JP4688667B2 - 標本画像化用走査型イメージャ及び画像化方法 - Google Patents

Description

本発明は画像化技術に関する。本発明は様々な画像化システムにて利用できるが、その主たる用途は、血液塗抹標本、生体試料等における低密度／高密度細胞検知、位置特定及び識別である。そこで、本願では本発明をこの用途に適用した例を説明することとするが、本発明にはこれ以外にも用途があることを理解されたい。本発明は、印刷工学、電子工学、医学等の科学技術分野において、例えば半導体ウェハ画像の取得、液体や固体薄膜の中に入り込んだ汚濁微粒子の撮影等、略平坦面乃至試料上に存する様々な低密度／高密度物体の画像化、位置特定及び識別に利用できる。

特殊細胞（rare cell:ＲＣ）研究に固有の問題としては、血液その他の体液内におけるＲＣ濃度は低いのが普通だ、という問題がある。ＲＣ研究においては、通常、まず体液例えば血液を処理してその中の不要細胞を取り除き、更に抗体に付着する蛍光物質を加えて、その抗体をＲＣ表面やＲＣタンパク質に選択的に付着させる。付着先のＲＣタンパク質は膜タンパク質や細胞内タンパク質、例えば細胞質タンパク質であり、この抗体はそのＲＣ内の他の分子やＤＮＡにも付着する。

付加する蛍光物質は、例えば蛍光マーカ染料等、注目細胞を識別可能とする物質であればよい。また、例えば血液やその構成要素を含む塗抹標本に含まれる細胞の中から目的とする種類のＲＣ細胞を識別する際には、上述のやり方で処理した後に、その塗抹標本を光学的に解析すればよい。その際、統計的に正確な解析結果を得る上で大切なことは、解析プロセスにて必要とされる個数以上の個数の細胞を取得することであるが、それには困難がつきものである。例えば、細胞１００万個当たりに１個含まれるＲＣを対象とするＲＣ研究において、統計的正確性を得るため最低１０個のＲＣを識別する必要があるなら、最低でも１０００万個の細胞をサンプリングしなければならないが、１０００万個以上の細胞を含む血液塗抹標本の面積は普通は１００ｃｍ²にもなる。ご理解頂けるであろうが、ここで示した所要細胞数は一例に過ぎず、試験乃至研究の種類によってはこの例より多数の細胞を得なければ統計的正確性を達成できないこともあるし、１００万細胞当たり１個のＲＣという濃度という数値も観察できるＲＣの稀覯性を示すための一例に過ぎず、これより濃度が低い場合もある。なお、本願で説明する発明は、所要細胞数がこの例より多い場合や少ない場合にも、また細胞濃度がこの濃度例より高い場合や低い場合にも適用でき、更には、血液塗抹標本内細胞識別に限らず量子ドットやナノ粒子プローブを識別手段として用いる既知の又は今後開発される細胞識別手法にて実施することもできる。

米国特許第４６００９５１号明細書 米国特許第４８４９６４５号明細書 米国特許第４８７５７８０号明細書 米国特許第４９４１３０９号明細書 米国特許第５０１７７９８号明細書 米国特許第５２１６４８５号明細書 米国特許第５４７１０６６号明細書 米国特許第５６２７３６５号明細書 米国特許第５６４０２４６号明細書 米国特許第５７９８８３１号明細書 米国特許出願公開第２００２／１８６３６８号明細書（Ａ１） 米国特許第６５４５３３４号明細書（Ｂ２） 米国特許第５８９２５７７号明細書 米国特許第４７２１８５１号明細書 米国特許第４０１０３６４号明細書 米国特許第４００２８２９号明細書 米国特許第５７３２１６２号明細書 米国特許出願公開第２００４／７１３３０号明細書（Ａ１） 米国特許出願公開第２００４／７１３３２号明細書（Ａ１） 米国特許出願公開第２００４／１３１２４１号明細書（Ａ１） 英国特許第１５７９１８８号明細書 特開平４−２９６６４２号公報 特開平６−１４８０８５号公報 特開平９−１４５６３１号公報 Diana W. Bianchi et al., "Fetomaternal Cellular and Plasma DNA Trafficking", The Yin and The Yang, Annals New York Academy of Sciences, pp.119-131 Josh Wolfe, "A Thousand Dots of Light", Forbes/Wolfe Nanotech Report, May 29, 2002, [online] Internet URL: http://www.forbes.com/ Barbara M. D. Pertl et al., "Fetal DNA in Maternal Plasma: Emerging Clinical Applications", The American College of Obstetricians and Gynecologists, Published by Elsevier Science Inc., Vol.98, No.3, September 2001, pp.483-490 Kenneth D. Bauer et al., "Reliable and Sensitive Analysis of Occult Bone Marrow Metastases Using Automated Cellular Imaging", Clinical Cancer Research, Vol.6, pp.3352-3359, September 2000 Thomas E. Witzig et al., "Detection of Circulating Cytokeratin-positive Cells in the Blood of Breast Cancer Patients Using Immunomagnetic Enrichment and Digital Microscopy", Clinical Cancer Research, Vol.8, pp.1085-1091, May 2002 R. A. Ghossein et al., "Molecular Detection and Characterisation of Circulating Tumour Cells and Micrometastases in Solid Tumours", European Journal of Cancer, 36 (2000), pp.1681-1694, March 2000, Elsevier Science Ltd. Kjersti Flatmark et al., "Immunomagnetic Detection of Micrometastatic Cells in Bone Marrow of Colorectal Cancer Patients", Clinical Cancer Research, Vol.8, pp.449-449, February 2002 G<bor Mihes et al., "Quantitative Analysis of Disseminated Tumor Cells in the Bone Marrow by Automated Fluorescence Image Analysis", Cytometry (Communications in Clinical Cytometry), 42:357-362, 2000, Wiley-Liss, Inc. M. Werther et al., "The Use of the CELLection Kit in the Isolation of Carcinoma Cells from Mononuculear Cell Suspensions", Journal of Immunological Methods, 238(2000), pp.133-141, 2000 Elsevier Science B. V. S. A. Burchill et al., "Comparison of the RNA-Amplification Based Methods RT-PCR and NASBA for the Detection of Circulating Tumour Cells", 2002 Cancer Research Campaign, British Journal of Cancer (2002) 86, pp.102-109

従って、供試プロセスのスループットを向上させる上で鍵となる大量細胞高速走査を実現すること、即ち細胞検知システム乃至プロセスにおける細胞検知速度を高められるシステム（より好ましくは更に細胞検知処理の信頼性（正確性）を高めコストを低められるシステム）を提供することが、求められているといえる。

そうした要請に応じるため、これまでにも、多数の細胞検知技術が提案されている。例えば、ＦＩＳＨ（fluorescence in situ hybridization）、フローサイトメトリ、ＬＳＣ（laser scanning cytometry）等である。

これらのシステムは、何れも走査速度を向上させることを目指して開発されたシステムではあるが、そのＦＯＶ（field of view）が顕微鏡程度とやや狭いことがネックとなって、目指す走査速度を実現するには至っていない。

この参照を以てその全内容が本願に繰り入れられるところの米国特許出願第１０／２７１３４７号においては、こういった問題点に鑑み、ＦＡＳＴ（fiber array scanning technology）なる技術を提案している。ＦＡＳＴは、標本を走査する速度ひいてはＲＣらしき細胞を検知する速度を高めることができ、従って大きな標本を調べることを可能にする技術である。また、上掲の米国出願に記載の技術による速度向上効果は、適当な手段を講ずることによって増強できる。例えば、光源及び信号検知器を複数組設ければよい。より具体的には、互いに異なる波長又は波長域の励起光（より一般的には励起場乃至輻射ビーム。以下同様）を発する複数個の光源（より一般的には輻射源。以下同様）例えばレーザ光源を設けると共に、対応する光源からの励起光の照射により標本から発せられる蛍光を検知できるよう調整乃至校正が施された複数個の信号検知器を設け、それら複数組（Ｎ組）の光源及び信号検知器を同時動作させる、という手段である。この構成を実施する際、検知すべき対応する蛍光のみが光信号として検知捕捉されるよう、各信号検知器にフィルタを設けることもできよう。このような構成を採れば、１回の走査で検知できる情報の量が基本的にＮ倍になる。

しかしながら、この構成にもなお問題点がある。第１に、或る光源からの励起光により誘導放射された蛍光信号と、他の光源からの励起光により誘導放射される蛍光信号とが、波長的にかなりの部分でかなり重なり合うことがある。この問題は、確かに波長選択的にフィルタリングを行えば軽減することができる。しかしそのフィルタリングによって抑圧される波長域は、本来であれば検知対象に含めることができたはずの有用な波長域であり、そのような波長域が抑圧されてしまうのは不利益である。第２に、上述の構成を実施する際には、輻射された蛍光信号の光路上にビームスプリッタ又はダイクロイックミラーを配置し、その蛍光信号中の所望成分の伝搬先を所望元の信号検知器に向ける構成とするのが妥当であろうが、こうした構成を採ると検知される蛍光信号強度が更に低くなってしまう。

本発明の一実施形態に係る標本画像化用走査型イメージャは、標本を支持するイメージャステージと、イメージャステージ上の標本をその視野内に捕らえるよう標本に近接配置された入射側開口及びそこから離れた場所にある出射側開口を有する光路と、入射側開口を基準として複数に分かれて配置され且つそれぞれ輻射ビームを発する複数個の輻射源と、２以上の反射面を持ち、各反射面は、各反射面に対応する各輻射源から入射する輻射ビームを反射して各輻射を標本の選択された領域の上に走査する回転式ポリゴンスキャナと、
標本に対する輻射ビームの作用によって生じ、入射側開口にて受光され、光路を介して出射側開口に伝送され、出射側開口から出射される光信号を各輻射源に対応づけて受光検知する光検知器システムと、光検知器システムにより検知された光信号を各輻射源に対応づけて処理するプロセッサと、を備える標本画像化用走査型イメージャであって、各輻射源は、各輻射源に対応する回転式ポリゴンスキャナの各反射面によって反射される輻射ビームを発し、反射された各輻射ビームが各輻射ビームの走査方向と直角方向にずれた標本の位置を各輻射ビームの標本に対する作用時間をずらして順番に走査することができ、回転式ポリゴンスキャナの一回転あたりの標本のスキャン数を増加させるような回転式ポリゴンミラーへの入射角となるように回転式ポリゴンミラーと所定の位置関係で配置されていること、を特徴とする。

以下、本発明の好適な実施形態に関し図面を参照しつつ説明する。なお、本発明は様々なコンポーネント乃至ステップを様々に組み合わせることにより実施できるものであり、以下説明する実施形態の構成要素及びその組合せ方は、説明のため示した一例に過ぎない。

図１に、本発明の実施形態について理解する土台とするため、まず画像化装置乃至イメージャの一例を示す。本願では、まずこのイメージャについて一通り説明した上で、本発明の様々な実施形態、それらによる走査速度向上、並びにそれらにおける上述した問題点の解決手法について、説明することとする。図１に示したイメージャ１０は、ガルバノメータによりレーザ光走査を実行するタイプのイメージャであり、備えているレーザ光源の個数は１個（６２）、また信号検知器の個数も１個（９０）である。図示の如く、このイメージャ１０は、例えば、スライド１６の（一部）表面上に生体塗抹１４等を付した標本１２を調べるために使用されるイメージャである。即ち、後に拡大して示すように、微小な又は微視的な物体を検知できるよう設計されている。

本件技術分野において知られているように、細胞研究向けの標本１２例えばセルモノレイヤを作成する際には、被検体から血液やその成分等といった体液標本を抜き取り、抜き取った体液標本をマーカ染料等の蛍光物質により処置するのが望ましい。蛍光物質として用いる物質は、細胞の表面又は内部に存するタンパク質、核酸等各種の生体分子に選択的に被着する物質である。本件技術分野においては、臨床的関心が持たれている各種の細胞、例えば検討の余地ある或る種の癌細胞、芽細胞等に好適にマーキングできる蛍光物質が、何種か知られており、また、脳細胞、肝細胞、細菌細胞等、多種多様な細胞用のマーキング物質を開発する努力も払われている。マーキングに使用される蛍光物質は、所期の励起輻射（所定波長乃至所定スペクトル分布を有する光、Ｘ線、電子ビーム等の輻射）を受けると、特徴光例えば蛍光や燐光を放射する。この特徴発光は、通常、固有の波長を有しているか或いは固有の波長域に亘るスペクトル分布を有している。なお、染料によるマーキングは代表的なタグ付けプロセスであるが、量子ドット、ＤＮＡナノ粒子プローブ等として知られるマーカを用いる手法も存在している。

スライド１６上に塗抹１４を付して作成された標本１２は移送用イメージャステージ（スライドホルダ）２０上に装着される。図１においてはステージ２０のうちの一部しか示していないが、このステージ２０はトラック２２及びモータ２４を備えている。トラック２２は直線移動させることが可能なトラックであって、標本１２はこのトラック２２によって支持される。また、モータ２４はギア２６を介してトラック２２に連結されており、このモータ２４を動作させると、トラック２２及びそれによって支持されている標本１２が、図中矢印２８で示されているｙ方向及び図中矢印２９で示されているｘ方向に沿って移送されることとなる。なお、図１中では直線移送型のトラック２２を回転型のモータ２４によって駆動しているが、他種の駆動機構を使用してもよい。更に、直線的移動に代え又はこれに加えて、標本１２を回転させるといった他種の運動をさせてもよい。

図１〜図３に示されているように、イメージャ１０は、入射側開口４８から出射側開口５２へと光信号を伝送する光路として、第１端部４２及び第２端部４４を有する光ファイバ束４０を備えている。ファイバ束第１端部４２は標本１２に近い場所にあり、ファイバ束第２端部４４は標本１２から離れた場所にある。図３から最もよく判読できるように、ファイバ束第１端部４２には複数本のファイバ個々の第１端部４６が現れており、これら複数個の個別ファイバ第１端部４６は互いにほぼ平行に、また略直線的或いは高アスペクト比方形と称し得る形状に並んで、ｘ方向に長い入射側開口４８を形成している。標本１２に平行な入射側開口４８を形成している個別ファイバ第１端部４６の個数、即ちファイバの本数は例えば数千本以上と多くするのが望ましい。例えば、その直径が約５０μｍのファイバを４００００本使用し、４０本×１０００本のアレイ状に並べるとよい。これによって形成される入射側開口４８は、その長軸方向寸法が約５ｃｍ、短軸方向寸法が約０．２ｃｍ、従ってそのアスペクト比が２５：１という形状・寸法になる。個別ファイバ第１端部４６の配置は図３に示すように規則的なパターンとするとよいが、不規則配置することもまた非周期パターンでアレイ状に配置することも可能である。ファイバの太さは５０μｍより太くても細くてもよい。また、図示したファイバはその端部４６が略円形のファイバであるが、卵形、四角形、六角形等といった他種断面形状を有するファイバを用いてもかまわない。何れにせよ、個別ファイバ第１端部４６は、塗抹１４がその視野内に入るよう、塗抹１４が付されている略平坦な面に対しできるだけ直交方向に近い方向に向け、塗抹１４に対向させる。

図２から最もよく判読できるように、光ファイバ束４０には整形が施されている。即ち、光ファイバ束４０の断面直径及び断面形状は、その第１端部４２から第２端部４４にかけて変化している。ファイバ束第２端部４４には複数本のファイバの第２端部５０が現れているが、整形に伴いこれら個別ファイバ第２端部５０はこじんまりとまとまって、略円形の出射側開口５２を形成している。個別ファイバ第１端部４６と個別ファイバ第２端部５０は同じ個別ファイバの両端であるからそれらの間には１対１の対応関係があり、またある第１端部４６とこれに対応する第２端部５０とを接続しているファイバは他の第１端部４６とこれに対応する第２端部５０とを接続しているファイバとは別体のファイバである。各ファイバは、個別に自分用の導波クラッディングを有するファイバとするのが望ましいが、光伝送性のファイバコアを有するのみでクラッディングを有しておらず大気とコアとの界面に光導波機能を果たさせるようなファイバを使用してもよい。また、これら以外の種類の光ファイバ、例えば本件技術分野において周知のファイバを使用することもできる。典型的には、押出成形によって製造されガラス、プラスチックその他の光透過性素材から形成される各種のファイバを挙げることができよう。図２中、破線で示されているのは２個の別々なファイバ５６及び５８の通り道である。この図に示されている光ファイバ束４０は、広がったほぼ直線状の第１端部４２からまとまったほぼ円形の第２端部４４へと収束するように整形されている。例えば、先に示したように直径５０μｍのファイバを４００００本用いる例では、出射側開口５２が直径約１．３ｃｍの円形になる。こうした整形は、光ファイバ束４０内のファイバ同士（例えば５６と５８）の空間的位置関係を連続的に変化させることによって、好適に実現できる。

特記すべきことに、個別ファイバ第１端部４６と個別ファイバ第２端部５０との空間的関係は概略任意に定めることができる。図２に例示されているファイバ５６及び５８は入射側開口４８内のほぼ同じ場所から発しているが、ファイバ５６が出射側開口５２のほぼ天辺で終端しているのに対しファイバ５８はほぼ真ん中で終端している。ファイバ配置上の都合を考えると、入射側開口４８内における個別ファイバ第１端部４６の位置と、出射側開口５２内における個別ファイバ第２端部５０の位置との間に、所定の対応関係があるのが望ましいが、それら端部４６及び５０の位置間にきちんとした対応関係がなく全般的に任意な位置関係となるようにしてもかまわない。なお、整形光ファイバ束４０と似通った整形光ファイバ束は既知であり、光技術の分野において他の用途で使用されている。例えば、合焦した光を直線状の照射パターンに変換する用途や、光ビームを分光器や分光計の直線スリットに導入する用途である。

入射側開口４８から出射側開口５２までの光信号伝送効率を良好なものにするためには、光ファイバ束４０におけるファイバ結束密度を高くすること、例えば約０．８０以上の係数とすることが望ましい。光信号伝送効率に影響する要素としては、この光ファイバ結束密度の他に、個別ファイバ第１端部４６及び第２端部５０の先端研磨状態乃至光伝達特性、ファイバ（５６，５８等）の単位長当たり吸収率、ファイバ（５６，５８等）の全長等がある。また、ファイバ曲げ損失については、図１及び図２に示すように光ファイバ束４０の曲がり方が急峻にならないようにすること、即ち光ファイバ束４０を徐々に曲げていくことによって、うまく抑えることができる。このように徐々に曲げていくことによって、同図中にあるように入射側開口４８と出射側開口５２の開口方向を違わせること等もできる。

そして、ここでは光ファイバ束４０という捕捉光伝送形態を示したが、良好な特性が得られるものである限り、既知の又は今後開発される様々な光伝送素子、光路乃至光パイプを光路乃至光パイプとして使用可能であることは、ご理解頂けるであろう。

図１〜図３に示されているように、この参考例においては、走査型輻射源６０として、レーザ光源６２により構成された走査型光源を用いている。このレーザ光源６２は、所定波長乃至波長域にて輻射ビームたる励起光６４を発生させる。その波長乃至波長域は、塗抹１４へのマーキングに使用されている物質を励起可能な波長乃至波長域に設定されている。また、輻射ビーム６４によって交差方向から標本１２上を角度走査するための手段として、ガルバノメータ６６が設けられている。ガルバノメータ６６は反射面を有しており、この反射面は、ガルバノメータ６６への電気入力に応じ、図中矢印付曲線６８で示されているように回転する。更に、この角度走査されている輻射ビーム６４を標本１２上、中でも塗抹１４上に合焦させるため、合焦レンズセット７０を設けてもよい。合焦レンズセット７０があってもなくても、ガルバノメータ６６の反射面を反復的に回転させると輻射ビーム６４の向きが反復的に変化し、図中矢印付直線７２で示されているように、塗抹１４が入射側開口４８の下にある直線軌跡７４に沿い交差方向から輻射ビーム６４によって直線掃引乃至高速走査されることとなる。走査型光源６０及び光ファイバ束４０は、この直線軌跡７４が入射側開口４８の直下になるよう、また当該入射側開口４８の長軸方向に平行となるよう、構成乃至配置する。即ち、図１に示した座標系でいえば、直線軌跡７４の向きがｘ方向になるようにする。塗抹１４が入射側開口４８の下方約１ｍｍに位置するようにし、塗抹１４のうち入射側開口４８の直下にある部分に直線軌跡７４が生じるようにするのが、好ましい例といえるであろう。無論、この概念的構成をどのような装置でまたどのような環境にて実施するかにより、直線軌跡（走査軸）７４に対する入射側開口４８の距離好適値（位置ずれ）は、また別のものになる。

細胞研究に使用する場合、励起用の輻射ビーム６４によって塗抹１４上に形成される照射スポットの大きさは、細胞の大きさにほぼ相応する大きさになるようにするのが望ましい。照射スポット乃至細胞の大きさは場合によって異なるけれども、通常は約１〜３０μｍである。このように狭い領域に合焦させるには、合焦レンズセット７０を用いてビームを合焦させるのがよいであろう。

図１〜図３に示されているプロセッサたる電子制御ユニット８０は、ガルバノメータ６６や移送用イメージャステージ２０（のモータ等）に対し信号を供給しまたこれら（に設けたセンサ類）から信号を受け取る動作を通じ、輻射ビーム６４による直線軌跡７４沿いの掃引乃至走査動作（７２）と、標本１２の移送動作とを協調させ、それによって標本１２上の所定エリアに対する横断的ラスタ走査を実行させる。このとき、ｘ方向走査幅は直線軌跡７４の長さと入射側開口４２の長軸方向寸法のうち短い方によって制限、規定されるので、直線軌跡７４の長さを入射側開口４２の長軸方向寸法に合わせておくとよい。

励起用の輻射ビーム６４は、入射側開口４２への集光角θより大きな角度で斜め方向から、塗抹１４上に入射させる。集光角θは、入射側開口４２の短軸方向寸法、入射側開口４２と塗抹１４との距離、並びに個別ファイバ第１端部４６の集光特性により変わり得る。最後に掲げた集光特性を好適に表す特性値としては、その個別ファイバ第１端部４６の開口数がある。本件技術分野において知られているように、細胞からの弱い特徴発光を集光するには普通は集光角θを大きく採るのが有益であり、そのため端部開口数が大きな光ファイバを用いるのが普通である。集光角θを大きく採る場合標本１２への輻射ビーム６４の入射角も大きくする必要があるので、例えば３０〜９０°とする。輻射ビーム６４を標本１２上に約９０°で入射できるようにする手段としては、例えば、この参照を以て本願にその全内容を繰り入れるところの米国出願第１１／０１７４４０号及びこれに対応し本願とほぼ同時に提出される日本出願に開示されている構成、特に輻射ビームの走査により形成される軌跡の両側で集光を行える分岐部付の光路がある。

輻射ビーム６４の入射角を入射側開口４２による集光角θより大きくするのは、一つには、鏡面で反射された輻射ビーム６４光が入射側開口４２により集光されないようにするためである。それでいて特徴発光のかなりの部分が入射側開口４２により集光されるのは、まずマーキング処理が施されている細胞が通常は空間的に等方的に特徴発光を放射する点光源として動作すること、入射側開口４２が輻射ビーム６４により塗抹１４上に形成される軌跡７４に沿って且つそれに密接して配置されていること、並びに個別ファイバ第１端部４６の開口数が大きいことによる。細胞からの特徴発光は、こうして入射側開口４２内の個別ファイバ第１端部４６に入り集光された後、その個別ファイバ第１端部４６に対応する個別のファイバ（例えば図２中の５６や５８）を伝い光信号として伝送され、そのファイバに係る個別ファイバ第２端部５０に至り、そこで光ファイバ束４０から出射される。

また、ご理解頂けるように、多数ある個別ファイバ第１端部４６全て或いはその大部分によって、或る特定の細胞から発せられた特徴発光を収集するのではない。通常は、その細胞の極近傍にある１個又は数個の個別ファイバ第１端部４６が集光する。例えば、検知したい細胞の寸法に応じ、形成される照射スポットのサイズがそれと同程度の寸法例えば１０〜１５μｍとなるよう、輻射ビーム６４を照射する。これに対して、個別ファイバ第１端部４６の直径は例えば約５０μｍであるから、掃引される輻射ビーム６４に応じて随所の細胞で発生する特徴発光を視野内に捕らえ集光するのには、細胞１個当たり１本又は数本のファイバしか必要としない。

他方で、光ファイバ束４０の第２端部４４においては、個別ファイバ第２端部５０は、こじんまりとした出力側開口５２を形成するよう配置されている。従って、個別ファイバ第１端部４６によって集光された特徴発光は、特徴発光を集光したのがどの個別ファイバ第１端部４６であっても、その個別ファイバ第１端部４６に対応する小さな空間領域から出射される。入射側開口４２の直下に且つ入射側開口４２に対し平行に形成される直線軌跡７４を辿って輻射ビーム６４が掃引されるにつれ、またこれに伴い特徴発光を発する細胞が別の細胞に変わるにつれ、特徴発光を集光する役目は、それまでの特徴発光発生細胞に近いところにある１個又は数個の個別ファイバ第１端部４６から、次の特徴発光発生細胞に近いところにある１個又は数個の個別ファイバ第１端部４６へと、引き継がれていく。そうして集光された特徴発光は光ファイバ束４０によってそのコンパクトな出射側開口５２へと伝送される。

光信号として出射側開口５２に伝送された特徴発光は出射側開口５２から出射され、信号検知器９０に入射される。信号検知器９０は、出射側開口５２近傍に設けられ出射側開口５２からの光を平行化する第１レンズ９２に加え、第１レンズ９２と第２レンズ９６との間に配置された遮光フィルタ９４を有している。この遮光フィルタ９４は、走査型輻射源６０からの光が光検知器セット９８に入射されないように、例えば、その反射率ピーク波長が輻射ビーム６４の中心波長と一致している干渉フィルタにするとよい。本件技術分野において知られているように、光学的な干渉フィルタによる不要光除去比は、光の入射角に強く依存している。例えば、本構成を実際に製作してみた際に使用した干渉フィルタは、直交方向に対する入射方向のずれ角が±１４°以内であるときの除去比が１０６：１以上のものであった。また、これに対応するため、第１レンズ９２として、出射側開口５２から出射されてくる光を±１０°以内の発散角に抑えて平行化するレンズ群を使用した。なお、こうしたレンズ群は、従来から知られている光学設計法を用いて、設計することができる。

図１に示すように、信号検知器９０は、第１レンズ９２により平行化された光を光検知器セット９８上に合焦させる第２レンズ９６を有している。コンパクトな出射側開口５２にこれらの合焦用光学系（９２及び９６）を付設して信号検知器９０の光検知器セット９８上に合焦させているため、入射側開口４２が直線的に広い空間に広がっているにもかかわらず、その入射側開口４２に入射してきた特徴発光について光検知器セット９８により信号検知結果を得ることができ、またこの光検知器セット９８を例えばただの１個の光検知器により実現することができる。また、マーキング等の処理が施された細胞にて発生する特徴発光の強度は低く、それらを集光して得られる光の強度もまだ低いものであるため、それを検知して結果を出力する光検知器（光検知器セット９８又はその一部）は、光電子増倍管とするのが望ましい。本件技術分野において知られているように、光電子増倍管は、カソード群に印加する多段階の高電圧により電子流をカスケード増幅し信号ゲインを実増させる管である。信号対雑音比を更に改善するには、信号検知器９０内の光路を外部から遮断（例えば容器収納）し、漏洩光による雑音を実質低減させるとよい。信号検知器９０による検知結果は伝送先の電子制御ユニット８０により処理されてディスプレイ１００により適宜表示される。

本件技術分野における習熟者（いわゆる当業者）であれば、その構成要素の追加、除去乃至置換によって、特定の画像化環境乃至用途に適するよう信号検知器９０を変形することができるであろう。例えば、実現したい信号対雑音比特性が上掲のものと異なる場合は、光検知器セット９８をフォトダイオードによって実現することもできる。同様に、上掲の例では、光検知器セット９８を１個と合焦用光学系９２及び９６を一組用いて出射側開口５２からの出射光を光検知器セット９８上に集めているが、光検知器セット９８をアレイ化して用いて出射側開口５２の開口面を面積的にカバーすることとしてもよい。その場合、合焦用光学系は不要になる。

また、以上説明した構成では、標本１２の上側に入射側開口４８を配置して誘導放射を集光するようにしているが、例えば図４に示すようにファイバ束第１端部４２’を配置し、標本１２’をその下側から入射側開口４８’の視野内に捕らえるようにすること、即ちスライド１６’表面のうち塗抹１４’側とは逆側の表面を介して捕らえるようにことも、可能である。この場合、入射側開口４８’がスライド１６’を介し塗抹１４’をその視野内（集光角θの範囲内）に捕らえるため、スライド１６’としては細胞からの特徴発光（破線８２’のうち下側に向かっているもの）を透過させ得るものを用いる。また、スライド１６’特にその塗抹１４’下の面を覆うよう、レーザ光等の輻射ビーム６４を吸収するバンドパスフィルタ等の遮光フィルタ１１０を設ければ、輻射ビーム６４がスライド１６’下方に伝送され入射側開口４８’に入射される現象を抑えられる。図４に示した構成においては、付随的な部材として更に部分円筒状反射器１１２も設けられている。部分円筒状の反射器により反射される光は一般にある直線上に合焦するものでありこの反射器１１２もまたそのような合焦ラインを有している。この反射器１１２の特徴の一つは、輻射ビーム６４によって塗抹１４’上に形成される直線軌跡７４’と略一致する合焦ラインを有していることである。このような合焦ラインを有する部分円筒状反射器１１２を用いて画像化を行うことによって、特徴発光８２’のうち上方に向かったものの幾分かを直線軌跡７４’方向に反射させられるため、特徴発光集光量を増大させることができ、従って信号対雑音比を向上させることができる。なお、この部分円筒状反射器１１２と同様の反射器を図１に示した構成でも使用できることは、認められよう。

上述した構成において、細胞の修飾に使用され直接の走査対象となるプローブ例えば蛍光プローブとして、互いに他のプローブと異なる波長で発光する（例えば蛍光を発する）複数種類のプローブを用いるのが、有益なことが多い。複数種類のプローブをうまく用いれば、例えば、細胞が有している複数種類の特性を同時に計測することができようし、雑音や偽像を識別して除去することも可能になる。効率のよい励起を行う上でとりあえず望ましいのは、プローブ種類毎に輻射源例えばレーザ光源を設けること、特にその輻射源からの輻射ビーム例えばレーザ光の波長をその輻射ビームに対応するプローブの吸収域に適合した波長とすることである。同一の輻射源によって複数種類のプローブを励起し、それらプローブからの誘導放射を計測する、といった構成も、好適に採用できる。

励起用の輻射源を複数個使用することは、細胞に複数種類の標識が付してある場合に生じ得るプローブ間アグリゲーション偽像を抑えるのに役立つ。例えばここに、実質的に異なる波長で誘導放射を発する二種類のプローブ、即ちより短波長の誘導放射を発する短波長放射プローブ及びより長波長の誘導放射を発する長波長放射プローブがあるとする。誘導放射の波長が実質的に異なる、とは、短波長放射プローブからの放射及び長波長放射プローブからの放射が混ざり合っている細胞群からの誘導放射をプローブ種類に対応づけて分離する処理を、その誘導放射を従来型の放射フィルタに通すことで実施できる、という意味である。細胞にこのような標識を付す場合に特に問題となるのは、励起用の輻射源例えばレーザ光源として短波長誘導放射に近い波長の輻射源を１個用いるのみだと、その輻射源の波長に近い短波長放射プローブによる誘導放射は効率的に引き起こせるが、長波長放射プローブによる誘導放射を効率的に引き起こせないことである。誘導放射の波長にもっと近い波長の輻射源を用いれば、そうした誘導放射もより効率的に引き起こせるであろう。無論、単一輻射源によって複数種類のプローブを励起する構成下において好適な励起対放射比で誘導放射を起こさせることも可能であるが、そのためには、長波長放射プローブを短波長放射プローブよりも高濃度で混ぜ入れる必要があろう。プローブを高濃度にすると励起対放射比がばらつき更にアグリゲーションが発生し得ることとなる。低濃度であっても励起効率を上げればよいのであるから、プローブ毎に別々の輻射源例えばレーザ光源を用いることが有意義であろう。

図５に、上掲の問題との関わりで、二種類のプローブを含む標本を２個のレーザ光源を用いて調べる例を示す。この図は、注目すべき波長域について波長１３２に対する伝達関数値（％）１３０の関係を表している。図中、縦方向の直線１３４により表されている波長は、使用している２個のレーザ光源のうち第１レーザ光源の波長であり、この例では４８８ｎｍとされている。また、この例においては、第１プローブとして、その蛍光放射特性１３６における放射強度ピーク波長が図示の如く約５２０ｎｍのＦＩＴＣ（Fluoresceinisothiocyanate isomer-I）プローブを用いている。第１レーザ波長１３４と、第１プローブ放射特性１３６上の強度ピーク波長との差は、本件技術分野においてストークスシフトとして知られている偏差に一致乃至適合している。従って、波長＝４８８ｎｍであるこのレーザ光によって、このＦＩＴＣプローブを好適に励起することができる。なお、ストークスシフトとは、吸収された量子の波長と放射される量子の波長との間の差分のことをいう。エネルギ保存則があるので、この図のように出射波長≧入射波長となり、入射波長と出射波長との差は熱エネルギとしてその物質の原子格子内に吸収される。また、図中の曲線１３８は第１レーザ光源に対応して設ける第１放射フィルタの特性の好適例である。この第１放射フィルタ特性１３８は、第１レーザ光源から発せられた光のうち標本により反射されて信号検知器に到来する不要光等や各種の不要周波数成分を除去乃至抑圧できるよう、且つ目的とする第１プローブから放射される光例えば蛍光を実質的に透過させるよう、設計されており、図示の例ではその通過域が約５０５〜５４５ｎｍの範囲となっている。

このとき、ＦＩＴＣプローブたる第１プローブと併用する第２プローブとして、そのプローブ放射特性１４０における強度ピーク波長が５７６ｎｍであるＲ−ＰＥ（R-Phycoerythrin）プローブを用いることとすると、幾つかの問題が生じるであろう。まず、第１プローブ放射特性１３６と第２プローブ放射特性１４０は約５５０〜６００ｎｍの波長域にてかなりの程度重なり合っている。そのため信号クロストークが発生することから、第１プローブからの放射と第２プローブからの放射とを峻別するのが難しい。この問題を緩和するには、この図に示す如き特性１４２即ち約５７５〜６４０ｎｍの波長域に亘る通過域を有する特性の第２放射フィルタを用いればよい。これによって、第１プローブからの放射の大部分が信号検知器手前で阻止されるため、信号クロストークの問題は部分的に緩和される。しかしながら、こうした放射フィルタを用いてもなお、かなりの量のクロストークが残存するため引き続き同種の問題が残る。即ち、第１プローブ放射特性１３６の裾野が第２放射フィルタ特性１４２の通過域内にかなり入り込んでいるため、その分はシステムの感度及び信号対雑音比が低くなる。

ここに、先に述べた信号損失が顕著になる原因の一つは、システム内に１個だけしか輻射源例えばレーザ光源を設けていないことである。即ち、第２プローブにより誘導放射を起こさせるのに適した波長に対して第１レーザ光源の波長が大きく相違しているため、第２プローブによる誘導放射は第１プローブによる誘導放射に比べ不効率にしか発生しない。第２プローブによる誘導放射をより効率的に引き起こすには、例えば図５の例でいえばその輻射波長１４４が約５３２ｎｍの第２レーザ光源を、波長１３４に係る第１レーザ光源と同時使用すればよい。しかし、そうした場合、克服困難な問題が新たに発生する。即ち、第２レーザ光源の約５３２ｎｍという波長１４４が第１放射フィルタ特性１３８上の通過域内にあるため、第２レーザ光源からのレーザ光が標本等により反射されるとその反射光が第１プローブからの誘導放射であるかのように誤検知されかねない。

図６に、本発明の第１参考例に係る装置の構成を示す。この図に示す装置は信号検知器及びレーザ光源を共に複数個備えており、それらレーザ光源の時分割多重（time-multiplexed）動作によって、先に述べた問題点即ち複数個のプローブを用いる際に発生する問題点をなくしている装置である。本参考例においても複数通りのレーザ波長によって標本からの誘導放出を引き起こすようにしているが、本実施形態においては、先に述べた例の如くそれら複数通りのレーザ波長について同時に誘導放出を起こさせるのではなく、順番に或いは交互に起こさせるようにしている。従って、或るプローブの放射スペクトル範囲と別のプローブに係る励起用輻射源の波長との重なりによる問題は生じない。また、例えば第１プローブに誘導放出を起こさせるレーザ光は第２プローブによる誘導放出をほとんど引き起こさないため、第１プローブから誘導放出される光と第２プローブから誘導放出される光とが峻別不能に受光検知及び処理される現象、即ち信号クロストークが抑えられる。対比するに、レーザ光源の動作を時分割多重にしていない先の例では、誘導による第１プローブからの放出（図５中の特性１３６）と誘導による第２プローブからの放出（同１４０）とを分離識別するために、通常、図５中に曲線１４６で示す如き伝達特性を有するダイクロイックミラーが用いられていた。図５から看取できるように、このダイクロイックミラーの伝達特性１４６の通過域内、例えば約５２０ｎｍより長波長側には、第１プローブ放射特性１３６のうちのかなりの部分が不要にも入り込んでいる。

理解促進のためやや簡略化して図６に示した本参考例においては、輻射源として、例えば４８８ｎｍのレーザ光６４’を出射する第１レーザ光源６２’、並びに５３２ｎｍのレーザ光６４’’を出射する第２レーザ光源６２’’を設けている。第１ダイクロイックミラー１５０は、これらレーザ光６４’及び６４’’を受光し、波長選択的に励起用の輻射ビーム６４として出射する。レーザ光源６２’及び６２’’と第１ダイクロイックミラー１５０の間にはそれぞれレーザ光源に対応してシャッタ１４８’及び１４８’’が設けられており、レーザ光６４’及び６４’’即ち励起用の信号はシャッタ１４８’及び１４８’’のうち対応するものを通って第１ダイクロイックミラー１５０に入射される。シャッタ１４８’及び１４８’’は、第１ダイクロイックミラー１５０から出射される輻射ビーム６４が常に何れかのレーザ光源６２’又は６２’’からのレーザ光６４’又は６４’’のみを含むものになるよう、協調動作する。輻射ビーム６４は反射装置１５２によってガルバノメータ６６に向け反射される。ガルバノメータ６６は、反射されてきた輻射ビーム６４によって標本１２上を走査させる。ガルバノメータ６６と標本１２との間には合焦レンズセット７０を設けるとよい。ガルバノメータ６６及び合焦レンズセット７０は先に図１に基づき説明したものと概ね同様に動作する。

標本１２内の第１及び第２プローブから誘導放出された蛍光は、光路１５４により受光され、この光路１５４を介して第１レンズ９２へと伝送される。光路１５４は整形されているため光はこの伝送によりビーム状に収束、集光される。第１レンズ９２により平行化された収束光は、第２ダイクロイックミラー１５６によって適宜、波長選択的にスプリットされ、スプリットされた光はそれぞれ光検知器セット９８’及び９８’’のうち対応するものにより受光される。この図の例では、光検知器セット９８’の前段には遮光フィルタ９４’及び第２レンズセット９６’が、また光検知器セット９８’’の前段には遮光フィルタ９４’’及び第２レンズセット９６’’が、それぞれ配置されている。遮光フィルタ及び第２レンズセットの機能は先に述べたものと概略同様である。これらを介して各プローブから到来する蛍光は、光検知器セット９８’及び９８’’のうち対応するものによって検知され、光検知器セット９８’及び９８’’は、対応する輻射ビーム６４’又は６４’’に係る光信号を受光して検知したその強度レベルを制御ユニット８０に知らせ、制御ユニット８０は、標本１２の少なくとも一部を表す画素アレイが得られるよう輻射源及びスキャナによる走査、モータによる標本移動並びに光検知器セットによる検知を協調させつつ例えば輻射ビームに対応づけてこの検知結果を処理する。標本移動はビーム軌跡に直交する方向への直線移動（図１参照）としてもよく、また標本１２の表面に直交する軸の周りでの回転を伴う移動でもよい。前者の場合入射側開口をビーム軌跡に対し略平行に配置し、後者の場合半径方向に対し略平行に配置する。更に、光検知器セット９８’及び９８’’に代えて単一の光検知器セットを設けてもよい。そのようにする場合は、例えば、光検知器セット別に設けていた遮光フィルタ９４’及び９４’’に代え、単一の回転ディスク内に遮光フィルタ９４’及び９４’’を組み込んで光検知器セットに前置し、そのディスクをレーザ光用のシャッタ１４８’及び１４８’’の動作に同期させて回転させればよい。即ち、第１レーザ光源６２’に係る蛍光が到来するときにはその蛍光が遮光フィルタ９４’を通り、また第２レーザ光源６２’’に係る蛍光が到来するときにはその蛍光が遮光フィルタ９４’’を通るよう、ディスクを対シャッタ同期動作させればよい。

図７に本発明の第２参考例に係る装置の構成を示す。この図に示す装置も第１参考例同様に前述の問題点を解消した装置である。この装置においては、更に、合計走査時間を短縮することができる。即ち、本参考例においても、標本１２における誘導放出を全輻射ビーム同時ではなく輻射ビーム毎に順番又は交互に起こさせているため、前述の問題点を解消できる。また、本参考例においては、これを、回転ポリゴンスキャナセット１６０を用いて実現しているため、高速走査が可能である。回転ポリゴンスキャナセット１６０は、この図に示すように、多面体ミラー１６０ａ、これを回転させるモータ１６０ｂ、並びにフライホイール１６０ｃを有している。モータ１６０ｂ及びフライホイール１６０ｃは、多面体ミラー１６０ａを滑らかに回転させることができるよう、即ち反射面の逆方向微動による光信号ジッタが生じないよう選択及び配置されている。ガルバノメータと違い、高速回転させても逆方向微動が生じにくく、従ってジッタが生じにくい。また、図示の如く、この回転ポリゴンスキャナセット１６０は、レーザ等の輻射ビーム６４によって標本１２の表面を走査させる。即ち、第１レーザ光源６２’からのレーザ光６４’が輻射ビーム６４として回転ポリゴンスキャナセット１６０に到来すると、この輻射ビーム６４は多面体ミラー１６０ａの或る面により角度走査され、標本１２の表面に入射していく。また、第２レーザ光源６２’’からのレーザ光６４’’が輻射ビーム６４として回転ポリゴンスキャナセット１６０に到来すると、この輻射ビーム６４は多面体ミラー１６０ａのまた別の面により角度走査され、標本１２の表面に入射していく。従って、本参考例によれば、或るレーザ光源からのレーザ光によって全プローブに誘導放出を起こさせそれらの誘導放出をレーザ干渉無しで検知するという検知手法も、実施することができる。例えば二種類のプローブを用いる場合、第１レーザ光源６２’からのレーザ光６４’を輻射ビーム６４として照射するときにはその輻射ビーム６４によって第１及び第２プローブ双方に誘導放出を起こさせそれらを検知する一方、第２レーザ光源６２’’からのレーザ光６４’’を輻射ビーム６４として照射するときにはその輻射ビーム６４によって第１及び第２プローブのうち所定の一方のみに誘導放出を起こさせそれを検知する、といった具合である。なお、本参考例においては、光検知器及びこれに関連する部材を図示の如く１個ずつ（９２、９４、９６及び９８）しか設けていない。この構成下で時分割多重検知を実施するには、例えば、シャッタ１４８’及び１４８’’と同期して挿入され又は特性が切り替わる（例えばフィルタ素子が入れ替わる）時分割多重動作フィルタ１６２を設ければよい。但し、時分割多重フィルタ１６２を用いる構成は一例構成に過ぎず、従って図７に示す構成において光検知器を複数個にした構成も本発明の技術的範囲に含まれるものである。

図８に本発明の実施形態に係る装置の構成を示す。この図に示す装置も第１及び第２参考例同様に前述の問題点を解消した装置である。本実施形態においても、標本１２における誘導放出を全輻射ビーム同時ではなく輻射ビーム毎に順番又は交互に起こさせているため、前述の問題点を解消できる。また、本実施形態においても、標本１２の表面をレーザ光等の輻射ビームで走査させる手段として回転ポリゴンスキャナセット１６０を用いており、この回転ポリゴンスキャナセット１６０の回転による輻射ビームの走査という原理は図７に示した参考例と同様である。しかしながら、本実施形態においては、一方の輻射源（例えばレーザ光源６２’）からの輻射ビームにより形成される走査線間に、他方の輻射源（例えばレーザ光源６２’’）からの輻射ビームにより形成される走査線が自動的に挿入されるため、回転ポリゴンスキャナセット１６０の回転速度を高めること無しに、図７に示した参考例に比べ走査速度を倍にすることができる。即ち、本実施形態においては、レーザ光源６２’及び６２’’から回転ポリゴンスキャナセット１６０への入射角を適宜設定することによって、その回転ポリゴンスキャナセット１６０に、順序乃至交互走査に加え走査線挿入を自動的に行わせている。しかも、レーザ光源６２’及び６２’’の何れにおいてもシャッタを使用する必要がない。より具体的には、レーザ光源６２’及び６２’’を入射側開口を基準として所定の位置関係で適切に配置することによって、回転ポリゴンスキャナセット１６０の図中矢印方向への回転に伴い、第１レーザ光源６２’からの輻射ビームが回転ポリゴンスキャナセット１６０の各面反射によって角度走査され、これを追いかけるように第２レーザ光源６２’’からの輻射ビームが回転ポリゴンスキャナセット１６０の各面反射によって角度走査されるようにしてある。こうした回転ポリゴンスキャナセット１６０各面による走査によって走査線が挿入されるため、走査線本数が効率的に二倍化される。注記すべきことに、走査線が挿入されるよう各レーザ光源を適宜配置するというこの発想は、レーザ光源を何個に増やした構成でも採用できる。また、回転ポリゴンスキャナセット１６０を何面にするかは望みに応じて定めることができる。

図８に示した実施形態の有用性が特に高いのは、走査効率が５０％未満の場合、即ち走査線自動挿入による効率倍化の余地があるである。このシステム乃至手法の利点の一つは、回転ポリゴンスキャナセット１６０の回転速度を増すこともまた全体の処理速度を低下させることも無しに、走査線を追加挿入できることである。これに加えて、先に述べた参考例にて使用しているガルバノメータ６６ではややもするとその振動によりジッタが発生するのに対し、回転ポリゴンスキャナセット１６０ではそうしたジッタがほとんど発生しない、という事実による利点もある。更に、図８に示した実施形態は、他の参考例であれば１回の走査に費やされる時間内で二倍の量の情報を検知する能力を有しているため、走査に要する合計時間が顕著に短くなる。認められるべきことに、図８中におけるコンポーネント配置及び順序は一例に過ぎず、従ってそれらに変更を加えた参考例も本発明の技術的範囲に包含される。

図６〜図８に示した参考例、実施形態の何れにおいても、レーザ周波数との重複による蛍光信号の劣化という問題は基本的に解消されている。更に、目的とするプローブによる放射効率を最大化でき且つクロストーク原因たる他のプローブによる放射効率が低くなるようなレーザ周波数にて、各プローブからの誘導放出を起こさせているため、信号クロストークを減少させることができる。また、何れの参考例、実施形態においても、フィルタリングシステムのコストを顕著に抑えることができるだけでなく、複数プローブ複数レーザ蛍光検知システムにおけるフィルタリング能力を格段と向上させることができる。そして、図８に示した実施形態によれば、図７に示した参考例に比べ走査線本数を二倍にすることができ、しかもそれを回転ポリゴンスキャナセット１６０の回転速度乃至走査速度を増すこと無しに達成することができる。

また、各参考例、実施形態における時分割多重走査による効果としては、自己蛍光周波数との関連による効果もある。自己蛍光による雑音は、励起光波長近傍では高レベルであるのに対し、励起光波長から遠い波長例えば誘導放出波長ではより低レベルになる。第１プローブ例えばＦＩＴＣプローブと第２プローブ例えばＲ−ＰＥプローブとを同時に励起して蛍光させる構成においては、図５に示したように、第２プローブからの蛍光によるクロストークがフィルタリングによって除去されるよう第１放射フィルタ特性１３８を設計する必要があった。それによって第１プローブに係る誘導放射１３６のうち長波長側のかなりの成分が阻止されるにもかかわらず、第２輻射源からの輻射ビームにより第１プローブからの誘導放出のピーク近傍に生じる自己蛍光による雑音は、抑圧できなかった。これに対して、時分割多重走査を行う構成では基本的にクロストークが発生しないため、或るプローブからの誘導放射の長波長成分を阻止すること無しに信号対雑音比を向上させることができ、これは画像フィルタリング処理との関わりでいえば有益なことである。

以上、本発明の参考例、実施形態について、特に細胞識別への適用例により説明を行ったが、本発明に係る思想はそうした用途以外の用途にも適用できる。例えば、図６〜図８に示した構成を有するイメージャ乃至画像化装置は、識別乃至位置決定の対象となる物体が存在する多様な画像化分野において、好適に使用できる。使用可能な分野の一例としては生物医学の分野がある。特に、その内部に１０〜１００００個のＤＮＡ分子を配列したアレイ、即ち本件技術分野においてＤＮＡチップとして知られるアレイを対象として、好適に使用できる。ＤＮＡチップを対象として本発明を実施する場合、例えば、そのうちの分子群に対し選択的に蛍光タグが組み込まれるよう処理された多数のＤＮＡ分子の集団を内蔵しているＤＮＡチップ内から、タグが挿入されているＤＮＡ分子を識別する際に、本発明の実施形態に係る装置を公的に使用できる。このような分野において本発明を実施すれば、従前の技術で実現できる速度の数倍の速度で標本にアクセス可能な画像化装置が得られる。

本発明の実施形態に係る装置を組み込むのに適した画像化装置を示す斜視図である。 図１に示した画像化装置を構成する整形光ファイバ束と標本との関係を示す拡大斜視図である。 図１に示した画像化装置を構成する整形光ファイバ束、特に入射側開口を形成する第１端部の一形態を示す拡大端面図である。 図１に示した画像化装置を構成する整形光ファイバ束、特に入射側開口を形成する第１端部の他の形態を示す拡大端面図である。 励起光及びそれによって生じた誘導放射をプロットした図である。 本発明の第１参考例における装置構成及び配置を示す模式図である。 本発明の第２参考例における装置構成及び配置を示す模式図である。 本発明の実施形態における装置構成及び配置を示す模式図である。

符号の説明

１２，１２’ 標本、１４，１４’ 生体塗抹、２０ イメージャステージ、６２’，６２’’ 輻射源（レーザ光源）、６４，６４’，６４’’ 輻射ビーム（レーザ光／励起光／励起場）、８０ プロセッサ（電子制御ユニット）、９８，９８’，９８’’ 信号検知器の光検知器、１５４ 光路。

Claims (4)

1. 標本を支持するイメージャステージと、
   イメージャステージ上の標本をその視野内に捕らえるよう標本に近接配置された入射側開口及びそこから離れた場所にある出射側開口を有する光路と、
   入射側開口を基準として複数に分かれて配置され且つそれぞれ輻射ビームを発する複数個の輻射源と、
   ２以上の反射面を持ち、各反射面は、各反射面に対応する各輻射源から入射する輻射ビームを反射して各輻射を標本の選択された領域の上に走査する回転式ポリゴンスキャナと、
   標本に対する輻射ビームの作用によって生じ、入射側開口にて受光され、光路を介して出射側開口に伝送され、出射側開口から出射される光信号を各輻射源に対応づけて受光検知する光検知器システムと、
   光検知器システムにより検知された光信号を各輻射源に対応づけて処理するプロセッサと、
   を備える標本画像化用走査型イメージャであって、
   各輻射源は、各輻射源に対応する回転式ポリゴンスキャナの各反射面によって反射される輻射ビームを発し、反射された各輻射ビームが各輻射ビームの走査方向と直角方向にずれた標本の位置を各輻射ビームの標本に対する作用時間をずらして順番に走査することができ、回転式ポリゴンスキャナの一回転あたりの標本のスキャン数を増加させるような回転式ポリゴンミラーへの入射角となるように回転式ポリゴンミラーと所定の位置関係で配置されていること、
   を特徴とする標本画像化用走査型イメージャ。
2. 請求項１記載の標本画像化用走査型イメージャにおいて、光信号の発生元が、別々の波長で蛍光を発する複数種類の蛍光プローブである標本画像化用走査型イメージャ。
3. 請求項２記載の標本画像化用走査型イメージャにおいて、蛍光プローブにて発生する複数通りの光信号を、互いに他の光信号と干渉しない非干渉性光信号として光検知器システムにより受光検知させる標本画像化用走査型イメージャ。
4. 標本を支持するイメージャステージと、イメージャステージ上の標本をその視野内に捕らえるよう標本に近接配置された入射側開口及びそこから離れた場所にある出射側開口を有する光路と、入射側開口を基準として複数に分かれて配置され且つそれぞれ輻射ビームを発する複数個の輻射源と、２以上の反射面を持ち、各反射面は、各反射面に対応する各輻射源から入射する輻射ビームを反射して各輻射を標本の選択された領域の上に走査する回転式ポリゴンスキャナと、標本に対する輻射ビームの作用によって生じ、入射側開口にて受光され、光路を介して出射側開口に伝送され、出射側開口から出射される光信号を各輻射源に対応づけて受光検知する光検知器システムと、光検知器システムにより検知された光信号を各輻射源に対応づけて処理するプロセッサと、を備える標本画像化用走査型イメージャであって、各輻射源は、各輻射源に対応する回転式ポリゴンスキャナの各反射面によって反射され、各輻射ビームが各輻射ビームの走査方向と直角方向にずれた標本の位置を各輻射ビームの標本に対する作用時間をずらして順番に走査することができ、回転式ポリゴンスキャナの一回転あたりの標本のスキャン数を増加させるような回転式ポリゴンミラーへの入射角となるように回転式ポリゴンミラーと所定の位置関係で配置されている標本画像化用走査型イメージャを準備するステップと、
   複数の輻射ビームからの輻射を各輻射源に対応する回転式ポリゴンスキャナの各反射面で反射させて、回転式ポリゴンスキャナの一回転あたりのスキャン数を増加させるステップと、
   標本上を直線経路に沿って、それぞれが異なる輻射波長を持つ反射された複数の輻射ビームを各輻射ビームの走査方向と直角方向にずれた標本の位置を各輻射ビームの標本に対する作用時間をずらして順番に掃引するステップと、
   標本に対する各輻射ビームの作用により発生した光を集めるステップと、
   集めた光を光路により所定の出射場所まで伝送させるステップと、
   その出射場所にて且つ輻射ビームに対応づけてその集まった光を検知するステップと、
   輻射ビームによる掃引と協調させつつ輻射ビームによる直線掃引経路に対し略直交する方向へと標本を移動させることにより複数の輻射ビームで順番に標本の掃引をラスタ的に行わせるステップと、
   これら掃引動作、移動動作及び検知動作を協調させることによって標本の少なくとも一部を表す画素アレイを輻射ビームに対応づけて発生させるステップと、
   を有する画像化方法。