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WO2019044969A1 - マイクロプレートリーダー - Google Patents

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Publication number
WO2019044969A1
WO2019044969A1 PCT/JP2018/032109 JP2018032109W WO2019044969A1 WO 2019044969 A1 WO2019044969 A1 WO 2019044969A1 JP 2018032109 W JP2018032109 W JP 2018032109W WO 2019044969 A1 WO2019044969 A1 WO 2019044969A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
light
microplate
microplate reader
light guide
guiding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2018/032109
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
金市 森田
広行 大橋
鈴木　信二
雄司 興
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyushu University NUC
Ushio Denki KK
Original Assignee
Kyushu University NUC
Ushio Denki KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyushu University NUC, Ushio Denki KK filed Critical Kyushu University NUC
Priority to CN201880051378.0A priority Critical patent/CN111065914A/zh
Priority to US16/642,343 priority patent/US11009457B2/en
Priority to JP2019539614A priority patent/JP6630947B2/ja
Publication of WO2019044969A1 publication Critical patent/WO2019044969A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01N21/59—Transmissivity
    • G—PHYSICS
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/508—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes rigid containers not provided for above
    • B01L3/5085—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes rigid containers not provided for above for multiple samples, e.g. microtitration plates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
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    • G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
    • G01N2201/08—Optical fibres; light guides

Definitions

  • the present invention relates to a microplate reader that performs optical measurement on a sample stored in a well of a microplate.
  • a plate-like microplate made of, for example, acrylic, polyethylene, polystyrene, glass etc. and provided with a large number of wells (wells).
  • measurement for example, measurement by ELISA method
  • antibody-antigen reaction enzyme immunoreaction
  • a microplate reader which is a measuring device that performs optical measurement on the sample.
  • the microplate reader can measure optical properties such as, for example, light absorption, fluorescence, chemiluminescence and fluorescence polarization.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-41121
  • the microplate reader described in Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2014-41121
  • the microplate reader described in Patent Document 1 is an optical system for irradiating a sample with light or observing light emitted from the sample irradiated with light and performing light measurement.
  • Measurement / detection device Measurement head. Light irradiation from the measurement head to the microplate is performed from the lower side of each well of the microplate, and the measurement head measures observation light emitted upward of each well.
  • the measurement head is fixed, and the microplate is two-dimensionally oriented so that the well is positioned on the detection axis of the measurement head (the axis (Z-axis in the direction perpendicular to the microplate) by the drive mechanism of the microplate reader. It is scanned in (X direction, Y direction).
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2009-103480 discloses a microplate reader miniaturized to a portable degree.
  • the microplate reader described in Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2009-103480
  • This microplate reader has a configuration in which light is irradiated to the sample held in the well from the position above the space and facing the top surface of the well of the microplate.
  • released from the said sample is provided in the lower part of the said space.
  • the microplate reader performs light measurement while sliding the microplate in the space.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2014-41121
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2014-41121
  • the drive mechanism for scanning a microplate is essential for every light measurement each time, and the apparatus itself becomes large scale. Become. Therefore, it is difficult to cope with the miniaturization of devices required in fields such as point-of-care (POCT) inspection in the life science field.
  • POCT point-of-care
  • one aspect of the microplate reader is a housing and, in the housing, disposed on one side of a microplate to be disposed, in one well of the microplate A light receiving unit having a pair of corresponding light emitting units and light receiving units at least as many as the number of wells of the microplate, and a light receiving unit disposed opposite to the light receiving unit with the microplate interposed therebetween, It is disposed between a reflecting member for reflecting light passing through the sample contained in the well from the side of the light receiving portion to the side of the light receiving portion, the light receiving portion and the microplate, and A light guiding light guide for guiding light emitted from the light unit to the sample; a light receiving light guide for guiding light reflected by the reflection member and passing through the sample to the light receiving unit;
  • the use light path and the light receiving light guide comprises a surrounding member which surrounds the pigment-containing resin containing a pigment having a property of absorbing light, respectively, and a light guide section having, a.
  • the light emitting unit and the light receiving unit are provided in pairs in one well, and a set of the light emitting unit and the light receiving unit is provided for all the wells. Therefore, all the light measurements of the sample contained in each well of the microplate can be performed almost simultaneously, and the measurement time can be shortened.
  • miniaturization can be realized.
  • the light guide path is surrounded by the pigment-containing resin capable of absorbing external light and scattered light, it is possible to suppress external light, scattered light, and the like from becoming stray light (noise light) and entering the light receiving portion. it can. Therefore, the measurement error due to the stray light can be reduced, and highly accurate measurement can be performed.
  • the light guide may be disposed above the light emitting and receiving unit, and the reflection member may be disposed above the microplate disposed above the light guide.
  • the light guide may be disposed on the light receiving unit, the microplate may be disposed on the light guide, and the reflecting member may be disposed on the microplate. it can.
  • the light emitting and receiving unit and the light guiding unit may be fixed in the housing, the microplate containing the sample may be mounted on the light guiding unit, and the top of the microplate may be covered by the reflecting member. . Therefore, it can be set as the easy microplate reader.
  • the microplate reader may further include a substrate having a plurality of light emitting units and a power feeding circuit for the light receiving units, and the light emitting unit and the light receiving units may be electrically connected to each other.
  • power supply to the plurality of light emitting units and light receiving units can be realized by one printed circuit board on which the wiring pattern is formed, and the miniaturization of the microplate reader can be achieved.
  • the light emitting unit may be a light emitting diode. Since the light emitting diodes (LEDs) are small, it is possible to appropriately set the light emitting units one by one to each well. Also, because LEDs are relatively inexpensive, microplate readers can be implemented at low cost. Furthermore, in the microplate reader, the light receiving unit may be a light receiving sensor. In this case, the light receiving unit can be a color sensor, and measurement data can be easily obtained. In the microplate reader, the light receiving unit may be an optical fiber. In this case, light guided by a plurality of optical fibers can be captured by an image sensor, and light measurement data can be acquired as image data. In this case, light measurement data corresponding to all the wells can be processed simultaneously and simultaneously.
  • LEDs light emitting diodes
  • the reflecting member may be selectively provided on the surface facing the microplate according to the formation position of the light guiding path for light projection and the light guiding path for light reception. In this case, it is possible to suppress that a part of the light that has passed through one well and reached the reflective member is incident on the other well adjacent to the well, so that highly accurate measurement results can be obtained. .
  • the distance in the horizontal direction between the light emitting end of the light guiding light guide and the light incident end of the light receiving light guide is the light incident end of the light guiding light guide and the light receiving end. It may be shorter than the distance in the horizontal direction from the light emitting end of the light guide. In this case, the light emitted from the light emitting unit, passing through the well of the microplate and being folded back by the reflecting member can be guided again to the light receiving unit by passing through the well again.
  • the sample contained in the corresponding wells may be illuminated with light and the light passing through the sample may be measured.
  • an angle formed by the optical axis of the light guide path for light projection and the light guide path for light reception and the vertical direction may be 0 degree.
  • the light guide can be easily formed.
  • the reflecting member has an optical element that reflects incident light passing through the light guiding path for light incidence and incident on the reflecting member by 180 degrees and reflecting it to the light emitting and receiving unit side. May be In this case, the light from the light emitting unit which is emitted from the light guiding light guide and travels in the vertical direction may be folded 180 degrees and traveled to the opposite side in the vertical direction to be received by the light receiving unit via the light receiving light guide. it can.
  • an optical axis of incident light passing through the light guiding path for light incidence and incident on the reflecting member, and folded back by 180 degrees by the reflecting member, of the folded light entering the light guiding path for light reception may be separated by a predetermined distance.
  • the light axis of the light guide for light projection and the light axis of the light guide for light reception are separated horizontally at a predetermined distance, they are emitted from the light guide for light projection and travel in the vertical direction
  • the light from the light projecting unit can be appropriately incident on the light receiving light guide path.
  • the reflecting member is a first reflecting surface forming an angle of 45 degrees with respect to the vertical direction, and a second reflecting surface forming an angle of -45 degrees with respect to the vertical direction. And may be included.
  • the incident light which has passed through the light guiding path for light projection and is incident on the reflecting member is turned 90 degrees by one of the first reflecting surface and the second reflecting surface, and is incident on the other reflecting surface, It is further turned 90 degrees by the other reflecting surface. As described above, incident light can be appropriately turned 180 degrees and reflected to the light emitting and receiving unit side.
  • the reflecting member may be a right-angle prism having the first reflecting surface and the second reflecting surface. In this case, incident light which passes through the light guiding path for light incidence and is incident on the reflecting member can be appropriately turned 180 degrees and reflected to the light emitting and receiving unit side.
  • the reflecting member may be a plate member having a recess formed of the first reflecting surface and the second reflecting surface. In this case, incident light which passes through the light guiding path for light incidence and is incident on the reflecting member can be appropriately turned 180 degrees and reflected to the light emitting and receiving unit side.
  • the first reflection surface and the second reflection surface may extend along the arrangement direction of the wells.
  • one reflecting member may be provided corresponding to a plurality of wells arranged in one direction. Therefore, the number of parts can be reduced accordingly. In addition, the number of steps for alignment between the microplate and the reflective member can be reduced.
  • the reflection member is a flat plate that scatters incident light that passes through the light guiding path and is incident on the reflection member, and reflects it toward the light receiving portion by turning it 180 degrees. It may be a scattering plate.
  • the light axis of the light guide for light projection and the light axis of the light guide for light reception are separated horizontally at a predetermined distance, they are emitted from the light guide for light projection and travel in the vertical direction
  • the light from the light projecting unit can be appropriately incident on the light receiving light guide path.
  • the alignment accuracy between the microplate and the reflective member is not necessary.
  • the reflecting member has three reflecting surfaces, and reflects incident light passing through the light-guiding light guide path and incident on the reflecting member three times and folding it 180 degrees. It may be a retroreflector type optical element that reflects light to the light emitting and receiving unit side. In this case, incident light which passes through the light guiding path for light incidence and is incident on the reflecting member can be appropriately turned 180 degrees and reflected to the light emitting and receiving unit side.
  • At least a part of the light guide path for light projection and the light guide path for light reception may be filled with a resin having a light transmission characteristic that constitutes the pigment-containing resin.
  • a resin having a light transmission characteristic that constitutes the pigment-containing resin In this case, reflection and scattering of light at the interface between the light guide and the surrounding member can be suppressed. Therefore, the measurement error due to the stray light can be suppressed more effectively.
  • a light emitting / receiving unit having a light emitting unit and a light receiving unit corresponding to one well of the microplate, and light emitted from the light emitting unit.
  • a light guiding path for light guiding to a sample contained in the corresponding well, a light passing through the light guiding path for light projecting and the sample is folded back, and the light passing through the sample again is guided to the light receiving portion
  • an angle formed by the optical axis of the light guide for light projection and the light guide for light reception and the vertical direction may be 0 degree.
  • the light guide can be easily formed.
  • the microplate reader of the present invention can be miniaturized, and can perform light measurement of all the samples stored in each well of the microplate in a short time with high accuracy.
  • the objects, aspects and effects of the present invention described above as well as the objects, aspects and effects of the present invention not described above can be carried out by those skilled in the art by referring to the attached drawings and claims. It can be understood from the form (detailed description of the invention).
  • FIG. 1 is a schematic configuration view of a microplate reader in the present embodiment.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the main part of the microplate reader.
  • FIG. 3 is an example of a power source line of a light source and a sensor.
  • FIG. 4 is a view for explaining the outside light entering the light guide path.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the light passage path.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the setting method of the microplate reader.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining the setting method of the microplate reader.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining the setting method of the microplate reader.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining the influence of external light.
  • FIG. 10 is a view showing another example of the mirror plate.
  • FIG. 11 is a view showing another example of the mirror plate.
  • FIG. 12 is a diagram showing a configuration for batch processing of measurement data.
  • FIG. 13 is a diagram showing the configuration of a microplate reader unit.
  • FIG. 14 is an arrangement example of a microplate reader unit.
  • FIG. 15 is a measurement example of a 96-well microplate.
  • FIG. 16 shows an example of measurement of a 6-well microplate.
  • FIG. 17 is a schematic configuration view of a microplate reader of the third embodiment.
  • FIG. 18 is a top view of a microplate reader.
  • FIG. 19 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG.
  • FIG. 20 shows a configuration example of a reflecting member having a prism positioning member.
  • FIG. 21 is a configuration example of a reflecting member having a light transmitting plate.
  • FIG. 22 shows a configuration example of a reflecting member having a light transmitting plate and a prism positioning member.
  • FIG. 23 is a modification of the microplate reader of the third embodiment.
  • FIG. 24 is a diagram showing the configuration of the light return part.
  • FIG. 25 is a view showing another example of the microplate.
  • FIG. 1 is a schematic configuration view of a microplate reader 10 in the present embodiment.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view showing the configuration of the main part of the microplate reader 10.
  • the microplate reader 10 includes a substrate 11, a plurality of light sources 12a, a plurality of light receiving sensors 12b, a light guide plate unit (light guide unit) 13, a mirror plate (reflection member) 14, a housing 15, and a power supply.
  • a portion 16 and a feed cable 17 are provided.
  • the microplate reader 10 As shown in FIG. 2, the microplate reader 10 according to the present embodiment is provided with a light emitting / receiving unit including a plurality of light sources 12 a and a plurality of light receiving sensors 12 b on a substrate 11. A light guide plate portion 13 is provided, and the microplate 20 is configured to be installable on the top of the light guide plate portion 13 in the housing 15.
  • the microplate reader 10 is configured such that the mirror plate 14 is disposed on the microplate 20 installed on the light guide plate unit 13.
  • the surface 14 a of the mirror plate 14 facing the microplate 20 is a reflective surface (mirror surface).
  • the mirror plate 14 closes the opening of the housing 15 and functions as an upper lid of the microplate 20.
  • the microplate 20 is a flat member made of, for example, acrylic, polyethylene, polystyrene, glass or the like. As shown in FIG. 2, the microplate 20 is, for example, a rectangular flat plate, and a large number of wells 21 are provided on the surface.
  • the shape of the well 21 is, for example, a cylindrical shape having a flat bottom. Further, the number of wells 21 is 6, 24, 96, 384, etc., and the volume is from several microliters to several milliliters.
  • the microplate 20 shown in FIG. 2 is an 8 ⁇ 12 96-well microplate.
  • the light source 12 a is a light projecting unit that emits light
  • the light receiving sensor 12 b is a light receiving unit that receives light.
  • the light source 12 a and the light receiving sensor 12 b are respectively disposed on the upper surface of the substrate 11.
  • the light source 12a is, for example, a light emitting diode (LED), and the light receiving sensor 12b is, for example, an RGB color sensor.
  • the microplate reader 10 includes the light sources 12 a and the light receiving sensors 12 b in the same number as the wells 21 of the microplate 20. That is, for one well 21 of the microplate 20, a pair of light emitting and receiving units consisting of one light source 12a and one light receiving sensor 12b are provided correspondingly. For example, as shown in FIG. 2, when there are 96 wells 21 of the microplate 20, the substrate 11 is provided with 96 sets of light emitting and receiving units.
  • the substrate 11 has a light source power supply line to which the light source 12a is connected, and a sensor power supply line to which the light receiving sensor 12b is connected.
  • the plurality of light sources 12a are connected to a light source power supply line provided on the substrate 11, and obtain power from the light source power supply line.
  • the plurality of light receiving sensors 12 b are connected to a sensor power supply line provided on the substrate 11 and obtain power from the sensor power supply line. Power is supplied to the light source power supply line of the substrate 11 and the sensor power supply line from the power supply unit 16 through the feeding cable 17.
  • the substrate 11 is configured as a printed circuit board on which the wiring pattern (feed circuit) is formed.
  • the substrate 11 may be provided not only with a power supply circuit for the light source 12a and the light receiving sensor 12b, but also with a sensor output circuit, a communication circuit to the outside of the sensor output, and the like.
  • the light guide plate portion 13 is accommodated in the light guide path 13a for light guide for guiding the light emitted from the light source 12a provided on the substrate 11 to the well 21 of the microplate 20 and the well 21 as described later. And a light receiving light guide path 13b for guiding the light emitted through the sample 30 or the like to the light receiving sensor 12b.
  • the light guide plate 13 has the same number of light guides 13 a and 13 b as the wells 21 of the microplate 20. That is, for one well 21 of the microplate 20, a set of light guiding paths consisting of one light guiding light guiding path 13a and one light receiving light guiding path 13b is provided correspondingly. For example, as shown in FIG. 2, when there are 96 wells 21 of the microplate 20, the light guide plate unit 13 includes 96 sets of light guide paths.
  • the light incident end of the light guiding light guide path 13a of the light guiding plate portion 13 and the light emitting end of the light receiving light guide path 13b are disposed at positions corresponding to the light source 12a and the light receiving sensor 12b installed on the substrate 11, respectively. There is. Further, the light emitting end of the light guiding light guide path 13a of the light guiding plate portion 13 and the light incident end of the light receiving light guiding path 13b correspond to the bottom surface of the well 21 of the microplate 20 installed on the light guide plate 13 respectively. Are placed in the That is, the micro plate 20 is positioned so that the bottom surface of each well 21 faces the light emitting end of the light guiding light guide path 13a and the light incident end of the light receiving light guide path 13b by positioning means (not shown). Is positioned at
  • the light guiding path 13a for light projection is made of a resin (for example, silicone resin) transparent to the light emitted from the light source 12a.
  • the light receiving light guide path 13 b is made of a resin (for example, silicone resin) that is transparent to the light emitted from the sample 30 or the like accommodated in the well 21.
  • the light guiding light guide path 13a and the light receiving light guide path 13b are surrounded by a surrounding member 13c made of a pigment-containing resin.
  • the pigment-containing resin is a resin (for example, a silicone resin) having light transmission properties that contains a pigment having the property of absorbing stray light.
  • carbon black which is a black pigment, can be adopted as the pigment.
  • the materials of the transparent resin forming the light guide paths 13a and 13b and the light transmitting resin forming the pigment containing resin are the same. This suppresses reflection and scattering at the interface between the two resins.
  • the stray light incident on the pigment-containing resin is absorbed by the pigment-containing resin, hardly returns to the light guide paths 13a and 13b, and complex multiple reflection of stray light hardly occurs.
  • the noise light L11 such as external light entering the light guide paths 13a and 13b has very few components traveling in the same direction as the optical axes of the light guide paths 13a and 13b, and most of the components are the light guide path 13a.
  • the surrounding member 13c made of the pigment-containing resin to be incident on the pigment-containing resin and absorbed by the pigment. At this time, the reflection at the interface does not occur because the materials of the transparent resin forming the light guide paths 13a and 13b and the pigment containing resin forming the surrounding member 13c are the same.
  • the external light incident on the pigment and the scattered light thereof are substantially absorbed by the pigment but slightly scattered on the pigment surface.
  • the scattered light often enters the surrounding member 13c made of the pigment-containing resin again in many cases, and is absorbed by the pigment of the pigment-containing resin. Therefore, as shown in FIG. 4, most of the light extracted from the light guiding path 13a becomes straight light L1 along the optical axis of the light guiding path 13a, and light extracted from the light receiving path 13b Most of the light is the straight light L2 along the optical axis of the light receiving light guide path 13b.
  • part of the scattered light slightly scattered by the pigment surface may be emitted from the light emitting end of the light guide paths 13a and 13b. Therefore, it is preferable to appropriately set the cross-sectional area and the optical path length of the light guide paths 13a and 13b and to attenuate the strength thereof to such an extent that it does not affect the measurement.
  • the area of the light incident end of the light guide increases, the amount of light entering the light guide increases. Therefore, when the area of the light incident end increases, the intensity of straight light traveling through the light guide also increases the intensity of external light that is scattered at the light incident end of the light guide and reaches the light output end as scattered light.
  • the present inventors investigated the dependence of the intensity of straight traveling light on the area of the light incident end of the light guide and the dependence of the intensity of external light. As a result, it was found that the increase in the intensity of the external light with respect to the increase in the diameter of the light guide was larger than the increase in the intensity of the measurement light. That is, it was found that the S / N ratio was improved as the area of the light incident end of the light guide was narrowed. Specifically, the ratio ( ⁇ A / L) of the square root of the area (A) of the light incident end of the light guide to the distance (L) from the light incident end to the light output end is 0.4 or less It has been found that light measurement with a sufficiently high S / N ratio is possible. Therefore, it is preferable to set the cross-sectional area and the optical path length of the light guide paths 13a and 13b so as to satisfy the above conditions. Thereby, the adverse effect on the light measurement of the scattered light can be appropriately suppressed.
  • the surface 14 a of the mirror plate 14 facing the microplate 20 is a reflective surface (mirror surface). Therefore, light emitted from each light source 12a, passing through each light guiding path 13a of the light guiding plate 13 and passing through the sample 30 accommodated in each well 21 of the microplate 20 reaches the mirror plate 14 Thereafter, the light is reflected by the reflection surface 14 a of the mirror plate 14.
  • the distance in the horizontal direction between the light emitting end of the light guiding light guide path 13a and the light incident end of the light receiving light guiding path 13b is the distance between the light incident end of the light guiding light guide path 13a and the light receiving light guide path 13b. It is shorter than the horizontal distance from the light emitting end. That is, when the vertical direction in FIG. 1 is defined as the normal direction, the optical axis of the light guiding light guide path 13a and the optical axis of the light receiving light guide path 13b are inclined at a predetermined angle with respect to the normal direction. There is.
  • the light reflected by the reflection surface 14 a of the mirror plate 14 passes through the sample 30 housed in each well 21 of the microplate 20 again, and passes through each light receiving light guide path 13 b of the light guide plate unit 13. , And enters each light receiving sensor 12b.
  • the light emitted from the light source 12a is the mirror plate 14 of the angle between the light axis of the light guiding path 13a for light projection and the normal direction, and the angle between the light axis of the light guiding path 13b for light normal to the light axis. It is suitably set so that it may be reflected by the reflective surface 14a of this and may be appropriately incident on the light receiving sensor 12b.
  • the mirror plate 14 and the micro plate 20 are drawn with a certain distance in the vertical direction.
  • the mirror plate 14 is placed on the microplate 20 and functions as an upper lid of the microplate 20 to suppress the infiltration of external light from above the microplate 20.
  • a predetermined distance may be provided between the mirror plate 14 and the microplate 20.
  • the light passing paths from the light guide paths 13a and 13b to the mirror plate 14 include a plurality of interfaces 41 to 43.
  • the interface 41 is the end faces of the light guide paths 13a and 13b made of resin (for example, silicone resin) (the light emitting end of the light guide light path 13a, the light incident end of the light receiving light guide path 13b) It is an interface between the bottom and the bottom.
  • the interface 42 is an interface between the bottom of the well 21 of the microplate 20 and the sample 30.
  • the interface 43 is an interface between the sample 30 and air. Since the medium changes before and after each of the interfaces 41 to 43, light refraction occurs. Therefore, the angle between the light axis of the light guiding path 13a for light projection and the normal direction, and the angle between the light axis for light reception light path 13b and the normal direction of the light axis are as described above. Need to be set.
  • the refractive index of the light guides 13a, 13b is 1.41, The refractive index is 1.59.
  • the refractive index of the sample 30 is equivalent to that of water (1.33), the refractive index of air is 1, and the above-mentioned influence of the light refraction is examined.
  • an angle between the light axis of the light guiding path 13a and the normal direction is assumed to be ⁇ 1.
  • the incident angle from the light guiding path 13 a to the microplate 20 is ⁇ 1.
  • the refraction angle of light passing through the micro plate 20 is ⁇ 2
  • ⁇ 1 is, for example, 5 °
  • ⁇ 2 is 4.43 °.
  • the angle between the light axis of the light guiding path 13a for light projection and the normal direction, and the angle between the light axis for light reception light path 13b and the normal direction of the light axis are set in consideration of the above difference in angle. It is preferable to keep it.
  • the diameter of the well 21 of the microplate 20 is about 6 mm to 7 mm
  • the depth of the well 21 is about 10 mm to 11 mm
  • the thickness of the light guide plate portion 13 is about 10 mm
  • the distance from the light guide plate portion 13 to the reflection surface 14a of the mirror plate 14 is about 20 mm. That is, the optical path length from the light source 12a to the mirror plate 14 and the optical path length from the mirror plate 14 to the light receiving sensor 13b are each less than 30 mm.
  • the difference between ⁇ 1 and ⁇ 4 is about 2 °. Therefore, when the optical path length is relatively short such as less than 30 mm, the influence of refraction at each interface (interface 41 to interface 43) on the light path from the light guide plate 13 to the mirror plate 14 may be considered small. it can.
  • the microplate reader 10 in a state in which the substrate 11, the plurality of light sources 12a, the plurality of light receiving sensors 12b, the light guide plate unit 13, the power supply unit 16 and the feeding cable 17 are fixed inside the housing 15.
  • the worker installs the microplate 20 in which the sample 30 is accommodated in each well 21.
  • the microplate 20 is placed on the light guide plate unit 13.
  • the micro plate 20 is positioned such that the bottom surface of each well 21 faces the light emitting end of the light guiding light guide path 13a and the light incident end of the light receiving light guide path 13b one by one.
  • the operator places the mirror plate 14 on the microplate 20.
  • the worker holds the grip portion 14 b provided on the surface of the mirror plate 14 opposite to the reflective surface 14 a to place the mirror plate 14 on the microplate 20 so as to close the opening of the housing 15.
  • the mirror plate 14 may be positioned in the vertical direction by a positioning member (not shown).
  • the operator operates a power switch (not shown) or the like to supply power from the power supply unit 16 to the light sources 12a and the light receiving sensors 12b via the feeding cable 17. Do. Thereby, light is emitted from each light source 12a.
  • each light source 12 a passes through each of the light guiding paths 13 a of the light guiding plate portion 13, passes through the sample 30 accommodated in each well 21 of the microplate 20, and reaches the mirror plate 14. . Then, the light that has reached the mirror plate 14 is reflected by the reflection surface 14 a of the mirror plate 14 and passes through each well 21 again. The light passing through each well 21 passes through each light receiving light guide path 13 b of the light guide plate portion 13 and is received by the light receiving sensor 12 b. In this way, the optical properties (e.g., light absorption properties) of the sample 30 are measured.
  • the measurement result by the light receiving sensor 12b may be transmittable to an external device as light intensity information via a data communication unit (not shown). In this case, the external device measures the optical characteristics of the sample 30 based on the light intensity information described above.
  • the microplate reader 10 in this embodiment is disposed below the horizontally disposed microplate 20, and includes a set of the light source 12a and the light receiving sensor 12b corresponding to one well 21 of the microplate 20. , And the number of the wells 21 of the microplate 20 is equal to the number of wells 21. Further, the microplate reader 10 is provided with a mirror plate 14 disposed above the microplate 20 and reflecting the light passing through the sample 30 accommodated in the well 21 from the light emitting and receiving unit side to the light emitting and receiving unit side. .
  • the microplate reader 10 is disposed between the light emitting and receiving unit and the microplate 20, and is reflected by the light guiding optical path 13a for light guiding the light emitted from the light source 12a to the sample 30, and reflected by the mirror plate 14.
  • the light guide plate unit 13 is provided.
  • a light receiving sensor 12 b that measures light emitted from the sample 30 is provided.
  • all the light measurements of the sample 30 contained in each well 21 of the microplate 20 are substantially made in one measurement without scanning the microplate 20 every one light measurement as in the prior art. It is possible to do it simultaneously. Therefore, the measurement time can be shortened. In addition, since a complicated drive mechanism or the like for scanning the microplate 20 is unnecessary, the apparatus size can be reduced.
  • the microplate reader 10 is configured such that light emitted from the light source 12a to the sample 30 stored in each well 21 of the microplate 20 and passing through the well 21 is guided again to the light receiving sensor 12b through the well 21.
  • Mirror plate 14 is provided. Therefore, it becomes possible to arrange the light source 12a and the light receiving sensor 12b side by side below the microplate 20, and the light path is compared with the case where the light emitting unit and the light receiving unit are vertically opposed with the microplate 20 interposed therebetween. It is possible to shorten the length of the part.
  • the light guide plate portion 13 includes a light guide path 13a for guiding light to each well 21 of the microplate 20, and a light guide path 13b for light guiding light from each well 21 to the light receiving sensor 12b.
  • a transparent resin silicone resin
  • the light guide paths 13a and 13b are surrounded by a surrounding member 13c made of a pigment-containing resin capable of absorbing external light and scattered light. Therefore, it is possible to suppress the influence of noise light (stray light) from the external light and the scattered light.
  • noise light stray light
  • the stray light incident on the pigment-containing resin is absorbed by the pigment-containing resin and hardly returns to the light guide path, and the complex multiple reflection of the stray light hardly occurs.
  • the influence of external light can also be remarkably suppressed by appropriately setting the cross-sectional area and the optical path length of the light guide paths 13a and 13b.
  • the microplate reader 10 further includes a housing 15 in which the microplate 20 is disposed.
  • the housing 15 can also be made of, for example, a material having a light shielding property or a heat insulating property. In this case, the influence of external light incident from the side surface of the microplate 20 and the influence of temperature can be suppressed. Therefore, the reliability of the measurement data of the well 21 located at the end of the microplate 20 can be secured.
  • the microplate reader 10 in this embodiment is miniaturized to a portable degree in the field such as POCT test, and the light measurement of all the samples 30 accommodated in each well 21 of the microplate 20 can be performed in a short time Can be done with high accuracy.
  • noise light the influence of external light (noise light) can be substantially ignored by the structure of the light guide plate portion 13 described above, further measures against noise light may be taken.
  • the case is considered where the component L21 other than straight light passing through the light guiding path 13a passes through the well 21 and reaches the reflecting surface 14a of the mirror plate 14.
  • part of the light component L21 enters the adjacent well 21 and passes through the light receiving light guide path 13b to reach the light receiving sensor 12b as noise light. If the intensity of the light (signal light) emitted from the light source 12a is small, even weak noise light is likely to adversely affect the measurement results, so it is necessary to suppress the influence of such noise light. Comes out.
  • FIG. 10 shows an example of the mirror plate 14 in which the area of the reflective surface 14a is limited.
  • the reflecting surface 14a of the mirror plate 14 is limited above the wells 21 of the microplate 20, and the periphery of the reflecting surface 14a is a non-reflecting surface 14c.
  • the shape of the reflective surface 14a is, for example, circular as shown in FIG.
  • the reflecting surface 14 a is circular, the reflecting surface 14 a is provided in the mirror plate 14 so that the center of the circle is substantially at the same position as the central axis of each well 21.
  • the reflecting surface 14a may be selectively provided in accordance with the formation positions of the light guide paths 13a and 13b. As described above, by restricting the reflection surface 14 a, it is possible to suppress that a part of light having passed through one well 21 and reached the mirror plate 14 is incident on another well 21 adjacent to the well 21. Is possible. Therefore, highly accurate measurement results can be obtained.
  • the microplate reader 10 in this embodiment can obtain measurement data substantially simultaneously for all the wells 21 of the microplate 20.
  • the processing of the measurement data is not necessarily performed simultaneously.
  • one data processing may be performed on eight wells, which may be performed twelve times. In this case, data processing time will be taken to some extent.
  • the microplate reader 10 may have a structure capable of processing the measurement data corresponding to each well simultaneously and simultaneously.
  • the microplate reader 10 has a structure in which the optical fiber 51 receives the light emitted from the sample 30 accommodated in each well 21 and guided by the light receiving light guide path 13b. It may be. That is, as the light receiving portion, the tip (incident end) 51a of the optical fiber 51 may be disposed instead of the light receiving sensor 12b.
  • the optical fibers 51 for receiving the light passing through the light receiving light guide path 13b corresponding to each well 21 can be bundled at the light emitting end side.
  • light emitted from an optical fiber bundle obtained by bundling the optical fibers 51 can be taken in by the image sensor 52.
  • the image data taken in by the image sensor 52 is light measurement data corresponding to all the wells 21 of the microplate 20, and the light measurement data corresponding to all the wells 21 are collectively processed by processing the image data. It becomes possible to process data simultaneously.
  • the light guide plate unit 13 is disposed on the light receiving unit including the light source 12a and the light receiving sensor 12b, and the microplate 20 is disposed on the light guide plate unit 13.
  • the microplate reader 10 described above irradiates light from below the well 21 of the microplate 20, reflects the light passing through the well 21 above the well 21, passes the well 21 again, and Light is received on the bottom side.
  • the light may be irradiated from above the well 21 of the microplate 20, the light passing through the well 21 may be reflected on the bottom side, and the light may be passed again through the well 21 and received above the well 21.
  • a second embodiment of the present invention will be described.
  • a microplate reader corresponding to a predetermined number of wells (96 wells) has been described.
  • a microplate reader corresponding to microplates with different numbers of wells will be described.
  • a microplate reader corresponding to microplates with different numbers of wells For example, when performing cell culture using a microplate and performing light measurement on the cultured cells, a microplate with a small number of wells (eg, 6 wells) is used.
  • unit units microplate reader units corresponding to only one well are used.
  • FIG. 13 is a view showing a configuration example of the microplate reader unit 18.
  • the microplate reader unit 18 includes a light source 18a, a light receiving sensor 18b, a light guiding light guide 18c, a light receiving light guide 18d, and a surrounding member 18e.
  • the light source 18a and the light receiving sensor 18b are the same as the light source 12a and the light receiving sensor 12b which constitute the light emitting and receiving unit in the first embodiment described above.
  • the light guiding path for light 18c, the light guiding path for light receiving 18d, and the surrounding member 18e are the light guiding path for light emitting 13a, the light guiding path for light reception 13b, and the light surrounding constituting the light guiding plate portion 13 in the first embodiment described above. The same as the member 13c.
  • the microplate reader unit 18 is configured to be removable from the substrate 11A.
  • the substrate 11A can be electrically connected to the power supply circuit formed on the substrate and the light source 18a and the light receiving sensor 18b of the microplate reader 18 on the surface of the substrate similar to the substrate 11 in the first embodiment described above. It has the structure provided with the connector parts 11a and 11b.
  • 96 connectors 11a and 11b are provided on the substrate 11A so as to be disposed at positions corresponding to the wells of the 96-well microplate, for example.
  • the connector portions 11a and 11b are provided on the substrate 11A at positions corresponding to, for example, the light source 12a and the light receiving sensor 12b shown in FIG.
  • the microplate reader unit 18 has a size corresponding to one well of a 96-well microplate, and can be mounted on the substrate 11A at a maximum of 96 corresponding to each well of the 96-well microplate. .
  • FIG. 14 is a view showing an example of the microplate reader 10A in the present embodiment, in which a plurality of microplate reader units 18 are mounted adjacent to each other on the substrate 11A.
  • the structure in which a plurality of microplate reader units 18 are connected to the substrate 11A is a part of the microplate reader 10 in the first embodiment shown in FIG. 1 (substrate 11, light source 12a, light receiving sensor The structure is the same as 12b and the light guide plate 13). Therefore, the microplate reader 10A in which 96 microplate reader units 18 are connected to the substrate 11A has the same structure as the microplate reader 10 in the first embodiment shown in FIG.
  • the microplate reader 10A in the present embodiment is configured such that the microplate reader unit 18 is appropriately disposed in accordance with the number and the position of the wells 21 of the microplate 20 used for light measurement.
  • the microplate reader unit 18 is appropriately disposed in accordance with the number and the position of the wells 21 of the microplate 20 used for light measurement.
  • 96 microplate reader units 18 are disposed at positions corresponding to each of the 96 wells 21, as shown in FIG.
  • These 96 microplate reader units 18 are connected to the wirings 60 formed on the substrate 11A, and are configured to be able to supply power.
  • a connection method of the wiring 60 multidrop connection or daisy chain connection can be used.
  • FIG. 16 describes the case where one microplate reader unit 18 is disposed for one well 21, a plurality of microplate reader units 18 may be disposed for one well 21. In this case, statistics of measurement data of a plurality of microplate reader units 18 corresponding to one well 21 may be adopted as measurement data for the one well 21.
  • the microplate reader unit 10 As described above, according to the number and the position of the wells 21 of the microplate 20, the microplate reader unit 10 according to the present embodiment arranges the microplate reader unit 18 in the necessary position on the substrate 11A. Configuration. Therefore, the microplate reader corresponding to the microplate 20 of different numbers of wells can be obtained.
  • the microplate reader unit 18 includes the light emitting and receiving unit and the light guide plate unit.
  • the microplate reader unit 18 is connected to the light source 18 a and the light receiving sensor 18 b constituting the light emitting and receiving unit. It may be possible to include the substrate having the above wiring. In this case, when the microplate reader unit 18 is disposed in correspondence with the number and positions of the wells 21 of the microplate 20, the substrate constituting the unit can be connected to the feeding cable connected to the power supply unit. If it is disposed in correspondence with the number and positions of the wells 21 of the microplate 20, the substrate constituting the unit can be connected to the feeding cable connected to the power supply unit. If it is
  • the surrounding member 13c made of a pigment-containing resin is formed to have a cavity corresponding to the light guide light guide path 13a and the light reception light guide path 13b.
  • a resin for example, silicone resin
  • transparent to the light emitted from the light source 12a is provided in a cavity corresponding to the light guiding path 13a for light projection and the light guiding path 13b for light reception.
  • the angle between the central axis of the cavity corresponding to the light guiding path 13a for light projection and the light guiding path 13b for light reception (corresponding to the optical axis of the light guiding path 13a for light projection and the light guiding path 13b for light reception) is normal. If it is not 0 degrees, it is difficult to mold the surrounding member 13c.
  • the angle between the light axis of the light guide 13a for light projection and the normal direction in the light guide plate portion 13 and the angle between the light axis of the light guide 13b for light reception and the normal direction are Each is 0 degrees or almost 0 degrees.
  • FIG. 17 is a schematic configuration view of a microplate reader 10B in the third embodiment.
  • the microplate reader 10B includes a substrate 11, a plurality of light sources 12a, a plurality of light receiving sensors 12b, a light guide plate unit (light guide unit) 13, a prism type reflection member (reflection member) 140, and a housing 15 , A power supply unit 16, and a feeding cable 17.
  • the microplate reader 10B has the same configuration as the microplate reader 10 in the first embodiment except that the configurations of the light guide plate portion 13 and the reflection member (in the first embodiment, the mirror plate 14) are different. Have. Therefore, in the following, the description will be made focusing on parts that are different in configuration from the microplate reader 10.
  • the angle between the light axis of the light guide path 13a for light projection and the normal direction and the angle between the light axis for the light guide path 13b and the normal direction of the light axis in the first embodiment It differs from the microplate reader 10. Specifically, the angle between the light axis of the light guide 13 a for light projection and the normal direction in the light guide plate portion 13 and the angle between the light axis of the light guide 13 b for light reception and the normal direction are 0 degrees. It has become. That is, the angle between the optical axis of the light guide path 13a for light projection and the optical axis of the light guide path 13b for light reception and the vertical direction is 0 degree.
  • the microplate reader 10B is provided with the prism type reflection member 140 as a reflection member.
  • the prism type reflection member 140 is disposed on the microplate 20 installed on the light guide plate unit 13.
  • the surface of the prism type reflection member 140 facing the microplate 20 has a light return structure.
  • the prism type reflection member (reflection member) 140 closes the opening of the housing 15 and functions as an upper cover of the microplate 20.
  • the prism type reflection member 140 folds the light emitted from the light source 12a emitted from the light guiding path 13a and travels upward by 180 degrees and travels downward, and receives the light from the light receiving sensor 12b via the light guiding path 13b.
  • the prism type reflection member 140 has a plurality of prisms 140a and a prism holding frame 140b for holding the plurality of prisms 140a.
  • the prism 140a is a right-angled prism and has a triangular prism structure.
  • the prism 140a can be made of glass, cyclic olefin resin or the like.
  • the prism 140a is disposed above the well 21 in a posture in which the apex angle is 90 degrees.
  • the prism 140 a corresponds to the plurality of wells 21 of the microplate 20, and the longitudinal direction of the prism 140 a coincides with the alignment direction of the wells of the microplate 20.
  • the longitudinal direction of the prism 140a is 8 wells or 12 Corresponds to the alignment direction of the wells. That is, the prisms 140a correspond to eight wells or twelve wells.
  • the prism holding frame 140b has a rectangular cavity corresponding to the size of the microplate 20, and a plurality of prisms 140a are disposed in this cavity.
  • the prism supporting portion 140c projecting inward by a predetermined length is provided on the two opposing walls. It is provided.
  • the prism supporting portion 140c is provided at the lower end of the two walls of the prism holding frame 140b.
  • Each of the prisms 140 a is supported by the prism supporting portion 140 c by being placed on the prism supporting portion 140 c at a part of both longitudinal direction end portions.
  • each prism 140a is disposed above the well group to be arranged.
  • the projection length of the prism support portion 140 c is set to a length that does not block the light emitted from the well 21, folded back by the prism type reflection member 140, and entering the well 21.
  • the surface (bottom surface) of the prism 140 a of the prism type reflecting member 140 facing the microplate 20 is a flat surface.
  • the light incident from the flat portion (bottom surface) of the prism 140a is totally reflected by two slopes sandwiching the apex angle (right angle), and as a result, it is folded 180 degrees and exits.
  • the optical axis of the incident light incident on the prism 140a and the optical axis of the folded light emitted from the prism 140a by 180 degrees are separated by a predetermined interval.
  • the prismatic reflecting member 140 is a right-angle prism having two reflecting surfaces sandwiching a 90 degree apex angle.
  • one reflecting surface is at an angle of 45 degrees to the vertical direction
  • the other reflecting surface is at an angle of -45 degrees to the vertical direction.
  • these two reflective surfaces extend along the arrangement direction of the wells 21 respectively.
  • each light source 12 a passing through each light guiding light guide path 13 a of the light guiding plate portion 13, and passing through the sample 30 accommodated in each well 21 of the microplate 20 is a prism type reflecting member 140.
  • the light beam reaches the prism 140a, the light enters from the flat surface (bottom surface) of the prism 140a of the prism type reflection member 140, is folded 180 degrees, and exits from the flat surface (bottom surface).
  • the light emitted from the prism 140 a of the prism type reflection member 140 passes through the sample 30 contained in each well 21 of the microplate 20 again, and passes through each light receiving light guiding path 13 b of the light guiding plate portion 13. , And enters each light receiving sensor 12b.
  • the prism type reflection member 140 may be provided with a flat prism positioning member 141 for positioning the prism 140a at a predetermined position of the hollow portion of the prism holding frame 140b.
  • the prism positioning member 141 is a bowl-shaped recess corresponding to the apex angle of the prism 140a, and has a prism positioning portion 141a extending linearly along the longitudinal direction of the prism 140a.
  • Each prism 140a is positioned at a predetermined position by arranging the prism positioning member 141 on the top of the prism type reflecting member 140 and arranging the apex angle of each prism 140a in the prism positioning portion 141a.
  • the prism 140a is positioned such that the vertex position thereof coincides with the central position of the light axis of the light guiding path 13a of the light guiding plate 13 and the light axis of the light receiving path 13b. Therefore, the light is emitted from each light source 12a, passes through each light guiding optical path 13a of the light guiding plate portion 13, passes through the sample 30 accommodated in each well 21 of the microplate 20, and is folded 180 degrees by the prism 140a. The transmitted light passes through the sample 30 housed in each well 21 of the microplate 20 again, passes through each light receiving light guide path 13 b of the light guide plate 13 appropriately, and enters the light receiving sensors 12 b. it can.
  • the prism 140a is not supported by the prism supporting portion 140c of the prism holding frame 140b, but as shown in FIG. 21, it is mounted on a light transmitting light transmitting plate 140d which is, for example, a glass plate. May be
  • the light transmission plate 140d can be supported by, for example, a light transmission plate support portion 140e which protrudes inward by a predetermined length from a wall surrounding the hollow portion of the prism holding frame 140b.
  • the prism positioning member 141 can be used as shown in FIG. 22 in order to position the prism 140a at a predetermined position.
  • FIG. 23 is a schematic block diagram of a microplate reader 10C which is a modification of the third embodiment.
  • the light from the light source 12a emitted from the light guiding path 13a for emitting light and traveling upward is folded 180 degrees and travels downward, and is received by the light receiving sensor 12b via the light guiding path 13b.
  • the light folding member 150 is used instead of the prism type reflecting member 140.
  • the microplate reader 10C shown in FIG. 23 has the same configuration as the microplate reader 10B shown in FIG. 17 except for the light return member 150. Therefore, hereinafter, the description will be made focusing on parts that are different in configuration from the microplate reader 10B.
  • the light folding member 150 is a plate member made of synthetic resin or metal. On the lower surface of the light folding member 150 is a wedge-shaped recess having a right vertical angle, and the light folding extending linearly along the arrangement direction of the wells 21 at a position facing the wells 21 of the microplate 20 The part 150a is provided. The light folding member 150 is positioned so that the vertex position of the light folding portion 150a coincides with the central position of the light axis of the light guiding light guide path 13a of the light guiding plate 13 and the light axis of the light receiving light guiding path 13b. Will be placed. As shown in FIG.
  • the light return part 150 a has a first slope 151 forming an angle of 45 degrees with the normal direction, and a second slope 152 forming an angle of ⁇ 45 degrees with the normal direction. And.
  • Each of the first slope 151 and the second slope 152 is a reflective surface provided with the light reflective coating 150b on the surface.
  • the light reflecting coating 150 b is made of, for example, an aluminum thin film, and is applied to the first slope 151 and the second slope 152 by a method such as plating.
  • the light return member 150 turns the light emitted from the light guide path 13a and traveling upward to the lower side by 180 degrees, as with the prism type reflection member 140 shown in FIG. It can be advanced.
  • the light reflecting member 150 b may be deteriorated due to oxidation or the like due to long-term use, and the reflectance may be reduced. Therefore, the light folding member 150 needs to be replaced appropriately according to the degree of deterioration.
  • the prism type reflection member 140 mentioned above uses the prism 140a which consists of glass or a transparent synthetic resin, it is not necessary to provide the light reflection coating part 150b for reflecting light. Therefore, the prism type reflection member 140 does not require the replacement operation due to the deterioration of the light reflection coating portion 150 b like the light return member 150.
  • the reflecting member that folds the light 180 degrees is not limited to the above-described prism type reflecting member 140 and the light folding member 150.
  • the reflecting member may be formed in the same flat plate configuration as the mirror plate 14 of the first embodiment, and may be a scattering plate (scattering plate) whose surface facing the microplate 20 is a scattering surface. When this scattering plate is used, although the reflected light intensity is significantly reduced, the alignment as in the above-mentioned prism-type reflecting member 140 and light returning member 150 can be made unnecessary.
  • the reflecting member may use a retro reflector type optical element (for example, a corner cube reflector) using three reflections.
  • a retro reflector type optical element for example, a corner cube reflector
  • the prism type reflection member 140 it is necessary to adjust not only alignment but also the angular position of the slope (reflection surface) with respect to incident light. In the case of using this retroreflector type optical element, Only alignment is required.
  • the angle between the optical axis of the light guiding light guide path 18c of the microplate reader unit 18 and the optical axis of the light receiving light guide path 13d in the second embodiment and the light axis direction is 0 degrees. It is also possible to provide a microplate reader unit to which any one of the prism type reflection member 140, the light folding member 150, the above-described scattering plate (scattering plate), and the retroreflector type optical element is applied.
  • the bottom of the well of the microplate 20 has a flat plate shape
  • the shape of the bottom of the well may not necessarily be flat.
  • the shape of the bottom of the well 22 of the microplate 20 may be spherical.
  • a slight gap is formed between the light emitting end of the light guiding path 13a for light projection and the bottom of the well 22 and between the light incidence end of the light guiding path 13b for light receiving and the bottom of the well 22 respectively. Therefore, there is a possibility that external light may be incident.
  • the intensity of the external light can be attenuated to such an extent that the measurement result is not affected.
  • the light emitting and receiving unit (the light source and the light receiving sensor) may be configured to be individually driven one by one.
  • the number of wells and the position of the microplate it is possible to selectively drive the required number and positions of the light emitting and receiving parts.
  • a microplate reader corresponding to microplates with different numbers of wells can be obtained.
  • the number of light emitting and receiving parts and the number of wells do not necessarily have to be the same, and microplates having a smaller number of wells than the number of light emitting and receiving parts may be arranged.
  • each said embodiment it is not necessarily restricted to arrange
  • the sample contained in the well can be appropriately deformed within a range where light measurement can be performed, such as arranging the light emitting / receiving unit in the direction.
  • DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Microplate reader, 11 ... Substrate, 12a ... Light source, 12b ... Light reception sensor, 13 ... Light guide plate part, 13a ... Light guide path for light emission, 13b ... Light guide path for light reception, 14 ... Mirror plate, 14a ... Reflection surface .. 15: housing, 18: microplate reader unit, 20: microplate, 21: well, 140: prism type reflecting member, 140a: prism, 140d: light transmitting plate, 141: prism positioning member, 150: light folding member , 150a: light return part, 150b: light reflection coating part, 151: first slope, 152: second slope

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Abstract

小型化が可能であり、マイクロプレートの各ウェルに収容された試料全ての光測定を短時間で高精度に行うことができるマイクロプレートリーダーが開示される。　マイクロプレートリーダー（１０）は、マイクロプレート（２０）の１つのウェルに対応した投光部と受光部とからなる組を、少なくともマイクロプレート（２０）のウェル（２１）の数だけ有する投光受光部と、投光受光部側からウェル（２１）に収容された試料（３０）を通過した光を、投光受光部側へ反射させる反射部材と、投光部から放出される光を試料（３０）へ導光する投光用導光路（１３ａ）と、反射部材によって反射され試料（３０）を通過した光を受光部へ導光する受光用導光路（１３ｂ）と、投光用導光路（１３ａ）および受光用導光路（１３ｂ）を、それぞれ顔料含有樹脂により包囲する包囲部材（１３ｃ）と、を有する導光部と、を備える。

Description

マイクロプレートリーダー
　本発明は、マイクロプレートのウェルに収容された試料に対して光学的測定を行うマイクロプレートリーダーに関する。
　従来、例えばアクリル、ポリエチレン、ポリスチレン、ガラス等からなり、多数の窪み（ウェル）が設けられた平板状のマイクロプレートを用いて、試薬の分離、合成、抽出、分析、細胞培養などが行われている。例えば、抗体が固定された各ウェルに抗原を含む試薬を注入することにより発生する抗体抗原反応（酵素免疫反応）に関する測定（例えば、ＥＬＩＳＡ法による測定）が、マイクロプレートを用いて行われる。
　マイクロプレートの各ウェルに収容された試料に対しては、例えば、当該試料の光学的性質が測定される。この測定は、上記試料に対して光学的測定を行う測定装置であるマイクロプレートリーダーによって行われる。マイクロプレートリーダーは、例えば、吸光、蛍光、化学発光、蛍光偏光等の光学的性質を測定可能である。
　従来のマイクロプレートリーダーとして、例えば特許文献１（特開２０１４－４１１２１号公報）に記載の技術がある。特許文献１（特開２０１４－４１１２１号公報）に記載のマイクロプレートリーダーは、試料に対して光照射を行ったり、光照射された試料からの発光を観測し光測定を行ったりするための光学的測定／検出装置（測定ヘッド）を有する。測定ヘッドからマイクロプレートへの光照射は、マイクロプレートの各ウェルの下方向から行われ、測定ヘッドは、各ウェルの上方へ放出される観測光を測定する。測定ヘッドは固定されており、マイクロプレートは、マイクロプレートリーダーの駆動機構により、測定ヘッドの検出軸（マイクロプレートに垂直な方向の軸（Ｚ軸））にウェルが位置するように、２次元方向（Ｘ方向、Ｙ方向）に走査される。
　また、特許文献２（特開２００９－１０３４８０号公報）には、携帯可能な程度に小型化されたマイクロプレートリーダーが開示されている。特許文献２（特開２００９－１０３４８０号公報）に記載のマイクロプレートリーダーは、８つのウェルが一列に配置された８連のマイクロプレートを挿入可能な空間を有し、当該空間内をマイクロプレートがスライド可能に構成されている。このマイクロプレートリーダーは、上記空間の上部かつ、マイクロプレートのウェル上面に対向する位置から、当該ウェルに保持される試料へ光が照射される構成を有する。また、上記空間の下部には、上記試料から放出される光を検出するフォトダイオードが設けられている。マイクロプレートリーダーは、マイクロプレートを上記空間内においてスライドさせながら光測定を行う。
特開２０１４－４１１２１号公報 特開２００９－１０３４８０号公報
　しかしながら、上記特許文献１（特開２０１４－４１１２１号公報）に記載されたマイクロプレートリーダーは、１回の測定で１枚のマイクロプレートの各ウェルに収容された試料全てについて測定を行うことはできない。各ウェルに収容された試料全てについて測定を行うには、マイクロプレートを走査させて複数回の光測定を行う必要があり、測定に時間がかかる。また、特許文献１（特開２０１４－４１１２１号公報）に記載されたマイクロプレートリーダーでは、１回の光測定毎に都度、マイクロプレートを走査させるための駆動機構が必須となり、装置自体が大がかりとなる。
　そのため、ライフサイエンス分野におけるポイントオブケア（ＰＯＣＴ）検査のような分野で要請される装置の小型化への対応は難しい。
　また、上記特許文献２（特開２００９－１０３４８０号公報）に記載されたマイクロプレートリーダーは、携帯可能な程度に小型化されてはいるが、特許文献１（特開２０１４－４１１２１号公報）に記載されたマイクロプレートリーダーと同様に、１回の測定でマイクロプレートの各ウェルに収容された試料全てについて光測定を行うことはできない。８連のマイクロプレートリーダーを、１回の光測定毎、１次元方向に走査させる必要があるため、測定に時間がかかる。また、２次元方向にウェルが配置されたマイクロプレートには対応できない。
　さらに、マイクロプレートを挿入する空間に対して外光がノイズ光として入射するおそれがあり、各ウェルに収容されている試料の光測定を高精度に行うことができない。
　そこで、本発明は、小型化が可能であり、マイクロプレートの各ウェルに収容された試料全ての光測定を短時間で高精度に行うことができるマイクロプレートリーダーを提供することを課題としている。
　上記課題を解決するために、本発明に係るマイクロプレートリーダーの一態様は、筐体と、前記筐体内において、配置されるマイクロプレートの一方の側に配置され、前記マイクロプレートの１つのウェルに対応した投光部と受光部とからなる組を、少なくとも前記マイクロプレートのウェルの数だけ有する投光受光部と、前記マイクロプレートを挟んで前記投光受光部とは反対側に配置され、前記投光受光部側から前記ウェルに収容された試料を通過した光を、前記投光受光部側へ反射させる反射部材と、前記投光受光部と前記マイクロプレートとの間に配置され、前記投光部から放出される光を前記試料へ導光する投光用導光路と、前記反射部材によって反射され当該試料を通過した光を前記受光部へ導光する受光用導光路と、前記投光用導光路および前記受光用導光路を、それぞれ光を吸収する特性を有する顔料を含有する顔料含有樹脂により包囲する包囲部材と、を有する導光部と、を備える。
　このように、１つのウェルに投光部と受光部とがペアで設けられており、投光部と受光部との組が全てのウェルに対してそれぞれ設けられている。したがって、マイクロプレートの各ウェルに収容される試料の全ての光測定をほぼ同時に行うことが可能となり、測定時間を短縮することができる。また、従来のようなマイクロプレートを走査させるための複雑な駆動機構等が不要であるため、小型化を実現することができる。さらに、導光路を、外光や散乱光を吸収可能な顔料含有樹脂により包囲するので、外光や散乱光等が迷光（ノイズ光）となって受光部に入射されることを抑制することができる。そのため、当該迷光による測定誤差を低減することができ、高精度な測定が可能となる。
　また、前記マイクロプレートリーダーにおいて、前記投光受光部の上方に前記導光部が配置され、前記導光部の上方に配置された前記マイクロプレートの上方に、前記反射部材が配置されていてもよい。
　このように、マイクロプレートリーダーは、投光受光部の上に導光部を配置し、導光部の上にマイクロプレートを配置し、マイクロプレートの上に反射部材を配置する構造とすることができる。この場合、投光受光部および導光部を筐体内に固定しておき、試料を収容したマイクロプレートを導光部上に載置し、マイクロプレートの上方を反射部材で覆うようにすればよい。したがって、セッティングが容易なマイクロプレートリーダーとすることができる。
　さらに、前記マイクロプレートリーダーは、複数の前記投光部および前記受光部への給電回路を有し、前記投光部および前記受光部がそれぞれ電気的に接続された基板をさらに備えてもよい。
　この場合、複数の投光部および受光部への電力供給を、配線パターンが形成された１枚のプリント基板によって実現することができ、マイクロプレートリーダーの小型化が図れる。
　また、前記マイクロプレートリーダーにおいて、前記投光部は、発光ダイオードであってもよい。発光ダイオード（ＬＥＤ）は小型であるため、投光部を適切に各ウェルに１つずつ対応させて設置することが可能である。また、ＬＥＤは比較的安価であるため、マイクロプレートリーダーを低コストで実現することができる。
　さらに、前記マイクロプレートリーダーにおいて、前記受光部は、受光センサであってもよい。この場合、受光部をカラーセンサとすることが可能であり、容易に測定データを得ることができる。
　また、前記マイクロプレートリーダーにおいて、前記受光部は、光ファイバであってもよい。この場合、複数の光ファイバによって導光された光を画像センサにより取り込み、画像データとして光測定データを取得することもできる。この場合、全ウェルに対応した光測定データを一括して同時にデータ処理することが可能となる。
　さらに、前記マイクロプレートリーダーにおいて、前記反射部材は、前記マイクロプレートに対向する面において、前記投光用導光路および前記受光用導光路の形成位置に応じて選択的に設けられていてもよい。
　この場合、１つのウェルを通過して反射部材に到達した光の一部が当該ウェルに隣接する他のウェルに入射することを抑制することが可能となり、高精度な測定結果を得ることができる。
　また、前記マイクロプレートリーダーにおいて、前記投光用導光路の光出射端と前記受光用導光路の光入射端との水平方向における距離が、前記投光用導光路の光入射端と前記受光用導光路の光出射端との水平方向における距離よりも短くてもよい。
　この場合、投光部から放出され、マイクロプレートのウェルを通過して反射部材により折り返された光を、再度上記ウェルを通過させて適切に受光部へ導くことができる。つまり、マイクロプレートの鉛直方向における一方の側に投光部と受光部とを配置した場合であっても（マイクロプレートを挟んで上下方向に投光部と受光部とを設けなくても）、適切に対応するウェルに収容される試料へ光を照射し、当該試料を通過した光を測定することができる。
　さらに、前記マイクロプレートリーダーにおいて、前記投光用導光路および前記受光用導光路の光軸と鉛直方向とのなす角が０度であってもよい。この場合、導光部を容易に成形することができる。
　また、前記マイクロプレートリーダーにおいて、前記反射部材は、前記投光用導光路を通過し前記反射部材に入射する入射光を、１８０度折り返して前記投光受光部側へ反射させる光学素子を有してもよい。この場合、投光用導光路から放出され鉛直方向に進行する投光部からの光を、１８０度折り返して鉛直方向反対側に進行させ、受光用導光路を介して受光部に受光させることができる。
　さらに、前記マイクロプレートリーダーにおいて、前記投光用導光路を通過し前記反射部材に入射する入射光の光軸と、前記反射部材により１８０度折り返され、前記受光用導光路に入射する折り返し光の光軸とが、所定の間隔をもって離間していていてもよい。
　この場合、投光用導光路の光軸と受光用導光路の光軸とが水平方向に所定の間隔をもって離間している場合であっても、投光用導光路から放出され鉛直方向に進行する投光部からの光を、適切に受光用導光路に入射させることができる。
　また、前記マイクロプレートリーダーにおいて、前記反射部材は、前記鉛直方向に対して４５度の角度をなす第１の反射面と、前記鉛直方向に対して－４５度の角度をなす第２の反射面とを有していてもよい。
　この場合、投光用導光路を通過し反射部材に入射した入射光は、第１の反射面および第２の反射面の一方の反射面により９０度折り返されて他方の反射面に入射し、当該他方の反射面により９０度更に折り返される。このように、入射光を、適切に１８０度折り返して投光受光部側へ反射させることができる。
　さらにまた、前記マイクロプレートリーダーにおいて、前記反射部材は、前記第１の反射面と前記第２の反射面とを有する直角プリズムであってもよい。この場合、投光用導光路を通過し反射部材に入射する入射光を、適切に１８０度折り返して投光受光部側へ反射させることができる。
　また、前記マイクロプレートリーダーにおいて、前記反射部材は、前記第１の反射面と前記第２の反射面とからなる凹部を有するプレート部材であってもよい。この場合、投光用導光路を通過し反射部材に入射する入射光を、適切に１８０度折り返して投光受光部側へ反射させることができる。
　さらに、前記マイクロプレートリーダーにおいて、前記第１の反射面と前記第２の反射面とは、それぞれ前記ウェルの配列方向に沿って伸びていてもよい。この場合、一方向に配列された複数のウェルに対応して１つの反射部材を設ければよい。したがって、その分の部品点数を削減することができる。また、マイクロプレートと反射部材との位置合わせの工数も削減することができる。
　また、前記マイクロプレートリーダーにおいて、前記反射部材は、前記投光用導光路を通過し前記反射部材に入射する入射光を散乱させ、１８０度折り返して前記投光受光部側へ反射させる平板状の散乱プレートであってもよい。
　この場合、投光用導光路の光軸と受光用導光路の光軸とが水平方向に所定の間隔をもって離間している場合であっても、投光用導光路から放出され鉛直方向に進行する投光部からの光を、適切に受光用導光路に入射させることができる。また、マイクロプレートと反射部材との位置合わせ精度も必要ない。
　また、前記マイクロプレートリーダーにおいて、前記反射部材は、３つの反射面を有し、前記投光用導光路を通過し前記反射部材に入射する入射光を３回反射して、１８０度折り返して前記投光受光部側へ反射させるリトロリフレクタ型光学素子であってもよい。
　この場合、投光用導光路を通過し反射部材に入射する入射光を、適切に１８０度折り返して投光受光部側へ反射させることができる。
　さらに、前記マイクロプレートリーダーにおいて、前記投光用導光路および前記受光用導光路の少なくとも一部に、前記顔料含有樹脂を構成する光透過特性を有する樹脂が充填されていてもよい。
　この場合、導光路と包囲部材との界面における光の反射や散乱を抑制することができる。したがって、より効果的に迷光による測定誤差を抑制することができる。
　また、本発明に係るマイクロプレートリーダーユニットの一態様は、マイクロプレートの１つのウェルに対応した投光部と受光部とを有する投光受光部と、前記投光部から放出される光を、対応する前記ウェルが収容する試料へ導光する投光用導光路と、前記投光用導光路および前記試料を通過した光が折り返されて再び前記試料を通過した光を、前記受光部へ導光する受光用導光路と、前記投光用導光路および前記受光用導光路を、それぞれ光を吸収する特性を有する顔料を含有する顔料含有樹脂により包囲する包囲部材と、を有する導光部と、を備える。
　これにより、小型化が可能であり、マイクロプレートの各ウェルに収容された試料全ての光測定を短時間で高精度に行うことができるマイクロプレートリーダーを構成することができる。
　さらに、前記マイクロプレートリーダーユニットにおいて、前記投光用導光路および前記受光用導光路の光軸と鉛直方向とのなす角が０度であってもよい。この場合、導光部を容易に成形することができる。
　本発明のマイクロプレートリーダーは、小型化が可能であり、マイクロプレートの各ウェルに収容された試料全ての光測定を短時間で高精度に行うことができる。
　上記した本発明の目的、態様及び効果並びに上記されなかった本発明の目的、態様及び効果は、当業者であれば添付図面及び請求の範囲の記載を参照することにより下記の発明を実施するための形態（発明の詳細な説明）から理解できるであろう。
図１は、本実施形態におけるマイクロプレートリーダーの概略構成図である。 図２は、マイクロプレートリーダーの主要部の分解斜視図である。 図３は、光源およびセンサの電源ラインの一例である。 図４は、導光路に侵入する外光について説明する図である。 図５は、光の通過経路について説明する図である。 図６は、マイクロプレートリーダーのセッティング方法を説明する図である。 図７は、マイクロプレートリーダーのセッティング方法を説明する図である。 図８は、マイクロプレートリーダーのセッティング方法を説明する図である。 図９は、外光の影響を説明する図である。 図１０は、ミラープレートの別の例を示す図である。 図１１は、ミラープレートの別の例を示す図である。 図１２は、測定データを一括処理するための構成を示す図である。 図１３は、マイクロプレートリーダーユニットの構成を示す図である。 図１４は、マイクロプレートリーダーユニットの配置例である。 図１５は、９６ウェルのマイクロプレートの測定例である。 図１６は、６ウェルのマイクロプレートの測定例である。 図１７は、第三の実施形態のマイクロプレートリーダーの概略構成図である。 図１８は、マイクロプレートリーダーの上面図である。 図１９は、図１８におけるＢ－Ｂ断面図である。 図２０は、プリズム位置決め部材を有する反射部材の構成例である。 図２１は、光透過板を有する反射部材の構成例である。 図２２は、光透過板およびプリズム位置決め部材を有する反射部材の構成例である。 図２３は、第三の実施形態のマイクロプレートリーダーの変形例である。 図２４は、光折り返し部の構成を示す図である。 図２５は、マイクロプレートの別の例を示す図である。
　以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第一の実施形態）
　図１は、本実施形態におけるマイクロプレートリーダー１０の概略構成図である。また、図２は、マイクロプレートリーダー１０の主要部の構成を示す分解斜視図である。
　マイクロプレートリーダー１０は、基板１１と、複数の光源１２ａと、複数の受光センサ１２ｂと、導光プレート部（導光部）１３と、ミラープレート（反射部材）１４と、筐体１５と、電源部１６と、給電ケーブル１７と、を備える。
　基板１１、複数の光源１２ａ、複数の受光センサ１２ｂ、導光プレート部１３、電源部１６および給電ケーブル１７は、上方に開口部を有する筐体１５内に配置され、固定されている。本実施形態におけるマイクロプレートリーダー１０は、図２に示すように、基板１１の上に複数の光源１２ａおよび複数の受光センサ１２ｂからなる投光受光部が設けられ、当該投光受光部の上に導光プレート部１３が設けられ、筐体１５内における導光プレート部１３の上部にマイクロプレート２０が設置可能に構成されている。
　そして、マイクロプレートリーダー１０は、導光プレート部１３上に設置されたマイクロプレート２０の上に、ミラープレート１４が配置されるよう構成されている。ミラープレート１４のマイクロプレート２０と対向する面１４ａは、反射面（ミラー面）となっている。ミラープレート１４は、筐体１５の開口部を塞ぎ、マイクロプレート２０の上蓋として機能する。
（マイクロプレート）
　マイクロプレート２０は、例えばアクリル、ポリエチレン、ポリスチレン、ガラス等からなる平板状の部材である。図２に示すように、マイクロプレート２０は、例えば長方形状の平板であり、表面に多数のウェル２１が設けられている。ウェル２１の形状は、例えば平底を有する円柱形状である。また、ウェル２１の数は、６個、２４個、９６個、３８４個等であり、容量は数μリットル～数ｍリットルである。図２に示すマイクロプレート２０は、８×１２の９６ウェルのマイクロプレートである。
（投光受光部）
　光源１２ａは、光を照射する投光部であり、受光センサ１２ｂは、光を受光する受光部である。光源１２ａと受光センサ１２ｂとは、それぞれ基板１１の上部表面に配置される。光源１２ａは、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）であり、受光センサ１２ｂは、例えばＲＧＢカラーセンサである。
　マイクロプレートリーダー１０は、光源１２ａおよび受光センサ１２ｂを、それぞれマイクロプレート２０のウェル２１と同じ数だけ備える。つまり、マイクロプレート２０の１つのウェル２１に対し、１つの光源１２ａおよび１つの受光センサ１２ｂからなる１組の投光受光部が対応して設けられている。例えば図２に示すように、マイクロプレート２０のウェル２１が９６個ある場合、基板１１には、９６組の投光受光部が設けられる。
（基板）
　基板１１は、光源１２ａが接続される光源用電源ラインと、受光センサ１２ｂが接続されるセンサ用電源ラインとを有する。複数の光源１２ａは、基板１１に設けられた光源用電源ラインに接続され、光源用電源ラインから電力を得ている。また、複数の受光センサ１２ｂは、基板１１に設けられたセンサ用電源ラインに接続され、センサ用電源ラインから電力を得ている。基板１１の光源用電源ラインおよびンサ用電源ラインには、電源部１６から給電ケーブル１７を介して電力が供給される。
　複数の光源１２ａは、例えば図３に示すように、光源用電源ラインに対し並列に接続されている。また、同様に複数の受光センサ１２ｂは、例えば図３に示すように、センサ用電源ラインに対し並列に接続されている。
　光源１２ａおよび受光センサ１２ｂに接続される給電用の配線部は、それぞれ２つである。そのため、本実施形態のように投光受光部が９６組設けられる場合は、３８４個の配線が必要となる。このように膨大な配線をコンパクトにまとめるために、基板１１は、上記配線のパターン（給電回路）が形成されたプリント基板として構成される。なお、基板１１は、光源１２ａおよび受光センサ１２ｂへの給電回路のみならず、センサ出力回路やセンサ出力の外部への通信回路等が設けられていてもよい。
（導光プレート部）
　導光プレート部１３は、基板１１に設けられた光源１２ａから放出される光をマイクロプレート２０のウェル２１に導光するための投光用導光路１３ａと、後述するようにウェル２１に収容された試料３０等を通過して放出される光を受光センサ１２ｂに導光する受光用導光路１３ｂとを備える。
　導光プレート部１３は、導光路１３ａ、１３ｂを、それぞれマイクロプレート２０のウェル２１と同じ数だけ備える。つまり、マイクロプレート２０の１つのウェル２１に対し、１つの投光用導光路１３ａおよび１つの受光用導光路１３ｂからなる１組の導光路が対応して設けられる。例えば図２に示すように、マイクロプレート２０のウェル２１が９６個ある場合、導光プレート部１３は、９６組の導光路を備える。
　導光プレート部１３の投光用導光路１３ａの光入射端および受光用導光路１３ｂの光出射端は、それぞれ基板１１上に設置された光源１２ａおよび受光センサ１２ｂに対応する位置に配置されている。また、導光プレート部１３の投光用導光路１３ａの光出射端および受光用導光路１３ｂの光入射端は、それぞれ導光プレート１３上に設置されたマイクロプレート２０のウェル２１の底面に対応する位置に配置されている。すなわち、図示を省略した位置決め手段により、マイクロプレート２０は、各ウェル２１の底面が、投光用導光路１３ａの光出射端と受光用導光路１３ｂの光入射端とが１つずつ対向する位置に位置決めされる。
　投光用導光路１３ａは、光源１２ａから放出される光に対して透明な樹脂（例えば、シリコーン樹脂）により構成される。同様に、受光用導光路１３ｂは、ウェル２１に収容された試料３０等から放出される光に対して透明な樹脂（例えば、シリコーン樹脂）により構成される。また、投光用導光路１３ａおよび受光用導光路１３ｂは、顔料含有樹脂からなる包囲部材１３ｃにより包囲されている。ここで、顔料含有樹脂は、光透過特性を有する樹脂（例えば、シリコーン樹脂）に、迷光を吸収する特性を有する顔料を含有したものである。上記顔料は、例えば、黒色顔料であるカーボンブラック等を採用することができる。
　本実施形態では、導光路１３ａ、１３ｂを構成する透明な樹脂と、顔料含有樹脂を構成する光透過性を有する樹脂との材質を同じにする。これにより、両樹脂の界面での反射および散乱が抑制される。また、顔料含有樹脂に入射した迷光は、その顔料含有樹脂で吸収され、導光路１３ａ、１３ｂにほとんど戻らず、迷光の複雑な多重反射がほとんど発生しない。
　図４に示すように、導光路１３ａ、１３ｂに侵入する外光等のノイズ光Ｌ１１は、導光路１３ａ、１３ｂの光軸と同方向に進む成分は非常に少なく、大部分は、導光路１３ａ、１３ｂと顔料含有樹脂からなる包囲部材１３ｃとの界面から顔料含有樹脂へと入射し、顔料により吸収される。このとき、上記界面での反射は、導光路１３ａ、１３ｂを構成する透明な樹脂と、包囲部材１３ｃを構成する顔料含有樹脂との材質を同じとすることにより、発生しない。
　なお、顔料に入射する外光やその散乱光は、当該顔料によりほぼ吸収されるが、わずかながら顔料表面で散乱される。しかしながら、その散乱光は、再度顔料含有樹脂からなる包囲部材１３ｃへと入射する場合が多く、顔料含有樹脂の顔料により吸収されることになる。
　したがって、図４に示すように、投光用導光路１３ａから取り出される光の大部分は、投光用導光路１３ａの光軸に沿った直進光Ｌ１となり、受光用導光路１３ｂから取り出される光の大部分は、受光用導光路１３ｂの光軸に沿った直進光Ｌ２となる。
　ところで、導光路１３ａ、１３ｂの断面積や光路長の設定によっては、顔料表面によりわずかながら散乱される散乱光の一部が、導光路１３ａ、１３ｂの光出射端から放出される場合がある。そのため、導光路１３ａ、１３ｂの断面積や光路長を適宜設定し、その強度を測定に影響しない程度にまで減衰することが好ましい。
　導光路の光入射端の面積が大きくなると、導光路へ入射する光量は大きくなる。よって、当該光入射端の面積が大きくなると、導光路を進む直進光の強度も、導光路の光入射端で散乱して光出射端へと散乱光として到達する外光の強度も大きくなる。
　本発明者らは、導光路の光入射端の面積に対する直進光の強度依存性、および外光の強度依存性を調査した。その結果、導光路の直径の増加に対する外光の強度の増加量は、測定光の強度の増加量よりも大きいことがわかった。
　つまり、導光路の光入射端の面積が狭いほど、Ｓ／Ｎ比が向上することがわかった。具体的には、光入射端から光出射端までの距離（Ｌ）に対する、導光路の光入射端の面積（Ａ）の平方根の比（√Ａ／Ｌ）が、０．４以下であると、Ｓ／Ｎ比が十分に高い光測定が可能となることがわかった。
　したがって、導光路１３ａ、１３ｂの断面積や光路長を、上記の条件を満たすように設定することが好ましい。これにより、散乱光の光測定への悪影響を適切に抑制することができる。
（ミラープレート）
　ミラープレート１４のマイクロプレート２０と対向する面１４ａは、反射面（ミラー面）となっている。そのため、各光源１２ａから放出され、導光プレート部１３の各投光用導光路１３ａを通過し、マイクロプレート２０の各ウェル２１に収容された試料３０を通過した光は、ミラープレート１４に到達後、当該ミラープレート１４の反射面１４ａにより反射される。
　本実施形態では、投光用導光路１３ａの光出射端と受光用導光路１３ｂの光入射端との水平方向における距離は、投光用導光路１３ａの光入射端と受光用導光路１３ｂの光出射端との水平方向における距離よりも短い。つまり、図１における上下方向を法線方向と規定した場合、投光用導光路１３ａの光軸および受光用導光路１３ｂの光軸は、それぞれ法線方向に対して所定の角度で傾斜している。
　そのため、ミラープレート１４の反射面１４ａにより反射された光は、再度マイクロプレート２０の各ウェル２１に収容された試料３０を通過し、導光プレート部１３の各受光用導光路１３ｂを通過して、各受光センサ１２ｂに入射する。
　投光用導光路１３ａの光軸と法線方向とのなす角と、受光用導光路１３ｂの光軸の法線方向とのなす角とは、光源１２ａから放出された光が、ミラープレート１４の反射面１４ａによって反射されて受光センサ１２ｂへ適切に入射されるよう適宜設定される。以下、この点について図５を参照しながら詳細に説明する。
　なお、図５においては、光路の理解を容易にするために、ミラープレート１４とマイクロプレート２０とは、上下方向にある程度離間して描画している。実際は、ミラープレート１４は、マイクロプレート２０上に載置され、マイクロプレート２０の上蓋として機能し、マイクロプレート２０の上方からの外光の侵入を抑制している。ただし、マイクロプレート２０の上方からの外光の影響を無視できる場合には、ミラープレート１４とマイクロプレート２０との間には、所定の間隔を設けてもよい。
　図５に示すように、導光路１３ａ、１３ｂからミラープレート１４までの光が通過する経路は、複数の界面４１～４３を含む。ここで、界面４１は、樹脂（例えば、シリコーン樹脂）からなる導光路１３ａ、１３ｂの端面（投光用導光路１３ａの光出射端、受光用導光路１３ｂの光入射端）とマイクロプレート２０の底面との間の界面である。界面４２は、マイクロプレート２０のウェル２１の底面と試料３０との間の界面である。また、界面４３は、試料３０と空気との界面である。各界面４１～４３の前後では媒質が変わるため、光の屈折が生じる。
　そこで、投光用導光路１３ａの光軸と法線方向とのなす角、および受光用導光路１３ｂの光軸の法線方向とのなす角は、それぞれ上記のような光の屈折を考慮して設定しておく必要がある。
　例えば、導光路１３ａ、１３ｂを構成する樹脂の材質がＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）樹脂、マイクロプレート２０の材質がポリスチレンである場合、導光路１３ａ、１３ｂの屈折率は１．４１、マイクロプレート２０の屈折率は、１．５９である。以下、試料３０の屈折率が水と同等（１．３３）であるとし、空気の屈折率を１として、上記の光の屈折の影響を検討する。
　図５において、例えば、投光用導光路１３ａの光軸と法線方向とのなす角をθ１とする。この場合、投光用導光路１３ａからマイクロプレート２０への入射角はθ１である。ここで、マイクロプレート２０を通る光の屈折角をθ２とすると、スネルの法則により、以下の式が成立する。
　１．４１×ｓｉｎ（θ１）＝１．５９×ｓｉｎ（θ２）　・・・（１）
　上記（１）式において、θ１を例えば５°とすると、θ２は４．４３°となる。
　同様に、マイクロプレート２０から試料３０への入射角をθ２、試料３０を通る光の屈折角をθ３とすると、スネルの法則により、以下の式が成立する。
　１．５９×ｓｉｎ（θ２）＝１．３３×ｓｉｎ（θ３）　・・・（２）
　上記（２）式において、θ２は、上記（１）式により４．４３°であるため、θ３は５．３０°となる。
　同様に、試料３０から空気への入射角をθ３、空気を通りミラープレート１４の反射面１４ａへ到達する光の屈折角をθ４とすると、スネルの法則により、以下の式が成立する。
　１．３３×ｓｉｎ（θ３）＝１×ｓｉｎ（θ４）　・・・（３）
　上記（３）式において、θ３は、上記（２）式により５．３０°であるため、θ４は７．０５°となる。
　このように、上記条件では、θ１とθ４とでは２°程度の角度の差が生じる。したがって、投光用導光路１３ａの光軸と法線方向とのなす角、および受光用導光路１３ｂの光軸の法線方向とのなす角は、それぞれ上記の角度の差を考慮して設定しておくことが好ましい。
　ただし、例えばマイクロプレート２０のウェル２１の直径を６ｍｍ～７ｍｍ程度、ウェル２１の深さを１０ｍｍ～１１ｍｍ程度、導光プレート部１３の厚みを１０ｍｍ程度、マイクロプレート２０に収容されている試料３０の表面とミラープレート１４の反射面１４ａとの間隔を１ｍｍ程度とすると、導光プレート部１３からミラープレート１４の反射面１４ａまでの距離は２０ｍｍ程度である。つまり、光源１２ａからミラープレート１４までの光路長、およびミラープレート１４から受光センサ１３ｂまでの光路長は、それぞれ３０ｍｍ未満である。
　上記の条件では、上述したようにθ１とθ４との差は２°程度である。したがって、光路長が３０ｍｍ未満と比較的短い場合には、導光プレート部１３からミラープレート１４までの光線経路への各界面（界面４１～界面４３）での屈折の影響は小さいとみなすこともできる。
　次に、本実施形態におけるマイクロプレートリーダー１０のセッティング方法について説明する。
　図６に示すように、筐体１５内部に基板１１、複数の光源１２ａ、複数の受光センサ１２ｂ、導光プレート部１３、電源部１６および給電ケーブル１７が固定された状態のマイクロプレートリーダー１０に対して、作業者は、図７に示すように、各ウェル２１に試料３０が収容されたマイクロプレート２０を設置する。このとき、マイクロプレート２０は、導光プレート部１３上に載置される。また、このときマイクロプレート２０は、各ウェル２１の底面が、投光用導光路１３ａの光出射端と受光用導光路１３ｂの光入射端とが１つずつ対向する位置に位置決めされる。
　次に、図８に示すように、作業者は、マイクロプレート２０上にミラープレート１４を設置する。このとき、作業者は、ミラープレート１４における反射面１４ａとは反対の面に設けられた把持部１４ｂを持って、ミラープレート１４を、筐体１５の開口部を塞ぐようにマイクロプレート２０上に設置する。なお、ミラープレート１４は、不図示の位置決め部材により上下方向に位置決めがなされるようにしてもよい。
　作業者は、ミラープレート１４をマイクロプレート２０上に設置した後、不図示の電源スイッチ等を操作して、電源部１６から給電ケーブル１７を介して各光源１２ａおよび各受光センサ１２ｂへ電力を供給する。これにより、各光源１２ａから光が放出される。
　各光源１２ａから放出された光は、導光プレート部１３の各投光用導光路１３ａを通過し、マイクロプレート２０の各ウェル２１に収容された試料３０を通過してミラープレート１４に到達する。そして、ミラープレート１４に到達した光は、ミラープレート１４の反射面１４ａによって反射され、再度各ウェル２１を通過する。各ウェル２１を通過した光は、導光プレート部１３の各受光用導光路１３ｂを通過して受光センサ１２ｂによって受光される。このようにして、試料３０の光学特性（例えば、吸光特性）が測定される。
　受光センサ１２ｂによる測定結果は、光強度情報として、不図示のデータ通信部を介して外部装置に送信可能であってもよい。この場合、外部装置は、上記の光強度情報をもとに、試料３０の光学特性を測定する。
　以上説明したように、本実施形態におけるマイクロプレートリーダー１０は、水平配置されるマイクロプレート２０の下方に配置され、マイクロプレート２０の１つのウェル２１に対応した光源１２ａと受光センサ１２ｂとからなる組を、マイクロプレート２０のウェル２１の数だけ有する投光受光部を備える。また、マイクロプレートリーダー１０は、マイクロプレート２０の上方に配置され、投光受光部側からウェル２１に収容された試料３０を通過した光を、投光受光部側へ反射させるミラープレート１４を備える。さらに、マイクロプレートリーダー１０は、投光受光部とマイクロプレート２０との間に配置され、光源１２ａから放出される光を試料３０へ導光する投光用導光路１３ａと、ミラープレート１４によって反射され当該試料３０を通過した光を受光センサ１２ｂへ導光する受光用導光路１３ｂと、投光用導光路１３ａおよび受光用導光路１３ｂを、それぞれ顔料含有樹脂により包囲する包囲部材１３ｃと、を有する導光プレート部１３を備える。
　このように、本実施形態におけるマイクロプレートリーダー１０によれば、マイクロプレート２０の各ウェル２１全てに対応して、当該ウェル２１に収容される試料３０に光を照射するための光源１２ａと、当該試料３０から放出される光を計測する受光センサ１２ｂが設けられている。
　従来、マイクロプレート２０の各ウェル２１全てに対応して光源および受光センサを設けるという発想はなく、１回の光測定毎に都度、マイクロプレート２０を走査させ、複数回の測定によって全てのウェル２１の光測定を行っていた。そのため、全てのウェル２１の光測定には時間を要していた。
　本実施形態では、従来のように１回の光測定毎にマイクロプレート２０を走査させることなく、１回の測定でマイクロプレート２０の各ウェル２１に収容される試料３０の全ての光測定をほぼ同時に行うことが可能である。したがって、測定時間を短縮することができる。また、マイクロプレート２０を走査させるための複雑な駆動機構等が不要であるため、装置サイズを小さくすることが可能である。
　また、マイクロプレートリーダー１０は、光源１２ａからマイクロプレート２０の各ウェル２１に収容された試料３０へ照射され当該ウェル２１を通過した光を、再度上記ウェル２１を通過させて受光センサ１２ｂへ導くようなミラープレート１４を備える。そのため、光源１２ａと受光センサ１２ｂとをマイクロプレート２０の下方に並べて配置することが可能となり、投光部と受光部とをマイクロプレート２０を挟んで上下方向に対向配置させる場合と比較して光路部の長さを短くすることが可能となる。
　さらに、投光部と受光部とをマイクロプレート２０を挟んで上下方向に対向配置させる場合、マイクロプレート２０の上下にそれぞれ給電用の配線基板（プリント基板）が必要となるが、本実施形態のようにミラープレート１４を設けることで、マイクロプレート２０の一方の側のみに配線基板を設けるだけでよい。
　したがって、装置の小型化を実現することができる。
　また、導光プレート部１３は、マイクロプレート２０の各ウェル２１へ光を導光する投光用導光路１３ａと、各ウェル２１からの光を受光センサ１２ｂへ導光する受光用導光路１３ｂとを透明な樹脂（シリコーン樹脂）から構成し、これらの導光路１３ａ、１３ｂを外光や散乱光を吸収可能な顔料含有樹脂からなる包囲部材１３ｃにより包囲した構成を有する。したがって、上記外光や散乱光からのノイズ光（迷光）の影響を抑制することが可能である。
　特に、上記透明な樹脂と、顔料含有樹脂との材質を同じにすることにより、両樹脂の界面での反射や散乱を適切に抑制することができる。つまり、顔料含有樹脂に入射した迷光は当該顔料含有樹脂により吸収され導光路に殆ど戻らず、迷光の複雑な多重反射がほとんど発生しない。また、導光路１３ａ、１３ｂの断面積や光路長を適宜設定することにより、外光の影響を著しく抑制することもできる。
　すなわち、装置内部に外光が進入したとしても、導光プレート部１３における各導光路１３ａ、１３ｂにおいて、外光の影響は著しく減衰される。よって、マイクロプレートリーダー内部の光学系に対して厳密にノイズ光対策を行う必要がなく、また、そのノイズ光対策のために装置自体が大がかりになることもない。
　以上のようなシリコーン樹脂を用いたモノリシックな光学系の技術を、ＳＯＴ（Silicone Optical Technologies）と呼称する。本実施形態では、ＳＯＴ構造をマイクロプレートリーダーの光学系に採用することにより、外光（ノイズ光）の影響をほぼ無視することが可能となり、装置の小型化と高精度な光測定とが実現されたマイクロプレートリーダーとすることができる。
　また、マイクロプレートリーダー１０は、マイクロプレート２０を配置する筐体１５を備える。筐体１５は、例えば遮光性や断熱性を有する材料により構成することもできる。この場合、マイクロプレート２０の側面から入射する外光の影響や温度の影響を抑制することができる。したがって、マイクロプレート２０の端部に位置するウェル２１の測定データの信頼性を確保することができる。
　以上のように、本実施形態におけるマイクロプレートリーダー１０は、ＰＯＣＴ検査等の分野において携帯可能な程度に小型化され、マイクロプレート２０の各ウェル２１に収容された試料３０全ての光測定を短時間で高精度に行うことができる。
　なお、上述した導光プレート部１３の構造により、外光（ノイズ光）の影響はほぼ無視することが可能であるが、更なるノイズ光対策を講じるようにしてもよい。例えば図９に示すように、投光用導光路１３ａを通過する直進光以外の成分Ｌ２１がウェル２１を通過し、ミラープレート１４の反射面１４ａに到達した場合を考える。この場合、光成分Ｌ２１の一部が、隣接するウェル２１に入射し、受光用導光路１３ｂを通過してノイズ光として受光センサ１２ｂに到達することも考えられる。光源１２ａから放出される光（信号光）の強度が小さい場合には、微弱なノイズ光であっても測定結果に悪影響を及ぼす可能性が高いため、このようなノイズ光の影響を抑制する必要が出てくる。
　この場合、各ウェル２１を通過してきた光が再度当該ウェル２１へのみへ入射するように、ミラープレート１４の反射面１４ａの領域を制限すればよい。図１０は、反射面１４ａ領域を制限したミラープレート１４の一例である。
　図１０では、ミラープレート１４の反射面１４ａは、マイクロプレート２０の各ウェル２１の上方にそれぞれ制限され、反射面１４ａの周囲は、非反射面１４ｃとなっている。反射面１４ａの形状は、例えば図１１に示すように円形である。反射面１４ａが円形である場合、反射面１４ａは、ミラープレート１４において、円の中心が各ウェル２１の中心軸と略同位置となるような位置に設けられる。
　このように、ミラープレート１４のマイクロプレート２０に対向する面において、反射面１４ａを導光路１３ａおよび１３ｂの形成位置に応じて選択的に設けるようにしてもよい。上記のように反射面１４ａを制限することにより、１つのウェル２１を通過してミラープレート１４に到達した光の一部が上記ウェル２１に隣接する他のウェル２１に入射することを抑制することが可能となる。したがって、高精度な測定結果が得られる。
　また、本実施形態におけるマイクロプレートリーダー１０は、上述したように、マイクロプレート２０の各ウェル２１全てに対して、ほぼ同時に測定データを取得することが可能である。しかしながら、測定データの処理は、必ずしも同時に行うわけではなく、例えば、１回のデータ処理は８つのウェルに対して行い、これを１２回行う場合もある。この場合、データ処理時間がある程度かかってしまう。
　そこで、マイクロプレートリーダー１０は、各ウェル２１に対応する測定データを、一括して同時に処理することが可能な構造であってもよい。
　この場合、図１２に示すように、マイクロプレートリーダー１０は、各ウェル２１に収容される試料３０から放出され、受光用導光路１３ｂによって導光される光を、光ファイバ５１で受光する構造であってもよい。つまり、受光部として、受光センサ１２ｂの代わりに光ファイバ５１の先端（入射端）５１ａを配置するようにしてもよい。
　各ウェル２１に対応した受光用導光路１３ｂを通過した光を受光する各光ファイバ５１は、光出射端側で束ねることができる。この場合、各光ファイバ５１を束ねた光ファイバ束から出射される光は、画像センサ５２により取り込むことができる。画像センサ５２により取り込まれた画像データは、マイクロプレート２０の全ウェル２１に対応した光測定データであり、当該画像データを演算処理することにより、全ウェル２１に対応した光測定データを一括して同時にデータ処理することが可能となる。
　なお、本実施形態においては、マイクロプレートリーダー１０は、光源１２ａおよび受光センサ１２ｂからなる投光受光部の上に導光プレート部１３を配置し、導光プレート部１３の上にマイクロプレート２０を配置し、マイクロプレート２０の上にミラープレートを配置する構造である場合について説明した。つまり、上述したマイクロプレートリーダー１０は、マイクロプレート２０のウェル２１の下方から光を照射し、ウェル２１を通過した光を当該ウェル２１の上方で反射させ、再度ウェル２１を通過させてウェル２１の底面側で受光する構造である。
　しかしながら、マイクロプレート２０のウェル２１の上方から光を照射し、ウェル２１を通過した光を底面側で反射させ、再度ウェル２１を通過させてウェル２１の上方で受光する構造であってもよい。ただし、上述したようにマイクロプレート２０のウェル２１の底面側から光を照射する構造である方が、マイクロプレート２０のセッティングが容易であるため好ましい。
（第二の実施形態）
　次に、本発明における第二の実施形態について説明する。
　上述した第一の実施形態では、所定のウェル数（９６ウェル）のマイクロプレートに対応したマイクロプレートリーダーについて説明した。第二の実施形態では、ウェル数が異なるマイクロプレートに対応したマイクロプレートリーダーについて説明する。
　例えば、マイクロプレートを用いて細胞培養を行い、培養した細胞に対する光測定を行う場合、ウェル数の少ない（例えば、６ウェル）マイクロプレートが使用される。このような異なる種類のマイクロプレートに対応するために、本実施形態では、１つのウェルのみに対応した単位ユニット（マイクロプレートリーダーユニット）を用いる。
　図１３は、マイクロプレートリーダーユニット１８の構成例を示す図である。
　この図１３に示すように、マイクロプレートリーダーユニット１８は、光源１８ａと、受光センサ１８ｂと、投光用導光路１８ｃと、受光用導光路１８ｄと、包囲部材１８ｅと、を備える。ここで、光源１８ａおよび受光センサ１８ｂは、上述した第一の実施形態における投光受光部を構成する光源１２ａおよび受光センサ１２ｂと同様である。また、投光用導光路１８ｃ、受光用導光路１８ｄおよび包囲部材１８ｅは、上述した第一の実施形態における導光プレート部１３を構成する投光用導光路１３ａ、受光用導光路１３ｂおよび包囲部材１３ｃと同様である。
　マイクロプレートリーダーユニット１８は、基板１１Ａに対して着脱可能に構成されている。基板１１Ａは、上述した第一の実施形態における基板１１と同様の基板の表面に、当該基板に形成された給電回路とマイクロプレートリーダー１８の光源１８ａおよび受光センサ１８ｂとそれぞれ電気的に接続可能なコネクタ部１１ａおよび１１ｂを備えた構成を有する。
　コネクタ部１１ａおよび１１ｂは、例えば９６ウェルのマイクロプレートの各ウェルに対応する位置にそれぞれ配置されるよう、基板１１Ａ上に９６個ずつ設けられている。具体的には、コネクタ部１１ａおよび１１ｂは、基板１１Ａにおいて、例えば図２に示す光源１２ａおよび受光センサ１２ｂに対応する位置にそれぞれ設けられている。マイクロプレートリーダーユニット１８は、９６ウェルのマイクロプレートの１つのウェルに相当する大きさを有し、基板１１Ａ上に、９６ウェルのマイクロプレートの各ウェルにそれぞれ対応して最大９６個装着可能である。
　図１４は、本実施形態におけるマイクロプレートリーダー１０Ａの一例を示す図であり、マイクロプレートリーダーユニット１８を、基板１１Ａ上に複数隣接させて装着した場合の図である。この図１４に示すように、複数のマイクロプレートリーダーユニット１８を基板１１Ａに接続した構造は、図１に示す第一の実施形態におけるマイクロプレートリーダー１０の一部（基板１１、光源１２ａ、受光センサ１２ｂおよび導光プレート部１３）と同様の構造となる。
　したがって、９６個のマイクロプレートリーダーユニット１８を基板１１Ａに接続したマイクロプレートリーダー１０Ａは、図１に示す第一の実施形態におけるマイクロプレートリーダー１０と同様の構造となる。
　本実施形態におけるマイクロプレートリーダー１０Ａは、光測定に使用するマイクロプレート２０のウェル２１の数および位置に応じて、マイクロプレートリーダーユニット１８が適宜配置されてなるものである。
　例えば９６ウェルのマイクロプレート２０を使用する場合、図１５に示すように、９６個のマイクロプレートリーダーユニット１８が、９６個の各ウェル２１にそれぞれ対応させた位置に配置される。これら９６個のマイクロプレートリーダーユニット１８は、基板１１Ａに形成された配線６０に接続され、電力が供給可能に構成される。ここで、配線６０の接続方式は、マルチドロップ接続やデイジーチェーン接続を用いることができる。
　一方、６ウェルのマイクロプレート２０を使用する場合、図１６に示すように、６個のマイクロプレートリーダーユニット１８が、６個の各ウェル２１にそれぞれ対応させた位置に配置される。この場合にも、これら６個のマイクロプレートリーダーユニット１８は、基板１１Ａに形成された配線６０に接続され、電力が供給可能に構成される。
　なお、図１６では、１つのウェル２１に対して１つのマイクロプレートリーダーユニット１８を配置する場合について説明したが、１つのウェル２１に対して複数のマイクロプレートリーダーユニット１８を配置してもよい。この場合、１つのウェル２１に対応する複数のマイクロプレートリーダーユニット１８の測定データの統計を、当該１つのウェル２１に対する測定データとして採用してもよい。
　以上説明したように、本実施形態におけるマイクロプレートリーダーユニット１０Ａは、マイクロプレート２０のウェル２１の数および位置に応じて、マイクロプレートリーダーユニット１８を基板１１Ａ上の必要な位置に必要な数だけ配置する構成を有する。したがって、異なるウェル数のマイクロプレート２０に対応したマイクロプレートリーダーとすることができる。
　なお、本実施形態においては、マイクロプレートリーダーユニット１８は、投光受光部と導光プレート部とを備える場合について説明したが、投光受光部を構成する光源１８ａおよび受光センサ１８ｂにそれぞれ接続された配線を有する基板までを含むようにしてもよい。この場合、マイクロプレート２０のウェル２１の数および位置に対応させてマイクロプレートリーダーユニット１８を配置した際に、当該ユニットを構成する上記基板が、電源部に接続された給電ケーブルに接続可能な構成であればよい。
（第三の実施形態）
　次に、本発明における第三の実施形態について説明する。
　上述した第一の実施形態では、投光用導光路１３ａの光軸および受光用導光路１３ｂの光軸が、それぞれ法線方向に対して所定の角度で傾斜している場合について説明した。第三の実施形態では、投光用導光路１３ａの光軸および受光用導光路１３ｂの光軸が、それぞれ法線方向に対して傾斜していない（平行である）場合について説明する。
　導光プレート部１３を製造する場合、まず顔料含有樹脂からなる包囲部材１３ｃを、投光用導光路１３ａ、受光用導光路１３ｂに相当する空洞を備えるように成形する。その後、投光用導光路１３ａ、受光用導光路１３ｂに相当する空洞に、光源１２ａから放出される光に対して透明な樹脂（例えば、シリコーン樹脂）が設けられる。
　その際、投光用導光路１３ａ、受光用導光路１３ｂに相当する空洞の中心軸（投光用導光路１３ａ、受光用導光路１３ｂの光軸に相当）と法線方向とがなす角が０度でない場合、包囲部材１３ｃを成形することは難しい。
　そこで、本実施形態では、導光プレート部１３における投光用導光路１３ａの光軸と法線方向とのなす角、および受光用導光路１３ｂの光軸の法線方向とのなす角を、それぞれ０度もしくはほぼ０度とする。
　図１７は、第三の実施形態におけるマイクロプレートリーダー１０Ｂの概略構成図である。
　マイクロプレートリーダー１０Ｂは、基板１１と、複数の光源１２ａと、複数の受光センサ１２ｂと、導光プレート部（導光部）１３と、プリズム型反射部材（反射部材）１４０と、筐体１５と、電源部１６と、給電ケーブル１７と、を備える。
　マイクロプレートリーダー１０Ｂは、導光プレート部１３および反射部材（第一の実施形態では、ミラープレート１４）の構成が異なることを除いては、第一の実施形態におけるマイクロプレートリーダー１０と同様の構成を有する。したがって、以下、マイクロプレートリーダー１０と構成が異なる部分を中心に説明する。
　導光プレート部１３は、投光用導光路１３ａの光軸と法線方向とのなす角、および受光用導光路１３ｂの光軸の法線方向とのなす角が、第一の実施形態におけるマイクロプレートリーダー１０とは異なる。具体的には、導光プレート部１３における投光用導光路１３ａの光軸と法線方向とのなす角、および受光用導光路１３ｂの光軸の法線方向とのなす角は、０度となっている。つまり、投光用導光路１３ａの光軸および受光用導光路１３ｂの光軸と鉛直方向とのなす角が０度である。
　また、マイクロプレートリーダー１０Ｂは、反射部材として、プリズム型反射部材１４０を備える。プリズム型反射部材１４０は、導光プレート部１３上に設置されたマイクロプレート２０の上に配置される。プリズム型反射部材１４０のマイクロプレート２０と対向する面は、光折り返し構造となっている。プリズム型反射部材（反射部材）１４０は、筐体１５の開口部を塞ぎ、マイクロプレート２０の上蓋として機能する。
　（プリズム型反射部材）
　図１と同様、図１７における上下方向を法線方向と規定した場合、投光用導光路１３ａの光軸および受光用導光路１３ｂの光軸と法線方向とのなす角度は０度である。ここで、法線方向は、水平面に対して直交する鉛直方向である。
　プリズム型反射部材１４０は、投光用導光路１３ａから放出され上側に進行する光源１２ａからの光を、１８０度折り返して下側に進行させ、受光用導光路１３ｂを介して受光センサ１２ｂに受光させるという光学的機能を有する光学素子である。
　プリズム型反射部材１４０は、複数のプリズム１４０ａと当該複数のプリズム１４０ａを保持するプリズム保持フレーム１４０ｂとを有する。
　図１７および図１７のＡ方向矢視図である図１８に示すように、プリズム１４０ａは直角プリズムであり、三角柱構造を有する。プリズム１４０ａは、ガラスや環状オレフィン樹脂等により構成することができる。このプリズム１４０ａは、頂角が９０度となる姿勢で、ウェル２１の上方に配置される。
　具体的には、プリズム１４０ａは、マイクロプレート２０の複数のウェル２１に対応しており、プリズム１４０ａの長手方向は、マイクロプレート２０の各ウェルの整列方向に一致する。例えば、マイクロプレート２０のウェル２１が９６個であって、８個のウェル２１からなる１列のウェル群が１２列配置されている場合、プリズム１４０ａの長手方向は、８個のウェルまたは１２個のウェルの整列方向に対応する。すなわち、プリズム１４０ａは、８個のウェル、または１２個のウェルに対応する。
　プリズム保持フレーム１４０ｂは、マイクロプレート２０の大きさに対応した四角形状の空洞部を有し、この空洞部に複数のプリズム１４０ａが配置される。この四角形状の空洞部を取り囲む壁のうち、プリズム１４０ａの両端部が配置される側に対応し、互いに対向する二面の壁には、所定の長さだけ内側に突出したプリズム支持部１４０ｃが設けられている。
　図１８のＢ－Ｂ断面図である図１９に示すように、プリズム支持部１４０ｃは、プリズム保持フレーム１４０ｂにおける上記二面の壁の下端部に設けられる。各プリズム１４０ａは、その長手方向両端部の一部が、プリズム支持部１４０ｃ上に載置されることで、当該プリズム支持部１４０ｃによって支持される。このとき、各プリズム１４０ａは、配列するウェル群の上方に位置するように配置される。
　なお、プリズム支持部１４０ｃの突出長さは、ウェル２１から放出され、プリズム型反射部材１４０により折り返されウェル２１に入射する光を遮光しないような長さに設定される。
　プリズム型反射部材１４０のプリズム１４０ａのマイクロプレート２０と対向する面（底面）は、平面となっている。図１７に示すように、プリズム１４０ａの平面部（底面）から入射した光は、頂角（直角）を挟む２つの斜面により全反射され、結果的に１８０度折り返されて出射する。このとき、プリズム１４０ａに入射する入射光の光軸と、プリズム１４０ａにより１８０度折り返され、プリズム１４０ａから出射する折り返し光の光軸とは、所定の間隔をもって離間する。
　このように、プリズム型反射部材１４０は、９０度の頂角を挟む２つの反射面を有する直角プリズムである。ここで、２つの反射面のうち、一方の反射面は鉛直方向に対して４５度の角度をなし、他方の反射面は鉛直方向に対して－４５度の角度をなす。そして、これら２つの反射面は、それぞれウェル２１の配列方向に沿って伸びている。
　したがって、各光源１２ａから放出され、導光プレート部１３の各投光用導光路１３ａを通過し、マイクロプレート２０の各ウェル２１に収容された試料３０を通過した光は、プリズム型反射部材１４０のプリズム１４０ａに到達すると、プリズム型反射部材１４０のプリズム１４０ａの平面部（底面）から入射し、１８０度折り返されて当該平面部（底面）から出射する。そして、プリズム型反射部材１４０のプリズム１４０ａから出射した光は、再度マイクロプレート２０の各ウェル２１に収容された試料３０を通過し、導光プレート部１３の各受光用導光路１３ｂを通過して、各受光センサ１２ｂに入射する。
　なお、図２０に示すように、プリズム型反射部材１４０は、プリズム１４０ａをプリズム保持フレーム１４０ｂの空洞部の所定の位置に位置決めするための平板状のプリズム位置決め部材１４１を備えていてもよい。プリズム位置決め部材１４１は、プリズム１４０ａの頂角に対応した楔状の凹部であって、プリズム１４０ａの長手方向に沿って直線状に伸びるプリズム位置決め部１４１ａを有する。
　プリズム位置決め部材１４１をプリズム型反射部材１４０の上部に配置し、プリズム位置決め部１４１ａに各プリズム１４０ａの頂角を配置することにより、各プリズム１４０ａは所定の位置に位置決めされる。
　これにより、プリズム１４０ａは、その頂点位置が、導光プレート部１３の投光用導光路１３ａの光軸と受光用導光路１３ｂの光軸との中央位置に一致するように位置決めされる。したがって、各光源１２ａから放出され、導光プレート部１３の各投光用導光路１３ａを通過し、マイクロプレート２０の各ウェル２１に収容された試料３０を通過し、プリズム１４０ａにより１８０度折り返された光は、再度マイクロプレート２０の各ウェル２１に収容された試料３０を通過し、適切に導光プレート部１３の各受光用導光路１３ｂを通過して、各受光センサ１２ｂに入射することができる。
　また、プリズム１４０ａは、プリズム保持フレーム１４０ｂのプリズム支持部１４０ｃにより支持するのではなく、図２１に示すように、例えばガラス板である光透過性の光透過板１４０ｄの上に載置するようにしてもよい。光透過板１４０ｄは、例えば、プリズム保持フレーム１４０ｂの空洞部を取り囲む壁から所定の長さだけ内側に突出した光透過板支持部１４０ｅにより支持することができる。このように、光透過板１４０ｄを設けることで、プリズム１４０ａの汚れ防止の効果が得られる。
　なお、この光透過板１４０ｄを有する構造においても、プリズム１４０ａを所定の位置に位置決めするために、図２２に示すようにプリズム位置決め部材１４１を用いることができる。
（第三の実施形態の変形例）
　図２３は、第三の実施形態の変形例であるマイクロプレートリーダー１０Ｃの概略構成図である。本変形例は、投光用導光路１３ａ放出され上側に進行する光源１２ａからの光を１８０度折り返して下側に進行させ、受光用導光路１３ｂを介して受光センサ１２ｂに受光させるという光学的機能を有する反射部材として、プリズム型反射部材１４０に代えて光折り返し部材１５０を用いるものである。
　図２３に示すマイクロプレートリーダー１０Ｃは、光折り返し部材１５０を除いては、図１７に示すマイクロプレートリーダー１０Ｂと同様の構成を有する。したがって、以下、マイクロプレートリーダー１０Ｂと構成が異なる部分を中心に説明する。
　光折り返し部材１５０は、合成樹脂、もしくは金属からなるプレート部材である。この光折り返し部材１５０の下面には、頂角が直角である楔状の凹部であって、マイクロプレート２０のウェル２１に対向する位置に、当該ウェル２１の配列方向に沿って直線状に伸びる光折り返し部１５０ａが設けられている。光折り返し部材１５０は、光折り返し部１５０ａの頂点位置が、導光プレート部１３の投光用導光路１３ａの光軸と受光用導光路１３ｂの光軸との中央位置に一致するように位置決めして配置される。
　光折り返し部１５０ａは、図２４に示すように、法線方向に対して４５度の角度をなす第１の斜面１５１と、法線方向に対して－４５度の角度をなす第２の斜面１５２とを有する。第１の斜面１５１および第２の斜面１５２は、それぞれ表面に光反射コーティング部１５０ｂが設けられた反射面である。光反射コーティング部１５０ｂは、例えばアルミニウム薄膜からなり、めっき等の方法により第１の斜面１５１および第２の斜面１５２に施される。
　これにより、第１の斜面１５１および第２の斜面１５２のうちの一方の斜面に入射する法線方向に進行する光は、９０度折り返されて他方の斜面に入射し、当該他方の斜面により９０度更に折り返される。このように、光折り返し部材１５０は、図１７に示すプリズム型反射部材１４０と同様に、投光用導光路１３ａから放出され上側に進行する光源１２ａからの光を、１８０度折り返して下側に進行させることができる。
　ただし、光折り返し部材１５０は、長期間の使用により光反射コーティング部１５０ｂが酸化等で劣化し、反射率が低下する場合がある。よって、劣化の度合いに応じて、光折り返し部材１５０は、適宜、交換が必要となる。
　これに対して、上述したプリズム型反射部材１４０は、ガラスや光透過性の合成樹脂からなるプリズム１４０ａを用いるため、光を反射させるための光反射コーティング部１５０ｂを設ける必要がない。したがって、プリズム型反射部材１４０には、光折り返し部材１５０のように光反射コーティング部１５０ｂの劣化による交換作業は必要ない。
（その他の実施形態）
　光を１８０度折り返す反射部材は、上記したプリズム型反射部材１４０、光折り返し部材１５０に限るものではない。例えば、反射部材は、第一の実施形態のミラープレート１４と同様の平板状の構成とし、マイクロプレート２０と対向する面が散乱面となる散乱板（散乱プレート）とすることも可能となる。この散乱プレートを用いる場合、反射光強度は著しく低下するものの、上記したプリズム型反射部材１４０、光折り返し部材１５０のような位置合わせは不要とすることができる。
　また、例えば、反射部材は、３回の反射を用いたリトロリフレクタ型（例えば、コーナーキューブ・リフレクタ）の光学素子を使っても良い。プリズム型反射部材１４０を用いる場合、場合によっては、位置合わせのみならず、入射光に対する斜面（反射面）の角度位置を調整する必要が生じるが、このリトロリフレクタ型光学素子を用いる場合においては、位置合わせのみでよい。
　なお、第２の実施形態におけるマイクロプレートリーダーユニット１８の投光用導光路１８ｃの光軸および受光用導光路１３ｄの光軸と法線方向とのなす角度を０度とし、第３の実施形態における、プリズム型反射部材１４０、光折り返し部材１５０および上記した散乱板（散乱プレート）、リトロリフレクタ型光学素子のいずれかを適用したマイクロプレートリーダーユニットとすることも可能である。
（変形例）
　上記各実施形態において、投光用導光路（１３ａ、１８ｃ）および受光用導光路（１３ｂ、１８ｄ）を透明な樹脂により構成する場合について説明したが、これら導光路は空洞であってもよい。その場合、導光路とそれを包囲する顔料含有樹脂からなる包囲部材（１３ｃ、１８ｅ）との界面における迷光反射の抑制効果は得られないものの、顔料含有樹脂に入射した迷光は当該顔料含有樹脂によって吸収されるので、迷光の複雑な多重反射はある程度抑制される。
　また、上記各実施形態において、マイクロプレート２０のウェル底面が平板形状である場合について説明した。ウェル底面が平板形状の場合、導光プレート部１３との接触性が良いため好ましいが、ウェル底面の形状は、必ずしも平板形状でなくてもよい。
　例えば図２５に示すように、マイクロプレート２０のウェル２２の底面の形状が球面であってもよい。この場合、投光用導光路１３ａの光出射端とウェル２２の底面との間、および受光用導光路１３ｂの光入射端とウェル２２の底面との間には、それぞれ僅かな間隙が形成されるため、外光が入射するおそれがある。しかしながら、導光路１３ａ、１３ｂの断面積および光路長を適宜設定することにより、外光の強度は測定結果に影響しない程度にまで減衰させることが可能である。
　さらに、上記各実施形態においては、投光受光部（光源および受光センサ）を１組ずつ個別に駆動可能な構成であってもよい。この場合、マイクロプレートのウェル数および位置に応じて、必要な数および位置の投光受光部を選択的に駆動することもできる。これにより、ウェル数の異なるマイクロプレートに対応したマイクロプレートリーダーとすることができる。
　また、上記各実施形態においては、投光受光部数とウェル数は必ずしも一致する必要はなく、投光受光部数よりも少ないウェル数のマイクロプレートを配置することもできる。
　また、上記各実施形態においては、必ずしもマイクロプレートを水平配置して、その鉛直方向に投光受光部を配置することに限られるものではなく、例えばマイクロプレートを垂直配置したり、マイクロプレートの斜め方向に投光受光部を配置したりするなど、ウェルに収容されている試料が光測定できる範囲内で適宜変形可能である。
　なお、上記において特定の実施形態が説明されているが、当該実施形態は単なる例示であり、本発明の範囲を限定する意図はない。本明細書に記載された装置及び方法は上記した以外の形態において具現化することができる。また、本発明の範囲から離れることなく、上記した実施形態に対して適宜、省略、置換及び変更をなすこともできる。かかる省略、置換及び変更をなした形態は、請求の範囲に記載されたもの及びこれらの均等物の範疇に含まれ、本発明の技術的範囲に属する。
　１０…マイクロプレートリーダー、１１…基板、１２ａ…光源、１２ｂ…受光センサ、１３…導光プレート部、１３ａ…投光用導光路、１３ｂ…受光用導光路、１４…ミラープレート、１４ａ…反射面、１５…筐体、１８…マイクロプレートリーダーユニット、２０…マイクロプレート、２１…ウェル、１４０…プリズム型反射部材、１４０ａ…プリズム、１４０ｄ…光透過板、１４１…プリズム位置決め部材、１５０…光折り返し部材、１５０ａ…光折り返し部、１５０ｂ…光反射コーティング部、１５１…第１の斜面、１５２…第２の斜面

Claims (20)

  1. 　筐体と、
    　前記筐体内において、配置されるマイクロプレートの一方の側に配置され、前記マイクロプレートの１つのウェルに対応した投光部と受光部とからなる組を、少なくとも前記マイクロプレートのウェルの数だけ有する投光受光部と、
    　前記マイクロプレートを挟んで前記投光受光部とは反対側に配置され、前記投光受光部側から前記ウェルに収容された試料を通過した光を、前記投光受光部側へ反射させる反射部材と、
    　前記投光受光部と前記マイクロプレートとの間に配置され、前記投光部から放出される光を前記試料へ導光する投光用導光路と、前記反射部材によって反射され当該試料を通過した光を前記受光部へ導光する受光用導光路と、前記投光用導光路および前記受光用導光路を、それぞれ光を吸収する特性を有する顔料を含有する顔料含有樹脂により包囲する包囲部材と、を有する導光部と、を備えることを特徴とするマイクロプレートリーダー。
  2. 　前記投光受光部の上方に前記導光部が配置され、
    　前記導光部の上方に配置された前記マイクロプレートの上方に、前記反射部材が配置されていることを特徴とする請求項１に記載のマイクロプレートリーダー。
  3. 　複数の前記投光部および前記受光部への給電回路を有し、前記投光部および前記受光部がそれぞれ電気的に接続された基板をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載のマイクロプレートリーダー。
  4. 　前記投光部は、発光ダイオードであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のマイクロプレートリーダー。
  5. 　前記受光部は、受光センサであることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のマイクロプレートリーダー。
  6. 　前記受光部は、光ファイバであることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のマイクロプレートリーダー。
  7. 　前記反射部材は、前記マイクロプレートに対向する面において、前記投光用導光路および前記受光用導光路の形成位置に応じて選択的に設けられていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のマイクロプレートリーダー。
  8. 　前記投光用導光路の光出射端と前記受光用導光路の光入射端との水平方向における距離が、前記投光用導光路の光入射端と前記受光用導光路の光出射端との水平方向における距離よりも短いことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のマイクロプレートリーダー。
  9. 　前記投光用導光路および前記受光用導光路の光軸と鉛直方向とのなす角が０度であることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のマイクロプレートリーダー。
  10. 　前記反射部材は、
    　前記投光用導光路を通過し前記反射部材に入射する入射光を、１８０度折り返して前記投光受光部側へ反射させる光学素子を有することを特徴とする請求項９に記載のマイクロプレートリーダー。
  11. 　前記投光用導光路を通過し前記反射部材に入射する入射光の光軸と、前記反射部材により１８０度折り返され、前記受光用導光路に入射する折り返し光の光軸とが、所定の間隔をもって離間していることを特徴とする請求項１０に記載のマイクロプレートリーダー。
  12. 　前記反射部材は、
    　前記鉛直方向に対して４５度の角度をなす第１の反射面と、前記鉛直方向に対して－４５度の角度をなす第２の反射面とを有することを特徴とする請求項１１に記載のマイクロプレートリーダー。
  13. 　前記反射部材は、
    　前記第１の反射面と前記第２の反射面とを有する直角プリズムであることを特徴とする請求項１２に記載のマイクロプレートリーダー。
  14. 　前記反射部材は、
    　前記第１の反射面と前記第２の反射面とからなる凹部を有するプレート部材であることを特徴とする請求項１２に記載のマイクロプレートリーダー。
  15. 　前記第１の反射面と前記第２の反射面とは、それぞれ前記ウェルの配列方向に沿って伸びていることを特徴とする請求項１２から１４のいずれか１項に記載のマイクロプレートリーダー。
  16. 　前記反射部材は、
    　前記投光用導光路を通過し前記反射部材に入射する入射光を散乱させ、１８０度折り返して前記投光受光部側へ反射させる平板状の散乱プレートであることを特徴とする請求項９に記載のマイクロプレートリーダー。
  17. 　前記反射部材は、
    　３つの反射面を有し、前記投光用導光路を通過し前記反射部材に入射する入射光を３回反射して、１８０度折り返して前記投光受光部側へ反射させるリトロリフレクタ型光学素子であることを特徴とする請求項９に記載のマイクロプレートリーダー。
  18. 　前記投光用導光路および前記受光用導光路の少なくとも一部に、前記顔料含有樹脂を構成する光透過特性を有する樹脂が充填されていることを特徴とする請求項１から１７のいずれか１項に記載のマイクロプレートリーダー。
  19. 　マイクロプレートの１つのウェルに対応した投光部と受光部とを有する投光受光部と、
    　前記投光部から放出される光を、対応する前記ウェルが収容する試料へ導光する投光用導光路と、前記投光用導光路および前記試料を通過した光が折り返されて再び前記試料を通過した光を、前記受光部へ導光する受光用導光路と、前記投光用導光路および前記受光用導光路を、それぞれ光を吸収する特性を有する顔料を含有する顔料含有樹脂により包囲する包囲部材と、を有する導光部と、を備えることを特徴とするマイクロプレートリーダーユニット。
  20. 　前記投光用導光路および前記受光用導光路の光軸と鉛直方向とのなす角が０度であることを特徴とする請求項１９に記載のマイクロプレートリーダーユニット。
     

     
     
     
     
     
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