蛍光読み取り装置
【課題】ＤＮＡマイクロアレイなどのような生体分子検知デバイスの読み取り装置において、スキャンニング効率が良く、簡易な構成で無駄なく結果を得ることのできる蛍光読み取り装置を提供することを目的とする。
【解決手段】光電変換素子１３が線状に配設された受光手段３と蛍光判断手段４を備え、測定対象部１０に対して受光手段に配設された光電変換素子１３が垂直になるようにスキャンニングし、蛍光判断手段４は受光手段３が検出する光量が予め設定したしきい値の範囲内の時蛍光していると判断し撮像することによって、簡易な構成で必要な情報の結果だけを得ることのできる蛍光読み取り装置が得られる。
【解決手段】光電変換素子１３が線状に配設された受光手段３と蛍光判断手段４を備え、測定対象部１０に対して受光手段に配設された光電変換素子１３が垂直になるようにスキャンニングし、蛍光判断手段４は受光手段３が検出する光量が予め設定したしきい値の範囲内の時蛍光していると判断し撮像することによって、簡易な構成で必要な情報の結果だけを得ることのできる蛍光読み取り装置が得られる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出用物質、具体的にはＤＮＡ、たんぱく質や抗体などのプローブが支持体に固相化されたプローブ担体およびそのプローブ担体のプローブに蛍光標識された検体と反応して蛍光発色した測定部の蛍光を読み取る蛍光読み取り装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
遺伝子発現頻度を検出する方法として、プローブアレイを使用した解析が行われており、このプローブアレイ解析において、核酸ハイブリダイゼーション反応による検出である、いわゆるＤＮＡチップなどが用いられており、遺伝子の変異解析、ＳＮＰｓ（一塩基多型）分析などにも利用され、創薬、臨床診断、薬理ジェノミクス、法医学その他の分野において広範囲に活用されている。遺伝子多型を含む領域などのＤＮＡや転写産物であるＲＮＡを鋳型にして合成されたｃＤＮＡをＰＣＲ等の増幅手段で増幅し、増幅産物とプローブアレイとをハイブリダイゼーション反応し、ハイブリット形成させ、形成されたハイブリット構造を蛍光色素などを用いて検出することが一般的である。また、遺伝子解析以外においても生体分子を網羅的に検出する方法として、抗体や糖鎖やレクチンなどをプローブとしてアレイ状に固相化したプローブ担体に、プローブと結合するターゲット分子とプローブの複合体を形成させ、形成された複合体を蛍光染色やＱＣＭなどの手段によって検出すること方法が活用されている。従来、この種のプローブ担体は、スライドガラスに多種類のプローブＤＮＡを高密度に固相する方法や半導体基板にＤＮＡプローブを合成する方法が知られている。これらのＤＮＡチップといわれるものは、主として遺伝子発現頻度解析などの利用を目的としていることから、多種、多数のＤＮＡオリゴマーやｃＤＮＡなどが高密度に集積されている。その他高密度化を図るために、円盤状の基板（担体）や独立した反応部を設けるなどが検討されている（特許文献１、２参照）。しかしながら、近年前述の遺伝子発現頻度解析などの研究目的から、特定の微生物、ウイルス、ＤＮＡなどの有無を検出するような検査の目的に使用されるようになり、この場合は、必ずしも多くのＤＮＡプローブなどを必要とせず、例えば、１回の検査において、数１０種類のプローブさえ用いれば目的の検査を完了することが可能であり、検査目的に応じて数種類の菌やウイルスなどの検出に使いやすいプローブ担体が望まれている。
【０００３】
また、プローブ担体に染色試薬などで発色したターゲットとする核酸の特異的な配列が反応し、その発色を検出する装置は、レーザー方式でプローブ担体をスキャンニングし、発色あるいは蛍光した光を光電子倍増管などで検出する方法が一般的に用いられている。
【０００４】
レーザー方式でスキャンする場合、測定面積が大きくなると焦点距離に誤差が生じるため、受光ピンホールなどを用いてプローブ担体の歪みやたわみに対応した蛍光読み取り装置などが開発されている（特許文献３参照）。
【０００５】
また、生体高分子検出用デバイスを固定保持し蛍光検出手段に対して移動走査することのできる走査型共焦点顕微鏡画像検出装置が発明されており、以下に示すような装置が公開されている（特許文献４参照）。
【０００６】
以下、その走査型共焦点顕微鏡画像検出装置について図１５を参照しながら説明する。図１５（ａ）は走査型共焦点顕微鏡画像検出装置１０１の構成を示す図であり、図１５（ａ）に示すように、走査型共焦点顕微鏡画像検出装置１０１は、ポリマー配列分析装置のＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向の移動の少なくとも一方向に走査動作を行わせるボイスコイル１０２を備えている。ボイスコイル１０２は、高度な光収集効率を備えた安価な対物レンズ１０３を用いて有効に利用できるポリマー配列の少なくともひとつの軸を高速走査する際に加速度の改善をもたらす。大きな加速度を、ボイスコイル作動性軸の安定状態の高い走査スピード（約２２インチ／秒）と組み合わせることによって、例えば３０ライン／秒で１４ｍｍ（一タイプのポリマー配列の走査ラインの長さ）といった距離を走査することが可能になる。
【０００７】
また、図１５（ｂ）は解読用載物台１０４の構成を示す図であり、図１５（ｂ）に示すように解読用載物台１０４にはボイスコイル１０２、およびボイスコイル１０２を線形スライドに接続する軽量のブラケット１０５が設けられている。ブラケット１０５は堅く、走査すべきポリマー配列または回転式プリズム１０６と対物レンズ１０３を支持するように設計されている。
【０００８】
高速軸（Ｘ）方向に設けたポリマー配列の高速走査用ボイスコイル１０２を用いると、開口数の高い（例えば０．５またはそれ以上）、簡単な低コストの対物レンズ１０３を利用できるようになる。対物レンズ１０３は例えば、顕微鏡の対物レンズであってもよいし、または簡単な構成の非球面レンズであってもよい。この対物レンズ１０３は、高価な対物レンズとは違って軸を外れた収差を補正する必要がないため小さくて安価であるが、高い開口数を持っているとよい。
【０００９】
このように走査型共焦点顕微鏡画像検出装置１０１は、例えばポリマー配列の高スピードで低価格の走査、即ちボイスコイル作動性を持つ解読用載物台１０４を用いて高性能で価格の面で効果的なポリマー配列走査を行う装置であり、１０走査線／秒から３０走査線／秒の走査スピードを維持して画像を検出する際、約３．５μｍから約１．５μｍまたはそれ以下の大きさのピクセルで走査ができる。
【特許文献１】特開２００４−２８９９２号公報
【特許文献２】特開２００４−３０１５５９号公報
【特許文献３】特開２００２−３５７５４９号公報
【特許文献４】特開２００１−５１９４６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
このような従来の技術では、ＤＮＡチップなどのような２次元的に広がった表面の蛍光画像を取得するために、広範囲をスキャンニングする高精度な駆動機構部が必要なため蛍光読み取り装置自体が大型化し、またスキャンニングが長時間かかり非効率的という課題があり、装置が小型になりスキャンニング効率の良い蛍光読み取り装置が要求されており、また、ＤＮＡチップを利用した検査結果は情報量が多く情報解析が煩雑になるという課題があり、必要のない情報はあらかじめ削除された検査結果を得ることができる蛍光読み取り装置が要求されている。
【００１１】
また、スキャンニング時間を短くするために蛍光画像を取得する受光素子を多数用いることで相対的にスキャンニング時間を短縮する場合、受光素子を多数使用するため蛍光読み取り装置自体が高額になるという課題があり、受光素子を多数使用せずに安価でスキャニング時間の短い蛍光読み取り装置が要求されている。
【００１２】
また、蛍光読み取り装置の励起光源としてレーザーを用いた場合、レーザー方式では出力が大きいため励起される蛍光分子が早く褪色してしまい、試料の劣化が早く再計測が難しいという課題や、レーザー光源からの発熱が、蛍光読み取り装置およびＤＮＡチップ上の蛍光色素に悪影響を及ぼしてしまうため、装置寿命およびＤＮＡチップの寿命を短くしてしまうという課題があり、蛍光分子が劣化しにくく再計測が可能でありさらに装置寿命やＤＮＡチップの寿命が長くなるような蛍光読み取り装置が要求されている。
【００１３】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、装置が小型になりスキャンニング効率の良い蛍光読み取り装置を提供することを目的とし、また、必要のない情報があらかじめ削除された検査結果を得ることのできる蛍光読み取り装置を提供することを目的としている。
【００１４】
また、受光素子を多数使用せずに安価でスキャニング時間の短い蛍光読み取り装置を提供することを目的としている。
【００１５】
また、蛍光分子が劣化しにくく再計測が可能でありさらに装置寿命やＤＮＡチップの寿命が長くなるような蛍光読み取り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】
【００１６】
本発明の蛍光読み取り装置は、上記目的を達成するために、蛍光試薬で標識された一つ以上の蛍光点を含んだ測定対象部の蛍光点を検出する蛍光読み取り装置であって、前記測定対象部の一定面積に予め定められた波長域で励起光を照射する１つまたは複数の光源と、前記測定対象部の一定面積の一部または全ての部分で前記励起光によって発光する予め定められた波長域の光を受光する線状に配置された複数の光電変換素子である受光手段と、前記光源によって照射されて発光した光を設定した一定の時間内に受光し、その受光した光量が設定したしきい値の範囲内のときに蛍光していると判断する蛍光判断手段と、測定対象部または光源および受光手段を連続的あるいは断続的に移動させ、測定対象部の測定に必要な距離を移動させる移動手段と、測定対象部の蛍光点の位置を特定し、その特定した蛍光点の位置を表示する蛍光点位置表示手段を備えたことを特徴とする蛍光読み取り装置としたものである。
【００１７】
この手段により、装置が小型になりスキャンニング効率の良い蛍光読み取り装置が得られ、また、光電変換素子を多数使用せずに安価でスキャニング時間の短い蛍光読み取り装置が得られ、また、必要のない情報があらかじめ削除された検査結果を得ることができる蛍光読み取り装置が得られる。
【００１８】
また、他の手段は光源をＬＥＤとした請求項１記載の蛍光読み取り装置としたものである。
【００１９】
この手段により、蛍光分子が劣化しにくく再計測が可能でありさらに装置寿命やＤＮＡチップの寿命が長くなるような蛍光読み取り装置が得られる。
【００２０】
また、他の手段は受光手段の長さを測定対象部の幅と同じ長さとした請求項１、２いずれか記載の蛍光読み取り装置としたものである。
【００２１】
この手段により、装置が小型になりスキャンニング効率の良い蛍光読み取り装置が得られ、また、光電変換素子を多数使用せずに安価でスキャニング時間の短い蛍光読み取り装置が得られる。
【００２２】
また、他の手段は励起光によって発光した光を集光する集光レンズを前記光電変換素子の前段に設けた請求項１〜３いずれか一つに記載の蛍光読み取り装置としたものである。
【００２３】
この手段により、微量な発光であっても感度良く検出することのできる蛍光読み取り装置が得られる。
【００２４】
また、他の手段は移動手段が測定対象部を固定する測定対象部固定部を有しており、前記測定対象部を固定保持した前記移動手段が前記測定対象部を連続的あるいは断続的に移動させ、前記測定対象部の測定に必要な距離を移動させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の蛍光読み取り装置としたものである。
【００２５】
この手段によりス、キャンニング効率の良い蛍光読み取り装置が得られ、迅速に検出することのできる蛍光読み取り装置が得られる。
【００２６】
また、他の手段は移動手段が光源および受光手段を固定させる光源および受光手段固定部を有しており、前記光源および前記受光手段を固定保持した前記移動手段が前記光源および前記受光手段を連続的あるいは断続的に移動させ、前記測定対象部の測定に必要な距離を移動させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の蛍光読み取り装置としたものである。
【００２７】
この手段によりスキャンニング効率の良い蛍光読み取り装置が得られ、迅速に検出することのできる蛍光読み取り装置が得られる。
【００２８】
また、他の手段は測定対象部へ当たる外光を遮光することのできる筐体を有しており、前記筐体内に光源と受光手段とを内包したことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の蛍光読み取り装置としたものである。
【００２９】
この手段により、外光に影響されることなく感度良く検出することのできる蛍光読み取り装置が得られる。
【００３０】
また、他の手段は測定する位置を把握する測定位置特定手段が備えられた測定対象部を測定する蛍光読み取り装置であって、測定対象部に備えられた測定位置特定手段を検知する測定位置検知手段を備えたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の蛍光読み取り装置としたものである。
【００３１】
この手段により、無駄なく効率良く測定対象部をスキャンニングすることのできる蛍光読み取り装置が得られる。
【００３２】
また、他の手段は測定位置特定手段が蛍光体あるいは発光体で構成されており、光源および受光手段が測定位置検知手段を兼ね備えていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の蛍光読み取り装置としたものである。
【００３３】
この手段により、簡単な構成で無駄なく効率良く測定対象部をスキャンニングすることのできる蛍光読み取り装置が得られる。
【００３４】
また、他の手段は測定対象部が平板状であり、光源および受光手段が前記測定対象部に対して平行になるように、前記測定対象部または光源および受光手段を連続的あるいは断続的に移動させ、測定対象部の測定に必要な距離を移動させることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載の蛍光読み取り装置としたものである。
【００３５】
この手段により、簡単な構成で効率良くスキャンニングすることのできる蛍光読み取り装置が得られる。
【００３６】
また、他の手段は核酸あるいはタンパク質あるいは糖質あるいは脂質を備えた測定対象部の蛍光点を読み取ることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一つに記載の蛍光読み取り装置としたものである。
【００３７】
この手段により、核酸あるいはタンパク質あるいは糖質あるいは脂質に対して結合する物質を効率良く検知することのできる蛍光読み取り装置が得られる。
【００３８】
また、他の手段は測定対象部がＤＮＡマイクロアレイであることを特徴とした請求１１に記載の蛍光読み取り装置としたものである。
【００３９】
この手段により、ＤＮＡマイクロアレイを効率良く読み取ることのできる蛍光読み取り装置が得られる。
【００４０】
また、他の手段はＤＮＡマイクロアレイ上のＤＮＡプローブが固定された複数スポットのそれぞれの中心点が一直線上になる様に配列されており、前記スポットの中心点が形成する一直線に沿ってＤＮＡマイクロアレイまたは光源および受光手段を連続的あるいは断続的に移動させ、ＤＮＡマイクロアレイの測定に必要な距離を移動させる事を特徴とした請求項１２に記載の蛍光読み取り装置としたものである。
【００４１】
この手段により、無駄なく効率良く短時間でスキャンニングでき、簡単な構成で安価に効率良くＤＮＡマイクロアレイを検出することのできる蛍光読み取り装置が得られる。
【００４２】
また、他の手段はＤＮＡマイクロアレイ上のＤＮＡプローブを固定した複数のスポット全体が形成するスポットエリアが四角形になっており、四角形の前記スポットエリアを形成する辺のいずれか１つの辺に対して垂直になる様にＤＮＡマイクロアレイまたは光源および受光手段を連続的あるいは断続的に移動させ、ＤＮＡマイクロアレイの測定に必要な距離を移動させる事を特徴とした請求項１３に記載の蛍光読み取り装置としたものである。
【００４３】
この手段により、スポットがたくさんあっても無駄なく効率良く短時間でスキャンニングでき、簡単な構成で安価に効率良くＤＮＡマイクロアレイを検出することのできる蛍光読み取り装置が得られる。
【発明の効果】
【００４４】
本発明によれば、装置全体を小型化可能にしスキャンニング効率を良くすることができるという効果のある蛍光読み取り装置を提供でき、必要のない情報があらかじめ削除されることで洗練された検査結果を得ることができる蛍光読み取り装置を提供できる。
【００４５】
また、光電変換素子を多数使用せずに安価でスキャンニング時間を短くできるという効果のある蛍光読み取り装置を提供できる。
【００４６】
また、本発明によれば蛍光分子が劣化しにくいため再計測が可能になり、また、装置寿命やＤＮＡチップの寿命が長くなるという効果のある蛍光読み取り装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
本発明の請求項１記載の発明は、蛍光試薬で標識された一つ以上の蛍光点を含んだ測定対象部の蛍光点を検出する蛍光読み取り装置であって、前記測定対象部の一定面積に予め定められた波長域で励起光を照射する１つまたは複数の光源と、前記測定対象部の一定面積の一部または全ての部分で前記励起光によって発光する予め定められた波長域の光を受光する線状に配置された複数の光電変換素子である受光手段と、前記光源によって照射されて発光した光を設定した一定の時間内に受光し、その受光した光量が設定したしきい値の範囲内のときに蛍光していると判断する蛍光判断手段と、測定対象部または光源および受光手段を連続的あるいは断続的に移動させ、測定対象部の測定に必要な距離を移動させる移動手段と、測定対象部の蛍光点の位置を特定し、その特定した蛍光点の位置を表示する蛍光点位置表示手段を備えたことを特徴とする蛍光読み取り装置としたものであり、線状に配置された複数の光電変換素子である受光手段を用いて測定対象部をスキャンニングすることによって、効率良く測定対象部全体をスキャンニングすることができるようになり、また、線状に配置された光電変換素子を一つの軸方向を往復運動させてスキャンニングすることによって効率良くスキャンニングできるため、複雑な走査機構部を必要としない小型化可能な蛍光読み取り装置ができるようになり、また、光電変換素子を多数配置しなくても良いので安価にスキャニング時間が短縮することができる蛍光読み取り装置ができるという作用を有する。
【００４８】
また、光源をＬＥＤとした請求項１記載の蛍光読み取り装置としたものであり、ＬＥＤの励起光を利用することで蛍光分子が劣化しにくくなるため再計測が可能になり、装置寿命やＤＮＡチップの寿命が長くなるという作用を有する。
【００４９】
また、前記受光手段の長さを測定対象部の幅と同じ長さとした請求項１、２いずれか記載の蛍光読み取り装置としたものであり、測定対象部の幅を規定する線に対して受光手段を垂直にスキャンニングすることによってより効率的にスキャンニングできるようになり、また、使用する光電変換素子がより少なくて済むのでより安価な蛍光読み取り装置を提供することができるという作用を有する。
【００５０】
また、励起光によって発光した光を集光する集光レンズを前記光電変換素子の前段に設けた請求項１〜３いずれか一つに記載の蛍光読み取り装置としたものであり、測定対象部の蛍光分子から発せられる発光が集光レンズによって集光されるため、感度が良く蛍光を検出することができる蛍光読み取り装置を提供することができるという作用を有する。
【００５１】
また、移動手段が測定対象部を固定する測定対象部固定部を有しており、前記測定対象部を固定保持した前記移動手段が前記測定対象部を連続的あるいは断続的に移動させ、前記測定対象部の測定に必要な距離を移動させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の蛍光読み取り装置としたものであり、測定対象部固定部によって測定対象部が安定に保持固定されるため、スキャンニング時に精度良く蛍光を検出することのできる蛍光読み取り装置を提供することができるという作用を有する。
【００５２】
また、移動手段が光源および受光手段を固定させる光源および受光手段固定部を有しており、前記光源および前記受光手段を固定保持した前記移動手段が前記光源および前記受光手段を連続的あるいは断続的に移動させ、前記測定対象部の測定に必要な距離を移動させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の蛍光読み取り装置としたものであり、スキャンニング時に測定対象部が固定され移動しない状態であるためスキャンニング時に精度良く蛍光を検出することのできる蛍光読み取り装置を提供することができるという作用を有する。
【００５３】
また、測定対象部へ当たる外光を遮光することのできる筐体を有しており、前記筐体内に光源と受光手段とを内包したことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の蛍光読み取り装置としたものであり、スキャンニング時に測定対象部および受光手段に干渉する外光を遮断することができるため、感度良く蛍光を検出することのできる蛍光読み取り装置を提供することができるという作用を有する。
【００５４】
また、測定する位置を把握する測定位置特定手段が備えられた測定対象部を測定する蛍光読み取り装置であって、測定対象部に備えられた測定位置特定手段を検知する測定位置検知手段を備えたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の蛍光読み取り装置としたものであり、測定位置検知手段が測定対象部上の測定位置特定手段を検知することによって確実に測定対象部をスキャンニングすることができるようになる蛍光読み取り装置を提供することができるという作用を有する。
【００５５】
また、測定位置特定手段が蛍光体あるいは発光体で構成されており、光源および受光手段が測定位置検知手段を兼ね備えていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の蛍光読み取り装置としたものであり、測定位置検知手段を兼ね備えた受光手段とすることで、より簡易な構成となる蛍光読み取り装置を提供することができるという作用を有する。
【００５６】
また、測定対象部が平板状であり、光源および受光手段が前記測定対象部に対して平行になるように、前記測定対象部または光源および受光手段を連続的あるいは断続的に移動させ、測定対象部の測定に必要な距離を移動させることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載の蛍光読み取り装置としたものであり、平板状の測定対象部に対して平行になるようにスキャンニングすることによって、平板状の測定対象部の蛍光を簡便に精度良く検出することのできる蛍光読み取り装置を提供することができるという作用を有する。
【００５７】
また、核酸あるいはタンパク質あるいは糖質あるいは脂質を備えた測定対象部の蛍光点を読み取ることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一つに記載の蛍光読み取り装置としたものであり、核酸あるいはタンパク質あるいは糖質あるいは脂質に対して結合することのできる結合物質に蛍光分子を標識し、蛍光標識された結合物質が測定対象部に効率良く捕捉されることによって、核酸あるいはタンパク質あるいは糖質あるいは脂質に対して結合することのできる結合物質を効率良く検知することのできる蛍光読み取り装置を提供することができるという作用を有する。
【００５８】
また、測定対象部がＤＮＡマイクロアレイであることを特徴とした請求１１に記載の蛍光読み取り装置としたものであり、ＤＮＡマイクロアレイに蛍光標識された核酸分子多種類を効率良く補足し、ＤＮＡマイクロアレイ上に補足された蛍光分子を効率良く検出することで、目的の塩基配列を含む核酸分子多種類を効率良く検出することのできる蛍光読み取り装置を提供することができるという作用を有する。
【００５９】
また、ＤＮＡマイクロアレイ上のＤＮＡプローブが固定された複数スポットのそれぞれの中心点が一直線上になる様に配列されており、前記スポットの中心点が形成する一直線に沿ってＤＮＡマイクロアレイまたは光源および受光手段を連続的あるいは断続的に移動させ、ＤＮＡマイクロアレイの測定に必要な距離を移動させる事を特徴とした請求項１２に記載の蛍光読み取り装置としたものであり、マイクロアレイのスポットの中心点が形成する線上に沿ってスキャンニングを行うことによって、ＤＮＡマイクロアレイ上のスポットを無駄なく検出することができる蛍光読み取り装置を提供することができるという作用を有する。
【００６０】
また、ＤＮＡマイクロアレイ上のＤＮＡプローブを固定した複数のスポット全体が形成するスポットエリアが四角形になっており、四角形の前記スポットエリアを形成する辺のいずれか１つの辺に対して垂直になる様にＤＮＡマイクロアレイまたは光源および受光手段を連続的あるいは断続的に移動させ、ＤＮＡマイクロアレイの測定に必要な距離を移動させる事を特徴とした請求項１３に記載の蛍光読み取り装置としたものであり、マイクロアレイ上のスポット全体が形成するスポットエリアのスポットを無駄なく検出することができる蛍光読み取り装置を提供することができるという作用を有する。
【００６１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００６２】
（実施の形態１）
図１（ａ）に示すように本発明の蛍光読み取り装置１は、少なくとも一つの光源２と受光手段３と蛍光判断手段４と測定対象部固定部５と移動手段６と蛍光点位置表示手段７と制御部８を含んでいる。光源２としてはレーザー光源やＬＥＤなどが用いられ、通常光学フィルターを用いて一定波長の光が照射されるように調節されている。使用される光学フィルターとしては短波長カットフィルターや長波長カットフィルターやバンドパスフィルターが利用される。調節される波長領域としては５３０ｎｍ程度のグリーン光や、６３０ｎｍ程度のレッド光が単独または複数で使用されるが、これ以外の波長域であっても蛍光分子に対して干渉可能な波長域であれば何れの波長域であっても使用できる。複数の蛍光点９を含んだ測定対象部１０を測定対象部固定部５に固定し、固定された測定対象部１０に光源２から予め定められた波長域で励起光１１が照射され、測定対象部１０の一定面積に励起光１１が照射され、励起光１１によって蛍光点９から発せられる反射光１２を受光手段３が受光する。一定面積として、例えば直径１０〜数千μｍの円状に励起光が照射され、測定対象部１０上の直径１０〜数千μｍの蛍光点９が反射光１２を反射し受光手段３によって一度に撮像される。
【００６３】
図１（ｂ）に示すように受光手段３は複数の光電変換素子１３が線上に配置された構成をしており、蛍光点９に対して光電変換素子１３が垂直になるように、また、測定対象部１０の面に対して光電変換素子１３が垂直になるように配置される。光電変換素子１３としては光電子倍増管や電荷結合素子（ＣＣＤ）が使用される。また、一般的に利用される測定対象部１０はスライドガラス上に蛍光分子がスポット上に結合したＤＮＡマイクロアレイやマイクロウェルなどの一定間隔で蛍光分子が配設されている検査媒体が使用される。一定間隔として、例えば直径１０〜数百μｍのスポットが１０〜数百μｍ程度の間をあけて配設されたＤＮＡマイクロアレイが一般的に使用される。蛍光点９は蛍光分子がスポット状に配設されたものを指し、例えばＤＮＡマイクロアレイではＣｙ３やＣｙ５などの蛍光分子で標識されたＤＮＡ分子がスライドガラス上にそれぞれ独立し一定間隔で結合しており、また、マイクロウェルであれば各ウェル内にルシフェラーゼやＧＦＰなどの蛍光を発する分子が溶解した水溶液が配設されている。これら蛍光分子あるいは発光分子はそれぞれ固有の吸収スペクトルと蛍光波長を持っており、蛍光分子に干渉する励起光源は蛍光分子の吸収スペクトルに対応した光源が使用され、受光手段３には反射光の中から目的の波長を制限するための光学フィルターが併用される。
【００６４】
また、光源２によって照射され発光した反射光１２を受光する一定の時間を、例えば１秒〜１０秒と設定することによって、蛍光点９の蛍光量が強すぎる場合から弱い時まで対応して受光することができる。なお、設定した一定の受光時間は蛍光点９の蛍光量に合わせて調節することができ、蛍光が弱い時は１０秒以上に設定することができ、また、蛍光が強すぎる時は１秒以下に設定することができる。受光する一定時間と制御部８は移動手段６の動作を制御することで、光源２あるいは受光手段３と測定対象部１０との相対位置を移動させる。また、制御部８は光源２による励起光１１のオンオフあるいは強弱を制御する。制御部８としては光源２と受光手段３と蛍光判断手段４と移動手段６と蛍光点位置表示手段７を制御するためのものであって、ＣＰＵなどが使用される。測定対象部固定部５としてはスライドグラス状のＤＮＡマイクロアレイを固定するためのスライドグラスを挟んで固定する治具で構成されており、また、マイクロウェルなどを固定する窪みを有した治具などが使用される。移動手段６としては、ステッピングモーターや、ボイスコイルなどで構成されたアクチュエーターが使用され、光源２および受光手段３と測定対象部１０とを相対的に平行移動する方法や、励起光１１の測定対象部１０への入射角度を変えるように回転させる方法がとられる。
【００６５】
蛍光判断手段４は受光手段３による反射光１２の光量が設定したしきい値の範囲内の時蛍光していると判断し、蛍光量が少なすぎる蛍光点９あるいは多すぎる蛍光点９以外の蛍光点９を蛍光点と判断し、蛍光点位置表示手段７に蛍光像１４を表示する。設定されるしきい値として、例えば撮像される蛍光像１４を構成する各ピクセルの輝度が１〜２５５の段階で表示される場合、予めバックとなる非特異的信号の可能性が高いシグナルとして段階１０の輝度値を持ったピクセルをしきい値以下とし、非表示とすることができ、また、異常信号の可能性が高いシグナルとして段階２００以上の輝度値を持ったピクセルをしきい値以上とし、非表示とすることができる。蛍光判断手段４としては上記内容の判断フローおよび判断基準等がプログラミングされたマイコンなどがある。
【００６６】
蛍光点位置表示手段７は例えば液晶モニターであり、蛍光像１４を測定者が見えるように表示するものであり、順次撮像される蛍光像１４を順番に表示することや、撮像された蛍光像１４全てを並列して表示することができる。制御部８は撮像された蛍光像１４を記憶し測定者が記憶された蛍光像１４を呼び出し蛍光点位置表示手段７に表示することもできる。測定対象部１０としてＤＮＡマイクロアレイが使用される場合、蛍光分子が本来スポット状に固定されているところ以外に余分な蛍光分子や小さなゴミなどが測定対象部１０に残っており、これがノイズとなって検出結果に悪影響を及ぼすことがある。
【００６７】
また、特定のスポットが著しく強い蛍光を発していた場合、周囲のスポットの蛍光量が相対的に弱い蛍光となり、検出結果に悪影響を及ぼしてしまう。また、非特異的な信号が弱い蛍光スポットとして観察されることから、弱い蛍光スポットを検出していては無駄な情報量が増えてしまう。蛍光判断手段４は、これらのノイズや異常な信号などを削除するために予め設定された検出される蛍光量のしきい値を用いて必要な情報である蛍光点９を検知する。ここで用いられるしきい値は予め設定されていても、制御部８を通じて測定者自身が設定可能なようにプログラムを用意していてもかまわない。
【００６８】
上記構成において、測定者が測定対象部１０を測定対象部固定部５に固定し、制御部８を作動させることによって、測定対象部１０の蛍光点９に励起光１１が照射され、反射光１２が受光手段３によって受光され、受光量が一定のしきい値内であれば蛍光点位置表示手段７に蛍光像１４として表示される。そして、励起光が隣の蛍光点９に照射されるように移動手段６が移動し、同様に受光量が一定のしきい値内であれば蛍光点位置表示手段７に蛍光像１４として表示される。この測定対象部１０の移動と蛍光像１４の取得表示が順次繰り返され測定対象部１０上の蛍光点９が撮像されることによって、測定対象部１０の蛍光情報が読み取られる。
【００６９】
この際、線上に配置された光電変換素子１３に対して垂直になるように移動手段が移動することによって、少ない光電変換素子１３を用いて測定対象部１０全面の蛍光点９が効率良く撮像され、短時間でスキャンニングされる。また、移動手段による移動方向を１軸上のみとし、往復運動のみで行うことができるため、移動手段として複雑な機構を必要とせず、小型化可能な蛍光読み取り装置となる。
【００７０】
なお、上述の実施の形態では蛍光色素についてＣｙ３、Ｃｙ５または、蛍光物質としてルシフェラーゼ、ＧＦＰとしたが、これに限ることはなく、ＦＩＴＣ、Ｔｅｘａｓ Ｒｅｄ、ＤＡＰＩ、ＰＩ、Ｆｌｕｏ−３、ＣＭＦＤＡ、ＤｉＯＣ２（３）などの蛍光指示薬を用いても良い。
【００７１】
（実施の形態２）
実施の形態１と同一部分については同一番号を附し、詳細な説明は省略する。
【００７２】
図２において実施の形態１と異なるところは、光源２をＬＥＤ１５により形成した点である。図２において、図１と同じ構成要素については同じ符号を用いその説明を省略する。ＬＥＤ１５から照射され、励起光１１によって蛍光点９から発せられる反射光１２を受光手段３が受光する。ＬＥＤ１５としては、青、緑、黄色、赤色のＬＥＤ等が単独または複数で使用され、ＬＥＤの構造としてはダブルへテロ接合構造や量子井戸接合構造が用いられている。
【００７３】
蛍光分子がＣｙ３の場合は緑色のＬＥＤがＣｙ５の場合は赤色のＬＥＤが使用される。
【００７４】
また、励起光の波長をより限定し蛍光シグナルを特異的に認知するために光学フィルターを併用して励起光１１の波長を限定することもできる。
【００７５】
上記構成において、ＬＥＤ１５が少ない消費電流で励起光１１を照射し、蛍光点９を撮像することができ、励起光１１のエネルギーが低いために蛍光分子が劣化しにくいため測定対象部１０の再計測が可能となり、また、発熱量が少なく装置への負担が少ないため装置寿命やＤＮＡチップの寿命が長くなる。また、光源２自体が小さくなるため蛍光読み取り装置１自体が小型可能になる。
【００７６】
（実施の形態３）
実施の形態１または２と同一部分については同一番号を附し、詳細な説明は省略する。
【００７７】
図３に示すように本発明の受光手段３の長さは測定対象部１０の幅と同じ長さになるよう形成されている。
【００７８】
上記構成において、光電変換素子１３が線状に配置された受光手段３の幅が測定対象部１０と同じであるために線状の受光手段３を測定対象部１０に対して平行に移動させることによって測定対象部１０全面が効率的にスキャンニングされる。光電変換素子１３は線状に配置されているため、少ない光電変換素子１３を用いて全面をスキャンニングできるため、蛍光読み取り装置１自体が安価に構成される。また、受光手段３を１軸上移動させるだけでスキャンニングできるので、複雑の機構部を必要としない簡便な構成の蛍光読み取り装置１が形成されるようになる。
【００７９】
（実施の形態４）
実施の形態１乃至３のいずれかと同一部分については同一番号を附し、詳細な説明は省略する。
【００８０】
図４において実施の形態２と異なるところは、受光手段３の前段に反射光１２を集光する集光レンズ１６を設けた点である。図４において、図１および図２と同じ構成要素については同じ符号を用いその説明を省略する。使用される集光レンズ１６としては、ストレートタイプのものや、多分岐タイプのガラスレンズが使用される。
【００８１】
蛍光点９からの反射光１２は通常様々な方向へ拡散するので、受光手段３が受光する光量は蛍光点９から発せられる反射光のうち一部となる。集光レンズ１６を設けることによって受光手段３に到達できなかった反射光１２を集めて受光手段３にて受光できるようになるため、反射光１２が少ない場合であっても検知できるようになる。
【００８２】
上記構成において、集光レンズ１６を受光手段３の前段に配置することによって、高感度な蛍光読み取り装置１ができるようになる。
【００８３】
なお、集光レンズ１６に光学フィルターを併設することによっても検出したい反射光１２をより特異的に検知することができるようになり、より高感度になる蛍光読み取り装置１ができるようになる。
【００８４】
（実施の形態５）
実施の形態１乃至４のいずれかと同一部分については同一番号を附し、詳細な説明は省略する。
【００８５】
図５に示すように本発明の蛍光読み取り装置１は測定対象部固定部５を有している。 実施の形態１に記載したように、移動手段６が連続的あるいは断続的に移動することによって、測定対象部１０に固定保持された測定対象部１０が光源２および受光手段３に対して相対的に移動し、測定対象部１０の測定に必要な距離を移動させることができる。移動手段６としては、ステッピングモーターや、ボイスコイルなどで構成されたアクチュエーターが使用され、光源２および受光手段３と測定対象部１０とを相対的に平行移動する方法や、励起光１１の測定対象部１０への入射角度を変えるように回転させる方法がとられる。
【００８６】
上記構成において、移動手段６の動作によって測定対象部１０がずれてしまうことなく、正確に移動を制御できるようになるため、簡単な構成で精度良くスキャンニングできるようになる。
【００８７】
なお、本実施の形態において移動手段６自体が移動するものとしたが、移動手段６自体が移動するのではなく、固定された移動手段６が測定対象部１０を移動させるものであっても同様の蛍光読み取り装置１が形成される。
【００８８】
（実施の形態６）
実施の形態１乃至５のいずれかと同一部分については同一番号を附し、詳細な説明は省略する。
【００８９】
図６において実施の形態５と異なるところは、移動手段６が移動させる対象が測定対象部固定部５ではなく、光源および受光手段固定部１７である点であり、光源および受光手段固定部１７はＬＥＤ１５と受光手段３および集光レンズ１６を固定している。図６において、実施の形態５と同じ構成要素については同じ符号を用いてその説明を省略する。移動手段６が連続的あるいは断続的に移動することによって、光源および受光手段固定部１７が移動し、ＬＥＤ１５および受光手段３に対す測定対象部１０の相対位置が移動し、測定対象部１０の測定に必要な距離を移動させることができる。移動手段６としては、ステッピングモーターや、ボイスコイルなどで構成されたアクチュエーターが使用される。
【００９０】
上記構成において、移動手段６の動作によって測定対象部１０が振動してしまうことなく、スキャンニング時にクリアーな蛍光像１４を取得することができるようになる。
【００９１】
なお、本実施の形態において移動手段６自体が移動するものとしたが、移動手段６自体が移動するのではなく、固定された移動手段６が光源および受光手段固定部１７を移動させるものであっても同様の傾向読み取り装置が形成される。
【００９２】
（実施の形態７）
実施の形態１乃至６のいずれかと同一部分については同一番号を附し、詳細な説明は省略する。
【００９３】
図７において実施の形態６と異なるところは、蛍光読み取り装置１が外光を遮光することのできる筐体１８を備えている点であり、図７において、実施の形態６と同じ構成については同じ符号を用いてその説明を省略する。ＬＥＤ１５と受光手段３と測定対象部１０は筐体１８内に配設された後測定に供される。筐体１８は光を透過しない金属や樹脂などで成形されたものが使用され、形状は箱型であっても丸型であってもかまわない。
【００９４】
筐体１８の少なくとも一部には、測定対象部１０を測定対象部固定部５にセットするための測定対象部挿入穴１９が存在する。測定者が測定対象部１０を測定対象部挿入穴１９から挿入し、測定対象部固定部５にセットし、実施の形態１から６に記載の方法で読み取る。
【００９５】
上記構成において、筐体が測定対象部１０あるいは受光手段３に当たる外光を遮光することができるため、反射光１２および光電変換素子１３が外光の影響を受けることなく測定することができるようになり、精度良く蛍光点９の蛍光像１４を撮像することができるようになる。
【００９６】
なお、本実施の形態において測定対象部挿入穴１９は開放口としたが、さらに外光を遮光するために蓋部を設け、測定対象部１０を測定対象部固定部５にセットした後蓋部を閉じることによって外光をさらに遮光する構成とすることもできる。
【００９７】
(実施の形態８)
実施の形態１乃至７のいずれかと同一部分については同一番号を附し、詳細な説明は省略する。
【００９８】
図８において実施の形態７と異なるところは、測定対象部１０に測定する位置を把握するための第一の測定位置特定手段２０と第二の測定位置特定手段２１が備えられており、これらを検知する測定位置検知手段２２を備えている点である。
【００９９】
図８において、実施の形態７と同じ構成については同じ符号を用いてその説明を省略する。第一の測定位置特定手段２０と第二の測定位置特定手段２１は測定対象部１０の上面に形成されており、測定位置検知手段２２に検知されるように配置されている。ここで、第一の測定位置特定手段２０および第二の測定位置特定手段２１として、蛍光を発する発光点を測定対象部１０上に配設したものを利用する場合、測定位置検知手段２２は発光を検知する光電変換素子などが利用され、また、突起物で形成した場合、測定位置検知手段２２としては超音波センサや赤外線センサなどを利用することができる。
【０１００】
第一の測定位置特定手段２０と第二の測定位置特定手段２１としては受光検出されれば良く、蛍光塗料などの塗布等がある。制御部８が移動手段６を制御し測定対象部１０の端からスキャンニングする工程において、測定対象部１０の移動と同時に測定位置検知手段２２による第一の測定位置特定手段２０の検知を試み、第一の測定位置特定手段２０を測定位置検知手段２２が検知した時点で制御部８が撮像を開始し、測定対象部１０上の蛍光点９を順次撮像していく。蛍光点９を順次撮像すると共に測定位置検知手段２２は第二の測定位置特定手段２１の検知を試み、第二の測定位置特定手段２１を測定位置検知手段２２が検知した時点で制御部８が撮像を終了する。
【０１０１】
上記構成において、第一の測定位置特定手段２０と第二の測定位置特定手段２１によってスキャンニングエリアが規定された測定対象部１０を測定位置検知手段２２が検出することによって無駄なく効率良くスキャンニングを行うことができるようになる。
【０１０２】
なお、本実施の形態において測定位置検知手段２２として超音波センサとしたが、赤外線センサやその他光を利用したセンサで代用することができる。
【０１０３】
（実施の形態９）
実施の形態１乃至８のいずれかと同一部分については同一番号を附し、詳細な説明は省略する。
【０１０４】
図９において実施の形態８と異なるところは、第一の測定位置特定手段２０と第二の測定位置特定手段２１が蛍光体あるいは発光体で構成されており、光源２および受光手段３が測定位置検知手段を兼ね備えている点である。
【０１０５】
図９において、実施の形態８と同じ構成については同じ符号を用いてその説明を省略する。制御部８が移動手段６を制御し測定対象部１０の端からスキャンニングする工程において、測定対象部１０の移動と同時に光源２および受光手段３による第一の測定位置特定手段２０の検知を試み、第一の測定位置特定手段２０を受光手段３が検知した時点で制御部８が撮像を開始し、測定対象部１０上の蛍光点９を順次撮像し蛍光位置表示手段７に蛍光像１４を表示していく。蛍光点９を順次撮像すると共に光源２および受光手段３は第二の測定位置特定手段２１の検知を試み、第二の測定位置特定手段２１を受光手段３が検知した時点で制御部８が撮像を終了する。
【０１０６】
上記構成において、光源２および受光手段３が測定位置検知手段を兼ね備えているので、簡単な構成で、無駄な撮像をしないで効率良く蛍光像１４を取得できるようになる。
【０１０７】
（実施の形態１０）
実施の形態１乃至９のいずれかと同一部分については同一番号を附し、詳細な説明は省略する。
【０１０８】
図１０に示すように本発明の蛍光読み取り装置１は光源２および受光手段固定部１７を有しており、受光手段固定部１７を測定対象部１０に対して平行に移動させる移動手段６を備えている。実施の形態６と同じ構成については同じ符号を用いてその説明を省略する。実施の形態６に記載したように、移動手段６が連続的あるいは断続的に移動することによって、光源２および受光手段固定部１７が測定対象部１０に対して平行になるように移動し、測定対象部１０の測定に必要な距離を移動させることができる。
【０１０９】
移動手段６としては、ステッピングモーターや、ボイスコイルなどで構成されたアクチュエーターが使用される。
【０１１０】
上記構成において、移動手段６として、１軸上の反復運動によって測定対象部１０上の撮像を可能にする移動を行うことができるようになり、簡単な構成で効率良くスキャンニングできるようになる。
【０１１１】
（実施の形態１１）
実施の形態１乃至１０のいずれかと同一部分については同一番号を附し、詳細な説明は省略する。
【０１１２】
図１１に本発明の蛍光読み取り装置１が読み取る典型的な測定対象部１０を示す。測定対象部１０は核酸あるいはタンパク質あるいは糖質あるいは脂質を備えた構成である。 図１１の（ａ）は測定対象部１０上に核酸プローブ２３がスポット状に固定化されているものを示している。
【０１１３】
図１１の（ｂ）は測定対象部１０上に抗体プローブ２４がスポット状に固定化されているものを示している。また、図１１の（ｃ）に示すように測定対象部１０自体が核酸、タンパク質、糖質あるいは脂質で構成されている生体物質で構成された測定対象部２５も利用される。また、図１１の（ｄ）に示すように生体物質で構成された測定対象部２５上に抗体プローブ２４を固定化することもできる。このような測定対象部１０としては平面を形成することが可能なガラス、金属、セラミック、プラスチックなどの基材や、ナイロン、セルロース、コラーゲン、ポリエチレン、ポリプロピレンなどで形成されたメンブレンなどが使用され、これら基材やメンブレン上にプローブとなるＤＮＡ、ＲＮＡ、抗体、受容体などを直接物理吸着させたものや、Ｐｏｌｙ−Ｌｙｓｉｎｅやシランなどを基板表面上にコーティングし、間接的に固定したものが使用される。測定対象部１０は、固定されたプローブ分子と結合する物質を検出するためのデバイスであって、検出される目的の物質に蛍光分子を標識し、測定対象部１０上のプローブに蛍光分子が標識された目的の物質が結合するかどうかを検知することによって目的物質の検出を行う。
【０１１４】
また、蛍光標識したプローブ分子を予め測定対象部１０に固定化しておき、プローブ分子を切断する物質を検出するために、測定対象部１０上の蛍光強度が減少することを検知しプローブ分解物質を検出することに利用することもできる。また、図１１（ｃ）のように基材自体を核酸、タンパク質、糖質などの生体物質で構成し、金属やガラスなどの基材に比べて非特異的吸着の少ないデバイスとして利用することもできる。また、図１１（ｄ）のように、非特異的吸着の少ないデバイス上にプローブ分子を固定化し、Ｓ／Ｎ比を向上させることもできる。
【０１１５】
（実施の形態１２）
実施の形態１１と同一部分については同一番号を附し、詳細な説明は省略する。
【０１１６】
図１２に本発明の蛍光読み取り装置１が読み取るＤＮＡマイクロアレイ２６を示す。 ＤＮＡマイクロアレイ２６は、ガラスやプラスチックなどの基材の上に多種類の核酸プローブ２３が互いに独立して固定化されたものであり、図１２（ａ）に示すように、少ないアレイのものや、図１２（ｂ）に示すように高密度にアレイ化されたものが使用される。マイクロアレイ２６は検査対象物である水、食品、土壌や、あるいは血液、排泄物等の体液や病理組織などの生体試料から特定の塩基配列を持ったＤＮＡを検出するために利用される。固定化される核酸プローブ２３はＤＮＡあるいはＲＮＡが使用され、１本鎖に変性された核酸や、２本鎖の核酸が直接あるいはシランやチオールなどのカップリング材を使用して基板上に固定化されている。
【０１１７】
資料中のＤＮＡあるいはＲＮＡなどの核酸を抽出し、蛍光色素で標識化した後、標識化された核酸をＤＮＡマイクロアレイ２６と反応させ、相補的塩基対を形成させることによって、ＤＮＡマイクロアレイ２６上の対応する核酸プローブ２３が固定された個所に補足される。補足された核酸分子は蛍光分子によって標識かされているため、各核酸プローブ２３が固定化された個所の蛍光を検知することによって、核酸プローブ２３と塩基対を形成する配列を含んだ核酸分子の有無を検出することができる。実施の形態１〜１０に示したように、測定対象部１０であるＤＮＡマイクロアレイ２６の蛍光点９のみを効率良く検知し撮像することによって、ＤＮＡマイクロアレイ２６のスキャンニングを短時間で行うことができるようになる。
【０１１８】
（実施の形態１３）
実施の形態１１または１２と同一部分については同一番号を附し、詳細な説明は省略する。
【０１１９】
図１３が示すように、ＤＮＡマイクロアレイ２６の核酸プローブが固定化されたスポットが一直線上になるように配列されているものを用いることによって、効率良くスキャンニングを行うことができる。実施の形態１〜１２に記したように、スポットが配列された直線上に対して受光手段３を平行に移動させることによって効率良くＤＮＡマイクロアレイ２６をスキャンニングすることができるようになる。図１３（ａ）に示すように、ＤＮＡマイクロアレイ２６上のスポット径に合わせて、光電変換素子１３を受光手段３に配設することによって、少ない光電変換素子１３で効率良く検出することができるようになる。
【０１２０】
また、図１３（ｂ）に示すように固定化されているＤＮＡプローブ２３のスポット径を小さくすれば必要な光電変換素子１３も少なくて済み、より安価な構成とすることができるようになる。
【０１２１】
（実施の形態１４）
実施の形態１１乃至１３のいずれかと同一部分については同一番号を附し、詳細な説明は省略する。
【０１２２】
図１４が示すように、ＤＮＡマイクロアレイ２６の核酸プローブが固定化された複数のスポット全体が形成するスポットエリア２７が四角形になっているものを用いても効率良くスキャンニングすることができる。実施の形態１〜１２に示したように、スポットエリア２７を形成する４辺のいずれか一つの辺に対して垂直になるように受光手段３を移動させることによって、無駄なく効率良く検知することができる。スポットエリアが形成する四角形は長方形あるいは正方形が望ましく、受光手段３を垂直に移動させる辺は長辺であれば、より使用される光電変換素子１３が少なくすむのでより望ましい。
【産業上の利用可能性】
【０１２３】
本発明の蛍光読み取り装置を用いることによって、ＤＮＡマイクロアレイなどの生体分子検知デバイスを効率良くスキャンニングすることができる。１軸上を往復するだけの単純な機構部と最小限の光電変換素子を使用した構成であるため、安価な装置構成となり、誰でも使うことのできる蛍光読み取り装置として広く普及させることができる。また、予め設定したしきい値の範囲内の蛍光のみ検出する構成であるため、必要な情報のみ検知することのができ、検査結果の判断が簡単になり、臨床現場で結果を迅速に判断するのに用いることのできる検査装置となり得る。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【図１】本発明の実施の形態１の蛍光読み取り装置を示す図
【図２】同実施の形態２の蛍光読み取り装置を示す図
【図３】同実施の形態３の蛍光読み取り装置を示す図
【図４】同実施の形態４の蛍光読み取り装置を示す図
【図５】同実施の形態５の蛍光読み取り装置を示す図
【図６】同実施の形態６の蛍光読み取り装置を示す図
【図７】同実施の形態７の蛍光読み取り装置を示す図
【図８】同実施の形態８の蛍光読み取り装置を示す図
【図９】同実施の形態９の蛍光読み取り装置を示す図
【図１０】同実施の形態１０の蛍光読み取り装置を示す図
【図１１】同実施の形態１１の測定対象部を示す図
【図１２】同実施の形態１２のＤＮＡマイクロアレイを示す図
【図１３】同実施の形態１３のＤＮＡマイクロアレイを示す図
【図１４】同実施の形態１４のＤＮＡマイクロアレイを示す図
【図１５】従来の走査型共焦点顕微鏡画像検出装置を示す図
【符号の説明】
【０１２５】
１ 蛍光読み取り装置
２ 光源
３ 受光手段
４ 蛍光判断手段
５ 測定対象部固定部
６ 移動手段
７ 蛍光点位置表示手段
８ 制御部
９ 蛍光点
１０ 測定対象部
１１ 励起光
１２ 反射光
１３ 光電変換素子
１４ 蛍光像
１５ ＬＥＤ
１６ 集光レンズ
１７ 光源および受光手段固定部
１８ 筐体
１９ 測定対象部挿入穴
２０ 第一の測定位置特定手段
２１ 第二の測定位置特定手段
２２ 測定位置検知手段
２３ 核酸プローブ
２４ 抗体プローブ
２５ 生体物質で構成された測定対象部
２６ ＤＮＡマイクロアレイ
２７ スポットエリア
１０１ 走査型共焦点顕微鏡画像検出装置
１０２ ボイスコイル
１０３ 対物レンズ
１０４ 解読用載物台
１０５ ブラケット
１０６ 回転式プリズム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出用物質、具体的にはＤＮＡ、たんぱく質や抗体などのプローブが支持体に固相化されたプローブ担体およびそのプローブ担体のプローブに蛍光標識された検体と反応して蛍光発色した測定部の蛍光を読み取る蛍光読み取り装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
遺伝子発現頻度を検出する方法として、プローブアレイを使用した解析が行われており、このプローブアレイ解析において、核酸ハイブリダイゼーション反応による検出である、いわゆるＤＮＡチップなどが用いられており、遺伝子の変異解析、ＳＮＰｓ（一塩基多型）分析などにも利用され、創薬、臨床診断、薬理ジェノミクス、法医学その他の分野において広範囲に活用されている。遺伝子多型を含む領域などのＤＮＡや転写産物であるＲＮＡを鋳型にして合成されたｃＤＮＡをＰＣＲ等の増幅手段で増幅し、増幅産物とプローブアレイとをハイブリダイゼーション反応し、ハイブリット形成させ、形成されたハイブリット構造を蛍光色素などを用いて検出することが一般的である。また、遺伝子解析以外においても生体分子を網羅的に検出する方法として、抗体や糖鎖やレクチンなどをプローブとしてアレイ状に固相化したプローブ担体に、プローブと結合するターゲット分子とプローブの複合体を形成させ、形成された複合体を蛍光染色やＱＣＭなどの手段によって検出すること方法が活用されている。従来、この種のプローブ担体は、スライドガラスに多種類のプローブＤＮＡを高密度に固相する方法や半導体基板にＤＮＡプローブを合成する方法が知られている。これらのＤＮＡチップといわれるものは、主として遺伝子発現頻度解析などの利用を目的としていることから、多種、多数のＤＮＡオリゴマーやｃＤＮＡなどが高密度に集積されている。その他高密度化を図るために、円盤状の基板（担体）や独立した反応部を設けるなどが検討されている（特許文献１、２参照）。しかしながら、近年前述の遺伝子発現頻度解析などの研究目的から、特定の微生物、ウイルス、ＤＮＡなどの有無を検出するような検査の目的に使用されるようになり、この場合は、必ずしも多くのＤＮＡプローブなどを必要とせず、例えば、１回の検査において、数１０種類のプローブさえ用いれば目的の検査を完了することが可能であり、検査目的に応じて数種類の菌やウイルスなどの検出に使いやすいプローブ担体が望まれている。
【０００３】
また、プローブ担体に染色試薬などで発色したターゲットとする核酸の特異的な配列が反応し、その発色を検出する装置は、レーザー方式でプローブ担体をスキャンニングし、発色あるいは蛍光した光を光電子倍増管などで検出する方法が一般的に用いられている。
【０００４】
レーザー方式でスキャンする場合、測定面積が大きくなると焦点距離に誤差が生じるため、受光ピンホールなどを用いてプローブ担体の歪みやたわみに対応した蛍光読み取り装置などが開発されている（特許文献３参照）。
【０００５】
また、生体高分子検出用デバイスを固定保持し蛍光検出手段に対して移動走査することのできる走査型共焦点顕微鏡画像検出装置が発明されており、以下に示すような装置が公開されている（特許文献４参照）。
【０００６】
以下、その走査型共焦点顕微鏡画像検出装置について図１５を参照しながら説明する。図１５（ａ）は走査型共焦点顕微鏡画像検出装置１０１の構成を示す図であり、図１５（ａ）に示すように、走査型共焦点顕微鏡画像検出装置１０１は、ポリマー配列分析装置のＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向の移動の少なくとも一方向に走査動作を行わせるボイスコイル１０２を備えている。ボイスコイル１０２は、高度な光収集効率を備えた安価な対物レンズ１０３を用いて有効に利用できるポリマー配列の少なくともひとつの軸を高速走査する際に加速度の改善をもたらす。大きな加速度を、ボイスコイル作動性軸の安定状態の高い走査スピード（約２２インチ／秒）と組み合わせることによって、例えば３０ライン／秒で１４ｍｍ（一タイプのポリマー配列の走査ラインの長さ）といった距離を走査することが可能になる。
【０００７】
また、図１５（ｂ）は解読用載物台１０４の構成を示す図であり、図１５（ｂ）に示すように解読用載物台１０４にはボイスコイル１０２、およびボイスコイル１０２を線形スライドに接続する軽量のブラケット１０５が設けられている。ブラケット１０５は堅く、走査すべきポリマー配列または回転式プリズム１０６と対物レンズ１０３を支持するように設計されている。
【０００８】
高速軸（Ｘ）方向に設けたポリマー配列の高速走査用ボイスコイル１０２を用いると、開口数の高い（例えば０．５またはそれ以上）、簡単な低コストの対物レンズ１０３を利用できるようになる。対物レンズ１０３は例えば、顕微鏡の対物レンズであってもよいし、または簡単な構成の非球面レンズであってもよい。この対物レンズ１０３は、高価な対物レンズとは違って軸を外れた収差を補正する必要がないため小さくて安価であるが、高い開口数を持っているとよい。
【０００９】
このように走査型共焦点顕微鏡画像検出装置１０１は、例えばポリマー配列の高スピードで低価格の走査、即ちボイスコイル作動性を持つ解読用載物台１０４を用いて高性能で価格の面で効果的なポリマー配列走査を行う装置であり、１０走査線／秒から３０走査線／秒の走査スピードを維持して画像を検出する際、約３．５μｍから約１．５μｍまたはそれ以下の大きさのピクセルで走査ができる。
【特許文献１】特開２００４−２８９９２号公報
【特許文献２】特開２００４−３０１５５９号公報
【特許文献３】特開２００２−３５７５４９号公報
【特許文献４】特開２００１−５１９４６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
このような従来の技術では、ＤＮＡチップなどのような２次元的に広がった表面の蛍光画像を取得するために、広範囲をスキャンニングする高精度な駆動機構部が必要なため蛍光読み取り装置自体が大型化し、またスキャンニングが長時間かかり非効率的という課題があり、装置が小型になりスキャンニング効率の良い蛍光読み取り装置が要求されており、また、ＤＮＡチップを利用した検査結果は情報量が多く情報解析が煩雑になるという課題があり、必要のない情報はあらかじめ削除された検査結果を得ることができる蛍光読み取り装置が要求されている。
【００１１】
また、スキャンニング時間を短くするために蛍光画像を取得する受光素子を多数用いることで相対的にスキャンニング時間を短縮する場合、受光素子を多数使用するため蛍光読み取り装置自体が高額になるという課題があり、受光素子を多数使用せずに安価でスキャニング時間の短い蛍光読み取り装置が要求されている。
【００１２】
また、蛍光読み取り装置の励起光源としてレーザーを用いた場合、レーザー方式では出力が大きいため励起される蛍光分子が早く褪色してしまい、試料の劣化が早く再計測が難しいという課題や、レーザー光源からの発熱が、蛍光読み取り装置およびＤＮＡチップ上の蛍光色素に悪影響を及ぼしてしまうため、装置寿命およびＤＮＡチップの寿命を短くしてしまうという課題があり、蛍光分子が劣化しにくく再計測が可能でありさらに装置寿命やＤＮＡチップの寿命が長くなるような蛍光読み取り装置が要求されている。
【００１３】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、装置が小型になりスキャンニング効率の良い蛍光読み取り装置を提供することを目的とし、また、必要のない情報があらかじめ削除された検査結果を得ることのできる蛍光読み取り装置を提供することを目的としている。
【００１４】
また、受光素子を多数使用せずに安価でスキャニング時間の短い蛍光読み取り装置を提供することを目的としている。
【００１５】
また、蛍光分子が劣化しにくく再計測が可能でありさらに装置寿命やＤＮＡチップの寿命が長くなるような蛍光読み取り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】
【００１６】
本発明の蛍光読み取り装置は、上記目的を達成するために、蛍光試薬で標識された一つ以上の蛍光点を含んだ測定対象部の蛍光点を検出する蛍光読み取り装置であって、前記測定対象部の一定面積に予め定められた波長域で励起光を照射する１つまたは複数の光源と、前記測定対象部の一定面積の一部または全ての部分で前記励起光によって発光する予め定められた波長域の光を受光する線状に配置された複数の光電変換素子である受光手段と、前記光源によって照射されて発光した光を設定した一定の時間内に受光し、その受光した光量が設定したしきい値の範囲内のときに蛍光していると判断する蛍光判断手段と、測定対象部または光源および受光手段を連続的あるいは断続的に移動させ、測定対象部の測定に必要な距離を移動させる移動手段と、測定対象部の蛍光点の位置を特定し、その特定した蛍光点の位置を表示する蛍光点位置表示手段を備えたことを特徴とする蛍光読み取り装置としたものである。
【００１７】
この手段により、装置が小型になりスキャンニング効率の良い蛍光読み取り装置が得られ、また、光電変換素子を多数使用せずに安価でスキャニング時間の短い蛍光読み取り装置が得られ、また、必要のない情報があらかじめ削除された検査結果を得ることができる蛍光読み取り装置が得られる。
【００１８】
また、他の手段は光源をＬＥＤとした請求項１記載の蛍光読み取り装置としたものである。
【００１９】
この手段により、蛍光分子が劣化しにくく再計測が可能でありさらに装置寿命やＤＮＡチップの寿命が長くなるような蛍光読み取り装置が得られる。
【００２０】
また、他の手段は受光手段の長さを測定対象部の幅と同じ長さとした請求項１、２いずれか記載の蛍光読み取り装置としたものである。
【００２１】
この手段により、装置が小型になりスキャンニング効率の良い蛍光読み取り装置が得られ、また、光電変換素子を多数使用せずに安価でスキャニング時間の短い蛍光読み取り装置が得られる。
【００２２】
また、他の手段は励起光によって発光した光を集光する集光レンズを前記光電変換素子の前段に設けた請求項１〜３いずれか一つに記載の蛍光読み取り装置としたものである。
【００２３】
この手段により、微量な発光であっても感度良く検出することのできる蛍光読み取り装置が得られる。
【００２４】
また、他の手段は移動手段が測定対象部を固定する測定対象部固定部を有しており、前記測定対象部を固定保持した前記移動手段が前記測定対象部を連続的あるいは断続的に移動させ、前記測定対象部の測定に必要な距離を移動させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の蛍光読み取り装置としたものである。
【００２５】
この手段によりス、キャンニング効率の良い蛍光読み取り装置が得られ、迅速に検出することのできる蛍光読み取り装置が得られる。
【００２６】
また、他の手段は移動手段が光源および受光手段を固定させる光源および受光手段固定部を有しており、前記光源および前記受光手段を固定保持した前記移動手段が前記光源および前記受光手段を連続的あるいは断続的に移動させ、前記測定対象部の測定に必要な距離を移動させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の蛍光読み取り装置としたものである。
【００２７】
この手段によりスキャンニング効率の良い蛍光読み取り装置が得られ、迅速に検出することのできる蛍光読み取り装置が得られる。
【００２８】
また、他の手段は測定対象部へ当たる外光を遮光することのできる筐体を有しており、前記筐体内に光源と受光手段とを内包したことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の蛍光読み取り装置としたものである。
【００２９】
この手段により、外光に影響されることなく感度良く検出することのできる蛍光読み取り装置が得られる。
【００３０】
また、他の手段は測定する位置を把握する測定位置特定手段が備えられた測定対象部を測定する蛍光読み取り装置であって、測定対象部に備えられた測定位置特定手段を検知する測定位置検知手段を備えたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の蛍光読み取り装置としたものである。
【００３１】
この手段により、無駄なく効率良く測定対象部をスキャンニングすることのできる蛍光読み取り装置が得られる。
【００３２】
また、他の手段は測定位置特定手段が蛍光体あるいは発光体で構成されており、光源および受光手段が測定位置検知手段を兼ね備えていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の蛍光読み取り装置としたものである。
【００３３】
この手段により、簡単な構成で無駄なく効率良く測定対象部をスキャンニングすることのできる蛍光読み取り装置が得られる。
【００３４】
また、他の手段は測定対象部が平板状であり、光源および受光手段が前記測定対象部に対して平行になるように、前記測定対象部または光源および受光手段を連続的あるいは断続的に移動させ、測定対象部の測定に必要な距離を移動させることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載の蛍光読み取り装置としたものである。
【００３５】
この手段により、簡単な構成で効率良くスキャンニングすることのできる蛍光読み取り装置が得られる。
【００３６】
また、他の手段は核酸あるいはタンパク質あるいは糖質あるいは脂質を備えた測定対象部の蛍光点を読み取ることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一つに記載の蛍光読み取り装置としたものである。
【００３７】
この手段により、核酸あるいはタンパク質あるいは糖質あるいは脂質に対して結合する物質を効率良く検知することのできる蛍光読み取り装置が得られる。
【００３８】
また、他の手段は測定対象部がＤＮＡマイクロアレイであることを特徴とした請求１１に記載の蛍光読み取り装置としたものである。
【００３９】
この手段により、ＤＮＡマイクロアレイを効率良く読み取ることのできる蛍光読み取り装置が得られる。
【００４０】
また、他の手段はＤＮＡマイクロアレイ上のＤＮＡプローブが固定された複数スポットのそれぞれの中心点が一直線上になる様に配列されており、前記スポットの中心点が形成する一直線に沿ってＤＮＡマイクロアレイまたは光源および受光手段を連続的あるいは断続的に移動させ、ＤＮＡマイクロアレイの測定に必要な距離を移動させる事を特徴とした請求項１２に記載の蛍光読み取り装置としたものである。
【００４１】
この手段により、無駄なく効率良く短時間でスキャンニングでき、簡単な構成で安価に効率良くＤＮＡマイクロアレイを検出することのできる蛍光読み取り装置が得られる。
【００４２】
また、他の手段はＤＮＡマイクロアレイ上のＤＮＡプローブを固定した複数のスポット全体が形成するスポットエリアが四角形になっており、四角形の前記スポットエリアを形成する辺のいずれか１つの辺に対して垂直になる様にＤＮＡマイクロアレイまたは光源および受光手段を連続的あるいは断続的に移動させ、ＤＮＡマイクロアレイの測定に必要な距離を移動させる事を特徴とした請求項１３に記載の蛍光読み取り装置としたものである。
【００４３】
この手段により、スポットがたくさんあっても無駄なく効率良く短時間でスキャンニングでき、簡単な構成で安価に効率良くＤＮＡマイクロアレイを検出することのできる蛍光読み取り装置が得られる。
【発明の効果】
【００４４】
本発明によれば、装置全体を小型化可能にしスキャンニング効率を良くすることができるという効果のある蛍光読み取り装置を提供でき、必要のない情報があらかじめ削除されることで洗練された検査結果を得ることができる蛍光読み取り装置を提供できる。
【００４５】
また、光電変換素子を多数使用せずに安価でスキャンニング時間を短くできるという効果のある蛍光読み取り装置を提供できる。
【００４６】
また、本発明によれば蛍光分子が劣化しにくいため再計測が可能になり、また、装置寿命やＤＮＡチップの寿命が長くなるという効果のある蛍光読み取り装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
本発明の請求項１記載の発明は、蛍光試薬で標識された一つ以上の蛍光点を含んだ測定対象部の蛍光点を検出する蛍光読み取り装置であって、前記測定対象部の一定面積に予め定められた波長域で励起光を照射する１つまたは複数の光源と、前記測定対象部の一定面積の一部または全ての部分で前記励起光によって発光する予め定められた波長域の光を受光する線状に配置された複数の光電変換素子である受光手段と、前記光源によって照射されて発光した光を設定した一定の時間内に受光し、その受光した光量が設定したしきい値の範囲内のときに蛍光していると判断する蛍光判断手段と、測定対象部または光源および受光手段を連続的あるいは断続的に移動させ、測定対象部の測定に必要な距離を移動させる移動手段と、測定対象部の蛍光点の位置を特定し、その特定した蛍光点の位置を表示する蛍光点位置表示手段を備えたことを特徴とする蛍光読み取り装置としたものであり、線状に配置された複数の光電変換素子である受光手段を用いて測定対象部をスキャンニングすることによって、効率良く測定対象部全体をスキャンニングすることができるようになり、また、線状に配置された光電変換素子を一つの軸方向を往復運動させてスキャンニングすることによって効率良くスキャンニングできるため、複雑な走査機構部を必要としない小型化可能な蛍光読み取り装置ができるようになり、また、光電変換素子を多数配置しなくても良いので安価にスキャニング時間が短縮することができる蛍光読み取り装置ができるという作用を有する。
【００４８】
また、光源をＬＥＤとした請求項１記載の蛍光読み取り装置としたものであり、ＬＥＤの励起光を利用することで蛍光分子が劣化しにくくなるため再計測が可能になり、装置寿命やＤＮＡチップの寿命が長くなるという作用を有する。
【００４９】
また、前記受光手段の長さを測定対象部の幅と同じ長さとした請求項１、２いずれか記載の蛍光読み取り装置としたものであり、測定対象部の幅を規定する線に対して受光手段を垂直にスキャンニングすることによってより効率的にスキャンニングできるようになり、また、使用する光電変換素子がより少なくて済むのでより安価な蛍光読み取り装置を提供することができるという作用を有する。
【００５０】
また、励起光によって発光した光を集光する集光レンズを前記光電変換素子の前段に設けた請求項１〜３いずれか一つに記載の蛍光読み取り装置としたものであり、測定対象部の蛍光分子から発せられる発光が集光レンズによって集光されるため、感度が良く蛍光を検出することができる蛍光読み取り装置を提供することができるという作用を有する。
【００５１】
また、移動手段が測定対象部を固定する測定対象部固定部を有しており、前記測定対象部を固定保持した前記移動手段が前記測定対象部を連続的あるいは断続的に移動させ、前記測定対象部の測定に必要な距離を移動させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の蛍光読み取り装置としたものであり、測定対象部固定部によって測定対象部が安定に保持固定されるため、スキャンニング時に精度良く蛍光を検出することのできる蛍光読み取り装置を提供することができるという作用を有する。
【００５２】
また、移動手段が光源および受光手段を固定させる光源および受光手段固定部を有しており、前記光源および前記受光手段を固定保持した前記移動手段が前記光源および前記受光手段を連続的あるいは断続的に移動させ、前記測定対象部の測定に必要な距離を移動させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の蛍光読み取り装置としたものであり、スキャンニング時に測定対象部が固定され移動しない状態であるためスキャンニング時に精度良く蛍光を検出することのできる蛍光読み取り装置を提供することができるという作用を有する。
【００５３】
また、測定対象部へ当たる外光を遮光することのできる筐体を有しており、前記筐体内に光源と受光手段とを内包したことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の蛍光読み取り装置としたものであり、スキャンニング時に測定対象部および受光手段に干渉する外光を遮断することができるため、感度良く蛍光を検出することのできる蛍光読み取り装置を提供することができるという作用を有する。
【００５４】
また、測定する位置を把握する測定位置特定手段が備えられた測定対象部を測定する蛍光読み取り装置であって、測定対象部に備えられた測定位置特定手段を検知する測定位置検知手段を備えたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の蛍光読み取り装置としたものであり、測定位置検知手段が測定対象部上の測定位置特定手段を検知することによって確実に測定対象部をスキャンニングすることができるようになる蛍光読み取り装置を提供することができるという作用を有する。
【００５５】
また、測定位置特定手段が蛍光体あるいは発光体で構成されており、光源および受光手段が測定位置検知手段を兼ね備えていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の蛍光読み取り装置としたものであり、測定位置検知手段を兼ね備えた受光手段とすることで、より簡易な構成となる蛍光読み取り装置を提供することができるという作用を有する。
【００５６】
また、測定対象部が平板状であり、光源および受光手段が前記測定対象部に対して平行になるように、前記測定対象部または光源および受光手段を連続的あるいは断続的に移動させ、測定対象部の測定に必要な距離を移動させることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載の蛍光読み取り装置としたものであり、平板状の測定対象部に対して平行になるようにスキャンニングすることによって、平板状の測定対象部の蛍光を簡便に精度良く検出することのできる蛍光読み取り装置を提供することができるという作用を有する。
【００５７】
また、核酸あるいはタンパク質あるいは糖質あるいは脂質を備えた測定対象部の蛍光点を読み取ることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一つに記載の蛍光読み取り装置としたものであり、核酸あるいはタンパク質あるいは糖質あるいは脂質に対して結合することのできる結合物質に蛍光分子を標識し、蛍光標識された結合物質が測定対象部に効率良く捕捉されることによって、核酸あるいはタンパク質あるいは糖質あるいは脂質に対して結合することのできる結合物質を効率良く検知することのできる蛍光読み取り装置を提供することができるという作用を有する。
【００５８】
また、測定対象部がＤＮＡマイクロアレイであることを特徴とした請求１１に記載の蛍光読み取り装置としたものであり、ＤＮＡマイクロアレイに蛍光標識された核酸分子多種類を効率良く補足し、ＤＮＡマイクロアレイ上に補足された蛍光分子を効率良く検出することで、目的の塩基配列を含む核酸分子多種類を効率良く検出することのできる蛍光読み取り装置を提供することができるという作用を有する。
【００５９】
また、ＤＮＡマイクロアレイ上のＤＮＡプローブが固定された複数スポットのそれぞれの中心点が一直線上になる様に配列されており、前記スポットの中心点が形成する一直線に沿ってＤＮＡマイクロアレイまたは光源および受光手段を連続的あるいは断続的に移動させ、ＤＮＡマイクロアレイの測定に必要な距離を移動させる事を特徴とした請求項１２に記載の蛍光読み取り装置としたものであり、マイクロアレイのスポットの中心点が形成する線上に沿ってスキャンニングを行うことによって、ＤＮＡマイクロアレイ上のスポットを無駄なく検出することができる蛍光読み取り装置を提供することができるという作用を有する。
【００６０】
また、ＤＮＡマイクロアレイ上のＤＮＡプローブを固定した複数のスポット全体が形成するスポットエリアが四角形になっており、四角形の前記スポットエリアを形成する辺のいずれか１つの辺に対して垂直になる様にＤＮＡマイクロアレイまたは光源および受光手段を連続的あるいは断続的に移動させ、ＤＮＡマイクロアレイの測定に必要な距離を移動させる事を特徴とした請求項１３に記載の蛍光読み取り装置としたものであり、マイクロアレイ上のスポット全体が形成するスポットエリアのスポットを無駄なく検出することができる蛍光読み取り装置を提供することができるという作用を有する。
【００６１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００６２】
（実施の形態１）
図１（ａ）に示すように本発明の蛍光読み取り装置１は、少なくとも一つの光源２と受光手段３と蛍光判断手段４と測定対象部固定部５と移動手段６と蛍光点位置表示手段７と制御部８を含んでいる。光源２としてはレーザー光源やＬＥＤなどが用いられ、通常光学フィルターを用いて一定波長の光が照射されるように調節されている。使用される光学フィルターとしては短波長カットフィルターや長波長カットフィルターやバンドパスフィルターが利用される。調節される波長領域としては５３０ｎｍ程度のグリーン光や、６３０ｎｍ程度のレッド光が単独または複数で使用されるが、これ以外の波長域であっても蛍光分子に対して干渉可能な波長域であれば何れの波長域であっても使用できる。複数の蛍光点９を含んだ測定対象部１０を測定対象部固定部５に固定し、固定された測定対象部１０に光源２から予め定められた波長域で励起光１１が照射され、測定対象部１０の一定面積に励起光１１が照射され、励起光１１によって蛍光点９から発せられる反射光１２を受光手段３が受光する。一定面積として、例えば直径１０〜数千μｍの円状に励起光が照射され、測定対象部１０上の直径１０〜数千μｍの蛍光点９が反射光１２を反射し受光手段３によって一度に撮像される。
【００６３】
図１（ｂ）に示すように受光手段３は複数の光電変換素子１３が線上に配置された構成をしており、蛍光点９に対して光電変換素子１３が垂直になるように、また、測定対象部１０の面に対して光電変換素子１３が垂直になるように配置される。光電変換素子１３としては光電子倍増管や電荷結合素子（ＣＣＤ）が使用される。また、一般的に利用される測定対象部１０はスライドガラス上に蛍光分子がスポット上に結合したＤＮＡマイクロアレイやマイクロウェルなどの一定間隔で蛍光分子が配設されている検査媒体が使用される。一定間隔として、例えば直径１０〜数百μｍのスポットが１０〜数百μｍ程度の間をあけて配設されたＤＮＡマイクロアレイが一般的に使用される。蛍光点９は蛍光分子がスポット状に配設されたものを指し、例えばＤＮＡマイクロアレイではＣｙ３やＣｙ５などの蛍光分子で標識されたＤＮＡ分子がスライドガラス上にそれぞれ独立し一定間隔で結合しており、また、マイクロウェルであれば各ウェル内にルシフェラーゼやＧＦＰなどの蛍光を発する分子が溶解した水溶液が配設されている。これら蛍光分子あるいは発光分子はそれぞれ固有の吸収スペクトルと蛍光波長を持っており、蛍光分子に干渉する励起光源は蛍光分子の吸収スペクトルに対応した光源が使用され、受光手段３には反射光の中から目的の波長を制限するための光学フィルターが併用される。
【００６４】
また、光源２によって照射され発光した反射光１２を受光する一定の時間を、例えば１秒〜１０秒と設定することによって、蛍光点９の蛍光量が強すぎる場合から弱い時まで対応して受光することができる。なお、設定した一定の受光時間は蛍光点９の蛍光量に合わせて調節することができ、蛍光が弱い時は１０秒以上に設定することができ、また、蛍光が強すぎる時は１秒以下に設定することができる。受光する一定時間と制御部８は移動手段６の動作を制御することで、光源２あるいは受光手段３と測定対象部１０との相対位置を移動させる。また、制御部８は光源２による励起光１１のオンオフあるいは強弱を制御する。制御部８としては光源２と受光手段３と蛍光判断手段４と移動手段６と蛍光点位置表示手段７を制御するためのものであって、ＣＰＵなどが使用される。測定対象部固定部５としてはスライドグラス状のＤＮＡマイクロアレイを固定するためのスライドグラスを挟んで固定する治具で構成されており、また、マイクロウェルなどを固定する窪みを有した治具などが使用される。移動手段６としては、ステッピングモーターや、ボイスコイルなどで構成されたアクチュエーターが使用され、光源２および受光手段３と測定対象部１０とを相対的に平行移動する方法や、励起光１１の測定対象部１０への入射角度を変えるように回転させる方法がとられる。
【００６５】
蛍光判断手段４は受光手段３による反射光１２の光量が設定したしきい値の範囲内の時蛍光していると判断し、蛍光量が少なすぎる蛍光点９あるいは多すぎる蛍光点９以外の蛍光点９を蛍光点と判断し、蛍光点位置表示手段７に蛍光像１４を表示する。設定されるしきい値として、例えば撮像される蛍光像１４を構成する各ピクセルの輝度が１〜２５５の段階で表示される場合、予めバックとなる非特異的信号の可能性が高いシグナルとして段階１０の輝度値を持ったピクセルをしきい値以下とし、非表示とすることができ、また、異常信号の可能性が高いシグナルとして段階２００以上の輝度値を持ったピクセルをしきい値以上とし、非表示とすることができる。蛍光判断手段４としては上記内容の判断フローおよび判断基準等がプログラミングされたマイコンなどがある。
【００６６】
蛍光点位置表示手段７は例えば液晶モニターであり、蛍光像１４を測定者が見えるように表示するものであり、順次撮像される蛍光像１４を順番に表示することや、撮像された蛍光像１４全てを並列して表示することができる。制御部８は撮像された蛍光像１４を記憶し測定者が記憶された蛍光像１４を呼び出し蛍光点位置表示手段７に表示することもできる。測定対象部１０としてＤＮＡマイクロアレイが使用される場合、蛍光分子が本来スポット状に固定されているところ以外に余分な蛍光分子や小さなゴミなどが測定対象部１０に残っており、これがノイズとなって検出結果に悪影響を及ぼすことがある。
【００６７】
また、特定のスポットが著しく強い蛍光を発していた場合、周囲のスポットの蛍光量が相対的に弱い蛍光となり、検出結果に悪影響を及ぼしてしまう。また、非特異的な信号が弱い蛍光スポットとして観察されることから、弱い蛍光スポットを検出していては無駄な情報量が増えてしまう。蛍光判断手段４は、これらのノイズや異常な信号などを削除するために予め設定された検出される蛍光量のしきい値を用いて必要な情報である蛍光点９を検知する。ここで用いられるしきい値は予め設定されていても、制御部８を通じて測定者自身が設定可能なようにプログラムを用意していてもかまわない。
【００６８】
上記構成において、測定者が測定対象部１０を測定対象部固定部５に固定し、制御部８を作動させることによって、測定対象部１０の蛍光点９に励起光１１が照射され、反射光１２が受光手段３によって受光され、受光量が一定のしきい値内であれば蛍光点位置表示手段７に蛍光像１４として表示される。そして、励起光が隣の蛍光点９に照射されるように移動手段６が移動し、同様に受光量が一定のしきい値内であれば蛍光点位置表示手段７に蛍光像１４として表示される。この測定対象部１０の移動と蛍光像１４の取得表示が順次繰り返され測定対象部１０上の蛍光点９が撮像されることによって、測定対象部１０の蛍光情報が読み取られる。
【００６９】
この際、線上に配置された光電変換素子１３に対して垂直になるように移動手段が移動することによって、少ない光電変換素子１３を用いて測定対象部１０全面の蛍光点９が効率良く撮像され、短時間でスキャンニングされる。また、移動手段による移動方向を１軸上のみとし、往復運動のみで行うことができるため、移動手段として複雑な機構を必要とせず、小型化可能な蛍光読み取り装置となる。
【００７０】
なお、上述の実施の形態では蛍光色素についてＣｙ３、Ｃｙ５または、蛍光物質としてルシフェラーゼ、ＧＦＰとしたが、これに限ることはなく、ＦＩＴＣ、Ｔｅｘａｓ Ｒｅｄ、ＤＡＰＩ、ＰＩ、Ｆｌｕｏ−３、ＣＭＦＤＡ、ＤｉＯＣ２（３）などの蛍光指示薬を用いても良い。
【００７１】
（実施の形態２）
実施の形態１と同一部分については同一番号を附し、詳細な説明は省略する。
【００７２】
図２において実施の形態１と異なるところは、光源２をＬＥＤ１５により形成した点である。図２において、図１と同じ構成要素については同じ符号を用いその説明を省略する。ＬＥＤ１５から照射され、励起光１１によって蛍光点９から発せられる反射光１２を受光手段３が受光する。ＬＥＤ１５としては、青、緑、黄色、赤色のＬＥＤ等が単独または複数で使用され、ＬＥＤの構造としてはダブルへテロ接合構造や量子井戸接合構造が用いられている。
【００７３】
蛍光分子がＣｙ３の場合は緑色のＬＥＤがＣｙ５の場合は赤色のＬＥＤが使用される。
【００７４】
また、励起光の波長をより限定し蛍光シグナルを特異的に認知するために光学フィルターを併用して励起光１１の波長を限定することもできる。
【００７５】
上記構成において、ＬＥＤ１５が少ない消費電流で励起光１１を照射し、蛍光点９を撮像することができ、励起光１１のエネルギーが低いために蛍光分子が劣化しにくいため測定対象部１０の再計測が可能となり、また、発熱量が少なく装置への負担が少ないため装置寿命やＤＮＡチップの寿命が長くなる。また、光源２自体が小さくなるため蛍光読み取り装置１自体が小型可能になる。
【００７６】
（実施の形態３）
実施の形態１または２と同一部分については同一番号を附し、詳細な説明は省略する。
【００７７】
図３に示すように本発明の受光手段３の長さは測定対象部１０の幅と同じ長さになるよう形成されている。
【００７８】
上記構成において、光電変換素子１３が線状に配置された受光手段３の幅が測定対象部１０と同じであるために線状の受光手段３を測定対象部１０に対して平行に移動させることによって測定対象部１０全面が効率的にスキャンニングされる。光電変換素子１３は線状に配置されているため、少ない光電変換素子１３を用いて全面をスキャンニングできるため、蛍光読み取り装置１自体が安価に構成される。また、受光手段３を１軸上移動させるだけでスキャンニングできるので、複雑の機構部を必要としない簡便な構成の蛍光読み取り装置１が形成されるようになる。
【００７９】
（実施の形態４）
実施の形態１乃至３のいずれかと同一部分については同一番号を附し、詳細な説明は省略する。
【００８０】
図４において実施の形態２と異なるところは、受光手段３の前段に反射光１２を集光する集光レンズ１６を設けた点である。図４において、図１および図２と同じ構成要素については同じ符号を用いその説明を省略する。使用される集光レンズ１６としては、ストレートタイプのものや、多分岐タイプのガラスレンズが使用される。
【００８１】
蛍光点９からの反射光１２は通常様々な方向へ拡散するので、受光手段３が受光する光量は蛍光点９から発せられる反射光のうち一部となる。集光レンズ１６を設けることによって受光手段３に到達できなかった反射光１２を集めて受光手段３にて受光できるようになるため、反射光１２が少ない場合であっても検知できるようになる。
【００８２】
上記構成において、集光レンズ１６を受光手段３の前段に配置することによって、高感度な蛍光読み取り装置１ができるようになる。
【００８３】
なお、集光レンズ１６に光学フィルターを併設することによっても検出したい反射光１２をより特異的に検知することができるようになり、より高感度になる蛍光読み取り装置１ができるようになる。
【００８４】
（実施の形態５）
実施の形態１乃至４のいずれかと同一部分については同一番号を附し、詳細な説明は省略する。
【００８５】
図５に示すように本発明の蛍光読み取り装置１は測定対象部固定部５を有している。 実施の形態１に記載したように、移動手段６が連続的あるいは断続的に移動することによって、測定対象部１０に固定保持された測定対象部１０が光源２および受光手段３に対して相対的に移動し、測定対象部１０の測定に必要な距離を移動させることができる。移動手段６としては、ステッピングモーターや、ボイスコイルなどで構成されたアクチュエーターが使用され、光源２および受光手段３と測定対象部１０とを相対的に平行移動する方法や、励起光１１の測定対象部１０への入射角度を変えるように回転させる方法がとられる。
【００８６】
上記構成において、移動手段６の動作によって測定対象部１０がずれてしまうことなく、正確に移動を制御できるようになるため、簡単な構成で精度良くスキャンニングできるようになる。
【００８７】
なお、本実施の形態において移動手段６自体が移動するものとしたが、移動手段６自体が移動するのではなく、固定された移動手段６が測定対象部１０を移動させるものであっても同様の蛍光読み取り装置１が形成される。
【００８８】
（実施の形態６）
実施の形態１乃至５のいずれかと同一部分については同一番号を附し、詳細な説明は省略する。
【００８９】
図６において実施の形態５と異なるところは、移動手段６が移動させる対象が測定対象部固定部５ではなく、光源および受光手段固定部１７である点であり、光源および受光手段固定部１７はＬＥＤ１５と受光手段３および集光レンズ１６を固定している。図６において、実施の形態５と同じ構成要素については同じ符号を用いてその説明を省略する。移動手段６が連続的あるいは断続的に移動することによって、光源および受光手段固定部１７が移動し、ＬＥＤ１５および受光手段３に対す測定対象部１０の相対位置が移動し、測定対象部１０の測定に必要な距離を移動させることができる。移動手段６としては、ステッピングモーターや、ボイスコイルなどで構成されたアクチュエーターが使用される。
【００９０】
上記構成において、移動手段６の動作によって測定対象部１０が振動してしまうことなく、スキャンニング時にクリアーな蛍光像１４を取得することができるようになる。
【００９１】
なお、本実施の形態において移動手段６自体が移動するものとしたが、移動手段６自体が移動するのではなく、固定された移動手段６が光源および受光手段固定部１７を移動させるものであっても同様の傾向読み取り装置が形成される。
【００９２】
（実施の形態７）
実施の形態１乃至６のいずれかと同一部分については同一番号を附し、詳細な説明は省略する。
【００９３】
図７において実施の形態６と異なるところは、蛍光読み取り装置１が外光を遮光することのできる筐体１８を備えている点であり、図７において、実施の形態６と同じ構成については同じ符号を用いてその説明を省略する。ＬＥＤ１５と受光手段３と測定対象部１０は筐体１８内に配設された後測定に供される。筐体１８は光を透過しない金属や樹脂などで成形されたものが使用され、形状は箱型であっても丸型であってもかまわない。
【００９４】
筐体１８の少なくとも一部には、測定対象部１０を測定対象部固定部５にセットするための測定対象部挿入穴１９が存在する。測定者が測定対象部１０を測定対象部挿入穴１９から挿入し、測定対象部固定部５にセットし、実施の形態１から６に記載の方法で読み取る。
【００９５】
上記構成において、筐体が測定対象部１０あるいは受光手段３に当たる外光を遮光することができるため、反射光１２および光電変換素子１３が外光の影響を受けることなく測定することができるようになり、精度良く蛍光点９の蛍光像１４を撮像することができるようになる。
【００９６】
なお、本実施の形態において測定対象部挿入穴１９は開放口としたが、さらに外光を遮光するために蓋部を設け、測定対象部１０を測定対象部固定部５にセットした後蓋部を閉じることによって外光をさらに遮光する構成とすることもできる。
【００９７】
(実施の形態８)
実施の形態１乃至７のいずれかと同一部分については同一番号を附し、詳細な説明は省略する。
【００９８】
図８において実施の形態７と異なるところは、測定対象部１０に測定する位置を把握するための第一の測定位置特定手段２０と第二の測定位置特定手段２１が備えられており、これらを検知する測定位置検知手段２２を備えている点である。
【００９９】
図８において、実施の形態７と同じ構成については同じ符号を用いてその説明を省略する。第一の測定位置特定手段２０と第二の測定位置特定手段２１は測定対象部１０の上面に形成されており、測定位置検知手段２２に検知されるように配置されている。ここで、第一の測定位置特定手段２０および第二の測定位置特定手段２１として、蛍光を発する発光点を測定対象部１０上に配設したものを利用する場合、測定位置検知手段２２は発光を検知する光電変換素子などが利用され、また、突起物で形成した場合、測定位置検知手段２２としては超音波センサや赤外線センサなどを利用することができる。
【０１００】
第一の測定位置特定手段２０と第二の測定位置特定手段２１としては受光検出されれば良く、蛍光塗料などの塗布等がある。制御部８が移動手段６を制御し測定対象部１０の端からスキャンニングする工程において、測定対象部１０の移動と同時に測定位置検知手段２２による第一の測定位置特定手段２０の検知を試み、第一の測定位置特定手段２０を測定位置検知手段２２が検知した時点で制御部８が撮像を開始し、測定対象部１０上の蛍光点９を順次撮像していく。蛍光点９を順次撮像すると共に測定位置検知手段２２は第二の測定位置特定手段２１の検知を試み、第二の測定位置特定手段２１を測定位置検知手段２２が検知した時点で制御部８が撮像を終了する。
【０１０１】
上記構成において、第一の測定位置特定手段２０と第二の測定位置特定手段２１によってスキャンニングエリアが規定された測定対象部１０を測定位置検知手段２２が検出することによって無駄なく効率良くスキャンニングを行うことができるようになる。
【０１０２】
なお、本実施の形態において測定位置検知手段２２として超音波センサとしたが、赤外線センサやその他光を利用したセンサで代用することができる。
【０１０３】
（実施の形態９）
実施の形態１乃至８のいずれかと同一部分については同一番号を附し、詳細な説明は省略する。
【０１０４】
図９において実施の形態８と異なるところは、第一の測定位置特定手段２０と第二の測定位置特定手段２１が蛍光体あるいは発光体で構成されており、光源２および受光手段３が測定位置検知手段を兼ね備えている点である。
【０１０５】
図９において、実施の形態８と同じ構成については同じ符号を用いてその説明を省略する。制御部８が移動手段６を制御し測定対象部１０の端からスキャンニングする工程において、測定対象部１０の移動と同時に光源２および受光手段３による第一の測定位置特定手段２０の検知を試み、第一の測定位置特定手段２０を受光手段３が検知した時点で制御部８が撮像を開始し、測定対象部１０上の蛍光点９を順次撮像し蛍光位置表示手段７に蛍光像１４を表示していく。蛍光点９を順次撮像すると共に光源２および受光手段３は第二の測定位置特定手段２１の検知を試み、第二の測定位置特定手段２１を受光手段３が検知した時点で制御部８が撮像を終了する。
【０１０６】
上記構成において、光源２および受光手段３が測定位置検知手段を兼ね備えているので、簡単な構成で、無駄な撮像をしないで効率良く蛍光像１４を取得できるようになる。
【０１０７】
（実施の形態１０）
実施の形態１乃至９のいずれかと同一部分については同一番号を附し、詳細な説明は省略する。
【０１０８】
図１０に示すように本発明の蛍光読み取り装置１は光源２および受光手段固定部１７を有しており、受光手段固定部１７を測定対象部１０に対して平行に移動させる移動手段６を備えている。実施の形態６と同じ構成については同じ符号を用いてその説明を省略する。実施の形態６に記載したように、移動手段６が連続的あるいは断続的に移動することによって、光源２および受光手段固定部１７が測定対象部１０に対して平行になるように移動し、測定対象部１０の測定に必要な距離を移動させることができる。
【０１０９】
移動手段６としては、ステッピングモーターや、ボイスコイルなどで構成されたアクチュエーターが使用される。
【０１１０】
上記構成において、移動手段６として、１軸上の反復運動によって測定対象部１０上の撮像を可能にする移動を行うことができるようになり、簡単な構成で効率良くスキャンニングできるようになる。
【０１１１】
（実施の形態１１）
実施の形態１乃至１０のいずれかと同一部分については同一番号を附し、詳細な説明は省略する。
【０１１２】
図１１に本発明の蛍光読み取り装置１が読み取る典型的な測定対象部１０を示す。測定対象部１０は核酸あるいはタンパク質あるいは糖質あるいは脂質を備えた構成である。 図１１の（ａ）は測定対象部１０上に核酸プローブ２３がスポット状に固定化されているものを示している。
【０１１３】
図１１の（ｂ）は測定対象部１０上に抗体プローブ２４がスポット状に固定化されているものを示している。また、図１１の（ｃ）に示すように測定対象部１０自体が核酸、タンパク質、糖質あるいは脂質で構成されている生体物質で構成された測定対象部２５も利用される。また、図１１の（ｄ）に示すように生体物質で構成された測定対象部２５上に抗体プローブ２４を固定化することもできる。このような測定対象部１０としては平面を形成することが可能なガラス、金属、セラミック、プラスチックなどの基材や、ナイロン、セルロース、コラーゲン、ポリエチレン、ポリプロピレンなどで形成されたメンブレンなどが使用され、これら基材やメンブレン上にプローブとなるＤＮＡ、ＲＮＡ、抗体、受容体などを直接物理吸着させたものや、Ｐｏｌｙ−Ｌｙｓｉｎｅやシランなどを基板表面上にコーティングし、間接的に固定したものが使用される。測定対象部１０は、固定されたプローブ分子と結合する物質を検出するためのデバイスであって、検出される目的の物質に蛍光分子を標識し、測定対象部１０上のプローブに蛍光分子が標識された目的の物質が結合するかどうかを検知することによって目的物質の検出を行う。
【０１１４】
また、蛍光標識したプローブ分子を予め測定対象部１０に固定化しておき、プローブ分子を切断する物質を検出するために、測定対象部１０上の蛍光強度が減少することを検知しプローブ分解物質を検出することに利用することもできる。また、図１１（ｃ）のように基材自体を核酸、タンパク質、糖質などの生体物質で構成し、金属やガラスなどの基材に比べて非特異的吸着の少ないデバイスとして利用することもできる。また、図１１（ｄ）のように、非特異的吸着の少ないデバイス上にプローブ分子を固定化し、Ｓ／Ｎ比を向上させることもできる。
【０１１５】
（実施の形態１２）
実施の形態１１と同一部分については同一番号を附し、詳細な説明は省略する。
【０１１６】
図１２に本発明の蛍光読み取り装置１が読み取るＤＮＡマイクロアレイ２６を示す。 ＤＮＡマイクロアレイ２６は、ガラスやプラスチックなどの基材の上に多種類の核酸プローブ２３が互いに独立して固定化されたものであり、図１２（ａ）に示すように、少ないアレイのものや、図１２（ｂ）に示すように高密度にアレイ化されたものが使用される。マイクロアレイ２６は検査対象物である水、食品、土壌や、あるいは血液、排泄物等の体液や病理組織などの生体試料から特定の塩基配列を持ったＤＮＡを検出するために利用される。固定化される核酸プローブ２３はＤＮＡあるいはＲＮＡが使用され、１本鎖に変性された核酸や、２本鎖の核酸が直接あるいはシランやチオールなどのカップリング材を使用して基板上に固定化されている。
【０１１７】
資料中のＤＮＡあるいはＲＮＡなどの核酸を抽出し、蛍光色素で標識化した後、標識化された核酸をＤＮＡマイクロアレイ２６と反応させ、相補的塩基対を形成させることによって、ＤＮＡマイクロアレイ２６上の対応する核酸プローブ２３が固定された個所に補足される。補足された核酸分子は蛍光分子によって標識かされているため、各核酸プローブ２３が固定化された個所の蛍光を検知することによって、核酸プローブ２３と塩基対を形成する配列を含んだ核酸分子の有無を検出することができる。実施の形態１〜１０に示したように、測定対象部１０であるＤＮＡマイクロアレイ２６の蛍光点９のみを効率良く検知し撮像することによって、ＤＮＡマイクロアレイ２６のスキャンニングを短時間で行うことができるようになる。
【０１１８】
（実施の形態１３）
実施の形態１１または１２と同一部分については同一番号を附し、詳細な説明は省略する。
【０１１９】
図１３が示すように、ＤＮＡマイクロアレイ２６の核酸プローブが固定化されたスポットが一直線上になるように配列されているものを用いることによって、効率良くスキャンニングを行うことができる。実施の形態１〜１２に記したように、スポットが配列された直線上に対して受光手段３を平行に移動させることによって効率良くＤＮＡマイクロアレイ２６をスキャンニングすることができるようになる。図１３（ａ）に示すように、ＤＮＡマイクロアレイ２６上のスポット径に合わせて、光電変換素子１３を受光手段３に配設することによって、少ない光電変換素子１３で効率良く検出することができるようになる。
【０１２０】
また、図１３（ｂ）に示すように固定化されているＤＮＡプローブ２３のスポット径を小さくすれば必要な光電変換素子１３も少なくて済み、より安価な構成とすることができるようになる。
【０１２１】
（実施の形態１４）
実施の形態１１乃至１３のいずれかと同一部分については同一番号を附し、詳細な説明は省略する。
【０１２２】
図１４が示すように、ＤＮＡマイクロアレイ２６の核酸プローブが固定化された複数のスポット全体が形成するスポットエリア２７が四角形になっているものを用いても効率良くスキャンニングすることができる。実施の形態１〜１２に示したように、スポットエリア２７を形成する４辺のいずれか一つの辺に対して垂直になるように受光手段３を移動させることによって、無駄なく効率良く検知することができる。スポットエリアが形成する四角形は長方形あるいは正方形が望ましく、受光手段３を垂直に移動させる辺は長辺であれば、より使用される光電変換素子１３が少なくすむのでより望ましい。
【産業上の利用可能性】
【０１２３】
本発明の蛍光読み取り装置を用いることによって、ＤＮＡマイクロアレイなどの生体分子検知デバイスを効率良くスキャンニングすることができる。１軸上を往復するだけの単純な機構部と最小限の光電変換素子を使用した構成であるため、安価な装置構成となり、誰でも使うことのできる蛍光読み取り装置として広く普及させることができる。また、予め設定したしきい値の範囲内の蛍光のみ検出する構成であるため、必要な情報のみ検知することのができ、検査結果の判断が簡単になり、臨床現場で結果を迅速に判断するのに用いることのできる検査装置となり得る。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【図１】本発明の実施の形態１の蛍光読み取り装置を示す図
【図２】同実施の形態２の蛍光読み取り装置を示す図
【図３】同実施の形態３の蛍光読み取り装置を示す図
【図４】同実施の形態４の蛍光読み取り装置を示す図
【図５】同実施の形態５の蛍光読み取り装置を示す図
【図６】同実施の形態６の蛍光読み取り装置を示す図
【図７】同実施の形態７の蛍光読み取り装置を示す図
【図８】同実施の形態８の蛍光読み取り装置を示す図
【図９】同実施の形態９の蛍光読み取り装置を示す図
【図１０】同実施の形態１０の蛍光読み取り装置を示す図
【図１１】同実施の形態１１の測定対象部を示す図
【図１２】同実施の形態１２のＤＮＡマイクロアレイを示す図
【図１３】同実施の形態１３のＤＮＡマイクロアレイを示す図
【図１４】同実施の形態１４のＤＮＡマイクロアレイを示す図
【図１５】従来の走査型共焦点顕微鏡画像検出装置を示す図
【符号の説明】
【０１２５】
１ 蛍光読み取り装置
２ 光源
３ 受光手段
４ 蛍光判断手段
５ 測定対象部固定部
６ 移動手段
７ 蛍光点位置表示手段
８ 制御部
９ 蛍光点
１０ 測定対象部
１１ 励起光
１２ 反射光
１３ 光電変換素子
１４ 蛍光像
１５ ＬＥＤ
１６ 集光レンズ
１７ 光源および受光手段固定部
１８ 筐体
１９ 測定対象部挿入穴
２０ 第一の測定位置特定手段
２１ 第二の測定位置特定手段
２２ 測定位置検知手段
２３ 核酸プローブ
２４ 抗体プローブ
２５ 生体物質で構成された測定対象部
２６ ＤＮＡマイクロアレイ
２７ スポットエリア
１０１ 走査型共焦点顕微鏡画像検出装置
１０２ ボイスコイル
１０３ 対物レンズ
１０４ 解読用載物台
１０５ ブラケット
１０６ 回転式プリズム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光試薬で標識された一つ以上の蛍光点を含んだ測定対象部の蛍光点を検出する蛍光読み取り装置であって、前記測定対象部の一定面積に予め定められた波長域で励起光を照射する１つまたは複数の光源と、前記測定対象部の一定面積の一部または全ての部分で前記励起光によって発光する予め定められた波長域の光を受光する線状に配置された複数の光電変換素子である受光手段と、前記光源によって照射されて発光した光を設定した一定の時間内に受光し、その受光した光量が設定したしきい値の範囲内のときに蛍光していると判断する蛍光判断手段と、測定対象部または光源および受光手段を連続的あるいは断続的に移動させ、測定対象部の測定に必要な距離を移動させる移動手段と、測定対象部の蛍光点の位置を特定し、その特定した蛍光点の位置を表示する蛍光点位置表示手段を備えたことを特徴とする蛍光読み取り装置。
【請求項２】
光源をＬＥＤとした請求項１記載の蛍光読み取り装置。
【請求項３】
前記受光手段の長さを測定対象部の幅と同じ長さとした請求項１、２いずれか記載の蛍光読み取り装置。
【請求項４】
励起光によって発光した光を集光する集光レンズを前記光電変換素子の前段に設けた請求項１〜３いずれか一つに記載の蛍光読み取り装置。
【請求項５】
移動手段が測定対象部を固定する測定対象部固定部を有しており、前記測定対象部を固定保持した前記移動手段が前記測定対象部を連続的あるいは断続的に移動させ、前記測定対象部の測定に必要な距離を移動させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の蛍光読み取り装置。
【請求項６】
移動手段が光源および受光手段を固定させる光源および受光手段固定部を有しており、前記光源および前記受光手段を固定保持した前記移動手段が前記光源および前記受光手段を連続的あるいは断続的に移動させ、前記測定対象部の測定に必要な距離を移動させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の蛍光読み取り装置。
【請求項７】
測定対象部へ当たる外光を遮光することのできる筐体を有しており、前記筐体内に光源と受光手段とを内包したことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の蛍光読み取り装置。
【請求項８】
測定する位置を把握する測定位置特定手段が備えられた測定対象部を測定する蛍光読み取り装置であって、測定対象部に備えられた測定位置特定手段を検知する測定位置検知手段を備えたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の蛍光読み取り装置。
【請求項９】
測定位置特定手段が蛍光体あるいは発光体で構成されており、光源および受光手段が測定位置検知手段を兼ね備えていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の蛍光読み取り装置。
【請求項１０】
測定対象部が平板状であり、光源および受光手段が前記測定対象部に対して平行になるように、前記測定対象部または光源および受光手段を連続的あるいは断続的に移動させ、測定対象部の測定に必要な距離を移動させることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載の蛍光読み取り装置。
【請求項１１】
核酸あるいはタンパク質あるいは糖質あるいは脂質を備えた測定対象部の蛍光点を読み取ることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一つに記載の蛍光読み取り装置。
【請求項１２】
測定対象部がＤＮＡマイクロアレイであることを特徴とした請求１１に記載の蛍光読み取り装置。
【請求項１３】
ＤＮＡマイクロアレイ上のＤＮＡプローブが固定された複数スポットのそれぞれの中心点が一直線上になる様に配列されており、前記スポットの中心点が形成する一直線に沿ってＤＮＡマイクロアレイまたは光源および受光手段を連続的あるいは断続的に移動させ、ＤＮＡマイクロアレイの測定に必要な距離を移動させる事を特徴とした請求項１２に記載の蛍光読み取り装置。
【請求項１４】
ＤＮＡマイクロアレイ上のＤＮＡプローブを固定した複数のスポット全体が形成するスポットエリアが四角形になっており、四角形の前記スポットエリアを形成する辺のいずれか１つの辺に対して垂直になる様にＤＮＡマイクロアレイまたは光源および受光手段を連続的あるいは断続的に移動させ、ＤＮＡマイクロアレイの測定に必要な距離を移動させる事を特徴とした請求項１３に記載の蛍光読み取り装置。
【請求項１】
蛍光試薬で標識された一つ以上の蛍光点を含んだ測定対象部の蛍光点を検出する蛍光読み取り装置であって、前記測定対象部の一定面積に予め定められた波長域で励起光を照射する１つまたは複数の光源と、前記測定対象部の一定面積の一部または全ての部分で前記励起光によって発光する予め定められた波長域の光を受光する線状に配置された複数の光電変換素子である受光手段と、前記光源によって照射されて発光した光を設定した一定の時間内に受光し、その受光した光量が設定したしきい値の範囲内のときに蛍光していると判断する蛍光判断手段と、測定対象部または光源および受光手段を連続的あるいは断続的に移動させ、測定対象部の測定に必要な距離を移動させる移動手段と、測定対象部の蛍光点の位置を特定し、その特定した蛍光点の位置を表示する蛍光点位置表示手段を備えたことを特徴とする蛍光読み取り装置。
【請求項２】
光源をＬＥＤとした請求項１記載の蛍光読み取り装置。
【請求項３】
前記受光手段の長さを測定対象部の幅と同じ長さとした請求項１、２いずれか記載の蛍光読み取り装置。
【請求項４】
励起光によって発光した光を集光する集光レンズを前記光電変換素子の前段に設けた請求項１〜３いずれか一つに記載の蛍光読み取り装置。
【請求項５】
移動手段が測定対象部を固定する測定対象部固定部を有しており、前記測定対象部を固定保持した前記移動手段が前記測定対象部を連続的あるいは断続的に移動させ、前記測定対象部の測定に必要な距離を移動させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の蛍光読み取り装置。
【請求項６】
移動手段が光源および受光手段を固定させる光源および受光手段固定部を有しており、前記光源および前記受光手段を固定保持した前記移動手段が前記光源および前記受光手段を連続的あるいは断続的に移動させ、前記測定対象部の測定に必要な距離を移動させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の蛍光読み取り装置。
【請求項７】
測定対象部へ当たる外光を遮光することのできる筐体を有しており、前記筐体内に光源と受光手段とを内包したことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の蛍光読み取り装置。
【請求項８】
測定する位置を把握する測定位置特定手段が備えられた測定対象部を測定する蛍光読み取り装置であって、測定対象部に備えられた測定位置特定手段を検知する測定位置検知手段を備えたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の蛍光読み取り装置。
【請求項９】
測定位置特定手段が蛍光体あるいは発光体で構成されており、光源および受光手段が測定位置検知手段を兼ね備えていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の蛍光読み取り装置。
【請求項１０】
測定対象部が平板状であり、光源および受光手段が前記測定対象部に対して平行になるように、前記測定対象部または光源および受光手段を連続的あるいは断続的に移動させ、測定対象部の測定に必要な距離を移動させることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載の蛍光読み取り装置。
【請求項１１】
核酸あるいはタンパク質あるいは糖質あるいは脂質を備えた測定対象部の蛍光点を読み取ることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一つに記載の蛍光読み取り装置。
【請求項１２】
測定対象部がＤＮＡマイクロアレイであることを特徴とした請求１１に記載の蛍光読み取り装置。
【請求項１３】
ＤＮＡマイクロアレイ上のＤＮＡプローブが固定された複数スポットのそれぞれの中心点が一直線上になる様に配列されており、前記スポットの中心点が形成する一直線に沿ってＤＮＡマイクロアレイまたは光源および受光手段を連続的あるいは断続的に移動させ、ＤＮＡマイクロアレイの測定に必要な距離を移動させる事を特徴とした請求項１２に記載の蛍光読み取り装置。
【請求項１４】
ＤＮＡマイクロアレイ上のＤＮＡプローブを固定した複数のスポット全体が形成するスポットエリアが四角形になっており、四角形の前記スポットエリアを形成する辺のいずれか１つの辺に対して垂直になる様にＤＮＡマイクロアレイまたは光源および受光手段を連続的あるいは断続的に移動させ、ＤＮＡマイクロアレイの測定に必要な距離を移動させる事を特徴とした請求項１３に記載の蛍光読み取り装置。
【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】
【公開番号】特開２００６−３３７２４５（Ｐ２００６−３３７２４５Ａ）
【公開日】平成１８年１２月１４日（２００６．１２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１６３９０２（Ｐ２００５−１６３９０２）
【出願日】平成１７年６月３日（２００５．６．３）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１２月１４日（２００６．１２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年６月３日（２００５．６．３）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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