JPH10332594A - Detecting method for object to be inspected - Google Patents

Detecting method for object to be inspected

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Publication number
JPH10332594A
JPH10332594A JP13871497A JP13871497A JPH10332594A JP H10332594 A JPH10332594 A JP H10332594A JP 13871497 A JP13871497 A JP 13871497A JP 13871497 A JP13871497 A JP 13871497A JP H10332594 A JPH10332594 A JP H10332594A
Authority
JP
Japan
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fluorescent molecule
probe
fluorescence
acceptor
donor
Prior art date
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Pending
Application number
JP13871497A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takayuki Suga
隆之 菅
Hisanobu Takamoto
尚宜 高本
Shinji Osuga
慎二 大須賀
Akihiko Tsuji
明彦 辻
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BUNSHI BAIOHOTONIKUSU KENKYUSH
Bunshi Biophotonics Kenkyusho KK
Original Assignee
BUNSHI BAIOHOTONIKUSU KENKYUSH
Bunshi Biophotonics Kenkyusho KK
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Filing date
Publication date
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Priority to JP13871497A priority Critical patent/JPH10332594A/en
Publication of JPH10332594A publication Critical patent/JPH10332594A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a detecting method in which a plurality of kinds of objects, to be inspected, in a sample are detected respectively in good S/N ratio. SOLUTION: A first detecting probe is composed of a donor probe 20a comprising a donor fluorescent molecule 21a and of an acceptor probe 30a comprising an acceptor fluorescent molecule 31a. A second detecting probe is composed of a donor probe 20b comprising a donor fluorescent molecule 21b and of an acceptor probe 30b comprising an acceptor fluorescent molecule 31b. At this time, the donor fluorescent molecule 21a and the donor fluorescent molecule 21a are identical, and the acceptor fluorescent molecule 31a and the acceptor molecule 31b are identical. The first and second detecting probes bond mutually different kinds of objects 10a, 10b, to be detected, so as to form a pair. At this time, the distance between the donor fluorescent molecules and the acceptor fluorescent molecules is different from each other. When they are irradiated with excitation light at an identical wavelength, they generate fluorescence at an identical wavelength. The objects 10a, 10b to be inspected are detected on the basis of the difference between their response characteristics.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、検体試料に検出プ
ローブ(蛍光プローブ)を混入し、その検体試料に励起
光を照射し、これに伴い発生した蛍光を検出して、検体
試料中の検出プローブが結合している被検体を検出する
技術に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the detection of a specimen sample by mixing a detection probe (fluorescent probe) with the specimen sample, irradiating the specimen sample with excitation light, and detecting the fluorescence generated thereby. The present invention relates to a technique for detecting an analyte to which a probe is bound.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、蛍光法を用いた被検体検出技
術として、1種類からなる蛍光プローブを、検体試料に
混入して被検体に結合させ、その検体試料に励起光を照
射し、被検体に結合している蛍光プローブから発生する
蛍光の強度、スペクトルまたは蛍光寿命等に由来したパ
ラメータを測定して、検体試料中の被検体を検出する技
術が知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a technique for detecting an object using a fluorescence method, one kind of fluorescent probe is mixed with a sample and allowed to bind to the object, and the sample is irradiated with excitation light and irradiated with excitation light. 2. Description of the Related Art There is known a technique for detecting a specimen in a specimen sample by measuring parameters derived from the intensity, spectrum, fluorescence lifetime, and the like of the fluorescence generated from a fluorescent probe bound to the specimen.

【0003】この被検体検出技術を用いて、検体試料中
の複数種類の被検体を検出・判別するには以下のように
して行われる。すなわち、互いに特性が異なる複数種類
の蛍光プローブを検体試料に混入し、その複数種類の蛍
光プローブそれぞれを複数種類の被検体それぞれに結合
させる。このとき、結合すべき被検体種類と蛍光プロー
ブ種類とは、互いに対応したものとする。そして、その
検体試料に励起光を照射し、検体試料から発生する蛍光
を複数種類の蛍光プローブそれぞれの特性に基づいて識
別し、検体試料中の複数種類の被検体それぞれを検出す
る。ここで、一般に、複数種類の蛍光プローブとして
は、蛍光スペクトルや蛍光寿命が互いに異なるものが用
いられる。
The detection and discrimination of a plurality of types of analytes in a sample sample using this analyte detection technique is performed as follows. That is, a plurality of types of fluorescent probes having different characteristics are mixed into a sample, and the plurality of types of fluorescent probes are respectively bound to the plurality of types of analytes. At this time, the type of the analyte to be bound and the type of the fluorescent probe correspond to each other. Then, the sample sample is irradiated with excitation light, fluorescence generated from the sample sample is identified based on the characteristics of each of the plurality of types of fluorescent probes, and each of the plurality of types of analytes in the sample sample is detected. Here, generally, a plurality of types of fluorescent probes having different fluorescence spectra and different fluorescence lifetimes are used.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記従来の蛍光法を用
いた被検体検出技術により複数種類の被検体を検出しよ
うとする場合には、発光現象が互いに異なる複数種類の
蛍光分子を用意する必要がある。また、蛍光強度以外の
パラメータであるスペクトルや蛍光寿命に由来したパラ
メータを測定対象として複数種類の被検体それぞれの発
光現象を互いに識別するため、蛍光分子の選択は制限が
生じる。
In order to detect a plurality of types of analytes by the above-mentioned conventional fluorescence detection method using an analyte, it is necessary to prepare a plurality of types of fluorescent molecules having different light emission phenomena. There is. In addition, since the emission phenomena of each of a plurality of types of analytes are distinguished from each other by using a parameter derived from the spectrum or the fluorescence lifetime that is a parameter other than the fluorescence intensity as a measurement target, selection of a fluorescent molecule is restricted.

【0005】一方、ドナープローブおよびアクセプタプ
ローブそれぞれに含まれるドナー蛍光分子およびアクセ
プタ蛍光分子それぞれの間の蛍光共鳴エネルギ移動現象
に基づいて複数種類の被検体を検出することも考えられ
る。しかし、この場合、複数種類の被検体それぞれにつ
いて互いに異なる種類のドナー蛍光分子およびアクセプ
タ蛍光分子それぞれからなるドナープローブおよびアク
セプタプローブそれぞれを用意する必要があるが、同一
波長の励起光の照射および同一波長の蛍光の測定で複数
種類の被検体を検出する場合には、ドナー蛍光分子およ
びアクセプタ蛍光分子それぞれの種類の組合せが限られ
る。したがって、ドナー蛍光分子およびアクセプタ蛍光
分子の選択は困難であり、また、一度に検出できる被検
体の種類の数は限られる。
On the other hand, it is conceivable to detect a plurality of types of analytes based on the fluorescence resonance energy transfer phenomenon between the donor fluorescent molecule and the acceptor fluorescent molecule contained in the donor probe and the acceptor probe, respectively. However, in this case, it is necessary to prepare a donor probe and an acceptor probe each composed of different types of donor fluorescent molecules and acceptor fluorescent molecules for each of a plurality of types of analytes. In the case where a plurality of types of analytes are detected by the fluorescence measurement, combinations of the types of the donor fluorescent molecule and the acceptor fluorescent molecule are limited. Therefore, it is difficult to select a donor fluorescent molecule and an acceptor fluorescent molecule, and the number of types of analytes that can be detected at one time is limited.

【0006】また、検体試料中に存在する複数種類の被
検体それぞれの量が異なる場合には、存在量が相対的に
少ない被検体については検出感度は低い。
When the amount of each of a plurality of types of analytes present in a sample is different, the detection sensitivity is low for an analyte having a relatively small amount.

【0007】本発明は、上記問題点を解消する為になさ
れたものであり、同一波長の励起光照射により、検体試
料中に含まれる複数種類の被検体それぞれを微量であっ
ても高S/N比で検出することができる被検体検出方法
を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problem. By irradiating excitation light of the same wavelength, a plurality of types of specimens contained in a specimen can be reduced to a high S / E even if they are trace amounts. It is an object of the present invention to provide a method for detecting an analyte that can be detected at an N ratio.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明に係る被検体検出
方法は、(1) 被検体に対になって結合したときに一定距
離だけ隔てて配されて励起光照射に対して蛍光共鳴エネ
ルギ移動現象を起こし所定の応答特性で蛍光を発生する
ドナー蛍光分子およびアクセプタ蛍光分子それぞれを有
するドナープローブおよびアクセプタプローブそれぞれ
からなる検出プローブであって、互いに同一のドナー蛍
光分子およびアクセプタ蛍光分子を有し、互いに異なる
種類の被検体に対になって結合し、互いに異なる応答特
性で蛍光を発生する複数種類の検出プローブを、検体試
料中に混入する第1のステップと、(2) 一定周波数で強
度変調された励起光を検体試料に照射するとともに、複
数種類の検出プローブそれぞれについて、被検体に対に
なって結合している該検出プローブの応答特性に基づい
て該検出プローブから発生する蛍光を周波数ドメイン時
間分解光計測法により識別し、その識別された蛍光に基
づいて該検出プローブが結合している被検体を検出する
第2のステップと、を備えることを特徴とする。
According to the present invention, there is provided a method for detecting an analyte, comprising the steps of: (1) providing a fluorescent resonance energy with respect to excitation light irradiation, A detection probe consisting of a donor probe and an acceptor probe, each having a donor fluorescent molecule and an acceptor fluorescent molecule that causes a migration phenomenon and generates fluorescence with predetermined response characteristics, and has the same donor fluorescent molecule and acceptor fluorescent molecule. A first step of mixing a plurality of types of detection probes, which are paired with different types of analytes and emit fluorescence with different response characteristics, into a sample, and (2) intensity at a constant frequency. The modulated excitation light irradiates the specimen sample, and each of multiple types of detection probes is coupled to the specimen in pairs. A second step of identifying fluorescence generated from the detection probe based on the response characteristics of the detection probe by frequency-domain time-resolved optical measurement, and detecting an analyte to which the detection probe is bound based on the identified fluorescence. And the step of:

【0009】この被検体検出方法によれば、第1のステ
ップにおいて、上述のような互いに同一のドナー蛍光分
子およびアクセプタ蛍光分子それぞれを有し、互いに異
なる種類の被検体に対になって結合し、互いに異なる応
答特性で蛍光を発生する複数種類の検出プローブが、検
体試料中に混入される。そして、第2のステップにおい
て、その検体試料に一定周波数で強度変調された励起光
が照射され、複数種類の検出プローブそれぞれについ
て、被検体に対になって結合している該検出プローブの
応答特性に基づいて、該検出プローブから発生する蛍光
が周波数ドメイン時間分解光計測法により識別され、そ
の識別された蛍光に基づいて該検出プローブが結合して
いる被検体が検出される。
According to this method for detecting an analyte, in the first step, the above-described donor fluorescent molecule and acceptor fluorescent molecule which are the same as each other as described above are combined and bound to different types of analytes in pairs. A plurality of types of detection probes that generate fluorescence with different response characteristics from each other are mixed into the sample. Then, in the second step, the sample sample is irradiated with excitation light whose intensity is modulated at a constant frequency, and for each of the plurality of types of detection probes, the response characteristics of the detection probes coupled to the subject in pairs. , The fluorescence generated from the detection probe is identified by frequency domain time-resolved optical measurement, and the analyte to which the detection probe is bound is detected based on the identified fluorescence.

【0010】また、第2のステップは、励起光の強度変
調に対して第1の位相遅れが加えられた第1の同期信号
に基づいて検体試料からの光束を同期検出して蛍光を識
別することを特徴とする。この場合、検体試料からの光
束は、励起光の強度変調に対して第1の位相遅れが加え
られた第1の同期信号に基づいて同期検出され、その同
期検出結果に基づいて、蛍光はS/N比よく識別され
る。
In the second step, fluorescence is identified by synchronously detecting a light beam from the specimen sample based on a first synchronization signal obtained by adding a first phase delay to the intensity modulation of the excitation light. It is characterized by the following. In this case, the luminous flux from the sample is synchronously detected based on a first synchronization signal obtained by adding a first phase delay to the intensity modulation of the excitation light, and the fluorescence is converted to S based on the synchronization detection result. / N ratio.

【0011】また、第2のステップは、更に、励起光の
強度変調に対して第2の位相遅れが加えられた第2の同
期信号に基づいて光束を同期検出し、第1および第2の
同期信号それぞれに基づいて同期検出された光束それぞ
れに基づいて蛍光を識別することを特徴とする。この場
合、更に、検体試料からの光束は、励起光の強度変調に
対して第2の位相遅れが加えられた第2の同期信号に基
づいて同期検出され、第1および第2の同期信号それぞ
れによる同期検出結果に基づいて、蛍光は更にS/N比
よく識別される。
In the second step, the light beam is synchronously detected based on a second synchronization signal obtained by adding a second phase delay to the intensity modulation of the excitation light, and the first and second light beams are detected. It is characterized in that fluorescence is identified based on each light beam synchronously detected based on each synchronization signal. In this case, the luminous flux from the sample is synchronously detected based on the second synchronization signal obtained by adding the second phase delay to the intensity modulation of the excitation light, and the first and second synchronization signals are respectively detected. The fluorescence is identified with a better S / N ratio on the basis of the synchronous detection result.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態を詳細に説明する。尚、図面の説明におい
て同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省
略する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements will be denoted by the same reference symbols, without redundant description.

【0013】先ず、本発明に係る被検体検出方法に用い
るのに好適な検出プローブについて説明する。
First, a detection probe suitable for use in the subject detection method according to the present invention will be described.

【0014】この検出プローブは、ドナープローブとア
クセプタプローブとからなる。ドナープローブは、エネ
ルギ・ドナー性のドナー蛍光分子でラベル化されてい
る。一方、アクセプタプローブは、エネルギ・アクセプ
タ性のアクセプタ蛍光分子でラベル化されている。ま
た、ドナープローブおよびアクセプタプローブが例えば
特定のポリヌクレオチド配列に結合した際には、ドナー
蛍光分子とアクセプタ蛍光分子との間の距離が一定の距
離となって結合され、ドナー蛍光分子とアクセプタ蛍光
分子との間で蛍光共鳴エネルギ移動現象が効率よく生じ
る得る空間位置をとるような分子構造を有している。
This detection probe is composed of a donor probe and an acceptor probe. The donor probe is labeled with an energy donor donor fluorescent molecule. On the other hand, the acceptor probe is labeled with an acceptor fluorescent molecule having an energy acceptor property. Further, when the donor probe and the acceptor probe bind to, for example, a specific polynucleotide sequence, the distance between the donor fluorescent molecule and the acceptor fluorescent molecule is fixed to be constant, and the donor fluorescent molecule and the acceptor fluorescent molecule are bound. Has a molecular structure that takes a spatial position where a fluorescence resonance energy transfer phenomenon can occur efficiently.

【0015】したがって、これらのドナープローブおよ
びアクセプタプローブそれぞれが特定のポリヌクレオチ
ド配列に対になって結合したものに励起光を照射する
と、その励起光はドナー蛍光分子を励起するとともに、
ドナー蛍光分子からアクセプタ蛍光分子へ蛍光共鳴エネ
ルギ移動現象が生じ、また、ドナー蛍光分子およびアク
セプタ蛍光分子それぞれから蛍光が発生する。
Therefore, when the donor probe and the acceptor probe each having a pair bound to a specific polynucleotide sequence are irradiated with excitation light, the excitation light excites the donor fluorescent molecule,
A fluorescence resonance energy transfer phenomenon occurs from the donor fluorescent molecule to the acceptor fluorescent molecule, and fluorescence is generated from each of the donor fluorescent molecule and the acceptor fluorescent molecule.

【0016】このようにドナー蛍光分子およびアクセプ
タ蛍光分子が互いに一定距離を隔てて特定のポリヌクレ
オチド配列に対になって結合しているときにパルス励起
光が照射されてドナー蛍光分子およびアクセプタ蛍光分
子それぞれから発生する蛍光の減衰曲線と、それぞれ単
独でフリー状態で存在するドナー蛍光分子およびアクセ
プタ蛍光分子それぞれから発生する蛍光の減衰曲線とを
比較検定することにより、上記の蛍光共鳴エネルギ移動
現象が生じているか否かを判定できる。
As described above, when the donor fluorescent molecule and the acceptor fluorescent molecule are bound to a specific polynucleotide sequence at a certain distance from each other in a pair, the pulsed excitation light is applied to the donor fluorescent molecule and the acceptor fluorescent molecule. The above-described fluorescence resonance energy transfer phenomenon occurs by comparing and comparing the decay curve of the fluorescence generated from each of them with the decay curve of the fluorescence generated from each of the donor fluorescent molecule and the acceptor fluorescent molecule which exist independently in a free state. Can be determined.

【0017】このドナープローブとアクセプタプローブ
とからなる検出プローブは、上記の蛍光共鳴エネルギ移
動現象が効率的に生じるように空間配置されるべく構成
されるものである。この蛍光共鳴エネルギ移動現象が生
じていることから、検出プローブが特定のヌクレオチド
配列に対になって結合していること、すなわち、被検体
が存在することを知ることができる。したがって、この
検出プローブを使用することで、極めて高感度に被検体
を検出することが可能となる。
The detection probe comprising the donor probe and the acceptor probe is configured to be spatially arranged so that the above-described fluorescence resonance energy transfer phenomenon occurs efficiently. Since this fluorescence resonance energy transfer phenomenon has occurred, it can be known that the detection probe is bound to a specific nucleotide sequence in a pair, that is, the presence of the analyte. Therefore, the use of this detection probe makes it possible to detect a subject with extremely high sensitivity.

【0018】この検出プローブは、時間ドメイン時間分
解光計測法に基づく蛍光法においては以下のように用い
られる。図1は、本発明において好適に用いられる検出
プローブの説明図である。
This detection probe is used as follows in a fluorescence method based on a time-domain time-resolved optical measurement method. FIG. 1 is an explanatory diagram of a detection probe suitably used in the present invention.

【0019】先ず、被検体10が有する特定のポリヌク
レオチド配列を選択し、その選択された配列に相補的に
結合する2種類のオリゴヌクレオチドプローブの塩基配
列11および12を選択する。この場合、完全に相補性
があることが好ましいが、実質的に結合する配列であれ
ばよい。一方、適当なドナー蛍光分子21を適当な位置
で適当な長さのリンカ部22で結合して、ドナープロー
ブ20を調製し、また、適当なアクセプタ蛍光分子31
を適当な位置で適当な長さのリンカ部32で結合して、
アクセプタプローブ30を調製する(図1(a))。こ
れらのドナープローブ20およびアクセプタプローブ3
0それぞれを、被検体10が含まれているか否かが未知
である検体試料に混合する。検体試料中に被検体10が
含まれていれば、一部のドナープローブ20およびアク
セプタプローブ30それぞれは、被検体10の塩基配列
11および12それぞれと結合する(図1(b))。
First, a specific polynucleotide sequence possessed by the subject 10 is selected, and base sequences 11 and 12 of two types of oligonucleotide probes that complementarily bind to the selected sequence are selected. In this case, it is preferable that they have complete complementarity, but any sequence that substantially binds may be used. On the other hand, an appropriate donor fluorescent molecule 21 is bound at an appropriate position with a linker portion 22 of an appropriate length to prepare a donor probe 20 and an appropriate acceptor fluorescent molecule 31
At an appropriate position with a linker portion 32 of an appropriate length,
An acceptor probe 30 is prepared (FIG. 1A). These donor probe 20 and acceptor probe 3
0 is mixed with a specimen sample for which it is unknown whether or not the specimen 10 is contained. If the specimen 10 contains the specimen 10, some of the donor probes 20 and the acceptor probes 30 respectively bind to the base sequences 11 and 12 of the specimen 10 (FIG. 1 (b)).

【0020】そして、時間分解測定可能な蛍光測定装置
を用いて、パルス励起光を検体試料に照射し、アクセプ
タ蛍光分子31から発生する蛍光の減衰曲線を測定す
る。このアクセプタ蛍光分子31から発生する蛍光に
は、ドナー蛍光分子21からアクセプタ蛍光分子31へ
の蛍光共鳴エネルギ移動現象に基づく蛍光が含まれてい
る(図1(c))。また、アクセプタプローブ30が単
独でフリー状態で存在する試料にパルス励起光を照射し
て、アクセプタ蛍光分子31から発生する蛍光の減衰曲
線を測定する(図1(d))。
Then, the sample is irradiated with pulsed excitation light using a fluorescence measuring device capable of time-resolved measurement, and the decay curve of the fluorescence generated from the acceptor fluorescent molecules 31 is measured. The fluorescence generated from the acceptor fluorescent molecule 31 includes the fluorescent light based on the fluorescence resonance energy transfer phenomenon from the donor fluorescent molecule 21 to the acceptor fluorescent molecule 31 (FIG. 1C). In addition, the sample in which the acceptor probe 30 exists alone in a free state is irradiated with pulsed excitation light, and the decay curve of the fluorescence generated from the acceptor fluorescent molecule 31 is measured (FIG. 1D).

【0021】この図に示すように、ドナープローブおよ
びアクセプタプローブが互いに一定距離だけ隔てて配置
されているとき(図1(b))にパルス励起光が照射さ
れ蛍光共鳴エネルギ移動現象が生じてアクセプタ蛍光分
子から発生する蛍光の減衰曲線(図1(c))と、アク
セプタプローブがフリーに存在するときにパルス励起光
が照射されてアクセプタ蛍光分子から発生する蛍光の減
衰曲線(図1(d))とは、互いに異なる形状をしてい
る。すなわち、蛍光共鳴エネルギ移動現象が生じてアク
セプタ蛍光分子から発生する蛍光の減衰曲線(図1
(c))は、フリー状態にあるアクセプタプローブのア
クセプタ蛍光分子から発生する蛍光の減衰曲線(図1
(d))と比べて、立ち上がりが緩やかで、極大点に達
したのちの減衰も緩やかである。この相違は、蛍光共鳴
エネルギ移動現象に因るものである。
As shown in this figure, when the donor probe and the acceptor probe are arranged at a fixed distance from each other (FIG. 1B), pulse excitation light is irradiated to cause a fluorescence resonance energy transfer phenomenon, thereby causing the acceptor probe to undergo fluorescence resonance energy transfer. A decay curve of the fluorescence generated from the fluorescent molecule (FIG. 1 (c)) and a decay curve of the fluorescence generated from the acceptor fluorescent molecule when irradiated with the pulse excitation light when the acceptor probe is present freely (FIG. 1 (d)). ) Have different shapes from each other. That is, the decay curve of the fluorescence generated from the acceptor fluorescent molecule due to the fluorescence resonance energy transfer phenomenon (FIG. 1)
(C)) shows the decay curve of the fluorescence generated from the acceptor fluorescent molecule of the acceptor probe in the free state (FIG. 1).
As compared with (d)), the rise is gradual and the decay after reaching the maximum point is gradual. This difference is due to the fluorescence resonance energy transfer phenomenon.

【0022】したがって、これら得られた2つの減衰曲
線(図1(c)および(d))を比較することにより、
被検体が存在するか否かが判定され得る。すなわち、両
者の蛍光減衰曲線に有意差が認められる場合には、検体
試料中に被検体10が存在すると判定され、両者の蛍光
減衰曲線に有意差が認められない場合には、検体試料中
に被検体10が存在しないと判定される。
Therefore, by comparing these two obtained attenuation curves (FIGS. 1 (c) and 1 (d)),
It can be determined whether the subject is present. That is, when a significant difference is recognized between the two fluorescence decay curves, it is determined that the subject 10 is present in the sample sample. When no significant difference is recognized between the two fluorescence decay curves, the sample is included in the sample sample. It is determined that the subject 10 does not exist.

【0023】このドナープローブとアクセプタプローブ
とからなる検出プローブは、高感度で、しかも被検体に
比較して過剰に各プローブが混入された条件下において
も充分に被検体の検出が可能となるための特定の構造を
有する。すなわち、本発明者の知見によれば、通常、ド
ナー蛍光分子およびアクセプタ蛍光分子それぞれの空間
配置は、被検体の分子運動により大きく変化し、ドナー
蛍光分子およびアクセプタ蛍光分子の相対的な空間位置
が固定されたとした場合に予想される蛍光共鳴エネルギ
移動現象に基づく蛍光減衰曲線の変化が実際には観測さ
れないことがある。したがって、この検出プローブは、
ドナー蛍光分子とアクセプタ蛍光分子とを好ましい空間
位置に実質的に固定するべく、それぞれの蛍光分子の種
類、プローブの結合態様(2重鎖、1重鎖)および位置
(蛍光分子間の塩基数)等を最適化するものである。
The detection probe comprising the donor probe and the acceptor probe has high sensitivity, and can sufficiently detect the analyte even under the condition that each probe is mixed in excess with the analyte. Having a specific structure. That is, according to the findings of the present inventor, usually, the spatial arrangement of each of the donor fluorescent molecule and the acceptor fluorescent molecule greatly changes due to the molecular motion of the subject, and the relative spatial positions of the donor fluorescent molecule and the acceptor fluorescent molecule are changed. A change in the fluorescence decay curve based on the expected fluorescence resonance energy transfer phenomenon when fixed may not be actually observed. Therefore, this detection probe
In order to substantially fix the donor fluorescent molecule and the acceptor fluorescent molecule at a preferable spatial position, the type of each fluorescent molecule, the binding mode of the probe (duplex or single chain) and the position (the number of bases between the fluorescent molecules) Etc. are optimized.

【0024】したがって、この検出プローブと被検体と
の結合体は、被検体が分子運動等に基づき検体試料中で
その3次元構造を変化させても、上記特定のポリヌクレ
オチド配列部で形成される2重鎖構造部分は大きくは変
化せず、各蛍光分子間の好ましい相対的空間位置が固定
され、結果として予想される充分な蛍光減衰曲線の変化
が起こることとなる。したがって、フリーの各プローブ
が大過剰の条件下でも(この場合、蛍光スペクトルの変
化では観測できない)、蛍光減衰曲線の変化を検出する
ことが可能となる。
Therefore, the conjugate of the detection probe and the analyte is formed by the specific polynucleotide sequence even if the analyte changes its three-dimensional structure in the analyte sample based on molecular motion or the like. The portion of the duplex structure does not change significantly, and the preferred relative spatial position between each fluorescent molecule is fixed, resulting in a change in the expected sufficient fluorescence decay curve. Therefore, it is possible to detect a change in the fluorescence decay curve even under a condition where each free probe is in a large excess (in this case, it cannot be observed by a change in the fluorescence spectrum).

【0025】ここで意味するドナー蛍光分子とアクセプ
タ蛍光分子との間の相対的な空間位置を固定するとは、
ドナープローブおよびアクセプタプローブが被検体中の
特定のポリヌクレオチド配列部と結合して形成される2
重鎖部分が、蛍光減衰曲線測定の時間幅に対して実質的
にその3次元構造を保持することを意味するものであ
り、結果として、各プローブに結合する各蛍光分子の相
対的な空間位置もその時間幅においては実質的に保持さ
れることを意味する。上記蛍光減衰測定の時間幅は数〜
数百ナノ秒程度である。
The term "fixing the relative spatial position between the donor fluorescent molecule and the acceptor fluorescent molecule" as used herein means that:
The donor probe and the acceptor probe are formed by binding to a specific polynucleotide sequence portion in the subject.
This means that the heavy chain portion substantially retains its three-dimensional structure with respect to the time width of the fluorescence decay curve measurement, and as a result, the relative spatial position of each fluorescent molecule bound to each probe. Also substantially holds in the time width. The time width of the fluorescence decay measurement is several to
It is on the order of several hundred nanoseconds.

【0026】ドナープローブおよびアクセプタプローブ
それぞれの塩基配列数には特に制限はない。結合時にお
ける2重鎖を安定に存在させ、かつ誤認識を避けるため
には多い方が好ましいが、各プローブ調製の容易性、プ
ローブの安定性、検出操作の簡便性、被検体中の特定ポ
リペプチド配列部の既知塩基配列等を考慮して、各プロ
ーブの塩基数を選択することが可能である。使用可能な
各プローブの塩基数は、結合により、ドナー蛍光分子お
よびアクセプタ蛍光分子それぞれが特定の空間配置に固
定され、充分な蛍光共鳴エネルギ移動現象が可能となる
ことが必要である。さらに、各プローブの合計の塩基配
列数も特に限定はない。一般的には結合時の2重鎖が充
分安定であり且つ誤認識のない充分な長さが必要であ
る。
The number of base sequences of the donor probe and the acceptor probe is not particularly limited. It is preferable that the number of double strands be stable at the time of binding and avoid misrecognition. It is possible to select the number of bases of each probe in consideration of the known base sequence of the peptide sequence and the like. The number of bases of each probe that can be used needs to be such that the donor fluorescent molecule and the acceptor fluorescent molecule are fixed in a specific spatial arrangement by binding, and a sufficient fluorescence resonance energy transfer phenomenon is possible. Furthermore, the total number of base sequences of each probe is not particularly limited. Generally, it is necessary that the duplex at the time of binding is sufficiently stable and has a sufficient length without erroneous recognition.

【0027】ドナープローブおよびアクセプタプローブ
それぞれの被検体中の特定のポリヌクレオチド配列上で
の相対位置は特には限定はなく、必ずしも各プローブの
末端同士が隣接する必要はなく、ターゲット核酸の1本
鎖の一部をはさんだ形でもよい。種々の態様によりドナ
ー蛍光分子およびアクセプタ蛍光分子それぞれを特定の
空間位置に固定可能な各プローブの相対位置を選択する
ことが可能である。
The relative positions of the donor probe and the acceptor probe on the specific polynucleotide sequence in the subject are not particularly limited, and the ends of each probe do not necessarily have to be adjacent to each other, and the single-stranded target nucleic acid May be sandwiched between them. According to various embodiments, it is possible to select a relative position of each probe that can fix the donor fluorescent molecule and the acceptor fluorescent molecule at a specific spatial position.

【0028】この検出プローブとして使用可能なドナー
蛍光分子およびアクセプタ蛍光分子は特に限定されない
が、次の条件を満たす組合せが好ましい。すなわち、
(1) ドナー蛍光分子から発生する蛍光の蛍光寿命が、ア
クセプタ蛍光分子から発生する蛍光の蛍光寿命より長
く、その差が大きいこと、(2) ドナー蛍光分子を励起さ
せる波長の励起光により、アクセプタ蛍光分子が励起さ
れる確率が低いこと、(3)ドナー蛍光分子から発生する
蛍光のスペクトルとアクセプタ蛍光分子から発生する蛍
光のスペクトルとの重なりが小さいこと、の条件を満た
すものが好適である。
The donor fluorescent molecule and acceptor fluorescent molecule usable as the detection probe are not particularly limited, but a combination satisfying the following conditions is preferable. That is,
(1) The fluorescence lifetime of the fluorescence generated from the donor fluorescent molecule is longer than the fluorescence lifetime of the fluorescence generated from the acceptor fluorescent molecule, and the difference is large. (2) The acceptor is excited by the excitation light having the wavelength that excites the donor fluorescent molecule. It is preferable that the conditions satisfy the following conditions: the probability that the fluorescent molecule is excited is low; and (3) the overlap between the spectrum of the fluorescence generated from the donor fluorescent molecule and the spectrum of the fluorescence generated from the acceptor fluorescent molecule is small.

【0029】上記の一般的な条件を満たす蛍光分子とし
て、例えば、ドナー蛍光分子としては、BODIPY
(4,4-difluoro-4-bora-3a,4a-diaza-s-indacene)蛍光
色素系(モレキュラープローブス社)、FITC(フル
オレセイン)系、ローダミン系が好適に使用可能であ
り、特に、BODIPYが好ましい。アクセプタ蛍光分
子としては、ローダミン系色素やインドシアニン系色素
が好適に使用可能であり、特に、Cy5,Cy3,Cy
3.5(Amersham LIFE SCIENCE、FluoroLink、Cat.No.
PA25001, PA23001, PA23501 )が好ましい。
As a fluorescent molecule satisfying the above general conditions, for example, as a donor fluorescent molecule, BODIPY
(4,4-difluoro-4-bora-3a, 4a-diaza-s-indacene) A fluorescent dye system (Molecular Probes), a FITC (fluorescein) system, and a rhodamine system can be suitably used, and in particular, BODIPY Is preferred. As the acceptor fluorescent molecule, rhodamine-based dyes and indocyanine-based dyes can be suitably used. In particular, Cy5, Cy3, and Cy are used.
3.5 (Amersham LIFE SCIENCE, FluoroLink, Cat. No.
PA25001, PA23001, PA23501) are preferred.

【0030】さらに、ドナー蛍光分子およびアクセプタ
蛍光分子それぞれとプローブオリゴヌクレオチドとの結
合基については特に限定されないが、上記2種類の蛍光
分子が望ましい蛍光共鳴エネルギ移動現象が起こるよう
に適当なリンカ部を介して結合することが好ましい。リ
ンカ部があまりに短い場合は、各蛍光分子と核酸の骨格
部分や塩基部との相互作用が強くなる可能性があり好ま
しくない。また、リンカ部があまりに長い場合には、2
種類の蛍光分子が自由に運動し、2つの蛍光分子間の立
体配置が充分に固定されないこととなり好ましくない。
したがって、好ましいリンカ部の長さとしては、テトラ
メチレン鎖〜デカメチレン鎖が好ましい。各蛍光分子と
の結合は、公知の共有結合生成反応を用いることができ
る。例えば、アミド、エステル、エーテル結合等である
が、特にアミド結合が好ましい。
Further, there is no particular limitation on the bonding group between the donor fluorescent molecule and the acceptor fluorescent molecule and the probe oligonucleotide, but an appropriate linker portion is provided so that the above two types of fluorescent molecules cause a desirable fluorescence resonance energy transfer phenomenon. It is preferable that they are bonded through a bond. If the linker is too short, the interaction between each fluorescent molecule and the skeleton or base of the nucleic acid may become strong, which is not preferable. If the linker is too long, 2
Undesirably, the kinds of fluorescent molecules move freely, and the steric configuration between the two fluorescent molecules is not sufficiently fixed.
Therefore, a preferable length of the linker portion is a tetramethylene chain to a decamethylene chain. For binding to each fluorescent molecule, a known covalent bond formation reaction can be used. For example, an amide bond, an ester bond, an ether bond and the like are preferable, and an amide bond is particularly preferable.

【0031】上記特徴を有する検出プローブの好ましい
構造としては、例えば次の構造である。ドナー蛍光分子
をリンカ部を介して特定の位置に標識したオリゴヌクレ
オチドプローブ(ドナープローブ)と、アクセプタ蛍光
分子をリンカ部を介して特定の位置に標識したオリゴヌ
クレオチドプローブ(アクセプタプローブ)の2種類か
らなる1組のプローブである。それぞれのプローブの塩
基配列は被検体中の全部または一部の特定の部位(1重
鎖の特定のポリペプチド配列部)に実質的に結合可能な
ように選択されたものである。したがって、上記2種類
のプローブは被検体の上記特定のポリペプチド配列部の
1重鎖上の任意の位置に結合されるように選択され、2
種類のプローブの空間的な相対位置を任意に選択できる
ものである。
The preferred structure of the detection probe having the above characteristics is, for example, the following structure. An oligonucleotide probe (donor probe) labeled with a donor fluorescent molecule at a specific position via a linker, and an oligonucleotide probe (acceptor probe) labeled with an acceptor fluorescent molecule at a specific position via a linker. A set of probes. The base sequence of each probe is selected so as to be able to substantially bind to all or a part of a specific site (specific polypeptide sequence portion of a single chain) in the subject. Accordingly, the two types of probes are selected so as to be bound to any positions on the single chain of the specific polypeptide sequence portion of the subject, and the two types of probes are selected.
The spatial relative positions of the types of probes can be arbitrarily selected.

【0032】本発明に係る被検体検出方法は、被検体に
対になって結合したときに一定距離だけ隔てて配されて
励起光照射に対して蛍光共鳴エネルギ移動現象を起こし
所定の応答特性で蛍光を発生するドナー蛍光分子および
アクセプタ蛍光分子それぞれを有するドナープローブお
よびアクセプタプローブそれぞれからなる検出プローブ
であって、互いに同一のドナー蛍光分子およびアクセプ
タ蛍光分子を有し、互いに異なる種類の被検体に対にな
って結合し、互いに異なる応答特性で蛍光を発生する複
数種類の検出プローブを用いて、周波数ドメイン時間分
解光計測法に基づく蛍光法より、検体試料中の複数種類
の被検体それぞれを検出するものである。なお、以下で
は、説明の簡便のため、2組の検出プローブを用いた場
合について説明するが、より多数の組の検出プローブを
用いた場合も同様である。
In the method for detecting an object according to the present invention, when the object is coupled to the object, the object is arranged at a predetermined distance from the object, causes a fluorescence resonance energy transfer phenomenon with respect to the excitation light irradiation, and has a predetermined response characteristic. A detection probe consisting of a donor probe and an acceptor probe each having a donor fluorescent molecule and an acceptor fluorescent molecule that generate fluorescence, and having the same donor fluorescent molecule and acceptor fluorescent molecule, and capable of detecting different types of analytes. Fluorescent method based on frequency domain time-resolved optical measurement method detects multiple types of analytes in a sample using multiple types of detection probes that combine and generate fluorescence with mutually different response characteristics Things. In the following, a case where two sets of detection probes are used will be described for simplicity of description, but the same applies to a case where a larger number of sets of detection probes are used.

【0033】図2は、本発明に係る被検体検出方法にお
いて用いられる2組の検出プローブの説明図である。こ
の図2(a)および(b)それぞれに示す第1および第
2の検出プローブそれぞれにおいて、ドナー蛍光分子2
1aおよび21bは互いに同一であり、また、アクセプ
タ蛍光分子31aおよび31bも互いに同一である。ド
ナープローブ20aおよびアクセプタプローブ30aそ
れぞれが結合する塩基配列11aおよび12aそれぞれ
を有する被検体10a(図2(a))と、ドナープロー
ブ20bおよびアクセプタプローブ30bそれぞれが結
合する塩基配列11bおよび12bそれぞれを有する被
検体10b(図2(b))とは、互いに異なる種類のも
のである。
FIG. 2 is an explanatory diagram of two sets of detection probes used in the subject detection method according to the present invention. In each of the first and second detection probes shown in FIGS. 2A and 2B, the donor fluorescent molecule 2
1a and 21b are identical to each other, and acceptor fluorescent molecules 31a and 31b are also identical to each other. An analyte 10a having base sequences 11a and 12a to which the donor probe 20a and the acceptor probe 30a respectively bind (FIG. 2A), and base sequences 11b and 12b to which the donor probe 20b and the acceptor probe 30b respectively bind The subject 10b (FIG. 2B) is of a different type.

【0034】そして、ドナープローブ20aおよびアク
セプタプローブ30aからなる第1の検出プローブが対
になって被検体10aに結合すると、ドナー蛍光分子2
1aおよびアクセプタ蛍光分子31aは互いに距離La
だけ隔てて配される(図2(a))。また、ドナープロ
ーブ20bおよびアクセプタプローブ30bからなる第
2の検出プローブが対になって被検体10bに結合する
と、ドナー蛍光分子21bおよびアクセプタ蛍光分子3
1bは互いに距離Lbだけ隔てて配される(図2
(b))。
When the first detection probe consisting of the donor probe 20a and the acceptor probe 30a binds to the subject 10a in a pair, the donor fluorescent molecule 2
1a and the acceptor fluorescent molecule 31a are at a distance La from each other.
(FIG. 2A). When the second detection probe composed of the donor probe 20b and the acceptor probe 30b is paired and binds to the subject 10b, the donor fluorescent molecule 21b and the acceptor fluorescent molecule 3
1b are spaced from each other by a distance Lb (FIG. 2).
(B)).

【0035】このように、第1および第2の検出プロー
ブそれぞれは、互いに同一のドナー蛍光分子を有し、互
いに同一のアクセプタ蛍光分子を有するものであって、
互いに異なる種類の被検体それぞれに対になって結合
し、且つ、ドナー蛍光分子およびアクセプタ蛍光分子の
間の距離が互いに異なるものになるよう調整される。し
たがって、所定波長の励起光を照射すると、被検体10
aに対になって結合している第1の検出プローブから発
生する第1の蛍光と、被検体10bに対になって結合し
ている第2の検出プローブから発生する第2の蛍光と
は、互いに同一の波長であるが、互いに異なる応答特性
を示す。
Thus, each of the first and second detection probes has the same donor fluorescent molecule and the same acceptor fluorescent molecule, and
It is adjusted so that the different types of analytes bind to each other in pairs and the distance between the donor fluorescent molecule and the acceptor fluorescent molecule is different from each other. Therefore, when the excitation light of a predetermined wavelength is irradiated,
The first fluorescence generated from the first detection probe paired with a and the second fluorescence generated from the second detection probe paired with the analyte 10b are as follows. Have the same wavelength but different response characteristics.

【0036】図3乃至図6は、ドナープローブおよびア
クセプタプローブそれぞれが被検体に対になって結合し
た場合におけるドナー蛍光分子およびアクセプタ蛍光分
子の間の距離それぞれについて、励起光に対する蛍光の
変調度および位相遅れの1例を示すグラフである。図3
は、ドナー蛍光分子から発生する蛍光の変調度を示し、
図4は、ドナー蛍光分子から発生する蛍光の位相遅れを
示し、図5は、アクセプタ蛍光分子から発生する蛍光の
変調度を示し、図6は、アクセプタ蛍光分子から発生す
る蛍光の位相遅れを示す。これらの図それぞれにおい
て、DA5、DA7、DA9およびDA13は、ドナー
蛍光分子とアクセプタ蛍光分子との間の距離が互いに異
なる検出プローブを表し、その距離はこの順に短い。ま
た、Dは、フリー状態のドナープローブを表し、Aは、
フリー状態のアクセプタプローブを表す。
FIGS. 3 to 6 show the degree of modulation of fluorescence with respect to the excitation light and the distance between the donor fluorescent molecule and the acceptor fluorescent molecule when the donor probe and the acceptor probe respectively bind to the subject in pairs. 9 is a graph showing an example of a phase delay. FIG.
Indicates the degree of modulation of the fluorescence generated from the donor fluorescent molecule,
FIG. 4 shows the phase lag of the fluorescence generated from the donor fluorescent molecule, FIG. 5 shows the modulation degree of the fluorescent light generated from the acceptor fluorescent molecule, and FIG. 6 shows the phase lag of the fluorescent light generated from the acceptor fluorescent molecule. . In each of these figures, DA5, DA7, DA9 and DA13 represent detection probes with different distances between the donor fluorescent molecule and the acceptor fluorescent molecule, and the distances are shorter in this order. D represents a donor probe in a free state, and A represents
Indicates a free acceptor probe.

【0037】変調度および位相遅れを測定するに際し
て、周波数100MHzに強度変調された波長488n
mの励起光を照射し、ドナー蛍光分子から発生する蛍光
をバンドパスフィルタ(透過波長帯域500−550n
m)を介して検出し、また、アクセプタ蛍光分子から発
生する蛍光を色ガラスフィルタ(透過波長帯域600n
m以上)を介して検出した。
When measuring the degree of modulation and the phase delay, a wavelength 488n intensity-modulated to a frequency of 100 MHz is used.
m, and emits fluorescence generated from the donor fluorescent molecule to a band-pass filter (transmission wavelength band 500-550n).
m), and the fluorescence generated from the acceptor fluorescent molecule is detected by a color glass filter (transmission wavelength band 600n).
m or more).

【0038】これらの図から判るように、被検体に対に
なって結合したドナープローブおよびアクセプタプロー
ブそれぞれのドナー蛍光分子およびアクセプタ蛍光分子
それぞれから発生する蛍光の変調度および位相遅れは、
ドナー蛍光分子とアクセプタ蛍光分子との間の距離に応
じて異なり、また、フリー状態のドナー蛍光分子やフリ
ー状態のアクセプタ蛍光分子それぞれから発生する蛍光
の変調度および位相遅れとも異なる。さらに、ドナー蛍
光分子とアクセプタ蛍光分子との間の距離が同一であっ
ても、ドナー蛍光分子から発生する蛍光とアクセプタ蛍
光分子から発生する蛍光との間でも、変調度および位相
遅れは異なる。
As can be seen from these figures, the degree of modulation and the phase lag of the fluorescence generated from the donor fluorescent molecule and the acceptor fluorescent molecule of the donor probe and the acceptor probe respectively bound to the subject in a pair are:
It differs according to the distance between the donor fluorescent molecule and the acceptor fluorescent molecule, and also differs in the modulation degree and phase delay of the fluorescence generated from the free donor fluorescent molecule and the free acceptor fluorescent molecule, respectively. Furthermore, even if the distance between the donor fluorescent molecule and the acceptor fluorescent molecule is the same, the degree of modulation and the phase delay differ between the fluorescence generated from the donor fluorescent molecule and the fluorescent light generated from the acceptor fluorescent molecule.

【0039】次に、本実施形態に係る被検体検出方法を
適用するのに好適な被検体検出装置について、図7を用
いて説明する。
Next, an object detecting apparatus suitable for applying the object detecting method according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

【0040】励起光源40は、検体試料70に照射すべ
き励起光を出射するものであり、その検体試料70に混
入される検出プローブを構成するドナープローブまたは
アクセプタプローブに応じて適切な波長の励起光を出射
するものが用いられる。例えば、励起光源40として、
波長488nmの励起光を出射するアルゴンイオンレー
ザ光源が好適に用いられる。
The excitation light source 40 emits excitation light to be applied to the sample 70, and has an appropriate wavelength according to a donor probe or an acceptor probe constituting a detection probe mixed into the sample 70. A device that emits light is used. For example, as the excitation light source 40,
An argon ion laser light source that emits excitation light having a wavelength of 488 nm is preferably used.

【0041】この励起光源40から出射された励起光を
入射する音響光学変調器42は、シンセサイザ50から
出力された所定周波数(例えば100MHz)の正弦波
信号に基づいて、その励起光を正弦波状に強度変調する
ものである。音響光学変調器42により強度変調された
励起光は、ビームエクスパンダ44により光束径が調整
され、反射鏡46により反射され、検体試料70に照射
される。
The acousto-optic modulator 42 that receives the excitation light emitted from the excitation light source 40 converts the excitation light into a sine wave based on a sine wave signal of a predetermined frequency (for example, 100 MHz) output from the synthesizer 50. The intensity is modulated. The excitation light whose intensity has been modulated by the acousto-optic modulator 42 has its beam diameter adjusted by the beam expander 44, is reflected by the reflecting mirror 46, and is irradiated on the sample 70.

【0042】この検体試料70には、既述したようなド
ナープローブおよびアクセプタプローブが混入されてお
り、検体試料70に励起光が照射されると、そのドナー
プローブおよびアクセプタプローブそれぞれのドナー蛍
光分子およびアクセプタ蛍光分子それぞれから蛍光が発
生する。その蛍光の強度は、励起光の強度変調周波数と
同一の周波数で正弦波状に変化する。励起光に対する蛍
光の位相差や変調度は、励起光の強度変調周波数に応じ
て異なり、ドナープローブおよびアクセプタプローブそ
れぞれが検体試料70中の所定の被検体に対になって結
合しているか否かによって異なり、また、各プローブが
被検体に対になって結合している場合であってもドナー
蛍光分子とアクセプタ蛍光分子との間の距離に応じても
異なる。この検体試料70から発生した蛍光は、励起光
の波長成分を遮断するが蛍光の波長成分を透過させるフ
ィルタ48を透過し、マクロレンズ58によりフレーミ
ングカメラ56の撮像面に結像される。
The sample 70 contains the donor probe and the acceptor probe as described above. When the sample 70 is irradiated with the excitation light, the donor probe and the acceptor probe emit donor fluorescent molecules and Fluorescence is generated from each of the acceptor fluorescent molecules. The intensity of the fluorescence changes sinusoidally at the same frequency as the intensity modulation frequency of the excitation light. The phase difference and the degree of modulation of the fluorescence with respect to the excitation light differ depending on the intensity modulation frequency of the excitation light, and whether each of the donor probe and the acceptor probe is paired and bound to a predetermined analyte in the analyte sample 70 is determined. It differs depending on the distance between the donor fluorescent molecule and the acceptor fluorescent molecule even when each probe is bound to the analyte in a pair. The fluorescence generated from the sample 70 passes through the filter 48 that blocks the wavelength component of the excitation light but transmits the wavelength component of the fluorescence, and is imaged on the imaging surface of the framing camera 56 by the macro lens 58.

【0043】シンセサイザ50に接続されているシンセ
サイザ52は、そのシンセサイザ50に同期した同期信
号を出力するものである。ディレイユニット54は、そ
のシンセサイザ52から出力された同期信号を、所定の
位相遅れを与えた後にフレーミングカメラ56に入力さ
せるものであり、その同期信号に加えられる位相遅れは
可変である。また、フレーミングカメラ56は、PSD
(Phase Sensitive detector)の手法に基づく2次元光
検出器であって、ディレイユニット54から出力された
同期信号に基づいて、その撮像面に結像された蛍光像の
光強度を画素毎に同期検出するものである。
The synthesizer 52 connected to the synthesizer 50 outputs a synchronization signal synchronized with the synthesizer 50. The delay unit 54 inputs the synchronization signal output from the synthesizer 52 to the framing camera 56 after giving a predetermined phase delay, and the phase delay added to the synchronization signal is variable. In addition, the framing camera 56 has a PSD
(Phase Sensitive detector) is a two-dimensional photodetector based on the synchronization signal output from the delay unit 54, and synchronously detects the light intensity of the fluorescent image formed on the imaging surface for each pixel. Is what you do.

【0044】したがって、ディレイユニット54におい
て位相遅れを適切に設定することにより、検体試料70
から発生した蛍光の周波数応答特性を解析することがで
き、これに基づいて、検体試料70中のドナープローブ
およびアクセプタプローブそれぞれが対になって結合し
た被検体を検出することができる。すなわち、ディレイ
ユニット54から出力された同期信号に基づいてフレー
ミングカメラ56により同期検出される蛍光像強度は、
ディレイユニット54において同期信号に与えられた位
相遅れに応じて変化する。この位相遅れに対する蛍光像
強度の依存性は、検体試料70中の被検体にドナープロ
ーブおよびアクセプタプローブそれぞれが対になって結
合しているか否かに応じて異なり、また、各プローブが
対になって結合されている場合においてはドナー蛍光分
子とアクセプタ蛍光分子との間の距離に応じて異なる。
このことを利用することで、検体試料70中の被検体を
検出することができる。
Therefore, by appropriately setting the phase delay in the delay unit 54, the specimen 70
It is possible to analyze the frequency response characteristics of the fluorescence generated from, and based on this, it is possible to detect the analyte in the specimen sample 70 in which the donor probe and the acceptor probe are coupled in pairs. That is, the fluorescence image intensity synchronously detected by the framing camera 56 based on the synchronization signal output from the delay unit 54 is:
The delay unit 54 changes according to a phase delay given to the synchronization signal. The dependence of the fluorescence image intensity on the phase delay differs depending on whether the donor probe and the acceptor probe are coupled to the analyte in the analyte sample 70 in pairs, and each probe is paired. When they are bonded together, they differ depending on the distance between the donor fluorescent molecule and the acceptor fluorescent molecule.
By utilizing this, the subject in the sample sample 70 can be detected.

【0045】フレーミングカメラ56により撮像された
蛍光像を入力する画像処理部60は、その蛍光像につい
て画像積算等の画像処理を施すものである。また、表示
部62は、フレーミングカメラ56により撮像された蛍
光像そのままを表示し、或いは、画像処理部60により
画像処理がなされた後の画像を表示する。
The image processing unit 60 for inputting a fluorescent image picked up by the framing camera 56 performs image processing such as image integration on the fluorescent image. The display unit 62 displays the fluorescent image captured by the framing camera 56 as it is, or displays the image after the image processing is performed by the image processing unit 60.

【0046】次に、上述した被検体検出装置の作用とと
もに、本実施形態に係る被検体検出方法について説明す
る。以下でも、説明の簡便のため、検出プローブは2種
類として説明する。
Next, the method of detecting an object according to the present embodiment will be described together with the operation of the object detecting apparatus described above. Hereinafter, two types of detection probes will be described for simplicity.

【0047】図2で説明した2種類の検出プローブを用
意する。このうち、第1の検出プローブは、検体試料7
0中の第1の被検体に対になって結合し得るものであっ
て、そのときにおけるドナー蛍光分子およびアクセプタ
蛍光分子の間の距離が所定の距離Laとなるよう調整さ
れ、一方、第2の検出プローブは、検体試料70中の第
2の被検体に対になって結合し得るものであって、その
ときにおけるドナー蛍光分子およびアクセプタ蛍光分子
の間の距離が所定の距離Lb(≠La)となるよう調整
される。この第1および第2の検出プローブそれぞれを
検体試料70中に混入し、この検体試料70を本装置の
所定位置に載置する。
The two types of detection probes described with reference to FIG. 2 are prepared. Among them, the first detection probe is the sample 7
0, which can be coupled to the first analyte in pairs, wherein the distance between the donor fluorescent molecule and the acceptor fluorescent molecule at that time is adjusted to be a predetermined distance La, while Is capable of binding to the second analyte in the analyte sample 70 in a pair, and the distance between the donor fluorescent molecule and the acceptor fluorescent molecule at that time is a predetermined distance Lb (≠ La ). Each of the first and second detection probes is mixed into a sample 70, and the sample 70 is placed at a predetermined position of the apparatus.

【0048】そして、励起光源40から出射される励起
光を正弦波状に強度変調して検体試料70に照射する。
すなわち、励起光源40から出射された励起光を、シン
セサイザ50から出力された正弦波信号に基づいて音響
光学変調器42により強度変調して正弦波状のものと
し、ビームエクスパンダ44により光束径を調整し、反
射鏡44により反射させ、検体試料70に照射する。
Then, the intensity of the excitation light emitted from the excitation light source 40 is modulated into a sinusoidal wave and irradiates the specimen 70.
That is, the excitation light emitted from the excitation light source 40 is intensity-modulated by the acousto-optic modulator 42 on the basis of the sine wave signal output from the synthesizer 50 to have a sine wave shape, and the beam expander 44 adjusts the beam diameter. Then, the light is reflected by the reflecting mirror 44 and irradiated onto the sample 70.

【0049】この正弦波状の励起光が照射されて検体試
料70から発生した蛍光は、フィルタ48を透過して、
マクロレンズ58によりフレーミングカメラ56の撮像
面上に結像される。その蛍光像を、その正弦波状の励起
光と一定の位相遅れを有する同期信号に基づいて画素毎
に同期検出する。すなわち、シンセサイザ50から出力
された正弦波信号と同期した同期信号をシンセサイザ5
2により発生させ、その同期信号をディレイユニット5
4により一定の位相遅れを与えてフレーミングカメラ5
6に入力させる。フレーミングカメラ56の撮像面上に
結像された蛍光像は、フレーミングカメラ56により、
ディレイユニット54から出力された同期信号に基づい
て画素毎に同期検出される。
The fluorescence generated from the specimen 70 by irradiation with the sine-wave excitation light passes through the filter 48,
An image is formed on the imaging surface of the framing camera 56 by the macro lens 58. The fluorescence image is synchronously detected for each pixel based on the sinusoidal excitation light and a synchronization signal having a certain phase delay. That is, a synchronizing signal synchronized with the sine wave signal output from the synthesizer 50 is output to the synthesizer 5.
2 and the synchronization signal is generated by the delay unit 5
Framing camera 5
Input to 6. The fluorescent image formed on the imaging surface of the framing camera 56 is
The synchronization is detected for each pixel based on the synchronization signal output from the delay unit 54.

【0050】ここで、ディレイユニット54は、フレー
ミングカメラ56に入力される同期信号の位相が、第1
の被検体に対になって結合した第1の検出プローブから
発生する第1の蛍光および第2の被検体に対になって結
合した第2の検出プローブから発生する第2の蛍光の何
れか一方であってフレーミングカメラ56の撮像面上に
結像される蛍光の強度変化の位相と一致するように、シ
ンセサイザ52から出力された同期信号に位相遅れを与
える。すなわち、ディレイユニット54は、ドナープロ
ーブおよびアクセプタプローブそれぞれが検体試料70
中の被検体に対になって結合したときのドナー蛍光分子
およびアクセプタ蛍光分子それぞれの間の距離Laおよ
びLbの何れか一方に応じて適切なる位相遅れを同期信
号に与える。また、このディレイユニット54における
位相遅れは、ドナー蛍光分子およびアクセプタ蛍光分子
のうちの何れから発生した蛍光をフレーミングカメラ5
6により検出するかに依って異なるものとすることもで
きる。
Here, the delay unit 54 adjusts the phase of the synchronization signal input to the framing camera 56 to the first
One of the first fluorescence generated from the first detection probe paired with the second analyte and the second fluorescence generated from the second detection probe paired with the second analyte On the other hand, a phase delay is given to the synchronization signal output from the synthesizer 52 so as to coincide with the phase of the intensity change of the fluorescent light imaged on the imaging surface of the framing camera 56. That is, the delay unit 54 is configured such that the donor probe and the acceptor probe each
An appropriate phase delay is given to the synchronization signal in accordance with one of the distances La and Lb between the donor fluorescent molecule and the acceptor fluorescent molecule when the pair is bound to the analyte in the pair. Further, the phase delay in the delay unit 54 is based on the fact that the fluorescence generated from either the donor fluorescent molecule or the acceptor fluorescent molecule
6 may be different depending on whether the detection is performed.

【0051】このようにすることにより、第1の被検体
に対になって結合した第1の検出プローブから発生した
第1の蛍光および第2の被検体に対になって結合した第
2の検出プローブから発生した第2の蛍光がフレーミン
グカメラ56の撮像面に到達しても、それぞれの応答特
性が互いに異なっているので、ディレイユニット54に
より所定の位相遅れが加えられた同期信号に基づいてフ
レーミングカメラ56により同期検出し、そして画像処
理部60により画像処理することにより、一方の蛍光の
みを選択して検出することができる。また、検出の目的
とする蛍光の他に背景光がフレーミングカメラ56の撮
像面に到達する場合であっても、同様に、励起光照射に
対する応答特性の相違を利用して、その背景光を除去す
ることができる。したがって、検体試料70中の第1お
よび第2の被検体それぞれが微量であっても、優れたS
/N比で検出することができる。
By doing so, the first fluorescence generated from the first detection probe paired with the first analyte and the second fluorescence paired with the second analyte are generated. Even if the second fluorescent light generated from the detection probe reaches the imaging surface of the framing camera 56, the respective response characteristics are different from each other, and therefore, based on the synchronization signal added with a predetermined phase delay by the delay unit 54, By performing synchronous detection by the framing camera 56 and performing image processing by the image processing unit 60, it is possible to select and detect only one fluorescent light. Further, even when background light arrives at the imaging surface of the framing camera 56 in addition to the fluorescence to be detected, the background light is similarly removed by utilizing the difference in response characteristics to the excitation light irradiation. can do. Therefore, even if each of the first and second analytes in the sample 70 is very small, excellent S
/ N ratio.

【0052】なお、ここで、検出の目的とする蛍光は、
検体試料70中の第1の被検体に対になって結合してい
る第1の検出プローブのドナー蛍光分子およびアクセプ
タ蛍光分子の何れかから発生する蛍光、ならびに、第2
の被検体に対になって結合している第2の検出プローブ
のドナー蛍光分子およびアクセプタ蛍光分子の何れかか
ら発生する蛍光である。また、背景光は、光学系中の何
れかの光学部品から生じる自家蛍光の他に、フリー状態
のドナープローブのドナー蛍光分子から発生する蛍光、
フリー状態のアクセプタプローブのアクセプタ蛍光分子
から発生する蛍光、被検体に単独で結合しているドナー
プローブのドナー蛍光分子から発生する蛍光、および、
被検体に単独で結合しているアクセプタプローブのアク
セプタ蛍光分子から発生する蛍光をも含む。
Here, the fluorescence to be detected is:
A fluorescence generated from any of the donor fluorescent molecule and the acceptor fluorescent molecule of the first detection probe bound to the first analyte in the analyte sample 70 in a pair;
Is the fluorescence generated from either the donor fluorescent molecule or the acceptor fluorescent molecule of the second detection probe bound to the analyte in a pair. In addition, the background light is, in addition to the auto-fluorescence generated from any optical component in the optical system, the fluorescence generated from the donor fluorescent molecule of the donor probe in a free state,
Fluorescence generated from an acceptor fluorescent molecule of an acceptor probe in a free state, fluorescence generated from a donor fluorescent molecule of a donor probe bound to an analyte alone, and
It also includes fluorescence generated from an acceptor fluorescent molecule of an acceptor probe that is solely bound to an analyte.

【0053】検体試料70中の第1の被検体に対になっ
て結合した第1の検出プローブから発生した第1の蛍
光、第2の被検体に対になって結合した第2の検出プロ
ーブから発生した第2の蛍光、および背景光が混在する
中から、第1の蛍光のみを抽出し他を除去するには、具
体的には以下のようにして行われる。まず、シンセサイ
ザ52から出力される同期信号に対してディレイユニッ
ト54により第1の位相遅れθ1を加えて、その位相遅
れθ1の同期信号に基づいてフレーミングカメラ56に
より撮像し、その画像M1を画像処理部60に送る。次
に、シンセサイザ52から出力される同期信号に対して
ディレイユニット54により第2の位相遅れθ2(≠θ
1)を加えて、その位相遅れθ2の同期信号に基づいて
フレーミングカメラ56により撮像し、その画像M2を
画像処理部60に送る。なお、蛍光強度が弱い場合には
画像積算する。
The first fluorescence generated from the first detection probe paired with the first analyte in the sample 70 and the second detection probe coupled with the second analyte in the second sample In order to extract only the first fluorescent light and remove the others from the mixture of the second fluorescent light and background light generated from, the following is specifically performed. First, a first phase delay θ1 is added to the synchronization signal output from the synthesizer 52 by the delay unit 54, and an image is captured by the framing camera 56 based on the synchronization signal of the phase delay θ1, and the image M1 is subjected to image processing. Send to section 60. Next, the delay unit 54 applies a second phase delay θ2 (≠ θ) to the synchronization signal output from the synthesizer 52.
1) is added, the framing camera 56 takes an image based on the synchronization signal of the phase delay θ2, and sends the image M2 to the image processing unit 60. When the fluorescence intensity is low, image integration is performed.

【0054】ここで、位相遅れθ1およびθ2それぞれ
は、画像M1およびM2の差を演算して得られた差画像
において、第2の蛍光および背景光の影響が出来る限り
小さくなるように設定する。さらに、位相遅れθ1およ
びθ2それぞれは、この差画像において第1の蛍光に因
る成分が第2の蛍光および背景光に因る成分よりも充分
に大きくなるように設定し、更に好適には、差演算前に
比較して差演算後における第1の蛍光に因る成分が大き
くなるように設定する。この位相遅れθ1およびθ2そ
れぞれは、ドナープローブおよびアクセプタプローブそ
れぞれが被検体に対になって結合したときのドナー蛍光
分子およびアクセプタ蛍光分子それぞれの間の距離とと
もに、適切に設定することができる。
Here, the phase delays θ1 and θ2 are set so that the influence of the second fluorescent light and the background light is as small as possible in the difference image obtained by calculating the difference between the images M1 and M2. Further, each of the phase delays θ1 and θ2 is set such that a component caused by the first fluorescence is sufficiently larger than a component caused by the second fluorescence and the background light in the difference image. The component caused by the first fluorescence after the difference calculation is set to be larger than that before the difference calculation. Each of the phase delays θ1 and θ2 can be appropriately set together with the distance between the donor fluorescent molecule and the acceptor fluorescent molecule when the donor probe and the acceptor probe bind to the subject in a pair.

【0055】このようにして得られた画像M1およびM
2に基づいて、画像処理部60は、 M=(M1−M2)/(M1+M2) … (1) なる画像演算を行って画像Mを求め、さらに、例えば2
56階調になるよう画像Mを処理して、表示部62に表
示させる。このような演算を行うことにより得られた画
像Mは、第2の蛍光および背景光の影響が殆ど除去され
る一方、これに比べて充分に大きな第1の蛍光の成分の
値が得られる。このように、微弱な蛍光発光現象であっ
ても、S/N比よく蛍光を検出することができ、検体試
料70中の微量の被検体を検出することができる。な
お、第2の蛍光についても同様にして検出することがで
きる。
The images M1 and M thus obtained
2, the image processing unit 60 obtains an image M by performing an image calculation as follows: M = (M1−M2) / (M1 + M2) (1)
The image M is processed so as to have 56 gradations and is displayed on the display unit 62. In the image M obtained by performing such an operation, while the influence of the second fluorescent light and the background light is almost eliminated, a sufficiently large value of the first fluorescent light component is obtained. As described above, even with a weak fluorescence emission phenomenon, fluorescence can be detected with a good S / N ratio, and a very small amount of the analyte in the sample 70 can be detected. Note that the second fluorescence can be detected in the same manner.

【0056】本発明は、上記実施形態に限定されるもの
ではなく種々の変形が可能である。例えば、上記実施形
態では、2種類の検出プローブそれぞれを用いて2種類
の被検体それぞれを検出する場合について説明したが、
検出プローブの種類は2つに限られるものではなく、更
に多数の種類であっても構わない。要は、検出プローブ
それぞれは、同一のドナー蛍光分子を有するドナープロ
ーブと同一のアクセプタ蛍光分子を有するアクセプタプ
ローブとからなり、互いに異なる種類の被検体それぞれ
に対になって結合し、そのときにドナー蛍光分子および
アクセプタ蛍光分子の間の距離が互いに異なり、励起光
照射に対する応答特性が互いに異なることである。
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible. For example, in the above-described embodiment, a case has been described in which each of two types of analytes is detected using each of two types of detection probes.
The number of types of the detection probes is not limited to two, and may be more types. In short, each detection probe is composed of a donor probe having the same donor fluorescent molecule and an acceptor probe having the same acceptor fluorescent molecule. The distance between the fluorescent molecule and the acceptor fluorescent molecule is different from each other, and the response characteristics to the excitation light irradiation are different from each other.

【0057】また、蛍光発光現象が極微弱である場合に
は、光子計数法により撮像してもよい。また、フォトン
ノイズが顕著である場合には、画像処理部60におい
て、フィルタリング画像処理を施したり、近接する画像
の積算を行ってもよい。
When the fluorescence emission phenomenon is extremely weak, the image may be taken by the photon counting method. When the photon noise is remarkable, the image processing unit 60 may perform filtering image processing or perform integration of adjacent images.

【0058】また、ヘテロダイン方式(相互相関法)に
より検体試料70の経時変化を観察する手法において
も、第1の被検体に対になって結合している第1の検出
プローブから発生する蛍光および第2の被検体に対にな
って結合している第2の検出プローブから発生する蛍光
それぞれの周波数応答特性の相違を利用することによ
り、一方の蛍光のみを識別することができる。
Also, in the method of observing the change over time of the specimen 70 by the heterodyne method (cross-correlation method), the fluorescence generated from the first detection probe paired with the first analyte and By utilizing the difference in the frequency response characteristics of each of the fluorescences generated from the second detection probe paired with the second analyte, only one of the fluorescences can be identified.

【0059】また、フレーミングカメラに替えて、光検
出器として、ゲート機能付きイメージインテンシファイ
アを用いてもよいし、また、ポイント測光でよい場合に
は、ストリークカメラやゲート機能付き光電子増倍管を
用いてもよい。
In place of the framing camera, an image intensifier with a gate function may be used as a photodetector. If point photometry is sufficient, a streak camera or a photomultiplier with a gate function may be used. May be used.

【0060】[0060]

【発明の効果】以上、詳細に説明したとおり本発明によ
れば、互いに同一のドナー蛍光分子およびアクセプタ蛍
光分子それぞれを有し、互いに異なる種類の被検体に対
になって結合し、互いに異なる応答特性で蛍光を発生す
る複数種類の検出プローブが、検体試料中に混入され
る。そして、その検体試料に一定周波数で強度変調され
た励起光が照射され、複数種類の検出プローブそれぞれ
について、被検体に対になって結合している該検出プロ
ーブの応答特性に基づいて、該検出プローブから発生す
る蛍光が周波数ドメイン時間分解光計測法により識別さ
れ、その識別された蛍光に基づいて該検出プローブが結
合している被検体が検出される。
As described above in detail, according to the present invention, each of which has the same donor fluorescent molecule and the same acceptor fluorescent molecule, binds to a different kind of analyte in a pair, and has a different response. A plurality of types of detection probes that emit fluorescence with their characteristics are mixed in the sample. Then, the sample sample is irradiated with excitation light whose intensity is modulated at a constant frequency, and the detection is performed for each of the plurality of types of detection probes based on the response characteristics of the detection probes coupled to the subject in pairs. Fluorescence generated from the probe is identified by frequency-domain time-resolved optical measurement, and an analyte to which the detection probe is bound is detected based on the identified fluorescence.

【0061】このように、同一のドナー蛍光分子および
アクセプタ蛍光分子を有しながらも、互いに異なる種類
の被検体に対になって結合し、互いに異なる応答特性で
蛍光を発生する複数種類の検出プローブを用いるので、
励起光の波長を変更することなく、また、互いに同一波
長の蛍光が発生するので蛍光検出用のフィルタを変更す
ることなく、複数種類の被検体それぞれを検出すること
ができる。また、複数種類の被検体それぞれに対になっ
て結合した検出プローブから発生する蛍光は、適切に設
定された応答特性に基づいて識別されるので、S/N比
よく検出される。したがって、検体試料中の被検体が微
量であっても、その被検体を検出することができる。
As described above, a plurality of types of detection probes which have the same donor fluorescent molecule and acceptor fluorescent molecule, but bind to a pair of different types of analytes and generate fluorescence with different response characteristics from each other. Because we use
Since the fluorescence of the same wavelength is generated without changing the wavelength of the excitation light, it is possible to detect each of a plurality of types of subjects without changing the filter for detecting fluorescence. Further, the fluorescence generated from the detection probe bound to each of a plurality of types of analytes in a pair is identified based on appropriately set response characteristics, and thus is detected with a good S / N ratio. Therefore, even if the amount of the analyte in the sample is very small, the analyte can be detected.

【0062】また、励起光の強度変調に対して第1の位
相遅れが加えられた第1の同期信号に基づいて光束が同
期検出され、その同期検出された光束に基づいて蛍光が
識別される場合には、その第1の位相遅れが適切に設定
されることにより、蛍光はS/N比よく識別される。し
たがって、検体試料中の被検体が極微量であっても、そ
の被検体を検出することができる。
Further, a light beam is synchronously detected based on a first synchronization signal obtained by adding a first phase delay to the intensity modulation of the excitation light, and fluorescence is identified based on the synchronously detected light beam. In such a case, by appropriately setting the first phase delay, the fluorescence is identified with a good S / N ratio. Therefore, even if the analyte in the sample is extremely small, the analyte can be detected.

【0063】また、さらに、励起光の強度変調に対して
第2の位相遅れが加えられた第2の同期信号に基づいて
光束が同期検出され、第1および第2の同期信号それぞ
れに基づいて同期検出された光束それぞれに基づいて蛍
光が識別される場合には、第1および第2の位相遅れそ
れぞれが適切に設定されることにより、また、第1およ
び第2の同期信号それぞれに基づいて同期検出された光
束それぞれが適切に処理されることより、蛍光は更にS
/N比よく識別される。したがって、検体試料中の被検
体が極微量であっても、その被検体を更に効率的に検出
することができる。
Further, a light beam is synchronously detected based on a second synchronization signal obtained by adding a second phase delay to the intensity modulation of the excitation light, and based on the first and second synchronization signals, respectively. When the fluorescence is identified based on each of the synchronously detected light beams, the first and second phase delays are appropriately set, and based on the first and second synchronization signals, respectively. Since each of the synchronously detected light beams is appropriately processed, the fluorescence is further increased by S.
/ N ratio. Therefore, even if the analyte in the sample is extremely small, the analyte can be detected more efficiently.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明において好適に用いられる検出プローブ
の説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram of a detection probe suitably used in the present invention.

【図2】本発明に係る被検体検出方法において用いられ
る2組の検出プローブの説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram of two sets of detection probes used in the subject detection method according to the present invention.

【図3】ドナー蛍光分子およびアクセプタ蛍光分子の間
の距離それぞれについて、ドナー蛍光分子から発生する
蛍光の変調度を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing a modulation degree of fluorescence generated from a donor fluorescent molecule for each distance between a donor fluorescent molecule and an acceptor fluorescent molecule.

【図4】ドナー蛍光分子およびアクセプタ蛍光分子の間
の距離それぞれについて、ドナー蛍光分子から発生する
蛍光の位相遅れを示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing a phase delay of fluorescence generated from a donor fluorescent molecule for each distance between a donor fluorescent molecule and an acceptor fluorescent molecule.

【図5】ドナー蛍光分子およびアクセプタ蛍光分子の間
の距離それぞれについて、アクセプタ蛍光分子から発生
する蛍光の変調度を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing a modulation degree of fluorescence generated from an acceptor fluorescent molecule for each distance between a donor fluorescent molecule and an acceptor fluorescent molecule.

【図6】ドナー蛍光分子およびアクセプタ蛍光分子の間
の距離それぞれについて、アクセプタ蛍光分子から発生
する蛍光の位相遅れを示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing the phase lag of fluorescence generated from an acceptor fluorescent molecule for each distance between a donor fluorescent molecule and an acceptor fluorescent molecule.

【図7】本発明に係る被検体検出方法を適用するのに好
適な被検体検出装置の構成図である。
FIG. 7 is a configuration diagram of a subject detection apparatus suitable for applying the subject detection method according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…被検体、11,12…オリゴヌクレオチドプロー
ブの塩基配列、20…ドナープローブ、21…ドナー蛍
光分子、22…リンカ部、30…アクセプタプローブ、
31…アクセプタ蛍光分子、32…リンカ部、40…励
起光源、42…音響光学変調器、44…ビームエクスパ
ンダ、46…反射鏡、48…フィルタ、50,52…シ
ンセサイザ、54…ディレイユニット、56…フレーミ
ングカメラ、58…マクロレンズ、60…画像処理部、
62…表示部、70…検体試料。
10: analyte, 11, 12: base sequence of oligonucleotide probe, 20: donor probe, 21: donor fluorescent molecule, 22: linker part, 30: acceptor probe,
DESCRIPTION OF SYMBOLS 31 ... Acceptor fluorescent molecule, 32 ... Linker part, 40 ... Excitation light source, 42 ... Acousto-optic modulator, 44 ... Beam expander, 46 ... Reflecting mirror, 48 ... Filter, 50, 52 ... Synthesizer, 54 ... Delay unit, 56 ... framing camera, 58 ... macro lens, 60 ... image processing unit,
62: display unit, 70: specimen sample.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 辻 明彦 静岡県浜北市平口5000番地 株式会社分子 バイオホトニクス研究所内 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Akihiko Tsuji 5000 Hiraguchi, Hamakita City, Shizuoka Prefecture Inside Molecular Biophotonics Research Institute Co., Ltd.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被検体に対になって結合したときに一定
距離だけ隔てて配されて励起光照射に対して蛍光共鳴エ
ネルギ移動現象を起こし所定の応答特性で蛍光を発生す
るドナー蛍光分子およびアクセプタ蛍光分子それぞれを
有するドナープローブおよびアクセプタプローブそれぞ
れからなる検出プローブであって、互いに同一の前記ド
ナー蛍光分子および前記アクセプタ蛍光分子を有し、互
いに異なる種類の被検体に対になって結合し、互いに異
なる応答特性で蛍光を発生する複数種類の検出プローブ
を、検体試料中に混入する第1のステップと、 一定周波数で強度変調された励起光を前記検体試料に照
射するとともに、前記複数種類の検出プローブそれぞれ
について、被検体に対になって結合している該検出プロ
ーブの応答特性に基づいて該検出プローブから発生する
蛍光を周波数ドメイン時間分解光計測法により識別し、
その識別された蛍光に基づいて該検出プローブが結合し
ている被検体を検出する第2のステップと、 を備えることを特徴とする被検体検出方法。
1. A donor fluorescent molecule which is arranged at a predetermined distance when coupled to a subject in a pair, causes a fluorescence resonance energy transfer phenomenon with respect to excitation light irradiation, and generates fluorescence with predetermined response characteristics, and A detection probe consisting of a donor probe and an acceptor probe each having an acceptor fluorescent molecule, each having the same donor fluorescent molecule and the acceptor fluorescent molecule, and binding to a pair of different types of analytes in a pair, A first step of mixing a plurality of types of detection probes that generate fluorescence with mutually different response characteristics into the sample, and irradiating the sample with excitation light whose intensity is modulated at a constant frequency; For each of the detection probes, based on the response characteristics of the detection probe bound to the analyte in pairs. Fluorescence generated from the detection probe to identify the frequency domain time-resolved optical measurement method,
A second step of detecting a subject to which the detection probe is bound based on the identified fluorescence.
【請求項2】 前記第2のステップは、前記励起光の強
度変調に対して第1の位相遅れが加えられた第1の同期
信号に基づいて前記検体試料からの光束を同期検出して
前記蛍光を識別する、ことを特徴とする請求項1記載の
被検体検出方法。
2. The method according to claim 1, wherein the second step includes synchronously detecting a light beam from the sample based on a first synchronization signal obtained by adding a first phase delay to the intensity modulation of the excitation light. 2. The method according to claim 1, wherein the fluorescence is identified.
【請求項3】 前記第2のステップは、更に、前記励起
光の強度変調に対して第2の位相遅れが加えられた第2
の同期信号に基づいて前記光束を同期検出し、前記第1
および前記第2の同期信号それぞれに基づいて同期検出
された前記光束それぞれに基づいて前記蛍光を識別す
る、ことを特徴とする請求項2記載の被検体検出方法。
3. The method according to claim 2, wherein the second step further includes adding a second phase delay to the intensity modulation of the excitation light.
Synchronously detects the light beam based on the synchronization signal of
3. The object detection method according to claim 2, wherein the fluorescence is identified based on each of the light beams synchronously detected based on each of the second synchronization signals.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7211441B2 (en) 2000-01-18 2007-05-01 Council For The Central Laboratory Of The Research Councils Lipoprotein assay
WO2009028063A1 (en) * 2007-08-30 2009-03-05 Mitsui Engineering & Shipbuilding Co., Ltd. Fret detection method and device
WO2009028062A1 (en) * 2007-08-30 2009-03-05 Mitsui Engineering & Shipbuilding Co., Ltd. Fret detection method and device
JP2009518638A (en) * 2005-12-09 2009-05-07 エニグマ ディアグノスティックス リミテッド Detection method and apparatus based on fluorescence
JP2010518394A (en) * 2007-02-06 2010-05-27 ナンヤン・テクノロジカル・ユニバーシティー Apparatus and method for analyzing a fluorescent sample placed on a substrate

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7211441B2 (en) 2000-01-18 2007-05-01 Council For The Central Laboratory Of The Research Councils Lipoprotein assay
JP2009518638A (en) * 2005-12-09 2009-05-07 エニグマ ディアグノスティックス リミテッド Detection method and apparatus based on fluorescence
JP2010518394A (en) * 2007-02-06 2010-05-27 ナンヤン・テクノロジカル・ユニバーシティー Apparatus and method for analyzing a fluorescent sample placed on a substrate
WO2009028063A1 (en) * 2007-08-30 2009-03-05 Mitsui Engineering & Shipbuilding Co., Ltd. Fret detection method and device
WO2009028062A1 (en) * 2007-08-30 2009-03-05 Mitsui Engineering & Shipbuilding Co., Ltd. Fret detection method and device
US8614099B2 (en) 2007-08-30 2013-12-24 Mitsui Engineering & Shipbuilding Co., Ltd. FRET detection method and device

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