JP2001305058A - Chemical analyzer - Google Patents

Chemical analyzer

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JP2001305058A
JP2001305058A JP2000131510A JP2000131510A JP2001305058A JP 2001305058 A JP2001305058 A JP 2001305058A JP 2000131510 A JP2000131510 A JP 2000131510A JP 2000131510 A JP2000131510 A JP 2000131510A JP 2001305058 A JP2001305058 A JP 2001305058A
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JP
Japan
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light
well
spatial light
modulation element
chemical
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Withdrawn
Application number
JP2000131510A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeo Watabe
成夫 渡部
Akira Miyake
亮 三宅
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JP2001305058A publication Critical patent/JP2001305058A/en
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  • Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
  • Microscoopes, Condenser (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To omit a mechanical movable part so as to improve a measurement throughput and so as to widen a measurement dynamic range without any deterioration of a measurement SN ratio in a chemical array type spectroscopic analyzer. SOLUTION: To an objective lens 310 and a relay lens 241, a spatial light modulation element 240 is arranged in a position conjugate to a well 122 on a chemical array 120, and according to the position and the size of a measurement objective well, the spatial light modulation element 250 is modulated so as to irradiate the well. To the objective lens 310 and a relay lens 420, a spatial light modulation element 430 is arranged in the position conjugate to the well 122, and fluorescence generated from the well is selectively observed by means of a photomultiplier 450.

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、化学アレイを用い
て化学成分を検出する方法に係り、特に、化学アレイ中
の化学成分を検出するための光学系とその装置を提供す
ることに関する。
The present invention relates to a method for detecting a chemical component using a chemical array, and more particularly to providing an optical system for detecting a chemical component in a chemical array and an apparatus therefor.

【0002】[0002]

【従来の技術】製薬における効能の調査やDNAの塩基配
列の決定について、1990年代後半、化学アレイを用
いた研究開発が盛んに行われている。この化学アレイの
詳細については、(Light-directed,Spatially Addres
sable Parallel Chemical Synthesis)、Science、Vol.
251、767-773 (1991)に述べられている。
2. Description of the Related Art In the late 1990's, research and development using chemical arrays have been actively conducted for investigating efficacy in pharmaceuticals and determining DNA base sequences. For more information on this chemical array, see (Light-directed, Spatially Addres
sable Parallel Chemical Synthesis), Science, Vol.
251, 767-773 (1991).

【0003】この化学アレイを用いて、化学成分を検出
するための光学系としては、PCTWO 92/10587号公報
に、一組の顕微光学系と照明光源と開口制限板を組み合
わせた、いわゆる共焦点顕微鏡が用いられている。この
共焦点顕微鏡について、化学アレイをXY方向に走査し
て各ウェルからの蛍光を測定している。
As an optical system for detecting a chemical component using this chemical array, PCT WO 92/10587 discloses a so-called confocal system in which a set of a microscopic optical system, an illumination light source and an aperture limiting plate are combined. A microscope is used. For this confocal microscope, the chemical array is scanned in the XY directions to measure the fluorescence from each well.

【0004】また、特開平11−44647号公報に
は、発光ダイオードやダイオードレーザ等光源アレイ上
に直接ウェルを設置し、PCTWO 92/10587号公報のよ
うな走査作業なしに、化学アレイを測定する方法が提案
されている。
In Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-44647, a well is directly installed on a light source array such as a light emitting diode or a diode laser, and a chemical array is measured without a scanning operation as in PCT WO 92/10587. A method has been proposed.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、化学ア
レイによる研究開発のコストを低減するために、化学ア
レイ上のウェル数が100行100列の1万個を超える
ようになると、前記技術では、測定スループットの低下
と、測定精度(測定信号とノイズの比のことで,以下測
定SNと述べる)の低下が著しいものとなる。
However, in order to reduce the cost of research and development using a chemical array, if the number of wells on the chemical array exceeds 10,000 in 100 rows and 100 columns, the above-described technique will not be used. The decrease in the throughput and the decrease in the measurement accuracy (the ratio between the measurement signal and the noise, hereinafter referred to as the measurement SN) become remarkable.

【0006】すなわち、PCTWO 92/10587号公報で述
べられている方法によれば、化学アレイ上のウェル数だ
け化学アレイを移動させて位置決めし、測定を行うこと
を繰り返さなければならない。そして、隣接するウェル
からの目的外の光を観測しないようにする、高精度な位
置決めのために位置決め時間が長く掛かり、測定スルー
プットが低下していた。
That is, according to the method described in PCT WO 92/10587, it is necessary to repeatedly move and position the chemical array by the number of wells on the chemical array and perform measurement. In addition, a long positioning time is required for high-precision positioning so that unintended light from an adjacent well is not observed, resulting in a decrease in measurement throughput.

【0007】また、特開平11−44647号公報で述
べられている方法によれば、化学アレイ上のウェルが小
さくなると、ウェルを照明する発光ダイオード等の光源
アレイでは、この小さなウェル個々に対応した光源その
ものの製造が難しくなる。さらに、化学アレイ上のウェ
ルのサイズがまちまちであったり、また、化学アレイ毎
で異なるウェルサイズに対応することも難しい。
According to the method described in JP-A-11-44647, when a well on a chemical array becomes smaller, a light source array such as a light emitting diode for illuminating the well corresponds to each of the small wells. It becomes difficult to manufacture the light source itself. Further, the size of wells on the chemical array varies, and it is also difficult to accommodate different well sizes for each chemical array.

【0008】本発明は、これら測定スループットを向上
させ測定SN低下を防ぐ課題を解決するためのもので、
測定時間の短縮による研究開発の効率向上と、高密度な
化学アレイの使用による多種多様な測定を低価格で提供
することを目的とする。
The present invention has been made to solve the problems of improving the measurement throughput and preventing a decrease in the measurement SN.
It aims to improve the efficiency of R & D by shortening the measurement time, and to provide a wide variety of measurements at a low price by using high-density chemical arrays.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、化学アレイ上のウェルに測定光を照明
し、これによって発生する蛍光を測定するための光学系
として共焦点顕微鏡を用いる構成とした。そして、共焦
点顕微鏡の対物レンズについて、化学アレイ上のウェル
と共役な位置に照明用光源から発する観測光の強度を変
調する複数の素子からなる空間光変調素子を設置し、空
間光変調素子を駆動して測定対象のウェルの化学アレイ
上の位置とその大きさに対応して、照射光を偏向する構
成とした。
In order to solve the above problems, the present invention illuminates a well on a chemical array with measurement light and uses a confocal microscope as an optical system for measuring fluorescence generated thereby. The configuration was used. Then, for the objective lens of the confocal microscope, a spatial light modulator composed of a plurality of elements for modulating the intensity of observation light emitted from the illumination light source is installed at a position conjugate to the well on the chemical array, and the spatial light modulator is The structure is such that the irradiation light is deflected in accordance with the position of the well to be measured on the chemical array and its size when driven.

【0010】さらに、共焦点顕微鏡の対物レンズについ
て、そのウェルと共役な位置に、測定光で照明されたウ
ェルから発生する蛍光のみを選択的に強度変調をおこな
うための空間光変調素子を設置し、これによって変調さ
れた光強度のみを測定することにした。
Further, a spatial light modulator for selectively modulating the intensity of only the fluorescence generated from the well illuminated with the measuring light is provided at a position conjugate with the well of the objective lens of the confocal microscope. In this case, only the light intensity modulated by this was measured.

【0011】これら2つの空間光変調素子による強度変
調は同期処理し,その空間位置は,共焦点顕微鏡の対物
レンズについて,化学アレイ上で測定対象となるウェル
と共役な位置を選択することにした。
The intensity modulation by these two spatial light modulators is synchronously processed, and the spatial position of the objective lens of the confocal microscope is selected to be a position conjugate with the well to be measured on the chemical array. .

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について図
面を参照して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0013】図1は本発明による分析システム全体を示
したものである。図において、分析装置本体100は、
制御用コンピュータ150aによって制御され、その測
定結果が、コンピュータ150aのディスプレイ150
に表示される。又、コンピュータ150aには、分析条
件等を設定するためのキーボード156やマウス155
が設けられている。分析装置本体100の左側面には、
分析装置本体100内部を冷却する冷却用の吸気ファン
111と、吸気フィルタ110と、暖気排出用の排気フ
ァン112が設けられている。分析装置本体100の正
面側には、稼働状態を表示する表示パネル157と、緊
急に装置を停止させる緊急停止ボタン160が設けられ
ている。
FIG. 1 shows an entire analysis system according to the present invention. In the figure, the analyzer main body 100
Controlled by the control computer 150a, the measurement result is displayed on the display 150 of the computer 150a.
Will be displayed. The computer 150a has a keyboard 156 and a mouse 155 for setting analysis conditions and the like.
Is provided. On the left side of the analyzer main body 100,
A cooling intake fan 111 for cooling the inside of the analyzer main body 100, an intake filter 110, and an exhaust fan 112 for discharging warm air are provided. On the front side of the analyzer main body 100, a display panel 157 for displaying the operating state and an emergency stop button 160 for urgently stopping the apparatus are provided.

【0014】分析装置本体100の右側面には、化学ア
レイ120を一個又は複数個一度に保持するホルダ13
0を挿入するホルダ挿入口140が設けられている。こ
の右側面側は、装置の点検等のが簡単に行えるように開
閉式の扉構造としてある。ホルダ挿入口140は、図示
しない自動ホルダ搬送機との連携を考慮して、装置本体
100の右側面に設けたが、自動ホルダ搬送機を用い
ず、手動でホルダを挿入するのを主とする場合には、装
置本体100の正面に設置してもよい。
On the right side of the analyzer main body 100, a holder 13 for holding one or more chemical arrays 120 at a time is provided.
A holder insertion port 140 for inserting 0 is provided. This right side has an openable door structure so that inspection and the like of the device can be easily performed. The holder insertion port 140 is provided on the right side of the apparatus main body 100 in consideration of cooperation with an unillustrated automatic holder transporter, but mainly inserts the holder manually without using the automatic holder transporter. In this case, it may be installed in front of the apparatus main body 100.

【0015】図2は、装置本体100の内部を説明する
ために、外壁パネルを外した状態を示したものである。
本発明の趣旨を説明する上で特に必要としない部品等は
表示していない。図2において、主に照明光用部品を搭
載した基板200の下に、主に化学アレイ120を操作
する部品、及び対物レンズ310を搭載した基板300
が設置されている。また、基板200の上には、主に観
測用部品を搭載した基板400が設置されている。これ
らの階層構造は、この順番に並んでいることが必須では
なく、基板200と基板400が隣接する構造であれば
本発明の趣旨は変わらない。
FIG. 2 shows a state in which an outer wall panel is removed to explain the inside of the apparatus main body 100.
Parts and the like that are not particularly required for explaining the gist of the present invention are not shown. In FIG. 2, a substrate 300 mainly mounted with components for operating the chemical array 120 and a substrate 300 mounted with an objective lens 310 under a substrate 200 mainly mounted with components for illumination light.
Is installed. On the substrate 200, a substrate 400 on which observation components are mainly mounted is provided. It is not essential that these hierarchical structures are arranged in this order, and the gist of the present invention does not change as long as the substrate 200 and the substrate 400 are adjacent to each other.

【0016】図3は、図2における基板200上の機器
とその機能を説明するための平面図である。光源210
は、化学アレイ120上のウェル122に、選択的に結
合される物質を検出するための蛍光マーカを励起発光さ
せるために用いるものである。そのため、目的とする励
起発光波長が390nmよりも長波長の場合には、主にハ
ロゲンランプを用い、これよりも短波長の場合には、キ
セノンランプ等の放電ランプを用いることができる。光
源210からの光は、コリメータレンズ220によって
平行光に整形され、さらにフィルタ230によって蛍光
マーカを励起させる波長が選択される。そして、リレー
レンズ240によって空間光変調素子250上に集光さ
れる。
FIG. 3 is a plan view for explaining the devices on the substrate 200 in FIG. 2 and their functions. Light source 210
Is used to excite and emit a fluorescent marker for detecting a substance that is selectively bound to the well 122 on the chemical array 120. Therefore, when the target excitation light emission wavelength is longer than 390 nm, a halogen lamp is mainly used, and when the target excitation light emission wavelength is shorter than 390 nm, a discharge lamp such as a xenon lamp can be used. The light from the light source 210 is shaped into parallel light by the collimator lens 220, and the wavelength for exciting the fluorescent marker is selected by the filter 230. Then, the light is condensed on the spatial light modulator 250 by the relay lens 240.

【0017】空間光変調素子250としては、テキサス
・インストルメンツ社(Texas Instruments Inc.)のデ
ジタル・マイクロミラー・デバイス(Digital Micromir
rorDevice)がある。この素子は、Larry J.Hornbeck著D
igital Light Processing for High-Brightness, High-
Resolution Applications, Electronic Imaging,EI'97
Projection Display III Co-Sponsored by IS&T and SP
IE An Invited Paper1997, Page 4 left side に記載さ
れているように、大きさが16ミクロンメートル平方の
変調用ミラーが17ミクロンメートルピッチに配置され
ている。ミラーの反射角度が中立位置から仰角および俯
角に10度、15ナノ秒で傾けることができ、これによ
って空間位置の選択と強度変調を行う。また、前述の空
間光変調素子に変えて、空間光変調素子として透過型液
晶板をオン、オフ制御して、透過光又は遮光することで
同等の効果を得ることができる。
As the spatial light modulator 250, a Texas Instruments Inc. digital micromirror device (Digital Micromirror) is used.
rorDevice). This device was developed by Larry J. Hornbeck.
igital Light Processing for High-Brightness, High-
Resolution Applications, Electronic Imaging, EI'97
Projection Display III Co-Sponsored by IS & T and SP
As described in IE An Invited Paper 1997, page 4 left side, 16 μm square modulation mirrors are arranged at a 17 μm pitch. The reflection angle of the mirror can be tilted from the neutral position to the elevation and depression angles by 10 degrees and 15 nanoseconds, thereby selecting the spatial position and modulating the intensity. Further, instead of the above-described spatial light modulation element, the same effect can be obtained by controlling the transmission type liquid crystal plate as a spatial light modulation element to be turned on and off, and transmitting or blocking light.

【0018】これらの手段を用いることによって、化学
アレイ上の複数のウェルを測定するために、化学アレイ
を走査する必要はなくなり、測定スループットを向上さ
せることができる。
By using these means, it is not necessary to scan the chemical array to measure a plurality of wells on the chemical array, and the measurement throughput can be improved.

【0019】また、共焦点顕微鏡の対物レンズの拡大率
を高くするすることで化学アレイ上のウェルのサイズが
小さくなっても性能を低下することなく測定が可能で、
化学アレイ毎の測定種類を増すことでコストパフォーマ
ンスを向上させることができる。
Further, by increasing the magnification of the objective lens of the confocal microscope, even if the size of the well on the chemical array is reduced, the measurement can be performed without deteriorating the performance.
Cost performance can be improved by increasing the number of types of measurement for each chemical array.

【0020】図3においては、空間光変調素子250と
して反射型の場合を示している。リレーレンズ240が
光を空間光変調素子250上に集光させる角度は、空間
光変調素子250における素子偏向角度に依存して一意
に決められる。例えば、空間光変調素子250によって
反射された光を平行にする、リレーレンズ241の光軸
に対して垂直であり、素子偏向角度が10度の場合、リ
レーレンズ240が光を空間光変調素子250上に集光
させる角度は20度になる。この空間光変調素子250
上の素子の選択と、この素子に入射する光をリレーレン
ズ241方向に反射する制御は、空間光変調素子制御回
路800によって行う。空間光変調素子制御回路800
は、コンピュータ150aの画面上のウインドウ151
(図11参照)で指示された空間光変調素子250上の素
子位置とその変調状態に応じた制御信号を空間光変調素
子250に送る。空間光変調素子250は、送られてき
た信号に応じて所定の偏向角度に偏向する。空間光変調
素子250によって空間選択的に反射された光は、リレ
ーレンズ241によって平行光にされた後、ハーフミラ
ー260によってその一部が反射され、図2に示した対
物レンズ310に向かう。
FIG. 3 shows a case where the spatial light modulator 250 is of a reflection type. The angle at which the relay lens 240 condenses light on the spatial light modulator 250 is uniquely determined depending on the element deflection angle of the spatial light modulator 250. For example, when the light reflected by the spatial light modulator 250 is parallel to the optical axis of the relay lens 241 and the element deflection angle is 10 degrees, the relay lens 240 converts the light to the spatial light modulator 250. The angle at which light is focused upward is 20 degrees. This spatial light modulator 250
The selection of the above element and the control of reflecting the light incident on this element toward the relay lens 241 are performed by the spatial light modulation element control circuit 800. Spatial light modulator control circuit 800
Is a window 151 on the screen of the computer 150a.
A control signal corresponding to the element position on the spatial light modulation element 250 specified by (see FIG. 11) and its modulation state is sent to the spatial light modulation element 250. The spatial light modulator 250 deflects the light to a predetermined deflection angle according to the transmitted signal. The light that is spatially selectively reflected by the spatial light modulator 250 is converted into parallel light by the relay lens 241, and then partially reflected by the half mirror 260, and travels toward the objective lens 310 shown in FIG.

【0021】このハーフミラー260は、入射する光の
波長に依存せず、その一部を反射する仕様でも、特定の
波長を選択的に全反射する仕様でも本発明の趣旨は変わ
らない。前者の仕様のハーフミラーを使用すると装置コ
ストを低減でき、後者の仕様のハーフミラーを使用する
と蛍光マーカから発光する蛍光を観測する能力がより向
上するという特徴がある。
The gist of the present invention is the same regardless of whether the half mirror 260 is designed to reflect a part of the light or to selectively reflect a specific wavelength completely without depending on the wavelength of the incident light. The use of the half mirror of the former specification can reduce the cost of the apparatus, and the use of the half mirror of the latter specification has a feature that the ability to observe the fluorescence emitted from the fluorescent marker is further improved.

【0022】次に図12を用いて空間光変調素子25
0、430の動作を説明する。図12は、主にセラミック
で作られたパッケージ600と、変調信号を伝達するた
めに側面に設けられた接続端子610とで構成される。
パッケージ600上面には、半導体プロセスによって製
作される空間光変調素子250または430が設置され
ている。この空間光変調素子の総数は、縦横にそれぞれ
512個から1280個であって、総数26万個から1
30万個になる。図12(2)は、図12(1)の空間
光変調素子250、430の一部を抜き出して拡大表示
したものである。光変調素子反射面620は、特定の方
向について光を変調させるために光変調素子反射面62
0が傾くようになっている。この動作を制御するための
端子640、650が、各々の光変調素子反射面620
からパッケージ600内にあって、図示しない変調素子
の行または列を選択する回路に接続されている。図12
(3)は、図12(2)にある変調素子を一つ抜き出し
て拡大表示したものである。
Next, referring to FIG.
The operation of 0, 430 will be described. FIG. 12 includes a package 600 mainly made of ceramics and connection terminals 610 provided on the side surface for transmitting a modulation signal.
On the upper surface of the package 600, a spatial light modulator 250 or 430 manufactured by a semiconductor process is installed. The total number of the spatial light modulators is 512 to 1280 in the vertical and horizontal directions, and the total number is 260,000 to 1
300,000. FIG. 12B is an enlarged view of a part of the spatial light modulators 250 and 430 of FIG. The light modulating element reflecting surface 620 is used to modulate light in a specific direction.
0 is inclined. Terminals 640 and 650 for controlling this operation are provided at respective light modulating element reflecting surfaces 620.
From the package 600 and connected to a circuit for selecting a row or a column of a modulation element (not shown). FIG.
(3) is an enlarged display of one of the modulation elements shown in FIG. 12 (2).

【0023】光変調素子反射面620はトーションバー
660上に設置されており、このトーションバー660
の捩りによって傾いたり元に戻る。光変調素子反射面6
20を傾けて光を変調させるために、端子640を端子
650よりも高電位にする。このとき、光変調素子反射
面620の下面に設置した分極端子621と端子640
上に設置した誘電端子630との間で静電力が作用し、
光変調素子反射面620はこの間隔を狭くするよう傾
く。逆に、端子650を端子640よりも高電位にする
と、誘電端子670と図示しない分極端子との間で静電
力が作用し、光変調素子反射面620は傾きを元に戻
す。なお、端子650を端子640よりも高電位にして
傾きを元に戻すときには、光変調素子反射面620は図
示しないストッパによって傾きが制御され、傾きの角度
が不安定になることはない。
The light modulation element reflection surface 620 is provided on the torsion bar 660, and the torsion bar 660 is provided.
Tilts or returns to its original position due to the twisting of. Light modulation element reflection surface 6
In order to modulate light by tilting 20, the terminal 640 is set to a higher potential than the terminal 650. At this time, the polarization terminal 621 and the terminal 640 installed on the lower surface of the light modulation element reflection surface 620 are used.
An electrostatic force acts between the dielectric terminal 630 installed above and
The light modulating element reflecting surface 620 is inclined so as to reduce this interval. Conversely, when the terminal 650 is set to a higher potential than the terminal 640, an electrostatic force acts between the dielectric terminal 670 and a polarization terminal (not shown), and the light modulation element reflection surface 620 returns to its original inclination. Note that when the terminal 650 is set to a higher potential than the terminal 640 and the inclination is returned to its original state, the inclination of the light modulation element reflection surface 620 is controlled by a stopper (not shown), and the inclination angle does not become unstable.

【0024】図13は、空間光変調素子250、430
について、透過型の場合の動作を説明するための概要図
である。これは、図12(1)におけるセラミックパッ
ケージ600中の空間光変調素子250、430の部分
が液晶構造にしたもので、図12(3)における変調素
子と対比できるよう一つを拡大表示している。図13に
おいて、偏光方向が互いに直角となる2枚の液晶680
と液晶690が重ね合わせた構造になっている。この状
態では、光はこの変調素子を透過できない。光を透過さ
せて変調させるためには、液晶680の偏光方向を変え
るために端子640を端子650よりも高電位にする。
すると、液晶680と液晶690の偏光方向が直角から
ずれるようになり、光はこの変調素子を透過できるよう
になる。
FIG. 13 shows the spatial light modulators 250 and 430.
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining an operation in the case of a transmission type. This is one in which the portions of the spatial light modulation elements 250 and 430 in the ceramic package 600 in FIG. 12A have a liquid crystal structure, and one of them is enlarged and displayed so as to be able to be compared with the modulation element in FIG. I have. In FIG. 13, two liquid crystals 680 whose polarization directions are perpendicular to each other are shown.
And a liquid crystal 690 are superimposed. In this state, light cannot pass through this modulation element. In order to transmit and modulate light, the terminal 640 is set at a higher potential than the terminal 650 in order to change the polarization direction of the liquid crystal 680.
Then, the polarization directions of the liquid crystal 680 and the liquid crystal 690 are shifted from a right angle, and light can pass through this modulation element.

【0025】図12と図13の2種類の空間光変調素子
の選択については、図12の反射型が図13の透過型よ
りも変調後の光強度を強くできること、光の波長につい
て変調後の変化が少ないこと、強力な光を変調可能であ
ること、長寿命であることの特徴を考慮する。これに対
して、図13の透過型図が12の反射型よりも設置面積
が少なくできること、動作電力が小さいこと、低コスト
で製作できることを考慮する。
The choice of the two types of spatial light modulators shown in FIGS. 12 and 13 is that the reflection type in FIG. 12 can increase the light intensity after modulation compared to the transmission type in FIG. Consider the features of little change, capable of modulating strong light, and long life. On the other hand, it is taken into consideration that the transmission type diagram of FIG. 13 can have a smaller installation area, lower operating power, and can be manufactured at lower cost than the reflection type diagram of FIG.

【0026】図2には図示していない遮光板242は、
空間光変調素子250がリレーレンズ241方向に反射
させなかった光が、再びリレーレンズ241に入射しな
いようにするために設置している。また、図2には図示
しないが、光源210はこれから発光する光が迷光とな
って測定を邪魔しないように、専用の小部屋280内に
設置してあり、フィルタ230が窓として設けてある。
またこの小部屋280は、排気ファン112によって光
源210で発生した熱を外に排出構成としてある。
The light shielding plate 242 not shown in FIG.
It is provided so that light not reflected by the spatial light modulation element 250 in the direction of the relay lens 241 does not enter the relay lens 241 again. Although not shown in FIG. 2, the light source 210 is installed in a dedicated small room 280 so that the light emitted from the light source does not disturb the measurement due to stray light, and the filter 230 is provided as a window.
The small room 280 is configured to discharge heat generated by the light source 210 by the exhaust fan 112 to the outside.

【0027】図4は、図2における基板300上の機器
とその機能を説明するための平面図である。基板200
のハーフレンズ260によって反射された光は開口穴2
70を通過し、対物レンズ310に入射する。入射した
光は、対物レンズ310とリレーレンズ241との合成
レンズについて空間光変調素子250上の素子と共役な
位置に焦点を結ぶ。この焦点は、化学アレイ120上の
ウェル122(図6参照)が存在する平面上に来るよう
にする。
FIG. 4 is a plan view for explaining the devices on the substrate 300 in FIG. 2 and their functions. Substrate 200
The light reflected by the half lens 260
The light passes through 70 and enters the objective lens 310. The incident light focuses on a combined lens of the objective lens 310 and the relay lens 241 at a position conjugate with the element on the spatial light modulator 250. This focus is on the plane of the chemical array 120 where the wells 122 (see FIG. 6) lie.

【0028】アクチュエータ制御部350は、アクチュ
エータ320を駆動制御し、化学アレイ120を一個又
は複数個を一度に保持するホルダ130を支持する腕部
360を駆動する。すなわち、アクチュエータ制御部3
50の指令信号に基づいて、測定対象となる化学アレイ
120が順次対物レンズの下にくるように位置決めされ
る。ウェル122が照明されることによって励起発光し
た蛍光は、再び対物レンズ310で集光されて開口穴2
70を通過する。
The actuator controller 350 drives and controls the actuator 320 to drive the arm 360 that supports the holder 130 that holds one or more chemical arrays 120 at a time. That is, the actuator control unit 3
Based on the 50 command signals, the chemical array 120 to be measured is positioned so as to be sequentially below the objective lens. Fluorescence excited and emitted by illuminating the well 122 is condensed by the objective lens 310 again, and
Go through 70.

【0029】ところで、ウェル122を照明した光は、
その下に設置された図示しない全反射ミラーによってそ
の方向が90度曲げられ、その先にある消光器340に
よって消滅させ、この光を原因とする散乱光が再び対物
レンズ310に入射しないようにしている。
The light illuminating the well 122 is
The direction is bent by 90 degrees by a total reflection mirror (not shown) installed thereunder, and the direction is eliminated by an extinction device 340 located therebelow, so that scattered light caused by this light does not enter the objective lens 310 again. I have.

【0030】図5は、図2における基板400上の機器
とその機能を説明するための平面図である。ハーフミラ
ー260を透過し、さらに開口穴460を通過してきた
光は、その方向が全反射ミラー410で基板400上面
方向に曲げられる。この光は、リレーレンズ420によ
って空間光変調素子430表面上に集光される。この間
空間光変調素子430は、対物レンズ420とリレーレ
ンズ420との合成レンズについて化学アレイ120上
のウェル122と共役な位置に設置されている。この空
間光変調素子430は、図3の光源からの光を偏向する
空間光変調素子250と同様、空間光変調素子制御回路
800からの信号に基づいて所定の偏向角度に偏向され
る。空間光変調素子430によって空間選択的に反射さ
れた光は、レンズ425で集光され、さらに、ロータリ
ーフィルタ442で特定の波長が選択された後、フォト
マルチプライア450に入射しその強度が測定される。
FIG. 5 is a plan view for explaining the devices on the substrate 400 in FIG. 2 and their functions. The light transmitted through the half mirror 260 and further transmitted through the opening 460 is bent by the total reflection mirror 410 toward the upper surface of the substrate 400. This light is collected on the surface of the spatial light modulator 430 by the relay lens 420. The spatial light modulator 430 is provided at a position conjugate to the well 122 on the chemical array 120 with respect to the combined lens of the objective lens 420 and the relay lens 420. The spatial light modulation element 430 is deflected to a predetermined deflection angle based on a signal from the spatial light modulation element control circuit 800, similarly to the spatial light modulation element 250 that deflects light from the light source in FIG. The light spatially reflected by the spatial light modulator 430 is condensed by a lens 425, and after a specific wavelength is selected by a rotary filter 442, the light is incident on a photomultiplier 450 and its intensity is measured. You.

【0031】ロータリーフィルタ442は、ウェル12
2の蛍光マーカから発光する蛍光のうち、蛍光マーカ量
と発光強度が直線的な変化をする波長を選択するよう
に、複数種の狭帯域透過フィルタが円盤上に並べて設置
されているものである。そして、ロータリーフィルタ制
御装置443によって目的の波長を透過するロータリー
フィルタが選択される。この直前に、フォトマルチプラ
イア450に入射する光は、ロータリーシャッター44
0で間欠的に遮られ、フォトマルチプライア450に存
在する暗電流が計測され、先の光強度が補正される。ロ
ータリーシャッタ440はロータリーシャッタ制御装置
441によって光を遮るタイミングが制御される。
The rotary filter 442 is connected to the well 12
A plurality of types of narrow band transmission filters are arranged on a disk so as to select a wavelength at which the amount of the fluorescent marker and the emission intensity change linearly from the fluorescent light emitted from the second fluorescent marker. . Then, a rotary filter that transmits a target wavelength is selected by the rotary filter control device 443. Immediately before this, the light incident on the photomultiplier 450 is
The dark current that is intermittently interrupted at 0 and is present in the photomultiplier 450 is measured, and the previous light intensity is corrected. The timing at which the rotary shutter 440 blocks light is controlled by the rotary shutter control device 441.

【0032】図2には図示ししていない遮光板422
は、空間光変調素子430がレンズ425方向に反射さ
せなかった光が再びレンズ425に入射しないようにす
るために設置している。通気穴470は、吸気ファン1
11によって導入された冷却空気がフォトマルチプライ
ア450を冷却した後、この穴を通過して光源210を
設置した小部屋280内を冷却するようにしたものであ
る。フォトマルチプライア450は、その受光感度を向
上させ、かつ安定にするため、電子冷却素子等を用いて
強制冷却することがある。このため、冷気を有効活用す
るために設けたものである。また、図2には図示しない
が、フォトマルチプライア450は、迷光が入射して測
定結果に誤差が生じないよう、専用の小部屋内に設置し
ている。
A light-shielding plate 422 not shown in FIG.
Is installed so that light not reflected by the spatial light modulation element 430 in the direction of the lens 425 does not enter the lens 425 again. The ventilation hole 470 is provided for the intake fan 1
After the cooling air introduced by 11 cools the photomultiplier 450, it passes through this hole to cool the inside of the small room 280 in which the light source 210 is installed. The photomultiplier 450 may be forcibly cooled using an electronic cooling element or the like in order to improve its light receiving sensitivity and stabilize it. Therefore, it is provided to make effective use of the cool air. Although not shown in FIG. 2, the photomultiplier 450 is installed in a dedicated small room so that stray light does not enter and an error occurs in a measurement result.

【0033】図6は、化学アレイ120を示している。
ウェル基板121は透明な材料が適しており、特に、ウ
ェル122から発生する蛍光の波長付近の光は反射しな
いような材料または反射防止処理をしている。ハンドリ
ング用穴123は、アクチュエータ320の腕360を
接続するためである。腕360を稼動して化学アレイ1
20の位置決めを行う。ウェル122は、ウェル基板1
21の片面に任意の配置パターンでスポットされている
が、このスポットされた位置を認識するために位置合わ
せマーク124が描画してある。この位置合わせマーク
124は、ウェル122と同一の面にあり、化学アレイ
120がホルダ130に保持され装置本体100に挿入
される方向について、直角の方向に長い長方形の反射マ
ークとしている。
FIG. 6 shows a chemical array 120.
The well substrate 121 is preferably made of a transparent material. In particular, the well substrate 121 is made of a material that does not reflect light near the wavelength of the fluorescence generated from the well 122 or has an antireflection treatment. The handling hole 123 is for connecting the arm 360 of the actuator 320. Activate arm 360 and run chemical array 1
Positioning 20 is performed. The well 122 is a well substrate 1
21 is spotted in an arbitrary arrangement pattern, and an alignment mark 124 is drawn to recognize the spotted position. The alignment mark 124 is on the same surface as the well 122, and is a rectangular reflection mark that is long in a direction perpendicular to the direction in which the chemical array 120 is held by the holder 130 and inserted into the apparatus main body 100.

【0034】図7および図8は、化学アレイ120の位
置決めに、位置合わせマーク124を用いた場合におけ
る、フォトマルチプライア450で観測される光強度の
変化を示している。位置合わせ時には、照明用の空間光
変調素子250の選択的な変調処理により、位置合わせ
マーク124上にのみ光が照射されるようにする。この
状態において、化学アレイ120の面に垂直な方向(い
わゆる焦点位置)の位置とフォトマルチプライア450
で観測される光強度の変化は、図7の通りである。化学
アレイ120の垂直な方向についての位置決めは、光強
度がピークとなるよう上下方向(図6ではz方向)にアク
チュエータ320を操作することで実現される。同様
に、化学アレイ120の面に平行な方向(ホルダ130
の挿入方向)の位置とフォトマルチプライア450で観
測される光強度の変化は、図8の通りである。そこで、
化学アレイ120の平行な方向についての位置決めは、
光強度がピークとなるよう挿入方向(図6ではx方向)に
アクチュエータ320を操作することで実現される。
FIGS. 7 and 8 show changes in the light intensity observed by the photomultiplier 450 when the alignment mark 124 is used for positioning the chemical array 120. FIG. At the time of alignment, light is irradiated only on the alignment mark 124 by selective modulation processing of the illumination spatial light modulation element 250. In this state, the position in the direction perpendicular to the surface of the chemical array 120 (the so-called focal position) and the photomultiplier 450
The change in the light intensity observed at is as shown in FIG. The positioning of the chemical array 120 in the vertical direction is realized by operating the actuator 320 in the vertical direction (z direction in FIG. 6) so that the light intensity reaches a peak. Similarly, the direction parallel to the surface of the chemical array 120 (holder 130
The change in the light intensity observed by the photomultiplier 450 with respect to the position (insertion direction) is as shown in FIG. Therefore,
The positioning of the chemical array 120 in the parallel direction is as follows.
This is realized by operating the actuator 320 in the insertion direction (x direction in FIG. 6) so that the light intensity reaches a peak.

【0035】図9は、空間光変調素子250と430、
化学アレイ120の大きさ、その間隔について模式的に
示したものである。対物レンズ310から化学アレイ1
20までの距離をL310、化学アレイ120の最大外
形幅をW120、ウェル122のピッチをWp120、
リレーレンズ241から空間光変調素子250までの距
離をL241、空間光変調素子250の最小外形幅をW
250、素子ピッチをWp250、リレーレンズ420
から空間光変調素子430までの距離をL430、空間
光変調素子430の最小外形幅をW430、素子ピッチ
をWp430とする。図9において、機械的な走査なし
に測定を行うためには、 W120≦L310÷L241×W250 (1) かつ、 W120≦L310÷L420×W430 (2) となる必要がある。さらに、空間光変調素子250によ
るウェル122の照明について、目的のウェルのみに照
明光を当てるためには、 Wp120=n×m×Wp250 (3) の必要がある。ただし、nは1以上の整数であり、この
値は、ウェル辺りの照明用素子数が大きいほど照明を効
率よく行うことができる。
FIG. 9 shows spatial light modulators 250 and 430,
FIG. 3 schematically shows the size of the chemical array 120 and the interval between them. Chemical array 1 from objective lens 310
20 is L310, the maximum outer width of the chemical array 120 is W120, the pitch of the well 122 is Wp120,
The distance from the relay lens 241 to the spatial light modulator 250 is L241, and the minimum outer width of the spatial light modulator 250 is W
250, element pitch Wp250, relay lens 420
Let L430 be the distance from to the spatial light modulator 430, the minimum outer width of the spatial light modulator 430 be W430, and the element pitch be Wp430. In FIG. 9, in order to perform measurement without mechanical scanning, it is necessary that W120 ≦ L310 ÷ L241 × W250 (1) and W120 ≦ L310 ÷ L420 × W430 (2). Further, regarding illumination of the well 122 by the spatial light modulation element 250, it is necessary to satisfy Wp120 = n × m × Wp250 (3) in order to apply illumination light only to the target well. However, n is an integer of 1 or more, and this value can be more efficiently illuminated as the number of illumination elements around the well is larger.

【0036】mは照明倍率で、およそ m=L310÷L241 (4) である。nが整数であることから、条件(3)を満たす
ためには、mの値は m=Wp120÷(n×Wp250) (5) となる特定の値をとる。そこで、式(4)と条件(5)から L241=L310÷Wp120×(n×Wp250) (6) となるように、L241の値すなわち空間光変調素子2
50までの距離を調整する。ところで、L241はおよ
そリレーレンズ241の焦点距離になることから、リレ
ーレンズ241としてズームレンズのような焦点距離可
変レンズを適用することにした。空間光変調素子430
によるウェル122からの光を空間選択するための条件
は、既に条件(3)が満たされている限り特に制限はな
い。
M is the illumination magnification, which is approximately m = L310 ÷ L241 (4). Since n is an integer, in order to satisfy the condition (3), the value of m takes a specific value such that m = Wp120) (n × Wp250) (5). Therefore, from the expression (4) and the condition (5), the value of L241, that is, the spatial light modulator 2 is set so that L241 = L310 ÷ Wp120 × (n × Wp250) (6)
Adjust the distance up to 50. By the way, since L241 is approximately equal to the focal length of the relay lens 241, a variable focal length lens such as a zoom lens is applied as the relay lens 241. Spatial light modulation element 430
The condition for spatially selecting the light from the well 122 by the above is not particularly limited as long as the condition (3) is already satisfied.

【0037】ただし、ウェル122の厚みが大きい場合
には、目的の蛍光のみを選択するために、より高精細な
(Wp430が小さい)ものを採用するのが好ましい。
However, when the thickness of the well 122 is large, a higher definition is required to select only the desired fluorescence.
(Wp430 is small) is preferably adopted.

【0038】図10は、化学アレイ120上のウェル1
22を照明している空間光変調素子250からの光パタ
ーン2501〜2509を示している。図10では、式
(3)におけるn=3の場合で、既に照明倍率mが決まっ
ているものとする。照明するウェル122に正対する空
間光変調素子250の素子をW250(i, j)(図10で
は2501)とすると、W250(i, j) (同2501)を
中心としたW250(i-1, j-1) (同2505)からW2
50(i+1,j+1)(同2509)までの合計9個に空間変調
を行い、照明するウェル122を照明する。これによ
り、ウェルで励起された蛍光は、その全てが目的のウェ
ル(図10では122)から発生したものとなり、測定S
Nが低下することはない。このように、nが奇数の場合
には、W250(i-(n-1)/2, j-(n-1)/2)からW250(i
+(n-1)/2,j+(n-1)/2)のn2個に空間変調を行い、nが偶
数の場合には、W250(i-(n-2)/2,j-(n-2)/2)からW
250(i+(n-2)/2,j+(n-2)/2)の(n−1)2個に空間変
調を行うえば、測定SNが低下することはない。
FIG. 10 shows well 1 on chemical array 120.
22 shows light patterns 2501 to 2509 from the spatial light modulation element 250 illuminating 22. In FIG. 10, the equation
In the case of n = 3 in (3), it is assumed that the illumination magnification m has already been determined. Assuming that the element of the spatial light modulation element 250 facing the well 122 to be illuminated is W250 (i, j) (2501 in FIG. 10), W250 (i−1) centered on W250 (i, j) (2501). j-1) (from 2505) to W2
Spatial modulation is performed on a total of 9 pieces up to 50 (i + 1, j + 1) (2509) to illuminate the well 122 to be illuminated. As a result, all of the fluorescence excited in the well is generated from the target well (122 in FIG. 10), and the measurement S
N does not decrease. Thus, when n is an odd number, W250 (i- (n-1) / 2, j- (n-1) / 2) to W250 (i
+ (n-1) / 2 , j + (n-1) / 2) performs spatial modulation on two n of, if n is an even number, W250 (i- (n-2 ) / 2, j- (n-2) / 2) to W
If spatial modulation is performed on (n-1) 2 pieces of 250 (i + (n-2) / 2, j + (n-2) / 2), the measured SN does not decrease.

【0039】図11は、制御用コンピュータ150によ
る制御と測定結果の表示を模式的に示したものである。
画面上のウィンドウ151には空間光変調素子250の
変調の様子が表示される。変調位置の変更はスクロール
バー1511と1512で行い、変調する素子の任意変
更は目的の素子表示をマウスでクリックすることで行
う。画面上のウィンドウ152には空間光変調素子43
0の変調の様子が表示され、その表示内容と操作の方法
はウィンドウ151と同様である。ウィンドウ153に
は測定された蛍光の強度と波長が表示される。ここに
は、他の蛍光波長の測定結果も重ねて表示することがで
きる。ウィンドウ154には化学アレイ120の模式図
が表示され、対応するウェルについての測定結果表示点
が色を変えて表示される。このデータを別のコンピュー
タで更に解析するため、データ変換と転送ができるよう
になっている。
FIG. 11 schematically shows the control by the control computer 150 and the display of the measurement results.
In the window 151 on the screen, the state of modulation of the spatial light modulator 250 is displayed. The modulation position can be changed with the scroll bars 1511 and 1512, and the modulation element can be arbitrarily changed by clicking the target element display with the mouse. A window 152 on the screen has a spatial light modulator 43
The state of modulation of 0 is displayed, and the display contents and the method of operation are the same as those of the window 151. The window 153 displays the measured fluorescence intensity and wavelength. Here, the measurement results of other fluorescence wavelengths can also be displayed in an overlapping manner. In the window 154, a schematic diagram of the chemical array 120 is displayed, and the measurement result display points for the corresponding wells are displayed in different colors. The data can be converted and transferred for further analysis by another computer.

【0040】本発明による分析装置を用いた測定は、次
の通り行う。すなわち、化学アレイ120をホルダ13
0に1個または複数個保持させる。このホルダ130を
ホルダ挿入口140に挿入する。ホルダ挿入口140に
ホルダ130が挿入されたことを認識した装置本体10
0は、アクチュエータ320がこれを引き込むと同時
に、腕360によって、最初の化学アレイ120を対物
レンズ310直下に移動させる。そして、化学アレイ1
20と測定光学系のアライメントのため、空間光変調素
子250の変調状態を化学アレイ120上の位置合わせ
マーク124に合わせて変調し、フォトマルチプライア
450で観測される光強度が最大値をとるようにx方向
とz方向の微調整を行う。この後、照明倍率と照明用素
子数、および化学アレイ120上のウェルアライメント
に応じて、空間光変調素子250に変調をかける。
The measurement using the analyzer according to the present invention is performed as follows. That is, the chemical array 120 is
One or more are held at 0. The holder 130 is inserted into the holder insertion port 140. Apparatus body 10 that recognizes that holder 130 has been inserted into holder insertion port 140
0 causes the arm 360 to move the first chemical array 120 just below the objective lens 310 at the same time as the actuator 320 retracts it. And Chemical Array 1
For the alignment of 20 with the measurement optical system, the modulation state of the spatial light modulator 250 is modulated according to the alignment mark 124 on the chemical array 120 so that the light intensity observed by the photomultiplier 450 takes the maximum value. Fine adjustment in the x direction and z direction is performed. Thereafter, the spatial light modulator 250 is modulated according to the illumination magnification, the number of illumination elements, and the well alignment on the chemical array 120.

【0041】そして、ウェルから発生する蛍光のうち、
特定の波長を観測するようロータリーフィルタを選択
し、フォトマルチプライア450に入射する光強度を測
定する。このとき、空間光変調素子430は、測定対象
となるウェルの厚みが大きい場合に、そのウェルからの
光のみを選択するよう強度変調を掛ける。しかし、空間
光変調素子430の複数個の素子は、同時に変調が掛か
ることはなく、個々の素子が時系列に連続して変調が掛
かるようにする。フォトマルチプライア450に入射す
る光強度を測定した後、別のウェルの測定に移る間に、
ロータリーシャッター440を閉じて、フォトマルチプ
ライア450に光が入射しないようにして、フォトマル
チプライア450の暗電流値を測定し、先のウェルから
の光強度値を補正する。この測定結果は、制御用コンピ
ュータ150に送られ、照明光の波長と共に記録と表示
が行われる。
Then, of the fluorescence generated from the well,
A rotary filter is selected so as to observe a specific wavelength, and the light intensity incident on the photomultiplier 450 is measured. At this time, when the thickness of the well to be measured is large, the spatial light modulation element 430 performs intensity modulation so as to select only light from the well. However, the plurality of elements of the spatial light modulator 430 are not simultaneously modulated, and the individual elements are successively modulated in time series. After measuring the light intensity incident on the photomultiplier 450, while moving to another well measurement,
The rotary shutter 440 is closed so that light does not enter the photomultiplier 450, the dark current value of the photomultiplier 450 is measured, and the light intensity value from the previous well is corrected. The measurement result is sent to the control computer 150, and the recording and display are performed together with the wavelength of the illumination light.

【0042】以上に説明した実施例によれば、次のよう
な効果が得られる。すなわち、空間光変調素子250の
変調状態を化学アレイ120上のウェル122の配置に
適応するよう操作することで、機械的な走査なしに化学
アレイを測定することができる。このため、測定のスル
ープットを向上させることができる。空間光変調素子2
50の変調状態を、化学アレイ120上のウェル122
の形に適応するよう操作することで、目的のウェルから
の蛍光のみを測定することができる。このとき、隣接す
るウェルからの蛍光が発生することは無いので、測定S
Nを下げることはない。
According to the embodiment described above, the following effects can be obtained. That is, the chemical array can be measured without mechanical scanning by operating the modulation state of the spatial light modulator 250 so as to adapt to the arrangement of the wells 122 on the chemical array 120. Therefore, the measurement throughput can be improved. Spatial light modulator 2
The fifty modulation states are transferred to the wells 122 on the chemical array 120.
By operating to adapt to the shape of the above, only the fluorescence from the target well can be measured. At this time, since no fluorescence is generated from the adjacent well, the measurement S
N is not reduced.

【0043】上記(2)の効果はさらに、化学アレイ12
0上のウェル122の形がおよそ化学アレイ120上全
面に一つであったり、2つ以上であったり、角形や丸形
等、数量や形に依存しない。このため、この自由度を利
用すると測定のダイナミックレンジを飛躍的に向上させ
ることができる。空間光変調素子430の変調状態を操
作することによって、ウェルに厚みがある場合でも上記
効果を活かした測定ができる。
The effect of the above (2) is further improved by the chemical array 12
The shape of the well 122 on 0 is substantially independent of the quantity and shape, such as one on the entire surface of the chemical array 120, two or more, and square or round. Therefore, if this degree of freedom is used, the dynamic range of measurement can be dramatically improved. By manipulating the modulation state of the spatial light modulation element 430, measurement can be performed utilizing the above effects even when the well has a thickness.

【0044】さらに、化学アレイ120が対応する測定
レンジを狭くしてより詳しい測定を行うときに、空間変
調素子250がその素子全てでもって化学アレイ120
上の全ウェルを一度に照明して、さらに、空間光変調素
子430がその素子全てでもって全ての光をフォトマル
チプライア450に導入することで、化学アレイ120
に蛍光を発するウェルが存在するか否かを素早く判定す
ることができ、測定のスループットを向上させることが
できる。
Further, when performing a more detailed measurement by narrowing the corresponding measurement range of the chemical array 120, the spatial modulation element 250 uses all of the elements to form the chemical array 120.
By illuminating all of the wells at once and the spatial light modulator 430 introducing all light into the photomultiplier 450 with all of the elements, the chemical array 120
It is possible to quickly determine whether or not there is a well that emits fluorescence, thereby improving the measurement throughput.

【0045】空間光変調素子250および430とし
て、反射型の素子を使用する場合、特に照明光側の空間
光変調素子250の素子間から漏洩する光が迷光となり
測定SNを低下させることが予想される。しかし、本実
施例では、フォトマルチプライア450に入射する光に
ついて空間光変調素子430でさらに空間変調をかけて
いるので、測定SNを低下させることはない。そのた
め、開口率が100%以下の空間光変調素子を利用する
ことができ、装置コストを低減ができる。
When a reflection type element is used as the spatial light modulation elements 250 and 430, it is expected that light leaking from between the elements of the spatial light modulation element 250 on the illumination light side will become stray light and lower the measurement SN. You. However, in this embodiment, since the light incident on the photomultiplier 450 is further spatially modulated by the spatial light modulator 430, the measured SN is not reduced. Therefore, a spatial light modulator having an aperture ratio of 100% or less can be used, and the cost of the device can be reduced.

【0046】空間光変調素子250、430による走査
は、機械的な走査に比べて消費電力が少ないため、ラン
ニングコストを低減することができる。空間光変調素子
250および430による走査は、機械的な走査にくら
べて可動部の質量が小さいため、動作中の騒音が小さく
なる。さらに、動作中に受ける振動等の外乱に強い、装
置を小型化できる。
Scanning by the spatial light modulators 250 and 430 consumes less power than mechanical scanning, so that running costs can be reduced. The scanning by the spatial light modulators 250 and 430 has a smaller mass of the movable part than the mechanical scanning, so that noise during operation is reduced. Furthermore, the size of the apparatus can be reduced, which is resistant to disturbances such as vibrations during operation.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上、本発明の分析装置の構成とするこ
とで、測定スループットを向上させ測定SN低下を防し
た装置を実現でき、測定時間の短縮し、小型で安価な装
置を提供できる。
As described above, by adopting the configuration of the analyzer of the present invention, it is possible to realize an apparatus which can improve the measurement throughput and prevent the decrease of the measurement SN, can shorten the measurement time, and can provide a small and inexpensive apparatus.

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

【図1】本発明に係る露光装置の一実施形態の斜視図で
ある。
FIG. 1 is a perspective view of an embodiment of an exposure apparatus according to the present invention.

【図2】本発明に係る露光装置の一実施形態を説明する
ための斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view illustrating an embodiment of an exposure apparatus according to the present invention.

【図3】本発明に係る露光装置の一実施形態を説明する
ための斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view illustrating an embodiment of an exposure apparatus according to the present invention.

【図4】本発明に係る露光装置の一実施形態を説明する
ための斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view illustrating an embodiment of an exposure apparatus according to the present invention.

【図5】本発明に係る露光装置の一実施形態を説明する
ための斜視図である。
FIG. 5 is a perspective view for explaining an embodiment of an exposure apparatus according to the present invention.

【図6】本発明に係る露光装置の一実施形態を説明する
ための斜視図である。
FIG. 6 is a perspective view illustrating an embodiment of an exposure apparatus according to the present invention.

【図7】本発明に係る化学アレイの位置決めを説明する
ためのグラフである。
FIG. 7 is a graph for explaining positioning of a chemical array according to the present invention.

【図8】本発明に係る化学アレイの位置決めを説明する
ためのグラフである。
FIG. 8 is a graph for explaining positioning of a chemical array according to the present invention.

【図9】本発明に係る露光装置の一実施形態を説明する
ための斜視図である。
FIG. 9 is a perspective view for explaining an embodiment of an exposure apparatus according to the present invention.

【図10】本発明に係る露光装置の一実施形態を説明す
るための斜視図である。
FIG. 10 is a perspective view illustrating an embodiment of an exposure apparatus according to the present invention.

【図11】本発明に係る露光装置の一実施形態の斜視図
である。
FIG. 11 is a perspective view of an embodiment of an exposure apparatus according to the present invention.

【図12】反射方式の空間光変調素子の構成と動作説明
図である。
FIG. 12 is a diagram illustrating the configuration and operation of a reflective spatial light modulator.

【図13】透過型の空間光変調素子の構成図である。FIG. 13 is a configuration diagram of a transmission type spatial light modulation element.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100…装置本体、110…吸気フィルタ、111…吸
気ファン、112…排気ファン、150…制御用コンピ
ュータ、340…消光器、350…アクチュエータ制御
回路、800…空間光変調素子制御回路、410…全反
射ミラー。
Reference Signs List 100 apparatus main body, 110 intake filter, 111 intake fan, 112 exhaust fan, 150 control computer, 340 extinction device, 350 actuator control circuit, 800 spatial light modulation element control circuit, 410 total reflection mirror.

───────────────────────────────────────────────────── 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 33/566 33/566 Fターム(参考) 2G042 AA01 BD12 BD20 CB03 DA08 FA11 FB05 HA07 2G043 BA16 EA01 GA06 GA08 GB07 GB18 GB21 HA06 HA07 HA09 HA11 HA15 JA02 JA03 LA02 MA01 MA04 2G045 AA35 DA12 DA13 DA14 FA11 FA13 FA14 FB07 FB12 GC15 HA02 HA09 2H052 AA08 AA09 AC15 AC27 AC28 AD19 AD31 AD34 AF07 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI theme coat ゛ (reference) G01N 33/53 G01N 33/53 M 33/566 33/566 F term (reference) 2G042 AA01 BD12 BD20 CB03 DA08 FA11 FB05 HA07 2G043 BA16 EA01 GA06 GA08 GB07 GB18 GB21 HA06 HA07 HA09 HA11 HA15 JA02 JA03 LA02 MA01 MA04 2G045 AA35 DA12 DA13 DA14 FA11 FA13 FA14 FB07 FB12 GC15 HA02 HA09 2H052 AA08 AA09 AC15 AC27 AC28 AD19 AD34 AF34

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】蛍光を発する特定の試薬を混入した生物試
料を透明な基板上に形成した化学アレイのウェルに光源
からの光を照射して測定する装置において、 前記ウェルに照明光を照射する光学系のウェルと共役な
位置に光源からの光を空間的に選択する複数の素子から
なる空間光変調素子を設置し、前記空間光変調素子を駆
動しウェルに照射するする光又はウェルからの反射光を
選択的に変調することによって、複数のウェルを単独ま
たは複数同時に照明し、ウェルから発生する蛍光の強度
を観測することを特徴とする化学分析装置。
An apparatus for measuring a biological sample mixed with a specific reagent that emits fluorescence by irradiating light from a light source to a well of a chemical array formed on a transparent substrate, wherein the well is irradiated with illumination light. A spatial light modulation element comprising a plurality of elements for spatially selecting light from a light source at a position conjugate with the well of the optical system is installed, and the light or light from the well to drive the spatial light modulation element and irradiate the well A chemical analyzer characterized by illuminating a plurality of wells singly or simultaneously by selectively modulating reflected light and observing the intensity of fluorescence generated from the wells.
【請求項2】請求項1記載の化学分析装置において、前
記空間光変調素子が、表面の反射を利用する素子である
ことを特徴とするとする化学分析装置。
2. The chemical analyzer according to claim 1, wherein said spatial light modulator is an element utilizing surface reflection.
【請求項3】請求項1記載の化学分析装置において、前
記空間光変調素子が、光を透過または遮光する素子であ
ることを特徴とするとする化学分析装置。
3. The chemical analyzer according to claim 1, wherein said spatial light modulator is an element that transmits or blocks light.
【請求項4】蛍光を発する特定の試薬を生物試料に反応
させたウェルを透明な基板上に形成した化学アレイをも
ちいて、試料成分を測定する化学分析装置において、 前記ウェルから発生する蛍光を観測する光学系と、前記
光学系中に前記ウェルと共役な位置に、前記ウェルから
の光を空間的に選択する空間光変調素子を設置し、前記
空間光変調素子を選択的に変調して、複数のウェルから
発生する蛍光を、単独または複数同時に光強度を観測す
ることを特徴とする化学分析装置。
4. A chemical analyzer for measuring a sample component using a chemical array in which a well in which a specific reagent that emits fluorescence is reacted with a biological sample is formed on a transparent substrate, wherein the fluorescence generated from the well is detected. An optical system to observe, and a spatial light modulation element that spatially selects light from the well is installed at a position conjugate to the well in the optical system, and the spatial light modulation element is selectively modulated. A chemical analyzer characterized by observing the light intensity of fluorescent light generated from a plurality of wells singly or simultaneously.
【請求項5】請求項4記載の化学分析装置において、光
源からの光を空間的に選択する素子が,この表面の反射
を利用する素子であることを特徴とするとする化学分析
装置。
5. The chemical analyzer according to claim 4, wherein the element for spatially selecting the light from the light source is an element utilizing the reflection of the surface.
【請求項6】請求項4記載の装置で,光源からの光を空
間的に選択する素子が,これを透過または遮光するのを
利用する素子であることを特徴とするとする化学分析装
置。
6. The chemical analyzer according to claim 4, wherein the element for spatially selecting the light from the light source is an element utilizing transmission or blocking of the light.
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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003322610A (en) * 2002-04-30 2003-11-14 Omron Corp Optical device, specimen mounting component, light- emission-position controller, analytical system, person collation method and allergy and side-effect inspection method
JP2004279196A (en) * 2003-03-14 2004-10-07 Dainippon Printing Co Ltd Substrate for bio-micro-array and bio-micro-array
JP2005514589A (en) * 2001-12-05 2005-05-19 ザ・レジェンツ・オブ・ザ・ユニバーシティ・オブ・カリフォルニア Robot microscope inspection system
JP2006017706A (en) * 2005-06-14 2006-01-19 Hayashi Soken:Kk Biochip on-line analytical system
WO2006028020A1 (en) * 2004-09-06 2006-03-16 Hamamatsu Photonics K.K. Fluorescent microscope and fluorescent correlation spectral analysis device
JP2007078574A (en) * 2005-09-15 2007-03-29 Saitama Univ Fluorescence detection method and apparatus of microsample
JP2008175760A (en) * 2007-01-22 2008-07-31 National Agriculture & Food Research Organization Quality evaluation device of grain
JP2010078559A (en) * 2008-09-29 2010-04-08 Sumitomo Electric Ind Ltd Fluorescence analyzer and method
JP2011047762A (en) * 2009-08-26 2011-03-10 Beckman Coulter Inc Automatic analyzer and its photometric value correction method
JP2012137355A (en) * 2010-12-27 2012-07-19 Konica Minolta Advanced Layers Inc Chromatography analyzer
JP2013522684A (en) * 2010-03-23 2013-06-13 マツクス−プランク−ゲゼルシヤフト ツール フエルデルング デル ヴイツセンシヤフテン エー フアウ Light modulator and spatio-temporal light modulation imaging system
JP2015141244A (en) * 2014-01-27 2015-08-03 オリンパス株式会社 Fluorescence observation device

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005514589A (en) * 2001-12-05 2005-05-19 ザ・レジェンツ・オブ・ザ・ユニバーシティ・オブ・カリフォルニア Robot microscope inspection system
JP2003322610A (en) * 2002-04-30 2003-11-14 Omron Corp Optical device, specimen mounting component, light- emission-position controller, analytical system, person collation method and allergy and side-effect inspection method
JP2004279196A (en) * 2003-03-14 2004-10-07 Dainippon Printing Co Ltd Substrate for bio-micro-array and bio-micro-array
US7884337B2 (en) 2004-09-06 2011-02-08 Hamamatsu Photonics K.K. Fluorescent microscope and fluorescent correlation spectral analysis device
WO2006028020A1 (en) * 2004-09-06 2006-03-16 Hamamatsu Photonics K.K. Fluorescent microscope and fluorescent correlation spectral analysis device
JP2006071611A (en) * 2004-09-06 2006-03-16 Hamamatsu Photonics Kk Fluorescence microscope, and fluorescence correlated spectroscopic analyzer
JP2006017706A (en) * 2005-06-14 2006-01-19 Hayashi Soken:Kk Biochip on-line analytical system
JP2007078574A (en) * 2005-09-15 2007-03-29 Saitama Univ Fluorescence detection method and apparatus of microsample
JP2008175760A (en) * 2007-01-22 2008-07-31 National Agriculture & Food Research Organization Quality evaluation device of grain
JP2010078559A (en) * 2008-09-29 2010-04-08 Sumitomo Electric Ind Ltd Fluorescence analyzer and method
JP2011047762A (en) * 2009-08-26 2011-03-10 Beckman Coulter Inc Automatic analyzer and its photometric value correction method
JP2013522684A (en) * 2010-03-23 2013-06-13 マツクス−プランク−ゲゼルシヤフト ツール フエルデルング デル ヴイツセンシヤフテン エー フアウ Light modulator and spatio-temporal light modulation imaging system
US9279971B2 (en) 2010-03-23 2016-03-08 Max-Planck-Gesellschaft Zur Foerderung Der Wissenschaften E.V. Optical modulator device and spatio-temporally light modulated imaging system
JP2012137355A (en) * 2010-12-27 2012-07-19 Konica Minolta Advanced Layers Inc Chromatography analyzer
JP2015141244A (en) * 2014-01-27 2015-08-03 オリンパス株式会社 Fluorescence observation device

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