(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定間隔で配列されている遅延蛍光物質で標識された物質を含む複数のスポットに励起光を照射して各スポットから発生する蛍光を検出する蛍光読み取り方法において、
一つのスポットに励起光を所定時間照射する第１のステップと、
励起光照射が終わったのち当該スポットから発生する蛍光を検出する第２のステップと、
直前に蛍光検出を行ったスポットからスポット間隔の２倍以上離れたスポットに励起光を所定時間照射する第３のステップと、
励起光照射が終わったのち当該スポットから発生する蛍光を検出する第４のステップとを含み、
前記第３のステップと第４のステップを反復して全てのスポットから発生する蛍光を検出することを特徴とする蛍光読み取り方法。
【請求項２】
所定間隔で一列に配列されている遅延蛍光物質で標識された物質を含む複数のスポットに励起光を照射して各スポットから発生する蛍光を検出する蛍光読み取り方法において、
スポットに励起光を所定時間照射したのち当該スポットから発生する蛍光を検出する操作を前記複数のスポットの配列方向にｎ個（ｎは１以上の正の整数）おきに行い、列の最後まで達したら列の最初に戻り、列の最初から数えて蛍光検出を行っていない最初のスポットから再びｎ個（ｎは１以上の正の整数）おきに前記操作を反復することを繰り返すことを特徴とする蛍光読み取り方法。
【請求項３】
所定間隔で一列に配列されている遅延蛍光物質で標識された物質を含む複数のスポットに励起光を照射して各スポットから発生する蛍光を検出する蛍光読み取り方法において、
１個おきのスポットに対してスポットに励起光を所定時間照射したのち当該スポットから発生する蛍光を検出する操作を反復し、列の最後まで達したら列の最初に戻り、残っているスポットに対して順次、励起光を所定時間照射したのち当該スポットから発生する蛍光を検出する操作を反復することを特徴とする蛍光読み取り方法。
【請求項４】
請求項１，２又は３記載の蛍光読み取り方法において、前記遅延蛍光物質で標識された物質は生体物質であることを特徴とする蛍光読み取り方法。
【請求項５】
基板上に配置された遅延蛍光物質で標識された物質を含む複数のスポットからの蛍光を検出する蛍光読み取り装置において、
前記基板を保持するステージと、
レーザー光源と、
前記レーザー光源からのレーザー光を前記基板上のスポットに照射する照射光学系と、前記スポットから発生する蛍光を受光する受光光学系とを備え、前記基板に対して相対的に２次元移動可能な読み取りヘッドと、
前記受光光学系で受光した蛍光を検出する光検出手段と、
前記ステージと前記読み取りヘッドとを相対的に駆動する駆動手段と、
前記レーザー光源と前記光検出手段と前記駆動手段とを制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記読み取りヘッドが前記基板上の複数のスポットにスポット配列方向にｎ個（ｎは１以上の正の整数）おきに位置決めされ、列の最後まで達したら列の最初に戻り、列の最初から数えて蛍光検出を行っていない最初のスポットから再びｎ個（ｎは１以上の正の整数）おきに位置決めされるように前記駆動手段を制御し、前記読み取りヘッドが前記基板のスポット上に位置決めされているときに当該スポットに対して所定時間のレーザー光を照射ののち蛍光検出が行われるように前記レーザー光源及び前記光検出手段を制御することを特徴とする蛍光読み取り装置。
【請求項６】
請求項５記載の蛍光読み取り装置において、前記照射光学系と前記受光光学系とは共焦点光学系を構成していることを特徴とする蛍光読み取り装置。
【請求項７】
請求項５又は６記載の蛍光読み取り装置において、前記駆動手段は前記読み取りヘッドを一方向に駆動する読み取りヘッド駆動手段と、前記ステージを前記読み取りヘッドの駆動方向と略直交する方向に駆動するステージ駆動手段とを含むことを特徴とする蛍光読み取り装置。
【請求項８】
請求項５，６又は７記載の蛍光読み取り装置において、前記基板は、遅延蛍光物質で標識された生体物質を含む複数のスポットが形成されたバイオチップであることを特徴とする蛍光読み取り装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、平面上に配列されている複数の微小点を対象として光量を測定する方法及び装置に係り、特に、遅延蛍光物質で標識されたＤＮＡや蛋白質などの生体物質が高密度でスポットとして配列されているバイオチップを対象として蛍光読み取りを行う方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＤＮＡや蛋白質など生体物質の化学的、物理的物性解析に蛍光を利用する方法が使用されている。この方法では、マーカーとなる蛍光物質で標識したＤＮＡや蛋白質などの生体物質が微小なスポットとして高密度に配列されたバイオチップが用いられ、その読み取りのために、バイオチップ上にレーザー光を走査して各スポットに存在する標識蛍光物質を励起し、励起された蛍光を読み取る蛍光読み取り装置が必要である。
【０００３】
図７は、従来の蛍光読み取り装置の概略図である。バイオチップ１０１は長方形のガラス板で作られており、その表面には蛍光物質Ｃｙ３（励起波長：５５２ｎｍ、蛍光波長：５６５ｎｍ、寿命１．３ｎｓ）などにより標識されたＤＮＡが微小なスポットとしてＸＹ方向に格子状に配列されている。バイオチップ１０１は、Ｙ方向駆動モーター１０３によりＹ方向にステップ移動されるステージ１２１上に保持されている。また、バイオチップ１０１の上方に位置する読み取りヘッド１１１はＸ方向駆動モーター１１４によりＸ方向に連続的に駆動される。レーザー光源１０４から発生されたレーザー光１１０は読み取りヘッド１１１からバイオチップ１０１に照射され、バイオチップ１０１から発生された蛍光は取りヘッド１１１を介して光電子増倍管１１６で受光される。レーザー光源１０４は、マーカーとして使用されているＣｙ３の励起に適した波長５５２ｎｍのレーザー光を発生する。
【０００４】
バイオチップ１０１の読み取りに際し、読み取りヘッド１１１は制御用コンピュータ１０８の制御下にＸ方向駆動モーター１１４によってＸ軸レール１２２に沿ってＸ方向に連続移動され、バイオチップ１０１を保持するステージ１２１は同様に制御用コンピュータ１０８の制御下にＹ軸レール１２３に沿ってＹ方向にステップ移動する。
【０００５】
図８は、従来行われていたバイオチップ１０１上の各スポットの読み取り順序を模式的に示す説明図である。スポットはＸＹ方向に２次元マトリックス状に配置されており、読み取りの終了したスポットは黒丸で、まだ読み取られていないスポットは白丸で表示してある。
図８（ａ）〜（ｃ）に示すように、レーザー光は一定の速度でバイオチップ１上のスポット１１９をＸ方向に照射してゆく。レーザー光の照射は連続的に行われ、レーザー光照射によって励起された蛍光の読み取りも同時に連続的に行われる。図８（ｃ）に示すようにＸ方向の一列の走査が終了すると、読み取りヘッド１１１は同一ライン上を左端まで戻り、ステージ１２１のステップ移動によってバイオチップ１０１がＹ方向に１解像度分送られる。その後、図８（ｄ）、（ｅ）に示すように、隣の列が同様にＸ方向に連続的に走査される。この一連の動作を繰り返すことでバイオチップ１０１上の全領域の走査が完了する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
生体物質を標識するためにＣｙ３のような蛍光物質を用いる場合には、蛍光物質の蛍光寿命が数ｎｓと短いため、励起光を照射しながら蛍光読み取りを行うことになる。蛍光受光部では、蛍光波長のみを透過し励起光を遮断する光学フィルター等を設けることによって励起光を受光することがないようにしているが、蛍光標識物質から発生される蛍光強度は励起レーザー光強度に比べておよそ１／１００００００程度と極めて微弱なため、励起光を完全に遮断して蛍光のみを検出するのは困難である。
【０００７】
そこで、Ｃｙ３（蛍光寿命：１．３ｎｓ）等に比較して蛍光寿命が非常に長い遅延蛍光物質、例えばユーロピウム（蛍光寿命：４００μｓ）を蛍光標識物質として用いる方法が考えられる。レーザー光照射により励起された遅延蛍光物質は、そのレーザー光照射の終了後も、その相対的な寿命の長さによって励起状態が続く。この性質を利用し、レーザー光照射と蛍光読み取りを非同期にして、励起光照射を停止したのち蛍光読み取りを行うことにより、蛍光読み取り時に励起レーザー光も同時に受光してしまうため起こるＳ／Ｎ比の悪化を防ぐことができる。しかし、標識物質として遅延蛍光物質を用いたとしても、従来の蛍光読み取り装置でバイオチップ上のレーザー光照射経路を連続的にして遅延蛍光の読み取りを行うと、蛍光寿命が長いためにその残留蛍光が近隣のスポットの蛍光読み取り時にノイズとして混ざり、目的スポットの蛍光検出のＳ／Ｎ比が悪化するという問題がある。
本発明は、このような検討のもとに、標識物質として遅延蛍光物質を用いる際の近隣スポットからの残留蛍光混入によるＳ／Ｎ比の悪化を防ぎ、高いＳ／Ｎ比で蛍光読み取りを実現する蛍光読み取り方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成すべく、本発明による蛍光読み取り方法は、所定間隔で配列されている遅延蛍光物質で標識された物質を含む複数のスポットに励起光を照射して各スポットから発生される蛍光を検出する蛍光読み取り方法において、一つのスポットに励起光を所定時間照射する第１のステップと、励起光照射が終わったのち当該スポットから発生される蛍光を検出する第２のステップと、直前に蛍光検出を行ったスポットからスポット間隔の２倍以上離れたスポットに励起光を所定時間照射する第３のステップと、励起光照射が終わったのち当該スポットから発生される蛍光を検出する第４のステップとを含み、第３のステップと第４のステップを反復して全てのスポットから発生される蛍光を検出することを特徴とする。
【０００９】
複数のスポットはＸＹ方向に二次元マトリックス状に配置されていてもよいし、同心円状あるいは螺旋状に配置されていてもよい。直前に蛍光検出を行ったスポットからスポット間隔の２倍以上離れたスポットは、典型的には、直前に蛍光検出を行ったスポットに対してスポットを一つ挟んで隣接しているスポットである。
【００１０】
本発明でいう遅延蛍光物質は１０ｎｓ以上の蛍光寿命を有する蛍光物質である。遅延蛍光物質の例としては、ユーロピウム（励起波長：３２６ｎｍ、蛍光波長：６１２ｎｍ、蛍光寿命：４００μｓ）、ルシフェリン等がある。検出感度を上げるためには蛍光寿命は長い方が望ましい。
この方法によると、励起光の受光はもとより、既に検出済みのスポットから発せられている遅延蛍光の受光も回避することができ、蛍光検出のＳ／Ｎ比を大幅に向上することができる。
【００１１】
本発明による蛍光読み取り方法は、また、所定間隔で一列に配列されている遅延蛍光物質で標識された物質を含む複数のスポットに励起光を照射して各スポットから発生される蛍光を検出する蛍光読み取り方法において、スポットに励起光を所定時間照射したのち当該スポットから発生する蛍光を検出する操作を複数のスポットの配列方向にｎ個（ｎは１以上の正の整数）おきに行い、列の最後まで達したら列の最初に戻り、列の最初から数えて蛍光検出を行っていない最初のスポットから再びｎ個（ｎは１以上の正の整数）おきに前記操作を反復することを繰り返すことを特徴とする。
【００１２】
本発明による蛍光読み取り方法は、また、所定間隔で一列に配列されている遅延蛍光物質で標識された物質を含む複数のスポットに励起光を照射して各スポットから発生される蛍光を検出する蛍光読み取り方法において、１個おきのスポットに対してスポットに励起光を所定時間照射したのち当該スポットから発生する蛍光を検出する操作を反復し、列の最後まで達したら列の最初に戻り、残っているスポットに対して順次、励起光を所定時間照射したのち当該スポットから発生する蛍光を検出する操作を反復することを特徴とする。
上記蛍光読み取り方法において、遅延蛍光物質で標識された物質は生体物質とすることができる。
【００１３】
本発明による蛍光読み取り装置は、基板上に配置された遅延蛍光物質で標識された物質を含む複数のスポットからの蛍光を検出する蛍光読み取り装置において、基板を保持するステージと、レーザー光源と、レーザー光源からのレーザー光を基板上のスポットに照射する照射光学系と、スポットから発生した蛍光を受光する受光光学系とを備え、基板に対して相対的に２次元移動可能な読み取りヘッドと、受光光学系で受光された蛍光を検出する光検出手段と、ステージと読み取りヘッドとを相対的に駆動する駆動手段と、レーザー光源と光検出手段と駆動手段とを制御する制御手段とを備え、制御手段は、読み取りヘッドが基板上の複数のスポットに飛び飛びに位置決めされるように駆動手段を制御し、読み取りヘッドが基板のスポット上に位置決めされているときに当該スポットに対して所定時間のレーザー光の照射ののち蛍光検出が行われるようにレーザー光源及び光検出手段を制御することを特徴とする。
【００１４】
飛び飛びに位置決めするとは、あるスポットに対して位置決めして蛍光検出を行ったら、次はそのスポットに直接隣接しないスポット（典型的には間に１つのスポットを挟んで隣接するスポット）に位置決めして蛍光検出することを意味する。この飛び飛びの位置決め（飛び飛びのスポットに対する蛍光検出）により、励起光の受光はもとより、既に検出済みのスポットから発せられている遅延蛍光の受光も回避することができ、蛍光検出のＳ／Ｎ比を大幅に向上することができる。
【００１５】
照射光学系と受光光学系とは共焦点光学系を構成するのが好ましい。
駆動手段は読み取りヘッドを一方向に駆動する読み取りヘッド駆動手段と、ステージを読み取りヘッドの駆動方向と略直交する方向に駆動するステージ駆動手段とで構成することができる。
この蛍光読み取り装置は、遅延蛍光物質で標識された生体物質を含む複数のスポットが形成されたバイオチップの読み取りに好適である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施する場合の一形態を、図面を参照して具体的に説明する。ここでは、蛍光標識用の遅延蛍光物質として、励起波長３２６ｎｍ、蛍光波長６１２ｎｍ、蛍光寿命４００μｓのユーロピウムを用いた場合を例にして説明するが、本発明が他の遅延蛍光物質を用いた場合にも同様に適用できるのは勿論である。また、説明中で使用した数値は単なる一例であり、本発明を限定するものではない。
【００１７】
図１は、本発明による蛍光読み取り装置の一例の概略図である。バイオチップ１は、一例として、２５ｍｍ×７５ｍｍの方形のガラス板で作られ、その表面には遅延蛍光物質であるユーロピウムにより標識されたＤＮＡが直径が５０μｍの微小なスポット２としてＸＹ方向に１００μｍの間隔で格子状に配列されている。バイオチップ１はステージ２１上に保持され、ステージ２１はＹ方向駆動モーター３によりＹ軸レール２３に沿ってステップ的に駆動される。レーザー光照射光学系及び蛍光受光光学系の一部を組み込んだ読み取りヘッド１１は、ステッピングモーターからなるＸ方向駆動モーター１４によってＸ軸レール２２に沿ってＸ方向に直線移動される。Ｘ方向駆動モーター１４及びＹ方向駆動モーター３は制御用コンピュータ８によって制御される。
【００１８】
レーザー光源４から発射された波長３２６ｎｍのレーザー光は、全反射ミラー９により、矢印Ｘで示されている読み取りヘッド１１の移動方向と平行に設定されている照射光用の光路１０に沿って進路を変えられ、読み取りヘッド１１のダイクロイックミラー１２に入射される。ダイクロイックミラー１２は波長３２６ｎｍの励起レーザー光を反射し、それ以外の波長の光を透過させるように設計されているので、照射光用の光路１０に沿って入射したレーザー光は図の下方に向けて全反射され、共焦点対物レンズ１３に入射する。共焦点対物レンズ１３は、読み取りヘッド１１内で、バイオチップ１の表面から、その焦点距離だけ離れて位置するようにして取り付けてあり、これにより、ダイクロイックミラー１２で反射されてきたレーザー光を絞り、微小な光点としてバイオチップ１の表面に照射する働きをすると共に、バイオチップ１の表面からの光を集光する作用をする。
【００１９】
バイオチップ１の表面で、波長が３２６ｎｍ近傍から外れた光が発生したときには、光は共焦点対物レンズ１３を通り、ダイクロイックミラー１２を図の下方から上方に通過して全反射ミラー１５に入射し、ここで、レーザー光の照射光用の光路１０と平行になっている検出光用の光路１６に進路が変えられて、読み取りヘッド１１から外部に取り出される。読み取りヘッド１１から出力され、検出光用光路１６に沿って進んだ光は、ユーロピウムの蛍光波長である６１２ｎｍ付近の通過波長帯域特性を持つフィルター５、絞りレンズ１７、ピンホール板１８を通過して光電子増倍管６に入射する。光電子増倍管６は、光子を検出してＴＴＬレベル（Ｌレベルが０Ｖ，Ｈレベルが２．５Ｖ）のパルスを発生させる。光電子増倍管６から出力されるパルスの単位時間当たりのパルス数は入射した光子の量に比例する。光電子増倍管６から出力されるパルスはユーロピウムのフォトンパルス７となり、アンプ２８で増幅されＡ／Ｄ変換機２９でデジタル信号に変換され、制御用コンピュータ８に送出される。
【００２０】
本発明では、励起光照射用及び蛍光集光用の光学系として共焦点光学系を採用している。共焦点とは光源と光検出器が対物レンズに対して光学的に共役の位置関係にあること、すなわち光源の一点から出た光が検出器の一点に集まる状態をいう。これを成立させるためには、図２（ａ）に示すように、完全に相同なレンズ系を照射側２６と検出側２５に作り、光源４と検出器６の前にそれぞれピンホール１８ａ，１８ｂを置いてこの位置を共焦点にすればよいわけであるが、実際には図２（ｂ）に示すように、ダイクロイックミラー１２を用いて照射側と検出側でレンズ系を共有させる。この特徴のために、現在の共焦点系においては標本からの蛍光または反射光しか捕捉できない（透過光像は共焦点像ではない）。また、共焦点系では光源と検出器の各点を対応させるために、試料上の各点の情報のみが得られるので、二次元あるいは三次元の情報を得るには試料内を走査する必要がある。
【００２１】
レーザー光源４から出力された波長３２６ｎｍのレーザー光は、Ｘ方向駆動モーター１４で読み取りヘッド１１を駆動することにより、バイオチップ１上をＸ方向に走査してゆく。そして、レーザー光がユーロピウムにより標識されたＤＮＡを含有するスポットを照射したとき、ユーロピウムが励起され、蛍光が発生する。このとき発生する蛍光の光量はスポットに含まれている蛍光物質（この例ではユーロピウム）の量によって異なったものとなる。
【００２２】
図３は、Ｃｙ３から発せられた蛍光２７とユーロピウムから発せられた遅延蛍光２０の減衰波形を示す図である。横軸は励起光照射を止めた時からの経過時間、縦軸は蛍光強度であり、励起光照射を止めたときの蛍光強度を１として規格化してある。図３に示すように、ユーロピウムなどの遅延蛍光物質は、レーザー光の照射を止めた後もしばらく励起状態が継続するのが特徴である。この特徴を生かして、本発明ではレーザー光照射と蛍光読み取りを非同期にしている。この方法によると、従来のＣｙ３などの蛍光読み取り時に励起レーザー光がノイズとして混ざって検出されるという現象を防ぐことができ、従来の蛍光読み取り時（Ｓ／Ｎ比：１０前後）よりも高いＳ／Ｎ比を得ることができる。
【００２３】
しかし逆に、前記の遅延蛍光の特徴から、蛍光読み取りのＳ／Ｎ比を低下させる現象も発生する。図８に示すようなバイオチップ上の隣接するスポットをＸ方向に順番に読み取っていく従来の読み取りヘッド１１の走査方法によると、あるスポットの遅延蛍光を読み取る際に、遅延蛍光の寿命が長いために、近接スポットにおいて直前に励起した遅延蛍光の残留蛍光がノイズとして混ざって検出されてしまうのである。
【００２４】
図４は、共焦点系において、ＸＹ平面上に等強度の蛍光源が連続的に配置されていた場合に、原点直上にある対物レンズが集光する蛍光強度の分布を表したものである。分布は正規分布であり、強度は原点での値で正規化してある。半値幅は１０μｍである。ここで考えているバイオチップ上のスポットの大きさは１０μｍ×１０μｍであるから、Ｘ：−５〜５、Ｙ：−５〜５の範囲の平均強度が当該スポットからの蛍光強度であり、Ｘ：５〜１５、Ｙ：−５〜５の範囲の平均強度が隣接スポットからの蛍光強度である。当該スポットの蛍光強度に対する隣接スポットの蛍光強度の割合は１８．９１％。さらにその隣は０．０４％となる。
【００２５】
また、読み取りヘッド１１のＸ方向の走査速度を１．２５ｍ／ｓとするとヘッドが隣接するスポット間（１０μｍ）を移動する時間は８μｓであり、蛍光の減衰波形を表している図３から、８μｓの時間に減衰する蛍光強度の割合は９１．４９％、２スポット間を移動する時間１６μｓの間に減衰する蛍光強度の割合は８３．７１％である。よって、この蛍光強度の時間による減衰を考慮すると、直前に走査した近隣スポットからの残留蛍光の上記割合はそれぞれ、１７．３０％、０．０３％である。従って、従来の蛍光読み取り時のように、Ｘ方向に並んでいるスポットを連続的に読んで行くと、上記によりＳ／Ｎ比は５．８程度になり、遅延蛍光の利点が生かされない。従って、本発明では、この隣接スポットからの残留蛍光の影響を極小にするために読み取りヘッド１１の走査方法を工夫した。
【００２６】
図５及び図６を参照して、本発明による蛍光読み取り方法を説明する。図５はレーザー光照射と蛍光受光と読み取りヘッド駆動のタイミングを表す図、図６は本発明によるスポットの読み取り順序を説明する模式図である。図６において読み取りの終了したスポットは黒丸で示し、まだ読み取りの行われていないスポットは白丸で表示してある。
【００２７】
図５に示したように、読み取りヘッド１１を間欠的にＸ方向に駆動し、例えば１スポットおきのスポット上に読み取りヘッド１１を停止させる。そして、読み取りヘッド１１の停止中にそのスポットに対するレーザー光の照射と、遅延蛍光の読み取りを行う。遅延蛍光の読み取りは光電子増倍管６の出力信号にゲートをかけることにより行い、この読み取りは励起レーザー光の影響を受けないようにレーザー光の照射が終了してから行う。
【００２８】
図６は、バイオチップ上のスポットの配置と、その読み取り順序を模式的に表している。いま、バイオチップ１上でＸ方向にｍ個目、Ｙ方向にｎ個目のスポットの位置を（ｍ，ｎ）と表すとき、本例では図６（ａ）、図６（ｂ）に示すように、（１，１），（３，１），（５，１），…と１スポットおきに１行目のスポットの読み取りを行う。このように蛍光読み取りを行うスポットを、Ｘ方向に１スポット分あけることで、直前に励起したスポットの遅延蛍光の影響を受けないようにする。図６（ｂ）に示すように読み取りヘッドが同一ライン上の終端まで走査したら、読み取りヘッド１１をライン上最初に読んだスポット（１，１）から１スポット分Ｘ方向にずらした場所（２，１）まで戻し、図６（ｃ）、図６（ｄ）に示すように、前記動作を同じ間隔で繰り返す。すなわち、このとき読み取るスポットは（２，１），（４，１），（６，１），…となる。このように同一ライン上を２回走査し、この２回の走査でライン上はくまなく走査される。
【００２９】
次に、従来のようにＹ方向駆動モーター３によりステージ２１を駆動して、読み取りヘッド１１に対してバイオチップ１をＹ方向に１スポット分送り、図６（ｅ）、図６（ｆ）に示すように２行目のスポットに対して（１，２），（３，２），（５，２），…とＸ方向に１スポットおきに読み取りを行う。その後、２行目の最初の方に戻って、図６（ｇ）に示すように、読み取りが終わっていない１つおきのスポット（２，２），（４，２），（６，２），…に対して読み取りを行う。これを全チップ領域にわたって繰り返す。この方法でスポットの蛍光読み取りを行うと、Ｓ／Ｎ比が３０００程度まで上がる。ただし、全てのスポットの読み取りにかかる時間は、２倍程度に増加する。
【００３０】
また、標識蛍光物質としてＣｙ３を用いた場合には、図３よりＣｙ３の蛍光寿命１．３ｎｓは読み取りヘッド１１が隣接スポットに移る時間８μｓに比べて極端に短いため、本発明のようなスポットをとばして読み取りを行う飛び飛びの読み取り方法は必要ないことがわかる。また、遅延蛍光を読み取る際に、従来の連続走査でも、ヘッドのスポット間移動時間を遅延蛍光の寿命程度に長くすることで高いＳ／Ｎ比を得ることは可能であるが、その場合にはユーロピウムの寿命４００μｓが従来の読み取りヘッド移動時間８μｓに対して５０倍程度長いため、本発明による方法より読み取りに２５倍程度時間がかかることがわかる。従来のＣｙ３読み取りにかかる時間がおよそ５分、本発明による方法ではおよそ１０分であるから、上記の別法では２５０分もの長時間かかることになり、これは現実的に受け入れられる読み取り時間ではない。
このように、遅延蛍光読み取りにおいて、本発明による読み取り方法を用いると読み取り時間をそれほど増大させることなく、従来の読み取り方法に比べて格段にＳ／Ｎ比をあげることができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、遅延蛍光を読み取る際に、その遅延蛍光の特徴である、蛍光強度の半減期の長さから生じる残留蛍光が近接領域に及ぼすノイズを大幅に除くことができるため、高いＳ／Ｎ比のデータを得ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による蛍光読み取り装置の一例の概略図。
【図２】共焦点光学系の説明図。
【図３】Ｃｙ３とユーロピウムの蛍光減衰波形を示す図。
【図４】共焦点対物レンズの集光分布を示す図。
【図５】レーザー光照射と蛍光受光と読み取りヘッド駆動のタイミングを表す図。
【図６】本発明によるスポットの読み取り順序を説明する模式図。
【図７】従来の蛍光読み取り装置の概略図。
【図８】従来のスポット読み取り順序を説明する図。
【符号の説明】
１…バイオチップ、２…スポット、３…Ｙ方向駆動モーター、４…レーザー光源、５…遅延蛍光用フィルター、６…光電子増倍管、７…フォトンパルス、８…制御用コンピュータ、９，１５…全反射ミラー、１０…照明光用光路、１１…読み取りヘッド、１２…ダイクロイックミラー、１３…対物レンズ、１４…Ｘ方向駆動モーター、１６…検出光用光路、１７…絞りレンズ、１８…ピンホール板、１９…スポット、２０…ユーロピウムの蛍光減衰波形、２１…ステージ、２２…Ｘ軸レール、２３…Ｙ軸レール、２５…結像系、２６…結像系と完全に相同な照射系、２７…Ｃｙ３の減衰波形、２８…アンプ、２９…Ａ／Ｄ変換機、１０１…バイオチップ、１０３…Ｙ方向駆動モーター、１０４…レーザー光源、１０６…光電子増倍管、１０８…制御用コンピュータ、１１１…読取ヘッド、１１４…Ｘ方向駆動モーター、１１９…スポット、１２１…ステージ、１２２…Ｘ軸レール、１２３…Ｙ軸レール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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