(57)【要約】  本発明は、ＤＮＡ分子の増幅およびＤＮＡ分子の解離挙動をモニターするためのシステムおよび方法に関する。一実施形態において、本発明は、ＰＣＲ処理ゾーンおよびＨＲＴｍ分析ゾーンを含むマイクロ流体チャネルと、第１の視野を有する第１の画像センサ領域および第２の視野を有する第２の画像センサ領域を有する画像センサであって、第２の視野が、第１の視野とは異なる画像センサとを含むシステムであって、ＰＣＲ処理ゾーンの少なくとも一部が、第１の視野内にあり、ＨＲＴｍ分析ゾーンの少なくとも一部が、第２の視野内にあるシステムを提供する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＰＣＲ処理ゾーンおよびＨＲＴｍ分析ゾーンを含むマイクロ流体チャネルと、
第１の視野を有する第１の画像センサ領域および第２の視野を有する第２の画像センサ領域を有する画像センサであって、前記第２の視野が、前記第１の視野とは異なる画像センサと
を含むシステムであって、
前記ＰＣＲ処理ゾーンの少なくとも一部が、前記第１の視野内にあり、
前記ＨＲＴｍ分析ゾーンの少なくとも一部が、前記第２の視野内にあるシステム。
【請求項２】
前記ＰＣＲ処理ゾーンに熱を供給し、かつ／または前記ＰＣＲ処理ゾーンから熱を吸収するように構成された第１の熱発生装置と、
前記ＨＲＴｍ分析ゾーンに熱を供給し、かつ／または前記ＨＲＴｍ分析ゾーンから熱を吸収するように構成された第２の熱発生装置と
をさらに含む請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
ＰＣＲを行うために、リアルタイムＰＣＲの試薬を含有する溶液のボーラスが前記ＰＣＲ処理ゾーン内にある場合、前記第１の熱発生装置が、前記ＰＣＲ処理ゾーン内の温度を循環的に変化させるように構成されている請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記ボーラスがＰＣＲ処理のために前記ＰＣＲ処理ゾーンに入った後、前記第１の熱発生装置が、第１の温度に前記ボーラスを加熱し、第２の温度に前記ボーラスを冷却し、第３の温度に前記ボーラスを加熱するように、前記第１の熱発生装置が構成されている請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
１秒当り約摂氏０．１度（℃）から１度の間の熱ランプ速度で実質上定常的に増加する熱量を前記ボーラスに供給するように、前記第２の熱発生装置が構成されている請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記チャネルと前記画像センサとの間に配置されたレンズをさらに含み、前記第１の画像センサ領域に前記ＰＣＲ処理ゾーンから来る光を集束させ、前記第２の画像センサ領域に前記ＨＲＴｍ分析ゾーンから来る光を集束させるように前記レンズが構成されている請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記チャネルに向かう電磁波放射を生じさせるための励起源をさらに含む請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記ＨＲＴｍ分析ゾーンが、複数の間隔の空いたリアルタイムＰＣＲの試薬を含有する溶液のボーラスを受容するように操作可能である請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記ＨＲＴｍ分析ゾーン内でＨＲＴｍ処理を受ける前記ボーラスのそれぞれに関して、前記ボーラスが前記ＨＲＴｍ分析を受けている間の少なくとも約１分間、画像センサコントローラが前記第２の画像センサ領域から１秒当り少なくとも約１０の画像を捕捉するように構成された画像センサコントローラをさらに含む請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記ＰＣＲ処理ゾーン内でＰＣＲ処理を受ける前記ボーラスのそれぞれに関して、前記ボーラスが、前記ＰＣＲ処理を受けている間の少なくとも約１０分間、画像センサコントローラが前記第１の画像センサ領域から９０秒ごとに少なくとも約１つの画像を捕捉するように、前記画像センサコントローラがさらに構成されている請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記ＰＣＲ処理ゾーン内でＰＣＲ処理を受ける前記ボーラスのそれぞれに関して、前記ボーラスが前記ＰＣＲ処理を受けている間の少なくとも約１０分間、画像センサコントローラが前記第１の画像センサ領域から１秒ごとに１つ以下の画像を捕捉するように、前記画像センサコントローラがさらに構成されている請求項９に記載のシステム。
【請求項１２】
リアルタイムＰＣＲの試薬を含有する溶液のボーラスを受容するためのチャネルであって、ＤＮＡ増幅ゾーンおよび前記ＤＮＡ増幅ゾーンに隣接したＤＮＡ融解ゾーンを含むチャネルと、
ＤＮＡ融解ゾーンおよびＤＮＡ増幅ゾーンの双方が、同時に前記センサの視野内にあるように、前記チャネルに関連して配置された画像センサと
を含むシステム。
【請求項１３】
前記ＤＮＡ増幅ゾーンに熱を供給し、かつ／または前記ＤＮＡ増幅ゾーンから熱を吸収するように構成された第１の熱発生装置と、
前記ＤＮＡ融解ゾーンに熱を供給し、かつ／または前記ＤＮＡ融解ゾーンから熱を吸収するように構成された第２の熱発生装置と
をさらに含む請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記ボーラスがＰＣＲ処理のために前記ＤＮＡ増幅ゾーンに入ったとき、前記第１の熱発生装置が、ＰＣＲを行うために前記ＤＮＡ増幅ゾーン内の温度を循環的に変化させるように、前記第１の熱発生装置が構成されている請求項１２に記載のシステム。
【請求項１５】
前記ボーラスがＰＣＲ処理のために前記ＤＮＡ増幅ゾーンに入ったとき、前記第１の熱発生装置が、第１の温度に前記処理ゾーンを加熱し、第２の温度に前記ＤＮＡ増幅ゾーンを冷却し、第３の温度に前記ＤＮＡ増幅ゾーンを加熱するように、前記第１の熱発生装置が構成されている請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記ボーラスが前記ＤＮＡ融解ゾーンに入ったとき、前記第２の熱発生装置が、１秒当り約摂氏０．１度（℃）から１度の間の熱ランプ速度で実質上定常的に増加する熱量を前記ＤＮＡ融解ゾーンに供給するように、前記第２の熱発生装置が構成されている請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記チャネルと前記画像センサとの間に配置されたレンズをさらに含み、前記画像センサの第１の画像センサ領域に前記ＤＮＡ増幅ゾーンから来る光を集束させ、前記画像センサの第２の画像センサ領域に前記ＤＮＡ融解ゾーンから来る光を集束させるように前記レンズが構成されている請求項１２に記載のシステム。
【請求項１８】
チャネルに向かう電磁波放射を生じさせるための励起源をさらに含む請求項１２に記載のシステム。
【請求項１９】
前記ＤＮＡ融解ゾーンが、複数の間隔の空いたリアルタイムＰＣＲの試薬を含有する溶液のボーラスを受容するように操作可能である請求項１２に記載のシステム。
【請求項２０】
前記ＤＮＡ融解ゾーンに入る前記ボーラスのそれぞれに関して、少なくとも約１分間、画像センサコントローラが前記第２の画像センサ領域から１秒当り少なくとも約１０の画像を捕捉するように構成された画像センサコントローラをさらに含む請求項１９に記載のシステム。
【請求項２１】
前記ＤＮＡ増幅ゾーン内でＰＣＲ処理を受ける前記ボーラスのそれぞれに関して、前記ボーラスが前記ＰＣＲ処理を受けている間の少なくとも約１０分間、画像センサコントローラが前記第１の画像センサ領域から９０秒ごとに少なくとも約１つの画像を捕捉するように、前記画像センサコントローラがさらに構成されている請求項２０に記載のシステム。
【請求項２２】
前記ＤＮＡ増幅ゾーン内でＰＣＲ処理を受ける前記ボーラスのそれぞれに関して、前記ボーラスが、前記ＰＣＲ処理を受けている間の少なくとも約１０分間、画像センサコントローラが前記第１の画像センサ領域から１秒ごとに１つ以下の画像を捕捉するように、前記画像センサコントローラがさらに構成されている請求項２０に記載のシステム。
【請求項２３】
（ａ）画像センサと、（ｂ）ＰＣＲ処理ゾーンおよび別個のＨＲＴｍ分析ゾーンを含むマイクロ流体チャネルとを含むシステムにおいて、
（ａ）前記チャネルの前記ＰＣＲ処理ゾーンを使用して、ＰＣＲを行うことと、
（ｂ）前記チャネルの前記ＨＲＴｍ分析ゾーンを使用して、ＨＲＴｍ処理を実施することと、
（ｃ）ステップ（ｂ）の実施中に、前記画像センサを使用して、前記ＨＲＴｍ分析ゾーンの画像を得ることと、
（ｄ）ステップ（ｃ）の実施後、ステップ（ｃ）を実施したときの前記チャネルとの相対的位置から前記画像センサを移動させずに、前記画像センサを使用して、ステップ（ａ）を実施している間の前記ＰＣＲ処理ゾーンの画像を得ることと
を含む方法。
【請求項２４】
前記ＰＣＲ処理ゾーンを使用して、ＰＣＲを行う前記ステップが、
前記ＰＣＲ処理ゾーンを介して、リアルタイムＰＣＲの試薬を含有する試験溶液のボーラスを移動させることと、
前記ボーラスが前記ＰＣＲ処理ゾーン内に存在する間、前記ボーラスの温度を循環的に変化させることと
を含む請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記ボーラスの温度を循環的に変化させる前記ステップが、第１の温度に前記ボーラスを加熱することと、第２の温度に前記ボーラスを冷却することと、第３の温度に前記ボーラスを加熱することとを含む請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
ＨＲＴｍ処理を実施するために前記ＨＲＴｍ分析ゾーンを使用して、ＨＲＴｍ処理を実施するステップが、
前記ＨＲＴｍ分析ゾーンを介して、リアルタイムＰＣＲの試薬を含有する試験溶液のボーラスを移動させることと、
前記ボーラスが前記ＨＲＴｍ分析ゾーン内に存在する間、前記ボーラスの温度を定常的に上昇させることと
を含む請求項２４に記載の方法。
【請求項２７】
ＰＣＲを行うために前記ボーラスの温度を循環的に変化させる前記ステップが、第１の熱発生装置を使用して前記温度を循環的に変化させることを含み、
前記ボーラスの前記温度を定常的に上昇させるステップが、第２の熱発生装置を使用して前記温度を定常的に上昇させることを含む請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
レンズを使用して、前記画像センサの第１の部分に前記ＰＣＲ処理ゾーンから来る光を集束させ、前記画像センサの第２の部分に前記ＨＲＴｍ分析ゾーンから来る光を集束させることをさらに含む請求項２３に記載の方法。
【請求項２９】
励起源を使用して、前記チャネルの前記ＰＣＲ処理ゾーンに電磁波放射を供給することをさらに含む請求項２３に記載の方法。
【請求項３０】
リアルタイムＰＣＲの試薬を含有する溶液のボーラスを、前記ＰＣＲ処理ゾーンを介し、次いで前記ＨＲＴｍ分析ゾーンを介して移動させることをさらに含む請求項２３に記載の方法。
【請求項３１】
前記画像センサを使用して、前記ボーラスが前記ＨＲＴｍ分析ゾーン内に存在する間の少なくとも約１分間、１秒当り前記ボーラスの少なくとも約１０の画像を捕捉することをさらに含む請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記画像センサを使用して、前記ボーラスが前記ＰＣＲ処理ゾーン内に存在する間の少なくとも約１０分間、９０秒ごとに前記ボーラスの少なくとも約１つの画像を捕捉することをさらに含む請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
（ａ）マイクロ流体チャネルの第１のゾーンにおいてＰＣＲ処理を実施することと、
（ｂ）前記マイクロ流体チャネルの第２のゾーンにおいてＨＲＴｍ処理を実施することと、
（ｃ）ステップ（ａ）の実施中に、前記第１のゾーンからの放射を、画像センサの第２の領域上ではなく画像センサの第１の領域上に集束させることと、
（ｄ）ステップ（ｃ）の実施中に、前記第２のゾーンからの放射を、前記画像センサの前記第１の領域上ではなく前記画像センサの前記第２の領域上に集束させることと
を含む方法。
【請求項３４】
前記第１のゾーンにおいて、前記ＰＣＲ処理を実施する前記ステップが、
前記第１のゾーンを介して、リアルタイムＰＣＲの試薬を含有する試験溶液のボーラスを移動させることと、
前記ボーラスが前記第１のゾーン内に存在する間、ＰＣＲを行うために前記ボーラスの前記温度を循環的に変化させることと
を含む請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記ボーラスの前記温度を循環的に変化させる前記ステップが、第１の温度に前記ボーラスを加熱することと、第２の温度に前記ボーラスを冷却することと、第３の温度に前記ボーラスを加熱することとを含む請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記第２のゾーンにおいてＨＲＴｍ処理を実施する前記ステップが、
前記第１のゾーンを介して前記ボーラスを移動させた後、前記第２のゾーンを介して、リアルタイムＰＣＲの試薬を含有する試験溶液のボーラスを移動させることと、
前記ボーラスが前記第２のゾーン内に存在する間、前記ボーラスの前記温度を定常的に上昇させることと
を含む請求項３４に記載の方法。
【請求項３７】
ＰＣＲを行うために前記ボーラスの前記温度を循環的に変化させる前記ステップが、第１の熱発生装置を使用して前記温度を循環的に変化させることを含み、
前記ボーラスの前記温度を定常的に上昇させる前記ステップが、第２の熱発生装置を使用して前記温度を定常的に上昇させることを含む請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
単一のレンズを使用して、前記集束ステップを実施することをさらに含む請求項３３に記載の方法。
【請求項３９】
励起源を使用して、前記チャネルの前記ＰＣＲ処理ゾーンに電磁波照射を供給することをさらに含む請求項３３に記載の方法。
【請求項４０】
リアルタイムＰＣＲの試薬を含有する溶液のボーラスを、前記第１のゾーンを介し、次いで前記第２のゾーンを介して移動させることをさらに含む請求項３３に記載の方法。
【請求項４１】
前記画像センサを使用して、前記ボーラスが前記第２のゾーン内に存在する間の少なくとも約１分間、１秒当り前記ボーラスの少なくとも約１０の画像を捕捉することをさらに含む請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
前記画像センサを使用して、前記ボーラスが前記第１のゾーン内に存在する間の少なくとも約１０分間または少なくとも約２０回ＰＣＲサイクルの間、９０秒ごとに少なくとも前記ボーラスの約１つの画像を捕捉することをさらに含む請求項３１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
先行出願の相互参照
【０００２】
本出願は、本明細書に参照により組み込まれている、２００６年６月３０日出願の米国仮特許出願第６０／８０６，４４０号に対する優先権を主張する。
【０００３】
本発明は、ＤＮＡ分子の増幅およびＤＮＡ分子の解離挙動をモニターするためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００４】
核酸の検出は、医療、法医学、工業加工、穀物および動物育種、および他の多数の分野において重要である。その、疾患状態（例えば癌）、感染性生物（例えばＨＩＶ）、遺伝系統、遺伝子マーカーなどを検出する能力は、疾患の診断および予後、マーカー利用選択、犯罪現場物質の同定、産業用生物を繁殖させる能力および他の多くの技術のために用いられる広範な技法である。対象となっている核酸の品質の決定は、感染または癌の病理に関連し得る。少量の核酸を検出するための最も強力で基本的な技法の１つは、核酸配列の一部または全てを多数回複製してから、増幅産物を分析することである。ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）はＤＮＡを増幅するためのよく知られた技術である。
【０００５】
ＰＣＲにより、単一のテンプレートＤＮＡ分子から出発して、数百万のＤＮＡコピーを速やかに生産することができる。ＰＣＲは、一本鎖へのＤＮＡの変性、変性した鎖へのプライマーのアニーリング、および熱安定性のＤＮＡポリメラーゼ酵素によるプライマーの伸長という３段階の熱サイクルを含む。このサイクルは多数回繰り返され、その結果、この過程の最後には、検出および分析をする上で十分なコピーが存在するようになる。ＰＣＲについての一般的詳細に関しては、SambrookおよびRussell、Molecular Cloning-A Laboratory Manual (第3版)、1〜3巻、Cold Spring Harbor Laboratory、コールドスプリングハーバー、ニューヨーク州(2000)；Current Protocols in Molecular Biology、F. M. Ausubelら編集、Current Protocols、a joint venture between Greene Publishing Associates社およびJohn Wiley & Sons社、(2005年に増補)、およびPCR Protocols A Guide to Methods and Applications、M. A. Innisら編集、Academic Press社、サンディエゴ、カリフォルニア州(1990)を参照されたい。
【０００６】
幾つかの適用において、増幅過程の進行につれ、ＤＮＡ産物の蓄積をモニターすることが重要である。リアルタイムＰＣＲとは、反応の進行につれ、一般的には１つのＰＣＲサイクル当り１回、増幅されたＤＮＡ産物の蓄積を測定する、成長中の一連の技術を称する。経時的に増幅過程をモニタリングすることにより、この過程の効率の判定、ならびにＤＮＡテンプレート分子の初発濃度の予測が可能になる。リアルタイムＰＣＲについての一般的詳細に関しては、Real-Time PCR:An Essential Guide、K.Edwardsら編集、Horizon Bioscience、Norwich、U.K.(2004)を参照されたい。
【０００７】
最近、ＰＣＲおよび他の増幅反応の実施に対し、多数のハイスループット法、例えば、マイクロ流体装置における増幅反応、ならびに装置内または装置上で増幅された核酸を検出および分析する方法などが開発されている。増幅のためのサンプルの熱サイクリングは通常、２つの方法のうちの１つにおいて達成される。第１の方法では、サンプル溶液を該装置内に充填し、従来のＰＣＲ機器とほぼ同様に、時間に合わせて温度を循環的に変化させる。第２の方法では、サンプル溶液を空間的に離れた異なる温度ゾーンを介して連続的にポンプ注入する。例えば、Lagallyら(Anal Chem 73: 565〜570頁(2001))、Koppら(Science 280: 1046〜1048頁(1998))、Parkら（Anal Chem 75: 6029〜6033頁(2003)）、Hahnら(ＷＯ２００５／０７５６８３号)、Enzelbergerら(米国特許第６，９６０，４３７号)、およびKnappら(米国特許出願公開第２００５／００４２６３９号)を参照されたい。
【０００８】
元のＤＮＡ分子の十分なコピー数があれば、そのＤＮＡを特徴付けることができる。ＤＮＡを特徴付ける１つの方法は、温度を上昇させて、二本鎖ＤＮＡ（ｄｓＤＮＡ: double stranded DNA）から一本鎖ＤＮＡ（ｓｓＤＮＡ: single stranded DNA）へとＤＮＡが転移する際のＤＮＡの解離挙動を調べることである。ｄｓＤＮＡからｓｓＤＮＡへの転移をＤＮＡに生じさせる過程は、時には「高分解温度（熱）融解（ＨＲＴｍ: high-resolution temperature (thermal) melt）」過程、または単に、「高分解融解」過程と称される。
【０００９】
したがって、求められているのは、ＤＮＡの増幅過程をモニタリングし、ＤＮＡの解離挙動を判定するためのシステムである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国仮特許出願番号６０／８０６，４４０号
【特許文献２】ＷＯ２００５／０７５６８３号
【特許文献３】米国特許第６，９６０，４３７号
【特許文献４】米国特許出願公開第２００５／００４２６３９号
【特許文献５】米国特許出願第１１／５０５，３５８号
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】SambrookおよびRussell、Molecular Cloning-A Laboratory Manual (第3版)、1〜3巻、Cold Spring Harbor Laboratory、コールドスプリングハーバー、ニューヨーク州(2000)
【非特許文献２】Current Protocols in Molecular Biology、F. M. Ausubelら編集、Current Protocols、a joint venture between Greene Publishing Associates社およびJohn Wiley & Sons社、(2005年に増補)
【非特許文献３】PCR Protocols A Guide to Methods and Applications、M. A. Innisら編集、Academic Press社、サンディエゴ、カリフォルニア州(1990)
【非特許文献４】Real-Time PCR:An Essential Guide、K.Edwardsら編集、Horizon Bioscience、Norwich、U.K.(2004)
【非特許文献５】Lagallyら(Anal Chem 73: 565〜570頁(2001))
【非特許文献６】Koppら(Science 280: 1046〜1048頁(1998))
【非特許文献７】Parkら（Anal Chem 75: 6029〜6033頁(2003)）
【非特許文献８】Wittwerら、Clinical Chemistry 49:853〜860頁(2003)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、リアルタイムＰＣＲおよびＨＲＴｍ分析を実施およびモニタリングするためのシステムおよび方法に関する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
一態様において、本発明は、以下の要素：ＰＣＲ処理ゾーンおよびＨＲＴｍ分析ゾーンを含むマイクロ流体チャネル；ならびに第１の視野を有する第１の画像センサ領域および第２の視野を有する第２の画像センサ領域を有する画像センサであって、第２の視野が、第１の視野とは異なる画像センサを含むシステムであって、ＰＣＲ処理ゾーンの少なくとも一部が、第１の視野内にあり、ＨＲＴｍ分析ゾーンの少なくとも一部が、第２の視野内にあるシステムを提供する。一実施形態において、該システムは、ＰＣＲ処理ゾーンに熱を供給し、かつ／またはＰＣＲ処理ゾーンからの熱を吸収するように構成された第１の熱発生装置；およびＨＲＴｍ分析ゾーンに熱を供給し、かつ／またはＨＲＴｍ分析ゾーンからの熱を吸収するように構成された第２の熱発生装置をさらに含んでよい。２つの温度発生装置は独立して操作できるため、ＰＣＲ処理ゾーンでＰＣＲを行っているのと同時に、ＨＲＴｍ分析ゾーンでＨＲＴｍ分析を行うことができる。該システムはまた、ＨＲＴｍ分析ゾーンでＨＲＴｍ分析を受ける各ボーラスに関し、ボーラスがＨＲＴｍ分析を受けている間、少なくとも１分間、第２の画像センサ領域から、好ましくは、１秒当り少なくとも約１０の画像を捕捉する画像センサコントローラを含むことができる。幾つかの実施形態において、１０画像／秒の捕捉速度を達成するために、該コントローラは該画像センサをウィンドー処理することができる。幾つかの実施形態において、該システムは、該チャネルと該画像センサとの間に配置されたレンズをさらに含むことができる。このような実施形態において、第１の画像センサ領域に、ＰＣＲ処理ゾーンから来る光のみを集束させ、第２の画像センサ領域に、ＨＲＴｍ分析ゾーンから来る光のみを集束させるように、該レンズを構成することができる。
【００１４】
別の態様において、本発明は、（ｉ）リアルタイムＰＣＲの試薬を含有する溶液のボーラスを受容するためのチャネルであって、ＤＮＡ増幅ゾーンおよびＤＮＡ増幅ゾーンに隣接したＤＮＡ融解ゾーンを含むチャネル、ならびに（ｉｉ）ＤＮＡ融解ゾーンとＤＮＡ増幅ゾーンの双方が、同時に画像センサの視野内にあるように、該チャネルに関連して配置された画像センサを含むシステムを提供する。幾つかの実施形態において、該システムは、ＤＮＡ増幅ゾーンへ熱を供給し、かつ／またはＤＮＡ増幅ゾーンからの熱を吸収するように構成された第１の熱発生装置；およびＤＮＡ融解ゾーンへ熱を供給し、かつ／またはＤＮＡ融解ゾーンからの熱を吸収するように構成された第２の熱発生装置をさらに含んでよい。２つの温度発生装置は独立して操作できるため、ＤＮＡ増幅ゾーンでＤＮＡ増幅を行っているのと同時に、ＤＮＡ融解ゾーンでＤＮＡ融解を行うことができる。幾つかの実施形態において、ボーラスがＤＮＡ増幅ゾーン内にある間に、前記第１の熱発生装置が、ＰＣＲを行うためにＤＮＡ増幅ゾーン内の温度を循環的に変化させるように、前記第１の熱発生装置が構成されており、ボーラスが、ＤＮＡ融解ゾーンに入ったとき、前記第２の熱発生装置が、１秒当り典型的には、摂氏０．１度（℃）から１度の間の熱ランプ速度で実質上定常的に増加する熱量をＤＮＡ融解ゾーンに供給するように、前記第２の熱発生装置が構成されている。幾つかの実施形態において、ＤＮＡ融解ゾーンの長さは、ＤＮＡ増幅ゾーンの長さよりもかなり短い（例えば、ＤＮＡ融解ゾーンの長さは、ＤＮＡ増幅ゾーンの長さの１／５であり得る）。幾つかの実施形態において、該システムは画像コントローラを含む。融解ゾーンに入るボーラスのそれぞれに関して、少なくとも約１分間、画像コントローラが好ましくは、第２の画像センサ領域から１秒当り少なくとも約１０の画像を捕捉するように、該画像コントローラを構成することができる。幾つかの実施形態において、１０画像／秒の捕捉速度を達成するために、該コントローラは該画像センサをウィンドー処理することができる。  
【００１５】
他の態様において、本発明は、（ａ）チャネルのＰＣＲ処理ゾーンを使用して、ＰＣＲ処理を実施するステップと、（ｂ）該チャネルのＨＲＴｍ分析ゾーンを使用して、ＨＲＴｍ処理を実施するステップと、（ｃ）ステップ（ｂ）の実施中に、画像センサを使用して、ＨＲＴｍ分析ゾーンの画像を得るステップと、（ｄ）ステップ（ｃ）の実施後、ステップ（ｃ）を実施したときのチャネルとの相対的位置から該画像センサを移動させずに、前記画像センサを使用して、ステップ（ａ）を実施している間のＰＣＲ処理ゾーンの画像を得るステップとを含む方法を提供する。幾つかの実施形態において、ＰＣＲ処理ゾーンを使用して、ＰＣＲを行うステップは、ＰＣＲ処理ゾーンを介して、リアルタイムＰＣＲの試薬を含有する試験溶液のボーラスを移動させるステップと、ボーラスがＰＣＲ処理ゾーン内に存在する間、ボーラスの温度を循環的に変化させるステップとを含み、ＨＲＴｍ分析ゾーンを使用して、ＨＲＴｍ処理を実施するステップは、ＨＲＴｍ分析ゾーンを介して、リアルタイムＰＣＲの試薬を含有する試験溶液のボーラスを移動させるステップと、ボーラスがＨＲＴｍ分析ゾーン内に存在する間、ボーラスの温度を定常的に上昇させるステップとを含む。幾つかの実施形態において、ＰＣＲを行うためにボーラスの温度を循環的に変化させるステップは、第１の熱発生装置を使用して、温度を循環的に変化させることを含み、ボーラスの温度を定常的に上昇させるステップは、第２の熱発生装置を使用して、温度を定常的に上昇させることを含む。幾つかの実施形態において、該方法は、リアルタイムＰＣＲの試薬を含有する溶液のボーラスを、ＰＣＲ処理ゾーンに介し、次いでＨＲＴｍ分析ゾーンを介して移動させるステップと、画像センサを使用して、ボーラスがＨＲＴｍ分析ゾーン内に存在する間の少なくとも約１分間、１秒当りボーラスの少なくとも約１０の画像を捕捉するステップとをさらに含むことができる。  
【００１６】
他の態様において、本発明は、（ａ）マイクロ流体チャネルの第１のゾーンにおいてＰＣＲ処理を実施するステップと、（ｂ）マイクロ流体チャネルの第２のゾーンにおいてＨＲＴｍ処理を実施するステップと、（ｃ）ステップ（ａ）の実施中に、第１のゾーンからの放射を、画像センサの第２の領域上ではなく画像センサの第１の領域上に集束させるステップと、（ｄ）ステップ（ｃ）の実施中に、第２のゾーンからの放射を、画像センサの第１の領域上ではなく画像センサの第２の領域上に集束させるステップとを含む方法を提供する。  
【００１７】
幾つかの実施形態において、第１のゾーンにおいてＰＣＲ処理を実施するステップは、第１のゾーンを介して、リアルタイムＰＣＲの試薬を含有する試験溶液のボーラスを移動させることと、ボーラスが第１のゾーン内に存在する間、ＰＣＲを行うためにボーラスの温度を循環的に変化させることとを含み、第２のゾーンにおいてＨＲＴｍ処理を実施するステップは、第１のゾーンを介してボーラスを移動させた後、第２のゾーンを介して、リアルタイムＰＣＲの試薬を含有する試験溶液のボーラスを移動させることと、ボーラスが第２のゾーン内に存在する間、ボーラスの温度を定常的に上昇させることとを含む。幾つかの実施形態において、ＰＣＲを行うためにボーラスの温度を循環的に変化させるステップは、第１の熱発生装置を使用して、温度を循環的に変化させることを含み、ボーラスの温度を定常的に上昇させるステップは、第２の熱発生装置を使用して、温度を定常的に上昇させることを含む。幾つかの実施形態において、該方法は、リアルタイムＰＣＲの試薬を含有する溶液のボーラスを、第１のゾーンを介し、次いで第２のゾーンを介して移動させることと、画像センサを使用して、ボーラスが第２のゾーン内に存在する間の少なくとも約１分間、好ましくは、１秒当りボーラスの少なくとも約１０の画像を捕捉することとをさらに含む。
【００１８】
本発明の上記および他の実施形態は、下記の添付図面を参照にして説明する。
【００１９】
本明細書に組み込まれ、かつ本明細書の一部を形成する添付の図面は、本発明の種々の実施形態を説明する。各図面における同様の参照番号は、同一かまたは機能的に類似の要素を示す。さらに、参照番号の左端の数字は、参照番号が最初に現れる図面を指示している。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】一実施形態によるゲノム分析システムを示す機能的ブロック図である。
【図２】一実施形態によるバイオチップを示す上面図である
【図３】一実施形態による画像センサを示す図である。
【図４】一実施形態による処理過程を例示するフローチャートである。
【図５】一実施形態によるゲノム分析システムを示す機能的ブロック図である。
【図６】一実施形態による第１の温度プロフィールを説明する図である。
【図７】一実施形態による第２の温度プロフィールを説明する図である。
【図８】一実施形態の画像処理システムを例示する機能的ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図面を参照すると、図１は、一実施形態による核酸分析システム１００を説明している。図１に示されるように、システム１００は、ＰＣＲ処理ゾーン１０４（すなわち、ＤＮＡが増幅されるゾーン）およびＨＲＴｍ分析ゾーン１０６（すなわち、増幅されたＤＮＡの解離挙動が調べられるゾーン）を有するマイクロ流体バイオチップ１０２を含んでいる。
【００２２】
図２は、幾つかの実施形態によるバイオチップ１０２の上面図である。図２に示されるように、バイオチップ１０２は、多数のマイクロ流体チャネル２０２を含んでいる。示された例には８つのマイクロ流体チャネルがあるが、チップ１０２は、８つ以上または８つ未満のチャネルを有し得ることが考慮されている。示されるように、各マイクロ流体チャネルの第１の部分は、ＰＣＲ処理ゾーン１０４内にあり得、各マイクロ流体チャネルの第２の部分は、ＨＲＴｍ分析ゾーン１０６内にあり得る。さらに図１に示されるように、ゾーン１０６は、ゾーン１０４の直ぐ後に続き、ゾーン１０４の長さは、ゾーン１０６の長さよりもかなり大きくなり得る（例えば、ゾーン１０４の長さは、ゾーン１０６の長さの５倍であり得る）。
【００２３】
図１は、ゾーン１０４と１０６との間に小さなギャップがあることを示しているが、ゾーン間でギャップが存在しないことも考慮されている（すなわち、ゾーン１０６は、ゾーン１０４の直ぐ後に続くのみならず、ゾーン１０４と共通の境界域を共有することが考慮されている）。幾つかの実施形態において、システム１００が使用される場合、少なくとも１つのチャネル２０２は、リアルタイムＰＣＲの試薬を含有する溶液サンプル（または「ボーラス」）を受容する。ボーラスがＨＲＴｍゾーン１０６に入る前にＰＣＲゾーン１０４に移動するように、チャネルを介してボーラスを移動させる力を使用することができる。マイクロ流体装置内でＰＣＲを実施するためのシステムおよび方法の１つは、参照により本明細書に組み込まれている、２００６年８月１７日に出願された米国特許出願第１１／５０５，３５８号に開示されている。
【００２４】
図１に戻って参照すると、ゲノム分析システム１００は、画像センサ１０８、画像センサ１０８を制御するためのコントローラ１１０、画像センサ１０８により生じた画像データを処理するための画像処理システム１１２をさらに含む。画像センサ１０８は、ＣＭＯＳ画像センサ、ＣＣＤ画像センサ、または他の画像センサを用いて実施することができる。例えば、一実施形態において、センサ１０８は、有効な１２．７メガピクセル解像度を有し、Ｃａｎｏｎ社から入手できる３６×２４ｍｍのサイズを有するＣＭＯＳセンサである。
【００２５】
画像センサ１０８は、第１の画像センサ領域１２１および第２の画像センサ領域１２２を有する。画像センサ領域１２１は、画像センサ領域１２２とは異なる視野を有する。好ましい実施形態において、ＰＣＲ処理ゾーン１０４の少なくとも一部が、センサ領域１２１の視野内に入り、ＨＲＴｍゾーン１０６の少なくとも一部が、センサ領域１２２の視野内に入るように、画像センサ１０８は、チップ１０２に関して配置される。
【００２６】
次に図３を参照すると、図３は、画像センサ１０８の感光性表面を示す図である。この図は、２つの画像センサ領域１２１、１２２を説明している。示されるように、画像センサ領域１２２の面積は、画像センサ領域１２１の面積よりもかなり小さくなり得る（例えば、１／５の面積以下）。幾つかの実施形態において、２つの領域１２１、１２２の幅は同じであるが、長さは異なる。
【００２７】
次に図８を参照すると、図８は、画像処理システム１１２の実施形態を説明する機能的ブロック図である。図８に示されるように、システム１１２は、画像センサ１０８からの出力データを受ける。システム１１２は、画像センサ１０８からのデータを増幅させる増幅器８０２を含むことができる。非限定的な一実施形態において、増幅器８０２は、３２００  ＩＳＯ感度よりも大きくデータを増幅させることができる。増幅されたデータを、例えば、１６ビットのアナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換器８０４によりデジタルシグナルに変換することができる。一実施形態において、１６ビットのＡ／Ｄ変換器の利用により、高レベルの動的範囲および低い端末ビットの解像度を提供する。Ａ／Ｄ変換器８０４からのデジタルシグナル出力は、フレーミングサーキット８０６により処理することができ、画像センサ領域１２１から生じたデータをゾーン１のデータ緩衝器８０８に保存するために、また画像センサ領域１２２から生じたデータをゾーン２のデータ緩衝器８１０に保存するために、該サーキットを構成することができる。プログラム可能なデータ処理装置８１２は、他の中でもゾーン１０４および１０６からの蛍光強度を測定し、記録するために、緩衝器８１０および８１２におけるデータを処理するようにプログラム化できる。
【００２８】
上記のとおり画像センサ１０８およびチップ１０２を構成することにより、単一の画像センサが、（ｉ）ＰＣＲゾーン１０４からの放射強度に対応するデータを生じさせ、（ｉｉ）ＨＲＴｍゾーン１０６からの放射強度に対応するデータを生じさせることができる。このように、単一の画像センサだけを利用して、システム１００は、（１）ＤＮＡサンプルの増幅および（２）異なるＤＮＡサンプルの解離挙動を同時にモニターすることができる。
【００２９】
さらに図１に説明されるように、システム１００は、１つまたは複数の熱発生装置を含むことができる。示された実施形態において、システム１００は、第１の熱発生装置１１４および第２の熱発生装置１１６ならびに装置１１４、１１６を制御するためのコントローラ１１８を含んでいる。一実施形態において、第１の熱発生装置は、ＰＣＲ処理ゾーン１０４において第１の熱ゾーンを作り出し、第２の熱発生装置は、ＨＲＴｍ分析ゾーン１０６において第２の熱ゾーンを作り出す。
【００３０】
各熱発生装置１１４、１１６は、チップ１０２へ熱を提供し、および／またはチップ１０２からの熱を吸収するように構成されており、したがって、１つまたは複数の熱源および／または吸熱器を含むことができる（例えば、各熱発生装置１１４、１１６は、ペルティエ素子または他の熱源もしくは吸熱器を含むことができる）。より具体的には、示された実施形態において、熱装置１１４は、ＰＣＲゾーン１０４への熱の提供および／またはＰＣＲゾーン１０４からの熱を吸収するように構成され、熱装置１１６は、ＨＲＴｍゾーン１０６への熱の提供および／または該ゾーン１０６からの熱を吸収するように構成される。
【００３１】
１つだけの温度コントローラが示される場合、各熱発生装置はそれ自体にコントローラを有し得ることが考慮されている。さらに、システム１００は、単一の温度コントローラを有し得るが、該熱発生装置は独立して操作することができ、それゆえ、ゾーン１０６においてＨＲＴｍ分析を実施するために装置１１６を使用することができ、同時に、ゾーン１０４にＰＣＲを生じさせるために装置１１４が使用される。
【００３２】
すなわち、幾つかの実施形態において、第１の熱発生装置１１４は、ボーラスがゾーン１０４内にある場合、ＰＣＲを行うために熱発生装置１１４がゾーン１０４において温度を循環的に変化させるように構成され、第２の熱発生装置１１６は、ボーラスがゾーン１０６内に入ると、熱発生装置１１６が、ボーラスにＨＲＴｍ分析を受けさせるために（すなわち、ボーラス中のｄｓＤＮＡをｓｓＤＮＡに転移させるために）ゾーン１０６に実質上定常的に上昇する熱量を供給するように構成される。一例において、熱発生装置１１６は、典型的に１秒当り約摂氏０．１度（℃）から２度の熱ランプ速度、好ましくは１秒当り約摂氏０．５度（℃）から１度の間のランプ速度を提供することができる。
【００３３】
次にセンサコントローラ１１０を参照すると、該ＨＲＴｍ分析ゾーン内でＨＲＴｍ分析を受ける各ボーラスに関して、該ボーラスが、該ＨＲＴｍ分析を受けている間の少なくとも約１分間、画像センサコントローラ１１０がセンサ１０８に画像センサ領域１２２から、好ましくは、１秒当り少なくとも約１０の画像を捕捉させる（典型的には、約５分の連続時間、画像を捕捉する）ように、センサコントローラ１１０を構成することができる。ランプ速度が、より速い実施形態において、画像センサコントローラ１１０は、センサ１０８に１秒当り約２０の画像速度で画像を捕捉させることができる。多くの実施形態において、目標は、摂氏０．１度以上の良好な温度感度限界を達成することである。
【００３４】
幾つかの実施形態において、１０画像／秒の高いフレーム速度を達成するために、該センサは、ＣＭＯＳセンサを用いて実施することができ、該コントローラは、ＣＭＯＳセンサをウィンドー処理して対象のピクセルだけ（例えば、画像センサ領域１２２内の幾つかまたは全てのピクセル）を読み取るように構成することができる。
【００３５】
幾つかの実施形態において、システム１００は、ゾーン１０４および／または１０６を照明するための励起源１３０（例えば、レーザーまたは他の励起源）をさらに含むことができる。さらなる励起源（例えば、励起源１３１）もまた使用することができる。システム１００は、チップ１０２と画像センサ１０８との間に配置されるレンズ１４０をさらに含むことができる。このような実施形態において、ＰＣＲ処理ゾーン１０４から来る光１４５を第１の画像センサ領域１２１に集束させるように、ならびにＨＲＴｍ分析ゾーン１０６から来る光１４６を第２の画像センサ領域１２２に集束させるように、レンズ１４０を構成することができる。
【００３６】
次に図４を参照すると、図４は、一実施形態による処理過程４００を説明するフローチャートである。過程４００は、ＰＣＲ処理ゾーン１０４（第１の熱ゾーン）およびＨＲＴｍ分析ゾーン１０６（第２の熱ゾーン）を有するマイクロチャネルもつマイクロ流体装置１０２（図５を参照）を得るステップ４０２で始まる。ステップ４０３において、画像センサ（例えば、画像センサ１０８）は、第１および第２の熱ゾーンの双方が、画像センサの視野内に同時に存在するように得られ、かつ配置される。
【００３７】
ステップ４０４において、試験溶液の一連のボーラスが、マイクロチャネル内に導入される（試験溶液は、試験溶液リザーバ１５０に保存することができる（図１を参照））。ステップ４０６において、各ボーラスが、ＰＣＲ処理ゾーンを通過してから、ＨＲＴｍ分析ゾーンに入って移動するように、各ボーラスをチャネルに沿って移動させる。このステップは、図５に絵入りで説明されている。矢印５０１は、一連のボーラスが移動する方向を示している。幾つかの実施形態において、ボーラスは、一定の速度で連続的に移動する。
【００３８】
ステップ４０８において、１つまたは複数のボーラスが、ＰＣＲ処理ゾーンを通って移動する間に、ＰＣＲ処理ゾーンの温度を循環的に変化させて、各ボーラス中のＤＮＡを増幅させる。図６は、実施されているステップ４０８の結果、幾つかの実施形態によるＰＣＲ処理ゾーンの温度プロフィールを説明している。図６に示され、当業界によく知られているように、１つの温度サイクルは：（１）第１の温度（ｔ１）（例えば、５２℃）に第１の時間（ｐ１）（例えば、５秒）、ＰＣＲ処理ゾーンの温度を保持すること、（２）次いでｔ１からｔ２（例えば、７２℃）へと温度を急速に上昇させ、ｔ２の温度に第２の時間（ｐ２）（例えば、１０秒）、温度を保持すること、（３）次いでｔ２からｔ３（例えば、９４℃）へと温度を急速に上昇させ、ｔ３の温度に第３の時間（ｐ３）（例えば、５秒）、温度を保持すること、および（４）次にこのサイクルを繰り返すことができるように、温度を急速に降下させてｔ１に戻すことからなる。上記の温度サイクルは、「ＰＣＲサイクル」と称することができる。幾つかの実施形態において、ＰＣＲサイクルは、ある時間繰り返される（例えば、十分な量のＤＮＡを生産するのに必要な限り−典型的には２０〜４０のＰＣＲサイクル）。
【００３９】
ステップ４１０において、ボーラスがゾーンを通って移動し、ゾーンの温度を、上記のとおり循環的に変化させる際に、ＰＣＲ処理ゾーン内の少なくとも１つのボーラスの画像を捕捉するために、画像センサ１０８が用いられる。幾つかの実施形態において、図６に示されるように、画像は、ＰＣＲサイクルの「中間期」でのみ捕捉される（すなわち、温度がｔ２に保持される時期）。幾つかの実施形態において、センサコントローラ１１０は、画像捕捉を制御し、画像センサ１０８をウィンドー処理するが、ボーラスの画像を捕捉するステップは、画像センサ領域１２１内にある画像センサ１０８のピクセルのみ、または例えば、ボーラスからの光を受容するピクセルおよび１つまたは複数の直ぐ周囲にあるピクセルなどのサブセットを読み取ることを含む。
【００４０】
ステップ４１２において、ステップ４１０で捕捉された画像は、例えば、画像処理システム１１２により処理される。画像処理システム４１２は、時間関数としてボーラスから放射される蛍光強度を測定するために、ソフトウェアによりプログラム化された１つまたは複数の処理装置を含むことができる。
【００４１】
ステップ４１８において、ボーラスがＨＲＴｍ分析ゾーンに入る際（または入った直後）および該ゾーンを通って移動する間に、ＨＲＴｍ分析ゾーン温度を上昇させて、ボーラス内のｄｓＤＮＡをｓｓＤＮＡに転移させる。図７は、幾つかの実施形態によるＨＲＴｍ分析ゾーンの温度プロフィールを説明している。図７に示された例において、第１のボーラスは、時間ｔ１に（またはその直後に）ＨＲＴｍ分析ゾーンに入り、時間ｔ２まで（またはその直後まで）該ゾーン内に留まり、第２のボーラスは、時間ｔ３に（またはその直後に）ＨＲＴｍ分析ゾーンに入り、時間ｔ４まで（またはその直後まで）該ゾーン内に留まる。図７に示されるように、該第１および第２のサンプルが、ＨＲＴｍ分析ゾーン内に存在する間に、温度ｔ１（例えば、約６５℃）から温度ｔ２（例えば、約９５℃）に実質的に一定の速度（例えば、１秒当り０．１℃から１℃）で該ゾーンの温度を上昇させることができ、この温度上昇がサンプル内のｄｓＤＮＡをｓｓＤＮＡに転移させることになる。
【００４２】
一実施形態において、ｄｓＤＮＡ結合蛍光色素の存在下、ＰＣＲによる増幅を実施する。色素は、ｓｓＤＮＡと相互作用しないが、ｄｓＤＮＡと活発に結合し、この状態で鮮明に蛍光を放つ。この蛍光シフトは、先ずＰＣＲ処理ゾーンにおけるＤＮＡ濃度の増加を測定するために使用でき、次いでＨＲＴｍにより熱誘導ＤＮＡ解離を直接測定するために使用できる。最初は、サンプルがｄｓＤＮＡとして出発するので、融解分析において蛍光は高いが、温度が上昇し、ＤＮＡが一本鎖に解離するにつれて蛍光は減少する。観察された「融解」挙動は、特定のＤＮＡサンプルに特徴的である。典型的には融解曲線が作成され、最初、融解前相の高い蛍光から、融解相から融解後相での基礎蛍光への急激な蛍光減少を経て遷移をプロットする。二本鎖ＤＮＡが一本鎖に解離（融解）するにつれてＤＮＡ結合色素が二本鎖ＤＮＡから放出され、蛍光は減少する。蛍光の変化速度が最大である融解相の中点値が、分析下の特定のＤＮＡ断片の融解温度（ＴＭ）を規定している。
【００４３】
好適なｄｓＤＮＡ結合性色素には、ＳＹＢＲ（登録商標）Ｇｒｅｅｎ１（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ社、カールスバッド、カリフォルニア州）、ＳＹＴＯ（登録商標）９（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ社、カールスバッド、カリフォルニア州）、ＬＣ  Ｇｒｅｅｎ（登録商標）（Ｉｄａｈｏ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ、ソルトレークシティー、ユタ州）およびＥｖａ  Ｇｒｅｅｎ（商標）（Ｂｉｏｔｉｕｍ社、ヘイワード、カリフォルニア州）が含まれた。これらの色素の中で、ＳＹＴＯ（登録商標）９、ＬＣ  Ｇｒｅｅｎ（登録商標）およびＥｖａ  Ｇｒｅｅｎ（商標）は、増幅反応において低毒性を有し、したがって、ｄｓＤＮＡサンプルのより高い飽和のため、より高い濃度で使用することができる。融解中に核酸鎖の非変性領域に対する動的色素の再分布が少ないこと、ならびに色素が、高融解温度産物に不都合であるという明らかな理由から、より高い色素飽和は、測定された蛍光シグナルがより高い適合度を有することを意味する（Wittwerら、Clinical Chemistry 49:853〜860頁(2003)）。これらの特性の組合せにより、より高い融解感度およびより高い分解融解プロフィールがもたらされる。
【００４４】
ステップ４２０において、上記のとおりボーラスがゾーンを通って移動し、ゾーンの温度が上昇している間、ＨＲＴｍ分析ゾーン内のボーラスの画像を捕捉するために、画像センサ１０８を使用する。幾つかの実施形態において、画像センサがＨＲＴｍ分析ゾーン内のボーラスの画像を捕捉するために使用される場合、画像センサはＰＣＲ処理ゾーン内のボーラスの画像を捕捉するために、画像センサがステップ４１０において使用された場合と同じ位置および方向にある。
【００４５】
幾つかの実施形態において、ステップ４２０における画像は、高フレーム速度（例えば、１秒当り５つ以上の画像、好ましくは１秒当り少なくとも１０の画像）で捕捉される。幾つかの実施形態において、センサコントローラ１１０は、画像捕捉を制御し、画像センサ１０８をウィンドー処理し、その結果、ボーラスの画像を捕捉するステップが、画像センサ領域１２２内にある画像センサ１０８のピクセルのみ、または例えば、ボーラスから光を受容するピクセルおよび１つまたは複数の直ぐ周囲にあるピクセルなどのサブセットを読み取ることを含む。
【００４６】
ステップ４２２において、ステップ４２０で捕捉された画像は、例えば、画像処理システム１１２によって処理される。画像処理システム４１２は、時間の関数としてボーラスから放射された蛍光強度を測定するために、ソフトウェアからプログラム化された１つまたは複数の処理装置を含むことができる。
【００４７】
図４に説明されるように、ステップ４１８〜４２０は、ステップ４０８〜４１０と同時に行うことができる。
【００４８】
本発明の種々の実施形態／変更形態を、上記に説明したが、それらは、限定ではなく、一例としてのみ提供していることが理解されるはずである。したがって、本発明の広さと範囲は、上記の例示的な実施形態のいずれによっても限定されるものではない。
【００４９】
また、上記および図４に説明された処理過程は、一連のステップとして示されているが、これは、単に例示目的で示されたものである。したがって、幾つかのステップを加えることができ、幾つかのステップを省くことができ、またステップの順序を再配置することが企図されている。
【００５０】
請求項に関して、用語の「ａ」および「ａｎ」は、「１つまたは複数」と解釈されたい。
【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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【国際調査報告】
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