(57)【要約】【課題】  本発明は、蛍光色素投与による生体試料に対する二次的影響、連続的な励起光照射による蛍光の減衰、光の回折限界による空間分解能の制限、試料の密度を含む厚さを測定することが困難、等の問題点を解消することをその課題とする。【解決手段】  予め蛍光色素を添加した試料や自らが蛍光を発する試料にシングルイオンを照射し、前記試料から発せられる蛍光の光量と前記試料を透過する前記シングルイオンのエネルギーとを測定することを特徴とする、シングルイオン照射による蛍光分析方法。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め蛍光色素を添加した試料や自らが蛍光を発する試料に、シングルイオンを照射し、前記試料から発せられる蛍光の光量と前記試料を透過する前記シングルイオンのエネルギーとを測定することを特徴とする、シングルイオン照射による蛍光分析方法。
【請求項２】
シングルイオンが、イオン加速によるイオンマイクロビーム又は放射性同位元素からのα粒子である、請求項１記載の方法。
【請求項３】
試料から発せられる蛍光及びその発光寿命、並びに試料を透過するシングルイオンのエネルギー損失を同時に測定できることを特徴とする、請求項１又は２に記載の蛍光分析方法。
【請求項４】
試料に照射するためのシングルイオン発生源と、前記シングルイオン発生源からのシングルイオン照射により試料から発せられる蛍光の光量を測定するための光検出器と、前記試料への前記シングルイオン照射により前記試料を透過するイオンエネルギーを測定するための粒子検出器と、場合により、光学顕微鏡及び高感度カメラを含む蛍光分布測定系とを含むことを特徴とする、シングルイオン照射による蛍光分析装置。
【請求項５】
シングルイオンが、イオン加速によるイオンマイクロビーム又は放射性同位元素からのα粒子である、請求項４記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオン加速器や放射性同位元素（ＲＩ）等からの高エネルギーイオンを試料に照射して、試料より発せられる蛍光の分布とその寿命を測定する技術に関するものである。本発明によれば、生物などの生きた試料の分析も可能であり、特に医学・生物学分野での利用が期待される。
【背景技術】
【０００２】
従来、医学・生物学分野で、よく利用される蛍光顕微鏡は、試料に蛍光色素を投与し、励起光（可視〜紫外光）の照射により発せられる蛍光を光学顕微鏡で観察することにより、試料観察を行うものである。このような蛍光顕微鏡による観察は、透過／反射光では見ることのできない、試料中の分子の動きや化学状態を可視化できるため、特に医学・生物分野でよく利用されている（例えば、非特許文献１参照のこと）。
【０００３】
しかしながら、この手法には、蛍光色素投与による生体試料に対する二次的影響、連続的な励起光照射による蛍光の減衰、光の回折限界による空間分解能の制限、試料の密度を含む厚さを測定することが困難、等の問題点がある。
【非特許文献１】稲澤穣治、外２名，「顕微鏡フル活用術イラストレイテッド  −基礎から応用まで-」，秀潤社，２０００年７月，ｐ．５２−ｐ６６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記従来技術の、蛍光色素投与による生体試料に対する二次的影響、連続的な励起光照射による蛍光の減衰、光の回折限界による空間分解能の制限、試料の密度を含む厚さを測定することが困難、等の問題点を解消することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記従来技術の課題を解決するため本発明者らは鋭意研究した結果、本発明を完成させた。
要するに、本発明は、シングルイオン照射による蛍光分析方法であって、予め蛍光色素を添加した試料や自らが蛍光を発する試料に、シングルイオンを照射し、前記試料から発せられる蛍光の光量と前記試料を透過する前記シングルイオンのエネルギーとを測定することを特徴とするものである。
【０００６】
また、本発明は、上記の方法において、シングルイオンが、イオン加速によるイオンマイクロビーム又は放射性同位元素からのα粒子であることを特徴とするものである。
また、本発明は、上記の方法において、試料から発せられる蛍光及びその発光寿命、並びに試料を透過するシングルイオンのエネルギー損失を同時に測定できることを特徴とするものである。
【０００７】
更に、本発明は、シングルイオン照射による蛍光分析装置であって、試料に照射するためのシングルイオン発生源と、前記シングルイオン発生源からのシングルイオン照射により試料から発せられる蛍光の光量を測定するための光検出器と、前記試料への前記シングルイオン照射により前記試料を透過するイオンエネルギーを測定するための粒子検出器と、場合により、光学顕微鏡及び高感度カメラを含む蛍光分布測定系とを含むことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のシングルイオン照射による蛍光分析によれば、極微量の蛍光色素の投与で試料の観察を行えることから、蛍光色素の生体試料への影響を最小限に抑え、より自然な状態での観察が可能になる。また、０．１μｍ以下の高い空間分解能で試料観察を行うこともできることから、光学顕微鏡では観察できなかった微細な構造を可視化することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明は、予め蛍光色素を添加した試料や自らが蛍光を発する試料に、にシングルイオンを照射し、前記試料から発せられる蛍光の光量と前記試料を透過する前記シングルイオンのエネルギーとを測定することを特徴とする、シングルイオン照射による蛍光分析方法である。
【００１０】
本発明にしたがえば、蛍光色素の励起に光を用いないためバックグランドが少なく、本質的に高感度であり、かつ高エネルギーのシングルイオンを用いるため、試料の局所に大きなエネルギーを与えることができ、極微量の蛍光色素の投与でも感度よく試料の蛍光観察を行うことが可能である。更に、シングルイオンの照射によって蛍光を逐次観察していくため、蛍光色素の減衰は非常に少ないという特徴を有する。また、イオンマイクロビームを用いるため、光の回折限界に制限されることなく、非常に高い空間分解能で試料の観察を行うことができる。更に、試料を透過したイオンのエネルギー損失を同時測定することにより、試料の密度を含む厚さを正確に観測できるなどの利点を有する。
【００１１】
本発明において用いることができるイオンの種類は、分析項目に依存して選択することができる。試料を透過するイオンのエネルギーを測定する場合は、水素、ヘリウムなどの軽イオンを選択することができる。蛍光のみを測定する（イオンが試料中で停止する）場合は、例えば、鉄などの重イオンを選択することができる。
【００１２】
本発明の一実施形態においては、シングルイオンとして、イオン加速器によるイオンマイクロビームを用いることができる。この実施形態の蛍光分析装置の構成概略図を図１に示す。図１において、シングルイオン照射による蛍光分析装置は、試料に照射するためのシングルイオン発生源と、前記シングルイオン発生源からのシングルイオン照射により試料から発せられる蛍光の光量を測定するための光検出器と、前記試料への前記シングルイオン照射により前記試料を透過するイオンエネルギーを測定するための粒子検出器とを含むことを特徴とする。
イオンマイクロビームは、イオン加速器からの連続的なイオンビームをシングルイオンにまびいた後、磁気レンズで集束して大気中に取り出し、走査電極により偏向して試料に走査照射する。シングルイオンの照射により、試料自らや予め試料に添加した蛍光色素からの蛍光が発せられる。光検出器により励起光の光量を測定し、粒子検出器により試料を透過するイオンのエネルギーを測定することにより、蛍光分布、蛍光寿命、エネルギー損失分布を分析することができる。この実施形態においては、蛍光の分布をイオンマイクロビームの照射位置で知ることができるため、光学顕微鏡の使用を必要としない。
【００１３】
また、本発明の別の実施形態においては、シングルイオンとして、ＲＩからのα線を用いることができる。この実施形態の蛍光分析装置の構成概略図を図２に示す。図２において、シングルイオン照射による蛍光分析装置は、試料に照射するためのシングルイオン発生源と、前記シングルイオン発生源からのシングルイオン照射により試料から発せられる蛍光の光量を測定するための光検出器と、前記試料への前記シングルイオン照射により前記試料を透過するイオンエネルギーを測定するための粒子検出器と、光学顕微鏡及び高感度カメラを含む蛍光分布測定系とを含むことを特徴とする。
【００１４】
α粒子の衝撃により、試料自らや予め試料に添加した蛍光色素からの蛍光が発せられる。発光した蛍光を光学顕微鏡と高感度カメラとを組み合わせて測定することにより、その分布を計測することができる。また、光検出器により蛍光の発光タイミングを測定し、粒子検出器により試料を透過するイオンのエネルギーとタイミングを測定することにより、エネルギー損失、蛍光寿命を分析することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、高エネルギーイオンとして、イオン加速器によるイオンマイクロビームを用いた蛍光分析装置の概略図である。
【図２】図２は、高エネルギーイオンとして、ＲＩからのα粒子を用いた蛍光分析装置の概略図である。
【図１】
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【図２】
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