JP2002162351A - 蛍光読み取り方法及び蛍光読み取り装置 - Google Patents
蛍光読み取り方法及び蛍光読み取り装置Info
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- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
- G01N21/6408—Fluorescence; Phosphorescence with measurement of decay time, time resolved fluorescence
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- G01N21/645—Specially adapted constructive features of fluorimeters
- G01N21/6456—Spatial resolved fluorescence measurements; Imaging
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 遅延蛍光を読み取る際に、隣接スポットの残
留蛍光が蛍光検出に与える影響を最小限にする。 【解決手段】 レーザー光の走査経路を近隣からの残留
蛍光の影響を受けない程度不連続にし、スポットを飛び
飛びに読み取る。
留蛍光が蛍光検出に与える影響を最小限にする。 【解決手段】 レーザー光の走査経路を近隣からの残留
蛍光の影響を受けない程度不連続にし、スポットを飛び
飛びに読み取る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、平面上に配列され
ている複数の微小点を対象として光量を測定する方法及
び装置に係り、特に、遅延蛍光物質で標識されたＤＮＡ
や蛋白質などの生体物質が高密度でスポットとして配列
されているバイオチップを対象として蛍光読み取りを行
う方法及び装置に関する。
ている複数の微小点を対象として光量を測定する方法及
び装置に係り、特に、遅延蛍光物質で標識されたＤＮＡ
や蛋白質などの生体物質が高密度でスポットとして配列
されているバイオチップを対象として蛍光読み取りを行
う方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＤＮＡや蛋白質など生体物質の化
学的、物理的物性解析に蛍光を利用する方法が使用され
ている。この方法では、マーカーとなる蛍光物質で標識
したＤＮＡや蛋白質などの生体物質が微小なスポットと
して高密度に配列されたバイオチップが用いられ、その
読み取りのために、バイオチップ上にレーザー光を走査
して各スポットに存在する標識蛍光物質を励起し、励起
された蛍光を読み取る蛍光読み取り装置が必要である。
学的、物理的物性解析に蛍光を利用する方法が使用され
ている。この方法では、マーカーとなる蛍光物質で標識
したＤＮＡや蛋白質などの生体物質が微小なスポットと
して高密度に配列されたバイオチップが用いられ、その
読み取りのために、バイオチップ上にレーザー光を走査
して各スポットに存在する標識蛍光物質を励起し、励起
された蛍光を読み取る蛍光読み取り装置が必要である。
【０００３】図７は、従来の蛍光読み取り装置の概略図
である。バイオチップ１０１は長方形のガラス板で作ら
れており、その表面には蛍光物質Ｃｙ３（励起波長：５
５２ｎｍ、蛍光波長：５６５ｎｍ、寿命１．３ｎｓ）な
どにより標識されたＤＮＡが微小なスポットとしてＸＹ
方向に格子状に配列されている。バイオチップ１０１
は、Ｙ方向駆動モーター１０３によりＹ方向にステップ
移動されるステージ１２１上に保持されている。また、
バイオチップ１０１の上方に位置する読み取りヘッド１
１１はＸ方向駆動モーター１１４によりＸ方向に連続的
に駆動される。レーザー光源１０４から発生されたレー
ザー光１１０は読み取りヘッド１１１からバイオチップ
１０１に照射され、バイオチップ１０１から発生された
蛍光は取りヘッド１１１を介して光電子増倍管１１６で
受光される。レーザー光源１０４は、マーカーとして使
用されているＣｙ３の励起に適した波長５５２ｎｍのレ
ーザー光を発生する。
である。バイオチップ１０１は長方形のガラス板で作ら
れており、その表面には蛍光物質Ｃｙ３（励起波長：５
５２ｎｍ、蛍光波長：５６５ｎｍ、寿命１．３ｎｓ）な
どにより標識されたＤＮＡが微小なスポットとしてＸＹ
方向に格子状に配列されている。バイオチップ１０１
は、Ｙ方向駆動モーター１０３によりＹ方向にステップ
移動されるステージ１２１上に保持されている。また、
バイオチップ１０１の上方に位置する読み取りヘッド１
１１はＸ方向駆動モーター１１４によりＸ方向に連続的
に駆動される。レーザー光源１０４から発生されたレー
ザー光１１０は読み取りヘッド１１１からバイオチップ
１０１に照射され、バイオチップ１０１から発生された
蛍光は取りヘッド１１１を介して光電子増倍管１１６で
受光される。レーザー光源１０４は、マーカーとして使
用されているＣｙ３の励起に適した波長５５２ｎｍのレ
ーザー光を発生する。
【０００４】バイオチップ１０１の読み取りに際し、読
み取りヘッド１１１は制御用コンピュータ１０８の制御
下にＸ方向駆動モーター１１４によってＸ軸レール１２
２に沿ってＸ方向に連続移動され、バイオチップ１０１
を保持するステージ１２１は同様に制御用コンピュータ
１０８の制御下にＹ軸レール１２３に沿ってＹ方向にス
テップ移動する。
み取りヘッド１１１は制御用コンピュータ１０８の制御
下にＸ方向駆動モーター１１４によってＸ軸レール１２
２に沿ってＸ方向に連続移動され、バイオチップ１０１
を保持するステージ１２１は同様に制御用コンピュータ
１０８の制御下にＹ軸レール１２３に沿ってＹ方向にス
テップ移動する。
【０００５】図８は、従来行われていたバイオチップ１
０１上の各スポットの読み取り順序を模式的に示す説明
図である。スポットはＸＹ方向に２次元マトリックス状
に配置されており、読み取りの終了したスポットは黒丸
で、まだ読み取られていないスポットは白丸で表示して
ある。図８（ａ）〜（ｃ）に示すように、レーザー光は
一定の速度でバイオチップ１上のスポット１１９をＸ方
向に照射してゆく。レーザー光の照射は連続的に行わ
れ、レーザー光照射によって励起された蛍光の読み取り
も同時に連続的に行われる。図８（ｃ）に示すようにＸ
方向の一列の走査が終了すると、読み取りヘッド１１１
は同一ライン上を左端まで戻り、ステージ１２１のステ
ップ移動によってバイオチップ１０１がＹ方向に１解像
度分送られる。その後、図８（ｄ）、（ｅ）に示すよう
に、隣の列が同様にＸ方向に連続的に走査される。この
一連の動作を繰り返すことでバイオチップ１０１上の全
領域の走査が完了する。
０１上の各スポットの読み取り順序を模式的に示す説明
図である。スポットはＸＹ方向に２次元マトリックス状
に配置されており、読み取りの終了したスポットは黒丸
で、まだ読み取られていないスポットは白丸で表示して
ある。図８（ａ）〜（ｃ）に示すように、レーザー光は
一定の速度でバイオチップ１上のスポット１１９をＸ方
向に照射してゆく。レーザー光の照射は連続的に行わ
れ、レーザー光照射によって励起された蛍光の読み取り
も同時に連続的に行われる。図８（ｃ）に示すようにＸ
方向の一列の走査が終了すると、読み取りヘッド１１１
は同一ライン上を左端まで戻り、ステージ１２１のステ
ップ移動によってバイオチップ１０１がＹ方向に１解像
度分送られる。その後、図８（ｄ）、（ｅ）に示すよう
に、隣の列が同様にＸ方向に連続的に走査される。この
一連の動作を繰り返すことでバイオチップ１０１上の全
領域の走査が完了する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】生体物質を標識するた
めにＣｙ３のような蛍光物質を用いる場合には、蛍光物
質の蛍光寿命が数ｎｓと短いため、励起光を照射しなが
ら蛍光読み取りを行うことになる。蛍光受光部では、蛍
光波長のみを透過し励起光を遮断する光学フィルター等
を設けることによって励起光を受光することがないよう
にしているが、蛍光標識物質から発生される蛍光強度は
励起レーザー光強度に比べておよそ１／１００００００
程度と極めて微弱なため、励起光を完全に遮断して蛍光
のみを検出するのは困難である。
めにＣｙ３のような蛍光物質を用いる場合には、蛍光物
質の蛍光寿命が数ｎｓと短いため、励起光を照射しなが
ら蛍光読み取りを行うことになる。蛍光受光部では、蛍
光波長のみを透過し励起光を遮断する光学フィルター等
を設けることによって励起光を受光することがないよう
にしているが、蛍光標識物質から発生される蛍光強度は
励起レーザー光強度に比べておよそ１／１００００００
程度と極めて微弱なため、励起光を完全に遮断して蛍光
のみを検出するのは困難である。
【０００７】そこで、Ｃｙ３（蛍光寿命：１．３ｎｓ）
等に比較して蛍光寿命が非常に長い遅延蛍光物質、例え
ばユーロピウム（蛍光寿命：４００μｓ）を蛍光標識物
質として用いる方法が考えられる。レーザー光照射によ
り励起された遅延蛍光物質は、そのレーザー光照射の終
了後も、その相対的な寿命の長さによって励起状態が続
く。この性質を利用し、レーザー光照射と蛍光読み取り
を非同期にして、励起光照射を停止したのち蛍光読み取
りを行うことにより、蛍光読み取り時に励起レーザー光
も同時に受光してしまうため起こるＳ／Ｎ比の悪化を防
ぐことができる。しかし、標識物質として遅延蛍光物質
を用いたとしても、従来の蛍光読み取り装置でバイオチ
ップ上のレーザー光照射経路を連続的にして遅延蛍光の
読み取りを行うと、蛍光寿命が長いためにその残留蛍光
が近隣のスポットの蛍光読み取り時にノイズとして混ざ
り、目的スポットの蛍光検出のＳ／Ｎ比が悪化するとい
う問題がある。本発明は、このような検討のもとに、標
識物質として遅延蛍光物質を用いる際の近隣スポットか
らの残留蛍光混入によるＳ／Ｎ比の悪化を防ぎ、高いＳ
／Ｎ比で蛍光読み取りを実現する蛍光読み取り方法及び
装置を提供することを目的とする。
等に比較して蛍光寿命が非常に長い遅延蛍光物質、例え
ばユーロピウム（蛍光寿命：４００μｓ）を蛍光標識物
質として用いる方法が考えられる。レーザー光照射によ
り励起された遅延蛍光物質は、そのレーザー光照射の終
了後も、その相対的な寿命の長さによって励起状態が続
く。この性質を利用し、レーザー光照射と蛍光読み取り
を非同期にして、励起光照射を停止したのち蛍光読み取
りを行うことにより、蛍光読み取り時に励起レーザー光
も同時に受光してしまうため起こるＳ／Ｎ比の悪化を防
ぐことができる。しかし、標識物質として遅延蛍光物質
を用いたとしても、従来の蛍光読み取り装置でバイオチ
ップ上のレーザー光照射経路を連続的にして遅延蛍光の
読み取りを行うと、蛍光寿命が長いためにその残留蛍光
が近隣のスポットの蛍光読み取り時にノイズとして混ざ
り、目的スポットの蛍光検出のＳ／Ｎ比が悪化するとい
う問題がある。本発明は、このような検討のもとに、標
識物質として遅延蛍光物質を用いる際の近隣スポットか
らの残留蛍光混入によるＳ／Ｎ比の悪化を防ぎ、高いＳ
／Ｎ比で蛍光読み取りを実現する蛍光読み取り方法及び
装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成すべく、
本発明による蛍光読み取り方法は、所定間隔で配列され
ている遅延蛍光物質で標識された物質を含む複数のスポ
ットに励起光を照射して各スポットから発生される蛍光
を検出する蛍光読み取り方法において、一つのスポット
に励起光を所定時間照射する第１のステップと、励起光
照射が終わったのち当該スポットから発生される蛍光を
検出する第２のステップと、直前に蛍光検出を行ったス
ポットからスポット間隔の２倍以上離れたスポットに励
起光を所定時間照射する第３のステップと、励起光照射
が終わったのち当該スポットから発生される蛍光を検出
する第４のステップとを含み、第３のステップと際４の
ステップを反復して全てのスポットから発生される蛍光
を検出することを特徴とする。
本発明による蛍光読み取り方法は、所定間隔で配列され
ている遅延蛍光物質で標識された物質を含む複数のスポ
ットに励起光を照射して各スポットから発生される蛍光
を検出する蛍光読み取り方法において、一つのスポット
に励起光を所定時間照射する第１のステップと、励起光
照射が終わったのち当該スポットから発生される蛍光を
検出する第２のステップと、直前に蛍光検出を行ったス
ポットからスポット間隔の２倍以上離れたスポットに励
起光を所定時間照射する第３のステップと、励起光照射
が終わったのち当該スポットから発生される蛍光を検出
する第４のステップとを含み、第３のステップと際４の
ステップを反復して全てのスポットから発生される蛍光
を検出することを特徴とする。
【０００９】複数のスポットはＸＹ方向に二次元マトリ
ックス状に配置されていてもよいし、同心円状あるいは
螺旋状に配置されていてもよい。直前に蛍光検出を行っ
たスポットからスポット間隔の２倍以上離れたスポット
は、典型的には、直前に蛍光検出を行ったスポットに対
してスポットを一つ挟んで隣接しているスポットであ
る。
ックス状に配置されていてもよいし、同心円状あるいは
螺旋状に配置されていてもよい。直前に蛍光検出を行っ
たスポットからスポット間隔の２倍以上離れたスポット
は、典型的には、直前に蛍光検出を行ったスポットに対
してスポットを一つ挟んで隣接しているスポットであ
る。
【００１０】本発明でいう遅延蛍光物質は１０ｎｓ以上
の蛍光寿命を有する蛍光物質である。遅延蛍光物質の例
としては、ユーロピウム（励起波長：３２６ｎｍ、蛍光
波長：６１２ｎｍ、蛍光寿命：４００μｓ）、ルシフェ
リン等がある。検出感度を上げるためには蛍光寿命は長
い方が望ましい。この方法によると、励起光の受光はも
とより、既に検出済みのスポットから発せられている遅
延蛍光の受光も回避することができ、蛍光検出のＳ／Ｎ
比を大幅に向上することができる。
の蛍光寿命を有する蛍光物質である。遅延蛍光物質の例
としては、ユーロピウム（励起波長：３２６ｎｍ、蛍光
波長：６１２ｎｍ、蛍光寿命：４００μｓ）、ルシフェ
リン等がある。検出感度を上げるためには蛍光寿命は長
い方が望ましい。この方法によると、励起光の受光はも
とより、既に検出済みのスポットから発せられている遅
延蛍光の受光も回避することができ、蛍光検出のＳ／Ｎ
比を大幅に向上することができる。
【００１１】本発明による蛍光読み取り方法は、また、
所定間隔で一列に配列されている遅延蛍光物質で標識さ
れた物質を含む複数のスポットに励起光を照射して各ス
ポットから発生される蛍光を検出する蛍光読み取り方法
において、スポットに励起光を所定時間照射したのち当
該スポットから発生する蛍光を検出する操作を複数のス
ポットの配列方向にｎ個（ｎは１以上の正の整数）おき
に行い、列の最後まで達したら列の最初に戻り、列の最
初から数えて蛍光検出を行っていない最初のスポットか
ら再びｎ個（ｎは１以上の正の整数）おきに前記操作を
反復することを繰り返すことを特徴とする。
所定間隔で一列に配列されている遅延蛍光物質で標識さ
れた物質を含む複数のスポットに励起光を照射して各ス
ポットから発生される蛍光を検出する蛍光読み取り方法
において、スポットに励起光を所定時間照射したのち当
該スポットから発生する蛍光を検出する操作を複数のス
ポットの配列方向にｎ個（ｎは１以上の正の整数）おき
に行い、列の最後まで達したら列の最初に戻り、列の最
初から数えて蛍光検出を行っていない最初のスポットか
ら再びｎ個（ｎは１以上の正の整数）おきに前記操作を
反復することを繰り返すことを特徴とする。
【００１２】本発明による蛍光読み取り方法は、また、
所定間隔で一列に配列されている遅延蛍光物質で標識さ
れた物質を含む複数のスポットに励起光を照射して各ス
ポットから発生される蛍光を検出する蛍光読み取り方法
において、１個おきのスポットに対してスポットに励起
光を所定時間照射したのち当該スポットから発生する蛍
光を検出する操作を反復し、列の最後まで達したら列の
最初に戻り、残っているスポットに対して順次、励起光
を所定時間照射したのち当該スポットから発生する蛍光
を検出する操作を反復することを特徴とする。上記蛍光
読み取り方法において、遅延蛍光物質で標識された物質
は生体物質とすることができる。
所定間隔で一列に配列されている遅延蛍光物質で標識さ
れた物質を含む複数のスポットに励起光を照射して各ス
ポットから発生される蛍光を検出する蛍光読み取り方法
において、１個おきのスポットに対してスポットに励起
光を所定時間照射したのち当該スポットから発生する蛍
光を検出する操作を反復し、列の最後まで達したら列の
最初に戻り、残っているスポットに対して順次、励起光
を所定時間照射したのち当該スポットから発生する蛍光
を検出する操作を反復することを特徴とする。上記蛍光
読み取り方法において、遅延蛍光物質で標識された物質
は生体物質とすることができる。
【００１３】本発明による蛍光読み取り装置は、基板上
に配置された遅延蛍光物質で標識された物質を含む複数
のスポットからの蛍光を検出する蛍光読み取り装置にお
いて、基板を保持するステージと、レーザー光源と、レ
ーザー光源からのレーザー光を基板上のスポットに照射
する照射光学系と、スポットから発生した蛍光を受光す
る受光光学系とを備え、基板に対して相対的に２次元移
動可能な読み取りヘッドと、受光光学系で受光された蛍
光を検出する光検出手段と、ステージと読み取りヘッド
とを相対的に駆動する駆動手段と、レーザー光源と光検
出手段と駆動手段とを制御する制御手段とを備え、制御
手段は、読み取りヘッドが基板上の複数のスポットに飛
び飛びに位置決めされるように駆動手段を制御し、読み
取りヘッドが基板のスポット上に位置決めされていると
きに当該スポットに対して所定時間のレーザー光の照射
ののち蛍光検出が行われるようにレーザー光源及び光検
出手段を制御することを特徴とする。
に配置された遅延蛍光物質で標識された物質を含む複数
のスポットからの蛍光を検出する蛍光読み取り装置にお
いて、基板を保持するステージと、レーザー光源と、レ
ーザー光源からのレーザー光を基板上のスポットに照射
する照射光学系と、スポットから発生した蛍光を受光す
る受光光学系とを備え、基板に対して相対的に２次元移
動可能な読み取りヘッドと、受光光学系で受光された蛍
光を検出する光検出手段と、ステージと読み取りヘッド
とを相対的に駆動する駆動手段と、レーザー光源と光検
出手段と駆動手段とを制御する制御手段とを備え、制御
手段は、読み取りヘッドが基板上の複数のスポットに飛
び飛びに位置決めされるように駆動手段を制御し、読み
取りヘッドが基板のスポット上に位置決めされていると
きに当該スポットに対して所定時間のレーザー光の照射
ののち蛍光検出が行われるようにレーザー光源及び光検
出手段を制御することを特徴とする。
【００１４】飛び飛びに位置決めするとは、あるスポッ
トに対して位置決めして蛍光検出を行ったら、次はその
スポットに直接隣接しないスポット（典型的には間に１
つのスポットを挟んで隣接するスポット）に位置決めし
て蛍光検出することを意味する。この飛び飛びの位置決
め（飛び飛びのスポットに対する蛍光検出）により、励
起光の受光はもとより、既に検出済みのスポットから発
せられている遅延蛍光の受光も回避することができ、蛍
光検出のＳ／Ｎ比を大幅に向上することができる。
トに対して位置決めして蛍光検出を行ったら、次はその
スポットに直接隣接しないスポット（典型的には間に１
つのスポットを挟んで隣接するスポット）に位置決めし
て蛍光検出することを意味する。この飛び飛びの位置決
め（飛び飛びのスポットに対する蛍光検出）により、励
起光の受光はもとより、既に検出済みのスポットから発
せられている遅延蛍光の受光も回避することができ、蛍
光検出のＳ／Ｎ比を大幅に向上することができる。
【００１５】照射光学系と受光光学系とは共焦点光学系
を構成するのが好ましい。駆動手段は読み取りヘッドを
一方向に駆動する読み取りヘッド駆動手段と、ステージ
を読み取りヘッドの駆動方向と略直交する方向に駆動す
るステージ駆動手段とで構成することができる。この蛍
光読み取り装置は、遅延蛍光物質で標識された生体物質
を含む複数のスポットが形成されたバイオチップの読み
取りに好適である。
を構成するのが好ましい。駆動手段は読み取りヘッドを
一方向に駆動する読み取りヘッド駆動手段と、ステージ
を読み取りヘッドの駆動方向と略直交する方向に駆動す
るステージ駆動手段とで構成することができる。この蛍
光読み取り装置は、遅延蛍光物質で標識された生体物質
を含む複数のスポットが形成されたバイオチップの読み
取りに好適である。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施する場合の一
形態を、図面を参照して具体的に説明する。ここでは、
蛍光標識用の遅延蛍光物質として、励起波長３２６ｎ
ｍ、蛍光波長６１２ｎｍ、蛍光寿命４００μｓのユーロ
ピウムを用いた場合を例にして説明するが、本発明が他
の遅延蛍光物質を用いた場合にも同様に適用できるのは
勿論である。また、説明中で使用した数値は単なる一例
であり、本発明を限定するものではない。
形態を、図面を参照して具体的に説明する。ここでは、
蛍光標識用の遅延蛍光物質として、励起波長３２６ｎ
ｍ、蛍光波長６１２ｎｍ、蛍光寿命４００μｓのユーロ
ピウムを用いた場合を例にして説明するが、本発明が他
の遅延蛍光物質を用いた場合にも同様に適用できるのは
勿論である。また、説明中で使用した数値は単なる一例
であり、本発明を限定するものではない。
【００１７】図１は、本発明による蛍光読み取り装置の
一例の概略図である。バイオチップ１は、一例として、
２５ｍｍ×７５ｍｍの方形のガラス板で作られ、その表
面には遅延蛍光物質であるユーロピウムにより標識され
たＤＮＡが直径が５０μｍの微小なスポット２としてＸ
Ｙ方向に１００μｍの間隔で格子状に配列されている。
バイオチップ１はステージ２１上に保持され、ステージ
２１はＹ方向駆動モーター３によりＹ軸レール２３に沿
ってステップ的に駆動される。レーザー光照射光学系及
び蛍光受光光学系の一部を組み込んだ読み取りヘッド１
１は、ステッピングモーターからなるＸ方向駆動モータ
ー１４によってＸ軸レール２２に沿ってＸ方向に直線移
動される。Ｘ方向駆動モーター１４及びＹ方向駆動モー
ター３は制御用コンピュータ８によって制御される。
一例の概略図である。バイオチップ１は、一例として、
２５ｍｍ×７５ｍｍの方形のガラス板で作られ、その表
面には遅延蛍光物質であるユーロピウムにより標識され
たＤＮＡが直径が５０μｍの微小なスポット２としてＸ
Ｙ方向に１００μｍの間隔で格子状に配列されている。
バイオチップ１はステージ２１上に保持され、ステージ
２１はＹ方向駆動モーター３によりＹ軸レール２３に沿
ってステップ的に駆動される。レーザー光照射光学系及
び蛍光受光光学系の一部を組み込んだ読み取りヘッド１
１は、ステッピングモーターからなるＸ方向駆動モータ
ー１４によってＸ軸レール２２に沿ってＸ方向に直線移
動される。Ｘ方向駆動モーター１４及びＹ方向駆動モー
ター３は制御用コンピュータ８によって制御される。
【００１８】レーザー光源４から発射された波長３２６
ｎｍのレーザー光は、全反射ミラー９により、矢印Ｘで
示されている読み取りヘッド１１の移動方向と平行に設
定されている照射光用の光路１０に沿って進路を変えら
れ、読み取りヘッド１１のダイクロイックミラー１２に
入射される。ダイクロイックミラー１２は波長３２６ｎ
ｍの励起レーザー光を反射し、それ以外の波長の光を透
過させるように設計されているので、照射光用の光路１
０に沿って入射したレーザー光は図の下方に向けて全反
射され、共焦点対物レンズ１３に入射する。共焦点対物
レンズ１３は、読み取りヘッド１１内で、バイオチップ
１の表面から、その焦点距離だけ離れて位置するように
して取り付けてあり、これにより、ダイクロイックミラ
ー１２で反射されてきたレーザー光を絞り、微小な光点
としてバイオチップ１の表面に照射する働きをすると共
に、バイオチップ１の表面からの光を集光する作用をす
る。
ｎｍのレーザー光は、全反射ミラー９により、矢印Ｘで
示されている読み取りヘッド１１の移動方向と平行に設
定されている照射光用の光路１０に沿って進路を変えら
れ、読み取りヘッド１１のダイクロイックミラー１２に
入射される。ダイクロイックミラー１２は波長３２６ｎ
ｍの励起レーザー光を反射し、それ以外の波長の光を透
過させるように設計されているので、照射光用の光路１
０に沿って入射したレーザー光は図の下方に向けて全反
射され、共焦点対物レンズ１３に入射する。共焦点対物
レンズ１３は、読み取りヘッド１１内で、バイオチップ
１の表面から、その焦点距離だけ離れて位置するように
して取り付けてあり、これにより、ダイクロイックミラ
ー１２で反射されてきたレーザー光を絞り、微小な光点
としてバイオチップ１の表面に照射する働きをすると共
に、バイオチップ１の表面からの光を集光する作用をす
る。
【００１９】バイオチップ１の表面で、波長が３２６ｎ
ｍ近傍から外れた光が発生したときには、光は共焦点対
物レンズ１３を通り、ダイクロイックミラー１２を図の
下方から上方に通過して全反射ミラー１５に入射し、こ
こで、レーザー光の照射光用の光路１０と平行になって
いる検出光用の光路１６に進路が変えられて、読み取り
ヘッド１１から外部に取り出される。読み取りヘッド１
１から出力され、検出光用光路１６に沿って進んだ光
は、ユーロピウムの蛍光波長である６１２ｎｍ付近の通
過波長帯域特性を持つフィルター５、絞りレンズ１７、
ピンホール板１８を通過して光電子増倍管６に入射す
る。光電子増倍管６は、光子を検出してＴＴＬレベル
（Ｌレベルが０Ｖ，Ｈレベルが２．５Ｖ）のパルスを発
生させる。光電子増倍管６から出力されるパルスの単位
時間当たりのパルス数は入射した光子の量に比例する。
光電子増倍管６から出力されるパルスはユーロピウムの
フォトンパルス７となり、アンプ２８で増幅されＡ／Ｄ
変換機２９でデジタル信号に変換され、制御用コンピュ
ータ８に送出される。
ｍ近傍から外れた光が発生したときには、光は共焦点対
物レンズ１３を通り、ダイクロイックミラー１２を図の
下方から上方に通過して全反射ミラー１５に入射し、こ
こで、レーザー光の照射光用の光路１０と平行になって
いる検出光用の光路１６に進路が変えられて、読み取り
ヘッド１１から外部に取り出される。読み取りヘッド１
１から出力され、検出光用光路１６に沿って進んだ光
は、ユーロピウムの蛍光波長である６１２ｎｍ付近の通
過波長帯域特性を持つフィルター５、絞りレンズ１７、
ピンホール板１８を通過して光電子増倍管６に入射す
る。光電子増倍管６は、光子を検出してＴＴＬレベル
（Ｌレベルが０Ｖ，Ｈレベルが２．５Ｖ）のパルスを発
生させる。光電子増倍管６から出力されるパルスの単位
時間当たりのパルス数は入射した光子の量に比例する。
光電子増倍管６から出力されるパルスはユーロピウムの
フォトンパルス７となり、アンプ２８で増幅されＡ／Ｄ
変換機２９でデジタル信号に変換され、制御用コンピュ
ータ８に送出される。
【００２０】本発明では、励起光照射用及び蛍光集光用
の光学系として共焦点光学系を採用している。共焦点と
は光源と光検出器が対物レンズに対して光学的に共役の
位置関係にあること、すなわち光源の一点から出た光が
検出器の一点に集まる状態をいう。これを成立させるた
めには、図２（ａ）に示すように、完全に相同なレンズ
系を照射側２６と検出側２５に作り、光源４と検出器６
の前にそれぞれピンホール１８ａ，１８ｂを置いてこの
位置を共焦点にすればよいわけであるが、実際には図２
（ｂ）に示すように、ダイクロイックミラー１２を用い
て照射側と検出側でレンズ系を共有させる。この特徴の
ために、現在の共焦点系においては標本からの蛍光また
は反射光しか捕捉できない（透過光像は共焦点像ではな
い）。また、共焦点系では光源と検出器の各点を対応さ
せるために、試料上の各点の情報のみが得られるので、
二次元あるいは三次元の情報を得るには試料内を走査す
る必要がある。
の光学系として共焦点光学系を採用している。共焦点と
は光源と光検出器が対物レンズに対して光学的に共役の
位置関係にあること、すなわち光源の一点から出た光が
検出器の一点に集まる状態をいう。これを成立させるた
めには、図２（ａ）に示すように、完全に相同なレンズ
系を照射側２６と検出側２５に作り、光源４と検出器６
の前にそれぞれピンホール１８ａ，１８ｂを置いてこの
位置を共焦点にすればよいわけであるが、実際には図２
（ｂ）に示すように、ダイクロイックミラー１２を用い
て照射側と検出側でレンズ系を共有させる。この特徴の
ために、現在の共焦点系においては標本からの蛍光また
は反射光しか捕捉できない（透過光像は共焦点像ではな
い）。また、共焦点系では光源と検出器の各点を対応さ
せるために、試料上の各点の情報のみが得られるので、
二次元あるいは三次元の情報を得るには試料内を走査す
る必要がある。
【００２１】レーザー光源４から出力された波長３２６
ｎｍのレーザー光は、Ｘ方向駆動モーター１４で読み取
りヘッド１１を駆動することにより、バイオチップ１上
をＸ方向に走査してゆく。そして、レーザー光がユーロ
ピウムにより標識されたＤＮＡを含有するスポットを照
射したとき、ユーロピウムが励起され、蛍光が発生す
る。このとき発生する蛍光の光量はスポットに含まれて
いる蛍光物質（この例ではユーロピウム）の量によって
異なったものとなる。
ｎｍのレーザー光は、Ｘ方向駆動モーター１４で読み取
りヘッド１１を駆動することにより、バイオチップ１上
をＸ方向に走査してゆく。そして、レーザー光がユーロ
ピウムにより標識されたＤＮＡを含有するスポットを照
射したとき、ユーロピウムが励起され、蛍光が発生す
る。このとき発生する蛍光の光量はスポットに含まれて
いる蛍光物質（この例ではユーロピウム）の量によって
異なったものとなる。
【００２２】図３は、Ｃｙ３から発せられた蛍光２７と
ユーロピウムから発せられた遅延蛍光２０の減衰波形を
示す図である。横軸は励起光照射を止めた時からの経過
時間、縦軸は蛍光強度であり、励起光照射を止めたとき
の蛍光強度を１として規格化してある。図３に示すよう
に、ユーロピウムなどの遅延蛍光物質は、レーザー光の
照射を止めた後もしばらく励起状態が継続するのが特徴
である。この特徴を生かして、本発明ではレーザー光照
射と蛍光読み取りを非同期にしている。この方法による
と、従来のＣｙ３などの蛍光読み取り時に励起レーザー
光がノイズとして混ざって検出されるという現象を防ぐ
ことができ、従来の蛍光読み取り時（Ｓ／Ｎ比：１０前
後）よりも高いＳ／Ｎ比を得ることができる。
ユーロピウムから発せられた遅延蛍光２０の減衰波形を
示す図である。横軸は励起光照射を止めた時からの経過
時間、縦軸は蛍光強度であり、励起光照射を止めたとき
の蛍光強度を１として規格化してある。図３に示すよう
に、ユーロピウムなどの遅延蛍光物質は、レーザー光の
照射を止めた後もしばらく励起状態が継続するのが特徴
である。この特徴を生かして、本発明ではレーザー光照
射と蛍光読み取りを非同期にしている。この方法による
と、従来のＣｙ３などの蛍光読み取り時に励起レーザー
光がノイズとして混ざって検出されるという現象を防ぐ
ことができ、従来の蛍光読み取り時（Ｓ／Ｎ比：１０前
後）よりも高いＳ／Ｎ比を得ることができる。
【００２３】しかし逆に、前記の遅延蛍光の特徴から、
蛍光読み取りのＳ／Ｎ比を低下させる現象も発生する。
図８に示すようなバイオチップ上の隣接するスポットを
Ｘ方向に順番に読み取っていく従来の読み取りヘッド１
１の走査方法によると、あるスポットの遅延蛍光を読み
取る際に、遅延蛍光の寿命が長いために、近接スポット
において直前に励起した遅延蛍光の残留蛍光がノイズと
して混ざって検出されてしまうのである。
蛍光読み取りのＳ／Ｎ比を低下させる現象も発生する。
図８に示すようなバイオチップ上の隣接するスポットを
Ｘ方向に順番に読み取っていく従来の読み取りヘッド１
１の走査方法によると、あるスポットの遅延蛍光を読み
取る際に、遅延蛍光の寿命が長いために、近接スポット
において直前に励起した遅延蛍光の残留蛍光がノイズと
して混ざって検出されてしまうのである。
【００２４】図４は、共焦点系において、ＸＹ平面上に
等強度の蛍光源が連続的に配置されていた場合に、原点
直上にある対物レンズが集光する蛍光強度の分布を表し
たものである。分布は正規分布であり、強度は原点での
値で正規化してある。半値幅は１０μｍである。ここで
考えているバイオチップ上のスポットの大きさは１０μ
ｍ×１０μｍであるから、Ｘ：−５〜５、Ｙ：−５〜５
の範囲の平均強度が当該スポットからの蛍光強度であ
り、Ｘ：５〜１５、Ｙ：−５〜５の範囲の平均強度が隣
接スポットからの蛍光強度である。当該スポットの蛍光
強度に対する隣接スポットの蛍光強度の割合は１８．９
１％。さらにその隣は０．０４％となる。
等強度の蛍光源が連続的に配置されていた場合に、原点
直上にある対物レンズが集光する蛍光強度の分布を表し
たものである。分布は正規分布であり、強度は原点での
値で正規化してある。半値幅は１０μｍである。ここで
考えているバイオチップ上のスポットの大きさは１０μ
ｍ×１０μｍであるから、Ｘ：−５〜５、Ｙ：−５〜５
の範囲の平均強度が当該スポットからの蛍光強度であ
り、Ｘ：５〜１５、Ｙ：−５〜５の範囲の平均強度が隣
接スポットからの蛍光強度である。当該スポットの蛍光
強度に対する隣接スポットの蛍光強度の割合は１８．９
１％。さらにその隣は０．０４％となる。
【００２５】また、読み取りヘッド１１のＸ方向の走査
速度を１．２５ｍ／ｓとするとヘッドが隣接するスポッ
ト間（１０μｍ）を移動する時間は８μｓであり、蛍光
の減衰波形を表している図３から、８μｓの時間に減衰
する蛍光強度の割合は９１．４９％、２スポット間を移
動する時間１６μｓの間に減衰する蛍光強度の割合は８
３．７１％である。よって、この蛍光強度の時間による
減衰を考慮すると、直前に走査した近隣スポットからの
残留蛍光の上記割合はそれぞれ、１７．３０％、０．０
３％である。従って、従来の蛍光読み取り時のように、
Ｘ方向に並んでいるスポットを連続的に読んで行くと、
上記によりＳ／Ｎ比は５．８程度になり、遅延蛍光の利
点が生かされない。従って、本発明では、この隣接スポ
ットからの残留蛍光の影響を極小にするために読み取り
ヘッド１１の走査方法を工夫した。
速度を１．２５ｍ／ｓとするとヘッドが隣接するスポッ
ト間（１０μｍ）を移動する時間は８μｓであり、蛍光
の減衰波形を表している図３から、８μｓの時間に減衰
する蛍光強度の割合は９１．４９％、２スポット間を移
動する時間１６μｓの間に減衰する蛍光強度の割合は８
３．７１％である。よって、この蛍光強度の時間による
減衰を考慮すると、直前に走査した近隣スポットからの
残留蛍光の上記割合はそれぞれ、１７．３０％、０．０
３％である。従って、従来の蛍光読み取り時のように、
Ｘ方向に並んでいるスポットを連続的に読んで行くと、
上記によりＳ／Ｎ比は５．８程度になり、遅延蛍光の利
点が生かされない。従って、本発明では、この隣接スポ
ットからの残留蛍光の影響を極小にするために読み取り
ヘッド１１の走査方法を工夫した。
【００２６】図５及び図６を参照して、本発明による蛍
光読み取り方法を説明する。図５はレーザー光照射と蛍
光受光と読み取りヘッド駆動のタイミングを表す図、図
６は本発明によるスポットの読み取り順序を説明する模
式図である。図６において読み取りの終了したスポット
は黒丸で示し、まだ読み取りの行われていないスポット
は白丸で表示してある。
光読み取り方法を説明する。図５はレーザー光照射と蛍
光受光と読み取りヘッド駆動のタイミングを表す図、図
６は本発明によるスポットの読み取り順序を説明する模
式図である。図６において読み取りの終了したスポット
は黒丸で示し、まだ読み取りの行われていないスポット
は白丸で表示してある。
【００２７】図５に示したように、読み取りヘッド１１
を間欠的にＸ方向に駆動し、例えば１スポットおきのス
ポット上に読み取りヘッド１１を停止させる。そして、
読み取りヘッド１１の停止中にそのスポットに対するレ
ーザー光の照射と、遅延蛍光の読み取りを行う。遅延蛍
光の読み取りは光電子増倍管６の出力信号にゲートをか
けることにより行い、この読み取りは励起レーザー光の
影響を受けないようにレーザー光の照射が終了してから
行う。
を間欠的にＸ方向に駆動し、例えば１スポットおきのス
ポット上に読み取りヘッド１１を停止させる。そして、
読み取りヘッド１１の停止中にそのスポットに対するレ
ーザー光の照射と、遅延蛍光の読み取りを行う。遅延蛍
光の読み取りは光電子増倍管６の出力信号にゲートをか
けることにより行い、この読み取りは励起レーザー光の
影響を受けないようにレーザー光の照射が終了してから
行う。
【００２８】図６は、バイオチップ上のスポットの配置
と、その読み取り順序を模式的に表している。いま、バ
イオチップ１上でＸ方向にｍ個目、Ｙ方向にｎ個目のス
ポットの位置を（ｍ，ｎ）と表すとき、本例では図６
（ａ）、図６（ｂ）に示すように、（１，１），（３，
１），（５，１），…と１スポットおきに１行目のスポ
ットの読み取りを行う。このように蛍光読み取りを行う
スポットを、Ｘ方向に１スポット分あけることで、直前
に励起したスポットの遅延蛍光の影響を受けないように
する。図６（ｂ）に示すように読み取りヘッドが同一ラ
イン上の終端まで走査したら、読み取りヘッド１１をラ
イン上最初に読んだスポット（１，１）から１スポット
分Ｘ方向にずらした場所（２，１）まで戻し、図６
（ｃ）、図６（ｄ）に示すように、前記動作を同じ間隔
で繰り返す。すなわち、このとき読み取るスポットは
（２，１），（４，１），（６，１），…となる。この
ように同一ライン上を２回走査し、この２回の走査でラ
イン上はくまなく走査される。
と、その読み取り順序を模式的に表している。いま、バ
イオチップ１上でＸ方向にｍ個目、Ｙ方向にｎ個目のス
ポットの位置を（ｍ，ｎ）と表すとき、本例では図６
（ａ）、図６（ｂ）に示すように、（１，１），（３，
１），（５，１），…と１スポットおきに１行目のスポ
ットの読み取りを行う。このように蛍光読み取りを行う
スポットを、Ｘ方向に１スポット分あけることで、直前
に励起したスポットの遅延蛍光の影響を受けないように
する。図６（ｂ）に示すように読み取りヘッドが同一ラ
イン上の終端まで走査したら、読み取りヘッド１１をラ
イン上最初に読んだスポット（１，１）から１スポット
分Ｘ方向にずらした場所（２，１）まで戻し、図６
（ｃ）、図６（ｄ）に示すように、前記動作を同じ間隔
で繰り返す。すなわち、このとき読み取るスポットは
（２，１），（４，１），（６，１），…となる。この
ように同一ライン上を２回走査し、この２回の走査でラ
イン上はくまなく走査される。
【００２９】次に、従来のようにＹ方向駆動モーター３
によりステージ２１を駆動して、読み取りヘッド１１に
対してバイオチップ１をＹ方向に１スポット分送り、図
６（ｅ）、図６（ｆ）に示すように２行目のスポットに
対して（１，２），（３，２），（５，２），…とＸ方
向に１スポットおきに読み取りを行う。その後、２行目
の最初の方に戻って、図６（ｇ）に示すように、読み取
りが終わっていない１つおきのスポット（２，２），
（４，２），（６，２），…に対して読み取りを行う。
これを全チップ領域にわたって繰り返す。この方法でス
ポットの蛍光読み取りを行うと、Ｓ／Ｎ比が３０００程
度まで上がる。ただし、全てのスポットの読み取りにか
かる時間は、２倍程度に増加する。
によりステージ２１を駆動して、読み取りヘッド１１に
対してバイオチップ１をＹ方向に１スポット分送り、図
６（ｅ）、図６（ｆ）に示すように２行目のスポットに
対して（１，２），（３，２），（５，２），…とＸ方
向に１スポットおきに読み取りを行う。その後、２行目
の最初の方に戻って、図６（ｇ）に示すように、読み取
りが終わっていない１つおきのスポット（２，２），
（４，２），（６，２），…に対して読み取りを行う。
これを全チップ領域にわたって繰り返す。この方法でス
ポットの蛍光読み取りを行うと、Ｓ／Ｎ比が３０００程
度まで上がる。ただし、全てのスポットの読み取りにか
かる時間は、２倍程度に増加する。
【００３０】また、標識蛍光物質としてＣｙ３を用いた
場合には、図３よりＣｙ３の蛍光寿命１．３ｎｓは読み
取りヘッド１１が隣接スポットに移る時間８μｓに比べ
て極端に短いため、本発明のようなスポットをとばして
読み取りを行う飛び飛びの読み取り方法は必要ないこと
がわかる。また、遅延蛍光を読み取る際に、従来の連続
走査でも、ヘッドのスポット間移動時間を遅延蛍光の寿
命程度に長くすることで高いＳ／Ｎ比を得ることは可能
であるが、その場合にはユーロピウムの寿命４００μｓ
が従来の読み取りヘッド移動時間８μｓに対して５０倍
程度長いため、本発明による方法より読み取りに２５倍
程度時間がかかることがわかる。従来のＣｙ３読み取り
にかかる時間がおよそ５分、本発明による方法ではおよ
そ１０分であるから、上記の別法では２５０分もの長時
間かかることになり、これは現実的に受け入れられる読
み取り時間ではない。このように、遅延蛍光読み取りに
おいて、本発明による読み取り方法を用いると読み取り
時間をそれほど増大させることなく、従来の読み取り方
法に比べて格段にＳ／Ｎ比をあげることができる。
場合には、図３よりＣｙ３の蛍光寿命１．３ｎｓは読み
取りヘッド１１が隣接スポットに移る時間８μｓに比べ
て極端に短いため、本発明のようなスポットをとばして
読み取りを行う飛び飛びの読み取り方法は必要ないこと
がわかる。また、遅延蛍光を読み取る際に、従来の連続
走査でも、ヘッドのスポット間移動時間を遅延蛍光の寿
命程度に長くすることで高いＳ／Ｎ比を得ることは可能
であるが、その場合にはユーロピウムの寿命４００μｓ
が従来の読み取りヘッド移動時間８μｓに対して５０倍
程度長いため、本発明による方法より読み取りに２５倍
程度時間がかかることがわかる。従来のＣｙ３読み取り
にかかる時間がおよそ５分、本発明による方法ではおよ
そ１０分であるから、上記の別法では２５０分もの長時
間かかることになり、これは現実的に受け入れられる読
み取り時間ではない。このように、遅延蛍光読み取りに
おいて、本発明による読み取り方法を用いると読み取り
時間をそれほど増大させることなく、従来の読み取り方
法に比べて格段にＳ／Ｎ比をあげることができる。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
遅延蛍光を読み取る際に、その遅延蛍光の特徴である、
蛍光強度の半減期の長さから生じる残留蛍光が近接領域
に及ぼすノイズを大幅に除くことができるため、高いＳ
／Ｎ比のデータを得ることが可能になる。
遅延蛍光を読み取る際に、その遅延蛍光の特徴である、
蛍光強度の半減期の長さから生じる残留蛍光が近接領域
に及ぼすノイズを大幅に除くことができるため、高いＳ
／Ｎ比のデータを得ることが可能になる。
【図１】本発明による蛍光読み取り装置の一例の概略
図。
図。
【図２】共焦点光学系の説明図。
【図３】Ｃｙ３とユーロピウムの蛍光減衰波形を示す
図。
図。
【図４】共焦点対物レンズの集光分布を示す図。
【図５】レーザー光照射と蛍光受光と読み取りヘッド駆
動のタイミングを表す図。
動のタイミングを表す図。
【図６】本発明によるスポットの読み取り順序を説明す
る模式図。
る模式図。
【図７】従来の蛍光読み取り装置の概略図。
【図８】従来のスポット読み取り順序を説明する図。
１…バイオチップ、２…スポット、３…Ｙ方向駆動モー
ター、４…レーザー光源、５…遅延蛍光用フィルター、
６…光電子増倍管、７…フォトンパルス、８…制御用コ
ンピュータ、９，１５…全反射ミラー、１０…照明光用
光路、１１…読み取りヘッド、１２…ダイクロイックミ
ラー、１３…対物レンズ、１４…Ｘ方向駆動モーター、
１６…検出光用光路、１７…絞りレンズ、１８…ピンホ
ール板、１９…スポット、２０…ユーロピウムの蛍光減
衰波形、２１…ステージ、２２…Ｘ軸レール、２３…Ｙ
軸レール、２５…結像系、２６…結像系と完全に相同な
照射系、２７…Ｃｙ３の減衰波形、２８…アンプ、２９
…Ａ／Ｄ変換機、１０１…バイオチップ、１０３…Ｙ方
向駆動モーター、１０４…レーザー光源、１０６…光電
子増倍管、１０８…制御用コンピュータ、１１１…読取
ヘッド、１１４…Ｘ方向駆動モーター、１１９…スポッ
ト、１２１…ステージ、１２２…Ｘ軸レール、１２３…
Ｙ軸レール
ター、４…レーザー光源、５…遅延蛍光用フィルター、
６…光電子増倍管、７…フォトンパルス、８…制御用コ
ンピュータ、９，１５…全反射ミラー、１０…照明光用
光路、１１…読み取りヘッド、１２…ダイクロイックミ
ラー、１３…対物レンズ、１４…Ｘ方向駆動モーター、
１６…検出光用光路、１７…絞りレンズ、１８…ピンホ
ール板、１９…スポット、２０…ユーロピウムの蛍光減
衰波形、２１…ステージ、２２…Ｘ軸レール、２３…Ｙ
軸レール、２５…結像系、２６…結像系と完全に相同な
照射系、２７…Ｃｙ３の減衰波形、２８…アンプ、２９
…Ａ／Ｄ変換機、１０１…バイオチップ、１０３…Ｙ方
向駆動モーター、１０４…レーザー光源、１０６…光電
子増倍管、１０８…制御用コンピュータ、１１１…読取
ヘッド、１１４…Ｘ方向駆動モーター、１１９…スポッ
ト、１２１…ステージ、１２２…Ｘ軸レール、１２３…
Ｙ軸レール
───────────────────────────────────────────────────── 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 33/566 Ｇ０１Ｎ 33/566 37/00 １０２ 37/00 １０２ (72)発明者 立花 光廣 神奈川県横浜市中区尾上町６丁目81番地 日立ソフトウエアエンジニアリング株式会 社内 Ｆターム(参考） 2G043 BA16 CA03 DA02 DA05 DA06 EA01 FA02 GA07 GB19 HA01 HA02 HA09 HA15 JA02 KA02 KA03 KA05 KA09 LA02 MA04 MA16 2G057 AA04 AB03 AB04 AC01 BA01 BA03 BB01 2G059 BB04 CC16 DD12 DD13 EE07 FF12 HH02 HH03 HH06 JJ02 JJ11 JJ13 JJ22 JJ30 KK02
Claims (8)
- 【請求項１】 所定間隔で配列されている遅延蛍光物質
で標識された物質を含む複数のスポットに励起光を照射
して各スポットから発生する蛍光を検出する蛍光読み取
り方法において、 一つのスポットに励起光を所定時間照射する第１のステ
ップと、 励起光照射が終わったのち当該スポットから発生する蛍
光を検出する第２のステップと、 直前に蛍光検出を行ったスポットからスポット間隔の２
倍以上離れたスポットに励起光を所定時間照射する第３
のステップと、 励起光照射が終わったのち当該スポットから発生する蛍
光を検出する第４のステップとを含み、 前記第３のステップと第４のステップを反復して全ての
スポットから発生する蛍光を検出することを特徴とする
蛍光読み取り方法。 - 【請求項２】 所定間隔で一列に配列されている遅延蛍
光物質で標識された物質を含む複数のスポットに励起光
を照射して各スポットから発生する蛍光を検出する蛍光
読み取り方法において、 スポットに励起光を所定時間照射したのち当該スポット
から発生する蛍光を検出する操作を前記複数のスポット
の配列方向にｎ個（ｎは１以上の正の整数）おきに行
い、列の最後まで達したら列の最初に戻り、列の最初か
ら数えて蛍光検出を行っていない最初のスポットから再
びｎ個（ｎは１以上の正の整数）おきに前記操作を反復
することを繰り返すことを特徴とする蛍光読み取り方
法。 - 【請求項３】 所定間隔で一列に配列されている遅延蛍
光物質で標識された物質を含む複数のスポットに励起光
を照射して各スポットから発生する蛍光を検出する蛍光
読み取り方法において、 １個おきのスポットに対してスポットに励起光を所定時
間照射したのち当該スポットから発生する蛍光を検出す
る操作を反復し、列の最後まで達したら列の最初に戻
り、残っているスポットに対して順次、励起光を所定時
間照射したのち当該スポットから発生する蛍光を検出す
る操作を反復することを特徴とする蛍光読み取り方法。 - 【請求項４】 請求項１，２又は３記載の蛍光読み取り
方法において、前記遅延蛍光物質で標識された物質は生
体物質であることを特徴とする蛍光読み取り方法。 - 【請求項５】 基板上に配置された遅延蛍光物質で標識
された物質を含む複数のスポットからの蛍光を検出する
蛍光読み取り装置において、 前記基板を保持するステージと、 レーザー光源と、 前記レーザー光源からのレーザー光を前記基板上のスポ
ットに照射する照射光学系と、前記スポットから発生す
る蛍光を受光する受光光学系とを備え、前記基板に対し
て相対的に２次元移動可能な読み取りヘッドと、 前記受光光学系で受光した蛍光を検出する光検出手段
と、 前記ステージと前記読み取りヘッドとを相対的に駆動す
る駆動手段と、 前記レーザー光源と前記光検出手段と前記駆動手段とを
制御する制御手段とを備え、 前記制御手段は、前記読み取りヘッドが前記基板上の複
数のスポットに飛び飛びに位置決めされるように前記駆
動手段を制御し、前記読み取りヘッドが前記基板のスポ
ット上に位置決めされているときに当該スポットに対し
て所定時間のレーザー光を照射ののち蛍光検出が行われ
るように前記レーザー光源及び前記光検出手段を制御す
ることを特徴とする蛍光読み取り装置。 - 【請求項６】 請求項５記載の蛍光読み取り装置におい
て、前記照射光学系と前記受光光学系とは共焦点光学系
を構成していることを特徴とする蛍光読み取り装置。 - 【請求項７】 請求項５又は６記載の蛍光読み取り装置
において、前記駆動手段は前記読み取りヘッドを一方向
に駆動する読み取りヘッド駆動手段と、前記ステージを
前記読み取りヘッドの駆動方向と略直交する方向に駆動
するステージ駆動手段とを含むことを特徴とする蛍光読
み取り装置。 - 【請求項８】 請求項５，６又は７記載の蛍光読み取り
装置において、前記基板は、遅延蛍光物質で標識された
生体物質を含む複数のスポットが形成されたバイオチッ
プであることを特徴とする蛍光読み取り装置。
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