JP2013520653A - 高解像度無標識撮像 - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、2010年2月22日に出願された米国特許仮出願第61/315,653号に基づく優先権の利益を主張するものである。
“入射角(θ1)”の用語等は、コリメートされた線源ビーム(容器内の受容されたマイクロプレート上の光センサに接する)と受容されたマイクロプレート上の光センサからの正射影(直角又は垂直)との間に形成されたおおよその角度をいう。
かかる光学読み取り装置は、少なくとも1つの光センサを有するマイクロプレート(710)を受けるための容器(715)と、コリメートレンズ(706)、入射ビーム(708)及び反射ビーム(709)を有する放射源(705)と、画像記録装置(720)と、受容されたマイクロプレートと画像記録装置との間の一対のダブレットレンズ(730、740として示される)などの結像レンズ又はレンズ群を含み、
入射ビームが容器内のマイクロプレート上の光学センサに対して約45°より大きい入射角(θ1)で配向され、かつ、画像記録装置が反射されたビームに対して5゜を超える反射角(θ2)で配向される。上記の反射角(θ2)は画像記録装置の平面の法線に対する入射角である。
少なくとも1つのセンサを有する少なくとも1つのウェルを有するマイクロプレートと容器を係合することにより、マイクロプレートアセンブリを形成するステップと、
45°より大きい入射角度で入射ビーム(θ1)を第1の位置のセンサに接触させるステップと、
接触されたセンサから受信した画像を画像記録装置で記録するステップと、を含み、
画像記録装置が反射ビームに対して約5゜よりも大きい反射角(θ2)で配向されている。
高解像度無標識の例
図7Aに示すような結像光学撮像システムは、CCD(720)カメラ((Point GREY Research, Dragonfly Express)上のマイクロプレート(710)内の単一の光センサ(図示せず)の1:1画像を提供する。二重レンズのペア(730、740)のような撮像レンズ又はレンズ群は、約50mm、例えば、焦点距離を有することができる。CCDの画素サイズは7.4×7.4マイクロメートルであった。マイクロプレートの物体面の大きな入射角である故に、従来の撮像は、視野内のフォーカスが非常に狭い中にある。この例では、CCD面が焦点に全視野を有するように傾けた。これはまた、シャインプルーフカメラの設定として知られている。光学系の収差は、CCDのカバーガラスとグレーティングセンサ基板の厚さが主な要因である。例えばレンズ設計や、又はCCDのカバーガラスを除去し、グレーティング基板の厚さ若しくはそれらの組合せを減らすことによって、収差を補正して画質が改善することができる。図7Bは、1つ又は複数のセンサを有する典型的な先行技術のマイクロプレート(710)などの支持部材の斜視図である。マルチウェルプレート(710)(例えば、マイクロプレート)は周縁スカート12及び上面14を含み、上面14にはそれぞれがアッセイすべき試料の等分量を受けることが可能なウェル16の配列が設けられている。マルチウェルプレート(710)は、マルチウェルプレートのための業界標準に準拠している。マルチウェルプレート(710)はウェルフォーマットとして、例えば、96個すなわち8×12のマトリクスのウェル16を有することができるだけでなく、12個、96個、386個等のようなウェルフォーマットを有することができる。また、マルチウェルプレート(710)の高さ、長さ、幅も業界標準に準拠させることができる。しかし、本開示は、ウェルの任意の数を有し、任意の特定の寸法と構成に限定されないマルチウェルプレートで実装することができる。プレートの各ウェルの底部は、プレートの透明基盤又は底部(図示せず)を介して、放射線の入射ビームに晒されることができる1つ又は複数のセンサを含むことができる。
Claims (17)
- 少なくとも1つの光学センサを有するマイクロプレートを受ける容器と、
コリメートレンズ、入射ビーム及び反射ビームを有する放射線源と、
画像記録装置と、
前記マイクロプレート及び前記画像記録装置の間のレンズと、を含む光学読み取り装置を含み、
前記入射ビームが前記容器内の前記マイクロプレート上の前記光学センサに対して約45°より大きい入射角(θ1)で配向され、かつ、前記画像記録装置が前記反射ビームに対して5゜を超える反射角(θ2)で配向されていることを特徴とする無標識撮像する装置。 - 前記光学読み取り装置は約0.5ないし約100マイクロメートルの空間分解能を有することを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 少なくとも1つのウェル又はチャンバを有するマイクロプレートを更に含み、
前記ウェル又はチャンバはその中に少なくとも1つの光センサを有し、
前記光センサは信号領域及び参照領域を有し、
前記ウェル又はチャンバは微小流体流れ設備を任意に有することを特徴とする請求項1又は2に記載の装置。 - 前記放射線源は、発光ダイオードを含むことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の装置。
- 前記入射角(θ1)が約45゜から約70゜であり、前記反射角(θ2)が約5゜から約70゜であることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1つに記載の装置。
- 前記画像記録装置は、CCD又はCMOSカメラであることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1つに記載の装置。
- CCD又はCMOSカメラにはカバーガラスがないことを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1つに記載の装置。
- 前記マイクロプレートは約10マイクロメートルから約10,000マイクロメートルのベースの厚さを有することを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1つに記載の装置。
- 前記入射ビームは、単一ウェル、2ウェル以上の複数のウェル、又はマイクロプレートの全ウェルの少なくとも1つにおける少なくとも1つのセンサに接触することを特徴とする請求項1ないし8のいずれか1つに記載の装置。
- 前記放射線源は、蛍光入射ビーム及び蛍光画像記録装置を有する蛍光源を更に含むことを特徴とする請求項1ないし9のいずれか1つに記載の装置。
- 請求項3の装置におけるエバネッセント波センサを読み出す方法であって、
少なくとも1つのセンサを有する少なくとも1つのウェルを有するマイクロプレートと容器を係合することにより、マイクロプレートアセンブリを形成するステップと、
45°より大きい入射角度で入射ビーム(θ1)を第1の位置のセンサに接触させるステップと、
接触されたセンサから受信した画像を画像記録装置で記録するステップと、を含み、
画像記録装置が反射ビームに対して約5゜よりも大きい反射角(θ2)で配向されていることを特徴とする方法。 - 前記入射ビームに対して第2の位置へ少なくとも1回、マイクロプレートを相対移動させるステップと、その後、第2の位置で入射ビームをマイクロプレートの少なくとも1つのセンサに接触させるステップと、受信された画像を記録するステップと、を更に含むことを特徴とする請求項11に記載の方法。
- 前記入射ビームに対して第2の位置へマイクロプレートを相対移動させるステップは、少なくとも1つのセンサに亘って、ビームを段階的、継続的に、又はその組み合わせで並進させることを含むことを特徴とする請求項11又は12に記載の方法。
- センサは、その表面に生細胞、生物実体、化合物、被膜、又はこれらの組み合わせのうちの少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項11ないし13のいずれか1つに記載の方法。
- 記録画像の空間分解能は、サブ細胞無標識撮像のために十分である約0.5マイクロメートルないし約10マイクロメートルであることを特徴とする請求項11ないし14のいずれか1つに記載の方法。
- 蛍光入射ビームとセンサを接触させ、受信された蛍光像を記録することを更に含むことを特徴とする請求項11ないし15のいずれか1つに記載の方法。
- 共振導波路センサの空間分解能を向上させる方法であって、
45°より大きい入射角(θ1)でセンサに対してインターロゲーションを行うステップと、
インターロゲーションされたセンサから受信した画像を画像記録装置で記録するステップと、を含み、
画像記録装置が反射ビームに対して約5゜よりも大きい反射角(θ2)で配向されていることを特徴とする方法。
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