(57)【要約】【課題】バイオチップの広い測定領域にわたって明るい状態で画像測定することのできるバイオチップの測定方法および装置を実現する。【解決手段】蛍光または比色によりバイオチップ上の複数種類の生体高分子を測定するバイオチップの測定方法において、前記バイオチップを１次元または２次元のアレイ受光器のサンプル上の視野の整数倍だけステップ状に移動して複数枚の画像を測定し、その後前記複数枚の画像を結合して前記バイオチップの画像を得るようにする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光または比色によりバイオチップ上の複数種類の生体高分子を測定するバイオチップの測定方法であって、
前記バイオチップを１次元または２次元のアレイ受光器のサンプル上の視野の整数倍だけステップ状に移動して複数枚の画像を測定し、その後前記複数枚の画像を結合して前記バイオチップの画像を得るようにしたことを特徴とするバイオチップの測定方法。
【請求項２】
前記移動ステップは、前記バイオチップの平面における直角座標または極座標の各軸において５０ステップ以内であることを特徴とする請求項１記載のバイオチップの測定方法。
【請求項３】
前記移動は、サンプルを載置したステージを電磁駆動または静電駆動または圧電駆動による移動であることを特徴とする請求項１または２記載のバイオチップの測定方法。
【請求項４】
前記画像合成において視野画像を結合するときは、結合の境目がバイオチップのサイト部分にかからないようにして結合することを特徴とする請求項１または３のいずれかに記載のバイオチップの測定方法。
【請求項５】
前記複数枚の画像測定の際、サンプルのない領域は飛ばして視野をステップ移動させて画像測定するようにしたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のバイオチップの測定方法。
【請求項６】
蛍光または比色によりバイオチップ上の複数種類の生体高分子を測定するバイオチップの測定装置において、
前記バイオチップ表面の生体高分子の画像を測定する１次元または２次元のアレイ受光器と、
前記アレイ受光器の視野よりも広い測定領域を持つサンプルを載置したステージと、
このステージを前記アレイ受光器の視野の整数倍だけステップ状に移動させる駆動手段と、
前記アレイ受光器で得たバイオチップの複数枚の画像を合成する画像合成手段を備え、前記バイオチップの画像を得ることを特徴とするバイオチップの測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板上の複数種類の生体高分子を測定するバイオチップ読取装置に関し、特に大きな開口数を保持したままで基板上の広い範囲を測定できるようにするための改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ＤＮＡや蛋白質などの生体高分子に蛍光物質を標識しこれにレーザ光を照射してその蛍光物質を励起し、蛍光物質から発生した蛍光を読取ってＤＮＡや蛋白質などを検出し解析する装置はよく知られている。この場合、蛍光物質が標識されたＤＮＡや蛋白質などをアレイ状にスポットしたバイオチップが利用される。
【０００３】
図６は従来の落射型のバイオチップ読取り装置の一例を示す概念的構成図である（特許文献１参照）。
このバイオチップ読取り装置は、図６（ａ）に示すように基板ＰＬ上に配列が既知のＤＮＡ分子（遺伝子）Ａ，Ｂ，Ｃ，…を複数個結合してなるバイオチップ６に、同図（ｂ）のように未知の遺伝子αを混合（ハイブリダイゼーション）したものを、同図（ｃ）に示すような機構により読取るものである。
【０００４】
同図（ｃ）において、光源１からの光（レーザ光）はレンズ２で平行光になり、ダイクロイックミラー４を透過した後レンズ３によりバイオチップ（またはサンプルという）６上に集光される。バイオチップ６からの戻り光はレンズ３で平行光に戻り、ダイクロイックミラー４で反射してレンズ８により受光器（例えば、ＣＣＤカメラ）９に結像する。
【０００５】
この場合、バイオチップ６を載置したステージ（図示せず）を駆動手段（図示せず）によりＸＹ方向に移動してバイオチップ６表面を走査し、バイオチップ６表面の画像を得る。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−２０７００７号公報（第２頁、図８）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の装置では次のような課題があった。
（１）図７は図６における光学系の図である。測定できる範囲はＣＣＤカメラと、レンズ３，８の倍率で決り、次の関係にある。
ａ１／ａ２＝ｆ１／ｆ２＝ＮＡ２／ＮＡ１
ここに、ａ１はバイオチップ６の測定領域（ＣＣＤカメラ９の視野）の幅
ａ２はＣＣＤカメラ９の受光素子面の幅
ｆ１はレンズ３の焦点距離
ｆ２はレンズ８の焦点距離
ＮＡ１はレンズ３の開口数
ＮＡ２はレンズ８の開口数
である。
このような関係があるため、測定領域を広げようとすると、逆に入射ＮＡ１が小さくなって画像は暗くなる。
【０００８】
（２）ＣＣＤカメラ９の受光素子ＣＣＤの大きさは、例えば１／２インチのときに４．８×６．４ｍｍ２程度であり、サンプル６が例えばスライドガラスの場合の測定領域の７５×２５ｍｍ２に比ベて６０分の１と小さい。なお、従来型の１ビームのレーザ光を試料に当て、試料をステージで動かし、各ステップごとの全光量をフォトマルチプライヤーなどで受光する方式の場合は、精密なステージが必要なため、高価で、測定時間もかかってしまう。１ビームの励起光により１０μｍステップ程度で測定するものとすれば、測定領域７５×２５ｍｍ２を１．８７５×１０７回移動して測定する必要がある。
【０００９】
本発明の目的は、上記の課題を解決するもので、バイオチップの広い測定領域にわたって明るい状態で画像測定することのできるバイオチップの測定方法および装置を実現することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、請求項１の発明では、
蛍光または比色によりバイオチップ上の複数種類の生体高分子を測定するバイオチップの測定方法において、
前記バイオチップを１次元または２次元のアレイ受光器のサンプル上の視野の整数倍だけステップ状に移動して複数枚の画像を測定し、その後前記複数枚の画像を結合して前記バイオチップの画像を得るようにしたことを特徴とする。
これにより、各画像は明るい状態で測定され、その複数枚の画像を結合することによってサンプルの広い範囲にわたる画像を明るい状態で見ることができる。
【００１１】
この場合、請求項２のように、移動ステップは、バイオチップの平面における直角座標または極座標の各軸においてそれぞれ５０ステップ以内である。
その移動は、請求項３のように、サンプルを載置したステージを電磁駆動または静電駆動または圧電駆動による移動である。
【００１２】
また、請求項４のように、画像合成において視野画像を結合するときは、結合の境目がバイオチップのサイト部分にかからないようにして結合する。
ことを特徴とする請求項１または３のいずれかに記載のバイオチップの測定方法。
また、請求項５のように、複数枚の画像測定の際、サンプルのない領域は飛ばして視野をステップ移動させて画像測定する。
【００１３】
請求項６の発明では、
蛍光または比色によりバイオチップ上の複数種類の生体高分子を測定するバイオチップの測定装置において、
前記バイオチップ表面の生体高分子の画像を測定する１次元または２次元のアレイ受光器と、前記アレイ受光器の視野よりも広い測定領域を持つサンプルを載置したステージと、このステージを前記アレイ受光器の視野の整数倍だけステップ状に移動させる駆動手段と、前記アレイ受光器で得たバイオチップの複数枚の画像を合成する画像合成手段を備え、明るい状態で広い範囲のバイオチップ画像を得ることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明に係るバイオチップ測定方法あるいは測定装置は、蛍光または比色により基板上の複数種類の生体高分子を測定する測定方法あるいは測定装置である。以下図面を用いて本発明を詳しく説明する。
【００１５】
図１は本発明に係るバイオチップの測定方法の原理を説明する原理図である。図１において、図６と同等部分には同一符号を付してある。カメラ９の視野Ｘ１，Ｙ１に対してサンプル６の測定領域（Ｘ２，Ｙ２）１０が広い場合、ステージ（図示せず）によりサンプル６を視野の整数倍だけステップ状に動かし、測定領域全体にわたってカメラ９で複数枚の画像を撮影する。その後、画像処理手段（図示せず）によりその複数枚の画像（視野画像という）を合成して全体画像を作成する。
【００１６】
例えば、測定領域（Ｘ２，Ｙ２）１０がＸ２＝７５ｍｍ、Ｙ２＝２５ｍｍであるとき、ＣＣＤの大きさ（およびその場合の視野の大きさ）とステージ状の移動回数の関係は次表の通りである。
【００１７】
表１
2004191160.tif 000003
【００１８】
このとき、隣合う画像の境界部分は重複して測定しておき、ずれがある場合は位置を面内で補正する。また、画面内の光量ムラがある場合はこれを補正する。これらの補正は画像処理手段において行われる。
【００１９】
なお、本発明は上記実施例に限定されることなく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変更、変形をも含むものである。
【００２０】
例えば、上述のステージの移動機構は、電磁駆動、静電駆動、圧電駆動などによって移動する機構を用いることができる。
また、画像測定においては、図２に示すように測定領域１０のサンプルのない領域１１を飛び越えてステップ移動する（すなわち、飛び越し移動する）ようにしてもよい。
【００２１】
また、図３に示すように、カメラとしては受光素子を１次元に配列したラインカメラ９ａを使用し、サンプル６を１軸駆動によりカメラの配列方向とは直角な方向にステップ移動させて測定するようにしてもよい。
【００２２】
また、サンプル６上の視野に対する移動は上記実施例のように直角方向の移動とは限らず、図４に示すように円環状、あるいは螺旋状の回転移動でもよい。その場合、各測定領域６１も円環状あるいは螺旋状に配列しておく。
なお、ステップ移動は、直角座標あるいは極座標の各軸で表１に示すように５０ステップ以内で所定の測定範囲をカバーすることができる。
【００２３】
また、画像合成の際、図５（ａ）に示すように視野画像６２におけるサイト６３の画像上で重なるようには合成せず、図５（ｂ）に示すように視野画像６２の端（境目）でつながるように結合する。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば次のような効果がある。
（１）バイオチップは微量発現遺伝子などのため高感度で測定する必要がある。このため大きなＮＡが要求される。本発明は、容易に、大きなＮＡを保持したまま広い範囲にわたって画像測定することができる。
【００２５】
（２）全測定範囲の測定に当って従来のステージスキャンよりはるかに少ない回数の移動で済み、したがって移動機構も簡単で安価なもので済む。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るバイオチップの測定方法の原理を説明する原理図である。
【図２】飛び越し移動を説明するための図である。
【図３】１次元配列のラインカメラを使用する場合の要部構成図である。
【図４】ステップ移動の他の態様を示す図である。
【図５】視野画像のつなぎ合わせ位置を説明するための図である。
【図６】従来のの落射型のバイオチップ読取り装置の一例を示す概念的構成図である。
【図７】光学系における関係を説明するための図である。
【符号の説明】
３，８  レンズ
６  サンプル
９  受光器
１０，６１  測定領域
１１  サンプルのない領域
３１  ラインカメラ
６２  視野画像
６３  サイト
【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】
2004191160.tif 000009
【図７】
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