(57)【要約】  【目的】  液体を媒介とした顕微鏡観察において、対物レンズの操作スペースを損なうことなく、対物レンズ内部への液体の浸入を防止すると同時に、対物レンズを交換するたびごとの液体の流出を極力抑えて、液体を充填する必要性を減らし、操作を簡単化できる顕微鏡対物レンズ及び顕微鏡対物レンズを用いた観察方法を提供する。  【構成】  レンズ系と、前記レンズ系を保持する鏡筒２を有する顕微鏡液浸対物レンズ１において、鏡筒２先端の標本５と対向する環状面２ａ全体に疎液性の膜Ａを備えている。また、環状面２ａの内側に位置する最も標本側のレンズ（先端レンズ）３の面の露出部３ａ全体に親液性の膜Ｂを備えている。親液性の膜Ｂは、好ましくは、光触媒で構成される。【選択図】      図１
2005345726.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズ系と、前記レンズ系を保持する鏡筒を有する顕微鏡液浸対物レンズにおいて、
前記鏡筒先端の標本と対向する環状面に、疎液性の膜を備えたことを特徴とする顕微鏡液浸対物レンズ。
【請求項２】
前記レンズ系における最も標本側のレンズ面の露出部に、親液性の膜を備えたことを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡液浸対物レンズ。
【請求項３】
前記鏡筒先端の標本と対向する環状面全体に、疎液性の膜を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の顕微鏡液浸対物レンズ。
【請求項４】
前記鏡筒先端の標本と対向する環状面における一部の環状領域に、疎液性の膜を備えたことを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡液浸対物レンズ。
【請求項５】
前記レンズ系における最も標本側のレンズ面の露出部全体に、親液性の膜を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の顕微鏡液浸対物レンズ。
【請求項６】
レンズ系と、前記レンズ系を保持する鏡筒を有する顕微鏡液浸対物レンズにおいて、
前記レンズ系における最も標本側のレンズ面の露出部全体、及び前記鏡筒先端の標本と対向する環状面における内側の環状領域に、親液性の膜を備えるとともに、前記環状面における前記内側の環状領域の外側の環状領域に、疎液性の膜を備えたことを特徴とする顕微鏡液浸対物レンズ。
【請求項７】
レンズ系と、前記レンズ系を保持する鏡筒を有する顕微鏡液浸対物レンズにおいて、
前記レンズ系における最も標本側のレンズ面の露出部における外側の環状領域に、疎液性の膜を備えたことを特徴とする顕微鏡液浸対物レンズ。
【請求項８】
前記鏡筒先端の標本と対向する環状面全体に、疎液性の膜を備えたことを特徴とする請求項７に記載の顕微鏡液浸対物レンズ。
【請求項９】
前記レンズ系における最も標本側のレンズ面の露出部における外側の環状領域よりも内側の領域に、親液性の膜を備えたことを特徴とする請求項７又は８に記載の顕微鏡液浸対物レンズ。
【請求項１０】
前記対物レンズの先端部における疎液性の膜を備えた領域の外側に、
親液性の膜からなり、先端に液溜部を有する通路と、
疎液性の膜からなり、前記通路の周囲を囲む通路包囲部とを備えたことを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の顕微鏡液浸対物レンズ。
【請求項１１】
前記鏡筒が、前記対物レンズの先端部における親液性の膜を備えた領域の外側の領域の所定箇所から該対物レンズの側面に通じる排出機能または送液機能のための管路を有し、
前記管路の側の面に、親液性の膜を備えたことを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の顕微鏡液浸対物レンズ。
【請求項１２】
レンズ系と、前記レンズ系を保持する鏡筒を有する顕微鏡対物レンズにおいて、
前記対物レンズが、標本を覆うカバーガラスに備えられた親液性の膜に付着した球面状の液体に該対物レンズを構成するレンズ機能の一部を担わせるように構成されていることを特徴とする顕微鏡対物レンズ。
【請求項１３】
前記親液性の膜が、光触媒で構成されていることを特徴とする請求項２、請求項２に従属する請求項３、請求項５、６、９〜１１のいずれかに記載の顕微鏡液浸対物レンズ。
【請求項１４】
前記親液性の膜が、光触媒で構成されていることを特徴とする請求項１３に記載の顕微鏡対物レンズ。
【請求項１５】
レンズ系と、前記レンズ系を保持する鏡筒を有する顕微鏡液浸対物レンズを用いた観察方法において、
先端の標本と対向する側の面に親液性の膜を備えた液浸対物レンズと、マイクロアレイ状に配置された標本を覆い、前記液浸対物レンズ側の面全体に疎液性の膜を備えたカバーガラスとを用いて、
前記液浸対物レンズと前記カバーガラスとの間を液体で充填し、該液体が前記液浸対物レンズ先端の標本と対向する側の面に吸着した状態を保持し、かつ、カバーガラスの前記液浸対物レンズ側の面をスライドするようにしながら、該液浸対物レンズと前記カバーガラスとを該カバーガラスの前記液浸対物レンズ側の面に沿って相対的に移動させることによって、マイクロアレイ状に配置された各標本を観察することを特徴とする顕微鏡液浸対物レンズを用いた観察方法。
【請求項１６】
レンズ系と、前記レンズ系を保持する鏡筒を有する顕微鏡液浸対物レンズを用いた観察方法において、
請求項２、５、６、９のいずれかに記載の液浸対物レンズと、マイクロアレイ状に配置された標本を覆い、前記液浸対物レンズ側の面に疎液性の膜を備えたカバーガラスとを用いて、
前記液浸対物レンズと前記カバーガラスとの間を液体で充填し、該液体が前記液浸対物レンズ先端の標本と対向する側の面に吸着した状態を保持し、かつ、カバーガラスの前記液浸対物レンズ側の面をスライドするようにしながら、該液浸対物レンズと前記カバーガラスとを該カバーガラスの前記液浸対物レンズ側の面に沿って相対的に移動させることによって、マイクロアレイ状に配置された各標本を観察することを特徴とする顕微鏡液浸対物レンズを用いた観察方法。
【請求項１７】
レンズ系と、前記レンズ系を保持する鏡筒を有する顕微鏡液浸対物レンズを用いた観察方法において、
先端の標本と対向する側の面に疎液性の膜を備えた液浸対物レンズと、マイクロアレイ状に配置された標本を覆い、前記液浸対物レンズ側の面のうち各標本に対応した領域に親液性の膜を備え、前記親液性の膜を備えた領域の周囲に疎液性の膜を備えたカバーガラスとを用いて、
前記カバーガラスに備えられた各親液性の膜の上に液体を供給し、液体を付着した状態が保持されるようにしておき、前記液浸対物レンズのレンズ面を前記カバーガラスの各標本面に対応した領域に備わる親液性の膜に付着した液体への接触及び離脱を順次行うことで、マイクロアレイ状に配置された各標本を観察することを特徴とする顕微鏡液浸対物レンズを用いた観察方法。
【請求項１８】
レンズ系と、前記レンズ系を保持する鏡筒を有する顕微鏡液浸対物レンズを用いた観察方法において、
前記液浸対物レンズ側の面に、親液性の膜で形成された、標本観察領域、前記標本観察領域に接続する所定長の通路、及び該通路に接続する注入部を備えるとともに、該親液性の膜が備えられた領域の周囲に疎液性の膜を備えたカバーガラスを用いて、
前記注入部より液体を注入し、該液体を前記通路を伝わらせて、前記標本観察領域に到達させ、
次いで、前記対物レンズを前記カバーガラスの前記標本上の位置に到達した液体に接触させて観察することを特徴とする顕微鏡液浸対物レンズを用いた観察方法。
【請求項１９】
前記親液性の膜が、光触媒で構成されていることを特徴とする請求項１５に記載の顕微鏡液浸対物レンズを用いた観察方法。
【請求項２０】
前記親液性の膜が、光触媒で構成されていることを特徴とする請求項２、請求項２に従属する請求項３、請求項５、６、９〜１１のいずれかに記載の顕微鏡液浸対物レンズを用いた請求項１６に記載の顕微鏡液浸対物レンズを用いた観察方法。
【請求項２１】
前記親液性の膜が、光触媒で構成されていることを特徴とする請求項１７又は１８に記載の顕微鏡液浸対物レンズを用いた観察方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、標本との間に液体を媒介として観察する顕微鏡対物レンズに関し、特に対物レンズと試料との間に液体を充填して観察する顕微鏡液浸対物レンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、顕微鏡においては、対物レンズと標本との間に水や油等の液体を媒介として観察する方法がある。
しかし、このような観察方法では、液体が対物レンズの交換時（レボルバーの回転時）にこぼれたり流れて、対物レンズを構成するレンズ鏡筒の隙間の摺動部に浸入して、レンズを汚染したり、レンズ鏡筒の動きを悪化させるといった問題が生ずる。
しかるに、従来、対物レンズを構成する複数のレンズ鏡筒の隙間への液体の侵入を防ぐために、例えば、次の特許文献１〜３に記載のような技術が提案されている。
【特許文献１】特開平５−６０９８１号公報
【特許文献２】特開平９−３０４７０２号公報
【特許文献３】特開２００３−１８５９２６号公報
【０００３】
特許文献１に記載の技術は、倒立顕微鏡用の液浸対物レンズの先端レンズの周囲に液体保持部を設けて、標本と対物レンズとの間から液体があふれ出ないように保持するとともに、先端レンズのレンズ環の周囲に防水キャップを設けて、液体保持部からあふれ出た液体を受け止め、対物レンズの下方への液体の漏出を防止する、というものである。
【０００４】
また、特許文献２に記載の技術は、顕微鏡対物レンズ本体の取付け端部付近の外周面に防水部材を設け、さらには、対物レンズのレンズ環の先端部外周から対物レンズ本体の外周面までを覆う防水カバーを設けて、倒立顕微鏡として使用する場合であっても標本から流れ出た液体の対物レンズ内部及び顕微鏡本体内への浸入を阻止する、というものである。
【０００５】
また、特許文献３に記載の技術は、レンズ系が収められた円筒状ホルダと、この円筒状ホルダを光軸方向に移動可能なハウジングを備えた液浸対物レンズにおける円筒状ホルダの先端部の外周面及びハウジングの先端部の内周面の少なくともいずれか一方に環状溝を設けて、余分な液体が対物レンズの先端部から流れ落ちたときに、液体を環状溝に滞留させることで、対物レンズ内部への液体の浸入を防止する、というものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載の技術のように防水キャップを対物レンズの先端部に設けるのでは、対物レンズの先端部が複雑化、大型化し標本観察位置での操作スペースが大きく取られてしまい、観察の際に標本と干渉する等、操作性が悪くなる。
また、特許文献２に記載の技術も、対物レンズに防水部材を設けるため、その分、部材点数が増加し、対物レンズが大型化し標本観察位置での操作スペースが大きく取られてしまう。
特許文献３に記載の技術によれば、対物レンズの大型化は避けられるが、対物レンズ先端部の構成が複雑化する。
【０００７】
また、これら特許文献１〜３に記載の技術は、いずれも、液体が流れ出た場合において対物レンズの内部に浸入しないようにしたものであり、液体の流出自体を積極的に阻止することはできない。
このため、従来の液体を媒介とした顕微鏡観察においては、対物レンズを交換したり、観察対象の標本を変えたりするときに、液体が流れやすく、その都度液体を充填する必要性が生じ、操作が煩雑化するという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、液体を媒介とした顕微鏡観察において、対物レンズの操作スペースを損なうことなく、対物レンズ内部への液体の浸入を防止すると同時に、対物レンズを交換するたびごとの液体の流出を極力抑えて、液体を充填する必要性を減らし、操作を簡単化できる顕微鏡対物レンズ及び顕微鏡対物レンズを用いた観察方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明による顕微鏡対物レンズは、レンズ系と、前記レンズ系を保持する鏡筒を有する顕微鏡液浸対物レンズにおいて、前記鏡筒先端の標本と対向する環状面に、疎液性の膜を備えたことを特徴としている。
【００１０】
また、本発明の顕微鏡対物レンズにおいては、前記レンズ系における最も標本側のレンズ面の露出部に、親液性の膜を備えるのが好ましい。
【００１１】
また、本発明の顕微鏡対物レンズにおいては、前記鏡筒先端の標本と対向する環状面全体に、疎液性の膜を備えるのが好ましい。
【００１２】
また、本発明の顕微鏡対物レンズにおいては、前記鏡筒先端の標本と対向する環状面における一部の環状領域に、疎液性の膜を備えるのが好ましい。
【００１３】
また、本発明の顕微鏡対物レンズにおいては、前記レンズ系における最も標本側のレンズ面の露出部全体に、親液性の膜を備えるのが好ましい。
【００１４】
また、本発明による顕微鏡対物レンズは、レンズ系と、前記レンズ系を保持する鏡筒を有する顕微鏡液浸対物レンズにおいて、前記レンズ系における最も標本側のレンズ面の露出部全体、及び前記鏡筒先端の標本と対向する環状面における内側の環状領域に、親液性の膜を備えるとともに、前記環状面における前記内側の環状領域の外側の環状領域に、疎液性の膜を備えたことを特徴としている。
【００１５】
また、本発明による顕微鏡対物レンズは、レンズ系と、前記レンズ系を保持する鏡筒を有する顕微鏡液浸対物レンズにおいて、前記レンズ系における最も標本側のレンズ面の露出部における外側の環状領域に、疎液性の膜を備えたことを特徴としている。
【００１６】
また、本発明の顕微鏡対物レンズにおいては、前記鏡筒先端の標本と対向する環状面全体に、疎液性の膜を備えるのが好ましい。
【００１７】
また、本発明の顕微鏡対物レンズにおいては、前記レンズ系における最も標本側のレンズ面の露出部における外側の環状領域よりも内側の領域に、親液性の膜を備えるのが好ましい。
【００１８】
また、本発明の顕微鏡対物レンズにおいては、前記対物レンズの先端部における疎液性の膜を備えた領域の外側に、親液性の膜からなり、先端に液溜部を有する通路と、疎液性の膜からなり、前記通路の周囲を囲む通路包囲部とを備えるのが好ましい。
【００１９】
また、本発明の顕微鏡対物レンズにおいては、前記鏡筒が、前記対物レンズの先端部における親液性の膜を備えた領域の外側の領域の所定箇所から該対物レンズの側面に通じる排出機能または送液機能のための管路を有し、前記管路の内側の面に、親液性の膜を備えるのが好ましい。
【００２０】
また、本発明による顕微鏡対物レンズは、レンズ系と、前記レンズ系を保持する鏡筒を有する顕微鏡対物レンズにおいて、前記対物レンズが、標本を覆うカバーガラスに備えられた親液性の膜に付着した球面状の液体に該対物レンズを構成するレンズ機能の一部を担わせるように構成されていることを特徴としている。
【００２１】
また、本発明の顕微鏡対物レンズにおいては、前記親液性の膜が、光触媒で構成されているのが好ましい。
【００２２】
また、本発明による顕微鏡対物レンズを用いた観察方法は、レンズ系と、前記レンズ系を保持する鏡筒を有する顕微鏡液浸対物レンズを用いた観察方法において、先端の標本と対向する側の面に親液性の膜を備えた液浸対物レンズと、マイクロアレイ状に配置された標本を覆い、前記液浸対物レンズ側の面全体に疎液性の膜を備えたカバーガラスとを用いて、前記液浸対物レンズと前記カバーガラスとの間を液体で充填し、該液体が前記液浸対物レンズ先端の標本と対向する側の面に吸着した状態を保持し、かつ、カバーガラスの前記液浸対物レンズ側の面をスライドするようにしながら、該液浸対物レンズと前記カバーガラスとを該カバーガラスの前記液浸対物レンズ側の面に沿って相対的に移動させることによって、マイクロアレイ状に配置された各標本を観察することを特徴としている。
【００２３】
また、本発明による顕微鏡対物レンズを用いた観察方法は、レンズ系と、前記レンズ系を保持する鏡筒を有する顕微鏡液浸対物レンズを用いた観察方法において、上記本発明における先端の標本と対向する側の面に親液性の膜を備えた液浸対物レンズと、マイクロアレイ状に配置された標本を覆い、前記液浸対物レンズ側の面に疎液性の膜を備えたカバーガラスとを用いて、前記液浸対物レンズと前記カバーガラスとの間を液体で充填し、該液体が前記液浸対物レンズ先端の標本と対向する側の面に吸着した状態を保持し、かつ、カバーガラスの前記液浸対物レンズ側の面をスライドするようにしながら、該液浸対物レンズと前記カバーガラスとを該カバーガラスの前記液浸対物レンズ側の面に沿って相対的に移動させることによって、マイクロアレイ状に配置された各標本を観察することを特徴としている。
【００２４】
また、本発明による顕微鏡対物レンズを用いた観察方法は、レンズ系と、前記レンズ系を保持する鏡筒を有する顕微鏡液浸対物レンズを用いた観察方法において、先端の標本と対向する側の面に疎液性の膜を備えた液浸対物レンズと、マイクロアレイ状に配置された標本を覆い、前記液浸対物レンズ側の面のうち各標本に対応した領域に親液性の膜を備え、前記親液性の膜を備えた領域の周囲に疎液性の膜を備えたカバーガラスとを用いて、前記カバーガラスに備えられた各親液性の膜の上に液体を供給し、液体を付着した状態が保持されるようにしておき、前記液浸対物レンズのレンズ面を前記カバーガラスの各標本面に対応した領域に備わる親液性の膜に付着した液体への接触及び離脱を順次行うことで、マイクロアレイ状に配置された各標本を観察することを特徴としている。
【００２５】
また、本発明による顕微鏡対物レンズを用いた観察方法は、レンズ系と、前記レンズ系を保持する鏡筒を有する顕微鏡液浸対物レンズを用いた観察方法において、前記液浸対物レンズ側の面に、親液性の膜で形成された、標本観察領域、前記標本観察領域に接続する所定長の通路、及び該通路に接続する注入部を備えるとともに、該親液性の膜が備えられた領域の周囲に疎液性の膜を備えたカバーガラスを用いて、前記注入部より液体を注入し、該液体を前記通路を伝わらせて、前記標本観察領域に到達させ、次いで、前記対物レンズを前記カバーガラスの前記標本上の位置に到達した液体に接触させて観察することを特徴としている。
【００２６】
また、本発明の顕微鏡対物レンズを用いた観察方法においては、前記親液性の膜が、光触媒で構成されているのが好ましい。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、液体を媒介とした顕微鏡観察において、対物レンズの操作スペースを損なうことなく、対物レンズ内部への液体の浸入を防止すると同時に、対物レンズを交換するたびごとの液体の流出を極力抑えて、液体を充填する必要性を減らし、操作を簡単化できる顕微鏡対物レンズ及び顕微鏡対物レンズを用いた観察方法が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
小さな領域に付着する液体は、表面張力の影響が重力による影響よりも支配的になる。このため、親液性、疎液性での表面張力を利用して液体の挙動を制御することが重要となる。
本発明の顕微鏡対物レンズ及び顕微鏡対物レンズを用いた観察方法のように、対物レンズや標本のカバーガラスの所定領域に親液性、疎液性を持たせると、その間に充填、あるいは注入される液体を、対物レンズ先端部で積極的に保持しやすくして流れ出ないようにすることができ、対物レンズ内部への液体の浸入を阻止することができる。また、複数の標本を観察する場合においては、対物レンズ或いはカバーガラスの一方で液体を吸着させた状態にして他方で液体と離れやすくすることで、対物レンズと標本との間に液体をその都度充填しないで、複数の標本を観察することができる。
また、本発明のように、親液性、疎液性の膜を対物レンズに備えると、従来技術のような、防水キャップ等が不要となり、対物レンズの先端部が小型化でき、標本観察位置での操作スペースを十分に取ることができる。
【００２９】
まず、本発明の各実施例に共通で適用される親液性の膜、疎液性の膜について説明する。
親液性、疎液性は、基材表面と液体との接触角により評価される性質である。本発明では、親液性の膜は、液体との接触角が７０°以下となる膜を用いる。また、疎液性の膜は、液体との接触角が８０°以上となる膜を用いる。
具体的には、親液性の膜としては、アクリル樹脂、アクリルシリコン樹脂、水性シリコン、シリコン樹脂とアクリル樹脂とのブロック重合体、アクリルスチレン樹脂、ソルビタン脂肪酸エチレンオキサイド、ソルビタン脂肪酸エステル、ウレタン系アセテート、ポリカーボネートジオール及び／又はポリイソシアネートの架橋型ウレタン、ポリアクリル酸アルキルエステル架橋体などからなる親液性塗料からなる膜を用いることができる。
【００３０】
なお、長期間、高度に親液性を維持するには、光触媒による親液性の膜を用いるのが好ましい。
ここでの光触媒とは、価電子帯中の電子の光励起によって生成する正孔或いは伝導電子を介した反応により、表面に極性を付与し、吸着液層を形成し、表面を高度に親水化しうる材料をいう。例えば、アナターゼ型酸化チタン、ルチル型酸化チタン、酸化錫、酸化亜鉛、三酸化二ビスマス、三酸化タングステン、酸化第二鉄、チタン酸ストロンチウム等が使用できる。
本発明の光触媒性コーティングに使用可能な他の光触媒としては、ＺｎＯ、ＳｎＯ2、ＳｒＴｉＯ3、ＷＯ3、Ｂｉ2Ｏ3、Ｆｅ2Ｏ3のような金属酸化物がある。これらの金属酸化物は、チタニアと同様に、表面に金属元素と酸素が存在するので、表面水酸基（ＯＨ-）を吸着しやすいと考えられる。なお、光触媒の粒子を金属酸化物の層内に配合することにより光触媒性コーティングを形成してもよい。特に、シリカ又は酸化錫に光触媒を配合した場合には、表面を高度に親水化することができる。
複合材最表面に形成する親液性の層の材質には、シリカ、アルミナ、酸化錫等の無機酸化物や、シリコン原子に結合された有機基の少なくとも一部が水酸基に置換されたシリコン樹脂が好適に利用できる。ここで、親液性の層の膜厚は１００ｎｍ以下、好ましくは５０ｎｍ以下、より好ましくは２０ｎｍ以下にする。このようにすると、光触媒性半導体の光励起によって生成する正孔或いは伝導電子は表面まで拡散する確率をある程度確保できるので、光触媒性半導体の光励起による親水化反応を促進できる。親液性の層を、光触媒性半導体よりも屈折率の低い物質で形成すると、さらに親液性の膜は反射防止膜を兼ねることができる。ここで、光触媒性半導体よりも屈折率の低い物質とは、例えば、光触媒性半導体がアナターゼ型酸化チタン（屈折率２．５）の場合、シリカ（同１．５）、アルミナ（同１．６）、酸化錫（同１．９）、シリコン原子に結合された有機基の少なくとも一部が水酸基に置換されたシリコン樹脂（同１．４〜１．６）が好適に利用できる。
ここで、シリコン原子に結合された有機基の少なくとも一部が水酸基に置換されたシリコン樹脂は、シリコン樹脂に光触媒性半導体を接触させて、光触媒性半導体を光励起させる方法、コロナ放電処理、プラズマ処理、アルカリ処理等の方法で作製できる。ここで、シリコン樹脂とはオルガノアルコキシシラン、その加水分解物、その脱水縮重合物の少なくとも１種を含む塗膜形成要素の加水分解、脱水縮重合により形成される樹脂をさす。ここでオルガノアルコキシシランとしては、例えば、メチルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ｎ−プロピルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ｎ−プロピルトリエトキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、エチルトリイソプロポキシシラン、フェニルトリイソプロポキシシラン、ｎ−プロピルトリイソプロポキシシラン、メチルトリｔ−ブトキシシラン、エチルトリｔ−ブトキシシラン、フェニルトリｔ−ブトキシシラン、ｎ−プロピルトリｔ−ブトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、フェニルメチルジメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ｎ−プロピルメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、フェニルメチルジエトキシシラン、ｎ−プロピルメチルジエトキシシラン、ジメチルジイソプロポキシシラン、ジエチルジイソプロポキシシラン、フェニルメチルジイソプロポキシシラン、ｎ−プロピルメチルジイソプロポキシシラン、ジメチルジｔ−ブトキシシラン、ジエチルジｔ−ブトキシシラン、フェニルメチルジｔ−ブトキシシラン、ｎ−プロピルメチルジｔ−ブトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン等、及びそれらの混合物を使用することができる。
【００３１】
本発明の親液性の膜に使用する光触媒としては、チタニア（ＴｉＯ2）が最も好ましい。チタニアは、無害であり、化学的に安定であり、かつ、安価に入手可能である。更に、チタニアはバンドキャップエネルギーが高く、従って、光励起には紫外線を必要とし、光励起の過程で可視光を吸収しないので、補色成分による発色が起こらない。従って、ガラスやレンズや鏡のような透明部材にコーティングするのに最も適している。
チタニアとしてはアナターゼとルチルのいずれも使用することができる。アナターゼ型チタニアの利点は、非常に細かな微粒子を分散させたゾルを市場で容易に入手することができ、非常に薄い薄膜を容易に形成することができることである。他方、ルチル型チタニウムは、高温で焼結することができ、強度と耐摩耗性に優れた被膜が得られるという利点がある。
基材をチタニアからなる光触媒性コーティングで被覆し、チタニアを紫外線によって光励起すると、光触媒作用によって水が水酸基（ＯＨ-）の形で表面に化学吸着され、その結果、表面が超親液性になると考えられる。
【００３２】
本発明に用いる疎液性の膜は、液体との接触角が、約８０°以上であれば“高撥水性”、約１５０°以上であれば、“超撥水性”といえる。超撥水性の場合、液滴はほぼ球状となり、表面からコロコロ転げ落ちる。
撥水処理法としては、大別してウェットプロセス、ドライプロセス、複合プロセスがある。
ウェットプロセスには、有機シリコン化合物（フルオロアルキルシラン、フッ化アルキルトリクロロシランなど）、有機ジルコニウム化合物を原料とし、処理温度４００°Ｃ程度以下で行うゾル−ゲル法、有機シリコン化合物（フッ化アルキルトリクロロシランなど）を原料とし、処理温度が室温から１５０°Ｃ程度で行う化学吸着法、フッ化グラファイト、カオチン系界面活性剤、ニッケル分散液を原料とし、処理温度が４５°Ｃ程度で行う分散めっき法がある。
ドライプロセスには、フッ化炭素、フッ化シリコン、フッ化窒素、メタンを原料とし、処理温度が室温付近で行う低温プラズマ処理法、フッ化炭素、有機フッ化化合物を原料とし、処理温度が室温付近で行うプラズマ重合法、有機シリコン化合物（フルオロアルキルシラン、トリメチルメトキシランなど）を原料とし、処理温度が室温付近で行うプラズマＣＶＤ法、テフロン（登録商標）、有機フッ素化合物を原料とし、処理温度が室温付近で行うスパッタリング法がある。
複合プロセスには、有機シリコン化合物、酸素を原料とし、処理温度が室温付近で行う化学吸着法とプラズマ処理法とを複合した方法がある。
【００３３】
例えば、疎液性の膜として、透明超撥水コーティング膜は、次のようにして作製する。
花弁状組織を持つアルミナ薄膜に撥水処理を行う。撥水処理は、フルオロアルキルトリメトキシシラン（ＦＡＳ）の一つであるヘプタデカフルオトリメトキシシランをアルコール中で加水分解し、コーティングした後、４００°C程度で熱処理することによって行う。薄膜上にＦＡＳをコーティングした場合の水に対する接触角は、沸騰水処理せずに多孔質アルミナ薄膜を撥水処理した場合には約１２０°、沸騰水処理を３０秒行った場合には、接触角は約１６０°となり、完全に水をはじく超撥水要表面となる。
【００３４】
得られた超撥水薄膜は、３５０ｎｍ以上の波長において透過率が９０％以上である。薄膜が多孔質であることから、透過率はガラス基板よりもむしろ大きくなっている。このことより、花弁状組織は可視光を散乱するほどは大きくないが、超撥水性を与えるには十分な大きさである。
また、６０℃以下のプロセスでポリマー基板上の作製した花弁状アルミナ表面においても、加水分解したＦＡＳで撥水処理することによって極めて高い撥水性が得られ、完全に水をはじく超撥水表面となる。ＰＥＴ基板上へのコーティング膜について、粘着性テープ剥離による密着性試験を行ったところ、非常に密着性に優れていることがわかった。コーティング膜を湾曲させても、膜にはクラックが生じない。このコーティング膜は、極性のあまり大きくない高分子基板であるＰＥＴ基板とでも、非常に優れた密着性を有している。低温プロセスで透明な超撥水コーティング膜が得られることから、様々な基板へ適用が可能である。
一方、花弁状組織上にフッ素を含有しない長鎖アルキルトリエトキシシランをコーティングした場合にも、超撥水状態が得られる。長鎖アルキルトリエトキシシランを平滑なＰＥＴ基板にコーティングした場合には、水に対する接触角が約１００°であったのに対し、ＰＥＴ基板にアルミナゲル膜を形成し、温水処理して得られた花弁組織上にコーティングした場合には、超撥水状態が得られる。
【実施例１】
【００３５】
図１は本発明の実施例１にかかる顕微鏡対物レンズの要部を示す説明図であり、(a)は標本を観察する状態の対物レンズの先端部断面図、(b)は対物レンズ先端部に設ける親液性の膜及び疎液性の膜の配置を示す説明図である。
実施例１の顕微鏡対物レンズ１は、鏡筒２先端の標本５と対向する環状面２ａ全体に疎液性の膜Ａを備えた液浸対物レンズとして構成されている。また、環状面２ａの内側に位置する最も標本側のレンズ（先端レンズ）３の面の露出部３ａ全体には、親液性の膜Ｂを備えている。
疎液性の膜Ａ、親液性の膜Ｂには、実施例に先立ち説明した疎液性の膜、親液性の膜がそれぞれ用いられる。
先端レンズ３と鏡筒２との間隙部４にはシール剤６が充填されており、液体が間隙部４を通って対物レンズ１の内部へ浸入するのを阻止している。
なお、図１(a)中、７はカバーガラス、８は水や油等の充填液である。また、カバーガラス７とともに標本５を挟むスライドガラスは省略してある。また、図１では、先端レンズ３のみを示したが、対物レンズ１は、鏡筒２の内部に先端レンズ３の他にもレンズを備えている（便宜上、図示を省略してある）。鏡筒２はそれぞれのレンズを保持している。
さらに、図１(a)では、対物レンズ１を倒立顕微鏡対物レンズとして用いた例で示してあるが、実施例１の対物レンズ１は、正立顕微鏡対物レンズに用いることも可能である。
【００３６】
このように構成された実施例１の顕微鏡液浸対物レンズ１によれば、カバーガラスと対物レンズとの間に充填された充填液８は、疎液性の膜Ａが備えられた環状面２ａ全体に付着し難くなるとともに、その内側の親液性の膜Ｂが備えられた露出部３ａに付着し易くなる。このため、観察対象の標本５を変えても、充填液８は、対物レンズ１の先端に付着した状態で保持され、周囲への流出が阻止される。
このため、実施例１の対物レンズ１によれば、対物レンズの先端部分に従来の機械式のキャップ等の部材を設けずに対物レンズ内部への液体の浸入を防止することができる。それにより、対物レンズ部を小型化でき、対物レンズ先端部の操作スペースを確保することができる。また、充填液をその都度補充する煩雑さを解消することができる。
【００３７】
なお、図１の例では、鏡筒２の環状面２ａ全体に疎液性の膜Ａを、露出部３ａ全体に親液性の膜Ｂをそれぞれ備えたが、露出部３ａには親液性の膜Ｂを備えないで構成してもよい。このように構成しても、疎液性の膜Ａを備えた環状面２ａに比べて、露出部３ａの方が表面張力が強いため、充填液８は露出部３ａに付着した状態で保持されやすい。
その他、図１の変形例として、疎液性の膜Ａ、親液性の膜Ｂを、次の(a)〜(f)のように配置してもよい。これらの構成においても、図１の構成とほぼ同様の作用効果が得られる。
(a)環状面２ａにおける内側の環状領域に親液性の膜Ｂを、外側の環状領域に疎液性の膜Ａをそれぞれ備えた構成。
(b)環状面２ａにおける内側の環状領域に親液性の膜Ｂを、外側の環状領域に疎液性の膜Ａをそれぞれ備えるとともに、露出部３ａ全体に親液性の膜Ｂを備えた構成。
(c)露出部３ａにおける外側の環状領域にのみ、疎液性の膜Ａを備えた構成。
(d)露出部３ａにおける内側の環状領域に親液性の膜Ｂを、外側の環状領域に疎液性の膜Ａをそれぞれ備えた構成。
(e)環状面２ａ全体に疎液性の膜Ａを備えるとともに、露出部３ａにおける内側の環状領域に親液性の膜Ｂを、外側の環状領域に疎液性の膜Ａをそれぞれ備えた構成。
(f)環状面２ａにおける内側の環状領域に疎液性の膜Ａを備えるとともに、露出部３ａにおける内側の環状領域に親液性の膜Ｂを、外側の環状領域に疎液性の膜Ａをそれぞれ備えた構成。
【実施例２】
【００３８】
図２は本発明の実施例２にかかる顕微鏡対物レンズを用いた観察方法を示す説明図であり、(a)は要部説明図、(b)は観察対象である標本の配置を示す説明図、(c)はカバーガラス（標本）を移動するときの液体の状態説明図である。
実施例２の顕微鏡対物レンズを用いた観察方法では、顕微鏡対物レンズ１は、先端の標本５と対向する側の面に親液性の膜Ｂを備えた液浸対物レンズとして構成されている。なお、実施例１の液浸対物レンズを用いてもよい。また、実施例２の対物レンズ１は正立、倒立いずれのタイプの顕微鏡にも適用できる。ただし、倒立顕微鏡の対物レンズとして用いる場合には、顕微鏡対物レンズ１は、標本５と対向する側の面のいずれかの領域に親液性の膜Ｂを備えておく。
【００３９】
標本５は仕切り部９を一体又は別体に備えたスライドガラス１０にマイクロアレイ状に配置されている。また、図２では、標本５が培養液１１中に存在している。また、マイクロアレイ状に配置された標本５をカバーガラス７が覆っている。カバーガラス７は、標本５とは反対側の面すなわち液浸対物レンズ１側の面７ａ全体に疎液性の膜Ａを備えている。
【００４０】
実施例２の観察方法においては、倒立顕微鏡の対物レンズとして観察する場合は、対物レンズ１の先端部に充填液８を付着させ、次いで、カバーガラス７の所望の標本５の位置で充填液８が接触するように対物レンズ１を近付ける。また、正立顕微鏡の対物レンズとして観察する場合は、対物レンズ１をカバーガラス７の所望の標本５の位置に近付け、次いで、カバーガラス７と対物レンズ１との間を充填液８で充填する。
このとき、対物レンズ１の先端の標本５と対向する側の面が親液性の膜Ｂを備えているため、カバーガラス７と対物レンズ１との間の充填液は、対物レンズ１に吸着した状態に保持される。そして、次の標本５を観察する場合、対物レンズ１を固定した状態で、カバーガラス７をカバーガラス７の面７ａに沿って移動させる。すると、カバーガラス７における液浸対物レンズ１側の面７ａ全体に疎液性の膜Ａを備えているため、充填液８は対物レンズ１に吸着した状態を保持したままカバーガラス７上をスライドして、次の標本５の位置に移動する。
【００４１】
このため、実施例２の対物レンズを用いた観察方法によれば、マイクロアレイ状に配置された標本５を観察する場合に、カバーガラス７を移動させることにより、標本５ごとに対物レンズ１をカバーガラス７上の所定位置に近付け、その都度、充填液８で充填する煩雑さが不要となり、また、対物レンズ１の操作スペースも損なうことがない。さらに、１つの標本を観察するために充填する充填液８の量で、マイクロアレイ状に配置された各標本５の観察をすることができるため、カバーガラス７全体を充填液８で濡らさずに済み、クリーニングも楽になる。
また、充填液８が、対物レンズ１とカバーガラス７とに接触した状態を保ちながら、カバーガラス７上をスライドするので、気泡が入りにくい。
また、倒立顕微鏡に用いた場合には、対物レンズ１の先端の標本５と対向する側の面に親液性の膜Ｂを備えることにより、対物レンズ１を移動させても充填液８が保持された状態が保たれ、液だれを防止できる。
【００４２】
なお、マイクロアレイ状に配置された次の標本５（例えば、図２(c)に示す標本５1を観察していた場合における標本５2）を観察する場合には、図２(c)に示すように、カバーガラス７を対物レンズ１から少し離れる方向に移動させると、充填液８のカバーガラス７との接触面積が小さくなり、充填液８を対物レンズ８に付着した状態でカバーガラス７上をスライドさせ易くなる。
また、本実施例２では、対物レンズを固定させ、カバーガラスを対物レンズに対して移動させることで、次の標本を観察する場合について説明したが、このような場合に限らず、適宜、対物レンズを移動させる場合でもあっても良い。
【実施例３】
【００４３】
図３は本発明の実施例３にかかる顕微鏡対物レンズを用いた観察方法を示す説明図であり、(a)は要部説明図、(b)はカバーガラスに設ける親液性の膜及び疎液性の膜の配置を示す説明図である。
実施例３の顕微鏡対物レンズを用いた観察方法では、顕微鏡対物レンズ１は、先端の標本５と対向する側の面に疎液性の膜Ａを備えた正立顕微鏡用の液浸対物レンズとして構成されている。
標本５は仕切り部９を一体又は別体に備えたスライドガラス１０にマイクロアレイ状に配置されている。また、図３では、標本５が培養液１１中に存在している。また、マイクロアレイ状に配置された標本５をカバーガラス７が覆っている。カバーガラス７は、標本とは反対側の面すなわち液浸対物レンズ１側の面７ａのうち各標本５に対応した領域７ａ１に親液性の膜Ｂを備え、親液性の膜Ｂを備えた領域７ａ１の周囲の領域７ａ２に疎液性の膜Ａを備えている。
【００４４】
実施例３の観察方法は、正立顕微鏡での観察に用いられる。
まず、カバーガラス７における各標本５に対応して親液性の膜Ｂを備えたそれぞれの領域７ａ１に充填液８を注入しておく。次いで、対物レンズ１がカバーガラス７の所望の標本５位置に注入されてある充填液８に接触するように、カバーガラスを移動させる。
そして、次の標本を観察する場合、次の標本を対物レンズで観察できるように、カバーガラスを移動させる。このとき、対物レンズ１の先端の標本５と対向する側の面が疎液性の膜Ａを備えており、かつ、カバーガラス７の充填液８が注入されている標本５位置の領域７ａ１が親液性の膜Ｂを備え、領域７ａ１の周囲の領域７ａ２が疎液性の膜Ａを備えているため、充填液８は、カバーガラス７の標本５位置の領域７ａ１に吸着された状態を保持したまま、対物レンズ１から簡単に離れる。次いで、対物レンズ１と対向する位置に次の観察対象となるカバーガラスの所望の標本５位置が来るようにスライドガラス１０を移動させ、次の観察対象となるカバーガラスの所望の標本５位置に吸着した充填液８に接触するようにカバーガラス７を対物レンズ１に近付ける。
【００４５】
このため、実施例３の対物レンズを用いた観察方法によれば、マイクロアレイ状に配置された標本を観察する場合、充填液８をこぼすことなく対物レンズ１を各標本位置に移動させて観察することができる。
また、予め、充填液８をカバーガラス７上に充填しておけば、カバーガラス７を所定位置に移動させるだけで各標本を観察することができ、各標本を観察する都度充填液で充填する煩雑さが解消される。また、対物レンズの操作スペースを損なうこともない。
なお、充填液に潮解性を有する液体を用いれば、乾燥し難くなる。このため、全ての標本を観察するために比較的長時間を要しても、充填液を補充することなく観察することができる。
また、本実施例３では、対物レンズを固定させ、カバーガラスを対物レンズに対して移動させることで、次の標本を観察する場合について説明したが、このような場合に限らず、適宜、対物レンズを移動させる場合でもあっても良い。
【実施例４】
【００４６】
図４は本発明の実施例４にかかる顕微鏡対物レンズの要部を示す説明図である。
実施例４の顕微鏡対物レンズは、実施例１の対物レンズ１の構成に加えて、対物レンズ１の先端部における疎液性の膜Ａを備えた領域２ａの外側に、親液性の膜Ｂからなり、先端に液溜部１２ａを有する通路１２と、疎液性の膜Ａからなり、通路１２の周囲を囲む通路包囲部１３とを備えた倒立顕微鏡用液浸対物レンズとして構成されている。
【００４７】
操作上のミス等で通常の使用量を超える充填液を注入してしまった場合には、実施例１の対物レンズを用いても、対物レンズの先端部から液体がこぼれでることがあり得る。
しかるに、実施例４の顕微鏡液浸対物レンズによれば、対物レンズ１の先端部から液体がこぼれそうになった場合に、こぼれそうな液体が、親液性の膜Ｂからなる通路１２を介して液溜部１２ａに溜められる。このため、実施例４の顕微鏡対物レンズによれば、こぼれる液体の流路を、鏡筒の摺動部等、浸入して欲しくない領域を避けるように導くことができる。同時に、対物レンズ１の先端部分に従来の機械式のキャップ等の部材を設けずに済むので、対物レンズを小型化でき、対物レンズの先端部の操作スペースを確保することができる。
【実施例５】
【００４８】
図５は本発明の実施例５にかかる顕微鏡対物レンズの要部を示す断面図である。
実施例５の顕微鏡対物レンズ１は、実施例１の対物レンズの構成に加えて、対物レンズ１の先端部における親液性の膜Ｂを備えた領域の外側の領域の所定箇所１４から、対物レンズ１の側面に通じる管路１５を有している。
管路１５は、内側の面に親液性の膜Ｂを備えている。
管路１５の先端は、ポンプ等の排出・送液手段に接続されている。そして、排出・送液手段を介して、管路１５を通る液体を対物レンズ１から離れた外部に排出させたり、外部から対物レンズ１へ送液することができるようになっている。
【００４９】
このように構成された実施例５の顕微鏡液浸対物レンズによれば、対物レンズ１の先端部から液体がこぼれそうになった場合に、こぼれそうな液体は、親液性の膜Ｂを備えた管路１５の内部を通って対物レンズ１の側面に導かれる。対物レンズ１の側面に導かれた液体は、ポンプ等の排出・送液手段を介して、対物レンズ１から離れた外部に排出される。
また、対物レンズ１の先端に液体を供給した場合は、ポンプ等の排出・送液手段を用いて、外部から管路１５の内部を通って液体を供給することができる。
このため、実施例５の顕微鏡対物レンズによれば、実施例４と同様、こぼれる液体の流路を、鏡筒の摺動部等、浸入して欲しくない領域を避けるように導くことができる。同時に、対物レンズ１の先端部分に従来の機械式のキャップ等の部材を設けずに済みので、対物レンズを小型化でき、対物レンズの先端部の操作スペースを確保することができる。
また、対物レンズの先端部に設けた親液性の膜Ｂの領域よりも外側（例えば、疎液性の膜Ａを備えた環状領域）の所定箇所から該対物レンズの側面に通じる管路を設けたので、対物レンズを大型化させずにすむ。また、管路の内部に親液性を持たせたので、管路自体につけられる傾斜や、ポンプ等の排出手段を介して、液体が管路の内部に溜まることがなく排出や送液されやすくなる。
【実施例６】
【００５０】
図６は本発明の実施例６にかかる顕微鏡対物レンズを用いた観察方法を示す説明図である。
実施例６にかかる顕微鏡対物レンズを用いた観察方法は、正立顕微鏡観察において、液浸対物レンズ１側の面７ａに、親液性の膜Ｂで形成された、標本観察領域７ａ３、標本観察領域７ａ３に接続する所定長の通路７ａ４、及び通路７ａ４に接続する注入部７ａ５を備えるとともに、親液性の膜Ｂが備えられた領域の周囲に疎液性の膜Ａを備えたカバーガラス７を用いる。そして、注入部７ａ５より液体８を注入し、液体８を通路７ａ４を伝わらせて、標本観察領域７ａ３に到達させ、次いで、対物レンズ１をカバーガラス７の標本５上の位置に到達した液体８に接触させて観察する。
【００５１】
実施例６の観察方法によれば、対物レンズ１と標本５との間に充填液８を充填する場合に、対物レンズ１の先端部から離れた位置から充填液８を充填することができる。このため、例えば、夫々別個のスライドガラス上に備えられた複数の標本を観察するような場合において、次の標本を観察する際に、その都度対物レンズを標本位置から離さないでそのまま、次の標本を備えたカバーガラスに取り替えた後に、充填液を標本観察位置に充填させることができる。このため、実施例６の観察方法によれば、対物レンズ先端の標本観察位置での操作スペースを大きくとらずに済み、従来、標本ごとに行っていた対物レンズの移動操作の煩雑さも解消できる。
【実施例７】
【００５２】
図７は本発明の実施例７にかかる顕微鏡対物レンズの要部を示す説明図である。
実施例７の対物レンズは、標本を覆うカバーガラス７に備えられた親液性の膜Ｂに付着した球面状の液体８に対物レンズ１を構成するレンズ機能の一部（例えば、実施例１の対物レンズ１における先端レンズ３と同様の機能）を担わせるように、対物レンズ１内に備わるレンズ系が設計された、正立顕微鏡用対物レンズとして構成されている。
【００５３】
このように構成された実施例７の顕微鏡液浸対物レンズによれば、対物レンズを構成する硝子又はプラスチックレンズの構成枚数を減らすことができ、その分レンズ製作コストを低減し、また、対物レンズを小型化することができる。
また、実施例７の対物レンズによれば、対物レンズの先端レンズとしての機能を、カバーガラス上に充填される半球面状の液体に担わせるので、任意の場所に簡単に先端レンズを作ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施例１にかかる顕微鏡対物レンズの要部を示す説明図であり、(a)は標本を観察する状態の対物レンズの先端部断面図、(b)は対物レンズ先端部に設ける親液性の膜及び疎液性の膜の配置を示す説明図である。
【図２】本発明の実施例２にかかる顕微鏡対物レンズを用いた観察方法を示す説明図であり、(a)は要部説明図、(b)は観察対象である標本の配置を示す説明図、(c)は対物レンズを移動するときの液体の状態説明図である。
【図３】本発明の実施例３にかかる顕微鏡対物レンズを用いた観察方法を示す説明図であり、(a)は要部説明図、(b)はカバーガラスに設ける親液性の膜及び疎液性の膜の配置を示す説明図である。
【図４】本発明の実施例４にかかる顕微鏡対物レンズの要部を示す説明図である。
【図５】本発明の実施例５にかかる顕微鏡対物レンズの要部を示す断面図である。
【図６】本発明の実施例６にかかる顕微鏡対物レンズを用いた観察方法を示す説明図である。
【図７】本発明の実施例７にかかる顕微鏡対物レンズの要部を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５５】
１          顕微鏡対物レンズ
２          鏡筒
３          先端レンズ
３ａ        露出部
４          間隙部
５、５1、５2          標本
６          シール剤
７          カバーガラス
７ａ        カバーガラス７における液浸対物レンズ１側の面
７ａ１      面７ａのうち各標本５に対応した領域
７ａ２      領域７ａ１の周囲の領域
７ａ３      標本観察領域
７ａ４      通路
７ａ５      注入部
８          充填液
９          仕切り部
１０        スライドガラス
１１        培養液
１２        通路
１２ａ      液溜部
１３        通路包囲部
１４        対物レンズ１の先端部における親液性の膜Ｂを備えた領域の外側の領域の所定箇所
１５        管路
Ａ          疎液性の膜
Ｂ          親液性の膜
【図１】
2005345726.tif 000003
【図２】
2005345726.tif 000004
【図３】
2005345726.tif 000005
【図４】
2005345726.tif 000006
【図５】
2005345726.tif 000007
【図６】
2005345726.tif 000008
【図７】
2005345726.tif 000009