(57)【要約】  小型化が可能であり、マイクロプレートの各ウェルに収容された試料全ての光測定を高精度に行うことができるマイクロプレートリーダーが開示される。  マイクロプレートリーダーは、マイクロプレートの一方の側に配置され、マイクロプレートの１つのウェルに対応した投光部と、マイクロプレートを挟んで投光部とは反対側に配置され、マイクロプレートの１つのウェルに対応した受光部と、受光部とマイクロプレートとの間に配置され、投光部から放出され、ウェルに収容された試料を通過した光を、受光部へ導光する受光用導光路との組を複数有し、受光用導光路の複数を、光を吸収する特性を有する顔料を含有する顔料含有樹脂によりなる包囲部材により包囲した導光部を備える。このマイクロプレートリーダーにおいて、１つの投光部から放出された光は、１つの受光用導光路を通過して１つの受光部に到達する。
2020054561.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、
前記筐体内において、配置される複数のウェルを有するマイクロプレートの一方の側に配置され、前記マイクロプレートの１つのウェルに対応した投光部と、
前記マイクロプレートを挟んで前記投光部とは反対側に配置され、前記マイクロプレートの１つのウェルに対応した受光部と、
前記受光部と前記マイクロプレートとの間に配置され、前記投光部から放出され、前記ウェルに収容された試料を通過した光を、前記受光部へ導光する受光用導光路と、を備え、
１つのウェルに対応した前記投光部と前記受光部と前記受光用導光路との組が複数設けられていて、
前記受光用導光路の複数を、光を吸収する特性を有する顔料を含有する顔料含有樹脂によりなる包囲部材により包囲した導光部をさらに備え、
１つの前記投光部から放出された光は、１つの前記受光用導光路を通過して１つの前記受光部に到達することを特徴とするマイクロプレートリーダー。
【請求項２】
前記１つのウェルに対応した前記投光部と前記受光部と前記受光用導光路との組は、少なくとも前記マイクロプレートのウェルの数だけ設けられていることを特徴とする請求項１に記載のマイクロプレートリーダー。
【請求項３】
前記１つのウェルに対応した前記投光部と前記受光部と前記受光用導光路との組は、前記マイクロプレートのウェルの数より少なく、
前記マイクロプレートの全てのウェルに対応するように、前記投光部と前記受光部と前記受光用導光路との組に対して、前記マイクロプレートを相対的に逐次移動させる移動機構を有することを特徴とする請求項１に記載のマイクロプレートリーダー。
【請求項４】
前記１つのウェルに対応した前記投光部と前記受光部と前記受光用導光路との組は、前記マイクロプレートの一つの辺のウェルの数だけ設けられており、
前記移動機構は、前記投光部と前記受光部と前記受光用導光路との組に対して、前記マイクロプレートを、前記一つの辺に直交する方向にのみ相対的に逐次移動させることを特徴とする請求項３に記載のマイクロプレートリーダー。
【請求項５】
複数の前記投光部の発光部が配置される発光面と、前記受光用導光路の光軸とが交わる点をｏ、
前記発光面から前記受光用導光路の前記受光部側の端面までの距離をＬａ、
前記受光用導光路の光路長をＬｂ、
前記受光用導光路の幅をｄとするとき、
前記投光部は、当該投光部の発光部が、前記発光面において、前記点ｏを中心とし、下式により定義される半径ｒの円領域内に１つのみ存在するように配置されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のマイクロプレートリーダー。
ｒ＝ｄ（Ｌａ／Ｌｂ−１／２）
【請求項６】
前記１つの投光部に隣接する前記投光部から放出された光が、前記１つの投光部に対応する前記１つの受光用導光路に入射することを制限する制限部材をさらに備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のマイクロプレートリーダー。
【請求項７】
前記制限部材は、
前記導光部の前記投光部側に配置され、前記試料を通過した光を前記受光用導光路へ入射させる当該受光用導光路の光入射端の開口よりも小さい開口部を有するアパーチャ板であることを特徴とする請求項６に記載のマイクロプレートリーダー。
【請求項８】
前記制限部材は、
前記受光用導光路の内壁に設けられ、前記受光用導光路の幅を制限する突出部であることを特徴とする請求項６に記載のマイクロプレートリーダー。
【請求項９】
前記制限部材は、
互いに隣接する前記投光部の間に配置された遮蔽部材であることを特徴とする請求項６に記載のマイクロプレートリーダー。
【請求項１０】
前記受光部の上方に前記導光部が配置され、
前記導光部の上方に配置された前記マイクロプレートの上方に、前記投光部が配置されていることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載のマイクロプレートリーダー。
【請求項１１】
複数の前記投光部への給電回路を有し、前記投光部が電気的に接続された投光用基板と、
複数の前記受光部への給電回路を有し、前記受光部が電気的に接続された受光用基板と、をさらに備えることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載のマイクロプレートリーダー。
【請求項１２】
前記投光部は、発光ダイオードであることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載のマイクロプレートリーダー。
【請求項１３】
前記受光部は、受光センサであることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載のマイクロプレートリーダー。
【請求項１４】
前記受光部は、光ファイバであることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載のマイクロプレートリーダー。
【請求項１５】
前記受光用導光路の少なくとも一部に、前記顔料含有樹脂を構成する光透過特性を有する樹脂が充填されていることを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項に記載のマイクロプレートリーダー。
【請求項１６】
前記受光用導光路は、光透過特性を有する樹脂からなり、平坦部とこの平坦部から柱状に伸びる柱状部材とからなることを特徴とする請求項１から１５のいずれか１項に記載のマイクロプレートリーダー。
【請求項１７】
前記平坦部と前記柱状部材との接続部分に、当該接続部分側の径が前記柱状部材の先端部分側の径よりも大きくなるように段差部が設けられていることを特徴とする請求項１６に記載のマイクロプレートリーダー。
【請求項１８】
マイクロプレートの１つのウェルに対応した投光部を有する単位光源ユニット部と、
マイクロプレートの１つのウェルに対応した受光部と、前記投光部から放出され、対応する前記ウェルが収容する試料を通過した光を、前記受光部へ導光する受光用導光路と、前記受光用導光路を、光を吸収する特性を有する顔料を含有する顔料含有樹脂により包囲する包囲部材と、を有する単位導光ユニット部と、を備え、
１つの前記単位導光ユニット部が有する前記受光用導光路を通過して前記受光部に到達する光は、１つの前記単位光源ユニットが有する前記投光部から放出された光であることを特徴とするマイクロプレートリーダーユニット。
【請求項１９】
前記受光用導光路は、光透過特性を有する樹脂からなり、平坦部とこの平坦部から柱状に伸びる柱状部材とからなることを特徴とする請求項１８に記載のマイクロプレートリーダーユニット。
【請求項２０】
前記平坦部と前記柱状部材との接続部分に、当該接続部分側の径が前記柱状部材の先端部分側の径よりも大きくなるように段差部が設けられていることを特徴とする請求項１９に記載のマイクロプレートリーダーユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロプレートのウェルに収容された試料に対して光学的測定を行うマイクロプレートリーダーに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばアクリル、ポリエチレン、ポリスチレン、ガラス等からなり、多数の窪み（ウェル）が設けられた平板状のマイクロプレートを用いて、試薬の分離、合成、抽出、分析、細胞培養などが行われている。例えば、抗体が固定された各ウェルに抗原を含む試薬を注入することにより発生する抗体抗原反応（酵素免疫反応）に関する測定（例えば、ＥＬＩＳＡ（Enzyme-Linked Immuno Sorbent Assay）法による測定）が、マイクロプレートを用いて行われる。
マイクロプレートの各ウェルに収容された試料に対しては、例えば、当該試料の光学的性質が測定される。この測定は、上記試料に対して光学的測定を行う測定装置であるマイクロプレートリーダーによって行われる。マイクロプレートリーダーは、例えば、吸光、蛍光、化学発光、蛍光偏光等の光学的性質を測定可能である。【０００３】
従来のマイクロプレートリーダーとして、例えば特許文献１（特開２０１４−４１１２１号公報）に記載の技術がある。特許文献１（特開２０１４−４１１２１号公報）に記載のマイクロプレートリーダーは、試料に対して光照射を行ったり、光照射された試料からの発光を観測し光測定を行ったりするための光学的測定／検出装置（測定ヘッド）を有する。測定ヘッドからマイクロプレートへの光照射は、マイクロプレートの各ウェルの下方向から行われ、測定ヘッドは、各ウェルの上方へ放出される観測光を測定する。測定ヘッドは固定されており、マイクロプレートは、マイクロプレートリーダーの駆動機構により、測定ヘッドの検出軸（マイクロプレートに垂直な方向の軸（Ｚ軸））にウェルが位置するように、２次元方向（Ｘ方向、Ｙ方向）に走査される。【０００４】
また、特許文献２（特開２００９−１０３４８０号公報）には、携帯可能な程度に小型化されたマイクロプレートリーダーが開示されている。特許文献２（特開２００９−１０３４８０号公報）に記載のマイクロプレートリーダーは、８つのウェルが一列に配置された８連のマイクロプレートを挿入可能な空間を有し、当該空間内をマイクロプレートがスライド可能に構成されている。このマイクロプレートリーダーは、上記空間の上部かつ、マイクロプレートのウェル上面に対向する位置から、当該ウェルに保持される試料へ光が照射される構成を有する。また、上記空間の下部には、上記試料から放出される光を検出するフォトダイオードが設けられている。マイクロプレートリーダーは、マイクロプレートを上記空間内においてスライドさせながら光測定を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−４１１２１号公報
【特許文献２】特開２００９−１０３４８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１（特開２０１４−４１１２１号公報）に記載されたマイクロプレートリーダーは、１回の光測定毎に都度、マイクロプレートを走査させるための駆動機構が必須となり、装置自体が大がかりとなる。
そのため、ライフサイエンス分野におけるポイントオブケア（ＰＯＣＴ）検査のような分野で要請される装置の小型化への対応は難しい。【０００７】
また、上記特許文献２（特開２００９−１０３４８０号公報）に記載されたマイクロプレートリーダーは、携帯可能な程度に小型化されてはいるが、マイクロプレートを挿入する空間に対して外光がノイズ光として入射するおそれがあり、各ウェルに収容されている試料の光測定を高精度に行うことができない。【０００８】
そこで、本発明は、小型化が可能であり、マイクロプレートの各ウェルに収容された試料全ての光測定を高精度に行うことができるマイクロプレートリーダーを提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明に係るマイクロプレートリーダーの一態様は、筐体と、前記筐体内において、配置される複数のウェルを有するマイクロプレートの一方の側に配置され、前記マイクロプレートの１つのウェルに対応した投光部と、前記マイクロプレートを挟んで前記投光部とは反対側に配置され、前記マイクロプレートの１つのウェルに対応した受光部と、前記受光部と前記マイクロプレートとの間に配置され、前記投光部から放出され、前記ウェルに収容された試料を通過した光を、前記受光部へ導光する受光用導光路と、を備え、１つのウェルに対応した前記投光部と前記受光部と前記受光用導光路との組が複数設けられていて、前記受光用導光路の複数を、光を吸収する特性を有する顔料を含有する顔料含有樹脂によりなる包囲部材により包囲した導光部をさらに備え、１つの前記投光部から放出された光は、１つの前記受光用導光路を通過して１つの前記受光部に到達する。【００１０】
このように、１つのウェルに投光部と受光部と受光用導光路とが対応して設けられており、投光部と受光部と受光用導光路との組が複数設けられている。そして、受光用導光路の複数を、外光や散乱光を吸収可能な顔料含有樹脂により包囲した導光部をさらに備える。したがって、外光や散乱光等が迷光（ノイズ光）となって受光部に入射されることを抑制することができる。そのため、迷光の多重散乱等に対応した複雑な光学系が不要となり、光学系を小型化することができる。また、複数の投光部から放出された光が１つの受光用導光路を通過して１つの受光部に到達しないようにすることができるため、適切に測定誤差を低減することができる。したがって、高精度な測定が可能となる。【００１１】
また、上記のマイクロプレートリーダーにおいて、前記１つのウェルに対応した前記投光部と前記受光部と前記受光用導光路との組は、少なくとも前記マイクロプレートのウェルの数だけ設けられていてもよい。
この場合、マイクロプレートの各ウェルに収容される試料の全ての光測定をほぼ同時に行うことが可能となり、測定時間を短縮することができる。また、従来のようなマイクロプレートを走査させるための複雑な駆動機構等が不要であるため、小型化を実現することができる。【００１２】
さらに、上記のマイクロプレートリーダーにおいて、前記１つのウェルに対応した前記投光部と前記受光部と前記受光用導光路との組は、前記マイクロプレートのウェルの数より少なく、前記マイクロプレートの全てのウェルに対応するように、前記投光部と前記受光部と前記受光用導光路との組に対して、前記マイクロプレートを相対的に逐次移動させる移動機構を有していてもよい。
この場合、投光部と受光部と受光用導光路との組をマイクロプレートの全てのウェルに対応させて設ける必要がなく、大幅に小型化することができる。また、投光部と受光部と受光用導光路との組に対してマイクロプレートを相対的に逐次移動させることで、マイクロプレートの各ウェルに収容される試料の全ての光測定を行うことが可能である。【００１３】
また、上記のマイクロプレートリーダーにおいて、前記１つのウェルに対応した前記投光部と前記受光部と前記受光用導光路との組は、前記マイクロプレートの一つの辺のウェルの数だけ設けられており、前記移動機構は、前記投光部と前記受光部と前記受光用導光路との組に対して、前記マイクロプレートを、前記一つの辺に直交する方向にのみ相対的に逐次移動させてもよい。
この場合、移動機構による移動を１軸方向のみの移動とすることができる。そのため、移動機構の構造を簡略化することができ、安価に構成することができる。また、薄型化を実現することができるので、例えばインキュベータ内の培養空間などの限られた空間内にも設置することが可能となる。【００１４】
また、上記のマイクロプレートリーダーにおいて、複数の前記投光部の発光部が配置される発光面と、前記受光用導光路の光軸とが交わる点をｏ、前記発光面から前記受光用導光路の前記受光部側の端面までの距離をＬａ、前記受光用導光路の光路長をＬｂ、前記受光用導光路の幅をｄとするとき、前記投光部は、当該投光部の発光部が、前記発光面において、前記点ｏを中心とし、下式により定義される半径ｒの円領域内に１つのみ存在するように配置されていてもよい。
ｒ＝ｄ（Ｌａ／Ｌｂ−１／２）
このように、マイクロプレートから受光部へと光を導光する受光用導光路の形状をもとに、投光部の配置位置を規定してもよい。この場合、受光用導光路を包囲する顔料含有樹脂によって吸収されずに直接受光部に到達する可能性のある光を放出する投光部は、１つの受光部に対して１つのみとすることができる。つまり、隣接する他の投光部からの光が、受光用導光路を包囲する顔料含有樹脂によって吸収されずに外光として直接受光部に到達することを防止することができる。したがって、測定誤差を適切に低減することができる。【００１５】
さらに、上記のマイクロプレートリーダーは、前記１つの投光部に隣接する前記投光部から放出された光が、前記１つの投光部に対応する前記１つの受光用導光路に入射することを制限する制限部材をさらに備えてもよい。
このように、制限部材を配置することで、１つの受光部に到達する光を放出する投光部が１つのみとなるようにすることができる。したがって、測定誤差を適切に低減することができる。【００１６】
また、上記のマイクロプレートリーダーにおいて、前記制限部材は、前記導光部の前記投光部側に配置され、前記試料を通過した光を前記受光用導光路へ入射させる当該受光用導光路の光入射端の開口よりも小さい開口部を有するアパーチャ板であってもよい。
このように、アパーチャ板を配置することで、受光用導光路に入射する光の角度成分を制限することができる。また、この場合、アパーチャ板に設けられた開口部の大きさを適宜設定することで、受光用導光路への光の入射範囲を容易に調整することができる。【００１７】
さらに、上記のマイクロプレートリーダーにおいて、前記制限部材は、前記受光用導光路の内壁に設けられ、前記受光用導光路の幅を制限する突出部であってもよい。
このように、受光用導光路の内壁に突出部を設けることで、受光用導光路に入射する光、もしくは受光用導光路から出射する光を適切に制限することができる。また、この場合、突出部の大きさを適宜設定することで、受光用導光路の幅を容易に調整することができる。【００１８】
また、上記のマイクロプレートリーダーにおいて、前記制限部材は、互いに隣接する前記投光部の間に配置された遮蔽部材であってもよい。
このように、投光部間に遮蔽部材を配置することで、１つの投光部から放出された光が隣接する投光部の表面に到達して反射され、当該隣接する投光部に対応するウェルに入射してしまうといった不具合が発生することを防止することができる。【００１９】
さらにまた、上記のマイクロプレートリーダーにおいて、前記受光部の上方に前記導光部が配置され、前記導光部の上方に配置された前記マイクロプレートの上方に、前記投光部が配置されていてもよい。
このように、マイクロプレートリーダーは、受光部の上に導光部を配置し、導光部の上にマイクロプレートを配置し、マイクロプレートの上方に投光部を配置する構造とすることができる。この場合、受光部および導光部を筐体内に固定しておき、試料を収容したマイクロプレートを導光部上に載置し、マイクロプレートの上方を投光部で覆うようにすればよい。したがって、セッティングが容易なマイクロプレートリーダーとすることができる。【００２０】
また、上記のマイクロプレートリーダーにおいて、複数の前記投光部への給電回路を有し、前記投光部が電気的に接続された投光用基板と、複数の前記受光部への給電回路を有し、前記受光部が電気的に接続された受光用基板と、をさらに備えてもよい。
この場合、複数の投光部への電力供給を、配線パターンが形成された１枚のプリント基板によって実現することができる。同様に、複数の受光部への電力供給を、配線パターンが形成された１枚のプリント基板によって実現することができる。したがって、マイクロプレートリーダーの小型化が図れる。【００２１】
さらに、上記のマイクロプレートリーダーにおいて、前記投光部は、発光ダイオードであってもよい。発光ダイオード（ＬＥＤ）は小型であるため、投光部を適切に各ウェルに１つずつ対応させて設置することが可能である。また、ＬＥＤは比較的安価であるため、マイクロプレートリーダーを低コストで実現することができる。
さらに、上記のマイクロプレートリーダーにおいて、前記受光部は、受光センサであってもよい。この場合、受光部をカラーセンサとすることが可能であり、容易に測定データを得ることができる。
また、上記のマイクロプレートリーダーにおいて、前記受光部は、光ファイバであってもよい。この場合、複数の光ファイバによって導光された光を画像センサにより取り込み、画像データとして光測定データを取得することもできる。この場合、全ウェルに対応した光測定データを一括して同時にデータ処理することが可能となる。【００２２】
さらにまた、上記のマイクロプレートリーダーにおいて、前記受光用導光路の少なくとも一部に、前記顔料含有樹脂を構成する光透過特性を有する樹脂が充填されていてもよい。
この場合、受光用導光路と包囲部材との界面における光の反射や散乱を抑制することができる。したがって、より効果的に迷光による測定誤差を抑制することができる。【００２３】
さらに、上記のマイクロプレートリーダーにおいて、前記受光用導光路は、光透過特性を有する樹脂からなり、平坦部とこの平坦部から柱状に伸びる柱状部材とからなるように構成してもよい。
このように構成することで、平坦部から入射する光の散乱を抑制することができる。
また、上記のマイクロプレートリーダーにおいて、前記平坦部と前記柱状部材との接続部分に、当該接続部分側の径が前記柱状部材の先端部分側の径よりも大きくなるように段差部が設けられていてもよい。
このように構成することで、外光の影響を抑制することができる。【００２４】
また、本発明に係るマイクロプレートリーダーユニットの一態様は、マイクロプレートの１つのウェルに対応した投光部を有する単位光源ユニット部と、マイクロプレートの１つのウェルに対応した受光部と、前記投光部から放出され、対応する前記ウェルが収容する試料を通過した光を、前記受光部へ導光する受光用導光路と、前記受光用導光路を、光を吸収する特性を有する顔料を含有する顔料含有樹脂により包囲する包囲部材と、を有する単位導光ユニット部と、を備え、１つの前記単位導光ユニット部が有する前記受光用導光路を通過して前記受光部に到達する光は、１つの前記単位光源ユニットが有する前記投光部から放出された光である。
これにより、小型化が可能であり、マイクロプレートの各ウェルに収容された試料全ての光測定を高精度に行うことができるマイクロプレートリーダーを構成することができる。【００２５】
さらに、上記のマイクロプレートリーダーユニットにおいて、前記受光用導光路は、光透過特性を有する樹脂からなり、平坦部とこの平坦部から柱状に伸びる柱状部材とからなるように構成してもよい。
このように構成することで、平坦部から入射する光の散乱を抑制することができる。
また、上記のマイクロプレートリーダーユニットにおいて、前記平坦部と前記柱状部材との接続部分に、当該接続部分側の径が前記柱状部材の先端部分側の径よりも大きくなるように段差部が設けられていてもよい。
このように構成することで、外光の影響を抑制することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明のマイクロプレートリーダーは、小型化が可能であり、マイクロプレートの各ウェルに収容された試料全ての光測定を高精度に行うことができる。
上記した本発明の目的、態様及び効果並びに上記されなかった本発明の目的、態様及び効果は、当業者であれば添付図面及び請求の範囲の記載を参照することにより下記の発明を実施するための形態（発明の詳細な説明）から理解できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、本実施形態におけるマイクロプレートリーダーの概略構成図である。
【図２】図２は、マイクロプレートリーダーの主要部の分解斜視図である。
【図３】図３は、光源およびセンサの電源ラインの一例である。
【図４】図４は、導光路に侵入する外光について説明する図である。
【図５】図５は、光の通過経路について説明する図である。
【図６】図６は、隣接する光源からの光（迷光）の入射について説明する図である。
【図７】図７は、光源の配置位置について説明する図である。
【図８】図８は、マイクロプレートリーダーのセッティング方法を説明する図である。
【図９】図９は、マイクロプレートリーダーのセッティング方法を説明する図である。
【図１０】図１０は、マイクロプレートリーダーのセッティング方法を説明する図である。
【図１１】図１１は、測定データを一括処理するための構成を示す図である。
【図１２】図１２は、マイクロプレートリーダーユニットの構成を示す図である。
【図１３】図１３は、マイクロプレートリーダーユニットの配置例である。
【図１４】図１４は、マイクロプレートリーダーユニットの別の例である。
【図１５】図１５は、９６ウェルのマイクロプレートの測定例である。
【図１６】図１６は、６ウェルのマイクロプレートの測定例である。
【図１７】図１７は、マイクロプレートの別の例を示す図である。
【図１８】図１８は、隣接する光源が放出する光の影響を説明する図である。
【図１９】図１９は、マイクロプレートリーダーの別の例を示す概略構成図である。
【図２０】図２０は、マイクロプレートリーダーの別の例を示す概略構成図である。
【図２１】図２１は、制限部材の一例であるアパーチャ板を示す図である。
【図２２】図２２は、制限部材の一例である突出部を示す図である。
【図２３Ａ】図２３Ａは、導光プレート部の製造工程例を示す図である。
【図２３Ｂ】図２３Ｂは、導光プレート部の製造工程例を示す図である。
【図２３Ｃ】図２３Ｃは、導光プレート部の製造工程例を示す図である。
【図２３Ｄ】図２３Ｄは、導光プレート部の不具合を示す図である。
【図２４Ａ】図２４Ａは、導光プレート部の別の製造工程例を示す図である。
【図２４Ｂ】図２４Ｂは、平坦部と柱状部材とからなる導光プレート部を示す図である。
【図２５Ａ】図２５Ａは、導光プレート部の別の製造工程例を示す図である。
【図２５Ｂ】図２５Ｂは、段差部を有する導光プレート部を示す図である。
【図２６】図２６は、スキャン式のマイクロプレートリーダーの一例である。
【図２７】図２７は、スキャン式のマイクロプレートリーダーの要部を示す図である。
【図２８】図２８は、スキャン式のマイクロプレートリーダーの別の例である。
【図２９Ａ】図２９Ａは、１回目の光測定時のマイクロプレートの位置を示す図である。
【図２９Ｂ】図２９Ｂは、２回目の光測定時のマイクロプレートの位置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第一の実施形態）
図１は、本実施形態におけるマイクロプレートリーダー１０の概略構成図である。また、図２は、マイクロプレートリーダー１０の主要部の構成を示す分解斜視図である。
マイクロプレートリーダー１０は、投光用基板１１ａと、測定用基板１１ｂと、複数の光源（投光部）１２ａと、複数の受光センサ（受光部）１２ｂと、導光プレート部（導光部）１３と、筐体１５と、電源部１６と、給電ケーブル１７ａ、１７ｂと、を備える。
【００２９】
投光用基板１１ａ、測定用基板１１ｂ、複数の光源１２ａ、複数の受光センサ１２ｂ、導光プレート部１３、電源部１６および給電ケーブル１７ａ、１７ｂは、上方に開口部を有する筐体１５内に配置され、固定されている。本実施形態におけるマイクロプレートリーダー１０は、図２に示すように、測定用基板１１ｂに複数の受光センサ１２ｂが設けられ、当該測定用基板１１ｂの上に導光プレート部１３が設けられ、筐体１５内における導光プレート部１３の上部にマイクロプレート２０が設置可能に構成されている。
また、本実施形態におけるマイクロプレートリーダー１０は、導光プレート部１３の上部に設置されたマイクロプレート２０の上方に、投光用基板１１ａが配置されるよう構成されている。投光用基板１１ａには複数の光源１２ａが設けられており、投光用基板１１ａは、光源１２ａがマイクロプレート２０に対向するように配置される。
【００３０】
（マイクロプレート）
マイクロプレート２０は、例えばアクリル、ポリエチレン、ポリスチレン、ガラス等からなる平板状の部材である。図２に示すように、マイクロプレート２０は、例えば長方形状の平板であり、表面に多数のウェル２１が設けられている。ウェル２１の形状は、例えば平底を有する円柱形状である。また、ウェル２１の数は、６個、２４個、９６個、３８４個、１５３６個等であり、容量は数μリットル〜数ｍリットルである。図２に示すマイクロプレート２０は、８×１２の９６ウェルのマイクロプレートである。
【００３１】
（投光部および受光部）
光源１２ａは、光を放出する投光部であり、投光用基板１１ａの一方の表面（下部表面）に配置される。受光センサ１２ｂは、光を受光する受光部であり、測定用基板１１ｂの一方の表面（上部表面）に配置される。光源１２ａは、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）であり、受光センサ１２ｂは、例えばＲＧＢカラーセンサである。光源１２ａは、例えばチップＬＥＤ（表面実装型ＬＥＤ）とすることができる。この場合、１つの光源１２ａは、複数の発光部（発光点）を有するチップＬＥＤを含む。
マイクロプレートリーダー１０は、光源１２ａおよび受光センサ１２ｂを、それぞれマイクロプレート２０のウェル２１と同じ数だけ備える。つまり、マイクロプレート２０の１つのウェル２１に対し、１つの光源１２ａおよび１つの受光センサ１２ｂが対応して設けられている。例えば図２に示すように、マイクロプレート２０のウェル２１が９６個ある場合、投光用基板１１ａには９６個の光源１２ａが設けられ、測定用基板１１ｂには９６個の受光センサ１２ｂが設けられる。
【００３２】
（投光用基板および測定用基板）
投光用基板１１ａは、光源１２ａが接続される光源用電源ラインを有する。複数の光源１２ａは、投光用基板１１ａに設けられた光源用電源ラインに接続され、光源用電源ラインから電力を得ている。投光用基板１１ａの光源用電源ラインには、電源部１６から給電ケーブル１７ａを介して電力が供給される。
同様に、測定用基板１１ｂは、受光センサ１２ｂが接続されるセンサ用電源ラインを有する。複数の受光センサ１２ｂは、測定用基板１１ｂに設けられたセンサ用電源ラインに接続され、センサ用電源ラインから電力を得ている。測定用基板１１ｂのセンサ用電源ラインには、電源部１６から給電ケーブル１７ｂを介して電力が供給される。
【００３３】
複数の光源１２ａは、例えば図３に示すように、光源用電源ラインに対し並列に接続されている。また、同様に複数の受光センサ１２ｂは、例えば図３に示すように、センサ用電源ラインに対し並列に接続されている。
光源１２ａおよび受光センサ１２ｂに接続される給電用の配線部は、それぞれ２つである。そのため、本実施形態のように投光部および受光部がそれぞれ９６個設けられる場合は、３８４個の配線が必要となる。このように膨大な配線をコンパクトにまとめるために、投光用基板１１ａおよび測定用基板１１ｂは、上記配線のパターン（給電回路）が形成されたプリント基板として構成される。なお、測定用基板１１ｂには、受光センサ１２ｂへの給電回路のみならず、センサ出力回路やセンサ出力の外部への通信回路等が設けられていてもよい。
【００３４】
（導光プレート部）
導光プレート部１３は、受光用導光路１３ａを備える。受光用導光路１３ａは、投光用基板１１ａに設けられた光源１２ａから放出され、マイクロプレート２０のウェル２１に入射し、後述するようにウェル２１に収容された試料３０等を通過して放出される光を受光センサ１２ｂに導光する。
導光プレート部１３は、受光用導光路１３ａを、マイクロプレート２０のウェル２１と同じ数だけ備える。つまり、マイクロプレート２０の１つのウェル２１に対し、１つの受光用導光路１３ａが対応して設けられる。例えば図２に示すように、マイクロプレート２０のウェル２１が９６個ある場合、導光プレート部１３は、９６個の受光用導光路１３ａを備える。
【００３５】
受光用導光路１３ａは、導光プレート１３上にマイクロプレート２０が載置された場合に、受光用導光路１３ａの光入射端が、マイクロプレート２０のウェル２１の底面に対応する位置に配置されるように、導光プレート部１３に設けられている。すなわち、図示を省略した位置決め手段により、マイクロプレート２０は、各ウェル２１の底面が、受光用導光路１３ａの光入射端に対向する位置に位置決めされる。また、受光用導光路１３ａは、当該受光用導光路１３ａの光出射端が、測定用基板１１ｂに設けられた受光センサ１２ｂに対応する位置に配置されるように、導光プレート部１３に設けられている。
また、光源１２ａは、上記のように位置決めされたマイクロプレート２０の上方に投光用基板１１ａが設置された場合に、マイクロプレート２０の各ウェル２１に対応する位置に配置されるように、投光用基板１１ａに設けられている。
【００３６】
測定用基板１１ｂ上に導光プレート部１３が配置され、導光プレート部１３上にマイクロプレート２０が配置され、マイクロプレート２０上に投光用基板１１ａが配置された状態では、光源１２ａ、受光用導光路１３ａの光入射端、受光用導光路１３ａの光出射端および受光センサ１２ｂは、鉛直方向に一列に配置される。そのため、例えば、３８４ウェルのマイクロプレートのようにウェル自体が小型である場合であっても、投光部、受光部および導光部を、各ウェル２１にそれぞれ対応させて配置することができ、適切な光測定が可能である。
なお、光源１２ａ、受光用導光路１３ａの光入射端、受光用導光路１３ａの光出射端および受光センサ１２ｂの配置は、厳密に鉛直方向に一列である必要はなく、光源１２ａから放出され、マイクロプレート２０のウェル２１に収容された試料３０等を通過して放出される光が、受光センサ１２ｂに到達可能な配置であればよい。
【００３７】
受光用導光路１３ａは、光源１２ａから放出され、マイクロプレート２０のウェル２１に収容された試料３０等を通過して放出される光に対して透明な樹脂（例えば、シリコーン樹脂）により構成される。また、受光用導光路１３ａは、顔料含有樹脂からなる包囲部材１３ｂにより包囲されている。ここで、顔料含有樹脂は、光透過特性を有する樹脂（例えば、シリコーン樹脂）に、迷光を吸収する特性を有する顔料を含有したものである。上記顔料は、例えば、黒色顔料であるカーボンブラック等を採用することができる。
【００３８】
本実施形態では、受光用導光路１３ａを構成する透明な樹脂と、顔料含有樹脂を構成する光透過性を有する樹脂との材質を同じにする。これにより、両樹脂の界面での反射および散乱が抑制される。また、顔料含有樹脂に入射した迷光は、その顔料含有樹脂で吸収され、受光用導光路１３ａにほとんど戻らず、迷光の複雑な多重反射がほとんど発生しない。
図４に示すように、受光用導光路１３ａに侵入する外光等のノイズ光Ｌ１１のうち、受光用導光路１３ａの光軸と同方向に進む成分は非常に少なく、大部分は、受光用導光路１３ａと顔料含有樹脂からなる包囲部材１３ｂとの界面から顔料含有樹脂へと入射し、顔料により吸収される。このとき、上記界面での反射は、受光用導光路１３ａを構成する透明な樹脂と、包囲部材１３ｂを構成する顔料含有樹脂との材質を同じとすることにより、発生しない。
【００３９】
なお、顔料に入射する外光やその散乱光は、当該顔料によりほぼ吸収されるが、わずかながら顔料表面で散乱される。しかしながら、その散乱光は、再度顔料含有樹脂からなる包囲部材１３ｂへと入射する場合が多く、顔料含有樹脂の顔料により吸収されることになる。
したがって、図４に示すように、受光用導光路１３ａから取り出される光の大部分は、受光用導光路１３ａの光軸に沿った直進光Ｌ１となる。
【００４０】
ところで、受光用導光路１３ａの断面積や光路長の設定によっては、顔料表面によりわずかながら散乱される散乱光の一部が、受光用導光路１３ａの光出射端から放出される場合がある。そのため、受光用導光路１３ａの断面積や光路長を適宜設定し、その強度を測定に影響しない程度にまで減衰することが好ましい。
受光用導光路１３ａの光入射端の面積が大きくなると、受光用導光路１３ａへ入射する光量は大きくなる。よって、当該光入射端の面積が大きくなると、受光用導光路１３ａを進む直進光の強度も、受光用導光路１３ａの光入射端で散乱して光出射端へと散乱光として到達する外光の強度も大きくなる。
【００４１】
本発明者らは、受光用導光路１３ａの光入射端の面積に対する直進光の強度依存性、および外光の強度依存性を調査した。その結果、受光用導光路１３ａの直径の増加に対する外光の強度の増加量は、測定光の強度の増加量よりも大きいことがわかった。
つまり、受光用導光路１３ａの光入射端の面積が狭いほど、Ｓ／Ｎ比が向上することがわかった。具体的には、光入射端から光出射端までの距離（Ｌ）に対する、受光用導光路１３ａの光入射端の面積（Ａ）の平方根の比（√Ａ／Ｌ）が、０．４以下であると、Ｓ／Ｎ比が十分に高い光測定が可能となることがわかった。
したがって、受光用導光路１３ａの断面積や光路長は、上記の条件を満たすように設定することが好ましい。これにより、散乱光の光測定への悪影響を適切に抑制することができる。
【００４２】
（投光用基板における光源の配置）
上述したように、マイクロプレート２０の１つのウェル２１には、１つの光源１２ａおよび１つの受光センサ１２ｂが対応して配置される。すなわち、１つの光源１２ａから放出される光が、マイクロプレート２０のウェル２１が収容する試料３０に照射され、試料３０とウェル２１とを通過して受光用導光路１３ａに入射し、当該受光用導光路１３ａから放出される光が１つの受光センサ１２ｂによりセンシングされる。
この１つの光源１２ａに隣接する他の光源１２ａから放出される光の一部が、試料３０およびウェル２１を通過して受光用導光路１３ａに外光として入射した場合であっても、その光の殆どは、図４に示すように、受光用導光路１３ａと顔料含有樹脂からなる包囲部材１３ｂとの界面から顔料含有樹脂へと入射し、顔料により吸収される。
【００４３】
しかしながら、図５に示すように、受光用導光路１３ａの縦断面と導光プレート部１３の光出射側の面とが交差する点をａ、ｂとし、受光用導光路１３ａの縦断面と導光プレート部１３の光入射側の面とが交差する点をｃ、ｄとするとき、例えば、線分ａｄを通過する外光や、線分ｂｃを通過する外光は、受光用導光路１３ａと包囲部材１３ｂとの界面に入射することなく、受光用導光路１３ａの外部へ放出される。
【００４４】
すなわち、図５に示すように、複数の光源１２ａの発光部が配置される発光面１２ｃと受光用導光路１３ａの光軸Ｌｃとが交わる点をｏ、線分ａｄの延長線と発光面１２ｃとが交わる点をｑ、線分ｂｃの延長線と発光面１２ｃとが交わる点をｐとするとき、発光面１２ｃにおいて、中心ｏ、直径ｐｑの円領域から放出される光の少なくとも一部は、受光用導光路１３ａと包囲部材１３ｂとの界面に入射することなく、受光用導光路１３ａの光出射端から外部に放出される可能性がある。つまり、このような光は、顔料含有樹脂からなる包囲部材１３ｂに入射しないため、当該顔料による吸収も行われない。
【００４５】
例えば、図６に示すように、中心ｏ、直径ｐｑの円領域に、２つの光源１２ａの発光部が配置されている場合、これら２つの光源１２ａから放出される光の少なくとも一部が、それぞれ顔料含有樹脂からなる包囲部材１３ｂに入射することなく１つの受光センサ１２ｂに到達してしまう。この場合、上記２つの光源１２ａのうち、一方の光源１２ａから放出されて上記１つの受光センサ１２ｂに到達する光は、外光（ノイズ光）となる。そのため、結果として光測定精度が低くなってしまう。
【００４６】
詳細を図７に示す。受光用導光路１３ａを円筒形状と仮定し、発光面１２ｃから受光用導光路１３ａの光出射面（線分ａｂ）までの距離をＬａ、受光用導光路１３ａの光路長をＬｂ、受光用導光路１３ａの直径をｄとすると、中心ｏ、直径ｐｑの円領域の半径ｒは、次式により表すことができる。
ｒ＝ｄ（Ｌａ／Ｌｂ−１／２）  ………（１）
つまり、発光面１２ｃにおいて、中心ｏ、半径ｒの円領域内に光源１２ａの発光部が１つのみ存在するように、各光源１２ａを投光用基板１１ａに配置すれば、隣接する他の光源１２ａからの光が外光として直接受光センサ１２ｂに到達することはなくなる。
【００４７】
そこで、本実施形態では、受光用導光路１３ａの形状を考慮し、各光源１２ａの発光部が上記円領域内に１つのみ存在するように、各光源１２ａの配置を規定する。これにより、隣接する他の光源１２ａからの光が、受光用導光路１３ａを包囲する顔料含有樹脂によって吸収されずに外光として直接受光センサ１２ｂに到達することを防止することができる。そのため、例えば、３８４ウェルのマイクロプレートのようにウェル自体が小型であり、各ウェルに対応させて複数の光源１２ａを近接させて配置する必要がある場合であっても、隣接する他の光源１２ａからの光が測定結果に悪影響を及ぼすことを防止し、測定誤差を適切に低減することができる。
なお、各ウェル２１の中心と各受光用導光路１３ａの光軸Ｌｃとが一致する場合、各ウェル２１のピッチをＰとすると、Ｐ＞２ｒである方が好ましい。この場合、各受光用導光路１３ａにそれぞれ対応する上記円領域が重複することがなくなる。そのため、マイクロプレート２０のウェル２１のピッチＰを考慮して、上記円領域に光源１２ａの発光部分が１つのみ存在するように配置することが好ましい。
【００４８】
次に、本実施形態におけるマイクロプレートリーダー１０のセッティング方法について説明する。
図８に示すように、筐体１５内部に測定用基板１１ｂ、複数の受光センサ１２ｂ、導光プレート部１３、電源部１６および給電ケーブル１７ｂが固定された状態のマイクロプレートリーダー１０に対して、作業者は、図９に示すように、各ウェル２１に試料３０が収容されたマイクロプレート２０を設置する。このとき、マイクロプレート２０は、導光プレート部１３上に載置される。また、このときマイクロプレート２０は、各ウェル２１の底面が、受光用導光路１３ａの光入射端に１つずつ対向する位置に配置するように、位置決めされる。
【００４９】
次に、図１０に示すように、作業者は、マイクロプレート２０の上方に投光用基板１１ａを設置する。このとき、作業者は、投光用基板１１ａ上の複数の光源１２ａが、それぞれ１個ずつマイクロプレート２０の各ウェル２１に対応した位置に配置されるように、投光用基板１１ａをマイクロプレート２０の上方に設置する。ここで、投光用基板１１ａ上の複数の光源１２ａは、当該投光用基板１１ａをマイクロプレート２０の上方に位置合わせしたときに、マイクロプレート２０の各ウェル２１に対応した位置に配置されるように、予め隣接する光源１２ａとの間の距離が設定されている。具体的には、各光源１２ａは、上述した中心ｏ、半径ｒの円領域内に光源１２ａの発光部が１つのみ配置されるように、隣接する光源１２ａとの間の距離が設定されている。なお、投光用基板１１ａは、不図示の位置決め部材により上下方向に位置決めがなされるようにしてもよい。
【００５０】
作業者は、投光用基板１１ａをマイクロプレート２０の上方に設置した後、投光用基板１１ａと電源部１６とを給電ケーブル１７ａにより接続する。その後、作業者は、不図示の電源スイッチ等を操作して、電源部１６から給電ケーブル１７ａ、１７ｂを介して各光源１２ａおよび各受光センサ１２ｂへ電力を供給する。これにより、各光源１２ａから光が放出される。
【００５１】
各光源１２ａから放出された光は、マイクロプレート２０の各ウェル２１に収容された試料３０を通過する。各ウェル２１を通過した光は、導光プレート部１３の各受光用導光路１３ａを通過して受光センサ１２ｂによって受光される。このようにして、試料３０の光学特性（例えば、吸光特性）が測定される。
受光センサ１２ｂによる測定結果は、光強度情報として、不図示のデータ通信部を介して外部装置に送信可能であってもよい。この場合、外部装置は、上記の光強度情報をもとに、試料３０の光学特性を測定する。
【００５２】
以上説明したように、本実施形態におけるマイクロプレートリーダー１０は、水平配置されるマイクロプレート２０の上方に配置され、マイクロプレート２０の１つのウェル２１に対応した投光部としての光源１２ａと、水平配置されるマイクロプレート２０の下方に配置され、マイクロプレート２０の１つのウェル２１に対応した受光部としての受光センサ１２ｂとからなる組を、マイクロプレート２０のウェル２１の数だけ有する。また、マイクロプレートリーダー１０は、受光センサ１２ｂとマイクロプレート２０との間に配置され、光源１２ａから放出されウェル２１に収容された試料３０を通過した光を受光センサ１２ｂへ導光する受光用導光路１３ａと、受光用導光路１３ａを顔料含有樹脂により包囲する包囲部材１３ｂと、を有する導光プレート部１３を備える。さらに、マイクロプレートリーダー１０は、１つの受光用導光路１３ａを通過して受光センサ１２ｂに到達する光は、１つの光源１２ａから放出された光であるように構成されている。
【００５３】
このように、本実施形態におけるマイクロプレートリーダー１０によれば、マイクロプレート２０の各ウェル２１全てに対応して、当該ウェル２１に収容される試料３０に光を照射するための光源１２ａと、当該試料３０から放出される光を計測する受光センサ１２ｂが設けられている。
従来、マイクロプレート２０の各ウェル２１全てに対応して光源および受光センサを設けるという発想はなく、１回の光測定毎に都度、マイクロプレート２０を走査させ、複数回の測定によって全てのウェル２１の光測定を行っていた。そのため、全てのウェル２１の光測定には時間を要していた。
本実施形態では、従来のように１回の光測定毎にマイクロプレート２０を走査させることなく、１回の測定でマイクロプレート２０の各ウェル２１に収容される試料３０の全ての光測定をほぼ同時に行うことが可能である。したがって、測定時間を短縮することができる。また、マイクロプレート２０を走査させるための複雑な駆動機構等が不要であるため、装置サイズを小さくすることが可能である。
【００５４】
また、導光プレート部１３は、透明な樹脂（シリコーン樹脂）により構成される受光用導光路１３ａを、外光や散乱光を吸収可能な顔料含有樹脂からなる包囲部材１３ｂにより包囲した構成を有する。したがって、上記外光や散乱光からのノイズ光（迷光）の影響を抑制することが可能である。
特に、上記透明な樹脂と、顔料含有樹脂との材質を同じにすることにより、両樹脂の界面での反射や散乱を適切に抑制することができる。つまり、顔料含有樹脂に入射した迷光は当該顔料含有樹脂により吸収され導光路に殆ど戻らず、迷光の複雑な多重反射がほとんど発生しない。また、受光用導光路１３ａの断面積や光路長を適宜設定することにより、外光の影響を著しく抑制することもできる。
【００５５】
すなわち、装置内部に外光が進入したとしても、導光プレート部１３における受光用導光路１３ａにおいて、外光の影響は著しく減衰される。よって、マイクロプレートリーダー内部の光学系に対して厳密にノイズ光対策を行う必要がなく、また、そのノイズ光対策のために装置自体が大がかりになることもない。
以上のようなシリコーン樹脂を用いたモノリシックな光学系の技術を、ＳＯＴ（Silicone Optical Technologies）と呼称する。本実施形態では、ＳＯＴ構造をマイクロプレートリーダーの光学系に採用することにより、外光（ノイズ光）の影響をほぼ無視することが可能となり、装置の小型化と高精度な光測定とが実現されたマイクロプレートリーダーとすることができる。
【００５６】
また、マイクロプレートリーダー１０は、マイクロプレート２０を配置する筐体１５を備える。筐体１５は、例えば遮光性や断熱性を有する材料により構成することもできる。この場合、マイクロプレート２０の側面から入射する外光の影響や温度の影響を抑制することができる。したがって、マイクロプレート２０の端部に位置するウェル２１の測定データの信頼性を確保することができる。
【００５７】
さらに、光源１２ａは、発光面１２ｃにおいて、図７に示す点ｏを中心とし、上記（１）式により定義される半径ｒの円領域内に１つのみ存在するように配置されている。つまり、１つの受光センサ１２ｂに直接光を入射可能な領域内には、１つの光源１２ａしか配置されないようにしている。このように、受光用導光路１３ａの形状をもとに光源１２ａの配置位置を規定することで、１つの受光センサ１２ｂに複数の光源１２ａから放出された光が入射されることを防止している。つまり、１つの受光用導光路１３ａを通過して受光センサ１２ｂに到達する光が、１つの光源１２ａから放出された光となるようにしている。
したがって、例えば、３８４ウェルのマイクロプレートのようにウェル自体が小型であり、ウェルの中心間距離が短く（例えば４．５ｍｍ）、各ウェルに対応させて複数の光源１２ａを近接させて配置する必要がある場合であっても、迷光の影響を抑制して適切な光測定が可能である。
【００５８】
以上のように、本実施形態におけるマイクロプレートリーダー１０は、ＰＯＣＴ検査等の分野において携帯可能な程度に小型化され、マイクロプレート２０の各ウェル２１に収容された試料３０全ての光測定を短時間で高精度に行うことができる。
【００５９】
なお、本実施形態におけるマイクロプレートリーダー１０は、上述したように、マイクロプレート２０の各ウェル２１全てに対して、ほぼ同時に測定データを取得することが可能である。しかしながら、測定データの処理は、必ずしも同時に行うわけではなく、例えば、１回のデータ処理は８つのウェルに対して行い、これを１２回行う場合もある。この場合、データ処理時間がある程度かかってしまう。
【００６０】
そこで、マイクロプレートリーダー１０は、各ウェル２１に対応する測定データを、一括して同時に処理することが可能な構造であってもよい。
この場合、図１１に示すように、マイクロプレートリーダー１０は、各ウェル２１に収容される試料３０から放出され、受光用導光路１３ａによって導光される光を、光ファイバ５１で受光する構造であってもよい。つまり、受光部として、受光センサ１２ｂの代わりに光ファイバ５１の先端（入射端）５１ａを配置するようにしてもよい。
【００６１】
各ウェル２１に対応した受光用導光路１３ａを通過した光を受光する各光ファイバ５１は、光出射端側で束ねることができる。この場合、各光ファイバ５１を束ねた光ファイバ束から出射される光は、画像センサ５２により取り込むことができる。画像センサ５２により取り込まれた画像データは、マイクロプレート２０の全ウェル２１に対応した光測定データであり、当該画像データを演算処理することにより、全ウェル２１に対応した光測定データを一括して同時にデータ処理することが可能となる。
【００６２】
なお、本実施形態においては、マイクロプレートリーダー１０は、受光センサ１２ｂからなる受光部の上に導光プレート部１３を配置し、導光プレート部１３の上にマイクロプレート２０を配置し、マイクロプレート２０の上に光源１２ａを配置する構造である場合について説明した。つまり、上述したマイクロプレートリーダー１０は、マイクロプレート２０のウェル２１の上方から光を照射し、ウェル２１を通過した光をウェル２１の底面側で受光する構造である。
しかしながら、マイクロプレート２０のウェル２１の下方から光を照射し、ウェル２１を通過した光をウェル２１の上方で受光する構造であってもよい。
【００６３】
（第二の実施形態）
次に、本発明における第二の実施形態について説明する。
上述した第一の実施形態では、所定のウェル数（９６ウェル）のマイクロプレートに対応したマイクロプレートリーダーについて説明した。第二の実施形態では、ウェル数が異なるマイクロプレートに対応したマイクロプレートリーダーについて説明する。
例えば、マイクロプレートを用いて細胞培養を行い、培養した細胞に対する光測定を行う場合、ウェル数の少ない（例えば、６ウェル）マイクロプレートが使用される。このような異なる種類のマイクロプレートに対応するために、本実施形態では、１つのウェルのみに対応した単位ユニット（マイクロプレートリーダーユニット）を用いる。
【００６４】
図１２は、マイクロプレートリーダーユニット１８の構成例を示す図である。
この図１２に示すように、マイクロプレートリーダーユニット１８は、単位光源ユニット部１８１と、単位導光ユニット部１８２と、を備える。単位光源ユニット部１８１は、光源１８１ａと、光源１８１ａが設けられた保持用基板１８１ｂと、光源用コネクタ部１８１ｃと、を備える。単位導光ユニット部１８２は、受光センサ１８２ａと、受光用導光路１８２ｂと、包囲部材１８２ｃと、を備える。
ここで、光源１８１ａおよび受光センサ１８２ａは、上述した第一の実施形態における光源１２ａおよび受光センサ１２ｂと同様である。また、受光用導光路１８２ｂおよび包囲部材１８２ｃは、上述した第一の実施形態における導光プレート部１３を構成する受光用導光路１３ａおよび包囲部材１３ｂと同様である。
【００６５】
単位光源ユニット部１８１において、光源１８１ａと光源用コネクタ１８１ｃとは、例えば保持用基板１８１ｂを挟んで略同一軸上に設けられ、両者は電気的に接続されている。また、この単位光源ユニット部１８１は、投光用基板１１１ａに対して着脱可能に構成されている。
投光用基板１１１ａは、上述した第一の実施形態における投光用基板１２ａと同様の基板の表面に、単位光源ユニット部１８１の光源用コネクタ部１８１ｃと電気的に接続可能な光源用コネクタ部１１２ａを備えた構成を有する。投光用基板１１１ａの基板の表面には給電回路が形成されており、光源用コネクタ部１１２ａは、当該給電回路に電気的に接続されている。そのため、投光用基板１１１ａの光源用コネクタ部１１２ａに単位光源ユニット部１８１の光源用コネクタ部１８１ｃが装着されると、光源１８１ａは、光源用コネクタ部１８１ｃを介して光源用コネクタ部１１２ａと電気的に接続される。
【００６６】
また、単位導光ユニット部１８２は、測定用基板１１１ｂに対して着脱可能に構成されている。
測定用基板１１１ｂは、上述した第一の実施形態における測定用基板１１ｂと同様の基板の表面に、単位導光ユニット部１８２の受光センサ１８２ａと電気的に接続可能なセンサ用コネクタ部１１２ｂを備えた構成を有する。投光用基板１１１ａの基板の表面には給電回路が形成されており、センサ用コネクタ部１１２ｂは、当該給電回路に電気的に接続されている。
【００６７】
投光用基板１１１ａおよび測定用基板１１１ｂは、マイクロプレートとある一定の位置関係となるように、位置合わせされて設置される。
この三者の位置合わせ状態において、光源用コネクタ部１１２ａおよびセンサ用コネクタ部１１２ｂは、例えば９６ウェルのマイクロプレートの各ウェルに対応するよう、投光用基板１１１ａ上および測定用基板１１１ｂ上にそれぞれ９６個ずつ設けられている。
具体的には、光源用コネクタ部１１２ａは、投光用基板１１１ａにおいて、例えば図２に示す光源１２ａに対応する位置に設けられている。また、センサ用コネクタ部１１２ｂは、測定用基板１１１ｂにおいて、例えば図２に示す受光センサ１２ｂに対応する位置に設けられている。
【００６８】
単位光源ユニット部１８１および単位導光ユニット部１８２からなるマイクロプレートリーダーユニット１８は、９６ウェルのマイクロプレートの１つのウェルに相当する大きさを有する。単位光源ユニット部１８１は、投光用基板１１１ａ上に、９６ウェルのマイクロプレートの各ウェルにそれぞれ対応して最大９６個装着可能である。同様に、単位導光ユニット部１８２は、測定用基板１１１ｂ上に、９６ウェルのマイクロプレートの各ウェルにそれぞれ対応して最大９６個装着可能である。
投光用基板１１１ａ上の９６個の光源用コネクタ部１１２ａに９６個の単位光源ユニット部１８１をそれぞれ装着すると、光源１８１ａ、光源用コネクタ部１８１ｃおよび光源用コネクタ部１１２ａは略同一軸上に配置され、光源１８１ａは、マイクロプレートの９６個の各ウェル２１に対応する位置にそれぞれ配置される。同様に、測定用基板１１１ｂ上の９６個のセンサ用コネクタ部１１２ｂに９６個の単位導光ユニット部１８２をそれぞれ装着すると、受光センサ１８２ａは、マイクロプレートの９６個の各ウェル２１に対応する位置にそれぞれ配置される。
【００６９】
図１３は、本実施形態におけるマイクロプレートリーダー１０Ａの一例を示す図であり、マイクロプレートリーダーユニット１８のうち、単位光源ユニット部１８１を投光用基板１１１ａ上に複数隣接させて装着するとともに、単位導光ユニット部１８２を測定用基板１１１ｂ上に複数隣接させて装着した場合の図である。この図１３に示すように、複数のマイクロプレートリーダーユニット１８を投光用基板１１１ａおよび測定用基板１１１ｂに接続した構造は、図１に示す第一の実施形態におけるマイクロプレートリーダー１０の一部（投光用基板１１ａ、光源１２ａ、測定用基板１１ｂ、受光センサ１２ｂおよび導光プレート部１３）と同様の構造となる。
したがって、９６組のマイクロプレートリーダーユニット１８を投光用基板１１１ａおよび測定用基板１１１ｂに接続したマイクロプレートリーダー１０Ａは、図１に示す第一の実施形態におけるマイクロプレートリーダー１０と同様の構造となる。
【００７０】
なお、図１２および図１３では、マイクロプレートリーダーユニット１８が、１つのウェル２１のみに対応した単位ユニットである例を示したが、これに限るものではなく、マイクロプレートリーダーユニット１８は、複数のウェル２１に対応した単位ユニットでもよい。また、マイクロプレートリーダーユニット１８を構成する単位光源ユニット部１８１および単位導光ユニット部１８２の少なくとも一方が、複数のウェル２１に対応していてもよい。例えば、単位導光ユニット部１８２を８つのウェル２１に対応する単位ユニットとし、９６ウェルのマイクロプレート２０に対し、１２個の単位導光ユニット部１８２を用いるようにしてもよい。
図１４は、単位光源ユニット部１８１が１つのウェル２１のみに対応しており、単位導光ユニット部１８２が複数のウェル２１に対応している例を示している。
【００７１】
本実施形態におけるマイクロプレートリーダー１０Ａは、光測定に使用するマイクロプレート２０のウェル２１の数および位置に応じて、マイクロプレートリーダーユニット１８が適宜配置されてなるものである。
例えば９６ウェルのマイクロプレート２０を使用する場合、図１５に示すように、９６組のマイクロプレートリーダーユニット１８が、９６個の各ウェル２１にそれぞれ対応させた位置に配置される。これら９６組のマイクロプレートリーダーユニット１８のうち、単位光源ユニット部１８１は、投光用基板１１１ａに形成された配線６０ａに接続され、電力が供給可能に構成される。同様に、単位導光ユニット部１８２は、測定用基板１１１ｂに形成された配線６０ｂに接続され、電力が供給可能に構成される。ここで、配線６０ａ、６０ｂの接続方式は、マルチドロップ接続やデイジーチェーン接続を用いることができる。
【００７２】
一方、６ウェルのマイクロプレート２０を使用する場合、図１６に示すように、６組のマイクロプレートリーダーユニット１８が、６個の各ウェル２１にそれぞれ対応させた位置に配置される。この場合にも、これら６組のマイクロプレートリーダーユニット１８のうち、単位光源ユニット部１８１は、投光用基板１１１ａに形成された配線６０ａに接続され、電力が供給可能に構成される。同様に、単位導光ユニット部１８２は、測定用基板１１１ｂに形成された配線６０ｂに接続され、電力が供給可能に構成される。
なお、図１６では、１つのウェル２１に対して１組のマイクロプレートリーダーユニット１８を配置する場合について説明したが、１つのウェル２１に対して複数組のマイクロプレートリーダーユニット１８を配置してもよい。この場合、１つのウェル２１に対応する複数組のマイクロプレートリーダーユニット１８の測定データの統計を、当該１つのウェル２１に対する測定データとして採用してもよい。
【００７３】
以上説明したように、本実施形態におけるマイクロプレートリーダーユニット１０Ａは、マイクロプレート２０のウェル２１の数および位置に応じて、マイクロプレートリーダーユニット１８を投光用基板１１１ａおよび測定用基板１１１ｂ上の必要な位置に必要な数だけ配置する構成を有する。したがって、異なるウェル数のマイクロプレート２０に対応したマイクロプレートリーダーとすることができる。
【００７４】
なお、本実施形態においては、マイクロプレートリーダーユニット１８は、投光部と受光部と導光プレート部とを備える場合について説明したが、投光部を構成する光源１８１ａおよび受光部を構成する受光センサ１８２ａにそれぞれ接続された配線を有する基板までを含むようにしてもよい。この場合、マイクロプレート２０のウェル２１の数および位置に対応させてマイクロプレートリーダーユニット１８を配置した際に、当該ユニットを構成する上記基板が、電源部に接続された給電ケーブルに接続可能な構成であればよい。
【００７５】
（変形例）
上記各実施形態において、受光用導光路（１３ａ、１８２ｂ）を透明な樹脂により構成する場合について説明したが、これら受光用導光路は空洞であってもよい。その場合、受光用導光路とそれを包囲する顔料含有樹脂からなる包囲部材（１３ｂ、１８２ｃ）との界面における迷光反射の抑制効果は得られないものの、顔料含有樹脂に入射した迷光は当該顔料含有樹脂によって吸収されるので、迷光の複雑な多重反射はある程度抑制される。
【００７６】
また、上記各実施形態において、マイクロプレート２０のウェル底面が平板形状である場合について説明した。ウェル底面が平板形状の場合、導光プレート部１３との接触性が良いため好ましいが、ウェル底面の形状は、必ずしも平板形状でなくてもよい。
例えば図１７に示すように、マイクロプレート２０のウェル２２の底面の形状が球面であってもよい。この場合、受光用導光路１３ａの光入射端とウェル２２の底面との間には、僅かな間隙が形成されるため、外光が入射するおそれがある。しかしながら、受光用導光路１３ａの断面積および光路長を適宜設定することにより、外光の強度は測定結果に影響しない程度にまで減衰させることが可能である。
【００７７】
さらに、上記各実施形態においては、投光部（光源）と受光部（受光センサ）とを１組ずつ個別に駆動可能な構成であってもよい。この場合、マイクロプレートのウェル数および位置に応じて、必要な数および位置の投光部と受光部とを選択的に駆動することもできる。これにより、ウェル数の異なるマイクロプレートに対応したマイクロプレートリーダーとすることができる。
また、上記各実施形態においては、投光部（光源）数、受光部（受光センサ）数とウェル数とは必ずしも一致する必要はなく、投光部数および受光部数よりも少ないウェル数のマイクロプレートを配置することもできる。
また、上記各実施形態においては、必ずしもマイクロプレートを水平配置して、その鉛直方向に投光部と受光部とを配置することに限られるものではなく、例えばマイクロプレートを垂直配置したり、マイクロプレートの斜め方向に投光部と受光部とを配置したりするなど、ウェルに収容されている試料が光測定できる範囲内で適宜変形可能である。
【００７８】
さらに、上記各実施形態においては、光源としてチップＬＥＤを用いる場合について説明したが、光源は、例えば汎用ＬＥＤ（レンズ付きＬＥＤ）であってもよい。
図１８は、汎用ＬＥＤである光源１２ｄを備えるマイクロプレートリーダー１０Ｂの概略構成図である。なお、図１８において、図１に示すマイクロプレートリーダー１０と同一構成を有する部分には、図１と同一符号を付している。
【００７９】
汎用ＬＥＤは、チップＬＥＤと比較して大型のＬＥＤである。そのため、例えば図１８の矢印Ｌ１２で示すように、１つの光源（一番左の光源）１２ｄからの光が、隣接する光源（左から２番目の光源）１２ｄに対応するウェル２１に入射しやすい。また、例えば矢印Ｌ１３で示すように、１つの光源（一番左の光源）１２ｄからの光が、隣接する光源（左から２番目の光源）１２ｄの表面に到達して反射され、結果として隣接する光源（左から２番目の光源）１２ｄに対応するウェル２１に入射する場合もある。このように、隣接する光源１２ｄからの光が迷光として受光用導光路１３ａに入射し、測定結果に悪影響を及ぼすおそれがある。
【００８０】
そこで、光源として汎用ＬＥＤを用いる場合、図１９に示すように、互いに隣接する光源１２ｄの間に遮蔽部材１９ａを配置してもよい。この遮蔽部材１９ａは、１つの光源１２ｄに隣接する光源１２ｄから放出された光が、当該１つの光源１２ｄに対応する受光用導光路１３ａに入射することを制限するための制限部材である。
遮蔽部材１９ａは、光源１２ｄからの光を遮蔽する材料により構成する。例えば、遮蔽部材１９ａは、光を吸収する特性を有する顔料を含有する顔料含有樹脂により構成することもできる。ここで、遮蔽部材１９ａの配置位置や形状（長さ、厚さ）は、１つの光源１２ｄから放出される光が、他の光源１２ｄに対応するウェル２１、ひいては受光用導光路１３ａに入射しないように適宜設定する。
【００８１】
また、図２０に示すように、マイクロプレート２０と受光センサ１２ｂとの間に配置されている導光プレート部１３と同様の構成を有する導光プレート部１９ｂを、光源１２ａとマイクロプレート２０との間に配置してもよい。
導光プレート部１９ｂは、複数の光源１２ｄにそれぞれ対応する投光用導光路１９１を備える。投光用導光路１９１は、光源１２ａから放出される光に対して透明な樹脂（例えば、シリコーン樹脂）により構成される。また、投光用導光路１９１は、顔料含有樹脂からなる包囲部材１９２により包囲されている。この場合、顔料含有樹脂からなる包囲部材１９２が、互いに隣接する光源１２ｄの間に配置され、１つの光源１２ｄに隣接する光源１２ｄから放出された光が、上記１つの光源１２ｄに対応する受光用導光路１３ａに入射することを制限ための制限部材として機能する。
【００８２】
このように、互いに隣接する光源１２ｄの間に制限部材を配置することで、１つの光源１２ｄから放出される光が、他の光源１２ｄに対応するウェル２１に直接入射したり、他の光源１２ｄの表面に反射されて当該他の光源１２ｄに対応するウェル２１に入射したりすることを防止することができる。特に、制限部材として顔料含有樹脂を用いることで、１つの光源１２ｄから他のウェル２１や他の光源１２ｄに向かう光を適切に吸収させることができる。その結果、各光源１２ｄからの光は、ほぼ直進光として対応する各ウェル２１に収容される試料３０に入射することができる。
【００８３】
なお、上記制限部材は、図２１に示すように、受光用導光路１３ａの光源側に配置され、受光用導光路１３ａへの光の入射範囲を制限する開口部１３ｃを有するアパーチャ板１３ｄであってもよい。ここで、開口部１３ｃは、受光用導光路１３ａの光入射端の開口よりも小さい開口部を有する。このように、アパーチャ板１３ｄを配置することで、受光用導光路１３ａに入射する光の角度成分を制限することができる。また、この場合、アパーチャ板１３ｄの開口部１３ｃの大きさを適宜設定することで、受光用導光路１３ａへの光の入射範囲を容易に調整することができる。したがって、迷光が測定結果に及ぼす悪影響を適切に抑制することができる。
【００８４】
また、上記制限部材は、図２２に示すように、受光用導光路１３ａの内壁に設けられ、受光用導光路１３ａの幅を制限する突出部１３ｅであってもよい。このように、受光用導光路１３ａの内壁に突出部１３ｅを設けることで、受光用導光路１３ａに入射する光、もしくは受光用導光路１３ａから出射する光を適切に制限することができる。また、この場合、突出部１３ｅの大きさを適宜設定することで、受光用導光路１３ａの幅を容易に調整することができる。したがって、迷光が測定結果に及ぼす悪影響を適切に抑制することができる。
なお、図２２は、突出部１３ｅを受光用導光路１３ａの光源側端部に設けた例を示しているが、突出部１３ｅを設ける位置は図２２に示す位置に限定されない。
【００８５】
なお、前記した導光プレート部１３を、透明な樹脂（シリコーン樹脂）からなる受光用導光路１３ａと、この受光用導光路１３ａを外光や散乱光を吸収可能な顔料含有樹脂からなる包囲部材１３ｂにより包囲する構成とする場合、当該導光プレート部１３は例えば以下の手順で製造される。
図２３Ａに示すように、まず受光用導光路が後に形成される導光路用空洞部１３ｆが設けられた顔料含有樹脂からなる包囲部材を成形する。
次に、図２３Ｂに示すように、この包囲部材１３ｆを定盤４０上に設置して前記した導光路用空洞部１３ｆに液体状の透明樹脂１３ｇを注入する。この透明樹脂１３ｇを固化することで、図２３Ｃに示すように、透明な樹脂からなる受光用導光路１３ａと、顔料含有樹脂からなり前記受光用導光路１３ａを包囲する包囲部材１３ｂとからなる導光プレート部１３が得られる。
【００８６】
発明者らがこのような手順で導光プレート部１３を製作したところ、以下のような不具合が発生することが判明した。すなわち、前記した導光路用空洞１３ｆに透明樹脂１３ｇを注入して固化する場合、図２３Ｄのように、液体状の透明樹脂１３ｇを注入した際の表面張力等の影響により、受光用導光路１３ａの先端部（光入射端）１３ｈが必ずしも平坦状とはならない。このような場合、例えばこの先端部（光入射端）１３ｈから入射する光の一部は散乱され、受光用導光路１３ａの光出射端から取り出される光の強度が低下する。
また、液体状の透明樹脂１３ｇを注入した際に受光用導光路１３ａ内で気泡が生じても、受光用導光路１３ａが包囲部材１３ｂにより包囲されているので、目視で前記気泡を確認できない。そして、透明樹脂１３ｇが固化すると、前記気泡は、受光用導光路１３ａにおける泡状空洞部１３ｉとして固定される。
この泡状空洞部１３ｉに光が入射すると散乱され、散乱光の一部は包囲部材１３ｂに入射して吸収される。よって、受光用導光路の光出射部から取り出される光の強度は低下する。
【００８７】
このような不具合を解消するために、発明者らは、以下のような手順で導光プレート部を製作した。
まず、図２４Ａを示すように、透明な樹脂からなり、平坦部１３ｊに受光用導光路となる柱状部（柱状部材）１３ｋを設けてなる導光路用透明樹脂部材１３ｍを成形する。この場合、導光路用透明樹脂部材１３ｍは包囲部材１３ｂに包囲されていないので、前記導光路用透明樹脂部材１３ｍに泡状空洞部１３ｉが生じているか否かは目視で確認される。また、前記柱状部１３ｋに対応する導光路用空洞部１３ｆが設けられた顔料含有樹脂からなる包囲部材１３ｂを成形する。
そして、包囲部材１３ｂの導光路用空洞部１３ｆに導光路用透明樹脂部材１３ｍの柱状部１３ｋが挿入されるように包囲部材１３ｂと導光路用透明樹脂部材１３ｍとを嵌合することにより、図２４Ｂに示すように、透明な樹脂からなる受光用導光路１３ａと、顔料含有樹脂からなり前記受光用導光路１３ａを包囲する包囲部材１３ｂとからなる導光プレート部１３が得られる。
なお、両者がスムーズに嵌合可能なように、導光路用透明樹脂部材１３ｍの柱状部１３ｋは、側面にテーパ部１３ｎが設けられた円錐台形状とすることが好ましい。
【００８８】
図２４Ｂに示す導光プレート部１３においては、当該導光プレート部１３の上面に透明な樹脂からなる平坦部１３ｊを有し、この平坦部１３ｊの下面は光学的に連続して受光用導光路１３ａと接続されている。そのため、この平坦部１３ｊを光入射側に配置することにより当該平坦部１３ｊに入射する光の散乱は、図２３Ｃに示す導光プレート部１３の先端部（光入射端）１３ｈに入射する光の散乱より抑制される。そのため、導光プレート部１３の受光用導光路１３ａの光出射端から取り出される光の強度の低下を抑制することができる。
また、受光用導光路となる導光路用透明樹脂部材１３ｍと包囲部材１３ｂを個別に成形するので、導光路用透明樹脂部材１３ｍに泡状空洞部１３ｉが生じているか否かを目視で確認することができる。泡状空洞部１３ｉが形成されていないと確認できた導光路用透明樹脂部材１３ｍと包囲部材１３ｂとを組み合わせて導光プレート部１３を形成することにより、泡状空洞部１３ｉにより生じる光散乱を回避することが可能となる。
【００８９】
なお、導光プレート部１３へ入射する外光の影響を小さくするため、図２５Ａに示すように、平坦部１３ｊと円錐台形状の柱状部１３ｋとの接続部分に当該接続部分側の径が柱状部１３ｋの先端部分側の径よりも大きくなるように段差部１３ｐを設けて、図２５Ｂに示すように、外光に照らされる顔料含有樹脂からなる包囲部材１３ｂの側壁の上部１３ｑが光出射端１３ｒ側に配置される受光センサから隠れるようにしても良い。
【００９０】
（応用例）
先に説明した通り、上記各実施形態におけるマイクロプレートリーダーは、受光用導光路を、外光や散乱光を吸収可能な顔料含有樹脂によりなる包囲部材により包囲するので、外光や散乱光等が迷光（ノイズ光）となって受光部に入射されることを抑制することができる。また、複数の投光部から放出された光が１つの受光用導光路を通過して受光部に到達しないようにすることができるため、適切に測定誤差を低減することができる。したがって、高精度な測定が可能となる。
このような構造は、例えば、投光部、受光部および受光用導光路の組に対してマイクロプレートを相対的に走査させる方式（以下、「スキャン式」という。）のマイクロプレートリーダーにも適用することができる。
【００９１】
スキャン式のマイクロプレートリーダーでは、マイクロプレートを相対的に走査させるための駆動機構が必須となり、一般に、装置自体が大がかりとなる。また、従来のマイクロプレートリーダーでは、迷光の複雑な多重反射が発生する場合があり、それに対応する光学系設計が必要となる。
しかしながら、上述した各実施形態の光学系構成（ＳＯＴ構造）を採用することにより、従来のように多重散乱等が発生する迷光に対応する光学系設計が必要ない。ＳＯＴ構造は比較的構成が簡易であるため、ＳＯＴ構造を採用したスキャン式のマイクロプレートリーダーは、従来のスキャン式のマイクロプレートリーダーと比較して小型化することができる。また、ＳＯＴ構造の採用により、従来と比較して測定の高精度化を図ることもできる。
【００９２】
以下、スキャン式のマイクロプレートリーダーの構成について説明する。
図２６および図２７は、ＳＯＴ構造を採用したスキャン式のマイクロプレートリーダー１０Ｅにおける要部を示す。ここで、図２７は、図２６のＸ−Ｘ断面図である。なお、上述した各実施形態と同様の構成要素については、詳細な説明を省略する。
図２７に示すように、マイクロプレートリーダー１０Ｅは、投光用基板１１ａ´と、測定用基板１１ｂ´と、光源１２ａ´と、受光センサ１２ｂ´と、導光プレート部１３´と、を備える。測定用基板１１ｂ´には複数の受光センサ１２ｂ´が設けられており、この測定用基板１１ｂ´の上に導光プレート部１３´が設けられている。導光プレート部１３´は、複数の受光用導光路１３ａ´を顔料含有樹脂からなる包囲部材１３ｂ´により包囲した構造を有する。
【００９３】
導光プレート部１３´の上部には、一定の間隔が設けられた隙間を挟んで投光用基板１１ａ´が配置されており、この投光用基板１１ａ´には複数の光源１２ａ´が設けられている。
測定用基板１１ｂ´、導光プレート部１３´および投光用基板１１ａ´は、例えば支持部材（例えば、支柱）１１ｃにより一体的に保持されている。
【００９４】
導光プレート部１３´と投光用基板１１ａ´との間の一定の間隔が設けられた隙間には、マイクロプレート２０が挿入される。すなわち、上記隙間の間隔は、マイクロプレート２０が挿入可能なように、マイクロプレート２０の厚みよりも大きく設定される。
上記隙間にマイクロプレート２０が挿入され位置決めされた状態では、投光用基板１１ａ´に設けられた複数の光源１２ａ´は、当該隙間に挿入されたマイクロプレート２０の所定の複数のウェル２１にそれぞれ対向するように配置される。また、導光プレート部１３´に設けられた複数の受光用導光路１３ａ´や測定用基板１１ｂ´に設けられた複数の受光センサ１２ｂ´も同様に、隙間に挿入されたマイクロプレート２０の所定の複数のウェル２１にそれぞれ対向するように配置される。
【００９５】
ここで、マイクロプレートリーダー１０Ｅは、マイクロプレート２０の一列分のウェル２１と同じ数だけ、光源１２ａ´、受光センサ１２ｂ´および受光用導光路１３ａ´を備える。すなわち、マイクロプレート２０の一列分の各ウェルにそれぞれ対応して、１つの光源１２ａ´、１つの受光センサ１２ｂ´および１つの受光用導光路１３ａ´が設けられる。
【００９６】
この１つのウェル２１に対応した光源１２ａ´、受光用導光路１３ａ´および受光センサ１２ｂ´の組は、マイクロプレート２０のウェル２１の列方向（一つの辺の方向）に複数配置される。例えば、マイクロプレート２０が８×１２＝９６ウェルを有する場合、複数配置される光源１２ａ´、受光センサ１２ｂ´および受光用導光路１３ａ´の組数は、８または１２となる。
また、１つの光源１２ａ´、１つの受光用導光路１３ａ´における光入射端および光出射端、ならびに１つの受光センサ１２ｂ´は、鉛直方向に一列に配置される。さらに、複数配置される光源１２ａ´、受光センサ１２ｂ´および受光用導光路１３ａ´の組の配置間隔は、マイクロプレート２０の各ウェル２１のピッチに等しい。
【００９７】
よって、導光プレート部１３´と投光用基板１１ａ´との間の隙間においてマイクロプレート２０を位置決めすることにより、一列分の各ウェル２１にそれぞれ対応するように、光源１２ａ´、受光センサ１２ｂ´および受光用導光路１３ａ´の組が配置される。
すなわち、マイクロプレート２０の一列分の各ウェル２１において、１つの光源１２ａ´から放出された光は、１つのウェル２１に収容された試料３０等を経由して１つの受光用導光路１３ａ´を通過し、１つの受光センサ１２ｂ´に到達する。
これにより、マイクロプレート２０のウェル一列分の光測定を同時に行うことが可能となる。
【００９８】
なお、光源１２ａ´、受光用導光路１３ａ´の光入射端および光出射端、ならびに受光センサ１２ｂ´の配置は、厳密に鉛直方向に一列である必要はなく、１つの光源１２ａ´から放出され、マイクロプレート２０の１つのウェル２１に収容された試料３０等を通過して放出される光が、１つの受光用導光路１３ａ´を通過して１つの受光センサ１２ｂ´に到達可能な配置であればよい。
【００９９】
そして、上記構成を有するマイクロプレートリーダー１０Ｅにおいて、マイクロプレート２０のウェル２１の列方向に配置された複数の光源１２ａ´、受光センサ１２ｂ´および受光用導光路１３ａ´の組に対して、マイクロプレート２０を、ウェル２１の列方向にほぼ直交する方向に相対的に逐次移動させることにより、マイクロプレート２０の全てのウェル２１に対して光測定を行うことが可能となる。
例えば、８×１２＝９６ウェルのマイクロプレート２０に対して、一列８個のウェル２１に対応して光源１２ａ´、受光センサ１２ｂ´および受光用導光路１３ａ´の組が８組設けられている場合、上記の相対的に逐次移動させる方向は、ウェル２１が１２個並ぶ方向となる。
【０１００】
上記の相対的な逐次移動は、図示を省略した移動機構により行うことができる。移動機構は、マイクロプレート２０をウェル２１の列方向に直交する方向に移動させるか、鉛直方向に一列に配置された光源１２ａ´、受光用導光路１３ａ´および受光センサ１２ｂ´の組を互いの位置関係を保持したままウェル２１の列方向に直交する方向に移動させる。
図２６は、マイクロプレート２０が固定されており、支柱１１ｃにより一体的に保持される投光用基板１１ａ´、導光プレート部１３´および測定用基板１１ｂ´の組が、移動機構により逐次移動される場合を示している。
【０１０１】
移動機構は、例えばサーボモータやステッピングモータの制御機能を有することができる。なお、マイクロプレート２０の各ウェル２１のピッチが比較的大きい場合には、高精度な位置制御が不要であるため、移動機構はメカ的なストッパ等により実現することもできる。
【０１０２】
このように、スキャン式のマイクロプレートリーダー１０Ｅは、マイクロプレート２０のウェル２１の数よりも少ない光測定部（光源１２ａ´、受光用導光路１３ａ´および受光センサ１２ｂ´）の組を用いて、マイクロプレート２０の全てのウェル２１に対する光測定を行うことができる。したがって、上述した図１などに示すようにウェル２１の数と同一の数の光測定部の組を設ける場合と比較して、装置を小型化することが可能である。
また、光測定部の組をマイクロプレート２０の一列分のウェル２１の数だけ設け、これら光測定部の組をウェル２１の列方向に直交する方向に移動させる構成の場合、１軸方向のみの移動とすることができるので、比較的簡易に移動機構を構成することができる。光測定部の組を直交する２軸方向に移動させる場合には、例えばガイドレールを２段にするなど移動機構が高さ方向に大型化するが、１軸方向のみの移動であれば移動機構が高さ方向に大きくならないようにすることができ、結果として装置の薄型化を図ることができる。
【０１０３】
さらに、スキャン式のマイクロプレートリーダーの場合、マイクロプレートと光測定部の組とを相対的に移動させる必要があるため、マイクロプレートと光測定部との間に所定の隙間が形成される。そのため、この隙間の部分においては外光が侵入したり散乱光が発生したりしやすい。
しかしながら、上記のマイクロプレートリーダー１０Ｅでは、ＳＯＴ構造の導光プレート部１３´を採用しており、直進光のみを取り出すことができるため、例えばマイクロプレート２０の下面と導光プレート１３´の上面との間に隙間が形成されていても、外光や散乱光などの迷光（ノイズ光）の影響を無視することができる。また、外光の影響を受けないため、室外でも高精度な光測定が可能となる。
このように、スキャン式のマイクロプレートリーダー１０Ｅは、小型で高精度な光測定が可能であるため、測定対象となる試料が得られた現場（オンサイト）での光測定が可能である。例えば、港における輸入穀物に対するカビ毒検査などに適用することができる。
【０１０４】
なお、図２６および図２７においては、上述した図１などに示す筐体１５、電源部１６、給電ケーブル１７ａおよび１７ｂの図示を省略しているが、上記のように移動機構により、投光用基板１１ａ´、導光プレート部１３´および測定用基板１１ｂ´の組を移動させる場合、電源部１６から投光用基板１１ａ´や測定用基板１１ｂ´に給電するための給電ケーブル１７ａ、１７ｂは、投光用基板１１ａ´、導光プレート部１３´および測定用基板１１ｂ´の移動に追随可能な構成（例えば、長さ、配置）とする。
【０１０５】
また、上記のマイクロプレートリーダー１０Ｅでは、投光用基板１１ａ´、導光プレート部１３´および測定用基板１１ｂ´からなる光測定部の組を逐次移動させる場合について説明したが、光測定部の組を固定し、マイクロプレート２０を逐次移動させるようにしてもよい。
ただし、マイクロプレート２０を移動させる場合、各ウェル２１に収容された液体試料３０の液面が動き、液面が安定するまでに時間を要する。そのため、マイクロプレート２０を移動させるのではなく光測定部の組を移動させる方が、液面を安定させたまま保持することができ、全てのウェル２１に対する光測定を短時間で完了させることができるので好ましい。
【０１０６】
さらに、図２６および図２７に示すマイクロプレートリーダー１０Ｅは、マイクロプレート２０の一列分のウェル２１と同数の光源１２ａ´、受光用導光路１３ａ´および受光センサ１２ｂ´からなる光測定部の組を備える場合について説明した。しかしながら、スキャン式のマイクロプレートリーダーにおいて、光測定部の組数は、マイクロプレート２０のウェル数よりも少ない数であればよく、上記に限定されるものではない。
【０１０７】
例えば、光測定部の組数を、マイクロプレート２０の一列分のウェル２１よりも少ない数とし、光測定部の組をマイクロプレート２０に対して２次元的に逐次移動させるようにしてもよい。この場合にも、マイクロプレート２０の全ウェルに対する光測定を行うことができる。
また、光測定部の組数を、マイクロプレート２０の一列分のウェル２１よりも多い数としてもよい。例えば、光測定部の組数を、マイクロプレート２０の二列分や三列分といった複数列分のウェル２１と同一の数とし、光測定部の組を複数列分ずつ逐次移動させるようにしてもよい。
【０１０８】
さらに、光測定部の組は、必ずしもマイクロプレート２０の隣接するウェルにそれぞれ対応させて配置しなくてもよい。
図１などに示すようにウェル２１の数と同一の数の光源１２ａ、受光用導光路１３ａおよび受光センサ１２ｂからなる光測定部の組を設ける場合、マイクロプレート２０のウェル数が多いほど、光測定部のコストが嵩む。また、マイクロプレート２０のウェル数が多いほど各ウェル２１のピッチは狭く、光測定部のアライメントが困難になる。
【０１０９】
そこで、図２８に示すマイクロプレートリーダー１０Ｆのように、光源１２ａ´、受光用導光路１３ａ´および受光センサ１２ｂ´の組を、１つおきに各ウェル２１に対応させて配置するようにしてもよい。
このようなマイクロプレートリーダー１０Ｆの場合、図２９Ａに示すように、光源１２ａ´、受光用導光路１３ａ´および受光センサ１２ｂ´の組を、マイクロプレート２０の各ウェル２１の位置に対して、市松模様状に配置してもよい。この場合、マイクロプレート２０を、図２９Ａの矢印の方向に一列分移動させることにより、図２９Ｂに示すようにマイクロプレート２０の全てのウェル２１に対して光測定を行うことが可能となる。
【０１１０】
つまり、１回目の光測定では、図２９Ａに示すように、光源１２ａ´が対向配置されているウェル２１について光測定が行われ、２回目の光測定では、図２９Ｂに示すように、１回目の光測定において光測定が行われなったウェル２１について光測定が行われる。なお、図２９Ｂにおいて、黒塗りのウェル２１´は、１回目に光測定が行われたウェルである。
このような構成により、ウェル数の多い、例えば各ウェル２１のピッチが２．２５ｍｍである１５３６ウェルのマイクロプレート２０の光測定にも適切に対応することができる。
【０１１１】
また、マイクロプレートリーダー１０Ｆにおいては、マイクロプレート２０の位置を２位置間で切り替えるだけでよいため、モータの位置制御のような複雑な制御が必要なく、移動機構を簡易なアクチュエータで安価に構成することができる。
【０１１２】
上記のマイクロプレートリーダー１０Ｆは、例えばインキュベータ（培養器）内にて使用することができる。
インキュベータは、培養容器を収容する収容空間（培養空間）を内部に備える。一般に、収容空間には、複数の棚板が上下方向に離間して水平に配置されており、これらの棚板に培養容器を載置するようになっている。そのため、棚段数をかせぐためには、インキュベータ内で使用されるマイクロプレートリーダーには薄型化が要求される。
また、インキュベータの中では、できるだけウェル中の細胞（幹細胞など）に外部刺激（振動）を与えたくない。
【０１１３】
上述したように、マイクロプレートリーダー１０Ｆは、１軸方向のみの移動であるため、高さ方向に大きくならない装置構成とすることができる。また、マイクロプレートリーダー１０Ｆは、２位置間のみの移動であるため、極力、振動等の刺激を与えない最低限での走査にとどめることができる。
したがって、マイクロプレートリーダー１０Ｆは、インキュベータ内での使用に適したマイクロプレートリーダーとすることができる。
【０１１４】
なお、上記において特定の実施形態が説明されているが、当該実施形態は単なる例示であり、本発明の範囲を限定する意図はない。本明細書に記載された装置及び方法は上記した以外の形態において具現化することができる。また、本発明の範囲から離れることなく、上記した実施形態に対して適宜、省略、置換及び変更をなすこともできる。かかる省略、置換及び変更をなした形態は、請求の範囲に記載されたもの及びこれらの均等物の範疇に含まれ、本発明の技術的範囲に属する。
【符号の説明】
【０１１５】
１０…マイクロプレートリーダー、１１ａ…投光用基板、１１ｂ…測定用基板、１２ａ…光源、１２ｂ…受光センサ、１３…導光プレート部、１３ａ…受光用導光路、１５…筐体、１８…マイクロプレートリーダーユニット、２０…マイクロプレート、２１…ウェル
【図１】
2020054561.tif 000003
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３Ａ】
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【図２３Ｂ】
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【図２３Ｃ】
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【図２３Ｄ】
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【図２４Ａ】
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【図２４Ｂ】
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【図２５Ａ】
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【図２５Ｂ】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９Ａ】
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【図２９Ｂ】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年4月15日(2020.4.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
筐体と、
前記筐体内において、配置される複数のウェルを有するマイクロプレートの一方の側に配置され、前記マイクロプレートの１つのウェルに対応した投光部と、
前記マイクロプレートを挟んで前記投光部とは反対側に配置され、前記マイクロプレートの１つのウェルに対応した受光部と、
前記受光部と前記マイクロプレートとの間に配置され、前記投光部から放出され、前記ウェルに収容された試料を通過した光を、前記受光部へ導光する受光用導光路と、を備え、
１つのウェルに対応した前記投光部と前記受光部と前記受光用導光路との組が複数設けられていて、
前記受光用導光路の複数を、光を吸収する特性を有する顔料を含有する顔料含有樹脂によりなる包囲部材により包囲し、前記受光用導光路に入射した光のうち直進光を取り出す導光部をさらに備え、
１つの前記投光部から放出された光は、１つの前記受光用導光路を通過して１つの前記受光部に到達することを特徴とするマイクロプレートリーダー。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１８】
マイクロプレートの１つのウェルに対応した投光部を有する単位光源ユニット部と、
マイクロプレートの１つのウェルに対応した受光部と、前記投光部から放出され、対応する前記ウェルが収容する試料を通過した光を、前記受光部へ導光する受光用導光路と、前記受光用導光路を、光を吸収する特性を有する顔料を含有する顔料含有樹脂によりなる包囲部材により包囲し、前記受光用導光路に入射した光のうち直進光を取り出す導光部と、を有する単位導光ユニット部と、を備え、
１つの前記単位導光ユニット部が有する前記受光用導光路を通過して前記受光部に到達する光は、１つの前記単位光源ユニットが有する前記投光部から放出された光であることを特徴とするマイクロプレートリーダーユニット。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明に係るマイクロプレートリーダーの一態様は、筐体と、前記筐体内において、配置される複数のウェルを有するマイクロプレートの一方の側に配置され、前記マイクロプレートの１つのウェルに対応した投光部と、前記マイクロプレートを挟んで前記投光部とは反対側に配置され、前記マイクロプレートの１つのウェルに対応した受光部と、前記受光部と前記マイクロプレートとの間に配置され、前記投光部から放出され、前記ウェルに収容された試料を通過した光を、前記受光部へ導光する受光用導光路と、を備え、１つのウェルに対応した前記投光部と前記受光部と前記受光用導光路との組が複数設けられていて、前記受光用導光路の複数を、光を吸収する特性を有する顔料を含有する顔料含有樹脂によりなる包囲部材により包囲し、前記受光用導光路に入射した光のうち直進光を取り出す導光部をさらに備え、１つの前記投光部から放出された光は、１つの前記受光用導光路を通過して１つの前記受光部に到達する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
また、本発明に係るマイクロプレートリーダーユニットの一態様は、マイクロプレートの１つのウェルに対応した投光部を有する単位光源ユニット部と、マイクロプレートの１つのウェルに対応した受光部と、前記投光部から放出され、対応する前記ウェルが収容する試料を通過した光を、前記受光部へ導光する受光用導光路と、前記受光用導光路を、光を吸収する特性を有する顔料を含有する顔料含有樹脂によりなる包囲部材により包囲し、前記受光用導光路に入射した光のうち直進光を取り出す導光部と、を有する単位導光ユニット部と、を備え、１つの前記単位導光ユニット部が有する前記受光用導光路を通過して前記受光部に到達する光は、１つの前記単位光源ユニットが有する前記投光部から放出された光である。
これにより、小型化が可能であり、マイクロプレートの各ウェルに収容された試料全ての光測定を高精度に行うことができるマイクロプレートリーダーを構成することができる。
【手続補正書】
【提出日】令和2年8月31日(2020.8.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
筐体と、
前記筐体内において、配置される複数のウェルを有するマイクロプレートの一方の側に配置され、前記マイクロプレートの１つのウェルに対応した投光部と、
前記マイクロプレートを挟んで前記投光部とは反対側に配置され、前記マイクロプレートの１つのウェルに対応した受光部と、
前記受光部と前記マイクロプレートとの間に配置され、前記投光部から放出され、前記ウェルに収容された試料を通過した光を、前記受光部へ導光する、光透過特性を有する樹脂または空洞からなる受光用導光路と、を備え、
１つのウェルに対応した前記投光部と前記受光部と前記受光用導光路との組が複数設けられていて、
前記受光用導光路の複数を、光を吸収する特性を有する顔料を含有する顔料含有樹脂によりなる包囲部材により包囲し、前記受光用導光路に入射した光のうち直進光を取り出す導光部をさらに備え、
１つの前記投光部から放出された光は、１つの前記受光用導光路を通過して１つの前記受光部に到達することを特徴とするマイクロプレートリーダー。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１８】
マイクロプレートの１つのウェルに対応した投光部を有する単位光源ユニット部と、
マイクロプレートの１つのウェルに対応した受光部と、前記投光部から放出され、対応する前記ウェルが収容する試料を通過した光を、前記受光部へ導光する、光透過特性を有する樹脂または空洞からなる受光用導光路と、前記受光用導光路を、光を吸収する特性を有する顔料を含有する顔料含有樹脂によりなる包囲部材により包囲し、前記受光用導光路に入射した光のうち直進光を取り出す導光部と、を有する単位導光ユニット部と、を備え、
１つの前記単位導光ユニット部が有する前記受光用導光路を通過して前記受光部に到達する光は、１つの前記単位光源ユニットが有する前記投光部から放出された光であることを特徴とするマイクロプレートリーダーユニット。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明に係るマイクロプレートリーダーの一態様は、筐体と、前記筐体内において、配置される複数のウェルを有するマイクロプレートの一方の側に配置され、前記マイクロプレートの１つのウェルに対応した投光部と、前記マイクロプレートを挟んで前記投光部とは反対側に配置され、前記マイクロプレートの１つのウェルに対応した受光部と、前記受光部と前記マイクロプレートとの間に配置され、前記投光部から放出され、前記ウェルに収容された試料を通過した光を、前記受光部へ導光する、光透過特性を有する樹脂または空洞からなる受光用導光路と、を備え、１つのウェルに対応した前記投光部と前記受光部と前記受光用導光路との組が複数設けられていて、前記受光用導光路の複数を、光を吸収する特性を有する顔料を含有する顔料含有樹脂によりなる包囲部材により包囲し、前記受光用導光路に入射した光のうち直進光を取り出す導光部をさらに備え、１つの前記投光部から放出された光は、１つの前記受光用導光路を通過して１つの前記受光部に到達する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
また、本発明に係るマイクロプレートリーダーユニットの一態様は、マイクロプレートの１つのウェルに対応した投光部を有する単位光源ユニット部と、マイクロプレートの１つのウェルに対応した受光部と、前記投光部から放出され、対応する前記ウェルが収容する試料を通過した光を、前記受光部へ導光する、光透過特性を有する樹脂または空洞からなる受光用導光路と、前記受光用導光路を、光を吸収する特性を有する顔料を含有する顔料含有樹脂によりなる包囲部材により包囲し、前記受光用導光路に入射した光のうち直進光を取り出す導光部と、を有する単位導光ユニット部と、を備え、１つの前記単位導光ユニット部が有する前記受光用導光路を通過して前記受光部に到達する光は、１つの前記単位光源ユニットが有する前記投光部から放出された光である。
これにより、小型化が可能であり、マイクロプレートの各ウェルに収容された試料全ての光測定を高精度に行うことができるマイクロプレートリーダーを構成することができる。
【国際調査報告】
2020054561.tif 000038
2020054561.tif 000039
2020054561.tif 000040
2020054561.tif 000041