(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートの厚み方向に複数の貫通孔を有し、該貫通孔にゲルを保持したキャピラリー・アレイ・シートの検査方法であって、
受光装置の対物レンズの光軸上に、照明装置を配置し、
該受光装置と照明装置の間に、キャピラリー・アレイ・シートをその表面が光軸と直交するように配置し、
受光装置を光軸上で相対的に移動させ、複数の位置でキャピラリー・アレイ・シートを透過した透過光の光量パターンを読み取ること、
を含む、検査方法。
【請求項２】
照明装置とキャピラリー・アレイ・シートの間にピンホールを設置することを含む、請求項１記載の検査方法。
【請求項３】
キャピラリー・アレイ・シートを液体中に浸漬することを含む、請求項１又は２記載の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、核酸、蛋白質、ポリペプチド、多糖類などの生体高分子等を検出するために用いられるキャピラリー・アレイ・シートの検査装置及び検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
キャピラリー・アレイ・シートとは、平面上に核酸等の生体高分子プローブを種類毎に区分された多数のスポットに固定化したバイオチップ（ＤＮＡチップ等）の一種であり、シートの厚み方向の、複数の貫通孔に核酸等の生体高分子プローブが固定化されたゲルが充填された物で、例えば、特開２０００−７８９９８号公報に開示されているような、積層された複数のシート状部材やブロック状部材にレーザ等で多数の孔を穿ち、その中にそれぞれ異なる核酸等の生体高分子プローブとゲル前駆体溶液を注入し、ゲル前駆体溶液を重合させた後シート化する方法により得ることができる。
ここで、上述した方法によりキャピラリー・アレイ・シートを作製する場合、孔の中へゲル前駆体溶液を注入する際に、気泡の巻き込みにより孔の中に溶液が完全に充填されず、貫通孔のゲルが欠落したキャピラリー・アレイ・シートが発生する可能性があり、キャピラリー・アレイ・シートの貫通孔のゲルの有無を検査する装置の開発が望まれている。
一方、キャピラリー・アレイ・シートの貫通孔に充填されたゲルは、ゲルの膨潤による表面形状の変形、ゲル内部の屈折率分布等によりレンズ作用（光の屈折）を発現することが分かった。よって、このレンズ作用によりキャピラリー・アレイ・シートは、平面上に多数のレンズが形成されたマイクロレンズと同様の光学特性を有する。従って、ゲルの有無による光学特性の違いを検出できれば、ゲルの有無の検出が可能となる。
平面上に多数のレンズが形成されたマイクロレンズの検査装置については、それぞれのレンズの光量透過率、焦点距離、光軸等の光学特性を測定し、多数のレンズの中から不良箇所を特定する方法が、特開平１１−１４２２８５号公報、特開２０００−９５８７号公報等に開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記公報等に開示されている方法は、光量透過率、焦点距離、光軸等の光学特性が均一に揃ったレンズの中から、結像により不良箇所を特定することを目的としている。しかし、本発明の検査の目的は、ゲルの有無を確認であって、ゲルの均一性の確認ではない。また、検査の対象物であるキャピラリー・アレイ・シートは、貫通孔に充填された各々のゲルの光学特性が不均一であるため、前記公報に開示の検査方法は適さない。
したがって、本発明はキャピラリー・アレイ・シートの厚み方向の多数の貫通孔にそれぞれ充填されたゲルの光学特性が不均一であっても、貫通孔のゲルの有無を確実に検出できるキャピラリー・アレイ・シートの検査方法を提供することを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、光学特性が不均一なキャピラリー・アレイ・シートの検査に適用し得る装置及び方法を見出し本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、シートの厚み方向に複数の貫通孔を有し、該貫通孔にゲルを保持したキャピラリー・アレイ・シートの検査方法であって、
受光装置の対物レンズの光軸上に、照明装置を配置し、
該受光装置と照明装置の間に、キャピラリー・アレイ・シートをその表面が光軸と直交するように配置し、
受光装置を光軸上で相対的に移動させ、複数の位置でキャピラリー・アレイ・シートを透過した透過光の光量パターンを読み取ること、
を含む、検査方法、である。
【０００５】
すなわち、本発明は、シートの厚み方向に複数の貫通孔を有し該貫通孔にレンズ作用を持つゲルを保持したキャピラリー・アレイ・シートの検査装置であって、前記キャピラリー・アレイ・シートを照明する照明装置、前記キャピラリー・アレイ・シートを透過した透過光を読み取る対物レンズを備えた受光装置を備え、前記対物レンズの光軸上に前記照明装置を配置し、前記照明装置と前記受光装置の間に前記キャピラリー・アレイ・シートの表面が前記光軸と直交するように前記キャピラリー・アレイ・シートを配置し、且つ、前記受光装置が前記光軸上を移動可能としたことを特徴とする前記検査装置、である。
及び前記キャピラリー・アレイ・シートを液体中に浸漬する浸漬装置
【０００６】
さらに、本発明は、上記キャピラリー・アレイ・シートの検査装置を用い、受光装置を光軸上で相対的に移動させ、複数の位置で読み取った光量パターンの変化からキャピラリー・アレイ・シートの検査を行うことを特徴とするキャピラリー・アレイ・シートの検査方法、である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面により、本発明の実施形態について詳細に説明する。
図１は、キャピラリー・アレイ・シート表面の模式図である。１２は貫通孔、１１は貫通孔に保持されている核酸等の生体高分子プローブが固定化されたゲルを表す。キャピラリー・アレイ・シートの作製方法としては、前述した特開平２０００−７８９９８号公報に開示されているような、積層された複数のシート状部材やブロック状部材にレーザ等で多数の孔を穿ち、その中にそれぞれ異なる核酸等の生体高分子プローブとゲル前駆体溶液を注入し、ゲル前駆体溶液を重合させた後シート化する方法や、特開２０００−２７０８７８号公報に開示されているような、それぞれ異なる核酸等の生体高分子が固定化された複数の生体高分子固定化ゲル保持中空繊維を規則的に配列した繊維集合体（３次元配列体）を繊維軸と交わる断面でスライスする方法などがある。
【０００８】
図２は、キャピラリー・アレイ・シートの断面図であり、貫通孔に保持されたゲルのレンズ作用を表わしている。２１，２２，２３は貫通孔に保持されたゲルであり、端面が膨潤で凸状になり、点光源Ｐ１から出射した光線がゲル２２の端面で屈折し一点に集光している様子を示している。同じように点光源Ｐ２から出射した光線もゲル２３を透過して一点に集光しているが、ゲル２３の方がゲル２２に比べ膨潤度が大きく、ゲル端面の凸状の曲率も大きいため、光線が大きく屈折し、ゲル２２を透過した光線に比べ、キャピラリー・アレー・シートに近い位置に集光している。ここでは、ゲルの膨潤によるレンズ作用の発現について例示したが、この他、ゲルの収縮によりゲル端面に凹状の局面が生じた場合やゲル内部にロッドレンズのような屈折率分布が形成された場合にも、同様なレンズ作用が発現する。
【０００９】
図３は、キャピラリー・アレイ・シート検査装置の模式図である。図３ではキャピラリー・アレイ・シート３３は、ガラス等の光透過性材料で構成される浸漬装置３４に設置されている。さらにキャピラリー・アレイ・シート３３を液体３５に浸漬し、且つ、キャピラリー・アレイ・シート３３が動かないように固定する。キャピラリー・アレイ・シートを液体中に浸漬するのはキャピラリー・アレイ・シートの貫通孔に保持されたゲルが乾燥するのを防ぐためである。該液体は、ゲルの乾燥を防ぎ、ゲルを汚染したり劣化させないものであれば良く、透明性が高いものが望ましい。しかし、ゲルが乾燥しない測定条件であれば、上記浸漬装置３４を具備する必要はない。
３０は照明装置であり、光源３１で発光した光をピンホール３２から出射する。光源としては光量調整が可能なハロゲンランプ、ＬＥＤ素子等が挙げられ、ピンホールとしてはピンホール径が可変なものが良い。
キャピラリー・アレイ・シート３３は、受光装置３６に設けられた対物レンズ３７の光軸上に配置された照明装置３０との間に、キャピラリー・アレイ・シート３３の表面が前記光軸と垂直に交わるように配置してある。受光装置３６は、対物レンズ３７でキャピラリー・アレイ・シート３３の貫通孔を透過してくるピンホール３２から出射した光をＣＣＤセンサー３８上に結像させ、ＣＣＤセンサー３８により１つ１つの貫通孔を透過してきた光の光量パターンを読み取る。さらに受光装置３６は、移動台３９に固定されており、移動台３９により、前記光軸上を移動できる。ここで、キャピラリー・アレイ・シート３３の表面の全貫通孔が対物レンズ３７の視野内に収まらない場合、キャピラリー・アレイ・シート３３の表面と平行な方向（２次元）に移動可能なＸＹステージ上に浸漬装置３４を取り付け、ＸＹステージを移動させれば、キャピラリー・アレイ・シート３３の表面の全貫通孔の光量パターンを読み取ることができる。
【００１０】
次に、キャピラリー・アレイ・シートの検査方法を説明する。
図４は、ピンホール３２から出射した光がキャピラリー・アレイ・シート３３の貫通孔１〜５を透過している様子を表す断面模式図である。図４では、ピンホール３２とキャピラリー・アレイ・シート３３の距離が短く描かれているが、ピンホール３２から出射した光が貫通孔の内壁で遮光されない様に、実際はキャピラリー・アレイ・シート３３の厚さ／貫通孔内径比の２０倍以上の距離から光を出射する。
【００１１】
位置ａの光量パターンが対物レンズ３７でＣＣＤセンサー３８上に結像する場所へ移動台３９を移動させ、位置ａでのキャピラリー・アレイ・シート３３の貫通孔１〜５を透過してきた光の光量パターンをＣＣＤセンサー３８で読み取る。同様に移動台３９を移動させ、位置ｂ，ｃ，ｄ，ｅでの光量パターンを読み取る。
【００１２】
図５は、図４の位置ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅで読み取ったキャピラリー・アレイ・シート３３の貫通孔１〜５を透過してきた光の光量パターンを表わす模式図である。図５に示すように、貫通孔に充填された１つ１つのゲルの光学特性が不揃いであれば、位置ａ〜ｅの何れか１つの位置で読み取った貫通孔１〜５を透過してきた光の光量パターンだけでは、貫通孔のゲルの有無を判定することはできない。しかし、読み取り位置を変えた時の貫通孔１〜５それぞれを透過してきた光の光量パターンの変化に着目すれば、読み取り位置ａ〜ｅでの貫通孔４を透過してきた光の光量パターンの変化は、他の貫通孔１，２，３，５を透過してきた光の光量パターンの変化に比べ、光量パターンの変化が小さい。これは、貫通孔４のゲルが欠落し、ゲルのレンズ作用による光の屈折が起こらないからである。
このようにして、複数の位置で光量パターンを読み取り、光量パターンの変化率の違いから、キャピラリー・アレイ・シートの貫通孔のゲルの有無を検出することが出来る。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。但し、本発明はこれら実施例によりその技術的範囲が限定されるものはない。
【００１４】
実施例１
キャピラリー・アレイ・シートの作製：
板の中央部に直径０．３２ｍｍの孔が０．４２ｍｍ間隔で、格子状に５×５、２５個配列された、厚さ０．１ｍｍの多孔板２枚を用い、その多孔板の全ての孔に、カーボンブラックで着色したポリメチルメタクリレート製中空繊維（外径０．２５ｍｍ、内径０．１６ｍｍ、長さ５００ｍｍ）を通過させ、この２枚の繊維を通過させた多孔板を５０ｍｍの間隔に広げ、その間をカーボンブラックで着色したポリウレタン樹脂で長さ５０ｍｍ、２０ｍｍ角の角柱状に包埋し、両端に樹脂で固定化されない部分を有する中空繊維配列体を得た。
得られた中空繊維配列体中の２２本の中空糸にゲル前駆体溶液とそれぞれ異なる種類の４０ベースの核酸プローブを充填し、残り３本の中空糸には何も充填せず、ゲル前駆体溶液を重合させ、その後、ミクロトームにて、繊維軸と直角方向に、厚さ０．５ｍｍの薄片を切り出すことによりキャピラリー・アレイ・シートを得た。
【００１５】
実施例２
キャピラリー・アレイ・シートの検査（ゲル抜けの検出）：
得られたキャピラリー・アレイ・シートを滅菌水を入れたガラス製シャーレの中に浸漬し、顕微鏡（ニコン製ＥＣＬＩＰＳＥ  Ｅ２００）のステージ上にセットした。顕微鏡は、対物レンズ４倍、接眼レンズ１０倍で、コンデンサを取り外し、視野絞り環付き透過照明にて視野絞り環を１〜２ｍｍφ程度に絞り、キャピラリー・アレイ・シートを照明した。手動でフォーカスハンドルを操作し、ステージを上下させながら、目視でキャピラリー・アレイ・シートを観察したところ、キャピラリー・アレイ・シートの貫通孔の何も充填されていない所（３ヶ所）とゲルが充填されている所（２２ヶ所）の光量パターンの変化が明らかに違うことが認識できた。何も充填されていない所の光量パターンは円形で、ステージを上下させても光量パターンの大きさはあまり変化せず、ゲルが充填されている所の光量パターンも円形であるが、ステージの上下に伴い大きく光量パターンの大きさが変化した。
【００１６】
【発明の効果】
本発明により、容易かつ確実にキャピラリー・アレイ・シートの貫通孔内のゲルの有無、すなわち、キャピラリー・アレイ・シートの良否を判定できる検査装置及び検査方法が提供される。
【００１７】
【図面の簡単な説明】
【図１】  キャピラリー・アレイ・シート表面の模式図である。
【図２】  キャピラリー・アレイ・シートの断面図であり、ピンホールから出射した光がキャピラリー・アレイ・シートの貫通孔に保持されたゲルを透過している様子を表す模式図である。
【図３】  キャピラリー・アレイ・シート検査装置の模式図である。
【図４】  ピンホールから出射した光がキャピラリー・アレイ・シートの貫通孔を透過している様子を表す断面模式図である。
【図５】  キャピラリー・アレイ・シートの貫通孔を透過してきた光の異なった位置での光量パターンを表す模式図である。
【００１８】
【符号の説明】
１１・・・・・・・・・核酸等の生体高分子が固定化されたゲル
１２・・・・・・・・・貫通孔
２１，２２，２３・・・貫通孔に保持されたゲル
３０・・・・・・・・・照明装置
３１・・・・・・・・・光源
３２・・・・・・・・・ピンホール
３３・・・・・・・・・キャピラリー・アレイ・シート
３４・・・・・・・・・浸漬装置
３５・・・・・・・・・液体
３６・・・・・・・・・受光装置
３７・・・・・・・・・対物レンズ
３８・・・・・・・・・ＣＣＤセンサー
３９・・・・・・・・・移動台
【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】
0004002097.tif 000006