JP2011215021A

JP2011215021A - 蛍光検出装置および方法

Info

Publication number: JP2011215021A
Application number: JP2010083897A
Authority: JP
Inventors: Junpei Shiraishi; 潤平白石; Masashi Hakamata; 正志袴田
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2010-03-31
Filing date: 2010-03-31
Publication date: 2011-10-27
Anticipated expiration: 2030-03-31
Also published as: JP5574783B2; US8749787B2; US20110240879A1

Abstract

【課題】分析チップの個体差による分析精度の劣化を防止する。
【解決手段】検体溶液を流す流路１５内に検体溶液中の被検物質を捕捉するテスト領域ＴＲを有する分析チップ１０を用いて被検物質の分析を行う際、テスト領域ＴＲに対し照射位置ＲＲをずらしながら励起光Ｌを照射したときにテスト領域ＴＲから生じる蛍光を複数の調整用蛍光信号ＡＦＳとして検出する。そして、複数の調整用蛍光信号ＡＦＳに基づいて決定されたテスト領域ＴＲに対する励起光Ｌの照射位置ＲＲに励起光Ｌを照射した際の蛍光を用いて被検物質の分析を行う。
【選択図】図２

Description

本発明は、検体内の被験物質を定量的または定性的に分析する蛍光検出装置および方法に関する。

従来からエバネッセント波を用いた表面プラズモン共鳴現象の原理を用いて試料中の物質を定量分析するプラズモンセンサーが知られている（たとえば特許文献１参照）。特許文献１には、プリズムとプリズムの一面に設けられた試料に接触する金属膜との界面に光ビームが全反射角で照射し、界面で全反射した光ビームの反射角を検出することにより試料中の物質を定量分析することが開示されている。さらに、特許文献１においては、サンプル内に収容された複数の試料の定量分析を行うために、光源と光検出部とが移動可能に設けられている。

また、上述したエバネッセント波を利用した蛍光検出装置も提案されている（たとえば特許文献２参照）。特許文献２には、サンプル容器内の蛍光標識化された被検物質等をエバネッセント波により励起したときの蛍光を検出することにより被検物質の定量分析を行うことが開示されている。さらに特許文献２には、金属膜に対する入射角を調整するために、光源が移動可能な構成が開示されている。

特開平１０−２３９２３３号公報特開２００９−１２８１５２号公報

ところで、特許文献２に示す蛍光検出装置において、試料を流すマイクロ流路および金属膜は分析チップに設けられている。そして、異なる検体毎に異なる分析チップが用いられ、使用後の分析チップは使い捨て可能になっている。この分析チップは所定のサイズで作製されるものであるが製造誤差によりずれが生じる場合がある。しかし、このずれに起因して励起光の照射位置と金属膜の位置とがずれて蛍光強度が変動するおそれがあり、結果として分析精度が劣化するおそれがあるという問題がある。同様に、装置側においても励起光の照射位置が製造誤差等により個体差があり、分析精度が劣化するおそれがあるという問題がある。

そこで、本発明は、分析チップや装置の個体差に起因する分析精度の劣化を防止することができる蛍光検出装置および方法を提供することを目的とするものである。

本発明の蛍光検出装置は、検体溶液を流す流路内に検体溶液中の被検物質を捕捉するテスト領域を有する分析チップを用いて、テスト領域に励起光を照射することにより生じるテスト領域からの蛍光を検出して被検物質の分析を行う蛍光検出装置であって、テスト領域に励起光を射出する光照射手段と、光照射手段の励起光の照射によりテスト領域から生じる蛍光を蛍光信号として検出する蛍光検出手段と、光照射手段による励起光の照射位置を調整する照射位置調整手段と、照射位置調整手段を駆動させてテスト領域に対し照射位置をずらしながら励起光を照射させたときの蛍光検出手段により検出される複数の調整用蛍光信号に基づいてテスト領域に対する励起光の照射位置を決定する照射位置制御手段とを有することを特徴とするものである。

本発明の蛍光検出方法は、検体溶液を流す流路内に検体溶液中の被検物質を捕捉するテスト領域を有する分析チップを用いて、テスト領域に励起光を照射することにより生じる蛍光を検出して被検物質の分析を行う蛍光検出方法であって、テスト領域に対し照射位置をずらしながら励起光を照射したときにテスト領域から生じる蛍光を複数の調整用蛍光信号として検出し、検出した複数の調整用蛍光信号に基づいて被検物質の分析のためのテスト領域に対する励起光の照射位置を決定し、決定した照射位置に前記励起光を照射して蛍光を検出することにより前記被検物質の分析を行うことを特徴とするものである。

ここで、蛍光検出装置は、検体を分析するものであれば検体の種類を問わず、たとえば検体としてたとえば全血、全血を遠心分離して抽出された血漿、尿等が分析される。また、検体溶液は、検体と蛍光標識とを混合したものからなり、テスト領域が蛍光標識に結合した被検物質を捕捉するものであってもよい。

また、分析チップは、流路内にテスト領域が設けられていればよいが、さらにテスト領域の下流側に検体溶液が通過した際に励起光の照射により蛍光を発するコントロール領域を備えていることが好ましい。このテスト領域およびコントロール領域は、たとえば誘電体プレートと金属膜とを有し、励起光の照射により電場増強場を生じるものであってもよい。そして蛍光検出手段が電場増強場により励起された被検物質もしくは蛍光標識から生じる蛍光を検出するものであってもよい。

なお、光照射手段は、テスト領域に励起光を照射するものであればその構成を問わず、たとえば励起光を射出する光源と、光源から射出された励起光を照射するための光学系とを有するものであってもよい。このとき、照射位置調整手段は光源に対する光学系の位置を移動させることにより励起光の照射位置をずらすようにしてもよい。

また、照射位置制御手段は、複数の調整用蛍光信号のうち最も大きい調整用蛍光信号が検出された照射位置を励起光の照射位置に決定してもよいし、最も大きい調整用蛍光信号の所定割合の大きさの調整用蛍光信号が検出された照射位置範囲を特定し、特定した照射位置範囲の中間位置を分析動作時の照射位置として決定してもよい。

さらに、照射位置制御手段は、分析チップが交換される度に照射位置の調整を行うことが好ましい。

蛍光検出装置は、被検物質の分析のために励起光を照射する際に、光照射手段をテスト領域およびコントロール領域の間を走査させる走査駆動手段をさらに備えたものであってもよいし、テスト領域およびコントロール領域毎に光照射手段を設けてもよい。

さらに、蛍光検出手段は、テスト領域に対する励起光の照射位置を走査駆動手段による走査によりずらしながら複数の調整用蛍光信号を検出するものであってもよい。そして、照射位置制御手段は、複数の調整用蛍光信号に基づいて走査方向の励起光の照射位置を決定するとともに、照射位置調整手段により流路に直交する方向の照射位置を決定するものであってもよい。

本発明の蛍光検出装置および方法によれば、検体溶液を流す流路内に検体溶液中の被検物質を捕捉するテスト領域を有する分析チップを用いて、テスト領域に励起光を照射することにより生じる蛍光を検出して被検物質の分析を行うものであって、テスト領域に対し照射位置をずらしながら励起光を照射したときにテスト領域から生じる蛍光を複数の調整用蛍光信号として検出し、検出した複数の調整用蛍光信号に基づいて被検物質の分析のためのテスト領域に対する励起光の照射位置を決定し、決定した照射位置に励起光を照射して蛍光を検出することにより被検物質の分析を行うことにより、分析チップや装置の個体差により生じるテスト領域に対する励起光の照射位置のずれを自動的に調整し、どの分析チップを用いても同一の励起光照射条件下で分析を行うことができるため、分析チップの個体差による分析精度の劣化を防止することができる。

なお、照射位置制御手段が、複数の調整用蛍光信号のうち最も大きい調整用蛍光信号が検出された照射位置を分析動作時の照射位置として決定するものであるとき、精度の良い分析結果が得られる照射位置を決定することができる。

また、照射位置制御手段が、複数の調整用蛍光信号のうち最も大きい調整用蛍光信号を検出し、検出した最も大きい調整用蛍光信号の所定割合の大きさの調整用蛍光信号が検出された照射位置範囲を特定し、特定した照射位置範囲の中間位置を分析動作時の照射位置として決定するものであるとき、精度の良い分析結果が得られる照射位置を決定することができる。

さらに、分析チップが、流路内のテスト領域の下流側に検体溶液が通過した際に励起光の照射により蛍光を発するコントロール領域を備えたものであり、被検物質の分析のために励起光を照射する際に、光照射手段をテスト領域およびコントロール領域の間を走査させる走査駆動手段をさらに備えたとき、各領域ＴＲ、ＣＲ毎に光照射手段を設ける必要がなくなり装置構成を簡略化することができる。

さらに、蛍光検出手段が、テスト領域に対する励起光の照射位置を走査駆動手段による走査によりずらしながら複数の調整用蛍光信号を検出するものであり、照射位置制御手段が、複数の調整用蛍光信号に基づいて走査方向における光照射手段の照射位置を決定するとともに、照射位置調整手段により流路に直交する方向の照射位置を決定するものであれば、分析チップの個体差により走査方向およびこれに直交する方向にテスト領域の位置ばらつきが生じている場合であっても最適な照射位置で分析を行うことができる。

さらに、テスト領域が誘電体プレートと金属膜とを有するものであり、励起光がテスト領域上に電場増強場を生じさせるものであり、テスト領域から生じる蛍光を発するものであるとき、電場増強場の強度が分析チップ毎に異なるのを防止して精度良く被検物質の分析を行うことができる。

本発明の蛍光検出装置の好ましい実施形態を示す模式図本発明の蛍光検出装置の好ましい実施形態を示すブロック図図１の蛍光検出装置に用いられる分析チップの一例を示す模式図図２の検体処理手段によりノズルチップを用いて検体が検体容器から抽出される様子を示す模式図図２の検体処理手段によりノズルチップ内の検体が試薬セルに注入・撹拌される様子を示す模式図図２の光照射手段および蛍光検出手段の一例を示す模式図図２のデータ分析手段においてレート法により定量的または定性的な分析が行われる様子を示すグラフ図２の照射位置調整手段の一例を示す模式図図８の照射位置調整手段により励起光の照射位置が矢印Ｙ方向に移動する様子を示す模式図照射位置のずらし量と調整用蛍光信号の強度の一例を示すグラフ図２の走査駆動手段の一例を示す模式図図８の走査駆動手段により励起光の照射位置が矢印Ｘ方向に移動する様子を示す模式図本発明の蛍光検出方法の好ましい実施形態を示すフローチャート

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は本発明の蛍光検出装置１の概略構成図であって、蛍光検出装置１はたとえば表面プラズモン共鳴を利用した免疫解析装置である。蛍光検出装置１により分析を行う際、図１に示す検体が収容された検体容器ＣＢと、検体および試薬を抽出する際に用いられるノズルチップＮＣと、試薬セルおよびマイクロ流路が形成された分析チップ１０が装填される。なお、検体容器ＣＢ、ノズルチップＮＣおよび分析チップ１０はいずれも一度使用したら破棄される使い捨てのものである。そして、蛍光検出装置１は検体を分析チップ１０のマイクロ流路１５に流しながら検体内の被検物質について定量的もしくは定性的な分析を行う。

この蛍光検出装置１は、検体処理手段２０、光照射手段３０、蛍光検出手段４０、データ分析手段５０等を備えている。検体処理手段２０は、ノズルチップＮＣを用いて検体を収容した検体容器ＣＢ内から検体を抽出し、抽出した検体を試薬と混合撹拌した検体溶液を生成するものである。

ここで、図３は分析チップ１０の一例を示す模式図である。分析チップ１０は、光透過性の樹脂からなる本体１１に注入口１２、排出口１３、試料セル１４ａ、１４ｂ、流路１５が形成された構造を有している。注入口１２は流路１５を介して排出口１３に連通しており、排出口１３から負圧をかけることにより検体は注入口１２から注入されて流路１５内に流れ排出口１３から排出される。試料セル１４ａ、１４ｂは検体容器ＣＢ内の検体に混合する蛍光試薬（第２抗体）を収容する容器である。なお、試料セル１４ａ、１４ｂの開口部はシール部材により封止されており、検体と蛍光試薬とを混合する際にシール部材が穿孔されるようになっている。

また、流路１５内には検体内の被検物質を検出するためのテスト領域ＴＲおよびテスト領域ＴＲの下流側に設けられたコントロール領域ＣＲが形成されている。このテスト領域ＴＲ上には第１抗体が固定されており、いわゆるサンドイッチ方式により標識化された抗体を捕捉する。また、コントロール領域ＣＲには参照抗体が固定されており、コントロール領域ＣＲ上に検体溶液が流れることにより参照抗体が蛍光物質を捕捉する。なお、コントロール領域ＣＲは２つ形成されており、非特異吸着を検出するためのいわゆるネガ型のコントロール領域ＣＲと、検体差による反応性の違いを検出するためのいわゆるポジ型のコントロール領域ＣＲとが形成されている。

そして、分析の開始が指示された際、検体処理手段２０は図４に示すようにノズルチップＮＣを用いて検体容器ＣＢから検体を吸引する。その後、検体処理手段２０は図５に示すように試料セル１４ａのシール部材を穿孔し試料セル１４ａ内の試薬に検体を混合・撹拌させた後、検体溶液を再びノズルチップＮＣを用いて吸引する。この動作を試料セル１４ｂについても同様に行う。すると、検体内に存在する被検物質（抗原）Ａに試薬内の特異的に結合する第２の結合物質である第２抗体Ｂ２が表面に修飾された検体溶液が生成される。そして、検体処理手段２０は、検体溶液を収容したノズルチップＮＣを注入口１２上に設置し、排出口１３からの負圧によりノズルチップＮＣ内の検体溶液が流路１５内に流入する。

なお、検体処理手段２０が検体と試薬とを混合した検体溶液を流路１５内に供給する場合について例示しているが、流路１５内に予め試薬を充填させておき、検体処理手段２０が注入口１２から検体のみを流入させるようにしてもよい。

図６は光照射手段３０および蛍光検出手段４０の一例を示す模式図である。なお、図６においてはテスト領域ＴＲに着目して説明するが、コントロール領域ＣＲについても同様に励起光Ｌが照射されるものである。図２の光照射手段３０は、分析チップ１０の裏面側から励起光Ｌを全反射条件となる入射角度でプリズムを介してテスト領域ＴＲの誘電体プレート１７と金属膜１６に照射するものである。蛍光検出手段４０は、たとえばフォトダイオード、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等からなり、光照射手段３０の励起光Ｌの照射によりテスト領域ＴＲから生じる蛍光を蛍光信号ＦＳとして検出するものである。

そして、光照射手段３０により励起光Ｌが誘電体プレート１７と金属膜１６との界面に対して全反射角以上の特定の入射角度で入射されることにより、金属膜１６上の試料Ｓ中にエバネッセント波Ｅｗが滲み出し、このエバネッセント波Ｅｗによって金属膜１６中に表面プラズモンが励起される。この表面プラズモンにより金属膜１６表面に電界分布が生じ、電場増強領域が形成される。すると、結合した蛍光標識物質Ｆはエバネッセント波Ｅｗにより励起され増強された蛍光を発生する。

図２のデータ分析手段５０は、蛍光検出手段４０により検出された蛍光信号ＦＳの経時変化に基づいて被検物質の分析を行うものである。具体的には、蛍光強度は蛍光標識物質Ｆの結合した量によって変化するため、図７に示すように時間経過とともに蛍光強度は変化する。データ分析手段５０は、複数の蛍光信号ＦＳを所定期間（たとえば５分間）において所定のサンプリング周期（たとえば５秒周期）で取得し、蛍光強度の時間変化率を解析することにより検体内の被検物質について定量的な分析を行う（レート法）。そして分析結果は、モニタやプリンタ等からなる情報出力手段４から出力される。

ここで、蛍光検出装置１は、上述した被検物質の分析を行う前に分析チップ１０の個体差に合わせて励起光Ｌの照射位置ＲＲを調整する機能を有している。すなわち、分析チップ１０は使い捨てのものであって、分析の度に異なる分析チップ１０が用いられる。このとき、分析チップ１０によって形状サイズやテスト領域ＴＲおよびコントロール領域ＣＲの形成位置が製造誤差等によりばらつきが生じる場合がある。すると、分析チップ１０の個体差によりテスト領域ＴＲもしくはコントロール領域ＣＲに対する励起光Ｌの照射面積等が異なることになる。上述した電場増強場（エバネッセント波）は励起光の照射量に応じて強度が変化するものであるため、照射面積が異なれば電場増強場の強度およびそれに伴う蛍光量も異なる。結果として蛍光強度が個体差によってばらつき、分析精度が劣化するという問題がある。そこで、蛍光検出装置１は分析チップ１０の個体差に合わせて励起光Ｌの照射位置を自動的に調整する機能を有している。

具体的には、図２の蛍光検出装置１は照射位置調整手段６０、照射位置制御手段７０を備えている。照射位置調整手段６０は、光照射手段３０によるテスト領域ＴＲに対する励起光Ｌの照射位置ＲＲを調整するものである。図８は光照射手段３０および照射位置調整手段６０の一例を示す模式図である。図８において、光照射手段３０は、光源３１、凹レンズ３２ａおよび凸レンズ３２ｂからなる光学系３２、絞り３３を有している。そして、光源３１から射出された励起光Ｌが光学系３２により集光され絞り３４を介してプリズムに入射される。照射位置調整手段６０は、光学系３２を光軸に略垂直（矢印α方向）かつ励起光Ｌの入射面に略平行する方向に移動させることにより、図９に示すように励起光Ｌの照射位置ＲＲをテスト領域ＴＲの面に略平行かつ励起光Ｌの入射面に略平行な方向（矢印Ｙ方向）に調整する。なお、光学系３２は励起光Ｌを集光させる場合について例示しているが、平行光や広がり光にするものであってもよい。

図２の照射位置制御手段７０は、照射位置調整手段６０を駆動させてテスト領域ＴＲに対し照射位置ＲＲをずらしながら励起光Ｌを照射させた際に、蛍光検出手段４０により検出される複数の調整用蛍光信号ＡＦＳに基づいて被検物質を分析する際のテスト領域ＴＲに対する励起光Ｌの照射位置ＲＲを決定するものである。具体的には、照射位置制御手段７０は、励起光Ｌの照射位置ＲＲを矢印Ｙ方向にたとえば０．１ｍｍずつずらしながら１．５ｍｍの走査範囲内において走査させるように照射位置調整手段６０を制御する。すると、図１０に示すように蛍光検出手段４０が異なる照射位置ＲＲ毎の複数の調整用蛍光信号ＡＦＳを検出する。なお、図１０においてずらし量０は予め設定された初期位置であることを示す。

そして、照射位置制御手段７０は、複数の調整用蛍光信号ＡＦＳのうち、最も大きい調整用蛍光信号ＡＦＳ_ｍａｘを検出する。そして、照射位置制御手段７０は、最大の調整用蛍光信号ＡＦＳ_ｍａｘが取得された照射位置ＲＲを分析に最適な照射位置ＲＲであると判断し、当該照射位置ＲＲにおいて上記分析を行うように照射位置調整手段６０を制御する。あるいは、照射位置制御手段７０は、最も大きい調整用蛍光信号ＡＦＳ_ｍａｘの５０％を超えた走査範囲の中央の照射位置ＲＲにおいて上記分析を行うように照射位置調整手段６０を制御してもよい。この照射位置ＲＲの調整作業は分析チップ１０が交換される度に行われる。これにより、分析チップ１０の個体差により蛍光強度が変化することにより分析精度が低下するのを防止することができる。

ところで、上述したように分析チップ１０にはテスト領域ＴＲの他に２つのコントロール領域ＣＲが設けられており、このコントロール領域ＣＲについても蛍光検出が行われる。このテスト領域ＴＲおよびコントロール領域ＣＲに対する励起光Ｌの照射は光照射手段３０を走査させることにより行われる。図１１は走査駆動手段８０の一例を示す模式図である。走査駆動手段８０は、流路の形成方向（矢印Ｘ方向）に沿って光照射手段３０を移動させるものであって、たとえば５秒周期でテスト領域ＴＲとコントロール領域ＣＲとの間を往復運動させる。

ここで、分析チップ１０の個体差により、Ｙ方向のみならずＸ方向にも位置ずれが生じる場合がある。このため、照射位置制御手段７０はＸ方向についても走査駆動手段８０を用いて照射位置ＲＲの調整を行う。具体的には、照射位置制御手段７０は、図１２に示すように、走査駆動手段８０を駆動させてテスト領域ＴＲに対し照射位置ＲＲをずらしながら励起光Ｌを照射する。すると、蛍光検出手段４０は照射位置ＲＲ毎の複数の調整用蛍光信号ＡＦＳを検出する。照射位置制御手段７０は、上述した矢印Ｙ方向における照射位置の決定手法と同様の手法を用いて、Ｘ方向についての励起光Ｌの照射位置を決定する。

なお、Ｘ方向については走査駆動手段８０を用いて照射位置ＲＲを調整し、Ｙ方向いついて照射位置調整手段６０を用いて調整する場合について例示しているが、Ｘ方向についても照射位置調整手段６０を用いて調整するようにしてもよい。このとき、照射位置調整手段６０は、光学系３２を矢印α方向およびそれに直交する方向に移動させることにより照射位置ＲＲを調整することになる。また、図８においてテスト領域ＴＲについて照射位置ＲＲを調整する場合について例示しているが、コントロール領域ＣＲについても同様に照射位置ＲＲの調整が行われる。さらに、光照射手段３０について矢印Ｘ方向に走査させる場合について例示しているが、蛍光検出手段４０も光照射手段３０の移動に同期して移動させるようにしてもよいし、テスト領域ＴＲおよびコントロール領域ＣＲ毎にそれぞれ対応して光検出部を設けるようにしてもよい。

図１３は本発明の蛍光検出方法の好ましい実施形態を示すフローチャートであり図１３を参照して蛍光検出方法について説明する。まず、蛍光検出装置１に分析チップ１０、検体容器ＣＢ、ノズルチップＮＢが装填される（ステップＳＴ１）。すると、検体処理手段２０により検体と試薬とを混合した検体溶液が生成され、この検体溶液が分析チップ１０の流路に流下される（ステップＳＴ２）。

先ず、テスト領域ＴＲおよびコンロトール領域ＣＲに調整に必要な強度の蛍光が生じるまで適切な時間待機する。
次に、テスト領域ＴＲおよびコントロール領域ＣＲに対する励起光Ｌの照射位置ＲＲの調整が行われる（ステップＳＴ３）。具体的には、励起光Ｌの照射位置ＲＲを流路方向に直交する方向（矢印Ｙ方向）に移動させながら調整用蛍光信号ＡＦＳが取得される。そして、調整用蛍光信号ＡＦＳに基づいてテスト領域ＴＲおよびコントロール領域ＣＲのＹ方向に対する最適な照射位置ＲＲを決定し記憶する。同様に、走査駆動手段８０により励起光Ｌの照射位置ＲＲを流路方向（矢印Ｘ方向）に移動させながら調整用蛍光信号ＡＦＳが取得される。そして、調整用蛍光信号ＡＦＳに基づいてテスト領域ＴＲおよびコントロール領域ＣＲのＸ方向に対する最適な照射位置ＲＲが決定される。
何れの調整も反応による蛍光信号の変化が無視できるに十分な高速で行われる。また、反応が実質的に行われないネガティブコントロール領域に調整に必要な強度の蛍光信号が得られない場合は、ポジティブコントロール領域の調整値で代用することができる。

励起光Ｌの照射位置ＲＲが決定した後、被検物質の定量分析のための励起光Ｌの照射が行われる（ステップＳＴ４）。このとき、光照射手段３０が矢印Ｘ方向に走査することにより、テスト領域ＴＲおよびコントロール領域ＣＲに対し励起光Ｌの照射が行われる。そして、上述した蛍光信号ＦＳの取得がたとえば所定の期間に所定のサンプリング周期で行われる（ステップＳＴ５、図７参照）。その後、データ分析手段５０においてレート法により定量分析が行われ、分析結果がプリントアウトもしくは画面表示される（ステップＳＴ６）。

上記実施の形態によれば、検体溶液を流す流路内に検体溶液中の被検物質を捕捉するテスト領域ＴＲを有する分析チップ１０を用いて、テスト領域に励起光を照射することにより生じる蛍光を検出して被検物質の分析を行う際に、テスト領域ＴＲに対し照射位置ＲＲをずらしながら励起光Ｌを照射した際に、励起光の照射によりテスト領域ＴＲから生じる蛍光を複数の調整用蛍光信号ＡＦＳとして検出し、検出した複数の調整用蛍光信号ＡＦＳに基づいてテスト領域に対する励起光Ｌの照射位置ＲＲを決定し、決定した照射位置ＲＲに励起光Ｌを照射し蛍光を検出することにより被検物質の分析を行うことにより、分析チップ１０の個体差により生じるテスト領域ＴＲに対する励起光の照射位置のずれを自動的に調整し、どの分析チップ１０を用いても同一の励起光照射条件下で分析を行うことができるため、分析チップ１０の個体差による分析精度の劣化を防止することができる。

また、図１０に示すように、照射位置制御手段７０が、複数の調整用蛍光信号ＡＦＳのうち最も大きい調整用蛍光信号ＡＦＳ_ｍａｘが検出された照射位置ＲＲを分析動作時の照射位置ＲＲとして決定するものであるとき、精度の良い分析結果が得られる照射位置を決定することができる。あるいは、照射位置制御手段７０が、複数の調整用蛍光信号のうち最も大きい調整用蛍光信号を検出し、検出した最も大きい調整用蛍光信号の所定割合の大きさの調整用蛍光信号が検出された照射位置範囲を特定し、特定した照射位置範囲の中間位置を分析動作時の照射位置として決定するものであるとき、精度の良い分析結果が得られる照射位置を決定することができる。

さらに、分析チップ１０が、流路１５内のテスト領域ＴＲの下流側に検体溶液が通過した際に励起光の照射により蛍光を発するコントロール領域ＣＲを備えたものであり、図１１、図１２に示すように、被検物質の分析のために励起光を照射する際に、光照射手段３０をテスト領域ＴＲおよびコントロール領域ＣＲの間を走査させる走査駆動手段８０をさらに備えたとき、各領域ＴＲ、ＣＲ毎に光照射手段を設ける必要がなくなり装置構成を簡略化することができる。

さらに、蛍光検出手段４０が、テスト領域ＴＲもしくはコントロール領域ＣＲに対する励起光Ｌの照射位置ＲＲを走査駆動手段による走査によりずらしながら複数の調整用蛍光信号ＡＦＳを検出するものであり、照射位置制御手段７０が、複数の調整用蛍光信号ＡＦＳに基づいて分析動作時における走査方向（矢印Ｘ方向）における光照射手段３０の照射位置ＲＲを決定するものであれば、分析チップ１０の個体差により走査方向（矢印Ｘ方向）にテスト領域ＴＲの位置ばらつきが生じている場合であっても最適な照射位置で分析を行うことができる。

さらに、図６に示すように、テスト領域ＴＲが誘電体プレート１７と金属膜１６とを有するものであり、励起光Ｌがテスト領域ＴＲ上に電場増強場を生じさせるものであり、テスト領域ＴＲから生じる蛍光を発するものであるとき、電場増強場の強度が分析チップ１０毎に異なるのを防止して精度良く被検物質の分析を行うことができる。

本発明の実施形態は上記実施形態に限定されない。たとえば、流路方向（Ｘ方向）についても照射位置ＲＲの調整を行う場合について例示しているが、Ｘ方向については分析に用いる蛍光信号ＦＳを選択することにより、実質的に照射位置ＲＲの調整を行うようにしてもよい。具体的には、蛍光検出手段４０は分析動作時に予め設定されたテスト領域ＴＲおよびコントロール領域ＣＲの周辺走査領域から複数の蛍光信号ＦＳを取得する。そして、データ分析手段５０は、複数の蛍光信号のうち最も大きい蛍光信号ＦＳを採用しデータ分析を行うようにしてもよい。この場合にも流路方向（矢印Ｘ方向）の個体差による位置ずれに起因する分析精度の劣化を防止することができる。
また、反応によって蛍光信号が時間とともに変化するレート法について実施形態を記述したが、洗浄を行って反応を止めた後の定常的な蛍光信号を測定するエンドポイント法による分析チップでも同様の調整により分析精度の劣化を防止することができる。

１蛍光検出装置
１０分析チップ
２０検体処理手段
３０光照射手段
４０蛍光検出手段
５０照射位置調整手段
５０データ分析手段
６０照射位置調整手段
７０照射位置制御手段
８０走査駆動手段
ＡＦＳ調整用蛍光信号
ＣＲコントロール領域
ＦＳ蛍光信号
Ｌ励起光
ＲＲ照射位置
ＴＲテスト領域

Claims

検体溶液を流す流路内に該検体溶液中の被検物質を捕捉するテスト領域を有する分析チップを用いて、前記テスト領域に励起光を照射することにより前記テスト領域から発せられる蛍光を検出して前記被検物質の分析を行う蛍光検出装置であって、
前記テスト領域に前記励起光を射出する光照射手段と、
該光照射手段の前記励起光の照射により前記テスト領域から生じる蛍光を蛍光信号として検出する蛍光検出手段と、
前記光照射手段による前記テスト領域に対する前記励起光の照射位置を調整する照射位置調整手段と、
該照射位置調整手段を駆動させて前記テスト領域に対し照射位置をずらしながら前記励起光を照射させた際に、前記蛍光検出手段により検出される複数の調整用蛍光信号に基づいて前記被検物質の分析のための前記テスト領域に対する前記励起光の照射位置を決定する照射位置制御手段と
を有することを特徴とする蛍光検出装置。
前記光照射手段が、前記励起光を射出する光源と、該光源から射出された前記励起光を前記テスト領域に入射させるための光学系とを有するものであり、
前記照射位置調整手段が前記光源に対する前記光学系の位置を光軸に略垂直かつ前記励起光の入射面に略平行する方向に移動させることにより、前記励起光の照射位置を前記テスト領域の面に略平行かつ前記励起光の入射面に略平行な方向に調整するものであることを特徴とする請求項１記載の蛍光検出装置。
前記照射位置制御手段が、前記複数の調整用蛍光信号のうち最も大きい前記調整用蛍光信号が検出された照射位置を分析動作時の照射位置として決定するものであることを特徴とする請求項１または２記載の蛍光検出装置。
前記照射位置制御手段が、前記複数の調整用蛍光信号のうち最も大きい前記調整用蛍光信号を検出し、検出した前記最も大きい調整用蛍光信号の所定割合の大きさの前記調整用蛍光信号が検出された照射位置範囲を特定し、特定した該照射位置範囲の中間位置を分析動作時の照射位置として決定するものであることを特徴とする請求項１または２記載の蛍光検出装置。
前記照射位置制御手段が、前記分析チップが交換される度に照射位置の調整を行うものであることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の蛍光検出装置。
前記分析チップが、前記流路内の前記テスト領域の下流側に前記検体溶液が通過した際に前記励起光の照射により蛍光を発するコントロール領域を備えたものであり、
前記被検物質の分析のために前記励起光を照射する際に、前記光照射手段を前記テスト領域および前記コントロール領域の間を走査させる走査駆動手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の蛍光検出装置。
前記蛍光検出手段が、前記テスト領域に対する前記励起光の照射位置を前記走査駆動手段による走査によりずらしながら前記複数の調整用蛍光信号を検出するものであり、
照射位置制御手段が、前記複数の調整用蛍光信号に基づいて走査方向における前記励起光の照射位置を決定するとともに、前記照射位置調整手段により前記流路に直交する方向の照射位置を決定するものであることを特徴とする請求項６記載の蛍光検出装置。
前記テスト領域が前記励起光の照射により電場増強場を生じさせるために誘電体プレートと金属膜とを有するものであり、前記電場増強場により励起された前記被検物質が蛍光を発するものであることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項記載の蛍光検出装置。
前記検体溶液が前記検体と蛍光標識とを混合したものからなり、前記テスト領域が前記蛍光標識に結合した前記被検物質を捕捉するものであることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項記載の蛍光検出装置。
検体溶液を流す流路内に該検体溶液中の被検物質を捕捉するテスト領域を有する分析チップを用いて、前記テスト領域に励起光を照射することにより前記テスト領域から生じる蛍光を検出して前記被検物質の分析を行う蛍光検出方法であって、
前記テスト領域に対し照射位置をずらしながら前記励起光を照射したときに前記テスト領域から生じる蛍光を複数の調整用蛍光信号として検出し、
検出した複数の調整用蛍光信号に基づいて前記被検物質の分析のための前記テスト領域に対する前記励起光の照射位置を決定し、
決定した照射位置に前記励起光を照射して蛍光を検出することにより前記被検物質の分析を行う
ことを特徴とする蛍光検出方法。