(57)【要約】光測定装置は、試料槽（８）を含む容器（７）と、前記試料槽に収容された試料からの光を集光するレンズ（５）と、前記レンズを通過した前記試料からの光を検出する光検出器（１３）と、前記光検出器の検知出力に基づいて前記試料槽の位置を検知する位置検知手段（１５）と、前記位置検知手段の検知出力に基づいて前記容器、または前記レンズを設置する位置調整手段（１８，１９）とを備えた。【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料槽を含む容器と、
前記試料槽に収容された試料からの光を集光するレンズと、
前記レンズを通過した前記試料からの光を検出する光検出器と、
前記光検出器の検知出力に基づいて前記試料槽の位置を検知する位置検知手段と、
前記位置検知手段の検知出力に基づいて前記容器、または前記レンズを設置する位置調整手段と
を備えたことを特徴とする光測定装置。
【請求項２】
光源と、
試料槽を含む容器と、
前記容器からの光を集光するレンズと、
前記レンズを通過した前記容器からの光を検出する光検出器と、
前記光検出器の検知出力に基づいて前記試料槽の位置を検知する位置検知手段と、
前記位置検知手段の検知出力に基づいて前記容器、または前記レンズを設置する位置調整手段と
を備えたことを特徴とする光測定装置。
【請求項３】
光源と、
試料槽を含む容器と、
前記試料槽に収容された試料からの光を集光するレンズと、
前記レンズを通過した前記試料槽に収容された前記試料からの光を検出する光検出器と、
前記光検出器の検知出力に基づいて前記試料槽の位置を検知する位置検知手段と、
前記位置検知手段の検知出力に基づいて前記容器、または前記レンズを設置する位置調整手段と
を備えたことを特徴とする光測定装置。
【請求項４】
前記容器を移動させる移動手段を有し、
前記位置検知手段は、前記試料槽の底面の略中心位置を決定し、
前記位置調整手段は、前記移動手段を作動させて、前記試料槽の底面の略中心位置に前記光源から発せられた光を合致させることを特徴とする請求項２乃至３の内いずれか１項に記載の光測定装置。
【請求項５】
前記容器を移動させる移動手段を有し、
前記位置検知手段は、前記移動手段によって前記容器を移動しつつ前記光検出器で測定した検知出力に基づいて前記試料槽の位置を検知することを特徴とする請求項１乃至３の内いずれか１項に記載の光測定装置。
【請求項６】
前記容器を移動させる移動手段を有し、
前記移動手段は、前記容器を保持しつつ前記レンズの光軸に垂直な平面内を移動させることを特徴とする請求項１乃至３の内いずれか１項に記載の光測定装置。
【請求項７】
前記容器は、マイクロプレートであることを特徴とする請求項１乃至５の内いずれか１項に記載の光測定装置。
【請求項８】
前記マイクロプレートは少なくとも壁が樹脂で、底面がガラスで構成されていることを特徴とする請求項７に記載の光測定装置。
【請求項９】
前記光検出器は、半導体光検出器、または光電子増倍管であることを特徴とする請求項１乃至５の内いずれか１項に記載の光測定装置。
【請求項１０】
前記レンズは、対物レンズであることを特徴とする請求項１乃至５の内いずれか１項に記載の光測定装置。
【請求項１１】
光源と、
蛍光物質を収容する試料槽を含む容器と、
前記容器を移動させる移動手段と、
前記光源からの光を前記蛍光物質に集光するレンズと、
前記蛍光物質からの蛍光を検出する光検出器と、
前記光検出器の検知出力に基づいて前記試料槽の底面の略中心位置を検知する位置検知手段と、
前記移動手段を作動させて前記試料槽の底面の略中心位置に前記光源から発せられた光を合致させる位置調整手段と
を備えたことを特徴とする光測定装置。
【請求項１２】
前記光源は前記試料を光測定する光源と共通であることを特徴とする請求項２、３、１１の内いずれか１項に記載の光測定装置。
【請求項１３】
試料槽を含む容器を保持し、
前記試料槽に収容された試料からの光をレンズにより集光するとともに、
前記レンズを通過した前記試料からの光を光検出器で検出し、
前記光検出器の検知出力に基づいて前記レンズの光軸が前記試料槽を貫通するように前記レンズの位置、または前記試料槽の位置を移動することを特徴とする光測定方法。
【請求項１４】
試料槽を含む容器を保持し、前記容器からの光をレンズにより集光するとともに、
前記レンズを通過した前記容器からの光を光検出器で検出し、
前記光検出器の検知出力に基づいて前記レンズの光軸が前記試料槽を貫通するように前記レンズの位置、または前記容器の位置を移動することを特徴とする光測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明はマイクロプレートに収容した試料を蛍光物質で標識し、その試料に光を照射して、試料から発せられる光の強度ゆらぎの相関分光解析（Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ  Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ：ＦＣＳ）、あるいは担体粒子などの微細物質から発せられる蛍光の強度ゆらぎまたは散乱光強度ゆらぎの相関解析などを行なう光測定装置及び光測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  近年、生物の細胞やたんぱく質の構造、相互作用などを光を用いて調べることが行われている。例えば、たんぱく質などの試料を直接蛍光標識し、マイクロプレートの試料を収容する複数の円形の溝であるウェル内にレーザ光などの光を照射して蛍光物質を励起し、試料の反応や形態変化などを、蛍光の強度のゆらぎを検出することによって調べることが行なわれている。この光を用いる測定方法によれば、生きている細胞の内外などで起こるシグナル伝達のようなタンパク質の結合反応などを、高感度な蛍光検出によって精度良く測定することができる。【０００３】  ところで、このような測定ではマイクロプレートが広く用いられている。これはマイクロプレートを用いれば、一度に多くの試料をほぼ同時に、しかも数十マイクロリットルレベルのわずかなサンプル量で測定を行なえるためである。通常使われているマイクロプレートは１２７ｍｍ×８５ｍｍの大きさで、ウェル数は９６あるが、最近の傾向として、サンプル量の節約やハイスループットを実現するために、ウェル数が多いマイクロプレートが好んで用いられるようになってきている。しかし、マイクロプレートに多くのウェルを配置すると１ウェル当たりの大きさが小さくなる。３８４ウェルのマイクロプレートでは１ウェルの直径は４．５ｍｍ程度であるのに対し、１，５３６穴のマイクロプレートでは直径１．５ｍｍ程度と極めて小さくなる。【０００４】  このような極めて小さいウェルを多数備えたマイクロプレートを試料ステージに保持し、目視などの通常の位置決め方法で光の照射位置の調整を行なう場合、集光レンズとして高倍率の対物レンズを用いると、測定ウェルに光の照準を精度良く合わせることが難しくなり、位置ずれを起こしてしまう危険性がある。ウェルごとの測定データを正確に管理するためには位置データと測定領域が一致していることが必要であるので、極めて高い精度でマイクロプレートのウェルを位置決めする必要がある。【０００５】  マイクロプレートの位置決めを行なうための従来技術として、次の２つの方法が提案されている。【０００６】  特開２００２−１４０３５号公報に記載された方法は、ウェルの一部を”位置認識用ウェル”とし、これらに蛍光物質を注入して、各ウェルの位置が目視でわかるようにしている。そして、マイクロプレートの全領域を光で照明し、各ウェル内試料に含まれる蛍光物質から発せられた蛍光をＣＣＤカメラで一括して撮影し、各ウェル内試料から発せられる蛍光の強度を全ウェルについて測定している。【０００７】  また、米国特許第６，２５８，３２６号明細書に記載された方法では、マイクロプレートそのものに直接加工を施し、複数の基準溝を配置して、基準溝の座標を光学的に計測して、マイクロプレートの位置決めを行なっている。特にウェルの数が１，５３６のように多い場合、ウェルの間に基準溝を複数配置し、位置決めの精度をさらに高めている。
【発明の開示】
【０００８】  しかしながら、特開２００２−１４０３５号公報に記載の方法では、マイクロプレートの位置認識はできるが、蛍光標識のために使用されたウェルは、測定に用いることができず、また測定用の蛍光色素とは別の位置認識のための蛍光色素を特別に準備しなければならないという問題点がある。また特開２００２−１４０３５号公報に記載の方法では、マイクロプレートを大きな領域で投影しているために、ウェルの数が１，５３６のように多い場合、画像上、多くのウェルが狭い領域に密集し、少しでもマイクロプレートが斜めに傾いたりすると、投影像がずれを生じたり、また複数のウェルの投影像が重なり合ったりすることがある。従ってマイクロプレートの正確な位置決めを行なうことが困難になる。
【０００９】  米国特許第６，２５８，３２６号明細書に記載の方法では、精度の高いマイクロプレートの位置決めを行なうことができるが、特殊に加工されたマイクロプレートを必要としている。また基準溝の構造そのものも複雑なため、加工工程が複雑になる。従って汎用性があるとは言えず、通常市販されているマイクロプレートをそのまま用いることができないという問題がある。
【００１０】  本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、通常用いられているマイクロプレートを使用し、特別な光学的な手段を新たに設けることなく、マイクロプレートのウェルの位置を簡便に計測することのできる光測定装置及び光測定方法を提供することを目的とする。
【００１１】  本発明の１局面に係る光測定装置は、試料槽を含む容器と、試料槽に収容された試料からの光を集光するレンズと、レンズを通過した試料からの光を検出する光検出器と、光検出器の検知出力に基づいて試料槽の位置を検知する位置検知手段と、位置検知手段の検知出力に基づいて容器、またはレンズを設置する位置調整手段とを備えた。
【００１２】  また本発明の１局面に係る光測定方法は、試料槽を含む容器を保持し、容器からの光をレンズにより集光するとともに、レンズを通過した容器からの光を光検出器で検出し、光検出器の検知出力に基づいてレンズの光軸が試料槽を貫通するようにレンズの位置、または容器の位置を移動する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る光測定装置の構成を示す図。
【図２】マイクロプレートと対物レンズとを拡大して示す模式図。
【図３】各ウェルの中心点を求める動作を示す図。
【図４】ウェルの中心点を求める動作を示す図。
【図５Ａ】検出信号の処理方法を示す図。
【図５Ｂ】検出信号の処理方法を示す図。
【図６Ａ】ウェルの中心点を求める動作を示す図。
【図６Ｂ】ウェルの中心点を求める動作を示す図。
【図６Ｃ】ウェルの中心点を求める動作を示す図。
【図６Ｄ】ウェルの中心点を求める動作を示す図。
【図６Ｅ】ウェルの中心点を求める動作を示す図。
【図７】中心位置の座標を求める方法を説明する図。
【図８】本発明の第３の実施の形態に係る光測定装置の構成を示す図。
【図９】本発明の第４の実施の形態に係る光測定装置の構成を示す図。
【図１０Ａ】マイクロプレートとウェルの構成を示す図。
【図１０Ｂ】マイクロプレートとウェルの構成を示す図。
【図１１Ａ】ウェルの中心点を求める動作を示す図。
【図１１Ｂ】ウェルの中心点を求める動作を示す図。
【図１１Ｃ】ウェルの中心点を求める動作を示す図。
【図１１Ｄ】ウェルの中心点を求める動作を示す図。
【図１１Ｅ】ウェルの中心点を求める動作を示す図。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】  ［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る光測定装置の構成を示す図である。本実施の形態に係る光測定装置の基本的な装置構成は共焦点光学顕微鏡をベースとしている。図１を参照しつつ光測定装置の構成と動作について説明する。【００１５】  本実施の形態の光測定装置は、２種類の光源１ａ、１ｂを備えている。光源１ａには、ヘリウムネオン・レーザー（発振出力２ｍＷ、波長：６３３ｎｍ）を用い、光源１ｂには、アルゴン・レーザー（発振出力１０ｍＷ、波長：４８８ｎｍ）を用いる。光源１ａ、光源１ｂから発せられたレーザ光は、ミラーによって進行方向が変えられた後、ダイクロイックミラー２で２つのレーザ光の光路が１つの光路に合成される。１つにされた光ビームはレンズ３でビーム直径が拡大した平行光ビームとなって進行し、ダイクロイックミラー４で反射されて対物レンズ５に到達する。【００１６】  対物レンズ５によって集光された光は試料ステージ６上に載置され、固定されたマイクロプレート７のウェル８内に照射される。ウェル８内の試料に、対物レンズ５で集光した領域（共焦点領域と言う）が照射されるように、マイクロプレート７の水平位置は、試料ステージＸＹ軸駆動機構１８が試料ステージ６を駆動して調整し、マイクロプレート７の垂直位置は対物レンズＺ軸調整機構１７が対物レンズ５を駆動して調整する。なお、試料ステージ６によってマイクロプレート７が駆動される平面をＸＹ平面といい、対物レンズＺ軸調整機構１７によって対物レンズ５が駆動される軸をＺ軸という。Ｚ軸は、ＸＹ平面に垂直な軸である。【００１７】  マイクロプレート７は、一般的に用いられている種類の樹脂、及びガラスを材料として構成されている。マイクロプレート７には、図１に示すように、ウェル８が多数配設されている。なお、図示しないが、各ウェル８の底面はガラスなどの可視光を透過する素材で作成された窓となっている。【００１８】  図２は、マイクロプレート７とその下方に配設された対物レンズ５とを拡大して示す模式図である。対物レンズ５はウェル８の底面と対峙するように構成されている。【００１９】  対物レンズ５には、例えば×４０水浸対物レンズ（ＮＡ０．９）を用い、マイクロプレート７の底面と対物レンズ５の先端部の間を液浸水で満たしている。本実施の形態では、レーザ光の集光位置は水平方向（Ｘ−Ｙ軸）についてはウェル８の中央部分、垂直方向（Ｚ軸）についてはウェル８の底面の上壁位置から１００μｍ上方となっている。そして、ウェル８内の共焦点領域の大きさと形状は、直径０．６μｍ程度、長さ２μｍ程度の略円筒状である。【００２０】  対物レンズ５で集光されたレーザ光は試料内の蛍光分子を励起し、この蛍光分子から蛍光が発生する。発生した蛍光は再び対物レンズ５、続いてダイクロイックミラー４を通過して、バリア・フィルタ９に入射する。【００２１】  ダイクロイックミラー４はガラス製の平板の片面に多層膜コーティングを施して、透過、反射のスペクトル特性が最適になるように製作されている。なお、ダイクロイックミラー４としては平板形状のみでなくプリズム形状のものを用いても良い。【００２２】  バリアフィルタ９は円板状で、蛍光の発光スペクトルに合わせた透過特性を有している。即ち、信号光となる蛍光の波長域の光のみを通過する。これにより、試料容器内で発生する散乱光やウェル８の壁などから反射して入射光路に戻ってくるノイズ光をカットすることができる。バックグラウンド光であるノイズ光の波長は蛍光の波長と異なるため遮断されるからである。【００２３】  バリアフィルタ９を通過した信号光はレンズ１０を通過し、集束光となってミラー１１で反射され、レンズ１０の後方に配置されたピンホール１２のピンホール面に集光される。すなわちレンズ１０の焦点面にピンホール１２の開口面が一致している。ピンホール１２の直径は可変である。ピンホール１２により、ウェル８内に形成された光の共焦点領域外からのバックグラウンド光が除去される。【００２４】  ピンホール１２の後方近傍には光検出器１３が配置されている。光検出器１３で受光する信号光は微弱光であり、フォトン・パルスとなっている。そのため光検出器１３には、例えばアバランシェ・フォトダイオード（ＡＰＤ）、あるいは光電子増倍管などの微弱光検出器を用いる。光検出器１３によって、信号光は電気信号である光電流パルスに変換される。変換された電気信号は、信号処理装置１４に入り、増幅され、波形整形されて、ＯＮ／ＯＦＦ電圧パルスとなって、コンピュータ１５に導かれる。【００２５】  この電圧パルス信号はコンピュータ１５のメモリ（不図示）にデータとして記憶され、続いてこのデータに基づいて相関解析などの演算が行なわれる。そして、蛍光の強度はもとより、蛍光の寿命や、得られた蛍光の強度ゆらぎの自己相関関数、あるいは相互相関関数などの解析結果がコンピュータ１５の画面上に提示される。【００２６】  さらに、コンピュータ１５は、光測定装置の各部を統括して制御して、マイクロプレート７のウェル８の底面の中心座標を測定し、その測定値に基づいて試料ステージＸＹ軸駆動機構１８を作動させて光源から発せられた光がウェル８の底面の中心位置に照射されるようにマイクロプレート７を移動させる。【００２７】  なお、本実施の形態では、蛍光物質としてローダミン・グリーン（Ｒｈｏｄａｍｉｎｅ  Ｇｒｅｅｎ：ＲｈＧ）とサイファイヴ（Ｃｙ５）とを用いている。【００２８】  ローダミン・グリーンは吸収のピーク波長が４９０ｎｍ付近にあり、発光波長は５３０ｎｍ付近にピークを持っている。従ってアルゴンレーザーでローダミン・グリーンを励起する。またサイファイヴ（Ｃｙ５）は吸収のピーク波長が６４０ｎｍ付近にあり、発光波長は６７０ｎｍ付近にピークを持っている。従って、ヘリウムネオンレーザーでサイファイヴを励起する。【００２９】  次に第１の実施の形態に係るマイクロプレート７のウェル８の中心位置の位置決めを行なう方法について説明する。【００３０】  手順１：マイクロプレート７内で基準とするウェル８をあらかじめ決定する。例えば、図３に示すマイクロプレート７の最左上隅のウェル８を基準とするウェル８とし、そのウェル８の中心座標を（ｘ１，ｙ１）とする。【００３１】  手順２：まず試料ステージＸＹ軸駆動機構１８を作動して保持された試料ステージ６をＸＹ平面内で移動し、レーザ光のスポットを最左上隅の基準となるウェル８の外側である壁面上表面に配置させる。このときレーザ光���スポットは図４に示すように、ウェル８の上端付近の位置Ｐとなる。【００３２】  手順３：次に、図４に示すように試料ステージをｙ軸に沿う軌跡Ｒ１上を移動させ、このときマイクロプレート７のウェル８から生ずる光の強度であるカウントレートを読み込む。【００３３】  光検出器１３による検出信号は、図５Ａに示すように光の強度であるカウントレート信号にノイズが重畳した信号となっている。この検出信号に対して閾値を定め、波形整形して図５Ｂに示すＯＮ／ＯＦＦデジタル信号に変換する。【００３４】  手順４：得られたＯＮ／ＯＦＦデジタル信号の矩形形状の中心のｙ座標を計算により求める。【００３５】  手順５：続いて、図４に示すように試料ステージをｘ軸に沿う軌跡Ｒ２上を移動させ、このときマイクロプレート７のウェル８から生ずる光の強度であるカウントレートを読み込む。そして、手順３で説明した信号処理を行ってＯＮ／ＯＦＦデジタル信号を得る。【００３６】  手順６：得られたＯＮ／ＯＦＦデジタル信号の矩形形状の中心のｘ座標を計算により求める。【００３７】  以上の手順によって、１つのウェル８の中心点の座標がわかれば、試料ステージ６を移動させることで各ウェル８の中心点を求めることができる。【００３８】  例えば、図３に示すように、中心点のｙ座標を一定にして、ｘ軸に沿って試料ステージ６を移動して検出出力を時間と共に記録し、ウェル８の境界壁面のｘ座標を検出する。最初にウェル８壁面から得られた信号のｘ座標をＸ１、次にウェル８壁面から得られた信号のｘ座標をＸ２とする。以下、順次Ｘ座標を決めていく。そして、以下の式（１）によりｎ番目のウェル８の中心点のｘ座標（ｘｎ）を求めることができる。【００３９】  ｘｎ＝Ｘ２ｎ−１＋（Ｘ２ｎ−Ｘ２ｎ−１）／２      …式（１）
Ｘ１：第１のウェル８の壁面左端のＸ座標
Ｘ２：第１のウェル８の壁面右端のＸ座標
・・・
Ｘ２ｎ−１：第ｎのウェル８の壁面左端のＸ座標
Ｘ２ｎ    ：第ｎのウェル８の壁面右端のＸ座標
同様にして、中心点のｘ座標を一定にして、ｙ軸に沿って試料ステージ６を移動して、以下の式（２）によりｎ番目のウェル８の中心点のｙ座標（ｙｎ）を求めることができる。【００４０】  ｙｎ＝Ｙ２ｎ−１＋（Ｙ２ｎ−Ｙ２ｎ−１）／２      …式（２）
Ｙ１：第１のウェル８の壁面左端のＹ座標
Ｙ２：第１のウェル８の壁面右端のＹ座標
・・・
Ｙ２ｎ−１：第ｎのウェル８の壁面左端のＹ座標
Ｙ２ｎ    ：第ｎのウェル８の壁面右端のＹ座標
このように試料ステージ６を移動させることでマイクロプレート７の全ウェル８の底面の中心点を求めることができる。そして、各ウェル８を測定する際には、求めたウェル８の中心位置情報に基づいて、当該ウェル８の底面の中心にレーザ光のスポットが位置するように、試料ステージ６を移動させることで精度の良い位置決めを行うことができる。【００４１】  ［第２の実施の形態］
本発明に係る第２の実施の形態の光測定装置は、装置の構成は第１の実施の形態と同一であるが、ウェル８の中心座標を求める手順のみが第１の実施の形態と異なっている。従って、第１の実施の形態と同一の部位には同一の符号を付して、その詳細の説明を省略する。【００４２】  次に第２の実施の形態に係るマイクロプレート７のウェル８の中心位置の位置決めを行なう方法について説明する。【００４３】  手順１：マイクロプレート７内で基準とするウェル８をあらかじめ決定する。例えば、第３図に示すマイクロプレート７の最左上隅のウェル８を基準とするウェル８とし、そのウェル８の中心座標を（ｘ１，ｙ１）とする。【００４４】  手順２：まず試料ステージＸＹ軸駆動機構１８を作動して保持された試料ステージ６をＸＹ平面内で移動し、レーザ光のスポットを最左上隅の基準とするウェル８の外側である壁面上表面に配置させる。このときレーザ光のスポットは図６Ａに示すように、ウェル８の上端付近の位置Ｐとなる。【００４５】  手順３：次に、図６Ａに示すように試料ステージ６をｘ軸に沿って移動する。このときマイクロプレート７のウェル８から生ずる光の強度であるカウントレートを読み込む。【００４６】  光検出器１３による検出信号は、図５Ａに示すように光の強度であるカウントレート信号にノイズが重畳した信号となっている。この検出信号に対して閾値を定め、波形整形して図５Ｂに示すＯＮ／ＯＦＦデジタル信号に変換して検出信号を得る。【００４７】  手順４：試料ステージ６をｙ軸に沿って所定量だけ移動してｙ座標を変更し、手順３を実行して検出信号１を得る。【００４８】  手順５：図６Ｂ〜図６Ｅに示すように手順３と手順４を繰り返して実行して検出信号２〜５を得る。【００４９】  手順６：検出信号１〜５を比較し、矩形形状の幅が最も大きい検出信号３を出力するｙ軸の値がウェル８の中心位置を与えるｙ座標（ｙ１）となる。【００５０】  手順７：手順２〜手順６を試料ステージ６をｙ軸に沿って移動して繰り返す。そしてウェル８の中心位置を与えるｘ座標（ｘ１）を求める。【００５１】  このようにして、１つのウェル８の中心点の座標が求められた後は、第１の実施の形態と同様にして、試料ステージ６を移動させることでマイクロプレート７の全ウェル８の中心点を求めることができる。【００５２】  ［第２の実施の形態のバリエーション］
各ウェル８の境界壁面の最大幅位置でのｘ，ｙ座標の検出方法は図６Ａ〜図６Ｅに示す方法に限られない。例えば検出信号１が得られた後、一定の移動量Ｈだけｙ軸に沿って試料ステージ６を移動し、その位置からｘ軸に沿って試料ステージ６を移動して検出信号５を得る。次に、図７に示す幾何学的な関係に基づいて、中心位置Ｏの座標を計算により求め、これをウェル８の境界壁面の最大幅位置でのｙ座標としても良い。【００５３】  なお、基本的に各ウェル８の直径は同じで、各ウェル８のマイクロプレート７上での配置も等間隔になっているので、マイクロプレート７上の全てのウェル８について中心点の座標を求めることをしなくても、代表する複数のウェル８、例えば四隅のウェル８についてはそれぞれ中心点の座標を求め、その他のウェル８について中心点の座標を計算により求めても良い。【００５４】  あるいは一番端の横一列、縦一列のウェル８の中心点の座標を求め、これからウェル８全部の中心点の座標を計算により求め、試料ステージ６による位置決めを行なっても良い。もしマイクロプレート７が斜めに傾いていたとしても、少なくとも２つのウェル８の中心点の座標が分かれば、傾き具合を算出することができるので、それを考慮したウェル８位置の決定もできる。【００５５】  なお、以上説明した各ウェル８の中心点の測定と、その測定値に基く試料ステージ６の駆動制御はコンピュータ１５が光測定装置の各部を協働して制御することで実現することができる。【００５６】  即ち、コンピュータ１５は、光測定装置の各部を統括して制御して、マイクロプレート７のウェル８の底面の中心座標を測定し、その測定値に基づいて試料ステージＸＹ軸駆動機構１８を作動させて光源から発せられた光がウェル８の底面の中心位置に照射されるようにマイクロプレート７を移動させる。【００５７】  ［第３の実施の形態］
図８は、本発明の第３の実施の形態に係る光測定装置の構成を示す図である。第３の実施の形態の基本的な構成としては、光源を必要としない点以外は図１に示す第１の実施の形態の構成と同様であるので、同一の部位には同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。【００５８】  対物レンズ５には対物レンズ平面移動機構１９が接続されており、ステッピングモーターによる駆動をコンピューター（不図示）によりコントロールして、ウェル８の位置と対物レンズ５の光軸を合わせる。対物レンズ平面移動機構１９の調整範囲は数１０μｍ以下と微量であり、ウェル位置の最終調整として実施する。ここで対物レンズ平面移動機構１９は、ステッピングモーターに限らず、超音波モーターを用いて駆動しても良い。【００５９】  本実施の形態ではマイクロプレート本体の樹脂から発せられる螢光を測定信号とする。図１０Ａに示すようにマイクロプレート７のウェル８の壁は樹脂でできており、底面はガラス板が接着された構造になっている。マイクロプレート本体の樹脂部分はモールド成型されたモールド部材で構成されている。材料としては例えばポリカーボネイト、ポリスチレン、あるいはアクリルなどを用いることができる。少なくともマイクロプレート本体の壁部分にこれらの樹脂を用いると樹脂部分から螢光が発せられる。ただしこの場合、ウェル部分は光学的に透明で、無螢光なガラス板を用い、マイクロプレート本体の樹脂部分に接着されている。なお、図１０Ｂに示すようにマイクロプレート７を、マイクロプレート本体の樹脂部分と底面を構成する無螢光なガラス板とを嵌合によって製作しても良い。【００６０】  測定の手順を図１１Ａ〜図１１Ｅを参照しつつ説明する。まず、試料をウェル内に収容しない状態でマイクロプレート７を試料ステージ６に設置する。試料ステージ６をｙ軸に沿って微小量移動する。このとき、レーザのスポットである点Ｐは矢印で示す軌跡を描く。このとき、基本的にウェル部分から螢光は得られず、マイクロプレート本体の少なくとも壁部分から螢光が発せられる。この検出信号に基づいて、図６Ａ〜図６Ｅに示す第２の実施の形態と同様にウェル８の中心位置を決定する。ｘ軸方向についても、ｙ軸方向について行なったと同様に実施すればよい。【００６１】  次に対物レンズ移動機構１９の電源をｏｎし、壁部分からの螢光信号を検知しながら、対物レンズのｘｙ平面上での最適位置を決定し、対物レンズ５を必要量移動させる。ウェル８の中心位置決定後、試料をウェル８に注入し、試料からの発光を検出する。本実施の形態ではマイクロプレート本体の樹脂から発せられる螢光を測定信号とするために、ウェル内に試料が収容されていても、いなくても良い。【００６２】  ウェル内に試料が収容されている場合で、試料からの発光の光強度が大きい場合は、ウェル部分と対物レンズが向き合ったときに光検出器の出力信号が、マイクロプレート本体の樹脂から発せられる螢光に比べて大きくなる。従って、光検出器の検知出力は、図１１Ａ〜図１１Ｅに示す信号とｏｎ−ｏｆｆの状態が逆転する。一方、ウェル内に試料が収容されていて、試料から発せられる螢光の光強度がマイクロプレート本体の樹脂から発せられる螢光に比べて小さい場合は、ウェル部分と対物レンズが向き合ったときの光検出器の出力信号は図１１Ａ〜図１１Ｅと同様になる。【００６３】  化学発光、生物発光などの発光現象を測定するときも図８の装置を用いる。ウェルの位置決定法は、図６Ａ〜図６Ｅに示す第２の実施の形態とほぼ同様で、ウェル８からの試料による発光を検出して決定する。【００６４】  ここで例えば主要な癌マーカーであるアルファ・フェトプロテイン（ＡＦＰ）の酵素免疫測定を図８の装置を用いて行なう場合について説明する。まず、直径１〜１０μｍ程度のガラス微粒子に抗ＡＦＰ抗体を感作し、酵素アルカリフォスファターゼで標識し、緩衝液中に懸濁してウェル内に収容する。これに血液などの検体を加え、室温で抗原抗体反応を起こさせる。そして反応に関与しなかったガラス微粒子を洗浄により除去し、残りの溶液に化学発光基質ＡＭＰＰＤ（２−ジオキセタン２ナトリウム塩）を加える。このときＡＭＰＰＤが酵素アルカリフォスファターゼと反応し、化学発光が生じる。この化学発光の発光強度を光検出器により測定し、検体中のＡＦＰ濃度を定量することができる。【００６５】  ［第４の実施の形態］
図９は、本発明の第４の実施の形態に係る光測定装置の構成を示す図である。第４の実施の形態ではマイクロプレート本体の樹脂部分にレーザー光を照射し、この樹脂部分から発せられる螢光を測定してウェルの位置検出を行なう。第４の実施の形態の基本的な構成は光源が１つである点を除いて第１の実施の形態と同様であるので、同一の部位には同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。【００６６】  光源として出力５０ｍＷ、波長３２５ｎｍのヘリウムカドミウム・レーザーを用いる。光源としては第１の実施の形態と同様に波長４８８ｎｍのアルゴンレーザー、あるいは波長６３３ｎｍのヘリウムネオン・レーザーを用いても良いが、波長３２５ｎｍのヘリウムカドミウム・レーザーを用いれば、マイクロプレート本体を構成する樹脂の吸収波長に近いので、さらに高い螢光強度を得ることができる。【００６７】  光源１ｃから発した光をミラーで２回反射させた後、レンズ３に導いて、コリメート光とする。このコリメート光をダイクロイックミラー４で反射させて対物レンズ５に導き、マイクロプレート７に集光させる。【００６８】  測定の手順を図１１Ａ〜図１１Ｅを参照しつつ説明する。まず、試料をウェル８に入れない状態でマイクロプレート７を試料ステージ６に設置する。光源１ｃからの光を対物レンズ５を通してマイクロプレート本体に照射する。試料ステージ６をｙ軸に沿って微小量移動する。このとき、レーザのスポットである点Ｐは矢印で示す軌跡を描く。このとき、基本的にウェル部分から螢光は得られず、マイクロプレート本体の少なくとも壁部分から螢光が発せられる。この検出信号に基づいて、図６Ａ〜図６Ｅに示す第２の実施の形態と同様にウェル８の中心位置を決定する。ｘ軸方向についても、ｙ軸方向について行なったと同様に実施すればよい。【００６９】  次に対物レンズ移動機構１９の電源をｏｎし、対物レンズ５のｘｙ平面上での最適位置を決定し、対物レンズ５を必要量移動させる。ウェル８の最適位置決定後、試料をウェル８に注入し、試料からの発光を検出する。本実施の形態ではマイクロプレート本体の樹脂から発せられる螢光を測定信号とするために、ウェル内に試料が収容されていても、いなくても良い。【００７０】  なお、本実施の形態では丸い形状のウェル８を有するマイクロプレート７について述べたが、これに限ることなく、例えば矩形のウェル８を有するマイクロプレート７についても同様な操作により、ウェル８の中心位置を決定することができる。また、ウェルの数が９６に限ることなく、３８４ウェルのものなどを用いることができる。【００７１】  また、化学発光や生物発光についても同様に測定を行なうことができる。【００７２】  ［本実施の形態の効果］
以上説明した実施の形態では通常市販されているマイクロプレート７をそのまま用いて、光学的にマイクロプレート７のウェル８の位置を計測し、そのＸＹ平面上の中心位置を求めて、試料の測定を行なうための光のスポット位置を正確に位置決めする。またこの際、マイクロプレート７のウェル８の位置を計測するための光学的な手段を特別に配置するのではなく、試料を測定するための光学系を位置測定にそのまま用いているので、簡便である。【００７３】  また、ウェル８の位置を確実に把握するための基準点の算出にマイクロプレート７を用いるが、試料が入っているウェル８でも、通常用いられる蛍光物質のみが入ったウェル８でも良い。従って、特別な試薬を必要とせず、かつマイクロプレート７のウェル８の無駄遣いも無い。【００７４】  また、通常測定時では基準点を一点決めれば他のウェル８の中心点の座標も決定できるが、もし仮にマイクロプレート７が斜め方向に傾いていても、上述の方法で基準点を少なくとも２点決めれば、傾き具合を算出できるので、全ウェル８の中心点の座標を求めることができる。【００７５】  また、実際の試料の測定に用いる光学系の構成をそのまま用いているため、位置検出のための特別な機構や装置を設ける必要がない。【００７６】  更に、１，５３６ウェルのマイクロプレート７など、１ウェルあたりの大きさが極めて小さいマイクロプレート７であっても、確実な位置決め、測定を行うことができるため、ウェル８ごとの測定データを正確に管理することができる。【００７７】  なお、ウェル８の位置を確実に把握するための基準点の算出にマイクロプレート７を用いるが、試料が入っていないウェル８にも、本実施の形態で述べた方法を適用することが可能である。この場合には、マイクロプレート７からは蛍光ではなく、反射光が返って来る。従って、ダイクロイックミラー４に代えてビームスプリッタを用いれば良い。【００７８】  なお、上述の各実施の形態で説明した機能は、ハードウエアを用いて構成するに留まらず、ソフトウエアを用いて各機能を記載したプログラムをコンピュータに読み込ませて実現することもできる。また、各機能は、適宜ソフトウエア、ハードウエアのいずれかを選択して構成するものであっても良い。【００７９】  更に、各機能は図示しない記憶媒体に格納したプログラムをコンピュータに読み込ませることで実現させることもできる。ここで本実施の形態における記憶媒体は、プログラムを記憶でき、かつコンピュータが読み取り可能な記憶媒体であれば、その記憶形式は何れの形態であってもよい。【００８０】  なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８１】  本発明はマイクロプレートのウェルの位置を簡便に計測することのできる光測定装置、及びその光測定装置を備えた装置を製造、使用する産業に広く利用することができる。
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
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【図１１Ｅ】
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【国際調査報告】
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