(57)【要約】【課題】  複数の生体高分子配列を走査する配列スキャナのプログラム作成方法を提供する。【解決手段】  本発明では、走査対象の複数の配列のうちの少なくとも二つの異なる配列に関する個々の走査パラメータを選択し、複数配列の走査に先立って配列スキャナへ入力する。プログラム作成したスキャナはそこで、予め選択した走査パラメータに従い複数の配列を走査する。主題発明に従うスキャナのプログラム作成をもたらすコンピュータプログラムの作成だけでなく、本発明に従ってプログラム作成したスキャナもまた提供される。本発明の方法と組成物は、ジェノミクス（ゲノム解析）とプロテオミクス（蛋白質解析）の応用の両方を含む様々な異なる応用に用途を見出すものである。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の生体高分子配列を走査する生体高分子配列スキャナのプログラム作成方法であって、
前記スキャナを用いて前記複数の配列を走査する前に、前記複数のうちの少なくとも二つの異なる生体高分子配列に関する走査パラメータを個別選択するステップを有する方法。
【請求項２】
前記走査パラメータは走査領域である請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記走査パラメータは第１チャンネル用に設定する検出器感度である請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記走査パラメータは第２チャンネル用に設定する検出器感度である請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記走査パラメータは色素チャンネルである請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記走査パラメータは出力ファイルパスである請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記走査パラメータは前記配列基板の表面上のバーコードである請求項１に記載の前記方法。
【請求項８】
前記走査パラメータは、前記少なくとも二つの異なる生体高分子配列の表面上のバーコードの走査を介するデータベースからの前記パラメータの検索を通じて設定する請求項１乃至７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
コンピュータ読み取り可能な媒体であって、
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の方法に従い配列スキャナをプログラム作成できるようにするプログラムを有する媒体。
【請求項１０】
生体高分子配列スキャナであって、
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の方法に従いユーザがそれをプログラム作成できるようにしたスキャナ。
【請求項１１】
複数の生体高分子配列の走査方法であって、
（ａ）請求項１乃至８のいずれか１項に記載の方法に従って生体高分子配列スキャナをプログラム作成するステップと、
（ｂ）前記プログラム作成したスキャナを用いて前記複数の生体高分子配列を走査するステップを有する
方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体高分子配列スキャナに関する。
【背景技術】
【０００２】
表面境界結合剤すなわちプローブと溶剤中の標的分子の間の配列分析は、特定の生体高分子の存在を検出するのに用いられる。表面境界プローブは、オリゴヌクレオチド、ペプチド、ポリペプチド、蛋白質、抗体又は溶剤内の標的分子を結合する能力をもった分子が考えられる。この種の結合の相互作用は、様々な異なる分野、例えばジェノミクス（ハイブリダイズによる系列化、ＳＮＰ（塩基遺伝子変異）検出、遺伝子発現変異解析、新規遺伝子の同定、遺伝子写像、遺伝子紋鑑定等における）、プロテオミクスに用いる多くの方法、装置にとっての基本となるものである。
【０００３】
一つの典型的配列分析法には、ガラス基板等の基板上の配列に固定する生体高分子プローブが含まれる。添付プローブと結合する検体を含む溶剤は配列基板に当接配置し、カバーグラス等の別の基板で覆って分析領域を形成し、恒温層等の環境的に制御されたチャンバ内に配置する。通常、溶剤内の標的は基板上の相補プローブと結合し、結合複合体を形成する。生体高分子プローブ特徴すなわち基板上のスポットに生体高分子を結合するパターンが基板表面上に或るパターンを生成し、試料に関する所望の情報をもたらす。大半の事例では、目標分子には蛍光標識、化学ルミネセンス標識などの検出可能な標識を標識付けする。得られた結合相互作用すなわち結合対の複合体はそこで、例えば光学的手段により検出し読み取るか応答指令を受けるが、他の方法を用いることもできる。例えば、レーザ光を用いて蛍光標識を励起し、標的分子すなわちプローブ分子に結合させた蛍光標識を有する生体チップ上のこれらのスポットにおいてのみ信号を生成する。このパターンはそこで、コンピュータ解析用にディジタル的に走査することができる。
【０００４】
このように、光学スキャナは多くの配列準拠応用に重要な役割を果たしている。光学スキャナは、配列表面上の標識付け分子を結合させることで生ずる蛍光パターンを走査する大視野蛍光顕微鏡の如く機能する。こうして、レーザ誘導蛍光スキャナは非常に多くの注目する異なる標的、例えば生物学的試料中の遺伝子／突然変異／対立遺伝子の分析をもたらす。
【０００５】
配列評価に一般的に用いられるこの走査機器には、走査式蛍光測定器が含まれる。異なる多数の型のこの種装置は、パーキン・エルマー（Ｐｅｒｋｉｎ−Ｅｌｍｅｒ）、アジレント（Ａｇｉｌｅｎｔ）、アクソン・インストルメンツ（Ａｘｏｎ  ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）等の異なる製造元から市販されている。データの分析（すなわち、収集、画像再生、比較、データ解読）は、関連するコンピュータシステムと共にアジレント（Ａｇｉｌｅｎｔ）から入手可能な特徴抽出ソフトウェア（Ｆｅａｔｕｒｅ  Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ  Ｓｏｆｔｗａｒｅ）、ロゼッタ解読器遺伝子発現データ解析システム（Ｒｏｓｅｔｔａ  Ｒｅｓｏｌｖｅｒ  Ｇｅｎｅ  Ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ  Ｄａｔａ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  Ｓｙｓｔｅｍ）のみならず、パーキン・エルマー社製クォントアレイ（Ｑｕａｎｔａｒｒａｙ（登録商標））、アクソン・インストラクションズ社製ジェネエピックス・プロ（Ｇｅｎｅｐｉｘ  Ｐｒｏ（登録商標））、アフィメトリックス（Ａｆｆｙｍｅｔｒｉｘ）社製マイクロアレイ・スーツ（Ｍｉｃｒｏａｒｒａｙ  Ｓｕｉｔｅ（登録商標））等の市販ソフトウェアもまた用いて実行することができる。
【０００６】
この種の装置では、レーザ光源が平行光束化されたビームを発生する。この平行光束化ビームは配列上に収束させられ、配列基板上の既知の位置の小表面領域を順次照明する。表面領域から得られた蛍光信号は、共焦的（配列にレーザ光を集束させるのに用いる同じレンズを使用）又は脱光軸（配列上にレーザを集束させるのに用いるレンズの一側に配置した別個のレンズを使用）のどちらかにより収集される。収集された信号はそこで、適当なスペクトルフィルタを通して光検出器へ伝送される。コンピュータメモリなどの記録装置は、検出信号を記録し、位置又は位置に関する時間の関数として強度のラスタ走査ファイルを構築する。
【０００７】
例えば、多数の配列を走査しようとする場合、所与の複数の様々な配列が使用するプローブの種類（例えば、ポリペプチド、核酸）、付着させるプローブの量と基板上のプローブ配列の寸法と形状と密度等を含む多数の異なる特性ごとに互いに異なることがある。さらに、配列の走査は通常連続して行われ、こうして多様な形式の幾つかの配列を走査するユーザは、走査終了時のスキャナからの走査済みスライドの取り外し、スキャナへの新たなスライドの装填、新たなスライドについての走査パラメータの調整、各スライドごとの新たな走査の開始に相当量の時間を費やすことになる。単一機械上で多様な配列を走査しなければならないときに、幾つかの配列の走査に要する時間が非常に重要となることがある。
【０００８】
走査効率を増大させるため、様々な高処理能力走査装置が開発されてきた。この種の装置では、保持構造、例えば一体型回転式スライドトレー又はラック内で複数の配列が走査される。この種の装置は走査間で各スライドの個別装脱を強いられることなく複数のスライドの走査ができる一方、複数ある各スライドが同じ走査パラメータに従って走査される点でこの種の装置の効用は幾分か制限されている。
【０００９】
注目するのは、各配列ごとの走査パラメータは個々に選択される走査装置の開発と複数の異なる配列の高処理能力走査を可能にするプロトコルである。本発明は、この必要を満たすものである。
【００１０】
関連文献
注目する米国特許には下記（特許文献１乃至１２参照）が含まれる。
【特許文献１】米国特許第５，０９１，６５２号明細書
【特許文献２】米国特許第５，２６０，５７８号明細書
【特許文献３】米国特許第５，２９６，７００号明細書
【特許文献４】米国特許第５，３２４，６３３号明細書
【特許文献５】米国特許第５，５８５，６３９号明細書
【特許文献６】米国特許第５，７６０，９５１号明細書
【特許文献７】米国特許第５，７６３，８７０号明細書
【特許文献８】米国特許第６，０８４，９９１号明細書
【特許文献９】米国特許第６，２２２，６６４号明細書
【特許文献１０】米国特許第６，２８４，４６５号明細書
【特許文献１１】米国特許第６，３１７，３７０号明細書
【特許文献１２】米国特許第６，３２０，１９６号明細書
【特許文献１３】米国特許第６，３５５，９３４号明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１１】
複数の生体高分子配列を走査する配列スキャナのプログラム作成方法を提供する。本発明に係る方法では、走査対象の複数の配列のうちの少なくとも二つの異なる配列に関する個々の走査パラメータを選択し、複数配列の走査に先立って配列スキャナへ入力する。プログラム作成したスキャナはそこで、予め選択した走査パラメータに従い複数の配列を走査する。本発明に従うスキャナのプログラム作成をもたらすコンピュータプログラムの作成だけでなく、本発明に係る方法に従ってプログラム作成したスキャナもまた提供される。本発明に係る方法と組成物は、ジェノミクス（ゲノム解析）とプロテオミクス（蛋白質解析）の応用の両方を含む様々な異なる応用に用途を見出すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
定義
特に定義しない限り、本願明細書に用いた全ての技術用語と科学用語は、本発明が属する業界における当事者が通常理解するのと同じ意味を有する。ただし、参照の明確さと簡単さに配慮し、幾つかの構成要素を以下の如く定義する。
【００１３】
「生体高分子」は、１以上の型の反復単位からなる多量体である。生体高分子は一般に生物学的システム内に見出され、特に多糖類（例えば炭水化物）、ペプチド（当該用語はポリペプチドと蛋白質を含め使用する）、ポリヌクレオチド、さらにアミノ酸類似体、非アミノ酸群、ヌクレオチド類似体、非ヌクレオチド群から構成又はそれらを含む複合体といったそれらの類似体も含むものである。生体高分子には、従来の骨格鎖を非自然発生的にすなわち人工的骨格鎖により置換したポリヌクレオチド、１以上の従来の塩基をワトソン・クリック（Ｗａｔｓｏｎ−Ｃｒｉｃｋ）型水素結合相互作用に関与できる群（人造又は天然）により置換した核酸（人工的類似体、自然発生類似体）が含まれる。ポリヌクレオチドは、１以上の鎖が互いに完全配列していたりしなかったりする単一又は複数鎖構造を含む。「ヌクレオチド」は核酸のサブユニットを指し、リン酸基、五炭糖、窒素含有塩基、さらに多量体形式（ポリヌクレオチドとして）において自然発生的ポリヌクレオチドと二つの自然発生的ポリヌクレオチドと類似の特別な態様の系列でもってハイブリダイズできるこの種サブユニットの機能的類似性（人造か自然発生）も有する。生体高分子は、その起源に関係なく、ＤＮＡ（デオキシリボ核酸）（ｃＤＮＡを含む）、ＲＮＡ（リボ核酸）、オリゴヌクレオチド、ＰＮＡ及び米国特許第５，９４８，９０２号とそこに引用された引用文献（これらもまた本願明細書中にその記載の一部として組み込むものとする）に記載された他のポリヌクレオチドを含む。「オリゴヌクレオチド」は、一般に長さが約１０乃至１００個のヌクレオチドからなるヌクレオチド多量体を指し、一方また「ポリヌクレオチド」は任意数のヌクレオチドを有するフクレオチド多量体を含む。「生体単量体」は単一単位を指し、それは同一又は他の生体単量体と連結させて生体多量体（例えば、単一のアミノ酸又はその一方又は両方が除去可能な保護基を有する二つの連結基を備えるヌクレオチド）を形成することができる。
【００１４】
「配列」は、任意の二次元、すなわちその領域に関連する化学的部分又は部分集合（例えばポリヌクレオチド、オリゴヌクレオチド系列（核酸）、ポリペプチド（例えば蛋白質、炭水化物、脂質等）などの生体多量体）を担持するアドレス可能な実質的な二次元（加えて三次元）配置を含む。最も広義には、好適な配列は生体高分子結合剤であり、ここで生体高分子結合剤はポリペプチド、蛋白質、核酸、多糖類、この種の生体高分子結合剤の合成ミメテイックス（ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  ｍｉｍｅｔｉｃｓ）等のうちのいずれでもよい。注目する多くの実施形態では、配列はオリゴヌクレオチド、ポリヌクレオチド、ｃＤＮＡ、ｍＲＮＡ、その合成ミメテイックス等を含む核酸の配列となる。配列が核酸の配列である場合、核酸は核酸連鎖に沿った任意の位置において配列に共有結合的に取り付けることができるが、一般にそれらの末端（例えば、３’末端又は５’末端）の一つに取り付けられる。時として、配列はポリペプチド、例えば蛋白質又はその断片の配列となる。
【００１５】
どんな所与の基板も、基板の前面に配設した１又は２又は４以上の配列を担持している。用途に応じ、任意の又は全ての配列は互いに同一か異なり、それそれが複数のスポット又は特徴を包含しよう。一般の配列は２０ｃｍ2又は１０ｃｍ2未満の面積に１０を超えるか１００を超えるか１０００を超えるか１００００を超える特徴、さらに１０００００さえ超える特徴を含むことがある。例えば、特徴は１０μｍ乃至１．０ｃｍの範囲内の幅（すなわち、丸いスポットでの直径）をもとう。別の実施形態では、各特徴は１．０μｍ乃至１．０ｍｍ、通常は５．０μｍ乃至５００μｍ、より一般的には１０μｍ乃至２００μｍの範囲の幅をもとう。非円形特徴は、前述の幅（直径）範囲をもった円形特徴のそれに等価な面積範囲をもとう。少なくとも幾つかの又は全ての特徴は、異なる組成となる（例えば、各特徴の組成の任意の反復を排除すると、残る特徴は特徴の全数の少なくとも５％か１０％か２０％を占めることになる）。ポリヌクレオチド（又は他の生体高分子又は特徴構成種の化学的部分）を一切担持しない特徴間領域が、（必須というわけでないが）概ね存在する。この種の特徴間領域は通常、配列が試薬の滴下付着を含む製法により形成される箇所に存在するが、例えば写真平板配列製作方法を用いるときには存在しないであろう。しかしながら、特徴間領域は、それが有るときには様々な寸法と形状をとることがある。
【００１６】
各配列は、１００ｃｍ2未満又は５０ｃｍ2、１０ｃｍ2又は１ｃｍ2未満の面積すら包含することがある。多くの実施形態では、１以上の配列を担持する基板は、４ｍｍを超え１ｍ未満、一般的には４ｍｍを超え６００ｍｍ未満、より一般的には４００ｍｍ未満の長さと、４ｍｍを超え１ｍ未満、一般的には５００ｍｍ未満、より一般的には４００ｍｍ未満の幅と、０．０１ｍｍを越え５．０ｍｍ未満、一般的には０．１ｍｍを超え２ｍｍ未満、より一般的には０．２ｍｍを超え１ｍｍ未満の肉厚を有する矩形（ただし他の形状も可）固体として成形されよう。蛍光を検出することで読み取る配列を用いることで、基板は励起光を用いた照明時に低蛍光を放射する材料でもって構成することができる。さらに、この状況において、集束させたレーザ光が領域を余りにも緩慢に移動する場合は、入射照明レーザ光の吸収と続く加熱を低減すべく基板はかなり透明とすることができる。例えば、基板１０はこの種の照明光又は５３２ｎｍ又は６３３ｎｍの統合スペクトラム全体に亙って計測することのできる正面上の照明光入射の２０％又は５０％（又は少なくとも７０％、９０％又は９５％）伝送することができる。
【００１７】
配列は、ｉｎ  ｓｉｔｕ製作の場合のポリヌクレオチド先駆ユニット（単量体など）か先に入手したポリヌクレオチドのどちらかのパルスジェットからの滴下付着を用いて製造することができる。この種の方法は、例えば米国特許第６，２４２，２６６号、米国特許第６，２３２，０７２号、米国特許第６，１８０，３５１号、米国特許第６，１７１，７９７号、米国特許第６，３２３，０４３号、カレン（Ｃａｒｅｎ）外により１９９９年４月３０日に出願された米国特許出願第０９／３０２，８９８号及びそのその中で引用された引用文献を含む先に引用した引用文献に詳しく記載されている。既に述べたように、これらの引用文献は本願明細書中にその記載の一部として組み込むものとする。他の滴下付着法を、本願明細書に先に説明した製造に用いることもできる。また、滴下付着法に代えて、米国特許第５，５９９，６９５号、米国特許第５，７５３，７８８号、米国特許第６，３２９，１４３号に記載された如き写真平板配列製造法（ｐｈｏｔｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｉｃ  ａｒｒａｙ  ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ）を用いることもできる。特に配列がそれらの特許に記載された写真平板法により製造されているときは、特徴間領域は存在させる必要はない。
【００１８】
配列は、それが異なる部分（例えば異なるポリヌクレオチド系列）の複数領域を有し、配列上の特定の所定場所（すなわち「アドレス」）での領域（すなわち配列の「特徴」又は「スポット」）が、特定の標的又は標的群を検出するよう「アドレス可能」である（ただし、一つの特徴は、その特徴を持つ非標的をたまたま検出することもある）。配列特徴は、必ずという訳ではないが、通常は介在スペースにより分離されている。配列の場合、「標的」は可動相（一般に流体）内の一部と呼ばれ、様々な領域で基板に結合されたプローブ（「標的プローブ」）により検出される。しかしながら、「標的」又は「標的プローブ」はいずれも他方により評価される一方とすることができる（かくして、いずれか一方が他方と結合することで評価すべき未知のポリヌクレオチドの混合物となることがある）。「走査領域」は、配列点又は注目する特徴が前記規定の如く見出される連続する（好ましくは、矩形）領域を指す。走査領域は、被照明全域のうちのそこから生成された蛍光が検出されて記録される一部分となる。本発明の目的にとって、たとえ注目する特徴を欠く介在領域が存在しようとも、走査領域は注目する第１の特徴と注目する最後の特徴との間でレンズの各パス中で走査される摺動体の全域を含む。「配列配置」は、基板上に１以上の配置、１以上の特徴寸法を配置する特徴、所与の位置にある部分の指示などの１以上の特徴を指す。ポリヌクレオチドに関し、「ハイブリダイズ」と「結合」は、同じ意味で用いられる。
【００１９】
「遠隔位置」により、配列が存在してハイブリダイズが発生する箇所の位置以外の位置が意味される。例えば、遠隔位置は同一都市内の別の位置（例えば、事務所、研究所等）、異なる都市の別の位置、異なる州の別の位置、異なる国の別の位置とすることもできる。このように、一つの項目が他方から「遠隔」であるときは、二つの項目が少なくとも異なる室か又は異なる建物内にあり、少なくとも１マイル又は１０マイル又は少なくとも１００マイル離れていることを意味する。情報「通信」は、適切な通信路（例えば私設又は公衆の通信網）上の電気信号としてその情報を表わすデータの伝送を指す。項目の「転送」は、その事項を物理的に移送するか否（それは可能である）かによらず、その項目を一つの位置から次の位置へもっていく任意の手段を指し、少なくともデータの場合には、データを担持する媒体の物理的な移送又はデータの通信を含む。配列「パッケージ」はその上に配列を付着した基板だけを付け加えた配列とすることができるが、パッケージには他の特徴（チャンバ付きハウジングなど）を含めることができる。「チャンバ」は封入容積を指す（ただし、チャンバは１以上のポートを介してアクセスすることができる）。本出願を通じて、「頂部」、「より上」、「より下」といった言葉は、相対的な意味においてのみ用いていることもまた理解されたい。
【００２０】
「コンピュータ準拠システム」は、本発明の情報分析に用いるハードウェア手段、ソフトウェア手段、データ記憶手段を指す。本発明のコンピュータ準拠システムの最小限のハードウェアは、中央処理装置（ＣＰＵ）と入力手段と出力手段とデータ記憶手段を含む。当事者は、現在入手可能なコンピュータ準拠システムのいずれもが本発明での使用に適したものであることを容易に理解することができる。データ記憶手段には、前述した本情報の記録を含むあらゆる製造物、又はこの種の製造物にアクセスすることのできるメモリアクセス手段を含めることができる。
【００２１】
データ、プログラム作成、コンピュータ読み取り媒体上の他の情報の「記録」は、業界公知の任意のこの種の方法を用いて情報を記憶するプロセスを指す。あらゆる便利なデータ記憶構造が、記憶情報へのアクセスに用いる手段に基づいて選択することができる。様々なデータプロセッサプログラムと形式が、例えばワードプロセッサ用テキストファイル、データベース形式等の記憶に用いることができる。
【００２２】
「プロセッサ」はその要求された機能を実行する任意のハードウェア及び／又はソフトウェアの組み合わせを指す。例えば、本願明細書中の全てのプロセッサは、電子コントローラ、メインフレーム、サーバ又はパーソナルコンピュータ（デスクトップ型又はポータブル型）の形で利用可能なプログラム可能なディジタルマイクロプロセッサとすることができる。プロセッサがプログラム可能である場合、適当なプログラム作成はプロセッサに対する遠隔位置から通信するか又はコンピュータプログラム製品（磁気的又は光学的又はソリッドステートのデバイスの基礎如何によらず可搬式又は固定式コンピュータ読み取り可能な記憶媒体など）内に前以て保存することができる。例えば、磁気媒体又は光ディスクはプログラム内容を担持することができ、その対応するステーションにて各プロセッサと通信する適当な読み取り器により読み取ることができる。
【００２３】
「スキャナ」は、配列を評価する装置である。スキャナ内では、光学的光源、特にレーザ光源が平行光束化ビームを生成する。平行光束化ビームは配列上に集束させられ、配列基板上の既知の位置（すなわち、一定の位置）の小さな表面領域を順次照明する。表面領域から得られた信号は、共焦的（配列にレーザ光を集束させるのに用いる同じレンズを使用）又は脱光軸（配列上にレーザを集束させるのに用いるレンズの一側に配置した別個のレンズを使用）のどちらかにより収集される。収集された信号はそこで、適当なスペクトルフィルタを介して技術光学検出器へ伝送される。コンピュータメモリなどの記録装置が検出信号を記録し、位置又は位置に関連する時間の関数として強度のラスタ走査ファイルを構築する。位置の関数としてのこの種の強度は、業界では一般に「画素」と呼ばれる。生体高分子配列は頻繁に走査され、かつ／又は多くの場合５又は１０ミクロンの画素解像度にて表わされる。この種の行為に必要な精度を達成するには、レーザなどの構成要素を特定の整列配置を用いて設定し、維持しなければならない。スキャナは、業界公知の如く、双方向型か又は単方向型とすることができる。
【００２４】
配列の評価に通常用いられるスキャナは、走査式蛍光測定器を含む。多くの異なる型のこの種装置が、パーキン・エルマー（Ｐｅｒｋｉｎ−Ｅｌｍｅｒ）、アジレント（Ａｇｉｌｅｎｔ）、パッカード（Ｐａｃｋａｒｄ）、アクソン・インストルメンツ（Ａｘｏｎ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）といった異なる製造元から市販されており、典型的なスキャナの例が米国特許第５，０９１，６５２号、第５，７６０，９５１号、第６，３２０，１９６号、第６，３５５，９３４号に記載されている。
【００２５】
配列スキャナをプログラム作成して複数の生体高分子を走査する方法を提供する。主題方法では、走査対象である複数の配列のうちの少なくとも二つの異なる配列に関する個々の走査パラメータが選択され、複数の配列の走査に先立ち配列スキャナに入力される。プログラム作成したスキャナはそこで、予選択された走査パラメータに従って複数の配列を走査する。主題方法に従ってスキャナにプログラム作成するコンピュータプログラミングのみならず、主題方法に従ってプログラム作成したスキャナもまた提供される。主題方法と組成物は、ジェノミクス及びプロテオミクス応用を含む様々な異なる応用に用途を見出すものである。
【００２６】
ただし、本発明を詳細に説明する前に、本発明が記載する特定の変形に限定されず、当然のことながら変形もされるものであることは理解されたい。説明する本発明に対し様々な変形がなされ、本発明の趣旨ならびに範囲から逸脱することなく等価物で置換することができる。加えて、特定の状態、材料、組成物、プロセス、プロセス行為、ステップを本発明の目的、趣旨、範囲に対し適用するよう多くの改変をなすことができる。この種の全ての改変は、本願明細書の特許請求の範囲内にあることを意図するものである。
【００２７】
本願明細書に引用する方法は、引用した事象順序だけでなく論理的に可能な引用事象の任意の順序でもって実行することができる。さらにまた、一定範囲の値がもたらされる場合、その範囲の上限と下限の間の各中間値と他の任意の明示範囲又はその明示範囲内の中間値が本発明内に包含されることは理解されたい。また、記述した発明的変形の任意の随意選択的特徴を記載し、個別に又は本願明細書に記載した任意の１以上の特徴と組み合わせて特許請求するかが熟慮されている。
【００２８】
参照項目は、本願出願日前のそれらの開示に対するものにだけ提供される。本願明細書の内容はどれも、先行発明のお陰で本発明がこの種の材料以前に存在し得ないことの容認として解釈してはならない。
【００２９】
単一項目の引用は、複数の同じ項目が存在する可能性を含むものである。より具体的には、本願明細書と添付特許請求の範囲において使用する如く、単一形式の「一つの」、「前記」、「その」は、文脈がはっきりとそうでないことを指定しない限り、複数の指示対象を含むものである。さらに、特許請求の範囲はあらゆる随意選択的要素を排除すべく起草されようことに留意されたい。そうであるが故に、こうした表明の意図は特許請求の範囲の構成要件の復誦、「消極的」限定の使用に関連した「のみ」、「だけ」等の排他的修辞の使用に関する先行詞の基本として役立てることにある。
【００３０】
発明の開示に提示したもの、背景技術により知らしめたもの、上記の定義よりもより詳細に本発明をさらに説明する上で、本発明の方法又はプログラム態様を先ず説明する。この説明には、本発明内に用いる適当なハードウェアの説明と可能な配列用途の説明が続く。
【００３１】
方法論／プログラム作成
主題発明は、基板の走査を開始する前に複数の基板の個別基板に関する走査パラメータを個別設定する方法を提供するものである。より具体的には、主題発明はスキャナをプログラム作成して個別に予選択した走査パラメータに従って複数の異なる配列基板のうちの少なくとも二つを走査させる方法を提供する。本方法は、走査の開始前にスキャナを予構成することに用途を見出し、ユーザをして走査を実行させ、続いて複数の基板を走査する際に機械に付き添わずに離れているようにさせるものである。一般に、この方法には基板走査の開始に先だつ走査対象の個別基板に関するパラメータの個別設定が含まれる。一実施形態では、走査パラメータは、各個別基板に関連したバーコードなどの唯一無二の識別子を用いてパラメータのデータベースから自動的にインポートされる。本発明を説明するに当たり、走査パラメータを先ず説明し、続いて複数の基板のうちの個別基板に関する走査パラメータの個別設定方法を説明する。
【００３２】
走査パラメータ
一般に、走査パラメータは走査対象である複数の基板のうちの２以上の基板について個別設定することができる。一般に、一旦走査パラメータを個々の基板用に設定すると、複数の基板は個別基板に関するパラメータ設定に従って走査される。
【００３３】
パラメータとは、スキャナが特定の配列を走査することのできる仕方を変更するよう改変することのできる変数の意味である。主題発明を実施する上で個別選択することのできるパラメータの数は変化するが、通常は少なくとも二つで、その数は約５又は１０又は１５又はそれ以上であるが現実には概ね２０を超えることはない。様々な異なるパラメータを所与の複数内の１以上の異なる配列について予め個別選択することができ、そこでは代表的なパラメータがこれに限定はしないものの以下のものを含む。
【００３４】
走査領域
走査領域は、走査対象となる基板の表面の一領域である。一般に、この走査領域パラメータは、１）長さ計測値で表わした走査対象領域の大きさ、例えば幅Ａと高さＢ及び２）長さ計測値で表わした基板表面上の走査対象領域の位置、例えば基板表面の任意の位置（例えば、基板の一つの角）からの垂直距離Ｘと水平距離Ｙである。一般に、走査領域は基板表面上に付着させた配列又は特徴の寸法と位置に対応しており、かくして走査領域は様々な寸法と位置に設定することができる。最大走査領域は通常、基板の大きさによって決まる。多くの実施形態において、標準的な顕微鏡スライドを基板として用いた場合、最大走査領域は６７．２ｍｍ×２１．６ｍｍである。これらの実施形態では、走査領域パラメータを最大に設定しない場合、このパラメータは５５ｍｍ×２１ｍｍ以下又は５０ｍｍ×２１ｍｍ以下又は４５ｍｍ×２１ｍｍ以下又は４０ｍｍ×２１ｍｍ以下といった最大未満の任意の大きさに設定することができる。走査領域パラメータを設定するときは通常、幅Ａと高さＢに対応する距離と距離Ｘ，Ｙを設定する。走査領域パラメータを個々の基板ごとに設定するときは、基板は通常これらのパラメータを用いて走査する。
【００３５】
ＰＭＴ設定
走査対象である各スライドの各走査チャンネルに関する光増倍管（ＰＭＴ）の設定は、走査に先だち設定することができる。「１００」のＰＭＴ設定を最大ＰＭＴとすると、ＰＭＴ設定「０」はオフであり、各走査チャンネルごとのＰＭＴ設定（例えば、赤、緑）は、例えば５，１０，２０，５０などの１から１００までの任意の整数として設定することができる。ＰＭＴ設定を各チャンネルごとに設定したときに、基板は通常これらのＰＭＴ設定にて走査される。
【００３６】
走査解像度
基板は通常１乃至約１００の間の画素解像度で走査され、ここでこの整数はミクロン単位の画素寸法に対応する。このように、画素解像度５で走査する基板は、大きさが５ミクロンの画素を有することになる。本発明方法を用いて走査解像度を通常５又は１０ミクロンに設定したとき、基板はこの解像度でもって概ね走査される。
【００３７】
色素チャンネル
色素チャンネルパラメータ設定が、第１（例えば、赤又はシアン−５色素）だけからの情報と第２（例えば、緑又はシアン−３色素）だけからの情報、又は第１と第２の色素チャンネルの両方が収集されたかどうかを判定する。本発明の若干の実施形態では、３以上の色素チャンネル、例えば３，４，５以上の色素チャンネルからの情報が収集される。
【００３８】
出力パス
このパラメータにより、ユーザは各走査からデータを記憶するようディレクトリ（登録簿）を設定することができる。このディレクトリは、ローカルハードディスク又はネットワーク上の記憶領域とすることができる。
【００３９】
説明
このパラメータにより、ユーザはファイルにコメントを関連付けることができる。このコメントは、走査完了後に出力ファイル名の一部とすることができる。
【００４０】
基板の唯一無二の識別子／バーコード
多くの実施形態では、個別基板の唯一無二の識別子を走査に先だち設定することができる。この唯一無二の識別子は、それはバーコードから導出した１２又は１４個の数字であるが、データベースへの問い合わせにより上記パラメータ分野のいくつかの自動的な選択を可能にし、ここでこの問い合わせがパラメータ、例えば個別データベースから基板に関する走査領域等を検索する。この個別データベースは通常、唯一無二の基板識別子に関連する少なくとも走査領域パラメータを含むが、前記掲載した全てのパラメータを含めることができる。いかなるバーコードシステムも使用に適すが、通常はコード１２８、コードバー（ＣＯＤＥＢＡＲ）、コード３９、コード９３が用いられる。バーコードは通常、基板に物理的に関連付けてある（例えば、基板にくっつけるか印刷する）。
【００４１】
本発明にあっては、番号をタイプ打ちするか又はバーコード読み取り器を用いて基板バーコードを解読走査させることで唯一無二の識別子を各スライドごとに手動で入力することができる。バーコードはまた、スライドの「予走査」を実行することで自動的に入力することもでき、その場合にはスライドのバーコードをスキャナ内に組み込まれたバーコード読み取り器により読み取る。通常、ラック又は回転式スライドトレー内に配置した走査対象の複数の基板は「予走査」を受けさせ、各スライドごとに唯一無二の識別子を設定する。
【００４２】
走査画像の回転
個別基板の走査後に、個々の配列基板の蛍光パターンのディジタル表現を基板平面内で９０度回転させて裏返し、裏返し画像が原ディジタル表現の鏡像となるようにする。走査画像の回転（すなわち回転と裏返し）を選択すると、二つの個別ディジタル画像が生成され、各画像が走査の個別チャンネル（例えば、「赤」又は「緑」チャンネル）を表わすことになる。走査画像の回転は各基板ごとに選択又は非選択とすることができ、それを選択したときに、基板の走査の出力は二つの画像として自動的に供給され、各画像が走査のチャンネルの回転表現又は裏返し表現となる。このパラメータの選択が、走査の出力を命名もしよう。例えば、チャンネルが赤と緑である走査名１と呼ぶ基板走査では、走査像回転を施した走査の出力は走査名１＿赤と走査名１＿緑と標識付けされよう。
【００４３】
自動命名
このパラメータにより、ユーザは個々の基板の走査の出力ファイル名を設定することができる。一般に、ソフトウェアは三つの分野を併合して出力ファイル名を形成する。例えば、接頭辞１＿、接頭辞２＿の走査番号は、「接頭辞１」と「接頭辞２」が三つの分野の設定パラメータである箇所の走査についての出力ファイル名となろう。大半の実施形態では、「走査番号」入力はスキャナソフトウェアにより自動的に設定されてファイル名の重複が回避される。
【００４４】
デフォルトのパラメータ設定
幾つかの実施形態では、デフォルトの走査パラメータは複数の基板の各個別基板ごとに独立して選択される。デフォルト設定は、前述、後述の如く、走査領域、走査画像回転、ＰＭＴ設定、走査解像度、色素チャンネル、出力パス、説明、自動ファイル命名等とすることができる。
【００４５】
本発明の多くの実施形態では、唯一無二の基板識別子、走査領域、ＰＭＴ設定、色素チャンネル、走査解像度、出力パス、又は説明に関する少なくとも一つ（例えば、二つ又は三つ又はその全て）のパラメータが、各スライドごとに個別設定される。しかしながら、他の実施形態では、唯一無二の基板識別子、走査領域、ＰＭＴ設定、色素チャンネル、走査解像度、出力パス、説明、スキャナオペレータ、走査日時、誤差処理オプション、出力ファイル形式（例えば、ＴＩＦＦ、ＪＰＥＧ等）、処理後のオプション（例えば、背景控除、走査画像回転、特徴抽出等）、スライド走査、処理後に実行することのできるさらなるスクリプト（例えば、電子メールを送信するスクリプト）に関する少なくとも一つ（例えば二つ又は三つ）のパラメータが、各スライドごとに個別設定される。デフォルトのパラメータは、各独立基板ごとに個別設定することができる。
【００４６】
個別配列基板ごとの走査パラメータの設定
一般に、走査パラメータは通常、スキャナのグラフィカルユーザインタフェースにより提供される形式に入力される。多くの実施形態では、この形式は複数の基板の個別基板ごとにパラメータを個別設定する場をもたらす。一実施形態では、パラメータ設定用の基板を先ず選択し、続いて基板ごとのパラメータを設定する。幾つかの実施形態では、個々の基板に関する走査パラメータはデフォルト設定とすることができ、その一方で他の実施形態では、個々の基板ごとの走査パラメータは非デフォルト設定とすることができる。
【００４７】
本発明方法は、複数のスライド／基板が通常はスキャナ上で連続して、すなわち通常は走査の１期間内で走査する２以上のスライドで出来ているときに複数の基板の走査パラメータを独立して設定するのに用いることができる。このように、複数は２以上、例えば約４、約１５、約２４、約４８、又はそれより上を指す。通常、所与の基板内の少なくとも二つの基板に関するパラメータは独立して設定され、ここで多くの実施形態では１００数量％を含む少なくとも１０、少なくとも２０又は少なくとも５０、少なくとも７５又はそれよりも上の複数が個別設定される。このように、複数の基板ごとの設定はデフォルト設定と非デフォルト設定の混じったものすることができ、その場合に各基板はデフォルト設定又は非デフォルト設定を有する。１以上のパラメータを各個別スライドについて設定することができ、個別スライド間でパラメータを異ならしめて設定することができる。
【００４８】
複数の基板のうちの個々の基板に関する走査パラメータを独立して設定する一般原則を説明してきたが、本発明の例示実施形態を下記に提示する。
【００４９】
非デフォルト設定
図１は、個々の基板の走査パラメータを視認する「走査制御主ウィンドウ」として公知のグラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）を示す。大半の実施形態では、個々の基板の独立したパラメータ設定がこのウィンドウを通じて達成される。走査制御主ウィンドウが、それぞれスロットで表わされる個々の基板ごとに走査パラメータ、例えば走査領域（例えば、走査領域６０ｍｍ×２１．６ｍｍ）、赤ＰＭＴレベル（例えば、１００）、緑ＰＭＴレベル（例えば、１００）、走査解像度（例えば、１０ミクロン）、色素チャンネル（例えば、赤及び緑）、出力パス（例えば、ｃ：＼）又は説明等を表示する。各基板に関連するのは、前述及びさらに後述のバーコードによりもたらされる数となる唯一無二の基板識別子（スライドＩＤ／バーコード）であろう。ユーザが個々のスライド、スライド群について非デフォルトのパラメータを独立して設定したいと希望する場合、スライド、スライド群に対応するスロットを例えばマウスを使用することで選択することができ、「編集スロット値」と名付けられた釦を押す。「編集スロット値」釦を押したときに、編集パネルが開き（図２のＧＵＩの底部に表示）、そこでユーザは特定のスライドに関するパラメータを手動設定することができる。大半の実施形態では、ユーザは編集パネルを開き、パラメータ設定用のスライド又はスライド群を選択し、編集パネルが提供するウィンドウとドロップダウンメニューを用いてスライドの走査パラメータを修正し、「値設定」釦を押して設定を保存する。特定の基板に関してデフォルトを用いたいと願うユーザは、基板を選択し、編集パネルの「リセット選択」釦を押して基板にデフォルト設定を設定する。前述のデータベースファイルからの情報の自動検索、データベースファイルへのパス設定、走査画像の回転、各個別基板ごとのファイル命名等のさらなるパラメータは、前述の如く、走査制御主ウィンドウの編集パネル内の適当な釦やプルダウンメニューやウィンドウを含めることで各基板ごとに独立して設定することもできる。
【００５０】
各個別基板ごとの唯一無二の基板識別子もまた、以下に説明する如く設定することができる。
【００５１】
唯一無二の基板識別子
個々の基板に関する唯一無二の基板識別子は、一旦基板を選択したときに走査制御主ウィンドウの編集パネル内に手動でタイプ打ちするか外部バーコード読み取り器を用いて読み込まれる数字となろう。
【００５２】
しかしながら、多くの実施形態では個別基板バーコードは自動的に読み取られる。自動的なバーコード読み取りでは、図２のＧＵＩを用い、ユーザはそのバーコードをマウスを用いて読み取る個別試料又は試料群を選択し、「回転式スライドトレーからバーコードを読み取る」釦を押す。この釦を押すことでコードを実行し、それにより選択された試料に関するバーコードが組み込み式スキャナバーコード読み取り器を用いて自動的に読み取られる。唯一無二の識別子は、図２に示す如く、走査テーブル内に自動的に入力される。
【００５３】
デフォルト設定
デフォルトのパラメータ設定を変更するには、ユーザは図１のＧＵＩの「設定」プルダウンメニューから「デフォルト設定の修正」を選択し、「デフォルト設定編集ウィンドウ」（図３）を開く。前述した走査領域、色素チャンネル、赤と緑双方のチャンネルに関するＰＭＴ感度レベル、走査解像度、説明、出力パス、出力画像の分割及び回転（すなわち、走査画像回転）、自動ファイル命名パラメータ等を、この形式を用いて設定することができる。
【００５４】
多くの実施形態において、図３に示すオプションボックスをチェックすることで選択されたデータベース（例えば、ＸＭＬ、ＧＥＭＬデータベース）から走査領域選択肢もまた自動的に検索することができる。
【００５５】
走査領域の設定
前述の如く、個別基板、例えば走査領域、ＰＭＴ、解像度設定、試料名、試料表面にスポットを当てたプローブに関する情報を含むデータベース（例えば、ＸＭＬデータベース）から情報を検索するのに一つのパスを設定することができる。図１に示したプルダウンメニューの「設定」から「修正デフォルトの」を選択して図３のＧＵＩを開き、「ＸＭＬ（ＧＥＭＬ）ファイルパスの設定」を押すことで、そのパスに関する設定を示す新たなウィンドウが開く（図４）。一つのパスを選択するか、又は「新規ディレクトリ」ボックス内へのパスにタイプ打ちするか又は「閲覧」釦を用いて閲覧することで選択するかして、新規のパス設定を設定することができる。ＸＭＬ（ＧＥＭＬ）設定ファイルパスとデフォルト設定ウィンドウは、「ＯＫ」を押すことで退出することができる。同様のパス設定法を用い、図２の走査制御主ウィンドウ編集パネル上の釦を用いた個々の基板ごとのパス設定が可能である。この実施形態では、ユーザは走査対象を選択し、「データベースからの検索設定」ボックスをチェックし、個々の基板に関する情報を検索すべくデータベースに対しパスを設定しよう。
【００５６】
大半の実施形態では、設定選択時に実在する走査領域から走査両領域を選択する。この実施形態では、デフォルト設定編集ウィンドウ内「ＸＭＬ（ＧＥＭＬ）ファイルの検索試行」と主ウィンドウ編集パネルの「データベースからの設定検索」ボックスは、チェックを入れないままにすべきである。
【００５７】
図２のＧＵＩの「設定」プルダウンメニューから「特製走査領域」を選択し、スライドホルダ（図４）内のスライドの線図的表現を開くことで、新たな走査領域を走査領域のテーブルに付加することができる。図４のウィンドウの「ファイル」プルダウンメニューから「新領域」を選択することで、新規の走査領域を付加する新規のウィンドウが開き（図５）、ここで新規の走査領域を付加し命名し保存することができる。多くの実施形態では、「Ｘ」は走査領域の左上隅から基板の左上隅までに関するＸ軸計測値を表わし、「Ｙ」は走査領域の左上隅から基板の左上隅までに関するＹ軸計測値を表わし、走査領域の左上隅から計測した幅と高さが図５に示してある。
【００５８】
新規走査領域を一旦生成すると、それはその走査パラメータを設定しようとしているスライドを選択し、プルダウンメニューから走査領域を選択し、「値設定」釦を押して設定を保存することで、図２の「編集スロット値」ウィンドウ内の各個別スライドごとに独立して選択することができる。
【００５９】
複数スライドの走査方法
一般に、個々の基板又は基板群のパラメータを設定する前記提示方法は、必要に応じて繰り返し、全ての個別基板についての設定をもたらす。これらのステップを必要に応じて繰り返し、全ての個別スライドに設定をもたらすことができる。ユーザが走査対象である各個別基板のパラメータを一旦設定し終えると、ユーザは例えば図１の「走査スロット」釦を押すことで走査実行を開始する。
【００６０】
走査パラメータは通常、コントローラのメモリに入力して記憶させてある。複数の基板のうちの少なくとも二つの基板について一旦パラメータを選択すると、走査を開始することができ、個別基板は個別基板について選択されたパラメータを用いてそれぞれ走査される。
【００６１】
一般に、複数の基板のうちの所与の個々の基板に関するパラメータは、複数の基板の走査を開始する前に選択される。一旦走査を開始すると、第１の基板は第１の基板について選択されたパラメータにて走査される。第１の基板の走査の完了後、第２の基板について選択されたパラメータにて第２のスライドが自動的に走査され、複数の基板を走査し終えるまで同様のことがなされる。このように、上記の方法は複数の基板（例えば、生体高分子配列基板、スライド）を自動的に走査するのに特に役立つものであり、そこではユーザは幾つかの基板を機械に装填し、各個別基板ごとに走査パラメータを設定し、複数の基板の走査を開始し、全ての基板が走査し終えるまでスキャナに付き添わずに離れることができる。
【００６２】
一般に、上記の方法は複数の標本はラック又は回転式スライドトレーを用いてスキャナ内に搭載した所での複数の標本の走査に役立つ。２以上、４以上、８以上、１５以上、２４以上又は４８以上の基板を搭載することのできるスキャナは、前記方法とともに用いるのに特に適したものである。この種の適当なスキャナの一つを、以下に説明する。
【００６３】
本発明になるプログラム作成、すなわち前述の如くスキャナを予めプログラムできるようにするプログラム作成は、コンピュータ読み取り媒体、例えばコンピュータにより直接読み取りアクセス可能な任意の媒体に記録することができる。この種の媒体は、これらに限定はされないが、フロッピーディスク、ハードディスク記憶媒体、磁気テープといった磁気記憶媒体、ＣＤ−ＲＯＭなどの光学記憶媒体、ＲＡＭ、ＲＯＭといった電気的記憶媒体、磁気／光記憶媒体といったこれらの範疇の混成を含む。当業者は、上記の方法論を実行する本プログラム作成／アルゴリズムの記録を含む製造物の生成にどれ位の数の現在公知のコンピュータ読み取り可能媒体技術を用いることができるかを容易に理解することができよう。
【００６４】
幾つかの実施形態では、このプログラム作成はそれがユーザインタフェースを提供する点においてさらに特徴付けられ、その場合にユーザインタフェースが前述の走査パラメータを個別に予選択する複数の異なるルールを含む１以上の異なるものの中から選択する選択肢をユーザに提示する。
【００６５】
光学スキャナ
また、主題発明により提供されるのが、前記の如くプログラム作成した生体高分子配列光学スキャナである。全ての生体高分子光学スキャナ又は装置が、上記のプログラム作成を含むよう提供される。注目する代表的な光スキャナには、米国特許第５，５８５，６３９号、第５，７６０，９５１号、第５，７６３，８７０号、第６，０８４，９９１号、第６，２２２，６６４号、第６，２８４，４６５号、第６，３２９，１９６号、第６，３７１，３７０号、第６，４０６，８４９号に記載されたものが含まれ、それらの開示は本願明細書にその記載の一部として組み込むものとする。本発明内で用いることのできる例示的な光スキャナが、図６に図示してある。
【００６６】
ここで図６を参照するに、本発明装置（一般に「列スキャナ」と呼ばれよう）が図示してある。光システムがレーザ１００から光を供給し、この光が組み付け型偏光器１２０付きの電気−光学変調器（ＥＯＭ）１１０を通過する。各レーザ１００ａ，１００ｂは波長を異ならしめる（例えば、一方が赤光を供給し、他方が緑光を供給する）ことができ、それぞれその固有の対応ＥＯＭ１１０ａ，１１０ｂと偏光器１２０ａ，１２０ｂを有する。これらのビームは、全反射ミラー１５１とダイクロイックミラー１５３を用いてホルダ２００へ向け光路沿いに合成することができる。コントローラ（ＣＵ）１８０により各対応ＥＯＭ１１０ａ，１１０ｂに印加する可変電圧の形をとる制御信号が、出射光の偏光を切り替え、かくしてこの偏光は対応偏光器１２０ａ，１２０ｂにより多少とも減衰させられる。コントローラ１８０は、適切にプログラム作成したプロセッサとするか又はこれを含めるかすることができる。かくして、各ＥＯＭ１１０と対応する偏光器１２０が共に可変光学減衰器として機能し、米国特許第６，４０６，８４９号に記載された仕方と目的に合わせ減衰器を出射する応答指令光スポットのパワーを変更することができる。両レーザ１００ａ，１００ｂからの光の残りは、ダイクロイックビームスプリッタ１５４を通って伝送され、全反射ミラー１５６にて全反射され、ビーム合焦器１６０内の光学構成要素を用い、読み取り位置にあるものであればホルダ２００に搭載された配列パッケージ３０の配列１２であろうと又は較正部材２３０であろうと、そのいずれかに集束させられる。応答指令光に応答して特徴１６から二つの異なる波長でもって特別な蛍光でもって放射された光（例えば、緑光又は赤光）は、合焦器／スキャナ１６０内の同じ光学系を用いて撮像され、ミラー１５６，１５４で反射されて戻る。二つの異なる波長は、さらなるダイクロイックミラー１５８により分離され、個々の検出器１５０ａ，１５０ｂへ送られる。より多くの光学構成要素（図示せず）をダイクロイックと各検出器１５０ａ，１５０ｂ（レンズ、ピンホール、フィルタ、ファイバ等）の間に用いることができ、各検出器１５０ａ，１５０ｂは様々な異なる種（例えば、光増倍管（ＰＭＴ）、ＣＣＤ（固体撮像素子）、アバランシフォトダイオード（ＡＰＤ））とすることができる。照明レーザ光に応答して配列１２又は較正部材２３０から照射された光を検出器１５０ａ，１５０ｂへ送る全ての光学構成要素は、これらの検出器と共に検出システムを形成する。この検出システムは、固定焦平面を有する。
【００６７】
走査システムは、各レーザ１００ａ，１００ｂからの光スポットの形で領域を照明させ、各検出器１５０ａ，１５０ｂ（これらの検出領域が検出画像内に画素を形成する）の領域を検出し、ホルダ２００に搭載した配列パッケージ３０の複数領域全体を走査させる。配列１２ごとの走査領域は、少なくとも複数特徴１６の配列を含む。特に、走査システムは一般に線単位スキャナであり、矢印１６６の方向における読み取り位置にあるときに応答指令光を配列１２を横断する線にて走査し、続いて図６で見た紙面を貫通する方向に応答指令光を次の線の端部位置へ移動（遷移）させ、配列１２全体を走査し終えるまで線走査と遷移を繰り返す。これは、ミラー１５８と合焦器１６０を含むハウジング１６４を配設することで達成することができ、このハウジング１６４は搬送装置１６２により画素線沿いに（すなわち、図６の左から右へ又はその逆へ）移動させることができる。走査の第２の方向１９２（線遷移）は、１以上のトラックに沿ってホルダ２００を移動させるモータとベルト（図示せず）を含むであろう第２の搬送装置によりもたらすことができる。第２の搬送装置は、粗動（多数の線）と微動（より少数の線）を達成する同一又は異なるアクチュエータ構成要素を用いよう。図６の読み取り器にはさらに、配列パッケージ３０から識別子を読み取る読み取り器（図示せず）を含めることができる。識別子４０がバーコードの形であるときは、その読み取り器は適当なバーコード読み取り器とすることができる。図Ｘの読み取り器はまた、複数の基板をもって搭載した読み取り器内に配置することのできる複数基板回転式スライドトレー又はラック（図示せず）を含もう。読み取り器はホルダ２００から基板を取り外したり、回転式スライドトレーから基板を取り外したり、回転式スライドトレーから取り外した基板をホルダ２００上へ配置する自動化手段用の手段を含む。この手段により、回転式スライドトレー又はラックに装填された複数のスライドの自動走査が可能となる。
【００６８】
自動焦点検出器１７０はまた、読み取り位置と検出システムの焦平面の決定された位置にあるときに配列１２の異なる領域間の任意のオフセットを検出するよう配設してある。自動焦点システムには、検出器１７０とプロセッサ１８０とホルダを矢印１９６の方向に移動させるモータ付き調整器が含まれる。適当な化学配列自動焦点システムが、ドーセル（Ｄｏｒｓｅｌ）外により１９９９年１０月７日に出願された係属中の米国特許出願第０９／４１５，１８４号「自動焦点用の装置及び方法（Ａｐｐａｒａｔｕｓ  Ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  Ｆｏｒ  Ａｕｔｏｆｏｃｕｓ）」に記載されており、同一名称で同一発明者による２００１年４月１１日に公開された欧州特許出願公開第１０９１２２９号と同様、本願明細書に組み込むものである。
【００６９】
装置のコントローラ１８０は検出器１５０ａ，１５０ｂからの信号（これらの異なる信号は異なる「チャンネル」である）、すなわち読み取り位置において、ホルダ２００内に装着したときに配列１２の各走査領域ごとの放射光からの複数の検出波長のそれぞれを生ずる信号を受信するよう接続してある。コントローラ１８０はまた、自動焦点オフセット検出器１７０から信号を受信し、そして、コントロール信号をＥＯＭ１１０に供給し、走査システムを制御する。本方法を用いて入力したパラメータ設定はコントローラ１８０内に記憶させ、コントローラ１８０により走査の実行に用いられる。コントローラ１８０はまた、公知の仕方で検出器１５０ａ，１５０ｂから受信した放射信号に関するデータを分析し記憶しかつ／又は出力することができる。コントローラ１８０は、プログラム可能なディジタルプロセッサの形でコンピュータを含み、可搬式取り外し可能な媒体（磁気ディスク、光ディスクなど）を読み取ることのできる媒体読み取り器１８２と、ネットワークなどの通信チャンネル（例えば、インターネット、電話通信網）上で遠隔サイト（配列パッケージ３０に関連する情報を識別子４０に関連して記憶することのできるデータベースなど）と通信することのできる通信モジュール１８４を含もう。コントローラ１８０は、以下にさらに説明する如く、装置の動作期間中にそれにより要求される全てのステップを実行するよう適切にプログラム作成される。さもなくば、コントローラ１８０はこれらのステップを実行することのできる任意のハードウェア又はハードウェア／ソフトウェア複合体とすることができる。
【００７０】
一つの動作モードにおいては通常、配列は液体試料（例えば、配列基板上に直接配置される）に先ずさらされる。この配列はそこで配列、例えば配列チャンバ内で配列に接触して存在する液体（緩衝溶剤など）を用いて洗浄され走査されるか、又は洗浄に続いて乾燥させられよう。装置内に装着された所与の配列に続き、識別子読み取り器が自動的に（又はオペレータコマンドを受けて）配列識別子（配列基板又はハウジング上のバーコードなど）を読みり、これを用いて配列配置上の情報（大きさ、位置、組成などの配列特徴からなる特性を含む）を検索する。この種の情報は、読み取り識別子がこの種の情報を含むときに読み取り識別子の内容から直接検索することができる。さもなくば、読み取り識別子をこの種の情報に関連する識別子を含むデータベースからこの種の情報を検索するのに用いることができる。この種のデータベースは、コントローラ１８０によりアクセス可能なローカルデータベース（ユーザが受け取ったときに配列と同じパッケージ内の物理的関連により又は適当な識別などにより配列に関連付けられるドライブ１８２内の可搬式記憶媒体内に含まれるものなど）又は通信モジュール１８４、適切な通信チャンネル（図示せず）を介してコントローラ１８０によりアクセス可能な遠隔データベースとすることができる。
【００７１】
効用
主題発明に従ってプログラムした主題の生体高分子配列スキャナは様々な応用に用途を見出すものであり、この種の応用は通常、複数の試料中の特定の検体の存在を定量的でなくば少なくとも定性的に検出する様々な応用に用途を見出す検体検出応用である。配列分析を実行するプロトコルは当事者には公知であり、ここに非常に詳しく説明する必要はないものである。一般に、注目する検体を含む可能性のある試料は、検体を配列上に存在する個々の結合対部材へ結合させるに十分な条件下で配列に接触させる。かくして、注目する検体が試料中に存在する場合、その相補的な結合部材の場所で配列に結び付き、配列表面に複合体が形成される。配列表面上のこの結合複合体の存在はそこで、例えば検体等の上に存在する蛍光標識として信号生成システムの使用を通じて検出され、ここでその検出には本発明になる光学スキャナを用いた走査が含まれる。試料中の検体の存在はそこで、基板表面上の結合複合体の検出から導き出される。
【００７２】
注目する特定の決定検出応用には、主題発明の核酸配列を用いるハイブリダイズ分析が含まれる。これらの分析では標的核酸からなる試料を先す調製するが、ここでこの調製には標識、例えば信号生成システムの構成要素を用いた標的核酸の標識付けが含まれよう。試料調製に続き、試料はハイブリダイズ条件下で配列と接触させ、それにより配列表面に取り付けたプローブ系列を相補する標識核酸間に複合体を形成する。ハイブリダイズ複合体の存在が、そこで検出される。主題配列を用いて実施することのできる注目のハイブリダイズ分析評価は、遺伝子発見分析、遺伝子発現変異分析、核酸系列分析等である。様々な応用に配列を用いる方法を記載した引用文献には、米国特許第５，１４３，８５４号、第５，２８８，６４４号、第５，３２４，６３３号、第５，４３２，０４９号、第５，４７０，７１０号、第５，４９２，８０６号、第５，５０３，９８０号、第５，５１０，２７０号、第５，５２５，４６４号、第５，５４７，８３９号、第５，５８０，７３２号、第５，６６１，０２８号、第５，８００，９９２号が含まれるが、これらの開示はその記載の一部として本願明細書に組み込むものとする。
【００７３】
配列がポリペプチド結合剤配列、例えば蛋白質配列である場合は、注目する具体的応用には検体検出／プロテオミクス応用が含まれ、米国特許第４，５９１，５７０号、第５，１７１，６９５号、第５，４３６，１７０号、第５，４８６，４５２号、第５，５３２，１２８号、第６，１９７，５９９号に記載されたもの、さらに公開されたＰＣＴ（特許協力条約）出願である国際公開第９９／３９２１０号、国際公開第００／０４８３２号、国際公開第００／０４３８９号、国際公開００／０４３９０号、国際公開第００／５４０４６号、国際公開第００／６３７０１号、国際公開第０１／１４４２５号、国際公開第０１／４０８０３号も含まれ、それらの開示は本願明細書にその記載の一部として組み込むものとする。
【００７４】
本発明に従ってプログラム作成したスキャナに関連させて配列を使用する際、配列は通常は試料（蛍光的に標識付けした、例えば蛋白質を含む試料）にさらし、続いて配列を読み取る。配列の読み取りは、配列を照明し、配列の各特徴において得られる蛍光の位置と強度を読み取り、配列表面の結合複合体を検出することで達成することができる。
【００７５】
本発明の態様が、化学ルミネセンス又はエレクトロルミネセンス標識を検出するものを含む様々な光学スキャナへ適用可能であることはさらに留意されたい。本発明は、前記に例証した如く、給電停止が延命を招く場合にこの種のスキャナに適用可能とされよう。
【００７６】
いずれにせよ、配列の読み取り結果は生の結果（１以上のカラーチャンネル内での各特徴に関する蛍光強度読み取り値等）、又は所定の閾値未満である特徴に関する読み取りを拒否することで得られるような処理済み結果及び／又は配列から読み取ったパターンに基づく結論の形成（試料中に特定の標的系列が存在したかどうかなど）となろう。読み取り結果（処理済み又は未処理）は、所望とあらば遠隔位置へ転送（通信などにより）され、さらなる用途（さらなる処理など）に向けそこで受信することができる。換言すれば、幾つかの変形例において、主題方法には検出ステップと導出ステップのうちの少なくとも一つから遠隔位置へデータを転送するステップを含めることができる。さらなる評価及び／又は用途へ向け、データは遠隔位置へ伝送することができる。データを伝送する任意の便利な遠隔通信手段、例えばファクシミリ、モデム、インターネットを用いることができる。
【００７７】
キット
主題発明に関連して用いるキットを用いることもできる。この種のキットは、好ましくは少なくとも前述したプログラム作成、指示を含むコンピュータ読み取り可能な媒体を含む。この指示には、組み付け又は組み立て指令が含まれよう。この指示は、前述したオプション又はオプションの組み合わせを備えた本発明の使用に関する指令を含もう。幾つかの実施形態では、この指示は両種の情報を含む。
【００７８】
ソフトウェアと指示をキットとして供給することは、幾つかの目的に役立とう。その組み合わせはパッケージ化し、既存のステップのアップグレード手段として購買することができよう。さもなくば、この組み合わせはソフトウェアを予め搭載した新規のスキャナに関連して設けることができる。この場合、この指示は参照用マニュアル（又はのその一部）として役立ち、コンピュータ読み取り可能な媒体は予め搭載したユーティリティに対するバックアップコピーとして役立とう。
【００７９】
この指示は通常、適当な記録媒体に記録される。例えば、この指示は用紙、プラスチック等の基板上に印刷することができる。このように、この指示はキットの内容物又はその構成要素（すなわち、パッケージ化又はサブパッケージ化）等の標識付けにおいて、パッケージ内の印刷物としてキット内に存在させることができる。他の実施形態では、この指示は適当なコンピュータ読み取り可能な記憶媒体、例えばその上にプログラムが提示される同一媒体を含むＣＤ−ＲＯＭ、ディスケット等に存在する電子記憶データファイルとして存在する。
【００８０】
さらに別の実施形態では、この指示はキット内にはそれ自体存在しないが、例えばインターネットを介して遠隔情報源から指示を入手する手段が提供される。この実施形態の一例は、指示を視認しかつ／又はそこから指示をダウンロードすることのできるウェブアドレスを含むキットである。逆に、ウェブアドレスを供給するなどして遠隔情報源から主題プログラム作成を入手する手段を提供することもできる。さらにまた、このキットは指示とソフトウェアの両方がインターネット、ワールドワイドウェブなどの遠隔情報源から入手又はダウンロードするものとすることができる。ある形のアクセス安全性すなわち識別プロトコルを用い、主題発明の使用権を有するものへのアクセスを制限することができる。この指示と同様、指示及び／又はプログラム作成を入手する手段が通常は記録媒体に記録される。
【００８１】
主題発明が大量の数の配列を自動的に走査する能力に重要な突破口をもたらすことは、上記の説明から明らかである。具体的には、主題発明により高処理能力装置において大量の数の配列を走査できるようになり、その場合に各配列を個々に予選択された走査パラメータに従って走査し、これにより得られる結果が配列を高処理能力式に走査せず、代わりに個別に走査した場合に得られるであろう結果と同一となるようにする。従って、主題発明は業界に対し重大な貢献を提示する。
【００８２】
この明細書に引用したあらゆる刊行物と特許は、各個別刊行物と特許を恰も具体的かつ個別に指示してその記載の一部として組み込んだ如く、その記載の一部として本願明細書に組み込むものとする。どんな刊行物の引用もその出願日前のその開示であり、先行発明のお陰で本発明がこの種の刊行物以前に存在し得ないことの容認として解釈してはならない。
【００８３】
本発明はその特定の実施形態に関して説明してきたが、本発明の真の趣旨ならびに範囲から逸脱することなく様々な変形をなし、等価物を置換できることは当事者には理解されたい。加えて、多くの改変を施して特定の状況、材料、組成物、プロセス、方法ステップを本発明の目的、趣旨、範囲に適合させることができる。この種の改変は全て、添付特許請求の範囲内にあることを意図するものである。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】走査制御パラメータを視認するためのグラフィカルユーザインタフェースを示す図である。
【図２】走査制御パラメータを設定するためのグラフィカルユーザインタフェースを示す図である。
【図３】デフォルトの走査設定を設定するためのグラフィカルユーザインタフェースを示す図である。
【図４】走査対象基板を表わす図である。
【図５】新規走査領域を設定するためのグラフィカルユーザインタフェースを示す図である。
【図６】本発明に用いることのできる装置を示す概略図である。
【符号の説明】
【００８５】
１２  配列
１６  特徴
３０  配列パッケージ
４０  識別子
１００，１００ａ，１００ｂ  レーザ
１１０，１１０ａ，１１０ｂ  電気−光学変調器（ＥＯＭ）
１２０，１２０ａ，１２０ｂ  偏光器
１５１  全反射ミラー
１５３  ダイクロイックミラー
１５４  ダイクロイックビームスプリッタ
１５６  全反射ミラー
１５８  ダイクロイックミラー
１６０  ビーム合焦器
１６２  搬送装置
１６４  ハウジング
１６６  矢印
１７０  自動焦点検出器、自動焦点オフセット検出器
１８０  コントローラ、プロセッサ
１８２  媒体読み取り器、ドライブ
１８４  通信モジュール
１９２  走査の第２の方向
１９６  矢印
２００  ホルダ
２３０  較正部材
【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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