JP2000131237A - マイクロアレイチップの読取方法および読取装置 - Google Patents

マイクロアレイチップの読取方法および読取装置

Info

Publication number
JP2000131237A
JP2000131237A JP10300817A JP30081798A JP2000131237A JP 2000131237 A JP2000131237 A JP 2000131237A JP 10300817 A JP10300817 A JP 10300817A JP 30081798 A JP30081798 A JP 30081798A JP 2000131237 A JP2000131237 A JP 2000131237A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
microarray chip
excitation light
reading
predetermined position
substance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP10300817A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3761726B2 (ja
Inventor
Nobuhiko Ogura
信彦 小倉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Photo Film Co Ltd filed Critical Fuji Photo Film Co Ltd
Priority to JP30081798A priority Critical patent/JP3761726B2/ja
Publication of JP2000131237A publication Critical patent/JP2000131237A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3761726B2 publication Critical patent/JP3761726B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00277—Apparatus
    • B01J2219/00497—Features relating to the solid phase supports
    • B01J2219/00527—Sheets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00277—Apparatus
    • B01J2219/00497—Features relating to the solid phase supports
    • B01J2219/00527—Sheets
    • B01J2219/00529—DNA chips
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00583—Features relative to the processes being carried out
    • B01J2219/00585—Parallel processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00583—Features relative to the processes being carried out
    • B01J2219/00596—Solid-phase processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00583—Features relative to the processes being carried out
    • B01J2219/00603—Making arrays on substantially continuous surfaces
    • B01J2219/00605—Making arrays on substantially continuous surfaces the compounds being directly bound or immobilised to solid supports
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00583—Features relative to the processes being carried out
    • B01J2219/00603—Making arrays on substantially continuous surfaces
    • B01J2219/00605—Making arrays on substantially continuous surfaces the compounds being directly bound or immobilised to solid supports
    • B01J2219/00608—DNA chips
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00583—Features relative to the processes being carried out
    • B01J2219/00603—Making arrays on substantially continuous surfaces
    • B01J2219/00659—Two-dimensional arrays
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/0068—Means for controlling the apparatus of the process
    • B01J2219/00702—Processes involving means for analysing and characterising the products
    • B01J2219/00707—Processes involving means for analysing and characterising the products separated from the reactor apparatus

Abstract

(57)【要約】 【課題】 マイクロアレイチップの読取装置において、
コストを低減するとともに読取処理速度を高速化する。 【解決手段】 マイクロアレイチップ10を照射する励起
光Ｌを、集光レンズ60により、マイクロアレイチップ10
上においてそのビーム径が各結合物（被検出物）12より
も大きい径となるようにしつつ、結合物12が配置されう
るマイクロアレイチップ10上の所定位置のみを励起光Ｌ
が走査するように、ステップモータ21，22がステージ30
を移動させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はＤＮＡ解析、免疫学
的解析等に用いられるマイクロアレイチップの読取方法
および装置に関し、詳細には、マイクロアレイチップと
励起光との相対的な走査の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、遺伝子工学分野における技術が急
速に発展し、10万個にも及ぶと考えられているヒトゲノ
ムの塩基配列を解読することを１つの目的とするヒトゲ
ノムプロジェクトが展開されている。
【０００３】一方、抗原抗体反応を利用する酵素免疫測
定法や蛍光抗体法等が診断や研究のために利用され、ま
た各種遺伝子疾患に影響を与えているＤＮＡを探索する
研究も進んでおり、その１つの方法としてマイクロアレ
イ技術が注目されている。
【０００４】このマイクロアレイ技術は、図３に示すよ
うな、既に解読されている互いに異なる既知の多数のｃ
ＤＮＡ（特異的結合物質の一例）がメンブレンフィルタ
やスライドガラス上にドットとして所定の間隔でマトリ
ックス状に高密度（数 100μｍ以下の間隔）に予め塗布
されたマイクロアレイチップ（ＤＮＡチップと称するも
のもある）を用いる技術であり、例えば、蛍光色素ａで
標識された健常者Ａの細胞から取り出したＤＮＡ（生物
体由来物質の一例）および蛍光色素ｂで標識された、遺
伝子疾患を有する検体Ｂの細胞から取り出したＤＮＡ
を、ピペット等でこのマイクロアレイチップに滴下して
各検体のＤＮＡと、マイクロアレイチップ上のｃＤＮＡ
とをハイブリダイズさせ、後にこのマイクロアレイチッ
プ上の各ｃＤＡＮに、各蛍光色素ａ，ｂを各別に励起す
る励起光を相対的に走査して各ｃＤＮＡごとの各蛍光を
光検出器で検出し、マイクロアレイチップ上における蛍
光の発光位置に対応付けられたこの検出結果により、各
検体のＤＮＡがいずれのｃＤＮＡとハイブリダイズされ
ているかを求め、両検体間でハイブリダイズされたｃＤ
ＮＡを比較することにより、上記疾病により発現したＤ
ＮＡまたは欠損したＤＮＡを特定する技術である。
【０００５】ところで上記マイクロアレイチップからの
上記発光の情報を読取りは、従来は図５（１）に示すよ
うに、ビーム径10〜20μｍの励起光Ｌをマイクロアレイ
チップ10の一方向（例えば図示のＸ方向）に一定速度で
主走査し、この１ライン分の主走査が完了すると、Ｘ方
向に直交する方向にマイクロアレイチップ10または励起
光を僅かに移動（副走査）させて、再度主走査を行い、
この主走査と副走査を繰り返すことにより、マイクロア
レイチップ10の略全面を励起光Ｌで走査する。そして、
マイクロアレイチップ10の、励起光Ｌが走査された各部
分からの発光情報を光電的に読み取り、この読み取られ
た発光情報に基づいて、図示したマイクロアレイチップ
10の全面に対応した、同図（２）に示すデジタル画像1
0′を作成し、作成されたデジタル画像10′に基づいて
マイクロアレイチップ10上のｃＤＮＡのドット12に対応
する画像部分12′およびその近傍を含む一定形状（図示
では矩形）の領域（図示において破線で囲まれた画像部
分）を自動的にまたは手動により設定し、設定された領
域内のデジタル画像信号を総和（若しくは積分）するこ
とにより各領域ごとの画像信号を求め、求められたこの
画像信号に基づいて、マイクロアレイチップ10上の各ｃ
ＤＮＡのドット12の発光の有無を検出するものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで上述したデジ
タル画像10′に基づいた画像定量を行うためには、デジ
タル画像10′を作成する必要上、実際にドット12が存在
する部分のみならずドット12が存在しない領域について
も画像情報（発光情報）を読み取る必要があり、励起光
Ｌを上述したように、マイクロアレイチップ10の略全面
に走査している。またより高精度な画像情報を得るため
に、微小なビーム径の励起光Ｌを用いる必要がある。
【０００７】しかし、上述したように一定速度で走査し
つつ励起エネルギを付与する場合、単位面積当たりの付
与エネルギを一定以上確保するために、励起光を高エネ
ルギのものとし、もしくは走査速度を遅くし、またはこ
れらの双方の措置を執る必要がある。また、高密度で精
度良く走査するために、高精度の走査系を用いる必要が
ある。さらに、取得されたデジタル画像からドットに対
応する部分の発光情報を解析するために、デジタル画像
上で上記囲い込みを行い、積分処理する等の定量解析ソ
フトウェアを用いる必要がある。そしてこれらの構成は
高価であるため、読取装置全体が高価なものとなってい
た。
【０００８】本発明は上記事情に鑑みなされたものであ
って、コストを低減するとともに読取処理速度を高速化
した、マイクロアレイチップの読取方法および読取装置
を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明のマイクロアレイ
チップの読取方法は、予め設定された所定の位置の少な
くとも一部に被検物が配置されているマイクロアレイチ
ップ上の全面を励起光で走査するのではなく、上記予め
設定された所定の位置のみを励起光で照射するように、
被検物よりも大きいビーム径の励起光で、間欠的に走査
するものである。
【００１０】すなわち本発明のマイクロアレイチップの
読取方法は、担体上の予め設定された多数の所定の位置
のうち少なくとも一部に励起光の照射を受けて発光する
被検出物が各別に配置されてなるマイクロアレイチップ
を励起光が走査するように、前記マイクロアレイチップ
と前記励起光とを相対的に移動し、前記励起光が走査さ
れた前記被検出物からの前記発光を読み取るマイクロア
レイチップの読取方法において、前記励起光を、前記マ
イクロアレイチップ上において、そのビーム径が前記各
被検出物よりも大きい径であって２以上の前記被検出物
を同時に照射することがない径となるように拡大または
縮小し、前記励起光が前記各所定の位置のみを照射する
ように、１つの所定位置から他の所定位置まで間欠的
に、前記マイクロアレイチップと前記励起光とを相対的
に移動することを特徴とするものである。
【００１１】ここで、担体とはメンブレンフィルタやス
ライドガラス等である。
【００１２】予め設定された多数の所定の位置とは、所
定の間隔で２次元状若しくは１次元状に高密度に配列さ
れる位置を意味し、例えば、上記担体（メンブレンフィ
ルタやスライドガラス等）に既知の多数の特異的結合物
質等がドットとして所定の間隔でマトリックス状に高密
度（数 100μｍ以下の間隔）に予め塗布された各位置な
どが該当する。
【００１３】励起光の照射を受けて発光する被検出物と
は、例えば特異的結合物質に、蛍光色素で標識された生
物体由来物質がハイブリダイズされた結合物等が該当す
るが、これに限るものではない。特異的結合物質とは、
広く生体に係る物質であって、たとえばホルモン類、腫
瘍マーカ、酵素、蛋白質、核酸、抗体、抗原となり得る
種々の物質等、さらには各種ｃＤＮＡ、ｍＲＮＡを含
む、検体の生物体由来物質と免疫学的結合あるいはハイ
ブリダイズ可能な物質を代表した意味であり、特にｃＤ
ＮＡが適切である。また検体の生物体由来物質は、担体
上に配置された既知の特異的結合物質と免疫学的結合あ
るいはハイブリダイズ可能な物質を代表した意味であ
り、たとえば抗体、抗原、基質、ＤＮＡ、ｍＲＮＡ等で
あって、特にＤＮＡが適切である。
【００１４】多数の所定の位置のうち少なくとも一部に
被検出物が配置されてなるとは、設定されている多数の
位置の全部に被検出物が配置されている場合、多数の位
置のうち一部の位置に被検出物が配置されている場合を
いう。なお、多数の位置のいずれにも被検物が配置され
ていないマイクロアレイチップに本発明の読取方法を適
用して読取りを行うことを積極的に排除するものではな
く、被検出物が多数の位置のいずれにも配置されていな
いことを検出することに読取りの目的があるときは、本
発明の読取方法を適用してもよい。
【００１５】発光を読み取るとは、発光の有無を検出す
ることのみならず、発光強度を検出することをも含む意
である。
【００１６】ビームの拡大または縮小は、公知の種々の
光学系等を用いて行えばよい。
【００１７】励起光が各所定の位置のみを照射するよう
に、１つの所定位置から他の所定位置まで間欠的に移動
するとは、各所定の位置においては停止して励起光を照
射することをいみするが、１つの所定位置から他の所定
位置まで移動する間は励起光を全く照射しないというこ
とに限るものではなく、所定の位置を照射している時間
に対する照射時間が極めて短くなるように移動するもの
であればよい。すなわち、１つの所定位置から他の所定
位置までの間の領域については、発光情報を読み取るこ
とはなく、励起光を次の所定位置間に移動させるために
通過するに過ぎない。
【００１８】なお、特異的結合物質として既知の多種の
ｃＤＮＡ、生物体由来物質として未知のＤＮＡをそれぞ
れ適用したときは、この未知のＤＮＡがハイブリダイズ
されたｃＤＮＡを特定することができるため、各種遺伝
子疾患に影響を与えているＤＮＡを特定する分野におい
て、作業の効率化を図ることができる。
【００１９】本発明のマイクロアレイチップの読取装置
は、担体上の予め設定された多数の所定の位置のうち少
なくとも一部に励起光の照射を受けて発光する被検出物
が各別に配置されてなるマイクロアレイチップを励起光
が走査するように、前記マイクロアレイチップと前記励
起光とを相対的に移動する走査手段と、前記励起光が走
査された前記被検出物からの前記発光を読み取る光電読
取手段とを備えたマイクロアレイチップの読取装置にお
いて、前記励起光を、前記マイクロアレイチップ上にお
いて、そのビーム径が前記各被検出物よりも大きい径で
あって２以上の前記被検出物を同時に照射することがな
い径となるように拡大または縮小するビーム拡縮光学系
をさらに備え、前記走査手段が、前記励起光が前記各所
定の位置のみを照射するように、１つの所定位置から他
の所定位置に間欠的に、前記励起光または前記マイクロ
アレイチップを相対的に走査するものであることを特徴
とするものである。
【００２０】光電読取手段としては、光電子増倍管他、
公知の種々の構成を適用することができ、またビーム拡
縮光学系も、公知の種々の構成を適用することができ
る。
【００２１】励起光が各所定の位置を走査するように、
走査手段が励起光またはマイクロアレイチップを相対的
に移動させるためには、走査手段が予めそれらの所定の
位置を記憶しているものであってもよいし、走査手段に
逐次それらの所定の位置を指示する位置指示手段をさら
に設けた構成としてこの位置指示手段から走査手段に各
所定位置を逐次入力するようにしてもよいし、または上
記所定の位置を逐次検出してこの検出された所定の位置
を走査手段に入力する位置検出手段をさらに設けた構成
としてこの位置検出手段により検出された各所定位置を
走査手段に逐次入力するようにしてもよい。
【００２２】
【発明の効果】本発明のマイクロアレイチップの読取方
法および読取装置によれば、被検出物が配置される可能
性がある、予め設定された所定の位置のみを励起光で照
射するため、従来のように、被検出物が配置されていな
い領域まで高密度に走査するのに比して、励起光走査に
要する時間を大幅に短縮することができる。
【００２３】またマイクロアレイチップの全面の画像を
デジタル画像として取得する必要から、被検出物の大き
さよりも小さいビーム径の励起光を高密度に走査する必
要がある従来の方法や装置に較べて、本発明では、従来
の走査密度よりも粗い間隔で設定されている所定の位置
だけを走査すれば足りるため、走査手段に要求される最
小移動ピッチが従来よりも緩和される。したがって、高
密度保証の走査を行うことによるコストの上昇を抑制す
ることができる。
【００２４】さらにマイクロアレイチップ上におけるビ
ーム径が各被検出物よりも大きい径の励起光により各被
検出物を照射するため、１回の照射で当該被検出物の全
体を照射することができ、したがって、この照射により
当該被検出物全体から発せられた発光情報も１回の検出
で検出することができ、したがって、従来のように一旦
デジタル画像を作成したうえで被検出物に対応する領域
を囲い込み、この囲い込まれた領域内の画素ごとの検出
結果を総和することにより当該被検出物全体から発せら
れた発光情報を求めるという特別な処理が不要となる。
【００２５】なお、励起光のビーム径を被検出物よりも
大きい径とすることにより、被照射面における単位面積
当たり・単位時間当たりの付与励起エネルギは従来より
も低下するが、上述したようにマイクロアレイチップ全
体として励起光の走査時間を大幅に短縮することができ
るため、各所定の位置に励起光を滞留させる時間を延長
することで付与エネルギの低下を防止することができ
る。このように滞留させる時間を延長した場合にあって
も、マイクロアレイチップ全体として励起光の走査時間
を短縮することができる。
【００２６】また、励起光のビーム径を被検出物よりも
大きい径としつつも、２以上の被検出物を同時に照射す
ることがない径としたことにより、２以上の被検出物を
同時に照射して誤った読取結果となるのを防止すること
ができる。
【００２７】このように本発明のマイクロアレイチップ
の読取方法および読取装置によれば、高価な、高密度保
証の走査系、高エネルギの励起光および定量解析ソフト
ウェアを用いる必要がないためコストを低減することが
でき、また、粗い走査でよいため励起光の走査を高速化
することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】以下、本発明のマイクロアレイチ
ップの読取方法を実施する読取装置の具体的な実施の形
態について、図を参照して説明する。
【００２９】図１は、本発明のマイクロアレイチップの
読取装置の一実施形態を示す図、図２は図１に示した読
取装置による読取りの対象となるマイクロアレイチップ
10の一例を示す図である。
【００３０】図３は、スライドガラス11の、マトリック
ス状に高密度に予め設定された所定の位置に、それぞれ
互いに異なるｃＤＮＡが塗布されたマイクロアレイチッ
プ10″を示すものであり、予め塗布されているｃＤＮＡ
はいずれも既知で、塗布されている位置とそのｃＤＮＡ
とは対応関係が予め明らかになっているものである。そ
して遺伝子疾患を有する被検体のＤＮＡに蛍光色素で標
識したものを、この図３に示したマイクロアレイチップ
10″にハイブリダイズし、このハイブリダイズされた結
合物（被検出物）12だけをスライドガラス11上に残留さ
せたものが、図２に示すマイクロアレイチップ10であ
る。なお図は、説明のために、図３に示したマイクロア
レイチップ10″と図２に示したマイクロアレイチップ10
とを比較することにより、残留している結合物12の位置
を肉眼で識別することができるように記載されている
が、実際のマイクロアレイチップにおいては、ｃＤＮＡ
が高密度に塗布されているため、これらの位置を肉眼で
識別することは困難である。
【００３１】図示のマイクロアレイチップの読取装置 1
00は、図２に示したマイクロアレイチップ10が載置され
る２次元状に可動のステージ30と、励起光Ｌを出射する
励起光源40と、光源40から出射された励起光Ｌを平行光
束にするコリメータレンズ51と、励起光Ｌを透過し後述
する蛍光Ｋを反射せしめる偏光ビームスプリッタ52と、
ビームスプリッタ52を透過した励起光Ｌを、ステージ30
上に載置されたマイクロアレイチップ10上に集光せしめ
る集光レンズ60と、マイクロアレイチップ10から発光さ
れた蛍光Ｋを光電検出するフォトマルチプライヤ（ＰＭ
Ｔ）70と、マイクロアレイチップ10を励起光Ｌが走査す
るように、マイクロアレイチップ10を励起光Ｌに対して
Ｙ軸方向の移動させる第１のステップモータ21およびＸ
軸方向に移動させる第２のステップモータ22と、励起光
Ｌがマイクロアレイチップ10上の所定の位置のみを照射
するように、これら第１および第２のステップモータ2
1，22に対して停止すべき各所定の位置を入力する位置
指示手段80とを備えた構成である。
【００３２】ここで、位置指示手段80により第１および
第２のステップモータ21，22に対して入力される所定の
位置とは、図３に示したマイクロアレイチップ10″にお
けるｃＤＮＡが塗布されていた全ての位置を意味する。
したがって、当該位置には必ずしも結合物12が存在する
とは限らない。
【００３３】集光レンズ60は、詳しくは、励起光Ｌがマ
イクロアレイチップ10上において、結合物12の大きさよ
りも大きいスポット径で集光されるように設定されたも
のである。
【００３４】次に本実施形態の読取装置 100の実施形態
の作用について説明する。
【００３５】まずステージ30上の決められた位置に、図
２に示したマイクロアレイチップ10が載置される。この
とき、マイクロアレイチップ10上の、ｃＤＮＡが塗布さ
れていた各所定の位置は、ステージ30上のＸ軸方向の位
置およびＹ軸方向の位置に対応付けられる。この対応付
けは位置指示手段80から各ステップモータ21，22に入力
される。
【００３６】一方、励起光源40からは励起光Ｌが出射さ
れ、この励起光Ｌはコリメータレンズ51に入射して平行
光束とされる。平行光束とされた励起光Ｌは偏光ビーム
スプリッタ52を透過し、集光レンズ60により、ステージ
30上に載置されたマイクロアレイチップ10上に集光され
る。
【００３７】各ステップモータ21，22は位置指示手段80
から入力された指示位置に基づいて、励起光Ｌがマイク
ロアレイチップ10上の最初の所定の位置を照射するよう
に、ステージ30をＸＹ平面内で駆動し、その位置で停止
する。励起光Ｌはマイクロアレイチップ10上の最初の所
定の位置を、結合物12よりも広いスポット径で照射する
が、この励起光Ｌで照射された最初の所定位置に結合物
12が存在したときは、図４に示すように、結合物12はそ
の全体が励起光Ｌにより照射され、結合物12の蛍光色素
が励起され、蛍光Ｋを発光する。励起光Ｌで照射された
最初の所定位置に結合物12が存在しないときは、マイク
ロアレイチップ10からは蛍光Ｋが発光することはない。
【００３８】結合物12が存在し蛍光Ｋが発光されたとき
は、その蛍光Ｋは集光レンズ60、偏光ビームスプリッタ
52を順次通過して、フォトマルチプライヤ70に入射し、
その光量に応じた電気信号に変換されて、外部の処理装
置に出力される。外部の出力装置には、位置指示手段80
から、励起光Ｌが照射した所定の位置の情報が入力され
ており、所定の位置と蛍光Ｋの検出の有無およびその光
量が対応づけられる。
【００３９】最初の所定位置への励起光Ｌの照射から一
定時間経過すると、位置指示手段80から次の所定位置が
ステップモータ21，22に入力され、例えばステップモー
タ22のみが駆動されて、ステージ30をＸ軸方向に、最初
の所定位置の隣の所定位置を励起光Ｌが照射するように
移動させたのち停止する（図４参照）。
【００４０】そして励起光Ｌはこの隣の所定位置を照射
し、最初の所定位置のときと同様に、結合物12が存在し
たときは蛍光Ｋが発せられてフォトマルチプライヤ70に
検出され、存在しないときは検出されない。
【００４１】以上の操作を、マイクロアレイチップ10上
の全ての所定位置を励起光Ｌが照射するまで繰り返すこ
とにより、処理装置には、これらの全ての所定位置と蛍
光Ｋの発光の有無および発光量が対応付けられ、この対
応関係に基づいて、遺伝子疾患の被検体のＤＮＡの機能
分析がなされる。
【００４２】そして以上説明したように、本実施形態の
マイクロアレイチップの読取装置 100によれば、間欠的
にステージ30を移動して、結合物12が存在しうる、予め
設定された所定の位置（ｃＤＮＡが塗布された位置）の
みを励起光Ｌで照射するため、励起光Ｌの走査に要する
時間を、従来に較べて大幅に短縮することができる。ま
たステージ30の移動も粗い間隔で間欠的に行えばよいた
め、安価なステップモータ21，22により実現することが
でき、コストの上昇を抑制することができる。
【００４３】さらにマイクロアレイチップ10上における
ビーム径が各結合物12よりも大きい径の励起光Ｌにより
各結合物12を照射するため、１回の照射で当該結合物12
の全体を照射することができ、したがって、この照射に
より当該結合物12全体から発せられた蛍光Ｋも１回の検
出で収録することができ、一旦デジタル画像を作成した
うえで結合物12に対応する領域を囲い込み、この囲い込
まれた領域内の画素ごとの検出結果を総和することによ
り結合物12全体から発せられた蛍光Ｋの強度または光量
を求めるという特別な処理が不要となる。
【００４４】なお本実施形態の読取装置においては、マ
イクロアレイチップ上の所定の位置を規定するものが、
ｃＤＮＡの塗布位置であったが、本発明のマイクロアレ
イチップの読取方法および読取装置はこの態様に限定さ
れるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のマイクロアレイチップの読取装置の一
実施形態を示す図
【図２】図１に示した読取装置に使用されるマイクロア
レイチップを示す図
【図３】図２に示したマイクロアレイチップの元の状態
を示す図
【図４】励起光の走査状態を説明する図
【図５】従来の、励起光の走査状態および読取りを説明
する図
【符号の説明】
10 マイクロアレイチップ 11 スライドガラス 12 結合物（被検出物） 21，22 ステップモータ 30 ステージ 40 励起光源 51 コリメータレンズ 52 偏光ビームスプリッタ 60 集光レンズ 70 フォトマルチプライヤ 80 位置指示手段 100 読取装置 Ｌ 励起光 Ｋ 蛍光
───────────────────────────────────────────────────── 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 33/543 ５９５ Ｃ１２Ｎ 15/00 Ａ Ｆターム(参考） 2G043 AA03 AA04 BA16 CA03 CA07 DA02 DA05 EA01 FA01 GA02 GA07 GB02 GB19 HA01 HA09 LA02 NA06 2G045 AA35 DA12 DA13 DA14 DA36 FA29 FB02 FB03 FB07 FB12 GC15 HA09 HA14 JA07 4B024 AA19 AA20 CA01 HA11 HA19 4B029 AA07 AA23 CC03 CC08 FA11 FA15 4B063 QA01 QQ43 QR32 QR62 QS03 QS05 QS25 QS32

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 担体上の予め設定された多数の所定の位
    置のうち少なくとも一部に励起光の照射を受けて発光す
    る被検出物が各別に配置されてなるマイクロアレイチッ
    プを励起光が走査するように、前記マイクロアレイチッ
    プと前記励起光とを相対的に移動し、前記励起光が走査
    された前記被検出物からの前記発光を読み取るマイクロ
    アレイチップの読取方法において、 前記励起光を、前記マイクロアレイチップ上において、
    そのビーム径が前記各被検出物よりも大きい径であって
    ２以上の前記被検出物を同時に照射することがない径と
    なるように拡大または縮小し、 前記励起光が前記各所定の位置のみを照射するように、
    １つの所定位置から他の所定位置まで間欠的に、前記マ
    イクロアレイチップと前記励起光とを相対的に移動する
    ことを特徴とするマイクロアレイチップの読取方法。
  2. 【請求項２】 前記被検物が、既知の特異的結合物質
    に、蛍光色素で標識された生物体由来物質がハイブリダ
    イズされた結合物であることを特徴とする請求項１記載
    のマイクロアレイチップの読取方法。
  3. 【請求項３】 前記特異的結合物質がｃＤＮＡであり、
    前記生物体由来物質がＤＮＡであることを特徴とする請
    求項２記載のマイクロアレイチップの読取方法。
  4. 【請求項４】 担体上の予め設定された多数の所定の位
    置のうち少なくとも一部に励起光の照射を受けて発光す
    る被検出物が各別に配置されてなるマイクロアレイチッ
    プを励起光が走査するように、前記マイクロアレイチッ
    プと前記励起光とを相対的に移動する走査手段と、前記
    励起光が走査された前記被検出物からの前記発光を読み
    取る光電読取手段とを備えたマイクロアレイチップの読
    取装置において、 前記励起光を、前記マイクロアレイチップ上において、
    そのビーム径が前記各被検出物よりも大きい径であって
    ２以上の前記被検出物を同時に照射することがない径と
    なるように拡大または縮小するビーム拡縮光学系をさら
    に備え、 前記走査手段が、前記励起光が前記各所定の位置のみを
    照射するように、１つの所定位置から他の所定位置に間
    欠的に、前記励起光または前記マイクロアレイチップを
    相対的に走査するものであることを特徴とするマイクロ
    アレイチップの読取装置。
  5. 【請求項５】 前記被検物が、既知の特異的結合物質
    に、蛍光色素で標識された生物体由来物質がハイブリダ
    イズされた結合物であることを特徴とする請求項４記載
    のマイクロアレイチップの読取装置。
  6. 【請求項６】 前記特異的結合物質がｃＤＮＡであり、
    前記生物体由来物質がＤＮＡであることを特徴とする請
    求項５記載のマイクロアレイチップの読取装置。
JP30081798A 1998-10-22 1998-10-22 マイクロアレイチップの読取方法および読取装置 Expired - Fee Related JP3761726B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP30081798A JP3761726B2 (ja) 1998-10-22 1998-10-22 マイクロアレイチップの読取方法および読取装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP30081798A JP3761726B2 (ja) 1998-10-22 1998-10-22 マイクロアレイチップの読取方法および読取装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000131237A true JP2000131237A (ja) 2000-05-12
JP3761726B2 JP3761726B2 (ja) 2006-03-29

Family

ID=17889472

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP30081798A Expired - Fee Related JP3761726B2 (ja) 1998-10-22 1998-10-22 マイクロアレイチップの読取方法および読取装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3761726B2 (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005524069A (ja) * 2002-04-24 2005-08-11 インペリアル カレッジ イノベーションズ リミテッド 励起光源として発光ダイオードを有する蛍光検出装置及び方法
JP2006004991A (ja) * 2004-06-15 2006-01-05 Casio Comput Co Ltd 撮像装置及び生体高分子分析チップ
US7342663B2 (en) 2003-12-08 2008-03-11 Omron Corporation Optical analyzing unit and optical analyzing device
WO2010137543A1 (ja) * 2009-05-27 2010-12-02 株式会社日立ハイテクノロジーズ 核酸分析用デバイス、核酸分析装置、及び核酸分析方法
US7858382B2 (en) 2005-05-27 2010-12-28 Vidar Systems Corporation Sensing apparatus having rotating optical assembly
US7906344B2 (en) 2004-03-31 2011-03-15 Omron Corporation Localized plasmon resonance sensor and examining device

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005524069A (ja) * 2002-04-24 2005-08-11 インペリアル カレッジ イノベーションズ リミテッド 励起光源として発光ダイオードを有する蛍光検出装置及び方法
US7342663B2 (en) 2003-12-08 2008-03-11 Omron Corporation Optical analyzing unit and optical analyzing device
US7906344B2 (en) 2004-03-31 2011-03-15 Omron Corporation Localized plasmon resonance sensor and examining device
JP2006004991A (ja) * 2004-06-15 2006-01-05 Casio Comput Co Ltd 撮像装置及び生体高分子分析チップ
JP4581498B2 (ja) * 2004-06-15 2010-11-17 カシオ計算機株式会社 生体高分子分析チップ
US7858382B2 (en) 2005-05-27 2010-12-28 Vidar Systems Corporation Sensing apparatus having rotating optical assembly
WO2010137543A1 (ja) * 2009-05-27 2010-12-02 株式会社日立ハイテクノロジーズ 核酸分析用デバイス、核酸分析装置、及び核酸分析方法
JPWO2010137543A1 (ja) * 2009-05-27 2012-11-15 株式会社日立ハイテクノロジーズ 核酸分析用デバイス、核酸分析装置、及び核酸分析方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP3761726B2 (ja) 2006-03-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20020061534A1 (en) Biochemical analysis unit and biochemical analyzing method using the same
JP2003185584A (ja) スキャナ
JP2007033170A (ja) 蛍光検出方法および蛍光検出システム
JP4152054B2 (ja) 画像読み取り装置
US7170078B2 (en) Biochemical analysis data producing method and scanner used therefor
US7348587B2 (en) Method for producing biochemical analysis data and apparatus used therefor
US20020066866A1 (en) Image reading method and apparatus
JP3957118B2 (ja) 試験片およびこの試験片からの画像情報読取装置
EP1186886A2 (en) Biochemical analyzing method and biochemical analysis apparatus used therefor
JP3761726B2 (ja) マイクロアレイチップの読取方法および読取装置
US7173701B2 (en) CCD-based biochip reader
US20030003594A1 (en) Method for producing biochemical analysis data and scanner used therefor
JP2002168784A (ja) 共焦点スキャナのピンホール位置調整・位置決め方法および装置
JP2000338042A (ja) 画像情報のファイリング方法およびファイリング装置
JP3913978B2 (ja) 画像解析方法および装置
US20030003600A1 (en) Biochemical analysis kit and method for exposing stimulable phosphor sheet
US20030007895A1 (en) Biochemical analysis unit
US6814298B2 (en) Digital data producing system
EP1933131A1 (en) Efficient method and system for detecting luminescence
US20030003493A1 (en) Biochemical analysis unit and biochemical analysis kit
JP2003042956A (ja) データの読み取り方法およびそれに用いるスキャナ
US7189577B2 (en) Biochemical analysis kit and method for exposing stimulable phosphor sheet
US20020195573A1 (en) Stimulable phosphor sheet and method for manufacturing the same
JP2002148265A (ja) 生化学解析方法、それに用いる生化学解析用ユニットならびに生化学解析用ユニットからターゲットを検出するターゲット検出装置
JP2000346846A (ja) 生体由来物質の検出方法および装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040305

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20050920

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050927

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20060110

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20060111

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090120

Year of fee payment: 3

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090120

Year of fee payment: 3

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090120

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100120

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110120

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110120

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120120

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120120

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130120

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130120

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140120

Year of fee payment: 8

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees