JP2005077264A - 発光解析用データ取得方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 発光可能な複数個の吸着性領域から発光解析用データを取得する際の検出精度を向上する。
【解決手段】 光ファイバ２３の光出射端２５は、ＣＣＤチップ３４の受光面に対向して配置され、光入射端２４はマスク４１を介して、生化学発光解析用ユニット１の複数個の吸着性領域４にそれぞれ対向して配置されている。マスク４１には、３×３個の吸着性領域４に対して、吸着性領域４とほぼ同じ大きさの孔４３が１つ設けられている。マスク４１をマスク移動制御部４２により１分毎に移動させ、９回検出を行って、全吸着性領域４から発せられる発光の発光量を検出する。この際、検出対象である吸着性領域４に隣接する吸着性領域４から発せられる発光を、マスク４１により遮蔽することにより、隣接する吸着性領域４から発せられる発光によるクロストーク等のノイズ光による影響を低減させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、生化学発光解析用データ等の発光解析用データを取得する発光解析用データ取得方法および装置に関し、詳しくは支持体上に２次元的に配置された複数の発光可能領域から発せられる光を光検出器を用いて検出して発光解析用データを取得する発光解析用データ取得方法および装置に関するものである。

従来、光検出器を用いて発光解析用データを取得する発光解析用データ取得装置としては、本出願人により、生化学発光における発光解析用データを取得する方法および装置が提案されている（例えば特許文献１または特許文献２参照）。

上記特許文献１に記載された生化学発光解析用データ取得装置においては、例えば、メンブレンフィルタなどの生化学発光解析用ユニットの表面の異なる位置に、特異的結合物質（ホルモン類、腫瘍マーカー、酵素、抗体、抗原、アブザイム、その他のタンパク質、核酸、ｃＤＮＡ、ＤＮＡ、ＲＮＡなど、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、特性などが既知の物質）を含む溶液を滴下して多数のスポット状領域を形成し、放射線標識物質、蛍光物質、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化学発光標識物質などの標識物質によって標識された生体由来の物質（ホルモン類、腫瘍マーカー、酵素、抗体、抗原、アブザイム、その他のタンパク質、核酸、ＤＮＡ、ｍＲＮＡなどの抽出、単離などによって生体から採取された、あるいは、採取された後に化学的処理が施された物質）を、スポット状領域に含まれている特異的結合物質にハイブリダイズ等させて特異的に結合させ、例えば標識物質が放射性標識物質である場合、多数のスポット状領域に選択的に含まれている放射性標識物質によって蓄積性蛍光体シートの輝尽性蛍光体層を露光し、露光された輝尽性蛍光体層を励起光によって走査して、輝尽性蛍光体層に含まれている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、複数本の光ファイバからなる導光部により導光した後、光検出器で検出して発光解析用データを取得している。

あるいは、標識物質が蛍光物質である場合、多数のスポット状領域を励起光によって走査して多数のスポット状領域に選択的に含まれている蛍光物質を励起し、蛍光物質から放出された蛍光を複数本の光ファイバからなる導光部により導光した後検出器で検出して発光解析用データを生成したり、または標識物質が化学発光標識物質である場合、多数のスポット状領城に選択的に含まれている化学発光標識物質を化学発光基質と接触させ、化学発光基質から発せられる化学発光を複数本の光ファイバからなる導光部により導光した後光検出器で検出して発光解析用データを取得している。

また、上記特許文献２においては２次元的に配置された多数の集光レンズと該集光レンズの結像位置に配置された光検出器から構成される装置が使用されている。
欧州特許出願公開第１２７１１３２号明細書 特開２００３−４２９５４号公報

しかしながら、光検出器の受光面には、検出対象である発光に加え、導光に用いる光ファイバ間のクロストークや集光に用いるレンズの収差等に起因するノイズ光が入射し、このノイズ光の影響により光検出器による発光解析用データの検出精度が低下するという問題がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、光検出器により、複数の発光可能領域から発光解析用データを取得する発光解析用データ取得方法または装置において、発光解析用データの検出精度を向上させることを目的とするものである。

本発明の発光解析用データ取得方法は、支持体上に設けられ、互いに離間して２次元的に配置された複数個の発光可能領域から発せられる光を、前記発光可能領域に光学的に対向して配置された光検出器により検出する発光解析用データ取得方法において、
前記複数個の発光可能領域に対して近接して配置され、少なくとも１つの発光可能領域から発せられた光を透過し、該１つの発光可能領域に隣接する発光可能領域から発せられた光を遮蔽する間引き手段により、光を透過せしめられる発光可能領域を順次変更しながら、該間引き手段により透過せしめられた光を前記光検出器により検出することを特徴とするものである。

本発明の発光解析用データ取得装置は、支持体上に設けられ、互いに離間して２次元的に配置された複数個の発光可能領域から発せられる光を、前記発光可能領域に光学的に対向して配置された光検出器により検出する発光解析用データ取得装置において、前記複数個の発光可能領域に対して近接して配置され、少なくとも１つの発光可能領域から発せられた光を透過し、該１つの発光可能領域に隣接する発光可能領域から発せられた光を遮蔽する間引き手段と、
該間引き手段により光を透過せしめられる発光可能領域を順次変更する間引き制御手段とを備えたことを特徴とするものである。

なお、間引き手段が前記複数個の発光可能領域に対して近接して配置されるとは、複数個の発光可能領域にほぼ密着して、あるいは複数個の発光可能領域から発せられる光の広がりを実質的に無視できる程度のわずかな距離を置いて、間引き手段が配置されていることを意味している。

前記間引き手段が、前記発光可能領域から発せられる光を透過させる孔が設けられたマスクであれば、前記間引き制御手段としては、前記マスクまたは／および前記支持体を移動させる移動制御手段を用いることができる。

なお、上記マスクに設けられる孔は、発光可能領域から発せられる光を透過させる孔、すなわち光学的な孔であればよい。

前記間引き手段が、前記複数個の発光可能領域のそれぞれと対応する微小なシャッタ機構を有するシャッタ手段であれば、前記間引き制御手段としては、前記シャッタ機構の開閉状態を制御する開閉制御手段を用いることができる。

なお、上記シャッタ機構としては、機械的なシャッタ機構あるいは光学的なシャッタ機構等を用いることができる。

前記複数個の発光可能領域が行および列方向に整列して配置されているものであれば、
前記間引き手段は、例えば、ｎ行×ｎ列（ただし、ｎは３以上の奇数）の発光可能領域に対し、該ｎ行×ｎ列の発光可能領域の中心に位置する発光可能領域から発せられる光を透過し、他の（ｎ×ｎ−１）個の発光可能領域から発せられる光を遮蔽するものであってもよい。

本発明の発光解析用データ取得方法および装置においては、複数個の発光可能領域に対して近接して配置され、少なくとも１つの発光可能領域から発せられた光を透過し、該１つの発光可能領域に隣接する発光可能領域から発せられた光を遮蔽する間引き手段を設け、この間引き手段により光を透過せしめられる発光可能領域を順次変更しながら、該間引き手段により透過せしめられた光を前記光検出器により検出することにより、間引き手段により光を透過せしめられる発光可能領域から発せられる光を光検出器により検出する際に、この発光可能領域に隣接した発光可能領域から発せられる光に起因するノイズ光による影響が低減され、発光解析用データの検出精度が向上する。

上記間引き手段が、発光可能領域から発せられる光を透過させる孔が設けられたマスクであり、間引き制御手段としてマスクまたは／および発光可能領域が設けられた支持体を移動させる移動制御手段を用いれば、簡易かつ安価な構成により間引き動作を行うことができる。

また、上記間引き手段が、複数個の発光可能領域のそれぞれと対応する微小なシャッタ機構を有するシャッタ手段であり、間引き制御手段としてシャッタ機構の開閉状態を制御する開閉制御手段を用いる場合であれば、間引き手段あるいは支持体を移動させることなく、間引き動作を行うことができる。

例えば、上記複数個の発光可能領域が行および列方向に整列して配置されているものであり、間引き手段として、ｎ行×ｎ列（ただし、ｎは３以上の奇数）の発光可能領域に対し、該ｎ行×ｎ列の発光可能領域の中心に位置する発光可能領域から発せられる光を透過し、他の（ｎ×ｎ−１）個の発光可能領域から発せられる光を遮蔽するものを用いる場合であれば、間引き手段により光を透過せしめられる発光可能領域から発せられる光を光検出器により検出する際に、この発光可能領域を囲むｎ行×ｎ列内に配置された（ｎ×ｎ−１）個の発光可能領域から発せられる光に起因するノイズ光による影響がほぼ完全に排除され、発光解析用データの検出精度が一層向上する。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明による具体的な実施の形態である生化学発光解析用データ取得装置１０および該生化学発光解析用データ取得装置１０により生化学発光解析用データが取得される生化学発光解析用ユニット１の概略構成図であり、図２は生化学発光解析用ユニット１の平面図、図３は生化学発光解析用ユニット１の部分断面図である。

生化学発光解析用ユニット１は、図２および図３に示すように、略円形の孔３が２次元的に多数整列して設けられた基板２と、孔３の内部に充填されまた基板２と接着された多孔性材料からなる吸着性領域４とから構成される。この吸着性領域４には、構造または特性が既知のリガンドまたはレセプタ５が滴下され、その後の処理により固定化されている。

基板２の材質としては、生化学発光解析用ユニット内部での光の散乱を防止するために、光を透過させないか、減衰させる材質が好ましく、金属、セラミックが好ましい。また、孔を開ける加工が容易であるプラスチックを基板として用いる場合は、光をより一層減衰させるために、粒子をプラスチック内部に分散させることが好ましい。

本発明において、吸着性領域を形成する多孔性材料としては、多孔質材料あるいは繊維材料が好ましく使用される。また、多孔質材料と繊維材料とを併用して吸着性領域を形成することもできる。本発明において、吸着性領域を形成するために使用される多孔性材料は、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。

本実施の形態においては、まず、厚み１００μｍのＳＵＳ３０４シート（基板材料シート）に、孔径０．３ｍｍの開口部が円形の微細な孔３を、エッチングによって孔ピッチ０．４ｍｍ、孔間隔０．１ｍｍで、２０個×２０個で計４００個形成して基板２を形成する。

次に、基板２の片面に接着剤を塗工し、続いて孔３内部に入り込んだ接着剤を吸引除去した後、乾燥する。続いて、基板２の接着剤を塗工した面に、ポアサイズ０．４５μｍ、厚み１７０μｍのナイロン６，６メンブレン６を重ね、１５０℃に加熱しながら、圧力が１ｃｍ² 当たり３００ｋｇとなるようにプレスして、基板材料シートの孔３内部にナイロン６，６からなるメンブレン６を圧入することで、ステンレス性の基板２とメンブレン６が充填された多数の吸着性領域４とからなる生化学発光解析用ユニット１を作製する。なお、図３に示すように、基板２の底面には、孔３に充填されなかったメンブレン６が薄膜状に圧接されている。

上記生化学発光解析用ユニット１を利用した化学発光法では、まず、生化学発光解析用ユニット１の吸着性領域４にリガンドまたはレセプタを結合させる。吸着性領域４に結合されるリガンドまたはレセプタは、ホルモン類、腫瘍マーカー、酵素、抗体、抗原、アブザイム、その他のタンパク質、核酸、ｃＤＮＡ、ＤＮＡ、ＲＮＡなどであって、特性、組成、構造あるいは塩基配列や塩基の長さなどが既知のものである。リガンドまたはレセプタは、吸着性領域４に滴下した後、紫外線の照射などによって吸着性領域４に固定することができる。

次に、吸着性領域４に結合されたリガンドまたはレセプタに標識レセプタまたは標識リガンドを特異的に結合させる。標識レセプタまたは標識リガンドは、多孔性の吸着性領域４に結合されるリガンドまたはレセプタと特異的に結合するホルモン類、腫瘍マーカー、酵素、抗体、抗原、アブザイム、その他のタンパク質、核酸、ＤＮＡ、ｍＲＮＡなどの抽出、単離などによって生体から採取された、あるいは、採取された後に化学的処理が施され、標識物質によって標識されたものである。レセプタまたはリガンドを標識する標識物質としては、ジゴキシゲニン、ビオチン、アビジン、フルオロセインなどの抗原、及びこれらの抗原に対する抗体などを好ましくあげることができる。

なお、標識レセプタまたは標識リガンドが、多孔性の吸着性領域４に結合されているリガンドまたはレセプタとではなく、生化学発光解析用ユニット１に設けられた吸着性領域４に直接結合または吸着することを防止するために、標識レセプタまたは標識リガンドを含む溶液を生化学発光解析用ユニットに接触させる前に、いわゆるブロッキング剤を生化学発光解析用ユニット１の吸着性領域４に接触させておくことが好ましい。

標識レセプタまたは標識リガンドを多孔性の吸着性領域４に結合されているリガンドまたはレセプタと特異的に結合させた後、生化学発光解析用ユニット１を、反応溶液を吸着性領域４を横切るように強制的に流動させることが可能な反応容器に取り付ける。なお、標識レセプタまたは標識リガンドが吸着性領域４を閉塞させるようなものではない、例えば標識ＤＮＡのような場合には、吸着性領域４に結合したリガンドまたはレセプタに標識レセプタまたは標識リガンドを特異的に結合させる段階から生化学発光解析用ユニット１を反応容器に取り付けてもよい。この場合には、吸着性領域４に結合されているリガンドまたはレセプタに、標識レセプタまたは標識リガンドを効率的かつ均一に接触させることができるので、標識レセプタまたは標識リガンドの検出限界を向上させることができるとともに、標識レセプタまたは標識リガンドが微量であっても、よりＳ／Ｎ比の大きい検出を行うことができる。

反応容器に取り付けた生化学発光解析用ユニット１は、多孔性の吸着性領域４に結合されているリガンドまたはレセプタに特異的に結合しなかった標識レセプタまたは標識リガンドを除去するために、吸着性領域にいわゆる洗浄液を強制的に流動させて洗浄することが好ましい。

なお、この洗浄工程は、後述する酵素標識抗体を吸着性領域を横切るように強制的に流動させて標識レセプタまたは標識リガンドと特異的に結合させた後、特異的に結合しなかった酵素標識抗体を除去する場合にも行うことが好ましい。これによって、標識レセプタまたは標識リガンドと特異的に結合していない酵素標識抗体を、効率的に剥離させ、除去することが可能になり、洗浄効率を大幅に向上することができる。

次に、酵素標識抗体を吸着性領域４を横切るように強制的に流動させて標識レセプタまたは標識リガンドと特異的に結合させる。酵素標識抗体は、標識レセプタまたは標識リガンドの標識物質に対する抗体（標識レセプタまたは標識リガンドが抗体である場合には抗原）を酵素で標識したものである。酵素標識抗体の酵素としては、アルカリホスファターゼ、ペルオキシダーゼ、ルシフェラーゼなどの酵素を好ましく用いることができる。

続いて、生化学発光解析用ユニット１を反応容器から取り出して、標識レセプタまたは標識リガンドと特異的に結合した酵素標識抗体に化学発光基質を接触させる。酵素標識抗体に反応させる化学発光基質は、酵素がアルカリホスファターゼ、ペルオキシダーゼ、ルシフェラーゼである場合には、特に限定するものではないが、それぞれジオキセタン、ルミノール、ルシフェリンを用いることができる。

化学発光基質と酵素との接触によって可視光波長領域の化学発光を生ずるので、これを生化学発光解析用データ取得装置１０により光電的に検出して生化学発光解析用データを取得すれば、標識レセプタまたは標識リガンドを検出、測定することができる。

以下生化学発光解析用データ取得装置１０の構成および該装置１０を用いた生化学発光解析用データの取得方法を説明する。生化学発光解析用データ取得装置１０は、図１に示すように、導光部２０、検出部３０、間引き部４０、制御部５０および該制御部５０へ接続されている入力部６０から構成されている。

導光部２０は光入射端２１側へ入射した光を光出射端２２側まで導光するものであり、２０本×２０本で計４００本のガラス製の光ファイバ２３を有し、各光ファイバ２３の光入射端２４は、光ファイバ２３が挿入可能な孔が多数形成されている平板状の固定ヘッド２６により、互いに離間して２次元的に配置された状態で固定されている。各光入射端２４の２次元的な配置は、生化学発光解析用ユニット１における各吸着性領域４の２次元的な配置と１対１で対応するものであり、固定ヘッド２６は、各光入射端２４が、各吸着性領域４に対向するように生化学発光解析用ユニット１上に後述するマスク４１を介して取り付けられている。導光部２０の光出射端２２では、光ファイバ２３の光出射端２５が最密に接するようにバンドルされている。

なお、固定ヘッド２６は遮光部材から構成され、各吸着性領域４から発せられた光が、導光部２０の光入射端２１近傍で、対応する光ファイバ２３とは異なる光ファイバ２３へ漏れ、クロストークが生じることを防止している。また、各光ファイバ２３は、コアおよび該コアの周囲を覆うクラッドから構成され、コア径は２４０μｍであり、クラッド径は２５０μｍである。

なお、生化学発光解析用ユニット１は、アルミベース１３上に配置され、アルミベース１３の下には、生化学発光解析用ユニット１を冷却するためのペルチェ素子１４が配置されている。

検出部３０は、導光部２０の光出射端２２と対向して配置されているＣＣＤチップ３４と、該ＣＣＤチップ３４を保持するＣＣＤパッケージ３５と、該ＣＣＤパッケージ３５が不図示のネジによりネジ止めされているアルミベース３８と、該アルミベース３８上に保持されているＣＣＤチップ３４冷却用のペルチェ素子３９とから構成されている。なお、光ファイバ２３の光出射端２５とＣＣＤチップ３４との間は、２０μｍ以下となるように、光ファイバ２３の光出射端２５を配置することが望ましい。

間引き部４０は、生化学発光解析用ユニット１および固定ヘッド２６間に設けられたマスク４１および該マスク４１に取り付けられたマスク移動制御部４２から構成されている。マスク４１は、図４に示すように、生化学発光解析用ユニット１に設けられた吸着性領域４に対して、行方向および列方向ともに吸着性領域２つ置きとなる位置に直径０．３mmの孔４３が設けられている。すなわち、１．２mm間隔で直径０．３mmの孔４３が７個×７個で計４９個設けられている。またマスク４１は、マスク移動制御部４２により、生化学発光解析用ユニット１上を該生化学発光解析用ユニット１と平行に０．４mm間隔で行方向および列方向に移動可能である。なお、マスク移動制御部４２は制御部５０へ接続されている。

制御部５０は、ＣＣＤチップ３４の動作制御、マスク移動制御部４２の動作制御およびＣＣＤチップ３４からの検出結果の読み出し、検出結果の重畳等を含む検出装置全体の制御を行うものであり、タイマ５２を含んでいる。

以下、本生化学発光解析用データ取得装置を用いた生化学発光解析用データ取得方法を説明する。なお、実際のデータ取得を行う前に、本装置の使用者は、予め酵素標識抗体に化学発光基質を接触させて化学発光を生じさせ、発せられる化学発光量を測定し、化学発光量の時間変化が緩慢になるタイミングを求め、そのタイミングから検出を開始している。一般に化学発光基質は、酵素標識抗体と接触すると、酵素標識抗体の酵素によって分解され、一旦励起状態になった後に発光する。

このため、図５に示すように化学発光基質を酵素標識抗体に接触させると、化学発光量は０から徐々に増加し、所定時間Ｔ経過後にピークに達し、その後は緩慢に減少する。このように化学発光量が時間経過に従って変化するため、時分割で数回の検出を行う場合には、各検出回毎の検出結果に時間経過にともなう大きなバラツキが生じる場合があり、このような場合には、各検出回の検出結果間の相対的な検出精度が低下する。本実施の形態においては、化学発光量がピークに達する時間Ｔ以降である５０分経過後に最初に検出を開始し、順次検出を行うことにより化学発光量の経時変化による検出精度の低下を低減している。

なお、一般に図５に示すような発光量の経時変化は、化学発光を生じさせる酵素標識物質によって標識された試料に化学発光基質を接触させた場合に生じるが、このような試料としては、本実施の形態に記載したように、リガンドまたはレセプタに、酵素標識物質により標識された標識レセプタまたは標識リガンドを特異的に結合させ、該標識レセプタまたは標識リガンドと酵素標識抗体を特異的に結合させたものや、リガンドまたはレセプタに、酵素標識によって標識された酵素標識レセプタまたは酵素標識リガンドを特異的に結合させたもの、あるいはリガンドまたはレセプタに、レセプタまたはリガンドを特異的に結合させ、該レセプタまたはリガンドを酵素によって標識された標識体と特異的に結合させたもの等がある。

使用者は、マスク移動制御部４２の移動方向および移動距離と、検出時間を入力部６０を用いて制御部５０に設定する。その後、前述したように、生化学発光解析用ユニット１の吸着性領域４に結合されたリガンドまたはレセプタに、酵素標識物質により標識された標識レセプタまたは標識リガンドを特異的に結合させ、標識レセプタまたは標識リガンドと酵素標識抗体を特異的に結合させ、標識レセプタまたは標識リガンドと特異的に結合した酵素標識抗体に化学発光基質を接触させる。生化学発光解析用ユニット１をベース１３上に配置して検出を行う。

本実施の形態においては、生化学発光解析用ユニット１の吸着性領域４は、前述したように、２０行×２０列で４００個並んでいる。またマスク４１には、７個×７個で４９個の孔４３が設けられている。検出前に、図１に示すように、生化学発光解析用ユニット１に生化学発光解析用データ取得装置１０を取り付ける。この際間引き部３０は、生化学発光解析用ユニット１と導光部２０の間に移動可能に配置される。

検出開始に先立ち、制御部５０の制御により、マスク移動制御部４２は、マスク４１を図６の（ａ）に示すように配置する。すなわち、マスク４１の図中左上隅に設けられた孔４３が、生化学発光解析用ユニット１の図中左上隅に設けられた吸着性領域４に重なり、また残りのマスク４１の孔４３が、生化学発光解析用ユニット１の図中左上隅に設けられた吸着性領域４から２つおきの吸着性領域４に重なるように、マスク４１は配置される。このため、図中左上の吸着性領域４から発せられる光、および該吸着性領域４から行方向および列方向に２つ置きに配置されている吸着性領域４から発せられる光が、マスク４１の孔４３を通って光ファイバ２３へ入射する。なお、この時点では検出、すなわちＣＣＤチップ３４の露光は行っていない。

酵素標識抗体に化学発光基質を接触させてから５０分経過後に、使用者は入力部６０からの手動操作により検出を開始させる。制御部５０は、ＣＣＤチップ３４の露光を開始する。タイマ５２はＣＣＤチップ３４の露光開始からの経過時間を計測し、予め設定された検出時間、例えば１分に達するとＣＣＤチップ３４の露光を停止する。制御部５０は、ＣＣＤチップ３４の検出値を読み出す。

その後制御部５０の制御により、マスク移動制御部４２がマスク４１を図中右方向へ０．４ｍｍ移動させる。その結果図６の（ｂ）に示すように、マスク４１の各孔４３は、１回目の検出が行われた吸着性領域４の右隣に設けられた各吸着性領域４と重なる。２回目の検出、すなわち１分間のＣＣＤチップ３４の露光を行った後、再度制御部５０の制御により、マスク移動制御部４２はマスク４１を図６中右方向へ０．４ｍｍ移動させる。２回目の検出が行われた各吸着性領域４の右隣に設けられた各吸着性領域４から発せられる化学発光の検出（３回目）を行う。

その後、制御部５０の制御により、マスク移動制御部４２はマスク４１を図６中の下方向へ０．４ｍｍ移動させ、３回目の検出が行われた各吸着性領域４の下隣に設けられた各吸着性領域４から発せられる化学発光の検出（４回目）を行う。その後マスク４１を図中左方向へ０．４ｍｍ移動させ、４回目の検出が行われた各吸着性領域４の左隣の各吸着性領域４から発せられる化学発光の検出（５回目）を行い、再度マスク４１を図中左方向へ０．４ｍｍ移動させ、５回目の検出が行われた各吸着性領域４の左隣の各吸着性領域４から発せられる化学発光の検出（６回目）の検出を行う。

その後、マスク４１を図中下方向へ０．４ｍｍ移動させ、６回目の検出が行われた各吸着性領域４の下隣に設けられた各吸着性領域４から発せられる化学発光の検出（７回目）を行い、その後マスク４１を図中右方向へ０．４ｍｍ移動させ、７回目の検出が行われた各吸着性領域４の右隣に設けられた各吸着性領域４から発せられる化学発光の検出（８回目）を行い、再度マスク４１を図中右方向へ０．４ｍｍ移動させ、８回目の検出が行われた各吸着性領域４の右隣に設けられた各吸着性領域４から発せられる化学発光の検出（９回目）を行う。

このように、マスク４１を順次移動させて、各１分間の検出を９回行うことにより、生化学発光解析用ユニット１に設けられた全ての吸着性領域４から発せられる化学発光の検出を行うことができる。制御部５０は、９回の検出が終了後、各回毎の検出値を画像化し、それぞれの画像を重畳して、検出結果画像を作成して、不図示の表示部へ表示する。

なお、図５に示すように、各検出回毎（１分毎）の検出値が緩慢に減少しているため、この減少分を補正した上で、検出結果画像を作成してもよい。この場合には、酵素標識抗体に化学発光基質を接触させてから５０分経過後から１００分経過までの間の変化量の平均値が−０．２６％／分であることを用いて、各回毎の検出値の補正を行えばよい。すなわち、１回目の検出値としては、実際の１回目の検出値をそのまま用い、２回目の検出値としては、実際の２回目の検出値に１００．２６を乗算した値を用い、３回目の検出値としては、実際の３回目の検出値に（１００．２６）^２を乗算した値を用い、以後同様に各回毎の検出値として、実際の検出値に（１００．２６）の乗数を乗算した値を用いればよい。このような補正を施した後、各検出回ごとの画像を重畳することにより、使用者は容易に全吸着性領域４の発光量を比較することができる。

以上の説明で明らかなように、発光解析用データ取得装置１０においては、生化学発光解析用ユニット１上に配設された間引き部４０により、検出対象となる吸着性領域４に隣接する吸着性領域４から発せられる光を間引いた状態で検出を行っているため、隣接した吸着性領域４から発せられる光のクロストーク等に起因するノイズ光による影響が低減され、発光解析用データの検出精度が向上する。

また、マスク４１およびマスク移動制御部４２からなる間引き部４０を用いたため、簡易かつ安価な構成により間引き動作を行うことができる。

さらに、５行×５列の吸着性領域４に対し、該５行×５列の吸着性領域４の中心に位置する吸着性領域から発せられる光を透過し、他の２４個の吸着性領域４から発せられる光を遮蔽して間引くために、検出対象となる吸着性領域４から発せられた光が、この吸着性領域４を囲む２４個の吸着性領域から発せられた光に起因するノイズ光の影響をほぼ受けることがなく、発光解析用データの検出精度が一層向上する。また、本実施の形態のように、途中からバンドルした光ファイバを用いて化学発光を光検出器まで導光する場合には、バンドルされた光ファイバ間でクロストークが生じ易いが、検出対象となる吸着性領域４から発せられた光を導光する１本のファイバを囲む２４本の光ファイバは使用されていないため、光ファイバ間でのクロストークの発生をほぼ防止することができる。

なお、本実施の形態のように、酵素標識抗体に化学発光基質を接触させて化学発光を検出する場合等、すなわち微弱な発光の有無を検出する場合には、上記のように、５行×５列の吸着性領域４に対し、該５行×５列の吸着性領域４の中心に位置する吸着性領域から発せられる光を透過し、他の２４個の吸着性領域４から発せられる光を遮蔽して間引くことが好ましいが、各吸着性領域間のクロストークが小さい場合等には、３行×３列の吸着性領域４に対し、該３行×３列の吸着性領域４の中心に位置する吸着性領域から発せられる光を透過し、他の８個の吸着性領域４から発せられる光を遮蔽して間引いてもよい。あるいは検出対象である吸着性領域４の行方向および列方向に隣接して配設されている４つの吸着性領域４から発せられた光を遮蔽して間引いてもよい。遮蔽する吸着性領域４の個数が減少すれば、全吸着性領域４の検出を行うために必要な検出回数を低減することができる。

また、間引き部４０の変型例として、孔４３の代わりに多数の微小な液晶シャッタ４６が配設されたマルチシャッタ４７と、液晶シャッタ４６の開閉動作を制御するシャッタ開閉制御部４８とからなる間引き部４５が考えられる。まず１回目の検出を行う際には、図７の（ａ）に示すように、図中左上の吸着性領域４から発せられる光、および該吸着性領域４から行方向および列方向に２つ置きに配置されている吸着性領域４から発せられる光がマルチシャッタ４７の開状態の液晶シャッタ４６’を透過して光ファイバ２３へ入射するように、液晶シャッタ４６の開閉状態を制御する。２回目の検出を行う際には、図７の（ｂ）に示すように、１回目の検出を行った際に開状態とした液晶シャッタ４６の右隣の液晶シャッタ４６’を開状態とする。以下、検出毎に開状態となる液晶シャッタ４６’の位置を右隣（３回目）、下（４回目）、左隣（５回目）左隣（６回目）、下（７回目）、右隣（８回目）、右隣（９回目）と順次変更して９回の検出を行う。このような間引き部４５を用いれば、可動部材を用いることなく間引き動作を実現することができる。

次に、図８を参照して本発明の第２の実施形態について説明する。第２の実施の形態の全体構成は第１の実施形態とほぼ同様であるため、図８においては、図１中の要素と同等の要素には同番号を付してあり、それらについての説明は特に必要の無い限り省略する。

生化学発光解析用データ取得装置１１は、図８に示すように、導光部２０、検出部３０、間引き部７０、制御部５２および入力部６０から構成されている。

間引き部７０は、マスク４１および生化学発光解析用ユニット１に付加されたユニット移動制御部７１から構成される。ユニット移動制御部７１は、生化学発光解析用ユニット１に付加され、生化学発光解析用ユニット１を図８における左右方向および図８に対して垂直な方向へ移動させる事が出来る。

１回目の検出を行う際には、ユニット移動制御部７１は、生化学発光解析用ユニット１を、図９の（ａ）に示すように、すなわちマスク４１の図中左上隅に設けられた孔４３が、生化学発光解析用ユニット１の図中左上隅に設けられた吸着性領域４に重なり、また残りのマスク４１の孔４３が、生化学発光解析用ユニット１の図中左上隅に設けられた吸着性領域４から２つおきの吸着性領域４に重なるように配置する。また、２回目の検出を行う際には、ユニット移動制御部７１は生化学発光解析用ユニット１を図９における左方向へ０．４ｍｍ移動させる。その結果、図９の（ｂ）に示すように、マスク４１の各孔４３は、１回目の検出が行われた吸着性領域４の図中右隣に設けられた各吸着性領域４と重なる。以下、検出毎に生化学発光解析用ユニット１を左（３回目）、上（４回目）、右（５回目）、右（６回目）、上（７回目）、左（８回目）、左（９回目）と順次０．４mmづつ移動させて、９回の検出を行う。

このような構成の間引き部７０を使用する際には、各検出回毎に、検出値は同一の光ファイバ２３により導光されるため、制御部５２において、予め各回毎に検出する吸着性領域４の位置データを記憶しておき、９回の検出を終了後に、この位置データに基づいて、検出結果画像を合成する。

このような構成および動作により、第１の実施の形態と同様な効果を得られる。また、マスク４１の孔４３に対応する光ファイバ２３以外の光ファイバ２３は、省略してもよい。

なお、上記第１の実施の形態および第２の実施の形態においては、導光部２０としては、光入射端２１では光ファイバ２３が離散して配置され、光出射端２２においてはバンドルされたものが使用されたが、これに限定されるものではなく、例えば各光ファイバの代わりに複数本の光ファイバがバンドルされた光ファイバ束を使用した導光部や、固定ヘッドを使用せずに、多数本の光ファイバが光入射端から光出射端までバンドルされた導光部等を用いることもできる。

次に、図１０を参照して本発明の第３の実施形態について説明する。第３の実施の形態の全体構成は第１の実施形態とほぼ同様であるため、図１０においては、図１中の要素と同等の要素には同番号を付してあり、それらについての説明は特に必要の無い限り省略する。

生化学発光解析用データ取得装置１２は、図１０に示すように、集光レンズ８０、検出部３０、間引き部４０、制御部５０および入力部６０から構成されている。

集光レンズ８０は、生化学発光解析用ユニット１の吸着性領域４の像をＣＣＤチップ３４の受光面に結像するように配置されている。本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に、間引き部４０において、検出対象となる吸着性領域４の周囲の吸着性領域４から発せられる発光を間引いて行う検出を９回行うことにより、全吸着性領域４から発光解析用データを取得している。

通常、集光レンズ８０には収差が存在する。このため、検出対象となる吸着性領域４からの発光を検出する際に、検出対象となる吸着性領域４に隣接する吸着性領域４から発せられた発光に起因するノイズ光の影響により、発光解析用データの検出精度が低下することがある。また、空中における光の散乱等もノイズ光の原因となる。

しかしながら、本実施の形態である発光解析用データ取得装置１２においては、生化学発光解析用ユニット１上に配設された間引き部４０により、検出対象となる吸着性領域４に隣接する吸着性領域４から発せられる光を間引いた状態で検出を行っているため、隣接した吸着性領域４から発せられる光に起因するノイズ光の影響が低減され、発光解析用データの検出精度が向上する。

なお、本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に、間引き部４０の代わりに、間引き部４５あるいは間引き部７０を用いることができる。

本発明の第１の実施形態である生化学発光解析用データ取得装置の概略構成図 生化学発光解析用ユニットの平面図 生化学発光解析用ユニットの部分断面図 マスクの概略構成図 発光量の経時変化の説明図 マスクの移動状態の説明図 マルチシャッタの開閉状態の説明図 本発明の第２の実施形態である生化学発光解析用データ取得装置の概略構成図 生化学発光解析用ユニットの移動状態の説明図 本発明の第３の実施形態である生化学発光解析用データ取得装置の概略構成図

符号の説明

１ 生化学発光解析用ユニット
２ 基板
３ 孔
４ 吸着性領域
５ リガンドまたはレセプタ
１０、１１、１２ 生化学発光解析用データ取得装置
２０ 導光部
２１ 光入射端
２２ 光出射端
２３ 光ファイバ
２４ 光入射端
２５ 光出射端
３０ 検出部
３４ ＣＣＤチップ
４０、４５、７０ 間引き部
４１ マスク
４２ マスク移動制御部
４３ 孔
４６ 液晶シャッタ
４７ マルチシャッタ
５０、５２ 制御部
７１ ユニット移動制御部
８０ 集光レンズ

Claims (5)

1. 支持体上に設けられ、互いに離間して２次元的に配置された複数個の発光可能領域から発せられる光を、前記発光可能領域に光学的に対向して配置された光検出器により検出する発光解析用データ取得方法において、
   前記複数個の発光可能領域に対して近接して配置され、少なくとも１つの発光可能領域から発せられた光を透過し、該１つの発光可能領域に隣接する発光可能領域から発せられた光を遮蔽する間引き手段により、光を透過せしめられる発光可能領域を順次変更しながら、前記間引き手段により透過せしめられた光を前記光検出器により検出することを特徴とする発光解析用データ取得方法。
2. 支持体上に設けられ、互いに離間して２次元的に配置された複数個の発光可能領域から発せられる光を、前記発光可能領域に光学的に対向して配置された光検出器により検出する発光解析用データ取得装置において、
   前記複数個の発光可能領域に対して近接して配置され、少なくとも１つの発光可能領域から発せられた光を透過し、該１つの発光可能領域に隣接する発光可能領域から発せられた光を遮蔽する間引き手段と、
   該間引き手段により光を透過せしめられる発光可能領域を順次変更する間引き制御手段とを備えたことを特徴とする発光解析用データ取得装置。
3. 前記間引き手段が、前記発光可能領域から発せられる光を透過させる孔が設けられたマスクであり、
   前記間引き制御手段が前記マスクまたは／および前記支持体を移動させる移動制御手段であることを特徴とする請求項２記載の発光解析用データ取得装置。
4. 前記間引き手段が、前記複数個の発光可能領域のそれぞれと対応する微小なシャッタ機構を有するシャッタ手段であり、
   前記間引き制御手段が前記シャッタ機構の開閉状態を制御する開閉制御手段であることを特徴とする請求項２記載の発光解析用データ取得装置。
5. 前記複数個の発光可能領域が行および列方向に整列して配置されているものであり、
   前記間引き手段が、ｎ行×ｎ列（ただし、ｎは３以上の奇数）の発光可能領域に対し、該ｎ行×ｎ列の発光可能領域の中心に位置する発光可能領域から発せられる光を透過し、他の（ｎ×ｎ−１）個の発光可能領域から発せられる光を遮蔽するものであることを特徴とする請求項２から４いずれか１項記載の発光解析用データ取得装置。

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