JP2002267605A - 蛍光読み取り装置 - Google Patents
蛍光読み取り装置Info
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- JP2002267605A JP2002267605A JP2001063881A JP2001063881A JP2002267605A JP 2002267605 A JP2002267605 A JP 2002267605A JP 2001063881 A JP2001063881 A JP 2001063881A JP 2001063881 A JP2001063881 A JP 2001063881A JP 2002267605 A JP2002267605 A JP 2002267605A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 読み取り装置としての読み取り感度を上げる
ために、試料面の受光系のない側へ放射された蛍光を捕
捉し受光系へ集め、感度増強を実現すること。 【解決手段】 レーザビームを走査して試料中の蛍光剤
を励起し、このとき発せられる蛍光を読み取ることによ
って、試料中の蛍光剤で標識した被試験物の濃度を含む
存在情報とその空間的位置情報を表示する蛍光読み取り
装置において、蛍光読み取りのための受光部と試料板を
挟んで反対側に内面が一部円筒形の内面円筒鏡を配置
し、試料板から受光部の反対側に放射された蛍光を内面
円筒鏡で反射させ受光部に入射させる構成としたもので
ある。
ために、試料面の受光系のない側へ放射された蛍光を捕
捉し受光系へ集め、感度増強を実現すること。 【解決手段】 レーザビームを走査して試料中の蛍光剤
を励起し、このとき発せられる蛍光を読み取ることによ
って、試料中の蛍光剤で標識した被試験物の濃度を含む
存在情報とその空間的位置情報を表示する蛍光読み取り
装置において、蛍光読み取りのための受光部と試料板を
挟んで反対側に内面が一部円筒形の内面円筒鏡を配置
し、試料板から受光部の反対側に放射された蛍光を内面
円筒鏡で反射させ受光部に入射させる構成としたもので
ある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、分子生物学分野等
で用いられる装置であって、被試験物に蛍光剤で標識を
付け、この蛍光剤の存在を読み取ることにより被試験物
の濃度を含む存在、空間的位置を読むことを目的とする
蛍光読み取り装置に関するものである。
で用いられる装置であって、被試験物に蛍光剤で標識を
付け、この蛍光剤の存在を読み取ることにより被試験物
の濃度を含む存在、空間的位置を読むことを目的とする
蛍光読み取り装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、例えば、ＤＮＡの鑑定など、分子
生物学分野において、蛍光剤を用いた電気泳動分析法が
よく知られている。この電気泳動分析法では、ゲル内の
被試験物を蛍光を発生させるためのレーザ光源と、被試
験物の蛍光を受光し、電気信号に変換する読み取り装置
が必要になる。図６に蛍光パターン読み取り装置の従来
技術の一例を示し、簡単に説明する。図６に示す様に、
光源２１から発光されたレーザビーム３１が、ミラード
ライバ３０で駆動される振動ミラー２２により、図の表
裏方向にスキャンされ、読み取り対象の泳動部１５のゲ
ルに加えられる。振動ミラー２２によりスキャンされる
レーザビーム３１のスポット光は、移動しながら、泳動
部１５のゲルを厚み方向に照射される。これにより、ス
キャンされたレーザビーム３１のスポット光が照射され
た泳動部１５のゲルからは、蛍光１３が発する。ゲルか
ら発した蛍光は、集光器２３を通して受光される。集光
器２３は、泳動部１５の照射面から発する散乱光からの
検出感度を高めて、蛍光１３を受光する。集光器２３に
より受光した光は、光電変換部２４により電気信号に変
換される。光電変換器２４からの電気信号は、演算部３
３に供給され、演算部３３で所定演算され、更に増幅器
２５により増幅される。増幅器２５において増幅された
電気信号は、アナログ・ディジタル変換回路２６に入力
されて、ディジタルデータに変換される。ディジタルデ
ータに変換された蛍光パターンの検出信号はメモリ２８
に記憶され、メモリ２８に記憶されたデータが、インタ
フェース制御回路２９を通してデータ処理装置８に送ら
れる。なお、このような一連の信号処理の制御は制御回
路２７が行う。
生物学分野において、蛍光剤を用いた電気泳動分析法が
よく知られている。この電気泳動分析法では、ゲル内の
被試験物を蛍光を発生させるためのレーザ光源と、被試
験物の蛍光を受光し、電気信号に変換する読み取り装置
が必要になる。図６に蛍光パターン読み取り装置の従来
技術の一例を示し、簡単に説明する。図６に示す様に、
光源２１から発光されたレーザビーム３１が、ミラード
ライバ３０で駆動される振動ミラー２２により、図の表
裏方向にスキャンされ、読み取り対象の泳動部１５のゲ
ルに加えられる。振動ミラー２２によりスキャンされる
レーザビーム３１のスポット光は、移動しながら、泳動
部１５のゲルを厚み方向に照射される。これにより、ス
キャンされたレーザビーム３１のスポット光が照射され
た泳動部１５のゲルからは、蛍光１３が発する。ゲルか
ら発した蛍光は、集光器２３を通して受光される。集光
器２３は、泳動部１５の照射面から発する散乱光からの
検出感度を高めて、蛍光１３を受光する。集光器２３に
より受光した光は、光電変換部２４により電気信号に変
換される。光電変換器２４からの電気信号は、演算部３
３に供給され、演算部３３で所定演算され、更に増幅器
２５により増幅される。増幅器２５において増幅された
電気信号は、アナログ・ディジタル変換回路２６に入力
されて、ディジタルデータに変換される。ディジタルデ
ータに変換された蛍光パターンの検出信号はメモリ２８
に記憶され、メモリ２８に記憶されたデータが、インタ
フェース制御回路２９を通してデータ処理装置８に送ら
れる。なお、このような一連の信号処理の制御は制御回
路２７が行う。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の蛍光
パターン読み取り装置では、一般に試料面をレーザ光で
走査したときに発生する蛍光を、試料面のレーザ光の照
射側で集光して計測していた。この場合、試料がメンブ
レンのように光を透過し難い素材の場合は蛍光はレーザ
光照射側にしか放射しないが、スラブゲルのように試料
面の表、裏どちら側へも試料が蛍光を放射する場合で
も、受光系の置かれていない側では、蛍光は放射された
ままで、どこにも捕捉されない状況であった。読み取り
装置としての読み取り感度を上げようとしたとき、この
蛍光を捕捉利用することは、改善策の一つとして有効で
あると思料される。本発明は、これらの問題点に鑑み、
読み取り装置としての読み取り感度を上げるために、試
料面の受光系のない側へ放射された蛍光を捕捉し受光系
へ集めようとすることを目的とする。
パターン読み取り装置では、一般に試料面をレーザ光で
走査したときに発生する蛍光を、試料面のレーザ光の照
射側で集光して計測していた。この場合、試料がメンブ
レンのように光を透過し難い素材の場合は蛍光はレーザ
光照射側にしか放射しないが、スラブゲルのように試料
面の表、裏どちら側へも試料が蛍光を放射する場合で
も、受光系の置かれていない側では、蛍光は放射された
ままで、どこにも捕捉されない状況であった。読み取り
装置としての読み取り感度を上げようとしたとき、この
蛍光を捕捉利用することは、改善策の一つとして有効で
あると思料される。本発明は、これらの問題点に鑑み、
読み取り装置としての読み取り感度を上げるために、試
料面の受光系のない側へ放射された蛍光を捕捉し受光系
へ集めようとすることを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、レーザビームを走査して試料中の蛍光剤を
励起し、このとき発せられる蛍光を読み取ることによっ
て、試料中の蛍光剤で標識した被試験物の濃度を含む存
在情報とその空間的位置情報を表示する蛍光読み取り装
置において、蛍光読み取りのための受光部と試料板を挟
んで反対側に内面が一部円筒形の鏡(以下、単に内面円
筒鏡)を配置し、上記試料板から上記受光部の反対側に
放射された蛍光を上記内面円筒鏡で反射させ上記受光部
に入射させる構成としたものである。また、レーザビー
ムを走査して試料中の蛍光剤を励起し、このとき発せら
れる蛍光を読み取ることによって、試料中の蛍光剤で標
識した被試験物の濃度を含む存在情報とその空間的位置
情報を表示する蛍光読み取り装置において、蛍光読み取
りのための受光部と試料板を挟んで反対側に内面が一部
楕円筒形の鏡(以下、単に内面楕円筒鏡)を配置し、上記
試料板から上記受光部の反対側に放射された蛍光を上記
内面楕円筒鏡で反射させ上記受光部に入射させる構成と
したものである。また、励起のためのレーザビームが上
記内面楕円筒鏡で反射されないよう、上記内面楕円筒鏡
の一部分にレーザビームの貫通用スリットを施したもの
である。さらに、上記試料板上における試料の高さ方向
の位置変動に応じて、上記内面円筒鏡あるいは上記内面
楕円筒鏡の高さ及び水平方向の位置を可変する構造とし
たものである。その結果、受光系への総合した入射光量
が増加するので、装置としての蛍光を読み取るときの感
度が向上する。
成するため、レーザビームを走査して試料中の蛍光剤を
励起し、このとき発せられる蛍光を読み取ることによっ
て、試料中の蛍光剤で標識した被試験物の濃度を含む存
在情報とその空間的位置情報を表示する蛍光読み取り装
置において、蛍光読み取りのための受光部と試料板を挟
んで反対側に内面が一部円筒形の鏡(以下、単に内面円
筒鏡)を配置し、上記試料板から上記受光部の反対側に
放射された蛍光を上記内面円筒鏡で反射させ上記受光部
に入射させる構成としたものである。また、レーザビー
ムを走査して試料中の蛍光剤を励起し、このとき発せら
れる蛍光を読み取ることによって、試料中の蛍光剤で標
識した被試験物の濃度を含む存在情報とその空間的位置
情報を表示する蛍光読み取り装置において、蛍光読み取
りのための受光部と試料板を挟んで反対側に内面が一部
楕円筒形の鏡(以下、単に内面楕円筒鏡)を配置し、上記
試料板から上記受光部の反対側に放射された蛍光を上記
内面楕円筒鏡で反射させ上記受光部に入射させる構成と
したものである。また、励起のためのレーザビームが上
記内面楕円筒鏡で反射されないよう、上記内面楕円筒鏡
の一部分にレーザビームの貫通用スリットを施したもの
である。さらに、上記試料板上における試料の高さ方向
の位置変動に応じて、上記内面円筒鏡あるいは上記内面
楕円筒鏡の高さ及び水平方向の位置を可変する構造とし
たものである。その結果、受光系への総合した入射光量
が増加するので、装置としての蛍光を読み取るときの感
度が向上する。
【０００５】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１の実施例に
おける蛍光読取り装置の光学偏向系近傍の構成を表す図
である。なお、図１から図５まで全て、レーザビームに
よる走査線に直角の垂直平面での装置断面図である。図
１において、試料板５より下の部分は、従来の方式によ
るものと同様の構成であるため、説明、構成を省略す
る。レーザビーム１の励起により発生した蛍光は、発光
点から立体的に全方位に向けて放射されるが、従来方式
では試料板５の下方に放射されたものの一部を取り込ん
でいるに過ぎない。図１で試料板５より上に向かって放
射された蛍光の内、いくらかを鏡等で反射することによ
って受光部２へ反射光が届くようにできれば、その分は
受光部２への入力が増えるわけである。本実施例では、
内面が一部円筒形の鏡(以下、単に内面円筒鏡と称す)３
により発光点４へ蛍光を集め、これが発光点４を通過し
て受光部２へ入射するようになっている。この場合の内
面円筒鏡３の円孤方向の幅は、発光点４から受光部２を
見た幅と同じ以上であれば良い。
おける蛍光読取り装置の光学偏向系近傍の構成を表す図
である。なお、図１から図５まで全て、レーザビームに
よる走査線に直角の垂直平面での装置断面図である。図
１において、試料板５より下の部分は、従来の方式によ
るものと同様の構成であるため、説明、構成を省略す
る。レーザビーム１の励起により発生した蛍光は、発光
点から立体的に全方位に向けて放射されるが、従来方式
では試料板５の下方に放射されたものの一部を取り込ん
でいるに過ぎない。図１で試料板５より上に向かって放
射された蛍光の内、いくらかを鏡等で反射することによ
って受光部２へ反射光が届くようにできれば、その分は
受光部２への入力が増えるわけである。本実施例では、
内面が一部円筒形の鏡(以下、単に内面円筒鏡と称す)３
により発光点４へ蛍光を集め、これが発光点４を通過し
て受光部２へ入射するようになっている。この場合の内
面円筒鏡３の円孤方向の幅は、発光点４から受光部２を
見た幅と同じ以上であれば良い。
【０００６】図２は、本発明の第２の実施例における蛍
光読取り装置の光学偏向系近傍の構成を表す図である。
図２の構成は、図１の構成と、試料板５より上部の反射
鏡が、垂直面での断面が半楕円の内面楕円筒鏡３’とし
たところが異なる。この断面楕円の焦点の一つ(図中、
焦点Ａ)が発光点４に位置し、残る一つの焦点(焦点Ｂ)
を受光部２の光取り入れ口に位置するようにする。こう
すれば上方に放射された蛍光は焦点Ｂに集まることにな
る。上記第１の実施例と第２の実施例で、いずれの方式
がよいかは、受光部２の光学系の方式によって選択す
る。第１の実施例の方式は、受光部２がレンズ等で入射
光を一旦受けて結像点で光を取り込む方式に適してお
り、第２の実施例の方式は、受光部２の光を取り込む口
自身の開口角が大きく、その口に広範囲な方向から光が
届けばよいという場合に適している。
光読取り装置の光学偏向系近傍の構成を表す図である。
図２の構成は、図１の構成と、試料板５より上部の反射
鏡が、垂直面での断面が半楕円の内面楕円筒鏡３’とし
たところが異なる。この断面楕円の焦点の一つ(図中、
焦点Ａ)が発光点４に位置し、残る一つの焦点(焦点Ｂ)
を受光部２の光取り入れ口に位置するようにする。こう
すれば上方に放射された蛍光は焦点Ｂに集まることにな
る。上記第１の実施例と第２の実施例で、いずれの方式
がよいかは、受光部２の光学系の方式によって選択す
る。第１の実施例の方式は、受光部２がレンズ等で入射
光を一旦受けて結像点で光を取り込む方式に適してお
り、第２の実施例の方式は、受光部２の光を取り込む口
自身の開口角が大きく、その口に広範囲な方向から光が
届けばよいという場合に適している。
【０００７】図３は、本発明の第３の実施例における蛍
光読取り装置の光学偏向系近傍の構成を表す図である。
上記第２の実施例では、励起用のレーザビーム１も上部
の楕円筒鏡３’で反射して受光部２に入ることになり、
蛍光信号のＳ／Ｎを下げることになる。このため、第３
の実施例では、発光点４に対しほぼ真下から照射される
レーザビーム１に対して、そのまま上方に突き抜けるよ
うに楕円筒鏡３’にスリットを設ける。図４は、本発明
の第４の実施例における蛍光読取り装置の光学偏向系近
傍の構成を表す図である。上記第１の実施例の構成にお
いて、試料板５上の試料の高さが実験又は試料の違いに
よって、発光点４が若干上下したときに、図４に示すよ
うに、内面円筒鏡３を発光点４と受光部２の光取り入れ
口とを結ぶ線上を動かして受光量の最大点を求めて運用
する。図５は、本発明の第５の実施例における蛍光読取
り装置の光学偏向系近傍の構成を表す図である。上記第
３の実施例の構成において、試料板５上の試料の高さが
実験又は試料の違いによって、発光点４が若干上下した
ときに、図５に示すように、内面楕円筒鏡３’を、発光
点４と受光部２の光取り入れ口とを結ぶ線上を動かして
受光量の最大点を求めて運用する。
光読取り装置の光学偏向系近傍の構成を表す図である。
上記第２の実施例では、励起用のレーザビーム１も上部
の楕円筒鏡３’で反射して受光部２に入ることになり、
蛍光信号のＳ／Ｎを下げることになる。このため、第３
の実施例では、発光点４に対しほぼ真下から照射される
レーザビーム１に対して、そのまま上方に突き抜けるよ
うに楕円筒鏡３’にスリットを設ける。図４は、本発明
の第４の実施例における蛍光読取り装置の光学偏向系近
傍の構成を表す図である。上記第１の実施例の構成にお
いて、試料板５上の試料の高さが実験又は試料の違いに
よって、発光点４が若干上下したときに、図４に示すよ
うに、内面円筒鏡３を発光点４と受光部２の光取り入れ
口とを結ぶ線上を動かして受光量の最大点を求めて運用
する。図５は、本発明の第５の実施例における蛍光読取
り装置の光学偏向系近傍の構成を表す図である。上記第
３の実施例の構成において、試料板５上の試料の高さが
実験又は試料の違いによって、発光点４が若干上下した
ときに、図５に示すように、内面楕円筒鏡３’を、発光
点４と受光部２の光取り入れ口とを結ぶ線上を動かして
受光量の最大点を求めて運用する。
【０００８】
【発明の効果】以上説明した如く、本発明によれば、従
来使用していなかった蛍光を利用することによって、蛍
光読み取り装置としての感度が向上することになり、こ
とさらレーザビームのパワーを増強する必要もなく、価
格・性能の改善を図ることができる。
来使用していなかった蛍光を利用することによって、蛍
光読み取り装置としての感度が向上することになり、こ
とさらレーザビームのパワーを増強する必要もなく、価
格・性能の改善を図ることができる。
【図１】本発明の第１の実施例における蛍光読み取り装
置の光学偏向系部分の構成図
置の光学偏向系部分の構成図
【図２】本発明の第２の実施例における蛍光読み取り装
置の光学偏向系部分の構成図
置の光学偏向系部分の構成図
【図３】本発明の第３の実施例における蛍光読み取り装
置の光学偏向系部分の構成図
置の光学偏向系部分の構成図
【図４】本発明の第４の実施例における蛍光読み取り装
置の光学偏向系部分の構成図
置の光学偏向系部分の構成図
【図５】本発明の第５の実施例における蛍光読み取り装
置の光学偏向系部分の構成図
置の光学偏向系部分の構成図
【図６】従来例における蛍光読み取り装置の構成図
１：レーザビーム、２：受光部、３：内面円筒鏡、
３’：内面楕円筒鏡、４：発光点、５：試料板。
３’：内面楕円筒鏡、４：発光点、５：試料板。
フロントページの続き (72)発明者 西田 武彦 東京都小平市回田町393番地 日立電子テ クノシステム株式会社内 Ｆターム(参考） 2G043 AA01 BA16 CA03 DA02 DA05 EA01 EA19 FA01 GA04 GB01 GB03 HA02 HA03 KA09 LA01 MA01 NA13 5B047 AA30 BA01 BB08 BC09 BC11 BC14 5C051 AA01 DA01 DB01 DB24 DB30 DC04 DC07 FA00 5C072 AA01 BA05 CA06 DA17 DA21 EA02 HA02 HA14 VA01 XA10
Claims (4)
- 【請求項１】 レーザビームを走査して試料中の蛍光剤
を励起し、このとき発せられる蛍光を読み取ることによ
って、試料中の蛍光剤で標識した被試験物の濃度を含む
存在情報とその空間的位置情報を表示する蛍光読み取り
装置において、蛍光読み取りのための受光部と試料板を
挟んで反対側に内面が一部円筒形の鏡(以下、内面円筒
鏡と称す)を配置し、上記試料板から上記受光部の反対
側に放射された蛍光を上記内面円筒鏡で反射させ上記受
光部に入射させる構成としたことを特徴とする蛍光読み
取り装置。 - 【請求項２】 レーザビームを走査して試料中の蛍光剤
を励起し、このとき発せられる蛍光を読み取ることによ
って、試料中の蛍光剤で標識した被試験物の濃度を含む
存在情報とその空間的位置情報を表示する蛍光読み取り
装置において、蛍光読み取りのための受光部と試料板を
挟んで反対側に内面が一部楕円筒形の鏡(以下、内面楕
円筒鏡と称す)を配置し、上記試料板から上記受光部の
反対側に放射された蛍光を上記内面楕円筒鏡で反射させ
上記受光部に入射させる構成としたことを特徴とする蛍
光読み取り装置。 - 【請求項３】 請求項２において、励起のためのレーザ
ビームが上記内面楕円筒鏡で反射されないよう、上記内
面楕円筒鏡の一部分にレーザビームの貫通用スリットを
施したことを特徴とする蛍光読み取り装置。 - 【請求項４】 請求項１乃至３において、上記試料板上
における試料の高さ方向の位置変動に応じて、上記内面
円筒鏡あるいは上記内面楕円筒鏡の高さ及び水平方向の
位置を可変する構造としたことを特徴とする蛍光読み取
り装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001063881A JP2002267605A (ja) | 2001-03-07 | 2001-03-07 | 蛍光読み取り装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001063881A JP2002267605A (ja) | 2001-03-07 | 2001-03-07 | 蛍光読み取り装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002267605A true JP2002267605A (ja) | 2002-09-18 |
Family
ID=18922796
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001063881A Pending JP2002267605A (ja) | 2001-03-07 | 2001-03-07 | 蛍光読み取り装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002267605A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003085387A1 (en) * | 2002-04-04 | 2003-10-16 | Biomed Photonics Co., Ltd. | An apparatus for the detection of laser-induced epifluorescence |
| JP2009128125A (ja) * | 2007-11-21 | 2009-06-11 | Hitachi High-Technologies Corp | 液体分析装置 |
-
2001
- 2001-03-07 JP JP2001063881A patent/JP2002267605A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003085387A1 (en) * | 2002-04-04 | 2003-10-16 | Biomed Photonics Co., Ltd. | An apparatus for the detection of laser-induced epifluorescence |
| JP2009128125A (ja) * | 2007-11-21 | 2009-06-11 | Hitachi High-Technologies Corp | 液体分析装置 |
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