专利名称：荧光观察用光学装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及荧光观察用光学装置，特别涉及向观察对象物照射紫外线激发光进行对象物的荧光观察的荧光观察用显微镜、内窥镜等荧光观察用光学装置。
背景技术：
近年来，在细胞、基因等生物观察领域中，使用荧光显微镜、荧光内窥镜等来捕获对活体类照射激发光时所产生的微弱荧光(自发荧光)的荧光观察成为主流。由于其可以通过对某种特定物质进行荧光染色来进行不会对细胞造成损伤的观察，因而在该观察中，直接向标本或体内细胞照射短波长的光，观察由此产生的荧光。
例如，在荧光显微镜中，激发光的激发波长以365nm、488nm、550nm等为主流，分别观察450nm、550nm、600nm附近的观察波长的荧光。最近有下述观察方法血管注射血卟啉类药剂，并对积蓄在癌细胞内的血卟啉类药剂所产生的荧光进行观察。另外还有使用340nm激发波长的短激发光对活体内的钙离子进行观察的方法。
并且，在荧光内窥镜中，有下述两种类型的观察用于主要对癌瘤进行观察一类是利用390nm～470nm的激发波长对观察波长为500nm～630nm附近的荧光进行观察；另一类是利用390nm～440nm的激发波长对观察波长为470nm～690nm的荧光进行观察。
为了使用340nm等短激发波长的荧光，需要使340nm附近的波长的透过率至少为20％以上。并且，在荧光观察中，构成观察装置的光学系统的光学材料的自发荧光大，由此使得在以激发光进行照射时，光学材料的自发荧光成为噪声，观察图像的对比度明显下降。特别是在近年来的荧光观察中，对活体生物的荧光进行观察的需求有所增强，并且对使用毒性低的微弱荧光体等的微弱荧光进行观察的需求正在逐渐增加。为了以良好的灵敏度对这种被检物的微弱荧光进行观察，需要彻底降低光路上的噪声。作为光路上噪声的原因，有玻璃材料、粘合剂、油、薄膜等。玻璃对噪声的影响最大，但将透镜与透镜相接合的粘合剂的作用也不能忽视，需要加以改善。
作为光学元件接合用的粘合剂，一般使用光固化型粘合剂(例如参照日本特开平10-95967号公报)，该类粘合剂由于大多含有具有较多π原子的芳香族低聚物、引发剂以及添加剂等，因而容易由激发光导致其发出自发荧光。
已有提案提出如下的物镜来抑制这种自发荧光，该物镜由石英玻璃构成，从物体侧依次为第一透镜组，其具有正折射力；第二透镜组，其具有正折射力；第三透镜组，其具有负折射力，该物镜对340nm以内波长的激发光具有高透过率，且自发荧光少(例如，参照日本特开2000-284181号公报)；还有提案提出如下的物镜来抑制这种自发荧光，该物镜不形成防反射膜、使用石英玻璃作为自发荧光低的光学材料、且不使用粘合剂，通过上述结构可进一步抑制自发荧光的产生(例如，参照日本特开平11-23976号公报)。
并且，还有提案提出有如下的荧光内窥镜装置，利用该装置对从活体组织产生的自发荧光进行观察时，通过位于摄像元件前部的激发光截止滤波器遮断由活体组织反射的反射激发光，以对正常组织和癌组织进行正确识别(例如，参照日本特开2002-10969号公报)。
但是，日本特开2000-284181号公报所述的技术仅着眼于构成光学系统的透镜，并未对其它具有光学性能的材料进行任何考虑。并且，日本特开平11-23976号公报中公开的物镜为不使用粘合剂的结构，但若不使用粘合剂，则非常难以将具有曲率的材料进行接合，且存在形状不同的透镜的结合结构因温度变化而易产生光学变形的问题。
并且，日本特开2002-10969号公报所述的荧光内窥镜装置中，能够利用激发光截止滤波器去除反射的激发光，但不能够去除由构成光学系统的材料产生的自发荧光，因而不能解决对比度下降的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种荧光观察用光学装置，该光学装置有效抑制了激发光引起的自发荧光。
根据本发明的一个方式，提供一种荧光观察用光学装置，所述荧光观察用光学装置具有多个光学元件，该荧光观察用光学装置的特征在于，所述多个光学元件之间存在有硅酮类粘合剂以将两者接合，该硅酮类粘合剂含有自发荧光性低的物质。
由于所述荧光观察用光学装置中所使用的硅酮类粘合剂所具有的自发荧光性低，因而在经激发光照射时，荧光的产生很少，并且短波长区域的透过性良好，也不发生变色。因此，具备以这种硅酮类粘合剂接合的光学元件的荧光观察用光学装置能够以较少的噪声、较高的对比度进行观察。
本发明的一个方式所涉及的荧光观察用光学装置中，所使用的硅酮类粘合剂中所含有的自发荧光性低的物质可以使用下述物质，该物质含有有机聚硅氧烷和热聚合抑制剂，所述有机聚硅氧烷具有在硅原子上结合有至少2个乙烯基的主链骨架，并且该物质中，低分子硅氧烷的含量为0.004％以下，过渡金属及稀土类元素的杂质含量为20ppm以下，多重键合基团的含量为10％以下。
该硅酮类粘合剂中，作为产生自发荧光的原因的低分子硅氧烷的含量、过渡金属及稀土类元素的杂质含量、用于使硅氧烷聚合的铂催化剂、以及多重键合基团的含量非常低，因而该硅酮类粘合剂的自发荧光性特别低，对于荧光观察用显微镜或内窥镜中光学元件的接合中特别有效。下述元素是作为自发荧光产生原因的代表性杂质元素作为过渡金属的铁、钴；铂等贵金属；作为稀土类元素的铕、钕等。
另外，过渡金属及稀土类元素的杂质含量由所要求的荧光观察的水平决定。在使用GFP等来进行荧光观察的常用的显微镜中，过渡金属及稀土类元素的杂质含量最高容许为20ppm左右，而在高级显微镜或内窥镜中该杂质含量为10ppm以下，并且在观察活细胞等的今后盛行研究的观察微小荧光的终极显微镜或内窥镜中，需要使自发荧光下降到实质上接近零的程度，因而需要将杂质含量抑制在1ppm以下。
并且，作为自发荧光性低的物质的多重键合基团，有苯基、羧基、亚硫酰基、醚基、丙烯酰基、乙酰基等，这些基团在经紫外光照射时会由于π电子的激发而产生荧光。本发明的一个方式所涉及的硅酮类粘合剂中所含有的自发荧光性低的物质中，所述多重键合基团的含量为10％以下，非常少，优选完全不含有所述多重键合基团，因而其自发荧光少，而且短波长区域的透过性也良好，不会产生变色，所以这种硅酮类粘合剂在荧光观察用显微镜或内窥镜的光学元件的接合中非常有效。
本发明的一个方式所涉及的荧光观察用光学装置中，所使用的硅酮类粘合剂为硅油或加成反应型硅酮类粘合剂。硅油具有上述组成，其自身粘合性小，其存在于多个光学元件之间，将两者接合。另一方面，加成反应型硅酮类粘合剂还含有铂族金属类催化剂和硅烷偶合剂(silanecoupling agent)，该加成反应型硅酮类粘合剂存在于多个光学元件之间，利用加成反应所致的固化所产生的粘合性将两者牢固粘合。由于任何硅酮类粘合剂所具有的自发荧光性都很低，因而将其用于荧光观察用光学装置的光学元件的接合时，显示出良好的效果。
加成反应型硅酮类粘合剂中所含有的铂族金属类催化剂的含量最高容许为20ppmm左右，而在高级显微镜或内窥镜中需要将该含量抑制在10ppm以下，并且在观察微小荧光的终极显微镜或内窥镜中需要将该含量抑制在1ppm以下，这点与上述相同。
并且，加成反应型硅酮类粘合剂的树脂成分优选为10重量％以下。由此通过抑制树脂成分的含量也能够降低自发荧光。
本发明的一个方式所涉及的荧光观察用光学装置中，光学元件例如为透镜，作为在接合中所使用的硅酮类粘合剂，可以使用硅油、加成反应型硅酮类粘合剂中的任意一种。或者，还可以使用含有相同的自发荧光性低的物质的硅脂或硅凝胶。
作为荧光观察用光学装置，有荧光观察用内窥镜以及荧光观察用显微镜。这些荧光观察用光学装置在光学元件的接合中使用含有自发荧光性低的物质的硅酮类粘合剂，因而自发荧光少，噪声小，由此能够以高对比度进行观察。
如上所述，本发明的一个方式所涉及的荧光观察用光学装置中，在光学元件的接合中使用硅酮类粘合剂，由于该硅酮类粘合剂含有自发荧光性低的物质，因而经紫外光照射时所产生的荧光非常少，并且在短波长区域的透过性良好，也不发生变色。因此，若采用这种荧光观察用显微镜以及内窥镜等光学装置，则能够以高对比度进行观察。
图1是将本发明实施方式所涉及的荧光观察用光学装置中使用的粘合剂与现有粘合剂的自发荧光性进行比较所示出的特性图。
图2是示出本发明实施例1所涉及的内窥镜的插入部前端的剖面图。
图3是示出本发明实施例2所涉及的显微镜物镜中的代表性接合透镜的剖面图。
具体实施例方式
下面，说明本发明的实施方式。
本发明第一实施方式所涉及的荧光观察用光学装置中使用的硅酮类粘合剂是含有有机聚硅氧烷、热聚合抑制剂、铂族金属类催化剂、硅烷偶合剂的硅酮粘合剂，所述有机聚硅氧烷具有在硅原子上结合有至少2个乙烯基的主链骨架。
在该硅酮粘合剂中，作为基础树脂的有机聚硅氧烷具有在硅原子上结合有至少2个乙烯基的主链骨架，所以具有高透过率。
热聚合抑制剂具有维持保存稳定性的作用。作为优选使用的热聚合抑制剂，可以举出含有胺的化合物、含有磷的化合物等。
铂族金属类催化剂是聚合引发剂，其使基础树脂通过加成反应交联，从而硅酮类粘合剂表现出与应接合的玻璃材料的优异的密合性。作为优选使用的铂族金属类催化剂，可以举出主成分为铂和氯的化合物、主成分为铂和硅的化合物等。
硅烷偶合剂在不损害基础树脂的低自发荧光性的范围内具有对水分子具有亲合性的极性基团，因而使硅酮类粘合剂表现出与玻璃材料的优异的密合性。
在以上所述本发明第一实施方式所涉及的荧光观察用光学装置中使用的硅酮粘合剂中，低分子硅氧烷的含量被抑制在0.004％以下，过渡金属及稀土类元素的杂质含量被抑制在20ppm以下，与π电子相关的多重键合基团的含量被抑制在10％以下，铂族金属类催化剂的含量被抑制在20ppm以下，因而其所具有的自发荧光性低。
本发明第二实施方式所涉及的荧光观察用光学装置中使用的硅酮类粘合剂为含有有机聚硅氧烷的硅油，所述有机聚硅氧烷具有在硅原子上结合有至少2个乙烯基的主链骨架。在由该硅油构成的硅酮类粘合剂中，作为基础树脂的有机聚硅氧烷具有在硅原子上结合有至少2个乙烯基的主链骨架，因而其具有高透过率。并且，该硅油中，低分子硅氧烷的含量被抑制在0.004％以下，过渡金属及稀土类元素的杂质含量被抑制在20ppm以下，与π电子相关的多重键合基团的含量被抑制在10％以下，因而其所具有的自发荧光性低。
如上所述，由于本发明第一和第二实施方式所涉及的荧光观察用光学装置中使用的硅酮类粘合剂所具有的自发荧光性低，因而若使荧光观察用光学装置所具有的光学元件利用上述硅酮类粘合剂进行接合，则该荧光观察用光学装置能够以优异的对比度对图像进行观察。
接着，如下对以上说明的本发明第一和第二实施方式所涉及的荧光观察用光学装置中使用的硅酮类粘合剂(实施方式1和实施方式2)的自发荧光性进行评价。
首先，用上述的实施方式1和实施方式2的粘合剂粘合2张石英玻璃板，将粘合剂层的膜厚调整到10μm左右，然后在温度为25℃、湿度为50％的条件下静置，使粘合剂固化，制作2种评价样品。
然后，对该评价样品连续照射25小时波长为365nm的紫外线，以利用荧光显微镜的光电倍增管检测器对自发荧光进行测定，得到图1所示的结果。另外，作为样品，除了本实施方式的2个评价样品之外，还对石英单体以及使用市售的UV固化粘合剂(Norland 63)将2张石英玻璃接合而成的样品进行同样的评价。将其结果示于图1。
由图1所示的结果可知，本实施方式所涉及的2种评价样品所显示出的自发荧光性远远低于利用市售品粘合剂接合的样品。
接着，对本发明的实施例进行说明，在本发明的实施例中，使用以上说明的硅酮类粘合剂(硅酮粘合剂以及硅油)将光学元件进行接合。
实施例1图2是示出本发明一个实施例所涉及的内窥镜的插入部前端的剖面图。在图2示出的内窥镜的插入部前端，在前端部主体上内置有具备多个透镜的观察用对物光学系统1，其中包括使用上述实施方式1的粘合剂(硅酮粘合剂)4将透镜2和透镜3粘合而成的接合透镜。
即，在透镜3的接合面上涂布少量硅酮粘合剂4，将透镜2和透镜3粘贴之后，使硅酮粘合剂4扩散到整个接合面，在室温下放置或加热进行固化，从而制作接合透镜。
本实施例中，硅酮粘合剂4的基础树脂与铂族金属类催化剂接触，从而使得硅酮粘合剂固化，将透镜2和透镜3固定。该情况下，通过对基础树脂中多重键合基团的量进行抑制，并将铂族金属类催化剂的量抑制在能够使基础树脂交联的范围内，从而能够抑制自发荧光的产生。热聚合抑制剂具有维持基础树脂与铂族金属类催化剂接触之前的保存稳定性的功能。而且，主成分的基础树脂的光透明性优异，并且，利用硅烷偶合剂能够确保该硅酮粘合剂对玻璃的粘合性和耐久性。
这样，通过降低铂族金属类催化剂以及多重键合基团(苯基、羧基、亚硫酰基、醚基、丙烯酰基、乙酰基等)的含量，能够将照射紫外光时π电子的激发所引起的荧光产生抑制为较低。并且，短波长区域的透过性良好，也不会产生变色。而且，耐热性、耐化学性比较高，具有橡胶弹性，收缩率低，所以能够得到下述的荧光观察用内窥镜，该荧光观察用内窥镜可减少固化时或环境变化引起的光学变形的发生。
作为硅酮粘合剂4，不限于硅酮树脂，还可以使用硅凝胶。并且，粘合剂4的应用不仅限于内置在内窥镜的插入部前端的光学系统中，还可以在荧光显微镜用物镜或内置有固体摄像元件的显微镜的光学系统的光学部件的彼此接合中应用该粘合剂4。
实施例2图3示出荧光观察用显微镜物镜的代表性接合透镜。该第一透镜11和第二透镜12利用上述实施方式2的硅油13接合，在第一透镜11和第二透镜12相邻的边缘部外周形成有密封剂14，在第一透镜11与金属制的镜框15的缝隙内填充有上述实施方式1的硅酮粘合剂4，进行粘合固定。
本实施例中使用的硅酮粘合剂4和硅油13中，铂族金属类催化剂、多重键合基团、过渡金属、稀土类元素的杂质含量得到降低，因而能够将自发荧光的产生抑制得较低。
特别是，通过使所用的硅油13完全不含铂族金属类催化剂，并且使多重键合基团(苯基、羧基、亚硫酰基、醚基、丙烯酰基、乙酰基等)以及过渡金属、稀土类元素的杂质尽量得到降低，能够对照射紫外光时π电子的激发所引起的荧光产生进行连续抑制。并且，能够得到在短波长区域的透过性也良好、且不发生变色的荧光观察用显微镜。
另外，使用硅脂、硅凝胶来代替硅油13也能够得到相同的效果。并且，内置固体摄像元件的内窥镜的光学系统的透镜的接合中也可以使用硅油13。
本发明不限于上述实施方式，在不脱离本发明主旨的范围内，可进行各种变形后实施。
权利要求
1.一种荧光观察用光学装置，所述荧光观察用光学装置具有多个光学元件，其中，所述多个光学元件之间存在有硅酮类粘合剂以将两者接合，该硅酮类粘合剂含有自发荧光性低的物质。
2.如权利要求1所述的荧光观察用光学装置，其中，所述自发荧光性低的物质含有有机聚硅氧烷和热聚合抑制剂，所述有机聚硅氧烷具有在硅原子上结合有至少2个乙烯基的主链骨架。
3.如权利要求2所述的荧光观察用光学装置，其中，所述自发荧光性低的物质中的所述有机聚硅氧烷的含量为0.004％以下、过渡金属及稀土类元素的杂质含量为20ppm以下、多重键合基团的含量为10％以下。
4.如权利要求3所述的荧光观察用光学装置，其中，所述自发荧光性低的物质中的过渡金属及稀土类元素的杂质含量为10ppm以下。
5.如权利要求3所述的荧光观察用光学装置，其中，所述自发荧光性低的物质中的过渡金属及稀土类元素的杂质含量为1ppm以下。
6.如权利要求1所述的荧光观察用光学装置，其中，所述硅酮类粘合剂为硅油。
7.如权利要求1所述的荧光观察用光学装置，其中，所述硅酮类粘合剂为加成反应型硅酮类粘合剂。
8.如权利要求7所述的荧光观察用光学装置，其中，所述自发荧光性低的物质还含有20ppm以下的铂族金属类催化剂和硅烷偶合剂。
9.如权利要求8所述的荧光观察用光学装置，其中，所述铂族金属类催化剂的杂质含量为10ppm以下。
10.如权利要求9所述的荧光观察用光学装置，其中，所述铂族金属类催化剂的杂质含量为1ppm以下。
11.如权利要求7所述的荧光观察用光学装置，其特征在于，所述硅酮类粘合剂含有10重量％以下的树脂成分。
12.如权利要求1所述的荧光观察用光学装置，其中，所述光学元件是透镜。
13.如权利要求1所述的荧光观察用光学装置，其中，所述荧光观察用光学装置为荧光观察用内窥镜。
14.如权利要求1所述的荧光观察用光学装置，其中，所述荧光观察用光学装置为荧光观察用显微镜。
全文摘要
本发明提供一种荧光观察用光学装置，所述荧光观察用光学装置具有多个光学元件，该荧光观察用光学装置的特征在于，所述多个光学元件之间存在有硅酮类粘合剂以将两者接合，该硅酮类粘合剂含有自发荧光性低的物质。
文档编号G02B21/00GK1973234SQ200580020809
公开日2007年5月30日 申请日期2005年6月22日 优先权日2004年6月23日
发明者林孝枝, 木下博章 申请人:奥林巴斯株式会社