(57)【要約】【課題】自家蛍光の大きい材料で製造されたゲルカセットを使用しても、バックノイズが小さな蛍光検出画像を取得することができる蛍光読取装置及び、当該蛍光読取装置で使用されるゲルカセットを提供すること。【解決手段】蛍光読取装置１０Ａでは、ゲルカセット７（を構成する２枚のプレート２１，２２）の側面開口部２４が形成される側面に対して、黒色のウレタン層２５が施してあるので、ゲルカセット７を構成する２枚のプレート２１，２２が自家蛍光の大きいポリカーボネードやアクリルなどの透明な樹脂で製造されていたとしても、半導体レーザー２からの励起光は、黒色のウレタン層２５に吸収されて、ゲルカセット７（を構成する２枚のプレート２１，２２）まで到達することがなく、ゲルカセット７（を構成する２枚のプレート２１，２２）までも蛍光発光することはない。【選択図】  図１
2004279306.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光標識された試料断片が電気泳動により分離されている泳動用ゲルを保持するゲルカセットと、前記泳動用ゲル内の試験断片を蛍光させるための励起光を出射する光源と、前記光源からの励起光を前記ゲルカセットの側面より前記泳動用ゲルに一軸方向で移動させつつ照射させる走査機器と、前記泳動用ゲルの方面からの光のうち励起光成分をカットするとともに蛍光成分を透過させる光学フィルターと、前記光学フィルターを介して前記試料断片の蛍光検出画像を取得する撮像機器と、を有する蛍光読取装置において、
前記光源からの励起光が前記ゲルカセットを照射することを防ぐ遮光手段を備えたこと、を特徴とする蛍光読取装置。
【請求項２】
請求項１に記載する蛍光読取装置であって、
前記遮光手段は、前記ゲルカセットの側面と前記走査機器との間に設けられたスリットであること、を特徴とする蛍光読取装置。
【請求項３】
請求項１に記載する蛍光読取装置であって、
前記遮光手段は、前記ゲルカセットの側面上に形成された遮光層であること、を特徴とする蛍光読取装置。
【請求項４】
ゲルカセットであって、請求項３に記載する蛍光読取装置で使用されるものであること、を特徴とするゲルカセット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、泳動用ゲル内で電気泳動により分離した核酸（ＤＮＡ）や蛋白質等を蛍光検出する蛍光読取装置及び、当該蛍光読取装置で使用されるゲルカセットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、泳動用ゲル内で電気泳動により分離した核酸（ＤＮＡ）や蛋白質等を蛍光検出する蛍光読取装置としては、例えば、図１０に示すような蛍光読取装置１２０がある。そして、図１０の蛍光読取装置１２０では、ガラス製の泳動板１２１及び、泳動用ゲル１２２、レーザー光を照射するレーザー光源１２３、ミラー１２４、蛍光成分のみを透過させる光学フィルター１２７、ビームスプリッタ１２５、蛍光検出画像を取得する蛍光検出器１２６などを備えており、ミラー１２４でレーザー光を一軸方向にスキャニングさせつつ泳動用ゲル１２２の横から照射することによって、蛍光検出器１２６で蛍光検出画像を取得している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−７２１７９号公報
【０００４】
このとき、泳動用ゲル１２２としては、作業者自らが作製したものを使用することもあるが、近年では、作業者自らが作製する手間を省くため、容器（泳動板１２１に相当するものであり、以下、「ゲルカセット」という）に保持された既製ゲルを使用することも多い。
【０００５】
この点、既製ゲルを保持するゲルカセットは、泳動板１２１と同じガラス製であるが、その理由は、レーザー光源１２３からのレーザー光を既製ゲルに向かって照射した際に、ゲルカセットまで照射されても、ガラス（を材料とするゲルカセット）から発生する光（自家蛍光）が少ないからである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、大量生産によるコストダウンを考慮すれば、既製ゲルを保持するゲルカセットは、ガラスではなく、ポリカーボネードやアクリルなどの透明な樹脂で製造することが望ましいが、この点、ポリカーボネードやアクリルなどの樹脂は、レーザー光（主に、４００ｎｍ以下の紫外線）が照射された際に発生する光（自家蛍光）が大きく、ポリカーボネードやアクリルなどの透明な樹脂で製造されたゲルカセットを使用すると、この自家蛍光がバックノイズになって、鮮明な蛍光検出画像を蛍光検出器１２６で取得することができなかった。
【０００７】
そこで、本発明は、上述した点を鑑みてなされたものであり、自家蛍光の大きい材料で製造されたゲルカセットを使用しても、バックノイズが小さな蛍光検出画像を取得することができる蛍光読取装置及び、当該蛍光読取装置で使用されるゲルカセットを提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために成された請求項１に係る発明は、蛍光標識された試料断片が電気泳動により分離されている泳動用ゲルを保持するゲルカセットと、前記泳動用ゲル内の試験断片を蛍光させるための励起光を出射する光源と、前記光源からの励起光を前記ゲルカセットの側面より前記泳動用ゲルに一軸方向で移動させつつ照射させる走査機器と、前記泳動用ゲルの方面からの光のうち励起光成分をカットするとともに蛍光成分を透過させる光学フィルターと、前記光学フィルターを介して前記試料断片の蛍光検出画像を取得する撮像機器と、を有する蛍光読取装置において、前記光源からの励起光が前記ゲルカセットを照射することを防ぐ遮光手段を備えたこと、を特徴としている。
【０００９】
このような特徴を有する本発明の蛍光読取装置では、光源から出射された励起光が、走査機器により、ゲルカセットの側面から泳動用ゲルを一軸方向で移動されながら照射するので、蛍光標識された試料断片が泳動用ゲル内で蛍光発光することになる。従って、泳動用ゲルの方面からの光のうち励起光成分をカットするとともに蛍光成分を透過させる光学フィルターを介すれば、撮像機器により、試料断片の蛍光検出画像を取得することができる。
【００１０】
このとき、光源からの励起光がゲルカセットの側面までも照射すると、ゲルカセットが自家蛍光の大きい材料で製造されていた場合には、ゲルカセットまでも蛍光発光するので、撮像機器で取得された蛍光検出画像には、ゲルカセットの自家蛍光がバックノイズとして映し出されてしまう。
【００１１】
しかしながら、本発明の蛍光読取装置では、光源からの励起光がゲルカセットを照射することを防ぐ遮光手段を備えているので、ゲルカセットが自家蛍光の大きい材料で製造されていたとしても、光源からの励起光がゲルカセットまで到達することがなく、ゲルカセットまでも蛍光発光することはない。従って、撮像機器で取得された蛍光検出画像には、ゲルカセットの自家蛍光がバックノイズとして映し出されることはない。
【００１２】
すなわち、本発明の蛍光読取装置では、光源からの励起光がゲルカセットを照射することを防ぐ遮光手段を備えているので、自家蛍光の大きい材料で製造されたゲルカセットを使用しても、バックノイズが小さな蛍光検出画像を取得することができる。
【００１３】
また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載する蛍光読取装置であって、前記遮光手段は、前記ゲルカセットの側面と前記走査機器との間に設けられたスリットであること、を特徴としている。
また、請求項３に係る発明は、請求項１に記載する蛍光読取装置であって、前記遮光手段は、前記ゲルカセットの側面上に形成された遮光層であること、を特徴としている。
【００１４】
尚、本発明の蛍光読取装置では、光源からの励起光がゲルカセットを照射することを防ぐ遮光手段として、例えば、ゲルカセットの側面と走査機器との間に設けられたスリットや、ゲルカセットの側面上に形成された遮光層などがある。
【００１５】
また、請求項４に係る発明は、ゲルカセットであって、請求項３に記載する蛍光読取装置で使用されるものであること、を特徴としている。
【００１６】
すなわち、本発明のゲルカセットでは、光源からの励起光がゲルカセットを照射することを防ぐ遮光手段として、遮光層が側面上に形成されているので、蛍光読取装置において、光源からの励起光がゲルカセットの側面までも照射しても、ゲルカセットが蛍光発光することはなく、従って、撮像機器で取得された蛍光検出画像には、ゲルカセットの自家蛍光がバックノイズとして映し出されることはない。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照にして説明する。本実施の形態は、泳動用ゲル内で電気泳動により分離した核酸（ＤＮＡ）や蛋白質等を蛍光検出する蛍光読取装置及び、当該蛍光読取装置で使用されるゲルカセットに関するものである。
【００１８】
先ず、図１に、本実施の形態の蛍光読取装置１０Ａの概要を示す。図１の蛍光読取装置１０Ａは、ゲルカセット７及び、半導体レーザー２、レゾネントスキャナー４、ディフューザ５、光学フィルター６、ＣＣＤカメラ３などから構成されている。
【００１９】
この点、ゲルカセット７は、ポリカーボネードやアクリルなどの透明な樹脂を材料とする２枚のプレート２１，２２で泳動用ゲル１を保持するものであり、重ね合わされた２枚のプレート２１，２２の側面に側面開口部２４を有するものである。さらに、詳しく言えば、図２の斜視図に示すように、ゲルカセット７は、２枚のプレート２１，２２を重ね合わせ、ゲル１を作成した後に、試料断片を入れるためのウェルを（泳動用ゲル１に）形成するコーム２３を外す構造になっている。そして、図３に示すように、２枚のプレート２１，２２が重ね合わされると、コーム２３を外す側と反対の側面において、泳動用ゲル１が露出する側面開口部２４が形成される。尚、図４は、ゲルカセット７の斜視図であって、泳動用ゲル１が露出する側面開口部２４を拡大したものである。また、図５は、図３の線Ａ−Ａでゲルカセット７を切断した断面図である。
【００２０】
さらに、ゲルカセット７においては、側面開口部２４が形成される側面に対して、図１に示すように、黒色のウレタン層２５が施してある。これにより、半導体レーザー２から出射された励起光が、側面開口部２４が形成される側面を照射しても、黒色のウレタン塗装に吸収されるので、ポリカーボネードやアクリルなどの透明な樹脂を材料とする２枚のプレート２１，２２を透過することがない。
【００２１】
尚、２枚のプレート２１，２２で保持された泳動用ゲル１は、およそ２５ｍｍ角で厚さは１ｍｍである。また、泳動用ゲル１の中には、ウェルから入れられた核酸（ＤＮＡ）が、図示しない電気泳動槽を用いた処理により分離されており、さらに、蛍光色素ＦＩＴＣで標識されている。
【００２２】
また、半導体レーザー２は、蛍光色素ＦＩＴＣを励起させるための励起光を出射する光源で、波長４７３ｎｍのものを用いている。この点、泳動用ゲル１内の核酸（ＤＮＡ）は、蛍光色素ＦＩＴＣで標識されていることから、半導体レーザー２からの励起光が照射されると、蛍光発光することができる。
【００２３】
尚、蛍光色素ＦＩＴＣを励起させるための励起光を出射する光源として、半導体レーザー２に代わって、アルゴンイオンレーザー等を使用してもよい。
また、レーザー光源以外のものを使用してもよい。但し、この場合には、励起光をフィルタリングする励起フィルターなどが必要となる。さらに、装置の大型化や検出感度（Ｓ／Ｎ比）等を考慮すると、できれば、レーザー光源を使用する方が望ましい。
【００２４】
また、レゾネントスキャナー４（「走査装置」に相当するもの）は、半導体レーザー２からの励起光をゲルカセット７の側面より泳動用ゲル１に一軸方向（２枚のプレート２１，２２の長手方向）で移動させつつ照射させるものである。そして、レゾネントスキャナー４の設置位置は、泳動用ゲル１から５０ｍｍ〜１００ｍｍ離れた位置が最適であり、それ以上近いと、照射角度が大きくなり、ゲルカセット７に照射する光が増えてしまい、それ以上遠いと、装置全体を大きくする必要がある。
尚、レゾネントスキャナー４に代わって、ガルバノミラーや、ポリゴンミラー、ディフューザ、レーザーラインジェネレーターなどを使用してもよい。
【００２５】
また、ディフューザ５は、レゾネントスキャナー４により一軸方向（２枚のプレート２１，２２の長手方向）に移動された励起光を、さらに、同方向（２枚のプレート２１，２２の長手方向）で拡散させるものである。尚、拡散角度は、ＣＣＤカメラ３で撮像された泳動用ゲル１に縞模様を発生させない点からすれば、１０度〜２０度が好適である。
【００２６】
また、光学フィルター６は、泳動用ゲル１の方面からの光のうち励起光成分をカットするとともに蛍光成分を透過させる性質を備えるものである。すなわち、泳動用ゲル１内の核酸（ＤＮＡ）は、蛍光色素ＦＩＴＣで標識されていることから、半導体レーザー２からの励起光が照射されると、蛍光を発する。従って、泳動用ゲル１内で核酸（ＤＮＡ）に標識された蛍光色素ＦＩＴＣからの蛍光は光学フィルター６を透過できる一方、半導体レーザー２からの励起光は反射して光学フィルター６に向かっても、光学フィルター６を透過できない。
【００２７】
但し、ポリカーボネードやアクリルなどの透明な樹脂を材料とする２枚のプレート２１，２２などで構成されるゲルカセット７に対し、仮に、半導体レーザー２からの励起光が照射され、ゲルカセット７（２枚のプレート２１，２２）から光（自家蛍光）が発すると、ゲルカセット７（２枚のプレート２１，２２）からの蛍光は光学フィルター６を透過することになる。
【００２８】
また、ＣＣＤカメラ３は、光学フィルター６を介して、ゲルカセット７を撮像することにより、ゲルカセット７に保持された泳動用ゲル１内で蛍光色素ＦＩＴＣに標識された核酸（ＤＮＡ）の蛍光検出画像を取得するものである。従って、ゲルカセット７（２枚のプレート２１，２２）から光（自家蛍光）が発しない限り、当該蛍光検出画像は、例えば、図９に示すようになる。
【００２９】
以上詳細に説明したように、図１の蛍光読取装置１０Ａでは、半導体レーザー２から出射された励起光（波長４７３ｎｍ）が、レゾネントスキャナー４及びディフューザ５により、ゲルカセット７の側面が形成された側面開口部２４から泳動用ゲル１を、一軸方向（２枚のプレート２１，２２の長手方向）で移動されながら照射するので、蛍光色素ＦＩＴＣに標識された核酸（ＤＮＡ）が泳動用ゲル１内で蛍光発光することになる。従って、泳動用ゲル１の方面からの光のうち励起光成分をカットするとともに蛍光成分を透過させる光学フィルター６を介すれば、ＣＣＤカメラ３により、蛍光色素ＦＩＴＣに標識された核酸（ＤＮＡ）の蛍光検出画像を取得することができる（図９参照）。
【００３０】
このとき、半導体レーザー２からの励起光がゲルカセット７の側面までも照射すると、ゲルカセット７を構成する２枚のプレート２１，２２が自家蛍光の大きいポリカーボネードやアクリルなどの透明な樹脂で製造されているので、ゲルカセット７（を構成する２枚のプレート２１，２２）までも蛍光発光し、ＣＣＤカメラ３で取得された蛍光検出画像には、ゲルカセット（を構成する２枚のプレート２１，２２）の自家蛍光がバックノイズとして映し出されてしまう。
【００３１】
しかしながら、図１の蛍光読取装置１０Ａでは、半導体レーザー２からの励起光がゲルカセット７（を構成する２枚のプレート２１，２２）の側面を照射することを防ぐ遮光手段として、ゲルカセット７（を構成する２枚のプレート２１，２２）の側面開口部２４が形成される側面に対して、黒色のウレタン層２５が施してあるので、ゲルカセット７を構成する２枚のプレート２１，２２が自家蛍光の大きいポリカーボネードやアクリルなどの透明な樹脂で製造されていたとしても、半導体レーザー２からの励起光は、黒色のウレタン層２５に吸収されて、ゲルカセット７（を構成する２枚のプレート２１，２２）まで到達することがなく、ゲルカセット７（を構成する２枚のプレート２１，２２）までも蛍光発光することはない。従って、ＣＣＤカメラ３で取得された蛍光検出画像には、ゲルカセット７（を構成する２枚のプレート２１，２２）の自家蛍光がバックノイズとして映し出されることはない。
【００３２】
すなわち、図１の蛍光読取装置１０Ａでは、半導体レーザー２からの励起光がゲルカセット７（を構成する２枚のプレート２１，２２）の側面を照射することを防ぐ遮光手段として、ゲルカセット７（を構成する２枚のプレート２１，２２）の側面開口部２４が形成される側面に対して、黒色のウレタン層２５が施しているので、自家蛍光の大きい材料で製造されたゲルカセット７（を構成する２枚のプレート２１，２２）を使用しても、バックノイズが小さな蛍光検出画像を取得することができる。
【００３３】
もっとも、半導体レーザー２からの励起光がゲルカセット７（を構成する２枚のプレート２１，２２）の側面を照射することを防ぐ遮光手段として、ゲルカセット７（を構成する２枚のプレート２１，２２）の側面開口部２４が形成される側面に対して、黒色のウレタン層２５を施さなくとも、半導体レーザー２からの励起光を絞り込んだり、レゾネントスキャナー４のスキャニングの精度を向上させたり、ゲルカセット７の位置精度を向上させたりすれば、半導体レーザー２からの励起光がゲルカセット７（を構成する２枚のプレート２１，２２）の側面を照射することを防ぐことが可能となるが、大幅なコストアップの要因となるため、半導体レーザー２からの励起光がゲルカセット７（を構成する２枚のプレート２１，２２）の側面を照射することを防ぐ遮光手段として、ゲルカセット７（を構成する２枚のプレート２１，２２）の側面開口部２４が形成される側面に対して、黒色のウレタン層２５を施すことは、経済性に優れたものである。
【００３４】
また、図１のゲルカセット７では、半導体レーザー２からの励起光がゲルカセット７（を構成する２枚のプレート２１，２２）の側面を照射することを防ぐ遮光手段として、ゲルカセット７（を構成する２枚のプレート２１，２２）の側面開口部２４が形成される側面上に、黒色のウレタン層２５が形成されているので、蛍光読取装置１０Ａにおいて、半導体レーザー２からの励起光がゲルカセット７（を構成する２枚のプレート２１，２２）の側面までも照射しても、ゲルカセット７（を構成する２枚のプレート２１，２２）が蛍光発光することはなく、従って、ＣＣＤカメラ３で取得された蛍光検出画像には、ゲルカセット７（を構成する２枚のプレート２１，２２）の自家蛍光がバックノイズとして映し出されることはない。
【００３５】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されるものでなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、ゲルカセット７においては、側面開口部２４が形成される側面に対して、図１に示すように、黒色のウレタン層２５が施してある。これにより、半導体レーザー２から出射された励起光が、側面開口部２４が形成される側面を照射しても、黒色のウレタン塗装に吸収されるので、ポリカーボネードやアクリルなどの透明な樹脂を材料とする２枚のプレート２１，２２を透過することがない。もっとも、黒色のウレタン層２５でなくとも、側面開口部２４が形成される側面に対して、金属メッキ又は白色塗装などを施せば、半導体レーザー２から出射された励起光が、側面開口部２４が形成される側面を照射しても、金属メッキ又は白色塗装で反射されるので、ポリカーボネードやアクリルなどの透明な樹脂を材料とする２枚のプレート２１，２２を透過することがない。
また、遮光加工を施してもよい。
【００３６】
また、ゲルカセット７においては、側面開口部２４の内壁面２４Ａ（図４、図５参照）にまで、黒色のウレタン又は、金属メッキ、白色塗装、遮光加工などを施してもよい。
【００３７】
また、図６の蛍光読取装置１０Ｂにおいても、同様の効果を得ることができる。尚、図１の蛍光読取装置１０Ａとの差異は、半導体レーザー２から出射された励起光が、レゾネントスキャナー４で一軸方向に移動した後、ハーフミラー８により二方向に分離し、２つの全反射ミラー９を介して、ゲルカセット７内の泳動用ゲル１の両側面に照射する点にある。従って、ゲルカセット７においては、側面開口部２４が形成される側面だけでなく、コーム２３を外す側の側面に対しても、黒色のウレタンなどを施す必要がある（図２参照）。
【００３８】
また、図７の蛍光読取装置１０Ｃにおいても、同様の効果を得ることができる。尚、図１の蛍光読取装置１０Ａとの差異は、半導体レーザー２からの励起光がゲルカセット７（を構成する２枚のプレート２１，２２）の側面を照射することを防ぐ遮光手段として、ゲルカセット７（を構成する２枚のプレート２１，２２）の側面開口部２４が形成される側面に対して、黒色のウレタン層２５を施すのではなく、ゲルカセット７の側面とレゾネントスキャナー４との間に設けられたスリット３１である点にある。尚、スリット３１の空隙３２の幅は、泳動用ゲル１の厚さの２０％〜８０％であることが望ましく、特に、泳動用ゲル１の厚さの５０％〜７５％であることが望ましい。ここでは、泳動用ゲル１の厚さが１ｍｍであるので、スリット３１の空隙３２の幅は０．７ｍｍとしている。
【００３９】
また、図７の蛍光読取装置１０Ｃに対しては、変形例として、図８の蛍光読取装置１０Ｄも考えられる。図７の蛍光読取装置１０Ｃとの差異は、半導体レーザー２から出射された励起光が、レゾネントスキャナー４で一軸方向に移動した後、ハーフミラー８により二方向に分離し、２つの全反射ミラー９を介して、ゲルカセット７内の泳動用ゲル１の両側面に照射する点にある。従って、スリット３１は、ゲルカセット７の両側面（側面開口部２４が形成されるゲルカセット７の側面及び、コーム２３を外す側のゲルカセット７の側面）に対して、設置する必要がある（図２参照）。
【００４０】
【発明の効果】
本発明の蛍光読取装置では、光源からの励起光がゲルカセットを照射することを防ぐ遮光手段を備えているので、自家蛍光の大きい材料で製造されたゲルカセットを使用しても、バックノイズが小さな蛍光検出画像を取得することができる。
【００４１】
また、本発明のゲルカセットでは、光源からの励起光がゲルカセットを照射することを防ぐ遮光手段として、遮光層が側面上に形成されているので、蛍光読取装置において、光源からの励起光がゲルカセットの側面までも照射しても、ゲルカセットが蛍光発光することはなく、従って、撮像機器で取得された蛍光検出画像には、ゲルカセットの自家蛍光がバックノイズとして映し出されることはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による蛍光読取装置の概要を示した図である。
【図２】本発明の一実施形態による蛍光読取装置で使用されるゲルカセットの斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態による蛍光読取装置で使用されるゲルカセットの側面図である。
【図４】本発明の一実施形態による蛍光読取装置で使用されるゲルカセットの一部を拡大した斜視図である。
【図５】図３の線Ａ−Ａで切断したゲルカセットの断面図である。
【図６】本発明の一実施形態による蛍光読取装置の概要を示した図である。
【図７】本発明の一実施形態による蛍光読取装置の概要を示した図である。
【図８】本発明の一実施形態による蛍光読取装置の概要を示した図である。
【図９】本発明の一実施形態による蛍光読取装置での蛍光検出画像の一例を示した図である。
【図１０】従来技術の蛍光読取装置の概要を示した図である。
【符号の説明】
１  泳動用ゲル
３  ＣＣＤカメラ
４  レゾネントスキャナー
６  光学フィルター
７  ゲルカセット
１０Ａ〜１０Ｄ  蛍光読取装置
２５  ウレタン層
３１  スリット
【図１】
2004279306.tif 000003
【図２】
2004279306.tif 000004
【図３】
2004279306.tif 000005
【図４】
2004279306.tif 000006
【図５】
2004279306.tif 000007
【図６】
2004279306.tif 000008
【図７】
2004279306.tif 000009
【図８】
2004279306.tif 000010
【図９】
2004279306.tif 000011
【図１０】
2004279306.tif 000012