JP2003014647A - プローブ物質を載せた導波路法による蛍光測定方法 - Google Patents
プローブ物質を載せた導波路法による蛍光測定方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 複数のターゲット物質を同時に測定する。
【解決手段】 少なくとも一部を光導波路層としたマイ
クロアレイチップ基板１における該光導波路層とした部
分における一方側の面に、特定のターゲット物質に対し
て選択的結合性を有するプローブ物質２を付着せしめ
る。また、該プローブ物質２によってターゲット物質３
を選択的に結合させる。マイクロアレイチップ基板１の
光導波路層に光源４から励起光４ａを入射させる。そし
て光導波路界面からも生じたエバネッセント波励起によ
る蛍光測定を行う。
クロアレイチップ基板１における該光導波路層とした部
分における一方側の面に、特定のターゲット物質に対し
て選択的結合性を有するプローブ物質２を付着せしめ
る。また、該プローブ物質２によってターゲット物質３
を選択的に結合させる。マイクロアレイチップ基板１の
光導波路層に光源４から励起光４ａを入射させる。そし
て光導波路界面からも生じたエバネッセント波励起によ
る蛍光測定を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はプローブ物質を載せ
た導波路法による蛍光測定方法に関するものである。
た導波路法による蛍光測定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来における測定方法は、スポッティン
グされた試料に上或いは下から励起光を直接当て、ダイ
クロックミラーなどにより励起光（Ｅｘ光）と蛍光、燐
光（Ｅｍ光）を分離し、ホトマルで単体測定し、全スポ
ットを順次スキャンさせて行っていた。
グされた試料に上或いは下から励起光を直接当て、ダイ
クロックミラーなどにより励起光（Ｅｘ光）と蛍光、燐
光（Ｅｍ光）を分離し、ホトマルで単体測定し、全スポ
ットを順次スキャンさせて行っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の方法で
は、スポッティングされている試料を一つ一つスキャン
していくために相当な時間がかかった。また、励起光
（Ｅｘ光）、蛍光、燐光（Ｅｍ光）の光線が共通の光路
を通る為、ダイクロックミラーなどを用いて光を波長で
分離しているが、光学系が複雑になり、またその分暗く
なり、ホトマル単眼測定を余儀なくされていた。また、
複数のスポットを測定する場合でも光学系が複雑になる
為、広い範囲をカバーすることが不可能であった。
は、スポッティングされている試料を一つ一つスキャン
していくために相当な時間がかかった。また、励起光
（Ｅｘ光）、蛍光、燐光（Ｅｍ光）の光線が共通の光路
を通る為、ダイクロックミラーなどを用いて光を波長で
分離しているが、光学系が複雑になり、またその分暗く
なり、ホトマル単眼測定を余儀なくされていた。また、
複数のスポットを測定する場合でも光学系が複雑になる
為、広い範囲をカバーすることが不可能であった。
【０００４】また、内部反射法を用いることのできる装
置では、一つのプローブ物質に一つのターゲット物質の
組み合わせでしか測定することができず、而も波長も固
定であった。このため条件の組み合わせによる診断、解
析が不可能であった。
置では、一つのプローブ物質に一つのターゲット物質の
組み合わせでしか測定することができず、而も波長も固
定であった。このため条件の組み合わせによる診断、解
析が不可能であった。
【０００５】本発明は上記の点に鑑みなされたものであ
って、二次元でとらえる、即ち一枚のマイクロアレイチ
ップ基板の一方側の面に、即ち、光導波路層上にプロー
ブ物質を介して複数のターゲット物質を載せ、これらを
光導波路層を通る励起光を通して一度に同時に測定する
ことができるようになし、またこのような方法であって
複数のターゲット物質に同時に当てる励起光の波長を切
り換えることができるようになしたプローブ物質を載せ
た導波路法による蛍光測定方法を提供せんとするもので
ある。
って、二次元でとらえる、即ち一枚のマイクロアレイチ
ップ基板の一方側の面に、即ち、光導波路層上にプロー
ブ物質を介して複数のターゲット物質を載せ、これらを
光導波路層を通る励起光を通して一度に同時に測定する
ことができるようになし、またこのような方法であって
複数のターゲット物質に同時に当てる励起光の波長を切
り換えることができるようになしたプローブ物質を載せ
た導波路法による蛍光測定方法を提供せんとするもので
ある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】而して、本発明は以下
（１）（２）の測定方法を要旨とするものである。 （１）少なくも一部を光導波路層としたマイクロアレイ
チップ基板における該光導波路層とした部分における一
方側の面に、特定のターゲット物質に対して選択的結合
性を有するプローブ物質を予め付着せしめると共に該プ
ローブ物質によってターゲット物質を選択的に結合さ
せ、更に前記マイクロアレイチップ基板の光導波路層に
励起光を入射させ、該ターゲット物質固有の光学的性質
や結合により生じた光学的性質に関して、光導波路界面
より生じたエバネッセント波励起による蛍光測定を行う
ようになしたことを特徴とするプローブ物質を載せた導
波路法による蛍光測定方法。
（１）（２）の測定方法を要旨とするものである。 （１）少なくも一部を光導波路層としたマイクロアレイ
チップ基板における該光導波路層とした部分における一
方側の面に、特定のターゲット物質に対して選択的結合
性を有するプローブ物質を予め付着せしめると共に該プ
ローブ物質によってターゲット物質を選択的に結合さ
せ、更に前記マイクロアレイチップ基板の光導波路層に
励起光を入射させ、該ターゲット物質固有の光学的性質
や結合により生じた光学的性質に関して、光導波路界面
より生じたエバネッセント波励起による蛍光測定を行う
ようになしたことを特徴とするプローブ物質を載せた導
波路法による蛍光測定方法。
【０００７】また、上記（１）の方法において、マイク
ロアレイチップ基板における光導波路層とした部分の端
面を斜めにカットすると共に、該斜めにカットした部分
に対して入射可能な方向から励起光を当てて入射させる
ようになしてもよい。
ロアレイチップ基板における光導波路層とした部分の端
面を斜めにカットすると共に、該斜めにカットした部分
に対して入射可能な方向から励起光を当てて入射させる
ようになしてもよい。
【０００８】また、上記（１）方法において、マイクロ
アレイチップ基板における光導波路層をした部分の端部
の一方側の面に、カップリングプリズムを、その斜面が
外側を向くようにして取着すると共に、該カップリング
プリズムの斜面に対して入射可能な方向から励起光を当
てて入射させるようになしてもよい。
アレイチップ基板における光導波路層をした部分の端部
の一方側の面に、カップリングプリズムを、その斜面が
外側を向くようにして取着すると共に、該カップリング
プリズムの斜面に対して入射可能な方向から励起光を当
てて入射させるようになしてもよい。
【０００９】また、上記（１）方法において、マイクロ
アレイチップ基板における光導波路層とした部分の端部
の一方側の面に、グレーティングを形成し、該グレーテ
ィングに対して入射可能な方向から励起光を当てて入射
させるようになしてもよい。
アレイチップ基板における光導波路層とした部分の端部
の一方側の面に、グレーティングを形成し、該グレーテ
ィングに対して入射可能な方向から励起光を当てて入射
させるようになしてもよい。
【００１０】（２）少なくも一部を光導波路層としたマ
イクロアレイチップ基板における該光導波路層とした部
分における一方側の面に、特定のターゲット物質に対し
て選択的結合性を有するプローブ物質を予め付着せしめ
ると共に該プローブ物質によってターゲット物質を選択
的に結合させ、更に前記マイクロアレイチップ基板の光
導波路層に励起光を入射させ、該ターゲット物質固有の
光学的性質や結合により生じた光学的性質に関して、光
導波路界面より生じたエバネッセント波励起による蛍光
測定を行うようになした物質の光学的性質の導波路法に
よる蛍光測定方法であって、励起光の波長を切り換える
ようになしたことを特徴とするプローブ物質を載せた導
波路法による蛍光測定方法。
イクロアレイチップ基板における該光導波路層とした部
分における一方側の面に、特定のターゲット物質に対し
て選択的結合性を有するプローブ物質を予め付着せしめ
ると共に該プローブ物質によってターゲット物質を選択
的に結合させ、更に前記マイクロアレイチップ基板の光
導波路層に励起光を入射させ、該ターゲット物質固有の
光学的性質や結合により生じた光学的性質に関して、光
導波路界面より生じたエバネッセント波励起による蛍光
測定を行うようになした物質の光学的性質の導波路法に
よる蛍光測定方法であって、励起光の波長を切り換える
ようになしたことを特徴とするプローブ物質を載せた導
波路法による蛍光測定方法。
【００１１】また、上記（２）の方法において、円形回
転板に、波長の異なる複数の干渉フィルタを同心的に配
置し、所要の波長の干渉フィルタを選択して励起光を照
射するようになし、もって励起光の波長を切り換えるよ
うになしてもよい。
転板に、波長の異なる複数の干渉フィルタを同心的に配
置し、所要の波長の干渉フィルタを選択して励起光を照
射するようになし、もって励起光の波長を切り換えるよ
うになしてもよい。
【００１２】また、上記（２）の方法において、波長の
異なるレーザーヘッドを複数配設すると共に夫々に反射
鏡を取り付け、所要の波長のレーザーヘッドから照射す
るようになし、もって励起光の波長を切り換えるように
なしてもよい。
異なるレーザーヘッドを複数配設すると共に夫々に反射
鏡を取り付け、所要の波長のレーザーヘッドから照射す
るようになし、もって励起光の波長を切り換えるように
なしてもよい。
【００１３】また、上記（２）の方法において、支持板
における一方側に、夫々光源とバンドルーラインファイ
バを向くように波長可変な分光器を配設し、該波長可変
な分光器によって励起光の波長を切り換えるようになし
てもよい。
における一方側に、夫々光源とバンドルーラインファイ
バを向くように波長可変な分光器を配設し、該波長可変
な分光器によって励起光の波長を切り換えるようになし
てもよい。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照しつつ説明する。図１は本発明に係る測定方
法の概略的説明図、図２乃至図４はマイクロアレイチッ
プ基板における光導波路層への励起光の入射方法の説明
図、図５乃至図７は励起光の波長切り換え方法の説明
図、図８はマイクロアレイチップ基板と波長切り換え干
渉フィルタの部分の斜視図、図９は蛍光検出部分の説明
図、図１０はターゲット物質とプローブ物質との結合の
説明図である。
図面を参照しつつ説明する。図１は本発明に係る測定方
法の概略的説明図、図２乃至図４はマイクロアレイチッ
プ基板における光導波路層への励起光の入射方法の説明
図、図５乃至図７は励起光の波長切り換え方法の説明
図、図８はマイクロアレイチップ基板と波長切り換え干
渉フィルタの部分の斜視図、図９は蛍光検出部分の説明
図、図１０はターゲット物質とプローブ物質との結合の
説明図である。
【００１５】先ず、図１に基づいて本発明に係わる測定
方法について説明する。１はマイクロアレイチップ基板
であり、厚みは数μ〜０．２ｍｍ程度である。そしてま
たその周囲は遮光されている。また、該マイクロアレイ
チップ基板１は少なくとも一部を光導波路層としてい
る。また、ここで光導波路層とは、周囲より屈折率の高
い層であって、全反射で光を該層に導入したときに光を
該層に閉じ込めて伝達させる層のことをいう。即ち、光
導波路層に光を全反射条件で導入すると、光は該層の上
（表）と下（裏）界面で全反射しながら進むようになる
ものである。また、この光導波路層の形態としては、高
分子としてはＰＭＭＡ、アクリルなどの透明な薄層基
板、ガラスではＬａＳＫ−Ｎ１，ＬａＳＦ−０８などの
重フリントガラス、石英、サファイア、チタニアなどの
薄層研磨基板などが用いられ、その厚みは０．２ｍｍ以
下であることが望ましい。また、イオン交換法では、カ
リウム溶融塩中につけ、表面層数ミクロンの屈折率を高
めたソーダガラス基板を用いる方法があげられる。ま
た、屈折率の高い薄層を作る方法としては、透明基板上
にゾルゲル法、ＣＶＤ法、スピンコート法、スパッタリ
ング法などを用いて光導波路層を形成することが可能で
ある。
方法について説明する。１はマイクロアレイチップ基板
であり、厚みは数μ〜０．２ｍｍ程度である。そしてま
たその周囲は遮光されている。また、該マイクロアレイ
チップ基板１は少なくとも一部を光導波路層としてい
る。また、ここで光導波路層とは、周囲より屈折率の高
い層であって、全反射で光を該層に導入したときに光を
該層に閉じ込めて伝達させる層のことをいう。即ち、光
導波路層に光を全反射条件で導入すると、光は該層の上
（表）と下（裏）界面で全反射しながら進むようになる
ものである。また、この光導波路層の形態としては、高
分子としてはＰＭＭＡ、アクリルなどの透明な薄層基
板、ガラスではＬａＳＫ−Ｎ１，ＬａＳＦ−０８などの
重フリントガラス、石英、サファイア、チタニアなどの
薄層研磨基板などが用いられ、その厚みは０．２ｍｍ以
下であることが望ましい。また、イオン交換法では、カ
リウム溶融塩中につけ、表面層数ミクロンの屈折率を高
めたソーダガラス基板を用いる方法があげられる。ま
た、屈折率の高い薄層を作る方法としては、透明基板上
にゾルゲル法、ＣＶＤ法、スピンコート法、スパッタリ
ング法などを用いて光導波路層を形成することが可能で
ある。
【００１６】また、該マイクロアレイチップ基板１の光
導波路層とした部分１Ａの一方側の面１Ａ′には、図中
１０に示す如き工程を経てプローブ物質２、２、２…を
介してターゲット物質３、３、３…を載せている。尚、
ここでターゲット物質とは被測定対象物、プローブ物質
とはターゲット物質を選択的に結合し、光導波路層上に
とらえるものである。
導波路層とした部分１Ａの一方側の面１Ａ′には、図中
１０に示す如き工程を経てプローブ物質２、２、２…を
介してターゲット物質３、３、３…を載せている。尚、
ここでターゲット物質とは被測定対象物、プローブ物質
とはターゲット物質を選択的に結合し、光導波路層上に
とらえるものである。
【００１７】図１０において、（Ａ）はマイクロアレイ
チップ基板１に未だ何も処理していない状態を示す。
（Ｂ）はマイクロアレイチップ基板に特定のターゲット
物質に対して選択的結合性を有するプローブ物質２、
２、２…を点在するよう付着した状態、（Ｃ）はプロー
ブ物質２、２、２…にターゲット物質３、３、３…が結
合する過程の状態図、（Ｄ）はプローブ物質２、２、２
…にターゲット物質３、３、３…が結合した状態図、
（Ｅ）は蛍光測定状態図である。
チップ基板１に未だ何も処理していない状態を示す。
（Ｂ）はマイクロアレイチップ基板に特定のターゲット
物質に対して選択的結合性を有するプローブ物質２、
２、２…を点在するよう付着した状態、（Ｃ）はプロー
ブ物質２、２、２…にターゲット物質３、３、３…が結
合する過程の状態図、（Ｄ）はプローブ物質２、２、２
…にターゲット物質３、３、３…が結合した状態図、
（Ｅ）は蛍光測定状態図である。
【００１８】４は励起光４ａを発する光源であり、図１
に示す実施形態ではキセノンランプを用いている。５は
コリメーションレンズ、６は集光レンズである。
に示す実施形態ではキセノンランプを用いている。５は
コリメーションレンズ、６は集光レンズである。
【００１９】７は前記コリメーションレンズ５と集光レ
ンズ６との間に配設した、励起光の波長切り換え用干渉
フィルタである。尚、該波長切り換え用干渉フィルタ７
はＥｘ用である。また、該波長切り換え用干渉フィルタ
７は、円形の回転板８に、波長の異なる複数の干渉フィ
ルタ９、１０、１１、１２、１３、１４を同心的に配設
し、所要の波長の干渉フィルタを選択して励起光を照射
するようになしたものである。
ンズ６との間に配設した、励起光の波長切り換え用干渉
フィルタである。尚、該波長切り換え用干渉フィルタ７
はＥｘ用である。また、該波長切り換え用干渉フィルタ
７は、円形の回転板８に、波長の異なる複数の干渉フィ
ルタ９、１０、１１、１２、１３、１４を同心的に配設
し、所要の波長の干渉フィルタを選択して励起光を照射
するようになしたものである。
【００２０】１５はバンドルーラインファイバ、１６は
レンズであり、これらは前記集光レンズ６と前記マイク
ロアレイチップ基板１との間に配設している。そして励
起光４ａは該レンズ１６を経てマイクロアレイチップ基
板１の端面に照射され、該マイクロアレイチップ基板１
の光導波路層とした部分１Ａに入射されるものである。
レンズであり、これらは前記集光レンズ６と前記マイク
ロアレイチップ基板１との間に配設している。そして励
起光４ａは該レンズ１６を経てマイクロアレイチップ基
板１の端面に照射され、該マイクロアレイチップ基板１
の光導波路層とした部分１Ａに入射されるものである。
【００２１】また、図２乃至図４には、励起光のマイク
ロアレイチップ基板１の光導波路層とした部分１Ａへの
入射方法の例を示しており、図２はマイクロアレイチッ
プ基板１における光導波路層とした部分１Ａの端面を斜
めにカットすると共に該斜めにカットした部分１ａに対
して入射可能な方向から励起光４ａを当てるものであ
る。本例の場合は、マイクロアレイチップ基板１が単一
材ガラス、単一材高分子基板の場合に用いられる。
ロアレイチップ基板１の光導波路層とした部分１Ａへの
入射方法の例を示しており、図２はマイクロアレイチッ
プ基板１における光導波路層とした部分１Ａの端面を斜
めにカットすると共に該斜めにカットした部分１ａに対
して入射可能な方向から励起光４ａを当てるものであ
る。本例の場合は、マイクロアレイチップ基板１が単一
材ガラス、単一材高分子基板の場合に用いられる。
【００２２】また、図３はマイクロアレイチップ基板１
における光導波路層とした部分１Ａの端部の一方側の面
に、カップリングプリズム１７を、その斜面が外側を向
くようにして取着すると共に、該カップリングプリズム
１７の斜面に対して入射可能な方向から励起光４ａを当
てるものである。尚、本例の場合は、マイクロアレイチ
ップ基板１がイオン交換された薄層導波路の場合であ
る。
における光導波路層とした部分１Ａの端部の一方側の面
に、カップリングプリズム１７を、その斜面が外側を向
くようにして取着すると共に、該カップリングプリズム
１７の斜面に対して入射可能な方向から励起光４ａを当
てるものである。尚、本例の場合は、マイクロアレイチ
ップ基板１がイオン交換された薄層導波路の場合であ
る。
【００２３】また、図４はマイクロアレイチップ基板１
における光導波路層とした部分１Ａの端部の一方側の面
に、グレーティング１８を形成し、該グレーティング１
８に対して入射可能な方向から励起光４ａを当てるもの
である。尚、本例の場合もマイクロアレイチップ基板１
がイオン交換された薄層導波路の場合である。
における光導波路層とした部分１Ａの端部の一方側の面
に、グレーティング１８を形成し、該グレーティング１
８に対して入射可能な方向から励起光４ａを当てるもの
である。尚、本例の場合もマイクロアレイチップ基板１
がイオン交換された薄層導波路の場合である。
【００２４】また、１９はスポッティングされたターゲ
ット物質の集合体を測定するため前記マイクロアレイチ
ップ基板１のターゲット物質３が載った面の反対側に配
設した受光素子であり、本実施形態では二次元ＣＣＤ
（冷却、裏面入射）を用いている。尚、該二次元ＣＣＤ
の他にＥＢＣＣＤ、アバランシェホトダイオードアレ
ー、平面分解能を持ったホトマル、一次元ＣＣＤをスキ
ャンして用いてもよい。
ット物質の集合体を測定するため前記マイクロアレイチ
ップ基板１のターゲット物質３が載った面の反対側に配
設した受光素子であり、本実施形態では二次元ＣＣＤ
（冷却、裏面入射）を用いている。尚、該二次元ＣＣＤ
の他にＥＢＣＣＤ、アバランシェホトダイオードアレ
ー、平面分解能を持ったホトマル、一次元ＣＣＤをスキ
ャンして用いてもよい。
【００２５】２０は前記マイクロアレイチップ基板１と
前記受光素子１９との間に配設した結像レンズである。
２１は前記マイクロアレイチップ基板１と前記結像レン
ズ２０との間に配設した、蛍光、燐光（Ｅｍ光）を波長
毎に見られるようにするための波長切り換え用干渉フィ
ルタである。また、該波長切り換え用干渉フィルタ２１
は前記波長切り換え用干渉フィルタ７と同様の構成であ
る。即ち、円形の回転板２２に、波長の異なる複数の干
渉フィルタ２３、２４、２５、２６、２７、２８を同心
的に配置し、所要の波長の干渉フィルタを選択してマイ
クロアイレチップ基板１から出た光を照射するものであ
る。尚、本実施形態では該波長切り換え用干渉フィルタ
２１を用いる場合を示しているが、これは必ずしも用い
る必要はない。
前記受光素子１９との間に配設した結像レンズである。
２１は前記マイクロアレイチップ基板１と前記結像レン
ズ２０との間に配設した、蛍光、燐光（Ｅｍ光）を波長
毎に見られるようにするための波長切り換え用干渉フィ
ルタである。また、該波長切り換え用干渉フィルタ２１
は前記波長切り換え用干渉フィルタ７と同様の構成であ
る。即ち、円形の回転板２２に、波長の異なる複数の干
渉フィルタ２３、２４、２５、２６、２７、２８を同心
的に配置し、所要の波長の干渉フィルタを選択してマイ
クロアイレチップ基板１から出た光を照射するものであ
る。尚、本実施形態では該波長切り換え用干渉フィルタ
２１を用いる場合を示しているが、これは必ずしも用い
る必要はない。
【００２６】また、本実施形態においては、励起光の波
長切り換え方法として図１及び図５に示す如き場合を示
したが、図６又は図７に示すような方法で行うようにし
てもよい。図６は、波長の異なるレーザーヘッド２９、
３０、３１、３２を複数配設すると共に夫々に反射鏡３
３，３４、３５、３６を取り付け、所要の波長のレーザ
ーヘッドから照射するようになした場合である。また、
図７は支持板３７における一方側に、夫々光源４とバン
ドルーラインファイバ１５を向くように波長可変な分光
器３８を配設し、該波長可変な分光器３８によって励起
光の波長を連続的に切り換えるようになしたものであ
る。
長切り換え方法として図１及び図５に示す如き場合を示
したが、図６又は図７に示すような方法で行うようにし
てもよい。図６は、波長の異なるレーザーヘッド２９、
３０、３１、３２を複数配設すると共に夫々に反射鏡３
３，３４、３５、３６を取り付け、所要の波長のレーザ
ーヘッドから照射するようになした場合である。また、
図７は支持板３７における一方側に、夫々光源４とバン
ドルーラインファイバ１５を向くように波長可変な分光
器３８を配設し、該波長可変な分光器３８によって励起
光の波長を連続的に切り換えるようになしたものであ
る。
【００２７】本発明は、図１に示す通り、励起光（Ｅｘ
光）４ａが波長切り換え用干渉フィルタ７によって所定
の波長とされてバンドルーラインファイバ１５及びレン
ズ１６を経てマイクロアレイチップ基板１に照射され
る。そして、該マイクロアレイチップ基板１の光導波路
層１Ａに入射し、光導波路層の途中に載せられたターゲ
ット物質３、３の部分において蛍光、燐光（Ｅｍ光）は
受光素子１９側に照射される。そしてエバネッセント波
励起による蛍光、燐光（Ｅｍ光）測定を行うものであ
る。
光）４ａが波長切り換え用干渉フィルタ７によって所定
の波長とされてバンドルーラインファイバ１５及びレン
ズ１６を経てマイクロアレイチップ基板１に照射され
る。そして、該マイクロアレイチップ基板１の光導波路
層１Ａに入射し、光導波路層の途中に載せられたターゲ
ット物質３、３の部分において蛍光、燐光（Ｅｍ光）は
受光素子１９側に照射される。そしてエバネッセント波
励起による蛍光、燐光（Ｅｍ光）測定を行うものであ
る。
【００２８】而して、本発明によれば、マイクロアレイ
チップ基板の光導波路層内を通る励起光（Ｅｘ光）によ
り光導波路層上に載せた複数のターゲット物質を一度に
同時に励起させることができるものである。そしてま
た、励起光（Ｅｘ光）が光導波路界面にあるターゲット
物質を励起させることにより蛍光、燐光（Ｅｍ光）が光
導波路界面より発せられるため、二次元としてとらえる
のに都合がよく、共焦点顕微鏡などの複雑なシステムが
要らず、また蛍光、燐光（Ｅｍ光）を測定する際に励起
光（Ｅｘ光）の波長分離をしなくてもよく、このための
光学系を省くことができる。また、複数のターゲット物
質に同時に当てる励起光の波長を切り換えることができ
るものである。そして更に、マイクロアレイチップ基板
を結像レンズとの間に波長切り換え用干渉フィルタを配
設する場合には、蛍光、燐光（Ｅｍ光）を波長毎に見る
ことができるものである。
チップ基板の光導波路層内を通る励起光（Ｅｘ光）によ
り光導波路層上に載せた複数のターゲット物質を一度に
同時に励起させることができるものである。そしてま
た、励起光（Ｅｘ光）が光導波路界面にあるターゲット
物質を励起させることにより蛍光、燐光（Ｅｍ光）が光
導波路界面より発せられるため、二次元としてとらえる
のに都合がよく、共焦点顕微鏡などの複雑なシステムが
要らず、また蛍光、燐光（Ｅｍ光）を測定する際に励起
光（Ｅｘ光）の波長分離をしなくてもよく、このための
光学系を省くことができる。また、複数のターゲット物
質に同時に当てる励起光の波長を切り換えることができ
るものである。そして更に、マイクロアレイチップ基板
を結像レンズとの間に波長切り換え用干渉フィルタを配
設する場合には、蛍光、燐光（Ｅｍ光）を波長毎に見る
ことができるものである。
【００２９】次に、本発明の実験例について説明する。
図１１は図１２に示した実験の結果を示すグラフであ
り、そしてまた図１２に示す実験の工程は、次の通りで
ある。 ＰＭＭＡからなるマイクロアレイチップ基板１の光導
波路層上における３箇所にアビジン蛋白質を吸着する。
図１２（Ａ） ＢＳＡ蛋白質で空サイトをブロッキングする。図１２
（Ｂ） ビオチン標識オリゴＤＮＡプローブ（Ｂｉｏ−Ｐ５
３）をアビジン蛋白質に結合する。図１２（Ｃ） 蛍光色素Ｃｙ５（λＥｘ６３５ｎｍ、λＥｍ６７０ｎ
ｍ）で標識したオリゴＤＮＡターゲットを作成し、夫々
のターゲット（赤）Ｃｙ５−Ｐ５３、（緑）Ｃｙ５−Ｐ
５３Ｔ、（青）Ｃｙ５−ＣＲＯＢＣを夫々のプローブに
滴下する。図１２（Ｄ） 以上の工程を経た後、Ｃｙ５−Ｐ５３、Ｃｙ５−Ｐ５３
Ｔ、Ｃｙ５−ＣＲＯＢＣの結合（ハイブリダイズ）の度
合を蛍光測定し、その蛍光強度によりターゲットの量
を、またその時間経過での蛍光量変化により結合量の変
化を測定した。
図１１は図１２に示した実験の結果を示すグラフであ
り、そしてまた図１２に示す実験の工程は、次の通りで
ある。 ＰＭＭＡからなるマイクロアレイチップ基板１の光導
波路層上における３箇所にアビジン蛋白質を吸着する。
図１２（Ａ） ＢＳＡ蛋白質で空サイトをブロッキングする。図１２
（Ｂ） ビオチン標識オリゴＤＮＡプローブ（Ｂｉｏ−Ｐ５
３）をアビジン蛋白質に結合する。図１２（Ｃ） 蛍光色素Ｃｙ５（λＥｘ６３５ｎｍ、λＥｍ６７０ｎ
ｍ）で標識したオリゴＤＮＡターゲットを作成し、夫々
のターゲット（赤）Ｃｙ５−Ｐ５３、（緑）Ｃｙ５−Ｐ
５３Ｔ、（青）Ｃｙ５−ＣＲＯＢＣを夫々のプローブに
滴下する。図１２（Ｄ） 以上の工程を経た後、Ｃｙ５−Ｐ５３、Ｃｙ５−Ｐ５３
Ｔ、Ｃｙ５−ＣＲＯＢＣの結合（ハイブリダイズ）の度
合を蛍光測定し、その蛍光強度によりターゲットの量
を、またその時間経過での蛍光量変化により結合量の変
化を測定した。
【００３０】測定した結果は図１１に示すグラフの通り
であり、青ではＣｙ５−ＣＲＯＢＣが結合（ハイブリダ
イズ）しないため、殆ど蛍光が得られず、またＣｙ５−
Ｐ５３Ｔ（緑）ではミスマッチにより結合（ハイブリダ
イズ）した状態を、またＣｙ５−Ｐ５３（赤）ではフル
マッチにより結合（ハイブリダイズ）した状態を表わし
ている。
であり、青ではＣｙ５−ＣＲＯＢＣが結合（ハイブリダ
イズ）しないため、殆ど蛍光が得られず、またＣｙ５−
Ｐ５３Ｔ（緑）ではミスマッチにより結合（ハイブリダ
イズ）した状態を、またＣｙ５−Ｐ５３（赤）ではフル
マッチにより結合（ハイブリダイズ）した状態を表わし
ている。
【００３１】
【発明の効果】本発明によれば、マイクロアイレチップ
基板の光導波路層内を通る励起光（Ｅｘ光）により光導
波路層上に載せた複数のターゲット物質を一度に同時に
励起させることができるものである。そしてまた、励起
光（Ｅｘ光）が光導波路界面にあるターゲット物質を励
起させることにより蛍光、燐光（Ｅｍ光）が光導波路界
面より発せられるため、二次元としてとらえるのに都合
がよく、共焦点顕微鏡などの複雑なシステムが要らず、
また蛍光、燐光（Ｅｍ光）を測定する際に励起光（Ｅｘ
光）の波長分離をしなくてもよく、このための光学系を
省くことができる。また、複数のターゲット物質に同時
に当てる励起光の波長を切り換えることができるもので
ある。そして更に、マイクロアレイチップ基板と結像レ
ンズとの間に波長切り換え用干渉フィルタを配設する場
合には、蛍光、燐光（Ｅｍ光）を波長毎に見ることがで
きるものである。
基板の光導波路層内を通る励起光（Ｅｘ光）により光導
波路層上に載せた複数のターゲット物質を一度に同時に
励起させることができるものである。そしてまた、励起
光（Ｅｘ光）が光導波路界面にあるターゲット物質を励
起させることにより蛍光、燐光（Ｅｍ光）が光導波路界
面より発せられるため、二次元としてとらえるのに都合
がよく、共焦点顕微鏡などの複雑なシステムが要らず、
また蛍光、燐光（Ｅｍ光）を測定する際に励起光（Ｅｘ
光）の波長分離をしなくてもよく、このための光学系を
省くことができる。また、複数のターゲット物質に同時
に当てる励起光の波長を切り換えることができるもので
ある。そして更に、マイクロアレイチップ基板と結像レ
ンズとの間に波長切り換え用干渉フィルタを配設する場
合には、蛍光、燐光（Ｅｍ光）を波長毎に見ることがで
きるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る測定方法の概略的説明図である。
【図２】マイクロアレイチップ基板における光導波路層
への励起光の入射方法の一例の説明図である。
への励起光の入射方法の一例の説明図である。
【図３】図２と異なる例の入射方法の説明図である。
【図４】図３と異なる例の入射方法の説明図である。
【図５】励起光の波長切り換え方法の一例の説明図であ
る。
る。
【図６】図５と異なる例の波長切り換え方法の説明図で
ある。
ある。
【図７】図６と異なる例の波長切り換え方法の説明図で
ある。
ある。
【図８】マイクロアレイチップ基板と波長切り換え用干
渉フィルタの部分の斜視図である。
渉フィルタの部分の斜視図である。
【図９】蛍光検出部分の説明図である。
【図１０】ターゲット物質とプローブ物質との結合の説
明図である。
明図である。
【図１１】本発明の実験例の結果を示すグラフである。
【図１２】本発明の実験における工程説明図である。
１ マイクロアレイチップ基板
１Ａ 光導波路層
２ プローブ物質
３ ターゲット物質
４ 光源
４ａ 励起光（Ｅｘ光）
５ コリメーションレンズ
６ 集光レンズ
７ 励起光の波長切り換え用干渉フィルタ
８ 円形の回転板
９、１０、１１、１２、１３、１４ 干渉フィルタ
１５ バンドルーラインファイバ
１６ レンズ
１７ カップリングプリズム
１８ グレーティング
１９ 受光素子
２０ 結像レンズ
２１ 波長切り換え用干渉フィルタ
２２ 円形の回転板
２３、２４、２５、２６、２７、２８ 干渉フィルタ
２９、３０、３１、３２ レーザーヘッド
３３、３４、３５、３６ 反射鏡
３７ 支持板
３８ 波長可変な分光器
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 篠原 寛明
岡山県岡山市津島中町１丁目２番地１−
201号
(72)発明者 高橋 浩三
東京都小金井市前原町３丁目27番地13号
Ｆターム(参考） 2G043 AA01 BA16 DA02 EA01 FA06
GA02 GA04 GB18 GB19 HA01
HA05 JA03 LA03 MA01
Claims (8)
- 【請求項１】 少なくとも一部を光導波路層としたマイ
クロアレイチップ基板における該光導波路層とした部分
における一方側の面に、特定のターゲット物質に対して
選択的結合性を有するプローブ物質を予め付着せしめる
と共に該プローブ物質によってターゲット物質を選択的
に結合させ、更に前記マイクロアレイチップ基板の光導
波路層に励起光を入射させ、該ターゲット物質固有の光
学的性質や結合により生じた光学的性質に関して、光導
波路界面より生じたエバネッセント波励起による蛍光測
定を行うようになしたことを特徴とするプローブ物質を
載せた導波路法による蛍光測定方法。 - 【請求項２】 マイクロアレイチップ基板における光導
波路層とした部分の端面を斜めにカットすると共に、該
斜めにカットした部分に対して入射可能な方向から励起
光を当てて入射させるようになした請求項１記載のプロ
ーブ物質を載せた導波路法による蛍光測定方法。 - 【請求項３】 マイクロアレイチップ基板における光導
波路層とした部分の端部の一方側の面に、カップリング
プリズムを、その斜面が外側を向くようにして取着する
と共に、該カップリングプリズムの斜面に対して入射可
能な方向から励起光を当てて入射させるようになした請
求項１記載のプローブ物質を載せた導波路法による蛍光
測定方法。 - 【請求項４】 マイクロアレイチップ基板における光導
波路層とした部分の端部の一方側の面に、グレーティン
グを形成し、該グレーティングに対して入射可能な方向
から励起光を当てて入射させるようになした請求項１記
載のプローブ物質を載せた導波路法による蛍光測定方
法。 - 【請求項５】 少なくも一部を光導波路層としたマイク
ロアレイチップ基板における該光導波路層とした部分に
おける一方側の面に、特定のターゲット物質に対して選
択的結合性を有するプローブ物質を予め付着せしめると
共に該プローブ物質によってターゲット物質を選択的に
結合させ、更に前記マイクロアレイチップ基板の光導波
路層に励起光を入射させ、該ターゲット物質固有の光学
的性質や結合により生じた光学的性質に関して、光導波
路界面より生じたエバネッセント波励起による蛍光測定
を行うようになした物質の光学的性質の導波路法による
蛍光測定方法であって、励起光の波長を切り換えるよう
になしたことを特徴とするプローブ物質を載せた導波路
法による蛍光測定方法。 - 【請求項６】 円形回転板に、波長の異なる複数の干渉
フィルタを同心的に配置し、所要の波長の干渉フィルタ
を選択して励起光を照射するようになし、もって励起光
の波長を切り換えるようになした請求項５記載のプロー
ブ物質を載せた導波路法による蛍光測定方法。 - 【請求項７】 波長の異なるレーザーヘッドを複数配設
すると共に、夫々に反射鏡を取り付け、所要の波長のレ
ーザーヘッドから照射するようになし、もって励起光の
波長を切り換えるようになした請求項５記載のプローブ
物質を載せた導波路法による蛍光測定方法。 - 【請求項８】 支持板における一方側に、夫々光源とバ
ンドルーラインファイバを向くように波長可変な分光器
を配設し、該波長可変な分光器によって励起光の波長を
切り換えるようになした請求項５記載のプローブ物質を
載せた導波路法による蛍光測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001239916A JP2003014647A (ja) | 2001-07-04 | 2001-07-04 | プローブ物質を載せた導波路法による蛍光測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001239916A JP2003014647A (ja) | 2001-07-04 | 2001-07-04 | プローブ物質を載せた導波路法による蛍光測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003014647A true JP2003014647A (ja) | 2003-01-15 |
Family
ID=19070604
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001239916A Pending JP2003014647A (ja) | 2001-07-04 | 2001-07-04 | プローブ物質を載せた導波路法による蛍光測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003014647A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006215026A (ja) * | 2005-02-03 | 2006-08-17 | Samsung Electronics Co Ltd | 多チャンネル蛍光測定用の光学系及びそれを採用した多チャンネル蛍光試料の分析装置 |
| JP2008191054A (ja) * | 2007-02-06 | 2008-08-21 | Hamamatsu Univ School Of Medicine | 蛍光測定装置 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS646842A (en) * | 1987-06-30 | 1989-01-11 | Ricoh Kk | Detecting device |
| JPH01500221A (ja) * | 1986-05-05 | 1989-01-26 | イントラセル コーポレイション | 配列決定された核酸を特異的に検出及び測定するための分析方法 |
| JPH08285851A (ja) * | 1995-04-13 | 1996-11-01 | Nec Corp | 光導波路型蛍光免疫センサとその製造方法 |
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| JPH11281575A (ja) * | 1997-11-06 | 1999-10-15 | Fuji Photo Film Co Ltd | 画像読み取り装置 |
| JPH11326212A (ja) * | 1998-03-27 | 1999-11-26 | Vysis Inc | 広視野蛍光結像装置 |
| WO2000063677A1 (en) * | 1999-04-21 | 2000-10-26 | Asper OÜ | Method and device for imaging and analysis of biopolymer arrays |
| JP2003507705A (ja) * | 1999-08-13 | 2003-02-25 | ツェプトゼンス アクチエンゲゼルシャフト | 複数の分析物を測定するためのデバイス及び方法 |
-
2001
- 2001-07-04 JP JP2001239916A patent/JP2003014647A/ja active Pending
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2002542479A (ja) * | 1999-04-21 | 2002-12-10 | アスペル、オユ | バイオポリマー配列の画像形成並びに解析をするための方法とデバイス |
| JP2003507705A (ja) * | 1999-08-13 | 2003-02-25 | ツェプトゼンス アクチエンゲゼルシャフト | 複数の分析物を測定するためのデバイス及び方法 |
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| JP2008191054A (ja) * | 2007-02-06 | 2008-08-21 | Hamamatsu Univ School Of Medicine | 蛍光測定装置 |
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