特開 2022-74206 蛍光検出光学装置および蛍光検出光学装置の使用方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022074206

(43)【公開日】2022-05-18

(54)【発明の名称】蛍光検出光学装置および蛍光検出光学装置の使用方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/64 20060101AFI20220511BHJP

   G02B 21/00 20060101ALI20220511BHJP

   G02B 21/06 20060101ALI20220511BHJP

【ＦＩ】

G01N21/64 Z

G02B21/00

G02B21/06

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020184054

(22)【出願日】2020-11-04

(71)【出願人】

【識別番号】518161916

【氏名又は名称】ピンポイントフォトニクス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】715008975

【氏名又は名称】木島 公一朗

(72)【発明者】

【氏名】木島 公一朗

【テーマコード（参考）】

2G043

2H052

【Ｆターム（参考）】

2G043AA03

2G043AA06

2G043BA16

2G043EA01

2G043FA02

2G043HA01

2G043HA09

2H052AA09

2H052AC04

2H052AC14

2H052AC18

2H052AC29

2H052AC33

2H052AD34

2H052AD35

(57)【要約】

【課題】ＬＥＤを光源として用いる蛍光検出光学装置においては、ＬＥＤは発光点の面積が大きいので、小型の蛍光検出光学系を構築すると励起光が浅い角度でエミッションフィルターに入射する成分が生じ励起光が光検出器に入射してしまうという問題があった。
【解決手段】
蛍光光の光軸を含む平面を有する遮光板を光検出器と蛍光試薬との間に配置することにより、光源にＬＥＤを用いたことにより生じるエミッションフィルターに浅い角度で入射する光を遮光し、エミッションフィルターのブロッキング特性の劣化を防止することができる。
【選択図】図１１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

光源から出射した光を蛍光試薬に照射し、蛍光試薬が発光する蛍光光を光検出器で受光する蛍光検出光学装置において、
光源と蛍光試薬との間には、蛍光試薬に照射される光の波長帯域を制限するエキサイトフィルターが配置され、
蛍光試薬と光検出器の間には、光検出器に入射する蛍光光の波長を制限するエミッションフィルターが配置され、
蛍光試薬が発光し光検出器に入射する蛍光光の光軸を含む平面を有する遮光部材が蛍光試薬と光検出器との間に配置されていることを特徴とする蛍光検出光学装置。

【請求項2】

上記蛍光検出光学装置において、光源は複数存在し、複数の光源から出射した光を個々の光源に対応する複数の蛍光試薬に照射し、蛍光試薬が発光する蛍光光を個々の蛍光試薬に対応する複数の光検出器で受光することを特徴とする請求項１に記載の蛍光検出光学装置。

【請求項3】

上記蛍光検出光学装置において、光源はＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）であることを特徴とする請求項１あるいは２に記載の上記蛍光検出光学装置。

【請求項4】

上記蛍光検出光学装置において、蛍光試薬が発光し光検出器に入射する蛍光光の光軸を含む平面を有する部材は複数である請求項１より３のいずれかに記載の蛍光検出光学装置。

【請求項5】

上記蛍光検出光学装置において、エキサイトフィルターは、同一部材により複数の光源から出射され、各光源に対応する蛍光試薬に照射される光の波長帯域を制限することを特徴とする請求項２より４のいずれかに記載の蛍光検出光学装置。

【請求項6】

上記蛍光検出光学装置において、エミッションフィルターは、同一部材により複数の蛍光試薬が発光し各蛍光試薬に対応する光検出器に入射する蛍光光の波長を制限することを特徴とする請求項２より５のいずれかに記載の蛍光検出光学装置。

【請求項7】

光源から出射した光を蛍光試薬に照射し、蛍光試薬が発光する蛍光光を光検出器で受光する蛍光検出光学装置において、
光源と蛍光試薬との間には、蛍光試薬に照射される光の波長帯域を制限するエキサイトフィルターが配置され、
蛍光試薬と光検出器の間には、光検出器に入射する蛍光光の波長を制限するエミッションフィルターが配置され、
蛍光試薬が発光し光検出器に入射する蛍光光の光軸を含む平面を有する遮光部材が蛍光試薬と光検出器との間に配置することにより、エキサイトフィルターを透過し蛍光試薬に照射された光が、エミッションフィルターを透過することを防止することを特徴とする蛍光検出光学装置の使用方法。

【請求項8】

上記蛍光検出光学装置の使用方法において、光源は複数存在し、複数の光源から出射した光を個々の光源に対応する複数の蛍光試薬に照射し、蛍光試薬が発光する蛍光光を個々の蛍光試薬に対応する複数の光検出器で受光することを特徴とする請求項７に記載の蛍光検出光学装置の使用方法。

【請求項9】

上記蛍光検出光学装置の使用方法において、光源はＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）であることを特徴とする請求項７あるいは８に記載の上記蛍光検出光学装置の使用方法。

【請求項10】

上記蛍光検出光学装置の使用方法において、蛍光試薬が発光し光検出器に入射する蛍光光の光軸を含む平面を有する部材は複数である請求項７より９のいずれかに記載の蛍光検出光学装置の使用方法。

【請求項11】

上記蛍光検出光学装置の使用方法において、エキサイトフィルターは、同一部材により複数の光源から出射され、各光源に対応する蛍光試薬に照射される光の波長帯域を制限することを特徴とする請求項８より１０のいずれかに記載の蛍光検出光学装置の使用方法。

【請求項12】

上記蛍光検出光学装置の使用方法において、エミッションフィルターは、同一部材により複数の蛍光試薬が発光し各蛍光試薬に対応する光検出器に入射する蛍光光の波長を制限することを特徴とする請求項８より１１のいずれかに記載の蛍光検出光学装置の使用方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

人類が免疫を有していないウィルスなどが蔓延すると、社会に深刻な影響を与えるので、ウィルスの蔓延を阻止することは重要である。ウィルスの蔓延を阻止するための手法として感染している人あるいは動物などを迅速に隔離することは重要である。
ウィルスに感染している人あるいは動物を迅速に隔離するためには、ウィルスに感染しているかどうかの判断を簡便にかつ正確に行う必要がある。ウィルスに感染しているかどうかの判断を簡便にかつ正確に行うためには、ウィルスに感染しているかどうかの診断装置の台数を増やすことが必要となり、診断装置には小型化・低価格化が求められている。
ウィルスに感染しているかどうかを診断するための手法として、ＰＣＲ法（ポリメラーゼ連鎖反応）を用いて遺伝子を増幅した後、蛍光顕微鏡装置により診断する方法が一般的に用いられている。しかしながら、従来の蛍光顕微鏡装置の蛍光光学系は高価であるとともに大きいので、診断装置の小型化・低価格化のためには蛍光光学系の小型化・低価格化が望まれる。そこで、本発明は、増幅された遺伝子の検出が可能となる小型・低価格の蛍光検出光学装置およびその使用方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来の蛍光顕微鏡装置の光学系構成を図１に示す。蛍光顕微鏡光学系１においては、光源であるランプ９より発光した光はレンズ１２によりほぼ平行光をされた後に蛍光フィルターキューブ２０に入射する。蛍光フィルターキューブ２０内には、観察試料６にて観察を行いたい蛍光試料の励起波長を選択的に透過するエキサイトフィルター２１と、エキサイトフィルター２１により透過した光を対物レンズ１３に入射させるように反射し、蛍光試料が発光する蛍光波長を透過するダイクロイックミラー２２、さらに蛍光試料が発光する蛍光波長を透過し、エキサイトフィルター２１を透過し試料に照射した励起光をブロックするエミッションフィルター２３が配置されている。ランプ光源９を出射し観察試料６に至る蛍光励起光束を３９ａに示すが、対物レンズ１３は、エキサイトフィルター２１を透過した励起光を観察試料６の観察を行いたい場所に照射する。

【0003】

観察試料６から撮像素子７に至るに蛍光光束を３９ｂに示すが、対物レンズ１３は、観察試料６内の蛍光試料が発光する蛍光を集光する。蛍光試料が発光する蛍光は、フィルターキューブ２０内のエミッションフィルター２３を透過し、結像レンズ８により撮像素子７に結像することにより、撮像素子７により観察試料６の蛍光観察像を取得する光学系となっている。

【0004】

一般の蛍光顕微鏡の結像レンズ８の焦点距離は２００ｍｍ程度あること、対物レンズ１３の長さも３０~４０ｍｍ程度あること、エキサイトフィルター２１およびエミッションフィルター２３の径も約２５ｍｍ程度あることにより、蛍光顕微鏡光学系１における観察試料６から撮像素子７までの距離は少なくとも４００ｍｍ程度と大きくなっている。
ここで、観察試料６から撮像素子７までの距離が４００ｍｍ程度と大きいことは、エミッションフィルター２３を透過し撮像素子７に至る蛍光光は、特許文献１に示す例と同様に、エミッションフィルター２３をほぼ平行光としてエミッションフィルター２３を透過することを示している。また、エミッションフィルター２３によりブロックされる励起光もほぼ平行光としてエミッションフィルター２３に入射していることとなる。エミッションフィルター２３は多層誘電体膜により構成され、その透過波長特性はミッションフィルターに入射する角度により変化するので、エミッションフィルターに入射する光がほぼ平行光であることは、透過波長特性を容易に選択できることを示している。

【0005】

次に図２に、光ファイバーの出射端などを光源として用いた小型蛍光検出光学系２を示す。この光学系２は、検査溶液１７の蛍光診断を行う装置に用いられる光学系である。この光学系は、発光点に光ファイバーの出射端１０を配置し、光ファイバーを導光してくる光を励起用の光源とした光学系である。励起光の光路を光束４０ａとして図２中に示すが、光源１０を出射した光は、レンズ１２によりほぼ平行光をされた後、エミッションフィルター２１に入射する。エミッションフィルター２１を透過することにより検査溶液１７の検査に適した蛍光励起波長が選択透過され、ダイクロイックミラー２２により反射され、対物レンズ１３によりチャンバー１６に格納されている検査溶液１７内に集光する。ここで、小型蛍光検出光学系２においては、光源が面積の小さい光ファイバーの出射端１０であるので、検査溶液１７内の励起光の集光点は、比較的小さい領域となる。

【0006】

図３に光ファイバーの出射端などを光源として用いた小型蛍光検出光学系２における蛍光の光路を示す。蛍光光の光路を光束４０ｂとして図３中に示すが、検査溶液１７内の励起光の集光点は、小さい体積であるので、発光した蛍光光は、対物レンズ１３により集光されることによりほぼ平行な光束となりエミッションフィルター２３を透過した後、集光レンズ１４により受光素子１５に入射される。ここで、図２、図３に示した小型蛍光検出光学系２においては、蛍光光は、図１に示した蛍光顕微鏡光学系１の場合と同様に、ほぼ平行な光束となりエミッションフィルター２３を透過していることとなるので、前述したように、エミッションフィルターに入射する光がほぼ平行光であることは、透過波長特性を容易に選択できることを示している。

【0007】

次に、低コスト化と小型化の両方の特性を持たせるために、図２、図３に示した小型蛍光検出光学系の光源をＬＥＤ光源とした光学系を図４に示す。図４に示したＬＥＤ光源を用いた小型蛍光検出光学系３における、励起光の光路を光束４１ａとして図４中に示すが、ＬＥＤ光源１１は図２に示した光学系２における光ファイバーの出射端１０と異なり発光点が大きく、例えば１辺の長さが１ｍｍの正方形などの形状であるため、レンズ１２を用いてもほぼ平行光とすることができない。そのため、光束４１ａはエキサイトフィルター２１を角度ばらつきがある状態で入射するとともに、対物レンズ１３を用いてもチャンバー１６内に格納されている検査溶液１７内の小さい点に集光することはできず、図４に示すように広い部分に照射される。

【0008】

図５にＬＥＤ光源１１を光源として用いた小型蛍光検出光学系３における蛍光の光路を示す。蛍光光の光路を光束４１ｂとして図５中に示すが、検査溶液１７内の励起光の集光点は、小さい体積ではないので、発光した蛍光光は、対物レンズ１３による集光を行ってもほぼ平行光とみなせる光束とはならず、エミッションフィルター２３を透過した後、集光レンズ１４により受光素子１５に入射される。ここで、図６にエミッションフィルターに入射する光の角度が最も浅い場合の光路、すなわち垂直入射からの最も離れた入射角の光路を光路４１ｃとして示すが、その光路４１ｃは、対物レンズ１３と集光レンズ１４との間で光路がクロスするような光路、すなわち、対物レンズ１３を透過する位置と集光レンズ１４を透過する位置が対角の位置となる光路となっている。なお、図３に示した光学系においても、検査溶液１７内の励起光の集光点は、数学的に体積がゼロとみなすことのできる集光点ではなく、ある程度の体積を有する集光点であるので、対物レンズ１３と集光レンズ１４との間で光路がクロスするような光路となる成分も有するが、エミッションフィルターに入射する光の角度は図６の光路４１ｃに示した光路とは異なり、顕著に浅くなることはない。

【0009】

診断装置に用いられている蛍光試薬の蛍光特性は、励起波長よりも蛍光発光波長は長波長側にあり、それらの波長分布は重なっていることが一般的である。したがって、より大きな信号を得るためには、エキサイトフィルターの透過波長特性とエミッションフィルターの透過波長特性とを、励起光のブロックキング特性が得られる範囲で近づけることが望ましい。

【0010】

図６に光路４１ｃとして示した光束がエミッションフィルターに入射する角度は、図３に示した場合対してエミッションフィルター２３への入射角度が浅くなっているので、図３に示した光学系のエミッションフィルター２３と同等の励起光に対するブロック特性を得ることができないこととなる。図４、図５、図６に示したＬＥＤ光源を用いた小型蛍光検出光学系において、ブロッキング特性を高める手法としてエミッションフィルターの透過波長特性とエキサイトフィルターの透過波長特性との間隔を広げるという手法もあるが、上述したように、診断装置に用いられている蛍光試薬の蛍光励起波長の特性と蛍光発光波長の特性の波長分布は重なっているので、それらの透過波長特性との間隔を広げるという手法は、光検出器に入射する光量を減らすこととなるので、望ましくない。一方、光源に発光エネルギの大きな光源を用いるという手法もあるが、発光エネルギの大きな光源を用いることは、光源の高コスト化をもたらしてしまうという欠点となる。

【0011】

さらに、低コスト・小型化の特性を有する蛍光検出光学装置においては、同時に複数の検体を処理することができる能力が求められるため、蛍光検出光学装置においては、検査溶液が蓄えられるチャンバーが複数配列された構造が望ましい。液体の検査溶液の検査機器においては、９ｍｍピッチあるいは４．５ｍｍピッチにて溶液を配列する容器がほぼ標準化されているので、蛍光検査光学系は９ｍｍピッチあるいは４．５ｍｍピッチにて配列が可能な光学系であることが望ましい。光学系を複数装置内に配列し具備すること、デバイスとして用いる部品コストへの小型化および低価格化への要求はさらに厳しくなるので、光源としては小型で安価なＬＥＤを用いることがより望まれる。１辺の長さが１ｍｍの正方形の形状の発光部を有するＬＥＤのデバイスサイズは、約４ｍｍ以下の正方形のチップ形状であることが多いので、１辺の長さが１ｍｍの正方形の形状の発光部を有するＬＥＤを光源として用いた光学系は９ｍｍピッチあるいは４．５ｍｍピッチにて配列された検査溶液の検査が可能な蛍光検出光学装置に適している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0012】

【特許文献1】米国特許第９０８０９７８号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0013】

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、光源としてＬＥＤ光源を用いて、増幅された遺伝子の検出が可能となる小型・低価格の蛍光検出光学装置を製作する際に、エミッションフィルターのブロッキング特性が低下するという問題を解決する蛍光検出光学装置および蛍光検出光学装置の使用方法を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0014】

かかる課題を解決するため本発明の蛍光検出光学装置および蛍光検出光学装置の使用方法は、蛍光光の光軸を含む平面を有する遮光板を光検出器と蛍光試薬との間に配置することにより、光源にＬＥＤを用いたことにより生じるエミッションフィルターに浅い角度で入射する光を遮光し、エミッションフィルターのブロッキング特性の劣化を防止することができる。

【発明の効果】

【0015】

以上のように、本発明の蛍光検出光学装置および蛍光検出光学装置の使用方法は、エミッションフィルターの透過波長特性とエキサイトフィルターの透過波長特性との間隔を広げることなく、光源に低価格なＬＥＤ光源を用いることができるので、小型・低価格の蛍光検出光学装置を得ることができる。光源にＬＥＤを用いた小型・低価格の蛍光検出光学装置の実現は、例えば９ｍｍピッチあるいは４．５ｍｍピッチに複数配列された検査溶液の検査を同時に行う装置を小型化・低価格化できることとなり、可搬性および経済的に大きな効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】従来技術としての蛍光顕微鏡の光学系の概略構成図である。

【図2】従来技術としての光ファイバーの端面を光源として用いた小型蛍光検出光学系の説明図である。

【図3】従来技術としての光ファイバーの端面を光源として用いた小型蛍光検出光学系の説明図である。

【図4】従来技術としてのＬＥＤ光源を用いた小型蛍光検出光学系の説明図である。

【図5】従来技術としてのＬＥＤ光源を用いた小型蛍光検出光学系の説明図である。

【図6】従来技術としてのＬＥＤ光源を用いた小型蛍光検出光学系の説明図である。

【図7】本発明のＬＥＤ光源を用いた小型蛍光検出光学系の原理を示す説明図である。

【図8】本発明の第１の実施例の蛍光検出光学装置の光学系の概略構成図である。

【図9】本発明の第１の実施例の蛍光検出光学装置の光学系の概略構成図である。

【図10】本発明の第２の実施例の蛍光検出光学装置の出光学系の概略構成図である。

【図11】本発明の第２の実施例の蛍光検出光学装置の光学系の概略構成図である。

【図12】本発明の第３の実施例の蛍光検出光学装置の光学系の概略構成図である。

【図13】本発明の第３の実施例の蛍光検出光学装置の光学系の概略構成図である。

【図14】本発明の第４の実施例の複数配列された検査溶液の同時検査が可能な蛍光検出光学装置の光学系の概略構成図である。

【図15】本発明の第５の実施例の複数配列された検査溶液の同時検査が可能な蛍光検出光学装置の光学系の概略構成図である。

【図16】本発明の第６の実施例の複数配列された検査溶液の同時検査が可能な蛍光検出光学装置の光学系の概略構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

本発明のＬＥＤ光源を用いた小型蛍光検出光学系の原理を図７に示す。図７においては、図６において４１ｃとして図示したエミッションフィルター２３への入射角度が浅い光路を遮光するために、遮光板３０を配置した光学系である。エミッションフィルター２３への入射角が浅い光路は、図７に示す蛍光光の光軸６０に対して大きな角度を有する光路であり、遮光板３０は、蛍光光の光軸６０を含む平面に配置することにより、図７の破線で示す部分の光路が遮断される。光軸を含む平面は、光軸に対して平行であることから、遮光板３０は光軸と平行に進行する光を遮蔽しないので、信号光を大きく減少させることはない。その結果、エミッションフィルターの透過波長特性とエキサイトフィルターの透過波長特性との間隔を広げることなく、光源に低価格なＬＥＤ光源を用いることができることとなる。ここで、蛍光光の光軸とは、蛍光光の光束の中心を示す直線であり、蛍光光を発光するエリアの中心である検査溶液内の励起光の集光スポットの中心と、集光レンズにより光検出器に集光される蛍光光の中心とを結んだ直線を示している。

【0018】

本発明の第１の実施の形態による蛍光検出光学装置５１を図８、図９に示す。図８は、対物レンズ１３と集光レンズ１４が重なる方向から見た図であり、図９は、図８と直交する方向から見た図であり、各構成要素部品がすべて見える図である。この蛍光検出光学装置５１における構成部品は、図３、図４、図５に示したＬＥＤ光源を用いた小型蛍光検出光学系に励起光遮光版３１を加えた構成である。つまり、光源にはＬＥＤ光源１１を用い、ＬＥＤ光源１１から出射した光は、レンズ１２を介してエキサイトフィルター２１に入射し、エキサイトフィルター２１を透過した光は、ダイクロイックミラー２２により反射された後、対物レンズ１３により、チャンバー１６内に格納された検査溶液１７に照射され、検査溶液１７を蛍光励起する。検査溶液１７より蛍光発光した光は、対物レンズ１３により集光された後、ダイクロイックミラー２２、エミッションフィルター２３を透過し、集光レンズ１４により受光素子１５に照射され、電気信号に変換される。そして、本発明の第１の実施の形態による蛍光検出光学装置５１においては、図８に示すように蛍光光の光軸６０を含む遮光板３１が配置されている。この遮光板３１は、エミッションフィルター２３への入射角度が浅く入射し、本来エミッションフィルターにて吸収されるべき励起光が受光素子１５に入射しないように遮光する機能を有する。遮光板３１の構成は具体的には０．１ｍｍ~０．２ｍｍ程度の黒色のツヤケシアルマイト処理がなされたアルミ板などを用いる。

【0019】

図９に示すように、第１の実施の形態による蛍光検出光学装置５１に用いる遮光板３１は、エミッションフィルター２３とダイクロイックミラー２２との間の遮光板３１ａ、対物レンズ１３とダイクロイックミラー２２との間の遮光板３１ｂ、エミッションフィルター２３と集光レンズ１４との間の遮光板３１ｃに分割された形状とされているが、いずれも蛍光光の光軸６０を含む平板形状とされている。図９に示したように、遮光板３１は連続した一体化構造である必要はない。

【0020】

本発明の第２の実施の形態による蛍光検出光学装置５２を図１０、図１１に示す。図１０は、対物レンズ１３と集光レンズ１４が重なる方向から見た図であり、図１１は、図１０と直交する方向から見た図であり、各構成要素部品がすべて見える図である。第１の実施の形態による蛍光検出光学装置５１と同様に、この蛍光検出光学装置５２における構成部品は、図３、図４、図５に示したＬＥＤ光源を用いた小型蛍光検出光学系に励起光遮光版３２を加えた構成である。つまり、光源にはＬＥＤ光源１１を用い、ＬＥＤ光源１１から出射した光は、レンズ１２を介してエキサイトフィルター２１に入射し、エキサイトフィルター２１を透過した光は、ダイクロイックミラー２２により反射された後、対物レンズ１３により、チャンバー１６内に格納された検査溶液１７に照射され、検査溶液１７を蛍光励起する。検査溶液１７より蛍光発光した光は、対物レンズ１３により集光された後、ダイクロイックミラー２２、エミッションフィルター２３を透過し、集光レンズ１４により受光素子１５に照射され、電気信号に変換される。そして、本発明の第２の実施の形態による蛍光検出光学装置５２においては、図１０に示すように蛍光光の光軸６０を含む遮光板３２が配置されている。この遮光板３２は、エミッションフィルター２３への入射角度が浅く入射し、本来エミッションフィルターにて吸収されるべき励起光が受光素子１５に入射しないように遮光する機能を有する。

【0021】

図１１に示すように、第２の実施の形態による蛍光検出光学装置５２に用いる遮光板３２は、エミッションフィルター２３とダイクロイックミラー２２との間の遮光板３２ａ、対物レンズ１３とダイクロイックミラー２２との間の遮光板３２ｂ、エミッションフィルター２３と集光レンズ１４との間の遮光板３２ｃに分割された形状とされているが、いずれも蛍光光の光軸６０を含む平板形状とされている。図１１に示したように、遮光板３２は連続した一体化構造である必要はない。また、第１の実施の形態による蛍光検出光学装置５１における遮光板３１と第２の実施の形態による蛍光検出光学装置５２における遮光板３２とを比較すると角度が９０度異なる方向での配置となっており、蛍光検出光学装置５２における遮光板３２ｂは、検査溶液１７の励起光を遮らないように、蛍光検出光学装置５１における遮光板３１ｂよりも短い形状となっている。なお、遮光板３１と同様に、遮光板３２の構成は具体的には０．１ｍｍ~０．２ｍｍ程度の黒色のツヤケシアルマイト処理がなされたアルミ板などを用いる。

【0022】

本発明の第３の実施の形態による蛍光検出光学装置５３を図１２、図１３に示す。第３の実施の形態による蛍光検出光学装置５３は、第１の実施の形態による蛍光検出光学装置５１における遮光板３１と第２の実施の形態による蛍光検出光学装置５２における遮光板３２をともに用いた例である。この遮光板３１、遮光板３２が、エミッションフィルター２３への入射角度が浅く入射し、本来エミッションフィルターにて吸収されるべき励起光が受光素子１５に入射しないように遮光する機能を有することは上述の蛍光検出光学装置５１および蛍光検出光学装置５２と同様である。

【0023】

蛍光検出光学装置５３における遮光板３１および遮光板３２の機能および構成は、蛍光検出光学装置５１における遮光板３１および蛍光検出光学装置５２における遮光板３２の機能および構成と同様であるので、説明は省略する。

【0024】

本発明の第４の実施の形態による蛍光検出光学装置５４を図１４に示す。第４の実施の形態による蛍光検出光学装置５４は、第３の実施の形態による蛍光検出光学装置５３を、複数配列した例である。
光源１１として用いているＬＥＤ発光素子として、例えば１辺の長さが１ｍｍの正方形の発光部を有するＬＥＤ発光素子を用いるとすると、チップの大きさは４ｍｍ程度であるので、蛍光検出光学装置５４は９．０ｍｍピッチあるいは４．５ｍｍピッチで配列されている検査溶液１７の測定を行うように、蛍光検出光学装置５３を複数配列することが可能である。そして、この遮光板３１、遮光板３２が、エミッションフィルター２３への入射角度が浅く入射し、本来エミッションフィルターにて吸収されるべき励起光が受光素子１５に入射しないように遮光する機能を有することは上述の蛍光検出光学装置５１、蛍光検出光学装置５２、および蛍光検出光学装置５３と同様である。

【0025】

本発明の第５の実施の形態による蛍光検出光学装置５５を図１５に示す。第５の実施の形態による蛍光検出光学装置５５は、第４の実施の形態による蛍光検出光学装置５４において、配列方向に平行な主面を有する部材を一体化した構造である。蛍光検出光学装置５４において、配列方向に平行な主面を有する部材とは、エキサイトフィルター２１、ダイクロイックミラー２２、エミッションフィルター２３、遮光板３２であり、蛍光検出光学装置５５においては、これら部品が複数の検査溶液の光学系ごとの個々の部材ではなく一体化されたエキサイトフィルター２６、ダイクロイックミラー２７、エミッションフィルター２８、遮光板３３となっている。このように部品を一体化し部品点数の低減を行うことにより、第５の実施の形態による蛍光検出光学装置５５は、第４の実施の形態による蛍光検出光学装置５４に比較して低価格での製作が可能となる。この遮光板３１、遮光板３３が、エミッションフィルター２８への入射角度が浅く入射し、本来エミッションフィルターにて吸収されるべき励起光が受光素子１５に入射しないように遮光する機能を有することは上述の蛍光検出光学装置５４と同様である。

【0026】

本発明の第６の実施の形態による蛍光検出光学装置５６を図１６に示す。第６の実施の形態による蛍光検出光学装置５６は、第５の実施の形態による蛍光検出光学装置５５より、遮光板３１を省略した構成となっている。また、図１０、図１１に示した第２の実施の形態による蛍光検出光学装置５２を複数配列し、エキサイトフィルター２１、ダイクロイックミラー２２、エミッションフィルター２３、遮光板３２という配列方向に平行な主面を有する部材を、複数の検査溶液の光学系ごとの個々の部材ではなく一体化されたエキサイトフィルター２６、ダイクロイックミラー２７、エミッションフィルター２８、遮光板３３を用いた構成である。この遮光板３３が、エミッションフィルター２８への入射角度が浅く入射し、本来エミッションフィルターにて吸収されるべき励起光が受光素子１５に入射しないように遮光する機能を有することは上述の蛍光検出光学装置５２における遮光板３２と同様である。

【産業上の利用可能性】

【0027】

本発明は、ウィルスに感染しているかどうかを診断するためのＰＣＲ法（ポリメラーゼ連鎖反応）を行う蛍光検出光学装置において、ＬＥＤを光源として用いることを可能とする蛍光検出光学装置およびその使用方法に関するものであり、蛍光検出光学装置を小型化・低価格化を容易にするものである。

【符号の説明】

【0028】

１……蛍光顕微鏡光学系、２……小径光源を用いた小型蛍光検出光学系、３、４……ＬＥＤ光源を用いた小型蛍光検出光学系、６……観察試料、７……撮像素子、８……結像レンズ、９……ランプ、１０……光ファイバーコネクタ、１１……ＬＥＤ光源、１２……レンズ、１３……対物レンズ、１４……集光レンズ、１５……受光素子、１６……チャンパー、１７……検査溶液、２０……フィルターキューブ、２１、２６……エキサイトフィルター、２２、２７……ダイクロイックミラー、２３、２８……エミッションフィルター、３０、３１、３２、３３……励起光遮光版、３９ａ……ランプ光源を出射し観察試料に至る蛍光励起光束、３９ｂ……観察試料から撮像素子に至るに蛍光光光束、４０ａ……光ファイバーコネクタを出射し検査溶液に至る蛍光励起光束、４０ｂ……検査溶液から受光素子に至るに光束、４１ａ……ＬＥＤを出射し検査溶液に至る蛍光励起光束、４１ｂ……検査溶液から受光素子に至るに光束、４１ｃ……検査溶液から受光素子に至るに光束、５１、５２、５３……蛍光検出光学装置、５４、５５、５６……複数試薬対応蛍光検出光学装置、６０……蛍光光の光軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】