(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
標的生体分子と結合する１種類以上のプローブが固定化された標的生体分子検出チップを用いた標的生体分子検出方法であって、前記プローブは前記標的生体分子検出チップ上にそれぞれが独立した１種類以上のスポットとして固定化されており、前記スポットは優先順位に基づいて前記標的生体分子検出チップ上に配置されており、１種類以上の前記スポットは前記標的生体分子検出チップの撮像エリア内に配置されており、前記撮像エリアを光学的に１回で撮像することによって前記生体分子を検出し、前記撮像エリアが円形である標的生体分子検出チップを用い、前記撮像エリアの中心から円周部に向かって優先順位が配列するようにスポットが配置されていることを特徴とする生体分子検出方法。
【請求項２】
標的生体分子と結合する１種類以上のプローブが固定化された標的生体分子検出チップを用いた標的生体分子検出方法であって、前記プローブは前記標的生体分子検出チップ上にそれぞれが独立した１種類以上のスポットとして固定化されており、前記スポットは優先順位に基づいて前記標的生体分子検出チップ上に配置されており、１種類以上の前記スポットは前記標的生体分子検出チップの撮像エリア内に配置されており、前記撮像エリアを光学的に１回で撮像することによって前記生体分子を検出し、中心にはスポットが配置されていない撮像エリアがドーナツ形である標的生体分子検出チップを用い、前記撮像エリアの中心から円周部に向かって優先順位が配列するようにスポットが配置されていることを特徴とする生体分子検出方法。
【請求項３】
スポットが円状であることを特徴とした請求項１または２に記載の生体分子検出方法。
【請求項４】
撮像エリアが平滑面を有する平板状の基板で構成された標的生体分子検出チップを用いることを特徴とした請求項１〜３のいずれかに記載の生体分子検出方法。
【請求項５】
撮像エリアがメンブレンで構成されており、平滑面を有した平滑基準面に前記撮像エリアを押し当てて撮像することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の生体分子検出方法。
【請求項６】
優先順位が目的の診断結果の進行度に対応して順位付けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の生体分子検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＤＮＡやペプチドに結合するプローブをチップ上に固定したＤＮＡマイクロアレイやペプチドアレイなどを用いて生体試料中に含まれる標的核酸分子やペプチドなどの複数種類の標的生体分子を検出する標的生体分子検出方法及び光学読み取り装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
生体試料中の分子マーカーとして特定の酵素の活性や抗原のエピトープや抗体のみならずＤＮＡやＲＮＡなどの核酸分子が広く利用されるようになってきている。抗原や核酸分子などの分子マーカーを既知の抗体分子や核酸分子と結合させることによって、生体試料中の分子マーカーを検出し定量し診断に用いる事ができる。
【０００３】
分子マーカーと結合するプローブをスポットとして基盤表面上にマトリックス状に配置させた検出チップを用い、検出チップ上に生体試料を反応させることで、複数の分子マーカーを同時に検出することができる。
【０００４】
特に標的核酸分子とハイブリット形成するプローブ核酸が多種類マトリックス上に形成されたＤＮＡマイクロアレイの利用が活発になってきている。
【０００５】
ＤＮＡマイクロアレイ上には数千から数万種のプローブがスポットとしてマトリックス状に固定化されており、それぞれのプローブ分子に結合する核酸を光学的に検出することで同時に多種類の核酸分子を検出する事ができる。
【０００６】
ＤＮＡマイクロアレイに固定化されているＤＮＡプローブは、半導体のホトリソグラフィー技術を利用し基板上で１塩基ずつ光重合させる方法や、予め数十〜数百塩基の長さに合成されたＤＮＡ分子の溶解した液滴を基板上にスポッティングすることによって吸着させて固定化する方法がとられる。
【０００７】
核酸分子を検出する方法として、標的核酸分子と相補的塩基対を形成するプローブ核酸を基板表面に固定化し、予め蛍光分子やＲＩなどの標識分子で標識した標的核酸分子をプローブとハイブリダイゼーションさせ、基板表面に標識分子が結合したかどうかを蛍光検出器等で検出する方法が利用される。
【０００８】
標的核酸分子に標識分子を標識する方法としては、生体試料から抽出されたＤＮＡ分子に酵素反応などを利用して直接蛍光分子を標識する方法や、抽出されたＲＮＡからｃＤＮＡを合成しＰＣＲで増幅する際に蛍光分子を取り込ませる方法が用いられている。
このようなＤＮＡマイクロアレイを用いて高速かつ高感度に標的核酸分子を検出する方法が開発されている（特許文献１参照）。
【０００９】
以下、そのようなハイブリダイゼーション反応検出方法及びその装置に関して図１６を参照しながら説明する。
【００１０】
図１６のように複数のレーザー光源１０１、１０２、１０３・・・から射出したビームがマルチビームスプリッタ１０４に入射し２分され、マルチレンズ１０５を透過してマルチプリズム１０６を通過しマルチピンホール１０７に入射する。マルチピンホール１０７から射出したマルチビーム１０８がＤＮＡチップ１０９を照射し、ＤＮＡチップ１０９上の蛍光は対物レンズ１１０を透過し波長選択ビームスプリッタ１１１によって蛍光波長の光が反射され、マルチチャネルフォトマル１１２によって検出される。マルチビーム１０８とＤＮＡチップ１０９を相対移動させ、得られたデータから蛍光画像を構成することによって、高速高感度でＤＮＡチップの蛍光画像を検出することができる。
【特許文献１】特開２００２−５５０５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
このような従来の検出方法では、得られた光学画像から検査結果を判断するためには、光学画像を解析処理して得られる数値とプローブのスポットとを照合しなければならず、スポット数が多い場合は照合が煩雑となり、また、構成された光学画像の中から特定のスポットを同定することが難しく、実際の光学画像と数値を比較することが困難であり、検査結果を元に診断を行う際に時間がかかるという課題があり、光学画像から特定のスポットを同定しやすくて数値とスポット像の照合が簡単で、検査結果による診断を現場で迅速に行える検出方法が要求されている。
【００１２】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、光学画像から特定のスポットを簡単に同定することができ数値とスポット像の照合が簡単にでき、また、検査結果による診断を迅速に行える生体分子検出方法を提供することを目的としている。
【００１３】
また、このような従来の検出方法に用いる装置は大型になり、設置場所として広いスペースを有した場所に限定されてしまうという課題があり、小型で持ち運びが簡単にでき、検査実行者が診断に用いやすい検出装置が要求されている。
【００１４】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、小型で持ち運びが簡単にでき、検査実行者が診断に用いやすい検出装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明の生体分子検出方法は、上記目的を達成するために、標的生体分子と結合する１種類以上のプローブが固定化された標的生体分子検出チップを用いた標的生体分子検出方法であって、前記プローブは前記標的生体分子検出チップ上にそれぞれが独立した１種類以上のスポットとして固定化されており、前記スポットは優先順位に基づいて前記標的生体分子検出チップ上に配置されており、１種類以上の前記スポットは前記標的生体分子検出チップの撮像エリア内に配置されており、前記撮像エリアを光学的に１回で撮像することによって前記生体分子を検出し、前記撮像エリアが円形である標的生体分子検出チップを用い、前記撮像エリアの中心から円周部に向かって優先順位が配列するようにスポットが配置されていることを特徴とする生体分子検出方法としたものである。
また、本発明の生体分子検出方法は、上記目的を達成するために、標的生体分子と結合する１種類以上のプローブが固定化された標的生体分子検出チップを用いた標的生体分子検出方法であって、前記プローブは前記標的生体分子検出チップ上にそれぞれが独立した１種類以上のスポットとして固定化されており、前記スポットは優先順位に基づいて前記標的生体分子検出チップ上に配置されており、１種類以上の前記スポットは前記標的生体分子検出チップの撮像エリア内に配置されており、前記撮像エリアを光学的に１回で撮像することによって前記生体分子を検出し、中心にはスポットが配置されていない撮像エリアがドーナツ形である標的生体分子検出チップを用い、前記撮像エリアの中心から円周部に向かって優先順位が配列するようにスポットが配置されていることを特徴とする生体分子検出方法としたものである。
また、本発明の生体分子検出方法は、上記目的を達成するために、スポットが円状であることを特徴とした請求項１または２に記載の生体分子検出方法としたものである。
【００２４】
この手段により、光学画像から特定のスポットを簡単に同定することができ数値とスポット像の照合が簡単にでき、また、検査結果による診断を迅速に行える生体分子検出方法となる。
【００２５】
本発明の生体分子検出方法は、上記目的を達成するために撮像エリアが平滑面を有する平板状の基板で構成された標的生体分子検出チップを用いることを特徴とした請求項１〜３のいずれかに記載の生体分子検出方法としたものである。
【００２６】
この手段により、精度良く光学画像を得ることができ、光学画像から特定のスポットを簡単に同定することができ数値とスポット像の照合が簡単にでき、また、検査結果による診断を迅速に行える生体分子検出方法となる。
【００２７】
本発明の生体分子検出方法は、上記目的を達成するために撮像エリアがメンブレンで構成されており、平滑面を有した平滑基準面に前記撮像エリアを押し当てて撮像することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の生体分子検出方法としたものである。
【００２８】
この手段により、精度良く光学画像を得ることができ、光学画像から特定のスポットを簡単に同定することができ数値とスポット像の照合が簡単にでき、また、検査結果による診断を迅速に行える生体分子検出方法となる。
【００２９】
本発明の生体分子検出方法は、上記目的を達成するために優先順位が目的の診断結果の進行度に対応して順位付けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の生体分子検出方法としたものである。
【００３０】
この手段により、光学画像から特定のスポットを簡単に同定することができ数値とスポット像の照合が簡単にでき、また、検査結果による診断を迅速に行える生体分子検出方法となる。
【発明の効果】
【００４５】
本発明によれば、光学画像から特定のスポットを簡単に同定することができ数値とスポットの蛍光像の照合が簡単にでき、また、検査結果による診断を迅速に行うことのできる生体分子検出方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５１】
本発明の請求項１記載の発明は、標的生体分子と結合する１種類以上のプローブが固定化された標的生体分子検出チップを用いた標的生体分子検出方法であって、前記プローブは前記標的生体分子検出チップ上にそれぞれが独立した１種類以上のスポットとして固定化されており、前記スポットは優先順位に基づいて前記標的生体分子検出チップ上に配置されており、１種類以上の前記スポットは前記標的生体分子検出チップの撮像エリア内に配置されており、前記撮像エリアを光学的に１回で撮像することによって前記生体分子を検出し、前記撮像エリアが円形である標的生体分子検出チップを用い、前記撮像エリアの中心から円周部に向かって優先順位が配列するようにスポットが配置されていることを特徴とする生体分子検出方法としたものであり、また、本発明の請求項２記載の発明は、標的生体分子と結合する１種類以上のプローブが固定化された標的生体分子検出チップを用いた標的生体分子検出方法であって、前記プローブは前記標的生体分子検出チップ上にそれぞれが独立した１種類以上のスポットとして固定化されており、前記スポットは優先順位に基づいて前記標的生体分子検出チップ上に配置されており、１種類以上の前記スポットは前記標的生体分子検出チップの撮像エリア内に配置されており、前記撮像エリアを光学的に１回で撮像することによって前記生体分子を検出し、中心にはスポットが配置されていない撮像エリアがドーナツ形である標的生体分子検出チップを用い、前記撮像エリアの中心から円周部に向かって優先順位が配列するようにスポットが配置されていることを特徴とする生体分子検出方法としたものであり、また、本発明の請求項３記載の発明は、スポットが円状であることを特徴とした請求項１または２に記載の生体分子検出方法としたものであり、中心部に対する周辺部の位置関係は視覚的に容易に判断できるため、撮影によって得られた光学画像を確認することによって容易にスポットの同定ができ、また、配置された優先順位に基づいて検査結果を迅速に判断できるため、診断をより素早く行うことができる生体分子検出方法となるという作用を有する。また、円状のスポットを撮像エリア内に配置させることによって、撮像エリア内に効率良くたくさんのスポットを形成させることができるようになり、撮像エリア内に結合した標的生体分子を１回の撮影によって撮像するため標的生体分子を同時に検出することができるようになり、スポットが撮像エリア内に優先順位に基づいて配置されているため、撮影によって得られた光学画像を確認することによって視覚的に容易にスポットの同定ができ、また、配置された優先順位に基づいて検査結果を迅速に判断できるため、診断を素早く行うことができる生体分子検出方法となる作用を有する。
【００５２】
本発明の請求項４記載の発明は、撮像エリアが平滑面を有する平板状の基板で構成された標的生体分子検出チップを用いることを特徴とした請求項１〜３のいずれかに記載の生体分子検出方法としたものであり、撮像エリアが平板状であるため、撮像エリアを光学的に撮影する際、ピントムラが無く撮影できるようになるため、精度良く撮像エリア内のスポット像を得ることができる生体分子検出方法となるという作用を有する。
【００５３】
本発明の請求項５記載の発明は、撮像エリアがメンブレンで構成されており、平滑面を有した平滑基準面に前記撮像エリアを押し当てて撮像することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の生体分子検出方法としたものであり、平滑基準面をメンブレンの撮像エリアの裏側から押し当てることによって撮像エリアのスポットがある表面を容易に平面にすることができ、メンブレンである撮像エリアを光学的に撮影する際、容易にピントムラが無いように撮影できるようになるため、精度良く撮像エリア内のスポット像を得ることができる生体分子検出方法となるという作用を有する。
【００５４】
本発明の請求項６記載の発明は、優先順位が目的の診断結果の進行度に対応して順位付けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の生体分子検出方法としたものであり、撮像された光学画像のなかで、目的の診断結果の進行度に対応してスポットが並んでいるため、標的生体分子が結合しているスポットの位置を見ることで容易に進行度を判断することができるようになり、検査結果を迅速に判断し進行度として診断できる生体分子検出方法となるという作用を有する。
【００６２】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１に記載の生体分子検出方法を示した図である。図１（Ａ）は生体分子検出方法に用いる標的生体分子検出チップ１を示しており、図１（Ｂ）は撮像エリア２を示しており、図１（Ｃ）は標的生体分子を検出するための工程を示しており、図１（Ｄは）標的生体分子検出チップ１を用いた生体分子検出方法を示しており、図１（Ｅ）は撮像エリア２を撮影した光学画像３を示している。
【００６３】
図１（Ａ）に示すように、標的生体分子検出チップ１上には標的生体分子と結合するプローブ４がそれぞれ独立したスポット５として撮像エリア２内に固定化されている。例えば、標的生体分子としてＤＮＡを検出する場合、標的ＤＮＡとハイブリダイゼーションする相補的塩基配列を含んだ核酸がプローブ４として用いられる。プローブ４は、例えば合成されたＤＮＡ分子が用いられ、特定の生物由来の遺伝物質を検知するために、生物由来のＤＮＡやＲＮＡに対して相補的な塩基配列を有しており、結合の特異性を高めるために２０〜数百塩基の長さのＤＮＡ分子が利用される。例えば特定の細菌を検出するために、細菌のゲノム情報を元に細菌ゲノムに対する相補的な塩基配列をプローブ４に含ませることで検知可能となる。例えばＶＯＣ分解菌であるＤｅｈａｌｏｃｏｃｃｏｉｄｅｓ  ｅｔｈｅｎｏｇｅｎｅｓ  １９５Ｒを検出するためにＤｅｈａｌｏｃｏｃｃｏｉｄｅｓ  ｅｔｈｅｎｏｇｅｎｅｓ  １９５Ｒのゲノム上のＩＴＳを含む数十〜数百の塩基配列がプローブ４として利用される。また、同一サンプル中に含まれる複数種類の標的核酸分子を同時に検出するために、複数種類の標的核酸分子に対して相補的な塩基配列を有した複数種類のプローブ４が標的生体分子検出チップ１上にそれぞれ独立した領域にスポット５として固定化される。スポット５とは円形や四角形など規定された一つの領域を指し、互いに結合していない２次元平面状に分布した領域を指し、例えば円形のスポット５が数十〜数百個並んだＤＮＡマイクロアレイやマイクロウェルプレートが利用される。ＤＮＡマイクロアレイの場合数十μｍ〜数百μｍの直径を有する円形のスポット５が数十μｍ〜数百μｍの間隙をあけて２次元平面上に配置される。標的生体分子検出チップ１としては平面を有したガラス、樹脂、金属などが利用されており、ＤＮＡマイクロアレイの場合はスライドガラスが利用される。プローブ４を標的生体分子検出チップ１に固定化する方法は、プローブ４であるＤＮＡを含んだ溶液を標的生体分子検出チップ１上に滴下し乾燥させる方法が利用され、インクジェットやマイクロスポッティング装置などを用いて少量のＤＮＡ溶液を小さな液滴としてスライドガラス上に滴下することで、２５ｍｍ×７５ｍｍのスライドガラス上に１０〜１００００個のスポット５を作成することができる。また、標的生体分子検出チップ１であるスライドグラスの表面をアミノ基、アルデヒド基、エポキシ基等を有する各種シランカップリング剤で処理しておき、プローブ４であるオリゴＤＮＡの末端に官能基としてアミノ基、アルデヒド基、ＳＨ基、ビオチンやチオールなどの分子種を利用して官能基を導入しカップリング反応させる方法や、光重合反応を利用して標的生体分子検出チップ１上でプローブＤＮＡを合成する方法が利用される。
【００６４】
また、標的生体分子としてタンパク質や糖鎖などの抗原を検出する場合、タンパク質や糖鎖と特異的に結合する抗体やレクチンなどが利用され、例えば、Ｂ型肝炎ウイルスの存在を検出するためにはＢ型肝炎ウイルスの抗原であるＨＢＳ抗原に対する抗ＨＢＳ抗体がプローブとして用いられ、また、例えば肝癌マーカーであるα−フェトプトテインアイソフォームを検出するにはＡＦＰレクチンがプローブとして用いられる。なお、プローブ４としてこれら以外のものでも、特定の標的生体分子と結合することのできる分子であれば、タンパク質、糖鎖に限らずタンパク質断片、ペプチド、エピトープ、受容体、抗原、アプタマ−アレルゲンなども利用することができる。この場合も同様に０．１μｇ／ｍｌ〜０．１ｍｇ／ｍｌの抗ＨＢＳモノクローナル抗体などをＰＢＳなどの緩衝液に希釈し０．１μｌ〜１０μｌの微小液滴としてスライドグラス上に滴下して固相化することができる。
【００６５】
図１（Ｂ）に示すように、撮像エリア２内にはスポット５が配置されており、スポット５は優先順位に基づいて配列されている。前記優先順位は１種類以上の前記標的生体分子の重要度に基づいて順位が付けられる。例えば図１(Ｂ)のように１２個のスポット５を左上から右上に向かって優先順位に従って４つ配列し１段目とし、１段目の直下に５番目のスポット５を配置し右に向かって４つ配列し２段目とし、２段目の下に左から右に向かって４つ配列し３段目とする。例えば感染症の診断をする際に、同時に検出したい疾病として、ペスト、マールブルグ病、ラッサ熱、コレラ、細菌性赤痢、腸チフス、パラチフス、腸管出血性大腸菌感染症、アメーバ赤痢、エキノコックス症、オウム病、ウイルス性肝炎を検出する場合、それぞれの感染症の起こる頻度は異なるが、各感染症の発現頻度を重要度とし優先順位を設けることができる。国立感染症センター感染症情報センターにより開示されている平成１４年度の累積報告書によると、ペスト０件、マールブルグ病０件、ラッサ熱０件、コレラ５１件、細菌性赤痢６９９件、腸チフス６３件、パラチフス３５件、腸管出血性大腸菌感染症３１８３件、アメーバ赤痢４６５件、エキノコックス症１０件、オウム病５４件、ウイルス性肝炎９４８件とあり、発症頻度から優先順位を設けると、１）腸管出血性大腸菌感染症、２）ウイルス性肝炎、３）細菌性赤痢、４）アメーバ赤痢、５）腸チフス、６）オウム病、７）コレラ、８）パラチフス、９）エキノコックス症、１０）ペスト、１１）マールブルグ病、１２）ラッサ熱となる。この優先順位に基づき図１（Ｂ）のように配列させることによって発症頻度に基づいてプローブが配列された標的生体分子検出チップ１となる。この場合プローブ４としてはそれぞれ感染する細菌やウイルスの遺伝子に対するｃＤＮＡやオリゴ合成プローブが用いられる。
【００６６】
図１（Ｃ）に示すように、標的生体分子をサンプルより抽出し、次に抽出された生体分子を精製し、次に精製された生体分子に標識分子を標識し、次に標識分子が標識された標的生体分子を標的生体分子検出チップ１上のプローブ４と結合させ、次に標的生体分子検出チップ１上のプローブ４と結合していない余分な物質を洗浄し、次に標的生体分子検出チップ１上に結合した標識分子を検出することによって標的生体分子が検出される。例えば標的生体分子として感染している細菌やウイルスＤＮＡを検出する場合は、生体試料である末梢血からをラウリル硫酸ナトリウム、Ｎ−ラウロイルサルコシンナトリウム、リン酸ラウリル、カプリレート塩、コレート塩、スルフォンなどのアニオン性界面活性剤処理で３７℃で１０分間処理する事によってＲＮＡを抽出し、抽出されたＲＮＡを例えばハイドロキシアパタイトカラムを利用して精製し、精製されたＲＮＡ１００μｇをＭ−ＭｕＬＶリバーストランスクリプターゼとＣｙ３−ｄＣＴＰおよびＣｙ５−ｄＣＴＰを使用して４０μｌの標識反応液中で標識し、標識されたＤＮＡを標的生体分子検出チップ１上に固定化された細菌やウイルスなどの塩基配列を含んだプローブ４と５０℃で２時間ハイブリダイゼーション反応液中でハイブリダイゼーション反応し結合させ、２ＸＳＣＣ緩衝液で５２℃にて洗浄し、洗浄後標的生体分子検出チップ１上に結合した標的生体分子のＣｙ３とＣｙ５を蛍光顕微鏡あるいは蛍光スキャナーなどを用いて検出することができる。
【００６７】
図１（Ｄ）に示すように標的生体分子検出チップ１上に結合した標的生体分子を検出する際、標的生体分子が結合した撮像エリア２を、撮像手段６を用いて１回の撮影で撮像することによって、複数の標的生体分子を同時にムラ無く検出することができる。例えばＣｙ３−ｄＣＴＰおよびＣｙ５−ｄＣＴＰで標識されたＤＮＡを検出する場合は、撮像手段６として蛍光スキャナーを用いることができ、Ｃｙ３を検出する場合は例えば励起光５５０ｎｍの波長の光を出すＬＥＤを励起光源として用いることで、Ｃｙ３は反射光として５７０ｎｍの波長の光を反射する。反射された反射光を例えばバンドパスフィルターを通過させた後にＣＣＤなどを用いて光電変換することによって定量することができる。このように励起光を照射して蛍光分子を検出する場合、蛍光分子の褪色により精度良く検出することが難しくなることがあり、さらに励起光をスキャンして計測する場合は、励起光が計測されていない蛍光分子に照射されることでさらに精度を悪化させてしまうが、一回の撮影で、全てのスポット５を撮像し、標的生体分子検出チップ１上の蛍光分子の分布を検出することができるので、蛍光分子の褪色による精度低下を招くことなく標的生体分子をする事ができる。
【００６８】
図１（Ｄ）が示すように、撮像手段６で撮像された光学画像３は、撮像エリア２内で優先順位に基づいて配列されたスポット５に標的生体分子が結合したかどうかを示している。標的生体分子が結合したスポット５は陽性スポット７として観察される。例えば優先順位１〜１２番まで配列されたスポット５の７番目までのスポット５上に標的生体分子が結合していることが検出され、陽性スポット７が優先順位７番目まで観察されれば優先順位の７番目までの標的生体分子が存在していることが一目で判断できる。例えば発症頻度から優先順位を設け１）腸管出血性大腸菌感染症、２）ウイルス性肝炎、３）細菌性赤痢、４）アメーバ赤痢、５）腸チフス、６）オウム病、７）コレラ、８）パラチフス、９）エキノコックス症、１０）ペスト、１１）マールブルグ病、１２）ラッサ熱を配列した標的生体分子検出チップ１を用いた場合、コレラ以上の発症頻度が高い感染症に感染していることが一目で判断することができる。また、１２個配列したスポット５の１点上のみに標的生体分子の結合が観察されれば、その感染症がどの程度の発症頻度であるか、発症頻度の統計データを知らない者であってもすぐに判断することができる。
【００６９】
上記構成において、撮像手段６による撮影によって得られた光学画像３を確認することによって視覚的に容易にスポット５の同定ができ、また、陽性スポット７の位置から優先順位に基づいて検査結果を迅速に判断することができるため、診断を素早く行うことができるようになる。
【００７０】
なお、スポット５の形状は円形に限らず、撮像エリア２内のスポット５密度を上げるために四角形や六角形などの形状のスポットを構築することもできる。例えば、半導体製造技術であるフォトリソグラフィーのフォトマスクを利用して標的生体分子検出チップ１上に四角形又は六角形になるように光を照射し、光反応を利用して四角形や六角形になるようにＤＮＡを重合させプローブ４を固定化することができる。また、インクジェット方式でプローブ４溶液を標的生体分子検出チップ１上に描画する際、四角形や六角形など様々な形状のスポット５に描画することができ、撮像エリア２にスポット５を配置することができる。
【００７１】
また、１つのスポット５内に固定化するプローブ４を同属の標的生体分子に対する混合プローブ４とし、同属の生体標的生体分子を検出することができる一つのスポット５とすることもできる。例えば、Ｐｙｔｈｉｕｍ族菌は土壌や河川などの環境中に広く分布しており多種多様な菌種として１００種類以上存在していることが知られている。これらＰｙｔｈｉｕｍ族の菌種がいるかいないか判断するための混合したプローブ４として、Ｐｙｔｈｉｕｍ族であるＰ．ａｐｈａｎｉｄｅｒｍａｔｕｍ、Ｐ．ａｒｒｈｅｎｏｍａｎｅｓ、Ｐ．ｇｒａｍｉｎｉｃｏｌａ、Ｐｍｙｒｉｏｔｙｌｕｍ、Ｐ．ｓｕｌｃａｔｕｍ、Ｐ．ｔｏｒｕｌｏｓｕｍ、Ｐ．ｖａｎｔｅｒｐｏｏｌｉｉの７種類に対するＤＮＡをプローブ４として混合し、１つのスポット５内に固定化する。上記７種類の菌種の内１種類でも検体中に存在する場合は、混合したプローブ４が固定化されているスポット５内に結合するのでＰｙｔｈｉｕｍ族の菌が存在していることを検出することができる。また、住環境中に存在するダニのアレルゲンとして、ヤケヒョウヒダニとコナヒョウヒダニ由来のアレルゲンが存在しているがそれぞれのダニ由来のアレルゲンに対する抗体を混合し、同一のスポット５内に固定化することにって、ダニが存在するかどうかを検出することが可能なスポット５とすることができる。
【００７２】
（実施の形態２）
図２は本発明の実施の形態２に記載の生体分子検出方法を示した図である。実施の形態１と同一部分については同一番号を附し詳細な説明は省略する。図２（Ａ）は円状スポット８を配列した撮像エリア２を示しており、図２（Ｂ）は四角状スポット９を配列した撮像エリア２を示している。
【００７３】
図２（Ａ）が示すように撮像エリア２が円形である場合、円状スポット８を用いることによって撮像エリア２内に簡単に効率良く配置させることができるようになる。円状とは頂点を含まない円弧で構成された形状のことであり、真円が望ましく、また、円の内側全てにプローブ４が固定化されていることが望ましいが、楕円形状をしていても、円状スポット８の円外周部にのみプローブ４が固定化されていてスポット５の中心にはプローブ４が固定化されていないようなリング状のスポット５であってもかまわない。同じ間隔で四角状スポット９を配列させた場合、同じ撮像エリア２からはみだしたはみだし部分１０が生じることがある。従って、撮像エリア２を円形にし小さくする場合は配列されるスポット５が円状であることが望ましい。撮像エリア２の形状を様々な形に変化させた場合、撮像エリア２内に最密度になるようにスポット５を配置させるためには、撮像エリア２の形状に依存してスポット５の形状を変化させなければならない。例えば四角形の撮像エリア２に対しては四角状のスポット５が最適であり、円形の撮像エリア２に対しては円状あるいは六角状のスポット５が適している。様々な形状の撮像エリア２を作成する場合は、撮像エリア２の形状に対応してスポット５の形状を対応させなければならないが、スポット５の形状を円状にしていれば様々な撮像エリア２に対応して最密度の配置に対応することができる。
【００７４】
円状スポット８は、例えば抗体やＤＮＡプローブなどを含んだ溶液をインクジェットなどで小さな液滴としてスライドガラスで構成される標的生体分子検出チップ１の上に滴下し物理吸着させることで形成させることができる。また、マイクロスポッタ−を用いてピン先に抗体やＤＮＡプローブなどを含んだ溶液を一定量吐出させ、ピンを生体分子検出チップ１上につけることで形成させる方法も用いられ、簡単にスポット５を形成する方法として容易に利用することができる。円状スポット８の大きさとしては例えばＤＮＡマイクロアレイの場合数十μｍ〜数百μｍの直径が一般的であり、数十μｍ〜数百μｍの間隙をあけて２次元平面上に配置される。
【００７５】
上記構成において、円状スポット８を配列することによって、撮像エリア２内に効率良くたくさんのスポット５を形成させることができる。
【００７６】
（実施の形態３）
図３は本発明の実施の形態３に記載の生体分子検出方法を示した図である。実施の形態１、２と同一部分については同一番号を附し詳細な説明は省略する。図３（Ａ）は円状スポット８を１４個配置する際、撮像エリア２を円形にし円形撮像エリア１１としたものを示している。図３（Ｂ）は同じ大きさの円状スポット８を１４個配置する際、撮像エリア２を四角形にし四角形撮像エリア１２としたものを示している。図３（Ｃ）は円形撮像エリア１１を撮影する際に光を照射する光照射エリア１３を示しており、図３（Ｄ）は四角形撮像エリア１２を撮影する際に光を照射する光照射エリア１３を示している。
【００７７】
図３（Ａ）が示す円形撮像エリア１１の長さａは図３（Ｂ）が示す四角形撮像エリア１２の長さｂに対して小さくなり、同じ大きさの円状スポット８を用いる場合は撮像エリア２を小さくすることができる。また、同じ面積の撮像エリア２とする場合は、配列する円状スポット８の数を増加することができ、あるいは、円状スポット８自身を大きくすることができる。
【００７８】
図３（Ｃ）（Ｄ）が示すように、円形撮像エリア１１を光学的に撮影する際、撮像手段６は光照射エリア１３に光を照射する。撮像エリア２内を撮像するために、光照射エリア１３は撮像エリア２より大きくする必要があるが、図３(Ｃ)のように円形撮像エリア１１に対して光を照射する場合、光照射エリア１３をあまり大きくしなくてもすむ。図３（Ｄ）のように四角形撮像エリア１２に対して光を照射する場合は、光照射エリア１３は円形になるため、光照射エリア１３を大きく広げなければ四角形撮像エリア１２全てをカバーすることができず、光照射エリア１３内で、円状スポット８が存在していない部分が大きくなってしまう。このように撮像エリア２を円形撮像エリア１１としたほうが、四角形撮像エリア１２とするよりも効率良く光を照射することができるようになる。また、光学レンズを用いて撮像エリア２の撮影を行う際、レンズを使用しているので、獲得できる光学画像３は円形となる。従って、光照射と同様に、撮像時の集光に関しても、撮像エリア２を四角形撮像エリア１２とするよりも、円形撮像エリア１１としたほうが効率良く集光する事ができ、感度も良くなる。円形撮像エリア１１とは例えば、直径が０．１ｍｍ〜４．０ｍｍの大きさの円形であって、この中に数十μｍ〜数百μｍの直径のスポットが配列されている。円形撮像エリア１１が視覚的にわかりやすくなるように予め蛍光塗料などで色付けしておいても、標的生体分子検出チップ１上に段差を設け、例えば円形撮像エリア１１を一段低くしたチップとしてもかまわない。
【００７９】
上記構成において、撮像エリア２を円形撮像エリア１１とすることによって、レンズを使って撮像エリア２を撮影する際、円形撮像エリア１１から効率良く光を集めることができるため感度が上がり、円形撮像エリア１１内に円状スポット８を効率良くたくさん配列できるため、１回の撮影によって標的生体分子を同時に精度良く検出することができるようになる。
【００８０】
（実施の形態４）
図４は本発明の実施の形態４に記載の生体分子検出方法を示した図である。実施の形態１乃至３と同一部分については同一番号を附し詳細な説明は省略する。図４（Ａ）はドーナツ形撮像エリア１４を示しており、図４（Ｂ）はドーナツ形撮像エリア１４を光学的に撮像する際の、光照射エリア１３における光照射量を示している。
【００８１】
図４（Ａ）が示すように、例えば、円状スポット８を１００個標的生体分子検出チップ１上に配置する際、配置される領域の面積重心点１５の周囲には円状スポット８を配置せず、円状スポット８が配置されている領域がドーナツ形になるように配置し、ドーナツ形の配置領域をドーナツ形撮像エリア１４とする。面積重心点１５とはドーナツ形撮像エリア１４の面積に対する重心点のことであり、撮像エリア２が円形でない場合であってもスポット５が配置されている領域の面積に対する重心となる点を指す。
【００８２】
図４（Ｂ）が示すように、ドーナツ形撮像エリア１４に対して光を照射する場合、光照射エリア１３の光中心点１６付近は光量が多くなり、一方光照射エリア１３の周縁部は光量が弱くなる。光中心点１６に近いほど照射される光量は多くなり、光中心点１６から離れるほど少なくなる。しかしながら中心と外周部の中間付近は照射される光量の差が少なく安定した領域が生じる。円状スポット８が配置されている領域を図４（Ａ）のようなドーナツ形撮像エリア１４とし、ドーナツ形撮像エリア１４に照射される光照射エリア１３の光中心点１６を面積重心点１５と重ね合わせることによって、円状スポット８が配置されている領域に照射される光量のムラを減らすことができる。照射される光量に差があると、円状スポット８間で感度が異なってくるため、測定精度が悪くなってしまうが、撮像エリア２をドーナツ形撮像エリア１４とすることによって、光照射量の差を減らし、円状スポット８間での感度差を減らすことで、精度良く計測できるようにすることができる。
【００８３】
上記構成において、ドーナツ形撮像エリア１４とすることによって、照射量及び、集光率が安定な領域を撮影することができ、精度良くスポットを検出できるようになる。
【００８４】
（実施の形態５）
図５は本発明の実施の形態５に記載の生体分子検出方法を示した図である。実施の形態１乃至４と同一部分については同一番号を附し詳細な説明は省略する。図５（Ａ）はそれぞれ中心から円周部に向かって優先順位が配列するように円形撮像エリア１１にスポットを配置したものを示している。円形撮像エリア１１の中心に優先順位の高いスポット５を配置し円周部に優先順位の低いスポット５を配置する。実施の形態１に示した方法で標的生体分子を検出する際、例えば図５（Ｂ）に示すように円形撮像エリア１１の中心が陽性スポット７で円周部が陰性スポット１７である場合は、検査実行者が光学画像３を見ることによって、優先順位の高い標的生体分子のみ存在しており優先順位の低い標的生体分子は存在していないと簡単に診断することができる。また、反対に中心が陰性スポット１７で円周部が陽性スポット７である場合は、優先順位の高い標的生体分子は存在しておらず、優先順位の低い標的生体分子のみ存在していると簡単に診断することができる。
【００８５】
図５（Ｃ）は中心から円周部に向かって配列している別のパターンを示している。中心から円周部に向かってらせん状に配置させることによって、よりスポットを同定しやすくなり陽性スポット７による螺旋が何回転しているかで、存在している標的生体分子の優先順位が一目で判断しやすくなる。
【００８６】
上記構成において、中心から円周部に向かって優先順位が配列するように円形撮像エリア１１にスポットを配置することによって、光学画像３から特定のスポット５を簡単に同定することができ検査結果による診断を迅速に行えるようになる。
【００８７】
（実施の形態６）
図６（Ａ）は本発明の実施の形態６に記載の生体分子検出方法に用いる平板状の基盤１８に構成した標的生体分子検出チップ１を横側から見た図を示している。実施の形態１乃至５と同一部分については同一番号を附し詳細な説明は省略する。図６（Ｂ）は図６（Ａ）に示した基盤１８に構成した標的生体分子検出チップ１を撮像手段６で撮像するところを示している。
【００８８】
基盤１８としては例えばガラスや樹脂、金属などで構成されたもので平板状に成形され、表面粗さが調節されているものが利用される。例えば標的生体分子検出チップ１としてＤＮＡマイクロアレイを利用する場合は、スライドガラスの基盤１８の上に実施の形態１に記載した方法でプローブ４が固定化され、また、スライドガラスの表面粗さは日本工業規格ＪＩＳＢ０６１０に規定されている。図６（Ｂ）に示すように平板状の基盤１８に対して平行になるように撮像手段６を設置し、撮像エリア２を撮影することによって、撮像エリア２上に配置されているスポット５全てに対して焦点があった光学画像３を撮像することができる。基盤１８がゆがんでいたり表面粗さが高い場合は撮像エリア２上のスポット５全てに対して焦点を合わせて光学画像３を撮像することができなくなる。本発明の標的生体分子検出方法は１回の撮像によって複数の標的生体分子を検出することを特徴としているため、撮像エリア２を平板状に保つことは重要となる。
【００８９】
上記構成において、平滑面を有する平板状の基盤１８で撮像エリア２を構成することによって、精度良く光学画像を得ることができ、光学画像から特定のスポットを簡単に同定することができ数値とスポット像の照合が簡単にでき、また、検査結果による診断を迅速に行えるようになる。
【００９０】
（実施の形態７）
図７（Ａ）は本発明の実施の形態７に記載の生体分子検出方法に用いるメンブレン１９で構成された標的生体分子検出チップ１を横側から見た図を示している。実施の形態１乃至６と同一部分については同一番号を附し詳細な説明は省略する。図７（Ｂ）は図７（Ａ）に示したメンブレン１９で構成された標的生体分子検出チップ１を平滑基準面２０に押し当てることによって、撮像エリア２を平滑面を有した平板状にする方法を示している。
【００９１】
図７の（Ａ）に示すようにメンブレン１９の上に撮像エリア２を設けプローブ４を配置することによって、標的生体分子検出チップ１が変形可能になり取り扱いが楽になる。メンブレンとしてはナイロンメンブレンを利用することができナイロンメンブレン上に抗体やオリゴＤＮＡプローブを固定したものが利用できる。標的生体分子検出チップ１がメンブレン１９であるので、標的生体分子と反応させる際に例えばメンブレン１９に圧電素子などを用いて振動を加え、プローブ４との反応性を促進させる事ができる。また、メンブレン１９に０．２〜０．５μｍの穴を多数あけ、溶液を濾過することのできる状態にすることもできる。標的生体分子検出チップをろ過メンブレンにすることによって、標的生体分子を反応させた後に反応液をろ過し、洗浄液で洗浄する際に同様に濾過させることによって操作性を上げることができる。メンブレン１９を平滑基準面２０に押し当てる方法としてはメンブレン１９の両端を左右からピンセットなどで引っ張り、そのまま平滑基準面２０に押し当てる方法がある。また、図７（Ｃ）に示したようにメンブレン１９の外周部を外周部の形状をした治具２１等で挟みメンブレンキット２２とし、メンブレンキット２２を平滑基準面２０に押し当てる方法で簡単に平滑面を形成することができる。ここで、平滑面とは、実施の形態６に記載したように例えばＤＮＡマイクロアレイとして利用する場合は、表面粗さが日本工業規格ＪＩＳＢ０６１０の規定を満たしている平滑基準面２０を用いることによって、ナイロンメンブレン自体は薄く強靭であるため簡単にＪＩＳＢ０６１０規格を満たした平滑面を形成することができる。
【００９２】
上記構成において、取り扱いが楽で精度良く光学画像を得ることができ、検査結果による診断を迅速に行うことができるようになる。
【００９３】
（実施の形態８）
図８は本発明の実施の形態８に記載の生体分子検出方法を示している。実施の形態１乃至７と同一部分については同一番号を附し詳細な説明は省略する。図８（Ａ）は細胞周期の進行過程において機能する遺伝子産物を示しており、図８（Ｂ）は進行過程において機能する遺伝子産物の順番を進行度として順位付けたものを示しており、図８（Ｃ）は進行度に対応して順位付けられた優先順位に基づいて円形撮像エリア１１に円状スポット８を配列したものを示しており、図８（Ｄ）は図８（Ｃ）の円形撮像エリア１１を撮影した光学画像３を示している。
【００９４】
図８（Ａ）が示すように、真核細胞は分裂して増殖するために、ＤＮＡを複製し細胞分裂する細胞周期を持っている。細胞周期では各過程において働く遺伝子がわかっており、それぞれ、Ｐ２７、サイクリンＥ、Ｃｄｃ６、Ｗｅｅ１、セキュリン、サイクリンＡ、サイクリンＢ、サイクリンＤがＧ１期、Ｓ期、Ｇ２期、Ｍ期に作用することがわかっている。
【００９５】
図８（Ｂ）に示すように、例えば細胞周期の進行に伴って作用していく遺伝子産物の優先順位を１）Ｐ２７、２）サイクリンＥ、３）Ｃｄｃ６、４）Ｗｅｅ１、５）セキュリン、６）サイクリンＡ、７）サイクリンＢ、８）サイクリンＤとする。
【００９６】
図８（Ｃ）が示すように進行度に対応して順位付けられた優先順位に基づいて円形撮像エリア１１に配列した標的生体分子検出チップ１を用いて動物細胞の標的生体分子としてＰ２７、サイクリンＥ、Ｃｄｃ６、Ｗｅｅ１、セキュリン、サイクリンＡ、サイクリンＢ、サイクリンＤを検出する。
【００９７】
図８（Ｄ）が示すように、光学画像３で陽性スポット７が優先順位１）の位置にあって２）〜８）の位置が陰性スポット１７であれば検出結果はＰ２７であるということがわかり、検査実行者は簡単に検査対象である動物細胞がＧ１期であることが診断できるようになる。
【００９８】
上記構成において、優先順位が目的の診断結果の進行度に対応して順位付けられ、優先順位に基づいてスポット５を配列することによって、目的の診断結果の進行度に対応してスポットを並べることができ、標的生体分子が結合しているスポットの位置を見ることで進行度を容易に判断することができるようになり、検査結果を迅速に判断して診断できるようになる。
【００９９】
（実施の形態９）
図９は本発明の実施の形態９に記載の生体分子検出方法を示している。実施の形態１乃至８と同一部分については同一番号を附し詳細な説明は省略する。図９（Ａ）（Ｂ）は、撮像エリア２が方形である四角形撮像エリア１２である標的生体分子検出チップ１の例を示している。図９（Ｃ）は四角形撮像エリア１２を撮像手段６によって撮像する方法を示している。
【０１００】
円状スポット８を四角形撮像エリア１２内に配列する際、図９（Ａ）が示すように中心から外周部に向かって優先順位が並ぶように配置することもでき、また、図９（Ｂ）が示すように左から右に一直線になるように配置することもできる。図９（Ａ）や（Ｂ）のように配置することによって、撮像エリア２は方形となり四角形撮像エリア１２を形成する。この撮像エリアを撮像手段６にて撮像する際、図９（Ｃ）に示した用に撮像手段６を標的生体分子検出チップ１に対して平行にして撮像するが、受光手段２３としてＣＣＤなどの２次元アレイを用いる場合光学画像３は図９（Ｄ）のように方形となり、四角形であるＣＣＤの受光素子を無駄なく使用することができるようになる。
【０１０１】
上記構成において、撮像エリア２を四角形撮像エリア１２とし、撮像手段６に利用されているＣＣＤなどの四角形の受光手段２３を利用して光学画像３を得る際、受光素子を無駄なく利用して効率良く四角形撮像エリア１２内のスポット５を撮像することができるようになる。撮像手段６としては、撮像できれば良く、蛍光スキャナーなどがある。
【０１０２】
（実施の形態１０）
図１０は本発明の実施の形態１０に記載の生体分子検出方法を示している。実施の形態１乃至９と同一部分については同一番号を附し詳細な説明は省略する。図１０（Ａ）（Ｂ）は、四角形撮像エリア１２の１辺に沿って優先順位が配列するようにスポットを配置したものを示している。
【０１０３】
図１０（Ａ）はＸ軸に沿って配置したもので、１方向に優先順位が並んでいるため陽性スポット７の位置によってすぐに診断できるようになる。
【０１０４】
図１０（Ｂ）はＹ軸とＸ軸に沿って配置した例を示しており、Ｙ軸の上から下へ１）２）３）を配置し、１）２）３）のとなりに向かってＸ軸に沿って４）５）６）を配置している。このように段階的に配置していくことで、１）〜９）までの優先順位を３段階に分け１）〜３）を高度、４）〜６）を中度、７）〜９）を低度と分けることができる。例えば陽性スポット７が４）の位置にあった場合は、中程度の中でも重要な診断結果であると簡単に判断することができる。
【０１０５】
上記構成において、四角形撮像エリア１２の１辺に沿って優先順位が配列するようにスポット５を配置することによって、視覚的に容易にスポット５を同定することができ、また、配置された優先順位に基づいて検査結果を迅速に判断できるようになる。
【０１０６】
（参考の形態１）
図１１は参考の形態１に記載の光学読み取り装置２４を示している。実施の形態１乃至１０と同一部分については同一番号を附し詳細な説明は省略する。
【０１０７】
図１１に示すように、参考の形態１の光学読み取り装置２４は、少なくとも一つの光源２５と受光手段２３と標的生体分子検出チップ固定化手段２６とスポット位置表示手段２７と制御部２８を含んでいる。光源２５としてはレーザーやＬＥＤなどが用いられ、通常光学フィルターを用いて一定波長の光が照射されるように調節されている。使用される光学フィルターとしては短波長カットフィルターや長波長カットフィルターやバンドパスフィルターが利用される。調節される波長領域としては５３０ｎｍ程度のグリーン光や、６３０ｎｍ程度のレッド光が単独または複数で使用されるが、これ以外の波長域であっても蛍光分子に対して干渉可能な波長域であれば何れの波長域であっても使用できる。複数のスポット５を含んだ標的生体分子検出チップ１を標的生体分子検出チップ固定化手段２６に固定し、固定された標的生体分子検出チップ１の撮像エリア２に光源２５から予め定められた波長域で励起光２９が照射され、標的生体分子検出チップ１の撮像エリア２に励起光２９が照射され、励起光２９によって発せられる反射光３０を受光手段２３が受光する。受光手段２３としては光電子倍増管や電荷結合素子（ＣＣＤ）が使用される。例えば標的生体分子検出チップ１としてＤＮＡマイクロアレイが用いられる場合、Ｃｙ３やＣｙ５などの蛍光分子で標識されたＤＮＡ分子がスライドガラス上にそれぞれ独立し一定間隔で結合しており、これら蛍光分子あるいは発光分子はそれぞれ固有の吸収スペクトルと蛍光波長を持っており、蛍光分子に干渉する励起光源は蛍光分子の吸収スペクトルに対応した光源２５が使用され、受光手段２３には反射光の中から目的の波長を制限するための光学フィルターが併用される。例えばＣｙ３やＣｙ５から反射される蛍光はそれぞれ、５７０ｎｍ、６７０ｎｍであるので、５７０ｎｍまたは６７０ｎｍの波長特性をもつ光を通過させる光学フィルターが併用される。また、光源２５によって照射され発光した反射光３０を受光する一定の時間を、例えば１秒〜１０秒と設定することによって、スポット５の蛍光量が強すぎる場合から弱い時まで対応して受光することができる。なお、設定した一定の受光時間はスポット５の蛍光量に合わせて調節することができ、蛍光が弱い時は１０秒以上に設定することができ、また、蛍光が強すぎる時は１秒以下に設定することができる。制御部２８は光源２５による励起光２９のオンオフあるいは強弱を制御する。制御部２８としては光源２５と受光手段２３とスポット位置表示手段２７を制御するためのものであって、例えばＣＰＵなどが使用される。標的生体分子検出チップ固定化手段２６としてはスライドグラス上に作成されたＤＮＡマイクロアレイを固定するためのスライドグラスを挟んで固定する治具で構成されており、また、マイクロウェルなどを固定する窪みを有した治具などが使用される。スポット位置表示手段２７は光学画像３を表示し、例えば液晶モニターがある。制御部２８は撮像された光学画像３を記憶し、測定者は記憶された光学画像３を呼び出してスポット位置表示手段２７に表示することもできる。
【０１０８】
上記構成において、測定者が標的生体分子検出チップ１を標的生体分子検出チップ固定化手段２６に固定し、制御部２８を作動させることによって、標的生体分子検出チップ１の撮像エリア２に励起光２９が照射され、反射光３０が受光手段２３によって受光され、１回の撮影によってスポット位置表示手段２７に光学画像３として表示される。このように撮像エリア２の発光を受光手段２３で１回の撮影によって撮像することよって、複数種類の標的生体分子を同時に迅速に検出することができるようになり、スポット５が撮像エリア２内に優先順位に基づいて配置されているため、撮影によって得られた光学画像３を確認することによって視覚的に容易にスポット５の同定ができ、また、配置された優先順位に基づいて検査結果を迅速に判断することができるようになる。
【０１０９】
なお、スポット位置表示手段２７に表示する内容は撮像された光学画像３ではなく光学画像３に基づく診断結果を表示し、使用者が迅速に診断に用いることを可能にすることもできる。制御部２８として、受光手段２３によって撮像された光学画像３の診断フロー、すなわちスポット５の光量が設定したしきい値の範囲内の時蛍光していると判断し、蛍光量が少なすぎるスポット５あるいは多すぎるスポット５以外のスポット５を蛍光していないと判断し、スポット位置表示手段２７にスポット５の存在を表示することができ、診断基準として設定されるしきい値として、例えば撮像される光学画像３を構成する各ピクセルの輝度が１〜２５５の段階で表示される場合、予めバックとなる非特異的信号の可能性が高いシグナルとして段階１０の輝度値を持ったピクセルをしきい値以下とし、非表示とすることができ、また、異常信号の可能性が高いシグナルとして段階２００以上の輝度値を持ったピクセルをしきい値以上とし、非表示とすることができ、また、スポット位置表示手段２７に診断結果を表示し、検査実行者に診断結果を表示することもできる。例えば設定されたしきい値内のスポット５が撮像されたことを制御部２８が認識し、スポット表示手段２７に検出されたスポット５に結合している標的生体分子の名称をスポット位置表示手段２７に表示することができる。制御部２８としては、上記フロー、内容がプログラミングされたマイコンなどがある。例えばダニアレルゲンに対する抗体をプローブ４として固定化したスポット５と黴に対する抗体をプローブ４として固定化したスポット５とスギ花粉抗原に対する抗体をプローブ４として固定化したスポット５を持つ標的生体分子検出チップ１を測定し、撮像された光学画像３においてダニに対する抗体をプローブ４として固定化したスポット５のみ設定されたしきい値内の蛍光強度である場合、スポット位置表示手段２７にダニが検出されたことを意味する「ダニ＋」という診断結果を表示することができる。このようにスポット位置表示手段２７に診断結果を表示することによって、検査実行者が検出結果を元に診断する操作が省略でき、より迅速に診断結果を得ることができるようになる。
【０１１０】
（参考の形態２）
図１２は参考の形態２に記載の光学読み取り装置２４を示している。実施の形態１乃至１０、参考の形態１と同一部分については同一番号を附し詳細な説明は省略する。参考の形態１に記載の内容と異なる点はスポット位置表示手段２７が光学画像モニター３１に代わった点である。
【０１１１】
光学画像モニターとしては例えばカラー液晶モニターであり、光学読み取り装置２４によって撮像された光学画像３を写すことで、検査実行者に対して標的生体分子検出チップ１上の陽性スポット７の位置や、色の濃淡に関する情報を提供することができる。例えば標的生体分子検出チップ１としてＤＮＡマイクロアレイを用いる場合は、例えばＣｙ３やＣｙ５などの赤や緑に蛍光したスポット５を蛍光強度に応じて光学画像モニターに表示することによって、検査実行者が、各スポット５の蛍光の強さや色について知ることができる。優先順位に基づいてスポット５が配置されているため、スポット５の蛍光の色や蛍光の強さとあわせることで、より診断しやすくなる。
【０１１２】
上記構成において、光学読み取り装置２４に光学画像モニター３１が取り付けられているので、標的生体分子検知チップ１を計測するためにコンピューターや画像出力装置などの他の機器を設置する必要が無く、撮像エリア２内のスポット５の光学画像３が光学画像モニター３１内に映し出され、光学画像モニター３１からスポット５の像が容易に同定でき、並んでいる優先順位に基づいて検査結果を迅速に判断することができるため、診断を素早く行うことができ、小型で持ち運びが簡単にでき、検査実行者が診断に用いやすい光学読み取り装置となる。
【０１１３】
（参考の形態３）
図１３は参考の形態３に記載の光学読み取り装置２４を示している。実施の形態１乃至１０、参考の形態１、２と同一部分については同一番号を附し詳細な説明は省略する。参考の形態２に記載の内容と異なる点はさらに標的生体分子検出チップ１上の光を集光する集光レンズ３２をさらに備えた点である。
【０１１４】
図１３が示すように、集光レンズ３２としては、ストレートタイプのものや、多分岐タイプのガラスレンズが使用される。撮像エリア２からの反射光３０は通常様々な方向へ拡散するので、受光手段２３が受光する光量は撮像エリア２から発せられる反射光のうち一部となる。集光レンズ３２を設けることによって受光手段２３に到達できなかった反射光３０を集めて受光手段２３にて受光できるようになるため、反射光３０が少ない場合であっても検知できるようになる。
【０１１５】
上記構成において、集光レンズ３２を受光手段２３の前段に配置することによって、高感度な光学読み取り装置１となる。また、小型で持ち運びが簡単にできて検査実行者が診断に用いやすい光学読み取り装置となるため、標的生体分子検出チップを用いた診断が簡便になるなる。
【０１１６】
（参考の形態４）
図１４は参考の形態４に記載の光学読み取り装置２４を示しており、図１４（Ａ）は、参考の形態３に記載の内容と異なる点は受光手段２３が二次元アレイ３３で構成されている点である。図１４（Ｂ）は、この二次元アレイ３３を示す図である。実施の形態１乃至１０、参考の形態１乃至３と同一部分については同一番号を附し詳細な説明は省略する。
【０１１７】
二次元アレイ３３としては例えばＣＣＤが用いられ、１０万〜１００万画素のＣＣＤを用いて１．０ｍｍ↑２〜２０．０ｍｍ↑２の撮像領域２を同時に撮像することができる。例えばＤＮＡマイクロアレイを利用する場合、スポット５の大きさは数十μｍ〜数百μｍの直径であるから、２０個〜１０００個程度のスポットが１．０ｍｍ↑２の撮像エリア２内に配置することができるので、二次元アレイの受光手段２３を用いることによって２０個〜２０，０００個のスポットを同時に撮像することができる。
【０１１８】
上記構成によって、二次元アレイ３３で構成された受光手段２３によって同時に複数種類の標的生体分子を検出することができるようになり、小型で持ち運びが簡単にでき、検査実行者が診断に用いやすい光学読み取り装置となる。
【０１１９】
（参考の形態５）
図１５は参考の形態５に記載の光学読み取り装置２４を示しており、参考の形態４に記載の内容と異なる点は光源２５がＬＥＤ３４で構成されている点である。実施の形態１乃至１０、参考の形態１乃至４と同一部分については同一番号を附し詳細な説明は省略する。
【０１２０】
ＬＥＤ３４から照射され、励起光２９によって撮像エリア２から発せられる反射光３０を受光手段２３が受光する。ＬＥＤ３４としては、青、緑、黄色、赤色のＬＥＤ３４等が単独または複数で使用され、ＬＥＤ３４の構造としてはダブルへテロ接合構造や量子井戸接合構造が用いられている。例えばＤＮＡマイクロアレイを検出する際、Ｃｙ３あるいはＣｙ５で標識されたスポット５を撮像する。蛍光分子がＣｙ３の場合は緑色のＬＥＤ３４がＣｙ５の場合は赤色のＬＥＤ３４が使用される。また、励起光の波長をより限定し蛍光シグナルを特異的に認知するために光学フィルターを併用して励起光２９の波長を限定することもできる。
【０１２１】
上記構成において、ＬＥＤ３４が少ない消費電流で励起光２９を照射し、撮像エリア２を撮像することができ、撮像エリア２上の標的生体分子が劣化しにくいため標的生体分子検出チップ１の再計測が可能となり、また、ＬＥＤ３４が光を照射するに当たり、発熱量が少なく装置への負担が少ないため装置寿命やＤＮＡマイクロアレイの寿命が長くなる。また、光源２５自体が小さくなるため蛍光読み取り装置１自体が小型可能になり、小型で持ち運びが簡単にでき、検査実行者が診断に用いやすくなる。
【産業上の利用可能性】
【０１２２】
本発明の生体分子検出方法および光学読み取り装置を用いることによって、ＤＮＡマイクロアレイなどの生体分子検知デバイスを効率良く検出し、その検出結果から素早く簡単に診断できるようになる。また、安価な装置構成となり、誰でも使うことのできる光学読み取り装置として広く普及させることができる。また、診断効率が上がることで、診断サービスの質が向上する。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】本発明の実施の形態１の生体分子検出方法を示す図
【図２】本発明の実施の形態２の生体分子検出方法を示す図
【図３】本発明の実施の形態３の生体分子検出方法を示す図
【図４】本発明の実施の形態４の生体分子検出方法を示す図
【図５】本発明の実施の形態５の生体分子検出方法を示す図
【図６】本発明の実施の形態６の生体分子検出方法を示す図
【図７】本発明の実施の形態７の生体分子検出方法を示す図
【図８】本発明の実施の形態８の生体分子検出方法を示す図
【図９】本発明の実施の形態９の生体分子検出方法を示す図
【図１０】本発明の実施の形態１０の生体分子検出方法を示す図
【図１１】本発明の参考の形態１の光学読み取り装置を示す図
【図１２】本発明の参考の形態２の光学読み取り装置を示す図
【図１３】本発明の参考の形態３の光学読み取り装置を示す図
【図１４】本発明の参考の形態４の光学読み取り装置を示す図
【図１５】本発明の参考の形態５の光学読み取り装置を示す図
【図１６】従来のハイブリダイゼーション反応検出方法及びその装置を示す図
【符号の説明】
【０１２４】
１    標的生体分子検出チップ
２    撮像エリア
３    光学画像
４    プローブ
５    スポット
６    撮像手段
７    陽性スポット
８    円状スポット
９    四角状スポット
１０  はみだし部分
１１  円形撮像エリア
１２  四角形撮像エリア
１３  光照射エリア
１４  ドーナツ形撮像エリア
１５  面積重心点
１６  光中心点
１７  陰性スポット
１８  基盤
１９  メンブレン
２０  平滑基準面
２１  外周部の形状をした治具
２２  メンブレンキット
２３  受光手段
２４  光学読み取り装置
２５  光源
２６  標的生体分子検出チップ固定化手段
２７  スポット位置表示手段
２８  制御部
２９  励起光
３０  反射光
３１  光学画像モニター
３２  集光レンズ
３３  二次元アレイ
３４  ＬＥＤ
【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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