蛍光検出装置
【課題】蛍光の検出を高感度化する技術を提供する。
【解決手段】蛍光検出装置は、蛍光標識された被測定物を励起させる励起光を発生する励起光源と、前記励起光を前記被測定物に入射する第１の光路と、前記蛍光標識された被測定物が前記励起光により励起されて発生する蛍光を検出する検出器と、前記蛍光を前記検出器に入射する第２の光路と、前記第１の光路を通過する励起光及び前記第２の光路を通過する蛍光を分断し、前記励起光の通過期間と前記蛍光の通過期間との相対的な関係を制御する分断器とを備える。
【解決手段】蛍光検出装置は、蛍光標識された被測定物を励起させる励起光を発生する励起光源と、前記励起光を前記被測定物に入射する第１の光路と、前記蛍光標識された被測定物が前記励起光により励起されて発生する蛍光を検出する検出器と、前記蛍光を前記検出器に入射する第２の光路と、前記第１の光路を通過する励起光及び前記第２の光路を通過する蛍光を分断し、前記励起光の通過期間と前記蛍光の通過期間との相対的な関係を制御する分断器とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
蛍光標識された微小試料から蛍光を検出する場合、励起光を試料に入射し、発生する蛍光強度を検出する。例えば、蛍光のみを光学フィルタで分離して検出する方法がある。この方法は、励起光の照射中に発生する蛍光の励起光とのわずかな波長の違いを利用する。また、励起光を遮断してから蛍光を検出する時間分解蛍光検出法がある。この方法は、励起光を遮断した後も、蛍光がしばらく発生する蛍光剤を利用する。
【特許文献１】特開２００２−２８６６３９号公報
【特許文献２】特開２００４−２７１２１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
図１は、ダイクロイックミラー２を必要とする蛍光検出装置を示す図である。パルス励起光源１が発生する励起光パルスを蛍光標識された微細試料４に入射する。そして、蛍光標識された微細試料４が発生する蛍光を対物レンズで光検出器５に導くことにより、蛍光の強度を検出する。また、パルス励起光源１からのトリガ信号を基に光検出器５の計測開始時間、計測時間範囲を制御する。さらに、励起光パルスの照射は、１回だけでなく、一定時間間隔で複数回（２回から数万回）行う場合がある。その場合、得られる蛍光を積算して計測する。図１の蛍光検出装置では、上記検出方法の両方を使用できる。
【０００４】
図１に示すように、パルス励起光源１が発生する励起光パルスをダイクロイックミラー２が反射する。そして、ダイクロイックミラー２が反射した励起光パルスは対物レンズ３を介して蛍光標識された微細試料４に入射される。蛍光標識された微細試料４から発生する蛍光は対物レンズ３により集光される。そして、集光された蛍光は光検出器５により受光される。
【０００５】
所定の波長の励起光を蛍光標識された微細試料４に入射するため、フィルタＢＰ６をパルス励起光源１とダイクロイックミラー２との間に設ける。また、蛍光標識された微細試料４から発生する蛍光から所定の波長の蛍光を検出するため、フィルタＢＰ７を光検出器５とダイクロイックミラー２との間に設ける。
【０００６】
励起光がダイクロイックミラー２で反射されることにより、光検出器の検出感度は劣化する。また、励起光がフィルタＢＰ６により減衰され、蛍光がフィルタＢＰ７により減衰されることにより、光検出器５の検出感度は劣化する。さらに、励起光と蛍光を透過させる対物レンズ３は、透過帯域は広い必要があり、必然的に高価となる。
【０００７】
次に、ダイクロイックミラー２を必要としない蛍光検出装置について説明する。図２は、ダイクロイックミラー２を必要としない蛍光検出装置を示す図である。ダイクロイックミラー２を必要としない蛍光検出装置は、光ファイバ８を用いて励起光を蛍光標識された微細試料４に導いている。励起光は励起用レーザ９から光ファイバ８に導入される。励起光を光チョッパ１０で遮断及び透過することにより、励起光パルスを生成している。また、対物レンズ３は、蛍光のみを透過させる。そのため、蛍光標識された微細試料４が発生する蛍光の波長で最大の透過率を持つレンズが使用できる。
【０００８】
光ファイバ８の入射角と対物レンズ３の開口数（ＮＡ）とから、励起光は対物レンズ３
に入射しない。そのため、励起光をフィルタに通す必要がない。しかし、対物レンズ３を使用するため、将来の小型化が困難である。また、入射効率が対物レンズ３のみで決定される。さらに対物レンズ３を用いる場合、高効率で検出器に入射させることが困難となる。この構成でも上記検出方法の両方を利用できる。しかし、上記のような蛍光検出装置は、励起光の空間伝播、対物レンズ３を用いた蛍光の集光、分光フィルタの導入などにより、装置の構成が大きくなる。本発明は、蛍光検出装置を簡略化及び小型化する技術を提供することを目的とする。また、上記のような蛍光検出装置は、蛍光を高感度に検出するように設計されていない。本発明は、蛍光検出装置において、蛍光の検出を高感度化する技術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】
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するために、以下の手段を採用した。すなわち、本発明の蛍光検出装置は、蛍光標識された被測定物を励起させる励起光を発生する励起光源と、前記励起光を前記被測定物に入射する第１の光路と、前記蛍光標識された被測定物が前記励起光により励起されて発生する蛍光を検出する検出器と、前記蛍光を前記検出器に入射する第２の光路と、前記第１の光路を通過する励起光及び前記第２の光路を通過する蛍光を分断し、前記励起光の通過期間と前記蛍光の通過期間との相対的な関係を制御する分断器とを備える。本発明は、分断器により第１の光路を通過する励起光の通過期間と第２の光路を通過する蛍光の通過期間との相対的な関係を制御する。その結果、被測定物に対して、適切な時間間隔で励起光を入射することが可能となる。また、被測定物から適切な時間間隔で蛍光を検出することが可能となる
また、本発明の蛍光検出装置は、前記第１の光路は対向する接続端で互いに接続される２つの光路を有し、前記第２の光路は対向する接続端で互いに接続される２つの光路を有し、前記分断器は、前記第１の光路の前記対向する接続端の間および前記第２の光路の前記対向する接続端の間において光の遮断状態と通過状態とを制御する回転式の光チョッパであり、前記光チョッパの回転数を変更することにより前記相対的な関係を変更してもよい。
【００１０】
また、本発明の蛍光検出装置は、前記第１の光路及び前記第２の光路が、光ファイバであり、前記光ファイバが前記被測定物に対向する先端は凸形状であってもよい。本発明の蛍光検出装置は、前記第１の光路及び前記第２の光路が、光ファイバであり、前記光ファイバの入射口に広がり角度調整部材を設けてもよい。また、本発明の蛍光検出装置は、前記第１の光路及び前記第２の光路が、光ファイバであり、前記光ファイバが前記被測定物に対向する先端の外周が金属で覆われていてもよい。
【００１１】
また、本発明の蛍光検出装置は、前記被測定物を所定方向に移動させる移動装置を更に備え、前記第１の光路は、前記所定方向に移動した被測定物に前記励起光を入射し、前記第２の光路は、前記所定方向に移動した被測定物が発生する蛍光を前記検出器に入射してもよい。また、本発明の蛍光検出装置は、前記移動装置が、前記被測定物を搭載する円盤状の試料台を更に備え、前記円盤状の試料台が回転又は所定方向に移動することにより前記被測定物を所定方向に移動させてもよい。
【００１２】
また、本発明の蛍光検出装置は、前記移動装置が、前記被測定物を搭載する円筒状の試料台を更に備え、前記円筒状の試料台が回転又は所定方向に移動することにより前記被測定物を所定方向に移動させてもよい。また、本発明の蛍光検出装置は、前記被測定物が通過する流路を更に備え、前記第１の光路は、前記流路を通過する被測定物に前記励起光を入射し、前記第２の光路は、前記流路を通過する被測定物が発生する蛍光を前記検出器に入射してもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明はによれば、蛍光検出装置を簡略化及び小型化することが可能となる。本発明によれば、蛍光検出装置において、蛍光の検出を高感度化することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態（以下、実施形態という）に係る蛍光検出装置について説明する。以下の実施形態の構成は例示であり、本発明は実施形態の構成に限定されない。
【００１５】
〈第１実施形態〉
図３に、第１実施形態に係る蛍光検出装置の概略図を示す。図３に示すように、本実施形態の蛍光検出装置は、励起光源３０１、励起光源用光ファイバ３０２、蛍光検出用光ファイバ３０３、回転式の光チョッパ３０４、被測定物を載置する被測定物搭載基板３０５及び光検出器３０６を備えている。励起光源３０１として、例えばキセノンランプを使用することができる。また、光チョッパ３０４は、光チョッパコントローラ３０７と接続されている。光チョッパコントローラ３０７は、光チョッパ３０４の回転を制御する。光検出器３０６は、バス３０８を介してパーソナルコンピュータ３０９に接続されている。パーソナルコンピュータ３０９は、データ収集、各種装置を制御するためのソフトウェアを搭載している。光検出器３０６が検出した蛍光及び蛍光強度は、バス３０８を介してパーソナルコンピュータ３０９に送られる。パーソナルコンピュータ３０９は、光検出器３０６が検出した蛍光及び蛍光強度を集計し、解析するために用いられる。また、パーソナルコンピュータ３０９は、一般的に知られており、その構成及び作用はここでは省略する。
【００１６】
まず、励起光源３０１が発生する励起光は励起光源用光ファイバ３０２に入射される。励起光源用光ファイバ３０２に入射された励起光は、被測定物に対向する励起光源用光ファイバ３０２の先端から出射される。そして、励起光源用光ファイバ３０２の先端から出射された励起光は、被測定物搭載基板３０５上の被測定物に入射される。被測定物搭載基板３０５上の被測定物は、蛍光標識されている。被測定物が発生する蛍光は蛍光検出用光ファイバ３０３の先端に入射される。蛍光検出用光ファイバ３０３の先端に入射された蛍光は、蛍光検出用光ファイバ３０３から光検出器３０６に入射される。
【００１７】
例えば、励起光源用光ファイバ３０２及び蛍光検出用光ファイバ３０３として、図４に示すような竹やり型（竹または円柱を斜めに遮断した形状）の光ファイバ４０１を用いる。図４の光ファイバ４０１は、先端がメタルコート４０２に形成されている。図４の光ファイバ４０１の先端から励起光が出射される。また、図４の光ファイバ４０１の先端に入射された蛍光は、メタルコート４０２で反射される。そして、メタルコート４０２で反射された蛍光は、光ファイバ４０１内部を通過する。
【００１８】
図３では、３個の励起光源３０１、３本の励起光源用光ファイバ３０２、３本の蛍光検出用光ファイバ３０３により蛍光の集光を行っている。図３は例示であって、励起光源３０１、励起光源用光ファイバ３０２及び蛍光検出用光ファイバ３０３の数はこれらに限定されるものではない。
【００１９】
また、図３に示すように、励起光源用光ファイバ３０２と励起光源用光ファイバ３０２との間に光チョッパ３０４を設けている。さらに、図３に示すように、蛍光検出用光ファイバ３０３と蛍光検出用光ファイバ３０３との間に光チョッパ３０４を設けている。例えば、光チョッパ３０４は、スリットを設けた金属板を高速で回転させることで、励起光及び蛍光を所定間隔で遮断する。励起光及び蛍光を所定間隔で遮断することにより、励起光及び蛍光がパルス化される。また、励起光及び蛍光が発散することによる損失を低減するため、図５に示すような結合レンズを構成する。
【００２０】
図５に示すように、励起光源用光ファイバ３０２と励起光源用光ファイバ３０２との間にレンズ５０１及びレンズ５０２を設ける。励起光源用光ファイバ３０２から出射される励起光は、レンズ５０１により集光される。レンズにより集光された励起光は、光チョッパ３０４により所定間隔で遮断されることによりパルス化される。パルス化された励起光はレンズ５０２により集光され、励起光用光ファイバに入射される。図５に示すレンズ５０１及びレンズ５０２を、光チョッパ３０４と励起光源用光ファイバ３０２との間に設けることにより、励起光が発散することによる損失を低減する。
【００２１】
また、図５に示したと同様に、蛍光検出用光ファイバ３０３と蛍光検出用光ファイバ３０３との間にレンズ５０１及びレンズ５０２を設ける。図５と同様の構成を用いることにより、蛍光が発散することによる損失を低減する。
【００２２】
次に、図６及び図７を用いて、被測定物に入射する励起光の波長について説明する。図６は、被測定物が発生する蛍光の蛍光強度を示す図である。被測定物には、標識剤を蛍光標識しておく。また、標識剤として、ユウロビウム（Ｅｕ）、テルビウム（Ｔｂ）などの希土類元素を配合したものを使用する。
【００２３】
まず、蛍光標識された被測定物に励起光を入射する。この場合、３３５ｎｍ（ナノメートル）の波長の励起光を蛍光標識された被測定物に入射する。図６の縦軸は、蛍光強度を示している。また、図６の横軸は、蛍光標識された被測定物から検出する蛍光の波長を示している。３３５ｎｍの波長の励起光を蛍光標識された被測定物に入射すると、蛍光標識された被測定物からは５７０ｎｍ〜７２０ｎｍの波長の蛍光が検出される。図６は、蛍光標識された被測定物から５７０ｎｍ〜７２０ｎｍの波長の蛍光を検出した場合において、検出した蛍光の蛍光強度を示している。図６に示すように、６１６ｎｍの波長の蛍光の蛍光強度は高い値を示している。
【００２４】
次に、６１６ｎｍの波長の蛍光を検出するように光検出器３０６を設定する。そして、蛍光標識された被測定物に２００ｎｍから５００ｎｍまでの波長の励起光を入射する。図７は、蛍光標識された被測定物に２００ｎｍから５００ｎｍまでの波長の励起光を入射した場合において、蛍光標識された被測定物から検出される蛍光の蛍光強度の変化を示す図である。図７に示すように、蛍光標識された被測定物に２００ｎｍの波長の励起光を入射した場合、蛍光標識された被測定物から検出される蛍光の蛍光強度は１番高い値を示す。また、図７に示すように、蛍光標識された被測定物に３２５ｎｍの波長の励起光を入射した場合、蛍光標識された被測定物から検出される蛍光の蛍光強度は２番目に高い値を示す。しかし、２００ｎｍの波長の励起光を被測定物に入射した場合、ＤＮＡチップなどの被測定物は破壊される可能性がある。そこで、本実施形態においては、３２５ｎｍの波長の励起光を使用する。
【００２５】
図８及び図９を用いて、蛍光標識された被測定物にパルス化された励起光を入射した場合の蛍光強度の変化について説明する。図８及び図９の縦軸は蛍光強度を示している。また、図８及び図９の横軸は、経過時間を示している。蛍光標識された被測定物にパルス化された励起光を入射した場合、標識剤及び標識剤以外から蛍光が発生する。
【００２６】
図８は、標識剤が発生する蛍光の蛍光強度と経過時間との関係を示す図である。図８に示すように、蛍光標識された被測定物にパルス化された励起光をＴ１時間まで入射した場合、標識剤が発生する蛍光の蛍光強度はＴ１時間まで高い値を示す。図８の点線は、蛍光標識された被測定物に対するパルス化された励起光の入射時間を示している。
【００２７】
そして、図８に示すように、Ｔ１時間を過ぎると、標識剤が発生する蛍光の蛍光強度は緩やかに減少する。図８に示すように、蛍光標識された被測定物にパルス化された励起光
を入射した後、標識剤が蛍光をしばらく発生することを遅延蛍光という。
【００２８】
図９は、標識剤以外が発生する蛍光の蛍光強度と経過時間との関係を示す図である。図９に示すように、蛍光標識された被測定物にパルス化された励起光をＴ１時間まで入射した場合、標識剤以外が発生する蛍光の蛍光強度はＴ１時間まで高い値を示す。図８の点線は、蛍光標識された被測定物に対するパルス化された励起光の入射時間を示している。そして、図９に示すように、Ｔ１時間を過ぎると、標識剤以外が発生する蛍光の蛍光強度は急激に減少する。
【００２９】
次に、図１０及び図１１を用いて、本実施形態の光チョッパ３０４に設けるスリットについて説明する。図１０は、本実施形態の光チョッパ３０４の一実施例を示す上面図である。光チョッパは、中心点１００７を有する略円形の板である。光チョッパ３０４に対して、スリット１００１からスリット１００６を設ける。すなわち、光チョッパ３０４に対して、所定の切り欠きを設ける。
【００３０】
図１０に示す光チョッパ３０４は、直径を１３ｃｍ程度とする。光チョッパ３０４の中心点１００７から光チョッパ３０４の外周方向に向けて２．５ｃｍ程度の場所にスリット１００１、スリット１００２及びスリット１００３を設ける。この場合、スリット１００１、スリット１００２及びスリット１００３が等間隔になるようにそれぞれを設ける。
【００３１】
スリット１００１、スリット１００２、及びスリット１００３は、縦２ｍｍ程度、横５ｍｍ程度とする。スリット１００１、スリット１００２及びスリット１００３の長手方向が、光チョッパ３０４の中心点１００７から光チョッパ３０４の外周方向（半径方向）と同じ方向となるようにスリット１００１、スリット１００２及びスリット１００３を設ける。
【００３２】
また、光チョッパ３０４の中心点１００７から光チョッパ３０４の外周方向に向けて５．４ｃｍ程度の場所に帯状のスリット１００４、スリット１００５及びスリット１００６を設ける。この場合、スリット１００４、スリット１００５及びスリット１００６が中心点１００７と中心とする円周上で等間隔になるようにそれぞれを設ける。
【００３３】
スリット１００４、スリット１００５及びスリット１００６は、光チョッパ３０４の外周に接する辺の長さを７ｃｍ程度、光チョッパ３０４の外周と直行する辺の長さを１ｃｍ程度とする。また、上記の数値は例示であり、本実施形態の光チョッパ３０４はこれらの数値に限定されない。
【００３４】
図１０に示す光チョッパ３０４は、中心点１００７を軸として右回転するように光チョッパコントローラにより制御される。継続接続される２本の励起光源用光ファイバ３０２，３０２の一方の接続端から出射された励起光は、図５のレンズ５０１によって図１０のＡ、Ｂ及びＣの部分に集光される。光チョッパ３０４の回転中に、図１０のスリット１００１、スリット１００２及びスリット１００３が図１０のＡ、Ｂ及びＣの場所に位置した場合、集光された励起光は、図１０のスリット１００１、スリット１００２及びスリット１００３を通過し、他方の励起光用光ファイバ３０２の接続端に入射する。
【００３５】
一方、光チョッパ３０４の回転中に、図１０のスリット１００１、スリット１００２及びスリット１００３が図１０のＡ、Ｂ及びＣの場所に位置しない場合、集光された励起光は、光チョッパ３０４によって遮断される。
【００３６】
また、継続接続される２本の蛍光検出用光ファイバ３０３，３０３の一方の接続端から出射された蛍光は、図５のレンズ５０１によって図１０のＤ、Ｅ及びＦの部分に集光され
る。光チョッパ３０４の回転中に、図１０のスリット１００４、スリット１００５及びスリット１００６が図１０のＤ、Ｅ及びＦの場所に位置した場合、集光された蛍光は、図１０のスリット１００４、スリット１００５及びスリット１００６を通過し、他方の蛍光検出用光ファイバ３０３の接続端に入射する。
【００３７】
一方、光チョッパ３０４の回転中に、図１０のスリット１００４、スリット１００５及びスリット１００６が図１０のＤ、Ｅ及びＦの場所に位置しない場合、集光された蛍光は、光チョッパ３０４によって遮断される。
【００３８】
図１１は、本実施形態の光チョッパ３０４の一実施例を示す上面図である。図１１の光チョッパ３０４は、励起光が図１１のスリット１１０１、スリット１１０２及びスリット１１０３を通過すると同時に、蛍光が図１１のスリット１１０４、スリット１１０５及びスリット１１０６を通過するように設計されている。すなわち、図１１の光チョッパ３０４を使用した蛍光検出装置は、励起光を蛍光標識された被測定物に入射すると同時に蛍光の検出を開始することが可能となる。他の構成については、図１０に示す光チョッパ３０４と同様である。
【００３９】
図１２及び図１３は、励起光及び蛍光が各スリットを通過する時間を示す図である。図１２の縦軸のＡ、Ｂ及びＣは、図１０のスリット１００１、スリット１００２及びスリット１００３を通過する励起光を示している。図１２の縦軸のＤ、Ｅ及びＦは、図１０のスリット１００４、スリット１００５及びスリット１００６を通過する蛍光を示している。図１２の横軸は、経過時間を示している。
【００４０】
図１３の縦軸のＡ、Ｂ及びＣは、図１１のスリット１００１、スリット１００２及びスリット１００３を通過する励起光を示している。図１３の縦軸のＤ、Ｅ及びＦは、図１１のスリット１１０４、スリット１１０５及びスリット１１０６を通過する蛍光を示している。図１３の横軸は、経過時間を示している。
【００４１】
まず、図１２に示すグラフについて説明する。光チョッパ３０４が回転を開始すると、図１０のＡ、Ｂ及びＣに集光された励起光は、スリット１００１、スリット１００２及びスリット１００３を通過し始める。そして、光チョッパ３０４の回転の経過時間がＴ１に達すると、図１０のＡ、Ｂ及びＣに集光された励起光は、光チョッパ３０４により遮断される。したがって、図１２に示すように、図１０のスリット１００１、スリット１００２及びスリット１００３にはＴ０からＴ１の経過時間分の励起光が通過する。
【００４２】
そして、光チョッパ３０４の回転の経過時間が図１２に示すＴ４に達するまで、図１０のＡ、Ｂ及びＣに集光された励起光は、光チョッパ３０４により遮断される。光チョッパ３０４の回転の経過時間が図１２に示すＴ４に達すると、図１０のＡ、Ｂ及びＣに集光された励起光は、スリット１００１、スリット１００２及びスリット１００３を通過し始める。そして、光チョッパ３０４の回転の経過時間が図１２に示すＴ５に達すると、図１０のＡ、Ｂ及びＣに集光された励起光は、光チョッパ３０４により遮断される。したがって、図１２に示すように、図１０のスリット１００１、スリット１００２及びスリット１００３にはＴ４からＴ５の経過時間分の励起光が通過する。
【００４３】
光チョッパ３０４の回転の経過時間が図１２のＴ２に達するまで、図１０のＤ、Ｅ及Ｆに集光された蛍光は、光チョッパ３０４により遮断される。光チョッパ３０４の回転の経過時間が図１２のＴ２に達すると、図１０のＤ、Ｅ及びＦに集光された蛍光は、スリット１００４、スリット１００５及びスリット１００６を通過し始める。そして、光チョッパ３０４の回転の経過時間が図１２のＴ３に達すると、図１０の、Ｄ、Ｅ及びＦに集光された蛍光は、光チョッパ３０４により遮断される。したがって、図１２に示すように、図１
０のスリット１００４、スリット１００５及びスリット１００６にはＴ２からＴ３の経過時間分の蛍光が通過する。
【００４４】
光チョッパ３０４の回転の経過時間が図１２のＴ６に達するまで、図１０のＤ、Ｅ及Ｆに集光された蛍光は、光チョッパ３０４により遮断される。光チョッパ３０４の回転の経過時間が図１２のＴ６に達すると、図１０のＤ、Ｅ及びＦに集光された蛍光は、スリット１００４、スリット１００５及びスリット１００６を通過し始める。そして、光チョッパ３０４の回転の経過時間が図１２のＴ７に達すると、図１０のＤ、Ｅ及びＦに集光された蛍光は、光チョッパ３０４により遮断される。したがって、図１２に示すように、図１０のスリット１００４、スリット１００５及びスリット１００６にはＴ６からＴ７の経過時間分の蛍光が通過する。
【００４５】
次に、図１３に示すグラフについて説明する。光チョッパ３０４が回転を開始すると、図１１のＡ、Ｂ及びＣに集光された励起光は、図１１のスリット１００１、スリット１００２及びスリット１００３を通過し始める。そして、光チョッパ３０４の回転の経過時間がＴ１に達すると、図１１のＡ、Ｂ及びＣに集光された励起光は、光チョッパ３０４により遮断される。したがって、図１３に示すように、図１１のスリット１００１、スリット１００２及びスリット１００３にはＴ０からＴ１の経過時間分の励起光が通過する。
【００４６】
そして、光チョッパ３０４の回転の経過時間が図１３のＴ３に達するまで、図１１のＡ、Ｂ及びＣに集光された励起光は、光チョッパ３０４により遮断される。光チョッパ３０４の回転の経過時間が図１３のＴ３に達すると、図１１のＡ、Ｂ及びＣに集光された励起光は、図１１のスリット１００１、スリット１００２及びスリット１００３を通過し始める。そして、光チョッパ３０４の回転の経過時間が図１３のＴ４に達すると、図１１のＡ、Ｂ及びＣに集光された励起光は、光チョッパ３０４により遮断される。したがって、図１３に示すように、図１１のスリット１００１、スリット１００２及びスリット１００３にはＴ３からＴ４の経過時間分の励起光が通過する。
【００４７】
光チョッパ３０４が回転を開始すると、図１１のＤ、Ｅ及びＦに集光された励起光は、図１１のスリット１１０４、スリット１１０５及びスリット１１０６を通過し始める。そして、光チョッパ３０４の回転の経過時間が図１３のＴ２に達すると、図１１のＡ、Ｂ及びＣに集光された励起光は、光チョッパ３０４により遮断される。したがって、図１３に示すように、図１１のスリット１１０４、スリット１１０５及びスリット１１０６にはＴ０からＴ２の経過時間分の励起光が通過する。
【００４８】
光チョッパ３０４の回転の経過時間が図１３のＴ３に達するまで、図１１のＤ、Ｅ及Ｆに集光された蛍光は、光チョッパ３０４により遮断される。光チョッパ３０４の回転の経過時間が図１３のＴ３に達すると、図１１のＤ、Ｅ及びＦに集光された蛍光は、図１１のスリット１１０４、スリット１１０５及びスリット１１０６を通過し始める。そして、光チョッパ３０４の回転の経過時間が図１３のＴ５に達すると、図１１の、Ｄ、Ｅ及びＦに集光された蛍光は、光チョッパ３０４により遮断される。したがって、図１３に示すように、図１１のスリット１１０４、スリット１１０５及びスリット１１０６にはＴ３からＴ５の経過時間分の蛍光が通過する。
【００４９】
図１０に示す光チョッパ３０４を使用して励起光をパルス化し、蛍光標識された被測定物に励起光を入射する。この場合、蛍光標識された被測定物に励起光が入射された時には、蛍光標識された被測定物が発生する蛍光は光チョッパ３０４により遮断される。そして、所定時間経過後、蛍光標識された被測定物が発生する蛍光は、図１０の光チョッパ３０４のスリット１００４、スリット１００５及びスリット１００６を通過する。すなわち、蛍光標識された被測定物に励起光を入射し、所定時間経過後から蛍光標識された被測定物
が発生する蛍光を検出することができる。
【００５０】
また、パルス化された励起光が蛍光標識された被測定物や被測定物搭載基板３０５に反射して、蛍光検出用光ファイバ３０３の先端に入射される場合がある。この場合、被測定物や被測定物搭載基板３０５に反射した励起光が蛍光検出用光ファイバ３０３から光検出器３０６に入射される。図１０に示す光チョッパ３０４を使用して励起光をパルス化し、蛍光標識された被測定物に励起光を入射した場合、被測定物に反射した励起光を光チョッパ３０４により遮断することができる。そのため、本実施形態によれば、標識剤が発生する蛍光のみを検出することができる。その結果、本実施形態によれば、Ｓ／Ｎ比の大きい高感度の検出が可能である。
【００５１】
本実施形態の光チョッパ３０４に設けられた各スリットの位置により、励起光源用光ファイバ３０２を通過する励起光を遮断する時間幅及び時間間隔を制御することができる。その結果、蛍光標識された被測定物に入射する励起光の時間幅や時間間隔を制御することができる。
【００５２】
また、本実施形態の光チョッパ３０４の回転数により、励起光源用光ファイバ３０２を通過する励起光を遮断する時間幅及び時間間隔を制御することができる。その結果、蛍光標識された被測定物に入射する励起光の時間幅や時間間隔を制御することができる。
【００５３】
また、本実施形態の光チョッパ３０４に設けられたスリットの位置により、蛍光検出用光ファイバ３０３を通過する励起光を遮断する時間幅や時間間隔を制御することができる。その結果、蛍光標識された被測定物が発生する蛍光の検出開始時間を制御することができる。また、蛍光標識された被測定物が発生する蛍光の時間幅や時間間隔を制御することができる。
【００５４】
したがって、本実施形態の光チョッパ３０４によれば、励起光源用光ファイバ３０２を通過する励起光の通過期間と蛍光検出用光ファイバ３０３を通過する蛍光の通過期間との相対的な関係を制御することが可能となる。励起光源用光ファイバ３０２を通過する励起光の通過期間を制御することで、パルス化された励起光が励起光源用光ファイバ３０２を通過する時間幅、パルス化された励起光が励起光源用光ファイバ３０２を通過する時間間隔及び蛍光の通過期間との時間間隔が制御される。蛍光検出用光ファイバ３０３を通過する蛍光の通過期間を制御することで、パルス化された蛍光が蛍光検出用光ファイバ３０３を通過する時間幅、パルス化された蛍光が蛍光検出用光ファイバ３０３を通過する時間間隔及び励起光の通過期間との時間間隔が制御される。
【００５５】
図１４から図１８に、光ファイバの先端の構成例を示す。図１４に示すように、光ファイバ１４０１の先端が凸状に形成されている。例えば、球面加工やテーパ先球加工により、光ファイバ１４０１の先端を凸状に形成する。光ファイバ１４０１の先端が凸状に形成されることにより、励起光を集光して出射することができる。そして、励起光を集光して出射することにより、微小な被測定物に対して励起光を効率的に入射させることができる。
【００５６】
また、光ファイバ１４０１の先端が凸状（円筒先端に凸レンズを形成した構造）に形成されることにより、入射される蛍光を集光することができる。さらに、光ファイバ１４０１の先端形状の曲率を変更することにより、光ファイバ１４０１から出射される励起光の集光位置を任意に設定することができる。また、図１４では、光ファイバ１４０１の先端を凸状に形成したが、光ファイバ１４０１の先端を凹状（円筒先端に凹レンズを形成した構造）に形成してもよい。
【００５７】
また、励起光用の光ファイバ１４０１を通常よりも細く形成してもよい。例えば、励起光用の光ファイバ１４０１を蛍光用の光ファイバ１４０１よりも細く形成してもよい。励起光用の光ファイバ１４０１を細く形成することにより、出射する励起光の集光率を高めることができる。また、蛍光用の光ファイバ１４０１を通常よりも太く形成してもよい。例えば、蛍光用の光ファイバ１４０１を励起光用の光ファイバ１４０１よりも太く形成してもよい。蛍光用の光ファイバ１４０１を太く形成することにより、入射される蛍光の集光率を高めることができる。
【００５８】
また、図１５に示すように、光ファイバ１４０１の先端に広がり角度調整部材１５０１を設けてもよい。例えば、広がり角度調整部材１５０１として、マイクロレンズ、非球面レンズ、ロッドレンズ、プリズム及び集積化光導波路などを用いる。光ファイバ１４０１の先端に広がり角度調整部材１５０１を設けることにより、出射する励起光の集光率を高めることができる。また、光ファイバ１４０１の先端に広がり角度調整部材１５０１を設けることにより、入射される蛍光の集光率を高めることができる。
【００５９】
また、図１６に示すように、光ファイバ１４０１の先端の外周面を金属膜１６０１でコーティングしてもよい。さらに、図１７に示すように、光ファイバ１４０１の先端の外周面を金属膜１６０１でコーティングし、光ファイバ１４０１の先端が金属膜１６０１よりも突出したものであってもよい。また、図１８に示すように、光ファイバ１４０１の先端の外周面を金属膜１６０１でコーティングし、金属膜１６０１が光ファイバ１４０１の先端よりも突出したものであってもよい。また、図１４から図１８に示した光ファイバ１４０１の先端の構成を組み合わせてもよい。
【００６０】
本実施形態では、図１４から図１８に示した光ファイバ１４０１を、励起光源用光ファイバ３０２及び蛍光検出用光ファイバ３０３に適用することが可能である。
【００６１】
次に、図１９から図２１に、本実施形態の蛍光検出装置の具体的な構成例を示す。図１９に示す蛍光検出装置は、励起光源３０１、励起光源用光ファイバ３０２、蛍光検出用光ファイバ３０３、光チョッパ３０４、被測定物搭載基板３０５、光検出器３０６、光チョッパコントローラ３０７、パーソナルコンピュータ３０９、基板ホルダ３１０、ＸＹステージ３１１、Ｚステージ３１２及びステージコントローラ３１３を有している。ＸＹステージ３１１及びＺステージ３１２は、被測定物が載置された被測定物搭載基板３０５を所定方向に移動するための試料台である。
【００６２】
光チョッパ３０４は、光チョッパコントローラ３０７と接続されている。光チョッパコントローラ３０７は、光チョッパ３０４の回転を制御する。光検出器３０６とパーソナルコンピュータとは相互にバス３０８で接続されている。パーソナルコンピュータ３０９とステージコントローラ３１３とは相互にバス３０８で接続されている。ＸＹステージ３１１とステージコントローラ３１３とは相互にバス３０８で接続されている。ステージコントローラ３１３は、ＸＹステージ３１１及びＺステージ３１２を制御する。
【００６３】
光チョッパ３０４、基板ホルダ３１０、ＸＹステージ３１１、Ｚステージ３１２及び被測定物は図示しない暗箱内に配置される。被測定物が載置された被測定物搭載基板３０５は、基板ホルダ３１０の上に配置される。基板ホルダ３１０は、Ｚステージ３１２の上に配置される。Ｚステージ３１２は、ＸＹステージ３１１の上に配置される。
【００６４】
ＸＹステージ３１１は、基板ホルダ３１０を図１９に示すＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させる。すなわち、ＸＹステージ３１１は、基板ホルダ３１０を水平方向に移動させる。したがって、本実施形態の蛍光検出装置によれば、基板ホルダ３１０の上に配置された被測定物を水平面内で任意方向（水平面内の所望の位置）に移動させることができる。
【００６５】
また、Ｚステージ３１２は基板ホルダ３１０を図１９に示すＺ軸方向に移動させる。すなわち、Ｚステージ３１２は、基板ホルダ３１０を垂直方向に移動させる。したがって、本実施形態の蛍光検出装置によれば、基板ホルダ３１０の上に配置された被測定物を垂直方向に移動させることができる。
【００６６】
図２０に示す蛍光検出装置は、励起光源３０１、励起光源用光ファイバ３０２、蛍光検出用光ファイバ３０３、光チョッパ３０４、被測定物搭載基板３０５、光検出器３０６、光チョッパコントローラ３０７、パーソナルコンピュータ３０９、基板ホルダ３１０及回転ステージ３１４を有している。
【００６７】
光チョッパ３０４は、光チョッパコントローラ３０７と接続されている。光チョッパコントローラ３０７は、光チョッパ３０４の回転を制御する。パーソナルコンピュータ３０９とステージコントローラ３１３とは相互にバス３０８で接続されている。回転ステージ３１４とステージコントローラ３１３とは相互にバス３０８で接続されている。ステージコントローラ３１３は、回転ステージ３１４を制御する。回転ステージ３１４は、被測定物が載置された被測定物搭載基板３０５を所定方向に移動するための試料台である。
【００６８】
光チョッパ３０４、回転ステージ３１４及び被測定物は図示しない暗箱内に配置される。回転ステージ３１４は、円盤状であり、被測定物が載置された被測定物搭載基板３０５は回転ステージ３１４の上に配置される。回転ステージ３１４は、中心点２００１を軸として右回転及び左回転を行う。回転ステージ３１４が回転することにより、被測定物が載置された被測定物搭載基板３０５を回転ステージ３１４の回転方向に移動させる。すなわち、被測定物は回転ステージ３１４の中心点２００１を軸として同一円周上を移動する。したがって、本実施形態の蛍光検出装置によれば、被測定物を回転ステージ３１４の中心点２００１を軸として同一円周上を移動させることができる。
【００６９】
さらに、回転ステージ３１４が図２０に示す矢印方向に移動することにより、被測定物が載置された被測定物搭載基板３０５を図２０に示す矢印方向に移動させる。すなわち、回転ステージ３１４は、被測定物を水平方向に移動させる。したがって、本実施形態の蛍光検出装置によれば、被測定物を水平方向に移動させることができる。
【００７０】
図２１に示す蛍光検出装置は、励起光源３０１、励起光源用光ファイバ３０２、蛍光検出用光ファイバ３０３、光チョッパ３０４、被測定物搭載基板３０５、光検出器３０６、光チョッパコントローラ３０７、パーソナルコンピュータ３０９及ドラム型ステージ３１５を有している。
【００７１】
光チョッパ３０４は、光チョッパコントローラ３０７と接続されている。光チョッパコントローラ３０７は、光チョッパ３０４の回転を制御する。パーソナルコンピュータ３０９とステージコントローラ３１３とは相互にバス３０８で接続されている。ドラム型ステージ３１５とステージコントローラ３１３とは相互にバス３０８で接続されている。ステージコントローラ３１３は、ドラム型ステージ３１５を制御する。ドラム型ステージ３１５は、被測定物が載置された被測定物搭載基板３０５を所定方向に移動するための試料台である。
【００７２】
光チョッパ３０４、ドラム型ステージ３１５及び被測定物が載置された被測定物搭載基板３０５は図示しない暗箱内に配置される。ドラム型ステージ３１５は、円筒状であり、被測定物を載置した被測定物搭載基板３０５は、ドラム型ステージ３１５の上に配置される。
【００７３】
ドラム型ステージ３１５は、中心点２１０１を軸として右回転及び左回転を行う。ドラム型ステージ３１５が回転することにより、被測定物をドラム型ステージ３１５の回転方向に移動させる。すなわち、被測定物はドラム型ステージ３１５の中心点２１０１を軸として同一円周上を移動する。したがって、本実施形態の蛍光検出装置によれば、被測定物をドラム型ステージ３１５の中心点２１０１を軸として同一円周上を移動させることができる。
【００７４】
さらに、ドラム型ステージ３１５が図２１に示す矢印方向に移動することにより、被測定物を図２１に示す矢印方向に移動させる。したがって、本実施形態の蛍光検出装置によれば、被測定物を水平方向に移動させることができる。
【００７５】
図１９から図２１に示したいずれの蛍光検出装置によっても、蛍光が入射される励起光源用光ファイバ３０２の位置とその位置で検出される蛍光強度との関係を計測できるようにしてもよい。この場合、蛍光が入射される蛍光検出用光ファイバ３０３の位置とその位置で検出される蛍光強度との関係を計測する計測プログラムをパーソナルコンピュータ３０９が実行することにより実現可能である。
【００７６】
次に、流路の中を通過する蛍光標識された被測定物に励起光を入射し、蛍光標識された被測定物が発生する蛍光を検出する蛍光検出装置の構成について説明する。図２２は、流路２２０１を形成した被測定物搭載基板３０５の上面図である。被測定物搭載基板３０５は、箱型であり内部に空洞を有する。この場合、被測定物搭載基板３０５はガラスで形成されていてもよい。
【００７７】
図２２に示すように、被測定物搭載基板３０５内に流路２２０１が形成されている。具体的には、被測定物搭載基板３０５に穴を設けて、空洞を形成すればよい。ガラスの板材で箱水体を組み立ててもよい。さらに、空洞内に流路２２０１を形成する。また、流路２２０１は励起光及び蛍光が透過する材料を用いて形成する。
【００７８】
被測定物搭載基板３０５には、パイプ２２０２及びパイプ２２０３が設けられている。パイプ２２０２は、流路２２０１の入り口と接続されている。また、パイプ２２０３は、流路の出口と接続されている。パイプ２２０２から流路２２０１内に液体状の被測定物が供給される。
【００７９】
流路２２０１の入り口及び流路２２０１の出口には、透明電極膜２２０４が設けられている。そして、流路２２０１の入り口に設けられた透明電極膜２２０４と流路２２０１の出口に設けられた透明電極膜２２０４とは導電線２２０５を介して電気的に接続されている。導電線２２０５には、電源電圧が設けられている。電源電圧が導電線２２０５を介して流路２２０１内に電圧を印加する。透明電極膜２２０４として、例えば、金や白金などを使用する。
【００８０】
流路２２０１内に電圧を印加した場合、流路２２０２内の液体状の被測定物は電気泳動により流路２２０１の出口まで移動する。そのため、パイプ２２０２から供給された液体状の被測定物は、流路２２０１の入り口から流路２２０１の出口まで移動する。そして、液体状の被測定物はパイプ２２０２を介して流路２２０１外に排出される。
【００８１】
流路２２０１に供給する液体状の被測定物のうち特定の物質に蛍光標識剤を付着させる。そして、流路２２０１内を流れる液体状の被測定物に励起光を入射する。この場合、励起光源用光ファイバ３０２を使用して励起光を入射する。流路２２０１内を流れる液体状の被測定物に励起光が入射できる位置に励起光源用光ファイバ３０２は設置されている。この場合、励起光源用光ファイバ３０２の先端を流路２２０１の上面に設置してもよい。
また、蛍光検出用光ファイバ３０３の先端を流路２２０１の上面に設置してもよい。
【００８２】
蛍光検出用光ファイバ３０３を使用して蛍光標識された被測定物が発生する蛍光を検出する。すなわち、蛍光標識された被測定物が発生する蛍光は、蛍光検出用光ファイバ３０３に入射される。そして、蛍光検出用光ファイバ３０３に入射された蛍光は、光検出器３０６により検出される。
【００８３】
また、励起光源用光ファイバ３０２と蛍光検出用光ファイバ３０３との間隔ｄは、流速（流路２２０１内を流れる液体状の被測定物の流速）及び蛍光標識剤の蛍光遅延特性に基づいて決定される。本実施形態に示す流路２２０１を備えた被測定物搭載基板３０５は、図１９に示す蛍光検出装置のＺステージ３１２の上に配置してもよい。本実施形態によれば、特定の物質に付着した蛍光標識剤が発生する蛍光を検出することが可能となる。
【００８４】
上記のような構成を用いることにより、本実施形態の蛍光検出装置によれば、装置の簡略化が可能となる。また、上記のような構成を用いることにより、本実施形態の蛍光検出装置によれば、装置の小型化が可能となる。
【００８５】
〈第２実施形態〉
本発明の第２実施形態に係る蛍光検出装置を図２３に基づいて説明する。本発明の第２実施形態においては、図２３に示すように、励起光を被測定物搭載基板３０５の背面から照射し、蛍光標識された被測定物に励起光を入射してもよい。他の構成及び作用は第１実施形態と同様である。そこで、同一の構成要素については、第１実施形態と同一の符号を付し、その説明を省略する。また、必要に応じて図３から図２２の図面を参照する。
【００８６】
また、本発明の第２実施形態においては、必要に応じて蛍光検出用光ファイバ３０３を更に増やすことができる。そのため、光検出器３０６への蛍光の入射効率を更に向上することができる。複数本の蛍光検出用光ファイバ３０３を使用する場合、蛍光検出用光ファイバ３０３を束ねてバンドル化する。
【００８７】
また、複数本の蛍光検出用光ファイバ３０３を使用する場合、合波器を使用する。蛍光検出用光ファイバ３０３を束ねてバンドル化したり、合波器を使用したりすることにより、複数本の蛍光検出用光ファイバ３０３を使用しても、光チョッパ３０４通過後の蛍光を光検出部に導くことが可能となる。例えば、光電子倍増管や半導体受光素子の受光面にバンドル化した蛍光検出用光ファイバ３０３を配置することができる。
【００８８】
また、図２３に示すように、蛍光標識された被測定物を被測定物搭載基板３０５の背面に配置してもよい。この場合、被測定物搭載基板３０５の背面に励起光を透過しない励起光カットフィルタ２３０１を備え付ける。励起光カットフィルタ２３０１を被測定物搭載基板３０５の背面に備え付けることにより、蛍光検出用光ファイバ３０３に励起光が入射されることを低減できる。被測定物搭載基板３０５は蛍光を透過するため、蛍光検出用光ファイバ３０３に蛍光が入射される。したがって、蛍光のみを検出することができる。
【００８９】
図２３では、被測定物搭載基板３０５に励起光カットフィルタ２３０１を備え付けた構成を示した。しかし、被測定物搭載基板３０５に励起光カットフィルタ２３０１を備え付けない構成であってもよい。
【００９０】
〈第３実施形態〉
本発明の第２実施形態に係る蛍光検出装置を図２４に基づいて説明する。本発明の第３実施形態においては、１本の蛍光検出用光ファイバ３０３で蛍光を検出する。他の構成及び作用は第１実施形態と同様である。そこで、同一の構成要素については、第１実施形態
と同一の符号を付し、その説明を省略する。また、必要に応じて図３から図２２の図面を参照する。図２４に示すように、１本の蛍光検出用光ファイバ３０３により蛍光を検出する。１本の蛍光検出用光ファイバ３０３により蛍光を検出することにより、蛍光強度を可変できる。
【００９１】
また、被測定物搭載基板３０５の上に蛍光反射層２４０１を設けてもよい。蛍光反射層２４０１として、例えば、アルミニウム蒸着膜を用いる。被測定物搭載基板３０５の上に蛍光反射層２４０１を設けることにより、被測定物搭載基板３０５に励起光及び蛍光が放射されることを低減する。その結果、光検出器３０６が検出する蛍光強度が強くなり、高感度の検出が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】ダイクロイックミラー２を必要とする蛍光検出装置を示す図である。
【図２】ダイクロイックミラー２を必要としない蛍光検出装置を示す図である。
【図３】第１実施形態に係る蛍光検出装置の概略図である。
【図４】光ファイバの説明図である。
【図５】結合レンズの説明図である。
【図６】被測定物が発生する蛍光の蛍光強度を示す図である。
【図７】蛍光強度の変化を示す図である。
【図８】標識剤が発生する蛍光の蛍光強度と経過時間との関係を示す図である。
【図９】標識剤以外が発生する蛍光の蛍光強度と経過時間との関係を示す図である。
【図１０】本実施形態の光チョッパ３０４の一実施例を示す上面図である。
【図１１】本実施形態の光チョッパ３０４の一実施例を示す上面図である。
【図１２】励起光及び蛍光が各スリットを通過する時間を示す図である。
【図１３】励起光及び蛍光が各スリットを通過する時間を示す図である。
【図１４】光ファイバの先端の構成例を示す図である。
【図１５】光ファイバの先端の構成例を示す図である。
【図１６】光ファイバの先端の構成例を示す図である。
【図１７】光ファイバの先端の構成例を示す図である。
【図１８】光ファイバの先端の構成例を示す図である。
【図１９】第１実施形態の蛍光検出装置の具体的な構成例を示す図である。
【図２０】第１実施形態の蛍光検出装置の具体的な構成例を示す図である。
【図２１】第１実施形態の蛍光検出装置の具体的な構成例を示す図である。
【図２２】流路２２０１を形成した被測定物搭載基板３０５の上面図である。
【図２３】第２実施形態に係る蛍光検出装置の説明図である。
【図２４】第３実施形態に係る蛍光検出装置の説明図である。
【符号の説明】
【００９３】
３０１ 励起光源
３０２ 励起光源用光ファイバ
３０３ 蛍光検出用光ファイバ
３０４ 光チョッパ
３０５ 被測定物搭載基板
３０６ 光検出器
３０７ 光チョッパコントローラ
３０８ バス
３０９ パーソナルコンピュータ
３１０ 基板ホルダ
３１１ ＸＹステージ
３１２ Ｚステージ
３１３ ステージコントローラ
３１４ 回転ステージ
３１５ ドラム型ステージ
４０１ 光ファイバ
４０２ メタルコート
５０１、５０２ レンズ
１００１、１００２、１００３、１００４、１００５、１００６、１１０１、１１０２、１１０３ スリット
１４０１ 光ファイバ
１５０１ 広がり角度調整部材
１６０１ 金属膜
２２０１ 流路
２２０２、２２０３ パイプ
２２０４ 透明電極膜
２２０５ 導電線
２３０１ 励起光カットフィルタ
２４０１ 蛍光反射層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
蛍光標識された微小試料から蛍光を検出する場合、励起光を試料に入射し、発生する蛍光強度を検出する。例えば、蛍光のみを光学フィルタで分離して検出する方法がある。この方法は、励起光の照射中に発生する蛍光の励起光とのわずかな波長の違いを利用する。また、励起光を遮断してから蛍光を検出する時間分解蛍光検出法がある。この方法は、励起光を遮断した後も、蛍光がしばらく発生する蛍光剤を利用する。
【特許文献１】特開２００２−２８６６３９号公報
【特許文献２】特開２００４−２７１２１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
図１は、ダイクロイックミラー２を必要とする蛍光検出装置を示す図である。パルス励起光源１が発生する励起光パルスを蛍光標識された微細試料４に入射する。そして、蛍光標識された微細試料４が発生する蛍光を対物レンズで光検出器５に導くことにより、蛍光の強度を検出する。また、パルス励起光源１からのトリガ信号を基に光検出器５の計測開始時間、計測時間範囲を制御する。さらに、励起光パルスの照射は、１回だけでなく、一定時間間隔で複数回（２回から数万回）行う場合がある。その場合、得られる蛍光を積算して計測する。図１の蛍光検出装置では、上記検出方法の両方を使用できる。
【０００４】
図１に示すように、パルス励起光源１が発生する励起光パルスをダイクロイックミラー２が反射する。そして、ダイクロイックミラー２が反射した励起光パルスは対物レンズ３を介して蛍光標識された微細試料４に入射される。蛍光標識された微細試料４から発生する蛍光は対物レンズ３により集光される。そして、集光された蛍光は光検出器５により受光される。
【０００５】
所定の波長の励起光を蛍光標識された微細試料４に入射するため、フィルタＢＰ６をパルス励起光源１とダイクロイックミラー２との間に設ける。また、蛍光標識された微細試料４から発生する蛍光から所定の波長の蛍光を検出するため、フィルタＢＰ７を光検出器５とダイクロイックミラー２との間に設ける。
【０００６】
励起光がダイクロイックミラー２で反射されることにより、光検出器の検出感度は劣化する。また、励起光がフィルタＢＰ６により減衰され、蛍光がフィルタＢＰ７により減衰されることにより、光検出器５の検出感度は劣化する。さらに、励起光と蛍光を透過させる対物レンズ３は、透過帯域は広い必要があり、必然的に高価となる。
【０００７】
次に、ダイクロイックミラー２を必要としない蛍光検出装置について説明する。図２は、ダイクロイックミラー２を必要としない蛍光検出装置を示す図である。ダイクロイックミラー２を必要としない蛍光検出装置は、光ファイバ８を用いて励起光を蛍光標識された微細試料４に導いている。励起光は励起用レーザ９から光ファイバ８に導入される。励起光を光チョッパ１０で遮断及び透過することにより、励起光パルスを生成している。また、対物レンズ３は、蛍光のみを透過させる。そのため、蛍光標識された微細試料４が発生する蛍光の波長で最大の透過率を持つレンズが使用できる。
【０００８】
光ファイバ８の入射角と対物レンズ３の開口数（ＮＡ）とから、励起光は対物レンズ３
に入射しない。そのため、励起光をフィルタに通す必要がない。しかし、対物レンズ３を使用するため、将来の小型化が困難である。また、入射効率が対物レンズ３のみで決定される。さらに対物レンズ３を用いる場合、高効率で検出器に入射させることが困難となる。この構成でも上記検出方法の両方を利用できる。しかし、上記のような蛍光検出装置は、励起光の空間伝播、対物レンズ３を用いた蛍光の集光、分光フィルタの導入などにより、装置の構成が大きくなる。本発明は、蛍光検出装置を簡略化及び小型化する技術を提供することを目的とする。また、上記のような蛍光検出装置は、蛍光を高感度に検出するように設計されていない。本発明は、蛍光検出装置において、蛍光の検出を高感度化する技術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】
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するために、以下の手段を採用した。すなわち、本発明の蛍光検出装置は、蛍光標識された被測定物を励起させる励起光を発生する励起光源と、前記励起光を前記被測定物に入射する第１の光路と、前記蛍光標識された被測定物が前記励起光により励起されて発生する蛍光を検出する検出器と、前記蛍光を前記検出器に入射する第２の光路と、前記第１の光路を通過する励起光及び前記第２の光路を通過する蛍光を分断し、前記励起光の通過期間と前記蛍光の通過期間との相対的な関係を制御する分断器とを備える。本発明は、分断器により第１の光路を通過する励起光の通過期間と第２の光路を通過する蛍光の通過期間との相対的な関係を制御する。その結果、被測定物に対して、適切な時間間隔で励起光を入射することが可能となる。また、被測定物から適切な時間間隔で蛍光を検出することが可能となる
また、本発明の蛍光検出装置は、前記第１の光路は対向する接続端で互いに接続される２つの光路を有し、前記第２の光路は対向する接続端で互いに接続される２つの光路を有し、前記分断器は、前記第１の光路の前記対向する接続端の間および前記第２の光路の前記対向する接続端の間において光の遮断状態と通過状態とを制御する回転式の光チョッパであり、前記光チョッパの回転数を変更することにより前記相対的な関係を変更してもよい。
【００１０】
また、本発明の蛍光検出装置は、前記第１の光路及び前記第２の光路が、光ファイバであり、前記光ファイバが前記被測定物に対向する先端は凸形状であってもよい。本発明の蛍光検出装置は、前記第１の光路及び前記第２の光路が、光ファイバであり、前記光ファイバの入射口に広がり角度調整部材を設けてもよい。また、本発明の蛍光検出装置は、前記第１の光路及び前記第２の光路が、光ファイバであり、前記光ファイバが前記被測定物に対向する先端の外周が金属で覆われていてもよい。
【００１１】
また、本発明の蛍光検出装置は、前記被測定物を所定方向に移動させる移動装置を更に備え、前記第１の光路は、前記所定方向に移動した被測定物に前記励起光を入射し、前記第２の光路は、前記所定方向に移動した被測定物が発生する蛍光を前記検出器に入射してもよい。また、本発明の蛍光検出装置は、前記移動装置が、前記被測定物を搭載する円盤状の試料台を更に備え、前記円盤状の試料台が回転又は所定方向に移動することにより前記被測定物を所定方向に移動させてもよい。
【００１２】
また、本発明の蛍光検出装置は、前記移動装置が、前記被測定物を搭載する円筒状の試料台を更に備え、前記円筒状の試料台が回転又は所定方向に移動することにより前記被測定物を所定方向に移動させてもよい。また、本発明の蛍光検出装置は、前記被測定物が通過する流路を更に備え、前記第１の光路は、前記流路を通過する被測定物に前記励起光を入射し、前記第２の光路は、前記流路を通過する被測定物が発生する蛍光を前記検出器に入射してもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明はによれば、蛍光検出装置を簡略化及び小型化することが可能となる。本発明によれば、蛍光検出装置において、蛍光の検出を高感度化することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態（以下、実施形態という）に係る蛍光検出装置について説明する。以下の実施形態の構成は例示であり、本発明は実施形態の構成に限定されない。
【００１５】
〈第１実施形態〉
図３に、第１実施形態に係る蛍光検出装置の概略図を示す。図３に示すように、本実施形態の蛍光検出装置は、励起光源３０１、励起光源用光ファイバ３０２、蛍光検出用光ファイバ３０３、回転式の光チョッパ３０４、被測定物を載置する被測定物搭載基板３０５及び光検出器３０６を備えている。励起光源３０１として、例えばキセノンランプを使用することができる。また、光チョッパ３０４は、光チョッパコントローラ３０７と接続されている。光チョッパコントローラ３０７は、光チョッパ３０４の回転を制御する。光検出器３０６は、バス３０８を介してパーソナルコンピュータ３０９に接続されている。パーソナルコンピュータ３０９は、データ収集、各種装置を制御するためのソフトウェアを搭載している。光検出器３０６が検出した蛍光及び蛍光強度は、バス３０８を介してパーソナルコンピュータ３０９に送られる。パーソナルコンピュータ３０９は、光検出器３０６が検出した蛍光及び蛍光強度を集計し、解析するために用いられる。また、パーソナルコンピュータ３０９は、一般的に知られており、その構成及び作用はここでは省略する。
【００１６】
まず、励起光源３０１が発生する励起光は励起光源用光ファイバ３０２に入射される。励起光源用光ファイバ３０２に入射された励起光は、被測定物に対向する励起光源用光ファイバ３０２の先端から出射される。そして、励起光源用光ファイバ３０２の先端から出射された励起光は、被測定物搭載基板３０５上の被測定物に入射される。被測定物搭載基板３０５上の被測定物は、蛍光標識されている。被測定物が発生する蛍光は蛍光検出用光ファイバ３０３の先端に入射される。蛍光検出用光ファイバ３０３の先端に入射された蛍光は、蛍光検出用光ファイバ３０３から光検出器３０６に入射される。
【００１７】
例えば、励起光源用光ファイバ３０２及び蛍光検出用光ファイバ３０３として、図４に示すような竹やり型（竹または円柱を斜めに遮断した形状）の光ファイバ４０１を用いる。図４の光ファイバ４０１は、先端がメタルコート４０２に形成されている。図４の光ファイバ４０１の先端から励起光が出射される。また、図４の光ファイバ４０１の先端に入射された蛍光は、メタルコート４０２で反射される。そして、メタルコート４０２で反射された蛍光は、光ファイバ４０１内部を通過する。
【００１８】
図３では、３個の励起光源３０１、３本の励起光源用光ファイバ３０２、３本の蛍光検出用光ファイバ３０３により蛍光の集光を行っている。図３は例示であって、励起光源３０１、励起光源用光ファイバ３０２及び蛍光検出用光ファイバ３０３の数はこれらに限定されるものではない。
【００１９】
また、図３に示すように、励起光源用光ファイバ３０２と励起光源用光ファイバ３０２との間に光チョッパ３０４を設けている。さらに、図３に示すように、蛍光検出用光ファイバ３０３と蛍光検出用光ファイバ３０３との間に光チョッパ３０４を設けている。例えば、光チョッパ３０４は、スリットを設けた金属板を高速で回転させることで、励起光及び蛍光を所定間隔で遮断する。励起光及び蛍光を所定間隔で遮断することにより、励起光及び蛍光がパルス化される。また、励起光及び蛍光が発散することによる損失を低減するため、図５に示すような結合レンズを構成する。
【００２０】
図５に示すように、励起光源用光ファイバ３０２と励起光源用光ファイバ３０２との間にレンズ５０１及びレンズ５０２を設ける。励起光源用光ファイバ３０２から出射される励起光は、レンズ５０１により集光される。レンズにより集光された励起光は、光チョッパ３０４により所定間隔で遮断されることによりパルス化される。パルス化された励起光はレンズ５０２により集光され、励起光用光ファイバに入射される。図５に示すレンズ５０１及びレンズ５０２を、光チョッパ３０４と励起光源用光ファイバ３０２との間に設けることにより、励起光が発散することによる損失を低減する。
【００２１】
また、図５に示したと同様に、蛍光検出用光ファイバ３０３と蛍光検出用光ファイバ３０３との間にレンズ５０１及びレンズ５０２を設ける。図５と同様の構成を用いることにより、蛍光が発散することによる損失を低減する。
【００２２】
次に、図６及び図７を用いて、被測定物に入射する励起光の波長について説明する。図６は、被測定物が発生する蛍光の蛍光強度を示す図である。被測定物には、標識剤を蛍光標識しておく。また、標識剤として、ユウロビウム（Ｅｕ）、テルビウム（Ｔｂ）などの希土類元素を配合したものを使用する。
【００２３】
まず、蛍光標識された被測定物に励起光を入射する。この場合、３３５ｎｍ（ナノメートル）の波長の励起光を蛍光標識された被測定物に入射する。図６の縦軸は、蛍光強度を示している。また、図６の横軸は、蛍光標識された被測定物から検出する蛍光の波長を示している。３３５ｎｍの波長の励起光を蛍光標識された被測定物に入射すると、蛍光標識された被測定物からは５７０ｎｍ〜７２０ｎｍの波長の蛍光が検出される。図６は、蛍光標識された被測定物から５７０ｎｍ〜７２０ｎｍの波長の蛍光を検出した場合において、検出した蛍光の蛍光強度を示している。図６に示すように、６１６ｎｍの波長の蛍光の蛍光強度は高い値を示している。
【００２４】
次に、６１６ｎｍの波長の蛍光を検出するように光検出器３０６を設定する。そして、蛍光標識された被測定物に２００ｎｍから５００ｎｍまでの波長の励起光を入射する。図７は、蛍光標識された被測定物に２００ｎｍから５００ｎｍまでの波長の励起光を入射した場合において、蛍光標識された被測定物から検出される蛍光の蛍光強度の変化を示す図である。図７に示すように、蛍光標識された被測定物に２００ｎｍの波長の励起光を入射した場合、蛍光標識された被測定物から検出される蛍光の蛍光強度は１番高い値を示す。また、図７に示すように、蛍光標識された被測定物に３２５ｎｍの波長の励起光を入射した場合、蛍光標識された被測定物から検出される蛍光の蛍光強度は２番目に高い値を示す。しかし、２００ｎｍの波長の励起光を被測定物に入射した場合、ＤＮＡチップなどの被測定物は破壊される可能性がある。そこで、本実施形態においては、３２５ｎｍの波長の励起光を使用する。
【００２５】
図８及び図９を用いて、蛍光標識された被測定物にパルス化された励起光を入射した場合の蛍光強度の変化について説明する。図８及び図９の縦軸は蛍光強度を示している。また、図８及び図９の横軸は、経過時間を示している。蛍光標識された被測定物にパルス化された励起光を入射した場合、標識剤及び標識剤以外から蛍光が発生する。
【００２６】
図８は、標識剤が発生する蛍光の蛍光強度と経過時間との関係を示す図である。図８に示すように、蛍光標識された被測定物にパルス化された励起光をＴ１時間まで入射した場合、標識剤が発生する蛍光の蛍光強度はＴ１時間まで高い値を示す。図８の点線は、蛍光標識された被測定物に対するパルス化された励起光の入射時間を示している。
【００２７】
そして、図８に示すように、Ｔ１時間を過ぎると、標識剤が発生する蛍光の蛍光強度は緩やかに減少する。図８に示すように、蛍光標識された被測定物にパルス化された励起光
を入射した後、標識剤が蛍光をしばらく発生することを遅延蛍光という。
【００２８】
図９は、標識剤以外が発生する蛍光の蛍光強度と経過時間との関係を示す図である。図９に示すように、蛍光標識された被測定物にパルス化された励起光をＴ１時間まで入射した場合、標識剤以外が発生する蛍光の蛍光強度はＴ１時間まで高い値を示す。図８の点線は、蛍光標識された被測定物に対するパルス化された励起光の入射時間を示している。そして、図９に示すように、Ｔ１時間を過ぎると、標識剤以外が発生する蛍光の蛍光強度は急激に減少する。
【００２９】
次に、図１０及び図１１を用いて、本実施形態の光チョッパ３０４に設けるスリットについて説明する。図１０は、本実施形態の光チョッパ３０４の一実施例を示す上面図である。光チョッパは、中心点１００７を有する略円形の板である。光チョッパ３０４に対して、スリット１００１からスリット１００６を設ける。すなわち、光チョッパ３０４に対して、所定の切り欠きを設ける。
【００３０】
図１０に示す光チョッパ３０４は、直径を１３ｃｍ程度とする。光チョッパ３０４の中心点１００７から光チョッパ３０４の外周方向に向けて２．５ｃｍ程度の場所にスリット１００１、スリット１００２及びスリット１００３を設ける。この場合、スリット１００１、スリット１００２及びスリット１００３が等間隔になるようにそれぞれを設ける。
【００３１】
スリット１００１、スリット１００２、及びスリット１００３は、縦２ｍｍ程度、横５ｍｍ程度とする。スリット１００１、スリット１００２及びスリット１００３の長手方向が、光チョッパ３０４の中心点１００７から光チョッパ３０４の外周方向（半径方向）と同じ方向となるようにスリット１００１、スリット１００２及びスリット１００３を設ける。
【００３２】
また、光チョッパ３０４の中心点１００７から光チョッパ３０４の外周方向に向けて５．４ｃｍ程度の場所に帯状のスリット１００４、スリット１００５及びスリット１００６を設ける。この場合、スリット１００４、スリット１００５及びスリット１００６が中心点１００７と中心とする円周上で等間隔になるようにそれぞれを設ける。
【００３３】
スリット１００４、スリット１００５及びスリット１００６は、光チョッパ３０４の外周に接する辺の長さを７ｃｍ程度、光チョッパ３０４の外周と直行する辺の長さを１ｃｍ程度とする。また、上記の数値は例示であり、本実施形態の光チョッパ３０４はこれらの数値に限定されない。
【００３４】
図１０に示す光チョッパ３０４は、中心点１００７を軸として右回転するように光チョッパコントローラにより制御される。継続接続される２本の励起光源用光ファイバ３０２，３０２の一方の接続端から出射された励起光は、図５のレンズ５０１によって図１０のＡ、Ｂ及びＣの部分に集光される。光チョッパ３０４の回転中に、図１０のスリット１００１、スリット１００２及びスリット１００３が図１０のＡ、Ｂ及びＣの場所に位置した場合、集光された励起光は、図１０のスリット１００１、スリット１００２及びスリット１００３を通過し、他方の励起光用光ファイバ３０２の接続端に入射する。
【００３５】
一方、光チョッパ３０４の回転中に、図１０のスリット１００１、スリット１００２及びスリット１００３が図１０のＡ、Ｂ及びＣの場所に位置しない場合、集光された励起光は、光チョッパ３０４によって遮断される。
【００３６】
また、継続接続される２本の蛍光検出用光ファイバ３０３，３０３の一方の接続端から出射された蛍光は、図５のレンズ５０１によって図１０のＤ、Ｅ及びＦの部分に集光され
る。光チョッパ３０４の回転中に、図１０のスリット１００４、スリット１００５及びスリット１００６が図１０のＤ、Ｅ及びＦの場所に位置した場合、集光された蛍光は、図１０のスリット１００４、スリット１００５及びスリット１００６を通過し、他方の蛍光検出用光ファイバ３０３の接続端に入射する。
【００３７】
一方、光チョッパ３０４の回転中に、図１０のスリット１００４、スリット１００５及びスリット１００６が図１０のＤ、Ｅ及びＦの場所に位置しない場合、集光された蛍光は、光チョッパ３０４によって遮断される。
【００３８】
図１１は、本実施形態の光チョッパ３０４の一実施例を示す上面図である。図１１の光チョッパ３０４は、励起光が図１１のスリット１１０１、スリット１１０２及びスリット１１０３を通過すると同時に、蛍光が図１１のスリット１１０４、スリット１１０５及びスリット１１０６を通過するように設計されている。すなわち、図１１の光チョッパ３０４を使用した蛍光検出装置は、励起光を蛍光標識された被測定物に入射すると同時に蛍光の検出を開始することが可能となる。他の構成については、図１０に示す光チョッパ３０４と同様である。
【００３９】
図１２及び図１３は、励起光及び蛍光が各スリットを通過する時間を示す図である。図１２の縦軸のＡ、Ｂ及びＣは、図１０のスリット１００１、スリット１００２及びスリット１００３を通過する励起光を示している。図１２の縦軸のＤ、Ｅ及びＦは、図１０のスリット１００４、スリット１００５及びスリット１００６を通過する蛍光を示している。図１２の横軸は、経過時間を示している。
【００４０】
図１３の縦軸のＡ、Ｂ及びＣは、図１１のスリット１００１、スリット１００２及びスリット１００３を通過する励起光を示している。図１３の縦軸のＤ、Ｅ及びＦは、図１１のスリット１１０４、スリット１１０５及びスリット１１０６を通過する蛍光を示している。図１３の横軸は、経過時間を示している。
【００４１】
まず、図１２に示すグラフについて説明する。光チョッパ３０４が回転を開始すると、図１０のＡ、Ｂ及びＣに集光された励起光は、スリット１００１、スリット１００２及びスリット１００３を通過し始める。そして、光チョッパ３０４の回転の経過時間がＴ１に達すると、図１０のＡ、Ｂ及びＣに集光された励起光は、光チョッパ３０４により遮断される。したがって、図１２に示すように、図１０のスリット１００１、スリット１００２及びスリット１００３にはＴ０からＴ１の経過時間分の励起光が通過する。
【００４２】
そして、光チョッパ３０４の回転の経過時間が図１２に示すＴ４に達するまで、図１０のＡ、Ｂ及びＣに集光された励起光は、光チョッパ３０４により遮断される。光チョッパ３０４の回転の経過時間が図１２に示すＴ４に達すると、図１０のＡ、Ｂ及びＣに集光された励起光は、スリット１００１、スリット１００２及びスリット１００３を通過し始める。そして、光チョッパ３０４の回転の経過時間が図１２に示すＴ５に達すると、図１０のＡ、Ｂ及びＣに集光された励起光は、光チョッパ３０４により遮断される。したがって、図１２に示すように、図１０のスリット１００１、スリット１００２及びスリット１００３にはＴ４からＴ５の経過時間分の励起光が通過する。
【００４３】
光チョッパ３０４の回転の経過時間が図１２のＴ２に達するまで、図１０のＤ、Ｅ及Ｆに集光された蛍光は、光チョッパ３０４により遮断される。光チョッパ３０４の回転の経過時間が図１２のＴ２に達すると、図１０のＤ、Ｅ及びＦに集光された蛍光は、スリット１００４、スリット１００５及びスリット１００６を通過し始める。そして、光チョッパ３０４の回転の経過時間が図１２のＴ３に達すると、図１０の、Ｄ、Ｅ及びＦに集光された蛍光は、光チョッパ３０４により遮断される。したがって、図１２に示すように、図１
０のスリット１００４、スリット１００５及びスリット１００６にはＴ２からＴ３の経過時間分の蛍光が通過する。
【００４４】
光チョッパ３０４の回転の経過時間が図１２のＴ６に達するまで、図１０のＤ、Ｅ及Ｆに集光された蛍光は、光チョッパ３０４により遮断される。光チョッパ３０４の回転の経過時間が図１２のＴ６に達すると、図１０のＤ、Ｅ及びＦに集光された蛍光は、スリット１００４、スリット１００５及びスリット１００６を通過し始める。そして、光チョッパ３０４の回転の経過時間が図１２のＴ７に達すると、図１０のＤ、Ｅ及びＦに集光された蛍光は、光チョッパ３０４により遮断される。したがって、図１２に示すように、図１０のスリット１００４、スリット１００５及びスリット１００６にはＴ６からＴ７の経過時間分の蛍光が通過する。
【００４５】
次に、図１３に示すグラフについて説明する。光チョッパ３０４が回転を開始すると、図１１のＡ、Ｂ及びＣに集光された励起光は、図１１のスリット１００１、スリット１００２及びスリット１００３を通過し始める。そして、光チョッパ３０４の回転の経過時間がＴ１に達すると、図１１のＡ、Ｂ及びＣに集光された励起光は、光チョッパ３０４により遮断される。したがって、図１３に示すように、図１１のスリット１００１、スリット１００２及びスリット１００３にはＴ０からＴ１の経過時間分の励起光が通過する。
【００４６】
そして、光チョッパ３０４の回転の経過時間が図１３のＴ３に達するまで、図１１のＡ、Ｂ及びＣに集光された励起光は、光チョッパ３０４により遮断される。光チョッパ３０４の回転の経過時間が図１３のＴ３に達すると、図１１のＡ、Ｂ及びＣに集光された励起光は、図１１のスリット１００１、スリット１００２及びスリット１００３を通過し始める。そして、光チョッパ３０４の回転の経過時間が図１３のＴ４に達すると、図１１のＡ、Ｂ及びＣに集光された励起光は、光チョッパ３０４により遮断される。したがって、図１３に示すように、図１１のスリット１００１、スリット１００２及びスリット１００３にはＴ３からＴ４の経過時間分の励起光が通過する。
【００４７】
光チョッパ３０４が回転を開始すると、図１１のＤ、Ｅ及びＦに集光された励起光は、図１１のスリット１１０４、スリット１１０５及びスリット１１０６を通過し始める。そして、光チョッパ３０４の回転の経過時間が図１３のＴ２に達すると、図１１のＡ、Ｂ及びＣに集光された励起光は、光チョッパ３０４により遮断される。したがって、図１３に示すように、図１１のスリット１１０４、スリット１１０５及びスリット１１０６にはＴ０からＴ２の経過時間分の励起光が通過する。
【００４８】
光チョッパ３０４の回転の経過時間が図１３のＴ３に達するまで、図１１のＤ、Ｅ及Ｆに集光された蛍光は、光チョッパ３０４により遮断される。光チョッパ３０４の回転の経過時間が図１３のＴ３に達すると、図１１のＤ、Ｅ及びＦに集光された蛍光は、図１１のスリット１１０４、スリット１１０５及びスリット１１０６を通過し始める。そして、光チョッパ３０４の回転の経過時間が図１３のＴ５に達すると、図１１の、Ｄ、Ｅ及びＦに集光された蛍光は、光チョッパ３０４により遮断される。したがって、図１３に示すように、図１１のスリット１１０４、スリット１１０５及びスリット１１０６にはＴ３からＴ５の経過時間分の蛍光が通過する。
【００４９】
図１０に示す光チョッパ３０４を使用して励起光をパルス化し、蛍光標識された被測定物に励起光を入射する。この場合、蛍光標識された被測定物に励起光が入射された時には、蛍光標識された被測定物が発生する蛍光は光チョッパ３０４により遮断される。そして、所定時間経過後、蛍光標識された被測定物が発生する蛍光は、図１０の光チョッパ３０４のスリット１００４、スリット１００５及びスリット１００６を通過する。すなわち、蛍光標識された被測定物に励起光を入射し、所定時間経過後から蛍光標識された被測定物
が発生する蛍光を検出することができる。
【００５０】
また、パルス化された励起光が蛍光標識された被測定物や被測定物搭載基板３０５に反射して、蛍光検出用光ファイバ３０３の先端に入射される場合がある。この場合、被測定物や被測定物搭載基板３０５に反射した励起光が蛍光検出用光ファイバ３０３から光検出器３０６に入射される。図１０に示す光チョッパ３０４を使用して励起光をパルス化し、蛍光標識された被測定物に励起光を入射した場合、被測定物に反射した励起光を光チョッパ３０４により遮断することができる。そのため、本実施形態によれば、標識剤が発生する蛍光のみを検出することができる。その結果、本実施形態によれば、Ｓ／Ｎ比の大きい高感度の検出が可能である。
【００５１】
本実施形態の光チョッパ３０４に設けられた各スリットの位置により、励起光源用光ファイバ３０２を通過する励起光を遮断する時間幅及び時間間隔を制御することができる。その結果、蛍光標識された被測定物に入射する励起光の時間幅や時間間隔を制御することができる。
【００５２】
また、本実施形態の光チョッパ３０４の回転数により、励起光源用光ファイバ３０２を通過する励起光を遮断する時間幅及び時間間隔を制御することができる。その結果、蛍光標識された被測定物に入射する励起光の時間幅や時間間隔を制御することができる。
【００５３】
また、本実施形態の光チョッパ３０４に設けられたスリットの位置により、蛍光検出用光ファイバ３０３を通過する励起光を遮断する時間幅や時間間隔を制御することができる。その結果、蛍光標識された被測定物が発生する蛍光の検出開始時間を制御することができる。また、蛍光標識された被測定物が発生する蛍光の時間幅や時間間隔を制御することができる。
【００５４】
したがって、本実施形態の光チョッパ３０４によれば、励起光源用光ファイバ３０２を通過する励起光の通過期間と蛍光検出用光ファイバ３０３を通過する蛍光の通過期間との相対的な関係を制御することが可能となる。励起光源用光ファイバ３０２を通過する励起光の通過期間を制御することで、パルス化された励起光が励起光源用光ファイバ３０２を通過する時間幅、パルス化された励起光が励起光源用光ファイバ３０２を通過する時間間隔及び蛍光の通過期間との時間間隔が制御される。蛍光検出用光ファイバ３０３を通過する蛍光の通過期間を制御することで、パルス化された蛍光が蛍光検出用光ファイバ３０３を通過する時間幅、パルス化された蛍光が蛍光検出用光ファイバ３０３を通過する時間間隔及び励起光の通過期間との時間間隔が制御される。
【００５５】
図１４から図１８に、光ファイバの先端の構成例を示す。図１４に示すように、光ファイバ１４０１の先端が凸状に形成されている。例えば、球面加工やテーパ先球加工により、光ファイバ１４０１の先端を凸状に形成する。光ファイバ１４０１の先端が凸状に形成されることにより、励起光を集光して出射することができる。そして、励起光を集光して出射することにより、微小な被測定物に対して励起光を効率的に入射させることができる。
【００５６】
また、光ファイバ１４０１の先端が凸状（円筒先端に凸レンズを形成した構造）に形成されることにより、入射される蛍光を集光することができる。さらに、光ファイバ１４０１の先端形状の曲率を変更することにより、光ファイバ１４０１から出射される励起光の集光位置を任意に設定することができる。また、図１４では、光ファイバ１４０１の先端を凸状に形成したが、光ファイバ１４０１の先端を凹状（円筒先端に凹レンズを形成した構造）に形成してもよい。
【００５７】
また、励起光用の光ファイバ１４０１を通常よりも細く形成してもよい。例えば、励起光用の光ファイバ１４０１を蛍光用の光ファイバ１４０１よりも細く形成してもよい。励起光用の光ファイバ１４０１を細く形成することにより、出射する励起光の集光率を高めることができる。また、蛍光用の光ファイバ１４０１を通常よりも太く形成してもよい。例えば、蛍光用の光ファイバ１４０１を励起光用の光ファイバ１４０１よりも太く形成してもよい。蛍光用の光ファイバ１４０１を太く形成することにより、入射される蛍光の集光率を高めることができる。
【００５８】
また、図１５に示すように、光ファイバ１４０１の先端に広がり角度調整部材１５０１を設けてもよい。例えば、広がり角度調整部材１５０１として、マイクロレンズ、非球面レンズ、ロッドレンズ、プリズム及び集積化光導波路などを用いる。光ファイバ１４０１の先端に広がり角度調整部材１５０１を設けることにより、出射する励起光の集光率を高めることができる。また、光ファイバ１４０１の先端に広がり角度調整部材１５０１を設けることにより、入射される蛍光の集光率を高めることができる。
【００５９】
また、図１６に示すように、光ファイバ１４０１の先端の外周面を金属膜１６０１でコーティングしてもよい。さらに、図１７に示すように、光ファイバ１４０１の先端の外周面を金属膜１６０１でコーティングし、光ファイバ１４０１の先端が金属膜１６０１よりも突出したものであってもよい。また、図１８に示すように、光ファイバ１４０１の先端の外周面を金属膜１６０１でコーティングし、金属膜１６０１が光ファイバ１４０１の先端よりも突出したものであってもよい。また、図１４から図１８に示した光ファイバ１４０１の先端の構成を組み合わせてもよい。
【００６０】
本実施形態では、図１４から図１８に示した光ファイバ１４０１を、励起光源用光ファイバ３０２及び蛍光検出用光ファイバ３０３に適用することが可能である。
【００６１】
次に、図１９から図２１に、本実施形態の蛍光検出装置の具体的な構成例を示す。図１９に示す蛍光検出装置は、励起光源３０１、励起光源用光ファイバ３０２、蛍光検出用光ファイバ３０３、光チョッパ３０４、被測定物搭載基板３０５、光検出器３０６、光チョッパコントローラ３０７、パーソナルコンピュータ３０９、基板ホルダ３１０、ＸＹステージ３１１、Ｚステージ３１２及びステージコントローラ３１３を有している。ＸＹステージ３１１及びＺステージ３１２は、被測定物が載置された被測定物搭載基板３０５を所定方向に移動するための試料台である。
【００６２】
光チョッパ３０４は、光チョッパコントローラ３０７と接続されている。光チョッパコントローラ３０７は、光チョッパ３０４の回転を制御する。光検出器３０６とパーソナルコンピュータとは相互にバス３０８で接続されている。パーソナルコンピュータ３０９とステージコントローラ３１３とは相互にバス３０８で接続されている。ＸＹステージ３１１とステージコントローラ３１３とは相互にバス３０８で接続されている。ステージコントローラ３１３は、ＸＹステージ３１１及びＺステージ３１２を制御する。
【００６３】
光チョッパ３０４、基板ホルダ３１０、ＸＹステージ３１１、Ｚステージ３１２及び被測定物は図示しない暗箱内に配置される。被測定物が載置された被測定物搭載基板３０５は、基板ホルダ３１０の上に配置される。基板ホルダ３１０は、Ｚステージ３１２の上に配置される。Ｚステージ３１２は、ＸＹステージ３１１の上に配置される。
【００６４】
ＸＹステージ３１１は、基板ホルダ３１０を図１９に示すＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させる。すなわち、ＸＹステージ３１１は、基板ホルダ３１０を水平方向に移動させる。したがって、本実施形態の蛍光検出装置によれば、基板ホルダ３１０の上に配置された被測定物を水平面内で任意方向（水平面内の所望の位置）に移動させることができる。
【００６５】
また、Ｚステージ３１２は基板ホルダ３１０を図１９に示すＺ軸方向に移動させる。すなわち、Ｚステージ３１２は、基板ホルダ３１０を垂直方向に移動させる。したがって、本実施形態の蛍光検出装置によれば、基板ホルダ３１０の上に配置された被測定物を垂直方向に移動させることができる。
【００６６】
図２０に示す蛍光検出装置は、励起光源３０１、励起光源用光ファイバ３０２、蛍光検出用光ファイバ３０３、光チョッパ３０４、被測定物搭載基板３０５、光検出器３０６、光チョッパコントローラ３０７、パーソナルコンピュータ３０９、基板ホルダ３１０及回転ステージ３１４を有している。
【００６７】
光チョッパ３０４は、光チョッパコントローラ３０７と接続されている。光チョッパコントローラ３０７は、光チョッパ３０４の回転を制御する。パーソナルコンピュータ３０９とステージコントローラ３１３とは相互にバス３０８で接続されている。回転ステージ３１４とステージコントローラ３１３とは相互にバス３０８で接続されている。ステージコントローラ３１３は、回転ステージ３１４を制御する。回転ステージ３１４は、被測定物が載置された被測定物搭載基板３０５を所定方向に移動するための試料台である。
【００６８】
光チョッパ３０４、回転ステージ３１４及び被測定物は図示しない暗箱内に配置される。回転ステージ３１４は、円盤状であり、被測定物が載置された被測定物搭載基板３０５は回転ステージ３１４の上に配置される。回転ステージ３１４は、中心点２００１を軸として右回転及び左回転を行う。回転ステージ３１４が回転することにより、被測定物が載置された被測定物搭載基板３０５を回転ステージ３１４の回転方向に移動させる。すなわち、被測定物は回転ステージ３１４の中心点２００１を軸として同一円周上を移動する。したがって、本実施形態の蛍光検出装置によれば、被測定物を回転ステージ３１４の中心点２００１を軸として同一円周上を移動させることができる。
【００６９】
さらに、回転ステージ３１４が図２０に示す矢印方向に移動することにより、被測定物が載置された被測定物搭載基板３０５を図２０に示す矢印方向に移動させる。すなわち、回転ステージ３１４は、被測定物を水平方向に移動させる。したがって、本実施形態の蛍光検出装置によれば、被測定物を水平方向に移動させることができる。
【００７０】
図２１に示す蛍光検出装置は、励起光源３０１、励起光源用光ファイバ３０２、蛍光検出用光ファイバ３０３、光チョッパ３０４、被測定物搭載基板３０５、光検出器３０６、光チョッパコントローラ３０７、パーソナルコンピュータ３０９及ドラム型ステージ３１５を有している。
【００７１】
光チョッパ３０４は、光チョッパコントローラ３０７と接続されている。光チョッパコントローラ３０７は、光チョッパ３０４の回転を制御する。パーソナルコンピュータ３０９とステージコントローラ３１３とは相互にバス３０８で接続されている。ドラム型ステージ３１５とステージコントローラ３１３とは相互にバス３０８で接続されている。ステージコントローラ３１３は、ドラム型ステージ３１５を制御する。ドラム型ステージ３１５は、被測定物が載置された被測定物搭載基板３０５を所定方向に移動するための試料台である。
【００７２】
光チョッパ３０４、ドラム型ステージ３１５及び被測定物が載置された被測定物搭載基板３０５は図示しない暗箱内に配置される。ドラム型ステージ３１５は、円筒状であり、被測定物を載置した被測定物搭載基板３０５は、ドラム型ステージ３１５の上に配置される。
【００７３】
ドラム型ステージ３１５は、中心点２１０１を軸として右回転及び左回転を行う。ドラム型ステージ３１５が回転することにより、被測定物をドラム型ステージ３１５の回転方向に移動させる。すなわち、被測定物はドラム型ステージ３１５の中心点２１０１を軸として同一円周上を移動する。したがって、本実施形態の蛍光検出装置によれば、被測定物をドラム型ステージ３１５の中心点２１０１を軸として同一円周上を移動させることができる。
【００７４】
さらに、ドラム型ステージ３１５が図２１に示す矢印方向に移動することにより、被測定物を図２１に示す矢印方向に移動させる。したがって、本実施形態の蛍光検出装置によれば、被測定物を水平方向に移動させることができる。
【００７５】
図１９から図２１に示したいずれの蛍光検出装置によっても、蛍光が入射される励起光源用光ファイバ３０２の位置とその位置で検出される蛍光強度との関係を計測できるようにしてもよい。この場合、蛍光が入射される蛍光検出用光ファイバ３０３の位置とその位置で検出される蛍光強度との関係を計測する計測プログラムをパーソナルコンピュータ３０９が実行することにより実現可能である。
【００７６】
次に、流路の中を通過する蛍光標識された被測定物に励起光を入射し、蛍光標識された被測定物が発生する蛍光を検出する蛍光検出装置の構成について説明する。図２２は、流路２２０１を形成した被測定物搭載基板３０５の上面図である。被測定物搭載基板３０５は、箱型であり内部に空洞を有する。この場合、被測定物搭載基板３０５はガラスで形成されていてもよい。
【００７７】
図２２に示すように、被測定物搭載基板３０５内に流路２２０１が形成されている。具体的には、被測定物搭載基板３０５に穴を設けて、空洞を形成すればよい。ガラスの板材で箱水体を組み立ててもよい。さらに、空洞内に流路２２０１を形成する。また、流路２２０１は励起光及び蛍光が透過する材料を用いて形成する。
【００７８】
被測定物搭載基板３０５には、パイプ２２０２及びパイプ２２０３が設けられている。パイプ２２０２は、流路２２０１の入り口と接続されている。また、パイプ２２０３は、流路の出口と接続されている。パイプ２２０２から流路２２０１内に液体状の被測定物が供給される。
【００７９】
流路２２０１の入り口及び流路２２０１の出口には、透明電極膜２２０４が設けられている。そして、流路２２０１の入り口に設けられた透明電極膜２２０４と流路２２０１の出口に設けられた透明電極膜２２０４とは導電線２２０５を介して電気的に接続されている。導電線２２０５には、電源電圧が設けられている。電源電圧が導電線２２０５を介して流路２２０１内に電圧を印加する。透明電極膜２２０４として、例えば、金や白金などを使用する。
【００８０】
流路２２０１内に電圧を印加した場合、流路２２０２内の液体状の被測定物は電気泳動により流路２２０１の出口まで移動する。そのため、パイプ２２０２から供給された液体状の被測定物は、流路２２０１の入り口から流路２２０１の出口まで移動する。そして、液体状の被測定物はパイプ２２０２を介して流路２２０１外に排出される。
【００８１】
流路２２０１に供給する液体状の被測定物のうち特定の物質に蛍光標識剤を付着させる。そして、流路２２０１内を流れる液体状の被測定物に励起光を入射する。この場合、励起光源用光ファイバ３０２を使用して励起光を入射する。流路２２０１内を流れる液体状の被測定物に励起光が入射できる位置に励起光源用光ファイバ３０２は設置されている。この場合、励起光源用光ファイバ３０２の先端を流路２２０１の上面に設置してもよい。
また、蛍光検出用光ファイバ３０３の先端を流路２２０１の上面に設置してもよい。
【００８２】
蛍光検出用光ファイバ３０３を使用して蛍光標識された被測定物が発生する蛍光を検出する。すなわち、蛍光標識された被測定物が発生する蛍光は、蛍光検出用光ファイバ３０３に入射される。そして、蛍光検出用光ファイバ３０３に入射された蛍光は、光検出器３０６により検出される。
【００８３】
また、励起光源用光ファイバ３０２と蛍光検出用光ファイバ３０３との間隔ｄは、流速（流路２２０１内を流れる液体状の被測定物の流速）及び蛍光標識剤の蛍光遅延特性に基づいて決定される。本実施形態に示す流路２２０１を備えた被測定物搭載基板３０５は、図１９に示す蛍光検出装置のＺステージ３１２の上に配置してもよい。本実施形態によれば、特定の物質に付着した蛍光標識剤が発生する蛍光を検出することが可能となる。
【００８４】
上記のような構成を用いることにより、本実施形態の蛍光検出装置によれば、装置の簡略化が可能となる。また、上記のような構成を用いることにより、本実施形態の蛍光検出装置によれば、装置の小型化が可能となる。
【００８５】
〈第２実施形態〉
本発明の第２実施形態に係る蛍光検出装置を図２３に基づいて説明する。本発明の第２実施形態においては、図２３に示すように、励起光を被測定物搭載基板３０５の背面から照射し、蛍光標識された被測定物に励起光を入射してもよい。他の構成及び作用は第１実施形態と同様である。そこで、同一の構成要素については、第１実施形態と同一の符号を付し、その説明を省略する。また、必要に応じて図３から図２２の図面を参照する。
【００８６】
また、本発明の第２実施形態においては、必要に応じて蛍光検出用光ファイバ３０３を更に増やすことができる。そのため、光検出器３０６への蛍光の入射効率を更に向上することができる。複数本の蛍光検出用光ファイバ３０３を使用する場合、蛍光検出用光ファイバ３０３を束ねてバンドル化する。
【００８７】
また、複数本の蛍光検出用光ファイバ３０３を使用する場合、合波器を使用する。蛍光検出用光ファイバ３０３を束ねてバンドル化したり、合波器を使用したりすることにより、複数本の蛍光検出用光ファイバ３０３を使用しても、光チョッパ３０４通過後の蛍光を光検出部に導くことが可能となる。例えば、光電子倍増管や半導体受光素子の受光面にバンドル化した蛍光検出用光ファイバ３０３を配置することができる。
【００８８】
また、図２３に示すように、蛍光標識された被測定物を被測定物搭載基板３０５の背面に配置してもよい。この場合、被測定物搭載基板３０５の背面に励起光を透過しない励起光カットフィルタ２３０１を備え付ける。励起光カットフィルタ２３０１を被測定物搭載基板３０５の背面に備え付けることにより、蛍光検出用光ファイバ３０３に励起光が入射されることを低減できる。被測定物搭載基板３０５は蛍光を透過するため、蛍光検出用光ファイバ３０３に蛍光が入射される。したがって、蛍光のみを検出することができる。
【００８９】
図２３では、被測定物搭載基板３０５に励起光カットフィルタ２３０１を備え付けた構成を示した。しかし、被測定物搭載基板３０５に励起光カットフィルタ２３０１を備え付けない構成であってもよい。
【００９０】
〈第３実施形態〉
本発明の第２実施形態に係る蛍光検出装置を図２４に基づいて説明する。本発明の第３実施形態においては、１本の蛍光検出用光ファイバ３０３で蛍光を検出する。他の構成及び作用は第１実施形態と同様である。そこで、同一の構成要素については、第１実施形態
と同一の符号を付し、その説明を省略する。また、必要に応じて図３から図２２の図面を参照する。図２４に示すように、１本の蛍光検出用光ファイバ３０３により蛍光を検出する。１本の蛍光検出用光ファイバ３０３により蛍光を検出することにより、蛍光強度を可変できる。
【００９１】
また、被測定物搭載基板３０５の上に蛍光反射層２４０１を設けてもよい。蛍光反射層２４０１として、例えば、アルミニウム蒸着膜を用いる。被測定物搭載基板３０５の上に蛍光反射層２４０１を設けることにより、被測定物搭載基板３０５に励起光及び蛍光が放射されることを低減する。その結果、光検出器３０６が検出する蛍光強度が強くなり、高感度の検出が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】ダイクロイックミラー２を必要とする蛍光検出装置を示す図である。
【図２】ダイクロイックミラー２を必要としない蛍光検出装置を示す図である。
【図３】第１実施形態に係る蛍光検出装置の概略図である。
【図４】光ファイバの説明図である。
【図５】結合レンズの説明図である。
【図６】被測定物が発生する蛍光の蛍光強度を示す図である。
【図７】蛍光強度の変化を示す図である。
【図８】標識剤が発生する蛍光の蛍光強度と経過時間との関係を示す図である。
【図９】標識剤以外が発生する蛍光の蛍光強度と経過時間との関係を示す図である。
【図１０】本実施形態の光チョッパ３０４の一実施例を示す上面図である。
【図１１】本実施形態の光チョッパ３０４の一実施例を示す上面図である。
【図１２】励起光及び蛍光が各スリットを通過する時間を示す図である。
【図１３】励起光及び蛍光が各スリットを通過する時間を示す図である。
【図１４】光ファイバの先端の構成例を示す図である。
【図１５】光ファイバの先端の構成例を示す図である。
【図１６】光ファイバの先端の構成例を示す図である。
【図１７】光ファイバの先端の構成例を示す図である。
【図１８】光ファイバの先端の構成例を示す図である。
【図１９】第１実施形態の蛍光検出装置の具体的な構成例を示す図である。
【図２０】第１実施形態の蛍光検出装置の具体的な構成例を示す図である。
【図２１】第１実施形態の蛍光検出装置の具体的な構成例を示す図である。
【図２２】流路２２０１を形成した被測定物搭載基板３０５の上面図である。
【図２３】第２実施形態に係る蛍光検出装置の説明図である。
【図２４】第３実施形態に係る蛍光検出装置の説明図である。
【符号の説明】
【００９３】
３０１ 励起光源
３０２ 励起光源用光ファイバ
３０３ 蛍光検出用光ファイバ
３０４ 光チョッパ
３０５ 被測定物搭載基板
３０６ 光検出器
３０７ 光チョッパコントローラ
３０８ バス
３０９ パーソナルコンピュータ
３１０ 基板ホルダ
３１１ ＸＹステージ
３１２ Ｚステージ
３１３ ステージコントローラ
３１４ 回転ステージ
３１５ ドラム型ステージ
４０１ 光ファイバ
４０２ メタルコート
５０１、５０２ レンズ
１００１、１００２、１００３、１００４、１００５、１００６、１１０１、１１０２、１１０３ スリット
１４０１ 光ファイバ
１５０１ 広がり角度調整部材
１６０１ 金属膜
２２０１ 流路
２２０２、２２０３ パイプ
２２０４ 透明電極膜
２２０５ 導電線
２３０１ 励起光カットフィルタ
２４０１ 蛍光反射層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光標識された被測定物を励起させる励起光を発生する励起光源と、
前記励起光を前記被測定物に入射する第１の光路と、
前記蛍光標識された被測定物が前記励起光により励起されて発生する蛍光を検出する検出器と、
前記蛍光を前記検出器に入射する第２の光路と、
前記第１の光路を通過する励起光及び前記第２の光路を通過する蛍光を分断し、前記励起光の通過期間と前記蛍光の通過期間との相対的な関係を制御する分断器と、
を備える蛍光検出装置。
【請求項２】
前記第１の光路は対向する接続端で互いに接続される２つの光路を有し、
前記第２の光路は対向する接続端で互いに接続される２つの光路を有し、
前記分断器は、前記第１の光路の前記対向する接続端の間および前記第２の光路の前記対向する接続端の間において光の遮断状態と通過状態とを制御する回転式の光チョッパであり、前記光チョッパの回転数を変更することにより前記相対的な関係を変更する請求項１に記載の蛍光検出装置。
【請求項３】
前記第１の光路及び前記第２の光路は、光ファイバであり、
前記光ファイバが前記被測定物に対向する先端は凸形状である請求項１に記載の蛍光検出装置。
【請求項４】
前記第１の光路及び前記第２の光路は、光ファイバであり、
前記光ファイバの入射口に広がり角度調整部材を設ける請求項１に記載の蛍光検出装置。
【請求項５】
前記第１の光路及び前記第２の光路は、光ファイバであり、
前記光ファイバが前記被測定物に対向する先端の外周が金属で覆われている請求項１に記載の蛍光検出装置。
【請求項６】
前記被測定物を所定方向に移動させる移動装置を更に備え、
前記第１の光路は、前記所定方向に移動した被測定物に前記励起光を入射し、
前記第２の光路は、前記所定方向に移動した被測定物が発生する蛍光を前記検出器に入射する請求項１に記載の蛍光検出装置。
【請求項７】
前記移動装置は、前記被測定物を搭載する円盤状の試料台を更に備え、
前記円盤状の試料台が回転又は所定方向に移動することにより前記被測定物を所定方向に移動させる請求項６に記載の蛍光検出装置。
【請求項８】
前記移動装置は、前記被測定物を搭載する円筒状の試料台を更に備え、
前記円筒状の試料台が回転又は所定方向に移動することにより前記被測定物を所定方向に移動させる請求項６に記載の蛍光検出装置。
【請求項９】
前記被測定物が通過する流路を更に備え、
前記第１の光路は、前記流路を通過する被測定物に前記励起光を入射し、
前記第２の光路は、前記流路を通過する被測定物が発生する蛍光を前記検出器に入射する請求項１に記載の蛍光検出装置。
【請求項１】
蛍光標識された被測定物を励起させる励起光を発生する励起光源と、
前記励起光を前記被測定物に入射する第１の光路と、
前記蛍光標識された被測定物が前記励起光により励起されて発生する蛍光を検出する検出器と、
前記蛍光を前記検出器に入射する第２の光路と、
前記第１の光路を通過する励起光及び前記第２の光路を通過する蛍光を分断し、前記励起光の通過期間と前記蛍光の通過期間との相対的な関係を制御する分断器と、
を備える蛍光検出装置。
【請求項２】
前記第１の光路は対向する接続端で互いに接続される２つの光路を有し、
前記第２の光路は対向する接続端で互いに接続される２つの光路を有し、
前記分断器は、前記第１の光路の前記対向する接続端の間および前記第２の光路の前記対向する接続端の間において光の遮断状態と通過状態とを制御する回転式の光チョッパであり、前記光チョッパの回転数を変更することにより前記相対的な関係を変更する請求項１に記載の蛍光検出装置。
【請求項３】
前記第１の光路及び前記第２の光路は、光ファイバであり、
前記光ファイバが前記被測定物に対向する先端は凸形状である請求項１に記載の蛍光検出装置。
【請求項４】
前記第１の光路及び前記第２の光路は、光ファイバであり、
前記光ファイバの入射口に広がり角度調整部材を設ける請求項１に記載の蛍光検出装置。
【請求項５】
前記第１の光路及び前記第２の光路は、光ファイバであり、
前記光ファイバが前記被測定物に対向する先端の外周が金属で覆われている請求項１に記載の蛍光検出装置。
【請求項６】
前記被測定物を所定方向に移動させる移動装置を更に備え、
前記第１の光路は、前記所定方向に移動した被測定物に前記励起光を入射し、
前記第２の光路は、前記所定方向に移動した被測定物が発生する蛍光を前記検出器に入射する請求項１に記載の蛍光検出装置。
【請求項７】
前記移動装置は、前記被測定物を搭載する円盤状の試料台を更に備え、
前記円盤状の試料台が回転又は所定方向に移動することにより前記被測定物を所定方向に移動させる請求項６に記載の蛍光検出装置。
【請求項８】
前記移動装置は、前記被測定物を搭載する円筒状の試料台を更に備え、
前記円筒状の試料台が回転又は所定方向に移動することにより前記被測定物を所定方向に移動させる請求項６に記載の蛍光検出装置。
【請求項９】
前記被測定物が通過する流路を更に備え、
前記第１の光路は、前記流路を通過する被測定物に前記励起光を入射し、
前記第２の光路は、前記流路を通過する被測定物が発生する蛍光を前記検出器に入射する請求項１に記載の蛍光検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【公開番号】特開２００８−１１６３９５（Ｐ２００８−１１６３９５Ａ）
【公開日】平成２０年５月２２日（２００８．５．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３０１６１０（Ｐ２００６−３０１６１０）
【出願日】平成１８年１１月７日（２００６．１１．７）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【出願人】（８９９００００６８）学校法人早稲田大学 (602)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年５月２２日（２００８．５．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月７日（２００６．１１．７）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【出願人】（８９９００００６８）学校法人早稲田大学 (602)
【Ｆターム（参考）】
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