(57)【要約】      （修正有）【課題】対物レンズを高速駆動させることで励起光の焦点がマイクロ流路の一断面上を高速に走査するようにした蛍光検出装置において、この励起光の走査をマイクロ流路からはみ出ることなく且つマイクロ流路の断面のほぼ全域に渡って行われるようにする。【解決手段】光センサ１９の各検出面からのセンサ信号を演算してレーザ光の焦点が反射面に来たことを表わす反射面検出信号、および、前記反射ビームの光量を表わす反射光量検出信号を生成する演算回路３０と、反射面検出信号に基づいてレーザ光の焦点がマイクロ流路４５の底面と上面との間を往復するようにレンズアクチュエータ２０を駆動制御するとともに、反射光量検出信号に基づいてレーザ光の焦点がマイクロ流路４５の両側面の間を往復するようにレンズアクチュエータ２０を駆動制御する制御回路３１とを備えている。【選択図】図１
2006322707.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査チップに形成されたマイクロ流路に蛍光標識物質の加えられた試料を流した状態で、この試料に励起光を照射して該励起光により試料から発せられる蛍光を検出することで試料中の成分測定を行う蛍光検出装置において、
前記検査チップには、前記励起光の照射側から見て前記マイクロ流路の周囲に当該マイクロ流路の範囲と光の反射率の異なる層が設けられ、
前記励起光となるレーザ光を出力するレーザ出力手段と、
このレーザ光を前記マイクロ流路に集束させるとともに前記試料から発せられた蛍光を受ける対物レンズと、
この対物レンズをフォーカス方向および前記マイクロ流路を横断するトラバース方向に駆動するレンズアクチュエータと、
前記検査チップ側で反射した前記レーザ光の反射ビームと前記試料からの蛍光とを分離する第１ビームスプリッタと、
前記第１ビームスプリッタにより分離された蛍光を検出する第１光センサと、
前記検査チップ側に向かう前記レーザ光の進行ビームと前記検査チップ側で反射した該レーザ光の反射ビームとを分離する第２ビームスプリッタと、
前記第２ビームスプリッタにより分離された前記反射ビームに作用して前記レーザ光の焦点が反射面の近傍に来たときにこの反射ビームの像を発生させ、当該焦点が当該反射面からずれたときにこの像の形状又は向きを変化させる反射面検出用光学系と、
前記反射面検出用光学系により生じた像を複数の検出面で検出する第２光センサと、
前記第２光センサの各検出面からのセンサ信号を演算して前記レーザ光の焦点が反射面に来たことを表わす反射面検出信号と、前記反射ビームの光量を表わす反射光量検出信号とを生成する演算回路と、
前記反射面検出信号に基づいて前記レーザ光の焦点が前記マイクロ流路の底面と上面との間を往復するように前記レンズアクチュエータを駆動制御するとともに、前記反射光量検出信号に基づいて前記レーザ光の焦点が前記マイクロ流路の両側面の間を往復するように前記レンズアクチュエータを駆動制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする蛍光検出装置。
【請求項２】
検査チップに形成されたマイクロ流路に蛍光標識物質の加えられた試料を流した状態で、この試料に励起光を照射して該励起光により試料から発せられる蛍光を検出することで試料中の成分測定を行う蛍光検出装置において、
前記励起光となるレーザ光を出力するレーザ出力手段と、
このレーザ光を前記マイクロ流路に集束させるとともに前記試料から発せられた蛍光を受ける対物レンズと、
この対物レンズをフォーカス方向および前記マイクロ流路を横断するトラバース方向に駆動するレンズアクチュエータと、
前記検査チップ側で反射した前記レーザ光の反射ビームと前記試料からの蛍光とを分離する第１ビームスプリッタと、
前記第１ビームスプリッタにより分離された蛍光を検出する第１光センサと、
前記検査チップ側に向かう前記レーザ光の進行ビームと前記検査チップ側で反射した該レーザ光の反射ビームとを分離する第２ビームスプリッタと、
前記第２ビームスプリッタにより分離された前記反射ビームに基づいて前記対物レンズにより集束されたレーザ光の焦点が反射面の近傍に来たことを表わす反射面検出信号を生成する反射面検出信号生成手段と、
前記反射面検出信号に基づいて前記レーザ光の焦点が前記マイクロ流路の底面と上面との間を往復するように前記レンズアクチュエータを駆動制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする蛍光検出装置。
【請求項３】
前記反射面検出信号生成手段は、
前記第２ビームスプリッタにより分離された前記反射ビームに作用して前記レーザ光の焦点が反射面の近傍に来たときにこの反射ビームの像を発生させ、当該焦点が当該反射面からずれたときにこの像の形状又は向きを変化させる反射面検出用光学系と、
前記反射面検出用光学系により生じた像を複数の検出面で検出する第２光センサと、
前記第２光センサの各検出面からのセンサ信号を演算して前記反射面検出信号を生成する演算回路と、
から構成されることを特徴とする請求項２記載の蛍光検出装置。
【請求項４】
前記反射面検出用光学系には、前記反射ビームを前記第２光センサの検出面に集束させる集束レンズと、当該反射ビームに非点収差を与える光学素子とが含まれていることを特徴とする請求項３記載の蛍光検出装置。
【請求項５】
検査チップに形成されたマイクロ流路に蛍光標識物質の加えられた試料を流した状態で、この試料に励起光を照射して該励起光により試料から発せられる蛍光を検出することで試料中の成分測定を行う蛍光検出装置において、
前記励起光となるレーザ光を出力するレーザ出力手段と、
このレーザ光を前記マイクロ流路に集束させるとともに前記試料から発せられた蛍光を受ける対物レンズと、
この対物レンズをフォーカス方向および前記マイクロ流路を横断するトラバース方向に駆動するレンズアクチュエータと、
前記検査チップ側で反射した前記レーザ光の反射ビームと前記試料からの蛍光とを分離する第１ビームスプリッタと、
前記第１ビームスプリッタにより分離された蛍光を検出する第１光センサと、
前記検査チップ側に向かう前記レーザ光の進行ビームと前記検査チップ側で反射した該レーザ光の反射ビームとを分離する第２ビームスプリッタと、
前記第２ビームスプリッタにより分離された前記反射ビームの光量を検出する第２光センサと、
前記第２光センサのセンサ信号に基づいて前記対物レンズにより集束されたレーザ光の焦点が前記マイクロ流路の両側面の間を往復するように前記レンズアクチュエータを駆動制御する制御手段と、
を備えていることを特徴とする蛍光検出装置。
【請求項６】
蛍光標識物質の加えられた試料を流すマイクロ流路が形成され、このマイクロ流路中の試料に励起光を照射して該励起光により試料から発せられる蛍光を検出することで試料中の成分測定を行う蛍光検出装置において使用される検査チップであって、
前記励起光の照射側から見て前記マイクロ流路の周囲に当該マイクロ流路の範囲と光の反射率の異なる層が設けられていることを特徴とする検査チップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、蛍光標識物質が加えられた試料に励起光を照射して試料から発せられる蛍光を検出することで試料内の特定成分の測定を行う蛍光検出装置およびそれに用いられる検査チップに関する。
【背景技術】
【０００２】
以前より、例えば生化学試料に蛍光標識物質を含んだ試薬を投入し、これをマイクロ流路に流すとともに励起光を照射して発せられる蛍光を測定することで、試料中の特定成分の定量測定を行う蛍光検出装置や落射蛍光顕微鏡などが開発されている。
【０００３】
本発明者らは、このような測定を高速に且つ正確に行うために、ＣＤプレーヤなど光ディスク装置の分野で用いられている対物レンズの駆動技術を応用し、励起光を対物レンズでマイクロ流路に集光させるとともに、この対物レンズを光軸方向（フォーカス方向）やマイクロ流路を横断する方向（トランスバース方向）に高速に往復移動させて、励起光の焦点がマイクロ流路の一断面上を高速に２次元走査するようにした蛍光検出装置を開発している。
【０００４】
このような装置によれば、励起光の焦点位置で発っせられる蛍光を対物レンズで受けて検出することで、マイクロ流路の上記断面を通過する試料の蛍光測定を高速に且つ正確に行うことが可能となる。
【０００５】
本発明に関連する従来技術としては、次のような開示がある。例えば、特許文献１には、顕微鏡の対物レンズを光軸方向に駆動する駆動装置と、被検体に対する焦点の合致判定を行う光学系とを備え、曲率を有する被検体でも短時間で焦点を合わせて段差測定等を可能にする技術が開示されている。また、特許文献２には、顕微鏡のレンズレボルバに取り付け可能な対物レンズユニットにおいて、対物レンズの位置を変位させるアクチュエータを備え、このアクチュエータを作動させることで観測対象の離間した２箇所を同時に且つ高倍率で観察できるようにした技術が開示されている。また、特許文献３には、フォトマスクを介して感光性ペーストを露光するなどして基板上にマイクロ流路を形成する技術が開示されている。また、特許文献４には、共焦点顕微鏡の鏡筒に光軸の位置や角度を補正する可動部を設けた技術が開示されている。
【特許文献１】特開平９−２５７４１１号公報
【特許文献２】特開２００２−４８９７８号公報
【特許文献３】特開２００３−２０２６７８号公報
【特許文献４】特開２００３−２７９８５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
対物レンズをフォーカス方向とトラバース方向とに高速駆動して励起光の焦点がマイクロ流路の一断面上を走査するようにするには、励起光の焦点がマイクロ流路から外れないように対物レンズの駆動位置や振幅を自動制御する必要がある。しかしながら、従来、このような自動制御を行う構成は存在しなかった。
【０００７】
本発明の目的は、対物レンズを高速駆動させることで励起光の焦点がマイクロ流路の一断面上を高速に２次元走査するようにした蛍光検出装置において、この励起光の走査をマイクロ流路からはみ出ることなく且つマイクロ流路の断面のほぼ全域に渡って行われるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記目的を達成するため、検査チップに形成されたマイクロ流路に蛍光標識物質の加えられた試料を流した状態で、この試料に励起光を照射して該励起光により試料から発せられる蛍光を検出することで試料中の成分測定を行う蛍光検出装置において、前記励起光となるレーザ光を出力するレーザ出力手段と、このレーザ光を前記マイクロ流路に集束させるとともに前記試料から発せられた蛍光を受ける対物レンズと、この対物レンズをフォーカス方向および前記マイクロ流路を横断するトラバース方向に駆動するレンズアクチュエータと、前記検査チップ側で反射した前記レーザ光の反射ビームと前記試料からの蛍光とを分離する第１ビームスプリッタと、前記第１ビームスプリッタにより分離された蛍光を検出する第１光センサと、前記検査チップ側に向かう前記レーザ光の進行ビームと前記検査チップ側で反射した該レーザ光の反射ビームとを分離する第２ビームスプリッタと、前記第２ビームスプリッタにより分離された前記反射ビームに基づいて前記対物レンズにより集束されたレーザ光の焦点が反射面の近傍に来たことを表わす反射面検出信号を生成する反射面検出信号生成手段と、前記反射面検出信号に基づいて前記レーザ光の焦点が前記マイクロ流路の底面と上面との間を往復するように前記レンズアクチュエータを駆動制御する制御手段とを備えている構成とした。
【０００９】
このような手段によれば、反射面検出信号によりレーザ光の焦点がマイクロ流路の底面や上面に近接したことを検出できるので、この信号を監視しながら対物レンズのフォーカス方向の駆動制御を行うことで、フォーカス方向の走査範囲をマイクロ流路内に確実に保ち、且つ、この走査範囲を流路の上面近傍から底面近傍まで広くとることが可能となる。
【００１０】
具体的には、前記反射面検出信号生成手段は、前記第２ビームスプリッタにより分離された前記反射ビームに作用して前記レーザ光の焦点が反射面の近傍に来たときにこの反射ビームの像を発生させ、当該焦点が当該反射面からずれたときにこの像の形状又は向きを変化させる反射面検出用光学系と、前記反射面検出用光学系により生じた像を複数の検出面で検出する第２光センサと、前記第２光センサの各検出面からのセンサ信号を演算して前記反射面検出信号を生成する演算回路とから構成すると良い。
【００１１】
このような構成により、レーザ光の焦点がマイクロ流路の上面や底面に近づいた状態を確実に検出することが可能となる。
【００１２】
さらに具体的には、前記反射面検出用光学系は、前記反射ビームを前記第２光センサの検出面に集束させる集束レンズと、当該反射ビームに非点収差を与える光学素子とを含んだ構成とすることが出来る。
【００１３】
このような構成により、非点収差法によりレーザ光の焦点が反射面の近傍に来たときにＳ字波形を現すような反射面検出信号を生成でき、これによりマイクロ流路の上下方向の境界を確実に検出することが可能となる。
【００１４】
また、本発明は、上記目的を達成するため、検査チップに形成されたマイクロ流路に蛍光標識物質の加えられた試料を流した状態で、この試料に励起光を照射して該励起光により試料から発せられる蛍光を検出することで試料中の成分測定を行う蛍光検出装置において、前記励起光となるレーザ光を出力するレーザ出力手段と、このレーザ光を前記マイクロ流路に集束させるとともに前記試料から発せられた蛍光を受ける対物レンズと、この対物レンズをフォーカス方向および前記マイクロ流路を横断するトラバース方向に駆動するレンズアクチュエータと、前記検査チップ側で反射した前記レーザ光の反射ビームと前記試料からの蛍光とを分離する第１ビームスプリッタと、前記第１ビームスプリッタにより分離された蛍光を検出する第１光センサと、前記検査チップ側に向かう前記レーザ光の進行ビームと前記検査チップ側で反射した該レーザ光の反射ビームとを分離する第２ビームスプリッタと、前記第２ビームスプリッタにより分離された前記反射ビームの光量を検出する第２光センサと、前記第２光センサのセンサ信号に基づいて前記対物レンズにより集束されたレーザ光の焦点が前記マイクロ流路の両側面の間を往復するように前記レンズアクチュエータを駆動制御する制御手段とを備えている構成とした。
【００１５】
このような手段によれば、マイクロ流路と流路を外れた両脇との反射率の違いから、レーザ光の焦点がマイクロ流路の両側面に近づいたり流路外に外れたりした場合に、反射ビームの光量が変化して第２光センサの出力によりこの状態を検出することが出来る。従って、このセンサ信号に基づいて対物レンズのトラバース方向の駆動制御を行うことで、トラバース方向の走査範囲をマイクロ流路中に確実に保ち、且つ、この走査範囲をマイクロ流路の両側面間で広くとることが可能となる。
【００１６】
望ましくは、前記検査チップとして、前記励起光の照射側から見て前記マイクロ流路の周囲に当該マイクロ流路の範囲と光の反射率の異なる層を設けた検査チップを用いると良い。
【００１７】
このような構成により、レーザ光の焦点がマイクロ流路の両側面に近づいたり外れたりした場合に、反射ビームの光量が大きく変化することとなり、その分、より確実にこのような状態の検出を行うことが出来る。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように、本発明に従うと、第２光センサの出力に基づきレーザ光の焦点がマイクロ流路とその外側との境界に近づいたことを検出することが出来るので、この検出に基づきレーザ光の焦点をマイクロ流路中の一断面に沿って広い範囲で且つ流路からはみ出さないように走査させることが出来るという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
図１は、この実施の形態の蛍光検出装置の概略を示す構成図である。
【００２１】
この実施の形態の蛍光検出装置１は、例えば唾液など生体系の液状試料に対して蛍光標識抗体を含んだ試料を投入・希釈し、これを例えば幅５０μm×深さ２０μmのマイクロ流路に電気泳動などにより流しつつ、このマイクロ流路の一断面に沿って励起光となるレーザ光の焦点をジグザグに走査させるとともに、この焦点が蛍光標識抗体に当たったときに発光される蛍光を検出・カウントすることで試料中の特定成分の定量測定を行うものである。励起光となるレーザ光の波長は例えば５３２ｎｍであり、この励起光により発光される蛍光の波長は例えば５７０ｎｍとなる。
【００２２】
蛍光検出装置１は、検査チップ４０を搭載する図示略のステージと、励起光となる５３２ｎｍのレーザ光を出射する半導体レーザ励起ＹＡＧの二次高調波レーザ（以下ＳＨＧ・ＹＡＧレーザと略す：ＳＨＧは２次高調波発生：ＹＡＧはイットリウム・アルミニウム・ガーネット）１０と、このレーザ光を検査チップ４０のマイクロ流路４５へ集束させるとともに試料から発せられた蛍光を受ける高開口数（例えばＮＡ０．３やＮＡ０．４５など）の対物レンズ１６と、この対物レンズ１６を検査チップ４０の面と平行でマイクロ流路４５を横断する方向（トラバース方向と呼ぶ）、および、フォーカス方向に高速駆動させるレンズアクチュエータ２０と、検査チップ４０側から反射された波長５３２ｎｍのレーザ光の反射ビームと試料から発せられる波長５７０ｎｍの蛍光とを分離するダイクロイックミラー（第１ビームスプリッタ）１１と、対物レンズ１６で受けた蛍光を集束させる集束レンズ１２と、この集束した蛍光を検出するアバランシェフォトダイオードやＰＩＮフォトダイオードからなる第１光センサ１３と、第１光センサ１３のセンサ信号を増幅して電圧信号に変換するアンプ１４と、ＳＨＧ・ＹＡＧレーザ１０から出射され検査チップ４０側から反射されたレーザ光の反射ビームを分離するビームスプリッタ（第２ビームスプリッタ）１５と、この反射ビームを集束させる集束レンズ１７と、この反射ビームに非点収差を与える円筒レンズ（或いは斜め配置した透明平行平板でも良い）１８と、集束された反射ビームを複数の検出面で検出する第２光センサ１９と、第２光センサ１９の複数の検出面から出力される各センサ信号を演算して対物レンズ１６の駆動制御に使用される信号を生成する演算回路３０と、演算回路３０から信号に基づいてレンズアクチュエータ２０のフォーカス方向の駆動制御とトラバース方向の駆動制御とを行う駆動制御回路３１とを備えている。
【００２３】
図２には、レンズアクチュエータの詳細な斜視図を示す。
【００２４】
レンズアクチュエータは、例えば、対物レンズ１６を保持するレンズホルダ２１を４本のワイヤ２２…で可動状態に支持するとともに、このレンズホルダ２１の側面に電磁コイル２５ａ，２５ｂ（図１参照）を取り付ける一方、これら電磁コイル２５ａ，２５ｂと対向するようにフレーム２０Ａ側に磁石２３，２３を設け、ワイヤ２２を介して電磁コイル２５ａ，２５ｂに電流を流すことで電磁力を発生させてレンズホルダ２１をフォーカス方向Ｆやトラバース方向Ｔに変位させるように構成されている。
【００２５】
なお、本発明に係るレンズアクチュエータとしては、光ディスク装置の分野で公知となっている種々のレンズアクチュエータを適用することが出来る。
【００２６】
図３は、第２光センサの検出面の構成と反射ビームの像が変化する状態を示す説明図である。
【００２７】
第２光センサ１９は、図３に示すように、４分割された検出面Ａ〜Ｄを有し、各検出面Ａ〜Ｄに入射した光量を示す検出電流をそれぞれ出力するようになっている。
【００２８】
第２光センサ１９と集光レンズ１７とは適宜位置調整されており、対物レンズ１６により集束されたレーザ光の焦点が検査チップ４０の反射面に当たったときに、その反射ビームの像が第２光センサ１９の検出面上に結ばれるようになっている。また、レーザ光の焦点が検査チップ４０の反射面から離れているときには、第２光センサ１９上の反射ビームの像がぼけるようになっている。
【００２９】
また、円筒レンズ１８による反射ビームに与えられる非点収差により、レーザ光の焦点が検査チップ４０の反射面の奥側にややずれたときには、図３（ａ）に示すように、第２光センサ１９上での反射ビームの像は右斜めに傾いた楕円形状になり、レーザ光の焦点が検査チップ４０の反射面の手前側にややずれたときには、図３（ｂ）に示すように、第２光センサ１９上での反射ビームの像は左斜めに傾いた楕円形状にされる。
【００３０】
そして、演算回路３０は、検出面Ａ，Ｃの検出信号と検出面Ｂ，Ｄの検出信号との差をとることでレーザ光の焦点が反射面を通過するときにＳ字波形を発生させるような反射面検出信号を生成し、全検出面Ａ〜Ｄの検出信号の和をとることで反射ビーム全体の光量を示す反射光量検出信号を生成するようになっている。
【００３１】
図４には検査チップの一部範囲の平面図を示す。
【００３２】
検査チップ４０は、図１と図４に示すように、例えば、透明平板ガラスからなる基板４１に、レーザ加工やエッチング加工により幅５０μm×深さ２０μm程度の凹溝を形成し、基板４１の上面側を透明樹脂４７などで覆うことで、上記の凹溝によりマイクロ流路４５が形成されてなるものである。基板４１や透明樹脂層４７の厚みはそれぞれ約１．２ｍｍである。
【００３３】
更に、この実施の形態の検査チップ４０においては、凹溝を形成する前に基板４１上の表面に銀やアルミなどの金属薄膜等からなる反射膜４６を形成しておくことで、上方から見てマイクロ流路４５の範囲とマイクロ流路４５を外れた範囲とで光の反射率が大きく異なるように構成されている。なお、このような反射膜４６は、マイクロ流路４５と同等の深さに形成すると良く、また、検査チップ４０の全域に形成せずにマイクロ流路４５の蛍光検出装置１で測定する部分の近傍範囲のみに形成しても良い。
【００３４】
次に、上記のように構成された蛍光検出装置１の各部の作用と測定時の動作について説明する。
【００３５】
図５には、レーザ光の焦点を検査チップを通過するように移動させたときの反射面検出信号の波形を表わした説明図を示す。
【００３６】
レンズアクチュエータ２０のフォーカス方向の駆動制御は次のように行われる。すなわち、レンズアクチュエータ２０のフォーカス方向の駆動力を発生させる電磁コイル２５ａに直線的に変化する直流電流を出力していくと、例えば、対物レンズ１６を上端付近からから下端付近まで３ｍｍ程度動かすことが出来る。そして、このような駆動により、レーザ光の焦点は、図５（ａ）に示すように、検査チップ４０の上面側から底面側に検査チップ４０を通過するように移動する。
【００３７】
このとき演算回路から出力される反射面検出信号は、図５（ｂ）に示されるように、レーザ光の焦点が反射面でない範囲を移動するときには一定の基準電圧値を示すが、レーザ光の焦点が検査チップ４０の上面、マイクロ流路４５の上面、底面、検査チップ４０の底面等の反射面を通過するときにはＳ字波形の出力を示す。
【００３８】
この実施の形態の蛍光検出装置１では、先ず、蛍光測定の前段で、駆動制御回路３１に図５に示したような対物レンズ１６の駆動制御を行わせてＳ字波形のカウントと各Ｓ字波形中央での駆動電流値をそれぞれ記憶させておく。そして、２番目と３番目の各Ｓ字波形の中央での駆動電流値に基づき、これらの駆動電流値の中間値を算出し、この中間値を蛍光測定時にフォーカス駆動用の電磁コイル２５ａに流すバイアス電流として設定する。
【００３９】
そして、蛍光測定時には、このバイアス電流に加えて、例えば正弦波の電流をフォーカス駆動用の電磁コイル２５ａに流して、対物レンズ１６をフォーカス方向に振動させる。振動の振幅は正弦波電流の周波数や振幅により予め制御することが出来る。
【００４０】
さらに、これらの制御の間、駆動制御回路３１は絶えず反射面検出信号を監視して、マイクロ流路４５の上面と底面に相当するＳ字波形を超えないように、バイアス電流や正弦波電流の周波数および振幅を調整する。
【００４１】
このような駆動制御により、レーザ光の焦点は、マイクロ流路４５の上面に近い位置から底面に近い位置まで、流路４５からはみ出すことなくフォーカス方向に往復移動することなる。
【００４２】
図６には、レンズアクチュエータへ出力されるトラバース方向の駆動信号と反射光量検出信号との関係を示す波形図である。
【００４３】
レンズアクチュエータ２０のトラバース方向の駆動制御は次のように行われる。すなわち、蛍光測定を行う際には、先ず測定準備として、予め対物レンズ１６が停止した状態でステージを水平方向に動かして、対物レンズ１６から出射されるレーザ光の光軸が測定対象となるマイクロ流路４５の中央にくるように目視等で調整される。
【００４４】
この状態でレンズアクチュエータ２０のトラバース駆動用の電磁コイル２５ｂに、所定周波数および所定振幅の正弦波の電流を出力すると、対物レンズ１６はこの周波数および一定の振幅でトラバース方向に往復動を開始する。このとき、対物レンズ１６の往復動によりレーザ光の焦点がマイクロ流路４５の側面側から流路外へはみ出さなければ、反射ビームの光量はさほど変化せず、図６（ｂ）に示すように、反射光量検出信号は一定の電圧値を示したままとなる。
【００４５】
一方、対物レンズ１６の振動振幅が大きくて反射ビームの焦点がマイクロ流路４５の両側面より外側にはみ出しながら振動した場合には、はみ出したときにレーザ光がマイクロ流路４５の周囲に形成された反射膜４６（図４）で反射され、この反射光が第２光センサ１９に入射するので、図６（ｃ）に示すように、反射光量検出信号は駆動電流の正弦波周期の半分の周期でその値が高く変化した矩形波の信号波形が現れる。
【００４６】
また、対物レンズ１６の振動中心が変位していて、反射ビームの焦点がマイクロ流路４５の一方の側面より外側にはみ出しながら振動した場合には、図６（ｄ）に示すように、反射光量検出信号は駆動電流の正弦波周期と同一の周期でその値が高く変化した矩形波の信号波形が現れる。
【００４７】
トラバース方向の駆動制御においては、先ず、蛍光測定の前段で、駆動制御回路３１に振動振幅がやや大きめのトラバース方向の駆動を行わせて、駆動制御回路３１に反射光量検出信号を観測させる。そして、反射光量が大きくなって流路４５をはみ出したことを示す矩形波のパルス幅を左と右のはみ出しの場合で比較させることで、振動の中心がマイクロ流路４５の中央からずれていないか確認する。そして、中心位置がずれていれば、バイアス電流Ｉｂの大きさを変化させて振動中心が中央にくるように制御する。
【００４８】
さらに、駆動制御回路３１に、駆動電流の正弦波の周波数や振幅を少量ずつ変化させながら、流路４５からのはみ出しを示す矩形波信号の有無を観測させることで、マイクロ流路４５からはみ出すことなく流路４５のほぼ全域を走査できる振動振幅を実現する駆動電流の周波数と振幅を決定する。
【００４９】
そして、蛍光測定の際に、上記のように決定した正弦波の電流にバイアス電流Ｉｂを加えた駆動電流をトラバース駆動用の電磁コイル２５ａに流して、対物レンズ１６をトラバース方向に振動させる制御を行う。さらに、これらの制御の間、駆動制御回路３１は絶えず反射光量検出信号を監視して、レーザ光の焦点がマイクロ流路４５からはみ出たことを示す矩形波が現れないかを確認する。そして、この矩形波が現れ始めたら、バイアス電流Ｉｂや正弦波信号の周波数や振幅を調整して、この矩形波が消えるように制御する。
【００５０】
このような駆動制御により、レーザ光の焦点は、マイクロ流路４５のほぼ全幅にかけて、流路４５からはみ出すことなく往復移動することとなる。
【００５１】
図７には、レンズアクチュエータの駆動によりレーザ光の焦点がマイクロ流路中を走査する様子の説明図を示す。
【００５２】
そして、上記のような対物レンズ１６のフォーカス方向Ｆの駆動制御とトラバース方向Ｔの駆動制御とが同時に行われることで（なお、フォーカス方向Ｆの振動周波数とトラバース方向Ｔの振動周波数とは、大きく異なる値としておく）、図７に示すように、マイクロ流路４５中の一断面Ｓに沿ってこの断面Ｓのほぼ全域に渡るように、レーザ光の焦点がジグザグに走査して、この間を通過した蛍光標識物質を確実に且つ高速に検出することが可能となる。
【００５３】
以上のように、この実施の形態の蛍光検出装置１によれば、励起光となるレーザ光の焦点をマイクロ流路４５の一断面に沿って高速に２次元走査させ、それにより高速で正確な蛍光検出、すなわち試料に対して高速で正確な特定成分の定量測定を行うことが可能となる。
【００５４】
さらに、上記のレンズアクチュエータの駆動制御により、レーザ光の焦点をマイクロ流路４５の一断面に沿って２次元走査させる際に、レーザ光の焦点がマイクロ流路４５からはみ出すことなく、且つ、マイクロ流路４５の一断面のほぼ全域に渡って走査するように制御することが出来るという効果がある。
【００５５】
なお、本発明は、上記実施の形態に限られるものではなく、様々な変更が可能である。例えば、上記実施の形態では、マイクロ流路の上面や底面を検出するのに非点収差法を利用しているが、その他、ナイフエッジ法など反射面を検出する種々の公知技術を適用することが可能である。また、レンズアクチュエータの構成もワイヤー支持型のものに限られず、種々の構成のものを適用して良い。
【００５６】
その他、励起光を試料に照射して蛍光を第１光センサ１３まで導く光学系の構成、レーザや光センサの種類、検査チップの構造などは、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の実施の形態の蛍光検出装置の概略を示す構成図である。
【図２】レンズアクチュエータの構造を示す斜視図である。
【図３】第２光センサの検出面の構成と反射ビームの像が変化する状態を示す説明図である。
【図４】マイクロ流路の形成されている検査チップの一部を示す平面図である。
【図５】レーザ光の焦点を検査チップを通過するように移動させたときの反射面検出信号を示す説明図である。
【図６】レンズアクチュエータに出力されるトラバース方向の駆動信号と流路横断境界検出信号とを示す波形図である。
【図７】レンズアクチュエータの制御によりレーザ光の焦点がマイクロ流路中を走査する様子を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５８】
１    蛍光検出装置
１０  ＳＨＧ・ＹＡＧレーザ（レーザ出力手段）
１１  ダイクロイックミラー（第１ビームスプリッタ）
１２  集束レンズ
１３  第１光センサ
１５  ビームスプリッタ（第２ビームスプリッタ）
１６  対物レンズ
１７  集束レンズ
１８  円筒レンズ
１９  第２光センサ
２０  レンズアクチュエータ
３０  演算回路
３１  駆動制御回路
４０  検査チップ
４５  マイクロ流路
４６  反射膜
【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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