JP4652868B2 - Fluorescence analysis method - Google Patents

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Description

本発明は、蛍光標識を用いて測定対象物を検出する蛍光分析方法であって、蛍光標識の蛍光緩和時定数を測定することを特徴とする蛍光分析方法に関する。   The present invention relates to a fluorescence analysis method for detecting an object to be measured using a fluorescent label, wherein the fluorescence relaxation time constant of the fluorescent label is measured.

従来、細胞内の物質や細胞表面の例えばエピトープの検出に際しては、1)検出対象と結合する物質(例えば抗体)に蛍光色素を結合させ、2)検出対象と結合する物質(例えば抗体)に、当該物質の検出対象との結合は阻害せずに結合する第三の物質(例えば抗抗体)に蛍光色素を結合させ、あるいは、3)検出対象と競合してある物質(例えば抗体)と結合する物質に蛍光色素を結合させ、B/F分離の後、残存する蛍光色素、即ち、蛍光標識、が発する蛍光を測定していた。   Conventionally, when detecting an intracellular substance or cell surface, for example, an epitope, 1) a fluorescent dye is bound to a substance that binds to the detection target (for example, an antibody), and 2) a substance that binds to the detection target (for example, an antibody) Bind a fluorescent dye to a third substance (for example, an anti-antibody) that binds without inhibiting the binding of the substance to the detection target, or 3) bind to a substance (for example, an antibody) that competes with the detection target. A fluorescent dye was bound to the substance, and after B / F separation, the fluorescence emitted from the remaining fluorescent dye, that is, a fluorescent label, was measured.

しかし、細胞内外には、種々の蛍光を発する物質(自家蛍光物質)が存在するため、蛍光標識の発する蛍光のみを正確に検出することは困難であった。   However, since there are various fluorescent substances (autofluorescent substances) inside and outside the cell, it is difficult to accurately detect only the fluorescence emitted by the fluorescent label.

また、上記測定に際してマイクロプレート等の担体を用いると、担体が蛍光を発し、それが、蛍光標識の発する蛍光の検出を妨害することもあった。   Further, when a carrier such as a microplate is used for the measurement, the carrier emits fluorescence, which may interfere with detection of fluorescence emitted by the fluorescent label.

このような状況下、上記のようないわゆるバックグラウンド蛍光の影響を受けないで、真に測定したい蛍光のみを検出するための方法が検討されてきている。その一例として、単に蛍光強度を測定するのではなく、測定された蛍光を物理的に処理しあるいは何らかのパラメータによって演算処理して、蛍光標識の発する蛍光のみを検出する試みが挙げられる。   Under such circumstances, methods for detecting only fluorescence that is truly desired to be measured without being influenced by the so-called background fluorescence as described above have been studied. As an example of this, there is an attempt to detect only the fluorescence emitted by the fluorescent label by physically processing the measured fluorescence or calculating it with some parameters, instead of simply measuring the fluorescence intensity.

より具体的には、例えば特許文献1に記載の方法では、屈折率の異なる2種以上の粒子に蛍光標識抗体等を結合させ、レーザ光を照射して、前方散乱光と速報散乱光とをそれぞれ検出する方法が記載されている。   More specifically, for example, in the method described in Patent Document 1, a fluorescently labeled antibody or the like is bound to two or more kinds of particles having different refractive indexes, irradiated with laser light, and forward scattered light and breaking scattered light are obtained. Each detection method is described.

特開平6−27112号公報Japanese Patent Laid-Open No. 6-271112

本発明は、蛍光標識が発する蛍光をいわゆる自家蛍光を含むバックグラウンド蛍光から区別して、より精度よく測定できる方法であって、特許文献1に記載の方法とは異なり、変調したレーザ励起光によって生じる蛍光の蛍光緩和時定数を測定、算出することによる、測定対象物の蛍光分析方法の提供を目的とする。   The present invention is a method capable of measuring fluorescence emitted by a fluorescent label from background fluorescence including so-called autofluorescence and measuring it with higher accuracy, and is generated by modulated laser excitation light unlike the method described in Patent Document 1. An object is to provide a fluorescence analysis method for a measurement object by measuring and calculating a fluorescence relaxation time constant of fluorescence.

本発明は、測定対象物を蛍光標識された物質と直接又は間接的に生物学的特異的反応を用いて結合させ、その蛍光標識を変調したレーザ光の照射によって励起させ、発する蛍光の緩和時定数を測定して測定対象物を検出することを特徴とする蛍光分析方法(1)に関する。   In the present invention, a measurement object is directly or indirectly bound to a fluorescently labeled substance using a biological specific reaction, the fluorescent label is excited by irradiation with a modulated laser beam, and the emitted fluorescence is relaxed. The present invention relates to a fluorescence analysis method (1) characterized in that a constant is measured to detect a measurement object.

ここにおいて、測定対象物と蛍光標識された物質との直接の結合、又は、測定対象物と蛍光標識された物質の両者と結合する物質と測定対象物との結合は、例えば抗原・抗体反応による。   Here, the direct binding between the measurement target and the fluorescently labeled substance, or the binding between the measurement target and the fluorescently labeled substance and the substance that binds both the measurement target and the fluorescently labeled substance is based on, for example, an antigen / antibody reaction. .

また、本発明は、測定対象物と結合する物質wに、1)測定対象物と、当該物質wに結合でき且つ蛍光標識された物質xとを競合的に結合させるか、又は、2)測定対象物と、当該物質wに結合できる物質yとを競合的に結合させ、次いで、測定対象物には結合せずに、当該物質yに結合でき且つ蛍光標識された物質zを、当該物質yと結合させ、前記物質x又は前記物質zの蛍光標識をパルス変調したレーザ光の照射によって励起させ、発する蛍光の緩和時定数を測定して測定対象物を検出することを特徴とする蛍光分析方法(2)に関する。   In the present invention, the substance w that binds to the measurement target is either 1) competitively bound to the measurement target and the substance x that can be bound to the substance w and is fluorescently labeled, or 2) the measurement The target substance and the substance y that can bind to the substance w are competitively bound, and then the substance z that can be bound to the substance y and is not fluorescently labeled is bound to the substance y without binding to the measurement object. Fluorescence analysis method comprising detecting a measurement object by measuring a relaxation time constant of fluorescence emitted by exciting a fluorescent label of the substance x or the substance z by irradiation with a pulse-modulated laser beam. Regarding (2).

上記分析方法(1)及び(2)において、測定対象物は、例えば、細胞、細胞内物質、細胞表面に存在する部位又は細胞が分泌した物質である。   In the analysis methods (1) and (2), the measurement object is, for example, a cell, an intracellular substance, a site existing on the cell surface, or a substance secreted by the cell.

本発明では、蛍光標識の発する蛍光の緩和時定数を用いて測定対象物を検出するので、自家蛍光や測定雰囲気より発せられるバックグラウンド蛍光と検出目的の蛍光とを識別でき、検出目的の蛍光の正確な測定が可能となる。   In the present invention, since the measurement object is detected using the relaxation time constant of the fluorescence emitted by the fluorescent label, it is possible to distinguish between the background fluorescence emitted from the autofluorescence and the measurement atmosphere and the fluorescence for the detection purpose. Accurate measurement is possible.

本発明では、変調された励起光を蛍光標識に照射するが、特に検出目的に応じて抗原もしくは抗体等の測定対象物に対し異なる蛍光緩和時定数を持つ蛍光色素で標識し、それぞれの蛍光緩和時定数を測定すれば、標識された測定対象物の由来が判明すると共に雰囲気中より発せられる蛍光との区別が可能となる。また、複数の光源を使用した場合には、光源毎に異なる条件で変調を行うことができるため、複数の蛍光標識を用いて測定対象物を同時に分別測定することが可能である。   In the present invention, modulated excitation light is irradiated onto a fluorescent label. In particular, depending on the purpose of detection, a measurement object such as an antigen or an antibody is labeled with a fluorescent dye having a different fluorescence relaxation time constant, and each fluorescence relaxation is performed. By measuring the time constant, it is possible to determine the origin of the labeled measurement object and to distinguish it from fluorescence emitted from the atmosphere. In addition, when a plurality of light sources are used, modulation can be performed under different conditions for each light source, and therefore it is possible to separately measure the measurement object using a plurality of fluorescent labels.

はじめに、本発明の方法における測定対象物、当該測定対象物と結合する物質、蛍光標識される物質、蛍光標識に使用される蛍光色素等について説明する。   First, the measurement object, the substance that binds to the measurement object, the substance to be fluorescently labeled, the fluorescent dye used for the fluorescent labeling, and the like in the method of the present invention will be described.

本発明の方法における「測定対象物」は、抗原となることができる物質(例えば、細胞、細胞内物質、細胞が分泌した物質、低分子化合物、高分子化合物、ペプチド、タンパク質、多糖、細菌、微生物)、抗体(例えば、免疫グロブリンG(IgG)、免疫グロブリンM(IgM)、免疫グロブリンA(IgA)、免疫グロブリンE(IgE))、細胞等のその表面にエピトープを有する物質における細胞表面に存在するそのエピトープ部位、受容体が不明なリガンドであるオーファン等である。なお、細胞の種類は、特に限定されず、培養細胞、死細胞、血中免疫細胞、微生物等、いずれであってもよい。
「当該測定対象物と結合する物質」は、測定対象物が抗原となることができる物質又はエピトープ部位である場合には抗体であり、測定対象物が抗体である場合には抗原である。なお、抗体に抗抗体が結合する反応は、抗体が抗原であり、抗抗体が抗体である場合と同様に解釈される。
「蛍光標識される物質」は、上記蛍光分析方法(1)では、測定対象物と直接又は間接的に結合する物質であるから、測定対象物が抗原となることができる物質又はエピトープ部位である場合には、抗体(直接結合)や抗抗体(間に抗体を挟んで間接結合)である。あるいは、測定対象物又は抗体にジゴキシゲニン(DIG)を結合させておけば、抗DIG抗体を蛍光標識される物質として使用することができ、測定対象物又は抗体にビオチンを結合させておけば、アビジンやストレプトアビジンを蛍光標識される物質として使用することができる。
The “measurement object” in the method of the present invention is a substance that can be an antigen (for example, a cell, an intracellular substance, a substance secreted by a cell, a low molecular compound, a high molecular compound, a peptide, a protein, a polysaccharide, a bacterium, Microorganisms), antibodies (for example, immunoglobulin G (IgG), immunoglobulin M (IgM), immunoglobulin A (IgA), immunoglobulin E (IgE)), cells, etc. Orphans, which are ligands whose epitope sites and receptors are unknown. The cell type is not particularly limited, and may be any of cultured cells, dead cells, blood immune cells, microorganisms, and the like.
The “substance that binds to the measurement target” is an antibody when the measurement target is a substance or epitope site that can be an antigen, and is an antigen when the measurement target is an antibody. The reaction in which the anti-antibody binds to the antibody is interpreted in the same manner as when the antibody is an antigen and the anti-antibody is an antibody.
Since the “substance to be fluorescently labeled” is a substance that binds directly or indirectly to the measurement target in the fluorescence analysis method (1), it is a substance or epitope site where the measurement target can become an antigen. In some cases, it is an antibody (direct binding) or an anti-antibody (indirect binding with an antibody in between). Alternatively, if digoxigenin (DIG) is bound to the measurement object or antibody, the anti-DIG antibody can be used as a fluorescently labeled substance, and if biotin is bound to the measurement object or antibody, avidin Or streptavidin can be used as a fluorescently labeled substance.

上記蛍光分析方法(1)において、測定対象物が抗体である場合には、蛍光標識される物質は、抗原(直接結合)、エピトープを有する物質(直接結合)、当該抗原又はエピトープを有する物質に対する抗体(間に抗原を挟んで間接結合)である。あるいは、測定対象物、抗原、エピトープを有する物質、又は当該抗原又はエピトープを有する物質に対する抗体にジゴキシゲニン(DIG)を結合させておけば、抗DIG抗体を蛍光標識される物質として使用することができ、測定対象物、抗原、エピトープを有する物質、又は当該抗原又はエピトープを有する物質に対する抗体にビオチンを結合させておけば、アビジンやストレプトアビジンを蛍光標識される物質として使用することができる。   In the fluorescence analysis method (1), when the measurement target is an antibody, the fluorescently labeled substance is an antigen (direct binding), a substance having an epitope (direct binding), or the substance having the antigen or epitope. An antibody (indirect binding with an antigen in between). Alternatively, if digoxigenin (DIG) is bound to a measurement object, an antigen, a substance having an epitope, or an antibody against the substance having the antigen or epitope, the anti-DIG antibody can be used as a fluorescently labeled substance. If biotin is bound to a measurement object, an antigen, a substance having an epitope, or an antibody against the antigen or epitope-containing substance, avidin or streptavidin can be used as a fluorescently labeled substance.

上記蛍光分析方法(2)では、測定対象物が抗原となることができる物質又はエピトープ部位である場合には、測定対象物と結合する物質wは抗体である。また、物質xは、抗原等の、測定対象物と競合的に物質wに結合する物質である。この物質xは、蛍光標識されている。
あるいは、測定対象物と競合的に物質w、即ち抗体、に結合する物質として、抗原等であって蛍光標識されていない物質yを用いることもできる。この場合は、さらに、物質yに、測定対象物には結合せずに、当該物質yに結合でき且つ蛍光標識された物質zを結合させる。物質zの例としては、物質yの、測定対象物が有するエピトープとは異なるエピトープに対する抗体であって蛍光標識されたもの、物質yとしてDIGが結合されている物質を用いた場合の、蛍光標識された抗DIG抗体、物質yとしてビオチンが結合されている物質を用いた場合の、蛍光標識されたアビジンやストレプトアビジンが挙げられる。
In the fluorescence analysis method (2), when the measurement target is a substance or epitope site that can be an antigen, the substance w that binds to the measurement target is an antibody. The substance x is a substance that binds to the substance w competitively with the measurement target, such as an antigen. This substance x is fluorescently labeled.
Alternatively, a substance y that is an antigen or the like and is not fluorescently labeled can also be used as a substance that binds competitively to the substance w, that is, an antibody. In this case, the substance y that can be bound to the substance y and is fluorescently labeled is bound to the substance y without binding to the measurement target. Examples of substance z include fluorescent labeling of substance y, which is an antibody against an epitope different from the epitope possessed by the object to be measured, and a substance to which DIG is bound as substance y And anti-DIG antibody prepared, and fluorescently labeled avidin and streptavidin when a substance to which biotin is bound is used as the substance y.

上記蛍光分析方法(2)において、測定対象物が抗体である場合には、測定対象物と結合する物質wは抗原又はエピトープを有する物質である。また、物質xは、抗体等の、測定対象物と競合的に物質wに結合する物質である。この物質xは、蛍光標識されている。
あるいは、測定対象物と競合的に物質w、即ち抗原又はエピトープを有する物質、に結合する物質として、抗体等であって蛍光標識されていない物質yを用いることもできる。この場合は、さらに、物質yに、測定対象物には結合せずに、当該物質yに結合でき且つ蛍光標識された物質zを結合させる。物質zの例としては、物質yに対する抗抗体であって蛍光標識されたもの、物質yとしてDIGが結合されている物質を用いた場合の、蛍光標識された抗DIG抗体、物質yとしてビオチンが結合されている物質を用いた場合の、蛍光標識されたアビジンやストレプトアビジンが挙げられる。
In the said fluorescence analysis method (2), when a measuring object is an antibody, the substance w couple | bonded with a measuring object is a substance which has an antigen or an epitope. The substance x is a substance that binds to the substance w competitively with the measurement object, such as an antibody. This substance x is fluorescently labeled.
Alternatively, a substance y that is an antibody or the like and is not fluorescently labeled can also be used as a substance that binds competitively with the substance w, that is, a substance having an antigen or an epitope. In this case, the substance y that can be bound to the substance y and is fluorescently labeled is bound to the substance y without binding to the measurement target. Examples of the substance z include an anti-antibody against the substance y that is fluorescently labeled, a fluorescently labeled anti-DIG antibody when a substance to which DIG is bound is used as the substance y, and biotin as the substance y. Examples thereof include fluorescently labeled avidin and streptavidin when a bound substance is used.

蛍光標識に使用される蛍光色素は、特に限定されないが、その例として、後述する蛍光緩和時定数が比較的短いFITC(同仁化学社他製)、PE(和光純薬工業社他製)、Alexa Fluor(Molecular Probes社製)、Cy Dye(Amersham Biosciense社製)、Rhodamine(和光純薬工業社他製)、Cascade Blue(Molecular Probes社製)、Cascade Yellow(Molecular Probes社製)及びNaphtofluorescein(Sigma社製)と、蛍光緩和時定数が比較的長い半導体量子蛍光色素であるQ-Dot(Quantum Dot社製)及びEvic-Tag(Ocean Optics社製)が挙げられる。
抗原、抗体等への蛍光色素の結合は、例えば、抗原や抗体のアミノ基と、蛍光色素の有するカルボキシル基とを化学的に結合させる方法、抗体に、前もって作製しておいた蛍光色素と抗抗体との複合体を結合させる方法で行うことができる。
上記蛍光分析方法(1)及び(2)において、抗原と抗体との結合や、ビオチンとアビジン又はストレプトアビジンとの結合等は、公知の条件及び方法で行うことができる。
Fluorescent dyes used for fluorescent labeling are not particularly limited. Examples thereof include FITC (manufactured by Dojin Chemical Co., Ltd.), PE (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), Alexa, and the like. Fluor (Molecular Probes), Cy Dye (Amersham Biosciense), Rhodamine (Wako Pure Chemical Industries, etc.), Cascade Blue (Molecular Probes), Cascade Yellow (Molecular Probes) and Naphtofluorescein (Sigma) And Q-Dot (manufactured by Quantum Dot) and Evic-Tag (manufactured by Ocean Optics), which are semiconductor quantum fluorescent dyes having relatively long fluorescence relaxation time constants.
Fluorescent dyes can be bound to antigens, antibodies, etc. by, for example, a method in which the amino group of the antigen or antibody is chemically bonded to the carboxyl group of the fluorescent dye, or the fluorescent dye previously prepared on the antibody It can be performed by a method of binding a complex with an antibody.
In the fluorescence analysis methods (1) and (2), the binding between an antigen and an antibody, the binding between biotin and avidin or streptavidin, and the like can be performed under known conditions and methods.

本発明の蛍光分析方法では、複数の抗原抗体反応等は、順次行ってもよいし同時に行ってもよい。反応の順序や同時に行うことができる反応の種類等は、当業者には公知である。また、各反応の後において、B/F分離を行う場合と行う必要がない場合、あるいは遠心分離等によって、過剰の蛍光標識体を除去した後に測定する場合等があるが、それは、本発明の方法において抗原抗体反応等を実施する系の構成による。
本発明の方法において、抗原抗体反応等を実施する系は、特に限定されないが、例を挙げると以下のとおりである。
In the fluorescence analysis method of the present invention, a plurality of antigen-antibody reactions and the like may be performed sequentially or simultaneously. The order of the reactions and the types of reactions that can be performed simultaneously are known to those skilled in the art. In addition, after each reaction, there is a case where B / F separation is performed or not, or a case where measurement is performed after removing an excessive fluorescent label by centrifugation or the like. Depending on the configuration of the system for carrying out the antigen-antibody reaction or the like in the method.
In the method of the present invention, the system for carrying out the antigen-antibody reaction or the like is not particularly limited, but examples are as follows.

第一の構成例は、固層を使用しないものである。例えば測定対象が細胞である場合に、その細胞を適当な液体に懸濁させ、その懸濁系において物質固有の凝集反応、抗原抗体反応、リガンド・受容体反応等の生物学的特異的反応を行う。本発明の蛍光分析方法によれば細胞表面および内部における反応を検出することができる。後述する蛍光の測定は、例えばフローサイトメータを用いて行うことができる。この場合、B/F分離は行っても行わなくてもよい。細胞に間接的に結合した蛍光色素による蛍光と、細胞に結合していない蛍光色素による蛍光とは、分別して測定することができるからである。   The first configuration example does not use a solid layer. For example, when a measurement target is a cell, the cell is suspended in an appropriate liquid, and a biological specific reaction such as a substance-specific agglutination reaction, antigen-antibody reaction, or ligand / receptor reaction is performed in the suspension system. Do. According to the fluorescence analysis method of the present invention, the reaction on the cell surface and inside can be detected. The fluorescence measurement described later can be performed using, for example, a flow cytometer. In this case, the B / F separation may or may not be performed. This is because the fluorescence due to the fluorescent dye indirectly bound to the cells and the fluorescence due to the fluorescent dye not bound to the cells can be measured separately.

第二の構成例は、マイクロビーズ等の粒子を担体として使用するものである。反応系で使用される抗原や抗体等のいずれか(但し、測定対象物以外)を粒子に結合させておき、それに測定対象物を結合させる。従って、測定は、例えばフローサイトメータを用いて、当該粒子に結合した蛍光色素による蛍光をについて行うこととなる。
上記蛍光分析方法(1)を実施する際には、例えば、測定対象物である抗原に対する抗体でマイクロビーズ表面を被覆しておき、その抗体に抗原を結合させた後、その抗原に蛍光標識された物質(抗体等)を結合させる(サンドイッチ法)。
また、上記蛍光分析方法(2)を実施する際には、例えば、測定対象物と結合する物質w(抗体等)でマイクロビーズ表面を被覆しておき、その物質wに、測定対象物(抗原等)と物質xとを競合的に結合させる(競合法)。
マイクロビーズを使用する場合、それは、通常は合成高分子重合体製である。合成高分子重合体の中では、水不溶性水分散型合成高分子重合体が好ましい。水不溶性水分散型合成高分子重合体製マイクロビーズの具体例としては、ポリスチレン製マイクロビーズ、メタクリル酸トリフルオロエチル等のメタクリル酸フルオロアルキルエステル誘導体の(共)重合体製マイクロビーズを挙げることができる。
用いるマイクロビーズの粒子径は、測定に適切な大きさである限り、特に限定されない。例えば、本発明の方法において蛍光測定をフローサイトメータを用いて実施する場合には、通常、その直径が1〜20μmのマイクロビーズが好適に用いられる。
The second configuration example uses particles such as microbeads as a carrier. Either an antigen or an antibody used in the reaction system (except for the measurement target) is bound to the particle, and the measurement target is bound thereto. Therefore, the measurement is performed on the fluorescence by the fluorescent dye bonded to the particles using, for example, a flow cytometer.
When carrying out the fluorescence analysis method (1), for example, the surface of the microbead is coated with an antibody against the antigen that is the measurement target, and after the antigen is bound to the antibody, the antigen is fluorescently labeled. The substance (antibody etc.) is bound (sandwich method).
When the fluorescence analysis method (2) is performed, for example, the surface of the microbead is coated with a substance w (antibody or the like) that binds to the measurement object, and the measurement object (antigen) Etc.) and substance x are competitively combined (competitive method).
When using microbeads, it is usually made of a synthetic high molecular polymer. Of the synthetic polymer, a water-insoluble water-dispersed synthetic polymer is preferred. Specific examples of water-insoluble water-dispersed synthetic polymer microbeads include polystyrene microbeads and (co) polymer microbeads of methacrylic acid fluoroalkyl ester derivatives such as trifluoroethyl methacrylate. it can.
The particle diameter of the microbeads used is not particularly limited as long as it has a size suitable for measurement. For example, when the fluorescence measurement is performed using a flow cytometer in the method of the present invention, usually, microbeads having a diameter of 1 to 20 μm are preferably used.

第三の構成例は、96穴マイクロタイタープレート等のマイクロプレートを担体として使用するものである。反応系で使用される抗原や抗体等のいずれか(但し、測定対象物以外)をマイクロプレートに結合させておき、それに測定対象物を結合させる。従って、測定は、例えば、蛍光プレートリーダー、蛍光画像化装置を用いて、当該プレートに結合した蛍光色素による蛍光をについて行うこととなる。   The third configuration example uses a microplate such as a 96-well microtiter plate as a carrier. Any of the antigens and antibodies used in the reaction system (but not the measurement object) is bound to the microplate, and the measurement object is bound thereto. Therefore, the measurement is performed for fluorescence using a fluorescent dye bound to the plate, for example, using a fluorescence plate reader or a fluorescence imaging apparatus.

次に、本発明における蛍光測定法について説明する。
本発明においては、蛍光標識を変調したレーザ光の照射によって励起させ、発する蛍光の緩和時定数を測定して測定対象物を検出する。
レーザ光の具体例としては、半導体レーザ光やガスレーザ光が挙げられる。また、レーザ光は単色光であってもよいし、複数種類の波長のレーザ光をレンズを通過させることによって光路中の所定の位置に集束させたものであってもよい。レーザ光の出力は、例えば5〜100mW程度である。
レーザ光の変調方法としては、高周波重畳変調、特定形状波変調、正弦波変調、リニア変調およびパルス変調からなる群から選択されるいずれかの方法によりレーザ光を変調させる。以下の本発明においては、パルス変調で説明する。パルス変調されたレーザ光を蛍光標識に照射し、生じた蛍光の蛍光緩和時定数から、目的とする蛍光を特定し、定性又は定量を行う。これにより、検出の精度が高まる。この方法を採用すれば、検出又は分析対象が複数であっても、同時に各々を分別して測定することもできる。
Next, the fluorescence measurement method in the present invention will be described.
In the present invention, the fluorescent label is excited by irradiation with modulated laser light, and the measurement target is detected by measuring the relaxation time constant of the emitted fluorescence.
Specific examples of laser light include semiconductor laser light and gas laser light. Further, the laser light may be monochromatic light, or may be obtained by converging laser light having a plurality of types of wavelengths at a predetermined position in the optical path by passing through a lens. The output of the laser beam is, for example, about 5 to 100 mW.
As a method for modulating the laser beam, the laser beam is modulated by any method selected from the group consisting of high-frequency superposition modulation, specific shape wave modulation, sine wave modulation, linear modulation, and pulse modulation. In the following present invention, description will be given by pulse modulation. The fluorescent label is irradiated with pulse-modulated laser light, the target fluorescence is identified from the fluorescence relaxation time constant of the generated fluorescence, and qualitative or quantitative is performed. This increases the accuracy of detection. By adopting this method, even if there are a plurality of detection or analysis objects, it is possible to measure each of them separately at the same time.

以下、本発明の方法で採用することができる各種蛍光測定法の中で、フローサイトメータを用いた測定について、詳細に説明する。
図1は、本発明の方法中、蛍光測定工程に使用することができるフローサイトメータ10の概略構成図である。
フローサイトメータ10は、レーザ光をパルス変調方式で変調して、マイクロビーズや細胞(以下においては、特に必要のない限り、「マイクロビーズ」とのみ記載する)に照射するものである。
フローサイトメータ10は、レーザ光を測定対象とするマイクロビーズ12に照射し、マイクロビーズ12に結合した蛍光色素、即ち蛍光標識の発する蛍光の光信号、及び例えばB/F分離を行っていない場合等においては、マイクロビーズ12に結合していない蛍光色素、即ち蛍光標識の発する蛍光の光信号をも検出し、信号処理する信号処理装置(蛍光検出装置)20と、信号処理装置20で得られた処理結果からマイクロビーズ12に結合した蛍光標識に由来する蛍光を解析する分析装置50とを有する。
ここで、測定対象物が二種以上の場合には、それぞれの測定対象物に一対一対応する、複数種類の蛍光標識が用いられる。
Hereinafter, measurement using a flow cytometer among various fluorescence measurement methods that can be employed in the method of the present invention will be described in detail.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a flow cytometer 10 that can be used for a fluorescence measurement step in the method of the present invention.
The flow cytometer 10 modulates laser light by a pulse modulation method, and irradiates microbeads and cells (hereinafter, only described as “microbeads” unless otherwise required).
The flow cytometer 10 irradiates the microbeads 12 to be measured with laser light, and does not perform fluorescence light signals that are bound to the microbeads 12, that is, fluorescent light signals emitted by fluorescent labels, and B / F separation, for example. Etc., it is obtained by a signal processing device (fluorescence detection device) 20 for detecting and processing a fluorescent dye not bound to the microbeads 12, that is, a fluorescent light signal emitted from a fluorescent label, and the signal processing device 20. And an analyzer 50 for analyzing fluorescence derived from the fluorescent label bonded to the microbead 12 from the processing result.
Here, when there are two or more types of measurement objects, a plurality of types of fluorescent labels corresponding to the measurement objects one to one are used.

信号処理装置20は、レーザ光源部22と、受光部24,26と、レーザ光源部22のレーザ光の出射のオン/オフを制御する光源制御部及びマイクロビーズ12に結合した蛍光標識が発する蛍光の光信号と、マイクロビーズ12に結合していない蛍光標識が発する蛍光の光信号とを識別する信号処理部を含んだ制御・処理部28と、励起光の照射や蛍光の検出のために、高速流を形成するシース液に含ませてマイクロビーズ12を流したフローセルを有する管路30と、を有する。管路30の出口には、回収容器32が設けられている。
レーザ光源部22は、波長の異なる3つのレーザ光、例えばλ1=405nm、λ2=533nm及びλ3=650nm等のレーザ光を出射する部分である。レーザ光は、管路30中の所定の位置に集束するようにレンズ系が設けられ、この集束位置でマイクロビーズ12の測定点を形成する。
The signal processing device 20 includes a laser light source unit 22, light receiving units 24 and 26, a light source control unit that controls on / off of laser light emission from the laser light source unit 22, and fluorescence emitted by a fluorescent label coupled to the microbead 12. A control / processing unit 28 that includes a signal processing unit that discriminates an optical signal of the above and a fluorescent optical signal emitted from a fluorescent label that is not bonded to the microbead 12, and for excitation light irradiation and fluorescence detection, And a conduit 30 having a flow cell in which microbeads 12 are flowed in a sheath liquid that forms a high-speed flow. A recovery container 32 is provided at the outlet of the conduit 30.
The laser light source unit 22 is a part that emits three laser beams having different wavelengths, for example, laser beams having λ 1 = 405 nm, λ 2 = 533 nm, λ 3 = 650 nm, and the like. A lens system is provided so that the laser beam is focused at a predetermined position in the pipe line 30, and a measurement point of the microbead 12 is formed at this focusing position.

図2は、レーザ光源部22の構成の一例を示す。
レーザ光源部22は、350nm〜800nmの可視光のパルスレーザ光を出射する部分で、主に赤色のレーザ光Rを極めて短時間のパルス幅でパルスレーザ光として断続的に出射するR光源22r、緑色のレーザ光Gを極めて短時間のパルス幅でパルスレーザ光として断続的に出射するG光源22g及び青色のレーザ光Bを極めて短時間のパルス幅でパルスレーザ光として出射するB光源22bと、特定の波長帯域のレーザ光を透過し、他の波長帯域のレーザ光を反射するダイクロイックミラー23a1,23a2と、レーザ光R,G及びBからなるレーザ光を管路30中の測定点に集束させるレンズ系23cと、を有して構成される。
FIG. 2 shows an example of the configuration of the laser light source unit 22.
The laser light source unit 22 emits visible pulsed laser light having a wavelength of 350 nm to 800 nm, and mainly emits a red laser light R intermittently as pulsed laser light with an extremely short pulse width. A G light source 22g that intermittently emits green laser light G as pulse laser light with an extremely short pulse width, and a B light source 22b that emits blue laser light B as pulse laser light with an extremely short pulse width; Dichroic mirrors 23a 1 and 23a 2 that transmit laser light in a specific wavelength band and reflect laser light in other wavelength bands, and laser light composed of laser light R, G, and B are used as measurement points in the pipe 30 And a lens system 23c for focusing.

パルスレーザ光のパルス幅は、蛍光標識の発する蛍光をバックグラウンドノイズと区別して効率よく検出できるように設定され、例えば0.5ナノ秒〜4ナノ秒である。
ダイクロイックミラー23a1は、レーザ光Rを透過し、レーザ光Gを反射するミラーであり、ダイクロイックミラー23a2は、レーザ光R及びGを透過し、レーザ光Bを反射するミラーである。
この構成によりレーザ光R,G及びBが合成されて、測定点のマイクロビーズ12を照射する照射光となる。
The pulse width of the pulsed laser light is set so that the fluorescence emitted from the fluorescent label can be detected efficiently from the background noise, and is, for example, 0.5 nanoseconds to 4 nanoseconds.
The dichroic mirror 23a 1 is a mirror that transmits the laser beam R and reflects the laser beam G, and the dichroic mirror 23a 2 is a mirror that transmits the laser beams R and G and reflects the laser beam B.
With this configuration, the laser beams R, G, and B are combined to become irradiation light that irradiates the microbeads 12 at the measurement point.

R光源22r、G光源22g及びB光源22bは、それぞれレーザドライバ34r,34g及び34bによって駆動される。このレーザドライバ34r,34g及び34bは、制御・処理部28に接続されて、レーザ光R,G,Bの出射のオン/オフが制御されるように構成される。ここで、レーザ光R,G,Bの各々は、後述するように制御信号によって出射のオン/オフが制御されて変調される。
R光源22r、G光源22g及びB光源22bは、レーザ光R、G及びBが蛍光標識を励起して特定の波長帯域の蛍光を発するように、予め定められた波長帯域で発振する。レーザ光R、G及びBによって励起される蛍光標識には、マイクロビーズ12に結合されているものと結合されていないものとがあるが、それらは、管路30を通過する際、測定点でレーザ光R、G及びBの照射を受けて特定の波長で蛍光を発する。
The R light source 22r, the G light source 22g, and the B light source 22b are driven by laser drivers 34r, 34g, and 34b, respectively. The laser drivers 34r, 34g, and 34b are connected to the control / processing unit 28 and configured to control on / off of the emission of the laser beams R, G, and B. Here, each of the laser beams R, G, and B is modulated by controlling on / off of emission by a control signal as described later.
The R light source 22r, the G light source 22g, and the B light source 22b oscillate in a predetermined wavelength band so that the laser lights R, G, and B excite the fluorescent label to emit fluorescence in a specific wavelength band. There are fluorescent labels excited by the laser beams R, G, and B, and those that are bonded to the microbeads 12 and those that are not bonded to each other. Upon receiving the laser beams R, G, and B, fluorescence is emitted at a specific wavelength.

図3は、レーザ光の発振波長と、このレーザ光によって蛍光標識の発する蛍光のスペクトル強度分布を模式的に示す。例えば、B光源から出射する波長λ11のレーザ光の照射により、中心波長をλ12とする蛍光を発する。同様に、G光源から出射する波長λ21のレーザ光の照射により中心波長をλ22とする蛍光を発する。また、B光源から出射する波長λ31のレーザ光の照射により中心波長をλ32とする蛍光を発する。
受光部24は、管路30を挟んでレーザ光源部22と対向するように配置されており、測定点を通過するマイクロビーズ12によってレーザ光が前方散乱することによりマイクロビーズ12が測定点を通過する旨の検出信号を出力する光電変換器を備える。この受光部24から出力される信号は、制御・処理部28に供給され、制御・処理部28においてマイクロビーズ12が管路30中の測定点を通過するタイミングを知らせるトリガ信号として用いられる。
一方、受光部26は、レーザ光源部22から出射されるレーザ光の出射方向に対して垂直方向であって、かつ管路30中のマイクロビーズ12の移動方向に対して垂直方向に配置されており、測定点にて照射されたマイクロビーズ12に結合した蛍光標識やマイクロビーズ12に結合していない蛍光標識の発する蛍光を電気信号に変える光電変換器を備える。
FIG. 3 schematically shows the oscillation wavelength of the laser beam and the spectral intensity distribution of the fluorescence emitted from the fluorescent label by this laser beam. For example, fluorescence having a center wavelength of λ 12 is emitted by irradiation with a laser beam having a wavelength of λ 11 emitted from a B light source. Similarly, fluorescence having a center wavelength of λ 22 is emitted by irradiation with laser light of wavelength λ 21 emitted from the G light source. In addition, fluorescence having a center wavelength of λ 32 is emitted by irradiation with laser light of wavelength λ 31 emitted from the B light source.
The light receiving unit 24 is disposed so as to face the laser light source unit 22 with the pipe line 30 interposed therebetween, and the microbead 12 passes through the measurement point by the forward scattering of the laser light by the microbead 12 passing through the measurement point. A photoelectric converter that outputs a detection signal indicating that the operation is to be performed. The signal output from the light receiving unit 24 is supplied to the control / processing unit 28, and is used as a trigger signal informing the timing at which the microbeads 12 pass the measurement point in the pipe line 30.
On the other hand, the light receiving unit 26 is arranged in a direction perpendicular to the emitting direction of the laser light emitted from the laser light source unit 22 and perpendicular to the moving direction of the microbeads 12 in the conduit 30. And a photoelectric converter that converts the fluorescence emitted from the fluorescent label bound to the microbeads 12 irradiated at the measurement point and the fluorescent label not bound to the microbeads 12 into an electrical signal.

図4は、受光部26の一例の概略の構成を示す。
図4に示す受光部26は、マイクロビーズ12に結合した蛍光標識やマイクロビーズ12に結合していない蛍光標識が発する蛍光の光信号を集束させるレンズ系26aと、ダイクロイックミラー26b,26bと、バンドパスフィルタ26c〜26cと、光電子倍増管等の光電変換器27a〜27cと、を有する。
レンズ系26aは、受光部26に入射した光信号を光電変換器27a〜27cの受光面に集束させるように構成されている。
ダイクロイックミラー26b,26bは、所定の範囲の波長帯域の蛍光を反射させて、それ以外は透過させるミラーである。バンドパスフィルタ26c〜26cでフィルタリングして光電変換器27a〜27cで所定の波長帯域の蛍光の光信号を取り込むように、ダイクロイックミラー26b,26bの反射波長帯域及び透過波長帯域が設定されている。
FIG. 4 shows a schematic configuration of an example of the light receiving unit 26.
The light receiving unit 26 shown in FIG. 4 includes a lens system 26a that focuses a fluorescent light signal emitted from a fluorescent label bonded to the microbead 12 or a fluorescent label not bonded to the microbead 12, and dichroic mirrors 26b 1 and 26b 2 . , Band pass filters 26c 1 to 26c 3 and photoelectric converters 27a to 27c such as photomultiplier tubes.
The lens system 26a is configured to focus the optical signal incident on the light receiving unit 26 onto the light receiving surfaces of the photoelectric converters 27a to 27c.
The dichroic mirrors 26b 1 and 26b 2 are mirrors that reflect fluorescence in a wavelength band within a predetermined range and transmit the other fluorescence. The reflection wavelength band and the transmission wavelength band of the dichroic mirrors 26b 1 and 26b 2 are set so as to be filtered by the band pass filters 26c 1 to 26c 3 and captured by the photoelectric converters 27a to 27c. Has been.

バンドパスフィルタ26c〜26cは、各光電変換器27a〜27cの受光面の前面に設けられ、所定の波長帯域の蛍光のみを透過させる。透過する蛍光の波長帯域は、図3に示す蛍光標識の発する蛍光の波長帯域に対応して、すなわち、マイクロビーズ12に結合した蛍光標識の発する蛍光及びマイクロビーズ12に結合していない蛍光標識の発する蛍光に対応して、予め設定されており、例えばB光源から出射した波長λ11のレーザ光の照射によって発する波長λ12を中心とする一定の波長幅の帯域である。
バンドパスフィルタ26c〜26cの波長帯域は、例えば、それらの中の一つは、マイクロビーズ12に結合している蛍光標識の発する蛍光を透過し、他の二つのうち少なくとも一つは、マイクロビーズ12に結合していない蛍光標識の発する蛍光を透過するように波長帯域が設定される。
光電変換器27a〜27cは、例えば光電子倍増管を備えたセンサを備え、光電面で受光した光を電気信号に変換するセンサである。ここで受光された蛍光は、電気信号として出力され、増幅器で増幅されて、制御・処理部28に供給される。
The band-pass filters 26c 1 to 26c 3 are provided in front of the light receiving surfaces of the photoelectric converters 27a to 27c, and transmit only fluorescence in a predetermined wavelength band. The wavelength band of the transmitted fluorescence corresponds to the wavelength band of the fluorescence emitted by the fluorescent label shown in FIG. 3, that is, the fluorescence emitted by the fluorescent label bound to the microbead 12 and the fluorescent label not bound to the microbead 12. The band is set in advance corresponding to the emitted fluorescence, for example, a band having a certain wavelength width centered on the wavelength λ 12 emitted by the irradiation of the laser light having the wavelength λ 11 emitted from the B light source.
The wavelength bands of the bandpass filters 26c 1 to 26c 3 are, for example, that one of them transmits the fluorescence emitted by the fluorescent label bound to the microbead 12, and at least one of the other two is: The wavelength band is set so as to transmit the fluorescence emitted by the fluorescent label not bound to the microbeads 12.
The photoelectric converters 27a to 27c are sensors that include, for example, a sensor including a photomultiplier tube, and convert light received by the photoelectric surface into an electrical signal. The fluorescence received here is output as an electrical signal, amplified by an amplifier, and supplied to the control / processing unit 28.

制御・処理部28は、図5に示すように、レーザ光源部22のレーザ光の出射のオン/オフを制御する光源制御部28a、及びマイクロビーズ12に結合した蛍光標識やマイクロビーズ12に結合していない蛍光標識の発する蛍光の光信号を識別する信号処理部28bを有して構成されている。
光源制御部28aは、受光部24から出力される検出信号がトリガ信号として入力されると、瞬時にレーザ光の出射のオン/オフを制御するパルス制御信号を生成するように構成される。
光源制御部28aは、このパルス制御信号を巡回的に繰り返し生成し、レーザドライバ34r、レーザドライバ34g、レーザドライバ34bの制御信号として供給する。
制御・処理部28は、光源制御部28aにおけるコードの生成のタイミングに同期して一定のクロック信号で駆動して、受光信号のA/D変換を行うA/D変換器28c及び一定のクロック信号で駆動して受光信号に所定の演算処理を施す演算処理部28dを備える。
A/D変換器28cは、受光部26の光電変換器27a〜27cで生成されて増幅された受光信号をA/D変換によりサンプリングする。サンプリングされた受光信号は演算処理部28dにて演算処理に供される。
演算処理部28dは、パルス制御信号の生成のタイミングに同期して受光信号の演算処理を行うように構成され、受光部26から出力された受光信号を、パルス制御信号の生成のタイミングに同期して時系列データとすることにより、レーザ光の照射に対するマイクロビーズ12に結合した蛍光標識の蛍光緩和特性(図7参照)を求める部分である。
As shown in FIG. 5, the control / processing unit 28 is coupled to the light source control unit 28 a that controls on / off of the laser light emission of the laser light source unit 22, and the fluorescent label or microbead 12 coupled to the microbead 12. The signal processing unit 28b for identifying the optical signal of the fluorescence emitted by the fluorescent label that has not been provided is configured.
When the detection signal output from the light receiving unit 24 is input as a trigger signal, the light source control unit 28a is configured to generate a pulse control signal that instantaneously controls on / off of laser light emission.
The light source controller 28a cyclically generates this pulse control signal and supplies it as control signals for the laser driver 34r, laser driver 34g, and laser driver 34b.
The control / processing unit 28 is driven by a constant clock signal in synchronization with the code generation timing in the light source control unit 28a, and an A / D converter 28c that performs A / D conversion of the received light signal and a constant clock signal. And an arithmetic processing unit 28d that performs predetermined arithmetic processing on the received light signal.
The A / D converter 28c samples the received light signals generated and amplified by the photoelectric converters 27a to 27c of the light receiving unit 26 by A / D conversion. The sampled received light signal is subjected to arithmetic processing by the arithmetic processing unit 28d.
The arithmetic processing unit 28d is configured to perform calculation processing of the received light signal in synchronization with the generation timing of the pulse control signal, and synchronizes the received light signal output from the light receiving unit 26 with the generation timing of the pulse control signal. Thus, the time-series data is used to obtain the fluorescence relaxation characteristics (see FIG. 7) of the fluorescent label bonded to the microbeads 12 with respect to laser light irradiation.

ここで、この蛍光緩和特性を特徴付ける蛍光緩和時定数について説明する。蛍光緩和時定数は、蛍光強度とは独立したパラメータである。蛍光緩和時定数は、蛍光の減衰曲線から推測される消長時間を示すパラメータであり、この値が大きいほど、蛍光の消長時間は長くなる。この蛍光の消長時間は、蛍光試薬、即ち蛍光標識により異なる。従って、測定対象物に結合した蛍光標識による蛍光を、測定雰囲気中に存在する物質によって発せられる蛍光と区別することが可能となる。また、測定対象物が複数である場合には、各測定対象物に対応させて、複数種類の蛍光標識を使用すれば、複数の測定対象物を精度よく同時測定することができる。
本発明における蛍光緩和時定数は、蛍光標識に、周波数変調をした励起光を照射し、その励起光源と生じた蛍光とを検出した後、復調をすることで測定される。
蛍光緩和の過程においては、マイクロビーズにレーザ光の照射を開始した時点では、発する蛍光の蛍光強度が高いが、蛍光強度が時間とともに減少する。蛍光緩和時定数は、このときの、レーザ光の照射開始時点の蛍光強度(最大強度)に対して37%(1/e:eは自然対数の底)に蛍光強度が減衰したときの時間をいう。
Here, the fluorescence relaxation time constant characterizing this fluorescence relaxation characteristic will be described. The fluorescence relaxation time constant is a parameter independent of the fluorescence intensity. The fluorescence relaxation time constant is a parameter indicating the extinction time estimated from the fluorescence decay curve. The larger the value, the longer the extinction time of the fluorescence. This fluorescence extinction time varies depending on the fluorescent reagent, that is, the fluorescent label. Therefore, it is possible to distinguish the fluorescence caused by the fluorescent label bound to the measurement object from the fluorescence emitted by the substance present in the measurement atmosphere. Further, when there are a plurality of measurement objects, a plurality of measurement objects can be simultaneously measured with high accuracy by using a plurality of types of fluorescent labels corresponding to each measurement object.
The fluorescence relaxation time constant in the present invention is measured by irradiating a fluorescent label with frequency-modulated excitation light, detecting the excitation light source and the generated fluorescence, and then demodulating.
In the fluorescence relaxation process, the fluorescence intensity of the emitted fluorescence is high at the time when the laser beam is started to be irradiated on the microbeads, but the fluorescence intensity decreases with time. The fluorescence relaxation time constant is the time when the fluorescence intensity decays to 37% (1 / e: e is the base of natural logarithm) with respect to the fluorescence intensity (maximum intensity) at the start of laser light irradiation at this time. Say.

なお、レーザ光の照射のオン/オフは、パルス制御信号の生成によって所定の周期で断続的に制御されるので、マイクロビーズに結合された蛍光標識は、レーザ光の照射開始とともに蛍光を発するようになり、時間の経過とともにその蛍光強度は減衰する。従って、この蛍光強度の時系列データを得ることで、蛍光緩和時定数を知ることができる。
測定対象物が二種類であり、蛍光緩和時定数が互いに異なる二種類の蛍光標識を使用したときには、蛍光緩和時定数は、それら二種類の蛍光標識の各々が示す蛍光緩和時定数とは異なる数値を示す。これは、二種類の蛍光標識が互いに作用し合い、異なる蛍光緩和特性を作り出すためである。
図8は、二種類の蛍光標識用色素Q-dot525(Quantum Dot社製)及びCascade Blue(Molecular Probes社製)を配合比率を変えて共存させたときに、蛍光緩和時定数がどのように変化するかを調べた結果を示すグラフである。
Q-dot525の基準濃度を20nMとした溶液Aと、Cascade Blue の基準濃度を20μMとした溶液Bを、下記の比率で混合して、直径1.5m、深さ3mmのスポットサンプル収納部分にサンプル溶液1〜9を作製したものである。
Since on / off of the laser light irradiation is intermittently controlled at a predetermined cycle by generating a pulse control signal, the fluorescent label bonded to the microbeads emits fluorescence when the laser light irradiation starts. And the fluorescence intensity attenuates over time. Therefore, the fluorescence relaxation time constant can be known by obtaining time series data of the fluorescence intensity.
When two types of fluorescent labels with different fluorescence relaxation time constants are used, the fluorescence relaxation time constants are different from the fluorescence relaxation time constants indicated by each of the two types of fluorescent labels. Indicates. This is because the two types of fluorescent labels interact with each other to create different fluorescence relaxation properties.
Fig. 8 shows how the fluorescence relaxation time constant changes when two types of fluorescent labeling dyes Q-dot525 (manufactured by Quantum Dot) and Cascade Blue (manufactured by Molecular Probes) coexist at different blending ratios. It is a graph which shows the result of having investigated whether to do.
Solution A with a Q-dot525 reference concentration of 20 nM and solution B with a Cascade Blue reference concentration of 20 μM are mixed in the following ratio, and the sample is stored in a spot sample storage part having a diameter of 1.5 m and a depth of 3 mm. Solutions 1 to 9 were prepared.

Figure 0004652868
Figure 0004652868

サンプル溶液1〜9には、共通して100μMのCascade Blueを1μL追加している。レーザ光は、半導体レーザにより出射させ、波長405nm、出力40mWのレーザ光を用い、20MHzでパルス変調した。
図8は、このとき発する蛍光の位相遅れを示すグラフである。このグラフによると、位相遅れは蛍光緩和時定数に応じて変化し、しかも、溶液Aと溶液Bの比率の順序に対応している。このことから、蛍光標識の存在比率によって、蛍光緩和時定数が変化することがわかる。
このように、異なる二種類の蛍光標識がその比率変えて存在すると、蛍光緩和時定数が変化する。
制御・処理部28は、マイクロビーズ12の識別結果の情報を分析装置50に供給する。
分析装置50は、制御・処理部28から供給される識別結果の情報を用いて、マイクロビーズ12に結合する蛍光標識を特定する装置である。分析装置50では、使用した蛍光標識の種類が既知であり、この蛍光標識が励起されるレーザ光の波長帯域もわかっているので、制御・処理部28から供給される情報を用いて、マイクロビーズ12に結合する蛍光標識を特定することができる。
こうして、分析装置50は短時間に分析をすることができる。
フローサイトメータ10は以上のように構成される。
In common to sample solutions 1 to 9, 1 μL of 100 μM Cascade Blue is added. The laser beam was emitted by a semiconductor laser, and was pulse-modulated at 20 MHz using a laser beam having a wavelength of 405 nm and an output of 40 mW.
FIG. 8 is a graph showing the phase delay of the fluorescence emitted at this time. According to this graph, the phase delay changes according to the fluorescence relaxation time constant, and corresponds to the order of the ratio of the solution A and the solution B. This shows that the fluorescence relaxation time constant changes depending on the abundance ratio of the fluorescent label.
Thus, when two different types of fluorescent labels are present at different ratios, the fluorescence relaxation time constant changes.
The control / processing unit 28 supplies information on the identification result of the microbeads 12 to the analyzer 50.
The analysis device 50 is a device that identifies a fluorescent label that binds to the microbeads 12 using information on the identification result supplied from the control / processing unit 28. In the analyzer 50, the type of the fluorescent label used is known, and the wavelength band of the laser light excited by the fluorescent label is also known. Therefore, the microbeads can be obtained using information supplied from the control / processing unit 28. Fluorescent labels that bind to 12 can be identified.
Thus, the analyzer 50 can perform analysis in a short time.
The flow cytometer 10 is configured as described above.

このようなフローサイトメータ10の信号処理装置20では、まず、マイクロビーズ12を含む反応混液が管路30を流れ、測定点でレーザ光による照射が成される。そのとき、受光部24でマイクロビーズ12の通過を検出する検出信号が制御・処理装置28にトリガ信号として出力される。
制御・処理装置28では、マイクロビーズ12が通過するときの検出信号をトリガ信号とし、このトリガ信号に同期して、図6に示すようなパルス変調信号を生成する。このパルス変調信号は、レーザ光源部22からのレーザ光の出射のオン/オフを制御する制御信号として用いるために、レーザドライバ34r,34g,34bに供給される。
レーザ光源部22では、この制御信号に従って各レーザ光の出射のオン/オフが制御され、レーザ光が出射される。このレーザ光は測定点を通過するマイクロビーズ12に結合した蛍光標識(B/F分離していない場合にはマイクロビーズ12に結合していない蛍光標識も)を励起させるために用いられ、このレーザ光の照射により蛍光標識が発する蛍光は、受光部26にて受光される。その際、蛍光標識からの蛍光は、パルス変調されたレーザ光に励起して生じるため、レーザ光のパルス変調に対応して蛍光強度も変調して蛍光を発する。
In such a signal processing device 20 of the flow cytometer 10, first, the reaction mixture containing the microbeads 12 flows through the conduit 30, and irradiation with laser light is performed at the measurement point. At that time, a detection signal for detecting the passage of the microbeads 12 by the light receiving unit 24 is output to the control / processing device 28 as a trigger signal.
The control / processing device 28 uses a detection signal when the microbead 12 passes as a trigger signal, and generates a pulse modulation signal as shown in FIG. 6 in synchronization with the trigger signal. This pulse modulation signal is supplied to the laser drivers 34r, 34g, and 34b to be used as a control signal for controlling on / off of laser light emission from the laser light source section 22.
The laser light source unit 22 controls on / off of the emission of each laser beam according to this control signal, and emits the laser beam. This laser beam is used to excite a fluorescent label that is bonded to the microbead 12 that passes through the measurement point (and also a fluorescent label that is not bonded to the microbead 12 when B / F separation is not performed). The fluorescence emitted from the fluorescent label by light irradiation is received by the light receiving unit 26. At this time, the fluorescence from the fluorescent label is excited by the pulse-modulated laser beam, so that the fluorescence intensity is also modulated in response to the pulse modulation of the laser beam to emit fluorescence.

このようにして、受光部24によるマイクロビーズ12の通過の検出からレーザ光を照射するまでの時間は極めて短く、マイクロビーズ12が測定点を通過する数μ〜数10μ秒の間に、パルス変調信号によって変調されたレーザ光が巡回的にマイクロビーズ12に照射される。
ここで、パルス変調されるレーザ光は、マイクロビーズ12が測定点を通過する数μ〜数10μ秒の間に、0.510μ秒を1周期とする、一連のパルス変調の制御信号が数回〜数10回、断続的に巡回される。
受光部26の光電変換器27a〜27cで受光されて出力される受光信号は、A/D変換器28cにおいて受光部24から出力されたトリガ信号のタイミングで同期が取られ、生成されたパルス変調信号の時間分解幅Δtと同じ時間分解幅で、受光信号のサンプリングが行われる。サンプリングは、例えば8ビットのサンプリング(0〜255の階調のサンプリング)である。
In this way, the time from the detection of the passage of the microbead 12 by the light receiving unit 24 to the irradiation of the laser beam is extremely short, and the pulse modulation is performed between several μ to several tens of μsec when the microbead 12 passes the measurement point. The laser beam modulated by the signal is cyclically applied to the microbeads 12.
Here, the pulse-modulated laser light has a series of pulse modulation control signals several times, with 0.510 microseconds as one cycle between several microseconds to several tens of microseconds when the microbead 12 passes the measurement point. It is circulated intermittently for several tens of times.
The received light signals received and output by the photoelectric converters 27a to 27c of the light receiving unit 26 are synchronized with the timing of the trigger signal output from the light receiving unit 24 in the A / D converter 28c, and generated pulse modulation. The received light signal is sampled with the same time resolution width as the signal time resolution width Δt. The sampling is, for example, 8-bit sampling (sampling with a gradation of 0 to 255).

このサンプリングされた受光信号から、巡回して生成されるパルス変調信号に対応させて、蛍光強度の時系列データを平均化処理することにより、図7に示すような蛍光緩和特性が求められる。
この蛍光緩和特性の波形において、最大となる蛍光強度に対して、蛍光強度が1/e%=37%(eは自然対数の底)になる時間が蛍光緩和時定数として求められる。この蛍光緩和時定数の値から、マイクロビーズ12に結合した蛍光標識の種類が特定される。
なお、光電変換器27a〜27cは、バンドパスフィルタ26c〜26cにより波長帯域別に受光して受光信号を出力するので、受光信号がどの波長帯域の蛍光の信号なのかを知ることもできる。したがって、マイクロビーズ12に結合した蛍光標識から発せられた蛍光の蛍光緩和時定数と波長帯域とを用いて、蛍光標識の種類をより正確に識別することができる。
A fluorescence relaxation characteristic as shown in FIG. 7 is obtained by averaging the time-series data of the fluorescence intensity from the sampled received light signal in correspondence with the pulse modulation signal generated by circulation.
In the waveform of the fluorescence relaxation characteristic, the time when the fluorescence intensity becomes 1 / e% = 37% (e is the base of natural logarithm) is obtained as the fluorescence relaxation time constant with respect to the maximum fluorescence intensity. From the value of this fluorescence relaxation time constant, the type of fluorescent label bound to the microbead 12 is specified.
Note that the photoelectric converter 27a~27c Since then received by the band-pass filter 26c 1 ~26c 3 to each wavelength band to output a light reception signal, it is also possible to know a signal of the fluorescence of which wavelength band received signal. Therefore, the type of the fluorescent label can be more accurately identified using the fluorescence relaxation time constant of the fluorescence emitted from the fluorescent label bound to the microbead 12 and the wavelength band.

上述したフローサイトメータ10は、レーザ光をパルス変調してマイクロビーズ12に結合した蛍光標識に照射することで、蛍光緩和時定数を計測するものであるが、レーザ光の強度を所定の周波数で変調してマイクロビーズに照射して、蛍光緩和時定数を計測するものであってもよい。以下、この方法について説明する。
例えば、波長405nmのレーザ光の強度を20MHzで変調し、このレーザ光をフローセル中の測定点を通過するマイクロビーズに照射する。変調したパルス光の照射に対して発する蛍光を光電変換器等で受光する。
光電変換器から出力される蛍光信号を増幅し、レーザ光の変調に用いた変調信号とミキシングし、ローパスフィルタを通して検波する。これにより、蛍光信号のcos成分の信号が抽出される。さらに、蛍光信号を、レーザ光の周波数変調に用いた変調信号に対して位相を90度ずらした信号とミキシングし、ローパスフィルタを通して検波する。これにより、蛍光信号のsin成分の信号が抽出される。
The flow cytometer 10 described above measures the fluorescence relaxation time constant by irradiating a fluorescent label that is pulse-modulated with laser light and bound to the microbeads 12, but the intensity of the laser light is measured at a predetermined frequency. The fluorescence relaxation time constant may be measured by modulating and irradiating the microbead. Hereinafter, this method will be described.
For example, the intensity of the laser beam having a wavelength of 405 nm is modulated at 20 MHz, and this laser beam is irradiated to the microbead that passes through the measurement point in the flow cell. Fluorescence emitted upon irradiation with the modulated pulsed light is received by a photoelectric converter or the like.
The fluorescence signal output from the photoelectric converter is amplified, mixed with the modulation signal used for modulation of the laser light, and detected through a low-pass filter. Thereby, the signal of the cos component of the fluorescence signal is extracted. Furthermore, the fluorescence signal is mixed with a signal whose phase is shifted by 90 degrees with respect to the modulation signal used for frequency modulation of the laser light, and detected through a low-pass filter. Thereby, the signal of the sine component of the fluorescence signal is extracted.

抽出されたsin成分及びcos成分の信号を用いて、蛍光信号の、変調信号に対する位相ずれ角度(位相遅れ角度)を求めることができる。
求められた位相ずれ角度は、蛍光標識の発する蛍光の蛍光緩和時定数に依存しており、例えば一次緩和過程で表した場合、cos成分及びsin成分は、下記式(1),(2)で表される。
cos(θ)=1/(1+(ωτ)2(1/2) (1)
sin(θ)=ωτ/(1+(ωτ)2(1/2) (2)
ここで、θは位相ずれ角度であり、ωはレーザ光の変調周波数であり、τは蛍光緩和時定数である。
Using the extracted signals of the sin component and the cos component, the phase shift angle (phase delay angle) of the fluorescence signal with respect to the modulation signal can be obtained.
The obtained phase shift angle depends on the fluorescence relaxation time constant of the fluorescence emitted from the fluorescent label. For example, when expressed in the first order relaxation process, the cos component and the sin component are expressed by the following formulas (1) and (2). expressed.
cos (θ) = 1 / (1+ (ωτ) 2 ) (1/2) (1)
sin (θ) = ωτ / (1+ (ωτ) 2 ) (1/2) (2)
Here, θ is a phase shift angle, ω is a modulation frequency of laser light, and τ is a fluorescence relaxation time constant.

蛍光信号のcos成分及びsin成分の比から求められる位相ずれ角度θを用いて、上記式(1)、(2)から、蛍光緩和時定数τを求めることができる。
この蛍光緩和時定数τは、上述したように、蛍光標識の種類によって変わるものであり、また、二種類の蛍光標識の比率を変えて混合すると、比率に応じて蛍光緩和時定数τも変わる。このため、蛍光緩和時定数τを求めることで、二種類の蛍光標識の比率を特定することができる。
このように、蛍光標識が結合されたマイクロビーズに、所定の周波数で強度変調したレーザ光を照射し、そのとき発する蛍光を計測することにより、発する蛍光の種類を識別することができる。
このようなマイクロビーズは、上記実施形態のようなフローサイトメータに使用されるが、フローサイトメータに使用が限定されるわけではない。
しかし、フローサイトメータでは、マイクロビーズ12に結合された蛍光標識の蛍光緩和時定数を求めることで、蛍光標識の種類を的確に識別することが可能であるから、本発明方法における蛍光測定工程には、フローサイトメータを好適に用いることができる。
The fluorescence relaxation time constant τ can be obtained from the above equations (1) and (2) using the phase shift angle θ obtained from the ratio of the cos component and the sin component of the fluorescence signal.
As described above, this fluorescence relaxation time constant τ varies depending on the type of fluorescent label, and when the ratio of two types of fluorescent labels is changed and mixed, the fluorescence relaxation time constant τ also varies according to the ratio. For this reason, the ratio of two types of fluorescent labels can be specified by obtaining the fluorescence relaxation time constant τ.
In this way, the type of fluorescence emitted can be identified by irradiating the microbeads to which the fluorescent label is bound with laser light intensity-modulated at a predetermined frequency and measuring the fluorescence emitted at that time.
Such microbeads are used in the flow cytometer as in the above embodiment, but the use is not limited to the flow cytometer.
However, in the flow cytometer, it is possible to accurately identify the type of the fluorescent label by obtaining the fluorescence relaxation time constant of the fluorescent label bound to the microbead 12, so that the fluorescence measurement step in the method of the present invention is used. Can suitably use a flow cytometer.

用いられる蛍光検出器は標識蛍光色素に応じた波長の蛍光について、その蛍光強度と蛍光緩和時定数とを計測できることが必要である。このような検出器としては特願2005−37399号明細書に記載の装置を用いることができる。検出の方式としてはフローサイトメーター、蛍光プレートリーダー、蛍光画像化装置などの方式の検出器を、単体や細胞の状態に応じて選択することができる。
なお、本発明方法における蛍光測定工程の実施に先立ち、蛍光標識された物質を用いないで空試験を行い、細胞や測定雰囲気等が発するいわゆるバックグラウンド蛍光の蛍光緩和時定数を測定しておくと、測定対象物に結合した蛍光標識の発する蛍光との識別が容易となる。
以上、本発明にかかる蛍光分析方法の中、特定の態様について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。
The fluorescence detector used needs to be able to measure the fluorescence intensity and the fluorescence relaxation time constant of the fluorescence having a wavelength corresponding to the labeled fluorescent dye. As such a detector, an apparatus described in Japanese Patent Application No. 2005-37399 can be used. As a detection method, a detector of a method such as a flow cytometer, a fluorescence plate reader, or a fluorescence imaging device can be selected according to the state of a single substance or a cell.
Prior to the execution of the fluorescence measurement step in the method of the present invention, a blank test is performed without using a fluorescently labeled substance, and a fluorescence relaxation time constant of so-called background fluorescence emitted from cells, measurement atmosphere, etc. is measured. It becomes easy to distinguish from the fluorescence emitted by the fluorescent label bound to the measurement object.
As mentioned above, although the specific aspect was demonstrated in detail among the fluorescence analysis methods concerning this invention, this invention is not limited to the said embodiment, In the range which does not deviate from the meaning of this invention, various improvement and a change are carried out. Of course.

測定用ビーズは以下のように調製した。磁気マイクロビーズ(Dynal社製DynabeadsM270)を100μLの蒸留水で3回洗浄し、10μLのCMC(0.005M、シグマ社製)を加え4℃、10分反応させた。上済みを除去し、6μLのCMC(0.005M)と4μLのMES緩衝液(0.3M)を加え、4℃、30分反応させた。このビーズを100μLのMES緩衝液(0.3M)により洗浄し、ビーズに対し2μLのMES緩衝液(0.3M)と0.3M、MES緩衝液により希釈した抗トランスフェリン抗体(inter−cell Technologies社製)8μLを加え、4℃で20分反応させた。このビーズに対し5μLのBSA(10mg/mL)を加え、4℃で一晩反応させた。このマイクロビーズを200μLのPBS緩衝液により2回洗浄し、計測用ビーズとした。
上記計測用ビーズに対し、1.1μLのBSA(10mg/mLシグマ社製)およびトランスフェリン(1mg/mL)を10μL加え、室温で1時間反応させた後、200μLのTBS−T緩衝液で洗浄する事で計測対象のトランスフェリンが結合したビ−ズを調製した。
The measurement beads were prepared as follows. Magnetic microbeads (Dynabeads M270 manufactured by Dynal) were washed three times with 100 μL of distilled water, 10 μL of CMC (0.005 M, manufactured by Sigma) was added, and the mixture was reacted at 4 ° C. for 10 minutes. The top was removed, 6 μL of CMC (0.005 M) and 4 μL of MES buffer (0.3 M) were added, and the mixture was reacted at 4 ° C. for 30 minutes. The beads were washed with 100 μL of MES buffer (0.3M), and the beads were diluted with 2 μL of MES buffer (0.3M) and 0.3M, MES buffer. 8 μL) was added and reacted at 4 ° C. for 20 minutes. 5 μL of BSA (10 mg / mL) was added to the beads and allowed to react at 4 ° C. overnight. The microbeads were washed twice with 200 μL of PBS buffer to obtain measurement beads.
10 μL of 1.1 μL BSA (10 mg / mL Sigma) and transferrin (1 mg / mL) are added to the measurement beads, reacted at room temperature for 1 hour, and then washed with 200 μL TBS-T buffer. In this way, beads to which transferrin to be measured was bound were prepared.

上澄みを除去した上記トランスフェリン結合ビーズに対し、10μLの抗トランスフェリンビオチン標識抗体(Rockland社製)を加え、室温で1時間反応させた。このマイクロビーズを200μLのTBS−T緩衝液で3回洗浄し、上澄みを除去した後20μLの2倍B&W緩衝液を加え、きらに、5μLのQ−Dot655(Q−Dot社製)および18.5μLのTBS−T緩衝液を加え、室温で40分間反応させることでQ−Dotを標識した。
上記反応の標識反応の終わったマイクロビーズを200μLのB&W緩衝液により3回洗浄し、100μLのTBS−T暖衝液に縣濁する事で蛍光緩和時定数計測フローサイトメータでの計測に用いた。
フローサイトメータによる計測においては、30mWの変調励起レーザーを光源に用い、6m/秒の流速でシース液を流しながら計測を行った。
この時の計測値、およびQ−Dotで標識しないマイクロビーズの蛍光緩和時定数を以下の表2に示す。
10 μL of anti-transferrin biotin-labeled antibody (manufactured by Rockland) was added to the transferrin-bound beads from which the supernatant had been removed, and reacted at room temperature for 1 hour. The microbeads were washed 3 times with 200 μL of TBS-T buffer, the supernatant was removed, 20 μL of 2 × B & W buffer was added, and 5 μL of Q-Dot655 (manufactured by Q-Dot) and 18. Q-Dot was labeled by adding 5 μL of TBS-T buffer and reacting at room temperature for 40 minutes.
After completion of the labeling reaction of the above reaction, the microbeads were washed three times with 200 μL of B & W buffer solution and suspended in 100 μL of TBS-T warm buffer solution, and used for measurement with a fluorescence relaxation time constant measurement flow cytometer.
In measurement using a flow cytometer, a 30 mW modulated excitation laser was used as a light source, and measurement was performed while flowing a sheath liquid at a flow rate of 6 m / sec.
The measured values at this time and the fluorescence relaxation time constants of the microbeads not labeled with Q-Dot are shown in Table 2 below.

Figure 0004652868
Figure 0004652868

本発明の方法中、蛍光測定工程を実施するフローサイトメータの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the flow cytometer which implements a fluorescence measurement process in the method of this invention. 図1に示すフローサイトメータに用いられるレーザ光源部の一例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows an example of the laser light source part used for the flow cytometer shown in FIG. 図2に示すレーザ光源部から出射されるレーザ光と蛍光標識の発する光のスペクトル強度分布を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the spectrum intensity distribution of the laser beam radiate | emitted from the laser light source part shown in FIG. 2, and the light which a fluorescent label emits. 図1に示すフローサイトメータに用いられる受光部の一例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows an example of the light-receiving part used for the flow cytometer shown in FIG. 図1に示すフローサイトメータに用いられる光源制御部及び信号処理部の一例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows an example of the light source control part and signal processing part which are used for the flow cytometer shown in FIG. 図1に示すフローサイトメータで生成されるパルス変調信号の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the pulse modulation signal produced | generated with the flow cytometer shown in FIG. 蛍光標識が発する蛍光の強度の特性を説明する図である。(A)は蛍光減衰曲線を示し、(B)は励起光の変調により生じる位相差を示す図である。It is a figure explaining the characteristic of the intensity | strength of the fluorescence which a fluorescent label emits. (A) shows a fluorescence decay curve, and (B) shows a phase difference caused by modulation of excitation light. 二種類の蛍光標識が存在する場合に、パルス変調したレーザ光を照射したときの蛍光の位相遅れの結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of the phase delay of the fluorescence when irradiating the pulse-modulated laser beam when there are two types of fluorescent labels.

符号の説明Explanation of symbols

10 フローサイトメータ
12 マイクロビーズ
20 信号処理装置
22 レーザ光源部
22r R光源
22g G光源
22b B光源
23a1,23a2,23b1,23b2 ダイクロイックミラー
23c.26a レンズ系
24,26 受光部
26c1,26c2,26c バンドパスフィルタ
27a〜27c 光電センサ
28 制御・処理部
28a 光源制御部
28b 信号処理部
28c A/D変換器
28d 演算処理部
30 管路
32 回収容器
34r,34g,34b レーザドライバ
10 flow cytometer 12 microbead 20 signal processor 22 laser light source unit 22r R light source 22 g G light 22b B light source 23a 1, 23a 2, 23b 1 , 23b 2 dichroic mirrors 23c. 26a a lens system 24, 26 light receiving unit 26c 1, 26c 2, 26c 3 band pass filters 27a~27c photoelectric sensor 28 control and processing unit 28a light source control section 28b the signal processing unit 28c A / D converter 28d arithmetic processing unit 30 pipeline 32 Collection container 34r, 34g, 34b Laser driver

Claims (5)

測定対象物を蛍光標識された物質と直接又は間接的に抗原抗体反応を用いて結合させ、該蛍光標識を変調したレーザ光の照射によって励起させ、発する蛍光の緩和時定数を測定してバックグラウンド蛍光と識別して測定対象物を検出することを特徴とする蛍光分析方法。 A measurement object is directly or indirectly bound to a fluorescently labeled substance using an antigen-antibody reaction, the fluorescent label is excited by irradiation with a modulated laser beam, and the relaxation time constant of the emitted fluorescence is measured to determine the background. A fluorescence analysis method characterized by detecting a measurement object by distinguishing from fluorescence. 前記レーザ光の変調が、高周波重畳変調、特定形状波変調、正弦波変調、リニア変調およびパルス変調からなる群から選択されるいずれかの方法によりレーザ光を変調させる請求項1に記載の蛍光分析方法。   2. The fluorescence analysis according to claim 1, wherein the modulation of the laser light is performed by any method selected from the group consisting of high-frequency superposition modulation, specific shape wave modulation, sine wave modulation, linear modulation, and pulse modulation. Method. 測定対象物と結合する物質wに、1)測定対象物と、当該物質wに結合でき且つ蛍光標識された物質xとを競合的に結合させるか、又は、2)測定対象物と、当該物質wに結合できる物質yとを競合的に結合させ、次いで、測定対象物には結合せずに、当該物質yに結合でき且つ蛍光標識された物質zを、当該物質yと結合させ、前記物質x又は前記物質zの蛍光標識をパルス変調したレーザ光の照射によって励起させ、発する蛍光の緩和時定数を測定して測定対象物を検出することを特徴とする蛍光分析方法。   Either 1) competitively bind the substance to be measured with the substance to be measured and 1) the substance to be measured and the substance x that can be bound to the substance w and is fluorescently labeled, or 2) the substance to be measured and the substance to be measured The substance y that can bind to w is competitively bound, and then the substance z that can bind to the substance y and is fluorescently labeled without binding to the measurement target is bound to the substance y, A fluorescence analysis method comprising: exciting a fluorescent label of x or the substance z by irradiation with a pulse-modulated laser beam; and measuring a relaxation time constant of the emitted fluorescence to detect a measurement object. 前記抗原抗体反応を用いて結合させ、B/Fの分離を行わない方法である請求項1乃至3のいずれか一項に記載の蛍光分析方法。The fluorescence analysis method according to any one of claims 1 to 3, which is a method in which binding is performed using the antigen-antibody reaction and B / F separation is not performed. 測定対象物が、細胞、細胞内物質、細胞表面に存在する部位又は細胞が分泌した物質である、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の蛍光分析方法。   The fluorescence analysis method according to any one of claims 1 to 4, wherein the measurement object is a cell, an intracellular substance, a site existing on the cell surface, or a substance secreted by the cell.
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