(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
微小チャネル中の蛍光サンプルを照射するため、ならびに固体基板から放射される光および該チャネルから放出される蛍光を検出するための、光学検出・配向システムであって、該微小チャネルが、固体基板に存在し、該システムが、以下：
励起光源および該光を該固体基板上に指向するための手段を備える、可動光学トレイン；
該固体基板から放射される光を受信し、そして該放射光を分析のために伝達するための手段；ならびに
該光学トレインおよび励起光を、該微小チャネルを備える該固体基板の表面に対して移動させ、そして該固体基板から放射される光の変化に応答して、該光学トレインを該微小チャネルに対して整列させるための、手段、
を備える、光学検出・配向システム。
【請求項２】
前記放射光を受信するための手段が、前記可動光学トレインの一部である、請求項１に記載の光学検出・配向システム。
【請求項３】
前記放射光が蛍光である、請求項１に記載の光学検出・配向システム。
【請求項４】
前記放射光が散乱光である、請求項１に記載の光学検出・配向システム。
【請求項５】
微小チャネル内の蛍光サンプルを照射するため、ならびに固体基板から放射される光および該チャネルから放出される蛍光を検出するための、光学検出・配向システムであって、該微小チャネルが固体基板に存在し、該システムが、以下：
可動光学ユニットであって、光学トレイン、励起光源、および該光源からの励起光ビームを非球面レンズへと指向するための反射・透過光学素子を収容するハウジング、ならびに該ハウジングに堅固に固定されるキャリアを備え、該非球面レンズは、該微小チャネル上に該光を集光させ、そして該微小チャネルから放射される光を収集し、そして該放射光を集光して該反射・透過光学素子を通して指向する、非球面レンズであり、ここで、該反射・透過素子は、該励起光ビームを反射し、そして該放射光を透過する素子である、可動光学ユニット；
該放射光を受信し、そして放射光の集光されたビームを光ファイバーの入口に指向するための、集光レンズであって、ここで、該入口が、共焦点開口部として作用する、集光レンズ；
該キャリアに固定された、該キャリアおよびユニットを短距離にわたって正確に移動させるための手段；ならびに
該光ファイバーからデータ分析器へのコネクターであって、該データ分析器は、該キャリアおよびユニットが該基板の表面にわたって移動する際に、該基板から放射される光の変化を分析するため、かつ該光ファイバーから受信した蛍光のパターンに関して該ハウジングを移動させるために該移動手段を制御することにより、その結果、該ハウジングの光学軸が、該チャネルの実質的に中央に配向するための分析器である、コネクター、
を備える、光学検出・配向システム。
【請求項６】
前記微小チャネルを備える前記基板を、前記ハウジングに対して固定された位置に配向するための手段を備える、請求項５に記載の光学検出・配向システム。
【請求項７】
前記キャリアが回転可能レバーアームである、請求項５に記載の光学検出・配向システム。
【請求項８】
前記移動手段が、モーター駆動軸に設置された回転カム、該カムと前記ハウジングとの間に位置するバー、および前記可動光学ユニットを該軸へと接続し、かつ押し付けるための推進手段を備える、請求項７に記載の光学検出・配向システム。
【請求項９】
前記キャリアが支持体であり、該支持体が線形ガイド上を移動する、請求項５に記載の光学検出・配向システム。
【請求項１０】
前記支持体が機械的手段により移動される、請求項９に記載の光学検出・配向システム。
【請求項１１】
前記支持体が電磁的手段により移動される、請求項９に記載の光学検出・配向システム。
【請求項１２】
前記光学トレインが、３つの光ファイバーおよび２つの反射・透過素子を備える、請求項５に記載の光学検出・配向システムであって、該光ファイバーおよび該反射・透過素子が：
（１）第一の実施形態においては、異なる波長の２つの異なる励起光ビームを指向するため、および該２つの異なる励起光ビームを受信するためのものであり、そして
（２）第二の実施形態においては、励起光を第一の反射・透過素子に指向するための第一の光ファイバー、および前記基板から放射される光を受信するための第二の光ファイバーであり、該第一の反射・透過素子は、該励起光を該基板へと指向し、そして該基板からの光を第二の反射・透過素子へと透過し、該第二の反射・透過素子は、該基板から放射される該光を受信し、そして該放射光を該第二の光ファイバーへと反射し、該第一および第二の反射・透過素子は、該チャネルから放射される蛍光を、第三の光ファイバーへと透過する、光学検出・配向システム。
【請求項１３】
前記放射光からのシグナルを受信し、そして前記光学ユニットを移動させるために前記移動手段を制御するための、データ分析ユニットをさらに備える、請求項５に記載の光学検出・配向システム。
【請求項１４】
前記集光レンズと前記反射・透過素子との間のフィルターであって、前記放射光の、目的の波長範囲の外の光をフィルタリングするための、フィルターをさらに備える、請求項５に記載の光学検出・配向システム。
【請求項１５】
微小チャネル内の蛍光サンプルを照射するため、ならびに固体基板から放射される光および該チャネルから放出される蛍光を検出するための、光学検出・配向システムであって、該微小チャネルが、固体基板に存在し、該システムが、以下：
可動光学ユニットであって、光学トレイン、励起光源、および該光源からの励起光ビームを非球面レンズへと指向するための反射・透過光学素子を収容する、ハウジング、ならびに該ハウジングに堅固に固定されるキャリアを備え、該非球面レンズは、該微小チャネル上に該光を集光し、そして該微小チャネルから放射される光を収集し、そして該放射光を集光して該反射・透過素子を通して指向する、非球面レンズであり、ここで、該反射・透過素子が、該励起光ビームを反射し、そして該放射光を透過する素子である、可動ユニット；
該放射光を受信し、そして放射光の集光されたビームを光ファイバーの入口へと指向するための、集光レンズであって、ここで該入口が、共焦点開口部として作用する、集光レンズ；
該キャリアに固定された、該キャリアおよびユニットを円弧状に短距離にわたって正確に移動させるための手段；ならびに
該光ファイバーからデータ分析器へのコネクターであって、該データ分析器は、該キャリアおよびユニットが該基板の表面にわたって移動する際に、該基板から放射される光の変化を分析するため、かつ該光ファイバーから受信した放射光のパターンに関して該ハウジングを移動させるために該移動手段を制御することにより、その結果、該ハウジングの光学軸が、該チャネルの実質的に中央に配向するための分析器である、コネクター、
を備える、光学検出・配向システム。
【請求項１６】
前記移動手段が、前記キャリアの移動を制御するためのカムを備える、請求項１５に記載の光学検出・配向システム。
【請求項１７】
微小チャネル内の蛍光サンプルを照射するため、ならびに固体基板から放射される光および該チャネルから放出される蛍光を検出するための、光学検出・配向システムであって、該微小チャネルが、固体基板に存在し、該システムが、以下：
可動光学ユニットであって、光学トレイン、励起光源、および該光源からの励起光ビームを非球面レンズへと指向するための反射・透過光学素子を収容する、ハウジング、ならびに該ハウジングに堅固に固定されるキャリアを備え、該非球面レンズは、該微小チャネル上に該光を集光し、そして該微小チャネルから放射される光を収集し、そして該放射光を集光して該反射・透過素子を通して指向する、非球面レンズであり、ここで、該反射・透過素子が、該励起光ビームを反射し、そして該放射光を透過する素子である、可動ユニット；
該放射光を受信し、そして該基板からの放射光の集光されたビームを光ファイバーの入口へと指向するための、集光レンズであって、ここで該入口が、共焦点開口部として作用する、集光レンズ；
該キャリアに固定された、該キャリアおよびユニットを該基板に対して平行な平面内で短距離にわたって正確に移動させるための手段；ならびに
該光ファイバーからデータ分析器へのコネクターであって、該データ分析器は、該キャリアおよびユニットが該基板の表面にわたって移動する際に、該基板から放射される光の変化を分析するため、かつ該光ファイバーから受信した光のパターンに関して該ハウジングを移動させるために該移動手段を制御することにより、その結果、該ハウジングの光学軸が、該チャネルの実質的に中央に配向するための分析器である、コネクター、
を備える、光学検出・配向システム。
【請求項１８】
前記移動手段が、ガイドシャフト上のキャリアを備える、請求項１７に記載の光学検出・配向システム。
【請求項１９】
前記移動手段が、前記キャリアを前記ガイドシャフト上で移動させるための電磁的手段をさらに備える、請求項１８に記載の光学検出・配向システム。
【請求項２０】
前記移動手段が、前記キャリア内のねじ山付きスリーブ内のねじ山付きシャフト、および該ねじ山付きシャフトを回転させて該キャリアを移動させるための、該ねじ山付きシャフトの一端に接続されたモーターをさらに備える、請求項１７に記載の光学検出・配向システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（導入）
（技術分野）
本発明の分野は、微量流体アレイにおける蛍光検出である。
【０００２】
（背景）
コンビナトリアル化学、多くの種のゲノムの配列決定、ならびに遺伝子型と、物理的および生物学的な試行との間の関係の組合せは、異なる事象の決定を実施するための必要性を、大きく拡張させた。種々の形態のコンビナトリアル化学を使用して調製され得る新規化合物、ならびに野生型遺伝子および変異型遺伝子を含む多数の標的の多様性は、生物学的活性を有する化合物を開発する際に、目的の決定の数を非常に増加させた。これらの化合物としては、薬物、殺虫剤、農薬抵抗、疾患生物抵抗などが挙げられる。さらに、異なるゲノム間の差異を区別する際、特異的な変異を表現型に関連付ける際、種々の環境効果に対する感受性を一塩基多型（ｓｉｎｇｌｅ  ｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅ  ｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｓｍ）に関して規定する際、および生物のゲノムを同定してその生物に対するより良好な防御を提供する際の興味は、これらおよび他の決定を実施するための、迅速な安価なデバイスおよび方法論に対する必要性を、拡張させた。
【０００３】
近年、多種にわたるリザーバーおよびチャネルを小さなカードまたはチップと関連付けることを可能にする、微量流体アレイが開発され、ここで、高電圧を使用することにより、種々の操作が実施され得る。このアレイは、個々のネットワークを提供し、これらは、単一のチップ上に組合せで存在し、その結果、複数の決定が同時におよび／または連続的に、実施され得る。約５００〜５０００μ2の範囲の断面を有するチャネルを有することにより、操作が非常に小さな容量で実施され得る。さらに、非常に高感度の検出システムを有することにより、非常に低濃度の検出可能な標識が、使用され得る。このことは、非常に少量のサンプルおよび少量の試薬（これらは、次第により精密かつ高価になった）の使用を可能にする。微量流体アレイは、より迅速な処理能力、次第に短縮される決定時間、ならびに次第に少量となる必要とされるサンプルおよび試薬の見込みを提供する。
【０００４】
しかし、微量流体アレイの使用は、その挑戦がないのではない。微量流体アレイは、望ましくは、チップの費用の削減を提供するために、成形プラスチックに作製される。チップを成形し、そしてモールド上にチャネルを形成するためのリッジを提供することにより、チャネルは正確に延びないかもしれず、そしてそれらの適切な位置からずれ得、そして完全に真っ直ぐであるよりむしろ、わずかに湾曲し得る。さらに、プラスチックは頻繁に、自己蛍光性である。頻繁に使用される標識は蛍光標識であるので、標識からのシグナルが、自己蛍光シグナルと区別され得なければならない。信頼性のある蛍光シグナルをいかにして得るか、すなわち、検出可能な標識からのシグナルを最大化し、一方でバックグラウンドシグナルを最小化することの折衷に関する問題が、存在する。
【０００５】
さらに、チャネル壁はカバープレートに対して直交せず、その結果、照射深さは、励起ビームがチャネルに入る部位に依存して、変動する。励起ビームが壁に遭遇する位置で、シグナルは、励起した蛍光団の減少した数および壁の蛍光団の励起に起因して、質が下がる。従って、チャネル内での励起ビームの正確な位置決めが、再現性のある正確な結果のためには必要である。
【０００６】
（関連技術の簡単な説明）
キャピラリーアレイにおける蛍光シグナルを検出するためのシステムを記載する多くの特許が、公開されている。例えば、米国特許第５，２９６，７０３号および同第５，７３０，８５０号、ならびにＷＯ９８／４９５４３である。
【０００７】
（発明の要旨）
微量流体アレイとともに使用するための、光学蛍光検出システムが提供される。この検出・配向システムは、光源からの光を受信および処理し、そしてこの光を固体基板の微量流体チャネル上へと指向するための、光学トレインを備える。この光学トレインは、固体基板の表面にわたって移動され、チャネルを横切り、そしてこの固体基板から放射される光を受信する。この光学トレインは、この固体基板表面からの光を指向および処理し、そしてこの光を検出器へと指向する。この検出器からのシグナルは、データ分析器により受信され、この分析器は、このシグナルを分析し、そして光学トレインを、固体基板のバルク材料、このチャネルの縁部、およびこのチャネルから観察されたシグナルに関連して、このチャネルの中心へと指向する。このチャネル内の蛍光成分が、励起光により生成される蛍光により検出され、ここで、放出光が、光学トレインにより処理され、そしてチャネル内の蛍光成分から生じるチャネル内の蛍光の存在に関して分析され、固体基板からのあらゆる蛍光を修正する。
【０００８】
この光学蛍光検出システムは、微量流体アレイの複数のチャネルと配向して整列した、複数の小型共焦点顕微鏡システムを使用する。このシステムは、チャネルのセットとの整列のために、可動支持体上に設置される。この支持体は、異なるセットのチャネルとの整列のために、キャリッジに設置され得る。照射ユニットは、光源、および目的の波長範囲外の光を除去するための処理手段（例えば、レンズ、二色性ミラー、フィルター、格子など）を備える。単一の光源が使用され得、そしてビームが、チャネル照射のための小ビーム（ｂｅａｍｌｅｔ）の個々の分配のための複数の光ファイバーに分裂する。同様に、各チャネルからの個々のシグナルは、個々の光ファイバーにより、通常の検出器へと指向される。あるいは、各共焦点顕微鏡システムに対して、個々の光源（例えば、ＬＥＤまたはレーザーダイオード）が使用され得る。
【０００９】
この方法論は、チャネルの各々からの蛍光シグナルの、正確な、再現性のある決定を可能にする。所望の検出感度を達成するために、チャネルが空のとき（空気）かまたは液体（通常は蛍光色素を含む）が存在するときかのいずれかに、各チャネルの中央が決定される。微量流体アレイ基板の自己蛍光の程度に依存して、この光学システムは、検出可能なシグナルまたは散乱光を提供するに十分な自己蛍光が存在する場合、通常は自己蛍光が低い場合に、蛍光を検査し得る。散乱光の場合には、自己蛍光から生じる光とは異なる波長を検出する。
【００１０】
励起の送達の、２つの異なる形態が存在する：単一モードファイバー送達もしくはファイバーなしであって、ここで、レーザーおよび分裂は、別個のミラーまたは回折光学素子によりなされなければならない；または多モードファイバー送達であって、ここで、ランプまたはレーザーのいずれかが使用され得、そして分裂は、このレーザー光またはランプ光を均一化し、次いで多モードファイバーアレイを使用して分裂させることにより、なされる。光源は、通常はレーザーであり、一般に約２５０〜８００ｎｍの範囲、通常は４８８ｎｍ、５３２ｎｍまたは６３３ｎｍの波長を有する光ビームを生成する、レーザーである。
【００１１】
レーザーのような光源に依存して、フィルターを使用して、光の強度を減衰させ、蛍光標識の光退色および光分解を最小化し得る。次いで、この光が、回折光学素子、ビームスプリッタ素子の組合せ（例えば、離散ミラー）、または他の手段（例えば、離散ビームスプリッタおよび光ファイバーアレイ）により、複数の光線または小ビームに分裂する。次いで、得られるビームの各々は、チャネルに関連する個々の共焦点顕微鏡に指向される。単一モードおよび多モードのファイバーのいずれかが使用され得、ここで、多モード光ファイバーアレイを使用して、照射をＮ個の小ビームに分裂させる（ここで、Ｎは、照射されるべき光学トレインの数である）。このファイバーは、一般に、約２５〜７５μｍの範囲、特に約５０μｍの直径、および約１〜１０００ｍｍの範囲の長さを有する。
【００１２】
共焦点ハウジングは、非常に小型であり得、ここで、光学トレインを収容する部分は、通常は光ファイバーおよび配向システムに対する取付け具に関連する他の収容領域との組合せで、一般に、２００〜２０００ｍｍ2の範囲の断面および約２５〜２００ｍｍの範囲の高さの、約０．５〜４×１０4ｍｍ3の総容量を有する。各共焦点顕微鏡ハウジングは、個々の光源光ファイバーを受容し、これらのファイバーは、出力面がハウジングの光軸に対して垂直であるように、そして出て来る光がこの光軸と一致するように、配向される。視準レンズおよび対物レンズを通常備える、光学システムが、これらがファイバーからの光を小さな点へと集光させるように、位置決めされる。これらのレンズは、通常、単一の素子を有する非球面である。これらは、小さく、なお依然として回折が制限された性能を与えるように、設計される。
【００１３】
光ファイバーを光軸に位置決めする代わりに、光ファイバーからの主光線は、光軸の外側であり、光を視準してこの光を二色性ミラーへと指向する、視準レンズを通して指向され得る。この二色性ミラーは、この主光線を、ハウジングの光軸に沿って指向する。この主光線は、高開口数（一般に約０．２５〜０．７５の範囲）を有するレンズにより集光される。照射スポットサイズは、約６〜１０μｍの直径を有し、一方で収集面積は、約２００〜６００μｍ2である。励起光は、チャネル内に存在する蛍光団を検出部位において励起させ、そしてチャネルから放出される蛍光は、高開口数レンズにより収集される。視準レンズが使用される場合には、光はこの視準レンズを通して指向される。視準レンズの適切な位置決めおよび設計により、視準レンズによる掩蔽に起因する光子の損失が、最小化される。二色性ミラーが使用される場合には、このミラーは、目的の波長範囲においては実質的に透明であり、そして集光レンズにより集光される光ビームは、この二色性ミラーを通過する。二色性ミラーまたは視準レンズを通過した後に、光ビームは通常、フィルタリングされて、目的の波長範囲の外の光を除去され、そして多モード光ファイバーの入口開口部またはコアを含む平面上に、再集光される。発光ファイバーは、励起ファイバーと実質的に同じ寸法を有する。開口部は、共焦点アセンブリのための共焦点開口部として作用するが、共焦点ピンホールを提供するための他の方法が存在する（例えば、アバランシェフォトダイオードおよび他の検出器）。発光ビームは、発光光ファイバーにより受信され、そして検出器へと指向される。適切な感度を有する種々の検出器（例えば、光電子増倍管（ＰＭＴ）、電荷結合素子（ＣＣＤ）、アバランシェフォトダイオードなど）が使用され得る。次いで、シグナルが処理されて、チャネルから得られる発光のレベルを提供し得、そしてこの強度をチャネル内の蛍光団の量と相関付け得る。蛍光団の量は、目的の事象に関連するので、これは、サンプルの性質を同定するよう作用し得る。
【００１４】
いくつかの状況においては、異なる蛍光団からの異なる波長範囲を有するシグナルに興味が向けられる。発光光ビームは、フィルター、二色性ミラー、プリズムなどを使用して、目的の多数の異なる波長に分裂され得る。種々の市販のシステム（例えば、プリズム、ビームスプリッタミラーなど）が、この目的で入手可能である。ファイバーを有する本アセンブリは、レーザー光源のモードおよびプロフィールを保存し、そして共焦点顕微鏡アセンブリによるサンプル上への光線の最適な集光を保証する。
【００１５】
ハウジングは個別に使用され得るが、通常は組み合わせて使用されて、検出部位において複数のチャネルを読み取る。個々のハウジングは、支持体に設置され、この支持体は、通常は可動性であり、この支持体が異なるセットのチャネルに対してハウジングを移動および再配向することを可能にする。例えば、８つのハウジングを用いて、８つのチャネルを読み取り得、そして支持体を移動することが可能であることによって、異なる群の８つのチャネルを読み取り得、その結果、１２の読み取りにより、９６のアッセイプレートパターンからのサンプルを読み取り得る。１２以上のハウジング（通常は約９６以下のハウジング）を有することにより、多数のサンプルを迅速に読み取り得る。なぜなら、個々の読み取りは数秒未満でなされ、そして支持体の移動は自動化され、そして全セットの読み取りは約１分未満で実施されるからである。この支持体は、ハウジングの移動を可能にし、その結果、ビームをチャネルの実質的に中央に配向する。ハウジングの移動を制御するための、種々の方法（機械的、電気機械的、電磁的など）が使用され得る。異なる方法は、旋回ロッドに設置されたアームにハウジングを固定することを包含し得、ここでこのアームは、一方向に制限されて反対方向に押し付けられ、レバーアームがコイルの中央に延びるボイスコイルアクチュエーターを包含する。カム操作式の制御ロッカーアーム、または平面内で移動する可動支持体を使用することにより、ハウジングは、中点から約１０〜１０００μ、通常は＃５００μの距離の周囲までを移動し得る。微量流体チップのバルク材料が自己蛍光性である場合には、チャネルの存在は、照射を所定の距離を通して移動させて、自己蛍光を検出することにより、決定される。バルク材料が有意には自己蛍光性でない場合には、自己蛍光と光散乱との両方を用いて、図９（照射がチャネルを横切る間の自己蛍光シグナルの変化を示す）に示すようなチャネル信号が存在する。
【００１６】
制御アームは、ハウジングに堅固に連結される。この制御アームは、ベアリングに旋回可能に設置され、その結果、チャネルの周囲で小さな円弧において移動し得る。このアームは、チャネルの部位を決定するための蛍光検出のための光学システムを使用して、この円弧の周囲で微量流体チップの表面を走査するために、作動され得る。種々のアクチュエータが、このアームおよびハウジングを移動させるために使用され得、ここで、この移動は、円弧を通過するにつれて、加速および減速され得る。観察される自己蛍光は、検出器へと透過され、そしてシグナルが分析されて、チャネルの部位を決定する。一旦、チャネルの境界が決定されると、ハウジングおよびその光軸は、チャネルの中央の実質的に上に配向され得る。
【００１７】
ハウジングおよびレバーアームの長さは、比較的短くあり得、一般に、ベアリングの軸から微量流体デバイスに隣接するハウジングの端部のレンズまで測定する場合に、５０〜１５０の範囲である。ハウジングの移動は、約０．０１μ、通常は約０．１〜１０μの範囲の段階に制御される。機械的アームを使用する代わりに、種々の電磁的アセンブリを使用して、光学シグナルに関連してハウジングの移動を制御し得る。反対の電磁石、または反対の力を有する単一の電磁石を有することにより、電磁石の電磁束がコンピュータにより制御される場合には、これはハウジングがチャネル領域を移動するにつれて、ハウジングの位置をシグナルの変化に相関付ける。あるいは、ハウジングを移動させるためにモーターおよびガイドシャフトを使用し得、これにより、ハウジングがチャネル領域をチップの表面に対して平行な平面内で横断することを可能にする。
【００１８】
望ましくは、複数の光学システムに対して、単一の光源が使用される。単一の光源からの光は、回折光学素子またはビームスプリッタのシステムのような、ビーム分割器に指向される。小ビームの各々は、光ファイバーに指向され、このファイバーは、この光を光学システムへと伝達する。光は任意の数の光線に分裂し得るが、通常は、光線の総数は９６を超えず、通常は６４を超えず、より通常は３２を超えず、そして４程度に少なくあり得、好ましくは約８〜２４である。各々が、角度θで線形アレイに分離され得るが、光線間の適切な角度を用いて二次元のアレイもまた形成され得る。各光線は、入力ビームとして、類似の伝播パラメータを有する。特に、発散および透過強度プロフィールは、保存される。光源の透過強度プロフィールが「ガウス（Ｇａｕｓｓｉａｎ）」またはＴＥＭ00である場合には、各光線は、このプロフィールを保存する。このプロフィールは、最適な集光を可能にする。各光線は、十分な距離を伝播されて、分離および異なる位置を提供する。この距離は、一般に少なくとも１ｍｍであり、通常は約１〜１，０００ｍｍである。非球面レンズ、色消しダブレットなどのような個々のレンズは、各光線を単一モード光ファイバーに集光する。各ファイバーは、各チャネルに関連する共焦点顕微鏡アセンブリの１つに接続される。
【００１９】
微量流体アレイは、固体基板に存在し、この基板は、非可撓性基板であっても可撓性基板（例えば、フィルム）であってもよい。微量流体デバイスの例については、例えば、米国特許第５，７５０，０１５号を参照のこと。可撓性である場合には、これは通常、剛性の支持体により支持され、そしてこの剛性の支持体とともに配向される。検出部位を含むチャネルは、一般に、約１０〜２００μｍの深さ、および約１〜５００μｍ、通常は１０〜２００μｍの範囲のチャネルの開口部における幅を有する。これらのチャネルは、平行であっても種々のアレイであってもよく、ここで、入口ポートは、９６以上のマイクロタイターウェルプレートに対して配向され得、その結果、ウェルからのサンプルは、ポートおよび微量流体ネットワークに直接導入され得る。チップの目的およびチャネルのパターン（チャネルが真っ直ぐであるか、湾曲しているかまたは曲がっているか）に依存して、チップはほんの１ｃｍもしくは２ｃｍ長、または５０ｃｍ長、一般的には約２〜２０ｃｍ長、頻繁には１２．８ｃｍ長であり得る。幅は、チャネルの数およびパターンにより変動し、一般的には少なくとも約１ｃｍ、より通常には少なくとも約２ｃｍであり、そして５０ｃｍ幅、頻繁には約８．５ｃｍ幅であり得る。チップは、入口ポートおよび出口ポートを有し、通常は緩衝液および廃液のためのリザーバを有し、これらはチャネルに接続され、そしてサンプル、試薬などを主チャネルに移動させるために主チャネルに接続される、さらなるチャネルが存在し得る。電極がチャネルに提供され、ここでこれらの電極は、チップの一部であっても、導電性塗料でペイントされていても、チップ上の金属メッキであってもよく、あるいは電極は、外部デバイスによりリザーバまたはチャネルに導入されるために提供され得る。チャネル間の間隔は、検出部位において、通常少なくとも約０．５ｍｍ、より通常には少なくとも約１ｍｍである。これらのチャネルは多くの経路および形状を呈し得るので、２つの隣接するチャネル間の距離は、変動し得る。
【００２０】
一連の決定をチップにおいてなすために、このチップは、１つのモジュールまたはモジュールの群に導入され、このモジュールは、可動支持体を備える。このチップは、支持体に対して割出され、その結果、これらのチャネルは、関連するハウジングの光軸に対して実質的に配向される。このモジュールはまた、電極または電極へのコネクター（これらはチップの一部である）、容器または他の計器（例えば、シリンジ、キャピラリーなど）（これらは、試薬、サンプルなどの供給源として作用し得、チップのポートを通しての流体移動を提供する）、蛍光検出器とデータ分析システムとの間の電気的接続などを備え得る。種々のモジュールが組み合わせられ、その結果、チップを受容し、そしてこのチップを、このチップと相互作用する種々の成分に対して配向する。割り当ては、チップにおいて提供され得、その結果、モジュールおよび支持体に対する所定の位置にロックされる。チャネルの操作を開始する前に、ハウジングは、チャネルの中央に対して配向される。ハウジングの各々は、検出ゾーンにおいてチャネルと交差する、微量流体チップの平面を横切って個々に移動する。基板の組成の自己蛍光のレベルに依存して、自己蛍光または散乱光が読み取られ得る。有意な自己蛍光が存在する場合には、自己蛍光または散乱光が、検出および読み取りされ得る。自己蛍光シグナルが低い場合には、散乱光が読み取られる。
【００２１】
散乱光が検出される場合には、この散乱は、チャネルからの散乱と比較して、チャネルの縁部において異なる。散乱光の変化を観察することにより、ハウジングが微量流体チップの平面を横切って移動するにつれて、チャネルの縁部からチャネルへの移動を検出し得、そしてこれらの縁部から等しく離れているとして、中央を選択し得る。
【００２２】
一旦、ハウジングがチャネルの指定位置により固定されると、チャネルと光学ハウジングとに関する配向プロセスは、必ずしも繰り返される必要はなく、そして多数の読み取りがなされ得る。次いで、種々の操作を実施し得、ここで、蛍光標識は、検出部位に運ばれる。蛍光団標識の検出は、競合アッセイ、核酸配列決定、免疫アッセイなどの結果であり得る。
【００２３】
（特定の実施形態の説明）
本発明をさらに理解するために、ここで図面を考慮する。図１に、検出ステーション１００を示す。この検出ステーションとともに、微量流体チップ１０２が、水晶板１０４により適所に保持される。この水晶板は、真空チャック（図示せず）の一部であり得、これによって微量流体チップ１０２が、検出ステーション１００に対して固定された指定位置に保持される。微量流体チップを適所に維持する他の様式としては、重力、力ピン（ｆｏｒｃｅ  ｐｉｎ）、圧力、クリップ、可逆的接着などが挙げられる。電極１０８を有する電極付き蓋１０６もまた示され、ここで電極１０８は、動電学的プロセスの操作の間に、微量流体チップ１０２のポートに延び得る。上記のように、微量流体チップ１０２は、複数のチャネルを有し、ここでは１つのチャネルのみについてシステムを示す。検出ステーションは、光学ハウジング１１０を有し、これは、小さな管状ハウジングであり、これは、好都合な任意の材料（例えば、プラスチック、アルミニウム、鋼鉄など）で作製され得、そして望ましくは、光学システムの種々の成分を収容するために必要とされる最小の寸法を有する。この光学システムは、許容される程度まで、小型化された光学素子（例えば、回折光学素子ＤＯＥ）を使用する。単一のＤＯＥが、複数の機能を果たし得、例えば、レンズ、ミラーおよび／または格子として作用し得、ここで、この成分は、約３ｍｍ×３ｍｍである。この光学システムは、ハウジングの一端に、微量流体チップのチャネルと並置して、非球面レンズ１１２を備え、この非球面レンズ１１２は、以下に記載するように、適切な配向の後に、励起ビームをチャネルの中央に指向する。励起光ビーム１１４は、カプラー１２２によってハウジング１１０のアーム１２０に接続された光ファイバーにより、二色性ミラー１１６または等価な光学素子に指向される。光ビーム１１４は、レンズ１２４を通過し、このレンズは、ファイバーからの発散光を収集するよう作用する。次いで、励起ビーム１１４は、二色性ミラー１１６により反射され、このミラーは、目的の励起波長の光を反射し、そしてこの反射波長の外の光は、二色性ミラーを通過し得る。内壁および全ての支持要素は、望ましくは黒色であり、その結果、散乱光吸収を最大化する。反射された光ビーム１２６は、非球面レンズ１１２により集光され、そしてはっきりとした小さなビームを形成し、これが支持プレート１０４を通ってチャネル１２８へと通過する。蛍光団がチャネル１２８に存在する場合には、この蛍光団は励起され、そして光を放出し、この光は、チャネル１２８を出、そして非球面レンズ１１２により収集される。この発光ビームは、二色性ミラー１１６、フィルター１３２を通過し、目的の波長範囲の外の光が除去され、そしてレンズ１３４を通過し、このレンズは、光ビーム１３０を収集光ファイバー１３２の入口へと集光させる。光ファイバーは、カプラーにより、ハウジング１１０に取り付けられる。収集光ファイバー１３２は、光子を検出器（図示せず）に伝達する。
【００２４】
ハウジング１１０は、フランジ１３８により、配向デバイス１３６に固定される。フランジ１３８は、ハウジング１１０、アーム１２０、およびレバー１４０に結合されて、可動ユニットとして一緒に接続される。レバー１４０は、ベアリング１４２に回転可能に設置され、このベアリングは、軸１４４により支持される。配向デバイス１３６は、管状ケーシング１４６を備え、これは、Ｌ型バー１５０によって、エンコーダーユニット１４８に固定的に取り付けられる。ケーシング１４６およびモーターユニット１４８は、固定された関係に保持され、その結果、レバーアーム１４０の動きが正確に制御され得、そしてレバーアーム１４０の位置およびこの様式でハウジング１１０の位置は、容易に決定される。エンコーダー１４８は、コネクター１５２によりロッド１５４に接続され、このロッド上に、カム１５６が固定的に設置される。ロッド１５４は、ベアリング１５８および１６０を通過し、これらは管状ケーシング１４６内に設置され、その結果、ロッド１５４を適所に維持し、そしてカム１５６が固定された回転軸から回転することを可能にする。管状ハウジング１４６は、フィン１６２を有し、これに、ばね１６４の一端が取り付けられ、このばねの他端は、レバーアーム１４０に取り付けられる。ばね１６４は、レバーアーム１４０を束縛し、そして破線１６６により示されるように、アーム１４０を、フィン１６２の方向、または反時計回りの方向に押し付ける。バー１６８は、ブッシング１７０および１７２により支持され、そしてその長さは、カム１５６と、レバーアーム１４０との接触位置との間の密なフィットを提供する。従って、バー１６８が位置するカム１５６の表面と、レバーアーム１４０との間の距離は、一定のままである。カム１５６が回転するにつれて、バー１６８は、カムがジャーナルされたロッド１５４に対して伸縮する。レバーアーム１４０がバー１６８の移動に応答するにつれて、ハウジング１１０内の光学システムは、発光している蛍光に関して表面を走査する。先に示したように、微量流体チップ１０２内のチャネル１２８の境界において、有意な低下が存在する。この境界の位置およびこれらの境界間の距離を知ることにより、エンコーダーは、ハウジング１１０の中央をチャネル１２８の中央に合わせるようにバー１６８を移動させるよう制御され得る。一旦、ハウジングがチャネルと中心合わせされると、電動学的決定がなされ、そしてチャネル１２８においてモニタリングされる蛍光の変化は、蛍光強度の変化から得られる信号の変化とともに、収集ファイバー１３２によりデータ収集・分析デバイス（図示せず）へと指向される。
【００２５】
微量流体チップは、単一のハウジングの幅の境界内に単一のチャネルを有するよう配向され得、その結果、チャネル中央の決定は、そのチャネルに対して直交する。あるいは、チャネルは、ハウジングの経路に対して角度をなし得、その結果、測定は、チャネル境界に対して角度をなし、依然として中心が決定されることを可能にする。ハウジングを行として有する代わりに、ハウジングは、検出部位においてチャネルの境界を決定することを可能にする任意の様式で、組織化され得、例えば、円弧、多数の列および行を有する等間隔に離れたアレイ、またはモニタリングされるべきチャネルの検出部位のパターンに関して他のパターンを形成することである。
【００２６】
図２に、２つの異なるチャネルをモニタリングする対面した２つの完全なユニットが存在すること以外では図１に示すデバイスと類似の、デバイスを示す。この配置において、２行のデバイスを有する。全ての部品が同一であるので、異なる構成要素を示すために同一の番号を使用する。２つの検出ステーション１００ａおよび１００ｂは、チャネル１２８ａおよび１２８ｂに互いに適応する。検出ステーション１００ａおよび１００ｂの各々は、それぞれが独自の配向デバイス１３６ａおよび１３６ｂを有し、互いに独立して移動する。２セットの光学検出ステーションを有することにより、同時に実施し得る読み取りの数が２倍にされる。チャネルが適切に配向される位置で、２行の光学検出ステーションは、２セットのチャネルをモニタリングし、そしてより迅速にデータを提供する。
【００２７】
図３に、改変した構造が提供され、これは、２つの様式で使用され得る：第一の様式においては、異なる吸収波長を有する蛍光団の同定を可能にする；そして第二の様式においては、単一の波長を使用するが、微量流体チップからの散乱の検出のために、異なる経路を使用する。この図はまた、配向デバイスのための異なる機械的構造を提供する。光学検出デバイス３００では、微量流体チップ３０２が、ガラス板３０４により真空チャック３０６に適所に保持される。微量流体チップ３０２は、検出ステーション３００に対して固定された指定位置に保持される。電極付きの蓋または他の電極源（図示せず）が、微量流体チップ３０２のチャネルにわたる電圧のために、提供される。検出ステーションは、光学ステーション３１０を有し、これは、小さな管状ハウジングであり、これは、少なくとも約３ｍｍの外径、より通常には、少なくとも５ｍｍの外径、そして通常は、約１５ｍｍ以下の外径、より通常には約１０ｍｍ以下の外径である。望ましくは、行になったハウジングの中心間間隔は、約６〜１２ｍｍ、より特定すると８〜１０ｍｍである。ハウジングは、光学トレインを収容するための最小の寸法を有し、そして所望の仕様を提供する、任意の好都合な材料（金属またはプラスチック）で作製され得る。光学システムは、許容可能な程度まで、小型化された光学素子（例えば、回折光学素子）を使用する。光学システムは、微量流体チップ３０２内のチャネル３１４に並置するハウジングの一端に、非球面レンズ３１２を備える。非球面レンズ３１２は、適切な配向の後に、励起ビームをチャネルの中央に指向する。このレンズはまた、チャネル３１４の境界の検出のための小さな光ビームを透過するよう作用する。ハウジングは、上の二色性ミラー３１６および下の二色性ミラー３１８の、２つの二色性ミラーを有する。これら２つのミラーは、蛍光団の励起のための２つの異なる波長を使用するために、用途を見出す。上の励起光ビーム３２０は、上の二色性ミラー３１６または等価な光学素子へと、カプラー３２４によってハウジング３１０に接続された光ファイバー３２２により指向される。光ビーム３２０は、帯域通過フィルター３２６を通過し、このフィルターは、第一の目的の波長範囲の外の光を除去する。次いで、励起光ビーム３２０は、二色性ミラー３１６により反射され、このミラーは、目的の波長光内の光を反射し、そして目的の波長の放出光を通過させる。内部の壁および支持要素は、望ましくは、黒色である。反射された光ビーム３２８は、非球面レンズ３１２により集光されて、はっきりした小さなビーム（望ましくは約５〜２５μｍの範囲）となる。照射ビームは、チャネル内の蛍光団を検出部位において励起させ、そして光が放出される。約１０μｍの直径のビームを有することにより、幅約５０μｍおよび深さ１００μｍのチャネルを用いて、照射される容量は、約＊＊＊である。５０ｐＭ濃度の蛍光団については、照射される分子の数は、＊＊＊である。放出された光は、二色性ミラー３１８および３１６を通過してフィルター３３０を通り、このフィルターは、２つの異なる蛍光団の波長の外の光を除去し、そして光は、対物レンズによって、カプラーによりハウジング３１０に���り付けられた収集光ファイバーの入口に集光される。収集光ファイバー３３４の入口は、共焦点開口部として作用する。類似の様式で、下の光ファイバー３４０は、カプラー３４２を介してハウジング３１０に接続され、そして光ビーム３２０とは異なる波長の光ビーム３４４を指向して、帯域通過フィルター３４６に通す。光ビーム３４４は、光ビーム３２０と同様に作用し、二色性ミラー３１８によってチャネル３１４へと反射され、ここで蛍光が放出され、非球面レンズ３１２により収集および集光され、そして両方の二色性ミラー３１８および３１６を通して、多モード光ファイバー３３４への入口により提供される共焦点開口部へと指向される。
【００２８】
チャネル３１４の中央を決定するために、配向機構３４８が提供され、これは、図１の配向機構と実質的に同じである。ハウジング３１０は、ボルト３５０および３５２により、配向デバイス３４８に固定される。これらのボルトは、レバーアーム３５４を通って延びる。この様式で、ハウジング３１０が固定され、そしてハウジング３１０およびレバー３５４の可動ユニットとして、一緒に接続される。レバー３５４は、ベアリング３５６に回転可能に設置され、このベアリングは、軸３５８により支持される。配向デバイス３４８は、管状ケーシング３６０を備え、このケーシングは、Ｌ型バー３６４およびフランジ３６６によって、エンコーダーユニット３６２に固定的に取り付けられる。ケーシング３６０およびエンコーダーユニット３６８は、固定された関係に保持され、その結果、レバーアーム３５４の移動が正確に制御され得、そしてレバーアーム３５４の位置、およびこの様式でハウジング３１０の位置が、容易に決定され得る。エンコーダー３６８は、コネクター３７０によってロッド３７２に接続され、このロッド上に、カム３７４が固定的に設置される。ロッド３７２は、ベアリング３７６および３７８を通過し、これらのベアリングは、フランジ３６６に固定され、その結果、ロッド３７２を適所に維持し、そしてカム３７４が固定された回転軸から回転することを可能にする。レバーアーム３５４は、ピン３８０を有し、このピンに、ばね３８２が取り付けられ、ここで、ばね３８２の他端は、Ｌ型バー３６４に取り付けられたフック３８４に固定される。ばね３８２は、レバーアーム３５４を拘束し、そしてアーム３５４をＬ型バーの方向に押し付ける。バー３８４が、ブッシング３８６および３８８により支持され、そしてこのバーの長さは、カム３７４と、レバーアーム３５４の接触位置との間のきついフィットを提供する。従って、バー３８４が位置するカム３７４の表面と、レバーアーム３５４との間の距離は、一定に維持される。カム３７４が回転するにつれて、バー３８４は、このカムがジャーナルされるロッド３７２に対して伸縮する。レバーアーム３５４がバー３８４の移動に応答するにつれて、ハウジング３１０内の光学システムは、放出される蛍光について、表面を走査する。先に示したように、微量流体チップ３０２のチャネル３１４の境界において、有意な低下が存在する。この境界の位置およびこれらの境界間の距離を知ることにより、エンコーダーは、ハウジング３１０の中央をチャネル３１４の中央に合わせるようにバー３８４を移動させるよう制御され得る。一旦、ハウジングがチャネルと中心合わせされると、電動学的決定がなされ、そしてチャネル３１４においてモニタリングされる蛍光の変化は、蛍光強度の変化から生じる信号の変化とともに、収集ファイバー３３４によりデータ収集・分析デバイス（図示せず）へと指向される。
【００２９】
このデバイスの第二の使用において、光ファイバー３４０は励起光を提供し、これは、微量流体チップ３０２へと反射される。二色性ミラー３１６は、散乱光を収集し、そしてこの光を収集光ファイバー３２２へと透過する。両方の二色性ミラー３１６および３１８は、チャネル３１４から放出される蛍光シグナルに対して透明であり、この蛍光は、データプロセッサによる処理のために、光ファイバー３３４へと透過される。
【００３０】
次の一連の図においては、これらの図に対して共通の要素を繰り返さない。これらは、ハウジングの移動のための異なるデバイスのための環境を提供して、チャネル中央の部位を同定する。
【００３１】
図４において、デバイス４００は、微量流体チップ４０２に関連し、そして光学ステーション４０４を有し、これは、ハウジング３１０に関して図３において記載したものと同じ光学機器を備える。光学ステーション４０４は、固定用ネジ４０８および４１０によって、アーム４０６に固定される。アーム４０６は、ベアリング４１２を有し、このベアリングは、旋回ロッド４１４に設置される。アーム４０６は、電気コイル４１６で終結し、このコイルは、リード線４１８および４２０を有する。磁気バー４２２が、コイル４２０を通って延びる。これらのリード線は、直流電流源（図示せず）に接続され、これは、データ分析器（これもまた図示せず）により制御される。光学システム４０４からのシグナルは、データ分析器に送られ、この分析器は、ハウジングが微量流体チップ４０２のプレートを横断するにつれて、シグナルの変化を検出し、そしてチャネルの中央を同定する。データ分析器は、コイル内の電流を変化させてアーム４０６を移動させ、微量流体チップ４０２の表面を走査する。チャネルの中央が同定されると、データ分析器はハウジングの位置を固定して、チャネルの中央へと励起光を指向する。
【００３２】
図５において、代替の電磁デバイスが使用される。デバイス５００は、微量流体チップ５０２に関連し、そして光学ステーション５０４を有し、このステーションは、ハウジング３１０に関して図３において記載したものと同じ光学機器を備える。電磁アクチュエーター５０６が、支持体５０８に堅固に固定され、そして鉄表面５１０に対面する。ハウジング５０４は、フランジ５１２において、ボルト５１４および５１６によって可撓性旋回アーム５１８に取り付けられ、この旋回アームは、バー５２２によって支持体５２０に固定される。電磁アクチュエーター５０６が、電磁アクチュエーター５０６への電流の印加により作動される場合に、鉄表面５１０を電磁アクチュエーター５０６へと引きつける場が発生される。可撓性旋回アーム５１８は屈曲し、そしてハウジング５０４の電磁アクチュエーター５０６への移動に対して推進力を付与する。電磁アクチュエーター５０６の磁束を変化させることによって、ハウジング５０４は、微量流体チップ５０２の平面にわたる円弧内を移動し、チャネルから放射される光により生じるシグナルの変化の結果として、チャネルの中央の検出を可能にする。位置レゾルバー５２４は、表面５２６に対面し、ここで位置レゾルバー５２４は、ハウジング５０４の位置を検出する。位置レゾルバー５２４は、音または光を使用して、位置レゾルバーと表面５２６との間の距離を決定し得る。一旦、チャネルの中央がデータ分析器により決定されると、チャネルの中央に光を指向するハウジング５０４の位置に関する位置レゾルバー５２４からのシグナルが記録され得、そしてハウジング５０４は、そのチャネル内の各決定に対する位置に、戻される。この様式で、決定することを望むたびに表面を走査する必要はないが、いつハウジングが適切に位置決めされるかを決定するために、位置レゾルバー５２４からのシグナルに依存し得る。
【００３３】
次の２つの図において、ハウジングはキャリアに設置され、このキャリアは、微量流体チップの表面に対して平行な平面内を移動し、その結果、ハウジングから入射する光は常に、微量流体チップへの同一の方向にある。
【００３４】
図６において、デバイス６００は、可動キャリア６０４に設置された光学システム６０２の下に、微量流体チップ６０１を有する。可動キャリア６０４は、スタンド６０６に設置され、このスタンドは、２つの対面する支持ポスト６０８および６１０を有する。可動キャリア６０４の移動は、可動キャリア内のねじ山付きチャネルを通過し、カプラー６１６によりリードスクリュー６１２に接続されるモーター６１４により回転される、リードスクリュー６１２によって制御される。リードスクリュー６１２は、ベアリング６１８によってポスト６０８内に支持される。２つのガイドシャフト６２０および６２２は、ポスト６０８と６１０との間に延び、そして可動キャリア６０４の平滑チャネルを通過して、可動キャリア６０４の移動を同一面内に維持する。モーター６１４は、データ分析器により制御され、この分析器は、可動キャリア６０４の移動を制御し、そして光学システム６０２からのシグナルを受信する。チャネルの中央が決定されると、可動キャリアの移動は停止され、そして同じ位置に維持される。
【００３５】
図７において、デバイス７００は、光学システムの移動を制御するために、電磁アクチュエーターを使用する。光学システムを微量流体チップの表面に対して平行な線状平面内に維持するために、ガイドシャフト、ガイドベアリングなどのような、１つ以上の線形ガイドを使用する。デバイス７００は、微量流体チップ７０２および光学システム７０４を有し、このシステムは、可動キャリア７０６に設置される。図６においてと同様に、可動キャリア７０６は、ガイドシャフト７０８および７１０によりガイドされ、これらのガイドシャフトは、ポスト７１２と７１４との間に延び、可動キャリア７０６の平滑チャネルを通過して、可動キャリア７０６の移動を、微量流体チップ７０２の上表面に対して平行な一定の平面内に維持する。ポスト７１４には、電磁アクチュエーター７１６が設置される。可動キャリア７０６の電磁アクチュエーター７１６に対面する側には、棒磁石７１８が設置される。電磁アクチュエーター７１６の場の強度および極性を変化させることによって、可動キャリア７０６は、ガイドシャフト７０８および７１０に沿って、前後に移動し得る。検出ロッド７２０が、可動キャリア７０６の端部の一方に取り付けられ、そしてポスト７１４および位置レゾルバー７２２を通って延びる。検出ロッド７２０は、色、透過性、反射性などを次第に変化させることなどにより位置を符号化されており、その結果、位置レゾルバー７２２における検出ロッド７２０の位置が、正確に決定され得る。一旦、検出ロッド７２０の適切な位置が決定が決定されると、可動キャリア７０６は常に、微量流体チップ７０２のチャネルのさらなるモニタリングのために、同じ部位に戻され得る。光学システム７０４からのシグナルが、データ分析器（これはまた、検出ロッド７２０の位置をモニタリングする）に送られることによって、光学システムがチャネルの中央に位置する場合に、微量流体チップのチャネルの中央は、検出ロッド７２０の位置に相関付けられ得る。
【００３６】
先に示したように、チャネルは、多くのパターンの微量流体チップを呈し得る。図８は、微量流体チップ８００の表面の模式的頂面図である。複数のチャネルネットワーク８０２は、主チャネル８０４、交差チャネル８０６、主チャネル８０４のためのポートおよびリザーバー８０８および８１０、ならびに交差チャネル８０６のためのポートおよびリザーバー８１２および８１４を有する。チャネルネットワーク８０２は、円弧状に間隔を空け、そして「Ｘ」８１６は、主チャネル８０４の検出部位を示し、ここで、光学ハウジングが位置決めされる。円弧の代わりに、チャネルネットワークは、円を規定するよう分配され得、ここで、光学ハウジングは、プラットフォーム上に設置され、このプラットフォームは、一群のハウジングが回転して異なる群のチャネルネットワークをアドレスすることを可能にする。
【００３７】
所望であれば、種々の電極パターンが、微量流体チップの一部を作製し得、これらの電極は、コンピュータまたは他のデータ分析デバイスに接続され得、このデバイスは、操作の進行の間に、種々の電極における電圧を制御するよう作用する。さらに、このコンピュータは、操作の間に光学検出デバイスの位置決めを制御するよう作用し得る。
【００３８】
先に記載したように、微量流体デバイスは、複数のチャネルを有し、ここで、チャネルの数に依存して、全てのチャネルが同数の光学検出デバイスによって同時にアドレスされ得るか、あるいはチャネルの数の一部がいつでもアドレスされ得、そして光学検出デバイスもしくは微量流体チップまたは両方が、互いに対して移動されて、光学検出デバイスが複数の異なるチャネルをアドレスすることを可能にし得る。例えば、各ポートが９６マイクロタイターウェルプレートのウェルからサンプルを受容することが意図された、９６のチャネルを有する微量流体チップを用いて、１つのユニットにおいて８または１２の光学検出デバイスを有して、同数のチャネルをモニタリングし得る。次いで、同数のチャネルのモニタリングの後に、光学検出デバイスユニットおよび／または微量流体チップは移動されて、異なるセットのチャネルをアドレスし、そして全てのチャネルがモニタリングされるまで、手順が繰り返される。
【００３９】
上記結果から、本発明は、微小チャネル内の蛍光団を検出する改善された様式を提供することが明らかである。このデバイスおよび方法は、シグナルおよびシグナル対ノイズ比を非常に改善し、そして多数のサンプルの迅速な決定を可能にし、その結果、一度に多数のチャネルがモニタリングされ得る。使用される機構は、コンパクトになるよう小型化され得、一方で複数の微小チャネルを小さな空間においてアドレスし得る。チャネルの種々の設計が、この検出システムに適合する。
【００４０】
上記本発明を、理解の明瞭化の目的で、図示および実施例によりいくらか詳細に記載したが、本発明の教示を参照して、添付の特許請求の範囲の意図および範囲から逸脱することなく、特定の変化および改変が本発明になされ得ることが、当業者に容易に明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、光学検出システムの立面側面図である。
【図２】  図２は、一対の光学検出システムの立面側面図である。
【図３】  図３は、代替の光学検出システムの立面側面図である。
【図４】  図４は、光学検出システムを配向するために電磁アクチュエータを使用する、代替の実施形態の立面図である。
【図５】  図５は、光学検出システムを配向するために電磁アクチュエータを使用する、第二の様式を使用する代替の実施形態の立面図である。
【図６】  図６は、光学検出システムを配向するために微量流体基板に対して平行な平面内で機械的に移動するキャリアを使用する、代替の実施形態の立面図である。
【図７】  図７は、光学検出システムを配向するために微量流体基板に対して平行な平面内でキャリアを移動させるための、電磁アクチュエータを使用する代替の実施形態の立面図である。
【図８】  図８は、複数のチャネルネットワークが特徴付けられた微量流体チップの表面の、頂面図である。
【図９】  図９は、チャネルに対して光学システムを配向する場合に観察されるシグナルのグラフである。この決定を実行した条件は、以下の通りである：レーザー出力２ｍＷ；スポットサイズＦＷＨＭにおいて１０ミクロン；アクリル微量流体チップ、３０ミクロン深さのチャネル、ＨＥＰＥＳ緩衝液（５０ｍＭ、ｐＨ７．４）で満たされた８０ミクロン幅；開口チャネルを横切る走査（前後）約４００ミクロン／秒；４８８ｎｍ励起（アルゴンイオンレーザー）、５３０ｎｍ発光フィルター、３０ｎｍ  ＦＷＨＭ帯域通過を用いるＭｉｎｉ−Ｃｏｎｆｏｃａｌ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ；最適なシグナル性能に通常設定された焦点。
【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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