JPWO2009096252A1 - 蛍光検出ユニット及び反応検出装置 - Google Patents

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Abstract

測定値が安定し、正確な測定結果の得られる蛍光検出ユニットを得ること及び、該蛍光検出ユニットを備えることにより、測定値が安定し、正確な測定結果の得られる反応検出装置を得るために、試料に励起光を照射する発光部と、励起光の照射により試料から発する蛍光を受光検出する受光部と、を有する蛍光検出ユニットにおいて、発光部の発光開始の後、受光部の受光検出を開始させ、受光部の受光検出の停止を、発光部の発光の停止と同時もしくは、発光部の発光中に行うシーケンスで蛍光の光量の測定を行う蛍光検出ユニットとする。

Description

本発明は、蛍光検出ユニット及び該蛍光検出ユニットを有する反応検出装置に関するものである。
近年、マイクロマシン技術および超微細加工技術を駆使することにより、従来の試料調製、化学分析、化学合成などを行うための装置、手段(例えばポンプ、バルブ、流路、センサなど)を微細化して1チップ上に集積化したシステムが開発されている。これは、μ−TAS(Micro total Analysis System:マイクロ総合分析システム)、バイオリアクタ、ラブ・オン・チップ(Lab−on−chips)、バイオチップとも呼ばれ、医療検査・診断分野、環境測定分野、農産製造分野でその応用が期待されている。現実には遺伝子検査に見られるように、煩雑な工程、熟練した手技、機器類の操作が必要とされる場合には、自動化、高速化および簡便化されたミクロ化分析システムは、コスト、必要試料量、所要時間のみならず、時間および場所を選ばない分析を可能とすることによる恩恵は多大と言える。
また、微細流路が形成されたマイクロチップに試薬などを封入し、マイクロポンプによって微細流路に液体を注入して試薬などを移動させ、反応部、次いで検出部へ流すことにより、血液など検体との反応結果を測定することができる反応検出装置も知られている。このような反応検出装置では、マイクロチップの被検出部に蛍光検出ユニットの発光部から励起光を照射し、試薬に含まれる蛍光物質の発光する非常に微弱な蛍光を蛍光検出ユニットの受光部で検出するように構成されている。
一方、蛍光の測定のために、発光部と試料の間と試料と受光部の間に機械的なチョッパを配置し、励起光の照射中は蛍光の受光を行わせず、励起光の遮断中に蛍光の受光を行わせる蛍光測定装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開2003−207453号公報
しかしながら、上記特許文献1に記載されている蛍光測定装置では、試料への励起光照射と蛍光測定に重複する時間がないため、受光量の測定値は、励起光照射停止後の過渡的な蛍光状態の変化を測定することになる。過渡的な状態では測定値が安定性に欠ける問題があり、測定結果に正確性が求められる上記の応用分野に対して適用が困難である。
同様の理由で、励起光に対し反応変化の早い試料であった場合、励起光照射の時間帯と蛍光測定の時間帯が異なると蛍光の検出ができない問題となる。
本発明は上記問題に鑑み、測定値が安定し、正確な測定結果の得られる蛍光検出ユニットを得ること及び、該蛍光検出ユニットを備えることにより、測定値が安定し、正確な測定結果の得られる反応検出装置を得ることを目的とするものである。
上記の目的は、下記構成により解決される。
(1)試料に励起光を照射する発光部と、前記励起光の照射により前記試料から発する蛍光を受光検出する受光部と、を有する蛍光検出ユニットにおいて、前記発光部の発光開始の後、前記受光部の受光検出を開始させ、前記受光部の受光検出の停止を、前記発光部の発光の停止と同時もしくは、前記発光部の発光中に行うシーケンスで蛍光の光量の測定を行うことを特徴とする蛍光検出ユニット。
(2)前記シーケンスを複数回繰り返すことを特徴とする前記(1)に記載の蛍光検出ユニット。
(3)試料の混合、反応、検出が行われる流路の形成されたマイクロチップを収容するマイクロチップ収容部と、該マイクロチップ収容部に収容されたマイクロチップの被検出部に対応して設けられた前記(1)又は前記(2)に記載の蛍光検出ユニットと、前記マイクロチップの流路に駆動液を注入する駆動液ポンプと、を有することを特徴とする反応検出装置。
(4)前記蛍光検出ユニットの受光部の受光範囲内に試料が存在するか否かを検知する試料到達検知部を有し、該試料到達検知部により試料の存在を検知した後に、前記蛍光検出ユニットの発光部の発光を開始させることを特徴とする前記(3)に記載の反応検出装置。
(5)前記受光部の受光検出値を移動平均処理することを特徴とする前記(3)又は前記(4)に記載の反応検出装置。
(6)前記受光部の受光検出値が時間軸に対し漸減もしくは漸増しているとみなした場合には、予め決められた対処法に基づいて測定を行うことを特徴とする前記(3)から前記(5)までの何れかに記載の反応検出装置。
本発明によれば、安定した測定値が得られ、正確な測定結果の得られる蛍光検出ユニットを得ることが可能となり、当該蛍光検出ユニットを備えることで、正確な測定結果の得られる反応検出装置を得ることが可能となる。
本実施の形態に係る反応検出装置の一例を示す外観図である。 マイクロチップの一例の外観図である。 本実施の形態に係る反応検出装置の内部構成の一例を示す斜視図である。 本実施の形態に係る反応検出装置の内部構成の一例を示す断面図である。 本実施の形態に係る蛍光検出ユニットの構成の一例を示す断面図である。 本実施の形態に係る反応検出装置の構成を示すブロック図である。 本実施の形態に係る反応検出装置の動作の概要を示すフローチャートである。 本実施の形態に係る蛍光検出ユニットの動作概略を示すフローチャートである。 図8で説明した蛍光検出ユニットの蛍光検出動作のフローをタイミングチャートで示した図である。 時間T2に受光部で得られた蛍光の受光量の値のサンプリングの一例を示す図である。 本実施の形態に係る蛍光検出ユニットの動作概略の変形例を示すフローチャートである。 図11で説明した蛍光検出ユニットの蛍光検出動作のフローをタイミングチャートで示した図である。
符号の説明
1 マイクロチップ
15 蛍光検出ユニット
17a 発光部(試料到達検知部)
17b 受光部(試料到達検知部)
19 検出部
80 反応検出装置
91 駆動液タンク
92 駆動液ポンプ
160 発光部(蛍光検出ユニット)
161 受光部(蛍光検出ユニット)
以下、実施の形態により本発明を詳しく説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
図1は、本実施の形態に係る反応検出装置80の一例を示す外観図である。
反応検出装置80はマイクロチップ1に予め注入された検体と、試薬との反応を自動的に検出し、表示部84に検査結果の表示等を行う装置である。
反応検出装置80の筐体82には挿入口83があり、マイクロチップ1を挿入口83に差し込んで筐体82の内部にセットするようになっている。なお、挿入口83はマイクロチップ1の挿入時に挿入口83に接触しないように、マイクロチップ1の厚みより十分高さがある。85はメモリカードスロット、86はプリント出力口、87は操作部、88は入出力端子である。
検査担当者は図1の矢印方向にマイクロチップ1を挿入し、操作部87を操作して検査を開始させる。反応検出装置80の内部では、マイクロチップ1内の反応の検査が自動的に行われ、検査が終了すると液晶パネルなどで構成される表示部84に結果が表示される。検査結果は操作部87の操作により、プリント出力口86よりプリントを出力したり、メモリカードスロット85に挿入されたメモリカードに記憶することができる。また、外部入出力端子88から例えばLANケーブル等を使って出力し、パソコンなどにデータを保存することもできる。
次に、本実施の形態に係るマイクロチップ1の一例について説明する。
図2(a)、図2(b)はマイクロチップ1の一例の外観図である。図2(a)において矢印は、反応検出装置80にマイクロチップ1を挿入する挿入方向であり、図2(a)は挿入時にマイクロチップ1の下面となる面を図示している。図2(b)はマイクロチップ1の側面図である。
図2(a)の窓111はマイクロチップ1内部の検出部19で行われる検体と蛍光物質を含む試薬の反応を光学的に検出するために設けられており、ガラスや樹脂などの透明な部材で構成されている。110a、110b、110c、110d、110eは内部の微細流路に連通する駆動液注入部であり、各駆動液注入部110a〜110eから駆動液を注入し内部の試薬等を駆動する。113はマイクロチップ1に検体を注入するための検体注入部である。
図2(b)に示すように、マイクロチップ1は溝形成基板108と、溝形成基板108を覆う被覆基板109から構成されている。
本実施の形態では、検出部19において、蛍光物質の検出を光学的に行うので、少なくとも窓111に相当する部位は光透過性の材料(例えばアルカリガラス、石英ガラス、透明プラスチック類)を用い、光が透過するようになっている。
本実施の形態に係るマイクロチップ1には、検査、試料の処理などを行うための、微小な溝状の流路(微細流路)および機能部品(流路エレメント)が、用途に応じた適当な態様で配設されている。
図2(c)はマイクロチップ1内部の微細流路および流路エレメントの機能を説明するための説明図である。
微細流路には、例えば検体液を収容する検体収容部121、試薬類を収容する試薬収容部120a、120b、120cなどが設けられており、場所や時間を問わず迅速に検査ができるよう、試薬収容部120a〜120cには必要とされる試薬類、洗浄液、変性処理液などがあらかじめ収容されている。図2(c)において、試薬収容部120a〜120c、検体収容部121および流路エレメントは四角形で表し、その間の微細流路は実線と矢印で表す。
微細流路はマイクロメーターオーダーで形成されており、例えば幅は数μm〜数百μm、好ましくは10〜200μmで、深さは25〜500μm程度、好ましくは25〜250μmである。
少なくともマイクロチップ1の溝形成基板108には、上記の微細流路が形成されている。被覆基板109は、少なくとも溝形成基板の微細流路を密着して覆う必要があり、溝形成基板の全面を覆っていても良い。なお、マイクロチップ1の微細流路には、例えば、図示せぬ送液制御部、逆流防止部(逆止弁、能動弁など)などの送液を制御するための部位が設けられ、逆流を防止し、所定の手順で送液が行われるようになっている。
検体注入部113はマイクロチップ1に検体を注入するための注入部であり、駆動液注入部110はマイクロチップ1に駆動液を注入するための注入部である。マイクロチップ1による検査を行うに先立って、検査担当者は検体を検体注入部113から注射器などを用いて注入する。図2(c)に示すように、検体注入部113から注入された検体は、連通する微細流路を通って検体収容部121に収容される。
次に、駆動液注入部110aから駆動液を注入すると、駆動液は連通する微細流路を通って検体収容部121に収容されている検体を押し出し、増幅部122に検体を送り込む。
一方、駆動液注入部110bから注入された駆動液は、連通する微細流路を通って試薬収容部120aに収容されている蛍光物質を含む試薬を押し出す。試薬収容部120aから押し出された蛍光物質を含む試薬は増幅部122に駆動液によって送り込まれる。なお、反応条件により増幅部122の部分を所定の温度にする必要がある場合は、加熱または吸熱して所定の温度になされる。
所定の反応時間の後、さらに駆動液により増幅部122から送り出された反応後の検体を含む溶液は、検出部19に到達する。窓111から検出部19に励起光を照射し、検体と反応した試薬が蛍光を発光し、この蛍光の光量を測定することにより反応結果を計測することができる。
図3は、本実施の形態に係る反応検出装置80の内部構成の一例を示す斜視図であり、図4は、本実施の形態に係る反応検出装置80の内部構成の一例を示す断面図である。
反応検出装置80は、温度調節ユニット152、蛍光検出ユニット15、駆動液ポンプ92、パッキン90、駆動液タンク91などから構成されている。図3、図4はマイクロチップ1を温度調節ユニット152とパッキン90bに密着させている状態である。以下、図3、図4を用いて実施形態を説明する。
温度調節ユニット152とマイクロチップ1は、図示せぬ駆動部材により駆動され、紙面上下方向に移動可能である。初期状態において、駆動部材により温度調節ユニット152を、図3の状態からマイクロチップ1の厚み以上上昇させる。検査担当者は挿入口から図示せぬ規制部材に当接するまでマイクロチップ1を矢印A方向に挿入する。所定の位置までマイクロチップ1を挿入するとフォトインタラプタなどを用いたチップ検知部95がマイクロチップ1を検知し、動作を開始する。
温度調節ユニット152は、ペルチェ素子、電源装置、温度制御装置などを内蔵し、発熱または吸熱を行ってマイクロチップ1の面を所定の温度に調整するユニットである。
次に、駆動部材により温度調節ユニット152とマイクロチップ1を下降させて、マイクロチップ1を温度調節ユニット152とパッキン90bに密着させ図示の状態となる。
次いで、駆動液ポンプ92を駆動し、駆動液タンク91の駆動液をマイクロチップ1へ順次流入させる。これにより、図2で説明したようにマイクロチップ1の微細流路に配置された試薬収容部に収容されている蛍光物質を含む試薬の押し出し等が行われる。
さらに、駆動液により増幅部から送り出された試薬及び検体を含む試料の溶液は、検出部19に到達する。
この試薬及び検体を含む試料の溶液が、検出部19に到達したか否かは、試料到達検知部(17a、17b)により検知される。試料到達検知部は、例えば所定の波長の光を発光するLED等で構成された発光部17aと、発光部17aの光を受光する受光部17bで構成され、図示の如く、マイクロチップ1を挟んで配置されている。試料到達検知部に対応する位置のマイクロチップ1は、光が表裏で通過できるよう透光性の窓29を有して形成されている。この窓29の位置は、検出部19に連通する直前又は直後の流路上に配置されている。なお、検出部19の窓111を共用してもよい。
試料到達検知部は、駆動液の注入中の所定の時間毎に、発光部17aより所定時間、光を発光させ、マイクロチップ1の窓29を透過した光を受光部17bで受光させることで、透過光量を検知する。検出部19に試料の溶液が到達した場合には、透過光量即ち受光部17bの受光光量が変化し、検知することができる。
試料到達検知部が、試料の溶液の存在を検知した後に、所定の時間経過後に本実施の形態に係る蛍光検出ユニット15の動作が開始されるようになっている。このようにすることで、検出部19に試料の溶液が未到達である場合の蛍光検出ユニットの不要な動作を防止でき、不要な測定をおこなう無駄を排除できると共に反応検出装置を省電化することが可能となる。
図5は、本実施の形態に係る蛍光検出ユニット15の構成の一例を示す断面図である。
蛍光を集光するレンズ155、励起光を遮断し蛍光物質の発光する蛍光を透過する励起光カットフィルタ156と、蛍光を電気信号に変換する受光部161はマイクロチップ1に鉛直な光軸Lに沿って配置されている。受光部161にはフォトダイオードなどが用いられる。
一方、励起光を発光する発光部160、励起光の光束を制限するスリット157、励起光を集光するレンズ158は光軸Mに沿って配置されている。発光部160から照射される励起光は、スリット157を介してレンズ158に入射し、レンズ158で集光されて、斜めの角度から検出部19の試料に照射される。
検出部19の蛍光物質は発光部160から照射される励起光により蛍光を発光し、この蛍光を受光部161により受光することで蛍光の光量が検出測定される。
図6は、本実施の形態に係る反応検出装置80の構成を示すブロック図である。
制御部99は、CPU98(中央処理装置)とRAM97(Random Access Memory)、ROM96(Read Only Memory)等から構成され、不揮発性の記憶部であるROM96に記憶されているプログラムをRAM97に読み出し、当該プログラムに従って反応検出装置80の各部を集中制御する。
以下、いままでに説明した機能と同一機能を有する機能ブロックには同符号を付与し、説明を省略する。
チップ検知部95はマイクロチップ1が規制部材に当接すると検知信号をCPU98に送信する。CPU98は検知信号を受信すると、機構駆動部32に指令し所定の手順でマイクロチップ1を下降または上昇させる。
駆動液ポンプ92は圧電素子を駆動して所定量の駆動液をマイクロチップに注入する。ポンプ駆動制御部412はプログラムに基づいて、所定量の駆動液を注入するように駆動液ポンプ92の動作を制御する。
CPU98は所定のシーケンスで検査を行い、検査結果をRAM97に記憶する。光量算出部410は受光部161の出力する電気信号から蛍光の光量を算出し検査結果とする。検査結果は、操作部87の操作によりメモリカード501に記憶したり、プリンタ503によってプリントすることができる。
図7は、本実施の形態に係る反応検出装置80の動作の概要を示すフローチャートであり、図8は、本実施の形態に係る蛍光検出ユニット15の動作概略を示すフローチャートである。以下、図7及び図8に示すフローに基づいて説明する。
まず、図7に示すように、反応検出装置はマイクロチップが挿入されるのを待機する(ステップS101)。マイクロチップが所定の位置まで挿入されたことを検知(ステップS101;Yes)すると、マイクロチップに温度調節ユニットとパッキンとを駆動部材により密着させる(ステップS102)。
次いで、駆動液ポンプの駆動を開始させる(ステップS103)。
これにより、駆動液は順次マイクロチップ内に流入させられる。上述のように、駆動液は連通する微細流路を通って検体収容部に収容されている検体を押し出し、増幅部に検体を送り込む。一方、駆動液注入部から注入された駆動液は、連通する微細流路を通って試薬収容部に収容されている蛍光物質を含む試薬を押し出し、増幅部に駆動液によって送り込まれる。なお、反応条件により増幅部の部分を所定の温度にする必要がある場合は、加熱または吸熱して所定の温度になされる。
駆動液ポンプの駆動開始後、試料到達検知部(図3、図4に示す発光部17a及び受光部17b)は検知を開始し、試料の溶液が、反応を検出する検出部に到達したか否かを監視する(ステップS104)。試料到達検知部が試料の溶液の存在を検知すると(ステップS104;Yes)、所定の時間経過後に本実施の形態に係る蛍光検出ユニットによる蛍光の光量の測定すなわち蛍光検出動作が開始される(ステップS105)。
このステップS105の蛍光検出ユニット15による蛍光検出動作について、図8のフローチャートを用いて、より詳しく説明する。
図8に示すように、ステップS105(図7)における蛍光検出ユニット15による蛍光検出動作は、まず、発光部(図5に示す発光部160)からの励起光の照射を開始(ステップS201)し、励起光の照射を開始してから予め設定されている時間T1が経過するのを待機する(ステップS202)。時間T1が経過する(ステップS202;Yes)と、受光部(図5に示す受光部161)による蛍光の受光検出を開始する(ステップS203)。次いで、受光部による蛍光の受光検出を開始してから予め設定されている時間T2が経過するのを待機する(ステップS204)。
時間T2が経過する(ステップS204;Yes)と、受光部による蛍光の受光検出を停止させる(ステップS205)。即ち、この時間T2が、蛍光検出ユニットの受光部による蛍光検出時間であり、検体と反応した試薬からの蛍光の光量を受光部で測定することにより反応結果が計測される。
次いで、受光部の蛍光の受光検出を停止させてから予め設定されている時間T3が経過するのを待機する(ステップS206)。時間T3が経過する(ステップS206;Yes)と、発光部による励起光の照射を停止させる(ステップS207)。これにより、1回の蛍光検出が終了する。
次いで、発光部の励起光照射を停止させてから予め設定されている時間T4が経過するのを待機し(ステップS208)、時間T4が経過する(ステップS208;Yes)と、予め設定された回数の蛍光検出が終了したか否か判断する(ステップS209)。予め設定された回数でないとき(ステップS209;No)は、上記のステップS201〜ステップS208を繰り返す。
予め設定された回数の蛍光検出が終了する(ステップS209;Yes)と、蛍光検出ユニットによる蛍光検出動作(図7に示すステップS105)が終了する。
図7に戻り、蛍光検出ユニットによる蛍光検出動作が終了すると、得られた受光部出力である受光検出値を移動平均処理(ステップS106)し、この移動平均処理後のデータを用いて表示等の出力(ステップS107)がなされる。これにより、反応検出装置80の動作が終了する。
図9は、図8で説明した蛍光検出ユニット15の蛍光検出動作のフローをタイムチャートで示した図である。
同図に示すように、発光部(図5に示す発光部160)から励起光の照射を開始すると、図示の如く、検体と反応した試薬は蛍光を発し始め、その後安定した状態となる。受光部(図5に示す受光部161)は、蛍光の発光が安定した状態となって後に受光が開始されるよう設定されている。即ち、時間T1は、発光部からの励起光の照射により発する蛍光の光量が安定するまでの時間以上の時間に設定されている。さらに、受光部の受光検出を時間T2の間行った後停止させ、その後、時間T3経過後に発光部による励起光の発光すなわち照射を停止させている。
一方、発光部を停止させた後、時間T4経過後に、次回の蛍光検出動作が開始されるが、この時は、検体と反応した試薬からの蛍光は発しない状態となっている。即ち、時間T4は、励起光照射を停止した後に蛍光を発しなくなるまでの時間以上の時間に設定されている。
なお、上記の時間T1、T2、T3、T4は、操作部87(図1参照)からの入力で個々に設定可能であり、検体の種類や検査の内容により適切な時間の設定を行うことができるようになっている。また、少なくとも時間(T1+T2)では、蛍光退色を生じないように設定されることが望ましく、時間(T1+T2+T3)が蛍光退色を生じない程度に設定されていれば、より好ましい。
このように、発光部の発光開始の後、受光部の受光検出を開始させ、発光部の発光中に受光部の受光検出を停止させ、この後、発光部の発光を停止させるシーケンスで蛍光の光量の測定を行うことにより蛍光退色等による蛍光の変化を抑制し、得られる検出値の安定性を向上させることができ、測定すなわち検査の信頼性を向上させることができる。更に、このようなシーケンスを複数回繰り返して行うことで、発する蛍光の光量が少ない反応や励起光の照射パワーを上げると蛍光退色の生じやすい反応であっても、より検査の信頼性を向上させることができる。
図10は、時間T2に受光部で得られる受光検出値のサンプリングの一例を示す図である。
同図に示すように、受光部で得られる受光検出値は各種のノイズが重畳され一定値とはならない場合がある。このため単一の受光検出値のデータのみを用いて表示等の出力を行うと、検査精度が低下する恐れがある。
そこで、同図に示すように、所定の刻みで複数回(同図では、S1〜S6)のサンプリングを行い、例えば、(S1+S2+S3)/3、(S2+S3+S4)/3、(S3+S4+S5)/3、(S4+S5+S6)/3、を演算し、更に得られた4つの値の平均値とする方法等、受光部からの受光検出値を移動平均処理し、移動平均処理後の結果に基づいて表示等の出力を行うように構成することが好ましい。このようにすることで、受光検出値のS/N比を向上させることができ、より検査の信頼度を向上させることができる。
また、サンプリングにおいて、受光部からの受光検出値が時間軸に対し漸減もしくは漸増していると見なされる場合は、これに対処する手順を、予めプログラミングしておき、これに基づいて測定を行うよう構成することが望ましい。以下、受光検出値が時間軸に対し漸減もしくは漸増し、その変化量が所定の値を越える場合の対処の手順の一例を示す。
受光検出値が時間軸に対し漸減する場合には、例えば、発光部からの励起光照射パワーの低減、上記の発光部の発光している時間(T1+T2+T3)を短くするよう変更、上記の時間T4を長くするよう変更、の少なくとも何れかを行い、時間軸に対する変化量が所定の値以下となったことを確認した後、本測定を開始させるようにする。一方、受光検出値が時間軸に対し漸増する場合には、例えば、発光部からの励起光照射パワーの増大、上記の時間(T1)を長くするよう変更、の少なくとも何れかを行い、時間軸に対する変化量が所定の値以下となったことを確認した後、本測定を開始させるようにする。
このようにすることで、上記の時間T1〜T4の設定等が、やや適切でなく、蛍光退色が生じる場合や、反応が安定していない状態で測定を行うような時間設定となっている場合であっても、測定のための設定を自動的に適切な値とすることが可能となり、検査の信頼性を向上させた反応検出装置を得ることができる。
図11は、本実施の形態に係る蛍光検出ユニットの動作概略の変形例を示すフローチャートである。図12は、図11で示した蛍光検出ユニットの蛍光検出動作のフローをタイミングチャートで示した図である。なお、反応検出装置80の動作の概要は図7に示したものと同様であるので省略する。
図11は、図7に示すフローチャートのステップS105の蛍光検出ユニット15による蛍光検出動作の変形例である。
図11に示すように、ステップS105(図7)における蛍光検出ユニット15による蛍光検出動作は、まず、発光部(図5に示す発光部160)からの励起光の照射を開始(ステップS301)し、励起光の照射を開始してから予め設定されている時間T1が経過するのを待機する(ステップS302)。時間T1が経過する(ステップS302;Yes)と、受光部(図5に示す受光部161)による蛍光の受光検出を開始する(ステップS303)。次いで、受光部による蛍光の受光検出を開始してから予め設定されている時間T2が経過するのを待機する(ステップS304)。
時間T2が経過する(ステップS304;Yes)と、図12に示すように、受光部による蛍光の受光検出と発光部による励起光の照射を同時に停止させる(ステップS305)。
次いで、受光部の蛍光の受光検出と発光部による励起光の照射を停止させてから予め設定されている時間T4が経過するのを待機する(ステップS306)。時間T4が経過する(ステップS306;Yes)と、予め設定された回数の蛍光検出が終了したか否か判断する(ステップS307)。予め設定された回数でないとき(ステップS307;No)は、上記のステップS301〜ステップS306を繰り返す。
予め設定された回数の蛍光検出が終了する(ステップS307;Yes)と、蛍光検出ユニットによる蛍光検出動作(図7に示すステップS105)が終了する。
図7に戻り、蛍光検出ユニットによる蛍光検出動作が終了すると、得られた受光部出力である受光検出値を移動平均処理(ステップS106)し、この移動平均処理後のデータを用いて表示等の出力(ステップS107)がなされる。これにより、反応検出装置80の動作が終了する。
このように、受光部の受光検出の停止を、発光部の発光の停止と同時に行うシーケンスで蛍光の光量の測定を行っても、上記と同様の効果を奏することができる。

Claims (6)

  1. 試料に励起光を照射する発光部と、前記励起光の照射により前記試料から発する蛍光を受光検出する受光部と、を有する蛍光検出ユニットにおいて、
    前記発光部の発光開始の後、前記受光部の受光検出を開始させ、
    前記受光部の受光検出の停止を、前記発光部の発光の停止と同時もしくは、前記発光部の発光中に行うシーケンスで蛍光の光量の測定を行うことを特徴とする蛍光検出ユニット。
  2. 前記シーケンスを複数回繰り返すことを特徴とする請求の範囲第1項に記載の蛍光検出ユニット。
  3. 試料の混合、反応、検出が行われる流路の形成されたマイクロチップを収容するマイクロチップ収容部と、該マイクロチップ収容部に収容されたマイクロチップの被検出部に対応して設けられた請求の範囲第1項又は第2項に記載の蛍光検出ユニットと、前記マイクロチップの流路に駆動液を注入する駆動液ポンプと、を有することを特徴とする反応検出装置。
  4. 前記蛍光検出ユニットの受光部の受光範囲内に試料が存在するか否かを検知する試料到達検知部を有し、該試料到達検知部により試料の存在を検知した後に、前記蛍光検出ユニットの発光部の発光を開始させることを特徴とする請求の範囲第3項に記載の反応検出装置。
  5. 前記受光部の受光検出値を移動平均処理することを特徴とする請求の範囲第3項又は第4項に記載の反応検出装置。
  6. 前記受光部の受光検出値が時間軸に対し漸減もしくは漸増しているとみなした場合には、予め決められた対処法に基づいて測定を行うことを特徴とする請求の範囲第3項から第5項までの何れか一項に記載の反応検出装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0663973B2 (ja) * 1985-08-07 1994-08-22 東ソー株式会社 免疫反応測定に用いる蛍光検出装置
JPH08122255A (ja) * 1994-10-27 1996-05-17 Shimadzu Corp 蛍光分析装置
JPH09329550A (ja) * 1996-06-11 1997-12-22 Olympus Optical Co Ltd 蛍光光度測定方法
JP2003207453A (ja) * 2002-01-16 2003-07-25 Hitachi High-Technologies Corp 蛍光,燐光測定装置
JP2003315268A (ja) * 2002-04-19 2003-11-06 Mitsubishi Electric Corp 粉塵検出装置
JP2005168828A (ja) * 2003-12-11 2005-06-30 Pentax Corp 自家蛍光電子内視鏡装置
JP2007047031A (ja) * 2005-08-10 2007-02-22 Arkray Inc 分析方法および分析用具
JP2007136379A (ja) * 2005-11-21 2007-06-07 Konica Minolta Medical & Graphic Inc マイクロリアクタおよびその製造方法

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