JP2001311690A - バイオチップ読取装置及び電気泳動装置 - Google Patents

バイオチップ読取装置及び電気泳動装置

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JP2001311690A
JP2001311690A JP2000129974A JP2000129974A JP2001311690A JP 2001311690 A JP2001311690 A JP 2001311690A JP 2000129974 A JP2000129974 A JP 2000129974A JP 2000129974 A JP2000129974 A JP 2000129974A JP 2001311690 A JP2001311690 A JP 2001311690A
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biochip
light
electrophoresis
biochip reader
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JP2000129974A
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Takeo Tanaami
健雄 田名網
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Yokogawa Electric Corp
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Yokogawa Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型化、低価格化、高精度化を図るととも
に、Ｓ／Ｎを向上させコストダウンを図るバイオチップ
読取装置を実現し、更に、電気泳動部がコンパクトであ
り、しかも高精度な泳動パターンが得られ、相互関連し
た多くの情報を短時間で得ることができる電気泳動装置
を提供する。 【解決手段】 本発明は、複数の試料をスポット状また
はラインアレイ状に配置したバイオチップに光を照射し
て、受光器により前記複数の試料に応じた画像情報を読
取るバイオチップ読取装置であって、前記試料に応じた
画像における試料像間の空き領域に、対象となる試料の
複数の分光情報を配置する手段を備えたことを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＤＮＡや蛋白質の
試料に蛍光物質を標識してこれをレーザ光等で励起して
蛍光を発生させ、その蛍光の波長を読取る読取装置に関
し、特に小型化、低価格化、高精度化のための改善に関
する。
【０００２】更に、本発明は、ＤＮＡチップやプロテイ
ンチップ等のバイオチップの読み出し装置に関し、特に
Ｓ／Ｎが向上しコストダウンが可能なバイオチップ読み
出し装置に関する。
【０００３】更に、本発明は、バイオ分野で使用される
電気泳動装置に関し、特に電気泳動の高速化および高分
解能化のための改善に関する。
【０００４】
【従来の技術】従来より、ＤＮＡや蛋白質に蛍光物質を
標識しレーザ光を照射してその蛍光物質を励起し、これ
により発生した蛍光を読取り、ＤＮＡや蛋白質を検出し
解析する技術がある。また、この場合、バイオチップ上
に蛍光物質が標識されたＤＮＡや蛋白質をアレイ状にス
ポットしたバイオチップが利用される。
【０００５】バイオチップの読取りは次のようにして行
われる。レーザ光を例えば横軸方向に振って照射しアレ
イ状の各スポットの蛍光物質を励起させ、発光した蛍光
を例えば光ファイバーで集光し、これを光学フィルタを
介して受光器で受光し、目的の波長を抽出する。このよ
うにして１ライン（スポット列）の読取り動作が終わる
と、バイオチップを縦軸方向に駆動し、上記と同様の操
作を行う。この操作を繰り返してバイオチップ全体を読
取る。
【０００６】しかしながら、このような従来の読取装置
には次のような課題があった。 １）バイオチップはスポットが多く、外形寸法が大き
い。アレイ数も多い。 ２）蛍光の波長を光学フィルタで分離するため、多色で
はスペクトラムが各色素の濃度により混合して分離し難
い。 ３）自己蛍光や背景光等が混合するため定量性が悪化
し、精度が悪い。 ４）蛍光色に応じて光学フィルタ、受光器を切替える場
合、その切替え操作に時間がかかる。 ５）光学フィルタ、受光器を切替える代わりに、これら
を複数個用意し同時に受光させると高速となるが、高価
になるという欠点がある。 ６）走査型共焦点顕微鏡を用いると、部品点数が多いた
め、高価で大型であり、また測定に時間がかかる。
【０００７】本発明の目的は、上記の課題を解決するも
ので、一挙に、小型化、低価格化、高精度化を図ること
のできるバイオチップ読取装置を実現することにある。
【０００８】更に、バイオチップは、例えば、ＤＮＡチ
ップは数千から数万種類の既知のＤＮＡの断片を基板上
にアレイ状に配置したものである。このようなＤＮＡチ
ップに未知のＤＮＡの断片を流した場合に同じ種類のＤ
ＮＡ同士で結合する性質を利用して結合が生じた既知の
ＤＮＡをバイオチップ読み出し装置を用いて調べること
により、未知のＤＮＡの配列等を特定するものである。
【０００９】図２３はこのようなバイオチップにおける
ハイブリダイゼーションの一例を示す説明図である。図
２３中“ＳＢ０１”に示す基板上には図２３中”ＤＮ０
１”、”ＤＮ０２”、”ＤＮ０３”、”ＤＮ０４”、”
ＤＮ０５”及び”ＤＮ０６”に示す６種類のＤＮＡの断
片がアレイ状に配置されＤＮＡチップを構成している。
【００１０】一方、図２３中”ＵＮ０１”は未知のＤＮ
Ａの断片であり、このＤＮＡの断片は図２３中”ＬＭ０
１”に示すように蛍光標識が予め付加されている。この
ような未知のＤＮＡの断片を前述のＤＮＡチップにハイ
ブリダイズさせることにより、配列が相補的なＤＮＡ同
士が結合する。
【００１１】例えば、図２３中”ＣＢ０１”に示すよう
に図２３中”ＵＮ０１”の未知のＤＮＡの断片は図２３
中”ＤＮ０１”に示す既知のＤＮＡの断片と結合する。
【００１２】バイオチップ読み出し装置を用いてこのよ
うにハイブリダイズされたＤＮＡチップに励起光を照射
し、前記蛍光標識で発生する蛍光を検出することによ
り、既知のＤＮＡの内でどのＤＮＡと結合したかを識別
することができる。
【００１３】例えば、図２３中”ＳＩ０１”に示すよう
なＤＮＡチップを走査した結果のイメージにおいて、図
２３中”ＣＢ０１”が生じた部分のみが蛍光を生じるの
で図２３中”ＬＤ０１”に示す部分のみから蛍光が検出
されることになる。
【００１４】図２４はこのような従来のバイオチップ読
み出し装置の一例を示す構成ブロック図である。図２４
において１はレーザ光源等の励起光を出力する光源、２
はダイクロイックミラー、３は対物レンズ、４は複数個
のセルがアレイ状に配置されたバイオチップであるＤＮ
Ａチップ、５はフィルタ、６はレンズ、７は光電子増倍
管（Photomultiplier Tube）等の光検出素子である。
【００１５】また、図２４中”ＣＬ０１”、”ＣＬ０
２”及び”ＣＬ０３”は試料である同一種類のＤＮＡの
断片が複数個配置されている前述のセルである。
【００１６】光源１の出力光は励起光としてダイクロイ
ックミラー２で反射され、対物レンズ３を介してＤＮＡ
チップ４上のセルに集光される。例えば、図２４中”Ｃ
Ｌ０２”に示すセルに対して励起光が照射される。
【００１７】そして、励起光によりセルで生じた蛍光は
対物レンズ３を介して平行光になりダイクロイックミラ
ー２を透過し、ダイクロイックミラー２を透過した蛍光
はフィルタ５を透過してレンズ６により光検出素子７に
集光される。
【００１８】また、ＤＮＡチップ４は図示しない駆動手
段により走査される。例えば、ＤＮＡチップ４上の他の
セルである図２４中”ＣＬ０１”及び”ＣＬ０３”に示
すセルに対して励起光が照射するように図２４中”ＭＶ
０１”に示す方向に走査される。
【００１９】この結果、蛍光発光したセルの位置から未
知のＤＮＡの配列を特定することができる。
【００２０】しかし、未知のＤＮＡの断片をハイブリダ
イズさせる液体中の混在物やその後の工程等に起因して
ＤＮＡチップ４上にゴミが付着する。特に当該ゴミが有
機系のゴミである場合には励起光によりセルよりも強い
蛍光発光を生じてしまうため、この蛍光発光がノイズと
なってＳ／Ｎが悪化してしまうと言った問題点があっ
た。
【００２１】例えば、図２５は図２４中”ＣＬ０２”に
示すセルの部分を拡大表示した説明図であり、３，４及
び”ＣＬ０２”は図２４と同一符号を付してある。図２
５中”ＤＳ０１”及び”ＤＳ０２”に示すようなゴミが
付着している場合には図２５中”ＣＬ０２”に示すセル
からの蛍光の他に励起光により図２５中”ＬＬ０１”に
示すような蛍光が生じてＳ／Ｎを悪化させてしまう。
【００２２】このため、従来ではバイオチップ読み出し
装置に共焦点光学系を用いてセル部分で生じた蛍光のみ
を検出してゴミで生じる蛍光を除去したり、ＤＮＡチッ
プを遮蔽構造とすることによりゴミの付着を防止してい
るがコストアップとなるのみならず、Ｓ／Ｎの改善が十
分ではないと言った問題点があった。
【００２３】従って本発明が解決しようとする課題は、
Ｓ／Ｎが向上しコストダウンが可能なバイオチップ読み
出し装置を実現することにある。
【００２４】更にまた、従来より、電気泳動法は、安価
で簡単な装置を使って遺伝子構造解析やアミノ酸などの
蛋白質の構造分析を行うことができる方法としてよく知
られ、バイオ分野で多用されている。
【００２５】電気泳動法には、ポリアクリルアミドを使
ったディスク電気泳動法をはじめとして、ＳＤＳ（ドデ
シル硫酸ナトリウム）ポリアクリルアミドゲル電気泳動
法、等電点電気泳動法、核酸のゲル電気泳動法、他分子
との相互作用の影響を利用した電気泳動法、２次元電気
泳動法、キャピラリー電気泳動法などがある。
【００２６】図２６は従来の泳動計測装置の一例を示す
構成図であり、この泳動計測装置は大別して電気泳動装
置部１０と信号処理装置部２０から構成されている。
【００２７】電気泳動装置部１０は、電気泳動を行う泳
動部１１と、泳動部１１に電圧を印加するための第1電
極１２および第2電極１３と、泳動部１１および各電極
１２，１３を保持する支持板１４と、前記電極に電圧を
加える電気泳動用電源装置１５と、蛍光物質を励起する
ための光を発生する光源１６と、光源１６からの光を導
く光ファイバ１７と、蛍光物質から発生した蛍光を集光
し、光学フィルタにより特定波長の光を選択的に通した
後、これを電気信号に変換する光検出器１８から構成さ
れている。
【００２８】信号処理装置部２０では、光検出器１８か
らの電気信号を受けて、適宜の処理、例えば、デジタル
データへのデータ変換、加算平均処理等の前処理などを
施すことができるようになっている。この信号処理装置
部２０の出力は図示しないデータ処理装置に送られ、解
析処理により試料の分析が行われる。
【００２９】このような装置において、泳動部１１にゲ
ルを注入し、このゲルの上部から蛍光物質で標識したＤ
ＮＡ断片の試料を注入し、続いて電源装置１５により第
１電極１２および第２電極１３に電圧を印加すると、電
気泳動が始まる。試料の各レーンには試料に含まれる分
子が分子量ごとに集まり、それぞれバンドを作る。分子
量の軽い分子ほど泳動速度が速いため同一時間内に泳動
される距離は大きい。
【００３０】これらのバンドの検出は、光源１６からの
光（例えば、レーザ光）でゲルを照射してゲル中でバン
ドに集まっている標識の蛍光物質に蛍光を発生させ、こ
の蛍光を光検出器１８で検出する。
【００３１】すなわち、レーザ光が照射されると、図２
７に示すように光路Ｌ１上に存在するゲルの蛍光物質が
励起されて、蛍光を発する。この蛍光を、レーンごとに
所定の検出位置で電気泳動方向に時間の経過と共に検出
する。これにより、各レーンのバンドＢ２が光路Ｌ１上
の位置を通過する時に蛍光が検出されることになり、１
つのレーンにおける蛍光強度のパターン信号が得られ
る。
【００３２】図示しないデータ処理装置は、このパター
ン信号から、例えば、ＤＮＡの各塩基配列を解析するこ
とができる。
【００３３】しかしながら、このような従来の電気泳動
装置では、次のような課題があった。 測定に時間がかかる。 分離能が十分ではない。多種の分離には多数のレーン
が必要である。２次元が限界であるため３次元以上の相
互関連情報は得られない。 設置面積が大きい。泳動部の面積は、例えば、５０ｃ
ｍ×５０ｃｍ、あるいは５ｃｍ×５ｃｍ等といずれも大
きい。 特に２次元は位置の再現性が悪い。別レーンにマーカ
を入れてこれを参照すればよいが、マーカを入れると面
積が増大する。
【００３４】本発明の目的は、上記の課題を解決するも
ので、泳動部がコンパクトであり、しかも高精度な泳動
パターンが得られ、更に相互関連した多くの情報を短時
間で得ることができる電気泳動装置を提供するものであ
る。
【００３５】
【課題を解決するための手段】上述したような課題を解
決するための本発明は次の通りである （請求項１）複数の試料をスポット状またはラインアレ
イ状に配置したバイオチップに光を照射して、受光器に
より前記複数の試料に応じた画像情報を読取るバイオチ
ップ読取装置であって、前記試料に応じた画像における
試料像間の空き領域に、対象となる試料の複数の分光情
報を配置する手段を備えたことを特徴とするバイオチッ
プ読取装置。 （請求項２）前記手段は、前記試料と受光器の間に、回
折格子、または光学フィルタと光学的シフト手段の組み
合わせ、またはフーリエ分光手段を配置した構成である
ことを特徴とする請求項１記載のバイオチップ読取装
置。 （請求項３）前記手段は、前記試料がスポットの場合、
前記受光器上に分光情報を２次元的に展開するように構
成されてなることを特徴とする請求項１記載のバイオチ
ップ読取装置。 （請求項４）前記手段は、走査型または非走査型の共焦
点顕微鏡、あるいは２光子励起型顕微鏡を用いたことを
特徴とする請求項１記載のバイオチップ読取装置。 （請求項５）前記分光情報の信号に対し、既知のスペク
トラムを利用して回帰法によりノイズと分離する手段を
有したことを特徴とする請求項１記載のバイオチップ読
取装置。 （請求項６）分光対象領域を制限するための開口部が、
各試料の位置と一致するかまたは各試料の一部と一致す
るようにしたことを特徴とする請求項１記載のバイオチ
ップ読取装置。 （請求項７）複数の試料をスポット状またはラインアレ
イ状に配置したバイオチップに光を照射して、受光器に
より前記複数の試料に応じた画像情報を読取るバイオチ
ップ読取装置であって、１画像上の前記試料または前記
試料の一部の像と光学的に共役の位置にある開口部を持
つ非走査型共焦点顕微鏡を読取手段としたことを特徴と
するバイオチップ読取装置。 （請求項８）請求項７にあって、前記開口部の光源側に
集光手段を持つ非走査型共焦点顕微鏡を読取手段とした
ことを特徴とするバイオチップ読取装置。 （請求項９）複数の試料をスポット状またはラインアレ
イ状に配置したバイオチップに光を照射して、受光器に
より前記複数の試料に応じた画像情報を読取るバイオチ
ップ読取装置であって、１画像上の前記試料または前記
試料の一部の像と光学的に共役の位置を焦点位置とする
集光手段を持つ非走査型共焦点顕微鏡を読取手段とした
ことを特徴とするバイオチップ読取装置。 （請求項１０）励起光を出力する光源と、前記励起光を
反射若しくは透過させるダイクロイックミラーと、この
ダイクロイックミラーの反射光若しくは透過光をバイオ
チップに集光し前記バイオチップで生じた蛍光を前記ダ
イクロイックミラーに入射させる対物レンズと、前記蛍
光を検出する光検出素子と、前記ダイクロイックミラー
で透過若しくは反射した前記蛍光を前記光検出素子に集
光するレンズとを備えたバイオチップ読み出し装置にお
いて、 前記バイオチップを前記励起光及び前記蛍光に対して透
明基板で構成し、前記励起光を前記バイオチップの試料
が配置された側とは反対側から照射することを特徴とす
るバイオチップ読み取り装置。 （請求項１１）前記対物レンズが、 液浸型であることを特徴とする請求項１０記載のバイオ
チップ読み取り装置。 （請求項１２）前記対物レンズが、 水浸型若しくは油浸型であることを特徴とする請求項１
０記載のバイオチップ読み取り装置。 （請求項１３）前記対物レンズが、 ＳＩＬであることを特徴とする請求項１０記載のバイオ
チップ読み取り装置。 （請求項１４）光学系を共焦点光学系で構成したことを
特徴とする請求項１０記載のバイオチップ読み取り装
置。 （請求項１５）前記バイオチップの試料が配置された側
とは反対側の表面に反射防止膜を形成したことを特徴と
する請求項１０記載のバイオチップ読み取り装置。 （請求項１６）前記透明基板の表面に透明電極を形成し
たことを特徴とする請求項１０記載のバイオチップ読み
取り装置。 （請求項１７）前記透明電極が、 インジウム・スズ酸化膜であることを特徴とする請求項
１６記載のバイオチップ読み取り装置。 （請求項１８）前記試料が、 ＤＮＡであることを特徴とする請求項１０記載のバイオ
チップ読み取り装置。 （請求項１９）前記試料が、 ＲＮＡであることを特徴とする請求項１０記載のバイオ
チップ読み取り装置。 （請求項２０）前記試料が、 蛋白であることを特徴とする請求項１０記載のバイオチ
ップ読み取り装置。 （請求項２１）前記試料が、 糖鎖であることを特徴とする請求項１０記載のバイオチ
ップ読み取り装置。 （請求項２２）請求項１−９にあって、前記バイオチッ
プは、前記励起光及び前記蛍光に対して透明基板で構成
し、前記励起光を前記バイオチップの試料が配置された
側とは反対側から照射することを特徴とするバイオチッ
プ読み取り装置。 （請求項２３）蛍光色素で標識した試料を泳動部で電気
泳動し、発光する蛍光パターンを読み取るように構成し
た電気泳動装置であって、 多種の蛋白またはＤＮＡ等の標的物質に対してそれぞれ
異なる蛍光色素を結合させた複数の試料を前記泳動部の
同一レーンに流して電気泳動を行う電気泳動装置部と、 前記泳動部の試料を励起光で走査し、励起光の照射によ
り発光した前記試料の多色の蛍光パターンを透過特性の
異なる複数のフィルタを介して同時に検出するように構
成してなる共焦点スキャナまたは蛍光画像測定装置を具
備し、 複数種の泳動パターンを同時に検出できるようにしたこ
とを特徴とする電気泳動装置。 （請求項２４）蛍光色素で標識した試料を泳動部で電気
泳動し、発光する蛍光パターンを読み取るように構成し
た電気泳動装置であって、 多種の蛋白またはＤＮＡ等の標的物質を前記泳動部に流
し、試料の厚さ方向に電圧、ｐＨ、密度、濃度などの物
理的勾配を設けて電気泳動を行う電気泳動装置部と、 前記泳動部の試料を励起光で走査し、励起光の照射によ
り発光した前記試料の蛍光パターンを検出するように構
成してなる走査型または非走査型の共焦点型顕微鏡ある
いは２光子励起型顕微鏡を具備し、 試料の３次元位置と濃度を検出できるようにしたことを
特徴とする３次元型の電気泳動装置。 （請求項２５）請求項２４に記載の電気泳動装置におい
て、前記電気泳動装置部は平面方向２軸と厚み方向にそ
れぞれ異なる物理的勾配を設け、３軸を同時に試料分離
するように構成したことを特徴とする３次元型の多色電
気泳動装置。 （請求項２６）請求項２４に記載の電気泳動装置におい
て、前記電気泳動装置部は試料の厚さ方向に試料とマー
カを設けたことを特徴とする３次元型の電気泳動装置。 （請求項２７）請求項２４に記載の電気泳動装置におい
て、前記非走査型の共焦点顕微鏡は１画像上の前記試料
または前記試料の一部の像と光学的に共役の位置にある
開口部を持つ非走査型共焦点顕微鏡であることを特徴と
する３次元型の電気泳動装置。 （請求項２８）請求項２７に記載の電気泳動装置におい
て、前記開口部の光源側に集光手段を持つ非走査型共焦
点顕微鏡であることを特徴とする３次元型の電気泳動装
置。 （請求項２９）請求項２４に記載の電気泳動装置におい
て、１画像上の前記試料または前記試料の一部の像と光
学的に共役の位置を焦点位置とする集光手段を持つ非走
査型共焦点顕微鏡であることを特徴とする３次元型の電
気泳動装置。 （請求項３０）請求項２３または２４に記載の共焦点顕
微鏡は、共焦点用開口部の光源側に集光手段を持つこと
を特徴とする電気泳動装置。 （請求項３１）請求項２４に記載の厚さ方向の濃度分布
は、ゲルの片面のみに高濃度溶液を接触させるかまたは
遠心分離または多層の積層により厚み方向に密度差をつ
けることにより実現したことを特徴とする電気泳動装
置。 （請求項３２）請求項２４記載の前記泳動部の試料を励
起光で走査し、励起光の照射により発光した前記試料の
蛍光パターンを検出するように構成してなる走査型また
は非走査型の共焦点型顕微鏡あるいは２光子励起型顕微
鏡は、請求項１−３記載または請求項５−９記載のバイ
オチップ読み取り装置であることを特徴とする電気泳動
装置。
【００３６】
【発明の実施の形態】以下図面を用いて本発明を詳しく
説明する。図１は本発明の読取装置の一実施例を示す構
成図である。
【００３７】図において、１０１はレーザ光を発生する
光源、１０２は光源からの光を平行光にするレンズ、１
０３はダイクロイックミラー、１０６は対物レンズ、Ｓ
は試料、Ｇは回折格子、１０８はレンズ、１０９は受光
器である。
【００３８】光源１０１から発生した光（励起光）はレ
ンズ１０２により平行光となり、ダイクロイックミラー
１０３で反射し、対物レンズ１０６を介して集光し試料
Ｓ面を照射する。この照射光により試料は蛍光（励起光
とは波長が異なる）を発し、その蛍光は再び対物レンズ
１０６に逆戻りしダイクロイックミラー１０３に入射す
る。
【００３９】ダイクロイックミラー１０３を透過した試
料からの蛍光は回折格子Ｇで回折する。その回折角は波
長に対応する。回折格子Ｇで回折した光はレンズ１０８
を介して受光器１０９上に集光する。受光器１０９は例
えばカメラ等が使用される。
【００４０】バイオチップに、例えば図２に示すように
４個の試料Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４のスポットが配置さ
れている場合、受光器１０９には図３のように各試料ご
とに空間的にずれた位置に波長λ１〜λｎの分光画像
（スペクトラム）が得られる。この分光画像は分光情報
であるが、白黒カメラで十分その分光情報を測定するこ
とができる。この場合、図からも明らかなように各スポ
ットの隙間が巧みに利用されている。
【００４１】上記実施例ではスポットがアレイ状に点在
するバイオチップを対象としているが、本発明はこれに
限らずライン状に配置された電気泳動パターンの蛍光パ
ターンも対象にすることができる。その場合は、図４に
示すような像が得られる。すなわち、各レーンの泳動パ
ターン（縦軸方向）について空間的に横軸方向にずれた
位置にλ１〜λｎの分光画像が生じる。
【００４２】図５は本発明の他の実施例を示す構成図で
ある。図５はその回折方向を互いに直角に２枚の回折格
子を配置した例である。このような構成によれば、図６
に示すように２次元のスペクトラムが得られる。例え
ば、横軸方向（Ｘ軸方向）を１００ｎｍ刻み、縦軸方向
（Ｙ軸方向）を１０ｎｍ刻みとすれば、ダイナミックレ
ンジが広く、かつ高精度の計測が可能となる。
【００４３】図７は回折格子の代わりにダイクロイック
ミラーを使用した場合の実施例である。これは光学フィ
ルタと光学的シフト手段の組み合わせである。図示のよ
うに、透過波長の異なるダイクロイックミラー３１，３
２，３３（光学フィルタ）を光軸上に積み重ねる。この
場合、ダイクロイックミラーを反射する光が、丁度回折
格子で回折するのと同様な角度で反射するように、各ダ
イクロイックミラーの角度を設定しておく（光学的シフ
ト手段に相当する）。
【００４４】図１８は回折格子やダイクロイックミラー
に代えて、サバール方式やマイケルソン型の非可動型の
フーリエ分光手段８１を用いた例である。この場合、受
光器１０９に得られる画像は、スペクトラムそのもので
はなく、干渉縞像である。したがって、この干渉縞像を
計算手段（図示せず）によりフーリエ変換処理すること
によりスペクトラムが得られる。
【００４５】なお、測定には通常の蛍光顕微鏡やカメラ
だけでなく、共焦点や２光子方式の顕微鏡を用いると、
更に高分解能となる。また、共焦点のスライス効果によ
り個々の試料の厚みがばらついている場合でも常に一定
の体積の試料を測定出来るため、定量性も向上する。
【００４６】なお、この場合、共焦点顕微鏡は非走査型
でもよい。
【００４７】また、図９に示すように本来の蛍光とわず
かに波長が異なる自己蛍光等は、使用される試薬の特性
が既知であるため、容易に除去することができる。必要
なら信号スペクトルを回帰法により分離してもよい。こ
のようにすれば、高精度、高感度化を容易に実現するこ
とができる。
【００４８】また、分光では、スリット等の遮光手段で
測定領域を制限する必要がある。この遮光手段が試料よ
り広すぎると受光器に無駄を生じる。また、狭すぎると
試料に無駄を生じる。そのため、例えば図１０（Ａ），
（Ｂ）に示すように、開口部Ａを光学的に試料Ｓ１のあ
る領域と一致させるか、または試料の一部と一致させる
ことにより、受光器及び試料の面積を最も有効に使うこ
とができる。
【００４９】これは、試料のふち部の乱れによるエラー
を除去するためにも有効である。なお、開口部の形状は
丸型だけでなく矩形などでもよい。
【００５０】また、図１０（Ａ），（Ｂ）に示すような
開口部あるいは上記のような矩形型の開口部を非走査型
共焦点顕微鏡のピンホールまたはスリットとして利用す
ると、安価かつ小型でありながら共焦点の高分解能とス
ライスによる定量性が得られる。
【００５１】この場合、検出手段は図１に示すような分
光方式に限らず、一般のフィルタ方式でもよい。
【００５２】また、開口部の光源側にマイクロレンズア
レイＭＡを付加すると、さらに光量を増加させることが
できる。このマイクロレンズアレイＭＡを用いる場合
は、ビームは各レンズの焦点位置に集光されるため、開
口部の部品はなくてもよい。
【００５３】以上説明したように本発明によれば次のよ
うな効果がある。 １）フィルタや受光器を切替えることなく多波長の蛍光
を同時に測定でき、コンパクトな構造の読取装置を実現
することができる。 ２）受光器上に表示されるスペクトラムの撮影は白黒カ
メラでよく、安価で済む。 ３）受光器上に表示されるスペクトラムは、容易に２次
元スペクトラムとすることもでき、高精度化が容易であ
る。 ４）励起光の開口部またはマイクロレンズアレイによる
集光スポット位置を試料と一致させることにより、面積
をもっとも有効に用いることができる。
【００５４】次に図１１は本発明に係るバイオチップ読
み出し装置の一実施例を示す構成ブロック図である。図
１１において１〜３及び５〜７は図７と同一符号を付し
てあり、８はガラスやプラスチック等の励起光や発生す
る蛍光に対して透明な基板を用いたＤＮＡチップであ
る。
【００５５】また、図１１中”ＣＬ１１”、”ＣＬ１
２”及び”ＣＬ１３”は試料である同一種類のＤＮＡの
断片が複数個配置されている前述のセルであり、図１１
中”ＤＳ１１”及び”ＤＳ１２”はＤＮＡチップ８の図
１１中”ＣＬ１２”に示すセルに付着したゴミである。
【００５６】光源１の出力光は励起光としてダイクロイ
ックミラー２で反射され、対物レンズ３を介してＤＮＡ
チップ８のセルに集光される。この時、励起光はＤＮＡ
チップ８のセルが配置された側とは反対側から照射され
る。
【００５７】例えば、励起光はＤＮＡチップ８の透明な
基板を透過して図１１中”ＣＬ１２”に示すセルに対し
て照射される。
【００５８】そして、励起光によりセルで生じた蛍光は
対物レンズ３を介して平行光になりダイクロイックミラ
ー２を透過し、ダイクロイックミラー２を透過した蛍光
はフィルタ５を透過してレンズ６により光検出素子７に
集光される。この時、励起光によりセルで生じた蛍光は
ＤＮＡチップ８を透過してセルが配置された側とは反対
側に出力される。
【００５９】また、ＤＮＡチップ８は図示しない駆動手
段により走査される。例えば、ＤＮＡチップ８上の他の
セルである図１１中”ＣＬ１１”及び”ＣＬ１３”に示
すセルに対して励起光が照射するように図１１中”ＭＶ
１１”に示す方向に走査される。
【００６０】このとき、未知のＤＮＡの断片をハイブリ
ダイズさせる液体は図１６中”ＣＬ１２”等に示すセル
が配置された側に流されるため、図１１中”ＤＳ１１”
や”ＤＳ１２”に示すゴミはＤＮＡチップ８の基板の内
セルが配置された側に付着することになる。
【００６１】一方、ＤＮＡチップ８の基板の内セルが配
置された側と反対側には図１１中”ＤＳ１１”等に示す
ようなゴミは付着しない。
【００６２】この結果、励起光をＤＮＡチップ８のセル
が配置された側とは反対側から照射することにより、例
えば、ＤＮＡチップ８の基板とセルの境界面近傍に励起
光を照射させることにより、当該ゴミに起因するノイズ
成分となる蛍光を減少させることができる。
【００６３】また、バイオチップ読み出し装置にシンプ
ルな光学系で良く、ＤＮＡチップ８を遮蔽構造にす必要
性はくなくなるのでコストダウンを図ることが可能にな
る。
【００６４】なお、図１１等の説明に際してはバイオチ
ップとしてＤＮＡチップを例示しているが、勿論ＤＮＡ
チップに限定されるものではなく、ＲＮＡ，蛋白、糖鎖
等を透明な基板上にアレイ状に配置したものであっても
構わない。
【００６５】この場合、ＲＮＡはＤＮＡと同じくハイブ
リダイゼーションにより、また蛋白及び糖鎖等は抗原抗
体反応により既知の試料と蛍光標識が付加された未知の
試料が結合することになる。
【００６６】また、図１１に示す対物レンズ３は非液浸
型であったが、水浸や油浸等の液浸型であっても構わな
い。図１２は液浸形を用いた場合の図１１中”ＣＬ１
２”に示すセルの部分を拡大表示した説明図であり、図
１２において３，８及び”ＣＬ１２”は図１１と同一符
号を付してある。
【００６７】図１２中”ＬＱ１１”は対物レンズ３とＤ
ＮＡチップ８との間に浸された水や油等である。この場
合、水や油等の屈折率によりＮＡ（開口数）が向上して
更にＳ／Ｎが向上する。但し、この場合にはＤＮＡチッ
プ８若しくは対物レンズ３を走査するのではなく励起光
自身をビームスキャンする走査方法が適している。
【００６８】また、図１３は液浸と同等の効果があるＳ
ＩＬ（Solid Immersion Lens）を用いた場合の図１１
中”ＣＬ１２”に示すセルの部分を拡大表示した説明図
である。図１３において８及び”ＣＬ１２”は図１１と
同一符号を付してあり、９はＳＩＬである。この場合
も、ＳＩＬによりＮＡ（開口数）が向上して更にＳ／Ｎ
が向上する。
【００６９】また、ＤＮＡチップを構成する基板に導電
性が必要な場合には透明基板の上にＩＴＯ（インジウム
・スズ酸化膜）等の透明電極を設けていも構わない。Ｄ
ＮＡはマイナスに帯電しているため、この電極にプラス
の電圧を印加することにより、ハイブリダイゼーション
を加速することができる。
【００７０】また、ＤＮＡチップ８の基板の内セルが配
置された側と反対側の表面に反射防止膜を設けても構わ
ない。図１４は反射防止膜の有無を対比する説明図であ
る。図１４において８及び”ＣＬ１２”は図１１と同一
符号を付してあり、２００は反射防止膜である。
【００７１】図１４（Ａ）は図１１と同一構成であり、
図１４（Ｂ）はＤＮＡチップ８の基板の内セルが配置さ
れた側と反対側に反射防止膜２００が形成される。図１
４（Ａ）の場合、図１４中”ＩＬ０１”に示す入射光に
対する図１４中”ＲＬ０１”に示す反射光の割合が”約
４％”であるのに対して、図１４（Ｂ）の場合、図１４
中”ＩＬ１１”に示す入射光に対する図１４中”ＲＬ１
１”に示す反射光の割合が”約０．５％”程度にするこ
とができるため、ＤＮＡチップ８のセルに照射される励
起光の光量が増加してＳ／Ｎを向上させることが可能に
なる。
【００７２】また、ＤＮＡチップ８の基板の内セルが配
置された側はドライの状態でも良く、また、ハイブリダ
イズの液体に浸されたままの状態であっても構わない。
【００７３】また、励起光の光源としてはレーザ光源を
例示したがレーザ光源であっても、ＬＥＤ、キセノンラ
ンプやハロゲンランプ、その他の白色光源等の非レーザ
光源であっても構わない。
【００７４】また、バイオチップ読み出し装置の光学系
に共焦点光学系を用いれば、ゴミで発生した蛍光をより
除去できるため、非共焦点光学系の場合よりもＳ／Ｎが
更に向上する。
【００７５】以上説明したことから明らかなように、本
発明によれば次のような効果がある。
【００７６】励起光をバイオチップの試料が配置された
側とは反対側から照射することにより、Ｓ／Ｎが向上し
コストダウンが可能になる。
【００７７】また、対物レンズに液浸若しくはＳＩＬを
用いることによりＮＡ（開口数）が向上して更にＳ／Ｎ
が向上する。
【００７８】また、光学系を共焦点光学系で構成したこ
とにより、非共焦点光学系の場合よりもＳ／Ｎが更に向
上する。
【００７９】また、バイオチップの試料が配置された側
とは反対側の表面に反射防止膜を形成したことにより、
試料に照射される励起光の光量が増加してＳ／Ｎを向上
させることが可能になる。
【００８０】また、透明基板の表面に透明電極を形成し
たことにより、ＤＮＡはマイナスに帯電しているため、
この電極にプラスの電圧を印加することにより、ハイブ
リダイゼーションを加速することができる。
【００８１】また、試料がＤＮＡ若しくはＲＮＡである
ことにより、ハイブリダイゼーションにより相補的な配
列を有する既知の試料と蛍光標識が付加された未知の試
料が結合して未知の試料の配列を特定することができ
る。
【００８２】また、試料が蛋白若しくは糖鎖であること
により、抗原抗体反応により既知の試料と未知の試料が
結合して未知の試料の配列を特定することができる。
【００８３】ここで、図１から図１０に示した本発明の
いくつかの実施例にあって、上述したような試料、即
ち、ＤＮＡ、ＲＮＡ、蛋白、糖鎖を使用するようにして
もよい。
【００８４】また、図１１から図１４に示した本発明の
いくつかの実施例にあって、光受光部は図１、図５、図
７、図８に示した手段によってもよい。
【００８５】更にまた、図１５は本発明に係る電気泳動
装置の一実施例を示す要部構成図である。図において、
１００は共焦点顕微鏡部、２００は電気泳動装置部であ
る。
【００８６】共焦点顕微鏡部（共焦点光スキャナとも呼
ぶ）１００は、泳動部２０１の担体を光走査し、担体か
ら発光した蛍光の泳動パターンを読み取ることができる
ものであり、以下のような構成になっている。
【００８７】光源１０１からの励起光（例えば、波長λ
１の青色のレーザ光）はレンズ１０２により平行光とな
り、ダイクロイックミラー１０３で反射した後、レンズ
１０４を介してスリットアレイ１０５のスリット上に集
光され、続いてスリットを通過した光は対物レンズ１０
６により絞られ泳動部２０１の担体上に入射する。泳動
部の蛍光物質はこの光により励起され蛍光を発する。
【００８８】この蛍光は、再び対物レンズ１０６、スリ
ットアレイ１０５、レンズ１０４と逆戻りし、ダイクロ
イックミラー１０３を透過して次のダイクロイックミラ
ー１０７に入射する。
【００８９】なお、ダイクロイックミラー１０３は波長
λ１（例えば、青色）の光を反射し、波長λ１より長い
波長の光を透過する。また、ダイクロイックミラー１０
７は波長λ２（例えば、緑色）の光を反射し、波長λ３
（例えば、赤色）の光を透過する。波長λ１，λ２，λ
３は図１６のような関係にある。
【００９０】ダイクロイックミラー１０７を反射した波
長λ２の光はレンズ１０８を介して受光器１０９に集光
し、ダイクロイックミラー１０７を透過した波長λ３の
光はレンズ１１０を介して受光器１１１に集光する。
【００９１】スリットアレイ１０５を移動させて光源か
らの光が泳動部２０１の表面を光走査するように制御す
れば、各受光器１０９，１１１には泳動部２０１で発生
した蛍光泳動パターンが結像する。
【００９２】この場合、受光器１０９上には泳動パター
ン中で緑色に発光したパターンのみ像し、受光器１１１
には泳動パターン中で赤色に発光したパターンのみが結
像する。受光器１０９，１１１は結像画像を電気信号に
変換して出力する。
【００９３】電気泳動装置部２００には、泳動部２０１
と、泳動部２０１で電気泳動を行うための電圧を供給す
る電源２０２を備えている。
【００９４】このように共焦点スキャナを用いて泳動部
２０１で発生した多色の蛍光泳動パターンを高精度で容
易に測定することができる。
【００９５】ところで、電気泳動では分子量の絶対値は
得られない。そのため、通常は図１７に示すように参照
用のマーカ分子を隣りのレーンに流すが、この方式で
は、場所をとり、また全レーンにわたり電圧を均一に印
加し難いなどが原因で、測定誤差が生じるという問題が
ある。
【００９６】本発明では、図１８に示すように同一レー
ンに試料と共に参照用のマーカ分子（以下単にマーカと
いう）も混入して流す。ただし、各マーカと試料には異
なる蛍光波長を持つ色素を結合しておく。このような物
質を電気泳動させて、共焦点スキャナで光走査すること
により同時に複数種の蛍光泳動パターンを検出すること
ができる。
【００９７】図１９は図１５に関する他の実施例であ
る。２次元電気泳動は一般によく知られているが、これ
に対して図１９は厚み方向（Ｚ軸方向）に更に１次元加
えた３次元電気泳動の例である。
【００９８】この場合、例えば、Ｘ軸方向（縦方向）、
Ｙ軸方向（横方向）、Ｚ軸方向（厚み方向）に対し次の
ような電圧勾配やｐＨ勾配のかけ方がある。 １）Ｘ軸方向に高電圧、Ｙ軸方向にｐＨ勾配、Ｚ軸方向
に低電圧をそれぞれ与える。 ２）Ｘ軸方向に電圧、Ｙ軸方向にｐＨ勾配を与え、Ｚ軸
方向はゲル濃度を変えた多層ゲルとする。 ３）Ｘ軸方向に電圧、Ｙ軸方向にｐＨ勾配を与え、Ｚ軸
方向には電圧勾配をかけアフィニティー電気泳動を行
う。
【００９９】この場合、泳動部２０１の光走査面が光軸
方向（Ｚ軸方向）に上下できるように、例えば共焦点ス
キャナ１００の対物レンズ１０６を上下移動可能に構成
しておく。そしてＺ軸方向の光走査面を制御しながら、
ＸＹ軸方向の蛍光泳動パターンを多色検出することによ
り、容易に３次元の情報を得ることができる。
【０１００】なお、以上の説明は、本発明の説明および
例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎな
い。したがって本発明は、上記実施例に限定されること
なく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変更、
変形をも含むものである。
【０１０１】例えば、図１９の実施例において、例えば
図２０に示すようにＸＺのみをレーンとして使えば、通
常の２次元電気泳動より泳動部の大きさがコンパクトと
なる。
【０１０２】また、厚み方向（Ｚ軸方向）の濃度分布
は、片面のみ高濃度溶液を接触させたり、あるいは遠心
分離により密度差を厚み方向につけることによって実現
することができる。あるいはまた濃度の異なるゲルを多
層に積層する方式で実現することもできる。
【０１０３】また、図２１に示すように厚み方向に試料
とマーカを分離して入れると、他の条件は図５と同じで
コンパクトな構造で測定ができる。この場合、共焦点方
式で厚み方向を分離して測定できるため、蛍光色は同一
でもよい。
【０１０４】更にまた、図２２に示すように、電気泳動
を非走査型共焦点顕微鏡で測定するときは、共焦点の開
口部６１が試料の位置６２と一致あるいはその一部を測
定するように設置すれば、試料のふちの影響のない高Ｓ
／Ｎの測定が実現できる。
【０１０５】なお、光源としては単一光子型または２光
子型のいずれの光源を用いても差し支えず、同様の効果
が得られる。
【０１０６】以上説明したように本発明によれば次のよ
うな効果がある。 １）コンパクトで高精度の多色電気泳動を容易に実現す
ることができる。 ２）３次元の電気泳動が実現でき、装置がコンパクトで
あり、しかも相互関連を持った多くの情報を短時間で得
ることができる。
【０１０７】更にまた、上述したような、多種の蛋白ま
たはＤＮＡ等の標的物質を泳動部に流し、試料の厚さ方
向に電圧、ｐＨ、密度、濃度などの物理的勾配を設けて
電気泳動を行う電気泳動装置部と、泳動部の試料を励起
光で走査し、励起光の照射により発光した前記試料の蛍
光パターンを検出するように構成してなる走査型または
非走査型の共焦点型顕微鏡あるいは２光子励起型顕微鏡
を具備して試料の３次元位置と濃度を検出できるように
したことを特徴とする３次元型電気泳動装置にあって、
このうち走査型または非走査型の共焦点型顕微鏡あるい
は２光子励起型顕微鏡は、図１から図１０に示したよう
な本発明の実施例を用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るバイオチップ読取装置の一実施例
を示す構成図である。
【図２】バイオチップ上の試料の配列を説明するための
図である。
【図３】受光器上に表示される分光情報を説明するため
の説明図である。
【図４】ラインアレイ状に配置された試料を測定した場
合の分光情報を説明するための説明図である。
【図５】本発明の他の実施例を示す構成図である。
【図６】分光情報が２次元的に展開された場合の分光画
像についての説明図である。
【図７】本発明の更に他の実施例を示す構成図である。
【図８】本発明の更に他の実施例を示す構成図である。
【図９】自己蛍光等の分布状態を示す説明図である。
【図１０】試料と開口部の関係に係る説明図である。
【図１１】本発明に係るバイオチップ読み出し装置の一
実施例を示す構成ブロック図である。
【図１２】液浸形を用いた場合の部分を拡大表示した説
明図である。
【図１３】ＳＩＬを用いた場合のセルの部分を拡大表示
した説明図である。
【図１４】反射防止膜の有無を対比する説明図である。
【図１５】本発明に係る多色電気泳動装置の一実施例を
示す構成図である。
【図１６】励起光および蛍光の各波長分布を示す説明図
である。
【図１７】試料とマーカの配置についての説明図であ
る。
【図１８】試料、マーカを同一レーンに注入する場合の
説明図である。
【図１９】３次元泳動を行う場合の泳動部の説明図であ
る。
【図２０】１つの軸方向を切り離す場合の説明図であ
る。
【図２１】試料の厚み方向にマーカを並べた場合の説明
図である。
【図２２】試料の位置と開口部の関係を示す説明図であ
る。
【図２３】バイオチップにおけるハイブリダイゼーショ
ンの一例を示す説明図である。
【図２４】従来のバイオチップ読み出し装置の一例を示
す構成ブロック図である。
【図２５】セルの部分を拡大表示した説明図である。
【図２６】従来の電気泳動装置の一例を示す構成図であ
る。
【図２７】泳動パターンの説明図である。
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 27/447 Ｇ０１Ｎ 33/483 Ｃ ４Ｂ０６３ 31/22 １２１ Ｆ 33/483 33/53 Ｍ 33/566 33/53 Ｃ１２Ｎ 15/00 Ｆ 33/566 Ｇ０１Ｎ 27/26 ３１５Ｚ ３２５Ｂ ３２５Ｄ Ｆターム(参考） 2G042 AA01 BD12 BD20 DA08 FA11 FB05 HA07 2G043 AA01 BA16 CA03 DA02 EA01 EA19 FA02 GA02 GB19 HA09 HA15 JA03 JA04 KA09 LA03 MA01 MA04 NA01 NA02 2G045 AA34 AA35 BB10 DA12 DA13 DA14 DA36 FA05 FA11 FA12 FA16 FA17 FB05 FB07 FB12 GC15 JA07 4B024 AA19 CA01 HA11 4B029 AA07 AA23 BB15 BB20 CC02 CC03 CC08 FA12 FA15 4B063 QA01 QQ41 QQ79 QR56 QR66 QR84 QS32 QS39 QX02

Claims (32)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】複数の試料をスポット状またはラインアレ
    イ状に配置したバイオチップに光を照射して、受光器に
    より前記複数の試料に応じた画像情報を読取るバイオチ
    ップ読取装置であって、 前記試料に応じた画像における試料像間の空き領域に、
    対象となる試料の複数の分光情報を配置する手段を備え
    たことを特徴とするバイオチップ読取装置。
  2. 【請求項２】前記手段は、前記試料と受光器の間に、回
    折格子、または光学フィルタと光学的シフト手段の組み
    合わせ、またはフーリエ分光手段を配置した構成である
    ことを特徴とする請求項１記載のバイオチップ読取装
    置。
  3. 【請求項３】前記手段は、前記試料がスポットの場合、
    前記受光器上に分光情報を２次元的に展開するように構
    成されてなることを特徴とする請求項１記載のバイオチ
    ップ読取装置。
  4. 【請求項４】前記手段は、走査型または非走査型の共焦
    点顕微鏡、あるいは２光子励起型顕微鏡を用いたことを
    特徴とする請求項１記載のバイオチップ読取装置。
  5. 【請求項５】前記分光情報の信号に対し、既知のスペク
    トラムを利用して回帰法によりノイズと分離する手段を
    有したことを特徴とする請求項１記載のバイオチップ読
    取装置。
  6. 【請求項６】分光対象領域を制限するための開口部が、
    各試料の位置と一致するかまたは各試料の一部と一致す
    るようにしたことを特徴とする請求項１記載のバイオチ
    ップ読取装置。
  7. 【請求項７】複数の試料をスポット状またはラインアレ
    イ状に配置したバイオチップに光を照射して、受光器に
    より前記複数の試料に応じた画像情報を読取るバイオチ
    ップ読取装置であって、 １画像上の前記試料または前記試料の一部の像と光学的
    に共役の位置にある開口部を持つ非走査型共焦点顕微鏡
    を読取手段としたことを特徴とするバイオチップ読取装
    置。
  8. 【請求項８】請求項７にあって、前記開口部の光源側に
    集光手段を持つ非走査型共焦点顕微鏡を読取手段とした
    ことを特徴とするバイオチップ読取装置。
  9. 【請求項９】複数の試料をスポット状またはラインアレ
    イ状に配置したバイオチップに光を照射して、受光器に
    より前記複数の試料に応じた画像情報を読取るバイオチ
    ップ読取装置であって、 １画像上の前記試料または前記試料の一部の像と光学的
    に共役の位置を焦点位置とする集光手段を持つ非走査型
    共焦点顕微鏡を読取手段としたことを特徴とするバイオ
    チップ読取装置。
  10. 【請求項１０】励起光を出力する光源と、前記励起光を
    反射若しくは透過させるダイクロイックミラーと、この
    ダイクロイックミラーの反射光若しくは透過光をバイオ
    チップに集光し前記バイオチップで生じた蛍光を前記ダ
    イクロイックミラーに入射させる対物レンズと、前記蛍
    光を検出する光検出素子と、前記ダイクロイックミラー
    で透過若しくは反射した前記蛍光を前記光検出素子に集
    光するレンズとを備えたバイオチップ読み出し装置にお
    いて、 前記バイオチップを前記励起光及び前記蛍光に対して透
    明基板で構成し、前記励起光を前記バイオチップの試料
    が配置された側とは反対側から照射することを特徴とす
    るバイオチップ読み取り装置。
  11. 【請求項１１】前記対物レンズが、 液浸型であることを特徴とする請求項１０記載のバイオ
    チップ読み取り装置。
  12. 【請求項１２】前記対物レンズが、 水浸型若しくは油浸型であることを特徴とする請求項１
    ０記載のバイオチップ読み取り装置。
  13. 【請求項１３】前記対物レンズが、 ＳＩＬであることを特徴とする請求項１０記載のバイオ
    チップ読み取り装置。
  14. 【請求項１４】光学系を共焦点光学系で構成したことを
    特徴とする請求項１０記載のバイオチップ読み取り装
    置。
  15. 【請求項１５】前記バイオチップの試料が配置された側
    とは反対側の表面に反射防止膜を形成したことを特徴と
    する請求項１０記載のバイオチップ読み取り装置。
  16. 【請求項１６】前記透明基板の表面に透明電極を形成し
    たことを特徴とする請求項１０記載のバイオチップ読み
    取り装置。
  17. 【請求項１７】前記透明電極が、インジウム・スズ酸化
    膜であることを特徴とする請求項１６記載のバイオチッ
    プ読み取り装置。
  18. 【請求項１８】前記試料が、 ＤＮＡであることを特徴とする請求項１０記載のバイオ
    チップ読み取り装置。
  19. 【請求項１９】前記試料が、 ＲＮＡであることを特徴とする請求項１０記載のバイオ
    チップ読み取り装置。
  20. 【請求項２０】前記試料が、 蛋白であることを特徴とする請求項１０記載のバイオチ
    ップ読み取り装置。
  21. 【請求項２１】前記試料が、 糖鎖であることを特徴とする請求項１０記載のバイオチ
    ップ読み取り装置。
  22. 【請求項２２】請求項１−９にあって、前記バイオチッ
    プは、前記励起光及び前記蛍光に対して透明基板で構成
    し、前記励起光を前記バイオチップの試料が配置された
    側とは反対側から照射することを特徴とするバイオチッ
    プ読み取り装置。
  23. 【請求項２３】蛍光色素で標識した試料を泳動部で電気
    泳動し、発光する蛍光パターンを読み取るように構成し
    た電気泳動装置であって、 多種の蛋白またはＤＮＡ等の標的物質に対してそれぞれ
    異なる蛍光色素を結合させた複数の試料を前記泳動部の
    同一レーンに流して電気泳動を行う電気泳動装置部と、 前記泳動部の試料を励起光で走査し、励起光の照射によ
    り発光した前記試料の多色の蛍光パターンを透過特性の
    異なる複数のフィルタを介して同時に検出するように構
    成してなる共焦点スキャナまたは蛍光画像測定装置を具
    備し、 複数種の泳動パターンを同時に検出できるようにしたこ
    とを特徴とする電気泳動装置。
  24. 【請求項２４】蛍光色素で標識した試料を泳動部で電気
    泳動し、発光する蛍光パターンを読み取るように構成し
    た電気泳動装置であって、 多種の蛋白またはＤＮＡ等の標的物質を前記泳動部に流
    し、試料の厚さ方向に電圧、ｐＨ、密度、濃度などの物
    理的勾配を設けて電気泳動を行う電気泳動装置部と、 前記泳動部の試料を励起光で走査し、励起光の照射によ
    り発光した前記試料の蛍光パターンを検出するように構
    成してなる走査型または非走査型の共焦点型顕微鏡ある
    いは２光子励起型顕微鏡を具備し、 試料の３次元位置と濃度を検出できるようにしたことを
    特徴とする３次元型の電気泳動装置。
  25. 【請求項２５】請求項２４に記載の電気泳動装置におい
    て、前記電気泳動装置部は平面方向２軸と厚み方向にそ
    れぞれ異なる物理的勾配を設け、３軸を同時に試料分離
    するように構成したことを特徴とする３次元型の多色電
    気泳動装置。
  26. 【請求項２６】請求項２４に記載の電気泳動装置におい
    て、前記電気泳動装置部は試料の厚さ方向に試料とマー
    カを設けたことを特徴とする３次元型の電気泳動装置。
  27. 【請求項２７】請求項２４に記載の電気泳動装置におい
    て、前記非走査型の共焦点顕微鏡は１画像上の前記試料
    または前記試料の一部の像と光学的に共役の位置にある
    開口部を持つ非走査型共焦点顕微鏡であることを特徴と
    する３次元型の電気泳動装置。
  28. 【請求項２８】請求項２７に記載の電気泳動装置におい
    て、前記開口部の光源側に集光手段を持つ非走査型共焦
    点顕微鏡であることを特徴とする３次元型の電気泳動装
    置。
  29. 【請求項２９】請求項２４に記載の電気泳動装置におい
    て、 １画像上の前記試料または前記試料の一部の像と光学的
    に共役の位置を焦点位置とする集光手段を持つ非走査型
    共焦点顕微鏡であることを特徴とする３次元型の電気泳
    動装置。
  30. 【請求項３０】請求項２３または２４に記載の共焦点顕
    微鏡は、共焦点用開口部の光源側に集光手段を持つこと
    を特徴とする電気泳動装置。
  31. 【請求項３１】請求項２４に記載の厚さ方向の濃度分布
    は、ゲルの片面のみに高濃度溶液を接触させるかまたは
    遠心分離または多層の積層により厚み方向に密度差をつ
    けることにより実現したことを特徴とする電気泳動装
    置。
  32. 【請求項３２】請求項２４記載の前記泳動部の試料を励
    起光で走査し、励起光の照射により発光した前記試料の
    蛍光パターンを検出するように構成してなる走査型また
    は非走査型の共焦点型顕微鏡あるいは２光子励起型顕微
    鏡は、請求項１−３記載または請求項５−９記載のバイ
    オチップ読み取り装置であることを特徴とする電気泳動
    装置。
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