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発明の名称 分析装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−64640(P2007−64640A)
公開日 平成19年3月15日(2007.3.15)
出願番号 特願2005−247163(P2005−247163)
出願日 平成17年8月29日(2005.8.29)
代理人 【識別番号】100073184
【弁理士】
【氏名又は名称】柳田 征史
発明者 蔦森 康浩
要約 課題
対象物に励起光を照射し、該励起光の照射によって対象物から射出された光のうち所定の波長領域の光を遮断した光を受光して画像データを生成する分析装置において、分析条件を正確に把握できるようにする。

解決手段
対象物に励起光を照射し、該励起光の照射によって対象物から射出された光のうち所定の波長領域の光を遮断した光を受光して画像データを生成する蛍光検出装置10の各種分析条件を分析条件記憶部542に記憶する。分析条件記憶部542の変更は変更権利者リスト544に記憶されたユーザIDを持つユーザのみ可能とする。分析条件記憶部542に記憶された分析条件が変更された際には、変更日時、ユーザID及び変更内容を含む変更情報が変更情報記憶部543に記憶される。
特許請求の範囲
【請求項1】
対象物に励起光を照射する照射部と、該励起光の照射によって前記対象物から射出された光のうち所定の波長領域の光を遮断するフィルタ部と、該フィルタ部を透過した光を受光し、受光結果を画像データとして出力する画像取得部とを有する分析手段と、前記画像データを記憶する画像データ記憶手段とを備えた分析装置において、
前記分析手段の各種条件を記憶する分析条件記憶手段と、
前記分析装置を使用するユーザ固有の情報を入力する入力手段と、
前記ユーザ固有の情報に基づいて、前記分析条件記憶手段の記憶内容の変更可否を判断する判断手段と、
前記判断手段によって前記分析条件記憶手段の記憶内容の変更が可能であると判断された際に該変更を許可する変更許可手段と、
前記分析条件記憶手段の記憶内容が変更された際に、変更された日時、前記ユーザ固有の情報及び変更内容を含む変更情報を記憶する変更情報記憶手段と、
前記変更情報記憶手段に記憶された変更情報を出力する出力手段と、
を備えたことを特徴とする分析装置。
【請求項2】
前記分析手段の各種条件が、少なくとも前記励起光の波長、前記画像取得部の解像度及び感度を含むものであることを特徴とする請求項1に記載の分析装置。
【請求項3】
コンピュータに、
分析装置の分析条件を記憶する処理と、
前記分析装置を使用するユーザ固有の情報に基づいて、前記記憶された分析条件の変更可否を判断する処理と、
前記記憶された分析条件の変更が可能であると判断された際に該変更を許可する処理と、
前記記憶された分析条件が変更された際に、変更された日時、前記ユーザ固有の情報及び変更内容を記憶する処理と、
前記記憶された分析条件が変更された日時、前記ユーザ固有の情報及び変更内容を出力する処理と、
を実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項4】
請求項3に記載されたプログラムを記憶する記憶媒体。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、対象物に励起光を照射した際に該対象物から射出された光を受光して画像データを生成するための分析装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
近年、遺伝子工学分野における技術が急速に発展し、10万個にも及ぶと考えられているヒトゲノムの塩基配列を解読することを目的とするヒトゲノムプロジェクトが展開されている。一方、各種遺伝子疾患に影響を与えているDNAに関する研究も進んでおり、その1つの方法としてマイクロアレイ技術が注目されている。
【0003】
マイクロアレイ技術とは、まず健常者の細胞から取り出したDNAの蛍光標識検体をピペット等でマイクロプレート上の各cDNA(特異的結合物質の一例)に滴下して、蛍光標識検体とcDNAとをハイブリタイズさせる。このハイブリタイズの処理の後、マイクロプレートは所定の溶液で処理され、cDNAとハイブリタイズされなかった蛍光標識検体が各スポットから除去される。またcDNAとハイブリタイズされた蛍光標識検体は各スポットに残る。そして、上記処理が施されたマイクロプレート上の各検体のスポットに蛍光色素を励起する励起光を照射し、励起光の照射によって発生した蛍光の検出結果を表す蛍光画像データを得る。
【0004】
そして、同様の処理を、別の蛍光色素で標識された遺伝子疾患を有するものの細胞から取り出したDNAの蛍光標識検体に関しても行い、励起光の照射により発生した蛍光の検出結果を表す蛍光画像データを取得し、健常者から得た蛍光標識検体の各スポットから得られた蛍光画像データと、遺伝子疾患を持つ者から得た蛍光標識検体の各スポットから得られた蛍光画像データとをスポット毎に比較する。蛍光画像データの比較値は、異常のあるDNAが滴下されたスポットほど大きくなる(或いは小さくなる)ことから、各スポットにおける蛍光画像データの比較値が大きい方から例えば50箇所分の蛍光画像データの比較値をその信号が得られたスポットと対応付ける表として読み取り、この表に基づいて異常のあるDNAが特定される。
【0005】
このような研究を行うために、マイクロプレート上に存在する特異的結合物質とハイブリタイズされた蛍光標識検体に励起光を照射し、蛍光標識検体から射出される蛍光を検出して蛍光画像データを取得する蛍光検出装置と、取得された蛍光画像データをディスプレイ等に出力する出力装置を備える蛍光検出システムの開発が盛んに行われている。
【特許文献1】特開2000−275253号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
このような蛍光検出システムにおいて、企業や官公庁に提出するために分析条件や分析結果に間違いがないこと、分析した担当者や責任者等の明確化が近年要求されている。しかし、蛍光検出システムは複数人又は複数の部署に渡って使用される共通機器であることが多く、蛍光検出システムの設定状条件や分析条件等は管理台帳等に使用者が記入することによって管理されていることが多い。このような管理方法は間違いが起こりやすく、手間がかかっていた。
【0007】
そこで、特許文献1には、分析計の検査項目や検査結果を含む各種情報やメンテナンス結果等のデータを情報処理装置に記憶させ、該データを変更不能とした分析計が開示されている。しかしながら、特許文献1に開示された技術では、分析条件や分析者の記録は行われなかったため、分析条件を人の手によって記録する必要があり、分析結果の信頼性が不十分であった。
【0008】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、分析装置の設定条件、分析条件等を記録し、信頼性の高い分析結果を得ることができる分析装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
以上の課題を解決するために、請求項1に記載の分析装置は、対象物に励起光を照射する照射部と、該励起光の照射によって前記対象物から射出された光のうち所定の波長領域の光を遮断するフィルタ部と、該フィルタ部を透過した光を受光し、受光結果を画像データとして出力する画像取得部とを有する分析手段と、前記画像データを記憶する画像データ記憶手段とを備えた分析装置において、前記分析手段の各種条件を記憶する分析条件記憶手段と、前記分析装置を使用するユーザ固有の情報を入力する入力手段と、前記ユーザ固有の情報に基づいて、前記分析条件記憶手段の記憶内容の変更可否を判断する判断手段と、前記判断手段によって前記分析条件記憶手段の記憶内容の変更が可能であると判断された際に該変更を許可する変更許可手段と、前記分析条件記憶手段の記憶内容が変更された際に、変更された日時、前記ユーザ固有の情報及び変更内容を含む変更情報を記憶する変更情報記憶手段と、前記変更情報記憶手段に記憶された変更情報を出力する出力手段と、を備えたことを特徴とする。
【0010】
ここで、前記分析手段の各種条件とは、少なくとも前記励起光の波長、前記画像取得部の解像度及び感度を含むものである。その他に、例えば、前記フィルタの遮断波長領域を各種条件として含んでもよい。
【0011】
また、請求項3に記載のプログラムは、コンピュータに、分析装置の分析条件を記憶する処理と、前記分析装置を使用するユーザ固有の情報に基づいて、前記記憶された分析条件の変更可否を判断する処理と、前記記憶された分析条件の変更が可能であると判断された際に該変更を許可する処理と、前記記憶された分析条件が変更された際に、変更された日時、前記ユーザ固有の情報及び変更内容を記憶する処理と、前記記憶された分析条件が変更された日時、前記ユーザ固有の情報及び変更内容を出力する処理と、を実行させることを特徴とする。また、請求項4に記載の記憶媒体は、請求項3に記載されたプログラムを記憶することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【0012】
分析条件記憶手段に分析手段の各種条件を記憶し、所定のユーザ固有の情報を入力したユーザに対してのみ、分析条件記憶手段に記憶された分析条件の変更を許可することによって、誤って分析条件が変更されることを防ぐことができる。これにより、分析結果に添付して記載する分析条件の内容を正しく記載することができ、分析結果の信頼性を上げることができる。そして、分析条件記憶手段に記憶された分析条件が変更された際に変更日時、ユーザ固有の情報及び変更内容を含む変更情報を変更情報記憶手段に記憶することにより、分析装置の分析条件、設定条件の変更履歴を記録することができる。これにより、ユーザは分析装置の過去の変更履歴を確認することができ、メンテナンス等の時に役立てることができる
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。尚、本実施の形態では、分析装置として蛍光検出システムを例示して説明する。図1の蛍光検出システム1は、マイクロプレート上に存在する特異的結合物質とハイブリタイズされた蛍光標識検体に励起光を照射することにより、蛍光標識検体から射出される蛍光を検出して蛍光画像データとして出力する蛍光検出装置10と、蛍光検出装置10の各種動作制御を行い、キーボード91やマウス92等を含む入力手段と、蛍光検出装置10から取得した蛍光画像データを出力するディスプレイ93を有するコンピュータ50とを備えて構成されている。
【0014】
ここで、蛍光検出装置10は、マイクロプレートを収容するために開閉するプレート収容部10aを有し、このプレート収容部10aからマイクロプレートMPが装填される。マイクロプレートMPは、図2に示すように、格子状の複数のスポットWを有し、このスポットWには特異的結合物質とハイブリタイズされた蛍光標識検体が配置されている。
【0015】
図3は蛍光検出装置10の一例を示す構成図である。蛍光検出装置10は、マイクロプレートMPに励起光を走査しながら照射する励起光照射手段20と、励起光照射手段20により励起光が蛍光標識検体に照射されたとき、蛍光標識検体から射出された蛍光を検出する蛍光検出手段30と、蛍光検出手段30により検出された蛍光を蛍光画像データとして出力するデータ出力手段40とを備えている。
【0016】
励起光照射手段20は、励起光FLを射出する励起光源21と、射出された励起光FLをマイクロプレートMPの蛍光標識検体に集光する集光レンズ24と、励起光FLを矢印Y方向(主走査方向)に走査させるために集光レンズ24を移動させるレンズ移動手段25と、励起光を矢印X方向(副走査方向)に走査させるためにマイクロプレートMPを矢印X方向に移動させるプレート移動手段26とを備えている。
【0017】
励起光源21は、蛍光標識検体に用いられる蛍光色素の種類に応じて波長の異なる(例えば、640[nm]、532[nm]、473[nm]等)励起光FLを出力する機能を有する。励起光源21から射出された励起光FLはミラー22a、22bによって穴あきミラー23の方向に反射される。穴あきミラー23に照射された励起光FLの内、穴を貫通した励起光FLが集光レンズ24によってマイクロプレートMPの蛍光標識検体に集光される。
【0018】
このとき、マイクロプレートMPには集光レンズ24により集光された励起光FLが矢印X方向及びY方向に走査しながら照射されるようになっている。具体的には、集光レンズ24は揺動可能に設けられており、レンズ移動手段25に接続されている。そしてレンズ移動手段25は、集光位置がマイクロプレートMPの矢印Y方向に走査するように集光レンズ24を揺動させる。また、マイクロプレートMPは、矢印X方向に移動可能に設けられており、プレート移動手段26に接続されている。そしてプレート移動手段26はマイクロプレートMPを矢印X方向に移動させる。つまり、励起光FLは、集光レンズ24の移動により矢印Y方向に走査し、マイクロプレートMPの移動により矢印X方向に走査することになるため、マイクロプレートMP上に格子状に配列された複数の蛍光標識検体に対して励起光FLを走査しながら照射させることができる。
【0019】
蛍光標識検体から射出された蛍光は、集光レンズ24に入射されて平行光になり、穴あきミラー23のミラー部分により反射されてカラーフィルタ31に入射する。カラーフィルタ31では所定の波長領域の光が遮断され、透過した光がミラー32を介してレンズ33に入射し、レンズ33によって蛍光検出手段30に集光される。蛍光検出手段30は、例えばPMT(Photomultiplier Tubes:光電子増倍管)からなり、蛍光がアナログ信号として検出されるようになっている。データ出力手段40は、蛍光検出手段30から出力されるアナログ信号をA/D変換し、変換後のデジタル信号を蛍光画像データとして出力する。
【0020】
図4は、蛍光検出システム1の各構成要素を説明するためのブロック図である。蛍光検出システム1は、上述した蛍光検出装置10と、入力手段51と、出力手段52と、CPU53と、記憶手段54を有するコンピュータ50によって構成される。
【0021】
入力手段51は、キーボード、マウス、タッチパネル等によって構成され、蛍光検出システム1を使用する各ユーザ固有のID(以下「ユーザID」を表記する)、分析実行の指示、分析条件等を入力する手段であり、図1におけるキーボード91やマウス92に相当する。ユーザIDとは各ユーザ毎に割り振られた識別番号、ユーザ名等の認証コードである。ユーザIDと共にパスワードを入力するようにしてもよい。
【0022】
CPU53は、蛍光検出システム1を構成する各部の制御や種々の演算等を行う。具体的には、入力手段51よりユーザIDが入力されると、変更権利者リスト544に記憶されたユーザIDに基づいて分析条件記憶部542の記憶内容を変更可能であるか否かを判別し、変更可能である場合は分析条件記憶部542の変更を許可する。また分析実行が指示された際は、分析条件記憶部542に記憶された各種分析条件に基づいて蛍光検出を行うように、蛍光検出装置10に対して各種制御信号を出力する。更に、蛍光検出装置10において取得された蛍光画像データを入力して蛍光画像データ記憶部541に記憶し、出力手段52に出力する。
【0023】
記憶手段54は、プログラムやデータが予め記憶された記憶媒体であり、例えば、蛍光画像データ記憶部541と、分析条件記憶部542と、変更情報記憶部543と、変更権利者リスト544と、蛍光検出プログラム545等が記憶されている。蛍光画像データ記憶部541は、蛍光検出装置10において取得された蛍光画像データが、分析条件等と対応付けて記憶される。図5に蛍光画像データ記憶部541のデータ構成を示す。蛍光画像データ記憶部541には、蛍光検出装置10から出力された蛍光画像データ541aと、該蛍光画像データを取得した際のカラーフィルタ31の各種情報(仕様、製品番号等)を含むカラーフィルタ情報541bとが対応付けられて記憶される。尚、その他の分析条件も同時に対応付けて記憶されてもよい。1つの蛍光画像データ毎にファイル541―1、541−2、・・・が作成されて蛍光画像データ記憶部541内に記憶される。
【0024】
図4に戻る。分析条件記憶部542は、励起光源21が射出する励起光FLの波長、カラーフィルタ名、蛍光検出手段30の解像度及び感度等を含む分析条件や蛍光検出装置10の設定条件等を記憶する。分析条件記憶部542に記憶された分析条件は、変更権利者リスト544に記憶されたユーザIDを入力したユーザのみ変更可能である。このように分析条件記憶部542に記憶された分析条件を変更できるユーザを制限することにより、誤って分析条件が変更されることを防ぐことができる。
【0025】
図6に分析条件記憶部542のデータ構成を示す。分析条件記憶部542には、例えば、励起光FLの波長、カラーフィルタ名、蛍光検出手段30の解像度及び感度が記憶されることとして説明したが、その他各種分析条件が記憶されることとしてもよい。励起光FLの波長、カラーフィルタ名、蛍光検出手段30の解像度及び感度等の分析条件の具体的な数値等は、ユーザによって入力された数値を採用してもよいし、各数値等を自動的に認識する手段(不図示)によって取得された各数値を採用してもよい。つまり、カラーフィルタ31がマニュアル交換された後、ユーザが入力手段51によって交換後のカラーフィルタ名を入力してもよいし、認識手段(不図示)に交換後のカラーフィルタ31の仕様等を自動的に認識させて分析条件記憶部542の分析条件が変更されるようにしてもよい。
【0026】
図4に戻る。変更情報記憶部543は、分析条件記憶部542が変更された際に変更された日時、変更したユーザのユーザID及び変更内容等を含む変更情報を記憶する。図7に変更情報記憶部543のデータ構成を示す。変更情報記憶部543には、変更がなされる毎に例えばリスト形式で変更日時、ユーザID及び変更内容等が記憶される。変更内容は変更前及び変更後の分析条件記憶部542の内容が記憶されることとしてもよいし、ユーザによって入力手段51より入力された変更内容に関するコメントが記憶されることとしてもよい。変更情報記憶部543に記憶された内容は、ユーザが自由に出力手段52に出力させることができる。このように変更情報記憶部543に記憶された内容をユーザが自由に参照可能とすることにより、ユーザは蛍光検出装置10の過去の変更履歴を簡単に確認することができる。
【0027】
図4に戻る。変更権利者リスト544には、分析条件記憶部542の変更が許可されているユーザIDが記憶されている。蛍光検出プログラム545は、分析条件記憶部542に記憶された分析条件等に基づいて蛍光検出装置10において分析を行って蛍光画像データを取得し、取得した蛍光画像データを出力手段52に出力し、又は変更情報記憶部543に記憶された変更情報を出力手段52に出力する処理をCPU53に実現させるためのプログラムである。
【0028】
出力手段52は、蛍光検出装置10によって取得された蛍光画像データ、又は蛍光画像データ記憶部541に記憶された蛍光画像データに基づいて画像を出力し、また変更情報記憶部543に記憶された変更情報を出力する手段であり、図1におけるディスプレイ93に相当する。その他、画像を印刷するためのプリンタ等を備えることとしてもよい。
【0029】
次に、図8のフローチャートを用いて蛍光検出処理の流れを説明する。入力手段51にユーザIDが入力されると(ステップS1;Yes)、CPU53は変更権利者リスト544に記憶されたユーザIDに基づいて、入力されたユーザIDが分析条件記憶部542を変更可能なIDであるか否かを判別する。入力されたIDが分析条件記憶部542を変更不可であるIDである場合(ステップS2;不可)、CPU53は出力手段52に通常の操作画面を表示する(ステップS3)。ここで「通常の操作画面」とは、例えば、蛍光検出装置10で分析実験を行うために最低限必要な操作項目が表示される画面である。
【0030】
一方、入力されたIDが分析条件記憶部542を変更可能であるIDである場合(ステップS2;可)、CPU53は分析条件記憶部542の変更を許可し、出力手段52に権利者用の操作画面を表示する(ステップS4)。ここで「権利者用の操作画面」とは、例えば、「通常の操作画面」として表示される分析実験を行うための最低限必要な操作項目に加え、分析条件記憶部542に記憶された内容を変更するための操作項目が表示される画面である。
【0031】
そして、ユーザによって分析条件の変更が入力された場合(ステップS5;Yes)、CPU53は、分析条件記憶部542に記憶された分析条件を更新して記憶し、変更情報記憶部543に変更日時、ユーザID及び変更内容を記憶する(ステップS6)。
【0032】
続いて、蛍光検出装置10による分析実行が選択された場合(ステップS7;Yes)、CPU53は蛍光検出装置10に対して分析開始を指示するための各種制御信号を出力する。そして蛍光検出装置10にて取得された蛍光画像データを入力し、蛍光画像データ記憶部541に記憶して、出力手段52に出力する(ステップS8)。
【0033】
次に、変更情報記憶部543に記憶された変更情報の出力を指示する操作がなされた場合(ステップS9;Yes)、CPU53は変更情報記憶部543に記憶された変更情報を出力手段52に出力する(ステップS10)。
【0034】
以上、説明したように、変更権利者リスト544に記憶されたユーザIDを入力したユーザに対してのみ、分析条件記憶部542に記憶された分析条件の変更を許可することによって、誤って分析条件が変更されることを防ぐことができる。そして、分析条件記憶部542に記憶された分析条件が変更された際に変更日時、ユーザID、変更内容を記憶させることにより、蛍光検出装置10の分析条件、設定条件の変更履歴を記録することができる。更に、変更情報記憶部543に記憶された内容をユーザが自由に参照可能とすることにより、ユーザは蛍光検出装置10の過去の変更履歴を確認することができ、メンテナンス等の時に役立てることができる。
【0035】
尚、上記で説明した本実施の形態は、本発明の目的を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、ユーザによって入力された分析条件に基づいて、分析条件記憶部542の記憶内容が変更され、変更に伴って変更情報記憶部543に変更日時、ユーザID及び変更内容が記憶されることとしたが、蛍光検出システム1の故障修理や定期点検の内容を記憶するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【0036】
【図1】蛍光検出システムの概略外観図
【図2】マイクロプレートの一例を示す図
【図3】蛍光検出装置の構成を示す図
【図4】蛍光検出システムの全体の構成を示すブロック図
【図5】蛍光画像データ記憶部のデータ構成を示す図
【図6】分析条件記憶部のデータ構成を示す図
【図7】変更情報記憶部のデータ構成を示す図
【図8】蛍光検知処理の流れを説明するためのフローチャート
【符号の説明】
【0037】
1 蛍光検出システム
10 蛍光検出装置
20 励起光照射手段
21 励起光源
30 蛍光検出手段
50 コンピュータ
51 入力手段
52 出力手段
53 CPU
54 記憶手段
541 蛍光画像データ記憶部
542 分析条件記憶部
543 変更情報記憶部
544 変更権利者リスト
545 蛍光検出プログラム




 

 


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