JP2003028798A - 蛍光取得装置 - Google Patents
蛍光取得装置Info
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- light
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Abstract
(57)【要約】
【課題】この発明は、小型化の促進を図ったうえで、蛍
光取得速度の高速度化の促進を図り得るようにすること
にある。 【解決手段】被検査物であるDNAチップ10を、複数
の受光素子を一列で、かつDNAチップ10上に帯状励
起光と略平行となるように並べて配置したラインセンサ
30の受光素子の配列方向と交叉する方向に走査した状
態で、該DNAチップ10に対して励起照明50により
励起光を帯状に照射して、このDNAチップ10で発し
た蛍光を、光学系40で、ラインセンサ30の受光素子
列の全長に集光し、このラインセンサ30の信号を信号
処理して画像データを生成するように構成した。
光取得速度の高速度化の促進を図り得るようにすること
にある。 【解決手段】被検査物であるDNAチップ10を、複数
の受光素子を一列で、かつDNAチップ10上に帯状励
起光と略平行となるように並べて配置したラインセンサ
30の受光素子の配列方向と交叉する方向に走査した状
態で、該DNAチップ10に対して励起照明50により
励起光を帯状に照射して、このDNAチップ10で発し
た蛍光を、光学系40で、ラインセンサ30の受光素子
列の全長に集光し、このラインセンサ30の信号を信号
処理して画像データを生成するように構成した。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えばヒト染色
体の塩基配列の解析等の物質の遺伝子解析に用いられる
蛍光取得装置に関する。
体の塩基配列の解析等の物質の遺伝子解析に用いられる
蛍光取得装置に関する。
【0002】
【従来の技術】現在、遺伝子解析の分野においては、遺
伝子に関わる解析が急速に進展しており、例えばヒト染
色体の塩基配列がすべて明らかになろうとしている。こ
のような遺伝子を解析する手法としては、例えばあらか
じめ塩基の配列が分かっている既知の物質である既知の
DNA(デオキシリボ核酸)と、未知の物質である未知
のDNAあるいはRNA(リボ核酸)断片をハイブリダ
イズさせて得られるハイブリダイゼーション信号を解析
することにより、未知断片の塩基配列を決定する方法が
ある。近年、既知配列のDNAを基板に多数固定して一
括してハイブリダイズさせることで、迅速に大量の解析
ができるDNAチップ法が注目を浴びている。
伝子に関わる解析が急速に進展しており、例えばヒト染
色体の塩基配列がすべて明らかになろうとしている。こ
のような遺伝子を解析する手法としては、例えばあらか
じめ塩基の配列が分かっている既知の物質である既知の
DNA(デオキシリボ核酸)と、未知の物質である未知
のDNAあるいはRNA(リボ核酸)断片をハイブリダ
イズさせて得られるハイブリダイゼーション信号を解析
することにより、未知断片の塩基配列を決定する方法が
ある。近年、既知配列のDNAを基板に多数固定して一
括してハイブリダイズさせることで、迅速に大量の解析
ができるDNAチップ法が注目を浴びている。
【0003】この方式の概略手順を説明すると、まず蛍
光色素で標識化した検査試料をDNAチップ上に溜めて
おいて、一定の時間が経ったら洗い流す。このときDN
Aチップに固定された既知配列のDNAと検査試料の塩
基配列がマッチングしていれば結合するので洗浄しても
チップに残る。そこで蛍光色素を励起する波長の光を照
射して、残った検査試料の蛍光色素を発光させれば、ど
のDNAと結合したかが既知となる。
光色素で標識化した検査試料をDNAチップ上に溜めて
おいて、一定の時間が経ったら洗い流す。このときDN
Aチップに固定された既知配列のDNAと検査試料の塩
基配列がマッチングしていれば結合するので洗浄しても
チップに残る。そこで蛍光色素を励起する波長の光を照
射して、残った検査試料の蛍光色素を発光させれば、ど
のDNAと結合したかが既知となる。
【0004】このようなDNAチップの蛍光を取得する
蛍光取得装置は、その光学方式が周知の共焦点顕微鏡と
同一の共焦点光学系構造が採用され、その走査機能とし
て、ミラーを振幅させて励起光を走査する第1の走査方
法(特表平9−509506号公報)、光学系自身を移
動する第2の走査方法(特表平9−503308号公
報)、光学系を固定してDNAチップを移動する第3の
走査方法(特開平11−94747号公報)がある。
蛍光取得装置は、その光学方式が周知の共焦点顕微鏡と
同一の共焦点光学系構造が採用され、その走査機能とし
て、ミラーを振幅させて励起光を走査する第1の走査方
法(特表平9−509506号公報)、光学系自身を移
動する第2の走査方法(特表平9−503308号公
報)、光学系を固定してDNAチップを移動する第3の
走査方法(特開平11−94747号公報)がある。
【0005】しかしながら、上記蛍光取得装置では、共
焦点光学系構造を採用しているために、光電子増倍管や
励起光と蛍光を分離するビームスプリッタ等の構成部品
を備えなければならないために、非常に高価となる。
焦点光学系構造を採用しているために、光電子増倍管や
励起光と蛍光を分離するビームスプリッタ等の構成部品
を備えなければならないために、非常に高価となる。
【0006】また、上記蛍光取得装置においては、その
被検査物のDNAチップの形状が、一般的に約25mm
×75mm程度を有することで、上記第1又は第2の走
査方法でチップ短辺方向の走査を行い、第3の走査方法
でチップ長辺方向の走査を行うように、そのチップ走査
方向に応じて走査方式を切換る方法が採用される。この
ため、従来の蛍光取得装置では、その構成が複雑とな
り、大型となるという問題を有する。
被検査物のDNAチップの形状が、一般的に約25mm
×75mm程度を有することで、上記第1又は第2の走
査方法でチップ短辺方向の走査を行い、第3の走査方法
でチップ長辺方向の走査を行うように、そのチップ走査
方向に応じて走査方式を切換る方法が採用される。この
ため、従来の蛍光取得装置では、その構成が複雑とな
り、大型となるという問題を有する。
【0007】また、最近では、波長の異なる蛍光色素を
標準化した複数の検査試料を用意しておいて、これらを
同時に結合させる解析手法が行われている。この解析手
法の場合では、その蛍光色素に対応した励起レーザとビ
ームスプリッタを設けなければならないために、さらに
大型となり、高価となる。
標準化した複数の検査試料を用意しておいて、これらを
同時に結合させる解析手法が行われている。この解析手
法の場合では、その蛍光色素に対応した励起レーザとビ
ームスプリッタを設けなければならないために、さらに
大型となり、高価となる。
【0008】さらに、上記第1及び第2の走査方法で
は、両者とも振幅駆動手段や移動手段を備える構成上、
その走査周期に限界を有するために、蛍光取得速度の短
縮化が困難であるという問題を有する。
は、両者とも振幅駆動手段や移動手段を備える構成上、
その走査周期に限界を有するために、蛍光取得速度の短
縮化が困難であるという問題を有する。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来の蛍光取得装置では、高価で、大型となると共に、蛍
光取得速度の高速化が困難であるという問題を有する。
来の蛍光取得装置では、高価で、大型となると共に、蛍
光取得速度の高速化が困難であるという問題を有する。
【0010】この発明は上記の事情に鑑みてなされたも
ので、構成簡易にして、小型化の促進を図り得、且つ、
蛍光取得速度の高速度化の促進を図り得るようにした蛍
光取得装置を提供することを目的とする。
ので、構成簡易にして、小型化の促進を図り得、且つ、
蛍光取得速度の高速度化の促進を図り得るようにした蛍
光取得装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】この発明の蛍光取得装置
は、励起光の照射により蛍光を発生する被検査物と、前
記被検出物を励起する励起光を帯状に照射する照明手段
と、複数の受光素子を一列で、かつ前記被検査物上に前
記帯状励起光と略平行となるように並べて配置するとと
もに前記被検査物で発生した蛍光を検出するラインセン
サと、帯状に励起された前記被検査物から発生する帯状
の長手方向の蛍光を、前記ラインセンサの受光素子列の
全長に集光する倍率に設定された光学系と、前記ライン
センサで得られた信号を処理する信号処理手段と、前記
被検査物と前記ラインセンサを相対的に走査させる走査
手段とを備えて、前記被検査物の走査方向を、前記ライ
ンセンサの受光素子の配列方向と交叉する方向に設定す
るように構成した。
は、励起光の照射により蛍光を発生する被検査物と、前
記被検出物を励起する励起光を帯状に照射する照明手段
と、複数の受光素子を一列で、かつ前記被検査物上に前
記帯状励起光と略平行となるように並べて配置するとと
もに前記被検査物で発生した蛍光を検出するラインセン
サと、帯状に励起された前記被検査物から発生する帯状
の長手方向の蛍光を、前記ラインセンサの受光素子列の
全長に集光する倍率に設定された光学系と、前記ライン
センサで得られた信号を処理する信号処理手段と、前記
被検査物と前記ラインセンサを相対的に走査させる走査
手段とを備えて、前記被検査物の走査方向を、前記ライ
ンセンサの受光素子の配列方向と交叉する方向に設定す
るように構成した。
【0012】上記構成によれば、照明手段を、蛍光を取
得するラインセンサ、光学系から独立して配置している
ことにより、励起光と蛍光を分離するために従来、設け
ていたビームスプリッタが不要となり、その構成の簡略
化が図れて小型化の促進が図れる。
得するラインセンサ、光学系から独立して配置している
ことにより、励起光と蛍光を分離するために従来、設け
ていたビームスプリッタが不要となり、その構成の簡略
化が図れて小型化の促進が図れる。
【0013】また、光学系の倍率により、被検査物の短
辺範囲がラインセンサにすべて結像するように並設配置
することで、被検査物の短辺方向の蛍光が一括して取得
できるため、ラインセンサで蛍光を取得しながら、走査
手段で被検査物の長辺方向に移動することにより、チッ
プ全体の蛍光を取得できる。従って、ラインセンサの読
み取り周期に対応した迅速な蛍光取得が実現されると共
に、ラインセンサの素子配列方向を除いて、いわゆるピ
ンホール効果を有することで、その共焦点効果により検
出ノイズの削減が図れて高精度な蛍光取得が実現され
る。
辺範囲がラインセンサにすべて結像するように並設配置
することで、被検査物の短辺方向の蛍光が一括して取得
できるため、ラインセンサで蛍光を取得しながら、走査
手段で被検査物の長辺方向に移動することにより、チッ
プ全体の蛍光を取得できる。従って、ラインセンサの読
み取り周期に対応した迅速な蛍光取得が実現されると共
に、ラインセンサの素子配列方向を除いて、いわゆるピ
ンホール効果を有することで、その共焦点効果により検
出ノイズの削減が図れて高精度な蛍光取得が実現され
る。
【0014】さらに、照明手段の照射幅がラインセンサ
の受光素子に投射する範囲よりも広くても、取得画像の
劣化が少ないため容易な光学調整が実現され、この点か
らも蛍光取得精度の向上が図れる。
の受光素子に投射する範囲よりも広くても、取得画像の
劣化が少ないため容易な光学調整が実現され、この点か
らも蛍光取得精度の向上が図れる。
【0015】また、この発明の蛍光取得装置は、励起光
の照射により蛍光を発生する被検査物と、前記被検出物
を励起する励起光を帯状に照射する照明手段と、複数の
受光素子を一列で、かつ前記被検査物上に前記帯状励起
光と略平行となるように並べて配置するとともに前記被
検査物で発生した蛍光を検出するラインセンサと、帯状
に励起された前記被検査物から発生する帯状の長手方向
の蛍光を、前記ラインセンサの受光素子列の全長に集光
する倍率に設定された光学系と、前記ラインセンサで得
られた信号を処理する信号処理手段と、前記被検査物と
前記ラインセンサを相対的に走査させる走査手段とを備
えて、前記照明手段と前記ラインセンサと前記光学系と
を一体的に組付け構成したユニットを設け、このユニッ
トと前記被検出物の走査方向とを相対的に移動可能に構
成した。
の照射により蛍光を発生する被検査物と、前記被検出物
を励起する励起光を帯状に照射する照明手段と、複数の
受光素子を一列で、かつ前記被検査物上に前記帯状励起
光と略平行となるように並べて配置するとともに前記被
検査物で発生した蛍光を検出するラインセンサと、帯状
に励起された前記被検査物から発生する帯状の長手方向
の蛍光を、前記ラインセンサの受光素子列の全長に集光
する倍率に設定された光学系と、前記ラインセンサで得
られた信号を処理する信号処理手段と、前記被検査物と
前記ラインセンサを相対的に走査させる走査手段とを備
えて、前記照明手段と前記ラインセンサと前記光学系と
を一体的に組付け構成したユニットを設け、このユニッ
トと前記被検出物の走査方向とを相対的に移動可能に構
成した。
【0016】上記構成によれば、照明手段を、蛍光を取
得するラインセンサ、光学系から独立して配置したユニ
ットを形成していることにより、励起光と蛍光を分離す
るために従来、設けていたビームスプリッタが不要とな
り、その構成の簡略化が図れて小型化の促進が図れる。
得するラインセンサ、光学系から独立して配置したユニ
ットを形成していることにより、励起光と蛍光を分離す
るために従来、設けていたビームスプリッタが不要とな
り、その構成の簡略化が図れて小型化の促進が図れる。
【0017】また、光学系の倍率により、被検査物の短
辺範囲がラインセンサにすべて結像するように並設配置
することで、被検査物の短辺方向の蛍光が一括して取得
できるため、ラインセンサで蛍光を取得しながら、走査
手段で被検査物の長辺方向に移動することにより、チッ
プ全体の蛍光を取得できる。従って、ラインセンサの読
み取り周期に対応した迅速な蛍光取得が実現されると共
に、ラインセンサの素子配列方向を除いて、いわゆるピ
ンホール効果を有することで、その共焦点効果により検
出ノイズの削減が図れて高精度な蛍光取得が実現され
る。
辺範囲がラインセンサにすべて結像するように並設配置
することで、被検査物の短辺方向の蛍光が一括して取得
できるため、ラインセンサで蛍光を取得しながら、走査
手段で被検査物の長辺方向に移動することにより、チッ
プ全体の蛍光を取得できる。従って、ラインセンサの読
み取り周期に対応した迅速な蛍光取得が実現されると共
に、ラインセンサの素子配列方向を除いて、いわゆるピ
ンホール効果を有することで、その共焦点効果により検
出ノイズの削減が図れて高精度な蛍光取得が実現され
る。
【0018】さらに、照明手段の照射幅がラインセンサ
の受光素子に投射する範囲よりも広くても、取得画像の
劣化が少ないため容易な光学調整が実現され、この点か
らも蛍光取得精度の向上が図れる。
の受光素子に投射する範囲よりも広くても、取得画像の
劣化が少ないため容易な光学調整が実現され、この点か
らも蛍光取得精度の向上が図れる。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて、図面を参照して詳細に説明する。
いて、図面を参照して詳細に説明する。
【0020】図1は、この発明の一実施の形態の係る蛍
光取得装置の構成を示すもので、ステージ20には、例
えば蛍光色素Cy3とCy5で標識した二種類の検査試
料を反応させた矩形状のDNAチップ10が載置され
る。そして、このステージ20は、走査機構21を介し
て矢印方向(チップ長辺方向)に移動走査される。
光取得装置の構成を示すもので、ステージ20には、例
えば蛍光色素Cy3とCy5で標識した二種類の検査試
料を反応させた矩形状のDNAチップ10が載置され
る。そして、このステージ20は、走査機構21を介し
て矢印方向(チップ長辺方向)に移動走査される。
【0021】走査機構21は、ガイド210、駆動ベル
ト220、プーリ230及びモータプーリ240、駆動
モータ250及び駆動制御部260で形成され、そのガ
イド210には、上記ステージ20が矢印方向に移動走
査自在に保持される。そして、このガイド210には、
駆動ベルト220の一部が固定される。この駆動ベルト
220は、プーリ230及びモータプーリ240に適度
な張力を保ちながら、回転可能な状態に巻掛けられる。
ト220、プーリ230及びモータプーリ240、駆動
モータ250及び駆動制御部260で形成され、そのガ
イド210には、上記ステージ20が矢印方向に移動走
査自在に保持される。そして、このガイド210には、
駆動ベルト220の一部が固定される。この駆動ベルト
220は、プーリ230及びモータプーリ240に適度
な張力を保ちながら、回転可能な状態に巻掛けられる。
【0022】モータプーリ240は、上記モータ250
の駆動に連動して回転駆動され、その回転に連動して駆
動ベルト220をプーリ230と協働して回転駆動し、
上記ステージ20をガイド210に沿って矢印方向に直
線駆動する。
の駆動に連動して回転駆動され、その回転に連動して駆
動ベルト220をプーリ230と協働して回転駆動し、
上記ステージ20をガイド210に沿って矢印方向に直
線駆動する。
【0023】上記モータ250には、駆動制御部260
が接続される。この駆動制御部260は、モータ駆動信
号を生成してモータ250を駆動制御し、その駆動力で
上記駆動ベルト220を回転駆動して上記ステージ20
をガイド210に沿って矢印方向に移動走査する。ま
た、駆動制御部260は、信号処理器270が接続さ
れ、上記モータ駆動信号を信号処理器270に出力す
る。
が接続される。この駆動制御部260は、モータ駆動信
号を生成してモータ250を駆動制御し、その駆動力で
上記駆動ベルト220を回転駆動して上記ステージ20
をガイド210に沿って矢印方向に移動走査する。ま
た、駆動制御部260は、信号処理器270が接続さ
れ、上記モータ駆動信号を信号処理器270に出力す
る。
【0024】また、ステージ20上には、チップ短辺方
向に複数の受光素子を一列に並べて配置したラインセン
サ30が、フィルタホルダ310、光学系40を介して
対向配置される。ラインセンサ30は、上記信号処理器
270に接続され、検出信号を信号処理器270に出力
する。信号処理器270は、ラインセンサ30からの検
出信号と、上記駆動制御部260からのモータ駆動信号
を信号処理して、画像データを生成して出力する。
向に複数の受光素子を一列に並べて配置したラインセン
サ30が、フィルタホルダ310、光学系40を介して
対向配置される。ラインセンサ30は、上記信号処理器
270に接続され、検出信号を信号処理器270に出力
する。信号処理器270は、ラインセンサ30からの検
出信号と、上記駆動制御部260からのモータ駆動信号
を信号処理して、画像データを生成して出力する。
【0025】上記フィルタホルダ310には、Cy3の
蛍光波長570nm付近のみ透過するCy3バリアフィ
ルタ311と、Cy5の蛍光波長649nm付近のみ透
過するCy5バリアフィルタ312とが所定の間隔を有
して設けられ、これらバリアフィルタ311、312の
一方を上記ラインセンサ30の受光面に対向するように
切換え設定する。
蛍光波長570nm付近のみ透過するCy3バリアフィ
ルタ311と、Cy5の蛍光波長649nm付近のみ透
過するCy5バリアフィルタ312とが所定の間隔を有
して設けられ、これらバリアフィルタ311、312の
一方を上記ラインセンサ30の受光面に対向するように
切換え設定する。
【0026】光学系40は、DNAチップ10の蛍光を
集光してラインセンサ30に結像するとともに、DNA
チップ10の短辺範囲をラインセンサ30の素子全長に
倍率変換する。
集光してラインセンサ30に結像するとともに、DNA
チップ10の短辺範囲をラインセンサ30の素子全長に
倍率変換する。
【0027】さらに、ステージ20上には、励起照明5
0が光学系40と、ラインセンサ30に結像するDNA
チップ10上面の領域を斜めから照射するように独立し
て配置される。この励起照明50は、蛍光色素を励起す
る波長の光で、DNAチップ10の短辺全域に渡って照
明して、その照明範囲に存在する検査試料の蛍光色素を
発光させる。即ち、光源510から発せされた光は、回
転するフィルタホイール520に保持されたCy3を励
起する波長550nm近辺の光のみ透過するCy3励起
フィルタ530、あるいはCy5を励起する波長649
nm近辺の光のみ透過するCy5励起フィルタ540を
通過して、ラインファイバ550に入射する。
0が光学系40と、ラインセンサ30に結像するDNA
チップ10上面の領域を斜めから照射するように独立し
て配置される。この励起照明50は、蛍光色素を励起す
る波長の光で、DNAチップ10の短辺全域に渡って照
明して、その照明範囲に存在する検査試料の蛍光色素を
発光させる。即ち、光源510から発せされた光は、回
転するフィルタホイール520に保持されたCy3を励
起する波長550nm近辺の光のみ透過するCy3励起
フィルタ530、あるいはCy5を励起する波長649
nm近辺の光のみ透過するCy5励起フィルタ540を
通過して、ラインファイバ550に入射する。
【0028】ラインファイバ550は、例えばファイバ
を一列に並べて形成され、出力端にはシリンドリカルレ
ンズ560が光結合される。このシリンドリカルレンズ
560は、ラインファイバ550から出射した広がりの
ある光を線形に集光して、ラインセンサ30に結像する
DNAチップ10の領域を斜めから照射する。そして、
DNAチップ10上で反射した照明光は、図2に示すよ
うに光学系40がラインセンサ30に結像する集光範囲
に入射しない角度まで傾けられる。
を一列に並べて形成され、出力端にはシリンドリカルレ
ンズ560が光結合される。このシリンドリカルレンズ
560は、ラインファイバ550から出射した広がりの
ある光を線形に集光して、ラインセンサ30に結像する
DNAチップ10の領域を斜めから照射する。そして、
DNAチップ10上で反射した照明光は、図2に示すよ
うに光学系40がラインセンサ30に結像する集光範囲
に入射しない角度まで傾けられる。
【0029】なお、図1及び図2においては、図の都合
上、図示していないが、例えば余計な光が侵入しないよ
うに、装置全体はカバーで覆われている。
上、図示していないが、例えば余計な光が侵入しないよ
うに、装置全体はカバーで覆われている。
【0030】この蛍光色素は、光学系40で集光されて
ラインセンサ30の受光素子に結像される。ここで、励
起照明50は、蛍光を取得する光学系40から独立して
配置されていることで、励起光と蛍光を分離するための
ビームスプリッタが不要となり、構成の簡略化が図れ
る。そして、光学系40の倍率によりDNAチップ10
の短辺範囲がラインセンサ30にすべて結像するので、
短辺方向の蛍光が一括して取得できる。このようにライ
ンセンサ30で蛍光を取得しながら、ステージ20を走
査機構でDNAチップ10の長辺方向に移動走査するこ
とにより、DNAチップ10全体の蛍光を取得する。
ラインセンサ30の受光素子に結像される。ここで、励
起照明50は、蛍光を取得する光学系40から独立して
配置されていることで、励起光と蛍光を分離するための
ビームスプリッタが不要となり、構成の簡略化が図れ
る。そして、光学系40の倍率によりDNAチップ10
の短辺範囲がラインセンサ30にすべて結像するので、
短辺方向の蛍光が一括して取得できる。このようにライ
ンセンサ30で蛍光を取得しながら、ステージ20を走
査機構でDNAチップ10の長辺方向に移動走査するこ
とにより、DNAチップ10全体の蛍光を取得する。
【0031】次に、DNAチップ10の蛍光取得動作に
ついて説明する。まず、DNAチップ10をステージ2
0に置いて固定して、その状態において、駆動制御部2
60を介してモータ250を駆動し、ステージ20に固
定したDNAチップ10の矩形端を、ライン上に照射し
ている位置まで移動走査する。
ついて説明する。まず、DNAチップ10をステージ2
0に置いて固定して、その状態において、駆動制御部2
60を介してモータ250を駆動し、ステージ20に固
定したDNAチップ10の矩形端を、ライン上に照射し
ている位置まで移動走査する。
【0032】そして、Cy3の蛍光を取得する場合は、
フィルタホイール520を廻して、光源510の光路
に、Cy3励起フィルタ530を配置して、Cy3を励
起する波長550nm近辺の光だけを、ラインファイバ
550に入射させる。ここで、ラインファイバ550を
通過した励起光は、一列に並べたファイバから出射し
て、シリンドリカルレンズ560により線状に集光さ
れ、DNAチップ10の全幅を照明する。このライン照
明の照射範囲にCy3が存在すれぱ、励起されて波長5
70nmの蛍光を発する。光学系40は、DNAチップ
10の全幅にわたって蛍光を集光して、ラインセンサ3
0に結像する。
フィルタホイール520を廻して、光源510の光路
に、Cy3励起フィルタ530を配置して、Cy3を励
起する波長550nm近辺の光だけを、ラインファイバ
550に入射させる。ここで、ラインファイバ550を
通過した励起光は、一列に並べたファイバから出射し
て、シリンドリカルレンズ560により線状に集光さ
れ、DNAチップ10の全幅を照明する。このライン照
明の照射範囲にCy3が存在すれぱ、励起されて波長5
70nmの蛍光を発する。光学系40は、DNAチップ
10の全幅にわたって蛍光を集光して、ラインセンサ3
0に結像する。
【0033】ここで、フィルタホルダ310が調整され
て、そのCy3バリアフィルタ311が、結像光路に配
置される。これにより、ラインセンサ30には、Cy3
蛍光のみが受光される。このように、短辺方向の蛍光を
取得しながら、ステージ20に固定したDNAチップ1
0を長辺方向に順次移動走査して、DNAチップ10全
体の蛍光を取得する。この際、光学系40は、蛍光を高
率よく集光するため、開口数は大きいほうが望ましい。
て、そのCy3バリアフィルタ311が、結像光路に配
置される。これにより、ラインセンサ30には、Cy3
蛍光のみが受光される。このように、短辺方向の蛍光を
取得しながら、ステージ20に固定したDNAチップ1
0を長辺方向に順次移動走査して、DNAチップ10全
体の蛍光を取得する。この際、光学系40は、蛍光を高
率よく集光するため、開口数は大きいほうが望ましい。
【0034】上記ラインセンサ30の信号は、信号処理
器270に入力される。同時に、信号処理部270に
は、駆動制御部260の信号が入力され、両方の信号を
処理することで画像データを生成して画像出力する。
器270に入力される。同時に、信号処理部270に
は、駆動制御部260の信号が入力され、両方の信号を
処理することで画像データを生成して画像出力する。
【0035】そして、Cy3の蛍光取得が完了した状態
で、引き続いてCy5の蛍光を取得する。先ず、フィル
タホイール520を回転操作して、光源510の光路
に、Cy5励起フィルタ540を配置し、Cy5を励起
する波長649nm近辺の光だけを、ラインファイバ5
50に入射させる。ここで、ライン照明の照射範囲にC
y5が存在すれ場合には、励起されて波長670nmの
蛍光が発せられる。この際、フィルタホルダ310は、
Cy5バリアフィルタ312を結像光路に置くように調
整操作される。これにより、ラインセンサ30は、Cy
5の蛍光が受光される。
で、引き続いてCy5の蛍光を取得する。先ず、フィル
タホイール520を回転操作して、光源510の光路
に、Cy5励起フィルタ540を配置し、Cy5を励起
する波長649nm近辺の光だけを、ラインファイバ5
50に入射させる。ここで、ライン照明の照射範囲にC
y5が存在すれ場合には、励起されて波長670nmの
蛍光が発せられる。この際、フィルタホルダ310は、
Cy5バリアフィルタ312を結像光路に置くように調
整操作される。これにより、ラインセンサ30は、Cy
5の蛍光が受光される。
【0036】なお、上記Cy3の蛍光取得が完了した時
点で、ライン照射範囲に開始時と反対側のDNAチップ
10の矩形端がある。そこから、Cy3と反対の方向に
DNAチップ10を移動すれぱ、すぐにCy5の蛍光取
得が開始できる。この方式では、どのような種類の蛍光
色素が標識化されていても、励起フィルタ530、54
0とバリアフィルタ311、312さえ交換すれぱ、検
出できるという利点がある。
点で、ライン照射範囲に開始時と反対側のDNAチップ
10の矩形端がある。そこから、Cy3と反対の方向に
DNAチップ10を移動すれぱ、すぐにCy5の蛍光取
得が開始できる。この方式では、どのような種類の蛍光
色素が標識化されていても、励起フィルタ530、54
0とバリアフィルタ311、312さえ交換すれぱ、検
出できるという利点がある。
【0037】このように、上記蛍光取得装置は、被検査
物であるDNAチップ10を、複数の受光素子を一列
で、かつDNAチップ10上に帯状励起光と略平行とな
るように並べて配置したラインセンサ30の受光素子の
配列方向と交叉する方向に走査した状態で、該DNAチ
ップ10に対して励起照明50により励起光を帯状に照
射して、このDNAチップ10で発した蛍光を、光学系
40で、ラインセンサ30の受光素子列の全長に集光
し、このラインセンサ30の信号を信号処理して画像デ
ータを生成するように構成した。
物であるDNAチップ10を、複数の受光素子を一列
で、かつDNAチップ10上に帯状励起光と略平行とな
るように並べて配置したラインセンサ30の受光素子の
配列方向と交叉する方向に走査した状態で、該DNAチ
ップ10に対して励起照明50により励起光を帯状に照
射して、このDNAチップ10で発した蛍光を、光学系
40で、ラインセンサ30の受光素子列の全長に集光
し、このラインセンサ30の信号を信号処理して画像デ
ータを生成するように構成した。
【0038】これによれば、励起照明50を、蛍光を取
得するラインセンサ30、光学系40から独立して配置
して、励起光と蛍光を分離させるようにしていることに
より(図3参照)、従来のような高価なビームスプリッ
タが不要となるため、その構成の簡略化が図れて、容易
に小型化の促進が図れる。
得するラインセンサ30、光学系40から独立して配置
して、励起光と蛍光を分離させるようにしていることに
より(図3参照)、従来のような高価なビームスプリッ
タが不要となるため、その構成の簡略化が図れて、容易
に小型化の促進が図れる。
【0039】また、これによれば、光学系40の倍率に
より、DNAチップ10の短辺範囲がラインセンサ30
にすべて結像するように並設配置することで、DNAチ
ップ10の短辺方向の蛍光が一括して取得できることが
できるため、ラインセンサ30で蛍光を取得しながら、
走査機構21でDNAチップ10の長辺方向に移動走査
することにより、チップ全体の蛍光を取得できる。
より、DNAチップ10の短辺範囲がラインセンサ30
にすべて結像するように並設配置することで、DNAチ
ップ10の短辺方向の蛍光が一括して取得できることが
できるため、ラインセンサ30で蛍光を取得しながら、
走査機構21でDNAチップ10の長辺方向に移動走査
することにより、チップ全体の蛍光を取得できる。
【0040】この結果、ラインセンサ30の読み取り周
期に対応した迅速な蛍光取得が実現されると共に、ライ
ンセンサ30の素子配列方向を除いて、いわゆるピンホ
ール効果を有することで、その共焦点効果により検出ノ
イズの削減が図れて高精度な蛍光取得が実現される。
期に対応した迅速な蛍光取得が実現されると共に、ライ
ンセンサ30の素子配列方向を除いて、いわゆるピンホ
ール効果を有することで、その共焦点効果により検出ノ
イズの削減が図れて高精度な蛍光取得が実現される。
【0041】さらに、これによれば、励起照明50の照
射幅がラインセンサ30の受光素子に投射する範囲より
も広くても、取得画像の劣化が少ないため容易な光学調
整が実現され、この点からも蛍光取得精度の向上が図れ
る。
射幅がラインセンサ30の受光素子に投射する範囲より
も広くても、取得画像の劣化が少ないため容易な光学調
整が実現され、この点からも蛍光取得精度の向上が図れ
る。
【0042】また、この発明は、上記実施の形態に限る
ことなく、その他、図4及び図5に示すように構成する
ことも可能である。但し、図4及び図5に示す実施の形
態においては、便宜上、上記図1乃至図3と同一部分に
ついては、同一符号を付して、その詳細な説明について
省略する。
ことなく、その他、図4及び図5に示すように構成する
ことも可能である。但し、図4及び図5に示す実施の形
態においては、便宜上、上記図1乃至図3と同一部分に
ついては、同一符号を付して、その詳細な説明について
省略する。
【0043】図4及び図5は、ステージ20のDNAチ
ップ10上には、短辺方向に複数の受光素子を一列に並
べて配置した第1のラインセンサ30aと、第2のライ
ンセンサ30bが略平行に並設配置される。このうち第
1のラインセンサ30aの受光面側には、上記Cy3の
蛍光波長570nm付近のみ透過するCy3バリアフィ
ルタ311が配設される。他方の第2のラインセンサ3
0bの受光面側には、上記Cy5の蛍光波長649nm
付近のみ透過するCy5バリアフィルタ312が配設さ
れる。
ップ10上には、短辺方向に複数の受光素子を一列に並
べて配置した第1のラインセンサ30aと、第2のライ
ンセンサ30bが略平行に並設配置される。このうち第
1のラインセンサ30aの受光面側には、上記Cy3の
蛍光波長570nm付近のみ透過するCy3バリアフィ
ルタ311が配設される。他方の第2のラインセンサ3
0bの受光面側には、上記Cy5の蛍光波長649nm
付近のみ透過するCy5バリアフィルタ312が配設さ
れる。
【0044】そして、DNAチップ10と第1及び第2
のラインセンサとの中間部には、光学系40が配設され
る。光学系40は、DNAチップ10で発した蛍光を集
光して、第1のラインセンサ30aと第2のラインセン
サ30bに結像するとともに、DNAチップ10の短辺
範囲を、第1のラインセンサ30aと第2のラインセン
サ30bの受光素子列の全長に倍率変換する。これら第
1及び第2のラインセンサ30a、30bは、上記信号
処理器270に接続され、検出した信号を該信号処理部
270に出力する。
のラインセンサとの中間部には、光学系40が配設され
る。光学系40は、DNAチップ10で発した蛍光を集
光して、第1のラインセンサ30aと第2のラインセン
サ30bに結像するとともに、DNAチップ10の短辺
範囲を、第1のラインセンサ30aと第2のラインセン
サ30bの受光素子列の全長に倍率変換する。これら第
1及び第2のラインセンサ30a、30bは、上記信号
処理器270に接続され、検出した信号を該信号処理部
270に出力する。
【0045】さらに、ステージ20上には、励起照明と
して第1及び第2の光源510a、510bが上記光学
系40と、第1及び第2のラインセンサ30a、30b
に結像するDNAチップ10上面の領域を斜めから照射
するように独立して配置される。このうち第1の光源5
10aは、半導体レーザ、コリメータレンズ及びロッド
レンズが一体になったラインマーカであり、Cy3を励
起する波長550nm近辺のレーザ光を、ライン上に出
射して、第1のラインセンサ30aに結像されるDNA
チップ10の領域を斜めから照射する。
して第1及び第2の光源510a、510bが上記光学
系40と、第1及び第2のラインセンサ30a、30b
に結像するDNAチップ10上面の領域を斜めから照射
するように独立して配置される。このうち第1の光源5
10aは、半導体レーザ、コリメータレンズ及びロッド
レンズが一体になったラインマーカであり、Cy3を励
起する波長550nm近辺のレーザ光を、ライン上に出
射して、第1のラインセンサ30aに結像されるDNA
チップ10の領域を斜めから照射する。
【0046】他方、第2の光源510bは、同様に半導
体レーザとコリメータレンズ及びロッドレンズが一体に
なったラインマーカであり、Cy5を励起する波長64
9nm近辺のレーザ光を、ライン上に出射して、第2の
ラインセンサ30bに結像されるDNAチップ10の領
域を斜めから照射する。
体レーザとコリメータレンズ及びロッドレンズが一体に
なったラインマーカであり、Cy5を励起する波長64
9nm近辺のレーザ光を、ライン上に出射して、第2の
ラインセンサ30bに結像されるDNAチップ10の領
域を斜めから照射する。
【0047】第1の光源510aは、図5に示すように
反射した光が、光学系40が第1のラインセンサ30a
及び第2のラインセンサ30bに結像する集光範囲に入
射しない角度まで傾けられている。他方の第2の光源5
10bは、光学系40を介して第1の光源510aの反
対側にあり、同様に入射しない角度まで傾けられてい
る。そして、これら第1及び第2の光源510a、51
0bは、そのレーザ光が、反対側に配置される第2及び
第1の光源510b,510aを照射しない位置関係に
配設される。
反射した光が、光学系40が第1のラインセンサ30a
及び第2のラインセンサ30bに結像する集光範囲に入
射しない角度まで傾けられている。他方の第2の光源5
10bは、光学系40を介して第1の光源510aの反
対側にあり、同様に入射しない角度まで傾けられてい
る。そして、これら第1及び第2の光源510a、51
0bは、そのレーザ光が、反対側に配置される第2及び
第1の光源510b,510aを照射しない位置関係に
配設される。
【0048】次に、DNAチップ10の蛍光取得動作に
ついて説明する。まず、DNAチップ10をステージ2
0に置いて固定して、その状態において、駆動制御部2
60を介してモータ250を駆動して、ステージ20に
固定したDNAチップ10の図中左側の矩形端を、第1
の光源510aがライン上に照射している位置まで移動
する。
ついて説明する。まず、DNAチップ10をステージ2
0に置いて固定して、その状態において、駆動制御部2
60を介してモータ250を駆動して、ステージ20に
固定したDNAチップ10の図中左側の矩形端を、第1
の光源510aがライン上に照射している位置まで移動
する。
【0049】ここで、第1の光源510aは、Cy3を
励起する波長550nm近辺のレーザ光を出射している
ので、この照射範囲にCy3が存在すれば、励起されて
波長570nmの蛍光を発する。光学系40は、DNA
チップ10の全幅にわたって蛍光を集光して、第1のラ
インセンサ30aに結像する。この第1のラインセンサ
30aの受光面側には、Cy3バリアフィルタ311が
置かれているため、Cy3の蛍光のみが受光される。
励起する波長550nm近辺のレーザ光を出射している
ので、この照射範囲にCy3が存在すれば、励起されて
波長570nmの蛍光を発する。光学系40は、DNA
チップ10の全幅にわたって蛍光を集光して、第1のラ
インセンサ30aに結像する。この第1のラインセンサ
30aの受光面側には、Cy3バリアフィルタ311が
置かれているため、Cy3の蛍光のみが受光される。
【0050】このように、短辺方向の蛍光を取得しなが
ら、ステージ20に固定したDNAチップ10を、長辺
にそって図中右の方向に順次移動走査して、DNAチッ
プ10全体を移動走査する。そして、この移動走査の途
中において、DNAチップ10の図中左側の矩形端が、
第1の光源510aがライン上に照射している位置に至
る。
ら、ステージ20に固定したDNAチップ10を、長辺
にそって図中右の方向に順次移動走査して、DNAチッ
プ10全体を移動走査する。そして、この移動走査の途
中において、DNAチップ10の図中左側の矩形端が、
第1の光源510aがライン上に照射している位置に至
る。
【0051】他方の第2の光源510bは、Cy5を励
起する波長649nm近辺のレーザ光を出射しているの
で、この照射範囲にCy5が存在する場合、励起されて
波長670nmの蛍光を発する。
起する波長649nm近辺のレーザ光を出射しているの
で、この照射範囲にCy5が存在する場合、励起されて
波長670nmの蛍光を発する。
【0052】上記光学系40は、DNAチップ10の全
幅にわたって蛍光を集光して、第2のラインセンサ30
bに結像する。ここで、第2のラインセンサ30bの受
光面側には、Cy5バリアフィルタ312が置かれてい
るため、Cy5の蛍光のみが受光される。引き続いて、
図中右の方向に順次移動走査して、DNAチップ10の
右端が、第2の光源510bがライン上に照射している
位置に至れば、DNAチップ10の全体の蛍光が取得さ
れる。
幅にわたって蛍光を集光して、第2のラインセンサ30
bに結像する。ここで、第2のラインセンサ30bの受
光面側には、Cy5バリアフィルタ312が置かれてい
るため、Cy5の蛍光のみが受光される。引き続いて、
図中右の方向に順次移動走査して、DNAチップ10の
右端が、第2の光源510bがライン上に照射している
位置に至れば、DNAチップ10の全体の蛍光が取得さ
れる。
【0053】上記第1のラインセンサ30aと第2のラ
インセンサ30bの信号は、信号処理器270に入力さ
れる。信号処理部270は、入力した信号と、駆動制御
部260からのモータ駆動信号を信号処理して、Cy3
とCy5の蛍光画像を生成する。
インセンサ30bの信号は、信号処理器270に入力さ
れる。信号処理部270は、入力した信号と、駆動制御
部260からのモータ駆動信号を信号処理して、Cy3
とCy5の蛍光画像を生成する。
【0054】なお、走査は、DNAチップ10の左右ど
ちらの矩形端から始めても、同じ作用であることは言う
までもない。この実施の形態においては、DNAチップ
10を一回移動させるだけで、二種類の蛍光が取得でき
るため、さらに検査時間が短縮されるという効果を有す
る。
ちらの矩形端から始めても、同じ作用であることは言う
までもない。この実施の形態においては、DNAチップ
10を一回移動させるだけで、二種類の蛍光が取得でき
るため、さらに検査時間が短縮されるという効果を有す
る。
【0055】さらに、この発明は、上記実施の形態に限
ることなく、その他、図6乃至図9に示すように構成す
ることも可能である。但し、この図6乃至図9の実施の
形態においては、便宜上、上記図1乃至図5と同一部分
については、同一符号を付して、その詳細な説明につい
て省略する。
ることなく、その他、図6乃至図9に示すように構成す
ることも可能である。但し、この図6乃至図9の実施の
形態においては、便宜上、上記図1乃至図5と同一部分
については、同一符号を付して、その詳細な説明につい
て省略する。
【0056】即ち、ステージ20のDNAチップ10上
には、短辺から約30度の方向に複数の受光素子を一列
に並べて配置したラインセンサ30がフィルタホルダ3
10、ラインセンサ30の受光素子列の全長に倍率変換
する光学系40を介して対向配置される。そして、この
フィルタホルダ310には、Cy3の蛍光波長570n
m付近のみ透過するCy3バリアフィルタ311と、C
y5の蛍光波長649nm付近のみ透過するCy5バリ
アフィルタ312とが所定の間隔の並設されて設けら
れ、そのどちらか一方をラインセンサ30の受光面側に
対設するように選択的に配設される。これにより、DN
Aチップ10で発した蛍光は、上記光学系40を介して
集光されてラインセンサ30に結像される。このライン
センサ30は、信号処理器270に接続され、検出した
信号を信号処理器270に出力する。
には、短辺から約30度の方向に複数の受光素子を一列
に並べて配置したラインセンサ30がフィルタホルダ3
10、ラインセンサ30の受光素子列の全長に倍率変換
する光学系40を介して対向配置される。そして、この
フィルタホルダ310には、Cy3の蛍光波長570n
m付近のみ透過するCy3バリアフィルタ311と、C
y5の蛍光波長649nm付近のみ透過するCy5バリ
アフィルタ312とが所定の間隔の並設されて設けら
れ、そのどちらか一方をラインセンサ30の受光面側に
対設するように選択的に配設される。これにより、DN
Aチップ10で発した蛍光は、上記光学系40を介して
集光されてラインセンサ30に結像される。このライン
センサ30は、信号処理器270に接続され、検出した
信号を信号処理器270に出力する。
【0057】また、ステージ20上には、励起照明とし
て第1及び第2の光源510a、510bが上記光学系
40と、第1及び第2のラインセンサに結像するDNA
チップ10上面の約30度傾いた横断領域を斜めから照
射するように独立して配置される。このうち第1の光源
510aは、半導体レーザとコリメータレンズ及びロッ
ドレンズが一体になったラインマーカであり、Cy3を
励起する波長550nm近辺のレーザ光を、ライン上に
出射する。他方の第2の光源510bは、同様に半導体
レーザとコリメータレンズ及びロッドレンズが一体にな
ったラインマーカであり、Oy5を励起する波長649
nm近辺のレーザ光を、ライン上に出射する。
て第1及び第2の光源510a、510bが上記光学系
40と、第1及び第2のラインセンサに結像するDNA
チップ10上面の約30度傾いた横断領域を斜めから照
射するように独立して配置される。このうち第1の光源
510aは、半導体レーザとコリメータレンズ及びロッ
ドレンズが一体になったラインマーカであり、Cy3を
励起する波長550nm近辺のレーザ光を、ライン上に
出射する。他方の第2の光源510bは、同様に半導体
レーザとコリメータレンズ及びロッドレンズが一体にな
ったラインマーカであり、Oy5を励起する波長649
nm近辺のレーザ光を、ライン上に出射する。
【0058】さらに、ラインセンサ30と、フィルタホ
ルダ310と、Cy3バリアフィルタ311と、Cy5
バリアフィルタ312と、光学系40と、第1の光源5
10aと、第2の光源510bとは、一つのユニット6
0として構成されていて、互いの相対位置を維持しなが
ら、光学系40の光軸を中心にして回転移動できる(図
6参照)。
ルダ310と、Cy3バリアフィルタ311と、Cy5
バリアフィルタ312と、光学系40と、第1の光源5
10aと、第2の光源510bとは、一つのユニット6
0として構成されていて、互いの相対位置を維持しなが
ら、光学系40の光軸を中心にして回転移動できる(図
6参照)。
【0059】ここで、第1の光源510aは、図7に示
すように反射した光が、光学系40がラインセンサ30
に結像する集光範囲に入射しない角度まで傾けられてい
る。第2の光源510bは、光学系40を介して第1の
光源510aの反対側にあり、第1の光源510aと同
じ領域を照射する。第2の光源510bは、反射した光
が、光学系40がラインセンサ30に結像する集光範囲
に入射しない角度であるとともに、第1の光源510a
にも照射しない角度まで傾けられる。つまり、第1の光
源510aと第2の光源510bは、互いの反射光が照
らさない位置関係に設定される。
すように反射した光が、光学系40がラインセンサ30
に結像する集光範囲に入射しない角度まで傾けられてい
る。第2の光源510bは、光学系40を介して第1の
光源510aの反対側にあり、第1の光源510aと同
じ領域を照射する。第2の光源510bは、反射した光
が、光学系40がラインセンサ30に結像する集光範囲
に入射しない角度であるとともに、第1の光源510a
にも照射しない角度まで傾けられる。つまり、第1の光
源510aと第2の光源510bは、互いの反射光が照
らさない位置関係に設定される。
【0060】次に、DNAチップ10の蛍光取得動作に
ついて説明する。まず、第1の光源510aを点灯し
て、第2の光源510bを消灯した状態で、フィルタホ
ルダ310を動作制御して、Cy3バリアフィルタ31
1を結像光路に配設する。この状態で、DNAチップ1
0をステージ20に装着してモータ250を駆動し、図
8(a)に示すようにステージ20に固定したDNAチ
ップ10の左側の矩形端を、第1の光源510aが斜め
ライン上に照射している位置の端まで移動走査させる。
ついて説明する。まず、第1の光源510aを点灯し
て、第2の光源510bを消灯した状態で、フィルタホ
ルダ310を動作制御して、Cy3バリアフィルタ31
1を結像光路に配設する。この状態で、DNAチップ1
0をステージ20に装着してモータ250を駆動し、図
8(a)に示すようにステージ20に固定したDNAチ
ップ10の左側の矩形端を、第1の光源510aが斜め
ライン上に照射している位置の端まで移動走査させる。
【0061】ここで、第1の光源510aは、Cy3を
励起する波長550nm近辺のレーザ光を出射している
ので、この照射範囲にCy3が存在すれぱ、励起されて
波長570nmの蛍光を発する。光学系40は、DNA
チップ10に照射された斜めライン照明の全幅にわたっ
て蛍光を集光して、ラインセンサ30に結像する。この
ラインセンサ30の受光面側には、Cy3バリアフィル
タ311が置かれているため、Cy3の蛍光のみが受光
される。
励起する波長550nm近辺のレーザ光を出射している
ので、この照射範囲にCy3が存在すれぱ、励起されて
波長570nmの蛍光を発する。光学系40は、DNA
チップ10に照射された斜めライン照明の全幅にわたっ
て蛍光を集光して、ラインセンサ30に結像する。この
ラインセンサ30の受光面側には、Cy3バリアフィル
タ311が置かれているため、Cy3の蛍光のみが受光
される。
【0062】このように斜め方向の蛍光を取得しなが
ら、図8(b)に示すようにステージ20に固定したD
NAチップ10を、長辺にそって図中左の方向に順次移
動して、ラインセンサでDNAチップ10を走査させ
る。すると、DNAチップ10の右端が、第1の光源5
10aが斜めライン上に照射している位置を通り過ぎれ
ば、DNAチップ10全体のCy3蛍光が取得される。
そして、全体を走査したら、ユニット60を約60度回
転させる(図8(c)参照)。これにより、ラインセン
サ30と第1の光源510aや第2の光源510bの照
射範囲である斜めライン照明の位置が、約60度回転さ
れる(図9(a)参照)。
ら、図8(b)に示すようにステージ20に固定したD
NAチップ10を、長辺にそって図中左の方向に順次移
動して、ラインセンサでDNAチップ10を走査させ
る。すると、DNAチップ10の右端が、第1の光源5
10aが斜めライン上に照射している位置を通り過ぎれ
ば、DNAチップ10全体のCy3蛍光が取得される。
そして、全体を走査したら、ユニット60を約60度回
転させる(図8(c)参照)。これにより、ラインセン
サ30と第1の光源510aや第2の光源510bの照
射範囲である斜めライン照明の位置が、約60度回転さ
れる(図9(a)参照)。
【0063】この状態で、ステージ20に固定したDN
Aチップ10を、長辺にそって図中右の方向に順次移動
して、再びDNAチップ10を走査する(図9(b)参
照)。そして、DNAチップ10の左端が、第1の光源
510aが斜めライン上に照射している位置を通り過ぎ
るまで移動されると、DNAチップ10全体のCy3蛍
光がラインセンサ30により取得される(図9(c)参
照)。
Aチップ10を、長辺にそって図中右の方向に順次移動
して、再びDNAチップ10を走査する(図9(b)参
照)。そして、DNAチップ10の左端が、第1の光源
510aが斜めライン上に照射している位置を通り過ぎ
るまで移動されると、DNAチップ10全体のCy3蛍
光がラインセンサ30により取得される(図9(c)参
照)。
【0064】ここで、ラインセンサ30で検出した信号
は、駆動制御部260からのモータ駆動信号とともに信
号処理器270に入力され、この信号処理器270でモ
ータ駆動信号と共に信号処理されて画像データが生成さ
れる。この際、図8及び図9に示す手順が繰り返され
て、2枚の画像が取得される。
は、駆動制御部260からのモータ駆動信号とともに信
号処理器270に入力され、この信号処理器270でモ
ータ駆動信号と共に信号処理されて画像データが生成さ
れる。この際、図8及び図9に示す手順が繰り返され
て、2枚の画像が取得される。
【0065】このように図8(a)(b)(c)の手順
で取得されたCy3蛍光画像は、走査中のラインセンサ
30の素子列方向(図中では右斜め上)のみ共焦点では
ない。そして、図9(a)(b)(c)の手順で取得さ
れたCy3蛍光画像は、走査中のラインセンサ30の素
子列方向(図中では左斜め上)のみ共焦点ではない。そ
こで、これら二つの画像データを用いて、共焦点効果が
ない方向にあるノイズの低減された画像を合成して高精
度な画像が生成される。
で取得されたCy3蛍光画像は、走査中のラインセンサ
30の素子列方向(図中では右斜め上)のみ共焦点では
ない。そして、図9(a)(b)(c)の手順で取得さ
れたCy3蛍光画像は、走査中のラインセンサ30の素
子列方向(図中では左斜め上)のみ共焦点ではない。そ
こで、これら二つの画像データを用いて、共焦点効果が
ない方向にあるノイズの低減された画像を合成して高精
度な画像が生成される。
【0066】ここで、上記図8(a)(b)(c)に示
す移動走査と、図9(a)(b)(c)に示す移動走査
では、ノイズが侵入する方向が異なるため、ラインセン
サ30の受光素子に、まったく同じ光量のノイズが入射
する確率は低い。そして、この移動走査を2回行うこと
により、蛍光の光量変化は、非常に微少となる。
す移動走査と、図9(a)(b)(c)に示す移動走査
では、ノイズが侵入する方向が異なるため、ラインセン
サ30の受光素子に、まったく同じ光量のノイズが入射
する確率は低い。そして、この移動走査を2回行うこと
により、蛍光の光量変化は、非常に微少となる。
【0067】従って、両方の画像の中から、同じ位置に
ある画素の輝度を比較して、値が低い画素の方が純粋に
ノイズが少ないと判断できる。これにより、二つの画像
から輝度が低い方の画素を選出して、画像を再生成する
こととなり、ノイズを低減した画像が生成される。
ある画素の輝度を比較して、値が低い画素の方が純粋に
ノイズが少ないと判断できる。これにより、二つの画像
から輝度が低い方の画素を選出して、画像を再生成する
こととなり、ノイズを低減した画像が生成される。
【0068】続いてCy5の蛍光を取得する場合は、第
1の光源510aを消灯して、第2の光源510bを点
灯する。そして、フィルタホルダ310が調整されて、
そのCy5バリアフィルタ312を結像光路に配設す
る。第2の光源510bは、Cy5を励起する波長64
9nm近辺のレーザ光を出射しているので、この照射範
囲にCy5が存在すれば、励起されて波長670nmの
蛍光を発する。すると、この蛍光は、光学系40によ
り、DNAチップ10に照射された斜めライン照明の全
幅にわたって集光されて、ラインセンサ30に結像され
る。ここで、ラインセンサ30の受光面側には、Cy5
バリアフィルタ312が置かれていることにより、Cy
5の蛍光のみが受光される。
1の光源510aを消灯して、第2の光源510bを点
灯する。そして、フィルタホルダ310が調整されて、
そのCy5バリアフィルタ312を結像光路に配設す
る。第2の光源510bは、Cy5を励起する波長64
9nm近辺のレーザ光を出射しているので、この照射範
囲にCy5が存在すれば、励起されて波長670nmの
蛍光を発する。すると、この蛍光は、光学系40によ
り、DNAチップ10に照射された斜めライン照明の全
幅にわたって集光されて、ラインセンサ30に結像され
る。ここで、ラインセンサ30の受光面側には、Cy5
バリアフィルタ312が置かれていることにより、Cy
5の蛍光のみが受光される。
【0069】以降の動作は、前述のCy3蛍光取得と同
じである。2枚の画像を合成することで、クリアなCy
5蛍光画像が得られる。
じである。2枚の画像を合成することで、クリアなCy
5蛍光画像が得られる。
【0070】なお、この実施の形態は、ラインセンサ3
0における共焦点効果が異なる画像を取得すればよいの
で、光学部品をまとめたユニット60と、DNAチップ
10の相対位置を変更する方式として、上記構成に限る
ことなく、各種の構成が適用可能である。そして、相対
角度としても、上記約30度の配置構成に限ることな
く、ラインセンサ30が蛍光取得できる範囲において、
自由に選定することが可能である。
0における共焦点効果が異なる画像を取得すればよいの
で、光学部品をまとめたユニット60と、DNAチップ
10の相対位置を変更する方式として、上記構成に限る
ことなく、各種の構成が適用可能である。そして、相対
角度としても、上記約30度の配置構成に限ることな
く、ラインセンサ30が蛍光取得できる範囲において、
自由に選定することが可能である。
【0071】そして、この実施の形態においては、上記
説明で1本のラインセンサ30を用いて構成した場合で
説明したが、これに限ることなく、前記図4及び図5の
如く第1及び第2のラインセンサ30a、30bと励起
照明50を組合わせて構成するようにしても、略同様の
効果が得られるのは言うまでもない。
説明で1本のラインセンサ30を用いて構成した場合で
説明したが、これに限ることなく、前記図4及び図5の
如く第1及び第2のラインセンサ30a、30bと励起
照明50を組合わせて構成するようにしても、略同様の
効果が得られるのは言うまでもない。
【0072】また、上記実施の形態では、被検査物とし
てDNAチップ10を用いて構成した場合で説明した
が、これに限ることなく、適用可能である。
てDNAチップ10を用いて構成した場合で説明した
が、これに限ることなく、適用可能である。
【0073】よって、この発明は、上記実施の形態に限
ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しな
い範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さ
らに、上記実施の形態には、種々の段階の発明が含まれ
ており、開示される複数の構成要件における適宜な組合
せにより種々の発明が抽出され得る。
ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しな
い範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さ
らに、上記実施の形態には、種々の段階の発明が含まれ
ており、開示される複数の構成要件における適宜な組合
せにより種々の発明が抽出され得る。
【0074】例えば実施の形態に示される全構成要件か
ら幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しよう
とする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果で
述べられている効果が得られる場合には、この構成要件
が削除された構成が発明として抽出され得る。
ら幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しよう
とする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果で
述べられている効果が得られる場合には、この構成要件
が削除された構成が発明として抽出され得る。
【0075】
【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、構成簡易にして、小型化の促進を図り得、且つ、蛍
光取得速度の高速度化の促進を図り得るようにした蛍光
取得装置を提供することができる。
ば、構成簡易にして、小型化の促進を図り得、且つ、蛍
光取得速度の高速度化の促進を図り得るようにした蛍光
取得装置を提供することができる。
【図1】この発明の一実施の形態に係る蛍光取得装置の
構成を示した構成図である。
構成を示した構成図である。
【図2】図1の蛍光取得動作を説明するために示した構
成図である。
成図である。
【図3】図1の要部の配置状態を示した配置説明図であ
る。
る。
【図4】この発明の他の実施の形態に係る蛍光取得装置
の構成を示した構成図である。
の構成を示した構成図である。
【図5】図4の蛍光取得動作を説明するために示した構
成図である。
成図である。
【図6】この発明の他の実施の形態に係る蛍光取得装置
の構成を示した構成図である。
の構成を示した構成図である。
【図7】図6の蛍光取得動作を説明するために示した構
成図である。
成図である。
【図8】図6の蛍光取得動作手順を示した図である。
【図9】図6の蛍光取得動作手順を示した図である。
10 … DNAチップ。
20 … ステージ。
21 … 走査機構。
210 … ガイド。
220 … 駆動ベルト。
230 … プーリ。
240 … モータプーリ。
250 … 駆動モータ。
260 … 駆動制御部。
270 … 信号処理器。
30 … ラインセンサ。
30a … 第1のラインセンサ。
30b … 第2のラインセンサ。
310 … フィルタホルダ。
311 … Cy3バリアフィルタ。
312 … Cy5バリアフィルタ。
40 … 光学系。
50 … 励起照明。
510 … 光源。
510a … 第1の光源。
510b … 第2の光源。
520 … フィルタホイール。
530 … Cy3励起フィルタ。
540 … Cy5励起フィルタ。
550 … ラインファイバ。
560 … シリンドリカルレンズ。
60 … ユニット。
Claims (5)
- 【請求項1】 被検出物を励起する励起光を帯状に照射
する照明手段と、 複数の受光素子を一列で、かつ前記被検査物上に前記照
明手段と略平行となるように並べて配置するとともに前
記被検査物で発生した蛍光を検出するラインセンサと、 帯状に励起された前記被検査物から発生する帯状の長手
方向の蛍光を、前記ラインセンサの受光素子列の略全長
に集光する倍率に設定された光学系と、 前記ラインセンサで得られた信号を処理する信号処理手
段と、 前記被検査物と前記ラインセンサを相対的に走査させる
走査手段とを具備し、前記被検査物の走査方向を、前記
ラインセンサの受光素子の配列方向と交叉する方向とし
たことを特徴とする蛍光取得装置。 - 【請求項2】 前記照明手段の照明方向を、前記被検査
物の表面と直交する軸に対して斜め方向としたことを特
徴とする請求項1記載の蛍光取得装置。 - 【請求項3】 前記照明手段を、複数設けたことを特徴
とする請求項1又は2記載の蛍光取得装置。 - 【請求項4】 被検出物を励起する励起光を帯状に照射
する照明手段と、 複数の受光素子を一列で、かつ前記被検査物上に前記照
明手段と略平行となるように並べて配置するとともに前
記被検査物で発生した蛍光を検出するラインセンサと、 帯状に励起された前記被検査物から発生する帯状の長手
方向の蛍光を、前記ラインセンサの受光素子列の略全長
に集光する倍率に設定された光学系と、 前記ラインセンサで得られた信号を処理する信号処理手
段と、 前記被検査物と前記ラインセンサを相対的に走査させる
走査手段とを具備し、前記照明手段と前記ラインセンサ
と前記光学系とを一体的に組付け構成したユニットを設
け、このユニットと前記被検出物の走査方向とを相対的
に移動可能としたことを特徴とする蛍光取得装置。 - 【請求項5】 前記ユニットと前記被検出物の走査方向
とを相対的に移動させて複数回測光することを特徴とす
る請求項4記載の蛍光取得装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001211016A JP2003028798A (ja) | 2001-07-11 | 2001-07-11 | 蛍光取得装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001211016A JP2003028798A (ja) | 2001-07-11 | 2001-07-11 | 蛍光取得装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003028798A true JP2003028798A (ja) | 2003-01-29 |
Family
ID=19046400
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001211016A Pending JP2003028798A (ja) | 2001-07-11 | 2001-07-11 | 蛍光取得装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003028798A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006519365A (ja) * | 2003-02-28 | 2006-08-24 | メディザイク ピーテーワイ リミテッド | 画像形成装置 |
WO2007091530A1 (ja) * | 2006-02-07 | 2007-08-16 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | 光検出装置及び測定対象読取装置 |
JP2009517662A (ja) * | 2005-11-23 | 2009-04-30 | イルミナ インコーポレイテッド | 共焦点イメージング方法および装置 |
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CN114460056A (zh) * | 2022-02-16 | 2022-05-10 | 苏州雅睿生物技术股份有限公司 | 基于无光纤的直线扫描式荧光检测***、pcr仪 |
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JP2000292354A (ja) * | 1999-03-29 | 2000-10-20 | Avl Medical Instr Ag | 局所的な測定量の分布を定量的に測定するための装置 |
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-
2001
- 2001-07-11 JP JP2001211016A patent/JP2003028798A/ja active Pending
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US8884211B2 (en) | 2005-11-23 | 2014-11-11 | Illumina, Inc. | Confocal imaging methods and apparatus |
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JP5006215B2 (ja) * | 2006-02-07 | 2012-08-22 | 古河電気工業株式会社 | 光検出装置及び測定対象読取装置 |
US8685710B2 (en) | 2006-02-07 | 2014-04-01 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Photodetector and measurement object reader |
KR101422467B1 (ko) | 2007-02-08 | 2014-07-24 | 삼성전자주식회사 | 미세유체 칩 내의 형광을 검출하기 위한 시스템 및 형광검출 방법 |
US7859670B2 (en) | 2007-02-08 | 2010-12-28 | Samsung Electronics Co., Ltd. | System and method for detecting fluorescence in microfluidic chip |
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CN110208187A (zh) * | 2019-04-29 | 2019-09-06 | 吉林亚泰中科医疗器械工程技术研究院股份有限公司 | 一种用于滤光片和光纤自动同步更换的装置 |
CN110208187B (zh) * | 2019-04-29 | 2024-03-19 | 吉林亚泰中科医疗器械工程技术研究院股份有限公司 | 一种用于滤光片和光纤自动同步更换的装置 |
CN114460056A (zh) * | 2022-02-16 | 2022-05-10 | 苏州雅睿生物技术股份有限公司 | 基于无光纤的直线扫描式荧光检测***、pcr仪 |
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