021531470.tif 000014
【図４】
2021531470.tif 000015
【図５】
2021531470.tif 000016
【図６】
2021531470.tif 000017
【図７Ａ】
2021531470.tif 000018
【図７Ｂ】
2021531470.tif 000019
【図７Ｃ】
2021531470.tif 000020
【図８】
2021531470.tif 000021
【図９Ａ】
2021531470.tif 000022
【図９Ｂ】
2021531470.tif 000023
【図９Ｃ】
2021531470.tif 000024
【図９Ｄ】
2021531470.tif 000025
【図９Ｅ】
2021531470.tif 000026
【図１０Ａ】
2021531470.tif 000027
【図１０Ｂ】
2021531470.tif 000028
【図１０Ｃ】
2021531470.tif 000029
【図１０Ｄ】
2021531470.tif 000030
【図１０Ｅ】
2021531470.tif 000031
【図１１Ａ】
2021531470.tif 000032
【図１１Ｂ】
2021531470.tif 000033
【図１２Ａ】
2021531470.tif 000034
【図１２Ｂ】
2021531470.tif 000035
【図１２Ｃ】
2021531470.tif 000036
【図１２Ｄ】
2021531470.tif 000037
【図１３】
2021531470.tif 000038
【図１４】
2021531470.tif 000039
【図１５】
2021531470.tif 000040
【図１６】
2021531470.tif 000041
【図１７Ａ】
2021531470.tif 000042
【図１７Ｂ】
2021531470.tif 000043
【手続補正書】
【提出日】令和3年4月13日(2021.4.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に配置され、
複数の参照領域、及び
複数のサンプル領域
を有する周期的構造体と
を備えるシアリング顕微鏡用スライドであって、前記複数の参照領域と前記複数のサンプル領域とが交互になり、前記複数の参照領域のうちのそれぞれの前記参照領域は、シアリング微視的測定において、サンプルの重なりを取り除く参照部を提供するよう構成される、スライド。
【請求項２】
前記参照領域及びサンプル領域は、前記周期的構造体の長手方向に沿って延在する平行ストリップであり、各平行ストリップは、他の平行ストリップのそれぞれとほぼ等しい幅であり、前記参照領域は、前記シアリング微視的測定におけるサンプルの重なりを取り除く参照面を提供するよう構成される、請求項１に記載のスライド。
【請求項３】
前記シアリング微視的測定は、横方向シアリング干渉計によって生成される横方向にシアリングされたインターフェログラムを含み、前記参照領域及びサンプル領域は、前記周期的構造体の長手方向に沿って延在する平行ストリップであり、各平行ストリップは、他の平行ストリップのそれぞれとほぼ等しい幅であり、前記横方向シアリング干渉計のシアリング距離は、各ストリップの前記幅の奇数の整数倍である、請求項１または２に記載のスライド。
【請求項４】
シアリング微視的測定を行うシステムであって、前記システムは、
基板と、
前記基板上に配置され、測定されるべき複数の物体を含む材料を受容するよう構成される入口と、
前記基板上に配置され、前記材料の一部を放出するよう構成される出口と、
前記基板上に配置され、
複数の参照チャネルのうちの各参照チャネルは、シアリング微視的測定においてサンプルの重なりを取り除く参照部を提供するよう構成される、複数の参照チャネル、及び
複数のサンプル・チャネルのうちの各サンプル・チャネルは、前記入口から前記出口
への前記材料の流れに適応するよう構成される、複数のサンプル・チャネル
を有する周期的構造体と
を備え、前記複数の参照チャネル及び前記複数のサンプル・チャネルは交互になっている、システム。
【請求項５】
前記物体は細胞を含み、
前記シアリング微視的測定は、横方向シアリング干渉計を使って生成された、横方向にシアリングされたインターフェログラムを含み、
前記複数の参照チャネル及び前記複数のサンプル・チャネルは、前記構造体の長手方向に沿って延在し、
各参照チャネル及び各サンプル・チャネルは、幅ｗが、他の参照チャネルのそれぞれ及び他のサンプル・チャネルのそれぞれにほぼ等しく、
前記横方向シアリング干渉計におけるシアリング距離は、各参照チャネル及び各サンプル・チャネルの前記幅ｗの奇数の整数倍であり、且つ
前記参照チャネルは、前記シアリング微視的測定において、サンプルの重なりを取り除く参照面を提供するよう構成される、
請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記複数の参照チャネルのそれぞれは、材料の流れる方向に沿って光路長が変化するよう構成される、請求項４または５に記載のシステム。
【請求項７】
前記参照チャネルのそれぞれは、材料の流れる方向に沿って前記参照チャネルのそれぞれの厚さを変えることによって、材料の流れる方向に沿って光路長が変化するよう構成される、請求項４〜６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項８】
前記参照チャネルのそれぞれは、前記参照チャネルのそれぞれの、高屈折率材料と低屈折率材料との比率を変化させることによって、材料の流れる方向に沿って光路長が変化するよう構成される、請求項４〜６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項９】
前記参照チャネルのそれぞれは、材料の流れる方向に沿って光路長が変化するよう構成され、選択された参照チャネルのセットは、選択されていない参照チャネルのセットに対して厚さのオフセットを有し、一時的位相シフトについて必要な測定回数を減らすよう構成され、前記複数の参照チャネルのうちで、参照チャネルが１つおきに選択される、請求項４〜６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１０】
基板上に配置される周期的構造体を通して光を送出するために、光源を使用するステップと、
前記周期的構造体を通って送出される前記光に応じて、シアリング微視的測定を行うするステップと
を含む方法であって、
前記周期的構造体は、複数の参照領域及び複数のサンプル領域を有し、
前記複数の参照領域及び前記複数のサンプル領域は交互になっており、且つ
前記複数の参照領域のうちのそれぞれの前記参照領域は、前記シアリング微視的測定において、サンプルの重なりを取り除く参照部を提供するよう構成される、方法。
【請求項１１】
シアリング微視的測定を行うステップは、横方向シアリング干渉計を使用して横方向にシアリングされたインターフェログラムを生成するステップを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記参照領域及びサンプル領域は、前記基板の長手方向に沿って延在する平行ストリッ
プであり、各平行ストリップは、他の平行ストリップのそれぞれとほぼ等しい幅であり、前記参照領域は、シアリング微視的測定におけるサンプルの重なりを取り除く参照面を提供するよう構成される、請求項１０または１１に記載の方法。
【請求項１３】
シアリング微視的測定を行うステップは、横方向シアリング干渉計を使用して横方向にシアリングされたインターフェログラムを生成するステップを含み、前記参照領域及びサンプル領域は、前記基板の長手方向に沿って延在する平行ストリップであり、各平行ストリップは、他の平行ストリップのそれぞれとほぼ等しい幅であり、前記横方向シアリング干渉計のシアリング距離は、各ストリップの前記幅の奇数の整数倍である、請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
測定されるべき複数の物体を含む材料を、入口を通して、周期的構造体内に受容するステップと、
前記材料の一部を、前記周期的構造体から出口を通して放出するステップと、
前記材料を、前記周期的構造体を通して前記入口から前記出口へ流すために、力をかけるステップと、
前記周期的構造体を通して光を送出するために、光源を使用するステップと、
前記周期的構造体を通って送出される前記光に応じて、シアリング微視的測定を行うステップと
を含む、シアリング微視的測定を行う方法であって、前記周期的構造体は、
複数の参照チャネルのうちの各参照チャネルが、前記シアリング微視的測定においてサンプルの重なりを取り除く参照部を提供するよう構成される、複数の参照チャネルと、
複数のサンプル・チャネルのうちの各サンプル・チャネルが、前記入口から前記出口への前記材料の流れに適応するよう構成される、複数のサンプル・チャネルと
を有し、前記複数の参照チャネル及び前記複数のサンプル・チャネルは交互になっている、方法。
【請求項１５】
前記物体は細胞を含み、
前記シアリング微視的測定を行うステップは、横方向シアリング干渉計を使用して横方向にシアリングされたインターフェログラムを生成するステップを含み、
前記材料を、前記周期的構造体を通して前記入口から前記出口へ流すために力をかけるステップは、前記材料を、前記サンプル・チャネルを通して流すために力をかけるステップを含み、
前記複数の参照チャネル及び前記複数のサンプル・チャネルは、前記構造体の長手方向に沿って延在し、
各参照チャネル及び各サンプル・チャネルは、幅ｗが互いに、また他の参照チャネルのそれぞれ及び他のサンプル・チャネルのそれぞれにほぼ等しく、
前記横方向シアリング干渉計におけるシアリング距離は、各参照チャネル及び各サンプル・チャネルの前記幅ｗの奇数の整数倍であり、且つ
前記参照チャネルは、前記シアリング微視的測定において、サンプルの重なりを取り除く参照面を提供するよう構成される、
請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記参照チャネルのそれぞれは、材料の流れる方向に沿って光路長が変化するよう構成される、請求項１４または１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記参照チャネルのそれぞれは、一時的位相シフトの仕組みを実現する、材料の流れる方向に沿った光路長の変化を有するよう構成され、前記方法は、
時間的に連続した、位相シフトしたスナップショットを生成するステップであって、各位相シフトしたスナップショットは、物体がサンプル・チャネルの長手方向に沿って前記
入口から前記出口まで移動するときに、異なる時点で前記物体の画像を取り込むステップと、
物体の測定値に関連づけられる位相を、前記一連の位相シフトしたスナップショットに応じて判定するステップと
をさらに含む、請求項１４〜１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
前記参照チャネルのそれぞれは、一時的位相シフトの仕組みを実現する、材料の流れる方向に沿った光路長の変化を有するよう構成され、前記方法は、
時間的に連続した、位相シフトしたスナップショットを生成するステップであって、各位相シフトしたスナップショットは、物体がサンプル・チャネルの長手方向に沿って前記入口から前記出口まで移動するときに、前記サンプル・チャネル内の異なる位置で前記物体の画像を取り込むステップと、
各位相シフトしたスナップショットに応じて、位相変化を判定するステップと、
物体の測定値に関連づけられる位相を、前記位相変化及び前記一連の位相シフトしたスナップショットに応じて判定するステップと
をさらに含む、請求項１４〜１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
前記参照チャネルのそれぞれは、一時的位相シフトの仕組みを実現する、材料の流れる方向に沿った光路長の変化を有するよう構成され、前記方法は、
時間的に連続した、位相シフトしたスナップショットを生成するステップであって、各位相シフトしたスナップショットは、物体がサンプル・チャネルの長手方向に沿って前記入口から前記出口まで移動するとき、異なる時点で、前記サンプル・チャネル内の異なる位置で、測定されるべき前記物体の画像を取り込むステップと、
前記サンプル・チャネルの各位置での位相シフトしたスナップショットごとの位相変化を判定するステップであって、前記判定するステップは、最小２乗位相シフト干渉法の技法を適用するステップによることを含むステップと、
物体の測定値に関連づけられる位相を、前記位相変化及び前記一連の位相シフトしたスナップショットに応じて判定するステップと
をさらに含む、請求項１４〜１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
前記参照チャネルのそれぞれは、一時的位相シフトの仕組みを実現する、材料の流れる方向に沿った光路長の変化を有するよう構成され、前記方法は、
時間的に連続した、物体の位相シフトしたスナップショットを、前記物体がサンプル・チャネルの長手方向に沿って前記入口から前記出口まで移動するときに生成するステップであって、前記生成するステップは、
ｉ．位相シフトがない状態に対応する、第１の時間での前記物体の第１のスナップショットを取得するステップ、
ｉｉ．前記第１のスナップショットに対する約π／２ラジアンの位相シフトに対応する、前記第１の時間に続く第２の時間での前記物体の第２のスナップショットを取得するステップ、
ｉｉｉ．前記第２のスナップショットに対する約π／２ラジアンの位相シフトに対応する、前記第２の時間に続く第３の時間での前記物体の第３のスナップショットを取得するステップ、
ｉｖ．前記第３のスナップショットに対する約π／２ラジアンの位相シフトに対応する、前記第３の時間に続く第４の時間での前記物体の第４のスナップショットを取得するステップ、及び
ｖ．前記第４のスナップショットに対する約π／２ラジアンの位相シフトに対応する、前記第４の時間に続く第５の時間での前記物体の第５のスナップショットを取得するステップ
によることを含むステップと、
物体の測定値に関連づけられる位相を、前記一連の位相シフトしたスナップショットに応じて判定するステップと
をさらに含む、請求項１４〜１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
マイクロ流体チャネル本体の基板への結合を形成するステップであって、前記マイクロ流体チャネル本体は、材料を前記マイクロ流体チャネル本体及び複数のチャネルに流入させるよう構成された入口の液溜め、並びに材料を前記マイクロ流体チャネル本体から流出させるよう構成された出口の液溜めを備えるステップと、
前記マイクロ流体チャネル本体のチャネルを通して前記入口への、また出口の液溜めからの、コラーゲン懸濁液の流れを引き起こすステップと、
コラーゲン懸濁液の前記流れを一時停止させ、コラーゲン成分を沈降させ、前記基板の表面のコーティングを可能にして、前記表面上にコラーゲンのコーティングを形成するステップと、
前記マイクロ流体チャネル本体のチャネルを通って前記入口への、また出口の液溜めからの、サンプル材料の流れを引き起こすステップと、
サンプル材料の前記流れを一時停止させ、前記サンプル材料の一部が前記コラーゲンのコーティングに付着することを可能にするステップと、
前記基板から前記マイクロ流体チャネル本体を取り外すステップと
を含む、シアリング顕微鏡用スライドを準備する方法。
【請求項２２】
マイクロ流体チャネル本体と、材料を受容するよう構成される入口と、前記材料の一部を放出するよう構成される出口とを具備するマイクロ流体チップを備える、シアリングされる顕微鏡用スライドを準備するシステムであって、前記マイクロ流体チャネル本体は、前記材料を、ほぼ等しい幅の複数の間隔をあけて配置されるよう保持する、ほぼ等しい幅の複数の平行チャネルを備え、各チャネルの前記幅及び各間隔の前記幅はほぼ等しく、前記マイクロ流体チャネル本体は、基板に可逆的に結合するよう構成され、前記システムはさらに、前記入口を通って受容され、前記複数の平行チャネルを通って移動し、前記出口を通って放出される前記材料の流れを制御する、流れ制御の仕組みをさらに備え、前記流れ制御の仕組みはさらに、
前記マイクロ流体チャネル本体のチャネルを通して前記入口への、また出口の液溜めからの、コラーゲン懸濁液の流れを引き起こし、
コラーゲン懸濁液の前記流れを一時停止させ、コラーゲン成分を沈降させ、前記ガラス製スライドの表面のコーティングを可能にして、前記表面上にコラーゲンのコーティングを形成し、
前記マイクロ流体チャネル本体のチャネルを通って前記入口への、また出口の液溜めからの、サンプル材料の流れを引き起こし、且つ
サンプル材料の前記流れを一時停止させ、前記サンプル材料の一部が前記コラーゲンのコーティングに付着することを可能にする
よう構成される、システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
この出願は、２０１８年７月２５日に出願された米国仮特許出願第６２／７０３，２２
２号、名称"SHEARING INTERFEROMETRY MEASUREMENT DEVICE FOR MICROSCOPY"の優先権を
主張し、これはあらゆる目的のために、参照により本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
横方向シアリング（シェアリング）（lateral shearing）干渉顕微鏡（デジタル・ホログラフィック顕微鏡、ＤＨＭ：Digital Holographic Microscope、又は定量位相イメージング、ＱＰＩ：Quantitative Phase Imagingとも呼ばれる）は、顕微鏡のサンプル面内の物体を通過する透過光の位相を測定するために使用される。具体的には、横方向シアリング干渉顕微鏡は、生物学的サンプルの３Ｄ細胞測定に使用されており、位相測定により細胞の光学的厚さを測定できる。
【０００３】
場合によっては、たとえば、密集した生物学的サンプル又は高濃度の細胞を含むサンプルの場合、シアリング微視的測定（顕微鏡下での測定）を行う既存の技法では、シアリングされる画像の重なりによりデータを損失する。標準的な生物顕微鏡用スライドを使用して、より濃縮された細胞集団を有するサンプルのシアリング干渉法での測定を行う際の１つの問題は、結果として得られるシアリング微視的測定（たとえば、横方向にシアリングされたインターフェログラム）における試料の重なりである。横方向のシアリングによるサンプルの重なりは、測定中に望ましくないアーティファクトを生成する可能性があり、測定されているサンプルに関する正確な情報の理解及び取得が困難になる。
【０００４】
したがって、問題のあるサンプルの重なりを回避しながら、シアリング干渉法での測定を行うことができる技法を開示する。
【０００５】
以下の詳述された説明及び添付図面において、本発明の様々な実施形態を開示する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】顕微鏡用のシアリング干渉システム又はＬＳＩシステムの例示的な実施形態のシステム概略図である。
【図２Ａ】シアリング干渉システム又はＬＳＩシステムの実施形態を使用して撮影された、例示的な画像である。
【図２Ｂ】選択された細胞の左の画像を囲むエリアに対応する、図２Ａのインターフェログラムの一部の拡大バージョンを示す図である。
【図２Ｃ】同じ選択された細胞の右の画像を囲むエリアに対応する、図２Ａのインターフェログラムの一部の拡大バージョンを示す図である。
【図３】基板上に配置された周期的構造体を備える、シアリング顕微鏡用スライドの例示的な実施形態の図である。
【図４】シアリング距離だけ分離される、スライド上のサンプルの２つの画像を生成するための、本明細書に開示するシアリング顕微鏡用スライドの使用法を示す図である。
【図５】シアリング微視的測定を行う例示的な方法を示す、流れ図である。
【図６】シアリング顕微鏡用スライドを準備する例示的な方法を示す、流れ図である。
【図７Ａ】シアリング顕微鏡用スライドを準備する方法及びシステムで使用する、マイクロ流体チャネル本体の例示的な実施形態の斜視図である。
【図７Ｂ】シアリング顕微鏡用スライドを準備する方法及びシステムで使用する、マイクロ流体チャネルのレイアウトの上面図である。
【図７Ｃ】図７Ａのマイクロ流体チャネル本体の例示的な実施形態の側面図又はプロファイル図である。
【図８】図７Ａ〜図７Ｃに関連して開示及び説明する技法を使用して準備された、顕微鏡用スライドの例示的な実施形態の図である。
【図９Ａ】サンプル材料の流れに適応し、空間分解能が向上した一時的位相シフトを可能にする、シアリング微視的測定を行うシステムの実施形態の図である。
【図９Ｂ】断面（図９Ｃに示される）がｙ方向に沿って得られるよう示された、図９Ａに示される周期的構造体のエリアの上面図である。
【図９Ｃ】サンプル・チャネル及び参照チャネルの高さプロファイルを示す、図９Ｂに示される周期的構造体のエリアにおける、ｙ方向に沿って得られた断面図又はプロファイル図である。
【図９Ｄ】断面（図９Ｅに示される）がｘ方向に沿って得られるよう示された、図９Ａに示される周期的構造体のエリアの上面図である。
【図９Ｅ】図９Ｄに示される周期的構造体のエリアの第１の位置及び第２の位置で、ｘ方向に沿って得られた断面図又はプロファイル図である。
【図１０Ａ】構造体の上面の溝又は窪んだ領域によって形成された、参照チャネルを有する周期的構造体を備える、シアリング微視的測定を行うシステムの実施形態を示す図である。
【図１０Ｂ】断面（図１０Ｃに示される）がｙ方向に沿って得られるよう示された、図１０Ａに示される周期的構造体のエリアの上面図である。
【図１０Ｃ】図１０Ｂに示される周期的構造体のエリア内のサンプル・チャネル及び参照チャネルの高さプロファイルを示す、ｙ方向に沿って得られた断面図又はプロファイル図である。
【図１０Ｄ】断面（図１０Ｅに示される）がｘ方向に沿って得られるよう示された、図１０Ａに示される周期的構造体のエリアの上面図である。
【図１０Ｅ】図１０Ｄに示される周期的構造体のエリアの第１の位置及び第２の位置で、ｘ方向に沿って得られた断面図又はプロファイル図である。
【図１１Ａ】材料の流れる方向に沿って光路長が変化する周期的構造体を備えるシアリング顕微鏡用スライドのエリアの、例示的な実施形態の上面図である。
【図１１Ｂ】断面がｙ方向の軸に沿って得られる、図１１Ａの参照領域又はチャネルの例示的な実施形態の断面図又はプロファイル図である。
【図１２Ａ】断面がｙ方向に沿って得られる、シアリング顕微鏡用スライドのエリアの例示的な実施形態の上面図である。
【図１２Ｂ】断面がｙ方向の軸に沿って得られる、図１２Ａに示される２つの参照チャネルの断面図又はプロファイル図である。
【図１２Ｃ】断面がｘ方向に沿って得られる、図１２Ａに示されるエリアの例示的な実施形態の上面図である。
【図１２Ｄ】図１２Ｃのエリアの第１の位置及び第２の位置において、ｘ方向に沿って得られた断面図又はプロファイル図である。
【図１３】サンプル材料の流れをもたらし、空間分解能が向上した一時的位相シフトを可能にする、シアリング微視的測定を行う例示的な方法を示す流れ図である。
【図１４】光路長の変化を有するよう構成された参照チャネルを使用するステップによることを含む、サンプル材料の流れをもたらし、一時的位相シフトを可能にする、シアリング微視的測定を行う例示的な方法を示す流れ図である。
【図１５】物体が、シアリング顕微鏡用スライドのサンプル・チャネルの長手方向に沿って入口から出口へ移動するときの、様々な時点での物体の画像を取り込む、一連の位相シフトしたスナップショットの図である。
【図１６】一連の位相シフトしたスナップショットに応じて位相変化を判定するステップによることを含む、シアリング微視的測定を行う例示的な方法を示す流れ図である。
【図１７Ａ】様々な位相シフトに対応する物体の一連のスナップショットを取得するステップによることを含む、シアリング微視的測定を行う例示的な方法を示す流れ図である。
【図１７Ｂ】時間的に連続した、位相シフトしたスナップショットを生成するステップを示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本発明は、プロセス、装置、システム、物質の組成、コンピュータ可読記憶媒体上に具現化されたコンピュータ・プログラム製品、並びに／又はプロセッサに結合されたメモリに格納され、且つ／若しくはメモリから供給される命令を実行するよう構成されたプロセッサなどのプロセッサを含む、多くのやり方で実施できる。この明細書では、こうした実施形態、又は本発明がとり得る他のどんな形態も、技法と呼ばれ得る。開示するプロセスのステップの順序は、概ね、本発明の範囲内で変更できる。特に記載しない限り、タスクを実行するよう構成されていると説明されるプロセッサ又はメモリなどの構成要素は、所与の時間にタスクを実行するよう一時的に構成される汎用の構成要素、又はタスクを実行するように製造された特定の構成要素として実施され得る。本明細書で使用される場合、用語「プロセッサ」は、コンピュータ・プログラム命令などのデータを処理するよう構成された１つ又は複数のデバイス、回路、及び／又は処理コアを指す。
【０００８】
本発明の１つ又は複数の実施形態の詳細な説明が、本発明の原理を説明する添付の図と共に、以下に提示される。本発明は、かかる実施形態と共に説明されるが、本発明は、どの実施形態にも限定されない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によってのみ限定され、本発明は、多数の代替形態、修正形態、及び同等物を包含する。本発明の完全な理解をもたらすために、以下の説明には多くの具体的な詳細が記載されている。これらの詳細は、例示を目的に提示されており、本発明は、これらの具体的な詳細の一部又は全部がなくても、特許請求の範囲にしたがって実施できる。明確にするために、本発明に関連する技術分野で知られている技術資料は、本発明が不必要に不明瞭にならないように、詳細には説明されていない。
【０００９】
標準的な生物学的スライドを使用して、横方向シアリング干渉顕微鏡を用いて３Ｄ細胞測定を行うと、波面がシアリングされてそれ自体に干渉した結果として生じるインターフェログラムが生成され、ここで、細胞画像の２つの複写は、シアリング距離だけ分離される。この手法では、測定結果において、細胞の、別の細胞との干渉を引き起こすことが多い。さらに、かかる顕微鏡を使用する場合に、参照面がないことが、分析を難しくする。
【００１０】
したがって、横方向シアリング干渉顕微鏡における生物学的サンプル中の物体の干渉の問題は、基板と、複数の参照領域及び複数のサンプル領域を有する、基板上に配置された周期的構造体とを備える、シアリング顕微鏡用スライドを使用する技法を使って対処され、複数の参照領域と複数のサンプル領域とは交互になっており、複数の参照領域のうちのそれぞれの参照領域は、シアリング微視的測定におけるサンプルの重なりを取り除く、参照部を提供するよう構成される。いくつかの実施形態では、参照領域は、シアリング微視的測定におけるサンプルの重なりを取り除く参照面を提供するよう構成される。他の実施形態では、開示する技法は、基板上に配置された周期的構造体を通して光を送出するために光源を使用するステップ、及び周期的構造体を通して送出される光に応じてシアリング微視的測定を行うステップを含む方法を含み、周期的構造体は複数の参照領域及び複数のサンプル領域を有し、複数の参照領域及び複数のサンプル領域が交互になっており、且つ複数の参照領域のうちのそれぞれの参照領域は、シアリング微視的測定において、サンプルの重なりを取り除く参照部を提供するよう構成される。
【００１１】
いくつかの実施形態では、光源は、サンプルに光を照射する照明光学システムである。さらに、開示する技法は、サンプルに光を照射するステップと、サンプルからの透過光を分離するステップと、分離された光による干渉画像を検出するステップとを含む、シアリング干渉法を含み、サンプルは、シアリング部材によるシアリング距離に応じて構成されたサンプル領域及び参照領域を有する。
【００１２】
サンプルに光を照射する照明光学システムと、サンプルからの透過光を分離するシアリ
ング部材と、分離された光による干渉画像を検出する検出器とを備える、シアリング干渉システムも開示され、サンプルは、シアリング部材によるシアリング距離に応じて構成されたサンプル領域及び参照領域を有する。
【００１３】
さらに、本明細書に開示するシアリング顕微鏡用スライドは、基板及び基板上に配置された構造体を備える。いくつかの実施形態では、構造体は、参照領域及びサンプル領域を有する。参照領域は、シアリング顕微鏡用スライドを測定するシアリング干渉システムのシアリング距離に応じて構成される。
【００１４】
基板と、基板上に配置された入口であって、測定されるべき複数の物体を含む材料を受容するよう構成される入口と、基板上に配置された出口であって、材料の一部を放出するよう構成される出口と、基板上に配置された周期的構造体とを備える、シアリング微視的測定を行うシステムも提供される。いくつかの実施形態では、周期的構造体は、複数の参照チャネルのうちの各参照チャネルが、シアリング微視的測定において、サンプルの重なりを取り除く参照部を提供するよう構成される複数の参照チャネルと、複数のサンプル・チャネルのうちの各サンプル・チャネルが、入口から出口への材料の流れに適応するよう構成される複数のサンプル・チャネルとを有し、複数の参照チャネルと複数のサンプル・チャネルとは交互になっている。
【００１５】
シアリング微視的測定を行う方法も提供され、該方法は、測定されるべき複数の物体を含む材料を、入口を通して周期的構造体内に受容するステップと、材料の一部を、周期的構造体から出口を通して放出するステップと、材料を、周期的構造体を通して入口から出口に流すために、力をかけるステップと、周期的構造体を通して光を送出するために光源を使用するステップと、周期的構造体を通して送出された光に応じて、シアリング微視的測定を行うステップとを含む。いくつかの実施形態では、周期的構造体は、複数の交互配置された参照チャネル及びサンプル・チャネルを有し、参照チャネルは、シアリング微視的測定において、サンプルの重なりを取り除く参照部を提供するよう構成される。
【００１６】
干渉計は、光の干渉を使用して、たとえば表面、厚さ、表面粗さ、光強度、材料の均一性、及び距離を含む、物体の物理的特性を正確に測定する。これらの特性は、干渉計で生成された光干渉パターン又はインターフェログラムの写真記録を分析することによって測定される。たとえば、２ビーム干渉計で干渉してインターフェログラムを生成する２つのビームの場合、生成されたインターフェログラムから、２つのビーム間の光路差（ＯＰＤ：optical path difference）に関する相対情報を抽出できる。干渉法及び干渉光テスト
の基礎についての議論は、Eric P.Goodwin及びJames C.Wyant、“Field Guide to Interferometric Optical Testing”、SPIE Field Guides、第ＦＧ１０巻、２００６年に見ることができ、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【００１７】
顕微鏡内の横方向シアリング干渉計（ＬＳＩ：Lateral Shearing Inteferometer）システムは、生物学的サンプルの３Ｄ細胞測定に使用されており、位相測定により細胞の光学厚さを測定できる。顕微鏡にＬＳＩシステムを実装する一例は、コネチカット大学（ＵＣＯＮＮ：University of Connecticut）で、Bahram Javidiが率いる研究チームによって開発された（たとえば、I.Moon、A.Anand、M.Cruz、及びB.Javidi、“Identification of Malaria-Infected Red Blood Cells Via Digital Shearing Interferometry and Statistical Inference”、IEEE Photonics Journal、第５巻、第５号、２０１３年１０月を参照
のこと。その全体が、参照により本明細書に組み込まれる）。ＵＣＯＮＮチームは、横方向シアリング干渉法に基づく単純な３Ｄ顕微鏡（デジタル・ホログラフィック顕微鏡すなわちＤＨＭ、又は３Ｄ顕微鏡とも呼ばれる）を開発した。本手法は基本的に、顕微鏡のサンプル面の物体を透過した位相を測定することに基づく。
【００１８】
図１は、ＵＣＯＮＮで開発されたものと同様の手法での、顕微鏡用のシアリング干渉システム（たとえば、ＬＳＩシステム）１００の例示的な実施形態のシステム概略図を示す。図示される例では、光源１１０（たとえば、レーザ源若しくはレーザ・ダイオード）又は照明光学システムを使用して、試料面１３０を通して光１２０をサンプルに送出又は照明する。イメージングは、この場合は単位共役比（finite conjugate）顕微鏡の対物レンズである、顕微鏡対物レンズ１４０を使用して行われる。試料面１３０は、測定されるべき細胞を有する生物学的サンプル・スライドなどの、対象となる物体を有するサンプルを保持する。顕微鏡の対物レンズ１４０は、試料面上にある、測定されるべき細胞などの対象となる物体を拡大する。光は、レーザ光源１１０からサンプルを含む試料面１３０を通って進み、顕微鏡の対物レンズ１４０を通過し、サンプルからの透過光を分離するシアリング部材（たとえば、ガラス・プレート１５０）に当たる。いくつかの実施形態では、シアリング部材は、コーティングされていないガラス・プレートである。この例では、参考のために、３Ｄの主軸のセットが１９９で提示されている。
【００１９】
図１のＬＳＩシステム１００では、厚さｔ、１５５を有するシアリング部材（たとえば、コーティングされていないガラス・プレート１５０）は、ある角度（図示されている例では４５°である）で傾斜され、シアリング部材（たとえば、コーティングされていないガラス・プレート１５０）に向けられた透過光の少なくとも一部を、画像を取り込むカメラ又は他のデバイスを含み得る、分離された光による干渉画像を検出する検出器１６０へ反射又は分離する。この場合、４５°のシアリング部材（たとえば、コーティングされていないガラス・プレート１５０）を使用して、検出器１６０においてシアリング距離１７０だけ分離された、２つの画像を作成する。より具体的には、ガラス・プレート１５０の厚さ１５５のために、図１の１１３に示されるように、第１のビーム１１１は、ガラス・プレート１５０の前面１５１で反射し、一方第２のビーム１１２は、ガラス・プレート１５０の背面１５２で反射し、ガラス・プレートを２回通過する。
【００２０】
光源又は照明光学システムは、プレートによる光路差を克服するために、十分な時間的及び空間的コヒーレンスを有していなければならない。ここで、厚さｔ＝３ｍｍ、屈折率ｎ＝１．５、及び４５°傾斜されたガラス・プレートでは、光路差（ＯＰＤ）はおおよそ、
【数１】
2021531470.tif 000044
である。
【００２１】
したがって、この例で、ビームが透過するガラスの厚さは、
【数２】
2021531470.tif 000045
である。
【００２２】
これによって生じるデフォーカスは、おおよそ
【数３】
2021531470.tif 000046
である。
【００２３】
このデフォーカス値は、２つの分岐したビーム間のデフォーカスであり、その結果、２つのビーム間に傾斜干渉縞が生じる。干渉縞の周波数は、ガラス・プレートの厚さ、及び単位共役比顕微鏡の対物レンズが使用されている共役比によって変わる。
【００２４】
図１に示されるＬＳＩシステム１００の１つの重要な構成要素は、光源又は照明光学システムである。上記のように、ＯＰＤは少なくとも１０ｍｍであり、これは、干渉縞を有するために、光源の時間的コヒーレンスがこの値を超えている必要があることを意味する。いくつかの例では、これだけのコヒーレンス長を確実にするために、単一縦モードのレーザが使用される。
【００２５】
シアリング干渉法にガラス・プレートなどのシアリング部材を使用することにより、全体的な単純性及び安定性の恩恵も受ける、低コストの手法が提供される。ただし、シアリング部材としてガラス・プレートを使用することには、分岐したビーム内にガラス・プレートがあることによる収差、少なくとも一方の画像の焦点がぼけることを意味する、２つのビーム間のデフォーカス（２．３ｍｍ超）、低い光効率（ビームごとに、コーティングされていないガラス・プレートからの４％のフレネル反射しか使用しない）、光源のコヒーレンス長についての要件、及び光学経路を折り曲げる必要があることを含むいくつかの欠点があり、該欠点により、この手法を市販の顕微鏡で使用するのは実用的ではない。このため、シアリング干渉法について他の手法が使用される可能性があり、開示する技法は、シアリング干渉法に用いられる手法によって範囲が制限されるものではない。
【００２６】
図１に示されるように、横方向シアリング手法により、顕微鏡の光学系を比較的簡単にすることができる。試料面１３０上のサンプルを通過する光１２０は、それ自体のシアリング又はシフトされたバージョンと干渉し、その結果、検出器１６０で、サンプル画像と同じサンプル画像のシフトされたバージョンとの重ね合わせを含む、測定値又はインターフェログラムが得られる。位相差は、サンプルのある部分とサンプルの別の部分との間の相対的な光路長に関する情報を含む。細胞又は他の対象となる物体がまばらに存在する、生物学的サンプル又は他のサンプルの場合、各細胞が生理食塩水又は他の懸濁流体（たとえば、空気）だけを含む領域と干渉する可能性はあるが、確実ではない。
【００２７】
しかし、より高密度の細胞を有する他のサンプル又は流れの場合、検出器１６０で生成されたインターフェログラムにおいて、干渉が、１つの細胞と別の細胞との間で、しばしば又は常にある。さらに、干渉計の「参照ビーム」（たとえば、図１のガラス・プレート１５０の前面１５１で反射する第１のビーム１１１によって生成される、サンプル画像の第１のバージョン）はまた、多くの細胞に関する位相情報を含み、そのため、測定された位相マップ全体にわたって、細胞が他の細胞と干渉する。（従来のシアリング干渉計では、典型的には、２つの測定ビームが、一方がシフトされた後に互いに干渉することにより、参照ビームがないので、ここでは用語「参照ビーム」は、引用符で囲まれている。言い換えれば、参照ビームという名前を、まったく任意にビームの一方に割り当てていることに留意されたい。）シアリングされた画像は、測定された位相マップにわたって、細胞の、サンプル内の他の細胞との干渉をもたらすので、サンプルの細胞又は領域のいずれについても、定量的な測定を行うことは、不可能ではないとしても困難である。
【００２８】
図２Ａは、ＬＳＩシステムの実施形態を使用して撮影された、例示的な画像を示す。図２Ａの例示的な画像は、具体的には、図１に示される例示的なＬＳＩシステム１００で生成されたインターフェログラム２００を示し、それ自体のシフトされたバージョンと重ね合わされたサンプル画像を含む。図２Ａに示される黒ベクトル２１０のセットは、サンプル内の細胞のセットに適用されるシアリングの向き及び大きさを示し、各黒ベクトルは、細胞のセットのうちの各細胞に適用されるシアリングに対応する。この場合、シアリングのために、細胞のセットのうちの各細胞がインターフェログラム２００に２回、つまり左側に１回、右側に１回現れることに留意されたい。たとえば、細胞のセットのうちの選択された細胞２０１の左の画像２０２は、同じ選択された細胞２０１の右の画像２０３と共に、黒ベクトル２１１で示されるシアリングの向き及び大きさで、インターフェログラム２００に現れる。この特定のサンプルにおける他の細胞及びそのシフトされたバージョンも、シアリングの向き及び大きさを表す、対応する黒ベクトルで示されている。この例では、参考のために、観察面に対応する２Ｄの主軸のセットが２９７で提示されている。
【００２９】
図２Ｂ及び図２Ｃは、図２Ａのインターフェログラム２００上の２箇所の場所又は位置で撮影された、選択された細胞２０１の拡大図を示す。より具体的には、図２Ｂは、選択された細胞２０１の左の画像（図２Ａに示される）を囲むエリア２０２に対応する、図２Ａのインターフェログラム２００の一部の拡大バージョンを示し、一方図２Ｃは、同じ選択された細胞２０１の右の画像（図２Ａに示される）を囲むエリア２０３に対応する、図２Ａのインターフェログラム２００の一部の拡大バージョンを示す。参考のために、図２Ｂ及び図２Ｃのそれぞれの観察面に対応する、２Ｄの主軸のセットが、それぞれ２９８及び２９９で提示されている。
【００３０】
図２Ａ及び図２Ｂに示されるように、選択された細胞２０１の左の画像を囲むエリア２０２は、別の細胞の画像２２１と干渉し、これは、インターフェログラムに現れたシアリングの効果に起因するアーティファクトである。選択された細胞の右の画像を囲むエリア２０３には、細胞２０１の画像と干渉する別の細胞の画像がないことに留意されたい。
【００３１】
干渉法の目標は、たとえば表面、厚さ、表面粗さ、光強度、材料の均一性の正確な測定を含む、対象となる物体（この場合は細胞）の物理的特性である、インターフェログラムの位相（すなわち、測定された位相マップ）を見出し、次いで位相がわかれば、距離が判定できることであるということを、想起されたい。ここで、２つの反射ビームは、固体ガラス・プレートの２つの表面によって生成される（たとえば、図１の１１３に示されるように、ガラス・プレート１５０の前面１５１で反射される第１のビーム１１１、及びガラス・プレート１５０の裏面１５２で反射し、ガラス・プレートを２回通過する第２のビーム１１２）。この場合、位相シフトを導入できる参照ビーム用の移動源を生成する簡単なやり方がなく、したがってこの特定のＬＳＩ構成では、位相シフト手法を使用して位相を判定することはできない。しかし、高周波傾斜干渉縞により、空間ヘテロダイン技法を使用でき、フーリエ変換を行うことで、単一フレーム又はインターフェログラムの位相が判明し得る。
【００３２】
図２Ａ〜図２Ｃに戻って、インターフェログラム２００を精査すると、傾斜干渉縞２２０があらわであり、これは、それぞれ図２Ｂ及び図２Ｃに示される選択された細胞の左の画像及び右の画像の拡大バージョンにおいてより明らかであり、視覚的に画定される。こうした傾斜干渉縞２２０により、空間ヘテロダイン技法を使用して、インターフェログラム２００の位相を計算できる。以前に述べたように、図２Ａのインターフェログラム２００上に示される黒ベクトル２１０は、シアリングの向き及び大きさを示す。予想通り、選択された細胞の２つの画像では、傾斜干渉縞が反対方向に移動することに留意されたい。これは、位相マップが２つのビーム間の位相差を示しているためである。たとえば、生理食塩水溶液に懸濁された細胞を含むサンプルの場合、細胞を通るＯＰＬ（光路長：optica
l path length）が生理食塩水のみを通るＯＰＬよりも長いと仮定する。所与の細胞につ
いて、画像の一方は（細胞−生理食塩水）の正の位相差である。同じ細胞の他方の画像では、干渉縞の位相は、負の位相差（生理食塩水−細胞）である。したがって、干渉縞のパターンは、同じ細胞を表す位相マップの２つの領域で反対方向にシフトし、上記で説明したように、選択された細胞による傾斜干渉縞の位相変化は、左の画像と右の画像とで反対になる。
【００３３】
もう１つの重要な問題は、図２Ａにおいて明らかである。シアリング干渉計は、ビームの２つの複写を作成し、一方をシフトし（示されている例では、ベクトルの方向に沿って）、次いで２つの複写を１つの画像（インターフェログラム）に重ね合わせることによって、２つの複写を干渉させることを想起されたい。したがって、ビームの画像内の各細胞又は特徴は、インターフェログラム内で複製され、画像内の各領域は、画像の別の領域と干渉することになる。その結果、サンプル内の、特により高密度の細胞を有するサンプル内の細胞が、サンプル内の別の細胞と干渉する可能性が高く、こうした重なる細胞の位相（ＯＰＤ）を見つけることは現実的ではない。これは、共通する道筋であるシアリング干渉計の手法の、一般的なトレードオフである。図２Ａの例では、視野には、細胞がいくらかまばらに存在している（５０％未満しか満たしていない）が、それにもかかわらず、インターフェログラム２００内には、細胞が重なり、位相を測定できない多くの場所がある。
【００３４】
図３は、基板３０１及び基板３０１上に配置された周期的構造体３０２を備える、シアリング顕微鏡用スライド３００の例示的な実施形態の図解である。周期的構造体３０２は、複数の参照領域３１０及び複数のサンプル領域３２０を有する。図示される例では、複数の参照領域と複数のサンプル領域とは交互になっており、複数の参照領域のうちのそれぞれの参照領域は、シアリング微視的測定において、サンプルの重なりを取り除く参照部を提供するよう構成される。たとえば、シアリング微視的測定の一例は、図２のインターフェログラム２００である。いくつかの例では、参照領域及びサンプル領域は、周期的構造体３０２の長さ３４０に沿って延在する平行ストリップであり、各平行ストリップは、他の平行ストリップのそれぞれとほぼ等しい幅であり、参照領域は、シアリング微視的測定におけるサンプルの重なりを取り除く、参照面を提供するよう構成される。この例では、参考のために、観察面に対応する２Ｄの主軸のセットが３９９で提示されている。
【００３５】
いくつかの実施形態では、シアリング微視的測定は、横方向シアリング干渉計（たとえば、図１に示されるシアリング干渉計）によって生成される横方向にシアリングされたインターフェログラム（たとえば、図２のインターフェログラム２００）を含む。場合によっては、参照領域及びサンプル領域は、周期的構造体の長さ３４０に沿って延在する平行ストリップであり、各平行ストリップは、他の平行ストリップのそれぞれとほぼ等しい幅（たとえば、幅ｗ、３３０）であり、横方向シアリング干渉計のシアリング距離は、各ストリップの幅の奇数の整数倍である。横方向シアリング干渉計の最小シアリング距離（たとえば、図１の１７０参照）は、この場合、ストリップ幅ｗ、３３０（又はチャネル幅ｗ）である。いくつかの実施形態では、より小さな領域が使用され、シアリング距離は、各ストリップ又はチャネルの幅（たとえば幅ｗ、３３０）の奇数の整数倍（たとえば、Ｎ＊ｗ、ここで、Ｎは奇数の整数）である。
【００３６】
いくつかの例では、スライド３００は、約５０％が測定サンプルで満たされ（測定領域）、約５０％がサンプル又は細胞がない（参照領域）よう構成される。好ましい構成は、図３に示されるように、測定のストリップと参照のストリップとを交互にすることであり、スライドは、約５０％が測定サンプルで満たされ、参照領域の約５０％にはサンプルがない。この設定では、すべてのサンプル領域が特徴のない（細胞のない）参照領域と干渉し、その結果得られるインターフェログラムは、より明確に読影されるようになる。
【００３７】
図４は、シアリング距離ｗ、４３０だけ分離される、スライド上のサンプルの２つの画像４０１及び４０２を生成するための、本明細書に開示するシアリング顕微鏡用スライドの使用法を示す。上記のように、第１のビームから形成された第１の画像４０１は、それ自体のシアリングされたバージョン（たとえば、第２のビームから形成された第２の画像４０２）と重ねられるか又は重ね合わされ、インターフェログラム（たとえば、図２Ａのインターフェログラム２００）を生成する。図４に示されるように、サンプル・チャネルと参照チャネルとは交互になって周期的構造体を形成し、その結果、シアリング距離ｗがサンプル・チャネルの期間と一致する場合、サンプル・チャネルは常に細胞を含まない参照チャネルと干渉し、図２Ｂに示される、細胞が別の細胞と干渉する状況は常に回避される。この例では、参考のために、観察面に対応する２Ｄの主軸のセットが４９９で提示されている。
【００３８】
図示される例では、第１の画像４０１の第１のサンプル・チャネル又は領域Ｂ１は、第２の画像４０２の第１の参照チャネル又は領域Ａ２と干渉する。さらに、第１の画像４０１の第２の参照チャネル又は領域Ｃ１は、第２の画像４０２の第１のサンプル・チャネル又は領域Ｂ２と干渉する。この場合、各サンプル・チャネル又は領域が、２つの異なる参照領域と干渉することに留意されたい（すなわち、２回測定される）。ここで、サンプル・チャネル又は領域Ｂ１は、参照チャネル又は領域Ａ２と干渉し、サンプル・チャネル又は領域Ｂ２（Ｂ１の複写であり、したがって同じサンプルを含む）は、参照チャネル又は領域Ｃ１と干渉する。このようにして、参照領域とサンプル領域とを交互にする本明細書に記載の構成は、サンプル領域と２つの異なる参照領域との重なりから得られる冗長な測定値を使用することによって、測定精度を向上させることができる。
【００３９】
図５は、シアリング微視的測定を行う例示的な方法５００を示す、流れ図を示す。方法５００は、基板上に配置された周期的構造体を通して光を送出するために、光源を使用するステップ５１０と、周期的構造体を通って送出される光に応じて、シアリング微視的測定を行うステップ５２０とを含む。図示される例では、周期的構造体は、複数の参照領域及び複数のサンプル領域を有し、複数の参照領域と複数のサンプル領域とは交互になっており、且つ複数の参照領域のうちのそれぞれの参照領域は、シアリング微視的測定において、サンプルの重なりを取り除く参照部を提供するよう構成される。
【００４０】
いくつかの実施形態では、シアリング微視的測定を行うステップは、横方向シアリング干渉計を使用して横方向にシアリングされたインターフェログラムを生成するステップを含む。いくつかの例では、上記のように、参照領域及びサンプル領域は、基板の長手方向に沿って延在する平行ストリップであり、各平行ストリップは、他の平行ストリップのそれぞれとほぼ等しい幅であり、参照領域は、シアリング微視的測定におけるサンプルの重なりを取り除く参照面を提供するよう構成される。場合によっては、図３に関して以前に論じたように、横方向シアリング干渉計でのシアリング距離は、各ストリップの幅ｗの奇数の整数倍（たとえば、Ｎ＊ｗ、ここで、Ｎは奇数の整数）である。
【００４１】
いくつかの実施形態では、シアリング顕微鏡用スライドは、固定され、準備されたスライドである。一例として、図３のスライド３００などのシアリング顕微鏡用スライドを準備する技法を、図６及び図７Ａ〜図７Ｄに関連して以下で論じる。
【００４２】
図６は、シアリング顕微鏡用スライドを準備する例示的な方法６００を示す、流れ図を示す。図示される例では、方法６００は、基板へのマイクロ流体チャネル本体の結合を形成するステップ６１０を含む。場合によっては、基板はガラス製スライドである。この場合、マイクロ流体チャネル本体は、材料をマイクロ流体チャネル本体及び複数のチャネルに流入させるよう構成された入口の液溜めと、材料をマイクロ流体チャネル本体から流出
させるよう構成された出口の液溜めとを備える。方法６００は、マイクロ流体チャネル本体のチャネルを通して、コラーゲン懸濁液を入口に流入させ、出口の液溜めから流出させるステップ６２０と、コラーゲン懸濁液の流れを一時停止させ、コラーゲン成分を沈降させ、基板表面のコーティングを可能にして、表面上にコラーゲンのコーティングを形成するステップ６３０とを含む。いくつかの実施形態では、コラーゲンのコーティングが基板の表面に形成されると、方法６００は、マイクロ流体チャネル本体のチャネルを通して、サンプル材料を入口に流入させ、出口の液溜めから流出させるステップ６４０と、サンプル材料の流れを一時停止させ、サンプル材料の一部がコラーゲンのコーティングに付着することを可能にするステップ６５０とを含む。サンプル材料が基板上のコラーゲンのコーティングに付着すると、６６０で、マイクロ流体チャネル本体が基板から取り外される。このようにして、サンプル材料は基板上のチャネルに付着し、上記の図３に関連して説明したように、所望のサンプル領域又はチャネルを形成する。
【００４３】
いくつかの実施形態では、マイクロ流体チャネル本体は、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ：polydimethylsiloxane）チャネル本体であり、マイクロ流体チャネル本体の基板（たとえば、ガラス製スライド）への結合は、ＰＤＭＳチャネル本体の基板への可逆的結合によって形成される。場合によっては、ＰＤＭＳチャネル本体は再利用可能であり、基板から結合及び結合解除され、別の基板で再利用され得る。可逆的結合は、様々な方法で達成できる（たとえば、Chu M等、“Plasma free reversible and irreversible microfluidic bonding”、Labchip、１７（２）、２６７〜２７３頁（２０１７年）、Dinh T等、“Development of reversible bonding for microfluidic applications”、Microfluidics and Nanofluidics、１９（３）、７５１〜７５６頁（２０１５年）参照）。
【００４４】
いくつかの実施形態では、コラーゲン以外の様々な物質がチャネル本体に流入され、チャネルを通って該物質に晒された基板の表面上にコーティングを形成する。開示する技法は、基板のサンプル領域又はチャネルをコーティングするためのコラーゲンの使用に限定されるものではなく、サンプル材料が付着できるコーティングを可能にする限り、他の材料又は物質を使用できる。
【００４５】
さらに、上記の図６の方法６００を実行するために使用できる、シアリングされる顕微鏡用スライドを準備するシステムについて開示する。いくつかの実施形態では、システムは、マイクロ流体チャネル本体、材料を受容するよう構成された入口、及び材料の一部を放出するよう構成された出口を有する、マイクロ流体チップを備える。場合によっては、マイクロ流体チャネル本体は、等しい幅を有する複数の間隔で離間された材料を保持する、幅がほぼ等しい複数の平行チャネルを有し、各チャネルの幅及び各間隔の幅は、ほぼ等しい。場合によっては、チャネル本体は、基板（たとえば、ガラス製スライド）に可逆的に結合するよう構成される。
【００４６】
いくつかの実施形態では、システムはまた、入口を通って受容され、複数の平行チャネルを通って移動し、出口を通って放出される材料の流れを制御する、流れ制御の仕組みを備える。流れ制御の仕組みは、具体的には、マイクロ流体チャネル本体のチャネルを通して、コラーゲン懸濁液を入口に流入させ、出口から流出させ、コラーゲン懸濁液の流れを一時停止させ、コラーゲン成分を沈降させ、ガラス製スライド表面のコーティングを可能にして、表面上にコラーゲンのコーティングを形成し、マイクロ流体チャネル本体のチャネルを通して、サンプル材料を入口に流入させ、出口から流出させ、且つサンプル材料の流れを一時停止させ、サンプル材料の一部がコラーゲンのコーティングに付着することを可能にするよう構成される。
【００４７】
ここで、上記のシアリング顕微鏡用スライド及びその様々な構成要素を準備するシステムについて、図７Ａ〜図７Ｃ及び図８に関連してさらに詳細に論じることにする。
【００４８】
図７Ａは、本明細書に開示する、シアリング顕微鏡用スライドを準備する方法及びシステムで使用する、マイクロ流体チャネル本体７００の例示的な実施形態の斜視図を示す。いくつかの実施形態では、図７Ａに示されるマイクロ流体チャネル本体７００は、標準的なフォトリソグラフィ及びソフト・リソグラフィを使用して製作される。場合によっては、マイクロ流体チャネル本体は、再利用可能なＰＤＭＳベースのマイクロ流体チップに収容されるか又は含まれる。場合によっては、チャネル本体は、ガラス製スライドに可逆的に結合するよう構成される。この例では、参考のために、３Ｄの主軸のセットが７９７で提示されている。
【００４９】
図７Ａに示されるように、マイクロ流体チャネル本体７００は、材料を受容するよう構成された入口７１１と、入口７１１を通る材料の一部を放出するよう構成された出口７１２とを有する。マイクロ流体チャネル本体７００はまた、材料を保持する、複数の平行チャネル７２０を有する。図７に示されるように、複数のチャネル７２０のうちのそれぞれのチャネルは、幅がほぼ等しく、チャネルは、やはりほぼ等しい幅を有する複数の間隔７１０によって離間されている。各チャネルの幅と各間隔の幅とは、ほぼ等しく図示されていることに留意されたい。したがって、マイクロ流体チャネル本体７００の構成は、各チャネルが他の平行チャネルのそれぞれとほぼ等しい幅になるように、複数の交互になった参照領域及び平行チャネルであるサンプル領域を有する、周期的構造体を刻印するよう設計される。
【００５０】
図７Ｂは、本明細書に開示する、シアリング顕微鏡用スライドを準備する方法及びシステムで使用する、マイクロ流体チャネルのレイアウト７０１の上面図を示す。図７Ｂにおいて、破線のボックス７５０で描かれた長方形のエリアは、ガラス製スライド上に、平行チャネルである、複数の交互になった参照領域及びサンプル領域を有する周期的構造体を刻印又は型押しできる、対象となる領域を強調している。この場合の周期的構造体は、チャネルのレイアウト７０１において、平行チャネル７２０の幅及びチャネル間でチャネルを分離する間隔７１０がほぼ等しいという事実によってもたらされる。この例では、参考のために、観察面に対応する２Ｄの主軸のセットが７９８で提示されている。
【００５１】
図７Ｃは、図７Ａのマイクロ流体チャネル本体７００の例示的な実施形態の側面図又はプロファイル図７０２を示す。この場合はＰＤＭＳチャネル本体である、マイクロ流体チャネル本体７００の底面は、この場合、顕微鏡用スライド７６０の上面に結合されていることが示されている。上記のように、ＰＤＭＳチャネル本体とガラス製スライドとの結合は可逆的であり、ガラス製スライドが所望のサンプルを有する周期的構造体の形で刻印されると、チャネル本体を取外しできることに留意されたい。ここで、顕微鏡用スライド７６０は、本明細書に開示するシアリング顕微鏡用スライドである。また、このプロファイル図７０２には、入口７１１及び出口７１２が示されている。この例では、参考のために、観察面に対応する２Ｄの主軸のセットが７９９で提示されている。
【００５２】
いくつかの実施形態では、シアリング顕微鏡用スライドは、以下のステップによって準備できる。可逆的結合は、図７Ａ〜図７Ｃに示されるＰＤＭＳチャネル本体及びガラス製スライドで形成される。ＰＤＭＳチャネル本体は、入口、出口、及び複数の平行チャネルを有する。コラーゲン懸濁液（又はサンプルが付着できる他の物質）は、入口又は細胞液溜め（たとえば、図７Ａ〜図７Ｃの入口７１１）に注ぎ込まれ、入口は、材料をＰＤＭＳチャネル本体及び複数のチャネルに流入するよう構成される。いくつかの実施形態では、出口は、シリンジ・ポンプなどのポンプ機構に連結される出口管を備える。コラーゲン懸濁液又は他の物質を、ＰＤＭＳチャネル本体内の複数のチャネルのそれぞれを通して、流すか又は移動させるために、コラーゲン懸濁液又は他の物質は、ＰＤＭＳチャネル本体から引き込まれる。引込みプロセスは、コラーゲン懸濁液又は他の物質を各チャネル内に引
き込むために、いくつかの実施形態では、手動ポンプを使用して手動で実行されるが、他の実施形態では、シリンジ・ポンプなどの自動ポンプ移送機構が使用される。可逆的なマイクロ流体結合は通常、高圧に耐えることができないので、コラーゲン懸濁液又は他の物質の流れを促進するための引込み手法は重要であり、適切な引込みの流れによって確実に、流路が良好に密封される。
【００５３】
コラーゲン懸濁液又は他の物質が、各チャネルにおいて晒されるガラス製スライドのエリアをカバーするのに十分な量に達した後、コラーゲン懸濁液（又は他の物質）内のコラーゲン成分（又はサンプルが付着できる他の成分）を沈降させ、ガラス表面のコーティングを可能にするために、流れは一時停止されるか又は一定期間止められる。
【００５４】
ガラス表面がコラーゲン成分（又は他の成分）でコーティングされると、対象となるサンプル（たとえば、細胞の懸濁液）が入口に注ぎ込まれ、サンプルは、上記の同じ仕組みを使用して複数のチャネルのそれぞれに流入され、コラーゲン懸濁液又は他の物質が、ＰＤＭＳチャネル本体から引き込まれる。具体的には、サンプルを、ＰＤＭＳチャネル本体内の複数のチャネルのそれぞれを通して、流すか又は移動させるために、サンプルは、ＰＤＭＳチャネル本体から引き込まれる。引込みプロセスは、サンプルを各チャネル内に引き込むために、いくつかの実施形態では、手動ポンプを使用して手動で実行されるが、他の実施形態では、シリンジ・ポンプなどの自動ポンプ移送機構が使用される。
【００５５】
サンプルが、各チャネルにおいて晒されるガラス製スライドのエリアをカバーするのに十分な量に達した後、サンプル内の対象となる物体（たとえば、サンプル中に懸濁する細胞）が、ガラス表面に堆積したコーティング（たとえば、細胞が付着するコラーゲン又は他の成分）に付着することを可能にするために、サンプルの流れは一時停止されるか又は一定期間止められる。
【００５６】
最後に、ＰＤＭＳチャネル本体のガラス製スライドへの結合は可逆的であるため、ＰＤＭＳチャネル本体は結合を元に戻すことによって取り外され、ガラス製スライドは横方向シアリング顕微鏡で使用準備が完了となる。ＰＤＭＳチャネル本体は、洗浄して、別のシアリング顕微鏡用スライドの準備に再利用できる。したがって、開示する手法は、上記の利点を有するシアリング顕微鏡用スライドを準備するための、容易で効果的且つ安価なやり方を提供する。
【００５７】
図８は、図７Ａ〜図７Ｃに関連して開示及び説明した技法を使用して準備された、顕微鏡用スライド８００の例示的な実施形態の図解である。図８に示されるように、対象となる細胞又は物体は、複数の参照領域８１０及び複数のサンプル領域又は測定領域８２０を有する周期的構造体８０２上に分散又は配置されている。図示される例では、複数の参照領域８１０及び複数のサンプル領域又は測定領域８２０が交互にあり、周期的構造体８０２の境界が、それぞれ図７Ｂのイメージング・エリア７５０に対応するイメージング・エリア８５０で描かれている。この場合、交互になっている参照領域８１０及びサンプル領域８２０は、スライド８００の長さ８４０に沿って延在する平行ストリップ又はチャネルであり、各平行ストリップ又はチャネルは、他の平行ストリップ又はチャネルのそれぞれとほぼ等しい幅８３０である。この例では、参考のために、観察面に対応する２Ｄの主軸のセットが８９９で提示されている。
【００５８】
上記の実施形態のいくつかに記載されているように、シアリング顕微鏡用スライドの一例は、固定スライドである。こうした場合、サンプル内の対象となる物体がスライド上の固定場所又は位置にあり、スライドに対して動かないように、サンプル材料がスライド上に固定される。かかるスライドは、図７Ａ〜図７Ｃに関連して説明した例示的な方法によって準備できる。
【００５９】
他の実施形態では、代替手段として、シアリング顕微鏡用スライドは、スライドのチャネルを通るサンプル材料の流れを可能にするか又は実現する、外部ポンプ機構に連結されるよう構成される。こうした場合、サンプル材料はスライドを通って流れ、サンプル内の対象となる物体は、スライドのチャネルを通って、スライド全体に移動する。物体がスライド全体に移動するとき、スライド上の様々な位置にある同じ物体のスナップショットのセットを生成するために、様々な時点でスライドのチャネル上の様々な場所にある、細胞などの対象となる物体のスナップショット（インターフェログラムなど）を撮影できる。これは、多数の固定サンプル・スライドを準備する必要なしに、サンプル内の対象となる物体を継続的に観察できるという利点をもたらす。さらに、以下でさらに詳細に論じるように、このスライド構成及び測定技法は、他の利点及び利益も同様にもたらす。
【００６０】
干渉法の目標は、測定又は分析されている対象となる物体の様々な特性を判定するために、インターフェログラムから位相マップを復元することであるということを、想起されたい。２ビームシアリング干渉計で位相マップを復元する１つのやり方は、２つのビーム間に傾斜を導入し、空間ヘテロダイン干渉法を使用して、ただ１回の測定で結果として得られる画像又はインターフェログラム全体の位相マップを復元することである。位相マップを復元する空間ヘテロダイン干渉法の技法は、フーリエ変換をインターフェログラムに適用し、続いてフィルタ処理（たとえば、帯域通過フィルタ処理）を行い、傾斜干渉縞の空間周波数ｆ周辺のフーリエ変換の一部を選択し、次いで空間周波数周辺を逆フーリエ変換する。この手法は、上記の流れる場合など、時間と共に変化するサンプルに有用であり得る。ただし、この手法のトレードオフは、空間ヘテロダイン干渉法で使用されるフーリエ変換及びフィルタ処理演算の際に、空間分解能が低下することである。この技法のより詳細な議論は、Eric P.Goodwin及びJames C.Wyant、“Field Guide to Interferometric Optical Testing”、SPIE Field Guides、第ＦＧ１０巻、２００６年に見ることができ、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【００６１】
空間ヘテロダイン干渉法の適用に起因する空間分解能の低下の問題を回避する１つの方法は、その代わりに、この目的のために構成され、次の図に関連して説明するシアリング顕微鏡用スライドを使用して、時間位相シフトの手法を適用することである。
【００６２】
図９Ａは、サンプル材料の流れに適応し、空間分解能が向上した一時的位相シフトを可能にする、シアリング微視的測定を行うシステム９００の実施形態を示す。この例では、システム９００は、基板９０１（たとえば、ガラス製スライド）と、基板９０１上に配置された周期的構造体９０２とを備える。図示される例では、基板９０１上に配置された入口９１１は、測定されるべき複数の物体を含む材料を受容するよう構成される。さらに、基板９０１上に配置された出口９１２は、材料の一部を放出するよう構成される。
【００６３】
図９Ａに示される周期的構造体９０２は、複数の参照チャネル９１０及び複数のサンプル・チャネル９２０を有する。この例では、複数のサンプル・チャネル９２０のうちの各サンプル・チャネルは、入口９１１から出口９１２への材料の流れに適応するよう構成され、材料の流れる方向９０５（流れ方向）は、ｙ軸に沿ってｙ方向に進む。複数の参照チャネル９１０のうちの各参照チャネルは、シアリング微視的測定においてサンプルの重なりを取り除く、参照部を提供するよう構成される。図示されている例では、参照チャネルは、空気を含む空気チャネルであるが、参照チャネルは、生理食塩水などの他の材料又は流体を有するか、又は保持できる。図９Ａに示されるように、複数の参照チャネル９１０及び複数のサンプル・チャネル９２０は、交互になっている。参考のために、観察面に対応する２Ｄの主軸のセットが９９１で提示されている。
【００６４】
いくつかの実施形態では、測定されるべき物体には細胞が含まれ、シアリング微視的測
定には、横方向シアリング干渉計で生成される、横方向にシアリングされたインターフェログラムが含まれる。図９Ａの例では、複数の参照チャネル９１０及び複数のサンプル・チャネル９２０は、構造体の長さ９４０に沿って延在し、各参照チャネル及び各サンプル・チャネルは、他の参照チャネルのそれぞれ及び他の各サンプル・チャネルのそれぞれとほぼ等しい幅ｗ（９３０で示される）である。図示される例では、チャネルは、壁９６０で互いに分離されている。一例として、サンプル・チャネル９５１及び参照チャネル９５２は、９５３にある壁で分離されている。他の実施形態では、横方向シアリング干渉計におけるシアリング距離は、各参照チャネル及び各サンプル・チャネルの幅ｗ、９３０の奇数の整数倍である。場合によっては、参照チャネル９１０は、シアリング微視的測定において、サンプルの重なりを取り除く参照面を提供するよう構成される。
【００６５】
いくつかの実施形態では、周期的構造体は、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）の構造体であり、周期的構造体の基板（たとえば、ガラス製スライド）への結合は、ＰＤＭＳ構造体の基板への結合によって形成される。ＰＤＭＳ構造体は、場合によっては、３Ｄ印刷プロセスを使用して形成される。参照チャネルのそれぞれ及びサンプル・チャネルのそれぞれは、この例では、２つの隣接するチャネルを分離する、２つの隣接チャネル間の周期的構造体の壁（たとえば、ＰＤＭＳ壁）９６０で分離された、別々のチャネルであることに留意されたい。
【００６６】
典型的には、連続する位相変化を加える手法を使用して位相マップを復元するには、様々な位相を有する同じ物体の４回の測定が必要となる。この場合、５０％のデューティ・サイクルで交互になった参照チャネル又は領域とサンプル・チャネル又は領域とを有するスライド構成によって、各サンプル領域は、２つの異なる参照領域に同時に干渉するため、既に２回測定されていることに留意されたい（たとえば、図４参照）。サンプルがチャネルを通って流れている場合、位相シフト測定を行うことができる様々なやり方がある。
【００６７】
１つのやり方は、ｙ方向に沿って、参照領域の光路長（ＯＰＬ）を変化させることである。この場合、サンプルが流れると（たとえば、９０５で示されるｙ方向に沿って）、サンプルは位相が変化する参照信号と干渉し、位相シフトが可能になる。ＬＳＰＳＩ（最小２乗位相シフト干渉法：Least Squares Phase Shifting Interferometry）又は他の技法
を使用して、測定領域の位相を計算できるので、位相変化量は、正確な値である必要はない。ＯＰＬは、ｙに沿って（たとえば、軸のセット９９１参照）、厚さを変更することによって、又は一定の厚さを持ちながら、高屈折率材料と低屈折率材料との比率の変化（たとえば、２つの対向する楔）が参照チャネル内に組み込まれることによって、変化させることができる。別法として、参照領域が１つおきに（たとえば、奇数の領域）、残りの領域（たとえば、偶数の領域）に対して厚さのオフセットを持つことができ、その結果、位相シフトを行うために必要な４回の測定を得るのに、時間的に２回の測定だけで済む。
【００６８】
したがって、場合によっては、参照チャネル９１０は、材料の流れるｙ方向に沿って（たとえば、図９Ａに示される流れ方向９０５）、光路長が変化するよう構成される。たとえば、参照チャネルは、材料の流れるｙ方向に沿って参照チャネルのそれぞれの厚さを変えることによって、材料の流れるｙ方向に沿って光路長が変化するよう構成される。
【００６９】
より具体的には、シアリング顕微鏡用スライドの、シアリング微視的測定の空間分解能を向上させるために、サンプルの流れる方向に沿って勾配の付いた参照領域で光路長の変化を導入することによって、一時的位相シフトが可能になる。物体（たとえば細胞）がサンプルの流路を通って移動するときに、物体の一連の測定値又はスナップショット（たとえばインターフェログラム）を撮影することにより、物体が参照領域の厚みの増加に対応する場所にあるときに撮影される各連続スナップショットに、位相変化が加えられる。
【００７０】
この場合、材料の流れる方向に沿った光路長の変化は、構造体９０２の参照領域９１０の厚さ又は高さの変化によるものである。より具体的には、図９Ａに示される上面図には見えないが、参照領域又はチャネル９１０は、材料の流れる方向に沿って厚さが徐々に増加するように、勾配が付いている。
【００７１】
図９Ｂは、複数の参照チャネル９１０及び複数のサンプル・チャネル９２０を有する、図９Ａに示される周期的構造体９０２のエリア９５０の上面図の図解であり、断面（以下で図９Ｃに示される）は、ｙ方向に沿って得られるように図示される。この場合、チャネルは、壁９６０で互いに分離されている。一例として、サンプル・チャネル９５１及び参照チャネル９５２は、９５３にある壁（たとえば、ＰＤＭＳ壁）で分離されている。
【００７２】
参照チャネル９５２は、材料の流れる方向９０６に沿って光路長が変化する。各参照チャネル及び各サンプル・チャネルは、幅ｗ（９３０で示される）がほぼ等しい。参考のために、２Ｄの主軸のセットが９９２で提示され、材料の流れる方向９０６（流れ方向）は、ｙ方向に、ｙ軸に沿って進み、スライドの参照領域又はチャネルの幅ｗは、ｘ方向に、ｘ軸に沿って示される。端点Ａ１及びＡ２で指定された、ｙ方向の軸に沿ったサンプル・チャネル９５１の断面が得られ、また端点Ｂ１及びＢ２で指定されたｙ方向の軸に沿った参照チャネル９５２の断面が得られる。サンプル・チャネル９５１及び参照チャネル９５２のこれらの断面図は、図９Ｃに示され、図９Ｃについて説明されている。
【００７３】
図９Ｃは、サンプル・チャネル９５１（断面は、端点Ａ１及びＡ２で指定されたｙ方向の軸に沿って得られる）及び参照チャネル９５２（断面は、端点Ｂ１及びＢ２で指定されたｙ方向の軸に沿って得られる）の高さプロファイルを示す、断面図又はプロファイル図の図解である。参考のために、２Ｄの主軸のセットが９９３で提示され、材料の流れる方向９０７（流れ方向）は、ｙ方向に、ｙ軸に沿って進み、スライドの参照領域又はチャネルの厚さ又は高さは、ｚ方向に、ｚ軸に沿って示される。図９Ｃに示されるように、サンプル・チャネルは、ｙ方向に沿って一定の高さであるが、参照チャネルは、ｙ方向に沿って勾配が付いている。
【００７４】
厚さ又は高さの変化は、例示する目的で大幅に誇張されているが、参照チャネル９５２は、流入口（たとえば、図９Ａの入口９１１）から排出口（たとえば、図９Ａの出口９１２）へ材料が流れるｙ方向に、ｙ軸に沿って、ｚの厚さ又は高さが徐々に増加するよう構成される。図９Ｃにおいてｙ軸に沿って左から右に移る参照チャネルの高さプロファイルの上昇勾配で示されるように、参照チャネル（たとえば空気チャネル）の厚さ又は高さが徐々に増加すると、光は、材料の流れるｙ方向に、ｙ軸に沿って、参照チャネルの様々な厚さを通過するので、スライドを通って当てられる光の光路長の変化がもたらされ、参照チャネルには、流体（たとえば、空気）又は他の材料が配置される。
【００７５】
図９Ｄは、複数の参照チャネル９１０及び複数のサンプル・チャネル９２０を有する、図９Ａに示される周期的構造体９０２のエリア９５０の上面図の図解であり、断面（以下で図９Ｅに示される）は、ｘ方向に沿って得られるように図示される。この場合、チャネルは、壁９６０で互いに分離されている。一例として、サンプル・チャネル９５１及び参照チャネル９５２は、９５３にある壁（たとえば、ＰＤＭＳ壁）で分離されている。
【００７６】
この例では、参照チャネル９５２は、材料の流れる方向９０８に沿って光路長が変化する。各参照チャネル及び各サンプル・チャネルは、幅ｗ（９３０で示される）がほぼ等しい。参考のために、２Ｄの主軸のセットが９９４で提示され、材料の流れる方向９０８（流れ方向）は、ｙ方向に、ｙ軸に沿って進み、スライドの参照領域又はチャネルの幅ｗは、ｘ方向に、ｘ軸に沿って示される。さらに、入口により近い又は近位のｙの第１の位置で、端点Ｃ１及びＣ２で指定されたｘ方向の軸に沿った、周期的構造体のエリア９５０の
第１の断面が得られ、出口により近い又は近位のｙの第２の位置で、端点Ｄ１及びＤ２で指定されたｙ方向の軸に沿った、周期的構造体のエリア９５０の第２の断面が得られる。エリア９５０の第１及び第２の位置におけるこれらの断面図は、図９Ｅに示され、図９Ｅについて説明されている。
【００７７】
図９Ｅは、基板９０１上に配置された周期的構造体９０２のエリア９５０の、端点Ｃ１及びＣ２で指定された第１の位置及び端点Ｄ１及びＤ２で指定された第２の位置での、断面図又はプロファイル図の図解である。参考のために、２Ｄの主軸のセットが９９５で提示され、スライドの参照領域又はチャネルの厚さ又は高さは、ｚ方向に、ｚ軸に沿って示される。周期的構造体９０２は、複数の参照チャネル９１０及び複数のサンプル・チャネル９２０を有する。図示される例では、チャネルは、壁９６０で互いに分離されている。一例として、サンプル・チャネル９５１及び参照チャネル９５２は、９５３にある壁で分離されている。
【００７８】
厚さの変化は、例示する目的で大幅に誇張されているが、参照領域又はチャネル９１０は、流入口（たとえば、図９Ａの入口９１１）から排出口（たとえば、図９Ａの出口９１２）へｙ方向に、ｙ軸に沿って、厚さが徐々に増加するよう構成される。図９Ｅでは、ｙ方向に、ｙ軸に沿った、参照領域又はチャネル９１０（たとえば、空気チャネル）の厚さのこの緩やかな増加は、２つの断面位置での参照チャネル９１０の高さの差によって示されている。具体的には、参照チャネル９１０は、端点Ｃ１及びＣ２で指定された第１の位置の断面で得られる９６１で、高さがｈ１であり、端点Ｄ１及びＤ２で指定された第２の位置の断面で得られる９６２で、異なる高さｈ２である。この場合、参照チャネルの高さが増加しているので、ｈ２がｈ１より高いことがわかる。対照的に、この例では、サンプル・チャネル９２０の高さは一定のままである。参照チャネルの高さが材料の流れる方向に沿って減少していくいくつかの実施形態（図示せず）では、ｈ２はｈ１より低くなるであろう。上記のように、参照チャネルの高さが徐々に増加すると、光は、ｙ方向に、ｙ軸に沿って、様々な厚さの参照チャネルを通過するので、スライドを通って当てられる光の光路長の変化がもたらされる。
【００７９】
図９Ａ〜図９Ｅは、周期的構造体（たとえば、ＰＤＭＳ構造体）が基板（たとえば、ガラス製スライド）に合するか又は結合される表面の近くに配置される、複数のサンプル・チャネル及び複数の参照チャネルを有する周期的構造体を備える、シアリング微視的測定を行うシステムの実施形態を示す。図９Ａ〜図９Ｅに示される実施形態では、周期的構造体９０２の上面は平坦なままであり、一方チャネル（たとえば、チャネル９１０及び９２０）は、基板の上面と合する周期的構造体の底面に設けられた、凹んだ領域に刻まれるか、又は窪んだ領域から形成される。参照チャネル９１０及びサンプル・チャネル９２０は、ｙ方向に沿った長方形の列として示されているが、いくつかの実施形態では、１つ又は複数の参照チャネル又はサンプル・チャネルのプロファイルは、様々な形状を有することに留意されたい。プロファイルは、たとえば、ドーム型、円形、正方形、三角形、又は他の任意の多角形若しくは湾曲した縁部のプロファイル形状であり得、材料がサンプル・チャネルを通って流れる通路を提供するか、又は別法として、シアリング微視的測定におけるサンプルの重なりを取り除く参照チャネルの構造を提供する。いくつかの実施形態では、周期的構造体は、以下でより詳細に説明するように、構造体が基板の上面と合する底面ではなく、構造体の上面に窪み又は溝として形成された参照チャネルを有する。
【００８０】
図１０Ａは、構造体の上面に刻まれた、上面内に設けられた、又は上面に配置された溝又は窪んだ領域によって形成された、参照チャネルを有する周期的構造体を備える、シアリング微視的測定を行うシステム１０００の実施形態を示す。この例では、システム１０００は、基板１００１（たとえば、ガラス製スライド）と、基板１００１上に配置された周期的構造体１００２とを備える。図９Ａの例では、基板１００１上に配置された入口１
０１１は、測定されるべき複数の物体を含む材料を受容するよう構成される。さらに、基板１００１上に配置された出口１０１２は、材料の一部を放出するよう構成される。
【００８１】
図１０Ａに示される周期的構造体１００２は、複数の参照チャネル１０１０及び複数のサンプル・チャネル１０２０を有する。複数のサンプル・チャネル１０２０のうちの各サンプル・チャネルは、入口１０１１から出口１０１２への材料の流れに適応するよう構成され、材料の流れる方向１００５（流れる方向）は、ｙ軸に沿ってｙ方向に進む。複数の参照チャネル１０１０のうちの各参照チャネルは、シアリング微視的測定においてサンプルの重なりを取り除く、参照部を提供するよう構成される。この場合、参照チャネルは空気を含む空気チャネルであるが、他の実施形態では、参照チャネルは他の材料又は液体を保持するよう構成され得る。さらに、図１０Ａに示されるように、複数の参照チャネル１０１０及び複数のサンプル・チャネル１０２０は交互になっており、各参照チャネル及び各サンプル・チャネルは、幅ｗ（１０３０で示される）がほぼ等しい。参考のために、観察面に対応する２Ｄの主軸のセットが１０９１で提示されている。
【００８２】
いくつかの実施形態では、測定されるべき物体には細胞が含まれ、シアリング微視的測定には、横方向シアリング干渉計で生成される、横方向にシアリングされたインターフェログラムが含まれる。図１０Ａの例では、複数の参照チャネル１０１０及び複数のサンプル・チャネル１０２０は、構造体の長さ１０４０に沿って延在し、各参照チャネル及び各サンプル・チャネルは、幅ｗ（１０３０で示される）が、他の参照チャネルのそれぞれ及び他の各サンプル・チャネルのそれぞれにほぼ等しい。他の実施形態では、横方向シアリング干渉計におけるシアリング距離は、各参照チャネル及び各サンプル・チャネルの幅ｗ、１０３０の奇数の整数倍である。場合によっては、参照チャネル１０１０は、シアリング微視的測定においてサンプルの重なりを取り除く、参照面を提供するよう構成される。
【００８３】
図９Ａ〜図９Ｅに示されるシステム９００の実施形態とは異なり、図１０Ａのシステム１０００の実施形態は、周期的構造体内に、２つの隣接するチャネルを分離する壁を備えていない。この場合、参照チャネルは、構造体の上面に刻まれるか、上面内に設けられるか、又は上面に配置されるよう構成され、一方、サンプル・チャネルは、構造体の底面にあるよう構成されるので、構造体がサンプル・チャネルと参照チャネルとの高さ（又は深さ）の合計よりも厚い実施形態では、参照チャネルとサンプル・チャネルとを分離するために壁を備える必要はない。具体的には、壁のエリア（たとえば、周期的構造体の上面図から見た、壁の上面）は、有効なデータを生成せず、その結果、視野が失われるか、又は実効視野がより小さくなるであろう。したがって、隣接するチャネル又は領域を分離するための壁を備えない、図１０Ａに関して示し、説明した構成は、いくつかの利点をもたらす。この場合、図１０Ａに示される、隣接するチャネルを分離する壁がなく、サンプル・チャネルと参照チャネルとの間に隙間がない構造体は、視野を失わないよう構成されており、したがって、壁を備える構造体と比較して、実効視野がより大きくなる。
【００８４】
いくつかの実施形態では、周期的構造体は、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）の構造体であり、周期的構造体の基板（たとえば、ガラス製スライド）への結合は、ＰＤＭＳ構造体の基板への結合によって形成される。ＰＤＭＳ構造体は、場合によっては、３Ｄ印刷プロセスを使用して形成される。
【００８５】
場合によっては、参照チャネル１０１０は、材料の流れるｙ方向（たとえば、図１０Ａに示される流れ方向１００５）に沿って光路長が変化するよう構成される。たとえば、参照チャネルは、材料の流れるｙ方向に沿って参照チャネルのそれぞれの厚さを変えることによって、材料の流れるｙ方向に沿って光路長が変化するよう構成される。
【００８６】
この場合、材料の流れる方向に沿った光路長の変化は、構造体１００２の参照領域又は
チャネル１０１０の厚さ又は深さの変化によるものである。より具体的には、図１０Ａに示される上面図には見えないが、参照領域又はチャネル１０１０は、材料の流れる方向に沿って深さが徐々に増加するように勾配が付いている、構造体１００２の上面に設けられた溝である。
【００８７】
図１０Ｂは、複数の参照チャネル１０１０及び複数のサンプル・チャネル１０２０を有する、図１０Ａに示される周期的構造体１００２のエリア１０５０の上面図の図解であり、断面（図１０Ｃに示される）は、ｙ方向に沿って得られるように図示される。この場合、周期的構造体は、サンプル・チャネル１０５１及び参照チャネル１０５２（図１０Ａ及び図１０Ｂに示される）を有する。この例では、参照チャネル１０５２は、材料の流れる方向１００６に沿って光路長が変化する。各参照チャネル及び各サンプル・チャネルは、幅ｗ（１０３０で示される）がほぼ等しい。参考のために、２Ｄの主軸のセットが１０９２で提示され、材料の流れる方向１００６（流れ方向）は、ｙ方向に、ｙ軸に沿って進み、スライドの参照領域又はチャネルの幅ｗは、ｘ方向に、ｘ軸に沿って示される。さらに、端点Ｅ１及びＥ２で指定された、ｙ方向の軸に沿ったサンプル・チャネル１０５１の断面が得られ、また端点Ｆ１及びＦ２で指定されたｙ方向の軸に沿った参照チャネル１０５２の断面が得られる。サンプル・チャネル１０５１及び参照チャネル１０５２のこれらの断面図は、図１０Ｃに示され、図１０Ｃについて説明されている。
【００８８】
図１０Ｃは、サンプル・チャネル１０５１（断面は、端点Ｅ１及びＥ２で指定されたｙ方向の軸に沿って得られる）及び参照チャネル１０５２（断面は、端点Ｆ１及びＦ２で指定されたｙ方向の軸に沿って得られる）の高さプロファイルを示す、断面図又はプロファイル図の図解である。参考のために、２Ｄの主軸のセットが１０９３で提示され、材料の流れる方向１００７（流れ方向）は、ｙ方向に、ｙ軸に沿って進み、スライドの参照領域又はチャネルの厚さ又は高さは、ｚ方向に、ｚ軸に沿って示される。図１０Ｃに示されるように、この場合、サンプル・チャネルはｙ方向に沿って一定の高さであり、一方、周期的構造体の上面に溝又は窪みを有する参照チャネルは、ここでは周期的構造体１００２の表面の上に配置された空気チャネルとして示され、参照チャネルの深さの変化は、ｙ方向に沿った周期的構造体１００２の下降勾配によってもたらされる。
【００８９】
厚さ又は深さの変化は、例示する目的で大幅に誇張されているが、参照チャネル１０５２は、流入口（たとえば、図１０Ａの流入口１０１１）から排出口（たとえば、図１０Ａの排出口１０１２）へ材料が流れるｙ方向に、ｙ軸に沿って、ｚの厚さ又は深さが徐々に増加するよう構成される。図１０Ｃにおいてｙ軸に沿って左から右に移る参照チャネルの深さプロファイルの下降勾配で示されるように、参照チャネル（たとえば空気チャネル）の厚さ又は深さが徐々に増加すると、光は、材料の流れるｙ方向に、ｙ軸に沿って、参照チャネルの様々な厚さを通過するので、スライドを通って当てられる光の光路長の変化がもたらされる。
【００９０】
図１０Ｄは、複数の参照チャネル１０１０及び複数のサンプル・チャネル１０２０を有する、図１０Ａに示される周期的構造体１００２のエリア１０５０の上面図の図解であり、断面（図１０Ｅに示される）は、ｘ方向に沿って得られるように図示される。この場合、周期的構造体は、サンプル・チャネル１０５１及び参照チャネル１０５２を有する。参照チャネル１０５２は、材料の流れる方向１００８に沿って光路長が変化する。各参照チャネル及び各サンプル・チャネルは、幅ｗ（１０３０で示される）がほぼ等しい。参考のために、２Ｄの主軸のセットが１０９４で提示され、材料の流れる方向１００８（流れ方向）は、ｙ方向に、ｙ軸に沿って進み、スライドの参照領域又はチャネルの幅ｗは、ｘ方向に、ｘ軸に沿って示される。さらに、入口により近い又は近位のｙの第１の位置で、端点Ｇ１及びＧ２で指定されたｘ方向の軸に沿った、周期的構造体のエリア１０５０の第１の断面が得られ、出口により近い又は近位のｙの第２の位置で、端点Ｈ１及びＨ２で指定
されたｙ方向の軸に沿った、周期的構造体のエリア１０５０の第２の断面が得られる。エリア１０５０の第１及び第２の位置におけるこれらの断面図は、図１０Ｅに示され、図１０Ｅについて説明されている。
【００９１】
図１０Ｅは、基板１００１上に配置された周期的構造体１００２のエリア１０５０の、端点Ｇ１及びＧ２で指定された第１の位置及び端点Ｈ１及びＨ２で指定された第２の位置での、断面図又はプロファイル図の図解である。参考のために、２Ｄの主軸のセットが１０９５で提示され、参照チャネルの厚さ又は深さは、ｚ方向に、ｚ軸に沿って示される。周期的構造体１００２は、複数の参照チャネル１０１０及び複数のサンプル・チャネル１０２０を有する。
【００９２】
図１０Ｅは、周期的構造体１００２の上面に刻まれるか、上面内に設けられるか、又は上面に配置された溝又は窪んだ領域によって形成される参照チャネル１０１０と、基板１００１に隣接する、周期的構造体１００２の底面に配置されるサンプル・チャネル１０２０とを示す。
【００９３】
厚さの変化は、例示する目的で大幅に誇張されているが、参照領域又はチャネル１０１０は、流入口（たとえば、図１０Ａの流入口１０１１）から排出口（たとえば、図１０Ａの排出口１０１２）へｙ方向に、ｙ軸に沿って、厚さ又は深さが徐々に増加するよう構成される。図１０Ｅでは、ｙ方向に、ｙ軸に沿った、参照領域又はチャネル（たとえば、空気チャネル）の厚さ又は深さのこの緩やかな増加は、２つの断面位置での参照チャネルの深さの差によって示されている。具体的には、参照チャネルは、端点Ｇ１及びＧ２で指定された第１の位置の断面で得られる１０６１で、深さがｄ１であり、端点Ｈ１及びＨ２で指定された第２の位置の断面で得られる１０６２で、異なる深さｄ２である。この場合、参照チャネルの深さが増加しているので、ｄ２はｄ１より深いことがわかる。対照的に、この例では、サンプル・チャネル１０２０の高さは一定のままである。参照チャネルの深さが材料の流れる方向に沿って減少していくいくつかの実施形態（図示せず）では、ｄ２はｄ１より浅くなるであろう。上記のように、参照チャネルの深さが徐々に増加すると、光は、ｙ方向に、ｙ軸に沿って、様々な厚さの参照チャネルを通過するので、スライドを通って当てられる光の光路長の変化がもたらされる。
【００９４】
上記のシステムを使用して、物体が、ｙ方向に、ｙ軸に沿って、参照領域又はチャネルの厚さの増加に対応するスライドの、サンプル領域又はチャネルを通って移動するときに、物体の一連の測定値又はスナップショット（たとえば、インターフェログラム）を撮影し、物体が参照チャネルの増加した厚さ、高さ、又は深さに対応する位置にあるときに、各連続測定値又はスナップショットが撮影されると、連続する時点で撮影される各測定値又はスナップショットに、位相変化を効果的に追加できる。この位相変化は、次の図に関連して詳細に説明するように、参照領域のｙ軸に沿ったＯＰＬの変化に起因する、ｘ軸に平行に走る状態で存在する傾斜干渉縞によって目視できる。
【００９５】
図１１Ａは、材料の流れる方向に沿って光路長が変化する周期的構造体を備えるシアリング顕微鏡用スライドの、エリア１１００の例示的な実施形態の上面図の図解である。いくつかの実施形態では、たとえば、図９Ａ〜図９Ｅ及び１０Ａ〜図１０Ｅに示される、以前の例で説明したように、光路長の変化は、スライドの参照領域に組み込まれた厚さの変化によるものである。これらの実施形態では、参照チャネルのそれぞれは、材料の流れる方向に沿って参照チャネルのそれぞれの厚さを変えることによって、材料の流れる方向に沿って光路長が変化するよう構成される。ただし、材料の流れる方向に沿って光路に変化をもたらすやり方は他にもある。具体的には、参照チャネルのそれぞれの、高屈折率材料と低屈折率材料との比率を変化させることによって、参照チャネルのそれぞれは、材料の流れる方向に沿って光路長が変化するよう構成され得る。他の実施形態では、参照チャネ
ルのそれぞれは、材料の流れる方向に沿って光路長が変化するよう構成され、選択された参照チャネルのセットは、選択されていない参照チャネルのセットに対して厚さのオフセットを有し、一時的位相シフトについて必要な測定回数を減らすよう構成される。複数の参照チャネルのうちで、参照チャネルが１つおきに選択される。
【００９６】
この場合、図１１Ａに示される周期的構造体は、複数の交互になっている参照領域又はチャネル１１１０及びサンプル領域又はチャネル１１２０を有する。サンプル・チャネル１１２０は、流入口１１１１から排出口１１１２への材料の流れに適応するよう構成され、参照チャネル１１１０は、シアリング微視的測定において、サンプルの重なりを取り除く参照部を提供するよう構成される。いくつかの実施形態では、流入口１１１１は、入口（たとえば、図９Ａの入口９１１又は図１０Ａの入口１０１１）を含み、排出口１１１２は、出口（たとえば、図９Ａの出口９１２又は図１０Ａの出口１０１２）を含む。場合によっては、参照チャネル１１１０は、シアリング微視的測定においてサンプルの重なりを取り除く、参照面を提供するよう構成される。
【００９７】
さらに、図１１Ａはまた、スライドの参照領域のｙ方向に沿ったＯＰＬの変化に起因する、ｘ軸に平行に走る干渉縞１１５０を示す。ここで、干渉縞１０５０は、ＯＰＤｒｅｆｅｒｅｎｃｅ＿ｒｅｇｉｏｎ（ｙ）＝ｍ＊ｙに起因する。この式で、ｍは、ナノメートル単位のＯＰＤの変化／マイクロメートル単位の空間位置の変化で表される線の勾配である。具体的には、細胞などの物体を含むサンプル材料がｙ方向に流れるとき、細胞は、異なる干渉縞の位相によって測定され、これは、位相シフト測定を行うことと同等であるが、たとえば他のシアリングの構成又は設定の場合にあり得るような、どんな駆動ミラーも必要としない。この例では、参考のために、３Ｄの主軸のセットが１９９１で提示され、材料の流れる方向（流れ方向）は、１１０５で示されているように、また流入口及び排出口にある矢印でも示されているように、ｙ軸に沿って進む。
【００９８】
図１１Ａに示されるように、端点Ｊ１及びＪ２で指定されたｙ方向の軸に沿った、参照チャネル１１２１の断面が得られる。参照チャネル１１２１の断面図又はプロファイル図は、図１１Ｂに示され、図１１Ｂに関して説明される。
【００９９】
図１１Ｂは、図１１Ａの参照領域又はチャネル（１１２１）の例示的な実施形態の断面図又はプロファイル図の図解であり、断面は、端点Ｊ１及びＪ２によって指定されるｙ方向の軸に沿って得られる。この実施形態では、参照チャネル（たとえば、図１１Ａの１１１０に示されるような）のそれぞれの、高屈折率材料と低屈折率材料との比率を変化させることによって、参照チャネルのそれぞれは、材料の流れる方向に沿って光路長が変化するよう構成される。参考のために、２Ｄの主軸のセットが１１９２で提示され、材料の流れる方向（流れ方向）は、１１０６で示されるｙ方向に、ｙ軸に沿って進み、スライドの厚さ又は高さは、ｚ方向に、ｚ軸に沿って示される。
【０１００】
図１１Ｂの例では、参照チャネル１１２１の高屈折率材料と低屈折率材料との比率を変化させることによって、参照チャネル１１２１は、１１０６で示されるｙ方向に、ｙ軸に沿った材料の流れる方向に沿って光路長が変化するよう構成される。ここで、参照チャネル１１２１は、第１の屈折率ｎ１を有する第１の材料（たとえば、１１５１の材料１）と、第２の屈折率ｎ２を有する第２の材料（たとえば、１１５２の材料２）とを有し、ここで、ｎ１はｎ２と異なる。
【０１０１】
図１１Ｂに示されるように、材料１（１１５１）及び材料２（１１５２）は、参照チャネル１１２１に組み込まれた２つの対向する楔に一体に圧入され、材料の流れる方向１１０６に沿った、参照領域又はチャネル１１２１の一定の総厚さｔ（１１５４）を維持しながら、楔間の勾配１１５３を形成する。勾配１１５３は、図１１Ｂでは、例示する目的で
大幅に誇張されており、対向する楔は、高屈折率材料と低屈折率材料との間、この場合は材料１（１１５１）と材料２（１１５２）との間で緩やかな勾配を形成するよう構成されていることに留意されたい。参照チャネルに組み込まれている高屈折率材料と低屈折率材料との比率を変化させることによって作成される緩やかな勾配により、サンプル材料がスライドを通って流れるときに実効屈折率が徐々に変化し、したがって一時的位相シフトの仕組みが実現される。この場合の目標は、視野全体にｙ方向（すなわち、材料の流れる方向）に、視野全体に２〜３ミクロンのＯＰＤである、光路差の波をいくつか導入することである。
【０１０２】
図１２Ａは、シアリング顕微鏡用スライドのエリア１２００の例示的な実施形態の上面図の図解であり、断面はｙ方向に沿って得られる。スライドは、スライドの参照領域又はチャネルに組み込まれた厚さの変化によって、材料の流れる方向に沿って光路長が変化する、周期的構造体を備える。参考のために、３Ｄの主軸のセットが１２９１で提示され、材料の流れる方向（流れ方向）は、１２０５で示されているように、ｙ軸に沿って進む。
【０１０３】
図示される例では、スライドは、エリア１２００に示されるように、複数の交互になっている参照領域又はチャネルとサンプル領域又はチャネルとを有する周期的構造体を備える。サンプル領域又はチャネル１２２０は、流入口１２１１から排出口１２１２への材料の流れに適応するよう構成され、参照領域又はチャネル１２２１及び１２２２は、シアリング微視的測定において、サンプルの重なりを取り除く参照面を提供するよう構成される。いくつかの実施形態では、流入口１２１１は、たとえば図９Ａの入口９１１又は図１０Ａの入口１０１１であり得る入口（図示せず）を含み、排出口１２１２は、たとえば図９Ａの出口９１２又は図１０Ａの出口１０１２であり得る出口（図示せず）を含む。この場合、選択された参照領域又はチャネルのセット（たとえば、１２２１）は、選択されていない参照領域又はチャネルのセット（たとえば、１２２２）に対して厚さのオフセットを有するよう構成され、一時的位相シフトについて必要な測定回数を減らし、複数の参照領域又はチャネルのうち、参照領域又はチャネルが１つおきに選択される（たとえば、１２２１）。
【０１０４】
図１２Ａに示されるように、ｙ方向の軸に沿って、参照チャネル１２２１（端点Ｋ１及びＫ２で指定される）及び参照チャネル１２２２（端点Ｌ１及びＬ２で指定される）の断面が得られる。参照チャネル１２２１及び１２２２の断面図又はプロファイル図は、図１２Ｂに示され、図１２Ｂに関して説明される。
【０１０５】
図１２Ｂは、図１２Ａの１２２１及び１２２２で示される２種類の参照チャネルの断面図又はプロファイル図の図解であり、断面はそれぞれ、端点Ｋ１及びＫ２、並びに端点Ｌ１及びＬ２で指定される、ｙ方向の軸に沿って得られる。参考のために、２Ｄの主軸のセットが１２９２で提示され、材料の流れる方向（流れ方向）は、１２０６で示されるｙ方向に、ｙ軸に沿って進み、スライドの厚さ又は高さは、ｚ方向に、ｚ軸に沿って示される。
【０１０６】
この場合、図１２Ａの参照領域又はチャネル１２２１及び１２２２のそれぞれは、材料の流れる方向に沿って光路長が変化するよう構成される。さらに、参照領域又はチャネルは１つおきに、残りの参照領域又はチャネルに対して厚さのオフセットを有するよう構成され、一時的位相シフトについて必要な測定又はスナップショットの数を減らす。図１２Ａ及び図１２Ｂに示されるように、参照領域又はチャネルが１つおきに（たとえば、奇数の参照領域１２２１）、残りの領域又はチャネル（たとえば、偶数の領域１２２２）に対して厚さのオフセットを持つよう構成され、その結果、位相シフトを行うために必要な４回の測定を得るのに、時間的に２回の測定だけで済む。参照チャネル間の厚さのオフセットをよりよく説明するために、ｘ軸に沿った追加の断面図が得られ、システムの要素につ
いて、次の図に関連してさらに説明する。
【０１０７】
図１２Ｃは、図１２Ａに示されるシアリング顕微鏡用スライドのエリア１２００の例示的な実施形態の上面図の図解であり、断面はｘ方向に沿って得られる。スライドは、スライドの参照領域又はチャネルに組み込まれた厚さの変化によって、材料の流れる方向に沿って光路長が変化する、周期的構造体を備える。参考のために、３Ｄの主軸のセットが１２９３で提示され、材料の流れる方向（流れ方向）は、１２０７で示されているように、ｙ軸に沿って進む。
【０１０８】
以前の図１２Ａの例では、この場合のスライドは、エリア１２００に示されるように、複数の交互になっている参照領域又はチャネルとサンプル領域又はチャネルとを有する周期的構造体を備える。サンプル領域又はチャネル１２２０は、流入口１２１１から排出口１２１２への材料の流れに適応するよう構成され、参照領域又はチャネル１２２１及び１２２２は、シアリング微視的測定において、サンプルの重なりを取り除く参照面を提供するよう構成される。いくつかの実施形態では、流入口１２１１は、たとえば図９Ａの入口９１１又は図１０Ａの入口１０１１であり得る入口（図示せず）を含み、排出口１２１２は、たとえば図９Ａの出口９１２又は図１０Ａの出口１０１２であり得る出口（図示せず）を含む。この場合、選択された参照領域又はチャネルのセット（たとえば、１２２１）は、選択されていない参照領域又はチャネルのセット（たとえば、１２２２）に対して厚さのオフセットを有するよう構成され、一時的位相シフトについて必要な測定回数を減らし、複数の参照領域又はチャネルのうち、参照領域又はチャネルが１つおきに選択される（たとえば、１２２１）。
【０１０９】
図１２Ｃに示されるように、ｙ方向に流入口１２１１により近い又は近位の第１の位置で、端点Ｍ１及びＭ２で指定されるｘ方向の軸に沿った、周期的構造体のエリア１２００の第１の断面が得られる。ｙ方向に排出口１２１２により近い又は近位の第２の位置で、端点Ｎ１及びＮ２で指定されるｙ方向の軸に沿った、周期的構造体のエリア１２００の第２の断面が得られる。エリア１２００の第１及び第２の位置におけるこれらの断面図又はプロファイル図は、図１２Ｄに示され、図１２Ｄについて説明されている。
【０１１０】
図１２Ｄは、図１２Ｃのエリア１２００の、端点Ｍ１及びＭ２で指定された第１の位置並びに端点Ｎ１及びＮ２で指定された第２の位置での、断面図又はプロファイル図の図解である。参考のために、２Ｄの主軸のセットが１２９４で提示され、スライドの参照領域又はチャネルの厚さ又は高さは、ｚ方向に、ｚ軸に沿って示される。
【０１１１】
厚さの変化は、例示する目的で大幅に誇張されているが、参照領域又はチャネル１２２１及び１２２２は、流入口１２１１から排出口１２１２へｙ方向に、ｙ軸に沿って（図１２Ｃの１２０７で示される）、厚さが徐々に増加するよう構成される。図１２Ｄでは、ｙ方向に、ｙ軸に沿った、参照領域又はチャネル（たとえば、空気チャネル）の厚さのこの緩やかな増加は、２つの断面位置での参照チャネルのそれぞれの高さの差によって示されている。
【０１１２】
具体的には、選択された参照チャネルのセット（１２２１）のうちの各参照チャネルは、端点Ｍ１及びＭ２で指定された第１の位置の断面で得られる１２３１で、高さがｈ１であるよう構成され、端点Ｎ１及びＮ２で指定された第２の位置の断面で得られる１２３２で、異なる高さｈ２であるよう構成される。この場合、選択された参照チャネルのセットの高さがｙ方向に沿って増加しているので、ｈ２がｈ１より高いことがわかる。参照チャネルの高さが材料の流れる方向に沿って減少していく他の実施形態（図示せず）では、ｈ２はｈ１より低くなるであろう。上記のように、参照チャネルの高さが徐々に増加すると、光は、ｙ方向に、ｙ軸に沿って、様々な厚さの参照チャネルを通過するので、スライド
を通って当てられる光の光路長の変化がもたらされる。
【０１１３】
選択されていない参照チャネルのセット（１２２２）のうちの各参照チャネルは、端点Ｍ１及びＭ２で指定された第１の位置の断面で得られる１２３３で、高さがｈ3であるよ
う構成され、端点Ｎ１及びＮ２で指定された第２の位置の断面で得られる１２３４で、異なる高さｈ4であるよう構成される。この場合、選択された参照チャネルのセットの高さ
がｙ方向に沿って増加しているので、ｈ４がｈ３より高いことがわかる。参照チャネルの高さが材料の流れる方向に沿って減少していく他の実施形態（図示せず）では、ｈ４はｈ３より低くなるであろう。上記のように、参照チャネルの高さが徐々に増加すると、光は、ｙ方向に、ｙ軸に沿って、様々な厚さの参照チャネルを通過するので、スライドを通って当てられる光の光路長の変化がもたらされる。
【０１１４】
この場合、選択された参照チャネルのセット（１２２１）のうちの各参照チャネルは、選択されていない参照チャネルのセット（１２２２）のうちの各参照チャネルに対して厚さのオフセット（１２３５）を有し、一時的位相シフトについて必要な測定回数を減らすよう構成され、複数の参照チャネルのうちで参照チャネルが１つおきに、１２２１に示されるように選択されることに留意されたい。
【０１１５】
ここで、隣接する参照領域又はチャネル間（たとえば、参照チャネル１２２１と参照チャネル１２２２との間）の厚さのオフセット（１２３５）により、いくらかの量、この場合π／２ラジアンだけオフセットされている、干渉縞１２５０が生じる。明確化及び例示する目的で、干渉縞１２５０は、図１２Ａ及び図１２Ｃにおいて、スライド１２００のｙ方向の全領域にわたっては図示されていないが、実際には、干渉縞は視野全体にわたって延在することになる。
【０１１６】
また、物体（たとえば、サンプル材料に含まれる、又は懸濁される細胞）がチャネルを通って流れるときに場所を変える場合、ソフトウェアを作成して、最初の測定値又はスナップショットと２回目の測定値又はスナップショットで同じ物体を互いに関連づけることができ、それにより位相シフト測定を行うことが可能になることにも留意されたい。図１２のように、単一のカメラ・フレームで２回の測定を行うことにより、相互に関係づけられる必要がある、時間の関数である物体の位置がより少なくなるので、物体の相関ソフトウェアのタスクがより簡単になる。
【０１１７】
図１３は、サンプル材料の流れをもたらし、空間分解能が向上した一時的位相シフトを可能にする、シアリング微視的測定を行う例示的な方法１３００を示す、流れ図を示す。方法１３００は、図９Ａ〜図９Ｅ、図１０Ａ〜図１０Ｅ、図１１Ａ〜図１１Ｂ、及び図１２Ａ〜図１２Ｄに関連して以前に記載したシステムを使用して、実行できることに留意されたい。
【０１１８】
方法１３００は、１３１０で、測定されるべき複数の物体を含む材料を、入口を通して、周期的構造体内に受容するステップを含む。図示される例では、周期的構造体は、複数の参照チャネルのうちの各参照チャネルが、シアリング微視的測定において、サンプルの重なりを取り除く参照部を提供するよう構成される複数の参照チャネルと、複数のサンプル・チャネルのうちの各サンプル・チャネルが、入口から出口への材料の流れに適応するよう構成される複数のサンプル・チャネルとを有する。さらに、複数の参照チャネル及び複数のサンプル・チャネルは交互になっている。
【０１１９】
場合によっては、材料はサンプルであり、物体は細胞を含む。場合によっては、各参照チャネル及び各サンプル・チャネルは、幅ｗが互いに、また他の参照チャネルのそれぞれ及び他のサンプル・チャネルのそれぞれにほぼ等しく、横方向シアリング干渉計のシアリ
ング距離は、各参照チャネル及び各サンプル・チャネルの幅ｗの奇数の整数倍である。いくつかの実施形態では、参照チャネルは、シアリング微視的測定においてサンプルの重なりを取り除く参照面を提供するよう構成される。
【０１２０】
１３２０で、材料の一部が出口を通って周期的構造体から放出され、１３３０で、材料が入口から出口へ周期的構造体を通って流れるようにするために力がかけられる。１３４０で、周期的構造体を通して光を送出するために光源が使用され、１３５０で、シアリング微視的測定が、周期的構造体を通して送出される光に応じて行われる。場合によっては、シアリング微視的測定を行うステップは、横方向シアリング干渉計を使用して横方向にシアリングされたインターフェログラムを生成するステップを含む。
【０１２１】
図１４は、光路長の変化を有するよう構成された参照チャネルを使用するステップによることを含む、サンプル材料の流れをもたらし、一時的位相シフトを可能にする、シアリング微視的測定を行う例示的な方法１４００を示す、流れ図を示す。方法１４００は、上記の、図９Ａ〜図９Ｅ、図１０Ａ〜図１０Ｅ、図１１Ａ〜図１１Ｂ、及び図１２Ａ〜図１２Ｄに関連して記載したシステムを使用して、実行できることに留意されたい。
【０１２２】
方法１４００は、１４１０で、測定されるべき複数の物体を含む材料を、入口を通して、周期的構造体内に受容するステップを含む。図示される例では、周期的構造体は、複数の参照チャネルのうちの各参照チャネルが、シアリング微視的測定において、サンプルの重なりを取り除く参照部を提供するよう構成される複数の参照チャネルと、複数のサンプル・チャネルのうちの各サンプル・チャネルが、入口から出口への材料の流れに適応するよう構成される複数のサンプル・チャネルとを有する。さらに、複数の参照チャネル及び複数のサンプル・チャネルは交互になっている。
【０１２３】
場合によっては、材料はサンプルであり、物体は細胞を含む。場合によっては、各参照チャネル及び各サンプル・チャネルは、幅ｗが互いに、また他の参照チャネルのそれぞれ及び他のサンプル・チャネルのそれぞれにほぼ等しく、横方向シアリング干渉計のシアリング距離は、各参照チャネル及び各サンプル・チャネルの幅ｗの奇数の整数倍である。いくつかの実施形態では、参照チャネルは、シアリング微視的測定においてサンプルの重なりを取り除く参照面を提供するよう構成される。この場合、参照チャネルはさらに、一時的位相シフトの仕組みを実現する、材料の流れる方向に沿った光路長の変化を有するよう構成される。
【０１２４】
図１４に示されるように、方法１４００は、１４２０で、材料の一部を周期的構造体から出口を通して放出するステップと、１４３０で、材料を、周期的構造体を通って入口から出口まで流すために力をかけるステップとを含む。１４４０で、周期的構造体を通して光を送出するために光源が使用され、１４５０で、シアリング微視的測定が、周期的構造体を通して送出される光に応じて行われる。場合によっては、シアリング微視的測定を行うステップは、横方向シアリング干渉計を使用して横方向にシアリングされたインターフェログラムを生成するステップを含む。
【０１２５】
方法１４００はまた、１４６０で、時間的に連続した、位相シフトしたスナップショットを生成するステップも含み、各位相シフトしたスナップショットは、物体がサンプル・チャネルの長手方向に沿って入口から出口まで移動するときに、異なる時点で物体の画像を取り込む。１４７０で、物体の測定値に関連づけられる位相は、一連の位相シフトしたスナップショットに応じて判定される。
【０１２６】
この場合、参照チャネルを、材料の流れる方向に沿って光路長が変化するよう構成することにより、物体がサンプル・チャネルに沿って移動するときに、物体に位相シフトを導
入する機能がもたらされる。サンプルが流れるときに、サンプルは位相が変化する参照信号と干渉し、それにより、経時的に一連のスナップショットを撮影することで取り込まれ得る位相シフトが可能になる。次いで、一連のスナップショット（たとえば、インターフェログラムのセット）を分析して、画像の各画素における位相Φ（ｘ，ｙ）を判定できる。具体的には、放射照度Ｉ（ｘ，ｙ）は、次の干渉方程式によって支配される。
【数４】
2021531470.tif 000047
【０１２７】
上記の方程式では、Ｉｄｃ、Ｉａｃ、及びΦ（ｘ，ｙ）は不明であり、したがって、Φ（ｘ，ｙ）を判定するのに必要な最小測定回数又はスナップショットは３回である。誤った位相シフトによるエラーを減らすために、より多くの測定を行うことで、解の諸改善を達成できる。
【０１２８】
画像間の最も一般的な位相シフトは、π／２ラジアン（９０°）である。
【数５】
2021531470.tif 000048
【０１２９】
位相を計算するための一般的なアルゴリズムは、以下を含む。
【数６】
2021531470.tif 000049
【０１３０】
上記のように、位相を判定するには少なくとも３つのスナップショットが必要であり、その場合、上記の３ステップのアルゴリズムを使用できる。誤った位相シフトによるエラーを減らす助けとなるように、４つ目の測定値又はスナップショットが使用可能な場合は、上記の４ステップのアルゴリズムを使用できる。最後に、５つ目の測定値又はスナップショットが撮影され、Φ（ｔ）＝２π（３６０°）である場合、Schwider-Hariharanアルゴリズムとして知られている上記の５ステップのアルゴリズムを使用して、解をさらに改善できる。より具体的には、位相シフトが画像間で正確にπ／２でない場合、干渉縞の２倍の周波数で位相のエラーが明らかになるであろう。５つ目の画像を使用して、計算される位相におけるこのエラーを、大幅に減らすことができる。最後に、光路差（ＯＰＤ）は、以下を使用して計算された位相から判定できる。
【数７】
2021531470.tif 000050
【０１３１】
位相シフト・アルゴリズムに関しては、Eric P. Goodwin及びJames C. Wyant、“Field
Guide to Interferometric Optical Testing”、SPIE Field Guides、第ＦＧ１０巻、２００６年にさらなる詳細が提示され、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。さらに、前述の通り、ＬＳＰＳＩ（最小２乗位相シフト干渉法）又は他の技法を使用して、測定領域の位相を計算できるので、位相変化量は、正確な値である必要はない。
【０１３２】
図１５は、物体が、シアリング顕微鏡用スライドのサンプル・チャネルの長手方向に沿って入口から出口へ移動するときの、様々な時点での物体の画像を取り込む、一連の位相シフトしたスナップショットの図解を示す。図示されている例では、第１のスナップショット１５０１は、Φ（ｔ）＝０（０°）に対応する物体の測定値を示し、第２のスナップショット１５０２は、Φ（ｔ）＝π／２（９０°）に対応する物体の測定値を示し、第３のスナップショット１５０３は、Φ（ｔ）＝π（１８０°）に対応する物体の測定値を示し、且つ第４のスナップショット１５０４は、Φ（ｔ）＝３π／２（２７０°）に対応する物体の測定値を示す。さらに、この場合、Φ（ｔ）＝２π（３６０°）に対応する物体の測定値を示す第５のスナップショット１５０５も示されている。図１５で示されるような、一連の位相シフトしたスナップショットに応じて、上記の位相シフト・アルゴリズムを使用して、物体のインターフェログラムの各画素での位相Φ（ｘ，ｙ）が計算できる。次いで、光路差（ＯＰＤ）は、計算された位相から判定できる。
【０１３３】
図１６は、光路長の変化を有するよう構成された参照チャネルを使用するステップによることを含む、サンプル材料の流れをもたらし、一時的位相シフトを可能にする、シアリング微視的測定を行う例示的な方法１６００を示す、流れ図を示す。方法１６００は、上記の、図９Ａ〜図９Ｅ、図１０Ａ〜図１０Ｅ、図１１Ａ〜図１１Ｂ、及び図１２Ａ〜図１２Ｄに関連して記載したシステムを使用して、実行できることに留意されたい。
【０１３４】
方法１６００は、１６１０で、測定されるべき複数の物体を含む材料を、入口を通して、周期的構造体内に受容するステップを含む。図示される例では、周期的構造体は、複数の参照チャネルのうちの各参照チャネルが、シアリング微視的測定において、サンプルの重なりを取り除く参照部を提供するよう構成される複数の参照チャネルと、複数のサンプル・チャネルのうちの各サンプル・チャネルが、入口から出口への材料の流れに適応するよう構成される複数のサンプル・チャネルとを有する。さらに、複数の参照チャネル及び複数のサンプル・チャネルは交互になっている。
【０１３５】
場合によっては、材料はサンプルであり、物体は細胞を含む。場合によっては、各参照チャネル及び各サンプル・チャネルは、幅ｗが互いに、また他の参照チャネルのそれぞれ及び他のサンプル・チャネルのそれぞれにほぼ等しく、横方向シアリング干渉計のシアリング距離は、各参照チャネル及び各サンプル・チャネルの幅ｗの奇数の整数倍である。いくつかの実施形態では、参照チャネルは、シアリング微視的測定においてサンプルの重なりを取り除く参照面を提供するよう構成される。この場合、参照チャネルはさらに、一時的位相シフトの仕組みを実現する、材料の流れる方向に沿った光路長の変化を有するよう構成される。
【０１３６】
図１６に示されるように、方法１６００は、１６２０で、材料の一部を周期的構造体から出口を通して放出するステップと、１６３０で、材料を、周期的構造体を通って入口から出口まで流すために力をかけるステップとを含む。１６４０で、周期的構造体を通して光を送出するために光源が使用され、１６５０で、シアリング微視的測定が、周期的構造体を通して送出される光に応じて生成される。場合によっては、シアリング微視的測定を行うステップは、横方向シアリング干渉計を使用して横方向にシアリングされたインターフェログラムを生成するステップを含む。
【０１３７】
方法１６００はまた、１６６０で、時間的に連続した、位相シフトしたスナップショットを生成するステップも含み、各位相シフトしたスナップショットは、物体がサンプル・チャネルの長手方向に沿って入口から出口まで移動するときに、サンプル・チャネル内の異なる位置で物体の画像を取り込む。１６６５で、各位相シフトしたスナップショットに応じて、位相変化が判定される。場合によっては、各位相シフトしたスナップショットに応じた位相変化を判定するために、最小２乗位相シフト干渉法が適用される。１６７０で、物体の測定値に関連づけられる位相は、位相変化及び一連の位相シフトしたスナップショットに応じて判定される。
【０１３８】
図１７Ａは、様々な位相シフトに対応する物体の一連のスナップショットを取得するステップによることを含む、サンプル材料の流れをもたらし、一時的位相シフトを可能にする、シアリング微視的測定を行う例示的な方法１７００を示す、流れ図を示す。方法１７００は、上記の、図９Ａ〜図９Ｅ、図１０Ａ〜図１０Ｅ、図１１Ａ〜図１１Ｂ、及び図１２Ａ〜図１２Ｄに関連して記載したシステムを使用して、実行できることに留意されたい。
【０１３９】
方法１７００は、１７１０で、測定されるべき複数の物体を含む材料を、入口を通して、周期的構造体内に受容するステップを含む。図示される例では、周期的構造体は、複数の参照チャネルのうちの各参照チャネルが、シアリング微視的測定において、サンプルの重なりを取り除く参照部を提供するよう構成される複数の参照チャネルと、複数のサンプル・チャネルのうちの各サンプル・チャネルが、入口から出口への材料の流れに適応するよう構成される複数のサンプル・チャネルとを有する。さらに、複数の参照チャネル及び複数のサンプル・チャネルは交互になっている。
【０１４０】
場合によっては、材料はサンプルであり、物体は細胞を含む。場合によっては、各参照チャネル及び各サンプル・チャネルは、幅ｗが互いに、また他の参照チャネルのそれぞれ及び他のサンプル・チャネルのそれぞれにほぼ等しく、横方向シアリング干渉計のシアリング距離は、各参照チャネル及び各サンプル・チャネルの幅ｗの奇数の整数倍である。いくつかの実施形態では、参照チャネルは、シアリング微視的測定においてサンプルの重なりを取り除く参照面を提供するよう構成される。この場合、参照チャネルはさらに、一時的位相シフトの仕組みを実現する、材料の流れる方向に沿った光路長の変化を有するよう構成される。
【０１４１】
図１７Ａに示されるように、方法１７００は、１７２０で、材料の一部を周期的構造体から出口を通して放出するステップと、１７３０で、材料を、周期的構造体を通って入口から出口まで流すために力をかけるステップとを含む。１７４０で、周期的構造体を通して光を送出するために光源が使用され、１７５０で、シアリング微視的測定が、周期的構造体を通して送出される光に応じて生成される。場合によっては、シアリング微視的測定を行うステップは、横方向シアリング干渉計を使用して横方向にシアリングされたインターフェログラムを生成するステップを含む。
【０１４２】
方法１７００はまた、１７６０で、時間的に連続した、物体の位相シフトしたスナップショットを、物体がサンプル・チャネルの長手方向に沿って入口から出口まで移動するときに生成するステップも含む。１７７０で、物体の測定値に関連づけられる位相は、一連の位相シフトしたスナップショットに応じて判定される。
【０１４３】
図１７Ｂは、時間的に連続した、位相シフトしたスナップショットを生成する例示的な方法１７６０における追加のステップを示す、流れ図を示す。図１７Ｂに示されるように、方法１７６０は、１７６１で、位相シフトがない状態に対応する、第１の時間での物体の第１のスナップショットを取得するステップと、１７６２で、第１のスナップショット
に対する約π／２ラジアンの位相シフトに対応する、第１の時間に続く第２の時間での物体の第２のスナップショットを取得するステップと、１７６３で、第２のスナップショットに対する約π／２ラジアンの位相シフトに対応する、第２の時間に続く第３の時間での物体の第３のスナップショットを取得するステップと、１７６４で、第３のスナップショットに対する約π／２ラジアンの位相シフトに対応する、第３の時間に続く第４の時間での物体の第４のスナップショットを取得するステップと、１７６５で、第４のスナップショットに対する約π／２ラジアンの位相シフトに対応する、第４の時間に続く第５の時間での物体の第５のスナップショットを取得するステップとを含む。方法１７６０では、物体がサンプル・チャネルの長手方向に沿って入口から出口まで移動するときに、異なる時点で物体の画像を取り込んだ、図１５に示されるスナップショットなどの、一連の位相シフトしたスナップショットの生成を実行できる。
【０１４４】
図１３、図１４、図１６、及び図１７Ａに示されているステップは、提示された順序で実行する必要はなく、順序を変えて、又は同時に実行できることに留意されたい。開示した技法は、たとえば、サンプル材料が、周期的構造体を通って連続的に流れており、光源が、測定値を生成するために、周期的構造体を通して光を送出するよう使用されているときに、サンプル材料に含まれる物体に対して測定を実行することを含む。
【０１４５】
前述の実施形態は、理解を明確にするために、かなり詳細に説明してきたが、本発明は、提示した詳細に限定されるものではない。本発明を実施する多くの代替手段が存在する。開示した実施形態は例示的であり、限定的なものではない。
【国際調査報告】
2021531470.tif 000051
2021531470.tif 000052