JP2003344290A - 温度調節付蛍光検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の検体の温度を同時に調節しながら、そ
れらから生じる蛍光信号を同時に検出することができ、
且つノイズの少ない検出装置を提供する。 【解決手段】 遮光可能な筐体と、前記筐体の内部に具
備され、且つ試料を入れるための容器を保持するための
孔を複数具備する支持体と、前記支持体の孔の一方の開
口部に対して光を照射する光源と、前記光源から照射さ
れた光により励起され他方の開口部から生じた蛍光を検
出するための検出系と、前記支持体に保持される容器の
温度を調節するための温度調節系とを具備することを特
徴とする蛍光検出装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、試料において進行
する反応において生じる蛍光信号をリアルタイムに検出
することが可能な装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】二本鎖ＤＮＡに特定の蛍光物質を標識し
た場合、その二本鎖ＤＮＡを加熱することによって蛍光
強度の変化が観測できる。そのような蛍光強度の変化
は、ＤＮＡの長さと配列の種類によって変化率が異な
る。この際、二本鎖が完全に熱変性されている場合には
蛍光が消えると共に、最大の変化率が観測できる。この
時の温度帯を融解温度という。

【０００３】従来では、ＤＮＡの融解温度を測定する方
法としてリアルタイムＰＣＲ装置が多く用いられてき
た。例えば、バイオラッド社のリアルタイムＰＣＲ装置
は、バイオラッドのｉＣｙｃｌｅｒ（登録商標）の上に
検出機構を有する装置である。この装置は、サーマルサ
イクラで検体を加熱し、それと同時に、側面から反射鏡
を介して励起光を検体に照射し、励起され生じた蛍光を
反射鏡を介して増幅器で捕らえ、ＣＣＤカメラで検出す
るものである（バイオラッドカタログ第３２６頁から第
３２７頁を参照されたい）。また、このような検出方式
では、検体に対する励起とそれにより得られる蛍光の検
出は同方向から行われる。即ち、励起及び検出には、反
射鏡等を必要とする反射型光学系が採用されている。こ
のような反射型光学系を用いた場合、検出される蛍光強
度が微弱になることが予測され、増幅器が必須である。
その結果、検出システムは高価なものになってしまう。

【０００４】また、宝酒造のスマートサイクラー（登録
商標）システムのような装置も使用されている（宝酒造
の個別カタログを参照されたい）。この装置では、検出
の対象となる各検体毎に個別に加熱機構、励起光源及び
受光部が配置された特殊なチューブが用いられる。そし
て、チューブ毎に、その内部の検体がセラミックヒータ
により加熱され、同時にチューブ底面に設けられた窓部
から励起光が照射される。このような装置では、各検体
に対して個別に加熱、励起及び検出手段が具備されてい
るため、システム構成は大型化し、値段も高額化してし
まう。また、このような装置は、その構造上、同時に処
理できる検体の数が制約される。その上、各検体毎に加
熱がなされるので、検体間の温度調節が難しく実際の温
度にばらつきが大きい。

【０００５】ロッシュ・ダイアグノスティックス社のリ
アルタイムＰＣＲ装置（ライトサイクラー クイックシ
ステム ３３０）（ロッシュ・ダイアグノスティックス
個別カタログを参照されたい）は、キャピラリー状の複
数の容器に含まれる全ての検体をファンを用いて一度に
加熱又は冷却する装置である。その励起と検出は、反射
型光学系を用いた同一の光路を介して行われる。また、
複数の容器に対する検出は、単一の受光部が検体間で移
動され検出が行われる。このような方法では、多検体を
同時に処理する場合であっても、それらの検体について
同時に測定を行うことはできず、検体間での検出には時
間差が生ずる。また、このような装置では試験に供され
る検体の数に制約が生じる。単一の受光部及び検体を移
動させて検出する方法は、多検体を同時に処理する場合
でも、受光部が１つしかないので検体を同時に測定する
ことはできない。従って、複数の検体では測定に時間差
が生じてしまう。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記の状況に鑑み、本
発明の目的は、複数の検体の温度を同時に調節しなが
ら、それらから生じる蛍光信号を同時に検出することが
でき、且つノイズの少ない検出装置を提供することであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の鋭意研究の結果、本発明者らは以下のような手段を開
発した。即ち、遮光用の筐体と、前記筐体の内部に具備
され、且つ試料を入れるための容器を保持するための孔
を複数具備する支持体と、前記支持体の孔の一方の開口
部に対して光を照射する光源と、前記光源から照射され
た光により励起され他方の開口部から生じた蛍光を検出
するための検出系と、前記支持体に保持される容器の温
度を調節するための温度調節系とを具備することを特徴
とする蛍光検出装置である。

【０００８】

【発明の実施の形態】１．第１の態様 本発明は、透過型光学系を具備する蛍光検出装置であ
る。図１を用いて本発明の第１の態様を説明する。図１
には、第１の態様に従う蛍光検出装置１を示す。蛍光検
出装置１は、遮光可能な筐体２と、この筐体２に具備さ
れた試料を入れるための容器３を保持するための孔を複
数具備する支持体５と、前記支持体の孔の一方の開口部
に対して光を照射するための光源６と、前記光源から照
射された光により励起され他方の開口部から生じた蛍光
を検出するための検出系１０を具備する。

【０００９】支持体５は、複数の容器３を保持すると共
に、容器３の温度の制御を行うことが可能なブロックヒ
ータである。支持体５の温度の制御は、筐体２の外部に
配置された温度調節器１２により行われ、更に温度調節
器の制御は、同様に筐体２の外部に配置されたコンピュ
ータ１３によって行われる。また、容器３の温度制御
は、容器３の近傍に配置されたファン１１ａ及び／又は
１１ｂによって行われてもよい。例えば、ファン１１ａ
及び／又は１１ｂは、送風することにより冷却を行って
も、熱源を具備して熱風を送ることにより加熱を行って
もよい。

【００１０】支持体５に保持される容器３は、上部に開
口部を有し、その開口部から流体の出し入れが行われ
る。また、前記開口部には、測定時には蓋４がセットさ
れる。本発明に従う装置において使用される容器３及び
蓋４は光透過性である。

【００１１】容器３の上部には、容器３に含まれる試料
に対して励起光を照射するための光源６が配置される。
光源６は、支持体に具備される複数の容器３の１に対し
て１つずつ配置される。また、光源６からの光は、所望
の励起光を得るために波長選択手段８ａ、例えば、フィ
ルター等を介して容器３の内部の試料に照射される。

【００１２】試料に照射された光は、そこに存在する蛍
光物質を励起し、蛍光を発生させる。生じた蛍光は、容
器３の下方に配置された検出系１０により検出される。
本発明に従う蛍光検出装置１は、検出系１０として、レ
ンズ１４を装備するＣＣＤカメラ９が使用される。この
ようにＣＣＤカメラにより検出することにより、タイム
ラグを伴うことなく複数の試料についての検出を達成す
ることが可能である。ＣＣＤカメラ９による撮像の制御
はコンピュータ１３によって行われる。また、検出系１
０と容器３の間に、波長選択手段８ｂ（例えばフィルタ
ー等）を配置し、それにより蛍光波長を選択的に検出し
てもよい。

【００１３】本発明に従って好ましく使用される容器
は、光透過性の材質からなることが好ましい。例えば、
そのような容器は、ガラス及びプラスチック等から、そ
れ自体公知の方法によって形成することが可能である。
容器の容量は所望によって選択することが可能である。
容器の底部は、丸底であっても平坦な底であってもよ
い。また、容器の壁面は傾斜を有していてもよい。しか
しながら、支持体５に配置された孔の壁面に密着するこ
とが可能であるように、当該孔の形状と容器３の形状が
選択されることが必要である。例えば、容器壁面に傾斜
がある場合には、当該孔もテーパとして構成される。し
かしながら、このような容器壁面の傾斜やテーパは必ず
しも必要ではない。ここで使用される蓋は、容器と同様
の材質であってもよく、異なる材質であってもよいが、
光透過性である。

【００１４】また、支持体５に配置される容器３の個数
は、所望に応じて変更することが可能である。図１では
５つの容器が記載されているが、これは例示のために示
したものであり、２以上であればよい。特に、従来の２
４ウェル、９６ウェル及び３８４ウェル等のマイクロプ
レートのウェルの個数及び間隔等を考慮した配置で当該
孔を配置することが好ましい。また、使用される容器
は、所望の個数が開口部周囲で繋がっていてもよく、１
つ１つが独立していてもよい。

【００１５】本発明に従って好ましく使用される光源６
は、所望に応じて励起光を照射することが可能な光源で
あれば、どのような光源を使用してもよい。例えば、発
光ダイオード（即ち、ＬＥＤ）、キセノンランプ、ハロ
ゲンランプ及びレーザー等を使用してよく、発光ダイオ
ード（即ち、ＬＥＤ）が好ましい。

【００１６】本発明に従って好ましく使用されるレンズ
１４及びＣＣＤカメラ９は、撮像するために一般的に使
用される何れのレンズ及びＣＣＤカメラであってもよ
い。

【００１７】本発明に従って好ましく使用される温度調
節器は、コンピュータの指示に従って温度を調節するこ
とが可能な手段であればよい。

【００１８】本発明に従って好ましく使用されるコンピ
ュータは、キーボード及びマウス等の入力手段、ＣＰＵ
等の演算手段、モニター及びプリンター等の出力手段、
並びに処理プロセス等のプログラム、テーブル及びデー
タ等を記憶及び／又は記録するためのメモリ等を具備す
るそれ自体公知の一般的に使用されるコンピュータであ
ればよい。

【００１９】また、光源６の照射開始及び終了のタイミ
ング等は、予め実施者によりコンピュータ１３に入力さ
れた条件に従って、コンピュータ１３によって管理され
る。また、検出系１０の動きも、予め実施者によってコ
ンピュータ１３に設定された条件に従って、コンピュー
タによって管理される。

【００２０】図１の例では、２つのファンを使用した例
を示したが、ファンを使用せずに支持体５の温度調節機
能のみによって温度調節を達成してもよく、１以上のフ
ァンを所望の位置に配置してもよい。

【００２１】また、図１の例では、温度調節器１２及び
コンピュータ１３を筐体２の外部に配置させたが、これ
に限定されるものではなく、何れかを筐体２の内部に配
置しても、両者を筐体２の内部に配置しても、コンピュ
ータ１３を構成する一部の手段を筐体２の内部に配置し
てもよい。

【００２２】このような図１に示す態様は、試料に含有
される蛍光物質からの蛍光信号を検出する際に、単色の
励起光で検出する機構である。

【００２３】２．支持体 本発明に従う支持体の例を図２に示す。図２（Ａ）に示
すように、支持体２０は、基板２１とそこに多数配置さ
れた孔２２とコードヒータ２４を配置するための溝２３
を具備する。孔２２は、等間隔を空けて整列して配置さ
れる。溝２３は、コードヒータ２４による熱を均等に孔
２２に具備される容器に対して与えるように配置され
る。図２に示す例では、孔２２によりなる行間を蛇行す
るように設計されている。しかしながら、このようなパ
ターン以外であっても、本発明に従って好ましく使用さ
れる。

【００２４】また、図２（Ｂ）に示すように各孔２２
は、テーパを形成するように傾斜した壁面からなってい
る。

【００２５】本発明に従う支持体は、上述したとおり、
容器を保持する役割と容器の温度を調節する機能を有す
る。温度を調節する機能は、支持体自体の熱伝導性によ
り、それ自体ブロックヒータとして機能すればよい。本
発明に従って好ましく使用される支持体は、例えば、銅
及びアルミニウム等の熱伝導性のある材質によって、そ
れ自身公知の方法により構成されればよい。

【００２６】図２では、孔の数が７２である例を示した
が、孔の数はこれに限定されるものではなく、２以上で
あればよい。特に、従来の２４ウェル、９６ウェル及び
３８４ウェル等のマイクロプレートのウェルの個数及び
間隔等を考慮した配置で当該孔を配置することが好まし
い。

【００２７】ここでは、コードヒータを使用する例を示
したが、コードヒータ以外の加熱体を基板２１に組み込
んでもよい。加熱体は、外部から加えられたエネルギー
を熱として基板２１に伝えることが可能な材質により構
成されればよい。そのような加熱体を配置する場合、本
態様と同様に溝を利用して配置されてもよく、また、基
板２１の内部に層として形成されてもよい。

【００２８】［例］ 例１：蛍光検出装置１ 図１に示した装置を用いて蛍光検出を行う手順を以下に
説明する。

【００２９】図１に示すように、底面が透明な複数の容
器３に蛍光標識した検体を入れ、検体加熱時の蒸発を防
止するための透明又は半透明のキャップ４で検体を密閉
する。これを、検体を密閉した容器３及びキャップ４を
容器３の側面に接する形状に加工され、且つ検体容器３
の底面が検出できるような穴加工を施された加熱ブロッ
ク５に装着する。加熱ブロック５には、ヒータ線及び温
度センサーが埋め込まれている。これにより加熱ブロッ
ク５によって容器３が加熱される。一方、冷却は、加熱
ブロック５両側に配置された冷却用ファン１１ａ及び／
又はｂによる送風により行われる。これらによって、当
該容器内の温度は所望の温度に調節され、反応が行われ
る。

【００３０】ここで、加熱ブロック５及び冷却用ファン
１１は、温度調節器１２に接続され、これにより制御さ
れている。更に、温度調節器１２は、コンピュータ１３
に接続されている。コンピュータ１３に予め設定されて
いる温度になるようにコンピュータ１３によって制御さ
れ、これによって加熱ブロック５の温度が制御される。

【００３１】各検体容器３の上部には励起光用の小型の
光源６が配置される。光源６は、波長選択用のフィルタ
ー８ａを装着したハウジング７に固定され、キャップ４
に密接するように設置される。光源６からの励起光はハ
ウジング７のフィルター８ａ及びキャップ４を通して検
体に照射され、容器３の底面から蛍光が生じる。実施者
は、予めコンピュータ１３に温度設定及び検出間隔の条
件設定を行っており、この設定に従って加熱ブロック５
の温度制御がコンピュータ１３によって行われる。設定
された条件に従って検出が行われる。検出時には、検体
から生じた蛍光は、交換機構を有する検体用フィルター
８ｂを通り、それにより励起光成分が除去され、更にレ
ンズ１４を装着したＣＣＤカメラ９に画像として取り込
まれる。取り込まれた画像はコンピュータ１３に転送さ
れる。コンピュータでは、１画像に含まれる容器３の底
面に相当する部分のみの輝度が検出されるべき蛍光強度
として測定される。各条件で測定された輝度は、コンピ
ュータ１３に蓄積され、全測定が終了した後に解析がな
される。この解析は、実施者が手動で行ってもよく、予
め入力されたプログラム等の情報に従ってコンピュータ
によって行われてもよい。

【００３２】例２：蛍光検出装置２ 本発明に従う検出装置の更なる例を図３に示す。この例
は、検体の蛍光を検出する際に、複数波長を励起光とし
て使用する場合に有効な構成である。

【００３３】光源３４から照射された光は、検体を含む
容器３１が配置されるのとは反対側に配置された凹状に
湾曲した反射鏡４４によって反射され集光された後にフ
ィルター３５を通る。フィルター３５を通った光は、更
にコリメータレンズ４２を通り、夫々の容器３１の底部
と直行するように照射される。このようにフィルター３
５において、一端集光されるようにすれば、図１に示す
ような構成の装置に比べてフィルター３５は小さいもの
で十分である。このような構成により、複数の波長を選
択するための複数のフィルター３５を併置し、それらを
任意に選択するような構成を容易に達成できる。

【００３４】図３に示すように、底面が透明な複数の容
器３１に蛍光標識した検体を入れ、検体加熱時の蒸発を
防止する透明又は半透明のキャップ３２で検体を密閉す
る。容器３１の側面に接する形状に加工され、且つ検体
容器３１の底面が検出できるような穴加工を施した加熱
ブロック３３に対して、検体を密閉した容器３１及びキ
ャップ３２を装着する。図示はしないが、加熱ブロック
３３には、ヒータ線及び温度センサーが埋め込まれてい
る。これにより加熱が行われる。また、容器３１の冷却
は、加熱ブロック３３の両側に配置された冷却用ファン
３９によって行われる。加熱ブロック３３は、温度調節
器４０及び／又はコンピュータ４１に接続されている。
これにより所望の温度になるようにその動きが管理され
る。

【００３５】実施者は、予めコンピュータ４１に対して
所望の温度等の条件を入力しておき、この入力された情
報に従って加熱ブロック３３及び／又は冷却用ファン
は、コンピュータ４１により制御される。

【００３６】複数の容器３１の上部中心には励起光用の
光源３４が配置される。光源３４からの励起光は、交換
機構を持つ波長選択用のフィルター３５を通り、コリメ
ータレンズ４２群により平行光に偏光される。その後、
キャップ３２を通り、検体に照射される。その結果、容
器３１の底面から蛍光が生ずる。

【００３７】実施者は、予めコンピュータ４１に、入力
することにより温度設定、波長条件及び／又は検出間隔
等の条件設定を行う。この設定に従って、加熱ブロック
３３の温度制御が行われる。設定された条件に従って検
体から生じた蛍光は、交換機構を有する検出用フィルタ
ー３６を通り、それにより励起光成分が除去された後
に、レンズ３７を装着したＣＣＤカメラ３８に画像とし
て取り込まれる。

【００３８】複数波長を選択する場合には、波長選択用
フィルター３５及び検出用フィルター３６を切替交換
し、所望の波長で撮像し、各画像を取り込む。取り込ま
れた画像は、コンピュータ４１に転送され、画像内の容
器３１の底面部分のみの輝度が測定される。各条件で測
定した輝度は、コンピュータ４１に蓄積され、測定終了
時に解析される。

【００３９】図３に示す例は、上述のような光源系４
３、即ち、光源３４、反射鏡４４、フィルター３５、コ
リメータレンズ４２を具備する以外は、図１に示した例
と同様であってよい。従って、光源系４３以外は、上述
の第１の態様に記載した通りに各部分を変更してもよ
い。また、本例で使用される光源は、例えば、発光ダイ
オード（即ち、ＬＥＤ）、キセノンランプ及びハロゲン
ランプ等を使用してよく、キセノンランプ及びハロゲン
ランプ等が好ましい。

【００４０】例３：蛍光検出装置の筐体内の構成例 図４に更なる例を示す。図４に示す例は筐体内の構成の
１例である。

【００４１】遮光用筐体の内部には、サンプルチューブ
５２の側面形状に密着する用に形成された孔を有するヒ
ートブロック５３が、架台６４に固定されている。蛍光
検出を行う際には、サンプルチューブ５２には、その開
口部を密閉するためのキャップ５４がその開口部にはめ
込まれる。

【００４２】サンプルチューブ５２の上部には励起用Ｌ
ＥＤ光源アレイユニット５６が配置される。励起用ＬＥ
Ｄ光源アレイユニット５６は、ＬＥＤ光源５７とレンズ
ユニット５８と励起フィルタ５９を具備する。励起用Ｌ
ＥＤ光源アレイユニット５６は、キャップ５４に保持す
るキャップホルダー５５に固定され、それにより安定に
サンプルチューブ５２に対する照射が行われる。

【００４３】ここで使用されるサンプルチューブ５２
は、上述の容器に相当し、上述の容器と同様の材質で製
造され、光透過性である。キャップ５４も光透過性であ
り、上述の蓋に相当する。レンズユニット５８は、一般
的に使用されるレンズを含む。これは、ＬＥＤ光源５７
から照射された光をサンプルチューブに含まれる検体に
対して適切に照射するための手段である。また、サンプ
ルチューブ５２の夫々に対して１対１でレンズとＬＥＤ
光源５７が配置される。

【００４４】励起用ＬＥＤ光源アレイユニット５６とキ
ャップホルダー５５との固定は、ボルト又はピンで行わ
れる。

【００４５】ヒートブロック５３の下方には、検出系６
０が配置される。検出系６０には、ＣＣＴＶレンズ６１
を装備した冷却ＣＣＤ６２が高さの調節が可能な高さ調
整治具６３に支えられ配置される。

【００４６】例４ 図５は、例３に示した蛍光検出装置のサンプルチューブ
５２周辺の拡大図である。サンプルチューブ５２は、支
持体であるヒートブロック５３の孔の壁面に密接するよ
うに配置される。ヒートブロック５３は、サンプルを加
熱するためのコードヒータ７０を具備する。

【００４７】サンプルチューブ５２の開口部には、そこ
に含まれるサンプルの蒸発を防止するための蒸発防止キ
ャップ５４がセットされる。サンプルチューブ５２の上
方には、ＬＥＤ励起光源７１が配置される。ＬＥＤ励起
光源７１から照射された励起光は、レンズによって適切
な範囲に集光又は散光されて、目的の範囲に照射され
る。また、励起光は励起フィルター７２を通過ことによ
って、所望の波長のみが限定され照射される。選択され
た波長を有する励起光はキャップホルダー５５内部を通
過して、外部に漏れることなく効率的にサンプルに対し
て照射される。この照射により、サンプルより生じた蛍
光は、その下方に配置されるＣＣＤカメラ（ここには図
示されていない）により撮像され、画像解析される。

【００４８】

【実施例】上述の例３及び例４の構成を有し、且つ第１
の態様の構成を有する蛍光検出装置を用いて蛍光検出試
験を行った。

【００４９】１．テスト用検体 蛍光検出試験に用いた核酸は以下の通りである。即ち、
配列番号１から３の合成オリゴヌクレオチド（以下、夫
々オリゴ１〜オリゴ３と記す）を３種類使用した。オリ
ゴ１に対してオリゴ２は、１ポイントの変異差（Ａ→
Ｇ）があり、理論上の融解温度は、オリゴ１が６９．６
５℃であり、オリゴ２が６７．９８℃である。各オリゴ
１、２をオリゴ３の下線部に変成して二本鎖構造を形成
した。

【００５０】続いて、２種類の検体を調合する。調合方
法は下記の通りである。濃度１００μＭの合成オリゴヌ
クレオチド２種類ずつ（即ち、オリゴ１と２、オリゴ１
と３）を各１μＬずつ取り、２５μＬの５００ｎＭトリ
ス塩酸、１０ｍＭエチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）
ｐＨ７．５緩衝液、及び水を加えて１９００μＬとし
た。これを１００℃で５分間加熱して室温まで冷却し
た。次に核酸染色試薬ＧｅｌＳｔａｒ０．２μＬに１９
０μＬの５００ｎＭのトリス塩酸、１０ｍＭのエチレン
ジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）ｐＨ７．５緩衝液と水を加
えて１９００μＬとして、先程の加熱済のサンプル１０
０μＬを加えて変異検出サンプルとした。最終的な構成
は５０ｎＭのＤＮＡ、ＧｅｌＳｔａｒの１／１０００希
釈液、５０ｍＭのトリス塩酸、１ｍＭのエチレンジアミ
ン四酢酸（ＥＤＴＡ）ｐＨ７．５である。

【００５１】二本鎖の消失を検出し、それによって融解
温度（即ち、Ｔｍ値）を得る場合には、二本鎖核酸を認
識する蛍光物質、即ち、インタカレータを使用すればよ
い。ここで使用した蛍光物質はゲルスター（登録商標、
ＢＭＡ社製）である。本発明に従って使用される蛍光物
質は、これに限定されるものではなく、例えば、エチジ
ウムブロマイド、ゲルスター及びサイバーグリーンＩ
（登録商標、MolecularProbes社製）が使用される。

【００５２】 オリゴヌクレオチド 理論上の融解温度 1.pUC TGCTACAGGCATCGTGGTGTCA 69.65℃ 2.pBR TGCTGCAGGCATCGTGGTGTCA 67.98℃ 3.pUCcEND GAACCGGAGCTGAATGAAGCCATACCAAACGACGAGCGTGACACCACGATGCCTGTAGCA ２．蛍光検出試験 上記１において調製した２種類の検体を別々のサンプル
チューブに１００μＬずつ分注した。蒸発防止用キャッ
プで密閉し、加熱ブロックに装着した。蒸発防止用キャ
ップは、更に筒状の突起のついた断熱板で上部を覆っ
た。このような構成によって熱成分が、光源部に行くこ
とを最小限に抑えた。この断熱板の上部に、予め励起波
長選択用フィルターを装着した励起用ＬＥＤ光源アレイ
ユニットを装着した。加熱ブロックには、コードヒー
タ、温度センサーが埋め込まれており、これは更に温度
調節器に接続され、加熱温度制御される。また、温度調
節器はコンピュータに接続され、コンピュータに記録さ
れた画像処理ソフトにより測定温度及び測定温度間隔等
の設定がなされている。

【００５３】画像処理ソフトを含むコンピュータは、検
出用のＣＣＤカメラと接続されている。コンピュータ
は、そこに設定された測定温度間隔に従ってＣＣＤカメ
ラを制御して撮像を行い、その画像を取り込ませる。ま
た、ＣＣＤカメラにはレンズ及び励起光成分を除去する
ための光学フィルターが装着されている。

【００５４】ＬＥＤ励起光源を点灯させ、励起用フィル
ターを通して検体に照射すると、検体から二本鎖構造の
消失に比例した蛍光信号が生ずる。検体の加熱は、画像
処理ソフトにより設定した所望の温度範囲及び測定温度
間隔に従って行われ、且つ撮像もその設定に従って行わ
れる。

【００５５】本実験では、予想される融解温度が７０℃
付近のため、測定温度範囲を５０〜７５℃とし、その温
度範囲内を１℃間隔とした。このような条件下で蛍光強
度の変化をＣＣＤカメラで撮像し、得られた画像を検出
し、検体部分の画像処理を行って蛍光強度を測定した。

【００５６】その結果を、図６と図７に示した。図６
は、上記の２種類の検体についての蛍光強度の変化を示
すグラフである。横軸は温度であり、縦軸は蛍光強度で
ある。図７は、図６のグラフの値を夫々に微分して得た
Ｔｍ値を示すグラフである。そこにおいて示された２つ
のピークが、各検体の融解温度である。これらの夫々の
Ｔｍ値は、理論上の融解温度とほぼ一致していた。従っ
て、本発明の装置によりＴｍ値を得ることができた。

【００５７】また、２つの検体の融解温度の差から１塩
基についての変異を検出することが可能である。従っ
て、本発明の装置により遺伝子の変異解析を行うことが
可能であることが証明された。

【００５８】本発明は、透明な検体容器を使用し、底面
に測定用穴を設けた加熱ブロックに容器を設置、検体を
加熱し、上部又は下部から励起光を照射し、励起光と対
象系に配置したＣＣＤ受光部により、複数の検体の蛍光
成分を同時に画像検出し、画像の検体部分の蛍光強度を
測定する装置である。

【００５９】本発明は、透過型光学系を採用しているた
め、反射鏡等の光学系が除去できると共に、反射型のよ
うに励起と検出方法が同一でなく、検出時に励起光成分
が容易に除去できる。従って、蛍光成分を効率よく検出
でき、増幅器を必要としないため、安価なシステム構成
が構築できる。

【００６０】更に、単一の加熱ブロックで検体を加熱す
るため、温度調整が容易で、検体間の温度のばらつきを
最小限に抑えることができる。

【００６１】更に、検出は、ＣＣＤ受光部で画像として
も同時検出するため、検体間の検出時の時間差が発生し
ない。また、一度に処理できる検体数も、容器や加熱ブ
ロックの大きさに応じて検出画像の画角を換えることで
対応できるので、容易に増やすことができる。

【００６２】また、本発明に従う蛍光検出装置により、
ＰＣＲやハイブリダイゼーション等、試料中において進
行する反応中に生じる蛍光信号の変化を、リアルタイム
で検出できるリアルモニタリングシステムが提供され
た。

【００６３】また、本発明に従う蛍光検出装置は、一塩
基置換（即ち、ＳＮＰ）及びマイクロサテライト多型な
どの多型や、その他、核酸についての変異解析を行うこ
とが可能である。

【００６４】

【発明の効果】本発明により、複数の検体の温度を同時
に調節しながら、それらから生じる蛍光信号を同時に検
出することができ、且つノイズの少ない検出装置が提供
された。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従う蛍光検出装置の第１の態様を示す
図。

【図２】本発明に従う支持体の１例を示す図。

【図３】本発明に従う蛍光検出装置の構成例を示す図。

【図４】本発明に従う蛍光検出装置の構成例を示す図。

【図５】本発明に従う蛍光検出装置の構成例を示す図。

【図６】本発明の従う蛍光検出装置により測定した蛍光
強度の変化を示すグラフ。

【図７】本発明の従う蛍光検出装置により測定した融解
温度を示すグラフ。

【符号の説明】

１．蛍光検出装置 ２．筐体 ３．容器 ４．蓋
（又はキャップ） ５．支持体 ６．光源 ７．
光源系 ８．波長選択手段 ９．ＣＣＤカメラ
１０．検出系 １１．ファン １２．温度調節器
１３．コンピュータ １４．レンズ ２０．
支持体 ２１．基板 ２３．溝 ２４．コードヒ
ータ ３１．容器 ３２．キャップ ３３．加熱
ブロック ３４．光源 ３５．フィルター ３６．検出用フィ
ルター ３７．レンズ ３８．ＣＣＤカメラ ３
９．ファン ４０．温度調節器 ４１．コンピュー
タ ４２．コリメータレンズ ４３．光学系 ４
４．反射鏡 ５１．遮光用筐体 ５２．サンプルチューブ ５
３．キャップホルダー ５４．キャップ ５５．キャップホルダー ５６．
励起用ＬＥＤ光源アレイユニット ５７．ＬＥＤ光源
５８．レンズユニット ５９．励起フィルター
６０．検出系 ６１．ＣＣＴＶレンズ ６２．冷
却ＣＣＤ ６３．高さ調整治具 ６４．架台 ７０．コードヒ
ータ ７１．ＬＥＤ励起光源 ７２．励起フィルタ
ー ７３．断熱板

フロントページの続き (72)発明者 近藤 和博 千葉県木更津市矢那1637番地 株式会社ア イシン・コスモス研究所かずさ分室内 (72)発明者 大石 道夫 千葉県木更津市矢那1532番３号 財団法人 かずさディー・エヌ・エー研究所内 Ｆターム(参考） 2G043 AA01 BA16 CA03 DA02 DA08 EA01 FA01 GA07 GB07 HA01 HA03 JA02 KA09 LA03 MA03 2G059 AA03 BB12 CC16 DD03 DD16 EE07 EE11 FF01 FF11 GG01 GG02 GG03 JJ02 JJ11 KK04 MM10

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 遮光可能な筐体と、前記筐体の内部に具
   備され、且つ試料を入れるための容器を保持するための
   孔を複数具備する支持体と、前記支持体の孔の一方の開
   口部に対して光を照射する光源と、前記光源から照射さ
   れた光により励起され他方の開口部から生じた蛍光を検
   出するための検出系と、前記支持体に保持される容器の
   温度を調節するための温度調節系とを具備することを特
   徴とする蛍光検出装置。
2. 【請求項２】 前記光源と前記支持体との間に、前記光
   源からの波長を選択するためのフィルタが更に具備され
   ることを特徴とする蛍光検出装置。
3. 【請求項３】 前記検出系が、波長を選択するためのフ
   ィルタと、レンズを具備するＣＣＤカメラとを具備する
   ことを特徴とする蛍光検出装置。
4. 【請求項４】 請求項１から３の何れか１項に記載の蛍
   光検出装置において使用される前記容器が光透過性部材
   からなることを特徴とする蛍光検出装置。