JP2005055219A - マイクロプレートリーダ - Google Patents

Abstract

【課題】マイクロプレートリーダにおいて、種々のマイクロプレートに対応した測定を可能とするとともに、より短い測定時間を実現する。
【解決手段】マイクロプレートリーダ（１００）において、光源部（２）が出力する光からフィルタ（４ａ）が特定波長の光を選択的に取り出し、その特定波長の光を導光部（５）が導光し、その光をラインジェネレータレンズ（７）がマイクロプレート（１１）のウエル（１１ａ）が配列される所定の方向に拡散するとともに、その拡散した光を、シリンドリカルレンズ（８）がマイクロプレートへ向けるように角度調整する。そして、試料室（１）に配置されるマイクロプレートの複数のウエルを透過した光を検出部（１０）が検出することにより、ウエルに収容される試料の測定を行う構成にした。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検物質と試薬との反応の観測を行うマイクロプレートリーダに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、生化学的試薬、免疫学的試薬、細菌学的試薬などの試薬による臨床検査の分野等で、被検物質と試薬との反応の観測を光吸収（吸光）、光散乱、蛍光、発光等によって行う分析装置として、測定にマイクロプレートを用いるマイクロプレートリーダが知られている。
このようなマイクロプレートリーダとしては、図７に示されるように、光源部１２が出力する光を複数のライトガイド１５・・・が導光して、マイクロプレート１１にマトリックス（行列）状に形成された複数のウエル１１ａ（試料（被検物質や試薬）を入れるくぼみ）の一列分に対応するように照射し、そのウエル１１ａ部分を通過した光を検出部５０（例えば、フォトダイオードアレイ）の複数の受光部５０ａ・・・で検出し、所定の測定を行うマイクロプレートリーダ５００が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
このマイクロプレートリーダ５００は、一列分のウエル１１ａの検出、測定を行うことを繰り返し、全てのウエル１１ａの検出、測定を行うようになっている。
【０００３】
また、マイクロプレートリーダとしては、図８に示されるように、光源部１２が出力する光を１本のライトガイド１５が導光して、マイクロプレート１１のウエル１１ａに対応するように照射し、そのウエル１１ａ部分を通過した光を検出部６０の受光部６０ａで検出する。そして、図示しないマイクロプレート移動機構部がマイクロプレート１１を行方向と列方向の２軸方向ににそれぞれ移動させて、各ウエル１１ａにおける検出、測定を行うマイクロプレートリーダ６００が知られている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−２４９６５０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１の場合、マイクロプレートリーダ５００におけるライトガイド１５・・・の数に対応したウエル１１ａを有するマイクロプレート１１でないと、所定の検出、測定を行うことができないので、使用するマイクロプレート１１は限定されてしまう問題があった。
【０００６】
また、マイクロプレートリーダ６００の場合、一対のライトガイド１５と受光部６０ａの間を、マイクロプレート１１をマイクロプレート移動機構部（図示省略）が行方向と列方向の２軸方向にそれぞれ移動させることにより、ウエル１１ａの数が異なるような種々のマイクロプレート１１に対応することは可能となるが、ウエル１１ａを１つ１つ検出するため、マイクロプレート１つ当りの測定時間が長くなる問題があった。
【０００７】
本発明の課題は、種々のマイクロプレートに対応した測定を可能とするとともに、より短い測定時間を実現するマイクロプレートリーダを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、請求項１記載の発明は、マイクロプレートリーダ（例えば、マクロプレートリーダ１００）において、試料が収容される複数の収容凹部（例えば、ウエル１１ａ）を有する試料容器（例えば、マイクロプレート１１）が配置される試料室（１）と、所定の光を出力する光源部（２）と、光源部が出力する光から特定波長の光を選択的に取り出す波長選択部（例えば、フィルタホイール４、フィルタ４ａ）と、波長選択部により取り出された光を導光する導光部（５）と、導光部により導光された光を、試料容器の収容凹部が配列される所定の方向に拡散する光拡散光学部（例えば、ラインジェネレータレンズ７）と、光拡散光学部が拡散した光を、試料容器へ向けるように角度調整する角度調整光学部（例えば、シリンドリカルレンズ８）と、角度調整光学部により試料容器へ向けられ、試料容器の複数の収容凹部を透過した光を検出する検出部（１０）と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
請求項１記載の発明によれば、マイクロプレートリーダは、光源部が出力する光から波長選択部が特定波長の光を選択的に取り出し、その特定波長の光を導光部が導光する。そして、導光部が導光した光を光拡散光学部が試料容器の収容凹部が配列される所定の方向に拡散するとともに、その拡散した光を、角度調整光学部が試料容器へ向けるように角度調整する。そして、試料室に配置される試料容器の複数の収容凹部を透過した光を検出部が検出することにより、収容凹部に収容される試料の測定を行うことができる。
つまり、マイクロプレートリーダは、光源部が出力した光に基づく特定波長の光を収容凹部が配列される所定の方向、例えば、列方向に拡散し、その拡散した光により試料容器に形成された複数の収容凹部を１列毎まとめて検出することができる。そして、まとめて検出した光のうち、試料容器の収容凹部を透過した光に基づき、収容凹部に収容される試料の測定を行うことができる。
よって、収容容器に形成された収容凹部を、収容凹部が配列される１列毎にまとめて検出し、その収容凹部に対応した部分の検出データ（検出光）に基づき、収容凹部に収容された試料の測定を行うことができる。従って、種々の収容凹部に対応した測定を行うことができるとともに、より短い測定時間による試料の測定を行うことができる。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載のマイクロプレートリーダにおいて、光拡散光学部は、ラインジェネレータレンズ（７）であることを特徴とする。
【００１１】
請求項２記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様の作用を奏するとともに、光拡散光学部は、ラインジェネレータレンズであるので、所定の入射位置から入射された光を、所定の出射位置から所定の一方向に広げるように拡散し、より広く所定の対象物（例えば、試料容器に配列された収容凹部の１列分）に光を好適に照射することができる。
【００１２】
請求項３記載の発明は、マイクロプレートリーダ（例えば、マクロプレートリーダ２００）において、試料が収容される複数の収容凹部（例えば、ウエル１１ａ）を有する試料容器（例えば、マイクロプレート１１）が配置される試料室（１）と、所定の光を出力する光源部（２）と、光源部が出力する光から特定波長の光を選択的に取り出す波長選択部（例えば、フィルタホイール４、フィルタ４ａ）と、波長選択部により取り出された光を導光する導光部（５）と、導光部により導光された光を反射する光反射部（例えば、揺動ミラー７１）と、光反射部を揺動し、光反射部が反射する光を、試料容器の収容凹部が配列される所定の方向に走査する揺動部（７２）と、光反射部が反射して揺動部が走査する光を、試料容器へ向けるように角度調整する角度調整光学部（例えば、ｆθレンズ８ａ）と、角度調整光学部により試料容器へ向けられ、試料容器の複数の収容凹部を透過した光を検出する検出部（１０）と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
請求項３記載に発明によれば、マイクロプレートリーダは、光源部が出力する光から波長選択部が特定波長の光を選択的に取り出し、その特定波長の光を導光部が導光する。そして、導光部が導光した光を光反射部が反射するとともに、揺動部が光反射部を揺動して光反射部が反射する光が試料容器の収容凹部が配列される所定の方向に走査し、その走査される光を、角度調整光学部が試料容器へ向けるように角度調整する。そして、試料室に配置される試料容器の複数の収容凹部を透過した光を検出部が検出することにより、収容凹部に収容される試料の測定を行うことができる。
つまり、マイクロプレートリーダは、光源部が出力した光に基づく特定波長の光を収容凹部が配列される所定の方向、例えば、列方向に走査し、その走査した光により試料容器に形成された複数の収容凹部を１列毎順次検出することができる。そして、順次検出した光のうち、試料容器の収容凹部を透過した光に基づき、収容凹部に収容される試料の測定を行うことができる。
よって、収容容器に形成された収容凹部を、収容凹部が配列される１列毎にまとめて順次検出し、その収容凹部に対応した部分の検出データ（検出光）に基づき、収容凹部に収容された試料の測定を行うことができる。従って、種々の収容凹部に対応した測定を行うことができるとともに、より短い測定時間による試料の測定を行うことができる。
【００１４】
請求項４記載の発明は、請求項３に記載のマイクロプレートリーダにおいて、検出部は、揺動部が光反射部を揺動する角度に同期して、光反射部が反射した光のうち試料容器の収容凹部を透過した光のみを検出することを特徴とする。
【００１５】
請求項４記載の発明によれば、請求項３に記載の発明と同様の作用を奏するとともに、検出部は、揺動部が光反射部を揺動する角度に同期して、光反射部が反射した光のうち試料容器の収容凹部を透過した光のみを検出することができる。
つまり、揺動部が揺動する光反射部の角度と、その光反射部の角度に対応して光反射部が反射する光が試料容器の収容凹部を透過するタイミングを同期させることにより、検出部は、光反射部が反射した光のうち試料容器の収容凹部を透過した光を特定し、選択的に検出することができる。よって、試料容器の収容凹部に収容された試料の検出、測定を効率的に行うことができる。
また、光反射部の角度と、検出部が光を検出するタイミングを同期させることで、光反射部が反射する光が試料容器の複数の収容凹部を透過した光のみを検出部が特定して検出することができるので、それら光を検出部の同一箇所において検出して、それら光を区別して特定することができる。それにより、検出部を小型化することができ、その検出部を備えるマイクロプレートリーダ自体の小型化を図ることができる。
【００１６】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載のマイクロプレートリーダにおいて、試料容器を透過した光を収束させる光収束光学部を備え、光収束光学部が収束した光を、検出部が検出することを特徴とする。
【００１７】
請求項５記載の発明によれば、請求項１〜４の何れか一項に記載の発明と同様の作用を奏するとともに、マイクロプレートリーダに備えられた光収束光学部が収束した光を、検出部が検出することとなるので、試料容器を透過した光を検出する検出部を小型化することができる。そして、その検出部を備えるマイクロプレートリーダ自体の小型化を図ることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１から図６に基づいて説明する。
〔第１の実施の形態〕
図１は、本発明の第１の実施の形態におけるマイクロプレートリーダの要部構成を示す概略図であり、図２は、同マイクロプレートリーダの要部を示す斜視図である。
【００１９】
図１、図２に示されるように、マイクロプレートリーダ１００は、試料が収容される複数の収容凹部としてのウエル１１ａを有する試料容器としてのマイクロプレート１１が配置される試料室１と、所定の近紫外から近赤外の領域の光を出力する光源部２と、光源部２が出力した光を集光する第１集光レンズ３と、第１集光レンズ３が集光した光のうち特定波長の光のみを通過させる複数のフィルタ４ａが備えられる波長選択部としてのフィルタホイール４と、フィルタ４ａを通過した光を導光する導光部５と、導光部５により導光された光を集光する第２集光レンズ６と、第２集光レンズ６により集光された光を所定の１方向に広げるように拡散する光拡散光学部としてのラインジェネレータレンズ７と、ラインジェネレータレンズ７が拡散した光をマイクロプレート１１に垂直に向かうように光の角度を調整する角度調整光学部としてのシリンドリカルレンズ８と、マイクロプレート１１を透過した光を収束させる光収束光学部としての収束レンズ９と、収束レンズ９が収束させた光を検出する検出部１０と、各種データ等の表示を行う表示部２１と、各種データ等の入力を行う入力部２２と、上記各部の動作制御を行う制御部２０等を有している。
【００２０】
試料室１は、被検物質や試薬などが混合された試料が収容される複数のウエル１１ａが形成された光透過性を有するマイクロプレート１１が配置される空間を有する収容部である。
試料室１には、図示しないプレート移動機構部が備えられており、そのプレート移動機構部は、試料室１に配置されたマイクロプレート１１を所定の方向に移動させるようになっている。プレート移動機構部（図示省略）は、例えば、マイクロプレート１１にマトリックス状に形成された複数のウエル１１ａが配列される列毎に、後述するラインジェネレータレンズ７が放出するライン光が照射されるように、その配列される列に垂直な方向（行方向）に、その列の間隔（ピッチ）に応じてマイクロプレート１１を移動させる。
【００２１】
なお、マイクロプレートリーダ１００において使用されるマイクロプレート１１には、様々な種類、タイプのものがある。それらマイクロプレート１１の外形形状（大きさ）は何れも同じサイズであるが、各種マイクロプレート１１におけるウエル１１ａの数、大きさ、配列、間隔（ピッチ）等が異なる。例えば、一般的なマイクロプレート１１であると、８（行）×１２（列）の９６個のウエル１１ａが形成されており、より多くの試料の測定を行うタイプ（より少ない量の試料の測定を行うタイプ）であると、１６（行）×２４（列）の３８４個のウエル１１ａが形成されたものがある。
そして、試料や測定条件毎に応じて、適正なタイプのマイクロプレート１１が使用される。
【００２２】
光源部２は、近紫外から近赤外の領域の光を出力する発光部であり、例えば、水素放電管、重水素放電管、高圧水銀灯、低圧水銀灯、キセノンランプ、ハロゲンランプ等により構成される。
【００２３】
第１集光レンズ３は、光源部２が出力した光をフィルタ４ａに向け集光する凸レンズである。
【００２４】
フィルタホイール４は、複数のフィルタ４ａを備えており、各フィルタ４ａはそれぞれ異なる特定波長の光のみを選択的に通過させるものである。
フィルタホイール４は、図示しないホイール駆動部により、ホイール軸４ｂを中心に回動されることにより、第１集光レンズ３が集光した光の光路に配置されるフィルタ４ａを切り替えることができる。
例えば、ＤＮＡ測定を行う場合であれば、２６０ｎｍ又は２８０ｎｍの波長の光を透過させるフィルタ４ａを光路に配置し、蛋白測定を行う場合であれば、２３０ｎｍ又は２８０ｎｍの波長の光を透過させるフィルタ４ａを光路に配置するように切り替える。
【００２５】
導光部５は、フィルタ４ａを通過した光を導光して任意の方向に放出可能な部材であり、例えば、紫外線を透す石英ガラスや、メタクリル樹脂の材料により構成されている。
導光部５は、フィルタ４ａを通過した光を試料室１（第２集光レンズ６やラインジェネレータレンズ７側）側へ導光する。
【００２６】
第２集光レンズ６は、導光部５により導光された光をラインジェネレータレンズ７の入射部７ａに向け集光する凸レンズである。
【００２７】
ラインジェネレータレンズ７は、所定の入射部７ａから入射された光を、所定の１方向に広げるように拡散して、所定の出射部７ｂから放出するレンズである。
ラインジェネレータレンズ７は、例えば、入射部７ａから入射されたスポット光を出射部７ｂから放出する際に、マイクロプレート１１に形成されたウエル１１ａが配列される方向に引き伸ばしたライン光に変換する。
なお、出射部７ｂから放出されるライン光の長手方向に垂直な幅は、ウエル１１ａの内径より小さくされている。それにより、シリンドリカルレンズ８を介してマイクロプレート１１に照射されるライン光が、配列される１列分の複数のウエル１１ａの内側に照射されるようになっている。そして、ライン光を照射する対象の列のウエル１１ａ以外のウエルには、そのライン光が照射されないようになっている。
【００２８】
シリンドリカルレンズ８は、ラインジェネレータレンズ７の出射部７ｂから放出されるライン光が、出射部７ｂからの距離に比例して広がることを抑えるとともに、ライン光がマイクロプレート１１に垂直に向かうように、光の角度を調整するレンズである。
シリンドリカルレンズ８は、例えば、出射部７ｂから放出されて所定の方向に広がり拡散するライン光の長手方向の長さが、マイクロプレート１１の幅とほぼ同じ長さとなってマイクロプレート１１に垂直に向かうように調整する。そして、マイクロプレート１１に形成された複数のウエル１１ａの１列分に、そのライン光が照射されるようになっている。
【００２９】
収束レンズ９は、シリンドリカルレンズ８から放出され、マイクロプレート１１において配列された１列分の複数のウエル１１ａを透過したライン光を収束させるレンズである。
収束レンズ９は、例えば、マイクロプレート１１を透過したライン光の長手方向の長さが短くなるように変換する。
【００３０】
検出部１０は、収束レンズ９が収束させたライン光を受光部１０ａで受光し、マイクロプレート１１のウエル１１ａを透過した光を含むライン光を検出する。
検出部１０は、例えば、複数の受光素子が並んだＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）ラインセンサにより構成されており、検出部１０は、受光部１０ａが受光したライン光に関する信号を、制御部２０に出力する。
なお、検出部１０は、収束レンズ９が収束させてその長さが短くなったライン光を受光し検出するので、そのサイズをマイクロプレート１１の幅より小さな幅のサイズの検出部１０を用いることができる。それに伴い、マイクロプレートリーダ１００を小型化することができる。
【００３１】
表示部２１は、例えば、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）により構成されており、検出部１０が検出した光の検出データや、後述する制御部２０が算出した試料の成分の定量値や、試料の濃度に関する測定データ等を表示する。
【００３２】
入力部２２は、例えば、キーボードやマウス、或いは表示部２１におけるタッチパネルなどにより構成されており、マイクロプレートリーダにおける検出、測定動作を行うための指示の入力や、設定値等の入力が行われる。
【００３３】
制御部２０は、例えば、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを備えている。
制御部２０のＣＰＵは、制御部２０のＲＯＭに格納されたマイクロプレートリーダ用の制御プログラムに従って、各種の制御動作を実行する。
【００３４】
制御部２０のＲＯＭには、マイクロプレートリーダ１００を制御するための制御プログラムや制御データが書き込まれ、格納されている。
この制御データとしては、例えば、各種マイクロプレート１１におけるウエル１１ａの数、大きさ、配列、間隔（ピッチ）等に関するデータが格納されている。
また、制御データとして、例えば、検出部１０の受光部１０ａが受光するライン光のうち、マイクロプレート１１のウエル１１ａを透過した光の部分の位置情報に関するデータが格納されている。また、検出部１０の受光部１０ａが受光するライン光のうち、マイクロプレート１１のウエル１１ａを透過した光を検出するため、そのライン光の所定部分（ウエル１１ａを透過した光の部分）に対応した受光部１０ａの部分（位置）に関するデータが格納されている。
また、制御データとして、例えば、マイクロプレートリーダ１００におけるマイクロプレート１１に収容された試料に対する測定の種類（例えば、ＤＮＡ測定や蛋白測定）に応じて使用するフィルタ４ａに関するデータ（例えば、フィルタホイール４における各フィルタ４ａの位置情報や、各フィルタ４ａが選択的に透過させる特定波長情報）が格納されている。
【００３５】
制御部２０のＲＡＭには、種々のワークメモリやカウンタなどが設けられており、制御部２０のＣＰＵが上記制御プログラムを実行する際のワークエリアとして使用される。
【００３６】
制御部２０は、マイクロプレートリーダ１００におけるマイクロプレート１１（のウエル１１ａ部分）に対する測定動作に応じて光源部２に光を出力させる制御を行う。
また、制御部２０は、予め記憶設定されたり、入力設定されたりなどした測定条件（例えば、マイクロプレートリーダ１００におけるマイクロプレート１１に収容された試料に対する測定の種類）に応じて、所定のフィルタ４ａを光路に配置するようにフィルタホイール４を回動させる制御を行う。
【００３７】
また、制御部２０は、予め記憶設定されたり、入力設定されたりなどした、マイクロプレート１１のタイプに関する情報（ウエル１１ａの数、位置等に関する情報）と、ライン光の所定の部分の位置情報またはライン光が照射される検出部１０の受光部１０ａにおける所定の部分の位置情報に基づき、検出部１０が検出したライン光のうち、どの部分の光がウエル１１ａ部分（試料部分）を透過した光であるか判断する制御を行う。
また、制御部２０は、検出部１０が検出したマイクロプレート１１のウエル１１ａ部分を透過した光に関する信号に基づき、ウエル１１ａに収容される試料中の所定の測定成分の含有量や濃度を所定の算出式により算出する制御を行う。
【００３８】
次に、本第１の実施の形態におけるマイクロプレートリーダ１００の動作について説明する。
マイクロプレートリーダ１００において、各ウエル１１ａ毎に様々な試料（被検物質と試薬）が収容されたマイクロプレート１１が試料室１に配置され、それら試料の検出、測定を行うために、入力部２２を介して、マイクロプレート１１のタイプの情報や、試料の検出、測定動作の指示が入力されると、制御部２０は、ホイール駆動部（図示省略）を駆動して、フィルタホイール４をフィルタホイールのホイール軸４ｂを中心に回動させ、その測定に応じたフィルタ４ａが所定の光路に配置されるように切り替える。
次いで、制御部２０は、光源部２に光を出力させる。
【００３９】
光源部２から出力された光は、第１集光レンズ３を介してフィルタ４ａを通過することにより、特定波長の光のみが導光部５により導光される。
導光部５により導光された光は、第２集光レンズ６を介して、ラインジェネレータレンズ７の入射部７ａから入射される。そして、その光はラインジェネレータレンズ７の出射部７ｂから、試料室１に配置されたマイクロプレート１１に形成されたウエル１１ａが配列される列の方向に引き伸ばされたライン光として放出される。
【００４０】
ラインジェネレータレンズ７の出射部７ｂから放出されたライン光は、シリンドリカルレンズ８を介して、マイクロプレート１１に垂直に向かうように、その方向、角度が調整される。そして、そのライン光は、マイクロプレート１１に形成された複数のウエル１１ａの１列分に照射される。
この際、ウエル１１ａ内に収容された試料部分に光（ライン光）が照射され、試料部分を透過した光には、試料の状態（例えば、発色、変色、懸濁状態など）が反映され、その光は試料を測定した測定光として、マイクロプレート１１に照射される前の光と、その性状（例えば、明度、輝度）が異なった光となる。
そして、マイクロプレート１１を透過したライン光は、収束レンズ９により収束されるように、検出部１０の受光部１０ａに到達して検出される。
検出部１０は、その検出した光（ライン光）に関する信号を制御部２０に出力する。
そして、プレート移動機構部（図示省略）が、マイクロプレート１１に形成されたウエル１１ａの１列分（１ピッチ分）マイクロプレート１１を移動させ、次の列のウエル１１ａに対してライン光を照射するように、検出、測定動作を繰り返す。
【００４１】
次いで、制御部２０は、検出部１０が検出したライン光のうち、どの部分の光がウエル１１ａ部分（試料部分）を透過した光であるか判断する。
そして、制御部２０は、検出部１０が検出したマイクロプレート１１のウエル１１ａに収容された試料を透過した光に関する信号に基づき、所定の算出式により、試料中の測定成分の含有量や濃度を算出する。また、制御部２０は、その算出したデータに基づき、試料の状態の判断を行ってもよい。例えば、制御部２０は、試料中の測定成分の含有量は適正範囲内であるので合格、また、試料中の測定成分の含有量は適正範囲外であるので不合格などとの判断を行う。
【００４２】
このように、本発明にかかるマイクロプレートリーダ１００によれば、光源部２が出力した光をラインジェネレータレンズ７により、マイクロプレート１１に形成されたウエル１１ａが配列される列方向に引き伸ばしたライン光に変換するとともに、そのライン光を１列分のウエル１１ａにまとめて照射し、１列分の各ウエル１１ａにおける各試料にまとめて照射された測定光の検出を行うことができる。そして、検出部１０により検出された測定光のうち、マイクロプレート１１のウエル１１ａ部分に対応した位置を透過した光を特定し、その光に基づき、ウエル１１ａに収容される試料の測定、分析を行うことができる。
【００４３】
つまり、マイクロプレート１１に形成された複数のウエル１１ａにおける各試料に関する測定光を列毎にまとめて検出するとともに、予め設定されたマイクロプレート１１のタイプに応じたウエル１１ａの位置等に関する情報に基づき、マイクロプレート１１のウエル１１ａ部分のみを透過した光を特定し、その光に基づき、ウエル１１ａに収容される試料の測定、分析を行うことができる。
【００４４】
よって、マイクロプレート１１におけるウエル１１ａを列毎にまとめた測定を行うことにより、測定時間の短縮を図ることができるとともに、予め設定されたマイクロプレート１１のタイプ（ウエル１１ａの位置情報）のデータに基づき、列毎にまとめられて測定されたウエル１１ａに対応する個々の測定データを作成することができるので、様々なマイクロプレート１１に対応した検出、測定を行うことができる。
【００４５】
なお、図１に示されるように、上記第１の実施の形態においては、マイクロプレート１１を透過したライン光が、収束レンズ９により収束され、焦点を過ぎて再拡散し出した状態で、検出部１０の受光部１０ａに到達して検出されるようにしたが、本発明はこれに限定されず、図３に示されるように、マイクロプレート１１を透過したライン光が、収束レンズ９により収束されて、焦点に至る前に検出部１０の受光部１０ａに到達して検出されるようにしてもよい。
【００４６】
また、検出部１０は、受光部１０ａが受光したライン光のうち、予め記憶設定されたり、入力設定されたりなどしたライン光の所定部分の光を選択的に検出することにより、マイクロプレート１１のウエル１１ａを透過した光を選択的に検出するようになっていてもよい。
【００４７】
〔第２の実施の形態〕
次に、本発明にかかるマイクロプレートリーダの第２の実施の形態を、図４から図６に基づき説明する。なお、第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付し、異なる部分について説明する。
【００４８】
図４、図５に示されるように、マイクロプレートリーダ２００は、試料が収容される複数の収容凹部としてのウエル１１ａを有する試料容器としてのマイクロプレート１１が配置される試料室１と、所定の近紫外から近赤外の領域の光を出力する光源部２と、光源部２が出力した光を集光する第１集光レンズ３と、第１集光レンズ３が集光した光のうち特定波長の光のみを通過させる複数のフィルタ４ａが備えられる波長選択部としてのフィルタホイール４と、フィルタ４ａを通過した光を導光する導光部５と、導光部５により導光された光を集光する第２集光レンズ６と、第２集光レンズ６により集光された光を反射する光反射部としての揺動ミラー７１と、揺動ミラー７１を揺動して揺動ミラー７１が反射する光を所定の１直線に沿って移動するように走査する揺動部７２と、揺動ミラー７１が反射した光をマイクロプレート１１に垂直に向かうように光の角度を調整する角度調整光学部としてのｆθレンズ８ａと、マイクロプレート１１を透過した光を収束させる光収束光学部としてのｆθレンズ９ａと、ｆθレンズ９ａが収束させた光を検出する検出部１０と、各種データ等の表示を行う表示部２１と、各種データ等の入力を行う入力部２２と、上記各部の動作制御を行う制御部２０等を有している。
【００４９】
導光部５は、フィルタ４ａを通過した光を第２集光レンズ６や揺動ミラー７１側へ導光する。
【００５０】
第２集光レンズ６は、導光部５により導光された光を揺動ミラー７１の反射面に向け集光する凸レンズである。
【００５１】
揺動ミラー７１は、第２集光レンズ６により集光された光を、揺動ミラー７１の反射面によりｆθレンズ８ａ側に反射する。
揺動ミラー７１は、後述する揺動部７２により揺動され、反射面により反射する光を、所定の１直線に沿って移動させる。具体的には、揺動ミラー７１は反射面により反射する反射光を、マイクロプレート１１に形成されたウエル１１ａが配列される列の方向に沿って移動させる。そして、その反射光は、ｆθレンズ８ａに入射される。
【００５２】
揺動部７２は、例えば、サーボモータにより構成されており、揺動部７２の揺動軸７２ａを回動させることにより、揺動軸７２ａに固定された揺動ミラー７１を揺動させる。そして、揺動ミラー７１が反射する光を所定の１直線（マイクロプレート１１に形成されたウエル１１ａが配列される列の方向）に沿って移動するように走査する。
【００５３】
ｆθレンズ８ａは、揺動ミラー７１により反射される光がマイクロプレート１１に垂直に向かうように、光の角度を調整するレンズである。
そして、ｆθレンズ８ａを通過した光は、マイクロプレート１１に形成された複数のウエル１１ａの１列分を走査するように照射し、その光が各ウエル１１ａを照射されるようになっている。
【００５４】
ｆθレンズ９ａは、ｆθレンズ８ａから放出され、マイクロプレート１１において配列された１列分の複数のウエル１１ａを透過した光を検出部１０に向け、所定の方向に収束させるレンズである。
【００５５】
検出部１０は、ｆθレンズ９ａを介してマイクロプレート１１の各ウエル１１ａを透過した光を受光部１０ａで受光し、検出する。
検出部１０は、例えば、複数の受光素子が並んだＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）ラインセンサにより構成されており、検出部１０は、受光部１０ａが受光した光に関する信号を、制御部２０に出力する。
なお、検出部１０は、ｆθレンズ９ａが収束させた光を受光し検出するので、そのサイズをマイクロプレート１１の幅より小さな幅のサイズの検出部１０を用いることができる。それに伴い、マイクロプレートリーダ２００を小型化することができる。
【００５６】
制御部２０は、例えば、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを備えている。
制御部２０のＲＯＭには、マイクロプレートリーダ２００を制御するための制御プログラムや制御データが書き込まれ、格納されている。
この制御データとしては、例えば、検出部１０の受光部１０ａが受光する光のうち、マイクロプレート１１のウエル１１ａを透過した光を検出するため、そのウエル１１ａを透過した光に対応した受光部１０ａの部分（位置）に関するデータが格納されている。
【００５７】
制御部２０は、マイクロプレートリーダ２００において、予め記憶設定されたり、入力設定されたりなどした、マイクロプレート１１のウエル１１ａ部分を透過した光が照射される検出部１０の受光部１０ａにおける所定の部分の位置情報に基づき、検出部１０が検出した光のうち、どの光がウエル１１ａ部分（試料部分）を透過した光であるか判断する制御を行う。
また、制御部２０は、検出部１０が検出したマイクロプレート１１のウエル１１ａ部分を透過した光に関する信号に基づき、ウエル１１ａに収容される試料中の所定の測定成分の含有量や濃度を所定の算出式により算出する制御を行う。
【００５８】
次に、本第２の実施の形態におけるマイクロプレートリーダ２００の動作について説明する。
マイクロプレートリーダ２００において、各ウエル１１ａ毎に様々な試料（被検物質と試薬）が収容されたマイクロプレート１１が試料室１に配置され、それら試料の検出、測定を行うために、入力部２２を介して、マイクロプレート１１のタイプの情報や、試料の検出、測定動作の指示が入力されると、制御部２０は、ホイール駆動部（図示省略）を駆動して、フィルタホイール４をフィルタホイールのホイール軸４ｂを中心に回動させ、その測定に応じたフィルタ４ａが所定の光路に配置されるように切り替える。
次いで、制御部２０は、光源部２に光を出力させる。
【００５９】
光源部２から出力された光は、第１集光レンズ３を介してフィルタ４ａを通過することにより、特定波長の光のみが導光部５により導光される。
導光部５により導光された光は、第２集光レンズ６を介して、揺動ミラー７１に照射される。そして、揺動部７２により揺動される揺動ミラー７１により反射された光は、試料室１に配置されたマイクロプレート１１に形成されたウエル１１ａが配列される列の方向に沿って、走査されるように移動される。
【００６０】
揺動部７２により揺動される揺動ミラー７１により反射されて走査される光は、ｆθレンズ８ａを介して、マイクロプレート１１に垂直に向かうように、その方向、角度が調整される。そして、その光は、マイクロプレート１１に形成された複数のウエル１１ａの１列分に照射され、順次各ウエル１１ａを照射する。
この際、ウエル１１ａ内に収容された試料部分に光が照射され、試料部分を透過した光には、試料の状態（例えば、発色、変色、懸濁状態など）が反映され、その光は試料を測定した測定光として、マイクロプレート１１に照射される前の光と、その性状（例えば、明度、輝度）が異なった光となる。
そして、マイクロプレート１１を透過した光は、ｆθレンズ９ａにより収束されるように、検出部１０の受光部１０ａに到達して検出される。
検出部１０は、その検出した光に関する信号を制御部２０に出力する。
そして、プレート移動機構部（図示省略）が、マイクロプレート１１に形成されたウエル１１ａの１列分（１ピッチ分）マイクロプレート１１を移動させ、次の列のウエル１１ａに対して光を照射するように、検出、測定動作を繰り返す。
【００６１】
次いで、制御部２０は、検出部１０が検出した光のうち、どの光がウエル１１ａ部分（試料部分）を透過した光であるか判断する。
そして、制御部２０は、検出部１０が検出したマイクロプレート１１のウエル１１ａに収容された試料を透過した光に関する信号に基づき、所定の算出式により、試料中の測定成分の含有量や濃度を算出する。また、制御部２０は、その算出したデータに基づき、試料の状態の判断を行ってもよい。例えば、制御部２０は、試料中の測定成分の含有量は適正範囲内であるので合格、また、試料中の測定成分の含有量は適正範囲外であるので不合格などとの判断を行う。
【００６２】
このように、本発明にかかるマイクロプレートリーダ２００によれば、光源部２が出力した光を揺動ミラー７１と揺動部７２により、マイクロプレート１１に形成されたウエル１１ａが配列される列方向に走査するように、揺動ミラー７１が反射した光を１列分のウエル１１ａに順次照射し、１列分の各ウエル１１ａにおける各試料に順次照射された測定光の検出を行うことができる。そして、検出部１０により検出された測定光のうち、マイクロプレート１１のウエル１１ａ部分に対応した位置を透過した光を特定し、その光に基づき、ウエル１１ａに収容される試料の測定、分析を行うことができる。
【００６３】
つまり、マイクロプレート１１に形成された複数のウエル１１ａにおける各試料に関する測定光を列毎に続けざまに検出するとともに、予め設定されたマイクロプレート１１のタイプに応じたウエル１１ａの位置等に関する情報に基づき、マイクロプレート１１のウエル１１ａ部分のみを透過した光を特定し、その光に基づき、ウエル１１ａに収容される試料の測定、分析を行うことができる。
【００６４】
よって、マイクロプレート１１におけるウエル１１ａを列毎にまとめた測定を行うことにより、測定時間の短縮を図ることができるとともに、予め設定されたマイクロプレート１１のタイプ（ウエル１１ａの位置情報）のデータに基づき、列毎にまとめられて測定されたウエル１１ａに対応する個々の測定データを作成することができるので、様々なマイクロプレート１１に対応した検出、測定を行うことができる。
【００６５】
また、上記第２の実施の形態のように、揺動ミラー７１と揺動部７２により、揺動ミラー７１が反射する反射光を、マイクロプレート１１に形成された複数のウエル１１ａの１列分を走査するように照射し、マイクロプレート１１を透過したその光を検出部１０により検出する場合、マイクロプレート１１に形成されたウエル１１ａ部分を透過した光のみ、検出部１０により検出することができる。
【００６６】
この場合、制御部２０のＲＯＭには、制御データとして、例えば、揺動部７２が揺動する揺動ミラー７１の角度と、その揺動ミラー７１の角度に対応して揺動ミラー７１が反射する光がマイクロプレート１１のウエル１１ａを透過し、検出部１０の受光部１０ａに到達するタイミングを特定するためのデータが格納されている。
そして、制御部２０は、揺動部７２が揺動する揺動ミラー７１の角度と同期して、マイクロプレート１１のウエル１１ａを透過した光を特定して、検出部１０において検出する制御を行う。
【００６７】
このような制御を行うマイクロプレートリーダ２００であれば、光源部２から出力された光のうち、揺動ミラー７１により反射され、マイクロプレート１１のウエル１１ａを透過した光が検出部１０の受光部１０ａに到達するタイミングを特定することができるので、そのタイミングに受光部１０ａが受光した光（測定光）のみを検出部１０が検出することにより、揺動ミラー７１の角度と同期してウエル１１ａを透過した光のみを検出することができる。
よって、ウエル１１ａに収容された試料の検出、測定を効率的に行うことができる。
【００６８】
特に、このような制御を行うマイクロプレートリーダ２００の場合、揺動ミラー７１が反射して照射し、マイクロプレート１１に形成された複数のウエル１１ａの１列分を走査した光の全てを検出部１０で検出する必要はない。つまり、マイクロプレート１１に形成されたウエル１１ａを透過した光のみを特定して検出すればよいので、例えば、図６に示されるように、より小型の検出部３０を、ｆθレンズ９ａが光を収束させる焦点付近に配置し、その受光部３０ａによりウエル１１ａを透過した光のみを検出することにより、所望する試料の測定を行うことができる。なお、検出部３０（受光部３０ａ）は、単一の受光素子であり、好ましくはフォトダイオードがあげられる。
そして、小型化した検出部３０により、マイクロプレートリーダ２００自体を小型化することができる。
【００６９】
このように、本発明にかかるマイクロプレートリーダによれば、種々のマイクロプレート１１において、マイクロプレート１１に形成されたウエル１１ａを、ウエル１１ａが配列される１列毎にまとめて検出し、予め設定されたマイクロプレート１１のタイプ（各種マイクロプレート１１におけるウエル１１ａの数、大きさ、配列、ピッチ等の位置情報）に応じて、そのウエル１１ａに対応した部分の検出データ（光の検出データ）に基づき、ウエル１１ａに収容された試料の測定を行うことができる。
よって、本発明にかかるマイクロプレートリーダによれば、種々のマイクロプレートに対応した測定を行うことができるとともに、より短い測定時間による試料の測定を行うことができる。
【００７０】
なお、以上の実施の形態においては、光源部２が出力する光は、近紫外から近赤外の領域の光としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、それ以外の波長領域の光であってもよい。つまり、光源部２は、マイクロプレートリーダにおける測定を行う際に必要な波長領域の光を出力することができればよく、測定対象物（試料）が決まっている専用機（マイクロプレートリーダ）であれば、試料の検出、測定に必要な特定波長の光を出力することができればよい。
【００７１】
また、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。
【００７２】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、マイクロプレートリーダは、光源部が出力した光に基づく特定波長の光を収容凹部が配列される所定の方向、例えば、列方向に拡散し、その拡散した光により試料容器に形成された複数の収容凹部を１列毎まとめて検出することができる。そして、まとめて検出した光のうち、試料容器の収容凹部を透過した光に基づき、収容凹部に収容される試料の測定を行うことができる。
よって、収容容器に形成された収容凹部を、収容凹部が配列される１列毎にまとめて検出し、その収容凹部に対応した部分の検出データ（検出光）に基づき、収容凹部に収容された試料の測定を行うことができる。従って、種々の収容凹部に対応した測定を行うことができるとともに、より短い測定時間による試料の測定を行うことができる。
【００７３】
請求項２記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様の作用を奏するとともに、光拡散光学部は、ラインジェネレータレンズであるので、所定の入射位置から入射された光を、所定の出射位置から所定の一方向に広げるように拡散し、より広く所定の対象物（例えば、試料容器に配列された収容凹部の１列分）に光を好適に照射することができる。
【００７４】
請求項３記載に発明によれば、マイクロプレートリーダは、光源部が出力した光に基づく特定波長の光を収容凹部が配列される所定の方向、例えば、列方向に走査し、その走査した光により試料容器に形成された複数の収容凹部を１列毎順次検出することができる。そして、順次検出した光のうち、試料容器の収容凹部を透過した光に基づき、収容凹部に収容される試料の測定を行うことができる。よって、収容容器に形成された収容凹部を、収容凹部が配列される１列毎にまとめて順次検出し、その収容凹部に対応した部分の検出データ（検出光）に基づき、収容凹部に収容された試料の測定を行うことができる。従って、種々の収容凹部に対応した測定を行うことができるとともに、より短い測定時間による試料の測定を行うことができる。
【００７５】
請求項４記載の発明によれば、請求項３に記載の発明と同様の作用を奏するとともに、検出部は、揺動部が光反射部を揺動する角度に同期して、光反射部が反射した光のうち試料容器の収容凹部を透過した光のみを検出することができる。
つまり、揺動部が揺動する光反射部の角度と、その光反射部の角度に対応して光反射部が反射する光が試料容器の収容凹部を透過するタイミングを同期させることにより、検出部は、光反射部が反射した光のうち試料容器の収容凹部を透過した光を特定し、選択的に検出することができる。よって、試料容器の収容凹部に収容された試料の検出、測定を効率的に行うことができる。
また、光反射部の角度と、検出部が光を検出するタイミングを同期させることで、光反射部が反射する光が試料容器の複数の収容凹部を透過した光のみを検出部が特定して検出することができるので、それら光を検出部の同一箇所において検出して、それら光を区別して特定することができる。それにより、検出部を小型化することができ、その検出部を備えるマイクロプレートリーダ自体の小型化を図ることができる。
【００７６】
請求項５記載の発明によれば、請求項１〜４の何れか一項に記載の発明と同様の作用を奏するとともに、マイクロプレートリーダに備えられた光収束光学部が収束した光を、検出部が検出することとなるので、試料容器を透過した光を検出する検出部を小型化することができる。そして、その検出部を備えるマイクロプレートリーダ自体の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる第１の実施の形態におけるマイクロプレートリーダの要部構成を示す概略図である。
【図２】本発明にかかる第１の実施の形態におけるマイクロプレートリーダの要部を示す斜視図である。
【図３】マイクロプレートリーダにおける検出部の配置位置の変形例を示す説明図である。
【図４】本発明にかかる第２の実施の形態におけるマイクロプレートリーダの要部構成を示す概略図である。
【図５】本発明にかかる第２の実施の形態におけるマイクロプレートリーダの要部を示す斜視図である。
【図６】第２の実施の形態におけるマイクロプレートリーダの検出部の変形例を示す説明図である。
【図７】従来のマイクロプレートリーダの要部構成を示す概略図である。
【図８】従来のマイクロプレートリーダの要部構成を示す概略図である。
【符号の説明】
１ 試料室
２ 光源部
３ 第１集光レンズ
４ フィルタホイール（波長選択部）
４ａ フィルタ（波長選択部）
４ｂ ホイール軸
５ 導光部
６ 第２集光レンズ
７ ラインジェネレータレンズ（光拡散光学部）
７ａ 入射部
７ｂ 出射部
８ シリンドリカルレンズ（角度調整光学部）
８ａ ｆθレンズ（角度調整光学部）
９ 収束レンズ（光収束光学部）
９ａ ｆθレンズ（光収束光学部）
１０ 検出部
１０ａ 受光部
１１ マイクロプレート（試料容器）
１１ａ ウエル（収容凹部）
２０ 制御部
２１ 表示部
２２ 入力部
７１ 揺動ミラー（光反射部）
７２ 揺動部
７２ａ 揺動軸
１００、２００ マイクロプレートリーダ

Claims (5)

1. 試料が収容される複数の収容凹部を有する試料容器が配置される試料室と、
   所定の光を出力する光源部と、
   前記光源部が出力する光から特定波長の光を選択的に取り出す波長選択部と、
   前記波長選択部により取り出された光を導光する導光部と、
   前記導光部により導光された光を、前記試料容器の前記収容凹部が配列される所定の方向に拡散する光拡散光学部と、
   前記光拡散光学部が拡散した光を、前記試料容器へ向けるように角度調整する角度調整光学部と、
   前記角度調整光学部により前記試料容器へ向けられ、前記試料容器の複数の収容凹部を透過した光を検出する検出部と、を備えることを特徴とするマイクロプレートリーダ。
2. 前記光拡散光学部は、ラインジェネレータレンズであることを特徴とする請求項１に記載のマイクロプレートリーダ。
3. 試料が収容される複数の収容凹部を有する試料容器が配置される試料室と、
   所定の光を出力する光源部と、
   前記光源部が出力する光から特定波長の光を選択的に取り出す波長選択部と、
   前記波長選択部により取り出された光を導光する導光部と、
   前記導光部により導光された光を反射する光反射部と、
   前記光反射部を揺動し、前記光反射部が反射する光を、前記試料容器の前記収容凹部が配列される所定の方向に走査する揺動部と、
   前記光反射部が反射して前記揺動部が走査する光を、前記試料容器へ向けるように角度調整する角度調整光学部と、
   前記角度調整光学部により前記試料容器へ向けられ、前記試料容器の複数の収容凹部を透過した光を検出する検出部と、を備えることを特徴とするマイクロプレートリーダ。
4. 前記検出部は、前記揺動部が前記光反射部を揺動する角度に同期して、前記光反射部が反射した光のうち前記試料容器の前記収容凹部を透過した光のみを検出することを特徴とする請求項３に記載のマイクロプレートリーダ。
5. 前記試料容器を透過した光を収束させる光収束光学部を備え、
   前記光収束光学部が収束した光を、前記検出部が検出することを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のマイクロプレートリーダ。

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