JPH05209832A - 毛管カラム中でのサンプルの向上させた蛍光検出 - Google Patents
毛管カラム中でのサンプルの向上させた蛍光検出Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 毛管カラム中の少ないサンプルからの蛍光発
光をより大量に集める簡単な手段を得る。 【構成】 軸線を中心として対称な放物レフレクターが
毛管カラムからの蛍光発光を収集するのに用いられる。
レフレクターはまた毛管カラムの位置を決め整合させる
簡単なブラケットとしての作用もする。蛍光発光はバン
ドパスフィルターを検出からの散乱放射線を遮断するの
により有効に使用できるよう放物レフレクターによって
平行化される。散乱され伝達された放射線は検出オプテ
ィクスに関して毛管の整合を容易にするのに用いること
ができる。放物レフレクターはまた同時の多重チャンネ
ル検出の実行を容易にする。
光をより大量に集める簡単な手段を得る。 【構成】 軸線を中心として対称な放物レフレクターが
毛管カラムからの蛍光発光を収集するのに用いられる。
レフレクターはまた毛管カラムの位置を決め整合させる
簡単なブラケットとしての作用もする。蛍光発光はバン
ドパスフィルターを検出からの散乱放射線を遮断するの
により有効に使用できるよう放物レフレクターによって
平行化される。散乱され伝達された放射線は検出オプテ
ィクスに関して毛管の整合を容易にするのに用いること
ができる。放物レフレクターはまた同時の多重チャンネ
ル検出の実行を容易にする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、蛍光検出に関し、より
詳細には、毛管分離チャネルからの蛍光放射の収集に関
する。
詳細には、毛管分離チャネルからの蛍光放射の収集に関
する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】蛍光検
出は、本質的に非常に感度がよく、蛍光物質により標識
した生物学的なサンプルの巨大分子（例えば、蛋白質及
びＤＮＡフラグメント）は、蛍光放射を分析することに
より検出され得る。蛍光検出は、毛管電気泳動の分野で
実際に行われてきた。検出技術の詳細な説明について
は、ザレ (Zare) らの米国特許第４，６７５，３００号
が参照される。一般にザレは、コヒーレントな光源（例
えばレーザー）を用いて毛管分離チャネルの小さな部分
を取り調べることにより小さな検出容量を定めている。
電気泳動により分離されたサンプルは、電気泳動に先立
ち、あるいは電気泳動中に、または電気泳動直後に蛍光
物質例えばフルオレセインにより標識しておいた。電気
泳動により、サンプルが光線の通路を横断する時、蛍光
物質が蛍光を発するようにされサンプルの存在を示すよ
うになる。サンプルに適当な蛍光物質で標識することに
より、分離されたサンプルからの蛍光放射の強度を検出
し、相対的な強度からサンプル混合物に存在する特定の
サンプルの量の測定とその同定がなされる。
出は、本質的に非常に感度がよく、蛍光物質により標識
した生物学的なサンプルの巨大分子（例えば、蛋白質及
びＤＮＡフラグメント）は、蛍光放射を分析することに
より検出され得る。蛍光検出は、毛管電気泳動の分野で
実際に行われてきた。検出技術の詳細な説明について
は、ザレ (Zare) らの米国特許第４，６７５，３００号
が参照される。一般にザレは、コヒーレントな光源（例
えばレーザー）を用いて毛管分離チャネルの小さな部分
を取り調べることにより小さな検出容量を定めている。
電気泳動により分離されたサンプルは、電気泳動に先立
ち、あるいは電気泳動中に、または電気泳動直後に蛍光
物質例えばフルオレセインにより標識しておいた。電気
泳動により、サンプルが光線の通路を横断する時、蛍光
物質が蛍光を発するようにされサンプルの存在を示すよ
うになる。サンプルに適当な蛍光物質で標識することに
より、分離されたサンプルからの蛍光放射の強度を検出
し、相対的な強度からサンプル混合物に存在する特定の
サンプルの量の測定とその同定がなされる。
【０００３】現在まで、レーザーで誘発された蛍光は、
毛管電気泳動により分離された多くの種類のサンプル成
分を検出する最も感度の良い手段である。少量の検出容
量のため、最大の感度を達成するようにできるだけ多く
の蛍光放射を収集することが望ましい。これまでは、注
意深く修正したオプチックス例えば大開口数顕微鏡対物
レンズまたは１つまたはそれ以上の光ファイバーが用い
られ、蛍光放射の比較的に小さな立体角を収集した。こ
の場合、レーザービームは、毛管分離チャネルと適切に
整合していなければならないばかりか、毛管分離チャネ
ル自体顕微鏡の対物レンズと適切に整合させねばならな
い。このことは、並進可能な光学整合部材例えば毛管ポ
ジショナーまたは顕微鏡対物レンズポジショナーの使用
を必要としている。レーザービームを有する毛管分離チ
ャネル及び収集オプチックス（顕微鏡対物レンズまたは
光ファイバー）との注意深い整合は、最大限の感度を実
現するために必須であるので、システムが光学的な整合
をもたらすように典型的には光学部材のうちの少なくと
も２つを並進プラットフォームに装着する。
毛管電気泳動により分離された多くの種類のサンプル成
分を検出する最も感度の良い手段である。少量の検出容
量のため、最大の感度を達成するようにできるだけ多く
の蛍光放射を収集することが望ましい。これまでは、注
意深く修正したオプチックス例えば大開口数顕微鏡対物
レンズまたは１つまたはそれ以上の光ファイバーが用い
られ、蛍光放射の比較的に小さな立体角を収集した。こ
の場合、レーザービームは、毛管分離チャネルと適切に
整合していなければならないばかりか、毛管分離チャネ
ル自体顕微鏡の対物レンズと適切に整合させねばならな
い。このことは、並進可能な光学整合部材例えば毛管ポ
ジショナーまたは顕微鏡対物レンズポジショナーの使用
を必要としている。レーザービームを有する毛管分離チ
ャネル及び収集オプチックス（顕微鏡対物レンズまたは
光ファイバー）との注意深い整合は、最大限の感度を実
現するために必須であるので、システムが光学的な整合
をもたらすように典型的には光学部材のうちの少なくと
も２つを並進プラットフォームに装着する。
【０００４】収集オプチックスシステムの設計は、蛍光
放射よりも典型的により強い給源周波数での望ましくな
い散乱輻射線をも考慮しなくてはならない。毛管カラム
の回り及びそれに垂直な３６０°の角度に分散した給源
周波数での散乱した輻射線の輝いた平面があることも公
知である。光検出器に達する散乱した輻射線の量を最小
限にすることが必要なので、従来、光学システムは、こ
の散乱平面からはずれた放射を収集するようにつくりあ
げられていた。
放射よりも典型的により強い給源周波数での望ましくな
い散乱輻射線をも考慮しなくてはならない。毛管カラム
の回り及びそれに垂直な３６０°の角度に分散した給源
周波数での散乱した輻射線の輝いた平面があることも公
知である。光検出器に達する散乱した輻射線の量を最小
限にすることが必要なので、従来、光学システムは、こ
の散乱平面からはずれた放射を収集するようにつくりあ
げられていた。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、毛管中の微量
のサンプルからの多量の蛍光放射を収集する簡単で高価
でない手段に向けられている。軸線を中心として対称な
放物面レフレクターを設けて毛管カラムからの蛍光放射
を収集する。レフレクターは、毛管カラムを位置決めし
整合させるための簡単なブラケットの役目もする。蛍光
放射は、散乱した輻射線が回折するのを遮断するバンド
パスフィルターのより効果的な利用を許容する放物面レ
フレクターにより平行化される。散乱された輻射線また
は送られた励起ビーム、あるいはその両者は、毛管カラ
ム及び放物面焦点に関してレーザービームの整合を促進
するように用いられ得る。放物面レフレクターはまた同
時多数チャネル検出スキームを行うのを促進する。
のサンプルからの多量の蛍光放射を収集する簡単で高価
でない手段に向けられている。軸線を中心として対称な
放物面レフレクターを設けて毛管カラムからの蛍光放射
を収集する。レフレクターは、毛管カラムを位置決めし
整合させるための簡単なブラケットの役目もする。蛍光
放射は、散乱した輻射線が回折するのを遮断するバンド
パスフィルターのより効果的な利用を許容する放物面レ
フレクターにより平行化される。散乱された輻射線また
は送られた励起ビーム、あるいはその両者は、毛管カラ
ム及び放物面焦点に関してレーザービームの整合を促進
するように用いられ得る。放物面レフレクターはまた同
時多数チャネル検出スキームを行うのを促進する。
【０００６】
【実施例】以下の説明は、本発明を実施する現在考えら
れる最良の態様である。この説明は本発明の一般的な原
理を説明する目的でなされたものであり限定的な意味で
捕らえるべきものでない。発明の範囲は、添付の特許請
求の範囲を見ることにより最もよく定められる。以下
に、本発明を毛管電気泳動に関連して説明するが、本発
明はそのような用途に限定されるのではなく一般に毛管
カラム中のサンプルの蛍光検出に適用可能であると理解
される。
れる最良の態様である。この説明は本発明の一般的な原
理を説明する目的でなされたものであり限定的な意味で
捕らえるべきものでない。発明の範囲は、添付の特許請
求の範囲を見ることにより最もよく定められる。以下
に、本発明を毛管電気泳動に関連して説明するが、本発
明はそのような用途に限定されるのではなく一般に毛管
カラム中のサンプルの蛍光検出に適用可能であると理解
される。
【０００７】毛管１０は、図１に直径方向で断面として
示してある。管は、５−５００ミクロン、典型的には２
００ミクロン未満程度の毛管の大きさの円筒状分離チャ
ネル１２を画定している。毛管１０の円筒状壁１４は、
ガラス、溶融シリカまたはテフロンのような有機材料か
らつくられていてよい。壁１４を強化するため、ポリア
ミド被膜１５がその外表面に接着されいる。毛管１０
は、通常、柔軟であり、すなわち、滑らかな曲線に曲げ
ることができる。
示してある。管は、５−５００ミクロン、典型的には２
００ミクロン未満程度の毛管の大きさの円筒状分離チャ
ネル１２を画定している。毛管１０の円筒状壁１４は、
ガラス、溶融シリカまたはテフロンのような有機材料か
らつくられていてよい。壁１４を強化するため、ポリア
ミド被膜１５がその外表面に接着されいる。毛管１０
は、通常、柔軟であり、すなわち、滑らかな曲線に曲げ
ることができる。
【０００８】図２は、毛管電気泳動装置１６の模式配置
を示し、より詳しくは、検出がレーザー誘発蛍光により
達成されるものを示している。毛管１０の二つの端は、
溜め２０及び２１に入れた電解液１８中に入れてある。
高い電界（典型的には、１−３０ＫＶ）を供給できる高
圧電源２４が、電極２２及び２３を用いて溜め２０及び
２１に入っている電解液１８に電気的に接続されてい
る。分離チャネルは、電解液、ゲル電解質または他の適
当な導電性媒体であってよい分離支持媒質で満たされて
いる。電気泳動に先立ち、電気泳動で分離されるべきサ
ンプルを、分離チャネル１２の一端に注入する。これ
は、従来の方法により行うことができる。毛管１０の二
つの端を電解液１８に浸漬させたまま、高圧電源２４の
スイッチをいれサンプルをその成分に分離するサンプル
の電気泳動を起こさせる。
を示し、より詳しくは、検出がレーザー誘発蛍光により
達成されるものを示している。毛管１０の二つの端は、
溜め２０及び２１に入れた電解液１８中に入れてある。
高い電界（典型的には、１−３０ＫＶ）を供給できる高
圧電源２４が、電極２２及び２３を用いて溜め２０及び
２１に入っている電解液１８に電気的に接続されてい
る。分離チャネルは、電解液、ゲル電解質または他の適
当な導電性媒体であってよい分離支持媒質で満たされて
いる。電気泳動に先立ち、電気泳動で分離されるべきサ
ンプルを、分離チャネル１２の一端に注入する。これ
は、従来の方法により行うことができる。毛管１０の二
つの端を電解液１８に浸漬させたまま、高圧電源２４の
スイッチをいれサンプルをその成分に分離するサンプル
の電気泳動を起こさせる。
【０００９】サンプルの分離された成分の蛍光を検出す
ることを可能とするためには、それを、フルオレセイン
のような蛍光物質で標識する。レーザー誘発蛍光の検出
のために、レーザー２６が、励起源として用いられる。
レーザー２６は、たとえば、空冷アルゴンイオンレーザ
ー、ヘリウム−カドミウムレーザーまたは１−１００ミ
リワットの範囲の出力を有するＨｅＮｅレーザーであっ
てよい。焦点合わせレンズ (focusing lens)（図１では
示してない）または光ファイバー２８を用いてレーザー
出力を毛管１０に添って検出部分に向けるように用いて
もよい。この部分では、ポリイミド保護被膜１５は除去
されていてレーザー光線が分離チャネル１２へと毛管壁
１４を通って進行するようになっている。レーザー給源
を用いる代わりに、他の輻射線給源を用いて、サンプル
成分中の蛍光タグの蛍光を励起してもよい。レーザービ
ームは、毛管１０に９０°で方向づけられる。サンプル
成分がレーザービームを通り過ぎると、サンプル成分が
すべての方向３０で蛍光を発する。感度と対雑音信号比
(signal-to noise)を最大限にするため蛍光をできるだ
け多く集めて検出することが望ましい。
ることを可能とするためには、それを、フルオレセイン
のような蛍光物質で標識する。レーザー誘発蛍光の検出
のために、レーザー２６が、励起源として用いられる。
レーザー２６は、たとえば、空冷アルゴンイオンレーザ
ー、ヘリウム−カドミウムレーザーまたは１−１００ミ
リワットの範囲の出力を有するＨｅＮｅレーザーであっ
てよい。焦点合わせレンズ (focusing lens)（図１では
示してない）または光ファイバー２８を用いてレーザー
出力を毛管１０に添って検出部分に向けるように用いて
もよい。この部分では、ポリイミド保護被膜１５は除去
されていてレーザー光線が分離チャネル１２へと毛管壁
１４を通って進行するようになっている。レーザー給源
を用いる代わりに、他の輻射線給源を用いて、サンプル
成分中の蛍光タグの蛍光を励起してもよい。レーザービ
ームは、毛管１０に９０°で方向づけられる。サンプル
成分がレーザービームを通り過ぎると、サンプル成分が
すべての方向３０で蛍光を発する。感度と対雑音信号比
(signal-to noise)を最大限にするため蛍光をできるだ
け多く集めて検出することが望ましい。
【００１０】本発明は、毛管１０の検出部分に焦点を合
わせる凹形レフレクターを提供する。図示例では、レフ
レクターは軸線を中心として対称な凹形放物面レフレク
ターである。図３及び４を参照して述べると、蛍光収集
と検出のオプチックスの相対的配置が模式的に示してあ
る。放物面レフレクター４０は、円筒状本体４１から形
成されているように示されている。これは、アルミニウ
ムブロックの磨いた放物面４２またはプラスチックブロ
ックの金属被膜付き放物面状の鏡面で単にあってよい。
ブロック構造は、毛管１０を確実に装着する取り付け部
品の容易な取り付けを可能とする。
わせる凹形レフレクターを提供する。図示例では、レフ
レクターは軸線を中心として対称な凹形放物面レフレク
ターである。図３及び４を参照して述べると、蛍光収集
と検出のオプチックスの相対的配置が模式的に示してあ
る。放物面レフレクター４０は、円筒状本体４１から形
成されているように示されている。これは、アルミニウ
ムブロックの磨いた放物面４２またはプラスチックブロ
ックの金属被膜付き放物面状の鏡面で単にあってよい。
ブロック構造は、毛管１０を確実に装着する取り付け部
品の容易な取り付けを可能とする。
【００１１】毛管１０は、レフレクター本体４１の側部
にある貫通孔５０及び５１を貫通して通されている。孔
５０及び５１は、放物面レフレクターの焦点４４を毛管
が通るように位置している；特に、毛管分離チャネルの
検出部分が、放物面レフレクター４０の焦点４４に位置
するようになっている。取り付け部品４６及び４７は、
毛管をこの位置に確実に装着するように設けられてい
る。別法として、あるいは付加的に、止め螺子４８及び
４９をレフレクターの後部に通すように用いて毛管１０
を所定の位置に鎖錠してもよい。
にある貫通孔５０及び５１を貫通して通されている。孔
５０及び５１は、放物面レフレクターの焦点４４を毛管
が通るように位置している；特に、毛管分離チャネルの
検出部分が、放物面レフレクター４０の焦点４４に位置
するようになっている。取り付け部品４６及び４７は、
毛管をこの位置に確実に装着するように設けられてい
る。別法として、あるいは付加的に、止め螺子４８及び
４９をレフレクターの後部に通すように用いて毛管１０
を所定の位置に鎖錠してもよい。
【００１２】レフレクター本体４１はまたレーザ−ビー
ム５６が、直角で毛管１０へと進むことのできる貫通孔
５４を有している。レーザービーム５６は、孔５４を光
ファイバー２８（図２）または孔５４を通るレーザービ
ーム５６（図３）を焦点に集めるレンズ５８の使用によ
り毛管１０の検出部分に方向づけられてもよい。別法と
して、レーザービームは、送られたビームが通るように
したレフレクターの頂部を貫通する開口がある場合、放
物面の前方から方向づけられてもよい（図６参照）。
ム５６が、直角で毛管１０へと進むことのできる貫通孔
５４を有している。レーザービーム５６は、孔５４を光
ファイバー２８（図２）または孔５４を通るレーザービ
ーム５６（図３）を焦点に集めるレンズ５８の使用によ
り毛管１０の検出部分に方向づけられてもよい。別法と
して、レーザービームは、送られたビームが通るように
したレフレクターの頂部を貫通する開口がある場合、放
物面の前方から方向づけられてもよい（図６参照）。
【００１３】図３に示した例では、励起フイルター６０
が、レーザ２６から発せられる望ましくない波長の光を
減衰させるために用いられる。レフレクター４０の本体
４１には出口孔６２がレーザー入口孔５４と一線をなし
て設けられている。この孔６２は、毛管に垂直な面にあ
る送られて散乱したレーザー光の最も強い部分の進行を
可能とするのに十分な大きさとされている。散乱された
光は、毛管１０に垂直な面にあるので、出口孔６２は、
レフレクター４０の軸線方向に長くなったスロットの形
状となっている。出口孔６２を通って送られた光を捕捉
するようにレーザービームダンプ６４が設けられてい
て、光が、隣接する検出オプチックスを干渉しないよう
にする。ビームダンプ６４は一片の紙であってよく、こ
の紙片上に、送られた光が毛管１０と入射レーザ−ビー
ムの横方向整合の目的で見られ得る。適切に整合されて
いると、散乱された光の対称なパターンがビームダンプ
上に観察される。毛管整合のための散乱された光の利用
は、同時係属出願の米国特許出願出願番号
（ベックマン名簿番号１２９Ｄ−１０６）（本発
明の譲受人に譲渡されている。この出願は本発明の説明
のために用いられる。）に詳細に記載されている。
が、レーザ２６から発せられる望ましくない波長の光を
減衰させるために用いられる。レフレクター４０の本体
４１には出口孔６２がレーザー入口孔５４と一線をなし
て設けられている。この孔６２は、毛管に垂直な面にあ
る送られて散乱したレーザー光の最も強い部分の進行を
可能とするのに十分な大きさとされている。散乱された
光は、毛管１０に垂直な面にあるので、出口孔６２は、
レフレクター４０の軸線方向に長くなったスロットの形
状となっている。出口孔６２を通って送られた光を捕捉
するようにレーザービームダンプ６４が設けられてい
て、光が、隣接する検出オプチックスを干渉しないよう
にする。ビームダンプ６４は一片の紙であってよく、こ
の紙片上に、送られた光が毛管１０と入射レーザ−ビー
ムの横方向整合の目的で見られ得る。適切に整合されて
いると、散乱された光の対称なパターンがビームダンプ
上に観察される。毛管整合のための散乱された光の利用
は、同時係属出願の米国特許出願出願番号
（ベックマン名簿番号１２９Ｄ−１０６）（本発
明の譲受人に譲渡されている。この出願は本発明の説明
のために用いられる。）に詳細に記載されている。
【００１４】レフレクター４０により反射されかつ／ま
たは毛管１０から光電子増倍管７０に向け直接に散乱さ
れた散乱光をマスクするために、不透明な材料製の薄い
ストリップ６６が、放物面レフレクター４０の口を覆う
ように装着され、散乱の面を遮断する。この散乱の面
は、毛管の軸線に垂直である。光電子増倍管に向けられ
た散乱光の量をさらに減少させるために、レフレクター
４０およびストリップ６６は、図４に示すように散乱面
について光吸収材料４３たとえばフロック加工紙を裏打
ちすなち接着させてある。
たは毛管１０から光電子増倍管７０に向け直接に散乱さ
れた散乱光をマスクするために、不透明な材料製の薄い
ストリップ６６が、放物面レフレクター４０の口を覆う
ように装着され、散乱の面を遮断する。この散乱の面
は、毛管の軸線に垂直である。光電子増倍管に向けられ
た散乱光の量をさらに減少させるために、レフレクター
４０およびストリップ６６は、図４に示すように散乱面
について光吸収材料４３たとえばフロック加工紙を裏打
ちすなち接着させてある。
【００１５】検出部分からの蛍光光線は、放物面レフレ
クター４０により平行とされ、特定の波長の蛍光を通過
させるエミッションフイルター６８（残りの散乱光をさ
らに遮断する）を通り光電子増倍管７０に進む。光電子
増倍管７０の末端窓の直径は、レフレクター４０の口の
直径とほぼ等しくあるべきである。エミッションフィル
ター６８及び励起フィルター６０は、給源波長での散乱
光を遮断できるようにするため、共通の波長が光電子増
倍管７０に通過することを許容してはならない。
クター４０により平行とされ、特定の波長の蛍光を通過
させるエミッションフイルター６８（残りの散乱光をさ
らに遮断する）を通り光電子増倍管７０に進む。光電子
増倍管７０の末端窓の直径は、レフレクター４０の口の
直径とほぼ等しくあるべきである。エミッションフィル
ター６８及び励起フィルター６０は、給源波長での散乱
光を遮断できるようにするため、共通の波長が光電子増
倍管７０に通過することを許容してはならない。
【００１６】毛管検出部分からの蛍光放射の適切な平行
化のために、レーザービームは、放物面の焦点に向けら
れるべきである。放物面の焦点とのレーザービームのＸ
−方向の整合は、平行化したビームのブロッキングスト
リップ６６の影の位置を見ることにより測定される。こ
のことは、前述の同時係属出願米国特許出願に記載され
ている。通常、レーザービームは、ブロッキングストリ
ップ６６の影が、平行化した像に中心を位置させた時、
放物面の焦点と適切に整合される。
化のために、レーザービームは、放物面の焦点に向けら
れるべきである。放物面の焦点とのレーザービームのＸ
−方向の整合は、平行化したビームのブロッキングスト
リップ６６の影の位置を見ることにより測定される。こ
のことは、前述の同時係属出願米国特許出願に記載され
ている。通常、レーザービームは、ブロッキングストリ
ップ６６の影が、平行化した像に中心を位置させた時、
放物面の焦点と適切に整合される。
【００１７】放物面レフレクターは、２つの目的を果た
すことが注目される。それは、高度に効率的な光コレク
ター／コリメーターと毛管支持体の両者である。放物面
レフレクター４０は、レーザービーム５６により照射さ
れたサンプルからの蛍光放射のより多くの量を集めるよ
り簡単で高価でない手段を提供する。レフレクター４０
は、対物レンズ系によるよりもサンプルから出るより大
きな立体角の光線の収集を許容する。例えば、過去に用
いられた大きな開口数の顕微鏡対物レンズは、現在、１
００ドル程度の値段であり、蛍光放射の約１０％を収集
する。一方、ここに記載した放物面レフレクターは、カ
ーレイランプ (Carley lamps) より５ドル程度で入手で
き、蛍光放射の４０−５０％程度を収集する。平行化さ
れた蛍光光は、散乱輻射線を除くバンドパスフイルター
のより有効な使用を許容する：その理由は、バンドパス
フィルターは適切なスペクトル濾過に対しその表面に垂
直な照射を必要とするからである。
すことが注目される。それは、高度に効率的な光コレク
ター／コリメーターと毛管支持体の両者である。放物面
レフレクター４０は、レーザービーム５６により照射さ
れたサンプルからの蛍光放射のより多くの量を集めるよ
り簡単で高価でない手段を提供する。レフレクター４０
は、対物レンズ系によるよりもサンプルから出るより大
きな立体角の光線の収集を許容する。例えば、過去に用
いられた大きな開口数の顕微鏡対物レンズは、現在、１
００ドル程度の値段であり、蛍光放射の約１０％を収集
する。一方、ここに記載した放物面レフレクターは、カ
ーレイランプ (Carley lamps) より５ドル程度で入手で
き、蛍光放射の４０−５０％程度を収集する。平行化さ
れた蛍光光は、散乱輻射線を除くバンドパスフイルター
のより有効な使用を許容する：その理由は、バンドパス
フィルターは適切なスペクトル濾過に対しその表面に垂
直な照射を必要とするからである。
【００１８】放物面本体４１は、焦点での毛管１０の位
置を効果的に確実にする。結果として、毛管電気泳動系
のレーザーで誘導された蛍光検出に必要とされる光学部
品の数が減じられた。蛍光コレクターに関する毛管の整
合は、顕微鏡対物レンズが必要とされないので、簡素化
される。レーザー以外の励起源を代わりにすることがで
きることが注目される。光電子増倍管以外の検出器を用
いることができる。特にシリコン検出器を用いることが
でき、その場合、楕円面を放物面の代わりにする利点が
あり、蛍光が集められてシリコン検出器に焦点が合わせ
られる。
置を効果的に確実にする。結果として、毛管電気泳動系
のレーザーで誘導された蛍光検出に必要とされる光学部
品の数が減じられた。蛍光コレクターに関する毛管の整
合は、顕微鏡対物レンズが必要とされないので、簡素化
される。レーザー以外の励起源を代わりにすることがで
きることが注目される。光電子増倍管以外の検出器を用
いることができる。特にシリコン検出器を用いることが
でき、その場合、楕円面を放物面の代わりにする利点が
あり、蛍光が集められてシリコン検出器に焦点が合わせ
られる。
【００１９】以上の配置は、レフレクターに対面する開
口とレンズの追加により向上し得る。基本的な概念は、
図５に図式的に示してある（いくつかの部品は簡素化の
ために省略してある）。レーザー２６からのレーザービ
ーム５６は、励起フィルター６０により濾過され、レン
ズ５８により放物面４３の焦点４４で毛管１０のサンプ
ルに焦点が合わせられる。放物面４３の後方の軸線方向
の孔１１０が、ビームを放物面に進行するのを許容す
る。放物面に開けてある孔５０及び５１が、放物面の焦
点に毛管を保持する。毛管に当たると、ビームの有意的
な１部分が毛管に垂直な面で散乱する。主要なビームお
よび前方向に散乱したビームの一部分は、放物面の軸線
に沿って位置する鏡６６により半透明なスクリーン６４
へと反射される。ビームがレンズ５８により焦点に集め
られるので、散乱の対称的なパターンがスクリーン６４
に見られるようになる（前述の同時係属出願米国特許出
願を参照）。散乱した光線の残りは、放物面の口を横切
るブラックバーにより捕捉されることになる。このバー
（図６には示してない）も、放物面の軸線で鏡６６を支
持する。
口とレンズの追加により向上し得る。基本的な概念は、
図５に図式的に示してある（いくつかの部品は簡素化の
ために省略してある）。レーザー２６からのレーザービ
ーム５６は、励起フィルター６０により濾過され、レン
ズ５８により放物面４３の焦点４４で毛管１０のサンプ
ルに焦点が合わせられる。放物面４３の後方の軸線方向
の孔１１０が、ビームを放物面に進行するのを許容す
る。放物面に開けてある孔５０及び５１が、放物面の焦
点に毛管を保持する。毛管に当たると、ビームの有意的
な１部分が毛管に垂直な面で散乱する。主要なビームお
よび前方向に散乱したビームの一部分は、放物面の軸線
に沿って位置する鏡６６により半透明なスクリーン６４
へと反射される。ビームがレンズ５８により焦点に集め
られるので、散乱の対称的なパターンがスクリーン６４
に見られるようになる（前述の同時係属出願米国特許出
願を参照）。散乱した光線の残りは、放物面の口を横切
るブラックバーにより捕捉されることになる。このバー
（図６には示してない）も、放物面の軸線で鏡６６を支
持する。
【００２０】焦点４４のサンプルから出てくる蛍光光線
は、放物面により平行化されエミッションフィルター６
８へと進む。これらの光線の１つを８０で示してある。
フィルター面に垂直なフィルター６８を通るこれらの光
線８２は、レンズ７２により像がつくられ、板７４の開
口７６を通って検出器７５へと進む。励起レーザーの波
長を有する光線群８３の円錐 (cone) が開口板７４に当
たり、検出器７５には進まない。
は、放物面により平行化されエミッションフィルター６
８へと進む。これらの光線の１つを８０で示してある。
フィルター面に垂直なフィルター６８を通るこれらの光
線８２は、レンズ７２により像がつくられ、板７４の開
口７６を通って検出器７５へと進む。励起レーザーの波
長を有する光線群８３の円錐 (cone) が開口板７４に当
たり、検出器７５には進まない。
【００２１】楕円レフレクターが用いられると（図示せ
ず）、開口７６は、楕円レフレクターの第２の焦点に位
置する。しかしながら、平行化されたビームが楕円系に
存在する領域はない。したがって、放物面系での光学成
分の配置により大きな融通性がある。レンズは、放物面
に衝合するか、あるいは距離を置いて位置していてよ
い。
ず）、開口７６は、楕円レフレクターの第２の焦点に位
置する。しかしながら、平行化されたビームが楕円系に
存在する領域はない。したがって、放物面系での光学成
分の配置により大きな融通性がある。レンズは、放物面
に衝合するか、あるいは距離を置いて位置していてよ
い。
【００２２】レンズ７２と開口７６の追加によりもたら
されるいくつかの利点がある。レンズと開口は、立体フ
ィルターを構成する。放物面レフレクター４０の焦点以
外のところで生じた迷走光線は、板７４により遮断され
ることになる。特に、その鏡面角度以外の角度で放物面
レフレクター４０から散乱する光線は、遮断されること
になる。蛍光給源すなわちサンプルは、板７４上に像を
つくることになる。給源が大きくされた寸法なら、開口
７２は、蛍光光線が検出され得る給源の部分を画定する
であろう。
されるいくつかの利点がある。レンズと開口は、立体フ
ィルターを構成する。放物面レフレクター４０の焦点以
外のところで生じた迷走光線は、板７４により遮断され
ることになる。特に、その鏡面角度以外の角度で放物面
レフレクター４０から散乱する光線は、遮断されること
になる。蛍光給源すなわちサンプルは、板７４上に像を
つくることになる。給源が大きくされた寸法なら、開口
７２は、蛍光光線が検出され得る給源の部分を画定する
であろう。
【００２３】改良のもう１つの利点は、焦点に集められ
たビーム８２が、平行化されたビーム８０よりも高い線
束密度を有することになることである。このことは、感
光性ダイオードのような固態検出器が、焦点に集められ
ていない場合よりもよりよい対雑音信号比で応答するで
あろうことを意味する。光電子増倍管の磁気焦点集めを
用いるなら、優秀な対雑音信号比を示すであろう。
たビーム８２が、平行化されたビーム８０よりも高い線
束密度を有することになることである。このことは、感
光性ダイオードのような固態検出器が、焦点に集められ
ていない場合よりもよりよい対雑音信号比で応答するで
あろうことを意味する。光電子増倍管の磁気焦点集めを
用いるなら、優秀な対雑音信号比を示すであろう。
【００２４】図６は、毛管１０の照射のもうひとつの配
置を示している。この配置では、レーザービーム５６
が、正面から放物面レフレクター８７に向けその軸線に
沿って向けられている。光ファイバー２８の先端が、ブ
ロッキングストリップ８４の開口８６に向け位置決めさ
れていて、レーザービームが毛管１０の検出部分が位置
している放物面４１の焦点４４に向けられている。放射
された蛍光は、平行化され鏡８８により反射され、フィ
ルター８９を通り、光電子増倍管７５に向けられる。焦
点合わせレンズ及び開口（図示せず）をこの配置に加え
て図５の例の利点を達成してもよい。
置を示している。この配置では、レーザービーム５６
が、正面から放物面レフレクター８７に向けその軸線に
沿って向けられている。光ファイバー２８の先端が、ブ
ロッキングストリップ８４の開口８６に向け位置決めさ
れていて、レーザービームが毛管１０の検出部分が位置
している放物面４１の焦点４４に向けられている。放射
された蛍光は、平行化され鏡８８により反射され、フィ
ルター８９を通り、光電子増倍管７５に向けられる。焦
点合わせレンズ及び開口（図示せず）をこの配置に加え
て図５の例の利点を達成してもよい。
【００２５】放物面レフレクターは、同時検出のために
いくつかの検出チャネルの補足を容易にする。いくつか
の種類のサンプルは、紫外線（ＵＶ）輻射の吸光度を分
析することにより最も良く検出され、他のサンプルは、
蛍光により感度よく検出される。さらには、いくつかの
サンプルは、異なる波長で蛍光を発する及び／または吸
収する異なる種類の染料でタグ付けしてもよい。例え
ば、ＤＮＡを調べる時、多数波長検出についての特定の
必要が存在している。
いくつかの検出チャネルの補足を容易にする。いくつか
の種類のサンプルは、紫外線（ＵＶ）輻射の吸光度を分
析することにより最も良く検出され、他のサンプルは、
蛍光により感度よく検出される。さらには、いくつかの
サンプルは、異なる波長で蛍光を発する及び／または吸
収する異なる種類の染料でタグ付けしてもよい。例え
ば、ＤＮＡを調べる時、多数波長検出についての特定の
必要が存在している。
【００２６】以下は、多数チャネル検出系、特に、レー
ザー誘発蛍光とＵＶ吸収を組み入れたものの説明であ
る。図７及び８は、本発明の１つの実施例に従う多数検
出配置を模式的に示している。図３及び４と関連して説
明した実施例のように、毛管１０は、放物面レフレクタ
ー９０の本体９１を貫通して通り、放物面９０の焦点９
２を通っている。具体的には、毛管１０に沿う意図した
検出部分は、放物面レフレクター９０の焦点に位置す
る。２つの装着螺子９４及び９５は、毛管１０を所定の
位置に保つ。この実施例では、２つのレーザー給源９６
及び９７があり、そのビーム９８及び９９は、フィルタ
ー１００及び１０１により濾過され、レンズ１０２及び
１０３により放物面レフレクター９０の焦点９２で毛管
１０に焦点が合わせられる。レーザービーム９８及び９
９が進行するようにレフレクター９０の本体９１に孔１
０６及び１０７が設けられている。レーザービーム９８
及び９９が同じ波長であると、水平面にある２つのレー
ザービーム９８及び９９の間の角度は、光学的なフィー
ドバックを避けるために必ずしも１８０°ではない。レ
ーザービーム９８及び９９が異なる波長の時、ビーム
は、フィードバックに関係なく水平面で正確に１８０°
離れていてもよい（図７及び８に示すように）：その理
由は、２つの励起フィルター１００及び１０１はその時
同じ波長を通さないであろうからである。
ザー誘発蛍光とＵＶ吸収を組み入れたものの説明であ
る。図７及び８は、本発明の１つの実施例に従う多数検
出配置を模式的に示している。図３及び４と関連して説
明した実施例のように、毛管１０は、放物面レフレクタ
ー９０の本体９１を貫通して通り、放物面９０の焦点９
２を通っている。具体的には、毛管１０に沿う意図した
検出部分は、放物面レフレクター９０の焦点に位置す
る。２つの装着螺子９４及び９５は、毛管１０を所定の
位置に保つ。この実施例では、２つのレーザー給源９６
及び９７があり、そのビーム９８及び９９は、フィルタ
ー１００及び１０１により濾過され、レンズ１０２及び
１０３により放物面レフレクター９０の焦点９２で毛管
１０に焦点が合わせられる。レーザービーム９８及び９
９が進行するようにレフレクター９０の本体９１に孔１
０６及び１０７が設けられている。レーザービーム９８
及び９９が同じ波長であると、水平面にある２つのレー
ザービーム９８及び９９の間の角度は、光学的なフィー
ドバックを避けるために必ずしも１８０°ではない。レ
ーザービーム９８及び９９が異なる波長の時、ビーム
は、フィードバックに関係なく水平面で正確に１８０°
離れていてもよい（図７及び８に示すように）：その理
由は、２つの励起フィルター１００及び１０１はその時
同じ波長を通さないであろうからである。
【００２７】ＵＶ吸収検出についての配慮がある。図８
を参照すると、軸線方向の孔１１０がレフレクター本体
９１のベースに設けられていて、ＵＶ給源１１４（例え
ば重水素ランプ）から焦点９２へのＵＶビーム１１２の
進行を許容する。ＵＶビーム１１２は、フィルター１１
６により濾過されレンズ１１８により毛管の検出部分へ
と焦点が合わせられる。円錐形のマスク１２０が軸線方
向の孔１１０から突出していて、毛管１０で終端してい
る。毛管分離チャネルの直径よりも小さな直径を有する
孔１２２が、この円錐形のマスク１２０にその頂部で開
けられていて毛管分離チャネルへと進行するＵＶビーム
１１２の部分を画定する。レンズ１２４は、毛管を通っ
て送られたビームを鏡１２８及びフィルター１３０を介
して検出器１２６へと焦点を合わせる。このレンズ１２
４は、毛管１０に垂直な放物面レフレクター９０の口を
横切って伸びている金属のストリップ１３２により支持
されている。ストリップは、毛管１０からの散乱された
強いレーザー光線を遮断する。フィルター１３０は、フ
ィルター１１６と同様同じＵＶ波長を通過させるのでサ
ンプルにより散乱され蛍光となった光線が検出器１２６
により検出されることを排除する。ＵＶビーム１１２が
本質的にコヒーレントではないので２つのレーザービー
ム９８及び９９よりもより大きな立体角により画定され
ねばならないことが注目されるべきである。サンプルの
蛍光は、放物面レフレクター９０により収集され平行化
される。図８に示す配置では、レフレクター９０の上半
分からの光は、フィルター１３４を通り検出器１３６へ
と進み、レフレクター９０の下半分からの光は、フィル
ター１３５を通って検出器１３７へと進む。
を参照すると、軸線方向の孔１１０がレフレクター本体
９１のベースに設けられていて、ＵＶ給源１１４（例え
ば重水素ランプ）から焦点９２へのＵＶビーム１１２の
進行を許容する。ＵＶビーム１１２は、フィルター１１
６により濾過されレンズ１１８により毛管の検出部分へ
と焦点が合わせられる。円錐形のマスク１２０が軸線方
向の孔１１０から突出していて、毛管１０で終端してい
る。毛管分離チャネルの直径よりも小さな直径を有する
孔１２２が、この円錐形のマスク１２０にその頂部で開
けられていて毛管分離チャネルへと進行するＵＶビーム
１１２の部分を画定する。レンズ１２４は、毛管を通っ
て送られたビームを鏡１２８及びフィルター１３０を介
して検出器１２６へと焦点を合わせる。このレンズ１２
４は、毛管１０に垂直な放物面レフレクター９０の口を
横切って伸びている金属のストリップ１３２により支持
されている。ストリップは、毛管１０からの散乱された
強いレーザー光線を遮断する。フィルター１３０は、フ
ィルター１１６と同様同じＵＶ波長を通過させるのでサ
ンプルにより散乱され蛍光となった光線が検出器１２６
により検出されることを排除する。ＵＶビーム１１２が
本質的にコヒーレントではないので２つのレーザービー
ム９８及び９９よりもより大きな立体角により画定され
ねばならないことが注目されるべきである。サンプルの
蛍光は、放物面レフレクター９０により収集され平行化
される。図８に示す配置では、レフレクター９０の上半
分からの光は、フィルター１３４を通り検出器１３６へ
と進み、レフレクター９０の下半分からの光は、フィル
ター１３５を通って検出器１３７へと進む。
【００２８】図８の配置では、３つのチャネル（レーザ
ービーム９８及び９９及びＵＶビーム１１２）が同時に
検出されるように意図されている。この配置での性能
は、３つのチャネルのクロストーク (cross-talk) によ
り限定されよう。蛍光チャネルの蛍光放射の強さが吸収
チャネルのＵＶ強度よりもずっと小さいことが認識され
ねばならない。ＵＶ輻射線は、フィルター１３４及び１
３５を通ることができないが、フィルター１１６を通る
ＵＶ輻射線は、フィルター１３４及び１３５により通過
した波長で蛍光を励起し得る。幸いなことには、ＵＶビ
ーム１１２の強さは、レーザービーム９８及び９９の強
さに近くなく、ＵＶ輻射線からの発光の量子収量は、レ
ーザー周波数のものよりずっと低いと予想され得る。し
たがって、ＵＶ励起から起こる蛍光は、レーザー励起か
ら起こるものより比較的に小さいであろう。しかしなが
ら、フィルター１３０は、吸収型であり得、強いレーザ
ー給源の波長で有意的な透過率を示し得る。
ービーム９８及び９９及びＵＶビーム１１２）が同時に
検出されるように意図されている。この配置での性能
は、３つのチャネルのクロストーク (cross-talk) によ
り限定されよう。蛍光チャネルの蛍光放射の強さが吸収
チャネルのＵＶ強度よりもずっと小さいことが認識され
ねばならない。ＵＶ輻射線は、フィルター１３４及び１
３５を通ることができないが、フィルター１１６を通る
ＵＶ輻射線は、フィルター１３４及び１３５により通過
した波長で蛍光を励起し得る。幸いなことには、ＵＶビ
ーム１１２の強さは、レーザービーム９８及び９９の強
さに近くなく、ＵＶ輻射線からの発光の量子収量は、レ
ーザー周波数のものよりずっと低いと予想され得る。し
たがって、ＵＶ励起から起こる蛍光は、レーザー励起か
ら起こるものより比較的に小さいであろう。しかしなが
ら、フィルター１３０は、吸収型であり得、強いレーザ
ー給源の波長で有意的な透過率を示し得る。
【００２９】クロストークの問題は、輻射給源及び／ま
たは検出器１２６の一時的マスキングにより克服され得
る。図９は、そのような配置を示していて、この場合、
円筒１４０は、モータ１３９と慣用の偏心駆動機構１４
１の手段により放物面レフレクター９０の軸線に沿って
並進運動させられる。このシリンダー１４０の開口１４
２及び１４３は、異なる時間でサンプルへの２つのレー
ザ−給源９６及び９７からのビーム９８及び９９の通過
を許容し、一方同時的なＵＶ検出を許容する。しかしな
がら、図９に示されるように、レーザー給源９６及び９
７とＵＶ給源１１４との間のクロストークを防止するた
め、円筒状のマスク１４０が延長していてＵＶ検出器１
２６を遮断する。円筒状のマスク１４０のそれぞれの並
進運動の一部の間、両レーザービーム９８及び９９は、
遮断され、一方、検出器１２６が開口１４５を通過する
ＵＶビーム１１２を感知するのを許容する。もう１つの
期間の間、サンプルがレーザーにより交互に照射される
時、検出器１２６が円筒状のマスク１４０により遮断さ
れる。しかしながら、サンプルは、レーザー照射の間Ｕ
Ｖビーム１１２にまだ照射されている。もうひとつの変
更態様では、検出器１２６及びＵＶ給源１１４の位置
は、逆にされている（図示せず）。このようにして、単
なる並進する円筒は、サンプルが、円筒の並進の３つの
異なる間隔で３つの給源に照射されることを許容する。
後の２つの配置は、しかしながら、レーザーとＵＶ給源
の両方を用いる同時検出を許容しない。
たは検出器１２６の一時的マスキングにより克服され得
る。図９は、そのような配置を示していて、この場合、
円筒１４０は、モータ１３９と慣用の偏心駆動機構１４
１の手段により放物面レフレクター９０の軸線に沿って
並進運動させられる。このシリンダー１４０の開口１４
２及び１４３は、異なる時間でサンプルへの２つのレー
ザ−給源９６及び９７からのビーム９８及び９９の通過
を許容し、一方同時的なＵＶ検出を許容する。しかしな
がら、図９に示されるように、レーザー給源９６及び９
７とＵＶ給源１１４との間のクロストークを防止するた
め、円筒状のマスク１４０が延長していてＵＶ検出器１
２６を遮断する。円筒状のマスク１４０のそれぞれの並
進運動の一部の間、両レーザービーム９８及び９９は、
遮断され、一方、検出器１２６が開口１４５を通過する
ＵＶビーム１１２を感知するのを許容する。もう１つの
期間の間、サンプルがレーザーにより交互に照射される
時、検出器１２６が円筒状のマスク１４０により遮断さ
れる。しかしながら、サンプルは、レーザー照射の間Ｕ
Ｖビーム１１２にまだ照射されている。もうひとつの変
更態様では、検出器１２６及びＵＶ給源１１４の位置
は、逆にされている（図示せず）。このようにして、単
なる並進する円筒は、サンプルが、円筒の並進の３つの
異なる間隔で３つの給源に照射されることを許容する。
後の２つの配置は、しかしながら、レーザーとＵＶ給源
の両方を用いる同時検出を許容しない。
【００３０】検出の４つ以上のチャネルが意図され得
る。例えば、レーザーの一方または両方が、強いコヒー
レントな光の２つ以上の周波数を放射してもよい。さら
には、３つ以上のレーザーが毛管の軸線に垂直な面にあ
るかぎり３つ以上のレーザーが毛管を同時に照射するこ
とができることが認められよう。
る。例えば、レーザーの一方または両方が、強いコヒー
レントな光の２つ以上の周波数を放射してもよい。さら
には、３つ以上のレーザーが毛管の軸線に垂直な面にあ
るかぎり３つ以上のレーザーが毛管を同時に照射するこ
とができることが認められよう。
【００３１】図１０は、多数波長レーザー励起のもう１
つの実施例を示す。レーザー給源１５４および１５５に
より励起されたような焦点１５０での毛管１０のサンプ
ルから生じる蛍光輻射線は、放物面レフレクター１５２
により焦点に集められ、フィルター１６４により濾過さ
れ、レンズ１５６により開口板１５８へと集められる。
フィルター１６０及び１６２は、所望の波長の輻射線だ
けが焦点１５０でサンプルに照射することを許容する。
モータ１６８により駆動される部分回転シャッター１６
６及び１６７は、サンプルを２つの給源１５４及び１５
５からの輻射線に交互にあてる。フィルター１６４は、
励起輻射線を除去するので開口板１５８の左に位置する
検出器１７０が蛍光輻射線のみに応答する。フィルター
１６４は、シャッター１６０及び１６２と同期して回転
する複合フィルター（例えば、軸線を中心に位置した各
種の波長のフィルターを有する車輪）であってもよい。
このようにして、検出された信号は、励起及び蛍光放射
波長の両方のために分類され得る。開口板１５８を用い
る利点は図５に関連して先に説明した。
つの実施例を示す。レーザー給源１５４および１５５に
より励起されたような焦点１５０での毛管１０のサンプ
ルから生じる蛍光輻射線は、放物面レフレクター１５２
により焦点に集められ、フィルター１６４により濾過さ
れ、レンズ１５６により開口板１５８へと集められる。
フィルター１６０及び１６２は、所望の波長の輻射線だ
けが焦点１５０でサンプルに照射することを許容する。
モータ１６８により駆動される部分回転シャッター１６
６及び１６７は、サンプルを２つの給源１５４及び１５
５からの輻射線に交互にあてる。フィルター１６４は、
励起輻射線を除去するので開口板１５８の左に位置する
検出器１７０が蛍光輻射線のみに応答する。フィルター
１６４は、シャッター１６０及び１６２と同期して回転
する複合フィルター（例えば、軸線を中心に位置した各
種の波長のフィルターを有する車輪）であってもよい。
このようにして、検出された信号は、励起及び蛍光放射
波長の両方のために分類され得る。開口板１５８を用い
る利点は図５に関連して先に説明した。
【００３２】上記の実施例のもう１つの改良が図１１に
示してある。格子モノクロメーターを放物面レフレクタ
ー１８０からの平行化されたビーム１８４中に位置決め
させる。平面回折格子１８２が、平行化したビーム１８
４をさえぎり、特定の波長の輻射線が、鏡１８６へ回折
し、鏡１８６からこの特定の波長の輻射線は、板１８８
の開口に集められることになる。その後、集められたビ
ーム１９０は、検出器１９２を用いて検出され得る。格
子１８２の回転または開口板１８８の並進により、輻射
線のスペクトルが検出され得る。精密化として、フィル
ター（図示せず）を、平行化したビーム１８４において
強いレーザ−励起波長を除去してもよい。アレイ (arra
y)検出器例えばダイオードアレイまたは電荷結合デバイ
スで、板１８８および検出器１９２を置き換えて、各部
分を動かすことなく蛍光スペクトルの測定を許容するよ
うにしてもよい。２つの励起源１９４及び１９５は、図
１０に示した機構によりシャッターを設けるようにして
もよい。
示してある。格子モノクロメーターを放物面レフレクタ
ー１８０からの平行化されたビーム１８４中に位置決め
させる。平面回折格子１８２が、平行化したビーム１８
４をさえぎり、特定の波長の輻射線が、鏡１８６へ回折
し、鏡１８６からこの特定の波長の輻射線は、板１８８
の開口に集められることになる。その後、集められたビ
ーム１９０は、検出器１９２を用いて検出され得る。格
子１８２の回転または開口板１８８の並進により、輻射
線のスペクトルが検出され得る。精密化として、フィル
ター（図示せず）を、平行化したビーム１８４において
強いレーザ−励起波長を除去してもよい。アレイ (arra
y)検出器例えばダイオードアレイまたは電荷結合デバイ
スで、板１８８および検出器１９２を置き換えて、各部
分を動かすことなく蛍光スペクトルの測定を許容するよ
うにしてもよい。２つの励起源１９４及び１９５は、図
１０に示した機構によりシャッターを設けるようにして
もよい。
【００３３】図１１のシステムのもう１つの変更態様と
して、開口板１８８を調整して蛍光輻射線の特別な波長
の間隔が検出されるようにしてもよい。システムは、１
つの波長の間隔に限定される必要はない。２つまたはそ
れ以上の間隔が、１つまたはそれ以上の検出器により感
知され得る。信号は、空間的に (spatially)または一時
的に記憶され得る。ある場合には、１つの開口（及び検
出器）を調整してラマン信号（毛管電気泳動の特有な信
号）に応答させ、適切な減衰によりこの複雑な因子の補
償を許容することも可能である。本発明を図示の実施例
に関して説明したが、当業者には、さまざまな変更態様
と改良が本発明の範囲と精神を逸脱することなく可能な
ことが明白であろう。したがって、本発明は、特定の図
示した実施例により限定されるものではなく、添付の特
許請求の範囲によってのみ限定されるものであると理解
されるべきである。
して、開口板１８８を調整して蛍光輻射線の特別な波長
の間隔が検出されるようにしてもよい。システムは、１
つの波長の間隔に限定される必要はない。２つまたはそ
れ以上の間隔が、１つまたはそれ以上の検出器により感
知され得る。信号は、空間的に (spatially)または一時
的に記憶され得る。ある場合には、１つの開口（及び検
出器）を調整してラマン信号（毛管電気泳動の特有な信
号）に応答させ、適切な減衰によりこの複雑な因子の補
償を許容することも可能である。本発明を図示の実施例
に関して説明したが、当業者には、さまざまな変更態様
と改良が本発明の範囲と精神を逸脱することなく可能な
ことが明白であろう。したがって、本発明は、特定の図
示した実施例により限定されるものではなく、添付の特
許請求の範囲によってのみ限定されるものであると理解
されるべきである。
【００３４】
【発明の効果】本発明によれば、毛管カラムの分離チャ
ンネルからの微量のサンプルの多くの蛍光放射を最大感
度が達成できるよう収集し検出することができる。
ンネルからの微量のサンプルの多くの蛍光放射を最大感
度が達成できるよう収集し検出することができる。
【図１】毛管の直径方向の断面図である。
【図２】レーザー誘発蛍光検出を有する毛管電気泳動装
置の模式図である。
置の模式図である。
【図３】本発明の１つの実施例に従うレーザー誘発蛍光
の検出に用いられる放物面レフレクターの模式図であ
る。
の検出に用いられる放物面レフレクターの模式図であ
る。
【図４】図３の線４−４に沿って取った断面図であり、
光検出器とエミッションフィルターを含んでいる。
光検出器とエミッションフィルターを含んでいる。
【図５】平行化されたビームを開口板へ焦点を合わせる
ところを示す模式図である。
ところを示す模式図である。
【図６】レーザ−とレフレクターの配置のもうひとつの
実施例の模式図である。
実施例の模式図である。
【図７】本発明の１つの実施例に従う多数チャネル検出
配置を示す模式図である。
配置を示す模式図である。
【図８】図７の線８−８に沿って取った断面図である。
【図９】クロストークを避けるためレーザービーム及び
紫外線ビームの通過を切り換える円筒状のマスクの使用
を示す。
紫外線ビームの通過を切り換える円筒状のマスクの使用
を示す。
【図１０】サンプルが異なる波長のレーザービームに交
互に照射される配置を示す模式図である。
互に照射される配置を示す模式図である。
【図１１】平行化したビームでの回折格子の使用を示す
模式図である。
模式図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 スティーブン エル ペントニー ジュニ ア アメリカ合衆国 92686 カリフォルニア 州 ヨルバ リンダ レイクビュー アベ ニュー 5126 (72)発明者 ウィルバー ケイ アメリカ合衆国 96722 ハワイ州 プリ ンスビル エマラニ ロード 4679 (72)発明者 ケニス ディー コンラッド アメリカ合衆国 90814 カリフォルニア 州 ロングビーチ イー フィフス スト リート 3706
Claims (26)
- 【請求項１】 毛管により画定された毛管分離チャネル
中を移動するサンプルの蛍光放射を収集して検出する装
置であって、 焦点を定める軸線を中心として対称な凹形の反射表面を
有し、毛管がサンプルがその焦点を通って移動するよう
に位置決めされている蛍光コレクター、 サンプルがその焦点を通って移動するときサンプルが蛍
光を放射するようにサンプルを照射し、その蛍光のいく
らかがコレクターの反射表面から反射される照射手段、
及び反射された蛍光を含むサンプルから発する輻射線を
検出する検出手段を有してなる装置。 - 【請求項２】 蛍光コレクターが、軸線を中心として対
称な凹形の放物面の反射表面を画定する本体を含んでい
ることにより反射表面から反射された蛍光が平行化され
る請求項１記載の装置。 - 【請求項３】 本体が、毛管が通って反射表面の焦点と
合い交わる孔及び該照射手段からの輻射線が通る孔を有
している請求項２記載の装置。 - 【請求項４】 照射手段がレーザーを含んでなる請求項
３記載の装置。 - 【請求項５】 レーザーの照射が、光を毛管から散乱さ
せ、装置はさらに、散乱された光が検出手段により検出
されるのを遮断するように凹形のコレクターを横断する
ブロッキングストリップを有してなる請求項４記載の装
置。 - 【請求項６】 平行化された蛍光中の所望でない波長の
輻射線を遮断するフィルターをさらに有してなる請求項
５記載の装置。 - 【請求項７】 平行化された蛍光を検出手段に集める焦
点合わせ手段をさらに有してなる請求項１記載の装置。 - 【請求項８】 検出手段により検出可能な輻射線を限定
するように開口を画定している板をさらに有してなり、
これにより迷走輻射線を遮断する請求項７記載の装置。 - 【請求項９】 平行化された蛍光輻射線を多数の異なる
波長に分離し、輻射線の特定の波長を焦点合わせ手段に
方向付ける手段をさらに有してなる請求項７記載の装
置。 - 【請求項１０】 照射手段が、コレクター焦点にあるサ
ンプルに方向付けられる第１と第２のレーザービームを
発生する手段を有してなる請求項１記載の装置。 - 【請求項１１】 第１と第２のレーザービームをサンプ
ルに交互に方向付ける手段をさらに有してなる請求項１
０記載の装置。 - 【請求項１２】 第１と第２のレーザービームが異なる
波長である請求項１１記載の装置。 - 【請求項１３】 第１と第２のレーザービームが同じ波
長にある請求項１１記載の装置。 - 【請求項１４】 毛管電気泳動装置であって、 サンプル成分が移動する毛管分離チャネルを画定してい
る毛管；サンプルをその成分に電気泳動するする手段、 焦点を定める軸線を中心として対称な凹形の反射表面を
有し、毛管がサンプルがその焦点を通って移動するよう
に位置決めされている蛍光コレクター、 サンプルがその焦点を通って移動するときサンプルが蛍
光を放射するようにサンプルを照射し、その蛍光のいく
らかがコレクターの反射表面から反射される照射手段、
及び反射された蛍光を含むサンプルから発する輻射線を
検出する検出手段を有してなる毛管電気泳動装置。 - 【請求項１５】 軸線を中心として対称な凹形の放物面
の反射表面を画定する本体を有してなりそれにより反射
表面により反射された蛍光が平行化される請求項１４記
載の装置。 - 【請求項１６】 毛管により画定される毛管分離チャネ
ル中を移動するサンプルの多数チャネル検出のための装
置であって、 焦点を定める軸線を中心として対称な凹形の反射表面を
有し、毛管がサンプルがその焦点を通って移動するよう
に位置決めされている蛍光コレクター、 サンプルが焦点を通って移動するときサンプルが蛍光を
放射するようにサンプルを照射し、その蛍光のいくらか
がコレクターの反射表面から反射される第１の照射手
段、 反射された蛍光を含むサンプルから発する輻射線を検出
する第１の検出手段、 サンプルが焦点を通って移動するときサンプルを照射
し、これによりサンプルがそこからの輻射線のいくらか
を吸収する第２の照射手段、及びサンプルにより吸収さ
れた輻射線の量を検出する第２の検出手段を有してなる
装置。 - 【請求項１７】 蛍光コレクターが、軸線を中心として
対称な凹形の放物面の反射表面を画定する本体を有して
いて、それにより反射表面から反射された蛍光が平行化
される請求項１６記載の装置。 - 【請求項１８】 第１及び第２の検出手段による検出が
同時に行われる請求項１７記載の装置。 - 【請求項１９】 第１の照射手段が、レーザーを含み、
第２の照射手段が紫外線給源を含んでいる請求項１８記
載の装置。 - 【請求項２０】 第１と第２の検出手段により交互に蛍
光と吸収の検出を行う手段を含んでいる請求項１７記載
の装置。 - 【請求項２１】 第１の照射手段が、レーザーを含み、
第２の照射手段が紫外線給源を有してなる請求項２０記
載の装置。 - 【請求項２２】 毛管電気泳動装置であって、 サンプル成分が移動する毛管分離チャネルを画定してい
る毛管、 サンプルをその成分に電気泳動するする手段、 焦点を定める軸線を中心として対称な凹形の反射表面を
有し、毛管がサンプルがその焦点を通って移動するよう
に位置決めされている蛍光コレクター、 サンプルが焦点を通って移動するときサンプルが蛍光を
放射するようにサンプルを照射し、その蛍光のいくらか
がコレクターの反射表面から反射される第１の照射手
段、 反射された蛍光を含むサンプルから発する輻射線を検出
する第１の検出手段、 サンプルが焦点を通って移動するときサンプルを照射
し、これによりサンプルがそこからの輻射線のいくらか
を吸収する第２の照射手段、及びサンプルにより吸収さ
れた輻射線の量を検出する第２の検出手段を有してなる
装置。 - 【請求項２３】 蛍光コレクターが、軸線を中心として
に対称な凹形の放物面の反射表面を画定する本体を有し
てなりそれにより反射表面から反射された蛍光が平行化
される請求項２２記載の装置。 - 【請求項２４】 第１及び第２の検出手段による検出が
同時に行われる請求項２３記載の装置。 - 【請求項２５】 第１の照射手段が、レーザーを含み、
第２の照射手段が紫外線給源を含んでいる請求項２４記
載の装置。 - 【請求項２６】 第１と第２の検出手段により交互に蛍
光と吸収の検出を行う手段を含んでいる請求項２３記載
の装置。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/769,422 US5273638A (en) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | Nucleotide sequence determination employing matched dideoxynucleotide terminator concentrations |
| US77282391A | 1991-10-08 | 1991-10-08 | |
| US769,422 | 1991-10-08 | ||
| US772,823 | 1991-10-08 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05209832A true JPH05209832A (ja) | 1993-08-20 |
Family
ID=27118169
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4283583A Pending JPH05209832A (ja) | 1991-09-30 | 1992-09-30 | 毛管カラム中でのサンプルの向上させた蛍光検出 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0539743B1 (ja) |
| JP (1) | JPH05209832A (ja) |
| DE (1) | DE69221423T2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002514747A (ja) * | 1998-05-09 | 2002-05-21 | レニショウ パブリック リミテッド カンパニー | 電子顕微鏡および分光システム |
| US6486947B2 (en) * | 1998-07-22 | 2002-11-26 | Ljl Biosystems, Inc. | Devices and methods for sample analysis |
| JP2010019853A (ja) * | 1995-08-23 | 2010-01-28 | Beckman Coulter Inc | 毛管電気泳動装置のための光学的整合装置 |
| JP2011027748A (ja) * | 2001-08-28 | 2011-02-10 | Baylor College Of Medicine | カラーブラインド蛍光のためのパルスマルチライン励起法 |
| JP2012513031A (ja) * | 2008-12-18 | 2012-06-07 | バイオビジラント システムズ，インコーポレイテッド | 粒径及び蛍光の同時検出のための小型検出器 |
| JP2014514556A (ja) * | 2011-04-06 | 2014-06-19 | インスタント バイオスキャン， エルエルシー | 微生物検出装置及び方法 |
| JP2014194362A (ja) * | 2013-03-28 | 2014-10-09 | Hitachi High-Technologies Corp | 電気泳動装置 |
| JP2023502926A (ja) * | 2019-11-14 | 2023-01-26 | ディーエイチ テクノロジーズ デベロップメント プライベート リミテッド | キャピラリ電気泳動のためのデュアルモード走査光学システム |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NO932088L (no) * | 1993-06-08 | 1995-01-05 | Oddbjoern Gjelsnes | Anordning for anvendelse ved væskeströmscytometri |
| SE9404274D0 (sv) * | 1994-12-08 | 1994-12-08 | Pharmacia Biotech Ab | Anordning vid en gelelektroforesapparat |
| US5614726A (en) * | 1995-03-23 | 1997-03-25 | Beckman Instruments, Inc. | Automated optical alignment system and method using Raman scattering of capillary tube contents |
| US5675155A (en) * | 1995-04-26 | 1997-10-07 | Beckman Instruments, Inc. | Multicapillary fluorescent detection system |
| US5582705A (en) * | 1995-05-19 | 1996-12-10 | Iowa State University Research Foundation, Inc. | Multiplexed capillary electrophoresis system |
| DE10243759B4 (de) | 2002-09-20 | 2011-08-11 | PROFIL Verbindungstechnik GmbH & Co. KG, 61381 | Verfahren zur Erzeugung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen einer elektrischen Anschlusseinrichtung wie ein Kabelschuh und einem Blechteil, Befestigungselement und Zusammenbauteil |
| DE10114200A1 (de) | 2001-03-23 | 2002-09-26 | Profil Verbindungstechnik Gmbh | Funktionselement, Zusammenbauteil bestehend aus einem Blechteil und einem Funktionselement sowie Verfahren zur Anbringung eines Funktionselementes an ein Blechteil |
| US7518727B2 (en) | 2007-02-28 | 2009-04-14 | Beckman Coulter, Inc. | Multicapillary multilaser detection system |
| DE202008009859U1 (de) * | 2007-12-21 | 2009-03-05 | Berthold Technologies Gmbh & Co. Kg | Vorrichtung zur wahlweisen Messung von insbesondere Lumineszenz- und/oder Fluoreszenzstrahlung |
| JP2012085605A (ja) * | 2010-10-22 | 2012-05-10 | Sony Corp | 核酸増幅反応装置、核酸増幅反応装置に用いる基板、及び核酸増幅反応方法 |
| JP2013160672A (ja) * | 2012-02-07 | 2013-08-19 | Sony Corp | 蛍光検出用光学系及び微小粒子分析装置 |
| DE102012108158B4 (de) | 2012-09-03 | 2016-03-17 | Johann Wolfgang Goethe-Universität | Kapillarzelle, Anordnung und Verfahren zur Aufnahme, zur Positionierung und zur Untersuchung einer mikroskopischen Probe |
| CN116583737A (zh) * | 2020-12-14 | 2023-08-11 | 生命科技股份有限公司 | 用于改进流式细胞术和其他应用中的成像和荧光的系统和方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3985441A (en) * | 1974-03-13 | 1976-10-12 | Schoeffel Instrument Corporation | Multi-channel spectral analyzer for liquid chromatographic separations |
| CA1258611A (en) * | 1984-01-16 | 1989-08-22 | Lloyd M. Smith | Method of dna sequencing |
| US4838688A (en) * | 1987-10-16 | 1989-06-13 | Robert Rhoads | High sensitivity chromatography detector |
| US4854700A (en) * | 1988-06-15 | 1989-08-08 | The Dow Chemical Company | Column holder for on-column photometric detection |
| FR2649487B1 (fr) * | 1989-06-21 | 1991-09-20 | Europhor Sa | Capillaire d'electrophorese a dispositif optique incorpore |
-
1992
- 1992-09-29 DE DE1992621423 patent/DE69221423T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1992-09-29 EP EP19920116646 patent/EP0539743B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-09-30 JP JP4283583A patent/JPH05209832A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010019853A (ja) * | 1995-08-23 | 2010-01-28 | Beckman Coulter Inc | 毛管電気泳動装置のための光学的整合装置 |
| JP2002514747A (ja) * | 1998-05-09 | 2002-05-21 | レニショウ パブリック リミテッド カンパニー | 電子顕微鏡および分光システム |
| US6486947B2 (en) * | 1998-07-22 | 2002-11-26 | Ljl Biosystems, Inc. | Devices and methods for sample analysis |
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| JP2014514556A (ja) * | 2011-04-06 | 2014-06-19 | インスタント バイオスキャン， エルエルシー | 微生物検出装置及び方法 |
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| JP2023502926A (ja) * | 2019-11-14 | 2023-01-26 | ディーエイチ テクノロジーズ デベロップメント プライベート リミテッド | キャピラリ電気泳動のためのデュアルモード走査光学システム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69221423D1 (de) | 1997-09-11 |
| EP0539743B1 (en) | 1997-08-06 |
| DE69221423T2 (de) | 1998-03-19 |
| EP0539743A1 (en) | 1993-05-05 |
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