全反射蛍光観察装置
【課題】発光ダイオード素子を光源に用いることで低消費電力かつ小型の全反射蛍光観察装置を提供する。
【解決手段】導光性を有する基板の第１の側部端面に、測定対象面で全反射するように光を導入する第１の光源部１１、基板の第１の側部端面と対向する第２の側部端面に、測定対象面で全反射するように光を導入する第２の光源部１２、そのように基板に導入された光によって発生されたエバネッセント光によって励起された基板上の蛍光標識の蛍光画像を取得する取得部１３、取得された画像を蓄積する蓄積部１４を備える。第１及び第２の光源部１２は、発光ダイオード素子、それらから出射された光を平行光に収束させる第１の収束レンズ、その平行光を収束させる第２の収束レンズをそれぞれ有する。
【解決手段】導光性を有する基板の第１の側部端面に、測定対象面で全反射するように光を導入する第１の光源部１１、基板の第１の側部端面と対向する第２の側部端面に、測定対象面で全反射するように光を導入する第２の光源部１２、そのように基板に導入された光によって発生されたエバネッセント光によって励起された基板上の蛍光標識の蛍光画像を取得する取得部１３、取得された画像を蓄積する蓄積部１４を備える。第１及び第２の光源部１２は、発光ダイオード素子、それらから出射された光を平行光に収束させる第１の収束レンズ、その平行光を収束させる第２の収束レンズをそれぞれ有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード素子を用いた全反射蛍光観察装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光源にメタルハライドランプやキセノンランプ等を用い、光ファイバーを介してその光源からの光を基板に照射することによってエバネッセント光を発生させ、蛍光観察を行う装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許３７６９２２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、メタルハライドランプ等は通常の水銀ランプと比較して省電力であるが、エバネッセント光を用いた蛍光観察を行う場合には３５０Ｗ程度の光源が用いられており、消費電力が大きかった。また、メタルハライドランプ等を光源に用いた場合には、前述のように、光ファイバーを介して光源からの光を基板に照射していた。それは、光源で発生した熱が、基板やその周辺の観測系に影響を与えないようにするためである。そのように、光ファイバーを用いて光源と測定装置とをつないだ場合には、装置が全体として大型化してしまうという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、消費電力が小さく、小型である全反射蛍光観察装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明による全反射蛍光観察装置は、導光性を有する基板の第１の側部端面に、測定対象面で全反射するように光を導入する第１の光源部と、基板の第１の側部端面と対向する第２の側部端面に、測定対象面で全反射するように光を導入する第２の光源部と、第１及び第２の光源部によって基板に導入された光によって発生されたエバネッセント光によって励起された基板上の蛍光標識の蛍光画像を取得する取得部と、取得部が取得した画像を蓄積する蓄積部と、を備え、第１及び第２の光源部は、発光ダイオード素子と、発光ダイオード素子から出射された光を平行光に収束させる第１の収束レンズと、平行光を収束させる第２の収束レンズと、をそれぞれ有する、ものである。
【０００７】
このような構成により、発光ダイオード素子を光源に用いた全反射蛍光観察装置を実現することができる。発光ダイオード（ＬＥＤ）は、メタルハライドランプ等と比較して消費電力の小さいことが知られている。したがって、発光ダイオード素子を光源に用いることによって、消費電力の小さい全反射蛍光観察装置を実現することができる。また、発光ダイオード素子を用いることによって、光ファイバーを介さないで基板に光を導入することもでき、そのようにすることで装置を小型化することが可能となる。
【０００８】
また、本発明による全反射蛍光観察装置では、第１及び第２の光源部は、第１の収束レンズによって収束された平行光を均一な光束にする拡散板をそれぞれさらに有し、第２の収束レンズは、拡散板によって均一にされた光束を収束させてもよい。
このような構成により、拡散板を用いて均一な光束として光量のばらつきを防止することにより、収束性を改善することができ、エバネッセント光を適切に発生させることができるようになる。なお、その拡散板を第１及び第２の収束レンズの間に設けることにより、拡散板を発光ダイオード素子と第１の収束レンズとの間に設けた場合などと比較して、広い面積で拡散させることができるため、容易に光束を均一にでき、その結果として、拡散板による光量の減衰を低減させることも可能である。
【０００９】
また、本発明による全反射蛍光観察装置では、第１及び第２の光源部が有する発光ダイオード素子が外側となるように、基板及び取得部を少なくとも外光から遮蔽する筐体と、筐体内を冷却する筐体内冷却部と、第１及び第２の光源部が有する発光ダイオード素子を筐体の外側からそれぞれ冷却する第１及び第２の筐体外冷却部と、をさらに備えてもよい。
このような構成により、筐体内冷却部によって筐体内を冷却することができる。また、筐体外冷却部によって、第１及び第２の光源部を冷却することができ、その第１及び第２の光源部から筐体内部に流入する熱の量を低減させることができる。その結果、筐体内が高温になることを回避することができる。
【００１０】
また、本発明による全反射蛍光観察装置では、基板は複数の反応槽に仕切られたものであり、取得部は、蛍光画像を撮影するものであり、かつ、一の反応槽に対応する基板の領域を撮影可能な画角を有してもよい。
このような構成により、走査撮影を行わずに反応槽の撮影を行うことができるようになる。したがって、撮影時間を短くすることができると共に、蛇行走査等を行うためのＸＹステージ等が必要なくなり、装置を小型化することができる。
【００１１】
また、本発明による全反射蛍光観察装置では、基板を着脱可能に保持する、全反射蛍光観察装置に着脱可能なカートリッジをさらに備え、基板は、長手方向に並んだ複数の反応槽を有しており、かつ、長手方向に第１及び第２側部端面を有しており、カートリッジは、第１及び第２の側部端面に光を導入可能に基板が載置される載置部と、第１及び第２の側部端面に光を導入可能に、載置部に載置された基板を覆うカバー部と、を備えてもよい。
このような構成により、基板をカートリッジに装着して扱うことができ、基板の第１及び第２の側部端面や撮影を行う面が汚損されることを防止できる。
【００１２】
また、本発明による全反射蛍光観察装置では、カバー部は、基板の長手方向を軸として開閉されてもよい。
このような構成により、カートリッジに基板を載置する作業時に、基板の長手直交方向（短手方向）の対向する側面を指等で保持することができ、より正確な載置の処理を行うことができるようになる。
【００１３】
また、本発明による全反射蛍光観察装置では、第１及び第２の光源部は、当該第１及び第２の光源部の出射光の光量を測定する光量センサをそれぞれ有し、第１及び第２の光源部が有する光量センサが測定した光量を用いて、第１及び第２の光源部の出射光の光量が均等になるように、第１及び第２の光源部が有する発光ダイオード素子の出力をそれぞれ制御する光量調整部をさらに備えてもよい。
このような構成により、基板の第１の側部端面から導入される光量と、基板の第２の側部端面から導入される光量とを均等にすることができる。その結果、蛍光を発生させるための光を均等にすることができ、蛍光画像の誤判定を防止することができうる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明による全反射蛍光観察装置によれば、発光ダイオード素子を光源に用いることによって、消費電力の少ない小型の装置を実現することができうる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態１による全反射蛍光観察装置の構成を示す断面図
【図２】同実施の形態による全反射蛍光観察装置の構成を示す断面図
【図３】同実施の形態における基板及びカートリッジの構成を示す斜視図
【図４】同実施の形態における第１の光源部の構成を示す断面図
【図５】同実施の形態における基板への光の導入について説明するための図
【図６】同実施の形態における第１の光源部の他の構成を示す断面図
【図７】同実施の形態における蛍光パターンの画像の一例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明による全反射蛍光観察装置について、実施の形態を用いて説明する。なお、以下の実施の形態において、同じ符号を付した構成要素は同一または相当するものであり、再度の説明を省略することがある。
【００１７】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１による全反射蛍光観察装置について、図面を参照しながら説明する。本実施の形態による全反射蛍光観察装置は、発光ダイオード素子を光源に用いることによって、消費電力の少ない小型の装置を実現したものである。
【００１８】
図１、図２は、本実施の形態による全反射蛍光観察装置１００の内部構成を示す断面図である。なお、図１の断面と、図２の断面とは直交している。図３は、基板１と、カートリッジ２との構成を示す斜視図である。図４は、第１の光源部１１の構成を示す断面図である。
図１、図２において、本実施の形態による全反射蛍光観察装置１００は、第１の光源部１１と、第２の光源部１２と、取得部１３と、蓄積部１４と、上面板１５と、本体フレーム１６と、下部フレーム１７と、ヒートシンク１８と、筐体内冷却部１９と、第１の筐体外冷却部２１と、第２の筐体外冷却部２２と、基板１を着脱可能に保持するカートリッジ２の搬送機構と、蛍光画像を取得するための光学系とを主に備える。
【００１９】
図３（ａ）で示されるように、基板１は、板状の部材であり、透明部材１ａと、複数の反応槽１ｃに応じた開口を有するゴム板１ｂとから構成される。透明部材１ａは、導光性を有するものであり、例えば、ガラス、石英、透明な樹脂（プラスチック）、または、その他の透明な板状の部材である。本実施の形態では、基板１の長手方向の側部端面である第１の側部端面１ｄ、及び第２の側部端面１ｅのそれぞれから光が導入されることによって、エバネッセント光を発生させる。なお、厳密に言えば、第１の側部端面１ｄ、第２の側部端面１ｅは、透明部材１ａのそれぞれ対向する側部端面である。また、基板１の上面に、基板１に関する情報を有する情報格納部１ｆが存在してもよい。その情報格納部１ｆは、例えば、１次元バーコードや２次元バーコード、数字、文字列、記号等のように視覚的に認識可能なものであってもよく、あるいは、ＲＦＩＤや磁気テープ等のように視覚的に認識不可能なものであってもよい。本実施の形態では、その情報格納部１ｆが２次元バーコードである場合について説明する。また、その情報格納部１ｆが有する情報は、例えば、基板１の識別情報であってもよく、基板１の反応槽１ｃに固定されている試料を特定する情報であってもよく、基板１の反応槽１ｃに投入された被検試料に関する情報（例えば、被験者の識別子等）であってもよい。なお、基板１に情報格納部１ｆが存在しなくてもよい。また、本実施の形態では、複数の反応槽１ｃがゴム板１ｂによって仕切られている場合について説明するが、複数の反応槽１ｃは、その他の方法によって形成されてもよい。例えば、反応槽１ｃに対応する領域以外の透明部材１ａの表面に撥水加工を行うことによって、反応槽１ｃを形成してもよい。なお、本実施の形態では、複数の反応槽１ｃが基板１の長手方向に並んでいる場合について説明するが、そうでなくてもよい。反応槽１ｃは１個であってもよく、２個以上であってもよい。また、その反応槽１ｃの形状は問わない。
【００２０】
図３（ｂ）で示されるように、カートリッジ２は、載置部２ａと、カバー部２ｂとを備える。そのカートリッジ２は、全反射蛍光観察装置１００に着脱可能なものである。基板１がカートリッジ２に装着される場合に、基板１は載置部２ａに載置される。その載置部２ａに基板１が載置された場合に、基板１がずれないように固定されることが好適である。図３（ｂ）では、４つの爪部２ｆによって、載置された基板１が固定される。また、カバー部２ｂは、載置部２ａに載置された基板１を覆うものであり、基板１の長手方向（カートリッジ２の長手方向）を軸として開閉されるようになっている。なお、図３（ｂ）で示されるように、通常、その長手方向の軸は、載置部２ａの長手直交方向の一方の端に設けられる。カバー部２ｂは、透明であってもよく、あるいは、不透明であってもよい。基板１で発生したエバネッセント光によって励起された蛍光の観察を容易にする観点からは、カバー部２ｂは、光を通さない遮光性のものであることが好適である。但し、情報格納部１ｆが視覚的に認識するものである場合（例えば、２次元バーコードの場合）には、その情報格納部１ｆの領域のみ、外部から観察可能なようになっていてもよい。例えば、その情報格納部１ｆに対応するカバー部２ｂの領域のみ透明であってもよく、あるいは、その情報格納部１ｆに対応するカバー部２ｂの領域に開口が設けられていてもよい。また、図３（ｃ）で示されるように、基板１の複数の反応槽１ｃに対応する載置部２ａの領域に開口２ｃが設けられている。この開口２ｃを介して、エバネッセント光によって励起された蛍光標識の画像を取得することができる。また、載置部２ａの長手方向の両端には、凹部２ｄ，２ｅが設けられている。この凹部２ｄ，２ｅによって、基板１を載置部２ａに載置したり、基板１を載置部２ａから取ったりする作業を容易に行うことができるようになる。凹部２ｄ，２ｅの位置では、基板１の端部が載置部２ａよりも外側に存在することになるからである。すなわち、作業者は、凹部２ｄ，２ｅの位置において、基板１を指等で長手方向の両端から把持して載置部２ａに載置したり、そこから取ったりすることを容易に行うことができる。なお、光を導入する端面である第１及び第２の側部端面１ｄ，１ｅを汚損してはならないため、その第１及び第２の側部端面１ｄ，１ｅで基板１を把持することは好適でない。一方、カバー部２ｂの開閉の軸を基板１の長手方向とすることにより、基板１の長手直交方向の側部端面で基板１を把持して基板１をカートリッジ２に着脱することが容易となり、作業者の利便性が向上される。このカートリッジ２は、全反射蛍光観察装置１００に着脱可能なものである。したがって、全反射蛍光観察装置１００は、カートリッジ２を構成要素として有していると考えてもよく、あるいは、そうでなくてもよい。
【００２１】
なお、基板１が載置部２ａに載置された状態で、また、カバー部２ｂが載置部２ａに載置された基板１を覆った状態で、第１及び第２の側部端面１ｄ，１ｅに光を導入可能であることが必要である。したがって、載置部２ａ及びカバー部２ｂは、複数の反応槽１ｃに対応する第１及び第２の側部端面１ｄ，１ｅに導入される光の障害とならない形状であることが好適である。すなわち、カバー部２ｂが閉じられた状態で、載置部２ａ及びカバー部２ｂに第１及び第２の光源部１１，１２からの光を通過可能な空間が設けられていることが好適である。その空間は、例えば、開口であってもよく、凹部であってもよく、載置部２ａとカバー部２ｂとの間の空隙であってもよい。
【００２２】
また、基板１の各反応槽１ｃには、所定の間隔で、所定の面積を有する試料がマトリクス状に固定されている。その試料は、例えば、抗原、抗体、レクチン等の糖鎖結合性たんぱく質、ＤＮＡやＲＮＡ等のポリヌクレオチド、または、その他の被検試料と結合するものであってもよい。その反応槽１ｃに入れられる被検試料は、直接的にまたは間接的に蛍光標識されたものである。その蛍光標識で用いられる蛍光色素は、例えば、Ｃｙ３，Ｃｙ３．５，Ｃｙ５等であってもよく、あるいは、その他の蛍光色素であってもよい。被検試料は、例えば、細胞や生体組織等から抽出されたものである。被検試料と、基板１に固定された試料とが相補的関係の場合には結合し、非相補的関係の場合には結合しない。そのようにして、基板１に固定された試料に対して特異的に結合する分子の有無を検出することができる。また、エバネッセント光は、透明部材１ａの表面の半波長から１波長程度の範囲にのみ存在するため、そのエバネッセント光によって励起される蛍光標識は、基板１に固定された試料と結合した被検試料の蛍光標識のみとなり、それ以外のブラウン運動している蛍光標識、すなわち、結合しなかった蛍光標識は励起されない。したがって、どの試料の位置に、エバネッセント光によって励起された蛍光標識が存在するのかを観測することによって、被検試料に含まれているものを知ることができる。なお、位置のみでなく、蛍光の程度も観測してもよい。また、このようなエバネッセント光を用いた蛍光観察の方法はすでに公知であり（例えば、上記特許文献等）、その詳細な説明を省略する。また、その蛍光観察を行う前に、反応槽１ｃを洗浄してもよく、あるいは、洗浄しなくてもよい。例えば、基板１に固定された試料が糖鎖またはレクチンであり、被検試料がその試料に結合能を持つ分子である場合には、両者の結合は弱いため、洗浄処理によって解離反応が進行しまう。したがって、そのような場合には、洗浄を行うことなく蛍光観察を行うことが好適である。
【００２３】
図１において、本体フレーム１６の上側の開口は、上面板１５によって閉じられている。また、本体フレーム１６に設けられた円形の開口を介して、第１及び第２の光源部１１，１２の光の出射側が本体フレーム１６内部に挿入された状態で、第１及び第２の光源部１１，１２が固定されている。なお、第１及び第２の光源部１１，１２と、本体フレーム１６の円形の開口との隙間から外光が入ることを防止するため、その隙間にリング状シールド１６ａ，１６ｂが設けられている。下部フレーム１７は、取得部１３を囲む円筒状のフレームである。その下部フレーム１７は、本体フレーム１６の下部に固定されている。下部フレーム１７の下側の開口は、ヒートシンク１８によって閉じられている。また、上面板１５、本体フレーム１６、下部フレーム１７、ヒートシンク１８によって、全反射蛍光観察装置１００の筐体が構成されている。そして、その筐体によって、第１及び第２の光源部１１，１２が有する後述する発光ダイオード素子５１が外側となるように、基板１と取得部１３とが少なくとも外光から遮蔽されている。したがって、上面板１５、本体フレーム１６、下部フレーム１７、ヒートシンク１８は、それぞれ遮光性の物質で構成されていることが好適である。エバネッセント光によって励起される蛍光は、通常、弱いものであるため、このように外光を遮蔽することによって、適切な蛍光画像の取得を行うことができるようになる。また、図２で示されるように、本体フレーム１６の一面には開口１６ｃが設けられている。その開口１６ｃの外側には、筐体内冷却部１９が設けられており、その筐体内冷却部１９によって、筐体の内部が冷却される。本実施の形態では、その筐体内冷却部１９が冷却ファンである場合について説明する。
【００２４】
次に、カートリッジ２の搬送機構について説明する。図１、図２において、その搬送機構は、保持部３１と、ナット部材３２と、モータ３３と、継ぎ手３４と、送りネジ３５と、ステージ支持部３６と、ステージ３７とを備える。
【００２５】
保持部３１は、上面板１５に固定されている。その保持部１３は、送りネジ３５の長さ方向に延びる一対のレール３１ａを有する。そして、その一対のレール３１ａにナット部材３２の一対のガイド３２ａが係合することにより、保持部１３は、ナット部材３２を送りネジ３５の長さ方向に摺動可能に保持する。ナット部材３２は、送りネジ３５と螺合するナットを内部に有しており、送りネジ３５の回転に応じて、図２の右側あるいは左側の方向に移動される。モータ３３の回転軸と、送りネジ３５とは、継ぎ手３４を介して接続されている。したがって、モータ３３の回転に応じて、送りネジ３５が回転し、ナット部材３２が図２の左右方向に移動する。ナット部材３２にはステージ支持部３６が固定されている。ステージ支持部３６は、カートリッジ２が載置されるステージ３７の一端でステージ３７を支持する。したがって、ナット部材３２の移動に応じて、ステージ３７が移動されることになる。なお、ステージ３７にカートリッジ２が載置された場合における、カートリッジ２に装着されている基板１の複数の反応槽１ｃに対応するステージ３７の領域に開口３７ａが設けられている。その開口３７ａを介して、取得部１３は反応槽１ｃの蛍光画像を取得することができる。
【００２６】
次に、取得部１３及びその取得部１３による蛍光画像の取得のための光学系について説明する。取得部１３は、回路基板１３ａ上に設けられている。回路基板１３ａは、ヒートシンク１８に固定されている。その取得部１３は、円筒部４２の下側に設けられた開口４２ａと、円筒部４２で保持されているフィルタ４３及び結像レンズ４４とを介して、基板１に導入された光によって発生されたエバネッセント光によって励起された基板１上の蛍光標識の蛍光画像を取得する。取得部１３は、蛍光画像を撮影するイメージセンサであってもよく、ラインセンサであってもよく、あるいは、その他の蛍光画像を取得可能なデバイスであってもよい。取得部１３がイメージセンサである場合に、そのイメージセンサは、例えば、ＣＣＤであってもよく、ＣＭＯＳであってもよく、あるいは、その他のイメージセンサであってもよい。取得部１３がラインセンサである場合には、そのラインセンサの長さ方向に直交する方向に基板１と取得部１３とを相対的に移動させることによって、一の反応槽１ｃに対応する基板１の領域の画像（すなわち、蛍光画像）を取得するようにしてもよい。両者を相対的に移動させるとは、いずれか一方を移動させることであってもよく、あるいは、両方を移動させることであってもよい。また、その相対的な移動を、前述したカートリッジ２の搬送機構によって実現してもよい。取得部１３がラインセンサである場合には、そのラインセンサが取得したラインごとのデータをつなげることによって、蛍光画像を取得することができる。この処理の詳細についてはすでに公知であり、その説明を省略する。本実施の形態では、取得部１３がイメージセンサであり、蛍光画像を撮影する場合について主に説明する。蛍光画像は、例えば、基板１の各反応槽１ｃに固定された少なくとも１個の試料の位置の画像である。前述のように、その試料と被検試料とが結合した場合には、エバネッセント光によって被検試料の蛍光標識が励起され、その蛍光画像が撮影されることになる。なお、その蛍光画像は、マトリクス状に固定された試料に応じた蛍光パターンの画像であってもよい。本実施の形態では、蛍光画像が蛍光パターンの画像である場合について主に説明する。円筒部４２の下側は下部フレーム１７に固定されている。フィルタ４３は、基板１で励起される蛍光の波長を効率よく通過させるものであることが好適である。そのフィルタ４３によってノイズを除去できるようにするためである。また、結像レンズ４４は、基板１の反応槽１ｃにおいて励起された蛍光パターンの画像を取得部１３の位置で結像させる。また、円筒部４２の上側の開口には、高さ可変円筒部４１が接続されている。高さ可変円筒部４１は、リング状の部材である上部環状部材４１ａと、その上部環状部材４１ａに接続されたジャバラ部４１ｂと、ジャバラ部４１ｂの下側及び円筒部４２に接続されるリング状の部材である下部環状部材４１ｃとを備える。ジャバラ部４１ｂは、長さ方向（図中の上下方向）に伸び縮み可能なジャバラ状のものであり、例えば、合成ゴム等の弾性を有する物質で構成される。高さ可変円筒部４１、及び円筒部４２は、上下の開口以外から光が入らないように遮光性の物質で構成されていることが好適である。また、高さ可変円筒部４１と円筒部４２との接続、及び、円筒部４２と下部フレーム１７との接続において、外光の入りうる隙間のないことが好適である。また、上部環状部材４１ａは、ステージ３７の直下に位置する。ステージ３７は動きうるため、上部環状部材４１ａとステージ３７との間には微小な隙間が生じうるが、その隙間が小さくなるように構成されることが好適である。なお、取得部１３は、基板１の一の反応槽１ｃに対応する基板１の領域を撮影可能な画角（視野角）を有してもよい。すなわち、取得部１３または基板１を２次元方向に移動させなくても、一の反応槽１ｃのすべての領域を撮影できるようになっていてもよい。その画角は、結像レンズ４４によっても決定されるため、取得部１３がそのような画角を有するように結像レンズ４４の位置や焦点距離が決定されてもよい。
【００２７】
取得部１３が取得した画像は、蓄積部１４によって記録媒体に蓄積される。この記録媒体は、例えば、半導体メモリや、光ディスク、磁気ディスク等であり、蓄積部１４が有していてもよく、あるいは蓄積部１４の外部に存在してもよい。また、この記録媒体は、画像を一時的に記憶するものであってもよく、そうでなくてもよい。また、その画像の形式は、どのようなものであってもよい。例えば、ＪＰＥＧであってもよく、ＲＡＷデータであってもよい。なお、蓄積部１４が蓄積した画像を出力する図示しない出力部を全反射蛍光観察装置１００がさらに備えてもよい。その出力部による出力は、例えば、表示デバイス（例えば、ＣＲＴや液晶ディスプレイなど）への表示でもよく、所定の機器への通信回線を介した送信でもよく、プリンタによる印刷でもよく、記録媒体への蓄積でもよい。なお、その出力部は、出力を行うデバイスを含んでもよく、あるいは含まなくてもよい。また、その出力部は、ハードウェアによって実現されてもよく、あるいは、それらのデバイスを駆動するドライバ等のソフトウェアによって実現されてもよい。
【００２８】
次に、第１及び第２の光源部１１，１２について説明する。第１の光源部１１は、導光性を有する基板１の第１の側部端面１ｄに光を導入する。その際に、測定対象面で全反射するように光を導入する。また、第２の光源部１２は、導光性を有する基板１の第２の側部端面１ｅに光を導入する。その際にも、測定対象面で全反射するように光を導入する。測定対象面は、反応槽１ｃが存在する面であり、エバネッセント光が発生する面である。基板１に対して、第１及び第２の光源部１１，１２から光が全反射するように導入されることによって、基板１の表面（測定対象面）にエバネッセント光が発生し、反応槽１ｃに存在する蛍光標識が励起されることになる。なお、第１及び第２の光源部１１，１２は、同じ構造を有するため、ここでは、第１の光源部１１についてのみ説明する。図４は、第１の光源部１１の断面の拡大図である。第１の光源部１１は、発光ダイオード素子５１と、第１の収束レンズ５２と、第２の収束レンズ５３と、フィルタ５４と、第１のレンズ保持部５６と、第２のレンズ保持部５７と、光量センサ６１とを備える。
【００２９】
発光ダイオード素子５１は、回路基板５１ａ上に配置されている。その発光ダイオード素子５１の個数は、１個であってもよく、あるいは２個以上であってもよい。発光ダイオード素子５１の個数は、基板１において、十分なエバネッセント光を発生できるための光を確保できる程度の個数であることが好適である。例えば、第１及び第２の光源部１１，１２が、それぞれ単一の発光ダイオード素子５１を有する場合には、その単一の発光ダイオード素子５１は、十分なエバネッセント光を発生できるための光を確保できる程度の高輝度のものであることが好適である。発光ダイオード素子５１の発光色は、白色であってもよく、あるいは、他の特定の色であってもよい。発光ダイオード素子５１の発光色が特定のものである場合に、その色は、基板１上の蛍光標識を励起できる波長のものであることが好適である。なお、発光ダイオード素子５１の発光色が白色である場合には、フィルタ５４を交換するだけで種々の蛍光標識を励起することができる。したがって、発光ダイオード素子５１の発光色は、白色であることが好適である。本実施の形態でも、発光ダイオード素子５１の発光色が白色である場合について説明する。なお、回路基板５１ａは、放熱の観点から熱伝導性のよいものであることが好適であるが、そうでなくてもよい。
【００３０】
第１の収束レンズ５２は、発光ダイオード素子５１から出射された光を平行光に収束させる。この平行光は、厳密な平行光であってもよく、あるいは、発光ダイオード素子５１から出射された光と比較して平行光に近いものであってもよい。この第１の収束レンズ５２は、図４で示されるように半球レンズであってもよく、あるいは、その他の収束レンズ（例えば、凸レンズ等）であってもよい。第１の収束レンズ５２によって収束された平行光は、フィルタ５４を通過する。フィルタ５４は、基板１上の蛍光標識を励起させる波長を効率よく通過させ、その他の波長をカットするものであることが好適である。ノイズとなりうる波長の光を第１の光源部１１から出射させないようにするためである。
【００３１】
第２の収束レンズ５３は、第１の収束レンズ５２からの平行光がフィルタ５４を通過した光束を収束させる。第２の収束レンズ５３は、その光束を一点に収束させる。そのようにして一点に収束された光束が、基板１の表面（測定対象面）で全反射するように第１の側部端面１ｄから基板１に入射されることになる。
【００３２】
第１の収束レンズ５２は、第１のレンズ保持部５６によって保持されている。第１のレンズ保持部５６は、内側が円筒形状をしており、その円筒形状の発光ダイオード素子５１側において、第１の収束レンズ５２が固定されている。また、第２の収束レンズ５３は、第２のレンズ保持部５７で保持されている。第２のレンズ保持部５７も、内側が円筒形状をしており、その円筒形状の発光ダイオード素子５１と反対側において、第２の収束レンズ５３が固定されている。なお、第２のレンズ保持部５７の発光ダイオード素子５１と反対側は、第２の収束レンズ５３から出射した光束を覆う構成（円筒を斜めに切断したような構成）を有している。なお、その構成によって、第２の収束レンズ５３からの出射光の基板１への導入が妨げられることはないものとする。また、その構成の側面に設けられた孔を介して、光量センサ６１が、第２の収束レンズ５３から出射される光束の光量、すなわち、第１の光源部１１からの出射光の光量を測定するようにしている。なお、光量センサ６１は、光量を測定するものであればどのようなものであってもよく、例えば、フォトダイオードであってもよく、フォトレジスタであってもよく、光電子増倍管であってもよく、その他の光量を測定可能なデバイスであってもよい。第１及び第２のレンズ保持部５６，５７は外光が入らないように接続されている。そして、第１及び第２のレンズ保持部５６，５７で挟まれる位置にフィルタ５４が存在する。発光ダイオード素子５１の回路基板５１ａの裏面側にはヒートシンク２１ａが固定されており、発光ダイオード素子５１の発生した熱を放散させる。また、そのヒートシンク２１ａの発光ダイオード素子５１と反対側に冷却ファン２１ｂが固定されており、その冷却ファン２１ｂによってヒートシンク２１ａが冷却される。このように、ヒートシンク２１ａ及び冷却ファン２１ｂを含む第１の筐体外冷却部２１によって、第１の光源部１１が冷却される。第１の光源部１１の冷却は、厳密に言えば、第１の光源部１１が有する発光ダイオード素子５１の筐体の外側からの冷却である。このように冷却を行う結果、第１の光源部１１によって筐体内が加熱されることを回避することができる。
【００３３】
ここで、第１の光源部１１から出射した光の基板１への導入について簡単に説明する。図５で示されるように、第１の光源部１１から出射した光は、導光性を有する基板１の第１の側部端面１ｄに導入される。その光の入射角はθであり、その角度θは、基板１において光が測定対象面で全反射される角度であるものとする。図５において、測定対象面は、基板１の水平方向の面（上側及び下側）である。その角度θは、通常、４５度程度の角度であるが、それに限定されるものではない。物質境界面で光が全反射されると、基板１、厳密には透明部材１ａの表面にエバネッセント光が発生する。具体的には、基板１の透明部材１ａに入射した光は全反射しながら他端側に向かって伝搬していく。そして、透明部材１ａの表裏面においてエバネッセント光が発生し、その発生したエバネッセント光が透明部材１ａの表面からしみ出す。そのエバネッセント光は透明部材１ａの表面の半波長から１波長程度の範囲に存在する。したがって、その範囲に蛍光標識が存在する場合には励起された蛍光が観測されることになり、その範囲に蛍光標識が存在しない場合には蛍光が観測されないことになる。すなわち、基板１に固定された試料と被検試料とが結合反応した場合には、エバネッセント光によって結合反応に関わったプローブ分子の蛍光標識が励起されて、その蛍光画像を取得部１３によって取得することができる。一方、試料と被検試料とが結合しなかった場合には、蛍光標識がエバネッセント光の範囲に存在しないことになり、蛍光画像が取得されないことになる。その結果、取得された画像の蛍光パターンを見ることによって、被検試料の性質を知ることができるようになる。なお、図５では、第１の側部端面１ｄからのみ光を導入している場合について示しているが、対向する第２の側部端面１ｅからも光を導入することは前述の通りである。また、基板１の透明部材１ａの材質に応じて、導入する光が全反射する角度が異なることになる。したがって、第１及び第２の光源部１１，１２は、角度θを変更可能なように設けられていてもよい。また、図５で示されるように、カートリッジ２は、基板１に導入される光を適切に通過させることができる空間を有していることは前述の通りである。また、本実施の形態では、基板１の下方側から光を導入する場合について示しているが、基板１の上方側から光を導入してもよい。但し、その場合であっても、光が測定対象面で全反射するように導入するものとする。
【００３４】
また、第２の光源部１２も、第１の光源部１１と同様に、発光ダイオード素子５１と、第１の収束レンズ５２と、第２の収束レンズ５３と、フィルタ５４と、第１のレンズ保持部５６と、第２のレンズ保持部５７と、光量センサ６１とを備えることは前述の通りである。それらの説明は省略する。また、第２の光源部１２を冷却する第２の筐体外冷却部２２も、第１の筐体外冷却部２１と同様に、ヒートシンク２２ａと、冷却ファン２２ｂとを備える。
【００３５】
ここで、光量センサ６１によって測定された光量を用いた第１及び第２の光源部１１，１２の制御について説明する。第１の光源部１１が有する光量センサ６１は、前述のように、第１の光源部１１から出射される光の量を測定する。また、第２の光源部１２が有する光量センサ６１は、前述のように、第２の光源部１２から出射される光の量を測定する。そして、図示しない光量調整部は、第１及び第２の光源部１１，１２の光量センサ６１が測定した光量をそれぞれ受け取る。また、その光量調整部は、第１及び第２の光源部１１，１２から出射される光量が均等になるように、第１及び第２の光源部１１，１２の有する発光ダイオード素子５１の出力をそれぞれ制御する。製品のばらつきにより、あるいは、温度上昇に応じた波長シフトや光量の低下により、発光ダイオード素子５１の光量が第１及び第２の光源部１１，１２で等しくならないことがありうる。そして、第１及び第２の光源部１１，１２のうち、一方の光量のみが下がった場合には、蛍光パターンの適切な画像を取得することができないこともある。例えば、一方の光源部の光量が少ない場合には、その光量の少ない光源側の蛍光パターンの画像における蛍光の程度が少なくなりうる。その結果、本来であれば蛍光を発しているにもかかわらず、蛍光パターンの画像において、光量の少ない光源側の蛍光の程度が少ない、あるいは、蛍光が発生していないと判断されることによって、誤判定となる可能性がある。そのため、上述した光量調整部によって、第１及び第２の光源部１１，１２がそれぞれ有する光量センサ６１の測定値が同じ程度になるように、第１及び第２の光源部１１，１２がそれぞれ有する発光ダイオード素子５１の出力を調整することが好適である。
【００３６】
なお、第１の光源部１１において、図６で示されるように、発光ダイオード素子５１の配設されている回路基板５１ａとヒートシンク２１ａとの間に、ペルチェ素子６０をさらに設け、そのペルチェ素子６０によって、発光ダイオード素子５１で発生した熱を効率的に放熱するようにしてもよい。ペルチェ素子６０は、発光ダイオード素子５１側が吸熱面となり、ヒートシンク２１ａ側が発熱面となるように設けられる。また、図６では、発光ダイオード素子５１の裏面付近にのみペルチェ素子６０が存在する場合について示しているが、そうでなくてもよい。回路基板５１ａの全面にわたってペルチェ素子６０が存在してもよい。このように、ペルチェ素子６０を用いて冷却を行ってもよいことは、第２の光源部１２についても同様である。また、ペルチェ素子を他の箇所において用いてもよい。例えば、取得部１３の回路基板１３ａと、ヒートシンク１８との間にペルチェ素子を設けることによって取得部１３付近の温度を下げてもよく、その他の筐体の表面等にペルチェ素子を設けることによって筐体内部の温度を下げてもよい。そのような場合であっても、温度を下げたい側（例えば、取得部１３側や、筐体の内部側）が吸熱面となるように設けられることが好適である。
【００３７】
また、図２において、全反射蛍光観察装置１００は、ミラー４６と、バーコードリーダ４７とを備えている。このバーコードリーダ４７は、ステージ３７上のカートリッジ２が本体フレーム１６内部に収容される際に、情報格納部１ｆである２次元バーコードを読み取る。なお、図１では、そのミラー４６やバーコードリーダ４７の構成を省略している。
【００３８】
次に、本実施の形態による全反射蛍光観察装置１００を用いた測定について説明する。まず、細胞や生体組織等から取得された被検試料を直接的にまたは間接的に蛍光標識し、基板１の各反応槽１ｃに入れる。その基板１において、異なる反応槽１ｃには異なる複数の試料が固定されているものとする。その後、作業者は、基板１の長手直交方向の対向する２辺を把持し、基板１をカートリッジ２の載置部２ａに載置し、カバー部２ｂを閉じる。そして、作業者が全反射蛍光観察装置１００を操作することによって、ステージ３７を出す指示を入力する。すると、全反射蛍光観察装置１００の図示しない制御部は、ステージ３７を出す指示が受け付けられたと判断し、ステージ３７が出る方向にモータ３３を回転させる。そのモータ３３の回転に応じて送りネジ３５が回転され、ナット部材３２が移動することに応じてステージ３７が装置外部に出る。なお、その図示しない制御部は、ステージ３７が外部に出た時点で、モータ３３の回転を止める。作業者は、カートリッジ２をステージ３７に載置し、ステージ３７を収容する指示を入力する。すると、その制御部は、ステージ３７を収容する指示が受け付けられたと判断し、ステージ３７が収容される方向にモータ３３を回転させる。そのモータ３３の回転に応じてステージ３７が装置内部に収容される。その収容処理中に、バーコードリーダ４７は、情報格納部１ｆの２次元バーコードを読み取り、その読み取った情報を図示しない制御部に渡す。なお、その制御部は、ステージ３７が収容され、１個目の反応槽１ｃの撮影を行うことができる位置でモータ３３の回転を止める。
【００３９】
その後、その制御部は、第１及び第２の光源部１１，１２に光を出射させ、その状態で取得部１３に撮影を行わせる。なお、この撮影は通常、ある程度の期間の露光により行われる。エバネッセント光によって励起される蛍光は微弱なものだからである。なお、撮影が終わると、取得部１３は、その画像のデータを蓄積部１４に渡す。図７は、その画像の一例を示す図である。図７において、白い丸が各試料の位置に応じた蛍光である。この蛍光パターンを用いて、被検試料がどのような性質のものであるのかを知ることができる。なお、図７から分かるように、励起された蛍光標識が発する蛍光に複数の明るさの程度（レベル）が存在している。したがって、その明るさの程度も含めて、被検試料の性質を特定してもよい。蓄積部１４は、受け取った画像を、図示しない制御部がバーコードリーダ４７から受け取った情報と、反応槽１ｃの識別子とに対応付けて図示しない記録媒体に蓄積する。
【００４０】
１個目の反応槽１ｃの撮影が終了すると、図示しない制御部は、モータ３３を回転させ、２個目の反応槽１ｃの撮影位置にステージ３７を移動させる。その後、２個目の反応槽１ｃについても撮影が行われ、撮影画像が蓄積されることは前述の説明と同様である。そのように、各反応槽１ｃの撮影のためのステージ３７の移動と、各反応槽１ｃの撮影、撮影画像の蓄積との処理が繰り返して実行され、すべての反応槽１ｃの撮影が終了すると、第１及び第２の光源部１１，１２が消灯される。なお、ステージ３７の移動時には撮影を行わないため、その移動の期間も第１及び第２の光源部１１，１２を消灯してもよい。また、第１及び第２の光源部１１，１２が点灯されている期間は少なくとも、筐体内冷却部１９、並びに、第１及び第２の筐体外冷却部２１，２２による冷却が行われているものとする。なお、その冷却は、第１及び第２の光源部１１，１２が消灯された後も、あらかじめ決められた時間、あるいは、筐体内部があらかじめ決められた温度以下となるまで継続されてもよい。筐体内冷却部１９、並びに、第１及び第２の筐体外冷却部２１，２２による冷却が行われることによって、筐体内部が高温となる事態を回避することができる。なお、筐体内部が高温となった場合には、例えば、被検試料の生体分子（例えば、たんぱく質）が変性を起こし、基板１に固定された試料との結合特性が変化したり、消失したりすることがある。また、蛍光標識の蛍光量子効率（一個の光子が当たった際に出てくる蛍光の強度）は温度と反比例する。したがって、筐体内部が高温となった場合には、蛍光の高感度検出が難しくなる。具体的には、蛍光色素Ｃｙ３の場合には、４０℃の蛍光量子効率は、２０℃の蛍光量子効率の半分程度になる。したがって、筐体内部が高温となることを防止することによって、このような問題の発生を回避することができる。
【００４１】
以上のように、本実施の形態による全反射蛍光観察装置１００によれば、発光ダイオード素子５１を光源に用いることによって、消費電力の少ないエバネッセント光を用いた蛍光観察を実現することができる。また、メタルハライドランプ等と比較して発光ダイオード素子５１は発熱量が少ないため、光ファイバーを用いなくてもよいことになり、装置を小型化することが可能となる。また、筐体内冷却部１９と、第１及び第２の筐体外冷却部２１，２２とを用いることによって、筐体内が高温になる事態を回避することができ、適切な蛍光観察を行うことができるようになる。また、取得部１３が一の反応槽１ｃを撮影可能な画角を有することによって、撮影時間を短くすることができ、さらに、ＸＹステージ等を備える必要がないため、装置を小型化することができる。また、基板１をカートリッジ２に装着して扱うことにより、基板１の第１及び第２の側部端面１ｄ，１ｅが汚損されることを防止できる。また、カートリッジ２のカバー部２ｂの開閉軸を基板１の長手方向とすることによって、カートリッジ２に基板１を装着する作業時に、基板１の長手直交方向の対向する辺を把持することができるようになる。さらに、メタルハライドランプ等を用いた場合と比較して、安価に装置を構成することができる。また、ランプの交換の作業が不要となり、ランプの破損のリスクをなくすことができる。また、発光ダイオード素子５１は、メタルハライドランプ等に比較して高温にならないため、要求される冷却の程度が低くなる。その結果、排熱や騒音が従来例よりも少なくなる。
【００４２】
なお、本実施の形態では、第１及び第２の光源部１１，１２がそれぞれ、フィルタ５４を有する場合について説明したが、そうでなくてもよい。第１及び第２の光源部１１，１２がそれぞれフィルタ５４を有しない場合には、第２の収束レンズ５３は、第１の収束レンズ５２からの平行光を収束させるものであってもよい。
【００４３】
また、本実施の形態において、第１及び第２の光源部１１，１２がそれぞれ、複数の発光ダイオード素子５１を有する場合には、第１及び第２の光源部１１，１２はそれぞれ、フィルタ５４と同じ位置に拡散板をさらに備えてもよい。その拡散板は、第１の収束レンズ５２によって収束された平行光を均一な光束にするものである。その拡散板によって、複数の発光ダイオード素子５１が発光した強弱のある光束が均一にされる。そして、第２の収束レンズ５３は、その拡散板によって均一にされた光束を収束させる。拡散板によって均一な光束とされているため、第２の収束レンズ５３は、その光束を一点に収束させることができる。なお、拡散板が存在しなかった場合には、第２の収束レンズ５３による収束後の光束において、発光ダイオード素子５１の個数と同数の強度の強い領域が発生し、一点に収束させることができなくなる。したがって、拡散板による拡散が必要になる。また、拡散板を光が通過することによって光が拡散されるため、拡散後の光束は拡散前の光束に比べて平行性が低下することになる。したがって、拡散板と第２の収束レンズ５３との間の距離は短い方が好適である。拡散板と第２の収束レンズ５３との間で失われる光量を低減させるためである。その理由から、フィルタ５４と拡散板との順序も、フィルタ５４の方が発光ダイオード素子５１に近く、拡散板の方が第２の収束レンズ５３に近いことが好適であるが、そうでなくてもよい（フィルタ５４や拡散板の厚みが小さい場合には、両者の順番が異なったとしても影響は小さいと考えられるからである）。ここで、拡散板による光の拡散を、第１及び第２の収束レンズ５２，５３の間で行う理由について簡単に説明する。まず、第２の収束レンズ５３による光束の収束後に拡散板による光の拡散を行うことは適切ではない。そのようにすると、所望の位置に光束を収束させることができなくなり、エバネッセント光が発生しなくなるからである。また、第１の収束レンズ５２による光の収束前に拡散板による光の拡散を行うことも好適ではない。発光ダイオード素子５１と、第１の収束レンズ５２との間では、光束の径が小さい。また、小さい領域において均一な拡散を実現しようとすれば、それだけ大きな拡散が必要になり、その拡散で失われる光量が大きくなる。したがって、第１及び第２の収束レンズ５２，５３の間で拡散板による光の拡散を行うことが好適となる。このように、第１及び第２の光源部１１，１２が拡散板を有することによって、収束性を改善することができる。なお、複数の発光ダイオード素子５１が回路基板５１ａ上に配列される場合には、一列に配列されてもよい。そして、その列の長さ方向は、基板１に光が導入される際の第１及び第２の側部端面１ｄ，１ｅの長さ方向と一致していることが好適である。基板１の長さ方向の幅を有する領域にエバネッセント光を発生させるためである。
【００４４】
また、本実施の形態では、基板１をカートリッジ２に装着し、そのカートリッジ２を全反射蛍光観察装置１００に装着することによって蛍光画像を撮影する場合について説明したが、そうでなくてもよい。基板１をそのまま全反射蛍光観察装置１００に装着することによって蛍光画像を撮影するようにしてもよい。
【００４５】
また、本実施の形態で説明した筐体内冷却部１９や、第１及び第２の筐体外冷却部２１，２２は、冷却ファンであってもよく、ペルチェ素子を用いたものであってもよく、水冷方式を用いたものであってもよく、その他の熱交換機やヒートポンプ等を用いたものであってもよい。また、本実施の形態では、第１及び第２の筐体外冷却部２１，２２がヒートシンク２１ａ，２２ａを備える場合について説明したが、そうでなくてもよい。第１及び第２の筐体外冷却部２１，２２は、ヒートシンク２１ａ，２２ａを備えないで、直接、冷却ファン２１ｂ，２２ｂによって発光ダイオード素子５１を冷却するようにしてもよい。また、本実施の形態では、本体フレーム１６に開口１６ｃが設けられており、その開口１６ｃを介して筐体内の冷却が行われる場合について説明したが、そうでなくてもよい。例えば、筐体表面に設けられた１以上のヒートシンクと、その１以上のヒートシンクを冷却する冷却ファンとによって筐体内冷却部１９が構成されてもよい。開口１６ｃのような、筐体の内部と外部とをつなぐ開口が存在しない場合には、筐体内部に外光が入らないようにすることができ、蛍光画像の撮影にとっては好適である。
【００４６】
また、本実施の形態では、筐体の内外を冷却するための、筐体内冷却部１９と、第１及び第２の筐体外冷却部２１，２２とを備える場合について説明したが、そうでなくてもよい。いずれかの冷却部を備えなくてもよく、あるいは、すべての冷却部を備えなくてもよい。すべての冷却部を備えない場合であっても、例えば、連続して撮影を行わないことなどによって、筐体内部が高温にならないようにすることが好適である。
【００４７】
また、本実施の形態では、上面板１５や本体フレーム１６、下部フレーム１７、ヒートシンク１８によって筐体が構成される場合について説明したが、そうでなくてもよい。筐体は、例えば、その他の構成部分から構成されるものであってもよく、あるいは、一体として構成されるものであってもよい。例えば、ヒートシンク１８に代えて、他の板状部材等によって下部フレーム１７の下側の開口が閉じられてもよい。
【００４８】
また、本実施の形態では、カートリッジ２が、基板１の長手方向を軸として開閉される場合について説明したが、そうでなくてもよい。カートリッジ２は、基板１の短手方向を軸として開閉されるものであってもよい。
【００４９】
また、本実施の形態では、基板１の長手方向の側部端面から、エバネッセント光を生成するための光を導入する場合について説明したが、そうでなくてもよい。基板１の長手直交方向（短手方向）の側部端面から、エバネッセント光を生成するための光を導入してもよいことは言うまでもない。
また、本実施の形態では、基板１の対向する２個の側部端面からそれぞれ光を導入することによってエバネッセント光を発生させる場合について説明したが、そうでなくてもよい。いずれか一方の端部側面から光を導入することによってエバネッセント光を発生させてもよい。
【００５０】
また、上記実施の形態において、各処理または各機能は、単一の装置または単一のシステムによって集中処理されることによって実現されてもよく、あるいは、複数の装置または複数のシステムによって分散処理されることによって実現されてもよい。
【００５１】
また、上記実施の形態において、各構成要素は専用のハードウェアにより構成されてもよく、あるいは、ソフトウェアにより実現可能な構成要素については、プログラムを実行することによって実現されてもよい。例えば、ハードディスクや半導体メモリ等の記録媒体に記録されたソフトウェア・プログラムをＣＰＵ等のプログラム実行部が読み出して実行することによって、各構成要素が実現され得る。
【００５２】
また、本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
以上より、本発明による全反射蛍光観察装置によれば、発光ダイオード素子を光源に用いることによって、消費電力の少ない小型の装置を実現できるという効果が得られ、エバネッセント光を用いた蛍光観察を行う装置として有用である。
【符号の説明】
【００５４】
１ 基板
１ｃ 反応槽
１ｄ 第１の側部端面
１ｅ 第２の側部端面
２ カートリッジ
２ａ 載置部
２ｂ カバー部
１１ 第１の光源部
１２ 第２の光源部
１３ 取得部
１４ 蓄積部
１９ 筐体内冷却部
２１ 第１の筐体外冷却部
２２ 第２の筐体外冷却部
５１ 発光ダイオード素子
５２ 第１の収束レンズ
５３ 第２の収束レンズ
６０ ペルチェ素子
１００ 全反射蛍光観察装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード素子を用いた全反射蛍光観察装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光源にメタルハライドランプやキセノンランプ等を用い、光ファイバーを介してその光源からの光を基板に照射することによってエバネッセント光を発生させ、蛍光観察を行う装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許３７６９２２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、メタルハライドランプ等は通常の水銀ランプと比較して省電力であるが、エバネッセント光を用いた蛍光観察を行う場合には３５０Ｗ程度の光源が用いられており、消費電力が大きかった。また、メタルハライドランプ等を光源に用いた場合には、前述のように、光ファイバーを介して光源からの光を基板に照射していた。それは、光源で発生した熱が、基板やその周辺の観測系に影響を与えないようにするためである。そのように、光ファイバーを用いて光源と測定装置とをつないだ場合には、装置が全体として大型化してしまうという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、消費電力が小さく、小型である全反射蛍光観察装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明による全反射蛍光観察装置は、導光性を有する基板の第１の側部端面に、測定対象面で全反射するように光を導入する第１の光源部と、基板の第１の側部端面と対向する第２の側部端面に、測定対象面で全反射するように光を導入する第２の光源部と、第１及び第２の光源部によって基板に導入された光によって発生されたエバネッセント光によって励起された基板上の蛍光標識の蛍光画像を取得する取得部と、取得部が取得した画像を蓄積する蓄積部と、を備え、第１及び第２の光源部は、発光ダイオード素子と、発光ダイオード素子から出射された光を平行光に収束させる第１の収束レンズと、平行光を収束させる第２の収束レンズと、をそれぞれ有する、ものである。
【０００７】
このような構成により、発光ダイオード素子を光源に用いた全反射蛍光観察装置を実現することができる。発光ダイオード（ＬＥＤ）は、メタルハライドランプ等と比較して消費電力の小さいことが知られている。したがって、発光ダイオード素子を光源に用いることによって、消費電力の小さい全反射蛍光観察装置を実現することができる。また、発光ダイオード素子を用いることによって、光ファイバーを介さないで基板に光を導入することもでき、そのようにすることで装置を小型化することが可能となる。
【０００８】
また、本発明による全反射蛍光観察装置では、第１及び第２の光源部は、第１の収束レンズによって収束された平行光を均一な光束にする拡散板をそれぞれさらに有し、第２の収束レンズは、拡散板によって均一にされた光束を収束させてもよい。
このような構成により、拡散板を用いて均一な光束として光量のばらつきを防止することにより、収束性を改善することができ、エバネッセント光を適切に発生させることができるようになる。なお、その拡散板を第１及び第２の収束レンズの間に設けることにより、拡散板を発光ダイオード素子と第１の収束レンズとの間に設けた場合などと比較して、広い面積で拡散させることができるため、容易に光束を均一にでき、その結果として、拡散板による光量の減衰を低減させることも可能である。
【０００９】
また、本発明による全反射蛍光観察装置では、第１及び第２の光源部が有する発光ダイオード素子が外側となるように、基板及び取得部を少なくとも外光から遮蔽する筐体と、筐体内を冷却する筐体内冷却部と、第１及び第２の光源部が有する発光ダイオード素子を筐体の外側からそれぞれ冷却する第１及び第２の筐体外冷却部と、をさらに備えてもよい。
このような構成により、筐体内冷却部によって筐体内を冷却することができる。また、筐体外冷却部によって、第１及び第２の光源部を冷却することができ、その第１及び第２の光源部から筐体内部に流入する熱の量を低減させることができる。その結果、筐体内が高温になることを回避することができる。
【００１０】
また、本発明による全反射蛍光観察装置では、基板は複数の反応槽に仕切られたものであり、取得部は、蛍光画像を撮影するものであり、かつ、一の反応槽に対応する基板の領域を撮影可能な画角を有してもよい。
このような構成により、走査撮影を行わずに反応槽の撮影を行うことができるようになる。したがって、撮影時間を短くすることができると共に、蛇行走査等を行うためのＸＹステージ等が必要なくなり、装置を小型化することができる。
【００１１】
また、本発明による全反射蛍光観察装置では、基板を着脱可能に保持する、全反射蛍光観察装置に着脱可能なカートリッジをさらに備え、基板は、長手方向に並んだ複数の反応槽を有しており、かつ、長手方向に第１及び第２側部端面を有しており、カートリッジは、第１及び第２の側部端面に光を導入可能に基板が載置される載置部と、第１及び第２の側部端面に光を導入可能に、載置部に載置された基板を覆うカバー部と、を備えてもよい。
このような構成により、基板をカートリッジに装着して扱うことができ、基板の第１及び第２の側部端面や撮影を行う面が汚損されることを防止できる。
【００１２】
また、本発明による全反射蛍光観察装置では、カバー部は、基板の長手方向を軸として開閉されてもよい。
このような構成により、カートリッジに基板を載置する作業時に、基板の長手直交方向（短手方向）の対向する側面を指等で保持することができ、より正確な載置の処理を行うことができるようになる。
【００１３】
また、本発明による全反射蛍光観察装置では、第１及び第２の光源部は、当該第１及び第２の光源部の出射光の光量を測定する光量センサをそれぞれ有し、第１及び第２の光源部が有する光量センサが測定した光量を用いて、第１及び第２の光源部の出射光の光量が均等になるように、第１及び第２の光源部が有する発光ダイオード素子の出力をそれぞれ制御する光量調整部をさらに備えてもよい。
このような構成により、基板の第１の側部端面から導入される光量と、基板の第２の側部端面から導入される光量とを均等にすることができる。その結果、蛍光を発生させるための光を均等にすることができ、蛍光画像の誤判定を防止することができうる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明による全反射蛍光観察装置によれば、発光ダイオード素子を光源に用いることによって、消費電力の少ない小型の装置を実現することができうる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態１による全反射蛍光観察装置の構成を示す断面図
【図２】同実施の形態による全反射蛍光観察装置の構成を示す断面図
【図３】同実施の形態における基板及びカートリッジの構成を示す斜視図
【図４】同実施の形態における第１の光源部の構成を示す断面図
【図５】同実施の形態における基板への光の導入について説明するための図
【図６】同実施の形態における第１の光源部の他の構成を示す断面図
【図７】同実施の形態における蛍光パターンの画像の一例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明による全反射蛍光観察装置について、実施の形態を用いて説明する。なお、以下の実施の形態において、同じ符号を付した構成要素は同一または相当するものであり、再度の説明を省略することがある。
【００１７】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１による全反射蛍光観察装置について、図面を参照しながら説明する。本実施の形態による全反射蛍光観察装置は、発光ダイオード素子を光源に用いることによって、消費電力の少ない小型の装置を実現したものである。
【００１８】
図１、図２は、本実施の形態による全反射蛍光観察装置１００の内部構成を示す断面図である。なお、図１の断面と、図２の断面とは直交している。図３は、基板１と、カートリッジ２との構成を示す斜視図である。図４は、第１の光源部１１の構成を示す断面図である。
図１、図２において、本実施の形態による全反射蛍光観察装置１００は、第１の光源部１１と、第２の光源部１２と、取得部１３と、蓄積部１４と、上面板１５と、本体フレーム１６と、下部フレーム１７と、ヒートシンク１８と、筐体内冷却部１９と、第１の筐体外冷却部２１と、第２の筐体外冷却部２２と、基板１を着脱可能に保持するカートリッジ２の搬送機構と、蛍光画像を取得するための光学系とを主に備える。
【００１９】
図３（ａ）で示されるように、基板１は、板状の部材であり、透明部材１ａと、複数の反応槽１ｃに応じた開口を有するゴム板１ｂとから構成される。透明部材１ａは、導光性を有するものであり、例えば、ガラス、石英、透明な樹脂（プラスチック）、または、その他の透明な板状の部材である。本実施の形態では、基板１の長手方向の側部端面である第１の側部端面１ｄ、及び第２の側部端面１ｅのそれぞれから光が導入されることによって、エバネッセント光を発生させる。なお、厳密に言えば、第１の側部端面１ｄ、第２の側部端面１ｅは、透明部材１ａのそれぞれ対向する側部端面である。また、基板１の上面に、基板１に関する情報を有する情報格納部１ｆが存在してもよい。その情報格納部１ｆは、例えば、１次元バーコードや２次元バーコード、数字、文字列、記号等のように視覚的に認識可能なものであってもよく、あるいは、ＲＦＩＤや磁気テープ等のように視覚的に認識不可能なものであってもよい。本実施の形態では、その情報格納部１ｆが２次元バーコードである場合について説明する。また、その情報格納部１ｆが有する情報は、例えば、基板１の識別情報であってもよく、基板１の反応槽１ｃに固定されている試料を特定する情報であってもよく、基板１の反応槽１ｃに投入された被検試料に関する情報（例えば、被験者の識別子等）であってもよい。なお、基板１に情報格納部１ｆが存在しなくてもよい。また、本実施の形態では、複数の反応槽１ｃがゴム板１ｂによって仕切られている場合について説明するが、複数の反応槽１ｃは、その他の方法によって形成されてもよい。例えば、反応槽１ｃに対応する領域以外の透明部材１ａの表面に撥水加工を行うことによって、反応槽１ｃを形成してもよい。なお、本実施の形態では、複数の反応槽１ｃが基板１の長手方向に並んでいる場合について説明するが、そうでなくてもよい。反応槽１ｃは１個であってもよく、２個以上であってもよい。また、その反応槽１ｃの形状は問わない。
【００２０】
図３（ｂ）で示されるように、カートリッジ２は、載置部２ａと、カバー部２ｂとを備える。そのカートリッジ２は、全反射蛍光観察装置１００に着脱可能なものである。基板１がカートリッジ２に装着される場合に、基板１は載置部２ａに載置される。その載置部２ａに基板１が載置された場合に、基板１がずれないように固定されることが好適である。図３（ｂ）では、４つの爪部２ｆによって、載置された基板１が固定される。また、カバー部２ｂは、載置部２ａに載置された基板１を覆うものであり、基板１の長手方向（カートリッジ２の長手方向）を軸として開閉されるようになっている。なお、図３（ｂ）で示されるように、通常、その長手方向の軸は、載置部２ａの長手直交方向の一方の端に設けられる。カバー部２ｂは、透明であってもよく、あるいは、不透明であってもよい。基板１で発生したエバネッセント光によって励起された蛍光の観察を容易にする観点からは、カバー部２ｂは、光を通さない遮光性のものであることが好適である。但し、情報格納部１ｆが視覚的に認識するものである場合（例えば、２次元バーコードの場合）には、その情報格納部１ｆの領域のみ、外部から観察可能なようになっていてもよい。例えば、その情報格納部１ｆに対応するカバー部２ｂの領域のみ透明であってもよく、あるいは、その情報格納部１ｆに対応するカバー部２ｂの領域に開口が設けられていてもよい。また、図３（ｃ）で示されるように、基板１の複数の反応槽１ｃに対応する載置部２ａの領域に開口２ｃが設けられている。この開口２ｃを介して、エバネッセント光によって励起された蛍光標識の画像を取得することができる。また、載置部２ａの長手方向の両端には、凹部２ｄ，２ｅが設けられている。この凹部２ｄ，２ｅによって、基板１を載置部２ａに載置したり、基板１を載置部２ａから取ったりする作業を容易に行うことができるようになる。凹部２ｄ，２ｅの位置では、基板１の端部が載置部２ａよりも外側に存在することになるからである。すなわち、作業者は、凹部２ｄ，２ｅの位置において、基板１を指等で長手方向の両端から把持して載置部２ａに載置したり、そこから取ったりすることを容易に行うことができる。なお、光を導入する端面である第１及び第２の側部端面１ｄ，１ｅを汚損してはならないため、その第１及び第２の側部端面１ｄ，１ｅで基板１を把持することは好適でない。一方、カバー部２ｂの開閉の軸を基板１の長手方向とすることにより、基板１の長手直交方向の側部端面で基板１を把持して基板１をカートリッジ２に着脱することが容易となり、作業者の利便性が向上される。このカートリッジ２は、全反射蛍光観察装置１００に着脱可能なものである。したがって、全反射蛍光観察装置１００は、カートリッジ２を構成要素として有していると考えてもよく、あるいは、そうでなくてもよい。
【００２１】
なお、基板１が載置部２ａに載置された状態で、また、カバー部２ｂが載置部２ａに載置された基板１を覆った状態で、第１及び第２の側部端面１ｄ，１ｅに光を導入可能であることが必要である。したがって、載置部２ａ及びカバー部２ｂは、複数の反応槽１ｃに対応する第１及び第２の側部端面１ｄ，１ｅに導入される光の障害とならない形状であることが好適である。すなわち、カバー部２ｂが閉じられた状態で、載置部２ａ及びカバー部２ｂに第１及び第２の光源部１１，１２からの光を通過可能な空間が設けられていることが好適である。その空間は、例えば、開口であってもよく、凹部であってもよく、載置部２ａとカバー部２ｂとの間の空隙であってもよい。
【００２２】
また、基板１の各反応槽１ｃには、所定の間隔で、所定の面積を有する試料がマトリクス状に固定されている。その試料は、例えば、抗原、抗体、レクチン等の糖鎖結合性たんぱく質、ＤＮＡやＲＮＡ等のポリヌクレオチド、または、その他の被検試料と結合するものであってもよい。その反応槽１ｃに入れられる被検試料は、直接的にまたは間接的に蛍光標識されたものである。その蛍光標識で用いられる蛍光色素は、例えば、Ｃｙ３，Ｃｙ３．５，Ｃｙ５等であってもよく、あるいは、その他の蛍光色素であってもよい。被検試料は、例えば、細胞や生体組織等から抽出されたものである。被検試料と、基板１に固定された試料とが相補的関係の場合には結合し、非相補的関係の場合には結合しない。そのようにして、基板１に固定された試料に対して特異的に結合する分子の有無を検出することができる。また、エバネッセント光は、透明部材１ａの表面の半波長から１波長程度の範囲にのみ存在するため、そのエバネッセント光によって励起される蛍光標識は、基板１に固定された試料と結合した被検試料の蛍光標識のみとなり、それ以外のブラウン運動している蛍光標識、すなわち、結合しなかった蛍光標識は励起されない。したがって、どの試料の位置に、エバネッセント光によって励起された蛍光標識が存在するのかを観測することによって、被検試料に含まれているものを知ることができる。なお、位置のみでなく、蛍光の程度も観測してもよい。また、このようなエバネッセント光を用いた蛍光観察の方法はすでに公知であり（例えば、上記特許文献等）、その詳細な説明を省略する。また、その蛍光観察を行う前に、反応槽１ｃを洗浄してもよく、あるいは、洗浄しなくてもよい。例えば、基板１に固定された試料が糖鎖またはレクチンであり、被検試料がその試料に結合能を持つ分子である場合には、両者の結合は弱いため、洗浄処理によって解離反応が進行しまう。したがって、そのような場合には、洗浄を行うことなく蛍光観察を行うことが好適である。
【００２３】
図１において、本体フレーム１６の上側の開口は、上面板１５によって閉じられている。また、本体フレーム１６に設けられた円形の開口を介して、第１及び第２の光源部１１，１２の光の出射側が本体フレーム１６内部に挿入された状態で、第１及び第２の光源部１１，１２が固定されている。なお、第１及び第２の光源部１１，１２と、本体フレーム１６の円形の開口との隙間から外光が入ることを防止するため、その隙間にリング状シールド１６ａ，１６ｂが設けられている。下部フレーム１７は、取得部１３を囲む円筒状のフレームである。その下部フレーム１７は、本体フレーム１６の下部に固定されている。下部フレーム１７の下側の開口は、ヒートシンク１８によって閉じられている。また、上面板１５、本体フレーム１６、下部フレーム１７、ヒートシンク１８によって、全反射蛍光観察装置１００の筐体が構成されている。そして、その筐体によって、第１及び第２の光源部１１，１２が有する後述する発光ダイオード素子５１が外側となるように、基板１と取得部１３とが少なくとも外光から遮蔽されている。したがって、上面板１５、本体フレーム１６、下部フレーム１７、ヒートシンク１８は、それぞれ遮光性の物質で構成されていることが好適である。エバネッセント光によって励起される蛍光は、通常、弱いものであるため、このように外光を遮蔽することによって、適切な蛍光画像の取得を行うことができるようになる。また、図２で示されるように、本体フレーム１６の一面には開口１６ｃが設けられている。その開口１６ｃの外側には、筐体内冷却部１９が設けられており、その筐体内冷却部１９によって、筐体の内部が冷却される。本実施の形態では、その筐体内冷却部１９が冷却ファンである場合について説明する。
【００２４】
次に、カートリッジ２の搬送機構について説明する。図１、図２において、その搬送機構は、保持部３１と、ナット部材３２と、モータ３３と、継ぎ手３４と、送りネジ３５と、ステージ支持部３６と、ステージ３７とを備える。
【００２５】
保持部３１は、上面板１５に固定されている。その保持部１３は、送りネジ３５の長さ方向に延びる一対のレール３１ａを有する。そして、その一対のレール３１ａにナット部材３２の一対のガイド３２ａが係合することにより、保持部１３は、ナット部材３２を送りネジ３５の長さ方向に摺動可能に保持する。ナット部材３２は、送りネジ３５と螺合するナットを内部に有しており、送りネジ３５の回転に応じて、図２の右側あるいは左側の方向に移動される。モータ３３の回転軸と、送りネジ３５とは、継ぎ手３４を介して接続されている。したがって、モータ３３の回転に応じて、送りネジ３５が回転し、ナット部材３２が図２の左右方向に移動する。ナット部材３２にはステージ支持部３６が固定されている。ステージ支持部３６は、カートリッジ２が載置されるステージ３７の一端でステージ３７を支持する。したがって、ナット部材３２の移動に応じて、ステージ３７が移動されることになる。なお、ステージ３７にカートリッジ２が載置された場合における、カートリッジ２に装着されている基板１の複数の反応槽１ｃに対応するステージ３７の領域に開口３７ａが設けられている。その開口３７ａを介して、取得部１３は反応槽１ｃの蛍光画像を取得することができる。
【００２６】
次に、取得部１３及びその取得部１３による蛍光画像の取得のための光学系について説明する。取得部１３は、回路基板１３ａ上に設けられている。回路基板１３ａは、ヒートシンク１８に固定されている。その取得部１３は、円筒部４２の下側に設けられた開口４２ａと、円筒部４２で保持されているフィルタ４３及び結像レンズ４４とを介して、基板１に導入された光によって発生されたエバネッセント光によって励起された基板１上の蛍光標識の蛍光画像を取得する。取得部１３は、蛍光画像を撮影するイメージセンサであってもよく、ラインセンサであってもよく、あるいは、その他の蛍光画像を取得可能なデバイスであってもよい。取得部１３がイメージセンサである場合に、そのイメージセンサは、例えば、ＣＣＤであってもよく、ＣＭＯＳであってもよく、あるいは、その他のイメージセンサであってもよい。取得部１３がラインセンサである場合には、そのラインセンサの長さ方向に直交する方向に基板１と取得部１３とを相対的に移動させることによって、一の反応槽１ｃに対応する基板１の領域の画像（すなわち、蛍光画像）を取得するようにしてもよい。両者を相対的に移動させるとは、いずれか一方を移動させることであってもよく、あるいは、両方を移動させることであってもよい。また、その相対的な移動を、前述したカートリッジ２の搬送機構によって実現してもよい。取得部１３がラインセンサである場合には、そのラインセンサが取得したラインごとのデータをつなげることによって、蛍光画像を取得することができる。この処理の詳細についてはすでに公知であり、その説明を省略する。本実施の形態では、取得部１３がイメージセンサであり、蛍光画像を撮影する場合について主に説明する。蛍光画像は、例えば、基板１の各反応槽１ｃに固定された少なくとも１個の試料の位置の画像である。前述のように、その試料と被検試料とが結合した場合には、エバネッセント光によって被検試料の蛍光標識が励起され、その蛍光画像が撮影されることになる。なお、その蛍光画像は、マトリクス状に固定された試料に応じた蛍光パターンの画像であってもよい。本実施の形態では、蛍光画像が蛍光パターンの画像である場合について主に説明する。円筒部４２の下側は下部フレーム１７に固定されている。フィルタ４３は、基板１で励起される蛍光の波長を効率よく通過させるものであることが好適である。そのフィルタ４３によってノイズを除去できるようにするためである。また、結像レンズ４４は、基板１の反応槽１ｃにおいて励起された蛍光パターンの画像を取得部１３の位置で結像させる。また、円筒部４２の上側の開口には、高さ可変円筒部４１が接続されている。高さ可変円筒部４１は、リング状の部材である上部環状部材４１ａと、その上部環状部材４１ａに接続されたジャバラ部４１ｂと、ジャバラ部４１ｂの下側及び円筒部４２に接続されるリング状の部材である下部環状部材４１ｃとを備える。ジャバラ部４１ｂは、長さ方向（図中の上下方向）に伸び縮み可能なジャバラ状のものであり、例えば、合成ゴム等の弾性を有する物質で構成される。高さ可変円筒部４１、及び円筒部４２は、上下の開口以外から光が入らないように遮光性の物質で構成されていることが好適である。また、高さ可変円筒部４１と円筒部４２との接続、及び、円筒部４２と下部フレーム１７との接続において、外光の入りうる隙間のないことが好適である。また、上部環状部材４１ａは、ステージ３７の直下に位置する。ステージ３７は動きうるため、上部環状部材４１ａとステージ３７との間には微小な隙間が生じうるが、その隙間が小さくなるように構成されることが好適である。なお、取得部１３は、基板１の一の反応槽１ｃに対応する基板１の領域を撮影可能な画角（視野角）を有してもよい。すなわち、取得部１３または基板１を２次元方向に移動させなくても、一の反応槽１ｃのすべての領域を撮影できるようになっていてもよい。その画角は、結像レンズ４４によっても決定されるため、取得部１３がそのような画角を有するように結像レンズ４４の位置や焦点距離が決定されてもよい。
【００２７】
取得部１３が取得した画像は、蓄積部１４によって記録媒体に蓄積される。この記録媒体は、例えば、半導体メモリや、光ディスク、磁気ディスク等であり、蓄積部１４が有していてもよく、あるいは蓄積部１４の外部に存在してもよい。また、この記録媒体は、画像を一時的に記憶するものであってもよく、そうでなくてもよい。また、その画像の形式は、どのようなものであってもよい。例えば、ＪＰＥＧであってもよく、ＲＡＷデータであってもよい。なお、蓄積部１４が蓄積した画像を出力する図示しない出力部を全反射蛍光観察装置１００がさらに備えてもよい。その出力部による出力は、例えば、表示デバイス（例えば、ＣＲＴや液晶ディスプレイなど）への表示でもよく、所定の機器への通信回線を介した送信でもよく、プリンタによる印刷でもよく、記録媒体への蓄積でもよい。なお、その出力部は、出力を行うデバイスを含んでもよく、あるいは含まなくてもよい。また、その出力部は、ハードウェアによって実現されてもよく、あるいは、それらのデバイスを駆動するドライバ等のソフトウェアによって実現されてもよい。
【００２８】
次に、第１及び第２の光源部１１，１２について説明する。第１の光源部１１は、導光性を有する基板１の第１の側部端面１ｄに光を導入する。その際に、測定対象面で全反射するように光を導入する。また、第２の光源部１２は、導光性を有する基板１の第２の側部端面１ｅに光を導入する。その際にも、測定対象面で全反射するように光を導入する。測定対象面は、反応槽１ｃが存在する面であり、エバネッセント光が発生する面である。基板１に対して、第１及び第２の光源部１１，１２から光が全反射するように導入されることによって、基板１の表面（測定対象面）にエバネッセント光が発生し、反応槽１ｃに存在する蛍光標識が励起されることになる。なお、第１及び第２の光源部１１，１２は、同じ構造を有するため、ここでは、第１の光源部１１についてのみ説明する。図４は、第１の光源部１１の断面の拡大図である。第１の光源部１１は、発光ダイオード素子５１と、第１の収束レンズ５２と、第２の収束レンズ５３と、フィルタ５４と、第１のレンズ保持部５６と、第２のレンズ保持部５７と、光量センサ６１とを備える。
【００２９】
発光ダイオード素子５１は、回路基板５１ａ上に配置されている。その発光ダイオード素子５１の個数は、１個であってもよく、あるいは２個以上であってもよい。発光ダイオード素子５１の個数は、基板１において、十分なエバネッセント光を発生できるための光を確保できる程度の個数であることが好適である。例えば、第１及び第２の光源部１１，１２が、それぞれ単一の発光ダイオード素子５１を有する場合には、その単一の発光ダイオード素子５１は、十分なエバネッセント光を発生できるための光を確保できる程度の高輝度のものであることが好適である。発光ダイオード素子５１の発光色は、白色であってもよく、あるいは、他の特定の色であってもよい。発光ダイオード素子５１の発光色が特定のものである場合に、その色は、基板１上の蛍光標識を励起できる波長のものであることが好適である。なお、発光ダイオード素子５１の発光色が白色である場合には、フィルタ５４を交換するだけで種々の蛍光標識を励起することができる。したがって、発光ダイオード素子５１の発光色は、白色であることが好適である。本実施の形態でも、発光ダイオード素子５１の発光色が白色である場合について説明する。なお、回路基板５１ａは、放熱の観点から熱伝導性のよいものであることが好適であるが、そうでなくてもよい。
【００３０】
第１の収束レンズ５２は、発光ダイオード素子５１から出射された光を平行光に収束させる。この平行光は、厳密な平行光であってもよく、あるいは、発光ダイオード素子５１から出射された光と比較して平行光に近いものであってもよい。この第１の収束レンズ５２は、図４で示されるように半球レンズであってもよく、あるいは、その他の収束レンズ（例えば、凸レンズ等）であってもよい。第１の収束レンズ５２によって収束された平行光は、フィルタ５４を通過する。フィルタ５４は、基板１上の蛍光標識を励起させる波長を効率よく通過させ、その他の波長をカットするものであることが好適である。ノイズとなりうる波長の光を第１の光源部１１から出射させないようにするためである。
【００３１】
第２の収束レンズ５３は、第１の収束レンズ５２からの平行光がフィルタ５４を通過した光束を収束させる。第２の収束レンズ５３は、その光束を一点に収束させる。そのようにして一点に収束された光束が、基板１の表面（測定対象面）で全反射するように第１の側部端面１ｄから基板１に入射されることになる。
【００３２】
第１の収束レンズ５２は、第１のレンズ保持部５６によって保持されている。第１のレンズ保持部５６は、内側が円筒形状をしており、その円筒形状の発光ダイオード素子５１側において、第１の収束レンズ５２が固定されている。また、第２の収束レンズ５３は、第２のレンズ保持部５７で保持されている。第２のレンズ保持部５７も、内側が円筒形状をしており、その円筒形状の発光ダイオード素子５１と反対側において、第２の収束レンズ５３が固定されている。なお、第２のレンズ保持部５７の発光ダイオード素子５１と反対側は、第２の収束レンズ５３から出射した光束を覆う構成（円筒を斜めに切断したような構成）を有している。なお、その構成によって、第２の収束レンズ５３からの出射光の基板１への導入が妨げられることはないものとする。また、その構成の側面に設けられた孔を介して、光量センサ６１が、第２の収束レンズ５３から出射される光束の光量、すなわち、第１の光源部１１からの出射光の光量を測定するようにしている。なお、光量センサ６１は、光量を測定するものであればどのようなものであってもよく、例えば、フォトダイオードであってもよく、フォトレジスタであってもよく、光電子増倍管であってもよく、その他の光量を測定可能なデバイスであってもよい。第１及び第２のレンズ保持部５６，５７は外光が入らないように接続されている。そして、第１及び第２のレンズ保持部５６，５７で挟まれる位置にフィルタ５４が存在する。発光ダイオード素子５１の回路基板５１ａの裏面側にはヒートシンク２１ａが固定されており、発光ダイオード素子５１の発生した熱を放散させる。また、そのヒートシンク２１ａの発光ダイオード素子５１と反対側に冷却ファン２１ｂが固定されており、その冷却ファン２１ｂによってヒートシンク２１ａが冷却される。このように、ヒートシンク２１ａ及び冷却ファン２１ｂを含む第１の筐体外冷却部２１によって、第１の光源部１１が冷却される。第１の光源部１１の冷却は、厳密に言えば、第１の光源部１１が有する発光ダイオード素子５１の筐体の外側からの冷却である。このように冷却を行う結果、第１の光源部１１によって筐体内が加熱されることを回避することができる。
【００３３】
ここで、第１の光源部１１から出射した光の基板１への導入について簡単に説明する。図５で示されるように、第１の光源部１１から出射した光は、導光性を有する基板１の第１の側部端面１ｄに導入される。その光の入射角はθであり、その角度θは、基板１において光が測定対象面で全反射される角度であるものとする。図５において、測定対象面は、基板１の水平方向の面（上側及び下側）である。その角度θは、通常、４５度程度の角度であるが、それに限定されるものではない。物質境界面で光が全反射されると、基板１、厳密には透明部材１ａの表面にエバネッセント光が発生する。具体的には、基板１の透明部材１ａに入射した光は全反射しながら他端側に向かって伝搬していく。そして、透明部材１ａの表裏面においてエバネッセント光が発生し、その発生したエバネッセント光が透明部材１ａの表面からしみ出す。そのエバネッセント光は透明部材１ａの表面の半波長から１波長程度の範囲に存在する。したがって、その範囲に蛍光標識が存在する場合には励起された蛍光が観測されることになり、その範囲に蛍光標識が存在しない場合には蛍光が観測されないことになる。すなわち、基板１に固定された試料と被検試料とが結合反応した場合には、エバネッセント光によって結合反応に関わったプローブ分子の蛍光標識が励起されて、その蛍光画像を取得部１３によって取得することができる。一方、試料と被検試料とが結合しなかった場合には、蛍光標識がエバネッセント光の範囲に存在しないことになり、蛍光画像が取得されないことになる。その結果、取得された画像の蛍光パターンを見ることによって、被検試料の性質を知ることができるようになる。なお、図５では、第１の側部端面１ｄからのみ光を導入している場合について示しているが、対向する第２の側部端面１ｅからも光を導入することは前述の通りである。また、基板１の透明部材１ａの材質に応じて、導入する光が全反射する角度が異なることになる。したがって、第１及び第２の光源部１１，１２は、角度θを変更可能なように設けられていてもよい。また、図５で示されるように、カートリッジ２は、基板１に導入される光を適切に通過させることができる空間を有していることは前述の通りである。また、本実施の形態では、基板１の下方側から光を導入する場合について示しているが、基板１の上方側から光を導入してもよい。但し、その場合であっても、光が測定対象面で全反射するように導入するものとする。
【００３４】
また、第２の光源部１２も、第１の光源部１１と同様に、発光ダイオード素子５１と、第１の収束レンズ５２と、第２の収束レンズ５３と、フィルタ５４と、第１のレンズ保持部５６と、第２のレンズ保持部５７と、光量センサ６１とを備えることは前述の通りである。それらの説明は省略する。また、第２の光源部１２を冷却する第２の筐体外冷却部２２も、第１の筐体外冷却部２１と同様に、ヒートシンク２２ａと、冷却ファン２２ｂとを備える。
【００３５】
ここで、光量センサ６１によって測定された光量を用いた第１及び第２の光源部１１，１２の制御について説明する。第１の光源部１１が有する光量センサ６１は、前述のように、第１の光源部１１から出射される光の量を測定する。また、第２の光源部１２が有する光量センサ６１は、前述のように、第２の光源部１２から出射される光の量を測定する。そして、図示しない光量調整部は、第１及び第２の光源部１１，１２の光量センサ６１が測定した光量をそれぞれ受け取る。また、その光量調整部は、第１及び第２の光源部１１，１２から出射される光量が均等になるように、第１及び第２の光源部１１，１２の有する発光ダイオード素子５１の出力をそれぞれ制御する。製品のばらつきにより、あるいは、温度上昇に応じた波長シフトや光量の低下により、発光ダイオード素子５１の光量が第１及び第２の光源部１１，１２で等しくならないことがありうる。そして、第１及び第２の光源部１１，１２のうち、一方の光量のみが下がった場合には、蛍光パターンの適切な画像を取得することができないこともある。例えば、一方の光源部の光量が少ない場合には、その光量の少ない光源側の蛍光パターンの画像における蛍光の程度が少なくなりうる。その結果、本来であれば蛍光を発しているにもかかわらず、蛍光パターンの画像において、光量の少ない光源側の蛍光の程度が少ない、あるいは、蛍光が発生していないと判断されることによって、誤判定となる可能性がある。そのため、上述した光量調整部によって、第１及び第２の光源部１１，１２がそれぞれ有する光量センサ６１の測定値が同じ程度になるように、第１及び第２の光源部１１，１２がそれぞれ有する発光ダイオード素子５１の出力を調整することが好適である。
【００３６】
なお、第１の光源部１１において、図６で示されるように、発光ダイオード素子５１の配設されている回路基板５１ａとヒートシンク２１ａとの間に、ペルチェ素子６０をさらに設け、そのペルチェ素子６０によって、発光ダイオード素子５１で発生した熱を効率的に放熱するようにしてもよい。ペルチェ素子６０は、発光ダイオード素子５１側が吸熱面となり、ヒートシンク２１ａ側が発熱面となるように設けられる。また、図６では、発光ダイオード素子５１の裏面付近にのみペルチェ素子６０が存在する場合について示しているが、そうでなくてもよい。回路基板５１ａの全面にわたってペルチェ素子６０が存在してもよい。このように、ペルチェ素子６０を用いて冷却を行ってもよいことは、第２の光源部１２についても同様である。また、ペルチェ素子を他の箇所において用いてもよい。例えば、取得部１３の回路基板１３ａと、ヒートシンク１８との間にペルチェ素子を設けることによって取得部１３付近の温度を下げてもよく、その他の筐体の表面等にペルチェ素子を設けることによって筐体内部の温度を下げてもよい。そのような場合であっても、温度を下げたい側（例えば、取得部１３側や、筐体の内部側）が吸熱面となるように設けられることが好適である。
【００３７】
また、図２において、全反射蛍光観察装置１００は、ミラー４６と、バーコードリーダ４７とを備えている。このバーコードリーダ４７は、ステージ３７上のカートリッジ２が本体フレーム１６内部に収容される際に、情報格納部１ｆである２次元バーコードを読み取る。なお、図１では、そのミラー４６やバーコードリーダ４７の構成を省略している。
【００３８】
次に、本実施の形態による全反射蛍光観察装置１００を用いた測定について説明する。まず、細胞や生体組織等から取得された被検試料を直接的にまたは間接的に蛍光標識し、基板１の各反応槽１ｃに入れる。その基板１において、異なる反応槽１ｃには異なる複数の試料が固定されているものとする。その後、作業者は、基板１の長手直交方向の対向する２辺を把持し、基板１をカートリッジ２の載置部２ａに載置し、カバー部２ｂを閉じる。そして、作業者が全反射蛍光観察装置１００を操作することによって、ステージ３７を出す指示を入力する。すると、全反射蛍光観察装置１００の図示しない制御部は、ステージ３７を出す指示が受け付けられたと判断し、ステージ３７が出る方向にモータ３３を回転させる。そのモータ３３の回転に応じて送りネジ３５が回転され、ナット部材３２が移動することに応じてステージ３７が装置外部に出る。なお、その図示しない制御部は、ステージ３７が外部に出た時点で、モータ３３の回転を止める。作業者は、カートリッジ２をステージ３７に載置し、ステージ３７を収容する指示を入力する。すると、その制御部は、ステージ３７を収容する指示が受け付けられたと判断し、ステージ３７が収容される方向にモータ３３を回転させる。そのモータ３３の回転に応じてステージ３７が装置内部に収容される。その収容処理中に、バーコードリーダ４７は、情報格納部１ｆの２次元バーコードを読み取り、その読み取った情報を図示しない制御部に渡す。なお、その制御部は、ステージ３７が収容され、１個目の反応槽１ｃの撮影を行うことができる位置でモータ３３の回転を止める。
【００３９】
その後、その制御部は、第１及び第２の光源部１１，１２に光を出射させ、その状態で取得部１３に撮影を行わせる。なお、この撮影は通常、ある程度の期間の露光により行われる。エバネッセント光によって励起される蛍光は微弱なものだからである。なお、撮影が終わると、取得部１３は、その画像のデータを蓄積部１４に渡す。図７は、その画像の一例を示す図である。図７において、白い丸が各試料の位置に応じた蛍光である。この蛍光パターンを用いて、被検試料がどのような性質のものであるのかを知ることができる。なお、図７から分かるように、励起された蛍光標識が発する蛍光に複数の明るさの程度（レベル）が存在している。したがって、その明るさの程度も含めて、被検試料の性質を特定してもよい。蓄積部１４は、受け取った画像を、図示しない制御部がバーコードリーダ４７から受け取った情報と、反応槽１ｃの識別子とに対応付けて図示しない記録媒体に蓄積する。
【００４０】
１個目の反応槽１ｃの撮影が終了すると、図示しない制御部は、モータ３３を回転させ、２個目の反応槽１ｃの撮影位置にステージ３７を移動させる。その後、２個目の反応槽１ｃについても撮影が行われ、撮影画像が蓄積されることは前述の説明と同様である。そのように、各反応槽１ｃの撮影のためのステージ３７の移動と、各反応槽１ｃの撮影、撮影画像の蓄積との処理が繰り返して実行され、すべての反応槽１ｃの撮影が終了すると、第１及び第２の光源部１１，１２が消灯される。なお、ステージ３７の移動時には撮影を行わないため、その移動の期間も第１及び第２の光源部１１，１２を消灯してもよい。また、第１及び第２の光源部１１，１２が点灯されている期間は少なくとも、筐体内冷却部１９、並びに、第１及び第２の筐体外冷却部２１，２２による冷却が行われているものとする。なお、その冷却は、第１及び第２の光源部１１，１２が消灯された後も、あらかじめ決められた時間、あるいは、筐体内部があらかじめ決められた温度以下となるまで継続されてもよい。筐体内冷却部１９、並びに、第１及び第２の筐体外冷却部２１，２２による冷却が行われることによって、筐体内部が高温となる事態を回避することができる。なお、筐体内部が高温となった場合には、例えば、被検試料の生体分子（例えば、たんぱく質）が変性を起こし、基板１に固定された試料との結合特性が変化したり、消失したりすることがある。また、蛍光標識の蛍光量子効率（一個の光子が当たった際に出てくる蛍光の強度）は温度と反比例する。したがって、筐体内部が高温となった場合には、蛍光の高感度検出が難しくなる。具体的には、蛍光色素Ｃｙ３の場合には、４０℃の蛍光量子効率は、２０℃の蛍光量子効率の半分程度になる。したがって、筐体内部が高温となることを防止することによって、このような問題の発生を回避することができる。
【００４１】
以上のように、本実施の形態による全反射蛍光観察装置１００によれば、発光ダイオード素子５１を光源に用いることによって、消費電力の少ないエバネッセント光を用いた蛍光観察を実現することができる。また、メタルハライドランプ等と比較して発光ダイオード素子５１は発熱量が少ないため、光ファイバーを用いなくてもよいことになり、装置を小型化することが可能となる。また、筐体内冷却部１９と、第１及び第２の筐体外冷却部２１，２２とを用いることによって、筐体内が高温になる事態を回避することができ、適切な蛍光観察を行うことができるようになる。また、取得部１３が一の反応槽１ｃを撮影可能な画角を有することによって、撮影時間を短くすることができ、さらに、ＸＹステージ等を備える必要がないため、装置を小型化することができる。また、基板１をカートリッジ２に装着して扱うことにより、基板１の第１及び第２の側部端面１ｄ，１ｅが汚損されることを防止できる。また、カートリッジ２のカバー部２ｂの開閉軸を基板１の長手方向とすることによって、カートリッジ２に基板１を装着する作業時に、基板１の長手直交方向の対向する辺を把持することができるようになる。さらに、メタルハライドランプ等を用いた場合と比較して、安価に装置を構成することができる。また、ランプの交換の作業が不要となり、ランプの破損のリスクをなくすことができる。また、発光ダイオード素子５１は、メタルハライドランプ等に比較して高温にならないため、要求される冷却の程度が低くなる。その結果、排熱や騒音が従来例よりも少なくなる。
【００４２】
なお、本実施の形態では、第１及び第２の光源部１１，１２がそれぞれ、フィルタ５４を有する場合について説明したが、そうでなくてもよい。第１及び第２の光源部１１，１２がそれぞれフィルタ５４を有しない場合には、第２の収束レンズ５３は、第１の収束レンズ５２からの平行光を収束させるものであってもよい。
【００４３】
また、本実施の形態において、第１及び第２の光源部１１，１２がそれぞれ、複数の発光ダイオード素子５１を有する場合には、第１及び第２の光源部１１，１２はそれぞれ、フィルタ５４と同じ位置に拡散板をさらに備えてもよい。その拡散板は、第１の収束レンズ５２によって収束された平行光を均一な光束にするものである。その拡散板によって、複数の発光ダイオード素子５１が発光した強弱のある光束が均一にされる。そして、第２の収束レンズ５３は、その拡散板によって均一にされた光束を収束させる。拡散板によって均一な光束とされているため、第２の収束レンズ５３は、その光束を一点に収束させることができる。なお、拡散板が存在しなかった場合には、第２の収束レンズ５３による収束後の光束において、発光ダイオード素子５１の個数と同数の強度の強い領域が発生し、一点に収束させることができなくなる。したがって、拡散板による拡散が必要になる。また、拡散板を光が通過することによって光が拡散されるため、拡散後の光束は拡散前の光束に比べて平行性が低下することになる。したがって、拡散板と第２の収束レンズ５３との間の距離は短い方が好適である。拡散板と第２の収束レンズ５３との間で失われる光量を低減させるためである。その理由から、フィルタ５４と拡散板との順序も、フィルタ５４の方が発光ダイオード素子５１に近く、拡散板の方が第２の収束レンズ５３に近いことが好適であるが、そうでなくてもよい（フィルタ５４や拡散板の厚みが小さい場合には、両者の順番が異なったとしても影響は小さいと考えられるからである）。ここで、拡散板による光の拡散を、第１及び第２の収束レンズ５２，５３の間で行う理由について簡単に説明する。まず、第２の収束レンズ５３による光束の収束後に拡散板による光の拡散を行うことは適切ではない。そのようにすると、所望の位置に光束を収束させることができなくなり、エバネッセント光が発生しなくなるからである。また、第１の収束レンズ５２による光の収束前に拡散板による光の拡散を行うことも好適ではない。発光ダイオード素子５１と、第１の収束レンズ５２との間では、光束の径が小さい。また、小さい領域において均一な拡散を実現しようとすれば、それだけ大きな拡散が必要になり、その拡散で失われる光量が大きくなる。したがって、第１及び第２の収束レンズ５２，５３の間で拡散板による光の拡散を行うことが好適となる。このように、第１及び第２の光源部１１，１２が拡散板を有することによって、収束性を改善することができる。なお、複数の発光ダイオード素子５１が回路基板５１ａ上に配列される場合には、一列に配列されてもよい。そして、その列の長さ方向は、基板１に光が導入される際の第１及び第２の側部端面１ｄ，１ｅの長さ方向と一致していることが好適である。基板１の長さ方向の幅を有する領域にエバネッセント光を発生させるためである。
【００４４】
また、本実施の形態では、基板１をカートリッジ２に装着し、そのカートリッジ２を全反射蛍光観察装置１００に装着することによって蛍光画像を撮影する場合について説明したが、そうでなくてもよい。基板１をそのまま全反射蛍光観察装置１００に装着することによって蛍光画像を撮影するようにしてもよい。
【００４５】
また、本実施の形態で説明した筐体内冷却部１９や、第１及び第２の筐体外冷却部２１，２２は、冷却ファンであってもよく、ペルチェ素子を用いたものであってもよく、水冷方式を用いたものであってもよく、その他の熱交換機やヒートポンプ等を用いたものであってもよい。また、本実施の形態では、第１及び第２の筐体外冷却部２１，２２がヒートシンク２１ａ，２２ａを備える場合について説明したが、そうでなくてもよい。第１及び第２の筐体外冷却部２１，２２は、ヒートシンク２１ａ，２２ａを備えないで、直接、冷却ファン２１ｂ，２２ｂによって発光ダイオード素子５１を冷却するようにしてもよい。また、本実施の形態では、本体フレーム１６に開口１６ｃが設けられており、その開口１６ｃを介して筐体内の冷却が行われる場合について説明したが、そうでなくてもよい。例えば、筐体表面に設けられた１以上のヒートシンクと、その１以上のヒートシンクを冷却する冷却ファンとによって筐体内冷却部１９が構成されてもよい。開口１６ｃのような、筐体の内部と外部とをつなぐ開口が存在しない場合には、筐体内部に外光が入らないようにすることができ、蛍光画像の撮影にとっては好適である。
【００４６】
また、本実施の形態では、筐体の内外を冷却するための、筐体内冷却部１９と、第１及び第２の筐体外冷却部２１，２２とを備える場合について説明したが、そうでなくてもよい。いずれかの冷却部を備えなくてもよく、あるいは、すべての冷却部を備えなくてもよい。すべての冷却部を備えない場合であっても、例えば、連続して撮影を行わないことなどによって、筐体内部が高温にならないようにすることが好適である。
【００４７】
また、本実施の形態では、上面板１５や本体フレーム１６、下部フレーム１７、ヒートシンク１８によって筐体が構成される場合について説明したが、そうでなくてもよい。筐体は、例えば、その他の構成部分から構成されるものであってもよく、あるいは、一体として構成されるものであってもよい。例えば、ヒートシンク１８に代えて、他の板状部材等によって下部フレーム１７の下側の開口が閉じられてもよい。
【００４８】
また、本実施の形態では、カートリッジ２が、基板１の長手方向を軸として開閉される場合について説明したが、そうでなくてもよい。カートリッジ２は、基板１の短手方向を軸として開閉されるものであってもよい。
【００４９】
また、本実施の形態では、基板１の長手方向の側部端面から、エバネッセント光を生成するための光を導入する場合について説明したが、そうでなくてもよい。基板１の長手直交方向（短手方向）の側部端面から、エバネッセント光を生成するための光を導入してもよいことは言うまでもない。
また、本実施の形態では、基板１の対向する２個の側部端面からそれぞれ光を導入することによってエバネッセント光を発生させる場合について説明したが、そうでなくてもよい。いずれか一方の端部側面から光を導入することによってエバネッセント光を発生させてもよい。
【００５０】
また、上記実施の形態において、各処理または各機能は、単一の装置または単一のシステムによって集中処理されることによって実現されてもよく、あるいは、複数の装置または複数のシステムによって分散処理されることによって実現されてもよい。
【００５１】
また、上記実施の形態において、各構成要素は専用のハードウェアにより構成されてもよく、あるいは、ソフトウェアにより実現可能な構成要素については、プログラムを実行することによって実現されてもよい。例えば、ハードディスクや半導体メモリ等の記録媒体に記録されたソフトウェア・プログラムをＣＰＵ等のプログラム実行部が読み出して実行することによって、各構成要素が実現され得る。
【００５２】
また、本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
以上より、本発明による全反射蛍光観察装置によれば、発光ダイオード素子を光源に用いることによって、消費電力の少ない小型の装置を実現できるという効果が得られ、エバネッセント光を用いた蛍光観察を行う装置として有用である。
【符号の説明】
【００５４】
１ 基板
１ｃ 反応槽
１ｄ 第１の側部端面
１ｅ 第２の側部端面
２ カートリッジ
２ａ 載置部
２ｂ カバー部
１１ 第１の光源部
１２ 第２の光源部
１３ 取得部
１４ 蓄積部
１９ 筐体内冷却部
２１ 第１の筐体外冷却部
２２ 第２の筐体外冷却部
５１ 発光ダイオード素子
５２ 第１の収束レンズ
５３ 第２の収束レンズ
６０ ペルチェ素子
１００ 全反射蛍光観察装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導光性を有する基板の第１の側部端面に、測定対象面で全反射するように光を導入する第１の光源部と、
前記基板の第１の側部端面と対向する第２の側部端面に、測定対象面で全反射するように光を導入する第２の光源部と、
前記第１及び第２の光源部によって前記基板に導入された光によって発生されたエバネッセント光によって励起された前記基板上の蛍光標識の蛍光画像を取得する取得部と、
前記取得部が取得した画像を蓄積する蓄積部と、を備え、
前記第１及び第２の光源部は、
発光ダイオード素子と、
前記発光ダイオード素子から出射された光を平行光に収束させる第１の収束レンズと、
前記平行光を収束させる第２の収束レンズと、をそれぞれ有する、全反射蛍光観察装置。
【請求項２】
当該第１及び第２の光源部は、前記第１の収束レンズによって収束された平行光を均一な光束にする拡散板をそれぞれさらに有し、
前記第２の収束レンズは、前記拡散板によって均一にされた光束を収束させる、請求項１記載の全反射蛍光観察装置。
【請求項３】
前記第１及び第２の光源部が有する発光ダイオード素子が外側となるように、前記基板及び前記取得部を少なくとも外光から遮蔽する筐体と、
前記筐体内を冷却する筐体内冷却部と、
前記第１及び第２の光源部が有する発光ダイオード素子を前記筐体の外側からそれぞれ冷却する第１及び第２の筐体外冷却部と、をさらに備えた、請求項１または請求項２記載の全反射蛍光観察装置。
【請求項４】
前記基板は複数の反応槽に仕切られたものであり、
前記取得部は、蛍光画像を撮影するものであり、かつ、一の反応槽に対応する前記基板の領域を撮影可能な画角を有する、請求項１から請求項３のいずれか記載の全反射蛍光観察装置。
【請求項５】
前記基板を着脱可能に保持する、前記全反射蛍光観察装置に着脱可能なカートリッジをさらに備え、
前記基板は、長手方向に並んだ複数の反応槽を有しており、かつ、長手方向に前記第１及び第２側部端面を有しており、
前記カートリッジは、
前記第１及び第２の側部端面に光を導入可能に前記基板が載置される載置部と、
前記第１及び第２の側部端面に光を導入可能に、前記載置部に載置された前記基板を覆うカバー部と、を備える、請求項１から請求項４のいずれか記載の全反射蛍光観察装置。
【請求項１】
導光性を有する基板の第１の側部端面に、測定対象面で全反射するように光を導入する第１の光源部と、
前記基板の第１の側部端面と対向する第２の側部端面に、測定対象面で全反射するように光を導入する第２の光源部と、
前記第１及び第２の光源部によって前記基板に導入された光によって発生されたエバネッセント光によって励起された前記基板上の蛍光標識の蛍光画像を取得する取得部と、
前記取得部が取得した画像を蓄積する蓄積部と、を備え、
前記第１及び第２の光源部は、
発光ダイオード素子と、
前記発光ダイオード素子から出射された光を平行光に収束させる第１の収束レンズと、
前記平行光を収束させる第２の収束レンズと、をそれぞれ有する、全反射蛍光観察装置。
【請求項２】
当該第１及び第２の光源部は、前記第１の収束レンズによって収束された平行光を均一な光束にする拡散板をそれぞれさらに有し、
前記第２の収束レンズは、前記拡散板によって均一にされた光束を収束させる、請求項１記載の全反射蛍光観察装置。
【請求項３】
前記第１及び第２の光源部が有する発光ダイオード素子が外側となるように、前記基板及び前記取得部を少なくとも外光から遮蔽する筐体と、
前記筐体内を冷却する筐体内冷却部と、
前記第１及び第２の光源部が有する発光ダイオード素子を前記筐体の外側からそれぞれ冷却する第１及び第２の筐体外冷却部と、をさらに備えた、請求項１または請求項２記載の全反射蛍光観察装置。
【請求項４】
前記基板は複数の反応槽に仕切られたものであり、
前記取得部は、蛍光画像を撮影するものであり、かつ、一の反応槽に対応する前記基板の領域を撮影可能な画角を有する、請求項１から請求項３のいずれか記載の全反射蛍光観察装置。
【請求項５】
前記基板を着脱可能に保持する、前記全反射蛍光観察装置に着脱可能なカートリッジをさらに備え、
前記基板は、長手方向に並んだ複数の反応槽を有しており、かつ、長手方向に前記第１及び第２側部端面を有しており、
前記カートリッジは、
前記第１及び第２の側部端面に光を導入可能に前記基板が載置される載置部と、
前記第１及び第２の側部端面に光を導入可能に、前記載置部に載置された前記基板を覆うカバー部と、を備える、請求項１から請求項４のいずれか記載の全反射蛍光観察装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−２４７９５（Ｐ２０１３−２４７９５Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６１８５３（Ｐ２０１１−１６１８５３）
【出願日】平成２３年７月２５日（２０１１．７．２５）
【出願人】（３９００００５９４）株式会社レクザム (64)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２５日（２０１１．７．２５）
【出願人】（３９００００５９４）株式会社レクザム (64)
【Ｆターム（参考）】
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