JP2015010910A - Detection method, detection device, biochip screening method, screening device and biochip - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、検出方法、検出装置、バイオチップのスクリーニング方法、スクリーニング装置及びバイオチップに関する。 The present invention relates to a detection method, a detection apparatus, a biochip screening method, a screening apparatus, and a biochip.
生体分子と検体に含まれる標的との間の親和性を検出する手法として、例えば、バイオチップ上のマトリクス状の複数の領域に配置された生体分子をそれぞれ検体（標的）と反応させ、該複数の領域ごとに生じる蛍光によって反応後の生体分子を蛍光測定する手法が知られている（例えば、特許文献１参照）。この検査では、顕微鏡装置（測定装置）のステージ上にバイオチップを配置した後、このバイオチップを撮像し、撮像結果を用いて蛍光の輝度を算出する。 As a technique for detecting the affinity between a biomolecule and a target contained in a specimen, for example, a plurality of biomolecules arranged in a plurality of matrix-like regions on a biochip are reacted with a specimen (target), respectively. There is known a method of measuring fluorescence of a biomolecule after reaction by fluorescence generated in each region (see, for example, Patent Document 1). In this inspection, after placing a biochip on the stage of a microscope apparatus (measuring apparatus), the biochip is imaged, and the fluorescence brightness is calculated using the imaging result.
バイオチップにおける該複数の領域の互いの位置関係を正確に認識するため、例えばアライメントマークが形成されたバイオチップを用いる場合がある。この場合、蛍光測定の撮像に先立ってアライメントマークを撮像し、このアライメントマークの像を用いることにより、バイオチップにおける複数の領域の位置関係を正確に認識することができる。 In order to accurately recognize the positional relationship between the plurality of regions in the biochip, for example, a biochip on which an alignment mark is formed may be used. In this case, the positional relationship between a plurality of regions on the biochip can be accurately recognized by imaging the alignment mark prior to imaging the fluorescence measurement and using the image of the alignment mark.
しかしながら、上記構成においては、ステージに対するバイオチップの配置方向が変化した場合（例、バイオチップが９０°又は１８０°回転した場合）、当該バイオチップの配置方向の変化を正確に検出できない場合がある。この場合、バイオチップの検出精度が低下することがある。 However, in the above configuration, when the arrangement direction of the biochip relative to the stage changes (eg, when the biochip rotates 90 ° or 180 °), the change in the arrangement direction of the biochip may not be detected accurately. . In this case, the detection accuracy of the biochip may be lowered.
以上のような事情に鑑み、本発明は、バイオチップを高精度に検出することが可能な検出方法、検出装置、バイオチップのスクリーニング方法、スクリーニング装置及びバイオチップを提供することを目的とする。 In view of the circumstances as described above, an object of the present invention is to provide a detection method, a detection device, a biochip screening method, a screening device, and a biochip capable of detecting a biochip with high accuracy.
本発明の第一の態様に従えば、バイオチップを用いる検出方法であって、バイオチップの第一面に形成された互いに異なる２つのアライメントマークを光学的に検出するマーク検出工程と、２つのアライメントマークの検出結果に基づいて、バイオチップのアライメントを行うアライメント工程と、アライメント工程後に、バイオチップの第一面に配置された生体分子と検体に含まれる標的との親和性を検出する親和性検出工程と、を備える検出方法が提供される。 According to the first aspect of the present invention, there is provided a detection method using a biochip, wherein a mark detection step for optically detecting two different alignment marks formed on the first surface of the biochip, Based on the detection result of the alignment mark, the alignment step for aligning the biochip, and the affinity for detecting the affinity between the biomolecule placed on the first surface of the biochip and the target contained in the specimen after the alignment step And a detection method comprising: a detection step.
本発明の第二の態様に従えば、バイオチップを用いる検出装置であって、バイオチップが配置されるステージと、バイオチップの第一面に形成された互いに異なる２つのアライメントマークを光学的に検出するマーク検出部と、２つのアライメントマークの検出結果に基づいて、バイオチップのアライメントマークを行うアライメント部と、バイオチップの第一面に配置された生体分子と検体に含まれる標的との親和性を検出する親和性検出部と、を備える検出装置が提供される。 According to the second aspect of the present invention, there is provided a detection device using a biochip, wherein a stage on which the biochip is arranged and two different alignment marks formed on the first surface of the biochip are optically connected. Affinity between a mark detection unit to be detected, an alignment unit that performs an alignment mark of a biochip based on detection results of two alignment marks, and a biomolecule arranged on the first surface of the biochip and a target contained in the specimen There is provided a detection device including an affinity detection unit for detecting sex.
本発明の第三の態様に従えば、本発明の第一の態様に従う検出方法を用いる検出工程と、バイオチップに検体を分注する分注工程と、バイオチップを乾燥させる乾燥工程と、を備えるバイオチップのスクリーニング方法が提供される。 According to the third aspect of the present invention, a detection step using the detection method according to the first aspect of the present invention, a dispensing step of dispensing a specimen on the biochip, and a drying step of drying the biochip, A biochip screening method is provided.
本発明の第四の態様に従えば、本発明の第二の態様に従う検出装置と、バイオチップに検体を分注する分注装置と、を備えるスクリーニング装置が提供される。 According to the fourth aspect of the present invention, there is provided a screening apparatus comprising: the detection apparatus according to the second aspect of the present invention; and a dispensing apparatus for dispensing a specimen on a biochip.
本発明の第五の態様に従えば、検体に含まれる標的と特異的に反応可能な生体分子と、生体分子を支持する第一面を有する基板本体と、基板本体の配置方向に関するマークであり、第一面に形成された互いに異なる２つのアライメントマークと、を備えるバイオチップが提供される。 According to the fifth aspect of the present invention, a biomolecule that can specifically react with a target contained in a specimen, a substrate body having a first surface that supports the biomolecule, and a mark relating to an arrangement direction of the substrate body. A biochip comprising two different alignment marks formed on the first surface is provided.
本発明の態様によれば、バイオチップを高精度に検出することが可能となる。 According to the aspect of the present invention, the biochip can be detected with high accuracy.
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。そして、水平面内の所定方向をＸ軸方向、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれに直交する方向（すなわち鉛直方向）をＺ軸方向とする。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸まわりの回転（傾斜）方向をそれぞれ、θＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the following description, an XYZ orthogonal coordinate system is set, and the positional relationship of each member will be described with reference to this XYZ orthogonal coordinate system. The predetermined direction in the horizontal plane is the X-axis direction, the direction orthogonal to the X-axis direction in the horizontal plane is the Y-axis direction, and the direction orthogonal to each of the X-axis direction and the Y-axis direction (that is, the vertical direction) is the Z-axis direction. To do. Further, the rotation (inclination) directions around the X axis, Y axis, and Z axis are the θX, θY, and θZ directions, respectively.
図１は、本実施形態に係る検出装置ＭＳ（２０）の構成を示す図である。
図１に示すように、検出装置ＭＳ（２０）は、本体部２１と、制御部２２と、表示部２３とを備えている。本体部２１は、バイオチップ（生体分子アレイ）５０を用いた検出を行う。制御部２２は、本体部２１の動作を制御する。制御部２２は、コンピュータシステムを含む。表示部２３は、例えば液晶ディスプレイなどのフラットパネルディスプレイを含む。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a detection device MS (20) according to the present embodiment.
As shown in FIG. 1, the detection device MS (20) includes a
本体部２１は、ボディ２４と、光源装置（光源）３１と、対物レンズ３２を含む光学システム２５と、ステージ装置２６と、接眼部２７と、センサ（マーク検出部、親和性検出部）２８を含む観察カメラ２９と、を有している。ボディ２４は、上記の光源装置３１、光学システム２５、ステージ装置２６、接眼部２７及び観察カメラ２９を支持する。
The
光源装置３１は、バイオチップ５０を観察する所定波長帯域の照明光（第一の光）Ｌ１と、バイオチップ５０で所定の蛍光（第三の光）Ｌ３を発生させるための所定波長帯域の励起光（第二の光）Ｌ２と、を射出可能である。照明光Ｌ１と励起光Ｌ２とは、互いに波長が異なっている。
The
光学システム２５は、照明光学系（マーク検出部、親和性検出部、光学系）３６と、結像光学系３３とを有している。照明光学系３６は、光源装置３１から射出された光を用いてバイオチップ５０を照明する。照明光学系３６は、対物レンズ３２と、照明光Ｌ１及びその反射光Ｌ４と、励起光Ｌ２と蛍光Ｌ３とを分離可能な光学ユニット３７とを含む。
The
対物レンズ３２は、無限系の対物レンズであり、ステージ装置２６に支持されているバイオチップ５０と対向可能である。対物レンズ３２は、バイオチップ５０の＋Ｚ側（上方）に配置されている。
The
結像光学系３３は、対物レンズ３２からの光を分離する光学素子４７と、反射ミラー４５とを有している。光学素子４７は、ハーフミラーを含む。光学素子４７は、入射した光の一部を透過すると共に、一部を反射する。光学素子４７は、ダイクロイックミラーであってもよいし、光路を切り替える機能を有する全反射ミラー（例、クイックリターンミラー）であってもよい。結像光学系３３は、バイオチップ５０の像をセンサ２８及び接眼部２７の近傍に形成する。接眼部２７及びセンサ２８は、結像光学系３３の像面側に配置されている。
The imaging
センサ２８は、ケーブル４８を介して制御部２２に接続されている。センサ２８で取得したバイオチップ５０の像情報（画像信号）は、ケーブル４８を介して、制御部２２に伝送される。制御部２２は、センサ２８からの像情報（撮像結果）を、表示部２３に表示する。表示部２３は、センサ２８で取得したバイオチップ５０の像情報を拡大及び縮小して表示することができる。
The sensor 28 is connected to the
ステージ装置２６は、結像光学系３３の物体面側でバイオチップ５０を支持して移動可能である。ステージ装置２６は、バイオチップ５０を支持するステージ本体（ステージ）５１と、ベース部材５２上でステージ本体５１を移動する駆動装置５３とを備えている。ステージ本体５１は、ベース部材５２上において、ＸＹ平面内及びＺ方向に移動可能であり、θＺ方向に回動可能である。
The
駆動装置５３と制御部２２とはケーブル４９で接続されている。制御部２２は、駆動装置５３を用いて、ステージ本体５１をＸＹ平面内で移動可能であり、θＺ方向に回動可能である。これにより、バイオチップ５０は、上面を対物レンズ３２と対向させた状態でＸＹ平面内を移動可能となり、かつ、θＺ方向に回動可能となるようにステージ装置２６に支持されたものとなっている。制御部２２は、駆動装置５３の移動量及び回動量を調整することにより、ステージ本体５１のＸＹ平面内の位置、Ｚ方向における位置及びθＺ方向における位置を調整可能である。この構成により、検出装置ＭＳは、ステージ本体５１に支持されるバイオチップ５０のＸＹ平面内の位置、Ｚ方向における位置及びθＺ方向などの位置をアライメントすることが可能である。
The driving
バイオチップ５０から対物レンズ３２を介して光学素子４７に入射した光（蛍光Ｌ３、反射光Ｌ４）の一部は、光学素子４７を透過して、接眼レンズ４３に導かれ、接眼部２７より射出される。バイオチップ５０の像は、結像光学系３３により、接眼部２７の近傍に形成される。これにより、観察者は、接眼部２７を介して、生体分子支持領域（スポット）Ｓの像を確認できる。
Part of the light (fluorescence L3, reflected light L4) incident on the
また、バイオチップ５０から対物レンズ３２及び対物レンズ４６を介して光学素子４７に入射した光（蛍光Ｌ３、反射光Ｌ４）の一部は、光学素子４７及び反射ミラー４５で順に反射されて、観察カメラ２９のセンサ２８に入射する。バイオチップ５０の像は、結像光学系３３により、センサ２８に形成される。これにより、観察カメラ２９のセンサ２８は、バイオチップ５０の像情報（撮像情報）を取得可能である。
Further, part of the light (fluorescence L3, reflected light L4) incident on the
図１に示したように、観察カメラ２９のセンサ２８と制御部２２とは、ケーブル４８を介して接続されており、センサ２８で取得したバイオチップ５０の像情報は、ケーブル４８を介して、制御部２２に出力される。制御部２２は、アライメント部２２ａを有している。アライメント部２２ａは、駆動装置５３の駆動を制御することにより、バイオチップ５０のアライメントを行う。また、制御部２２は、センサ２８からの像情報を、表示部２３を用いて表示する。表示部２３は、センサ２８で取得したバイオチップ５０の像情報を拡大して表示することができる。
As shown in FIG. 1, the sensor 28 of the
次に、バイオチップ５０の一例を説明する。
図２（ａ）はバイオチップ５０の形状を示す図であり、図２（ｂ）は、バイオチップ５０の要部を示す拡大断面図である。また、図３は、バイオチップ５０の要部を示す拡大平面図である
Next, an example of the
FIG. 2A is a diagram showing the shape of the
バイオチップ５０は、例えば矩形（又は正方形）に形成されている。バイオチップ５０は、一方向に長手となるように形成された基板本体６０を有している。基板本体６０の表面（第一面）６０ａには、複数の生体分子支持領域（スポット）Ｓが形成されている。第一面６０ａは、複数の生体分子支持領域Ｓを支持する支持面である。複数の生体分子支持領域Ｓは、バイオチップ５０の形状に沿って、マトリクス状に配置されている。また、生体分子支持領域Ｓは、ｍ行×ｎ列（例、４行×４列）ごとにギャップ（ギャップ領域）１１が形成された状態で配置されている。隣り合う生体分子支持領域Ｓ同士の間は、所定の間隔が空けられている。
The
このようにマトリクス状に配置された複数の生体分子支持領域Ｓにより、バイオチップ５０の第一面６０ａに生体分子支持領域の列が形成されている。各生体分子支持領域Ｓには、バイオチップ５０における当該生体分子支持領域Ｓの位置を識別できるようにアドレスが設定されている。当該アドレスは、例えば制御部２２の記憶部に記憶されている。
A row of biomolecule support regions is formed on the
なお、本実施形態において、第一面６０ａには、生体分子支持領域Ｓを１つ以上含む領域（支持領域）Ｓａが形成されている。本実施形態では、例えば第一面６０ａのうち全ての生体分子支持領域Ｓが配置される矩形領域が１つの支持領域（配置領域）Ｓａとなっている。なお、支持領域Ｓａは、三角形や多角形、円形など、他の平面形状であってもよい。
In the present embodiment, a region (support region) Sa including one or more biomolecule support regions S is formed on the
各生体分子支持領域Ｓは、平面視で矩形や円形、多角形など様々な形状をとることができる。本実施形態では、図２（ａ）に示すように、例えば矩形に形成されている。各生体分子支持領域Ｓには、検体（例、血清や血漿など）に含まれ標識された標的と特異的に反応可能な種々の生体分子（計測対象）Ｂが配置されている（図２（ｂ）参照）。例えば、蛍光色素で標識された標的を用いる場合、バイオアッセイ後に励起光を生体分子支持領域Ｓに照射することによって所定の蛍光（Ｌ３：図１参照）が発生する。発生した蛍光（Ｌ３）は、生体分子支持領域Ｓ毎にバイオチップ５０（基板本体６０）の表面から放出されるようになっている。 Each biomolecule support region S can take various shapes such as a rectangle, a circle, and a polygon in plan view. In this embodiment, as shown to Fig.2 (a), it forms in the rectangle, for example. In each biomolecule support region S, various biomolecules (measurement objects) B that can specifically react with a labeled target contained in a specimen (eg, serum, plasma, etc.) are arranged (FIG. 2 ( b)). For example, when a target labeled with a fluorescent dye is used, predetermined fluorescence (L3: see FIG. 1) is generated by irradiating the biomolecule supporting region S with excitation light after the bioassay. The generated fluorescence (L3) is emitted from the surface of the biochip 50 (substrate body 60) for each biomolecule support region S.
例えば、生体分子Ｂは、プローブとして配置される。また、バイオチップ５０は、蛍光標識された標的を有する検体として全血や血清などが当該バイオチップ５０の生体分子支持領域Ｓに注入された後に、洗浄が行われる。
For example, the biomolecule B is arranged as a probe. Further, the
なお、上記プローブは、例えば、シリコンウエハからなる上記基板本体６０上の生体分子支持領域Ｓの形成領域に所定の生体分子形成材料を配置する工程と、マスクを介して生体分子形成材料に所定波長の光を選択的に照射する露光工程と、を複数回繰り返すことにより、複数の生体分子を積層することで形成される。このようにして形成された生体分子は、測定対象である上記検体の標的との間で親和性を有する場合には、標的と特異的な反応をし、所定の波長帯域の励起光の照明によって所定の波長帯域の蛍光を発生させることが可能である。
The probe has a step of placing a predetermined biomolecule-forming material in a formation region of the biomolecule support region S on the
図３は、基板本体６０の第一面６０ａの構成を示す図である。
図３に示すように、本実施形態における検出装置ＭＳにおける１つの視野領域１００の大きさは、支持領域Ｓａよりも小さい。したがって、検出装置ＭＳを用いて支持領域Ｓａ全体に配置された複数の生体分子支持領域Ｓを撮像する場合、支持領域Ｓａを複数の撮像領域（検出領域）に分割して撮像する必要がある。例えば、検出装置ＭＳは、バイオチップ５０と光学システム２５（例、対物レンズ３２）の視野領域１００とを相対的に移動させつつ該複数の撮像領域に応じて複数回撮像し、それらの撮像結果のうち隣接する撮像結果同士を合成（スティッチング）している。
FIG. 3 is a diagram illustrating the configuration of the
As shown in FIG. 3, the size of one
この場合、図３に示すように、検出装置ＭＳは、基板本体６０（バイオチップ５０））と視野領域１００とを相対的に移動させることにより、第一面６０ａ上の視野領域１０１〜１０４を含む複数の検出領域に視野領域１００を配置することができる。
In this case, as shown in FIG. 3, the detection apparatus MS moves the substrate body 60 (biochip 50)) and the
バイオチップ５０は、例えば、テストパターン６３及び６４と、バーコード６５と、基板本体６０の第一面６０ａに形成され互いに異なる２種類（例、形状、光量など）のアライメントマーク６１、６２とを有している。以下、アライメントマーク６１を第一マーク６１と表記し、アライメントマーク６２を第二マーク６２と表記する場合がある。第一マーク６１、第二マーク６２は、撮像された場合の形態が互いに区別できるように形成されている。本実施形態では、例えばＺ方向視における形状が第一マーク６１と第二マーク６２とで異なっている。
The
第一マーク６１、第二マーク６２は、光源装置３１からの照明光Ｌ１を反射可能に形成されている。第一マーク６１、第二マーク６２は、例えば金属（他の物質であってもよい）などの光反射率の高い材料を用いて膜状に形成されている。第一マーク６１、第二マーク６２は、第一面６０ａのうちどの位置に設けられてもよい。本実施形態では、第一マーク６１、第二マーク６２は、例えば第一面６０ａ上の支持領域Ｓａから外れた領域に共に配置されている。
The
第一マーク６１は、第一面６０ａのうち図３の＋Ｙ側の２つの角部（縁部）に１つずつ配置されている（第一マーク６１Ａ、６１Ｂ）。第一マーク６１は、平面視で円形、矩形、多角形あるいは他の形状など、どのような形状に形成されていてもよい。本実施形態では、第一マーク６１は、Ｚ方向視においてＸ字状に形成されている。
One
第二マーク６２は、第一面６０ａのうち図３の−Ｙ側の２つの角部（縁部）に１つずつ配置されている（第二マーク６２Ａ、６２Ｂ）。第二マーク６２は、第一マーク６１とは異なる形状に形成されている。第二マーク６２は、第二マーク６２と異なる形状であれば、平面視で円形、矩形、多角形あるいは他の形状など、どのような形状に形成されていてもよい。本実施形態では、第一マーク６１は、Ｚ方向視において＋字状に形成されている。
One
２種類の第一マーク６１、第二マーク６２が上記のように配置されることにより、バイオチップ５０（基板本体６０）を９０°ずつ回転した場合に、例えばバイオチップ５０の四辺のうち任意の一辺に沿って並ぶアライメントマーク６１、６２の並び順が４通り形成される。
By arranging the two types of the
図４（ａ）〜図４（ｅ）は、バイオチップ５０の第一面６０ａの構成を模式的に示す図である。図４（ａ）〜図４（ｅ）においては、第一マーク６１、６２のみを示しており、生体分子支持領域Ｓ、テストパターン６３及び６４、バーコード６５など、他の構成についての図示を省略している。
4A to 4E are diagrams schematically showing the configuration of the
図４（ａ）に示すように、例えばバイオチップ５０のうち−Ｘ側の辺（所定の一辺）を例に挙げて説明すると、当該辺の＋Ｙ側が第一マーク６１（６１Ａ）であり、−Ｙ側が第二マーク６２（６２Ａ）である（第一状態）。
As shown in FIG. 4A, for example, the −X side (predetermined one side) of the
このバイオチップ５０の第一状態から、座標軸を固定させて、バイオチップ５０を時計回りに９０°回転させた場合、図４（ｂ）に示すように、−Ｘ側の辺の＋Ｙ側は第二マーク６２（６２Ａ）となり、−Ｙ側は第二マーク６２（６２Ｂ）となる（第二状態）。
When the coordinate axis is fixed from the first state of the
次に、この第二状態から、座標軸を固定させて、バイオチップ５０を更に時計回りに９０°回転させた場合、図４（ｃ）に示すように、−Ｘ側の辺の＋Ｙ側は第二マーク６２（６２Ｂ）となり、−Ｙ側は第一マーク６１（６１Ｂ）となる（第三状態）。
Next, from this second state, when the coordinate axis is fixed and the
そして、この第三状態から、座標軸を固定させて、バイオチップ５０を更に時計回りに９０°回転させた場合、図４（ｄ）に示すように、−Ｘ側の辺の＋Ｙ側は第一マーク６１（６１Ｂ）となり、−Ｙ側は第一マーク６１（６１Ａ）となる（第四状態）。
From this third state, when the coordinate axis is fixed and the
なお、この第四状態から、座標軸を固定させて、バイオチップ５０を更に時計回りに９０°回転させた場合、図４（ａ）に示すように、上記第一状態となる。すなわち、−Ｘ側の辺の＋Ｙ側は第一マーク６１（６１Ａ）となり、−Ｙ側は第二マーク６２（６２Ａ）となる。
From this fourth state, when the coordinate axis is fixed and the
このように、検出装置ＭＳは、バイオチップ５０の一辺に並んだ２つのアライメントマーク６１、６２の並び順により、ステージ本体５１におけるバイオチップ５０の回転方向の位置（配置方向）が回転角度（例、９０°）ごとに判別可能である。また、図４（ｅ）に示すように、検出装置ＭＳは、バイオチップ５０が例えば第一状態に対して９０°（又はその整数倍の角度）とは異なる角度だけ回転方向にずれている場合であっても、勿論当該ズレを検出可能である。また、検出装置ＭＳは、バイオチップ５０の２つのアライメントマーク６１、６２によって、ステージ本体５１におけるバイオチップ５０の面内方向の位置を判別可能である。したがって、本実施形態の検出装置ＭＳは、ステージ本体５１におけるバイオチップ５０の位置関係に変動（例、回転方向のずれ）がある場合でも、バイオチップ５０における複数の生体分子支持領域Ｓの互いの位置関係を正確に検出することができるためにバイオチップ５０を高精度に検出できるし、生体分子支持領域Ｓの位置を間違えることがないために該位置の誤検出を低減することができる。また、本実施形態における検出装置ＭＳは、上記の第一マーク６１及び第二マーク６２を用いて、ステージ本体５１におけるバイオチップ５０の基準配置位置からのバイオチップ５０の変動量を正確に検出することが可能なため、その変動量に応じてステージ本体５１の移動を制御して検出できるし、その変動量に応じてバイオチップ５０の位置を補正することができる。
As described above, in the detection apparatus MS, the position (arrangement direction) in the rotation direction of the
また、バイオチップ５０の第一面６０ａには、テストパターン６３、６４と、バーコード６５とが形成されている。テストパターン６３、６４は、支持領域Ｓａの外側に配置されている。テストパターン６３、６４は、第一面６０ａのうち例えば−Ｘ側の辺及び＋Ｘ側の辺のそれぞれに沿って形成されている。
In addition,
バーコード６５は、第一面６０ａのうち例えば−Ｙ側の辺に沿って形成されている。バーコード６５は、バイオチップ５０における生体分子支持領域Ｓ（生体分子）の情報、製造年月日などを情報として含む構成とすることができる。なお、このような情報を含む構成として、バーコード６５の代わりに情報を書き換え可能なＩＣタグが用いられていてもよい。なお、第一面６０ａにおいて、複数回撮像した結果同士を合成（スティッチング）する際に、画像同士の位置決めに用いるアライメントマークが設けられていてもよい。
The
次に、上述の構成を有する検出装置ＭＳを用いて、バイオチップ５０の各生体分子支持領域Ｓで発せられた蛍光の検出方法について説明する。
まず、後述の分注装置５を用いてバイオチップ５０の各生体分子支持領域Ｓに検体を分注し、所定時間経過させることで生体分子支持領域Ｓに形成された生体分子と検体に含まれ標識された標的とを反応させる（Ｓ１：分注工程）。各生体分子支持領域Ｓに対する検体の分注工程は、例えば、分注装置５のノズルにより所定量の検体を分注することが行われる。なお、検体を貯留する検体貯留タンク内にバイオチップ５０を浸漬することで検体と生体分子とを反応させるようにしても良い。
Next, a method for detecting fluorescence emitted from each biomolecule support region S of the
First, a sample is dispensed into each biomolecule support region S of the
生体分子と標的とを反応させた後、後述の洗浄部７を用いて洗浄液を吹き付けることでバイオチップ５０の洗浄を行う（洗浄工程）。これにより、バイオチップ５０に付着した検体及び未反応の標的を洗い流すことができる。なお、バイオチップ５０の洗浄方法は、洗浄液の吹き付けに限定されることはなく、例えば、洗浄液を貯留した貯留部にバイオチップ５０を浸漬するようにしてもよい。このとき、洗浄工程は、貯留部において洗浄液に一定の流れを付与し、バイオチップ５０に常に新鮮な洗浄液が供給されるようにしてもよい。
After reacting the biomolecule with the target, the
次に、洗浄後のバイオチップ５０を乾燥させる工程が行われる（Ｓ２：乾燥工程）。例えば、乾燥工程は、後述の乾燥部８のファン等によって乾燥用の温風をバイオチップ５０に向けて噴き出す。これにより、洗浄液で濡れたバイオチップ５０を乾燥させることができる。なお、上述したバイオチップ５０の洗浄工程および乾燥工程は、複数回ずつ繰り返して行うようにしても構わない。
Next, a step of drying the washed
バイオチップ５０の洗浄及び乾燥工程が終了した後、検出装置ＭＳは、バイオチップ５０の検出を行う（Ｓ３〜Ｓ６：検出工程）。まず、図１に示した検出装置ＭＳのステージ本体５１上にバイオチップ５０（又はバイオチップ５０が固定されたプレート）を載置する。このとき、バイオチップ５０（又は該プレート）をステージ本体５１上の所定の位置に位置決めする。
After the cleaning and drying steps of the
次に、検出装置ＭＳは、光源装置３１から照明光Ｌ１を選択して射出させ、バイオチップ５０（基板本体６０）の第一面６０ａを照明する。光源装置３１から射出された照明光（第一の光）Ｌ１は、光学ユニット３７で反射光と透過光とに分離されて、部分反射及び部分透過し、部分反射した照明光が対物レンズ３２を透過した後に、基板本体６０（バイオチップ５０）の第一面６０ａを照明する。基板本体６０の第一面６０ａで反射した照明光（反射光Ｌ４）は、対物レンズ３２、光学ユニット３７を透過して光学素子４７に入射する。
Next, the detection device MS selects and emits the illumination light L1 from the
そして、光学素子４７に入射した反射光Ｌ４の一部は、光学素子４７を透過して、接眼レンズ４３に導かれ、接眼部２７より射出される。これにより、バイオチップ５０の生体分子支持領域Ｓの像が、接眼部２７の近傍に形成される。また、光学素子４７に入射した反射光Ｌ４の一部は、光学素子４７および反射ミラー４５で順次反射されて、観察カメラ２９のセンサ２８に入射する。
A part of the reflected
ここで、検出装置ＭＳは、センサ２８の撮像特性及び所定の倍率に応じた大きさの視野領域１００内に複数の生体分子支持領域Ｓの像がセンサ２８に形成される。センサ２８は、生体分子支持領域Ｓの像情報（生体分子支持領域Ｓの受光情報）を取得する。
Here, in the detection device MS, images of a plurality of biomolecule support regions S are formed on the sensor 28 in the
この工程において、検出装置ＭＳは、バイオチップ５０に形成されたアライメントマーク６１、６２を測定可能となる撮像領域に視野領域１００が配置されるように、ステージ本体５１をＸＹ平面内で移動させる。ステージ本体５１を移動した後、検出装置ＭＳは、光源装置３１から照明光Ｌ１を射出させ、アライメントマーク６１、６２を照明し、アライメントマーク６１、６２の像を撮像する（Ｓ３：マーク検出工程）。
In this step, the detection apparatus MS moves the
このとき、制御部２２は、ステージ本体５１を移動させることにより、バイオチップ５０の４辺のうちの一辺に沿って並ぶアライメントマーク６１、６２を順次撮像させる。なお、１つの視野領域１００（又は撮像領域）の内部に２つのアライメントマーク６１、６２を配置させ、同時に検出するようにしてもよい。制御部２２は、アライメントマーク６１、６２の並び順により、バイオチップ５０の配置方向を求め、当該配置方向が予め設定された配置方向に一致するか否かの判断を行う。
At this time, the
アライメント部２２ａは、求められた配置方向が予め設定された配置方向に一致する場合には、ステージ本体５１をＸＹ平面内で移動させてＸＹ平面上の位置合わせを行う。また、求められた配置方向が予め設定された配置方向に一致しない場合には、アライメント部２２ａは、バイオチップ５０が予め設定された方向に配置されるように、ステージ本体５１をθＺ方向に回動させる（Ｓ４：アライメント工程）。このように、アライメント工程では、バイオチップ５０の配置方向に関する位置合わせを行う。なお、アライメント部２２ａは、アライメント工程において、ステージ本体５１を移動させずに複数の生体分子支持領域Ｓの位置座標（位置情報）のデータをそれぞれ補正することにより、バイオチップ５０の配置方向に関する位置合わせを行ってもよい。また、アライメント部２２ａは、ステージ本体５１の移動と生体分子支持領域Ｓの位置座標のデータの補正とを組み合わせ行ってもよい。
When the obtained arrangement direction matches the preset arrangement direction, the
その後、検出装置ＭＳは、バイオチップ５０の第一面６０ａをＺ方向の所定位置に位置決めしてフォーカス調整を行った後、蛍光測定を行うために、光源装置３１から射出される光を所定波長帯域の励起光Ｌ２に切り替える。光源装置３１から射出された励起光（第二の光）Ｌ２は、光学ユニット３７で反射（全反射）し、対物レンズ３２を透過した後に、基板本体６０の第一面６０ａを照明する。この励起光Ｌ２により、第一面６０ａに配置される複数の生体分子支持領域Ｓが照明される。励起光Ｌ２で照明された複数の生体分子支持領域Ｓのうち、蛍光標識された標的と生体分子とが特異的な反応により結合（親和性を有する）した生体分子支持領域Ｓにおいて蛍光（第三の光）Ｌ３が発生する。発生した蛍光Ｌ３は、対物レンズ３２、および光学ユニット３７を透過して光学素子４７に入射する。
Thereafter, the detection device MS adjusts the focus by adjusting the
本実施形態では、検出装置ＭＳの視野領域１００がバイオチップ５０の測定対象領域（支持領域Ｓａ）の面積よりも小さい。このため、測定対象領域と視野領域１００とを相対的に移動させながら順次撮像を行うことで、測定対象領域全体の撮像結果が得られる（Ｓ５：親和性検出工程）。制御部２２は、測定対象領域のうち第一の撮像領域（例、視野領域１０１）の計測が完了した後、ステージ本体５１をＸＹ平面内で移動させ、第一の撮像領域と隣り合う第二の撮像領域（例、視野領域１０２）にバイオチップ５０を移動させる。そして、検出装置ＭＳは、上記第一の撮像領域に対する撮像処理と同様に、バイオチップ５０に励起光Ｌ２を照射することにより、生体分子支持領域Ｓの計測を実施する。
In the present embodiment, the
そして、測定対象領域の全ての計測が完了するまで計測処理を実施した後、制御部２２は、各撮像領域（例、視野領域１０１〜１０４）における照明光による生体分子支持領域の計測結果（撮像結果）を画像合成するとともに、蛍光による生体分子支持領域の計測結果を画像画面合成する（Ｓ６：スティッチング工程）。なお、上記アライメント工程は、例えば、複数の検出領域におけるスティッチングの位置合わせでもある。また、本実施形態におけるアライメント工程は、複数のバイオチップ５０を１つの板状のプレート部材（保持部材）に固定させた状態で親和性を検出する場合においても用いることができる。例えば、バイオチップ５０が該プレート部材に配置方向をずれて固定された場合、検出装置は、上記の２つのアライメントマーク６１、６２を用いて、該プレートにおけるバイオチップ５０の配置方向の変化（変動）を検出することが可能である。
Then, after performing the measurement process until all the measurement of the measurement target region is completed, the
以上のように、本実施形態の検出装置ＭＳは、２つのアライメントマーク６１、６２の検出結果に基づいてバイオチップ５０のアライメントを行うため、バイオチップ５０の配置方向が変化した場合（例、バイオチップが９０°又は１８０°回転した場合など）には、バイオチップ５０の配置方向の変化を検出することが可能となる。これにより、検出装置ＭＳは、バイオチップ５０を高精度に検出可能となる。
As described above, since the detection apparatus MS of the present embodiment performs alignment of the
本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。
上記実施形態では、形状の異なる第一マーク６１及び第二マーク６２が支持領域Ｓａの外側に配置された構成を例に挙げて説明したが、これに限られることはない。
図６は、変形例に係るバイオチップ５０Ａの構成を示す平面図である。
図６に示すように、バイオチップ５０Ａを構成する基板本体６０の第一面６０ａには、例えばアライメントマーク６６が形成されている。このアライメントマーク６６は、支持領域Ｓａの内側に配置されている。また、当該第一面６０ａには、例えばアライメントマーク６７が形成されている。このアライメントマーク６７は、支持領域Ｓａの内側から外側にかけて配置されている。このように、アライメントマークの少なくとも一部が支持領域Ｓａの内側に配置されていてもよい。
The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and appropriate modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
In the above embodiment, the configuration in which the
FIG. 6 is a plan view showing a configuration of a
As shown in FIG. 6, for example, an
また、アライメントマーク６６は、Ｘ方向を基準にしてＹ方向について非対称となる形状を有している。このため、座標軸を固定させたままバイオチップ５０Ａを時計回りまたは反時計回りに９０°または１８０°回動させた場合、Ｚ方向視におけるアライメントマーク６６の形状が変化する。このとき、撮像されたアライメントマーク６６の像は、バイオチップ５０Ａの配置方向に応じてそれぞれ異なる形状となる。このように、検出装置ＭＳは、バイオチップ５０Ａを回動させることで、撮像された場合の形態が異なる２種類（またはそれ以上の種類）のアライメントマークを取得可能な構成であってもよい。なお、アライメントマーク６７についても、アライメントマーク６６と同様の説明が可能である。
The
また、図６では、アライメントマーク６６及びアライメントマーク６７を１つのバイオチップ５０Ａに配置した構成を例に挙げて説明したが、これに限られることはない。例えば、アライメントマーク６６、６７のいずれか一方のみがバイオチップ５０Ａに形成されていてもよい。
In FIG. 6, the configuration in which the
また、上記実施形態では、アライメントマークが第一面６０ａ上に形成された膜パターンである例を説明したが、これに限られることはない。
図７（ａ）は、変形例に係るバイオチップ５０Ｂの構成を示す平面図である。
図７（ａ）に示すように、バイオチップ５０Ｂを構成する基板本体６０の第一面６０ａには、アライメントマーク６８、６９が形成されている。アライメントマーク６８のＺ方向視における形状は、上記実施形態のアライメントマーク６１と同一である。また、アライメントマーク６９のＺ方向視における形状は、上記実施形態のアライメントマーク６２と同一である。
Moreover, although the said embodiment demonstrated the example whose alignment mark is a film | membrane pattern formed on the
FIG. 7A is a plan view showing a configuration of a
As shown in FIG. 7A, alignment marks 68 and 69 are formed on the
図７（ｂ）は、図７（ａ）におけるＡ−Ａ´断面に沿った構成を示す図であり、アライメントマーク６８、６９の断面構成を示す図である。
図７（ｂ）に示すように、アライメントマーク６８は、第一面６０ａに例えば凹部として形成されている。また、アライメントマーク６９は、第一面６０ａに例えば凸部として形成されている。このように、第一面６０ａに凹部または凸部としてアライメントマークが形成された構成であってもよい。
FIG. 7B is a diagram showing a configuration along the section AA ′ in FIG. 7A, and is a diagram showing a sectional configuration of the alignment marks 68 and 69.
As shown in FIG. 7B, the
上記実施形態では、第一マーク６１、第二マーク６２の形状が異なる構成を例に挙げて説明したが、これに限られることはない。例えば、第一マーク６１、第二マーク６２の形状が同一であり、寸法が異なる構成であってもよい。この構成であっても、検出装置ＭＳは、撮像された第一マーク６１と第二マーク６２とを互いに区別することが可能である。
In the above embodiment, the configuration in which the shapes of the
図８は、変形例に係るバイオチップ５０Ｃの構成を示す平面図である。
図８に示すように、バイオチップ５０Ｃの第一面６０ａには、第一マーク７１（７１Ａ、７１Ｂ）と、第二マーク７２（７２Ａ、７２Ｂ）が形成されている。第一マーク７１、第二マーク７２は、同一形状を有している。一方、第一マーク７１、第二マーク７２は、照明光Ｌ１の反射光の波長が異なるように形成された構成であってもよい。すなわち、第一マーク７１、第二マーク７２は、いわゆるカラーマークであり、これらカラーマークの色が互いに異なる構成であってもよい。この場合、第一マーク７１及び第二マーク７２によって反射される反射光Ｌ４のそれぞれの波長は、観察カメラ２９のセンサ２８によって識別可能な波長であればよい。
FIG. 8 is a plan view showing a configuration of a biochip 50C according to a modification.
As shown in FIG. 8, a first mark 71 (71A, 71B) and a second mark 72 (72A, 72B) are formed on the
また、検出装置ＭＳは、上記実施形態に記載のアライメントマーク６１、６２を、バイオチップ５０の位置の基準を示すマーク（位置基準マーク）として用いてもよい。例えば、検出装置ＭＳは、第一面６０ａ上の撮像領域１０１〜１０４を撮像するためのアライメントマークとして用いてもよいし、撮像後にこれらの隣接する画像を合成（スティッチング）する場合、異なる画像同士の位置を合わせるためのアライメントマークとして用いてもよい。これらの場合、アライメントマーク６１、６２は、バイオチップ５０の配置方向を示すマークと、位置基準マークとを兼ねることとなる。
In addition, the detection apparatus MS may use the alignment marks 61 and 62 described in the above embodiment as marks (position reference marks) indicating the reference of the position of the
図９は、変形例に係るバイオチップ５０Ｄの構成を示す平面図である。
図９に示すように、アライメントマーク７３〜７６が形成されている。アライメントマーク７３〜７６は、各撮像領域（例、視野領域１０１〜１０４）に対応する位置に配置されている。これらアライメントマーク７３〜７６は、バイオチップ５０Ｄの＋Ｙ側の辺からの距離又は−Ｙ側の辺（端）からの距離が異なっている。
FIG. 9 is a plan view showing a configuration of a
As shown in FIG. 9, alignment marks 73 to 76 are formed. The alignment marks 73 to 76 are arranged at positions corresponding to the respective imaging regions (for example, the
アライメントマーク７３は、第一の撮像領域（例、視野領域１０１）の内部であって、バイオチップ５０Ｄの＋Ｙ側の辺から距離ｔ１だけ離れた位置に形成されている。アライメントマーク７４は、第二の撮像領域（例、視野領域１０２）の内部であって、バイオチップ５０Ｄの＋Ｙ側の辺から距離ｔ２だけ離れた位置に形成されている。アライメントマーク７５は、第三の撮像領域（例、視野領域１０３）の内部であって、バイオチップ５０Ｄの−Ｙ側の辺から距離ｔ３だけ離れた位置に形成されている。アライメントマーク７６は、第四の撮像領域（例、視野領域１０４）の内部であって、バイオチップ５０Ｄの−Ｙ側の辺から距離ｔ４だけ離れた位置に形成されている。ここでは、ｔ１＜ｔ２＜ｔ３＜ｔ４としているが、距離ｔ１〜距離ｔ４は全て異なる値であってもよい。また、バイオチップ５０Ｄを９０°ずつ回転した場合に、同一配置とならない範囲で、距離ｔ１〜距離ｔ４を適宜設定することが可能である。
The
図１０は、変形例に係るバイオチップ５０Ｅの一部の構成を示す平面図である。
図１０に示すように、マトリクス状に配置された生体分子支持領域Ｓの間に、直線状のアライメントマーク７７（直線部７７ａ〜７７ｃ）が直線状に形成されていてもよい。直線部７７ａは、Ｘ方向に延びており、矩形の視野領域１１０がＸ方向に２つ並ぶ寸法に形成されている。直線部７７ｂ、７７ｃは、直線部７７ａから−Ｙ側に延びている。直線部７７ａと直線部７７ｂとの交点は、左側の視野領域１１１の中央部に一致している。また、直線部７７ａと直線部７７ｃとの交点は、右側の視野領域１１１の中央部に一致している。この構成によれば、バイオチップ５０ＥがθＺ方向に回転した場合、アライメントマーク７７の形状がバイオチップ５０Ｅの配置方向によって異なることとなる。また、視野領域１１１が例えば−Ｙ側へずれた場合（例、ズレ量：△ｙ）であっても、そのズレを検出することができる。
FIG. 10 is a plan view showing a partial configuration of a
As shown in FIG. 10, linear alignment marks 77 (
図１１は、変形例に係るバイオチップ５０Ｆの一部の構成を示す平面図である。
図１１に示すように、マトリクス状に配置された生体分子支持領域Ｓの角部同士の間（ギャップ領域）に、生体分子支持領域Ｓとほぼ同一形状（矩形）で同一寸法のアライメントマーク（矩形部７８ａ〜７８ｃ）が配置されていてもよい。
FIG. 11 is a plan view showing a partial configuration of a
As shown in FIG. 11, alignment marks (rectangles) having the same shape (rectangle) as the biomolecule support region S and the same size are provided between the corners (gap regions) of the biomolecule support regions S arranged in a matrix.
矩形部７８ａ〜７８ｃは、一の生体分子支持領域Ｓの周りを囲うように配置されている。これら矩形部７８ａ〜７８ｃは、生体分子支持領域Ｓの４つの角部のうち３つに対応する部分に配置されている。このため、バイオチップ５０ＦがθＺ方向に回転した場合、矩形部７８ａ〜７８ｃの配置がバイオチップ５０Ｅの配置方向によって異なることとなる。
The
また、上記実施形態では、第一面６０ａにはアライメントマーク６１、６２の他に、テストパターン６３、６４やバーコード６５が設けられた構成を例に挙げて説明したが、これらテストパターン６３、６４やバーコード６５の少なくとも一部をアライメントマーク又はその一部として用いてもよい。
In the above embodiment, the
例えばバーコード６５は、一方向におけるパターンが対称ではないため、バイオチップ５０が回転した場合、撮像された像の形態がバイオチップ５０の配置方向によって異なる。このため、バイオチップ５０の配置方向を検出するためのアライメントマークとして有用である。なお、バーコード６５をアライメントマークとして用いる場合、バーコード６５は、バイオチップ５０の配置方向を示すマークと、バイオチップ５０（基板本体６０）に関する情報を示す基板情報マークとを兼ねることとなる。なお、バーコード６５は、支持領域Ｓａの内部に配置されていてもよい。
For example, since the pattern of the
また、上記実施形態では、検出装置ＭＳの構成について、アライメントマーク６１、６２に照明光Ｌ１を照射するための光路と、生体分子支持領域Ｓに励起光Ｌ２を照射するための光路とが共通であり、蛍光Ｌ３の光路と、反射光Ｌ４の光路とが共通である構成を例に挙げて説明したが、これに限られることは無い。 Moreover, in the said embodiment, the optical path for irradiating the illumination light L1 to the alignment marks 61 and 62 and the optical path for irradiating the biomolecule support area | region S with the excitation light L2 are common about the structure of the detection apparatus MS. There has been described as an example a configuration in which the optical path of the fluorescence L3 and the optical path of the reflected light L4 are common, but is not limited thereto.
図１２（ａ）は、変形例に係る検出装置２０Ａの構成を示す図である。
図１２（ａ）に示すように、検出装置２０Ａは、本体部２１Ａと、制御部２２Ａとを備えている。本体部２１Ａは、光源装置（光源）３１と、光学システム２５Ａと、ステージ装置２６と、マーク検出用センサ（マーク検出部）３８Ａと、親和性検出用センサ３９Ａとを有している。
FIG. 12A is a diagram illustrating a configuration of a
As shown in FIG. 12A, the
マーク検出用センサ３８Ａは、反射光Ｌ４の像を撮像する。反射光Ｌ４の像は、アライメントマーク６１、６２の像を含む。また、親和性検出用センサ３９Ａは、蛍光Ｌ３の像を撮像する。蛍光Ｌ３の像は、バイオチップ５０の第一面６０ａに配置された生体分子と検体に含まれる標的との親和性に関する情報を含む。このように、図１２（ａ）の検出装置２０Ａは、アライメントマーク６１、６２を検出するマーク検出用センサ３８Ａと、親和性を検出する親和性検出用センサ３９Ａとが別々に設けられている。なお、マーク検出用センサ３８Ａ及び親和性検出用センサ３９Ａにおける撮像結果は、それぞれ制御部２２Ａに送信される。
The
光学システム２５Ａは、ダイクロイックミラー３４Ａを有している。ダイクロイックミラー３４Ａは、アライメントマーク６１、６２で反射される反射光Ｌ４を反射すると共に、生体分子支持領域Ｓにおいて発生した蛍光Ｌ３を透過する。ダイクロイックミラー３４Ａによって反射された反射光Ｌ４は、マーク検出用センサ３８Ａに入射する。一方、ダイクロイックミラー３４Ａを透過した蛍光Ｌ３は、親和性検出用センサ３９Ａに入射する。
The
図１２（ａ）に示す構成では、光源３１から射出された照射光Ｌ１及び励起光Ｌ２は、光源３１からステージ本体５１（又はバイオチップ５０）までの光路が一致している。一方、反射光Ｌ４及び蛍光Ｌ３は、ステージ本体５１からダイクロイックミラー３４Ａまでは光路が一致しているが、ダイクロイックミラー３４から各センサ（マーク検出用センサ３８Ａ、親和性検出用センサ３９Ａ）までは光路が異なっている。このように、検出装置２０Ａは、アライメントマーク６１、６２に照明光Ｌ１を照射するための光路と、生体分子支持領域Ｓに励起光Ｌ２を照射するための光路とが共通であるが、反射光Ｌ４の光路と蛍光Ｌ３の光路とが一部異なる構成であってもよい。
In the configuration shown in FIG. 12A, the irradiation light L1 and excitation light L2 emitted from the
また、上記実施形態及び変形例では、検出装置ＭＳ、２０Ａの構成は、照明光Ｌ１を照射するための光路と、励起光Ｌ２を照射するための光路とが共通（共に照明光学系３６の光軸）である構成を例に挙げて説明したが、本実施形態における検出装置は、これに限られることは無く、照明光Ｌ１の光路及び励起光Ｌ２の光路のうち少なくとも一部が異なっている構成でもよい。 In the embodiment and the modification, the configuration of the detection devices MS and 20A has a common optical path for irradiating the illumination light L1 and an optical path for irradiating the excitation light L2 (both of the light of the illumination optical system 36). However, the detection apparatus in the present embodiment is not limited to this, and at least a part of the optical path of the illumination light L1 and the optical path of the excitation light L2 is different. It may be configured.
図１２（ｂ）は、変形例に係る検出装置２０Ｂの構成を示す図である。
図１２（ｂ）に示すように、検出装置２０Ｂは、本体部２１Ｂと、制御部２２Ｂとを備えている。本体部２１Ｂは、マーク検出用光源装置（光源）３１Ｂと、親和性検出用光源装置３５Ｂと、マーク検出用光学システム２５Ｂと、親和性検出用光学システム３０Ｂと、ステージ装置２６と、マーク検出用センサ（マーク検出部）３８Ｂと、親和性検出用センサ３９Ｂとを有している。
FIG. 12B is a diagram illustrating a configuration of a
As shown in FIG. 12B, the
マーク検出用光源装置３１Ｂは、上記実施形態における照明光Ｌ１を射出可能である。マーク検出用光学システム２５Ｂは、照明光Ｌ１をバイオチップ５０に照射する。また、マーク検出用光学システム２５Ｂは、バイオチップ５０で反射された反射光Ｌ４をマーク検出用センサ３８Ｂに照射する。
The mark detection
親和性検出用光源装置３５Ｂは、上記実施形態における励起光Ｌ２を射出可能である。親和性検出用光学システム３０Ｂは、励起光Ｌ２をバイオチップ５０に照射する。また、親和性検出用光学システム３０Ｂは、バイオチップ５０で生じた蛍光Ｌ３を親和性検出用センサ３９Ｂに照射する。
The affinity detection
このように、図１２（ｂ）の検出装置２０Ｂは、アライメントマーク６１、６２を検出するためのマーク検出部（マーク検出用光源装置３１Ｂ、マーク検出用光学システム２５Ｂ、マーク検出用センサ３８Ｂ）と、親和性を検出するための親和性検出部（親和性検出用光源装置３５Ｂ、親和性検出用光学システム３０Ｂ、親和性検出用センサ３９Ｂ）とが別々に設けられている。
As described above, the
図１２（ｂ）に示す構成では、マーク検出用光源装置３１Ｂから射出された照射光Ｌ１と、親和性検出用光源装置３５Ｂから射出された励起光Ｌ２とは、互いに異なる光学系により、互いに異なる光路で、ステージ本体５１（又はバイオチップ５０）まで導光される。また、反射光Ｌ４及び蛍光Ｌ３についても、互いに異なる光学系により、互いに異なる光路で、マーク検出用センサ３８Ｂ、親和性検出用センサ３９Ｂに導光される。なお、マーク検出用センサ３８Ｂ及び親和性検出用センサ３９Ｂにおける撮像結果は、それぞれ制御部２２Ｂに送信される。このように、検出装置２０Ｂは、アライメントマーク６１、６２に照明光Ｌ１を照射するための光路と、生体分子支持領域Ｓに励起光Ｌ２を照射するための光路とが共通であるが、反射光Ｌ４の光路と蛍光Ｌ３の光路とが異なる構成であってもよい。
In the configuration shown in FIG. 12B, the irradiation light L1 emitted from the mark detection
［スクリーニング装置］
図１３は、スクリーニング装置ＳＣの概略的な構成を示す図である。
図１３に示すように、スクリーニング装置ＳＣは、プレアッセイ部ＰＡと、アッセイ部（分注装置）ＡＳと、計測部（検出装置）ＭＳと、受渡部ＴＲ１、ＴＲ２とを備えている。スクリーニング装置ＳＣは、上記実施形態に記載のバイオチップ５０（又はバイオチップ５０Ａ〜５０Ｇ）を用いた生体分子アレイのスクリーニングを行う。計測部ＭＳとして、例えば上記実施形態に記載の検出装置２０（ＭＳ）が用いられている。
[Screening equipment]
FIG. 13 is a diagram showing a schematic configuration of the screening apparatus SC.
As shown in FIG. 13, the screening device SC includes a pre-assay unit PA, an assay unit (dispensing device) AS, a measuring unit (detection device) MS, and delivery units TR1 and TR2. The screening apparatus SC performs screening of a biomolecule array using the biochip 50 (or
プレアッセイ部ＰＡは、実装部１、マーキング部２、受渡部３を備えている。実装部１は、バイオチップ５０をアレイボックス１１に実装するものであり、マニピュレータ（例、コンピュータ制御で自動駆動可能な機械的な腕）と、アームを備えるロボット装置とを備えている。
The pre-assay unit PA includes a mounting unit 1, a marking
アッセイ部（バイオアッセイ装置）ＡＳは、読取部４、分注装置（分注部）５、反応部６、洗浄部７、乾燥部８、受渡部９を備えている。読取部４は、撮像装置１４と、上記プレアッセイ部ＰＡの移載装置１２と同様の構成を備える移載装置１３とを備えている。撮像装置１４は、バイオチップ５０の基板側の面に形成されたバイオチップ５０の識別情報を撮像して読み取る装置であって、例えば、ＣＣＤカメラ等で構成される。撮像装置１４を用いて識別情報を撮像することによって識別情報信号が生成され、該識別情報信号は制御装置ＣＯＮＴに出力される。
The assay unit (bioassay device) AS includes a
分注装置５は、例えば検体が分注された反応容器１５に対して、ノズルを有するマニピュレータを用いて生体分子と特異的に反応可能な標的を含む検体を注入（分注）する分注処理が行われるものである。
For example, the
反応部６は、バイオチップ５０の生体分子支持領域Ｓに配置される生体分子と、検体に含まれる標的とを所定の温度条件下で反応させる反応処理を行う。反応部６は、分注装置５に設けられた反応容器１５と同一構成の反応容器と、バイオチップ５０を吸着保持する吸着保持装置１６とを備えている。なお、吸着保持装置１６は、バイオチップ５０に直接的に接触して吸着してもよいし、吸着保護層のような膜を介してバイオチップ５０を間接的に吸着してもよい。
The
洗浄部７は、バイオチップ５０を洗浄する洗浄処理を行う。洗浄部７は、洗浄液が貯溜された洗浄容器１７を備えている。
乾燥部８は、洗浄されたバイオチップ５０の乾燥処理を行う。乾燥部８は、例えば乾燥用の気体を噴出する乾燥装置１８を備えている。
受渡部９は、読取部４と反応部６との間でバイオチップ５０の受け渡し処理を行う。また、受渡部ＴＲ１は、マーキング部２と読取部４との間でバイオチップ５０の受け渡し処理を行う。受渡部ＴＲ２は、アッセイ部ＡＳ（反応部６）と計測部ＭＳとの間でバイオチップ５０の受渡処理を行う。
The cleaning unit 7 performs a cleaning process for cleaning the
The drying unit 8 performs a drying process on the washed
The delivery unit 9 performs a delivery process of the
上記のスクリーニング装置ＳＣを用いて、生体分子アレイの処理方法を含むバイオチップ５０のスクリーニングを行う場合、生体分子を有するバイオチップ５０の計測に関連する処理として、例えば、実装処理、マーキング処理、読取処理、分注処理、反応処理、洗浄処理、乾燥処理、計測処理（検出処理）及びこれらの処理の間でバイオチップ５０を移送する移送処理が適宜行われる。例えば、スクリーニング装置ＳＣを用いて、上記実施形態及び図５に記載の分注工程（Ｓ１）、乾燥工程（Ｓ２）、マーク検出工程（Ｓ３）、アライメント工程（Ｓ４）、親和性検出工程（Ｓ５）及びスティッチング工程（Ｓ６）を行うことができる。
When screening the
Ｌ１…照明光 Ｌ３…蛍光 Ｌ２…励起光 Ｌ４…反射光 Ｓ…生体分子支持領域 Ｓａ…支持領域 ＳＣ…スクリーニング装置 ＣＯＮＴ…制御装置 ５…分注装置 １８…乾燥装置 ２０…検出装置 ２２…制御部 ２２ａ…アライメント部 ２５…光学システム ２６…ステージ装置 ２８…センサ ２９…観察カメラ ３１…光源装置 ３６…照明光学系 ４７…光学素子 ５０、５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄ…バイオチップ ５１…ステージ本体 ５３…駆動装置 ６０…基板本体 ６０ａ…第一面 ６１、６２…アライメントマーク（６１…第一マーク、６２…第二マーク） ６６〜６９、７１〜７８…アライメントマーク １００…視野領域 １０１〜１０４…撮像領域
L1 ... illumination light L3 ... fluorescence L2 ... excitation light L4 ... reflected light S ... biomolecule support region Sa ... support region SC ... screening device CONT ...
Claims (22)
前記バイオチップの第一面に形成された互いに異なる２つのアライメントマークを光学的に検出するマーク検出工程と、
前記２つのアライメントマークの検出結果に基づいて、前記バイオチップのアライメントを行うアライメント工程と、
前記アライメント工程後に、前記バイオチップの第一面に配置された生体分子と検体に含まれる標的との親和性を検出する親和性検出工程と、
を備える検出方法。 A detection method using a biochip,
A mark detection step for optically detecting two different alignment marks formed on the first surface of the biochip;
An alignment step of aligning the biochip based on the detection results of the two alignment marks;
After the alignment step, an affinity detection step for detecting the affinity between the biomolecule disposed on the first surface of the biochip and the target contained in the specimen;
A detection method comprising:
を含む請求項１に記載の検出方法。 The detection method according to claim 1, wherein the alignment step includes performing alignment with respect to an arrangement direction of the biochip on a stage where the biochip is held.
を含む請求項１又は２に記載の検出方法。 The detection method according to claim 1, wherein the mark detection step includes detecting reflected light of the two alignment marks.
を含む請求項１から３のいずれか一項に記載の検出方法。 The detection method according to any one of claims 1 to 3, wherein the mark detection step includes simultaneously detecting the two alignment marks in a visual field of an optical system.
を含む請求項１から３のいずれか一項に記載の検出方法。 The detection method according to any one of claims 1 to 3, wherein the mark detection step includes sequentially detecting the two alignment marks.
請求項１から５のいずれか一項に記載の検出方法。 The detection method according to any one of claims 1 to 5, wherein the two alignment marks are formed in a support region where a plurality of the biomolecules are arranged.
得られた複数の前記親和性の検出結果をスティッチングする工程、を備える
請求項１から６のいずれか一項に記載の検出方法。 The affinity detection step includes dividing a support region in which a plurality of the biomolecules are arranged into a plurality of imaging regions, and detecting the affinity for the plurality of imaging regions, respectively.
The detection method according to any one of claims 1 to 6, further comprising a step of stitching a plurality of obtained affinity detection results.
前記バイオチップが配置されるステージと、
前記バイオチップの第一面に形成された互いに異なる２つのアライメントマークを光学的に検出するマーク検出部と、
前記２つのアライメントマークの検出結果に基づいて、前記バイオチップのアライメントマークを行うアライメント部と、
前記バイオチップの第一面に配置された生体分子と検体に含まれる標的との親和性を検出する親和性検出部と、
を備える検出装置。 A detection device using a biochip,
A stage on which the biochip is disposed;
A mark detection unit for optically detecting two different alignment marks formed on the first surface of the biochip;
Based on the detection results of the two alignment marks, an alignment unit that performs alignment marks of the biochip,
An affinity detection unit for detecting the affinity between the biomolecule disposed on the first surface of the biochip and the target contained in the specimen;
A detection device comprising:
請求項８に記載の検出装置。 The said mark detection part is equipped with the optical system which guides the 1st light inject | emitted from a light source to the said alignment mark, and the sensor which light-receives the 1st light through the said alignment mark. Detection device.
請求項８又は９に記載の検出装置。 The affinity detection unit includes an optical system that guides second light to the biochip, and a sensor that receives third light generated by irradiating the first surface of the biochip with second light. The detection device according to claim 8 or 9.
前記バイオチップに前記検体を分注する分注工程と、
前記バイオチップを乾燥させる乾燥工程と、
を備えるバイオチップのスクリーニング方法。 A detection step using the detection method according to any one of claims 1 to 7;
A dispensing step of dispensing the sample onto the biochip;
A drying step of drying the biochip;
A biochip screening method comprising:
前記バイオチップに前記検体を分注する分注装置と、
を備えるスクリーニング装置。 The detection device according to any one of claims 8 to 10,
A dispensing device for dispensing the sample onto the biochip;
A screening apparatus comprising:
前記生体分子を支持する第一面を有する基板本体と、
前記基板本体の配置方向に関するマークであり、前記第一面に形成された互いに異なる２つのアライメントマークと、
を備えるバイオチップ。 A biomolecule capable of specifically reacting with a target contained in a specimen;
A substrate body having a first surface for supporting the biomolecule;
A mark related to the arrangement direction of the substrate body, two different alignment marks formed on the first surface;
Biochip with.
請求項１３に記載のバイオチップ。 The biochip according to claim 13, wherein the two alignment marks are provided in each of target areas to be subjected to a predetermined process on the first surface.
請求項１３又は請求項１４に記載のバイオチップ。 The biochip according to claim 13 or 14, wherein the predetermined process is at least one of an imaging process of the target area and a synthesis process of an image of the captured target area.
請求項１３から請求項１５のうちいずれか一項に記載のバイオチップ。 The biochip according to any one of claims 13 to 15, wherein the alignment mark is capable of reflecting predetermined imaging light.
請求項１３から請求項１６のうちいずれか一項に記載のバイオチップ。 The biochip according to any one of claims 13 to 16, wherein the alignment mark includes a position reference mark indicating a position reference on the first surface.
請求項１３から請求項１７のうちいずれか一項に記載のバイオチップ。 The biochip according to any one of claims 13 to 17, wherein the alignment mark includes a substrate information mark indicating information related to the substrate body.
請求項１３から請求項１８のうちいずれか一項に記載のバイオチップ。 The biochip according to any one of claims 13 to 18, wherein the alignment mark includes a concave portion or a convex portion formed in the substrate body.
前記アライメントマークは、前記第一面のうち前記支持領域とは異なる非支持領域に設けられている
請求項１３から請求項１９のうちいずれか一項に記載のバイオチップ。 The first surface has a plurality of support regions in which the biomolecules are arranged,
The biochip according to any one of claims 13 to 19, wherein the alignment mark is provided in a non-support region different from the support region in the first surface.
前記アライメントマークは、複数の前記支持領域に囲まれた位置に配置されている
請求項２０に記載のバイオチップ。 The plurality of support regions are arranged in a matrix within a predetermined region of the first surface,
The biochip according to claim 20, wherein the alignment mark is disposed at a position surrounded by the plurality of support regions.
請求項１３から請求項２１のうちいずれか一項に記載のバイオチップ。 The biochip according to any one of claims 13 to 21, wherein the alignment mark is formed using the biomolecule.
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