(57)【要約】【課題】液体状の蛍光試薬を使った補正用チップよりも扱い易く、経時劣化を防ぐことが可能な補正用チップを提供する。【解決手段】基材１は、円板状で励起光が透過可能な本体板部１Ａと、本体板部１Ａの上面の外周から起立する円筒状の側壁１Ｂとを含んで構成されている。蛍光板１０は、合成樹脂製で、厚さ方向の一方の面が本体板部１Ａの上面に載置され、励起光が一方の面に照射されることにより、所定の波長の蛍光を厚さ方向の他方の面から発する。前記所定の波長は、核酸分析装置の蛍光測定部の光学フィルターの励起側波長に近い波長である。複数の蛍光板１０は、側壁１Ｂに沿って本体板部１Ａの外周部に同心円上に並べられる。減光フィルター１１は、蛍光板１０の他方の面を覆うように他方の面に載置されることで他方の面から発せられる蛍光の光強度を制御する。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円板状を呈する本体板部と、前記本体板部の上面の外周から起立する円筒状の側壁とを備える基材と、
厚さ方向の一方の面が前記本体板部の上面に載置され、励起光が前記一方の面または他方の面に照射されることにより、所定の波長の蛍光を厚さ方向の他方の面から発する合成樹脂製の蛍光板と、
前記蛍光板の他方の面を覆うように前記他方の面に載置されることで前記他方の面から発せられる蛍光の光強度を制御する減光フィルターと、
を備えることを特徴とする補正用蛍光チップ。
【請求項２】
前記本体板部は、励起光が透過可能に構成されている、
ことを特徴とする請求項１記載の補正用蛍光チップ。
【請求項３】
前記本体板部は、励起光が透過不能に構成されている、
ことを特徴とする請求項１記載の補正用蛍光チップ。
【請求項４】
前記本体板部は、着色されることで励起光が透過不能に構成されている、
ことを特徴とする請求項３記載の補正用蛍光チップ。
【請求項５】
前記本体板部は、前記本体板部が金属材料が覆われることで励起光が透過不能に構成されている、
ことを特徴とする請求項３記載の補正用蛍光チップ。
【請求項６】
前記蛍光板は、複数設けられ、
前記複数の蛍光板は、前記側壁に沿って前記本体板部の外周部に同心円上に並べられる、
ことを特徴とする請求項１〜５に何れか１項記載の補正用蛍光チップ。
【請求項７】
前記減光フィルターは、前記複数の蛍光板の上面を覆う環板状に形成されている、
ことを特徴とする請求項６記載の補正用蛍光チップ。
【請求項８】
前記蛍光板と前記減光フィルターとを重ね合わせた厚さは、前記本体板部の上面から前記側壁の上端までの高さ以下である、
ことを特徴とする請求項１〜７の何れか１項記載の補正用蛍光チップ。
【請求項９】
前記所定の波長は、核酸分析装置における蛍光物質が発する蛍光の強度を測定する蛍光測定部に搭載されている光学フィルターの励起側波長に近い波長である、
ことを特徴とする請求項１〜８の何れか１項記載の補正用蛍光チップ。
【請求項１０】
前記減光フィルターは、主に光吸収作用により所定の透過率を実現するものである、
ことを特徴とする請求項１〜９の何れか１項記載の補正用蛍光チップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光物質を励起する所定の波長の励起光を照射して、蛍光物質が発する蛍光の強度を測定する蛍光測定部が搭載されている核酸分析装置において、前記蛍光測定部の機器間差の補正ならびに動作確認に使用することができる補正用蛍光チップに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、遺伝子解析を医療現場などに導入する試みが行われている。これらは、生体試料から採取などした核酸について行う検査・解析のことである。生体試料とは対象の生物（生物の死体も含む）の血液、血漿、血清、精液、リンパ液等の各種液体、皮膚、毛髪、筋肉組織等の各種組織、糞便、尿等の各種排泄物又はこれらに由来する試料の事を示す。これらの検査により、疾患及びその発症リスク、感染症、悪性腫瘍などを早期に検出できる可能性がある。
【０００３】
一塩基多型（ＳＮＰ：single nucleotide polymorphisms）は、複数の塩基によって構成されるＤＮＡの配列のうち１塩基に変異を有する多型である。この塩基配列の違いによって、例えば薬剤代謝機能などに個人差を生じることがあることが知られている。
近年の遺伝子検査技術の発達により、例えば患者から採取した生体試料などの被検体から核酸を抽出して一塩基多型のような遺伝子の差異を検出する。この遺伝子の差異により、医薬品に対する感受性をあらかじめ予測できる可能性が示唆されている。これにより、例えば医薬品の副作用を低減して患者個人毎に最適な医療（薬剤）を提供するいわゆるテーラーメイド医療（またはオーダーメイド医療とも呼ばれる）が利用可能になると考えられている。
【０００４】
このような遺伝子解析装置を行う装置として、特許文献１には、血液試料から核酸の抽出、核酸の分析を全自動で行うことができる核酸分析装置が記載されている。本核酸分析装置は、血液試料から核酸を分離精製して核酸溶液とする核酸精製キットがセット可能な精製処理部と、中央に回転軸が位置し、前記回転軸の径方向外側に複数の反応容器を有し、前記核酸精製キットによって精製された前記核酸が前記回転軸回りの遠心力によって前記反応容器に送液される核酸分析チップがセット可能な遠心送液部と、前記核酸分析チップの前記反応容器の外面に接触し、前記反応容器の温度が所定の温度変化に従うように前期反応容器を加熱あるいは冷却する温度制御機構と、前記反応容器の内部の反応産物の分析を行う分析部を備えている。これによりユーザーの手作業に依存する部分は、前記核酸精製キットに血液試料を分注するのみであり、核酸分析におけるユーザーの負担を軽減することができ、さらにユーザーの技量差を無くすことが可能となる。
【０００５】
ただし、前記核酸分析装置を複数台同時に使用する場合、装置間を補正する必要がある。特に前記反応容器の内部の反応産物の分析を行う分析部は、主に光学部品にて構成されており、測定原理は、蛍光物質を励起する所定の波長の励起光を照射して、蛍光測定部にて蛍光物質が発する蛍光の強度を測定するものとなっており、装置間に大きなバラつきが発生する。前記分析部の機器間差を補正せずに分析を実施した場合、蛍光物質より発する蛍光の強度が大きく異なり、誤った判定がなされる。結果、患者への薬剤投薬量が誤ることに繋がる。
【０００６】
この問題に対し、例えば蛍光試薬を用いた手法がある。前記回転軸の径方向外側に複数の反応容器を有した核酸分析チップに、血液試料から核酸を分離精製して得られた核酸溶液の代わりに、濃度調整を行い測定時に目的の値が測定される液体状の蛍光試薬を流し込み、前記反応容器の内部の反応産物の分析を行う分析部にて測定を行い、ある基準値との比を算出し、装置間の補正係数として使用する方法である。
しかし、蛍光試薬は時間の経過により劣化し、当初得られた値に対して変化してしまうことが懸念される。さらに液体状の蛍光試薬の作製ならびに濃度調整に約３日間必要であり、且つ狙いの濃度に調整することが容易ではないため、経済的ではない。
【０００７】
また、特許文献２には、蛍光板を用いた補正手法が記載されている。励起光を蛍光板に形成された蛍光体層に照射し、蛍光体層に含まれる蛍光体から発生られた蛍光を光電的に検出して画像データを生成し、画像データを解析することによって画像読み取り装置の校正や検査を行う方法である。
前記蛍光体層は４７０ｎｍないし４８０ｎｍの波長のレーザー光あるいは５３０ｎｍないし５４０ｎｍの波長のレーザー光を励起光として使用する蛍光検出システム用の画像読み取り装置において使用されるが、目的の蛍光強度を取得するために制御するようなシステムではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】国際公開第２０１１／０４０５０４号
【特許文献２】特開平１１−３５２２９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで本発明は、蛍光物質を励起する所定の波長の励起光を照射して、蛍光物質が発する蛍光の強度を測定する蛍光測定部が搭載されている核酸分析装置において、前記蛍光測定部の機器間差の補正ならびに動作確認に使用することができる補正用蛍光チップに関するものであり、本発明の目的は、液体状の蛍光試薬を使った補正用チップよりも扱い易く、経時劣化を防ぐことが可能な補正用チップを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、円板状を呈する本体板部と、前記本体板部の上面の外周から起立する円筒状の側壁とを備える基材と、厚さ方向の一方の面が前記本体板部の上面に載置され、励起光が前記一方の面または他方の面に照射されることにより、所定の波長の蛍光を厚さ方向の他方の面から発する合成樹脂製の蛍光板と、前記蛍光板の他方の面を覆うように前記他方の面に載置されることで前記他方の面から発せられる蛍光の光強度を制御する減光フィルターとを備えることを特徴とする。
請求項２記載の発明は、前記本体板部は、励起光が透過可能に構成されていることを特徴とする。
請求項３記載の発明は、前記本体板部は、励起光が透過不能に構成されていることを特徴とする。
請求項４記載の発明は、前記本体板部は、着色されることで励起光が透過不能に構成されていることを特徴とする。
請求項５記載の発明は、前記本体板部は、前記本体板部が金属材料が覆われることで励起光が透過不能に構成されていることを特徴とする。
請求項６記載の発明は、前記蛍光板は、複数設けられ、前記複数の蛍光板は、前記側壁に沿って前記本体板部の外周部に同心円上に並べられることを特徴とする。
請求項７記載の発明は、前記減光フィルターは、前記複数の蛍光板の上面を覆う環板状に形成されていることを特徴とする。
請求項８記載の発明は、前記蛍光板と前記減光フィルターとを重ね合わせた厚さは、前記本体板部の上面から前記側壁の上端までの高さ以下であることを特徴とする。
請求項９記載の発明は、前記所定の波長は、核酸分析装置における蛍光物質が発する蛍光の強度を測定する蛍光測定部に搭載されている光学フィルターの励起側波長に近い波長であることを特徴とする。
請求項１０記載の発明は、前記減光フィルターは、主に光吸収作用により所定の透過率を実現するものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１記載の発明によれば、蛍光物質を励起する所定の波長の励起光を照射して、蛍光物質が発する蛍光の強度を測定する蛍光測定部が搭載されている核酸分析装置において、前記蛍光測定部の機器間差の補正ならびに動作確認を行うことが可能となる。
また、合成樹脂製の蛍光板を用いるため、液体状の蛍光試薬の調整に手間がかかることがなく蛍光試薬を使った補正用チップよりも扱い易く、経時劣化を防ぐ上でも有利となる。
また、基材の本体板部の上面に蛍光板を載置し、蛍光板の上に減光フィルターを載置すればよいため、透過率の異なる減光フィルターを組み合わせるといった簡単な操作により、蛍光板より発せられる光の強度を制御し目的の蛍光強度を発光させることができる。
さらに減光フィルターの取り外しが容易に行えるため、取り扱い性の向上を図る上でも有利となる。
請求項２記載の発明によれば、励起光を本体板部を透過させて蛍光板の一方の面に照射させる上で有利となる。
請求項３記載の発明によれば、励起光を蛍光板の他方の面に照射させる上で有利となる。
請求項４記載の発明によれば、簡単な構成で本体板部を励起光が透過不能に構成する上で有利となる。
請求項５記載の発明によれば、金属材料により蛍光板から発せられる蛍光を反射することで蛍光板からの蛍光を効率よく測定する上で有利となる。
請求項６記載の発明によれば、複数の蛍光板を用いることにより、蛍光測定部の機器間差の補正ならびに動作確認を効率的に行う上で有利となる。
請求項７記載の発明によれば、減光フィルターが１つで済むため、減光フィルターの交換作業を効率的に行う上で有利となる。
請求項８記載の発明によれば、蛍光板と減光フィルターとを基材の内部に簡単かつ確実に載置することができ、作業性の向上を図る上で有利となる。
請求項９記載の発明によれば、蛍光測定部の機器間差の補正ならびに動作確認を的確に行う上で有利となる。
請求項１０記載の発明によれば、蛍光板から発せられる蛍光の波長によらず、蛍光の光量を低減させることができるため、減光フィルターを波長ごとに用意する必要がなく、コストの低減、作業性の向上を図る上で有利となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】円盤状の基材を示す斜視図である。
【図２】図１のＸＸ線断面図である。
【図３】（ａ）は蛍光板の正面図、（ｂ）は蛍光板の右側面図である。
【図４】円盤状の基材に蛍光板を組み合わせた状態を示す斜視図である。
【図５】図４のＸＸ線断面図である。
【図６】（ａ）はドーナツ形状の減光フィルターの正面図、（ｂ）は減光フィルターの右側面図である。
【図７】円盤状の基材に蛍光板ならびにドーナツ形状の減光フィルターを組み合わせた状態を示す平面図である。
【図８】図７のＸＸ線断面図である。
【図９】検証結果１を示す図である。
【図１０】検証結果２を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（第１の実施の形態）
以下、図面を参照して本発明に係る補正用蛍光チップの実施形態を説明する。
【００１４】
図１、図２に円盤状の基材１を示す。ポリプロピレンなどの樹脂材料を用いて成型しており、器の役割を果たす。
より詳細に説明すると、基材１は、円板状で励起光が透過可能な本体板部１Ａと、本体板部１Ａの上面の外周から起立する円筒状の側壁１Ｂと、側壁１Ｂの上縁から本体板部１Ａの半径方向外方に延出する環状のフランジ部１Ｃとを含んで構成されている。
【００１５】
図３に蛍光板１０の図を示す。（ａ）を正面図とした場合、（ｂ）が右からみた図（右側面図）である。右側面図では蛍光板１０の厚さを示す。蛍光板１０の材質はプラスチックであり、種類として、オレンジ色（励起光波長：４８８ｎｍ、蛍光波長：５１９ｎｍ）や、赤色（励起光波長：５９０ｎｍ、蛍光波長：６５０ｎｍ）などが好ましい。これは前記核酸分析装置における、前記蛍光物質が発する蛍光の強度を測定する蛍光測定部に搭載されている光学フィルター１１（干渉フィルター）の励起側波長に近いものを選定している。蛍光色素がＦＡＭとＲＥＤを採用しており、詳細は、蛍光色素がＦＡＭの場合、励起側波長は４８６ｎｍ（中心波長）、蛍光色素がＲＥＤの場合、励起側波長は５４５ｎｍ（中心付近）となっている。
なお、蛍光板１０の色（励起光波長、蛍光波長）は、前記核酸分析装置における測定対象である前記蛍光物質が発する蛍光の波長に合わせて任意に選択可能である。
より詳細に説明すると、蛍光板１０は、厚さ方向の一方の面が本体板部１Ａの上面に載置され、励起光が一方の面に照射されることにより、所定の波長の蛍光を厚さ方向の他方の面から発する。そして、前記所定の波長は、核酸分析装置における蛍光物質が発する蛍光の強度を測定する蛍光測定部に搭載されている光学フィルターの励起側波長に近い波長である。
【００１６】
図４、図５に円盤状の基材１に蛍光板１０を組み合わせた図を示す。円盤状の基材１と同心円上に配置される。
すなわち、蛍光板１０は、複数設けられ、複数の蛍光板１０は、側壁１Ｂに沿って本体板部１Ａの外周部に同心円上に並べられる。
【００１７】
図６にドーナツ形状の減光フィルター１１の図を示す。（ａ）を正面図とした場合、（ｂ）が右からみた図（右側面図）である。右側面図では減光フィルター１１の厚さを示す。用いる減光フィルター１１の透過率により、厚さｅは異なる。
より詳細に説明すると、減光フィルター１１は、蛍光板１０の他方の面を覆うように他方の面に載置されることで他方の面から発せられる蛍光の光強度を制御する。
【００１８】
図７、図８に円盤状の基材１に蛍光板１０ならびにドーナツ形状の減光フィルター１１を組み合わせた補正用蛍光チップ２の図を示す。減光フィルター１１は円盤状の基材１と同心円上に配置されている蛍光板１０の上部のみを覆うことができるよう、ドーナツ形状となっている。言い換えると、減光フィルター１１は、複数の蛍光板１０の上面を覆う環板状に形成されている。
蛍光板１０の厚みと減光フィルター１１の最大厚みの合計は、円盤状の基材１の蛍光板１０ならびに減光フィルター１１の設置箇所である内側高さ以下になるよう、設計を行う。言い換えると、蛍光板１０と減光フィルター１１とを重ね合わせた厚さは、本体板部１Ａの上面から側壁１Ｂの上端までの高さ以下である。
また、減光フィルター１１は取り外しが容易となっており、蛍光板１０から発せられる蛍光の強さを簡便に調整することが可能となる。
前記円盤状の基材１に蛍光板１０ならびにドーナツ形状の減光フィルター１１を組み合わせた補正用蛍光チップ２を、前記核酸分析装置内部の前記蛍光物質が発する蛍光の強度を測定する蛍光測定部にセットすることで、蛍光板１０から発せられる蛍光の強さを測定することが可能となり、得られた値と基準値との比を算出し、装置間の補正係数として使用できる。
【００１９】
本実施の形態によれば、合成樹脂製の蛍光板１０を用いるため、液体状の蛍光試薬の調整に手間がかかることがなく蛍光試薬を使った補正用チップよりも扱い易く、経時劣化を防ぐ上でも有利となる。
また、基材１の本体板部１Ａの上面に蛍光板１０を載置し、蛍光板１０の上に減光フィルター１１を載置すればよいため、透過率の異なる減光フィルター１１を組み合わせるといった簡単な操作により、蛍光板１０より発せられる光の強度を制御し目的の蛍光強度を発光させることができる。
さらに減光フィルター１１の取り外しが容易に行えるため、取り扱い性の向上を図る上でも有利となる。
【００２０】
（第２の実施の形態）
次に第２の実施の形態について説明する。
第１の実施の形態では、本体板部１Ａは、励起光が透過可能に構成されている場合について説明し、蛍光板１０は、励起光が一方の面に照射されることにより、所定の波長の蛍光を厚さ方向の他方の面から発し、減光フィルターは、蛍光板１０の他方の面を覆うように他方の面に載置されることで他方の面から発せられる蛍光の光強度を制御する場合について説明した。
しかしながら、蛍光板１０は、励起光が他方の面に照射された場合、所定の波長の蛍光を厚さ方向の他方の面から発する。そのため、励起光を他方の面に照射して他方の面から発せられた所定の波長の蛍光を測定するようにしてもよい。
この場合は、本体板部１Ａは励起光が透過可能に構成されていてもよいが、本体板部１Ａを、励起光が透過不能に構成すると、本体板部１Ａによる自家蛍光（本体板部１Ａを構成する合成樹脂自体が蛍光を発する）の影響を抑制する上で有利となる。
本体板部１Ａを顔料や着色剤などによって着色することで励起光を透過不能に構成することができ、この場合は、簡単な構成で励起光を透過不能に構成する上で有利となる。
また、本体板部１Ａを金属板や金属箔などの金属材料で覆うことで励起光を透過不能に構成することができ、この場合は、金属材料により蛍光板１０から発せられる蛍光を反射することで蛍光板１０からの蛍光を効率よく測定する上で有利となる。
また、本体板部１Ａを着色し、かつ、本体板部１Ａを金属材料で覆うようにしてもよい。
なお、本体板部１Ａに加えて側壁１Ｂを含む基材１全体が励起光を透過不能に構成されていてもかまわない。
また、減光フィルター１１の構成は第１の実施の形態と同様である。
第２の実施の形態においても第１の実施の形態と同様の効果が奏される。
【実施例】
【００２１】
蛍光板１０の寸法は、縦５．５ｍｍ（ｃ）、横４．５ｍｍ（ｄ）、厚さ１．５ｍｍ（ｅ）とし、オレンジ色（励起光波長：４８８ｎｍ、蛍光波長：５１９ｎｍ）、ならびに赤色（励起光波長：５９０ｎｍ、蛍光波長：６５０ｎｍ）を用いる。
ドーナツ形状の減光フィルター１１の寸法は、内径３８ｍｍ（ｃ）、外径５０ｍｍ（ｄ）とし、厚さ（ｅ）は減光フィルター１１の透過率により異なり、最小１．２ｍｍ、最大２．５ｍｍのものを用いる。透過率は、３％、１３％、２５％、４０％、５０％、６３％、７０％、７９％を使用し、前記蛍光板１０のオレンジ色と赤色にそれぞれ組み合わせて測定する。また、蛍光板１０のみを設置したものも測定した。
測定対象装置は、前記核酸分析装置とする。前記核酸分析装置内部の前記蛍光物質が発する蛍光の強度を測定する蛍光測定部にセットし、蛍光強度の測定を行った。
【００２２】
蛍光板１０がオレンジ色（励起光波長：４８８ｎｍ、蛍光波長：５１９ｎｍ）と透過率が異なる各ドーナツ形状の減光フィルター１１を組み合わせて、得られた結果を図９に示す。また、蛍光板１０が赤色（励起光波長：５９０ｎｍ、蛍光波長：６５０ｎｍ）と透過率が異なる各ドーナツ形状の減光フィルター１１を組み合わせて、得られた結果を図１０に示す。
オレンジ色ならびに赤色とも蛍光板１０に組み合わせるドーナツ形状の減光フィルター１１の透過率により、得られる蛍光の強度に大きな変化があることが確認された。また、蛍光色素がＲＥＤにおいて、減光フィルター１１の透過率が５０％以上では得られる蛍光強度にほとんど差がなく、効率良く励起されていることが確認できる。
蛍光色素がＦＡＭにおいては、蛍光板１０がオレンジ色の場合が比較的効率良く励起されていることが確認された。
【００２３】
今回使用した減光フィルター１１は吸収型であり、主に基板自体の光吸収作用によって目的の透過率を得ることができる。言い換えると、減光フィルター１１は、主に光吸収作用により所定の透過率を実現するものである。
前記円盤状の基材１に蛍光板１０を組み合わせ、前記核酸分析装置にて蛍光強度を測定した場合、非常に高い値の蛍光強度を得ることができるが、機器の持つ計算上での上限を超えてしまい飽和状態となる。よって、前記蛍光板１０の上部に前記減光フィルター１１を重ねて設置すると、光量を一定量落とすことが可能となる。さらに、所定の波長帯において波長を選ぶことなく使用できる。
【００２４】
例えば、図９の蛍光色素がＦＡＭにおいて、蛍光板１０のオレンジ色と減光フィルター１１の透過率１３％を組み合わせて得られた蛍光強度が約１３５万カウントであるが、基準値を１４０万カウントとした場合、補正係数は１．０３７（１３５／１４０）と算出することができる。
【符号の説明】
【００２５】
１・・・円盤状の基材
１Ａ・・・本体板部
１Ｂ・・・側壁
２・・・補正用蛍光チップ
１０・・・蛍光板
１１・・・ドーナツ形状の減光フィルター
【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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【図１０】
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