検査用微粒子の検査方法及び前記検査用微粒子の検査装置
【課題】 プレート基板上に配列された微粒子の相対的な順序位置を正確に検出することのできる検査装置を提供する。
【解決手段】 プレート基板１２に設けられた流路１４に微粒子１９が挿入されている。微粒子１９は表面にプローブが付着されている検査用微粒子１９ａと検査開始点を設定するための基準点微粒子１９ｂとからなっている。基準点微粒子１９ｂを検出した時点でレーザ光２４の相対移動距離をリセットし、基準点微粒子１９ｂの位置を検査開始点としてレーザ光２４の相対移動距離Ｌを測定することにより、公差の累積を抑えて基準点微粒子１９ｂからの検査用微粒子１９ａの推測位置と実際の位置のずれを抑えることができる。
【解決手段】 プレート基板１２に設けられた流路１４に微粒子１９が挿入されている。微粒子１９は表面にプローブが付着されている検査用微粒子１９ａと検査開始点を設定するための基準点微粒子１９ｂとからなっている。基準点微粒子１９ｂを検出した時点でレーザ光２４の相対移動距離をリセットし、基準点微粒子１９ｂの位置を検査開始点としてレーザ光２４の相対移動距離Ｌを測定することにより、公差の累積を抑えて基準点微粒子１９ｂからの検査用微粒子１９ａの推測位置と実際の位置のずれを抑えることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば血液検査、尿検査、あるいはＤＮＡ検査を医療機関や個人などで行なうことが可能な簡易な検査用微粒子の検査方法及び前記検査用微粒子の検査装置に係わり、特に、検査用微粒子の基準点からの位置を正確に算出できる検査用微粒子の検査方法及び前記検査用微粒子の検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、血液や尿など、人体からの採取物に対する検査用のチップの開発が盛んになっている。例えば、ＤＮＡチップは、ガラスなどの基板上に多種類のＤＮＡ断片（プローブあるいは試薬と称する）を貼り付けた物で、人から採取した遺伝子（検体，あるいはターゲットと称する）の中から特定の遺伝子（がん遺伝子など）を一度に複数種検出することが出来る。
【０００３】
従来、試験管とスポイト、あるいは攪拌機等で行なわれていた生体分子の検出を前記チップ上で行なうことで、高速度で検査することができ、また検査工程の簡略化を測ることが可能であると考えられ、注目を浴びている。
【０００４】
ところで検査チップは、現在、研究用チップとして大学や研究機関向けに開発されているのが主流であるが、将来的には、医療機関や個人向けへの簡易な検査チップが商品化されることが期待される。
【０００５】
前記検査チップは、例えば溝形状で形成された流路等を有するプレート基板（検査用基体）と前記プレート基板上に重ねられて前記プレート基板に接合される蓋体とで構成される。
【０００６】
検査方法は、前記流路内に特定の塩基配列を有するプローブを配置し、前記流路内に人体から採取したＤＮＡ（検体）に蛍光色素などの標識を付加した上で流す。そして検体中に前記プローブと相補的な塩基配列を有するＤＮＡが存在すると前記プローブとハイブリダイゼーション反応して捕らえられる。
【０００７】
例えば、前記プローブは前記検体に付加された蛍光色素とは発光波長の異なる蛍光色素によって識別可能であり、どのプローブに前記検体のＤＮＡがハイブリダイゼーション反応したかを検出することによって検体中に含まれるＤＮＡの塩基配列を特定することができる。
【０００８】
図５は溝２ａ内部に複数個の微粒子１が１列に並べられたプレート基板２の平面図である。溝２ａは検体を含む溶液が流れる流路となっており、前記流路の上流側に流入口２ｂが下流側に流出口２ｃが凹形状に形成されている。流入口２ｂから、人から採取したＤＮＡなどの検体を含む溶液を注入し、溝２ａ内部に流す。このとき前記検体の中に、微粒子１に固定されたプローブと相補的なＤＮＡが存在すれば、前記プローブとＤＮＡとがハイブリダイゼーション反応を起こして固定される。各微粒子１に対して蛍光強度の測定を行なえばＤＮＡが捕捉されたか否かを容易に判断できる。
【０００９】
図６は従来の蛍光検出装置を示す概念図である。プローブは樹脂やガラスなどからなる直径１００μｍ程の微粒子１に固定されており、この微粒子１はプレート２に形成された溝２ａの内部に配列されている。レーザ光源３が発するレーザ光４がミラー５及びレンズ６を介して、プレート２上の微粒子１に照射され、微粒子１中の蛍光色素またはプローブとハイブリダイズした検体標識用の蛍光色素を励起する。励起された蛍光色素からは蛍光色素に特有の波長の蛍光Ｒが発光し、この蛍光Ｒをレンズ６、ミラー５、フィルタ７を介して検出装置８によって検出する。ミラー５及びレンズ６は移動板９に固定されている。移動板９はカム１０及び伝達部材１１の回転に伴って水平方向に等速度で移動し、移動板９、ミラー５及びレンズ６の水平移動に伴って、レーザ光４が溝２ａ内部に配列された微粒子１を順に走査していく。
【００１０】
このような、ＤＮＡの検出方法及び検出装置は特許文献１（特開２０００−３４６８４２号公報）に記載されている。
【特許文献１】特開２０００−３４６８４２号公報（図１、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
微粒子１の直径は１００μｍ程度であるが、実際には微粒子１ごとに公差を有している。このため、以下に示すような問題が生じる。
【００１２】
前述した蛍光反応により検体ＤＮＡが検出されたとき、検体ＤＮＡがどんなプローブと結合したのかを知る必要がある。プローブは微粒子１に固定されており、この微粒子１を蛍光色素（検体ＤＮＡ標識用の蛍光色素とは異なる蛍光波長のもの）で標識することによって、どのプローブがどの微粒子に固定されているかを認識することができる。従って、検出された検体ＤＮＡが溝部２ａ内部に配列された微粒子１のうちどの微粒子１に捕捉されたのかがわかれば、その検体ＤＮＡがどのプローブと相補的な配列を有しているのかがわかる。
【００１３】
このため、レーザ光４が微粒子１を順に走査しているときに、どの微粒子を走査しているのかをつねに把握している必要がある。
【００１４】
図６に示される蛍光検出装置の移動板９は等速度で水平移動している。移動距離を微粒子の平均直径で割ると現在走査している微粒子が検査開始点の微粒子から何番目に位置しているかを推測することが可能である。例えば、移動板９の水平移動速度をｖ、測定開始点の微粒子を走査してからの経過時間をΔｔとすると測定開始点の微粒子を走査した後のレーザ光４の移動距離ＬはＬ＝ｖΔｔである。図７（ａ）に示されるように、微粒子の直径が均一であり、平均直径ＡＤと各微粒子の直径が等しいときには、移動距離Ｌを平均直径ＡＤで割って推測したレーザ光４が走査している微粒子Ｔの位置（測定開始点の微粒子Ｓから何番目の微粒子であるか）と実際の位置は一致する。
【００１５】
しかし、微粒子の直径には公差があるため、推測値と実際に走査している微粒子の相対位置が異なる場合が発生する。微粒子の直径にばらつきがあるとき、例えば図７（ｂ）ではレーザ光４の移動距離Ｌを微粒子の平均直径で割って算出した走査中の微粒子Ｔの推測位置は測定開始点の微粒子Ｓから６番目となるが、図７（ｂ）では微粒子Ｓと微粒子Ｔの間に平均直径ＡＤよりも小さな直径の微粒子が多く存在しているので実際には７番目の微粒子を走査している。逆に微粒子Ｓと微粒子Ｔの間に平均直径ＡＤよりも大きな直径の微粒子が多く存在していると、微粒子Ｔの推測位置は実際の位置よりも大きくなる。
【００１６】
また、従来は測定開始点の微粒子の指標がなく、測定開始点を正確に把握することも困難であった。
【００１７】
現在レーザ光が走査している微粒子の位置の推測値と実際の位置がずれてレーザ光が走査している微粒子の位置が把握できなくなると、蛍光によって検体ＤＮＡが微粒子に固定されているプローブと結合したことが検出されても、検出された検体ＤＮＡがどのプローブと結合したのかがわからなくなり、検体ＤＮＡの塩基配列が特定できなくなる。
【００１８】
本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、検査用微粒子の基準点からの位置を正確に算出できる検査用微粒子の検査方法及び前記検査用微粒子の検査装置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】
【００１９】
本発明の検査用微粒子の検査方法は、流路と、前記流路の上流側に位置する流入口と、前記流路の下流側に位置する流出口とを有する検査用基体の前記流路内部に、基準点微粒子を配置し、前記基準点微粒子の下流側に複数個の前記検査用微粒子を配列し、
前記基準点微粒子を識別して検査開始点を設定した後、検査手段により前記検査用微粒子の状態を調べることを特徴とするものである。
【００２０】
本発明では、流路内部に配列させる微粒子を測定開始点の指標となる前記基準点微粒子と検査を行うための検査用微粒子の２種を有するものとしている。前記基準点微粒子を検査開始点の指標とすることにより、前記基準点微粒子の下流側に配列された前記検査用微粒子の前記基準点微粒子からの相対位置を正確に特定することが可能になる。
【００２１】
本発明では、前記流路内に前記基準点微粒子の下流側に複数個の前記検査用微粒子が配列されている微粒子群を上流から下流にかけて複数配置することが好ましい。
【００２２】
微粒子の直径のばらつきによって生じる検査用微粒子の推測位置と実際の位置のずれは前記基準点微粒子からの相対距離が大きくなるほど発生しやすい。本発明は配列された前記検査用微粒子の間に前記基準点微粒子を複数個挿入することにより、検査用微粒子の推測位置と実際の位置のずれを抑えることができる。また、一つの流路内に種類の異なる検査用微粒子を配列するときに、前記基準点微粒子によって異なる前記検査用微粒子を区分けすることができる。
【００２３】
本発明では、前記微粒子の状態を調べる前記検査手段は、例えば蛍光、リン光、赤外線、紫外線、可視光線などを検出分析する分光学的手段である。
【００２４】
なお、前記検査用微粒子と前記基準点微粒子を検出するために、前記検査用微粒子と前記基準点微粒子のいずれか一方または両方に発光色素を塗布又は含有させることが好ましい。
【００２５】
このとき、前記検査用微粒子に塗布又は含有させる発光色素と前記基準点微粒子に塗布又は含有させる発光色素の発光波長を異ならせることにより、前記検査用微粒子と前記基準点微粒子を識別することができる。
【００２６】
さらに、前記検査用微粒子に前記微粒子群ごとに異なる発光波長の発光色素を塗布または含有させることにより、前記検査用微粒子を前記微粒子群ごとに識別することができる。
【００２７】
本発明では、前記発光色素として蛍光色素を用いることが好ましい。
前記検査用微粒子には特定の検体を捕捉するプローブを結合させることが好ましい。特定の検体を捕捉するプローブとは、例えば検体がＤＮＡやＲＮＡであるときには相補的な配列を持つＤＮＡ断片であり、検体がたんぱく質であるときには特異的に吸着する抗体である。あるいはクロマトグラフィの原理を用いて、イオン性分子や糖鎖を検出する検査用微粒子を構成することもできる。
【００２８】
本発明では、前記基準点微粒子を識別して検査開始点を設定した後、前記検査手段又は前記検査用基体を前記流路と平行方向に移動させ、前記検査開始点からの前記検査手段の相対移動距離を算出することにより、検査開始点からの前記相対移動距離を正確に測定できる。
【００２９】
また前記相対移動距離を前記検査用微粒子の平均直径で除算することにより前記検査開始点から前記検査手段の現在位置までに存在する検査用微粒子の数を算出することが好ましい。
【００３０】
前記相対移動距離は前記基準点微粒子から走査中の検査用微粒子までの相対距離である。本発明では、前記基準点微粒子から走査中の検査用微粒子までの相対距離に基づいて、前記検査用微粒子の位置を推測するので公差の累積を抑えて、検査開始点からの前記走査中の検査用微粒子の位置を正確に推測することが可能になる。
【００３１】
また、本発明の検査装置は、流路と、前記流路の上流側に位置する流入口と、前記流路の下流側に位置する流出口とを有する検査用基体と、前記流路内部に配列された複数個の微粒子を有し、前記微粒子は検査用微粒子と基準点微粒子からなり、前記基準点微粒子の下流側に複数個の前記検査用微粒子が配列されており、
さらに、前記基準点微粒子を識別して検査開始点を設定する制御手段及び前記微粒子の状態を調べる検査手段を有していることを特徴とするものである。
【００３２】
前記流路内には前記基準点微粒子の下流側に複数個の前記検査用微粒子が配列されている微粒子群が上流から下流にかけて複数配置されていることが好ましい。
【００３３】
前記検査手段は例えば蛍光、リン光、赤外線、紫外線、可視光線などを検出分析する分光学的手段によって前記微粒子の状態を検出することが好ましい。
【００３４】
前記微粒子には発光色素が塗布又は含有されていることが好ましい。
特に、前記検査用微粒子に塗布又は含有されている発光色素と前記基準点微粒子に塗布又は含有されている発光色素は発光波長が異なることが好ましい。
【００３５】
さらに、前記検査用微粒子には前記微粒子群ごとに異なる発光波長の発光色素が塗布または含有されていることが好ましい。
【００３６】
前記発光色素は例えば蛍光色素である。
前記微粒子には特定の検体を捕捉するプローブが結合していることが好ましい。
【００３７】
前記検査手段又は前記検査用基体を、前記流路に平行な方向に移動させる移動手段を有していることが好ましい。
【００３８】
このとき、前記検査開始点が設定された後、前記検査手段の前記検査用基体上前記流路方向への相対移動距離を算出する演算手段が、前記制御手段に接続されていることにより、前記基準点微粒子から走査中の検査用微粒子までの相対距離を算出することができる。
【００３９】
また、前記演算手段が前記相対移動距離を前記検査用微粒子の平均直径で除算することにより、前記検査開始点から前記検査手段の現在位置までに存在する検査用微粒子数を算出することができる。
【発明の効果】
【００４０】
本発明では、流路内部に配列させる微粒子を測定開始点の指標となる前記基準点微粒子と検査を行うための検査用微粒子の２種を有するものとしている。前記基準点微粒子を検査開始点の指標とすることにより、前記基準点微粒子の下流側に配列された前記検査用微粒子の前記基準点微粒子からの相対位置を正確に特定することが可能になる。
【００４１】
また、前記流路内に前記基準点微粒子の下流側に複数個の前記検査用微粒子が配列されている微粒子群を上流から下流にかけて複数配置すること、すなわち配列された前記検査用微粒子の間に前記基準点微粒子を複数個挿入することにより、微粒子の直径のバラツキによる検査用微粒子の推測位置と実際の位置のずれを抑えることができる。また、一つの流路内に種類の異なる検査用微粒子を配列するときに、前記基準点微粒子によって異なる前記検査用微粒子を区分けすることができる。
【００４２】
また、本発明では、前記基準点微粒子から走査中の検査用微粒子までの相対距離に基づいて前記検査用微粒子の位置を推測するので公差の累積を抑えて、検査開始点からの前記走査中の検査用微粒子の位置を正確に推測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】
【００４３】
図１は検査用のプレート基板（検査用基体）の外観部分斜視図、図２は図１に示された検査用プレートの平面図、図３は本発明の検査装置の実施の形態を示す概念図、図４は本発明の検査装置及び検査方法を用いて検査用微粒子の基準点微粒子（検査開始点）からの相対位置を検出する方法を説明するための概念図である。
【００４４】
図１に示す検査用プレートＰは、例えば人体から血液や尿などを採取し、これら採取物（検体）を、所定の試薬などと反応させて所定の検査を行なうためのものである。検査用プレートを例えばＤＮＡチップとして用いる場合には、採取した血液に所定の処理を施して使用する。
【００４５】
検査用プレートＰは、幅方向（図示Ｘ１−Ｘ２方向）の両端から直角に長さ方向（図示Ｙ１−Ｙ２方向）に延びる所定の厚みを有した略直方形状であるが、略直方形状以外の形状であってもかまわない。
【００４６】
検査用プレートＰは、プレート基板（検査用基体）１２と蓋体１３とで構成される。プレート基板１２及び蓋体１３は、ガラスや樹脂などで形成されたものである。プレート基板１２及び蓋体１３は所定の蛍光強度を有する材質で形成される。特に検査用プレートＰをＤＮＡチップやプロテインチップ等として用いる場合には、検査用プレートＰはほぼ透明色の低蛍光性で、耐薬品性等に優れた材質であることが好ましく、例えば石英ガラス、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）などで形成される。
【００４７】
検査用プレートＰが樹脂で形成されるときは、射出成形によって検査用プレートＰを成形することが好ましく、場合によっては熱プレスを施して、検査用プレートＰのプレート基板１２の上面１２ａに形成される溝部を高アスペクト比のものとして成形する。また検査用プレートＰがガラスで形成されるときは、熱プレスにより成形する。
【００４８】
図１，図２に示すプレート基板１２の上面１２ａには、一本の流路１４が凹形状で形成されている。流路１４のＹ１側は検体等の液体が流路１４内を流れる上流側に位置し、Ｙ２側は検体等の液体が流路１４内を流れる下流側に位置する。
【００４９】
図１，図２に示すように流路１４の上流側（図示Ｙ１側）には流路１４と連結する流入口１５が凹形状で形成されている。図１に示すように、蓋体１３には、流入口１５と対向する位置に、蓋体１３の上面から下面にかけて貫通した開口部１３ａが設けられており、開口部１３ａからプローブや検体等の物質を流入口１５内に入れることが可能になっている。
【００５０】
図１，図２に示すように流路１４の下流側（図示Ｙ２側）には流路１４と連結する流出口１６が凹形状で形成されている。図１に示すように、蓋体１３には、流出口１６と対向する位置に、蓋体１３の上面から下面にかけて貫通した開口部１３ｂが設けられており、流出口１６に到達した検体やプローブ等の物質を開口部１３ｂから排出することが可能になっている。
【００５１】
図１，図２に示すように流路１４は図示Ｘ１−Ｘ２方向に所定の幅寸法を有し図示Ｙ１−Ｙ２方向に向けて延びる矩形状で形成されている。一方、流入口１５及び流出口１６は、その平面形状が略円形状に形成され、流入口１５及び流出口１６の最大幅寸法は流路１４の幅寸法よりも大きく形成されている。ただし流路１４、流入口１５及び流出口１６の形状は図１，図２のものに限られず他の形状であってもよい。
【００５２】
なお基本的に流路１４は、単数あるいは複数の物質を上流側（図示Ｙ１側）から下流側（図示Ｙ２側）にかけて流したり、あるいは流している間に複数の物質どうしを混合させる機能を有し、一方、流入口１５は単数あるいは複数の物質を注入して流路１４へ送り込んだり、あるいは複数の物質どうしを混合させる機能を有し、また流出口１６は、単数あるいは複数の物質を排出したり、あるいは複数の複数の物質どうしを混合させる機能を有するものであり、使用態様によって、流路１４、流入口１５及び流出口１６の使われ方は異なる。
【００５３】
図１に示す検査用プレートＰでは、流路１４は、検体を流すとともに、流している間に検体とプローブとが反応をしたか否かを測定する測定領域であり、流入口１５は検体とプローブとを注入する領域であり、流出口１６は検体を排出する領域として機能する。
【００５４】
図１に示す開口部１３ａから流入口１５→流路１４へ向けて多数の微粒子１９が挿入される。微粒子１９はガラスや樹脂などで形成された球状のものである。
【００５５】
微粒子１９は表面にプローブが付着されている検査用微粒子１９ａと検査開始点を設定するための基準点微粒子１９ｂとからなっている。本実施の形態では、前記基準点微粒子１９ｂの下流側に複数個の前記検査用微粒子１９ａが配列されている微粒子群Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５、Ｇ６、Ｇ７、Ｇ８、Ｇ９が前記流路１４内の上流から下流にかけて配置されている。
【００５６】
特定の検体を捕捉するプローブとは、例えば検体がＤＮＡやＲＮＡであるときには相補的な配列を持つＤＮＡ断片であり、検体がたんぱく質であるときには特異的に吸着する抗体である。あるいはクロマトグラフィの原理を用いて、イオン性分子や糖鎖を検出する検査用微粒子を構成することもできる。
【００５７】
前記検査用微粒子１９ａに塗布又は含有させる蛍光色素と前記基準点微粒子１９ｂに塗布又は含有させる蛍光色素の発光波長を異ならせることが好ましい。
【００５８】
また、各検査用微粒子１９ａと各基準点微粒子１９ｂは微粒子群Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５、Ｇ６、Ｇ７、Ｇ８、Ｇ９のいずれかに属している。検査用微粒子１９ａと基準点微粒子１９ｂには、属している微粒子群ごとに特有の発光波長の蛍光色素を塗布または含有させることが好ましい。これによって、それぞれの検査用微粒子１９ａと基準点微粒子１９ｂが微粒子群Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５、Ｇ６、Ｇ７、Ｇ８、Ｇ９のうちどの微粒子群に属しているかを識別することができる。
【００５９】
図１に示す開口部１３ａから、人から採取したＤＮＡなどの検体を流入口１５→流路１４へ向けて流す。検体中に前記プローブと相補的な塩基配列を有するＤＮＡが存在すると前記プローブとハイブリダイゼーション反応して捕らえられる。
【００６０】
例えば、前記プローブは前記検体に付加された蛍光色素とは発光波長の異なる蛍光色素によって識別可能であり、どのプローブに前記検体ＤＮＡがハイブリダイゼーション反応したかを検出することによって検体中に含まれるＤＮＡの塩基配列を特定することができる。
【００６１】
蛍光強度は図３に示す小型のＣＣＤカメラ（検出手段）２８などで測定でき、蛍光強度から看者がある特定の病気（例えば癌など）を発症していないか否かを診断することが出来る。
【００６２】
ここで各寸法について説明すると、流路１４の幅寸法Ｔ１及び高さ寸法Ｈは、５０μｍ〜１００μｍ程度で形成される。検査用微粒子１９ａと基準点微粒子１９ｂの平均直径は５０μｍ〜１００μｍであり、公差は±５〜１０％である。
【００６３】
図３は本発明の検出装置の実施の形態を示す概念図である。本実施の形態の検出装置はプレート基板１２の流路１４内部に配列された微粒子１９にレーザ光を照射するものである。
【００６４】
レーザ光源２３が発するレーザ光２４がミラー２５及びレンズ２６を介して、プレート基板１２上の微粒子１９に照射され、微粒子１９中の蛍光色素またはプローブとハイブリダイズした検体に結合している検体標識用の蛍光色素を励起する。プレート基板１２は図１及び図２に示されたものであり、微粒子１９は図２に示されたように微粒子群Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５、Ｇ６、Ｇ７、Ｇ８、Ｇ９が前記流路１４内の上流から下流にかけて配置されているものである。微粒子群Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５、Ｇ６、Ｇ７、Ｇ８、Ｇ９は、基準点微粒子１９ｂの下流側に複数個の前記検査用微粒子１９ａが配列されているものである。
【００６５】
励起された蛍光色素からは蛍光色素に特有の波長の蛍光Ｒが発光し、この蛍光Ｒをレンズ２６、ミラー２５、フィルタ２７を介してＣＣＤカメラ２８によって検出する。ミラー２５及びレンズ２６は移動板（移動手段）２９に固定されている。移動板２９はカム３０及び伝達部材３１の回転に伴って水平方向に等速度で移動し、移動板２９、ミラー２５及びレンズ２６の水平移動に伴って、レーザ光２４が流路１４内部に配列された微粒子１９を順に走査していく。なお、本実施の形態では検査手段のミラー２５及びレンズ２６を移動板２９によって流路１４に平行な方向に移動させているが、プレート基板１２を流路１４に平行な方向に移動させてもよい。
【００６６】
本発明の検査装置では、微粒子１９のなかから基準点微粒子１９ｂを識別して検査開始点を設定する制御手段３２がＣＣＤカメラ２８に接続されている。
【００６７】
制御手段３２は基準点微粒子１９ｂと検査用微粒子１９ａの蛍光波長の違いなどを検出して基準点微粒子１９ｂを検査用微粒子１９ａから区別する。また、制御手段３２には演算手段３３が接続されている。演算手段３２は、基準点微粒子１９ｂを認識して検査開始点を設定した後、ミラー２５及びレンズ２６並びにレーザ光２４がプレート基板１２上を流路方向（図示Ｙ２方向）に移動した相対移動距離を算出するものである。
【００６８】
本発明では、基準点微粒子１９ｂを検査開始点の指標とすることにより、基準点微粒子１９ｂの下流側に配列された検査用微粒子１９ａの基準点微粒子１９ｂからの位置を正確に特定することが可能になる。
【００６９】
プローブによって捕捉された検体ＤＮＡが蛍光反応によって検出されたとき、この検体ＤＮＡがどんなプローブと結合したのかを知る必要がある。例えば蛍光色素（検体ＤＮＡ標識用の蛍光色素とは異なる蛍光波長のもの）で標識することによって検査用微粒子１９ａを識別でき、その検査用微粒子１９ａに固定されているプローブの種類を認識することができる。従って、検出された検体ＤＮＡが流路１４内部に配列された検査用微粒子１９ａのうちどの検査用微粒子１９ａに捕捉されたのかがわかれば、その検体ＤＮＡがどのプローブと相補的な配列を有しているのかがわかる。
【００７０】
このため、レーザ光２４が微粒子１９を順に走査しているときに、どの微粒子１９を走査しているのかをつねに把握している必要がある。
【００７１】
図３に示される蛍光検出装置の移動板２９は等速度で水平移動している。図４に示すように、例えば、移動板２９の水平移動速度をｖ、測定開始点の微粒子を走査してからの経過時間をΔｔとすると測定開始点の微粒子を走査した後のレーザ光２４の相対移動距離ＬはＬ＝ｖΔｔである。本発明では、基準点微粒子１９ｂを認識して検査開始点を設定した後、この検査開始点（基準点微粒子１９ｂの位置）からの相対移動距離Ｌを微粒子１９の平均直径ＡＤで割ることにより、現在走査している検査用微粒子１９ａが検査開始点の微粒子（基準点微粒子１９ｂ）から何番目に位置しているかを推測する。
【００７２】
微粒子１９の直径のばらつきによって生じる検査用微粒子１９ａの推測位置と実際の位置のずれは基準点微粒子１９ｂからの距離が大きくなるほど発生しやすい。本実施の形態では、基準点微粒子１９ｂを検出した時点でレーザ光２４の相対移動距離をリセットし、基準点微粒子１９ｂの位置を検査開始点としてレーザ光２４の相対移動距離Ｌを測定する。本実施の形態のように、検査用微粒子１９ａの間に基準点微粒子１９ｂを複数個挿入することにより、レーザ光２４の相対移動距離Ｌが大きくなる前にリセットして測定しなおすことができるので、公差の累積を抑えて基準点微粒子１９ｂからの検査用微粒子１９ａの推測位置と実際の位置のずれを抑えることができる。また、基準点微粒子１９ｂによって検査用微粒子１９ａを結合しているプローブの種類ごとに区分けすることができる。
【００７３】
本発明では、現在レーザ光が走査している微粒子１９の位置を正確に把握することが可能になるので、蛍光によって検体ＤＮＡが検査用微粒子１９ａに固定されているプローブと結合したことが検出されたときに、検出された検体ＤＮＡがどのプローブと結合したのかを正確に把握することが可能になる。従って、検体ＤＮＡの塩基配列を正確に特定することができる。
【００７４】
なお、本実施の形態では、基準点微粒子１９ｂ及び検査用微粒子１９ａを識別するために基準点微粒子１９ｂ及び検査用微粒子１９ａを蛍光標識しそれぞれの蛍光波長の違いによって微粒子の識別を行った。ただし、基準点微粒子１９ｂ及び検査用微粒子１９ａの識別は、リン光、赤外線、紫外線、可視光線などの標識を利用してもよい。
【００７５】
また、基準点微粒子１９ｂ及び検査用微粒子１９ａを蛍光、リン光、赤外線、紫外線、可視光線の波長ではなく光線の強度によって識別することもできる。このときは、例えば検査用微粒子１９ａと基準点微粒子１９ｂには蛍光色素を異なる割合で配合する。
なお、検体ＤＮＡの標識をリン光、紫外線によって行うこともできる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明に用いる検査用プレートの斜視図、
【図２】本発明に用いる微粒子が配列された検査用プレートの平面図、
【図３】本発明の検査装置の実施の形態を示す概念図、
【図４】検査中の微粒子の状態を示す模式図、
【図５】従来発明の微粒子が配列された検査用プレートの平面図、
【図６】従来の検査装置の概念図、
【図７】（ａ）は直径に公差がない理想的な検査中の微粒子の状態を示す模式図、（ｂ）は直径に公差を有する現実の検査中の微粒子の状態を示す模式図、
【符号の説明】
【００７７】
１２ プレート基板
１４ 流路
１５ 流入口
１６ 流出口
１９ 微粒子
１９ａ 検査用微粒子
１９ｂ 基準点微粒子
２３ レーザ光源
２４ レーザ光
２８ ＣＣＤカメラ
２９ 移動板
３２ 制御手段
３３ 演算手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば血液検査、尿検査、あるいはＤＮＡ検査を医療機関や個人などで行なうことが可能な簡易な検査用微粒子の検査方法及び前記検査用微粒子の検査装置に係わり、特に、検査用微粒子の基準点からの位置を正確に算出できる検査用微粒子の検査方法及び前記検査用微粒子の検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、血液や尿など、人体からの採取物に対する検査用のチップの開発が盛んになっている。例えば、ＤＮＡチップは、ガラスなどの基板上に多種類のＤＮＡ断片（プローブあるいは試薬と称する）を貼り付けた物で、人から採取した遺伝子（検体，あるいはターゲットと称する）の中から特定の遺伝子（がん遺伝子など）を一度に複数種検出することが出来る。
【０００３】
従来、試験管とスポイト、あるいは攪拌機等で行なわれていた生体分子の検出を前記チップ上で行なうことで、高速度で検査することができ、また検査工程の簡略化を測ることが可能であると考えられ、注目を浴びている。
【０００４】
ところで検査チップは、現在、研究用チップとして大学や研究機関向けに開発されているのが主流であるが、将来的には、医療機関や個人向けへの簡易な検査チップが商品化されることが期待される。
【０００５】
前記検査チップは、例えば溝形状で形成された流路等を有するプレート基板（検査用基体）と前記プレート基板上に重ねられて前記プレート基板に接合される蓋体とで構成される。
【０００６】
検査方法は、前記流路内に特定の塩基配列を有するプローブを配置し、前記流路内に人体から採取したＤＮＡ（検体）に蛍光色素などの標識を付加した上で流す。そして検体中に前記プローブと相補的な塩基配列を有するＤＮＡが存在すると前記プローブとハイブリダイゼーション反応して捕らえられる。
【０００７】
例えば、前記プローブは前記検体に付加された蛍光色素とは発光波長の異なる蛍光色素によって識別可能であり、どのプローブに前記検体のＤＮＡがハイブリダイゼーション反応したかを検出することによって検体中に含まれるＤＮＡの塩基配列を特定することができる。
【０００８】
図５は溝２ａ内部に複数個の微粒子１が１列に並べられたプレート基板２の平面図である。溝２ａは検体を含む溶液が流れる流路となっており、前記流路の上流側に流入口２ｂが下流側に流出口２ｃが凹形状に形成されている。流入口２ｂから、人から採取したＤＮＡなどの検体を含む溶液を注入し、溝２ａ内部に流す。このとき前記検体の中に、微粒子１に固定されたプローブと相補的なＤＮＡが存在すれば、前記プローブとＤＮＡとがハイブリダイゼーション反応を起こして固定される。各微粒子１に対して蛍光強度の測定を行なえばＤＮＡが捕捉されたか否かを容易に判断できる。
【０００９】
図６は従来の蛍光検出装置を示す概念図である。プローブは樹脂やガラスなどからなる直径１００μｍ程の微粒子１に固定されており、この微粒子１はプレート２に形成された溝２ａの内部に配列されている。レーザ光源３が発するレーザ光４がミラー５及びレンズ６を介して、プレート２上の微粒子１に照射され、微粒子１中の蛍光色素またはプローブとハイブリダイズした検体標識用の蛍光色素を励起する。励起された蛍光色素からは蛍光色素に特有の波長の蛍光Ｒが発光し、この蛍光Ｒをレンズ６、ミラー５、フィルタ７を介して検出装置８によって検出する。ミラー５及びレンズ６は移動板９に固定されている。移動板９はカム１０及び伝達部材１１の回転に伴って水平方向に等速度で移動し、移動板９、ミラー５及びレンズ６の水平移動に伴って、レーザ光４が溝２ａ内部に配列された微粒子１を順に走査していく。
【００１０】
このような、ＤＮＡの検出方法及び検出装置は特許文献１（特開２０００−３４６８４２号公報）に記載されている。
【特許文献１】特開２０００−３４６８４２号公報（図１、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
微粒子１の直径は１００μｍ程度であるが、実際には微粒子１ごとに公差を有している。このため、以下に示すような問題が生じる。
【００１２】
前述した蛍光反応により検体ＤＮＡが検出されたとき、検体ＤＮＡがどんなプローブと結合したのかを知る必要がある。プローブは微粒子１に固定されており、この微粒子１を蛍光色素（検体ＤＮＡ標識用の蛍光色素とは異なる蛍光波長のもの）で標識することによって、どのプローブがどの微粒子に固定されているかを認識することができる。従って、検出された検体ＤＮＡが溝部２ａ内部に配列された微粒子１のうちどの微粒子１に捕捉されたのかがわかれば、その検体ＤＮＡがどのプローブと相補的な配列を有しているのかがわかる。
【００１３】
このため、レーザ光４が微粒子１を順に走査しているときに、どの微粒子を走査しているのかをつねに把握している必要がある。
【００１４】
図６に示される蛍光検出装置の移動板９は等速度で水平移動している。移動距離を微粒子の平均直径で割ると現在走査している微粒子が検査開始点の微粒子から何番目に位置しているかを推測することが可能である。例えば、移動板９の水平移動速度をｖ、測定開始点の微粒子を走査してからの経過時間をΔｔとすると測定開始点の微粒子を走査した後のレーザ光４の移動距離ＬはＬ＝ｖΔｔである。図７（ａ）に示されるように、微粒子の直径が均一であり、平均直径ＡＤと各微粒子の直径が等しいときには、移動距離Ｌを平均直径ＡＤで割って推測したレーザ光４が走査している微粒子Ｔの位置（測定開始点の微粒子Ｓから何番目の微粒子であるか）と実際の位置は一致する。
【００１５】
しかし、微粒子の直径には公差があるため、推測値と実際に走査している微粒子の相対位置が異なる場合が発生する。微粒子の直径にばらつきがあるとき、例えば図７（ｂ）ではレーザ光４の移動距離Ｌを微粒子の平均直径で割って算出した走査中の微粒子Ｔの推測位置は測定開始点の微粒子Ｓから６番目となるが、図７（ｂ）では微粒子Ｓと微粒子Ｔの間に平均直径ＡＤよりも小さな直径の微粒子が多く存在しているので実際には７番目の微粒子を走査している。逆に微粒子Ｓと微粒子Ｔの間に平均直径ＡＤよりも大きな直径の微粒子が多く存在していると、微粒子Ｔの推測位置は実際の位置よりも大きくなる。
【００１６】
また、従来は測定開始点の微粒子の指標がなく、測定開始点を正確に把握することも困難であった。
【００１７】
現在レーザ光が走査している微粒子の位置の推測値と実際の位置がずれてレーザ光が走査している微粒子の位置が把握できなくなると、蛍光によって検体ＤＮＡが微粒子に固定されているプローブと結合したことが検出されても、検出された検体ＤＮＡがどのプローブと結合したのかがわからなくなり、検体ＤＮＡの塩基配列が特定できなくなる。
【００１８】
本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、検査用微粒子の基準点からの位置を正確に算出できる検査用微粒子の検査方法及び前記検査用微粒子の検査装置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】
【００１９】
本発明の検査用微粒子の検査方法は、流路と、前記流路の上流側に位置する流入口と、前記流路の下流側に位置する流出口とを有する検査用基体の前記流路内部に、基準点微粒子を配置し、前記基準点微粒子の下流側に複数個の前記検査用微粒子を配列し、
前記基準点微粒子を識別して検査開始点を設定した後、検査手段により前記検査用微粒子の状態を調べることを特徴とするものである。
【００２０】
本発明では、流路内部に配列させる微粒子を測定開始点の指標となる前記基準点微粒子と検査を行うための検査用微粒子の２種を有するものとしている。前記基準点微粒子を検査開始点の指標とすることにより、前記基準点微粒子の下流側に配列された前記検査用微粒子の前記基準点微粒子からの相対位置を正確に特定することが可能になる。
【００２１】
本発明では、前記流路内に前記基準点微粒子の下流側に複数個の前記検査用微粒子が配列されている微粒子群を上流から下流にかけて複数配置することが好ましい。
【００２２】
微粒子の直径のばらつきによって生じる検査用微粒子の推測位置と実際の位置のずれは前記基準点微粒子からの相対距離が大きくなるほど発生しやすい。本発明は配列された前記検査用微粒子の間に前記基準点微粒子を複数個挿入することにより、検査用微粒子の推測位置と実際の位置のずれを抑えることができる。また、一つの流路内に種類の異なる検査用微粒子を配列するときに、前記基準点微粒子によって異なる前記検査用微粒子を区分けすることができる。
【００２３】
本発明では、前記微粒子の状態を調べる前記検査手段は、例えば蛍光、リン光、赤外線、紫外線、可視光線などを検出分析する分光学的手段である。
【００２４】
なお、前記検査用微粒子と前記基準点微粒子を検出するために、前記検査用微粒子と前記基準点微粒子のいずれか一方または両方に発光色素を塗布又は含有させることが好ましい。
【００２５】
このとき、前記検査用微粒子に塗布又は含有させる発光色素と前記基準点微粒子に塗布又は含有させる発光色素の発光波長を異ならせることにより、前記検査用微粒子と前記基準点微粒子を識別することができる。
【００２６】
さらに、前記検査用微粒子に前記微粒子群ごとに異なる発光波長の発光色素を塗布または含有させることにより、前記検査用微粒子を前記微粒子群ごとに識別することができる。
【００２７】
本発明では、前記発光色素として蛍光色素を用いることが好ましい。
前記検査用微粒子には特定の検体を捕捉するプローブを結合させることが好ましい。特定の検体を捕捉するプローブとは、例えば検体がＤＮＡやＲＮＡであるときには相補的な配列を持つＤＮＡ断片であり、検体がたんぱく質であるときには特異的に吸着する抗体である。あるいはクロマトグラフィの原理を用いて、イオン性分子や糖鎖を検出する検査用微粒子を構成することもできる。
【００２８】
本発明では、前記基準点微粒子を識別して検査開始点を設定した後、前記検査手段又は前記検査用基体を前記流路と平行方向に移動させ、前記検査開始点からの前記検査手段の相対移動距離を算出することにより、検査開始点からの前記相対移動距離を正確に測定できる。
【００２９】
また前記相対移動距離を前記検査用微粒子の平均直径で除算することにより前記検査開始点から前記検査手段の現在位置までに存在する検査用微粒子の数を算出することが好ましい。
【００３０】
前記相対移動距離は前記基準点微粒子から走査中の検査用微粒子までの相対距離である。本発明では、前記基準点微粒子から走査中の検査用微粒子までの相対距離に基づいて、前記検査用微粒子の位置を推測するので公差の累積を抑えて、検査開始点からの前記走査中の検査用微粒子の位置を正確に推測することが可能になる。
【００３１】
また、本発明の検査装置は、流路と、前記流路の上流側に位置する流入口と、前記流路の下流側に位置する流出口とを有する検査用基体と、前記流路内部に配列された複数個の微粒子を有し、前記微粒子は検査用微粒子と基準点微粒子からなり、前記基準点微粒子の下流側に複数個の前記検査用微粒子が配列されており、
さらに、前記基準点微粒子を識別して検査開始点を設定する制御手段及び前記微粒子の状態を調べる検査手段を有していることを特徴とするものである。
【００３２】
前記流路内には前記基準点微粒子の下流側に複数個の前記検査用微粒子が配列されている微粒子群が上流から下流にかけて複数配置されていることが好ましい。
【００３３】
前記検査手段は例えば蛍光、リン光、赤外線、紫外線、可視光線などを検出分析する分光学的手段によって前記微粒子の状態を検出することが好ましい。
【００３４】
前記微粒子には発光色素が塗布又は含有されていることが好ましい。
特に、前記検査用微粒子に塗布又は含有されている発光色素と前記基準点微粒子に塗布又は含有されている発光色素は発光波長が異なることが好ましい。
【００３５】
さらに、前記検査用微粒子には前記微粒子群ごとに異なる発光波長の発光色素が塗布または含有されていることが好ましい。
【００３６】
前記発光色素は例えば蛍光色素である。
前記微粒子には特定の検体を捕捉するプローブが結合していることが好ましい。
【００３７】
前記検査手段又は前記検査用基体を、前記流路に平行な方向に移動させる移動手段を有していることが好ましい。
【００３８】
このとき、前記検査開始点が設定された後、前記検査手段の前記検査用基体上前記流路方向への相対移動距離を算出する演算手段が、前記制御手段に接続されていることにより、前記基準点微粒子から走査中の検査用微粒子までの相対距離を算出することができる。
【００３９】
また、前記演算手段が前記相対移動距離を前記検査用微粒子の平均直径で除算することにより、前記検査開始点から前記検査手段の現在位置までに存在する検査用微粒子数を算出することができる。
【発明の効果】
【００４０】
本発明では、流路内部に配列させる微粒子を測定開始点の指標となる前記基準点微粒子と検査を行うための検査用微粒子の２種を有するものとしている。前記基準点微粒子を検査開始点の指標とすることにより、前記基準点微粒子の下流側に配列された前記検査用微粒子の前記基準点微粒子からの相対位置を正確に特定することが可能になる。
【００４１】
また、前記流路内に前記基準点微粒子の下流側に複数個の前記検査用微粒子が配列されている微粒子群を上流から下流にかけて複数配置すること、すなわち配列された前記検査用微粒子の間に前記基準点微粒子を複数個挿入することにより、微粒子の直径のバラツキによる検査用微粒子の推測位置と実際の位置のずれを抑えることができる。また、一つの流路内に種類の異なる検査用微粒子を配列するときに、前記基準点微粒子によって異なる前記検査用微粒子を区分けすることができる。
【００４２】
また、本発明では、前記基準点微粒子から走査中の検査用微粒子までの相対距離に基づいて前記検査用微粒子の位置を推測するので公差の累積を抑えて、検査開始点からの前記走査中の検査用微粒子の位置を正確に推測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】
【００４３】
図１は検査用のプレート基板（検査用基体）の外観部分斜視図、図２は図１に示された検査用プレートの平面図、図３は本発明の検査装置の実施の形態を示す概念図、図４は本発明の検査装置及び検査方法を用いて検査用微粒子の基準点微粒子（検査開始点）からの相対位置を検出する方法を説明するための概念図である。
【００４４】
図１に示す検査用プレートＰは、例えば人体から血液や尿などを採取し、これら採取物（検体）を、所定の試薬などと反応させて所定の検査を行なうためのものである。検査用プレートを例えばＤＮＡチップとして用いる場合には、採取した血液に所定の処理を施して使用する。
【００４５】
検査用プレートＰは、幅方向（図示Ｘ１−Ｘ２方向）の両端から直角に長さ方向（図示Ｙ１−Ｙ２方向）に延びる所定の厚みを有した略直方形状であるが、略直方形状以外の形状であってもかまわない。
【００４６】
検査用プレートＰは、プレート基板（検査用基体）１２と蓋体１３とで構成される。プレート基板１２及び蓋体１３は、ガラスや樹脂などで形成されたものである。プレート基板１２及び蓋体１３は所定の蛍光強度を有する材質で形成される。特に検査用プレートＰをＤＮＡチップやプロテインチップ等として用いる場合には、検査用プレートＰはほぼ透明色の低蛍光性で、耐薬品性等に優れた材質であることが好ましく、例えば石英ガラス、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）などで形成される。
【００４７】
検査用プレートＰが樹脂で形成されるときは、射出成形によって検査用プレートＰを成形することが好ましく、場合によっては熱プレスを施して、検査用プレートＰのプレート基板１２の上面１２ａに形成される溝部を高アスペクト比のものとして成形する。また検査用プレートＰがガラスで形成されるときは、熱プレスにより成形する。
【００４８】
図１，図２に示すプレート基板１２の上面１２ａには、一本の流路１４が凹形状で形成されている。流路１４のＹ１側は検体等の液体が流路１４内を流れる上流側に位置し、Ｙ２側は検体等の液体が流路１４内を流れる下流側に位置する。
【００４９】
図１，図２に示すように流路１４の上流側（図示Ｙ１側）には流路１４と連結する流入口１５が凹形状で形成されている。図１に示すように、蓋体１３には、流入口１５と対向する位置に、蓋体１３の上面から下面にかけて貫通した開口部１３ａが設けられており、開口部１３ａからプローブや検体等の物質を流入口１５内に入れることが可能になっている。
【００５０】
図１，図２に示すように流路１４の下流側（図示Ｙ２側）には流路１４と連結する流出口１６が凹形状で形成されている。図１に示すように、蓋体１３には、流出口１６と対向する位置に、蓋体１３の上面から下面にかけて貫通した開口部１３ｂが設けられており、流出口１６に到達した検体やプローブ等の物質を開口部１３ｂから排出することが可能になっている。
【００５１】
図１，図２に示すように流路１４は図示Ｘ１−Ｘ２方向に所定の幅寸法を有し図示Ｙ１−Ｙ２方向に向けて延びる矩形状で形成されている。一方、流入口１５及び流出口１６は、その平面形状が略円形状に形成され、流入口１５及び流出口１６の最大幅寸法は流路１４の幅寸法よりも大きく形成されている。ただし流路１４、流入口１５及び流出口１６の形状は図１，図２のものに限られず他の形状であってもよい。
【００５２】
なお基本的に流路１４は、単数あるいは複数の物質を上流側（図示Ｙ１側）から下流側（図示Ｙ２側）にかけて流したり、あるいは流している間に複数の物質どうしを混合させる機能を有し、一方、流入口１５は単数あるいは複数の物質を注入して流路１４へ送り込んだり、あるいは複数の物質どうしを混合させる機能を有し、また流出口１６は、単数あるいは複数の物質を排出したり、あるいは複数の複数の物質どうしを混合させる機能を有するものであり、使用態様によって、流路１４、流入口１５及び流出口１６の使われ方は異なる。
【００５３】
図１に示す検査用プレートＰでは、流路１４は、検体を流すとともに、流している間に検体とプローブとが反応をしたか否かを測定する測定領域であり、流入口１５は検体とプローブとを注入する領域であり、流出口１６は検体を排出する領域として機能する。
【００５４】
図１に示す開口部１３ａから流入口１５→流路１４へ向けて多数の微粒子１９が挿入される。微粒子１９はガラスや樹脂などで形成された球状のものである。
【００５５】
微粒子１９は表面にプローブが付着されている検査用微粒子１９ａと検査開始点を設定するための基準点微粒子１９ｂとからなっている。本実施の形態では、前記基準点微粒子１９ｂの下流側に複数個の前記検査用微粒子１９ａが配列されている微粒子群Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５、Ｇ６、Ｇ７、Ｇ８、Ｇ９が前記流路１４内の上流から下流にかけて配置されている。
【００５６】
特定の検体を捕捉するプローブとは、例えば検体がＤＮＡやＲＮＡであるときには相補的な配列を持つＤＮＡ断片であり、検体がたんぱく質であるときには特異的に吸着する抗体である。あるいはクロマトグラフィの原理を用いて、イオン性分子や糖鎖を検出する検査用微粒子を構成することもできる。
【００５７】
前記検査用微粒子１９ａに塗布又は含有させる蛍光色素と前記基準点微粒子１９ｂに塗布又は含有させる蛍光色素の発光波長を異ならせることが好ましい。
【００５８】
また、各検査用微粒子１９ａと各基準点微粒子１９ｂは微粒子群Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５、Ｇ６、Ｇ７、Ｇ８、Ｇ９のいずれかに属している。検査用微粒子１９ａと基準点微粒子１９ｂには、属している微粒子群ごとに特有の発光波長の蛍光色素を塗布または含有させることが好ましい。これによって、それぞれの検査用微粒子１９ａと基準点微粒子１９ｂが微粒子群Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５、Ｇ６、Ｇ７、Ｇ８、Ｇ９のうちどの微粒子群に属しているかを識別することができる。
【００５９】
図１に示す開口部１３ａから、人から採取したＤＮＡなどの検体を流入口１５→流路１４へ向けて流す。検体中に前記プローブと相補的な塩基配列を有するＤＮＡが存在すると前記プローブとハイブリダイゼーション反応して捕らえられる。
【００６０】
例えば、前記プローブは前記検体に付加された蛍光色素とは発光波長の異なる蛍光色素によって識別可能であり、どのプローブに前記検体ＤＮＡがハイブリダイゼーション反応したかを検出することによって検体中に含まれるＤＮＡの塩基配列を特定することができる。
【００６１】
蛍光強度は図３に示す小型のＣＣＤカメラ（検出手段）２８などで測定でき、蛍光強度から看者がある特定の病気（例えば癌など）を発症していないか否かを診断することが出来る。
【００６２】
ここで各寸法について説明すると、流路１４の幅寸法Ｔ１及び高さ寸法Ｈは、５０μｍ〜１００μｍ程度で形成される。検査用微粒子１９ａと基準点微粒子１９ｂの平均直径は５０μｍ〜１００μｍであり、公差は±５〜１０％である。
【００６３】
図３は本発明の検出装置の実施の形態を示す概念図である。本実施の形態の検出装置はプレート基板１２の流路１４内部に配列された微粒子１９にレーザ光を照射するものである。
【００６４】
レーザ光源２３が発するレーザ光２４がミラー２５及びレンズ２６を介して、プレート基板１２上の微粒子１９に照射され、微粒子１９中の蛍光色素またはプローブとハイブリダイズした検体に結合している検体標識用の蛍光色素を励起する。プレート基板１２は図１及び図２に示されたものであり、微粒子１９は図２に示されたように微粒子群Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５、Ｇ６、Ｇ７、Ｇ８、Ｇ９が前記流路１４内の上流から下流にかけて配置されているものである。微粒子群Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５、Ｇ６、Ｇ７、Ｇ８、Ｇ９は、基準点微粒子１９ｂの下流側に複数個の前記検査用微粒子１９ａが配列されているものである。
【００６５】
励起された蛍光色素からは蛍光色素に特有の波長の蛍光Ｒが発光し、この蛍光Ｒをレンズ２６、ミラー２５、フィルタ２７を介してＣＣＤカメラ２８によって検出する。ミラー２５及びレンズ２６は移動板（移動手段）２９に固定されている。移動板２９はカム３０及び伝達部材３１の回転に伴って水平方向に等速度で移動し、移動板２９、ミラー２５及びレンズ２６の水平移動に伴って、レーザ光２４が流路１４内部に配列された微粒子１９を順に走査していく。なお、本実施の形態では検査手段のミラー２５及びレンズ２６を移動板２９によって流路１４に平行な方向に移動させているが、プレート基板１２を流路１４に平行な方向に移動させてもよい。
【００６６】
本発明の検査装置では、微粒子１９のなかから基準点微粒子１９ｂを識別して検査開始点を設定する制御手段３２がＣＣＤカメラ２８に接続されている。
【００６７】
制御手段３２は基準点微粒子１９ｂと検査用微粒子１９ａの蛍光波長の違いなどを検出して基準点微粒子１９ｂを検査用微粒子１９ａから区別する。また、制御手段３２には演算手段３３が接続されている。演算手段３２は、基準点微粒子１９ｂを認識して検査開始点を設定した後、ミラー２５及びレンズ２６並びにレーザ光２４がプレート基板１２上を流路方向（図示Ｙ２方向）に移動した相対移動距離を算出するものである。
【００６８】
本発明では、基準点微粒子１９ｂを検査開始点の指標とすることにより、基準点微粒子１９ｂの下流側に配列された検査用微粒子１９ａの基準点微粒子１９ｂからの位置を正確に特定することが可能になる。
【００６９】
プローブによって捕捉された検体ＤＮＡが蛍光反応によって検出されたとき、この検体ＤＮＡがどんなプローブと結合したのかを知る必要がある。例えば蛍光色素（検体ＤＮＡ標識用の蛍光色素とは異なる蛍光波長のもの）で標識することによって検査用微粒子１９ａを識別でき、その検査用微粒子１９ａに固定されているプローブの種類を認識することができる。従って、検出された検体ＤＮＡが流路１４内部に配列された検査用微粒子１９ａのうちどの検査用微粒子１９ａに捕捉されたのかがわかれば、その検体ＤＮＡがどのプローブと相補的な配列を有しているのかがわかる。
【００７０】
このため、レーザ光２４が微粒子１９を順に走査しているときに、どの微粒子１９を走査しているのかをつねに把握している必要がある。
【００７１】
図３に示される蛍光検出装置の移動板２９は等速度で水平移動している。図４に示すように、例えば、移動板２９の水平移動速度をｖ、測定開始点の微粒子を走査してからの経過時間をΔｔとすると測定開始点の微粒子を走査した後のレーザ光２４の相対移動距離ＬはＬ＝ｖΔｔである。本発明では、基準点微粒子１９ｂを認識して検査開始点を設定した後、この検査開始点（基準点微粒子１９ｂの位置）からの相対移動距離Ｌを微粒子１９の平均直径ＡＤで割ることにより、現在走査している検査用微粒子１９ａが検査開始点の微粒子（基準点微粒子１９ｂ）から何番目に位置しているかを推測する。
【００７２】
微粒子１９の直径のばらつきによって生じる検査用微粒子１９ａの推測位置と実際の位置のずれは基準点微粒子１９ｂからの距離が大きくなるほど発生しやすい。本実施の形態では、基準点微粒子１９ｂを検出した時点でレーザ光２４の相対移動距離をリセットし、基準点微粒子１９ｂの位置を検査開始点としてレーザ光２４の相対移動距離Ｌを測定する。本実施の形態のように、検査用微粒子１９ａの間に基準点微粒子１９ｂを複数個挿入することにより、レーザ光２４の相対移動距離Ｌが大きくなる前にリセットして測定しなおすことができるので、公差の累積を抑えて基準点微粒子１９ｂからの検査用微粒子１９ａの推測位置と実際の位置のずれを抑えることができる。また、基準点微粒子１９ｂによって検査用微粒子１９ａを結合しているプローブの種類ごとに区分けすることができる。
【００７３】
本発明では、現在レーザ光が走査している微粒子１９の位置を正確に把握することが可能になるので、蛍光によって検体ＤＮＡが検査用微粒子１９ａに固定されているプローブと結合したことが検出されたときに、検出された検体ＤＮＡがどのプローブと結合したのかを正確に把握することが可能になる。従って、検体ＤＮＡの塩基配列を正確に特定することができる。
【００７４】
なお、本実施の形態では、基準点微粒子１９ｂ及び検査用微粒子１９ａを識別するために基準点微粒子１９ｂ及び検査用微粒子１９ａを蛍光標識しそれぞれの蛍光波長の違いによって微粒子の識別を行った。ただし、基準点微粒子１９ｂ及び検査用微粒子１９ａの識別は、リン光、赤外線、紫外線、可視光線などの標識を利用してもよい。
【００７５】
また、基準点微粒子１９ｂ及び検査用微粒子１９ａを蛍光、リン光、赤外線、紫外線、可視光線の波長ではなく光線の強度によって識別することもできる。このときは、例えば検査用微粒子１９ａと基準点微粒子１９ｂには蛍光色素を異なる割合で配合する。
なお、検体ＤＮＡの標識をリン光、紫外線によって行うこともできる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明に用いる検査用プレートの斜視図、
【図２】本発明に用いる微粒子が配列された検査用プレートの平面図、
【図３】本発明の検査装置の実施の形態を示す概念図、
【図４】検査中の微粒子の状態を示す模式図、
【図５】従来発明の微粒子が配列された検査用プレートの平面図、
【図６】従来の検査装置の概念図、
【図７】（ａ）は直径に公差がない理想的な検査中の微粒子の状態を示す模式図、（ｂ）は直径に公差を有する現実の検査中の微粒子の状態を示す模式図、
【符号の説明】
【００７７】
１２ プレート基板
１４ 流路
１５ 流入口
１６ 流出口
１９ 微粒子
１９ａ 検査用微粒子
１９ｂ 基準点微粒子
２３ レーザ光源
２４ レーザ光
２８ ＣＣＤカメラ
２９ 移動板
３２ 制御手段
３３ 演算手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流路と、前記流路の上流側に位置する流入口と、前記流路の下流側に位置する流出口とを有する検査用基体の前記流路内部に、基準点微粒子を配置し、前記基準点微粒子の下流側に複数個の前記検査用微粒子を配列し、
前記基準点微粒子を識別して検査開始点を設定した後、検査手段により前記検査用微粒子の状態を調べる検査方法。
【請求項２】
前記流路内に前記基準点微粒子の下流側に複数個の前記検査用微粒子が配列されている微粒子群を上流から下流にかけて複数配置する請求項１記載の検査方法。
【請求項３】
前記微粒子の状態を調べる前記検査手段が分光学的手段である請求項１または２に記載の検査方法。
【請求項４】
前記検査用微粒子と前記基準点微粒子のいずれか一方または両方に発光色素を塗布又は含有させる請求項３に記載の検査方法。
【請求項５】
前記検査用微粒子に塗布又は含有させる発光色素と前記基準点微粒子に塗布又は含有させる前記発光色素の発光波長を異ならせる請求項４記載の検査方法。
【請求項６】
前記検査用微粒子に前記微粒子群ごとに異なる発光波長の前記発光色素を塗布または含有させる請求項４または５に記載の検査方法。
【請求項７】
前記発光色素として蛍光色素を用いる請求項４ないし６のいずれかに記載の検査方法。
【請求項８】
前記検査用微粒子には特定の検体を捕捉するプローブを結合させる請求項１ないし７のいずれかに記載の検査方法。
【請求項９】
前記基準点微粒子を識別して検査開始点を設定した後、前記検査手段又は前記検査用基体を前記流路と平行方向に移動させ、前記検査開始点からの前記検査手段の相対移動距離を算出する請求項１ないし８のいずれかに記載の検査方法。
【請求項１０】
前記相対移動距離を前記検査用微粒子の平均直径で除算することにより前記検査開始点から前記検査手段の現在位置までに存在する検査用微粒子の数を算出する請求項９記載の検査方法。
【請求項１１】
流路と、前記流路の上流側に位置する流入口と、前記流路の下流側に位置する流出口とを有する検査用基体と、前記流路内部に配列された複数個の微粒子を有し、前記微粒子は検査用微粒子と基準点微粒子からなり、前記基準点微粒子の下流側に複数個の前記検査用微粒子が配列されており、
さらに、前記基準点微粒子を識別して検査開始点を設定する制御手段及び前記微粒子の状態を調べる検査手段を有していることを特徴とする検査装置。
【請求項１２】
前記流路内には前記基準点微粒子の下流側に複数個の前記検査用微粒子が配列されている微粒子群が上流から下流にかけて複数配置されている請求項１１記載の検査装置。
【請求項１３】
前記検査手段は分光学的手段によって前記微粒子の状態を検出する請求項１１または１２に記載の検査装置。
【請求項１４】
前記微粒子には発光色素が塗布又は含有されている請求項１３に記載の検査装置。
【請求項１５】
前記検査用微粒子に塗布又は含有されている前記発光色素と前記基準点微粒子に塗布又は含有されている前記発光色素は発光波長が異なる請求項１４に記載の検査装置。
【請求項１６】
前記検査用微粒子には前記微粒子群ごとに異なる発光波長の前記発光色素が塗布または含有されている請求項１４または１５に記載の検査装置。
【請求項１７】
前記発光色素は蛍光色素である請求項１４ないし１６のいずれかに記載の検査装置。
【請求項１８】
前記微粒子には特定の検体を捕捉するプローブが結合している請求項１１ないし１６のいずれかに記載の検査装置。
【請求項１９】
前記検査手段又は前記検査用基体を、前記流路に平行な方向に移動させる移動手段を有している請求項１１ないし１８のいずれかに記載の検査装置。
【請求項２０】
前記検査開始点が設定された後、前記検査手段が前記検査用基体上を前記流路方向に移動した相対移動距離を算出する演算手段が、前記制御手段に接続されている請求項１１ないし１９のいずれかに記載の検査装置。
【請求項２１】
前記演算手段が、前記相対移動距離を前記検査用微粒子の平均直径で除算することにより、前記検査開始点から前記検査手段の現在位置までに存在する検査用微粒子数を算出する請求項２０に記載の検査装置。
【請求項１】
流路と、前記流路の上流側に位置する流入口と、前記流路の下流側に位置する流出口とを有する検査用基体の前記流路内部に、基準点微粒子を配置し、前記基準点微粒子の下流側に複数個の前記検査用微粒子を配列し、
前記基準点微粒子を識別して検査開始点を設定した後、検査手段により前記検査用微粒子の状態を調べる検査方法。
【請求項２】
前記流路内に前記基準点微粒子の下流側に複数個の前記検査用微粒子が配列されている微粒子群を上流から下流にかけて複数配置する請求項１記載の検査方法。
【請求項３】
前記微粒子の状態を調べる前記検査手段が分光学的手段である請求項１または２に記載の検査方法。
【請求項４】
前記検査用微粒子と前記基準点微粒子のいずれか一方または両方に発光色素を塗布又は含有させる請求項３に記載の検査方法。
【請求項５】
前記検査用微粒子に塗布又は含有させる発光色素と前記基準点微粒子に塗布又は含有させる前記発光色素の発光波長を異ならせる請求項４記載の検査方法。
【請求項６】
前記検査用微粒子に前記微粒子群ごとに異なる発光波長の前記発光色素を塗布または含有させる請求項４または５に記載の検査方法。
【請求項７】
前記発光色素として蛍光色素を用いる請求項４ないし６のいずれかに記載の検査方法。
【請求項８】
前記検査用微粒子には特定の検体を捕捉するプローブを結合させる請求項１ないし７のいずれかに記載の検査方法。
【請求項９】
前記基準点微粒子を識別して検査開始点を設定した後、前記検査手段又は前記検査用基体を前記流路と平行方向に移動させ、前記検査開始点からの前記検査手段の相対移動距離を算出する請求項１ないし８のいずれかに記載の検査方法。
【請求項１０】
前記相対移動距離を前記検査用微粒子の平均直径で除算することにより前記検査開始点から前記検査手段の現在位置までに存在する検査用微粒子の数を算出する請求項９記載の検査方法。
【請求項１１】
流路と、前記流路の上流側に位置する流入口と、前記流路の下流側に位置する流出口とを有する検査用基体と、前記流路内部に配列された複数個の微粒子を有し、前記微粒子は検査用微粒子と基準点微粒子からなり、前記基準点微粒子の下流側に複数個の前記検査用微粒子が配列されており、
さらに、前記基準点微粒子を識別して検査開始点を設定する制御手段及び前記微粒子の状態を調べる検査手段を有していることを特徴とする検査装置。
【請求項１２】
前記流路内には前記基準点微粒子の下流側に複数個の前記検査用微粒子が配列されている微粒子群が上流から下流にかけて複数配置されている請求項１１記載の検査装置。
【請求項１３】
前記検査手段は分光学的手段によって前記微粒子の状態を検出する請求項１１または１２に記載の検査装置。
【請求項１４】
前記微粒子には発光色素が塗布又は含有されている請求項１３に記載の検査装置。
【請求項１５】
前記検査用微粒子に塗布又は含有されている前記発光色素と前記基準点微粒子に塗布又は含有されている前記発光色素は発光波長が異なる請求項１４に記載の検査装置。
【請求項１６】
前記検査用微粒子には前記微粒子群ごとに異なる発光波長の前記発光色素が塗布または含有されている請求項１４または１５に記載の検査装置。
【請求項１７】
前記発光色素は蛍光色素である請求項１４ないし１６のいずれかに記載の検査装置。
【請求項１８】
前記微粒子には特定の検体を捕捉するプローブが結合している請求項１１ないし１６のいずれかに記載の検査装置。
【請求項１９】
前記検査手段又は前記検査用基体を、前記流路に平行な方向に移動させる移動手段を有している請求項１１ないし１８のいずれかに記載の検査装置。
【請求項２０】
前記検査開始点が設定された後、前記検査手段が前記検査用基体上を前記流路方向に移動した相対移動距離を算出する演算手段が、前記制御手段に接続されている請求項１１ないし１９のいずれかに記載の検査装置。
【請求項２１】
前記演算手段が、前記相対移動距離を前記検査用微粒子の平均直径で除算することにより、前記検査開始点から前記検査手段の現在位置までに存在する検査用微粒子数を算出する請求項２０に記載の検査装置。
【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２００６−５３０５０（Ｐ２００６−５３０５０Ａ）
【公開日】平成１８年２月２３日（２００６．２．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２３５０３５（Ｐ２００４−２３５０３５）
【出願日】平成１６年８月１２日（２００４．８．１２）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月２３日（２００６．２．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年８月１２日（２００４．８．１２）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【Ｆターム（参考）】
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