JPH10300672A - 蛍光画像読み取り方法および装置 - Google Patents
蛍光画像読み取り方法および装置Info
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- JPH10300672A JPH10300672A JP9112381A JP11238197A JPH10300672A JP H10300672 A JPH10300672 A JP H10300672A JP 9112381 A JP9112381 A JP 9112381A JP 11238197 A JP11238197 A JP 11238197A JP H10300672 A JPH10300672 A JP H10300672A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light source
- iii nitride
- group iii
- fluorescent
- nitride led
- Prior art date
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
- G01N21/645—Specially adapted constructive features of fluorimeters
- G01N21/6456—Spatial resolved fluorescence measurements; Imaging
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
- G01N2201/06—Illumination; Optics
- G01N2201/062—LED's
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- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
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- General Physics & Mathematics (AREA)
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- Pathology (AREA)
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、一種類の光源を用いて、試料を標
識している種々の蛍光物質を励起し、蛍光画像を読み取
ることのできる蛍光画像読み取り方法および装置を提供
することを、その課題とするものである。 【解決手段】 本発明によれば、この課題は、III 族窒
化物系LED(発光ダイオード)21、22、23を励
起光源として用いて、試料を標識している蛍光物質を励
起し、蛍光画像を読み取ることによって解決される。
識している種々の蛍光物質を励起し、蛍光画像を読み取
ることのできる蛍光画像読み取り方法および装置を提供
することを、その課題とするものである。 【解決手段】 本発明によれば、この課題は、III 族窒
化物系LED(発光ダイオード)21、22、23を励
起光源として用いて、試料を標識している蛍光物質を励
起し、蛍光画像を読み取ることによって解決される。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、蛍光画像読み取り装置
に関するものであり、さらに詳細には、一種類の光源を
用いて、試料を標識している種々の蛍光物質を励起し、
蛍光画像を読み取ることのできる蛍光画像読み取り装置
に関するものである。
に関するものであり、さらに詳細には、一種類の光源を
用いて、試料を標識している種々の蛍光物質を励起し、
蛍光画像を読み取ることのできる蛍光画像読み取り装置
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】蛍光物質を標識物質として使用した蛍光
検出(fluorescence) システムが知られている。この蛍
光検出システムによれば、蛍光画像の読み取ることによ
って、遺伝子配列、遺伝子の発現レベル、蛋白質の分
離、同定、あるいは、分子量、特性の評価などをおこな
うことができ、たとえば、電気泳動させるべき複数のD
NA断片を含む溶液中に、蛍光物質を加えた後に、複数
のDNA断片をゲル支持体上で電気泳動させ、あるい
は、蛍光物質を含有させたゲル支持体上で、複数のDN
A断片を電気泳動させ、あるいは、複数のDNA断片
を、ゲル支持体上で、電気泳動させた後に、ゲル支持体
を蛍光物質を含んだ溶液に浸すなどして、電気泳動され
たDNA断片を標識し、励起光により、蛍光物質を励起
して、生じた蛍光を検出することによって、画像を生成
し、ゲル支持体上のDNAを分布を検出したり、あるい
は、複数のDNA断片を、ゲル支持体上で、電気泳動さ
せた後に、DNAを変性(denaturation) し、次いで、
サザン・ブロッティング法により、ニトロセルロースな
どの転写支持体上に、変性DNA断片の少なくとも一部
を転写し、目的とするDNAと相補的なDNAもしくは
RNAを蛍光物質で標識して調製したプローブと変性D
NA断片とをハイブリダイズさせ、プローブDNAもし
くはプローブRNAと相補的なDNA断片のみを選択的
に標識し、励起光により、蛍光物質を励起して、生じた
蛍光を検出することにより、画像を生成し、転写支持体
上の目的とするDNAを分布を検出したりすることがで
きる。さらに、標識物質により標識した目的とする遺伝
子を含むDNAと相補的なDNAプローブを調製して、
転写支持体上のDNAとハイブリダイズさせ、酵素を、
標識物質により標識された相補的なDNAと結合させた
後、蛍光基質と接触させて、蛍光基質を蛍光を発する蛍
光物質に変化させ、励起光によって、生成された蛍光物
質を励起して、生じた蛍光を検出することにより、画像
を生成し、転写支持体上の目的とするDNAの分布を検
出したりすることもできる。この蛍光検出システムは、
放射性物質を使用することなく、簡易に、遺伝子配列な
どを検出することができるという利点がある。
検出(fluorescence) システムが知られている。この蛍
光検出システムによれば、蛍光画像の読み取ることによ
って、遺伝子配列、遺伝子の発現レベル、蛋白質の分
離、同定、あるいは、分子量、特性の評価などをおこな
うことができ、たとえば、電気泳動させるべき複数のD
NA断片を含む溶液中に、蛍光物質を加えた後に、複数
のDNA断片をゲル支持体上で電気泳動させ、あるい
は、蛍光物質を含有させたゲル支持体上で、複数のDN
A断片を電気泳動させ、あるいは、複数のDNA断片
を、ゲル支持体上で、電気泳動させた後に、ゲル支持体
を蛍光物質を含んだ溶液に浸すなどして、電気泳動され
たDNA断片を標識し、励起光により、蛍光物質を励起
して、生じた蛍光を検出することによって、画像を生成
し、ゲル支持体上のDNAを分布を検出したり、あるい
は、複数のDNA断片を、ゲル支持体上で、電気泳動さ
せた後に、DNAを変性(denaturation) し、次いで、
サザン・ブロッティング法により、ニトロセルロースな
どの転写支持体上に、変性DNA断片の少なくとも一部
を転写し、目的とするDNAと相補的なDNAもしくは
RNAを蛍光物質で標識して調製したプローブと変性D
NA断片とをハイブリダイズさせ、プローブDNAもし
くはプローブRNAと相補的なDNA断片のみを選択的
に標識し、励起光により、蛍光物質を励起して、生じた
蛍光を検出することにより、画像を生成し、転写支持体
上の目的とするDNAを分布を検出したりすることがで
きる。さらに、標識物質により標識した目的とする遺伝
子を含むDNAと相補的なDNAプローブを調製して、
転写支持体上のDNAとハイブリダイズさせ、酵素を、
標識物質により標識された相補的なDNAと結合させた
後、蛍光基質と接触させて、蛍光基質を蛍光を発する蛍
光物質に変化させ、励起光によって、生成された蛍光物
質を励起して、生じた蛍光を検出することにより、画像
を生成し、転写支持体上の目的とするDNAの分布を検
出したりすることもできる。この蛍光検出システムは、
放射性物質を使用することなく、簡易に、遺伝子配列な
どを検出することができるという利点がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このような蛍光検出シ
ステムにおいては、アルゴンレーザ光源や紫外線光源を
用いて、試料を標識している蛍光物質を励起し、蛍光物
質から発せられた蛍光を検出して、蛍光画像を読み取る
のが一般であった。しかしながら、アルゴンレーザによ
り効率的に励起可能な蛍光物質と、紫外線によって効率
的に励起可能な蛍光物質とは必ずしも一致していないた
め、種々の蛍光物質を用いて、試料を標識し、蛍光画像
を読み取ろうとする場合には、蛍光画像読み取り装置
に、アルゴンレーザ光源および紫外線光源を設けること
が必要となり、不経済であるだけでなく、装置が大型化
するという問題があった。したがって、本発明は、一種
類の光源を用いて、試料を標識している種々の蛍光物質
を励起し、蛍光画像を読み取ることのできる蛍光画像読
み取り方法および装置を提供することを目的とするもの
である。
ステムにおいては、アルゴンレーザ光源や紫外線光源を
用いて、試料を標識している蛍光物質を励起し、蛍光物
質から発せられた蛍光を検出して、蛍光画像を読み取る
のが一般であった。しかしながら、アルゴンレーザによ
り効率的に励起可能な蛍光物質と、紫外線によって効率
的に励起可能な蛍光物質とは必ずしも一致していないた
め、種々の蛍光物質を用いて、試料を標識し、蛍光画像
を読み取ろうとする場合には、蛍光画像読み取り装置
に、アルゴンレーザ光源および紫外線光源を設けること
が必要となり、不経済であるだけでなく、装置が大型化
するという問題があった。したがって、本発明は、一種
類の光源を用いて、試料を標識している種々の蛍光物質
を励起し、蛍光画像を読み取ることのできる蛍光画像読
み取り方法および装置を提供することを目的とするもの
である。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明のかかる目的は、
III 族窒化物系LED(発光ダイオード)を励起光源と
して用いて、試料を標識している蛍光物質を励起し、蛍
光画像を読み取ることによって達成される。III 族窒化
物系LEDは、直流電圧を印加すると、組成に応じて、
青色光あるいは緑色光を発し、パルス電圧を印加する
と、紫外線を発する性質を有しているから、本発明によ
れば、一種類の励起光源を用いて、青色光あるいは緑色
光および紫外線によって効率的に励起可能な蛍光物質に
より標識された試料の蛍光画像を読み取ることが可能に
なり、したがって、装置を大型化させることなく、種々
の蛍光物質を用いて、試料を標識して、試料の蛍光画像
を読み取ることが可能になる。また、III 族窒化物系L
EDは、瞬間的にパルス電圧を印加すると、瞬間的に紫
外線を発する性質を有しているから、ユーロピウム、サ
マリウム、テルビウムなどのランタン系金属により試料
を標識して、発光寿命の長い蛍光を放出させることによ
って、さらに、瞬間的に発せられ、画像データ中にバッ
クグラウンドノイズを形成する蛍光から、試料を標識し
た蛍光物質から放出された蛍光を分離して検出する時分
割蛍光(Time Resolved Fluorescence) を検出すること
が可能になる。
III 族窒化物系LED(発光ダイオード)を励起光源と
して用いて、試料を標識している蛍光物質を励起し、蛍
光画像を読み取ることによって達成される。III 族窒化
物系LEDは、直流電圧を印加すると、組成に応じて、
青色光あるいは緑色光を発し、パルス電圧を印加する
と、紫外線を発する性質を有しているから、本発明によ
れば、一種類の励起光源を用いて、青色光あるいは緑色
光および紫外線によって効率的に励起可能な蛍光物質に
より標識された試料の蛍光画像を読み取ることが可能に
なり、したがって、装置を大型化させることなく、種々
の蛍光物質を用いて、試料を標識して、試料の蛍光画像
を読み取ることが可能になる。また、III 族窒化物系L
EDは、瞬間的にパルス電圧を印加すると、瞬間的に紫
外線を発する性質を有しているから、ユーロピウム、サ
マリウム、テルビウムなどのランタン系金属により試料
を標識して、発光寿命の長い蛍光を放出させることによ
って、さらに、瞬間的に発せられ、画像データ中にバッ
クグラウンドノイズを形成する蛍光から、試料を標識し
た蛍光物質から放出された蛍光を分離して検出する時分
割蛍光(Time Resolved Fluorescence) を検出すること
が可能になる。
【0005】本発明のかかる目的はまた、励起光源とし
て、III 族窒化物系LED(発光ダイオード)を備えた
蛍光画像読み取り装置によって達成される。本発明の好
ましい実施態様においては、蛍光画像読み取り装置は、
さらに、パルス駆動手段を備えている。本発明のさらに
好ましい実施態様においては、III 族窒化物系LEDが
青色光を発するように構成されている。本発明のさらに
好ましい実施態様によれば、従来、アルゴンレーザを用
いて励起していた蛍光物質と紫外線により効率的に励起
可能な蛍光物質により標識された試料の蛍光画像を、一
種類の励起光源を用いて、励起し、蛍光画像を読み取る
ことが可能になる。
て、III 族窒化物系LED(発光ダイオード)を備えた
蛍光画像読み取り装置によって達成される。本発明の好
ましい実施態様においては、蛍光画像読み取り装置は、
さらに、パルス駆動手段を備えている。本発明のさらに
好ましい実施態様においては、III 族窒化物系LEDが
青色光を発するように構成されている。本発明のさらに
好ましい実施態様によれば、従来、アルゴンレーザを用
いて励起していた蛍光物質と紫外線により効率的に励起
可能な蛍光物質により標識された試料の蛍光画像を、一
種類の励起光源を用いて、励起し、蛍光画像を読み取る
ことが可能になる。
【0006】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、III 族窒化物系LEDが緑色光を発するように構成
されている。本発明のさらに好ましい実施態様によれ
ば、紫外線により効率的に励起可能な蛍光物質および5
20ないし540nmの波長の光で効率的に励起するこ
とのできる蛍光物質により標識された試料の蛍光画像
を、一種類の励起光源を用いて、励起し、蛍光画像を読
み取ることが可能になる。本発明のさらに好ましい実施
態様においては、蛍光画像読み取り装置は、さらに、C
CDカメラを備えている。本発明のさらに好ましい実施
態様においては、III 族窒化物系LEDとして、エポキ
シ樹脂被覆が除去され、紫外線透過材料により被覆され
たものが用いられている。
は、III 族窒化物系LEDが緑色光を発するように構成
されている。本発明のさらに好ましい実施態様によれ
ば、紫外線により効率的に励起可能な蛍光物質および5
20ないし540nmの波長の光で効率的に励起するこ
とのできる蛍光物質により標識された試料の蛍光画像
を、一種類の励起光源を用いて、励起し、蛍光画像を読
み取ることが可能になる。本発明のさらに好ましい実施
態様においては、蛍光画像読み取り装置は、さらに、C
CDカメラを備えている。本発明のさらに好ましい実施
態様においては、III 族窒化物系LEDとして、エポキ
シ樹脂被覆が除去され、紫外線透過材料により被覆され
たものが用いられている。
【0007】III 族窒化物系LEDは、表面にエポキシ
樹脂被覆が設けられているが、エポキシ樹脂は紫外線の
透過率が低く、長時間にわたって、紫外線が照射される
と変質するおそれがあるが、本発明のさらに好ましい実
施態様によれば、エポキシ樹脂被覆が除去され、代わり
に、紫外線透過材料の被覆が形成されているから、紫外
線の光量を減少させることなく、LED素子の劣化を防
止することが可能になる。本発明のさらに好ましい実施
態様においては、III 族窒化物系LEDとして、SQW
(Single-Quantum-Well:単一量子井戸)構造のものが用
いられている。III 族窒化物系LEDとしては、DH
(Double-Hetrostructure:二重接合)構造のものとSQ
W構造のものとが知られているが、SQW構造のIII 族
窒化物系LEDの方が色純度に優れているので、本発明
のさらに好ましい実施態様によれば、画質の優れた蛍光
画像を読み取ることができる。
樹脂被覆が設けられているが、エポキシ樹脂は紫外線の
透過率が低く、長時間にわたって、紫外線が照射される
と変質するおそれがあるが、本発明のさらに好ましい実
施態様によれば、エポキシ樹脂被覆が除去され、代わり
に、紫外線透過材料の被覆が形成されているから、紫外
線の光量を減少させることなく、LED素子の劣化を防
止することが可能になる。本発明のさらに好ましい実施
態様においては、III 族窒化物系LEDとして、SQW
(Single-Quantum-Well:単一量子井戸)構造のものが用
いられている。III 族窒化物系LEDとしては、DH
(Double-Hetrostructure:二重接合)構造のものとSQ
W構造のものとが知られているが、SQW構造のIII 族
窒化物系LEDの方が色純度に優れているので、本発明
のさらに好ましい実施態様によれば、画質の優れた蛍光
画像を読み取ることができる。
【0008】本発明において、III 族窒化物系LED
は、Inx Ga1-x N(ここに、xは1未満の正の数であ
る。)を含む発光層を備えていることが好ましく、xの
値を変化させることによって、LEDから青色光あるい
は緑色光を発せさせることができる。たとえば、xが
0.2の場合には青色光を、xが0.45の場合には緑
色光を発することができる。本発明において、試料を標
識するために用いられ、LEDから発せられる青色光に
よって効率的に励起可能な蛍光色素としては、たとえ
ば、Fluorescein (C.I. No. 45350) 、構造式(1) で示
されるFluorescein-X 、構造式(2) で示されるYOYO-1
、構造式(3) で示される TOTO-1 、構造式(4) で示さ
れる YO-PRO-1 、構造式(5) で示されるCy-3(登録商
標)、構造式(6) で示されるNile Red、構造式(7) で示
されるBCECF 、Rhodamine 6G (C.I. No. 45160)、Acri
dine Orange(C.I. No. 46005) 、SYBR Green(C2H6OS)
、Quantum Red 、R-Phycoerythrin、Red 613 、Red 6
70 、Fluor X 、Fluorescein 標識アミダイト、FAM 、A
ttoPhos、Bodipy phosphatidylcholine、SNAFL 、Calci
um Green 、Fura Red、Fluo 3、AllPro、NBD phosphoet
hanolamine などが好ましく使用することができる。ま
た、本発明において、試料を標識するために用いられ、
LEDから発せられる緑色光によって効率的に励起可能
な蛍光色素としては、たとえば、構造式(5) で示される
Cy-3 (登録商標)、Rhodamine 6G (C.I. No. 4516
0)、Rhodamine B (C.I. No. 45170 )、構造式(9) で
示される Ethidium Bromide 、構造式(10)で示されるTe
xas Red 、構造式(11)で示される Propidium Iodide 、
構造式(12)で示される POPO-3 、Red 613 、Red 670 、
Carboxyrhodamine (R6G)、R-Phycoerythrin 、Quantum
Red 、JOE 、HEX 、Ethidium homodimer、Lissamine rh
odamineB peptide などが好ましく使用することができ
る。
は、Inx Ga1-x N(ここに、xは1未満の正の数であ
る。)を含む発光層を備えていることが好ましく、xの
値を変化させることによって、LEDから青色光あるい
は緑色光を発せさせることができる。たとえば、xが
0.2の場合には青色光を、xが0.45の場合には緑
色光を発することができる。本発明において、試料を標
識するために用いられ、LEDから発せられる青色光に
よって効率的に励起可能な蛍光色素としては、たとえ
ば、Fluorescein (C.I. No. 45350) 、構造式(1) で示
されるFluorescein-X 、構造式(2) で示されるYOYO-1
、構造式(3) で示される TOTO-1 、構造式(4) で示さ
れる YO-PRO-1 、構造式(5) で示されるCy-3(登録商
標)、構造式(6) で示されるNile Red、構造式(7) で示
されるBCECF 、Rhodamine 6G (C.I. No. 45160)、Acri
dine Orange(C.I. No. 46005) 、SYBR Green(C2H6OS)
、Quantum Red 、R-Phycoerythrin、Red 613 、Red 6
70 、Fluor X 、Fluorescein 標識アミダイト、FAM 、A
ttoPhos、Bodipy phosphatidylcholine、SNAFL 、Calci
um Green 、Fura Red、Fluo 3、AllPro、NBD phosphoet
hanolamine などが好ましく使用することができる。ま
た、本発明において、試料を標識するために用いられ、
LEDから発せられる緑色光によって効率的に励起可能
な蛍光色素としては、たとえば、構造式(5) で示される
Cy-3 (登録商標)、Rhodamine 6G (C.I. No. 4516
0)、Rhodamine B (C.I. No. 45170 )、構造式(9) で
示される Ethidium Bromide 、構造式(10)で示されるTe
xas Red 、構造式(11)で示される Propidium Iodide 、
構造式(12)で示される POPO-3 、Red 613 、Red 670 、
Carboxyrhodamine (R6G)、R-Phycoerythrin 、Quantum
Red 、JOE 、HEX 、Ethidium homodimer、Lissamine rh
odamineB peptide などが好ましく使用することができ
る。
【0009】本発明において、試料を標識するために用
いられ、紫外線によって効率的に励起可能な蛍光色素と
しては、構造式(9) により示される Ethidium Bromide
、構造式(13)によって示される2−ヒドロキシ−3−
ナフトエ酸−2’−フェニルアニリド ホスフェート、
構造式(14)により示される fura-2 、構造式(15)で示さ
れる Cascade Blue 、構造式(16)によって示される ELF
-97(登録商標) などが好ましく使用することができる。
いられ、紫外線によって効率的に励起可能な蛍光色素と
しては、構造式(9) により示される Ethidium Bromide
、構造式(13)によって示される2−ヒドロキシ−3−
ナフトエ酸−2’−フェニルアニリド ホスフェート、
構造式(14)により示される fura-2 、構造式(15)で示さ
れる Cascade Blue 、構造式(16)によって示される ELF
-97(登録商標) などが好ましく使用することができる。
【0010】
【化1】
【0011】
【化2】
【0012】
【化3】
【0013】
【化4】
【0014】
【化5】
【0015】
【化6】
【0016】
【化7】
【0017】
【化8】
【0018】本発明において、時分割蛍光(Time Resol
ved Fluorescence) を検出するために使用可能な蛍光物
質としては、ランタン系金属が好ましく用いられ、とく
に、ユーロピウム、サマリウム、テルビウムなどが好ま
しく使用できる。本発明において、LEDを被覆するた
めに使用することのできる紫外線透過材料としては、L
ED素子の劣化を防止することができ、LED素子に容
易に被覆可能であって、紫外線の透過率の高いものであ
れば、とくに限定されないが、たとえば、SiO2(石
英)、MgO 、CaF2などが好ましく使用することができ
る。
ved Fluorescence) を検出するために使用可能な蛍光物
質としては、ランタン系金属が好ましく用いられ、とく
に、ユーロピウム、サマリウム、テルビウムなどが好ま
しく使用できる。本発明において、LEDを被覆するた
めに使用することのできる紫外線透過材料としては、L
ED素子の劣化を防止することができ、LED素子に容
易に被覆可能であって、紫外線の透過率の高いものであ
れば、とくに限定されないが、たとえば、SiO2(石
英)、MgO 、CaF2などが好ましく使用することができ
る。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて、本発
明にかかる好ましい実施態様につき、詳細に説明を加え
る。図1は、本発明の好ましい実施態様にかかる蛍光画
像読み取り装置の略正面図である。図1において、蛍光
画像読み取り装置は、冷却CCDカメラ1、暗箱2およ
びパーソナルコンピュータ4を備えている。図1に示さ
れるように、パーソナルコンピュータ3は、CRT4と
キーボード5を備えている。図2は、冷却CCDカメラ
1の略縦断面図である。図2に示されるように、冷却C
CDカメラ1は、CCD6と、アルミニウムなどの金属
により作られた伝熱板7と、CCD6を冷却するための
ペルチエ素子8と、CCD6の前面に配置されたシャッ
タ9と、CCD6が生成したアナログ画像データをディ
ジタル画像データに変換するA/D変換器10と、A/
D変換器10によってディジタル化された画像データを
一時的に記憶する画像データバッファ11と、冷却CC
Dカメラ1の動作を制御するカメラ制御回路12とを備
えている。暗箱2との間に形成された開口部は、ガラス
板13により閉じられており、冷却CCDカメラ1の周
囲には、ペルチエ素子8が発する熱を放熱するための放
熱フィン14が、長手方向のほぼ1/2にわたって形成
されている。
明にかかる好ましい実施態様につき、詳細に説明を加え
る。図1は、本発明の好ましい実施態様にかかる蛍光画
像読み取り装置の略正面図である。図1において、蛍光
画像読み取り装置は、冷却CCDカメラ1、暗箱2およ
びパーソナルコンピュータ4を備えている。図1に示さ
れるように、パーソナルコンピュータ3は、CRT4と
キーボード5を備えている。図2は、冷却CCDカメラ
1の略縦断面図である。図2に示されるように、冷却C
CDカメラ1は、CCD6と、アルミニウムなどの金属
により作られた伝熱板7と、CCD6を冷却するための
ペルチエ素子8と、CCD6の前面に配置されたシャッ
タ9と、CCD6が生成したアナログ画像データをディ
ジタル画像データに変換するA/D変換器10と、A/
D変換器10によってディジタル化された画像データを
一時的に記憶する画像データバッファ11と、冷却CC
Dカメラ1の動作を制御するカメラ制御回路12とを備
えている。暗箱2との間に形成された開口部は、ガラス
板13により閉じられており、冷却CCDカメラ1の周
囲には、ペルチエ素子8が発する熱を放熱するための放
熱フィン14が、長手方向のほぼ1/2にわたって形成
されている。
【0020】ガラス板13の前面には、暗箱2内に配置
されたイメージ・インテンシファイア15が設けられ、
イメージ・インテンシファイア15の前面には、カメラ
レンズ16が取付けられている。図3は、暗箱2の略縦
断面図である。図3に示されるように、暗箱2内には、
その底部に、第一のIII 族窒化物LED光源21が設け
られており、第一のIII 族窒化物LED光源21の斜め
上方には、それぞれ、第二のIII 族窒化物LED光源2
2および第三のIII 族窒化物LED光源23がほぼ対称
に設けられている。本実施態様においては、III 族窒化
物LED光源21、22、23は、In0.2Ga0.8Nを含む
発光層を備えており、直流電圧が印加されると、青色光
を発するように構成されている。第一のIII 族窒化物L
ED光源21の上面には、第一のIII 族窒化物LED光
源21から発せられた光を拡散させる拡散板24が設け
られており、蛍光物質により標識された試料を含むゲル
支持体や転写支持体などの画像担体18は、拡散板24
上に載置されるように構成されている。
されたイメージ・インテンシファイア15が設けられ、
イメージ・インテンシファイア15の前面には、カメラ
レンズ16が取付けられている。図3は、暗箱2の略縦
断面図である。図3に示されるように、暗箱2内には、
その底部に、第一のIII 族窒化物LED光源21が設け
られており、第一のIII 族窒化物LED光源21の斜め
上方には、それぞれ、第二のIII 族窒化物LED光源2
2および第三のIII 族窒化物LED光源23がほぼ対称
に設けられている。本実施態様においては、III 族窒化
物LED光源21、22、23は、In0.2Ga0.8Nを含む
発光層を備えており、直流電圧が印加されると、青色光
を発するように構成されている。第一のIII 族窒化物L
ED光源21の上面には、第一のIII 族窒化物LED光
源21から発せられた光を拡散させる拡散板24が設け
られており、蛍光物質により標識された試料を含むゲル
支持体や転写支持体などの画像担体18は、拡散板24
上に載置されるように構成されている。
【0021】本実施態様においては、In0.2Ga0.8Nを含
む発光層を備えた第一のIII 族窒化物LED光源21、
第二のIII 族窒化物LED光源22および第三のIII 族
窒化物LED光源23に用いられるLEDとしては、エ
ポキシ樹脂被覆が除去され、SiO2(石英)によって被覆
されたSQW構造のLEDが用いられている。図4は、
パーソナルコンピュータ3の周辺のブロックダイアグラ
ムである。図4に示されるように、パーソナルコンピュ
ータ3は、冷却CCDカメラ1の露出を制御するCPU
30と、冷却CCDカメラ1の生成した画像データを画
像データバッファ11から読み出す画像データ転送手段
31と、画像データ転送手段31によって読み出された
画像データに画像処理を施し、画像データ記憶手段32
に記憶させる画像処理手段33と、画像データ記憶手段
32に記憶された画像データに基づいて、CRT4の画
面上に可視画像を表示する画像表示手段34とを備えて
いる。第一のIII 族窒化物LED光源21、第二のIII
族窒化物LED光源22および第三のIII 族窒化物LE
D光源23は光源制御手段35によって制御されてお
り、光源制御手段35は、キーボード5から、CPU3
0を介して入力された指示信号にしたがって、第一のII
I 族窒化物LED光源21あるいは第二のIII 族窒化物
LED光源22および第三のIII 族窒化物LED光源2
3に、選択的に、直流電圧を印加し、あるいは、パルス
駆動手段36を介して、選択的に、パルス電圧を印加す
るように構成されている。CPU30は、冷却CCDカ
メラ1のカメラ制御回路12に種々の信号を出力可能に
構成されている。
む発光層を備えた第一のIII 族窒化物LED光源21、
第二のIII 族窒化物LED光源22および第三のIII 族
窒化物LED光源23に用いられるLEDとしては、エ
ポキシ樹脂被覆が除去され、SiO2(石英)によって被覆
されたSQW構造のLEDが用いられている。図4は、
パーソナルコンピュータ3の周辺のブロックダイアグラ
ムである。図4に示されるように、パーソナルコンピュ
ータ3は、冷却CCDカメラ1の露出を制御するCPU
30と、冷却CCDカメラ1の生成した画像データを画
像データバッファ11から読み出す画像データ転送手段
31と、画像データ転送手段31によって読み出された
画像データに画像処理を施し、画像データ記憶手段32
に記憶させる画像処理手段33と、画像データ記憶手段
32に記憶された画像データに基づいて、CRT4の画
面上に可視画像を表示する画像表示手段34とを備えて
いる。第一のIII 族窒化物LED光源21、第二のIII
族窒化物LED光源22および第三のIII 族窒化物LE
D光源23は光源制御手段35によって制御されてお
り、光源制御手段35は、キーボード5から、CPU3
0を介して入力された指示信号にしたがって、第一のII
I 族窒化物LED光源21あるいは第二のIII 族窒化物
LED光源22および第三のIII 族窒化物LED光源2
3に、選択的に、直流電圧を印加し、あるいは、パルス
駆動手段36を介して、選択的に、パルス電圧を印加す
るように構成されている。CPU30は、冷却CCDカ
メラ1のカメラ制御回路12に種々の信号を出力可能に
構成されている。
【0022】図5は、第一のIII 族窒化物LED光源2
1、第二のIII 族窒化物LED光源22および第三のII
I 族窒化物LED光源23に用いられているLEDの層
構成を示す略断面図である。図5に示されるように、本
実施態様において、第一のIII 族窒化物LED光源2
1、第二のIII 族窒化物LED光源22および第三のII
I 族窒化物LED光源23に用いられているLEDは、
SQW構造を有し、サファイア基板40と、基板40上
に形成され、GaNによって形成されたバッファ層41
と、n型のGaN層42と、Inx Ga1-x N(xは1未満の
正の数である。)を含む発光層43と、p型のAlGaN層
44と、p型のGaN層45とを備え、p型のAlGaN層4
4の表面には、p型電極46が、また、n型のGaN層4
2の表面には、n型電極47が、それぞれ、形成されて
いる。
1、第二のIII 族窒化物LED光源22および第三のII
I 族窒化物LED光源23に用いられているLEDの層
構成を示す略断面図である。図5に示されるように、本
実施態様において、第一のIII 族窒化物LED光源2
1、第二のIII 族窒化物LED光源22および第三のII
I 族窒化物LED光源23に用いられているLEDは、
SQW構造を有し、サファイア基板40と、基板40上
に形成され、GaNによって形成されたバッファ層41
と、n型のGaN層42と、Inx Ga1-x N(xは1未満の
正の数である。)を含む発光層43と、p型のAlGaN層
44と、p型のGaN層45とを備え、p型のAlGaN層4
4の表面には、p型電極46が、また、n型のGaN層4
2の表面には、n型電極47が、それぞれ、形成されて
いる。
【0023】本実施態様にかかる蛍光画像読み取り装置
は、ユーザーが、キーボード5を操作することにより、
第一のIII 族窒化物LED光源21を用いて、蛍光物質
により標識された試料を含むゲル支持体や転写支持体な
どの画像担体18に光を照射して、蛍光物質を励起する
か、あるいは、第二のIII 族窒化物LED光源22およ
び第三のIII 族窒化物LED光源23を用いて、蛍光物
質により標識された試料を含むゲル支持体や転写支持体
などの画像担体18に光を照射して、蛍光物質を励起す
るかを選択することができるように構成されており、さ
らに、直流電圧を、第一のIII 族窒化物LED光源21
あるいは第二のIII 族窒化物LED光源22および第三
のIII 族窒化物LED光源23に印加するか、または、
パルス駆動手段36を介して、パルス電圧を、第一のII
I 族窒化物LED光源21あるいは第二のIII 族窒化物
LED光源22および第三のIII 族窒化物LED光源2
3に印加することができるように構成されている。
は、ユーザーが、キーボード5を操作することにより、
第一のIII 族窒化物LED光源21を用いて、蛍光物質
により標識された試料を含むゲル支持体や転写支持体な
どの画像担体18に光を照射して、蛍光物質を励起する
か、あるいは、第二のIII 族窒化物LED光源22およ
び第三のIII 族窒化物LED光源23を用いて、蛍光物
質により標識された試料を含むゲル支持体や転写支持体
などの画像担体18に光を照射して、蛍光物質を励起す
るかを選択することができるように構成されており、さ
らに、直流電圧を、第一のIII 族窒化物LED光源21
あるいは第二のIII 族窒化物LED光源22および第三
のIII 族窒化物LED光源23に印加するか、または、
パルス駆動手段36を介して、パルス電圧を、第一のII
I 族窒化物LED光源21あるいは第二のIII 族窒化物
LED光源22および第三のIII 族窒化物LED光源2
3に印加することができるように構成されている。
【0024】以上のように構成された本発明の実施態様
にかかる蛍光画像読み取り装置は、以下のようにして、
蛍光物質により標識され、ゲル支持体や転写支持体など
の画像担体18に含まれた試料の蛍光画像を読み取る。
まず、ユーザーにより、拡散板24上に、サンプルであ
る画像担体18が載置されて、レンズフォーカス合わせ
がなされる。レンズフォーカス合わせが完了すると、暗
箱2が閉じられ、ユーザーがキーボード5に指示信号を
入力すると、指示信号にしたがって、CPU30は、光
源制御手段35に光源制御信号を出力する。青色光で効
率的に励起可能な蛍光物質によって標識された試料の蛍
光画像を読み取るときは、ユーザーが、その旨をキーボ
ード5に入力すると、CPU30は光源制御手段35
に、第一のIII 族窒化物LED光源21あるいは第二の
III 族窒化物LED光源22および第三のIII 族窒化物
LED光源23に直流電圧を印加すべき旨の光源制御信
号を出力し、光源制御手段35は、ユーザーに指示にし
たがって、第一のIII 族窒化物LED光源21あるいは
第二のIII 族窒化物LED光源22および第三のIII 族
窒化物LED光源23を選択し、選択したLED光源に
直流電圧を印加する。
にかかる蛍光画像読み取り装置は、以下のようにして、
蛍光物質により標識され、ゲル支持体や転写支持体など
の画像担体18に含まれた試料の蛍光画像を読み取る。
まず、ユーザーにより、拡散板24上に、サンプルであ
る画像担体18が載置されて、レンズフォーカス合わせ
がなされる。レンズフォーカス合わせが完了すると、暗
箱2が閉じられ、ユーザーがキーボード5に指示信号を
入力すると、指示信号にしたがって、CPU30は、光
源制御手段35に光源制御信号を出力する。青色光で効
率的に励起可能な蛍光物質によって標識された試料の蛍
光画像を読み取るときは、ユーザーが、その旨をキーボ
ード5に入力すると、CPU30は光源制御手段35
に、第一のIII 族窒化物LED光源21あるいは第二の
III 族窒化物LED光源22および第三のIII 族窒化物
LED光源23に直流電圧を印加すべき旨の光源制御信
号を出力し、光源制御手段35は、ユーザーに指示にし
たがって、第一のIII 族窒化物LED光源21あるいは
第二のIII 族窒化物LED光源22および第三のIII 族
窒化物LED光源23を選択し、選択したLED光源に
直流電圧を印加する。
【0025】直流電圧が印加されたときは、第一のIII
族窒化物LED光源21あるいは第二のIII 族窒化物L
ED光源22および第三のIII 族窒化物LED光源23
は、青色光を発し、ゲル支持体や転写支持体などの画像
担体18に含まれている試料を標識している蛍光物質が
青色光によって励起され、蛍光物質から蛍光が発せられ
る。他方、紫外線により効率的に励起可能な蛍光物質に
より標識された試料の蛍光画像を読み取るときは、ユー
ザーが、その旨をキーボード5に入力すると、CPU3
0は光源制御手段35に、第一のIII 族窒化物LED光
源21あるいは第二のIII 族窒化物LED光源22およ
び第三のIII 族窒化物LED光源23にパルス電圧を印
加すべき旨の光源制御信号を出力し、光源制御手段35
は、ユーザーに指示にしたがって、第一のIII 族窒化物
LED光源21あるいは第二のIII 族窒化物LED光源
22および第三のIII 族窒化物LED光源23を選択
し、選択したLED光源に、1nsec以上の時間間隔で、
連続的にパルス電圧を印加する。
族窒化物LED光源21あるいは第二のIII 族窒化物L
ED光源22および第三のIII 族窒化物LED光源23
は、青色光を発し、ゲル支持体や転写支持体などの画像
担体18に含まれている試料を標識している蛍光物質が
青色光によって励起され、蛍光物質から蛍光が発せられ
る。他方、紫外線により効率的に励起可能な蛍光物質に
より標識された試料の蛍光画像を読み取るときは、ユー
ザーが、その旨をキーボード5に入力すると、CPU3
0は光源制御手段35に、第一のIII 族窒化物LED光
源21あるいは第二のIII 族窒化物LED光源22およ
び第三のIII 族窒化物LED光源23にパルス電圧を印
加すべき旨の光源制御信号を出力し、光源制御手段35
は、ユーザーに指示にしたがって、第一のIII 族窒化物
LED光源21あるいは第二のIII 族窒化物LED光源
22および第三のIII 族窒化物LED光源23を選択
し、選択したLED光源に、1nsec以上の時間間隔で、
連続的にパルス電圧を印加する。
【0026】第一のIII 族窒化物LED光源21あるい
は第二のIII 族窒化物LED光源22および第三のIII
族窒化物LED光源23は、連続的にパルス電圧が印加
されると、紫外線を発する性質を有しており、ゲル支持
体や転写支持体などの画像担体18に含まれている試料
を標識している蛍光物質が紫外線によって励起され、蛍
光物質から蛍光が発せられる。ユーザーにより指示信号
が入力されると、CPU30は、同時に、露出開始信号
を、冷却CCDカメラ1のカメラ制御回路12に出力
し、カメラ制御回路12は、露出開始信号を受けると、
シャッタ9を開いて、CCD6の露出を開始させる。こ
うして、蛍光物質から発せられた蛍光は、カメラレンズ
16を介して、イメージ・インテンシファイア15の光
電面に入射し、増幅されて、イメージ・インテンシファ
イア15の蛍光面に画像を形成する。冷却CCDカメラ
1のCCD6は、こうして、イメージ・インテンシファ
イア15の蛍光面に形成された画像の光を受け、これを
電荷の形で蓄積する。
は第二のIII 族窒化物LED光源22および第三のIII
族窒化物LED光源23は、連続的にパルス電圧が印加
されると、紫外線を発する性質を有しており、ゲル支持
体や転写支持体などの画像担体18に含まれている試料
を標識している蛍光物質が紫外線によって励起され、蛍
光物質から蛍光が発せられる。ユーザーにより指示信号
が入力されると、CPU30は、同時に、露出開始信号
を、冷却CCDカメラ1のカメラ制御回路12に出力
し、カメラ制御回路12は、露出開始信号を受けると、
シャッタ9を開いて、CCD6の露出を開始させる。こ
うして、蛍光物質から発せられた蛍光は、カメラレンズ
16を介して、イメージ・インテンシファイア15の光
電面に入射し、増幅されて、イメージ・インテンシファ
イア15の蛍光面に画像を形成する。冷却CCDカメラ
1のCCD6は、こうして、イメージ・インテンシファ
イア15の蛍光面に形成された画像の光を受け、これを
電荷の形で蓄積する。
【0027】所定の露出時間が経過すると、CPU30
は、冷却CCDカメラ1のカメラ制御回路12に露出完
了信号を出力する。カメラ制御回路12は、CPU30
から露出完了信号を受けると、CCD6が電荷の形で蓄
積したアナログ画像データをA/D変換器10に転送
し、ディジタル化させ、画像データバッファ11を介し
て、パーソナルコンピュータ3の画像データ転送手段3
1に入力させる。画像データ転送手段31により読み出
された画像データは、画像処理手段33入力され、画像
処理を施されて、画像データ記憶手段32に記憶され
る。その後、ユーザーがキーボード5に画像生成信号を
入力すると、画像表示手段34により、画像データ記憶
手段32に記憶された画像データが読み出され、読み出
された画像データに基づいて、CRT4の画面上に、試
料の蛍光画像が表示される。
は、冷却CCDカメラ1のカメラ制御回路12に露出完
了信号を出力する。カメラ制御回路12は、CPU30
から露出完了信号を受けると、CCD6が電荷の形で蓄
積したアナログ画像データをA/D変換器10に転送
し、ディジタル化させ、画像データバッファ11を介し
て、パーソナルコンピュータ3の画像データ転送手段3
1に入力させる。画像データ転送手段31により読み出
された画像データは、画像処理手段33入力され、画像
処理を施されて、画像データ記憶手段32に記憶され
る。その後、ユーザーがキーボード5に画像生成信号を
入力すると、画像表示手段34により、画像データ記憶
手段32に記憶された画像データが読み出され、読み出
された画像データに基づいて、CRT4の画面上に、試
料の蛍光画像が表示される。
【0028】これに対して、試料が、ユーロピウム、サ
マリウム、テルビウムなどのランタン系金属により標識
され、時分割蛍光を検出すべきときは、ユーザーが、そ
の旨をキーボード5に入力すると、CPU30は光源制
御手段35に、第一のIII 族窒化物LED光源21ある
いは第二のIII 族窒化物LED光源22および第三のII
I 族窒化物LED光源23に、瞬間的にパルス電圧を印
加すべき旨の光源制御信号を出力し、光源制御手段35
は、ユーザーに指示にしたがって、第一のIII族窒化物
LED光源21あるいは第二のIII 族窒化物LED光源
22および第三のIII 族窒化物LED光源23を選択
し、選択したLED光源に、瞬間的にパルス電圧を印加
する。その結果、第一のIII 族窒化物LED光源21あ
るいは第二のIII 族窒化物LED光源22および第三の
III 族窒化物LED光源23から、瞬間的に紫外線が発
せられ、試料を標識している蛍光物質が励起されて、蛍
光が放出される。
マリウム、テルビウムなどのランタン系金属により標識
され、時分割蛍光を検出すべきときは、ユーザーが、そ
の旨をキーボード5に入力すると、CPU30は光源制
御手段35に、第一のIII 族窒化物LED光源21ある
いは第二のIII 族窒化物LED光源22および第三のII
I 族窒化物LED光源23に、瞬間的にパルス電圧を印
加すべき旨の光源制御信号を出力し、光源制御手段35
は、ユーザーに指示にしたがって、第一のIII族窒化物
LED光源21あるいは第二のIII 族窒化物LED光源
22および第三のIII 族窒化物LED光源23を選択
し、選択したLED光源に、瞬間的にパルス電圧を印加
する。その結果、第一のIII 族窒化物LED光源21あ
るいは第二のIII 族窒化物LED光源22および第三の
III 族窒化物LED光源23から、瞬間的に紫外線が発
せられ、試料を標識している蛍光物質が励起されて、蛍
光が放出される。
【0029】こうして、ユーロピウム、サマリウム、テ
ルビウムなどのランタン系金属が励起されると、寿命の
長い蛍光が発せられる。そこで、本実施態様において
は、この場合には、CPU30は、ユーザーにより指示
信号が入力されても、ただちに、露出開始信号を、冷却
CCDカメラ1のカメラ制御回路12に出力せず、所定
時間が経過した後に、露出開始信号を、冷却CCDカメ
ラ1のカメラ制御回路12に出力して、CCD6の露出
を開始させる。その結果、励起光が照射されると、瞬間
的に発せられ、画像データ中にバックグラウンドノイズ
を形成する蛍光は、CCD6により検出されず、このよ
うな蛍光から、試料を標識している蛍光物質から放出さ
れた蛍光をのみを分離して検出することが可能となる。
ルビウムなどのランタン系金属が励起されると、寿命の
長い蛍光が発せられる。そこで、本実施態様において
は、この場合には、CPU30は、ユーザーにより指示
信号が入力されても、ただちに、露出開始信号を、冷却
CCDカメラ1のカメラ制御回路12に出力せず、所定
時間が経過した後に、露出開始信号を、冷却CCDカメ
ラ1のカメラ制御回路12に出力して、CCD6の露出
を開始させる。その結果、励起光が照射されると、瞬間
的に発せられ、画像データ中にバックグラウンドノイズ
を形成する蛍光は、CCD6により検出されず、このよ
うな蛍光から、試料を標識している蛍光物質から放出さ
れた蛍光をのみを分離して検出することが可能となる。
【0030】本実施態様によれば、第一のIII 族窒化物
LED光源21あるいは第二のIII族窒化物LED光源
22および第三のIII 族窒化物LED光源23という一
種類の励起光源を用いて、アルゴンレーザにより効率的
に励起可能な蛍光物質および紫外線により効率的に励起
可能な蛍光物質によって標識された試料の蛍光画像を読
み取ることができ、したがって、装置を大型化させるこ
となく、種々の蛍光物質を用いて、試料を標識して、試
料の蛍光画像を読み取ることが可能になる。また、ユー
ロピウム、サマリウム、テルビウムなどのランタン系金
属により試料を標識して、発光寿命の長い蛍光を放出さ
せることによって、さらに、瞬間的に発せられ、画像デ
ータ中にバックグラウンドノイズを形成する蛍光から、
試料を標識した蛍光物質から放出された蛍光を分離して
検出する時分割蛍光を検出することが可能になる。さら
に、SQW構造のIII 族窒化物系LEDが用いられてい
るので、画質の優れた蛍光画像を読み取ることができ、
また、紫外線の透過率が低く、長時間にわたって、紫外
線が照射されると変質するおそれがあるエポキシ樹脂被
覆が除去され、III 族窒化物系LEDの表面に、紫外線
の透過率が高く、LED素子の劣化を防止することので
きるSiO2(石英)の被覆が形成されているから、紫外線
の光量を減少させることなく、LED素子の劣化を防止
することが可能になる。
LED光源21あるいは第二のIII族窒化物LED光源
22および第三のIII 族窒化物LED光源23という一
種類の励起光源を用いて、アルゴンレーザにより効率的
に励起可能な蛍光物質および紫外線により効率的に励起
可能な蛍光物質によって標識された試料の蛍光画像を読
み取ることができ、したがって、装置を大型化させるこ
となく、種々の蛍光物質を用いて、試料を標識して、試
料の蛍光画像を読み取ることが可能になる。また、ユー
ロピウム、サマリウム、テルビウムなどのランタン系金
属により試料を標識して、発光寿命の長い蛍光を放出さ
せることによって、さらに、瞬間的に発せられ、画像デ
ータ中にバックグラウンドノイズを形成する蛍光から、
試料を標識した蛍光物質から放出された蛍光を分離して
検出する時分割蛍光を検出することが可能になる。さら
に、SQW構造のIII 族窒化物系LEDが用いられてい
るので、画質の優れた蛍光画像を読み取ることができ、
また、紫外線の透過率が低く、長時間にわたって、紫外
線が照射されると変質するおそれがあるエポキシ樹脂被
覆が除去され、III 族窒化物系LEDの表面に、紫外線
の透過率が高く、LED素子の劣化を防止することので
きるSiO2(石英)の被覆が形成されているから、紫外線
の光量を減少させることなく、LED素子の劣化を防止
することが可能になる。
【0031】本発明は、以上の実施態様に限定されるこ
となく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種
々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含
されるものであることがいうまでもない。たとえば、前
記実施態様においては、青色光により効率的に蛍光物質
を励起することができるように、第一のIII 族窒化物L
ED光源21、第二のIII 族窒化物LED光源22およ
び第三のIII 族窒化物LED光源23に、In0.2Ga0.8N
を含むLEDが用いられているが、緑色光により効率的
に励起可能な蛍光物質により試料を標識する場合には、
In0.2Ga0.8Nに代えて、In0.45Ga0.55Nを含むLEDを
用いることができる。さらに、前記実施態様において
は、SQW構造で、図5に示される層構成を有するLE
Dが用いられているが、本発明のIII 族窒化物LED光
源に用いられるLEDは、直流電圧を印加したときに、
青色光あるいは緑色光を発し、パルス電圧が印加された
ときに、紫外線を発するものであればよく、図5に示さ
れた層構成に限定されるものではなく、特性改善などの
目的で、一または二以上の層がさらに形成されていても
よい。また、前記実施態様においては、サファイアの基
板40が用いられているが、MgAl2O4 、SiC、Si、GaA
s、GaPなどを基板40の材料として用いることがで
き、さらに、前記実施態様においては、GaNのバッファ
層41が用いられているが、GaNに代えて、AlN、InN
などによって、バッファ層41を形成してもよい。
となく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種
々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含
されるものであることがいうまでもない。たとえば、前
記実施態様においては、青色光により効率的に蛍光物質
を励起することができるように、第一のIII 族窒化物L
ED光源21、第二のIII 族窒化物LED光源22およ
び第三のIII 族窒化物LED光源23に、In0.2Ga0.8N
を含むLEDが用いられているが、緑色光により効率的
に励起可能な蛍光物質により試料を標識する場合には、
In0.2Ga0.8Nに代えて、In0.45Ga0.55Nを含むLEDを
用いることができる。さらに、前記実施態様において
は、SQW構造で、図5に示される層構成を有するLE
Dが用いられているが、本発明のIII 族窒化物LED光
源に用いられるLEDは、直流電圧を印加したときに、
青色光あるいは緑色光を発し、パルス電圧が印加された
ときに、紫外線を発するものであればよく、図5に示さ
れた層構成に限定されるものではなく、特性改善などの
目的で、一または二以上の層がさらに形成されていても
よい。また、前記実施態様においては、サファイアの基
板40が用いられているが、MgAl2O4 、SiC、Si、GaA
s、GaPなどを基板40の材料として用いることがで
き、さらに、前記実施態様においては、GaNのバッファ
層41が用いられているが、GaNに代えて、AlN、InN
などによって、バッファ層41を形成してもよい。
【0032】また、前記実施態様においては、SQW構
造のLEDが用いられているが、DH構造のLEDを用
いることもできる。さらに、前記実施態様においては、
LEDの表面のエポキシ樹脂被覆が除去され、SiO2(石
英)の被覆が形成されているが、エポキシ樹脂被覆を除
去することは必ずしも必要でなく、また、エポキシ樹脂
被覆を除去した場合、SiO2(石英)の被覆を形成する代
わりに、MgO 、CaF2などの被覆を形成することもでき
る。また、前記実施態様においては、第一のIII 族窒化
物LED光源21、第二のIII 族窒化物LED光源22
および第三のIII 族窒化物LED光源23を設けている
が、第一のIII 族窒化物LED光源21のみを設け、第
二のIII 族窒化物LED光源22および第三のIII 族窒
化物LED光源23を省略することも、第二のIII 族窒
化物LED光源22および第三のIII 族窒化物LED光
源23のみを設け、第一のIII 族窒化物LED光源21
を省略することもできる。
造のLEDが用いられているが、DH構造のLEDを用
いることもできる。さらに、前記実施態様においては、
LEDの表面のエポキシ樹脂被覆が除去され、SiO2(石
英)の被覆が形成されているが、エポキシ樹脂被覆を除
去することは必ずしも必要でなく、また、エポキシ樹脂
被覆を除去した場合、SiO2(石英)の被覆を形成する代
わりに、MgO 、CaF2などの被覆を形成することもでき
る。また、前記実施態様においては、第一のIII 族窒化
物LED光源21、第二のIII 族窒化物LED光源22
および第三のIII 族窒化物LED光源23を設けている
が、第一のIII 族窒化物LED光源21のみを設け、第
二のIII 族窒化物LED光源22および第三のIII 族窒
化物LED光源23を省略することも、第二のIII 族窒
化物LED光源22および第三のIII 族窒化物LED光
源23のみを設け、第一のIII 族窒化物LED光源21
を省略することもできる。
【0033】さらに、前記実施態様においては、試料
が、ユーロピウム、サマリウム、テルビウムなどのラン
タン系金属により標識して、時分割蛍光を検出している
が、さらに、他の試料を紫外線によって効率よく励起可
能な蛍光物質により標識し、第一のIII 族窒化物LED
光源21あるいは第二のIII 族窒化物LED光源22お
よび第三のIII 族窒化物LED光源23に瞬間的にパル
ス電圧を印加して、瞬間的に紫外線を放出させ、紫外線
により効率よく励起可能な蛍光物質により標識された試
料からの蛍光をまず検出し、その後に、ユーロピウム、
サマリウム、テルビウムなどのランタン系金属により標
識された試料からの蛍光を検出するようにして、異なっ
た試料の蛍光画像を同時に読み取るようにしてもよく、
また、他の試料を青色光によって効率よく励起可能な蛍
光物質により標識し、第一のIII 族窒化物LED光源2
1あるいは第二のIII 族窒化物LED光源22および第
三のIII 族窒化物LED光源23に直流電圧を印加し
て、青色光を放出させ、青色光によって効率よく励起可
能な蛍光物質により標識された試料から発せられた蛍光
をまず検出し、次いで、第一のIII 族窒化物LED光源
21あるいは第二のIII族窒化物LED光源22および
第三のIII 族窒化物LED光源23に瞬間的にパルス電
圧を印加して、瞬間的に紫外線を放出させ、ユーロピウ
ム、サマリウム、テルビウムなどのランタン系金属によ
り標識された試料からの蛍光を検出するようにして、異
なった試料の蛍光画像を同時に読み取るようにしてもよ
い。
が、ユーロピウム、サマリウム、テルビウムなどのラン
タン系金属により標識して、時分割蛍光を検出している
が、さらに、他の試料を紫外線によって効率よく励起可
能な蛍光物質により標識し、第一のIII 族窒化物LED
光源21あるいは第二のIII 族窒化物LED光源22お
よび第三のIII 族窒化物LED光源23に瞬間的にパル
ス電圧を印加して、瞬間的に紫外線を放出させ、紫外線
により効率よく励起可能な蛍光物質により標識された試
料からの蛍光をまず検出し、その後に、ユーロピウム、
サマリウム、テルビウムなどのランタン系金属により標
識された試料からの蛍光を検出するようにして、異なっ
た試料の蛍光画像を同時に読み取るようにしてもよく、
また、他の試料を青色光によって効率よく励起可能な蛍
光物質により標識し、第一のIII 族窒化物LED光源2
1あるいは第二のIII 族窒化物LED光源22および第
三のIII 族窒化物LED光源23に直流電圧を印加し
て、青色光を放出させ、青色光によって効率よく励起可
能な蛍光物質により標識された試料から発せられた蛍光
をまず検出し、次いで、第一のIII 族窒化物LED光源
21あるいは第二のIII族窒化物LED光源22および
第三のIII 族窒化物LED光源23に瞬間的にパルス電
圧を印加して、瞬間的に紫外線を放出させ、ユーロピウ
ム、サマリウム、テルビウムなどのランタン系金属によ
り標識された試料からの蛍光を検出するようにして、異
なった試料の蛍光画像を同時に読み取るようにしてもよ
い。
【0034】また、前記実施態様においては、第一のII
I 族窒化物LED光源21、第二のIII 族窒化物LED
光源22および第三のIII 族窒化物LED光源23の前
面には、フィルタが設けられていないが、450nm近
傍の波長の光のみを透過するフィルタおよび紫外線の波
長近傍の波長の光のみを透過するフィルタを備えたフィ
ルタ部材を、第一のIII 族窒化物LED光源21、第二
のIII 族窒化物LED光源22および第三のIII 族窒化
物LED光源23の前面に設け、青色光を放出させると
きは、450nm近傍の波長の光のみを透過するフィル
タを、第一のIII 族窒化物LED光源21、第二のIII
族窒化物LED光源22および第三のIII 族窒化物LE
D光源23の前面に位置させ、紫外線を放出させるとき
は、紫外線の波長近傍の波長の光のみを透過するフィル
タを、第一のIII 族窒化物LED光源21、第二のIII
族窒化物LED光源22および第三のIII 族窒化物LE
D光源23の前面に位置させるようにしてもよい。さら
に、カメラレンズ16の前面に、450nm近傍の波長
の光のみをカットするフィルタおよび紫外線の波長近傍
の波長の光のみをカットするフィルタを備えたフィルタ
部材を設け、励起光の種類により、フィルタを切り換え
ることにより、試料を標識している蛍光物質から発せら
れた蛍光のみを、CCD6が検出するようにすることも
できる。
I 族窒化物LED光源21、第二のIII 族窒化物LED
光源22および第三のIII 族窒化物LED光源23の前
面には、フィルタが設けられていないが、450nm近
傍の波長の光のみを透過するフィルタおよび紫外線の波
長近傍の波長の光のみを透過するフィルタを備えたフィ
ルタ部材を、第一のIII 族窒化物LED光源21、第二
のIII 族窒化物LED光源22および第三のIII 族窒化
物LED光源23の前面に設け、青色光を放出させると
きは、450nm近傍の波長の光のみを透過するフィル
タを、第一のIII 族窒化物LED光源21、第二のIII
族窒化物LED光源22および第三のIII 族窒化物LE
D光源23の前面に位置させ、紫外線を放出させるとき
は、紫外線の波長近傍の波長の光のみを透過するフィル
タを、第一のIII 族窒化物LED光源21、第二のIII
族窒化物LED光源22および第三のIII 族窒化物LE
D光源23の前面に位置させるようにしてもよい。さら
に、カメラレンズ16の前面に、450nm近傍の波長
の光のみをカットするフィルタおよび紫外線の波長近傍
の波長の光のみをカットするフィルタを備えたフィルタ
部材を設け、励起光の種類により、フィルタを切り換え
ることにより、試料を標識している蛍光物質から発せら
れた蛍光のみを、CCD6が検出するようにすることも
できる。
【0035】さらに、前記実施態様においては、画像読
み取り装置は、励起によって、試料を標識している蛍光
物質から放出された蛍光のみを検出しているが、化学発
光を発する試料を含む画像担体18を拡散板24上に載
置して、試料が発する化学発光をCCD6によって検出
することにより、蛍光画像に加えて、化学発光画像を読
み取るようにしてもよい。また、前記実施態様において
は、イメージ・インテンシファイア15が設けられてい
るが、イメージ・インテンシファイア15を設けること
は必ずしも必要がない。さらに、前記実施態様において
は、冷却CCDカメラ1は、CCD6を冷却するための
ペルチエ素子8や、冷却CCDカメラ1の周囲にペルチ
エ素子8が発する熱を放熱するための放熱フィン14を
備えているが、蛍光物質から発せられる蛍光の強度によ
っては、ペルチエ素子8や放熱フィン14を設けること
は必ずしも必要ではない。
み取り装置は、励起によって、試料を標識している蛍光
物質から放出された蛍光のみを検出しているが、化学発
光を発する試料を含む画像担体18を拡散板24上に載
置して、試料が発する化学発光をCCD6によって検出
することにより、蛍光画像に加えて、化学発光画像を読
み取るようにしてもよい。また、前記実施態様において
は、イメージ・インテンシファイア15が設けられてい
るが、イメージ・インテンシファイア15を設けること
は必ずしも必要がない。さらに、前記実施態様において
は、冷却CCDカメラ1は、CCD6を冷却するための
ペルチエ素子8や、冷却CCDカメラ1の周囲にペルチ
エ素子8が発する熱を放熱するための放熱フィン14を
備えているが、蛍光物質から発せられる蛍光の強度によ
っては、ペルチエ素子8や放熱フィン14を設けること
は必ずしも必要ではない。
【0036】また、前記実施態様においては、放熱フィ
ン14は、冷却CCDカメラ1の長手方向のほぼ1/2
にわたって形成されているが、冷却CCDカメラ1の全
長にわたって、放熱フィン14を設けても、一部にわた
って、放熱フィン14を設けるようにしてもよい。さら
に、前記実施態様においては、瞬間的にパルス電圧を、
一回のみ印加し、瞬間的に青色光を発せさせ、時分割蛍
光を検出しているが、光量が不足する場合には、数回に
わたって、瞬間的にパルス電圧を印加して、青色光を発
せさせ、CCD6が受光した蛍光を積算して、画像デー
タを生成するようにしてもよい。
ン14は、冷却CCDカメラ1の長手方向のほぼ1/2
にわたって形成されているが、冷却CCDカメラ1の全
長にわたって、放熱フィン14を設けても、一部にわた
って、放熱フィン14を設けるようにしてもよい。さら
に、前記実施態様においては、瞬間的にパルス電圧を、
一回のみ印加し、瞬間的に青色光を発せさせ、時分割蛍
光を検出しているが、光量が不足する場合には、数回に
わたって、瞬間的にパルス電圧を印加して、青色光を発
せさせ、CCD6が受光した蛍光を積算して、画像デー
タを生成するようにしてもよい。
【0037】
【発明の効果】本発明によれば、一種類の光源を用い
て、試料を標識している種々の蛍光物質を励起し、蛍光
画像を読み取ることのできる蛍光画像読み取り方法およ
び装置を提供することが可能となる。
て、試料を標識している種々の蛍光物質を励起し、蛍光
画像を読み取ることのできる蛍光画像読み取り方法およ
び装置を提供することが可能となる。
【図1】図1は、本発明の好ましい実施態様にかかる蛍
光画像読み取り装置の略正面図である。
光画像読み取り装置の略正面図である。
【図2】図2は、冷却CCDカメラの略縦断面図であ
る。
る。
【図3】図3は、暗箱の略縦断面図である。
【図4】図4は、パーソナルコンピュータの周辺のブロ
ックダイアグラムである。
ックダイアグラムである。
【図5】図5は、LEDの層構成を示す略断面図であ
る。
る。
1 冷却CCDカメラ 2 暗箱 3 パーソナルコンピュータ 4 CRT 5 キーボード 6 CCD 7 伝熱板 8 ペルチエ素子 9 シャッタ 10 A/D変換器 11 画像データバッファ 12 カメラ制御回路 13 ガラス板 14 放熱フィン 15 イメージ・インテンシファイア 16 カメラレンズ 18 画像担体 21 第一のIII 族窒化物LED光源 22 第二のIII 族窒化物LED光源 23 第三のIII 族窒化物LED光源 24 拡散板 30 CPU 31 画像データ転送手段 32 画像データ記憶手段 33 画像処理手段 34 画像表示手段 35 光源制御手段 36 パルス駆動手段 40 基板 41 バッファ層 42 n型のGaN層 43 発光層 44 p型のAlGaN層 45 p型のGaN層 46 p型電極 47 n型電極
Claims (9)
- 【請求項1】 III 族窒化物系LED(発光ダイオー
ド)を励起光源として用いて、試料を標識している蛍光
物質を励起し、蛍光画像を読み取ることを特徴とする蛍
光画像読み取り方法。 - 【請求項2】 励起光源として、III 族窒化物系LED
(発光ダイオード)光源を備えたことを特徴とする蛍光
画像読み取り装置。 - 【請求項3】 さらに、パルス駆動手段を備えたことを
特徴とする請求項2に記載の蛍光画像読み取り装置。 - 【請求項4】 前記III 族窒化物系LEDが青色光を発
するように構成されたことを特徴とする請求項2または
3に記載の蛍光画像読み取り装置。 - 【請求項5】 前記III 族窒化物系LEDが緑色光を発
するように構成されたことを特徴とする請求項2または
3に記載の蛍光画像読み取り装置。 - 【請求項6】 さらに、CCDカメラを備えたことを特
徴とする請求項2ないし5のいずれか1項に記載の蛍光
画像読み取り装置。 - 【請求項7】 前記III 族窒化物系LEDが、表面のエ
ポキシ樹脂被覆が除去され、表面が紫外線透過材料によ
り被覆されていることを特徴とする請求項2ないし6の
いずれか1項に記載の蛍光画像読み取り装置。 - 【請求項8】 前記III 族窒化物系LEDがSQW(単
一量子井戸)構造をしていることを特徴とする請求項2
ないし7のいずれか1項に記載の蛍光画像読み取り装
置。 - 【請求項9】 前記III 族窒化物系LEDが、Inx Ga
1-x N(ここに、xは1未満の正の数である。)を含む
発光層を備えたことを特徴とする請求項2ないし8のい
ずれか1項に記載の蛍光画像読み取り装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9112381A JPH10300672A (ja) | 1997-04-30 | 1997-04-30 | 蛍光画像読み取り方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9112381A JPH10300672A (ja) | 1997-04-30 | 1997-04-30 | 蛍光画像読み取り方法および装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10300672A true JPH10300672A (ja) | 1998-11-13 |
Family
ID=14585261
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9112381A Pending JPH10300672A (ja) | 1997-04-30 | 1997-04-30 | 蛍光画像読み取り方法および装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10300672A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000194275A (ja) * | 1998-12-28 | 2000-07-14 | Toshiba Corp | 画像表示装置 |
JP2002168787A (ja) * | 2000-12-04 | 2002-06-14 | Fuji Photo Film Co Ltd | 画像読み取り方法および装置 |
JP2002541443A (ja) * | 1999-04-07 | 2002-12-03 | エム・ブイ・リサーチ・リミテッド | 材料検査 |
WO2005111587A1 (ja) * | 2004-05-18 | 2005-11-24 | Kabushiki Kaisya Advance | 生体試料検出装置 |
JP2007534967A (ja) * | 2004-04-26 | 2007-11-29 | センサーズ・フォー・メデセン・アンド・サイエンス・インコーポレーテッド | 光学センサの耐用寿命を延ばすためのシステムおよび方法 |
JP2010078599A (ja) * | 2008-09-23 | 2010-04-08 | Millipore Corp | 微生物分析のための装置 |
US10422748B2 (en) | 2008-09-23 | 2019-09-24 | Emd Millipore Corporation | Device for microbiological analysis |
-
1997
- 1997-04-30 JP JP9112381A patent/JPH10300672A/ja active Pending
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000194275A (ja) * | 1998-12-28 | 2000-07-14 | Toshiba Corp | 画像表示装置 |
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JP2013242331A (ja) * | 2004-04-26 | 2013-12-05 | Senseonics Inc | 光学センサの耐用寿命を延ばすためのシステムおよび方法 |
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WO2005111587A1 (ja) * | 2004-05-18 | 2005-11-24 | Kabushiki Kaisya Advance | 生体試料検出装置 |
JPWO2005111587A1 (ja) * | 2004-05-18 | 2008-03-27 | 株式会社アドバンス | 生体試料検出装置 |
JP2010078599A (ja) * | 2008-09-23 | 2010-04-08 | Millipore Corp | 微生物分析のための装置 |
JP2014062911A (ja) * | 2008-09-23 | 2014-04-10 | E M D Millipore Corp | 微生物分析のための装置 |
JP2016052328A (ja) * | 2008-09-23 | 2016-04-14 | イー・エム・デイー・ミリポア・コーポレイシヨン | 微生物分析のための装置 |
US10422748B2 (en) | 2008-09-23 | 2019-09-24 | Emd Millipore Corporation | Device for microbiological analysis |
US10605739B2 (en) | 2008-09-23 | 2020-03-31 | Emd Millipore Corporation | Device for microbiological analysis |
US10605738B2 (en) | 2008-09-23 | 2020-03-31 | Emd Millipore Corporation | Device for microbiological analysis |
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