JP2011007642A - Nucleic acid analyzer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、試料から蛍光検出する検出ユニットを備えた核酸分析装置に関し、蛍光色素を有する基準試料を用いて装置の器差や光学系構成部品の経時変化による検出感度を補正し、高精度な蛍光測定を実現する。 The present invention relates to a nucleic acid analyzer having a detection unit for detecting fluorescence from a sample, and using a reference sample having a fluorescent dye, corrects the detection sensitivity due to instrumental error of the apparatus and changes over time of optical system components, and provides high accuracy. Realize fluorescence measurement.
一般に核酸増幅法では、核酸標識に蛍光色素を使用し、蛍光強度変化を経時的に追跡することで核酸を含む試料の解析を行う。このような蛍光強度変化を経時的に測定するための核酸分析装置が開発されている。 In general, in a nucleic acid amplification method, a fluorescent dye is used for labeling a nucleic acid, and a sample containing nucleic acid is analyzed by tracking changes in fluorescence intensity over time. Nucleic acid analyzers for measuring such changes in fluorescence intensity over time have been developed.
分析装置においては、発光ダイオードを光源とする場合、一般に輝度を設定値に保つために定電流回路を設けることも考えられるが、前記発光ダイオードは、使用電流及び環境温度により経時劣化の速度が異なるが、経時と共に輝度が減少する。 In an analyzer, when a light emitting diode is used as a light source, it is generally considered that a constant current circuit is provided in order to keep the luminance at a set value. However, the light emitting diode has a deterioration rate with time depending on an operating current and an environmental temperature. However, the luminance decreases with time.
また、輝度の減少を抑えるために発光ダイオードによる励起光の一部の光を検出素子で検出し、前記検出素子において受光光量に比例した電流を用いて、発光ダイオードへ供給する電流を調整し、輝度を一定にすることが知られている。 Further, in order to suppress a decrease in luminance, a part of the excitation light from the light emitting diode is detected by a detection element, and the current supplied to the light emitting diode is adjusted using a current proportional to the amount of received light in the detection element, It is known to keep the brightness constant.
核酸分析装置においては、ダイナミックレンジが大きく、極低濃度試料の微小な蛍光信号を十分に検出可能な感度が必要である。 Nucleic acid analyzers need to have a large dynamic range and a sensitivity that can sufficiently detect a minute fluorescence signal of an extremely low concentration sample.
本発明の目的は、光源である発光ダイオードの経時劣化以外の要因となる、光学フィルタ,レンズ,反応容器による光学系の構成部品の経時変化による影響も含めて、蛍光色素を有する一定濃度の基準試料を用いて、基準試料の発する蛍光光量を一定に調整することで、光学系を構成する部品の経時変化による検出感度の低下を補正し、高精度な測定を実現することにある。また、基準試料を用いることで、同一の測定試料を装置の器差なく測定結果が得ることが可能となる。また、本発明の目的は、蛍光光量を安定させることである。 The object of the present invention is to provide a standard for a constant concentration having a fluorescent dye, including the influence of the optical filter, lens, and reaction vessel over time, which are factors other than the deterioration of the light emitting diode as the light source over time. By using the sample to adjust the amount of fluorescence emitted from the reference sample to a constant level, it is possible to correct a decrease in detection sensitivity due to changes with time of components constituting the optical system and to realize highly accurate measurement. In addition, by using the reference sample, it is possible to obtain the measurement result of the same measurement sample without instrumental differences. Another object of the present invention is to stabilize the amount of fluorescent light.
本発明は、ディスク状のカローセルの試料ホルダに蛍光色素を有する基準となる試料を収納した反応容器を設置し、光源である発光ダイオードを常時点灯させたまま、前記カローセルが円周方向に回転しながら、前記反応容器が検出ユニットを通過時に発する蛍光を蛍光検出素子で検出し、連続で複数の試料を分析するための核酸分析装置において、前記基準試料が検出ユニットを通過する度に、基準試料の蛍光光量信号出力が設定した基準値に一定となるように、発光ダイオードの電流を調整することを特徴とする。 In the present invention, a reaction vessel containing a reference sample having a fluorescent dye is installed in a sample holder of a disk-shaped carousel, and the carousel rotates in the circumferential direction while a light-emitting diode as a light source is always turned on. However, in the nucleic acid analyzer for detecting the fluorescence emitted when the reaction container passes through the detection unit with a fluorescence detection element and continuously analyzing a plurality of samples, each time the reference sample passes the detection unit, the reference sample The current of the light emitting diode is adjusted so that the fluorescent light amount signal output becomes constant at a set reference value.
本発明によれば、光学系の構成部品の経時変化による検出感度の低下を防ぎ、また、装置間の器差が補正できることで、高精度な蛍光測定が可能な核酸分析装置及び方法を実現することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the nucleic acid analyzer and method which can perform a highly accurate fluorescence measurement are implement | achieved by preventing the fall of the detection sensitivity by the time-dependent change of the component of an optical system, and correct | amending the instrumental difference between apparatuses. be able to.
発光ダイオードの寿命が延びることで、感度の仕様を満足する時間が延長される。 By extending the life of the light emitting diode, the time to satisfy the sensitivity specification is extended.
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の実施形態である核酸分析装置の主要部であるリーディングユニットの概略構成図である。図1において、発光ダイオード2より放出された光は、第1レンズ3により平行光となり、励起用バンドパスフィルタ4により余分な波長域をカットした後、第2レンズ7でカローセル8の試料ホルダに支持されている透明な容器の反応容器9内のサンプルに集光される。また、励起光の一部は、励起用バンドパスフィルタ4後段に配置されたハーフミラー5により、励起光モニタ用検出素子6上に照射される。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a reading unit that is a main part of a nucleic acid analyzer according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the light emitted from the
反応容器9は、ディスク状のカローセル8に収納されており、カローセル8を回転させるためのモータ25は、モータ駆動回路26により駆動される。このモータ駆動回路26は、データ処理部19により回転速度が指定され、指定された回転速度となるようにモータを駆動する。指定された回転速度でカローセル8が回転を始めると、第2レンズ7から集光された励起光を通過する際に反応容器9から蛍光を発する。
The reaction vessel 9 is housed in a disk-
反応容器9から発せられる蛍光は、第3レンズ10により平行光となり、蛍光用バンドパスフィルタ11により余分な波長域をカット後、第4レンズ12で蛍光検出素子13に照射される。蛍光を蛍光検出素子13によって検知することにより、試料の光学的特性を測定する。
The fluorescence emitted from the reaction vessel 9 is converted into parallel light by the
蛍光検出素子13からの検出信号は、蛍光用AMP15により増幅される。マルチプレクサ17において励起光用AMP16の信号か蛍光用AMP15の信号か選択され、ADC18によりAD変換される。ADC18は、タイマーからの信号より一定周期でAD変換を行う。タイマーの周期はデータ処理部により指定される。
The detection signal from the
ADC18からのデータは、励起光量をモニタする励起光データと蛍光光量をモニタする蛍光データがデータ処理部19で読み取られる。
Data from the
データ処理部19で読み取った蛍光光量データは、データ処理後に発光ダイオード2に流す電流値を設定しDAC20によりDA変換される。DAC20はタイマーからの信号により一定周期でDA変換を行う。タイマーの周期はデータ処理部19により指定される。
The fluorescent light amount data read by the
DA変換された出力は、コンパレータ21の入力に接続し、コンパレータ21のもう一方に入力される発光ダイオード2の電源電圧を供給する基準電圧23とした発光ダイオード2に流れる電流の検出抵抗24にかかる電圧と比較し、その差分に応じた電圧を発光ダイオード2と直接接続されたトランジスタ(FET)22の制御端子に出力して発光ダイオード2に流れる電流を増幅させる。
The DA-converted output is connected to the input of the comparator 21 and applied to the
図2を参照して、本発明によるリーディングユニット1の例を説明する。本例のリーディングユニット1は、ディスク状のカローセル8と、カローセル8を回転させるための回転機構27とカローセル8の円周に沿って配置された少なくとも1つの検出ユニット14と、検出ユニット14の光源である発光ダイオード2の輝度を調整するための蛍光色素を有する基準試料が収納された反応容器34と、カローセル8の回転位置を検出するためのフォトインタラプタ31と、反応容器9を搬送するグリッパ32とを有する。
An example of a
カローセル8は、円板状のアルミ合金製のディスクによって構成され、中心軸線回りに回転可能である。カローセル8上には、周状の縁に沿って、多数の試料ホルダ28と遮光板30が設けられている。試料ホルダ28には、分析対象である試料溶液が収納された反応容器9が保持され、試料ホルダ28と同数の遮光板30が設けられている。試料ホルダ28と遮光板30はカローセル8の縁に沿って等間隔(等角度)に配置されている。図示のように、遮光板30は試料ホルダ28に対向するように、試料ホルダ28の間に配置されている。
The
遮光板30とフォトインタラプタ31によって、カローセル8の回転速度及び回転角度を検出するための回転位置検出機構が構成される。フォトインタラプタ31は、発光素子と受光素子が対向しているものである。遮光板30が通過するとき、発光素子の光は遮光板30にて遮断される。遮光板30はカローセル8の試料ホルダ28間に設けられており、カローセル8の回転速度と回転位置を知ることが可能である。フォトインタラプタ31の出力により、蛍光測定のサンプリング開始のタイミングを計る。
The
検出ユニット14はカローセル8の円周に沿って等間隔に配置されている。図2の例では、5個の検出ユニット14が設けられているが、5個以外の数の検出ユニット14を設けてもよい。検出ユニット14は交換可能であり、着脱が自由である。
The
回転機構27は、ステッピングモータ25を有し、ステッピングモータ25の回転をベルトにてカローセル8に伝え、カローセル8を回転させる。ステッピングモータ25を用いることにより、カローセル8を一定の速度で回転させることができる。また、ステッピングモータ25を用いることで、所望の回転角度だけ回転させることが可能である。試料ホルダ28に保持された反応容器9の数をnとするとき、カローセル8を1/n回転ずつ(360/n度)回転させることができる。
The
本実施の形態のカローセル8は、検出ユニット14の発光ダイオード2の輝度を調整する基準試料を有する反応容器34を少なくとも1つを備えている。
The
この基準試料は、濃度が既知のものである。カローセル8が一定速度で回転し、検出ユニット14を通過する度に、即ち、1回転する度に、蛍光測定を行う。測定結果から得られた蛍光光量と設定される蛍光量との比較をデータ処理部で行い、発光ダイオードに流れる電流を設定する。発光ダイオードに流れる電流は基準試料から発する蛍光光量が規定値になるように輝度調整による補正を行う。基準試料34により輝度調整された発光ダイオードの電流は、カローセル8が1回転して次に検出ユニット14を通過するまで設定した値を維持する。分析対象である試料溶液が収納された反応容器9が、検出ユニット14を通過する間は、発光ダイオード2の輝度調整は行わない。
This reference sample has a known concentration. Fluorescence measurement is performed every time the
グリッパ32は、分析対象である試料溶液が収納された反応容器9を試料ホルダ28へ搬送し、分析が完了した反応容器を廃棄穴33まで搬送する。
The
図3を参照して、カローセル8の温度制御機構について説明する。本例では、反応容器9内の試料を設定する温度に制御するラバーヒータ35と、反応容器内の試料の温度をモニタするサーミスタ36を有する。カローセル8の内側面に設置し、温度モニタ用のサーミスタ36の出力をデータ処理部19でデータ処理することで、カローセル8全体の温度をPI制御し、反応容器9内の試料温度を設定値に調整する。反応容器9内の試料温度を設定値にすることで試料から発する蛍光光量が安定した状態で検出可能となる。また、検出ユニット14は温度制御されたカローセル8から熱伝導により、同時に恒温化されるため、検出ユニット14内の発光ダイオード2も温度が一定に安定し、基準となる試料の反応容器34の蛍光光量を規定値に保つことが可能である。つまり、カローセル8を恒温化することにより、試料から発する蛍光光量が安定し、LEDの寿命がのびる。
The temperature control mechanism of the
図4を参照して、本発明による試料の光学的特性を測定する方法について説明する。分析対象である試料溶液が収納された反応容器9を試料ホルダ28に装着したら、カローセル8の速度を一定で回転させる。カローセル8の周囲には、5個の検出ユニット14が配置されている。検出ユニット14からは、常時発光ダイオード2からの励起光がカローセル8に照射されており、カローセル8が回転し、試料を含む反応容器9が頭上を通過すると、各検出ユニット14は反応容器9からの蛍光を測定する。蛍光測定を行うタイミングは、遮光板30がフォトインタラプタ31の発光素子から発する光を遮光しないとき、即ち、採光(1)すると、フォトインタラプタ31の受光素子に発光素子の光が採光(1)されるとき、フォトインタラプタ31の出力は、ローレベル(3)からハイレベル(4)に移行する。フォトインタラプタ31の出力がハイレベル(4)になると、待ち時間(5)経過後に一定のサンプリング時間(6)、蛍光光量のサンプリング処理41を開始する。検出ユニット14上を通過する反応容器9は、サンプリング時間(6)内に検出ユニット14通過するような位置となるような構造となっている。
With reference to FIG. 4, a method for measuring optical properties of a sample according to the present invention will be described. When the reaction container 9 containing the sample solution to be analyzed is attached to the
サンプリングされたデータは反応容器9がカローセル8の試料ホルダ28に保持され回転しているために、検出ユニット14から照射される光の中心を通過するとき、サンプリングされたデータ(7)の蛍光光量が最大となるような蛍光光量信号のカーブで取り込まれる。サンプリング終了後に、ピーク検出処理47でメモリ40に保存されたデータが処理され、ピーク検出を行う。カローセル8の試料ホルダ28は円周状に等間隔であり、カローセル8を一定速度回転させるため、トリガ間隔(9)は一定間隔となる。
Since the reaction vessel 9 is held and rotated by the
本発明の実施形態においては、蛍光を有する基準試料が収納された反応容器34が、検出ユニット14を通過する度に基準試料の反応容器34の蛍光光量を測定し、データ処理部19で図4のA点のようにピーク値を算出し、算出した蛍光光量(7)のピーク値が基準値に一定となるように、発光ダイオード2に流れる電流を調整し、蛍光光量を補正するものである。
In the embodiment of the present invention, the amount of fluorescence in the reaction vessel 34 of the reference sample is measured every time the reaction vessel 34 in which the reference sample having fluorescence is stored passes through the
基準試料が収納された反応容器34においては、蛍光測定後、基準試料の反応容器の蛍光光量を基準値に調整する処理を行うが、これについては後に、図5,図6を参照して説明を行う。 In the reaction vessel 34 in which the reference sample is stored, after the fluorescence measurement, a process of adjusting the amount of fluorescence in the reaction vessel of the reference sample to a reference value is performed. This will be described later with reference to FIGS. I do.
カローセル8の動作サイクルは、カローセル8を停止させ、反応容器9を排出,搬送,架設する容器設定期間と、カローセルを一定速度で回転させながら、蛍光を測定する蛍光測定期間とからなる。容器設定期間と蛍光測定期間の長さは一定であり、所定の周期にて繰り返す。本発明の実施形態においては、容器設定期間は10秒、蛍光測定期間は一回転20秒とし、1サイクル30秒で連続測定をおこなう。
The operation cycle of the
より具体的には、次のような動作を繰り返す。(a)回転・検出→(b)排出・搬送→(c)発光ダイオード2に流れる電流の調整と、(a)→(b)→(c)→(a)→(b)→(c)→(a)・・・と繰り返す。
More specifically, the following operation is repeated. (A) Rotation / detection → (b) Discharge / conveyance → (c) Adjustment of current flowing in the
カローセル8が一回転する毎に、反応容器9は円周状に配置された全ての検出ユニット14を通過する。各検出ユニット14には、測定すべき波長の蛍光が割り当てられている。各検出ユニット14は、自身に割り当てられた波長の蛍光を独立的に検出する。そのため、カローセル8が1回転すると、各試料に含まれる5つの成分を分析することができる。各反応容器9には、同一の検体が採取されていないものとする。各検出ユニット14によって測定されたデータは、反応液の経時変化として外部コンピュータ29に蓄積され、更に定量分析結果として外部に出力される。本発明による実施形態におけるデータ処理部19は、図5に示すデータ処理機能を有し、図6に示すフローチャートに従った動作を行う。繰り返しになるが、本発明の実施形態においては、基準試料が収納された反応容器34が各検出ユニット14を通過する度に、蛍光測定を行い、基準試料の反応容器34の蛍光光量が基準値に一定となるように、発光ダイオード2に流れる電流値を調整し、補正を行う。
Each time the
最初に、蛍光光量信号のデータ処理について説明する。データ処理部19は、反応容器9の蛍光光量信号を得るために、蛍光用AMP15出力がマルチプレクサ17のより出力するように選択後(ステップ(a))、次にカローセル8のモータ駆動回路26を制御し、カローセル8の回転を開始する(ステップ(b))。次にカローセル8の回転に伴い、遮蔽板30がフォトインタラプタ31を通過時にローレベルからハイレベルに変化を検出し、データ処理部19へ出力を行う(ステップ(c))。次に蛍光光量信号のデータ測定開始までの待ち時間を設けるために、タイマー53を制御して設定した時間待機する。
First, data processing of the fluorescence light amount signal will be described. The
次にAD変換周期時間設定を行うためにタイマー53を制御する。これにより、タイマーはADC18にAD変換スタート信号を出力する。本発明の実施形態においては、例えば、16ビット、変換時間を4μs〜50μsとする。AD変換スタート信号より、ADC18は蛍光光量信号のAD変換を行い、AD変換が終了したことをデータ処理部19に知らせる。データ処理部19は、ADC18からAD変換終了信号を受け取ると、変換データの読み取りを行う(ステップ(f))。読み取ったデータは、AD変換毎にメモリ40に保存され(ステップ(g))、AD変換は設定したサンプリング数が完了するまで繰り返し行われる(ステップ(h))。
Next, the timer 53 is controlled to set the AD conversion cycle time. As a result, the timer outputs an AD conversion start signal to the
ステップ(h)のサンプリング終了後、測定した反応容器9の試料の蛍光光量を算出するために、メモリ40よりサンプリングしたデータを読み出し、設定したサンプリング周期となるように平均化処理54を行う。本発明では実施形態においては、平均後のデータ間隔を2msとするように、データを平均化出来るもとする(ステップ(i))。データの平均化は、測定開始前に任意に平均数を設定出来る。次に平均化されたデータの波形を平滑化するためにスムージング処理55を行う(ステップ(j))。本発明では実施形態においては、Box-Jenkins法かSavitzky-Golayスムージング法とする。
After completion of the sampling in step (h), in order to calculate the measured fluorescence light quantity of the sample in the reaction vessel 9, the sampled data is read from the
次に試料の蛍光光量値を求める。図4の蛍光光量波形のピーク値を求めるために、ガウス波形でフィッティング処理56されたデータの最大値、即ち、ピーク検出処理57を行う。本発明の例においてはガウス関数フィッティングとする(ステップ(k)、(l))。分析を行う反応容器9も発光ダイオード2に流れる電流を調整する基準試料の反応容器34両方において、蛍光測定までの手順は同様となる。分析を行う反応容器9においては、ピーク検出後に外部コンピュータ29に蓄積され、更に定量分析結果として外部に出力される。
Next, the fluorescent light quantity value of the sample is obtained. In order to obtain the peak value of the fluorescence light amount waveform in FIG. 4, the maximum value of the data subjected to the fitting process 56 with the Gaussian waveform, that is, the peak detection process 57 is performed. In the example of the present invention, Gaussian function fitting is used (steps (k) and (l)). The procedure up to the fluorescence measurement is the same in both the reaction vessel 9 for analysis and the reference sample reaction vessel 34 for adjusting the current flowing in the
次に基準試料が収納された反応容器34の蛍光光量補正における発光ダイオード2に流れる電流値の調整方法について説明する。基準試料の蛍光光量補正は、基準試料の蛍光光量が常に設定した基準値で一定となるような制御を行い、高精度な分析結果の算出を実現することにある。ステップ(l)で得た基準試料が収納された反応容器34の蛍光光量を、設定した蛍光光量の基準値と比較を行い、蛍光光量の変化量を算出する。データ処理部19は、1−(PFL/基準値)で、変化量を計算する(ステップ(m))。これにより、発光ダイオード2に流す電流値の設定をDAC20に出力するために、基準電流値*K(1+REV)を算出する(ステップ(n))。
Next, a method for adjusting the value of the current flowing through the
計算結果と所定値1との比較を行い(ステップ(o))、ステップ(n)で算出した設定電流値が所定値1に等しいか、それ以下であるとき、ステップ(n)で算出した電流設定値をDAC20に出力する(ステップ(p))。本発明の実施形態においては、DAC20は8ビットとする。ステップ(q)でDAC20に出力されている間は、例えば図7におけるT期間の安定した状態で使用していることであり、大きな変動はないが、特に装置が設置される環境における一日の室温の温度の変化に有効である。
The calculation result is compared with the predetermined value 1 (step (o)), and when the set current value calculated in step (n) is equal to or less than the
また、ステップ(o)において、ステップ(n)で算出した電流設定値が所定値1を超える場合、電流設定値を所定値2と比較判定を行う(ステップ(q))。ステップ(n)で算出した電流設定値が所定値1を超える場合、図8の特性のような相対関係にはないため、1つ前に設定した電流設定値に対し、変化量を補正し、DAC20に出力する(ステップ(r))。所定値1は、図7のような寿命特性から、経時劣化により光度が下降を開始した時間、例えば図7のB点とすることができる。
In step (o), when the current set value calculated in step (n) exceeds the
次にステップ(q)でステップ(n)で算出した電流設定値が所定値を超える場合、所定値2は、蛍光検出感度が低下し、仕様外になる前にアラームを警告する(ステップ(s))、即ち、発光ダイオード2の寿命を知らせることとなる。
Next, when the current set value calculated in step (n) in step (q) exceeds a predetermined value, the
本実施形態においては、検出した蛍光光量から蛍光光量低下を判別することと、DAC20への設定電流値の上昇を判別する機能を備えており、例えば、図7のB点を所定値1とすると、ユーザーへのアラームは、B点でデータ処理がステップ(o)からステップ(q)へ移行し、ユーザーへ早期アラームを警告するとしてもよい。またステップ(s)のアラームを警告することは、使用する発光ダイオードの寿命特性から、推測することは可能であるため、ステップ(o)からステップ(q)へ移行を検知し、以降、タイマーの設定値でアラームを出すことも可能である。尚、別の実施形態において、図7のT期間の安定した状態における蛍光光量の変動が、要求される仕様に対して、範囲内であり全く問題とならない場合においては、T期間はステップ(p)はメモリ40に記憶されている設定された固定値でよい。光学系構成部品の経時変化、特に発光ダイオード2の劣化による蛍光光量の低下を捉えてから、即ち、固定値T期間を過ぎてから、ステップ(q)以降の処理を行うとしてもよい。
In the present embodiment, it has a function of discriminating a decrease in the amount of fluorescent light from the detected amount of fluorescent light and a function of discriminating an increase in the set current value to the
本発明における効果として、光源である発光ダイオード2の長寿命化について説明する。図7は、発光ダイオード2に流れる電流値Ifを一定に流して使用されたことによる寿命曲線を示す。電流値Ifを10mAとしたときに比べ、20mAの場合は早い時間から光度が下降していることがわかる。これは、図8に示すように、順電流Ifが大きくなると光度が増すため、封止樹脂の劣化が早まるためである。発光ダイオード2の寿命は白熱電球に比べてかなり長く、素子そのものはほとんど永久に使える。発光ダイオード2が使用不能になるほとんどの場合は、電極部分の金属の酸化・劣化、過熱や衝撃で内部の金線が断線するものである。製品寿命は、封止樹脂の劣化により透光性が落ち、発光量が一定以下になった時点をいう。一般的に発光ダイオードの寿命は、全光束が初期全光度の70%、または光度が初期光度の70%に低下するまでの時間とすると定義している。
As an effect of the present invention, description will be given of extending the life of the light-emitting
図7は、定電流制御における発光ダイオード2の寿命曲線と考えることができる。本発明の実施形態においては、分析試料の反応容器9及び基準試料の反応容器34を恒温に制御するため、検出ユニットも同時に一定温度で安定しているため、周囲環境温度に対する変動が少ないため、図7おけるT期間の間は定電流されているものと同等に電流を制御していることになる。このため、図7のCのようなダイオードを流れる電流が10mAの場合とDのようなダイオードを流れる電流が20mAの場合で、光度の低下を開始するオペレーション時間を算出できるため、設定する基準電流によって、図7のB点のような箇所を、図6のステップ(o)の所定値1として設定し、発光ダイオード2の点灯時間を計測し、記憶しておくことで、使用時間に対する比較判定を行い、ステップ(q)または(o)の処理を開始することも可能である。
FIG. 7 can be considered as a life curve of the
また、ユーザーが一日あたりに分析を行う時間は、分析結果を算出するまでの工程の処理時間を考慮すれば算出することは容易である。分析を行った回数を所定値として比較判定し、ステップ(o)やステップ(q)の処理を行うことも可能である。 In addition, the time for the user to perform analysis per day can be easily calculated in consideration of the processing time of the process until the analysis result is calculated. It is also possible to compare and determine the number of times of analysis as a predetermined value and perform the processing of step (o) or step (q).
本発明の形態においては、極めて微弱な蛍光光量を検出する必要があり、最低感度を得るために、光度は一般的な寿命と判断する光度より高い値が求められる。本発明においては、光学系を構成する部品の経時変化による基準試料の反応容器34による蛍光光量補正を行うため、発光ダイオード2の劣化が始まり基準試料の反応容器34の蛍光光量が減少すると、減少量だけ順電流Ifを増加し、ステップ(r)の処理を行うため、常に一定に蛍光光量を保つ時間を長くすることが可能となるため、発光ダイオード2を一定の光度で使用できる時間が増す。即ち、核酸分析装置としての性能を満たす時間が増すことで、発光ダイオード2の長寿命化が可能である。
In the embodiment of the present invention, it is necessary to detect a very weak amount of fluorescent light, and in order to obtain the lowest sensitivity, the light intensity is required to be higher than the light intensity determined to be a general lifetime. In the present invention, the amount of fluorescent light in the reference sample reaction vessel 34 is corrected by the time-dependent change of the components constituting the optical system. Therefore, when the
図9は発光ダイオード2の周囲温度に対する光度特性を示すが、周囲温度の変化は光度に大きく影響を及ぼすことがわかる。従って、図3で反応容器の温度制御について説明したが、本発明の実施形態において、分析を行う試料の反応容器9及び基準試料の反応容器34が設定温度で恒温されるようにカローセルを温度制御することで、発光ダイオード2の周囲温度も安定し有効である。且つ、測定時にはカローセルが回転し、1回転する毎に基準試料の蛍光光量補正を行うため、一日の環境温度の変化による影響に対し補正することができ、高精度の測定が可能となる。
FIG. 9 shows the luminous intensity characteristics of the
また、別の実施例として光源の周囲環境の温度変化が大きいような場合であれば、本発明の実施形態では装置内温度もモニタしているため、装置内温度の変動を利用して、カローセル8を基準となる設定温度に一定となるよう制御することも可能である。 As another example, if the temperature change in the ambient environment of the light source is large, in the embodiment of the present invention, the temperature in the apparatus is also monitored. It is also possible to control 8 to be constant at a reference set temperature.
なお、図6の(o)では、電流設定値を所定値と比較しているが、蛍光強度の設定値を所定値と比較してもよい。(q)についても同様である。 In FIG. 6 (o), the current set value is compared with a predetermined value, but the fluorescent intensity set value may be compared with a predetermined value. The same applies to (q).
本発明は、核酸分析装置の蛍光測定に係かる光量制御方法を提供する。本発明の方法を使用することによって、試料溶液中の対象となる物質の濃度を定量的に測定する吸光度法を用いた技術分野でも適用でき、食品の分野の飲料水の成分の濃度測定や環境の分野における飲料水の安全性,河川や工業排水の金属元素測定にも有用である。 The present invention provides a light amount control method related to fluorescence measurement of a nucleic acid analyzer. By using the method of the present invention, it can also be applied in the technical field using an absorbance method for quantitatively measuring the concentration of a target substance in a sample solution, and measuring the concentration of a component of drinking water in the food field or the environment It is also useful for the safety of drinking water and the measurement of metallic elements in rivers and industrial wastewater.
1 リーディングユニット
2 発光ダイオード
3 第1レンズ
4 励起用バンドパスフィルタ
5 ハーフミラー
6 励起光信号検出素子(励起光モニタ用検出素子)
7 第2レンズ
8 カローセル
9 分析試料の反応容器
10 第3レンズ
11 蛍光用バンドパスフィルタ
12 第4レンズ
13 蛍光信号検出素子(蛍光検出素子)
14 検出ユニット
15 蛍光用AMP
16 励起光用AMP
17 マルチプレクサ
18 ADC
19 データ処理部
20 DAC
21 コンパレータ
22 トランジスタ(FET)
23 基準電圧
24 検出抵抗
25 ステッピングモータ(モータ)
26 モータ駆動回路
27 回転機構
28 試料ホルダ
29 外部コンピュータ
30 遮光板
31 フォトインタラプタ
32 グリッパ
33 廃棄穴
34 基準試料の反応容器
35 ラバーヒータ
36 サーミスタ
40 メモリ
41 サンプリング処理
42 タイマー制御
43 タイマー
44 平均化処理
45 スムージング処理
46 フィッティング処理
47 ピーク検出処理
48 ピーク変化量算出処理
49 電流値設定処理
DESCRIPTION OF
7
14
16 AMP for excitation light
17
19
21 Comparator 22 Transistor (FET)
23
26
Claims (14)
濃度既知の基準となる蛍光試料の蛍光光量が予め設定した基準値と一定となるように前記光源に流れる電流を制御することを特徴とする核酸分析装置。 A disk-shaped carousel, a rotating mechanism for rotating the carousel, at least one detection unit arranged along the circumference of the carousel, and a rotational position detecting mechanism for detecting the rotational position of the carousel; The carousel is configured to support a plurality of reaction containers storing samples at equal intervals along a circumferential direction, and the detection unit is a light source that generates excitation light to irradiate the reaction container And a nucleic acid analyzer comprising a fluorescence detection element for detecting fluorescence emitted from the sample stored in the reaction container,
A nucleic acid analyzer characterized in that the current flowing through the light source is controlled so that the amount of fluorescent light of a fluorescent sample serving as a reference whose concentration is known is constant with a preset reference value.
前記カローセルを恒温化する機構を備えたことを特徴とする核酸分析装置。 The nucleic acid analyzer according to claim 1,
A nucleic acid analyzer comprising a mechanism for isolating the carousel.
カローセルを回転させて行う蛍光検出、容器の出し入れ、及び光源の電流制御をこの順に繰り返し行うことを特徴とする核酸分析装置。 The nucleic acid analyzer according to claim 1,
A nucleic acid analyzer characterized by repeatedly performing fluorescence detection performed by rotating a carousel, loading and unloading of a container, and current control of a light source in this order.
前記カローセルは、円周方向に沿って等間隔に試料を収納したn個の反応容器を支持するように構成され、
前記回転位置検出機構は、前記カローセル上に円周方向に沿って等間隔に装着されたn個の遮蔽板と、前記遮蔽板が通過することを検出する検出手段と、前記反応容器を設定する温度に調整する加熱ユニットと、反応容器の温度を測定する温度モニタのための温度センサを有し、
前記検出ユニットは、前記反応容器に照射する励起光を発生する光源と、前記光源の一部を励起光検出素子に照射する手段と、前記反応容器に収納された試料が発する蛍光を検出する蛍光検出素子と、
前記励起光検出素子からの信号を増幅する励起光信号増幅器と、前記蛍光検出素子からの信号を増幅する蛍光信号増幅器と、測定する信号に合わせて前記励起光信号幅器を蛍光信号増幅器とを切替える手段と、前記検出素子からの信号を切替えて出力された信号をAD変換するAD変換器と、
前記AD変換器から出力されたデータを記憶する記憶手段と、前記記憶された蛍光光量信号データに基づいて測定する試料のピーク値を算出する手段と、算出したピーク値を外部コンピュータに蓄積し、更に定量分析結果として外部に出力される手段を有し、蛍光強度変化を経時的に追跡することで核酸を含む試料の解析を行う核酸分析装置において、
検出ユニットを構成する光学部品の経時変化を補正する手段として、基準となる蛍光試料の蛍光光量を常に設定した蛍光光量の基準値に一定となるように制御するため、前記基準となる蛍光試料が収納された少なくとも1つの反応容器がカローセルに支持する手段と、
前記基準となる蛍光試料が収納された反応容器が、前記カローセルが回転し、前記検出ユニットを通過する度に、測定を行い、算出した蛍光光量と蛍光光量の基準値との変化量を算出後、前記基準値との変化量に応じて、光源に流れる電流値が設定した基準の電流値に対して調整するデータ処理手段と、前記光源に流れる電流を調整するために設定した光源の電流値をDA変換するDA変換器と、備えることを特徴とする核酸分析装置。 A disk-shaped carousel, a rotating mechanism for rotating the carousel, at least one detection unit arranged along the circumference of the carousel, and a rotational position detecting mechanism for detecting the rotational position of the carousel; Have
The carousel is configured to support n reaction vessels containing samples at regular intervals along the circumferential direction.
The rotational position detection mechanism sets n shielding plates mounted on the carousel at equal intervals along the circumferential direction, detection means for detecting the passage of the shielding plates, and setting the reaction vessel. A heating unit for adjusting the temperature and a temperature sensor for monitoring the temperature of the reaction vessel;
The detection unit includes a light source that generates excitation light that irradiates the reaction container, a unit that irradiates a part of the light source to the excitation light detection element, and a fluorescence that detects fluorescence emitted from a sample stored in the reaction container. A sensing element;
An excitation light signal amplifier for amplifying a signal from the excitation light detection element; a fluorescence signal amplifier for amplifying a signal from the fluorescence detection element; and the excitation light signal widther according to a signal to be measured. Means for switching, an AD converter for AD converting the signal output by switching the signal from the detection element;
Storage means for storing data output from the AD converter; means for calculating a peak value of a sample to be measured based on the stored fluorescence light amount signal data; and storing the calculated peak value in an external computer; Furthermore, in a nucleic acid analyzer that has a means for outputting to the outside as a quantitative analysis result and analyzes a sample containing nucleic acid by tracking changes in fluorescence intensity over time,
As a means for correcting the time-dependent change of the optical components constituting the detection unit, the reference fluorescent sample is controlled so that the fluorescent light amount of the reference fluorescent sample is always set to the set reference value of the fluorescent light amount. Means for supporting at least one contained reaction vessel on the carousel;
The reaction container containing the reference fluorescent sample is measured each time the carousel rotates and passes through the detection unit, and after calculating the amount of change between the calculated fluorescent light amount and the reference value of the fluorescent light amount A data processing unit that adjusts a current value that flows through the light source with respect to a reference current value that is set according to the amount of change from the reference value; and a current value of the light source that is set to adjust the current that flows through the light source And a DA converter for DA-converting the nucleic acid.
前記検出ユニットにおいて、前記励起光を発生する光源の励起光を集光する手段と、前記集光された励起光を必要な波長以外をカットする手段と、前記光源の一部を励起光検出素子に照射する手段を通過した光を反応容器に集光する手段と、試料が発する蛍光を集光する手段と、前記集光された蛍光を必要な波長の蛍光以外をカットする手段と、前記カットされた蛍光を前記蛍光検出素子に照射するために集光させる手段を備えることを特徴とする核酸分析装置。 The nucleic acid analyzer according to claim 5, wherein
In the detection unit, means for condensing the excitation light of the light source that generates the excitation light, means for cutting the condensed excitation light other than a necessary wavelength, and a part of the light source as an excitation light detection element Means for condensing the light that has passed through the means for irradiating to the reaction vessel, means for condensing the fluorescence emitted from the sample, means for cutting the collected fluorescence other than the fluorescence of the required wavelength, and the cut A nucleic acid analyzer comprising: means for condensing the emitted fluorescence to irradiate the fluorescence detection element.
前記遮蔽板は、前記反応容器を支持する反応容器ホルダと対向するように、試料の間に配置されていることを特徴とする核酸分析装置。 The nucleic acid analyzer according to claim 5 or 6,
The nucleic acid analyzer, wherein the shielding plate is disposed between samples so as to face a reaction container holder that supports the reaction container.
前記算出した蛍光光量と基準値との変化量を算出後、基準値との変化量に応じて算出した光源の設定電流値を所定値と比較する手段と、
前記比較手段の比較の結果、前記算出した電流設定値が所定値よりも小さい場合は、前記算出した電流設定値をDA変換器に出力し、また、所定値よりも大きい場合は、前回設定した光源の電流設定値に対して、蛍光光量の変化量を乗算した光源の電流値をDA変換器に出力する手段とを特徴とする核酸分析装置。 The nucleic acid analyzer according to claim 5, wherein
Means for comparing the calculated current amount of fluorescence and the reference value, and comparing the set current value of the light source calculated according to the change amount with the reference value with a predetermined value;
If the calculated current set value is smaller than a predetermined value as a result of the comparison by the comparing means, the calculated current set value is output to the DA converter, and if larger than the predetermined value, the previously set value is set. A nucleic acid analyzer comprising: a means for outputting a current value of a light source obtained by multiplying a current set value of the light source by a change amount of the amount of fluorescent light to a DA converter.
前記算出した蛍光光量と基準値との変化量を算出後、前記算出した電流設定値が所定値よりも大きい場合で、且つ、光源の寿命を知らせるための所定値と比較する手段と、
前記光源の寿命を知らせるための所定値小さい場合は、前回設定した光源の電流設定値に対して、蛍光光量の変化量を乗算した光源の電流値をDA変換器に出力するし、前記光源の寿命を知らせるための所定値大きい場合は、アラームを警告する手段とを特徴とする核酸分析装置。 The nucleic acid analyzer according to claim 8, wherein
After calculating the amount of change between the calculated amount of fluorescence and the reference value, when the calculated current setting value is larger than a predetermined value, and a means for comparing with a predetermined value for informing the life of the light source;
When the predetermined value for notifying the life of the light source is small, the current value of the light source obtained by multiplying the current setting value of the light source previously set by the amount of change in the amount of fluorescent light is output to the DA converter, A nucleic acid analyzer characterized by means for warning an alarm when a predetermined value for informing the life is large.
前記カローセルは、円周方向に沿って等間隔に試料を収納したn個の反応容器を支持するように構成され、
前記回転位置検出機構は、前記カローセル上に円周方向に沿って等間隔に装着されたn個の遮蔽板と、前記遮蔽板が通過することを検出する検出手段と、前記反応容器を設定する温度に調整する加熱ユニットと、反応容器の温度を測定する温度モニタのための温度センサを有し、
前記検出ユニットは、前記反応容器に照射する励起光を発生する光源と、前記光源の一部を励起光検出素子に照射する手段と、前記反応容器に収納された試料が発する蛍光を検出する蛍光検出素子と、
前記励起光検出素子からの信号を増幅する励起光信号増幅器と、前記蛍光検出素子からの信号を増幅する蛍光信号増幅器と、測定する信号に合わせて前記励起光信号幅器を蛍光信号増幅器とを切替える手段と、前記検出素子からの信号を切替えて出力された信号をAD変換するAD変換器と、
前記AD変換器から出力されたデータを記憶する記憶手段と、前記記憶された蛍光光量信号データに基づいて測定する試料のピーク値を算出する手段と、算出したピーク値を外部コンピュータに蓄積し、更に定量分析結果として外部に出力される手段を有し、蛍光強度変化を経時的に追跡することで核酸を含む試料の解析を行う核酸分析装置において、
検出ユニットを構成する光学部品の経時変化を補正する手段として、基準となる蛍光試料の蛍光光量を常に設定した蛍光光量の基準値に一定となるように制御するため、前記基準となる蛍光試料が収納された少なくとも1つの反応容器がカローセルに支持する手段と、前記基準となる蛍光試料が収納された反応容器が、前記カローセルが回転し、前記検出ユニットを通過する度に、蛍光測定を行い、算出した蛍光光量のピーク値を、使用する光源の寿命カーブから、光源の劣化による蛍光光量の低下を検出するために定めた蛍光光量の所定値と比較する手段と、
前記蛍光光量の所定値より小さい場合は、予め設定した固定の電流値を出力する手段と、前記判定結果より、所定値より大きい場合は、算出した蛍光光量と蛍光光量の基準値との変化量を算出後、前記基準値との変化量に応じて、光源に流れる電流値が設定した基準の電流値に対して調整するデータ処理手段と、前記光源に流れる電流を調整するために設定した光源の電流値をDA変換するDA変換器と、備えることを特徴とする核酸分析装置。 A disk-shaped carousel, a rotating mechanism for rotating the carousel, at least one detection unit arranged along the circumference of the carousel, and a rotational position detecting mechanism for detecting the rotational position of the carousel; Have
The carousel is configured to support n reaction vessels containing samples at regular intervals along the circumferential direction.
The rotational position detection mechanism sets n shielding plates mounted on the carousel at equal intervals along the circumferential direction, detection means for detecting the passage of the shielding plates, and setting the reaction vessel. A heating unit for adjusting the temperature and a temperature sensor for monitoring the temperature of the reaction vessel;
The detection unit includes a light source that generates excitation light that irradiates the reaction container, a unit that irradiates a part of the light source to the excitation light detection element, and a fluorescence that detects fluorescence emitted from a sample stored in the reaction container. A sensing element;
An excitation light signal amplifier for amplifying a signal from the excitation light detection element; a fluorescence signal amplifier for amplifying a signal from the fluorescence detection element; and the excitation light signal widther according to a signal to be measured. Means for switching, an AD converter for AD converting the signal output by switching the signal from the detection element;
Storage means for storing data output from the AD converter; means for calculating a peak value of a sample to be measured based on the stored fluorescence light amount signal data; and storing the calculated peak value in an external computer; Furthermore, in a nucleic acid analyzer that has a means for outputting to the outside as a quantitative analysis result and analyzes a sample containing nucleic acid by tracking changes in fluorescence intensity over time,
As a means for correcting the time-dependent change of the optical components constituting the detection unit, the reference fluorescent sample is controlled so that the fluorescent light amount of the reference fluorescent sample is always set to the set reference value of the fluorescent light amount. Means for supporting at least one contained reaction vessel on the carousel, and a reaction vessel containing the reference fluorescent sample, each time the carousel rotates and passes through the detection unit, performs fluorescence measurement, Means for comparing the calculated peak value of the amount of fluorescent light with a predetermined value of the amount of fluorescent light determined in order to detect a decrease in the amount of fluorescent light due to deterioration of the light source from the lifetime curve of the light source used;
A unit that outputs a preset fixed current value when the fluorescence light amount is smaller than a predetermined value, and a change amount between the calculated fluorescence light amount and the reference value of the fluorescence light amount when the determination result is greater than the predetermined value, based on the determination result. After the calculation, the data processing means for adjusting the current value flowing through the light source with respect to the set reference current value according to the amount of change from the reference value, and the light source set to adjust the current flowing through the light source A nucleic acid analyzer comprising: a DA converter that converts the current value of DA into a DA converter.
前記カローセルは、円周方向に沿って等間隔に試料を収納したn個の反応容器を支持するように構成され、
前記回転位置検出機構は、前記カローセル上に円周方向に沿って等間隔に装着されたn個の遮蔽板と、前記遮蔽板が通過することを検出する検出手段と、前記反応容器を設定する温度に調整する加熱ユニットと、反応容器の温度を測定する温度モニタのための温度センサを有し、
前記検出ユニットは、前記反応容器に照射する励起光を発生する光源と、前記光源の一部を励起光検出素子に照射する手段と、前記反応容器に収納された試料が発する蛍光を検出する蛍光検出素子と、
前記励起光検出素子からの信号を増幅する励起光信号増幅器と、前記蛍光検出素子からの信号を増幅する蛍光信号増幅器と、測定する信号に合わせて前記励起光信号幅器を蛍光信号増幅器とを切替える手段と、前記検出素子からの信号を切替えて出力された信号をAD変換するAD変換器と、
前記AD変換器から出力されたデータを記憶する記憶手段と、前記記憶された蛍光光量信号データに基づいて測定する試料のピーク値を算出する手段と、前記算出したピーク値を外部コンピュータに蓄積し、更に定量分析結果として外部に出力される手段を有し、蛍光強度変化を経時的に追跡することで核酸を含む試料の解析を行う核酸分析装置において、
検出ユニットを構成する光学部品の経時変化を補正する手段として、基準となる蛍光試料の蛍光光量を常に設定した蛍光光量の基準値に一定となるように制御するため、前記基準となる蛍光試料が収納された少なくとも1つの反応容器がカローセルに支持する手段と、光源が点灯されている時間を計測し、メモリに保存する手段と、使用する光源の寿命カーブから、光源の劣化による前記基準となる蛍光試料の蛍光光量の低下を開始する時間を所定値として設定し、計測されている光源の点灯時間と所定値と比較する手段と、
前記計測されている点灯時間が所定値に達しない場合は、予め設定した固定の電流値を出力する手段と、前記判定結果より、所定値の時間を超過した場合は、算出した蛍光光量と蛍光光量の基準値との変化量を算出後、前回設定した光源の電流設定値に対して、蛍光光量の変化量を乗算した光源の電流値をDA変換器に出力する手段とを特徴とする核酸分析装置。 A disk-shaped carousel, a rotating mechanism for rotating the carousel, at least one detection unit arranged along the circumference of the carousel, and a rotational position detecting mechanism for detecting the rotational position of the carousel; Have
The carousel is configured to support n reaction vessels containing samples at regular intervals along the circumferential direction.
The rotational position detection mechanism sets n shielding plates mounted on the carousel at equal intervals along the circumferential direction, detection means for detecting the passage of the shielding plates, and setting the reaction vessel. A heating unit for adjusting the temperature and a temperature sensor for monitoring the temperature of the reaction vessel;
The detection unit includes a light source that generates excitation light that irradiates the reaction container, a unit that irradiates a part of the light source to the excitation light detection element, and a fluorescence that detects fluorescence emitted from a sample stored in the reaction container. A sensing element;
An excitation light signal amplifier for amplifying a signal from the excitation light detection element; a fluorescence signal amplifier for amplifying a signal from the fluorescence detection element; and the excitation light signal widther according to a signal to be measured. Means for switching, an AD converter for AD converting the signal output by switching the signal from the detection element;
Storage means for storing data output from the AD converter, means for calculating a peak value of a sample to be measured based on the stored fluorescence light quantity signal data, and storing the calculated peak value in an external computer In addition, in the nucleic acid analyzer that has a means for outputting to the outside as a quantitative analysis result and analyzes a sample containing a nucleic acid by tracking changes in fluorescence intensity over time,
As a means for correcting the time-dependent change of the optical components constituting the detection unit, the reference fluorescent sample is controlled so that the fluorescent light amount of the reference fluorescent sample is always set to the set reference value of the fluorescent light amount. Means for supporting at least one reaction vessel stored in the carousel, means for measuring the time during which the light source is turned on and storing it in the memory, and the life curve of the light source to be used become the reference due to deterioration of the light source A time for starting a decrease in the amount of fluorescent light of the fluorescent sample as a predetermined value, and a means for comparing the lighting time of the measured light source with the predetermined value;
When the measured lighting time does not reach the predetermined value, the means for outputting a fixed current value set in advance, and when the predetermined time is exceeded from the determination result, the calculated amount of fluorescence and fluorescence A nucleic acid, characterized in that, after calculating the amount of change from the reference value of the light amount, means for outputting to the DA converter the current value of the light source obtained by multiplying the current set value of the light source previously set by the amount of change in the amount of fluorescent light Analysis equipment.
前記カローセルは、円周方向に沿って等間隔に試料を収納したn個の反応容器を支持するように構成され、
前記回転位置検出機構は、前記カローセル上に円周方向に沿って等間隔に装着されたn個の遮蔽板と、前記遮蔽板が通過することを検出する検出手段と、前記反応容器を設定する温度に調整する加熱ユニットと、反応容器の温度を測定する温度モニタのための温度センサを有し、
前記検出ユニットは、前記反応容器に照射する励起光を発生する光源と、前記光源の一部を励起光検出素子に照射する手段と、前記反応容器に収納された試料が発する蛍光を検出する蛍光検出素子と、
前記励起光検出素子からの信号を増幅する励起光信号増幅器と、前記蛍光検出素子からの信号を増幅する蛍光信号増幅器と、測定する信号に合わせて前記励起光信号幅器を蛍光信号増幅器とを切替える手段と、前記検出素子からの信号を切替えて出力された信号をAD変換するAD変換器と、
前記AD変換器から出力されたデータを記憶する記憶手段と、前記記憶された蛍光光量信号データに基づいて測定する試料のピーク値を算出する手段と、前記算出したピーク値を外部コンピュータに蓄積し、更に定量分析結果として外部に出力される手段を有し、蛍光強度変化を経時的に追跡することで核酸を含む試料の解析を行う核酸分析装置において、
検出ユニットを構成する光学部品の経時変化を補正する手段として、基準となる蛍光試料の蛍光光量を常に設定した蛍光光量の基準値に一定となるように制御するため、前記基準となる蛍光試料が収納された少なくとも1つの反応容器がカローセルに支持する手段と、一日の測定を行う時間を分析処理工程から算出し、使用する光源の寿命カーブから、オペレーション回数を所定値として設定し、オペレーション回数を比較する手段と、
前記オペレーション回数が所定値に達しない場合は、予め設定した固定の電流値を出力する手段と、前記判定結果より、所定値の回数を超過した場合は、算出した蛍光光量と蛍光光量の基準値との変化量を算出後、前回設定した光源の電流設定値に対して、蛍光光量の変化量を乗算した光源の電流値をDA変換器に出力する手段とを特徴とする核酸分析装置。 A disk-shaped carousel, a rotating mechanism for rotating the carousel, at least one detection unit arranged along the circumference of the carousel, and a rotational position detecting mechanism for detecting the rotational position of the carousel; Have
The carousel is configured to support n reaction vessels containing samples at regular intervals along the circumferential direction.
The rotational position detection mechanism sets n shielding plates mounted on the carousel at equal intervals along the circumferential direction, detection means for detecting the passage of the shielding plates, and setting the reaction vessel. A heating unit for adjusting the temperature and a temperature sensor for monitoring the temperature of the reaction vessel;
The detection unit includes a light source that generates excitation light that irradiates the reaction container, a unit that irradiates a part of the light source to the excitation light detection element, and a fluorescence that detects fluorescence emitted from a sample stored in the reaction container. A sensing element;
An excitation light signal amplifier for amplifying a signal from the excitation light detection element; a fluorescence signal amplifier for amplifying a signal from the fluorescence detection element; and the excitation light signal widther according to a signal to be measured. Means for switching, an AD converter for AD converting the signal output by switching the signal from the detection element;
Storage means for storing data output from the AD converter, means for calculating a peak value of a sample to be measured based on the stored fluorescence light quantity signal data, and storing the calculated peak value in an external computer In addition, in the nucleic acid analyzer that has a means for outputting to the outside as a quantitative analysis result and analyzes a sample containing a nucleic acid by tracking changes in fluorescence intensity over time,
As a means for correcting the time-dependent change of the optical components constituting the detection unit, the reference fluorescent sample is controlled so that the fluorescent light amount of the reference fluorescent sample is always set to the set reference value of the fluorescent light amount. Calculate the number of operations by setting the number of operations as a predetermined value from the life curve of the light source to be used, calculating the means for the at least one reaction vessel to be supported by the carousel and the time for performing the daily measurement from the analysis process step. A means of comparing
When the number of operations does not reach a predetermined value, a means for outputting a preset fixed current value, and when the number of times of the predetermined value is exceeded from the determination result, the calculated fluorescence light amount and the reference value of the fluorescent light amount And a means for outputting to the DA converter a current value of the light source obtained by multiplying the current set value of the light source previously set by the amount of change in the amount of fluorescent light.
前記カローセルは、円周方向に沿って等間隔に試料を収納したn個の反応容器を支持するように構成され、
前記回転位置検出機構は、前記カローセル上に円周方向に沿って等間隔に装着されたn個の遮蔽板と、前記遮蔽板が通過することを検出する検出手段と、前記反応容器を設定する温度に調整する加熱ユニットと、反応容器の温度を測定する温度モニタのための温度センサを有し、
前記検出ユニットは、前記反応容器に照射する励起光を発生する光源と、前記光源の一部を励起光検出素子に照射する手段と、前記反応容器に収納された試料が発する蛍光を検出する蛍光検出素子と、
前記励起光検出素子からの信号を増幅する励起光信号増幅器と、前記蛍光検出素子からの信号を増幅する蛍光信号増幅器と、測定する信号に合わせて前記励起光信号幅器を蛍光信号増幅器とを切替える手段と、前記検出素子からの信号を切替えて出力された信号をAD変換するAD変換器と、
前記AD変換器から出力されたデータを記憶する記憶手段と、前記記憶された蛍光光量信号データに基づいて測定する試料のピーク値を算出する手段と、前記算出したピーク値を外部コンピュータに蓄積し、更に定量分析結果として外部に出力される手段を有し、蛍光強度変化を経時的に追跡することで核酸を含む試料の解析を行う核酸分析装置において、装置内温度をモニタする温度センサと、前記装置内温度をモニタするための処理手段と、前記装置内温度の変動を算出し、前記反応容器を設定する温度に調整する加熱ユニットの温度制御を行い、基準となる蛍光試料の蛍光光量を常に設定した蛍光光量の基準値に一定となるように制御するため、前記基準となる蛍光試料が収納された少なくとも1つの反応容器がカローセルに支持する手段と、前記基準となる蛍光試料が収納された反応容器が、前記カローセルが回転し、前記検出ユニットを通過する度に、測定を行い、算出した蛍光光量と蛍光光量の基準値との変化量を算出後、前記基準値との変化量に応じて、光源に流れる電流値が設定した基準の電流値に対して調整するデータ処理手段と、前記光源に流れる電流を調整するために設定した光源の電流値をDA変換するDA変換器と、備えることを特徴とする核酸分析装置。 A disk-shaped carousel, a rotating mechanism for rotating the carousel, at least one detection unit arranged along the circumference of the carousel, and a rotational position detecting mechanism for detecting the rotational position of the carousel; Have
The carousel is configured to support n reaction vessels containing samples at regular intervals along the circumferential direction.
The rotational position detection mechanism sets n shielding plates mounted on the carousel at equal intervals along the circumferential direction, detection means for detecting the passage of the shielding plates, and setting the reaction vessel. A heating unit for adjusting the temperature and a temperature sensor for monitoring the temperature of the reaction vessel;
The detection unit includes a light source that generates excitation light that irradiates the reaction container, a unit that irradiates a part of the light source to the excitation light detection element, and a fluorescence that detects fluorescence emitted from a sample stored in the reaction container. A sensing element;
An excitation light signal amplifier for amplifying a signal from the excitation light detection element; a fluorescence signal amplifier for amplifying a signal from the fluorescence detection element; and the excitation light signal widther according to a signal to be measured. Means for switching, an AD converter for AD converting the signal output by switching the signal from the detection element;
Storage means for storing data output from the AD converter, means for calculating a peak value of a sample to be measured based on the stored fluorescence light quantity signal data, and storing the calculated peak value in an external computer In addition, in the nucleic acid analyzer that has a means for outputting to the outside as a quantitative analysis result and analyzes the sample containing the nucleic acid by tracking the change in fluorescence intensity over time, a temperature sensor that monitors the temperature in the apparatus, The processing means for monitoring the temperature in the apparatus, and the temperature control of the heating unit for calculating the fluctuation of the temperature in the apparatus and adjusting the temperature to set the reaction vessel are performed, and the amount of fluorescence of the reference fluorescent sample is calculated. Since the control is performed so that the reference fluorescence amount is always constant, at least one reaction vessel in which the reference fluorescent sample is stored is supported by the carousel. The amount of change between the calculated fluorescent light amount and the reference value of the fluorescent light amount is measured every time the carousel rotates and passes through the detection unit. After the calculation, the data processing means for adjusting the current value flowing through the light source with respect to the set reference current value according to the amount of change from the reference value, and the light source set to adjust the current flowing through the light source A nucleic acid analyzer comprising: a DA converter that converts the current value of DA into a DA converter.
前記カローセルは、円周方向に沿って等間隔に試料を収納したn個の反応容器を支持するように構成され、
前記回転位置検出機構は、前記カローセル上に円周方向に沿って等間隔に装着されたn個の遮蔽板と、前記遮蔽板が通過することを検出する検出手段と、前記反応容器を設定する温度に調整する過熱ユニットと、反応容器の温度を測定する温度モニタのための温度センサを有し、
前記検出ユニットは、前記反応容器に照射する励起光を発生する光源と、前記光源の一部を励起光検出素子に照射する手段と、前記反応容器に収納された試料が発する蛍光を検出する蛍光検出素子と、
前記励起光検出素子からの信号を増幅する励起光信号増幅器と、前記蛍光検出素子からの信号を増幅する蛍光信号増幅器と、測定する信号に合わせて前記励起光信号幅器を蛍光信号増幅器とを切替える手段と、前記検出素子からの信号を切替えて出力された信号をAD変換するAD変換器と、
前記AD変換器から出力されたデータを記憶する記憶手段と、前記記憶された蛍光光量信号データに基づいて測定する試料のピーク値を算出する手段と、前記算出したピーク値を外部コンピュータに蓄積し、更に定量分析結果として外部に出力される手段を有し、蛍光強度変化を経時的に追跡することで核酸を含む試料の解析を行う核酸分析装置において、前記カローセルが回転中、即ち、測定中は前記カローセルの回転を妨げない位置に基準となる蛍光試料が収納された少なくとも1つの反応容器を移動させる手段と、反応容器の排出,搬送,架設する時間、即ち、前記カローセルが停止している期間に前記基準となる蛍光試料の反応容器が、前記カローセルの試料ホルダに移動させ、蛍光光量を測定し、平均化し算出されたデータと蛍光光量の基準値との変化量を算出し、前記基準値との変化量に応じて、光源に流れる電流値を設定した基準の電流値に対して調整するデータ処理手段と、前記光源に流れる電流を調整するために設定した光源の電流値をDA変換するDA変換器と、備えることを特徴とする核酸分析装置。 A disk-shaped carousel, a rotating mechanism for rotating the carousel, at least one detection unit arranged along the circumference of the carousel, and a rotational position detecting mechanism for detecting the rotational position of the carousel; Have
The carousel is configured to support n reaction vessels containing samples at regular intervals along the circumferential direction.
The rotational position detection mechanism sets n shielding plates mounted on the carousel at equal intervals along the circumferential direction, detection means for detecting the passage of the shielding plates, and setting the reaction vessel. A temperature sensor for monitoring the temperature of the superheater unit for adjusting the temperature and the temperature of the reaction vessel;
The detection unit includes a light source that generates excitation light that irradiates the reaction container, a unit that irradiates a part of the light source to the excitation light detection element, and a fluorescence that detects fluorescence emitted from a sample stored in the reaction container. A sensing element;
An excitation light signal amplifier for amplifying a signal from the excitation light detection element; a fluorescence signal amplifier for amplifying a signal from the fluorescence detection element; and the excitation light signal widther according to a signal to be measured. Means for switching, an AD converter for AD converting the signal output by switching the signal from the detection element;
Storage means for storing data output from the AD converter, means for calculating a peak value of a sample to be measured based on the stored fluorescence light quantity signal data, and storing the calculated peak value in an external computer Furthermore, in the nucleic acid analyzer having a means for outputting to the outside as a quantitative analysis result and analyzing the sample containing the nucleic acid by tracking the change in fluorescence intensity over time, the carousel is rotating, that is, measuring. Means for moving at least one reaction vessel containing a reference fluorescent sample to a position that does not hinder the rotation of the carousel, and the time for discharging, transporting and installing the reaction vessel, that is, the carousel is stopped. The reference fluorescent sample reaction vessel is moved to the carousel sample holder during the period, the amount of fluorescent light is measured, averaged and calculated data and fluorescence A data processing unit that calculates a change amount of the amount with respect to a reference value, and adjusts a current value that flows through the light source with respect to a set reference current value according to the change amount with respect to the reference value; and a current that flows through the light source A nucleic acid analyzer, comprising: a DA converter that DA converts a current value of a light source set to adjust the current.
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015125067A (en) * | 2013-12-26 | 2015-07-06 | 東ソー株式会社 | Fluorometry device |
JP2019128353A (en) * | 2018-01-19 | 2019-08-01 | ライカ インストゥルメンツ (シンガポール) プライヴェット リミテッドLeica Instruments (Singapore) Pte. Ltd. | Method for normalizing fluorescence intensity |
KR20190096614A (en) * | 2018-02-09 | 2019-08-20 | 단국대학교 천안캠퍼스 산학협력단 | Real-time monitoring device for quantitative nucleic acid measurement using isothermal amplification |
WO2023002581A1 (en) * | 2021-07-20 | 2023-01-26 | 株式会社日立ハイテク | Analysis method and analysis device |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6398544A (en) * | 1986-10-15 | 1988-04-30 | Toshiba Corp | Reaction container |
JPH0259647A (en) * | 1988-08-26 | 1990-02-28 | Hitachi Ltd | Automatic fluorophotometer |
JPH0325354A (en) * | 1989-06-22 | 1991-02-04 | Toshiba Corp | Automatic fluorescent analyzing instrument |
JPH07270429A (en) * | 1994-03-29 | 1995-10-20 | New Oji Paper Co Ltd | Auto-sampler |
JP2001091463A (en) * | 1999-09-22 | 2001-04-06 | Tosoh Corp | Scanner type fluorescence detector using small-sized exciting light source |
JP2001147196A (en) * | 1999-11-19 | 2001-05-29 | Nikkiso Co Ltd | Flow injection analysis device and flow injection analysis method |
JP2007024604A (en) * | 2005-07-13 | 2007-02-01 | Hamamatsu Photonics Kk | Fluorescence measuring instrument and fluorescence measuring method |
WO2007077684A1 (en) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Olympus Corporation | Reaction vessel and analyzer |
-
2009
- 2009-06-26 JP JP2009151717A patent/JP5469929B2/en active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6398544A (en) * | 1986-10-15 | 1988-04-30 | Toshiba Corp | Reaction container |
JPH0259647A (en) * | 1988-08-26 | 1990-02-28 | Hitachi Ltd | Automatic fluorophotometer |
JPH0325354A (en) * | 1989-06-22 | 1991-02-04 | Toshiba Corp | Automatic fluorescent analyzing instrument |
JPH07270429A (en) * | 1994-03-29 | 1995-10-20 | New Oji Paper Co Ltd | Auto-sampler |
JP2001091463A (en) * | 1999-09-22 | 2001-04-06 | Tosoh Corp | Scanner type fluorescence detector using small-sized exciting light source |
JP2001147196A (en) * | 1999-11-19 | 2001-05-29 | Nikkiso Co Ltd | Flow injection analysis device and flow injection analysis method |
JP2007024604A (en) * | 2005-07-13 | 2007-02-01 | Hamamatsu Photonics Kk | Fluorescence measuring instrument and fluorescence measuring method |
WO2007077684A1 (en) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Olympus Corporation | Reaction vessel and analyzer |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015125067A (en) * | 2013-12-26 | 2015-07-06 | 東ソー株式会社 | Fluorometry device |
JP2019128353A (en) * | 2018-01-19 | 2019-08-01 | ライカ インストゥルメンツ (シンガポール) プライヴェット リミテッドLeica Instruments (Singapore) Pte. Ltd. | Method for normalizing fluorescence intensity |
US11156820B2 (en) | 2018-01-19 | 2021-10-26 | Leica Instruments (Singapore) Pte. Ltd. | Method for fluorescence intensity normalization |
KR20190096614A (en) * | 2018-02-09 | 2019-08-20 | 단국대학교 천안캠퍼스 산학협력단 | Real-time monitoring device for quantitative nucleic acid measurement using isothermal amplification |
KR102069337B1 (en) * | 2018-02-09 | 2020-01-22 | 단국대학교 천안캠퍼스 산학협력단 | Real-time monitoring device for quantitative nucleic acid measurement using isothermal amplification |
WO2023002581A1 (en) * | 2021-07-20 | 2023-01-26 | 株式会社日立ハイテク | Analysis method and analysis device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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