(57)【要約】【課題】常に最適な状態で、信頼性の高い正確な光測定を行なうことができる光測定装置および方法を提供【解決手段】マイクロアレイチップ７のスポット（プローブ）からの蛍光輝度に応じたフォトマルチプライヤー１３の出力と基準値との比較結果からＮＤフィルタ１７の光透過率を変化させてフォトマルチプライヤー１３の出力を常に一定に制御し、このときのＮＤフィルタ１７の光透過率の情報に基づいてフォトマルチプライヤー１３の出力に対して蛍光量変換処理などの補正を行なう。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源からの光が照射される試料と、
前記試料からの光の強度を検出する光検出手段と、
前記光源と試料との間の光路に配置され前記光源より前記試料に照射される光の量を調整可能にした光量調整手段と、
前記光検出手段により検出される光の強度が予め設定された規定値になるように前記光量調整手段による前記試料に照射される光の量を制御する制御手段と、前記制御手段の制御により前記光検出手段により検出される光の強度が前記規定値に一致したときの前記光量調整手段による光量調整情報に基づいて前記光検出手段の検出結果を補正する出力補正手段と
を具備したことを特徴とする光測定装置。
【請求項２】
前記光量調整手段は、前記試料に照射される光の量を連続的または段階的に調整可能にした光学素子からなることを特徴とする請求項１記載の光測定装置。
【請求項３】
前記光量調整手段は、前記試料と光学的共役位置に配置され、且つ選択的に偏向制御可能な複数の微小偏向素子を有するとともに、これら微小偏向素子の偏向制御に応じて前記光源から前記試料に照射される光の量を調整可能にした光偏向素子アレイからなることを特徴とする請求項１記載の光測定装置。
【請求項４】
前記試料は、反応液中の検体とプローブとの反応を検出するマイクロアレイチップからなり、
さらに前記テストサイト中の反応液を移動させる移動手段を有し、
前記光偏向素子アレイによる前記試料に照射される光の量の調整動作を前記移動手段による前記反応液の移動と同期させることを特徴とする請求項３記載の光測定装置。
【請求項５】
光源からの光を試料に照射し、
前記試料からの光の強度を光検出手段で検出し、
前記光源より前記試料に照射される光の量を光量調整手段により調整可能とするとともに、前記光検出手段により検出される光の強度が予め設定された規定値になるように前記光量調整手段による前記試料に照射される光の量を制御し、
この制御により前記光検出手段より検出される光の強度が前記規定値に一致したときの前記光量調整手段による光量調整情報に基づいて前記光検出手段の検出結果を補正することを特徴とする光測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、遺伝子などの生体関連物質の検査に用いられ、例えば、ＤＮＡ解析、疫学的解析などに用いられるマイクロアレイチップの読み取り、詳細にはマイクロアレイチップからの蛍光などを測定する光測定装置および方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、遺伝子工学分野における技術の発展は目覚しいものがあり、例えば、１０万個にも及ぶと考えられるヒトゲノムの塩基配列を解読する研究が進められている。
【０００３】
一方、各種の診断に使用され抗原抗体反応を利用する酵素免疫測定法や蛍光抗体法を始め、各種遺伝子疾患に影響を与えるＤＮＡを探索する研究などには、マイクロアレイ技術が用いられている。
【０００４】
マイクロアレイ技術は、例えば、Ｓｉウエハやスライドグラスやメンブレンフィルタ上に、プローブとして、ｃＤＮＡやオリゴＤＮＡをマトリックス状に高密度（数百μｍ以下の間隔）でスポットしたマイクロアレイチップを用いる技術である。
【０００５】
このようなマイクロアレイ技術は、例えば、蛍光色素で標識された健常者の細胞から取り出したＤＮＡや、蛍光色素で標識された遺伝子疾患を有する検体の細胞から取り出したＤＮＡを、ピペットを用いてマイクロアレイチップの各プローブに滴下する。そして、各検体のＤＮＡとプローブとをハイブリタイズさせ、この状態で各プローブについて、それぞれの蛍光色素を励起する励起光を照射し、プローブから発せられる蛍光を光検出器で検出する。その後、マイクロアレイチップ上からの蛍光検出の結果から、各検体のＤＮＡがいずれのプローブとハイブリタイズされているかを求め、さらにハイブリタイズされたＤＮＡを比較することにより、疾病により発現したＤＮＡまたは欠損したＤＮＡを特定するようにしたものである。
【０００６】
ところで、マイクロアレイ技術に用いられるマイクロアレイチップの各プローブから発せられる蛍光を検出する技術としては、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。
【０００７】
図１７は、特許文献１に開示されたマイクロアレイチップの読取り装置の概略構成を示すものである。この場合、１０１はマイクロアレイチップ、１０２はスライドガラス、１０３は結合物（被検出物）、１０４、１０５はステップモーター、１０６はステージ、１０７は励起光源、１０８はコリメータレンズ、１０９は偏向ビームスプリッタ、１１０は集光レンズ、１１１はフォトマルチプライヤー、１１２は位置指示手段である。
【０００８】
このような構成において、まずステージ１０６上の決められた位置に、マイクロアレイチップ１０１が設置される。このとき、マイクロアレイチップ１０１上のプローブがスポットされていたそれぞれの位置は、ステージ１０６上のＸ軸方向の位置及びＹ軸方向の位置に対応付けされている。この対応付けは位置指示手段１１２から各ステップモーター１０４，１０５に入力される。一方、励起光源１０７からは励起光Ｌが出射される。この励起光Ｌはコリメーターレンズ１０８に入射して平行光束とされる。平行光束とされた励起光Ｌは偏向ビームスプリッタ１０９を透過し、集光レンズ１１０によりステージ１０６上に設置されたマイクロアレイチップ１０１上に集光される。
【０００９】
各ステップモーター１０４，１０５は位置指示手段１１２から入力された指示位置に基づいて、励起光Ｌがマイクロアレイチップ１０１上の最初の所定位置を照射するようにステージ１０６をＸＹ平面内で駆動し、その位置で停止する。励起光Ｌは、マイクロアレイチップ１０１上の最初の所定位置を、結合物１０３よりも広いスポット径で照射するが、この励起光Ｌで照射された最初の所定位置に結合物１０３が存在したときは、結合物１０３はその全体が励起光Ｌにより照射され、結合物１０３の蛍光色素が励起され、蛍光ｋを発光する。励起光Ｌで照射された最初の所定位置に結合物１０３が存在しないときは、マイクロアレイチップ１０１からは蛍光ｋが発する事は無い。結合物１０３が存在し蛍光ｋが発光されたときは、その蛍光ｋは集光レンズ１１０、偏向ビームスピリッタ１０９を順次通過して、フォトマルチプライヤー１１１に入射し、この光量に応じた電気信号に変換されて、外部の処理装置に出力される。外部の出力装置には、位置指示手段１１２から、励起光Ｌが照射した所定位置の情報が入力されており、所定位置と蛍光ｋの検出の有無及びその光量が対応付けられる。
【００１０】
また、特許文献２には、光源からの光量を検出し、この検出値に基づいて光源の出射光量を制御することにより、マイクロアレイチップに対し変動のない安定した照明光を照射し、フォトマルチプライヤーにより各スポットの蛍光強度を測定するようにしたものが開示されている。
【００１１】
【特許文献１】
特開２０００−１３１２３７号公報
【００１２】
【特許文献２】
米国特許第６４０６８４９号明細書
【００１３】
【特許文献３】
特開平８−３３４７０９号公報
【００１４】
【特許文献４】
特開平５−１８３８５１号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に開示された装置は、フォトマルチプライヤー１１１を用いてマイクロアレイチップ１０１から発せられる蛍光ｋの光量を光電変換し、出力信号の強弱をデータ処理手段などで数値化するようにしている。
【００１６】
ところで、フォトマルチプライヤー１１１のような受光素子は、入射する光を光電変換できる光の強度範囲（ダイナミックレンジ）が決まっており、このため、マイクロアレイチップ１０１でのハイブリタイズにより発せられる蛍光の光量を測定できる範囲に制約を受ける。
【００１７】
ところが、マイクロアレイチップ１０１上のプローブｃＤＮＡと蛍光色素で標識されたＤＮＡとのハイブリタイズは、反応時のばらつき、つまり、発現度合いにより、単一照明条件下において、非常に明るい蛍光を発する場合と極めて弱い蛍光を発する場合とがある。
【００１８】
このため、フォトマルチプライヤー１１１を使用した場合、ダイナミックレンジが、検出系のダイナミックレンジを決定してしまうことがある。このことは、仮に、マイクロアレイチップ１０１のスポット（プローブ１０３）でもっとも弱い蛍光を発するところの蛍光量を測定できるようにフォトマルチプライヤー１１１の駆動電圧（ＨＶ：ハイボルトとも言う）を合わせておくと、最も明るい蛍光を発するスポット（プローブ１０３）からの蛍光量を測定したときにフォトマルチプライヤー１１１の出力がオーバーフローしてしまい、正確な蛍光量が測定できなくなる。
【００１９】
そこで、各スポット（プローブ１０３）から発する蛍光量ごとにフォトマルチプライヤー１１１の駆動電圧を変更しながら出力信号を得ることが考えられるが、駆動電圧によってＳ／Ｎが変化してしまうため、その後の各スポットの蛍光量を比較するにふさわしい正確な出力を取得することができない。
【００２０】
フォトマルチプライヤー１１１については、特性上、駆動電圧によって最も量子効率の良いところがあり、この量子効率の最も良い状態の駆動電圧により使用することが望ましい。しかし、上述したように駆動電圧を変化させる考えのものでは、フォトマルチプライヤー１１１の性能も十分に発揮することができない。
【００２１】
また、フォトマルチプライヤー１１１に代えて、二次元測光を可能にしたＣＣＤカメラを用いることも考えられる。このようなＣＣＤカメラをを用いれば、一回の露光でマイクロアレイチップ１０１の全てのスポット（プローブ１０３）からの蛍光を一度の露光で取り込むことができる。
【００２２】
しかし、このようなＣＣＤカメラについてもダイナミックレンジが決まっているため、このダイナミックレンジが狭いと撮像画面上で蛍光量の弱いスポットは真っ暗で見えないため輝点としてのデータが取り出せず、また、非常に蛍光量の大きいスポットは真っ白な状態で出力がオーバーフローした状態になり正しい蛍光量を測定することができない。つまり、ダイナミックレンジに応じた狭い範囲の蛍光量の変化にしか対応できないこととなる。
【００２３】
また、このような問題点を解決するためＣＣＤカメラにおいて、ゲインや露光時間を変えて撮影し、その後、撮像データ処理をして全てのスポットの蛍光量を測定することも考えられるが、このようにしても、ＣＣＤカメラは露光時間やゲインによって暗ノイズが乗ったりＳ／Ｎが変化するため、各スポット（プローブ１０３）間の正しい蛍光量測定をすることは困難であった。
【００２４】
一方、特許文献２には、光源からマイクロアレイチップに対し変動のない安定した照明光を照射し、フォトマルチプライヤーにより各スポットの蛍光強度を測定するものが開示されるが、ここでは、光源からの照明光量を一定に制御することが開示されるだけで、各スポットから発せられる蛍光の強度が変化した場合の対応については何ら述べられていない。
【００２５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、常に最適な状態で、信頼性の高い正確な光測定を行なうことができる光測定装置および方法を提供することを目的とする。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、光源と、前記光源からの光が照射される試料と、前記試料からの光の強度を検出する光検出手段と、前記光源と試料との間の光路に配置され前記光源より前記試料に照射される光の量を調整可能にした光量調整手段と、前記光検出手段により検出される光の強度が予め設定された規定値になるように前記光量調整手段による前記試料に照射される光の量を制御する制御手段と、前記制御手段の制御により前記光検出手段により検出される光の強度が前記規定値に一致したときの前記光量調整手段による光量調整情報に基づいて前記光検出手段の検出結果を補正する出力補正手段とを具備したことを特徴としている。請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記光量調整手段は、前記試料に照射される光の量を連続的または段階的に調整可能にした光学素子からなることを特徴としている。
【００２７】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記光量調整手段は、前記試料と光学的共役位置に配置され、且つ選択的に偏向制御可能な複数の微小偏向素子を有するとともに、これら微小偏向素子の偏向制御に応じて前記光源から前記試料に照射される光の量を調整可能にした光偏向素子アレイからなることを特徴としている。
【００２８】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記試料は、反応液中の検体とプローブとの反応を検出するマイクロアレイチップからなり、さらに前記テストサイト中の反応液を移動させる移動手段を有し、前記光偏向素子アレイによる前記試料に照射される光の量の調整動作を前記移動手段による前記反応液の移動と同期させることを特徴としている。
【００２９】
請求項５記載の発明は、光源からの光を試料に照射し、前記試料からの光の強度を光検出手段で検出し、前記光源より前記試料に照射される光の量を光量調整手段により調整可能とするとともに、前記光検出手段により検出される光の強度が予め設定された規定値になるように前記光量調整手段による前記試料に照射される光の量を制御し、この制御により前記光検出手段より検出される光の強度が前記規定値に一致したときの前記光量調整手段による光量調整情報に基づいて前記光検出手段の検出結果を補正することを特徴としている。
【００３０】
この結果、本発明によれば、光検出手段は、ダイナミックレンジに影響されることなく広範囲に亘って、常に最適な状態で信頼性の高い蛍光測定を行なうことができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に従い説明する。
【００３２】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明が適用される光測定装置の概略構成を示している。図において、１は照明用の光源で、この光源１から発せられる照明光の光路上には、コレクタレンズ２、照明光学系のリレーレンズ３、励起フィルタ４を介して偏向ビームスプリッター５が配置されている。コレクタレンズ２は、光源１からの照明光を平行光に変換するものである。励起フィルタ４は、照明光から蛍光観察用の励起光を選択するためのものである。偏向ビームスプリッター５は、励起フィルタ４からの励起光を反射し、後述するマイクロアレイチップ７からの蛍光を透過するようになっている。
【００３３】
偏向ビームスプリッター５の反射光路には、対物レンズ６を介して試料としてのマイクロアレイチップ７が配置されている。
【００３４】
マイクロアレイチップ７は、ステージ８上に載置されている。ステージ８は、コントローラ９に接続されたＸモータ１０およびＹモータ１１の駆動により指定された位置にマイクロアレイチップ７を移動できるようになっている。
【００３５】
例えば、図２（ａ）（ｂ）は、本発明を適用することが可能なマイクロアレイチップ７の概略構成を示すものである。
【００３６】
図２（ａ）において、７０１は、マイクロアレイチップ本体で、このマイクロアレイチップ本体７０１は、直方体をなすもので、前面幅方向に沿って突出部７０１ａが形成されている。マイクロアレイチップ本体７０１の上面には、複数（図示例では４個）のテストサイト７０２が開口されている。また、マイクロアレイチップ本体７０１の突出部７０１ａ前面には、テストサイト７０２に対応する複数（図示例では４個）の吸排出穴７０３が形成されている。これら吸排出穴７０３は、マイクロアレイチップ本体７０１内部で、それぞれ対応するテストサイト７０２の開口と連通されている。
【００３７】
テストサイト７０２の底部（底部には孔が形成されている）には、同図（ｂ）に示すようなアルミニウム陽極酸化膜で構成され基板７０４が設けられている。この基板７０４上には、ｃＤＮＡやオリゴＤＮＡなどのプローブ７０５がマトリックス状に高密度（数百μｍ以下の間隔）でスポットされている。各テストサイト７０２には、蛍光色素で標識された遺伝子疾患を有する検体細胞から取り出したＤＮＡ（反応溶液）がピペット等で滴下され、検体のＤＮＡとプローブとをハイブリタイズさせるようにしている。
【００３８】
この場合、テストサイト７０２に滴下された反応溶液とプローブとのハイブリタイズ速度を高めるため、吸排出穴７０３には、反応液の移動手段としての図１に示すポンプ１４がテフロンチューブ１５を介して接続されている。つまり、ポンプ１４による反応液の吸引・排出動作により、反応溶液を基板７０４に対し繰り返し通過させることで、ハイブリタイズ速度を高めるようにしている。
【００３９】
図１に戻って、偏向ビームスプリッター５の透過光路には、結像レンズ１２を介して光検出手段としてのフォトマルチプライヤー（ＰＭＴ）１３が配置されている。結像レンズ１２は、マイクロアレイチップ７から発せられた蛍光をフォトマルチプライヤー１３に導くものである。フォトマルチプライヤー１３は、蛍光を受光すると、その蛍光の強度に応じて微小なパルス状の電流波形を信号Ｏとして出力するようになっている。
【００４０】
フォトマルチプライヤー１３には、電源ユニット１６が接続されている。この電源ユニット１６は、フォトマルチプライヤー１３の駆動電圧（ＨＶ：ハイボルト）を可変できるものである。この実施の形態では、駆動電圧として、最も量子効率が良い電圧を固定値としてフォトマルチプライヤー１３に供給するようにしている。
【００４１】
コレクタレンズ２とリレーレンズ３の間の光路には、光量調整手段としての回転式のＮＤフィルタ１７が配置されている。このＮＤフィルタ１７は、図３に示すように円板状をなすとともに、その板面を円周方向に沿って光透過率（ＮＤ値）を連続して変化するようなフィルタに構成している。図示例では、色の濃淡により光透過率（ＮＤ値）の異なるフィルタを示しており、色の薄い部分が最も光透過率が大きく、色の濃い部分が最も光透過率が小さいフィルタ部を表わしている。従って、このようなＮＤフィルタ１７を回転させることによって段階的もしくは連続的に光透過率（ＮＤ値）を可変できる。
【００４２】
この実施の形態では、ＮＤ値を連続的に変化する特性を要する回転式のＮＤフィルタ１７を使用している。勿論、ＮＤ値の変化が段階的であってもよい。
【００４３】
ＮＤフィルタ１７には、ステッピングモーター１８が回転軸１８１を介して接続されている。ステッピングモーター１８には、バイポーラ式二極のものが用いられている。
【００４４】
ステッピングモーター１８には、回転式の位置検出用センサ板１９が設けられている。位置検出用センサ板１９は、ステッピングモーター１８の回転軸１８１と軸心を一致させて連結された回転軸１８２に固定され、ＮＤフィルタ１７の回転と全く同期して回転するようになっている。
【００４５】
また、位置検出用センサ板１９には、周面には一箇所だけにスリット１９１が設けられ、このスリット１９１位置を基準位置として設定されている。
【００４６】
位置検出用センサ板１９には、フォトインタラプタ２０が近接して設けられている。このフォトインタラプタ２０は、位置検出用センサ板１９のスリット１９１を検出するもので、この検出信号をＮＤフィルタ１７が原点位置にいることを表わす信号Ｒとして出力するようになっている。ここでは、回転式のＮＤフィルタを１枚使用した場合について説明したが、複数枚を組み合わせて用いてもよく、スライド式のＮＤフィルタを用いることもできる。
【００４７】
フォトマルチプライヤー１３、ステッピングモーター１８およびフォトインタラプタ２０には、制御手段としての制御部２１が接続されている。制御部２１は、フォトマルチプライヤー１３から出力される信号Ｏを解析して規定値と一致しているか判断し、これらの一致により出力補正処理としてＮＤアドレス−蛍光量変換処理（出力補正手段）を実行し、さらに、ステッピングモーター１８を駆動する信号Ｍを出力したり、フォトインタラプタ２０からの信号Ｒを検出してＮＤフィルタ１７の原点位置を検出したりするものである。
【００４８】
制御部２１には、コンピュータ（ＰＣ）２２が接続されている。コンピュータ２２は、制御部２１に対して制御信号Ｃを出力したり、制御部２１から出力される蛍光強度信号Ｆを取り込んで、不図示のモニター画面上に表示させる機能を有し、さらに、コントローラ９に対してステージ８を指定位置まで動かすための指示信号Ｓを出力したり、ポンプ１４に対して吸引・排出動作を指示する制御信号Ｐを出力するようになっている。
【００４９】
図４は、制御部２１の概略構成を示している。図において、２１１はバッファ機能を有する電流−電圧変換回路で、この電流−電圧変換回路２１１は、不図示のオペアンプやコンデンサなどで構成され、フォトインタラプタ２０から出力されるパルス状の電流波形の信号Ｏの波形帯域を鈍らせて、電圧出力Ｖに変換するようになっている。電流−電圧変換回路２１１には、Ａ／Ｄコンバーター２１２が接続されている。Ａ／Ｄコンバーター２１２は、入力される電圧出力ＶをサンプリングクロックＣＬＫのタイミングでサンプリングして、１０ビットのデジタル信号（Ｄ０〜Ｄ９）として出力するようにしている。Ａ／Ｄコンバーター２１２には、コントロール部２１３が接続されている。コントロール部２１３は、制御部２１の動作全体を司るもので、ＦＰＧＡで設計されている。
【００５０】
コントロール部２１３には、予め基準値として設定された基準出力値データと、Ａ／Ｄコンバーター２１２から出力されるフォトマルチプライヤー１３の出力とを比較するための不図示のマグニチュードコンパレーター等が組み込まれている。
【００５１】
また、コントロール部２１３は、ステッピングモーター１８を駆動するための６本の駆動信号（Ｍ１〜Ｍ６）を出力するようになっている。これら駆動信号（Ｍ１〜Ｍ６）は、モータードライバー２１５に送られる。モータードライバー２１５は、不図示のＭＯＳ−ＦＥＴなどで構成されていて、コントロール部２１３から出力された駆動信号（Ｍ１〜Ｍ６）を増幅してステッピングモーター１８にＯＭ１〜ＯＭ６として出力するようにしている。
【００５２】
さらに、コントロール部２１３は、コンピュータ２２に対して蛍光強度信号Ｆを１２ビットのデータとして出力し、また、コンピュータ２２からの各種コマンドに相当する指示信号Ｓを受け取り適宜必要なシーケンスを実行するようになっている。
【００５３】
さらに、コントロール部２１３は、フォトインタラプタ２０からＮＤフィルタ１７が原点位置にいることを表わす信号Ｒを受信すると、内部の不図示のアドレスカウンターをリセットする。このアドレスカウンターは、１６ビットのもので、アップカウントもダウンカウントも可能にしている。
【００５４】
コントロール部２１３には、クロック源２１４が接続されている。このクロック源２１４は、コントロール部２１３のＦＰＧＡを駆動するためのもので、例えば４０ＭＨｚのクロック信号を出力するようになっている。
【００５５】
次に、このように構成された第１の実施の形態の動作を説明する。
【００５６】
なお、ここでは、本実施の形態に直接関係ないハイブリタイズ動作原理そのものについては、その説明を割愛する。
【００５７】
この場合、ハイブリタイズ動作が終了すると、図５に示すフローチャートが実行される。
【００５８】
まず、制御部２１は、ステップ５０１で初期化を行なう。この場合。ＮＤフィルタ１７を基準位置に持ってくるための原点検出動作を開始する。制御部２１は、フォトインタラプタ２０の信号レベルを検出し、現在の状態が原点位置かどうかを判断する。位置検出用センサ板１９のスリット１９１がフォトインタラプタ２０の位置に来ていると、フォトインタラプタ２０は、Ｌレベルを出力する。
【００５９】
図示例のように、フォトインタラプタ２０とスリット１９１が一致していないと、フォトインタラプタ２０がＨレベルとなって、原点位置に来ていないことがわかるので、制御部２１は、ステッピングモーター１８に駆動信号Ｍを出力してステッピングモーター１８を回転させる。これによりＮＤフィルタ１７もステッピングモーター１８の回転に同期して回転される。そして、ＮＤフィルタ１７が原点位置に達して、フォトインタラプタ２０からの信号ＲがＬレベルとなると、制御部２１は、ステッピングモーター１８の動作を止める。次に、制御部２１は、コントロール部２１３内部の不図示のアドレスカウンタをリセットする。
【００６０】
なお、本実施の形態では、ＮＤフィルタ１７の原点位置は、ＮＤ値の可変範囲の中間の位置となっている。
【００６１】
次に、コンピュータ２２は、ステージ８を原点位置に移動させるため、コントローラ９に指示信号Ｓを出力する（ステップ５０２）。続いて、測定スタートをユーザーがコンピュータ２２の不図示のキーボードから指示すると、ステージ８上のマイクロアレイチップ７のテストサイト７０２の一つが指定されると同時に、テストサイト７０２内のマトリックス状に位置されたスポット（プローブ７０５）の一つが指定され、このスポット（プローブ７０５）の蛍光輝度を測定できる位置にステージ８を移動させる。
【００６２】
ステップ５０３で、ステージ８が指定位置まで移動したことを確認されると、光源１から照明光が出射される。照明光はコレクタレンズ２に入射して平行光となり、ＮＤフィルタ１７、リレーレンズ３を透過して励起フィルタ４に入射される。そして、励起フィルタ４で励起光が選択され、偏向ビームスプリッター５で反射し、対物レンズ６によりマイクロアレイチップ７の指定されたテストサイト７０２内部のさらに指定されたプローブ７０５上に集光される。
【００６３】
そして、スポット（プローブ７０５）において、標識された検体の蛍光色素が励起され、蛍光が発せられると、この蛍光は、対物レンズ６、偏向ビームスプリッター５を透過し、結像レンズ１２によりフォトマルチプライヤー１３に入射される。
【００６４】
コンピュータ２２は、制御部２１に対してフォトマルチプライヤー１３から出力されたパルス状の電流波形の信号Ｏをサンプリングするためのサンプリング開始指令を制御信号Ｃで出力する（ステップ５０４）。
【００６５】
サンプリング開始指示を受けた制御部２１は、コントロール部２１３よりＡ／Ｄコンバーター２１２にＣＬＫを出力してサンプリングを開始する。サンプリングが開始されると、Ａ／Ｄコンバーター２１２は、現在のフォトマルチプライヤー１３からの出力値を１０ビットのデジタルデータとしてコントロール部２１３に出力する。
【００６６】
コントロール部２１３は、Ａ／Ｄコンバーター２１２からの１０ビットデジタルデータとコントロール部２１３に予め規定値として設定された基準出力値データとを比較する（ステップ５０５）。
【００６７】
ここで、Ａ／Ｄコンバーター２１２のデータが基準出力値データよりも大きい場合、つまり、フォトマルチプライヤー１３の出力が大きい場合（ステップ５０６）、コントロール部２１３は、ＮＤフィルタ１７の光透過率を下げるためにステッピングモーター１８を右回転させるための駆動信号（Ｍ１〜Ｍ６）を出力する（ステップ５０７）。
【００６８】
この駆動信号（Ｍ１〜Ｍ６）は、モータードライバー２１５により電流増幅され、信号ＯＭ１〜ＯＭ６となりステッピングモーター１８を回転させる。これと同時にコントロール部２１３は、内部のアドレスカウンタをステッピングモーター１８を動作させた分だけカウントダウンする（ステップ５０８）。このような動作により、光源１よりＮＤフィルタ１７を通してスポット（プローブ７０５）上に集光される励起光の光量が減少し、蛍光の輝度が減少して、フォトマルチプライヤー１３の出力が低減される。
【００６９】
一方、Ａ／Ｄコンバーター２１２のデータが基準出力値データよりも小さい場合、つまり、フォトマルチプライヤー１３の出力が小さい場合（ステップ５０９）、コントロール部２１３は、ＮＤフィルタ１７の光透過率を上げるためにステッピングモーター１８を左回転させるための駆動信号（Ｍ１〜Ｍ６）を出力する（ステップ５１０）。
【００７０】
この駆動信号（Ｍ１〜Ｍ６）は、モータードライバー２１５により電流増幅され、信号ＯＭ１〜ＯＭ６となりステッピングモーター１８を回転させる。これと同時にコントロール部２１３は、内部のアドレスカウンタをステッピングモーター１８を動作させた分だけカウントアップする（ステップ５１１）。このような動作により、光源１よりＮＤフィルタ１７を通してスポット（プローブ７０５）上に集光される励起光の光量が増加し、蛍光の輝度が増加して、フォトマルチプライヤー１３の出力が増加される。
【００７１】
これにより、仮に、図６（ａ）に示すフォトマルチプライヤー１３の出力が基準出力値データ（規定値）より大き過ぎる場合は、同図（ｂ）に示すＮＤフィルタ１７を右回転させて光透過率を下げるとともに、同図（ｃ）に示すアドレスカウンタをカウントダウンさせる（図示期間Ｔ１）。この間の動作で、スポット（プローブ７０５）上に集光される励起光の光量が減少し、蛍光の輝度が減少して、フォトマルチプライヤー１３の出力が低減される。しかし、この結果として、フォトマルチプライヤー１３の出力が基準出力値データ（規定値）より下がり過ぎてしまうと、今度は、同図（ｂ）に示すＮＤフィルタ１７を左回転させて光透過率を上げるとともに、同図（ｃ）に示すアドレスカウンタをカウントアップさせる（図示期間Ｔ２）。この間の動作で、今度は、プローブ７０５上に集光される励起光の光量が増加し、蛍光の輝度が増加して、フォトマルチプライヤー１３の出力も増加される。以下、このような動作を、期間Ｔ３以降についても繰り返し実行し、期間Ｔ４に示すフォトマルチプライヤー１３の出力と基準出力値データ（規定値）と一致する状態を待って終了する。
【００７２】
そして、ステップ５１２で、フォトマルチプライヤー１３の出力と基準出力値データ（規定値）と一致すると、出力補正処理としてＮＤアドレス−蛍光量変換処理を行い（ステップ５１３）、コンピュータ２２に１２ビットのデジタルデータＦとして出力される。ここで、ＮＤフィルタ１７が原点位置にある時にフォトマルチプライヤー１３の出力、つまりＡ／Ｄコンバーター２１２のデジタルデータと、基準出力値データ（規定値）と一致した時のアドレスカウンタの値が０になるとして、このときの蛍光輝度を十進数で２０４８（１２ビットで１０００  ００００  ００００  ００００）をデータＦとして出力する。
【００７３】
これにより、フォトマルチプライヤー１３の出力と基準出力値データ（規定値）とが一致した時点で、アドレスカウンタの値が０よりも小さい場合は、蛍光輝度データとして２０４８よりも大きい、つまり、蛍光が明るいためＮＤフィルタ１７の光透過率を下げるようなデータＦを出力する。例えば、本実施の形態において、アドレスカウンタの値が−１６３８４であったような場合は、上述の蛍光輝度データよりも１．５倍明るいことになるので、蛍光輝度は、３０７２となる。また、アドレスカウンタの値が０よりも大きい場合は上述と逆の結果となり、例えばアドレスカウンタの値が１６３８４であったような場合は、上述の蛍光輝度データより半分の明るさになることから、蛍光輝度は、１０２４となる。
【００７４】
これらの蛍光輝度は、蛍光量データＦとしてコンピュータ２２に出力される（ステップ５１４）。
【００７５】
その後、同一テストサイト７０２中の蛍光測定したい他のスポット（プローブ７０５）についても、それぞれのスポット（プローブ７０５）の測定可能な位置にステージ８を移動しながら、上述の測定動作を繰り返し、さらに他のテストサイト７０２についても同様にして測定を繰り返し行なう。つまり、同一テストサイト７０２中の蛍光測定したいスポット（プローブ７０５）について順に上述した測定動作を行い、その後、次のテストサイト７０２に移って、同様にして蛍光輝度を測定したいスポット（プローブ７０５）に対し上述した測定動作を繰り返し、全てのテストサイト７０２について測定動作を行なう。
【００７６】
そして、ステップ５１５で、全てのテストサイト７０２およびスポット（プローブ７０５）に対する蛍光輝度測定を終了したことが判断されると、処理を終了する。
【００７７】
従って、このようにすれば、スポット（プローブ７０５）からの蛍光輝度に応じたフォトマルチプライヤー１３の出力と予め設定された基準値と比較結果から光路中に配置されるＮＤフィルタ１７の光透過率を変化させてフォトマルチプライヤー１３の出力を常に一定に制御し、このときのＮＤフィルタ１７の光透過率のデータに基づいて蛍光量変換処理などのフォトマルチプライヤー１３の出力補正を行なうようにしている。これにより、フォトマルチプライヤー１３は、ダイナミックレンジに影響されることなく広範囲に亘って、常に最適な状態で信頼性の高い正確な蛍光測定を行なうことができる。また、特に、フォトマルチプライヤー１３については、最も量子効率が良い駆動電圧（ＨＶ：ハイボルト）を固定値として設定することができるので、さらに安定した状態で、精度の高い蛍光測定を実現できる。
【００７８】
さらに、このような考えは、フォトマルチプライヤー１３などの検出器のダイナミックレンジの影響だけでなく、例えば、蛍光色素の発光効率に非線形がある場合にも適用することができる。
【００７９】
なお、上述した実施の形態では、ＮＤフィルタ１７は回転式のものを使用したが、光路中にあるＮＤ値のＮＤフィルタを複数枚挿入するような機構を使用することも何ら問題ない。この場合、挿入するＮＤフィルタのＮＤ値と挿入枚数を管理できる機能を持たせればよい。
【００８０】
また、上述した実施の形態では、ハイブリタイズ後にデータを取得する動作を中心に説明したが、ハイブリタイズの途中経過のデータを取得するようにもできる。この場合、ポンプ１４の１回の動作に対して１回、所望のスポット（プローブ７０５）の蛍光輝度を解析する動作を実行するように、コンピュータ２２が制御部２１、ポンプ１４などを動作させることは、なんら困難を要することなく可能である。
【００８１】
さらに、上述した実施の形態では、マイクロアレイチップ７として、基板にアルミニウム陽極酸化膜を用いたものを説明したが、マイクロアレイチップの基板には特に制限はなく、シリコンウエハ、ガラス等の２次元基板や、その他、種々の多孔質基板を用いることが可能である。特に、マイクロアレイチップの基板に多孔質基板を用いた場合には、ポンプ１４を用いてテストサイト７０２内の反応溶液を移動させハイブリダイゼーション反応を行なわせながら、検出することが可能となるのでより好ましい。
【００８２】
さらにまた、上述した実施の形態では、ＮＤフィルタ１７を用い、フォトマルチプライヤー１３の出力に応じてＮＤフィルタ１７の光透過率を調整するようにしたが、例えば、図１に示すように、対物レンズ６の瞳位置に開口絞り２３を配置し、制御部２１によりフォトマルチプライヤー１３の出力と基準出力値データ（規定値）と一致するように開口絞り２３の開度を制御し、この状態で開口絞りの開度のデータに基づいてフォトマルチプライヤー１３の出力について蛍光量変換処理を行なうようにしてもよい。もしくは、照明１の点灯方式をパルス点灯方式にして、その点灯デューティを変更することでマイクロアレイチップに照射される照明光量を調整する方式を取ることも可能である。フォトマルチプライヤー１３の出力と基準出力値データ（基準値）と一致するように点灯デューティを制御し、この状態で点灯デューティのデータに基づいてフォトマルチプライヤー１３の出力について蛍光量変換処理を行なうようにしてもよい。
【００８３】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。
【００８４】
図７は、第２の実施の形態の概略構成を示すもので、図１と同一部分には、同符号を付している。
【００８５】
この場合、光源１から発せられる照明光の光路上には、コレクタレンズ２を介して反射ミラー３１が配置されている。反射ミラー３１の反射光路上には、光量調整手段としての光偏向素子アレイ、例えば、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）３２が配置されている。このＤＭＤ３２については、詳細を後述する。
【００８６】
ＤＭＤ３２の反射光路（図示Ｂ方向）には、リレーレンズ３、励起フィルタ４を介してダイクロイックミラー３３が配置されている。ダイクロイックミラー３３は、励起フィルタ４からの励起光を反射し、マイクロアレイチップ７からの蛍光を透過するようになっている。
【００８７】
ダイクロイックミラー３３の反射光路には、対物レンズ６を介してマイクロアレイチップ７（詳細は図２参照）が配置されている。また、ダイクロイックミラー３３の透過光路には、結像レンズ１２を介して、光検出手段としてのＣＣＤカメラ３４が配置されている。
【００８８】
ＣＣＤカメラ３４は、コンピュータ２２に搭載されている不図示の専用ＰＣＩボードとケーブル接続されていて、コンピュータ２２より撮像開始タイミングやシャッター速度などの指示データが与えられ、また、画像データをコンピュータ２２へ直接送信するようになっている。
【００８９】
この実施の形態では、ＣＣＤカメラ３４のゲイン、シャッター速度などが、カメラ自身のＳ／Ｎ比などの特性を基に、固定値として設定されている。また、コンピュータ２２へ出力される画像データは、１２ビットデータとして送られる。また、ＣＣＤカメラ３４は、上述の不図示のＰＣＩボードから電源供給されている。
【００９０】
図８は、ＤＭＤ３２の概略構成を示している。
【００９１】
ＤＭＤ３２は、例えば、特許文献３に開示されているようなもので、図８に示すようにＣＭＯＳ基板３２１上にランディングチップ３２２、ヨーク３２３、ヒンジ３２４を有し、これらの上に、例えば１６μｍ角の微小ミラー３２５が取り付けられている。ＣＭＯＳ基板３２１上は、メモリーとして一般的に知られているＳＲＡＭと同様の原理、構造をなしており、指定のメモリアドレスに１もしくは０を書き込むのと同様の操作によって、ミラー３２５をｏｎ・ｏｆｆさせることができるようになっている。通常、ミラー３２５がｏｆｆしている時には、図８に示す２つのミラー３２５のうち左側（−１０度）の状態になっており、ミラー３２５がｏｎしているときは、同図に示す２つのミラー３２５のうち右側（＋１０度）の状態になる。そして、このような制御が可能なミラー３２５が、例えば１０００×１０００のマトリクス状に構成されていて、各ミラー３２５に対して夫々独立してｏｎ・ｏｆｆ制御をすることができるようになっている。
【００９２】
このようなＤＭＤ３２は、複数の微小ミラー３２５が照明光軸に対して垂直で、対物レンズ６の光軸に対して垂直に投影されるようにマイクロアレイチップ７の光学上共役の位置に配置されている。そして、制御部３５からの駆動信号Ｑによって複数のミラー３２５を夫々独立して１０μｓｅｃオーダーの応答速度で選択的にｏｎ・ｏｆｆ制御されるようになっている。図面では、ミラー３２５がｏｎ状態にあるときは光源１から出射された光は、Ｂ方向に向けられ、マイクロアレイチップ７を照明可能とし、また、ｏｆｆ状態の場合、光はＡ方向に向けられ、マイクロアレイチップ７を照明できないようにしている。
【００９３】
図９（ａ）（ｂ）は、実際のミラー３２５の動作状態を示しており、同図（ａ）は、ｏｆｆ状態を、同図（ｂ）は、ｏｎ状態を示している。
【００９４】
図１０は、ミラー３２５のｏｎ・ｏｆｆ状態と、ミラー３２５で反射される光の向きについて示している。つまり、同図（ａ）は、ｏｆｆ状態を示し、入射光がＡ方向に反射され、マイクロアレイチップ７を照明できない状態となり、また、同図（ｂ）は、ｏｎ状態を示し、入射光がＢ方向に反射され、マイクロアレイチップ７を照明できるようになる。
【００９５】
図１１は、ＤＭＤ３２のｏｎ・ｏｆｆ動作による光量調整について示している。この場合、ＤＭＤ３２のミラー動作は、１周期（１／ｆ）ごとにｏｎ・ｏｆｆのデューティを変更することで、光量を調整するＰＷＭ制御を行う。ここで、同図（ａ）に示すように、ミラー３２５のｏｎ時間が長い場合は、光源１から出射された光により、マイクロアレイチップ７を長時間照明できることとなり、同図（ｂ）に示すようにミラー３２５のｏｎ時間が短い場合は、光源１から出射された光により、マイクロアレイチップ７を短時間だけ照明されることになる。
【００９６】
これらを纏めると、図１２（ａ）に示すようにミラー３２５のｏｎ時間が長い場合は、マイクロアレイチップ７に照射される光は強く、逆に、同図（ｂ）に示すようにミラー３２５のｏｎ時間が短い場合は、マイクロアレイチップ７に照射される光は弱くなり、このようにしてミラー３２５のＰＷＭ制御を行うことにより、マイクロアレイチップ７に照射される単位時間あたりの照明のエネルギー、つまり光量を調整することができる。
【００９７】
なお、ＤＭＤ３２の駆動方法などの詳細については、特許文献４などに開示されているので、ここでは割愛する。
【００９８】
図７に戻って、マイクロアレイチップ７を載置するステージ８は、コントローラ９に接続されたＸモータ１０によって１次元方向に移動できるようになっている。コントローラ９は、コンピュータ２２からの指示に基づきＸモータ１０を駆動する。
【００９９】
マイクロアレイチップ７には、テフロンチューブ１５を介してポンプ１４が接続されている。ポンプ１４は、制御線Ｐを介してコンピュータ２２に接続されていて、コンピュータ２２からの指示を受けて、マイクロアレイチップ７に対し反応溶液の吸引・排出を行ない、基板７０４に反応溶液を繰り返し通過させることで、ハイブリタイズを行なわせるようにしている。
【０１００】
次に、このように構成された第１の実施の形態の動作を説明する。
【０１０１】
この場合、ハイブリタイズ動作が終了すると、図１３に示すフローチャートが実行される。
【０１０２】
まず、使用者は、コンピュータ２２に接続されている不図示のキーボードから、マイクロアレイチップ７の所望のテストサイト７０２およびスポット（プローブ７０５）を指示し、続けて蛍光測定開始を指示する。また、ここでは、テストサイト７０２の全スポット（プローブ７０５）の一括測定を指示する。
【０１０３】
まず、コンピュータ２２は、コントローラ９に指示信号Ｓを出力し、Ｘモータ１０を駆動してマイクロアレイチップ７の指定されたテストサイト７０２のスポット（プローブ７０５）の蛍光測定ができる位置にステージ８を移動させる（ステップ１３０１、１３０２）。
【０１０４】
次に、コンピュータ２２は、蛍光輝度測定を開始するスポット（プローブ７０５）のみに照明光を照射するため、、制御部３５にスポットアドレスを信号線Ｃにより出力する。また、ポンプ１４に対しても、ポンプ１４の吸引・排出動作の指示を制御線Ｐにより出力する。
【０１０５】
ポンプ１４は、制御線Ｐを介した動作指示によりテストサイト７０２内の反応溶液を吸い出したり押し出したりして、アルミナ基板７０４内を行ったり来たりさせる。つまり、テストサイト７０２内の反応溶液は、図１４（ａ）に示す充填された状態と、同図（ｂ）に示す取り除かれた状態を繰り返す。
【０１０６】
この状態で、コンピュータ２２は、ポンプ１４に対して不図示のシリンダを吸引状態で停止するように指示する。こうすることで、マイクロアレイチップ７のテストサイト７０２に滴下された反応溶液は、ポンプ１４側に引かれ、反応したスポット（プローブ７０５）が露出した状態になる（図１４（ｂ）参照）。
【０１０７】
この状態は、蛍光輝度測定に最も適していることから、コンピュータ２２は、スポット（プローブ７０５）に光を照射するためにＤＭＤ３２のミラー３２５をＰＷＭ制御する。一方で、テストサイト７０２内に反応溶液が充填された、図１４（ａ）に示す状態では、スポット（プローブ７０５）に光を当てないようにするため、コンピュータ２２は、ＤＭＤ３２のミラー３２５をｏｆｆさせるようにしている。
【０１０８】
コンピュータ２２がＤＭＤ３２のミラー３２５をＰＷＭ制御した状態で、蛍光輝度測定が開始される。
【０１０９】
この場合、光源１から出射される照明光は、コレクタレンズ２に入射して平行光となり、反射ミラー３１で反射され、ＤＭＤ３２に入射される。そして、ＤＭＤ３２のＰＷＭ制御により決定される反射光がリレーレンズ３を透過して励起フィルタ４に入射される。そして、励起フィルタ４で励起光が選択され、ダイクロイックミラー３３で反射し、対物レンズ６によりマイクロアレイチップ７の指定されたテストサイト７０２のスポット（プローブ７０５）上に集光される。
【０１１０】
そして、スポット（プローブ７０５）において、標識された検体の蛍光色素が励起され、蛍光が発せられると、この蛍光は、対物レンズ６、ダイクロイックミラー３３を透過し、結像レンズ１２によりＣＣＤカメラ３４の不図示の撮像面に結像される。
【０１１１】
この場合、ＤＭＤ３２のＰＷＭ制御は、制御部３５からの駆動信号Ｑにより指示される。
【０１１２】
図１５は、制御部３５の構成を示している。この場合、信号線Ｃは１０ビットからなっており、上位２ｂｉｔがＤＭＤ３２のミラー３２５をｏｎ・ｏｆｆ動作させる指示およびデューティーの変更を指示し、下位８ｂｉｔがスポット（プローブ７０５）の位置情報を指示するものである。そして、下位８ｂｉｔの信号線は、ミラーアドレスジェネレーター３５１に接続されている。ミラーアドレスジェネレーター３５１は、例えば、最初のスポット（プローブ７０５）位置を照明したい場合、そのスポット（プローブ７０５）のみを照明するＤＭＤ３２の複数のミラー３２５のアドレスを計算し、ＤＭＤドライバ３５２のフレームメモリー３５２ａに画像データのような形で送信する。
【０１１３】
この場合、蛍光輝度測定されるスポット（プローブ７０５）とＤＭＤ３２の複数のミラー３２５の関係は、図１６に示すようになっている。ここでは、ＤＭＤ３２全領域のうちの一部、図示３２ａで示す領域のミラー３２５のみがｏｎ状態となっている。つまり、スポット（プローブ７０５）は、ｏｎ指示された領域３２ａ中の複数のミラー３２５によってスポット形状に光が照射される。
【０１１４】
同様にして、ＤＭＤ３２全領域のミラー３２５は、複数の領域に区分され、これら領域が多数のスポット（プローブ７０５）に割り当てられ、それぞれの領域中のミラー３２５のｏｎ指示によって、対応するスポット（プローブ７０５）にスポット形状の光を照射するようになっている。
【０１１５】
ＤＭＤ３２は１０００×１０００のマイクロミラー群で構成されており、ＤＭＤドライバ３５２内部のフレームメモリー３５２ａには、１０００×１０００全てのミラー３２５のｏｎ・ｏｆｆデータがビデオメモリーのように格納されている。ＤＭＤドライバ３５２は、クロック３５３により駆動され、フレームメモリー３５２ａの内容に基づいてＤＭＤ３２を駆動するための駆動信号Ｑを作り出し、ＤＭＤ３２に送信する。また、ＤＭＤドライバ３５２は、スポット（プローブ７０５）に光を照射するミラー群、つまり図１６に示す領域３２ａ中のミラー３２５をｏｎ・ｏｆｆするためのデューティー情報を出力する。この場合、本実施の形態では、４０９６段階のＰＷＭ制御を可能にするため、１２ｂｉｔとなっている。このデューティ情報は信号Ｆとしてコンピュータ２２に出力される。
【０１１６】
この状態で、コンピュータ２２からＣＣＤカメラ３４に対して信号線Ｖを介して撮像指示コマンドが送信されると、ＣＣＤカメラ３４での撮像が開始される（ステップ１３０３）。また、これと同時にコンピュータ２２から制御部３５に対して信号線Ｃを介して、蛍光輝度測定をしようとするスポット（プローブ７０５）の位置情報とディフォルトとしてデューティ５０％で図１６に示す領域３２ａ中のミラー３２５をｏｎ・ｏｆｆ制御する様に指示する（ステップ１３０４）。
【０１１７】
この状態で、ＣＣＤカメラ３４が撮像を開始し、画像データが信号線Ｖを介してコンピュータ２２に送られてくると、コンピュータ２２の不図示のＣＰＵは、内部の不図示のビデオメモリーに一枚分の画像データを蓄積する。
【０１１８】
ビデオメモリーに蓄積が終了すると、ＣＰＵは、予めデータとして持っている各スポット（プローブ７０５）の位置情報を基に、ビデオメモリー内部の蛍光輝度測定するスポット（プローブ７０５）に対応するアドレスの輝度情報を読み取る。
【０１１９】
そして、ＣＣＤカメラ３４で取得した輝度情報と予め設定されている規定値とを比較する（ステップ１３０５）。ここで、ＣＣＤカメラ３４で取得した蛍光輝度が既定値よりも小さい場合（ステップ１３０６）は、コンピュータ２２は、信号線Ｃを介してミラー３２５群のｏｎ時間を大きくするようにデューティ変更の指示を送る（ステップ１３０７）。一方、ＣＣＤカメラ３４で取得した蛍光輝度が既定値よりも大きい場合（ステップ１３０８）は、コンピュータ２２は、信号線Ｃを介してミラー３２５群のｏｎ時間を小さくするようにデューティ変更の指示を送る（ステップ１３０９）。
【０１２０】
このような動作を繰り返し、ＣＣＤカメラ３４で取得したスポット（プローブ７０５）の蛍光輝度が規定値に達すると（ステップ１３１０）、コンピュータ２２は、信号Ｆを介してデューティを蛍光輝度情報に変換して不図示のモニター上に表示する（ステップ１３１１）。
【０１２１】
この場合、例えば、信号Ｆがデューティ９０％を表す３８６４と言う数値データであったとすると、スポット自体の蛍光量が非常に少なく、コンピュータ２２モニター上には４０９６の１０％である４１０が表示される。また、信号Ｆがデューティ１０％を表す４１０と言う数値データであったとすると、スポット自体の蛍光量が非常に多く、コンピュータ２２のモニター上には４０９６の９０％である３８６４が表示される。
【０１２２】
その後、同一テストサイト７０２中の蛍光測定したい他のスポット（プローブ７０５）についても、ＤＭＤ３２の対応する他の領域（アドレス）の複数のミラー３２５をｏｎ状態にするとともに、ｏｎ・ｏｆｆするためのデューティーを設定することで、上述の蛍光輝度測定の動作が繰り返し実行される。そして、全てのスポット（プローブ７０５）の蛍光輝度測定を終了すると（ステップ１３１２）、さらに他のテストサイト７０２についても、同様にして蛍光輝度測定を繰り返し行なう。この場合、他のテストサイト７０２に対する蛍光輝度測定は、Ｘモータ１０を駆動して、次のテストサイト７０２に対する蛍光輝度測定ができる位置にステージ８を移動させるようにする。
【０１２３】
そして、全てのテストサイト７０２についても蛍光輝度測定を終了したことが判断されると処理を終了する（ステップ１３１３）。
【０１２４】
従って、このようにすれば、スポット（プローブ７０５）からの蛍光に応じてＣＣＤカメラ３４で取得した輝度情報と、予め設定された基準値と比較結果から光路中に配置されるＤＭＤ３２のミラー３２５のｏｎ・ｏｆｆのデューティを変化させてＣＣＤカメラ３４の輝度情報を常に一定に制御し、このときのＤＭＤ３２のデューティ情報に基づいてＣＣＤカメラ３４の輝度情報の補正を行なうようにしている。これにより、ＣＣＤカメラ３４のは、ダイナミックレンジに影響されることなく広範囲に亘って、常に最適な状態で、信頼性の高い正確な蛍光測定を行なうことができる。また、特に、ＣＣＤカメラ３４については、Ｓ／Ｎが最も良い領域にゲインやシャッター速度を固定して撮影できるようになるので、さらに安定した状態で、精度の高い蛍光輝度測定を実現できる。さらに、ＣＣＤカメラ３４は、マイクロアレイチップ７のテストサイト７０２単位で、全てのスポット（プローブ７０５）に対応させて撮像できるので、各スポット（プローブ７０５）の蛍光測定をするためにステージ８を移動させるような動作を省略でき、ステージ操作を簡略化でき、その分制御が簡単になるとともに、全体構成も簡単化できる。
【０１２５】
なお、上述した実施の形態では、ＣＣＤカメラ３４を用いたが、ＣＣＤカメラにこだわることなく、第１の実施の形態で用いたフォトマルチプライヤー（ＰＭＴ）を用いることもできる。
【０１２６】
また、上述した実施の形態では、ハイブリタイズ後にデータを取得する動作を中心に説明したが、ハイブリタイズの途中経過のデータを取得するようにもできる。この場合、ポンプ１４の１回の動作に対して１回、所望のスポット（プローブ７０５）の蛍光輝度を解析する動作を実行するようにコンピュータ２２が制御部２１、ポンプ１４などを動作させることが可能である。
【０１２７】
さらに、上述した実施の形態では、ＤＭＤ３２のミラー３２５をマイクロアレイチップ７と共役な位置に配置することによって、スポット（プローブ７０５）の位置に対応した領域（アドレス）のミラー３２５についてＰＭＷ制御することで、所望のスポット（プローブ７０５）の蛍光輝度測定を行なう構成としたが、ＤＭＤ３２をさらに対物レンズ６の瞳と共役な位置に設置する事によって、開口絞りとして使用することができる。このようにすると、マイクロアレイチップ７と共役な位置に配置されたＤＭＤ３２により輝度測定したいスポット（プローブ７０５）に対応する領域のミラー３２５をｏｎし、対物レンズ６の瞳と共役な位置に設置したＤＭＤのミラーで開口絞りのように円状または多角形状にミラーを選択してｏｎさせれば、上述したと同様に蛍光輝度測定ができる。このようにすれば、ミラー３２５をＰＭＷ制御する必要がなくなるため、その駆動回路を省く事ができ、消費電力の低減に貢献する。
【０１２８】
さらにまた、上述した実施の形態では、スポット（プローブ７０５）に対応させてＤＭＤ３２に割り当てた各領域のミラー３２５を順番にｏｎさせて各スポット（プローブ７０５）に光を照射するようにしたが、各領域のミラー３２５を同時にｏｎさせて各スポット（プローブ７０５）に光を同時照射し、この状態をＣＣＤカメラ３４で撮像するようにしてもよい。こうすれば、蛍光測定時間を飛躍的に短縮できる。
【０１２９】
さらにまた、上述した実施の形態では、核酸をプローブに用いハイブリタイゼーション反応を行なうマイクロアレイについて説明したが、核酸以外の生体関連物質をプローブに用いアレイ状に固相化して蛍光を検出するマイクロアレイにも適用できる。例えば、プローブとして種々のタンパク質や抗原、抗体などが挙げられる。
【０１３０】
さらにまた、上述した実施の形態では、ＤＭＤを用いたが、これに代えて液晶フィルタを用いることもできる。
【０１３１】
その他、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、実施段階では、その要旨を変更しない範囲で種々変形することが可能である。
【０１３２】
さらに、上記実施の形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示されている複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出できる。例えば、実施の形態に示されている全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題を解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出できる。
【０１３３】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、常に最適な状態で、信頼性の高い正確な光測定を行なうことができる光測定装置および方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態が適用される光測定装置の概略構成を示す図。
【図２】第１の実施の形態に用いられるマイクロアレイチップの概略構成を示す図。
【図３】第１の実施の形態に用いられるＮＤフィルタを説明する図。
【図４】第１の実施の形態に用いられる制御部の概略構成を示す図。
【図５】第１の実施の形態の動作を説明するためのフローチャート。
【図６】第１の実施の形態の動作を説明するためのタイムチャート。
【図７】本発明の第２の実施の形態が適用される光測定装置の概略構成を示す図。
【図８】第２の実施の形態に用いられるＤＭＤの概略構成を示す図。
【図９】第２の実施の形態に用いられるＤＭＤのｏｎ・ｏｆｆ状態を示す図。
【図１０】第２の実施の形態に用いられるＤＭＤのｏｎ・ｏｆｆ状態とミラーで反射される光の向きの関係を説明する図。
【図１１】第２の実施の形態に用いられるＤＭＤのｏｎ・ｏｆｆ動作による光量調整を説明する図。
【図１２】第２の実施の形態に用いられるＤＭＤのｏｎ時間長により光量を調整できることを説明する図。
【図１３】第２の実施の形態の動作を説明するためのフローチャート。
【図１４】第２の実施の形態の動作においてテストサイト内の反応溶液の状態を説明する図。
【図１５】第２の実施の形態に用いられる制御部の概略構成を示す図。
【図１６】第２の実施の形態の動作においてスポット（プローブ）に光を照射するＤＭＤのミラー群の関係を説明する図。
【図１７】従来のマイクロアレイチップの読取り装置の概略構成を示す図。
【符号の説明】
１…光源、２…コレクタレンズ、３…リレーレンズ
４…励起フィルタ、５…偏向ビームスプリッター
６…対物レンズ、７…マイクロアレイチップ
７０１…マイクロアレイチップ本体、７０１ａ…突出部
７０２…テストサイト、７０３…吸排出穴、７０４…アルミナ基板
７０５…プローブ、８…ステージ、９…コントローラ
１０…Ｘモータ、１１…Ｙモータ、１２…結像レンズ
１３…フォトマルチプライヤー、１４…ポンプ
１５…テフロンチューブ、１６…電源ユニット
１７…ＮＤフィルタ、１８…ステッピングモーター
１８１、１８２…回転軸、１９…位置検出用センサ板
１９１…スリット、２０…フォトインタラプタ
２１…制御部、２１１…電流−電圧変換回路、２１２…Ａ／Ｄコンバーター
２１３…コントロール部、２１４…クロック源
２１５…モータードライバー、２２…コンピュータ、３１…反射ミラー
３２…ＤＭＤ、３２ａ…領域、３２１…ＣＭＯＳ基板
３２２…ランディングチップ、３２３…ヨーク、３２４…ヒンジ
３２５…ミラー、３３…ダイクロイックミラー
３４…ＣＣＤカメラ、３５…制御部、３５１…ミラーアドレスジェネレーター
３５２…ＤＭＤドライバ、３５２ａ…フレームメモリー、３５３…クロック
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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