JP6244556B2 - 試料保持担体およびそれを用いた蛍光検出装置 - Google Patents
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Description
また、位置情報を確実に取得できるように情報ピットの再生に最適な状態に光学系を調整することが望ましく、蛍光検出装置にてピット情報の再生信号を取得しながら光学系を調整することでより正確な再生が可能となる。このときにも調整中にウェルから反射された光がノイズ成分となって調整が正確に行えない惧れがある。
また、本発明によれば、被検体から生じる蛍光を検出する際に利用される情報を精度良く取得することが可能な試料保持担体およびそれを用いた蛍光検出装置を提供することができる。
図1は、本実施例に係るバイオセンサ基板10の構成を模式的に示す図である。バイオセンサ基板10は、たとえば、人の血液中においてマラリア原虫に感染した赤血球を検出するために用いられる。
一方でマラリア原虫に感染していない赤血球は蛍光標識されていないので蛍光を発生しない。このようにして、マラリア原虫に感染している赤血球と感染していない赤血球とを区別することができる。
TE=(S1+S4)−(S2+S3) …(2)
ここで、対物レンズ107の焦点位置が反射面11aに位置付けられているとき、光検出器109の4分割センサ上のビームスポットは最小錯乱円となり、上記式(1)のフォーカスエラー信号FEの値が0となる。また、対物レンズ107の焦点位置が反射面11aのトラック(グルーブ)の真上に位置付けられているとき、光検出器109の4分割センサ上のビームスポットは、左側の2つのセンサと右側の2つのセンサに対して等しく掛かり、上記式(2)のトラッキングエラー信号TEの値が0となる。
また本実施例によれば、バイオセンサ基板10には、試料を収容するためのウエル13と共に、マラリア原虫に感染した赤血球と同様に蛍光を生じる蛍光底面部15aが設けられる。これに限らず、蛍光底面部15aの蛍光強度が一定程度大きくても良い。強度が大きいと蛍光検出器で検出が容易になる。その場合、蛍光底面部15aで検出した信号強度がマラリアからの強度に対して一定の大きさになるよう設定するようにし、マラリア原虫に基づく蛍光検出器111の検出信号強度を想定する。つまり蛍光底面部15aで一定強度になるように蛍光信号ゲインGを設定することで、マラリア原虫からの蛍光強度が所定強度以上になるように設定することもできる。
図9は、本実施例に係る蛍光検出装置2の構成を示す図である。
また、コリメータレンズ104と集光レンズ110を位置付けてウエル領域A3に対する蛍光検出動作を実行した後で、蛍光信号ゲインGの大きさでバイオセンサ基板の状態を管理することもできる。バイオセンサ基板にあらかじめ塗布された蛍光指標が劣化して信号強度が低下していく場合、蛍光底面部15aで検出する信号強度は劣化によって低下していく。その信号強度が小さくなっていくと、蛍光信号ゲインGは劣化によって大きくなっていく。そこで、蛍光信号ゲインGの大きさの上限値を設定し、上限を超えたバイオセンサ基板は使用に制限を与えるよう装置にあらかじめ設定しておいてもよい。蛍光信号ゲインGの値が設定値を超えた場合、バイオセンサ基板に異常がある旨表示してユーザに表示して装置から基板を排出するようにしてもよい。
あるいは、あらかじめ塗布された蛍光指標からの信号強度が一定以上小さくなった場合にバイオセンサ基板に異常がある旨表示してユーザに表示して装置から基板を排出するようにしてもよい。
<変更例>
上記実施例1、2では、蛍光底面部15aと無蛍光底面部15bは、溝15の底面に形成されたが、図11(a)に示すように、ウエル13と同様の円柱形状のウエル17の底面に形成されても良い。この場合も、蛍光領域A1に含まれるウエル17の底面が、上記蛍光底面部15aと同様に蛍光底面部17aとされ、無蛍光領域A2に含まれるウエル17の底面が、上記無蛍光底面部15bと同様に無蛍光底面部17bとされる。無蛍光領域A2のウエル17の直径はd’’である。なお、図11(a)中のd1〜d5、d1’〜d4’は実施例1と同じであり、d1=d1’=d1’’である。
この際、蛍光領域A1をウェルの場所特定領域として使用することもできる。蛍光検出装置はシステム情報等を読み出して蛍光領域A1の位置を特定する。そして蛍光領域A1を検出して所定の距離はなれた位置にあるウェルを特定できるようにしてもよい。この蛍光材が埋め込まれた蛍光領域A1は、ウエル底面とは反射面から略同じ距離で形成されていることで、励起光の焦点位置を底面部13aに位置付けることができ、より確実にウエル位置を特定できる。
さらには、蛍光領域A1に対し1個のウェルを配置することもできる。このようにすれば、蛍光領域A1とウェルが1対1で出現するためウェルの位置を検出しやすくなる効果も有する。
図13は、本実施例に係るバイオセンサ基板10の構成を模式的に示す図である。バイオセンサ基板10は、たとえば、人の血液中においてマラリア原虫に感染した赤血球を検出するために用いられる。
一方でマラリア原虫に感染していない赤血球は蛍光標識されていないので蛍光を発生しない。このようにして、マラリア原虫に感染している赤血球と感染していない赤血球とを区別することができる。
TE=(S1+S4)−(S2+S3) …(2)
ここで、対物レンズ107の焦点位置が反射面11aに位置付けられているとき、光検出器109の4分割センサ上のビームスポットは最小錯乱円となり、上記式(1)のフォーカスエラー信号FEの値が0となる。また、対物レンズ107の焦点位置が反射面11aのトラックの真上に位置付けられているとき、光検出器109の4分割センサ上のビームスポットは、左側の2つのセンサと右側の2つのセンサに対して等しく掛かり、上記式(2)のトラッキングエラー信号TEの値が0となる。
本実施例によれば、以下の効果が奏され得る。
図19(a)は、本実施例に係るバイオセンサ基板20の構成を示す断面図である。バイオセンサ基板20は、上記実施例3のバイオセンサ基板10において、システム・キャリブレーション領域A11に替えて、システム領域A21と、キャリブレーション領域A22と、空ウエル領域A23が追加された構成となっている。
本実施例によれば、上記実施例3と同様、システム領域A21に対応するトラックに保持されているシステム情報を精度良く取得することができる。これにより、蛍光検出装置1にセットされたバイオセンサ基板10の状態、検出すべきウエル13やアクセスする場所等、システム上必要な情報を正しく取得することができる。特にシステム領域に記録された内容を適正に読み出すことができることから、使用期限の切れたバイオセンサ基板を装置において排除したり、ユーザに警告することが可能となる。また、システム情報を正しく認識できれば装置に対応したバイオセンサ基板であるが否かを判定することが容易となり不適正なバイオセンサ基板の使用を制限することも可能となる。
また、試料はウエルに直接滴下しても良いが、別途注入孔を設けて滴下するようにしてもよい。その際はウエル層もしくはその上方に形成されたマイクロ流路などの試料導入部に沿って試料がウエルに流れ込む構造とし、蛍光領域や空ウエルなどには試料は流入しないよう構成する。
また本実施例1、2においては蛍光信号ゲインGの上限値は装置にあらかじめ設定されていることとした。しかしながら、バイオセンサ基板の作製ばらつきも考慮する場合、基板のシステム領域に蛍光信号ゲインGの上限値もしくは所定の値をあらかじめ記録しておいてもよい。
(1) 基板と、
前記基板の一方の面側に形成されたトラックと、
前記基板の前記一方の面側に配置される複数の試料収容部と、を備え、
前記試料収容部が形成された領域とは別に設けられ試料を収容しない構造部が複数形成された構造部領域が設けられている、試料保持担体。
(2) 蛍光標識が施された試料を保持する試料保持担体に対し照射光を照射するとともに、当該照射光の照射により前記試料から生じる蛍光を検出する蛍光検出装置であって、
前記試料保持担体は、基板と、前記基板の一方の面側に形成されたトラックと、前記基板の前記一方の面側に配置される複数の試料収容部と、を備え、前記試料収容部が形成された領域とは別に設けられ試料を収容しない構造部が複数形成された構造部領域が設けられており、
前記照射光を出射する光源と、
前記照射光を前記試料保持担体上に収束させる対物レンズと、
前記試料保持担体によって反射された前記照射光を受光する光検出器と、
前記照射光が照射されることにより前記試料から生じる蛍光を受光する蛍光検出器と、
前記照射光を前記構造部領域に照射したときに前記光検出器から出力される信号に基づいて、前記試料収容部を走査するときに用いられる所定のパラメータの値を設定するパラメータ設定部をさらに備える、蛍光検出装置。
10、20 … バイオセンサ基板(試料保持担体)
11 … ベース基板(基板)
13 … ウエル(試料収容部、構造部)
13a … 底面部(底面)
14 … 反射膜
15 … 溝(蛍光部、無蛍光部)、凹部(第1の領域)
15a … 蛍光底面部(底面)、底面部(底面)
15b … 無蛍光底面部(底面)
17 … ウエル(蛍光部、無蛍光部)
17a … 蛍光底面部(底面)
17b … 無蛍光底面部(底面)
101 … 半導体レーザ(光源)
104 … コリメータレンズ(焦点移動手段)
107 … 対物レンズ
109 … 光検出器
110 … 集光レンズ
111 … 蛍光検出器
125 … レンズアクチュエータ
205 … コントローラ(増幅率設定部、閾値設定部、レンズ制御部、情報取得部、パラメータ設定部)
A1 … 蛍光領域
A2 … 無蛍光領域
A3 … ウエル領域
A11 … システム・キャリブレーション領域(第1の領域)
A12 … ウエル領域(第2の領域)
A13 … 未使用領域(第3の領域)
A21 … システム領域(第1の領域)
A23 … 空ウエル領域(第4の領域、構造部領域)
A24 … ウエル領域(第2の領域)
A25 … 未使用領域(第3の領域)
Claims (6)
- 円盤形状の基板と、
前記基板の一方の面側に配置される複数の試料収容部と、
前記基板の前記一方の面側に配置され、照射光が照射されると
蛍光を発する材料が付された蛍光部と、を備え、
前記蛍光部は、第1の領域に配置されており、
前記複数の試料収容部は、第2の領域に配置されており、
前記第1の領域と前記第2の領域とは、前記基板の径方向において分けられている、試料保持担体。 - 前記基板の前記一方の面に配置され、前記照射光の一部を反射する反射膜を備え、
前記蛍光部は、前記照射光が照射されると前記蛍光を発する材料が付された底面を有し、
前記蛍光部の前記底面と、前記試料収容部の底面が、前記反射膜から同じ距離だけ離れている、請求項1に記載の試料保持担体。 - 前記基板の前記一方の面側に前記試料収容部と前記蛍光部とは別に配置され、前記蛍光を発する材料が付されていない底面を有する無蛍光部をさらに備える、請求項1または2に記載の試料保持担体。
- 前記第1の領域は、前記基板の径方向において前記第2の領域より内周側に設けられている、請求項1に記載の試料保持担体。
- 前記無蛍光部は、第3の領域に配置されており、
前記第1の領域と前記第2の領域と前記第3の領域とは、前記基板の径方向において分けられている、請求項3に記載の試料保持担体。 - 前記第3の領域は、前記基板の径方向において前記第2の領域より内周側に設けられている、請求項5に記載の試料保持担体。
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