JPH0979974A - 粒子反応パターン判定装置 - Google Patents

粒子反応パターン判定装置

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JPH0979974A
JPH0979974A JP23433395A JP23433395A JPH0979974A JP H0979974 A JPH0979974 A JP H0979974A JP 23433395 A JP23433395 A JP 23433395A JP 23433395 A JP23433395 A JP 23433395A JP H0979974 A JPH0979974 A JP H0979974A
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JP
Japan
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pattern
well
plate
reaction pattern
light
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JP23433395A
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English (en)
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Shigeki Yokoyama
茂樹 横山
Osamu Shiraishi
治 白石
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KODEN KOGYO
KODEN KOGYO KK
Original Assignee
KODEN KOGYO
KODEN KOGYO KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】稀薄な反応パターンについても精度の高いパタ
ーン検出が可能で、パターン判定作業の自動化促進に寄
与できる粒子反応パターン判定装置を提供する。 【解決手段】検体を収容するウエル2を複数有した透光
性のマイクロタイタープレート(MTP)1の下面に向
けて照明光を照射する照明手段22と、MTP1の上方
から各ウエル2を観測して各ウエル2内に収容されてい
る検体の反応パターン像を検出するパターン検出手段3
0と、このパターン検出手段30で得られた検出結果を
判定する手段とを備えてなる粒子反応パターン判定装置
において、照明手段22が、MTP1の下面に対してウ
エル単位で暗視野照明を行う暗視野照明変換手段として
の瞳プレート25を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、血液中の抗原抗体
の検出や細菌感受性の検査などを行う目的で、いわゆる
マイクロタイター法を実行するときに必要なパターン判
定の自動化に寄与できる粒子反応パターン判定装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】医療分野では、血液型の判定、抗原抗体
の検出、各種蛋白質の検出、ビールス等の検出、細菌感
受性の検査を行うとき、マイクロタイター法で検出・判
定することが広く行われている。
【0003】このマイクロタイター法を実施する場合に
は、検体を収容するために、図6に示すようなマイクロ
タイタープレート(以後、MTPと略称する。)1と呼
称されている検体収容容器が使用される。
【0004】MTP1は、通常、アクリル樹脂、ポリス
チレン、ポリ塩化ビニールなどの透光性のプラスチック
で形成されており、検体を収容するためのウエル2を、
たとえば8×12の配列で96個備えている。ウエル2
相互の間隔は一定に保たれており、各ウエル2の底壁は
図7に示すようにU字状あるいはV字状に形成されてい
る。MTP1の周壁3は、ウエル2の深さより所定だけ
高く形成されており、その下端周縁部には水平方向外方
に向けて2mm程度突出する厚さ3mm程度のリブ4が
形成されている。そして、リブ4の下面で内周縁部に
は、周壁3の厚みに相当する幅の切欠部5が形成されて
おり、この切欠部5と別のMTPの上端部とを嵌合させ
ることによって、MTP1を複数積層できるようになっ
ている。また、周壁3の外面には図6に示すように、各
MTPを識別するためのバーコードラベル6を貼着する
領域が設定されている。
【0005】このように構成されたMTP1を用いてマ
イクロタイター法で、たとえば抗原抗体反応を検査する
場合には、図7に示すように、採取した血液7をウエル
2内に収容し、これに試薬を添加する。この試薬の添加
によって粒子反応が起こり、この粒子反応は図8(a) に
示すようにパターン8として現れる。このパターン8の
面積は反応の程度を表している。そこで、パターン8の
たとえば面積を基準面積と比較し、図8(b) に示すよう
に陰性(−)か陽性(+)かを判定するようにしてい
る。
【0006】ところで、上述した粒子反応パターンの判
定は、検査者の目視によって行われている場合が多い。
しかし、最近では画像処理技術を応用してパターン判定
を自動化する試みがなされている。
【0007】図9には粒子反応パターンの判定を自動化
した従来の粒子反応パターン判定装置の概略構成が示さ
れている。この装置では、検査に供されるMTP1を水
平に保持するMTP保持台11を備えている。MTP保
持台11の下方には、MTP保持台11に保持されてい
るMTP1の下面に向けて照明光を照射する照明装置1
2が設けられている。この照明装置12は、光源13か
ら放射された光を拡散板14に通し、この拡散板14に
よって拡散された光を照明光としてMTP1の下面に照
射する。
【0008】一方、MTP保持台11の上方にはMTP
1の各ウエル2内の粒子反応パターン像を検出するCC
Dカメラ等で代表されるパターン検出器15が配置され
ている。
【0009】パターン検出器15で検出された各パター
ン情報と図示しないバーコードリーダで読み取られた識
別情報とは判定処理装置16に導入される。判定処理装
置16は、各ウエル毎に得られたパターン情報と基準と
なるパターン情報とを比較して図8(b) に示すような判
定結果を求める。そして、この判定結果と識別情報とを
プリンタ17へ出力する。なお、MTP1を自動搬送す
るようにした装置も考えられている。
【0010】しかしながら、上記のように構成された従
来の粒子反応パターン判定装置にあっては次のような問
題があった。すなわち、従来の装置にあっては、各ウエ
ル2を透過した透過光の強度分布によって表現される反
応パターン像をパターン検出器15で検出する方式を採
用しているので、たとえば細菌感受性検査において観測
されるような稀薄な反応パターンは背景光に埋もれ易
く、精度の高いパターン検出ができない問題があった。
このため、上記のような検査においては、依然として目
視に頼らなければならない不便さあった。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】上述の如く、従来の粒
子反応パターン判定装置にあっては、検査の種類によっ
ては精度の高いパターン検出が困難で、パターン判定作
業の全てを自動化することが困難であった。
【0012】そこで本発明は、稀薄な反応パターンにつ
いても精度の高いパターン検出が可能で、もってパター
ン判定作業の自動化促進に寄与できる粒子反応パターン
判定装置を提供することを目的としている。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、検体を収容するウエルを複数有した透光
性のMTPの下面に向けて照明光を照射する照明手段
と、前記MTPの上方から前記各ウエルを観測して上記
各ウエル内に収容されている検体の反応パターン像を検
出するパターン検出手段と、このパターン検出手段で得
られた検出結果を判定する手段とを備えてなる粒子反応
パターン判定装置において、前記照明手段が、前記MT
Pの下面に対してウエル単位で暗視野照明を行う暗視野
照明変換手段を備えていることを特徴としている。
【0014】なお、前記暗視野照明変換手段は、前記M
TPと照明用光源との間に配置されて前記ウエルの収容
空間を軸方向に延長して得られる仮想延長空間の周辺部
に輪状、格子状、ストライプ状のいずれかの形状の光透
過部を有し、上記光透過部を介して上記MTPの下面に
照明光を導く瞳プレートを備えていることが好ましい。
【0015】また、前記瞳プレートは、前記MTPに対
向する面に無反射処理層を備えていることが好ましい。
また、前記暗視野照明変換手段は、前記瞳プレートと前
記照明用光源との間に光拡散板をさらに備えていること
が好ましい。
【0016】上記のように、本発明に係る粒子反応パタ
ーン判定装置では、MTPの下面に対してウエル単位で
暗視野照明を行う暗視野照明変換手段を備えた照明手段
を用いている。
【0017】暗視野照明では、物体によって回折された
光のみがパターン検出器の結像レンズを通って像を結
び、透過光(0次回折光)は結像レンズを通ることがで
きない。したがって、通常の照明下での像の見え方とは
コントラストが逆の関係になり、光を吸収するはずの物
体が輝いて見え、背景は見えない。このため、稀薄な反
応パターンの場合であっても、コントラスト良く観測す
ることができる。特に、本発明では、ウエル単位で暗視
野照明を行うようにしているので、ウエル毎に反応パタ
ーンをコントラスト良く観測することができ、精度の高
いパターン検出が可能となり、パターン判定作業の自動
化促進に寄与できる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら発明の
実施形態を説明する。図1には本発明の一実施形態に係
る粒子反応パターン判定装置における要部の概略構成が
示されている。
【0019】この装置は、検査に供されるMTP1を水
平に保持するMTP保持機構21を備えている。このM
TP保持機構21は、MTP1を搬送する搬送路構成要
素を兼ねることもできる。
【0020】MTP保持機構21の下方には、このMT
P保持機構21に保持されているMTP1の下面半分の
領域に向けて照明光を照射する照明装置22が設けられ
ている。この照明装置22は、光源23と、光源23か
ら放射された光を拡散する拡散板24と、この拡散板2
4によって拡散された光を照明光としてMTP1の下面
に向けて照射する瞳プレート25と、この瞳プレート2
5を通った光を偏光させるコンデンサレンズ板26とで
構成されている。
【0021】光源23は、反応の多様な色に対応するた
めに色温度の高い蛍光灯で構成されており、ちらつきを
少なくするために高周波電源によって点灯制御される。
拡散板24は乳白半透明プラスチック板などで構成され
ており、その上面には無反射コーティングが施されてい
る。
【0022】瞳プレート25は、図2に示すように、透
明のガラス板や透明のアクリル板を基材とし、この基材
のMTP1と対向する面に黒色のシルク印刷(図中のハ
ッチングで示す部分)等によって輪状の光透過部27、
つまり輪帯瞳を複数設けたものとなっている。たとえ
ば、図6に示すMTP1を検査対象とする場合には、8
×6の配列で48個の光透過部27が設けられている。
各光透過部27は、図3にも示すように、内径R1 がM
TP1に設けられたウエル2の周壁28の内径S1 より
僅かに大きく、また外径R2 がウエル2の周壁28の外
径S2 より僅かに大きく、かつウエル2の配設ピッチと
同じピッチPに設けられている。そして、この瞳プレー
ト25のMTP1と対向する面には無反射処理層が設け
られている。
【0023】コンデンサレンズ板26は、外径が光透過
部27の外径R2 より所定だけ大きい複数のコンデンサ
レンズ29を同一面上に連設したもので構成されてお
り、瞳プレート25の各光透過部27に対して各コンデ
ンサレンズ29が一対一の関係に対向し、かつ各コンデ
ンサレンズ29の光軸と対応する光透過部27の中心軸
とが一致する関係に設けられている。なお、このコンデ
ンサレンズ板26は、必ずしも必要とするものではな
く、瞳プレート25とMTP1との間の距離の選択によ
って省略することができる。
【0024】一方、MTP保持機構21の上方で、照明
装置22に対向する位置にはMTP1の各ウエル2内に
おける粒子反応パターン像を検出するCCDカメラ等で
代表されるパターン検出器30がその対物レンズ31を
MTP1の上面に向けて配置されている。このパターン
検出器30の対物レンズ31と照明装置22との間の距
離は、ウエル2を透過した透過光が対物レンズ31に入
射しない値に設定されている。
【0025】パターン検出器30と前述した照明装置2
2とは図示しない支持機構に共通に支持されている。こ
の支持機構は、この例の場合、MTP保持機構21に保
持されているMTP1の長手方向に向けて図1中実線矢
印32で示す方向に移動自在に設けられている。すなわ
ち、1つのMTP1を半分ずつ2回に別けて検査するよ
うに構成されている。そして、実際の検査に当っては、
図示しない位置決め装置によってMTP1の半分の領域
に位置している各ウエル2の中心軸と瞳プレート25に
設けられている各光透過部27の中心軸とを一致させた
状態で検査が行われる。なお、MTP保持機構21がM
TP1を搬送する搬送機構の一部を構成している場合に
は、上述した支持機構が固定状態におかれ、位置決めに
ついては上記の同じ動作が行われる。
【0026】パターン検出器30で検出された各パター
ン情報と図示しないバーコードリーダで読み取られた識
別情報とは判定処理装置33に導入される。判定処理装
置33は、各ウエル毎に得られたパターン情報と基準と
なるパターン情報とを比較して図8(b) に示すような判
定結果を求める。そして、この判定結果と識別情報とを
プリンタ34へ出力する。
【0027】このような構成であると、図4に示すよう
に、MTP1の検査領域に位置している各ウエル2の中
心軸と瞳プレート25に設けられている各光透過部27
の中心軸とを一致させた状態で光源23を点灯させる
と、拡散板24で拡散された光の一部41が瞳プレート
25に輪状に設けられた各光透過部27を透過し、各コ
ンデンサレンズ29によって偏光され、各ウエル2の中
心軸に対して斜めに交差する方向から各ウエル2を照明
する。この装置では照明光41の透過光(0次回折光)
がパターン検出器30の対物レンズ31に入射しない位
置関係に設定されているので、結局、各ウエル2毎に暗
視野照明を実施している。つまり、瞳プレート25は、
通常の照明を暗視野照明に変換する機能を果たしてい
る。このとき、瞳プレート25の上面に設けられた無反
射処理層は、ウエル2の底壁下面からの反射光が瞳プレ
ート25の上面で反射されて再びウエル側に向かい、こ
の透過光がパターン検出器30に入射するのを防止す
る。したがって、パターン検出器30には各ウエル2内
における反応物によって回折された回折光42のみが入
射することになる。
【0028】暗視野照明下では、通常の照明下での像の
見え方とはコントラストが逆の関係になり、光を吸収す
るはずの物体が輝いて見え、背景は見えない。このた
め、稀薄な反応パターンの場合であっても、コントラス
ト良く観測することができる。特に、この例では、ウエ
ル単位で暗視野照明を行うようにしているので、ウエル
毎に反応パターンをコントラスト良く観測することがで
き、精度の高いパターン検出が可能となる。したがっ
て、パターン判定作業の自動化促進に寄与できることに
なる。
【0029】なお、上述した例では、前述した条件を満
たす輪状の光透過部27を持つ瞳プレート25を用いて
いるが、図5(a) に示すように格子状の光透過部27a
を持つ瞳プレート25aや、図5(b) に示すようにスト
ライプ状の光透過部27bを持つ瞳プレート25bを用
いてもよい。これらの場合においてもウエル2の真下か
らウエル2に向けて光が入射しない条件、つまりウエル
2の収容空間を軸方向に延長して得られる仮想延長空間
の周辺部に光透過部27a(27b)が位置し、かつ配
設ピッチをウエル2の配設ピッチPに一致させればよ
い。広い領域に亘って1つのパターン検出器で撮像する
ときには、パターン検出器の光軸から離れるにしたがっ
て光透過部の幅を徐々に広くしてもよい。また、光透過
部から出た光は光透過部から離れるにしたがって徐々に
広がり、結果的に偏光した場合と同じ条件が得られるの
で、コンデンサレンズを省略することもできる。
【0030】また、上記実施形態では、MTP1を2つ
の領域に分割し、2回に別けて検査するように構成して
いるが、1度に検査するように構成してもよいし、3回
以上に別けて検査するように構成してもよい。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
稀薄な反応パターンの場合であっても、ウエル毎に反応
パターンをコントラスト良く観測することができ、精度
の高いパターン検出を行うことができるので、パターン
判定作業の自動化促進に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る粒子反応パターン判
定装置における要部の概略構成図
【図2】同装置の照明装置に組込まれて暗視野照明変換
手段の一部を構成する瞳プレートの上面模式図
【図3】同瞳プレートに設けられた光透過部の寸法関係
を説明するための図
【図4】同粒子反応パターン判定装置の作用を説明する
ための図
【図5】瞳プレートの変形例を説明するための図
【図6】マイクロタイター法で用いられるマイクロタイ
タープレートの斜視図
【図7】同プレートを局部的に取出して示す断面図
【図8】マイクロタイター法による粒子反応パターンの
パターン形態の一例および同パターンの判定結果の一例
を示す図
【図9】従来の粒子反応パターン判定装置の概略構成図
【符号の説明】
1…マイクロタイタープレート(MTP) 2…ウエル 7…試料 21…MTP保持機構 22…照明装置 23…光源 24…拡散板 25,25a,25b…瞳プレート 27,27a,27b…光透過部 28…ウエルの周壁 29…コンデンサレンズ 30…パターン検出器 31…対物レンズ 33…判定処理装置 34…プリンタ 42…回折光

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】検体を収容するウエルを複数有した透光性
    のマイクロタイタープレートの下面に向けて照明光を照
    射する照明手段と、前記マイクロタイタープレートの上
    方から前記各ウエルを観測して上記各ウエル内に収容さ
    れている検体の反応パターン像を検出するパターン検出
    手段と、このパターン検出手段で得られた検出結果を判
    定する手段とを備えてなる粒子反応パターン判定装置に
    おいて、 前記照明手段は、前記マイクロタイタープレートの下面
    に対してウエル単位で暗視野照明を行う暗視野照明変換
    手段を具備してなることを特徴とする粒子反応パターン
    判定装置。
  2. 【請求項2】前記暗視野照明変換手段は、前記マイクロ
    タイタープレートと照明用光源との間に配置されて前記
    ウエルの収容空間を軸方向に延長して得られる仮想延長
    空間の周辺部に輪状、格子状、ストライプ状のいずれか
    の形状の光透過部を有し、上記光透過部を介して上記マ
    イクロタイタープレートの下面に照明光を導く瞳プレー
    トを備えてなることを特徴とする請求項1に記載の粒子
    反応パターン判定装置。
  3. 【請求項3】前記瞳プレートは、前記マイクロタイター
    プレートに対向する面に無反射処理層を備えていること
    を特徴とする請求項2に記載の粒子反応パターン判定装
    置。
  4. 【請求項4】前記暗視野照明変換手段は、前記瞳プレー
    トと前記照明用光源との間に光拡散板をさらに備えてい
    ることを特徴とする請求項2に記載の粒子反応パターン
    判定装置。
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Cited By (4)

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