JP2003522323A - Fluorescence emission measurement device - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】 蛍光発光測定ユニットであって、単色性の光源（１３）と、検出部ユニット（２３ａ、２３ｂ）と、光源（１３）からスポット（１８）へ進む励振光ビーム（１３ａ）と、スポット（１８）から検出部ユニット（２３ａ、２３ｂ）へ進む放射光ビームと、音響光学調律フィルタ（ＡＯＴＦ）（１２）とを含み、ＡＯＴＦ（１２）は、非共線的モードで形成され、励振光ビーム経路と放射光ビーム経路は、同時発生するが、ＡＯＴＦの内を逆方向に通過する、蛍光発光測定ユニットである。共通ビーム経路（３１）に先行する２つのビーム経路を定義する２つのレーザ源（２７）を含む構成であって、ａ）上記レーザ源が、互いに直交する偏光面を備え、ｂ）非共線的ＡＯＴＦ（２９）が、上記２つのビーム経路と結合して設置され、各々のレーザ源からのレーザ光の各々の波長に同調する際には、２つの源からのレーザ光は第２のＡＯＴＦ（２９）を通過して出て、１つの及び同じビーム経路（３１）の中に入るように、方向付けられる、構成である。 (57) [Summary] A fluorescence emission measurement unit comprising a monochromatic light source (13), a detection unit (23a, 23b), and an excitation light beam (13a) traveling from the light source (13) to a spot (18). And an emitted light beam traveling from the spot (18) to the detector unit (23a, 23b), and an acousto-optic tuning filter (AOTF) (12), wherein the AOTF (12) is formed in a non-collinear mode. The excitation light beam path and the emission light beam path are fluorescence emission measurement units that occur simultaneously but pass through the AOTF in opposite directions. An arrangement comprising two laser sources (27) defining two beam paths preceding a common beam path (31), wherein: a) said laser sources have planes of polarization orthogonal to each other; b) non-collinear When a dynamic AOTF (29) is installed in combination with the two beam paths and tunes to the respective wavelengths of the laser light from each laser source, the laser light from the two sources is converted to a second AOTF. An arrangement directed out of (29) and into one and the same beam path (31).
Description
【０００１】 （技術分野） 本発明は、蛍光発光を測定するためのユニットと方法に関する。[0001] (Technical field) The present invention relates to a unit and method for measuring fluorescence emission.
【０００２】
（発明の背景）
蛍光発光の測定の従来技術は、次のようなものである。蛍光分子は、励起状態
での光の波長よりも、より長い波長の光を常に放射する。これは、非共振吸収処
理において有効である。カットオフ、カットオン若しくはバンドパス等の干渉フ
ィルタは、通常、励振光から放射を分離するために利用される。システムレイア
ウトの通常のセットアップは、フィルタ掛けされた励振ビームが検出システムへ
直交するところに設置される。時として、９０°方向を異ならせることが可能で
ないことがある。サンプルが、狭くて深いウエルの中に、若しくは、非透明又は
透明な顕微鏡スライド上に位置するならば、放射される蛍光を同じ側から励起し
測定することが、便宜である。励振光を反射し放射光を通過させる二色性鏡にお
いても、かつては上記のことが為されていた。励振光及び放射光は従って同じ側
では直交する。微小滴定量プレートリーダや焦点共有の顕微鏡法においては、こ
のことは真実である。干渉フィルタには幾つかの欠点がある。それらにおいて波
長は固定されており、さらに、もしサンプル内の多くの蛍光体が様々な励振及び
放射スペクトラを伴っているならば、多くの様々なフィルタが要求される。これ
らの間において変更するのには、相当の時間がかかる。離散フィルタにより連続
スペクトラを得ることは、不可能である。BACKGROUND OF THE INVENTION The prior art for measuring fluorescence emission is as follows. Fluorescent molecules always emit light of a longer wavelength than the wavelength of light in the excited state. This is effective in non-resonant absorption processing. Interference filters, such as cutoff, cuton or bandpass, are typically used to separate the radiation from the excitation light. The usual setup of the system layout is set up where the filtered excitation beam is orthogonal to the detection system. Sometimes it is not possible to make the 90 ° directions different. If the sample is located in a narrow deep well or on a non-transparent or transparent microscope slide, it is convenient to excite and measure the emitted fluorescence from the same side. Even in the dichroic mirror that reflects the excitation light and allows the emitted light to pass through, the above was done in the past. The excitation light and the emitted light are therefore orthogonal on the same side. This is true of microtiter plate readers and focus sharing microscopy. Interference filters have several drawbacks. The wavelengths in them are fixed and, in addition, many different filters are required if many phosphors in the sample have different excitation and emission spectra. Changes between these can take a considerable amount of time. It is impossible to obtain a continuous spectrum with a discrete filter.
【０００３】 本発明の目的は、これらの問題をより単純化することである。[0003] The purpose of the present invention is to make these problems simpler.
【０００４】
音響光学調律フィルタ（以下、ＡＯＴＦという。）は、電子的に制御可能な、
ソリッドステートの、狭帯域光学フィルタである。それらは、紫外線からほぼ赤
外線まで同調可能であり、バンドパス変動を伴う多重波長の可能性、高度なスル
ープット、及び数１０マイクロ秒での波長切り替え機会を、備える。The acousto-optic tuning filter (hereinafter referred to as AOTF) is electronically controllable,
It is a solid state narrow band optical filter. They are tunable from ultraviolet to near infrared, with the potential for multiple wavelengths with bandpass variations, high throughput, and wavelength switching opportunity in tens of microseconds.
【０００５】
ＡＯＴＦは、蛍光発光の測定にこれまで利用されてきた。ＷＯ−Ａ−９７３０
３３１号を参照されたい。しかしながら、ＡＯＴＦは、（サンプルから放射する
光のうち）１方向の光しか通過しない。AOTF has previously been used to measure fluorescence emission. WO-A-9730
See No. 331. However, the AOTF only passes light in one direction (of the light emitted from the sample).
【０００６】
ＡＯＴＦの機能（図１）。
ＡＯＴＦは、複屈折異方性結晶（１）、例えば、可視光線や赤外線に利用され
るパラ亜テルル酸（ＴｅＯ２）や、紫外線や可視光線に利用される結晶クオーツ
などから構成される。結晶（１）は、特定の面角に、合わせられ切り出され磨か
れる。結晶の一つの面に対し、圧電性トランスデューサがしっかりと付着され、
逆の面には、音響アブソーバ（３）が付着される。ＭＨｚの範囲の無線周波数（
ＲＦ）信号（４）をトランスデューサ（２）に加えることにより、超音波が結晶
（１）内に形成される。この伝搬音響波（５）は、シノソイダルの与圧及び希薄
パターンを形成し、従って、屈折指標の周期的変調を形成する。結晶は、ブラッ
グ回折格子として作用しうる。音響波へある角度での、偏光のないホワイトライ
ト（６）の入射ビームは、入力端部（７）にて結晶に入力し、音響波と相互作用
する。限定された波長域のみが、位相マッチの状況を満足させ、結晶の出力端部
（８）にて第１の順序に回折される。回折された光は、直交偏光し、複屈折のた
めに、常光線ビーム及び異常光線ビーム（夫々、９、１０）は、ある角度により
分離される。この角度は、検出器が固定されることを意味する全ての波長にとっ
て、同じものである。回折されない波長は、結晶を通過し、影響を受けずゼロオ
ーダ（１１）となる。結晶がこれらの状況下で動作するとき、装置は非共線的Ａ
ＯＴＦと呼ばれる。ＲＦ（無線）周波数を変更することにより、回折ビームの中
央波長がそれに従い変動する。このことは、マイクロ秒の間になされ得る。出力
として多重回折波長を与えつつ、いくつかの異なるＲＦ（無線）周波数が、同時
に動作できる。Functions of AOTF (FIG. 1). The AOTF is composed of a birefringent anisotropic crystal (1), for example, para-tellurite (TeO 2 ) used for visible light or infrared light, or crystalline quartz used for ultraviolet light or visible light. The crystal (1) is fitted, cut out and polished to a specific face angle. The piezoelectric transducer is firmly attached to one side of the crystal,
An acoustic absorber (3) is attached to the opposite surface. Radio frequencies in the MHz range (
By applying an (RF) signal (4) to the transducer (2), ultrasonic waves are formed in the crystal (1). This propagating acoustic wave (5) forms a sinusoidal pressurization and a lean pattern, and thus a periodic modulation of the refraction index. The crystal can act as a Bragg grating. An incident beam of unpolarized white light (6) at an angle to the acoustic wave enters the crystal at the input end (7) and interacts with the acoustic wave. Only a limited wavelength range satisfies the phase matching situation and is diffracted in the first order at the output end (8) of the crystal. The diffracted light is orthogonally polarized and due to birefringence, the ordinary and extraordinary ray beams (9 and 10, respectively) are separated by an angle. This angle is the same for all wavelengths, which means that the detector is fixed. The undiffracted wavelengths pass through the crystal and are unaffected and are of the zero order (11). When the crystal operates under these circumstances, the device is non-collinear
Called OTF. By changing the RF (radio) frequency, the central wavelength of the diffracted beam changes accordingly. This can be done in microseconds. Several different RF (radio) frequencies can operate simultaneously while providing multiple diffractive wavelengths as output.
【０００７】
ＡＯＴＦがノッチフィルタとして動作する場合ＡＯＴＦが同調する波長を除い
ては、ゼロオーダビーム（１１）は最大限の強度を備える。これらの特徴は、Ａ
ＯＴＦのこの適用法にて利用される。When the AOTF operates as a notch filter, the zero-order beam (11) has maximum intensity except for the wavelength at which the AOTF is tuned. These features are
It is used in this application of OTF.
【０００８】
本発明の文脈では、ＡＯＴＦは、同調制御回路、即ち、図１に示すように、圧
電性トランスデューサ（２）、音響アブソーバ（３）及び無線周波数（ＲＦ）発
信部（４）を含む。In the context of the present invention, an AOTF comprises a tuning control circuit, ie a piezoelectric transducer (2), an acoustic absorber (3) and a radio frequency (RF) transmitter (4) as shown in FIG. .
【０００９】
（本発明の目的）
本発明の目的は、蛍光発光を測定するための改良された装置及び方法を提供す
ることである。OBJECT OF THE INVENTION It is an object of the invention to provide an improved apparatus and method for measuring fluorescence emission.
【００１０】
（発明）
本発明の目的は、請求項１及び請求項１３の特徴を備える装置と、請求項１１
及び請求項１６に係る方法により、達成される。(Invention) An object of the invention is an apparatus comprising the features of claims 1 and 13, and
And the method according to claim 16.
【００１１】
従って本発明の測定ユニットは、スポット（１８）の蛍光発光を測定すること
に向けられたものであり、単色性の光源（１３）、図３にて２つの検出サブユニ
ット（２３ａ、２３ｂ）で示される検出部、波長λｅｘを備え光源（１３）から
スポット（１８）へ進む励振光ビーム経路（１３ａ）、波長λｅｍを備えスポッ
ト（１８）から検出ユニットへ進む放射光ビーム経路、及び、蛍光発光測定ユニ
ットの検出ユニットとスポット（１８）との間のビーム経路内の音響光学調律フ
ィルタ（ＡＯＴＦ）（１２）を、含む。スポット（１８）は、実例であるともい
える。ユニットは、
ａ）ＡＯＴＦ（１２）は、非共線的モードで形成される、
ｂ）励振光ビーム経路と放射光ビーム経路は、同時発生するが、ＡＯＴＦの結晶
を逆方向に通過する、
という特徴を備える。従って、ユニットのＡＯＴＦは、励振光源（１３）とスポ
ット（１８）との間、及び、図３にて２つの検出サブユニット（２３ａ、２３ｂ
）で示される検出ユニットとスポット（１８）との間にて、配置される。The measuring unit of the invention is therefore directed towards measuring the fluorescence emission of the spot (18) and comprises a monochromatic light source (13), two detection subunits (23a, 23b) a detection part, an excitation light beam path (13a) having a wavelength λ ex and traveling from a light source (13) to a spot (18), and a synchrotron radiation beam path having a wavelength λ em and traveling from a spot (18) to a detection unit. , And an acousto-optic tuning filter (AOTF) (12) in the beam path between the detection unit of the fluorescence emission measurement unit and the spot (18). It can be said that the spot (18) is an example. The units are: a) the AOTF (12) is formed in a non-collinear mode, b) the exciting light beam path and the synchrotron radiation beam path are co-occurring but traverse the AOTF crystal in opposite directions. With features. Therefore, the AOTF of the unit is between the excitation light source (13) and the spot (18) and in FIG. 3 the two detection subunits (23a, 23b).
) Between the detection unit and the spot (18).
【００１２】
本発明のユニットでは、ＡＯＴＦ（１２）は、その入力端部（１４）にて、単
色光源（１３）から通常単色である励振光を受ける。光源（１３）とＡＯＴＦ（
１２）との間において、光を視準する手段、望ましくはレンズシステム（１５）
があってもよい。蛍光発光の偏光解消や異方性が調査されるならば、偏光フィル
タなど（１５ａ）が、ＡＯＴＦ（１２）の前面の励振ビーム経路内に挿入されて
もよい。測定装置の利用時には、ＡＯＴＦ（１２）の制御回路は、測定されるべ
き蛍光体の放射波長λｅｍに同調される。それは、視準された励振光が影響を受
けずに真っ直ぐとＡＯＴＦ（１２）を回折されないで通過する、ということを示
す。ＡＯＴＦ（１２）の後の励振ビーム経路では、光をスポット（１８）上に焦
点形成させる手段が備わるのが好ましい。励振光（λｅｘ）がスポット（１８）
内の適切な蛍光体をヒットすれば、蛍光体は光（λｅｍ）を放射し、該光は出力
端部（１６）を介してＡＯＴＦ（１２）に導入される。その後、光はＡＯＴＦ（
１２）内に伝搬し、上述のように、ＡＯＴＦは適切なＲＦ信号により放射波長（
λｅｍ）に同調する。結晶内では、光は２つの直交偏光ビーム（１９、２０）に
散乱し、ＡＯＴＦ（１２）の励振後、２つのビームは、個々のレンズシステム（
２１、２２）若しくは類似のものにより、検出部サブユニット（２３ａ、２３ｂ
）にて焦点形成され得る。励振光をスポット（１８）にて焦点形成させる手段と
、放射光をＡＯＴＦ（１２）の出力端部の中に仕向ける手段とは、図示されるレ
ンズシステム（１７）に一致してもよい。In the unit of the invention, the AOTF (12) receives at its input end (14) a normally monochromatic excitation light from a monochromatic light source (13). Light source (13) and AOTF (
12) means for collimating light, preferably a lens system (15)
There may be. If the depolarization or anisotropy of the fluorescence emission is investigated, a polarizing filter or the like (15a) may be inserted in the excitation beam path in front of the AOTF (12). When using the measuring device, the control circuit of the AOTF (12) is tuned to the emission wavelength λ em of the phosphor to be measured. It shows that the collimated excitation light passes through the AOTF (12) undiffracted straight when unaffected. The excitation beam path after the AOTF (12) is preferably provided with means for focusing the light onto the spot (18). Excitation light (λ ex ) is spot (18)
Upon hitting the appropriate phosphor in, the phosphor emits light (λ em ) which is introduced into the AOTF (12) via the output end (16). After that, the light is AOTF (
12) and, as mentioned above, the AOTF emits a radiation wavelength (
λ em ). Within the crystal, light is scattered into two orthogonally polarized beams (19, 20), and after excitation of the AOTF (12), the two beams are separated by individual lens systems (
21, 22) or the like, the detector subunits (23a, 23b)
). The means for focusing the excitation light at the spot (18) and the means for directing the emitted light into the output end of the AOTF (12) may match the lens system (17) shown.
【００１３】
励振光をスポット（１８）に対し焦点形成する手段と、ＡＯＴＦ（１２）の出
力端部（１６）の中に放射光を差し向ける手段は、レンズシステム（１７）のよ
うに、同一のものであってもよい。このレンズシステムは、光をスポット(１８)
上に焦点形成させ、放射光を集めて視準し件のＡＯＴＦ（１２）で利用し得る平
行性を形成するように、機能する。The means for focusing the excitation light with respect to the spot (18) and the means for directing the emitted light into the output end (16) of the AOTF (12) are the same, as in the lens system (17). It may be one. This lens system spots light (18)
It functions to focus on, collect the emitted light and collimate it to form the parallelism available in the AOTF (12) of interest.
【００１４】
検出ユニットは、多かれ少なかれ２つの等しいサブユニット（２３ａ、２３ｂ
）を含む。それは、直交偏光ビーム（１９、２０）の各々に対するもの、即ち、
両方のビームに対する共通のユニット若しくはビームの一つに対する単一のユニ
ットである。両方のビームに対する共通の検出ユニットが存在する場合、光をＡ
ＯＴＦ（１２）から検出部ユニット（２３ｂ）までガイドする光ガイド手段（３
２）が備わる（図３に示されるサブユニット２３ａと同様に共通検出部として動
作するものは存在しない）。共通検出部が利用される場合、光を共通検出部ユニ
ットにガイドする個々の放射光経路のための、（３２）と同様の、光ガイド手段
を含む形態であってもよい。検出部ユニット／サブユニット（２３ａ、２３ｂ）
は、光を検出部（２５）にガイドする光ガイド（２４）、通常は光電子倍増管若
しくはフォトダイオードを、含んでもよい。光ガイドは、光ファイバ及び／又は
１つ若しくは複数の鏡のような、反射手段の形態である。The detection unit comprises more or less two equal subunits (23a, 23b).
)including. It is for each of the orthogonally polarized beams (19, 20), ie
A common unit for both beams or a single unit for one of the beams. If there is a common detection unit for both beams,
Light guide means (3) for guiding from the OTF (12) to the detection unit (23b)
2) is provided (there is no one that operates as a common detection unit like the subunit 23a shown in FIG. 3). If a common detector is used, it may be in the form of including light guiding means similar to (32) for the individual emitted light paths for guiding light to the common detector unit. Detection unit / sub unit (23a, 23b)
May include a light guide (24) for guiding light to the detector (25), usually a photomultiplier or a photodiode. The light guide is in the form of reflective means, such as an optical fiber and / or one or more mirrors.
【００１５】
ＡＯＴＦ（１２）の端部（１４）と検出部（２５）との間の各々の光ビーム経
路において、ＡＯＴＦ（１２）から迷光を減少させるフィルタ（２６）を置いて
もよい。このタイプのフィルタは、所謂“液体結晶同調フィルタ（ＬＣＴＦ）”
（例えば、米国マサチューセッツ州ボストンのケンブリッジリサーチインスツル
メンテーション製のもの）であればよい。フィルタの配置は、検出部ユニット／
サブユニット（２３ａ、２３ｂ）の内部で、且つ検出部（２５）にできるだけ近
接するのが、好ましい。A filter (26) for reducing stray light from the AOTF (12) may be provided in each light beam path between the end portion (14) of the AOTF (12) and the detection portion (25). This type of filter is known as a "liquid crystal tuning filter (LCTF)".
(For example, manufactured by Cambridge Research Instrumentation of Boston, Massachusetts, USA). Filters are arranged in the detection unit /
It is preferable to be inside the subunits (23a, 23b) and as close as possible to the detection unit (25).
【００１６】
単色性光源（１３）が、ブロードバンド光源と、別のＡＯＴＦ又は格子又は干
渉フィルタを利用するモノクロメータとを、含んでもよい。更なる別の形態とし
て、光源（１３）はレーザ源を含んでもよい。第１の変形例では、レンズシステ
ム（１７）は、ＡＯＴＦ（１２）内の放射光の光学処理量を達成するための、ア
ナモルフィックシリンドリカルレンズのセットであってもよい。別の変形例では
、レンズシステム（１７）は、ビーム拡大レンズシステムを含んでもよく、励振
光をスポット（１８）上に焦点形成させる凸レンズシステムがその後に続くのが
好ましい。ビーム拡大レンズシステムでは、凸レンズの前に第１の凹レンズを含
んでもよい。レンズシステム（１７）内の凸レンズは、効果的な高開口数蛍光発
光収集を為す大きい直径を備えるのが好ましい。The monochromatic light source (13) may include a broadband light source and a monochromator utilizing another AOTF or grating or interference filter. As a further alternative, the light source (13) may include a laser source. In a first variant, the lens system (17) may be a set of anamorphic cylindrical lenses to achieve the optical throughput of the emitted light in the AOTF (12). In another variation, the lens system (17) may include a beam expanding lens system, preferably followed by a convex lens system that focuses the excitation light onto the spot (18). The beam expanding lens system may include a first concave lens in front of the convex lens. The convex lenses in the lens system (17) preferably have a large diameter for effective high numerical aperture fluorescence emission collection.
【００１７】
２つの異なるレーザ源（２７、２８）が、単色性光源（１３）として利用され
てもよい。図４を参照されたい。各々のレーザ源は、１つ又は複数の波長の偏光
を与える。１つの源からの光の偏光面は、他の源からの光の偏光面と垂直である
。この変形例では、第２の非共線的ＡＯＴＦ（２９）は、第１のＡＯＴＦ（１２
）の前の励振光のビーム経路内に配置される。レーザ源は、ビームの方向及び偏
光面が、ＡＯＴＦ（２９）の第１の順序の回折方向及び偏光面と一致するように
、方向付けられる。この第２のＡＯＴＦ（２９）は、レーザ源からのレーザ光の
各々の波長に同調し得る。このことは、個々の励振光が、１つ且つ同じビーム経
路にて第２のＡＯＴＦから出て行くことを意味する。一対のビームストッパ（３
０）はＡＯＴＦ（２９）に続いて配置され、望まれないゼロオーダレーザ光をブ
ロックする。Two different laser sources (27, 28) may be utilized as the monochromatic light source (13). See FIG. Each laser source provides polarized light at one or more wavelengths. The plane of polarization of light from one source is perpendicular to the plane of polarization of light from the other source. In this variation, the second non-collinear AOTF (29) is the first AOTF (12).
) Is placed in the beam path of the excitation light before. The laser source is oriented such that the beam direction and plane of polarization coincide with the first order diffraction direction and plane of polarization of the AOTF (29). This second AOTF (29) may be tuned to each wavelength of laser light from the laser source. This means that the individual excitation light exits the second AOTF in one and the same beam path. A pair of beam stoppers (3
0) is placed following AOTF (29) to block unwanted zero-order laser light.
【００１８】
蛍光発光ライフタイムの調査では、レーザ光が利用される。レーザビームは、
高速モジュレータ、例えば、レーザの直前の光源（１３）内に位置する音響光学
モジュレータにより強度調整されるのが通常である。Laser light is used in the investigation of the fluorescence emission lifetime. Laser beam
It is usually intensity modulated by a high speed modulator, for example an acousto-optic modulator located in the light source (13) just before the laser.
【００１９】
本発明のユニットは、大抵の蛍光発光アッセイ技術にて、利用可能である。例
として、定常状態蛍光発光、ディレー蛍光発光、蛍光発光偏光解消又は異方性、
エネルギ転送蛍光発光、及び蛍光発光ライフタイムなどがあり、ユニットはこれ
らの技術に対し要求される適切な方法にて装着され／修正される。例えば、蛍光
発光偏光解消及び異方性では、常光線ビーム及び異常光線ビームの分離測定、即
ち、分離検出部が要求される。蛍光発光のスペクトラル情報は、ＡＯＴＦを素早
く走査することによって、得ることができる。よって、スポット（１８）内の多
重蛍光体を検出することが可能である。The unit of the invention can be used in most fluorescence emission assay techniques. Examples include steady-state fluorescence emission, delay fluorescence emission, fluorescence emission depolarization or anisotropy,
Energy Transfer Fluorescence, and Fluorescence Lifetime, etc., and the unit is mounted / modified in the appropriate manner required for these technologies. For example, for fluorescence emission depolarization and anisotropy, a separate measurement of the ordinary ray beam and the extraordinary ray beam, that is, a separate detector is required. Spectral information of fluorescence emission can be obtained by quickly scanning the AOTF. Therefore, it is possible to detect the multiple fluorescent substance in the spot (18).
【００２０】
ユニットは、２つの反応物Ｉ及びＩＩの間の反応と、蛍光発光原因物質がラベ
ルされる反応物による反応検出とを基にした様々なタイプのアッセイの関係にお
いて、蛍光発光の測定に利用され得る。ラベルされる反応物は、反応物Ｉ、反応
物ＩＩでよく、更には、これらの２つの反応物の何れかと、又は、これら２つの
反応物の間の反応の結果直接的に又は間接的に形成される反応生成物と、結び付
く他のどの反応物でもよい。ユニットは、蛍光発光原因物質の測定でも同様に利
用され得る。The unit measures fluorescence emission in the context of various types of assays based on the reaction between two reactants I and II and the reaction detection by the reaction in which the fluorescence-causing agent is labeled. Can be used for. Reactants to be labeled can be Reactant I, Reactant II, and also, either directly or indirectly, as a result of a reaction between either of these two reactants, or between these two reactants. It may be any other reaction product that associates with the reaction product formed. The unit can be similarly used for measurement of a substance causing fluorescence emission.
【００２１】
スポットは、例えば上述のどのアッセイ方法から引き出されても、サンプルに
対応し得る。１つ又は複数のスポットは、表面などの上に、例えば、マイクロ滴
定プレート又はスポットされた表面の上に、存在し得る。本発明の測定ユニット
は、表面とユニットをお互いに動かし合うことができ、スポット１つ１つにつき
蛍光発光を求めて表面を走査することができるように、構成されている。適切な
データ処理ユニットを利用することにより、スポットの蛍光発光により示される
表面画像（イメージング）を形成することが可能である。A spot can correspond to a sample, eg, drawn from any of the assay methods described above. One or more spots may be present on a surface or the like, for example on a microtiter plate or a spotted surface. The measuring unit according to the invention is arranged such that the surface and the unit can be moved relative to each other and the surface can be scanned for fluorescence emission for each spot. By using a suitable data processing unit, it is possible to form a surface image (imaging) which is shown by the fluorescence emission of the spot.
【００２２】
本発明に係る１つの独立した実施の形態は、直交偏光平面のレーザ光を共通ビ
ーム経路の中に結び付ける図４に記述の構成の、概括構成である。よって、この
形態は、第１のレーザ源（２７）と、第１のレーザ源から共通ビーム経路（３１
）までの第１のビーム経路と、第２のレーザ源（２８）と、第２のレーザ源から
上記共通ビーム経路（３１）までの第２のビーム経路と含む、構成である。該構
成は次のような構成を備える。
ａ）第１のビーム経路に入るレーザ光が、第２のビーム経路に入るレーザ光と直
交する偏光面を備えるように、上記レーザ源が設置され、
ｂ）非共線的ＡＯＴＦ（２９）は、上記第１と第２のビーム経路と結合して設置
され、各々のレーザ源からレーザ光の各々の波長と同調する際には、２つの源か
らのレーザ光は第２のＡＯＴＦ（２９）を通過して出て、１つの及び同じビーム
経路（３１）の中に入るように、方向付けられる。One independent embodiment of the present invention is a generalized configuration of the configuration described in FIG. 4 which couples laser light in orthogonal polarization planes into a common beam path. Therefore, this configuration is the same as the first laser source (27) and the common beam path (31) from the first laser source.
), A second laser source (28), and a second beam path from the second laser source to the common beam path (31). The configuration has the following configuration. a) the laser source is installed such that the laser light entering the first beam path has a plane of polarization orthogonal to the laser light entering the second beam path; b) the non-collinear AOTF (29) , Installed in combination with the first and second beam paths and tuned to each wavelength of laser light from each laser source, the laser light from the two sources emits a second AOTF (29). Are directed through and out into one and the same beam path (31).
【００２３】
望まれないゼロオーダレーザ光をブロックするために、ＡＯＴＦ（２９）の後
にビームストッパ（３０）を置いてもよい。レーザ源の何れか若しくは何れも、
異なる波長のレーザ光の間でスイッチし得るタイプのものであればよい。ＡＯＴ
Ｆ（２９）は、レーザ源（２７、２８）により与えられる波長に同調しうる。A beam stop (30) may be placed after the AOTF (29) to block unwanted zero-order laser light. Either or both of the laser sources,
Any type that can switch between laser beams of different wavelengths may be used. AOT
F (29) may be tuned to the wavelength provided by the laser source (27, 28).
【図１】 通過するホワイトライトの１つの波長に同調するＡＯＴＦを、ホ
ワイトライトが通過する際に、生じる事象を示す。FIG. 1 shows the events that occur when a white light passes through an AOTF that is tuned to one wavelength of the passing white light.
【図２】 ある波長、λｅｍｉｓｓｉｏｎ（λｅｍ）に同調するＡＯＴＦを
通過する光の光強度の波長依存を示す。FIG. 2 shows the wavelength dependence of the light intensity of light passing through an AOTF tuned to a certain wavelength, λ emission (λ em ).
【図３】 本発明に係る測定ユニットの好適なセットアップを示す。FIG. 3 shows a preferred setup of the measuring unit according to the invention.
【図４】 ２つの異なるレーザを利用する単色性光源を示す。FIG. 4 illustrates a monochromatic light source that utilizes two different lasers.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G020 AA03 AA04 AA05 CB23 CC16 CC29 CD23 CD24 2G043 AA04 EA01 GA02 GA04 GB03 HA01 HA07 HA15 JA03 JA04 KA01 KA02 KA03 KA07 KA09 LA02 LA03 MA01 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page F term (reference) 2G020 AA03 AA04 AA05 CB23 CC16 CC29 CD23 CD24 2G043 AA04 EA01 GA02 GA04 GB03 HA01 HA07 HA15 JA03 JA04 KA01 KA02 KA03 KA07 KA09 LA02 LA03 MA01
Claims (17)
って、 単色性の光源（１３）と、 検出部ユニット（２３ａ、２３ｂ）と、 光源（１３）からスポット（１８）へ進む励振光ビーム経路（１３ａ）と、 スポット（１８）から検出部ユニット（２３ａ、２３ｂ）へ進む放射光ビーム
経路と、 検出部ユニット（２３ａ、２３ｂ）とスポット（１８）との間のビーム経路内
の音響光学調律フィルタ（ＡＯＴＦ）（１２）とを含み、 ａ）ＡＯＴＦ（１２）は、非共線的モードで形成され、 ｂ）励振光ビーム経路と放射光ビーム経路は、同時発生するが、ＡＯＴＦの内を
逆方向に通過する、 ことを特徴とする、蛍光発光測定ユニット。1. A measurement unit for measuring fluorescence emission in a spot (18), comprising a monochromatic light source (13), a detection unit (23a, 23b), and a spot (18) from the light source (13). Excitation light beam path (13a) traveling to the detector unit unit (23a, 23b) from the spot (18), Beam between the detection unit unit (23a, 23b) and the spot (18) An acousto-optic tuning filter (AOTF) (12) in the path; a) the AOTF (12) is formed in a non-collinear mode; Passes through the AOTF in the opposite direction.
ト（２３ａ）、及び／若しくは放射光から引き出される異常光線のための１つの
検出部ユニット（２３ｂ）が、備わることを特徴とする請求項１に記載の蛍光発
光測定ユニット。2. A detector unit (23a) for the ordinary ray extracted from the emitted light and / or a detector unit (23b) for the extraordinary ray extracted from the emitted light are provided. The fluorescence emission measurement unit according to claim 1, which is characterized in that.
が存在し、２つの光線を共通検出部ユニットにガイドする光ガイド手段（３２）
が存在することを特徴とする、 請求項１乃至請求項２に記載の蛍光発光測定ユニット。3. A common detector unit (23b) for extraordinary and ordinary rays.
And a light guiding means (32) for guiding two light beams to the common detection unit.
The fluorescence emission measurement unit according to claim 1 or 2, characterized in that
段が、ＡＯＴＦの前の放射ビーム経路内に存在することを特徴とする、 請求項１乃至請求項３に記載の蛍光発光測定ユニット。4. A lens system (17) for collimating emitted light, the means being preferred, characterized in that the means are present in the radiation beam path in front of the AOTF. Fluorescence emission measurement unit.
は蛍光発光偏光解消若しくは異方性、及び／又はエネルギ転送蛍光発光、及び／
又は及び蛍光発光ライフタイムとしての、 放射光（蛍光発光）の測定を為す手段を、ユニットが有することを特徴とする
、 請求項１乃至請求項４に記載の蛍光発光測定ユニット。5. Steady-state fluorescence emission, and / or delay fluorescence emission, and / or fluorescence emission depolarization or anisotropy, and / or energy transfer fluorescence emission, and / or
The fluorescence emission measurement unit according to any one of claims 1 to 4, wherein the unit has a unit for measuring emitted light (fluorescence emission) as a fluorescence emission lifetime.
する、 請求項１乃至請求項５に記載の蛍光発光測定ユニット。6. Fluorescence emission measurement unit according to claim 1, characterized in that the light source (13) comprises a laser providing excitation light.
る、 請求項１乃至請求項５に記載の蛍光発光測定ユニット。7. Fluorescence emission measurement unit according to claim 1, characterized in that the light source (13) comprises a broadband light source.
２８）を含み、 ｉ）各々のレーザ源は、１つ又は複数の波長の偏光レーザ光を与え、 ｉｉ）１つの源からの光の偏光面は、他の源からの光の偏光面と垂直であり、
ｂ）第２の非共線的ＡＯＴＦ（２９）は、第１のＡＯＴＦ（１２）とレーザ源（
２７、２８）の間の、励振光のビーム経路内に配置され、 各々のレーザ源からのレーザ光の各々の波長に同調する場合に、２つのレーザ源
からの励振光が１つの且つ同じビーム経路（３１）にて第２のＡＯＴＦを通過し
出て行くように、方向付けられる ことを特徴とする、 請求項１乃至請求項７に記載の蛍光発光測定ユニット。8. A) The light source (3) comprises one or two different laser sources (27,
28), i) each laser source provides one or more wavelengths of polarized laser light, and ii) the plane of polarization of light from one source is perpendicular to the plane of polarization of light from another source. And
b) The second non-collinear AOTF (29) is connected to the first AOTF (12) and the laser source (
27, 28) are arranged in the beam path of the excitation light, and the excitation light from the two laser sources is one and the same beam when tuned to each wavelength of the laser light from each laser source. Fluorescence emission measurement unit according to claims 1 to 7, characterized in that it is oriented so as to pass through the second AOTF in the path (31) and out.
６）を介してＡＯＴＦ（１２）に入り込ませる、レンズシステム（１７）が存在
する ことを特徴とする、 請求項１乃至請求項８に記載の蛍光発行測定ユニット。9. Excitation light is focused on the spot (18) between the first AOTF (12) and the spot (18) and the emitted light is collected and collimated at the end (1).
Fluorescence emission measuring unit according to claims 1 to 8, characterized in that there is a lens system (17) which enters into the AOTF (12) via 6).
レンズシステム（１７）が、アナモルフィックシリンドリカルレンズのセットを
含み、 若しくは、 ｂ）単色性光源（１３）が、レーザ源を含み、 拡大励振ビームをスポット（１８）上に焦点形成させスポット（１８）から放射
光を収集する凸レンズシステムと結合するビーム拡大レンズシステムを、レンズ
システム（１７）が含む ことを特徴とする、 請求項８に記載の蛍光発行測定ユニット。10. A) monochromatic light source (13) comprises a broadband light source,
The lens system (17) comprises a set of anamorphic cylindrical lenses, or b) the monochromatic light source (13) comprises a laser source and focuses the expanding excitation beam onto the spot (18). Fluorescence emission measuring unit according to claim 8, characterized in that the lens system (17) comprises a beam expanding lens system which is coupled with a convex lens system for collecting the emitted light from
至請求項１０の何れかに記載の測定ユニットの利用方法。11. A method of using the measurement unit according to claim 1, wherein the fluorescence emission from the spot (18) is measured.
々のスポットの蛍光発光が１つずつ測定される、 請求項１１に記載の利用方法。12. Use according to claim 11, wherein the spots (18) are on a surface containing a plurality of spots and the fluorescence emission of each spot is measured one by one.
む構成であって、 ａ）第１のビーム経路に入るレーザ光が、第２のビーム経路に入るレーザ光と直
交する偏光面を備えるように、上記レーザ源が設置され、 ｂ）非共線的ＡＯＴＦ（２９）が、上記第１と第２のビーム経路と結合して設置
され、各々のレーザ源からのレーザ光の各々の波長に同調する際には、２つの源
からのレーザ光は第２のＡＯＴＦ（２９）を通過して出て、１つの及び同じビー
ム経路（３１）の中に入るように、方向付けられる ことを特徴とする、構成。13. A first laser source (27), a first beam path from the first laser source to a common beam path (31), a second laser source (28), and a second laser. A configuration including a second beam path from a light source to the common beam path (31), wherein: a) a polarization plane in which laser light entering the first beam path is orthogonal to laser light entering the second beam path. B) a non-collinear AOTF (29) is installed in combination with the first and second beam paths, each of the laser light from each laser source being When tuned to the wavelengths of the two, the laser light from the two sources is directed out through the second AOTF (29) and into one and the same beam path (31). A configuration characterized in that
に配置されることを特徴とする、請求項１３に記載の構成。14. Arrangement according to claim 13, characterized in that a pair of beam stoppers (30) are arranged after the AOTF (29).
波長へ切り替え得ることを特徴とする、請求項１３乃至請求項１４に記載の構成
。15. Arrangement according to claims 13 to 14, characterized in that either or both of the laser sources are switchable from one wavelength to another.
光を、共通ビーム経路の中に結び付ける、請求項１３乃至請求項１５に記載の構
成の利用方法。16. Use of the arrangement according to claims 13 to 15, in which two laser beams of orthogonal polarization planes emerging from the respective laser sources are combined into a common beam path.
定義された蛍光発光測定ユニットのＡＯＴＦの中に連結することを特徴とする、
請求項１６に記載の利用方法。17. A common beam path (31) is coupled into the AOTF of the fluorescence emission measurement unit defined in claims 1 to 10,
The method of use according to claim 16.
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