JPH11173987A

JPH11173987A - マイクロタイタビューア

Info

Publication number: JPH11173987A
Application number: JP34299397A
Authority: JP
Inventors: Koji Ichie; 更治市江
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 1997-12-12
Filing date: 1997-12-12
Publication date: 1999-07-02

Abstract

(57)【要約】【課題】光検出効率の向上を図るとともに、光検出を
迅速かつ低コストで実現できるマイクロタイタビューア
を提供すること。【課題解決手段】サンプル９を励起するための励起光を
放射する光源２と、励起光が照射されることによりサン
プル光を発するサンプルを収容するとともに、下部が透
明な収容穴を二次元状に複数有するサンプル収容プレー
ト６と、サンプル光に感度を有する二次元の位置分解が
可能な二次元光検出器７と、サンプル収容プレート６と
光源２の光路およびサンプル収容プレート６と二次元光
検出器７の光路の共通光路上に介在され、各収容穴に対
応したレンズを二次元状に複数有する集光部５と、励起
光とサンプル光との共通光路上に配列され、光源２から
放射された励起光を集光部５の下部全体に入射させると
ともに、集光部５の下部全体から放射されたサンプル光
を二次元光検出器７に入射させる光分離手段４と、二次
元光検出器の信号を出力する出力表示部８とを備えるこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の容器に分注
された血清等のサンプルについて、蛍光光量、吸光度変
化等の特性の変化を測定し、サンプルのふるい分け（ス
クリーニング）を行うマイクロビューアに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、血清、細胞等の検体サンプル
の測定にマイクロタイタプレートを用いるマイクロタイ
タビューアが知られている。このマイクロタイタビュー
アは、マイクロタイタプレート内の各種試薬が注入され
た検体サンプルへ光源から放射された励起光を照射さ
せ、この照射によりサンプルから発せられる光を受光素
子で検出し、検出結果を試薬に応じた規定値と比較して
検体サンプルのスクリーニングを行い、このスクリーニ
ング結果を表示するものである。

【０００３】このようなマイクロタイタビューアに関連
する技術として、例えば、特開昭６０−４０９５５号公
報に掲載された自動マイクロプレート分光分析装置があ
る。このマイクロプレート分光分析装置は、光ファイバ
ーを用いて、複数ある検体サンプル収容穴（以下、「ウ
ェル」という。）の検体サンプルに励起光を同時に照射
し、この照射による複数の検体サンプルの吸光度、蛍光
を検出用ファイバを用いて同時に検出できるように構成
されている。

【０００４】また、その他の例としては、特開平９−４
３１９７公報に掲載された蛍光検出装置がある。この蛍
光検出装置は、レーザ光源より放射されたレーザ光をス
テージ上に固定されたマイクロタイタプレートの各ウェ
ルごとに順に入射させて、各ウェルごとに検体サンプル
の蛍光検出を行えるように構成されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のマイク
ロタイタビューアに関連する技術には、それぞれ以下の
ような問題がある。

【０００６】まず、特開昭６０−４０９５５号公報に掲
載された自動マイクロプレート分光分析装置では、励起
光照射用光ファイバと蛍光検出用光ファイバをそれぞれ
各ウェルごとに設けたため、複数のウェルについて同時
に蛍光検出を行えるという利点があるが、光ファイバを
多数必要とするため、コスト高になるとともに、装置全
体の構造が複雑になるという欠点がある。

【０００７】一方、特開平９−４３１９７公報に掲載さ
れた蛍光検出装置によれば、光ファイバを用いずにレー
ザ光を検体サンプルに照射できるため、コスト削減が図
れるとともに、装置全体の構造を簡略化することが可能
である。しかし、この蛍光検出装置では、ステージ２次
元可動部によりステージ上に固定されたマイクロタイタ
プレートを移動させて、各ウェルごとに順に蛍光検出を
行うため、複数ウェル内の検体サンプルの蛍光を同時に
検出できる装置と比較すると多大の検出時間がかかるこ
とになる。

【０００８】また、マイクロタイタビューアでは、検体
サンプルを収容する装置としてマイクロタイタプレート
を用いるが、最近では、一度に検出できるサンプルの量
を増加させるため、マイクロタイタプレートのウェルが
多いものが使用され始めた。しかし、マイクロタイタプ
レートの外径を変えずにウェルの数を増やすと、ウェル
１個の大きさが小さくなり、ウェル１個から放射される
蛍光光量等が減少し、蛍光検出が困難になる。さらに、
マイクロタイタビューアには、従来は検出不可能であっ
た検体サンプルから発せられる蛍光などの極微弱光を検
出できる検出能力が求められている。

【０００９】そこで、本発明は、このような従来の問題
を解決するためになされたものであり、光検出効率の向
上を図るとともに、光検出を迅速かつ低コストで実現で
きるマイクロタイタビューアを提供することを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明のマイクロタイタビューアは、サンプルを励
起するための励起光を放射する光源と、励起光が照射さ
れることによりサンプル光を発するサンプルを収容する
とともに、下部が透明な収容穴を二次元状に複数有する
サンプル収容プレートと、サンプル光に感度を有する二
次元の位置分解が可能な二次元光検出器と、サンプル収
容プレートと光源の光路およびサンプル収容プレートと
二次元光検出器の光路の共通光路上に介在され、各収容
穴に対応したレンズを二次元状に複数有する集光部と、
励起光とサンプル光との共通光路上に配列され、光源か
ら放射された励起光を集光部の下部全体に入射させると
ともに、集光部の下部全体から放射されたサンプル光を
二次元光検出器に入射させる光分離手段と、二次元光検
出器の信号を出力する出力表示部とを備えることを特徴
とする。

【００１１】このマイクロタイタビューアによれば、光
源から放射された励起光は、光分離手段によって集光部
の下部全体に向けて入射され、サンプル収容プレートに
備えられた全ての収容穴内の複数のサンプルに照射され
ることになる。そして、励起光が照射されることにより
複数のサンプルから発せられるサンプル光を二次元光検
出部で同時に検出でき、この検出結果は出力表示部で表
示される。そのため、サンプル光の検出を迅速かつ低コ
ストで実現できることになる。

【００１２】また、各収容穴に対応したレンズを二次元
状に複数有する集光部によって、光分離手段で入射され
た励起光を各収容穴内で沈殿したサンプルに集光させる
ことが可能であり、サンプル光の発生効率が向上する。
さらに、この集光部によって、サンプル光を二次元光検
出器に集光させることが可能であり、二次元光検出器で
の光検出効率が向上する。

【００１３】また、光分離手段が、励起光を反射し、サ
ンプル光を透過させるダイクロイックミラーであること
が望ましい。このダイクロイックミラーを用いれば、光
源から放射された励起光を反射し、効率良く集光部の下
部全体に入射させることができる。さらに、サンプルか
ら放出されたサンプル光を二次元光検出器に向けて容易
に透過させることができる。

【００１４】また、光分離手段が、サンプル光を反射
し、励起光を透過させるダイクロイックミラーであるこ
とも望ましい。このダイクロイックミラーを用いれば、
励起光を透過し、効率良く集光部の下部全体に入射させ
ることができる。さらにサンプル光を反射し、二次元光
検出器に容易に入射させることができる。

【００１５】また、光分離手段と二次元光検出器の光路
上に、励起光波長をカットする励起波長カット部が介在
されていることが望ましい。この励起波長カット部を用
いれば、励起波長を更にカットできるので、二次元光検
出器のＳ／Ｎ比が高まり、感度を向上することができ
る。

【００１６】また、光源と光分離手段の光路上に、励起
光波長を選択し透過させる励起波長選択部が介在されて
いることが望ましい。励起波長選択部を用いれば、光源
から放出された励起光の内、サンプルを励起することが
できる波長の光を選択し透過させることができ、サンプ
ル光の発生効率、ひいては光検出効率の向上が図れる。

【００１７】また、光源と光分離手段の光路上に、光分
離手段に向けて励起光を平行光束として入射するフィー
ルドレンズを備えるとともに、光分離手段と二次元光検
出部の光路上に、集光部から放射されたサンプル光のう
ちの平行光束を二次元光検出器に集光するフィールドレ
ンズを備えることが望ましい。前者のフィールドレンズ
を用いれば、全ての収容穴をサンプル収容プレートに対
し垂直に照射することができ、照明むらがなくなる。ま
た、後者のフィールドレンズを用いれば、検体サンプル
から放出されたサンプル光のうち光軸に平行な光束を二
次元光検出器に向けて集光することができるので、多量
のサンプル光を検出し、シェーデングをなくすことがで
きる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明によるマイクロタイ
タビューアの好適な実施形態について詳細に説明する。

【００１９】まず、図１により本発明に係る第一の実施
形態のマイクロタイタビューア１の全体の構成を説明す
る。本実施形態のマイクロタイタビューアは、血清等の
検体サンプル９の蛍光光量を測定し、検体サンプル９の
スクリーニング結果を表示する装置であり、主に、光源
である水銀ランプ２、励起波長選択部である励起波長フ
ィルタ３ｂ、光分離手段であるダイクロイックミラー
４、集光部であるマイクロレンズアレイプレート５、サ
ンプル収容プレートであるマイクロタイタプレート６、
二次元光検出部であるＣＣＤ７、出力表示部であるＴＶ
モニタ８、そして、励起波長カット部であるバリアフィ
ルタ１０から構成されている。

【００２０】図１に示すように、励起光を放射する水銀
ランプ２とマイクロタイタプレート６の光路上には、励
起波長を反射するダイクロイックミラー４が配置されて
いる。このダイクロイックミラー４は、水銀ランプ２か
ら放射された励起光の光軸Ａを、マイクロタイタプレー
ト６側へ９０°曲げて光軸Ｂとするとともに、励起光を
マイクロタイタプレート６の下部全体へ入射させるよう
に設置されている。

【００２１】ここで、図２に示すように、検体サンプル
９は、マイクロタイタプレート６に複数設けられた円筒
状のウェル６ａに分注されており、各ウェル６ａには各
種試薬が注入されている。また、マイクロタイタプレー
ト６には、ウェルが１２行８列で計９６個設けられてお
り、底面には透明底板６ｂが固着されている。なお、透
明底板６ｂには、蛍光を殆ど発しない材料を用いること
が好ましい。例えば、顕微鏡用スライド、カバーガラス
に使われている無蛍光ガラス、或いは溶融石英ガラス等
である。

【００２２】図１に示すように、ダイクロイックミラー
４と水銀ランプ２の光路上には、水銀ランプ２側から順
に、コンデンサレンズ３ａ、投射レンズ３ｃが配置され
ている。そして、二つのコンデンサレンズ３ａの間に
は、水銀ランプ２から放射された励起光を選択して透過
させる励起波長フィルタ３ｂが配置されている。

【００２３】また、マイクロタイタプレート６の真下に
は、２次元状に並んだ複数のレンズを備えるマイクロレ
ンズアレイプレート５が配置されている。このマイクロ
レンズアレイプレート５の各レンズは、マイクロタイタ
プレート６のウェルと同じく１２行８列で計９６個形成
されており、ウェル一つに対しレンズが一つずつ設けら
れている。

【００２４】なお、図３に示すように、マイクロレンズ
アレイプレート５の各レンズは、検体サンプルが各ウェ
ル６ａの底に沈殿するため、マイクロレンズを通る主光
線が各ウェル６ａの底の中心に入射するように配置する
必要がある。そのため、投射レンズ３ｃからウェル６ａ
の底面中心までの距離をＨ（この距離は蛍光像結像レン
ズ１１からウェル６ａまでの距離と等しくしてある）、
マイクロレンズアレイプレート５のレンズの底面からウ
ェル６ａの底面までの距離をｄ、マイクロタイタプレー
ト６の中心からウェル６ａの中心軸までの距離をＬとす
ると、マイクロレンズの中心軸は、Ｘ＝Ｌ・ｄ／Ｈだけウェル６ａの中心軸よりも内側へずらせばよいこと
になる。

【００２５】一方、図１に示すように、ダイクロイック
ミラー４の下方においては、光軸Ｂの延長線上に、検体
サンプル９から発せられる蛍光を検出する二次元光検出
器として、マイクロタイタプレート６の下部の蛍光イメ
ージを撮像するＣＣＤ７が配置されている。また、この
ＣＣＤ７とダイクロイックミラー４の光路上には、励起
光を吸収し蛍光を透過させるバリアフィルタ１０と、蛍
光をＣＣＤ７の受光部へ結像させる蛍光像結像レンズ１
１が配置されている。

【００２６】そして、ＣＣＤ７には、後述のように信号
出力を各ウェル６ａごとに積算し、スクリーニングを行
えるコンピュータ１２と、検体サンプル９のスクリーニ
ング結果を表示するＴＶモニタ８が接続されている。

【００２７】続いて、図１を用いて、本実施形態のマイ
クロタイタビューア１による検体サンプルの蛍光光量の
測定方法を説明する。

【００２８】水銀ランプ２より放射された励起光は、コ
ンデンサレンズ３ａにより投射レンズ３ｃに向けて集光
される。この際、コンデンサレンズ３ａの間には、励起
波長フィルタ３ｂが配置されているため、検体サンプル
９を励起する波長のみが選択され透過することができ
る。そして、集められた励起光は、投射レンズ３ｃによ
りダイクロイックミラー４へ向けて投射される。

【００２９】そして、ダイクロイックミラー４に投射さ
れた励起光の光軸Ａは、マイクロタイタプレート６側へ
９０°曲げられ光軸Ｂとなるとともに、励起光はマイク
ロレンズアレイプレート５を透過してマイクロタイタプ
レート６の下部全体へ入射される。従って、全てのウェ
ル６ａ内へ励起光を同時に照射できるため、蛍光検出の
迅速化を図ることができる。また、特開昭６０−４０９
５５号公報に掲載された自動マイクロプレート分光分析
装置のような励起光照射用の光ファイバが不要となり、
コスト削減が図れる。

【００３０】特に、励起光はマイクロレンズアレイプレ
ート５を透過する際に、各レンズにより、各ウェル６ａ
内の底に溜まったサンプルに向けて集光されるので、レ
ンズのない場合と比較して励起光のサンプルへの照射効
率は大幅に向上する。

【００３１】励起光を照射されたサンプルは蛍光を発
し、この蛍光の内、各ウェルの底から放出された光は、
マイクロレンズアレイプレート５を透過する。本来、蛍
光は四方八方に発散するのだが、本実施形態においては
マイクロレンズアレイプレート５が備えられているた
め、発散する蛍光を各レンズで集光することができ、蛍
光の検出効率が大幅に向上する。なお、レンズにより蛍
光は、励起光と同様の光路を進みダイクロイックミラー
４へ向かうことになる。

【００３２】ダイクロイックミラー４を透過した蛍光
は、励起波長カット部であるバリアフィルタ１０を透過
する。このバリアフィルタ１０は励起波長を吸収するの
で、水銀ランプ２から放射された励起光や、マイクロタ
イタプレート６に反射された後に本来透過することのな
いダイクロイックミラー４を透過してしまった微量の励
起光を更にカットすることができる。そして、バリアフ
ィルタ１０を透過した蛍光は、蛍光結像レンズ１１によ
りＣＣＤ７上に照射され、ＣＣＤ７は、マイクロタイタ
プレート６の底面の蛍光イメージを撮像することができ
る。

【００３３】このように、マイクロレンズアレイプレー
ト５とダイクロイックミラー４を用いることにより、複
数のサンプルより発せられた蛍光を、ＣＣＤ７で同時に
検出することができ、蛍光検出の迅速化が図れる。ま
た、光検出用の光ファイバ等が不要となり、コスト削減
を図ることができる。

【００３４】蛍光光量に比例したＣＣＤ７の各素子から
の信号出力は、ビデオ信号としてＴＶモニタ８に表示さ
れる。また、コンピュータ１２により、信号出力は各ウ
ェル６ａの領域毎に加算され、より鮮明にマイクロタイ
タプレート６の底面の蛍光イメージを撮像することがで
きる。そして、領域毎に加算された信号出力は各ウェル
６ａの出力信号とされ、この出力信号と検体サンプル９
に注入された試薬に応じた既定値とを比較して、検体サ
ンプル９のスクリーニングが行われる。このスクリーニ
ング結果もＴＶモニタ８に表示される。なお、スクリー
ニングは、コンピュータ１２でなく、ＴＶモニタ８の画
面上における各サンプルの蛍光度を肉眼で観察して行う
こともできる。また、２次元状に注入された検体サンプ
ル９に対して、ＣＣＤ７による撮像結果およびＴＶモニ
タ８の表示も同様に２次元状であるため、各ウェルに座
標を付けることにより、容易にスクリーニングを行うこ
とができる。

【００３５】続いて、図４を用いて、本発明に係る第二
の実施形態を説明する。本実施形態のマイクロタイタビ
ューアは、マイクロタイタプレート３０の底板そのもの
を、透明かつ無蛍光の材料からなるマイクロレンズアレ
イプレート３１で形成したものである。このマイクロタ
イタプレート３０によれば、マイクロレンズの焦点距離
を最も短くすることが可能であり、励起光の入射角度
（ωs''）も最大になり、各ウェル６ａの励起光照度
（Ｅ）及びＣＣＤ７上の蛍光照度（Ｅ'）は最大値を示
す。

【００３６】次に、図５を用いて、本発明に係る第三の
実施形態を説明する。本実施形態のマイクロタイタビュ
ーアは、投射レンズ３ｃとダイクロイックミラー４の光
路上にフィールドレンズ４１を設け、マイクロタイタプ
レート３０と蛍光像結像レンズ１１の光路上にフィール
ドレンズ４２を設けたものである。尚、フィールドレン
ズ４１の焦点距離はｆ１で、焦点が投射レンズ３ｃの出
射瞳に合致するように配置されており、フィールドレン
ズ４２の焦点距離はｆ２で、焦点が蛍光像結像レンズ１
１の入射瞳に合致するように配置されている。フィール
ドレンズ４１は、投射レンズ３ｃ側を略平面、ダイクロ
イックミラー４側を凸面としている。また、フィールド
レンズ４２は、マイクロタイタプレート３０側を凸面、
蛍光像結像レンズ１１側を略平面としている。

【００３７】光源から放射された励起光は投射レンズ３
ｃによりフィールドレンズ４１に投射される。フィール
ドレンズ４１を透過した励起光は、光軸Ａに平行な光と
なり、その後ダイクロイックミラー４３で反射され、光
軸Ｂに平行な状態でマイクロタイタプレート３０に入射
される。そのため、全てのウェル３０ａをマイクロタイ
タプレート３０に対し垂直に照射することになり、照明
むらがなくなる。また、検体サンプル９から放出された
サンプル光のうち光軸Ｂに平行な光は、フィールドレン
ズ４２によって蛍光像結像レンズ１１に集光され、その
後ＣＣＤ７上に結像される。従って、蛍光を効率良く検
出でき、シェーデングをなくすことができる。

【００３８】続いて、本発明に係る第四の実施形態を図
６を用いて説明する。本実施形態のマイクロタイタビュ
ーア５０は、図１に示す第一実施形態のマイクロタイタ
ビューア１における水銀ランプ２等の励起光投射系とＣ
ＣＤ７等の蛍光結像系の位置を反転させたものである。
また、光分離手段として、励起光を透過し、蛍光を反射
するダイクロイックミラー５１が用いられている。すな
わち、本実施形態においては、水銀ランプ２から放出さ
れた励起光はダイクロイックミラー５１を透過してマイ
クロタイタプレート６の下部全面に入射し、検体サンプ
ル９から発せられた蛍光は、ダイクロイックミラー５１
で反射され、ＣＣＤ７上に結像される。なお、励起光の
波長に応じて本実施形態のマイクロタイタビューア５０
とマイクロタイタビューア１を使い分けることにとり、
蛍光検出を効率よく行うことができる。

【００３９】次に、本発明においてマイクロレンズアレ
イプレート５を設けたことによる効果を図７の比較用装
置１３（未公知である）を用いて説明する。尚、図面の
説明において、図１のマイクロタイタビューアと同一の
要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
比較用装置で、励起光をマイクロタイタプレート６全体
に均一に照射すると、各ウェルの励起光照度（Ｅ）は、
励起光輝度をＢ、励起光のウェル６ａへの入射角度をω
ｓ'とすると、Ｅ＝π・Ｂ・sin²ωｓ' となる。

【００４０】また、蛍光輝度（Ｂ’）は励起光照度
（Ｅ）に比例するので、ＣＣＤ７上の蛍光照度（Ｅ'）
は、サンプルの蛍光変換効率をｋとすると、Ｅ’＝π・Ｂ'・sin²ω'＝π・（ｋ・Ｅ）・sin²ω' ＝ｋ・π²・Ｂ・sin²ω'・sin²ωｓ' となる。このＥ’の値が大きいと、蛍光検出効率が高い
ことになるが、このＥ’の値を増加させるには、励起
光輝度Ｂ、sin²ω'、sin²ωｓ'のいずれかを増加さ
せる必要がある。

【００４１】励起光輝度Ｂの値はランプの種類に依存
する量であり、ランプのワッテージを上げてもほとんど
変わらない。また、sinω'は蛍光像結像レンズの明る
さであり、０．４以上にすることは困難である。一方、
sinωｓ'は、投射レンズ系の倍率をβとすると、 sinωｓ'＝sinωｓ/β となる。投射系レンズは結像系ではないので、sinωｓ
は０．７程度にすることができる。しかし、励起光源に
使用する水銀ランプ２等では、光源サイズが小さいの
で、マイクロタイタプレート６全体を照射するには、倍
率βはかなり大きくする必要がある。そのため、sinω
ｓ'は非常に小さな値となり、ＣＣＤ７上の蛍光照度
（Ｅ'）も非常に弱くなってしまう。

【００４２】従って、図７に示す比較用装置１３で、励
起光輝度Ｂ、sin²ω'、sin²ωｓ'を増加させるのは殆ど
不可能である。この点を改善するために、発明者は図１
に示すようにマイクロレンズアレイプレート５をマイク
ロタイタプレート６の真下に配置したが、マイクロレン
ズアレイプレート５によって、励起光の入射角度（ω
ｓ''）を比較用装置１３の場合の入射角度（ωｓ'）よ
りも容易に数倍大きくすることができる。各ウェル６ａ
の励起光照度（Ｅ）及びＣＣＤ７上の蛍光照度（Ｅ'）
は、マイクロレンズアレイプレート５がない場合の、si
n²ωｓ''／sin²ωｓ'倍となり、大幅に増加することが
分かる。

【００４３】続いて、図８を用いて、マイクロレンズア
レイプレート５を設けたことにより光検出効率が向上す
る過程を詳細に説明する。（ａ）はマイクロレンズアレ
イプレート５が無い場合で、（ｂ）はマイクロレンズア
レイプレート５がある場合である。前提条件は以下の様
にする。（１）１個のウェル２０で考える。（２）サン
プルである蛍光細胞２１はウェルの底に一様に１０００
個溜まっているとする。（３）マイクロレンズ２２の有
無に拘わらず、１個のウェルに入る全光束２３は変わら
ないとする。（４）レンズにより入射角が１０倍大きく
なるとする（よって、照射される細胞数は１／１００と
なる）。（５）蛍光効率は１／１０とする。（６）マイ
クロレンズ２２の無い場合、受光光学系の光束取得率
（１個の細胞からあらゆる方向に出る蛍光光束の内、受
光光学系の有効口径内に入る光束の割合）は１／１００
０とする。

【００４４】まず、マイクロレンズアレイプレート５が
無い場合を説明する。１個のウェル２０に入る励起光の
全光束２３を仮に1,000,000（ホトン/秒）とすると、前
提条件（２）より、１個の細胞には1,000（ホトン/秒）
の励起光が当たることになる。そして、１個の細胞から
出る全蛍光量２４は、前提条件（５）より、100（ホト
ン/秒）となる。前提条件（６）より、この内の１／１
０００即ち0.1（ホトン/秒）がＣＣＤ７に入るので、全
体の受光信号量は0.1×1000個で、１００（ホトン/秒）
となる。

【００４５】次に、マイクロレンズアレイプレート５が
ある場合を説明する。１個のウェルに入る励起光の全光
束２３は、前提条件（３）より、1,000,000（ホトン/
秒）であり、１個の細胞には1,000（ホトン/秒）の励起
光が当たることになる。前提条件（４）より、励起光の
入射角が10倍になると、１個の細胞にはその２乗倍、即
ち1,000×100で100,000（ホトン/秒）の励起光が当たる
ことになる。尚、照射される細胞数は１／１００、即ち
10個だけとなる。１個の細胞から出る全光束量２４は、
前提条件（５）より、10,000（ホトン/秒）となり、こ
の内、ＣＣＤ７に入るのは、前提条件（６）の１／１０
００に、さらに入射角を考慮して１０の２乗倍したもの
となる。従って、照射される細胞数が１０個であること
も考慮して、全体の受光信号量は10,000（ホトン/秒）
×（１／１０００）×１００×１０個で、１０,０００
（ホトン/秒）となる。この値は、マイクロレンズの無
い場合と比較して１００倍、即ち照射角の倍率１０倍の
２乗倍になっており、蛍光検出効率が激増していること
が分かる。

【００４６】また、マイクロレンズアレイプレート５を
用いない場合、ＣＣＤ７上に各ウェル６ａ間の隔壁の像
が写り、この分だけ蛍光像の積分できる面積が少なくな
るが、各レンズ間のつなぎ部分に隙間のないマイクロレ
ンズアレイプレート５を用いることにより隔壁部分の像
は無くなり、ＣＣＤ７のほとんど全ての素子が蛍光出力
として利用できるようになる。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のマイクロ
タイタビューアによれば、励起光をサンプルに向けて集
光するとともにサンプル光を二次元光検出器に向けて集
光する集光部が備えられているため光検出効率の向上が
図れ、光分離手段を備えたことにより光検出を迅速かつ
低コストで実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるマイクロタイタビューアの第一の
実施形態を示す図である。

【図２】マイクロタイタプレートの斜視図である。

【図３】マイクロレンズアレイプレートのレンズの位置
を説明するために用いた図である。

【図４】本発明によるマイクロタイタビューアの第二の
実施形態を示す図である。

【図５】本発明によるマイクロタイタビューアの第三の
実施形態を示す図である。

【図６】本発明によるマイクロタイタビューアの第四の
実施形態を示す図である。

【図７】マイクロレンズアレイプレートの効果を説明す
るために用いた比較用装置を示す図である。

【図８】マイクロレンズアレイプレートの効果を詳細に
説明するために用いた図である。

【符号の説明】

１…マイクロタイタビューア、２…水銀ランプ、３ｂ…
励起波長選択部、４…ダイクロイックミラー、５…マイ
クロレンズアレイプレート、６…マイクロタイタプレー
ト、６ａ…ウェル、７…ＣＣＤ、９…検体サンプル。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】サンプルを励起するための励起光を放射
する光源と、前記励起光が照射されることによりサンプル光を発する
サンプルを収容するとともに、下部が透明な収容穴を二
次元状に複数有するサンプル収容プレートと、前記サンプル光に感度を有する二次元の位置分解が可能
な二次元光検出器と、前記サンプル収容プレートと前記光源の光路および前記
サンプル収容プレートと前記二次元光検出器の光路の共
通光路上に介在され、前記各収容穴に対応したレンズを
二次元状に複数有する集光部と、前記励起光と前記サンプル光との共通光路上に配列さ
れ、前記光源から放射された前記励起光を前記集光部の
下部全体に入射させるとともに、前記集光部の下部全体
から放射された前記サンプル光を前記二次元光検出器に
入射させる光分離手段と、前記二次元光検出器の信号を出力する出力表示部と、を備えることを特徴とするマイクロタイタビューア。
【請求項２】前記光分離手段が、前記励起光を反射
し、前記サンプル光を透過させるダイクロイックミラー
であることを特徴とする請求項１記載のマイクロタイタ
ビューア。
【請求項３】前記光分離手段が、前記サンプル光を反
射し、前記励起光を透過させるダイクロイックミラーで
あることを特徴とする請求項１記載のマイクロタイタビ
ューア。
【請求項４】前記サンプル収容プレートの底部が前記
集光部を構成していることを特徴とする請求項１〜３の
何れか一項に記載のマイクロタイタビューア。
【請求項５】前記光分離手段と前記二次元光検出器の
光路上に、前記励起光波長をカットする励起波長カット
部が介在されていることを特徴とする請求項１〜４の何
れか一項に記載のマイクロタイタビューア。
【請求項６】前記光源と前記光分離手段の光路上に、
前記励起光波長を選択し透過させる励起波長選択部が介
在されていることを特徴とする請求項１〜５の何れか一
項に記載のマイクロタイタビューア。
【請求項７】前記光源と前記光分離手段の光路上に、
前記光分離手段に向けて前記励起光を平行光束として入
射するフィールドレンズを備えるとともに、前記光分離
手段と前記二次元光検出部の光路上に、前記集光部から
放射された前記サンプル光のうちの平行光束を前記二次
元光検出器に集光するフィールドレンズを備えたことを
特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載のマイクロ
タイタビューア。