KR20090045845A - 미소 입자의 측정 방법 및 측정용 기판과 측정 장치 - Google Patents

미소 입자의 측정 방법 및 측정용 기판과 측정 장치 Download PDF

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마사타카 시노다
아키토시 스즈키
카즈시 미야케
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소니 가부시끼가이샤
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Abstract

기판 위에 배설(配設; provide)된 복수의 시료용 유로에 대해 광을 주사하고, 그 시료용 유로내에 도입된 미소 입자의 광학 측정을 행할 때에, 높은 측정 정밀도를 얻는 것이 가능한 측정 방법을 제공하는 것을 과제(목적)로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 기판(11) 위에 배설된 복수의 시료용 유로(111)에 대해 광을 주사하고, 그 시료용 유로(111) 내에 도입된 미소 입자의 광학 측정을 행하는 미소 입자 측정 방법에 있어서, 상기 시료용 유로(111)에 병설된 적어도 두개 이상의 참조 영역(113)에 대해, 상기 광을 순차(順次) 조사하고, 그 참조 영역(113)에 의해서 상기 광에 생기는 광학 특성의 변화를 검지하는 것에 의해, 상기 시료용 유로(111)에 대한 상기 광의 출사(出射; emission) 타이밍을 제어하는 것을 특징으로 하는 미소 입자 측정 방법을 제공한다.
미소 입자 측정 장치, 기판, 레이저 광원, 주사부, 대물 렌즈, 콜리메이터 렌즈, 검출기, 분광기, 광 제어부, 유로, 참조 영역, 검출 영역, 레이저광(측정광), 검출 대상광, 주사선.

Description

미소 입자의 측정 방법 및 측정용 기판과 측정 장치{FINE PARTICLE MEASURING METHOD, SUBSTRATE FOR MEASUREMENT, AND MEASURING APPARATUS}
본 발명은, 미소 입자 측정 방법 및 미소 입자 측정용 기판과 미소 입자 측정 장치에 관한 것이다. 보다 자세하게는, 미소 입자가 도입되는 시료용 유로에 대한 광의 출사(出射; emission) 타이밍을 제어가능한 미소 입자 측정 방법 등에 관한 것이다.
종래, 세포나 미생물, 리포솜 등의 생체 관련 미소 입자, 혹은 라텍스 입자나 겔 입자, 공업용 입자 등의 합성 입자 등의 미소 입자를 판별하기 위해서, 미소 입자의 분산액을 유로내에 도입하고, 유로내에 도입된 미소 입자를 광학적으로 측정하는 장치가 이용되고 있다.
1예로서, 합성 입자를 크기나 형상에 따라 판별하는 파티클 애널라이저가 있다. 파티클 애널라이저는, He 플라즈마 중에서 미소 입자를 1개씩 여기(勵起), 발광시켜 분광 검출하는 것에 의해, 미소 입자의 원소 조성이나 입경(粒徑), 입자 수 의 측정을 행하는 것이다.
또, 생체 관련 미소 입자에 대해서는, 플로 사이토메트리(flow cytometry)(플로 사이토메터(flow cytometer))를 이용한 광학 측정이 널리 행해지고 있다. 플로 사이토메트리는, 측정 대상으로 하는 세포나 마이크로비즈 등의 미소 입자를, 플로 셀에서 시스액(sheath liquid)의 층류의 중심에 흐르게 하고, 광학 검출부에서 광을 미소 입자에 조사해서, 미소 입자로부터 생기는 산란광이나 형광을 검출하는 것에 의해, 미소 입자의 크기나 구조 등을 측정하는 것이다.
요즈음(近年), 반도체 산업에서의 미세 가공 기술을 응용하여, 유리나 플라스틱제의 기판 위에 설치된 유로내에서, 이와 같은 미소 입자의 광학 측정을 행하기 위한 마이크로칩이 개발되고 있다.
이와 같은 마이크로칩을 이용한 분석 시스템은, μ-TAS(micro-total-analysis system)나 랩·온·칩(lab on chip), 바이오 칩 등으로 칭해지며, 미소 입자의 광학 측정의 고속화, 집적화, 혹은 측정 장치의 소형화를 가능하게 하는 기술로서 주목받고 있다. μ-TAS는, 소량의 시료로 분석이 가능한 것이나, 마이크로칩의 디스포저블 유즈(disposable use)(한번 쓰고 버리는 것(使捨; 일회용))가 가능한 것 등의 이유로 인해, 특히, 귀중한 미량 시료나 다수의 검체를 취급하는 생물학적 분석에의 응용이 기대되고 있다.
특허 문헌 1에는, 유로내에서 미소 입자의 광학 측정과 분류를 행하기 위한 마이크로칩(해당 문헌, 도 17, 입자 분류 시스템(1700) 참조)이 개시되어 있다. 이 입자 분류 시스템(1700)은, 평행하게 동작하는 복수의 분류 모듈(1701)(시료용 유로)을 구비하고, 입력 영역(1710)으로부터 각 분류 모듈(1701)에 시료를 도입해서, 입자의 소정의 특성을 검출 영역(1720)에서 동시 병행적으로 측정하는 것이다. 이것에 의해, 입자의 고속 측정 및 분류를 가능하게 하고 있다.
[특허 문헌 1] 일본 특표(特表)2005-538727호 공보
특허 문헌 1에 개시되는 마이크로칩과 같이, 기판 위에 복수의 시료용 유로를 설치하고, 동시 병행적으로 미소 입자의 광학 측정을 행하는 경우에는, 측정을 위한 광을 각 시료용 유로에 대해 주사해서 조사하는 것이 유효하다고 생각된다.
각 시료용 유로에 대해서 별개 독립으로 광을 조사해서 측정을 행하는 경우에는, 각각의 시료용 유로에 대해서, 광원과, 광원으로부터의 광을 시료용 유로에 도광하는 광학계가 필요하게 된다. 이것에 대해서, 복수의 시료용 유로에 대해서 광을 주사해서 조사함으로써, 단일의 광원 및 광학계에 의해서 측정을 행할 수 있기 때문에, 장치의 구성을 간이하게 할 수 있고, 장치의 제조 코스트를 억제하는 것이 가능해지기 때문이다.
본 발명은, 이와 같이 기판 위에 배설(配設; provide)된 복수의 시료용 유로에 대해 광을 주사해서, 그 시료용 유로내에 도입된 미소 입자의 광학 측정을 행할 때에, 높은 측정 정밀도를 얻는 것이 가능한 측정 방법 및 측정용 기판과 측정 장치를 제공하는 것을 주(主)된 목적으로 한다.
상기 과제 해결을 위해, 본 발명은, 기판 위에 소정 간격으로 배설된 복수의 시료용 유로에 대해 광을 주사해서, 그 시료용 유로내에 도입된 미소 입자의 광학 측정을 행하는 미소 입자 측정 방법에 있어서, 상기 시료용 유로에 병설된 적어도 두개 이상의 참조 영역에 대해, 상기 광을 순차(順次) 조사하고, 그 참조 영역에 의해서 상기 광에 생기는 광학 특성의 변화를 검지하는 것에 의해, 상기 시료용 유로에 대한 상기 광의 출사 타이밍을 제어하는 것을 특징으로 하는 미소 입자 측정 방법을 제공한다.
이 미소 입자 측정 방법에 있어서, 상기 시료용 유로에 대한 상기 광의 출사 타이밍은, 하나의 상기 참조용 영역에 의한 상기 광학 특성의 변화의 검지 시간과, 다른 하나의 상기 참조 영역에 의한 그 검지 시간과의 시간차와, 상기 시료용 유로의 수에 의거해서, 제어를 행하는 것이다.
본 미소 입자 측정 방법에 있어서, 상기 참조 영역은, 참조용 미소 입자 또는/및 참조용 형광 물질을 도입가능한 참조용 유로로 할 수 있으며, 이것에 의해 그 참조용 미립자 또는/및 참조용 형광 물질에 의해서 야기(誘起)되는 상기 광학 특성의 변화의 검지에 의해서, 상기 시료용 유로에 대한 상기 광의 출사 타이밍을 제어할 수가 있다.
또, 본 발명은, 아울러, 복수의 시료용 유로가 소정 간격으로 배설되고, 그 시료용 유로에 대해 광을 주사해서, 그 시료용 유로내에 도입된 미소 입자의 광학 측정을 행하는 미소 입자 측정용 기판으로서, 조사되는 상기 광에 광학 특성의 변화를 일으키게 할 수 있는, 적어도 두개 이상의 참조 영역이, 상기 시료용 유로에 병설되어 있는 것을 특징으로 하는 미소 입자 측정용 기판과, 기판 위에 소정 간격으로 배설된 복수의 시료용 유로에 대해 광을 주사해서, 그 시료용 유로내에 도입된 미소 입자의 광학 측정을 행하는 미소 입자 측정 장치로서, 상기 시료용 유로에 병설된 적어도 두개 이상의 참조 영역에 대해, 상기 광을 순차 조사하는 광 조사부와, 그 참조 영역에 의해서 상기 광에 생기는 광학 특성의 변화를 검지하는 광 검출부와, 그 광 검출부로부터의 출력에 의거해서, 상기 시료용 유로에 대한 상기 광의 출사 타이밍을 제어하는 광 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 미소 입자 측정 장치도 제공한다.
여기서, 본 발명에 있어서, 「미소 입자」라 함은, 세포나 미생물, 리포솜 등의 생체 관련 미소 입자, 혹은 라텍스 입자나 겔 입자, 공업용 입자 등의 합성 입자 등의 미소 입자가 널리 포함된다. 대상으로 하는 세포에는, 세포에는, 동물 세포(혈구계 세포 등) 및 식물 세포가 포함된다. 미생물에는, 대장균 등의 세균류, 토바코(tobacco; 담배) 모자이크 바이러스 등의 바이러스류, 이스트균 등의 균류 등이 포함된다. 생체 고분자 물질에는, 각종 세포를 구성하는 염색체, 리포솜, 미토콘드리아, 올가넬(세포 소기관) 등이 포함된다. 또, 공업용 입자는, 예를 들면 유기 혹은 무기 고분자 재료, 금속 등이더라도 좋다. 유기 고분자 재료에는, 폴리스틸렌, 스틸렌·디비닐벤젠, 폴리메틸메타크릴레이트 등이 포함된다. 무기 고분자 재료에는, 유리, 실리카, 자성체 재료 등이 포함된다. 금속에는, 금 콜로 이드, 알루미늄 등이 포함된다. 이들 미소 입자의 형상은, 일반적으로는 구형인 것이 보통이지만, 비구형이더라도 좋으며, 또 크기나 질량 등도 특별히 한정되지 않는다.
또, 「참조 영역」이라 함은, 미소 입자의 광학 측정을 위한 광이 조사되어, 그 광의 광학 특성에 변화를 일으키게 할 수 있는 바와 같은 영역을 말하는 것으로 한다. 여기서 말하는 「광학 특성의 변화」라 함은, 광의 산란이나 회절, 편향, 흡광 등에 의한 파장 변화나 편향 변화, 강도 변화 등을 포함하며, 광의로는, 조사된 광을 흡수해서 다른 파장의 형광을 발(發; emit)하는 변화도 포함하는 것으로 한다. 마찬가지로, 「참조용 미소 입자」 및 「참조용 형광 물질」이라 함은, 이와 같은 광의 광학 특성의 변화를 일으키게 하는 바와 같은 물질이 널리 포함되는 것으로 한다.
본 발명에 의해, 기판 위에 배설된 복수의 시료용 유로에 대해 광을 주사해서, 그 시료용 유료내에 도입된 미소 입자의 광학 측정을 행할 때에, 높은 측정 정밀도를 얻는 것이 가능한 측정 방법 및 측정용 기판과 측정 장치가 제공된다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 매우 적합(好適)한 형태에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 실시형태는, 본 발명의 대표적인 실시 형태의 1예를 나타낸 것이며, 이것에 의해 본 발명의 범위가 좁게 해석되는 일은 없다.
도 1은, 본 발명에 관계된 미소 입자 측정 장치의 구성을 도시하는 모식도이다.
도면중, 부호 (1)로 나타내는 미소 입자 측정 장치는, 미소 입자(시료)를 도입가능한 시료용 유로(111)가 배설된 미소 입자 측정용 기판(11)(이하, 단지 「기판(11)」이라고 한다)과, 미소 입자의 광학 측정을 위한 레이저광 L1(도면중, 검은(黑) 화살표 참조)을 방사하는 레이저 광원(12)과, 레이저광 L1을 기판(11) 위의 각 시료용 유로(111)에 대해 주사하는 주사부(13)와, 레이저광 L1을 시료용 유로(111)의 소정 위치에 집광하기 위한 대물 렌즈(14)와, 레이저 광원(12)으로부터의 레이저광 L1을 평행 광선으로 하기 위한 콜리메이터 렌즈(15)를 구비하고 있다.
레이저 광원(12), 주사부(13), 대물 렌즈(14), 콜리메이터 렌즈(15)를 포함하는 광 검출부는, 시료용 유로(111)에 대한 측정광 L1의 조사에 의해, 시료용 유로(111)내에 도입된 미소 입자로부터 발생하는 검출 대상광 L2(도면중, 사선 화살표 참조)를 검출하기 위한 검출기(16)를 더 가지고 있다.
레이저광 L1(이하, 「측정광 L1」이라고 한다)은, 측정 대상으로 하는 미소 입자 및 측정 목적에 따라, 여러가지 파장을 선택해서 이용하면 좋으며, 레이저 광원(12)도, 아르곤이나 헬륨 등의 가스 레이저나 반도체 레이저(LD), 발광 다이오 드(LED) 등 공지의 광원을 적당히(適宜) 선택해서 사용할 수가 있다.
예를 들면, 미소 입자의 원소 조성을 측정할 목적으로는, 각 원소의 흡수 파장에 대응한 파장의 측정광 L1이 선택된다. 또, 복수의 형광 색소로 표지(標識; mark)한 미소 입자의 형광을 측정하는 경우에는, 각 형광 색소의 여기 파장에 따른 파장의 측정광 L1이 사용된다.
주사부(13)는, 레이저 광원(12)으로부터 발해지는(출사되는) 측정광 L1의 광로 위에 폴리곤 미러나 갈바노 미러, 음향 광학 소자, 전기 광학 소자 등으로서 배치되며, 측정광 L1을 일정 주기로 시료용 유로(111)에 대해 주사한다. 예를 들면, 다이크로익 미러에서는 1㎑ 정도, 24면체 폴리곤 미러에서는 20㎑ 정도에서의 주사가 가능하다. 측정광 L1의 조사는, 측정광 L1이 시료용 유로(111)에 대해서 수직에 조사되고, 각 시료용 유로(111) 위의 결상면에서 측정광 L1의 스폿 폭이 일정하게 되는 바와 같은 텔레센트릭(telecentric) 광학계에 의해 행하는 것이 바람직하다.
검출기(16)는, 미소 입자로부터 발생하는 검출 대상광 L2를 검출, 증폭해서 전기 신호로 변환하고, 도시하지 않은 해석부에 출력한다. 해석부는, 입력되는 전기 신호에 의거해서, 미소 입자의 광학 특성을 해석하고, 측정 결과를 출력한다. 도 1에서는, 검출기(16)로서 멀티채널 포토멀티플라이어(photomultiplier) 튜브(PMT)를 이용하고, 검출 대상광 L2를 분광기(17)에 의해 그레이팅(grating)하고, 파장마다 검출하는 경우를 도시했다.
미소 입자의 광학 특성 해석을 위한 파라미터는, 측정 대상으로 하는 미소 입자 및 측정 목적에 따라, 미소 입자의 크기를 측정하는 전방(前方) 산란광이나, 구조를 측정하는 측방(側方) 산란광, 형광, 레일리(Rayleigh) 산란이나 미에(Mie) 산란 등의 산란광 등이더라도 좋다. 또 형광은, 코히어런트한 형광이더라도, 인코히어런트한 형광이더라도 좋다.
또, 미소 입자 측정 장치(1)에는, 상기 특허 문헌 1에 개시되는 바와 같은, 측정 결과에 의거하는 미소 입자의 분류(분취(分取))를 행하기 위한 구성을 설치할 수도 있다. 여기에서는 상세한 설명을 생략하지만, 분취를 행하는 경우에는, 시료용 유로(111)를 통해 송류되는 미소 입자로부터 소망(所望)의 광학 특성을 구비하는 미소 입자를 분별, 회수하기 위해서, 시료용 유로(111)에 연통시켜 분취용 유로를 배설한다. 그리고, 시료용 유로(111)와 분취용 유로와의 접속부에서 미소 입자의 송류 방향의 제어를 행하기 위한 구동성 부재(액추에이터)를 기판(11) 위에 배치하고, 이것을 상기 해석부로부터의 분취 신호에 의거해서 제어하는 것에 의해 분취를 행한다.
본 발명에 관계된 미소 입자 측정 장치(1)는, 이상의 구성에 더하여, 시료용 유로(111)에 대한 측정광 L1의 출사 타이밍을 제어하는 광 제어부(18)를 구비하고 있다. 광 제어부(18)는, 검출기(16)로부터 출력되는 전기 신호에 의거해서, 레이저 광원(12)을 제어해서, 각 시료용 유로(111)에 대해 주사, 조사되는 측정광 L1의 출사 타이밍의 제어를 행한다. 또한, 여기에서, 해석부와 광 제어부(18)는 별체인 것으로서 설명했지만, 일체로 구성하는 것도 당연히 가능하다.
도 2는, 본 발명에 관계된 기판(11)의 구성을 도시하는 모식도(상면도)이다.
부호 (11)로 나타내는 기판에는, 미소 입자가 도입되는 시료용 유로(111)가 소정 간격으로 배설되어 있다. 도 1 및 도 2에서는, 기판(11) 위에 시료용 유로(111)를 합계 12개 배설한 경우를 예시했지만, 배설되는 시료용 유로(111)의 개수는 두개 이상의 임의 수이더라도 좋다.
기판(11)은, 유리나 각종 플라스틱(PP, PC, COP, PDMS)으로서 측정광 L1을 투과가능하며, 측정광 L1에 대해서 파장 분산이 적어 광학 오차가 적은 재질을 이용해서 형성된다.
기판(11)의 재질을 유리로 하는 경우에는, 웨트 에칭이나 드라이 에칭에 의해서 유로(시료용 유로(111) 및 후술하는 참조용 유로(112))를 전사한다. 또, 플러스틱제로 하는 경우에는, 나노 임프린트나 성형에 의해서 유로를 형성한다. 이것에 의해서, 오차 5㎛ 이내의 정밀도로, 균일한 폭의 유로를, 소정 간격으로 형성할 수가 있다.
측정 대상으로 되는 미소 입자를 포함하는 분산 용매는, 시료용 유로(111)의 일단(一端)에 설치된 시료 주입구(注入口)(1111)로부터, 각 시료용 유로(111)내에 도입된다.
이 때, 미소 입자는, 도시하지 않은 플로계에 의해서 각 시료용 유로(111)내에 한 개씩 배열시키는 것이 가능하다. 플로계는, 미소 입자를 포함하는 분산 용 매를 층류로서 송출하는 노즐과, 용매만을 층류로서 송출하는 노즐로 이루어지고, 이들 2개의 노즐에 의해서 용매 층류(시스류(sheath flow))의 중앙에 분산 용매의 층류를 만들어 낸다. 그리고, 예를 들면, 미소 입자의 분산 용매를 송출할 때에 노즐에 얼마 안되는(근소한) 압력차를 가하는 것에 의해, 미소 입자를 층류 중에 한 개씩 배열시킨다. 이것에 의해, 시료용 유로(111)내의 중앙에 한 개씩 배열시킨 미소 입자에, 측정광 L1을 조사하여, 광학 측정을 행할 수가 있다.
시료용 유로(111)내에 도입된 미소 입자는, 도면중 화살표 F방향으로 시료용 유로(111)내를 통해 송류되고, 검출 영역 D(도면중 점선 참조)에서, 측정광 L1이 조사된다. 조사후, 미소 입자는, 또 화살표 F방향으로 송류되며, 시료용 유로(111)의 타단에 설치된 시료 배출구(1112)로부터 기판(11) 밖으로 배출된다.
측정광 L1의 조사는, 주사부(13)에 의해 각 시료용 유로(111)에 대해, 레이저 광원(12)으로부터 방사되는 측정광 L1을 주사하는 것에 의해서 행해진다(도 1 참조). 도 2중, 점선 화살표 S는, 측정광 L1의 주사선을 나타내고 있다. 측정광 L1은, 도 2중 기판(11) 아래쪽으로부터 위쪽에 주사되는 것으로 해서 설명한다. 또한, 주사는, 주사선 S 위를 한 방향으로 행해질 필요는 없으며, 쌍방향(왕복)으로 행하는 것도 가능하다.
기판(11)에는, 측정광 L1의 주사에 있어서, 각 시료용 유로(111)에 대해 적절한 타이밍에서 측정광 L1을 출사하는 것을 가능하게 하기 위해서, 시료용 유 로(111)의 외측에, 참조용 유로(112, 112)를 배치하고 있다.
참조용 유로(112, 112)는, 측정광 L1의 주사 방향 S에서, 시료용 유로(111)의 양단에 설치되어 있으며, 각각 서로 인접(隣合)하는 시료용 유로(111)에 대해, 시료용 유로(111) 끼리 사이와 동일한 소정 간격을 가지고 배치되어 있다.
참조용 유로(112, 112)에는, 참조용 미소 입자 및/또는 참조용 형광 물질이 도입된다. 참조용 미소 입자 및 참조용 형광 물질은, 측정광 L1이 조사되는 것에 의해, 측정광 L1의 광학 특성에 변화를 일으키게 할 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않고, 통상 사용되는 마이크로 비즈나 형광 색소를 이용할 수가 있다. 또한, 여기서 「광학 특성의 변화」라 함은, 측정광 L1의 산란이나 회절, 편향, 흡광 등에 의한 파장 변화나 편향 변화, 강도 변화 등을 포함하며, 광의로는, 조사된 광을 흡수해서 다른 파장의 형광을 발하는 변화도 포함하는 것으로 한다.
예를 들면, 참조용 미소 입자로서 마이크로 비즈를 참조용 유로(112)내에 도입한 경우, 마이크로 비즈에 의한 산란에 의해 측정광 L1의 광학 특성에 변화가 생긴다. 또, 사용하는 측정광 L1의 파장을 여기 파장으로 하는 형광 물질을 참조용 형광 물질로서 참조용 유로(112)내에 도입하면, 측정광 L1의 조사에 의해서 다른 파장(발광 파장)을 가지는 형광이 발생한다.
참조용 미소 입자를 포함하는 분산 용매 또는/및 참조용 형광 물질을 포함한 용액은, 참조용 유로(112)의 일단에 설치된 참조 물질 주입구(1121)로부터, 참조용 유로(112)내에 도입한다. 도입은, 송액(送液)되는 용매 또는 용액을 타단에 설치한 참조 물질 배출구(도시하지 않음)로부터 기판(11) 밖으로 배출함으로써, 측정 동안(間)에 계속해서 행할 수가 있다. 또, 도 2에 도시하는 바와 같이, 참조용 유로(112)의 타단을 폐색(閉塞; block)해서, 일회적으로 용매 또는 용액을 주입, 충전해도 좋다.
또, 참조용 미소 입자 및 참조용 형광 물질은, 미리 참조용 유로(112)내에 도입해 두어도 좋고, 예를 들면 참조 물질 주입구(1121)를 설치하지 않고, 기판(11)의 제조 당초에 참조용 미소 입자 및 참조용 형광 물질을 참조용 유로(112)내에 충전해 둘 수도 있다. 또, 참조용 미소 입자 및 참조용 형광 물질은, 단일 물질이더라도 복수의 물질을 조합해서 이용해도 좋으며, 참조용 미소 입자와 참조용 형광 물질의 양쪽을 참조용 유로(112)내에 도입해도 좋다.
참조용 미소 입자 또는/및 참조용 형광 물질에 의한 이와 같은 측정광 L1의 광학 특성의 변화는, 시료 도입 유로(시료용 유로)(111)내의 미소 입자로부터 발생하는 검출 대상광 L2와 마찬가지 검출계(檢出系)에 의해 검지할 수가 있다.
구체적으로는, 측정광 L1의 참조용 미소 입자 또는/및 참조용 형광 물질에 대한 조사에 의해 발생한 광을, 대물 렌즈(14)에 의해 집광하고, 주사부(13) 및 분광기(17)를 거쳐, 검출기(16)에 의해 검출하고, 전기 신호로 변환한다(도 1 참조).
그리고, 광 제어부(18)는, 이 전기 신호의 출력을 받고, 측정광 L1의 광학 특성의 변화를 검지하며, 레이저 광원(12)을 제어해서, 시료용 유로(111)에 대한 측정광 L1의 출사 타이밍의 제어를 행한다.
광학 특성의 변화를 검지하기 위한 파라미터는, 사용하는 참조용 미소 입자 및 참조용 형광 물질에 따라, 파장이나 편향각, 강도 등으로 한다. 예를 들면, 참조용 미소 입자로서 마이크로 비즈를 이용하는 상기의 예에서는, 마이크로 비즈에 의한 산란을 검지한다. 또, 참조용 형광 물질을 이용하는 경우에는, 발광 파장에 대응하는 형광의 검지를 행한다.
이하, 광 제어부(18)에 의한 측정광 L1의 출사 타이밍의 제어에 대해 서 구체적으로 설명한다.
도 3은, 기판(11)의 검출 영역 D를 확대해서 도시하는 모식도(상면도)이다.
도면중, 부호 L1은, 측정광 L1의 시료용 유로(111)(반응 영역 D) 위의 결상면에서의 레이저 스폿을 나타내고 있다. 측정광 L1은, 도면중 아래쪽으로부터 위쪽을 향해서 주사선 S 위를 주사되며, 참조용 유로(112), 각 시료용 유로(111) 및, 참조용 유로(112)에 대해서 조사된다.
시료용 유로(111) 및 참조용 유로(112, 112)는, 도면중 부호 l로 나타내는 소정 간격으로 배설되어 있다.
참조용 유로(112, 112)에는, 참조용 미소 입자 또는/및 참조용 형광 물질이 도입되어 있고, 참조용 유로(112, 112)에 대해 측정광 L1이 조사되면, 참조용 미소 입자 또는/및 참조용 형광 물질에 의해서 측정광 L1에 광학 특성의 변화가 생긴다.
광 제어부(18)는, 검출기(16)로부터의 전기 신호로부터 이 광학 특성의 변화를 검지해서, 측정광 L1이 참조용 유로(112, 112) 사이를 주사되는데 요(要)하는 시간 T를 산출한다.
구체적으로는, 하나의 참조용 유로(112)에 의한 광학 특성의 변화가 검지된 시간을 시간 0으로 해서, 다른쪽(다른 하나)의 참조용 유로(112)에 의한 광학 특성 변화가 검지될 때까지의 시간 T를 얻는다. 도 3에서는, 도면중 아래쪽의 참조용 유로에 의한 광학 특성 변화의 검지 시간이 시간 0, 위쪽의 참조용 유로에 의한 같은(同) 변화의 검지 시간이 시간 T로 된다.
그리고, 광 제어부(18)는, 얻어진 시간 T로부터 이하의 식(1)에 의거해서 측정광 L1의 출사 타이밍을 산출한다.
[수학식 1]
tk=0+k×T/(m+1) …식(1)
여기서, 「m」은 시료용 유로(111)의 개수, 「tk」는 k번째에 측정광 L1이 조사되는 시료용 유로(111)에 대한 측정광 L1의 출사시간을 나타낸다. 또한, 시료용 유로(111)의 개수 m은, 사용하는 기판(11)에 따라 미리 측정 장치(1)의 광 제어부(18)에 대해 설정, 기억되는 것이다.
구체적으로는, 도 3(시료용 유로(111)의 개수 m=12)에서는, 도면중 아래쪽의 시료용 유로(111)부터 차례(順)대로 시간T/13, 2T/13, 3T/13, 4T/13, 5T/13, 6T/13, 7T/13, 8T/13, 9T/13, 10T/13, 11T/13, 12T/13에서, 측정광 L1이 출사된다. 각 시간에서의 측정광 L1의 출사 시간은 극히 단시간이며, 예를 들면 약 1μ초 정도이다.
상기한 바와 같이, 시료용 유로(111) 및 참조용 유로(112, 112)는, 소정 간격 l로 등간격으로 배설되어 있기 때문에, 산출되는 각 시간은, 측정광 L1의 레이저 스폿의 중심이, 각 시료용 유로(111)의 폭방향 중앙과 일치하는 시간이라고 간주할 수가 있다.
따라서, 이 타이밍에서 측정광 L1을 출사시킴으로써, 레이저 스폿이 랜드(기판의 유로 사이 영역)에 위치하는 경우나, 레이저 스폿의 중심이 시료용 유로(111)의 중앙으로부터 벗어나(外; deviate) 있는 경우에, 불필요한 측정광 L1의 조사를 행하는 일없이, 적절한 타이밍에서 측정광 L1을 각 시료용 유로(111)에 조사하는 것이 가능해진다.
이와 같이 본 발명에 관계된 미소 입자 측정 장치(1)에서는, 기판 위에 배설된 참조 유로에 의한 측정광 L1의 광학 특성의 변화를 검지해서, 각 시료용 유로(111)에 대한 측정광 L1의 출사 타이밍의 제어를 행하는 것이 가능하기 때문에, 미소 입자 측정 장치(1)에의 기판(11)의 취부(取付; attached) 위치에 어긋남이 생기고 있는 경우에도, 적절한 타이밍에서 측정광 L1을 각 시료용 유로(111)에 조사하 여, 높은 측정 정밀도를 얻는 것이 가능하다.
도 4에, 측정광 L1의 주사선 S에 대해, 시료용 유로(111) 및 참조용 유로(112)가 직교하지 않고, 비스듬한 상태로 취부된 기판(11)을 도시한다. 도면은, 검출 영역 D의 확대 모식도이다.
상술한 바와 같이, 기판 위의 유로는, 에칭이나 나노 임프린트 등에 의해서 오차 5㎛ 이내의 정밀도로, 균일한 간격으로 형성할 수가 있다. 이 때문에, 기판 그 자체의 크기나, 유로의 폭이나 개수 등을 동일한 설계로 한 기판을 사용하는 한, 기판 위의 시료용 유로에 대한 측정광의 조사 타이밍은 일의적(一義的; unique)으로 결정할 수가 있다. 그러나, 이 경우에는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 기판의 설치 위치에 어긋남이 생기면, 시료용 유로에 대해 적절한 타이밍에서 측정광을 조사할 수 없어, 정확한 측정 결과를 얻을 수 없을 우려가 생긴다.
이것에 대해서, 본 발명에 관계된 미소 입자 측정 장치(1)에서는, 도 4에 도시하는 바와 같이 주사선 S에 대해 시료용 유로(111) 및 참조용 유로(112)가 비스듬하게 취부되거나, 상하 방향으로 어긋나서 취부된 경우이더라도, 측정광 L1 출사의 타이밍을 측정광 L1이 참조용 유로(112, 112) 사이를 주사되는데 요하는 시간 T에 의거해서 산출하는 것에 의해서, 적절한 타이밍에서 측정광 L1을 조사하는 것이 가능해진다.
또, 본 발명에 관계된 미소 입자 측정 장치(1)에서는, 레이저 스폿이 랜드에 위치하는 경우나, 레이저 스폿의 중심이 시료용 유로(111)의 중앙으로부터 벗어나 있는 경우에, 불필요한 측정광 L1의 조사를 행하는 일이 없기 때문에, 시료용 유로(111)에 대해 복수의 측정광을 조사해서 측정을 행하는 경우에, 광의 간섭(크로스토크)을 억제하여, 높은 측정 감도를 얻을 수가 있다.
도 5에, 시료용 유로(111)에 대해 복수의 측정광을 조사해서 측정을 행하는 경우의 검출 영역 D의 확대 모식도를 나타낸다. 도면중, 부호 L1, L1-2, L1-3은, 각 측정광의 시료용 유로(111)(반응 영역 D) 위의 결상면에서의 레이저 스폿을 나타내고 있다.
예를 들면, 복수의 형광 색소로 표지(標識; mark)된 미소 입자의 형광 특성을 측정하는 경우, 각 형광 색소의 여기 파장에 대응하는 파장을 방사하는 복수의 레이저 광원을 이용해서, 복수의 측정광을 미소 입자에 조사한다. 도 5에서는, 3개의 측정광 L1, L1-2, L1-3을 이용하는 경우를 도시했지만, 측정광의 수는 필요에 따라 임의로 설정할 수 있다. 측정광 L1, L1-2, L1-3은, 예를 들면 각각 파장 405㎚, 473㎚, 658㎚로 할 수가 있다.
측정광 L1, L1-2, L1-3은, 각각 주사선 S1, S2, S3을 통해 주사되어, 각 시료용 유로(111)에 대해 조사된다. 측정광 L1-2 및 측정광 L1-3은, 각각의 레이저 광원으로부터의 광을, 도 1에 도시한 주사부(13)에 의해, 측정광 L1과 일체로 주사해도 좋고, 또 측정광 L1-2 및 측정광 L1-3에 개별적으로 주사부를 설치해서 주사해도 좋다. 장치의 구성을 간략하게 하기 위해서는, 동일한 주사부에 의해, 측정광 L1, L1-2, L1-3을 일체로 주사하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 측정광 L1, L1-2, L1-3의 3개의 측정광을 주사해서 측정을 행하는 경우, 각 측정광의 조사에 의해서 다른 시료용 유로(111)로부터 동시에 검출 대상광이 발생하면, 검출 대상광 사이의 크로스토크에 의해서 노이즈가 생겨, 측정 감도가 저하해 버릴 우려가 있다.
예를 들면, 측정광 L1, L1-2, L1-3이, 도 5에 도시하는 위치로부터 주사되는 경우에 있어서, 그 모두가 출사되고 있으면, 각 측정광이 조사되는 시료용 유로(111)내의 미소 입자로부터 각각 검출 대상광 L2, L2-2, L2-3이 발생하게 되며, 측정 대상광 사이의 크로스토크가 생기게 된다.
크로스토크를 회피하기 위해서는, 각 시료용 유로(111)로부터 발생하는 검출 대상광을 개별 검출기에 의해 검출할 필요가 있지만, 이 경우에는, 장치의 구성이 복잡하게 되기 때문에, 제조 코스트 상(上)의 문제가 생긴다.
따라서, 측정광 L1, L1-2, L1-3은, 미소 입자로부터 검출 대상광을 발생시킬 수 있으며, 발생시킨 검출 대상광을 검출할 수 있는 경우에 한해서, 각 측정광의 출사 시간을 짧게 함으로써, 다른 시료용 유로(111)로부터 동시에 측정 대상광이 발생하는 것을 회피하는 것이 바람직하다.
본 발명에 관계된 미소 입자 측정 장치(1)에서는, 측정광의 레이저 스폿의 중심이, 각 시료용 유로(111)의 폭방향 중앙과 일치하는 타이밍에서 측정광의 출사를 행하는 것이다. 예를 들면, 도 5에서는, 시료용 유로(111)의 폭방향 중앙에 레이저 스폿의 중심이 위치하는 측정광 L1만이 출사되고, 레이저 스폿의 중심이 시료용 유로(111)의 중앙으로부터 어긋나 있는 측정광 L1-2, L1-3은 출사되지 않는다.
이것에 의해, 미소 입자 측정 장치(1)에서는, 다른 시료용 유로(111)로부터 동시에 측정 대상광이 발생하는 것을 회피하고, 측정 대상광 사이의 크로스토크의 발생을 억제할 수 있어, 높은 측정 감도를 얻는 것이 가능해진다.
또한, 다른 파장의 측정광 L1, L1-2, L1-3을, 개별적으로 설치한 주사부에 의해 주사하는 경우에는, 파장마다 다른 광학 특성의 변화를 야기할 수 있는 참조용 미소 입자 또는/및 참조용 형광 물질을 참조용 유로(112, 112)에 도입해서, 광 제어부(18)에서 각 측정광의 특성 변화를 개별적으로 검지하고, 각각의 출사 타이밍의 제어를 행하는 것이 필요하게 된다.
도 6은, 다른 실시형태에 관계된 기판(11)의 검출 영역 D를 확대해서 도시하는 모식도(상면도)이다.
도 6중, 부호 L1은, 측정광 L1의 시료용 유로(111)(반응 영역 D) 위의 결상면에서의 레이저 스폿을 나타내고 있다. 도 3과 마찬가지로, 시료용 유로(111) 및 참조용 유로(112, 112)는, 도면중 부호 l로 나타내는 소정 간격으로 배설되어 있다.
단, 본 도면에서는, 참조용 유로(112, 112)가, 측정광 L1의 주사 방향 S에서, 시료용 유로(111)의 한쪽측에, 각각이 서로 인접하도록 배치되어 있다.
이 경우, 광 제어부(18)는, 얻어진 시간 T로부터 이하의 식(2)에 의거해서 측정광 L1의 출사 타이밍을 산출하게 된다.
[수학식 2]
tk=0+(k+1)×T/(m+1) …식(2)
여기서, 「m」은 시료용 유로(111)의 개수, 「tk」는 k번째에 측정광 L1이 조사되는 시료용 유로(111)에 대한 측정광 L1의 출사 시간을 나타낸다.
시간 T는, 앞서 설명한 바와 같이, 광 제어부(18)가, 검출기(16)로부터의 전기 신호로부터 참조용 유로(112, 112)에 의한 광학 특성의 변화를 검지해서 산출하는 것이며, 하나의 참조용 유로(112)에 의한 광학 특성의 변화가 검지된 시간을 시간 0으로 한 경우, 다른쪽의 참조용 유로(112)에 의한 광학 특성 변화가 검지되기 까지의 시간을 나타낸다. 즉, 시간 T는, 측정광 L1이 참조용 유로(112, 112) 사이를 주사되는데 요하는 시간에 대응한다.
도 6(시료용 유로(111)의 개수 m=12)에서는, 각 시료용 유로(111)에 대한 측정광 L1의 출사 시간은, 구체적으로는, 도면중 아래쪽의 시료용 유로(111)부터 차례대로 시간 2T/13, 3T/13, 4T/13, 5T/13, 6T/13, 7T/13, 8T/13, 9T/13, 10T/13, 11T/13, 12T/13, 13T/13으로 된다.
이와 같이, 참조용 유로(112, 112)의 배설 위치는, 측정광 L1의 주사 방향 S를 따라서 소정 간격 l로 배설되어 있는 것을 조건으로 임의로 설정할 수가 있다. 이 경우, 참조용 유로(112, 112)의 배설 위치에 따라, 출사 타이밍의 산출식(상기 식(1) 및 (2))을 적당히 수정함으로써, 측정광 L1의 레이저 스폿의 중심이, 각 시료용 유로(111)의 폭방향 중앙과 일치하는 타이밍에서 측정광 L1을 출사시키는 것이 가능하다.
또, 참조용 유로(112, 112)는, 항상 2개일 필요는 없고, 3개 이상으로 하는 것도 가능하다. 이 경우에도, 출사 타이밍의 산출식(상기 식(1) 및 (2))은, 참조용 유로(112, 112)의 배설 위치 및 수에 따라 적당히 수정하면 좋다.
도 7은, 다른 실시형태에 관계된 기판(11)의 구성을 도시하는 모식도(상면도)이다. 도 8에는, 이 기판(11)의 검출 영역 D의 확대 모식도(상면도)를 도시한다.
부호 (11)로 나타내는 기판에는, 도 2와 마찬가지로, 시료용 유로(111)가 소정 간격 l(도 8 참조)로 배설되어 있다. 시료용 유로(111)내에의 미소 입자의 도입 방법, 측정광 L1의 주사 방향 S 등에 대해서도 도 2에서 설명한 바와 같다.
단, 도 7에서는, 측정광 L1의 주사에 있어서, 각 시료용 유로(111)에 대해 적절한 타이밍에서 측정광 L1을 출사하기 위한 구성으로서, 참조용 유로(112, 112) 대신에, 참조 영역(113, 113)을 시료용 유로(111)의 외측에 배치하고 있다.
참조용 유로(113, 113)는, 측정광 L1의 주사 방향 S에서, 시료용 유로(111)의 양단에 설치되어 있으며, 각각 서로 인접하는 시료용 유로(111)에 대해, 시료용 유로(111) 끼리 사이와 동일한 소정 간격 l(도 8 참조)를 가지고 배치되어 있다.
참조 영역(113, 113)도, 참조용 유로(112, 112)와 마찬가지로, 측정광 L1을 조사하는 것에 의해, 측정광 L1에 대해 산란이나 회절, 편향, 흡광 등에 의한 파장 변화나 편향 변화, 강도 변화, 나아가서는, 조사된 광을 흡수해서 다른 파장의 형광을 발하는 변화 등을 일으킬 수 있는 영역이다.
이와 같은 측정광 L1의 광학 특성의 변화를 야기할 수 있는 영역은, 측정광 L1을 산란, 회절, 편향, 흡광할 수 있는 물질을 기판(11) 표면에 고정화하는 것에 의해 형성할 수가 있다. 예를 들면, 스퍼터링(sputtering)이나 증착에 의해 금속막이나 유전체막을 성막하는 방법이나, 형광 물질이나 색소를 고착(固着)시키는 방법에 의해 형성한다.
또, 기판(11) 표면의 미세 구조에 의해서 영역을 형성할 수도 있다. 미세 구조는, 기판 표면의 미세 홈이나 피트 매입(埋入; embedding)에 의해 형성한다. 이 경우, 측정광에 대해, 그의 파장에 따른 다른(異) 반사각이나 투과 회절 각도를 줄 수 있기 때문에, 특히 도 5에서 설명한 바와 같이, 파장이 다른 복수의 측정광을, 개별적으로 설치한 주사부에 의해 주사해서 측정을 행하는 경우, 각 측정광의 특성 변화를 개별적으로 검지할 수 있어, 유용하게 된다.
금속막이나 유전체막 및, 미세 구조는, 패터닝화해서 형성시켜도 좋다. 이것에 의해, 칩이 더러워져도 복수의 패턴을 가지기 때문에 복수의 신호 패턴이 얻어지고, 광 디스크 등에 이용되고 있는 에러 정정이 가능하거나, 보다 정확한 위치를 특정할 수 있는 어드레스 대신으로 할 수 있다.
참조용 영역(113)의 배설 위치 및 수는, 측정광 L1의 주사 방향 S에 따라서 소정 간격 l로 배설되어 있는 것을 조건으로, 임의로 설정할 수 있는 점은, 참조용 유로(112)에서 설명한 것과 마찬가지이다. 이 경우, 출사 타이밍의 산출식(상기 식(1) 및 (2))을, 배설 위치 및 수에 따라 적당히 수정함으로써, 적절한 타이밍에서 측정광 L1을 출사시키는 것이 가능하다.
다음에, 광 제어부(18)에 의한 측정광 L1의 출사 타이밍의 제어 수순(手順)을, 도 9에 도시하는 플로차트에 의거해서, 도 3의 예를 참조하면서 설명한다.
우선, 측정 개시후, 1회째의 주사에서는, 측정광 L1의 조사 타이밍을 얻는 것을 목적으로 해서, 측정광 L1의 주사가 행해진다(「스텝 1a」). 이 때, 측정광 L1의 조사에 의해 미소 입자로부터 발생하는 검출 대상광 L2의 검출은 행해지지 않는 것이 바람직하다.
이 1회째의 주사(「스텝 1a」)에서, 광 제어부(18)는, 계속적으로 측정광 L1을 출사시킨다. 이것에 의해, 측정광 L1은, 도 3중 아래쪽으로부터 위쪽으로, 참조용 유로(112), 각 시료용 유로(111), 참조용 유로(112)의 순(順)으로 순차 조사된 다.
광 제어부(18)는, 이 참조용 유로(112, 112)에 대한 측정광 L1의 조사에 의해서 생기는 측정광 L1의 광학 특성의 변화를 검지하고, 측정광 L1이 참조용 유로(112, 112) 사이를 주사되는데 요한 시간 T1을 얻는다. 도 3에서는, 아래쪽의 참조용 유로(112)에 의한 광학 특성의 변화가 검지된 시간을 시간 0으로 하고, 위쪽의 참조용 유로(112)에 의한 같은(同) 변화가 검지된 시간이 시간 T1로 된다.
다음에, 「스텝 1b」에서, 광 제어부(18)는, 얻어진 시간 T1로부터 이하의 식(1)에 의거해서 측정광 L1의 출사 타이밍을 산출한다.
[수학식 3]
tk=0+k×T/(m+1) …식(1)
여기서, 「m」은 시료용 유로(111)의 개수, 「tk」는 k번째에 측정광 L1이 조사되는 시료용 유로(111)에 대한 측정광 L1의 출사 시간을 나타낸다.
그리고, 2회째의 주사에 있어서, 광 제어부(18)는, 도 3중 아래쪽의 참조용 유로(112)에 의한 광학 특성 변화를 검지한 시간을 새롭게 시간 0으로 해서, 얻어진 각 시간에 있어서 측정광 L1을 출사시킨다(「스텝 2a」).
도 3(시료용 유로(111)의 개수 m=12)에서는, 아래쪽의 시료용 유로(111)부터 차례대로, 시간 T1/13, 2T1/13, 3T1/13, 4T1/13, 5T1/13, 6T1/13, 7T1/13, 8T1/13, 9T1/13, 10T1/13, 11T1/13, 12T1/13에 있어서, 측정광 L1을 출사시킨다. 이것에 의해, 각 시료용 유로(111)내의 미소 입자의 측정이 행해진다.
2회째의 주사에 있어서 시간 0을 얻기 위해서, 광 제어부(18)는, 1회째의 주사의 종료후, 2회째의 주사를 개시할 때에는, 측정광 L1의 출사를 유지한 채로 한다. 그리고, 측정광 L1이 아래쪽의 참조용 유로(112)에 조사되고, 광학 특성의 변화가 검지되고, 시간 0이 얻어진 후, 광 제어부(18)는, 상기의 각 시간에 있어서만 측정광 L1을 출사시켜 2회째의 주사를 행한다.
또, 광 제어부(18)는, 2회째의 주사에 있어서, 측정광 L1이 참조용 유로(112, 112) 사이를 주사되는데 요한 시간 T2를 얻는다(「스텝 2a」).
이 때문에, 광 제어부(18)는, 시간 12T1/13에 최후의 시료용 유로(111)에 대해 측정광 L1을 출사시킨 후에는, 측정광 L1의 출사를 유지한 채로 한다. 이것에 의해, 광 제어부(18)는, 측정광 L1이 위쪽의 참조용 유로(112)에 조사되어 생기는 광학 특성의 변화를 검지하고, 시간 T2를 얻는다.
이후 마찬가지로 해서, 광 제어부(18)는, (N-1)회째의 주사(「스텝(N-1)a」)에서 얻어진 시간 TN-1에 의거해서, N회째의 주사를 위한 측정광 L1의 출사 타이밍을 산출하며(「스텝(N-1)b」), 산출된 출사 타이밍에 따라서 N회째의 주사를 행한다(「스텝 Na」).
이와 같이 미소 입자 측정 장치(1)에서는, 주사 회(回)마다 측정광 L1의 출사 타이밍의 제어를 행하는 것에 의해, 항상 측정광 L1의 레이저 스폿의 중심이, 각 시료용 유로(111)의 폭방향 중앙과 일치하는 타이밍에서 측정광 L1을 출사시켜, 주사를 행하는 것이 가능하게 되어 있다.
이것은, 특히 측정광 L1의 주사 주기에 어긋남이 생긴 경우에 유효하게 된다. 도 1에서 설명한 것과 같이, 측정광 L1은 레이저 광원(12)으로부터 발해지는 측정광 L1의 광로 위에 다이크로익 미러나 폴리곤 미러, 갈바노 미러 음향 광학 소자, 전기 광학 소자 등으로서 배치된 주사부(13)에 의해서 시료용 유로(111)에 대해 주사된다. 다이크로익 미러에서는 1㎑ 정도, 24면체 폴리곤 미러에서는 20㎑ 정도에서의 주사가 가능하며, 이들의 주사 주기는 높은 정밀도로 제어될 수 있는 것이지만, 구동 장치의 불안정함에 기인해서, 완전한 일정 주기를 유지하는 것은 기술적으로 곤란하다.
이 때문에, 미리 고정값으로서 설정된 출사 타이밍에 의해 각 시료용 유로(111)에 대해 측정광 L1을 조사하는 경우에는, 측정중에 주사부(13)의 주사 주기에 어긋남이 생기면, 측정광 L1의 레이저 스폿이 랜드(기판의 유로 사이 영역)나, 시료용 유로(111)의 중앙으로부터 벗어난 위치에 있는 바와 같은 부적절한 타이밍에서 측정광 L1의 출사가 행해져, 정확한 측정 결과를 얻을 수 없을 우려가 생긴다.
이것에 대해서, 본 발명에 따른 미소 입자 측정 장치(1)에서는, 광 제어부(18)가, (N-1)회째의 주사에서 얻은 시간 TN-1에 의거해서, N회째의 주사에서의 각 시료용 유로(111)에 대한 측정광 L1의 출사 타이밍을 제어하기 때문에, 측정중에 주사부(13)의 주사 주기에 어긋남이 생긴 경우에도, 항상 측정광 L1의 레이저 스폿의 중심을, 각 시료용 유로(111)의 폭방향 중앙과 일치시켜 출사시킬 수 있기 때문에, 정확한 측정 결과를 얻는 것이 가능하다.
이상, 도 3에 도시한 기판(11)을 예로, 광 제어부(18)에 의한 측정광 L1의 출사 타이밍의 제어 수순을 설명했지만, 도 6에 도시한 다른 형태에 관계된 기판(11)에서도, 마찬가지 제어를 행하는 것이 가능하다.
본 발명에 관계된 미소 입자 측정 방법은, 세포나 미생물, 리포솜 등의 생체 관련 미소 입자, 혹은 라텍스 입자나 겔 입자, 공업용 입자 등의 합성 입자 등의 광학 측정을 위해서 이용하는 것이 가능하다.
도 1은 본 발명에 관계된 미소 입자 측정 장치의 구성을 도시하는 모식도,
도 2는 본 발명에 관계된 기판(11)의 구성을 도시하는 모식도(상면도),
도 3은 기판(11)의 검출 영역 D의 확대 모식도(상면도),
도 4는 측정광 L1의 주사선 S에 대해, 시료용 유로(111) 및 참조용 유로(112)가 직교하지 않고, 기울어진 상태로 취부된 기판(11)의 검출 영역 D를 확대해서 도시하는 모식도(상면도),
도 5는 시료용 유로(111)에 대해 복수의 측정광을 조사해서 측정을 행하는 경우의 기판(11)의 검출 영역 D를 확대해서 도시하는 모식도(상면도),
도 6은 다른 실시형태에 관계된 기판(11)의 검출 영역 D의 확대 모식도(상면도),
도 7은 다른 실시형태에 관계된 기판(11)의 구성을 도시하는 모식도(상면도),
도 8은 도 7에 도시하는 기판(11)의 검출 영역 D의 확대 모식도(상면도),
도 9는 광 제어부(18)에 의한 측정광 L1의 출사 타이밍의 제어 수순을 도시하는 플로차트.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1: 미소 입자 측정 장치, 11:　기판, 12:　레이저 광원, 13:　주사부, 14: 대물 렌즈, 15:　콜리메이터 렌즈, 16:　검출기, 17:　분광기, 18:　광 제어부, 111:　시료용 유로, 112:　참조용 유로, 113:　참조 영역, D:　검출 영역, L1, L1-2, L1-3:　레이저광(측정광), L2, L2-2, L2-3:　검출 대상광, S, S1, S2, S3:　주사선.

Claims (5)

  1. 기판 위에 소정 간격으로 배설(配設)된 복수의 시료용 유로에 대해 광을 주사해서, 그 시료용 유로내에 도입된 미소 입자의 광학 측정을 행하는 미소 입자 측정 방법에 있어서,
    상기 시료용 유로에 병설(倂設)된 적어도 두개(二) 이상의 참조 영역에 대해, 상기 광을 순차(順次) 조사하고,
    그 참조 영역에 의해서 상기 광에 생기는 광학 특성의 변화를 검지 하는 것에 의해,
    상기 시료용 유로에 대한 상기 광의 출사(出射; emission) 타이밍을 제어하는 것을 특징으로 하는 미소 입자 측정 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    하나의 상기 참조용 영역에 의한 상기 광학 특성의 변화의 검지 시간과, 다른 하나의 상기 참조 영역에 의한 그 검지 시간과의 시간차와,
    상기 시료용 유로의 수
    에 의거해서, 상기 제어를 행하는 것을 특징으로 하는 미소 입자 측정 방법.
  3. 제2항에 있어서,　
    상기 참조 영역은, 참조용 미소 입자 또는/및 참조용 형광 물질을 도입가능 한 참조용 유로이며,
    상기 광학 특성의 변화는, 상기 참조용 미소 입자 또는/및 참조용 형광 물질에 의해서 야기(誘起)되는 것인 것을 특징으로 하는 미소 입자 측정 방법.
  4. 복수의 시료용 유로가 소정 간격으로 배설되고, 그 시료용 유로에 대해 광을 주사해서, 그 시료용 유로내에 도입된 미소 입자의 광학 측정을 행하는 미소 입자 측정용 기판으로서,
    조사되는 상기 광에 광학 특성의 변화를 일으키게 할 수 있는, 적어도 두개 이상의 참조 영역이, 상기 시료용 유로에 병설되어 있는 것을 특징으로 하는 미소 입자 측정용 기판.
  5. 기판 위에 소정 간격으로 배설된 복수의 시료용 유로에 대해 광을 주사해서, 그 시료용 유로내에 도입된 미소 입자의 광학 측정을 행하는 미소 입자 측정 장치로서,
    상기 시료용 유로에 병설된 적어도 두개 이상의 참조 영역에 대해, 상기 광을 순차 조사하는 광 조사부와,
    그 참조 영역에 의해서 상기 광에 생기는 광학 특성의 변화를 검지하는 광 검출부와,
    그 광 검출부로부터의 출력에 의거해서, 상기 시료용 유로에 대한 상기 광의 출사 타이밍을 제어하는 광 제어부
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 미소 입자 측정 장치.
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