JP2021144007A - Multichannel light detection device - Google Patents

Multichannel light detection device Download PDF

Info

Publication number
JP2021144007A
JP2021144007A JP2020044513A JP2020044513A JP2021144007A JP 2021144007 A JP2021144007 A JP 2021144007A JP 2020044513 A JP2020044513 A JP 2020044513A JP 2020044513 A JP2020044513 A JP 2020044513A JP 2021144007 A JP2021144007 A JP 2021144007A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
light intensity
measurement
sample
correction information
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2020044513A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
誠培 金
Seibai Kin
誠培 金
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST filed Critical National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority to JP2020044513A priority Critical patent/JP2021144007A/en
Publication of JP2021144007A publication Critical patent/JP2021144007A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)

Abstract

To provide a light emission intensity measurement device that reduces an error of detection sensitivity of light intensity between measurement channels.SOLUTION: A device 10, which has a plurality of measurement channels, and measures light intensity of chemoluminance, comprises: a measurement base 13 that has a sample holding member capable of arranging each of a plurality of samples to each of a plurality of measurement channels; light detection means that has a plurality of light detectors 19 measuring light intensity of the plurality of samples arranged in the sample holding member for each measurement channel; correction information storage means 22 that stores correction information for each measurement channel; and means 21 that acquires light intensity correcting light emission intensity from the plurality of light detectors corrected by a computation with reference to the correction information for each measurement channel. The correction information is based on a relationship between first light intensity of a calibration sample or prescribed light source arranged in the sample holding member and measured by the plurality of light detectors and second light intensity of the calibration sample or prescribed light source measured by other light detection device.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、生物、化学、医学、薬学および環境サンプルの発光信号を計測する技術に関する。 The present invention relates to techniques for measuring emission signals of biological, chemical, medical, pharmaceutical and environmental samples.

生物、化学、医学、薬学および環境分野では、検体中に存在する多彩な発光サンプルを測定するニーズは、これまで多く存在してきた。バイオアッセイでは、その発光信号によって、蛍光タンパク質を用いる方式と、化学発光(ルシフェラーゼなどからの生物発光を含む)を用いる手法の2種類に大別される。化学発光は、蛍光に比べて極めて弱光であり、高感度の測定装置を使用することが望ましい。 In the fields of biology, chemistry, medicine, pharmacy and the environment, there have been many needs for measuring a variety of luminescent samples present in a sample. Bioassays are roughly classified into two types according to the luminescence signal, a method using a fluorescent protein and a method using chemiluminescence (including bioluminescence from luciferase or the like). Chemiluminescence is extremely weak compared to fluorescence, and it is desirable to use a highly sensitive measuring device.

他方、本発明者は、以前アナログ方式の多チャンネル式光検出装置を試みたが(特許出願2013−268325(特許6161072))、そもそも測定結果が変動する電流波形であったため、各チャンネルことの感度調整や標準化が困難であった。同様の理由で感度が極めて悪くシグナル‐ノイズ比(S/B比)も2倍しか上がらなかった。このアナログ式であるがゆえに各チャンネル間の感度調整ができないため、そこから得られた測定値の信頼性が低かった。 On the other hand, the present inventor has previously tried an analog multi-channel optical detector (Patent Application 2013-268325 (Patent 6161072)), but since the measurement result was a fluctuating current waveform in the first place, the sensitivity of each channel. It was difficult to adjust and standardize. For the same reason, the sensitivity was extremely poor and the signal-to-noise ratio (S / B ratio) was only doubled. Since it is an analog type, the sensitivity cannot be adjusted between each channel, so the reliability of the measured values obtained from it is low.

本発明者は、測定基盤の多数のチャンネルの受光部に各々サンプルを配置して、各チャンネルに接続した光電子増倍管(フォトマル)により各々サンプルの化学発光を同時に測定可能で高感度な化学発光計測システムを開発した(例えば、特許文献1参照。)。 The present inventor arranges each sample in the light receiving part of many channels of the measurement base, and can simultaneously measure the chemiluminescence of each sample by a photomultiplier tube (photomultiplier tube) connected to each channel, and has high sensitivity. A luminescence measurement system has been developed (see, for example, Patent Document 1).

特許第6161072号公報Japanese Patent No. 6161072

特許文献1のような多数のチャンネルを光検出器で各々測定する計測装置では、各チャンネルの光検出器、例えばフォトマルの印加高圧電圧とゲインを調整し感度を調整しても、なおチャンネル間の検出感度が異なるという問題がある。 In a measuring device such as Patent Document 1 in which a large number of channels are measured by a photodetector, even if the photodetector of each channel, for example, the applied high voltage and gain of a photomultiplier tube is adjusted to adjust the sensitivity, the interchannels still remain. There is a problem that the detection sensitivity of is different.

本発明の目的は、測定チャンネル間の光強度の検出感度の誤差を低減することが可能な発光強度計測装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a light emission intensity measuring device capable of reducing an error in the detection sensitivity of light intensity between measurement channels.

本発明の一態様によれば、複数の測定チャンネルを有する化学発光の光強度を計測する装置であって、複数の試料を各々、上記複数の測定チャンネルの各々に対して配置可能な試料保持部材を有する測定基盤と、上記試料保持部材に配置された前記複数の試料の光強度を前記測定チャンネル毎に測定する複数の光検出器を有する光検出手段と、上記測定チャンネル毎の補正情報を格納する補正情報格納手段と、上記複数の光検出器からの発光強度を、上記測定チャンネル毎の上記補正情報を参照して演算により補正した光強度を取得する手段と、を備え、上記補正情報が、上記試料保持部材に校正用の試料または所定の光源を配置して上記複数の光検出器により測定した第1の光強度と、その校正用の試料または所定の光源を他の光検出装置により測定した第2の光強度との関係に基づく、上記装置が提供される。 According to one aspect of the present invention, it is a device for measuring the light intensity of chemical emission having a plurality of measurement channels, and a sample holding member capable of arranging a plurality of samples for each of the plurality of measurement channels. A measurement base having a measurement base, a light detection means having a plurality of light detectors for measuring the light intensity of the plurality of samples arranged on the sample holding member for each measurement channel, and correction information for each measurement channel are stored. The correction information is provided with a means for storing correction information and a means for acquiring the light intensity obtained by calculating the light emission intensity from the plurality of light detectors by referring to the correction information for each measurement channel. A sample for calibration or a predetermined light source is arranged on the sample holding member, and the first light intensity measured by the plurality of light detectors and the sample for calibration or the predetermined light source are measured by another light detection device. The above device is provided based on the relationship with the measured second light intensity.

上記態様によれば、上記複数の光検出器から発光強度を、上記測定チャンネル毎の上記補正情報を参照して演算により補正した光強度を取得することで、測定チャンネル間の光強度の検出感度の誤差を低減した発光強度計測装置を提供することができる。 According to the above aspect, the detection sensitivity of the light intensity between the measurement channels is obtained by acquiring the light emission intensity corrected by calculation with reference to the correction information for each measurement channel from the plurality of photodetectors. It is possible to provide a light emission intensity measuring device in which the error of the above is reduced.

本発明の一実施形態に係るマルチチャンネル光計測装置の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the schematic structure of the multi-channel optical measuring apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. サンプルステージの部分拡大図である。It is a partially enlarged view of a sample stage. 補正情報を取得する例を示す図である。It is a figure which shows the example which acquires the correction information. 補正情報の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the correction information.

以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。なお、複数の図面間において共通する要素については同じ符号を付し、その要素の詳細な説明の繰り返しを省略する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Elements common to a plurality of drawings are designated by the same reference numerals, and the repetition of detailed description of the elements will be omitted.

図1は、本発明の一実施形態に係るマルチチャンネル光計測装置の概略構成を示すブロック図である。図2は、サンプルステージの部分拡大図である。図1および図2を参照するに、マルチチャンネル光計測装置10は、本体11とUSB(ユニバーサルシリアルバス)等で接続されたパーソナルコンピュータ(PC)12とを有する。本体11は、サンプルステージ13と、光検出部14と、制御部15と有する。サンプルステージ13は、各々サンプルを収容する8連PCRチューブPTを載置可能なサンプル保持部材16が設けられている。サンプル保持部材16は、具体的には、8連PCRチューブPTの先端を挿入する開口部16aが天面に設けられている。各開口部16aの底面16cには、測定チャンネル毎にサンプルの発光を受ける8つの受光部171〜178が設けられている。サンプル保持部材16は、8連PCRチューブPTの先端が収容される空間は、各々の測定チャンネルが仕切り部16bにより隔てられ、各測定チャンネルのサンプルの化学発光が他の測定チャンネルの受光部171〜178に入射しないように構成されている。受光部171〜178が受けた光は、測定チャンネル毎に設けられた光導波路181〜188を介して光検出部14に出力される。なお、マルチチャンネル光計測装置10は、測定チャンネルが8チャンネルに限定されず、8チャンネル以外の複数の測定チャンネルを有してもよい。 FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a multi-channel optical measuring device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a partially enlarged view of the sample stage. Referring to FIGS. 1 and 2, the multi-channel optical measuring device 10 has a main body 11 and a personal computer (PC) 12 connected by a USB (universal serial bus) or the like. Body 11 has a sample stage 13, a light detector 14, and a control unit 15. The sample stage 13 is provided with a sample holding member 16 on which an 8-unit PCR tube PT for accommodating a sample can be placed. Specifically, the sample holding member 16 is provided with an opening 16a on the top surface into which the tip of the 8-unit PCR tube PT is inserted. The bottom surface 16c of each opening 16a, 8 single light receiving portion 17 1-17 8 for receiving the light emission of the sample is provided for each measurement channel. In the sample holding member 16, in the space where the tip of the 8-unit PCR tube PT is accommodated, each measurement channel is separated by a partition portion 16b, and the chemiluminescence of the sample of each measurement channel is transmitted to the light receiving portion 17 1 of the other measurement channel. It is configured so as not to enter the -17 8. Light receiving portion 17 1-17 8 receives is output to the optical detector 14 via the optical waveguide 18 1-18 8 provided for each measurement channel. The multi-channel optical measuring device 10 is not limited to eight measurement channels, and may have a plurality of measurement channels other than the eight channels.

なお、光伝導路18は、光透過性のあるプラスチック素材であり光損失を最小限に抑えるためにその外部にはクラッド鋼により覆われている。プラスチック素材以外に光ファイバ等を用いることができる。また、受光部17に光検出器19を直接配置可能な場合は、光伝導路18を省略してもよい。 The light conduction path 18 is a light-transmitting plastic material, and the outside thereof is covered with clad steel in order to minimize light loss. An optical fiber or the like can be used in addition to the plastic material. Further, when the photodetector 19 can be directly arranged on the light receiving unit 17, the light conduction path 18 may be omitted.

光検出部14は、測定チャンネル毎に光検出器19およびカウンタ回路20が設けられ、各カウンタ回路20の出力は制御部15に送られる。 The photodetector unit 14 is provided with a photodetector 19 and a counter circuit 20 for each measurement channel, and the output of each counter circuit 20 is sent to the control unit 15.

光検出器19は、光伝導路18から送られてきた光を電気信号(光電流)に変換する。光検出器19は、例えば、フォトダイオード、アバランシェフォトダイオード、フォトトランジスタ、フォトコンダクタ等の半導体光検出素子、光電子増倍管(PMT)等を用いることができる。光検出器19は、感度の点で、PMTであることが好ましい。半導体光検出素子の出力側には、光電流を電圧信号に変換する。電圧信号を増幅する増幅器(不図示)を設けてもよい。 The photodetector 19 converts the light sent from the optical conduction path 18 into an electric signal (photocurrent). As the photodetector 19, for example, a semiconductor optical detection element such as a photodiode, an avalanche photodiode, a phototransistor, or a photoconductor, a photomultiplier tube (PMT), or the like can be used. The photodetector 19 is preferably a PMT in terms of sensitivity. On the output side of the semiconductor photodetector, the photocurrent is converted into a voltage signal. An amplifier (not shown) that amplifies the voltage signal may be provided.

カウンタ回路20は、光検出器19から電圧信号(出力信号)から光強度を計測する。光検出器19に入射する光が弱い場合は、この出力信号がパルス状となる。カウンタ回路20は、このパルス状の出力信号からパルス数を計数するため、例えば、ディスクリミネータ(波高弁別器)、波形整形器およびカウンタを有する。ディスクリミネータは、出力信号の下限を所定の電圧値として設定して、それよりも小さな電圧の信号を除去して所定の電圧値以上のパルスだけを選別する。波形整形器は、選別されたパルスの波形をその下流のカウンタの検出範囲のパルス幅に整形する。カウンタは、例えばゲート回路であり、所定の電圧値を超えるパルスを計数する。カウンタ回路20は、所定の時間期間に計数されたパルス数を光強度として制御部15に出力する。この光強度の単位は、例えば、相対発光単位(Relative Luminescence Unit(RLU))である。 The counter circuit 20 measures the light intensity from the voltage signal (output signal) from the photodetector 19. When the light incident on the photodetector 19 is weak, this output signal becomes a pulse. The counter circuit 20 has, for example, a discriminator (wave height discriminator), a waveform shaper, and a counter in order to count the number of pulses from this pulsed output signal. The discriminator sets the lower limit of the output signal as a predetermined voltage value, removes a signal having a voltage smaller than that, and selects only pulses having a voltage value equal to or higher than the predetermined voltage value. The waveform shaper shapes the waveform of the selected pulse into a pulse width in the detection range of the counter downstream thereof. The counter is, for example, a gate circuit and counts pulses exceeding a predetermined voltage value. The counter circuit 20 outputs the number of pulses counted in a predetermined time period to the control unit 15 as light intensity. The unit of this light intensity is, for example, a relative emission unit (Relative Luminescence Unit (RLU)).

制御部15は、各測定チャンネルのカウンタ回路20からパルス数を並行して受け、パラレル−シリアル変換等を行ってインタフェース、例えばUSBによりPC12に出力する。 The control unit 15 receives the number of pulses in parallel from the counter circuit 20 of each measurement channel, performs parallel-serial conversion and the like, and outputs the pulse number to the PC 12 by an interface, for example, USB.

PC12は、演算制御部21と記憶部(メモリ)22とディスプレイ等の表示部23とマウス、キーボード等のユーザインタフェース(不図示)を有する。演算制御部21は、例えば、CPU、GPU等である。演算制御部21は、各チャンネルの光強度(パルス数)を、記憶部22に格納された補正情報24を参照して、演算により補正した発光強度を取得する。 The PC 12 has an arithmetic control unit 21, a storage unit (memory) 22, a display unit 23 such as a display, and a user interface (not shown) such as a mouse and a keyboard. The arithmetic control unit 21 is, for example, a CPU, a GPU, or the like. The calculation control unit 21 acquires the light emission intensity corrected by calculation with reference to the correction information 24 stored in the storage unit 22 for the light intensity (number of pulses) of each channel.

記憶部22は、ROM(リードオンリーメモリ)、RAM(ランダムアクセスメモリ)等の半導体メモリであり、さらにハードディスクドライブを有してもよい。記憶部22は、測定チャンネル毎の補正情報24を格納する。測定チャンネル毎の補正情報24は、マルチチャンネル光計測装置10で測定した各測定チャンネルの光強度を互いに比較可能なように校正するための情報であり、また、マルチチャンネル光計測装置10で得られた相対発光単位により表された光強度を絶対光強度に変換するための情報である。 The storage unit 22 is a semiconductor memory such as a ROM (read-only memory) or a RAM (random access memory), and may further have a hard disk drive. The storage unit 22 stores the correction information 24 for each measurement channel. The correction information 24 for each measurement channel is information for calibrating the light intensity of each measurement channel measured by the multi-channel optical measurement device 10 so as to be comparable to each other, and is also obtained by the multi-channel optical measurement device 10. This is information for converting the light intensity expressed by the relative light emission unit into the absolute light intensity.

図3は、補正情報を取得する構成例を示す図である。図3を図1と合わせて参照するに、マルチチャンネル光計測装置10のチャンネル毎の補正情報を取得するために、一例として多検体測定装置100を用いる。多検体測定装置100は、外光が侵入しないように構成されたチャンバー101を有する。チャンバー101内の底面にサンプルステージ102が配置される。チャンバー101内の上方には、一つの光検出器の例としてCCDカメラ103が配置される。サンプルステージ102上の多数の検体の化学発光をCCDカメラ103により同時に測定可能である。なお、CCDカメラ103の代替としては、マイクロチャンネルプレート型PMT(2次元PMT)を用いてもよい。 FIG. 3 is a diagram showing a configuration example for acquiring correction information. With reference to FIG. 3 together with FIG. 1, a multi-specimen measuring device 100 is used as an example in order to acquire correction information for each channel of the multi-channel optical measuring device 10. The multi-sample measuring device 100 has a chamber 101 configured to prevent outside light from entering. The sample stage 102 is arranged on the bottom surface in the chamber 101. A CCD camera 103 is arranged above the chamber 101 as an example of one photodetector. The chemiluminescence of a large number of samples on the sample stage 102 can be measured simultaneously by the CCD camera 103. As an alternative to the CCD camera 103, a microchannel plate type PMT (two-dimensional PMT) may be used.

マルチチャンネル光計測装置10の本体11が、多検体測定装置100のチャンバー101内のサンプルステージ102に設置される。本体11のサンプルステージ13には、校正用のサンプルSmpを収容した8連PCRチューブが載置される。校正用のサンプルSmpの化学発光が8連PCRチューブの下面に配置された受光部17から光検出部14に送られ、光強度が例えば相対発光単位としてチャンネル毎に測定され、PC110に出力される。 The main body 11 of the multi-channel optical measuring device 10 is installed on the sample stage 102 in the chamber 101 of the multi-sample measuring device 100. On the sample stage 13 of the main body 11, an 8-unit PCR tube containing a sample Smp for calibration is placed. The chemiluminescence of the sample Smp for calibration is sent from the light receiving unit 17 arranged on the lower surface of the 8-unit PCR tube to the photodetector unit 14, and the light intensity is measured for each channel as a relative light emission unit, and output to the PC 110. ..

他方、並行して、多検体測定装置100は、サンプルステージ13の上方に配置されたCCDカメラ103により、校正用のサンプルSmpの化学発光を上から測定し、例えば校正用のサンプルSmpの化学発光の光束を光強度として絶対光強度(フォトン/秒)に換算してPC110に出力する。 On the other hand, in parallel, the multi-specimen measuring device 100 measures the chemiluminescence of the sample Smp for calibration from above by the CCD camera 103 arranged above the sample stage 13, for example, the chemiluminescence of the sample Smp for calibration. The luminous flux of is converted into absolute light intensity (photons / sec) as light intensity and output to the PC 110.

なお、マルチチャンネル光計測装置10の通常の使用ではサンプルステージ13は蓋部により暗室になっているが、この行程では蓋部を用いない。 In the normal use of the multi-channel optical measuring device 10, the sample stage 13 is a dark room due to the lid portion, but the lid portion is not used in this process.

PC110では、マルチチャンネル光計測装置10で各測定チャンネルで測定した光強度と、多検体測定装置100で測定した光強度との相関関係を下記式によって取得する。マルチチャンネル光計測装置10の各チャンネルの光強度Ai(相対発光単位)と多検体測定装置100で測定した各測定チャンネルに対応したサンプルの光強度Bi(フォトン/秒)との関係が下記式(1)で表される。
log10i=mi×log10i+bi ・・・(1)
ただし、biおよびmiは実数であり、i(=1〜8)はチャンネル番号を表す。
これにより得られた各チャンネルのmiおよびbiが補正情報24である。この補正情報24を所望のサンプルの測定に先立って取得し、マルチチャンネル光計測装置10の記憶部22に格納する。
In the PC 110, the correlation between the light intensity measured in each measurement channel by the multi-channel light measuring device 10 and the light intensity measured by the multi-sample measuring device 100 is acquired by the following formula. The relationship between the light intensity A i (relative emission unit) of each channel of the multi-channel light measuring device 10 and the light intensity B i (photon / sec) of the sample corresponding to each measurement channel measured by the multi-sample measuring device 100 is as follows. It is represented by the formula (1).
log 10 A i = m i × log 10 B i + b i ··· (1)
However, b i and m i is a real number, i (= 1~8) represent the channel number.
Thus m i and b i of each channel obtained is correction information 24. The correction information 24 is acquired prior to the measurement of the desired sample and stored in the storage unit 22 of the multi-channel optical measuring device 10.

マルチチャンネル光計測装置10の演算制御部21は、記憶部22に格納された補正情報24を参照して、各測定チャンネルの光強度SAi(相対発光単位)から下記式(2)を用いることで、絶対光強度で表す標準化された光強度(光強度SBi)に換算することができる。
SBi=10^[(log10SAi−bi)/mi] ・・・(2)
The arithmetic control unit 21 of the multi-channel optical measurement device 10 refers to the correction information 24 stored in the storage unit 22 and uses the following equation (2) from the light intensity SA i (relative light emission unit) of each measurement channel. Therefore, it can be converted into a standardized light intensity (light intensity SB i) expressed in absolute light intensity.
SB i = 10 ^ [(log 10 SA i -b i) / m i] ··· (2)

これにより、マルチチャンネル光計測装置10の各チャンネル間の化学発光に対する感度を合わせることができ、各チャンネル間の光強度の誤差を低減することができる。さらに、各チャンネルで取得した相対発光単位の光強度を絶対光強度で表すことができる。なお、絶対光強度は、単位としてはフォトン/秒で表す。 Thereby, the sensitivity to chemiluminescence between each channel of the multi-channel light measuring device 10 can be matched, and the error of the light intensity between each channel can be reduced. Further, the light intensity of the relative light emission unit acquired in each channel can be expressed by the absolute light intensity. The absolute light intensity is expressed in photons / second as a unit.

なお、校正用のサンプルSmpは、補正情報を取得するために、複数の発光強度のサンプルを用いることが好ましい。また、校正用のサンプルSmpは、経時的に発光強度が変化する場合は、マルチチャンネル光計測装置10と多検体測定装置100とにより同時に複数回測定することが好ましい。 As the calibration sample Smp, it is preferable to use a plurality of samples having emission intensities in order to acquire correction information. Further, when the emission intensity of the sample Smp for calibration changes with time, it is preferable that the multi-channel optical measuring device 10 and the multi-sample measuring device 100 simultaneously measure the sample Smp a plurality of times at the same time.

[補正情報の例1]
多検体測定装置100として、パーキンエルマー社の「IVIS Lumina II system」(以下、「IVIS」と称する。)を用いた。校正用のサンプルとして、米国クロンテック社の商品名「Great EscAPe(商標) SEAP Chemiluminescence Kit 2.0」に付属の胎盤性アルカリフォスファターゼ(PLAP)の標準ストック溶液(100μg/mL)を3種類の濃度(20、5および1μg/mL)に希釈した。この3種類のPLAP希釈液について、各々、10μLのPLAP希釈液を8連PCRチューブに移し、8チャンネルマイクロピペットを用いてキットに付属する基質10μLを8個同時に混合し、直ちにマルチチャンネル光計測装置10のサンプルステージ13に載せた。基質添加後、測定時間を2分に設定して、各濃度のサンプルを7回繰り返し測定して、各測定チャンネルで21個のデータを得た。上記式(1)により、測定チャンネル毎に最小二乗法によりパラメータbiおよびmiを求めた。なお、IVISは、1つのCCDによりサンプルの画像を取得し、発光箇所の発光強度を絶対光強度で表される光強度に換算する機能を有する。
[Example of correction information 1]
As the multi-sample measuring device 100, a "IVIS Lumina II system" (hereinafter referred to as "IVIS") manufactured by PerkinElmer Co., Ltd. was used. As a sample for calibration, a standard stock solution (100 μg / mL) of placental alkaline phosphatase (PLAP) attached to the trade name “Great EscAPe ™ SEAP Chemiluminescence Kit 2.0” manufactured by Clontech Inc. in the United States was used at three different concentrations (100 μg / mL). 20, 5 and 1 μg / mL). For each of these three types of PLAP diluents, transfer 10 μL of PLAP diluent to an 8-unit PCR tube, mix 8 10 μL substrates included in the kit at the same time using an 8-channel micropipette, and immediately use a multi-channel optical measuring device. It was placed on the sample stage 13 of 10. After the addition of the substrate, the measurement time was set to 2 minutes, and the sample of each concentration was repeatedly measured 7 times to obtain 21 data in each measurement channel. The above formula (1), was determined parameters b i and m i by the least squares method for each measurement channel. In addition, IVIS has a function of acquiring an image of a sample by one CCD and converting the light emission intensity of a light emitting part into a light intensity expressed by an absolute light intensity.

図4は、各チャンネルの補正情報を示す表である。図4を参照するに、チャンネル間でmiおよびbiは異なる値を示している。しかし、相関係数r2が1に非常に近い値を示しえいることが分かる。これは、取得したmiおよびbiを代入した上記式(1)が、マルチチャンネル光計測装置10の光強度Aから多検体測定装置100で得られる光強度Bを良好に予測できることを示している。これにより、各チャンネル間の光強度の誤差を低減することができ、すなわち、各チャンネル間の検出感度を合わせられることが分かる。 FIG. 4 is a table showing correction information for each channel. Referring to FIG. 4, m i and b i between channels show different values. However, it can be seen that the correlation coefficient r 2 can show a value very close to 1. This is the equation obtained by substituting the obtained m i and b i (1) is the light intensity B obtained by multi-analyte measuring device 100 from the light intensity A multichannel optical measuring device 10 indicating that it can better predict There is. As a result, it can be seen that the error in the light intensity between the channels can be reduced, that is, the detection sensitivities between the channels can be matched.

本発明の一実施形態に係るマルチチャンネル光計測装置の他の補正情報の取得および適用手法の例は以下の通りである。 Examples of other correction information acquisition and application methods of the multi-channel optical measuring device according to the embodiment of the present invention are as follows.

[補正情報の例2]
サンプルステージ13に、複数の測定チャンネルの各々に上記の補正情報の例1と同様の校正用のサンプルを配置して各測定チャンネルの光検出器により光強度Ai(i=1〜8)を測定するとともに、測定チャンネルの一つ、例えば第1チャンネルCh1に配置した校正用のサンプルの光強度を校正済み光検出器(例えば、IVIS)を用いて校正用のサンプルの光強度を測定して基準光強度Brefを取得する。Brefは、絶対光強度で表される。この基準光強度Brefと第1チャンネルCh1の光検出器により測定した光強度A1に基づいて上記式(1)により第1チャンネルCh1について最小二乗法によりb1およびm1を求めて補正情報24とする。
[Example 2 of correction information]
On the sample stage 13, a sample for calibration similar to that in Example 1 of the above correction information is arranged in each of the plurality of measurement channels, and the light intensity A i (i = 1 to 8) is determined by the light detector of each measurement channel. In addition to measuring, the light intensity of the calibration sample placed on one of the measurement channels, for example, channel 1 Ch1, is measured using a calibrated light detector (for example, IVIS). Obtain the reference light intensity B ref. B ref is represented by absolute light intensity. Correction information seeking b 1 and m 1 by the least squares method for the first channel Ch1 by the equation (1) based on light intensity A 1 measured by the photodetector of the reference light intensity B ref and the first channel Ch1 Let it be 24.

この補正情報24を所望のサンプルの測定に先立って取得し、マルチチャンネル光計測装置10の記憶部22に格納する。マルチチャンネル光計測装置10の演算制御部21は、記憶部22に格納された補正情報24を第1チャンネルCh1以外の測定チャンネルの補正情報としても用いて、サンプルの光強度SAi(相対発光単位)から補正情報の補正係数aを用いることで、下記式(3)により各測定チャンネルについて絶対光強度で表す標準化された光強度(光強度SBi)に換算することができる。
SBi=10^[(log10SAi−b1)/m1] ・・・(3)
ここで、i=1〜8である。
The correction information 24 is acquired prior to the measurement of the desired sample and stored in the storage unit 22 of the multi-channel optical measuring device 10. The arithmetic control unit 21 of the multi-channel optical measurement device 10 also uses the correction information 24 stored in the storage unit 22 as correction information for measurement channels other than the first channel Ch1, and the light intensity SA i (relative emission unit) of the sample. By using the correction coefficient a of the correction information from)), it is possible to convert each measurement channel into a standardized light intensity (light intensity SB i) expressed in absolute light intensity by the following equation (3).
SB i = 10 ^ [(log 10 SA i −b 1 ) / m 1 ] ・ ・ ・ (3)
Here, i = 1-8.

なお、補正情報24を一つの測定チャンネルだけではなく、複数の測定チャンネルにおいて上記の手法により取得して、他の測定チャンネルの補正情報として用いてもよい。また、校正用のサンプルに換えて輝度を変更可能な光源(例えば、浜松フォトニクス社製、光電子増倍管用安定化光源、モデルL11494−525(ピーク発光波長:522nm))を用いて、複数の輝度において基準光強度Brefと第1チャンネルCh1の光検出器により測定した光強度A1に基づいて上記式(1)により第1チャンネルCh1についてb1およびm1を求めて補正情報24としてもよく、複数の測定チャンネルにおいてbiおよびmiを求めて、他の測定チャンネルの補正情報24としてもよく、各測定チャンネルにおいてbiおよびmiを求めて対応する測定チャンネルの補正情報24としてもよい。 The correction information 24 may be acquired not only in one measurement channel but also in a plurality of measurement channels by the above method and used as correction information for other measurement channels. Further, a plurality of brightnesses are used by using a light source whose brightness can be changed instead of the sample for calibration (for example, a stabilized light source for a photoelectron multiplying tube manufactured by Hamamatsu Photonics Co., Ltd., model L11494-525 (peak emission wavelength: 522 nm)). Based on the reference light intensity B ref and the light intensity A 1 measured by the light detector of the first channel Ch 1 , the correction information 24 may be obtained by obtaining b 1 and m 1 for the first channel Ch 1 by the above equation (1). , seeking b i and m i in a plurality of measurement channels may be as correction information 24 of the other measurement channels may be as correction information 24 of the corresponding measured channel seeking b i and m i in each measurement channel ..

[補正情報の例3]
サンプルステージ13に、複数の測定チャンネルの各々に輝度(または出射される光束)が他の光検出装置によって予め測定された光源(例えば、上記モデルL11494−525)を配置して、複数の輝度を用いて各測定チャンネルの光検出器により光強度Ai(i=1〜8)を測定するとともに、光源の既知の輝度から求めた基準光強度Brefを(絶対光強度)を用いる。この基準光強度Brefと各測定チャンネルChiの光検出器により測定した光強度Aiに基づいて上記式(1)により各測定チャンネルChiについて最小二乗法によりbiおよびmiを求めて補正情報24とする。
[Example 3 of correction information]
On the sample stage 13, a light source (for example, the model L11494-525) whose brightness (or emitted light beam) is measured in advance by another light detection device is arranged in each of the plurality of measurement channels to obtain a plurality of brightness. The light intensity A i (i = 1 to 8) is measured by the light detector of each measurement channel, and the reference light intensity B ref obtained from the known brightness of the light source is used (absolute light intensity). Correction information seeking b i and m i by the least squares method for each measurement channel Chi by the equation (1) based on light intensity A i measured by the photodetector of the reference light intensity B ref and the measurement channel Chi Let it be 24.

この補正係数aを含む補正情報24を所望のサンプルの測定に先立って取得し、マルチチャンネル光計測装置10の記憶部22に格納する。マルチチャンネル光計測装置10の演算制御部21は、記憶部22に格納された補正情報24を参照して、各測定チャンネルのサンプルの光強度SAi(相対発光単位)から補正情報の補正情報biおよびmiを用いることで、上記式(2)により各測定チャンネルについて絶対光強度で表す標準化された光強度(光強度SBi)に換算することができる。 The correction information 24 including the correction coefficient a is acquired prior to the measurement of the desired sample and stored in the storage unit 22 of the multi-channel optical measuring device 10. The arithmetic control unit 21 of the multi-channel optical measurement device 10 refers to the correction information 24 stored in the storage unit 22, and corrects the correction information b from the light intensity SA i (relative emission unit) of the sample of each measurement channel. the use of i and m i, can be converted to a standardized light intensity expressed in absolute light intensity for each measurement channel by the formula (2) (light intensity SB i).

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲に記載された本発明の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 Although the preferred embodiment of the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to the specific embodiment, and various modifications and changes can be made within the scope of the present invention described in the claims. It is possible.

10 マルチチャンネル光計測装置
11 本体
12 パーソナルコンピュータ(PC)
13 サンプルステージ
14 光検出部
16 サンプル保持部材
171〜178 受光部
19 光検出器
20 カウンタ回路
21 演算制御部
22 記憶部
24 補正情報

10 Multi-channel optical measuring device 11 Main unit 12 Personal computer (PC)
13 Sample stage 14 Photodetector 16 Sample holding member 17 1 to 17 8 Light receiving unit 19 Photodetector 20 Counter circuit 21 Arithmetic control unit 22 Storage unit 24 Correction information

Claims (9)

複数の測定チャンネルを有する化学発光の光強度を計測する装置であって、
複数の試料を各々、前記複数の測定チャンネルの各々に対して配置可能な試料保持部材を有する測定基盤と、
前記試料保持部材に配置された前記複数の試料の光強度を前記測定チャンネル毎に測定する複数の光検出器を有する光検出手段と、
前記測定チャンネル毎の補正情報を格納する補正情報格納手段と、
前記複数の光検出器からの発光強度を、前記測定チャンネル毎の前記補正情報を参照して演算により補正した光強度を取得する手段と、を備え、
前記補正情報が、前記試料保持部材に校正用の試料または所定の光源を配置して前記複数の光検出器により測定した第1の光強度と、該校正用の試料または所定の光源を他の光検出装置により測定した第2の光強度との関係に基づく、前記装置。
A device that measures the light intensity of chemiluminescence that has multiple measurement channels.
A measurement base having a sample holding member capable of arranging a plurality of samples for each of the plurality of measurement channels.
A photodetector having a plurality of photodetectors for measuring the light intensity of the plurality of samples arranged on the sample holding member for each measurement channel, and
A correction information storage means for storing correction information for each measurement channel, and
It is provided with a means for acquiring the light intensity corrected by calculation with reference to the correction information for each measurement channel for the light emission intensity from the plurality of photodetectors.
The correction information includes a first light intensity measured by the plurality of light detectors by arranging a sample for calibration or a predetermined light source on the sample holding member, and the sample for calibration or a predetermined light source. The device based on the relationship with the second light intensity measured by the light detection device.
前記第2の光強度は、前記校正用の試料を前記複数の試料保持部材に配置して前記他の光検出装置により測定した光強度である、請求項1記載の装置。 The device according to claim 1, wherein the second light intensity is a light intensity measured by the other light detection device in which the sample for calibration is arranged on the plurality of sample holding members. 前記他の光検出装置は、前記複数の測定チャンネルの各々に配置された前記校正用の試料の化学発光の光強度を1つの光検出器により測定可能な、請求項2記載の装置。 The device according to claim 2, wherein the other photodetector can measure the light intensity of chemiluminescence of the calibration sample arranged in each of the plurality of measurement channels with one photodetector. 前記第2の光強度は光束を表す、請求項1〜3のうちいずれか一項記載の装置。 The device according to any one of claims 1 to 3, wherein the second light intensity represents a luminous flux. 前記補正情報は、前記第1の光強度A(相対発光単位)と前記第2の光強度B(フォトン/秒)との関係が下記式で表される、
i=10^[(log10i−bi)/mi
ただし、biおよびmiは実数であり、iはチャンネル番号を表す、請求項1〜4のうち、いずれか一項記載の装置。
In the correction information, the relationship between the first light intensity A (relative light emission unit) and the second light intensity B (photons / sec) is expressed by the following equation.
B i = 10 ^ [(log 10 A i -b i) / m i]
However, b i and m i is a real number, i is representative of the channel number, of the claims 1-4, apparatus according to any one claim.
前記補正情報は、前記校正用の試料または前記所定の光源を用いて、前記複数の測定チャンネルの少なくとも一つにおいて測定した第1の光強度と他の光検出装置により測定した第2の光強度との関係に基づいて取得した補正係数を含み、
前記補正した光強度を取得する手段は、前記複数の測定チャンネルの少なくとも一つのチャンネル以外のチャンネルの発光強度を前記補正係数を参照して演算により補正した光強度を取得する、請求項1記載の装置。
The correction information includes a first light intensity measured in at least one of the plurality of measurement channels and a second light intensity measured by another light detection device using the calibration sample or the predetermined light source. Including the correction coefficient obtained based on the relationship with
The method according to claim 1, wherein the means for acquiring the corrected light intensity obtains the light intensity corrected by calculation with reference to the correction coefficient for the emission intensity of a channel other than at least one of the plurality of measurement channels. Device.
前記所定の光源が、予め前記他の光検出装置により輝度または出射される光束が校正されてなる、請求項1〜6のうちいずれか一項記載の装置。 The device according to any one of claims 1 to 6, wherein the predetermined light source is preliminarily calibrated for brightness or light flux emitted by the other photodetector. 前記複数の光検出器は光電子増倍管である、請求項1〜7のうち、いずれか一項記載の装置。 The device according to any one of claims 1 to 7, wherein the plurality of photodetectors are photomultiplier tubes. 前記複数の光検出器は半導体光検出素子である、請求項1〜7のうち、いずれか一項記載の装置。 The apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein the plurality of photodetectors are semiconductor photodetectors.
JP2020044513A 2020-03-13 2020-03-13 Multichannel light detection device Pending JP2021144007A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020044513A JP2021144007A (en) 2020-03-13 2020-03-13 Multichannel light detection device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020044513A JP2021144007A (en) 2020-03-13 2020-03-13 Multichannel light detection device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2021144007A true JP2021144007A (en) 2021-09-24

Family

ID=77766417

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020044513A Pending JP2021144007A (en) 2020-03-13 2020-03-13 Multichannel light detection device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2021144007A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4857735A (en) Light emitting diode spectrophotometer
JP5209368B2 (en) Multi-channel fluorescence sensor
US8582103B2 (en) Bulbless spectrometer
US8189196B2 (en) Self referencing LED detection system for spectroscopy applications
Estes et al. Reagentless detection of microorganisms by intrinsic fluorescence
EP0383912B1 (en) Method and apparatus for optically measuring concentration of material
US7416701B2 (en) Calibrator for fluorosensor
CN103649726A (en) System and method for fluorescence and absorbance analysis
Niwa et al. Quantum yield measurements of firefly bioluminescence reactions using a commercial luminometer
US11112362B2 (en) Portable in-vitro diagnostic detector and apparatus
US7256892B2 (en) Measuring instrument and fluorometric method
US7688439B2 (en) Optical measuring system
US20070170353A1 (en) Photoncounting methods and devices
Santangelo et al. SiPM as miniaturised optical biosensor for DNA-microarray applications
Swasey et al. Adaptation of a visible wavelength fluorescence microplate reader for discovery of near-infrared fluorescent probes
EP1790974B1 (en) Colorimetric blood glucose meter
JP2021144007A (en) Multichannel light detection device
US20190252558A1 (en) Charge avalanche photodetector system
Chen et al. A practical portable photometer using LEDs as inspection light source
US7211377B1 (en) Method for detecting the presence of dormant cryptobiotic microorganisms
Berthold et al. Luminometer design and low light detection
JP2011203085A (en) High sensitivity luminescence measuring instrument
Nagoshi et al. SPECTRAL ANALYSES OF LOW LEVEL CHEMILUMINESCENCE OF A SHORT LIFETIME USING A HIGHLY SENSITIVE POLYCHROMATIC SPECTROMETER INCORPORATING A TWO DIMENSIONAL PHOTON‐COUNTING TYPE DETECTOR
US20020190221A1 (en) Electronic test standard for fluorescence detectors
JP3585439B2 (en) Luminescence measuring method and luminous measuring device