(57)【要約】正確に分光測定することができる分光測定装置を提供する。本発明の実施の形態にかかる分光測定装置は、試料が泳動する流路を複数備えるチップ（２０）と、流路中の試料に照射される光を発生する光源（１３）と、流路のそれぞれに設けられ、試料からの光を集光するレンズ（３４）と、レンズ（３４）で集光された光が入射する入射端面（３１ａ）を有する複数の光ファイバ（３１）であって、出射端面（３１ｂ）が第１の方向に沿って配列されるように束ねられた複数の光ファイバと、第１の方向と直交する第２の方向に出射端面（３１ｂ）からの光を分光する分光器（１４）と、分光器で分光された光を検出する検出器（１５）と、を備えたものである。
2016157676.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料が泳動する流路を複数備えるチップと、
前記流路中の試料に照射される光を発生する光源と、
前記流路のそれぞれに設けられ、前記試料からの光を集光するレンズと、
前記レンズで集光された光が入射する入射端面を有する複数の光ファイバであって、出射端面が第１の方向に沿って配列されるように束ねられた複数の光ファイバと、
前記第１の方向と直交する第２の方向に前記出射端面からの光を分光する分光器と、
前記分光器で分光された光を検出する２次元アレイ光検出器と、を備えた分光測定装置。
【請求項２】
一つの前記流路に対して前記光ファイバが２本以上設けられており、
２以上の前記流路に対応する前記光ファイバの前記出射端面が前記第１の方向に沿って配列されている請求項１に記載の分光測定装置。
【請求項３】
２本以上の前記光ファイバの入射端面が前記流路の泳動方向と直交する方向に配列されていることを特徴とする請求項２に記載の分光測定装置。
【請求項４】
前記複数の光ファイバが、第１の光ファイバ群と第２の光ファイバ群とを備え、
前記第１の光ファイバ群に含まれる２本以上の前記光ファイバの出射端面が前記第１の方向に沿って配列され、
前記第２の光ファイバ群に含まれる２本以上の前記光ファイバの前記出射端面が第１の方向に沿って配置され、
前記第１の光ファイバ群から出射して前記分光器で分光された光と、前記第２の光ファイバ群から出射して出射して前記分光器で分光された光とが、前記検出器の受光面において重ならないように、前記第１の光ファイバ群の出射端面と前記第２の光ファイバ群の出射端面とが、第２の方向において、ずれて配置されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の分光測定装置。
【請求項５】
一つの流路に対して１本の前記光ファイバが設けられており、
２以上の前記流路に対応する前記光ファイバの前記出射端面が前記第１の方向に沿って配列されている請求項１に記載の分光測定装置。
【請求項６】
光をチップに設けられた複数の流路を泳動する試料に照射するステップと、
前記試料からの光を集光するステップと、
集光された光を複数の光ファイバの入射端面に入射させるステップと、
第１の方向に沿って配列された前記光ファイバの出射端面から光を出射するステップと、
前記第１の方向と直交する第２の方向に前記出射端面からの光を分光するステップと、
分光された光を２次元アレイ光検出器により検出するステップと、を備えた分光測定方法。
【請求項７】
一つの前記流路に対して前記光ファイバが２本以上設けられており、
２以上の前記流路に対応する前記光ファイバの前記出射端面が前記第１の方向に沿って配列されている請求項６に記載の分光測定方法。
【請求項８】
２本以上の前記光ファイバの入射端面が前記流路の泳動方向と直交する方向に配列されていることを特徴とする請求項７に記載の分光測定方法。
【請求項９】
前記複数の光ファイバが、第１の光ファイバ群と第２の光ファイバ群とを備え、
前記第１の光ファイバ群に含まれる２本以上の前記光ファイバの出射端面が前記第１の方向に沿って配列され、
前記第２の光ファイバ群に含まれる２本以上の前記光ファイバの前記出射端面が第１の方向に沿って配置され、
前記第１の光ファイバ群から出射して分光された光と、前記第２の光ファイバ群から出射して出射して分光された光とが、前記検出器の受光面において重ならないように、前記第１の光ファイバ群の出射端面と前記第２の光ファイバ群の出射端面とが、第２の方向において、ずれて配置されている請求項６〜８のいずれか１項に記載の分光測定方法。
【請求項１０】
一つの流路に対して１本の前記光ファイバが設けられており、
２以上の前記流路に対応する前記光ファイバの前記出射端面が前記第１の方向に沿って配列されている請求項６に記載の分光測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分光測定装置、及び分光測定方法
に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、スペクトルデータを用いてＤＮＡ鑑定を行う分光解析装置が開示されている。特許文献１では、蛍光物質で標識されたＤＮＡ断片を含む試料に、励起光を照射している。そして、試料で発生した蛍光を分光測定することで、観測スペクトルを測定している。また、特許文献１では、光ファイバを介して、光源からの光を試料に照射している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１４／０４５４８１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような分光装置では、蛍光を分光器に適切に導く必要がある。具体的には、蛍光が、分光器の分光方向に広がって入射してしまうと、分光測定の精度が低下してしまう。【０００５】
本発明は、正確に分光測定することができる分光測定装置、及び分光測定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願発明の一態様にかかる分光測定装置は、試料が泳動する流路を複数備えるチップと、前記流路中の試料に照射される光を発生する光源と、前記流路のそれぞれに設けられ、前記試料からの光を集光するレンズと、前記レンズで集光された光が入射する入射端面を有する複数の光ファイバであって、出射端面が第１の方向に沿って配列されるように束ねられた複数の光ファイバと、前記第１の方向と直交する第２の方向に前記出射端面からの光を分光する分光器と、前記分光器で分光された光を検出する２次元アレイ光検出器と、を備えたものである。
本願発明の一態様にかかる分光測定方法は、光源から光をチップに設けられた複数の流路を泳動する試料に照射するステップと、前記試料からの光をレンズにより集光するステップと、前記レンズで集光された光を複数の光ファイバの入射端面に入射させるステップと、第１の方向に沿って配列された前記光ファイバの出射端面から光を出射するステップと、分光器によって、前記第１の方向と直交する第２の方向に前記出射端面からの光を分光するステップと、前記分光器で分光された光を２次元アレイ光検出器により検出するステップと、を備えたものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、正確に分光測定することができる分光測定装置、及び分光測定方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態にかかる分光解析装置の構成を模式的に示す図である。
【図２】マイクロチップ下に設けられた光学系ユニットの構成を模式的に示す側面図である。
【図３】キャピラリに対する複数の光ファイバの入射端面の配置を示す上面図である。
【図４】分光器の入射面に対する複数の光ファイバの出射端面の配置を示す図である。
【図５】分光器に対する第１及び第２の光ファイバ群の配置を示す上面図である。
【図６】光学系ユニットの一例の構成を示す上面図である。
【図７】実施の形態２にかかる分光解析装置において、キャピラリに対する光ファイバの入射端面の配置を示す上面図である。
【図８】実施の形態２にかかる分光解析装置において、分光器の入射面に対する複数の光ファイバの出射端面の配置を示す図である。
【図９】実施の形態２にかかる分光解析装置において、分光器に対する光ファイバ群の配置を示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
【００１０】
実施の形態１．
本実施の形態では発光波長の異なる蛍光物質を複数用いて、ＤＮＡ塩基配列解析を行っている。具体的には、人の細胞からＤＮＡを抽出する。そして、ＤＮＡ断片をポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）で増幅するとともに、蛍光物質で標識する。蛍光物質としては、例えば、５−ＦＡＭ、ＪＯＥ、ＮＥＤ、ＲＯＸ等を用いることができる。もちろん、標識する蛍光物質は特に限定されるものではない。ここでは、ピーク波長が異なる複数の蛍光物質を標識として用いている。そして、異なる塩基は、異なる蛍光物質で標識される。
【００１１】
蛍光標識ラベルされた別々のＰＣＲ産物をキャピラリに供給して、ゲル内で電気泳動する。電気泳動によって電圧が印加された状態では、ＤＮＡ断片のサイズによって、移動速度が異なる。塩基数が小さい程、泳動距離が長くなるため、ＤＮＡ断片をサイズ分離することができる。キャピラリ内のＰＣＲ産物に光源からの励起光を照射すると、蛍光物質から蛍光が発生する。そして、蛍光物質から発生した蛍光を分光測定して、観測スペクトルデータを取得する。サイズ毎に観測スペクトルデータは取得する。そして、これらの観測スペクトルデータを解析することで、特定の配列のＤＮＡを定量することができ、ＤＮＡ鑑定を行うことができる。
【００１２】
なお、本実施の形態では、分光解析装置が、ＤＮＡ鑑定に用いられるものとして説明するが、本実施の形態に係る分光解析装置の用途はＤＮＡ鑑定に限られるものでない。蛍光プローブで物質を標識した試料から発生する蛍光のスペクトルを解析する分光解析装置に適用可能である。例えば、核酸、たんぱく質などを解析することも可能である。分光解析装置は、物質の同定などにも利用可能である。さらに、蛍光物質以外の標識物質で試料に含まれる物質を標識してもよい。標識物質は、光のピーク波長がずれた物質を用いることが好ましい。
【００１３】
本発明にかかる分光解析装置（分光測定装置）について、図１を用いて説明する。図１は、分光解析装置の構成を示す図である。分光解析装置は、マイクロチップ２０、及び光学系ユニット３０、及び処理部１６を備えている。マイクロチップ２０は、注入部１１、キャピラリ１２を備えている。光学系ユニット３０は、光源１３、分光器１４、検出器１５、光ファイバ３１、投光用光ファイバ３２、レンズ３４を備えている。ここでは、キャピラリ電気泳動を用いて、解析を行っている。
【００１４】
注入部１１には、蛍光物質で標識されたＤＮＡ断片を含むＰＣＲ産物が注入される。ここでは、試料であるＤＮＡ断片が、複数の蛍光物質で標識されている。例えば、ＤＮＡ断片の塩基配列に応じて、５−ＦＡＭ、ＪＯＥ、ＮＥＤ、ＲＯＸ等の蛍光物質が用いられている。もちろん、標識するための蛍光物質の種類、及び数は特に限定されるものではない。
【００１５】
そして、注入部１１は、マイクロチップ２０上においてキャピラリ１２と連通している。マイクロチップ２０に設けられたキャピラリ１２の両端に電極（図示せず）を配置して、電圧を印加する。キャピラリ１２、及び注入部１１には、アガロースゲル等の電気泳動媒体が充填されている。従って、ＤＮＡ断片の塩基数に応じて、泳動速度が遅くなるため、ＤＮＡ断片がサイズ分離される。
【００１６】
光源１３は、キャピラリ１２中の媒体に光を照射する。光源１３としては、例えば、波長４８８ｎｍあるいは５１４．５ｎｍの励起光を出射するアルゴンイオンレーザ光源を用いることができる。光源１３からの光は、投光用光ファイバ３２に入射する。投光用光ファイバ３２は、内部を光が伝播可能な材料により構成されている。
【００１７】
光源１３から出射された光は、投光用光ファイバ３２内を伝播して、キャピラリ１２に入射する。ここでは、マイクロチップ２０には８レーンのキャピラリ１２が平行に設けられている。８レーンのキャピラリ１２には、それぞれ投光用光ファイバ３２が設けられている。８レーンのキャピラリ１２に励起光が照射されると、キャピラリ１２内のＤＮＡ断片を標識する蛍光物質が蛍光を発生する。蛍光物質で発生した蛍光が観測光となる。
【００１８】
マイクロチップ２０に設けられた８レーンのキャピラリ１２をチャンネルＣＨ１〜ＣＨ８として識別する。それぞれのチャンネルＣＨ１〜ＣＨ８が、試料が泳動する流路となる。それぞれのチャンネルＣＨ１〜ＣＨ８内の試料に励起光が照射される。本実施の形態では、マイクロチップ２０に、８レーンのキャピラリ１２が設けられているとして説明するが、マイクロチップ２０には複数のキャピラリ１２が設けられていればよい。
【００１９】
試料中の蛍光物質で発生した蛍光は、レンズ３４で集光されて光ファイバ３１に入射する。蛍光は、光ファイバ３１内を伝播して、分光器１４に入射する。例えば、分光器１４は、プリズム又は回折格子等を有しており、蛍光を分光する。すなわち、波長に応じて蛍光が空間的に分散される。分光器１４で空間的に分散された蛍光は、検出器１５に入射する。従って、蛍光物質から発生した蛍光が検出器１５で観測される観測光となる。
【００２０】
検出器１５は、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）センサ等の光検出器であり、分散方向（分光方向）に沿って画素が配列されている。具体的には、検出器１５は、画素がＸ方向、及びＹ方向に沿って配列された２次元アレイ光検出器である。Ｘ方向、及びＹ方向は互いに直交する方向である。Ｘ方向が分光方向に対応する方向であり、Ｙ方向が分光方向と直交する方向である。従って、分光方向に配列された画素毎に、異なる波長の蛍光が検出される。
【００２１】
検出器１５は、ＤＮＡ断片を標識した蛍光物質からの蛍光を検出して、検出信号を処理部１６に出力する。例えば、分光器１４、及び検出器１５によって、２００〜８００ｎｍの波長域のスペクトルが測定される。なお、スペクトルデータに含まれるデータ数は、分光器１４の分光性能等に応じた値となっている。もちろん、分光器１４、及び検出器１５によって分光測定可能な波長域は特に限定されるものではない。標識として使用する蛍光物質や励起光波長に応じて適切に設定することができる。
【００２２】
検出器１５は、観測可能な波長域において、各波長での光強度を観測スペクトルデータとして、処理部１６に出力する。なお、観測スペクトルデータに含まれるデータ数は、分光器１４の分光性能等に応じて値となっている。
【００２３】
処理部１６は、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置であり、制御プログラムにしたがって処理を行う。具体的には、処理部１６は、検出器１５から出力された観測スペクトルデータを解析する解析プログラムを格納している。そして、処理部１６は、解析プログラムにしたがって、処理を実行する。検出器１５から出力された観測スペクトルデータに基づいて、処理部１６は試料中に含まれる複数の物質を解析する。これにより、ＤＮＡ断片の濃度を求める。こうすることで、ＤＮＡ鑑定を行うことができる。解析方法については、例えば、特許文献１に開示された行列演算や窓における積算値演算を用いることができる。
【００２４】
光学系ユニット３０の構成について、図２〜図５を用いて詳細に説明する。図２は、光学系ユニット３０の構成を模式的に示す側面図である。図３は、ＣＨ１のキャピラリ１２に対する光ファイバ３１の入射端面３１ａの配置を模式的に示す上面図である。図４は、分光器１４の入射面１４ａに対する光ファイバ３１の出射端面３１ｂの配置を模式的に示す図である。図５は、分光器１４と複数のファイバ群の配置を模式的に示す図である。
【００２５】
図２に示すように、マイクロチップ２０の下には、光学系ユニット３０が配置されている。上記したように、マイクロチップ２０には、泳動方向を長手方向とするキャピラリ１２が設けられている。投光用光ファイバ３２は、キャピラリ１２に斜め下方から励起光Ｌ１を照射する。なお、投光用光ファイバ３２は、それぞれのキャピラリ１２に対して設けられていてもよい。すなわち、８チャンネルのキャピラリ１２がある場合、８本の投光用光ファイバ３２が設けられている。
【００２６】
投光用光ファイバ３２からの励起光Ｌ１が照射された位置の直下には、レンズ３４が設けられている。すなわち、励起光Ｌ１の照射箇所の真下にレンズ３４が配置されている。キャピラリ１２に直下に配置されたレンズ３４は、キャピラリ１２を流れる試料中の蛍光物質で発生した蛍光Ｌ２を集光する。レンズ３４の直下には、光ファイバ３１が配置されている。したがって、試料で発生した蛍光Ｌ２がレンズ３４で集光されて、光ファイバ３１の入射端面３１ａに入射する。キャピラリ１２の直下にレンズ３４を配置することで、光ファイバ３１に入射する蛍光Ｌ２の光量を大きくすることができる。様々な方向に発生する蛍光Ｌ２を効率よく、検出することができる。光ファイバ３１の直径は、サブミクロンから数ミクロン程度である。
【００２７】
光ファイバ３１の入射端面３１ａに入射した蛍光Ｌ２は、光ファイバ３１内を伝播していく。図３に示すように、１チャンネルのキャピラリ１２に対して、１０本の光ファイバ３１が設けられている。１０本の光ファイバ３１の入射端面３１ａは、泳動方向と直交する方向に沿って配列されている。このようにすることで、同じ泳動距離における試料からの蛍光を複数の光ファイバ３１で伝播することができる。よって、蛍光の検出光量を高くすることができる。なお、１０本の光ファイバ３１は、後述するように検出窓に設けられていてもよい。
【００２８】
ここで、光ファイバ３１の入射端面３１ａの直径は、キャピラリ１２の幅よりも小さくなっている。図３では、１ＣＨのキャピラリ１２に設けられた１０本の光ファイバ３１のうち、３本の光ファイバ３１がキャピラリ１２の直下に位置し、残りの７本がキャピラリ１２の幅からはみ出して配置される。レンズ３４（図３では不図示）で集光された蛍光Ｌ２は、主にキャピラリ１２の直下に位置する３本に入射する。１０本の光ファイバ３１が設けられている領域の幅は、キャピラリ１２の幅よりも広くなっている。こうすることで、マイクロチップ２０の取り付け時に位置ずれが生じた場合であっても、キャピラリ１２の直下に光ファイバ３１を配置することができる。すなわち、泳動方向と直交する方向における位置ずれに影響を排除することができる。よって、安定した光量を得ることができる。
【００２９】
上記のように、１チャンネルのキャピラリ１２に対して１０本の光ファイバ３１が設けけられている。また、マイクロチップ２０には、８チャンネルのキャピラリが設けられている。したがって、光学系ユニット３０には、８０本の光ファイバ３１が設けられている。なお、１チャンネルに対応する光ファイバ３１の本数、及びマイクロチップ２０に設けられたキャピラリ１２のチャンネル数は、上記の数に限定されるものではない。
【００３０】
図２に示すように、光ファイバ３１の出射端面３１ｂは分光器１４に向けて配置されている。すなわち、光ファイバ３１の出射端面３１ｂと分光器１４の入射面は向かい合って配置されている。光ファイバ３１の出射端面３１ｂと分光器１４の入射面は平行に配置されていることが好ましい。
【００３１】
各光ファイバ３１の出射端面３１ｂから出射した蛍光Ｌ３は、分光器１４の入射面に出射する。分光器１４は上記のようにプリズムなどを有しており、波長に応じて蛍光Ｌ３を分光する。したがって、分光器１４は、所定の分光方向に蛍光Ｌ３を分光する。分光器１４の出射面から出射された蛍光Ｌ４は、検出器１５で受光される。分光器１４は、検出器１５の画素の配列方向のうちの一方（Ｘ方向）に蛍光Ｌ３を分光する。したがって、異なる波長の蛍光Ｌ４は、Ｘ方向において異なる位置の画素で検出される。
【００３２】
図４に示すように、複数の光ファイバ３１の出射端面３１ｂが分光方向と直交する方向（第１の方向）に並ぶように、複数の光ファイバ３１が束ねられている。すなわち、複数の光ファイバ３１の出射端面３１ｂは、分光器１４の分光方向と直交する方向に配列されている。なお、図２では、紙面内の上下方向が出射端面３１ｂの配列方向（第１の方向）となっている。複数の光ファイバ３１の出射端面３１ｂの配列方向（第１の方向）は、画素の配列方向のうちの他方（Ｙ方向）と一致している。
【００３３】
このような配置とすることで、正確に分光測定することができる。すなわち、光ファイバ３１の出射端面３１ｂは十分に小さいため、分光器１４の入射面１４ａに入射する蛍光Ｌ３１の拡がりを小さくすることができる。よって、波長に応じて適切に蛍光を分光することができるため、正確に分光測定することが可能になる。
【００３４】
また、複数の光ファイバ３１の出射端面３１ｂが分光器１４の入射面１４ａと平行な一平面内に配置されるように揃えることが好ましい。こうすることで、分光器１４に入射する蛍光Ｌ３の角度分布を揃えることができる。これにより、正確に分光測定することができる。光ファイバ３１の出射端面３１ｂを揃えるために、光ファイバ３１の出射端側を切断してもよい。
【００３５】
上記したように、ＣＨ１〜ＣＨ８のそれぞれには、１０本の光ファイバ３１が設けられている。ここで、図４、図５に示すように、ＣＨ１〜ＣＨ４のキャピラリ１２に対応する４０本の光ファイバ３１を第１の光ファイバ群４１とし、ＣＨ５〜ＣＨ８のキャピラリ１２に対応する４０本の光ファイバ３１を第２の光ファイバ群４２とする。第１の光ファイバ群４１、第２の光ファイバ群４２では、それぞれ４０本の光ファイバ３１が束ねられている。
【００３６】
第１の光ファイバ群４１に含まれる光ファイバ３１では、出射端面３１ｂが第１の方向（図４中の上下方向、図５の紙面と垂直な方向）に沿って配列されている。同様に第２の光ファイバ群４２に含まれる光ファイバ３１では、出射端面３１ｂが第１の方向に沿って配列されている。
【００３７】
出射端面３１ｂの配列方向である第１の方向と直交する第２の方向において、第１の光ファイバ群４１の出射端面３１ｂと第２の光ファイバ群４２の出射端面３１ｂの位置がずれている。換言すると、８０本の光ファイバ３１の出射端面３１ｂは、２列に配列されている。そして、第１の方向と直交する第２の方向において、第１の光ファイバ群４１に対応する１列目と、第２の光ファイバ群に対応する２列目とが、間隔を隔てて配置されている。
【００３８】
図５に示すように、第１の光ファイバ群４１から出射した蛍光Ｌ３は、分光器１４の入射面１４ａに入射する。そして、蛍光Ｌ３は分光器１４でＸ方向に分光され、蛍光Ｌ４として分光器１４の出射面１４ｂから出射する。第２の光ファイバ群４２から出射した蛍光Ｌ５は、分光器１４の入射面１４ａに入射する。そして、蛍光Ｌ５は分光器１４でＸ方向に分光され、蛍光Ｌ６として分光器１４の出射面１４ｂから出射する。そして、蛍光Ｌ６は検出器１５に入射する。したがって、Ｘ方向において、蛍光Ｌ４と蛍光Ｌ６は、検出器１５の異なる位置に入射する。
【００３９】
このように、第１の光ファイバ群４１に含まれる２本以上の光ファイバ３１の出射端面３１ｂが第１の方向に沿って配列されている。また、第２の光ファイバ群４２に含まれる２本以上の光ファイバ３１の出射端面３１ｂが第１の方向に沿って配置される。そして、図５に示すように、蛍光Ｌ４と、蛍光Ｌ６とが、検出器１５の受光面において重ならないように、第１の光ファイバ群４１の出射端面３１ｂと第２の光ファイバ群４２の出射端面とが第２の方向にずれて配置されている。
【００４０】
したがって、検出器１５の受光面では、蛍光Ｌ４と、蛍光Ｌ６とが、Ｘ方向において、異なる位置（Ｘアドレス）の画素で検出される。検出器１５は、蛍光Ｌ４と蛍光Ｌ６とを独立して検出することができる。すなわち、検出器１５は、蛍光Ｌ４と蛍光Ｌ６とを別の画素で検出する。これにより、蛍光Ｌ４のスペクトルと蛍光Ｌ６のスペクトルを別々に測定することができる。このようにすることで、８０本の光ファイバ３１からの光を同時に測定することができる。すなわち、８チャンネルのキャピラリ１２に対して、同時に分光測定することができる。
【００４１】
さらに、第１及び第２の光ファイバ群４１、４２のそれぞれにおいて、出射端面３１ｂが第１の方向に沿って配列されている。したがって、異なる光ファイバ３１からの蛍光は、Ｙ方向において、異なる画素に入射する。よって、各チャンネルのキャピラリ１２からの光をそれぞれ別々に分光測定することができる。このようにすることで、正確にスペクトルを測定することができるため、ＤＮＡ鑑定の精度を向上することができる。
【００４２】
上記した構成の光学系ユニット３０の具体的な配置例について、図６を用いて説明する。図６は、光学系ユニット３０の上面図である。図６において、左右方向が試料の泳動方向となる。
【００４３】
図６に示すように、光学系ユニット３０は、固定ブロック３５を有している。固定ブロック３５は、光ファイバ３１、及び投光用光ファイバ３２を固定するための溝や穴が設けられている。図６において、固定ブロック３５の右側から投光用光ファイバ３２が固定ブロック３５に取り付けられている。投光用光ファイバ３１は、コネクタ等を介して固定ブロック３５に固定されている。ここでは、８本の投光用光ファイバ３２が設けられており、それぞれが各チャンネルのキャピラリ１２に励起光を照射する。各投光用光ファイバ３２は、上記したように斜め下からキャピラリ１２に向けて励起光を照射する。
【００４４】
さらに、固定ブロック３５には、８つの検出窓３６が設けられている。検出窓３６は、キャピラリ１２の各チャンネルに対応している。それぞれの検出窓３６が、投光用光ファイバ３２の隣に設けられている。検出窓３６は、キャピラリ１２の直下に配置される。各検出窓３６の上側には、蛍光を集光するためのレンズ３４（図６では不図示）が配置されている。例えば、固定ブロック３５に穴を設けることで検出窓３６が形成される。
【００４５】
１チャンネルのキャピラリ１２には、図３で示したように１０本の光ファイバ３１が設けられているため、１つの検出窓３６に１０本の光ファイバ３１が配置される。図６の紙面内において、１０本の光ファイバ３１の入射端面３１ａは上下方向に並んでいる。よって、８チャンネル分の８０本の光ファイバ３１の入射端面３１ａが一列に配列されている。図６において、下側４の４つの検出窓３６がＣＨ１〜ＣＨ４のキャピラリ１２に対応し、上側の４つの検出窓３６がＣＨ５〜ＣＨ８のキャピラリ１２に対応している。
【００４６】
そして、ＣＨ１〜ＣＨ４のキャピラリ１２に対応する４０本の光ファイバ３１が束ねられて、第１の光ファイバ群４１となる。具体的には、４０本の光ファイバ３１の出射端面３１ｂが紙面と垂直方向に並ぶように、４０本の光ファイバ３１がねじられている。すなわち、入射端面３１ｂの配列方向（紙面内の上下方向）と、出射端面の配列方向（紙面と垂直方向）が直交するように、ねじられた複数の光ファイバ３１が第１の光ファイバ群４１となる。このように、第１の光ファイバ群４１に含まれる２以上の光ファイバ３１の束がねじられている。
【００４７】
同様に、ＣＨ５〜ＣＨ８のキャピラリ１２に対応する４０本の光ファイバ３１が束ねられて、第２の光ファイバ群４２を構成している。具体的には、４０本の光ファイバ３１の出射端面３１ｂが紙面と垂直方向に並ぶように、４０本の光ファイバ３１がねじられている。すなわち、入射端面３１ｂの配列方向（紙面内の上下方向）と、出射端面の配列方向（紙面と垂直方向）が直交するようにねじられた複数の光ファイバ３１が第２の光ファイバ群４２となる。このように、第２の光ファイバ群４２に含まれる２以上の光ファイバ３１の束がねじられている。例えば、固定ブロック３５に設けられたスリット（不図示）に光ファイバ３１の出射端面３１ｂを配置することで、２以上の光ファイバ３１を一列に配列することができる。
【００４８】
そして、第１の光ファイバ群４１から出射した蛍光Ｌ３、及び第２の光ファイバ群４１から出射した蛍光Ｌ５は、分光器１４の入射面１４ａに入射する。分光器１４は三角形柱状のプリズムを有している。そして、分光器１４は、蛍光を波長分散させる。分光器１４の出射面１４ｂから出射した蛍光Ｌ４、Ｌ６はそれぞれ検出器１５に入射する。この構成では、分光器１４の三角柱状のプリズムの底面を下面として配置することができるため、光学系の設置及び調整が容易になる。
【００４９】
このような構成を用いることで、８チャンネルのキャピラリ１２に流れる試料からの蛍光を分光測定することができる。すなわち、各光ファイバ３１からの蛍光が異なる画素で検出される。よって、各キャピラリ１２からの蛍光を正確に分光測定することができる。
【００５０】
実施の形態２．
実施の形態２では光ファイバ３１の配置が実施の形態１と異なっている。なお、光ファイバ３１の配置以外の構成については、実施の形態１と同様であるため説明を省略する。実施の形態２にかかる光学系ユニット３０の構成を図７〜図９に示す。図７は、キャピラリ１２に対する光ファイバ３１の入射端面３１ａの配置を示す上面図である。図８は、分光器１４の入射面１４ａに対する複数の光ファイバの出射端面の配置を示す図である。図９は、分光器１４に対する第１の光ファイバ群４１の配置を示す上面図である。
【００５１】
実施の形態２では、図７に示すように、１チャンネルのキャピラリ１２に対して１本の光ファイバ３１が設けられている。１チャンネルのキャピラリ１２内に試料で発生した蛍光が、１本の光ファイバ３１内を伝播していく。そして、光ファイバ３１の入射端面３１ａの径が、キャピラリ１２の幅よりも大きくなっている。
【００５２】
また、本実施の形態ではキャピラリ１２が５チャンネルとなっている。したがって、マイクロチップ２０には５本のキャピラリ１２が設けられている。１チャンネルのキャピラリ１２に対して、１本の光ファイバ３１が設けられている。よって、本実施の形態では、キャピラリ１２から分光器１４の間に、５本の光ファイバ３１が設けられている。実施の形態１と同様に、キャピラリ１２内の試料で発生した蛍光は、レンズ３４を介して、光ファイバ３１の入射端面３１ａに入射する。
【００５３】
そして、図８に示すように、５本の光ファイバ３１の出射端面３１ｂが１列に並んでいる。実施の形態１と同様に、出射端面３１ｂの配列方向（第１の方向）が分光器１４の分光方向と直交している。このように、２以上のキャピラリ１２に対応する光ファイバ３１の出射端面３１ｂが第１の方向に沿って配列されている。本実施の形態では、全ての光ファイバ３１の出射端面３１ｂが一列に並んでいる。したがって、第２の光ファイバ群４２が設けられておらず、第１の光ファイバ群４１しか設けられていない。
【００５４】
さらに、実施の形態２では、図９に示すように、出射端面３１ｂと分光器１４の入射面１４ａとの間にスリット３８が配置されていてもよい。スリット３８は、第１の方向（図９の紙面と垂直方向）に沿った開口部３８ａを有している。そして、スリット３８は、開口部３８ａの外側に入射した蛍光Ｌ２の通過を制限する。光ファイバ３１の出射端面３１ｂの径が大きい場合でも、分光器１４の入射面１４ａにおける蛍光Ｌ３の拡がりを小さくすることができる。このように、光学系ユニット３０にスリット３８を設けることで、より正確に分光測定することができる。
【００５５】
このように、本実施の形態２では、１チャンネルのキャピラリ１２に対して１本の光ファイバ３１が設けられており、２チャンネル以上のキャピラリ１２に対応する光ファイバ３１の出射端面３１ｂが第１の方向に沿って１列に並んでいる。よって、実施の形態２に示す構成においても実施の形態１と同様の効果を得ることができる。すなわち、正確に分光測定することができる。なお、実施の形態１の構成と実施の形態２の構成は適宜組み合わせることが可能である。
【００５６】
以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【００５７】
この出願は、２０１５年３月３１日に出願された日本出願特願２０１５−７１６７２を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【符号の説明】
【００５８】
１１  注入部
１２  キャピラリ
１３  光源
１４  分光器
１４ａ  入射面
１４ｂ  出射面
１５  検出器
１６  処理部
２０  マイクロチップ
３０  光学系ユニット
３１  光ファイバ
３１ａ  入射端面
３１ｂ  出射端面
３２  投光用光ファイバ
３４  レンズ
３５  固定ブロック
３６  検出窓
３８  スリット
４１  第１の光ファイバ群
４２  第２の光ファイバ群
【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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【図９】
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【国際調査報告】
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