JPS62185170A - 検体情報読取装置および検体情報読取方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 く技術分野〉 本発明は、オートラジオグラフィーを利用して検体、例
えばデオキシリポ核酸（ＤＮＡ）、リボ核酸（ＲＮＡ）
の塩基配列、タンパク質などのアミノ酸配列のような情
報を読み取る検体情報読取装置および検体情報読取方法
に関する。

〈従来技術およびその問題点〉 近年、急激に発達して来た分子生物学においては、生物
体の機能や複製のメカニズムを解明するために、生物体
のもつ遺伝情報を明らかにすることが必須のこととなっ
ている。とりわけ、特定の遺伝情報を担うＤＮＡ　（も
しくはＤＮＡ断片物または合成物、以下回様）などの核
酸の塩７．Ｈ配列あるいはタンパク質のアミノ酸配列を
決定することは必要不可欠なこととなっている。その一
つの方法としてオートラジオグラフィーが知られている
。

このイードラジオグラフィーを利用することによりＤＮ
Ａなどの塩基配列を決定する方法としては、サンガー・
クールソン（Ｓａｎｇｅｒ−（：ｏｕｌｓｏｎ）法およ
びマキサム・ギルバート（Ｍａｘａｍ−Ｇｉｌｂｅｒｔ
）法、が知られている。これらの方法は、ＤＮＡが二重
ラセン構造をイ＋　Ｌ、、かつ、その二重ラセンを形成
する二本の３０状分子の間の結合か、その分子の構造Ｉ
ｐ−位である多数の塩基間の水素結合に起因すること、
そして、その多数の構成塩基ＩＰ−位は、アデニン（Ａ
）、グアニン（Ｇ）、シトシン（Ｃ）モしてチミン（ｒ
）の四種類の塩基のみからなり、かつ各構成塩基？Ｐ−
位の間の水素結合は、Ｇ−ＣおよびＡ−Ｔの二種類の組
合わせのみにおいて実現しているというＤＮＡの特徴的
な構造を巧妙に利用して、その塩Ｊ１（配列を決定する
方法である。

−に記二″法のうち、代表的にサンカー・クールラン法
について筒！ｐ−に説明する。

サンガー・クールジン法において、塩基配列を決定しよ
うとしている検体ＤＮＡと相補的なりＮＡ断片を合成す
るためには幾つかの方法があるが、基本的には一本３真
の検体ＤＮＡを鋳型（テンプレート）とし、上記の四種
類の塩基を含むモノヌクレオチドトリフオスフェートの
存在下でＤＮＡ合成酵素（ＤＮＡポリメラーゼ）を作用
させることにより、検体ＤＮＡと相補的な種々の長さの
ＤＮＡ断片を合成する。このとき、−・部のモノヌクレ
オチドトリフオスフェートに放射性標識が付与されたも
のを用いることにより、放射性標識された合成りＮＡ断
片（ＤＮＡ合成物）が得られる。

次に、この操作により得られる多数の合成りＮＡ断片か
らなる混合物をゲル電気泳動法により支持媒体上に分離
展開する。この支持媒体についてオートラジオグラフィ
ー操作を行なうことにより、合成りＮＡ断片が分離展開
されてなる分離ＩＪ（配列のオートラジオグラフを得る
。そして、このオートラジオグラフに基づいて、３ｎ状
分子の末端から順にその塩シ、（配列を決定することか
でき、このようにして検体ＤＮＡのすべての塩Ｊ、ＩＩ
、の配列を決定することができる。

なお、−１−記に盟約したサンガー・クールジン法の特
徴および操作についての筒用な記述は次の文献に見られ
る。

ｒ遺伝情報を原語で読む・意表を衝いたＤＮＡの塩Ｊ、
（配列解析法１三浦謹一部、現代化学、１９７７年９月
号４６〜５４　＞１　（−東京化学同人団）　このよう
に任用なオートラジオグラフィーをＤＮＡの塩基配列決
定のようなりＮＡ情報の読取解析に適用するに際して、
従来次のような問題点があった。

検体ＤＮＡを分離展開する支持媒体としてのゲル膜は各
研究者の手作りによるものであったため、ゲル膜の作製
に多大な時間と煩雑な作業を要するばかりか、作製され
たゲル膜は均質なものではなく、その結果検体ＤＮＡの
情報の読取解析結果に信頼性が欠除していた。

さらに、このような手作りゲル膜に対する露光にはＸ線
フィルムが用いられていたが、このＸ線フィルムを用い
る場合、暗室操作、低温での長時間露光、湿式処理、化
学的および／または物理的カブリなど多くの解決すべき
問題があった。

以１述べたような多くの問題点を解決するために、従来
のＸ線フィルムの代りに蓄積性蛍光体シートを用いたＤ
ＮＡの塩基配列決定方法（特願昭５８−２０１２３１号
など参照）が本願の出願人によって提案されている。

このＤＮＡ塩基配列決定方法は、放射性標識が付写され
た検体ＤＮＡを電気泳動法等により支持媒体（ゲル膜）
」二で分離展開し、該支持媒体と輝尽性蛍光体層を有す
る蓄積性蛍光体シートとを一定時開市ね合わせて、該シ
ートに検体ＤＮＡの塩Ｊ１（配列に関する放射線像を担
持させ、このシートに励起光を投光してシートを輝尽発
光させ、これを受光してＤ　Ｎ　Ａ　ｕＡ基配列情報を
読取解析するというものである。

このような蓄積性蛍光体シート」二のＤＮＡ情報の読取
を行なうためのＤＮＡ情報読取装置は、レーザ等の中、
−の光源から発する励起光をポリゴンミラーやガルバノ
メータミラー等の励起光偏光１０段により偏向させて、
蓄積性蛍光体シートの走査を行うものである。

史に読取装置の構造を惟純化するため、複数の微小な光
源（発光ダイオード等の発光素子）を−列に配設したア
レー状光源を用いて蓄積性蛍光体シートの潜像を検出す
ることも考えられている。

このアレー状光源から発する励起光は、光学系を経て蓄
積性蛍光体ジートドに微小光点を結像するが、微小光点
間には隙間が生じ、この部分については読取りが行われ
ない。従って、隙間なく情報読取りを行うためには、ア
レー状光源の各発光素Ｙ−を密に配設しなければならな
い。

しかし、多数の発光素子−を密に配設した場合、それら
の発光素Ｙ−から多くの熱が発生し、発光出力を大きく
はとり難く、装置等にも悪影響を及ぼ−１−ので、実際
トこのようなアレー状光源を使用する場合には、アレー
状配列の発光素子間に僅かな隙間を設けている。したが
って、アレー状光源を用いた読取方式では、蓄積性蛍光
体シートのアレー光源配列方向に対し、離散的な悄１４
読取を行うことしかできなかった。

一万、単一の光源を蓄積性１１で光体シートと相対的に
移動してシート全域にわたって検体情報読取走査を行う
構成の検体情報読取装置かある。

しかしこの装置では、シート全面を走査するためには、
シートまたは光源の往復回数が多く、υ制御に１−夫を
要し、しかも装置が火（９！化し、高価なものとなる等
の欠点がある。　そこで本願発明者等は鋭意研究の結果
、アレー状光源を用いた場合ても蓄積性蛍光体シートの
ほぼ全域にわたる情報読取を可能とし、装置の小Ｊ％ｌ
、ｊ化とともに、読取時間の短縮化を併せもつ検体情報
読取装置および方法を開発し、本発明に至った。

〈発明のＬｌ的〉 本発明の目的は、ＤＡＮ、ＲＮＡ、タンパク質などの検
体の情報の読取り、特に検体ＤＮＡの塩」＾配列の情報
読取における１前述したような問題点を解消し、アレー
状光源を用いる場合にも短時間て蓄積性蛍光体シートの
全域に１王って潜像の検出を行うことができ、しかも装
置の構造か簡ｒ１１−で小Ｊ％’ｊ化できる検体情報読
取装置および検体＋＋１ｉｆｆｉ読取方法を提供しよう
とするものである。

〈発明の簡哨な説明〉 上記目的は、■記の本発明によって達成される。

すなわち本発明は、励起光を発する複数の光源が一定間
隔を隔てて配設されたアレー状光源と、放射性標識が付
′ｊ、された核酸もしくはタンパク質（以後「検体」と
総称する）か分離ｈζ開された支持媒体上の、少なくと
も１種の検体を構成するｔｊ４　Ｊ、シ配列またはアミ
ノ酸配列の情報り１１の放射線像を担持する輝尽性蛍光
体層を打する蓄積性蛍光体シートと、 前記蓄積性蛍光体シートに＋ｆｒｆ記アレー状光源から
の励起光を投光する手段と、 ＋ｆｒｆ記励起光励起光投光輝尽性蛍光体からの輝尽発
光を受光して九′１・「変換する手段と、前記アレー状
光源からの励起光の投光および前記光電変換手段による
輝尽発光の受光を同期的に行いつつ前記蓄積性蛍光体シ
ートのほぼ全域にＥ（って検体情報を読み取るように前
記アレー状光源および／または１）η記励起光投光手段
を１１１記蓄積性蛍光体シートに対して相対的に移動さ
せる駆動手段と、 ＋ｉｉＦ記蓄積性蛍光体シート上の検体情報列を所望の
順序で読取り走査するよう前記駆動手段を制御する制御
手段とを具えることを特徴とする検体情報読取装置。

また本発明は、複数の光源が一定間隔を隔てて配設され
たアレー状光源の各光源から発する励起光を放射性標識
が付ｔＪ−された核酸もしくはタンパク質（以後「検体
」と総称する）か分離ｈζ開された支持媒体上の、少な
くとも１種の検体を構成する塩基配列またはアミノ酸配
列の情ｆＭ列の放射線像を担持する輝尽性蛍光体層を打
１−る蓄積性蛍光体シート上に励起光投光手段を経て投
光し、励起光投光による輝尽性蛍光体からの輝尽発光を
受光して光電変換し検体情報を読み取った後、１１１記
蓄積性蛍光体シート上に励起光が投光されなかった部分
で再び投光、受光が行われるように前記アレー状光源お
よび／または１前記励起光投光丁一段を前記シートに対
して相対的に移動して１″Ｉη記部分の検体情報を読み
取り、 この操作を順次繰り返１−ことにより前記蓄積性蛍光体
シートのほぼ全域にぼって検体情報を読み取ることを特
徴とする検体情報読取方法である。

上記両発明において、検体＋＋７ｆｆｌ読取装置のアレ
ー状光源は、発光ダイオードまたは下導体レーザである
のかよい。

アレー状光源から前記蓄積性蛍光体シートに投光される
励起光は、輝尽性蛍光体の輝尽発光波長領域を実質的に
含まない波長領域の光であるのかよい。

光電変換手段は光電子増倍管であるのがよい。

；ｔｌ制御ト手段コンピュータであるのがよい。

〈発明の構成〉 以り本発明の検体情報読取装置および検体情報読取方法
を添付図面に示す好適実施例について訂細に説明する。

第１図は、本発明の検体情報読取装置の構造を示す斜視
図である。検体情報読取装置は以下の構成要素を具える
。

なお第１図においては、以Ｆに説明する駆動手段および
その制御手段は省略されている。

（ａ）励起光を発する複数の光源が−・定間隔を隔てて
配設されたアレー状光源。

（ｂ）放射性標識が付与された核酸もしくはタンパク質
（検体）か分離展開された支持媒体上の、少なくとも１
種の検体を構成する塩基配列またはアミノ酸配列の情報
列の放射線像を担持する輝尽Ｐ［蛍光体層を有する蓄積
性蛍光体シート。

（ｃ）蓄積性蛍光体シートにアレー状光源から励起光を
投光する手段。

（ｄ）励起光投光による輝尽性蛍光体からの輝尽発光を
受光して光電変換する手段。

（ｅ）アレー状光源からの励起光の投光および光電変換
手段による輝尽発光の受光を同門的に行いつつ蓄）１°
ｉ性蛍光体シートのほぼ全域に１１って検体情報を読み
取るようにアレー状光源および／または励起光投光Ｆ段
をシートに対して相対的に移動させる駆動「１段。

（ｆ）蓄ｈ゛１性蛍光体ジートドの検体＋＋ｉ　ｆｂｉ
列を所望の順斤て読取り操作するよう前記駆動″手段を
制御する；し制御手段。

に記構成要素について以ド詳細に説明する。

（１）アレー状光源 第２図に示すように、アレー状光源１は基板に複数の発
光素子２が列状に配設された構造となっている。

発光素子２は、後述する蓄積性蛍光体シート５に励起光
を照射したとき、隔間性蛍光体シート５の輝尽性蛍光体
を輝尽発光させ得る特性を有するものであれば何でもよ
い。好ましくは高輝度発光ダイオード（ＬＥＤ）を用い
るか、あるいは半導体レーザを用いるのがよい。

このような発光素７−２は、第２図に示すように一定の
間隔を隔てて配設されている。

輝尽性蛍光体の発光波長と励起光の波長とはオーバーラ
ツプしないのが好ましく、例えば輝尽性蛍光体の発光領
域は３００〜５００ｎｍ程度であり、これに対しアレー
状光源ｌより発する励起光は波長５５０〜８５００１で
あ。

本発明に用いるアレー状光源１の各発光素子２は、互い
に独立して発光するものであり、例えば、各発光素子を
〃いに独立した回路に接続し、スイッチングの選択によ
ってアレー状光源１の一端から順次点灯・消灯を繰り返
すよう構成することができる。

谷発光素了２の発光強度は、後述するレンズ系３を通し
て蓄積性蛍光体シート５に結像した谷微小光点の光：奮
１が等しくなるように適当に制御するのがよい。これに
より蛍光体シート全面にわたり均一な情報読取が行われ
る。

このようなアレー状光源１には例えば以下に示す市販品
を本発明用に改良して使用することができる。

スタンレー■製　ＬＥＤアレー ＢＵ４２６５−Ａ４Ｒ型 仕様　　　発光中心波長　：６６０ｎｍ発光素子ピッチ
：　２．５ｍｍ 発光素ｒ−サイズ：約３３＃ｍ 発光素子総数　＝９６コ 発光出力　　　：約１　ｍＷ／個 このようなアレー状光源、特に」ニ記市販品は小型でコ
ンパクトであるため、検体＋１１ｉ報読取装置の小型化
に貢献することができる。

また゛ｒ＝導体レーザをアレー状に配設することにより
アレー状光源を形成することもてきる。この１−１的に
適した゛Ｌ導体レーザの例としてはシャープ■製ＬＴＯ
２４ＭＤがある。この出力波長は７８０　ｎｍ、発光出
力は２０ｍＷである。

（２）支持媒体 支持媒体は放射性標識を付′ｊ−された検体ＤＮＡ等の
検体を電気泳動法なとにより分離ｈ（開するのに用いら
れるものである。

従来はガラス板間にゲルを介挿したＬ作りの支持媒体を
各研究考が作製していたが、ゲル板の作製に非常に時間
がかかる上、ゲル板の品質のバラツキがあり、それを用
いたＤＮＡ解析情報への信頼性などにも問題かあった。

このため、規格化されたケル膜の供給か切望され、富−
１：写真フィルム■により開発が進めうわている。

ゲル膜の構成は種々あるが、その基本的構造を第３図に
示す。同図に示すように支持媒体（ゲル膜）４は、対向
するｍ一対の透明板６間に好ましくはポリアクリルアミ
ドのゲル層７が介挿され、これらをサイドスペーサー９
によって一体化した構造となっている。ゲル層７の一端
部には、複数（図面では４個）のスロット（欠切き）８
が形成され、該スロット８に検体をピペット等により適
当：訛注入することができるよう構成されている。

なお支持媒体は第３図に示す構造のものに限られるもの
ではなく、例えば、ゲル層の電気泳動方向Ｊ′ｙ味分面
分布斜を設けたグラディエンドゲル膜や、検体泳動列の
斜行や蛇行を防止するため透明基板間に隔壁を設け、ゲ
ル層を複数のレーンに什切った構造のゲル膜（特願昭６
０−２３２１９１号にて本願出願人により開示）を用い
ることができる。

このような支持媒体４の各スロット８に検体を注入し、
支持媒体４の両端に電極を装着して電圧を印加すると検
体はスロット８より徐々に電気泳動を行い、ゲル層中に
分離展開がなされる。

両端の′１を棒は、ゲル層７の両端面と電気泳動用バッ
ファー液とのそれぞれの接触により形成されることが多
い。

この分離展開された検体情報列は、後述するようにして
？３積性蛍光体シート５に放射線エネルギーの蓄積像と
して転写され、この検体情報列が転写されたシートが読
取に供される。従って、以後の説明においては、理解を
８勧にするため、第１図、第３図および第４図に示すよ
うに、電気泳動方向をＸ方向とし、これに直交するスロ
ットの配列方向をＹ方向として説明する。

なお、支持媒体としては、上記電気泳動用ゲル膜が最も
好ましいが、これに限られることなくクロマトグラフな
ど検体を分離展開可能なものであれば何でもよい。

（３）蓄積性蛍光体シート 本発明においては放射線感光フィルムの代りに蓄積性蛍
光体シート５を用いることが一つの特徴であり、使用す
る蓄積性蛍光体シートは放射線像変換パネルとも呼ばれ
るものであり、その例は、たとえば特開昭５５−１２１
４５号公報、特願昭５７−１９３４１８号明細書などに
記載されており、一般的な構成としては既に公知である
ので詳細な説明は省略する。

すなわち、蓄積性蛍光体シートは輝尽性蛍光体層を有す
るものであり、被写体を透過した放射線エネルギー、あ
るいは被検体から発せられた放射線エネルギーを該シー
トの輝尽性蛍光体に吸収させ、そののちに該シートを可
視ないし赤外領域の電磁波（励起光）を用いて励起する
ことにより、該シートの輝尽性蛍光体中に蓄積されてい
る放射線エネルギーを蛍光（輝尽発光）として放出させ
ることができるものである。従って、被写体あるいは被
検体の放射線像は、この蛍光を光電的に読み取って電気
信号に変換し、得られた電気イ、（号を写真フィルムな
どの記録材料、ＣＲＴなどの表示装置上に可視画像とし
て再生するか、あるいは数値化もしくは記号化した位置
情報などとして表わすことができる。

支持媒体−Ｆに分離展開されてなる放射性標識物質の検
体に関する位置情報を得るためのオートラジオグラフィ
ーは、まず、電気泳動などにより分！！！展開された検
体なイ「する上記支持媒体（ゲル膜）４と蓄積性蛍光体
シート５とを一定時間１ｒね合わせて露光操作を行なう
ことにより、支持媒体上の放射性標識物質から放出され
る放射線の少なくとも一部を該シート５に吸収させ上記
支持媒体にの検体情報を該シート５トに転写する。

露光操作において、−１−記の支持媒体４のゲル層７と
蓄積性蛍光体シート５とを屯ね合わせた状態は、通常は
蓄積性蛍光体シート５と密着させることにより実現する
が、必ずしも支持媒体４のゲル層７と蓄積性蛍光体シー
ト５とを密着させる必要はなく、それらが近接した状態
で配置されていてもよい。また、ゲル層７は必ずしも乾
燥状態とする必要はなく、湿っていてもよいし、あるい
は所望により放射性標識されたＤＮＡ断片から放射線を
妨げない程度の厚みのポリエステル薄層フィルム等で包
まれていてもよい。

また、いわゆる露光時間は、ゲル層７に含まれる放射性
標識付生物質からの放射線強度、該物７１の：１ニー、
蓄積性蛍光体シート５の感度、および支持媒体４と蓄積
性蛍光体シート５との位置関係などにより変動するが、
露光操作は一定時間、たとえば数秒程度以上は必要とす
る。ただし、感光材料として蓄積性蛍光体シート５を用
いることにより、従来のＸ線フィルムを使用する場合に
必要な露光時間に比較して、その露光時間は大幅に短縮
される。また、露光により支持媒体４のゲル層７から蓄
積性蛍光体シートに蓄積記録されたゲル層７中の放射性
標識付ケ物質の位置情報を読み出す操作において、該シ
ートに蓄積されているエネルギーの強さ、分布、所望と
する情報などに応じて外挿の電気的処理を７１べすこと
により、たとえば１１？られる゛市電信号の増幅率を任
意の値に設定できるなど、得られる位置情報を好適に処
理することかｉ■丁能となるため、露光操作時における
露光時間の厳密な；ｂ制御は特に必要とはしない。

また、露光操作を実施する温度は特に制限はないが、本
発明における蓄積性蛍光体シート５を利用したオートラ
ジオグラフィーは、約１０〜３５℃などの環境温度にて
実施することがｉｉＪ能である。たたし、従来のＸ線フ
ィルムなどを用いたオートラジオグラフィーにおいて利
用されている低７１シ（例えば５℃°付近、あるいはそ
れ以下の温度）において露光操作を行うことも差支えな
い。

上記オートラジオグラフィーにおいて好適に使用される
蓄積性蛍光体シート５は、一般に基本構造として、Ｊ、
（板と、この基板上に設けられた輝尽性蛍光体を分散状
態で含仔支持する結合剤からなる蛍光体層とから構成さ
れる。ただし、蛍光体層が自己支持性を任す場合には、
必ずしも基板を設ける必要はない。

基板としては、従来の放射線写１″も法における増感紙
（または蛍光増感スクリーン）の支持体として用いられ
ている各種の材料から任、αに選ぶことかできる。その
ような材料の例としては、セルロースアセデート、ポリ
エチレンテレフタレートなどのプラスチック物質のフィ
ルム、アルミニウム箔などの金属シート、通常の紙、バ
ライタ紙、レジンコート紙などを挙げることができる。

なお、基板の蛍光体層が設けられる側の表面には、接着
性付！ｊ１層、光反射層、光吸収層などが設けられてい
てもよい。

本発明においては、支持媒体と同様、蓄積性蛍光体シー
トも規格化されたものを用いるのが便利である。このよ
うな規格化物は、本発明の検体情報読取あるいは解析装
置にセットする時あるいは他の場所で露光する時、両者
の位置合わせを容易にし、読取の時にも読取シーケンス
のセットも容易にし、本発明の装置への適合性にも優れ
る。

本発明において利用される蓄積性蛍光体シートに用いら
れる輝尽性蛍光体は、先に述べたように放射線を照射し
た後、励起光を照射すると輝尽発光を示す蛍光体である
が、実用的な面からは５５０〜８５０ｎｍの波長範囲の
励起光によって３００〜５００ｎｍの波長範囲の輝尽発
光を示１−蛍九体であることが望ましい。そのような輝
尽性蛍光体の例としては、米国特許第３，８５９，５２
７号明細ｉ＋７、特開昭５５−１２１４２号公報、同５
５−１２１４３号公報、同５５−１２１４４号公報、同
５５−１２１４５号公報、同５５−１６００７８号公報
、同５６−１１６７７７号公ｆｌｌｌ、同５７−２３６
７３号公報、同５７−２３６７５号公ｆＮ、特願昭５６
−１６７４９８号明細−）、同５７−　ｓ　９　ａ　７
５　ｓ）四組１占、同５７−１３７３７４号明細−２，
１ｉｉ１５７−１５８０４８号明細、１Ｆ、同５７−１
６６３２０号明細、１）、同５７−１６６６９６吟明細
−７、同５７−ｔａ４４ｓｓｓシ明細Ｊ）などに記載さ
れているものを代表例として挙げることかできる。

このようなｉｉ積積重蛍光体シート５場合によっては蓄
積性蛍光体シート５および支持媒体４（ゲル膜）は、本
発明の検体情報読取装置内に露光あるいは情報読取のた
めに適切に位置させる必要がある。このため、本発明の
装置においては、蓄ｈ１Ｐ［蛍光体シート５あるいは同
シート５および支持媒体４を載せる載置台１４を設ける
のが良い。

載置台１４　ににシート５あるいは支持媒体４を載せる
時、これらか台上で所定の位置に位置決めできるように
しておくのか良い。これにより、露光あるいは読取が容
易となる。載置台１４上の位置決め手段としては、位置
決めができさえすればいかなる丁１段を用いても良いが
、好ましくは載置台１４上にマークを付するのが簡便で
よい。これ以外に止め、つめなども用いることができる
。

（４）励起光投光「１段 ＋ｉｒｒ述のアレー状光源１から発コ）−る励起光は、
レンズ系３等の励起光投光１段により蓄積性蛍光体シー
ト５上に微小光点を結像する。

励起光投光１段としては１種または数種の光学レンズ、
各種フィルター等から構成され、蓄ｉ、＋ｔ　＋＋１蛍
光体シート５１−に必要なサイズの微小光点を結像し得
るものであればＩＥ　、ｆ５このちのが白目上である。

励起光が励起光投光手段により蓄積性蛍光体シート５ト
に投光される状態を第２図に示す。

アレー状光源１の発光素子２より発せられた励起光は、
レンズ系３の作用により蓄積性蛍光体シート５Ｆに結像
し、微小光点を作る。

この励起光が輝尽発光波長領域の一部を包含するの場合
には、＋Ｅ確な情報読取を行うためにフィルター１０を
没け、輝尽発光波長領域の光をカットしておくことが好
ましい。

蓄積性蛍光体シート５上に結像される微小光点のサイズ
、強度、ピッチ等は、必要に応じて適当に決定される。

従って励起光投光手段は、上記諸条件を満足し得るもの
を選択したりまたは調整すればよい。

例えば、蓄積性蛍光体シート上に等倍結像により投光を
行う場合について議明する。第２図に示すように、適当
な焦点距離を有するレンズ；ｆ−３をアレー状光源ｌと
蓄積性蛍光体シート５の中間に設置し、投光を行う。蓄
積性蛍光体シート５Ｆの微小光点は等倍結像されている
ため、微小光点のサイズは発光素子２のサイズとほぼ等
しく、微小光点のピッチも発光素子２の設置間隔に等し
いものとなる。

本発明は、Ｌ記等倍結像の場合に限らずレンズ、ｆ−３
の選択によって倍率等を自由に選定することかできる。

なお、レンズは、蓄積性蛍光体シート５のＹＨ向はぼ全
域にわたって励起光を投光し得る程度のものであればよ
く、大［−１径の凸レンズを用いれば広範囲をカバーし
易く好ましい。

従来の東−光源を用いた検体（ＤＮＡ）情報読取装置に
おける励起光投光手段は、レンズ系、フィルターの他に
、プリズムやミラー（ガルバノメータミラー、ポリゴン
ミラー）等を組み合せた複雑な系のもので、しかも走査
のためこれらの一部を相対的に移動させる駆動手段を必
要とするので、読取装置が大型化、複雑化する傾向にあ
った。しかし本発明の検体情報読取装置においては、上
述のごとく励起光投光り段の系が簡ｍであるため、装置
を小型化することができる。

なお、＋ｉｆ述のごとくアレー状光源１は一定間隔を隔
てて配設されているため、蓄積性蛍光体シート５Ｆにも
一定間隔を隔てて微小光点が結像される。従って後述す
る駆動手段によってアレー状光源、励起光投光手段およ
び光電変換手段と蓄積性蛍光体シート５とを相対的に移
動させ、微小光点間の間隙をうめるように励起光を投光
し、情報読取を行う。

（５）光電変換丁１段 本発明の検体情報読取装置は、第１図に示すように励起
光による輝尽性蛍光体からの輝尽発光を受光して光電変
換１−る手段１１を有する。

光電変換手段１１としては、蛍光体シート５上に投光さ
れた励起光による輝尽性蛍光体からの輝尽発光を受光し
て電気信号に交換するものであれば何でも良い。代表例
として光電管、光電子増倍管なとを挙げることができる
が、信号増幅能力を打する光電子増倍管１２を用いるの
が好ましい。

光電子増倍管１２には、輝尽発光を光電子増倍管１２の
受光面へ導くための導光性シート１３が装着されている
。

導光性シート１３は、一端に直線状入射面、他５；４ｊ
に円環状射出面が形成され、射出面は光電子増倍管１２
の受光面に連絡している。なお直線状入射面の長さは、
アレー状光源の有効全長を充分にカバーできる程度の長
さとし、好ましくは、蓄積性蛍光体シート５の有効走査
幅程度とする。

この導光性シート１３は、たとえばアクリル系合成樹脂
などの透明な熱可塑性樹脂シートを加工してつくられた
もので、入射面より入射した輝尽光がその内部において
全反射しながら射出面へ伝達されるよ・うに構成されて
いる。蛍光体シート５からの輝尽発光はこの導光性シー
ト１３内を導かれて射出面に到達し、その射出面から射
出されて九′１にγ増倍管１２に受光される。

なお、４尤Ｐ［シートの好ましい形状、月？１等は特開
昭５５−８７９７０号公報、同５６−１１３９７号公報
等に開示されている。

（６）駆動丁・段 ？：ｉ積性重性蛍光体シート５ぼ全域にｊＴ、って検体
情報を読み取るためには、蛍光体シート５上における励
起光の投光される位置をＸ方向およびＹ方向に移動させ
ることが必要である。

そのため１本発明装置は駆動手段により、励起光の投光
および輝尽発光の受光を同期的に行いつつ、アレー状光
源１および／または励起光投光手段を蓄積性蛍光体シー
ト５に対してＸ方向およびＹ方向に相対的に移動するよ
う構成されている。

以下、この相対的移動のパターンをＸ方向、Ｙ方向に分
けて説明する。

〈Ｘ方向〉 ■　アレー状光源１、励起光投光１段および光電変換手
段１１を移動する場合 ■　蓄積性蛍光体シート５を移動する場合■　−ヒ記■
と■とを組合せる場合 が可能である。

くＹ方向〉 ■　アレー状光源ｌを移動する場合 ■　励起光投光り段を移動する場合 ■　アレー状光源ｌおよび励起光投光手段を移動する場
合 ■　アレー状光源１および光電変換手段を移動する場合 ■　励起光投光り段および光電変換手段を移動する場合 ■　アレー状光源１、励起光投光手段および光電変換ｐ
段１１を移動する場合 ■　蓄積性蛍光体シート５を移動する場合■　１記■〜
■のうＩ）１つと■とを組合せる場合が可能である。

なお、蓄積性蛍光体シート５に対して相対的に移動する
対象を「読取光学系」と総称して以下の説明を行う。

このような読取光学系やシート５の移動を行う駆動１段
の機構はいかなるものでもよく、例えばサーボモータや
ステッピングモータを用いたり、ラック及ピニオンギヤ
やワイヤ等を用いたスライド機構としたりする等の公知
技術を応用すればよい。

また移動の態様は、Ｘ方向、Ｙ方向共に連続的移動でも
間欠的移動でもよいが、Ｙ方向については、蛍光体シー
ト５　ｌｘに結像した微小光点間の間隙をうめるように
投光を行う必要」−１間欠的に移動するよう構成するこ
とが好ましい。

（７）　；Ｉｌ制御手段 本発明の検体情報読取装置は、蓄積性蛍光体シート５の
検体情報列の読取走査の開始から終ｒまでの一連の操作
に閏する制御を行うことができる制御手段をイ「する。

このような：Ｉ＋制御手段はコンピュータで構成するの
が好ましく、コンピュータには制御に関する情報の人力
り段および命令信号の出力手段を設けておくのがよい。

制御１段は前述の駆動手段による蓄積性蛍光体シート５
と読取光学系のＸ方向およびＹ方向に関する相対的移動
の順序、移動量、タイミング等を制御することの他、ア
レー状光源１の各発光素子の０Ｎ−ＯＦＦ等の制御を担
うことができる。

また本発明の検体情報読取装置においては、前記制御手
段に加え読み取った検体情報の解析処理を行う解析り段
を併せ持つことも可能である。

このような構成の検体情報読取装置を用いた検体情報読
取方法について説明する。

（１）放射性標識が付与された検体を第３図に示す支持
媒体４の丼スロット８に、ピペット等で適当ｉ１に注入
し、検体にＸ方向の電気泳動を行わせる。検体は、その
分子量の大小により泳動速度が光なるため、ゲル層７中
において、各スロット毎に分離ＪＨｔ開がなされる。

このようにして検体が分離展開され支持媒体４に蓄４．
１Ｈ性蛍光体シート５を装着し、放射線像を露光記録す
る。このとき、支持媒体４より透明板６を除去し、ゲル
層７に直接または、薄層フィルムを介して蓄積性蛍光体
シート５を接触させ露光記録を行うのが好ましい。

なお蓄積性蛍光体シート５への露光記録は、該シートを
載置台１４の所定位置に固定しその上に支持媒体４をの
せて行えば位置合せが容易となり好ましい。

蓄積性蛍光体シート５への露光記録が完了した後は、シ
ート５から支持媒体４を取り外す。

（２）蓄積性蛍光体シートＳ上の検体情報の読取操作を
行う。

第２図に示すように、アレー状光源１の発光素Ｔ−２よ
り発せられた励起光は、レンズ系３やフィルター１０等
で構成される励起光投光“１段により蓄積性蛍光体シー
ト５上に微小光点を結像する。

この微小光点が蛍光体シート５上の所定位置に照射され
ると、蛍光体シート５中の蓄積性蛍光体が励起され、蛍
光体中に蓄えられていたエネルギーが輝尽発光として放
出される。

この輝尽発光は第１図に示すように導光性シート１３の
直線状入射面より入射し円環状射出面より出射して、導
光性シート射出面に接続された光電子増倍管１２に受光
される。光電子増倍管１２においては、受光した光の強
度に応じてこれを電気信号に変換する。

（３）ト記（２）における励起光の投光および輝尽発光
の受光は、蓄積性蛍光体シート５のほぼ全域にわたって
行う。その走査方法の好適例を第４図を参照しつつ以下
に説明する。

第４図は発光素子Ａ、Ｂ、Ｃ・・・からの励起光が蓄積
性蛍光体シート５ｋに結像された微小光点の位置の経時
的変化を示す図である。Ａ１〜ＡＩＯ。

８１〜ＢＩＯ，Ｃ１〜Ｃｌ１１．・・・は微小光点を示
す。

各微小光点のサイズは約０．：ｌ　Ｘ　０．３ｍｍであ
る。アレー状光源１に配設された発光素Ｔ−２のピッチ
を２．５ｍｍとし、等倍結像にて投光した場合、微小光
点Ａ、、Ｂ、、Ｃ，・・・のピッチは２．５ｍｍ程度と
なる。

蓄積性蛍光体シート５と読取光学系との相対的移動は、
以下に説明する場合においてはＸ方向、Ｙ方向共に読取
光学系を固定し、蓄積性蛍光体シート５を移動するもの
とする。なお、これらの条件限定は説明の便宜上行った
もので本発明の内容がこれらに限定されるものではない
。

■、蓄積性蛍光体シート５を始点からＸ方向に連続的に
移動（速度３　ｃｍ／ｓ）　Ｌｌつつ、アレー状光源１
の発光素子２を一端から順次点灯、消灯させ、微小光点
Ａｌ　、Ｂ、、Ｃ，、・・・の順に投光し、これを繰り
返す。なおＹ方向の読取速度は約１　ｍｓ／１ｉｎｅで
ある。

各微小光点Ａ、、Ｂ、、Ｃ，，・・・は実線で示すライ
ン■に沿ってすき間なく投光され、この部分の読取りが
行われる。

ＩＩ　、微小光点が読取ライン■に沿って投光され、Ｘ
方向の終点に到達した後には、アレー状光源ｌの発光を
停止し、蓄積性蛍光体シートなＸ方向走査開始点に戻す
とともに、Ｙ方向に０．２５ｍｍ移動する。なお、この
Ｙ方向の移動Ｈ，１を、微小光点のＹ方向の長さより若
干小さくすれば、蓄積性蛍光体シート５Ｆをすき間なく
走査することができ好ましい。

！１１．Ｈの状態から■と同様の操作を行うことにより
、各微小光点Ａ２　、　Ｂ２　、　Ｃ２、・・・が破線
で示す読取ライン■に沿って投光されこの部分の読取り
が行われる。このようにして工の走査では励起光が投光
されなかった部分についてＦＩＧび読取りが行われる。

■、読取ラうン■の読取走査が終了した後は、１１「１
記ＩＩおよび■を順次繰り返し、読取ライン［相］の走
査が終ｒした時点で前読取走査が完了する。

以上説明した読取方法を実行することによりアレー状に
点在させた発光素子を用いて蓄積性蛍光体シートの全域
にわたって検体情報を読み取ることができる。

なお、に足側ではＸ方向、Ｙ方向共に蓄積性蛍光体シー
トのみを移動させているが、読取光学系を各方向毎に移
動させて読取走査を行うこともでき、その場合でも上記
工〜■の順序にて読取走査か行われるように１−るのが
よい。

これらの場合、読取開始から読取光ｒまでに、蓄積性蛍
光体シートまたは読取光学系をＸ方向に１０往？Ｍさせ
ればよく、短時間で蓄ｈ°１性蛍光体シート面を全面的
に読取走査を行うことができる。

〈発明の効果〉 本発明の検体情報読取装置および検体情報読取方法によ
れば、アレー状光源を用いることの利点を生じつつ、蓄
積性蛍光体シートと読取光学系とをＹ方向に相対的に移
動することにより、Ｘ方向はもとよりＹ方向対しても隙
間なく読取走査を行うことができる。よって蓄積性蛍光
体シートのほぼ全域にわたって検体情報の読取走査を行
うことができ、情報の解析結果の信頼性が向上する。

そして本発明装置および本発明方法ではアレー状光源を
用いたことによりＸ方向の往復回数が。

従来の単一光源を用いて走査する場合に比べ著しく減少
した。従フて移動距離の合計が短くなり、簡学な制御で
短時間に読取走査を行うことができるようになった。

さらに本発明装置では、アレー状光源の各発光素子を必
ずしも密に配設しなくてもよいため、発熱を抑制し、装
置特にアレー状光源の耐久性を向上することができる。

また本発明装置は前述のごとく構造が簡素なため、装置
を小型化でき、しかも安価に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の検体情報読取装置の斜視図である。 第２図は本発明に用いるアレー状光源、励起光投光手段
および蓄積性蛍光体シートの位置関係およびそれらの構
造を示す側面図である。 第３図は、本発明に用いる支持媒体の斜視図である。 第４図は、本発明における蓄積性蛍光体シート七での走
査順序を示す平面図である。 符号の説明 ！・・・アレー状光源、 ２・・・発光素子。 ３・・・レンズ系、 ４・・・支持媒体（ゲルＩ＋！２　）、５・・・蓄積性
蛍光体シート、 ６・・・透明板、 ７・・・ゲル層、 ８・・・スロット、 ９・・・サイドスペーサー、 １０−・・フィルター、 １１・・・光電変換手段、 １２・・・光電ｆ増倍管、 １３−・・導光性シート、 １４・・・載置台 出願人　　富り写真フィルム株式会社 代理人　　弁理士　渡　辺　望　稔′。 ＦＩＧ、１ ＦＩＧ、２ Ｆ　Ｉ　Ｇ、　３ Ｆ　Ｉ　Ｇ、　４

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. （１）励起光を発する複数の光源が一定間隔を隔てて配
   設されたアレー状光源と、 放射性標識が付与された核酸もしくはタンパク質（以後
   「検体」と総称する）が分離展開された支持媒体上の、
   少なくとも１種の検体を構成する塩基配列またはアミノ
   酸配列の情報列の放射線像を担持する輝尽性蛍光体層を
   有する蓄積性蛍光体シートと、 前記蓄積性蛍光体シートに前記アレー状光源からの励起
   光を投光する手段と、 前記励起光投光による輝尽性蛍光体からの輝尽発光を受
   光して光電変換する手段と、 前記アレー状光源からの励起光の投光および前記光電変
   換手段による輝尽発光の受光を同期的に行いつつ前記蓄
   積性蛍光体シートのほぼ全域に亘って検体情報を読み取
   るように前記アレー状光源および／または前記励起光投
   光手段を前記蓄積性蛍光体シートに対して相対的に移動
   させる駆動手段と、 前記蓄積性蛍光体シート上の検体情報列を所望の順序で
   読取り走査するよう前記駆動手段を制御する制御手段と
   を具えることを特徴とする検体情報読取装置。
2. （２）前記アレー状光源が発光ダイオードであることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の検体情報読取
   装置。
3. （３）前記アレー状光源が半導体レーザであることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項に記載の検体情報読取装
   置。
4. （４）前記アレー状光源から前記蓄積性蛍光体シートに
   投光される励起光は、輝尽性蛍光体の輝尽発光波長領域
   を実質的に含まない波長領域の光であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載
   の検体情報読取装置。
5. （５）前記光電変換手段は光電子増倍管であることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれか
   に記載の検体情報読取装置。
6. （６）前記制御手段はコンピュータであることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項ないし第５項のいずれかに記
   載の検体情報読取装置。
7. （７）複数の光源が一定間隔を隔てて配設されたアレー
   状光源の各光源から発する励起光を放射性標識が付与さ
   れた核酸もしくはタンパク質（以後「検体」と総称する
   ）が分離展開された支持媒体上の、少なくとも１種の検
   体を構成する塩基配列またはアミノ酸配列の情報列の放
   射線像を担持する輝尽性蛍光体層を有する蓄積性蛍光体
   シート上に励起光投光手段を経て投光し、 励起光投光による輝尽性蛍光体からの輝尽発光を受光し
   て光電変換し検体情報を読み取った後、前記蓄積性蛍光
   体シート上に励起光が投光されなかった部分で再び投光
   、受光が行われるように前記アレー状光源および／また
   は前記励起光投光手段を前記シートに対して相対的に移
   動して前記部分の検体情報を読み取り、 この操作を順次繰り返すことにより前記蓄積性蛍光体シ
   ートのほぼ全域に亘って検体情報を読み取ることを特徴
   とする検体情報読取方法。
8. （８）前記アレー状光源が発光ダイオードであることを
   特徴とする特許請求の範囲第７項に記載の検体情報読取
   方法。
9. （９）前記アレー状光源が半導体レーザであることを特
   徴とする特許請求の範囲第７項に記載の検体情報読取方
   法。
10. （１０）前記アレー状光源から前記蓄積性蛍光体シート
    に投光される励起光は、輝尽性蛍光体の輝尽発光波長領
    域を実質的に含まない波長領域の光であることを特徴と
    する特許請求の範囲第７項ないし第９項のいずれかに記
    載の検体情報読取方法。
11. （１１）前記輝尽発光を受光して光電変換する手段は光
    電子増倍管により行うことを特徴とする特許請求の範囲
    第７項ないし第１０項のいずれかに記載の検体情報読取
    方法。
12. （１２）前記アレー状光源および／または前記励起光投
    光手段の前記蓄積性蛍光体シートに対する相対移動は、
    コンピュータによる制御手段により制御されることを特
    徴とする特許請求の範囲第７項ないし第１１項のいずれ
    かに記載の検体情報読取方法。