JP2014098648A - 蛍光検出装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】光検出素子に導かれる蛍光の損失を少なくでき、蛍光検出効率を向上できる蛍光検出装置を提供する。
【解決手段】励起光を第１の方向に出射する光源と、光源が取り付けられた基部(３０)と、基部(３０の光源に対して第１の方向側に設けられた開口部(３０a)と、開口部(３０a)の内縁側から開口部(３０a)の中央側に向かって延在するように基部(３０)に片持ち支持された片持ち梁部(３１)と、片持ち梁部(３１)の自由端側に固定され、光源から出射された励起光の進行方向を第１の方向と異なる第２の方向に変換して、第２の方向に変換した励起光を測定対象物に照射する光路変換部(２０)と、開口部(３０a)に対して測定対象物と反対の側に配置され、励起光が照射された測定対象物から発する蛍光のうちの開口部(３０a)を通過した蛍光を検出する光検出素子とを備える。
【選択図】図７

Description

この発明は、蛍光検出装置に関し、例えば高速に走査する光学ヘッドを有する蛍光検出装置に関する。
従来より、生化学、分子生物学分野においては、蛍光色素を標識物質として利用した蛍光検出システムが広く用いられている。この蛍光検出システムを用いることにより、遺伝子配列,遺伝子の変異・多型解析,タンパク質の分離および同定などの評価を行うことができ、薬等の開発に利用されている。
上述のような蛍光標識を利用した評価手法としては、電気泳動によりタンパク質などの生物学的化合物をゲル内に分布させ、その分布を蛍光検出により取得するという方法がよく用いられている。上記電気泳動では、緩衝液などの溶液中に電極をおき、直流電流を流すことによって溶液中に電場勾配を生じさせる。このとき、上記溶液中に電荷を有するタンパク質やＤＮＡ(Deoxyribonucleic acid：デオキシリボ核酸)やＲＮＡ(ribo nucleic acid：リボ核酸)がある場合、プラス電荷を有する分子は陰極へ、マイナス電荷を有する分子は陽極へ引き寄せられ、生体分子の分離を行うことができる。
上記電気泳動を用いた評価方法の一つである二次元電気泳動は、２種類の電気泳動法を組み合わせることによって、ゲル内に生体分子を２次元的に分布させる評価方法であり、プロテオーム解析を行う上で最も有効な方法と考えられている。
上記電気泳動の組み合わせとしては、一次元目としての「個々のタンパク質の等電点の違いを利用する等電点電気泳動」と、二次元目としての「タンパク質の分子量で分離を行うＳＤＳ‐ＰＡＧＥ(ドデシル硫酸ナトリウム‐ポリアクリルアミドゲル電気泳動)」の２種類が主に用いられる。こうして分離された上記生体分子としてのタンパク質に対して、蛍光色素は電気泳動をさせる前あるいは電気泳動後に付与される。
さらに、上述のようにして作製された上記生体分子(タンパク質)が二次元的に分布されたゲル支持体に励起光を照射し、発生した蛍光強度を取得し、それに基づいて蛍光分布(タンパク質分布)画像を表示させる画像読取装置が、生化学や分子生物学の分野で広く普及している。
また、上記生体分子の２次元分布を保持する方法としては、上記ゲル内に保持するだけではなく、上記ゲル内にタンパク質を分離させた後に、電気泳動や毛細管現象を利用して上記ゲルからメンブレンに転写させる方法も行われる。その場合には、上記ゲル支持体を用いた画像読取の場合と同様に、上記メンブレンである転写支持体上の蛍光分布を画像読取装置によって画像化することができる。
上述したような生体分子が二次元的に分布されたゲル支持体や転写支持体から生体分子分布画像を読み取る画像読取装置に用いられる従来の第１の蛍光検出装置として、励起光を試料に照射し、励起光照射部から発生した蛍光を検出手段に導く光学ヘッドと、その光学ヘッドを試料に対して等速移動させる走査手段を備えた光学ヘッド走査方式のものがある(例えば、特開平１０−３１３４号公報(特許文献１)参照)。
上記従来の第１の蛍光検出装置は、光源から射出された細いビームの励起光がミラーで試料方向へ反射された後、ミラーの一部に形成された孔を通過し、さらにレンズによって試料上に一点に集光されて励起するようになっている。このとき、上記試料から発生した蛍光は、励起光と同一の光路をたどり、レンズによって平行光にされ、次いで孔のあいたミラー面で反射され、レーザー光カットフィルターを通過した後に検出される。
上記従来の第１の蛍光検出装置では、試料から発生した蛍光のうち、孔を通過する光の成分は光検出素子に導かれないが、蛍光の放射角度は広いため、励起ビームに対して径が太くなり、試料から発生する蛍光の大部分が光検出素子に導かれることになる。この光学ヘッドを試料上で２次元走査することによって、各照射点からの蛍光強度を取得し、その蛍光強度の情報に基づいて蛍光画像を生成する。
さらに、従来の第２の蛍光検出装置として、前述の第１の蛍光検出装置に対してさらに感度を向上させるものがある(例えば、特開２０００−１６２１２６号公報(特許文献２)参照)。この蛍光検出装置では、試料の光学ヘッドが配置されている面とは反対の面側から出射する蛍光も検出するため、反対の面側に反射光学系が配置され、検出する蛍光の光量を増大している。
特開平１０−３１３４号公報 特開２０００−１６２１２６号公報
ところが、上記従来の第１,第２の蛍光検出装置のように、励起光学系と検出光学系の両方を走査モジュールに搭載すると、励起光学系と検出光学系とを分岐させる光学素子によって蛍光の一部が遮光や吸収,反射されて、光検出素子の感度が下がるため、蛍光検出効率が低下するという問題がある。これにより、蛍光検出装置を用いて読み取る画像の品質が低下する。
そこで、この発明の課題は、光検出素子に導かれる蛍光の損失を少なくでき、蛍光検出効率を向上できる蛍光検出装置を提供することにある。
上記課題を解決するため、この発明の蛍光検出装置は、
励起光を第１の方向に出射する光源と、
上記光源が取り付けられた基部と、
上記基部の上記光源に対して上記第１の方向側に設けられた開口部と、
上記開口部の内縁側から上記開口部の中央側に向かって延在するように片持ち支持された上記基部に片持ち梁部と、
上記片持ち梁部の自由端側に固定され、上記光源から出射された上記励起光の進行方向を上記第１の方向と異なる第２の方向に変換して、上記第２の方向に変換した励起光を測定対象物に照射する光路変換部と、
上記開口部に対して上記測定対象物と反対の側に配置され、上記励起光が照射された上記測定対象物から発する蛍光のうちの上記開口部を通過した蛍光を検出する光検出素子と
を備えたことを特徴とする。
また、一実施形態の蛍光検出装置では、
上記片持ち梁部は、上記光路変換部に対して上記光源と反対の側かつ上記開口部の内縁に固定端側が固定され、上記光路変換部が固定された上記自由端から上記固定端に向かって上記第１の方向に沿って延在している。
また、一実施形態の蛍光検出装置では、
上記光路変換部は、上記光源からの上記励起光が入射する側と反対の側でかつ上記第１の方向側に面した表面に接着材が塗布された接着面を有しており、
上記光路変換部の上記接着面を上記片持ち梁部に対して上記接着材によって接着することにより上記片持ち梁部に上記光路変換部を固定している。
また、一実施形態の蛍光検出装置では、
上記片持ち梁部は、上記光路変換部が設置される設置面を有しており、
上記光路変換部は、上記片持ち梁部の設置面と平面で当接する当接面と、上記片持ち梁部の設置面に対して切り立った面である上記接着面とを有しており、
上記片持ち梁部の設置面と上記光路変換部の当接面とが互いに平面で当接した状態で、上記片持ち梁部の設置面と上記光路変換部の当接面とを接着しないようにして、上記片持ち梁部の一部と上記光路変換部の接着面とを接着剤によって接着している。
また、一実施形態の蛍光検出装置では、
上記片持ち梁部は、上記設置面に対して突出した形状の壁部を有しており、
上記片持ち梁部の上記壁部は、上記光路変換部の接着面に対して間隔をあけて対向する壁面を有し、
上記片持ち梁部の上記壁部の壁面と上記光路変換部の接着面との間に上記接着材が充填されて接着されている。
また、一実施形態の蛍光検出装置では、
上記光路変換部は、反射によって光路を変換する断面三角形状の光反射部材であって、
上記断面三角形状の光反射部材は、上記片持ち梁部の設置面と平面で当接する当接面と、上記光源から入射する上記励起光の入射方向に対して傾斜した反射面と、上記片持ち梁部の設置面に対して切り立った面である上記接着面とを有する。
以上より明らかなように、この発明によれば、励起光の光路を変更する光路変換部(光学素子)によって蛍光の一部が遮られても、光路変換部を片持ち梁部に固定することで、光路変換部とその支持部材である片持ち梁部によって遮られる蛍光を少なくすることで感度を上げ、高品質の画像を得られる。これにより、光検出素子に導かれる蛍光の損失を少なくでき、蛍光検出効率を向上できる。
図１はこの発明の実施の一形態の蛍光検出装置の外観図である。 図２は図１におけるサンプル台の下部に設置された走査ステージの外観図である。 図３は図２における第２ステージ上に載置される走査モジュールの概略構成を示す縦断面図である。 図４はプリズムを取り付けた片持ち梁部を含む要部の平面図である。 図５は図４のＶ−Ｖ線から見た断面図である。 図６は図５の要部拡大図である。 図７はプリズムを取り付けた片持ち梁部を含む要部を上方から見た斜視図である。
以下、この発明の蛍光検出装置を図示の実施の形態により詳細に説明する。
図１はこの発明の実施の一形態の蛍光検出装置の模式図を示している。
この実施の形態の蛍光検出装置１は、図１に示すように、筺体を成す本体２と、本体２の上面を覆う蓋体３とを備えている。本体２の上面には、ガラスからなるサンプル台４が設けられている。このサンプル台４上には、例えば蛍光物質によって標識された生体由来物質が分布するゲル支持体やメンブレン等の転写支持体(共に図示せず)がサンプル(測定対象物)としてセットされる。
そして、上記サンプル台４の下側には光学系が配置されており、サンプル台４上にセットされたサンプルに対して、光照射光学系によってサンプル台４を通して下方から励起光を照射し、サンプル台４を透過してくるサンプルからの蛍光を検出光学系によって検出する。上記検出光学系はＰＣ(Personal computer：パーソナルコンピュータ)５等の外部端末と接続されており、ＰＣ５から測定条件の制御等を行う。さらに、ＰＣ５によって、検出データに基づいてサンプルの蛍光画像を作成し、内蔵する表示画面に上記作成した蛍光画像等を表示する。
図２は、上記サンプル台４の下部に設置された走査ステージ６の外観図を示している。この走査ステージ６は、図２に示すように、基準となる第１ステージ７と、その第１ステージ７の上に載置された第２ステージ８とで構成されている。そして、第２ステージ８の上に走査モジュール９が載置されている。上記励起光を測定対象物に照射する励起光学系と測定対象物からの蛍光を検出する検出光学系は、走査モジュール９の中に格納されている。このように、走査モジュール９に励起光学系と検出光学系を集約している。
上記走査ステージ６を構成する第１ステージ７には、第１走査方向に延在すると共に、一定の間隔で互いに対向する２本のガイドレール１０a,１０bが配設されている。また、第２ステージ８は、第１ステージ７のガイドレール１０aによって案内されて上記第１走査方向に往復動する第１ガイド部材１１と、ガイドレール１０bによって案内されて上記第１走査方向に往復動する第２ガイド部材１２とを有している。
上記第２ステージ８を構成する第１ガイド部材１１と第２ガイド部材１２との間には、上記第１走査方向に直交する第２走査方向に延在すると共に、一定の間隔で互いに対向する２本のガイドレール１３a,１３bが配設されている。また、上記走査モジュール９は、ガイドレール１３aによって案内されて上記第２走査方向に往復動する第１ガイド部材１４と、ガイドレール１３bによって案内されて上記第２走査方向に往復動する第２ガイド部材１５とを有している。
上記構成を有する走査ステージ６による走査方法は、先ず、上記第２ステージ８の第１ガイド部材１１と第２ガイド部材１２とがガイドレール１０a,１０bによって案内されて上記第１走査方向に移動して、第２ステージ８の第１ステージ７に対する位置決めが行われる。そうした後に、走査モジュール９の第１ガイド部材１４と第２ガイド部材１５とがガイドレール１３a,１３bによって案内されて上記第２走査方向に移動して、走査モジュール９の第２ステージ８に対する位置決めが行われる。以後、上記動作を繰り返すことによって、測定対象物の一例としてのサンプル１６上を二次元に走査するのである。
すなわち、本実施の形態においては、上記第１走査方向への移動手段を、ガイドレール１０a,１０bと第１,第２ガイド部材１１,１２とで構成し、上記第２走査方向への移動手段を、ガイドレール１３a,１３bと第１,第２ガイド部材１４,１５とで構成しているのである。
また、具体的な説明は省略するが、上記筺体を成す本体２のサンプル台４下部における走査ステージ６よりも更に下側には、第２ステージ８の第１,第２ガイド部材１１,１２を上記第１走査方向に、走査モジュール９の第１,第２ガイド部材１４,１５を上記第２走査方向に移動させるためのモータ,駆動ベルト,ボールねじ,歯車,制御基板,電源および配線等の駆動部が設置されている。
図３は、図２に示す第２ステージ８の上に載置される走査モジュール９の概略構成を示す縦断面図である。図３において、走査モジュール９内の上部には、サンプル台(ガラス)４の近傍に位置して、サンプル台４上にセットされたサンプル１６からの蛍光を集光する対物レンズ１７を配置している。さらに、対物レンズ１７の光軸と光源１８の励起光の光軸とが直交する位置には、光源１８から出射されて複数のレンズからなるレンズ群１９で集光されたレーザー光等の励起光を、対物レンズ１７に入射するように反射させる光路変換部の一例としてのプリズム２０を配置している。
上記対物レンズ１７はレンズホルダ２１内に収納されており、レンズホルダ２１はステッピングモータ等の駆動部２２によって、対物レンズ１７の光軸方向に移動可能になっている。こうして、対物レンズ１７は、レンズホルダ２１と共に上記光軸方向に移動可能になっている。
また、上記対物レンズ１７の光軸上におけるプリズム２０の下方には、プリズム２０側から順に、対物レンズ１７によって集光されたサンプル１６からの蛍光を平行光に変換する第１レンズ２３と、励起光カット用の波長フィルタ２４と、波長フィルタ２４を通過した蛍光を集光する第２レンズ２５と、第２レンズ２５を通過した蛍光の迷光をカットするピンホール２６とが配置されている。さらに、対物レンズ１７の光軸上におけるピンホール２６の下方には、ピンホール２６を通過した蛍光を検出する光検出素子の一例としての検出器２７が配置されている。
上記構成を有する走査モジュール９において、光源１８から出射された励起光は、レンズ群１９で集束され、次いでプリズム２０によって反射されて、対物レンズ１７およびサンプル台４を通過し、サンプル１６における下面上の一点に集光される。その場合、プリズム２０の長手方向(レンズ群１９の光軸に直交する方向)の長さは短く、上記長手方向に直交する方向の幅は狭くなっており、光源１８からの励起光は、対物レンズ１７の光軸付近(励起光透過部)のみを通過するようになっている。
上記蛍光は、サンプル１６における上記励起光が照射された部分から周囲に等方的に出射される。そして、出射された蛍光のうちのガラスからなるサンプル台４を透過して対物レンズ１７に入射した成分が、対物レンズ１７,第１レンズ２３,波長フィルタ２４,第２レンズ２５およびピンホール２６を通過して、検出器２７によって検出される。そして、検出器２７からの検出信号は、内蔵されるＡＤ変換器(図示せず)等によってＡＤ変換等の処理が施された後に、ＰＣ５へ送出される。こうして、サンプル１６上の各測定点での蛍光強度の分布が内部メモリ等に記録される。
また、図４はプリズム２０を取り付けた片持ち梁部３１を含む要部の平面図を示している。
この蛍光検出装置１は、図４に示すように、励起光(光軸Ｌ１)を第１の方向に出射する光源１８(図３に示す)が取り付けられた基部３０と、その基部３０の光源１８に対して第１の方向側に設けられた略円形状の開口部３０aと、開口部３０aの内縁側から開口部３０aの中央側に向かって延在するように上記基部に片持ち支持された片持ち梁部３１と、片持ち梁部３１の自由端側に固定された光路変換部であるプリズム２０とを有する。なお、この実施の形態では、開口部３０aを略円形状としたが、これに限らず、開口部の形状は対物レンズ１７により集光された蛍光の光束が通過する形状であればよい。上記基部３０は、走査モジュール９の各構成部を支えるベース部材である。
上記プリズム２０によって、光源１８から出射された励起光の進行方向を第１の方向と異なる第２の方向(図４の紙面に垂直かつ上方向)に変換して、第２の方向に変換した励起光をサンプル１６に照射する。
上記片持ち梁部３１は、プリズム２０に励起光を出射する光源１８と反対の側かつ開口部３０aの内縁に固定端側が固定され、プリズム２０が固定された自由端から固定端に向かって第１の方向に沿って延在している。
また、図５は図４のＶ−Ｖ線から見た断面図を示し、図６は図５の要部拡大図を示している。図５において、Ｌ１は図中右側に配置された光源１８から出射された励起光の光軸を表し、Ｌ２は励起光をプリズム２０により反射させて光路を変更した後の励起光の光軸を表す。
上記片持ち梁部３１は、図５,図６に示すように、自由端側に上方に向かって折曲する折曲部３２を有する。その片持ち梁部３１の折曲部３２の上端に、プリズム２０を位置決めするための設置面３３が形成されている。
上記プリズム２０は、反射によって光路を変換する断面が直角三角形状の光反射部材である。このプリズム２０は、片持ち梁部３１の設置面３３と平面で当接する当接面２０aと、光源１８からの光が入射する側の面であって光源１８からの励起光の入射方向に対して傾斜した面である反射面２０bと、光源１８からの励起光が入射する側と反対の側の面であって片持ち梁部３１の設置面３３に対して略直角をなす切り立った面である接着面２０cとを有する。
上記プリズム２０の接着面２０cは、光源１８からの励起光が入射する側と反対の側でかつ第１の方向側に面した表面に接着材が塗布される。また、プリズム２０の接着面２０cを片持ち梁部３１に対して接着材によって接着することにより片持ち梁部３１にプリズム２０を固定している。
また、上記片持ち梁部３１は、折曲部３２上部に設置面３３に対して突出した形状の壁部３４が形成されている。上記壁部３４には、プリズム２０側が開口する凹部３５が形成されている。その壁部３４に、プリズム２０の接着面２０cに対して間隔をあけて対向する壁面３４aを有する。そして、片持ち梁部３１の壁部３４の壁面３４aとプリズム２０の接着面２０cとの間の凹部３５に接着材を充填する。
また、図５,図６に示すように、片持ち梁部３１の設置面３３の略中央から下方に向かって延びるバキュームチャック用の貫通穴４０が設けられている。この貫通穴４０を用いたバキューム吸着によって、プリズム２０と片持ち梁部３１との当接部分を完全に密着させた状態で接着面２０cに接着材を塗布して接着することにより、さらに位置決め精度を向上させることができる。
ここで、上記片持ち梁部３１の折曲部３２上部に設けられた壁部３４には、設置面３３に対して略垂直な第２の壁面３４bが形成されている。この第２の壁面３４bは、光源１８(図３に示す)から出射される励起光の第１の方向に対して直交している。これにより、断面直角三角形状のプリズム２０の当接面２０aと接着面２０cが直角をなす角部分が、設置面３３と第２の壁面３４bと直角をなす部分に当て嵌まることにより、プリズム２０を第１の方向の位置決めする。すなわち、プリズム２０の第１の方向における位置が決められると共に、プリズム２０の反射面２０bに直交する直線が、光源１８からの励起光の光軸Ｌ１および励起光の光軸Ｌ２と同一平面上にあるように、反射面２０bの向きも含めたプリズム２０の位置合わせをする。
図７はプリズム２０を取り付けた片持ち梁部３１を含む要部を上方から見た斜視図を示している。図７に示すように、接着剤が充填される凹部３５は、第２の壁面３４bよりも上側にあり、プリズム２０の接着面２０cの下端よりも上側で接着されるので、片持ち梁部３１とプリズム２０との安定した接着が可能になると共に、片持ち梁部３１の設置面３３とプリズム２０の当接面２０aとの間に接着材が挟まって位置決め精度が低下するのを確実に防止できる。
上記構成の蛍光検出装置によれば、基部３０に固定された光源１８から第１の方向に出射された励起光の進行方向を第１の方向と異なる第２の方向にプリズム２０により変換して、第２の方向に変換した励起光を測定対象物であるサンプル１６に照射する。このプリズム２０は、基部３０の光源１８に対して第１の方向側に設けられた開口部３０aの内縁側から開口部３０aの中央側に向かって延在するように上記基部に片持ち支持されている。そして、光源１８からプリズム２０を介して励起光が照射されたサンプル１６から発せられた蛍光は、対物レンズ１７を介して開口部３０aを通過する。上記励起光が照射されたサンプル１６から発せられた蛍光のうちの開口部３０aを通過した蛍光を、開口部３０aに対してサンプル１６と反対の側に配置された光検出素子である検出器２７により検出する。このように、プリズム２０の固定に片持ち梁部３１を用いることによって、サンプル１６から発せられた蛍光は、少なくともプリズム２０を中心とする周辺部分である開口部３０aのうちの片持ち梁部３１以外の部分全体を通過するので、蛍光の光路に対する開口率を向上できる。したがって、検出器２７に導かれる蛍光の損失を少なくでき、蛍光検出効率を向上できる。また、励起光学系と検出光学系を一体化することにより蛍光の光路を短くでき、微弱な蛍光を損失なく検出することが可能になるので、高感度の画像が得られる。
また、上記片持ち梁部３１の延在方向を光入射側(光源１８側)と反対の側にして、プリズム２０よりも蛍光の入射側に片持ち梁部３１が存在しないため、入射する蛍光の一部が片持ち梁部３１に当たるような光路の阻害が発生しない。
また、上記プリズム２０の光源１８からの光が入射する側と反対の側に接着材を塗布する接着面２０cを形成しているので、励起光の光路を変換する例えば反射面２０bの反対側に、励起光が照射されないので、接着材を塗布した部分に光が照射されて励起光の光路を乱すことがない。
また、上記片持ち梁部３１の設置面３３と平面で当接するプリズム２０の当接面２０aは高精度の位置決めに用いることができ、この部分に接着材を塗布しないので、平面同士の当接の間に接着材が挟まって平面同士の完全な密着ができずに位置決め精度が低下するのを防止できる。すなわち、片持ち梁部３１の設置面３３の平面に対してプリズム２０の当接面２０aの平面が完全に密着して平行な状態になることで、位置決めを高精度に行うことができる。これに対して、プリズム２０の光源１８からの光が入射する側の反対側に接着材を塗布する接着面２０cを、片持ち梁部３１に対して接着材によって接着する。これにより、プリズム２０の位置決め用の当接面２０aと接着用の接着面２０cとで用途を分けることで、位置決め精度を保ちつつ確実な接着が可能になる。
また、上記片持ち梁部３１の壁部の壁面とプリズム２０の接着面２０cとの間に接着剤を充填するための部分を設けることにより、接着剤でプリズム２０と片持ち梁部３１を接着する際に、より強固に接着できる。
また、上記プリズム２０は、反射によって光路を変換する断面三角形状の光反射部材であって、所謂反射プリズムであり、その光反射部材の面が当接面２０a,接着面２０cおよび反射面２０bとして機能するので、単純なプリズム構造で光路変換部を実現することができる。
上記実施形態によれば、片持ち梁部は、光路変換部(光学素子)に入射する励起光とは逆の方向に配し、片持ち梁部に光路変換部を固定する手段(例えば光路変換部を押し当てる位置決め部や光路変換部を接着する箇所)を設けることで蛍光が遮られる面積が増加することがないと共に、位置決め部や接着箇所によって励起光が遮られることがない。
上記実施の形態では、光路変換部としてプリズム２０を用いた蛍光検出装置１について説明したが、光路変換部はこれに限らず、光源から第１の方向に出射された励起光の進行方向を第１の方向と異なる第２の方向に変換するミラーなどの光反射部材を備えた蛍光検出装置にこの発明を適用してもよい。
また、上記実施の形態では、光源１８から出射された励起光の第１の方向の光軸Ｌ１に対してプリズム２０により光路を変換した第２の方向の光軸Ｌ２を直交させたが、第１の方向と第２の方向が直交するものに限らず、第１の方向に対する第２の方向は、測定対象物,光源,基部,光路変換部および光検出素子の配置などに応じて適宜設定すればよい。
この発明の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。
この発明の蛍光検出装置は、
励起光を第１の方向に出射する光源１８と、
上記光源１８が取り付けられた基部３０と、
上記基部３０の上記光源１８に対して上記第１の方向側に設けられた開口部３０aと、
上記開口部３０aの内縁側から上記開口部３０aの中央側に向かって延在するように上記基部３０に片持ち支持された片持ち梁部３１と、
上記片持ち梁部３１の自由端側に固定され、上記光源１８から出射された上記励起光の進行方向を上記第１の方向と異なる第２の方向に変換して、上記第２の方向に変換した励起光を測定対象物１６に照射する光路変換部２０と、
上記開口部３０aに対して上記測定対象物１６と反対の側に配置され、上記励起光が照射された上記測定対象物１６から発する蛍光のうちの上記開口部３０aを通過した蛍光を検出する光検出素子２７と
を備えたことを特徴とする。
上記構成によれば、上記基部３０に固定された光源１８から第１の方向に出射された励起光の進行方向を第１の方向と異なる第２の方向に光路変換部２０により変換して、第２の方向に変換した励起光を測定対象物１６に照射する。この光路変換部２０は、基部３０の光源１８に対して第１の方向側に設けられた開口部３０aの内縁側から開口部３０aの中央側に向かって延在するように上記基部３０に片持ち支持されている。そして、光源１８から光路変換部２０を介して励起光が照射された測定対象物１６から発せられた蛍光は、開口部３０aを通過する。上記励起光が照射された測定対象物１６から発せられた蛍光のうちの開口部３０aを通過した蛍光を、開口部３０aに対して測定対象物１６と反対の側に配置された光検出素子２７により検出する。このように、光路変換部２０の固定に片持ち梁部３１を用いることによって、測定対象物１６から発せられた蛍光は、少なくとも光路変換部２０を中心とする周辺部分である開口部３０aのうちの片持ち梁部３１以外の部分全体を通過するので、蛍光の光路に対する開口率を向上できる。したがって、光検出素子２７に導かれる蛍光の損失を少なくでき、蛍光検出効率を向上できる。また、励起光学系と検出光学系を一体化することにより蛍光の光路を短くでき、微弱な蛍光を損失なく検出することが可能になるので、高感度の画像が得られる。
また、一実施形態の蛍光検出装置では、
上記片持ち梁部３１は、上記光路変換部２０に対して上記光源１８と反対の側かつ上記開口部３０aの内縁に固定端側が固定され、上記光路変換部２０が固定された上記自由端から上記固定端に向かって上記第１の方向に沿って延在している。
上記実施形態によれば、片持ち梁部３１の延在方向を光入射側と反対の側にして、光路変換部２０よりも蛍光の入射側に片持ち梁部３１が存在しないため、入射する蛍光の一部が片持ち梁部３１に当たるような光路の阻害が発生しない。
また、一実施形態の蛍光検出装置では、
上記光路変換部２０は、上記光源１８からの上記励起光が入射する側と反対の側でかつ上記第１の方向側に面した表面に接着材が塗布された接着面２０cを有しており、
上記光路変換部２０の上記接着面２０cを上記片持ち梁部３１に対して上記接着材によって接着することにより上記片持ち梁部３１に上記光路変換部２０を固定している。
上記実施形態によれば、光路変換部２０の光源１８からの光が入射する側と反対の側に接着材を塗布する接着面２０cを形成しているので、励起光の光路を変換する反射面２０bの反対側に、励起光が照射されないので、接着材を塗布した部分に光が照射されて励起光の光路を乱すことがない。
また、一実施形態の蛍光検出装置では、
上記片持ち梁部３１は、上記光路変換部２０が設置される設置面３３を有しており、
上記光路変換部２０は、上記片持ち梁部３１の設置面３３と平面で当接する当接面２０aと、上記片持ち梁部３１に対して切り立った面である上記接着面２０cとを有しており、
上記片持ち梁部３１の設置面３３と上記光路変換部２０の当接面２０aとが互いに平面で当接した状態で、上記片持ち梁部３１の設置面３３と上記光路変換部２０の当接面２０aとを接着しないようにして、上記片持ち梁部３１の一部と上記光路変換部２０の接着面２０cとを上記接着剤によって接着している。
上記実施形態によれば、片持ち梁部３１の設置面３３と平面で当接する光路変換部２０の当接面２０aは高精度の位置決めに用いることができ、この部分に接着材を塗布しないので、平面同士の当接の間に接着材が挟まって平面同士の完全な密着ができずに位置決め精度が低下するのを防止できる。すなわち、片持ち梁部３１の設置面３３の平面に対して光路変換部２０の当接面２０aの平面が完全に密着して平行な状態になることで、位置決めを高精度に行うことができる。これに対して、光路変換部２０の光源１８からの光が入射する側の反対側に接着材を塗布する接着面２０cを、片持ち梁部３１に対して接着材によって接着する。これにより、光路変換部２０の位置決め用の当接面２０aと接着用の接着面２０cとで用途を分けることで、位置決め精度を保ちつつ確実な接着が可能になる。
また、一実施形態の蛍光検出装置では、
上記片持ち梁部３１は、上記設置面３３に対して突出した形状の壁部を有しており、
上記片持ち梁部３１の上記壁部は、上記光路変換部２０の接着面２０cに対して間隔をあけて対向する壁面を有し、
上記片持ち梁部３１の上記壁部の壁面と上記光路変換部２０の接着面２０cとの間に上記接着材が充填されて接着されている。
上記実施形態によれば、片持ち梁部３１の壁部の壁面と光路変換部２０の接着面２０cとの間に接着剤を充填するための部分を設けることにより、接着剤で光路変換部２０と片持ち梁部３１を接着する際に、より強固に接着できる。
また、一実施形態の蛍光検出装置では、
上記光路変換部２０は、反射によって光路を変換する断面三角形状の光反射部材であって、
上記断面三角形状の光反射部材は、上記片持ち梁部３１の設置面３３と平面で当接する当接面２０aと、上記光源１８から入射する上記励起光の入射方向に対して傾斜した反射面２０bと、上記片持ち梁部３１の設置面３３に対して切り立った面である上記接着面２０cとを有する。
上記実施形態によれば、光路変換部２０は、反射によって光路を変換する断面三角形状の光反射部材であって、所謂反射プリズムであり、その光反射部材の面が当接面２０a,接着面２０cおよび反射面２０bとして機能するので、単純なプリズム構造で光路変換部２０を実現できる。
１…蛍光検出装置
２…本体
３…蓋体
４…サンプル台
５…ＰＣ
６…走査ステージ
７…第１ステージ
８…第２ステージ
９…走査モジュール
１０a,１０b…ガイドレール
１１…第１ガイド部材
１２…第２ガイド部材
１３a,１３b…ガイドレール
１４…第１ガイド部材
１５…第２ガイド部材
１６…測定対象物（サンプル）
１７…対物レンズ
１８…光源
１９…レンズ群
２０…プリズム（光路変換部）
２０a…当接面
２０b…反射面
２０c…接着面
２１…レンズホルダ
２２…駆動部
２３…第１レンズ
２４…波長フィルタ
２５…第２レンズ
２６…ピンホール
２７…検出器（光検出素子）
３０…基部
３０a…開口部
３１…片持ち梁部
３２…折曲部
３３…設置面
３４…壁部
３４a…壁面
３４b…壁面
３５…凹部
４０…貫通穴

Claims (6)

  1. 励起光を第１の方向に出射する光源と、
    上記光源が取り付けられた基部と、
    上記基部の上記光源に対して上記第１の方向側に設けられた開口部と、
    上記開口部の内縁側から上記開口部の中央側に向かって延在するように片持ち支持された上記基部に片持ち梁部と、
    上記片持ち梁部の自由端側に固定され、上記光源から出射された上記励起光の進行方向を上記第１の方向と異なる第２の方向に変換して、上記第２の方向に変換した励起光を測定対象物に照射する光路変換部と、
    上記開口部に対して上記測定対象物と反対の側に配置され、上記励起光が照射された上記測定対象物から発する蛍光のうちの上記開口部を通過した蛍光を検出する光検出素子と
    を備えたことを特徴とする蛍光検出装置。
  2. 請求項１に記載の蛍光検出装置において、
    上記片持ち梁部は、上記光路変換部に対して上記光源と反対の側かつ上記開口部の内縁に固定端側が固定され、上記光路変換部が固定された上記自由端から上記固定端に向かって上記第１の方向に沿って延在していることを特徴とする蛍光検出装置。
  3. 請求項１または２に記載の蛍光検出装置において、
    上記光路変換部は、上記光源からの上記励起光が入射する側と反対の側でかつ上記第１の方向側に面した表面に接着材が塗布された接着面を有しており、
    上記光路変換部の上記接着面を上記片持ち梁部に対して上記接着材によって接着することにより上記片持ち梁部に上記光路変換部を固定していることを特徴とする蛍光検出装置。
  4. 請求項３に記載の蛍光検出装置において、
    上記片持ち梁部は、上記光路変換部が設置される設置面を有しており、
    上記光路変換部は、上記片持ち梁部の設置面と平面で当接する当接面と、上記片持ち梁部の設置面に対して切り立った面である上記接着面とを有しており、
    上記片持ち梁部の設置面と上記光路変換部の当接面とが互いに平面で当接した状態で、上記片持ち梁部の設置面と上記光路変換部の当接面とを接着しないようにして、上記片持ち梁部の一部と上記光路変換部の接着面とを接着剤によって接着していることを特徴とする蛍光検出装置。
  5. 請求項４に記載の蛍光検出装置において、
    上記片持ち梁部は、上記設置面に対して突出した形状の壁部を有しており、
    上記片持ち梁部の上記壁部は、上記光路変換部の接着面に対して間隔をあけて対向する壁面を有し、
    上記片持ち梁部の上記壁部の壁面と上記光路変換部の接着面との間に上記接着材が充填されて接着されていることを特徴とする蛍光検出装置。
  6. 請求項４または５に記載の蛍光検出装置において、
    上記光路変換部は、反射によって光路を変換する断面三角形状の光反射部材であって、
    上記断面三角形状の光反射部材は、上記片持ち梁部の設置面と平面で当接する当接面と、上記光源から入射する上記励起光の入射方向に対して傾斜した反射面と、上記片持ち梁部の設置面に対して切り立った面である上記接着面とを有することを特徴とする蛍光検出装置。
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