JP2014510930A - 光学機器 - Google Patents
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- G01N2021/035—Supports for sample drops
Abstract
【選択図】図1。
Description
液滴を受ける液滴支持面を有するハウジング;
外表面および内表面を有するカバーであって、その内表面がハウジングの液滴支持面を向くようにハウジングに取り付けられたカバー;
光源を受けるためにカバー上に設けられ、光源とカバーの内表面の間の通信を提供するコネクター;
カバーに設けられ、その中を通って伸びる投入用開口部であって、前記コネクターから間隙を置いて配置された投入用開口部;
測定および投入位置の間の軸の周りでの、カバーとハウジングの間の相対的回転運動を可能とする、前記カバーおよび前記ハウジングの間で提供される据え付け台であって、前記測定位置では、コネクターが液滴支持面を基準として配置され、それにより、前記コネクターで受けられた光源が液滴支持面を照射するように配置され、また、前記投入位置では、液滴支持面に対する投入用開口部の接近を可能とするように配置されている据え付け台;
前記カバーが、前記測定位置に到達し、それにより、光源および液滴支持面が、間隙を介して固定された関係に維持されることを確実にする場合に、前記カバーおよび前記ハウジングの間で提供される、前記カバーに係合するための位置決め機構。
機器のハウジングに回転可能なように取り付けられた機器のカバーの投入用開口部を介して液滴支持面上に前記液滴を沈着させ、カバーが投入位置にある場合に、前記投入用開口部が液滴支持面への接近を提供するステップ;
前記カバーを測定位置に回転させ、前記測定位置では、カバーの内表面上に照射を行う光源が液滴支持面を照射するように配置され、また、前記測定位置では、光源および液滴支持面が間隔を介して固定された関係に維持されるステップ。
図1は、全体を10として表し、ハウジングに回転可能なように取り付けられたベース14およびカバー16を有するハウジング12を含む光学機器が示されている。光源がカバーに設置されたコネクター20で受けられる場合、光ファイバーシース18は、光ファイバーを保持する。ドロップヘッド組み付け品22(以下に説明される)が見えるが、これはカバー16に設けられた開口部24を通して利用できる。ファイバー光源は、いずれか他の適切な光源、例えば、カバーに組み込まれたLEDにより置換可能である。
最初のメニューオプションは、機器、等が正しく接続されているかを確認する単純なテキスト命令である。これは、最も基本的なセットアップ命令である。
光源の調節は、いくつかの基本的注意が必要なもので、さらに、ユーザーにいくつかの診断試験が与えられ、光源が使えるようになっていることを確認する(例えば、光源を確かめることは、スイッチを入れ、ファイバーを取り出し、光が光源からきていることをチェックすること、等である)。
分光計の調節は、使われる分光計の型に依存し、ソフトウェア上でのいくつかの設定(例えば、積分時間の設定、等)に注意が必要である。
ここで、光源、滴下装置および分光計の最良の操作を確実にする(例えば、光源制御装置の調節および分光計を最適化し、シグナルが飽和しないことを確実にする)ために行うことができるいくつかの単純なシステムチェックがある。ソフトウェアは、ユーザーにシステムのパフォーマンスを最適化するように指示することができる。このオプションの選択により、次に、システムの調節に関するユーザー指示を与える。
較正基準が提供され、システムが、最適化された後でこれらが実行される場合は、波長チェックおよび感度、線形性および再現性チェックが実行できる。測定値が記録された後で、サービスの基本報告は、サービスアーカイブに保存され、この報告は印刷できる。
補正試料および参照強度(強度−各波長に対する暗電流)を使って、アルゴリズム:
スペクトルスクリーンをjpg画像に保存するオプションがある。
スペクトルの目盛りを変化させ、例えば、DNAのみの場合、200〜400nmの波長範囲が必要である。
同じスクリーンディスプレイ上に2つ以上のスペクトルを表示できる場合、スペクトルオーバーレイコントロールを可能とし(後日)、ソフトウェアは、前に記録したスペクトルの読み込みを可能とする。スペクトルは、異なる色で示される。
オートレンジは、これが選択される場合は、スクリーンディスプレイ上の目盛りを自動的に設定する。
選択された全設定は、ファイルのヘッダーに保存される。
波長値は、可能な場合には、該当するチェックボックスの左側で上下矢印を使って選択するか、または数値を入力することによりさらに直接的に選択できる。
このオプションは、較正結果に基づいて機器のパラメータの自動最適化を可能とする。
図19のメインタブに戻ると、「メインテナンス」タブを選ぶと、下記のオプションが示される:
1.ルーチンサービス(インサイツドロップヘッドクリーニング):クリーニングキットを使ってルーチンサービスを行い、液滴機器が、例えば、タンパク質汚染により影響されない良質の測定値を出すことを確実にする簡単なステップがある。
2.ドロップヘッド交換:ドロップヘッド交換のためのツールが提供され、既存のドロップヘッドの取り外しと交換の説明が示される。
3.ドロップヘッド(機器からの取り外したもの):溶媒浴中に浸漬された機器から取り出されたドロップヘッドの清掃方法の説明がなされる。
4.検出器の交換:次のオプションでは、検出器交換に関する説明が行われる(ここでは、機器キットの一部ではない簡単なツールの使用が必要となる)。
5.ファイバーのソラリゼーションのチェック:最終チェックでは、機器の運転、および較正標準を使ったスペクトル測定が必要となる。波長範囲200〜260nmでのノイズの受容可能なレベルに関するガイダンスが与えられる。
化学および生物学における標準的測定手法は、いくつかの選択波長の測定に対し、いくつかの他の溶媒の水溶液中の溶解成分の測定のために、濃度に対する吸光度の較正グラフを作成することである。次に、このBeer−Lambert較正グラフを使って、未知の溶液の濃度を決定する(測定濃度はこの較正グラフから線図を使って決定される)。
(i)較正感度(m−グラフの傾斜)
(ii)分析感度(k=m/σblank;σblank:ブランクの反復測定から通常得られる測定量値の標準偏差)
(iii)検出限界(LOD):測定量尺度から較正線に対し投影し、3σblankに対する測定尺度に下ろした切片の値。
(iv)定量限界(LOQ):10σblankに対する切片を使うことを除いて、同様に決定できる。
(v)直線性限界:フィッティング多項式の線形プロットからの3σblankを越える値の変化により決定される。
A−unit.L/mgである。ここで、10σblank=0.0756である(式LOQ=6mg/Lから計算)。LODは、1.9mg/Lである。グラフは直鎖で、非直線性の徴候はなく、従って、LOLとして100mg/Lを採用する。この調査用に特別に開発されたエラー分析手法を使って、ソフトウェアは、これらの値を返す。
(i)アルゴリズムは、数値的相関関係に変換された、確立した実験的相関関係に基づいている。定数は、単鎖および二重鎖DNAならびにRNAの間で異なる。これらは、1本鎖DNA、DSDNA、RNAで表され、実際には、他の核酸もある。核酸タイプを選択する。
(ii)3つの波長260、280および320nmの「液滴分光計」吸光度の測定値が記録される。
(iii)DNAの純度を評価するための式:
これらの測定値に基づくタンパク質スクリーンは、選択方法に依存し、例えば、280nmでの測定は、図22に示すスクリーンとなる。
UV−可視スペクトルの表示が下記と一緒に示される:
1cm経路長に基づく280nmでの吸光度の測定。
表示濃度に対する消衰係数の入力値。
濃度測定値
BCAアッセイでは、タンパク質(未知)を測定する前に、実行時毎回生成される検量線が必要となる。
測定は、562nmのλMaxで行われ、750nmで分析される。
ユーザーは、随時検量線を見直すことが可能。
検量線を生成する際の注意は次記の通り:(i)参照材料を測定する(BCA試薬および「ゼロに設定した」標準)(ii)ソフトウェア制御は、統計的検査がデータに対し実行できるのを保証するために、2回未満の反復数による測定を許容しない(iii)ユーザーは、5回の反復を行うことが推奨される(iv)アッセイ中のステップで、大きな説明ボックスが、交通信号システムの赤/緑でユーザーを案内し、測定のための検量線の準備がいつ出来ているかを示す(v)アッセイ工程でヒントをユーザーに与えるためHELPを利用できる。
切替オプション:ユーザーが較正グラフまたはスペクトルを調べて検量線を見直すことができるようにする。
較正オプション:以前に保存した較正か、または新しい較正の作成かをユーザーが選択できるようにする。
柔軟な計算オプション:標準的1cmの経路長に基づいた吸光度の計算(下式)と一緒に、選択経路長(容量)に基づく560nmおよび750nmでのマイクロドロップ吸光度が表示される。
(d)次に、濃度が下式により得られる:
タンパク質試料(未知濃度)の測定の前に、必要な検量線が実行毎に生成される。試料は、750nmで測定され、450nmで正規化される。この場合のスクリーンは、ローリー法のボックスが選択されていることを除いた、上記BCAの場合に示されるものである。
タンパク質試料(未知濃度)の測定の前に、必要な検量線が実行毎に生成される。試料は、2つの波長:595nmおよび750nm(正規化用)で測定される。この場合のスクリーンは、ブラッドフォード法のボックスが選択されていることを除いた、上記BCAの場合に示されるものである。
タンパク質試料(未知濃度)の測定の前に、必要な検量線が実行毎に生成される。試料は、2つの波長で測定される。測定は546nmで行われる。この場合のスクリーンは、ビウレット法のボックスが選択されていることを除いた、上記BCAの場合に示されるものである。
1.直接測定
2.DNA/RNA
3.タンパク質アッセイ(i)ローリー(ii)ブラッドフォード(iii)ビウレット
Claims (32)
- 光学機器であって、
液滴を受けるための液滴支持面を有するハウジングと、
外表面および内表面を有するカバーであって、前記ハウジングに取り付けられ、それにより、前記内表面が前記ハウジングの液滴支持面に面するカバーと、
光源を受け、前記光源および前記カバーの内表面の間で通信を行わせるための前記カバー上に設けられたコネクターと、
前記カバーに設けられ、その中を通って伸びる投入用開口部であって、前記コネクターから間隙を置いて配置されている投入用開口部と、
前記カバーおよび前記ハウジングの間で、測定および投入位置の間の軸の周りの相対的回転運動を可能とする前記カバーおよび前記ハウジングの間に設けられた据え付け台であって、前記測定位置では、前記コネクターが前記液滴支持面を基準として配置され、それにより、前記コネクターで受けられた光源が前記液滴支持面を照射するように配置され、また、前記投入位置では、前記投入用開口部が前記液滴支持表面に接近出来るように配置される、据え付け台と、
前記測定位置に到達した場合に前記カバーを係合し、それにより前記光源および液滴支持面が間隙を置いて固定された位置関係に維持されることを確実にするために前記カバーおよび前記ハウジングの間で設けられた位置決め機構と
を含む、光学機器。 - 前記据え付け台が、前記カバーおよび前記ハウジングの間の前記軸に沿った並進運動をさらに許容し、前記位置決め機構が、前記カバーに係合し、前記測定位置では、それを保持するように前記ハウジングに相対的により接近して配置され、また、前記カバーが、前記ハウジングを基準として前記測定位置から離れる方向に回転する場合に、前記ハウジングから前記カバーを相対的に遠くに移動させるように配置される、請求項1に記載の光学機器。
- 前記位置決め機構が、前記カバーを前記軸に沿って前記ハウジングの方に偏らせる手段を含む、請求項2に記載の光学機器。
- 前記位置決め機構が、前記カバーおよび前記ハウジング上にそれぞれ設けられた相補的な形状をした部品をさらに含み、前記カバーが前記ハウジングを基準として前記測定位置に回転される場合、前記相補的な形状をした部品が、前記偏らせる手段の作用の下で前記カバーとハウジングが相互により近くに移動するのを可能にし、また、前記カバーが前記ハウジングを基準として前記測定位置から離れる方向に回転される場合、前記カバーとハウジングを前記偏らせる手段に抗して離れさせる、請求項3に記載の光学機器。
- 前記相補的な形状をした部品が前記カバーとハウジングの内の1つの上の突出部、および前記カバーおよびハウジングの内のもう一方の陥凹部であり、前記陥凹部が前記突出部を基準とした寸法であり、また、それを基準として配置され、前記カバーが前記測定位置にある場合、少なくとも部分的に前記突出部を受け、また、前記カバーが前記ハウジングを基準として前記測定位置から離れる方向に回転される場合は、前記突出部を前記陥凹部から移動させ、前記カバーとハウジングを離れさせる、請求項4に記載の光学機器。
- 前記ハウジングおよび前記カバーが、それぞれ前記液滴支持表面および前記コネクターの近くで相互に関係する形状で、前記液滴支持面を囲むチャンバーを規定し、前記カバーが前記測定位置にある場合、前記コネクターがそのチャンバーと光通信状態にあり、また、前記カバーが前記ハウジングを基準として前記投入位置に回転し、前記液滴支持面を、前記開口部を介して露出させる場合、前記チャンバーが開放される、請求項1〜5のいずれか1項に記載の光学機器。
- 前記チャンバーが、前記液滴支持面から間隙を置いて配置されている、液体容量のための受け容器をさらに含む、請求項6に記載の光学機器。
- 前記液体容量のための前記受け容器が前記液滴支持面を取り囲む周縁凹部を含む、請求項7に記載の光学機器。
- 前記チャンバーをシールし、雰囲気から前記チャンバーを分離するために、前記ハウジングおよび前記カバーの内の1つの上に設けられたシールをさらに含む、請求項6〜8のいずれか1項に記載の光学機器。
- 前記カバー中の前記投入用開口部に加えて、前記カバー中に第2の投入用開口部が設けられ、それにより、前記投入位置にある前記カバーが、前記ハウジングを基準として前記測定位置から1つの方向に回転されて、前記投入用開口部を通して前記液滴支持面を露出させ、また、第2の投入位置で、別の方向に回転されて、前記第2の投入用開口部を通して前記液滴支持面を露出させる、請求項1〜9のいずれか1項に記載の光学機器。
- 前記ハウジングおよびカバーの間に設けられた制限機構をさらに含み、前記ハウジングを基準として前記カバーの回転を制限する、請求項1〜10のいずれか1項に記載の光学機器。
- 一対の液滴支持面が前記ハウジング上に設けられ、前記コネクターが一対の測定位置に移動することができ、それにより、前記対のドロップヘッドのそれぞれに置かれた試料に対し連続した測定を行うことが可能である、請求項1〜11のいずれか1項に記載の光学機器。
- 機器ハウジング上に回転可能なように取り付けられた機器カバーの投入用開口部を通して液滴支持面上の前記液滴を沈着させるステップであって、前記カバーが投入位置にある場合、前記投入用開口部が前記液滴支持面への接近を可能とするステップと、
前記カバーを測定位置に回転するステップであって、前記測定位置では、前記カバーの内表面上に照射をもたらす光源が前記液滴支持面を照射するように配置され、また、前記測定位置では、前記光源および液滴支持面が空隙を置いて固定された関係に維持されるステップと
を含む液滴の光学特性の測定方法。 - 請求項1〜12のいずれか1項に記載の光学機器の使用であって、前記液滴支持面上の液滴を投入するステップ、前記カバーを測定位置に回転するステップ、および前記光源から前記検出器へ照射を行うことにより、前記液滴の光学特性を測定するステップであって、前記照射経路が前記液滴の光学特性により規定されるステップを含む使用。
- 液滴を受ける液滴支持面、液体溶媒を保持するリザーバー、および前記リザーバーを前記液滴支持面から分離する分離面を含む、分析される液滴を支持するためのドロップヘッド。
- 前記リザーバーが、前記液滴支持面を取り囲む周縁凹部の形態である、請求項15に記載のドロップヘッド。
- 前記周縁凹部が環状であり、前記液滴支持面が、前記環状物の中央にある、請求項16に記載のドロップヘッド。
- 前記液滴支持面が、一段高い円柱の面である、請求項17に記載のドロップヘッド。
- 前記分離面が、前記液滴支持面を取り囲む管状面であり、それ自体、前記リザーバーにより取り囲まれている、請求項15〜18のいずれか1項に記載のドロップヘッド。
- 前記液滴支持面が、その上に5マイクロリットル未満の液滴を安定に支持する寸法に作られている、請求項15〜18のいずれか1項に記載のドロップヘッド。
- 前記液滴支持面が、第1の石英部材の面である、請求項15〜20のいずれか1項に記載のドロップヘッド。
- 前記第1の石英部材が、実質的に可視光線に対し透過性である、請求項21に記載のドロップヘッド。
- 前記取り囲む面が、第2の石英部材の面である、請求項15〜22のいずれか1項に記載のドロップヘッド。
- 前記第2の石英部材が、実質的に可視光線に対し不透過性である、請求項23に記載のドロップヘッド。
- 前記第1の石英部材が円柱であり、前記第2の石英部材が前記円柱を取り囲む円筒である、請求項21〜24のいずれか1項に記載のドロップヘッド。
- 複数の前記液滴支持面が、各液滴支持面がリザーバーにより取り囲まれるように本体上に設けられる、請求項15に記載のドロップヘッド。
- 単一のリザーバーが設けられ、その内側に複数の一段高い形成物が設けられ、それぞれの一段高い形成物が、前記一段高い形成物上にある1つまたは複数の液滴支持面から前記リザーバーを分離する分離面を備える、請求項26に記載のドロップヘッド。
- それぞれの液滴支持面が、別々の一段高い形成物上に設けられ、前記一段高い形成物が、前記リザーバー内に規則配列して設けられる請求項27に記載のドロップヘッド。
- プレートリーダーを使って分析するために、複数の液滴を受けるためのアッセイプレートとして形成される、請求項28に記載のドロップヘッド。
- 前記液滴支持面またはそれぞれの液滴支持面(またはそれらのサブセット)上に液滴を沈着させるステップ、および前記液滴の近くで高められたレベルの蒸気飽和を生成することにより前記液滴の蒸発を抑制するために、液体を前記リザーバーに加えるステップを含む、請求項15〜29のいずれか1項に記載のドロップヘッドの使用方法。
- 光源および検出器が、それぞれ、照射し、前記液滴支持面に置かれた液滴にカップリングされた照度を検出するようにドロップヘッドを基準として配置されるように構成された、請求項15〜29のいずれか1項に記載のドロップヘッドを含む光学機器。
- シールされたチャンバーを提供するためのシール機構をさらに含み、前記光源と検出器が測定配置である場合、使用中に、前記シール機構中に前記リザーバーおよび液滴が置かれる、請求項31に記載の光学機器。
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