[发明专利]利用单个发光粒子检测的光分析装置、光分析方法以及光分析用计算机程序

说明书

技术领域

本发明涉及一种光分析技术，能够使用共焦显微镜或多光子显微镜的光 学系统等能够检测来自溶液中的微小区域的光的光学系统，检测来自分散或 溶解在溶液中的原子、分子或它们的聚合体(以下将它们称为“粒子”)、例如 蛋白质、肽、核酸、脂质、糖链、氨基酸或它们的聚合体等生物体分子、病 毒、细胞等粒子状的对象物、或非生物学粒子的光，来获取在分析或解析它 们的状态(相互作用、结合/离解状态等)时有用的信息，更详细地说，涉及一 种能够使用如上所述的光学系统逐个检测来自单个发光的粒子的光并进行 各种光分析的光分析装置、光分析方法以及光分析用计算机程序。此外，在 本说明书中，发光的粒子(以下称为“发光粒子”)可以是其自身发光的粒子、 或附加了任意的发光标识或发光探针的粒子，从发光粒子发出的光可以是荧 光、磷光、化学发光、生物发光、散射光等。

背景技术

由于近年来的光测量技术的发展，使用共焦显微镜的光学系统和还能够 进行光子计数(单光子检测)的超高灵敏度的光检测技术，能够检测/测定单光 子或荧光单分子水平的微弱光。因此，提出了各种使用这样的微弱光的测量 技术对生物体分子等的特性、分子间相互作用、或结合/离解反应进行检测的 光分析技术。作为这样的光分析技术，例如已知有荧光相关光谱分析 (FluorescenceCorrelationSpectroscopy：FCS。例如参照专利文献1-3)、荧光 强度分布分析(Fluorescence-IntensityDistributionAnalysis：FIDA。例如专利 文献4)、光子计数直方图(PhotonCountingHistogram：PCH。例如专利文献 5)等。另外，在专利文献6～8中，提出了根据利用共焦显微镜的光学系统测 量出的样本溶液的荧光信号的时间经过来检测荧光性物质的方法。

并且，本申请的申请人在专利文献9～12中提出了一种利用共焦显微镜或 多光子显微镜的光学系统等能够检测来自溶液中的微小区域的光的光学系 统的光分析技术，是基于与FCS、FIDA等光分析技术不同的原理的新的光分 析技术。在所述新的光分析技术(以下称为“扫描分子计数法”。)中，一边使 作为光的检测区域的微小区域(以下称为“光检测区域”。在使用激励光的情况 下，与激励光的聚光区域大致一致。)的位置在样本溶液内移动、即一边利 用光检测区域扫描样本溶液内，一边逐个检测在光检测区域包含在样本溶液 中分散并随机运动的发光粒子时从该发光粒子发出的光，由此能够对样本溶 液中的发光粒子逐一进行检测，来获取与发光粒子的计数、样本溶液中的发 光粒子的浓度或数密度有关的信息。

专利文献1：日本特开2005-098876

专利文献2：日本特开2008-292371

专利文献3：日本特开2009-281831

专利文献4：日本特许第4023523号

专利文献5：国际公开2008-080417

专利文献6：日本特开2007-20565

专利文献7：日本特开2008-116440

专利文献8：日本特开平4-337446号公报

专利文献9：国际公开第2011/108369

专利文献10：国际公开第2011/108370

专利文献11：国际公开第2011/108371

专利文献12：国际公开第2012/099234

发明内容

发明要解决的问题

另外，在检测或分析溶液中的粒子的浓度或其它状态(相互作用、结合/ 离解状态等)时，粒子浓度的变化速度或粒子的相关反应的反应速度成为有 用的信息。然而，在目前为止的扫描分子计数法中，在成为样本溶液中的观 察对象的发光粒子的浓度随时间变化的情况下，有时很难高精度地检测所述 发光粒子浓度或其变化速度。