JP2003227799A - 生化学解析用データの生成方法および装置 - Google Patents

生化学解析用データの生成方法および装置

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JP2003227799A
JP2003227799A JP2002027039A JP2002027039A JP2003227799A JP 2003227799 A JP2003227799 A JP 2003227799A JP 2002027039 A JP2002027039 A JP 2002027039A JP 2002027039 A JP2002027039 A JP 2002027039A JP 2003227799 A JP2003227799 A JP 2003227799A
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 標識物質の多寡に係わらず、定量性に優れた
生化学解析用データの生成方法を提供する。 【解決手段】 複数の吸着性領域からの化学発光あるい
は化学蛍光を固体エリアセンサを用いて、所定の単位露
出時間ごとに光電的に検出して、吸着性領域ごとのディ
ジタルの信号強度を加算して保存し、それぞれの単位露
出時間の間に検出した信号強度が減少し始める単位露出
区間を検索し、保存された加算値のうちからその単位露
出時間の前までに保存された信号強度の加算値を選択
し、検索された単位露出時間の前までの化学発光あるい
は化学蛍光の光電的検出回数を吸着性領域ごとに求め、
任意の回数を、基準光電的検出回数として選択して、信
号強度の加算値に基準光電的検出回数を乗じ、選択され
た信号強度の加算値を得るために、複数の吸着性領域の
それぞれから放出された化学発光あるいは化学蛍光を検
出した回数で除して、複数の吸着性領域のそれぞれのデ
ータとして決定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、生化学解析用デー
タの生成方法および装置に関するものであり、さらに詳
細には、化学発光基質と接触させることによって化学発
光を生じさせる標識物質あるいは蛍光基質と接触させる
ことによって蛍光物質を生じさせる標識物質の量が少な
い試料部分から放出される化学発光あるいは化学蛍光
も、化学発光基質と接触させることによって化学発光を
生じさせる標識物質あるいは蛍光基質と接触させること
によって蛍光物質を生じさせる標識物質が多量に存在す
る試料部分から放出される化学発光あるいは化学蛍光
も、ともに、所望のように、検出して、定量性に優れた
生化学解析用データを生成することのできる生化学解析
用データの生成方法および装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】放射線が照射されると、放射線のエネル
ギーを吸収して、蓄積、記録し、その後に、特定の波長
域の電磁波を用いて励起すると、照射された放射線のエ
ネルギーの量に応じた光量の輝尽光を発する特性を有す
る輝尽性蛍光体を、放射線の検出材料として用い、放射
性標識を付与した物質を、生物体に投与した後、その生
物体あるいはその生物体の組織の一部を試料とし、この
試料を、輝尽性蛍光体層が設けられた蓄積性蛍光体シー
トと一定時間重ね合わせることにより、放射線エネルギ
ーを輝尽性蛍光体に、蓄積、記録し、しかる後に、電磁
波によって、輝尽性蛍光体層を走査して、輝尽性蛍光体
を励起し、輝尽性蛍光体から放出された輝尽光を光電的
に検出して、ディジタル画像信号を生成し、画像処理を
施して、CRTなどの表示手段上あるいは写真フイルム
などの記録材料上に、画像を再生するように構成された
オートラジオグラフィ解析システムが知られている(た
とえば、特公平1−70884号公報、特公平1−70
882号公報、特公平4−3962号公報など)。
【0003】蓄積性蛍光体シートを放射線の検出材料と
して使用するオートラジオグラフィ解析システムは、写
真フイルムを用いる場合とは異なり、現像処理という化
学的処理が不必要であるだけでなく、得られたディジタ
ルデータにデータ処理を施すことにより、所望のよう
に、解析用データを再生し、あるいは、コンピュータに
よる定量解析が可能になるという利点を有している。
【0004】他方、オートラジオグラフィ解析システム
における放射性標識物質に代えて、蛍光色素などの蛍光
物質を標識物質として使用した蛍光(fluorescence)解
析システムが知られている。この蛍光解析システムによ
れば、蛍光物質から放出された蛍光を検出することによ
って、遺伝子配列、遺伝子の発現レベル、実験用マウス
における投与物質の代謝、吸収、排泄の経路、状態、蛋
白質の分離、同定、あるいは、分子量、特性の評価など
をおこなうことができ、たとえば、電気泳動されるべき
複数種の蛋白質分子を含む溶液を、ゲル支持体上で、電
気泳動させた後に、ゲル支持体を蛍光色素を含んだ溶液
に浸すなどして、電気泳動された蛋白質を染色し、励起
光によって、蛍光色素を励起して、生じた蛍光を検出す
ることによって、画像を生成し、ゲル支持体上の蛋白質
分子の位置および量的分布を検出したりすることができ
る。あるいは、ウェスタン・ブロッティング法により、
ニトロセルロースなどの転写支持体上に、電気泳動され
た蛋白質分子の少なくとも一部を転写し、目的とする蛋
白質に特異的に反応する抗体を蛍光色素で標識して調製
したプローブと蛋白質分子とを会合させ、特異的に反応
する抗体にのみ結合する蛋白質分子を選択的に標識し、
励起光によって、蛍光色素を励起して、生じた蛍光を検
出することにより、画像を生成し、転写支持体上の蛋白
質分子の位置および量的分布を検出したりすることがで
きる。また、電気泳動させるべき複数のDNA断片を含
む溶液中に、蛍光色素を加えた後に、複数のDNA断片
をゲル支持体上で電気泳動させ、あるいは、蛍光色素を
含有させたゲル支持体上で、複数のDNA断片を電気泳
動させ、あるいは、複数のDNA断片を、ゲル支持体上
で、電気泳動させた後に、ゲル支持体を、蛍光色素を含
んだ溶液に浸すなどして、電気泳動されたDNA断片を
標識し、励起光により、蛍光色素を励起して、生じた蛍
光を検出することにより、画像を生成し、ゲル支持体上
のDNAを分布を検出したり、あるいは、複数のDNA
断片を、ゲル支持体上で、電気泳動させた後に、DNA
を変性(denaturation)し、次いで、サザン・ブロッテ
ィング法により、ニトロセルロースなどの転写支持体上
に、変性DNA断片の少なくとも一部を転写し、目的と
するDNAと相補的なDNAもしくはRNAを蛍光色素
で標識して調製したプローブと変性DNA断片とをハイ
ブリダイズさせ、プローブDNAもしくはプローブRN
Aと相補的なDNA断片のみを選択的に標識し、励起光
によって、蛍光色素を励起して、生じた蛍光を検出する
ことにより、画像を生成し、転写支持体上の目的とする
DNAの分布を検出したりすることができる。さらに、
標識物質によって標識した目的とする遺伝子を含むDN
Aと相補的なDNAプローブを調製して、転写支持体上
のDNAとハイブリダイズさせ、酵素を、標識物質によ
り標識された相補的なDNAと結合させた後、蛍光基質
と接触させて、蛍光基質を蛍光を発する蛍光物質に変化
させ、励起光によって、生成された蛍光物質を励起し
て、生じた蛍光を検出することにより、画像を生成し、
転写支持体上の目的とするDNAの分布を検出したりす
ることもできる。この蛍光解析システムは、放射性物質
を使用することなく、簡易に、遺伝子配列などを検出す
ることができるという利点がある。
【0005】また、同様に、蛋白質や核酸などの生体由
来の物質を支持体に固定し、化学発光基質と接触させる
ことによって化学発光を生じさせる標識物質によって、
選択的に標識し、標識物質によって選択的に標識された
生体由来の物質と化学発光基質とを接触させて、化学発
光基質と標識物質との接触によって生ずる可視光波長域
の化学発光を、光電的に検出して、ディジタル信号を生
成し、画像処理を施して、CRTなどの表示手段あるい
は写真フィルムなどの記録材料上に、化学発光画像を再
生して、遺伝子情報などの生体由来の物質に関する情報
を得るようにした化学発光解析システムも知られてい
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】化学発光を光電的に検
出して、生化学解析用データを生成する場合には、一般
に、CCDカメラが用いられている。
【0007】しかしながら、CCDのダイナミックレン
ジは3桁程度であるため、化学発光基質と接触させるこ
とによって化学発光を生じさせる標識物質の量が少ない
試料部分から放出される強度の低い化学発光を検出し
て、定量性に優れた生化学解析用データを生成するため
に、化学発光によるCCDの露出時間を長くすると、化
学発光基質と接触させることによって化学発光を生じさ
せる標識物質が多量に存在する試料部分から放出される
化学発光はきわめて強度が高いため、このような化学発
光を検出するときに、CCDのダイナミックレンジの上
限値を越えてしまい、定量性のある化学発光データを生
成することができなくなり、その一方で、化学発光基質
と接触させることによって化学発光を生じさせる標識物
質が多量に存在する試料部分から放出される化学発光を
検出して、定量性に優れた生化学解析用データを生成す
るために、化学発光によるCCDの露出時間を短くする
と、化学発光基質と接触させることによって化学発光を
生じさせる標識物質の量が少ない試料部分から放出され
る強度の低い化学発光を検出して、生成された生化学解
析用データの定量性が著しく低下し、定量性に優れた生
化学解析用データを得ることができないという問題があ
った。
【0008】したがって、本発明は、化学発光基質と接
触させることによって化学発光を生じさせる標識物質あ
るいは蛍光基質と接触させることによって蛍光物質を生
じさせる標識物質の量が少ない試料部分から放出される
化学発光あるいは化学蛍光も、化学発光基質と接触させ
ることによって化学発光を生じさせる標識物質あるいは
蛍光基質と接触させることによって蛍光物質を生じさせ
る標識物質が多量に存在する試料部分から放出される化
学発光あるいは化学蛍光も、ともに、所望のように、検
出して、定量性に優れた生化学解析用データを生成する
ことのできる生化学解析用データの生成方法および装置
を提供することを目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明のかかる目的は、
構造または特性が既知で、化学発光基質と接触させるこ
とによって化学発光を生じさせる標識物質あるいは蛍光
基質と接触させることによって蛍光物質を生じさせる標
識物質によって、選択的に、標識された特異的結合物質
を含む複数の吸着性領域が、互いに離間して、形成され
た生化学解析用ユニットの前記吸着性領域から放出され
る化学発光あるいは化学蛍光を、固体エリアセンサを用
いて、所定の単位露出時間ごとに、光電的に検出して、
前記生化学解析用ユニットの前記吸着性領域ごとに、ア
ナログ信号を生成し、前記アナログ信号を、ディジタル
化して、前記生化学解析用ユニットの前記吸着性領域ご
とに、ディジタル信号を生成し、生成されたディジタル
信号の信号強度を、それまでに生成されたディジタル信
号の信号強度に加算して、前記生化学解析用ユニットの
前記複数の吸着性領域ごとに、メモリに保存し、前記生
化学解析用ユニットの前記吸着性領域ごとに、それぞれ
の単位露出時間の間に、前記固体エリアセンサが検出し
たディジタル信号の信号強度が減少し始める単位露出区
間を検索し、検索された単位露出時間に基づき、前記メ
モリに保存されたディジタル信号の信号強度の加算値の
うちから、その単位露出時間の前までに、前記メモリに
保存されたディジタル信号の信号強度の加算値を選択
し、検索された前記単位露出時間の前までの前記固体エ
リアセンサによる化学発光あるいは化学蛍光の光電的検
出回数を、前記生化学解析用ユニットの前記吸着性領域
ごとに求め、求められた前記固体エリアセンサによる化
学発光あるいは化学蛍光の前記光電的検出回数のうちか
ら、任意の光電的検出回数を、基準光電的検出回数とし
て、選択して、選択されたディジタル信号の信号強度の
前記加算値に、選択された前記基準光電的検出回数を乗
じ、選択されたディジタル信号の信号強度の前記加算値
を得るために、前記固体エリアセンサによって、前記生
化学解析用ユニットの前記複数の吸着性領域のそれぞれ
から放出された化学発光あるいは化学蛍光を光電的に検
出した回数で除して、前記生化学解析用ユニットの前記
複数の吸着性領域のそれぞれの生化学解析用データとし
て、決定し、生化学解析用データを生成することを特徴
とする生化学解析用データの生成方法によって達成され
る。
【0010】化学発光あるいは化学蛍光を光電的に検出
して、生化学解析用データを生成する場合、一般に、C
CDエリアセンサなどの固体エリアセンサが用いられて
いるが、化学発光基質と接触させることによって化学発
光を生じさせる標識物質あるいは蛍光基質と接触させる
ことによって蛍光物質を生じさせる標識物質の量が少な
い生化学解析用ユニットの吸着性領域から放出される強
度の低い化学発光あるいは化学蛍光を検出して、定量性
に優れた生化学解析用データを生成するために、化学発
光あるいは化学蛍光による固体エリアセンサの露出時間
を長くすると、化学発光基質と接触させることによって
化学発光を生じさせる標識物質あるいは蛍光基質と接触
させることによって蛍光物質を生じさせる標識物質が多
量に存在する生化学解析用ユニットの吸着性領域から放
出される化学発光あるいは化学蛍光はきわめて強度が高
いため、このような化学発光あるいは化学蛍光を検出す
るときに、固体エリアセンサのダイナミックレンジの上
限値を越えてしまい、定量性のある化学発光データある
いは化学蛍光データを生成することができなくなり、そ
の一方で、化学発光基質と接触させることによって化学
発光を生じさせる標識物質あるいは蛍光基質と接触させ
ることによって蛍光物質を生じさせる標識物質が多量に
存在する生化学解析用ユニットの吸着性領域から放出さ
れる化学発光あるいは化学蛍光を検出して、定量性に優
れた生化学解析用データを生成するために、化学発光あ
るいは化学蛍光による固体エリアセンサの露出時間を短
くすると、化学発光基質と接触させることによって化学
発光を生じさせる標識物質あるいは蛍光基質と接触させ
ることによって蛍光物質を生じさせる標識物質の量が少
ない生化学解析用ユニットの吸着性領域から放出される
強度の低い化学発光あるいは化学蛍光を検出して、生成
された生化学解析用データの定量性が著しく低下し、定
量性に優れた生化学解析用データを得ることができない
という問題があったが、本発明によれば、構造または特
性が既知で、化学発光基質と接触させることによって化
学発光を生じさせる標識物質あるいは蛍光基質と接触さ
せることによって蛍光物質を生じさせる標識物質によっ
て、選択的に、標識された特異的結合物質を含む複数の
吸着性領域が、互いに離間して、形成された生化学解析
用ユニットの吸着性領域から放出される化学発光あるい
は化学蛍光を、固体エリアセンサを用いて、所定の単位
露出時間ごとに、光電的に検出して、生化学解析用ユニ
ットの吸着性領域ごとに、アナログ信号を生成し、アナ
ログ信号を、ディジタル化して、生化学解析用ユニット
の吸着性領域ごとに、ディジタル信号を生成し、生成さ
れたディジタル信号の信号強度を、それまでに生成され
たディジタル信号の信号強度に加算して、生化学解析用
ユニットの複数の吸着性領域ごとに、メモリに保存し、
生化学解析用ユニットの吸着性領域ごとに、それぞれの
単位露出時間の間に、固体エリアセンサが検出したディ
ジタル信号の信号強度が減少し始める単位露出区間を検
索し、検索された単位露出時間に基づき、メモリに保存
されたディジタル信号の信号強度の加算値のうちから、
その単位露出時間の前までに、メモリに保存されたディ
ジタル信号の信号強度の加算値を選択し、検索された単
位露出時間の前までの固体エリアセンサによる化学発光
あるいは化学蛍光の光電的検出回数を、生化学解析用ユ
ニットの吸着性領域ごとに求め、求められた固体エリア
センサによる化学発光あるいは化学蛍光の光電的検出回
数のうちから、任意の光電的検出回数を、基準光電的検
出回数として、選択して、選択されたディジタル信号の
信号強度の加算値に、選択された前記基準光電的検出回
数を乗じ、選択されたディジタル信号の信号強度の加算
値を得るために、固体エリアセンサによって、生化学解
析用ユニットの複数の吸着性領域のそれぞれから放出さ
れた化学発光あるいは化学蛍光を光電的に検出した回数
で除して、生化学解析用ユニットの複数の吸着性領域の
それぞれの生化学解析用データとして、決定し、生化学
解析用データを生成するように構成されているから、従
来の方法によれば、化学発光基質と接触させることによ
って化学発光を生じさせる標識物質あるいは蛍光基質と
接触させることによって蛍光物質を生じさせる標識物質
の含有量がきわめて多いため、生化学解析用ユニットの
吸着性領域から放出される化学発光あるいは化学蛍光の
強度が高く、固体エリアセンサによって、化学発光ある
いは化学蛍光を検出したときに、固体エリアセンサのダ
イナミックレンジの上限値を越えてしまい、定量性のあ
る生化学解析用データを生成することが不可能な場合に
も、定量性に優れた生化学解析用データを生成すること
が可能になり、一方、化学発光基質と接触させることに
よって化学発光を生じさせる標識物質あるいは蛍光基質
と接触させることによって蛍光物質を生じさせる標識物
質の含有量が少ないため、生化学解析用ユニットの吸着
性領域から放出される化学発光あるいは化学蛍光の強度
が低く、固体エリアセンサによって、化学発光あるいは
化学蛍光を光電的に検出して、定量性に優れた生化学解
析用データを生成することが困難な場合にも、固体エリ
アセンサによって、強度の低い化学発光あるいは化学蛍
光を、長時間にわたって、光電的に検出し、得られたデ
ータを、数学的に処理して、生化学解析用データが生成
されるから、定量性に優れた生化学解析用データを生成
することが可能になる。
【0011】本発明において、化学発光基質と接触させ
ることによって化学発光を生じさせる標識物質によっ
て、特異的結合物質が標識されているとは、化学発光基
質と接触させることによって化学発光を生じさせる標識
物質によって標識された生体由来の物質を、ハイブリダ
イゼーションなどによって、直接、特異的結合物質に特
異的に結合する場合と、ジゴキシゲニンなどによって抗
原標識されたプローブである生体由来の物質を、ハイブ
リダイゼーションなどによって、特異的結合物質に特異
的に結合させ、さらに、化学発光基質と接触させること
によって化学発光を生じさせる標識酵素が結合された抗
体を、抗原抗体反応によって、プローブを標識している
抗原に結合させる場合を包含している。
【0012】本発明の好ましい実施態様においては、さ
らに、前記単位露出時間のそれぞれにおいて、前記固体
エリアセンサが検出した前記複数の吸着性領域ごとのデ
ィジタル信号の信号強度の加算値の増大割合を算出し、
ディジタル信号の信号強度の加算値の増大割合が減少し
始める単位露出区間を検索し、検索された単位露出時間
に基づき、前記メモリに保存されたディジタル信号の信
号強度の加算値のうちから、その単位露出時間の前まで
に、前記メモリに保存されたディジタル信号の信号強度
の加算値を選択するように構成されている。
【0013】本発明の好ましい実施態様においては、前
記固体エリアセンサによる化学発光あるいは蛍光の前記
光電的検出回数のうちから、最大の光電的検出回数ある
いは最小の光電的検出回数を、基準光電的検出回数とし
て、選択するように構成されている。
【0014】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、前記生化学解析用ユニットの前記複数の吸着性領域
から放出される化学発光を、それぞれの受光端部が、前
記複数のドット状領域のそれぞれに対向して、配置され
た複数の導光部材によって、光検出器に導いて、光電的
に検出し、生化学解析用データを生成するように構成さ
れている。
【0015】本発明のさらに好ましい実施態様によれ
ば、生化学解析用ユニットの基板に、互いに離間して、
二次元的に、複数の吸着性領域を高密度に形成し、生体
由来の物質と特異的に結合可能で、かつ、塩基配列や塩
基の長さ、組成などが既知の特異的結合物質を、複数の
吸着性領域に滴下し、複数の吸着性領域に含まれている
特異的結合物質に、化学発光基質と接触させることによ
って化学発光を生じさせる標識物質あるいは蛍光基質と
接触させることによって蛍光物質を生じさせる標識物質
によって、選択的に、標識した場合においても、生化学
解析用ユニットをサンプルステージに載置し、生化学解
析用ユニットの複数の吸着性領域から放出される化学発
光あるいは化学蛍光を光電的に検出して、生化学解析用
データを生成する際に、複数の導光部材を、それぞれの
受光端部が、生化学解析用ユニットに、互いに離間し
て、二次元的に形成された複数の吸着性領域のそれぞれ
に、十分に近接するように、位置させて、複数の吸着性
領域のそれぞれから放出される化学発光あるいは化学蛍
光を、各導光部材の受光端部によって受光し、固体エリ
アセンサに導いて、固体エリアセンサに光電的に検出さ
せることにより、吸着性領域から放出される化学発光あ
るいは化学蛍光を、高い集光効率で、固体エリアセンサ
に導いて、光電的に検出することが可能になるから、高
い分解能で、定量性に優れた生化学解析用のデータを生
成することが可能になる。
【0016】本発明の好ましい実施態様においては、前
記複数の導光部材が、それぞれ、少なくとも1本の光フ
ァイバによって構成されている。
【0017】本発明の好ましい実施態様においては、前
記複数の導光部材が、光ファイバ束によって構成されて
いる。
【0018】本発明の好ましい実施態様においては、前
記複数の導光部材の前記受光端部とは反対の端部近傍が
集合されている。
【0019】本発明の好ましい実施態様によれば、複数
の導光部材の受光端部とは反対の端部近傍が集合されて
いるから、光電検出面の小さい固体エリアセンサを用い
ることができ、生化学解析用データの生成装置を小型化
することが可能となるとともに、製造コストを低減する
ことが可能なる。
【0020】本発明の好ましい実施態様においては、前
記複数の導光部材の受光端部近傍が、固定ヘッドによっ
て支持され、前記複数の導光部材の受光端部が、前記複
数のドット状領域のそれぞれに対向して、配置されてい
る。
【0021】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、前記固体エリアセンサが、冷却CCDエリアセンサ
によって構成されている。
【0022】本発明のさらに好ましい実施態様によれ
ば、固体エリアセンサが、冷却CCDエリアセンサによ
って構成されているから、長時間にわたって、生化学解
析用ユニットの複数の吸着性領域から放出される微弱な
化学発光あるいは化学蛍光を、複数の導光部材によって
集光して、光電的に検出するができ、したがって、十分
に高感度で、化学発光あるいは化学蛍光を検出して、生
化学解析用データを生成することが可能になる。
【0023】本発明の前記目的はまた、構造または特性
が既知で、化学発光基質と接触させることによって化学
発光を生じさせる標識物質あるいは蛍光基質と接触させ
ることによって蛍光物質を生じさせる標識物質によっ
て、選択的に、標識された特異的結合物質を含む複数の
吸着性領域が、互いに離間して、形成された生化学解析
用ユニットを載置するサンプルステージと、前記生化学
解析用ユニットの前記複数の吸着性領域から放出された
化学発光あるいは化学蛍光を光電的に検出して、前記生
化学解析用ユニットの前記吸着性領域ごとに、アナログ
信号を生成する固体エリアセンサと、それぞれの受光端
部が、前記サンプルステージに載置された前記生化学解
析用ユニットの前記複数の吸着性領域のそれぞれに対向
して、配置され、前記生化学解析用ユニットの前記複数
の吸着性領域のそれぞれから放出された化学発光あるい
は化学蛍光を、前記固体エリアセンサに導く複数の導光
部材と、前記固体エリアセンサによって、生成されたア
ナログ信号を、ディジタル化して、前記生化学解析用ユ
ニットの前記吸着性領域ごとに、ディジタル信号を生成
するA/D変換器と、所定の単位露出時間ごとに、前記
生化学解析用ユニットの前記複数の吸着性領域から放出
された化学発光あるいは化学蛍光を光電的に検出するよ
うに、前記固体エリアセンサを制御するセンサ制御手段
と、前記A/D変換器によって、前記単位露出時間ごと
に、生成された前記ディジタル信号の信号強度を、それ
までに生成されたディジタル信号の信号強度に加算し
て、前記生化学解析用ユニットの前記複数の吸着性領域
ごとに、メモリに保存する信号強度加算手段と、前記メ
モリに保存されたディジタル信号の信号強度の加算値に
基づいて、それぞれの単位露出時間の間に、前記固体エ
リアセンサが検出したディジタル信号の信号強度が減少
し始める単位露出区間を検索し、検索された単位露出時
間に基づき、前記メモリに保存されたディジタル信号の
信号強度の加算値のうちから、その単位露出時間の前ま
でに、前記メモリに保存されたディジタル信号の信号強
度の加算値を選択し、検索された前記単位露出時間の前
までの前記固体エリアセンサによる化学発光あるいは化
学蛍光の光電的検出回数を、前記生化学解析用ユニット
の前記吸着性領域ごとに求め、求められた前記固体エリ
アセンサによる化学発光の前記光電的検出回数のうちか
ら、任意の光電的検出回数を、基準光電的検出回数とし
て、選択し、選択されたディジタル信号の信号強度の前
記加算値に、選択された前記基準光電的検出回数を乗
じ、選択されたディジタル信号の信号強度の前記加算値
を得るために、前記固体エリアセンサによって、前記生
化学解析用ユニットの前記複数の吸着性領域のそれぞれ
から放出された化学発光あるいは化学蛍光を光電的に検
出した回数で除して、前記生化学解析用ユニットの前記
複数の吸着性領域のそれぞれの生化学解析用データとし
て、決定する生化学解析用データ決定手段を備えたこと
を特徴とする生化学解析用データの生成装置によって達
成される。
【0024】本発明によれば、生化学解析用データの生
成装置は、構造または特性が既知で、化学発光基質と接
触させることによって化学発光を生じさせる標識物質あ
るいは蛍光基質と接触させることによって蛍光物質を生
じさせる標識物質によって、選択的に、標識された特異
的結合物質を含む複数の吸着性領域が、互いに離間し
て、形成された生化学解析用ユニットを載置するサンプ
ルステージと、生化学解析用ユニットの複数の吸着性領
域から放出された化学発光あるいは化学蛍光を光電的に
検出して、生化学解析用ユニットの吸着性領域ごとに、
アナログ信号を生成する固体エリアセンサと、それぞれ
の受光端部が、サンプルステージに載置された生化学解
析用ユニットの複数の吸着性領域のそれぞれに対向し
て、配置され、生化学解析用ユニットの複数の吸着性領
域のそれぞれから放出された化学発光あるいは化学蛍光
を、固体エリアセンサに導く複数の導光部材と、固体エ
リアセンサによって、生成されたアナログ信号を、ディ
ジタル化して、生化学解析用ユニットの吸着性領域ごと
に、ディジタル信号を生成するA/D変換器と、所定の
単位露出時間ごとに、生化学解析用ユニットの複数の吸
着性領域から放出された化学発光あるいは化学蛍光を光
電的に検出するように、固体エリアセンサを制御するセ
ンサ制御手段と、A/D変換器によって、単位露出時間
ごとに、生成されたディジタル信号の信号強度を、それ
までに生成されたディジタル信号の信号強度に加算し
て、生化学解析用ユニットの複数の吸着性領域ごとに、
メモリに保存する信号強度加算手段と、メモリに保存さ
れたディジタル信号の信号強度の加算値に基づいて、そ
れぞれの単位露出時間の間に、固体エリアセンサが検出
したディジタル信号の信号強度が減少し始める単位露出
区間を検索し、検索された単位露出時間に基づき、メモ
リに保存されたディジタル信号の信号強度の加算値のう
ちから、その単位露出時間の前までに、メモリに保存さ
れたディジタル信号の信号強度の加算値を選択し、検索
された単位露出時間の前までの固体エリアセンサによる
化学発光あるいは化学蛍光の光電的検出回数を、生化学
解析用ユニットの吸着性領域ごとに求め、求められた固
体エリアセンサによる化学発光の光電的検出回数のうち
から、任意の光電的検出回数を、基準光電的検出回数と
して、選択し、選択されたディジタル信号の信号強度の
加算値に、選択された基準光電的検出回数を乗じ、選択
されたディジタル信号の信号強度の加算値を得るため
に、固体エリアセンサによって、生化学解析用ユニット
の複数の吸着性領域のそれぞれから放出された化学発光
あるいは化学蛍光を光電的に検出した回数で除して、生
化学解析用ユニットの複数の吸着性領域のそれぞれの生
化学解析用データとして、決定する生化学解析用データ
決定手段を備えているから、従来の方法によれば、化学
発光基質と接触させることによって化学発光を生じさせ
る標識物質あるいは蛍光基質と接触させることによって
蛍光物質を生じさせる標識物質の含有量がきわめて多い
ため、生化学解析用ユニットの吸着性領域から放出され
る化学発光あるいは化学蛍光の強度が高く、固体エリア
センサによって、化学発光あるいは化学蛍光を検出した
ときに、固体エリアセンサのダイナミックレンジの上限
値を越えてしまい、定量性のある生化学解析用データを
生成することが不可能な場合にも、定量性に優れた生化
学解析用データを生成することが可能になり、一方、化
学発光基質と接触させることによって化学発光を生じさ
せる標識物質あるいは蛍光基質と接触させることによっ
て蛍光物質を生じさせる標識物質の含有量が少ないた
め、生化学解析用ユニットの吸着性領域から放出される
化学発光あるいは化学蛍光の強度が低く、固体エリアセ
ンサによって、化学発光あるいは化学蛍光を光電的に検
出して、定量性に優れた生化学解析用データを生成する
ことが困難な場合にも、固体エリアセンサによって、強
度の低い化学発光あるいは化学蛍光を、長時間にわたっ
て、光電的に検出し、得られたデータを、生化学解析用
データ決定手段によって、数学的に処理して、生化学解
析用データを生成することができるから、定量性に優れ
た生化学解析用データを生成することが可能になる。
【0025】本発明の好ましい実施態様においては、生
化学解析用データの生成装置は、さらに、前記単位露出
時間のそれぞれにおいて、前記固体エリアセンサが検出
した前記複数の吸着性領域ごとのディジタル信号の信号
強度の加算値の増大割合を算出する信号強度増大割合算
出手段を備え、前記生化学解析用データ決定手段が、前
記信号強度増大割合算出手段によって算出された前記固
体エリアセンサが検出した前記複数の吸着性領域ごとの
ディジタル信号の信号強度の加算値の前記増大割合に基
づいて、ディジタル信号の信号強度の加算値の増大割合
が減少し始める単位露出区間を検索し、検索された単位
露出時間に基づき、前記メモリに保存されたディジタル
信号の信号強度の加算値のうちから、その単位露出時間
の前までに、前記メモリに保存されたディジタル信号の
信号強度の加算値を選択するように構成されている。
【0026】本発明の好ましい実施態様においては、生
化学解析用データ決定手段が、前記固体エリアセンサに
よる化学発光あるいは蛍光の前記光電的検出回数のうち
から、最大の光電的検出回数あるいは最小の光電的検出
回数を、基準光電的検出回数として、選択するように構
成されている。
【0027】本発明の好ましい実施態様においては、前
記導光部材が、少なくとも1本の光ファイバによって構
成されている。
【0028】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、前記導光部材が、光ファイバ束によって構成されて
いる。
【0029】本発明の好ましい実施態様においては、前
記複数の導光部材の前記受光端部とは反対の端部近傍
が、集合されている。
【0030】本発明の好ましい実施態様によれば、複数
の導光部材の受光端部とは反対の端部近傍が集合されて
いるから、光電検出面の小さい固体エリアセンサを用い
ることができ、生化学解析用データの生成装置を小型化
することが可能となるとともに、製造コストを低減する
ことが可能なる。
【0031】本発明の好ましい実施態様においては、前
記複数の導光部材の受光端部近傍が、固定ヘッドによっ
て支持され、前記複数の導光部材の受光端部が、前記サ
ンプルの前記複数のドット状領域のそれぞれに対向し
て、配置されている。
【0032】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、前記固体エリアセンサが、冷却CCDエリアセンサ
によって構成されている。
【0033】本発明のさらに好ましい実施態様によれ
ば、固体エリアセンサが、冷却CCDエリアセンサによ
って構成されているから、長時間にわたって、生化学解
析用ユニットの複数の吸着性領域から放出される微弱な
化学発光あるいは化学蛍光を、複数の導光部材によって
集光して、光電的に検出するができ、したがって、十分
に高感度で、化学発光あるいは化学蛍光を検出して、生
化学解析用データを生成することが可能になる。
【0034】本発明の好ましい実施態様においては、前
記生化学解析用ユニットが、複数の孔が、互いに離間し
て形成された基板を備え、前記複数の吸着性領域が、前
記基板に形成された前記複数の孔に充填された吸着性材
料に、特異的結合物質を含有させて、形成されている。
【0035】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、前記生化学解析用ユニットが、複数の貫通孔が、互
いに離間して形成された基板を備え、前記複数の吸着性
領域が、前記基板に形成された前記複数の貫通孔に充填
された吸着性材料に、特異的結合物質を含有させて、形
成されている。
【0036】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、前記生化学解析用ユニットの前記複数の吸着性領域
が、前記基板に形成された複数の貫通孔内に、吸着性材
料を含んだ吸着性膜が圧入され、吸着性膜に、特異的結
合物質を含有させて、形成されている。
【0037】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、前記生化学解析用ユニットが、複数の凹部が、互い
に離間して形成された基板を備え、前記複数の吸着性領
域が、前記基板に形成された前記複数の凹部に充填され
た吸着性材料に、特異的結合物質を含有させて、形成さ
れている。
【0038】本発明の別の好ましい実施態様において
は、前記生化学解析用ユニットが、吸着性基板と、複数
の貫通孔が、互いに離間して形成され、前記吸着性基板
の少なくとも一方の面に密着された基板を備え、前記複
数の吸着性領域が、前記基板に形成された前記複数の貫
通孔内の前記吸着性基板に、特異的結合物質を含有させ
て、形成されている。
【0039】本発明の好ましい実施態様においては、前
記生化学解析用ユニットに、10以上の吸着性領域が形
成されている。
【0040】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、前記生化学解析用ユニットに、50以上の吸着性領
域が形成されている。
【0041】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、前記生化学解析用ユニットに、100以上の吸着性
領域が形成されている。
【0042】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、前記生化学解析用ユニットに、500以上の吸着性
領域が形成されている。
【0043】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、前記生化学解析用ユニットに、1000以上の吸着
性領域が形成されている。
【0044】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、前記生化学解析用ユニットに、5000以上の吸着
性領域が形成されている。
【0045】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、前記生化学解析用ユニットに、10000以上の吸
着性領域が形成されている。
【0046】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、前記生化学解析用ユニットに、50000以上の吸
着性領域が形成されている。
【0047】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、前記生化学解析用ユニットに、100000以上の
吸着性領域が形成されている。
【0048】本発明の好ましい実施態様においては、前
記生化学解析用ユニットの前記複数の吸着性領域が、そ
れぞれ、5平方ミリメートル未満のサイズを有してい
る。
【0049】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、前記生化学解析用ユニットの前記複数の吸着性領域
が、それぞれ、1平方ミリメートル未満のサイズを有し
ている。
【0050】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、前記生化学解析用ユニットの前記複数の吸着性領域
が、それぞれ、0.5平方ミリメートル未満のサイズを
有している。
【0051】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、前記生化学解析用ユニットの前記複数の吸着性領域
が、それぞれ、0.1平方ミリメートル未満のサイズを
有している。
【0052】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、前記生化学解析用ユニットの前記複数の吸着性領域
が、それぞれ、0.05平方ミリメートル未満のサイズ
を有している。
【0053】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、前記生化学解析用ユニットの前記複数の吸着性領域
が、それぞれ、0.01平方ミリメートル未満のサイズ
を有している。
【0054】本発明の好ましい実施態様においては、前
記生化学解析用ユニットに、前記複数の吸着性領域が、
10個/平方センチメートル以上の密度で形成されてい
る。
【0055】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、前記生化学解析用ユニットに、前記複数の吸着性領
域が、50個/平方センチメートル以上の密度で形成さ
れている。
【0056】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、前記生化学解析用ユニットに、前記複数の吸着性領
域が、100個/平方センチメートル以上の密度で形成
されている。
【0057】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、前記生化学解析用ユニットに、前記複数の吸着性領
域が、500個/平方センチメートル以上の密度で形成
されている。
【0058】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、前記生化学解析用ユニットに、前記複数の吸着性領
域が、1000個/平方センチメートル以上の密度で形
成されている。
【0059】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、前記生化学解析用ユニットに、前記複数の吸着性領
域が、5000個/平方センチメートル以上の密度で形
成されている。
【0060】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、前記生化学解析用ユニットに、前記複数の吸着性領
域が、10000個/平方センチメートル以上の密度で
形成されている。
【0061】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、前記生化学解析用ユニットに、前記複数の吸着性領
域が、50000個/平方センチメートル以上の密度で
形成されている。
【0062】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、前記生化学解析用ユニットに、前記複数の吸着性領
域が、100000個/平方センチメートル以上の密度
で形成されている。
【0063】本発明の好ましい実施態様においては、前
記生化学解析用ユニットに、前記複数の吸着性領域が、
規則的なパターンで形成されている。
【0064】本発明の好ましい実施態様においては、前
記生化学解析用ユニットの前記基板に、前記複数の貫通
孔が、それぞれ、略円形に形成されている。
【0065】本発明において、生化学解析用ユニットの
複数の吸着性領域が、基板に形成された複数の孔に充填
された吸着性材料に、特異的結合物質を含有させて、形
成されている場合、あるいは、生化学解析用ユニットの
複数の吸着性領域が、基板に形成された複数の貫通孔内
の吸着性基板に、特異的結合物質を含有させて、形成さ
れている場合には、好ましくは、前記生化学解析用ユニ
ットの前記基板が、光を減衰させる性質を有している。
【0066】本発明の好ましい実施態様によれば、生化
学解析用ユニットの基板が、光を減衰させる性質を有し
ているから、生化学解析用ユニットの基板に、吸着性領
域を高密度に形成し、複数の吸着性領域に含まれた特異
的結合物質を、化学発光基質と接触させることによって
化学発光を生じさせる標識物質によって、選択的に、標
識し、生化学解析用ユニットの複数の吸着性領域から放
出される化学発光を、光電的に検出して、生化学解析用
データを生成する場合にも、複数の吸着性領域から放出
される化学発光が、基板内で散乱して、隣り合う吸着性
領域から放出された化学発光と混ざり合うことを効果的
に防止することが可能になり、したがって、化学発光を
光電的に検出して、定量性に優れた生化学解析用データ
を生成することが可能になる。
【0067】本発明の好ましい実施態様においては、前
記生化学解析用ユニットの前記基板が、隣り合う前記吸
着性領域の間の距離に等しい距離だけ、光が前記基板中
を透過したときに、光のエネルギーを、1/5以下に減
衰させる性質を有している。
【0068】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、前記生化学解析用ユニットの前記基板が、隣り合う
前記吸着性領域の間の距離に等しい距離だけ、光が前記
基板中を透過したときに、光のエネルギーを、1/10
以下に減衰させる性質を有している。
【0069】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、前記生化学解析用ユニットの前記基板が、隣り合う
前記吸着性領域の間の距離に等しい距離だけ、光が前記
基板中を透過したときに、光のエネルギーを、1/50
以下に減衰させる性質を有している。
【0070】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、前記生化学解析用ユニットの前記基板が、隣り合う
前記吸着性領域の間の距離に等しい距離だけ、光が前記
基板中を透過したときに、光のエネルギーを、1/10
0以下に減衰させる性質を有している。
【0071】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、前記生化学解析用ユニットの前記基板が、隣り合う
前記吸着性領域の間の距離に等しい距離だけ、光が前記
基板中を透過したときに、光のエネルギーを、1/50
0以下に減衰させる性質を有している。
【0072】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、前記生化学解析用ユニットの前記基板が、隣り合う
前記吸着性領域の間の距離に等しい距離だけ、光が前記
基板中を透過したときに、光のエネルギーを、1/10
00以下に減衰させる性質を有している。
【0073】本発明において、生化学解析用ユニットの
複数の吸着性領域が、基板に形成された複数の孔に充填
された吸着性材料に、特異的結合物質を含有させて、形
成されている場合、あるいは、生化学解析用ユニットの
複数の吸着性領域が、基板に形成された複数の貫通孔内
の吸着性基板に、特異的結合物質を含有させて、形成さ
れている場合には、生化学解析用ユニットの基板を形成
するための材料は、光を減衰させる性質を有しているこ
とが好ましいが、とくに限定されるものではなく、無機
化合物材料、有機化合物材料のいずれをも使用すること
ができ、金属材料、セラミック材料またはプラスチック
材料が、好ましく使用される。
【0074】本発明において、生化学解析用ユニットの
複数の吸着性領域が、基板に形成された複数の孔に充填
された吸着性材料に、特異的結合物質を含有させて、形
成されている場合、あるいは、生化学解析用ユニットの
複数の吸着性領域が、基板に形成された複数の貫通孔内
の吸着性基板に、特異的結合物質を含有させて、形成さ
れている場合に、生化学解析用ユニットの基板を形成す
るために好ましく使用することのできる無機化合物材料
としては、たとえば、金、銀、銅、亜鉛、アルミニウ
ム、チタン、タンタル、クロム、鉄、ニッケル、コバル
ト、鉛、錫、セレンなどの金属;真鍮、ステンレス、青
銅などの合金;シリコン、アモルファスシリコン、ガラ
ス、石英、炭化ケイ素、窒化ケイ素などの珪素材料;酸
化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム
などの金属酸化物;タングステンカーバイト、炭酸カル
シウム、硫酸カルシウム、ヒドロキシアパタイト、砒化
ガリウムなどの無機塩を挙げることができる。これら
は、単結晶、アモルファス、セラミックのような多結晶
焼結体にいずれの構造を有していてもよい。
【0075】本発明において、生化学解析用ユニットの
複数の吸着性領域が、基板に形成された複数の孔に充填
された吸着性材料に、特異的結合物質を含有させて、形
成されている場合、あるいは、生化学解析用ユニットの
複数の吸着性領域が、基板に形成された複数の貫通孔内
の吸着性基板に、特異的結合物質を含有させて、形成さ
れている場合に、生化学解析用ユニットの基板を形成す
るために使用可能な有機化合物材料としては、高分子化
合物が好ましく用いられ、好ましく使用することのでき
る高分子化合物としては、たとえば、ポリエチレンやポ
リプロピレンなどのポリオレフィン;ポリメチルメタク
リレート、ブチルアクリレート/メチルメタクリレート
共重合体などのアクリル樹脂;ポリアクリロニトリル;
ポリ塩化ビニル;ポリ塩化ビニリデン;ポリフッ化ビニ
リデン;ポリテトラフルオロエチレン;ポリクロロトリ
フルオロエチレン;ポリカーボネート;ポリエチレンナ
フタレートやポリエチレンテレフタレートなどのポリエ
ステル;ナイロン6、ナイロン6,6、ナイロン4,1
0などのナイロン;ポリイミド;ポリスルホン;ポリフ
ェニレンサルファイド;ポリジフェニルシロキサンなど
のケイ素樹脂;ノボラックなどのフェノール樹脂;エポ
キシ樹脂;ポリウレタン;ポリスチレン;ブタジエン−
スチレン共重合体;セルロース、酢酸セルロース、ニト
ロセルロース、でん粉、アルギン酸カルシウム、ヒドロ
キシプロピルメチルセルロースなどの多糖類;キチン;
キトサン;ウルシ;ゼラチン、コラーゲン、ケラチンな
どのポリアミドおよびこれら高分子化合物の共重合体な
どを挙げることができる。これらは、複合材料でもよ
く、必要に応じて、金属酸化物粒子やガラス繊維などを
充填することもでき、また、有機化合物材料をブレンド
して、使用することもできる。
【0076】一般に、光の散乱および/または吸収が大
きいほど、光の減衰能が高くなるので、生化学解析用ユ
ニットの複数の吸着性領域が、基板に形成された複数の
孔に充填された吸着性材料に、特異的結合物質を含有さ
せて、形成されている場合、あるいは、生化学解析用ユ
ニットの複数の吸着性領域が、基板に形成された複数の
貫通孔内の吸着性基板に、特異的結合物質を含有させ
て、形成されている場合には、生化学解析用ユニットの
基板は、厚さ1cmあたりの吸光度が0.3以上である
ことが好ましく、厚さ1cmあたりの吸光度が1以上で
あれば、さらに好ましい。ここに、吸光度は、厚さTc
mの板状体の直後に、積分球を置き、計測に利用するプ
ローブ光またはエミッション光の波長における透過光量
Aを分光光度計によって測定し、A/Tを算出すること
によって、求められる。光減衰能を向上させるために、
光散乱体や光吸収体を、生化学解析用ユニットの基板に
含有させることもできる。光散乱体としては、生化学解
析用ユニットの基板を形成している材料と異なる材料の
微粒子が用いられ、光吸収体としては、顔料または染料
が用いられる。
【0077】本発明の別の好ましい実施態様において
は、前記生化学解析用ユニットが、吸着性基板を備え、
前記複数の吸着性領域が、前記吸着性基板に、特異的結
合物質を含有させて、形成されている。
【0078】本発明において、生化学解析用ユニットの
吸着性領域あるいは吸着性基板を形成するための吸着性
材料としては、多孔質材料あるいは繊維材料が好ましく
使用される。多孔質材料と繊維材料とを併用して、吸着
性領域あるいは吸着性基板を形成することもできる。
【0079】本発明において、生化学解析用ユニットの
吸着性領域あるいは吸着性基板を形成するために使用さ
れる多孔質材料は、有機材料、無機材料のいずれでもよ
く、有機/無機複合体でもよい。
【0080】本発明において、生化学解析用ユニットの
吸着性領域あるいは吸着性基板を形成するために使用さ
れる有機多孔質材料は、とくに限定されるものではない
が、活性炭などの炭素材料あるいはメンブレンフィルタ
を形成可能な材料が、好ましく用いられる。具体的に
は、ナイロン6、ナイロン6,6、ナイロン4,10な
どのナイロン類;ニトロセルロース、酢酸セルロース、
酪酸酢酸セルロースなどのセルロース誘導体;コラーゲ
ン;アルギン酸、アルギン酸カルシウム、アルギン酸/
ポリリシンポリイオンコンプレックスなどのアルギン酸
類;ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィ
ン類;ポリ塩化ビニル;ポリ塩化ビニリデン;ポリフッ
化ビニリデン、ポリテトラフルオライドなどのポリフル
オライドや、これらの共重合体または複合体が挙げられ
る。
【0081】本発明において、生化学解析用ユニットの
吸着性領域あるいは吸着性基板を形成するために使用さ
れる無機多孔質材料は、とくに限定されるものではない
が、好ましくは、たとえば、白金、金、鉄、銀、ニッケ
ル、アルミニウムなどの金属;アルミナ、シリカ、チタ
ニア、ゼオライトなどの金属酸化物;ヒドロキシアパタ
イト、硫酸カルシウムなどの金属塩やこれらの複合体な
どが挙げられる。
【0082】本発明において、生化学解析用ユニットの
吸着性領域あるいは吸着性基板を形成するために使用さ
れる繊維材料は、とくに限定されるものではないが、好
ましくは、たとえば、ナイロン6、ナイロン6,6、ナ
イロン4,10などのナイロン類、ニトロセルロース、
酢酸セルロース、酪酸酢酸セルロースなどのセルロース
誘導体などが挙げられる。
【0083】本発明において、生化学解析用ユニットの
吸着性領域は、電解処理、プラズマ処理、アーク放電な
どの酸化処理;シランカップリング剤、チタンカップリ
ング剤などを用いたプライマー処理;界面活性剤処理な
どの表面処理によって形成することもできる。
【0084】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて、本発
明の好ましい実施態様につき、詳細に説明を加える。
【0085】図1は、本発明の好ましい実施態様にかか
る生化学解析用データの生成方法に使用される生化学解
析用ユニットの略斜視図である。
【0086】図1に示されるように、本実施態様にかか
る生化学解析用ユニット1は、アルミニウムによって形
成され、多数の略円形状の貫通孔3が高密度に形成され
た基板2を備えており、多数の貫通孔3の内部には、ナ
イロン6が充填されて、多数の吸着性領域4が形成され
ている。
【0087】図1には正確に示されていないが、本実施
態様においては、約0.01平方ミリメートルのサイズ
を有する略円形の貫通孔3が、120列×160行のマ
トリックス状に、規則的に、基板2に形成されており、
したがって、合計19200の吸着性領域4が形成され
ている。吸着性領域4は、その表面が、基板2の表面と
同じ高さに位置するように、多数の貫通孔3内に、ナイ
ロン6が充填されて、形成されている。
【0088】生化学解析にあたっては、生化学解析用ユ
ニット1の基板2に規則的に形成された多数の吸着性領
域4内に、たとえば、特異的結合物質として、塩基配列
が既知の互いに異なった複数のcDNAが、スポッティ
ング装置を使用して、滴下され、吸着性領域4内に固定
される。
【0089】図2は、スポッティング装置の略正面図で
ある。
【0090】図2に示されるように、スポッティング装
置は、特異的結合物質の溶液を、生化学解析用ユニット
1の表面に向けて噴射するインジェクタ5とCCDカメ
ラ6を備え、CCDカメラ6によって、インジェクタ5
の先端部と、特異的結合物質を滴下すべき生化学解析用
ユニット1の吸着性領域4を観察しながら、インジェク
タ5の先端部と、特異的結合物質を滴下すべき吸着性領
域4の中心とが合致したときに、インジェクタ5から、
塩基配列が既知の互いに異なった複数のcDNAなどの
特異的結合物質が滴下されるように構成され、生化学解
析用ユニット1の多数のドット状の吸着性領域4内に、
特異的結合物質を、正確に滴下することができるように
保証されている。
【0091】次いで、こうして、生化学解析用ユニット
1の基板2に形成された多数の吸着性領域4に固定され
ているcDNAなどの特異的結合物質が、化学発光基質
と接触させることによって化学発光を生じさせる標識物
質によって、選択的に、標識される。
【0092】図3は、本発明の好ましい実施態様にかか
る生化学解析用データの生成方法に使用されるリアクタ
の略縦断面図である。
【0093】図3に示されるように、本実施態様にかか
るリアクタは、矩形状断面を有する反応容器8を備えて
いる。
【0094】まず、多数の吸着性領域4に、特異的結合
物質が固定されている生化学解析用ユニット1が、反応
容器8内にセットされる。
【0095】次いで、ジゴキシゲニンなどのハプテンに
よって標識された生体由来の物質を含むハイブリダイゼ
ーション反応溶液9が調製されて、反応容器8に収容さ
れ、反応容器8に振動が加えられる。
【0096】その結果、ジゴキシゲニンなどのハプテン
によって標識された生体由来の物質が、対流や拡散によ
って、生化学解析用ユニット1の多数の吸着性領域4に
固定されている特異的結合物質に接触し、選択的に、ハ
イブリダイズされる。
【0097】所定の時間が経過すると、ハイブリダイゼ
ーション反応溶液が、反応容器8から、排出され、反応
容器8内に、洗浄溶液が供給されて、反応容器8に振動
が加えられる。
【0098】その結果、洗浄溶液によって、生化学解析
用ユニット1の基板2に形成された多数の吸着性領域4
が洗浄される。
【0099】所定の時間が経過すると、洗浄溶液が、反
応容器8から、排出される。
【0100】次いで、化学発光基質と接触させることに
よって化学発光を生じさせる酵素によって標識されたジ
ゴキシゲニンなどのハプテンに対する抗体を含む抗体溶
液が調製されて、反応容器8内に供給され、反応容器8
に振動が加えられる。
【0101】その結果、化学発光基質と接触させること
によって化学発光を生じさせる酵素によって標識された
ジゴキシゲニンなどのハプテンに対する抗体が、対流や
拡散によって、生化学解析用ユニット1の基板2に形成
された多数の吸着性領域4に固定されている特異的結合
物質に、選択的に、ハイブリダイズされた生体由来の物
質を標識しているジゴキシゲニンなどのハプテンに、抗
原抗体反応によって、結合される。
【0102】所定の時間が経過すると、抗体溶液が、反
応容器8から、排出され、反応容器8内に、洗浄溶液が
供給されて、反応容器8に振動が加えられる。
【0103】その結果、洗浄溶液によって、生化学解析
用ユニット1の基板2に形成された多数の吸着性領域4
が洗浄される。
【0104】所定の時間が経過すると、洗浄溶液が、反
応容器8から、排出される。
【0105】こうして、生化学解析用ユニット1の基板
2に形成された多数の吸着性領域4に固定されているc
DNAなどの特異的結合物質が、化学発光基質と接触さ
せることによって化学発光を生じさせる標識物質によっ
て、選択的に、標識され、化学発光データが記録され
る。
【0106】以上のようにして、生化学解析用ユニット
1の多数の吸着性領域4に記録された化学発光データ
は、冷却CCDカメラを含む生化学解析用データ生成装
置によって、読み取られ、生化学解析用データが生成さ
れる。
【0107】図4は、生化学解析用ユニット1の多数の
吸着性領域4に記録された化学発光データを読み取っ
て、生化学解析用データを生成する生化学解析用データ
生成装置の略断面図である。
【0108】図4に示されるように、生化学解析用デー
タ生成装置は、多数の吸着性領域4に、化学発光データ
が記録された生化学解析用ユニット1を載置する透明ガ
ラス板11を備えたサンプルステージ10と、サンプル
ステージ10に載置された生化学解析用ユニット1の多
数のドット状の吸着性領域4のそれぞれに対向し、近接
した位置に、受光端部12aを有する光ファイバ部材1
2を備えている。
【0109】本実施態様においては、各光ファイバ部材
12は、複数の光ファイバによって構成され、受光端部
12aの近傍で、固定ヘッド13に形成された貫通孔1
4内に取り付けられ、光ファイバ部材12の受光端部1
2aが、所望のように、位置決めされている。
【0110】また、図4に示されるように、受光端部1
2aとは反対側の端部12bの近傍で、複数の光ファイ
バ部材12は集合されている。
【0111】図4に示されるように、光ファイバ部材1
2は、それぞれ、受光端部12aとは反対側の端部12
bが、冷却CCDエリアセンサ15の光電面に対向する
ように配置されている。
【0112】図5は、冷却CCDエリアセンサ15の制
御系、検出系およびメモリ系ならびに本実施態様にかか
る生化学解析用データ生成装置の制御系、メモリ系、表
示系および入力系を示すブロックダイアグラムである。
【0113】図5に示されるように、冷却CCDエリア
センサ15は、CCD20と、CCD20が、電荷の形
で蓄積したアナログ信号を、ディジタル化するA/D変
換器21と、A/D変換器21によって、生成されたデ
ィジタル信号を一時的に記憶するデータバッファ22
と、冷却CCDエリアセンサ15の動作を制御するカメ
ラ制御回路23を備えている。
【0114】図5に示されるように、本実施態様にかか
る生化学解析用データ生成装置は、冷却CCDエリアセ
ンサ15の動作を制御するCPU30と、冷却CCDエ
リアセンサ15によって生成されたディジタル信号を、
データバッファ23から読み出すデータ転送手段31
と、データ転送手段31によって読み出されたディジタ
ル信号に、データ処理を施すデータ処理手段32と、デ
ータ処理手段32によって、データ処理が施されたディ
ジタル信号を記憶するデータ記憶手段33と、データ記
憶手段33に記憶されたディジタル信号にデータ処理が
加えられて、生成された生化学解析用データに基づい
て、定量データを生成して、CRT35の画面上に表示
するデータ表示手段34と、種々の指示信号が入力され
るキーボード37を備えている。CPU30は、キーボ
ード37を介して、入力された指示信号に基づき、冷却
CCDエリアセンサ15のカメラ制御回路23に種々の
信号を出力可能に構成されている。
【0115】図6は、本発明の好ましい実施態様にかか
る生化学解析用データ生成装置のデータ処理手段32の
ブロックダイアグラムである。
【0116】図6に示されるように、本実施態様にかか
る生化学解析用データ生成装置のデータ処理手段32
は、所定の単位露出時間ΔTごとに、冷却CCDエリア
センサ15のCCD20によって生成されたアナログ信
号がディジタル化されて、生成されたディジタル信号の
信号強度ΔSを加算して、信号強度の加算値Sを、デー
タ記憶手段33の吸着性領域4ごとのメモリ領域に記憶
させる信号強度加算手段40と、単位露出時間ΔTあた
りのディジタル信号の信号強度ΔSを、単位露出時間Δ
Tで除して、その単位露出時間ΔTの間に、冷却CCD
エリアセンサ15のCCD20によって生成されたアナ
ログ信号がディジタル化されて、生成され、データ記憶
手段33に記憶された吸着性領域4ごとの信号強度の加
算値Sの増大勾配ΔS/ΔTを算出する信号強度増大勾
配算出手段41と、信号強度増大勾配算出手段40によ
って算出された単位露出時間ΔTあたりの信号強度の加
算値Sの増大勾配ΔS/ΔTに基づいて、生化学解析用
ユニット1の吸着性領域4ごとの生化学解析用データを
決定する生化学解析用データ決定手段42を備えてい
る。
【0117】本実施態様にかかる生化学解析用データ生
成装置は、以下のようにして、生化学解析用ユニット1
の基板2に形成された多数の吸着性領域4に記録されて
いる化学発光データを読み取り、生化学解析用データを
生成する。
【0118】まず、ユーザーによって、生化学解析用ユ
ニット1に形成された多数の吸着性領域4内に含まれた
標識物質に化学発光基質が接触されて、化学発光を放出
している生化学解析用ユニット1が、サンプルステージ
10の透明なガラス板11上に載置される。
【0119】次いで、ユーザーによって、キーボード3
7に、データ生成開始信号が入力されると、データ生成
開始信号が、CPU30に入力される。
【0120】CPU30は、データ生成開始信号を受け
ると、冷却CCDエリアセンサ15のカメラ制御回路2
3に、露出開始信号を出力して、化学発光の検出を開始
させる。
【0121】サンプルステージ10に載置された生化学
解析用ユニットの多数の吸着性領域4から放出された化
学発光18は、それぞれ、各吸着性領域4に対向する位
置に配置された光ファイバ部材12の受光端部12aに
よって集光される。
【0122】光ファイバ部材12の受光端部12aによ
って集光された化学発光18は、光ファイバ部材12に
よってガイドされて、冷却CCDエリアセンサ15のC
CD20の光電面に入射して、光電面に画像を形成す
る。CCD20は、こうして、光電面に形成された像の
光を受け、これを電荷の形で蓄積する。
【0123】所定の単位露出時間ΔTが経過すると、C
PU30は、冷却CCDエリアセンサ15のカメラ制御
回路23に露出完了信号を出力する。
【0124】冷却CCDエリアセンサ15のカメラ制御
回路23は、CPU30から、露出完了信号を受ける
と、単位露出時間ΔTの間に、CCD20が電荷の形で
蓄積したアナログデータを、A/D変換器21に転送し
て、ディジタル化し、生化学解析用ユニット1の吸着性
領域4ごとのディジタル信号を生成して、データバッフ
ァ22に一時的に記憶させる。
【0125】同時に、CPU30は、データ転送手段3
1にデータ転送信号を出力して、冷却CCDエリアセン
サ15のデータバッファ22から、生化学解析用ユニッ
ト1の吸着性領域4ごとのディジタル信号を読み出させ
て、データ処理手段32に出力させる。
【0126】ディジタル信号は、データ処理手段32の
信号強度加算手段40に入力され、信号強度加算手段4
0は、データ転送手段31から、ディジタル信号が入力
されると、データ記憶手段33の生化学解析用ユニット
1の吸着性領域4ごとのメモリ領域に記憶されているデ
ィジタル信号の加算値Sを読み出して、読み出した生化
学解析用ユニット1の吸着性領域4ごとのディジタル信
号の信号強度の加算値Sに、データ転送手段31から入
力されたディジタル信号の信号強度ΔSを加算し、生化
学解析用ユニット1の吸着性領域4ごとのディジタル信
号の信号強度の加算値Sを、データ記憶手段33の生化
学解析用ユニット1の吸着性領域4ごとのメモリ領域に
記憶させる。
【0127】この時点では、データ記憶手段33には、
まだ、ディジタル信号の信号強度の加算値Sは記憶され
ていないから、信号強度加算手段40は、データ転送手
段31から入力されたディジタル信号の信号強度ΔS
を、そのまま、吸着性領域4ごとのディジタル信号の信
号強度の加算値Sとして、データ記憶手段33の吸着性
領域4ごとのメモリ領域に記憶させる。
【0128】信号強度加算手段40は、同時に、生化学
解析用ユニット1の吸着性領域4ごとのディジタル信号
の信号強度ΔSを、データ処理手段32の信号強度増大
勾配算出手段40に出力し、信号強度増大勾配算出手段
40は、信号強度加算手段40から入力された生化学解
析用ユニット1の吸着性領域4ごとのディジタル信号の
信号強度ΔSを、単位露出時間ΔTで除して、その単位
露出時間ΔTの間に、冷却CCDエリアセンサ15が検
出した吸着性領域4ごとの信号強度の加算値Sの増大勾
配ΔS/ΔTを算出し、データ記憶手段33の吸着性領
域4ごとのメモリ領域に記憶させる。
【0129】こうして、単位露出時間ΔTにわたって、
冷却CCDエリアセンサ15のCCD20が露出され
て、生化学解析用ユニット1の吸着性領域4ごとのディ
ジタル信号が生成され、その信号強度ΔSおよびその単
位露出時間ΔTに、冷却CCDエリアセンサ15が検出
した信号強度の加算値Sの増大勾配ΔS/ΔTが、デー
タ記憶手段33の生化学解析用ユニット1の吸着性領域
4ごとのメモリ領域に記憶されると、CPU30は、冷
却CCDエリアセンサ15のカメラ制御回路23に、露
出開始信号を出力して、再度、化学発光の検出を開始さ
せる。
【0130】サンプルステージ10に載置された生化学
解析用ユニットの多数の吸着性領域4から放出された化
学発光18は、それぞれ、各吸着性領域4に対向する位
置に配置された光ファイバ部材12の受光端部12aに
よって集光される。
【0131】光ファイバ部材12の受光端部12aによ
って集光された化学発光18は、光ファイバ部材12に
よってガイドされて、冷却CCDエリアセンサ15のC
CD20の光電面に入射して、光電面に画像を形成す
る。CCD20は、こうして、光電面に形成された像の
光を受け、これを電荷の形で蓄積する。
【0132】単位露出時間ΔTが経過すると、CPU3
0は、冷却CCDエリアセンサ15のカメラ制御回路2
3に露出完了信号を出力する。
【0133】冷却CCDエリアセンサ15のカメラ制御
回路23は、CPU30から、露出完了信号を受ける
と、単位露出時間ΔTの間に、CCD20が電荷の形で
蓄積したアナログ信号を、A/D変換器21に転送し
て、ディジタル化し、生化学解析用ユニット1の吸着性
領域4ごとのディジタル信号を生成して、データバッフ
ァ22に一時的に記憶させる。
【0134】同時に、CPU30は、データ転送手段3
1にデータ転送信号を出力して、冷却CCDエリアセン
サ15のデータバッファ22から、生化学解析用ユニッ
ト1の吸着性領域4ごとのディジタル信号を読み出させ
て、データ記憶手段33に出力させる。
【0135】ディジタル信号は、データ処理手段32の
信号強度加算手段40に入力され、信号強度加算手段4
0は、データ転送手段31から、ディジタル信号が入力
されると、データ記憶手段33の生化学解析用ユニット
1の吸着性領域4ごとのメモリ領域に記憶されているデ
ィジタル信号の加算値Sを読み出して、読み出した生化
学解析用ユニット1の吸着性領域4ごとのディジタル信
号の信号強度の加算値Sに、データ転送手段31から入
力されたディジタル信号の信号強度ΔSを加算し、生化
学解析用ユニット1の吸着性領域4ごとのディジタル信
号の信号強度の加算値Sを、データ記憶手段33の生化
学解析用ユニット1の吸着性領域4ごとのメモリ領域に
記憶させる。
【0136】信号強度加算手段40は、同時に、生化学
解析用ユニット1の吸着性領域4ごとのディジタル信号
の信号強度ΔSを、データ処理手段32の信号強度増大
勾配算出手段40に出力し、信号強度増大勾配算出手段
40は、信号強度加算手段40から入力された吸着性領
域4ごとのディジタル信号の信号強度ΔSを、単位露出
時間ΔTで除して、その単位露出時間ΔTの間に、冷却
CCDエリアセンサ15のCCD20が検出した吸着性
領域4ごとのディジタル信号の信号強度の加算値Sの増
大勾配ΔS/ΔTを算出し、データ記憶手段33の吸着
性領域4ごとのメモリ領域に記憶させる。
【0137】CPU30は、同様にして、単位露出時間
ΔTごとに、生化学解析用ユニット1の吸着性領域4か
ら放出されるの化学発光によって、冷却CCDエリアセ
ンサ15のCCD20を露出して、CCD20によって
生成されたアナログ信号をディジタル化し、得られたデ
ィジタル信号の信号強度ΔSおよびその単位露出時間Δ
Tに、冷却CCDエリアセンサ15が検出した信号強度
の加算値Sの増大勾配ΔS/ΔTを、データ記憶手段3
3の吸着性領域4ごとのメモリ領域に記憶させるという
動作を繰り返し、冷却CCDエリアセンサ15のCCD
20の露出を開始してから、所定の露出時間Tが経過す
ると、冷却CCDエリアセンサ15のCCD20による
化学発光の検出を完了させる。
【0138】図7は、単位露出時間ΔTごとに、冷却C
CDエリアセンサ15のCCD20の露出、アナログ信
号の転送、ディジタル化、ディジタル信号のデータ記憶
手段33への記憶を繰り返して、生化学解析用ユニット
の吸着性領域ごとに、生成されたディジタル信号の信号
強度の加算値Sの時間的変化を示すグラフである。
【0139】図7において、曲線Aは、生化学解析用ユ
ニット1の基板2の位置Aに位置し、化学発光基質と接
触させることによって化学発光を生じさせる標識物質の
含有量がきわめて多い吸着性領域4から放出される化学
発光を、冷却CCDエリアセンサ15のCCD20によ
って、検出して生成されたディジタル信号の信号強度の
加算値Sの時間的変化を示し、曲線Bは、生化学解析用
ユニット1の基板2の位置Bに位置し、化学発光基質と
接触させることによって化学発光を生じさせる標識物質
の含有量がそれほど多くない吸着性領域4から放出され
る化学発光を、冷却CCDエリアセンサ15のCCD2
0によって、検出して生成されたディジタル信号の信号
強度の加算値Sの時間的変化を示し、曲線Cは、生化学
解析用ユニット1の基板2の位置Cに位置し、化学発光
基質と接触させることによって化学発光を生じさせる標
識物質の含有量が少ない吸着性領域4から放出される化
学発光を、冷却CCDエリアセンサ15のCCD20に
よって、検出して生成されたディジタル信号の信号強度
の加算値Sの時間的変化を示している。
【0140】図7に示されるように、生化学解析用ユニ
ットの吸着性領域4に含まれている化学発光基質と接触
させることによって化学発光を生じさせる標識物質の量
が多いか、少ないかにかかわらず、時間経過とともに、
化学発光基質が消費されるため、化学発光基質の量が所
定量よりも少なくなると、各吸着性領域4から放出され
る化学発光の強度が低下し、その結果、各吸着性領域4
から放出された化学発光を、冷却CCDエリアセンサ1
5のCCD20によって、検出して生成されたディジタ
ル信号の信号強度の加算値Sの増大勾配ΔS/ΔTも減
少する。
【0141】図7の曲線Cで示されるように、化学発光
基質と接触させることによって化学発光を生じさせる標
識物質の含有量が少ない吸着性領域4ほど、その吸着性
領域4から放出される化学発光の強度が低く、化学発光
を、冷却CCDエリアセンサ15のCCD20が検出し
て、生成されたディジタル信号の信号強度は低いが、そ
の一方で、化学発光基質と接触させることによって化学
発光を生じさせる標識物質の含有量が少ないほど、化学
発光基質の消費速度が低いため、化学発光による冷却C
CDエリアセンサ15のCCD20の露出を開始してか
ら、比較的長時間にわたって、化学発光の強度が低下せ
ず、したがって、化学発光による冷却CCDエリアセン
サ15のCCD20の露出を開始してから、比較的長時
間が経過するまで、各単位露出時間ΔTの間に、冷却C
CDエリアセンサ15のCCD20が検出した吸着性領
域4ごとの信号強度の加算値Sの増大勾配ΔS/ΔTは
減少しない。
【0142】これに対して、図7の曲線Aで示されるよ
うに、化学発光基質と接触させることによって化学発光
を生じさせる標識物質の含有量がきわめて多い吸着性領
域4ほど、その吸着性領域4から放出される化学発光の
強度が高く、化学発光を、冷却CCDエリアセンサ15
のCCD20が検出して、生成されたディジタル信号の
信号強度は高いが、その一方で、化学発光基質と接触さ
せることによって化学発光を生じさせる標識物質の含有
量がきわめて多いほど、化学発光基質の消費速度が高い
ため、化学発光による冷却CCDエリアセンサ15のC
CD20の露出を開始した後、早い段階で、化学発光の
強度が低下を始め、したがって、早い段階で、各単位露
出時間ΔTの間に、冷却CCDエリアセンサ15のCC
D20が検出した吸着性領域4ごとの信号強度の加算値
Sの増大勾配ΔS/ΔTが減少し始める。
【0143】このように、生化学解析用ユニット1の吸
着性領域4から放出される化学発光の強度の低下は、化
学発光基質の消費に起因するものであるから、生化学解
析用ユニット1の吸着性領域4から放出される化学発光
の強度が低下を始めた後に、生化学解析用ユニット1の
吸着性領域4から放出される化学発光を、冷却CCDエ
リアセンサ15のCCD20によって検出して、得られ
たディジタル信号は定量性を有していない。
【0144】そこで、本実施態様においては、化学発光
による冷却CCDエリアセンサ15のCCD20の露出
が完了すると、データ処理手段32の生化学解析用デー
タ決定手段42は、各単位露出時間ΔTにおいて、冷却
CCDエリアセンサ15のCCD20によって、化学発
光が検出されて、生成されたディジタル信号の信号強度
の加算値Sの増大勾配ΔS/ΔTを、生化学解析用ユニ
ット1の吸着性領域4ごとに、データ記憶手段33から
読み出す。
【0145】次いで、生化学解析用データ決定手段42
は、冷却CCDエリアセンサ15のCCD20によっ
て、化学発光が検出されて、生成されたディジタル信号
の信号強度の加算値Sの増大勾配ΔS/ΔTが減少し始
める単位露出時間を、吸着性領域4ごとに、検索し、検
索された単位露出時間の前の単位露出時間ΔTにおける
冷却CCDエリアセンサ15のCCD20の露出によっ
て、生成されたディジタル信号の信号強度ΔSが、デー
タ記憶手段33に記憶されたディジタル信号の信号強度
の加算値Sに加算されて、生成されたディジタル信号の
信号強度の加算値Sを選択する。
【0146】さらに、生化学解析用データ決定手段42
は、化学発光によって、冷却CCDエリアセンサ15の
CCD20の露出を開始した時点から、こうして検索さ
れたディジタル信号の信号強度の加算値Sの増大勾配Δ
S/ΔTが減少し始める単位露出時間の前までの化学発
光による冷却CCDエリアセンサ15のCCD20の露
出操作の回数N、すなわち、化学発光によって、冷却C
CDエリアセンサ15のCCD20を露出した単位露出
時間の数Nを、生化学解析用ユニット1の吸着性領域4
ごとに求め、最小の露出操作の回数Nminを検索し
て、次式にしたがって、生化学解析用ユニット1の各吸
着性領域の生化学解析用データD(i)を決定する。
【0147】D(i)=S×Nmin/N 図7の曲線Aに示されるように、生化学解析用ユニット
1の基板2の位置Aに位置する吸着性領域4から放出さ
れた化学発光によって、冷却CCDエリアセンサ15の
CCD20を露出して、生成されたディジタル信号の信
号強度の加算値Sの増大勾配ΔS/ΔTは、3回目の露
出において、減少を開始しているから、生化学解析用ユ
ニット1の基板2の位置Aに位置する吸着性領域4につ
いては、生化学解析用データ決定手段42によって、冷
却CCDエリアセンサ15のCCD20の2回目の露出
によって、生成されたディジタル信号の信号強度が、デ
ータ記憶手段33に記憶されているディジタル信号の信
号強度の加算値Sに加算されて、生成されたディジタル
信号の信号強度の加算値Sが選択され、N=2に設定さ
れる。
【0148】これに対して、図7の曲線Bに示されるよ
うに、生化学解析用ユニット1の基板2の位置Bに位置
する吸着性領域4から放出された化学発光によって、冷
却CCDエリアセンサ15のCCD20を露出して、生
成されたディジタル信号の信号強度の加算値Sの増大勾
配ΔS/ΔTは、4回目の露出において、減少を開始し
ているから、生化学解析用ユニット1の基板2の位置B
に位置する吸着性領域4については、生化学解析用デー
タ決定手段42によって、冷却CCDエリアセンサ15
のCCD20の3回目の露出によって、生成されたディ
ジタル信号の信号強度が、データ記憶手段33に記憶さ
れているディジタル信号の信号強度の加算値Sに加算さ
れて、生成されたディジタル信号の信号強度の加算値S
が選択され、N=3に設定される。
【0149】さらに、図7の曲線Cに示されるように、
生化学解析用ユニット1の基板2の位置Cに位置する吸
着性領域4から放出された化学発光によって、冷却CC
Dエリアセンサ15のCCD20を露出して、生成され
たディジタル信号の信号強度の加算値Sの増大勾配ΔS
/ΔTは、6回目の露出において、減少を開始している
から、生化学解析用ユニット1の基板2の位置Cに位置
する吸着性領域4については、生化学解析用データ決定
手段42によって、冷却CCDエリアセンサ15のCC
D20の5回目の露出によって、生成されたディジタル
信号の信号強度が、データ記憶手段33に記憶されてい
るディジタル信号の信号強度の加算値Sに加算されて、
生成されたディジタル信号の信号強度の加算値Sが選択
され、N=6に設定される。
【0150】以上のように、図7の例では、Nmin=
2であるから、生化学解析用ユニット1の基板2の位置
Aに位置する吸着性領域4の生化学解析用データD
(A)は、次式によって、算出される。
【0151】D(A)=S×2/2=S これに対して、生化学解析用ユニット1の基板2の位置
Bに位置する吸着性領域4の生化学解析用データD
(B)は、次式によって、算出される。
【0152】D(B)=S×2/3 さらに、生化学解析用ユニット1の基板2の位置Cに位
置する吸着性領域4の生化学解析用データD(C)は、
次式によって、算出される。
【0153】D(C)=S×2/5 以上のようにして、生化学解析用ユニット1の基板2に
形成された多数の吸着性領域4に含まれている化学発光
基質と接触させることによって化学発光を生じさせる標
識物質の量を表わす生化学解析用データが生成される。
【0154】本実施態様によれば、複数の光ファイバ部
材12が、それぞれの受光端部12aが、サンプルステ
ージ10のガラス板11上に載置された生化学解析用ユ
ニット1の多数の吸着性領域4のそれぞれに、近接し
て、対向する位置に位置するように、受光端部12aの
近傍が、固定ヘッド13に形成された貫通孔14内に取
り付けられているから、生化学解析用ユニット1の各吸
着性領域4から放出された化学発光18は、確実に、対
応する光ファイバ部材12の受光端部12aによって集
光され、したがって、化学発光18の集光効率を大幅に
向上させることが可能になる。
【0155】さらに、時間経過とともに、化学発光基質
が消費されるため、生化学解析用ユニット1の各吸着性
領域4に含まれている化学発光基質と接触させることに
よって化学発光を生じさせる標識物質の量に応じて決定
される所定の時間が経過すると、生化学解析用ユニット
1の基板2に形成された吸着性領域4のそれぞれから放
出される化学発光の強度は、低下を始めるが、この化学
発光の強度の低下は、もっぱら、化学発光基質の消費に
起因するものであるから、化学発光によって、冷却CC
Dエリアセンサ15のCCD20を、長時間にわたっ
て、露出して、生化学解析用データを生成すると、かえ
って、生化学解析用データの定量性が低下する結果を招
くことになる。しかしながら、本実施態様によれば、デ
ータ記憶手段33に記憶されているディジタル信号の信
号強度の加算値Sのうちから、化学発光基質の消費に起
因して、生化学解析用ユニット1の基板2に形成された
吸着性領域4のそれぞれから放出される化学発光の強度
が低下を始める前までに、冷却CCDエリアセンサ15
のCCD20が、生化学解析用ユニット1の基板2に形
成された吸着性領域4のそれぞれから放出される化学発
光を検出して、生成されたディジタル信号の信号強度の
加算値Sを選択し、ディジタル信号の信号強度の加算値
Sの増大勾配ΔS/ΔTが減少し始める単位露出時間の
前までの化学発光による冷却CCDエリアセンサ15の
CCD20の露出操作の回数N、すなわち、化学発光に
よって、冷却CCDエリアセンサ15のCCD20を露
出した単位露出時間の数Nを、生化学解析用ユニット1
の吸着性領域4ごとに求め、さらに、多数の吸着性領域
4から放出された化学発光による冷却CCDエリアセン
サ15のCCD20の露出操作の回数Nのうちから、最
小の露出操作の回数Nminを検索して、選択したディ
ジタル信号の信号強度の加算値Sに、最小の露出操作の
回数Nminを乗じ、選択したディジタル信号の信号強
度の加算値Sを得るために、化学発光によって、冷却C
CDエリアセンサ15のCCD20を露出した回数Nに
よって、除して、生化学解析用データ1の基板2に形成
された各吸着性領域4の生化学解析用データを決定して
いるから、生化学解析用ユニット1の基板2に形成され
た吸着性領域4のそれぞれから放出された化学発光を検
出して、定量性に優れた生化学解析用データを生成する
ことが可能になる。
【0156】また、冷却CCDエリアセンサ15を用い
て、化学発光を光電的に検出して、生化学解析用データ
を生成する場合、化学発光基質と接触させることによっ
て化学発光を生じさせる標識物質の量が少ない生化学解
析用ユニット1の吸着性領域4から放出される強度の低
い化学発光を検出して、定量性に優れた生化学解析用デ
ータを生成するために、化学発光による冷却CCDエリ
アセンサ15のCCD20の露出時間を長くすると、化
学発光基質と接触させることによって化学発光を生じさ
せる標識物質が多量に存在する生化学解析用ユニット1
の吸着性領域4から放出される化学発光はきわめて強度
が高いため、このような化学発光を検出するときに、冷
却CCDエリアセンサ15のCCD20のダイナミック
レンジの上限値を越えてしまい、定量性のある化学発光
データを生成することができなくなり、その一方で、化
学発光基質と接触させることによって化学発光を生じさ
せる標識物質が多量に存在する生化学解析用ユニット1
の吸着性領域4から放出される化学発光を検出して、定
量性に優れた生化学解析用データを生成するために、化
学発光による冷却CCDエリアセンサ15のCCD20
の露出時間を短くすると、化学発光基質と接触させるこ
とによって化学発光を生じさせる標識物質の量が少ない
生化学解析用ユニット1の吸着性領域4から放出される
強度の低い化学発光を検出して、生成された生化学解析
用データの定量性が著しく低下し、定量性に優れた生化
学解析用データを得ることができないという問題があっ
たが、本実施態様によれば、化学発光による冷却CCD
エリアセンサ15のCCD20の露出時間と、生成され
たディジタル信号の信号強度が線形の関係にあるデータ
のみに基づいて、生化学解析用ユニット1の基板2に形
成された多数の吸着性領域4の生化学解析用データを生
成しているから、化学発光基質と接触させることによっ
て化学発光を生じさせる標識物質が多量に存在する生化
学解析用ユニット1の吸着性領域4から放出される強度
がきわめて高い化学発光を、光電的に検出する場合に、
冷却CCDエリアセンサ15のCCD20のダイナミッ
クレンジの上限値を越えてしまうということを効果的に
防止することができ、定量性に優れた生化学解析用デー
タを生成することが可能になるとともに、化学発光基質
と接触させることによって化学発光を生じさせる標識物
質が少ない生化学解析用ユニット1の吸着性領域4から
放出される強度がきわめて低い化学発光を、長時間にわ
たって、冷却CCDエリアセンサ15のCCD20によ
り、光電的に検出し、得られたデータを数学的に処理し
て、生化学解析用データを生成しているから、化学発光
基質と接触させることによって化学発光を生じさせる標
識物質が少ない生化学解析用ユニット1の吸着性領域4
から放出される強度がきわめて低い化学発光を、光電的
に検出して、生化学解析用データを生成する場合にも、
定量性に優れた生化学解析用データを生成することが可
能になる。
【0157】本発明は、以上の実施態様に限定されるこ
となく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種
々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含
されるものであることはいうまでもない。
【0158】たとえば、前記実施態様においては、生化
学解析用ユニット1の吸着性領域4に固定された特異的
結合物質に、ジゴキシゲニンなどのハプテンによって標
識された生体由来の物質をハイブリダイズさせ、さら
に、化学発光基質と接触させることによって化学発光を
生じさせる酵素が結合されたハプテンに対する抗体を、
抗原抗体反応によって、生体由来の物質を標識している
ハプテンに結合させて、生化学解析用ユニット1の多数
の吸着性領域4に、化学発光データを選択的に記録する
ように構成されているが、化学発光基質と接触させるこ
とによって化学発光を生じさせる標識物質によって標識
された生体由来の物質を、生化学解析用ユニット1の多
数の吸着性領域4に吸着されている特異的結合物質に、
選択的にハイブリダイズさせて、生化学解析用ユニット
1の多数の吸着性領域4に、化学発光データを記録する
ようにしてもよい。
【0159】また、前記実施態様においては、生化学解
析用ユニット1の多数の吸着性領域4に固定された特異
的結合物質を、化学発光基質と接触させることによって
化学発光を生じさせる標識物質によって、選択的に標識
し、化学発光基質と接触させて、生化学解析用ユニット
1の多数の吸着性領域4から放出される化学発光を光電
的に検出して、生化学解析用データを生成するように構
成されているが、生化学解析用ユニット1の多数の吸着
性領域4に固定された特異的結合物質を、蛍光基質と接
触させることによって蛍光物質を生じさせる標識物質に
よって、選択的に、標識し、蛍光基質と接触させて、蛍
光物質を生成し、生化学解析用ユニット1の多数の吸着
性領域4を励起光によって走査して、生化学解析用ユニ
ット1の多数の吸着性領域4から放出される化学蛍光を
光電的に検出して、生化学解析用データを生成するよう
に構成することもできる。
【0160】さらに、前記実施態様においては、データ
処理手段32の信号強度増大勾配算出手段40によっ
て、それぞれの単位露出時間ΔTの間に、冷却CCDエ
リアセンサ15のCCD20が検出した吸着性領域4ご
とのディジタル信号の信号強度ΔSの加算値Sの増大勾
配ΔS/ΔTを算出し、生化学解析用データ決定手段4
2によって、ディジタル信号の信号強度の加算値Sの増
大勾配ΔS/ΔTが減少し始める単位露出区間を検索し
て、データ記憶手段33に記憶されているディジタル信
号の信号強度の加算値Sのうちから、その単位露出時間
の前までに、冷却CCDエリアセンサ15のCCD20
が、生化学解析用ユニット1の基板2に形成された吸着
性領域4のそれぞれから放出される化学発光を検出し
て、生成されたディジタル信号の信号強度の加算値Sを
選択し、ディジタル信号の信号強度の加算値Sの増大勾
配ΔS/ΔTが減少し始める単位露出時間の前までの化
学発光による冷却CCDエリアセンサ15のCCD20
の露出操作の回数Nを、生化学解析用ユニット1の吸着
性領域4ごとに求め、さらに、多数の吸着性領域4から
放出された化学発光による冷却CCDエリアセンサ15
のCCD20の露出操作の回数Nのうちから、最小の露
出操作の回数Nminを検索して、選択したディジタル
信号の信号強度の加算値Sに、最小の露出操作の回数N
minを乗じ、選択したディジタル信号の信号強度の加
算値Sを得るために、化学発光によって、冷却CCDエ
リアセンサ15のCCD20を露出した回数Nによっ
て、除して、生化学解析用データ1の基板2に形成され
た各吸着性領域4の生化学解析用データを決定するよう
に構成されているが、それぞれの単位露出時間ΔTの間
に、冷却CCDエリアセンサ15のCCD20が検出し
た吸着性領域4ごとのディジタル信号の信号強度ΔSの
加算値Sの増大勾配ΔS/ΔTを算出することなく、そ
れぞれの単位露出時間ΔTの間に、冷却CCDエリアセ
ンサ15のCCD20が検出したディジタル信号の信号
強度ΔSが減少し始める単位露出区間を検索して、デー
タ記憶手段33に記憶されているディジタル信号の信号
強度の加算値Sのうちから、その単位露出時間の前まで
に、冷却CCDエリアセンサ15のCCD20が、生化
学解析用ユニット1の基板2に形成された吸着性領域4
のそれぞれから放出される化学発光を検出して、生成さ
れたディジタル信号の信号強度の加算値Sを選択し、デ
ィジタル信号の信号強度の加算値Sの増大勾配ΔS/Δ
Tが減少し始める単位露出時間の前までの化学発光によ
る冷却CCDエリアセンサ15のCCD20の露出操作
の回数Nを、生化学解析用ユニット1の吸着性領域4ご
とに求め、さらに、多数の吸着性領域4から放出された
化学発光による冷却CCDエリアセンサ15のCCD2
0の露出操作の回数Nのうちから、最小の露出操作の回
数Nminを検索して、選択したディジタル信号の信号
強度の加算値Sに、最小の露出操作の回数Nminを乗
じ、選択したディジタル信号の信号強度の加算値Sを得
るために、化学発光によって、冷却CCDエリアセンサ
15のCCD20を露出した回数Nによって、除して、
生化学解析用データ1の基板2に形成された各吸着性領
域4の生化学解析用データを決定するように構成するこ
ともできる。
【0161】また、前記実施態様においては、データ処
理手段32の信号強度増大勾配算出手段40によって、
それぞれの単位露出時間ΔTの間に、冷却CCDエリア
センサ15のCCD20が検出した吸着性領域4ごとの
ディジタル信号の信号強度ΔSの加算値Sの増大勾配Δ
S/ΔTを算出し、生化学解析用データ決定手段42に
よって、ディジタル信号の信号強度の加算値Sの増大勾
配ΔS/ΔTが減少し始める単位露出区間を検索して、
データ記憶手段33に記憶されているディジタル信号の
信号強度の加算値Sのうちから、その単位露出時間の前
までに、冷却CCDエリアセンサ15のCCD20が、
生化学解析用ユニット1の基板2に形成された吸着性領
域4のそれぞれから放出される化学発光を検出して、生
成されたディジタル信号の信号強度の加算値Sを選択
し、ディジタル信号の信号強度の加算値Sの増大勾配Δ
S/ΔTが減少し始める単位露出時間の前までの化学発
光による冷却CCDエリアセンサ15のCCD20の露
出操作の回数Nを、生化学解析用ユニット1の吸着性領
域4ごとに求め、さらに、多数の吸着性領域4から放出
された化学発光による冷却CCDエリアセンサ15のC
CD20の露出操作の回数Nのうちから、最小の露出操
作の回数Nminを検索して、選択したディジタル信号
の信号強度の加算値Sに、最小の露出操作の回数Nmi
nを乗じ、選択したディジタル信号の信号強度の加算値
Sを得るために、化学発光によって、冷却CCDエリア
センサ15のCCD20を露出した回数Nによって、除
して、生化学解析用データ1の基板2に形成された各吸
着性領域4の生化学解析用データを決定するように構成
されているが、多数の吸着性領域4から放出された化学
発光による冷却CCDエリアセンサ15のCCD20の
露出操作の回数Nのうちから、最小の露出操作の回数N
minを検索して、選択したディジタル信号の信号強度
の加算値Sに、最小の露出操作の回数Nminを乗じる
代わりに、多数の吸着性領域4から放出された化学発光
による冷却CCDエリアセンサ15のCCD20の露出
操作の回数Nのうちから、最大の露出操作の回数Nma
xを検索し、選択したディジタル信号の信号強度の加算
値Sに、最大の露出操作の回数Nmaxを乗じて、生化
学解析用データ1の基板2に形成された各吸着性領域4
の生化学解析用データを決定するように構成することも
でき、さらには、多数の吸着性領域4から放出された化
学発光による冷却CCDエリアセンサ15のCCD20
の露出操作の回数Nのうちから、任意の露出操作の回数
Nを、基準の露出操作の回数N0として選択し、選択し
たディジタル信号の信号強度の加算値Sに、基準の露出
操作の回数N0乗じて、生化学解析用データ1の基板2
に形成された各吸着性領域4の生化学解析用データを決
定するように構成することもできる。
【0162】また、前記実施態様においては、前記生化
学解析用ユニット1の基板2には、19200約0.0
1平方ミリメートルのサイズを有する略円形の吸着性領
域4が、規則的なパターンにしたがって、マトリックス
状に形成されているが、吸着性領域4を略円形に形成す
ることは必ずしも必要でなく、矩形状など、任意の形状
に形成することができる。
【0163】さらに、前記実施態様においては、前記生
化学解析用ユニット1の基板2には、19200約0.
01平方ミリメートルのサイズを有する略円形の吸着性
領域4が、規則的なパターンにしたがって、マトリック
ス状に形成されているが、吸着性領域4の数およびサイ
ズは、目的に応じて、任意に選択をすることができ、好
ましくは、10以上の5平方ミリメートル未満のサイズ
を有する吸着性領域4が、10個/平方センチメートル
以上の密度で、基板2に形成される。
【0164】また、前記実施態様においては、前記生化
学解析用ユニット1の基板2には、19200約0.0
1平方ミリメートルのサイズを有する略円形の吸着性領
域4が、規則的なパターンにしたがって、マトリックス
状に形成されているが、吸着性領域4を、規則的なパタ
ーンにしたがって、形成することは必ずしも必要でな
い。
【0165】さらに、前記実施態様においては、生化学
解析用ユニット1は、アルミニウム製の基板2に形成さ
れた多数の貫通孔3の内部に、ナイロン6が充填され
て、形成された多数の吸着性領域4を備えているが、生
化学解析用ユニット1の吸着性領域4が、ナイロン6に
よって形成されていることは必ずしも必要でなく、ナイ
ロン6以外のメンブレンフィルタが形成可能な多孔質材
料、たとえば、ナイロン6,6、ナイロン4,10など
のナイロン類;ニトロセルロース、酢酸セルロース、酪
酸酢酸セルロースなどのセルロース誘導体;コラーゲ
ン;アルギン酸、アルギン酸カルシウム、アルギン酸/
ポリリシンポリイオンコンプレックスなどのアルギン酸
類;ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィ
ン類;ポリ塩化ビニル;ポリ塩化ビニリデン;ポリフッ
化ビニリデン、ポリテトラフルオライドなどのポリフル
オライドや、これらの共重合体または複合体、あるい
は、活性炭などの多孔質炭素材料によって、生化学解析
用ユニット1の吸着性領域4を形成することもでき、さ
らには、白金、金、鉄、銀、ニッケル、アルミニウムな
どの金属;アルミナ、シリカ、チタニア、ゼオライトな
どの金属酸化物;ヒドロキシアパタイト、硫酸カルシウ
ムなどの金属塩やこれらの複合体などの無機多孔質材料
あるいは複数の繊維の束によって、生化学解析用ユニッ
ト1の吸着性領域4を形成するようにしてもよい。
【0166】また、前記実施態様においては、生化学解
析用ユニット1は、アルミニウム製の基板2を備えてい
るが、生化学解析用ユニット1の基板2を、アルミニウ
ムによって形成することは必ずしも必要でなく、他の材
料によって、基板2を形成することもできる。生化学解
析用ユニット1の基板2は、放射線および/または光を
減衰させる性質を有する材料によって形成されることが
好ましいが、その材料はとくに限定されるものではな
く、無機化合物材料、有機化合物材料のいずれによっ
て、生化学解析用ユニット1の基板2を形成することも
でき、金属材料、セラミック材料またはプラスチック材
料が、とくに好ましく使用される。生化学解析用ユニッ
ト1の基板2を形成するために好ましく使用することが
できる無機化合物材料としては、たとえば、金、銀、
銅、亜鉛、アルミニウム、チタン、タンタル、クロム、
鉄、ニッケル、コバルト、鉛、錫、セレンなどの金属;
真鍮、ステンレス、青銅などの合金;シリコン、アモル
ファスシリコン、ガラス、石英、炭化ケイ素、窒化ケイ
素などの珪素材料;酸化アルミニウム、酸化マグネシウ
ム、酸化ジルコニウムなどの金属酸化物;タングステン
カーバイト、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、ヒドロ
キシアパタイト、砒化ガリウムなどの無機塩を挙げるこ
とができる。これらは、単結晶、アモルファス、セラミ
ックのような多結晶焼結体にいずれの構造を有していて
もよい。また、生化学解析用ユニット1の基板2を形成
するために好ましく使用することができる有機化合物材
料としては、高分子化合物が好ましく用いられ、好まし
い高分子化合物としては、たとえば、ポリエチレンやポ
リプロピレンなどのポリオレフィン;ポリメチルメタク
リレート、ブチルアクリレート/メチルメタクリレート
共重合体などのアクリル樹脂;ポリアクリロニトリル;
ポリ塩化ビニル;ポリ塩化ビニリデン;ポリフッ化ビニ
リデン;ポリテトラフルオロエチレン;ポリクロロトリ
フルオロエチレン;ポリカーボネート;ポリエチレンナ
フタレートやポリエチレンテレフタレートなどのポリエ
ステル;ナイロン6、ナイロン6,6、ナイロン4,1
0などのナイロン;ポリイミド;ポリスルホン;ポリフ
ェニレンサルファイド;ポリジフェニルシロキサンなど
のケイ素樹脂;ノボラックなどのフェノール樹脂;エポ
キシ樹脂;ポリウレタン;ポリスチレン;ブタジエン−
スチレン共重合体;セルロース、酢酸セルロース、ニト
ロセルロース、でん粉、アルギン酸カルシウム、ヒドロ
キシプロピルメチルセルロースなどの多糖類;キチン;
キトサン;ウルシ;ゼラチン、コラーゲン、ケラチンな
どのポリアミドおよびこれら高分子化合物の共重合体な
どを挙げることができる。これらは、複合材料でもよ
く、必要に応じて、金属酸化物粒子やガラス繊維などを
充填することもでき、また、有機化合物材料をブレンド
して、使用することもできる。
【0167】さらに、前記実施態様においては、生化学
解析用ユニット1の多数の吸着性領域4は、アルミニウ
ム製の基板2に形成された多数の貫通孔3の内部に、ナ
イロン6が充填されて、形成されているが、貫通孔3に
代えて、多数の凹部を、互いに離間させて、アルミニウ
ム製の基板2に形成し、多数の凹部の内部に、ナイロン
6を充填して、吸着性領域4を形成することもできる。
【0168】また、前記実施態様においては、生化学解
析用ユニット1の多数の吸着性領域4は、アルミニウム
製の基板2に形成された多数の貫通孔3の内部に、ナイ
ロン6が充填されて、形成されているが、アルミニウム
製の基板2に形成された多数の貫通孔3に、ナイロン6
などの吸着性材料によって形成された吸着性膜を圧入し
て、吸着性領域4を形成することもでき、アルミニウム
製の基板2に形成された多数の凹部の内部に、ナイロン
6を圧入して、吸着性領域4を形成することもできる。
【0169】さらに、前記実施態様においては、生化学
解析用ユニット1の多数の吸着性領域4は、アルミニウ
ム製の基板2に形成された多数の貫通孔3の内部に、ナ
イロン6が充填されて、形成されているが、吸着性材料
によって形成された吸着性基板の少なくとも一方の表面
に、多数の貫通孔が形成された基板を密着させ、基板の
多数の貫通孔内の吸着性基板に、特異的結合物質を含む
溶液を滴下して、吸着性領域を形成するようにしてもよ
い。
【0170】また、前記実施態様においては、生化学解
析用ユニット1の多数の吸着性領域4は、アルミニウム
製の基板2に形成された多数の貫通孔3の内部に、ナイ
ロン6が充填されて、形成されているが、メンブレンフ
ィルタなどの吸着性材料によって形成された吸着性基板
に、規則的なパターンにしたがって、特異的結合物質を
含む溶液を滴下し、特異的結合物質を含む吸着性領域4
を、互いに離間して、形成するようにしてもよい。
【0171】さらに、前記実施態様においては、冷却C
CDエリアセンサ15を用いて、化学発光18を光電的
に検出して、生化学解析用データを生成しているが、冷
却手段を備えていないCCDエリアセンサを用いて、化
学発光18を光電的に検出して、生化学解析用データを
生成することもでき、さらには、CCDエリアセンサに
代えて、CID(電荷注入素子)、PDA(フォトダイ
オードアレイ)、MOS型撮像素子などの他の固体セン
サを用いることもできる。
【0172】
【発明の効果】本発明によれば、化学発光基質と接触さ
せることによって化学発光を生じさせる標識物質あるい
は蛍光基質と接触させることによって蛍光物質を生じさ
せる標識物質の量が少ない試料部分から放出される化学
発光あるいは化学蛍光も、化学発光基質と接触させるこ
とによって化学発光を生じさせる標識物質あるいは蛍光
基質と接触させることによって蛍光物質を生じさせる標
識物質が多量に存在する試料部分から放出される化学発
光あるいは化学蛍光も、ともに、所望のように、検出し
て、定量性に優れた生化学解析用データを生成すること
のできる生化学解析用データの生成方法および装置を提
供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の好ましい実施態様にかかる生
化学解析用データの生成方法に使用される生化学解析用
ユニットの略斜視図である。
【図2】図2は、スポッティング装置の略正面図であ
る。
【図3】図3は、本発明の好ましい実施態様にかかる生
化学解析用データの生成方法に使用されるリアクタの略
縦断面図である。
【図4】図4は、本発明の好ましい実施態様にかかる生
化学解析用データ生成装置の略断面図である。
【図5】図5は、冷却CCDエリアセンサの制御系、検
出系およびメモリ系ならびに図4に示された生化学解析
用データ生成装置の制御系、メモリ系、表示系および入
力系を示すブロックダイアグラムである。
【図6】図6は、本発明の好ましい実施態様にかかる生
化学解析用データ生成装置のデータ処理手段のブロック
ダイアグラムである。
【図7】図7は、単位露出時間ΔTごとに、冷却CCD
エリアセンサのCCDの露出、アナログ信号の転送、デ
ィジタル化、ディジタル信号のデータ記憶手段への記憶
を繰り返して、生化学解析用ユニットの吸着性領域ごと
に、生成されたディジタル信号の信号強度の加算値Sの
時間的変化を示すグラフである。
【符号の説明】
1 生化学解析用ユニット 2 基板 3 貫通孔 4 吸着性領域 5 インジェクタ 6 CCDカメラ 8 反応容器 9 ハイブリダイゼーション反応溶液 10 サンプルステージ 11 透明ガラス板 12 光ファイバ部材 12a 光ファイバ部材の受光端部 12b 光ファイバ部材の反対側の端部 13 固定ヘッド 14 貫通孔 15 冷却CCDエリアセンサ 20 CCD 21 A/D変換器 22 データバッファ 23 カメラ制御回路 30 CPU 31 データ転送手段 32 データ処理手段 33 データ記憶手段 34 データ表示手段 35 CRT 37 キーボード 40 信号強度加算手段 41 信号強度増大勾配算出手段 42 生化学解析用データ決定手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2G045 FA11 FB12 FB13 GC15 JA01 2G054 AA06 CA21 CE02 EA01 EA03 GA04 JA01 4B029 AA07 BB20 CC03 FA12 4B063 QA01 QA18 QQ01 QQ42 QQ52 QR55 QR66 QR82 QS03 QS34 QS36 QS39 QX02

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 構造または特性が既知で、化学発光基質
    と接触させることによって化学発光を生じさせる標識物
    質あるいは蛍光基質と接触させることによって蛍光物質
    を生じさせる標識物質によって、選択的に、標識された
    特異的結合物質を含む複数の吸着性領域が、互いに離間
    して、形成された生化学解析用ユニットの前記吸着性領
    域から放出される化学発光あるいは化学蛍光を、固体エ
    リアセンサを用いて、所定の単位露出時間ごとに、光電
    的に検出して、前記生化学解析用ユニットの前記吸着性
    領域ごとに、アナログ信号を生成し、前記アナログ信号
    を、ディジタル化して、前記生化学解析用ユニットの前
    記吸着性領域ごとに、ディジタル信号を生成し、生成さ
    れたディジタル信号の信号強度を、それまでに生成され
    たディジタル信号の信号強度に加算して、前記生化学解
    析用ユニットの前記複数の吸着性領域ごとに、メモリに
    保存し、前記生化学解析用ユニットの前記吸着性領域ご
    とに、それぞれの単位露出時間の間に、前記固体エリア
    センサが検出したディジタル信号の信号強度が減少し始
    める単位露出区間を検索し、検索された単位露出時間に
    基づき、前記メモリに保存されたディジタル信号の信号
    強度の加算値のうちから、その単位露出時間の前まで
    に、前記メモリに保存されたディジタル信号の信号強度
    の加算値を選択し、検索された前記単位露出時間の前ま
    での前記固体エリアセンサによる化学発光あるいは化学
    蛍光の光電的検出回数を、前記生化学解析用ユニットの
    前記吸着性領域ごとに求め、求められた前記固体エリア
    センサによる化学発光あるいは化学蛍光の前記光電的検
    出回数のうちから、任意の光電的検出回数を、基準光電
    的検出回数として、選択して、選択されたディジタル信
    号の信号強度の前記加算値に、選択された前記基準光電
    的検出回数を乗じ、選択されたディジタル信号の信号強
    度の前記加算値を得るために、前記固体エリアセンサに
    よって、前記生化学解析用ユニットの前記複数の吸着性
    領域のそれぞれから放出された化学発光あるいは化学蛍
    光を光電的に検出した回数で除して、前記生化学解析用
    ユニットの前記複数の吸着性領域のそれぞれの生化学解
    析用データとして、決定し、生化学解析用データを生成
    することを特徴とする生化学解析用データの生成方法。
  2. 【請求項2】 さらに、前記単位露出時間のそれぞれに
    おいて、前記固体エリアセンサが検出した前記複数の吸
    着性領域ごとのディジタル信号の信号強度の加算値の増
    大割合を算出し、ディジタル信号の信号強度の加算値の
    増大割合が減少し始める単位露出区間を検索し、検索さ
    れた単位露出時間に基づき、前記メモリに保存されたデ
    ィジタル信号の信号強度の加算値のうちから、その単位
    露出時間の前までに、前記メモリに保存されたディジタ
    ル信号の信号強度の加算値を選択することを特徴とする
    生化学解析用データの生成方法。
  3. 【請求項3】 前記生化学解析用ユニットの前記複数の
    吸着性領域が、前記生化学解析用ユニットの前記基板
    に、互いに離間して形成された孔内に形成されたことを
    特徴とする請求項1または2に記載の生化学解析用デー
    タの生成方法。
  4. 【請求項4】 構造または特性が既知で、化学発光基質
    と接触させることによって化学発光を生じさせる標識物
    質あるいは蛍光基質と接触させることによって蛍光物質
    を生じさせる標識物質によって、選択的に、標識された
    特異的結合物質を含む複数の吸着性領域が、互いに離間
    して、形成された生化学解析用ユニットを載置するサン
    プルステージと、前記生化学解析用ユニットの前記複数
    の吸着性領域から放出された化学発光あるいは化学蛍光
    を光電的に検出して、前記生化学解析用ユニットの前記
    吸着性領域ごとに、アナログ信号を生成する固体エリア
    センサと、それぞれの受光端部が、前記サンプルステー
    ジに載置された前記生化学解析用ユニットの前記複数の
    吸着性領域のそれぞれに対向して、配置され、前記生化
    学解析用ユニットの前記複数の吸着性領域のそれぞれか
    ら放出された化学発光あるいは化学蛍光を、前記固体エ
    リアセンサに導く複数の導光部材と、前記固体エリアセ
    ンサによって、生成されたアナログ信号を、ディジタル
    化して、前記生化学解析用ユニットの前記吸着性領域ご
    とに、ディジタル信号を生成するA/D変換器と、所定
    の単位露出時間ごとに、前記生化学解析用ユニットの前
    記複数の吸着性領域から放出された化学発光あるいは化
    学蛍光を光電的に検出するように、前記固体エリアセン
    サを制御するセンサ制御手段と、前記A/D変換器によ
    って、前記単位露出時間ごとに、生成された前記ディジ
    タル信号の信号強度を、それまでに生成されたディジタ
    ル信号の信号強度に加算して、前記生化学解析用ユニッ
    トの前記複数の吸着性領域ごとに、メモリに保存する信
    号強度加算手段と、前記メモリに保存されたディジタル
    信号の信号強度の加算値に基づいて、それぞれの単位露
    出時間の間に、前記固体エリアセンサが検出したディジ
    タル信号の信号強度が減少し始める単位露出区間を検索
    し、検索された単位露出時間に基づき、前記メモリに保
    存されたディジタル信号の信号強度の加算値のうちか
    ら、その単位露出時間の前までに、前記メモリに保存さ
    れたディジタル信号の信号強度の加算値を選択し、検索
    された前記単位露出時間の前までの前記固体エリアセン
    サによる化学発光あるいは化学蛍光の光電的検出回数
    を、前記生化学解析用ユニットの前記吸着性領域ごとに
    求め、求められた前記固体エリアセンサによる化学発光
    の前記光電的検出回数のうちから、任意の光電的検出回
    数を、基準光電的検出回数として、選択し、選択された
    ディジタル信号の信号強度の前記加算値に、選択された
    前記基準光電的検出回数を乗じ、選択されたディジタル
    信号の信号強度の前記加算値を得るために、前記固体エ
    リアセンサによって、前記生化学解析用ユニットの前記
    複数の吸着性領域のそれぞれから放出された化学発光あ
    るいは化学蛍光を光電的に検出した回数で除して、前記
    生化学解析用ユニットの前記複数の吸着性領域のそれぞ
    れの生化学解析用データとして、決定する生化学解析用
    データ決定手段を備えたことを特徴とする生化学解析用
    データの生成装置。
  5. 【請求項5】 さらに、前記単位露出時間のそれぞれに
    おいて、前記固体エリアセンサが検出した前記複数の吸
    着性領域ごとのディジタル信号の信号強度の加算値の増
    大割合を算出する信号強度増大割合算出手段を備え、前
    記生化学解析用データ決定手段が、前記信号強度増大割
    合算出手段によって算出された前記固体エリアセンサが
    検出した前記複数の吸着性領域ごとのディジタル信号の
    信号強度の加算値の前記増大割合に基づいて、ディジタ
    ル信号の信号強度の加算値の増大割合が減少し始める単
    位露出区間を検索し、検索された単位露出時間に基づ
    き、前記メモリに保存されたディジタル信号の信号強度
    の加算値のうちから、その単位露出時間の前までに、前
    記メモリに保存されたディジタル信号の信号強度の加算
    値を選択するように構成されたことを特徴とする請求項
    4に記載の生化学解析用データの生成装置。
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