JP2009002674A - 微細粒子のスクリーニング装置および微細粒子のスクリーニング方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】計測用チップ90は、固定具120のフラットな剛体平面に対して突き当てて位置決めするための突起720,721と、計測用チップ90に形成されて計測用チップ90を固定具120に対してセットする際の向きを明示する表示部750とを有する。
【選択図】図12
Description
例えばカメラ等で計測を行う場合、高スループットのためには1度に計測できるエリアを広くする必要がある。この領域を視野内に正確に位置決めするとともに、全面で観察焦点を合わせた状態で計測するためには、部材自体の精度と、セットする際の位置決め精度の両立が必要である。
光を透過する材料で形成され、前記微細粒子の少なくとも1個が収容され得る大きさを持つウェルが複数設けられた計測用チップと、
前記計測用チップを固定するための固定具と、
前記計測用チップおよび前記計測用チップの収容された前記微細粒子に光を照射することによって、前記微細粒子の光信号を取得する計測部と、を備え、
前記計測用チップは、
前記固定具の突き当て部に当接させることで前記計測用チップの上下面に平行な方向に位置決めするために、前記計測用チップの側面に設けられた突起と、
前記計測用チップに形成されて前記計測用チップを前記固定具に対してセットする際の向きを明示する表示部と、を有することを特徴とする。
本発明の微細粒子のスクリーニング装置は、好ましくは前記計測用チップが、前記ウェルの形成されているエリアが10mm四方以上の広さであり、前記ウェルの周囲の一部もしくは全部の領域が前記固定具で固定され、前記ウェルの形成されていない下面側より適切な大きさの力を加えることで、前記ウェルの形成されているエリアの任意の2mm四方の平面度を10μm以下とすることを特徴とする。
本発明の微細粒子のスクリーニング装置は、好ましくは前記計測用チップの前記ウェルが形成されている計測エリアに含まれる任意の2mm四方の領域内の前記上面と前記下面の成す傾斜角度φの変動が、(5×10―6)/{t(1−1/n)}[rad]以下である(tは前記計測用チップの平均厚み[mm],nは前記計測用チップの材質の屈折率)ことを特徴とする。
図1は、本発明の微細粒子のスクリーニング装置の好ましい実施形態を示す正面図である。図2は、図1の微細粒子のスクリーニング装置の好ましい実施形態を示す斜視図である。
図3は、移動部16とその移動部16の上に搭載されている搭載用テーブル4と回収プレート80と計測用チップ90を示している。
計測用チップ90の形状例は、図7(A)に例示しており、計測用チップ90は透光性を有する材料、例えばガラスやプラスチックにより作られている。
図1に示す回収部13は、ベース11に配置され、X方向とY方向に対して直交するZ方向に移動して位置決め可能な吸引・吐出キャピラリ140を有しており、吸引・吐出キャピラリ140により、図5に例示する輝度条件を満たした微細粒子M1が収納されているウェル200内の微細粒子全数を吸入して回収プレート80の所定の位置に吐出して回収する。
図1に示す計測部14は、計測用チップ90の複数のウェル200が含まれる領域に対して光Lを照射することで、その領域内の微細粒子Mから蛍光を発生させて、その蛍光を受光する。受光した微細粒子Mからの蛍光は、画像解析部15により画像解析する。画像解析部15は、各ウェル200内の複数の微細粒子Mの内の、少なくとも最大輝度の蛍光を発する微細粒子M1の蛍光強度を算出する。
図1に示すように、計測部14は、少なくとも、光源としての励起光源260と、光源より照射される光のうち所望の励起波長帯域のみを選択するための光学フィルタ(励起フィルタ)720と、計測用チップ90からの光情報の所望の波長帯域のみを選択するための光学フィルタ(蛍光フィルタ)721と、励起光と光情報との波長帯域の差によって光路を切り替えるためのダイクロイックミラー751から構成される少なくとも1つの蛍光フィルタユニット262と、励起光源260から出射された光を計測用チップ90に導くとともに計測用チップ90から得られる光情報を収集するための対物レンズ110と、対物レンズ110を光軸方向に可動させるオートフォーカス機能を持つフォーカスユニット265と、計測対象からの光情報を検出するための光検出部としての受光部266と、から構成される。図1に示すように、蛍光フィルタユニット262と受光部266は、蛍光落射ユニット752に固定されている。
なお、反射光によって計測チップ表面、ウェル、および回収部先端の形状や位置を計測する場合は、蛍光フィルタユニット262の代わりにハーフミラーのみを用いることとする。このようにハーフミラーを用いる場合には、ダイクロイックミラー751の場所にハーフミラーを置き、他2つの光学フィルタ720,721は基本的に必要としないが、蛍光フィルタユニットにおける励起フィルタに対応する位置のフィルタとして、計測対象の蛍光の退色をさせにくい波長を選択透過するフィルタを用いるのが更に好ましい。
上述したようにハーフミラーを用いた反射光による位置情報の計測には、蛍光計測と共通の光源を用いることができるという利点がある。このことは計測機能と回収機能を持つスクリーニング装置に限らず、計測のみの装置であっても共通の利点である。
図12に示す計測用チップ90は、既に説明したように長方形の平板であり、ウェル領域200Rを有しているが、例えば樹脂成型品である。計測用チップ90の1つの長辺部分710には、例えば位置決め用の2つの突起720が突出して形成されているとともに、1つの短辺部分711には、例えば位置決め用の1つの突起721が突出して形成されている。突起720,721は例えば長方形状を有しており、突起720は突き当て面720Bを有し、突起721は突き当て面721Bを有している。すなわち、計測用チップ90の2つの側面からそれぞれ突起720,721が突出して形成されている。
これにより、計測用チップ90は、固定具120の内側の位置決め部120F、120Gに対して突き当て方向GHに沿って突き当てることで位置決めが確実に行えるので、位置決めが再現性良く行え、位置決め作業性が向上する。これに対して、突起を用いない場合は、固定具への突き当てによる位置決めのためには計測用チップ90の該当する側面の全面を当接させることになるが、側面全面で精度を確保することは非常に困難である。
図13(A)は本発明の実施形態であり、図13(B)は比較例である。
図13(A)では、対物レンズ110と受光部266及び固定具120を示している。計測用チップ90の上下面は、例えば成型における離型後の材質の温度変化による反りなどに代表されるような、形状として低次の局面を形成している例である。
L=L0+t×(1−1/n)・・・・・式1
式1から、
ΔL=Δt×(1−1/n)・・・・・・式2
が得られる。
焦点ズレ±5μm以内(一視野内の焦点ズレ幅が10μm以内)にするためには、
Δt≦10/(1−1/n)・・・・・・式3
となる。
Δ=t・tan[φ―sin−1{(sinφ)/n}]≒t・φ・(1−1/n)・・・・・・・・・・・・・・・式4
Δ≦5μmにするためには、
φ≦(5×10―6)/{t(1−1/n)}[rad]・・・式5
となる。
例えば、本発明の実施形態では、標的とする微細粒子として生体の細胞を例に挙げているが、これに限らず他の種類の微細粒子であっても良い。
11 ベース
12 支持部
13 回収部
14 計測部
15 画像解析部
16 移動部
19 カバー
30 支持台
40 搭載用テーブル
51 第1テーブル
52 第2テーブル
55 第1モータ
56 送りねじ
57 ナット
65 第2モータ
66 送りねじ
67 ナット
70 搭載面
80 回収プレート
81 回収プレートのウェル
90 計測用チップ
90S 上面
90D 下面
100 制御部
110 対物レンズ
120 計測チップの固定具
130 操作部
133 吸引ポンプ
140 吸引・吐出キャピラリ
142 吸引・吐出キャピラリの先端部
200 計測用チップのウェル
260 励起光源
251 モータ
252 送りねじ
253 ナット
261 シャッターユニット
262 蛍光フィルタユニット
264 対物レンズ
266 受光部
500 懸濁液
720,721 突起
750 表示部
LD 液体
L 光(励起光、照射光)
X 第1方向
Y 第2方向
Z 第3方向(垂直方向)
CL 計測チップの上面の基準面
Claims (6)
- 微細粒子から発する光情報を標識として微細粒子の探索を行い、探索された微細粒子を選択的に取得するための微細粒子のスクリーニング装置であって、
光を透過する材料で形成され、前記微細粒子の少なくとも1個が収容され得る大きさを持つウェルが複数設けられた計測用チップと、
前記計測用チップを固定するための固定具と、
前記計測用チップおよび前記計測用チップの収容された前記微細粒子に光を照射することによって、前記微細粒子の光信号を取得する計測部と、を備え、
前記計測用チップは、
前記固定具の突き当て部に当接させることで前記計測用チップの上下面に平行な方向に位置決めするために、前記計測用チップの側面に設けられた突起と、
前記計測用チップに形成されて前記計測用チップを前記固定具に対してセットする際の向きを明示する表示部と、を有することを特徴とする微細粒子のスクリーニング装置。 - 前記突起は、前記計測用チップの側面から突出して形成されていることを特徴とする請求項1に記載の微細粒子のスクリーニング装置。
- 前記計測用チップは、前記ウェルの形成されているエリアが10mm四方以上の広さであり、前記ウェルの周囲の一部もしくは全部の領域が前記固定具で固定され、前記ウェルの形成されていない下面側より適切な大きさの力を加えることで、前記ウェルの形成されているエリアの任意の2mm四方の平面度を10μm以下とすることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の微細粒子のスクリーニング装置。
- 前記計測用チップの前記ウェルが形成されている計測エリアに含まれる任意の2mm四方の領域内の厚みの変動Δtが、10/(1−1/n)[μm]以下(nは計測用チップの材率の屈折率)であることを特徴とする請求項3に記載の微細粒子のスクリーニング装置。
- 前記計測用チップの前記ウェルが形成されている計測エリアに含まれる任意の2mm四方の領域内の前記上面と前記下面の成す傾斜角度φの変動が、(5×10―6)/{t(1−1/n)}[rad]以下である(tは前記計測用チップの平均厚み[mm],nは前記計測用チップの材質の屈折率)ことを特徴とする請求項4に記載の微細粒子のスクリーニング装置。
- 微細粒子から発する光情報を標識として微細粒子の探索を行い、探索された微細粒子を選択的に取得するための微細粒子のスクリーニング方法であって、計測用チップは、光を透過する材料で形成され、前記微細粒子の少なくとも1個が格納され得る大きさを持つウェルが複数設けられており、前記計測用チップは固定具に対して固定され、計測部が、前記計測用チップおよび前記計測用チップの収容された前記微細粒子に光を照射することによって、前記微細粒子の光信号を取得する場合に、
前記計測用チップの突起を、前記固定具の突き当て部に当接させることで位置決めする際に、前記固定具に対してセットする向きを明示する表示部に基づいて前記固定具に対してセットすることを特徴とする微細粒子のスクリーニング方法。
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