(57)【要約】本発明は、生物検定のような検定における目標分子の検出に関し、特に、目標分子の多変検出に関する。検出器システムが開示される。該検出器システムは、目標分子に特異的に結合するプローブ分子を含む関連付けられた試料からのルミネセンス放射（７）を多変要素（８）のほうに向ける光学案内要素（１６）と；前記ルミネセンス放射（７；１４；１５）を空間的に分離して複数のスペクトル・パターンを生成する多変要素（８）と；プローブ分子と試料中の目標分子との間の結合複合体の存在を判別するよう一組のスペクトル・パターンの強度を検出する検出器（１３）とを有する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検定において一つまたは複数の目標分子を検出する検出システムであって：
・目標分子に特異的に結合するプローブ分子を含む関連付けられた試料からのルミネセンス放射を多変要素のほうに向ける光学案内要素と；
・前記ルミネセンス放射を空間的に分離して複数のスペクトル・パターンを生成する多変要素と；
・プローブ分子と試料中の目標分子との間の結合複合体の存在を判別するよう一組のスペクトル・パターンの強度を検出する検出器とを有する、
検出システム。
【請求項２】
前記多変要素が空間光変調器を有する、請求項１記載の検出システム。
【請求項３】
前記多変要素がルミネセンス放射を空間的に分離する回折格子を有する、請求項２記載の検出システム。
【請求項４】
前記空間光変調器が、液晶ディスプレイ、デジタル・ミラー・ディスプレイおよび液晶オン・シリコン・ディスプレイから選ばれる、請求項２記載の検出システム。
【請求項５】
前記多変要素がさらに、前記スペクトル・パターンに関連付けられた放射を方向付けおよび／または合焦するために一つまたは複数の放射案内要素を有する、請求項２記載の検出システム。
【請求項６】
前記検出器が、検出器のアレイを有する、請求項１記載の検出システム。
【請求項７】
前記一組のスペクトル・パターンのスペクトル・パターンは、前記空間光変調器のピクセルの中間階調レベルを設定することによって選択される、請求項２記載の検出システム。
【請求項８】
重み付け因子に従って前記空間光変調器のピクセルを設定することにより、前記多変要素の多変較正がなされる、請求項７記載の検出器システム。
【請求項９】
前記関連付けられた試料に向けて放射ビームを放出する放射源をさらに有する、請求項１記載の検出器システム。
【請求項１０】
前記目標分子が一つまたは複数の蛍光発色団に接合された生体分子である、請求項１記載の検出器システム。
【請求項１１】
前記試料が基板上に固定される、請求項１記載の検出器システム。
【請求項１２】
前記試料が容器中に液体の形で保持される、請求項１記載の検出器システム。
【請求項１３】
前記関連付けられた試料を受け容れるためのハンドリング・ユニットをさらに有する請求項１記載の検出器システムであって、前記関連付けられた試料が前記試料を受け容れる前に前記一つまたは複数の目標分子を含むよう用意され、あるいは、前記ハンドリング・ユニットがさらに前記試料を用意する用意ユニットを有する、検出器システム。
【請求項１４】
検定において一つまたは複数の目標分子を検出する方法であって：
・目標分子に特異的に結合するプローブ分子を含む関連付けられた試料に向けて放射ビームを放出する段階と；
・前記関連付けられた試料からのルミネセンス放射を多変要素のほうに向ける段階と；
・複数のスペクトル・パターンを生成するために前記ルミネセンス放射を空間的に分離する段階と；
・プローブ分子と前記関連付けられた試料中の目標分子との間の結合複合体の存在を判別するよう一組のスペクトル・パターンの強度を検出する段階とを有する、
方法。
【請求項１５】
一組のスペクトル・パターンが逐次的または同時に検出される、請求項１４記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検定における標的分子の検出に、特に目標分子の多変検出（multivariate  detection）に関する。
【背景技術】
【０００２】
個別の生物学的分子（生体分子）についての検出方法は多岐にわたり、当業者には目下、多くの異なる手法が利用可能である。特定の生体分子の検出は、診断目的での遺伝子識別を含む一連の重要な実際上の用途がある。
【０００３】
一般に、ポリヌクレオチド、DNA、RNA、細胞および抗体といった生物学的試料（「目標（target）」）の検出は、特にアレイ、たとえばいわゆるバイオアレイ（またはマイクロアレイ）上で実行できる。アレイ上のさまざまな部位に対応するプローブ分子が取り付けられている。目標‐プローブの例は：DNA/RNA‐オリゴヌクレオチド、抗体‐抗原、細胞‐抗体／タンパク質、ホルモン受容体‐ホルモンなどを含む。目標が対応するプローブ分子に結合またはハイブリダイズされるとき、目標生体分子の検出は多様な光学的、電子的またさらには微小機械的方法によって実行されうる。
【０００４】
バイオアレイ上の分子結合の検出に普通に使われる技法は、「ラベル〔標識〕」または「マーカー」としても知られる蛍光性のラベル付けされた目標の光学的な検出である。一般に、ラベルは、その物理的分布および／またはそれが与える出ていく信号の強度に関して検出可能ないかなるエージェントでもよい。蛍光性エージェント（fluorescent  agent）が幅広く使われているが、代替としては燐光性エージェント（phosphorescent  agent）、電場ルミネセンス性エージェント（electroluminescent  agent）、化学ルミネセンス性エージェント（chemoluminescent  agent）、生物ルミネセンス性エージェント（bioluminescent  agent）等が含まれる。
【０００５】
蛍光検出では、蛍光発色団（fluorophore）を保持する試料のほうに励起ビームを向けることによって蛍光発色団が励起される。蛍光放射の波長は通常、蛍光を誘起するために使われる励起ビームの波長とは異なる。したがって、蛍光強度は通常、励起波長を遮断し、蛍光波長を透過させる干渉フィルタを使って決定される。
【０００６】
調査対象の試料中にいくつかの異なる蛍光発色団が存在するとき、これらのスペクトルは部分的に重なることがあり、干渉フィルタを使って異なる蛍光発色団からの信号を分離することは、通例、非常に難しくなる。これらの蛍光発色団を区別するためにはしばしば、スペクトル情報を見るための分光計を使うことが必要になる。
【０００７】
国際特許出願公開WO03/038413は、バイオチップの蛍光画像を解析する装置であって、励起光を生成する光源と、励起光を拡散させる拡散フィルタ（diffusion  filter）と、励起光の第一のスペクトル範囲内のある波長をもつ光をフィルタリングする励起フィルタと、試料に照射されるべき励起光をフィルタリングし、試料から放出される光のうち第二のスペクトル範囲内のある波長をもつ光をフィルタ除去するビーム・スプリッターとを有する装置を開示している。
【０００８】
そのような装置または従来技術の他の装置では、いくつかの問題および制限が存在する。ある問題は、調査対象の蛍光発色団以外の蛍光発色団によって引き起こされる背景信号に関係する。バイオセンサー型の装置では、背景信号は、セットアップの材料を起源とすることがありうる。たとえばガラス板は、励起ビームを照射されると蛍光を放出しうる。背景信号はまた、調査対象試料に存在している他の無関係な蛍光発色団を起源とすることもありうる。そのような背景信号は蛍光検出の精度を下げる原因となりうる。もう一つの問題では、いくつかの異なる蛍光発色団が存在するときに多重化が制限される。多重化（multiplexing）というのは、同時にいくつかの異なる目標分子を測定するために、あるいは同時に同じ目標分子の相補的な特性を測定するために、一つのバイオセンサー検定がいくつかの異なる蛍光発色団を使うことである。蛍光スペクトルが重なるとき、たとえ多重化が実施可能であったとしても、多重化のために使用できる異なる蛍光発色団の最大数は制限され、精度は低下する。
【０００９】
検出される蛍光信号の精度を改善し、多重化を可能にしたり改善したりするためには、蛍光信号は分光的に制御された仕方で測定される必要がある。それにより、全スペクトルの特性が認識でき、さまざまな蛍光発色団の寄与が定量化できるのである。上に開示されている装置または従来技術の他の装置は、たとえば曲線あてはめによってさまざまな蛍光発色団の寄与を認識するために分光計のようなマルチチャネル検出器を備えていることがありうる。しかしながら、幅広いスペクトルの重なりのため、この方法でも若干不正確であり、結果として得られる多重化も制限される。さらに、分光計は高価であり、その著しいコストが追加される限られた改善と相俟って、多くの用途において魅力的ではないものとなっている。
【００１０】
本発明の発明者は、発光検出のための改善された手段が有益であると認識するに至り、その結果、本発明をした。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、生物検定（bio-assay）の実行などとの関連で、発光検出を扱う改善された方法を提供しようとするものである。好ましくは、本発明は、上記または他の欠点の一つまたは複数を単独でまたは任意の組み合わせにおいて軽減、緩和または解消する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第一の側面によれば、検定において一つまたは複数の目標分子を検出する検出システムであって：
・目標分子に特異的に結合するプローブ分子を含む関連付けられた試料からのルミネセンス放射を多変要素のほうに向ける光学案内要素と；
・複数のスペクトル・パターンを生成するために前記ルミネセンス放射を空間的に分離する多変要素と；
・プローブ分子と試料中の目標分子との間の結合複合体の存在を判別するよう一組のスペクトル・パターンの強度を検出する検出器とを有する、
検出システムが提供される。
【００１３】
目標分子は、蛍光発色団に接合された（conjugated）生体分子、たとえばPCR反応のプライマーに接合された蛍光発色団であってもよい。試料は、医療および生物学の研究および応用における使用のための試料のような生体試料であってもよい。
【００１４】
本発明は、一つまたは複数の生物学的目標の存在および任意的には量、濃度もしくは同様な型のパラメータを検出するためのバイオセンサーのような検出システムを提供してもよい。生物学的検出システムはしばしばきわめて複雑であり、本発明は、システムに、収集されたデータの高い信頼性を提供する点で有利である。
【００１５】
ある実施形態では、目標分子は、励起放射とも称される放射のビームで試料を照射し、その後、結果として生じる試料からのルミネセンス・ビーム、すなわち目標分子のルミネセンスまたは励起放射と目標分子との間の相互作用から生じるルミネセンス、を検出することによって検出される。検出された放射のルミネセンス部分は光ルミネセンス、特に蛍光または燐光であってもよい。放射のビームは典型的には、可視範囲または可視に近い範囲、赤外（IR）または紫外（UV）範囲の電磁放射である。試料を照射するための放射源は検出システムの一体的な部分であってもよいし、あるいは外部要素であってもよい。
【００１６】
本発明のコンテキストでは、「蛍光（fluorescence）」および「燐光（phosphorescence）」の用語は、広義で、光がある波長で分子または原子によって吸収され、その後、問題となる励起分子／原子の寿命後に同じまたは他の波長で放出される過程から帰結する放出光として理解されるものとする。放出される光はしばしば、これに限定する必要はないが、可視光スペクトル（VIS:  visible  light  spectrum）、UVスペクトルおよびIRスペクトルにある。
【００１７】
本発明のコンテキストでは、「多変要素（mutivariate  element）」の用語は、広義で、一時に放射スペクトルの二つ以上の波長または等価なパラメータにおいて放射を扱うことのできる要素として理解されるものとする。
【００１８】
多変要素を適用することによって、蛍光検出の精度の改善が、デバイス・コストを実質的に上げることなく複数の波長で放射を測定することによってできる。というのも、マルチチャネル検出器が余計になり、光電子増倍管（低強度の場合）またはフォトダイオードで代替できるからである。
【００１９】
さらに、ルミネセンス放射を空間的に分離することによって、ルミネセンス・スペクトルの複数の部分で波長を測定する柔軟性が得られる。それにより、一組のスペクトル・パターンの強度を測定できる。前記組は、二つ以上の波長における測定を含んでいてもよい。前記組は、二つ以上の蛍光発色団からのルミネセンスに関係していて、いずれかの無関係な蛍光発色団が調査対象の一つまたは複数の蛍光発色団と組み合わさって背景信号を生じさせてもよく、あるいは前記組は調査対象の二つ以上の蛍光発色団の存在から生じるスペクトル・パターンの組に関係していてもよい。それにより、より多くの情報が得られることがあり、蛍光信号のより高い精度につながる。さらに、空間的な分離は、他の蛍光発色団のスペクトル情報の抽出をも可能にし、それにより複数の蛍光発色団の同時測定（多重化）を可能にする。多変解析（multivariate  analysis）のため、より多くの異なる蛍光発色団を使う検定において、単一の蛍光発色団しか使わない検定と同じ精度および感度を達成することが可能である。
【００２０】
有利な諸実施形態では、多変要素は、標準的な光学要素から構築されてもよい。それにより、複数のスペクトル・パターンを生成するためにルミネセンス放射を空間的に分離するコスト効率のよい方法を提供し、それにより高価な分光計の使用を回避する。多変要素は、空間光変調器（SLM:  spatial  light  modulator）、回折格子および一つまたは複数の放射案内要素を有していてもよい。放射案内要素は、レンズなど、スペクトル・パターンに関連付けられた放射を向き付けおよび／または合焦させるものである。
【００２１】
有利な諸実施形態では、スペクトル・パターンの前記組のスペクトル・パターンは、空間光変調器のピクセルの中間階調レベルを設定することによって選択されうる。これは、SLMのピクセルは電気的に駆動されうるので、スペクトル・パターンを選択する際の可動部品を一切回避することになるので、有利である。
【００２２】
空間光変調器のピクセルの中間階調レベルを設定できることのさらなる利点は、重み付け因子に従ってピクセルを設定することにより、多変要素の多変較正が実行でき、それによりスペクトルから得られる情報が最大にされうることである。
【００２３】
ある有利な実施形態では、試料は、生物学的目標の解析用に構成されたバイオアレイのような基板上に固定される。
【００２４】
ある有利な実施形態では、試料は、ポリメラーゼ連鎖反応（PCR:  polymerase  chain  reaction）、たとえばリアルタイムPCRとの関連で普通に使われているような容器中で液体の形に保持される。本発明が、多重化が特に困難なリアルタイムPCRとの関連で使用されうることは利点である。
【００２５】
有利な諸実施形態では、検出システムはさらに、関連付けられた試料を受け容れるためのハンドリング・ユニット（handling  unit）を有する。前記関連付けられた試料は、前記試料を受け容れる前に前記一つまたは複数の目標分子を含むよう用意されてもよいし、前記ハンドリング・ユニットがさらに前記試料を用意するための用意ユニットを有していてもよい。検出システムに関連付けられた試料を受け容れるためのハンドリング・ユニットを設けることによって、少なくとも部分的に自動化されたシステムが提供される。
【００２６】
第二の側面では、本発明は、検定において一つまたは複数の目標分子を検出する方法であって：
・目標分子に特異的に結合するプローブ分子を含む関連付けられた試料に向けて放射ビームを放出し；
・前記関連付けられた試料からのルミネセンス放射を多変要素のほうに向け；
・複数のスペクトル・パターンを生成するために前記ルミネセンス放射を空間的に分離し；
・プローブ分子と前記関連付けられた試料中の目標分子との間の結合複合体の存在を判別するよう一組のスペクトル・パターンの強度を検出する、
ことを含む方法に関係する。
【００２７】
一般に、本発明のさまざまな側面は、本発明の範囲内で可能ないかなる仕方で組み合わされ、結合されてもよい。本発明のこれらおよびその他の側面、特徴および／または利点は、以下に記載される実施形態を参照することから明白となり、明快にされるであろう。
【００２８】
本発明の実施形態について、あくまでも例として、図面を参照しつつ述べる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】三つの異なる蛍光発色団の蛍光スペクトルの例を示す図である。
【図２】蛍光バイオセンサーの概略図である。
【図３】検定において一つまたは複数の目標分子を検出する方法を示す概略的な流れ図である。
【図４】ハンドリング・ユニットを含む検出システムの概略的な実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
生物学的研究および医学的診断において、多くのバイオマーカーが、取り付けられた蛍光ラベルを援用して検出される。一般に使用される装置は、概括的に蛍光バイオセンサーと称される蛍光スキャナまたは顕微鏡であるが、特定の用途のためには専用設備が同じ検出原理に基づいて作られる。
【００３１】
バイオマーカーは生物検定との関連で検出される。ある典型的な生物検定は、概括的に基板と称されるマイクロアレイ上のとびとびの位置にプローブ分子を固定することを含む。付着させられたプローブと結合する目標分子を含む溶液が束縛されたプローブと接触させられる。これは、溶液中の目標を基板上の相補的なプローブに結合させて基板表面に束縛された結合複合体を形成するのを促進するのに十分な条件のもとで行われる。バイオアレイはマイクロメートル範囲の、あるいはミリメートル範囲の大きさをもつ。バイオアレイ上の相異なるハイブリダイゼーション特性をもつ異なるスポットの数は、現行のアレイではmm2当たり約1ないし1000まで、またさらにはより高く、たとえばmm2当たり106スポットまで変化がありうる。アレイ上のあるスポット内には、典型的には、同一のプローブ分子が固定化される。このコンテキストにおいて、スポットとは、ある広がりをもつ領域と理解されるものとする。スポットは2Dまたは3Dの配位をもちうる。バイオアレイはシリコン・ウェーハ、ガラス板、ナイロンやニトロセルロースなどの多孔膜であってもよい。
【００３２】
別の型の生物検定では、目標分子は表面に結合されず、その代わりに、目標分子は容器中に保持される液体（たとえば水）中で自由に浮遊する。リアルタイムPCRが使用されるときは、典型的にはそうである。リアルタイムPCRでは、プライマーが液体中で自由に浮遊しているが、その性質のため、そのラベルが不活性化されている。ラベルは、プライマーがPCR反応に参加したのちにはじめて活性化される。よって、未使用のプライマーは背景蛍光を与えることがなく、しがたって目標分子のみが蛍光を発する。
【００３３】
上に詳述したように、いくつかの異なる蛍光発色団が調査対象試料中に存在するとき、これらのスペクトルは部分的に重なることがあり、通例、これらの蛍光発色団からの信号を干渉フィルタを使って分離するのは非常に困難になる。
【００３４】
図１は、三つの異なる蛍光発色団の蛍光スペクトルを示すグラフ１００を示している。図では、ここでは約505nmから約580nmの範囲のナノメートル単位の波長の関数としての蛍光強度が示されている。蛍光発色団はアレキサフルオール（Alexa  Fluor）５１４（記号１０１）、サイトックスグリーン（Sytox  Green）（記号１０２）およびボディピ（Bodipy）FL（記号１０３）であり、みなたとえばインビトロゲン社（Invitrogen  Corp.）から商業的に入手可能である。本発明は、これらの蛍光発色団にも他の蛍光発色団にも限定されず、図は種々の蛍光発色団の幅広いスペクトルの重なりを図示するために示されている。
【００３５】
本発明の諸実施形態は、これらのまたは他の異なる蛍光発色団のスペクトルを分離するために使用できる。
【００３６】
図２は、蛍光バイオセンサーあるいは検定において一つまたは複数の目標分子を検出する検出システムの概略図を示している。本検出システムは、関連付けられた基板６に向けて放射ビーム２を放出する放射源１を有する。別の実施形態では、放射源は、液体容器または液体容器のアレイに保持されている試料に向けて放出されてもよい。放射源は励起ビームを生成する励起源１とも称される。放射または励起ビーム２はダイクロイック・ビーム・スプリッター３を通過し、レンズ・セット４を通過し、それから高いNAのレンズ５を使って基板６上に合焦される。
【００３７】
基板６上に存在する蛍光発色団は励起ビームによって励起され、これにより蛍光発色団がルミネセンス放射または蛍光ビーム７を放出する。ビームは高NAレンズ５によって集められ、次いでレンズ・セット４によって成形される。ダイクロイック・ビーム・スプリッター３を使って残っている励起ビーム２とルミネセンス放射７の経路を分離する。ダイクロイック・ビーム・スプリッター３、レンズ・セット４および高NAレンズ５はまとめて、ルミネセンス放射を多変要素８のほうに向ける目的をもった光学案内要素１６と称してもよい。光学案内要素は、図示した実施形態では、与えられている組の光学要素から構築されているが、他の実施形態では、ルミネセンス放射を多変要素のほうに向けるという目的が達成される限り、他の光学要素が使用されてもよい。
【００３８】
ルミネセンス・ビーム７は、複数のスペクトル・パターンを生成するようルミネセンス放射を空間的に分離するための多変要素８に向けられる。多変要素８は、図示した実施形態では、いくつかの要素を有しており、これらの要素の機能は以下で扱う。他の実施形態では、同じ目的、すなわちルミネセンス放射を空間的に分離して複数のスペクトル・パターンを生成するという目的を達成するための他の要素が適用されてもよい。
【００３９】
図２に示した実施形態では、回折格子９と組み合わせた空間光変調器（SLM）１１が適用される。SLMはたとえば液晶パネル、デジタル・ミラー・ディスプレイまたは液晶オン・シリコン・ディスプレイであることができる。多変検出セットアップ８において、ルミネセンス・ビーム７はまず回折格子９を通過する。回折格子９は蛍光スペクトルの空間的分離を引き起こす。図２では、波長λlのビーム１４および波長λnのビーム１５が示されている。多変要素は、スペクトル・パターンに関連付けられた放射を方向付けおよび／または合焦するための二つの放射案内要素１０、１２を有する。具体的な放射案内要素としては、第一のレンズ１０がSLM１１を通じて種々のビームを合焦するために使用され、第二のレンズ１２が一組のスペクトル・パターンの強度を検出してそれによりプローブ分子と関連付けられた基板上の目標分子との間の結合複合体の存在を判別するよう検出器１３に光を合焦するために使用される。図２では、単一の検出器が示されている。単一の検出器を適用することによって、種々のスペクトル・パターンが逐次的に測定されうる。ある代替的な実施形態では、二つ以上の検出器または検出器アレイが使用されてもよい。それにより、諸信号、すなわち複数スペクトル・パターンが同時に測定できる。検出器または検出器のアレイは、低強度の場合には光電子増倍管、あるいはフォトダイオードであってもよい。
【００４０】
SLMのさまざまなピクセルにおいて中間階調値を適用するまたは設定することによって、スペクトル・パターンの組から特定のスペクトル・パターンが選択されることができる。
【００４１】
ある実施形態では、SLMのピクセルは黒および白の状態に駆動され（ここで、黒および白の状態の適用は二レベルのグレースケールとして理解される）、それによりスペクトルの一部は透過され、他の部分は遮断されることが得られる。このようにして、特定の蛍光スペクトル帯および参照測定のスペクトル帯が選択的に測定できる。
【００４２】
ある実施形態では、多変較正方法が実行される。たとえば、部分的な最小二乗回帰に基づく構成である。そのような方法は、スペクトル全体における信号変動を取り入れる。このようにして、スペクトルから得ることのできる情報を最大にするのである。
【００４３】
多変較正手順は、関心のある分析対象物、たとえばある種の蛍光発色団について、結果としていわゆる回帰ベクトルr＝[r(λ1),…,r(λn)]を与える。波長λ1ないしλnは測定されたスペクトルをカバーする。回帰ベクトルと測定されたスペクトル、すなわち「信号ベクトル」s＝[s(λ1),…,s(λn)]との内積を取ると、関心のある分析対象物の濃度が得られる。
【００４４】
重み付け因子r(λ1)ないしr(λn)をSLMのピクセルに表示し、その後、透過された信号を検出器に合焦することにより、光学領域で前記内積を取ることができる。その後SLM上に他の回帰ベクトルを表示することにより、他の所望される信号パターンがスペクトルから抽出できる。SLMはいわゆる多変光学要素（MOE:  multivariate  optical  element）としてはたらく。この実施形態は可動部品を含まず、スペクトル領域の選択や回帰ベクトルの変更はみな電子的に行われる。
【００４５】
ある実施形態では、静的なMOEが使用される。SLMは、重み付け因子r(λ1)ないしr(λn)が電子的に調整できるという利点をもつ。蛍光信号決定のために一つの信号成分しか必要でないときは、MOEは調整される必要はなく、たとえば変化のあるグレースケールをもつマスクがMOEとして使用できる。静的なMOEに基づく実施形態は生産がより安価であることが期待される。
【００４６】
ある実施形態では、多変検出セットアップは、SLMの適切なピクセルを遮断することによって、励起信号を抑制するために使用されうる。したがって、この実施形態においては、ダイクロイック・ビーム・スプリッターは除去される、あるいはたとえば偏光ビーム・スプリッターまたは光のたとえば50%を反射するビーム・スプリッターで置き換えられる。
【００４７】
検出システムを動作させる方法が、検定において一つまたは複数の目標分子を検出する方法を示す概略的な流れ図である図３との関連で説明される。放射ビームが関連付けられた試料に向けて放出される（３０）。ルミネセンス放射が多変要素のほうに向けられる（３１）。ルミネセンス放射は多変要素によって空間的に分離され（３２）、複数のスペクトル・パターンが生成される。一組のスペクトル・パターンの強度が検出され（３３）、それによりプローブ分子と関連付けられた試料中の目標分子との間の結合複合体の存在が判定される。
【００４８】
検出システムを動作させるより特定的な実施形態では、以下のステップおよび可能性のある追加的なステップが実施されてもよい。
【００４９】
生物検定を実施するのに先立ち、回帰ベクトルが決定される。回帰ベクトルは、目標分子の特定の組成について決定される。決定は、実験が実施される前になされ、目標分子の組成が変わるのでない限り、一度行うだけでよい。目標分子の組成が変わった後では、回帰ベクトルは決定し直されることになる。
【００５０】
生物検定の第一のステップでは、目標分子が用意される。たとえば、血液試料から出発して、測定するための成分が分離されるべきである。DNAの場合、細胞溶解、DNA捕集などが実行されてもよく、その後、PCRのような増幅段階が続く。PCRはラベルに結び付けられるプライマーを使用する。このため、結果として得られるDNAのコピーにはラベルが付着している。DNAは次いで、捕捉プローブを使って基板にハイブリダイズされてもよし、あるいは液体容器中で検出が実行されてもよい。
【００５１】
測定ステップでは、蛍光発色団の量（それにDNAの量も）が多変解析を使って決定される。ここで、目標分子の回帰ベクトルの正および負の成分がSLM上のグレースケールとして設定され、検出信号の合計（すなわち、正および負の検出された信号の和）が蛍光発色団の濃度を与える。これは、グレースケールで負の数を表示することは不可能なので、正のステップおよび負のステップにおいて行われる。
【００５２】
この手順が調査対象の各目標分子について繰り返される。
【００５３】
図３の諸ステップおよび任意的には追加的なステップは、可能性としては自動化されたまたは半自動化された仕方で検出システム内で実行されてもよい。そのような装置およびシステムは、関連付けられた試料を受け容れるためのハンドリング・ユニットを含んでいてもよい。ハンドリング・ユニット４１を含む検出システム４０の概略的な実施形態が図４に示されている。関連付けられた試料は、該試料を受け容れるのに先立って、一つまたは複数の目標分子を含む試料を用いて用意されてもよく、あるいはハンドリング・ユニットがさらに用意ユニット４２を有していて、該用意ユニット内で試料が用意されてもよい。検出器システムは、図２との関連で説明されたような光学システム４３を有する。測定された強度は、検出器に接続されたコンピュータ・システム４４によって記録され、処理されてもよい。コンピュータ・システムは、SLMまたは検出器システム４０の他の部分を制御するために適用されてもよい。さらに、コンピュータ・システムは、目標分子の存在、量、濃度などの計算または決定とともに、多変較正等を実行する必要な諸ステップを実行するためのシステムの動作を扱ってもよい。
【００５４】
本発明は、個別的な実施形態との関連で記載されてきたが、本稿で述べられている特定の形に限定されることは意図されていない。むしろ、本発明の範囲は付属の請求項によってのみ限定される。請求項において、「有する」の語は他の要素やステップの存在を排除しない。さらに、異なる請求項に個別的な特徴が含められていても、それらの特徴は可能性としては有利に組み合わされてもよく、異なる請求項に含まれていることが特徴の組み合わせが実施可能でないおよび／または有利でないことを含意することはない。さらに、単数形での言及は複数を排除しない。よって、「ある」「第一の」「第二の」などの表現は複数を排除しない。さらに、請求項に参照符号があったとしても、範囲を限定するものと解釈してはならない。
【図１】
2010511148.tif 000003
【図２】
2010511148.tif 000004
【図３】
2010511148.tif 000005
【図４】
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【国際調査報告】
2010511148.tif 000007
2010511148.tif 000008
2010511148.tif 000009