(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのレーザ励起光源と、２種類以上の画像担体が選択的に載置されるステージと、前記少なくとも１つのレーザ励起光源から発せられたレーザ光により、前記画像担体上を走査して、前記レーザ光によって、前記画像担体を励起する走査機構と、前記レーザ光によって励起されて、前記画像担体から発せられた光を光電的に検出する光検出器と、前記画像担体から発せられた光を前記光検出器に導く共焦点光学系とを備えた画像読み取り装置において、さらに、前記共焦点光学系と前記光検出器との間に、径が可変のピンホールを有する共焦点切り換え手段と、前記共焦点切り換え手段を駆動する駆動手段と、前記ステージに載置された光の発光点の深さ方向の分布と変動が異なる前記画像担体を支持するホルダーの種類を検出するホルダーセンサと、前記ホルダーセンサの検出信号にしたがって、前記駆動手段を制御する共焦点切り換え制御手段を備え、前記共焦点切り換え制御手段が、前記ホルダーセンサの検出信号に基づいて、前記ステージに載置された画像担体の種類を判定して、前記レーザ光により前記ホルダーに支持された前記画像担体が励起されて、前記画像担体から発せられる光の発光点の深さ方向の分布と変動の大きさを判定し、前記画像担体から発せられる光の発光点の深さ方向の分布と変動の大きさに応じて、前記駆動手段を制御して、前記共焦点切り換え手段を駆動するように構成されたことを特徴とする画像読み取り装置。
【請求項２】
前記共焦点切り換え手段が、径の異なる複数のピンホールが形成された矩形状の板部材によって構成され、前記駆動手段が、各ピンホールが前記画像担体から発せられた光の光路内に選択的に位置するように、前記共焦点切り換え手段をスライド可能に構成されたことを特徴とする請求項１に記載の画像読み取り装置。
【請求項３】
前記共焦点切り換え手段が、径の異なる複数のピンホールが形成された円形の板部材によって構成され、前記駆動手段が、各ピンホールが前記画像担体から発せられた光の光路内に選択的に位置するように、前記共焦点切り換え手段を回転可能に構成されたことを特徴とする請求項１に記載の画像読み取り装置。
【請求項４】
前記共焦点切り換え手段が、中心部が前記画像担体から発せられた光の光路内に選択的に位置するように配置された虹彩絞りによって構成され、前記駆動手段が、前記虹彩絞りの径を変化させるように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の画像読み取り装置。
【請求項５】
前記共焦点切り換え手段が、少なくとも１つのピンホールが形成された板状部材によって構成され、前記駆動手段が、前記少なくとも１つのピンホールが前記画像担体から発せられた光の光路内に位置する共焦点位置と、前記画像担体から発せられた光の光路から退避した退避位置との間で、スライド可能に構成されたことを特徴とする請求項１に記載の画像読み取り装置。
【請求項６】
前記２種類以上の画像担体が、少なくともＤＮＡマイクロアレイを含むことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の画像読み取り装置。
【請求項７】
前記２種類以上の画像担体が、さらに、蛍光画像検出システムによって生成された蛍光物質の画像を担持した支持体、オートラジオグラフィ画像を担持した蓄積性蛍光体シート、電子顕微鏡画像を担持した蓄積性蛍光体シート、放射線回折画像を担持した蓄積性蛍光体シートおよび化学発光画像を担持した蓄積性蛍光体シートよりなる群から選ばれる少なくとも１種の画像担体を含むことを特徴とする請求項６に記載の画像読み取り装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像読み取り装置に関するものであり、さらに詳細には、マイクロアレイ画像検出システムのみならず、蓄積性蛍光体シートを用いたオートラジオグラフィ画像検出システム、化学発光画像検出システム、電子顕微鏡による画像検出システムおよび放射線回折画像検出システムならびに蛍光画像検出システムにも使用可能な画像読み取り装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
放射線が照射されると、放射線のエネルギーを吸収して、蓄積、記録し、その後に、特定の波長域の電磁波を用いて励起すると、照射された放射線のエネルギーの量に応じた光量の輝尽光を発する特性を有する輝尽性蛍光体を、放射線の検出材料として用い、放射性標識を付与した物質を、生物体に投与した後、その生物体あるいはその生物体の組織の一部を試料とし、この試料を、輝尽性蛍光体層が設けられた蓄積性蛍光体シートと一定時間重ね合わせることにより、放射線エネルギーを輝尽性蛍光体に、蓄積、記録し、しかる後に、電磁波によって、輝尽性蛍光体層を走査して、輝尽性蛍光体を励起し、輝尽性蛍光体から放出された輝尽光を光電的に検出して、ディジタル画像信号を生成し、画像処理を施して、ＣＲＴなどの表示手段上あるいは写真フイルムなどの記録材料上に、画像を再生するように構成されたオートラジオグラフィ画像検出システムが知られている（たとえば、特公平１−６０７８４号公報、特公平１−６０７８２号公報、特公平４−３９５２号公報など）。
【０００３】
さらに、光が照射されると、そのエネルギーを吸収して、蓄積、記録し、その後に、特定の波長域の電磁波を用いて励起すると、照射された光のエネルギーの量に応じた光量の輝尽光を発する特性を有する輝尽性蛍光体を、光の検出材料として用い、蛋白質、核酸配列などの固定された高分子を、化学発光物質と接触して、化学発光を生じさせる標識物質により、選択的に標識し、標識物質によって選択的に標識された高分子と、化学発光物質とを接触させて、化学発光物質と標識物質との接触によって生ずる可視光波長域の化学発光を、蓄積性蛍光体シートに設けられた輝尽性蛍光体層に、蓄積、記録し、しかる後に、電磁波により、輝尽性蛍光体層を走査して、輝尽性蛍光体を励起し、輝尽性蛍光体から放出された輝尽光を光電的に検出して、ディジタル画像信号を生成し、画像処理を施して、ＣＲＴなどの表示手段あるいは写真フイルムなどの記録材料上に、放射線画像を再生して、遺伝子情報などの高分子に関する情報を得るようにした化学発光画像検出システムが知られている（たとえば、米国特許第５，０２８，７９３号、英国特許出願公開ＧＢ第２，２４６，１９７Ａなど。）。
【０００４】
また、電子線あるいは放射線が照射されると、電子線あるいは放射線のエネルギーを吸収して、蓄積、記録し、その後に、特定の波長域の電磁波を用いて励起すると、照射された電子線あるいは放射線のエネルギーの量に応じた光量の輝尽光を発する特性を有する輝尽性蛍光体を、電子線あるいは放射線の検出材料として用い、金属あるいは非金属試料などに電子線を照射し、試料の回折像あるいは透過像などを検出して、元素分析、試料の組成解析、試料の構造解析などをおこなったり、生物体組織に電子線を照射して、生物体組織の画像を検出する電子顕微鏡による画像検出システム、放射線を試料に照射し、得られた放射線回折像を検出して、試料の構造解析などをおこなう放射線回折画像検出システムなどが知られている（たとえば、特開昭６１−５１７３８号公報、特開昭６１−９３５３８号公報、特開昭５９−１５８４３号公報など）。
【０００５】
これらの蓄積性蛍光体シートを画像の検出材料として使用するシステムは、写真フイルムを用いる場合とは異なり、現像処理という化学的処理が不必要であるだけでなく、得られた画像データに画像処理を施すことにより、所望のように、画像を再生し、あるいは、コンピュータによる定量解析が可能になるという利点を有している。
【０００６】
他方、オートラジオグラフィシステムにおける放射性標識物質に代えて、蛍光物質を標識物質として使用した蛍光画像検出（fluorescence) システムが知られている。このシステムによれば、蛍光画像の読み取ることにより、遺伝子配列、遺伝子の発現レベル、蛋白質の分離、同定、あるいは、分子量、特性の評価などをおこなうことができ、たとえば、電気泳動させるべき複数のＤＮＡ断片を含む溶液中に、蛍光色素を加えた後に、複数のＤＮＡ断片をゲル支持体上で電気泳動させ、あるいは、蛍光色素を含有させたゲル支持体上で、複数のＤＮＡ断片を電気泳動させ、あるいは、複数のＤＮＡ断片を、ゲル支持体上で、電気泳動させた後に、ゲル支持体を蛍光色素を含んだ溶液に浸すなどして、電気泳動されたＤＮＡ断片を標識し、励起光により、蛍光色素を励起して、生じた蛍光を検出することによって、画像を生成し、ゲル支持体上のＤＮＡを分布を検出したり、あるいは、複数のＤＮＡ断片を、ゲル支持体上で、電気泳動させた後に、ＤＮＡを変性（denaturation) し、次いで、サザン・ブロッティング法により、ニトロセルロースなどの転写支持体上に、変性ＤＮＡ断片の少なくとも一部を転写し、目的とするＤＮＡと相補的なＤＮＡもしくはＲＮＡを蛍光色素で標識して調製したプローブと変性ＤＮＡ断片とをハイブリダイズさせ、プローブＤＮＡもしくはプローブＲＮＡと相補的なＤＮＡ断片のみを選択的に標識し、励起光によって、蛍光色素を励起して、生じた蛍光を検出することにより、画像を生成し、転写支持体上の目的とするＤＮＡを分布を検出したりすることができる。さらに、標識物質により標識した目的とする遺伝子を含むＤＮＡと相補的なＤＮＡプローブを調製して、転写支持体上のＤＮＡとハイブリダイズさせ、酵素を、標識物質により標識された相補的なＤＮＡと結合させた後、蛍光基質と接触させて、蛍光基質を蛍光を発する蛍光物質に変化させ、励起光によって、生成された蛍光物質を励起して、生じた蛍光を検出することによって、画像を生成し、転写支持体上の目的とするＤＮＡの分布を検出したりすることもできる。この蛍光画像検出システムは、放射性物質を使用することなく、簡易に、遺伝子配列などを検出することができるという利点がある。
【０００７】
さらに、近年、スライドガラス板やメンブレンフィルタなどの担体表面上の異なる位置に、ホルモン類、腫瘍マーカー、酵素、抗体、抗原、アブザイム、その他のタンパク質、核酸、ｃＤＮＡ、ＤＮＡ、ＲＮＡなど、生体由来の物質と特異的に結合可能で、かつ、塩基配列や塩基の長さ、組成などが既知の特異的結合物質を、スポッター装置を用いて、滴下して、多数の独立したスポットを形成し、次いで、ホルモン類、腫瘍マーカー、酵素、抗体、抗原、アブザイム、その他のタンパク質、核酸、ｃＤＮＡ、ＤＮＡ、ｍＲＮＡなど、抽出、単離などによって、生体から採取され、あるいは、さらに、化学的処理、化学修飾などの処理が施された生体由来の物質であって、蛍光物質、色素などの標識物質により標識された物質をハイブリダイズさせたマイクロアレイに、励起光を照射して、蛍光物質、色素などの標識物質から発せられた蛍光などの光を光電的に検出して、生体由来の物質を解析するマイクロアレイ画像検出システムが開発されている。このマイクロアレイ画像検出システムによれば、スライドガラス板などのなどの担体表面上の異なる位置に、数多くの特異的結合物質のスポットを高密度に形成して、標識物質によって標識された生体由来の物質をハイブリダイズさせることによって、短時間に、生体由来の物質を解析することが可能になるという利点がある。
【０００８】
これらのオートラジオグラフィ画像検出システム、化学発光画像検出システム、電子顕微鏡による画像検出システム、放射線回折画像検出システム、蛍光画像検出システム、マイクロアレイ画像検出システムは、同様の目的に使用されるものであるため、これらのシステムの少なくとも２つのシステムに共通して、使用できる画像読み取り装置の開発が望まれており、蓄積性蛍光体シートを用いたオートラジオグラフィ画像検出システム、化学発光画像検出システム、電子顕微鏡による画像検出システムおよび放射線回折画像検出システムと、蛍光画像検出システムに共通して使用可能な画像読み取り装置はすでに提案され、また、蓄積性蛍光体シートを使用しないで、化学発光画像を形成する化学発光画像検出システムと、蛍光画像検出システムに共通して、使用可能な画像読み取り装置も提案されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、蛍光画像検出システムにあっては、ゲル支持体や転写支持体に含まれている蛍光物質を励起して、蛍光物質から発せられる蛍光を検出するものであるため、画像読み取り装置が、焦点深度の深い光学系を備えていることが要求され、また、蓄積性蛍光体シートを用いたオートラジオグラフィ画像検出システム、化学発光画像検出システム、電子顕微鏡による画像検出システムおよび放射線回折画像検出システムにあっても、蓄積性蛍光体シートの表面に形成された輝尽性蛍光体層内の輝尽性蛍光体から輝尽光が発せられるため、画像読み取り装置には、焦点深度がある程度深い光学系を備えていることが要求されるのに対して、マイクロアレイ検出システム用の画像読み取り装置にあっては、スライドガラス板やメンブレンフィルタなどの表面上で、特異的結合物質とハイブリダイズした生体由来の物質を標識している蛍光物質からの蛍光を検出して、マイクロアレイ画像を光電的に検出するものであるため、Ｓ／Ｎ比を向上させる目的で、共焦点光学系を採用することが必要とされている。
【００１０】
そのため、マイクロアレイ画像検出システム用の画像読み取り装置にあっては、光学系の焦点深度が浅く、マイクロアレイ画像を高いＳ／Ｎ比で、読み取ることはできても、ゲル支持体や転写支持体に含まれている蛍光物質から発せられる蛍光や、蓄積性蛍光体シートから発せられた輝尽光を光電的に読み取って、十分に高い信号強度を有する画像データを生成することができないという問題があった。
【００１１】
ことに、マイクロアレイ画像検出システム用の画像読み取り装置においては、予備実験などで、ゲル支持体や転写支持体上に、電気泳動された試料の蛍光画像を読み解くことがしばしば要求されるが、従来のマイクロアレイ画像検出システム用の画像読み取り装置の場合には、このような蛍光画像を感度よく読み取ることができず、別の画像読み取り装置を使用せざるを得ないという問題を有していた。
【００１２】
したがって、本発明は、マイクロアレイ画像検出システムのみならず、蓄積性蛍光体シートを用いたオートラジオグラフィ画像検出システム、化学発光画像検出システム、電子顕微鏡による画像検出システムおよび放射線回折画像検出システムならびに蛍光画像検出システムにも使用可能な画像読み取り装置を提供することを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明のかかる目的は、少なくとも１つのレーザ励起光源と、２種類以上の画像担体が選択的に載置されるステージと、前記少なくとも１つのレーザ励起光源から発せられたレーザ光により、前記画像担体上を走査して、前記レーザ光によって、前記画像担体を励起する走査機構と、前記レーザ光によって励起されて、前記画像担体から発せられた光を光電的に検出する光検出器と、前記画像担体から発せられた光を前記光検出器に導く共焦点光学系とを備えた画像読み取り装置において、さらに、前記共焦点光学系と前記光検出器との間に、径が可変のピンホールを有する共焦点切り換え手段と、前記共焦点切り換え手段を駆動する駆動手段と、前記ステージに載置された光の発光点の深さ方向の分布と変動が異なる前記画像担体を支持するホルダーの種類を検出するホルダーセンサと、前記ホルダーセンサの検出信号にしたがって、前記駆動手段を制御する共焦点切り換え制御手段を備え、前記共焦点切り換え制御手段が、前記ホルダーセンサの検出信号に基づいて、前記ステージに載置された画像担体の種類を判定して、前記レーザ光により前記ホルダーに支持された前記画像担体が励起されて、前記画像担体から発せられる光の発光点の深さ方向の分布と変動の大きさを判定し、前記画像担体から発せられる光の発光点の深さ方向の分布と変動の大きさに応じて、前記駆動手段を制御して、前記共焦点切り換え手段を駆動するように構成されたことを特徴とする画像読み取り装置によって達成される。
【００１４】
本発明によれば、画像担体が励起されて、画像担体から発せられた光は、共焦点光学系により導かれ、径が可変のピンホールを有する共焦点切り換え手段を介して、光検出器によって検出されるが、その際、画像担体を支持するホルダーの種類をホルダーセンサによって検出し、画像担体から発せられる光の発光点の深さ方向の分布と変動に応じて、共焦点切り換え手段を駆動し、画像担体から発せられた光の光路内に、所望の径を有するピンホールを位置させることができるから、マイクロアレイ画像検出システムにおいて、スライドガラス板やメンブレンフィルタなどの表面から発せられた蛍光を、共焦点光学系により、共焦点切り換え手段の径の小さなピンホール上に結像させ、光検出器によって受光することによって、きわめて容易に、しかも、確実に、高いＳ／Ｎ比で、マイクロアレイ画像を読み取ることが可能になるとともに、画像担体から放出された光を、共焦点切り換え手段の径の大きいピンホールを介して、光検出器に検出させることによって、ゲル支持体や転写支持体の内部から放出される蛍光や、蓄積性蛍光体シートに形成された輝尽性蛍光体層の内部から放出される輝尽光を光電的に読み取って、きわめて容易に、かつ、確実に、十分に高い信号強度を有する画像データを生成することが可能になる。
【００１５】
本発明において、径が可変のピンホールを有するとは、ピンホールの径が異なる場合のみならず、少なくとも１つのピンホールと、光路内にピンホールが存在しない場合をも包含する。
【００１６】
本発明の好ましい実施態様においては、前記共焦点切り換え手段が、径の異なる複数のピンホールが形成された矩形状の板部材によって構成され、前記駆動手段が、各ピンホールが前記画像担体から発せられた光の光路内に選択的に位置するように、前記共焦点切り換え手段をスライド可能に構成されている。
【００１７】
本発明の好ましい実施態様によれば、画像担体の種類に応じて、所望のピンホールを選択して、共焦点切り換え手段をスライドさせることによって、きわめて容易に、所望のピンホールを画像担体から発せられた光の光路内に位置させることができるから、マイクロアレイ画像検出システムにおいて、スライドガラス板やメンブレンフィルタなどの表面から発せられた蛍光を、共焦点光学系により、共焦点切り換え手段の径の小さなピンホール上に結像させ、光検出器によって受光することにより、きわめて容易に、高いＳ／Ｎ比で、マイクロアレイ画像を読み取ることが可能になるとともに、画像担体から放出された光を、共焦点切り換え手段の径の大きいピンホールを介して、光検出器に検出させることによって、ゲル支持体や転写支持体の内部から放出される蛍光や、蓄積性蛍光体シートに形成された輝尽性蛍光体層の内部から放出される輝尽光を光電的に読み取って、きわめて容易に、十分に高い信号強度を有する画像データを生成することが可能になる。
【００１８】
本発明の別の好ましい実施態様においては、前記共焦点切り換え手段が、径の異なる複数のピンホールが形成された円形の板部材によって構成され、前記駆動手段が、各ピンホールが前記画像担体から発せられた光の光路内に選択的に位置するように、前記共焦点切り換え手段を回転可能に構成されている。
【００１９】
本発明の別の好ましい実施態様によれば、画像担体の種類に応じて、所望のピンホールを選択して、共焦点切り換え手段を回転させることによって、きわめて容易に、所望のピンホールを画像担体から発せられた光の光路内に位置させることができるから、マイクロアレイ画像検出システムにおいて、スライドガラス板やメンブレンフィルタなどの表面から発せられた蛍光を、共焦点光学系により、共焦点切り換え手段の径の小さなピンホール上に結像させ、光検出器によって受光することによって、きわめて容易に、高いＳ／Ｎ比で、マイクロアレイ画像を読み取ることが可能になるとともに、画像担体から放出された光を、共焦点切り換え手段の径の大きいピンホールを介して、光検出器に検出させることによって、ゲル支持体や転写支持体の内部から放出される蛍光や、蓄積性蛍光体シートに形成された輝尽性蛍光体層の内部から放出される輝尽光を光電的に読み取って、きわめて容易に、十分に高い信号強度を有する画像データを生成することが可能になる。
【００２０】
本発明のさらに別の好ましい実施態様においては、前記共焦点切り換え手段が、中心部が前記画像担体から発せられた光の光路内に選択的に位置するように配置された虹彩絞りによって構成され、前記駆動手段が、前記虹彩絞りの径を変化させるように構成されている。
【００２１】
本発明のさらに別の好ましい実施態様によれば、画像担体の種類に応じて、駆動手段により、虹彩絞りの径が所望の径になるように、変化させることによって、きわめて容易に、画像担体から発せられた光を、所望の径のピンホールを介して、光検出器によって受光させることが可能となるから、マイクロアレイ画像検出システムにおいて、スライドガラス板やメンブレンフィルタなどの表面から発せられた蛍光を、共焦点光学系により、共焦点切り換え手段の径の小さなピンホール上に結像させ、光検出器によって受光することにより、きわめて容易に、高いＳ／Ｎ比で、マイクロアレイ画像を読み取ることが可能になるとともに、画像担体から放出された光を、共焦点切り換え手段の径の大きいピンホールを介して、光検出器に検出させることによって、ゲル支持体や転写支持体の内部から放出される蛍光や、蓄積性蛍光体シートに形成された輝尽性蛍光体層の内部から放出される輝尽光を光電的に読み取って、きわめて容易に、十分に高い信号強度を有する画像データを生成することが可能になる。
【００２２】
本発明のさらに別の好ましい実施態様においては、前記共焦点切り換え手段が、少なくとも１つのピンホールが形成された板状部材によって構成され、前記駆動手段が、前記少なくとも１つのピンホールが前記画像担体から発せられた光の光路内に位置する共焦点位置と、前記画像担体から発せられた光の光路から退避した退避位置との間で、スライド可能に構成されている。
【００２３】
本発明のさらに別の好ましい実施態様によれば、駆動手段によって、少なくとも１つのピンホールが画像担体から発せられた光の光路内に位置するように、共焦点切り換え手段を移動させることによって、マイクロアレイ画像検出システムにおいて、スライドガラス板やメンブレンフィルタなどの表面から発せられた蛍光を、共焦点光学系により、共焦点切り換え手段の径の小さなピンホール上に結像させ、光検出器によって受光することによって、きわめて容易に、高いＳ／Ｎ比で、マイクロアレイ画像を読み取ることが可能になるとともに、駆動手段により、共焦点切り換え手段を退避位置に移動させて、画像担体から放出された光を、光検出器に検出させることによって、ゲル支持体や転写支持体の内部から放出される蛍光や、蓄積性蛍光体シートに形成された輝尽性蛍光体層の内部から放出される輝尽光を光電的に読み取って、きわめて容易に、十分に高い信号強度を有する画像データを生成することが可能になる。
【００２６】
本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記２種類以上の画像担体が、少なくともＤＮＡマイクロアレイを含んでいる。
【００２７】
本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記２種類以上の画像担体が、さらに、蛍光画像検出システムによって生成された蛍光物質の画像を担持した支持体、オートラジオグラフィ画像を担持した蓄積性蛍光体シート、電子顕微鏡画像を担持した蓄積性蛍光体シート、放射線回折画像を担持した蓄積性蛍光体シートおよび化学発光画像を担持した蓄積性蛍光体シートよりなる群から選ばれる少なくとも１種の画像担体を含んでいる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて、本発明の好ましい実施態様につき、詳細に説明を加える。
【００２９】
図１は、本発明の好ましい実施態様にかかる画像読み取り装置の略斜視図である。
【００３０】
図１に示されるように、本実施態様にかかる画像読み取り装置は、６４０ｎｍの波長のレーザ光４を発する第１のレーザ励起光源１と、５３２ｎｍの波長のレーザ光４を発する第２のレーザ励起光源２と、４７３ｎｍの波長のレーザ光４を発する第３のレーザ励起光源３とを備えている。本実施態様においては、第１のレーザ励起光源は、半導体レーザ光源によって構成され、第２のレーザ励起光源２および第３のレーザ励起光源３は、第二高調波生成（Second Harmonic Generation) 素子によって構成されている。
【００３１】
第１のレーザ励起光源１により発生されたレーザ光４は、コリメータレンズ５により、平行光とされた後、ミラー６によって反射される。第１のレーザ励起光源１から発せられ、ミラー６によって反射されたレーザ光４の光路には、６４０ｎｍのレーザ光４を透過し、５３２ｎｍの波長の光を反射する第１のダイクロイックミラー７および５３２ｎｍ以上の波長の光を透過し、４７３ｎｍの波長の光を反射する第２のダイクロイックミラー８が設けられており、第１のレーザ励起光源１により発生されたレーザ光４は、第１のダイクロイックミラー７および第２のダイクロイックミラー８を透過して、光学ユニット１５に入射する。
【００３２】
他方、第２のレーザ励起光源２より発生されたレーザ光４は、コリメータレンズ９により、平行光とされた後、第１のダイクロイックミラー７によって反射されて、その向きが９０度変えられて、第２のダイクロイックミラー８を透過し、光学ユニット１５に入射する。
【００３３】
また、第３のレーザ励起光源３から発生されたレーザ光４は、コリメータレンズ１０によって、平行光とされた後、第２のダイクロイックミラー８により反射されて、その向きが９０度変えられた後、光学ユニット１５に入射する。
【００３４】
光学ユニット１５は、ミラー１６と、その中央部に穴１７が形成された穴明きミラー１８と、レンズ１９を備えており、光学ユニット１５に入射したレーザ光４は、ミラー１６によって反射され、穴明きミラー１８に形成された穴１７およびレンズ１９を通過して、ステージ２０にセットされた画像担体２１上に入射する。ステージ２０は、走査機構（図示せず）によって、図１において、Ｘ−Ｙ方向に移動可能に構成されている。
【００３５】
本実施態様にかかる画像読み取り装置は、ＤＮＡマイクロアレイに担持された蛍光色素のマイクロアレイ画像、ゲル支持体あるいは転写支持体などに記録された蛍光色素の電気泳動画像および蓄積性蛍光体シートに設けられた輝尽性蛍光体層に記録された放射性標識物質の位置情報に関するオートラジオグラフィ画像を読み取り可能に構成されている。
【００３６】
ＤＮＡマイクロアレイは、たとえば、以下のようにして、生成される。
【００３７】
まず、スライドガラス板の表面を、ポリ−Ｌ−リジン溶液などによって、前処理し、次いで、スライドガラス板の表面上の所定の位置に、塩基配列が既知の互いに異なった複数の特異的結合物質であるｃＤＮＡを、スポッター装置を使用して、滴下する。
【００３８】
他方、検体であるｍＲＮＡを生体細胞から抽出し、さらに、ｍＲＮＡから３’末端にポリＡを有するＲＮＡを抽出する。こうして抽出したポリＡを末端に有するＲＮＡからｃＤＮＡを合成する際に、標識物質であるＣｙ−５（登録商標）を存在させて、Ｃｙ−５によって標識されたプローブＤＮＡを生成する。
【００３９】
こうして得たＣｙ−５によって標識されたプローブＤＮＡを所定の溶液に調整し、特異的結合物質であるｃＤＮＡが滴下されたスライドガラスの表面上に静かに載せて、ハイブリダイズさせる。図２は、こうして得られたＤＮＡマイクロアレイ２２の略斜視図であり、図２において、２３は、滴下されたｃＤＮＡを示している。
【００４０】
他方、蛍光色素によって標識された変性ＤＮＡの電気泳動画像は、たとえば、次のようにして、転写支持体に記録される。
【００４１】
すなわち、まず、目的とする遺伝子からなるＤＮＡ断片を含む複数のＤＮＡ断片を、ゲル支持媒体上で、電気泳動させることにより、分離展開し、アルカリ処理によって変性（denaturation) して、一本鎖のＤＮＡとする。
【００４２】
次いで、公知のサザン・ブロッティング法により、このゲル支持媒体と転写支持体とを重ね合わせ、転写支持体上に、変性ＤＮＡ断片の少なくとも一部を転写して、加温処理および紫外線照射によって、固定する。
【００４３】
その後、目的とする遺伝子のＤＮＡと相補的なＤＮＡあるいはＲＮＡを蛍光色素で標識して調製したプローブと転写支持体１２上の変性ＤＮＡ断片とを、加温処理によって、ハイブリタイズさせ、二本鎖のＤＮＡの形成（re−naturation)またはＤＮＡ・ＲＮＡ結合体の形成をおこなう。次いで、たとえば、フルオレセイン、ローダミン、Ｃｙ−５ などの蛍光色素を用いて、それぞれ、目的とする遺伝子のＤＮＡと相補的なＤＮＡあるいはＲＮＡを標識してプローブが調製される。このとき、転写支持体上の変性ＤＮＡ断片は固定されているので、プローブＤＮＡまたはプローブＲＮＡと相補的なＤＮＡ断片のみがハイブリタイズして、蛍光標識プローブを捕獲する。しかる後に、適当な溶液で、ハイブリッドを形成しなかったプローブを洗い流すことにより、転写支持体上では、目的遺伝子を有するＤＮＡ断片のみが、蛍光標識が付与されたＤＮＡまたはＲＮＡとハイブリッドを形成し、蛍光標識が付与される。こうして、得られた転写支持体に、蛍光色素により標識された変性ＤＮＡの電気泳動画像が記録される。
【００４４】
さらに、放射性標識物質の位置情報は、以下のようにして、蓄積性蛍光体シートに形成された輝尽性蛍光体層に記録される。ここに、位置情報とは、試料中における放射性標識物質もしくはその集合体の位置を中心とした各種の情報、たとえば、試料中に存在する放射性標識物質の集合体の存在位置と形状、その位置における放射性標識物質の濃度、分布などからなる情報の一つもしくは任意の組み合わせとして得られる各種の情報を意味するものである。
【００４５】
たとえば、サザン・ブロット・ハイブリタイゼーション法を利用した遺伝子中の放射性標識物質の位置情報を、蓄積性蛍光体シートに形成された輝尽性蛍光体層に記録する場合には、まず、目的とする遺伝子からなるＤＮＡ断片を含む複数のＤＮＡ断片を、ゲル支持媒体上で、電気泳動をおこなうことにより、分離展開し、アルカリ処理により変性（denaturation) して、一本鎖のＤＮＡとする。
【００４６】
次いで、公知のサザン・ブロッティング法によって、このゲル支持媒体とニトロセルロースフィルタなどの転写支持体とを重ね合わせ、転写支持体上に、変性ＤＮＡ断片の少なくとも一部を転写して、加温処理および紫外線照射により、固定する。
【００４７】
さらに、目的とする遺伝子のＤＮＡと相補的なＤＮＡあるいはＲＮＡを放射性標識するなどの方法により調製したプローブと転写支持体上の変性ＤＮＡ断片とを、加温処理により、ハイブリタイズさせ、二本鎖のＤＮＡの形成（re−naturation) またはＤＮＡ・ＲＮＡ結合体の形成をおこなう。このとき、転写支持体上の変性ＤＮＡ断片は固定されているので、プローブＤＮＡまたはプローブＲＮＡと相補的なＤＮＡ断片のみが、ハイブリタイズして、放射性標識プローブを捕獲する。
【００４８】
しかる後に、適当な溶液で、ハイブリッドを形成しなかったプローブを洗い流すことにより、転写支持体上では、目的遺伝子を有するＤＮＡ断片のみが、放射性標識が付与されたＤＮＡまたはＲＮＡとハイブリッドを形成し、放射性標識が付与される。その後、乾燥させた転写支持体と蓄積性蛍光体シートとを、一定時間重ね合わせて、露光操作をおこなうことによって、転写支持体上の放射性標識物質から放出される放射線の少なくとも一部が、蓄積性蛍光体シートに形成された輝尽性蛍光体層に吸収され、試料中の放射性標識物質の位置情報が、画像の形で、輝尽性蛍光体層に蓄積記録される。
【００４９】
光学ユニット１５から、レーザ光４が画像担体２１上に入射すると、画像担体２１が、ＤＮＡマイクロアレイや、蛍光物質の画像を担持したゲル支持体や転写支持体などの場合には、レーザ光４によって、蛍光物質が励起されて、蛍光が発せられ、また、画像担体２１が、放射性標識物質の位置情報に関するオートラジオグラフィ画像を担持した蓄積性蛍光体シートの場合には、輝尽性蛍光体層に含まれた輝尽性蛍光体が励起され、輝尽光が発せられる。
【００５０】
画像担体２１から発せられた蛍光または輝尽光２５は、光学ユニット１５のレンズ１９によって、平行な光にされ、穴明きミラー１７によって反射されて、４枚のフィルタ２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄを備えたフィルタユニット２７のいずれかのフィルタ２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄに入射する。
【００５１】
フィルタユニット２７は、モータ（図示せず）によって、図１において、左右方向に移動可能に構成され、使用されるレーザ励起光源の種類によって、所定のフィルタ２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄが、蛍光または輝尽光２５の光路に位置するように構成されている。
【００５２】
ここに、フィルタ２８ａは、第１のレーザ励起光源１を用いて、画像担体２１に含まれている蛍光物質を励起し、蛍光を読み取るときに使用されるフィルタであり、６４０ｎｍの波長の光をカットし、６４０ｎｍよりも波長の長い光を透過する性質を有しており、フィルタ２８ｂは、第２のレーザ励起光源２を用いて、画像担体２１に含まれている蛍光色素を励起し、蛍光を読み取るときに使用されるフィルタであり、５３２ｎｍの波長の光をカットし、５３２ｎｍよりも波長の長い光を透過する性質を有している。さらに、フィルタ２８ｃは、第３のレーザ励起光源３を用いて、画像担体２１に含まれている蛍光色素を励起し、蛍光を読み取るときに使用されるフィルタであり、４７３ｎｍの波長の光をカットし、４７３ｎｍよりも波長の長い光を透過する性質を有している。また、フィルタ２８ｄは、画像担体２１が蓄積性蛍光体シートである場合に、第１のレーザ励起光源１を用いて、蓄積性蛍光体シートに含まれた輝尽性蛍光体を励起し、輝尽性蛍光体から発せられた輝尽光を読み取るときに使用されるフィルタであり、輝尽性蛍光体から発光される輝尽光の波長域の光のみを透過し、６４０ｎｍの波長の光をカットする性質を有している。したがって、使用すべきレーザ励起光源の種類、すなわち、画像担体２１が担持しているのが、蛍光画像か放射性標識物質の位置情報の画像か否か、試料を標識している蛍光物質の種類に応じて、これらのフィルタ２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄを選択的に使用することにより、ノイズとなる波長域の光をカットすることが可能になる。
【００５３】
フィルタユニット２７のフィルタ２８ａ、２８ｂ、２８ｃを透過して、所定の波長域の光がカットされた後、蛍光または輝尽光２５は、ミラー２９に入射し、反射されて、レンズ３０によって、集光される。
【００５４】
レンズ１９とレンズ３０は、共焦点光学系を構成している。このように、共焦点光学系を採用しているのは、ＤＮＡマイクロアレイに担持された画像を読み取るときに、スライドガラス板上に形成された微小なスポット状サンプルから放出された蛍光を、高いＳ／Ｎ比で読み取ることができるようにするためである。
【００５５】
レンズ３０の焦点の位置には、共焦点切り換え部材３１が設けられている。
【００５６】
図３は、共焦点切り換え部材３１の略正面図である。
【００５７】
図３に示されるように、共焦点切り換え部材３１は、板状をなし、径の異なる３つのピンホール３２ａ、３２ｂ、３２ｃが形成されている。最も径の小さいピンホール３２ａは、ＤＮＡマイクロアレイに担持された蛍光画像を読み取るときに、ＤＮＡマイクロアレイから放出された蛍光の光路に配置されるものであり、最も径の大きいピンホール３２ｃは、転写支持体やゲル支持体に担持された蛍光画像を読み取るときに、転写支持体やゲル支持体から放出された蛍光の光路に配置されるものである。また、中間の径を有するピンホール３２ｂは、蓄積性蛍光体シートに形成された輝尽性蛍光体層に記録された放射性標識物質の位置情報に関するオートラジオグラフィ画像を読み取るときに、輝尽性蛍光体層から放出された輝尽光の光路に配置されるものである。
【００５８】
このように、レンズ３０の焦点の位置に、共焦点切り換え部材３１を設けて、ＤＮＡマイクロアレイに担持された蛍光画像を読み取るときに、最も径の小さいピンホール３２ａを蛍光の光路に位置させているのは、レーザ光４によって、蛍光物質を励起して、ＤＮＡマイクロアレイに担持された蛍光画像を読み取るときは、蛍光はスライドガラス板の表面から放出され、発光点は深さ方向にほぼ一定であるため、共焦点光学系を用いて、径の小さいピンホール３２ａに結像させることがＳ／Ｎ比を向上させる上で望ましいからである。
【００５９】
これに対して、転写支持体やゲル支持体に担持された蛍光画像を読み取るときに、最も径の大きいピンホール３２ｃを蛍光の光路に位置させているのは、レーザ光４によって、蛍光物質を励起して、転写支持体やゲル支持体に担持された蛍光画像を読み取るときは、蛍光物質は転写支持体やゲル支持体の深さ方向に分布しており、しかも、発光点が深さ方向に変動するので、共焦点光学系によって、径の小さいピンホールに結像させることができず、径の小さいピンホールを用いると、試料から放出された蛍光がカットされ、蛍光を光電的に検出したときに、十分な信号強度が得られないため、径の大きいピンホール３２ｃを用いる必要があるからである。
【００６０】
他方、蓄積性蛍光体シートに形成された輝尽性蛍光体層に記録された放射性標識物質の位置情報に関するオートラジオグラフィ画像を読み取るときに、中間の径を有するピンホール３２ｂを輝尽光の光路に位置させているのは、レーザ光４によって、輝尽性蛍光体層に含まれた輝尽性蛍光体を励起して、オートラジオグラフィ画像を読み取るときは、輝尽光の発光点は輝尽性蛍光体層の深さ方向に分布し、発光点は深さ方向に変動するので、共焦点光学系によって、径の小さいピンホールに結像させることができず、径の小さいピンホールを用いると、試料から放出された輝尽光がカットされ、輝尽光を光電的に検出したときに、十分な信号強度が得られないが、発光点の深さ方向における分布も、発光点の深さ方向の変動も、転写支持体やゲル支持体に担持された蛍光画像を読み取るときほどではないため、中間の径を有するピンホール３２ｂを用いることが望ましいからである。
【００６１】
共焦点切り換え部材３１を通過した蛍光あるいは輝尽光は、フォトマルチプライア３３によって光電的に検出され、アナログ画像データが生成される。フォトマルチプライア３３によって生成されたアナログ画像データはＡ／Ｄ変換器３４によって、ディジタル画像データに変換され、画像データ処理装置３５に送られる。
【００６２】
図４は、本発明の好ましい実施態様にかかる画像読み取り装置の検出系、駆動系、入力系および制御系を示すブロックダイアグラムである。
【００６３】
図４に示されるように、画像読み取り装置の検出系は、ステージ２０にセットされた画像担体２１を把持するホルダーの種類を検出するホルダーセンサ４０を備え、画像読み取り装置の駆動系は、フィルタユニット２７を移動させるフィルタユニットモータ４１と、共焦点切り換え部材３１を移動させる切り換え部材モータ４２を備えている。
【００６４】
また、画像読み取り装置の入力系は、キーボード４３を備えており、画像読み取り装置の制御系は、コントロールユニット４５を備えている。
【００６５】
以上のように構成された本実施態様にかかる画像読み取り装置は、以下のようにして、ＤＮＡマイクロアレイに担持された蛍光画像を読み取り、ディジタル画像データを生成する。
【００６６】
まず、画像担体２１であるＤＮＡマイクロアレイがステージ２０にセットされると、ホルダーセンサ４０によって、画像担体２１を把持するホルダー（図示せず）の種類が検出され、ホルダー検出信号がコントロールユニット４５に出力される。
【００６７】
ホルダーセンサ４０からホルダー検出信号を受けると、コントロールユニット４５は、ホルダー検出信号に基づき、切り換え部材モータ４２に駆動信号を出力して、共焦点切り換え部材３１を、最も径の小さいピンホール３２ａが光路内に位置するように、移動させる。
【００６８】
次いで、オペレータによって、標識物質である蛍光物質の種類およびスタート信号が、キーボード４３に入力されると、キーボード４３から指示信号がコントロールユニット４５に出力される。
【００６９】
たとえば、蛍光物質の種類として、Ｃｙ−５が入力されると、コントロールユニット４５は、入力された指示信号にしたがって、フィルタユニットモータ４１に駆動信号を出力して、フィルタユニット２７を移動させ、６４０ｎｍの波長の光をカットし、６４０ｎｍよりも波長の長い光を透過する性質を有するフィルタ２８ａを光路内に位置させるとともに、第１のレーザ励起光源１に駆動信号をオンさせる。
【００７０】
第１のレーザ励起光源１から発せられたレーザ光４は、コリメータレンズ５によって、平行な光とされた後、ミラー６によって反射され、第１のダイクロイックミラー７および第２のダイクロイックミラー８を透過して、光学ユニット１５に入射する。
【００７１】
光学ユニット１５に入射したレーザ光４は、ミラー１６によって反射され、穴明きミラー１８に形成された穴１７を通過して、レンズ１９によって、ステージ２０にセットされた画像担体２１であるＤＮＡマイクロアレイに入射する。
【００７２】
ステージ２０は、走査機構（図示せず）によって、図１において、Ｘ−Ｙ方向に移動されるため、レーザ光４によって、ＤＮＡマイクロアレイの全面が走査される。
【００７３】
レーザ光４の照射を受けると、プローブＤＮＡを標識している蛍光物質、たとえば、Ｃｙ−５が励起され、蛍光が放出される。ＤＮＡマイクロアレイの場合には、蛍光物質はＤＮＡマイクロアレイの表面にのみ分布しているので、蛍光もＤＮＡマイクロアレイの表面からのみ、発せられる。
【００７４】
ＤＮＡマイクロアレイの表面から発せられた蛍光は、レンズ１９によって、平行な光とされ、穴明きミラー１８によって反射され、フィルタユニット２７に入射する。
【００７５】
フィルタユニット２７は、フィルタ２８ａが光路内に位置するように移動されているため、蛍光はフィルタ２８ａに入射し、６４０ｎｍの波長の光がカットされ、６４０ｎｍよりも波長の長い光のみが透過される。
【００７６】
フィルタ２８ａを透過した蛍光は、ミラー２９によって反射され、レンズ３０によって、結像される。
【００７７】
レーザ光４の照射に先立って、共焦点切り換え部材３１が、最も径の小さいピンホール３２ａが光路内に位置するように移動されているため、蛍光がピンホール３２ａ上に結像され、フォトマルチプライア３３によって、光電的に検出されて、アナログ画像データが生成される。このように、共焦点光学系を用いて、ＤＮＡマイクロアレイの表面の蛍光物質から発せられた蛍光をフォトマルチプライア３３に導いて、光電的に検出しているので、画像データ中のノイズを最小に抑えることが可能になる。
【００７８】
フォトマルチプライア３３によって生成されたアナログ画像データはＡ／Ｄ変換器３４によって、ディジタル画像データに変換され、画像データ処理装置３５に送られる。
【００７９】
一方、転写支持体やゲル支持体に担持された蛍光画像を読み取るときは、画像担体２１である転写支持体あるいはゲル支持体がステージ２０にセットされる。
【００８０】
転写支持体あるいはゲル支持体がステージ２０にセットされると、ホルダーセンサ４０によって、画像担体２１を把持するホルダー（図示せず）の種類が検出され、ホルダー検出信号がコントロールユニット４５に出力される。
【００８１】
ホルダーセンサ４０からホルダー検出信号を受けると、コントロールユニット４５は、ホルダー検出信号に基づき、切り換え部材モータ４２に駆動信号を出力して、共焦点切り換え部材３１を、最も径の大きいピンホール３２ｃが光路内に位置するように、移動させる。
【００８２】
次いで、オペレータによって、標識物質である蛍光物質の種類およびスタート信号が、キーボード４３に入力されると、キーボード４３から指示信号がコントロールユニット４５に出力される。
【００８３】
たとえば、蛍光物質の種類として、フルオロセインが入力されると、コントロールユニット４５は、入力された指示信号にしたがって、フィルタユニットモータ４１に駆動信号を出力して、フィルタユニット２７を移動させ、４７３ｎｍの波長の光をカットし、４７３ｎｍよりも波長の長い光を透過する性質を有するフィルタ２８ｃを光路内に位置させるとともに、第３のレーザ励起光源３に駆動信号をオンさせる。
【００８４】
第３のレーザ励起光源３から発せられたレーザ光４は、コリメータレンズ１０によって、平行な光とされた後、第２のダイクロイックミラー８によって反射され、光学ユニット１５に入射する。
【００８５】
光学ユニット１５に入射したレーザ光４は、ミラー１６によって反射され、穴明きミラー１８に形成された穴１７を通過して、レンズ１９によって、ステージ２０にセットされた画像担体２１である転写支持体あるいはゲル支持体に入射する。
【００８６】
ステージ２０は、走査機構（図示せず）によって、図１において、Ｘ−Ｙ方向に移動されるため、レーザ光４によって、転写支持体あるいはゲル支持体の全面が走査される。
【００８７】
レーザ光４の照射を受けると、変性ＤＮＡを標識している蛍光物質、たとえば、フルオロセインが励起され、蛍光が放出される。転写支持体あるいはゲル支持体の場合には、蛍光物質は、転写支持体あるいはゲル支持体の深さ方向に分布しているため、転写支持体あるいはゲル支持体の深さ方向の所定の範囲から、蛍光が発せられ、発光点の深さ方向の位置も変動する。
【００８８】
転写支持体あるいはゲル支持体から発せられた蛍光は、レンズ１９によって、平行な光とされ、穴明きミラー１８によって反射され、フィルタユニット２７に入射する。
【００８９】
フィルタユニット２７は、フィルタ２８ｃが光路内に位置するように移動されているため、蛍光はフィルタ２８ｃに入射し、４７３ｎｍの波長の光がカットされ、４７３ｎｍよりも波長の長い光のみが透過される。
【００９０】
フィルタ２８ｃを透過した蛍光は、ミラー２９によって反射され、レンズ３０によって、集光されるが、蛍光は、転写支持体あるいはゲル支持体の深さ方向の所定の範囲から発せられているため、結像はしない。
【００９１】
レーザ光４の照射に先立って、共焦点切り換え部材３１が、最も径の大きいピンホール３２ｃが光路内に位置するように移動されているため、蛍光は最も径の大きいピンホール３２ｃを通過して、フォトマルチプライア３３によって、光電的に検出されて、アナログ画像データが生成される。したがって、ＤＮＡマイクロアレイの表面の蛍光物質から発せられた蛍光を、高いＳ／Ｎ比で、検出するために、共焦点光学系を用いているにもかかわらず、転写支持体あるいはゲル支持体の深さ方向の所定の範囲から発せられた蛍光も高い信号強度で検出することが可能になる。
【００９２】
フォトマルチプライア３３によって生成されたアナログ画像データはＡ／Ｄ変換器３４によって、ディジタル画像データに変換され、画像データ処理装置３５に送られる。
【００９３】
また、蓄積性蛍光体シートに設けられた輝尽性蛍光体層に記録された放射性標識物質の位置情報に関するオートラジオグラフィ画像を読み取る場合には、画像担体２１である蓄積性蛍光体シートがステージ２０にセットされる。
【００９４】
蓄積性蛍光体シートがステージ２０にセットされると、ホルダーセンサ４０によって、画像担体２１を把持するホルダー（図示せず）の種類が検出され、ホルダー検出信号がコントロールユニット４５に出力される。
【００９５】
ホルダーセンサ４０からホルダー検出信号を受けると、コントロールユニット４５は、ホルダー検出信号に基づき、切り換え部材モータ４２に駆動信号を出力して、共焦点切り換え部材３１を、中間の径を有するピンホール３２ｂが光路内に位置するように、移動させる。
【００９６】
次いで、オペレータにより、蓄積性蛍光体シートが画像担体２１である旨の指示信号およびスタート信号が、キーボード４３に入力されると、キーボード４３から指示信号がコントロールユニット４５に出力される。
【００９７】
蓄積性蛍光体シートが画像担体２１である旨の指示信号を受けると、コントロールユニット４５は、フィルタユニットモータ４１に駆動信号を出力して、フィルタユニット２７を移動させ、輝尽性蛍光体から発光される輝尽光の波長域の光のみを透過し、６４０ｎｍの波長の光をカットする性質フィルタ２８ｄを光路内に位置させるとともに、第１のレーザ励起光源１に駆動信号をオンさせる。
【００９８】
第１のレーザ励起光源１から発せられたレーザ光４は、コリメータレンズ５によって、平行な光とされた後、ミラー６によって反射され、第１のダイクロイックミラー７および第２のダイクロイックミラー８を透過して、光学ユニット１５に入射する。
【００９９】
光学ユニット１５に入射したレーザ光４は、ミラー１６によって反射され、穴明きミラー１８に形成された穴１７を通過して、レンズ１９によって、ステージ２０にセットされた画像担体２１である蓄積性蛍光体シートに形成された輝尽性蛍光体層に入射する。
【０１００】
ステージ２０は、走査機構（図示せず）によって、図１において、Ｘ−Ｙ方向に移動されるため、レーザ光４によって、蓄積性蛍光体シートに形成された輝尽性蛍光体層の全面が走査される。
【０１０１】
レーザ光４の照射を受けると、輝尽性蛍光体層に含まれる輝尽性蛍光体が励起され、蓄積している放射線エネルギーが、輝尽光の形で放出される。蓄積性蛍光体シートの場合には、輝尽性蛍光体は輝尽性蛍光体層中に含まれており、ある程度、輝尽性蛍光体層の深さ方向に分布しているため、輝尽性蛍光体層の深さ方向の所定の範囲から、輝尽光が発せられ、発光点の深さ方向の位置も変動する。しかしながら、輝尽性蛍光体層は薄いため、転写支持体やゲル支持体の場合ほど、発光点は深さ方向に分布してはいない。
【０１０２】
蓄積性蛍光体シートに形成された輝尽性蛍光体層から発せられた輝尽光は、レンズ１９によって、平行な光とされ、穴明きミラー１８によって反射され、フィルタユニット２７に入射する。
【０１０３】
フィルタユニット２７は、フィルタ２８ｄが光路内に位置するように移動されているため、輝尽光はフィルタ２８ｄに入射し、６４０ｎｍの波長の光がカットされ、輝尽性蛍光体から発光される輝尽光の波長域の光のみが、フィルタ２８ｄを透過する。
【０１０４】
フィルタ２８ｄを透過した輝尽光は、ミラー２９により反射され、レンズ３０によって、集光されるが、輝尽光は、蓄積性蛍光体シートに形成された輝尽性蛍光体層の深さ方向の所定の範囲から発せられているため、結像はしない。
【０１０５】
レーザ光４の照射に先立って、共焦点切り換え部材３１が、中間の径を有するピンホール３２ｂが光路内に位置するように移動されているため、輝尽光は中間の径を有するピンホール３２ｂを通過して、フォトマルチプライア３３により、光電的に検出されて、アナログ画像データが生成される。したがって、ＤＮＡマイクロアレイの表面の蛍光物質から発せられた蛍光を、高いＳ／Ｎ比で、検出するために、共焦点光学系を用いているにもかかわらず、蓄積性蛍光体シートに形成された輝尽性蛍光体層の深さ方向の所定の範囲から発せられた輝尽光も高い信号強度で検出することが可能になる。
【０１０６】
フォトマルチプライア３３によって生成されたアナログ画像データはＡ／Ｄ変換器３４によって、ディジタル画像データに変換され、画像データ処理装置３５に送られる。
【０１０７】
本実施態様によれば、レンズ１９とレンズ３０とによって、共焦点光学系を構成し、ＤＮＡマイクロアレイに担持された画像を読み取る際には、径が最も小さいピンホール３２ａ上に、蛍光画像を結像させて、フォトマルチプライア３３によって、光電的に検出しているから、スライドガラス板上に形成された微小なスポット状サンプルから放出された蛍光を、高いＳ／Ｎ比で、読み取ることが可能になり、他方、深さ方向の所定の範囲から発せられる蛍光を光電的に検出して、転写支持体やゲル支持体に担持された蛍光画像を読み取る際には、共焦点切り換え部材３１が移動されて、最も径が大きいピンホール３２ｃが光路に配置され、また、転写支持体やゲル支持体ほど、深さ方向に発光点が分布してはいないが、深さ方向のある範囲から発せられる輝尽光を光電的に検出して、蓄積性蛍光体シートに形成された輝尽性蛍光体層に蓄積された放射性標識物質の位置情報に関するオートラジオグラフィ画像を読み取る際には、共焦点切り換え部材３１が移動されて、中間の径を有するピンホール３２ｂが光路に配置されるから、蛍光あるいは輝尽光がカットされることはなく、信号強度の大きい画像データを生成することが可能になる。
【０１０８】
さらに、本実施態様によれば、ホルダーセンサ４０が設けられ、画像担体２１を支持しているホルダーの種類を検出して、自動的に、共焦点切り換え部材３１を、所望のピンホール３２ａ、３２ｂ、３２ｃを光路内に位置するように移動させているから、オペレータが、誤って、不適切なピンホール３２ａ、３２ｂ、３２ｃを光路内に位置させることを確実に防止することが可能になる。
【０１０９】
図５は、共焦点切り換え部材の他の好ましい例を示す略正面図である。
【０１１０】
図５に示されるように、この例においては、共焦点切り換え部材３１は、径の小さいピンホール３２ｄと径の大きいピンホール３２ｅを備えている。図５に示される共焦点切り換え部材３１は、ＤＮＡマイクロアレイに担持された画像を読み取るときには、径の小さいピンホール３２ｄが光路内に位置するように移動され、蓄積性蛍光体シートに形成された輝尽性蛍光体層に蓄積された放射性標識物質の位置情報に関するオートラジオグラフィ画像を読み取るときには、径の大きいピンホール３２ｅが光路内に位置するように移動され、転写支持体やゲル支持体に担持された蛍光画像を読み取るときには、共焦点切り換え部材３１が光路外に退避するように構成されている。
【０１１１】
図６は、共焦点切り換え部材のさらに他の好ましい例を示す略正面図である。
【０１１２】
図６に示されるように、この例においては、共焦点切り換え部材３１は、モータ（図示せず）によって、回転可能な円板によって形成され、円板には、径の異なる３つのピンホール３２ａ、３２ｂ、３２ｃが形成されている。図６に示される共焦点切り換え部材３１は、ＤＮＡマイクロアレイに担持された画像を読み取るときには、最も径の小さいピンホール３２ａが光路内に位置するように回転され、蓄積性蛍光体シートに形成された輝尽性蛍光体層に蓄積された放射性標識物質の位置情報に関するオートラジオグラフィ画像を読み取るときには、中間の径を有するピンホール３２ｂが光路内に位置するように回転され、転写支持体やゲル支持体に担持された蛍光画像を読み取るときには、最も径の大きいピンホール３２ｃが光路内に位置するように回転されるように構成されている。
【０１１３】
図７は、共焦点切り換え部材のさらに他の好ましい例を示す略正面図である。
【０１１４】
図７に示されるように、この例においては、共焦点切り換え部材３１は、中心が光路に一致した虹彩絞りによって形成され、ＤＮＡマイクロアレイに担持された画像を読み取るときには、最も径の小さいピンホールが光路上に形成され、蓄積性蛍光体シートに形成された輝尽性蛍光体層に蓄積された放射性標識物質の位置情報に関するオートラジオグラフィ画像を読み取るときには、中間の径を有するピンホールが光路上に形成され、転写支持体やゲル支持体に担持された蛍光画像を読み取るときには、最も径の大きいピンホールが光路上に形成されるように構成されている。
【０１１５】
本発明は、以上の実施態様に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【０１１６】
たとえば、前記実施態様においては、スライドガラス板の表面上の所定の位置に、塩基配列が既知の互いに異なった複数の特異的結合物質であるｃＤＮＡを滴下し、検体であるｍＲＮＡを生体細胞から抽出し、さらに、ｍＲＮＡから３’末端にポリＡを有するＲＮＡを抽出して、ｃＤＮＡを合成する際に、標識物質であるＣｙ−５を存在させて、Ｃｙ−５によって標識されたプローブＤＮＡを生成し、Ｃｙ−５によって標識されたプローブＤＮＡを所定の溶液に調整して、特異的結合物質であるｃＤＮＡが滴下されたスライドガラスの表面上に静かに載せて、ハイブリダイズさせて、生成したＤＮＡマイクロアレイに担持された蛍光画像を読み取る場合につき、説明を加えたが、本発明はかかるＤＮＡマイクロアレイに担持された蛍光画像の読み取りに限定されるものではなく、ホルモン類、腫瘍マーカー、酵素、抗体、抗原、アブザイム、その他のタンパク質、核酸、ｃＤＮＡ、ＤＮＡ、ＲＮＡなど、生体由来の物質と特異的に結合可能で、かつ、塩基配列や塩基の長さ、組成などが既知の特異的結合物質を滴下して、多数の独立したスポットを形成し、次いで、ホルモン類、腫瘍マーカー、酵素、抗体、抗原、アブザイム、その他のタンパク質、核酸、ｃＤＮＡ、ＤＮＡ、ｍＲＮＡなど、抽出、単離などによって、生体から採取され、あるいは、さらに、化学的処理、化学修飾などの処理が施された生体由来の物質であって、蛍光物質などの標識物質によって標識された物質をハイブリダイズさせて得たＤＮＡマイクロアレイに担持された蛍光画像の読み取りに広く適用することができる。
【０１１７】
また、前記実施態様においては、サザン・ブロット・ハイブリタイゼーション法を利用した遺伝子の電気泳動画像を、蛍光画像検出システムにしたがって、転写支持体やゲル支持体に記録し、また、オートラジオグラフィ画像検出システムにしたがって、蓄積性蛍光体シートに形成された輝尽性蛍光体層に記録し、これらを光電的に読み取る場合につき、説明を加えたが、本発明は、かかる画像の読み取りに限定されることなく、たとえば、蛍光検出システムによって、ゲル支持体あるいは転写支持体に記録された蛍光物質の他の画像や蛋白質の分離、同定、あるいは、分子量、特性の評価などをおこなうための蛍光物質の画像の読み取りや、蛋白質の薄層クロマトグラフィ（ＴＬＣ）により生成され、蓄積性蛍光体シートに形成された輝尽性蛍光体層に記録されたオートラジオグラフィ画像、ポリアクリルアミドゲル電気泳動法によって、蛋白質の分離、同定、あるいは、分子量、特性の評価などをおこなうために、蓄積性蛍光体シートに形成された輝尽性蛍光体層に記録されたオートラジオグラフィ画像、実験用マウスにおける投与物質の代謝、吸収、排泄の経路、状態などを研究するために、蓄積性蛍光体シートに形成された輝尽性蛍光体層に記録されたオートラジオグラフィ画像などの蓄積性蛍光体シートに形成された輝尽性蛍光体層に記録された他のオートラジオグラフィ画像の読み取りはもとより、電子顕微鏡を用いて生成され、蓄積性蛍光体シートに形成された輝尽性蛍光体層に記録された金属あるいは非金属試料の電子線透過画像や電子線回折画像、生物体組織などの電子顕微鏡画像、さらには、金属あるいは非金属試料などの蓄積性蛍光体シートに形成された輝尽性蛍光体層に記録された放射線回折画像、蓄積性蛍光体シートに形成された輝尽性蛍光体層に記録された化学発光画像などの読み取りにも、広く適用することができる。
【０１１８】
さらに、前記実施態様においては、画像読み取り装置は、第１のレーザ励起光源１、第２のレーザ励起光源２および第３のレーザ励起光源３を備えているが、３つのレーザ励起光源を備えていることは必ずしも必要がなく、マイクロアレイ画像に加えて、転写支持体あるいはゲル支持体に担持された蛍光画像、蓄積性蛍光体シートに形成された輝尽性蛍光体層に記録された放射性標識物質の位置情報に関するオートラジオグラフィ画像、蓄積性蛍光体シートに形成された輝尽性蛍光体層に記録された金属あるいは非金属試料の電子線透過画像や電子線回折画像、生物体組織などの電子顕微鏡画像、金属あるいは非金属試料などの蓄積性蛍光体シートに形成された輝尽性蛍光体層に記録された放射線回折画像および蓄積性蛍光体シートに形成された輝尽性蛍光体層に記録された化学発光画像のうちの少なくとも１種の画像が読み取り可能に構成されていればよく、たとえば、第２のレーザ励起光源２を設けなくてもよく、第１のレーザ励起光源１のみを設けて、６４０ｎｍの波長のレーザ光で効率よく励起可能なＣｙ−５などを用いて、試料を標識して生成したマイクロアレイ画像および蛍光画像ならびに蓄積性蛍光体シートに形成された輝尽性蛍光体層に記録された放射性標識物質の位置情報に関するオートラジオグラフィ画像、電子顕微鏡画像、放射線回折画像および化学発光画像を読み取り可能に構成することもできる。
【０１１９】
また、前記実施態様においては、第１のレーザ励起光源１として、６４０ｎｍの波長のレーザ光４を発する半導体レーザ光源を用いているが、６４０ｎｍの波長のレーザ光４を発する半導体レーザ光源に代えて、６３３ｎｍの波長を有するレーザ光４を発するＨｅ−Ｎｅレーザ光源あるいは６３５ｎｍのレーザ光４を発する半導体レーザ光源を用いてもよい。
【０１２０】
さらに、前記実施態様においては、第２のレーザ励起光源２として、５３２ｎｍのレーザ光を発するレーザ光源を用い、第３のレーザ励起光源３として、４７３ｎｍのレーザ光を発するレーザ光源を用いているが、励起する蛍光物質の種類に応じて、第２のレーザ励起光源２として、５３０ないし５４０ｎｍのレーザ光を発するレーザ光源を、第３のレーザ励起光源３として、４７０ないし４８０ｎｍのレーザ光を発するレーザ光源を、それぞれ、用いることもできる。
【０１２１】
また、前記実施態様においては、走査機構によって、ステージ２０を移動させることによって、レーザ光４により、画像担体２１の全面を走査しているが、ステージ２０を静止状態に維持し、光学ユニット１５を、図１において、Ｘ−Ｙ方向に移動させるようにしてもよく、光学ユニット１５を、図１において、Ｘ方向にのみ移動させるとともに、ステージをＹ方向に移動させて、レーザ光４により、画像担体２１の全面を走査するようにしてもよい。
【０１２２】
さらに、前記実施態様においては、穴１７が形成された穴明きミラー１８を用いているが、穴１７に代えて、レーザ光４を透過可能なコーティングを施すこともできる。
【０１２３】
また、前記実施態様においては、光検出器として、フォトマルチプライア３３を用いて、画像担体２１から発せられた蛍光あるいは輝尽光を光電的に検出しているが、本発明において用いられる光検出器としては、蛍光あるいは輝尽光を光電的に検出可能であればよく、フォトマルチプライア３３に限らず、ＣＣＤなどの他の光検出器を用いることができる。
【０１２４】
【発明の効果】
本発明によれば、マイクロアレイ画像検出システムのみならず、蓄積性蛍光体シートを用いたオートラジオグラフィ画像検出システム、化学発光画像検出システム、電子顕微鏡による画像検出システムおよび放射線回折画像検出システムならびに蛍光画像検出システムにも使用可能な画像読み取り装置を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の好ましい実施態様にかかる画像読み取り装置の略斜視図である。
【図２】図２は、ＤＮＡマイクロアレイの略斜視図である。
【図３】図３は、共焦点切り換え部材の略正面図である。
【図４】図４は、本発明の好ましい実施態様にかかる画像読み取り装置の検出系、駆動系、入力系および制御系を示すブロックダイアグラムである。
【図５】図５は、共焦点切り換え部材の他の好ましい例を示す略正面図である。
【図６】図６は、共焦点切り換え部材のさらに他の好ましい例を示す略正面図である。
【図７】図７は、共焦点切り換え部材のさらに他の好ましい例を示す略正面図である。
【符号の説明】
１  第１のレーザ励起光源
２  第２のレーザ励起光源
３  第３のレーザ励起光源
４  レーザ光
５  コリメータレンズ
６  ミラー
７  第１のダイクロイックミラー
８  第２のダイクロイックミラー
９  コリメータレンズ
１０  コリメータレンズ
１５  光学ユニット
１６  ミラー
１７  穴
１８  穴明きミラー
１９  レンズ
２０  ステージ
２１  画像担体
２２  ＤＮＡマイクロアレイ
２３  滴下されたｃＤＮＡ
２５  蛍光または輝尽光
２７  フィルタユニット
２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ  フィルタ
２９  ミラー
３０  レンズ
３１  共焦点切り換え部材
３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅ  ピンホール
３３  フォトマルチプライア
３４  Ａ／Ｄ変換器
３５  画像データ処理装置
４０  ホルダーセンサ
４１  フィルタユニットモータ
４２  切り換え部材モータ
４３  キーボード
４５  コントロールユニット
【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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