JP2006208384A - 光学的スキャナを補正するための装置、それを製造する方法及びそれを利用して光学的スキャナを補正する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光学的スキャナを補正するための装置、それを製造する方法及びそれを利用して光学的スキャナを補正する方法を提供する。
【解決手段】エキシマ形成の可能な分子が固定化されている基板を含む、光学的スキャナを補正するための装置、該装置を製造する方法及び該装置を利用して光学的スキャナを補正する方法である。
【選択図】図１

Description

本発明は、光学的スキャナを補正（ｃａｌｉｂｒａｔｅ）するための装置、それを製造する方法及びそれを利用して光学的スキャナを補正する方法に関する。

種々の光学的スキャナが当業界に知られており、特に、アレイ（ａｒｒａｙ）をスキャニングするための光学的スキャナが当業界に公知である。「アレイ」とは、空間的に定義されており、物理的に接近可能な（ａｄｄｒｅｓｓａｂｌｅ）方式でそれぞれ配列している別個のプローブまたは結合因子の集合を意味する。言い換えれば、基板表面上に固定化され、前記基板表面上に多様なパターンで空間的に位置しうる複数個のプローブを有する基板を意味する。前記プローブには、蛋白質、核酸及び多糖類が含まれる。

一般的に、前記のアレイ光学的スキャナは、前記アレイ表面上に光を照射するための光源及び次に前記アレイ表面から検出可能な光、例えば、蛍光発光などを測定する光検出器を含む。代表的な生物重合体アレイの光学的スキャナの例は、特許文献１及び特許文献２に開示されているスキャナ、及び商業的に購入可能なスキャナ、例えば、Ａｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｃ．によって製作されたマイクロアレイスキャナであるモデル番号Ｇ２５６５ＡＡがある。

前記のように、本発明に使用するのに適した前記光学的スキャナは、特定の波長で一つ以上の干渉性の光線束（ｃｏｈｅｒｅｎｔ ｌｉｇｈｔ ｂｅａｍ）を生成する一つ以上の光源、アレイ表面のような基板表面上に前記光線束をスキャニングするスキャニング手段、及び前記基板表面上の試料領域から発生した光、例えば、蛍光を検出する光検出器を一般的に備える。

一般的に、スキャナの光学的手段は、製造中に補正される。光源を補正するための方法及び装置が知られている（例えば、特許文献３号、特許文献４）。しかし、製造後に光学的検出器のような光学的部品を補正する方法は、特に知られていない。従って、光検出器及び他の多様な部品は、普通容易であり、正確であって廉価な補正機器がなく、定期的に補正できないでいる。

特許文献５には、使用中に光スキャナの補正のための標準品として使われうる新規の補正装置及び方法が開示されている。前記補正装置は、蛍光発光体を含む重合体層が形成された基板から構成されている。しかし、放射光は、基板を通過して照射され、重合体層を通過して蛍光発光体に照射されねばならないため、基板及び重合体層は、透明な材質でなければならないという限界がある。また、透明基板上に重合体を均一にコーティングしなければならないが、スピンコーティングのような方法で非常に薄い膜を均一にコーティングすることは、容易なことではなく、蛍光発光体を前記重合体中に均一に分散させることも困難である。さらに、重合体層は、基板上に接着できる性質を有していなければならず、平らに均一に接合されねばならない。重合体層と基板との間に欠陥が生じる場合には、スキャンの結果として得られる信号が不均一になる。

また、従来ＣｙＤｙｅ（Ｆｕｌｌ Ｍｏｏｎ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社）という蛍光物質を溶媒中に溶かし、マイクロアレイ上にスポッティングして得られるＣｙＤｙｅ標準アレイを光スキャナ補正のための標準とする方法が知られていた。しかし、該方法による場合、化学的分解に弱くて暗室に保管せねばならず、使用可能期間が一ヵ月程度と短い。

以上のような従来技術であるという事情により、製造しやすく、かつ使用期間が長く、また得られる蛍光信号が安定している光スキャナ補正用の標準品がなおいっそう要求されている。
米国特許第５，５８５，６３９号明細書 米国特許第６，２５８，５９３号明細書 米国特許第５，４６４，９６０号明細書 米国特許第５，７７２，６５６号明細書 米国特許第６，７９４，４２４号明細書

本発明の目的は、製造が容易であって使用期間が長く、得られる蛍光信号が安定している光スキャナ補正装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、前記補正装置を容易に製造する方法を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、前記補正装置を利用して光スキャナを補正する方法を提供することにある。

前記課題を解決するために、本発明は、エキシマ形成の可能な分子が固定化されてなる基板を含む、光学的スキャナを補正するための装置を提供する。

前記他の課題を解決するために、本発明は、作用基でコーティングされている基板と活性化されたエキシマ形成の可能な分子とを反応させ、前記分子を基板上に固定化するステップを含む、光学的スキャナを補正するための装置を製造する方法を提供する。

前記さらに他の課題を解決するために、本発明は、（ａ）前記補正装置の表面に一つ以上の光源から照射するステップと、（ｂ）前記補正装置の表面から蛍光データを得るステップと、（ｃ）前記蛍光データに基づいて光学的スキャナを補正するステップとを含む、光学的スキャナを補正する方法を提供する。

本発明の補正装置によれば、耐久性にすぐれ、反復して蛍光をスキャンするのに使われうる。

本発明の補正装置の製造方法によれば、前記補正装置を容易に製造できる。

本発明の光学的スキャナの補正方法によれば、長期間同じ補正装置を使用して反復的に光学的スキャナを補正できる。

以下、本発明の望ましい実施例について詳細に説明する。

本発明は、エキシマ形成の可能な分子が固定化されている基板を含む、光学的スキャナを補正するための装置を提供する。

本発明の装置において、「エキシマ」とは、二個以上の原子または分子が励起状態で結合されており、基底状態では、互いに遊離または実質的に遊離する物質をいう。前記エキシマ分子の例には、ピレン、２−フェニルインドールまたはそれらの誘導体であって、蛍光発光体が含まれるが、それらの例に限定されるものではない。前記基板は、透明または不透明の基板であり、従来公知の任意の固体物質でありうる。前記基板は、例えば、シリコンウェーハ、ガラス及びプラスチック物質よりなる群から選択される。前記基板のサイズ、表面の様子、及び材質は、共に使われる光学的スキャナによって変わりうる。基板は、柔軟なものでもあり、固いものでもありうる。柔軟な基板の例には、膜、柔軟なプラスチックフィルムなどが含まれる。前記柔軟であるか、または強固な基板のいずれもその上に生物重合体アレイ製造のための物理的支持体及び構造を提供せねばならない。前記基板は、多様な構造（ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）を有しうる。基板からの前記エキシマ分子が固定化された層の厚さは、特に限定されるものではないが、望ましくは、１ないし１００Åである。

本発明の補正装置は、米国特許第６，７９４，４２４号明細書に開示されている補正装置とは異なり、重合体層を有しておらず、蛍光物質、すなわちエキシマ分子を直接に、またはリンカーを介して基板上に固定化するため、構造が簡単であり、かつ均一な分子層厚を得ることができる。前記エキシマ分子を固定化する方法は、一般的に化合物を基板上に固定化する当業界に公知の方法が使われる。例えば、基板上にアミノ基などの作用基でコーティングし、前記作用基と活性化されたエキシマ分子を反応させることにより、前記エキシマ分子を固定化できる。さらに具体的に説明すれば、自己組立て薄膜方法を利用し、３−アミノプロピルトリエトキシシランのようなアミノシランを利用し、固体支持体表面にアミノ作用基を導入する。次に、エキシマ分子として、スクシンイミドエステルのような良好な離脱基を含むピレン分子を、前記アミノ作用基が導入された固体支持体と反応させてエキシマ分子を基板上に固定化できる。固定化される前記エキシマ分子は、前記基板上に局地及び全体（ｇｌｏｂａｌ）の蛍光変移が最小化されるように、すなわち局地及び全体の非均質性（ｎｏｎｕｎｉｆｏｍｒｉｔｙ）が最小にならねばならない。一般的に、前記局地及び全体的な非均質性は、本発明の装置に採用される特定の光学的スキャナを補正するのに十分な程度に最小化されねばならない。

本発明の補正装置において、前記基板中には、補正領域以外の領域、すなわち前記エキシマ分子が固定化されていない余白領域が含まれることがある。一般的に前記補正装置は、前記装置の表面上の設定された領域に位置する複数個の余白領域を含むことができる。

本発明の補正装置は、光学的スキャナ、特に生物重合体アレイ光学的スキャナ（以下、光学的スキャナという）及びさらに具体的には、生物重合体アレイの光学的検出器、レンズ、ステージ及びミラーを補正するのに使われる。本発明の装置を使用するにあたり、被検体になる光学的スキャナについて、以下簡単に説明する。

（光学的スキャナ）
種々の光学的スキャナが当業界に知られており、特に、アレイをスキャニングするための光学的スキャナが当業界に知られている。「アレイ」とは、空間的に定義されており、物理的に接近可能な方式で、それぞれ配列している別個のプローブまたは結合因子の集合を意味する。言い換えれば、基板表面に固定化され、前記基板表面上に多様なパターンで空間的に位置しうる複数個のプローブを有する基板を意味する。前記プローブには、蛋白質、核酸及び多糖類が含まれる。

一般的に、前記のアレイ光学的スキャナは、前記アレイ表面上に光を照射するための光源、及び次に前記アレイ表面から検出可能な光、例えば、蛍光発光などを測定する光学検出器を含む。代表的な生物重合体アレイの光学的スキャナの例は、米国特許第５，５８５，６３９号明細書及び同第６，２５８，５９３号明細書に開示されているスキャナ、及び商業的に購入可能なスキャナ、例えば、Ａｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｃ．によって製作されたマイクロアレイスキャナであるモデル番号Ｇ２５６５ＡＡが含まれるが、それら例に限定されるものではない。

前記のように、本発明に使用するのに適した前記光学的スキャナは、特定の波長で一つ以上の干渉性の光線束を生成する一つ以上の光源、アレイ表面のような基板表面上で前記光線束をスキャニングするスキャニング手段、及び前記基板表面上の試料領域から発生した光、例えば、蛍光を検出する光学検出器を一般的に含む。

前記光源は、一般的に、前記光学的スキャナの光増幅管により検出可能な電磁気場スペクトルの部分の光から前記基板表面、例えば、アレイ表面を照射することができる光源である。時折、二個以上の光源、または二以上の波長が前記基板の表面を照射するために使われる。例えば、デュアルレーザスキャナが使われる。前記光源は、発光ダイオード、レーザダイオード、フィルタリングされたランプなどの便利な光源が使われうる。望ましくは、レーザ光源が使われる場合、ダイレーザ、チタンサファイアレーザ、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ、アルゴンレーザ及びその他の任意のレーザが使われうる。また、前記光源は、前記アレイ上の所望のサイズの照射領域に照射光をフォーカスするためのスキャンレンズシステムをしばしば含む。

一般的に、スキャニング手段は、基板表面上で一つ以上の方向に前記光線束をスキャンまたはラスタ（ｒａｓｔｅｒ）するために、光源と連繋している。適したスキャニング手段の例には、ガルボ−スキャナモータ（ｇａｌｖｏ−ｓｃａｎｎｅｒ ｍｏｔｏｒ）のようなモータの制御の下にあるミラー、例えば、スキャナミラーが含まれる。前記スキャニング手段は、一定の長さを有する表面上で、前記光線束を移動させることができる。

前記スキャナの光学機器には、また、基板からの一般的な可視領域光、例えば、蛍光を検出するのに適した検出器が含まれる。検出器には、光ダイオード、光増幅器、光検出器、または光トランジスタなどが使われるが、それらの例に限定されるものではない。前記検出器と整列可能なイメージ平面で、前記光源に反応し、前記基板表面から発光された光をイメージ化できるようにデザインされている、イメージレンズシステムが前記検出器と連繋されることがある。前記イメージレンズシステムは、また、前記基板表面から反射される照射光線束を選択的に遮断するためのフィルターを含むことができる。

少なくとも、前記スキャナモータと作動可能に連結されている、マイクロプロセッサが前記ミラーと検出器の移動と位置とを制御し、前記検出器によって測定された光発散レベルと関連したデジタル化された、またはアナログ検出器の信号を受信する。

一般的なスキャニング過程で、前記一つ以上の照射光線束がアレイ基板を横切ってスキャンされ、蛍光標識された分析物（ａｎａｌｙｔｅ）が結合する各スキャンされた線形アレイの各領域内で蛍光放出を励起させる。前記放出光は、前記検出器上でイメージ化され、かような放出光の強度が測定される。前記アレイの各領域と関連した前記測定された強度は、前記関連した領域と共に記録されて保存される。前記アレイが完全にスキャンされた後、前記アレイの各領域と関連した光強度を表す産出地図（ｏｕｔｐｕｔ ｍａｐ）が、一般的にはスキャナによって自動的に生成可能である。前記産出物は、蛍光信号が観察される分子種の確認または分析物の配列情報が含まれうる。

本発明は、また、作用基でコーティングされた基板と活性化されたエキシマ形成の可能な分子とを反応させ、前記分子を基板上に固定化するステップを含む、光学的スキャナを補正するための装置を製造する方法を提供する。

本発明の方法において、前記作用基には、アミノ基、水酸基及びチオール基などが含まれるが、それらの例に限定されるものではない。前記アミノ基は、プトレシン、スペルミジン及びスペルミンよりなる群から選択される化合物に由来するものでありうる。前記作用基でコーティングされた基板は、当業界に公知の方法によって製造可能である。例えば、前記作用基を有する分子を基板上にスピンコーティング、自己組立て単分子膜の形成及びディップコーティングなどの方法が使われる。

本発明の方法において、活性化されたエキシマ形成の可能な分子は、離脱が容易な基（ｇｏｏｄ ｌｅａｖｉｎｇ ｇｒｏｕｐ）とカップリングされたエキシマ分子ならば、いかまるものでも含まれる。例えば、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミド（ＮＨＳ）とエーテル結合で連結しているピレン、２−フェニルインドールまたはそれらの誘導体が挙げられるが、それらの例に限定されるものではない。例えば、前記活性化されたエキシマ形成の可能な分子は、下記化学式１の化合物でありうる：

反応条件は、選択された基板上の作用基及び活性化されたエキシマ分子によって変わり、当業者ならば容易に調整して最適反応条件を決定できる。

本発明は、また、（ａ）本発明による光学的スキャナの補正装置の表面に一つ以上の光源から照射するステップと、（ｂ）前記補正装置の表面から蛍光データを得るステップと、（ｃ）前記蛍光データに基づいて光学的スキャナを補正するステップとを含む、光学的スキャナを補正する方法を提供する。

一般的に、前記のような前記補正装置の表面が一つ以上の光源によって照射され、前記照射された領域から蛍光データを得る。本発明の補正装置は、しばしばエキシマ分子が固定化されている基板の側面が光源の方向に向かうように、支持体ステージなどの上に置かれる。しかし、従来公知の光学的補正装置とは異なり、本発明の装置において、前記基板が透光可能な材質、例えば、ガラスなどの材質からなる場合には、エキシマ分子が固定化されている基板の側面が必ずしも光源の方向に配置される必要はなく、その反対方向に配置されてもよい。次に、得られた蛍光データから、光学的スキャナが確認されたり（いいかえれば、調整がなされていないという場合）、得られた蛍光データに基づいて調整されたりするか、または補正される。調整されるか、または補正されるということは、下記の一つ以上が確認及び／または補正されることを意味する：（１）スケールファクタ（すなわち、光検出器の感度（ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ）が調整されるということ）、（２）焦点位置（すなわち、ステージと前記スキャナの一つ以上のレンズとの間の距離が調整されること）、及び（３）動的焦点（すなわち、前記ステージが移動する速度が調整されること）。

以下、それらの確認または補正方法について具体的に説明する。

１．スケールファクタの補正
本発明の補正装置から得られる蛍光データは、光学的スキャナのスケールファクタ、すなわち前記光学的スキャナの検出器の感度を検証し、必要ならば、前記検出器の感度を補正したり、調整したりするのに使われる。

前記のように、本発明の補正装置がスキャンされた後、μｍ^２当たりの蛍光発光体画素のうち、光子の数で定義される実験的補正値が、前記得られた蛍光信号の強度に基づいて計算される。従って、画素当たり放出された光の強度に該当する電流がデジタル数字に転換され、かような数字は、各光学検出器の補正値を決定するために使われる。次に、実験的に誘導された補正値及び対応するデジタル信号は、標準補正値または信号関数と比較される。すなわち、実験的に誘導された補正値／信号が使われた特定の蛍光物質、利用された検出器の形態、前記画素の面積などによって変わる関数の標準値と比較される。かかる比較から得られた結果値に対応し、前記光学的スキャナを調整する。１つの補正装置から得られた前記標準値は、並列的な複数個の光学的スキャナを補正するのに使われうる。

さらに具体的には、光増幅管のような検出器は、１つの蛍光発光体から放出される、一般的に電圧測定値の形態で光の強度を検出するのに使われる。かような強度は、ソフトウェアプログラムの制御の下にあるマイクロプロセッサ、すなわち検出器を含む光学的スキャナと作動可能に連結しているマイクロプロセッサにリレイされ、前記検出器が設計事項（ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ）内にあるか否か、または調整が必要であるか否かを決定するのに必要なあらゆるステップを行う。前記マイクロプロセッサは、前記検出器を調整するのに必要なステップを行うこともできる。

電圧が検出器の感度を決定する場合、前記検出器は、前記検出器の電圧を変更することによって補正されたり、調整されたりする。すなわち、実験的補正値、すなわち知られた電圧で作動した光電子増倍管（ＰＭＴ）からの信号が得られ、該実験値を標準値と比較する。前記実験的な補正値と関連する電圧が標準電圧と異なる場合、前記検出器の感度または電圧を変化させ、前記検出器の反応を変化させる。

２．焦点位置の補正
本発明は、光学的スキャナの一つ以上のスキャニングステージ（すなわち、スキャニングステージと光学的レンズとの間の距離）を補正または調整する方法を提供する。該方法によって検出される光の強度を最適化するために、スキャンされる客体の表面に対するレーザの焦点（フォーカス）位置を調整することができる。

まず、前記のように、本発明の補正装置が多様な深さで、一つ以上の光源でスキャンされる。すなわち、本発明の補正装置の表面が光線束によってスキャンされ、このとき、多くの焦点位置が前記表面をスキャンするために使われる。本発明の補正装置の表面の特定領域が多様な深さでスキャンされた後、最適信号を提供する焦点位置が選択され、光学または焦点レンズとスキャニングステージとの距離が調整または補正され、最適な焦点深さを提供する。かような焦点長は、前記光学的スキャナと作動可能に連結しているマイクロプロセッサに保存され、その後光学的スキャナが該焦点位置でスキャンする。すなわち、最適な焦点深さが前記のスキャンに基づいて決定され、その後のアレイスキャンのための最適スキャニング深さを提供するための最適構造に該当するように、前記スキャニングステージの位置を調整することにより、前記ステージとレンズとの間の距離が調整される。

３．動的焦点補正
本発明は、また、スキャニング中に、生物重合体アレイのようなスキャンされる客体が置かれる、光学的スキャナの光学的ステージ（スキャニングステージ）が移動する速度を調整する方法を提供する。前記ステージは、スキャニング光線束と対応する特定の位置でスキャンされる客体を整列する。すなわち、使用時に、前記ステージは移動し、基板上の特定の線形アレイ領域のような、スキャンされる客体の領域に対応するように光学的スキャナを整列する。スキャナの焦点は、ステージの移動速度のようなステージと関連した係数によって変わりうる。例えば、ステージが速く移動しすぎたり、整列からはずれたりする場合、スキャンは、焦点からはずれるのである。

まず、前記のように、本発明の補正装置の表面の一連の水平的スキャンライン、または平面が一つ以上の光源によってスキャンされる。次に、それらスキャンされた水平平面の検出された強度イメージの振動を測定する。この振動が特定値の範囲に該当する場合、前記ステージの速度を増大または減少させ、前記光学的スキャナの焦点を最適化し、かようなステージの速度を前記光学的スキャナに作動可能に連結しているマイクロプロセッサに保存し、その後のスキャンに該速度を利用する。

従って、本発明の方法において、前記照射するステップは、前記光学的スキャナの光増幅管によって検出可能な電磁気的スペクトルの部分の光から前記補正装置の表面に照射するステップを含むことができる。照射される光は、紫外線、可視光線及び赤外線よるなる群から選択された波長領域の光でありうる。

本発明の方法において、前記蛍光データを得るステップは、前記エキシマ形成の可能な分子からの放射光の強度と関連した信号を検出するものでありうる。

本発明の方法において、前記補正するステップは、前記光学的スキャナのスケールファクタを補正することであり、具体的には、前記光学的スキャナの光学検出器の感度を調整するものでありうる。また、前記補正するステップは、前記光学的スキャナの焦点位置を補正するものでありうる。前記焦点位置の補正は、例えば、前記光学的スキャナのスキャニングステージとレンズとの間の距離を調整するものでありうる。前記補正するステップは、前記光学的スキャナの動的焦点を補正するものであり、前記動的焦点の補正は、例えば、前記光学的スキャナの光学的ステージが移動する速度を調整するものである。また、前記補正するステップは、強度イメージの強度の振動量を決定し、前記振動データにより、前記光学的ステージの速度を調整するものでありうる。

本発明の方法は、また、得られた蛍光データからバックグラウンド信号を引き、バックグラウンド補正された値を得るステップをさらに含むことができる。

以下、本発明について実施例に基づいてさらに詳細に説明する。しかし、それらの実施例は、本発明を例示的に説明するためのものであり、本発明の範囲がそれらの実施例に限定されるものではない。

実施例１：ピレンが固定化された基板の製造
本実施例では、アミノ基で活性化された基板上に、化学式１の化合物（１−ピレンブチル酸γ−ヒドロキシスクシンイミドエステル）を反応させ、ピレンをシリコン基板上に固定化し、ピレンが固定化された基板を製造した。

１，０００Åの厚さのＳｉＯ_２層を有するシリコン基板を、アミノ基が活性化された基板として用いた。前記アミノ基で活性化された基板は、カップリング剤（ＧＡＰＳ（γ−アミノプロピルトリエトキシシラン））で処理してアミノ基を形成した後、インターカレータを導入した。

（１）シリコン基板上でカップリング剤（ＧＡＰＳ）結合
まず、表面処理前に基板を周到に洗浄した。洗浄は、純粋アセトンと水とで行い、次に過酸化水素及び硫酸（１：３）からなるピラニア（ｐｉｒａｎｈａ）溶液を使用して有機汚染物を除去した。最後に、多量の水とアセトンとで洗った後、乾燥した。前記基板の洗浄過程は、半導体製造工程で利用されるウェットステーションを利用し、ピラニア溶液は、硫酸槽を利用し、水で洗浄する過程は、ＱＤＲ工程を利用した。それぞれの基板をテフロン（登録商標）（ポリ四フッ化エチレン）材質のシリコンウェーハキャリアに固定して洗浄工程を行った。洗浄の終わった基板は、スピンドライを利用して乾燥した。

洗浄直後の、エタノールのうちＧＡＰＳ溶液（濃度２０％（ｖ／ｖ））をスピンコーティングした。スピンコーティングは、ＣＥＥ社のスピンコータモデルＣＥＥ７０を利用した。スピンコーティングは、初期コーティング５００ｒｐｍ／１０ｓｅｃと、主コーティング２，０００ｒｐｍ／１０ｓｅｃとによって行った。スピンコーティングが完了した後、基板をテフロンウェーハキャリアに固定し、１２０℃で４０分間硬化させた。硬化した基板は、水に１０分間浸漬させた後、１５分間の超音波洗浄、さらに水に１０分間浸漬した後に乾燥した。乾燥は、スピンドライを介して行った。乾燥が完了した基板は、実験のため、正四角形か直四角形に切って利用した。あらゆる実験は、ほとんどのホコリ粒子が十分に除去されたクリーンルーム−クラス１０００で行った。

（２）ピレンの固定化
前記シラン化基板上に、化学式１の化合物、すなわち１−ピレンブチル酸γ−ヒドロキシスクシンイミドエステルを浸漬方法でコーティングした。まず、塩化メチレン溶液に１−ピレンブチル酸γ−ヒドロキシスクシンイミドエステルを溶かして、浸漬溶液（０．５ｇ １−ピレンブチル酸γ−ヒドロキシスクシンイミドエステル／２００ｍｌ＋０．１ｍｌトリエチルアミン）を製造した。浸漬溶液と基板とを反応容器に入れ、室温で５時間反応させた。反応が完了した後、浸漬溶液から基板を取り出した後に洗浄した。洗浄は、塩化メチレンで三回、エタノールで三回行い、それぞれの一回の過程は、１０分間行った。洗浄が終わった基板は、乾燥後、基板に反応させた１−ピレンブチル酸γ−ヒドロキシスクシンイミドエステルの量をＡｘｏｎ社のＧｅｎｅＰｉｘ４０００Ｂ蛍光スキャナを利用して定量した。スキャニングは５３２ｎｍの光を照射し、５７０ｎｍで蛍光強度を測定して得た。

実施例２：ピレンの固定化された基板の蛍光発光特性
実施例１で得られたピレンの固定化された基板のさまざまな特性を調べた。

（１）耐久性試験
前記基板の経時的な蛍光発光度を測定した。

まず、実施例１で製造された基板を一般な環境条件（ａｍｂｉｅｎｔ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ）に放置し、一定時間ごとに放射光を照射し、前記基板から放出された蛍光強度を測定した。

図１は、一定時間ごとに放射光を照射し、前記基板から放出された蛍光強度を測定した結果を表す図面である。図１示されるように、３０日程まで蛍光の強度は、３ないし５％の分散値内で変動し、非常に安定していることが分かった。

次に、苛酷な条件で、実施例１で製造された基板の蛍光発光特性を調べた。実施例１で製造された基板に、連続して１００回まで励起光を照射し、そこから発光される蛍光を測定した。また、前記１００回目の蛍光測定後、一日放置した後に１０１回目の蛍光を測定した。

図２は、実施例１で製造された基板に対し、連続して蛍光を測定した結果を表す図面である。図２に示されるように、連続して励起光を照射する場合に、放出される蛍光の強度は低下することが分かるが、翌日には、また元通りに回復することが分かった。

図２の結果から、実施例１で製造された基板に対して励起光を照射した後、一定の時間が過ぎた場合、蛍光発光特性が回復することが分かった。励起光の照射後、かかる特性が回復される期間を知るため、励起光を照射した後、経時的に蛍光発光を測定し、蛍光発光度が回復する時間を測定した。

図３は、実施例１で製造された基板に対して励起光を２０回照射した後、蛍光発光特性が回復する様相を測定した図面である。図３に示されるように、２０回の照射後に５分ほど経過すれば、蛍光発光特性が回復することが分かった。

実施例３：実施例１で製造された基板を利用した感度の補正
実施例１で製造された基板を補正標準（ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｓｔａｎｄａｒｄ）として、Ａｘｏｎ１とＡｘｏｎ２（Ａｘｏｎ社、Ｇｅｎｅｐｉｘ ４０００Ｂモデル）とを使用し、ＰＭＴ２００ないしＰＭＴ７００領域でスキャンし、蛍光データを得た後、ＰＭＴによる実験的な蛍光強度値を求めた。スキャンに使われた波長は、５３２ｎｍであり、スキャニングの最中にＰＭＴ数値を２００から７００まで上げてスキャンする。ＰＭＴを上げるほど蛍光数値は強く発現した。それぞれのスキャン面積は２〜５ｍｍ^２程度に調節した。

図４は、実施例１で製造された基板を補正標準として、Ａｘｏｎ１とＡｘｏｎ２（Ａｘｏｎ社、Ｇｅｎｅｐｉｘ ４０００Ｂモデル）とを使用し、ＰＭＴ２００ないしＰＭＴ７００領域でスキャンして蛍光データを表す図面である。ＰＭＴ値をｘとし、測定された蛍光強度をｙとした場合、Ａｘｏｎ１とＡｘｏｎ２とに対する関数値は、それぞれｙ＝１．９０１３ｅ^{０．０１４ｘ}及びｙ＝１．７７６８ｅ^{０．０１４ｘ}と表すことができた。

次に、前記のように得られた実験的な関数値を利用し、スキャナの補正が可能であるか否かを確認した。前記基板について蛍光強度が５，０００である場合、Ａｘｏｎ１とＡｘｏｎ２のＰＭＴは、それぞれ５６２ＰＭＴ及び５６７ＰＭＴであると計算された。前記基板を使用し、Ａｘｏｎ１とＡｘｏｎ２のＰＭＴをそれぞれ５６２ＰＭＴ及び５６７ＰＭＴとしてスキャンし、類似の蛍光強度が測定されるか否かを確認した。

図５Ａ及び図５Ｂは、実施例１で製造された基板を使用し、Ａｘｏｎ１とＡｘｏｎ２のＰＭＴをそれぞれ５６２ＰＭＴ及び５６７ＰＭＴとしてスキャンし、蛍光を測定した結果を表す写真である。図５Ａ及び図５Ｂに示されるように、Ａｘｏｎ１とＡｘｏｎ２とでの蛍光強度は、それぞれ５８６１（Ａ）及び５８０１（Ｂ）であり、２つのスキャナ間の偏差が１％以内であり、実施例１で製造された基板が感度補正のための標準として適することが分かった。

本発明の光学的スキャナを補正するための装置、それを製造する方法及びそれを利用して光学的スキャナを補正する方法は、例えば、アレイ光学的スキャナ関連の技術分野に効果的に適用可能である。

一定の時間ごとに放射光を照射し、基板から放出される蛍光を測定した結果を表す図面である。 実施例１で製造された基板に対して連続して蛍光を測定した結果を表す図面である。 実施例１で製造された基板に対して励起光を２０回照射した後、蛍光発光特性が回復される様相を測定した図面である。 実施例１で製造された基板を補正標準とし、Ａｘｏｎ１とＡｘｏｎ２（Ａｘｏｎ社、Ｇｅｎｅｐｉｘ ４０００Ｂモデル）とを使用し、ＰＭＴ２００ないしＰＭＴ７００領域でスキャンして得られた蛍光データを表す図面である。 実施例１で製造された基板を使用し、Ａｘｏｎ１のＰＭＴを５６２ＰＭＴとしてスキャンして蛍光を測定した結果を表す写真である。 実施例１で製造された基板を使用し、Ａｘｏｎ２のＰＭＴを５６７ＰＭＴとしてスキャンして蛍光を測定した結果を表す写真である。

Claims (19)

1. エキシマ形成の可能な分子が固定化されてなる基板を含む、光学的スキャナを補正するための装置。
2. 前記分子は、ピレン、２−フェニルインドール及びそれらの誘導体であって蛍光体である分子から構成される群から選択されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記基板は、シリコンウェーハ、ガラスまたはプラスチック物質であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
4. 前記分子が固定化されてなる層の厚さは、１ないし１００Åの範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の装置。
5. 作用基でコーティングされている基板と活性化されたエキシマ形成の可能な分子とを反応させ、前記分子を基板上に固定化するステップを含む、光学的スキャナを補正するための装置を製造する方法。
6. 前記作用基は、プトレシン、スペルミジンまたはスペルミンから由来するアミノ基であることを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 前記分子は、下記化学式１の化合物であることを特徴とする請求項５に記載の方法：
   
8. （ａ）請求項１から請求項４のうちのいずれか１項に記載の補正装置の表面に一つ以上の光源から照射するステップと、
   （ｂ）前記補正装置の表面から蛍光データを得るステップと、
   （ｃ）前記蛍光データに基づいて光学的スキャナを補正するステップとを含む、光学的スキャナを補正する方法。
9. 前記照射するステップは、前記光学的スキャナの光増幅管によって検出可能な電磁気的スペクトルの部分の光で前記補正装置の表面を照射するステップを含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
10. 前記照射するステップは、紫外線、可視光線及び赤外線よりなる群から選択された波長領域で、前記補正装置の表面に照射するステップを含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
11. 前記蛍光データを得るステップは、前記エキシマ形成の可能な分子から放射された光の強度と関連した信号を検出するステップを含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
12. 前記補正するステップは、前記光学的スキャナのスケールファクタを補正するステップを含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
13. 前記スケールファクタ補正は、前記光学的スキャナの光学検出器の感度を調整するステップを含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
14. 前記補正するステップは、前記光学的スキャナの焦点位置を補正するステップを含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
15. 前記焦点位置の補正は、前記光学的スキャナのスキャニングステージとレンズとの間の距離を調整するステップを含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
16. 前記補正するステップは、前記光学的スキャナの動的焦点を補正するステップを含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
17. 前記動的焦点の補正は、前記光学的スキャナのスキャニングステージが移動する速度を調整するステップを含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
18. 前記補正するステップは、強度イメージの振動量を決定し、前記振動データによって前記スキャニングステージの速度を調整するステップを含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
19. 得られた蛍光データからバックグラウンド信号を引き、バックグランド補正された値を得るステップをさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。