JP2015034707A - Detection method, detection device, screening method of biochip and screening device - 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及びスクリーニング装置に関する。 The present invention relates to a detection method, a detection apparatus, a biochip screening method, and a screening apparatus.
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、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）。例えば、この手法は、バイオチップ上の測定対象領域を顕微鏡装置（測定装置）で撮像し、撮像結果を用いて蛍光の輝度を算出する。 As a method for detecting the affinity between the biomolecule and the target contained in the specimen, for example, biomolecules arranged in a plurality of regions on the biochip are reacted with the specimen (target), respectively, and the biomolecule after the reaction There is known a technique for measuring fluorescence (see, for example, Patent Document 1). For example, in this method, a region to be measured on a biochip is imaged with a microscope device (measuring device), and the luminance of the fluorescence is calculated using the imaging result.
また、例えば、上記の手法は、顕微鏡装置の視野領域（例、一度に撮像可能な領域）が測定対象領域の面積よりも小さい場合、測定対象領域と視野領域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を得ている。 Further, for example, in the above method, when the field of view of the microscope apparatus (for example, the region that can be imaged at a time) is smaller than the area of the measurement target region, the measurement target region and the field of view region are moved relative to each other sequentially. By imaging, an imaging result of the entire measurement target area is obtained.
しかしながら、上記の手法においては、例えば、個々の撮像結果同士の位置関係を正確に認識する必要がある。 However, in the above method, for example, it is necessary to accurately recognize the positional relationship between individual imaging results.
以上のような事情に鑑み、本発明は、個々の撮像結果同士の位置関係を正確に認識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及びスクリーニング装置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, and a screening device capable of accurately recognizing the positional relationship between individual imaging results. To do.
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配置された複数の生体分子支持領域に対して第１の光を照射する照射工程と、第１の光を受けて発光される第２の光を受光して、第一面における複数の検出領域の検出結果を取得する検出工程と、受光した第２の光のパターンを用いて、複数の検出領域の検出結果を合成する合成工程と、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, the irradiation step of irradiating a plurality of biomolecule support regions arranged on the first surface of the biochip with a first light; , Using the detection process of receiving the second light emitted in response to the first light and acquiring the detection results of the plurality of detection regions on the first surface, and the pattern of the received second light, And a synthesis step of synthesizing the detection results of the plurality of detection regions.
本発明の第二の態様に従えば、バイオチップの第一面に配置される複数の生体分子支持領域に対して第１の光を照射する照射部と、第１の光を受けて発光される第２の光を受光して、第一面における複数の検出領域の検出結果を取得するセンサ部と、第一面における第２の光のパターンを用いて、複数の検出領域の検出結果を合成する合成部と、を備える検出装置が提供される。 According to the second aspect of the present invention, the irradiation unit for irradiating the plurality of biomolecule supporting regions arranged on the first surface of the biochip with the first light and the first light is emitted. The sensor unit that receives the second light and obtains the detection results of the plurality of detection regions on the first surface and the detection results of the plurality of detection regions using the second light pattern on the first surface. A detection device is provided that includes a combining unit for combining.
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.
本発明の態様によれば、個々の撮像結果同士の位置関係を正確に認識することが可能となる。 According to the aspect of the present invention, it is possible to accurately recognize the positional relationship between individual imaging results.
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の構成を示す図である。
図１に示すように、検出装置ＭＳは、本体部（検出装置本体）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 illustrating a configuration of a detection apparatus MS according to the present embodiment.
As shown in FIG. 1, the detection device MS includes a main body (detection device main body) 21, a
本体部２１は、ボディ２４と、光源装置（照射部）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（センサ部）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。また、例えば、センサ２８は、ＰＭＴ（photomultiplier tube）などの光検出器、や撮像素子を含む。なお、本実施形態において、センサ２８は一例として撮像素子を用いている。センサ２８は、物体の像情報を取得可能であり、例えばＣＣＤ（charge coupled device）を含む。
The
光源装置３１は、バイオチップ（被照射体）５０において所定の光（第２の光、第２の波長帯域の光、以下「発生光」と表記する）Ｌ２を発生させるための所定波長帯域の励起光（第１の光）Ｌ１を射出可能である。励起光Ｌ１と発生光Ｌ２とは、互いに波長が異なっている。発生光Ｌ２は、蛍光又はりん光、等である。また、光源装置３１は、バイオチップ５０を明視野観察するための照明光Ｌ３を射出可能である。一例として、光源装置３１は、励起光Ｌ１として波長４８８ｎｍの光（第１の波長帯域の光）、照明光Ｌ３として波長４３０ｎｍの光（第３の波長帯域の光）を制御装置２２からの信号に基づいて選択的に切り替えて射出可能な構成を備えている。
The
光学システム２５は、照射光学系（照射部、光学系）３６と、結像光学系（光学系）３３とを有している。照射光学系３６は、光源装置３１から射出された光をバイオチップ５０に照射する。照射光学系３６は、対物レンズ３２と、フィルタブロック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
図２は、フィルタブロック３７の一例を示す模式図である。図２に示すように、フィルタブロック３７は、光源装置３１からの光が入射する第１フィルタ３８と、第１フィルタ３８を介した光が入射するダイクロイックミラー（光学素子）３９と、ダイクロイックミラー３９からの光が入射する第２フィルタ４０とを備えている。
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example of the
第１フィルタ３８は、光源装置３１からの光のうち、一部の波長領域の光をカットして、励起光Ｌ１及び照明光Ｌ３を抽出する波長選択光学素子である。図３（ａ）は、第１フィルタ３８において入射する光の波長と、透過率との関係を示す図である。図３（ａ）に示されるように、第１フィルタ３８は、光源装置３１から射出される励起光Ｌ１及び照明光Ｌ３の波長を含む、約３５０ｎｍ〜５００ｎｍの波長帯域が透過率１００％となる光学特性を備えている。すなわち、第１フィルタ３８は、上記波長領域の光（励起光Ｌ１及び照明光Ｌ３）のみを透過させ、他の波長領域の光を透過させないバンドパスフィルタを含む。第１光源装置３１から射出され、第１フィルタ３８を透過した上記波長領域の光（励起光Ｌ１及び照明光Ｌ３）は、光学素子であるダイクロイックミラー３９に入射する。
The
ダイクロイックミラー３９は、励起光Ｌ１と発生光Ｌ２とを分離する分離光学素子である。本実施形態において、ダイクロイックミラー３９は、第１フィルタ３８を透過した励起光Ｌ１の波長を含む波長帯域（第１の波長帯域）の光を反射し、励起光Ｌ１の照射によりバイオチップ５０から発生した所定波長帯域（第２の波長帯域）の発生光Ｌ２を高い透過率（例、ほぼ８０〜１００％、十分なＳ／Ｎ比が得られる透過率）で透過させる光学特性を備える。さらに、ダイクロイックミラー３９は、照明光Ｌ３の波長を含む第３の波長帯域の光を部分透過及び部分反射する光学特性を備える。
The
図３（ｂ）は、ダイクロイックミラー３９の光学特性として、入射する光の波長と、透過率との関係を示す図である。図３（ｂ）に示すように、ダイクロイックミラー３９は、励起光Ｌ１による照射でバイオチップ５０から発生する発生光Ｌ２の波長を含む５００ｎｍ〜６００ｎｍの波長帯域（第２の波長帯域）が１００％近傍の高い透過率（例、透過率１００％、透過率８０〜１００％）となる光学特性を備えている。ダイクロイックミラー３９は、照明光Ｌ３の波長を含む約３５０ｎｍ〜４７０ｎｍの波長帯域（第３の波長帯域）の光に対しては透過率が５０％程度（例、５０％近傍、４０〜６０％）となり、部分透過及び部分反射する光学特性も備えている。
FIG. 3B is a diagram showing the relationship between the wavelength of incident light and the transmittance as the optical characteristics of the
例えば、ダイクロイックミラー３９は、照明光Ｌ３の波長を含む約３５０ｎｍ〜４７０ｎｍの波長帯域の光に対しては５０％程度の透過率を備え、励起光Ｌ１の波長を含む約４７０ｎｍを超えて５００ｎｍ未満の波長帯域の光に対しては０％近傍の低い透過率（例、０％、０〜２０％）を備え、発生光Ｌ２の波長を含む５００ｎｍ〜６００ｎｍの波長帯域の光に対しては１００％近傍の高い透過率を備える。
For example, the
第１フィルタ３８を透過した所定波長領域の光（励起光Ｌ１）は、ダイクロイックミラー３９で反射して、バイオチップ５０に導かれる。この励起光Ｌ１は、バイオチップ５０に照射される。第１フィルタ３８を透過した所定波長領域の光（照明光Ｌ３）は、ダイクロイックミラー３９で部分反射して、バイオチップ５０に導かれる。この部分的に反射された照明光Ｌ３は、バイオチップ５０に照射される。
The light in the predetermined wavelength region (excitation light L 1) that has passed through the
第２フィルタ４０は、バイオチップ５０からの照明光Ｌ３及び発生光Ｌ２と、これら照明光Ｌ３及び発生光Ｌ２以外の波長の不要な光（散乱光等）とを分離して、照明光Ｌ３及び発生光Ｌ２のみを抽出する光学特性を備える波長選択光学素子である。図３（ｃ）は、第２フィルタ４０において入射する光の波長と、透過率との関係を示す図である。図３（ｃ）に示されるように、第２フィルタ４０は、発生光Ｌ２の波長を含む５００ｎｍ〜６００ｎｍの波長帯域（第２の波長帯域）が透過率１００％となる光学特性を備えている。第２フィルタ４０は、照明光Ｌ３の波長を含む約３５０ｎｍ〜４７０ｎｍの波長帯域（第３の波長帯域）が透過率１００％となる光学特性を備えている。
The
また、第２フィルタ４０は、励起光Ｌ１の波長を含む約４７０ｎｍを超えて５００ｎｍ未満の波長帯域の光に対しては０％の透過率を備える。
Further, the
すなわち、第２フィルタ４０は、発生光Ｌ２及び照明光Ｌ３のみを透過させ、他の波長領域の光を透過させないバンドパスフィルタを含む。第２フィルタ４０を透過した発生光Ｌ２及び照明光Ｌ３は、結像光学系３３に導かれる。
That is, the
図１に示すように、結像光学系３３は、フィルタブロック３７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（生体分子支持領域Ｓ）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。
As shown in FIG. 1, 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。制御部２２は、ステージ調整部２２ａ及び合成部２２ｂを有している。
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。また、ステージ装置２６は、光源装置３１や対物レンズ３２などの光学部材に対して相対的に移動可能である。
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に設けられるステージ調整部２２ａ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。
The driving
ステージ調整部２２ａ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、ステージ本体５１に支持されるバイオチップ５０のアライメントが可能である。
The
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（発生光Ｌ２）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Ｓの像を確認できる。
Part of the light (generated light L2) 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（発生光Ｌ２）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。これにより、観察カメラ２９のセンサ２８は、バイオチップ５０で発生した発生光Ｌ２を受光可能である。
A part of the light (generated light L2) incident on the
図１に示すように、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いる。この構成により、センサ２８における受光結果がケーブル４８を介して、制御部２２に出力されるようになっている。制御部２２は、センサ２８における受光結果に基づいて、センサ２８に形成されるバイオチップ５０の像情報を取得する。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
合成部２２ｂは、センサ２８から送信された複数の像情報同士（複数の検出結果同士）を合成する。この情報は、バイオチップ５０の一部を撮像した画像情報や、バイオチップ５０から発生する光を受光した受光結果（光強度分布など）を含む。また、合成部２２ｂにおける合成は、複数の画像の一部同士を重ね合わせることで当該複数の画像を継ぐように合成することや、合成部２２ｂにおいて合成された画像同士を重ね合わせることでこれらの合成された画像同士を継ぐように合成することを含む。
The combining
次に、バイオチップ５０の一例を説明する。
図４（ａ）はバイオチップ５０の形状を示す図であり、図４（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５は、バイオチップ５０の要部を示す拡大平面図である。図５においては、図を見易くするため、バイオチップの平面形状を略正方形状としている。
Next, an example of the
FIG. 4A is a diagram showing the shape of the
バイオチップ５０は、例えば矩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１の形状に沿ってマトリクス状に配置されている。第一面６０ａには、ギャップ部１１が形成されている。生体分子支持領域Ｓは、ギャップ部１１により基板本体１０の表面１０ａ上に区画された状態に形成されている。
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、各生体分子支持領域Ｓから得られた検出結果を分析するために、当該生体分子支持領域Ｓを識別できるようにアドレス（バイオチップ５０上の位置情報）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（配置領域）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 (arrangement 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４（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、全血や血清など）に含まれ標識された標的と特異的に反応可能な種々の計測対象Ｂが所定の配列で配置されている（図４（ｂ）参照）。例えば、蛍光色素のような蛍光物質やりん光物質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蛍光やりん光などの所定の発生光（Ｌ２：図１参照）が発生する。発生光（Ｌ２）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.4 (a), it forms in the rectangle, for example. In each biomolecule support region S, various measurement targets B that can specifically react with a labeled target contained in a specimen (eg, whole blood or serum) are arranged in a predetermined arrangement (FIG. 4). (See (b)). For example, when a target labeled with a fluorescent substance such as a fluorescent dye or a phosphorescent substance is used, a predetermined generated light (L2) such as fluorescence or phosphorescence is emitted by irradiating the biomolecule supporting region S with excitation light after the bioassay. : See FIG. 1). The generated light (L2) is emitted from the surface of the biochip 50 (substrate body 60) for each biomolecule support region S.
例えば、計測対象Ｂは、プローブとして生体分子が配置される。また、蛍光計測は、蛍光標識された標的を含む検体がバイオチップ５０の生体分子支持領域Ｓに分注されて洗浄された後に、行われる。
For example, in the measurement target B, a biomolecule is arranged as a probe. Further, the fluorescence measurement is performed after the specimen containing the fluorescently labeled target is dispensed into the biomolecule support region S of the
バイオチップ５０は、例えば、シリコンウエハ上の生体分子支持領域に生体分子（プローブ）を形成した後、シリコンウエハをダイシングして個片化することで形成される。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。例えば、このようにして形成された生体分子は、測定対象の検体に含まれ蛍光標識された標的と特異的な反応が可能である。そして、該生体分子に所定の光（励起光）を照明することによって所定の蛍光が発生する。
The
図５は、基板本体６０の第一面６０ａの構成を示す図である。
図５に示すように、検出装置ＭＳにおける１つの視野領域１００は、検出装置ＭＳの光学系によって形成される視野であり、例えば円形に形成されている。視野領域１００には、検出範囲Ｄ１００が設定されている。本実施形態において、検出範囲Ｄ１００は、視野領域１００のうち検出結果（撮像結果）として用いられる範囲である。
FIG. 5 is a diagram illustrating the configuration of the
As shown in FIG. 5, one
例えば、本実施形態では、検出装置ＭＳは視野領域１００に含まれる範囲の画像を撮像可能であるが、撮像された画像のうち検出範囲Ｄ１００に含まれる部分が撮像結果として用いられる。以下、撮像動作では、検出装置ＭＳが検出範囲Ｄ１００内の画像を取得するものとして説明する。
For example, in the present embodiment, the detection apparatus MS can capture an image in a range included in the
検出範囲Ｄ１００の形状は、例えば生体分子支持領域Ｓの形状や配列方向に対応した形状に設定できる。本実施形態における検出範囲Ｄ１００は、矩形（例、正方形）に設定されており、複数行、複数列の生体分子支持領域Ｓを含む領域に設定されている。 The shape of the detection range D100 can be set to, for example, the shape of the biomolecule support region S or the shape corresponding to the arrangement direction. The detection range D100 in the present embodiment is set to a rectangle (eg, a square), and is set to a region including a plurality of rows and a plurality of columns of biomolecule support regions S.
検出範囲Ｄ１００の大きさは、複数の生体分子支持領域Ｓの配置領域（第一面６０ａの面積）Ｓａよりも小さい。したがって、検出装置ＭＳを用いて第一面６０ａ全体に配置された全ての生体分子支持領域Ｓを撮像する場合、図５に示すように、検出領域Ｄ１０１〜Ｄ１０４を含む複数の検出領域に検出範囲Ｄ１００を移動させ、検出領域ごとに配置領域Ｓａを分割して撮像する必要がある。
The size of the detection range D100 is smaller than the arrangement region (area of the
このような場合、検出装置ＭＳは、検出範囲Ｄ１００が上記検出領域（Ｄ１０１〜Ｄ１０４を含む）の各々に一致するように位置合わせを行う。この位置合わせは、ステージ調整部２２ａを用いてステージ装置２６を移動させ、基板本体６０と検出範囲Ｄ１００とを相対的に移動させることで行う。なお、基板本体６０と検出範囲Ｄ１００との大きさに応じて、撮像領域Ｄ１０１〜Ｄ１０４とは異なる一つ又は複数の撮像領域が設定されてもよい。なお、検出領域Ｄ１０１〜Ｄ１０４を含む複数の検出領域を撮像し撮像結果を得ることにより、これらの検出領域に配置される生体分子支持領域Ｓに形成された生体分子と検体に含まれる標的との親和性が検出される。したがって、撮像結果は、親和性の検出結果とすることができる。
In such a case, the detection apparatus MS performs alignment so that the detection range D100 coincides with each of the detection areas (including D101 to D104). This alignment is performed by moving the
そして、例えば、検出装置ＭＳは、得られた複数の検出領域Ｄ１０１〜Ｄ１０４における複数の検出結果（計測結果、撮像結果）を合成（スティッチング）することによって上記配置領域Ｓａの計測処理を行う。この計測処理においても、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る標的との親和性を検出することができる。したがって、計測処理の処理結果は、親和性の検出結果とすることができる。スティッチングは、計測する検出範囲Ｄ１００を相対的に順次移動させつつ複数回撮像し、それらの結果を合成するようにしている。上記の検出範囲Ｄ１００は、センサ２８における受光領域や撮像領域などのような検出対象領域を含む。
For example, the detection apparatus MS performs the measurement process of the arrangement area Sa by combining (stitching) a plurality of detection results (measurement results and imaging results) in the obtained detection areas D101 to D104. Also in this measurement process, the affinity between the biomolecule formed in the biomolecule support region S and the target contained in the specimen can be detected. Therefore, the processing result of the measurement process can be an affinity detection result. In the stitching, the detection range D100 to be measured is imaged a plurality of times while relatively moving sequentially, and the results are combined. The detection range D100 includes a detection target region such as a light receiving region or an imaging region in the
図５に示す例では、検出領域Ｄ１０１と検出領域Ｄ１０２とは、Ｘ方向に隣接している。検出領域Ｄ１０３と検出領域Ｄ１０４とは、Ｘ方向に隣接している。検出領域Ｄ１０１と検出領域Ｄ１０３とは、Ｙ方向に隣接している。検出領域Ｄ１０２と検出領域Ｄ１０４とは、Ｙ方向に隣接している。 In the example shown in FIG. 5, the detection area D101 and the detection area D102 are adjacent to each other in the X direction. The detection area D103 and the detection area D104 are adjacent to each other in the X direction. The detection area D101 and the detection area D103 are adjacent to each other in the Y direction. The detection area D102 and the detection area D104 are adjacent to each other in the Y direction.
また、検出領域Ｄ１０１の＋Ｘ側端部と検出領域Ｄ１０２の−Ｘ側端部とが互いに重なっている（重複領域Ｄ１２）。この重複領域Ｄ１２には、Ｙ方向に沿って生体分子支持領域Ｓが複数配置されている。同様に、検出領域Ｄ１０３の＋Ｘ側端部と検出領域Ｄ１０４の−Ｘ側端部とが互いに重なっており（重複領域Ｄ３４）、この重複領域Ｄ３４にはＹ方向に沿って生体分子支持領域Ｓが複数配置されている。図５における重複領域Ｄ１２及び重複領域Ｄ３４に配置される生体分子支持領域Ｓの列数は、例えば１列であるが、これに限られることは無く、複数列の生体分子支持領域Ｓが配置された構成であってもよい。 Further, the + X side end of the detection region D101 and the −X side end of the detection region D102 overlap each other (overlapping region D12). In the overlapping region D12, a plurality of biomolecule support regions S are arranged along the Y direction. Similarly, the + X side end portion of the detection region D103 and the −X side end portion of the detection region D104 overlap each other (overlap region D34), and the biomolecule support region S extends along the Y direction in the overlap region D34. Several are arranged. The number of rows of the biomolecule support regions S arranged in the overlap region D12 and the overlap region D34 in FIG. 5 is, for example, one row, but is not limited to this, and a plurality of rows of biomolecule support regions S are arranged. It may be a configuration.
また、検出領域Ｄ１０１の−Ｙ側端部と検出領域Ｄ１０３の＋Ｙ側端部とが互いに重なっており（重複領域Ｄ１３）、この重複領域Ｄ１３にはＸ方向に沿って生体分子支持領域Ｓが複数配置されている。また、検出領域Ｄ１０２の−Ｙ側端部と検出領域Ｄ１０４の＋Ｙ側端部とが互いに重なっており（重複領域Ｄ２４）、この重複領域Ｄ２４にはＸ方向に沿って生体分子支持領域Ｓが複数配置されている。図５における重複領域Ｄ１３及び重複領域Ｄ２４に配置される生体分子支持領域Ｓの行数は、例えば１行であるが、これに限られることは無く、複数行の生体分子支持領域Ｓが配置された構成であってもよい。 Further, the −Y side end of the detection region D101 and the + Y side end of the detection region D103 overlap each other (overlapping region D13), and the overlapping region D13 includes a plurality of biomolecule support regions S along the X direction. Has been placed. Further, the −Y side end of the detection region D102 and the + Y side end of the detection region D104 overlap each other (overlap region D24), and the overlap region D24 includes a plurality of biomolecule support regions S along the X direction. Has been placed. The number of rows of the biomolecule support regions S arranged in the overlap region D13 and the overlap region D24 in FIG. 5 is, for example, one row, but is not limited to this, and a plurality of rows of biomolecule support regions S are arranged. It may be a configuration.
次に、上述の構成を有する検出装置ＭＳ及び後述するアッセイ部（分注装置）ＡＳ等を用いて、バイオアッセイを行う方法（アッセイ方法）及びバイオチップ５０の各生体分子支持領域Ｓにおいて発光した発生光Ｌ２の検出方法について説明する。図６は、バイオチップ５０を用いたアッセイ方法及び検出方法を示すフローチャートである。
Next, using the detection device MS having the above-described configuration and an assay unit (dispensing device) AS, which will be described later, etc., light is emitted from each biomolecule support region S of the bioassay method and the
まず、図６に示すように、バイオチップ５０の各生体分子支持領域Ｓに蛍光標識された標的を含む検体を分注し、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Ｂと検体に含まれる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、アッセイ部（分注装置）ＡＳのノズルによって所定量の検体の分注が行われる。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を浸漬することで標的と生体分子とを反応させるようにしても良い。
First, as shown in FIG. 6, a biomolecule formed in the biomolecule support region S by dispensing a specimen containing a fluorescently labeled target to each biomolecule support region S of the
分注工程において生体分子と標的とを反応させた後、洗浄液をバイオチップ５０に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（生体分子と未反応の標的を含む）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、洗浄方法は、貯留部において洗浄液に流れを付与し、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 the biomolecule and the target are reacted in the dispensing step, 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、乾燥方法は、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を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を用いた検出を行う。例えば、この検出においては、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を載置する。検出装置ＭＳは、このとき、バイオチップ５０をステージ本体５１上の所定の位置に位置決めする。その後、制御部２２は、ステージ調整部２２ａによって対物レンズ３２とステージ本体５１とを相対移動させることで第一面６０ａの検出領域Ｄ１０１（図５参照）に検出範囲Ｄ１００を配置させる。
After the cleaning and drying steps of the
次に、制御部２２は、観察用の照明光Ｌ３を用いて基板本体６０の第一面６０ａの像を撮像する。制御部２２は、光源装置３１から照明光Ｌ３を選択して射出させ、基板本体６０の第一面６０ａに照明光Ｌ３を照射させる。光源装置３１から射出された照明光Ｌ３は、第１フィルタ３８を透過した後に、ダイクロイックミラー３９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Ｌ３が対物レンズ３２を透過した後に、第一面６０ａに照射される（Ｓ３：照射工程）。第一面６０ａで反射した照明光Ｌ３は、対物レンズ３２、フィルタブロック３７のダイクロイックミラー３９、第２フィルタ４０、波長選択フィルタ４２、対物レンズ４６を順次透過した後、光学素子４７に入射する。
Next, the
光学素子４７に入射した照明光Ｌ３の一部は、光学素子４７を透過して、接眼レンズ２７に導かれ、接眼部２７より射出される。これにより、第一面６０ａの像が、接眼部２７の近傍に形成される。また、光学素子４７に入射した照明光Ｌ３の一部は、光学素子４７で反射して、結像光学系３３に導かれ、反射ミラー４５を介してセンサ２８に入射する。制御部２２は、センサ２８を用いて、第一面６０ａの像を取得させる。
Part of the illumination light L3 incident on the
次に、制御部２２は、蛍光測定を行うために、光源装置３１から所定波長帯域の励起光（第１の光）Ｌ１を射出させる。光源装置３１から射出された励起光Ｌ１は、フィルタブロック３７で反射して対物レンズ３２を透過した後に、基板本体６０の第一面６０ａに照射される（Ｓ３：照射工程）。この励起光Ｌ１により、検出領域Ｄ１０１に位置する検出範囲Ｄ１００内に配置された複数の生体分子支持領域Ｓが照明される。
Next, the
励起光Ｌ１が照射された生体分子支持領域Ｓのうち、検体に含まれ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した（親和性を有する）生体分子支持領域Ｓから、蛍光からなる発生光（第２の光）Ｌ２が発生する。これにより、例えば図７に示すように、第一面６０ａ上に発生光Ｌ２の発光パターンＰＬ１が形成される。なお、図７において、説明の便宜上、検出領域Ｄ１０１のうち他の検出領域と重なる重複領域Ｄ１２、Ｄ１３については、他の生体分子支持領域Ｓとは異なる表示で示している。
From the biomolecule support region S irradiated with the excitation light L1, fluorescence is emitted from the biomolecule support region S in which the target and the fluorescent molecule labeled in the specimen are bound by a specific reaction (having affinity). The generated light (second light) L2 is generated. Thereby, for example, as shown in FIG. 7, a light emission pattern PL1 of the generated light L2 is formed on the
生体分子支持領域Ｓで発生した発生光Ｌ２は、対物レンズ３２、およびフィルタブロック３７を透過して光学素子４７に入射する（図１参照）。光学素子４７に入射した発生光Ｌ２は、光学素子４７によって分岐され光学素子４７によって分岐され、一方が接眼部２７の近傍に導光されるとともに、他方がセンサ２８へ向けて導光される。このため、作業者が接眼部２７を見ることにより、図７に示す発光パターンＰＬ１を観察することができる。
The generated light L2 generated in the biomolecule support region S passes through the
次に、制御部２２は、発光パターンＰＬ１の検出を行わせる（Ｓ４：検出工程）。検出工程において、制御部２２は、センサ２８を用いて検出領域Ｄ１０１の画像を取得させる（Ｓ４−１）。生体分子支持領域Ｓで発生した発生光Ｌ２のうちセンサ２８へ向けて導光された発生光Ｌ２は、当該センサ２８に入射する。制御部２２は、センサ２８に入射する入射光の像を取得（撮像）させる。この動作により、検出領域Ｄ１０１が撮像され、発生光Ｌ２の発光パターンＰＬ１が撮像（受光）される。この撮像結果と、上記の照明光Ｌ３を照射したときの第一面６０ａの像とを組み合わせることにより、図１１（ａ）に示すように、検出結果として第一画像Ｉｍ１が得られる。
Next, the
第一画像Ｉｍ１が取得された後、制御部２２は、この第一画像Ｉｍ１に基づいて、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る標的との親和性を検出する（Ｓ４−２）。親和性の検出は、例えば発光パターンＰＬ１の全部または一部についての輝度分布を求めることを含む。
After the first image Im1 is acquired, the
第一画像Ｉｍ１について親和性を検出した後、制御部２２は、バイオチップ５０上の他の検出領域に対して、上記の照射工程及び検出工程を行わせる。例えば、制御部２２は、ステージ調整部２２ａによって対物レンズ３２とステージ本体５１とを相対移動させ、検出領域Ｄ１０１の＋Ｘ側に隣接する検出領域Ｄ１０２に検出範囲Ｄ１００を一致させる。その後、制御部２２は、検出領域Ｄ１０２について、第一面６０ａに観察用の照明光Ｌ３を照射し、センサ２８を用いて第一面６０ａの像を撮像させる。
After detecting the affinity for the first image Im1, the
第一面６０ａの像を取得した後、制御部２２は、検出範囲Ｄ１００に励起光Ｌ１を照射させる（Ｓ３：照射工程）。この動作により、検出領域Ｄ１０２内の複数の生体分子支持領域Ｓが照明され、親和性を有する生体分子支持領域Ｓから発生光Ｌ２が発生する。この状態で作業者が接眼部２７を見ることにより、図８に示す発光パターンＰＬ２を観察することができる。なお、図８において、説明の便宜上、検出領域Ｄ１０２のうち他の検出領域と重なる重複領域Ｄ１２、Ｄ２４については、他の生体分子支持領域Ｓとは異なる表示で示している。
After acquiring the image of the
また、制御部２２は、上記同様にセンサ２８を用いて、検出領域Ｄ１０２の画像を取得させる（Ｓ４−１）。この動作により、検出領域Ｄ１０２における発生光Ｌ２の発光パターンＰＬ２が撮像（受光）される。この撮像結果と、上記の照明光Ｌ３を照射したときの第一面６０ａの像とを組み合わせることにより、図１１（ｂ）に示すように、検出結果として第二画像Ｉｍ２が得られる。
Moreover, the
第二画像Ｉｍ２が取得された後、制御部２２は、この第二画像Ｉｍ２に基づいて、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る標的との親和性を検出する（Ｓ４−２）。親和性の検出は、例えば発光パターンＰＬ２の全部または一部についての輝度分布を求めることを含む。
After the second image Im2 is acquired, the
その後、制御部２２は、ステージ調整部２２ａによって対物レンズ３２とステージ本体５１とを相対移動させ、検出領域Ｄ１０１の−Ｙ側に隣接する検出領域Ｄ１０３に検出範囲Ｄ１００を一致させる。検出領域Ｄ１０３の位置を合わせた後、制御部２２は、検出領域Ｄ１０３について、第一面６０ａに観察用の照明光Ｌ３を照射し、センサ２８を用いて第一面６０ａの像を撮像させる。
Thereafter, the
第一面６０ａの像の取得後、制御部２２は、検出範囲Ｄ１００に励起光Ｌ１を照射させ（Ｓ３：照射工程）、発生光Ｌ２を発生させることで、図９に示す発光パターンＰＬ３を形成する。なお、図９において、説明の便宜上、検出領域Ｄ１０３のうち他の検出領域と重なる重複領域Ｄ１３、Ｄ３４については、他の生体分子支持領域Ｓとは異なる表示で示している。
After acquiring the image of the
また、制御部２２は、上記同様にセンサ２８を用いて、検出領域Ｄ１０３の画像を取得させる（Ｓ４−１）。この動作により、検出領域Ｄ１０３における発生光Ｌ２の発光パターンＰＬ３が受光される。この撮像結果と、上記の照明光Ｌ３を照射したときの第一面６０ａの像とを組み合わせることにより、図１１（ｃ）に示すように、検出結果として第三画像Ｉｍ３が得られる。
In addition, the
第三画像Ｉｍ３が取得された後、制御部２２は、この第三画像Ｉｍ３に基づいて、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る標的との親和性を検出する（Ｓ４−２）。親和性の検出は、例えば発光パターンＰＬ３の全部または一部についての輝度分布を求めることを含む。
After the third image Im3 is acquired, the
第三画像Ｉｍ３について親和性を検出した後、制御部２２は、ステージ調整部２２ａによって対物レンズ３２とステージ本体５１とを相対移動させ、検出領域Ｄ１０３の＋Ｘ側に隣接する検出領域Ｄ１０４に検出範囲Ｄ１００を一致させる。その後、制御部２２は、検出領域Ｄ１０４について、第一面６０ａに観察用の照明光Ｌ３を照射し、センサ２８を用いて第一面６０ａの像を撮像させる。
After detecting the affinity for the third image Im3, the
第一面６０ａの像の取得後、制御部２２は、検出範囲Ｄ１００に励起光Ｌ１を照射させ（Ｓ３：照射工程）、発生光Ｌ２を発生させることで、図１０に示す発光パターンＰＬ４を形成する。なお、図１０において、説明の便宜上、検出領域Ｄ１０４のうち他の検出領域と重なる重複領域Ｄ２４、Ｄ３４については、他の生体分子支持領域Ｓとは異なる表示で示している。
After acquiring the image of the
また、制御部２２は、上記同様にセンサ２８を用いて、検出領域Ｄ１０４の画像を取得させる（Ｓ４−１）。この動作により、検出領域Ｄ１０４における発生光Ｌ２の発光パターンＰＬ４が受光される。この撮像結果と、上記の照明光Ｌ３を照射したときの第一面６０ａの像とを組み合わせることにより、図１１（ｄ）に示すように、検出結果として第四画像Ｉｍ４が得られる。
Moreover, the
第四画像Ｉｍ４が取得された後、制御部２２は、この第四画像Ｉｍ４に基づいて、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る標的との親和性を検出する（Ｓ４−２）。親和性の検出は、例えば発光パターンＰＬ４の全部または一部についての輝度分布を求めることを含む。
After the fourth image Im4 is acquired, the
ここで、検出領域Ｄ１０１に配置される検出範囲Ｄ１００の＋Ｘ側端部、及び、検出領域Ｄ１０２に配置される検出範囲Ｄ１００の−Ｘ側端部は、重複領域Ｄ１２（図５参照）となっている。このため、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示すように、第一画像Ｉｍ１及び第二画像Ｉｍ２のうち重複領域Ｄ１２に対応する部分（第一画像Ｉｍ１：図１１（ａ）中の右側端部、第二画像Ｉｍ２：図１１（ｂ）中の左側端部）には、同一の発光パターン（パターン）Ｐ１が含まれる。これによって、制御部２２は、隣り合う検出領域Ｄ１０１の端部と検出領域１０２の端部とを重ねるために、所定の一方向（例、列方向）の重ね合わせ位置（重複領域Ｄ１２）を特定する。
Here, the + X side end portion of the detection range D100 arranged in the detection region D101 and the −X side end portion of the detection range D100 arranged in the detection region D102 become an overlapping region D12 (see FIG. 5). Yes. For this reason, as shown in FIGS. 11A and 11B, a portion corresponding to the overlapping region D12 (first image Im1: in FIG. 11A) in the first image Im1 and the second image Im2. The right end portion, the second image Im2: the left end portion in FIG. 11B) includes the same light emission pattern (pattern) P1. As a result, the
同様に、検出領域Ｄ１０３に配置される検出範囲Ｄ１００の＋Ｘ側端部、及び、検出領域Ｄ１０４に配置される検出範囲Ｄ１００の−Ｘ側端部は、重複領域Ｄ３４（図５参照）となっている。このため、図１１（ｃ）及び図１１（ｄ）に示すように、第三画像Ｉｍ３及び第四画像Ｉｍ４のうち重複領域Ｄ３４に対応する部分（第三画像Ｉｍ３：図１１（ｃ）中の右側端部、第四画像Ｉｍ４：図１１（ｄ）中の左側端部）には、同一の発光パターン（パターン）Ｐ２が含まれる。これによって、制御部２２は、隣り合う検出領域Ｄ１０３の端部と検出領域１０４の端部とを重ねるために、所定の一方向（例、列方向）の重ね合わせ位置（重複領域Ｄ３４）を特定する。
Similarly, the + X side end portion of the detection range D100 arranged in the detection region D103 and the −X side end portion of the detection range D100 arranged in the detection region D104 become an overlapping region D34 (see FIG. 5). Yes. For this reason, as shown in FIGS. 11C and 11D, the portion corresponding to the overlapping region D34 in the third image Im3 and the fourth image Im4 (third image Im3: in FIG. 11C). The right end portion, the fourth image Im4: the left end portion in FIG. 11D) includes the same light emission pattern (pattern) P2. Thereby, the
また、検出領域Ｄ１０１に配置される検出範囲Ｄ１００の−Ｙ側端部、及び、検出領域Ｄ１０３に配置される検出範囲Ｄ１００の＋Ｙ側端部は、重複領域Ｄ１３（図５参照）となっている。このため、図１１（ａ）及び図１１（ｃ）に示すように、第一画像Ｉｍ１及び第三画像Ｉｍ３のうち重複領域Ｄ１３に対応する部分（第一画像Ｉｍ１：図１１（ａ）中の下側端部、第三画像Ｉｍ３：図１１（ｃ）中の上側端部）には、同一の発光パターン（パターン）Ｐ３が含まれる。これによって、制御部２２は、隣り合う検出領域Ｄ１０１の端部と検出領域１０３の端部とを重ねるために、所定の一方向（例、行方向）の重ね合わせ位置（重複領域Ｄ１３）を特定する。
Further, the −Y side end portion of the detection range D100 arranged in the detection region D101 and the + Y side end portion of the detection range D100 arranged in the detection region D103 are an overlapping region D13 (see FIG. 5). . For this reason, as shown in FIGS. 11A and 11C, the portion corresponding to the overlapping region D13 (first image Im1: in FIG. 11A) in the first image Im1 and the third image Im3. The lower end, the third image Im3: the upper end in FIG. 11C includes the same light emission pattern (pattern) P3. As a result, the
また、検出領域Ｄ１０２に配置される検出範囲Ｄ１００の−Ｙ側端部、及び、検出領域Ｄ１０４に配置される検出範囲Ｄ１００の＋Ｙ側端部は、重複領域Ｄ２４（図５参照）となっている。このため、図１１（ｂ）及び図１１（ｄ）に示すように、第二画像Ｉｍ２及び第四画像Ｉｍ４のうち重複領域Ｄ２４に対応する部分（第二画像Ｉｍ２：図１１（ｂ）中の下側端部、第四画像Ｉｍ４：図１１（ｄ）中の上側端部）には、同一の発光パターン（パターン）Ｐ４が含まれる。これによって、制御部２２は、隣り合う検出領域Ｄ１０２の端部と検出領域１０４の端部とを重ねるために、所定の一方向（例、行方向）の重ね合わせ位置（重複領域Ｄ２４）を特定する。
Further, the −Y side end portion of the detection range D100 arranged in the detection region D102 and the + Y side end portion of the detection range D100 arranged in the detection region D104 are an overlapping region D24 (see FIG. 5). . Therefore, as shown in FIG. 11B and FIG. 11D, the portion corresponding to the overlap region D24 (second image Im2: in FIG. 11B) in the second image Im2 and the fourth image Im4. The lower end portion, the fourth image Im4: the upper end portion in FIG. 11D) includes the same light emission pattern (pattern) P4. As a result, the
図１２（ａ）は、親和性の検出動作によって検出された発光パターンＰＬ１〜ＰＬ４の輝度分布のうち上記発光パターンＰ１の出力値（輝度）を示すグラフである。図１２（ｂ）は、親和性の検出動作によって検出された発光パターンＰＬ１〜ＰＬ４の輝度分布のうち上記発光パターンＰ２についての出力値（輝度）を示す図である。 FIG. 12A is a graph showing the output value (luminance) of the light emission pattern P1 among the luminance distributions of the light emission patterns PL1 to PL4 detected by the affinity detection operation. FIG. 12B is a diagram illustrating an output value (luminance) for the light emission pattern P2 in the luminance distribution of the light emission patterns PL1 to PL4 detected by the affinity detection operation.
一例として、図１２（ａ）及び図１２（ｂ）の横軸は、発光パターンＰ１、Ｐ２のＹ方向に並ぶ９個の生体分子支持領域ＳのＹ座標を示している（発光パターンＰ１：Ｙ０１〜Ｙ０９、発光パターンＰ２：Ｙ０９〜Ｙ１７）。図１２の縦軸は、センサ２８の出力値（輝度：相対値）である。グラフ内の実線は、発光パターンＰ１における結果を示しており、グラフ内の破線は発光パターンＰ２における結果を示している。
As an example, the horizontal axes of FIGS. 12A and 12B indicate the Y coordinates of nine biomolecule support regions S arranged in the Y direction of the light emission patterns P1 and P2 (light emission pattern P1: Y01). To Y09, light emission pattern P2: Y09 to Y17). The vertical axis in FIG. 12 represents the output value (luminance: relative value) of the
図１２に示すように、発光パターンＰ１、Ｐ２において、それぞれＹ０１〜Ｙ０９、Ｙ０９〜Ｙ１７にかけて、発生光Ｌ２の輝度はランダムに増減しながら推移している。この輝度の推移は、検体に含まれる標的と生体分子との親和性（例えば、蛍光の有無や蛍光の強度などに基づく反応性や結合性など）に応じて変化する。例えば本実施形態では、標的と生体分子とが高い親和性を有している場合、発生光Ｌ２の輝度が高くなる。標的との親和性は生体分子（例、配列）に応じて異なる。 As shown in FIG. 12, in the light emission patterns P1 and P2, the luminance of the generated light L2 changes while increasing or decreasing at random from Y01 to Y09 and Y09 to Y17, respectively. The transition of the luminance changes according to the affinity between the target and the biomolecule contained in the specimen (for example, reactivity or binding based on the presence / absence of fluorescence or the intensity of fluorescence). For example, in the present embodiment, when the target and the biomolecule have high affinity, the luminance of the generated light L2 increases. The affinity with the target varies depending on the biomolecule (eg, sequence).
検出結果において複数の生体分子支持領域Ｓを含む２つの異なる領域を選択した場合、一の領域の輝度分布と、他の領域の輝度分布とが一致する可能性は、実質的には極めて低いといえる。例えば、図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示すように、例えば発光パターンＰ１と発光パターンＰ２とは、全く異なる分布となっている。但し、同一の生体分子支持領域Ｓに対応する座標Ｙ０９では、発光パターンＰ１、Ｐ２の輝度は同一となる。発光パターンＰ１、Ｐ２とは配列方向の異なる発光パターンＰ３、Ｐ４についても同様である。なお、一の領域に含まれる生体分子支持領域Ｓの個数が多いほど、互いのパターン（輝度分布）が一致する可能性はより低くなる。 When two different regions including a plurality of biomolecule support regions S are selected in the detection result, the possibility that the luminance distribution of one region matches the luminance distribution of the other region is substantially low. I can say that. For example, as shown in FIGS. 12A and 12B, for example, the light emission pattern P1 and the light emission pattern P2 have completely different distributions. However, at the coordinates Y09 corresponding to the same biomolecule support region S, the luminances of the light emission patterns P1 and P2 are the same. The same applies to the light emission patterns P3 and P4 having different arrangement directions from the light emission patterns P1 and P2. Note that the greater the number of biomolecule support regions S included in one region, the lower the possibility that the patterns (luminance distributions) match each other.
このように、複数の生体分子支持領域Ｓを含むように選択した任意の領域の発光パターンは、配置領域Ｓａ内において固有の発光パターンとなる可能性が極めて高い。そこで、本実施形態において、制御部２２の合成部２２ｂは、発光パターンＰ１〜Ｐ４を固有のパターンとして取り扱うことにより、撮像された第一画像Ｉｍ１〜第四画像Ｉｍ４を含む複数の画像の合成を行う（合成工程：Ｓ５）。
Thus, the light emission pattern of an arbitrary region selected to include a plurality of biomolecule support regions S is very likely to be a unique light emission pattern in the arrangement region Sa. Therefore, in the present embodiment, the combining
図１３〜図１６は、合成工程における画像（検出結果）の合成の様子を示す図である。なお、図１３〜図１６では、図示の便宜のため、発光パターンＰ１〜Ｐ４に含まれる生体分子支持領域Ｓ以外の生体分子支持領域Ｓについては白抜きの状態で示している。
まず、図１３（ａ）に示すように、制御部２２は、共通の発光パターンとして発光パターンＰ１を含む第一画像Ｉｍ１と第二画像Ｉｍ２とを抽出する。そして、制御部２２は、第一画像Ｉｍ１及び第二画像Ｉｍ２に含まれる発光パターンＰ１同士が互いに重なるように第一画像Ｉｍ１及び第二画像Ｉｍ２の位置を調整する。これにより、発光パターンＰ１を画像合成（スティッチング）の基準にして、第一画像Ｉｍ１及び第二画像Ｉｍ２が合成され、図１３（ｂ）に示すような合成画像Ｉｍ１２が形成される。このように、受光した発光パターンＰ１を用いて、隣接する検出領域Ｄ１０１及び検出領域Ｄ１０２に配置される検出範囲Ｄ１００の検出結果同士を継ぐように合成が行われる。また、この合成により、第一画像Ｉｍ１に含まれる発光パターンＰ３と第二画像Ｉｍ２に含まれる発光パターンＰ４とが合成され、発光パターンＰ３４が形成される。
13 to 16 are diagrams illustrating how images (detection results) are combined in the combining step. In FIGS. 13 to 16, for the convenience of illustration, the biomolecule support regions S other than the biomolecule support region S included in the light emission patterns P1 to P4 are shown in white.
First, as illustrated in FIG. 13A, the
同様に、図１４（ａ）に示すように、制御部２２は、共通の発光パターンとして発光パターンＰ２を含む第三画像Ｉｍ３と第四画像Ｉｍ４とを抽出する。そして、制御部２２は、第三画像Ｉｍ３及び第四画像Ｉｍ４に含まれる発光パターンＰ２同士が互いに重なるように第三画像Ｉｍ３及び第四画像Ｉｍ４の位置を調整する。これにより、発光パターンＰ２を画像合成（スティッチング）の基準として、第三画像Ｉｍ３及び第四画像Ｉｍ４が合成され、図１４（ｂ）に示すような合成画像Ｉｍ３４が形成される。このように、受光した発光パターンＰ２を用いて、隣接する検出領域Ｄ１０３及び検出領域Ｄ１０４に配置される検出範囲Ｄ１００の検出結果同士を継ぐように合成が行われる。また、第三画像Ｉｍ３に含まれる発光パターンＰ３と第四画像Ｉｍ４に含まれる発光パターンＰ４とが合成され、発光パターンＰ３４が形成される。
Similarly, as illustrated in FIG. 14A, the
次に、図１５（ａ）に示すように、制御部２２は、上記の各合成によって得られた合成画像Ｉｍ１２と合成画像Ｉｍ３４とを抽出する。合成画像Ｉｍ１２及び合成画像Ｉｍ３４には、それぞれ共通の発光パターンとして発光パターンＰ３４が含まれている。そして、制御部２２は、合成画像Ｉｍ１２及び合成画像Ｉｍ３４に含まれる発光パターンＰ３４同士が互いに重なるように合成画像Ｉｍ１２及び合成画像Ｉｍ３４の位置を調整する。これにより、発光パターンＰ３４を画像合成（スティッチング）の基準として、合成画像Ｉｍ１２及び合成画像Ｉｍ３４が合成され、図１５（ｂ）に示すような合成画像Ｉｍが形成される。合成画像Ｉｍは、なお、合成画像Ｉｍ１２に含まれる発光パターンＰ１と合成画像Ｉｍ３４に含まれる発光パターンＰ２とが合成され、発光パターンＰ１２が形成される。このように、合成結果として得られる画像同士を継ぐように合成させることができる。
Next, as illustrated in FIG. 15A, the
なお、例えば図１６（ａ）に示すように、制御部２２は、共通の発光パターンとして発光パターンＰ３を含む第一画像Ｉｍ１と第三画像Ｉｍ３とを抽出し、この２つの画像を合成してもよい。この場合、制御部２２は、第一画像Ｉｍ１及び第三画像Ｉｍ３に含まれる発光パターンＰ３同士が重なるように第一画像Ｉｍ１及び第三画像Ｉｍ３の位置を調整する。これにより、第一画像Ｉｍ１及び第三画像Ｉｍ３が合成され、図１６（ｂ）に示すような合成画像Ｉｍ１３が形成される。このように、隣接する検出領域Ｄ１０１及び検出領域Ｄ１０３に配置される検出範囲Ｄ１００の検出結果同士を継ぐように合成が行われる。また、この合成により、第一画像Ｉｍ１に含まれる発光パターンＰ１と第三画像Ｉｍ３に含まれる発光パターンＰ２とが合成され、発光パターンＰ１２が形成される。
For example, as illustrated in FIG. 16A, the
また、図１６（ｃ）に示すように、制御部２２は、共通の発光パターンとして発光パターンＰ４を含む第二画像Ｉｍ２と第四画像Ｉｍ４とを抽出し、この２つの画像を合成する。そして、制御部２２は、第二画像Ｉｍ２及び第四画像Ｉｍ４に含まれる発光パターンＰ４同士が重なるように第二画像Ｉｍ２及び第四画像Ｉｍ４の位置を調整する。これにより、第二画像Ｉｍ２及び第四画像Ｉｍ４が合成され、図１６（ｄ）に示すような合成画像Ｉｍ２４が形成される。このように、隣接する検出領域Ｄ１０２及び検出領域Ｄ１０４に配置される検出範囲Ｄ１００の検出結果同士を継ぐように合成が行われる。また、この合成により、第二画像Ｉｍ２に含まれる発光パターンＰ１と第四画像Ｉｍ４に含まれる発光パターンＰ２とが合成され、発光パターンＰ１２が形成される。
Further, as shown in FIG. 16C, the
その後、制御部２２は、上記の各合成によって得られた合成画像Ｉｍ１３と合成画像Ｉｍ２４とを抽出する。合成画像Ｉｍ１３及び合成画像Ｉｍ２４には、それぞれ共通の発光パターンとして発光パターンＰ１２が含まれている。そして、制御部２２は、合成画像Ｉｍ１３及び合成画像Ｉｍ２４に含まれる発光パターン１２同士が重なるように合成画像Ｉｍ１３及び合成画像Ｉｍ２４の位置を調整する。これにより、合成画像Ｉｍ１３及び合成画像Ｉｍ２４が合成され、図１５（ｂ）に示すような合成画像Ｉｍが形成される。
Thereafter, the
また、図示を省略するが、制御部２２は、例えば第一画像Ｉｍ１〜第四画像Ｉｍ４を１つずつ継いでいくように合成してもよい。例えば、制御部２２は、第一画像Ｉｍ１と第二画像Ｉｍ２とを合成して合成画像Ｉｍ１２を形成し、次に合成画像Ｉｍ１２と第三画像Ｉｍ３とを合成し、その後、合成画像Ｉｍ１２と第三画像Ｉｍ３との合成画像と第四画像Ｉｍ４とを合成することにより、合成画像Ｉｍを形成してもよい。この場合、制御部２２は、第一画像Ｉｍ１〜第四画像Ｉｍ４についてどのような順序で合成してもよい。
Moreover, although illustration is abbreviate | omitted, the
以上のように、本実施形態によれば、バイオチップ５０の第一面６０ａに配置された複数の生体分子支持領域Ｓに対して励起光Ｌ１を照射し、この励起光Ｌ１を受けて発光される発生光Ｌ２を受光して、第一面６０ａにおける検出領域Ｄ１０１〜Ｄ１０４を含む複数の検出領域の検出結果を取得し、複数の検出領域に共通して含まれる発生光Ｌ２の発光パターンＰ１〜Ｐ４をスティッチングのアライメントマークとして用いて、複数の検出領域の検出結果を合成するため、個々の検出結果同士の位置関係を正確に認識することが可能となる。本実施形態における検出装置ＭＳは、受光した発光パターンに基づいて、複数の検出結果を互いに高精度に画像合成することが可能である。
また、バイオチップ５０の複数の生体分子支持領域Ｓは、上記の標的と必ず結合してレファレンスになる生体分子（例、標的との親和性が１００％の生体分子）を含む生体分子支持領域（レファレンス領域）、および上記の標的との親和性によって計測結果の指標又は検査（診断）の指標となるような既知の生体分子を含む生体分子支持領域（指標領域）、等を有するように意図的に構成してもよい。例えば、複数の生体分子支持領域Ｓは、該レファレンス領域や該指標領域において発光される光が上記の発光パターンＰ１〜Ｐ４に含むように配置されてもよい。この場合においても、その発光パターンＰ１〜Ｐ４は、スティッチングのアライメントマークとして用いることが可能である。
As described above, according to this embodiment, the excitation light L1 is irradiated to the plurality of biomolecule support regions S arranged on the
In addition, a plurality of biomolecule support regions S 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、発光パターンＰ１〜Ｐ４を用いて撮像結果を合成する態様を例に挙げて説明したが、これに限られることは無い。例えば、以下に説明するように、発光パターンＰ１〜Ｐ４を用いて視野領域１００と観察領域１０１〜１０４との位置合わせを行うようにしてもよい。なお、以下の説明では、検出範囲Ｄ１００の像を取得するのではなく、視野領域１００全体の像を撮像結果として取得する場合を例に挙げる。
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 said embodiment, although the aspect which synthesize | combined an imaging result was mentioned as an example and demonstrated using the light emission patterns P1-P4, it is not restricted to this. For example, as will be described below, the
図１７は、変形例に係るアッセイ方法及び検出方法を示すフローチャートである。
図１７に示すように、制御部２２は、分注工程Ｓ１から照射工程Ｓ３までは上記実施形態と同一の工程を行わせる。この段階で、視野領域１００は観察領域１０１に対応する位置に配置される。センサ２８には、観察領域１０１内の複数の生体分子支持領域Ｓから発生する発生光Ｌ２が入射する。
FIG. 17 is a flowchart showing an assay method and a detection method according to a modification.
As shown in FIG. 17, the
照射工程Ｓ３の後、制御部２２は、センサ２８を用いて、当該センサ２８に入射する発生光Ｌ２を受光させる。センサ２８は、複数の生体分子支持領域Ｓから発生する発生光Ｌ２を、生体分子支持領域Ｓのアドレス（例、Ｘ座標及びＹ座標）を識別しつつ受光する。センサ２８は、これらの複数の発生光Ｌ２を受光し、発生光Ｌ２の輝度に応じた電流を出力する。センサ２８における受光結果は、制御部２２に送信される。
After the irradiation step S3, the
その後、制御部２２は、センサ２８の受光結果及びステージ本体５１の移動を用いて、視野領域１００と観察領域１０１〜１０４との位置合わせを行わせる（Ｓ４−０）。この工程において、制御部２２のステージ調整部２２ａは、第一面６０ａのうち複数の生体分子支持領域Ｓを含む領域を基準領域として設定する。制御部２２は、センサ２８の受光結果に基づいて、基準領域内の各生体分子支持領域Ｓにおいて生じた発生光Ｌ２の輝度分布（発光パターン）を記憶する。
Thereafter, the
図１８（ａ）は、視野領域１００が観察領域１０１に配置される場合の、生体分子支持領域Ｓと視野領域１００との位置関係を示す平面図である。
図１８（ａ）に示すように、本実施形態では、制御部２２は、一例として領域Ｘａを基準領域とし、この領域Ｘａの輝度分布を記憶させる。
FIG. 18A is a plan view showing the positional relationship between the biomolecule support region S and the
As shown in FIG. 18A, in the present embodiment, the
領域Ｘａは、第一面６０ａの４つの角部のうちの１つ（−Ｘ側端部、かつ、＋Ｙ側端部）に配置される領域である。領域Ｘａは、生体分子支持領域Ｓが１列に配置された領域である。つまり、領域Ｘａは、Ｙ方向（列）に長手に設定されており、Ｘ方向（行）の生体分子支持領域の数が１個である。領域Ｘａでは、Ｙ方向に生体分子支持領域Ｓがそれぞれ１０個並んでいる。
The region Xa is a region arranged at one of the four corners of the
次に、制御部２２は、設定した基準領域が視野領域１００の所定位置に配置されるように当該視野領域１００を移動させる。本実施形態では、制御部２２は、領域Ｘａが視野領域１００の左側（−Ｘ側）に配置されるように視野領域１００を移動させる。なお、基準領域をどこにするか、また、基準領域を視野領域１００のどの位置に配置するかについては、予め設定しておくことができる。
Next, the
領域Ｘａ及び領域Ｘｂにおいて、それぞれＹ０からＹ９にかけて発生する発生光Ｌ２の輝度は、上記実施形態でも説明したように、ランダムに増減しながら推移する。この輝度の推移は、検体に含まれる標的と生体分子との親和性（例えば、蛍光の有無や蛍光の強度などに基づく反応性や結合性など）に応じて変化する。例えば本実施形態では、標的と生体分子とが高い親和性を有している場合、発生光Ｌ２の輝度が高くなる。標的との親和性は生体分子（例、配列）に応じて異なる。したがって、例えば領域Ｘａにおける輝度分布（発光パターン）と、領域Ｘｂにおける輝度分布（発光パターン）とは、全く異なる分布となる。このように、同一配置（同じ検出領域）の複数の生体分子支持領域Ｓを含む２つの異なる領域を選択した場合において、一の領域の輝度分布と、他の領域の輝度分布とが一致する可能性は、実質的には極めて低いといえる。 In the region Xa and the region Xb, the luminance of the generated light L2 generated from Y0 to Y9 changes while increasing or decreasing randomly as described in the above embodiment. The transition of the luminance changes according to the affinity between the target and the biomolecule contained in the specimen (for example, reactivity or binding based on the presence / absence of fluorescence or the intensity of fluorescence). For example, in the present embodiment, when the target and the biomolecule have high affinity, the luminance of the generated light L2 increases. The affinity with the target varies depending on the biomolecule (eg, sequence). Therefore, for example, the luminance distribution (light emission pattern) in the region Xa and the luminance distribution (light emission pattern) in the region Xb are completely different distributions. As described above, when two different regions including a plurality of biomolecule support regions S having the same arrangement (the same detection region) are selected, the luminance distribution of one region and the luminance distribution of the other region can match. It can be said that the sex is substantially low.
そこで、本実施形態では、基準領域（領域Ｘａ）の輝度分布（発光パターン）を固有のパターンとして取り扱うことにより、視野領域１００のアライメントを行う。なお、基準領域に含まれる生体分子支持領域Ｓの個数が多いほど、基準領域の輝度分布が他の領域の輝度分布に一致する可能性が低くなる。本実施形態のような円形の視野領域１００では、領域Ｘａに含まれる生体分子支持領域Ｓの所定の個数として、例えば、当該視野領域１００に収容される最大面積の正方形を想定し、この仮想正方形の一辺（−Ｘ側の辺）に並ぶ最大個数とすることができる。ただし、仮想正方形の４つの辺のうち平行な２つの辺はＸ方向に平行であり、他の平行な２つの辺はＹ方向に平行であるとする。
Therefore, in this embodiment, the
以上の動作により、第一面６０ａの左上（−Ｘ側端部、かつ、＋Ｙ側端部）の角部に検出範囲Ｄ１００を合わせることができる。なお、この段階で、例えば視野領域１００の位置がずれた検出領域の場合などには、領域Ｘａの輝度分布が視野領域１００の所定位置に配置されるようにステージ装置２６を相対移動させて視野領域１００を移動させればよい。
With the above operation, the detection range D100 can be adjusted to the upper left corner (−X side end and + Y side end) of the
生体分子支持領域Ｓから生じる光（例、蛍光）を検出するために視野領域１００の位置合わせを行った後、制御部２２は、センサ２８を用いて、当該視野領域１００に含まれる第一面６０ａの範囲を撮像させる（Ｓ４−１）。この動作により、センサ２８は、発生光Ｌ２を生じた生体分子支持領域Ｓの像を撮像し、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（像情報）を取得する。
After aligning the
検出工程において、本実施形態では、検出装置ＭＳの視野領域１００が測定対象領域（配置領域Ｓａ）の面積よりも小さい。このため、検出装置ＭＳは、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を得るようにする（Ｓ４−２）。
In the detection step, in the present embodiment, the
測定対象領域と視野領域１００とを相対的に移動させる場合、制御部２２は、第一の撮像領域（例、観察領域１０１）に位置する視野領域１００のうち、複数の生体分子支持領域Ｓが含まれた任意の領域を第二基準領域として設定し、第二基準領域の輝度分布を発光パターンとして記憶させる。本実施形態では、図１８（ａ）に示すように一例として上記領域Ｘｂを第二基準領域とし、この領域Ｘｂの輝度分布を記憶させる。
When relatively moving the measurement target region and the
そして、制御部２２は、第一の撮像領域の撮像が完了した後、ステージ本体５１をＸ方向に移動させ、第一の撮像領域と隣り合う第二の撮像領域（例、観察領域１０２）にバイオチップ５０を移動させる。このとき、制御部２２は、図１８（ｂ）に示すように、第一の撮像領域において、視野領域１００のうち領域Ｘａが存在していた所定位置に領域Ｘｂが配置されるように視野領域１００を移動させる。この動作において、制御部２２は、記憶させた領域Ｘｂの輝度分布を受光結果に重ね合わせ、記憶された輝度分布に一致する輝度分布を有する領域を検出することにより、領域Ｘｂを識別することができる。視野領域の位置合わせを行った後、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Ｌ１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。
Then, after the imaging of the first imaging area is completed, the
また、Ｙ方向に視野領域１００を移動させる場合には、制御部２２は、図１９（ａ）に示すように、上記第二の撮像領域（例、観察領域１０２）に位置する視野領域１００のうち、複数の生体分子支持領域Ｓが含まれた任意の領域を第三基準領域として設定し、第三基準領域の輝度分布を発光パターンとして記憶させる。本実施形態では、制御部２２は、図１９（ａ）に示すように一例として、領域Ｙａを第三基準領域とし、この領域Ｙａの輝度分布を記憶させる。本実施形態では、視野領域１００の中央を基準として、上下に（Ｙ方向に）対称な位置に領域Ｙａが設定されている。
When moving the
そして、制御部２２は、第二の撮像領域の撮像が完了した後、ステージ本体５１をＹ方向に移動させ、第二の撮像領域と隣り合う第四の撮像領域（例、観察領域１０４）にバイオチップ５０を移動させる。このとき、制御部２２は、図１９（ｂ）に示すように、視野領域１００の＋Ｙ側端部の所定領域に領域Ｙａが配置されるように視野領域１００を移動させる。この動作において、制御部２２は、記憶させた領域Ｙａの輝度分布を受光結果に重ね合わせ、記憶された輝度分布に一致する輝度分布を有する領域を検出することにより、領域Ｙａを識別することができる。視野領域の位置合わせを行った後、検出装置ＭＳは、上記第一の撮像領域及び第二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Ｌ１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。
Then, after the imaging of the second imaging area is completed, the
このような動作を測定対象領域の全体に対して行い、測定対象領域全体についての撮像結果を得た後、制御部２２は、各撮像領域（例、観察領域１０１〜１０４）における生体分子支持領域Ｓの計測結果を合成する（Ｓ５：合成工程）する。例えば、制御部２２は、各画像の撮像時に位置合わせとして用いた領域（例、領域Ｘｂなど）同士を重ね合わせることにより、画像同士の位置合わせを行う。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。
After performing such an operation on the entire measurement target region and obtaining an imaging result for the entire measurement target region, the
上記実施形態における検出装置ＭＳは、領域Ｘａ、Ｘｂ、Ｙａに含まれる生体分子支持領域Ｓから生じる光の発光パターン（センサにおいて受光した光のパターン）として、輝度分布を用いる場合を例に挙げて説明したが、これに限られることは無い。例えば、発光パターンとして、波長スペクトル（波長ごとの強度分布）、照度パターン（センサ２８における照度分布）、画像認識によって得られる撮像パターン、などを用いてもよい。 As an example, the detection device MS in the above embodiment uses a luminance distribution as a light emission pattern (light pattern received by a sensor) generated from the biomolecule support region S included in the regions Xa, Xb, and Ya. Although explained, it is not limited to this. For example, a wavelength spectrum (intensity distribution for each wavelength), an illuminance pattern (illuminance distribution in the sensor 28), an imaging pattern obtained by image recognition, or the like may be used as the light emission pattern.
また、検出装置ＭＳは、同一のバイオチップ５０に対して複数回検出工程を行う場合、ある検出工程で受光（撮像）した発光パターンを、次回以降の検出工程で用いるようにしてもよい。
Further, when the detection device MS performs the detection process a plurality of times on the
また、検出装置ＭＳは、一の検出工程において、視野領域１００を移動させる前後で連続して得られる発光パターンを用いるようにしてもよい。
Further, the detection device MS may use a light emission pattern obtained continuously before and after moving the
図２０は、変形例に係るバイオチップ５０Ａの構成を示す図である。
上記実施形態における検出装置ＭＳは、各撮像領域の位置合わせを行う際に、１つの領域に含まれる生体分子支持領域Ｓの発光パターンを用いる場合を例に挙げて説明したが、これに限られることは無い。例えば図２０に示すように、検出装置ＭＳは、１つの視野領域１００に複数の領域Ｘｃ、Ｘｄを設定し、これら領域Ｘｃ、Ｘｄに含まれる生体分子支持領域Ｓの発光パターンを用いてアライメントを行ってもよい。
FIG. 20 is a diagram illustrating a configuration of a
The detection apparatus MS in the above embodiment has been described by taking as an example the case where the light emission pattern of the biomolecule support region S included in one region is used when aligning each imaging region, but is not limited thereto. There is nothing. For example, as shown in FIG. 20, the detection apparatus MS sets a plurality of regions Xc and Xd in one
また、上記実施形態の構成に加えて、図２０に示すように、バイオチップ５０Ａの第一面６０ａにバーコード６１が形成された構成であってもよい。バーコード６１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、情報を書き換え可能なＩＣタグが用いられていてもよい。バーコード６１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５０Ａが回転した場合、撮像された像の形態がバイオチップ５０Ａの配置方向によって異なる。このため、バイオチップ５０Ａ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も用いることができる。この場合、検出装置ＭＳにおいて、バーコードを検出するバーコード検出部が設けられた構成とすることができる。
In addition to the configuration of the above embodiment, as shown in FIG. 20, a configuration in which a
なお、バーコード６１をアライメントマークとして用いる場合、バーコード６１は、バイオチップ５０Ａ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６１は、図２０では第一面６０ａの縁部分に形成された構成が示されているが、これに限られることは無く、生体分子支持領域Ｓ同士の間に配置されていてもよい。
When the
［スクリーニング装置］
図２１は、本実施形態の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２１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ＭＳが用いられている。
[Screening equipment]
FIG. 21 is a diagram showing a schematic configuration of the screening apparatus SC of the present embodiment.
As shown in FIG. 21, the screening device SC includes a pre-assay unit PA, an assay unit (dispensing device) AS, a measurement unit (detection device) MS, and delivery units TR1 and TR2. The screening apparatus SC performs biomolecule screening using the biochip 50 (or
プレアッセイ部ＰＡは、実装部１、移載装置１２を有するマーキング部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、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。
In 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
The drying
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６又は図１７に記載の分注工程（Ｓ１）、乾燥工程（Ｓ２）、照射工程（Ｓ３）、検出工程（Ｓ４）及び合成工程（Ｓ５）を行うことができる。
When screening the
５…分注装置 ８…乾燥部 １８…乾燥装置 ＭＳ…検出装置 ２２…制御部 ２５…光学システム ２６…ステージ装置 ３７…フィルタブロック ５０、５０Ａ…バイオチップ ５１…ステージ本体 ５２…ベース部材 ５３…駆動装置 ６０…基板本体 ６０ａ…表面 ６１…バーコード １００…視野領域 １０１〜１０４…観察領域 ＳＣ…スクリーニング装置 ＰＡ…プレアッセイ部 ＡＳ…アッセイ部（分注装置） ＭＳ…計測部（検出装置） ＣＯＮＴ…制御装置 ＴＲ１、ＴＲ２…受渡部 Ｄ１００…検出範囲 Ｄ１０１〜Ｄ１０４…検出領域
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記バイオチップの第一面に配置された複数の生体分子支持領域に対して第１の光を照射する照射工程と、
前記第１の光を受けて発光される第２の光を受光して、前記第一面における複数の検出領域の検出結果を取得する検出工程と、
受光した前記第２の光のパターンを用いて、複数の前記検出領域の検出結果を合成する合成工程と、
を備える検出方法。 A detection method using a biochip,
An irradiation step of irradiating a plurality of biomolecule supporting regions arranged on the first surface of the biochip with a first light;
A detection step of receiving second light emitted in response to the first light and obtaining detection results of a plurality of detection regions on the first surface;
A synthesis step of synthesizing the detection results of the plurality of detection areas using the received second light pattern;
A detection method comprising:
請求項１に記載の検出方法。 The detection method according to claim 1, wherein the synthesis step includes using the light emission pattern of the second light included in at least a part of the detection result acquired in the detection step as the pattern.
前記合成工程は、前記一方向に隣接する前記検出領域の検出結果同士を合成することを含む
請求項１又は請求項２に記載の検出方法。 The detection step includes obtaining detection results of a plurality of the detection regions arranged in one direction,
The detection method according to claim 1, wherein the combining step includes combining detection results of the detection regions adjacent in the one direction.
前記合成工程は、前記パターンとして、前記所定領域に含まれる前記第２の光の発光パターンを用いることを含む
請求項３に記載の検出方法。 The detection step includes obtaining the detection result of the detection region so that the detection regions adjacent in the one direction include the same predetermined region including the second light in the first surface,
The detection method according to claim 3, wherein the synthesizing step includes using a light emission pattern of the second light included in the predetermined region as the pattern.
前記検出工程は、前記複数の生体分子支持領域の行方向及び列方向のうち少なくとも一方に沿った方向に複数の前記検出領域が並ぶように前記検出領域を設定することを含む
請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載の検出方法。 The plurality of biomolecule support regions are arranged in a matrix,
The detection step includes setting the detection region so that the plurality of detection regions are arranged in a direction along at least one of a row direction and a column direction of the plurality of biomolecule support regions. 5. The detection method according to any one of items 4.
請求項１から請求項５のうちいずれか一項に記載の検出方法。 The detection step includes detecting the affinity between the biomolecule formed in the biomolecule support region and the target contained in the specimen based on the detection result.
The detection method according to any one of claims 1 to 5.
前記第１の光を受けて発光される第２の光を受光して、前記第一面における複数の検出領域の検出結果を取得するセンサ部と、
前記第一面における前記第２の光のパターンを用いて、複数の前記検出領域の検出結果を合成する合成部と、
を備える検出装置。 An irradiation unit that irradiates a plurality of biomolecule supporting regions arranged on the first surface of the biochip with a first light;
A sensor unit that receives the second light emitted in response to the first light and obtains detection results of a plurality of detection regions on the first surface;
Using the second light pattern on the first surface, and combining the detection results of the plurality of detection regions;
A detection device comprising:
請求項７に記載の検出装置。 The detection device according to claim 7, wherein the pattern includes a light emission pattern of the second light included in at least a part of the detection result acquired by the sensor unit.
請求項７又は請求項８に記載の検出装置。 The detection device according to claim 7, further comprising a relative movement unit that relatively moves in the one direction between the sensor unit and the detection region.
前記光学系は、入射した光を波長に応じて分離可能な光学素子を有し、
前記光学素子は、第１の波長帯域で入射した光を反射し、第２の波長帯域で入射した光を透過させ、第３の波長帯域で入射した光を部分透過及び部分反射する光学特性を有する、
請求項７から請求項９のうちいずれか一項に記載の検出装置。 An optical system that guides the first light to the plurality of biomolecule support regions and guides the second light to the sensor unit;
The optical system has an optical element capable of separating incident light according to wavelength,
The optical element has an optical characteristic of reflecting light incident in the first wavelength band, transmitting light incident in the second wavelength band, and partially transmitting and reflecting light incident in the third wavelength band. Have
The detection device according to any one of claims 7 to 9.
請求項７から請求項１０のうちいずれか一項に記載の検出装置。 The sensor unit includes detecting the affinity between a biomolecule formed in the biomolecule support region and a target contained in a specimen based on the detection result.
The detection device according to any one of claims 7 to 10.
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 6,
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。 A detection device according to any one of claims 7 to 11,
A dispensing device for dispensing the sample onto the biochip;
A screening apparatus comprising:
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