生体物質検出装置
【課題】本発明は、前記従来の課題を解決するもので、複数の蛍光標識を持つ生体物質に、均一なビームサイズとビームパワーを持つ励起光を与えて、複数の生体物質を同一の構成で解析できる生体物質検出装置を提供する。
【解決手段】複数の光源を備え平行光を出射する光源ユニットと、前記光源ユニットからの平行光を制限するための第１のピンホールと、前記第１のピンホールを通過した光を蛍光標識で修飾された試料へ照射する対物レンズと、前記試料から発し前記対物レンズを通った蛍光を結像する結像レンズと、前記結像レンズの結像位置に設けられた第２のピンホールと、前記第２のピンホールを通った前記蛍光を検出する検出器と、を備えた生体物質検出装置。
【解決手段】複数の光源を備え平行光を出射する光源ユニットと、前記光源ユニットからの平行光を制限するための第１のピンホールと、前記第１のピンホールを通過した光を蛍光標識で修飾された試料へ照射する対物レンズと、前記試料から発し前記対物レンズを通った蛍光を結像する結像レンズと、前記結像レンズの結像位置に設けられた第２のピンホールと、前記第２のピンホールを通った前記蛍光を検出する検出器と、を備えた生体物質検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＤＮＡやタンパクその他の生体物質を緩衝剤中で移動させて得られる輸送反応を検出して生体物質を検出する生体物質検出装置に関する。より詳細には、蛍光標識で修飾された生体物質に励起光を照射し、その生体物質が発する蛍光により生体物質を定量測定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、生体物質を分析する研究が盛んに行われ、例えば、ＤＮＡ、ＲＮＡ、タンパク質などの解明における発展が著しい。その一方で、ＤＮＡ等のアッセイ分析を迅速に、かつ、正確に行える装置の開発が求められている。
【０００３】
この種の装置は、特定の生体物質の有無や、変異型の生体物質の発現を調べる目的に使用される。測定対象の生体物質をガラスやプラスチックなどの基板上に固定した、ＤＮＡチップ、ＤＮＡマイクロアレイ（以下、生体物質検出用基板と呼ぶ）を用いて、生体物質の検出を行う。この種の装置では、生体物質に蛍光標識を修飾することにより、蛍光検出測定が行われる。しかし、ここで検出する蛍光量は、非常に微弱なので、感度の高い蛍光検出装置が求められている。
【０００４】
蛍光検出装置としては、冷却ＣＣＤ検出、共焦点光学系などが挙げられる。
【０００５】
冷却ＣＣＤを用いた方式では、露光時間を長くすることにより、弱い蛍光を検出可能であるが、バックグラウンドノイズが高くなり、共焦点光学系の方が微弱検出に向いている。
【０００６】
共焦点光学系を用いた方式では、レーザー励起の共焦点光学系のスキャニング検出方式が一般的である。共焦点光学系は、蛍光標識された生体物質から発せられる蛍光を、共役な位置に集光する光学系であり、集光点に設置したフォトダイオードや光電子増倍管などにより検出を行う。
【０００７】
従来の蛍光検出装置について、図７を用いて説明する。この方式の蛍光検出装置は、光源に平行光源３９を用い、光源の光は投光レンズ４０を通過した後、ダイクロイックミラー４１で反射される。投光レンズ４０の集光点４３は、対物レンズ４２の前側焦点位置と一致するように光学調整され、対物レンズ４２を通った光は平行光となって検体４４に照射される。励起光を照射された検体４４から発せられる蛍光は、対物レンズ４２、及び、ダイクロイックミラー４１を通り、結像レンズ４５により結像され、検出器４６で検出する。（例えば、特許文献１参照。）
このように、従来の蛍光検出装置は、投光レンズ４０の集光点４３と対物レンズ４２の前側焦点位置とを一致させることにより、検体へ照射する光を平行光とする。検体に修飾された蛍光標識を平行光で励起するため、検体の位置精度を厳しくしなくとも検体へ照射される光のビームサイズやパワーを均一にできる。そのため、測定対象へ励起光をむらなく照射可能であり、生体物質を定量的に解析することができた。
【特許文献１】特開２００２−３５７５４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前記従来の構成では、特定の波長を持つ単一の光源に限定された構成であるので、複数の蛍光標識を持った検体を測定する際には、次の問題が生じる。複数の蛍光標識を持った検体を測定する際には、この検体に応じた波長を持つ複数の光源が必要であるが、投光レンズ４０の色収差により集光点４３の位置と対物レンズ４２の前側焦点位置とが一致せず、対物レンズ４２を通った光は、収束光または拡散光となる。従って、検体４４へ照射される励起光のビームサイズとビームパワーとが不均一になる。すなわち、前記従来の構成では、複数の蛍光標識を持つ生体物質の解析ができないという課題を有していた。
【０００９】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、複数の蛍光標識を持つ生体物質に、均一なビームサイズとビームパワーを持つ励起光を与えて、複数の生体物質を同一の構成で解析できる生体物質検出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】
【００１０】
前記従来の課題を解決するために、本発明の生体物質検出装置は、複数の光源を備え平行光を出射する光源ユニットと、前記光源ユニットからの平行光を制限するための第１のピンホールと、前記第１のピンホールを通過した光を蛍光標識で修飾された試料へ照射する対物レンズと、前記試料から発し前記対物レンズを通った蛍光を結像する結像レンズと、
前記結像レンズの結像位置に設けられた第２のピンホールと、前記第２のピンホールを通った前記蛍光を検出する検出器と、を備えたことを特徴としたものである。
【００１１】
また、本発明は、測定すべき蛍光標識で修飾された試料の励起波長を全て含む平行光を出射する平行光源と、前記平行光に含まれる特定の波長を複数選択できる励起フィルタユニットと、前記平行光源からの光を制限するための第１のピンホールと、前記第１のピンホールを通過した光を蛍光標識で修飾された試料へと照射する対物レンズと、前記試料から発し前記対物レンズを通った蛍光を結像する結像レンズと、前記結像レンズの結像位置に設けられた第２のピンホールと、前記第２のピンホールを通った前記蛍光を検出する検出器とを備えたことを特徴としたものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の生体物質検出装置によれば、複数の蛍光標識をもつ生体物質に対して複数の波長の光源を用いる場合、検体である生体物質への照射を均一に行うことが可能である。従って、同一の装置構成で複数の生体物質を定量解析することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明の生体物質検出装置の実施の形態を図面とともに詳細に説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における生体物質検出装置を示す図である。この生体物質検出装置は、緩衝液中を電気泳動する生体物質からの蛍光を測定するための装置である。 本実施例では、３種類の異なる蛍光標識ＦＩＴＣ、Ｃｙ３、Ｃｙ５が修飾された生体物質を測定する場合を説明する。
【００１４】
これらの生体物質の蛍光標識を励起するために、波長の異なる３種類の平行光源１乃至３からなる光源ユニット１００を設け、それぞれ、波長４７３ｎｍの固体青色レーザー、波長５３２ｎｍの固体緑色レーザー、波長６３５ｎｍの赤色半導体レーザーを用いた。まず、第１の平行光源１の光は、第１の励起フィルタ４を通る。この第１の励起フィルタ４は、蛍光標識ＦＩＴＣを励起し、蛍光を読み取るときに使用されるフィルタであり、蛍光標識ＦＩＴＣの励起波長領域を透過し、蛍光波長領域をカットする性質を有している。第１の励起フィルタ４を透過した光は、第１のダイクロイックミラー７、第２のダイクロイックミラー８を通り、光源ユニット１００から出射される。
【００１５】
第２の平行光源２の光は、第２の励起フィルタ５を通る。この第２の励起フィルタ５は、蛍光標識Ｃｙ３を励起し、蛍光を読み取るときに使用されるフィルタであり、蛍光物質Ｃｙ３の励起波長領域を透過し、蛍光波長領域をカットする性質を有している。第２の励起フィルタ５を透過した光は、第１のダイクロイックミラー７で反射したのち、第２のダイクロイックミラー８を通り、光源ユニット１００から出射される。
【００１６】
第３の平行光源３の光は、第３の励起フィルタ６を通る。この第３の励起フィルタ６は、蛍光標識Ｃｙ５を励起し、蛍光を読み取るときに使用されるフィルタであり、蛍光物質Ｃｙ５の励起波長領域を透過し、蛍光波長領域をカットする性質を有している。第３の励起フィルタ６を透過した光は、第２のダイクロイックミラー８で反射され、光源ユニット１００から出射される。
【００１７】
第１および２のダイクロイックミラー７、８の光学特性を図２および図３に示す。グラフは、横軸に波長を示し、実線で反射率、破線で透過率を示している。また、本実施の形態１において用いる３種類の光源の波長を数字記入し、矢印で示している。第１のダイクロイックミラー７は、第１の平行光源１の光（４８８ｎｍ）を透過し、第２の平行光源２の光（５３２ｎｍ）を反射する特性を持つ。第２のダイクロイックミラー８は、第１の平行光源１及び第２の平行光源２の光（４８８ｎｍおよび５３２ｎｍ）を透過し、第３の平行光源３の光（６３５ｎｍ）を反射する特性を持つ。
【００１８】
光源ユニット１００から出射された光は、励起用ピンホール１０を通過する。励起用ピンホール１０の穴径をφ０．５ｍｍとして、ビームサイズをφ０．５ｍｍに制限する。ピンホールを通過させることにより、光源のビームサイズの均一化を図ることが可能である。
【００１９】
励起用ピンホール１０を通った光は、第３のダイクロイックミラー９で反射される。
【００２０】
第３のダイクロイックミラー９の光学特性を図４に示す。グラフは、横軸に波長を示し、実践で反射率、破線で透過率を示している。また、実践の矢印で本実施例に用いる３種類の光源の波長を示し、破線の矢印で本実施例に用いる３種類の蛍光標識の蛍光波長を示している。数字は、その波長である。
【００２１】
第３のダイクロイックミラー９は、第１から３の平行光源１から３の光（４８８ｎｍ、５３２ｎｍ、６３５ｎｍ）を反射し、蛍光標識ＦＩＴＣ、Ｃｙ３、Ｃｙ５の蛍光波長領域の光（５２０ｎｍ、５７０ｎｍ、６７０ｎｍ）を透過する特性を持つ。第３のダイクロイックミラー９で反射された光は、対物レンズ１１を通り、検体１３へ照射される。
【００２２】
この対物レンズ１１の材質は石英であり、有効径はφ１４ｍｍであり、厚さは１０ｍｍである。対物レンズ１１の形状について、第１面が非球面であり、第２面は平面である。第１面の中心部にφ０．６ｍｍの平坦部１２を設け、その平坦部は、第２面の平面と平行をなす構成である。対物レンズ１１の向きは第２面を検体側となるように配置する。第一面の非球面形状は、数１で表される。
【００２３】
【数１】
【００２４】
数１において、曲率Ｒは１０ｍｍであり、コーニック係数Ｋは−０．９９、４次の非球面係数Ａは３．０ｅ−５、６から１０次の非球面係数ＢからＤは０である。
【００２５】
このような対物レンズを用いることにより、第３のダイクロイックミラー９で反射した第１から３の平行光源１から３の光は、対物レンズ１１の平坦部１２を通り、平行光のまま検体１３へ照射される。励起された検体１３から発した蛍光は、対物レンズ１１の球面部により平行光に集束される。その平行光は、第３のダイクロイックミラー９、蛍光フィルタ１４を通過する。蛍光フィルタ１４は、蛍光標識ＦＩＴＣ、Ｃｙ３、Ｃｙ５の蛍光波長領域の光を透過し、第１から３の平行光源の波長をカットする特性を持つフィルタを用いる。
【００２６】
蛍光フィルタ１４を透過した光は、結像レンズ１５で蛍光用ピンホール１６位置に集光され、蛍光用ピンホール１６を通過した光は検出器１８で受光される。本実施の形態１では、蛍光標識ＦＩＴＣ、Ｃｙ３、Ｃｙ５の発する蛍光、つまり、異なる波長の光を検出する。その場合、レンズの色収差のため、波長によって結像レンズ１５の結像位置１７は異なる。即ち、ピンホール１６位置でのビームサイズはφ０．５ｍｍよりも大きくなり、蛍光用ピンホール１６を通過できない可能性がある。この色収差によるビームの拡がり量は、０．２ｍｍ未満である。そこで、蛍光用ピンホール１６の穴径はφ０．７ｍｍとし、色収差によるずれを許容できる構成とする。
【００２７】
なお、本発明の実施の形態１に示す光源の種類、蛍光標識の種類、レンズの有効径、曲率は一例であり、これに限るものではない。
【００２８】
以下、図１に示す生体物質検出装置を用いた検出の動作について説明する。生体物質としては、判別したいＳＮＰｓ部位を含む約６０塩基長の１本鎖ＤＮＡであり、蛍光標識で標識されたＤＮＡである。本発明の生体物質検出装置を用いることにより、複数の判別したいＤＮＡを同時に測定可能であり、本実施の形態１においては３種類のＤＮＡを判別できる。蛍光標識ＦＩＴＣ、Ｃｙ５、Ｃｙ３を用いて、判別対象であるＤＮＡをそれぞれ標識した生体物質を準備する。
【００２９】
図５（ａ）は生体物質検出用基板１９の模式的な平面図である。生体物質検出用基板１９の材料はアクリル系の樹脂であり、厚みは２ｍｍである。流路形成面には深さ５０μｍの流路やリザーバーとなる溝が掘られ、さらにその上面に厚さ５０μｍのアクリル製フィルムを接着することで密閉流路が形成されている。また、重心２２に、生体物質検出用基板１９を生体物質検出装置に固定するための穴が設けられている。本実施の形態において、８つの泳動ユニット２１が、生体物質検出用基板１９の円周上に等間隔に並んで構成している。
【００３０】
図５（ｂ）を用いて、生体物質検出用基板１９の泳動ユニット２１について詳細に説明する。サンプル注入部２３へ注入された生体物質は、流路２４を通りサンプル保持部２５まで移動し、一定量の生体物質がサンプル保持部２５に保持される。一定量を超える生体物質は、流路２６を通りバッファ部２７まで移動する。
【００３１】
緩衝剤としてＤＮＡコンジュゲートを準備する。ＤＮＡコンジュゲートとは、６〜１２塩基長1本鎖ＤＮＡの５'末端に高分子のリニアポリマーが共有結合したものである。さらにＤＮＡは、正常型に対しては相補であるが変異型に対しては相補ではない配列であり、正常型ＤＮＡに対しての結合力が強く、変異型ＤＮＡに対しての結合力が弱い特性がある。また、電気泳動した場合、５'末端に結合した。リニアポリマーがおもりとなり泳動速度がかなり遅いという特性もある。緩衝剤注入部２８へ注入された緩衝剤は、流路２９より正電極３０及び負電極３１へ移動し、さらに、流路３２及び流路３３を満たす。
【００３２】
正電極３０及び負電極３１との間に電圧を印加する。電圧の印加は、正電極３０及び負電極３１より緩衝剤に接触するように針状の電極を挿入した状態で行う。電圧印加により、流路３２及び流路３３に電場が発生し、サンプル保持部２５に保持された生体物質は、流路３３中を電気泳動する。
【００３３】
蛍光標識を修飾したＤＮＡに励起光を照射して発している蛍光を検出することで、流路３３中を電気泳動するＤＮＡを定量的に測定できる。さらに、生体物質検出用基板１９を駆動部２０で回転させ、蛍光をスキャンすることにより、ＤＮＡの分布を解析することができる。
【００３４】
本実施の形態１では、３種類の生体物質を同時に電気泳動させる。まず、第１の平行光源１を用いて蛍光をスキャンし、蛍光標識ＦＩＴＣを標識したＤＮＡの解析を行う。続いて、光源を第２の平行光源２に切り替え、蛍光標識Ｃｙ３を標識したＤＮＡの解析を行い、さらに、第３の平行光源３に切り替えて、蛍光標識Ｃｙ５を標識したＤＮＡの解析を行う。このように、光源を切り替えることにより、３種類の生体物質をそれぞれ解析できる。
【００３５】
従来の構成では、複数の波長の光源を用いた蛍光検出を行う場合、レンズの色収差のため、波長によってレンズの焦点位置が変わるので励起光を検体にむらなく照射できない。そこで、励起光を検体にむらなく照射するために、対物レンズの位置調整が必要となり、レンズの位置調整を行うためのサーボ機構が必要であった。そのため、光源の波長を切替える毎に、対物レンズの位置調整が必要となり測定に時間を要していた。また、レンズ位置調整用のサーボ機構を必要とするため、装置の小型化が難しかった。
【００３６】
しかしながら、本発明の実施の形態１においては、レンズの位置調整が不要であるため、コンパクトな装置でスムーズな測定を行うことができる。構成の特徴は、励起光が、対物レンズ１１の平坦部１２を通る点である。このため、色収差による対物レンズの焦点位置がずれるという問題が生じない。従って、波長の異なる平行光源を用いた場合にも、励起光を平行光のまま検体へ安定的に照射することが可能であり、微弱蛍光を高感度に測定できる。
【００３７】
また、生体物質検出用基板１９は、蛍光検出装置から脱着可能な構成になっており、検体を注入した生体物質検出用基板を装置に装着して測定を行う。使用者の取り付け方法により、生体物質検出用基板と生体物質検出装置の装着位置が、デフォーカス方向にずれることも起こり得る。例えば、拡散光、または、集束光である場合、生体物質検出用基板１９がデフォーカス方向へずれると、検体へ到達する励起光のビームサイズ、および、ビームパワーは不均一になり、蛍光量を正確に測定できなくなる。特に、測定する蛍光が微弱光である場合、このわずかな位置ずれにより均一な蛍光測定が行えないという課題もある。しかしながら、本発明の実施の形態１では、検体へ照射する励起光が平行光であるので、デフォーカス方向の位置に影響されることも回避できる。
【００３８】
以上のように、本発明の実施の形態１において、複数の判別したいＤＮＡが同時にある場合、蛍光標識ＦＩＴＣ、Ｃｙ３、Ｃｙ５を各ＤＮＡに標識し、光源を切替えることにより、各ＤＮＡの解析が可能である。なお、本発明の実施の形態１の構成においては、レンズの色収差の影響がないことから、光源を切替える際のレンズの位置調整が不要であり、簡便、小型な装置であり、測定もスムーズである。
【００３９】
また、励起光が平行光であることにより、検体１３がデフォーカス方向に位置ずれを起こした場合にも、均一なビームサイズ、ビームパワーの励起光を検体へ照射でき、検体からの微弱な蛍光をむらなく検出可能である。
【００４０】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２における生体物質検出装置を図６（ａ）に示す。また、図６（ｂ）はフィルタホイール３５を示す図である。図６において、実施の形態１と異なるところは光源の構成であり、波長分布の広い単一の平行光源３４を用いて複数の波長の励起光を発生する構成にした点にある。すなわち、励起フィルタ３６、３７、３８のいずれかを通すことにより波長を選択する機構を有している。平行光源３４の波長分布は、測定すべき生体物質の蛍光標識の波長を全て含んでいれば良い。
【００４１】
ここでは、単一の平行光源３４に例えばキセノンランプを用いた例を示す。平行に調整されたキセノンランプの平行光源３４の光は、第４の励起フィルタ３６を通過することにより、波長を選択する。本発明の実施の形態２においては、蛍光標識ＦＩＴＣ、Ｃｙ３、Ｃｙ５用の３種類の第４から６の励起フィルタ３６から３８を用いる。これらの励起フィルタ３６から３８は、フィルタホイール３５で切替えられる構成である。第４から６の励起フィルタ３６から３８は、それぞれ、蛍光標識ＦＩＴＣ、Ｃｙ３、Ｃｙ５の励起波長領域の光のみを透過させるためのバンドパスフィルタである。
【００４２】
第４の励起フィルタ３６を通過した光は、励起用ピンホール１０を通過し、ダイクロイックミラー９で反射され、対物レンズ１１の平坦部１２を通過し、検体１３へ照射される。励起された検体１３から発した蛍光は、対物レンズ１１の球面部により平行収束され、第３のダイクロックミラー９、蛍光フィルタ１４を通過したのち、結像レンズ１５で集光され、蛍光用ピンホール１６を通過した光が検出器１８で検出される。
【００４３】
本実施の形態２では、３種類の生体物質を同時に電気泳動させる。第４の励起フィルタ３６を用いて、蛍光物質ＦＩＴＣを標識したＤＮＡの解析を行う。次に、第５の励起フィルタ３７を平行光源３４が通過するように、フィルタホイールを回転させる。第５の励起フィルタ３７を用いて、蛍光物質Ｃｙ３を標識したＤＮＡを解析し、続いて、第６の励起フィルタ３８に変更して、蛍光物質Ｃｙ５を標識したＤＮＡの解析を行う。このように、励起フィルタ３６から３８を切り替えることにより、３種類の生体物質をそれぞれ解析することができる。
【００４４】
フィルタの特性、ピンホールサイズ、対物レンズの形状、蛍光検出部分の構成、電気泳動の動作については、実施の形態１の記載と同様とする。
【００４５】
以上のように、本発明の実施の形態２において、複数の判別したいＤＮＡが同時にある場合、蛍光標識ＦＩＴＣ、Ｃｙ３、Ｃｙ５を各ＤＮＡに標識し、広い波長分布を持った光源の光を用い、励起フィルタで波長を選択することにより、各ＤＮＡの解析が可能である。なお、本発明の実施の形態２の構成においては、レンズの色収差の影響がないことから、光源を切替える際のレンズの位置調整が不要であり、簡便、小型な装置であり、測定もスムーズである。
【００４６】
また、励起光が平行光であることにより、検体１３がデフォーカス方向に位置ずれを起こした場合にも、均一なビームサイズ、ビームパワーの励起光を検体へ照射でき、検体からの微弱な蛍光をむらなく検出可能である。
【００４７】
さらに、広い波長分布を持った光源とすることにより、励起フィルタで任意の波長を選択することが可能であり、使用する蛍光標識を幅広く選択することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明に係る生体物質検出装置は、複数波長の励起光を生体物質に均一に照射することが出来るので、複数の生体物質の蛍光を同一の構成で定量測定する装置に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の生体物質検出装置の構成図
【図２】本発明の実施の形態１における第１のダイクロイックミラー７の光学特性を示す図
【図３】本発明の実施の形態１における第２のダイクロイックミラー８の光学特性を示す図
【図４】本発明の実施の形態１および２における第３のダイクロイックミラー９の光学特性を示す図
【図５】（ａ）本発明の実施の形態１および２における生体物質検出用基板の構成図（ｂ）本発明の実施の形態１および２における生体物質検出用基板の泳動ユニット模式図
【図６】（ａ）本発明の実施の形態２における生体物質検出装置の構成図（ｂ）本発明の実施の形態２におけるフィルタホイール３５の構成図
【図７】従来の蛍光検出装置の構成図
【符号の説明】
【００５０】
１００ 光源ユニット
１、２、３ 第１から第３の平行光源
７、８、９ 第１から第３のダイクロイックミラー
１０ 第１のピンホール
１２ 平坦部
１１ 対物レンズ
１３ 検体
１５ 結像レンズ
１６ 第２のピンホール
１８ 検出器
１４ 蛍光フィルタ
１９ 生体物質検出用基板
２２ 重心
３４ 平行光源
３５ フィルタホイール
３６、３７、３８ 励起フィルタ
３９ 平行光源
４０ 投光レンズ
４１ ダイクロイックミラー
４２ 対物レンズ
４４ 検体
４５ 結像レンズ
４６ 検出器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＤＮＡやタンパクその他の生体物質を緩衝剤中で移動させて得られる輸送反応を検出して生体物質を検出する生体物質検出装置に関する。より詳細には、蛍光標識で修飾された生体物質に励起光を照射し、その生体物質が発する蛍光により生体物質を定量測定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、生体物質を分析する研究が盛んに行われ、例えば、ＤＮＡ、ＲＮＡ、タンパク質などの解明における発展が著しい。その一方で、ＤＮＡ等のアッセイ分析を迅速に、かつ、正確に行える装置の開発が求められている。
【０００３】
この種の装置は、特定の生体物質の有無や、変異型の生体物質の発現を調べる目的に使用される。測定対象の生体物質をガラスやプラスチックなどの基板上に固定した、ＤＮＡチップ、ＤＮＡマイクロアレイ（以下、生体物質検出用基板と呼ぶ）を用いて、生体物質の検出を行う。この種の装置では、生体物質に蛍光標識を修飾することにより、蛍光検出測定が行われる。しかし、ここで検出する蛍光量は、非常に微弱なので、感度の高い蛍光検出装置が求められている。
【０００４】
蛍光検出装置としては、冷却ＣＣＤ検出、共焦点光学系などが挙げられる。
【０００５】
冷却ＣＣＤを用いた方式では、露光時間を長くすることにより、弱い蛍光を検出可能であるが、バックグラウンドノイズが高くなり、共焦点光学系の方が微弱検出に向いている。
【０００６】
共焦点光学系を用いた方式では、レーザー励起の共焦点光学系のスキャニング検出方式が一般的である。共焦点光学系は、蛍光標識された生体物質から発せられる蛍光を、共役な位置に集光する光学系であり、集光点に設置したフォトダイオードや光電子増倍管などにより検出を行う。
【０００７】
従来の蛍光検出装置について、図７を用いて説明する。この方式の蛍光検出装置は、光源に平行光源３９を用い、光源の光は投光レンズ４０を通過した後、ダイクロイックミラー４１で反射される。投光レンズ４０の集光点４３は、対物レンズ４２の前側焦点位置と一致するように光学調整され、対物レンズ４２を通った光は平行光となって検体４４に照射される。励起光を照射された検体４４から発せられる蛍光は、対物レンズ４２、及び、ダイクロイックミラー４１を通り、結像レンズ４５により結像され、検出器４６で検出する。（例えば、特許文献１参照。）
このように、従来の蛍光検出装置は、投光レンズ４０の集光点４３と対物レンズ４２の前側焦点位置とを一致させることにより、検体へ照射する光を平行光とする。検体に修飾された蛍光標識を平行光で励起するため、検体の位置精度を厳しくしなくとも検体へ照射される光のビームサイズやパワーを均一にできる。そのため、測定対象へ励起光をむらなく照射可能であり、生体物質を定量的に解析することができた。
【特許文献１】特開２００２−３５７５４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前記従来の構成では、特定の波長を持つ単一の光源に限定された構成であるので、複数の蛍光標識を持った検体を測定する際には、次の問題が生じる。複数の蛍光標識を持った検体を測定する際には、この検体に応じた波長を持つ複数の光源が必要であるが、投光レンズ４０の色収差により集光点４３の位置と対物レンズ４２の前側焦点位置とが一致せず、対物レンズ４２を通った光は、収束光または拡散光となる。従って、検体４４へ照射される励起光のビームサイズとビームパワーとが不均一になる。すなわち、前記従来の構成では、複数の蛍光標識を持つ生体物質の解析ができないという課題を有していた。
【０００９】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、複数の蛍光標識を持つ生体物質に、均一なビームサイズとビームパワーを持つ励起光を与えて、複数の生体物質を同一の構成で解析できる生体物質検出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】
【００１０】
前記従来の課題を解決するために、本発明の生体物質検出装置は、複数の光源を備え平行光を出射する光源ユニットと、前記光源ユニットからの平行光を制限するための第１のピンホールと、前記第１のピンホールを通過した光を蛍光標識で修飾された試料へ照射する対物レンズと、前記試料から発し前記対物レンズを通った蛍光を結像する結像レンズと、
前記結像レンズの結像位置に設けられた第２のピンホールと、前記第２のピンホールを通った前記蛍光を検出する検出器と、を備えたことを特徴としたものである。
【００１１】
また、本発明は、測定すべき蛍光標識で修飾された試料の励起波長を全て含む平行光を出射する平行光源と、前記平行光に含まれる特定の波長を複数選択できる励起フィルタユニットと、前記平行光源からの光を制限するための第１のピンホールと、前記第１のピンホールを通過した光を蛍光標識で修飾された試料へと照射する対物レンズと、前記試料から発し前記対物レンズを通った蛍光を結像する結像レンズと、前記結像レンズの結像位置に設けられた第２のピンホールと、前記第２のピンホールを通った前記蛍光を検出する検出器とを備えたことを特徴としたものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の生体物質検出装置によれば、複数の蛍光標識をもつ生体物質に対して複数の波長の光源を用いる場合、検体である生体物質への照射を均一に行うことが可能である。従って、同一の装置構成で複数の生体物質を定量解析することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明の生体物質検出装置の実施の形態を図面とともに詳細に説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における生体物質検出装置を示す図である。この生体物質検出装置は、緩衝液中を電気泳動する生体物質からの蛍光を測定するための装置である。 本実施例では、３種類の異なる蛍光標識ＦＩＴＣ、Ｃｙ３、Ｃｙ５が修飾された生体物質を測定する場合を説明する。
【００１４】
これらの生体物質の蛍光標識を励起するために、波長の異なる３種類の平行光源１乃至３からなる光源ユニット１００を設け、それぞれ、波長４７３ｎｍの固体青色レーザー、波長５３２ｎｍの固体緑色レーザー、波長６３５ｎｍの赤色半導体レーザーを用いた。まず、第１の平行光源１の光は、第１の励起フィルタ４を通る。この第１の励起フィルタ４は、蛍光標識ＦＩＴＣを励起し、蛍光を読み取るときに使用されるフィルタであり、蛍光標識ＦＩＴＣの励起波長領域を透過し、蛍光波長領域をカットする性質を有している。第１の励起フィルタ４を透過した光は、第１のダイクロイックミラー７、第２のダイクロイックミラー８を通り、光源ユニット１００から出射される。
【００１５】
第２の平行光源２の光は、第２の励起フィルタ５を通る。この第２の励起フィルタ５は、蛍光標識Ｃｙ３を励起し、蛍光を読み取るときに使用されるフィルタであり、蛍光物質Ｃｙ３の励起波長領域を透過し、蛍光波長領域をカットする性質を有している。第２の励起フィルタ５を透過した光は、第１のダイクロイックミラー７で反射したのち、第２のダイクロイックミラー８を通り、光源ユニット１００から出射される。
【００１６】
第３の平行光源３の光は、第３の励起フィルタ６を通る。この第３の励起フィルタ６は、蛍光標識Ｃｙ５を励起し、蛍光を読み取るときに使用されるフィルタであり、蛍光物質Ｃｙ５の励起波長領域を透過し、蛍光波長領域をカットする性質を有している。第３の励起フィルタ６を透過した光は、第２のダイクロイックミラー８で反射され、光源ユニット１００から出射される。
【００１７】
第１および２のダイクロイックミラー７、８の光学特性を図２および図３に示す。グラフは、横軸に波長を示し、実線で反射率、破線で透過率を示している。また、本実施の形態１において用いる３種類の光源の波長を数字記入し、矢印で示している。第１のダイクロイックミラー７は、第１の平行光源１の光（４８８ｎｍ）を透過し、第２の平行光源２の光（５３２ｎｍ）を反射する特性を持つ。第２のダイクロイックミラー８は、第１の平行光源１及び第２の平行光源２の光（４８８ｎｍおよび５３２ｎｍ）を透過し、第３の平行光源３の光（６３５ｎｍ）を反射する特性を持つ。
【００１８】
光源ユニット１００から出射された光は、励起用ピンホール１０を通過する。励起用ピンホール１０の穴径をφ０．５ｍｍとして、ビームサイズをφ０．５ｍｍに制限する。ピンホールを通過させることにより、光源のビームサイズの均一化を図ることが可能である。
【００１９】
励起用ピンホール１０を通った光は、第３のダイクロイックミラー９で反射される。
【００２０】
第３のダイクロイックミラー９の光学特性を図４に示す。グラフは、横軸に波長を示し、実践で反射率、破線で透過率を示している。また、実践の矢印で本実施例に用いる３種類の光源の波長を示し、破線の矢印で本実施例に用いる３種類の蛍光標識の蛍光波長を示している。数字は、その波長である。
【００２１】
第３のダイクロイックミラー９は、第１から３の平行光源１から３の光（４８８ｎｍ、５３２ｎｍ、６３５ｎｍ）を反射し、蛍光標識ＦＩＴＣ、Ｃｙ３、Ｃｙ５の蛍光波長領域の光（５２０ｎｍ、５７０ｎｍ、６７０ｎｍ）を透過する特性を持つ。第３のダイクロイックミラー９で反射された光は、対物レンズ１１を通り、検体１３へ照射される。
【００２２】
この対物レンズ１１の材質は石英であり、有効径はφ１４ｍｍであり、厚さは１０ｍｍである。対物レンズ１１の形状について、第１面が非球面であり、第２面は平面である。第１面の中心部にφ０．６ｍｍの平坦部１２を設け、その平坦部は、第２面の平面と平行をなす構成である。対物レンズ１１の向きは第２面を検体側となるように配置する。第一面の非球面形状は、数１で表される。
【００２３】
【数１】
【００２４】
数１において、曲率Ｒは１０ｍｍであり、コーニック係数Ｋは−０．９９、４次の非球面係数Ａは３．０ｅ−５、６から１０次の非球面係数ＢからＤは０である。
【００２５】
このような対物レンズを用いることにより、第３のダイクロイックミラー９で反射した第１から３の平行光源１から３の光は、対物レンズ１１の平坦部１２を通り、平行光のまま検体１３へ照射される。励起された検体１３から発した蛍光は、対物レンズ１１の球面部により平行光に集束される。その平行光は、第３のダイクロイックミラー９、蛍光フィルタ１４を通過する。蛍光フィルタ１４は、蛍光標識ＦＩＴＣ、Ｃｙ３、Ｃｙ５の蛍光波長領域の光を透過し、第１から３の平行光源の波長をカットする特性を持つフィルタを用いる。
【００２６】
蛍光フィルタ１４を透過した光は、結像レンズ１５で蛍光用ピンホール１６位置に集光され、蛍光用ピンホール１６を通過した光は検出器１８で受光される。本実施の形態１では、蛍光標識ＦＩＴＣ、Ｃｙ３、Ｃｙ５の発する蛍光、つまり、異なる波長の光を検出する。その場合、レンズの色収差のため、波長によって結像レンズ１５の結像位置１７は異なる。即ち、ピンホール１６位置でのビームサイズはφ０．５ｍｍよりも大きくなり、蛍光用ピンホール１６を通過できない可能性がある。この色収差によるビームの拡がり量は、０．２ｍｍ未満である。そこで、蛍光用ピンホール１６の穴径はφ０．７ｍｍとし、色収差によるずれを許容できる構成とする。
【００２７】
なお、本発明の実施の形態１に示す光源の種類、蛍光標識の種類、レンズの有効径、曲率は一例であり、これに限るものではない。
【００２８】
以下、図１に示す生体物質検出装置を用いた検出の動作について説明する。生体物質としては、判別したいＳＮＰｓ部位を含む約６０塩基長の１本鎖ＤＮＡであり、蛍光標識で標識されたＤＮＡである。本発明の生体物質検出装置を用いることにより、複数の判別したいＤＮＡを同時に測定可能であり、本実施の形態１においては３種類のＤＮＡを判別できる。蛍光標識ＦＩＴＣ、Ｃｙ５、Ｃｙ３を用いて、判別対象であるＤＮＡをそれぞれ標識した生体物質を準備する。
【００２９】
図５（ａ）は生体物質検出用基板１９の模式的な平面図である。生体物質検出用基板１９の材料はアクリル系の樹脂であり、厚みは２ｍｍである。流路形成面には深さ５０μｍの流路やリザーバーとなる溝が掘られ、さらにその上面に厚さ５０μｍのアクリル製フィルムを接着することで密閉流路が形成されている。また、重心２２に、生体物質検出用基板１９を生体物質検出装置に固定するための穴が設けられている。本実施の形態において、８つの泳動ユニット２１が、生体物質検出用基板１９の円周上に等間隔に並んで構成している。
【００３０】
図５（ｂ）を用いて、生体物質検出用基板１９の泳動ユニット２１について詳細に説明する。サンプル注入部２３へ注入された生体物質は、流路２４を通りサンプル保持部２５まで移動し、一定量の生体物質がサンプル保持部２５に保持される。一定量を超える生体物質は、流路２６を通りバッファ部２７まで移動する。
【００３１】
緩衝剤としてＤＮＡコンジュゲートを準備する。ＤＮＡコンジュゲートとは、６〜１２塩基長1本鎖ＤＮＡの５'末端に高分子のリニアポリマーが共有結合したものである。さらにＤＮＡは、正常型に対しては相補であるが変異型に対しては相補ではない配列であり、正常型ＤＮＡに対しての結合力が強く、変異型ＤＮＡに対しての結合力が弱い特性がある。また、電気泳動した場合、５'末端に結合した。リニアポリマーがおもりとなり泳動速度がかなり遅いという特性もある。緩衝剤注入部２８へ注入された緩衝剤は、流路２９より正電極３０及び負電極３１へ移動し、さらに、流路３２及び流路３３を満たす。
【００３２】
正電極３０及び負電極３１との間に電圧を印加する。電圧の印加は、正電極３０及び負電極３１より緩衝剤に接触するように針状の電極を挿入した状態で行う。電圧印加により、流路３２及び流路３３に電場が発生し、サンプル保持部２５に保持された生体物質は、流路３３中を電気泳動する。
【００３３】
蛍光標識を修飾したＤＮＡに励起光を照射して発している蛍光を検出することで、流路３３中を電気泳動するＤＮＡを定量的に測定できる。さらに、生体物質検出用基板１９を駆動部２０で回転させ、蛍光をスキャンすることにより、ＤＮＡの分布を解析することができる。
【００３４】
本実施の形態１では、３種類の生体物質を同時に電気泳動させる。まず、第１の平行光源１を用いて蛍光をスキャンし、蛍光標識ＦＩＴＣを標識したＤＮＡの解析を行う。続いて、光源を第２の平行光源２に切り替え、蛍光標識Ｃｙ３を標識したＤＮＡの解析を行い、さらに、第３の平行光源３に切り替えて、蛍光標識Ｃｙ５を標識したＤＮＡの解析を行う。このように、光源を切り替えることにより、３種類の生体物質をそれぞれ解析できる。
【００３５】
従来の構成では、複数の波長の光源を用いた蛍光検出を行う場合、レンズの色収差のため、波長によってレンズの焦点位置が変わるので励起光を検体にむらなく照射できない。そこで、励起光を検体にむらなく照射するために、対物レンズの位置調整が必要となり、レンズの位置調整を行うためのサーボ機構が必要であった。そのため、光源の波長を切替える毎に、対物レンズの位置調整が必要となり測定に時間を要していた。また、レンズ位置調整用のサーボ機構を必要とするため、装置の小型化が難しかった。
【００３６】
しかしながら、本発明の実施の形態１においては、レンズの位置調整が不要であるため、コンパクトな装置でスムーズな測定を行うことができる。構成の特徴は、励起光が、対物レンズ１１の平坦部１２を通る点である。このため、色収差による対物レンズの焦点位置がずれるという問題が生じない。従って、波長の異なる平行光源を用いた場合にも、励起光を平行光のまま検体へ安定的に照射することが可能であり、微弱蛍光を高感度に測定できる。
【００３７】
また、生体物質検出用基板１９は、蛍光検出装置から脱着可能な構成になっており、検体を注入した生体物質検出用基板を装置に装着して測定を行う。使用者の取り付け方法により、生体物質検出用基板と生体物質検出装置の装着位置が、デフォーカス方向にずれることも起こり得る。例えば、拡散光、または、集束光である場合、生体物質検出用基板１９がデフォーカス方向へずれると、検体へ到達する励起光のビームサイズ、および、ビームパワーは不均一になり、蛍光量を正確に測定できなくなる。特に、測定する蛍光が微弱光である場合、このわずかな位置ずれにより均一な蛍光測定が行えないという課題もある。しかしながら、本発明の実施の形態１では、検体へ照射する励起光が平行光であるので、デフォーカス方向の位置に影響されることも回避できる。
【００３８】
以上のように、本発明の実施の形態１において、複数の判別したいＤＮＡが同時にある場合、蛍光標識ＦＩＴＣ、Ｃｙ３、Ｃｙ５を各ＤＮＡに標識し、光源を切替えることにより、各ＤＮＡの解析が可能である。なお、本発明の実施の形態１の構成においては、レンズの色収差の影響がないことから、光源を切替える際のレンズの位置調整が不要であり、簡便、小型な装置であり、測定もスムーズである。
【００３９】
また、励起光が平行光であることにより、検体１３がデフォーカス方向に位置ずれを起こした場合にも、均一なビームサイズ、ビームパワーの励起光を検体へ照射でき、検体からの微弱な蛍光をむらなく検出可能である。
【００４０】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２における生体物質検出装置を図６（ａ）に示す。また、図６（ｂ）はフィルタホイール３５を示す図である。図６において、実施の形態１と異なるところは光源の構成であり、波長分布の広い単一の平行光源３４を用いて複数の波長の励起光を発生する構成にした点にある。すなわち、励起フィルタ３６、３７、３８のいずれかを通すことにより波長を選択する機構を有している。平行光源３４の波長分布は、測定すべき生体物質の蛍光標識の波長を全て含んでいれば良い。
【００４１】
ここでは、単一の平行光源３４に例えばキセノンランプを用いた例を示す。平行に調整されたキセノンランプの平行光源３４の光は、第４の励起フィルタ３６を通過することにより、波長を選択する。本発明の実施の形態２においては、蛍光標識ＦＩＴＣ、Ｃｙ３、Ｃｙ５用の３種類の第４から６の励起フィルタ３６から３８を用いる。これらの励起フィルタ３６から３８は、フィルタホイール３５で切替えられる構成である。第４から６の励起フィルタ３６から３８は、それぞれ、蛍光標識ＦＩＴＣ、Ｃｙ３、Ｃｙ５の励起波長領域の光のみを透過させるためのバンドパスフィルタである。
【００４２】
第４の励起フィルタ３６を通過した光は、励起用ピンホール１０を通過し、ダイクロイックミラー９で反射され、対物レンズ１１の平坦部１２を通過し、検体１３へ照射される。励起された検体１３から発した蛍光は、対物レンズ１１の球面部により平行収束され、第３のダイクロックミラー９、蛍光フィルタ１４を通過したのち、結像レンズ１５で集光され、蛍光用ピンホール１６を通過した光が検出器１８で検出される。
【００４３】
本実施の形態２では、３種類の生体物質を同時に電気泳動させる。第４の励起フィルタ３６を用いて、蛍光物質ＦＩＴＣを標識したＤＮＡの解析を行う。次に、第５の励起フィルタ３７を平行光源３４が通過するように、フィルタホイールを回転させる。第５の励起フィルタ３７を用いて、蛍光物質Ｃｙ３を標識したＤＮＡを解析し、続いて、第６の励起フィルタ３８に変更して、蛍光物質Ｃｙ５を標識したＤＮＡの解析を行う。このように、励起フィルタ３６から３８を切り替えることにより、３種類の生体物質をそれぞれ解析することができる。
【００４４】
フィルタの特性、ピンホールサイズ、対物レンズの形状、蛍光検出部分の構成、電気泳動の動作については、実施の形態１の記載と同様とする。
【００４５】
以上のように、本発明の実施の形態２において、複数の判別したいＤＮＡが同時にある場合、蛍光標識ＦＩＴＣ、Ｃｙ３、Ｃｙ５を各ＤＮＡに標識し、広い波長分布を持った光源の光を用い、励起フィルタで波長を選択することにより、各ＤＮＡの解析が可能である。なお、本発明の実施の形態２の構成においては、レンズの色収差の影響がないことから、光源を切替える際のレンズの位置調整が不要であり、簡便、小型な装置であり、測定もスムーズである。
【００４６】
また、励起光が平行光であることにより、検体１３がデフォーカス方向に位置ずれを起こした場合にも、均一なビームサイズ、ビームパワーの励起光を検体へ照射でき、検体からの微弱な蛍光をむらなく検出可能である。
【００４７】
さらに、広い波長分布を持った光源とすることにより、励起フィルタで任意の波長を選択することが可能であり、使用する蛍光標識を幅広く選択することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明に係る生体物質検出装置は、複数波長の励起光を生体物質に均一に照射することが出来るので、複数の生体物質の蛍光を同一の構成で定量測定する装置に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の生体物質検出装置の構成図
【図２】本発明の実施の形態１における第１のダイクロイックミラー７の光学特性を示す図
【図３】本発明の実施の形態１における第２のダイクロイックミラー８の光学特性を示す図
【図４】本発明の実施の形態１および２における第３のダイクロイックミラー９の光学特性を示す図
【図５】（ａ）本発明の実施の形態１および２における生体物質検出用基板の構成図（ｂ）本発明の実施の形態１および２における生体物質検出用基板の泳動ユニット模式図
【図６】（ａ）本発明の実施の形態２における生体物質検出装置の構成図（ｂ）本発明の実施の形態２におけるフィルタホイール３５の構成図
【図７】従来の蛍光検出装置の構成図
【符号の説明】
【００５０】
１００ 光源ユニット
１、２、３ 第１から第３の平行光源
７、８、９ 第１から第３のダイクロイックミラー
１０ 第１のピンホール
１２ 平坦部
１１ 対物レンズ
１３ 検体
１５ 結像レンズ
１６ 第２のピンホール
１８ 検出器
１４ 蛍光フィルタ
１９ 生体物質検出用基板
２２ 重心
３４ 平行光源
３５ フィルタホイール
３６、３７、３８ 励起フィルタ
３９ 平行光源
４０ 投光レンズ
４１ ダイクロイックミラー
４２ 対物レンズ
４４ 検体
４５ 結像レンズ
４６ 検出器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光源を備え平行光を出射する光源ユニットと、
前記光源ユニットからの平行光を制限するための第１のピンホールと、
前記第１のピンホールを通過した光を蛍光標識で修飾された試料へ照射する対物レンズと、
前記試料から発し前記対物レンズを通った蛍光を結像する結像レンズと、
前記結像レンズの結像位置に設けられた第２のピンホールと、
前記第２のピンホールを通った前記蛍光を検出する検出器と、
を備えた生体物質検出装置。
【請求項２】
前記光源ユニットは、前記複数の光源からの平行光をダイクロイックミラーにより、同一光軸上に合成することを特徴とした請求項１に記載の生体物質検出装置。
【請求項３】
前記第１のピンホールは、前記光学ユニットからの平行光を整形し、複数の光源からの平行光のビームサイズを等しくすることを特徴とした請求項１に記載の生体物質検出装置。
【請求項４】
前記対物レンズは、平面側と凸面側をもつ平凸レンズであり、その凸面側の中央に平坦部を持ち、その平坦部の面と前記平面側の面は平行関係にあることを特徴とした請求項１に記載の生体物質検出装置。
【請求項５】
前記第１のピンホールを通過した光が、前記対物レンズの凸面側の中央の平坦部を通るように前記第１のピンホールと前記対物レンズを配置した請求項１に記載の生体物質検出装置。
【請求項６】
測定すべき蛍光標識で修飾された試料の励起波長を全て含む平行光を出射する平行光源と、
前記平行光に含まれる特定の波長を複数選択できる励起フィルタユニットと、
前記平行光源からの光を制限するための第１のピンホールと、
前記第１のピンホールを通過した光を蛍光標識で修飾された試料へと照射する対物レンズと、
前記試料から発し前記対物レンズを通った蛍光を結像する結像レンズと、
前記結像レンズの結像位置に設けられた第２のピンホールと、
前記第２のピンホールを通った前記蛍光を検出する検出器と、
を備えた生体物質検出装置。
【請求項７】
前記励起フィルタユニットは、前記試料の蛍光標識に応じた波長の光のみを選択的に透過するための複数の励起フィルタをフィルタホイールに配置しており、このフィルタホイールを回転させて前記試料の蛍光標識へ適合する励起フィルタを選択し、前記励起フィルタを透過した光が前記試料に照射するように構成した請求項６に記載の生体物質検出装置。
【請求項８】
前記第１のピンホールは、前記励起フィルタを透過した平行光を整形し、ビームサイズを制限することを特徴とした請求項６に記載の生体物質検出装置。
【請求項９】
前記対物レンズは、平面側と凸面側をもつ平凸レンズであり、その凸面側の中央に平坦部を持ち、その平坦部の面と前記平面側の面は平行関係にあることを特徴とした請求項６に記載の生体物質検出装置。
【請求項１０】
前記第１のピンホールを通過した光が、前記対物レンズの凸面側の中央の平坦部を通るように前記第１のピンホールと前記対物レンズを配置した請求項６に記載の生体物質検出装置。
【請求項１】
複数の光源を備え平行光を出射する光源ユニットと、
前記光源ユニットからの平行光を制限するための第１のピンホールと、
前記第１のピンホールを通過した光を蛍光標識で修飾された試料へ照射する対物レンズと、
前記試料から発し前記対物レンズを通った蛍光を結像する結像レンズと、
前記結像レンズの結像位置に設けられた第２のピンホールと、
前記第２のピンホールを通った前記蛍光を検出する検出器と、
を備えた生体物質検出装置。
【請求項２】
前記光源ユニットは、前記複数の光源からの平行光をダイクロイックミラーにより、同一光軸上に合成することを特徴とした請求項１に記載の生体物質検出装置。
【請求項３】
前記第１のピンホールは、前記光学ユニットからの平行光を整形し、複数の光源からの平行光のビームサイズを等しくすることを特徴とした請求項１に記載の生体物質検出装置。
【請求項４】
前記対物レンズは、平面側と凸面側をもつ平凸レンズであり、その凸面側の中央に平坦部を持ち、その平坦部の面と前記平面側の面は平行関係にあることを特徴とした請求項１に記載の生体物質検出装置。
【請求項５】
前記第１のピンホールを通過した光が、前記対物レンズの凸面側の中央の平坦部を通るように前記第１のピンホールと前記対物レンズを配置した請求項１に記載の生体物質検出装置。
【請求項６】
測定すべき蛍光標識で修飾された試料の励起波長を全て含む平行光を出射する平行光源と、
前記平行光に含まれる特定の波長を複数選択できる励起フィルタユニットと、
前記平行光源からの光を制限するための第１のピンホールと、
前記第１のピンホールを通過した光を蛍光標識で修飾された試料へと照射する対物レンズと、
前記試料から発し前記対物レンズを通った蛍光を結像する結像レンズと、
前記結像レンズの結像位置に設けられた第２のピンホールと、
前記第２のピンホールを通った前記蛍光を検出する検出器と、
を備えた生体物質検出装置。
【請求項７】
前記励起フィルタユニットは、前記試料の蛍光標識に応じた波長の光のみを選択的に透過するための複数の励起フィルタをフィルタホイールに配置しており、このフィルタホイールを回転させて前記試料の蛍光標識へ適合する励起フィルタを選択し、前記励起フィルタを透過した光が前記試料に照射するように構成した請求項６に記載の生体物質検出装置。
【請求項８】
前記第１のピンホールは、前記励起フィルタを透過した平行光を整形し、ビームサイズを制限することを特徴とした請求項６に記載の生体物質検出装置。
【請求項９】
前記対物レンズは、平面側と凸面側をもつ平凸レンズであり、その凸面側の中央に平坦部を持ち、その平坦部の面と前記平面側の面は平行関係にあることを特徴とした請求項６に記載の生体物質検出装置。
【請求項１０】
前記第１のピンホールを通過した光が、前記対物レンズの凸面側の中央の平坦部を通るように前記第１のピンホールと前記対物レンズを配置した請求項６に記載の生体物質検出装置。
【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２００９−２７７４（Ｐ２００９−２７７４Ａ）
【公開日】平成２１年１月８日（２００９．１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１６３５１０（Ｐ２００７−１６３５１０）
【出願日】平成１９年６月２１日（２００７．６．２１）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１月８日（２００９．１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年６月２１日（２００７．６．２１）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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