JP3991029B2 - 核酸分析装置 - Google Patents
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Description
本発明の目的は、DNAチップの各測定サイトを短時間で測定することに関する。
電源ユニットは、各ユニットへ駆動電力を供給し、電源電圧として、100、110、120、200、220、230、240VACが使用可能であり、電流値は4A以下で、周波数は50/60Hzに対応している。
装置をPower−onし、初期化(801)を行う。水−ボトル内の水容量確認とヒスチジン−ボトル内のヒスチジン容量確認を行う。
カートリッジ−ポンプを稼動させ、Low Salt Bufferをカートリッジフローセルに移動する。カートリッジ−ポンプを稼動させ、Low Salt Bufferを廃液ボトルに移動する。装置終了処理(807)後、装置Power−offする。
DNAチップを保持するカートリッジが装置内に挿入されると、カートリッジのフローセル内に専用のBuffer溶液が注入された後、オートフォーカスが実行される。オートフォーカスでは、2波長ある励起光源のどちらか一方を点灯させ、かつ検出用フィルタをNDフィルタに切替えて、DNAチップの反射像を撮影する。この動作を移動ステージを一定間隔で移動させながら繰り返す。得られた反射像は画像処理により像のエッジが強調された後、CCDの各ピクセルにおける信号量の標準偏差を算出し、その値をオートフォーカスのための評価値とする。評価値が高ければ高いほど、像のコントラストが得られていると解釈することができるため、評価値が最も高い位置を焦点の合った位置とする。実際の動作では、移動ステージを移動させながら、反射像の撮影を繰り返し、同時にそれぞれの画像に対して評価値を算出していく。オートフォーカス中は、撮影毎に移動ステージの位置と評価値を記憶しておき、最終的に評価値が最大値を示した位置へ移動することでオートフォーカスが終了する。オートフォーカス完了後、DNAチップ上へのサンプルの貼り付け等が行われ、蛍光測定のための準備が行われる。オートフォーカス自体はいつでも実行可能であるが、蛍光色素が光照射により劣化するブリーチングを防ぐため、蛍光色素が存在しない状態でオートフォーカスを実施することが望ましい。サンプルがDNAチップ上の各測定サイト上に貼り付けられ、蛍光測定のための準備が整った後、蛍光像の撮影を実施する。蛍光色素は2種類あるため、それぞれの蛍光色素に対して蛍光像の撮影を実施する。蛍光像の撮影では、検出用フィルタをNDフィルタから蛍光検出用のバンドパスフィルタに切り替える。蛍光像を取得後、DNAチップ上の各測定サイトにおける、2波長の蛍光強度比を算出し、SNP判定を行う。
302 励起用フィルタ
303 検出用フィルタ
304 レンズユニット
305 CCD
306 移動ステージ
307 オートフォーカス駆動部
308 DNAチップ
309 検出系設置台
401 LED
402 CCD
403 DNAチップ
404 検出用フィルタ
405 レンズユニット
501 LED
502 励起用フィルタ
503 LED設置台
601 レンズ
602 検出用フィルタ
603 鏡筒
604 回転板
701 検出用フィルタ
702 回転板
703 機械式ストッパ
704 ホトインタラプタ
705 位置検出用回転板
706 スリット
Claims (10)
- 複数の測定サイトを備えるDNAチップを保持するDNAチップインターフェイスと、
波長の異なる複数種類の発光ダイオードを有して構成され、前記DNAチップインターフェイスに保持された一のDNAチップの複数の測定サイトに対し、同時に複数種類の波長の異なる励起光を照射する照射系部と、
前記DNAチップインターフェイスに保持されたDNAチップへの該照射系部による複数種類の波長の異なる励起光の同時照射に対応して、当該一のDNAチップの複数の測定サイトから放射される蛍光を検出するCCDカメラを含み、該CCDカメラによって得られた当該一のDNAチップの複数の測定サイトの蛍光測定結果を、あらかじめ波長それぞれの発光ダイオードに対応して記憶されているDNAチップ上での励起光強度分布に従い、補正して出力する検出系部と
を備えていることを特徴とする核酸分析装置。 - 前記照射系部には、
前記DNAチップインターフェイスに保持される一のDNAチップに対し、当該一のDNAチップの平面と励起光の光軸との成す角、及び当該一のDNAチップまでの距離が互いに等しくなるようにして、前記波長の異なる複数種類の発光ダイオードが、当該一のDNAチップを中心にして、同じ種類の発光ダイオードが対向位置するように配置されている
ことを特徴とする請求項1記載の核酸分析装置。 - 前記検出系部は、
一のDNAチップの複数の測定サイトから放射される蛍光を前記CCDカメラの撮像面上に結像するレンズ群が収容され、その側面に開口部が設けられている鏡筒と、
波長選別用の複数の光学フィルタを備え、前記開口部を介して、前記鏡筒内に当該複数の光学フィルタのうちの任意の一のフィルタを位置させるように、前記鏡筒に対して相対移動可能に支持されたフィルタ部材と
をさらに含み、
該フィルタ部材の前記鏡筒に対する相対位置に応じて、前記レンズ群に挿入される一の光学フィルタが切り替えられる
ことを特徴とする請求項1又は2記載の核酸分析装置。 - 前記CCDカメラ、前記鏡筒、及び前記フィルタ部材は、複数の測定サイトを備えるDNAチップが保持される前記DNAチップインターフェイスに対して、光軸方向に相対移動可能に設けられた移動ステージ上に一体として設けられ、
該移動ステージの前記DNAチップインターフェイスに対する近接・離間位置に応じて、前記CCDカメラのフォーカシングが行える
ことを特徴とする請求項3記載の核酸分析装置。 - 前記移動ステージの前記DNAチップインターフェイスに対する光軸方向の相対移動と、前記CCDカメラによる一のDNAチップの複数の測定サイトから放射される蛍光測定とを連動制御するフォーカシング制御手段が設けられ、
該フォーカシング制御手段は、前記移動ステージを一定間隔で移動させながら、当該一定間隔毎に前記CCDカメラに一のDNAチップの複数の測定サイトから放射される蛍光測定を行わせる
ことを特徴とする請求項4記載の核酸分析装置。 - 蛍光色素がマトリックス状に配置された、複数の測定サイトを備える基板が保持される基板インターフェイスと、
波長の異なる複数種類の発光ダイオードを有して構成され、前記基板インターフェイスに保持された一の基板の複数の測定サイトに対し、同時に複数種類の波長の異なる励起光を照射する照射系部と、
前記基板インターフェイスに保持された基板への該照射系部による複数種類の波長の異なる励起光の同時照射に対応して、当該一の基板の複数の測定サイトから放射される蛍光を検出するCCDカメラを含み、該CCDカメラによって得られた当該一の基板の複数の測定サイトの蛍光測定結果を、あらかじめ波長それぞれの発光ダイオードに対応して記憶されている基板上での励起光強度分布に従い、補正して出力する検出系部と
が備えられていることを特徴とする蛍光検出システム。 - 前記照射系部には、
前記基板インターフェイスに保持される一の基板に対し、当該一の基板面と励起光の光軸との成す角、及び当該一の基板までの距離が互いに等しくなるようにして、前記波長の異なる複数種類の発光ダイオードが、当該一の基板を中心にして、同じ種類の発光ダイオードが対向位置するように配置されている
ことを特徴とする請求項6記載の蛍光検出システム。 - 前記検出系部は、
一の基板の複数の測定サイトから放射される蛍光を前記CCDカメラの撮像面上に結像するレンズ群が収容され、その側面に開口部が設けられている鏡筒と、
波長選別用の複数の光学フィルタを備え、前記開口部を介して、前記鏡筒内に当該複数の光学フィルタのうちの任意の一のフィルタを位置させるように、前記鏡筒に対して相対移動可能に支持されたフィルタ部材と
をさらに含み、
該フィルタ部材の前記鏡筒に対する相対位置に応じて、前記レンズ群に挿入される一の光学フィルタが切り替えられる
ことを特徴とする請求項6又は7記載の蛍光検出システム。 - 前記CCDカメラ、前記鏡筒、及び前記フィルタ部材は、複数の測定サイトを備える基板が保持される前記基板インターフェイスに対して、光軸方向に相対移動可能に設けられた移動ステージ上に一体として設けられ、
該移動ステージの前記基板インターフェイスに対する近接・離間位置に応じて、前記CCDカメラのフォーカシングが行える
ことを特徴とする請求項8記載の蛍光検出システム。 - 前記移動ステージの前記基板インターフェイスに対する光軸方向の相対移動と、前記CCDカメラによる一の基板の複数の測定サイトから放射される蛍光測定とを連動制御するフォーカシング制御手段が設けられ、
該フォーカシング制御手段は、前記移動ステージを一定間隔で移動させながら、当該一定間隔毎に前記CCDカメラに一の基板の複数の測定サイトから放射される蛍光測定を行わせる
ことを特徴とする請求項9記載の蛍光検出システム。
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