生物芯片阅读器制造技术

一种生物芯片阅读器包括：具有多个微透镜的微透镜板、将作为激励光的相干光照射到微透镜板上的光源、透射或反射从所述微透镜板来的出射光并且反射或透射生物芯片上产生的荧光的分色镜、摄像部分、将在分色镜反射或透射的光会聚到摄像部分的透镜，设置在分色镜与摄像部分之间的屏障滤光片，以及驱动微透镜板的驱动部分，其中在驱动部分对微透镜板进行驱动的同时，由多个微透镜进行发散或会聚的激励光对生物芯片的表面进行扫描。在微透镜板上的任意位置设置具有任意大小的每个微透镜，并将每个微透镜的发散光或会聚光的出射角限制为窄角。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种诸如DNA芯片、蛋白质芯片等的生物芯片阅读器，特别涉及一种能够灵活处理光学系统的性能波动和光学系统中的长期变化、并使降低成本成为可能的生物芯片阅读器。
技术介绍
生物芯片具有这样的基片，即，在其上像阵列一样放置了数千到数万种类型的已知的DNA片段。如果允许未知DNA片段流入这种DNA芯片，那么利用相同类型的DNA片段相互结合的性质、使用生物芯片阅读器对已知DNA的结合情况进行检查，从而确定未知DNA序列等。图17为示出在这样的生物芯片上进行杂交示例的说明图。在图17中，由“DN01”、“DN02”、“DN03”、“DN04”、“DN05”、“DN06”表示的六种类型的DNA片段的位点像阵列一样放置在由“SB01”表示的基片上，从而构成了DNA芯片。另一方面，图17中的“UN01”为未知DNA片段，该未知DNA片段被预先附加了如图17中“LM01”所表示的荧光标记。将这样的未知DNA片段与上述DNA芯片进行杂交，从而使DNA片段与互补序列进行结合。例如，如图17中“CB01”所示，在图17中“UN01”的未知DNA片段与图17中“DN01”的已知DNA片段结合。利用生物芯片阅读器，将激励光照射到这样杂交的DNA芯片上，并且检测出荧光标记产生的荧光，从而能够确定未知DNA片段与哪一个已知DNA片段结合。例如，在如图17中“SI01”所表示的DNA芯片的扫描结果的图像中，只在图17中“CB01”的部分产生荧光，并因此仅能检测到来自图17中“LD01”所表示的部分的荧光。JP-A-2001-194309、JP-A-2001-194310、JP-A-2003-028799、JP-A-2003-057557、JP-A-2004-138420被看作是与诸如DNA芯片或蛋白质芯片等生物芯片阅读器相关的现有技术。图18为示出现有技术中生物芯片阅读器示例的结构框图。在图18中，标号1表示在圆形基片上形成有多个微透镜的微透镜板，标号2表示用于根据光的波长进行透射或反射的分色镜，标号3表示具有像阵列一样放置的多个位点的生物芯片，标号4表示透镜，标号5表示用于阻挡特定波长区域的光透射的屏障滤光片，标号6表示诸如照相机等的摄像部分，以及标号7表示用于旋转微透镜板1的诸如电动机等的驱动部分。图18中的“EL11”所表示的激励光(来自诸如用于发射相于光的激光光源等光源(未示出)的出射光)照射到微透镜板1上，并且激励光会聚于在微透镜板1上形成的多个微透镜上，然后透过分色镜2，最后会聚于生物芯片3上。通过激励光在生物芯片3上产生的荧光(具体而言，在放置了同一种类型的多个DNA片段的位点处所产生的荧光)被分色镜2反射，并且该反射光通过透镜4后透过屏障滤光片5，最后会聚于摄像(图像采集)部分6上。另一方面，驱动部分7使微透镜板1围绕圆板中心轴旋转，从而使形成在微透镜板1上的多个微透镜的位置移动，并且相应地，会聚在多个微透镜上的激励光对生物芯片3的表面进行扫描。例如，图19为示出微透镜板1的示例平面图。如图19所示，在微透镜板1上螺旋形地设置如图19中“ML21”所表示的微透镜，并且使这样形成有多个微透镜的微透镜板1围绕其中心轴旋转，从而使得会聚在多个微透镜上的激励光对生物芯片3的表面进行扫描。(在日本专利No.2663766与2692416中描述过典型示例。)然而，在图18所示的现有技术示例中，需要在微透镜板1的准确位置处形成微透镜且准确地设置中心轴、并使驱动部分7的电动机的偏心与摄像部分6的照相机同步旋转等，从而导致了成本的增加；这是一个问题。如果使用激光光源的出射光作为激励光，那么诸如激光光源的出射光的光分布不匀等性能波动或透镜、分色镜等光学系统的不洁或长期变化(老化)，均会直接影响用摄像部分6拍摄的图像、使S/N(信噪比)恶化；这是一个问题。例如，图20与21为示出当使用用于根据激励光而均匀地产生荧光的荧光板代替生物芯片3时，拍摄图像与任意轴向光量的分布特性示例的说明图。如图20所示，尽管图像应该具有均匀光量，但像由诸如激光光源的出射光的光分布不匀等性能波动或者光学系统中的长期变化与不洁引起的图像不均和干涉条纹的图案，均反映在拍摄图像中，并且容易看出在图21中“CH41”表示由图20中“LN31”所表示的线上的光量分布，在图21“CH41”中，光量的特性曲线为非均匀光量、并且S/N恶化的特性曲线。其原因是由于使用激光等的相干光作为光源，容易发生诸如散斑噪声等干涉噪声。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够灵活处理光学系统的性能波动和光学系统中的长期变化、并使降低成本成为可能的生物芯片阅读器。本专利技术提供一种生物芯片阅读器，包括在其上任意位置设置有多个微透镜的微透镜板，多个微透镜的发散光或会聚光的出射角被限制为窄角，其中多个微透镜中的每一个均具有任意大小；光源，其将作为激励光的相干光照射到微透镜板上；分色镜，其透射或反射从微透镜板来的出射光，并且反射或透射在生物芯片上产生的荧光；摄像部分；透镜，其将在分色镜上反射或透射的光会聚到摄像部分中；屏障滤光片，其设置在分色镜与摄像部分之间；以及驱动部分，其对微透镜板进行驱动，其中在该驱动部分对微透镜板进行驱动的同时，由多个微透镜进行发散或会聚的激励光对生物芯片的表面进行扫描。因此，能够灵活处理光学系统的性能波动和光学系统中的长期变化，并使降低生物芯片阅读器的成本成为可能。在该生物芯片阅读器中，由于多个微透镜是通过在微透镜板的基片上设置凸出(中凸的)凹陷(中凹的)来形成的。因此，能够灵活处理光学系统的性能波动和光学系统中的长期变化，并使降低生物芯片阅读器的成本成为可能。在该生物芯片阅读器中，由于是通过在基片上分布具有与微透镜板的基片的折射率不同的折射率的区域来形成多个微透镜的。因此，能够灵活处理光学系统的性能波动和光学系统中的长期变化，并使降低生物芯片阅读器的成本成为可能。在该生物芯片阅读器中，由于微透镜板为玻璃或树脂。因此，能够灵活处理光学系统的性能波动和光学系统中的长期变化，并使降低生物芯片阅读器的成本成为可能。在该生物芯片阅读器中，由于驱动部分对微透镜板进行旋转。因此，能够灵活处理光学系统的性能波动和光学系统中的长期变化，并使降低生物芯片阅读器的成本成为可能。在该生物芯片阅读器中，由于驱动部分使微透镜板在一维方向、二维方向，或三维方向上进行移动。因此，能够灵活处理光学系统的性能波动和光学系统中的长期变化，并使降低生物芯片阅读器的成本成为可能。在该生物芯片阅读器中，由于驱动部分使微透镜板进行振动。因此，能够灵活处理光学系统的性能波动和光学系统中的长期变化，并使降低生物芯片阅读器的成本成为可能。在该生物芯片阅读器中，由于多个微透镜中的每一个均为圆形。因此，能够灵活处理光学系统的性能波动和光学系统中的长期变化，并使降低生物芯片阅读器的成本成为可能。在该生物芯片阅读器中，由于多个微透镜的形状像网眼形。因此，能够灵活处理光学系统的性能波动和光学系统中的长期变化，并使降低生物芯片阅读器的成本成为可能。在该生物芯片阅读器中，由于多个微透镜中的每一个均为任意形状。因此，能够灵活处理光学系统的性能波动和光学系统中的长期变化，并使降低生物芯片阅读器的成本成为可能。在该生物芯片阅读本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物芯片阅读器，包括：微透镜板，在其上任意位置设置有多个微透镜，所述微透镜的发散光或会聚光的出射角被限制为窄角，其中所述多个微透镜中的每一个均具有任意大小；光源，其将作为激励光的相干光照射到所述微透镜板上；分色镜 ，其透射或反射从所述微透镜板来的出射光，并且反射或透射在生物芯片上产生的荧光；摄像部分；透镜，其将在所述分色镜上反射或透射的光会聚到所述摄像部分中；屏障滤光片，其设置在所述分色镜与所述摄像部分之间；以及驱动部 分，其驱动所述微透镜板，其中在所述驱动部分对所述微透镜板进行驱动的同时，被所述多个微透镜发散或会聚的激励光对所述生物芯片的表面进行扫描。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：田名纲健雄，铃木靖典，杉山由美子，
申请(专利权)人：横河电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]