JP2001337083A - マイクロ化学分析システム用光学系 - Google Patents
マイクロ化学分析システム用光学系Info
- Publication number
- JP2001337083A JP2001337083A JP2000158134A JP2000158134A JP2001337083A JP 2001337083 A JP2001337083 A JP 2001337083A JP 2000158134 A JP2000158134 A JP 2000158134A JP 2000158134 A JP2000158134 A JP 2000158134A JP 2001337083 A JP2001337083 A JP 2001337083A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- light
- optical fiber
- detected
- switch
- 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.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 マイクロ化学分析システムのための、高速処
理に適した汎用性の高い光学系を提供する。 【解決手段】 マイクロ流体チップ１１に存在する複数
の被検出部（フローセル、キャピラリー等）からの光を
検出装置１９に導くための光学系は、光スイッチ１６、
および光スイッチ１６に接続される光ファイバー１３を
備える。光ファイバー１３は、マイクロ流体チップ１１
の各被検出部に対向する。光スイッチ１６は、切り替え
機構により、必要なとき必要な光路を選択する。
理に適した汎用性の高い光学系を提供する。 【解決手段】 マイクロ流体チップ１１に存在する複数
の被検出部（フローセル、キャピラリー等）からの光を
検出装置１９に導くための光学系は、光スイッチ１６、
および光スイッチ１６に接続される光ファイバー１３を
備える。光ファイバー１３は、マイクロ流体チップ１１
の各被検出部に対向する。光スイッチ１６は、切り替え
機構により、必要なとき必要な光路を選択する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ化学分析
システムに使用される光学系に関し、特に、微小量のサ
ンプルについて光分析を行うのに適した光学系に関す
る。
システムに使用される光学系に関し、特に、微小量のサ
ンプルについて光分析を行うのに適した光学系に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年のマイクロマシン技術の進展によ
り、流体を扱う分野においても、大きな技術革新が進ん
でいる。その応用例の一つとして、マイクロ・トータル
・アナリシス・システム（μＴＡＳ）と呼ばれているマ
イクロ化学分析システムがある。従来大きなカラムを用
いて行っていたＤＮＡ分析や他の有機化合物の分析に対
し、このシステムによる分析では、微小量のサンプルに
ついて小型の装置で高速に処理を行うことが可能にな
る。このシステムに関し、バイオテクノロジーの分野で
は特にＤＮＡ分析への応用、環境測定の分野では特に環
境モニタリングシステムとしての応用が期待され、それ
らの一部は既に応用が進んでいる。もう一つの応用例と
して、マイクロリアクターも注目されている。従来大き
な反応槽で行われていた化合物の合成に対し、マイクロ
リアクターによれば、小さな反応容器において、（１）
温度コントロールを厳密に行って副反応を抑制し収率を
上げることができ、（２）爆発性の反応を応用すること
が可能になり、（３）小さな反応容器を並べ、その間を
マイクロ秒程度で移動させることにより、これまで不可
能であった反応の抑制が可能になる、などのメリットが
提唱されている。
り、流体を扱う分野においても、大きな技術革新が進ん
でいる。その応用例の一つとして、マイクロ・トータル
・アナリシス・システム（μＴＡＳ）と呼ばれているマ
イクロ化学分析システムがある。従来大きなカラムを用
いて行っていたＤＮＡ分析や他の有機化合物の分析に対
し、このシステムによる分析では、微小量のサンプルに
ついて小型の装置で高速に処理を行うことが可能にな
る。このシステムに関し、バイオテクノロジーの分野で
は特にＤＮＡ分析への応用、環境測定の分野では特に環
境モニタリングシステムとしての応用が期待され、それ
らの一部は既に応用が進んでいる。もう一つの応用例と
して、マイクロリアクターも注目されている。従来大き
な反応槽で行われていた化合物の合成に対し、マイクロ
リアクターによれば、小さな反応容器において、（１）
温度コントロールを厳密に行って副反応を抑制し収率を
上げることができ、（２）爆発性の反応を応用すること
が可能になり、（３）小さな反応容器を並べ、その間を
マイクロ秒程度で移動させることにより、これまで不可
能であった反応の抑制が可能になる、などのメリットが
提唱されている。
【０００３】μＴＡＳおよびマイクロリアクターのいず
れにしても、重要な点は、装置をいかに小型化し、処理
をいかに高速化するかである。装置の小型化について
は、たとえば、これまで使用されてきた大きなカラム
を、電気泳動を利用したマイクロキャピラリーに変更し
て大きな効果が得られるようになってきた。装置の小型
化に伴って分離時間が飛躍的に短縮され、処理速度も大
幅に短縮されるようになってきている。一方、これらシ
ステムにおいて、検出速度の高速化はいまだ十分とはい
えない状況である。
れにしても、重要な点は、装置をいかに小型化し、処理
をいかに高速化するかである。装置の小型化について
は、たとえば、これまで使用されてきた大きなカラム
を、電気泳動を利用したマイクロキャピラリーに変更し
て大きな効果が得られるようになってきた。装置の小型
化に伴って分離時間が飛躍的に短縮され、処理速度も大
幅に短縮されるようになってきている。一方、これらシ
ステムにおいて、検出速度の高速化はいまだ十分とはい
えない状況である。
【０００４】R. A. Mathies, P. C. Simpson and A. T.
Woolley, DNA analysis with capillary array electr
ophoresis microplates, Proc. of Micro Total Analys
is Systems, '98, pp.1-6, 1998 は、レーザ誘起蛍光法
（ＬＩＦ）によるＤＮＡ検出の高速化に関し、キャピラ
リーアレイの間隔を狭くして密集させ、ガルバノミラー
を使用してレーザスキャンを行う方法を提案する。図１
は、その方法を模式的に示している。マイクロ流体チッ
プ１に設けられる各キャピラリー２は、光源であるアル
ゴンレーザー７からのレーザー光によりスキャンされ
る。レーザー光は、ハーフミラー８およびガルバノミラ
ー４を経由してキャピラリー２に照射される。キャピラ
リー２からの光は、ミラー４および８を経由して検出装
置である光電子倍増管９で測定される。この方法によれ
ば、レーザーによるスキャンのため、高速処理できるキ
ャピラリーアレイは、線状に並んでいる必要がある。し
たがって、この方法は、キャピラリーの設計に制約があ
り、あらゆる用途に応用可能であるとはいえない。
Woolley, DNA analysis with capillary array electr
ophoresis microplates, Proc. of Micro Total Analys
is Systems, '98, pp.1-6, 1998 は、レーザ誘起蛍光法
（ＬＩＦ）によるＤＮＡ検出の高速化に関し、キャピラ
リーアレイの間隔を狭くして密集させ、ガルバノミラー
を使用してレーザスキャンを行う方法を提案する。図１
は、その方法を模式的に示している。マイクロ流体チッ
プ１に設けられる各キャピラリー２は、光源であるアル
ゴンレーザー７からのレーザー光によりスキャンされ
る。レーザー光は、ハーフミラー８およびガルバノミラ
ー４を経由してキャピラリー２に照射される。キャピラ
リー２からの光は、ミラー４および８を経由して検出装
置である光電子倍増管９で測定される。この方法によれ
ば、レーザーによるスキャンのため、高速処理できるキ
ャピラリーアレイは、線状に並んでいる必要がある。し
たがって、この方法は、キャピラリーの設計に制約があ
り、あらゆる用途に応用可能であるとはいえない。
【０００５】A. E. Bruno, E. Baer, R. Volkel and C.
S. Effenhauser, Microoptical fluorecence detectio
n for chip-based multiplexed analysis system, Pro
c. ofMicro Total Analysis System '98, pp.281-285,
1998 は、面発光レーザー等によって二次元状にレーザ
を発生させ、二次元状に並んだセルを透過した光を二次
元アレイのＣＣＤ素子で検出する方法を提案する。この
方法は、ＬＩＦに適用され、計測を同時に行うことで高
速化を図ろうとしている。しかし、この方法において、
セルは二次元的に配置する必要があり、セルの配置は限
定される。光源には、面発光レーザーあるいは通常のレ
ーザー光を回折型光学素子（ＤＯＥ）で二次元的に分岐
したものを使用する必要がある。また、この方法におい
て、被検出部はＣＣＤであり、検出感度にも制約があ
る。この方法もあらゆる用途に応用可能であるとはいえ
ない。また、これを吸光スペクトル分析に応用しようと
すると、白色ランプを光源とする必要があり、実質的に
応用不可能である。
S. Effenhauser, Microoptical fluorecence detectio
n for chip-based multiplexed analysis system, Pro
c. ofMicro Total Analysis System '98, pp.281-285,
1998 は、面発光レーザー等によって二次元状にレーザ
を発生させ、二次元状に並んだセルを透過した光を二次
元アレイのＣＣＤ素子で検出する方法を提案する。この
方法は、ＬＩＦに適用され、計測を同時に行うことで高
速化を図ろうとしている。しかし、この方法において、
セルは二次元的に配置する必要があり、セルの配置は限
定される。光源には、面発光レーザーあるいは通常のレ
ーザー光を回折型光学素子（ＤＯＥ）で二次元的に分岐
したものを使用する必要がある。また、この方法におい
て、被検出部はＣＣＤであり、検出感度にも制約があ
る。この方法もあらゆる用途に応用可能であるとはいえ
ない。また、これを吸光スペクトル分析に応用しようと
すると、白色ランプを光源とする必要があり、実質的に
応用不可能である。
【０００６】L. J. Nelstrop and G. M. Greenway, Inv
estigation of chemiluminescent microanalytical sys
tems, Proc. of Micro Total Analysis Systems '98, p
p.355-358, 1998 は、化学発光（ＣＬ）の検出に光電子
倍増管（ＰＭＴ）を使用して感度を向上させ、イベント
蓄積に必要な時間を短縮して高速化を図る方法を提案す
る。この方法は、光源不要が特徴のＣＬでありながら、
被検出部が小さくならないために、装置が大型化してし
まう。また、この方法において高速化にはスキャンが必
要となる。スキャンする光学系を構築すると、他のパー
ツとの干渉が問題となったり、装置が大型化する問題が
ある。
estigation of chemiluminescent microanalytical sys
tems, Proc. of Micro Total Analysis Systems '98, p
p.355-358, 1998 は、化学発光（ＣＬ）の検出に光電子
倍増管（ＰＭＴ）を使用して感度を向上させ、イベント
蓄積に必要な時間を短縮して高速化を図る方法を提案す
る。この方法は、光源不要が特徴のＣＬでありながら、
被検出部が小さくならないために、装置が大型化してし
まう。また、この方法において高速化にはスキャンが必
要となる。スキャンする光学系を構築すると、他のパー
ツとの干渉が問題となったり、装置が大型化する問題が
ある。
【０００７】以上述べてきたように、マイクロ化学分析
システムに関し、従来技術は、必ずしも汎用的ではな
く、検出するセルやキャピラリーの配置や形状に制限を
与えてしまう。また、従来技術では、検出方法も制限さ
れており、様々な光検出方法に適用できる高速化の手法
が求められている。
システムに関し、従来技術は、必ずしも汎用的ではな
く、検出するセルやキャピラリーの配置や形状に制限を
与えてしまう。また、従来技術では、検出方法も制限さ
れており、様々な光検出方法に適用できる高速化の手法
が求められている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の一つの目的
は、マイクロ化学分析システムについて、汎用性の高い
光学系を提供することである。
は、マイクロ化学分析システムについて、汎用性の高い
光学系を提供することである。
【０００９】本発明のさらなる目的は、マイクロ化学分
析システムについて、高速処理に適した光学系を提供す
ることである。
析システムについて、高速処理に適した光学系を提供す
ることである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明により、複数の被
検出部を有するマイクロ化学分析システムにおいて、各
被検出部からの光を検出装置に導くかまたは光源からの
光を各被検出部に導くための光学系が提供され、該光学
系は、光スイッチ、および該光スイッチから各被検出部
にそれぞれ伸びる光導波路を備える。
検出部を有するマイクロ化学分析システムにおいて、各
被検出部からの光を検出装置に導くかまたは光源からの
光を各被検出部に導くための光学系が提供され、該光学
系は、光スイッチ、および該光スイッチから各被検出部
にそれぞれ伸びる光導波路を備える。
【００１１】本発明による光学系において、典型的に、
光導波路は光ファイバーである。また、光スイッチは反
射型ミラーを有するものであることが好ましい。
光導波路は光ファイバーである。また、光スイッチは反
射型ミラーを有するものであることが好ましい。
【００１２】本発明による光学系に関し、典型的に、被
検出部はマイクロ流体チップに形成されているものであ
る。
検出部はマイクロ流体チップに形成されているものであ
る。
【００１３】本発明は、たとえば、レーザー誘起蛍光
法、吸光分析法、化学発光測定法またはシンチレーショ
ン・プロキシミティ・アッセイに適用することができ
る。
法、吸光分析法、化学発光測定法またはシンチレーショ
ン・プロキシミティ・アッセイに適用することができ
る。
【００１４】
【発明の実施の形態】本明細書において「被検出部」
は、検出の対象となる物（被検物）が検出または測定の
ため収容される部分を指す。そのような被検出部は、た
とえば、サンプルを保持するセル、サンプルが流される
フローセルあるいはキャピラリーである。本発明の光学
系によれば、このような被検出部を複数有するマイクロ
化学分析システムにおいて、各被検出部からの光は、光
導波路を介して検出装置に導かれ、あるいは、光源から
の光は、光導波路を介して各被検出部に導かれる。光導
波路は、典型的には光ファイバーであるが、他の光導波
路、たとえば基板に形成されたものでもよい。光導波路
は、被検出部の配置に応じて任意のパターンで配置する
ことができ、したがって、本発明による光学系は、汎用
性の高いものである。本発明において、光導波路は光ス
イッチに接続される。光スイッチは、光の断続あるいは
光路の切り替えを行う素子である。本発明によれば、光
スイッチにより、適当なタイミングで、必要な時間に必
要な光路（光導波路）を選択することができる。本発明
による光学系は、複数の光導波路を光スイッチに接続す
ることにより、高速で光路の選択、切り替えが可能な検
出系を実現する。本発明において、光スイッチには、光
ファイバー、ミラー、プリズム等を電磁気的に駆動させ
るメカニカル光スイッチ、バルク型光変調素子と微小光
学素子を組み合わせた光スイッチ、導波路型光スイッ
チ、サーモキャピラリー光スイッチ等を使用することが
できる。特に、本発明は、光のスペクトル情報を得た
り、光そのものをカウントする分析システムに適用され
る。したがって、本発明では、電気的な変換を行なわ
ず、光そのものを切り換える形式の光スイッチ、たとえ
ば反射型ミラーを用いたものを好ましく使用することが
できる。以下、本発明による光学系を用いたマイクロ化
学分析システムの具体例を図を参照して説明する。
は、検出の対象となる物（被検物）が検出または測定の
ため収容される部分を指す。そのような被検出部は、た
とえば、サンプルを保持するセル、サンプルが流される
フローセルあるいはキャピラリーである。本発明の光学
系によれば、このような被検出部を複数有するマイクロ
化学分析システムにおいて、各被検出部からの光は、光
導波路を介して検出装置に導かれ、あるいは、光源から
の光は、光導波路を介して各被検出部に導かれる。光導
波路は、典型的には光ファイバーであるが、他の光導波
路、たとえば基板に形成されたものでもよい。光導波路
は、被検出部の配置に応じて任意のパターンで配置する
ことができ、したがって、本発明による光学系は、汎用
性の高いものである。本発明において、光導波路は光ス
イッチに接続される。光スイッチは、光の断続あるいは
光路の切り替えを行う素子である。本発明によれば、光
スイッチにより、適当なタイミングで、必要な時間に必
要な光路（光導波路）を選択することができる。本発明
による光学系は、複数の光導波路を光スイッチに接続す
ることにより、高速で光路の選択、切り替えが可能な検
出系を実現する。本発明において、光スイッチには、光
ファイバー、ミラー、プリズム等を電磁気的に駆動させ
るメカニカル光スイッチ、バルク型光変調素子と微小光
学素子を組み合わせた光スイッチ、導波路型光スイッ
チ、サーモキャピラリー光スイッチ等を使用することが
できる。特に、本発明は、光のスペクトル情報を得た
り、光そのものをカウントする分析システムに適用され
る。したがって、本発明では、電気的な変換を行なわ
ず、光そのものを切り換える形式の光スイッチ、たとえ
ば反射型ミラーを用いたものを好ましく使用することが
できる。以下、本発明による光学系を用いたマイクロ化
学分析システムの具体例を図を参照して説明する。
【００１５】図２は、ＬＩＦに本発明を適用した例を示
す。被検出部である複数のフローセルあるいはキャピラ
リーが配置されたマイクロ流体チップ１１の上には、マ
イクロレンズを有するホルダー１２が設けられる。ホル
ダー１２には、複数の光ファイバー１３が接続されてい
る。ホルダー１２は、各光ファイバー１３を各被検出部
（各フローセルあるいは各キャピラリー）の位置に保持
する。光ファイバー１３を保持する構造は、たとえば図
３に示すとおりである。図３において、ホルダー１２に
は、光ファイバー１３が差し込まれ、固定されている。
ホルダー１２において、光ファイバー１３の先端に対応
する位置には、光ファイバー１３からの光を収束するた
め、マイクロレンズ１４が設けられている。ホルダー１
２の下には、サンプルが流される流路１５（たとえばフ
ローセルまたはキャピラリー）を有するマイクロ流体チ
ップ１１が配置される。光ファイバー１３の先端は、流
路１５に光を照射すべく、あるいは流路１５からの光を
受けるべく、流路１５に対向する。一端がホルダー１２
に結合された光ファイバー１３の他端は、光スイッチ１
６に接続される。光スイッチ１６には、ホルダー１２に
接続された光ファイバー１３のすべてが接続されてい
る。
す。被検出部である複数のフローセルあるいはキャピラ
リーが配置されたマイクロ流体チップ１１の上には、マ
イクロレンズを有するホルダー１２が設けられる。ホル
ダー１２には、複数の光ファイバー１３が接続されてい
る。ホルダー１２は、各光ファイバー１３を各被検出部
（各フローセルあるいは各キャピラリー）の位置に保持
する。光ファイバー１３を保持する構造は、たとえば図
３に示すとおりである。図３において、ホルダー１２に
は、光ファイバー１３が差し込まれ、固定されている。
ホルダー１２において、光ファイバー１３の先端に対応
する位置には、光ファイバー１３からの光を収束するた
め、マイクロレンズ１４が設けられている。ホルダー１
２の下には、サンプルが流される流路１５（たとえばフ
ローセルまたはキャピラリー）を有するマイクロ流体チ
ップ１１が配置される。光ファイバー１３の先端は、流
路１５に光を照射すべく、あるいは流路１５からの光を
受けるべく、流路１５に対向する。一端がホルダー１２
に結合された光ファイバー１３の他端は、光スイッチ１
６に接続される。光スイッチ１６には、ホルダー１２に
接続された光ファイバー１３のすべてが接続されてい
る。
【００１６】光源であるアルゴンレーザー１７からの光
は、ハーフミラー１８で反射され、光ファイバー１３’
を介して光スイッチ１６に導かれる。光スイッチは、切
り替え機構により、特定の光ファイバー１３に光を導
く。そして、特定の被検出部に保持されるサンプルにレ
ーザー光が照射される。レーザー光が照射されたサンプ
ルから発せられる蛍光は、光ファイバー１３、光スイッ
チ１６、光ファイバー１３’およびハーフミラー１８を
介して検出装置１９（光電子倍増管）によって検出さ
れ、サンプルの状態が光学的に測定される。
は、ハーフミラー１８で反射され、光ファイバー１３’
を介して光スイッチ１６に導かれる。光スイッチは、切
り替え機構により、特定の光ファイバー１３に光を導
く。そして、特定の被検出部に保持されるサンプルにレ
ーザー光が照射される。レーザー光が照射されたサンプ
ルから発せられる蛍光は、光ファイバー１３、光スイッ
チ１６、光ファイバー１３’およびハーフミラー１８を
介して検出装置１９（光電子倍増管）によって検出さ
れ、サンプルの状態が光学的に測定される。
【００１７】図４は、吸収スペクトル測定のためのシス
テムを示す。このシステムでは、光源２７から光を供給
する系と、被検出部からの光を導くための系がそれぞれ
独立して設けられている。被検出部である複数のフロー
セルあるいはキャピラリーを有するマイクロ流体チップ
２１は、二つのホルダー２２ａおよび２２ｂに挟まれて
いる。ホルダー２２ａには、複数の光ファイバー２３ａ
が接続されている。ホルダー２２ａは、各光ファイバー
２３ａを各被検出部（各フローセルあるいは各キャピラ
リー）の位置に保持する。光ファイバー２３ａを保持す
る構造は、たとえば図３に示すものと同様であり、ホル
ダー２２ａには、光ファイバー２３ａが差し込まれ、固
定される。ホルダー２２ａにおいて、光ファイバー２３
ａの先端に対応する位置には、光ファイバー２３ａから
の光を収束するため、マイクロレンズが設けられる。光
ファイバー２３ａの先端は、光を照射すべく、被検出部
に対向する。一端がホルダー２２ａに結合された光ファ
イバー２３ａの他端は、光スイッチ２６ａに接続され
る。光スイッチ２６ａには、ホルダー２２ａに接続され
た光ファイバー２３ａのすべてが接続されている。光ス
イッチ２６ａには、光ファイバー２３ｃを介して光源２
７から光が供給される。ホルダー２２ｂにも同様に複数
の光ファイバー２３ｂが接続されている。各光ファイバ
ー２３ｂは、各被検出部からの光を受けるため、各光フ
ァイバー２３ａに対向する適当な位置に配置される。す
べての光ファイバー２３ｂは、光スイッチ２６ｂに接続
される。光スイッチ２６ｂは、光ファイバー２３ｄによ
り検出装置２９に接続される。
テムを示す。このシステムでは、光源２７から光を供給
する系と、被検出部からの光を導くための系がそれぞれ
独立して設けられている。被検出部である複数のフロー
セルあるいはキャピラリーを有するマイクロ流体チップ
２１は、二つのホルダー２２ａおよび２２ｂに挟まれて
いる。ホルダー２２ａには、複数の光ファイバー２３ａ
が接続されている。ホルダー２２ａは、各光ファイバー
２３ａを各被検出部（各フローセルあるいは各キャピラ
リー）の位置に保持する。光ファイバー２３ａを保持す
る構造は、たとえば図３に示すものと同様であり、ホル
ダー２２ａには、光ファイバー２３ａが差し込まれ、固
定される。ホルダー２２ａにおいて、光ファイバー２３
ａの先端に対応する位置には、光ファイバー２３ａから
の光を収束するため、マイクロレンズが設けられる。光
ファイバー２３ａの先端は、光を照射すべく、被検出部
に対向する。一端がホルダー２２ａに結合された光ファ
イバー２３ａの他端は、光スイッチ２６ａに接続され
る。光スイッチ２６ａには、ホルダー２２ａに接続され
た光ファイバー２３ａのすべてが接続されている。光ス
イッチ２６ａには、光ファイバー２３ｃを介して光源２
７から光が供給される。ホルダー２２ｂにも同様に複数
の光ファイバー２３ｂが接続されている。各光ファイバ
ー２３ｂは、各被検出部からの光を受けるため、各光フ
ァイバー２３ａに対向する適当な位置に配置される。す
べての光ファイバー２３ｂは、光スイッチ２６ｂに接続
される。光スイッチ２６ｂは、光ファイバー２３ｄによ
り検出装置２９に接続される。
【００１８】光源２７（たとえば白色光源）からの光
は、光ファイバー２３ｃを介して光スイッチ２６ａに導
かれる。光スイッチは、切り替え機構により、特定の光
ファイバー２３ａに光を導く。そして、特定の被検出部
に保持されるサンプルに光が照射される。サンプルから
の透過光は、光ファイバー２３ｂ、光スイッチ２６ｂ、
および光ファイバー２３ｄを介して検出装置２９により
検出され、サンプルの状態が光学的に測定される。
は、光ファイバー２３ｃを介して光スイッチ２６ａに導
かれる。光スイッチは、切り替え機構により、特定の光
ファイバー２３ａに光を導く。そして、特定の被検出部
に保持されるサンプルに光が照射される。サンプルから
の透過光は、光ファイバー２３ｂ、光スイッチ２６ｂ、
および光ファイバー２３ｄを介して検出装置２９により
検出され、サンプルの状態が光学的に測定される。
【００１９】図５は、化学発光測定、あるいはシンチレ
ーション・プロキシミティ・アッセイを行うのに適した
システムを示す。このシステムは、発光そのものを測定
するため、光源は必ずしも必要ではない。被検出部であ
る複数のフローセルあるいはキャピラリーを有するマイ
クロ流体チップ３１の上には、マイクロレンズを有する
ホルダー３２が設けられている。ホルダー３２には、複
数の光ファイバー３３が接続されている。ホルダー３２
は、各光ファイバー３３を各被検出部（各フローセルあ
るいは各キャピラリー）の位置に保持する。光ファイバ
ー３３を保持する構造は、たとえば図３に示すものと同
様である。光ファイバー３３の先端は、サンプルからの
発光を取りこむため被検出部に対向する。一端がホルダ
ー３２に結合された光ファイバー３３の他端は、光スイ
ッチ３６に接続される。光スイッチ３６には、ホルダー
３２に接続された光ファイバー３３のすべてが接続され
ている。光スイッチ３６は、光ファイバー３３’により
検出装置３９（光電子倍増管）と接続される。マイクロ
流体チップの各セルまたは各キャピラリーからの発光
は、光スイッチ３６の切り替え機構により、適当なタイ
ミングで光ファイバー３３を介して検出装置３９に導か
れる。
ーション・プロキシミティ・アッセイを行うのに適した
システムを示す。このシステムは、発光そのものを測定
するため、光源は必ずしも必要ではない。被検出部であ
る複数のフローセルあるいはキャピラリーを有するマイ
クロ流体チップ３１の上には、マイクロレンズを有する
ホルダー３２が設けられている。ホルダー３２には、複
数の光ファイバー３３が接続されている。ホルダー３２
は、各光ファイバー３３を各被検出部（各フローセルあ
るいは各キャピラリー）の位置に保持する。光ファイバ
ー３３を保持する構造は、たとえば図３に示すものと同
様である。光ファイバー３３の先端は、サンプルからの
発光を取りこむため被検出部に対向する。一端がホルダ
ー３２に結合された光ファイバー３３の他端は、光スイ
ッチ３６に接続される。光スイッチ３６には、ホルダー
３２に接続された光ファイバー３３のすべてが接続され
ている。光スイッチ３６は、光ファイバー３３’により
検出装置３９（光電子倍増管）と接続される。マイクロ
流体チップの各セルまたは各キャピラリーからの発光
は、光スイッチ３６の切り替え機構により、適当なタイ
ミングで光ファイバー３３を介して検出装置３９に導か
れる。
【００２０】典型的に、マイクロ流体チップには、多数
の被検出部が設けられている。それらと同数の光源およ
び検出装置を配備することは、分析システムが小さいた
め、実質的に不可能である。そこで、本発明では、光源
または検出装置とマイクロ流体チップとをつなぐ光ファ
イバー（光導波路）の途中に光スイッチを配置する。こ
のように光導波路と光スイッチを組合せた機構により、
次のようなメリットを得ることができる。
の被検出部が設けられている。それらと同数の光源およ
び検出装置を配備することは、分析システムが小さいた
め、実質的に不可能である。そこで、本発明では、光源
または検出装置とマイクロ流体チップとをつなぐ光ファ
イバー（光導波路）の途中に光スイッチを配置する。こ
のように光導波路と光スイッチを組合せた機構により、
次のようなメリットを得ることができる。
【００２１】（１）光源、検出装置の数が少なくなり、
コスト低減、システムの小型化が図れる。また、その結
果、いかなる検出方法であっても、並列処理ができ、高
速処理が可能となる。
コスト低減、システムの小型化が図れる。また、その結
果、いかなる検出方法であっても、並列処理ができ、高
速処理が可能となる。
【００２２】（２）光スイッチのスイッチング時間は、
レーザースキャン時間より短くすることができ、従来技
術より速く処理を行うことができる。
レーザースキャン時間より短くすることができ、従来技
術より速く処理を行うことができる。
【００２３】（３）レーザースキャンによる高速化で
は、チップへの制約（セルやキャピラリーの配置の制約
等）が多いが、本発明によれば、処理速度は実質的に被
検出部の数だけで決まり、チップ設計に合わせて光ファ
イバー（光導波路）の位置を変えるだけで良いので、フ
レキシビリティがある。
は、チップへの制約（セルやキャピラリーの配置の制約
等）が多いが、本発明によれば、処理速度は実質的に被
検出部の数だけで決まり、チップ設計に合わせて光ファ
イバー（光導波路）の位置を変えるだけで良いので、フ
レキシビリティがある。
【００２４】（４）スキャンを行う場合と違い、光路は
固定されているので、測定再現性が高い。
固定されているので、測定再現性が高い。
【００２５】
【発明の効果】以上述べてきたように、本発明による光
学系は、汎用性が高く、高速処理に適している。したが
って、本発明による光学系は、バイオテクノロジー、環
境測定、ファインケミカル等の分野において、μＴＡＳ
やマイクロリアクターのための分析システムに有用であ
る。
学系は、汎用性が高く、高速処理に適している。したが
って、本発明による光学系は、バイオテクノロジー、環
境測定、ファインケミカル等の分野において、μＴＡＳ
やマイクロリアクターのための分析システムに有用であ
る。
【図１】 従来のマイクロ化学分析システム用光学系を
示す模式図である。
示す模式図である。
【図２】 本発明による光学系を用いたマイクロ化学分
析システムを示す模式図である。
析システムを示す模式図である。
【図３】 本発明による光学系に関し、光ファイバーを
設置する構造を示す概略断面図である。
設置する構造を示す概略断面図である。
【図４】 本発明による光学系を用いたもう一つのマイ
クロ化学分析システムを示す模式図である。
クロ化学分析システムを示す模式図である。
【図５】 本発明による光学系を用いた他のマイクロ化
学分析システムを示す模式図である。
学分析システムを示す模式図である。
１，１１，２１，３１ マイクロ流体チップ、１３，２
３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，３３ 光ファイバー、
１６，２６ａ，２６ｂ，３６ 光スイッチ。
３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，３３ 光ファイバー、
１６，２６ａ，２６ｂ，３６ 光スイッチ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G042 AA01 HA10 2G043 AA03 BA16 CA03 EA01 HA02 KA09 LA02 2G054 AA02 AB07 EA01 EA03 EA04 FA12 FA16 FA20 FB04 GA05 GB01 2G059 AA05 BB04 EE01 EE12 GG01 JJ12 JJ13 JJ17 JJ22 JJ23 KK02
Claims (5)
- 【請求項１】 複数の被検出部を有するマイクロ化学分
析システムにおいて、各被検出部からの光を検出装置に
導くかまたは光源からの光を各被検出部に導くための光
学系であって、 光スイッチ、および前記光スイッチから各被検出部にそ
れぞれ伸びる光導波路を備える、マイクロ化学分析シス
テム用光学系。 - 【請求項２】 前記光導波路が光ファイバーである、請
求項１に記載のマイクロ化学分析システム用光学系。 - 【請求項３】 前記光スイッチは反射型ミラーを有する
ものである、請求項１または２に記載のマイクロ化学分
析システム用光学系。 - 【請求項４】 前記被検出部はマイクロ流体チップに形
成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載のマ
イクロ化学分析システム用光学系。 - 【請求項５】 レーザー誘起蛍光法、吸光分析法、化学
発光測定法またはシンチレーション・プロキシミティ・
アッセイに適用されるものである、請求項１〜４のいず
れか１項に記載のマイクロ化学分析システム用光学系。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000158134A JP2001337083A (ja) | 2000-05-29 | 2000-05-29 | マイクロ化学分析システム用光学系 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000158134A JP2001337083A (ja) | 2000-05-29 | 2000-05-29 | マイクロ化学分析システム用光学系 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001337083A true JP2001337083A (ja) | 2001-12-07 |
Family
ID=18662653
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000158134A Withdrawn JP2001337083A (ja) | 2000-05-29 | 2000-05-29 | マイクロ化学分析システム用光学系 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001337083A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6710350B2 (en) * | 2002-03-05 | 2004-03-23 | Ge Medical Systems Information Technologies, Inc. | Radiation detector with microphotonic optical switches to route light in an imaging system |
| WO2004036194A1 (ja) * | 2002-08-02 | 2004-04-29 | Nec Corporation | 分析チップおよび分析装置 |
| JP2006133005A (ja) * | 2004-11-04 | 2006-05-25 | Yokogawa Electric Corp | 温度測定装置 |
| WO2006057358A1 (ja) * | 2004-11-25 | 2006-06-01 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | ファイバセンサ、ファイバセンサ装置 |
| JP2007218878A (ja) * | 2006-02-20 | 2007-08-30 | Tokyo Institute Of Technology | ガス検知管撮影装置、ガス検知管測定装置、ガス濃度測定システムおよびその方法 |
| US7632463B2 (en) | 2003-12-05 | 2009-12-15 | Mitsubishi Kagaku Iatron, Inc. | Analysis apparatus and condenser |
| KR101282159B1 (ko) | 2011-12-22 | 2013-07-17 | (주)케이엔알시스템 | 검사 장치 |
-
2000
- 2000-05-29 JP JP2000158134A patent/JP2001337083A/ja not_active Withdrawn
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6710350B2 (en) * | 2002-03-05 | 2004-03-23 | Ge Medical Systems Information Technologies, Inc. | Radiation detector with microphotonic optical switches to route light in an imaging system |
| WO2004036194A1 (ja) * | 2002-08-02 | 2004-04-29 | Nec Corporation | 分析チップおよび分析装置 |
| US7632463B2 (en) | 2003-12-05 | 2009-12-15 | Mitsubishi Kagaku Iatron, Inc. | Analysis apparatus and condenser |
| JP2006133005A (ja) * | 2004-11-04 | 2006-05-25 | Yokogawa Electric Corp | 温度測定装置 |
| JP4691959B2 (ja) * | 2004-11-04 | 2011-06-01 | 横河電機株式会社 | 温度測定装置 |
| WO2006057358A1 (ja) * | 2004-11-25 | 2006-06-01 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | ファイバセンサ、ファイバセンサ装置 |
| JPWO2006057358A1 (ja) * | 2004-11-25 | 2008-06-05 | 古河電気工業株式会社 | ファイバセンサ、ファイバセンサ装置 |
| US7729565B2 (en) | 2004-11-25 | 2010-06-01 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Fiber sensor and fiber sensor device |
| JP4691044B2 (ja) * | 2004-11-25 | 2011-06-01 | 古河電気工業株式会社 | ファイバセンサ、ファイバセンサ装置 |
| JP2007218878A (ja) * | 2006-02-20 | 2007-08-30 | Tokyo Institute Of Technology | ガス検知管撮影装置、ガス検知管測定装置、ガス濃度測定システムおよびその方法 |
| JP4600888B2 (ja) * | 2006-02-20 | 2010-12-22 | 国立大学法人東京工業大学 | ガス検知管撮影装置、ガス検知管測定装置、ガス濃度測定システムおよびその方法 |
| KR101282159B1 (ko) | 2011-12-22 | 2013-07-17 | (주)케이엔알시스템 | 검사 장치 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2027250B1 (en) | Apparatus and method for detecting one or more analytes | |
| EP1196760B1 (en) | Integrating multi-waveguide sensor | |
| US6103199A (en) | Capillary electroflow apparatus and method | |
| US7872749B2 (en) | Instrument for making optical measurements on multiple samples retained by surface tension | |
| AU753307B2 (en) | Capillary electroflow apparatus and method | |
| EP2056090B1 (en) | Fine particle measuring method, substrate for measurement, and measuring apparatus | |
| US20100032582A1 (en) | Fluorescence detection system and method | |
| CN101589303A (zh) | 基于倏逝波检测的微阵列读取器和读取微阵列的方法 | |
| JP2011038922A (ja) | 光検出用チップおよび該光検出用チップを用いた光検出装置 | |
| AU2002336771C1 (en) | Imaging of microarrays using fiber optic exciter | |
| JP5479496B2 (ja) | 光学測定器用の本体モジュール | |
| EP1704403B1 (en) | Multimode reader | |
| AU2002336771A1 (en) | Imaging of microarrays using fiber optic exciter | |
| EP1565714A2 (en) | Uncaging devices | |
| JP2001337083A (ja) | マイクロ化学分析システム用光学系 | |
| EP2225548B1 (en) | Detection system and method | |
| CN213895849U (zh) | 一种荧光检测系统 | |
| JP2008512666A (ja) | 増幅発光近接均質解析（ＡｍｐｌｉｆｉｅｄＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔＰｒｏｘｉｍｉｔｙＨｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓＡｓｓａｙ）の光学的測定に適合する器具類および方法 | |
| CN1410760A (zh) | 微流控芯片检测系统 | |
| US7776571B2 (en) | Multi-substrate biochip unit | |
| JP2023525904A (ja) | ランダムアクセスアルタイム定量的ポリメラーゼ連鎖反応（ｑＰＣＲ）リアクターシステム | |
| EP1770429A2 (en) | Multi-substrate biochip unit | |
| WO2002066965A2 (en) | Assay apparatus, assay method and probe array for use in same | |
| WO2005050187A1 (en) | Methods and devices for measuring fluorescence of a sample in a capillary |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20070807 |