JP2006177751A - 色ビーズ判別装置 - Google Patents

Abstract

【課題】判別装置のばらつきを補正し、半導体ナノ粒子の混合割合の段階を増やすことにより、多種類のビーズを判別することができる色ビーズ判別装置を提供する。
【解決手段】励起光を照射することにより粒径によって異なる色を発光する半導体ナノ粒子の混合比を変えてビーズの表面に塗布することにより複数種類の色ビーズを作成し、前記色ビーズに対して得られる蛍光強度を解析して表面に塗布された半導体ナノ粒子の混合割合を特定し、前記色ビーズの種類を判別する色ビーズ判別装置において、前記ビーズと光の透過率の異なるビーズに前記半導体ナノ粒子を所定の割合でビーズの表面に塗布した基準ビーズを作り、前記色ビーズと前記基準ビーズを混ぜ合わせたサンプルに対して励起光を照射、得られた蛍光階調において、前記基準ビーズの蛍光階調をもとに前記色ビーズで得られた蛍光階調を補正することにより、高精度に色ビーズを判別することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、遺伝子発現解析等のための色ビーズ判別装置に関する。

従来、遺伝子の解析では、蛍光色素を用いて検査対象物を染色し、フローサイトメータ等を用いていた。しかし、蛍光色素の蛍光強度は光依存性が有り、太陽光が当たっても減衰するので、測定するためにレーザー光を照射すると蛍光強度が減衰するという課題をもっていた。

この課題を解決するために、光を照射しても蛍光強度が減衰しない半導体ナノ粒子を用いて遺伝子の解析を行う技術が知られている。半導体ナノ粒子から発生する蛍光を、光学フィルタを介して複数のＣＣＤカメラで撮影することにより、一度に複数の検査対象物を測定する為、検査速度の高速化をはかるとともに、光に対して蛍光強度が減衰しないので、信頼性の高い測定ができる（例えば、特許文献１。）。

また半導体ナノ粒子は、励起光を照射すると粒の大きさに応じて異なる色の蛍光を発する為、大きさの違う半導体ナノ粒子の配合割合を変えてビーズの表面に塗ることによって色々な色に発光する複数種類のビーズを作成することができる。それぞれのビーズに異なる遺伝子を結合させて、遺伝子の検出及びビーズの種類を判断することによって、遺伝子の解析を行うことが出来る（例えば、特許文献２参照。）。

以上の技術を用いて、大きさの異なる半導体ナノ粒子の配合割合を変えてビーズの表面に塗って作成した複数種類のビーズに、異なる遺伝子を結合させて、それぞれのビーズに塗布された半導体ナノ粒子が発する蛍光を複数のＣＣＤカメラで撮影することにより、より多くの種類の遺伝子を高速に解析する装置が可能となった。
特開２００３−２８７９７公報（第４−６頁、第２図） 特開２００２−３１１０２７公報（第３−４頁、第３図）

しかしながら、前記特許文献２のビーズ判別においては、ビーズ識別の際に蛍光波長ごとの階調を正確に測定する必要がある。ところが、実際に得られる蛍光波長ごとの階調は、様々な要素、例えば、励起光源、レンズ、フィルタ、受光素子のばらつきやゴミ等の影響を大きく受ける。これら要因のばらつきを個々に抑える必要があるが、要因となる要素が多く、かつ相互に関係しているので、これらの要素を個々に対策して測定システムとして蛍光波長ごとにばらつきの無い階調を得ることは、非常に困難である。

本発明は、前記課題を解決するもので、個々の要素の対策の必要が無く検査対象物を測定中に判別装置のばらつきを補正することができ、多種類のビーズを正確に判別することができる色ビーズ判別装置を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の色ビーズ判別装置は、粒径に応じて異なる波長の蛍光を発する半導体ナノ粒子を略球状のビーズ粒子に付着させた複数のビーズ粒子から成る色ビーズと予め定めた配合割合で異なる蛍光を発する半導体ナノ粒子を光透過率の低いビーズ粒子に付着させて作成した基準ビーズとを混合した試料と、前記試料に光を照射し透過画像を得るための透過光照射手段と、前記試料に光を照射し蛍光画像を得るための励起光照射手段と、特定の波長域の光を通す複数の光学フィルタを備えたフィルタ手段と、前記試料の透過画像及び蛍光画像を撮影する撮影手段と、前記試料の透過画像より二値化画像を作成するとともに蛍光を検出するビーズのビーズ位置情報を作成する透過光画像検出手段と、前記ビーズの位置情報より基準ビーズと色ビーズの位置を判別するビーズ区別手段と、前記蛍光照射手段により得られた前記試料に含まれるビーズの蛍光を前記フィルタを通して検出して前記ビーズ位置情報より指定されたビーズの階調を検出し、さらに前記ビーズ区別手段に基づいて基準ビーズと色ビーズの階調を区別して検出する蛍光画像検出手段と、前記蛍光画像検出手段で得られた基準ビーズの階調と予め与えられた基準階調との比をビーズ補正値とし、前記前記蛍光画像検出手段で得られた色ビーズの階調に前記補正値を乗じて色ビーズの階調補正を行う蛍光階調補正手段と、前記蛍光階調補正手段により補正された色ビーズを用いて前記色ビーズの種類を判断する色ビーズ判断手段と、を備えたことを特徴とする。

本発明の色ビーズ判別装置によれば、検査対象物に予め定めた配合割合の半導体ナノ粒子を透明度の低いビーズ粒子に塗布した基準ビーズを入れることで、通常のビーズの蛍光波長ごとの階調を補正し検査対象物を測定中に判別装置全体のばらつきを補正することができ、色ビーズ判別装を構成する要素に手を加える必要が無く、多種類のビーズを正確に判別することができる色ビーズ判別装置を提供することが可能となる。

以下に、本発明の色ビーズ判別装置の実施の形態を図面とともに詳細に説明する。

図１は、本発明の第１の実施例における色ビーズ判別装置のブロック構成図を示すものである。図２は、本発明の実施例における半導体ナノ粒子を塗布済みの色ビーズと基準ビーズの模式図を示す。図３は、透過画像（ＢＦＩ：Ｂｒｉｇｈｔ Ｆｉｅｌｄ Ｉｍａｇｅ）のイメージ図と、最終的に検査対象となる色ビーズ及び基準ビーズの位置を示すイメージ図である。図４は、所定の色ビーズと基準ビーズの蛍光波長ごとの階調強度の関係を示した図である。

図２において２０１，２１１は青色に発光する半導体ナノ粒子、２０２，２１２は緑色に発光する半導体ナノ粒子、２０３，２１３は赤色に発光する半導体ナノ粒子である。図２ａは、色ビーズ２００である。この色ビーズ２００は、ｍＲＮＡを補足でき、かつ透明な（６６０ｎｍの波長の光の透過率が７０％以上）粒径１０μｍのビーズで作られる。この透明なビーズに、赤色、緑色、青色に発光する半導体ナノ粒子を所定の割合で塗布し、色ビーズ２００が出来る。図２ｂは、基準ビーズ２１０である。この基準ビーズ２１０は、黒い（６６０ｎｍの波長の光の透過率が０％）粒径１０μｍのビーズをもとに作られる。この黒いビーズに青色、緑色、赤色の半導体ナノ粒子を（１：１：１）の配合割合で塗布し、基準ビーズ２１０を作成する。

次に半導体ナノ粒子の配合割合を説明する。半導体ナノ粒子は、３色あり、おのおのの色ごとに混ぜる割合は３段階あるので、合計２７とおりの組み合わせがある。しかし青色：緑色：赤色の輝度比が（０：０：１）と（０：０：２）の場合は、どちらも赤色の半導体ナノ粒子のみを塗布することになるので、両者は同一のビーズとなる。同様に、青色：緑色：赤色の輝度比が（１：１：１）と（２：２：２）の時も、どちらも青色、緑色、赤色の半導体ナノ粒子を（１：１：１）で塗布することになるので、両者は同一のビーズとなる。従って、この同一のビーズとなる組み合わせを取り除くと２０種類のビーズを作成できる。表１にビーズの種類を示す。

ここで、表１に示す配合割合で半導体ナノ粒子を配合しビーズ表面に塗布することにより、色ビーズ２００を作成する。また、色ビーズ２００と基準ビーズ２１０はビーズ自体の光の透過率が異なるので、光の透過率の違いから容易に判別できる。

図１、図２、図３、図４を用いて、色ビーズ判別装置が基準ビーズ２１０の蛍光波長ごとの階調をもとに、色ビーズ２００の蛍光波長ごとの階調を補正する際の動作について説明する。図１において、ウエルプレート１０１は、観察対象（図示せず。ｍＲＮＡやタンパク質を、半導体ナノ粒子やビーズと結合させたもの）を注入する複数個のウエル１０２から構成され、ウエルプレート駆動手段１０３により２次元平面ＸＹ方向に移動できるものとする。ＣＰＵ１０４は装置全体を制御する。まずＣＰＵ１０４は、ウエルプレート駆動手段１０３を制御して、観察対象が注入されたウエル１０２が対物レンズ１０５の真上に位置するように、ウエルプレート１０１を移動させるとともに、光学フィルタ１０８が実装されていない箇所が、対物レンズ１０５の真上に位置するように、フィルタホイール駆動手段１１５を制御してフィルタホイール１１４を回転させる。

次にＣＰＵ１０４は、ＬＥＤ１０６を点灯し、ウエル１０２にＬＥＤ光を照射する。ＬＥＤ光による、ウエル１０２内の観察対象の透過画像は、対物レンズ１０５により拡大され、ダイクロイックミラー１０７及びフィルタホイール１１４の光学フィルタ１０８未実装部分を通過し、さらに、結像レンズ１０９によって集光されて、ＣＣＤカメラ１１０に到達する。対物レンズ１０５は、ウエル１０２内の観察対象の画像を拡大するためのレンズであり、ダイクロイックミラー１０７は、所定の波長未満の光を反射し、所定の波長以上の光を通過するミラーである。

光学フィルタ１０８は、所定の波長域のみを通過するバンドパスフィルタである。本実施例では、青色、緑色、赤色用のバンドパスフィルタを装着し、透過画像撮影時には、光学フィルタ１０８は使用しないものとする。結像レンズ１０９は、光を集光するためのレンズである。ＣＣＤカメラ１１０は、結像レンズ１０９によって集光された光を二次元画像データに変換して出力する撮影手段である。ＣＰＵ１０４は、ＣＣＤカメラ制御手段１１１に指令を与え、ＣＣＤカメラ１１０によって観察対象の透過画像を撮影する。

ＣＰＵ１０４の自動焦点調整プログラム（図示せず）は、前記透過画像から画像のコントラスト値を計算し、このコントラスト値が最大になる位置を見つけ出すことによって、対物レンズ１０５の焦点を合わせる。ＣＰＵ１０４の自動焦点調整プログラムは、対物レンズ１０５を、２次元平面ＸＹと垂直となる方向（Ｚ軸方向）へ、Ｚ軸駆動手段１１２によって移動させながら、前記コントラスト値が最大となる対物レンズ１０５の位置を見つけ出す。ＣＰＵ１０４は、対物レンズ１０５の焦点が合った状態で撮影した観察対象の透過画像を、ＢＦＩとして、書き込み手段１２０を通して記憶手段１３０へ格納する。

透過画像検出手段１５０は、読み出し手段１４０を通して記憶手段１３０よりＢＦＩを読み出し、全画素に対して２値化処理を行ない、２値化後のデータを記憶手段１３０に格納する。２値化後のＢＦＩイメージを図３ａに示す。ゴミによる誤検出を防ぐために、透過画像検出手段１５０は、２値化後の画像から対象物の輪郭を抽出し、対象物の面積及び縦横比を求め、一定の大きさの範囲に入っていないものは検査対象から除外する。また、観察対象物の測定結果が周辺の観察対象物の影響を受けないように、一定の距離以上離れていないものの除外を行い、最終的に検査対象となる色ビーズ２００と基準ビーズ２１０の位置情報をビーズ区別手段１７０に転送する。図３ｂに、最終的に検査対象となる色ビーズ２００と基準ビーズ２１０の位置を示すイメージ図を示す。斜線でハッチングされた場所が最終的に検査対象となる色ビーズ３１０から３２４の位置であり、黒く塗られた場所が最終的に検査対象となる基準ビーズ３０１、３０２、３０３、３０４の位置である。

ビーズ区別手段１６０は、透過画像検出手段１５０から転送された色ビーズ３１０から３２４と基準ビーズ３０１、３０２、３０３、３０４の位置情報に基づいて記憶手段１３０に格納されている２値化後のＢＦＩイメージから、各ビーズのデータを読み出す。色ビーズ３１０から３２４は、ビーズ自体がレンズの役目を果し、集光する為、中心部が明るく周辺部が暗くなる。また、基準ビーズ３０１、３０２、３０３、３０４は光を通さないため、全体が暗くなる。従って、ビーズ区別手段１６０は、ビーズの中心部の画素データが明るければ色ビーズ２００と判断し、ビーズの中心部の画素データが暗ければ基準ビーズ２１０と判断して、それぞれのビーズを区別した新たな位置情報を作成し、蛍光画像検出手段１７０に転送する。

次に、ＣＰＵ１０４は、光学フィルタ１０８が実装されている箇所が、対物レンズ１０５の真上に位置するように、フィルタホイール駆動手段１１５を制御してフィルタホイール１１４を回転させるとともに、ＬＥＤ１０６を消灯し、励起光源１１３から励起光を照射する。励起光は、青色レーザー光のような短波長の光であり、ダイクロイックミラー１０７に当たると、ダイクロイックミラー１０７が所定の波長以下の光を反射するという性質によって、対物レンズ１０５の方向へ励起光を反射する。

対物レンズ１０５はダイクロイックミラー１０７からの光をウエル１０２内の観察対象に集光させる。ウエル１０２内の観察対象に付着した半導体ナノ粒子は、対物レンズ１０５から照射された光によって励起され、ダイクロイックミラー１０７を通過できる所定の波長以上の光を発光する。観察対象に付着した半導体ナノ粒子が発光した光は、前記観察対象の透過光と同様に、対物レンズ１０５、ダイクロイックミラー１０７、光学フィルタ１０８を通過し、さらに、結像レンズ１０９によって集光されて、ＣＣＤカメラ１１０に到達する。

このとき、光学フィルタ１０８は、特定の波長域のみを通過させる性質を持つため、観察対象に付着した半導体ナノ粒子が発光した光の特定の波長域のみが、ＣＣＤカメラ１１０に到達する。この状態で、ＣＰＵ１０４は、ＣＣＤカメラ制御手段１１１に指令を与え、ＣＣＤカメラ１１０によって観察対象に付着した半導体ナノ粒子が発光した光のうち、光学フィルタ１０８を通過した特定の波長域のみの光の二次元画像データをＣＣＤカメラ制御手段１１１及び書き込み手段１２０を通して記憶手段１３０へ格納する。

光学フィルタ１０８は、通過波長域の異なるものが複数あり、フィルタホイール１１４に取り付けられている。フィルタホイール１１４は、フィルタホイール駆動手段１１５によって回転し、光学フィルタ１０８を切り替えることができる。ＣＰＵ１０４は、光学フィルタ１０８を切り替えながら、上記の方法によって観察対象に付着した半導体ナノ粒子が発光した光の種々の波長域の画像を撮影し、同様の処理を繰り返す。

蛍光画像検出手段１７０は、ビーズ区別手段１６０から転送された基準ビーズ３０１、３０２、３０３、３０４の位置情報に基づいて記憶手段１３０に格納されている各特定の波長域の二次元画像データを読み出し手段１４０を介して読み出し、基準ビーズ３０１、３０２、３０３、３０４の各特定の波長域データを蛍光階調補正手段１８０に送出する。図４ａは、基準ビーズ３０３の蛍光波長ごとの階調の関係を示した図である。４０１は、基準ビーズ３０３の青色の波長域のみを通過する光学フィルタ１０８を通して得られた階調、４０２は、基準ビーズ３０３の緑色の波長域のみを通過する光学フィルタ１０８を通して得られた階調、４０３は、基準ビーズ３０３の赤色の波長域のみを通過する光学フィルタ１０８を通して得られた階調である。４１１、４１２、４１３は、基準ビーズ３０３の各波長に対応する光学フィルタ１０８を通過したときに得られる理想的な階調を示したものである。

蛍光階調補正手段１８０は、基準ビーズ３０１、３０２、３０３、３０４の青色の波長域のみを通過する光学フィルタ１０８を通して得られた階調の平均と理想的な階調の比、同様に緑色の波長域のみを通過する光学フィルタ１０８を通して得られた階調の平均と理想的な階調の比、赤色の波長域のみを通過する光学フィルタ１０８を通して得られた階調の平均と理想的な階調の比を算出して色ビーズ３１０から３２４の補正値として使用する
本実施例では、最終的に検査対象となるすべての基準ビーズの特定の波長毎の階調と理想的な階調の比の平均をすべての色ビーズの補正値としているが、これに限定されるものではない。例えば、補正値の算出処理を簡単にするために、二次元画像データ範囲を予め特定の領域に分割しておき、各分割領域の中でそれぞれ一つの基準ビーズを選択して、同様に平均することにより算出しても良い。また、二次元画像データの位置によってばらつきが発生していると考えられる場合には、前記特定の領域内の基準ビーズより領域毎の個別な補正値を算出して、特定領域毎に補正する、或いは補正したい色ビーズにもっとも近い位置にある基準ビーズより補正値を算出して補正しても良い。

なお、上記すべての補正値算出方法は、基準ビーズの特定の波長域の階調と理想的な階調の比を補正値としているが、基準ビーズの製造ばらつきにより理想的な階調比（１：１：１）が得られない場合がある。その時には、状況に応じた設定が出来るような構成を取ることも出来る。例えば、外部より設定可能なレジスタを持ち、基準ビーズの特定の波長域の階調と理想的な階調の比にその設定値をかけ合わせたものを補正値とする構成が考えられる。

次に蛍光画像検出手段１７０は、ビーズ区別手段１６０から転送された色ビーズ３１０から３２４の位置情報に基づいて記憶手段１３０に格納されている各特定の波長域の二次元画像データを読み出し手段１４０を介して読み出し、色ビーズ３１０から３２４の各特定の波長域データを蛍光階調補正手段１８０に送出する。

蛍光階調補正手段１８０は、基準ビーズより得られた特定波長ごとの補正値と特定波長毎のデータを乗算して、補正後の特定の波長毎のデータとして、色ビーズ判断手段１９０に送出する。図４ｂは、階調比（１：２：１）で作られた色ビーズ３１１の蛍光波長ごとの階調の関係を示した図である。４２１は、色ビーズ３１１の青色の波長域のみを通過する光学フィルタ１０８を通して得られた階調、４２２は、色ビーズ３１１の緑色の波長域のみを通過する光学フィルタ１０８を通して得られた階調、４２３は、色ビーズ３１１の赤色の波長域のみを通過する光学フィルタ１０８を通して得られた階調である。４３１は、色ビーズ３１１の青色の波長域の補正後の階調、。４３２は、色ビーズ３１１の緑色の波長域の補正後の階調、４３３は、色ビーズ３１１の赤色の波長域の補正後の階調を示す。補正後の階調比は、より本来の半導体ナノ粒子の混合比率に近づいていることがわかる。

色ビーズ判断手段１８０は、同じ位置の色ビーズの光学フィルタ１０８ごとの補正された階調比より、表１に従ってコード化された独立色ビーズの判別を行うことができる。
この補正により、判別装置のばらつきを補正することができ、半導体ナノ粒子の色ごとの混合割合の段階を増やすことにより、多種類のビーズを判別することが可能となる。

尚、本実施例では、半導体ナノ粒子を三種類、光学フィルタ１０８を三種類の構成の実施例を示しているが、半導体ナノ粒子及び光学フィルタ１０８の種類は三種類よりも多くても、少なくてもよい。

図５は、本発明の第２の実施例における色ビーズ判別装置のブロック構成図を示すものである。図５で、実施例１の構成と異なるところは、蛍光階調補正手段１８０から励起光源１１３に、フィードバックループを設けた点である。

以下に、実施例１の構成と異なるところに関してのみ図２、図３、図４、図５を用いて説明する。

蛍光階調補正手段１８０は、基準ビーズ３０１、３０２、３０３、３０４の青色の波長域のみを通過する光学フィルタ１０８を通して得られた階調の平均と理想的な階調の比、同様に緑色の波長域のみを通過する光学フィルタ１０８を通して得られた階調の平均と理想的な階調の比、赤色の波長域のみを通過する光学フィルタ１０８を通して得られた階調の平均と理想的な階調の比を算出して補正値として励起光源１１３に送出する。

励起光源１１３は、送出された補正値をもとに、対応する光学フィルタ１０８を使用して撮影する際の、励起光の強度を補正する。本実施例では、青色の光学フィルタ１０８を使用する際には、励起光源１１３の強度をかなり強く、緑色の光学フィルタ１０８を使用する際には、励起光源１１３の強度を少し強く、赤色の光学フィルタ１０８を使用する際には、励起光源１１３の強度を少し弱く補正する。

励起光源１１３の強度補正に関しては、撮影した画像をもとに補正値を算出するため、リアルタイムで補正することはできない。しかし、算出した補正値がコード化された色ビーズのデコードに影響するほど大きいと判断される場合は、励起光源１１３の強度を補正した後、蛍光画像を再取得することも可能であるし、コード化された色ビーズのデコードに大きな影響が無いと判断される場合は、次のウエル１０２を撮影する際に、励起光源１１３の強度を補正することも可能である。

本実施例では、最終的に検査対象となるすべての基準ビーズの特定の波長毎の階調と理想的な階調の比の平均をすべての色ビーズの補正値としているが、補正値を算出する方法は、一例であり、色々な方法が選択可能である。例えば、補正値の算出処理を簡単にするために、二次元画像データ範囲を予め特定の領域に分割しておき、各分割領域の中でそれぞれ一つの基準ビーズを選択して、同様に平均することにより算出する事も可能である。また、二次元画像データの位置によってばらつきが発生していると考えられる場合には、前記特定の領域内の基準ビーズより領域毎の個別な補正値を算出して、特定領域毎に補正したり、補正したい色ビーズにもっとも近い位置にある基準ビーズより補正値を算出して補正する事も可能である。上記すべての補正値算出方法は、基準ビーズの特定の波長域の階調と理想的な階調の比を補正値としているが、基準ビーズの製造ばらつきにより理想的な階調比（１：１：１）が得られない状況等に対応可能なように、外部より設定可能なレジスタを持ち、基準ビーズの特定の波長域の階調と理想的な階調の比にその設定値をかけ合わせたものを補正値とすることも可能である。

尚本実施例では、蛍光階調補正手段１８０で得られた補正値を基に、励起光源１１３の強度を補正する事で判別装置のばらつきを補正する方法を説明したが、ＣＣＤカメラ制御手段１１１に補正値を送出して、ＣＣＤカメラ１１０の露光時間を補正する事で、同様の効果を得る事が出来る事は、明白である。

本発明にかかる色ビーズ判別装置は、色ビーズの蛍光強度を補正することにより装置のばらつきを小さくすことが可能となり、より多くの種類のビーズを判別することができる為、多くの種類の遺伝子を一度に解析を行う、遺伝子解析装置等として有用である。

本発明の第１の実施例における色ビーズ判別装置のブロック構成図 半導体ナノ粒子を塗布済みの色ビーズと基準ビーズの模式図 透過画像のイメージ図と、最終的に検査対象となる色ビーズ及び基準ビーズの位置を示すイメージ図 所定の色ビーズと基準ビーズの蛍光波長ごとの階調強度の関係を示した図 本発明の第２の実施例における色ビーズ判別装置のブロック構成図

符号の説明

１０１ ウエルプレート
１０２ ウエル
１０３ ウエルプレート駆動手段
１０４ ＣＰＵ
１０５ 対物レンズ
１０６ ＬＥＤ
１０７ ダイクロイックミラー
１０８ 光学フィルタ
１０９ 結像レンズ
１１０ ＣＣＤカメラ
１１１ ＣＣＤカメラ制御手段
１１２ Ｚ軸駆動手段
１１３ 励起光源
１１４ フィルタホイール
１１５ フィルタホイール駆動手段
１２０ 書き込み手段
１３０ 記憶手段
１４０ 読み出し手段
１５０ 透過画像検出手段
１６０ ビーズ区別手段
１７０ 蛍光画像検出手段
１８０ 蛍光階調補正手段
１９０ 色ビーズ判別手段
２００ 色ビーズ
２０１、２１１ 青色に発光する半導体ナノ粒子
２０２、２１２ 緑色に発光する半導体ナノ粒子
２０３、２１３ 赤色に発光する半導体ナノ粒子
３０１、３０２、３０３、３０４ 最終的に検査対象となる基準ビーズ
３１１〜３２４ 最終的に検査対象となる色ビーズ
４０１ 基準ビーズ３０３の青色の波長域の実測階調
４０２ 基準ビーズ３０３の緑色の波長域の実測階調
４０３ 基準ビーズ３０３の赤色の波長域の実測階調
４１１ 基準ビーズ３０３の青色の波長域の理想階調
４１２ 基準ビーズ３０３の緑色の波長域の理想階調
４１３ 基準ビーズ３０３の赤色の波長域の理想階調
４２１ 色ビーズ３１１の青色の波長域の実測階調
４２２ 色ビーズ３１１の緑色の波長域の実測階調
４２３ 色ビーズ３１１の赤色の波長域の実測階調
４３１ 色ビーズ３１１の青色の波長域の補正後階調
４３２ 色ビーズ３１１の緑色の波長域の補正後階調
４３３ 色ビーズ３１１の赤色の波長域の補正後階調

Claims (10)

1. 粒径に応じて異なる波長の蛍光を発する半導体ナノ粒子を略球状のビーズ粒子に付着させた複数のビーズ粒子から成る色ビーズと予め定めた配合割合で異なる蛍光を発する半導体ナノ粒子を光透過率の低いビーズ粒子に付着させて作成した基準ビーズとを混合した試料と、
   前記試料に光を照射し透過画像を得るための透過光照射手段と、
   前記試料に光を照射し蛍光画像を得るための励起光照射手段と、
   特定の波長域の光を通す複数の光学フィルタを備えたフィルタ手段と、
   前記試料の透過画像及び蛍光画像を撮影する撮影手段と、
   前記試料の透過画像より二値化画像を作成するとともに蛍光を検出するビーズのビーズ位置情報を作成する透過光画像検出手段と、
   前記ビーズの位置情報より基準ビーズと色ビーズの位置を判別するビーズ区別手段と、
   前記蛍光照射手段により得られた前記試料に含まれるビーズの蛍光を前記フィルタを通して検出して前記ビーズ位置情報より指定されたビーズの階調を検出し、さらに前記ビーズ区別手段に基づいて基準ビーズと色ビーズの階調を区別して検出する蛍光画像検出手段と、
   前記蛍光画像検出手段で得られた基準ビーズの階調と予め与えられた基準階調との比をビーズ補正値とし、前記前記蛍光画像検出手段で得られた色ビーズの階調に前記補正値を乗じて色ビーズの階調補正を行う蛍光階調補正手段と、
   前記蛍光階調補正手段により補正された色ビーズを用いて前記色ビーズの種類を判断する色ビーズ判断手段と、
   を備えた色ビーズ判別装置。
2. 前記基準ビーズは、青色、緑色、赤色の半導体ナノ粒子を、１：１：１の配合割合で塗布して作成する請求項１に記載の色ビーズ判別装置。
3. 前記ビーズ区別手段は、前記二値化画像におけるビーズの中心部の階調が予め定めた閾値より明るければ色ビーズと判断し、そうでなければ基準ビーズと判断する請求項１に記載の色ビーズ判別装置。
4. 前記蛍光階調補正手段は、前記蛍光画像検出手段で得られた全ての基準ビーズの階調の平均値と予め与えられた基準階調との比をビーズ補正値とし、前記前記蛍光画像検出手段で得られた色ビーズの階調に前記補正値を乗じて色ビーズの階調補正を行う請求項１に記載の色ビーズ判別装置。
5. 前記蛍光階調補正手段は、蛍光強度を補正すべき色ビーズに最も近い位置にある基準ビーズの階調と予め与えられた基準階調との比をビーズ補正値とし、前記前記蛍光画像検出手段で得られた色ビーズの階調に前記補正値を乗じて色ビーズの階調補正を行う請求項１に記載の色ビーズ判別装置。
6. 前記蛍光階調補正手段は、前記蛍光画像検出手段で得られた全ての基準ビーズを複数の領域に分割し、分割領域毎に、その領域にある全ての基準ビーズの基準ビーズの階調の平均値と予め与えられた基準階調との比をビーズ補正値とし、前記前記蛍光画像検出手段で得られた色ビーズの階調に前記補正値を乗じて色ビーズの階調補正を行う請求項１に記載の色ビーズ判別装置。
7. 前記予め与えられた基準階調は、書き換え可能なレジスタに格納され、前記レジスタは、外部より前記レジスタの値を変更できることとした請求項４から６に記載の色ビーズ判別装置。
8. 前記励起光照射手段は、前記蛍光階調補正手段で得られたビーズ補正値をもとに照射する光の強度を変更する請求項２から６に記載の色ビーズ判別装置。
9. 前記蛍光階調補正手段は、前記励起光の強度を補正する際に、蛍光画像を再取得することを特徴とする請求項８に記載の色ビーズ判別装置。
10. 前記色ビーズ判別手段は、前記蛍光画像検出手段で検出された前記色ビーズ毎の蛍光波長別の階調の比率と、予め定めたビーズの蛍光波長別の階調の比率とを比較することにより、前記色ビーズを区別することを特徴とする請求項１に記載の色ビーズ判別装置。

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