JP2003262588A - Apparatus and method for reading microarray of organism-related substance - Google Patents

Apparatus and method for reading microarray of organism-related substance

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JP2003262588A
JP2003262588A JP2002341244A JP2002341244A JP2003262588A JP 2003262588 A JP2003262588 A JP 2003262588A JP 2002341244 A JP2002341244 A JP 2002341244A JP 2002341244 A JP2002341244 A JP 2002341244A JP 2003262588 A JP2003262588 A JP 2003262588A
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竹昭 甘川
Teruhiro Ishimaru
輝太 石丸
Chiho Ito
千穂 伊藤
Chiaki Nagahama
千秋 長浜
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  • Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately acquire information on the location or size of a section to be detected to which an organism-related substance is immobilized even in a specimen of a low fluorescent intensity and a microarray of a low arrangement accuracy. <P>SOLUTION: In this apparatus (1) for reading the microarray, fluorescence emitted by a fluorescent substance is read from the microarray (A) in which sections except the section to which the organism-related substance is immobilized are opaquely formed. The apparatus (1) for reading the microarray comprises a light source (2) for transmission for transmitting light through the microarray, a light source (6) for excitation for exciting the fluorescent substance present in the section, an image pickup means (4) for both picking up the image of light shone from the light source for transmission and transmitted through the microarray and picking up the image of the fluorescence emitted by the fluorescent substance excited by the light source for excitation, and a detecting means (5) for detecting the location and/or size of the section arranged on the microarray on the basis of the image of light picked up by the image pickup means and transmitted through the microarray. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、プローブを固定化
して配列した生体関連物質マイクロアレイに、蛍光物質
を付与した検体を反応させ、励起光を照射して、励起し
た蛍光の量を読み取る生体関連物質マイクロアレイ読取
装置及び方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bio-related substance microarray in which probes are immobilized and arrayed, a specimen provided with a fluorescent substance is reacted, and excitation light is irradiated to read the amount of excited fluorescence. A material microarray reader and method.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、各種生物におけるゲノムプロジェ
クトが進められており、ヒト遺伝子をはじめとして、多
数の遺伝子とその塩基配列が急速に明らかにされつつあ
る。配列の明らかにされた遺伝子の機能については、各
種の方法で調べることができる。その有力な方法の一つ
として、明らかにされた塩基配列情報を利用した遺伝子
発現解析が知られている。この解析方法においては、例
えば、基板の表面、凹部、凸部またはキャピラリーの内
壁部あるいはキャピラリー中空部に保持された高分子ゲ
ル状物の区画の何れかに、例えば、異なる遺伝子ペプチ
ド、タンパク質、抗体等の生体関連物質をプローブとし
て数十から数万個固定化したマイクロアレイを使用す
る。このプローブに対して、各種特異的反応を利用する
ことにより、プローブとして使用された物質とその生体
機能発現との関係を調べることができる。このような方
法は、今日のゲノムプロジェクトを通して明らかにされ
つつあるような、一個体レベルという極めて多数の遺伝
子の総合的・系統的解析を行うために、多数遺伝子の一
括発現解析を可能とするDNAマイクロアレイ法(DN
Aチップ法)と呼ばれる新しい分析法、ないし方法論と
して開発されてきた。
2. Description of the Related Art In recent years, genome projects in various organisms have been under way, and many genes including human genes and their nucleotide sequences are rapidly being clarified. The function of the gene whose sequence has been elucidated can be examined by various methods. As one of the effective methods, gene expression analysis using the revealed nucleotide sequence information is known. In this analysis method, for example, a different gene peptide, protein, antibody, for example, in any of the surface of the substrate, the concave portion, the convex portion, or the compartment of the polymer gel-like substance retained in the inner wall portion of the capillary or the hollow portion of the capillary is used. A microarray in which tens to tens of thousands of bio-related substances are immobilized as a probe is used. By utilizing various specific reactions with this probe, the relationship between the substance used as the probe and its biological function expression can be investigated. Such a method enables a collective expression analysis of a large number of genes in order to carry out a comprehensive and systematic analysis of an extremely large number of genes at the individual level, as is being revealed through today's genome projects. Microarray method (DN
It has been developed as a new analytical method or method called the A-chip method.

【0003】プローブと検体の反応物を検出する方法に
おいては、まず、蛍光標識した検体と、マイクロアレイ
にプローブとして固定化された生体関連物質とを反応さ
せる。次いで、蛍光レーザースキャナーや蛍光顕微鏡等
の蛍光測定装置により蛍光量を検出することにより、蛍
光標識された検体が、どのプローブと反応物を形成した
かを検出することができる。
In the method of detecting a reaction product of a probe and a specimen, first, a fluorescence-labeled specimen and a bio-related substance immobilized as a probe on a microarray are reacted. Then, by detecting the amount of fluorescence with a fluorescence measurement device such as a fluorescence laser scanner or a fluorescence microscope, it is possible to detect with which probe the fluorescence-labeled sample formed a reaction product.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、検体の
蛍光強度が低い場合や、マイクロアレイの配列の位置精
度が低い場合には、検出された蛍光と、マイクロアレイ
にプローブとして固定化された生体関連物質との間の対
応を正確認識することが困難であり、検体が、どのプロ
ーブとハイブリッドを形成したかを容易に正確に検出す
るのが困難であるという問題がある。
However, when the fluorescence intensity of the sample is low or the positional accuracy of the array of the microarray is low, the detected fluorescence and the biological substance immobilized on the microarray as a probe are detected. There is a problem in that it is difficult to accurately recognize the correspondence between the two, and it is difficult to easily and accurately detect with which probe the sample has hybridized.

【0005】このような問題を解決するために、特許文
献1にはマイクロアレイの読取方法が記載されている。
この方法は、マイクロアレイにプローブとして固定化す
る生体関連物質の中に、検体を標識するための蛍光物質
とは別の蛍光物質を予め混合しておき、プローブに混合
された蛍光物質を励起して得られる蛍光を検出すること
によってスポットの位置を検出するものである。
In order to solve such a problem, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2004-242242 describes a microarray reading method.
In this method, in a bio-related substance to be immobilized as a probe on a microarray, a fluorescent substance different from the fluorescent substance for labeling the specimen is previously mixed, and the fluorescent substance mixed with the probe is excited. The position of the spot is detected by detecting the obtained fluorescence.

【0006】しかしながら、この方法においては、マイ
クロアレイに固定化してプローブを形成する生体関連物
質の中に、検体に付与する蛍光物質とは異なる蛍光物質
を付与する必要がある。この生体関連物質に付与され
た、プローブの位置を予め検出するための蛍光物質は、
本来検出すべき、検体に付与された蛍光物質の検出を行
う際のノイズ源になるという問題がある。また、新たに
生体関連物質に混合した蛍光物質を検出するためのフィ
ルタ等、新たな光学系を構成する必要があるという問題
もある。
[0006] However, in this method, it is necessary to add a fluorescent substance different from the fluorescent substance given to the sample to the biological substance immobilized on the microarray to form the probe. The fluorescent substance, which is attached to this biological substance, for detecting the position of the probe in advance,
There is a problem that it becomes a noise source when the fluorescent substance attached to the sample, which should be originally detected, is detected. There is also a problem that it is necessary to construct a new optical system such as a filter for detecting a fluorescent substance newly mixed with the biological substance.

【0007】本発明は、蛍光強度の低い検体や配列精度
の低いアレイにおいても、プローブとして使用する生体
関連物質に新たな物質を混合することなく、生体関連物
質を固定化した検出すべき区画の位置及び/又は大きさ
の情報を正確に取得することができるマイクロアレイの
読取装置及び方法を提供することを目的としている。
According to the present invention, even in a sample having a low fluorescence intensity or an array having a low array accuracy, a bio-related substance is immobilized on a compartment to be detected without mixing a new substance with the bio-related substance used as a probe. It is an object of the present invention to provide a microarray reading apparatus and method capable of accurately obtaining position and / or size information.

【0008】[0008]

【特許文献1】特開2001−27607号[Patent Document 1] Japanese Patent Laid-Open No. 2001-27607

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明は、蛍光物質が付与された検体を反応さ
せた複数の区画を含む生体関連物質マイクロアレイか
ら、蛍光物質が発する蛍光を読み取る読取装置であっ
て、マイクロアレイに光を透過させる透過用光源と、区
画に存在する蛍光物質を励起する励起用光源と、透過用
光源から照射され、マイクロアレイを透過した光を撮像
すると共に、励起用光源によって励起された蛍光物質か
ら発せられる蛍光を撮像する撮像手段と、この撮像手段
によって撮像された、マイクロアレイを透過した光の画
像に基づいて、マイクロアレイ上に配置された区画の位
置及び/又は大きさを検出する検出手段と、を有するこ
とを特徴としている。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention detects fluorescence emitted by a fluorescent substance from a bio-related substance microarray including a plurality of compartments in which a specimen to which the fluorescent substance is applied is reacted. A reader for reading, which is a transmissive light source that transmits light to the microarray, an excitation light source that excites the fluorescent substance existing in the compartment, and an image of the light that is emitted from the transmissive light source and that has passed through the microarray, and is excited. Based on the image of the light transmitted through the microarray, which is imaged by the imaging means for imaging the fluorescence emitted from the fluorescent substance excited by the light source, and / or the position of the section arranged on the microarray And a detection means for detecting the size.

【0010】また、マイクロアレイの区画以外の部分が
不透明に構成されていることが好ましい。
Further, it is preferable that the portion other than the section of the microarray is made opaque.

【0011】さらには、マイクロアレイ上に配置された
区画の位置から、区画を、撮像手段の視野内に移動させ
る手段を有していることを特徴としている。
Furthermore, it is characterized in that it has means for moving the section from the position of the section arranged on the microarray into the visual field of the image pickup means.

【0012】次に、このマイクロアレイの区画に、蛍光
物質が付与された検体を反応させ、マイクロアレイのプ
ローブと検体の反応物を形成させる。次いで、このマイ
クロアレイに透過用光源から光が照射され、マイクロア
レイを透過した透過光が撮像手段によって撮像される。
Next, the specimen to which the fluorescent substance is applied is reacted with the section of the microarray to form a reaction product of the probe and the specimen of the microarray. Next, the microarray is irradiated with light from a light source for transmission, and the transmitted light that has passed through the microarray is imaged by an imaging unit.

【0013】検出手段は、撮像された透過光の画像か
ら、マイクロアレイ上の区画の位置及び/又は大きさを
検出する。好ましくは、撮像された透過光の画像から、
マイクロアレイ上の区画全体の位置を検出する。次い
で、この検出したマイクロアレイ上の区画全体の中心位
置が、撮像手段の視野中心位置と一致するように、マイ
クロアレイを移動する。次いで、再度マイクロアレイに
透過用光源から光が照射され、マイクロアレイの区画を
透過した透過光が撮像手段によって撮像され、撮像され
た透過光の画像から、マイクロアレイ上の区画の位置及
び/又は大きさを検出する。
The detecting means detects the position and / or size of the section on the microarray from the image of the transmitted light taken. Preferably, from the image of the transmitted light taken,
The position of the entire section on the microarray is detected. Next, the microarray is moved so that the detected center position of the entire section on the microarray coincides with the center position of the visual field of the imaging means. Then, the microarray is irradiated with light from the light source for transmission again, the transmitted light transmitted through the sections of the microarray is imaged by the imaging means, and the position and / or size of the section on the microarray is determined from the captured image of the transmitted light. To detect.

【0014】さらに、励起用光源からマイクロアレイに
励起光が照射され、マイクロアレイ上に存在する蛍光物
質を蛍光させる。この蛍光は、撮像手段によって撮像さ
れ、撮像された画像は、先に検出された区画の位置及び
/又は大きさに基づいて解析される。
Further, the excitation light source irradiates the microarray with excitation light to cause the fluorescent substance existing on the microarray to fluoresce. This fluorescence is imaged by the imaging means, and the imaged image is analyzed based on the position and / or size of the previously detected section.

【0015】この構成により、マイクロアレイ上に形成
された区画の位置及び/又は大きさを容易に認識するこ
とが可能になるので、区画を配置する位置精度が悪いマ
イクロアレイを使用した場合や、マイクロアレイから発
せられる蛍光が微弱な場合においても、蛍光を正確に検
出することができる。
With this configuration, it is possible to easily recognize the position and / or size of the section formed on the microarray, and therefore, when using a microarray having a poor positional accuracy for arranging the section, or from the microarray. Even when the emitted fluorescence is weak, the fluorescence can be accurately detected.

【0016】検出手段が、撮像手段によって撮像された
区画を透過した光の画像の一部分を選択し、この選択さ
れた部分の蛍光を検出するように構成するのが良い。
It is preferable that the detecting means selects a part of the image of the light transmitted through the section imaged by the imaging means and detects the fluorescence of the selected part.

【0017】このように構成された本発明においては、
透過光を撮像することによって検出された区画の画像で
あるスポットの一部分の画像情報を取り出し、その画像
情報を基に解析を行う。この構成によれば、マイクロア
レイ上の検出すべき蛍光物質以外から発せられる蛍光、
例えば、マイクロアレイの区画以外の部分の材料から発
せられる自家蛍光の影響を排除することができる。
In the present invention thus constructed,
Image information of a part of the spot, which is an image of the section detected by capturing the transmitted light, is extracted, and analysis is performed based on the image information. According to this configuration, fluorescence emitted from other than the fluorescent substance to be detected on the microarray,
For example, it is possible to eliminate the influence of autofluorescence emitted from the material other than the section of the microarray.

【0018】好ましくは、検出手段は、マイクロアレイ
を透過した光を撮像する際の光学系と、蛍光物質から発
せられた蛍光を撮像する際の光学系との差を補正する補
正手段を更に有する。
Preferably, the detection means further comprises a correction means for correcting the difference between the optical system for imaging the light transmitted through the microarray and the optical system for imaging the fluorescence emitted from the fluorescent substance.

【0019】このように構成された本発明においては、
マイクロアレイを透過した光を撮像する際の光学系と、
蛍光物質から発せられた蛍光を撮像する際の光学系が異
なり、この光学系の相違により、画像にずれを生じるよ
うな場合においても、誤差なく区画の蛍光を検出するこ
とができる。
In the present invention thus constructed,
An optical system for imaging light transmitted through the microarray,
Even when the optical system for capturing the fluorescence emitted from the fluorescent substance is different and the difference in the optical system causes a shift in the image, the fluorescence in the section can be detected without error.

【0020】また、撮像手段はCCDカメラで構成する
ことができる。
The image pickup means can be composed of a CCD camera.

【0021】さらに、透過用光源と励起用光源を、兼用
としても良い。
Further, the light source for transmission and the light source for excitation may be combined.

【0022】また、透過用光源又は励起用光源は、発光
手段と、この発光手段によって発光された光を導く光フ
ァイババンドルと、によって構成することもできる。
Further, the light source for transmission or the light source for excitation can be constituted by a light emitting means and an optical fiber bundle for guiding the light emitted by the light emitting means.

【0023】このように構成された本発明においては、
透過用光源又は励起用光源を任意の位置に配置すること
ができ、また、光ファイバによって、光源が発する熱線
がマイクロアレイに照射されるのを防止することができ
る。
In the present invention thus constructed,
The transmission light source or the excitation light source can be arranged at any position, and the optical fiber can prevent the heat rays emitted from the light source from being applied to the microarray.

【0024】さらに、透過用光源又は励起用光源を、L
ED光源によって構成することもできる。
Further, a transmission light source or an excitation light source is set to L
It can also be configured by an ED light source.

【0025】このように構成された本発明においては、
透過用光源又は励起用光源の寿命を長くすることができ
る。
In the present invention thus constructed,
The life of the transmission light source or the excitation light source can be extended.

【0026】また、本発明の生体関連物質マイクロアレ
イの読取方法は、蛍光物質が付与された検体を反応させ
た複数の区画を含む生体関連物質マイクロアレイを準備
するステップと、マイクロアレイに光を照射し、マイク
ロアレイを透過した透過光を撮像するステップと、区画
の位置及び/又は大きさを検出するステップと、マイク
ロアレイに励起光を照射してマクロアレイの区画に存在
する蛍光物質を励起し、この蛍光物質から発せられる蛍
光を撮像するステップと、このステップにおいて撮像さ
れた蛍光を、透過光に基づいて検出された区画の位置及
び/又は大きさに基づいて読み取るステップと、を有す
ることを特徴としている。
Further, the reading method of the bio-related substance microarray according to the present invention comprises the steps of preparing a bio-related substance microarray including a plurality of compartments reacted with a specimen to which a fluorescent substance is applied, and irradiating the microarray with light. Imaging the transmitted light transmitted through the microarray, detecting the position and / or size of the compartment, irradiating the microarray with excitation light to excite the fluorescent substance existing in the compartment of the macroarray, and And a step of reading the fluorescence imaged in this step based on the position and / or the size of the section detected based on the transmitted light.

【0027】また、本発明の生体関連物質マイクロアレ
イの読取方法は、蛍光物質が付与された検体を反応させ
た複数の区画を含む生体関連物質マイクロアレイを準備
するステップと、上記マイクロアレイに光を照射し、マ
イクロアレイを透過した透過光を撮像するステップと、
このステップにおいて撮像された透過光に基づいて、区
画の位置を撮像する視野内の適切な位置に移動させるス
テップと、再びマイクロアレイに光を照射し、マイクロ
アレイを透過した透過光を撮像するステップと、上記区
画の位置及び/又は大きさを検出するステップと、マイ
クロアレイに励起光を照射してマクロアレイの区画に存
在する蛍光物質を励起し、この蛍光物質から発せられる
蛍光を撮像するステップと、このステップにおいて撮像
された蛍光を、透過光に基づいて検出された上記区画の
位置及び/又は大きさに基づいて読み取るステップと、
を有することを特徴としている。
Further, the reading method of the bio-related substance microarray of the present invention comprises the steps of preparing a bio-related substance microarray including a plurality of compartments reacted with a specimen to which a fluorescent substance is applied, and irradiating the microarray with light. , Imaging the transmitted light transmitted through the microarray,
Based on the transmitted light imaged in this step, a step of moving the position of the section to an appropriate position in the field of view for imaging, irradiating the microarray again with light, and imaging the transmitted light transmitted through the microarray, Detecting the position and / or size of the section, irradiating the microarray with excitation light to excite the fluorescent substance existing in the section of the macroarray, and imaging the fluorescence emitted from this fluorescent substance; Reading the fluorescence imaged in step based on the position and / or size of the section detected based on transmitted light;
It is characterized by having.

【0028】さらには、本発明のマイクロアレイ読取方
法は、透過光に基づいて検出された区画の位置及び/又
は大きさに基づいて、蛍光物質から発せられる蛍光を撮
像した画像にマスクを施すことを特徴としている。
Furthermore, in the microarray reading method of the present invention, a mask is applied to an image obtained by imaging the fluorescence emitted from the fluorescent substance based on the position and / or size of the section detected based on the transmitted light. It has a feature.

【0029】[0029]

【発明の実施形態】次に、添付図面を参照して、本発明
の実施形態を説明する。図1は、本発明の第1又は第2
の実施形態によるマイクロアレイの読取装置の概略構成
図である。
Embodiments of the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows the first or second aspect of the present invention.
2 is a schematic configuration diagram of a microarray reader according to the embodiment of FIG.

【0030】また、図2は、本実施形態によるマイクロ
アレイの読取装置に使用されるマイクロアレイAの平面
図である。図1に示すように、本発明の第1実施形態に
よるマイクロアレイ読取装置1は、マイクロアレイAを
透過させる透過光を照射する透過用光源2と、蛍光物質
を励起させるための光をマイクロアレイAに照射する励
起用光源6と、を有する。更に、マイクロアレイの読取
装置1は、マイクロアレイAを透過した透過光及びマイ
クロアレイA上の検体に付与された蛍光物質から発せら
れる蛍光を撮像する撮像手段であるCCDカメラ4と、
このCCDカメラ4によって撮像された画像に基づい
て、検体を解析する検出手段5と、を有する。
FIG. 2 is a plan view of the microarray A used in the microarray reader according to this embodiment. As shown in FIG. 1, the microarray reader 1 according to the first embodiment of the present invention irradiates the microarray A with a transmissive light source 2 that radiates transmitted light that transmits the microarray A and light for exciting a fluorescent substance. And a light source 6 for excitation. Further, the microarray reading device 1 includes a CCD camera 4 which is an imaging unit for imaging the transmitted light transmitted through the microarray A and the fluorescence emitted from the fluorescent substance applied to the sample on the microarray A,
The detection means 5 analyzes the sample based on the image captured by the CCD camera 4.

【0031】また、マイクロアレイの読取装置1は、所
定の光を透過し又は反射させるダイクロックミラー8、
吸収フィルタ10、励起用フィルタ12、及び、マイク
ロアレイAに対する対物レンズ14から構成される光学
系を備えた顕微鏡16を有する。さらに、マイクロアレ
イの読取装置1は、マイクロアレイAを水平面内で所望
の位置に移動させるXYステージ18と、透過光光源
2、CCDカメラ4、励起用光源6、CCDカメラ4に
写されるマイクロアレイAの像のピントを調節するた
め、XYステージ18又は対物レンズ14を上下動させ
るフォーカスステージ(図示せず)、及び、XYステー
ジ18等を制御する制御装置20とを有する。
Further, the microarray reader 1 includes a dichroic mirror 8 which transmits or reflects a predetermined light.
The microscope 16 is provided with an optical system including an absorption filter 10, an excitation filter 12, and an objective lens 14 for the microarray A. Further, the microarray reading device 1 includes an XY stage 18 for moving the microarray A to a desired position in a horizontal plane, a transmitted light source 2, a CCD camera 4, an excitation light source 6, and a microarray A imaged on the CCD camera 4. A focus stage (not shown) that moves the XY stage 18 or the objective lens 14 up and down to adjust the focus of the image, and a control device 20 that controls the XY stage 18 and the like.

【0032】透過用光源2は、この光源が射出する光の
光軸と、顕微鏡16の光軸とが整合するように、XYス
テージ18の下方に配置されている。透過用光源2とし
て、例えば、ハロゲンランプ、又はLEDを複数個配列
したLEDアレイ光源を使用することができる。本実施
形態では、透過用光源2として、LEDアレイ光源、ハ
ロゲンランプが使用されている。
The transmissive light source 2 is arranged below the XY stage 18 so that the optical axis of the light emitted from the light source and the optical axis of the microscope 16 are aligned with each other. As the transmissive light source 2, for example, a halogen lamp or an LED array light source in which a plurality of LEDs are arranged can be used. In this embodiment, an LED array light source and a halogen lamp are used as the transmissive light source 2.

【0033】また、透過用光源2は、必ずしもXYステ
ージ18の下方に配置される必要はなく、XYステージ
18の下方の位置以外の位置から適宜レンズ、ミラー等
を介して顕微鏡16の光軸と整合する方向に光を照射す
るように構成しても良い。あるいは、光源から光ファイ
ババンドルを用いて、所定の位置まで光を導光しても良
い。このように、光ファイババンドルを用いて導光した
場合には、光ファイバによって光線の熱線を除去するこ
とができる。
The transmissive light source 2 does not necessarily have to be arranged below the XY stage 18, and can be connected to the optical axis of the microscope 16 from a position other than the position below the XY stage 18 via a lens, a mirror, etc. as appropriate. It may be configured to irradiate light in the matching direction. Alternatively, light may be guided from a light source to a predetermined position by using an optical fiber bundle. As described above, when the light is guided using the optical fiber bundle, the heat ray of the light beam can be removed by the optical fiber.

【0034】また、各光ファイバの出射端をマイクロア
レイAの区画Cが配置された位置に合わせることによ
り、各区画Cに効率良く光を照射することができる。更
に、光源にLEDを使用した場合には、安定した光量、
光源の長寿命化を実現することができる。
By aligning the emitting end of each optical fiber with the position where the section C of the microarray A is arranged, each section C can be efficiently irradiated with light. Furthermore, when an LED is used as the light source, a stable light amount,
The life of the light source can be extended.

【0035】また、励起用光源6は、顕微鏡16の鏡筒
の側面から鏡筒内に光を射出するように配置されてい
る。好ましくは、励起用光源6として、マイクロアレイ
A上の蛍光物質を励起することができる波長成分の光を
多く含む光源を選択する。本実施形態に置いては、励起
用光源6として、高圧水銀ランプが使用されている。
The excitation light source 6 is arranged so as to emit light from the side surface of the lens barrel of the microscope 16 into the lens barrel. Preferably, as the excitation light source 6, a light source containing a large amount of light of a wavelength component capable of exciting the fluorescent substance on the microarray A is selected. In this embodiment, a high pressure mercury lamp is used as the excitation light source 6.

【0036】励起用フィルタ12は、励起用光源6から
射出された光の中の、マイクロアレイA上の蛍光物質を
励起させることができる波長成分だけを透過し、それ以
外の波長成分を遮断するように構成されている。また、
吸収用フィルタ10は、マイクロアレイAから発せられ
る蛍光の波長の光を透過させ、蛍光物質を励起させる波
長成分の光を透過させないように構成されている。ダイ
クロックミラー8は、励起用フィルタ12を透過した、
蛍光物質を励起させることができる波長成分の光を反射
してマイクロアレイAの方に差し向けるように構成さ
れ、配置されている。
The excitation filter 12 transmits only the wavelength component of the light emitted from the excitation light source 6 that can excite the fluorescent substance on the microarray A, and blocks the other wavelength components. Is configured. Also,
The absorption filter 10 is configured to transmit light having a wavelength of fluorescence emitted from the microarray A and not transmit light having a wavelength component that excites the fluorescent substance. The dichroic mirror 8 is transmitted through the excitation filter 12,
It is constructed and arranged so as to reflect light of a wavelength component capable of exciting the fluorescent substance and direct it toward the microarray A.

【0037】また、このダイクロックミラー8は、マイ
クロアレイA上の蛍光物質から発せられた蛍光の波長の
光を透過させるように構成されている。
Further, the dichroic mirror 8 is constructed so as to transmit the light having the wavelength of the fluorescence emitted from the fluorescent substance on the microarray A.

【0038】本実施形態においては、蛍光物質としてC
y3を使用し、吸収フィルタ10として、中心波長61
0nm、半値幅75nmのバンドパスフィルタが、励起
用フィルタ12として、中心波長545nm、半値幅3
0nmのバンドパスフィルタが、ダイクロックミラー8
として、約570nm以下の波長の光を反射し、それ以
上の波長の光を透過させるミラーが使用されている。な
お、ダイクロックミラー8、吸収用フィルタ10、及
び、励起用フィルタ12は、使用する蛍光物質の励起波
長及び蛍光物質が発する蛍光の波長に合わせて選択、構
成し、複数の蛍光物質を使用する場合には、顕微鏡16
において、容易に切替え可能に構成するのが良い。
In this embodiment, C is used as the fluorescent substance.
Using y3, the absorption filter 10 has a center wavelength of 61
A bandpass filter having a wavelength of 0 nm and a full width at half maximum of 75 nm is used as the excitation filter 12 with a center wavelength of 545 nm and a full width at half maximum of 3
The bandpass filter of 0 nm is the dichroic mirror 8
As such, a mirror that reflects light having a wavelength of about 570 nm or less and transmits light having a wavelength of more than that is used. The dichroic mirror 8, the absorption filter 10, and the excitation filter 12 are selected and configured according to the excitation wavelength of the fluorescent substance used and the wavelength of the fluorescence emitted by the fluorescent substance, and a plurality of fluorescent substances are used. In some cases, the microscope 16
In the above, it is preferable that the switch can be easily performed.

【0039】CCDカメラ4は、その光軸が顕微鏡16
の光軸と整合するように、顕微鏡16の鏡筒の、対物レ
ンズ14の反対側端部に取り付けられている。好ましく
は、CCDカメラ4として、マイクロアレイAから発せ
られる微弱な蛍光を、少ないノイズで撮像することがで
きるように、カメラの冷却機能を備えた冷却CCDカメ
ラを使用する。本実施形態においては、1392×10
40有効画素を有し、−30℃に冷却して使用するCC
Dカメラが用いられている。また、本実施形態において
は、顕微鏡16は落射蛍光顕微鏡であり、倍率2倍の対
物レンズを使用し、CCDカメラの手前に0.5倍のレ
ンズを挿入して、等倍の光学系を使用している。
The optical axis of the CCD camera 4 is the microscope 16
It is attached to the end of the lens barrel of the microscope 16 on the side opposite to the objective lens 14 so as to align with the optical axis of. Preferably, as the CCD camera 4, a cooled CCD camera having a camera cooling function is used so that the weak fluorescence emitted from the microarray A can be imaged with less noise. In this embodiment, 1392 × 10
CC that has 40 effective pixels and is used by cooling to -30 ° C
A D camera is used. Further, in the present embodiment, the microscope 16 is an epi-fluorescence microscope, an objective lens having a magnification of 2 is used, a lens having a magnification of 0.5 is inserted in front of the CCD camera, and an optical system having a magnification of 1 is used. is doing.

【0040】検出手段5は、CCDカメラ4によって撮
像された画像データを基に、種々の画像処理を行ってマ
イクロアレイAから発せられる蛍光を検出するように構
成されている。検出手段5は、例えば、CCDカメラ4
からの画像データを入力するためのインターフェース、
パーソナルコンピュータ、及び、それを作動させるため
のコンピュータプログラム等によって構成することがで
きる。
The detection means 5 is configured to perform various image processings based on the image data picked up by the CCD camera 4 to detect the fluorescence emitted from the microarray A. The detection means 5 is, for example, the CCD camera 4
Interface for inputting image data from
It can be configured by a personal computer, a computer program for operating the personal computer, and the like.

【0041】XYステージ18は、CCDカメラ4によ
ってマイクロアレイAの各部を撮像するため、マイクロ
アレイAを水平面内で移動させることができるように構
成されている。フォーカスステージ(図示せず)は、C
CDカメラ4に写されるマイクロアレイAの像のピント
を調節するため、XYステージ18又は対物レンズ14
を上下動させるように構成されている。また、制御装置
20は、CCDカメラ4による撮像、XYステージ18
の移動、透過用光源2及び励起用光源6のON/OF
F、フォーカスステージの移動等を制御する。或いは、
透過用光源2又は励起用光源6として、頻繁にON/O
FFを繰り返すような使用に適さない種類の光源を使用
する場合には、透過用光源2又は励起用光源6の前に光
を遮断するためのシャッター(図示せず)を設け、この
シャッターの開閉を制御装置20によって制御する。制
御装置20は、例えば、各装置を作動させるアクチュエ
ータと、このアクチュエータに信号を送るパーソナルコ
ンピュータ等によって構成し、パーソナルコンピュータ
は検出手段5で使用するパーソナルコンピュータと兼用
することができる。
The XY stage 18 is constructed so that the CCD camera 4 images each part of the microarray A, so that the microarray A can be moved within a horizontal plane. The focus stage (not shown) is C
In order to adjust the focus of the image of the microarray A projected on the CD camera 4, the XY stage 18 or the objective lens 14
Is configured to move up and down. Further, the control device 20 controls the XY stage 18 and the image pickup by the CCD camera 4.
ON / OF of moving and transmitting light source 2 and excitation light source 6
F, the movement of the focus stage, etc. are controlled. Alternatively,
ON / O is frequently used as the transmission light source 2 or the excitation light source 6.
When a type of light source that is not suitable for repeated use of FF is used, a shutter (not shown) for blocking light is provided in front of the transmissive light source 2 or the excitation light source 6, and the shutter is opened and closed. Are controlled by the control device 20. The control device 20 includes, for example, an actuator that operates each device, a personal computer that sends a signal to the actuator, and the like, and the personal computer can also serve as the personal computer used in the detection unit 5.

【0042】次に、図2を参照して、本発明の第1又は
第2の実施形態によるマイクロアレイの読取装置に使用
するマイクロアレイAを説明する。図2に示すマイクロ
アレイAは、区画Cが貫通穴により形成されており、且
つ区画Cが複数個、整然と配列されたマイクロアレイで
ある。そのようなマイクロアレイは、例えば、WO 00/53
736号、特開2000-60554号、特開2000-78998号公報記載
の方法により作成される。
Next, with reference to FIG. 2, a microarray A used in the microarray reader according to the first or second embodiment of the present invention will be described. The microarray A shown in FIG. 2 is a microarray in which compartments C are formed by through holes, and a plurality of compartments C are arranged in an orderly manner. Such microarrays are described, for example, in WO 00/53.
736, JP-A 2000-60554, and JP-A 2000-78998.

【0043】各区画には、区画の内壁部に直接、又はゲ
ルを介してプローブとなりうる生体関連物質が固定され
ている。
In each compartment, a bio-related substance that can serve as a probe is fixed directly to the inner wall of the compartment or via a gel.

【0044】区画以外の基材部分Bは、区画Cと光透過
率が異なれば、その構成に特に限定はない。また基材部
分Bと区画Cは、光透過率に差があれば良く、どちらが
透明であるかは問題ではない。
The structure of the base material portion B other than the section is not particularly limited as long as it has a light transmittance different from that of the section C. Further, the base material portion B and the section C only need to have a difference in light transmittance, and it does not matter which is transparent.

【0045】好ましくは、基材部分Bが不透明材料で構
成されている。ここで「不透明」とは、マイクロアレイ
Aのプローブが固定された区画よりも光を透過しにくい
性質を意味し、必ずしも、光の透過率が0%であること
を意味するものではない。
Preferably, the base material portion B is made of an opaque material. Here, “opaque” means a property that light is less likely to be transmitted than a section of the microarray A on which the probes are fixed, and does not necessarily mean that the light transmittance is 0%.

【0046】図2では、区画Cとして中空円形状物を例
示しているが、区画の外形は円形に限定されるものでは
ない。区画Cの構造内径は170μm、外径は220μ
mである。
In FIG. 2, a hollow circular object is illustrated as the section C, but the outer shape of the section is not limited to a circle. Section C has a structure inner diameter of 170 μm and outer diameter of 220 μm
m.

【0047】また、図2では区画Cの肉厚部分及びそれ
を包含する樹脂製の基材部分Bにおいて、光透過率が1
%以下になる材料で構成されているマイクロアレイを例
示している。区画Cの肉厚部分は、カーボンブラックを
2%混合したPMMA又はポリカーボネート樹脂により
成形されている。この区画Cは、並行に縦横5列ずつ4
20μmピッチで等間隔に配置しており、その周囲は、
カーボンブラックを2.5%混合したウレタン樹脂で包
含されている。
In FIG. 2, the light transmittance is 1 in the thick portion of the section C and the resin base portion B including it.
The figure illustrates a microarray composed of a material whose content is less than or equal to%. The thick portion of the section C is formed of PMMA or polycarbonate resin mixed with 2% of carbon black. This section C has 5 rows in parallel and 4 rows in parallel.
They are arranged at equal intervals with a pitch of 20 μm, and the surrounding area is
It is included in a urethane resin mixed with 2.5% of carbon black.

【0048】次に、本発明の第1実施形態によるマイク
ロアレイの読取装置1の作用を説明する。ここでは、実
際に検体から発する蛍光の検出を説明する前に、本実施
形態によるマイクロアレイの読取装置1の検出精度を検
証するための検証実験について説明する。検証実験で
は、マイクロアレイAの各区画Cに充填されたゲル状物
に、予め設定した濃度で蛍光物質を直接固定化し、その
蛍光物質から発せられる蛍光を検出する。
Next, the operation of the microarray reader 1 according to the first embodiment of the present invention will be described. Here, a verification experiment for verifying the detection accuracy of the microarray reader 1 according to the present embodiment will be described before actually detecting the fluorescence emitted from the sample. In the verification experiment, a fluorescent substance is directly immobilized at a preset concentration on the gel-like material filled in each section C of the microarray A, and the fluorescence emitted from the fluorescent substance is detected.

【0049】まず、マイクロアレイAの各区画Cに充填
されたゲル状物に、各々異なる濃度で蛍光物質を固定化
する。この検証実験では、蛍光物質としてCY3を使用
した。表1は、各区画Cに固定化された蛍光物質の濃度
を示す。
First, the fluorescent substance is immobilized at different concentrations on the gel-like material filled in each section C of the microarray A. In this verification experiment, CY3 was used as the fluorescent substance. Table 1 shows the concentration of the fluorescent substance immobilized in each section C.

【0050】[0050]

【表1】 表1に示すように、各区画Cには、1から25の番号が
付されており、第1行は、左端から順に1番乃至5番の
番号が付され、第2行左端が6番、以下同様に、第5行
右端の25番まで番号が付されている。各区画Cの中心
座標及び固定化された蛍光物質濃度は、表1に示す通り
である。また、各区画Cの中心座標及び内径の数値は、
マイクロアレイAの設計値である。
[Table 1] As shown in Table 1, each section C is numbered from 1 to 25, the first row is numbered 1 to 5 in order from the left end, and the left end of the second row is numbered 6 In the same manner, numbers are given up to the number 25 on the right end of the fifth row. The center coordinates of each section C and the concentration of the immobilized fluorescent substance are as shown in Table 1. Also, the center coordinates and the numerical values of the inner diameter of each section C are
This is the design value of the microarray A.

【0051】表2は、このように構成されたマイクロア
レイAに投影機によって光を照射し、マイクロアレイA
の各区画を透過した光のスポットの位置及びスポット径
を測定した結果を示す。なお、表2の値は、5回の測定
値の平均値である。
Table 2 shows that the microarray A thus constructed was irradiated with light by a projector,
The results of measuring the position and spot diameter of the spot of the light transmitted through each section are shown. The values in Table 2 are the average values of the five measurements.

【0052】[0052]

【表2】 次に、このマイクロアレイAを、本発明の第1実施形態
によるマイクロアレイ読取装置1のXYステージ18に
セットし、透過用光源2の光を透過させ、透過した光を
CCDカメラ4によって撮像する。図3は、このように
して撮像された透過光のスポットの画像の一例を示す。
このスポットの画像を構成する各画素は所定の閾値によ
って2値に分類され、所定の閾値よりも明るい部分がス
ポットの部分、所定の閾値よりも暗い部分がスポット以
外の部分と認識される。次いで、図3に示したスポット
の画像のスポット径を、検出手段5によって収縮させ
る。ここでは、各スポットの直径を約70μmずつ収縮
させている。この画像処理には、MEDIA CYBERNETICS社
製のイメージングソフトウェアであるImage-Pro PLUS
(登録商標)を使用した。即ち、このソフトウェアのPr
ocessメニューの中のFilter機能であるMorphologicalの
Erodeにおいて、11×11Circleオプションを用いて
各スポットの径を70μmずつ収縮させた。
[Table 2] Next, this microarray A is set on the XY stage 18 of the microarray reader 1 according to the first embodiment of the present invention, the light of the light source 2 for transmission is transmitted, and the transmitted light is imaged by the CCD camera 4. FIG. 3 shows an example of an image of a spot of transmitted light imaged in this way.
Each pixel forming the image of the spot is classified into a binary value by a predetermined threshold value, and a portion brighter than the predetermined threshold value is recognized as a spot portion and a darker portion than the predetermined threshold value is recognized as a portion other than the spot. Then, the spot diameter of the image of the spot shown in FIG. 3 is contracted by the detecting means 5. Here, the diameter of each spot is contracted by about 70 μm. Image-Pro PLUS, which is imaging software manufactured by MEDIA CYBERNETICS, is used for this image processing.
(Registered trademark) was used. That is, the Pr of this software
Morphological which is the Filter function in the ocess menu
In Erode, the diameter of each spot was shrunk by 70 μm using the 11 × 11 Circle option.

【0053】図4は、検出手段5によって画像処理し、
各スポットの径を収縮させた結果の一例を示す。しかし
ながら、画像処理に用いるソフトウェア、画像処理方法
は、任意適当なものを使用することができる。例えば、
ここでは、各スポットの径を一定量ずつ縮径させている
が、各スポットの径を一定割合で縮径させても良いし、
スポットの中心位置から一定半径の円領域とすることも
出来る。
In FIG. 4, image processing is performed by the detecting means 5,
An example of the result of contracting the diameter of each spot is shown. However, as the software used for image processing and the image processing method, any appropriate software can be used. For example,
Here, the diameter of each spot is reduced by a fixed amount, but the diameter of each spot may be reduced at a constant rate,
It is also possible to set a circular area having a constant radius from the center position of the spot.

【0054】表3は、図4に示す各スポットの位置及び
大きさを測定した結果の一例を示す。
Table 3 shows an example of the results of measuring the position and size of each spot shown in FIG.

【0055】[0055]

【表3】 表2と表3を比較すると、各スポットの中心座標は良く
一致しており、スポット径は、表3では、表2よりも約
70μm小さくなっていることがわかる。従って、表3
のように求められた各スポットの位置及び大きさに従っ
て、各スポットの蛍光を測定することにより、マイクロ
アレイA上の各区画Cの周辺部を除外し、区画Cの中心
付近の領域について測定を行うことが可能になる。
[Table 3] Comparing Table 2 and Table 3, it can be seen that the center coordinates of each spot are in good agreement, and the spot diameter in Table 3 is smaller than that in Table 2 by about 70 μm. Therefore, Table 3
By measuring the fluorescence of each spot according to the position and size of each spot obtained as described above, the peripheral portion of each section C on the microarray A is excluded, and the measurement is performed on the region near the center of the section C. It will be possible.

【0056】次に、マイクロアレイ読取装置1のXYス
テージ18上にセットされているマイクロアレイAに、
励起用光源6から励起光を照射し、マイクロアレイAに
配置されている各区画Cに充填されているゲル状物に固
定化された蛍光物質からの蛍光を、CCDカメラ4によ
って撮像する。図5は、CCDカメラ4によって撮像さ
れた画像の一例を示す。また、図6は、図5の画像に、
図4から測定された各スポットの輪郭線を重ね合わせた
結果を示す。
Next, in the microarray A set on the XY stage 18 of the microarray reader 1,
Excitation light is emitted from the excitation light source 6, and the fluorescence from the fluorescent substance immobilized on the gel-like material filled in each section C arranged in the microarray A is imaged by the CCD camera 4. FIG. 5 shows an example of an image captured by the CCD camera 4. In addition, FIG. 6 shows the image of FIG.
The result which overlapped the outline of each spot measured from FIG. 4 is shown.

【0057】図6の輪郭線の中の各画素の明るさを表す
CCD読取値を平均した平均CCD読取値DAVが、検出
手段5によって計算される。図7は、このようにして求
められた各スポットの平均CCD読取値DAVと、対応す
るスポットに固定化されている蛍光物質濃度との関係を
グラフに示したものである。ただし、縦軸の各平均CC
D読取値DAVは、各スポットのCCD読取値の平均値か
ら、蛍光物質濃度0[nmol/ml]、即ち、蛍光物
質を固定化していない全てのスポットのCCD読取値を
平均した値を夫々減じた値である。なお、縦軸の平均C
CD読取値DAV、横軸の蛍光物質濃度とも、対数目盛に
よって示されている。
The detection means 5 calculates the average CCD reading value D AV obtained by averaging the CCD reading values representing the brightness of each pixel in the contour line of FIG. FIG. 7 is a graph showing the relationship between the average CCD read value D AV of each spot thus obtained and the concentration of the fluorescent substance immobilized on the corresponding spot. However, each average CC on the vertical axis
The D read value D AV is a fluorescent substance concentration of 0 [nmol / ml], that is, a value obtained by averaging the CCD read values of all the spots to which the fluorescent substance is not immobilized, from the average value of the CCD read values of the respective spots. It is the reduced value. The average C on the vertical axis
Both the CD read value D AV and the fluorescent substance concentration on the horizontal axis are shown on a logarithmic scale.

【0058】図7に示すように、蛍光物質濃度と、平均
CCD読取値DAVとの関係は両対数グラフ上でほぼ直線
関係になる。従って、平均CCD読取値DAVから各区画
Cのゲル状物に固定化された蛍光物質の濃度を求めるこ
とができる。
As shown in FIG. 7, the relationship between the fluorescent substance concentration and the average CCD read value D AV is almost linear on the log-log graph. Therefore, the concentration of the fluorescent substance immobilized on the gel-like material in each section C can be obtained from the average CCD read value D AV .

【0059】次に、本発明の第2実施形態によるマイク
ロアレイの読取装置1の作用を説明する。まず、各区画
Cにプローブを含むマイクロアレイAを用意する。一
方、解析すべき検体には蛍光物質を付与し、この検体
を、マイクロアレイAに作用させる。或る検体が、所定
の構造のプローブに作用すると、プローブと検体が反応
し、反応物が形成されるので、検体に付与された蛍光物
質が、マイクロアレイAの区画Cの中に固定される。従
って、解析すべき検体とハイブリッドを形成することが
できる構造のプローブが固定されている区画Cの中にの
み蛍光物質が存在することになる。
Next, the operation of the microarray reader 1 according to the second embodiment of the present invention will be described. First, the microarray A including the probes in each section C is prepared. On the other hand, a fluorescent substance is added to the sample to be analyzed, and this sample is allowed to act on the microarray A. When a certain sample acts on the probe having a predetermined structure, the probe and the sample react with each other to form a reaction product, so that the fluorescent substance applied to the sample is fixed in the section C of the microarray A. Therefore, the fluorescent substance exists only in the section C in which the probe having a structure capable of forming a hybrid with the analyte to be analyzed is fixed.

【0060】マイクロアレイAの読み取りを開始する前
に、マイクロアレイの読取装置1のXYステージ18の
上に、均一な光の拡散板(図示せず)をセットする。次
に、励起用光源6から拡散板に光を照射し、拡散板によ
る反射光をCCDカメラ4によって撮像する。撮像され
た拡散画像の情報は、励起用光源6の光量斑を補正する
ために、検出手段5に記憶させておく。ここで撮像する
画像は、サンプル面における励起光の照射斑を後の工程
で補正するために、励起光の照射斑を撮像する物であ
り、一般的に拡散板に対してピントを外した状態で撮像
する。また、拡散板を用いずに、XYステージ18の上
に何も置かない、つまり、サンプル面に何も存在しない
状態で励起用光源6から光を照射し、その状態でCCD
カメラ4によって撮像する場合もある。
Before the reading of the microarray A is started, a uniform light diffusion plate (not shown) is set on the XY stage 18 of the microarray reader 1. Next, the excitation light source 6 irradiates the diffusion plate with light, and the light reflected by the diffusion plate is imaged by the CCD camera 4. Information of the captured diffused image is stored in the detection means 5 in order to correct the light amount unevenness of the excitation light source 6. The image taken here is an image of the irradiation spots of the excitation light in order to correct the irradiation spots of the excitation light on the sample surface in a later step, and is generally in a state where the diffuser plate is out of focus. Take an image with. Further, without using a diffusion plate, nothing is placed on the XY stage 18, that is, light is emitted from the excitation light source 6 in a state where nothing is present on the sample surface, and the CCD is in that state.
The image may be captured by the camera 4.

【0061】次に、マイクロアレイAをXYステージ1
8にセットする。XYステージ18にマイクロアレイA
をセットする時のXYステージ18の位置と、マイクロ
アレイAの測定を行う時のXYステージ18の位置が異
なる場合、XYステージ18を測定位置に移動する。
Next, the microarray A is mounted on the XY stage 1.
Set to 8. Microarray A on the XY stage 18
When the position of the XY stage 18 when setting is different from the position of the XY stage 18 when measuring the microarray A, the XY stage 18 is moved to the measurement position.

【0062】次いで、透過用光源2からマイクロアレイ
Aに光を照射する。透過用光源2から照射され、マイク
ロアレイAを透過した光は、対物レンズ14を通ってC
CDカメラ4によって撮像される。このとき撮像される
画像は、マイクロアレイAの寸法精度、マイクロアレイ
Aの区画Cの配列精度、マイクロアレイAをXYステー
ジ18にセットする際の位置精度、XYステージ18の
移動精度、等の要因により、例えば図9に示すように、
CCDカメラ4の視野にマイクロアレイAの区画Cが収
まらない場合がある。ここで、図9におけるCCDカメ
ラ4の視野は、CCDカメラ4の動作速度をできるだけ
速くするために、使用したマイクロアレイAの区画Cの
配置に合わせて画像を取り込む範囲を調整している。
Next, the light source 2 for transmission transmits light to the microarray A. The light emitted from the transmission light source 2 and transmitted through the microarray A passes through the objective lens 14 to C
The image is taken by the CD camera 4. The image captured at this time is, for example, due to factors such as the dimensional accuracy of the microarray A, the array accuracy of the sections C of the microarray A, the positional accuracy when the microarray A is set on the XY stage 18, the moving accuracy of the XY stage 18, and the like. As shown in FIG.
The section C of the microarray A may not fit within the field of view of the CCD camera 4. Here, in the field of view of the CCD camera 4 in FIG. 9, in order to make the operation speed of the CCD camera 4 as fast as possible, the range for capturing an image is adjusted according to the arrangement of the section C of the microarray A used.

【0063】次に、CCDカメラ4によって撮像した画
像における、区画Cの位置、数量等の情報を基に、検出
手段5において、マイクロアレイAの区画C全体の位置
を算出し、マイクロアレイAの区画C全体がCCDカメ
ラ4によって撮像可能となるように、制御装置20によ
ってXYステージ18を移動する。次いで、再度透過用
光源2からマイクロアレイAに光を照射する。透過用光
源2から照射され、マイクロアレイAを透過した光は、
対物レンズ14を通ってCCDカメラ4によって撮像さ
れる。マイクロアレイAの区画C全体が、CCDカメラ
4の全視野内に収まらない場合には、予め設定しておい
た区画Cの数毎に纏まった領域がCCDカメラ4の視野
内に収まるようにし、XYステージ18を使用して、マ
イクロアレイAを順次移動させて全ての区画Cを撮像す
る。このとき、XYステージ18の移動精度等を考慮し
て、マイクロアレイAを順次移動させて、全ての区画C
の撮像を行ってから後の蛍光の撮像を行うのではなく、
区画Cの撮像後、XYステージ18を移動させる前に、
蛍光の測定も合わせて実施することが望ましい。
Next, the position of the entire section C of the microarray A is calculated by the detecting means 5 based on the information such as the position and number of the section C in the image taken by the CCD camera 4, and the section C of the microarray A is calculated. The XY stage 18 is moved by the control device 20 so that the whole can be imaged by the CCD camera 4. Then, the light source 2 for transmission again irradiates the microarray A with light. The light emitted from the transmission light source 2 and transmitted through the microarray A is
An image is taken by the CCD camera 4 through the objective lens 14. If the entire section C of the microarray A does not fit within the entire field of view of the CCD camera 4, the area gathered for each preset number of sections C fits within the field of view of the CCD camera 4, and XY Using the stage 18, the microarray A is sequentially moved to image all the sections C. At this time, the microarray A is sequentially moved in consideration of the movement accuracy of the XY stage 18 and the like, and all the sections C are
Instead of taking the image of
After imaging the section C and before moving the XY stage 18,
It is desirable to perform the fluorescence measurement together.

【0064】CCDカメラ4によって撮像された透過光
のスポットは、検出手段5によって画像解析され、各ス
ポットの位置及び大きさが測定される。更に、測定され
たスポットの大きさは、検出手段5によって所定量収縮
処理され、この収縮されたスポットの輪郭は、検出手段
5に記憶される。なお、適用によっては、透過光を撮像
する際には、ダイクロックミラー8、吸収用フィルタ1
0、及び励起用フィルタ12を、顕微鏡16の光軸から
外れるように移動させておいて良い。
The spot of the transmitted light imaged by the CCD camera 4 is subjected to image analysis by the detecting means 5 and the position and size of each spot are measured. Further, the measured spot size is contracted by a predetermined amount by the detecting means 5, and the outline of the contracted spot is stored in the detecting means 5. Depending on the application, when capturing the transmitted light, the dichroic mirror 8 and the absorption filter 1 may be used.
0 and the excitation filter 12 may be moved so as to be off the optical axis of the microscope 16.

【0065】スポットを収縮させる割合は、区画C周辺
の基材部分Bや、区画Cの壁面の影響によるノイズの大
きさに応じて適宜選択することができる。例えば、スポ
ット周辺部の形状斑が大きく、プローブの固定化率がス
ポットの中心部と周辺部で異なる場合、或いは、基材部
分B又は区画Cの壁面の自家蛍光が強い場合等は、収縮
させる割合を大きく、即ち、区画Cの中心付近の画像の
みを採用するようにする。一般的には、元のスポットの
概略直径を30乃至100%程度の大きさに縮小させる
のが良い。この検出手段5によって、スポット径を収縮
させる手順は、上述した検証実験と同様であるので、説
明を省略する。
The rate of contracting the spot can be appropriately selected according to the magnitude of noise due to the influence of the base material portion B around the section C and the wall surface of the section C. For example, if the spots around the spot have large irregularities in shape and the immobilization rate of the probe is different between the center and the periphery of the spot, or if the autofluorescence of the wall surface of the base material portion B or section C is strong, the shrinkage is caused. The ratio is large, that is, only the image near the center of the section C is adopted. Generally, it is preferable to reduce the approximate diameter of the original spot to a size of 30 to 100%. The procedure of contracting the spot diameter by the detecting means 5 is the same as that in the verification experiment described above, and thus the description thereof is omitted.

【0066】また、プローブが各区画の内壁に直接固定
化されているタイプのマイクロアレイ、又は、各区画の
内壁部にのみゲル状物が付与されているタイプのマイク
ロアレイにおいては、プローブは各区画の内壁付近にの
み存在し、中心付近は空洞になる。従って、このような
マイクロアレイにおいては、区画の中心付近の透過光強
度が、区画の内壁付近の透過光強度よりも更に強くな
る。このタイプのマイクロアレイを読み取る場合には、
スポットの内部の各画素を、第2の閾値で更に分類し、
スポットの中心付近の空洞部分の画像を取り除いて後の
解析を行うようにしても良い。
Further, in a microarray of the type in which the probe is directly immobilized on the inner wall of each section, or in the type of microarray in which a gel-like material is provided only on the inner wall of each section, the probe is It exists only near the inner wall, and becomes hollow near the center. Therefore, in such a microarray, the transmitted light intensity near the center of the section becomes even stronger than the transmitted light intensity near the inner wall of the section. When reading this type of microarray,
Each pixel inside the spot is further classified by a second threshold,
The image of the hollow portion near the center of the spot may be removed for later analysis.

【0067】透過光のスポットを撮像した後、透過用光
源2の光を遮断し、次いで、励起用光源6を点灯させ、
あるいは、励起用光源6のシャッターを開放することに
より、励起用光源6の励起光をマイクロアレイAに照射
する。励起用光源6から射出された光は、励起用フィル
タ12に入射し、蛍光物質の励起に必要な波長の光だけ
が透過される。励起用フィルタ12を透過した励起光は
ダイクロックミラー8によって反射され、顕微鏡16の
対物レンズ14の方に差し向けられる。ダイクロックミ
ラー8によって反射された励起光は、対物レンズ14に
よって集光され、マイクロアレイAに照射される。
After imaging the spot of the transmitted light, the light of the transmissive light source 2 is blocked, and then the excitation light source 6 is turned on.
Alternatively, the excitation light of the excitation light source 6 is applied to the microarray A by opening the shutter of the excitation light source 6. The light emitted from the excitation light source 6 is incident on the excitation filter 12, and only the light having the wavelength necessary for exciting the fluorescent substance is transmitted. The excitation light transmitted through the excitation filter 12 is reflected by the dichroic mirror 8 and directed toward the objective lens 14 of the microscope 16. The excitation light reflected by the dichroic mirror 8 is condensed by the objective lens 14 and applied to the microarray A.

【0068】励起光をマイクロアレイAに照射すると、
マイクロアレイA上に存在する蛍光物質は、励起光によ
って励起され、励起光とは異なる波長の蛍光を発する。
マイクロアレイAから発せられた蛍光は、対物レンズ1
4、ダイクロックミラー8を透過して吸収用フィルタ1
0に入射する。また、マイクロアレイAによって反射さ
れ、ダイクロックミラー8へ戻った励起光の波長成分
は、ダイクロックミラー8によって反射されるので、吸
収用フィルタ10には殆ど入射しない。吸収用フィルタ
10は、入射した光のうちマイクロアレイA上の蛍光物
質から発せられた蛍光の波長成分を透過させ、励起光の
波長成分の光を遮断する。吸収用フィルタ10を透過し
た蛍光は、CCDカメラ4によって撮像される。
When the microarray A is irradiated with excitation light,
The fluorescent substance existing on the microarray A is excited by the excitation light and emits fluorescence having a wavelength different from that of the excitation light.
The fluorescence emitted from the microarray A is the objective lens 1
4. Filter 1 for absorption through the dichroic mirror 8
It is incident on 0. Further, the wavelength component of the excitation light reflected by the microarray A and returned to the dichroic mirror 8 is reflected by the dichroic mirror 8 and therefore hardly enters the absorption filter 10. The absorption filter 10 transmits the wavelength component of the fluorescence emitted from the fluorescent substance on the microarray A of the incident light and blocks the light of the wavelength component of the excitation light. The fluorescence that has passed through the absorption filter 10 is captured by the CCD camera 4.

【0069】CCDカメラ4によって撮像された、マイ
クロアレイA上の蛍光物質から発せられた蛍光のスポッ
ト画像は、先に撮像され、検出手段5に記憶させておい
た拡散画像に基づいてシェーディング補正される。即
ち、マイクロアレイAに照射された励起光の光量斑が、
検出手段5によって数値的に補正される。
The spot image of the fluorescence emitted from the fluorescent substance on the microarray A, which is picked up by the CCD camera 4, is previously picked up, and the shading correction is performed on the basis of the diffusion image stored in the detecting means 5. . That is, the light amount unevenness of the excitation light with which the microarray A is irradiated is
It is numerically corrected by the detection means 5.

【0070】また、透過光の撮像時にダイクロックミラ
ー8、吸収用フィルタ10、及び、励起用フィルタ12
を顕微鏡16の光軸から外した事による光学系有無、あ
るいはこれらを外さない場合でも、使用する光学系の収
差によって画像の位置ずれを引き起こす場合があり、こ
のずれを予め検出手段5に記憶させておき、それに基づ
いて画像取込のピント位置、蛍光画像とスポット画像の
位置等を補正するのが良い。次に、先に撮像され、検出
手段5に記憶させておいた透過光のスポットの輪郭の画
像が、シェーディング補正された蛍光のスポット画像と
重ね合わせられる。各蛍光のスポットの輪郭線内部の各
画素のCCD読取値が、検出手段5によって平均され、
そのスポットの平均CCD読取値が求められる。この求
められた平均CCD読取値から、解析すべき検体が、各
プローブとハイブリットを形成した量を求めることがで
きる。
Further, when the transmitted light is imaged, the dichroic mirror 8, the absorption filter 10, and the excitation filter 12 are used.
The presence or absence of an optical system by removing the lens from the optical axis of the microscope 16, or even if these are not removed, the aberration of the optical system used may cause a positional deviation of the image, and this deviation is stored in the detection means 5 in advance. It is preferable to correct the focus position of image capture, the positions of the fluorescence image and the spot image, and the like based on this. Next, the image of the contour of the spot of the transmitted light, which was previously captured and stored in the detection means 5, is superimposed on the shading-corrected fluorescent spot image. The CCD reading values of each pixel inside the outline of each fluorescent spot are averaged by the detecting means 5,
The average CCD reading for that spot is determined. The amount of the sample to be analyzed which has hybridized with each probe can be determined from the obtained average CCD reading value.

【0071】また、シェーディング補正された蛍光のス
ポット画像に対して、検出手段5に記憶させておいた透
過光のスポットの輪郭によって、画像の不必要な部分を
マスクすることができる。このようにしてマスクした画
像は、圧縮処理によってその保存容量を少なく抑えるこ
とが可能となる。
Further, in the shading-corrected fluorescent spot image, unnecessary portions of the image can be masked by the contour of the spot of the transmitted light stored in the detecting means 5. An image masked in this way can have its storage capacity reduced by a compression process.

【0072】本発明の第1又は第2の実施形態によるマ
イクロアレイの読取装置によれば、マイクロアレイ上の
どの位置に区画が配置されているかを予め認識すること
ができるので、蛍光強度の低い検体や配列精度の低いマ
イクロアレイにおいても、検出された蛍光が、どのプロ
ーブと反応物を形成した検体から発せられたものである
かを正確に識別することができる。さらに、CCDカメ
ラによって撮像された透過光のスポットを収縮させて、
スポットの一部分の画像を採用して蛍光の解析を行うの
で、区画自体の自家蛍光等、蛍光物質が発する蛍光以外
のノイズの影響を効果的に除去することができる。
With the microarray reader according to the first or second embodiment of the present invention, it is possible to recognize in advance which position on the microarray the partition is arranged, so that a specimen with low fluorescence intensity or Even in a microarray having low sequence accuracy, it is possible to accurately discriminate which probe the detected fluorescence is emitted from a sample forming a reaction product. Furthermore, the spot of the transmitted light imaged by the CCD camera is contracted,
Since the fluorescence is analyzed by using the image of a part of the spot, it is possible to effectively remove the influence of noise other than the fluorescence emitted by the fluorescent substance, such as autofluorescence of the section itself.

【0073】上述した第1又は第2の実施形態において
は、1つのマイクロアレイに対して1種類の蛍光物質が
付与されていたが、1つのマイクロアレイに対して蛍光
の波長が異なる複数の蛍光物質を同時に付与することも
できる。この場合には、検出する蛍光の波長に合わせ
て、ダイクロックミラー8、吸収用フィルタ10、及
び、励起用フィルタ12の組が、制御装置20によって
適宜交換されるように構成するのが良い。ダイクロック
ミラー8、吸収用フィルタ10、及び、励起用フィルタ
12の組を交換することによって、スポットの結像位置
に微妙なずれが生じる場合には、このずれを予め測定し
ておき、使用したフィルタ等の組に応じてずれを補正す
るように構成することができる。
In the above-described first or second embodiment, one type of fluorescent substance is provided to one microarray, but a plurality of fluorescent substances having different fluorescence wavelengths are provided to one microarray. It can be given at the same time. In this case, the set of the dichroic mirror 8, the absorption filter 10, and the excitation filter 12 may be appropriately exchanged by the control device 20 in accordance with the wavelength of fluorescence to be detected. If a slight shift occurs in the image forming position of the spot by exchanging the set of the dichroic mirror 8, the absorption filter 10, and the excitation filter 12, this shift is measured in advance and used. It can be configured to correct the deviation according to a set of filters or the like.

【0074】次に、図8を参照して、本発明の第3又は
第4の実施形態を説明する。本発明の第3又は第4の実
施形態によるマイクロアレイの読取装置30は、透過用
光源と励起用光源が兼用にされている点が、上述した実
施形態とは異なる。従って、ここでは、第3又は第4の
実施形態が上述した実施形態と異なる点のみを説明し、
同様の構成、作用、効果については説明を省略する。
Next, the third or fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The microarray reading device 30 according to the third or fourth embodiment of the present invention differs from the above-described embodiments in that the transmission light source and the excitation light source are shared. Therefore, here, only the points in which the third or fourth embodiment is different from the above-described embodiment will be described,
Description of similar configurations, operations, and effects will be omitted.

【0075】図8は、本発明の第3又は第4の実施形態
によるマイクロアレイの読取装置30の概略構成図であ
る。図8に示すように、本発明の第2実施形態によるマ
イクロアレイの読取装置30は、マイクロアレイAを透
過させる透過光及び蛍光物質を励起させる励起光を照射
する透過・励起用光源32と、この透過・励起用光源3
2の射出光にフィルタをかける励起用フィルタ34と、
を有する。更に、マイクロアレイの読取装置30は、透
過光及び蛍光を撮像するCCDカメラ4と、検体を解析
する検出手段5と、を有する。
FIG. 8 is a schematic block diagram of a microarray reader 30 according to the third or fourth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 8, the reading device 30 for a microarray according to the second embodiment of the present invention includes a transmission / excitation light source 32 for irradiating the transmission light that transmits the microarray A and the excitation light that excites the fluorescent substance, and the transmission light source 32.・ Excitation light source 3
An excitation filter 34 for filtering the emitted light of 2;
Have. Further, the reading device 30 of the microarray has a CCD camera 4 for picking up transmitted light and fluorescent light, and a detection means 5 for analyzing the sample.

【0076】また、マイクロアレイの読取装置30は、
ダイクロックミラー8、吸収用フィルタ10、及び、対
物レンズ14から構成される光学系を備えた顕微鏡16
を有する。更に、マイクロアレイの読取装置30は、マ
イクロアレイAを水平面内で所望の位置に移動させるX
Yステージ18と、透過・励起用光源32、CCDカメ
ラ4、CCDカメラ4に写されるマイクロアレイAの像
のピントを調節するため、XYステージ18又は対物レ
ンズ14を上下動させるフォーカスステージ(図示せ
ず)、及び、XYステージ18を制御する制御装置20
とを有する。
Further, the reading device 30 of the microarray is
Microscope 16 including an optical system including a dichroic mirror 8, an absorption filter 10, and an objective lens 14.
Have. Further, the microarray reader 30 moves the microarray A to a desired position in the horizontal plane X.
A focus stage (not shown) for moving the XY stage 18 or the objective lens 14 up and down in order to adjust the focus of the Y stage 18, the transmission / excitation light source 32, the CCD camera 4, and the image of the microarray A captured by the CCD camera 4. No.) and a control device 20 for controlling the XY stage 18
Have and.

【0077】本実施形態においては、透過・励起用光源
32及び励起用フィルタ34がXYステージ18の下方
に配置されている。励起用フィルタ34は、マイクロア
レイA上に存在する蛍光物質を励起させる波長の光のみ
を透過するように構成されている。
In the present embodiment, the transmission / excitation light source 32 and the excitation filter 34 are arranged below the XY stage 18. The excitation filter 34 is configured to transmit only light having a wavelength that excites the fluorescent substance existing on the microarray A.

【0078】本発明の第3の実施形態の他の構成要素
は、上述した実施形態と同様であるので説明を省略す
る。
The other constituent elements of the third embodiment of the present invention are the same as those of the above-mentioned embodiment, and therefore their explanations are omitted.

【0079】次に、本発明の第4の実施形態によるマイ
クロアレイの読取装置30の作用を説明する。まず、マ
イクロアレイAに透過光を照射する際には、励起用フィ
ルタ34を光軸から外し、透過・励起用光源32からマ
イクロアレイAに直接、透過用の光が照射される。透過
・励起用光源32から照射された光は、マイクロアレイ
Aを透過し、CCDカメラ4によって撮像される。次
に、透過・励起用光源32からマイクロアレイA上の蛍
光物質を励起させる際には、励起用フィルタ34が光軸
上に配置され、蛍光物質を励起させることができる波長
の励起光が、下方からマイクロアレイAに照射される。
また、マイクロアレイAを透過した励起光は、ダイクロ
ックミラー8によって反射され、CCDカメラ4に入射
する光軸の外へ偏向される。励起光の照射によって励起
された蛍光物質から発せられた蛍光は、ダイクロックミ
ラー8、及び、吸収用フィルタ10を透過してCCDカ
メラ4に入射する。以上の点以外の作用は、上述した実
施形態と同様であるので、説明を省略する。
Next, the operation of the microarray reader 30 according to the fourth embodiment of the present invention will be described. First, when irradiating the microarray A with transmitted light, the excitation filter 34 is removed from the optical axis, and the transmission / excitation light source 32 directly irradiates the microarray A with transmission light. The light emitted from the transmission / excitation light source 32 passes through the microarray A and is imaged by the CCD camera 4. Next, when the fluorescent substance on the microarray A is excited from the transmission / excitation light source 32, the excitation filter 34 is arranged on the optical axis, and the excitation light having a wavelength capable of exciting the fluorescent substance is moved downward. The microarray A is irradiated with the light.
The excitation light that has passed through the microarray A is reflected by the dichroic mirror 8 and is deflected to the outside of the optical axis that enters the CCD camera 4. The fluorescence emitted from the fluorescent substance excited by the irradiation of the excitation light passes through the dichroic mirror 8 and the absorption filter 10 and enters the CCD camera 4. The operation other than the above points is the same as that of the above-described embodiment, and thus the description thereof is omitted.

【0080】本実施形態によれば、透過用光源と励起用
光源とを兼用にすることができる。
According to this embodiment, it is possible to use both the light source for transmission and the light source for excitation.

【0081】また、励起光がマイクロアレイAの下方か
ら照射されるので、顕微鏡16に入射するのは、全てマ
イクロアレイAの区画Cの部分を透過した光である。従
って、第1又は第2の実施形態のように、マイクロアレ
イAに照射された励起光が、マイクロアレイAの基材部
分Bによって反射され、その反射光が顕微鏡16に入射
することがない。これにより、検出すべき蛍光のS/N
比を改善することができる。
Further, since the excitation light is emitted from below the microarray A, all the light incident on the microscope 16 is the light transmitted through the section C of the microarray A. Therefore, unlike the first or second embodiment, the excitation light with which the microarray A is irradiated is reflected by the base portion B of the microarray A, and the reflected light does not enter the microscope 16. Thereby, the S / N of the fluorescence to be detected
The ratio can be improved.

【0082】[0082]

【発明の効果】本発明のマイクロアレイの読取装置によ
れば、蛍光強度の低い検体や配列精度の低いマイクロア
レイにおいても、プローブに新たな物質を混合すること
なく、プローブを固定化した検出すべき区画の位置及び
/又は大きさの情報を正確に取得することができる。
According to the microarray reader of the present invention, even in a sample having a low fluorescence intensity or a microarray having a low array accuracy, the probe-immobilized section to be detected without mixing a new substance with the probe. It is possible to accurately obtain the position and / or size information of the.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1実施形態によるマイクロアレイの
読取装置の概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a microarray reader according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1実施形態によるマイクロアレイの
読取装置に使用されるマイクロアレイの平面図である。
FIG. 2 is a plan view of a microarray used in the microarray reader according to the first embodiment of the present invention.

【図3】CCDカメラによって撮像されたマイクロアレ
イを透過する光のスポットの一例を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an example of a spot of light transmitted through a microarray, which is imaged by a CCD camera.

【図4】図3に示した透過光のスポットを縮径させた結
果の一例を示す。
FIG. 4 shows an example of a result of reducing the diameter of the spot of the transmitted light shown in FIG.

【図5】CCDカメラによって撮像されたマイクロアレ
イから発せられる蛍光のスポットの一例を示す図であ
る。
FIG. 5 is a diagram showing an example of a spot of fluorescence emitted from a microarray, which is imaged by a CCD camera.

【図6】図5に示した蛍光のスポットに、図4に示した
縮径させた透過光のスポットの輪郭を重ね合わせた結果
を示す図である。
6 is a diagram showing a result of superimposing the outline of the spot of the transmitted light having the reduced diameter shown in FIG. 4 on the fluorescent spot shown in FIG.

【図7】各蛍光のスポットのCCD読取値と、対応する
スポットに固定化されている蛍光物質濃度との関係を示
したグラフである。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the CCD reading value of each fluorescent spot and the concentration of the fluorescent substance immobilized on the corresponding spot.

【図8】本発明の第2実施形態によるマイクロアレイの
読取装置の概略構成図である。
FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a microarray reader according to a second embodiment of the present invention.

【図9】CCDカメラによって撮像されたマイクロアレ
イを透過する光のスポットが、CCDカメラ視野に対し
てずれた場合の一例を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing an example of a case where a spot of light transmitted through a microarray, which is imaged by a CCD camera, is deviated from the field of view of the CCD camera.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A マイクロアレイ B 基材部分 C 区画 1 本発明の第1実施形態によるマイクロアレイの
読取装置 2 透過用光源 4 CCDカメラ 5 検出手段 6 励起用光源 8 ダイクロックミラー 10 吸収用フィルタ 12 励起用フィルタ 14 対物レンズ14 16 顕微鏡 18 XYステージ 20 制御装置 30 本発明の第2実施形態によるマイクロアレイの
読取装置 32 透過・励起用光源 34 励起用フィルタ
A microarray B substrate portion C section 1 microarray reader 2 according to the first embodiment of the present invention 2 light source for transmission 4 CCD camera 5 detection means 6 light source for excitation 8 dichroic mirror 10 absorption filter 12 excitation filter 14 objective lens 14 16 microscope 18 XY stage 20 controller 30 microarray reader 32 according to the second embodiment of the present invention 32 transmission / excitation light source 34 excitation filter

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G01N 33/53 G01N 33/53 M 37/00 102 37/00 102 (72)発明者 長浜 千秋 神奈川県横浜市鶴見区大黒町10番1号 三 菱レイヨン株式会社化成品開発研究所内 Fターム(参考) 2G043 AA01 BA16 CA04 EA01 EA13 FA01 FA02 GA08 GB01 HA01 HA05 HA09 JA03 KA02 KA05 LA03 NA01 NA11 2G054 CA22 CA23 FA19 FA20 FA32 GA04 4B029 AA23 BB15 BB17 BB20 CC03 FA10 FA12 4B063 QA01 QA18 QQ42 QQ53 QQ79 QQ96 QR32 QR48 QR56 QR82 QS33 QS34 QX01 QX10 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) G01N 33/53 G01N 33/53 M 37/00 102 37/00 102 (72) Inventor Chiaki Nagahama Yokohama, Kanagawa Prefecture Sanryo Rayon Co., Ltd. 10-1 Daikoku-cho, Tsurumi-ku, Yokohama F-Term (Reference) 2D043 AA01 BA16 CA04 EA01 EA13 FA01 FA02 GA08 GB01 HA01 HA05 HA09 JA03 KA02 KA05 LA03 NA01 NA11 2G054 CA22 CA23 FA19 FA20 FA32 GA04 4B029 AA23 BB15 BB17 BB20 CC03 FA10 FA12 4B063 QA01 QA18 QQ42 QQ53 QQ79 QQ96 QR32 QR48 QR56 QR82 QS33 QS34 QX01 QX10

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 蛍光物質が付与された検体を反応させ
た、複数の区画を含む生体関連物質マイクロアレイか
ら、蛍光物質が発する蛍光を読み取る読取装置であっ
て、 マイクロアレイに光を透過させる透過用光源と、 区画に存在する蛍光物質を励起する励起用光源と、 透過用光源から照射され、マイクロアレイを透過した光
を撮像すると共に、励起用光源によって励起された蛍光
物質から発せられる蛍光を撮像する撮像手段と、 この撮像手段によって撮像された、マイクロアレイを透
過した光の画像に基づいて、マイクロアレイ上に配置さ
れた区画の位置及び/又は大きさを検出する検出手段
と、 を有することを特徴とする生体関連物質マイクロアレイ
読取装置。
1. A reader for reading fluorescence emitted by a fluorescent substance from a bio-related substance microarray containing a plurality of compartments, which is reacted with an analyte to which the fluorescent substance is applied, and is a transmissive light source for transmitting light to the microarray. And an imaging light source that excites the fluorescent substance existing in the compartment and an image of the light that is emitted from the transmissive light source and that has passed through the microarray, and an image that captures the fluorescence emitted from the fluorescent substance that is excited by the excitation light source. Means and detection means for detecting the position and / or the size of the section arranged on the microarray based on the image of the light transmitted through the microarray, which is picked up by the image pickup means. Bio-related material microarray reader.
【請求項2】 請求項1記載のマイクロアレイにおい
て、区画以外の部分が不透明に構成されていることを特
徴とする読取装置。
2. The microarray according to claim 1, wherein a portion other than the partition is opaque.
【請求項3】 マイクロアレイ上に配置された区画の位
置から、区画を撮像手段の視野内に移動させる手段を更
に有する請求項1又は2に記載の読取装置。
3. The reading device according to claim 1, further comprising means for moving the section from the position of the section arranged on the microarray into the field of view of the imaging means.
【請求項4】 検出手段が、撮像手段によって撮像され
たマイクロアレイを透過した光の画像の一部分を選択
し、この選択された部分の蛍光を検出する請求項1〜3
のいずれかに記載のマイクロアレイの読取装置。
4. The detection means selects a part of an image of light transmitted through the microarray, which is imaged by the imaging means, and detects fluorescence of the selected part.
7. The microarray reader according to any one of 1.
【請求項5】 検出手段が、マイクロアレイを透過した
光を撮像する際の光学系と、蛍光物質から発せられた蛍
光を撮像する際の光学系との差を補正する補正手段を更
に有する請求項1〜4のいずれかに記載のマイクロアレ
イの読取装置。
5. The detecting means further comprises a correcting means for correcting a difference between an optical system for imaging the light transmitted through the microarray and an optical system for imaging the fluorescence emitted from the fluorescent substance. The microarray reader according to any one of 1 to 4.
【請求項6】 撮像手段がCCDカメラである請求項1
〜5のいずれかに記載のマイクロアレイの読取装置。
6. The image pickup means is a CCD camera.
6. The microarray reader according to any one of 5 to 5.
【請求項7】 透過用光源と励起用光源が、兼用である
請求項1〜6のいずれかに記載のマイクロアレイの読取
装置。
7. The microarray reader according to claim 1, wherein the light source for transmission and the light source for excitation are combined.
【請求項8】 透過用光源又は励起用光源が、発光手段
と、この発光手段によって発光された光を導く光ファイ
ババンドルと、を有する請求項1〜7のいずれかに記載
のマイクロアレイの読取装置。
8. The microarray reader according to claim 1, wherein the light source for transmission or the light source for excitation has a light emitting means and an optical fiber bundle for guiding the light emitted by the light emitting means. .
【請求項9】 透過用光源又は励起用光源が、LED光
源である請求項1〜8のいずれかに記載のマイクロアレ
イの読取装置。
9. The microarray reader according to claim 1, wherein the light source for transmission or the light source for excitation is an LED light source.
【請求項10】 蛍光物質が付与された検体を反応させ
た複数の区画を含む生体関連物質マイクロアレイを準備
するステップと、 該マイクロアレイに光を照射し、マイクロアレイを透過
した透過光を撮像するステップと、 前記ステップにおいて撮像された透過光に基づいて、区
画の位置及び/又は大きさを検出するステップと、 マイクロアレイに励起光を照射してマイクロアレイの区
画に存在する蛍光物質を励起し、この蛍光物質から発せ
られる蛍光を撮像するステップと、 前記ステップにおいて撮像された蛍光を、透過光に基づ
いて検出された区画の位置及び/又は大きさに基づいて
読み取るステップと、 を有することを特徴とする生体関連物質マイクロアレイ
の読取方法。
10. A step of preparing a bio-related substance microarray including a plurality of compartments in which a specimen to which a fluorescent substance is applied is reacted, and a step of irradiating the microarray with light and imaging transmitted light transmitted through the microarray. The step of detecting the position and / or size of the section based on the transmitted light imaged in the step, and irradiating the microarray with excitation light to excite the fluorescent substance existing in the section of the microarray, An image of fluorescence emitted from the body, and a step of reading the fluorescence imaged in the step based on the position and / or the size of the section detected based on the transmitted light. Reading method of related substance microarray.
【請求項11】 蛍光物質が付与された検体を反応させ
た複数の区画を含む生体関連物質マイクロアレイを準備
するステップと、 該マイクロアレイに光を照射し、マイクロアレイを透過
した透過光を撮像するステップと、 前記ステップにおいて撮像された透過光に基づいて、区
画の位置を、撮像する視野内の適切な位置に移動させる
ステップと、 再びマイクロアレイに光を照射し、マイクロアレイを透
過した透過光を撮像するステップと、 区画の位置及び/又は大きさを検出するステップと、 マイクロアレイに励起光を照射してマクロアレイの区画
に存在する蛍光物質を励起し、この蛍光物質から発せら
れる蛍光を撮像するステップと、 前記ステップにおいて撮像された蛍光を、透過光に基づ
いて検出された区画の位置及び/又は大きさに基づいて
読み取るステップと、 を有することを特徴とする生体関連物質マイクロアレイ
の読取方法。
11. A step of preparing a bio-related substance microarray including a plurality of compartments reacted with a specimen to which a fluorescent substance is applied, and a step of irradiating the microarray with light and imaging transmitted light transmitted through the microarray. , Moving the position of the section to an appropriate position within the field of view to be imaged based on the transmitted light imaged in the step, and irradiating the microarray again with light, and imaging the transmitted light transmitted through the microarray A step of detecting the position and / or size of the section, a step of irradiating the microarray with excitation light to excite the fluorescent substance existing in the section of the macroarray, and imaging the fluorescence emitted from this fluorescent substance, The fluorescence imaged in the step is converted into the position and / or size of the section detected based on the transmitted light. A method for reading a microarray for bio-related substances, comprising:
【請求項12】 透過光に基づいて検出された上記区画
の位置及び/又は大きさに基づいて、上記蛍光物質から
発せられる蛍光を撮像した画像にマスクを施すステップ
を更に有する請求項10又は11に記載の生体関連物質
マイクロアレイの読取方法。
12. The method according to claim 10, further comprising the step of masking an image obtained by capturing the fluorescence emitted from the fluorescent substance based on the position and / or the size of the section detected based on the transmitted light. A method for reading a microarray of a bio-related substance according to [4].
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