JP2003518242A - 特に多色蛍光相関分光をするための蛍光相関分光装置および蛍光相関分光法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 試料容器（２）の中にある透明な媒体の中で光線が集束される、特に多色蛍光相関分光をするための蛍光相関分光装置は、集光する鏡面加工された底面（６）をもつ少なくとも２つの試料容器（２）が内部に配置されている容器ホルダ（１）と、少なくとも部分的に光透過性である、両方の試料容器（２）のための共通のカバー（３）とを含んでいる。これに対応する方法では、試料容器（２）の中に、底面（６）の方を向いている光窓を備える突設部（４）が挿入され、透明な媒体の量は、突設部（４）の光窓が媒体によって湿潤されるように選択される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 （技術分野） 本発明は、特に多色蛍光相関分光をするための、蛍光相関分光をする装置およ
び方法に関する。この場合、反応相手が蛍光着色料でマーキングされ、透明な液
体状の媒体の中で自由拡散させられる。発生する蛍光強度のフラクチュエーショ
ンを、光学的な方法で検知することができる。特に多色蛍光相関分光の場合、２
つの反応相手を異なる蛍光着色料でマーキングすることによって、分子間の相互
作用が検査される。反応相手は、透明な媒体に拡散するときに、蛍光強度のフラ
クチュエーションを生成する。両方の蛍光団の放射波長の間にほぼ相関する強度
フラクチュエーションが検知されれば、このことは、両方の反応相手の間で錯化
合物生成が起こったことを示唆している。

【０００２】 （背景技術） このような検査のためには、典型的な場合、最小の試料量が用いられる。なぜ
なら検査可能な空間容積は、透明な媒体の中で光線が集束する焦点のすぐ周辺の
空間領域に限られるからである。

【０００３】 他方、多くの利点をもつ蛍光相関分光をできるだけ広い用途に適用できるよう
にするには、できるだけ複雑でない決まった手順でこの測定方法を実施できるこ
とが必要である。

【０００４】 （発明の開示） したがって本発明の課題は、一方では決まった手順での測定の実施を可能にし
、また他方ではそれにもかかわらず最小の試料量の管理が可能であるような、特
に多色蛍光相関分光をするための、蛍光相関分光をする当分野に属する装置なら
びに当分野に属する方法を提供することである。

【０００５】 その解決法として本発明は、一方では、当分野に属する装置であって、集光す
る鏡面加工された底面をもつ少なくとも２つの試料容器が内部に配置されている
容器ホルダと、少なくとも部分的に光透過性である、両方の試料容器のための共
通のカバーとを含んでいる装置を提案する。

【０００６】 このような装置は、最小の寸法でも十分な精度で製造することができるので、
最小の試料容積を、このような種類の小型の試料容器の内部で測定のために利用
することができる。さらに、容器ホルダの中に複数の試料容器が配置されている
ことで、これらの試料容器を同時に、ないしは短い間隔で相前後して、測定のた
めに準備することが容易に可能となる。相応の測定器具に、容器ホルダのための
保持装置ないし搬送装置を設け、それによって追加のコストをかけることなく、
それぞれの試料容器の中身を相前後して、あるいは同時に測定に供給できるよう
にすることも可能である。したがって、以上に述べた本発明による構成は、前述
の課題に即して、一方では最小の試料量の使用を可能にするとともに、他方では
、ほぼベルトコンベヤ式の試料準備ないし測定実施を可能にする。

【０００７】 しかも、集光する鏡面加工された底面によって、励起光線を透明な媒体に垂直
に入射させ、媒体の内部で初めて集束のために偏向させることが可能である。そ
れにより、照射される光線の異なる屈折率や異なる周波数によって引き起こされ
る測定誤差を、最低限に抑えることが可能である。

【０００８】 カバーに達するまで試料容器を満たすと有利である。このようにすれば、試料
容器への光入射がカバー形状にのみ依存し、透明な媒体の何らかの表面張力等に
は依存しないことが保証される。

【０００９】 試料容器が、容器ホルダの内部の成形部によって構成されると、全体的構成の
設計的に比較的簡単な構造が生まれる。このような構成の場合、容器ホルダを一
体的に構成し、適当な方法で、試料容器としての役目をする凹部を容器ホルダに
設けることが可能である。この場合、このような成形部の底面を本発明の方法に
従って集光するように構成するだけでよい。

【００１０】 このとき底面は、放物線状または楕円状に成形されていてよい。一定の範囲内
で、半球シェル状の底面にすることも同様に考えられる。

【００１１】 鏡面加工の長期の耐久性を保証するために、底面を、通常の緩衝液に対して耐
性のある層で鏡面加工することができる。

【００１２】 この場合、試料容器の焦点は、試料容器の内部に位置するように選択されるの
が望ましい。このように構成すれば、入射する光を事前に適当な手法で偏向させ
る複雑な光学系を省略することができ、それによって特に、異なる屈折角による
測定誤差の危険が少なくなる。

【００１３】 それぞれの試料容器に圧力調整部が設けられていてよい。このような圧力調整
部は、一方では各試料容器を任意の方法で満たしたり空にすることを可能にし、
かつ／または他方では、カバーないしカバーに設けられた光窓などのモジュール
を、試料容器に含まれる液体に含浸することができ、ないしは液体によって完全
に湿潤させることができることを保証する。すでに上に述べたように、このよう
な湿潤ないし含浸は、液体の表面方向が偶然に規定されるのではなく、カバーの
表面ないし光窓の表面によって規定されることを可能にする。当然ながら、この
ような圧力調整部は、本発明の装置のその他の構成要件から独立した形でも、蛍
光相関分光装置に有利に採用することができる。

【００１４】 本発明中において「光窓」という用語は、モジュールないしカバーの一領域で
あって、これを通って蛍光励起をする光がカバーを通り抜け、それぞれの試料容
器に照射されるものを指すものとする。

【００１５】 たとえばカバーは、容器ホルダの上に平坦に載置されて試料容器を覆う平行平
面のプレートとして構成されていてよい。ただしこの場合には通常、その下に位
置する容器を、少なくともそれぞれの光窓が湿潤されるように液体で完全に満た
すのが困難である。封止などの適当な方策と、正確な調量と、付着力および凝集
力の管理とによって、これに関する方法を見出すことができる。

【００１６】 この問題は、それぞれ試料容器の中に突入する突設部をカバーに設ければ、回
避することができる。そうすれば、突設部と試料容器壁との間の間隙によって圧
力調整を行うことができるので、試料容器をきわめて高い精度で充填する必要が
なくなる。空気があったり、透明な媒体が多すぎる場合には、両側で排出するこ
とができる。特に、たとえば小さな通路や流出穴といった簡単な方策によって、
透明な媒体が隣接する試料容器に入るのを防ぐことができる。

【００１７】 有利には、カバーの光窓はそれぞれ突設部に設けられる。

【００１８】 突設部は、一方では、カバーと一体的に構成されていてよい。他方では、カバ
ーと接続されていてカバーを貫通して試料容器に突入する光ファイバの端部によ
って、突設部を構成することも可能である。

【００１９】 有利には、突設部は、突設部と試料容器の間に突設部を取り囲む間隙が残るよ
うに寸法決めされる。この間隙は、突設部が試料容器に含浸されて測定位置に達
したときに、透明な媒体が試料容器から流れ出ない程度に十分な大きさに選択す
る。つまりこの間隙によって形成される空間は、さまざまな充填量を特に測定精
度の枠内で補正することのできる、緩衝器としての役目を果たす。

【００２０】 当然ながら、試料容器に含浸されるこのような突設部は、他の構成要件から独
立した形でも、蛍光相関分光用の個々の試料容器で有利に用いることができる。
特にこの場合、正確に測定された充填容積で試料容器を充填する必要がない。こ
のことは、特に少ない試料量の場合に大きな利点となる。試料量が少ないと、正
確な容積を測定するのがいっそう難しくなるからである。その意味で、このよう
な突設部は他の構成要件から独立した形でも、最小の試料量のときに比較的大き
い公差で、かつそれによって比較的複雑でなく迅速に実行可能な条件のもとで、
測定を実施できることを可能にする。

【００２１】 本発明は、特に多色蛍光相関分光をするための蛍光相関分光法であって、試料
容器の中にある透明な媒体の中で光線を集束させる方法も提案する。この場合、
集光する底面を有する試料容器の中に、底面の方を向いている光窓を備える突設
部が挿入され、透明な媒体の量は、突設部の光窓が媒体によって湿潤されるよう
に選択される。

【００２２】 有利には、突設部は焦点よりも上側までしか試料容器に挿入されず、それによ
り、光窓を通って入射する光を底面によって焦点に集光することができ、そこで
、つまり透明な媒体の中で、所望の測定を開始することができる。

【００２３】 突設部が透明な媒体に含浸されると、本方法が格別に簡単に構成される。この
ようにして、どのような場合でも十分な湿潤が保証される。

【００２４】 突設部が、集光する試料容器底面の光学軸に対して垂直な表面領域を有してい
ると、突設部を通って入射する光が不要に屈折させられないことが、設計的に簡
単な手法で保証される。それによって、異なる周波数の光によって引き起こされ
る誤差を防ぐことができる。

【００２５】 当然ながら、本発明中で用いている幾何学的な形状、たとえば「垂直」、「楕
円状」ないし「放物線状」などの形状は、蛍光相関分光にとって望ましい測定精
度の範囲内で正確に選択されていればよい。特に底面は、適用する波長の何分の
一かにまで正確に製造されているのが望ましい。カバーや突設部の誤差、ないし
光窓の幾何学的な位置の誤差も、適用する波長に準じて大きく、または小さく選
択することができる。

【００２６】 さらに、透明な媒体の供給配管および／または排出配管に連通する開口部を、
試料容器の壁に設けることも可能である。このような配管は、たとえば容器ホル
ダにある単純な穴によって保証されていてよい。同様に、カバーによって覆われ
たときにこのような通路を形成する溝を、容器ホルダ表面にカバーのすぐ下で設
けることができる。このように単純な開口部、ないしこのような通路は、最小の
幾何学形状であっても、すでに公知となっている技術的方法で容易に容器ホルダ
に設けることができる。このような配管は、一方では圧力調整に役立つとともに
、他方では、透明な媒体あるいは測定物質や洗浄物質などの他の物質の供給ない
し排出に役立つ。

【００２７】 このような単純な開口部の場合、たとえば毛管状の供給部から焦点等に至る、
あらゆる設計的な精密さが不要になるので、このような構成は最小の試料容器サ
イズの場合でも実現可能である。またこのような構成は、蛍光相関分光の迅速か
つ逐次的な実施を助け、このとき当然ながら、このような種類の開口部は、使用
する試料容器の個数やカバーの有無とは無関係に有利に適用することができる。

【００２８】 本発明のその他の利点、目的、および特性について、一例として、本発明によ
る２通りの蛍光相関分光装置が描かれている添付の図面の説明を通して解説する
。

【００２９】 図１に描かれている本発明の第１実施例は、内部に試料容器２（図面の符号は
例示）としての成形部が穿設されている容器ホルダ１を有している。さらに本実
施形態は、覆われた状態のときに試料容器２の中に突入する透明な突設部４（図
面の符号は例示）を備えるカバー３を含んでいる。

【００３０】 カバー３の対向する側には、突設部４を通過して光を試料容器２に導入し、ま
た試料容器から導出することができる光導体５（図面の符号は例示）が設けられ
ている。当然ながら、光導体５は突設部４の代わりに設けられていてもよく、カ
バー３を貫通して試料容器２の中に突入していてもよい。

【００３１】 各試料容器の底面６（図面の符号は例示）は集光するように成形されており、
その内面は、通常の緩衝液に対して耐性のある層で鏡面加工されている。

【００３２】 この装置を作動させるには、試料容器２を必要に応じて透明な媒体で満たす。
この充填は、カバー３を上に載せた後に、突設部４がそれぞれ透明な媒体に含浸
されるようになるまで行われる。その意味で、試料容器２と突設部４の間にある
間隙７（図面の符号は例示）は、圧力調整部としての役目をするとともに、透明
な媒体を多く充填しすぎたときのための中間保存部としての役目もする。

【００３３】 突設部４の下面が、集光する試料容器底面６の光学軸に対して垂直な表面領域
を有していることによって、および、光が光導体５からほぼ垂直に、この表面領
域にある光窓を通って試料容器２に入ることによって、試料容器２に対してカバ
ー３を非常に正確に位置決めする必要がない。光入射が平行であり、底面６が相
応に集光するように選択されているので、側方への軽微な誤差は問題とならない
。

【００３４】 図２に示す実施形態では、容器ホルダ１の中に、集光をする鏡面加工された底
面６（図面の符号は例示）をもつ試料容器２（図面の符号は例示）が設けられて
いる。容器ホルダ１の上には平坦な下面をもつカバー３が載置されており、この
カバーに、試料容器２に応じて光導体５（図面の符号は例示）が挿入されている
。さらに、それぞれの試料容器壁には、供給配管ないし排出配管９（図面の符号
は例示）に連通する開口部８（図面の符号は例示）が設けられている。これらの
配管は、一方では圧力調整ないし溢流口としての役目をし、このような形で、カ
バー３を載せたときに透明な媒体が試料容器壁を越えて別の試料容器２に入るの
を防止する。カバー３を載せているとき、これらの配管９はさらに、試料液体を
交換したり試料容器２を洗浄するのにも用いられる。

【００３５】 配管９は、一方では（図示しているように）穴によって構成することができる
が、他方では、容器ホルダ１の上面に、カバー３とともに配管９を形成する溝ま
たはその他の切欠きが設けられていてもよい。開口部８の１つを試料容器２の底
面領域に設けることが考えられる。

【００３６】 開口部８および配管９の直径、ならびにその位置は、試料容器の完全な充填が
可能であるように選択する。図２からすぐにわかるように、光導体５を、カバー
３を通して試料容器２に挿通することも可能である。この場合、試料容器２の完
全な充填はもはや必要ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は、本発明による第１の装置を示す模式的な断面図である。

【図２】 図２は、本発明による第２の装置を示す模式的な断面図である。

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１３年５月２９日（２００１．５．２９）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G020 BA20 CA16 CB07 CB43 CD06 CD14 2G043 AA03 CA03 DA05 DA06 EA01 FA06 GA07 GB01 GB08 HA03 KA02 2G057 AA04 AB01 BC05 CB10 DA01 DA03 DB08 DC01 GA01

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 試料容器（２）の中にある透明な媒体の中で光線が集束され
   る、特に多色蛍光相関分光をするための蛍光相関分光をする装置において、集光
   する鏡面加工された底面（６）をもつ少なくとも２つの試料容器（２）が内部に
   配置されている容器ホルダ（１）と、少なくとも部分的に光透過性である、両方
   の試料容器（２）のための共通のカバー（３）とを備えていることを特徴とする
   装置。
2. 【請求項２】 試料容器（２）が容器ホルダ（１）の成形部によって構成さ
   れている、請求項１記載の装置。
3. 【請求項３】 焦点が試料容器（２）の内部に位置している、請求項１また
   は２記載の装置。
4. 【請求項４】 それぞれの試料容器（２）が圧力調整部を有している、請求
   項１から３のいずれか１項記載の装置。
5. 【請求項５】 カバー（３）が、それぞれ試料容器（２）の中に突入する少
   なくとも２つの突設部（４）を有している、請求項１から４のいずれか１項記載
   の装置。
6. 【請求項６】 少なくとも１つの突設部（４）が、突設部（４）と試料容器
   （２）の間に突設部（４）を取り囲む間隙（７）が残るように寸法決めされてい
   る、請求項５記載の装置。
7. 【請求項７】 少なくとも１つの突設部（４）が、集光する試料容器底面（
   ６）の光学軸に対して垂直な表面領域を有している、請求項５または６記載の装
   置。
8. 【請求項８】 試料容器（２）の壁に、透明な媒体のための供給配管および
   ／または排出配管に連通する開口部（８）が設けられている、請求項１から７の
   いずれか１項記載の装置。
9. 【請求項９】 試料容器（２）の中にある透明な媒体の中で光線が集束され
   る、特に多色蛍光相関分光をするための蛍光相関分光をする方法において、集光
   する底面（６）を有する試料容器（２）の中に、底面（６）の方を向いている光
   窓を備える突設部（４）が挿入され、透明な媒体の量は、突設部（４）の光窓が
   媒体によって湿潤されるように選択されることを特徴とする方法。
10. 【請求項１０】 突設部（４）が底面（６）の焦点よりも上側まで挿入され
    る、請求項９記載の方法。
11. 【請求項１１】 突設部（４）が透明な媒体に含浸される、請求項９または
    １０記載の方法。