JP2002014045A - 蛍光測定装置，および蛍光測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 研究者の卓上でも使用可能なパーソナル用途
の蛍光測定装置を実現する。 【解決手段】 プレート（１２）に設けられた複数のウ
ェル内にサンプルを入れ、サンプルに励起光を照射して
発生する蛍光を測定検査する蛍光測定装置において、プ
レートをウェル（１２ａ）の行間隔ずつ移動するステー
ジ移動部（１３）とステージ移動部によるプレート移動
に同期して、プレート上のウェル１行分に励起光を照射
するライン励起部（１６）と、ライン励起部の励起光照
射によりサンプルから発生する蛍光を、ウェル１行分ず
つ測定するライン測定部（１９，２０，２１）とを備え
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、プレートに複数設
けられたウェル（凹部）にサンプルを入れ、励起光を照
射してサンプルから発生する蛍光を測定する蛍光測定装
置に関する。また、本発明は、蛍光測定方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、白血球型の分析などに、蛍光測定
装置が使用されている。この種の蛍光測定装置として
は、プレートのウェル一つ一つに２本の光ファイバーを
配置し、一方の光ファイバーを介して励起光を照射し、
他方の光ファイバーを介して蛍光を測定するものが知ら
れている。また、本出願人は、特開平１０−１９７４４
９号公報の図１において、プレート下面に対して励起光
を斜め向きに一括照射し、サンプルから発生する蛍光を
測定する蛍光測定装置を開示している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前者の従来
例では、２本の光ファイバーをウェル一つ一つに配置す
る。そのため、装置が大型化かつ複雑化するという問題
点があった。また、後者の従来例では、励起光をプレー
ト全面に一括照射する。そのため、ある程度長い照射距
離をおかなければならず、前者の従来例ほどではない
が、装置が大型化しやすいという問題点があった。そこ
で、本発明は、小型化に適した蛍光測定装置を提供する
ことを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】以下、実施形態の符号を
対応付けながら、課題を解決するための手段を説明す
る。なお、ここでの対応付けおよび説明は、参考のため
であり、本発明を限定するものではない。

【０００５】《請求項１》請求項１に記載の蛍光測定装
置は、プレート（１２）に設けられた複数のウェル内に
サンプルを入れ、サンプルに励起光を照射して発生する
蛍光を測定検査する蛍光測定装置において、プレートを
ウェル（１２ａ）の行間隔ずつ移動するステージ移動部
（１３）とステージ移動部によるプレート移動に同期し
て、プレート上のウェル１行分に励起光を照射するライ
ン励起部（１６）と、ライン励起部の励起光照射により
サンプルから発生する蛍光を、ウェル１行分ずつ測定す
るライン測定部（１９，２０，２１）とを備えたことを
特徴とする。

【０００６】上記構成では、ライン励起部が、行単位の
プレート移動に同期して、プレート上のウェル１行分に
励起光を照射する。ライン測定部は、この励起光の照射
によりサンプルから発生する蛍光を、ウェル１行分ずつ
測定する。

【０００７】《請求項２》請求項２に記載の蛍光測定装
置は、請求項１に記載の蛍光測定装置において、ライン
励起部による励起光照射に先立って、ウェル１行分に対
して試薬を注入するライン分注器（１４）を設けたこと
を特徴とする。上記構成では、ライン分注器が、ウェル
１行ごとに試薬を注入する。そのため、プレート全体に
試薬を一括注入する従来の分注器に比べて、分注器を小
型に構成することが可能となる。したがって、装置を小
型化することが容易となる。

【０００８】さらに、上記構成では、ウェル１行分の作
業範囲に区切って試薬注入と蛍光測定を実行する。した
がって、試薬注入から蛍光測定までを流れ作業式（パイ
プライン式）に効率良く実行することができる。さら
に、このような流れ作業により、試薬注入から蛍光測定
までの時間差を全ウェルについて一様に揃えることも可
能となる。

【０００９】《請求項３》請求項３に記載の蛍光測定装
置は、請求項１または請求項２に記載の蛍光測定装置に
おいて、ライン励起部（１６）およびライン測定部（１
９，２０，２１）からなる検査ユニット（３２）を、ス
テージ移動部のプレート移動方向に沿って複数配置した
ことを特徴とする。上記構成では、ライン励起部とライ
ン測定部とを組み合わせて、一つの検査ユニットを構成
する。このような検査ユニットを、プレート移動方向に
沿って複数配置することにより、複数の検査ユニットに
よる蛍光測定を同時並行に実行することが可能となる。

【００１０】《請求項４》請求項４に記載の蛍光測定装
置は、請求項３に記載の蛍光測定装置において、プレー
トから検査項目の情報を読み取る情報読み取り部（３
３）と、情報読み取り部で読み取った検査項目の情報に
従って、蛍光測定に使用する前記検査ユニットをプレー
ト毎、ウェル行毎またはウェル毎に選択するユニット選
択部（２３）とを備えたことを特徴とする。

【００１１】上記構成では、蛍光測定の前準備として、
各プレートに、蛍光測定の検査項目を示す情報が付けら
れる。このような状態で、情報読み取り部は、検査対象
のプレートから検査項目の情報を読み取る。ユニット選
択部は、この検査項目の情報を解釈し、蛍光測定に使用
する検査ユニットを選択する。したがって、検査項目が
変わるたびに装置を手動設定するなどの煩雑な手間がな
く、複数の検査項目を効率良く自動実行することが可能
となる。

【００１２】《請求項５》請求項５に記載の蛍光測定装
置は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の
蛍光測定装置において、ステージ移動部（１３）は、外
部から供給されるプレートを測定箇所まで搬送する機能
を有し、測定箇所に到達した後は、プレートをウェルの
行間隔ずつ移動しながら搬送動作を継続することを特徴
とする。

【００１３】上記構成では、ステージ移動部がプレート
搬送も実施する。したがって、プレート搬送用の機構を
別途設ける必要がなく、装置の全体構成をさらに小型化
することが可能となる。また、蛍光測定中も行単位のプ
レート搬送が実行されるので、プレート搬送の動作に無
駄が少なく、全体の検査時間を効率的に短縮することが
可能となる。

【００１４】《請求項６》請求項６に記載の蛍光測定方
法は、プレートの複数のウェル内にサンプルを入れ、サ
ンプルに励起光を照射して発生する蛍光を測定検査する
蛍光測定方法において、プレートをウェルの行間隔ずつ
移動するステージ移動工程（Ｓ３）とステージ移動工程
によるプレート移動に同期して、プレート上のウェル１
行分に励起光を照射するライン励起工程（Ｓ４）と、ラ
イン励起工程によりサンプルから発生する蛍光をウェル
１行分ずつ測定するライン測定工程（Ｓ５）とを備えた
ことを特徴とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明にお
ける実施の形態を説明する。

【００１６】《第１の実施形態》第１の実施形態は、請
求項１，２，５，６の発明に対応した実施形態である。
図１は、第１の実施形態における蛍光測定装置１１の構
成を説明する図である。また、図２は、蛍光測定装置１
１内のライン励起部１６の構成を説明する図である。

【００１７】以下、これら図１および図２を用いて、蛍
光測定装置１１の構成を説明する。まず、プレート１２
は、ステージ送り装置１３のステージ１３ａの上に配置
される。このステージ送り装置１３のプレート移動方向
には、プレート１２のウェル１行分に対して試薬を一括
注入するライン分注器１４が設けられる。このライン分
注器１４は、分注器ドライバ１５によって駆動される。
このライン分注器１４に所定間隔（ここではウェルの行
間隔）だけ離して、ウェル１行分に励起光を照射するラ
イン励起部１６が配置される。

【００１８】このライン励起部１６は、励起光を発生す
る励起用レーザーダイオード２５と、励起光を平行光束
に変形するコリメータ２６と、励起光をウェルの行方向
に走査するためのポリゴンミラー２７と、ポリゴンミラ
ー２７によって走査される励起光を屈折してプレート１
２に垂直照射するためのｆ−θレンズ２８とから構成さ
れる。このライン励起部１６内の励起用レーザーダイオ
ード２５はＬＤドライバ１７によって駆動される。ま
た、ポリゴンミラー２７は、ポリゴンドライバ１８によ
って駆動される。

【００１９】このライン励起部１６の下方には、ウェル
内のサンプルから発する蛍光を波長選択（励起光の除去
も含む）するための波長フィルタ１９と、蛍光をライン
状に集光するためのシリンドリカルレンズ２０と、ウェ
ル１行分の蛍光を光電変換するリニアＣＣＤ２１とが配
置される。このリニアＣＣＤ２１で検出される蛍光測定
信号は、ＣＣＤ信号処理装置２２を介して信号処理され
た後、コントローラ２３に入力される。なお、このコン
トローラ２３は、ステージ送り装置１３，分注器ドライ
バ１５，ＬＤドライバ１７およびポリゴンドライバ１８
の制御も併せて実行する。

【００２０】図３は、蛍光測定装置１１の動作を説明す
る流れ図である。以下、図３を用いて動作説明を行う。 ステップＳ１： コントローラ２３は、ステージ送り装
置１３を制御して、プレート１２のウェル１行目を測定
箇所（ここでは試薬を注入する箇所）まで搬送する。 ステップＳ２： コントローラ２３は、分注器ドライバ
１５を制御して、ウェル１行分に試薬を注入する。 ステップＳ３： コントローラ２３は、ステージ送り装
置１３を制御して、プレート１２をウェル１行分だけ移
動する。 ステップＳ４： コントローラ２３は、ポリゴンドライ
バ１８を制御して、ポリゴンミラー２７を回動し、励起
用レーザーダイオード２５の励起光をウェル１行分に照
射する。 ステップＳ５ コントローラ２３は、ＣＣＤ信号処理装
置２２を介して、ウェル１行分の蛍光測定信号を取得す
る。コントローラ２３は、取得した蛍光測定信号をウェ
ル単位の蛍光測定結果に分類した後、外部コンピュータ
などへ出力する。 ステップＳ６： コントローラ２３は、全ウェルの蛍光
測定を完了したか否かを判定する。蛍光測定を完了して
ない場合、コントローラ２３は、ステップＳ２に動作を
戻す。一方、蛍光測定を完了した場合、コントローラ２
３は測定動作を終了する。

【００２１】（第１の実施形態の効果など）上述したよ
うに、第１の実施形態では、ウェル１行ごとに、試薬注
入、励起光照射、蛍光測定を実行する。したがって、蛍
光測定装置１１を小型に構成することが容易となる。そ
の結果、研究者の卓上に置くことも可能な、パーソナル
用途の蛍光測定装置１１を実現することが可能となる。

【００２２】また、第１の実施形態では、ウェル１行分
のプレート移動が、プレートの搬送動作を兼ねて実施さ
れる。したがって、全体の検査時間を効率的に短縮する
ことができる。なお、開始直後からポリゴンミラーを継
続的に回転させ、ステップＳ４ではレーザーダイオード
をオンオフ制御することにより、ウェル１行分に励起光
を照射してもよい。また、ウェル２行目以降の測定で
は、ステップＳ２の『前行に対する試薬注入』と、ステ
ップＳ４，Ｓ５の『現在行に対する蛍光測定』とを同時
に行うことも可能である。次に、別の実施形態について
説明する。

【００２３】《第２の実施形態》第２の実施形態は、請
求項１〜６の発明に対応した実施形態である。図４は、
第２の実施形態における蛍光測定装置３１の構成を説明
する図である。第２の実施形態では、複数の検査ユニッ
ト３２が、ステージ送り装置１３のプレート移動方向に
沿って配置される。これらの検査ユニット３２は、ライ
ン励起部１６，波長フィルタ１９、シリンドリカルレン
ズ２０およびリニアＣＣＤ２１を備えて構成される。こ
れらの検査ユニット３２は、検査項目の数などに応じ
て、適宜に増設することが可能である。また、これらの
検査ユニット３２は、検査項目の内容に応じて、励起光
源の種類や、波長フィルタ１９の種類を適宜に変更する
ことが可能である。さらに、ステージ送り装置１３に
は、情報読み出し部３３が設けられる。この情報読み出
し部３３で読み出した情報は、コントローラ２３に与え
られる。なお、その他の構成については、第１の実施形
態（図１，図２）と同様であるため、ここでの説明を省
略する。

【００２４】図５は、蛍光測定装置３１の動作を説明す
る流れ図である。以下、図５を用いて動作説明を行う。 ステップＳ１１： 情報読み出し部３３は、プレート１
２に予め貼付されたバーコードなどから、検査項目に関
する情報を読み出す。 ステップＳ１２： コントローラ２３は、この検査項目
の情報を解釈し、プレート１２上のウェル毎（あるいは
プレート毎、ウェル行毎）に実施する検査項目を決定す
る。 ステップＳ１３： コントローラ２３は、ステージ送り
装置１３を制御して、プレート１２のウェル１行目を測
定箇所（ここでは試薬を注入する箇所）まで搬送する。 ステップＳ１４： コントローラ２３は、ライン分注器
１４を使用して、ウェル１行分に試薬を注入する。 ステップＳ１５： コントローラ２３は、ステージ送り
装置１３を制御して、プレート１２をウェル１行分だけ
移動する。 ステップＳ１６： コントローラ２３は、プレート１２
の位置から、各ウェルの現在位置を求める。さらに、コ
ントローラ２３は、各ウェルの現在位置と検査項目とに
基づいて、稼働する検査ユニット３２をゼロ個以上選択
する。 ステップＳ１７： コントローラ２３は、選択された検
査ユニット３２を制御して、蛍光測定を実施する。な
お、稼働すべき検査ユニット３２がない場合には、コン
トローラ２３は、蛍光測定を実施せず、ステップＳ１８
に動作を即時移動する。 ステップＳ１８： コントローラ２３は、全ウェルの蛍
光測定を完了したか否かを判定する。蛍光測定を完了し
てない場合、コントローラ２３は、ステップＳ１４に動
作を戻す。一方、蛍光測定を完了した場合、コントロー
ラ２３は測定動作を終了する。

【００２５】（第２の実施形態の効果など）上述したよ
うに、第２の実施形態では、検査ユニット３２の数を適
宜に変更できるので、研究者の卓上に置くことの可能な
蛍光測定装置３１を柔軟に実現することが可能となる。
また、第２の実施形態では、１回のプレート搬送中に、
複数の検査ユニット３２を同時使用できるので、複数の
検査項目を効率良く実施することができる。さらに、第
２の実施形態では、プレート１２に検査項目の情報を貼
付しておけば、稼働する検査ユニット３２を自動選択す
ることができる。したがって、検査項目が変わるごとに
検査ユニット３２を手動で切り替えるなどの必要がな
く、複数の検査項目を手間なく自動実行することが可能
となる。

【００２６】《実施形態の補足事項》なお、上述した実
施形態では、ポリゴンミラー２７を用いて励起光をウェ
ル１行分に照射している。この場合、励起用レーザーダ
イオード２５の励起光をウェル一つ一つに対して短時間
に集中照射できるので、蛍光測定のＳ／Ｎを向上できる
という利点がある。

【００２７】しかしながら、本発明は、この構成に限定
されず、例えば、図６に示すような構成でもよい。この
場合、励起光源４２で発生した励起光は、集光レンズ４
３およびシリンドリカルレンズ４４を介して、ウェル１
行分を一括照射する光束に変形される。このような構成
では、ポリゴンミラー２７の駆動機構が不要になるとい
う利点がある。

【００２８】また、上述した実施形態では、波長フィル
タ１９を介して、『励起光の除去』と『蛍光の波長選
択』を実行しているが、これに限定されるものではな
い。例えば、図７に示すように、ダイクロイックミラー
５２を介して、『励起光の除去』と『蛍光の波長選択』
を実行してもよい。この場合、光路が折り曲げられ、よ
り小型化が可能になる。

【００２９】また、上述した実施形態では、プレート１
２を間に挟んで、ライン励起部１６とリニアＣＣＤ２１
とを対向配置しているが、これに限定されるものではな
い。例えば、図８に示すように、ライン励起部１６とリ
ニアＣＣＤ６４とをプレート１２の裏面側に配置しても
よい。特にこの場合、ライン分注器１４による試薬注入
箇所と、蛍光測定箇所とを一致させることにより、試薬
注入直後から蛍光測定を実施することが可能となる。

【００３０】なお、第２の実施形態では、複数の検査ユ
ニット３２を分割可能に構成したが、これに限定される
ものではない。例えば、複数の検査ユニットを不可分一
体に構成することにより、ｎ（ただしｎは、プレート上
のウェル行の総数よりも小さい数、好ましくは、その総
数の整数分の１）行分のウェルに励起光をまとめて照射
し、ｎ行分のウェルの蛍光測定をまとめて行う蛍光測定
装置を構成することも可能となる。

【００３１】なお、上述した実施形態では、説明を簡単
にするため、プレートを１行ずつ断続的に移動してい
る。しかしながら、本発明は、これに限定されるもので
はない。一般に、本発明は、行間隔ずつのプレート移動
に同期を取りながら、蛍光測定を実施すればよい。した
がって、本発明では、蛍光測定に支障がなければ、プレ
ートを行間隔ごとに毎回静止させる必要はない。この場
合、行間隔ずつのプレート移動を間断なく実施すること
により、連続的かつ円滑なプレート移動を実現すること
も可能となる。

【００３２】

【発明の効果】《請求項１，６》請求項１，６に記載の
発明では、ウェル行を対象に励起光照射と蛍光測定を行
う。したがって、励起光の照射域や蛍光の測定域が狭く
なり、その分だけ蛍光測定装置を小型に構成することが
容易となる。

【００３３】《請求項２》請求項２に記載の発明では、
ウェル行を対象に試薬を注入する。そのため、プレート
全体に試薬を一括注入する従来の分注器に比べて、分注
器を小型に構成することが可能となる。その結果、蛍光
測定装置を小型に構成することが容易となる。

【００３４】《請求項３》請求項３に記載の発明では、
ライン励起部およびライン測定部とからなる検査ユニッ
トをプレート移動方向に沿って複数配置する。この場
合、複数の検査項目を選択実行したり、同一サンプルに
対して複数の検査を一度に実行することが可能となる。
その結果、蛍光測定の検査時間を効率的に短縮すること
が可能となる。

【００３５】《請求項４》請求項４に記載の発明では、
プレートから読み取った検査項目の情報に基づいて、蛍
光測定に使用する検査ユニットを自動選択する。したが
って、検査項目が変わるごとに検査ユニットを手動で切
り替えるなどの必要がなく、複数の検査項目を自動的に
実行することが可能となる。

【００３６】《請求項５》請求項５に記載の発明では、
ステージ移動部がプレート搬送を実施するので、プレー
ト搬送用の機構を別途設ける必要がない。また、蛍光測
定中も、プレート搬送が併せて実行されるので、プレー
ト搬送に要する時間を効率的に短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態における蛍光測定装置１１の構
成を説明する図である。

【図２】蛍光測定装置１１内のライン励起部１６の構成
を説明する図である。

【図３】蛍光測定装置１１の動作を説明する流れ図であ
る。

【図４】第２の実施形態における蛍光測定装置３１の構
成を説明する図である。

【図５】蛍光測定装置３１の動作を説明する流れ図であ
る。

【図６】ウェル１行分を一括照射するタイプの蛍光測定
装置を説明する図である。

【図７】ダイクロイックミラーを用いて波長選択を行う
タイプの蛍光測定装置を説明する図である。

【図８】プレートの裏面側にライン励起部１６とリニア
ＣＣＤ６４を配置するタイプの蛍光測定装置を説明する
図である。

【符号の説明】 １１，３１ 蛍光測定装置 １２ プレート １３ ステージ送り装置 １３ａ ステージ １４ ライン分注器 １５ 分注器ドライバ １６ ライン励起部 １７ ＬＤドライバ １８ ポリゴンドライバ １９ 波長フィルタ ２０ シリンドリカルレンズ ２１ リニアＣＣＤ ２２ ＣＣＤ信号処理装置 ２３ コントローラ ２５ 励起用レーザーダイオード ２６ コリメータ ２７ ポリゴンミラー ２８ ｆ−θレンズ ３２ 検査ユニット ４２ 励起光源 ４４ シリンドリカルレンズ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G043 AA01 BA16 CA03 DA02 DA05 EA01 EA13 GA02 GA07 GB03 GB19 GB21 HA01 HA02 HA15 JA02 KA09 LA03 MA04 2G054 AB09 EA03 FA06 FA17 FA20 FB08 GA04 GB02 2G058 CA01 CC01 CF12 EA01 ED17 GA02 GC05

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プレートに設けられた複数のウェル内に
   サンプルを入れ、前記サンプルに励起光を照射して発生
   する蛍光を測定検査する蛍光測定装置において、 前記プレートを、前記ウェルの行間隔ずつ移動するステ
   ージ移動部と、 前記ステージ移動部によるプレート移動に同期して、前
   記プレート上のウェル１行分に励起光を照射するライン
   励起部と、 前記ライン励起部の励起光照射により前記サンプルから
   発生する蛍光を、前記ウェル１行分ずつ測定するライン
   測定部と、 を備えたことを特徴とする蛍光測定装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の蛍光測定装置におい
   て、 前記ライン励起部による励起光照射に先立って、前記ウ
   ェル１行分に対して試薬を注入するライン分注器を設け
   たことを特徴とする蛍光測定装置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の蛍光測
   定装置において、 前記ライン励起部および前記ライン測定部からなる検査
   ユニットを、前記ステージ移動部のプレート移動方向に
   沿って複数配置したことを特徴とする蛍光測定装置。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の蛍光測定装置におい
   て、 前記プレートから検査項目の情報を読み取る情報読み取
   り部と、 前記情報読み取り部で読み取った前記検査項目の情報に
   従って、蛍光測定に使用する前記検査ユニットを、前記
   プレート毎、前記ウェル行毎または前記ウェル毎に選択
   するユニット選択部とを備えたことを特徴とする蛍光測
   定装置。
5. 【請求項５】 請求項１ないし請求項４のいずれか１項
   に記載の蛍光測定装置において、 前記ステージ移動部は、外部から供給される前記プレー
   トを測定箇所まで搬送する機能を有し、測定箇所に到達
   した後は、前記プレートを前記ウェルの行間隔ずつ移動
   しながら搬送動作を継続することを特徴とする蛍光測定
   装置。
6. 【請求項６】 プレートの複数のウェル内にサンプルを
   入れ、前記サンプルに励起光を照射して発生する蛍光を
   測定検査する蛍光測定方法において、 前記プレートを、前記ウェルの行間隔ずつ移動するステ
   ージ移動工程と前記ステージ移動工程によるプレート移
   動に同期して、前記プレート上のウェル１行分に励起光
   を照射するライン励起工程と、 前記ライン励起工程により前記サンプルから発生する蛍
   光を、前記ウェル１行分ずつ測定するライン測定工程
   と、 を有することを特徴とする蛍光測定方法。