JP5581228B2 - 蛍光検出装置 - Google Patents
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Description
図1は,本発明の蛍光分析方法を使ったDNA検査装置の構成図である。装置は蛍光顕微鏡に類似する構成である。基板8に捕捉されたDNA分子の連続的な伸長反応を蛍光検出にて測定する。
段階的伸長反応の工程の例を、上記装置構成を利用した場合を使って説明する。
基板上に捕捉された上記蛍光体の蛍光を検出して蛍光体(つまり塩基)の種類を識別する方法を説明する。
ドナー分光部35は,リアルタイムにドナーのスペクトルをモニターするための分光部である。ここでは、分光部においてロングパスフィルタ36を用いた場合を示す。ダイクロイックミラー32aを反射してドナー分光部35へ入射するドナーの発光成分のうち,ロングパスフィルタ36が挿入されている場合はその一部が,ロングパスフィルタが挿入されていない場合は全成分がドナー分光部35を透過し,結像レンズ18cによって,2次元センサカメラ19cに結像される。ロングパスフィルタ36の挿入周期は,2次元センサカメラ19cのフレーム周期と同一とする。ロングパスフィルタ36の挿入タイミングは,制御PC21によって制御され,2次元センサカメラ19cの露光タイミングと同期している。したがって,2次元センサカメラ19cで連続的に取得された蛍光画像は,ロングパスフィルタ36が挿入されている場合と挿入されていない場合の発光画像が交互に並んだものである。ロングパスフィルタ36の波長特性は,ピーク波長603nmのスペクトルをもつQdot605に対して,その50%透過率の波長が603nmになるように設計されている(図3(C))。Qdot605の蛍光シグナルは,このような波長特性をもつロングパスフィルタ36によって50%が透過する。ロングパスフィルタ36を透過して2次元センサカメラ19cで検出される蛍光シグナルをSq1,透過せず検出される蛍光シグナルをSq2とすれば,Sq1のSq2に対する比率(Sq1/ Sq2)は0.5となる。もし,Sq1/ Sqが0.5よりも増加したり減少したりすれば,Qdot605の波長シフトを知ることができる。
以下,ドナーの測定波長をもとに,ドナーの漏れ込み蛍光シグナルを求め,アクセプタ用チャネルで検出される蛍光シグナルから上記漏れ込み蛍光シグナルを差し引くことで,アクセプタのみの蛍光シグナルを求める方法を記す。
Claims (17)
- 第1の蛍光体を備えた第1の生体分子が捕捉される基板と、
前記基板に対し光を照射する光源と、
前記光源からの光照射により励起される前記第1の蛍光体のエネルギーが移動することにより励起される第2の蛍光体を備えた第2の生体分子を前記基板に導入する手段と、
前記第1の蛍光体の発光の極大波長を含む第1の波長帯域の光と、前記第1の波長帯域以外である第2の波長帯域の光とを分離する第1の分離部と、
前記第1の波長帯域の光を検出する第1の検出器と、
前記第2の波長帯域の光を検出する第2の検出器と、
前記第1の分離部と前記第1の検出器との間に設けられ、前記第1の波長帯域の光のうち特定の波長帯域の光とそれ以外に分離する第2の分離部と、前記第1の検出器で検出される異なる2つの波長帯域の光信号の強度比に基づいて、前記第2の検出器における前記第1の蛍光体の発光の漏れ込み信号を測定し、前記第2の検出器で検出される光の信号の補正をするデータ処理部とを有することを特徴とする蛍光検出装置。 - 前記第2の分離部は、前記制御部により挿入/非挿入状態の制御をされるフィルタ、ミラー又は光を遮るシャッタであることを特徴とする請求項1記載の蛍光検出装置。
- 前記制御部は、前記第1の検出器の検出タイミングと、前記第2の分離部の前記フィルタ、ミラー又は光を遮るシャッタの制御タイミングとを同期させることを特徴とする請求項2記載の蛍光検出装置。
- 前記第2の分離部は、50%透過率の波長が、前記第1の蛍光体の発光の極大波長付近であり,前記波長以上の前記第1の蛍光体の発光を反射または透過させるような特性を有し、前記制御部により、周期的に挿入/非挿入状態の制御がされるフィルタを有し、前記強度比は、前記フィルタが非挿入のときの第1の信号に対する前記フィルタが挿入のときの第2の信号の割合であり、前記データ処理部は、前記強度比に基いて前記第2の検出器における前記第1の蛍光体の発光の漏れ込み信号を測定し、前記第2の検出器で検出される光の信号の補正をすることを特徴とする請求項1記載の蛍光検出装置。
- 前記第1の検出器は、前記第2の分離部により分離された光をそれぞれ検出する複数の検出器であることを特徴とする請求項1記載の蛍光検出装置。
- 前記第2の分離部と前記第1の検出器との間に、前記第2の分離部で分離された異なる2つの光を重ならないように第1の検出器の素子上に検出させるためのミラーを備えることを特徴とする請求項1記載の蛍光検出装置。
- 前記第2の分離部は分散プリズム又はグレーティングであり、前記第2の分離部からの光を重ならないように第1の検出器に結像させる結像レンズを備えることを特徴とする請求項1記載の蛍光検出装置。
- 前記第1の分離部と前記第2の検出器との間に設けられ、異なる波長帯域の光をそれぞれ異なる比率の蛍光強度に分離する第3の分離部とを有することを特徴とする請求項1記載の蛍光検出装置。
- 前記第3の分離部は、透過率又は反射率が単調に上昇する特性を有する2色性ミラーであることを特徴とする請求項8記載の蛍光検出装置。
- 前記第1の生体分子は一本鎖核酸であって、プライマーと前記第1の蛍光体が結合されたポリメラーゼとを備えており、前記第2の生体分子は、前記第2の蛍光体としてそれぞれ異なる蛍光体を備えたdNTPであること特徴とする請求項1記載の蛍光検出装置。
- 前記dNTPは、リン酸γ位が前記第2の蛍光体で修飾されていることを特徴とする請求項10記載の蛍光検出装置。
- 前記第1の生体分子及び前記第2の生体分子は相補的な配列を有する一本鎖核酸であることを特徴とする請求項1記載の蛍光検出装置。
- 前記第2の生体分子は異なる複数の生体分子であって、前記第2の蛍光体としてそれぞれ異なる発光極大波長を有する複数の蛍光体を備えており、前記第1の分離部と前記第2の検出器との間に、前記複数の蛍光体のそれぞれの発光極大波長の間を分離するフィルタを備え、前記第1の検出器として、フィルタにより分離された光を検出する複数の検出器を備えることを特徴とする請求項1記載の蛍光検出装置。
- 前記第1の生体分子は2種類以上の基質と結合し得る酵素あり、前記第2の生体分子は複数種の前記酵素の基質ことを特徴とする請求項1記載の蛍光検出装置。
- 前記データ処理部は、前記第2の検出器における前記第1の蛍光体の励起光の漏れ込み信号を、前記第1の蛍光体のエネルギーの前記第2の蛍光体への移転が起こっていない時間の検出信号に基づいて測定することを特徴とする請求項1記載の蛍光検出装置。
- 前記基板は、第1の蛍光体を備えた複数の第1の生体分子が0.2マイクロメートル以上の間隔で捕捉されていることを特徴とする請求項1記載の蛍光検出装置。
- 前記第1の生体分子の複数が、前記基板の上に格子状に並んでいることを特徴とする請求項1記載の蛍光検出装置。
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