WO2013191040A1 - 蛍光検出装置 - Google Patents

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WO2013191040A1
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scanning module
plate
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良平 川向
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シャープ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a fluorescence detection apparatus.
  • a fluorescence detection system using a fluorescent dye as a labeling substance has been widely used in the fields of biochemistry and molecular biology.
  • this fluorescence detection system it is possible to evaluate gene sequences, gene mutation / polymorphism analysis, protein separation and identification, and the like, which are used for development of drugs and the like.
  • a method is often used in which biological compounds such as proteins are distributed in a gel by electrophoresis and the distribution of the biological compounds is obtained by fluorescence detection. ing.
  • an electrode is placed in a solution such as a buffer solution, and an electric field gradient is generated in the solution by flowing a direct current.
  • DNA Deoxyribonucleic acid
  • RNA ribonucleic acid
  • Two-dimensional electrophoresis which is one of the evaluation methods using electrophoresis, is an evaluation method that distributes biomolecules two-dimensionally in a gel by combining two types of electrophoresis methods. Proteomic analysis It is considered the most effective way to do it.
  • Examples of the combination of the electrophoresis include, for example, “isoelectric focusing using the difference in isoelectric point of each protein” as the first dimension and “SDS that performs separation based on the molecular weight of the protein” as the second dimension.
  • -PAGE sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis
  • a fluorescent dye is applied to the protein as the biomolecule thus separated before or after electrophoresis.
  • the gel support on which the biomolecules (proteins) prepared as described above are two-dimensionally distributed is irradiated with excitation light, and the generated fluorescence intensity is obtained, and the fluorescence distribution (protein Distribution) Image readers that display images are widely used in the fields of biochemistry and molecular biology.
  • the gel As a method for maintaining the two-dimensional distribution of the biomolecules, not only the gel is retained in the gel, but also the protein is separated from the gel and then the membrane is separated from the gel using electrophoresis or capillary action. There is also a method of transferring to the surface. In that case, as in the case of image reading using the gel support, the fluorescence distribution on the transfer support, which is the membrane, can be imaged by an image reading device.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2001-74656
  • the image information reading apparatus is an optical head scanning type image information reading apparatus.
  • the scanning information is read by the scanning means.
  • the optical head is moved at a constant speed relative to the sample.
  • a laser light source is mounted on a scanning object in which a living body substance labeled with a fluorescent dye is distributed by mounting a perforated mirror having a hole in the center on an optical head moved in the main scanning direction.
  • a laser beam (excitation light) in a wavelength band for exciting the fluorescent dye from above is reflected upward by a plane mirror, passed through a small hole of the aperture mirror, and then condensed and irradiated by an objective lens. Then, the fluorescence emitted when the fluorescent dye in the scanned object is excited is reflected around the small hole of the perforated mirror and is photoelectrically converted by the photomultiplier and detected. Thus, it is read as a corresponding image signal.
  • a two-dimensional visible image (fluorescent image) is obtained by repeating the above operation while moving the optical head in the sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction.
  • a surface plate is arranged and fixed below the sample stage, and the laser light source and the photomultiplier are mounted on the lower surface of the surface plate, while the optical head and the optical head are driven in the main scanning direction.
  • a device and a driving device in the sub-scanning direction are mounted on the upper surface of the surface plate.
  • the conventional image information reading apparatus has the following problems.
  • the laser light source and the photomultiplier are mounted on the lower surface of the surface plate, while the optical head, the driving device for the optical head in the main scanning direction and the driving device for the sub-scanning direction are It is mounted on the top surface of the board.
  • Laser light from the laser light source is reflected by two mirrors and is incident on the optical head mounted on the upper surface of the surface plate and moving in a two-dimensional direction.
  • the fluorescence from the optical head is reflected by three mirrors and is incident on the photomultiplier mounted on the lower surface of the surface plate.
  • the optical path of the laser light from the laser light source to the scanned body and the optical path of the fluorescence from the scanned body to the photomultiplier are long, and this image information reading apparatus When the whole is thermally expanded, the above-mentioned optical paths are often extended. Therefore, there is a problem that the optical characteristics deteriorate due to the positional relationship of optical members such as lenses and mirrors deviating from the design value.
  • the various lenses and mirrors that are the optical members and the motor of the driving device that is a heat source are mixed on both sides of the surface plate. Therefore, there is a problem that the optical member is easily affected by the change in the ambient temperature due to the heat source.
  • the above-described influence increases as the rotational speed of the motor is increased in order to scan the optical head at high speed.
  • an object of the present invention is to provide a fluorescence detection device in which an optical member is hardly affected even if the temperature in the device rises due to heat generated by the driving device of the optical head and its peripheral circuits.
  • the fluorescence detection apparatus of the present invention is: A flat reference base having an opening; A light source that emits excitation light that excites fluorescence, and a detection optical system that detects fluorescence emitted from the detection object based on the irradiation of the excitation light, and includes a first scanning direction and a first scanning direction.
  • a scanning module that performs two-dimensional scanning in a second scanning direction that is substantially orthogonal;
  • An upper motion support portion that supports the scanning module so as to be reciprocally movable in the surface direction of the reference table and in the second scanning direction;
  • a lower motion support portion disposed on the reference table and supporting the upper motion support portion so as to be capable of reciprocating in the surface direction of the reference table in the first scanning direction;
  • the upper motion support unit includes a belt for reciprocating the scanning module in the second scanning direction, a belt driving unit for driving the belt, and the belt from the scanning module side through the opening of the reference table.
  • a belt pull-down portion that pulls down on the side opposite to the scanning module side,
  • the belt driving unit is located on the side opposite to the scanning module with respect to the surface of the reference table, and is installed in the belt pulling unit.
  • the belt driving unit serving as a heat source is positioned on the side opposite to the scanning module with respect to the surface of the reference table, so that heat from the belt driving unit is transmitted to the scanning module. Can be prevented by the reference table. Therefore, it becomes possible to make the detection optical system of the scanning module less susceptible to thermal influence.
  • the belt is pulled down on the side opposite to the scanning module side, and the belt pulling portion on which the belt driving unit is installed can pass through the reference table during scanning of the scanning module. Is provided with an opening. Therefore, it is possible to achieve both the reciprocating operation of the scanning module in the second scanning direction by the belt driving unit and the belt driving unit and the scanning module being positioned on the opposite side with respect to the reference table. be able to.
  • the reference base to have high rigidity and mass so that it is stable not only for heat but also for vibration and shock, it can be directly or otherwise connected to the stable reference base.
  • the upper movable support portion indirectly disposed through the member has a structure that is stable against vibration of the belt driving portion.
  • the belt driving unit is arranged on the opposite side of the scanning module with respect to the reference table, there is no need to provide a space for arranging the belt driving unit on the scanning module side of the reference table, The height from the reference table to the scanning module can be reduced. Therefore, it is possible to improve the stability during operation of the scanning module, and to further reduce the size of the entire fluorescence detection apparatus.
  • the upper motion support unit includes a belt holding unit that maintains a relative position between the belt and the belt driving unit at a predetermined position.
  • the upper motion support portion can reciprocate in the first scanning direction in a state where the relative position between the belt and the belt driving portion is maintained at the predetermined position by the belt holding portion.
  • the upper motion support portion is supported by the lower motion support portion so as to be reciprocally movable in the first scanning direction as a whole. Accordingly, the movement in the first scanning direction and the movement in the second scanning direction are completely independent without affecting each other, and the two-dimensional scanning of the scanning module is facilitated.
  • the opening of the reference table has a long shape in the first scanning direction.
  • the opening of the reference base is formed in an elongated shape in the first scanning direction, the area of the opening is minimized within a range that does not hinder the movement of the belt pull-down portion. be able to.
  • the lower motion support part is A guide member for guiding the upper motion support portion in the first scanning direction;
  • the drive unit is located on the side opposite to the scanning module with respect to the surface of the reference table, and is disposed so as to transmit a drive force to the belt pulling unit.
  • the belt drive unit of the upper operation support unit not only the belt drive unit of the upper operation support unit but also the drive unit of the lower operation support unit serving as a heat source is opposite to the scanning module with respect to the reference table. Is located. Therefore, it is possible to prevent heat from the belt driving unit and the driving unit as heat sources from being transmitted to the scanning module.
  • the driving force of the driving unit is transmitted to the belt pulling portion passing through the opening of the reference table, the driving force of the driving unit is located on the opposite side of the reference table from the driving unit. It can be transmitted to the upper motion support part.
  • a cover for covering the opening of the reference table is provided so that the belt and the belt pull-down portion can move.
  • the opening of the reference base is covered by the cover so as not to interfere with the belt and the belt pulling portion. Therefore, the opening area of the reference table can be further reduced, and the heat from the heat source can be shielded more effectively.
  • the detection object is loaded on a light-transmissive sample table
  • the scanning module is disposed to face a surface opposite to the loading surface of the detection target in the sample table, The scanning module detects fluorescence emitted from the detection object through the sample table while performing two-dimensional scanning along the sample table.
  • the fluorescence information in the detection object is two-dimensionally and is not easily affected by the heat from the heat source such as the belt drive unit, so that the fluorescence detection can be detected with high accuracy.
  • An apparatus can be provided.
  • the fluorescence detection apparatus of the present invention includes a scanning module including a light source that emits excitation light and a detection optical system that detects fluorescence emitted from a detection object based on irradiation of the excitation light.
  • a scanning module including a light source that emits excitation light and a detection optical system that detects fluorescence emitted from a detection object based on irradiation of the excitation light.
  • two-dimensional scanning is performed in the first scanning direction and the second scanning direction substantially orthogonal to the first scanning direction. Therefore, the optical path of the excitation light from the light source to the detection target and the optical path length from the detection target to the detection optical system are short, and the optical path length does not change when performing the two-dimensional scanning.
  • the rate of extension of each optical path is small, and the optical characteristics of the detection optical system can be prevented from deteriorating.
  • the belt drive unit serving as a heat source is positioned on the side opposite to the scanning module with respect to the surface of the reference table, the heat from the belt drive unit is transmitted to the scanning module. It can be prevented with a reference table. Therefore, it becomes possible to make the detection optical system of the scanning module less susceptible to thermal influence.
  • the reference base to have high rigidity and mass so that it is stable not only for heat but also for vibration and shock, it can be directly or otherwise connected to the stable reference base.
  • the upper motion support portion disposed indirectly through the member has a structure that is stable against vibration of the belt drive portion.
  • the belt driving unit is arranged on the opposite side of the scanning module with respect to the reference table, there is no need to provide a space for arranging the belt driving unit on the scanning module side of the reference table, The height from the reference table to the scanning module can be reduced. Therefore, it is possible to improve the stability during operation of the scanning module, and to further reduce the size of the entire fluorescence detection apparatus.
  • FIG. 1 is an external view of the fluorescence detection apparatus according to the present embodiment.
  • the fluorescence detection apparatus 1 is roughly configured by a main body 2 that forms a casing and a lid 3 that covers an upper surface of the main body 2.
  • a sample table 4 made of glass is provided on the upper surface of the main body 2, and a transfer support such as a gel support or a membrane on which a biological material labeled with a fluorescent material is distributed (both on the sample stand 4). (Not shown) is set as a sample (measuring object).
  • An optical system is arranged below the sample table 4, and the sample set on the sample table 4 is irradiated with excitation light from below through the sample table 4 by the excitation optical system. Fluorescence from the sample passing through 4 is detected by a detection optical system.
  • the detection optical system is connected to an external terminal such as a personal computer (PC) 5 and controls measurement conditions from the PC 5. Further, the PC 5 creates a fluorescence image of the sample based on the detection data, and displays the created fluorescence image or the like on the built-in display screen.
  • PC personal computer
  • FIG. 2 shows an external view of the scanning stage 6 installed at the lower part of the sample table 4.
  • the scanning stage 6 includes a first stage 7 serving as a reference and a second stage 8 placed on the first stage 7.
  • a scanning module 9 is placed on the second stage 8.
  • the detection optical system for detecting the fluorescence is stored in the scanning module 9.
  • the first stage 7 constituting the scanning stage 6 is provided with two guide rails 10a and 10b extending in the first scanning direction and facing each other at a constant interval.
  • the second stage 8 is guided by the guide rail 10a of the first stage 7 and reciprocates in the first scanning direction.
  • the second stage 8 is guided by the guide rail 10b and reciprocates in the first scanning direction.
  • a second guide member 12 that moves.
  • the second stage 8 extends in the second scanning direction orthogonal to the first scanning direction and faces each other at a constant interval.
  • Two guide shafts 13a and 13b are provided.
  • the scanning module 9 is provided with holes through which the guide shafts 13a and 13b are inserted. The scanning module 9 is guided by the guide shafts 13a and 13b and reciprocates in the second scanning direction.
  • the first guide member 11 and the second guide member 12 of the second stage 8 are guided by the guide rails 10a and 10b and moved in the first scanning direction.
  • the positioning of the second stage 8 with respect to the first stage 7 is performed.
  • the scanning module 9 is guided by the guide shafts 13a and 13b and moved in the second scanning direction, and the scanning module 9 is positioned with respect to the second stage 8. Thereafter, the above operation is repeated to scan the sample 16 two-dimensionally.
  • the first and second guide members 11 and 12 of the second stage 8 are provided on the lower side of the scanning stage 6 below the sample stage 4 of the main body 2 constituting the casing.
  • scanning devices such as a motor, a timing belt, a ball screw, a gear, a control board, a power source and wiring for moving the scanning module 9 in the second scanning direction are installed.
  • FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of the scanning module 9 placed on the second stage 8.
  • an objective lens 17 for concentrating the fluorescence from the sample 16 set on the sample table 4 is disposed above the scanning module 9 in the vicinity of the sample table (glass) 4. Yes. Further, at a position where the optical axis of the objective lens 17 and the optical axis of the light source 18 for excitation light are orthogonal, excitation light such as laser light emitted from the light source 18 and condensed by the first lens 19 is applied to the objective lens 17.
  • the prism 20 that reflects the light so as to be incident on is arranged.
  • the excitation optical system including the light source 18, the first lens 19, the prism 20 and the objective lens 17 is fixed and supported on a metal frame 21. Therefore, the heat dissipation of the light source 18 is good, and the excitation optical system has a structure that is not easily thermally deformed. Therefore, the excitation light emitted from the light source 18 can be condensed with respect to one minute point on the sample 16 without shifting. Further, since there is little deviation with respect to one point on the sample 16, the length of the prism 20 in the longitudinal direction (direction perpendicular to the optical axis of the first lens 19) is short, and the width in the direction perpendicular to the longitudinal direction is narrowed. And can be made smaller.
  • a wavelength filter 23 for cutting excitation light, a third lens 24 for condensing fluorescence that has passed through the wavelength filter 23, and a pinhole 25 for cutting stray light of the fluorescence that has passed through the third lens 24 are disposed.
  • a detector 26 including the detection element that detects fluorescence that has passed through the pinhole 25 is disposed below the pinhole 25 on the optical axis of the objective lens 17.
  • the detection optical system constituted by the second lens 22, the wavelength filter 23, the third lens 24, the pinhole 25 and the detector 26 is fixed and supported on the resin frame 27.
  • the second lens 22 and the third lens 24 having a large aperture are used in the detection optical system.
  • the frame for supporting the large-diameter lenses 22 and 24 is made of metal, the weight of the detection optical system increases, making it difficult to scan the scanning module 9 at a high speed and increasing the scanning time.
  • the frame supporting the large-diameter lenses 22 and 24 is made the resin frame 27 without any contrivance for weight reduction, the optical axis of the detection optical system is moved from the design position by distorting the frame 27. Therefore, the desired performance of the detection optical system cannot be obtained.
  • the optical axis of the detection optical system is set in the vertical direction, and the resin frame 27 that supports the detection optical system is attached to the lower surface of the metal frame 21. .
  • the deformation of the detection optical system is limited only in the optical axis direction, and the optical axis shift due to its own weight is prevented. It can be made smaller.
  • the excitation light emitted from the light source 18 is converged by the first lens 19, then reflected by the prism 20, passes through the objective lens 17 and the sample stage 4, and passes through the sample 16. It is condensed at one point on the lower surface.
  • the length of the prism 20 in the longitudinal direction (direction orthogonal to the optical axis of the first lens 19) is short, the width in the direction orthogonal to the longitudinal direction is narrow, and the excitation light from the light source 18 is the objective light. Only the vicinity of the optical axis of the lens 17 (excitation light transmitting portion) passes therethrough.
  • the fluorescence is isotropically emitted from the portion of the sample 16 irradiated with the excitation light to the surroundings.
  • the component of the emitted fluorescent light that has passed through the sample stage 4 made of glass and entered the objective lens 17 passes through the objective lens 17, the second lens 22, the wavelength filter 23, the third lens 24, and the pinhole 25. Passed through and detected by detector 26. Then, the signal detected by the detector 26 is subjected to processing such as AD conversion by a built-in AD converter or the like, and then sent to the PC 5. In this way, the fluorescence intensity distribution at each measurement point on the sample 16 is recorded in the internal memory or the like.
  • the fluorescence that has passed through the objective lens 17 is directed toward the second lens 22 as convergent light. Then, the light is refracted by the second lens 22 so as to be substantially parallel light.
  • the third lens 24 collects the fluorescence.
  • the pinhole 25 is arrange
  • the wavelength filter 23 for cutting the excitation light is disposed, for example, in a rotating folder or the like, and can be replaced with a filter 23a having another wavelength according to the wavelength of the excitation light.
  • the central portion including the optical axis of the objective lens 17 is a convex lens portion 29 having a function of a normal convex lens (light is deflected only by refraction).
  • the fluorescence having a small emission angle passes through the convex lens portion 29 and is condensed toward the detector 26.
  • the periphery of the convex lens portion 29 in the objective lens 17 is a truncated cone-shaped cylindrical body 30 that opens downward. Then, of the fluorescence emitted from the sample 16, fluorescence having a large radiation angle that does not enter the convex lens portion 29 enters the cylindrical body 30 from the upper end surface of the cylindrical body 30, and the cylindrical body 30. Are totally reflected on the outer peripheral surface of the light source, deflected toward the optical axis, and emitted from the lower end surface of the cylindrical body 30 toward the detector 26.
  • the metal frame 21 is connected to the scanning device such as a timing belt. Further, two side holes 21a, 21a (only one side surface 21a appears in FIG. 3) facing each other in the metal frame 21 are provided with two guide shaft insertion holes. Two holes are provided in these holes. The guide shafts 13a and 13b are inserted horizontally. Furthermore, the resin frame 27 that supports the detection optical system is attached to the lower surface of the metal frame 21 that supports the excitation optical system so that the optical axis of the objective lens 17 and the optical axis of the detection optical system coincide with each other. And is suspended vertically. By doing so, since the resin frame 27 is light and the center of gravity is on the metal frame 21 side, twisting and vibration of the scanning module 9 can be suppressed when scanning by the scanning device.
  • the first scanning device that performs the first scanning in the first scanning direction of the second stage 8 and the second scanning device that performs the second scanning in the second scanning direction of the scanning module 9 will be described. This will be described in detail.
  • FIG. 4 is a longitudinal sectional view of the main body 2 shown in FIG. 1 in the second scanning direction.
  • two rod-like stands 31a and 31b having a rectangular cross section are arranged in parallel to the first scanning direction with a gap therebetween.
  • a plate-like first plate 32 is bridged over the two tables 31a and 31b.
  • two guide rails 10a, 10b mounted on two pedestals 33a, 33b are arranged in the first scanning direction so as to face each other at the predetermined interval.
  • the first stage 7 is constituted by the bases 31a and 31b, the first plate 32, the bases 33a and 33b, and the guide rails 10a and 10b.
  • the first guide member 11 guided by the guide rail 10a is installed on the guide rail 10a so as to be able to reciprocate.
  • a second guide member 12 guided by the guide rail 10b is installed on the guide rail 10b so as to be reciprocally movable.
  • a plate-like second plate 34 is bridged over the first guide member 11 and the second guide member 12.
  • shaft mounting plates 35a and 35b are provided upright at both ends of the second plate 34 in the second scanning direction, and the two shaft mounting plates 35a and 35b are opposed to each other at a constant interval.
  • Two guide shafts 13a and 13b are disposed.
  • the guide shafts 13 a and 13 b are inserted into insertion holes provided in the metal frame 21 of the scanning module 9.
  • the second stage 8 is constituted by the first and second guide members 11 and 12, the second plate 34, the shaft mounting plates 35a and 35b, and the guide shafts 13a and 13b.
  • the guide shafts 13 a and 13 b are directly attached to the first and second guide members 11 and 12 for easy understanding.
  • a rectangular sample base 4 made of glass is fitted at the upper ends of the side plates 36a, 36b and the side plates (not shown) facing each other and constituting the outer shell of the main body 2 adjacent to the side plates 36a, 36b.
  • the frame 37 is placed to form the outer shell of the main body 2.
  • first motor mounting plate 38 The upper end of a substantially rectangular first motor mounting plate 38 extending downward is attached to the lower surface of the second plate 34.
  • the lower half of the first motor mounting plate 38 is inserted into a rectangular opening 32 a provided in the first plate 32 and protrudes below the first plate 32.
  • the first motor 39 for the second scanning is attached to the lower side of the first motor attachment plate 38 below the first plate 32 and in FIG.
  • the drive shaft 40 of the first motor 39 passes through the first motor mounting plate 38, and a first pulley 41 is attached to the tip of the drive shaft 40.
  • a timing belt 42 is wound around the one pulley 41.
  • One end side of the timing belt 42 from the first pulley 41 passes through the opening 32a of the first plate 32, and then the second belt 34 in FIG.
  • the other end side of the first pulley 41 of the timing belt 42 passes through the opening 32a of the first plate 32, and then is rotatably attached to the front end surface of the second plate 34.
  • a third pulley 47 which is rotatably attached to the end surface on the front side of the shaft attachment plate 35a, and is attached to the belt attachment portion 45 of the scanning module 9.
  • FIG. 5 is a bottom view corresponding to a view of the main body 2 shown in FIG. 4 as viewed from below. 4 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG.
  • the rectangular opening 32a of the first plate 32 is provided unevenly on one side of the first plate 32, and a second plate 34 attached to the second plate 34 is provided in the opening 32a.
  • One motor mounting plate 38 is inserted.
  • the first motor 39 attached to the first motor attachment plate 38 below the first plate 32 is located outside the opening 32 a and faces the lower surface of the first plate 32.
  • the upper end of a rectangular second motor mounting plate 48 is attached to the other side of the opening 32a on the lower surface of the first plate 32.
  • the second motor 49 for the first scanning is attached to the opening 32a side of the second motor attachment plate 48.
  • the drive shaft 50 of the second motor 49 passes through the second motor mounting plate 48, and a fourth pulley 51 is attached to the tip of the drive shaft 50.
  • a ball screw screw shaft 52 is inserted into and supported by the second motor mounting plate 48. Further, the other end of the screw shaft 52 is supported by a bearing 53 provided at the one side end with respect to the opening 32 a on the lower surface of the first plate 32.
  • a nut 54 that is screwed onto the screw shaft 52 to form the ball screw is attached to the first motor attachment plate 38.
  • a fifth pulley 55 is attached to the one end of the screw shaft 52, and a third idler 56 is attached between the fourth pulley 51 and the fifth pulley 55.
  • a timing belt 57 is wound around the fourth pulley 51 and the fifth pulley 55.
  • the first motor mounting plate 38 reciprocates in the first scanning direction together with the nut 54, and accordingly the second motor mounting plate 38 is mounted.
  • the scanning module 9 attached to the plate 34 and the second plate 34 performs the first scanning.
  • FIG. 5A shows a state where the first motor mounting plate 38 and the scanning module 9 are located at the end on the second motor mounting plate 48 side in the first scanning direction.
  • FIG. 5B shows a state in which the first motor mounting plate 38 and the scanning module 9 are located at the opposite end of FIG. 5A in the first scanning direction.
  • the first cover 58 is bridged over the position where the first motor 39 moves in the opening 32a from the one side end on the upper surface of the first plate 32 to the other side end, and the screw shaft 52 is arranged.
  • a second cover 59 is bridged over the place. In this way, heat radiated from the first motor 39 and the screw shaft 52 is blocked by the first and second covers 58 and 59, and is prevented from being transmitted from the opening 32 a of the first plate 32 to the scanning module 9 side. Yes.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line BB ′ in FIG. 4 and shows the second stage 8 and the second scanning device.
  • the first motor mounting plate 38 attached to the lower surface of the second plate 34 is inserted into the opening 32 a in the first plate 32, and is more than the first plate 32 in the first motor mounting plate 38.
  • a first motor 39 for second scanning is attached to the lower side.
  • a second plate 34 is installed on the first plate 32 so as to be movable in the first scanning direction.
  • a rectangular opening 34 a provided in the second plate 34 has a lower side of the scanning module 9. It is inserted. Then, the scanning module 9 moves in the opening 34a in the second scanning direction.
  • the first motor mounting plate 38 is inserted into the opening 32 a provided in the first plate 32, and the first motor 39 is positioned below the first plate 32. Has been withdrawn.
  • the timing belt 42 is routed from the space below the first plate 32 to the space above.
  • a second motor 49 for first scanning is attached to a second motor attachment plate 48 attached to the lower surface of the first plate 32.
  • the scanning module 9 on which the optical system including the excitation optical system and the detection optical system is mounted is disposed on the upper side of the first plate 34.
  • the first and second motors 39 and 49 that are heat sources and peripheral circuits (not shown) for the motor are arranged below the first plate 34. Therefore, the heat generated by the heat source is difficult to be transmitted to the optical system, and the heat deformation generated in the optical member constituting the optical system due to the heat radiation from the heat source can be reduced, and the fluorescence image obtained by the PC 5 can be reduced. Deterioration can be prevented.
  • the opening 32a of the first plate 32 is provided only in a region where the first motor mounting plate 38 and the timing belt 42 move. Therefore, the amount of heat transmitted from the heat source transmitted through the opening 32a can be reduced.
  • first and second covers 58 and 59 are bridged between the moving position of the first motor 39 and the position where the screw shaft 52 is disposed in the opening 32a. Therefore, the radiant heat from the first motor 39 and the screw shaft 52 transmitted through the opening 32a can be blocked by the first and second covers 58 and 59 and reduced.
  • FIG. 7 is a front view showing a method of assembling the second scanning device including the second stage 8 to the first scanning device including the first stage 7.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of FIG.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing a state in which the second scanning device is assembled to the first scanning device.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing a state where the first and second covers 58 and 59 are bridged.
  • the first plate 32 is bridged on the above-described tables 31 a and 31 b, and two pedestals 33 a and 33 b are installed on the first plate 32.
  • the first stage 7 is formed.
  • the upper end of the second motor attachment plate 48 is attached to the lower surface of the first plate 32, and the second motor 49 and the screw shaft 52 are attached to the second motor attachment plate 48.
  • side plates 36a and 36b facing each other are erected on both ends of the first plate 32 in the second scanning direction, and side plates (not shown) facing each other are erected adjacent to the side plates 36a and 36b.
  • shaft mounting plates 35a and 35b are erected on both ends of the second plate 34 in the second scanning direction, and two guide shafts 13a and 13b penetrating the scanning module 9 between the shaft mounting plates 35a and 35b. Is disposed.
  • the second stage 8 is formed.
  • the upper end of the first motor attachment plate 38 is attached to the lower surface of the second plate 34
  • the first motor 39 is attached to the first motor attachment plate 38
  • the first pulley 41 is attached to the tip of the drive shaft 40.
  • the slit-shaped hole 38a formed in the first motor mounting plate 38 is a hole through which the first and second covers 58 and 59 are inserted later.
  • a slit 38 b formed in the vertical direction below the first motor mounting plate 38 is a slit through which the screw shaft 52 is inserted when assembled to the first stage 7 later.
  • timing belt 42 is attached to the belt attaching portion 45 of the scanning module 9, and the timing belt 42 is attached to the second pulley 44, the first idler 43, the first pulley 41, the second idler 46, and the third pulley 47. Run around and attach the other end to the belt attachment 45.
  • the second scanning device 60 as an example of the upper motion support portion including the second stage 8 thus formed is used as the first scanning device 61 as an example of the lower motion support portion including the first stage 7.
  • the first motor mounting plate 38 on the second scanning device 60 side is inserted into the opening 32a on the first scanning device 61 side, and the pedestals 33a and 33b on the first scanning device 61 side and the second scanning device 60 side on the second scanning device 60 side.
  • the guide rails 10a and 10b and the first and second guide members 11 and 12 are interposed between the two plates 34 and assembled in the arrow direction.
  • the scanning module 9 on which the optical system is mounted is arranged on the upper side of the first plate 32, while the first and second motors 39 and 49, which are heat sources, are disposed on the first plate 32. And a configuration in which the opening 32a of the first plate 32 is provided only in a region where the first motor mounting plate 38 and the timing belt 42 move in the first scanning direction. It is formed.
  • the first cover 58 is bridged to the moving position of the first motor 39 in the opening 32 a of the first plate 32, and the second cover 59 is bridged to the arrangement position of the screw shaft 52.
  • the fluorescence detection device 1 that can block the radiant heat from the first motor 39 and the screw shaft 52 transmitted through the opening 32a is formed.
  • FIG. 11 is a view of the fluorescence detection device 1 as viewed from the side opposite to FIG.
  • the excitation optical system including the light source 18 that irradiates the measurement target (sample) with the excitation light, and the fluorescence from the detection target that has been irradiated with the excitation light.
  • a scanning module 9 that performs two-dimensional scanning in a first scanning direction and a second scanning direction perpendicular to the first scanning direction.
  • the timing belt 42 that supports the scanning module 9 so as to be capable of reciprocating in the second scanning direction along the surface direction of the first plate 32 having a planar shape as an example of the reference table and having the opening 32a.
  • the upper motion support portion including the first motor 39 as an example of the belt drive portion is provided.
  • pedestals 33a, 33b and guide rails 10a which are arranged on the first plate 32 and support the upper motion support portion so as to be able to reciprocate in the first scanning direction along the surface direction of the first plate 32.
  • the lower motion support portion including 10b is provided.
  • the timing belt 42 of the upper operation support portion is scanned from the scanning module 9 side through the opening 32a of the first plate 32 by the first motor mounting plate 38 as an example of the belt pulling-down portion.
  • the first motor mounting plate 38 is pulled down to the opposite side of the module 9 and is driven to rotate by a first motor 39 attached to the side opposite to the scanning module 9 side.
  • the excitation optical system including the light source 18 that irradiates the measurement object with excitation light and the detection optical system that detects fluorescence from the measurement object are combined.
  • the scanning module 9 can be housed in one scanning module 9, and the scanning module 9 can be scanned two-dimensionally by the lower motion support portion and the upper motion support portion. Therefore, the optical path length from the light source 18 to the measurement object and the optical path length from the measurement object to the detection optical system are short, and the optical path length does not change during the two-dimensional scanning.
  • the first motor 39 serving as a heat source is installed on the side opposite to the scanning module 9 side with the first plate 32 as a boundary. Therefore, heat transfer from the first motor 39 to the scanning module 9 can be reduced. As a result, it is possible to prevent a decrease in fluorescence detection accuracy due to thermal distortion of the detection optical system in the scanning module 9.
  • the first plate 32 has a high rigidity and mass so as to exhibit sufficient stability not only for heat but also for vibration and impact.
  • the upper motion support portion is disposed directly or indirectly through another member on the first plate 32 having sufficient stability against heat, vibration and impact. Therefore, the structure is stable against vibration of the first motor 39.
  • the first motor 39 is installed on the side opposite to the scanning module 9 side with respect to the first plate 32. Therefore, it is not necessary to provide a space for arranging the first motor 39 on the scanning module 9 side of the first plate 32. Accordingly, the height from the stable first plate 32 to the light detection unit can be reduced, the stability of the light detection unit during operation can be increased, and the entire fluorescence detection device 1 can be downsized. Can do.
  • the first motor 39 and the timing belt 42 of the upper operation support unit are connected to the first pulley 41, the first idler 43, and the like as an example of the belt holding unit by the lower operation support unit.
  • the second pulley 44, the second idler 46, and the third pulley 47 are configured to be reciprocally movable in the first scanning direction while being supported so as to maintain their relative positions. Therefore, the entire upper motion support portion including the first motor 39 can be supported by the lower motion support portion so as to be movable. As a result, the movement in the first scanning direction and the movement in the second scanning direction can be completely independent without affecting each other, and the two-dimensional scanning of the scanning module 9 can be easily performed. .
  • the independence of the movement means that the positional relationship between the first motor 39 and the scanning module 9 of the upper operation support portion is not changed by the movement of the lower operation support portion.
  • the length of the timing belt 42 necessary for transmitting the driving force does not change, and the timing belt The tension of 42 does not change. Therefore, a mechanism for adjusting the tension of the timing belt 42 is not required. That is, it is possible to configure the motion support portion in the first scanning direction and the second scanning direction as a simple uniaxial motion mechanism.
  • the opening 32a of the first plate 32 has a long shape in the first scanning direction by the lower operation support portion.
  • the timing belt 42 When moving in the second scanning direction, the timing belt 42 is fed, but the position of the first motor mounting plate 38 in the second scanning direction does not change.
  • the entire upper motion support portion moves as a whole, so the first motor mounting plate 38 moves in the first scanning direction. That is, the moving range of the first motor mounting plate 38 is only in the first scanning direction. Therefore, in order to minimize the area of the opening 32a, it is desirable that the opening 32a has a long shape in the first scanning direction.
  • the lower operation support portion is made of the bases 33a and 33b and the guide rails 10a and 10b that guide the upper operation support portion including the first motor 39 and the timing belt 42 in the first scanning direction.
  • a second motor 49, a fourth pulley 51, a third idler 56, a fifth pulley 55, and a timing belt 57 as an example of the driving unit that drives the entire upper motion support unit in the first scanning direction. And is composed.
  • the second motor 49 is positioned on the side opposite to the scanning module 9 with respect to the first plate 32 and transmits the driving force to the first motor mounting plate 38 via the screw shaft 52 and the nut 54.
  • the first motor 39 but also the second motor 49 of the upper motion support portion is disposed on the opposite side of the scanning plate 9 of the first plate 32, and both the first motor 39 and the second motor 49 are used. It is possible to prevent the heat from being transferred to the scanning module 9.
  • the scanning module 9 moves two-dimensionally through the opening 32a of the first plate 32, a portion where the timing belt 57 and a part of the first motor mounting plate 38 pass is avoided.
  • the first cover 58 and the second cover 59 are closed. Therefore, the opening area of the opening 32a can be further reduced, and the heat transfer from the first motor 39, the second motor 49 and the screw shaft 52 to the scanning module 9 can be further reduced.

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Abstract

　走査モジュール(９)を第１プレート(３２)の上側に配置し、走査モジュール(９)を第２走査方向に移動させるための第１モータ(３９)と、走査モジュール(９)を第１走査方向に移動させるための第２モータ(４９)とを、第１プレート(３２)の下側に配置する。こうして、熱源となる第１モータ(３９)および第２モータ(４９)を、第１プレート(３２)を境界として走査モジュール(９)側とは反対側に設置して、第１モータ(３９)および第２モータ(４９)から走査モジュール(９)への熱の伝達量を小さくする。その結果、走査モジュール(９)内の検出光学系の熱的歪みによる蛍光検出精度の低下を防止する。

Description

蛍光検出装置
　この発明は、蛍光検出装置に関する。
　従来より、生化学分野や分子生物学分野において、蛍光色素を標識物質として利用した蛍光検出システムが広く用いられている。この蛍光検出システムを用いることによって、遺伝子配列,遺伝子の変異・多型解析,タンパク質の分離および同定等の評価を行うことができ、薬等の開発に利用されている。
　上述のような蛍光標識を利用した評価方法としては、電気泳動によってタンパク質等の生物学的化合物をゲル内に分布させ、その生物学的化合物の分布を蛍光検出により取得するという方法がよく用いられている。上記電気泳動では、緩衝液等の溶液中に電極を設置しておき、直流電流を流すことによって上記溶液中に電場勾配を生じさせる。このとき、上記溶液中に電荷を有するタンパク質やＤＮＡ(Deoxyribonucleic acid：デオキシリボ核酸)やＲＮＡ(ribo nucleic acid：リボ核酸)がある場合に、プラス電荷を有する分子は陰極に、マイナス電荷を有する分子は陽極に引き寄せられ、生体分子の分離を行うことができる。
　上記電気泳動を用いた評価方法の一つである二次元電気泳動は、２種類の電気泳動法を組み合わせることによって、ゲル内に生体分子を２次元的に分布させる評価方法であり、プロテオーム解析を行う上で最も有効な方法であると考えられている。
　上記電気泳動の組み合わせとしては、例えば、一次元目としての「個々のタンパク質の等電点の違いを利用する等電点電気泳動」と、二次元目としての「タンパク質の分子量で分離を行うＳＤＳ‐ＰＡＧＥ(ドデシル硫酸ナトリウム‐ポリアクリルアミドゲル電気泳動)」との２種類が主に用いられる。こうして分離された上記生体分子としてのタンパク質に対して、蛍光色素は電気泳動前あるいは電気泳動後に付与される。
　さらに、上述のようにして作製された上記生体分子(タンパク質)が二次元的に分布されたゲル支持体に励起光を照射し、発生した蛍光強度を取得して、それに基づいて蛍光分布(タンパク質分布)画像を表示させる画像読取装置が、生化学や分子生物学の分野で広く普及している。
　また、上記生体分子の二次元分布を保持する方法としては、上記ゲル内に保持するだけではなく、上記ゲル内にタンパク質を分離させた後に、電気泳動や毛細管現象を利用して上記ゲルからメンブレンに転写させる方法も行われる。その場合には、上記ゲル支持体を用いた画像読取の場合と同様に、上記メンブレンである転写支持体上の蛍光分布を画像読取装置によって画像化することができる。
　上述したような生体分子が二次元的に分布されたゲル支持体や転写支持体から生体分子分布画像を読み取る画像読取装置として、特開２００１‐７４６５６号公報(特許文献１)に開示された画像情報読取装置がある。
　上記画像情報読取装置は、光学ヘッド走査方式の画像情報読取装置であり、励起光を試料に照射し、上記試料から出射される蛍光を光学ヘッドにより検出手段に導く際に、走査手段によって、上記光学ヘッドを上記試料に対して等速移動させるようにしている。
　詳述すると、中央部に孔が形成された孔開きミラーを主走査方向に移動される光学ヘッドに搭載し、蛍光色素によって標識された生体由来物質が分布する被走査体に対して、レーザ光源からの上記蛍光色素を励起する波長帯域のレーザ光(励起光)を平面ミラーで上方に反射し、上記孔開きミラーの小孔を通過させた後、対物レンズで集光して照射する。そして、上記被走査体中の蛍光色素が励起されて発せられた蛍光が上記孔開きミラーの上記小孔の周囲で反射され、フォトマルチプライヤによって光電変換されて検出される。こうして、対応する画像信号として読み取られる。以下、上記主走査方向に直交する副走査方向に上記光学ヘッドを移動させながら上記動作を繰り返すことによって、二次元の可視画像(蛍光画像)を得るようにしている。
　そして、試料台の下側に定盤を配置して固定し、上記レーザ光源および上記フォトマルチプライヤを上記定盤の下面に搭載する一方、上記光学ヘッド,上記光学ヘッドの主走査方向への駆動装置および副走査方向への駆動装置を上記定盤の上面に搭載している。
　しかしながら、上記従来の画像情報読取装置には、以下のような問題がある。
　すなわち、上記レーザ光源および上記フォトマルチプライヤは、上記定盤の下面に搭載される一方、上記光学ヘッド,上記光学ヘッドの主走査方向への駆動装置および副走査方向への駆動装置は、上記定盤の上面に搭載されている。そして、上記レーザ光源からのレーザ光は、２つのミラーで反射されて、上記定盤の上面に搭載されて二次元方向に移動する上記光学ヘッドに入射される。また、上記光学ヘッドからの蛍光は３つのミラーで反射されて、上記定盤の下面に搭載された上記フォトマルチプライヤに入射されるようになっている。
　したがって、高感度化が期待されるものの、上記レーザ光源から上記被走査体までのレーザ光の光路、および、上記被走査体から上記フォトマルチプライヤまでの蛍光の光路が長く、本画像情報読取装置全体が熱膨張すると上記各光路が伸びる割合が多い。そのために、レンズやミラー等の光学部材の位置関係が設計値からずれることによって、光学特性が劣化するという問題がある。
　また、上記光学部材である各種レンズおよびミラーと、熱源である上記駆動装置のモータとが、上記定盤の両側に混在している。したがって、上記光学部材は、上記熱源による雰囲気温度の変化の影響を受け易いという問題もある。上述の影響は、上記光学ヘッドを高速走査するために上記モータの回転数を上昇させる程大きくなる。
特開２００１‐７４６５６号公報
　そこで、この発明の課題は、光学ヘッドの駆動装置およびその周辺回路の発熱によって装置内温度が上昇しても光学部材がその影響を受け難い蛍光検出装置を提供することにある。
　上記課題を解決するため、この発明の蛍光検出装置は、
　開口を有する平板状の基準台と、
　蛍光を励起する励起光を出射する光源と、上記励起光の照射に基づいて検出対象物から発せられた蛍光を検出する検出光学系とを含むと共に、第１走査方向とこの第１走査方向に略直交する第２走査方向との２次元走査を行う走査モジュールと、
　上記走査モジュールを、上記基準台の面方向上記第２走査方向に往復動作可能に支持する上部動作支持部と、
　上記基準台に配置されて、上記上部動作支持部を、上記基準台の面方向上記第１走査方向に往復動作可能に支持する下部動作支持部と
を備え、
　上記上部動作支持部は、上記走査モジュールを上記第２走査方向に往復動作させるためのベルトと、上記ベルトを駆動するベルト駆動部と、上記ベルトを上記基準台の開口を通して上記走査モジュール側から上記走査モジュール側とは反対側に引き落とすベルト引落部とを含んでおり、
　上記ベルト駆動部は、上記基準台の面に対して上記走査モジュールとは反対側に位置すると共に、上記ベルト引落部に設置されている
ことを特徴としている。
　上記構成によれば、熱源となる上記ベルト駆動部を上記基準台の面に対して上記走査モジュールとは反対側に位置させているので、上記ベルト駆動部からの熱が上記走査モジュールに伝達されるのを上記基準台で防止することができる。したがって、上記走査モジュールの検出光学系が熱的影響を受け難くすることが可能になる。
　その際に、上記ベルトを上記走査モジュール側とは反対側に引き落とすと共に、上記ベルト駆動部が設置されるベルト引落部が、上記走査モジュールの走査時に上記基準台を通過できるように、上記基準台に開口を設けている。したがって、上記ベルト駆動部によって上記走査モジュールを上記第２走査方向に往復動作させることと、上記ベルト駆動部と上記走査モジュールとを上記基準台に対して反対側に位置させることとの両立を図ることができる。
　さらに、上記基準台を、熱のみでなく、振動や衝撃に対しても安定性をもつように、高い剛性と質量とを有するように構成することによって、この安定な基準台に直接あるいは他の部材を介して間接的に配置される上記上部可動支持部は、上記ベルト駆動部の振動に対しても安定な構造となる。
　さらに、上記ベルト駆動部を、上記基準台に対して上記走査モジュールの反対側に配置しているので、上記基準台の上記走査モジュール側に上記ベルト駆動部を配置するスペースを設ける必要が無く、上記基準台から上記走査モジュールまでの高さを低くすることができる。したがって、上記走査モジュールにおける動作時の安定性を高め、さらには本蛍光検出装置全体の小型化を図ることができる。
　また、１実施の形態の蛍光検出装置では、
　上記上部動作支持部は、上記ベルトと上記ベルト駆動部とにおける互いの相対位置を予め定められた所定位置に保つベルト保持部を備え、
　上記上部動作支持部は、上記ベルト保持部により上記ベルトと上記ベルト駆動部との相対位置が上記所定位置に保たれた状態で、上記第１走査方向に往復動作可能である。
　この実施の形態によれば、上記上部動作支持部は、全体が一体となって上記第１走査方向に往復動作可能なように上記下部動作支持部によって支持されている。したがって、上記第１走査方向への移動と上記第２走査方向への移動とが互いに影響を与えることなく完全に独立しており、上記走査モジュールの２次元走査が容易になる。
　また、１実施の形態の蛍光検出装置では、
　上記基準台の開口は、上記第１走査方向に長尺な形状である。
　上記ベルト駆動部から上記走査モジュールに伝達される熱量を少なくするためには、上記基準台の開口面積を可能な限り小さくする必要がある。そして、上記上部動作支持部が上記走査モジュールを上記第２走査方向に往復動作させる際には上記ベルトの動作が行われるが、上記基準台の開口を通る上記ベルト引落部の位置は変化しない。一方、上記走査モジュールを上記第１走査方向に往復動作させる際は、上記上部動作支持部全体が一体となって上記第１走査方向に移動するため、上記ベルト引落部も上記第１走査方向に移動することになる。
　この実施の形態によれば、上記基準台の開口を上記第１走査方向に長尺な形状に形成しているため、上記開口の面積を上記ベルト引落部の移動を妨げない範囲で最小にすることができる。
　また、１実施の形態の蛍光検出装置では、
　上記下部動作支持部は、
　上記上部動作支持部を上記第１走査方向に導くガイド部材と、
　上記上部動作支持部の全体を、上記第１走査方向に駆動させるための駆動部と
を含んでおり、
　上記駆動部は、上記基準台の面に対して上記走査モジュールとは反対側に位置すると共に、上記ベルト引落部に駆動力を伝達するように配置されている。
　この実施の形態によれば、上記上部動作支持部の上記ベルト駆動部のみならず、熱源となる上記下部動作支持部の上記駆動部をも、上記基準台に対して上記走査モジュールとは反対側に位置させている。したがって、熱源としての上記ベルト駆動部および上記駆動部からの熱が上記走査モジュールに伝達されるのを防止することができる。
　その際に、上記駆動部の駆動力を上記基準台の開口を通る上記ベルト引落部に伝達するので、上記駆動部の駆動力を上記基準台に対して上記駆動部とは反対側に位置する上記上部動作支持部に伝達することができる。
　また、１実施の形態の蛍光検出装置では、
　上記走査モジュールが２次元走査を行う際に上記ベルトおよび上記ベルト引落部が移動可能に、上記基準台の開口を覆うカバーを備えている。
　この実施の形態によれば、上記カバーによって、上記基準台の開口を、上記ベルトおよび上記ベルト引落部と干渉しないように覆っている。したがって、上記基準台の開口面積を更に小さくすることができ、上記熱源からの熱を更に効果的に遮蔽することができる。
　また、１実施の形態の蛍光検出装置では、
　上記検出対象物は、光透過性を有するサンプル台上に積載され、
　上記走査モジュールは、上記サンプル台における上記検出対象物の積載面とは反対側の面に対向して配置されており、
　上記走査モジュールは、上記サンプル台に沿って２次元走査を行いながら、上記検出対象物から発せられた蛍光を上記サンプル台を介して検出するようになっている。
　この実施の形態によれば、上記検出対象物における蛍光情報を、２次元的に、且つ上記ベルト駆動部等の熱源からの熱的影響が受け難いため高精度に検出することが可能な蛍光検出装置を提供することができる。
　以上より明らかなように、この発明の蛍光検出装置は、励起光を出射する光源と上記励起光の照射に基づいて検出対象物から発せられた蛍光を検出する検出光学系とを含む走査モジュールを、第１走査方向とこの第１走査方向に略直交する第２走査方向との２次元走査を行うようにしている。したがって、上記光源から上記検出対象物までの励起光の光路および検出対象物から上記検出光学系までの光路長は短く、上記２次元走査を行う際に上記光路長が変化することもない。その結果、本蛍光検出装置全体が熱膨張しても上記各光路が伸びる割合が少なく、検出光学系の光学特性が劣化することを防止できる。
　さらに加えて、熱源となるベルト駆動部を基準台の面に対して上記走査モジュールとは反対側に位置させているので、上記ベルト駆動部からの熱が上記走査モジュールに伝達されるのを上記基準台で防止することができる。したがって、上記走査モジュールの検出光学系が熱的影響を受け難くすることが可能になる。
　さらに、上記基準台を、熱のみでなく、振動や衝撃に対しても安定性をもつように、高い剛性と質量とを有するように構成することによって、この安定な基準台に直接あるいは他の部材を介して間接的に配置される上記上部動作支持部は、上記ベルト駆動部の振動に対しても安定な構造となる。
　さらに、上記ベルト駆動部を、上記基準台に対して上記走査モジュールの反対側に配置しているので、上記基準台の上記走査モジュール側に上記ベルト駆動部を配置するスペースを設ける必要が無く、上記基準台から上記走査モジュールまでの高さを低くすることができる。したがって、上記走査モジュールにおける動作時の安定性を高め、さらには本蛍光検出装置全体の小型化を図ることができる。
この発明の蛍光検出装置における外観図である。 図１におけるサンプル台の下部に設置された走査ステージの外観図である。 図２における第２ステージ上に載置される走査モジュールの断面図である。 図１に示す本体の第２走査方向への縦断面図である。 図１に示す本体の下面図である。 図４におけるＢ‐Ｂ'矢視断面図である。 第２走査装置の第１走査装置への組み付け方法を示す正面図である。 図７の断面図である。 第２走査装置が第１走査装置に組み付けられた状態を示す断面図である。 第１,第２カバーが架け渡された状態を示す断面図である。 蛍光検出装置を図１０とは反対側から見た図である。
　以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
　図１は、本実施の形態の蛍光検出装置における外観図である。本蛍光検出装置１は、筺体を成す本体２と、本体２の上面を覆う蓋体３とで、大まかに構成されている。本体２の上面には、ガラスでなるサンプル台４が設けられており、サンプル台４上には例えば蛍光物質によって標識された生体由来物質が分布するゲル支持体やメンブレン等の転写支持体(共に図示せず)がサンプル(測定対象物)としてセットされる。
　そして、上記サンプル台４の下側には光学系が配置されており、サンプル台４上にセットされたサンプルに対して、励起光学系によってサンプル台４を通して下方から励起光を照射し、サンプル台４を透過してくる上記サンプルからの蛍光を検出光学系によって検出する。上記検出光学系はＰＣ(Personal computer：パーソナルコンピュータ)５等の外部端末と接続されており、ＰＣ５から測定条件の制御等を行う。さらに、ＰＣ５によって、検出データに基づいてサンプルの蛍光画像を作成し、内蔵する表示画面に上記作成した蛍光画像等を表示する。
　図２は、上記サンプル台４の下部に設置された走査ステージ６の外観図を示す。この走査ステージ６は、基準となる第１ステージ７と第１ステージ７の上に載置された第２ステージ８とで構成されている。そして、第２ステージ８の上に走査モジュール９が載置されている。上記蛍光を検出する上記検出光学系は走査モジュール９の中に格納されている。
　上記走査ステージ６を構成する第１ステージ７には、第１走査方向に延在すると共に、一定の間隔で互いに対向する２本のガイドレール１０a,１０bが配設されている。また、第２ステージ８は、第１ステージ７のガイドレール１０aによって案内されて上記第１走査方向に往復動する第１ガイド部材１１と、ガイドレール１０bによって案内されて上記第１走査方向に往復動する第２ガイド部材１２とを有している。
　上記第２ステージ８を構成する第１ガイド部材１１と第２ガイド部材１２との間には、上記第１走査方向に直交する第２走査方向に延在すると共に、一定の間隔で互いに対向する２本のガイドシャフト１３a,１３bが配設されている。また、走査モジュール９には、ガイドシャフト１３a,１３bが挿通される孔が設けられている。そして、走査モジュール９は、ガイドシャフト１３a,１３bによって案内されて上記第２走査方向に往復動するようになっている。
　上記構成を有する走査ステージ６による走査方法は、先ず、上記第２ステージ８の第１ガイド部材１１と第２ガイド部材１２とがガイドレール１０a,１０bによって案内されて上記第１走査方向に移動して、第２ステージ８の第１ステージ７に対する位置決めが行われる。そうした後に、走査モジュール９がガイドシャフト１３a,１３bによって案内されて上記第２走査方向に移動して、走査モジュール９の第２ステージ８に対する位置決めが行われる。以後、上記動作を繰り返すことによって、サンプル１６上を二次元に走査するのである。
　また、後に詳述するが、上記筺体を成す本体２のサンプル台４下部における走査ステージ６よりも更に下側には、第２ステージ８の第１,第２ガイド部材１１,１２を上記第１走査方向に、走査モジュール９を上記第２走査方向に移動させるためのモータ,タイミングベルト,ボールねじ,歯車,制御基板,電源および配線等の走査装置が設置されている。
　図３は、上記第２ステージ８の上に載置される走査モジュール９の概略構成を示す縦断面図である。
　図３において、上記走査モジュール９の上部には、サンプル台(ガラス)４の近傍に位置して、サンプル台４上にセットされたサンプル１６からの蛍光を集光する対物レンズ１７を配置している。さらに、対物レンズ１７の光軸と励起光の光源１８の光軸とが直交する位置には、光源１８から出射されて第１レンズ１９で集光されたレーザ光等の励起光を対物レンズ１７に入射するように反射させるプリズム２０を配置している。
　上記光源１８,第１レンズ１９,プリズム２０および対物レンズ１７によって構成される励起光学系は、金属枠２１に固定・支持されている。そのために、光源１８の放熱性が良く、励起光学系は熱変形しにくい構造になっている。したがって、光源１８から出射された励起光を、サンプル１６上の微小な１点に対して、ずれることなく集光させることができる。また、サンプル１６上の１点に対するずれが少ないため、プリズム２０の長手方向(第１レンズ１９の光軸に直交する方向)の長さは短く、上記長手方向に直交する方向の幅は狭くして、小さくすることが可能である。
　また、図３において、上記対物レンズ１７の光軸上におけるプリズム２０の下方には、プリズム２０側から順に、対物レンズ１７によって集光されたサンプル１６からの蛍光を平行光に変換する第２レンズ２２、励起光カット用の波長フィルタ２３、波長フィルタ２３を通過した蛍光を集光する第３レンズ２４、および、第３レンズ２４を通過した蛍光の迷光をカットするピンホール２５が配置されている。さらに、対物レンズ１７の光軸上におけるピンホール２５の下方には、ピンホール２５を通過した蛍光を検出する上記検出素子を含む検出器２６が配置されている。
　上記第２レンズ２２,波長フィルタ２３,第３レンズ２４,ピンホール２５および検出器２６によって構成される検出光学系は、樹脂枠２７に固定・支持されている。
　上述したように、図３において、蛍光の直径は大きいため、検出光学系には大口径の第２レンズ２２および第３レンズ２４を使用する。その場合、大口径のレンズ２２,２４を支持する枠を金属で作成すると検出光学系の重量が増し、走査モジュール９の高速走査が困難となり、走査時間が長くなる。
　一方において、上記大口径のレンズ２２,２４を支持する枠を、軽量化のために何の工夫もなく樹脂枠２７にすると、枠２７が歪むことによって上記検出光学系の光軸が設計位置からずれ、検出光学系の所望の性能を得ることができない。
　そこで、本実施の形態においては、上記検出光学系の光軸を鉛直方向になるようにし、尚且つ上記検出光学系を支持する樹脂枠２７を金属枠２１の下面に垂下するように取り付けている。こうすることで、大口径のレンズ２２,２４を支持する枠を樹脂枠２７として軽量化図った場合でも、上記検出光学系の変形は光軸方向のみに限定され、自重による光軸のずれを小さくすることができるのである。
　上記構成を有する走査モジュール９では、光源１８から出射された励起光は、第１レンズ１９で収束され、次いでプリズム２０によって反射されて、対物レンズ１７およびサンプル台４を通過して、サンプル１６における下面上の一点に集光される。その場合、プリズム２０の長手方向(第１レンズ１９の光軸に直交する方向)の長さは短く、上記長手方向に直交する方向の幅は狭くなっており、光源１８からの励起光は対物レンズ１７の光軸付近(励起光透過部)のみを通過するようになっている。
　上記蛍光は、サンプル１６における上記励起光が照射された部分から周囲に等方的に出射される。そして、出射された蛍光のうちのガラスで成るサンプル台４を透過して対物レンズ１７に入射した成分が、対物レンズ１７,第２レンズ２２,波長フィルタ２３,第３レンズ２４およびピンホール２５を通過して、検出器２６によって検出される。そして、検出器２６で検出された信号は、内蔵されるＡＤ変換器等によってＡＤ変換等の処理が施された後に、ＰＣ５へ送出される。こうして、サンプル１６上の各測定点での蛍光強度の分布が内部メモリ等に記録される。
　ここで、上述したように、上記対物レンズ１７を通過した蛍光は、収束光となって第２レンズ２２の方向に導かれる。そして、第２レンズ２２によって実質的に平行光になるように屈折される。また、第３レンズ２４は蛍光を集光する。また、ピンホール２５は空間的に迷光をカットするために配置される。尚、励起光カット用の波長フィルタ２３は、例えば回転フォルダ等に配置されて、励起光の波長に応じて他の波長のフィルタ２３aと交換可能になっている。
　図３に示すように、上記対物レンズ１７における光軸を含む中央部分は、通常の凸レンズの機能(屈折のみで光を偏向)を有する凸レンズ部２９となっている。そして、サンプル１６から出射された蛍光のうち、放射角度の小さい蛍光は、この凸レンズ部２９の部分を通過して検出器２６に向かって集光される。
　上記対物レンズ１７における凸レンズ部２９の周囲は、下方に向かって開いた円錐台形の筒状体３０となっている。そして、サンプル１６から出射された蛍光のうちの、凸レンズ部２９に入りきらないような放射角度の大きい蛍光は、筒状体３０の上端面から筒状体３０内に入射し、筒状体３０の外周面で全反射されて光軸側に偏向され、筒状体３０の下端面から検出器２６に向かって出射される。
　以上のごとく、上記サンプル１６から出射された蛍光のうち、凸レンズ部２９に入りきらないような放射角度の大きい蛍光を、筒状体３０の外周面で全反射させることにより、通常の凸レンズでは集光できないような大きな放射角度の光をも集めることができる。そのため、検出器２６の感度アップを図ることができるのである。
　上記金属枠２１には、例えばタイミングベルト等の上記走査装置が接続されている。また、金属枠２１における互いに対向する側面２１a,２１a(図３では、一方の側面２１aのみが現れている)には、ガイドシャフト挿通用の穴が２つ設けられており、この穴に２本のガイドシャフト１３a,１３bが挿通されて水平に配置されている。さらに、上記検出光学系を支持する樹脂枠２７は、上記励起光学系を支持する金属枠２１の下面に、対物レンズ１７の光軸と上記検出光学系の光軸とが一致するように取り付けられて、鉛直方向に垂下されている。こうすることによって、樹脂枠２７は軽く、重心は金属枠２１側にあるため、上記走査装置によって走査する際に走査モジュール９のねじれや振動を抑えることができるのである。
　以下、上記第２ステージ８の上記第１走査方向への第１走査を行う第１走査装置と、走査モジュール９の上記第２走査方向への第２走査を行う第２走査装置とに付いて、詳細に説明する。
　図４は、図１に示す本体２の上記第２走査方向への縦断面図である。図４において、矩形断面を有する棒状の２本の台３１a,３１bが、間隔を有して上記第１走査方向に平行に配置されている。そして、この２本の台３１a,３１bの上には板状の第１プレート３２が架け渡されている。また、第１プレート３２上には、２本の台座３３a,３３b上に載置された２本のガイドレール１０a,１０bが、上記一定の間隔で互いに対向して上記第１走査方向に配設されている。こうして、台３１a,３１bと、第１プレート３２と、台座３３a,３３bと、ガイドレール１０a,１０bとで、第１ステージ７を構成するのである。
　上記ガイドレール１０a上には、上記ガイドレール１０aによって案内される第１ガイド部材１１が、往復動可能に設置されている。また、ガイドレール１０b上には、ガイドレール１０bによって案内される第２ガイド部材１２が、往復動可能に設置されている。そして、第１ガイド部材１１と第２ガイド部材１２との上には板状の第２プレート３４が架け渡されている。
　また、上記第２プレート３４の上記第２走査方向両端にはシャフト取付板３５a,３５bが立設されており、この２枚のシャフト取付板３５a,３５bの間には、一定の間隔で互いに対向する２本のガイドシャフト１３a,１３bが配設されている。ここで、上述したように、ガイドシャフト１３a,１３bは、走査モジュール９の金属枠２１に設けられた挿通用の穴に挿通されている。こうして、第１,第２ガイド部材１１,１２と、第２プレート３４と、シャフト取付板３５a,３５bと、ガイドシャフト１３a,１３bとで、第２ステージ８を構成するのである。
　尚、図２においては、説明を分かり易くするために、ガイドシャフト１３a,１３bは第１,第２ガイド部材１１,１２に直接取り付けられているとしている。
　上記第１プレート３２上の上記第２走査方向両端には、図１に示す本体２の外殻を構成する側板３６a,３６bが立設されている。そして、側板３６a,３６bと、側板３６a,３６bに隣接して本体２の外殻を構成する互いに対向する側板(図示せず)との上端に、ガラスでなるサンプル台４が嵌め込まれた矩形の枠体３７を載置して本体２の上記外殻が形成されるのである。
　上記第２プレート３４の下面には、下方に向かって延在する概略矩形の第１モータ取付板３８の上端が取り付けられている。また、第１モータ取付板３８の下側略半分は、第１プレート３２に設けられた矩形の開口３２aに挿通されて、第１プレート３２の下側に突出している。そして、第１モータ取付板３８における第１プレート３２よりも下側であって、図４における裏面側には、上記第２走査用の第１モータ３９が取り付けられている。
　上記第１モータ３９の駆動軸４０は上記第１モータ取付板３８を貫通しており、駆動軸４０の先端には第１プーリ４１が取り付けられている。この１プーリ４１にはタイミングベルト４２が架け回されており、このタイミングベルト４２の第１プーリ４１よりも一端側は、第１プレート３２の開口３２aを通過した後、第２プレート３４における図４の表側の端面に回動自在に取り付けられた第１アイドラ４３と、シャフト取付板３５aの上記表側の端面に回動自在に取り付けられた第２プーリ４４とに架け回されて、走査モジュール９の上記表側に突出して設けられたベルト取付部４５に取り付けられている。一方、タイミングベルト４２の第１プーリ４１よりも他端側は、第１プレート３２の開口３２aを通過した後、第２プレート３４の上記表側の端面に回動自在に取り付けられた第２アイドラ４６と、シャフト取付板３５aの上記表側の端面に回動自在に取り付けられた第３プーリ４７とに架け回されて、走査モジュール９のベルト取付部４５に取り付けられている。こうして、第１モータ３９を正転および逆転することによって、走査モジュール９はタイミングベルト４２に引っ張られて、上記第２走査方向への第２走査を行うのである。
　図５は、図４に示す本体２を下側から見た図に相当する下面図である。尚、図４は、図５におけるＡ‐Ａ'矢視断面図である。
　図５(a)において、上記第１プレート３２の矩形の開口３２aは、第１プレート３２の一側方に偏在してが設けられており、開口３２aには第２プレート３４に取り付けられた第１モータ取付板３８が挿通されている。そして、第１モータ取付板３８における第１プレート３２よりも下側に取り付けられた第１モータ３９は、開口３２aよりも外側に位置して、第１プレート３２の下面に対向している。
　図４および図５(a)に示すように、上記第１プレート３２の下面における開口３２aよりも他側方には、矩形の第２モータ取付板４８の上端が取り付けられている。この第２モータ取付板４８における開口３２a側には、上記第１走査用の第２モータ４９が取り付けられている。第２モータ４９の駆動軸５０は第２モータ取付板４８を貫通しており、駆動軸５０の先端には第４プーリ５１が取り付けられている。
　また、上記第２モータ取付板４８には、ボールねじのねじ軸５２の一端部が挿通されて支持されている。また、ねじ軸５２の他端部は、第１プレート３２の下面における開口３２aよりも上記一側端に設けられた軸受け５３によって支持されている。そして、ねじ軸５２に螺合されて上記ボールねじを構成するナット５４が、第１モータ取付板３８に取り付けられている。ねじ軸５２の上記一端には第５プーリ５５が取り付けられ、第４プーリ５１と第５プーリ５５との間には第３アイドラ５６が取り付けられている。そして、第４プーリ５１と第５プーリ５５とには、タイミングベルト５７が架け回されている。こうして、第２モータ４９を正転および逆転することによって、第１モータ取付板３８はナット５４と共に上記第１走査方向へ往復動し、それに連れて第１モータ取付板３８が取り付けられた第２プレート３４および第２プレート３４に取り付けられた走査モジュール９が上記第１走査を行うのである。
　尚、図５(a)は、上記第１モータ取付板３８および走査モジュール９が、上記第１走査方向の第２モータ取付板４８側の端に位置している状態を示す。また、図５(b)は、上記第１モータ取付板３８および走査モジュール９が、上記第１走査方向の図５(a)と反対側の端に位置している状態を示す。
　ここで、上記第１プレート３２の上面における上記一側端から上記他側端に掛けて、開口３２aにおける第１モータ３９の移動箇所には第１カバー５８が架け渡され、ねじ軸５２の配置箇所には第２カバー５９が架け渡されている。こうして、第１モータ３９およびねじ軸５２から放射される熱を第１,第２カバー５８,５９で遮って、第１プレート３２の開口３２aから走査モジュール９側に伝達されるのを抑制している。
　図６は、図４におけるＢ‐Ｂ'矢視断面図であり、上記第２ステージ８と上記第２走査装置とを示す。図６に示すように、第１プレート３２における開口３２aには、第２プレート３４の下面に取り付けられた第１モータ取付板３８が挿通され、第１モータ取付板３８における第１プレート３２よりも下側には第２走査用の第１モータ３９が取り付けられている。一方、第１プレート３２上には、上記第１走査方向に移動可能に第２プレート３４が設置されており、第２プレート３４に設けられた矩形の開口３４aには、走査モジュール９の下側が挿通されている。そして、走査モジュール９は開口３４a内を、上記第２走査方向に移動する。
　上述したように、本実施の形態においては、上記第１プレート３２に設けられた開口３２aに第１モータ取付板３８を挿通して、第１モータ３９を第１プレート３２よりも下側の空間に引き落としている。そして、第１プレート３２上の走査モジュール９に第１モータ３９の動力を伝達するために、タイミングベルト４２を第１プレート３２よりも下側の空間から上側の空間へ引き回すようにしている。さらに、第１プレート３２の下面に取り付けられた第２モータ取付板４８には、第１走査用の第２モータ４９が取り付けられている。
　したがって、上記励起光学系および上記検出光学系でなる光学系が搭載された走査モジュール９は、第１プレート３４の上側に配置される。一方、熱源である第１,第２モータ３９,４９およびモータ用の周辺回路(図示せず)は、第１プレート３４の下側に配置されることになる。そのため、上記熱源で発生した熱が上記光学系に伝わり難い構造になっており、上記熱源からの放熱によって上記光学系を構成する光学部材に生ずる熱変形を小さくでき、ＰＣ５で得られる蛍光画像の劣化を防止することができるのである。
　さらに、上記第１プレート３２の開口３２aは、第１モータ取付板３８およびタイミングベルト４２が移動する領域にのみ設けている。したがって、開口３２aを通して伝達される上記熱源から伝わる熱量を小さくすることができる。
　さらに、上記開口３２aにおける第１モータ３９の移動箇所およびねじ軸５２の配置箇所には、第１,第２カバー５８,５９を架け渡している。したがって、開口３２aを通って伝達される第１モータ３９およびねじ軸５２からの放射熱を、第１,第２カバー５８,５９で遮って小さくすることができるのである。
　以下、上記構成を有する本体２の組み立て手順について説明する。
　図７は、上記第２ステージ８を含む上記第２走査装置の第１ステージ７を含む上記第１走査装置への組み付け方法を示す正面図である。また、図８は、図７の断面図である。また、図９は、第２走査装置が第１走査装置に組み付けられた状態を示す断面図である。また、図１０は、第１,第２カバー５８,５９が架け渡された状態を示す断面図である。
　先ず、図７および図８に示すように、併設された上記台３１a,３１b上に第１プレート３２を架け渡し、第１プレート３２上に２本の台座３３a,３３bを併設する。こうして、第１ステージ７が形成される。さらに、第１プレート３２の下面に第２モータ取付板４８の上端を取り付け、第２モータ取付板４８に第２モータ４９およびねじ軸５２を取り付ける。また、第１プレート３２の上記第２走査方向両端に互いに対向する側板３６a,３６bを立設し、側板３６a,３６bに隣接して互いに対向する側板(図示せず)を立設する。
　続いて、上記第２プレート３４の上記第２走査方向両端にシャフト取付板３５a,３５bを立設し、シャフト取付板３５a,３５bの間に走査モジュール９を貫通した２本のガイドシャフト１３a,１３bを配設する。こうして、第２ステージ８が形成される。さらに、第２プレート３４の下面に第１モータ取付板３８の上端を取り付け、第１モータ取付板３８に第１モータ３９を取り付け、駆動軸４０の先端には第１プーリ４１を取り付ける。尚、第１モータ取付板３８に形成されたスリット状の孔３８aは、後に第１,第２カバー５８,５９が挿通される孔である。さらに、第１モータ取付板３８の下部に垂直方向に形成されたスリット３８bは、後に第１ステージ７に組み付ける際に、ねじ軸５２が挿通されるスリットである。
　次に、上記走査モジュール９のベルト取付部４５にタイミングベルト４２の一端を取り付け、タイミングベルト４２を第２プーリ４４,第１アイドラ４３,第１プーリ４１,第２アイドラ４６および第３プーリ４７を架け回し、その他端をベルト取付部４５に取り付ける。
　こうして形成された上記第２ステージ８を含む上記上部動作支持部の一例としての上記第２走査装置６０を、上記第１ステージ７を含む上記下部動作支持部の一例としての上記第１走査装置６１に、第２走査装置６０側の第１モータ取付板３８を第１走査装置６１側の開口３２aに挿入すると共に、第１走査装置６１側の台座３３a,３３bと第２走査装置６０側の第２プレート３４との間にガイドレール１０a,１０bおよび第１,第２ガイド部材１１,１２を介在させて、矢印方向に組み付ける。
　その結果、図９に示すように、上記光学系が搭載された走査モジュール９が第１プレート３２の上側に配置される一方、熱源である第１,第２モータ３９,４９が第１プレート３２の下側に配置された構成と、第１プレート３２の開口３２aを第１モータ取付板３８およびタイミングベルト４２が上記第１走査方向に移動する領域にのみ設ける構成とを有する蛍光検出装置１が形成されるのである。
　そうした後、図１０に示すように、上記第１プレート３２の開口３２aにおける第１モータ３９の移動箇所に第１カバー５８を架け渡し、ねじ軸５２の配置箇所に第２カバー５９を架け渡す。こうして、開口３２aを通って伝達される第１モータ３９およびねじ軸５２からの放射熱を遮ることができる蛍光検出装置１が形成されるのである。
　図１１は、蛍光検出装置１を、図１０とは反対側から見た図である。
　以上のごとく、上記実施の形態においては、測定対象物(サンプル)に対して励起光を照射する光源１８を含む上記励起光学系と、上記励起光が照射された上記検出対象物からの蛍光を検出する上記検出光学系とを有すると共に、第１走査方向と上記第１走査方向に対して垂直な第２走査方向との２次元走査を行う走査モジュール９を有している。
　そして、上記走査モジュール９を、上記基準台の一例としての平面状で且つ開口３２aを有する第１プレート３２の面方向に沿った第２走査方向に往復動作可能に支持する、タイミングベルト４２および上記ベルト駆動部の一例としての第１モータ３９を含む上記上部動作支持部を有している。また、第１プレート３２上に配置されて、上記上部動作支持部を第１プレート３２の面方向に沿った上記第１走査方向に往復動作可能に支持する、台座３３a,３３bおよびガイドレール１０a,１０bを含む上記下部動作支持部を有している。
　そして、上記構成において、上記上部動作支持部のタイミングベルト４２は、上記ベルト引落部の一例としての第１モータ取付板３８によって、第１プレート３２の開口３２aを介して、走査モジュール９側から走査モジュール９側とは反対側に引き落とされ、第１モータ取付板３８における走査モジュール９側とは反対側に取り付けられた第１モータ３９によって回転駆動されるようになっている。
　このように、本実施の形態によれば、測定対象物に対して励起光を照射する光源１８を含む上記励起光学系と上記測定対象物からの蛍光を検出する上記検出光学系とを、一つの走査モジュール９内に収納して、走査モジュール９を上記下部動作支持部と上記上部動作支持部とによって２次元走査を行うことができる。したがって、光源１８から上記測定対象物までの光路長および上記測定対象物から上記検出光学系までの光路長は短く、且つ上記２次元走査時に上記光路長が変化することはない。
　さらに、熱源となる第１モータ３９を、第１プレート３２を境界として走査モジュール９側とは反対側に設置している。したがって、第１モータ３９から走査モジュール９への熱の伝達を小さくすることができる。その結果、走査モジュール９内の上記検出光学系の熱的歪みによる蛍光検出精度の低下を防止することができる。
　さらに、上記第１プレート３２は、熱のみではなく、振動や衝撃に対しても十分な安定性を呈するように、高い剛性と質量を有して構成されている。そして、上記上部動作支持部は、熱,振動および衝撃に対して十分な安定性を有する第１プレート３２に直接的にあるいは他の部材を介して間接的に配置されている。そのため、第１モータ３９の振動に対しても安定な構造となっている。
　さらに、上述したように、上記第１モータ３９を、第１プレート３２に対して走査モジュール９側とは反対側に設置している。したがって、第１プレート３２の走査モジュール９側に第１モータ３９を配置するスペースを設ける必要が無い。したがって、安定な第１プレート３２から上記光検出部までの高さを低くすることができ、上記光検出部の動作時における安定性を高め、さらに本蛍光検出装置１の全体を小型化することができる。
　また、上記実施の形態においては、上記下部動作支持部によって、上記上部動作支持部の第１モータ３９およびタイミングベルト４２が、上記ベルト保持部の一例としての第１プーリ４１,第１アイドラ４３,第２プーリ４４,第２アイドラ４６および第３プーリ４７によって、互いの相対位置を保つように支持された状態で、第１走査方向に往復動作可能に構成されている。したがって、上記下部動作支持部によって、第１モータ３９も含めた上記上部動作支持部全体が一体となって移動可能に支持することができる。その結果、上記第１走査方向への移動と上記第２走査方向への移動とが互いに影響を与えることなく完全に独立させることができ、走査モジュール９の２次元走査を容易に行うことができる。
　ここで、上記移動の独立とは、上記下部動作支持部の移動によって、上記上部動作支持部の第１モータ３９と走査モジュール９との位置関係が不変であることを意味している。例えば、第１走査方向に移動した場合に第１モータ３９と走査モジュール９との相対位置が変化しないため、駆動力を伝達するために必要なタイミングベルト４２の長さが変化せず、タイミングベルト４２の張力が変化しない。そのために、タイミングベルト４２の張力の調整機構等を必要とはしない。つまり、第１走査方向と第２走査方向との動作支持部を単純な１軸方向動作機構として構成することが可能になるのである。
　また、上記実施の形態においては、図５に示すように、上記第１プレート３２の開口３２aは、上記下部動作支持部による第１走査方向に長尺な形状を有している。
　上記第１モータ３９から走査モジュール９への熱の伝達を小さくするためには第１プレート３２の開口３２aの面積をできるだけ小さくする必要がある。したがって、上記ベルト引落部としての第１モータ取付板３８の第１走査方向へ移動に合わせて開口３２aを最小面積に設定することが望ましい。
　上記第２走査方向への移動の際は、タイミングベルト４２の送り動作が行われるが、第１モータ取付板３８の上記第２走査方向の位置は変化しない。これに対し、上記第１走査方向への移動の際は、上記上部動作支持部全体が一体となって移動するため第１モータ取付板３８は上記第１走査方向に移動する。つまり、第１モータ取付板３８の移動範囲は上記第１走査方向のみとなる。そのため、開口３２aの面積を最小にするためには、開口３２aは上記第１走査方向に長尺な形状であることが望ましい。
　また、上記実施の形態においては、上記下部動作支持部を、第１モータ３９およびタイミングベルト４２を含む上記上部動作支持部を上記第１走査方向に導く台座３３a,３３bおよびガイドレール１０a,１０bを含むガイド部と、上記上部動作支持部全体を上記第１走査方向に駆動する上記駆動部の一例としての第２モータ４９,第４プーリ５１,第３アイドラ５６,第５プーリ５５およびタイミングベルト５７とを含んで構成している。
　こうして、上記第２モータ４９は、第１プレート３２に対して走査モジュール９とは反対側に位置しており、駆動力をねじ軸５２およびナット５４を介して第１モータ取付板３８に伝達するように配置されている。
　したがって、上記上部動作支持部の第１モータ３９のみならず第２モータ４９も第１プレート３２の走査モジュール９とは反対側に配置されて、第１モータ３９と第２モータ４９との両方からの熱が走査モジュール９に伝達されることを防止できるのである。
　また、上記実施の形態においては、上記第１プレート３２の開口３２aを、走査モジュール９が２次元的に移動した際にタイミングベルト５７および第１モータ取付板３８の一部が通過する部分を避けて、第１カバー５８および第２カバー５９で塞いでいる。したがって、開口３２aの開口面積を更に小さくして、第１モータ３９,第２モータ４９およびねじ軸５２から走査モジュール９への熱の伝達を更に小さくすることができるのである。
　１…蛍光検出装置、
　４…サンプル台、
　５…ＰＣ、
　６…走査ステージ、
　７…第１ステージ、
　８…第２ステージ、
　９…走査モジュール、
１１,１２…ガイド部材
１３a,１３b…ガイドシャフト、
１６…サンプル、
１７…対物レンズ、
１８…光源、
２６…検出器、
３２…第１プレート、
３４…第２プレート、
３５a,３５b…シャフト取付板、
３８…第１モータ取付板、
３９…第１モータ、
４１,４４,４７,５１,５５…プーリ、
４２,５７…タイミングベルト、
４３,４６,５６…アイドラ、
４５…ベルト取付部、
４８…第２モータ取付板、
４９…第２モータ、
５２…ねじ軸、
５３…軸受け、
５４…ナット、
５８,５９…カバー、
６０…第２走査装置、
６１…第１走査装置。

Claims (6)

  1. 　開口(３２a)を有する平板状の基準台(３２)と、
    　蛍光を励起する励起光を出射する光源(１８)と、上記励起光の照射に基づいて検出対象物(１６)から発せられた蛍光を検出する検出光学系とを含むと共に、第１走査方向とこの第１走査方向に略直交する第２走査方向との２次元走査を行う走査モジュール(９)と、
    　上記走査モジュール(９)を、上記基準台(３２)の面方向上記第２走査方向に往復動作可能に支持する上部動作支持部(６０)と、
    　上記基準台(３２)に配置されて、上記上部動作支持部(６０)を、上記基準台(３２)の面方向上記第１走査方向に往復動作可能に支持する下部動作支持部(６１)と
    を備え、
    　上記上部動作支持部(６０)は、上記走査モジュール(９)を上記第２走査方向に往復動作させるためのベルト(４２)と、上記ベルト(４２)を駆動するベルト駆動部(３９)と、上記ベルト(４２)を上記基準台(３２)の開口(３２a)を通して上記走査モジュール(９)側から上記走査モジュール(９)側とは反対側に引き落とすベルト引落部(３８)とを含んでおり、
    　上記ベルト駆動部(３９)は、上記基準台(３２)の面に対して上記走査モジュール(９)とは反対側に位置すると共に、上記ベルト引落部(３８)に設置されている
    ことを特徴とする蛍光検出装置。
  2. 　請求項１に記載の蛍光検出装置において、
    　上記上部動作支持部(６０)は、上記ベルト(４２)と上記ベルト駆動部(３９)とにおける互いの相対位置を予め定められた所定位置に保つベルト保持部(４１,４３,４４,４６,４７)を備え、
    　上記上部動作支持部(６０)は、上記ベルト保持部(４１,４３,４４,４６,４７)により上記ベルト(４２)と上記ベルト駆動部(３９)との相対位置が上記所定位置に保たれた状態で、上記第１走査方向に往復動作可能である
    ことを特徴とする蛍光検出装置。
  3. 　請求項１あるいは請求項２に記載の蛍光検出装置において、
    　上記基準台(３２)の開口(３２a)は、上記第１走査方向に長尺な形状である
    ことを特徴とする蛍光検出装置。
  4. 　請求項１から請求項３までの何れか一つに記載の蛍光検出装置において、
    　上記下部動作支持部(６１)は、
    　上記上部動作支持部(６０)を上記第１走査方向に導くガイド部材(１１,１２)と、
    　上記上部動作支持部(６０)の全体を、上記第１走査方向に駆動させるための駆動部(４９,５１,５６,５５,５７,５２,５４)と
    を含んでおり、
    　上記駆動部(４９,５１,５６,５５,５７,５２,５４)は、上記基準台(３２)の面に対して上記走査モジュール(９)とは反対側に位置すると共に、上記ベルト引落部(３８)に駆動力を伝達するように配置されている
    ことを特徴とする蛍光検出装置。
  5. 　請求項１から請求項４までの何れか一つに記載の蛍光検出装置において、
    　上記走査モジュール(９)が２次元走査を行う際に上記ベルト(４２)および上記ベルト引落部(３８)が移動可能に、上記基準台(３２)の開口(３２a)を覆うカバー(５８,５９)を備えた
    ことを特徴とする蛍光検出装置。
  6. 　請求項１から請求項５までの何れか一つに記載の蛍光検出装置において、
    　上記検出対象物(１６)は、光透過性を有するサンプル台(４)上に積載され、
    　上記走査モジュール(９)は、上記サンプル台(４)における上記検出対象物(１６)の積載面とは反対側の面に対向して配置されており、
    　上記走査モジュール(９)は、上記サンプル台(４)に沿って２次元走査を行いながら、上記検出対象物(１６)から発せられた蛍光を上記サンプル台(４)を介して検出するようになっている
    ことを特徴とする蛍光検出装置。
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