JP2003185584A - スキャナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 モータとクランク機構を用いて、励起光とサ
ンプルとを、主走査方向に、相対的に往復動させて、サ
ンプルから放出された光を検出して、生化学解析用デー
タを生成するときにも、定量性に優れた生化学解析用デ
ータを生成することができるスキャナを提供する。 【解決手段】 励起光を発する２つの励起光源１、２
と、サンプルが載置されるサンプルステージ７０と、励
起光を前記サンプルステージに載置されたサンプルに集
光するとともに、サンプルから放出された光を集光する
集光光学系５と、モータ４０と、モータの出力軸の回転
運動を直線運動に変換するクランク機構４１、４３、４
４を備え、集光光学系とサンプルステージを、相対的
に、主走査方向に往復動させる主走査機構と、サンプル
から放出された光を光電的に検出する光検出器７、８
と、モータの前記出力軸の回転角を検出するロータリー
エンコーダ８２と、ロータリーエンコーダが検出したモ
ータの出力軸の回転角にしたがって、励起光源から発せ
られる励起光の強度を制御する光源制御手段８１を備え
たことを特徴とするスキャナ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スキャナに関する
ものであり、さらに詳細には、モータとクランク機構を
用いて、励起光とサンプルとを、主走査方向に、相対的
に往復動させて、サンプルから放出された光を検出し
て、生化学解析用データを生成するときにも、定量性に
優れた生化学解析用データを生成することができるスキ
ャナ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解析システムが知られている（た
とえば、特公平１−７０８８４号公報、特公平１−７０
８８２号公報、特公平４−３９６２号公報など）。

【０００３】蓄積性蛍光体シートを放射線の検出材料と
して使用するオートラジオグラフィ解析システムは、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、得られたディジタ
ルデータにデータ処理を施すことにより、所望のよう
に、解析用データを再生し、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。

【０００４】他方、オートラジオグラフィ解析システム
における放射性標識物質に代えて、蛍光色素などの蛍光
物質を標識物質として使用した蛍光（fluorescence)解
析システムが知られている。この蛍光解析システムによ
れば、蛍光物質から放出された蛍光を検出することによ
って、遺伝子配列、遺伝子の発現レベル、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、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、電気泳動されるべき
複数種の蛋白質分子を含む溶液を、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、電気泳動された蛋白質を染色し、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
ることによって、画像を生成し、ゲル支持体上の蛋白質
分子の位置および量的分布を検出したりすることができ
る。あるいは、ウェスタン・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、電気泳動され
た蛋白質分子の少なくとも一部を転写し、目的とする蛋
白質に特異的に反応する抗体を蛍光色素で標識して調製
したプローブと蛋白質分子とを会合させ、特異的に反応
する抗体にのみ結合する蛋白質分子を選択的に標識し、
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、転写支持体上の蛋白
質分子の位置および量的分布を検出したりすることがで
きる。また、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り、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ＲＮ
Ａ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の分布を検出したりすることができる。さらに、
標識物質によって標識した目的とする遺伝子を含むＤＮ
Ａ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り、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。この蛍光解析システムは、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。

【０００５】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、細胞、
ウィルス、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、ｃＤＮ
Ａ、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、細
胞、ウィルス、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、ｃ
ＤＮＡ、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って標識され
た物質を、ハイブリダイゼーションなどによって、特異
的結合物質に、特異的に結合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解析システムが開発さ
れている。このマイクロアレイ解析システムによれば、
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、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。

【０００６】また、メンブレンフィルタなどの担体表面
上の異なる位置に、細胞、ウィルス、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、細胞、ウィルス、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、放射性標識物質によって標識さ
れた物質を、ハイブリダイゼーションなどによって、特
異的結合物質に、特異的に結合させたマクロアレイを、
輝尽性蛍光体を含む輝尽性蛍光体層が形成された蓄積性
蛍光体シートと密着させて、輝尽性蛍光体層を露光し、
しかる後に、輝尽性蛍光体層に励起光を照射し、輝尽性
蛍光体層から発せられた輝尽光を光電的に検出して、生
化学解析用データを生成し、生体由来の物質を解析する
放射性標識物質を用いたマクロアレイ解析システムも開
発されている。

【０００７】これらのシステムは、いずれも、サンプル
に、励起光を照射して、輝尽性蛍光体や蛍光物質などの
標識物質を励起し、輝尽性蛍光体から放出された輝尽光
や蛍光物質から放出された蛍光などを光電的に検出し
て、標識物質の画像データや発光量データなどの生化学
解析用のデータを生成するものであり、これらのシステ
ムのために用いられる生化学解析用データ生成装置は、
スキャナを用いたものと、二次元センサを用いたものに
大別される。

【０００８】二次元センサを用いる場合に比し、スキャ
ナを用いる場合には、高解像度で、生化学解析用データ
を生成することができるという利点がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】スキャナを用いて、生
化学解析用データを生成する場合、励起光をサンプルに
集光する集光光学系と、サンプルが載置されたサンプル
ステージを、相対的に、主走査方向に、高速で、往復動
させて、サンプルを、励起光によって走査することが必
要であるが、サンプルステージや集光光学系を、主走査
方向に、高速で、往復動させる場合、モータを正逆回転
させるよりも、クランク機構を用いて、低トルクで、モ
ータの出力軸の回転運動を、直線的な運動に変換するこ
とにより、サンプルステージや集光光学系を、主走査方
向に、高速で、往復動させる方が、コストダウンを図る
ことができ、好ましい。

【００１０】しかしながら、クランク機構を用いて、モ
ータの出力軸の回転運動を、直線的な往復運動に変換
し、サンプルステージや集光光学系を、主走査方向に、
往復動させる場合には、サンプルステージや集光光学系
の線速度が一定ではなくなり、その結果、スライドガラ
ス板などの担体の表面に形成され、蛍光物質によって標
識された特異的結合物質を含む複数のスポット領域や、
メンブレンフィルタなどの担体の表面に形成され、放射
性標識物質によって標識された特異的結合物質を含む複
数のスポット領域を、励起光によって、走査し、蛍光物
質から放出された蛍光や、放射性標識物質から放出され
た輝尽光を、光電的に検出して、生化学解析用データを
生成する際に、集光光学系の線速度によって、蛍光物質
や輝尽性蛍光体が受ける励起光のエネルギーが異なるた
め、蛍光物質から放出される蛍光の強度や輝尽性蛍光体
から放出される輝尽光の強度が、サンプルステージや集
光光学系の線速度が一定である場合とは異なってしま
い、蛍光や輝尽光を光電的に検出して得た生化学解析用
データの定量性が著しく悪化するという問題があった。

【００１１】したがって、本発明は、モータとクランク
機構を用いて、励起光とサンプルとを、主走査方向に、
相対的に往復動させて、サンプルから放出された光を検
出して、生化学解析用データを生成するときにも、定量
性に優れた生化学解析用データを生成することができる
スキャナを提供することを目的とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明のかかる目的は、
励起光を発する少なくとも１つの励起光源と、サンプル
が載置されるサンプルステージと、前記少なくとも１つ
の励起光源から発せられた励起光を前記サンプルステー
ジに載置された前記サンプルに集光するとともに、前記
サンプルから放出された光を集光する集光光学系と、モ
ータと、前記モータの出力軸の回転運動を直線運動に変
換するクランク機構を備え、前記集光光学系と前記サン
プルステージを、相対的に、主走査方向に往復動させる
主走査機構と、前記サンプルから放出された光を光電的
に検出する光検出器と、前記モータの前記出力軸の回転
角を検出するロータリーエンコーダと、前記ロータリー
エンコーダが検出した前記モータの前記出力軸の回転角
にしたがって、前記少なくとも１つの励起光源から発せ
られる励起光の強度を制御する光源制御手段を備えたこ
とを特徴とするスキャナによって達成される。

【００１３】本発明においては、モータと、モータの出
力軸の回転運動を直線運動に変換するクランク機構を備
えた主走査機構によって、集光光学系とサンプルステー
ジが、相対的に、主走査方向に往復動されるように構成
されているから、集光光学系とサンプルステージの主走
査方向における相対的な線速度は一定ではなく、したが
って、主走査方向の位置によって、サンプルに含まれた
蛍光物質や輝尽性蛍光体が受ける励起光のエネルギーが
異なるため、サンプルに含まれた蛍光物質から放出され
る蛍光の強度や輝尽性蛍光体から放出される輝尽光の強
度が、集光光学系とサンプルステージの主走査方向にお
ける相対的な線速度が一定の場合とは異なってしまい、
サンプルから放出された蛍光や輝尽光を光電的に検出し
て得た生化学解析用データの定量性が著しく悪化するお
それがあり、集光光学系とサンプルステージの主走査方
向における相対的な線速度は大きく変動するため、集光
光学系とサンプルステージの主走査方向における相対的
な線速度が一定の場合と同様なデータとなるように、デ
ータ処理によって、生成された生化学解析用データを補
正することはきわめて困難であるが、本発明によれば、
スキャナは、ロータリーエンコーダが検出したモータの
出力軸の回転角にしたがって、少なくとも１つの励起光
源から発せられる励起光の強度を制御する光源制御手段
を備えているから、ロータリーエンコーダが検出したモ
ータの出力軸の回転角と一定の関係にある集光光学系と
サンプルステージの主走査方向における相対的な線速度
に応じて、少なくとも１つの励起光源から発せられる励
起光の強度を制御することができ、したがって、集光光
学系とサンプルステージの主走査方向における相対的な
線速度が一定でないにもかかわらず、集光光学系とサン
プルステージの主走査方向における相対的な線速度が一
定の場合と全く同様に、サンプルに含まれた蛍光物質や
輝尽性蛍光体を、励起光によって、励起することができ
るから、サンプルから放出された蛍光や輝尽光を光電的
に検出することによって、定量性に優れた生化学解析用
データを生成することが可能になる。

【００１４】本発明の好ましい実施態様においては、前
記光源制御手段が、前記集光光学系と前記サンプルステ
ージの主走査方向における相対的な線速度にしたがっ
て、前記少なくとも１つの励起光源から発せられる励起
光の強度を制御するように構成されている。

【００１５】本発明の好ましい実施態様によれば、光源
制御手段が、集光光学系とサンプルステージの主走査方
向における相対的な線速度にしたがって、少なくとも１
つの励起光源から発せられる励起光の強度を制御するよ
うに構成されているから、集光光学系とサンプルステー
ジの主走査方向における相対的な線速度が一定でないに
もかかわらず、集光光学系とサンプルステージの主走査
方向における相対的な線速度が一定の場合と全く同様
に、サンプルに含まれた蛍光物質や輝尽性蛍光体を、励
起光によって、励起することができるから、サンプルか
ら放出された蛍光や輝尽光を光電的に検出することによ
って、定量性に優れた生化学解析用データを生成するこ
とが可能になる。

【００１６】本発明の好ましい実施態様においては、ス
キャナは、さらに、前記ロータリーエンコーダの回転角
と、前記集光光学系と前記サンプルステージの主走査方
向の相対的な線速度の関係を示す基準データと、前記少
なくとも１つの励起光源から発せられる励起光の強度を
制御する制御データを格納したメモリを備えている。

【００１７】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、前記メモリが、前記少なくとも１つの励起光源から
発せられる励起光の強度を、前記集光光学系と前記サン
プルステージの主走査方向の相対的な線速度に比例する
ように制御する蛍光物質励起用の制御データを格納して
いる。

【００１８】本発明のさらに好ましい実施態様によれ
ば、メモリが、少なくとも１つの励起光源から発せられ
る励起光の強度を、集光光学系とサンプルステージの主
走査方向の相対的な線速度に比例するように制御する蛍
光物質励起用の制御データを格納しているから、単位面
積、単位時間あたりに、照射される励起光のエネルギー
に比例した蛍光を放出する性質を有する蛍光色素などの
蛍光物質を、励起光によって励起して、蛍光物質から放
出された蛍光を光電的に検出して、生化学解析用データ
を生成する場合に、集光光学系とサンプルステージの主
走査方向における相対的な線速度が一定でないにもかか
わらず、集光光学系とサンプルステージの主走査方向に
おける相対的な線速度が一定の場合と全く同様に、サン
プルに含まれた蛍光物質を、つねに、同じエネルギーの
励起光によって、励起することができるから、サンプル
から放出された蛍光を光電的に検出することによって、
定量性に優れた生化学解析用データを生成することが可
能になる。

【００１９】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、前記メモリが、前記少なくとも１つの励起光源から
発せられる励起光の強度が一定のときの励起光による走
査速度と、輝尽性蛍光体から放出される輝尽光の強度の
関係を示す関数を正規化し、１に関して、反転して得ら
れた制御関数を、輝尽性蛍光体励起用の制御データとし
て格納している。

【００２０】本発明のさらに好ましい実施態様によれ
ば、メモリが、少なくとも１つの励起光源から発せられ
る励起光の強度が一定のときの励起光による走査速度
と、輝尽性蛍光体から放出される輝尽光の強度の関係を
示す関数を正規化し、１に関して、反転して得られた制
御関数を、輝尽性蛍光体励起用の制御データとして格納
しているから、励起光の単位時間、単位面積あたりの強
度が一定の場合に、照射される励起光の走査速度が特定
の値のときに、最大強度の輝尽光を放出する性質を有す
る輝尽性蛍光体を、励起光によって励起して、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、生化学
解析用データを生成する場合に、集光光学系とサンプル
ステージの主走査方向における相対的な線速度が一定で
ないにもかかわらず、集光光学系とサンプルステージの
主走査方向における相対的な線速度が最大強度の輝尽光
が放出される線速度に等しい場合と全く同様に、サンプ
ルに含まれた輝尽性蛍光体を、つねに、励起光によっ
て、励起することができるから、サンプルから放出され
た輝尽光を光電的に検出することによって、信号強度が
大きく、定量性に優れた生化学解析用データを生成する
ことが可能になる。

【００２１】本発明の好ましい実施態様においては、前
記主走査機構が、前記集光光学系を、主走査方向に往復
動させるように構成されている。

【００２２】本発明の別の好ましい実施態様において
は、前記主走査機構が、前記サンプルステージを、主走
査方向に往復動させるように構成されている。

【００２３】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、前記少なくとも１つの励起光源が、レーザ光を発す
るレーザ励起光源によって構成されている。

【００２４】

【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。

【００２５】図１は、本発明の好ましい実施態様にかか
るスキャナの光学系を示す略斜視図である。

【００２６】本実施態様にかかるスキャナは、スライド
ガラス板を担体とし、蛍光色素によって選択的に標識さ
れた試料の数多くのスポットが、スライドガラス板上に
形成され、蛍光データが記録されているマイクロアレイ
を、レーザ光によって走査して、蛍光色素を励起し、蛍
光色素から放出された蛍光を光電的に検出して、生化学
解析用のデータを生成可能に構成されるとともに、蛍光
色素によって、選択的に標識された試料を含み、蛍光デ
ータが記録されている転写支持体よりなる蛍光サンプル
を、レーザ光によって走査して、蛍光色素を励起し、蛍
光色素から放出された蛍光を光電的に検出して、生化学
解析用データを生成可能に構成され、さらに、アルミニ
ウムなどの光を減衰させる性質を有する基板に、互いに
離間して形成された多数の貫通孔内に、ナイロン６など
の吸着性材料が充填されて、多数の吸着性領域が形成さ
れ、多数の吸着性領域が、蛍光色素によって、選択的に
標識された試料を含み、蛍光データを記録している生化
学解析用ユニットを、レーザ光によって走査して、蛍光
色素を励起し、蛍光色素から放出された蛍光を光電的に
検出して、生化学解析用データを生成可能に構成される
とともに、放射性標識物質の位置情報に関する放射線デ
ータが記録された蓄積性蛍光体シートの輝尽性蛍光体層
を、レーザ光によって走査して、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、生化学解析用のデータを生成可能に構成されてい
る。

【００２７】図１に示されるように、本実施態様にかか
るスキャナは、５３２ｎｍの波長のレーザ光を発する第
１のレーザ励起光源１と、６３５ｎｍの波長のレーザ光
を発する第２のレーザ励起光源２とを備えたレーザアセ
ンブリ３と、第１のレーザ励起光源１および／または第
２のレーザ励起光源２から発せられたレーザ光を、サン
プル（図示せず）上に集光するとともに、サンプルから
放出された光を集光する集光レンズ４を備えた集光光学
系アセンブリ５と、集光光学系アセンブリ５を、図１に
おいて、矢印Ｘで示される主走査方向に往復動させる光
学系駆動機構６と、第１のフォトマルチプライア７と、
第２のフォトマルチプライア８と、ダイクロイックミラ
ー９を備えた検出光学系アセンブリ１０とを備えてい
る。

【００２８】本実施態様においては、第１のレーザレー
ザ励起光源１および第２のレーザ励起光源２は、半導体
レーザによって構成されている。

【００２９】サンプルがセットされるサンプルステージ
は、集光レンズ４の上方に設けられており、後述のよう
に、図１において、矢印Ｙで示される副走査方向に移動
されるように構成されている。

【００３０】図１に示されるように、レーザアセンブリ
３は、さらに、基台１１を備え、基台１１上に、第１の
レーザレーザ励起光源１、第２のレーザ励起光源２、第
１のレーザレーザ励起光源１から発せられたレーザ光の
ビームを広げるビームエクスパンダ１２、第２のレーザ
励起光源２から発せられたレーザ光のビームを広げるビ
ームエクスパンダ１３および５３２ｎｍの波長のレーザ
光を反射し、６３５ｎｍの波長のレーザ光を透過するダ
イクロイックミラー１４が固定されている。

【００３１】図１に示されるように、集光光学系アセン
ブリ５は、ガイドレール２０にスライド可能に取り付け
られたステイ２１を備え、ステイ２１には、レーザ光
を、サンプルステージにセットされたサンプル上に集光
するとともに、サンプルから放出された光を集光する集
光レンズ４と、第１のレーザ励起光源１から発せられ、
ビームエクスパンダ１２を通過し、ダイクロイックミラ
ー１４によって反射されたレーザ光ならびに／または第
２のレーザ励起光源２から発せられ、ビームエクスパン
ダ１３およびダイクロイックミラー１４を透過したレー
ザ光を反射して、集光レンズ４に導くミラー２２と、中
央部に形成された穴（図１には図示されていない）を介
して、ミラー２２によって反射されたレーザ光を、集光
レンズ４に導くとともに、サンプルから放出され、集光
レンズ４によって集光された光を、検出光学系アセンブ
リ１０に向けて、反射する穴開きミラー２３が固定され
ている。

【００３２】図１に示されるように、検出光学系アセン
ブリ１０は、６００ｎｍ以上の波長の光を透過し、６０
０ｎｍ未満の波長の光を反射する性質を有するダイクロ
イックミラー９と、穴開きミラー２３によって反射され
た蛍光を集光するレンズ３０と、フィルタ部材３１と、
フィルタ３２を備えたハウジング３３を備えている。フ
ィルタ３２は、第２のレーザ励起光源２を用いて、マイ
クロアレイあるいは蛍光サンプルに含まれた蛍光物質を
励起し、蛍光物質から放出された蛍光を検出する際に使
用されるものであり、６３５ｎｍの波長の光をカット
し、６３５ｎｍよりも波長の長い光を透過する性質を有
している。

【００３３】図２は、フィルタ部材３１の略正面図であ
る。

【００３４】図２に示されるように、フィルタ部材３１
は、板部材３３に、第１のフィルタ３１ａおよび第２の
フィルタ３１ｂが形成された板部材３４によって構成さ
れている。第１のフィルタ３１ａは、第１のレーザ励起
光源１を用いて、マイクロアレイあるいは蛍光サンプル
に含まれた蛍光物質を励起し、蛍光物質から放出された
蛍光を検出する際に使用されるものであり、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、第２のフィルタ３１ｂは、第２
のレーザ励起光源２を用いて、蓄積性蛍光体シートの輝
尽性蛍光層に含まれた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検出する際に用いられるも
のであり、６３５ｎｍの波長の光をカットし、輝尽光の
波長の光を透過する性質を有している。

【００３５】ここに、フィルタ部材３１は、モータ（図
示せず）によって、その長手方向にスライド可能に構成
され、第１のレーザ励起光源１を用いて、マイクロアレ
イあるいは蛍光サンプルに含まれた蛍光物質を励起し、
蛍光物質から放出された蛍光を検出するときには、レン
ズ３０によって集光された蛍光の光路内に、第１のフィ
ルタ３１ａが位置し、第２のレーザ励起光源２を用い
て、蓄積性蛍光体シートの輝尽性蛍光層に含まれた輝尽
性蛍光体を励起し、輝尽性蛍光体から放出された輝尽光
を検出するときには、レンズ３０によって集光された輝
尽光の光路内に、第２のフィルタ３１ｂが位置するよう
に、モータが制御される。

【００３６】図１に示されるように、第１のフォトマル
チプライア７の前面には、ピンホール３５が形成された
第１のピンホール形成部材３６が設けられ、第２のフォ
トマルチプライア８の前面には、ピンホール３７が形成
された第２のピンホール形成部材３８が設けられてい
る。

【００３７】第１のピンホール形成部材３６および第２
のピンホール形成部材３８は、それぞれ、モータ（図示
せず）によって、スライド可能で、第１のフォトマルチ
プライア７および第２のフォトマルチプライア８の前面
から退避可能に構成されている。

【００３８】本実施態様においては、集光レンズ４とレ
ンズ３０とが、共焦点光学系を形成し、サンプルから放
出された光が、ピンホール３５あるいはピンホール３７
上に結像されるように構成されている。このように、共
焦点光学系を採用して、サンプルから放出された光が、
ピンホール３５あるいはピンホール３７上に結像される
ように構成しているのは、サンプルが、マイクロアレイ
の場合には、レーザ光によって、蛍光色素を励起した結
果、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、ピンホール３５あるいは３７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。

【００３９】図３は、本発明の好ましい実施態様にかか
るスキャナに設けられた光学系駆動機構６の詳細を示す
略斜視図である。

【００４０】図３に示されるように、光学系駆動機構６
は、モータ４０を備え、モータ４０の出力軸４１には、
略直方体状のブロック４２が固定され、ブロック４２の
出力軸４１の中心から偏心した位置に立設された軸４３
に、アーム４４の一端部が回動可能に取り付けられてい
る。

【００４１】図３に示されるように、アーム４４の他端
部は、集光光学系アセンブリ５の枠体２１の側板２４に
立設された軸２５に、回動可能に取り付けられている。

【００４２】ここに、モータ４０の出力軸４１と、集光
光学系アセンブリ５の枠体２１の側板２４に立設された
軸２５とは、同じ高さに位置している。

【００４３】したがって、モータ４０が駆動されて、モ
ータ４０の出力軸４１が回転されると、ブロック４２お
よびブロック４２に立設された軸４３が、モータ４０の
出力軸４１まわりに回転され、軸４３が、モータ４０の
出力軸４１まわりに回転するのにともなって、その一端
部が、軸４３に回動可能に取り付けられたアーム４４が
往復動し、モータ４０の出力軸４１が一回転して、ブロ
ック４２に立設された軸４３が、モータの出力軸４１ま
わりに、一回転すると、集光光学系アセンブリ５が、図
１および図３において、矢印Ｘで示された主走査方向
に、１回往復動される。

【００４４】図４は、マイクロアレイがセットされるサ
ンプルキャリアを裏面側から見た略斜視図である。

【００４５】図４に示されるように、サンプルキャリア
５０は、フレーム体５１を備え、フレーム体５１には、
その内部に、マイクロアレイ６０がセット可能な３つの
開口部５２、５３、５４が形成されている。

【００４６】各開口部５２、５３、５４の両側のフレー
ム体５１の表面には、矩形状をなした板部材５５、５
６、５７、５８が、それぞれ、その開口部５２、５３、
５４側の側部領域が、開口部５２、５３、５４の長手方
向に沿って、開口部５２、５３、５４上に突出するよう
に、取り付けられている。

【００４７】図４に示されるように、各開口部５２、５
３、５４内には、Ｌ字状をなした板ばね５２ａ、５３
ａ、５４ａが、サンプルキャリア５０の裏面側に向け
て、ばね力を作用可能に取り付けられている。図４にお
いて、５９は、サンプルキャリア５０を把持するための
ハンドルである。

【００４８】サンプルであるマイクロアレイ６０を、サ
ンプルキャリア５０にセットする場合には、マイクロア
レイ６０が、図４において、矢印Ａで示される向きに、
各開口部５２、５３、５４内に挿入されるように構成さ
れている。

【００４９】一方、フレーム体５１には、開口部５２、
５３、５４に対応する位置に、後述するマイクロアレイ
排出ロッドが挿入可能な開口部５２ｂ、５３ｂ、５４ｂ
が形成されている。

【００５０】マイクロアレイ６０が、各開口部５２、５
３、５４内に挿入されると、マイクロアレイ６０に、Ｌ
字状をなした板ばね５２ａ、５３ａ、５４ａの屈曲部が
当接し、板ばね５２ａ、５３ａ、５４ａのばね力によ
り、マイクロアレイ６０は、それぞれ、その開口部５
２、５３、５４側の側部領域が、開口部５２、５３、５
４の長手方向に沿って、開口部５２、５３、５４上に突
出するように、取り付けられている板部材５５、５６、
５７、５８の表面に付勢されて、サンプルキャリア５０
内に保持される。

【００５１】転写支持体よりなる蛍光サンプルに対して
は、別個のサンプルキャリアが用意され、蓄積性蛍光体
シートに対しても、別個のサンプルキャリアが用意され
ており、いずれも、マイクロアレイ用のサンプルキャリ
ア５０を同じ外形を有している。

【００５２】図５は、サンプルを保持したサンプルキャ
リアがセットされるサンプルステージの略斜視図であ
る。

【００５３】図５に示されるように、サンプルステージ
７０は、マイクロアレイ用のサンプルキャリア５０、蛍
光サンプル用のサンプルキャリアおよび蓄積性蛍光体シ
ート用のサンプルキャリアを、選択的に、その長手方向
に沿って、挿入可能に構成されている。

【００５４】サンプルステージ７０の一側部には、図４
に示されたサンプルキャリア５０がセットされたとき
に、サンプルキャリア５０の開口部５４内に、マイクロ
アレイ６０が装填可能なように、開口部（図示せず）が
形成されるとともに、サンプルステージ７０の他方の側
部のサンプルキャリア５０の開口部５４ｂに対応する位
置に、開口部７１が形成されている。

【００５５】サンプルステージ７０は、レール７２にス
ライド可能に取り付けられ、サンプルステージ７０の一
側部に固定されたステイ７３には、雌ねじが切られた穴
（図示せず）が形成され、この穴内に、ステージモータ
７４によって回転される雄ねじが切られたロッド７５が
係合している。

【００５６】したがって、ステージモータ７４を駆動し
て、ロッド７５を回転させることによって、サンプルス
テージ７０を、図５において、矢印Ｙで示される副走査
方向に移動させることができる。

【００５７】図６は、本実施態様にかかるスキャナの制
御系、検出系、駆動系および入力系を示すブロックダイ
アグラムである。

【００５８】図６に示されるように、本実施態様にかか
るスキャナの制御系は、スキャナ全体の動作を制御する
コントロールユニット８０と、第１のレーザ励起光源１
から発せられるレーザ光の強度および第２のレーザ励起
光源２から発せられるレーザ光の強度を制御する光源制
御手段８１とを備え、スキャナの検出系は、第１のフォ
トマルチプライア７と、第２のフォトマルチプライア８
と、モータ４０の出力軸４１と同軸に設けられたロータ
リーエンコーダ８２と、第１のフォトマルチプライアに
よって生成されたアナログデータをディジタル化する第
１のＡ／Ｄ変換器８３と、第２のフォトマルチプライア
８によって生成されたアナログデータをディジタル化す
る第２のＡ／Ｄ変換器８４と、データ処理装置８５と、
サンプルステージ７０にセットされたサンプルキャリア
の種類を検出するサンプルキャリアセンサ８６を備えて
いる。

【００５９】図６に示されるように、本実施態様にかか
るスキャナの駆動系は、集光光学系５を、主走査方向
に、往復動させるモータ４０と、フィルタ部材３１をス
ライドさせるフィルタ部材モータ９０と、第１のピンホ
ール形成部材３６をスライドさせる第１のピンホール形
成部材モータ９１と、第２のピンホール部材３８をスラ
イドさせる第２のピンホール形成部材モータ９２と、サ
ンプルステージ７０を、副走査方向に移動させるステー
ジモータ７４を備えている。

【００６０】図６に示されるように、本実施態様にかか
るスキャナの入力系は、キーボード９５を備えている。

【００６１】また、図６に示されるように、光源制御手
段８１は、第１のレーザ励起光源１から発せられるレー
ザ光の強度および第２のレーザ励起光源２から発せられ
るレーザ光の強度を制御するためのテーブルを格納した
メモリ８７を備え、第１のレーザ励起光源１および第２
のレーザ励起光源２は、コントロールユニット８０によ
って、オン・オフ制御されるとともに、光源制御手段８
１によって、レーザ光の発光強度が制御されるように構
成されている。

【００６２】図７は、単位時間に、単位面積あたりに、
蛍光色素が受けるレーザ光の強度Ｌｐと、レーザ光によ
って励起されて、蛍光色素が放出する蛍光の強度ＩＦと
の関係を概略的に示すグラフである。

【００６３】図７に示されるように、レーザ光によって
励起されたときに、蛍光色素が放出する蛍光の強度ＩＦ
は、単位時間に、単位面積あたりに、蛍光色素が受ける
レーザ光の強度Ｌｐに比例している。

【００６４】したがって、モータ４０によって、主走査
方向に移動される集光光学系アセンブリ５の線速度Ｖに
比例するように、Ｌｐ＝Ｋ＊Ｖ（Ｋは定数）となるよう
に、第１のレーザ励起光源１から発せられるレーザ光の
強度および第２のレーザ励起光源２から発せられるレー
ザ光の強度を制御すれば、集光光学系アセンブリ５の主
走査方向の位置にかかわらず、マイクロアレイ６０、蛍
光サンプルおよび生化学解析用ユニットに含まれている
蛍光色素ならびに蓄積性蛍光体シートの輝尽性蛍光体層
に含まれている輝尽性蛍光体が、単位面積あたりに、単
位時間に受けるレーザ光のエネルギーを一定に制御する
ことが可能になる。

【００６５】そこで、本実施態様においては、あらかじ
め算出されたロータリーエンコーダ８２の回転角信号と
集光光学系アセンブリ５の線速度の関係にしたがって、
ロータリーエンコーダ８２の回転角信号に対して、第１
のレーザ励起光源１から発せられるレーザ光の強度およ
び第２のレーザ励起光源２から発せられるレーザ光の強
度を、どのように制御するかが、あらかじめ決定され、
蛍光色素用のレーザ光源制御テーブルとして、メモリ８
７に記憶されている。

【００６６】図８は、レーザ光の強度が一定のときに、
レーザ光の主走査方向における線速度Ｖと、レーザ光に
よって励起されて、輝尽性蛍光体が放出する輝尽光の強
度ＩＳとの関係を概略的に示すグラフである。

【００６７】図８において、３つの曲線が描かれている
のは、輝尽性蛍光体の種類により、レーザ光の主走査方
向における線速度Ｖと、レーザ光によって励起されて、
輝尽性蛍光体が放出する輝尽光の強度ＩＳとの関係が異
なるからである。

【００６８】図８に示されるように、放射線エネルギー
を蓄積している輝尽性蛍光体を、レーザ光によって励起
したときに、輝尽性蛍光体から放出される輝尽光は、輝
尽性蛍光体に蓄積されている放射線エネルギーが、光の
形で放出されるものであるため、レーザ光の強度が一定
のときは、レーザ光によって励起されて、輝尽性蛍光体
が放出する輝尽光の強度ＩＳは、レーザ光によって走査
される速度、すなわち、レーザ光の主走査方向における
線速度Ｖが、ある値Ｖ０のときに最大となる。

【００６９】図８に示されるように、輝尽性蛍光体の種
類によって、輝尽光の最大強度が得られる線速度Ｖ０は
異なった値になる。

【００７０】したがって、本実施態様においては、輝尽
性蛍光体の種類ごとに、レーザ光によって走査される速
度、すなわち、レーザ光の主走査方向における線速度Ｖ
と、レーザ光によって励起されて、輝尽性蛍光体が放出
する輝尽光の強度ＩＳとの関係が、あらかじめ、実験的
に決定され、図８に示された曲線を正規化し、１に関し
て、反転することによって、図９に示されるように、第
１のレーザ励起光源１から発せられるレーザ光の強度Ｌ
ｐおよび第２のレーザ励起光源２から発せられるレーザ
光の強度Ｌｐの制御関数ｆ（Ｖ）が算出され、制御関数
ｆ（Ｖ）に基づいて、あらかじめ算出されたロータリー
エンコーダ８２の回転角信号と集光光学系アセンブリ５
の線速度の関係にしたがって、ロータリーエンコーダ８
２の回転角信号に対する第１のレーザ励起光源１から発
せられるレーザ光の強度Ｌｐおよび第２のレーザ励起光
源２から発せられるレーザ光の強度Ｌｐの制御テーブル
が、あらかじめ決定されて、輝尽性蛍光体用のレーザ光
源制御テーブルとして、メモリ８７に記憶されている。

【００７１】以上のように構成された本実施態様にかか
るスキャナは、以下のようにして、スライドガラス板を
担体とし、蛍光色素によって選択的に標識された試料の
数多くのスポットが、スライドガラス板上に形成され、
蛍光データが記録されているマイクロアレイ６０を、レ
ーザ光によって走査して、蛍光色素を励起し、蛍光色素
から放出された蛍光を光電的に検出して、生化学解析用
データを生成する。

【００７２】マイクロアレイ６０は、たとえば、以下の
ようにして、調製される。

【００７３】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。

【００７４】他方、検体であるＲＮＡを生体細胞から抽
出し、さらに、ＲＮＡから３’末端にポリＡを有するｍ
ＲＮＡを抽出する。こうして抽出したポリＡを末端に有
するｍＲＮＡからｃＤＮＡを合成する際に、標識物質で
あるＣｙ３（登録商標）を存在させて、Ｃｙ３によって
標識された第一のターゲットＤＮＡを生成する。

【００７５】その一方で、検体であるＲＮＡを生体細胞
から抽出し、さらに、ＲＮＡから、３’末端にポリＡを
有するｍＲＮＡを抽出する。こうして抽出したポリＡを
末端に有するｍＲＮＡからｃＤＮＡを合成する際に、標
識物質であるＣｙ５（登録商標）を存在させて、Ｃｙ５
によって標識された第二のターゲットＤＮＡを生成す
る。

【００７６】こうして調製された第一のターゲットＤＮ
Ａと第二のターゲットＤＮＡを混合し、混合液を、特異
的結合物質であるｃＤＮＡが滴下されたスライドガラス
板の表面上に静かに載せて、ハイブリダイズさせる。

【００７７】図１０は、こうして調製されたマイクロア
レイ６０の略斜視図であり、図１０において、１１０
は、スライドガラス板１１１の表面に滴下されたｃＤＮ
Ａのスポットを示している。

【００７８】まず、ユーザーによって、３枚のマイクロ
アレイ６０が、図４において、矢印Ａで示されるよう
に、サンプルキャリア５０の開口部５２、５３、５４内
に、それぞれ、装填される。

【００７９】次いで、ユーザーにより、サンプルキャリ
ア５０が、サンプルステージ７０内に挿入されて、セッ
トされる。

【００８０】次いで、ユーザーによって、キーボード９
５に、サンプルキャリア５０に装填されたマイクロアレ
イ６０を、レーザ光によって走査して、蛍光色素を励起
し、蛍光色素から放出された蛍光を光電的に検出して、
生化学解析用のデータを生成する旨の指示信号および特
異的結合物質を標識している標識物質の種類を特定する
標識物質特定信号が入力される。

【００８１】キーボード９５に入力された指示信号およ
び標識物質特定信号は、コントロールユニット８０に出
力され、指示信号および標識物質特定信号が入力される
と、コントロールユニット８０は、指示信号および標識
物質特定信号にしたがって、フィルタ部材モータ９０に
駆動信号を出力して、第１のフィルタ３１ａが、蛍光の
光路内に位置するように、フィルタ部材３１を移動させ
るとともに、第１のピンホール形成部材モータ９１およ
び第２のピンホール形成部材モータ９２に駆動信号を出
力して、ピンホール３５およびピンホール３７が、それ
ぞれ、第１のフォトマルチプライア７および第２のフォ
トマルチプライア８の前面に位置するように、第１のピ
ンホール形成部材３６および第２のピンホール形成部材
３８を移動させる。

【００８２】同時に、コントロールユニット８０は、指
示信号を、光源制御手段８１に出力し、光源制御手段８
１は、コントロールユニット８０から入力された指示信
号にしたがって、メモリ８７に格納されている蛍光色素
用のレーザ光源制御テーブルを読み出す。

【００８３】次いで、コントロールユニット８０は、キ
ーボード９５を介して、入力された指示信号および標識
物質特定信号にしたがって、第１のレーザ励起光源１お
よび／または第２のレーザ励起光源２に駆動信号を出力
して、第１のレーザ励起光源１および／または第２のレ
ーザ励起光源２を起動させる。

【００８４】本実施態様においては、マイクロアレイ６
０のスライドガラス板１１１上に滴下されたｃＤＮＡ
が、５３２ｎｍの波長のレーザ光によって効率的に励起
可能なＣｙ３（登録商標）および６３５ｎｍの波長のレ
ーザ光によって効率的に励起可能なＣｙ５（登録商標）
によって二重に標識されているから、コントロールユニ
ット８０は、第１のレーザ励起光源１および第２のレー
ザ励起光源２に駆動信号を出力して、第１のレーザ励起
光源１および第２のレーザ励起光源２を起動させる。

【００８５】同時に、コントロールユニット８０は、光
学系駆動機構６のモータ４０に駆動信号を出力して、モ
ータ４０を駆動する。

【００８６】その結果、モータ４０の出力軸４１の中心
から偏心した位置に固定されたディスク４２が回転さ
れ、一端部が、ディスク４２の中心に立設された軸４３
に回動可能に取り付けられ、他端部が、集光光学系アセ
ンブリ５の枠体２１の側板２４に立設された軸２５に回
動可能に取り付けられているアーム４４を介して、集光
光学系アセンブリ５が、高速で、図１において、矢印Ｘ
で示された主走査方向に往復動される。

【００８７】第１のレーザ励起光源１から発せられたレ
ーザ光は、ビームエクスパンダ１２によって、そのビー
ム径が拡大された後、ダイクロイックミラー１４によっ
て反射されて、集光光学系アセンブリ５のミラー２２に
入射する。

【００８８】一方、第２のレーザ励起光源２から発せら
れたレーザ光は、ビームエクスパンダ１２によって、そ
のビーム径が拡大された後、ダイクロイックミラー１４
を透過して、集光光学系アセンブリ５のミラー２２に入
射する。

【００８９】集光光学系アセンブリ５のミラー２２に入
射したレーザ光は、ミラー２２によって反射されて、穴
開きミラー２３に入射する。

【００９０】穴開きミラー２３に入射したレーザ光は、
穴開きミラー２３の穴（図示せず）を通過した後、集光
レンズ４によって、サンプルステージ７０内にセットさ
れたサンプルキャリア５０の開口部５４内に装填されて
いるマイクロアレイ６０に集光される。

【００９１】第１のレーザ励起光源１から発せられた５
３２ｎｍの波長のレーザ光がマイクロアレイ６０に入射
すると、スライドガラス板１１１の表面に形成されたス
ポット１１０に含まれているｃＤＮＡに、選択的にハイ
ブリダイズされた第一のターゲットＤＮＡを標識してい
るＣｙ３が励起されて、５７６ｎｍの波長にピークを有
する蛍光が放出される。

【００９２】一方、第２のレーザ励起光源２から発せら
れた６３５ｎｍの波長のレーザ光がマイクロアレイ６０
に入射すると、スライドガラス板１１１の表面に形成さ
れたスポット１１０に含まれているｃＤＮＡに、選択的
にハイブリダイズされた第二のターゲットＤＮＡを標識
しているＣｙ５が励起されて、６７５ｎｍの波長にピー
クを有する蛍光が放出される。

【００９３】マイクロアレイ６０から放出された蛍光
は、集光レンズ４によって、穴開きミラー２３に集光さ
れ、穴開きミラー２３によって反射されて、検出光学系
アセンブリ１０のレンズ３０に入射する。

【００９４】検出光学系アセンブリ１０のレンズ３０に
入射した蛍光は、ダイクロイックミラー９に集光され
る。

【００９５】本実施態様においては、ダイクロイックミ
ラー９は、６００ｎｍ以上の波長の光を透過し、６００
ｎｍ未満の波長の光を反射する性質を有しているから、
第１のレーザ励起光源１から発せられた５３２ｎｍの波
長のレーザ光によって、ｃＤＮＡに、選択的にハイブリ
ダイズされた第一のターゲットＤＮＡを標識しているＣ
ｙ３が励起されて、放出された蛍光は、ダイクロイック
ミラー９によって反射され、一方、第２のレーザ励起光
源２から発せられた６３５ｎｍの波長のレーザ光によっ
て、ｃＤＮＡに、選択的にハイブリダイズされた第一の
ターゲットＤＮＡを標識しているＣｙ５が励起されて、
放出された蛍光は、ダイクロイックミラー９を透過す
る。

【００９６】ダイクロイックミラー９によって反射され
た蛍光は、ハウジング３３にスライド可能に取り付けら
れたフィルタ部材３１に入射する。

【００９７】ここに、第１のレーザ励起光源１の起動に
先立って、５３２ｎｍの波長の光をカットし、５３２ｎ
ｍよりも波長の長い光を透過する性質を有する第１のフ
ィルタ３１ａが、蛍光の光路内に位置するように、フィ
ルタ部材モータ９０により、フィルタ部材３１が移動さ
れているから、蛍光は、第１のフィルタ３１ａに入射
し、励起光の波長である５３２ｎｍの波長の光が、第１
のフィルタ３１ａによってカットされ、励起光の波長よ
りも長波長のＣｙ３から放出された蛍光のみが、第１の
フィルタ３１ａを透過する。

【００９８】また、本実施態様においては、集光レンズ
４とレンズ３０とが、共焦点光学系を形成し、マイクロ
アレイ６０から放出された蛍光が、ピンホール３５ある
いはピンホール３７上に結像されるように構成されてい
るから、ｃＤＮＡを標識しているＣｙ３から放出され、
第１のフィルタ３１ａを透過した蛍光は、ピンホール３
５上に結像され、第１のフォトマルチプライア７によっ
て、光電的に検出されて、アナログデータが生成され
る。

【００９９】このように、共焦点光学系を用いて、マイ
クロアレイ６０から放出された蛍光を第１のフォトマル
チプライア７に導いて、光電的に検出しているので、生
化学解析用データ中のノイズを最小に抑えることが可能
になる。

【０１００】第１のフォトマルチプライア７によって生
成されたアナログデータは、第１のＡ／Ｄ変換器８３に
よってディジタル化されて、データ処理装置８５に出力
される。

【０１０１】一方、ダイクロイックミラー９を透過した
蛍光は、ハウジング３３に取り付けられたフィルタ３２
に入射する。

【０１０２】ここに、フィルタ３２は、６３５ｎｍの波
長の光をカットし、６３５ｎｍよりも波長の長い光を透
過する性質を有しているので、励起光の波長である６３
５ｎｍの波長の光が、フィルタ３２によってカットさ
れ、励起光の波長よりも長波長のＣｙ５から放出された
蛍光のみが、フィルタ３２を透過して、ピンホール３７
上に結像し、第２のフォトマルチプライア８によって、
光電的に検出されて、アナログデータが生成される。

【０１０３】第２のフォトマルチプライア８によって生
成されたアナログデータは、第２のＡ／Ｄ変換器８４に
よってディジタル化されて、データ処理装置８５に出力
される。

【０１０４】上述のように、集光光学系アセンブリ５
は、光学系駆動機構６のモータ４０によって、高速で、
図１において、矢印Ｘで示された主走査方向に往復動さ
れているから、第１のレーザ励起光源１から発せられた
５３２ｎｍの波長のレーザ光および第２のレーザ励起光
源２から発せられた６３５ｎｍの波長のレーザ光によっ
て、マイクロアレイ６０のスライドガラス板１１１の表
面に形成されたスポット１１０が、順次、主走査方向に
走査されて、スライドガラス板１１１の表面に形成され
たスポット１１０に含まれているｃＤＮＡに、選択的
に、ハイブリダイズされた第一のターゲットＤＮＡを標
識しているＣｙ３および第二のターゲットＤＮＡを標識
しているＣｙ５が、順次、励起され、蛍光が放出され
て、第１のフォトマルチプライア７および第２のフォト
マルチプライア８によって、光電的に検出され、それぞ
れ、第１のＡ／Ｄ変換器８３および第２のＡ／Ｄ変換器
８４によって、ディジタル化されて、データ処理装置８
５に出力される。

【０１０５】本実施態様においては、集光光学系アセン
ブリ５が、主走査方向に移動される際、メモリ８７から
読み出された蛍光色素用のレーザ励起光源制御テーブル
およびロータリーエンコーダ８２から入力されたモータ
４０の出力軸４１の回転角信号にしたがって、光源制御
手段８１により、第１のレーザ励起光源１から発せられ
るレーザ光の強度Ｌｐおよび第２のレーザ励起光源２か
ら発せられるレーザ光の強度Ｌｐが、集光光学系アセン
ブリ５の主走査方向の線速度Ｖに比例するように、すな
わち、Ｌｐ＝Ｋ＊Ｖ（Ｋは定数）となるように制御され
る。したがって、光学系駆動機構６のモータ４０の出力
軸４１の回転運動が、アーム４４を含むクランク機構に
よって、直線運動に変換されて、集光光学系アセンブリ
５が、主走査方向に、高速で移動されるため、集光光学
系アセンブリ５の主走査方向の線速度が一定ではないに
もかかわらず、マイクロアレイ６０の１ラインのスポッ
ト１１０に含まれた蛍光色素を、一定のレーザエネルギ
ーによって、励起することができる。

【０１０６】こうして、サンプルステージ７０内にセッ
トされたサンプルキャリア５０の開口部５４内に装填さ
れているマイクロアレイ６０の表面が、主走査方向に、
１ライン分だけ走査されると、コントロールユニット８
０は、ステージモータ７４に駆動信号を出力して、ステ
ージモータ７４を駆動し、サンプルステージ７０を、図
１において、矢印Ｙで示された副走査方向に、１ライン
分だけ、移動させる。

【０１０７】同様にして、光源制御手段８１により、蛍
光色素用のレーザ励起光源制御テーブルおよびロータリ
ーエンコーダ８２から入力されたモータ４０の出力軸４
１の回転角信号にしたがって、第１のレーザ励起光源１
から発せられるレーザ光の強度Ｌｐおよび第２のレーザ
励起光源２から発せられるレーザ光の強度Ｌｐが、集光
光学系アセンブリ５の主走査方向の線速度Ｖに比例する
ように、すなわち、Ｌｐ＝Ｋ＊Ｖとなるように制御され
つつ、スライドガラス板１１１の表面に形成された第２
ライン目のスポット１１０が、順次、第１のレーザ励起
光源１から発せられた５３２ｎｍの波長のレーザ光およ
び第２のレーザ励起光源２から発せられた６３５ｎｍの
波長のレーザ光によって、主走査方向に走査されて、ス
ライドガラス板１１１の表面に形成されたスポット１１
０に含まれているｃＤＮＡに、選択的にハイブリダイズ
された第一のターゲットＤＮＡを標識しているＣｙ３お
よび第二のターゲットＤＮＡを標識しているＣｙ５が、
順次、励起され、蛍光が放出されて、第１のフォトマル
チプライア７および第２のフォトマルチプライア８によ
って、光電的に検出されて、アナログデータが生成さ
れ、それぞれ、第１のＡ／Ｄ変換器８３および第２のＡ
／Ｄ変換器８４によって、ディジタルされて、データ生
成装置８５に出力される。

【０１０８】こうして、光源制御手段８１により、蛍光
色素用のレーザ励起光源制御テーブルおよびロータリー
エンコーダ８２から入力されたモータ４０の出力軸４１
の回転角信号にしたがって、第１のレーザ励起光源１か
ら発せられるレーザ光の強度Ｌｐおよび第２のレーザ励
起光源２から発せられるレーザ光の強度Ｌｐが、集光光
学系アセンブリ５の主走査方向の線速度Ｖに比例するよ
うに、すなわち、Ｌｐ＝Ｋ＊Ｖとなるように制御されつ
つ、サンプルステージ７０内にセットされたサンプルキ
ャリア５０の開口部５４内に装填されているマイクロア
レイ６０の全面が、第１のレーザ励起光源１から発せら
れた５３２ｎｍの波長のレーザ光および第２のレーザ励
起光源２から発せられた６３５ｎｍの波長のレーザ光に
よって、走査され、スライドガラス板１１１の表面に形
成されたスポット１１０に含まれているｃＤＮＡに、選
択的にハイブリダイズされた第一のターゲットＤＮＡを
標識しているＣｙ３および第二のターゲットＤＮＡを標
識しているＣｙ５が励起されて、放出された蛍光が、第
１のフォトマルチプライア７あるいは第２のフォトマル
チプライア８によって、光電的に検出され、蛍光データ
が読み取られて、生化学解析用データが生成されると、
コントロールユニット８０は、第１のレーザ励起光源１
および第２のレーザ励起光源２の駆動を停止させるとと
もに、光学系駆動機構６のモータ４０およびステージモ
ータ７４に駆動停止信号を出力して、モータ４０および
ステージモータ７４の駆動を停止させる。

【０１０９】次いで、コントロールユニット８０は、ス
テージモータ７４に駆動信号を出力して、サンプルステ
ージ７０を、図５において、矢印Ｙで示された副走査方
向に移動させる。

【０１１０】その結果、サンプルキャリア５０の開口部
５３内に装填されているマイクロアレイ６０に、第１の
レーザ励起光源１から発せられたレーザ光および第２の
レーザ励起光源２から発せられたレーザ光を照射可能な
位置に、サンプルステージ７０が移動したことが確認さ
れると、コントロールユニット８０は、ステージモータ
７４に駆動停止信号を出力する。

【０１１１】次いで、コントロールユニット８０は、第
１のレーザ励起光源１および第２のレーザ励起光源２に
駆動信号を出力して、第１のレーザ励起光源１および第
２のレーザ励起光源２を起動させるとともに、光学系駆
動機構６のモータ４０に駆動信号を出力して、モータ４
０を駆動し、光源制御手段８１が、蛍光色素用のレーザ
励起光源制御テーブルおよびロータリーエンコーダ８２
から入力されたモータ４０の出力軸４１の回転角信号に
したがって、第１のレーザ励起光源１から発せられるレ
ーザ光の強度Ｌｐおよび第２のレーザ励起光源２から発
せられるレーザ光の強度Ｌｐを、集光光学系アセンブリ
５の主走査方向の線速度Ｖに比例するように、すなわ
ち、Ｌｐ＝Ｋ＊Ｖとなるように制御して、サンプルキャ
リア５０の開口部５４内に装填されたマイクロアレイ６
０の全面を、第１のレーザ励起光源１から発せられたレ
ーザ光および第２のレーザ励起光源２から発せられたレ
ーザ光によって走査して、Ｃｙ３およびＣｙ５を励起
し、放出された蛍光を光電的に検出して、生化学解析用
データを生成したのと全く同様にして、サンプルキャリ
ア５０の開口部５３内に装填されたマイクロアレイ６０
の全面を、第１のレーザ励起光源１から発せられたレー
ザ光および第２のレーザ励起光源２から発せられたレー
ザ光によって走査して、Ｃｙ３およびＣｙ５を励起し、
放出された蛍光を光電的に検出して、蛍光データを読み
取り、生化学解析用データを生成する。

【０１１２】こうして、光源制御手段８１により、蛍光
色素用のレーザ励起光源制御テーブルおよびロータリー
エンコーダ８２から入力されたモータ４０の出力軸４１
の回転角信号にしたがって、第１のレーザ励起光源１か
ら発せられるレーザ光の強度Ｌｐおよび第２のレーザ励
起光源２から発せられるレーザ光の強度Ｌｐが、集光光
学系アセンブリ５の主走査方向の線速度Ｖに比例するよ
うに、すなわち、Ｌｐ＝Ｋ＊Ｖとなるように制御されつ
つ、サンプルステージ７０内にセットされたサンプルキ
ャリア５０の開口部５３内に装填されているマイクロア
レイ６０の全面が、第１のレーザ励起光源１から発せら
れた５３２ｎｍの波長のレーザ光および第２のレーザ励
起光源２から発せられた６３５ｎｍの波長のレーザ光に
よって、走査され、スライドガラス板１１１の表面に形
成されたスポット１１０に含まれているｃＤＮＡに、選
択的にハイブリダイズされた第一のターゲットＤＮＡを
標識しているＣｙ３および第二のターゲットＤＮＡを標
識しているＣｙ５が励起されて、放出された蛍光が、第
１のフォトマルチプライア７あるいは第２のフォトマル
チプライア８によって、光電的に検出されて、蛍光デー
タが読み取られ、生化学解析用データが生成されると、
コントロールユニット８０は、第１のレーザ励起光源１
および第２のレーザ励起光源２の駆動を停止させるとと
もに、光学系駆動機構６のモータ４０およびステージモ
ータ７４に駆動停止信号を出力して、モータ４０および
ステージモータ７４の駆動を停止させる。

【０１１３】次いで、コントロールユニット８０は、ス
テージモータ７４に駆動信号を出力して、サンプルステ
ージ７０を、図５において、矢印Ｙで示された副走査方
向に移動させ、同様にして、サンプルキャリア５０の開
口部５２内に装填されているマイクロアレイ６０に、第
１のレーザ励起光源１から発せられたレーザ光および第
２のレーザ励起光源２から発せられたレーザ光を照射可
能な位置に、サンプルステージ７０が移動したことが確
認されると、ステージモータ７４に駆動停止信号を出力
する。

【０１１４】次いで、コントロールユニット８０は、第
１のレーザ励起光源１および第２のレーザ励起光源２に
駆動信号を出力して、第１のレーザ励起光源１および第
２のレーザ励起光源２を起動させるとともに、光学系駆
動機構６のモータ４０に駆動信号を出力して、モータ４
０を駆動し、光源制御手段８１が、蛍光色素用のレーザ
励起光源制御テーブルおよびロータリーエンコーダ８２
から入力されたモータ４０の出力軸４１の回転角信号に
したがって、第１のレーザ励起光源１から発せられるレ
ーザ光の強度Ｌｐおよび第２のレーザ励起光源２から発
せられるレーザ光の強度Ｌｐを、集光光学系アセンブリ
５の主走査方向の線速度Ｖに比例するように、すなわ
ち、Ｌｐ＝Ｋ＊Ｖとなるように制御して、サンプルキャ
リア５０の開口部５４内に装填されたマイクロアレイ６
０の全面を、第１のレーザ励起光源１から発せられたレ
ーザ光および第２のレーザ励起光源２から発せられたレ
ーザ光によって走査して、Ｃｙ３およびＣｙ５を励起
し、放出された蛍光を光電的に検出して、生化学解析用
データを生成したのと全く同様にして、サンプルキャリ
ア５０の開口部５２内に装填されたマイクロアレイ６０
の全面を、第１のレーザ励起光源１から発せられたレー
ザ光および第２のレーザ励起光源２から発せられたレー
ザ光によって走査して、Ｃｙ３およびＣｙ５を励起し、
放出された蛍光を光電的に検出して、蛍光データを読み
取り、生化学解析用データを生成する。

【０１１５】こうして、サンプルキャリア５０に装填さ
れた３枚のマイクロアレイ６０に記録された蛍光データ
の読み取りが完了する。

【０１１６】一方、本実施態様にかかるスキャナを用い
て、蛍光色素によって、選択的に標識された試料を含
み、蛍光データを記録している転写支持体よりなる蛍光
サンプルを、レーザ光によって走査して、蛍光色素を励
起し、蛍光色素から放出された蛍光を光電的に検出し
て、生化学解析用のデータを生成する場合は、蛍光サン
プルが、蛍光サンプル用のサンプルキャリア内に装填さ
れる。

【０１１７】蛍光サンプルは、たとえば、以下のように
して、蛍光色素によって標識された変性ＤＮＡの電気泳
動画像を、転写支持体に記録することによって調製され
る。

【０１１８】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。

【０１１９】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。

【０１２０】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ＤＮ
Ａの形成（renaturation)またはＤＮＡ・ＲＮＡ結合体
の形成をおこなう。次いで、たとえば、Ｃｙ３（登録商
標）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、Ｃｙ３により標
識された変性ＤＮＡの電気泳動画像が記録される。

【０１２１】生化学解析用データの生成にあたっては、
蛍光サンプルが、蛍光サンプル用のサンプルキャリア
（図示せず）内にセットされ、マイクロアレイ用のサン
プルキャリア５０と全く同様にして、蛍光サンプル用の
サンプルキャリアが、サンプルステージ７０内にセット
される。

【０１２２】次いで、ユーザーによって、蛍光サンプル
を、レーザ光によって走査して、蛍光色素を励起し、蛍
光色素から放出された蛍光を光電的に検出して、生化学
解析用のデータを生成する旨の指示信号および特異的結
合物質を標識している標識物質の種類を特定する標識物
質特定信号が、キーボード９５に入力される。

【０１２３】キーボード９５に入力された指示信号およ
び標識物質特定信号は、コントロールユニット８０に出
力され、指示信号および標識物質特定信号が入力される
と、コントロールユニット８０は、指示信号および標識
物質特定信号にしたがって、第１のレーザ励起光源１お
よび第２のレーザ励起光源２のうち、いずれを起動させ
るか、フィルタ部材３１の第１のフィルタ３１ａおよび
第２のフィルタ３１ｂのうち、いずれを蛍光の光路内に
位置させるか、ピンホール３５を第１のフォトマルチプ
ライア７の前面に位置させるべきか否かならびにピンホ
ール３７を第２のフォトマルチプライア８の前面に位置
させるべきか否かを決定する。

【０１２４】本実施態様においては、蛍光サンプルに含
まれた変性ＤＮＡは、第１のレーザ励起光源１から発せ
られる５３２ｎｍの波長のレーザ光によって効率的に励
起可能なＣｙ３によって、標識されているから、コント
ロールユニット８０は、第１のレーザ励起光源１を選択
し、フィルタ部材モータ９０に駆動信号を出力するとと
もに、第１のピンホール形成部材モータ９１に退避信号
を出力する。一方、コントロールユニット８０は、第２
のピンホール形成部材モータ９２には、何の信号も出力
しない。

【０１２５】その結果、フィルタ部材モータ９０によっ
て、第１のフィルタ３１ａが、蛍光の光路内に位置する
ように、フィルタ部材３１が移動されるとともに、第１
のピンホール形成部材モータ９１によって、ピンホール
３５が、第１のフォトマルチプライア７の前面から退避
されるように、第１のピンホール形成部材３６が移動さ
れる。

【０１２６】同時に、コントロールユニット８０は、指
示信号を、光源制御手段８１に出力し、光源制御手段８
１は、コントロールユニット８０から入力された指示信
号にしたがって、メモリ８７に格納されている蛍光色素
用のレーザ光源制御テーブルを読み出す。

【０１２７】次いで、コントロールユニット８０は、第
１のレーザ励起光源１に駆動信号を出力するとともに、
光学系駆動機構６のモータ４０に駆動信号を出力して、
モータ４０を駆動する。

【０１２８】その結果、第１のレーザ励起光源１から、
５３２ｎｍの波長のレーザ光が発せられ、同時に、モー
タ４０の出力軸４１の中心から偏心した位置に固定され
たディスク４２が回転され、一端部が、ディスク４２の
中心に立設された軸４３に回動可能に取り付けられ、他
端部が、集光光学系アセンブリ５の枠体２１の側板２４
に立設された軸２５に回動可能に取り付けられているア
ーム４４を介して、集光光学系アセンブリ５が、高速
で、図１において、矢印Ｘで示された主走査方向に往復
動される。

【０１２９】第１のレーザ励起光源１から発せられたレ
ーザ光は、ビームエクスパンダ１２によって、そのビー
ム径が拡大された後、ダイクロイックミラー１４によっ
て反射されて、集光光学系アセンブリ５のミラー２２に
入射する。

【０１３０】集光光学系アセンブリ５のミラー２２に入
射したレーザ光は、ミラー２２によって反射されて、穴
開きミラー２３に入射する。

【０１３１】穴開きミラー２３に入射したレーザ光は、
穴開きミラー２３の穴（図示せず）を通過した後、集光
レンズ４によって、サンプルステージ７０内にセットさ
れたサンプルキャリア内に装填されている蛍光サンプル
に集光される。

【０１３２】第１のレーザ励起光源１から発せられた５
３２ｎｍの波長のレーザ光が蛍光サンプルに入射する
と、蛍光サンプルを構成する転写支持体に含まれている
Ｃｙ３が励起されて、５７６ｎｍの波長にピークを有す
る蛍光が放出される。

【０１３３】蛍光サンプルに含まれているＣｙ３から放
出された蛍光は、集光レンズ４によって、穴開きミラー
２３に集光され、穴開きミラー２３によって反射され
て、検出光学系アセンブリ１０のレンズ３０に入射す
る。

【０１３４】検出光学系アセンブリ１０のレンズ３０に
入射した蛍光は、ダイクロイックミラー９に集光され
る。

【０１３５】本実施態様においては、ダイクロイックミ
ラー９は、６００ｎｍ以上の波長の光を透過し、６００
ｎｍ未満の波長の光を反射する性質を有しているから、
蛍光サンプルに含まれているＣｙ３から放出された蛍光
は、ダイクロイックミラー９によって反射されて、フィ
ルタ部材３１に入射する。

【０１３６】ここに、第１のレーザ励起光源１の起動に
先立って、５３２ｎｍの波長の光をカットし、５３２ｎ
ｍよりも波長の長い光を透過する性質を有する第１のフ
ィルタ３１ａが、蛍光の光路内に位置するように、フィ
ルタ部材３１は移動されているから、励起光の波長であ
る５３２ｎｍの波長の光が、第１のフィルタ３１ａによ
ってカットされ、励起光の波長よりも長波長のＣｙ３か
ら放出された蛍光のみが、第１のフィルタ３１ａを透過
して、第１のフォトマルチプライア７によって、光電的
に検出される。

【０１３７】ここに、ピンホール形成部材３６は、ピン
ホール３５が、第１のフォトマルチプライア７の前面か
ら退避する位置に移動されているので、蛍光色素が転写
支持体の深さ方向に分布し、レーザ光によって、蛍光色
素を励起したときに、発光点が深さ方向に変動する蛍光
サンプルの場合に、蛍光サンプルから放出された蛍光
が、ピンホール３５によってカットされることがなく、
したがって、第１のフォトマルチプライア７によって、
蛍光サンプルから放出された蛍光を光電的に検出するこ
とによって、十分に高い信号強度を有する生化学解析用
データを生成することが可能になる。

【０１３８】第１のフォトマルチプライア７によって生
成されたアナログデータは、第１のＡ／Ｄ変換器８３に
よってディジタル化されて、データ処理装置８５に出力
される。

【０１３９】上述のように、集光光学系アセンブリ５
は、光学系駆動機構６のモータ４０によって、高速で、
図１において、矢印Ｘで示された主走査方向に往復動さ
れているから、第１のレーザ励起光源１から発せられた
５３２ｎｍの波長のレーザ光によって、蛍光サンプルの
表面が、順次、主走査方向に走査されて、蛍光サンプル
に含まれているＣｙ３が、順次、励起され、蛍光が放出
されて、第１のフォトマルチプライア７により、光電的
に検出され、第１のＡ／Ｄ変換器８３によって、ディジ
タル化されて、データ処理装置８５に出力される。

【０１４０】本実施態様においては、集光光学系アセン
ブリ５が、主走査方向に移動される際、メモリ８７から
読み出された蛍光色素用のレーザ励起光源制御テーブル
およびロータリーエンコーダ８２から入力されたモータ
４０の出力軸４１の回転角信号にしたがって、光源制御
手段８１によって、第１のレーザ励起光源１から発せら
れるレーザ光の強度Ｌｐが、集光光学系アセンブリ５の
主走査方向の線速度Ｖに比例するように、すなわち、Ｌ
ｐ＝Ｋ＊Ｖ（Ｋは定数）となるように制御される。した
がって、光学系駆動機構６のモータ４０の出力軸４１の
回転運動が、アーム４４を含むクランク機構によって、
直線運動に変換されて、集光光学系アセンブリ５が、主
走査方向に、高速で移動されるため、集光光学系アセン
ブリ５の主走査方向の線速度が一定ではないにもかかわ
らず、蛍光サンプルの１ラインに含まれた蛍光色素を、
一定のレーザエネルギーにより、励起することができ
る。

【０１４１】こうして、蛍光サンプルの表面が、主走査
方向に、１ライン分だけ走査されると、コントロールユ
ニット８０は、ステージモータ７４に駆動信号を出力し
て、ステージモータ７４を駆動し、サンプルステージ７
０を、図１および図５において、矢印Ｙで示された副走
査方向に、１ライン分だけ、移動させる。

【０１４２】同様にして、光源制御手段８１により、蛍
光色素用のレーザ励起光源制御テーブルおよびロータリ
ーエンコーダ８２から入力されたモータ４０の出力軸４
１の回転角信号にしたがって、第１のレーザ励起光源１
から発せられるレーザ光の強度Ｌｐが、集光光学系アセ
ンブリ５の主走査方向の線速度Ｖに比例するように、す
なわち、Ｌｐ＝Ｋ＊Ｖとなるように制御されつつ、蛍光
サンプルの第２ライン目が、順次、第１のレーザ励起光
源１から発せられた５３２ｎｍの波長のレーザ光によ
り、主走査方向に走査されて、蛍光サンプルに含まれて
いるＣｙ３が、順次、励起され、蛍光が放出されて、第
１のフォトマルチプライア７によって、光電的に検出さ
れ、アナログデータが生成され、第１のＡ／Ｄ変換器８
３により、ディジタルされて、データ処理装置８５に出
力される。

【０１４３】こうして、光源制御手段８１により、蛍光
色素用のレーザ励起光源制御テーブルおよびロータリー
エンコーダ８２から入力されたモータ４０の出力軸４１
の回転角信号にしたがって、第１のレーザ励起光源１か
ら発せられるレーザ光の強度Ｌｐが、集光光学系アセン
ブリ５の主走査方向の線速度Ｖに比例するように、すな
わち、Ｌｐ＝Ｋ＊Ｖとなるように制御されつつ、サンプ
ルステージ７０内にセットされたサンプルキャリア内に
装填されている蛍光サンプルの全面が、第１のレーザ励
起光源１から発せられた５３２ｎｍの波長のレーザ光に
よって、走査され、蛍光サンプルに含まれているＣｙ３
が励起されて、放出された蛍光が、第１のフォトマルチ
プライア７によって、光電的に検出され、蛍光サンプル
に記録された蛍光データが読み取られて、生化学解析用
データが生成されると、コントロールユニット８０は、
第１のレーザ励起光源１の駆動を停止させるとともに、
光学系駆動機構６のモータ４０およびステージモータ７
４に駆動停止信号を出力して、モータ４０およびステー
ジモータ７４の駆動を停止させる。

【０１４４】以上のようにして、サンプルキャリアに装
填された蛍光サンプルに記録された蛍光データの読み取
りが完了する。

【０１４５】一方、本実施態様にかかるスキャナを用い
て、生化学解析用ユニットの基板に形成された多数の吸
着性領域に記録されている蛍光データを読み取る場合に
は、生化学解析用ユニットが、生化学解析用ユニット用
のサンプルキャリア（図示せず）に装填される。

【０１４６】図１１は、生化学解析用ユニットの略斜視
図である。

【０１４７】図１１に示されるように、生化学解析用ユ
ニット１２１は、アルミニウムなどの光を減衰させる性
質を有する材料によって形成され、多数の略円形状の貫
通孔１２３が高密度に形成された基板１２２を備えてお
り、多数の貫通孔１２３の内部には、ナイロン６などの
吸着性材料が充填されて、多数の吸着性領域１２４が形
成されている。

【０１４８】図１１には正確に示されていないが、約１
００００の約０．０１平方ミリメートルのサイズを有す
る略円形の貫通孔１２３が、約５０００個／平方センチ
メートルの密度で、規則的に、基板１２２に形成されて
いる。吸着性領域１２４は、その表面が、基板１２２の
表面と同じ高さに位置するように、ナイロン６などの吸
着性材料が、貫通孔１２３内に充填されて、形成されて
いる。

【０１４９】生化学解析用ユニット１２１の多数の吸着
性領域１２４には、たとえば、以下のようにして、蛍光
データが記録される。

【０１５０】まず、生化学解析用ユニット１２１に形成
された多数の吸着性領域１２４内に、特異的結合物質と
して、塩基配列が既知の互いに異なった複数のｃＤＮＡ
が、スポッティング装置を使用して、滴下される。

【０１５１】次いで、蛍光物質、たとえば、Ｃｙ５によ
って標識されたプローブである生体由来の物質を含むハ
イブリダイゼーション溶液を収容したハイブリダイゼー
ション容器内に、生化学解析用ユニット１２１が収容さ
れる。

【０１５２】その結果、多数の吸着性領域１２４に吸着
されている特異的結合物質に、Ｃｙ５によって標識され
た生体由来の物質が、選択的に、ハイブリダイズされ
る。

【０１５３】生化学解析用データの生成にあたっては、
まず、生化学解析用ユニット１２１が装填された生化学
解析用ユニット用のサンプルキャリア（図示せず）が、
マイクロアレイ用のサンプルキャリアと全く同様にし
て、サンプルステージ７０内にセットされる。

【０１５４】次いで、ユーザーによって、生化学解析用
ユニット１２１を、レーザ光によって走査して、蛍光色
素を励起し、蛍光色素から放出された蛍光を光電的に検
出して、生化学解析用のデータを生成する旨の指示信号
および特異的結合物質を標識している標識物質の種類を
特定する標識物質特定信号が、キーボード９５に入力さ
れる。

【０１５５】キーボード９５に入力された指示信号およ
び標識物質特定信号は、コントロールユニット８０に出
力され、指示信号および標識物質特定信号が入力される
と、コントロールユニット８０は、指示信号および標識
物質特定信号にしたがって、第１のレーザ励起光源１お
よび第２のレーザ励起光源２のうち、いずれを起動させ
るか、フィルタ部材３１の第１のフィルタ３１ａおよび
第２のフィルタ３１ｂのうち、いずれを蛍光の光路内に
位置させるか、ピンホール３５を第１のフォトマルチプ
ライア７の前面に位置させるべきか否かならびにピンホ
ール３７を第２のフォトマルチプライア８の前面に位置
させるべきか否かを決定する。

【０１５６】本実施態様においては、生化学解析用ユニ
ット１１１の吸着性領域１２４に含まれたｃＤＮＡは、
第２のレーザ励起光源２から発せられる６３５ｎｍの波
長のレーザ光によって効率的に励起可能なＣｙ５によっ
て、標識されているから、コントロールユニット８０
は、第２のレーザ励起光源２を選択するとともに、第２
のピンホール形成部材モータ９２に退避信号を出力す
る。一方、コントロールユニット８０は、第１のピンホ
ール形成部材モータ９１には、何の信号も出力しない。

【０１５７】その結果、第２のピンホール形成部材モー
タ９２によって、ピンホール形成部材３８が、ピンホー
ル３７が、第２のフォトマルチプライア８の前面から退
避される位置に移動される。

【０１５８】同時に、コントロールユニット８０は、指
示信号を、光源制御手段８１に出力し、光源制御手段８
１は、コントロールユニット８０から入力された指示信
号にしたがって、メモリ８７に格納されている蛍光色素
用のレーザ光源制御テーブルを読み出す。

【０１５９】次いで、コントロールユニット８０は、第
２のレーザ励起光源２に駆動信号を出力するとともに、
光学系駆動機構６のモータ４０に駆動信号を出力して、
モータ４０を駆動する。

【０１６０】その結果、第２のレーザ励起光源２から、
６３５ｎｍの波長のレーザ光が発せられ、同時に、モー
タ４０の出力軸４１の中心から偏心した位置に固定され
たディスク４２が回転され、一端部が、ディスク４２の
中心に立設された軸４３に回動可能に取り付けられ、他
端部が、集光光学系アセンブリ５の枠体２１の側板２４
に立設された軸２５に回動可能に取り付けられているア
ーム４４を介して、集光光学系アセンブリ５が、高速
で、図１において、矢印Ｘで示された主走査方向に往復
動される。

【０１６１】第２のレーザ励起光源２から発せられたレ
ーザ光は、ビームエクスパンダ１３によって、そのビー
ム径が拡大された後、ダイクロイックミラー１４を透過
して、集光光学系アセンブリ５のミラー２２に入射す
る。

【０１６２】集光光学系アセンブリ５のミラー２２に入
射したレーザ光は、ミラー２２によって反射されて、穴
開きミラー２３に入射する。

【０１６３】穴開きミラー２３に入射したレーザ光は、
穴開きミラー２３の穴（図示せず）を通過した後、集光
レンズ４によって、サンプルステージ７０内にセットさ
れた生化学解析用ユニット用のサンプルキャリア内に装
填されている生化学解析用ユニット１２１に集光され
る。

【０１６４】第２のレーザ励起光源２から発せられた６
３５ｎｍの波長のレーザ光が、生化学解析用ユニット１
２１の吸着性領域１２４に入射すると、吸着性領域１２
４に含まれているＣｙ５が励起されて、６７５ｎｍの波
長にピークを有する蛍光が放出される。

【０１６５】生化学解析用ユニット１２１の吸着性領域
１２４に含まれているＣｙ５から放出された蛍光は、集
光レンズ４によって、穴開きミラー２３に集光され、穴
開きミラー２３によって反射されて、検出光学系アセン
ブリ１０のレンズ３０に入射する。

【０１６６】検出光学系アセンブリ１０のレンズ３０に
入射した蛍光は、ダイクロイックミラー９に集光され
る。

【０１６７】本実施態様においては、ダイクロイックミ
ラー９は、６００ｎｍ以上の波長の光を透過し、６００
ｎｍ未満の波長の光を反射する性質を有しているから、
生化学解析用ユニット１２１の吸着性領域１２４に含ま
れているＣｙ５から放出された蛍光は、ダイクロイック
ミラー９を透過して、フィルタ３２に入射する。

【０１６８】ここに、フィルタ３２は、６３５ｎｍの波
長の光をカットし、６３５ｎｍよりも波長の長い光を透
過する性質を有しているから、励起光の波長である６３
５ｎｍの波長の光が、フィルタ３２によってカットさ
れ、励起光の波長よりも長波長のＣｙ５から放出された
蛍光のみが、フィルタ３２を透過して、第２のフォトマ
ルチプライア８によって、光電的に検出される。

【０１６９】ここに、ピンホール形成部材３８は、ピン
ホール３７が、第２のフォトマルチプライア８の前面か
ら退避する位置に移動されているので、蛍光色素が吸着
性領域１７４の深さ方向に分布し、レーザ光によって、
蛍光色素を励起したときに、発光点が深さ方向に変動す
る生化学解析用ユニット１２１の場合に、生化学解析用
ユニット１７１の吸着性領域１７４から放出された蛍光
が、ピンホール３７によってカットされることがなく、
したがって、第２のフォトマルチプライア８によって、
生化学解析用ユニット１２１の吸着性領域１２４から放
出された蛍光を光電的に検出することにより、十分に高
い信号強度を有する生化学解析用データを生成すること
が可能になる。

【０１７０】第２のフォトマルチプライア８によって生
成されたアナログデータは、第２のＡ／Ｄ変換器８４に
よってディジタル化されて、データ処理装置８５に出力
される。

【０１７１】上述のように、集光光学系アセンブリ５
は、光学系駆動機構６のモータ４０によって、高速で、
図１において、矢印Ｘで示された主走査方向に往復動さ
れているから、第２のレーザ励起光源２から発せられた
６３５ｎｍの波長のレーザ光によって、生化学解析用ユ
ニット１２１の表面が、順次、主走査方向に走査され
て、生化学解析用ユニット１２１の吸着性領域１２４に
含まれているＣｙ５が、順次、励起され、蛍光が放出さ
れて、第２のフォトマルチプライア８によって、光電的
に検出され、第２のＡ／Ｄ変換器８４によって、ディジ
タル化されて、データ処理装置８５に出力される。

【０１７２】本実施態様においては、集光光学系アセン
ブリ５が、主走査方向に移動される際、メモリ８７から
読み出された蛍光色素用のレーザ励起光源制御テーブル
およびロータリーエンコーダ８２から入力されたモータ
４０の出力軸４１の回転角信号にしたがって、光源制御
手段８１によって、第２のレーザ励起光源２から発せら
れるレーザ光の強度Ｌｐが、集光光学系アセンブリ５の
主走査方向の線速度Ｖに比例するように、すなわち、Ｌ
ｐ＝Ｋ＊Ｖ（Ｋは定数）となるように制御される。した
がって、光学系駆動機構６のモータ４０の出力軸４１の
回転運動が、アーム４４を含むクランク機構によって、
直線運動に変換されて、集光光学系アセンブリ５が、主
走査方向に、高速で移動されるため、集光光学系アセン
ブリ５の主走査方向の線速度が一定ではないにもかかわ
らず、生化学解析用ユニット１２１の１ラインの吸着性
領域１２４に含まれた蛍光色素を、一定のレーザエネル
ギーによって、励起することができる。

【０１７３】こうして、生化学解析用ユニット１２１の
吸着性領域１２４が、１ライン分だけ、レーザ光によっ
て、主走査方向に走査されると、コントロールユニット
８０は、ステージモータ７４に駆動信号を出力して、ス
テージモータ７４を駆動し、サンプルステージ７０を、
図１および図５において、矢印Ｙで示された副走査方向
に、１ライン分だけ、移動させる。

【０１７４】同様にして、光源制御手段８１により、蛍
光色素用のレーザ励起光源制御テーブルおよびロータリ
ーエンコーダ８２から入力されたモータ４０の出力軸４
１の回転角信号にしたがって、第２のレーザ励起光源２
から発せられるレーザ光の強度Ｌｐが、集光光学系アセ
ンブリ５の主走査方向の線速度Ｖに比例するように、す
なわち、Ｌｐ＝Ｋ＊Ｖとなるように制御されつつ、生化
学解析用ユニット１２１の第２ライン目の吸着性領域１
２４が、順次、第２のレーザ励起光源２から発せられた
６３５ｎｍの波長のレーザ光によって、主走査方向に走
査されて、生化学解析用ユニット１２１の吸着性領域１
２４に含まれているＣｙ５が、順次、励起され、蛍光が
放出されて、第２のフォトマルチプライア８によって、
光電的に検出され、アナログデータが生成され、第２の
Ａ／Ｄ変換器８４によって、ディジタルされて、データ
生成装置８５に出力される。

【０１７５】こうして、光源制御手段８１により、蛍光
色素用のレーザ励起光源制御テーブルおよびロータリー
エンコーダ８２から入力されたモータ４０の出力軸４１
の回転角信号にしたがって、第２のレーザ励起光源２か
ら発せられるレーザ光の強度Ｌｐが、集光光学系アセン
ブリ５の主走査方向の線速度Ｖに比例するように、すな
わち、Ｌｐ＝Ｋ＊Ｖとなるように制御されつつ、サンプ
ルステージ７０内にセットされたサンプルキャリア内に
装填されている生化学解析用ユニット１２１のすべての
吸着性領域１２４が、第２のレーザ励起光源２から発せ
られた６３５ｎｍの波長のレーザ光によって、走査さ
れ、生化学解析用ユニット１２１の吸着性領域１２４に
含まれているＣｙ５が励起されて、放出された蛍光が、
第２のフォトマルチプライア８によって、光電的に検出
され、生化学解析用ユニット１２１の吸着性領域１２４
に記録された蛍光データが読み取られて、生化学解析用
データが生成されると、コントロールユニット８０は、
第２のレーザ励起光源２の駆動を停止させるとともに、
光学系駆動機構６のモータ４０およびステージモータ７
４に駆動停止信号を出力して、モータ４０およびステー
ジモータ７４の駆動を停止させる。

【０１７６】以上のようにして、サンプルキャリアに装
填された生化学解析用ユニット１２１の吸着性領域１２
４に記録された蛍光データの読み取りが完了する。

【０１７７】これに対して、本実施態様にかかるスキャ
ナを用いて、放射性標識物質の位置情報に関する放射線
データが記録された蓄積性蛍光体シートの輝尽性蛍光体
層を、レーザ光によって走査して、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、生化学解析用データを生成する場合は、まず、輝
尽性蛍光体層に放射性標識物質の位置情報が記録された
蓄積性蛍光体シートが、蓄積性蛍光体シート用のサンプ
ルキャリア（図示せず）内に装填される。

【０１７８】蓄積性蛍光体シートの輝尽性蛍光体層に
は、たとえば、以下のようにして、放射性標識物質の位
置情報に関する放射線データが記録される。

【０１７９】メンブレンフィルタなどの担体表面を前処
理し、次いで、メンブレンフィルタなどの担体表面上の
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、スポッティング装置
を使用して、滴下する。

【０１８０】他方、検体であるＲＮＡを生体細胞から抽
出し、さらに、ＲＮＡから３’末端にポリＡを有するｍ
ＲＮＡを抽出する。こうして抽出したポリＡを末端に有
するｍＲＮＡからｃＤＮＡを合成する際に、放射性標識
物質を存在させて、放射性標識物質によって標識された
プローブＤＮＡを生成する。

【０１８１】こうして得られた放射性標識物質によって
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が滴下されたメンブレンフィ
ルタなどの担体表面上に静かに載せて、ハイブリダイズ
させる。

【０１８２】次いで、ハイブリダイズされた試料が形成
されたメンブレンフィルタなどの担体表面に、蓄積性蛍
光体シートに形成された輝尽性蛍光体層を重ね合わせ
て、所定時間にわたって、密着状態に保持することによ
って、メンブレンフィルタなどの担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、放
射性標識物質の位置情報に関する放射線データが、輝尽
性蛍光体層に記録される。

【０１８３】生化学解析用データの生成にあたっては、
まず、蓄積性蛍光体シートが装填された蓄積性蛍光体シ
ート用のサンプルキャリア（図示せず）が、マイクロア
レイ用のサンプルキャリアと全く同様にして、サンプル
ステージ７０内にセットされる。

【０１８４】次いで、ユーザーによって、蓄積性蛍光体
シートの輝尽性蛍光体層を、レーザ光によって走査し
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、生化学解析用のデータを
生成する旨の指示信号が入力される。

【０１８５】キーボード９５に入力された指示信号は、
コントロールユニット８０に出力され、指示信号が入力
されると、コントロールユニット８０は、指示信号にし
たがって、フィルタ部材モータ９０に、駆動信号を出力
して、第２のフィルタ３１ｂが、輝尽光の光路内に位置
するように、フィルタ部材３１を移動させるとともに、
第１のピンホール形成部材モータ９１に退避信号を出力
して、ピンホール３５が、第１のフォトマルチプライア
７の前面から退避するように、ピンホール形成部材３６
を移動させる。

【０１８６】同時に、コントロールユニット８０は、指
示信号を、光源制御手段８１に出力し、光源制御手段８
１は、コントロールユニット８０から入力された指示信
号にしたがって、メモリ８７に格納されている輝尽性蛍
光体用のレーザ光源制御テーブルを読み出す。

【０１８７】次いで、コントロールユニット８０は、６
３５ｎｍの波長のレーザ光を発する第２のレーザ励起光
源２に駆動信号を出力するとともに、光学系駆動機構６
のモータ４０に駆動信号を出力して、モータ４０を駆動
する。

【０１８８】その結果、第２のレーザ励起光源２から、
６３５ｎｍの波長のレーザ光が発せられ、同時に、モー
タ４０の出力軸４１の中心から偏心した位置に固定され
たディスク４２が回転され、一端部が、ディスク４２の
中心に立設された軸４３に回動可能に取り付けられ、他
端部が、集光光学系アセンブリ５の枠体２１の側板２４
に立設された軸２５に回動可能に取り付けられているア
ーム４４を介して、集光光学系アセンブリ５が、高速
で、図１において、矢印Ｘで示された主走査方向に往復
動される。

【０１８９】第２のレーザ励起光源２から発せられたレ
ーザ光は、ビームエクスパンダ１３によって、そのビー
ム径が拡大された後、ダイクロイックミラー１４を透過
し、集光光学系アセンブリ５のミラー２２に入射する。

【０１９０】集光光学系アセンブリ５のミラー２２に入
射したレーザ光は、ミラー２２によって反射されて、穴
開きミラー２３に入射する。

【０１９１】穴開きミラー２３に入射したレーザ光は、
穴開きミラー２３の穴（図示せず）を通過した後、集光
レンズ４によって、サンプルステージ７０内にセットさ
れたサンプルキャリア内に装填されている蓄積性蛍光体
シートの輝尽性蛍光体層に集光される。

【０１９２】第２のレーザ励起光源２から発せられた６
３５ｎｍの波長のレーザ光が、蓄積性蛍光体シートの輝
尽性蛍光体層に入射すると、輝尽性蛍光体層に含まれて
いる輝尽性蛍光体が励起されて、輝尽光が放出される。

【０１９３】輝尽性蛍光体層に含まれた輝尽性蛍光体か
ら放出された輝尽光は、集光レンズ４によって、穴開き
ミラー２３に集光され、穴開きミラー２３によって反射
されて、検出光学系アセンブリ１０のレンズ３０に入射
する。

【０１９４】検出光学系アセンブリ１０のレンズ３０に
入射した輝尽光は、ダイクロイックミラー９に集光され
る。

【０１９５】本実施態様においては、ダイクロイックミ
ラー９は、６００ｎｍ以上の波長の光を透過し、６００
ｎｍ未満の波長の光を反射する性質を有しており、輝尽
性蛍光体から放出される輝尽光の波長は、励起光の波長
よりも短いため、輝尽光は、ダイクロイックミラー９に
よって反射されて、フィルタ部材３１に入射する。

【０１９６】ここに、第２のレーザ励起光源２の起動に
先立って、６３５ｎｍの波長の光をカットし、輝尽光の
波長の光を透過する性質を有する第２のフィルタ３１ｂ
が、輝尽光の光路内に位置するように、フィルタ部材３
１を移動されているから、励起光の波長である６３５ｎ
ｍの波長の光が、第２のフィルタ３１ｂによってカット
され、輝尽光の波長の光のみが、第２のフィルタ３１ｂ
を透過して、第１のフォトマルチプライア７によって、
光電的に検出されて、アナログデータが生成される。

【０１９７】また、ピンホール形成部材３６は、ピンホ
ール３５が、第１のフォトマルチプライア７の前面から
退避する位置に移動されているので、レーザ光によっ
て、輝尽性蛍光体層に含まれた輝尽性蛍光体を励起した
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蓄積性蛍光体シー
トの場合に、蓄積性蛍光体シートの輝尽性蛍光体層に含
まれた輝尽性蛍光体から放出された輝尽光が、ピンホー
ル３７によってカットされることがなく、したがって、
第２のフォトマルチプライア８によって、蓄積性蛍光体
シートの輝尽性蛍光体層に含まれた輝尽性蛍光体から放
出された輝尽光を光電的に検出することによって、十分
に高い信号強度を有する生化学解析用データを生成する
ことが可能になる。

【０１９８】第２のフォトマルチプライア８によって生
成されたアナログデータは、第２のＡ／Ｄ変換器８４に
よってディジタル化されて、データ処理装置８５に出力
される。

【０１９９】上述のように、集光光学系アセンブリ５
は、光学系駆動機構６のモータ４０によって、高速で、
図１において、矢印Ｘで示された主走査方向に往復動さ
れているから、第２のレーザ励起光源２から発せられた
６３５ｎｍの波長のレーザ光によって、蓄積性蛍光体シ
ートの輝尽性蛍光体層の表面が、順次、主走査方向に走
査されて、蓄積性蛍光体シートの輝尽性蛍光体層に含ま
れている輝尽性蛍光体が、順次、励起され、輝尽光が放
出されて、第２のフォトマルチプライア８によって、光
電的に検出され、第２のＡ／Ｄ変換器８４により、ディ
ジタル化されて、データ処理装置８５に出力される。

【０２００】本実施態様においては、集光光学系アセン
ブリ５が、主走査方向に移動される際、メモリ８７から
読み出された輝尽性蛍光体用のレーザ励起光源制御テー
ブルおよびロータリーエンコーダ８２から入力されたモ
ータ４０の出力軸４１の回転角信号にしたがって、光源
制御手段８１によって、第２のレーザ励起光源２から発
せられるレーザ光の強度Ｌｐが、集光光学系アセンブリ
５の主走査方向の線速度Ｖに応じて、すなわち、Ｌｐ＝
ｆ（Ｖ）となるように制御される。したがって、光学系
駆動機構６のモータ４０の出力軸４１の回転運動が、ア
ーム４４を含むクランク機構によって、直線運動に変換
されて、集光光学系アセンブリ５が、主走査方向に、高
速で移動されるため、集光光学系アセンブリ５の主走査
方向の線速度が一定ではないにもかかわらず、最大強度
の輝尽光が放出される線速度で、集光光学系アセンブリ
５が、主走査方向に移動される場合と同様に、蓄積性蛍
光体シートの輝尽性蛍光体層の１ラインに含まれた輝尽
性蛍光体を、レーザ光によって励起することができる。

【０２０１】こうして、光源制御手段８１によって、第
２のレーザ励起光源２から発せられるレーザ光の強度Ｌ
ｐが、集光光学系アセンブリ５の主走査方向の線速度Ｖ
に応じて、すなわち、Ｌｐ＝ｆ（Ｖ）となるように制御
されつつ、蓄積性蛍光体シートの輝尽性蛍光体層が、１
ライン分だけ、レーザ光によって、主走査方向に走査さ
れると、コントロールユニット８０は、ステージモータ
７４に駆動信号を出力して、ステージモータ７４を駆動
し、サンプルステージ７０を、図１および図５におい
て、矢印Ｙで示された副走査方向に、１ライン分だけ、
移動させる。

【０２０２】同様にして、光源制御手段８１によって、
第２のレーザ励起光源２から発せられるレーザ光の強度
Ｌｐが、集光光学系アセンブリ５の主走査方向の線速度
Ｖに応じて、すなわち、Ｌｐ＝ｆ（Ｖ）となるように制
御されつつ、蓄積性蛍光体シートの輝尽性蛍光体層の第
２ライン目が、順次、第２のレーザ励起光源２から発せ
られた６３５ｎｍの波長のレーザ光によって、主走査方
向に走査されて、蓄積性蛍光体シートの輝尽性蛍光体層
に含まれている輝尽性蛍光体が、順次、励起され、輝尽
光が放出されて、第２のフォトマルチプライア８によっ
て、光電的に検出され、アナログデータが生成され、第
２のＡ／Ｄ変換器８４によって、ディジタルされて、デ
ータ生成装置８５に出力される。

【０２０３】こうして、光源制御手段８１によって、第
２のレーザ励起光源２から発せられるレーザ光の強度Ｌ
ｐが、集光光学系アセンブリ５の主走査方向の線速度Ｖ
に応じて、すなわち、Ｌｐ＝ｆ（Ｖ）となるように制御
されつつ、サンプルステージ７０内にセットされたサン
プルキャリア内に装填されている蓄積性蛍光体シートの
輝尽性蛍光体層の全面が、第２のレーザ励起光源２から
発せられた６３５ｎｍの波長のレーザ光によって、走査
され、蓄積性蛍光体シートの輝尽性蛍光体層に含まれて
いる輝尽性蛍光体が励起されて、放出された輝尽光が、
第２のフォトマルチプライア８によって、光電的に検出
され、蓄積性蛍光体シートの輝尽性蛍光体層に記録され
た放射線データが読み取られて、生化学解析用データが
生成されると、コントロールユニット８０は、第２のレ
ーザ励起光源２の駆動を停止させるとともに、光学系駆
動機構６のモータ４０およびステージモータ７４に駆動
停止信号を出力して、モータ４０およびステージモータ
７４の駆動を停止させる。

【０２０４】以上のようにして、サンプルキャリアに装
填された蓄積性蛍光体シートの輝尽性蛍光体層に記録さ
れた放射線データの読み取りが完了する。

【０２０５】本実施態様によれば、光学系駆動機構６の
モータ４０の出力軸４１の回転運動が、アーム４４を含
むクランク機構によって、直線運動に変換されて、集光
光学系アセンブリ５が、主走査方向に、高速で往復動さ
れるように構成されているため、集光光学系アセンブリ
５の主走査方向の線速度が一定ではないが、照射される
レーザ光の単位時間、単位面積あたりの強度に比例した
強度の蛍光を放出する性質を有する蛍光色素の蛍光デー
タを担持しているマイクロアレイ６０、蛍光サンプルお
よび生化学解析用ユニット１２１の場合には、あらかじ
め決定されて、メモリ８７に格納されている蛍光色素用
のレーザ励起光源制御テーブルおよびロータリーエンコ
ーダ８２から入力されたモータ４０の出力軸４１の回転
角信号にしたがって、光源制御手段８１によって、第１
のレーザ励起光源１から発せられるレーザ光の強度Ｌｐ
および／または第２のレーザ励起光源２から発せられる
レーザ光の強度Ｌｐが、集光光学系アセンブリ５の主走
査方向の線速度Ｖに比例するように、すなわち、Ｌｐ＝
Ｋ＊Ｖ（Ｋは定数）となるように制御されているから、
集光光学系アセンブリ５の主走査方向の線速度が一定で
はないにもかかわらず、蛍光色素が受けるレーザ光のエ
ネルギーを一定に制御することができ、したがって、定
量性に優れた生化学解析用データを生成することが可能
になり、その一方で、レーザ光の単位時間、単位面積あ
たりの強度が一定の場合に、照射されるレーザ光の走査
速度が特定の値のときに、最大強度の輝尽光を放出する
性質を有する輝尽性蛍光体を含む輝尽性蛍光体層に記録
された放射線データを読み取る場合は、あらかじめ決定
されて、メモリ８７に格納されている輝尽性蛍光体用の
レーザ励起光源制御テーブルおよびロータリーエンコー
ダ８２から入力されたモータ４０の出力軸４１の回転角
信号にしたがって、光源制御手段８１によって、第２の
レーザ励起光源２から発せられるレーザ光の強度Ｌｐ
が、集光光学系アセンブリ５の主走査方向の線速度Ｖに
応じて、すなわち、Ｌｐ＝ｆ（Ｖ）となるように制御さ
れているから、一定の線速度で、集光光学系アセンブリ
５を、つねに、主走査方向に往復動させる場合と同様
に、蓄積性蛍光体シートの輝尽性蛍光体層に含まれた輝
尽性蛍光体を励起することができ、したがって、信号強
度が大きく、定量性に優れた生化学解析用データを生成
することが可能になる。

【０２０６】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。

【０２０７】たとえば、前記実施態様においては、モー
タ４０によって、集光光学系アセンブリ５を、主走査方
向に、往復動させているが、サンプリングステージ７０
を、モータによって、往復動させるように構成すること
もできる。

【０２０８】さらに、前記実施態様においては、蛍光色
素によって、選択的に標識された試料を含み、蛍光デー
タが記録されている転写支持体によって、蛍光サンプル
が構成されているが、選択的に標識された試料を含み、
蛍光データが記録されているゲル支持体によって、蛍光
サンプルを構成することもできる。

【０２０９】また、前記実施態様においては、スキャナ
は、５３２ｎｍの波長のレーザ光を発する第１のレーザ
励起光源１と、６３５ｎｍの波長のレーザ光を発する第
２のレーザ励起光源２を備えているが、スキャナが、５
３２ｎｍの波長のレーザ光を発する第１のレーザ励起光
源１と、６３５ｎｍの波長のレーザ光を発する第２のレ
ーザ励起光源２を備えていることは必ずしも必要でな
く、第１のレーザ励起光源１として、４７３ｎｍのレー
ザ光を発するレーザ光源を用いることもできる。

【０２１０】さらに、前記実施態様においては、スキャ
ナは、５３２ｎｍの波長のレーザ光を発する第１のレー
ザ励起光源１と、６３５ｎｍの波長のレーザ光を発する
第２のレーザ励起光源２を備えているが、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
を用いることもできる。

【０２１１】また、前記実施態様においては、スキャナ
は、５３２ｎｍの波長のレーザ光を発する第１のレーザ
励起光源１と、６３５ｎｍの波長のレーザ光を発する第
２のレーザ励起光源２を備えているが、励起光源とし
て、レーザ励起光源を用いることは必ずしも必要でな
く、レーザ励起光源に代えて、ＬＥＤ光源を、励起光源
として用いることもでき、さらには、ハロゲンランプを
励起光源として用い、分光フィルタによって、輝尽性蛍
光体の励起に寄与しない波長成分をカットするようにし
てもよい。

【０２１２】さらに、前記実施態様においては、光検出
器として、第１のフォトマルチプライア７および第２の
フォトマルチプライア８を用いているが、本発明におい
て用いられる光検出器としては、少なくとも蛍光を光電
的に検出可能であればよく、第１のフォトマルチプライ
ア７および第２のフォトマルチプライア８に限らず、Ｃ
ＣＤなどの他の光検出器を用いることができる。また、
本発明において、手段とは、必ずしも物理的手段を意味
するものではなく、各手段の機能が、ソフトウエアによ
り実現される場合も包含する。また、一つの手段の機能
が二以上の物理的手段により実現されても、二以上の手
段の機能が一つの物理的手段により実現されてもよい。

【０２１３】

【発明の効果】本発明によれば、モータとクランク機構
を用いて、励起光とサンプルとを、主走査方向に、相対
的に往復動させて、サンプルから放出された光を検出し
て、生化学解析用データを生成するときにも、定量性に
優れた生化学解析用データを生成することができるスキ
ャナ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ス
キャナの光学系を示す略斜視図である。

【図２】図２は、フィルタ部材の略正面図である。

【図３】図３は、本発明の好ましい実施態様にかかるス
キャナに設けられた光学系駆動機構の詳細を示す略斜視
図である。

【図４】図４は、サンプルであるマイクロアレイがセッ
トされるサンプルサンプルキャリアを裏面側から見た略
斜視図である。

【図５】図５は、サンプルを保持したサンプルキャリア
がセットされるサンプルステージの略斜視図である。

【図６】図６は、本発明の好ましい実施態様にかかるス
キャナの制御系、検出系、駆動系および入力系を示すブ
ロックダイアグラムである。

【図７】図７は、単位時間に、単位面積あたりに、蛍光
色素が受けるレーザ光の強度Ｌｐと、レーザ光によって
励起されて、蛍光色素が放出する蛍光の強度ＩＦとの関
係を概略的に示すグラフである。

【図８】図８は、レーザ光の強度が一定のときに、レー
ザ光の主走査方向における線速度Ｖと、レーザ光によっ
て励起されて、輝尽性蛍光体が放出する輝尽光の強度Ｉ
Ｓとの関係を概略的に示すグラフである。

【図９】図９は、第１のレーザ励起光源から発せられる
レーザ光の強度および第２のレーザ励起光源から発せら
れるレーザ光の強度を制御する制御関数を概略的に示す
グラフである。

【図１０】図１０は、マイクロアレイの略斜視図であ
る。

【図１１】図１１は、生化学解析用ユニットの略斜視図
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 レーザアセンブリ ４ 集光レンズ ５ 集光光学系アセンブリ ６ 光学系駆動機構 ７ 第１のフォトマルチプライア ８ 第２のフォトマルチプライア ９ ダイクロイックミラー １０ 検出光学系アセンブリ １１ 基台 １２ ビームエクスパンダ １３ ビームエクスパンダ １４ ダイクロイックミラー ２０ レール ２１ 枠体 ２２ ミラー ２３ 穴開きミラー ２４ 枠体の側板 ２５ 枠体の側板に立設された軸 ３０ レンズ ３１ フィルタ部材 ３１ａ 第１のフィルタ ３１ｂ 第２のフィルタ ３２ フィルタ ３３ 板部材 ３４ ハウジング ３５ ピンホール ３６ 第１のピンホール形成部材 ３７ ピンホール ３８ 第２のピンホール形成部材 ４０ モータ ４１ モータの出力軸 ４２ ディスク ４３ ディスクに立設された軸 ４４ アーム ４４ａ アームのモータへの取り付け端部 ４４ｂ アームの集光光学系への取り付け端部 ５０ サンプルキャリア ５１ フレーム体 ５２、５３、５４ サンプルキャリアの開口部 ５２ａ、５３ａ、５４ａ 板ばね ５２ｂ、５３ｂ、５４ｂ 開口部 ５５、５６、５７、５８ 板部材 ５９ ハンドル ６０ マイクロアレイ ７０ サンプルステージ ７１ 開口部 ７２ レール ７３ ステイ ７４ ステージモータ ７５ ロッド ８０ コントロールユニット ８１ 光源制御手段 ８２ ロータリーエンコーダ ８３ 第１のＡ／Ｄ変換器 ８４ 第２のＡ／Ｄ変換器 ８５ データ処理装置 ８６ サンプルキャリアセンサ ８７ メモリ ９０ フィルタ部材モータ ９１ 第１のピンホール形成部材モータ ９２ 第２のピンホール形成部材 ９５ キーボード １１０ スポット １１１ スライドガラス板 １２１ 生化学解析用ユニット １２２ 基板 １２３ 貫通孔 １２４ 吸着性領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G043 AA01 BA16 CA07 DA01 DA06 EA01 FA01 GA02 GA06 GB01 KA02 KA05 KA09 LA02 LA03 MA11 MA16 2H052 AA08 AA09 AB24 AC04 AC14 AC15 AC18 AC28 AC34 AD03 AD31 AD34 AF07 AF14 AF21

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 励起光を発する少なくとも１つの励起光
   源と、サンプルが載置されるサンプルステージと、前記
   少なくとも１つの励起光源から発せられた励起光を前記
   サンプルステージに載置された前記サンプルに集光する
   とともに、前記サンプルから放出された光を集光する集
   光光学系と、モータと、前記モータの出力軸の回転運動
   を直線運動に変換するクランク機構を備え、前記集光光
   学系と前記サンプルステージを、相対的に、主走査方向
   に往復動させる主走査機構と、前記サンプルから放出さ
   れた光を光電的に検出する光検出器と、前記モータの前
   記出力軸の回転角を検出するロータリーエンコーダと、
   前記ロータリーエンコーダが検出した前記モータの前記
   出力軸の回転角にしたがって、前記少なくとも１つの励
   起光源から発せられる励起光の強度を制御する光源制御
   手段を備えたことを特徴とするスキャナ。
2. 【請求項２】 前記光源制御手段が、前記集光光学系と
   前記サンプルステージの主走査方向の相対的な線速度に
   したがって、前記少なくとも１つの励起光源から発せら
   れる励起光の強度を制御するように構成されたことを特
   徴とする請求項１に記載のスキャナ。
3. 【請求項３】 さらに、前記ロータリーエンコーダの回
   転角と、前記集光光学系と前記サンプルステージの主走
   査方向の相対的な線速度の関係を示す基準データと、前
   記少なくとも１つの励起光源から発せられる励起光の強
   度を制御する制御データを格納したメモリを備えたこと
   を特徴とする請求項１または２に記載のスキャナ。
4. 【請求項４】 前記メモリが、前記少なくとも１つの励
   起光源から発せられる励起光の強度を、前記集光光学系
   と前記サンプルステージの主走査方向の相対的な線速度
   に比例するように制御する蛍光物質励起用の制御データ
   を格納していることを特徴とする請求項３に記載のスキ
   ャナ。
5. 【請求項５】 前記メモリが、前記少なくとも１つの励
   起光源から発せられる励起光の強度が一定のときの励起
   光による走査速度と、輝尽性蛍光体から放出される輝尽
   光の強度の関係を示す関数を正規化し、１に関して、反
   転して得られた制御関数を、輝尽性蛍光体励起用の制御
   データとして格納していることを特徴とする請求項３ま
   たは４に記載のスキャナ。