特許

J-GLOBAL ID：200903067068482006

毛管内容物のラマン散乱を使用する自動化される光学アラインメント装置及び方法

発明者： ケイ、ウィルバー ,  ペントニー スティーブン、エル ジュニア
出願人/特許権者： ベックマン インスツルメンツ インコーポレーテッド
代理人 (1件)： 松永 宣行
公報種別：公表公報
出願番号（国際出願番号）：特願平8-528607
公開番号（公開出願番号）：特表平10-501071
出願日： 1996年03月22日
公開日（公表日）： 1998年01月27日
要約：

【要約】毛管の内容物のラマン散乱信号を利用することによってけい光検出適用のために毛管と励起レーザビームとを光学的に整合する装置と方法が開示される。たとえば、電気泳動分離マトリックスによるラマン散乱信号が毛管の電気泳動システムにおいてアラインメントのために使用されうる。けい光物質が存在することができ、このけい光物質もまたアラインメントの目的のために使用できるが、必要なものではない。本発明は、複数の穴を有する放物面の反射装置を採用する。前記穴を通して毛管とレーザビームとが、これらが反射装置の焦点において好ましくは直角で交差するように導かれる。毛管内の物質のラマン散乱信号は一連のフィルタを経て集められる。この情報は、必要な場合、励起ビームを反射装置に導く焦点合せレンズと毛管とを変位するのに使用され、その結果ラマン散乱信号が最大にされる。最大のラマン散乱信号は、毛管と励起ビームとの適当なアラインメントを指示する。試料からのけい光のような別の信号は、それから集められる。焦点合せレンズの調整は、毛管とビームとのアラインメントが毛管内容物の分析の間ずっと維持されるように自動化される。複数の毛管のアレイの励起ビームとの連続したアラインメントもまた開示されている。

請求項（抜粋）：

1 けい光検出のための毛管を利用する光学アラインメント装置であって、 リムによって縁どられた壁と、頂点を組み入れている前記リムの反対側のボウルと、焦点領域と、前記壁に定められた一組の毛管ガイドと、前記壁に定められたビームガイド手段とを有する軸線対称の凹状の反射装置であって前記毛管ガイドは前記反射装置を貫通する前記毛管の通過が可能に形成され、前記ビームガイド手段は、ビームの通路が前記反射装置内で前記毛管と交差し、かつ、その交差領域がラマン散乱信号を出すように励起ビームを導く反射装置と、 前記ラマン散乱信号を集め、かつ、検出するために配置された手段と、 検出されたラマン散乱信号を最大にするために前記ビームの前記毛管に対する位置を調整するための前記検出手段に接続される手段とを含む、光学アラインメント装置。2 前記ビームの前記位置を調整する前記手段は、前記検出手段と連続的なコミュニケーションにあり、これによって前記ラマン散乱信号をその最大状態に維持するため前記ビーム位置がけい光検出中の前記毛管に対して調整される、請求項1に記載の光学アラインメント装置。3 前記調整手段は閉ループのサーボシステムである、請求項2に記載の光学アラインメント装置。4 前記調整手段は、前記毛管に対して前記ビームを振動する手段である、請求項2に記載の光学アラインメント装置。5 前記ビームの前記位置を調整する前記手段は、 前記ビームを前記毛管に焦点合せするレンズであって前記ビームが前記毛管と交差する前の前記ビームの前記通路に前記反射装置の外部で配置されるレンズと、 前記検出手段から受け入れる信号に応答して前記レンズを変位するために前記レンズ及び前記検出手段とコミュニケーションにある位置決め装置とを備える、請求項1に記載の光学アラインメント装置。6 前記レンズは、平凸レンズであって前記ビームが凸面で前記レンズに入り、平面で前記レンズを出るように方向付けられている平凸レンズである、請求項5に記載の光学アラインメント装置。7 軸線対称の前記凹状の反射装置は放物面の反射装置からなる、請求項1に記載の光学アラインメント装置。8 前記反射装置の前記焦点領域は焦点と、焦点面とからなる、請求項1に記載の光学アラインメント装置。9 前記毛管は、この毛管が前記反射装置の前記焦点を横切るように前記毛管ガイドを通過する、請求項8に記載の光学アラインメント装置。10 前記励起ビームは、このビームが前記反射装置の前記焦点で前記毛管と交差するように導かれる、請求項9に記載の光学アラインメント装置。11 前記反射装置に定められた前記一組の毛管ガイドは、毛管の入口穴と毛管の出口穴とを含み、これら穴は前記反射装置の前記焦点面の近くに位置しており、前記入口穴は前記出口穴から前記壁に沿っておおよそ180°に位置する、請求項8に記載の光学アラインメント装置。12 前記反射装置に定められた前記ビームガイド手段は、ビームの入口穴とビームの出口穴とを含み、これら穴は前記反射装置の前記焦点面の近くに位置しており、前記ビームの入口穴は前記ビームの出口穴から前記壁に沿っておおよそ180°に位置する、請求項11に記載の光学アラインメント装置。13 前記ビームの入口穴は、前記毛管の入口穴から前記壁に沿っておおよそ90°に位置しており、これによって前記毛管と前記ビームとをおおよそ90°の角度で交差させるために、前記毛管が前記毛管の入口穴及び出口穴を経て前記反射装置を貫通して案内され、前記励起ビームが前記ビームの入口穴及び出口穴を経て前記反射装置を貫通して導かれる、請求項12に記載の光学アラインメント装置。14 前記反射装置に定められた前記ビームガイド手段は頂点の穴を含み、この頂点の穴は前記反射装置の前記頂点に位置しており、これによって前記毛管と前記ビームとをおおよそ90°の角度で交差させるために、前記毛管が前記毛管の入口穴及び出口穴を経て前記反射装置を貫通して案内され、前記励起ビームが前記頂点の穴を通って導かれる、請求項11に記載の光学アラインメント装置。15 前記毛管の入口穴と前記毛管の出口穴とは、前記反射装置に定められた一対のスロットによって前記反射装置の前記リムから前記毛管に接近可能であり、前記一対のスロットのうちの第1のスロットは前記毛管の入口穴から前記リムまで伸びており、前記一対のスロットのうちの第2のスロットは前記毛管の出口穴から前記リムまで伸びている、請求項11に記載の光学アラインメント装置。16 前記毛管の入口穴と前記毛管の出口穴とは、前記反射装置に定められたスロットによって前記反射装置の前記ボウルから前記毛管に接近可能であり、前記スロットは前記毛管の入口穴から前記毛管の出口穴まで前記ボウルに沿って伸びている、請求項11に記載の光学アラインメント装置。17 さらに、複数の毛管のアレイを支持するための前記反射装置の周りに配置されるアレイホルダを含み、このアレイホルダが前記反射装置の前記壁に定められた前記一組の毛管ガイドを経て前記反射装置を貫通する前記アレイの通過を支持する、請求項1に記載の光学アラインメント装置。18 前記アレイホルダはC形状のホルダを含み、前記アレイは前記C形状のホルダの突出部によってつかまれる、請求項17に記載の光学アラインメント装置。19 前記C形状のホルダの前記突出部は、前記複数の毛管が縦に隣接し、かつ、前記反射装置の中央軸線に対して直列に配置されるように前記アレイをつかむ、請求項18に記載の光学アラインメント装置。20 前記C形状のホルダの前記突出部は、前記複数の毛管が縦に隣接し、かつ、前記反射装置の中央軸線に対して平行に配置されるように前記アレイをつかむ、請求項18に記載の光学アラインメント装置。21 前記ラマン散乱信号を集め、かつ、検出する前記手段は、 ラマン散乱信号とけい光信号とを通過させ、かつ、前記毛管を囲んでいるレイリー散乱及び反射の実質的な部分をさえぎる散乱ブロックであって前記反射装置の前記リムの近くにある前記反射装置の中央軸線と交差する散乱ブロックと この散乱ブロックを迂回されるレイリー散乱及び反射を減衰するための長い帯域フィルタと、 この長い帯域フィルタを通過する信号を受け入れるべく配置され、前記ラマン散乱信号を通過させる手段を有する回転フィルタホイールと、 このフィルタホイールから受け入れられる前記ラマン散乱信号に応答する検出器とを含む、請求項1に記載の光学アラインメント装置。22 前記散乱ブロックは前記ビームの通路と整列された不透明の片である、請求項21に記載の光学アラインメント装置。23 前記散乱ブロックは反射ウエッジであり、このウエッジが前記反射装置の中央軸線に対して前記励起ビームの通路を導くべく配置されている、請求項21に記載の光学アラインメント装置。24 前記回転フィルタホイールは、 けい光信号を通過させる第1の帯域フィルタを有する第1のセクタと、 ラマン散乱信号を通過させる第2の帯域フィルタを有する第2のセクタとからなる、請求項21に記載の光学アラインメント装置。25 前記回転フィルタホイールは、 けい光信号を通過させる帯域フィルタを有する第1のセクタと、 フィルタを持たない第2のセクタとからなる、請求項21に記載の光学アラインメント装置。26 前記検出器は光電子増倍管である、請求項21に記載の光学アラインメント装置。27 前記検出器はアレイタイプの検出器である、請求項21に記載の光学アラインメント装置。28 けい光励起ビームと毛管とを整合する方法であって、 リムによって縁どられた壁と、頂点を組み入れている前記リムの反対側のボウルと、焦点面及び焦点を組み入れている焦点領域とを有する放物面の反射装置を準備すること、 前記焦点領域の近くの一組の対向して間隔をおく毛管ガイドと、前記反射装置の前記壁を貫通するビームガイド手段とを定めること、 マトリックスを収容している毛管を前記一組の毛管ガイドを経て案内すること、 焦点合せするレンズを経て、それから前記ビームガイド手段を経て励起ビームを導き、前記反射装置内の前記焦点領域で前記毛管と前記励起ビームとを交差させ、これによって検出領域であってラマン散乱信号とけい光信号とを前記検出領域から出させる検出領域を形成すること、 前記ラマン散乱信号を集め、かつ、検出すること、 前記ビームと前記毛管との相対位置を変位して前記ラマン散乱信号を最大にすること、 その後、前記けい光信号を集め、かつ、検出することを含む、整合方法。29 前記ビームと前記毛管との相対位置を変位することは、自動化され、かつ、前記ラマン散乱信号が最大にされたままで留まるように前記ラマン散乱信号の検出と連係して連続的に起こる、請求項28に記載の整合方法。30 前記毛管を案内することは、毛管が前記反射装置の前記焦点を通過するように前記毛管を配置するこをを含む、請求項28に記載の整合方法。31 前記励起ビームを導くことは、前記反射装置の前記焦点において前記毛管と交差すべく前記ビームを導くことを含む、請求項30に記載の整合方法。32 前記励起ビームを導くことは、さらに、おおよそ90°の角度で前記毛管と交差すべく前記ビームを導くことを含む、請求項28に記載の整合方法。33 前記一組の対向して間隔をおく毛管ガイドを定めることは、前記反射装置の前記焦点面の近くの前記壁に毛管の一対の穴を配置することを含む、請求項28に記載の整合方法。34 前記ビームガイド手段を定めることは、前記反射装置の前記焦点面の近くの前記壁に一組の対向して間隔をおくビームの穴を配置することを含む、請求項33に記載の整合方法。35 前記ビームガイド手段を定めることは、前記反射装置の前記頂点にビームの穴を配置することを含む、請求項33に記載の整合方法。36 前記一組の対向して間隔をおく毛管ガイドを定めることは、さらに、前記反射装置の前記壁に一対のスロットであって各スロットが前記反射装置の前記リムから前記毛管の一対の穴の1つまで伸びるスロットを定めることを含む、請求項33に記載の整合方法。37 前記一組の対向して間隔をおく毛管ガイドを定めることは、さらに、前記反射装置の前記壁に、前記反射装置の前記ボウルに沿って前記毛管の一対の穴間に伸びるスロットを定めることを含む、請求項33に記載の整合方法。38 前記焦点合せするレンズを経て前記励起ビームを導くことは、さらに、平凸焦点合せレンズであって前記ビームが凸面で前記レンズに入り、平面で前記レンズから出るように平凸レンズを方向付けることを含む、請求項28に記載の整合方法。39 さらに、前記レンズの位置を変位して前記ラマン散乱信号を最大にした後に、かつ、前記けい光信号を集め、検出する前に目標試料を前記毛管に通過させることを含む、請求項28に記載の整合方法。40 けい光励起ビームと毛管とを整合する方法であって、 壁と焦点領域とを有する放物面の反射装置を準備すること、 前記焦点領域の近くの前記反射装置の前記壁を貫通する一組の対向して間隔をおく毛管ガイドと、前記反射装置の前記壁を貫通するビームガイド手段とを定めること、 マトリックスを収容している毛管を前記一組の毛管ガイドを経て案内すること、 焦点合せするレンズを経て、それから前記ビームガイド手段を経て励起ビームを導き、前記反射装置内で前記毛管と前記励起ビームとを交差させ、それによって検出領域であってラマン散乱信号とけい光信号とを前記検出領域から出させる検出領域を形成すること、 分散要素及びアレイタイプの検出器によって前記ラマン散乱信号と前記けい光信号とを同時に集め、かつ、検出すること、 前記レンズの位置を変位して前記ラマン散乱信号を最大にし、それによって、前記ラマン散乱信号及びけい光信号を集め、かつ、検出する間に前記ビームと前記毛管とを整合することを含む、整合方法。41 けい光励起ビームと複数の毛管の一次元のアレイ内の各毛管とを連続して整合する方法であって、 壁と焦点領域とを有する放物面の反射装置を準備すること、 前記焦点領域の近くの前記反射装置の前記壁を貫通する一組の対向して間隔をおく毛管ガイドと、前記反射装置の前記壁を貫通するビームガイド手段とを定めること、 マトリックスを収容している毛管の一次元のアレイを前記一組の毛管ガイドを経て案内すること、 焦点合せするレンズを経て、それから前記ビームガイド手段を経て励起ビームを導き、前記反射装置内で前記アレイの前記複数の毛管のそれぞれと連続して交差させ、それによって前記複数の毛管のそれぞれに検出領域であってラマン散乱信号とけい光信号とを前記検出領域のそれぞれから出させる検出領域を形成すること、 前記励起ビームが前記複数の毛管のそれぞれと交差する間に前記各検出領域から前記ラマン散乱信号を集め、かつ、検出すること、 前記励起ビームが前記複数の毛管のそれぞれと交差する間に前記レンズの位置を変位して前記各検出領域からの前記ラマン散乱信号を最大にすること、 前記ラマン散乱信号が最大にされる間に前記各検出領域から前記けい光信号を集め、かつ、検出することを含む、整合方法。42 けい光検出のための自動化される光学アラインメント装置であって、 放物面の反射装置であって壁と、頂点と、焦点を組み入れている焦点面と、マトリックスを収容している毛管を前記反射装置を貫通して案内するための前記壁に定められた一組の対向して間隔をおく毛管ガイドと、けい光励起ビームを前記反射装置を貫通して横方向へ前記案内される毛管まで案内し、前記案内される毛管と交差させるための前記壁に定められたビームガイド手段とを有し、前記案内されるビームが前記交差領域からラマン散乱信号を出させる反射装置と、 前記案内されるビームを前記案内される毛管に焦点合せするための前記反射装置の外部に配置されるレンズと、 前記案内される毛管と前記案内されるビームとの相対位置を変位する自動化される位置決め装置と、 前記案内される毛管と前記案内されるビームとの交差領域からの前記ラマン散乱信号を集め、かつ、検出する手段とを含み、この手段は、前記ラマン散乱信号を最大にする必要があるとき前記案内される毛管と前記案内されるビームとの相対位置を変位するために前記位置決め装置とコミュニケーションにあり、それによってけい光検出のために前記案内される毛管と前記案内されるビームとを整合する、光学アラインメント装置。43 前記自動化される位置決め装置は、前記案内されるビームを前記案内される毛管に対して変位するため前記レンズとコミュニケーションにある、請求項42に記載の光学アラインメント装置。44 前記一組の対向して間隔をおく毛管ガイドは、前記反射装置の前記焦点面の近くの前記壁に定められている、請求項42に記載の光学アラインメント装置。45 前記ビームガイド手段は、前記反射装置の前記焦点面の近くの前記壁に定められた一対の対向して間隔をおくビームの穴からなる、請求項44に記載の光学アラインメント装置。46 前記ビームガイド手段は、前記反射装置の前記頂点の前記壁に定められた頂点の穴からなる、請求項44に記載の光学アラインメント装置。47 さらに、前記反射装置の前記壁に定められた前記一組の毛管ガイドを経て前記反射装置を貫通する複数の毛管のアレイを配置する手段と、 前記アレイの各毛管と連続して交差すべく前記案内されるビームを導く手段とを含む、請求項42に記載の光学アラインメント装置。48 けい光検出のための自動化される光学アラインメント装置であって、 放物面の反射装置であって壁と、焦点領域と、マトリックスを収容している毛管を前記反射装置を貫通して案内するための前記壁に定められた一組の対向して間隔をおく毛管ガイドと、けい光励起ビームを前記反射装置を貫通して横方向へ前記案内される毛管まで案内し、前記案内される毛管と交差させるための前記壁に定められたビームガイド手段とを有し、前記案内されるビームが前記交差領域からけい光信号を出させる反射装置と、 前記案内される毛管と前記案内されるビームとの相対位置を変位する自動化される位置決め装置と、 前記案内される毛管と前記案内されるビームとの交差領域から前記けい光信号を集め、かつ、検出する手段とを含み、この手段は、前記けい光信号を最大にすべく前記案内される毛管と前記案内されるビームとの相対位置を変位するために前記位置決め装置とコミュニケーションにある、光学アラインメント装置。

IPC (4件)：

G01N 21/64 ,  G01B 11/27 ,  G01N 21/65 ,  G01N 27/447

FI (5件)：

G01N 21/64 Z ,  G01B 11/27 Z ,  G01N 21/65 ,  G01N 27/26 325 A ,  G01N 27/26 315 K