JP2022172414A - マイクロプレートリーダーおよび光学プレート - Google Patents

Abstract

【課題】マイクロプレートの各ウェルに収容された試料の光測定を容易かつ高精度に行うことができるマイクロプレートリーダーおよびそれに用いられる光学プレートを提供する。【解決手段】マイクロプレートリーダーは、筐体と、投光部と、受光部と、を備え、１つのウェルに対応した投光部と受光部との組が複数設けられている。受光部とマイクロプレートとの間に配置され、投光部から放出され、ウェルを透過した光を、受光部へ導光する位置に、マイクロプレートのウェルに対応して同数設けられた受光用導光路と、受光用導光路を、光を吸収する特性を有する顔料を含有する顔料含有樹脂によりなる包囲部材により包囲した導光部と、をさらに備える。導光部は、マイクロプレートの底面側に形成された凹部に嵌め込まれて当該マイクロプレートの底面と密着している。１つの投光部から放出された光は、１つの受光用導光路を通過して１つの受光部に到達する。【選択図】 図１

Description

本発明は、マイクロプレートのウェルに収容された試料に対して光学的測定を行うマイクロプレートリーダーおよびそのマイクロプレートリーダーに用いられる光学プレートに関する。

従来、例えばアクリル、ポリエチレン、ポリスチレン、ガラス等からなり、多数の窪み（ウェル）が設けられた平板状のマイクロプレートを用いて、試薬の分離、合成、抽出、分析、細胞培養などが行われている。例えば、抗体が固定された各ウェルに抗原を含む試薬を注入することにより発生する抗体抗原反応（酵素免疫反応）に関する測定（例えば、ＥＬＩＳＡ（Enzyme-Linked Immuno Sorbent Assay）法による測定）が、マイクロプレートを用いて行われる。
マイクロプレートの各ウェルに収容された試料に対しては、例えば、当該試料の光学的性質が測定される。この測定は、上記試料に対して光学的測定を行う測定装置であるマイクロプレートリーダーによって行われる。マイクロプレートリーダーは、例えば、吸光、蛍光、化学発光、蛍光偏光等の光学的性質を測定可能である。

ポイントオブケア（ＰＯＣＴ）検査等の分野において携帯可能な程度に小型化されたマイクロプレートリーダーとして、例えば特許文献１に記載の技術がある。特許文献１に記載のマイクロプレートリーダーでは、投光部と受光部との組が全てのウェルに対してそれぞれ設けられており、マイクロプレートの各ウェルに収容される試料の全ての光測定をほぼ同時に行うことが可能である。また、導光路を、外光や散乱光を吸収可能な顔料含有樹脂により包囲するので、簡易な構成で外光や散乱光等が迷光（ノイズ光）となって受光部に入射されることを抑制することができる。

国際公開第２０１９／０４４９６９号

しかしながら、上記特許文献１に記載の技術のように、マイクロプレートの各ウェルを通過した光をそれぞれ導光路によって受光部へ導光する構成の場合、各ウェルと各ウェルにそれぞれ対応する導光路との位置決めを容易かつ適切に行う必要がある。さらに、外光の影響を効果的に抑制するためには、導光路への外光の回り込みを適切に抑制する必要がある。

そこで、本発明は、マイクロプレートの各ウェルに収容された試料の光測定を容易かつ高精度に行うことができるマイクロプレートリーダーおよびそれに用いられる光学プレートを提供することを課題としている。

上記課題を解決するために、本発明に係るマイクロプレートリーダーの一態様は、筐体と、前記筐体内において、配置される複数のウェルを有するマイクロプレートの１つのウェルに対応した投光部と、前記投光部から放出された光が前記マイクロプレートの１つのウェルを透過した透過光を受光する受光部と、を備え、１つのウェルに対応した前記投光部と前記受光部との組が複数設けられていて、前記受光部と前記マイクロプレートとの間に配置され、前記投光部から放出され、前記ウェルを透過した光を、前記受光部へ導光する位置に、前記マイクロプレートのウェルに対応して同数設けられた受光用導光路と、前記受光用導光路を、光を吸収する特性を有する顔料を含有する顔料含有樹脂によりなる包囲部材により包囲した導光部と、をさらに備え、前記導光部は、前記マイクロプレートの底面側に形成された凹部に嵌め込まれて当該マイクロプレートの底面と密着しており、１つの前記投光部から放出された光は、１つの前記受光用導光路を通過して１つの前記受光部に到達する。

このように、１つのウェルに投光部と受光部とが対応して設けられており、投光部と受光部との組が複数設けられている。そして、受光用導光路を、外光や散乱光を吸収可能な顔料含有樹脂により包囲した導光部をさらに備える。したがって、外光や散乱光等が迷光（ノイズ光）となって受光部に入射されることを抑制することができる。また、複数の投光部から放出された光が１つの受光用導光路を通過して１つの受光部に到達しないようにすることができるため、適切に測定誤差を低減することができる。
さらに、導光部は、マイクロプレートの底面側に形成された凹部に嵌め込まれて当該マイクロプレートの底面と密着している。そのため、各ウェルと各ウェルにそれぞれ対応する導光路との位置決めを容易に行うことができるとともに、光測定中の両者の位置ずれを抑制することができる。また、マイクロプレートと導光部と間に隙間が生じることを適切に抑制することができるので、導光路への外光の回り込みを適切に抑制することができる。

また、上記のマイクロプレートリーダーにおいて、前記１つのウェルに対応した前記投光部と前記受光部との組は、少なくとも前記マイクロプレートのウェルの数だけ設けられていてもよい。
この場合、マイクロプレートの各ウェルに収容される試料の全ての光測定をほぼ同時に行うことが可能となり、測定時間を短縮することができる。また、従来のようなマイクロプレートを走査させるための複雑な駆動機構等が不要であるため、小型化を実現することができる。

さらに、上記のマイクロプレートリーダーにおいて、前記１つのウェルに対応した前記投光部と前記受光部との組は、前記マイクロプレートのウェルの数より少なく、前記マイクロプレートの全てのウェルに対応するように、前記投光部と前記受光部との組に対して、前記導光部が嵌め込まれた前記マイクロプレートを相対的に逐次移動させる移動機構を有していてもよい。
この場合、投光部と受光部との組をマイクロプレートの全てのウェルに対応させて設ける必要がなく、大幅に小型化することができる。また、投光部と受光部との組に対してマイクロプレートを相対的に逐次移動させることで、マイクロプレートの各ウェルに収容される試料の全ての光測定を行うことが可能である。

また、上記のマイクロプレートリーダーにおいて、前記１つのウェルに対応した前記投光部と前記受光部との組は、前記マイクロプレートの一つの辺のウェルの数だけ設けられており、前記移動機構は、前記投光部と前記受光部との組に対して、前記導光部が嵌め込まれた前記マイクロプレートを、前記一つの辺に直交する方向にのみ相対的に逐次移動させてもよい。
この場合、移動機構による移動を１軸方向のみの移動とすることができる。そのため、移動機構の構造を簡略化することができ、安価に構成することができる。また、薄型化を実現することができるので、例えばインキュベータ内の培養空間などの限られた空間内にも設置することが可能となる。

さらに、上記のマイクロプレートリーダーにおいて、前記投光部は、前記マイクロプレートの底面とは反対側に配置され、前記受光部は、前記マイクロプレートを挟んで前記投光部とは反対側に配置されていてもよい。
この場合、投光部から放出された光がウェルを透過し、受光用導光路を通過して受光部に到達する構成のマイクロプレートリーダーにおいて、マイクロプレートの各ウェルに収容された試料の光測定を容易かつ高精度に行うことができる。

また、上記のマイクロプレートリーダーにおいて、前記投光部および前記受光部は、前記マイクロプレートの底面側に配置され、前記マイクロプレートを挟んで前記投光部および前記受光部とは反対側に配置され、前記投光部から放出された光を前記受光部へ反射させる反射部材と、前記投光部と前記マイクロプレートとの間に配置され、前記投光部から放出される光を前記ウェルに導光する投光用導光路と、をさらに備え、前記導光部は、前記受光用導光路および前記投光用導光路のそれぞれを、前記顔料含有樹脂によりなる前記包囲部材により包囲してもよい。
この場合、投光部から放出された光がウェルを透過し、反射部材によって反射され、受光用導光路を通過して受光部に到達する構成のマイクロプレートリーダーにおいて、マイクロプレートの各ウェルに収容された試料の光測定を容易かつ高精度に行うことができる。

また、上記のマイクロプレートリーダーにおいて、前記導光部は、前記凹部に嵌め込まれた状態において、当該凹部の側壁部によって全周が包囲されていてもよい。この場合、マイクロプレートに対して導光部を適切に位置決めすることができるとともに、マイクロプレートに対する導光部の位置ずれを確実に抑制することができる。
また、上記のマイクロプレートリーダーにおいて、前記導光部は、前記凹部に対して着脱可能に構成されていてもよい。この場合、マイクロプレートから導光部を取り外し、マイクロプレートのみを交換することが可能となる。また、導光部は柔らかい樹脂により構成することができるため、ウェルに試料が入ったままでも導光部の取り外しが可能である。
さらに、上記のマイクロプレートリーダーにおいて、前記受光用導光路は、前記１つのウェルに対して複数設けられていてもよい。この場合、１つのウェルを通過した光を良好なＳ／Ｎ比で効率的に受光部へ導光させることができる。したがって、導光部の薄型化が可能となる。

また、上記のマイクロプレートリーダーにおいて、前記受光用導光路は、光透過特性を有するシリコーン樹脂により構成されていてもよい。この場合、受光用導光路と包囲部材との界面における光の反射や散乱を抑制することができる。
さらに、上記のマイクロプレートリーダーにおいて、前記顔料含有樹脂は、光透過特性を有する樹脂に前記顔料を含有させたものであり、前記受光用導光路は、前記光透過特性を有する樹脂と同等の樹脂により構成されていてもよい。この場合、受光用導光路と包囲部材との界面における光の反射や散乱を効果的に抑制することができる。
また、上記のマイクロプレートリーダーにおいて、前記マイクロプレートの前記ウェルの底面は球面状であり、前記導光部が前記凹部に嵌め込まれた状態において、前記１つのウェルに対応する前記受光用導光路は、前記ウェルを通過した光が前記球面状の底面にて集光される位置に配置されていてもよい。この場合、ウェルを通過した光を適切に受光部へ導光させることができる。

さらに、上記のマイクロプレートリーダーは、前記導光部が前記凹部に嵌め込まれた状態において、前記マイクロプレートと前記導光部とが密着する方向に押圧する押圧部材をさらに備えていてもよい。この場合、マイクロプレートの底面と導光部の上面との密着性を向上させることができる。したがって、マイクロプレートと導光部との隙間が生じることを確実に抑制することができる。
また、上記のマイクロプレートリーダーは、前記導光部が前記凹部に嵌め込まれた前記マイクロプレートを、前記受光用導光路の光出射端と前記受光部とが対向する位置に位置決めする位置決め部材をさらに備えていてもよい。この場合、マイクロプレートの各ウェル、受光用導光路および受光部の位置決めを容易に行うことができる。

さらに、本発明に係る光学プレートの一態様は、マイクロプレートの複数のウェルにそれぞれ対応し、前記ウェルに収容された試料を通過した光を導光する導光路と、前記導光路を、光を吸収する特性を有する顔料を含有する顔料含有樹脂により包囲する包囲部材と、を備え、前記導光路は、１つの前記ウェルに対して複数設けられており、前記マイクロプレートの底面側に形成された凹部に嵌め込まれることで前記マイクロプレートの底面と密着可能である。
このように、１つのウェルに対応する複数の導光路を有するので、ウェルに収容された試料を通過した光を良好なＳ／Ｎ比で導光させることが可能となり、導光路の光路長を短縮することが可能となる。つまり、光学プレートの薄型化が図れる。また、マイクロプレートの凹部に嵌め込み可能な構成であるため、各ウェルと各ウェルにそれぞれ対応する導光路との位置決めを容易に行うことができる。さらに、マイクロプレートの底面と密着可能な構成であるため、マイクロプレートと導光部と間に隙間が生じることを抑制し、導光路への外光の回り込みを抑制することができる。

本発明のマイクロプレートリーダーは、マイクロプレートの各ウェルに収容された試料の光測定を容易かつ高精度に行うことができる。

本実施形態におけるマイクロプレートリーダーの概略構成図である。 マイクロプレートの別の例を説明するための図である。 光源およびセンサの電源ラインの一例である。 導光路に侵入する外光について説明する図である。 受光用導光路の一例を示す図である。 受光用導光路の比較例を示す図である。 マイクロプレートリーダーのセッティング方法を説明する図である。 マイクロプレートリーダーのセッティング方法を説明する図である。 マイクロプレートリーダーのセッティング方法を説明する図である。 導光プレート部の別の例を示す図である。 マイクロプレートの別の例を示す図である。 押圧部材および位置決め部材を示す側面図である。 押圧部材および位置決め部材を示す上面図である。 マイクロプレートリーダーの別の例を示す概略構成図である。 スキャン式のマイクロプレートリーダーの一例である。 スキャン式のマイクロプレートリーダーの要部を示す図である。 スキャン式のマイクロプレートリーダーの別の例である。 １回目の光測定時のマイクロプレートの位置を示す図である。 ２回目の光測定時のマイクロプレートの位置を示す図である。 スキャン式のマイクロプレートリーダーの別の例である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第一の実施形態）
図１は、本実施形態におけるマイクロプレートリーダー１０の概略構成図である。
マイクロプレートリーダー１０は、投光用基板１１ａと、測定用基板１１ｂと、複数の光源（投光部）１２ａと、複数の受光センサ（受光部）１２ｂと、導光プレート部（導光部）１３と、筐体１５と、電源部１６と、給電ケーブル１７ａ、１７ｂと、を備える。

投光用基板１１ａ、測定用基板１１ｂ、複数の光源１２ａ、複数の受光センサ１２ｂ、導光プレート部１３、電源部１６および給電ケーブル１７ａ、１７ｂは、上方に開口部を有する筐体１５内に配置され、固定されている。本実施形態におけるマイクロプレートリーダー１０は、測定用基板１１ｂに複数の受光センサ１２ｂが設けられ、当該測定用基板１１ｂの上に導光プレート部１３が設けられ、筐体１５内における導光プレート部１３の上部にマイクロプレート２０が設置可能に構成されている。
また、本実施形態におけるマイクロプレートリーダー１０は、導光プレート部１３の上部に設置されたマイクロプレート２０の上方に、投光用基板１１ａが配置されるよう構成されている。投光用基板１１ａには複数の光源１２ａが設けられており、投光用基板１１ａは、光源１２ａがマイクロプレート２０に対向するように配置される。

（マイクロプレート）
マイクロプレート２０は、例えばアクリル、ポリエチレン、ポリスチレン、ガラス等からなる平板状の部材である。マイクロプレート２０は、例えば長方形状の平板であり、表面に多数のウェル２１が設けられている。ウェル２１の形状は、例えば平底を有する円柱形状である。また、ウェル２１の数は、６個、２４個、９６個、３８４個、１５３６個等であり、容量は数μリットル～数ｍリットルである。例えば９６ウェルのマイクロプレートの場合、各ウェルは８×１２で配置される。

マイクロプレート２０の底面の外縁部には、全周に亘って壁部２０ａが形成されている。壁部２０ａは、マイクロプレート２０の底面から下方に突出しており、マイクロプレート２０の底面と壁部２０ａとにより、マイクロプレート２０の底面側に凹部が形成されている。つまり、壁部２０ａは、当該凹部の側壁部である。このマイクロプレート２０の凹部には、図１に示すように導光プレート部１３が嵌め込み可能である。
なお、壁部２０ａの底面からの高さは、任意の高さとすることができる。壁部２０ａの高さは、例えば図１に示すように、導光プレート部１３の厚みよりも低くてもよいし、図２に示すように、導光プレート部１３の厚みと同等であってもよい。また、特に図示しないが、壁部２０ａの高さは、導光プレート部１３の厚みよりも高くてもよい。

（投光部および受光部）
光源１２ａは、光を放出する投光部であり、投光用基板１１ａの一方の表面（下部表面）に配置される。受光センサ１２ｂは、光を受光する受光部であり、測定用基板１１ｂの一方の表面（上部表面）に配置される。光源１２ａは、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）であり、受光センサ１２ｂは、例えばＲＧＢカラーセンサである。光源１２ａは、例えばチップＬＥＤ（表面実装型ＬＥＤ）とすることができる。この場合、１つの光源１２ａは、複数の発光部（発光点）を有するチップＬＥＤを含む。
マイクロプレートリーダー１０は、光源１２ａおよび受光センサ１２ｂを、それぞれマイクロプレート２０のウェル２１と同じ数だけ備える。つまり、マイクロプレート２０の１つのウェル２１に対し、１つの光源１２ａおよび１つの受光センサ１２ｂが対応して設けられている。マイクロプレート２０のウェル２１が９６個ある場合、投光用基板１１ａには９６個の光源１２ａが設けられ、測定用基板１１ｂには９６個の受光センサ１２ｂが設けられる。

（投光用基板および測定用基板）
投光用基板１１ａは、光源１２ａが接続される光源用電源ラインを有する。複数の光源１２ａは、投光用基板１１ａに設けられた光源用電源ラインに接続され、光源用電源ラインから電力を得ている。投光用基板１１ａの光源用電源ラインには、電源部１６から給電ケーブル１７ａを介して電力が供給される。
同様に、測定用基板１１ｂは、受光センサ１２ｂが接続されるセンサ用電源ラインを有する。複数の受光センサ１２ｂは、測定用基板１１ｂに設けられたセンサ用電源ラインに接続され、センサ用電源ラインから電力を得ている。測定用基板１１ｂのセンサ用電源ラインには、電源部１６から給電ケーブル１７ｂを介して電力が供給される。

複数の光源１２ａは、例えば図３に示すように、光源用電源ラインに対し並列に接続されている。また、同様に複数の受光センサ１２ｂは、例えば図３に示すように、センサ用電源ラインに対し並列に接続されている。
光源１２ａおよび受光センサ１２ｂに接続される給電用の配線部は、それぞれ２つである。そのため、本実施形態のように投光部および受光部がそれぞれ９６個設けられる場合は、３８４個の配線が必要となる。このように膨大な配線をコンパクトにまとめるために、投光用基板１１ａおよび測定用基板１１ｂは、上記配線のパターン（給電回路）が形成されたプリント基板として構成される。なお、測定用基板１１ｂには、受光センサ１２ｂへの給電回路のみならず、センサ出力回路やセンサ出力の外部への通信回路等が設けられていてもよい。

（導光プレート部）
導光プレート部１３は、マイクロプレート２０の底面側に形成された凹部に密着して嵌め込み可能な光学プレートである。導光プレート部１３は、当該凹部に対して着脱可能に構成されている。
導光プレート部１３は、受光用導光路１３ａを備える。受光用導光路１３ａは、投光用基板１１ａに設けられた光源１２ａから放出され、マイクロプレート２０のウェル２１に入射し、後述するようにウェル２１に収容された試料３０等を通過して放出される光を受光センサ１２ｂに導光する。
導光プレート部１３は、受光用導光路１３ａを複数備える。具体的には、マイクロプレート２０の１つのウェル２１に対し、複数の受光用導光路１３ａ（導光路群）が対応して設けられる。図１では、１つのウェル２１に対応する導光路群として、３本の受光用導光路１３ａを示しているが、１つのウェル２１に対応する導光路群を構成する受光用導光路１３ａの数は、任意に設定することができる。

受光用導光路１３ａは、導光プレート部１３がマイクロプレート２０の底面側に形成された凹部に嵌め込まれた場合に、上記導光路群の光入射端が、マイクロプレート２０のウェル２１の底面に対向する位置に配置されるように、導光プレート部１３に設けられている。
このように、本実施形態では、導光プレート部１３がマイクロプレート２０の底面側に形成された凹部に嵌め込まれることで、各ウェル２１と各ウェル２１にそれぞれ対応する導光路群とが位置決めされる。また、導光プレート部１３は、マイクロプレート２０の底面側に形成された凹部に嵌め込まれることでマイクロプレート２０の底面と密着する。

さらに、受光用導光路１３ａは、上記導光路群の光出射端が、測定用基板１１ｂに設けられた受光センサ１２ｂに対応する位置に配置されるように、導光プレート部１３に設けられている。すなわち、導光プレート部１３が嵌め込まれたマイクロプレート２０は、受光用導光路１３ａの光出射端が受光センサ１２ｂに対向する位置に位置決めされる。
また、光源１２ａは、上記のように位置決めされたマイクロプレート２０の上方に投光用基板１１ａが設置された場合に、マイクロプレート２０の各ウェル２１に対応する位置に配置されるように、投光用基板１１ａに設けられている。

測定用基板１１ｂ上に、導光プレート部１３が嵌め込まれたマイクロプレート２０が配置され、マイクロプレート２０上に投光用基板１１ａが配置された状態では、光源１２ａと受光センサ１２ｂとは、鉛直方向に一列に配置される。
なお、光源１２ａおよび受光センサ１２ｂの配置は、厳密に鉛直方向に一列である必要はなく、光源１２ａから放出され、マイクロプレート２０のウェル２１に収容された試料３０等を通過して放出される光が、受光センサ１２ｂに到達可能な配置であればよい。

受光用導光路１３ａは、光源１２ａから放出され、マイクロプレート２０のウェル２１に収容された試料３０等を通過して放出される光に対して透明な樹脂（例えば、シリコーン樹脂）により構成される。また、受光用導光路１３ａは、顔料含有樹脂からなる包囲部材１３ｂにより包囲されている。ここで、顔料含有樹脂は、光透過特性を有する樹脂（例えば、シリコーン樹脂）に、迷光を吸収する特性を有する顔料を含有したものである。上記顔料は、例えば、黒色顔料であるカーボンブラック等を採用することができる。

本実施形態では、受光用導光路１３ａを構成する透明な樹脂と、顔料含有樹脂を構成する光透過性を有する樹脂との材質を同じにする。これにより、両樹脂の界面での反射および散乱が抑制される。また、顔料含有樹脂に入射した迷光は、その顔料含有樹脂で吸収され、受光用導光路１３ａにほとんど戻らず、迷光の複雑な多重反射がほとんど発生しない。
図４に示すように、受光用導光路１３ａに侵入する外光等のノイズ光Ｌ１１のうち、受光用導光路１３ａの光軸と同方向に進む成分は非常に少なく、大部分は、受光用導光路１３ａと顔料含有樹脂からなる包囲部材１３ｂとの界面から顔料含有樹脂へと入射し、顔料により吸収される。このとき、上記界面での反射は、受光用導光路１３ａを構成する透明な樹脂と、包囲部材１３ｂを構成する顔料含有樹脂との材質を同じとすることにより、発生しない。

なお、顔料に入射する外光やその散乱光は、当該顔料によりほぼ吸収されるが、わずかながら顔料表面で散乱される。しかしながら、その散乱光は、再度顔料含有樹脂からなる包囲部材１３ｂへと入射する場合が多く、顔料含有樹脂の顔料により吸収されることになる。
したがって、図４に示すように、受光用導光路１３ａから取り出される光の大部分は、受光用導光路１３ａの光軸に沿った直進光Ｌ１となる。

ところで、受光用導光路１３ａの断面積や光路長の設定によっては、顔料表面によりわずかながら散乱される散乱光の一部が、受光用導光路１３ａの光出射端から放出される場合がある。そのため、受光用導光路１３ａの断面積や光路長を適宜設定し、その強度を測定に影響しない程度にまで減衰することが好ましい。
受光用導光路１３ａの光入射端の面積が大きくなると、受光用導光路１３ａへ入射する光量は大きくなる。よって、当該光入射端の面積が大きくなると、受光用導光路１３ａを進む直進光の強度も、受光用導光路１３ａの光入射端で散乱して光出射端へと散乱光として到達する外光の強度も大きくなる。

本発明者らは、受光用導光路１３ａの光入射端の面積に対する直進光の強度依存性、および外光の強度依存性を調査した。その結果、受光用導光路１３ａの直径の増加に対する外光の強度の増加量は、測定光の強度の増加量よりも大きいことがわかった。
つまり、受光用導光路１３ａの光入射端の面積が狭いほど、Ｓ／Ｎ比が向上することがわかった。具体的には、光入射端から光出射端までの距離（Ｌ）に対する、受光用導光路１３ａの光入射端の面積（Ａ）の平方根の比（√Ａ／Ｌ）が、０．４以下であると、Ｓ／Ｎ比が十分に高い光測定が可能となることがわかった。
したがって、受光用導光路１３ａの断面積や光路長は、上記の条件を満たすように設定することが好ましい。これにより、散乱光の光測定への悪影響を適切に抑制することができる。

本実施形態では、１つのウェル２１に対して複数の受光用導光路１３ａからなる導光路群を配置している。例えば図５に示すように、１つのウェルに対応する導光路群を構成する受光用導光路１３ａの数は、７本とすることができる。ここで、図５に示す１つの受光用導光路１３ａの直径は、０．５ｍｍであるものとする。
図６は、比較例として、１つのウェルに対して１つの受光用導光路１３ａ’を有する導光プレート部１３Ａを示す図である。ここで、図６に示す１つの受光用導光路１３ａ’の直径は、１０ｍｍであるものとする。

図５に示す導光プレート部１３と図６に示す導光プレート部１３Ａとの厚みが同等である場合、図５に示すように１つのウェルに対して複数の細い受光用導光路１３ａを配置した方が、図６に示すように１つのウェルに対して１本の太い受光用導光路１３ａ’を配置した場合と比較してノイズ成分を大幅に低減させることができる。
換言すると、図５に示すように１つのウェルに対して複数の受光用導光路１３ａを配置した導光プレート部１３は、図６に示すように１つのウェルに対して１つの受光用導光路１３ａ’を配置した導光プレート部１３Ａよりも厚みが薄くても、当該導光プレート部１３Ａと同等の特性（Ｓ／Ｎ比）が得られる。例えば、厚みＬａ＝１．６ｍｍの導光プレート部１３と、厚みＬｂ＝１０ｍｍの導光プレート部１３Ａとでは、ほぼ同等の特性が得られる。
つまり、本実施形態では、導光プレート部１３の薄型化を図ることができる。

なお、マイクロプレート２０が有する僅かな反りや歪みの影響を吸収し、マイクロプレート２０と導光プレート部１３との隙間を作らない構造を維持するため、受光用導光路１３ａの長さ、すなわち導光プレート部１３厚さは１ｍｍ以上であることが望ましい。
また、図６に示す導光プレート部１３Ａでは、となり合うウェルにそれぞれ配置された１本の受光用導光路１３ａ’同士を隔てる包囲部材１３ｂの幅は、最低でも３ｍｍ以上を確保することが好ましい。これにより、となり合うウェル間の信号の混入率を１００００００分の１以下にすることができる。一方で、図５に示す導光プレート部１３のように一つのウェルに対して複数の受光用導光路１３ａからなる導光路群を用いる場合、となり合う受光用導光路１３ａ同士を隔てる包囲部材の厚さは０．１５ｍｍまで薄くしてもよい。これは互いの光の透過が１００分の１程度あっても、反射、散乱による混入率と同程度で良いためである。

また、本実施形態では、１つのウェル２１に対して設けられた導光路群により導光される光の照射領域（投影面積）は、受光センサ１２ｂの受光面の面積と同等の大きさに設定されている。したがって、複数の受光用導光路１３ａからなる導光路群により導光される光をすべて受光センサ１２ｂの受光面に入射させることができる。

（投光用基板における光源の配置）
上述したように、マイクロプレート２０の１つのウェル２１には、１つの光源１２ａおよび１つの受光センサ１２ｂが対応して配置される。すなわち、１つの光源１２ａから放出される光が、マイクロプレート２０のウェル２１が収容する試料３０に照射され、試料３０とウェル２１とを通過して複数の受光用導光路１３ａに入射し、当該複数の受光用導光路１３ａから放出される光が１つの受光センサ１２ｂによりセンシングされる。
この１つの光源１２ａに隣接する他の光源１２ａから放出される光の一部が、試料３０およびウェル２１を通過して受光用導光路１３ａに外光として入射した場合であっても、その光の殆どは、図４に示すように、受光用導光路１３ａと顔料含有樹脂からなる包囲部材１３ｂとの界面から顔料含有樹脂へと入射し、顔料により吸収される。

しかしながら、投光用基板１１ａにおける光源１２ａの配置位置によっては、上記の他の光源１２ａから放出される光の一部が受光用導光路１３ａに外光として入射し、受光用導光路１３ａと包囲部材１３ｂとの界面に入射することなく、受光用導光路１３ａの光出射端から外部に放出される可能性がある。この場合、光測定精度が低くなってしまう。

そこで、本実施形態では、１つのウェル２１に対応する複数の受光用導光路１３ａからなる導光路群を通過して受光センサ１２ｂに到達する光は、１つの光源１２ａから放出された光となるように、各光源１２ａの配置、受光用導光路１３ａの形状、導光路群を構成する受光用導光路１３ａの配置および数の少なくとも１つを規定する。これにより、隣接する他の光源１２ａからの光が、受光用導光路１３ａを包囲する顔料含有樹脂によって吸収されずに外光として直接受光センサ１２ｂに到達することを防止することができる。そのため、例えば、３８４ウェルのマイクロプレートのようにウェル自体が小型であり、各ウェルに対応させて複数の光源１２ａを近接させて配置する必要がある場合であっても、隣接する他の光源１２ａからの光が測定結果に悪影響を及ぼすことを防止し、測定誤差を適切に低減することができる。

次に、本実施形態におけるマイクロプレートリーダー１０のセッティング方法について説明する。
図７に示すように、筐体１５内部に測定用基板１１ｂ、複数の受光センサ１２ｂ、電源部１６および給電ケーブル１７ｂが固定された状態のマイクロプレートリーダー１０に対して、作業者は、図８に示すように、底面側に導光プレート部１３が嵌め込まれ、各ウェル２１に試料３０が収容されたマイクロプレート２０を設置する。このとき、導光プレート部１３は、受光センサ１２ｂ上に載置される。また、このとき、導光プレート部１３が嵌め込まれたマイクロプレート２０は、受光用導光路１３ａの光出射端が受光センサ１２ｂの受光面に対向する位置に配置するように、位置決めされる。

次に、図９に示すように、作業者は、マイクロプレート２０の上方に投光用基板１１ａを設置する。このとき、作業者は、投光用基板１１ａ上の複数の光源１２ａが、それぞれ１個ずつマイクロプレート２０の各ウェル２１に対応した位置に配置されるように、投光用基板１１ａをマイクロプレート２０の上方に設置する。ここで、投光用基板１１ａ上の複数の光源１２ａは、当該投光用基板１１ａをマイクロプレート２０の上方に位置合わせしたときに、マイクロプレート２０の各ウェル２１に対応した位置に配置されるように、予め隣接する光源１２ａとの間の距離が設定されている。なお、投光用基板１１ａは、不図示の位置決め部材により上下方向に位置決めがなされるようにしてもよい。

作業者は、投光用基板１１ａをマイクロプレート２０の上方に設置した後、投光用基板１１ａと電源部１６とを給電ケーブル１７ａにより接続する。その後、作業者は、不図示の電源スイッチ等を操作して、電源部１６から給電ケーブル１７ａ、１７ｂを介して各光源１２ａおよび各受光センサ１２ｂへ電力を供給する。これにより、各光源１２ａから光が放出される。

各光源１２ａから放出された光は、マイクロプレート２０の各ウェル２１に収容された試料３０を通過する。ウェル２１を通過した光は、導光プレート部１３の複数の受光用導光路１３ａを通過して受光センサ１２ｂによって受光される。このようにして、試料３０の光学特性（例えば、吸光特性）が測定される。
受光センサ１２ｂによる測定結果は、光強度情報として、不図示のデータ通信部を介して外部装置に送信可能であってもよい。この場合、外部装置は、上記の光強度情報をもとに、試料３０の光学特性を測定する。

以上説明したように、本実施形態におけるマイクロプレートリーダー１０は、水平配置されるマイクロプレート２０の上方に配置され、マイクロプレート２０の１つのウェル２１に対応した投光部としての光源１２ａと、水平配置されるマイクロプレート２０の下方に配置され、マイクロプレート２０の１つのウェル２１に対応した受光部としての受光センサ１２ｂとからなる組を、マイクロプレート２０のウェル２１の数だけ有する。また、マイクロプレートリーダー１０は、受光センサ１２ｂとマイクロプレート２０との間に配置され、光源１２ａから放出されウェル２１に収容された試料３０を通過した光を受光センサ１２ｂへ導光する受光用導光路１３ａと、受光用導光路１３ａを顔料含有樹脂により包囲する包囲部材１３ｂと、を有する導光プレート部１３を備える。

このように、本実施形態におけるマイクロプレートリーダー１０によれば、マイクロプレート２０の各ウェル２１全てに対応して、当該ウェル２１に収容される試料３０に光を照射するための光源１２ａと、当該試料３０から放出される光を計測する受光センサ１２ｂが設けられている。
従来、マイクロプレート２０の各ウェル２１全てに対応して光源および受光センサを設けるという発想はなく、１回の光測定毎に都度、マイクロプレート２０を走査させ、複数回の測定によって全てのウェル２１の光測定を行っていた。そのため、全てのウェル２１の光測定には時間を要していた。
本実施形態では、従来のように１回の光測定毎にマイクロプレート２０を走査させることなく、１回の測定でマイクロプレート２０の各ウェル２１に収容される試料３０の全ての光測定をほぼ同時に行うことが可能である。したがって、測定時間を短縮することができる。また、マイクロプレート２０を走査させるための複雑な駆動機構等が不要であるため、装置サイズを小さくすることが可能である。

また、導光プレート部１３は、透明な樹脂（シリコーン樹脂）により構成される受光用導光路１３ａを、外光や散乱光を吸収可能な顔料含有樹脂からなる包囲部材１３ｂにより包囲した構成を有する。したがって、上記外光や散乱光からのノイズ光（迷光）の影響を抑制することが可能である。
特に、上記透明な樹脂と、顔料含有樹脂との材質を同じにすることにより、両樹脂の界面での反射や散乱を適切に抑制することができる。つまり、顔料含有樹脂に入射した迷光は当該顔料含有樹脂により吸収され導光路に殆ど戻らず、迷光の複雑な多重反射がほとんど発生しない。また、受光用導光路１３ａの断面積や光路長を適宜設定することにより、外光の影響を著しく抑制することもできる。

すなわち、装置内部に外光が進入したとしても、導光プレート部１３における受光用導光路１３ａにおいて、外光の影響は著しく減衰される。よって、マイクロプレートリーダー内部の光学系に対して厳密にノイズ光対策を行う必要がなく、また、そのノイズ光対策のために装置自体が大がかりになることもない。
以上のようなシリコーン樹脂を用いたモノリシックな光学系の技術を、ＳＯＴ（Silicone Optical Technologies）と呼称する。本実施形態では、ＳＯＴ構造をマイクロプレートリーダーの光学系に採用することにより、外光（ノイズ光）の影響をほぼ無視することが可能となり、装置の小型化と高精度な光測定とが実現されたマイクロプレートリーダーとすることができる。

さらに、本実施形態におけるマイクロプレートリーダー１０において、マイクロプレート２０の底面側に形成された凹部に嵌め込み可能である。したがって、導光プレート部１３をマイクロプレート２０の底面側に嵌め込むことで、マイクロプレート２０の各ウェル２１と各ウェル２１にそれぞれ対応する導光路群との位置決めを容易に行うことができる。
なお、導光プレート部１３は、マイクロプレート２０の底面側に接触する側の表面が前記マイクロプレート２９の底面の微細な凸凹構造に対応して変形することができるので、マイクロプレート２０の底面側に形成された凹部に隙間なく密着させることができる。
また、導光プレート部１３の上面には、顔料含有樹脂からなる包囲部材１３ｂが露出している。包囲部材１３ｂの表面は粗いため、導光プレート部１３上にマイクロプレート２０を載置しただけでは、光測定中にマイクロプレート２０と導光プレート部１３との間で位置ずれが生じる虞がある。これに対して、本実施形態では、導光プレート部１３は、マイクロプレート２０の底面側に形成された凹部に嵌め込み可能であるため、光測定中の上記位置ずれを適切に抑制することができる。

また、導光プレート部１３は、マイクロプレート２０の底面側に形成された凹部に嵌め込まれることでマイクロプレート２０の底面と密着可能である。このように、マイクロプレート２０と導光プレート部１３とを密着させることができるので、マイクロプレート２０と導光プレート部１３との間に隙間が生じることを抑制し、当該隙間から受光用導光路１３ａに外光が侵入することを適切に抑制することができる。
また、導光プレート部１３はシリコーン樹脂からなり、比較的柔らかいため、ウェル２１に試料３０が入ったままでもマイクロプレート２０に対して容易に取り外しが可能である。

さらに、一般的に、マイクロプレートは、底面の外縁部に底面から下方に突出する壁部を有し、マイクロプレートの底面側には、底面と壁部とにより空間（窪み）が設けられている。したがって、この既存の空間（窪み）を、導光プレート部１３を嵌め込む凹部として利用すれば、専用のマイクロプレートを用意する必要がない。
なお、本実施形態では、導光プレート部１３は、マイクロプレート２０の底面側に形成された凹部に嵌め込まれた状態において、壁部２０ａによって全周が包囲される場合について説明した。しかしながら、壁部２０ａは、導光プレート部１３の少なくとも一部を包囲していればよい。

さらに、本実施形態におけるマイクロプレートリーダー１０において、受光用導光路１３ａは、マイクロプレート２０の１つのウェル２１に対して複数設けられている。そして、１つのウェル２１に対応する複数の受光用導光路１３ａにより導光される光の投影面積は、１つのウェル２１に対応する１つの受光センサ１２ｂの受光面の面積と同等である。したがって、１つのウェルを通過した光を良好なＳ／Ｎ比で受光センサ１２ｂに受光させることができ、光測定の精度を向上させることができる。
また、受光用導光路１３ａが、マイクロプレート２０の１つのウェル２１に対して複数設けられているため、導光プレート部１３の薄型化が可能である。その結果、マイクロプレートリーダー１０の低背化が可能となる。さらに、導光プレート部１３を、例えば上述した厚み１．６ｍｍのように薄型化した場合、成型ではなく、例えば３Ｄプリンタによる作製が可能となり、製造コストを低減させることができる。

また、マイクロプレートリーダー１０は、マイクロプレート２０を配置する筐体１５を備える。筐体１５は、例えば遮光性や断熱性を有する材料により構成することもできる。この場合、マイクロプレート２０の側面から入射する外光の影響や温度の影響を抑制することができる。したがって、マイクロプレート２０の端部に位置するウェル２１の測定データの信頼性を確保することができる。

以上のように、本実施形態におけるマイクロプレートリーダー１０は、ＰＯＣＴ検査等の分野において携帯可能な程度に小型化され、マイクロプレート２０の各ウェル２１に収容された試料３０全ての光測定を短時間で高精度に行うことができる。
とりわけ、本実施形態におけるマイクロプレートリーダー１０は、マイクロプレート２０の各ウェル２１と各ウェル２１にそれぞれ対応した受光用導光路１３ａとの位置決めを容易に行うことができるとともに、光測定中における両者の位置ずれを抑制することができる。さらに、本実施形態におけるマイクロプレートリーダー１０は、マイクロプレート２０と導光プレート部１３との間の隙間から受光用導光路１３ａに外光が侵入することを適切に抑制することができ、当該外光が光測定に与える悪影響を適切に抑制することができる。

（変形例）
上記実施形態のマイクロプレートリーダー１０においては、導光プレート部１３は、マイクロプレート２０の１つのウェル２１に対応して複数の受光用導光路１３ａを備える場合について説明した。しかしながら、図６で示したように、マイクロプレート２０の１つのウェル２１に対応する１つの受光用導光路１３ａ’を備える導光プレート部１３Ａを用いることもできる。この場合にも、図１０に示すように、導光プレート部１３Ａは、マイクロプレート２０の底面側に密着して嵌め込み可能であればよい。

また、上記実施形態においては、マイクロプレート２０のウェル底面が平板形状である場合について説明した。ウェル底面が平板形状の場合、導光プレート部１３との密着性が良いため好ましいが、ウェル底面の形状は、必ずしも平板形状でなくてもよい。
例えば図１１に示すマイクロプレート２０Ａのように、ウェル２２の底面の形状が球面であってもよい。この場合にも、導光プレート部１３は、マイクロプレート２０Ａの底面に一部密着して嵌め込むことが可能である。この場合、ウェル２２を通過した光が球面状の底面にて集光される位置（集光領域）に導光路群の光入射端が配置されるように、導光プレート部１３に受光用導光路１３ａを形成する。これにより、ウェル２２を通過した光を適切に受光センサ１２ｂに導光することができる。

また、上記実施形態において、マイクロプレートリーダー１０は、導光プレート部１３がマイクロプレート２０の底面側に形成された凹部に嵌め込まれた状態において、マイクロプレート２０と導光プレート部１３とが密着する方向に押圧する押圧部材を備えていてもよい。さらに、マイクロプレートリーダー１０は、導光プレート部１３が嵌め込まれたマイクロプレート２０を、受光用導光路１３ａの光出射端と受光センサ１２ｂとが対向する位置に位置決めする位置決め部材を備えていてもよい。
例えば、図１２および図１３に示すように、測定用基板１１ｂに複数（例えば、４本）の棒状の位置決め部材１１ｃを設け、これら位置決め部材１１ｃによって導光プレート部１３が嵌め込まれたマイクロプレート２０の側面を支持することで、当該マイクロプレート２０を測定用基板１１ｂに対して位置決めするようにしてもよい。なお、位置決め部材１１ｃの数は、図１２および図１３に示す数に限定されない。また、位置決め部材１１ｃの形状も、図１２および図１３に示す形状に限定されない。

また、この図１２および図１３に示すように、測定用基板１１ｂ上に導光プレート部１３を介して載置されたマイクロプレート２０の上面の一部と当接する押圧部材１１ｄを設け、押圧部材１１ｄによってマイクロプレート２０を下方に押圧するようにしてもよい。ここで、押圧部材１１ｄは、例えば測定用基板１１ｂに設けられた支柱１１ｅ（図１３参照）に係合されており、当該支柱１１ｅの軸方向に沿って移動可能、かつ、当該支柱１１ｅの軸方向の任意の位置で固定可能な構成とすることができる。
なお、押圧部材および位置決め部材は、図１２および図１３に示す構成に限定されない。例えば、押圧部材は、測定用基板１１ｂと測定用基板１１ｂ上に導光プレート部１３を介して載置されたマイクロプレート２０とを結束する結束具（輪ゴムや面テープ等）であってもよい。

また、上記実施形態のマイクロプレートリーダー１０においては、マイクロプレート２０の上方に光源１２ａが配置され、マイクロプレート２０を挟んで光源１２ａとは反対側に受光センサ１２ｂが配置されている場合について説明した。しかしながら、マイクロプレート２０の下方に光源１２ａおよび受光センサ１２ｂを配置することもできる。
図１４は、マイクロプレート２０の下方に光源１２ａおよび受光センサ１２ｂを配置したマイクロプレートリーダー１０Ａの概略構成図である。この図１４において、図１に示すマイクロプレートリーダー１０と同様の構成を有する部分には、図１と同一符号を付し、以下、構成の異なる部分を中心に説明する。

マイクロプレートリーダー１０Ａは、基板１１と、複数の光源１２ａと、複数の受光センサ１２ｂと、導光プレート部（導光部）１３Ｂと、ミラープレート（反射部材）１４と、筐体１５と、電源部１６と、給電ケーブル１７と、を備える。
このマイクロプレートリーダー１０Ａは、基板１１の上に複数の光源１２ａおよび複数の受光センサ１２ｂが設けられ、光源１２ａおよび受光センサ１２ｂの上に、導光プレート部１３Ｂが底面側に嵌め込まれたマイクロプレート２０が設置可能に構成されている。さらに、マイクロプレートリーダー１０Ａは、マイクロプレート２０の上に、ミラープレート１４が配置されるよう構成されている。ミラープレート１４のマイクロプレート２０と対向する面１４ａは、反射面（ミラー面）となっている。ミラープレート１４は、筐体１５の開口部を塞ぎ、マイクロプレート２０の上蓋として機能する。

基板１１は、光源１２ａが接続される光源用電源ラインと、受光センサ１２ｂが接続されるセンサ用電源ラインとを有する。複数の光源１２ａは、基板１１に設けられた光源用電源ラインに接続され、光源用電源ラインから電力を得ている。また、複数の受光センサ１２ｂは、基板１１に設けられたセンサ用電源ラインに接続され、センサ用電源ラインから電力を得ている。基板１１の光源用電源ラインおよびンサ用電源ラインには、電源部１６から給電ケーブル１７を介して電力が供給される。

導光プレート部１３Ｂは、上記実施形態と同様に、ＳＯＴ構造を有する。
具体的には、導光プレート部１３Ｂは、基板１１に設けられた光源１２ａから放出される光をマイクロプレート２０のウェル２１に導光するための投光用導光路１３ｃと、ウェル２１に収容された試料３０等を通過して放出される光を受光センサ１２ｂに導光する受光用導光路１３ａ”とを備える。そして、投光用導光路１３ｃおよび受光用導光路１３ａ”は、それぞれ顔料含有樹脂からなる包囲部材１３ｂにより包囲されている。
導光プレート１３Ｂが嵌め込まれたマイクロプレート２０は、投光用導光路１３ｃの光入射端および受光用導光路１３ａ”の光出射端が、それぞれ基板１１上に設置された光源１２ａおよび受光センサ１２ｂに対向する位置に配置されるように、基板１１上に載置される。また、導光プレート１３Ｂがマイクロプレート２０に嵌め込まれることで、投光用導光路１３ｃの光出射端および受光用導光路１３ａ”の光入射端は、それぞれマイクロプレート２０のウェル２１の底面に対向する位置に配置するように位置決めされる。

ミラープレート１４のマイクロプレート２０と対向する面１４ａは、反射面（ミラー面）となっている。そのため、各光源１２ａから放出され、導光プレート部１３Ｂの各投光用導光路１３ｃを通過し、マイクロプレート２０の各ウェル２１に収容された試料３０を通過した光は、ミラープレート１４に到達後、当該ミラープレート１４の反射面１４ａにより反射される。そして、反射面１４ａにより反射された光は、再度、マイクロプレート２０の各ウェル２１に収容された試料３０を通過し、導光プレート部１３Ｂの各受光用導光路１３ａ”を通過し、各受光センサ１２ｂにより受光される。このようにして、試料３０の光学測定（例えば、吸光特性）が測定される。

このように、マイクロプレート２０の下方に光源１２ａおよび受光センサ１２ｂが配置されたマイクロプレートリーダー１０Ａにおいても、導光プレート部１３Ｂは、マイクロプレート２０の底面側に形成された凹部に嵌め込まれて当該マイクロプレート２０の底面と密着した構成とすることができる。したがって、マイクロプレート２０の各ウェル２１と導光プレート部１３Ｂが備える導光路とを容易に位置決めすることができると共に、マイクロプレート２０と導光プレート部１３Ｂとの間に隙間が生じることを抑制し、外光の回り込みを抑制することができる。

さらに、上記実施形態において、受光用導光路（１３ａ、１３ａ’、１３ａ”）を透明な樹脂により構成する場合について説明したが、これら受光用導光路は空洞であってもよい。その場合、受光用導光路を透明な樹脂により構成した場合のような、受光用導光路とそれを包囲する顔料含有樹脂からなる包囲部材（１３ｂ）との界面における迷光反射の抑制効果は得られない。しかしながら、顔料含有樹脂に入射した迷光は当該顔料含有樹脂によって吸収されるので、迷光の複雑な多重反射はある程度抑制される。

さらに、上記実施形態においては、投光部（光源）と受光部（受光センサ）とを１組ずつ個別に駆動可能な構成であってもよい。この場合、マイクロプレートのウェル数および位置に応じて、必要な数および位置の投光部と受光部とを選択的に駆動することもできる。これにより、ウェル数の異なるマイクロプレートに対応したマイクロプレートリーダーとすることができる。
また、上記実施形態においては、投光部（光源）数、受光部（受光センサ）数とウェル数とは必ずしも一致する必要はなく、投光部数および受光部数よりも少ないウェル数のマイクロプレートを配置することもできる。
また、上記実施形態においては、必ずしもマイクロプレートを水平配置して、その鉛直方向に投光部と受光部とを配置することに限られるものではなく、例えばマイクロプレートを垂直配置したり、マイクロプレートの斜め方向に投光部と受光部とを配置したりするなど、ウェルに収容されている試料が光測定できる範囲内で適宜変形可能である。

（応用例）
先に説明した通り、上記実施形態におけるマイクロプレートリーダーは、導光路を、外光や散乱光を吸収可能な顔料含有樹脂によりなる包囲部材により包囲するので、外光や散乱光等が迷光（ノイズ光）となって受光部に入射されることを抑制することができる。また、複数の投光部から放出された光が１つの受光用導光路を通過して１つの受光部に到達しないようにすることができるため、適切に測定誤差を低減することができる。したがって、高精度な測定が可能となる。
さらに、上記実施形態におけるマイクロプレートリーダーは、導光部を、マイクロプレートの底面側に形成された凹部に嵌め込んでマイクロプレートの底面と密着させるので、各ウェルと各ウェルにそれぞれ対応する導光路との位置決めを容易に行うことができるとともに、光測定中の両者の位置ずれを抑制することができる。また、マイクロプレートと導光部と間に隙間が生じることを適切に抑制することができるので、導光路への外光の回り込みを適切に抑制することができる。
このような構造は、例えば、投光部および受光部の組に対して、導光部が嵌め込まれたマイクロプレートを相対的に走査させる方式（以下、「スキャン式」という。）のマイクロプレートリーダーにも適用することができる。

スキャン式のマイクロプレートリーダーでは、マイクロプレートを相対的に走査させるための駆動機構が必須となり、一般に、装置自体が大がかりとなる。また、従来のマイクロプレートリーダーでは、迷光の複雑な多重反射が発生する場合があり、それに対応する光学系設計が必要となる。
しかしながら、上述した実施形態の光学系構成（ＳＯＴ構造）を採用することにより、従来のように多重散乱等が発生する迷光に対応する光学系設計が必要ない。ＳＯＴ構造は比較的構成が簡易であるため、ＳＯＴ構造を採用したスキャン式のマイクロプレートリーダーは、従来のスキャン式のマイクロプレートリーダーと比較して小型化することができる。また、ＳＯＴ構造の採用により、従来と比較して測定の高精度化を図ることもできる。

以下、スキャン式のマイクロプレートリーダーの構成について説明する。
図１５および図１６は、ＳＯＴ構造を採用したスキャン式のマイクロプレートリーダー１０Ｂにおける要部を示す。ここで、図１６は、図１５のＸ－Ｘ断面図である。なお、上述した実施形態と同様の構成要素については、詳細な説明を省略する。
図１６に示すように、マイクロプレートリーダー１０Ｂは、投光用基板１１ａ´と、測定用基板１１ｂ´と、光源１２ａ´と、受光センサ１２ｂ´と、を備える。測定用基板１１ｂ´には複数の受光センサ１２ｂ´が設けられている。

測定用基板１１ｂ´の上部には、一定の間隔が設けられた隙間を挟んで投光用基板１１ａ´が配置されており、この投光用基板１１ａ´には複数の光源１２ａ´が設けられている。
測定用基板１１ｂ´および投光用基板１１ａ´は、例えば支持部材（例えば、支柱）１１ｆにより一体的に保持されている。

測定用基板１１ｂ´と投光用基板１１ａ´との間の一定の間隔が設けられた隙間には、導光プレート部１３が嵌め込まれたマイクロプレート２０が挿入される。すなわち、上記隙間の間隔は、導光プレート部１３が嵌め込まれたマイクロプレート２０が挿入可能なように、導光プレート部１３が嵌め込まれたマイクロプレート２０の厚みよりも大きく設定される。
導光プレート部１３は、上述したように、複数の受光用導光路１３ａを顔料含有樹脂からなる包囲部材１３ｂにより包囲した構造を有する。

上記隙間にマイクロプレート２０が挿入され位置決めされた状態では、投光用基板１１ａ´に設けられた複数の光源１２ａ´は、当該隙間に挿入されたマイクロプレート２０の所定の複数のウェル２１にそれぞれ対向するように配置される。また、測定用基板１１ｂ´に設けられた複数の受光センサ１２ｂ´も同様に、隙間に挿入されたマイクロプレート２０の所定の複数のウェル２１にそれぞれ対向するように配置される。

ここで、マイクロプレートリーダー１０Ｂは、マイクロプレート２０の一列分のウェル２１と同じ数だけ、光源１２ａ´および受光センサ１２ｂ´を備える。すなわち、マイクロプレート２０の一列分の各ウェルにそれぞれ対応して、１つの光源１２ａ´および１つの受光センサ１２ｂ´が設けられる。

この１つのウェル２１に対応した光源１２ａ´および受光センサ１２ｂ´の組は、マイクロプレート２０のウェル２１の列方向（一つの辺の方向）に複数配置される。例えば、マイクロプレート２０が８×１２＝９６ウェルを有する場合、複数配置される光源１２ａ´および受光センサ１２ｂ´の組数は、８または１２となる。
また、１つの光源１２ａ´および１つの受光センサ１２ｂ´は、鉛直方向に一列に配置される。さらに、複数配置される光源１２ａ´および受光センサ１２ｂ´の組の配置間隔は、マイクロプレート２０の各ウェル２１のピッチに等しい。

よって、測定用基板１１ｂ´と投光用基板１１ａ´との間の隙間において、導光プレート部１３が嵌め込まれたマイクロプレート２０を位置決めすることにより、一列分の各ウェル２１にそれぞれ対応するように、光源１２ａ´および受光センサ１２ｂ´の組が配置される。
すなわち、マイクロプレート２０の一列分の各ウェル２１において、１つの光源１２ａ´から放出された光は、１つのウェル２１に収容された試料３０等を経由して受光用導光路１３ａ（導光路群）を通過し、１つの受光センサ１２ｂ´に到達する。
これにより、マイクロプレート２０のウェル一列分の光測定を同時に行うことが可能となる。

なお、光源１２ａ´および受光センサ１２ｂ´の配置は、厳密に鉛直方向に一列である必要はなく、１つの光源１２ａ´から放出され、マイクロプレート２０の１つのウェル２１に収容された試料３０等を通過して放出される光が、導光路群を通過して１つの受光センサ１２ｂ´に到達可能な配置であればよい。

そして、上記構成を有するマイクロプレートリーダー１０Ｂにおいて、マイクロプレート２０のウェル２１の列方向に配置された複数の光源１２ａ´および受光センサ１２ｂ´の組に対して、導光プレート部１３が嵌め込まれたマイクロプレート２０を、ウェル２１の列方向にほぼ直交する方向に相対的に逐次移動させることにより、マイクロプレート２０の全てのウェル２１に対して光測定を行うことが可能となる。
例えば、８×１２＝９６ウェルのマイクロプレート２０に対して、一列８個のウェル２１に対応して光源１２ａ´および受光センサ１２ｂ´の組が８組設けられている場合、上記の相対的に逐次移動させる方向は、ウェル２１が１２個並ぶ方向となる。

上記の相対的な逐次移動は、図示を省略した移動機構により行うことができる。移動機構は、導光プレート部１３が嵌め込まれたマイクロプレート２０をウェル２１の列方向に直交する方向に移動させるか、鉛直方向に一列に配置された光源１２ａ´および受光センサ１２ｂ´の組を互いの位置関係を保持したままウェル２１の列方向に直交する方向に移動させる。
図１５は、導光プレート部１３が嵌め込まれたマイクロプレート２０が固定されており、支柱１１ｆにより一体的に保持される投光用基板１１ａ´および測定用基板１１ｂ´の組が、移動機構により逐次移動される場合を示している。

移動機構は、例えばサーボモータやステッピングモータの制御機能を有することができる。なお、マイクロプレート２０の各ウェル２１のピッチが比較的大きい場合には、高精度な位置制御が不要であるため、移動機構はメカ的なストッパ等により実現することもできる。

このように、スキャン式のマイクロプレートリーダー１０Ｂは、マイクロプレート２０のウェル２１の数よりも少ない光測定部（光源１２ａ´および受光センサ１２ｂ´）の組を用いて、マイクロプレート２０の全てのウェル２１に対する光測定を行うことができる。したがって、上述した図１などに示すようにウェル２１の数と同一の数の光測定部の組を設ける場合と比較して、装置を小型化することが可能である。
また、光測定部の組をマイクロプレート２０の一列分のウェル２１の数だけ設け、これら光測定部の組をウェル２１の列方向に直交する方向に移動させる構成の場合、１軸方向のみの移動とすることができるので、比較的簡易に移動機構を構成することができる。光測定部の組を直交する２軸方向に移動させる場合には、例えばガイドレールを２段にするなど移動機構が高さ方向に大型化するが、１軸方向のみの移動であれば移動機構が高さ方向に大きくならないようにすることができ、結果として装置の薄型化を図ることができる。

さらに、上記のマイクロプレートリーダー１０Ｂでは、ＳＯＴ構造の導光プレート部１３を、マイクロプレート２０底面側に形成された凹部に嵌め込み、マイクロプレート２０の底面と密着させている。そのため、マイクロプレート２０と導光プレート部１３との間に隙間が形成されることがなく、外光や散乱光などの迷光（ノイズ光）の影響を無視することができる。また、外光の影響を受けないため、室外でも高精度な光測定が可能となる。
このように、スキャン式のマイクロプレートリーダー１０Ｂは、小型で高精度な光測定が可能であるため、測定対象となる試料が得られた現場（オンサイト）での光測定が可能である。例えば、港における輸入穀物に対するカビ毒検査などに適用することができる。

なお、図１５および図１６においては、上述した図１などに示す筐体１５、電源部１６、給電ケーブル１７ａおよび１７ｂの図示を省略しているが、上記のように移動機構により、投光用基板１１ａ´および測定用基板１１ｂ´の組を移動させる場合、電源部１６から投光用基板１１ａ´や測定用基板１１ｂ´に給電するための給電ケーブル１７ａ、１７ｂは、投光用基板１１ａ´および測定用基板１１ｂ´の移動に追随可能な構成（例えば、長さ、配置）とする。

また、上記のマイクロプレートリーダー１０Ｂでは、投光用基板１１ａ´および測定用基板１１ｂ´からなる光測定部の組を逐次移動させる場合について説明したが、光測定部の組を固定し、導光プレート部１３が嵌め込まれたマイクロプレート２０を逐次移動させるようにしてもよい。
ただし、マイクロプレート２０を移動させる場合、各ウェル２１に収容された液体試料３０の液面が動き、液面が安定するまでに時間を要する。そのため、導光プレート部１３が嵌め込まれたマイクロプレート２０を移動させるのではなく光測定部の組を移動させる方が、液面を安定させたまま保持することができ、全てのウェル２１に対する光測定を短時間で完了させることができるので好ましい。

さらに、図１５および図１６に示すマイクロプレートリーダー１０Ｂは、マイクロプレート２０の一列分のウェル２１と同数の光源１２ａ´および受光センサ１２ｂ´からなる光測定部の組を備える場合について説明した。しかしながら、スキャン式のマイクロプレートリーダーにおいて、光測定部の組数は、マイクロプレート２０のウェル数よりも少ない数であればよく、上記に限定されるものではない。

例えば、光測定部の組数を、マイクロプレート２０の一列分のウェル２１よりも少ない数とし、光測定部の組をマイクロプレート２０に対して２次元的に逐次移動させるようにしてもよい。この場合にも、マイクロプレート２０の全ウェルに対する光測定を行うことができる。
また、光測定部の組数を、マイクロプレート２０の一列分のウェル２１よりも多い数としてもよい。例えば、光測定部の組数を、マイクロプレート２０の二列分や三列分といった複数列分のウェル２１と同一の数とし、光測定部の組を複数列分ずつ逐次移動させるようにしてもよい。

さらに、光測定部の組は、必ずしもマイクロプレート２０の隣接するウェルにそれぞれ対応させて配置しなくてもよい。
図１などに示すようにウェル２１の数と同一の数の光源１２ａおよび受光センサ１２ｂからなる光測定部の組を設ける場合、マイクロプレート２０のウェル数が多いほど、光測定部のコストが嵩む。また、マイクロプレート２０のウェル数が多いほど各ウェル２１のピッチは狭く、光測定部のアライメントが困難になる。

そこで、図１７に示すマイクロプレートリーダー１０Ｃのように、光源１２ａ´および受光センサ１２ｂ´の組を、１つおきに各ウェル２１に対応させて配置するようにしてもよい。
このようなマイクロプレートリーダー１０Ｃの場合、図１８に示すように、光源１２ａ´および受光センサ１２ｂ´の組を、マイクロプレート２０の各ウェル２１の位置に対して、市松模様状に配置してもよい。この場合、マイクロプレート２０を、図１８の矢印の方向に一列分移動させることにより、図１９に示すようにマイクロプレート２０の全てのウェル２１に対して光測定を行うことが可能となる。

つまり、１回目の光測定では、図１８に示すように、光源１２ａ´が対向配置されているウェル２１について光測定が行われ、２回目の光測定では、図１９に示すように、１回目の光測定において光測定が行われなったウェル２１について光測定が行われる。なお、図１９において、黒塗りのウェル２１´は、１回目に光測定が行われたウェルである。
このような構成により、ウェル数の多い、例えば各ウェル２１のピッチが２．２５ｍｍである１５３６ウェルのマイクロプレート２０の光測定にも適切に対応することができる。

また、マイクロプレートリーダー１０Ｃにおいては、マイクロプレート２０の位置を２位置間で切り替えるだけでよいため、モータの位置制御のような複雑な制御が必要なく、移動機構を簡易なアクチュエータで安価に構成することができる。

上記のマイクロプレートリーダー１０Ｃは、例えばインキュベータ（培養器）内にて使用することができる。
インキュベータは、培養容器を収容する収容空間（培養空間）を内部に備える。一般に、収容空間には、複数の棚板が上下方向に離間して水平に配置されており、これらの棚板に培養容器を載置するようになっている。そのため、棚段数をかせぐためには、インキュベータ内で使用されるマイクロプレートリーダーには薄型化が要求される。
また、インキュベータの中では、できるだけウェル中の細胞（幹細胞など）に外部刺激（振動）を与えたくない。

上述したように、マイクロプレートリーダー１０Ｃは、１軸方向のみの移動であるため、高さ方向に大きくならない装置構成とすることができる。また、マイクロプレートリーダー１０Ｃは、２位置間のみの移動であるため、極力、振動等の刺激を与えない最低限での走査にとどめることができる。
さらに、図１７に示すように、導光プレート部１３を、受光用導光路１３ａがマイクロプレート２０の１つのウェル２１に対して複数設けられた構成とすることで、導光プレート部１３の薄型化が可能である。したがって、この導光プレート部１３を用いることで、測定用基板１１ｂ´と投光用基板１１ａ´との間の隙間を狭くすることができ、マイクロプレートリーダー１０Ｃを薄型化することができる。
したがって、マイクロプレートリーダー１０Ｃは、インキュベータ内での使用に適したマイクロプレートリーダーとすることができる。

なお、上記のスキャン式のマイクロプレートリーダー１０Ｂ、１０Ｃにおいては、マイクロプレート２０の上方に光源１２ａ´が配置され、マイクロプレート２０を挟んで光源１２ａ´とは反対側に受光センサ１２ｂ´が配置されている場合について説明した。しかしながら、図２０に示すように、マイクロプレート２０の下方に光源１２ａ´および受光センサ１２ｂ´を配置したスキャン式のマイクロプレートリーダー１０Ｄとすることもできる。なお、図２０において、上述した実施形態（図１４）と同様の構成要素には同一符号を付している。

このマイクロプレートリーダー１０Ｄでは、光源１２ａ´から放出された光は、投光用導光路１３ｃを通過し、試料３０等を透過して反射部材１４によって反射され、受光用導光路１３ａ”を通過して受光センサ１２ｂ´により受光される。そして、光源１２ａ´と受光センサ１２ｂ´との組を、導光プレート部１３が嵌め込まれたマイクロプレート２０に対して相対的に移動させることで、マイクロプレート２０の全てのウェル２１に対して光測定を行うことが可能である。
この場合、マイクロプレート２０の上側に配置されるミラープレート１４を固定とし、導光プレート部１３が嵌め込まれたマイクロプレート２０の下側に配置される光源１２ａ´と受光センサ１２ｂ´との組を移動機構により移動させる構成とすることができる。このように、マイクロプレート２０の上側に配置される部材を固定とすることができるので、スキャンに伴うゴミがマイクロプレート２０に落下するのを防止することができる。

１０…マイクロプレートリーダー、１１ａ…投光用基板、１１ｂ…測定用基板、１２ａ…光源、１２ｂ…受光センサ、１３…導光プレート部、１３ａ…受光用導光路、１５…筐体、２０…マイクロプレート、２１…ウェル

Claims (15)

1. 筐体と、
   前記筐体内において、配置される複数のウェルを有するマイクロプレートの１つのウェルに対応した投光部と、
   前記投光部から放出された光が前記マイクロプレートの１つのウェルを透過した透過光を受光する受光部と、を備え、
   １つのウェルに対応した前記投光部と前記受光部との組が複数設けられていて、
   前記受光部と前記マイクロプレートとの間に配置され、前記投光部から放出され、前記ウェルを透過した光を、前記受光部へ導光する位置に、前記マイクロプレートのウェルに対応して同数設けられた受光用導光路と、
   前記受光用導光路を、光を吸収する特性を有する顔料を含有する顔料含有樹脂によりなる包囲部材により包囲した導光部と、をさらに備え、
   前記導光部は、前記マイクロプレートの底面側に形成された凹部に嵌め込まれて当該マイクロプレートの底面と密着しており、
   １つの前記投光部から放出された光は、１つの前記受光用導光路を通過して１つの前記受光部に到達することを特徴とするマイクロプレートリーダー。
2. 前記１つのウェルに対応した前記投光部と前記受光部との組は、少なくとも前記マイクロプレートのウェルの数だけ設けられていることを特徴とする請求項１に記載のマイクロプレートリーダー。
3. 前記１つのウェルに対応した前記投光部と前記受光部との組は、前記マイクロプレートのウェルの数より少なく、
   前記マイクロプレートの全てのウェルに対応するように、前記投光部と前記受光部との組に対して、前記導光部が嵌め込まれた前記マイクロプレートを相対的に逐次移動させる移動機構を有することを特徴とする請求項１に記載のマイクロプレートリーダー。
4. 前記１つのウェルに対応した前記投光部と前記受光部との組は、前記マイクロプレートの一つの辺のウェルの数だけ設けられており、
   前記移動機構は、前記投光部と前記受光部との組に対して、前記導光部が嵌め込まれた前記マイクロプレートを、前記一つの辺に直交する方向にのみ相対的に逐次移動させることを特徴とする請求項３に記載のマイクロプレートリーダー。
5. 前記投光部は、前記マイクロプレートの底面とは反対側に配置され、
   前記受光部は、前記マイクロプレートを挟んで前記投光部とは反対側に配置されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のマイクロプレートリーダー。
6. 前記投光部および前記受光部は、前記マイクロプレートの底面側に配置され、
   前記マイクロプレートを挟んで前記投光部および前記受光部とは反対側に配置され、前記投光部から放出された光を前記受光部へ反射させる反射部材と、
   前記投光部と前記マイクロプレートとの間に配置され、前記投光部から放出される光を前記ウェルに導光する投光用導光路と、をさらに備え、
   前記導光部は、前記受光用導光路および前記投光用導光路のそれぞれを、前記顔料含有樹脂によりなる前記包囲部材により包囲することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のマイクロプレートリーダー。
7. 前記導光部は、前記凹部に嵌め込まれた状態において、当該凹部の側壁部によって全周が包囲されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のマイクロプレートリーダー。
8. 前記導光部は、前記凹部に対して着脱可能に構成されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のマイクロプレートリーダー。
9. 前記受光用導光路は、前記１つのウェルに対して複数設けられていることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のマイクロプレートリーダー。
10. 前記受光用導光路は、光透過特性を有するシリコーン樹脂により構成されていることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載のマイクロプレートリーダー。
11. 前記顔料含有樹脂は、光透過特性を有する樹脂に前記顔料を含有させたものであり、
    前記受光用導光路は、前記光透過特性を有する樹脂と同等の樹脂により構成されていることを特徴とする１から１０のいずれか１項に記載のマイクロプレートリーダー。
12. 前記マイクロプレートの前記ウェルの底面は球面状であり、
    前記導光部が前記凹部に嵌め込まれた状態において、前記１つのウェルに対応する前記受光用導光路は、前記ウェルを通過した光が前記球面状の底面にて集光される位置に配置されていることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載のマイクロプレートリーダー。
13. 前記導光部が前記凹部に嵌め込まれた状態において、前記マイクロプレートと前記導光部とが密着する方向に押圧する押圧部材をさらに備えることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載のマイクロプレートリーダー。
14. 前記導光部が前記凹部に嵌め込まれた前記マイクロプレートを、前記受光用導光路の光出射端と前記受光部とが対向する位置に位置決めする位置決め部材をさらに備えることを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載のマイクロプレートリーダー。
15. マイクロプレートの複数のウェルにそれぞれ対応し、前記ウェルに収容された試料を通過した光を導光する導光路と、
    前記導光路を、光を吸収する特性を有する顔料を含有する顔料含有樹脂により包囲する包囲部材と、を備え、
    前記導光路は、１つの前記ウェルに対して複数設けられており、
    前記マイクロプレートの底面側に形成された凹部に嵌め込まれることで前記マイクロプレートの底面と密着可能であることを特徴とする光学プレート。

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