本發(fā)明涉及使用拉曼顯微鏡的生物分子檢測中的固定位置控制技術(shù)。

背景技術(shù)：

作為本技術(shù)領(lǐng)域的背景技術(shù)，有與納米細(xì)孔拉曼dna序列相關(guān)的專利文獻(xiàn)1，在該公報(bào)中公開了以下技術(shù)：使生物聚合物進(jìn)入到內(nèi)徑約10nm的納米細(xì)孔中，通過向納米細(xì)孔照射的激勵光和存在于納米細(xì)孔近旁的導(dǎo)電性薄膜而使通過納米細(xì)孔的生物聚合物的拉曼散射光增大后，進(jìn)行檢測，由此對生物聚合物進(jìn)行測定。因此，雖然也受激勵光的照射光斑直徑影響，但是需要將作為觀察對象的部位以幾十至幾百納米的精度連續(xù)保持于固定位置。

作為與這樣的固定位置控制相關(guān)的技術(shù)，有專利文獻(xiàn)2。此外，作為對溫度變化所引起的位置偏離進(jìn)行探測校正的技術(shù)，有專利文獻(xiàn)3。

在先技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：國際公開wo2012/043028a1

專利文獻(xiàn)2：jp特開昭62-43050號公報(bào)

專利文獻(xiàn)3：jp特開2003-172684號公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的課題

在專利文獻(xiàn)1記載的技術(shù)中，激勵光的照射光斑直徑越大，激勵光本身的漂移(drift)、作為測定部位的納米細(xì)孔本身的漂移的影響就越輕微。但是，若照射光斑直徑大則會有幾個(gè)缺點(diǎn)。第一，由于也照射到測定部位以外的部位，所以噪聲以及背景的信號會變大。第二，由于照射光斑大，所以會向?qū)щ娦员∧す┙o大量熱，使導(dǎo)電性薄膜的壽命縮短，不能進(jìn)行長時(shí)間測定，與此相對，若照射光斑小，則熱容易向外部擴(kuò)散。第三，在向多個(gè)納米細(xì)孔進(jìn)行照射的情況下，照射光斑越大則對激勵光源需要越高的輸出，就會需要大型且昂貴的設(shè)備。也就是說，照射光斑優(yōu)選接近于生物聚合物所進(jìn)入的納米細(xì)孔的尺寸或者檢測生物聚合物的尺寸。因此，需要高精度地將激勵光、納米細(xì)孔控制在固定位置。漂移的主要因素被認(rèn)為是裝置設(shè)置環(huán)境溫度的變化。雖然受裝置的構(gòu)成、溫度變化的影響，但是幾μ米或者幾納米的漂移是在通常的生活環(huán)境的范圍內(nèi)進(jìn)行漂移這一情況，能夠很容易根據(jù)構(gòu)成裝置的材質(zhì)的線膨脹系數(shù)來想象。因此，期望有避免這些漂移的功能。

在專利文獻(xiàn)2記載的技術(shù)中，通過反復(fù)進(jìn)行包含特定圖案的一定區(qū)域的圖案檢測和測定，從而即使發(fā)生了漂移也能夠通過校正功能再次進(jìn)行最佳的位置處的測定，但是由于在進(jìn)行一定區(qū)域的圖案檢測的期間不進(jìn)行測定，所以圖案檢測時(shí)間中的樣品測定數(shù)據(jù)會丟失。例如，在納米細(xì)孔拉曼dna序列中，若在進(jìn)行圖案檢測的期間有dna通過則該部分的數(shù)據(jù)就會丟失。結(jié)果，每單位時(shí)間得到的dna序列數(shù)據(jù)量減少，需要延長相應(yīng)測定時(shí)間。進(jìn)一步地，在dna通過過程中發(fā)生漂移并且為了校正進(jìn)行圖案檢測的情況下，通過過程中的dna的數(shù)據(jù)僅能部分地解析，會丟失能夠解析單分子的納米細(xì)孔拉曼dna序列的特征。例如若在10,000堿基的dna序列測定過程中，在測定至5,000堿基時(shí)進(jìn)行校正動作，則在該校正過程中剩余的5,000堿基會通過納米細(xì)孔而無法測定。即使假定在校正前覺察到漂移而使dna的移動停止，由于慣性動作也不會突然停止，會產(chǎn)生不能測定的區(qū)域。

近年來，在單細(xì)胞水平，基因組序列決定、rna解析、表觀基因組解析等的研究很活躍，對各細(xì)胞的差異、同一細(xì)胞的時(shí)間變化伴隨的各種變化進(jìn)行解析。已知各人的基因組序列有時(shí)按每個(gè)細(xì)胞而不同。特別地，若取出癌組織來解析基因組序列，則通常會得到正常細(xì)胞和癌細(xì)胞的混合物的數(shù)據(jù)。由于癌細(xì)胞本身也隨時(shí)間逐漸發(fā)生變化，所以根據(jù)情況不同會得到多種混合排列數(shù)據(jù)?？紤]若能按每一個(gè)細(xì)胞來決定癌組織的基因組序列，則針對癌的發(fā)生和增殖應(yīng)該會得到更準(zhǔn)確的理解，不斷在進(jìn)行研究。從這些目的出發(fā)，對于解析1細(xì)胞內(nèi)的單分子的dna，拉曼納米細(xì)孔dna測序儀是有價(jià)值的。

此外，專利文獻(xiàn)3記載的技術(shù)由于需要位移檢測單元、振動單元、加熱冷卻單元等與本來的測定目的不同的各種單元，所以裝置變得復(fù)雜，成為高度控制、昂貴的裝置。雖然為了減小作為漂移的主要因素的熱所帶來的影響，也存在對裝置整體使用線膨脹系數(shù)小的不脹鋼、金剛石作為選項(xiàng)，但是從價(jià)格、加工性來看并不現(xiàn)實(shí)。此外，雖然還存在增大熱容量而使得難以受到環(huán)境溫度的影響的方法作為選項(xiàng)，但會變大并且重量增加，這會導(dǎo)致為了架設(shè)裝置而需要較大用地或者需要準(zhǔn)備用于架設(shè)裝置的高強(qiáng)度設(shè)備等，缺乏便利性。

本申請發(fā)明的目的在于，解決上述課題，提供一種能夠在樣品的觀察的同時(shí)執(zhí)行固定位置控制的固定位置控制裝置及其方法。

用于解決課題的手段

為了達(dá)成上述目的，在本發(fā)明中，提供一種如下構(gòu)成的固定位置控制裝置，該固定位置控制裝置具備：照射光學(xué)系統(tǒng)，能同時(shí)進(jìn)行至少一個(gè)以上的激勵光的照射；檢測器，進(jìn)行通過激勵光照射而從照射位置產(chǎn)生的信號的檢測；基板，設(shè)置至少一個(gè)納米細(xì)孔和基準(zhǔn)對象；以及位置控制部，向位于納米細(xì)孔的測定樣品和基準(zhǔn)對象同時(shí)照射激勵光，根據(jù)從基準(zhǔn)對象得到的檢測信號，運(yùn)算激勵光照射向測定樣品的位置，并基于運(yùn)算結(jié)果，將針對測定樣品的激勵光照射控制在固定位置，在進(jìn)行激勵光照射的位置控制的同時(shí)進(jìn)行針對測定樣品的測定。

此外，為了達(dá)成上述目的，在本發(fā)明中，提供一種固定位置控制方法，在該固定位置控制方法中，針對基板上的至少一個(gè)納米細(xì)孔和至少一個(gè)基準(zhǔn)對象，同時(shí)進(jìn)行激勵光的照射，基于從基準(zhǔn)對象產(chǎn)生的信號，運(yùn)算激勵光照射向測定樣品的位置，基于該運(yùn)算結(jié)果來控制針對測定樣品的激勵光照射的位置，同時(shí)進(jìn)行測定對象的測定。

發(fā)明的效果

根據(jù)本發(fā)明，通過同時(shí)進(jìn)行測定和固定位置控制，能夠短時(shí)間地進(jìn)行解析。

附圖說明

圖1是表示實(shí)施例1涉及的納米細(xì)孔拉曼dna測序儀裝置的構(gòu)成例的圖。

圖2是表示實(shí)施例1涉及的納米細(xì)孔拉曼dna測序儀裝置的檢測部和觀察容器的剖面構(gòu)成的一例的圖。

圖3是表示納米細(xì)孔拉曼dna測序儀裝置的多納米細(xì)孔基板的一例的圖。

圖4a是表示實(shí)施例1涉及的多納米細(xì)孔基板的一例的圖。

圖4b是表示實(shí)施例1涉及的向多納米細(xì)孔基板進(jìn)行激勵光照射的構(gòu)成例的示意圖。

圖5是表示實(shí)施例1涉及的為了固定位置控制而掃描激勵光后得到的結(jié)果的曲線圖。

圖6是表示實(shí)施例1涉及的反復(fù)進(jìn)行固定位置控制的校正而得到的信號強(qiáng)度的曲線圖。

圖7是表示實(shí)施例2涉及的多納米細(xì)孔基板的其他例的圖。

圖8是表示實(shí)施例2涉及的在x軸方向上掃描作為基準(zhǔn)對象的硅單晶的結(jié)果的曲線圖。

圖9是表示實(shí)施例3涉及的多納米細(xì)孔基板的其他例的圖。

圖10是表示實(shí)施例3涉及的在多納米細(xì)孔基板配置高度不同的基準(zhǔn)對象的例子的圖。

圖11是表示實(shí)施例4涉及的多納米細(xì)孔基板的其他例的圖。

圖12是表示實(shí)施例5涉及的固定位置控制流程圖的一例的圖。

圖13是表示實(shí)施例5涉及的固定位置控制事先設(shè)定用的畫面顯示例的圖。

具體實(shí)施方式

以下，根據(jù)附圖依次說明本發(fā)明的各種實(shí)施例。

實(shí)施例1

作為實(shí)施例1，說明以下結(jié)構(gòu)的固定位置控制裝置及其方法的實(shí)施例，該固定位置控制裝置具備：照射光學(xué)系統(tǒng)，能同時(shí)進(jìn)行至少一個(gè)以上的激勵光的照射；檢測器，進(jìn)行通過激勵光照射而從照射位置產(chǎn)生的信號的檢測；基板，設(shè)置至少一個(gè)納米細(xì)孔和基準(zhǔn)對象；以及位置控制部，同時(shí)向位于納米細(xì)孔的測定樣品和基準(zhǔn)對象照射激勵光，根據(jù)從基準(zhǔn)對象得到的檢測信號，運(yùn)算對測定樣品照射激勵光的位置，并基于運(yùn)算結(jié)果，將針對測定樣品的激勵光照射控制在固定位置。

在本實(shí)施例中，例示使作為測定樣品的生物聚合物進(jìn)入到納米細(xì)孔并檢測拉曼光譜的納米細(xì)孔拉曼dna測序儀裝置的固定位置控制裝置，進(jìn)行以下的說明。即，是如下裝置100的實(shí)施例：使生物聚合物進(jìn)入到內(nèi)徑約10nm的納米細(xì)孔中，通過向納米細(xì)孔照射的激勵光和存在于納米細(xì)孔附近的導(dǎo)電性薄膜而使通過納米細(xì)孔的生物聚合物的拉曼散射光增大后，檢測拉曼光譜。

圖1示出本實(shí)施例的納米細(xì)孔拉曼dna測序儀裝置的構(gòu)成例。這里，以正立型顯微鏡為基本構(gòu)成，以適于拉曼光的觀察的情況為一例，來說明裝置的構(gòu)成和動作。另外，該裝置構(gòu)成并不限定于正立型顯微鏡的基本構(gòu)成，例如在以倒立型顯微鏡為基本構(gòu)成的情況等下，只要是能夠進(jìn)行基于照射光的樣品的信號檢測的構(gòu)成即可。

在圖1中，光源101照射能夠產(chǎn)生熒光或者拉曼散射光的波長的外部光作為激勵光。能夠使用本技術(shù)領(lǐng)域中公知的光源101，例如半導(dǎo)體激光器、氪(kr)離子激光器、釹(nd)激光器、氬(ar)離子激光器、yag激光器、氮激光器、藍(lán)寶石激光器等。在向多個(gè)納米細(xì)孔照射來自該光源101的外部光作為激勵光的情況下，使用多重照射機(jī)構(gòu)113。作為該多重照射機(jī)構(gòu)113，并不限定，但能夠使用微透鏡陣列、衍射光柵型分束器或者lcos(liquidcrystalonsilicon，硅基液晶)。在本實(shí)施例的裝置中，如后面所說明的那樣，使用這些構(gòu)成，向納米細(xì)孔以及基準(zhǔn)對象照射多個(gè)外部光作為激勵光。此外，為了從光源向顯微鏡觀察容器照射外部光并使其收斂，優(yōu)選與光源組合使用共焦透鏡以及物鏡102。將以上的光源101到物鏡102的光學(xué)系統(tǒng)總稱為照射光學(xué)系統(tǒng)。

顯微鏡觀察容器103架設(shè)在xy臺座104上，能夠通過作為定位單元的xy臺座104來調(diào)整水平面上的位置。關(guān)于垂直方向位置，通過z軸調(diào)整機(jī)構(gòu)105來進(jìn)行調(diào)整使得測定對象的樣品位于由物鏡102聚光的區(qū)域。z軸調(diào)整機(jī)構(gòu)105也可以由xy臺座104具有。作為定位單元，除了這些臺座以外，也可以利用θ軸臺座、測角臺座來精密地調(diào)整。這些定位單元由驅(qū)動控制部115控制，驅(qū)動控制部115能夠由使用者使用計(jì)算機(jī)116進(jìn)行操作。

此外，如圖1所示，作為裝置構(gòu)成，也可以組合與測定波長區(qū)域等測定目的相應(yīng)的陷波濾波器、短通濾波器、長通濾波器等濾波器106、分束器107、衍射光柵108等。此外，還可以根據(jù)光學(xué)部品配置的需要而使用反射鏡112、針孔、透鏡114、nir(近紅外)反射鏡117。為了進(jìn)行這樣的熒光或者拉曼散射光的檢測，能夠適當(dāng)選擇優(yōu)選的構(gòu)成要素。

另一方面，進(jìn)行通過激勵光照射而從照射位置產(chǎn)生的信號的檢測的檢測器只要是能檢測熒光或者拉曼散射光的檢測器就能夠使用任意的分光檢測器。此外，為了防止伴隨檢測的高速化的靈敏度降低，檢測器109優(yōu)選具有光電子倍增機(jī)構(gòu)，例如具有圖像增強(qiáng)器。進(jìn)一步地，檢測器109優(yōu)選具備能夠直接記錄拉曼散射光等的圖像信息的大容量存儲器，由此能夠不經(jīng)由電纜、電路板、計(jì)算機(jī)等，裝置100內(nèi)的解析裝置118能夠高速地進(jìn)行解析。另外，解析裝置118也可以還具備記錄來自檢測器109等的測量值的幀緩沖存儲器。此外，解析裝置118也可以構(gòu)成為與用于對來自檢測器109等的測量值進(jìn)行數(shù)字化、運(yùn)算處理并輸出的計(jì)算機(jī)116連接。

進(jìn)一步地，本實(shí)施例的納米細(xì)孔拉曼dna測序儀裝置100也可以具有能夠進(jìn)行明視場觀察的功能。為此，如圖1所示，使用led110作為明視場的照射光源，使用二維檢測器111作為明視場攝像元件。能夠根據(jù)所使用的顯微鏡觀察容器中的樣品的數(shù)目以及配置，使用一個(gè)或者多個(gè)一維或二維檢測器111。作為那樣的分光檢測器，可以列舉ccd(電荷耦合元件)圖像傳感器、cmos(互補(bǔ)性金屬氧化膜半導(dǎo)體)圖像傳感器、其他高靈敏度元件(雪崩光電二極管等)的圖像傳感器等。

<觀察容器的說明>

本實(shí)施例的裝置100中使用的顯微鏡觀察容器103如圖2中示出一例剖面構(gòu)成那樣，由在其內(nèi)部配置有基板203的觀察容器201構(gòu)成，基板203設(shè)置了至少一個(gè)納米細(xì)孔203和在后面說明的基準(zhǔn)對象。觀察容器201隔著具有納米細(xì)孔202的基板203由2個(gè)閉合的空間即樣品導(dǎo)入分區(qū)204和樣品流出分區(qū)205構(gòu)成。其中，樣品導(dǎo)入分區(qū)204和樣品流出分區(qū)205由納米細(xì)孔202連通。樣品導(dǎo)入分區(qū)204以及樣品流出分區(qū)205被經(jīng)由分別與兩分區(qū)連結(jié)的流入路徑206、207導(dǎo)入的液體210、211充滿。液體210、211從分別與樣品導(dǎo)入分區(qū)204以及樣品流出分區(qū)205連結(jié)的流出路徑208、209流出。流入路徑206和流入路徑207可以設(shè)置在隔著基板203對置的位置，但并不限定于此。流出路徑208和流出路徑209也可以設(shè)置在隔著基板203對置的位置，但并不限定于此。

基板203具有基材、面向基材形成的導(dǎo)電性薄膜216、和設(shè)置于導(dǎo)電性薄膜216的將樣品導(dǎo)入分區(qū)204和樣品流出分區(qū)205連通的納米細(xì)孔202，且配置在觀察容器201的樣品導(dǎo)入分區(qū)204與樣品流出分區(qū)205之間。在本圖中，在基板203省略了本實(shí)施例涉及的基準(zhǔn)對象的圖示。

圖2中的213示出被觀察的樣品，214、215示出第1、第2電極。利用省略了圖示的電壓施加單元，在設(shè)置于樣品導(dǎo)入分區(qū)204的第1電極214、設(shè)置于樣品流出分區(qū)205的第2電極115之間施加電壓。此外，也可以在這些電極間配置電流計(jì)。第1電極214與第2電極215之間的電流只要在決定樣品的納米細(xì)孔通過速度方面適當(dāng)設(shè)定即可，例如，在使用不包含樣品的離子液體的情況下，若是dna則優(yōu)選100mv～300mv程度，但是并不限定于此。這些電極能夠由金屬例如鉑、鈀、銠、釕等鉑族、金、銀、銅、鋁、鎳等、石墨例如石墨烯(單層或者多層均可)、鎢、鉭等來制作。

作為因電極間施加電壓而通過納米細(xì)孔202的測定樣品，生物分子聚合物因激勵光會發(fā)出拉曼光，而在納米細(xì)孔202近旁準(zhǔn)備導(dǎo)電性薄膜216來產(chǎn)生近場，能夠增強(qiáng)拉曼光。設(shè)置于納米細(xì)孔近旁的導(dǎo)電性薄膜216如根據(jù)薄膜的定義而明確的那樣，形成為平面狀。導(dǎo)電性薄膜216的厚度根據(jù)所采用的材料，設(shè)為0.1nm～10nm，優(yōu)選設(shè)為0.1nm～7nm。導(dǎo)電性薄膜的厚度越小，則越能夠限定所產(chǎn)生的近場，越能夠進(jìn)行高分辨率且高靈敏度的解析。此外，導(dǎo)電性薄膜的大小并不特別限定，能夠根據(jù)所使用的基板以及納米細(xì)孔的大小、所使用的激勵光的波長等來適當(dāng)選擇。

在本實(shí)施例的裝置中，基板203能夠由電絕緣體的材料例如無機(jī)材料以及有機(jī)材料(包含高分子材料)來形成。作為構(gòu)成基板的電絕緣體材料的例子，可以列舉硅(硅元素)、硅化合物、玻璃、石英、聚二甲基硅氧烷(pdms)、聚四氟乙烯(ptfe)、聚苯乙烯、聚丙烯等。作為硅化合物，可以列舉氮化硅、氧化硅、碳化硅等氮氧化硅。特別地，構(gòu)成基板的支撐部的基底(基材)雖然能夠由這些任意的材料來制作，但是例如也可以是硅或者硅化合物。

基板203的尺寸以及厚度只要能夠設(shè)置納米細(xì)孔202則并不特別限定?；蹇梢岳帽炯夹g(shù)領(lǐng)域中公知的方法來制作，或者也可以作為市售品而得到。例如，基板能夠使用光刻法或者電子束平板印刷術(shù)、以及蝕刻、激光器燒蝕、注射成型、鑄造、分子束外延、化學(xué)蒸鍍(cvd)、感應(yīng)電破壞、電子束或者收斂離子束等技術(shù)來制作?；鍨榱吮苊饽繕?biāo)外的分子吸附到表面，也可以進(jìn)行涂敷。

<納米細(xì)孔的說明>

在本實(shí)施例中，所謂“納米細(xì)孔”以及“細(xì)孔”，是指納米(nm)尺寸(即，1nm以上且不足1μm的直徑)的孔(開口部)，意思是貫通基板將樣品導(dǎo)入分區(qū)與樣品流出分區(qū)連通的孔。所謂納米細(xì)孔或者細(xì)孔的孔，是指納米細(xì)孔或者細(xì)孔與樣品溶液相接的部分的納米細(xì)孔或者細(xì)孔的開口圓。在生物高分子的分析時(shí)，樣品溶液中的生物高分子、離子等從一個(gè)開口部進(jìn)入到納米細(xì)孔，從相同或者相反側(cè)的開口部出去到納米細(xì)孔外。本實(shí)施例的裝置中使用的基板203通常具有至少1個(gè)納米細(xì)孔202。納米細(xì)孔具體來說設(shè)置于導(dǎo)電性薄膜216，但也可以根據(jù)情況，同時(shí)設(shè)置于作為基材的絕緣體。

通過在基板203上形成適于形成納米尺寸的孔的材料以及厚度的導(dǎo)電性薄膜216，從而能夠簡便且高效地將納米細(xì)孔202設(shè)置于基板。從形成納米細(xì)孔的方面出發(fā)，導(dǎo)電性薄膜216的材料例如優(yōu)選氧化硅(sio2)、氮化硅(sin)、氮氧化硅(sion)、金屬氧化物、金屬硅酸鹽等。此外，根據(jù)導(dǎo)電性薄膜以及情況的不同，基板整體可以是實(shí)質(zhì)上透明的。這里，所謂“實(shí)質(zhì)上透明”，意味著能夠透過大致50％以上的外部光，優(yōu)選能夠透過80％以上的外部光。此外，導(dǎo)電性薄膜216可以是單層，也可以是多層。導(dǎo)電性薄膜216的厚度是1nm～200nm，優(yōu)選是1nm～50nm，更優(yōu)選是1nm～20nm。導(dǎo)電性薄膜216能夠通過本技術(shù)領(lǐng)域中公知的技術(shù)，例如通過低壓化學(xué)氣相沉積(lpcvd)而形成在基板203上。

進(jìn)一步地，在導(dǎo)電性薄膜216上，還優(yōu)選設(shè)置絕緣層。絕緣層的厚度優(yōu)選是5nm～50nm。絕緣層能夠使用任意的絕緣體材料，但例如優(yōu)選使用硅或者硅化合物(氮化硅、氧化硅等)。

如上所述，納米細(xì)孔的孔尺寸能夠根據(jù)分析對象的生物高分子的種類來選擇適當(dāng)?shù)某叽?。納米細(xì)孔可以具有相等的直徑，但是也可以根據(jù)部位而具有不同的直徑。納米細(xì)孔也可以與具有1μm以上的直徑的細(xì)孔連結(jié)。設(shè)置于基板的導(dǎo)電性薄膜216的納米細(xì)孔的最小直徑部即該納米細(xì)孔所具有的最小的直徑是直徑100nm以下，例如是1nm～100nm，優(yōu)選是1nm～50nm，例如是1nm～10nm，具體來說是1nm以上且5nm以下，優(yōu)選是3nm以上且5nm以下等。

作為測定樣品213的一例的ssdna(單鏈dna)的直徑是約1.5nm，用于分析ssdna的納米細(xì)孔直徑的適當(dāng)范圍是1.5nm～10nm程度，優(yōu)選是1.5nm～2.5nm程度。作為其他例的dsdna(雙鏈dna)的直徑是約2.6nm，用于分析dsdna的納米細(xì)孔直徑的適當(dāng)范圍是3nm～10nm程度，優(yōu)選是3nm～5nm程度。在將其他的生物高分子例如蛋白、多肽、糖鏈等作為樣品而設(shè)為分析對象的情況下也同樣地，能夠選擇與生物高分子的外徑尺寸相應(yīng)的納米細(xì)孔直徑。

納米細(xì)孔的深度(長度)能夠通過調(diào)整基板203或者導(dǎo)電性薄膜216的厚度來調(diào)整。納米細(xì)孔的深度優(yōu)選設(shè)為構(gòu)成分析對象樣品的生物高分子的單體單元。例如在選擇核酸作為生物高分子的情況下，納米細(xì)孔的深度優(yōu)選設(shè)為堿基3個(gè)以上的大小，例如約1nm以上。納米細(xì)孔的形狀基本上是圓形，但也可以設(shè)為橢圓形、多邊形。

納米細(xì)孔能夠在基板設(shè)置至少1個(gè)，在設(shè)置多個(gè)納米細(xì)孔的情況下，可以按規(guī)則地排列。納米細(xì)孔能夠通過本技術(shù)領(lǐng)域中公知的方法，例如通過照射透射型電子顯微鏡(tem)的電子束，使用納米光刻技術(shù)或者離子束光刻技術(shù)等來形成。

<導(dǎo)電性薄膜的說明>

若導(dǎo)電性薄膜216不是平面狀而是存在彎曲等，則在該彎曲部感應(yīng)近場致使光能漏出，在目標(biāo)外的場所產(chǎn)生拉曼散射光。即，背景光增大，s/n降低。因此，導(dǎo)電性薄膜216優(yōu)選是平面狀，換言之，優(yōu)選剖面形狀是沒有彎曲的直線狀。將導(dǎo)電性薄膜形成為平面狀不僅具有減輕背景光、增大s/n比的效果，從薄膜的均勻性、制作上的重現(xiàn)性等觀點(diǎn)來看也優(yōu)選。

導(dǎo)電性薄膜的形狀只要是能夠通過照射外部光而產(chǎn)生近場并進(jìn)行增強(qiáng)的形狀，則能夠設(shè)為任意的形狀。產(chǎn)生這樣的近場的探頭在本技術(shù)領(lǐng)域中是公知的，例如，已知能夠通過針尖增強(qiáng)拉曼散射(ters)來產(chǎn)生近場并使其增強(qiáng)而成為增強(qiáng)場的具有銳角的端部的形狀、金屬領(lǐng)結(jié)構(gòu)造等。作為導(dǎo)電性薄膜的優(yōu)選的平面形狀的一例，可以列舉具有銳角的端部的形狀，特別優(yōu)選面向納米細(xì)孔來設(shè)置該端部。在該情況下，該端部的角度設(shè)為10～80度，優(yōu)選設(shè)為20～60度，更優(yōu)選設(shè)為20～40度。關(guān)于用于形成這樣的近場光的導(dǎo)電性薄膜(光散射體)的優(yōu)選的形狀，例如請參照jp特開2009-150899號公報(bào)。另外，導(dǎo)電性薄膜的端部的頂點(diǎn)部分可以不是嚴(yán)格意義上的點(diǎn)，也可以是具有一定以下優(yōu)選是10nm以下的曲率半徑的帶有圓形的形狀等。作為銳角的端部以外的導(dǎo)電性薄膜的形狀，能夠采用比端部的頂點(diǎn)的角度更鈍的角。但是由于在角的部分感應(yīng)近場而導(dǎo)致光能漏出，所以對于面向納米細(xì)孔的銳角的端部以外的部分，優(yōu)選極力避免復(fù)雜的形狀，采用無角的圓形、直線狀等。此外，導(dǎo)電性薄膜的整體的形狀只要具有銳角的端部，則能夠設(shè)為任意的形狀，可以設(shè)為三角形、四邊形以及五邊形等多邊形、扇形、圓形和三角形的合成形等。

另一方面，作為導(dǎo)電性薄膜的形狀，還可以采用金屬領(lǐng)結(jié)(bow-tie)構(gòu)造。即，配置圓形、橢圓形或者多邊形的2個(gè)導(dǎo)電性薄膜使得該形狀的凸部彼此對置。關(guān)于這樣的金屬領(lǐng)結(jié)構(gòu)造，例如請參照美國專利第6,649,894號。金屬領(lǐng)結(jié)構(gòu)造還可以視為在形成近場的區(qū)域插入間隙(開口)的構(gòu)造。通過間隙的插入而導(dǎo)入各向異性，從而改善檢測靈敏度。針對這樣的技術(shù)的說明例如請參照美國專利第6,768,556號以及美國專利第6,949,732號。

將導(dǎo)電性薄膜的至少一部分，特別優(yōu)選將導(dǎo)電性薄膜的產(chǎn)生近場的端部等構(gòu)造面向納米細(xì)孔來設(shè)置。對于導(dǎo)電性薄膜來說，只要將其至少一部分，特別優(yōu)選將其端部面向納米細(xì)孔來設(shè)置，則既可以配置在固體基板的表面上，或者也可以配置在固體基板之間。例如，能夠在固體基板的表面上面向納米細(xì)孔的開口部來配置?；蛘?，能夠在固體基板上的納米細(xì)孔的中心軸方向上的大致中間的位置(深度)配置導(dǎo)電性薄膜。在該情況下，導(dǎo)電性薄膜優(yōu)選成為由固體基板的薄膜部分相夾的構(gòu)造。由此，由于近場形成在納米細(xì)孔的中心軸方向(深度方向)的中間附近，所以能夠在對生物聚合物的形狀和移動速度進(jìn)行控制的同時(shí)在納米細(xì)孔內(nèi)產(chǎn)生生物聚合物的拉曼散射光，從而能夠高精度且高靈敏度地進(jìn)行解析。另外，在將導(dǎo)電性薄膜配置在固體基板的情況下，優(yōu)選考慮所照射的外部光的偏振方向來配置。

此外，導(dǎo)電性薄膜只要針對各納米細(xì)孔至少配置1個(gè)即可，可以是奇數(shù)，也可以是偶數(shù)。例如，導(dǎo)電性薄膜可以針對各納米細(xì)孔配置1個(gè)、2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)或者更多。如后述的實(shí)施例所記載的那樣，若導(dǎo)電性薄膜存在多個(gè)，則會形成強(qiáng)的光的場，故優(yōu)選針對各納米細(xì)孔配置2個(gè)以上的導(dǎo)電性薄膜?；蛘?，導(dǎo)電性薄膜也可以將上述的形狀作為1個(gè)單位，設(shè)為具有多個(gè)單位的一個(gè)薄膜。

導(dǎo)電性薄膜能夠由具有導(dǎo)電性或者光散射特性的材料來形成。作為那樣的材料，可以列舉金屬例如鉑、鈀、銠、釕等鉑族、金、銀、銅、鋁、鎳等和石墨例如石墨烯(單層或者多層均可)等。

在此，講述配置多個(gè)導(dǎo)電性薄膜尤其是連結(jié)配置的情況下的注意點(diǎn)。在將多個(gè)導(dǎo)電性薄膜連結(jié)來配置的情況下，在作為連結(jié)的結(jié)果的導(dǎo)電性薄膜的整體的形狀方面，需要其至少一部分，特別優(yōu)選是需要其面向納米細(xì)孔的部分的形狀具有銳角的端部。若在納米細(xì)孔附近連結(jié)多個(gè)導(dǎo)電性薄膜，則該銳角的端部有可能消失，但是由于端部對于近場的有效的形成來說是必要的，因此不得不避免該消失。相關(guān)聯(lián)地，在使用1個(gè)導(dǎo)電性薄膜的情況下，若將其以包圍納米細(xì)孔的整周的方式來配置，則有可能會發(fā)生同樣的不良狀況。也就是說，因激勵光而在導(dǎo)電性薄膜上感應(yīng)的電荷會在通過環(huán)繞納米細(xì)孔的整周的導(dǎo)電性薄膜而迂回，有可能會產(chǎn)生無法在納米細(xì)孔部分形成偶極子這樣的不良狀況。因此，生物聚合物的特性解析芯片中的至少1個(gè)導(dǎo)電性薄膜僅配置于固體基板的形成納米細(xì)孔的一部分而并非配置于納米細(xì)孔的整周為宜。

導(dǎo)電性薄膜216優(yōu)選其端部面向納米細(xì)孔的開口部來配置。更具體來說，將導(dǎo)電性薄膜在與納米細(xì)孔中心軸正交的面內(nèi)且使薄膜的端部面向納米細(xì)孔的開口部來配置。此外，在配置至少2個(gè)導(dǎo)電性薄膜的情況下，優(yōu)選這些導(dǎo)電性薄膜隔著納米細(xì)孔的開口部彼此對置配置。在這樣的情況下，通過向?qū)щ娦员∧ふ丈渫獠抗猓瑥亩趯?dǎo)電性薄膜面向納米細(xì)孔的端部產(chǎn)生近場，產(chǎn)生進(jìn)入納米細(xì)孔的生物聚合物的拉曼散射光。

導(dǎo)電性薄膜能夠通過本技術(shù)領(lǐng)域中公知的方法來制作，并配置于固體基板。例如，在由銀來形成導(dǎo)電性薄膜的情況下，能夠在通過濺射在基板形成了期望的厚度的銀薄膜后，通過電子束來形成期望的形狀。此外，在由單層的石墨烯來形成導(dǎo)電性薄膜的情況下，能夠?qū)⒂墒谱鞯氖┹d置于支持基板，照射電子束來形成期望的形狀的石墨烯。

通過向本實(shí)施例的裝置中的解析芯片照射外部光，從而能夠激勵進(jìn)入到納米細(xì)孔中的生物聚合物而產(chǎn)生拉曼散射光，基于該拉曼散射光的光譜能夠解析生物聚合物的特性。由于所形成的近場的厚度基本上與導(dǎo)電性薄膜的厚度是相等的，即導(dǎo)電性薄膜與納米細(xì)孔的中心軸正交，所以所形成的近場的中心軸方向的厚度與導(dǎo)電性薄膜的厚度是相同程度。因此，通過使用本實(shí)施例的解析芯片，能夠以高空間分辨率且高靈敏度地解析生物聚合物。

<測定動作的說明>

圖2所示的液體210是包含成為分析對象的樣品213的樣品溶液。除樣品213以外，液體210優(yōu)選僅包含最好含有大量成為電荷的載體的離子的離子液體。作為離子液體，優(yōu)選溶解了電離度高的電解質(zhì)的水溶液，能夠適宜使用鹽類溶液，例如氯化鉀水溶液等。樣品213優(yōu)選在離子液體中具有電荷。樣品213典型而言是生物高分子。

由于針對電極214、215的電壓施加，具有電荷的樣品213從樣品導(dǎo)入分區(qū)204通過納米細(xì)孔202而移動到樣品流出分區(qū)205。在樣品213通過由激勵光照射的納米細(xì)孔202時(shí)，對于由導(dǎo)電性薄膜216增強(qiáng)的拉曼散射光譜而由液浸介質(zhì)217有效地將拉曼光聚光，在通過與圖1的物鏡102對應(yīng)的物鏡218后到達(dá)檢測器109而被解析。

圖3示出一般使用的多納米細(xì)孔基板的一構(gòu)成例。如圖3所示，在基板301上設(shè)置有多個(gè)納米細(xì)孔302和導(dǎo)電性薄膜303。這些與圖2的納米細(xì)孔202、導(dǎo)電性薄膜216對應(yīng)。納米細(xì)孔302以及導(dǎo)電性薄膜302雖然呈格子狀設(shè)置有20個(gè)，但并不限定于此。對于多納米細(xì)孔基板301也通過多重照射機(jī)構(gòu)113對納米細(xì)孔302照射激勵光，并由圖2中說明的探測器109來檢測。

<使用基準(zhǔn)對象的測定的說明>

由于一般的裝置設(shè)置環(huán)境的溫度變化、構(gòu)成臺座驅(qū)動的電動機(jī)的熱所引起的溫度變化等，有時(shí)會發(fā)生上述的激勵光的漂移、觀察容器的漂移，導(dǎo)致照射光不正確地向納米細(xì)孔照射，從而得不到期望的信號。因此，在本實(shí)施例的納米細(xì)孔拉曼dna測序儀裝置中，使用圖4a所示的具備基準(zhǔn)對象的基板。圖4a的多納米細(xì)孔基板401除了具有多個(gè)納米細(xì)孔402和導(dǎo)電性薄膜403以外，還具備作為基準(zhǔn)對象的基準(zhǔn)物質(zhì)404、405、406，通過使用該多納米細(xì)孔基板401，從而能夠不受觀察時(shí)的環(huán)境變化影響地得到期望的信號。納米細(xì)孔402、導(dǎo)電性薄膜403分別與圖2的納米細(xì)孔202、導(dǎo)電性薄膜216對應(yīng)。這里，所謂的多納米細(xì)孔基板上的基準(zhǔn)對象，意味著成為用于排除上述的溫度變化等所引起的漂移的影響的基準(zhǔn)的對象。

在本實(shí)施例的裝置中，首先將包含多納米細(xì)孔基板401的觀察容器201架設(shè)于裝置100。如圖4b中示意性示出的那樣，在架設(shè)后利用多重照射機(jī)構(gòu)113、物鏡218等照射光學(xué)系統(tǒng)，使多個(gè)激勵光照射到多納米細(xì)孔基板401的位置與納米細(xì)孔402的位置一致。作為該初始階段中的對準(zhǔn)位置的方法之一，在照射激勵光的同時(shí)驅(qū)動xy臺座104等各種臺座，檢測從作為基準(zhǔn)對象而例示的基準(zhǔn)物質(zhì)405、406、納米細(xì)孔402發(fā)出的拉曼散射光。為此，需要事先進(jìn)行設(shè)計(jì)或者位置調(diào)整，以使得多納米細(xì)孔基板401上的納米細(xì)孔402、基準(zhǔn)物質(zhì)404-406的配置與多個(gè)激勵光的照射配置一致。檢測并不限定于拉曼散射光，也可以將熒光物質(zhì)設(shè)為基準(zhǔn)物質(zhì)404-406來檢測熒光。優(yōu)選為能得到對于檢測來說充分的信號的物質(zhì)。例如也可以將能夠作為市售品而得到的、發(fā)出熒光的微珠固定于多納米細(xì)孔基板401來進(jìn)行處理。

另外，在初始階段中用于位置對準(zhǔn)的信號檢測也可以檢測從多納米細(xì)孔以及導(dǎo)電性薄膜得到的信號而并非作為基準(zhǔn)對象的基準(zhǔn)物質(zhì)404-406。在該初始階段中，作為觀察對象的樣品未被混合在溶液中，充滿了觀察容器201溶液也具有拉曼散射光，能夠與樣品同樣地得到由導(dǎo)電性薄膜增強(qiáng)的信號，因此也可以利用該信號來進(jìn)行高精度的初始階段中的位置對準(zhǔn)。

此外，也可以使用光刻技術(shù)以及微細(xì)加工技術(shù)，在基板上形成作為基準(zhǔn)對象的硅單晶的構(gòu)造體，檢測該硅單晶的拉曼散射光。粘貼了平坦的單晶薄膜的基板也一般會有市售，也能夠制造規(guī)定了厚度(即構(gòu)造體的高度)的基板。此外，并不限于硅而將單晶這樣的規(guī)定了晶體取向面的材料或不限于單晶而將能夠重現(xiàn)性良好地得到拉曼散射強(qiáng)度的絕對值的平坦且均質(zhì)的材料進(jìn)行成膜或者粘貼之后，從其上，使用光刻技術(shù)進(jìn)行圖案形成，并通過微細(xì)加工技術(shù)將這些材料加工成作為基準(zhǔn)對象的構(gòu)造體，則不僅可以用于位置調(diào)整，還可以作為拉曼散射光的強(qiáng)度基準(zhǔn)來使用。用于將這樣的規(guī)定了位置和拉曼散射強(qiáng)度的構(gòu)造體配置為基準(zhǔn)對象的布局圖案，可以使用與在形成納米細(xì)孔時(shí)所使用的相同的相對定位單元，例如構(gòu)造體形成用的對準(zhǔn)標(biāo)記等，或者使用不需要多個(gè)布局的對準(zhǔn)的一并形成法來形成，所以能夠高精度地將納米細(xì)孔和基準(zhǔn)對象配置在多納米細(xì)孔基板上。

進(jìn)一步地，即使在納米細(xì)孔402的形成位置和作為基準(zhǔn)對象的基準(zhǔn)物質(zhì)404-406的材料不同的情況下，只要預(yù)先在多納米細(xì)孔基板401上設(shè)置不同材料的表面區(qū)域，在上面利用光刻技術(shù)來形成微細(xì)加工用的掩模并對其進(jìn)行加工，則也可以制造高精度地配置了與納米細(xì)孔的功能相關(guān)的構(gòu)造體、和規(guī)定位置以及拉曼散射強(qiáng)度的其他材料的構(gòu)造體即基準(zhǔn)對象的基板。這里，雖然以硅單晶為例來說明，但是并不限定于此。只要是能給出在想要檢測的波數(shù)范圍內(nèi)具有峰值的光譜的材料即可。例如也可以選擇氧化鉬、氧化鎢、氧化鋁、氧化鋅、氧化錫、氧化鈦、碳化硅等能夠在基板上進(jìn)行成膜以及加工的材質(zhì)等。

以上，記載了使用光刻技術(shù)以及微細(xì)加工技術(shù)來準(zhǔn)備基準(zhǔn)對象的手段，但是并不限定于此。還設(shè)想了根據(jù)材料的不同而加工困難的情況。例如，也可以在基板上整體對基準(zhǔn)物質(zhì)的材料進(jìn)行成膜，之后，用容易加工的材料覆蓋基準(zhǔn)物質(zhì)，通過修邊等使僅覆蓋了想要得到信號的大小、范圍的部位露出，從露出的部位檢測熒光、拉曼光。

圖5示出在本實(shí)施例的構(gòu)成中使用硅單晶作為位置對準(zhǔn)的基準(zhǔn)對象的一例、使用作為位置控制部的一部分而發(fā)揮作用的驅(qū)動控制部115對基準(zhǔn)對象進(jìn)行xy軸方向掃描的結(jié)果。此時(shí)，掃描的軸不限定于利用xy臺座104的xy方向，也可以實(shí)施利用了z軸調(diào)整機(jī)構(gòu)105的z軸方向的掃描，還可以實(shí)施θ軸方向的掃描或利用測角臺座來實(shí)施傾斜方向的掃描。并不僅是對xy軸進(jìn)行整體掃描，掃描的方法也并不限定。根據(jù)通過各軸的移動和照射來檢測信號的動作的結(jié)果，能夠移動到得到最強(qiáng)信號的坐標(biāo)位置，從而能夠從得到最強(qiáng)信號的坐標(biāo)軸開始測定。

雖然較為理想的是在掃描后的位置開始測定，到測定完成為止想要在相同的坐標(biāo)軸得到期望的信號，但是如前所述，由于構(gòu)成裝置的xy臺座104等的臺座電動機(jī)、檢測器的排熱、環(huán)境的溫度變化而在測微計(jì)或者納米儀的范圍內(nèi)會發(fā)生漂移。因此，在本實(shí)施例的裝置中，與開始混合了樣品的液體210的測定一起檢測來自納米細(xì)孔402的信號，同時(shí)也由作為位置控制部的一部分而發(fā)揮作用的驅(qū)動控制部115進(jìn)行作為基準(zhǔn)對象的基準(zhǔn)物質(zhì)404-406的掃描動作，并使用檢測器109的檢測信號，通過作為位置控制部的一部分而發(fā)揮作用的計(jì)算機(jī)116或者解析裝置118，來運(yùn)算掃描后信號最強(qiáng)的坐標(biāo)軸。以釋放該最大信號強(qiáng)度的坐標(biāo)軸為中心，在作為位置控制部的一部分而發(fā)揮作用的驅(qū)動控制部115的控制下，再次進(jìn)行掃描。此時(shí)，進(jìn)行掃描的范圍根據(jù)初始的定位時(shí)得到的圖5所示的坐標(biāo)軸和信號的結(jié)果，控制為在得到最低限度所需的信號的范圍之中進(jìn)行掃描。通過該操作，從而能夠始終進(jìn)行固定位置控制使得持續(xù)得到最低限度所需的檢測信號。

換言之，包含驅(qū)動控制部115、計(jì)算機(jī)116等的位置控制部針對測定樣品以及基準(zhǔn)對象的位置，對激勵光的光斑位置進(jìn)行掃描，根據(jù)從基準(zhǔn)對象得到的信號，運(yùn)算測定樣品被強(qiáng)烈照射激勵光的位置，并根據(jù)運(yùn)算結(jié)果將針對測定樣品的光斑位置控制在期望的位置。

另外，作為使用混入了樣品的液體的樣品測定中的位置控制用的信號，若假定為利用來自納米細(xì)孔的信號，則作為該信號，會檢測出作為溶媒的液體本身的信號與作為時(shí)而通過納米細(xì)孔的觀察對象的樣品即生物聚合物的信號混合的信號，從而成為誤差的原因，所以在本實(shí)施例的裝置中，在樣品的測定的執(zhí)行中，僅使用來自作為基準(zhǔn)對象的基準(zhǔn)物質(zhì)的檢測信號，實(shí)施基于位置控制部的固定位置控制的掃描。

樣品測定中的固定位置控制用的掃描范圍也可以使用掃描了在產(chǎn)品出廠前等事先試驗(yàn)過的基準(zhǔn)物質(zhì)或者納米細(xì)孔的坐標(biāo)軸和信號的結(jié)果來決定。優(yōu)選是，利用從在測定即將開始之前的初始階段進(jìn)行該基板的位置對準(zhǔn)時(shí)使用的基準(zhǔn)物質(zhì)得到的信息，但更優(yōu)選是利用在初始階段中的位置對準(zhǔn)時(shí)從納米細(xì)孔位置得到的信息，來決定得到最低限度所需的信號的范圍。

作為使用位置控制部來進(jìn)行樣品的測定中的掃描的時(shí)間間隔，可以始終反復(fù)進(jìn)行掃描，但也可以以一定間隔來實(shí)施。圖6示出使用本實(shí)施例的裝置，以2分鐘間隔掃描直徑700nm、高度220nm的作為基準(zhǔn)對象的圓柱型硅單晶，同時(shí)進(jìn)行拉曼光測定，并基于掃描結(jié)果來反復(fù)進(jìn)行校正而得到的樣品的信號強(qiáng)度的一例。這是在裝置剛剛啟動之后的電動機(jī)等產(chǎn)生熱而容易發(fā)生溫度漂移的條件下進(jìn)行了測定。同時(shí)也測定了裝置內(nèi)的溫度，確認(rèn)了即使發(fā)生圖中所示的溫度變化，相對于將測定開始時(shí)的信號設(shè)為100％時(shí)，也始終保持80％以上的信號。另一方面，不進(jìn)行本實(shí)施例的固定位置控制的校正動作而進(jìn)行了裝置剛剛啟動之后的拉曼光的測定，結(jié)果如圖6所示，約5分鐘后成為80％以下的信號強(qiáng)度，之后隨時(shí)間經(jīng)過而觀測到信號的減少。

此外，驅(qū)動控制部115等的位置控制部的固定位置控制用的掃描的間隔并不限制為以一定的時(shí)間間隔來進(jìn)行。例如，可以在裝置100內(nèi)、裝置外或者排熱部位等設(shè)置溫度傳感器，在溫度傳感器示出某一定范圍外的溫度時(shí)或發(fā)生了平均每小時(shí)的溫度變化時(shí)，進(jìn)行上述的位置控制部所進(jìn)行的固定位置控制用的掃描動作。即，位置控制部通過規(guī)定的溫度變化的檢測，開始固定位置控制用的激勵光的光斑位置的掃描，將前述光斑位置控制為期望的位置。

此外，作為進(jìn)行上述的位置控制部的掃描的臺座驅(qū)動的方法，可以對xy軸均勻地進(jìn)行整體掃描，但也可以僅對測定開始點(diǎn)的x軸在上述的必要范圍內(nèi)進(jìn)行掃描，并移動到得到最大信號強(qiáng)度的x坐標(biāo)軸，接著僅對y軸在上述的必要范圍內(nèi)進(jìn)行掃描，通過反復(fù)進(jìn)行這樣的操作，從而縮短掃描時(shí)間。此時(shí)，與位置對準(zhǔn)同樣地，掃描的臺座驅(qū)動軸并不限定于xy，可以實(shí)施z軸方向的掃描、θ軸方向的掃描或利用測角臺座實(shí)施傾斜方向的掃描。

通過上述的本實(shí)施例的固定位置控制的動作，從而能夠控制多個(gè)激勵光照射于基板的位置和多納米細(xì)孔的位置，能夠始終從多納米細(xì)孔得到最低限度所需的信號。

另外，這里得到的信號由于是拉曼光或熒光，所以具有物質(zhì)固有的光譜。例如，若是硅單晶，則可得到在520cm^-1具有峰值的光譜。因此，也可以使用該物質(zhì)固有的光譜來校正檢測器本身的漂移(位置偏離)。即，能夠使用作為基準(zhǔn)對象的基準(zhǔn)物質(zhì)的光譜，來校正檢測器的位置或者檢測器的圖像元件的信息。例如在檢測器109發(fā)生了漂移的情況下，作為基準(zhǔn)對象的硅單晶的拉曼光不是由表示520cm^-1的位置例如二維的檢測面上的規(guī)定的圖像元件檢測到，而是由漂移后的位置例如表示540cm^-1的位置的圖像元件檢測到。也就是說，樣品不是在本來可獲得的波數(shù)位置得到峰值，而是在不同的波數(shù)位置檢測出峰值或者探測為弱的峰值。

但是，由于使用硅單晶作為基準(zhǔn)物質(zhì)是顯而易見的，因此能夠使用檢測器的各圖像元件的檢測信號，基于發(fā)生漂移得到的基準(zhǔn)物質(zhì)的峰值來校正上述的漂移。也可以在測定開始時(shí)將檢測器得到基準(zhǔn)物質(zhì)的信號的位置作為規(guī)定的圖像元件的信息預(yù)先進(jìn)行存儲，根據(jù)得到了從漂移后的位置的圖像元件得到的基準(zhǔn)物質(zhì)的信號的位置來計(jì)算漂移量，并使用省略了圖示的檢測器109本身所具備的驅(qū)動機(jī)構(gòu)來校正漂移的距離。校正單元并不限定于驅(qū)動機(jī)構(gòu)，可以使用其他單元。

如圖4所示，在本實(shí)施例的裝置中，在陣列化的納米細(xì)孔402的端部準(zhǔn)備多個(gè)基準(zhǔn)物質(zhì)404-406。結(jié)果，利用在檢測器109得到各基準(zhǔn)物質(zhì)的峰值作為多個(gè)點(diǎn)的情況，再次計(jì)算并校正捕捉到峰值的各圖像元件的位置的信息和波數(shù)信息。因此，若使用得到多個(gè)峰值的物質(zhì)，則能夠進(jìn)行更高精度的校正，所以也可以將這樣的物質(zhì)用作基準(zhǔn)物質(zhì)。這里，示出了使用硅單晶的拉曼光的例子，但是并不限定于此，也可以使用發(fā)出拉曼光的其他材料、熒光物質(zhì)的熒光。

通過以上所示的本實(shí)施例的構(gòu)成，無需新準(zhǔn)備高精度地控制環(huán)境溫度、裝置內(nèi)的溫度的機(jī)構(gòu)，便能夠?qū)⒓罟獾恼丈湮恢每刂圃诠潭ㄎ恢?。此外，也無需新準(zhǔn)備檢測位置的位移的機(jī)構(gòu)就能夠控制在固定位置。進(jìn)一步地，通過使用至少一個(gè)以上的基準(zhǔn)物質(zhì)，從而無需對檢測器準(zhǔn)備新的驅(qū)動機(jī)構(gòu)，就能夠?qū)z測器本身控制在固定位置。也就是說，根據(jù)本實(shí)施例，通過在形成了納米細(xì)孔的基板配備作為基準(zhǔn)對象的基準(zhǔn)物質(zhì)，從而能夠?qū)⒓{米細(xì)孔拉曼dna測序儀裝置的激勵光的照射位置控制在固定位置，進(jìn)行高精度的信號檢測。

實(shí)施例2

實(shí)施例2是能夠進(jìn)一步抑制信號的衰減來執(zhí)行固定位置控制的掃描的裝置的實(shí)施例。圖7是表示在本實(shí)施例中具備進(jìn)一步抑制信號的衰減的基準(zhǔn)物質(zhì)704、705、706的多納米細(xì)孔基板701的構(gòu)成圖的例。本實(shí)施例的多納米細(xì)孔基板701也與實(shí)施例1同樣地使用圖1所示的納米細(xì)孔拉曼dna測序儀裝置，使作為樣品的生物聚合物通過納米細(xì)孔，來檢測生物聚合物。此時(shí)，在本實(shí)施例中，在使用圖4b所示的照射光學(xué)系統(tǒng)向納米細(xì)孔702以及導(dǎo)電性薄膜703照射的激勵光的光斑直徑與同時(shí)向基準(zhǔn)對象照射的光斑直徑相等時(shí)，配置相對于納米細(xì)孔位置處的樣品的直徑而言較小直徑的基準(zhǔn)物質(zhì)704-706。由此，能夠有效地抑制信號的衰減來執(zhí)行固定位置控制用的激勵光的掃描。此外，在激勵光的光斑直徑小于樣品以及基準(zhǔn)物質(zhì)的直徑時(shí)，使向基準(zhǔn)物質(zhì)照射的激勵光光斑直徑比向測定樣品照射的激勵光光斑直徑大。

圖8中作為一例而示出在包含直徑700nm和直徑150nm且高度220nm的兩種圓柱型硅單晶的中心位置的x軸方向上掃描的信號的檢測結(jié)果。如圖8所示，直徑小的圓柱型硅單晶，從中心位置偏離時(shí)的信號的衰減大而顯著。例如，在納米細(xì)孔位置被照射激勵光的樣品的直徑即增強(qiáng)場的直徑設(shè)為直徑700nm時(shí)，若使用直徑150nm的硅單晶作為基準(zhǔn)物質(zhì)，則來自基準(zhǔn)物質(zhì)側(cè)的信號的衰減顯著，因此能夠抑制樣品的信號的衰減來掃描。若掃描的范圍取得過廣，則會較大丟失樣品的信號，與此相對，來自直徑小的基準(zhǔn)物質(zhì)側(cè)的信號的衰減顯著，所以利用即使激勵光的掃描的范圍較窄也能夠檢測到期望的位置的情況，能夠不丟失樣品的信號地檢測基準(zhǔn)物質(zhì)的信號的衰減，從而能夠準(zhǔn)確地檢測出期望的位置。作為一例，雖然列舉硅單晶，但是并不限定于此，只要是能給出在想要檢測的波數(shù)范圍內(nèi)具有峰值的光譜的材料即可。例如也可以選擇氧化鉬、氧化鎢、氧化鋁、氧化鋅、氧化錫、氧化鈦、碳化硅等能夠在基板上進(jìn)行成膜以及加工的材質(zhì)等?；蛘呤褂脽晒馕镔|(zhì)也是同樣。

說明了通過使基準(zhǔn)物質(zhì)的直徑相對于測定樣品較小來抑制信號的衰減，但是并不限定于此。激勵光所照射的光斑直徑也優(yōu)選向基準(zhǔn)物質(zhì)照射的光斑直徑小于向樣品照射的光斑直徑。即，也可以向基準(zhǔn)物質(zhì)照射光斑直徑比向測定樣品照射的激勵光的光斑直徑小的激勵光。一般使用透鏡等來縮小激勵光的照射光斑，但是由于原理上無法將照射光斑縮成波長以下的大小，所以能夠?qū)D4b中示出其一例的照射光學(xué)系統(tǒng)的一部分進(jìn)行變更，設(shè)為以下構(gòu)成：通過向基準(zhǔn)物質(zhì)照射波長比向樣品照射的波長短的激勵光，從而減小照射光斑，使來自發(fā)生了漂移時(shí)的基準(zhǔn)物質(zhì)的信號的增減變得顯著來高靈敏度地檢測漂移。即，能夠使用波長比針對測定樣品的激勵光的波長短的激勵光，來向基準(zhǔn)物質(zhì)照射比樣品小的激勵光光斑直徑。

此外，一般，設(shè)置于光軸上的針孔、或者孔徑變大的被攝景深度會變深。若利用該現(xiàn)象，相對于設(shè)置于樣品的光軸上的針孔，縮小設(shè)置于基準(zhǔn)物質(zhì)的光軸上的針孔，則對于與基準(zhǔn)物質(zhì)的光軸垂直的方向(圖1、圖4中的z軸方向)上的漂移，信號的增減變顯著，所以能夠高靈敏度地進(jìn)行漂移檢測。

通過以上所說明的使本實(shí)施例的基準(zhǔn)對象的直徑小于納米細(xì)孔位置處的樣品的直徑等的構(gòu)成，能夠更高靈敏度地檢測漂移，從而高精度地進(jìn)行固定位置控制。

實(shí)施例3

實(shí)施例3是能夠進(jìn)一步抑制信號的衰減來高精度地進(jìn)行固定位置控制的裝置的實(shí)施例。在實(shí)施例1以及2中，示出了如下構(gòu)成，即，即使由于例如裝置內(nèi)的溫度變化等而發(fā)生了漂移，也通過固定位置控制用的激勵光掃描來探測漂移的方向，并通過在漂移方向上進(jìn)行校正來抑制信號的衰減。在本實(shí)施例中，不是通過掃描來探測漂移的方向，而是根據(jù)多個(gè)激勵光的照射位置和納米細(xì)孔以及基準(zhǔn)對象的位置偏離時(shí)的信號變化來運(yùn)算漂移方向和漂移量并進(jìn)行校正。

圖9是表示本實(shí)施例中的具備作為基準(zhǔn)對象的基準(zhǔn)物質(zhì)902、905的多納米細(xì)孔基板900的一例的俯視圖。配備了多個(gè)的納米細(xì)孔904與實(shí)施例1以及2同樣地，使用圖1所示的納米細(xì)孔拉曼dna測序儀裝置100，使作為樣品的生物聚合物通過納米細(xì)孔904，來檢測生物聚合物。本實(shí)施例也與實(shí)施例1同樣地，首先將包含多納米細(xì)孔基板900的觀察容器201架設(shè)于裝置。在架設(shè)后使用圖4b中示出其一例的照射光學(xué)系統(tǒng)等，使多個(gè)激勵光同時(shí)照射于多納米基板900的位置901與多納米細(xì)孔904的位置對準(zhǔn)。作為對準(zhǔn)位置的手段之一，在向多納米細(xì)孔基板900照射激勵光的同時(shí)，驅(qū)動各軸各種臺座104等，檢測從基準(zhǔn)物質(zhì)902發(fā)出的拉曼散射光，將拉曼散射光的信號強(qiáng)度和臺座位置信息存儲在計(jì)算機(jī)116或解析裝置118的存儲介質(zhì)等中。因此，在本實(shí)施例中，也需要事先進(jìn)行設(shè)計(jì)或者位置調(diào)整，以使得多納米細(xì)孔基板900上的納米細(xì)孔的配置與多個(gè)激勵光的照射配置匹配。檢測并不限定于拉曼散射光，也可以將熒光物質(zhì)設(shè)為基準(zhǔn)物質(zhì)來檢測熒光。

在本實(shí)施例中，在多納米細(xì)孔基板900中，照射光斑901對準(zhǔn)從各納米細(xì)孔904得到的信號成為最大的位置，將基準(zhǔn)物質(zhì)902配置在從發(fā)出最大信號的位置錯開的位置?；鶞?zhǔn)物質(zhì)902也可以事先配置在從照射光斑錯開的位置處?；蛘?，也可以將照射向基準(zhǔn)物質(zhì)902的照射光斑的位置錯開。圖9所示的4個(gè)基準(zhǔn)物質(zhì)中，基準(zhǔn)物質(zhì)902配置于在y軸方向上錯開的位置處，根據(jù)在y軸方向上錯開的情況下信號增加的情況以及所檢測出的檢測器109的圖像元件的位置信息來識別漂移的方向。進(jìn)一步地，根據(jù)在初始的位置對準(zhǔn)時(shí)實(shí)施的掃描動作的結(jié)果的臺座位置信息與信號強(qiáng)度的關(guān)系、和基準(zhǔn)物質(zhì)902在漂移時(shí)產(chǎn)生的信號強(qiáng)度的增加，來計(jì)算漂移量。能夠基于所計(jì)算出的漂移方向和漂移量通過臺座驅(qū)動來進(jìn)行向從納米細(xì)孔得到最強(qiáng)信號的位置的校正動作。此時(shí)，通過將其他3個(gè)基準(zhǔn)物質(zhì)配置在與基準(zhǔn)物質(zhì)902不同的位置(向量)，能夠高精度地校正各方位的漂移。

在圖9的配置構(gòu)成中，將基準(zhǔn)物質(zhì)的位置錯開的幅度根據(jù)想要檢測的漂移量來決定。在想要高靈敏度地進(jìn)行檢測的情況下，例如若以圖8所示的掃描結(jié)果作為參考則使用硅的單晶作為基準(zhǔn)物質(zhì)，若將直徑150nm的硅的單晶配置在從中心位置錯開例如200nm的位置處，則能夠通過信號的增減來估算漂移量。

圖10是表示在本實(shí)施例的裝置中為了檢測z軸方向的漂移而將作為基準(zhǔn)對象的基準(zhǔn)物質(zhì)1001、1002配置于多納米細(xì)孔基板1000的一例的圖。該基準(zhǔn)物質(zhì)1001、1002與圖9的俯視圖所示的2個(gè)基準(zhǔn)物質(zhì)905對應(yīng)。例如，將基準(zhǔn)物質(zhì)1001的高度準(zhǔn)備為與多納米細(xì)孔904成為信號最強(qiáng)的位置相同的高度時(shí)，將基準(zhǔn)物質(zhì)1002配置在比基準(zhǔn)物質(zhì)1001高的位置，即提高高度來配置。結(jié)果，在所檢測的樣品在z軸方向上向上升的方向漂移了的情況下，基準(zhǔn)物質(zhì)1001的信號下降，基準(zhǔn)物質(zhì)1002的信號上升。另一方面，在樣品向下降的方向漂移了的情況下，基準(zhǔn)物質(zhì)1001、1002雙方的信號下降。這里，基準(zhǔn)物質(zhì)1001、1002優(yōu)選設(shè)為大至即使在xy軸方向上發(fā)生了漂移也不會使信號強(qiáng)度受到影響的程度的尺寸的直徑。由此，能夠通過各基準(zhǔn)物質(zhì)的信號的增減來識別并校正z軸的漂移方向。

配置基準(zhǔn)物質(zhì)的位置并不限定于如上述那樣配置。例如，也可以將基準(zhǔn)物質(zhì)1002配置在比基準(zhǔn)物質(zhì)1001低的位置?；蛘?，也可以雙方基準(zhǔn)物質(zhì)都不準(zhǔn)備成與多納米細(xì)孔904成為信號最強(qiáng)的位置相同的高度，一個(gè)基準(zhǔn)物質(zhì)配置于比多納米細(xì)孔904成為信號最強(qiáng)的位置低的位置，另一個(gè)基準(zhǔn)物質(zhì)配置于比多納米細(xì)孔904成為信號最強(qiáng)的位置高的位置。也就是說，在各軸方向上錯開配置的基準(zhǔn)物質(zhì)1001、1002至少配置在能夠檢測出想要檢測的z軸的漂移量的位置。

作為一例，列舉了硅單晶作為基準(zhǔn)對象，但并不限定于此，只要是能給出在想要檢測的波數(shù)范圍內(nèi)具有峰值的光譜的材料即可。例如也可以選擇氧化鉬、氧化鎢、氧化鋁、氧化鋅、氧化錫、氧化鈦、碳化硅等能夠在基板上進(jìn)行成膜以及加工的材質(zhì)等?；蛘呤褂脽晒馕镔|(zhì)也是同樣。

實(shí)施例4

實(shí)施例4是根據(jù)激勵光的照射位置和納米細(xì)孔的位置偏離時(shí)的信號變化來運(yùn)算漂移方向和漂移量并進(jìn)行校正的其他構(gòu)成的實(shí)施例。作為運(yùn)算漂移方向和漂移量并進(jìn)行校正的其他構(gòu)成，在本實(shí)施例中，與圖9所示的多納米細(xì)孔基板900的構(gòu)成不同，如圖11所示那樣，具備如下構(gòu)成，即，相對于照射光斑位置，基準(zhǔn)物質(zhì)被配備在想要檢測的漂移方向上的偏離的位置并且其信號根據(jù)漂移而變化。

在本實(shí)施例中，使用圖11所示的多納米細(xì)孔基板1100的構(gòu)成。配備了多個(gè)的多個(gè)納米細(xì)孔1102與實(shí)施例1-3同樣地，使用圖1所示的納米細(xì)孔拉曼dna測序儀裝置，使作為樣品的生物聚合物通過納米細(xì)孔1102，并檢測生物聚合物。在本實(shí)施例中，也首先將包含多納米細(xì)孔基板1100的觀察容器201架設(shè)于裝置100。在架設(shè)后使多個(gè)激勵光照射于基板1100的位置1101與多納米細(xì)孔1102的位置對準(zhǔn)。作為對準(zhǔn)位置的手段之一，在向多納米細(xì)孔基板1100照射激勵光的同時(shí)驅(qū)動各軸各種臺座，檢測從基準(zhǔn)物質(zhì)發(fā)出的拉曼散射光，由計(jì)算機(jī)116、解析裝置118等存儲拉曼散射光的信號強(qiáng)度和臺座位置信息。因此，需要事先進(jìn)行設(shè)計(jì)或者位置調(diào)整，以使得多納米細(xì)孔基板1100上的納米細(xì)孔1102的配置與多個(gè)激勵光的照射配置匹配。檢測并不限定于拉曼散射光，也可以將熒光物質(zhì)設(shè)為基準(zhǔn)物質(zhì)來檢測熒光。

在圖11的多納米細(xì)孔基板1100中，照射光斑1101對準(zhǔn)從各納米細(xì)孔1102得到的信號成為最大的位置。長方體基準(zhǔn)物質(zhì)1104、1105配置在從發(fā)出最大信號的位置例如從照射光斑的中心錯開的位置。例如，長方體基準(zhǔn)物質(zhì)1104的中心相對于照射光斑的中心在x軸方向上偏離，在y軸方向上具有長邊。長方體基準(zhǔn)物質(zhì)1105是中心相對于照射光斑在y軸方向上偏離且在x軸方向上具有長邊的長方體。若是基準(zhǔn)物質(zhì)1104，則配置于在y軸方向上錯開的位置，根據(jù)在x軸方向上偏離的情況下信號增減的情況和檢測到信號的檢測器109的圖像元件的位置信息來識別漂移的方向，若是基準(zhǔn)物質(zhì)1105，則配置于在x軸方向上錯開的位置，根據(jù)在y軸方向上偏離的情況下信號增減的情況和檢測到信號的檢測器109的圖像元件的位置信息來識別漂移的方向。進(jìn)一步地，期望將在y以及x軸方向上具有長邊的長方體基準(zhǔn)物質(zhì)1104、1105分別架設(shè)至少2個(gè)以上。更優(yōu)選的是，若配置于比成為檢測部位的納米細(xì)孔1103更靠外側(cè)，則在發(fā)生了旋轉(zhuǎn)方向的漂移時(shí)，相比于內(nèi)側(cè)的納米細(xì)孔而外側(cè)的基準(zhǔn)物質(zhì)會較大地發(fā)生漂移，因而能夠通過進(jìn)行外側(cè)的基準(zhǔn)物質(zhì)1104、1105的校正從而更準(zhǔn)確地校正向位于內(nèi)側(cè)的納米細(xì)孔1102的照射。

基準(zhǔn)物質(zhì)1106的高度或者厚度，與在z軸方向上設(shè)計(jì)為不同高度的實(shí)施例3中所示的基準(zhǔn)物質(zhì)905同樣地配備。這些基準(zhǔn)物質(zhì)事先配置在鉛垂方向上從照射光斑錯開的位置，基于信號的增減來檢測z軸方向的漂移。也可以使用多個(gè)這些基準(zhǔn)物質(zhì)1106，來檢測所進(jìn)行測定的基板1100的傾斜度。例如也可以如圖11所示在四角配置基準(zhǔn)物質(zhì)1106，基于四個(gè)信號的增減來檢測傾斜度的朝向，通過傾斜度調(diào)整用的臺座或者驅(qū)動機(jī)構(gòu)來進(jìn)行校正以保持平面。

根據(jù)本實(shí)施例，不僅能夠檢測這樣的xyz軸方向的漂移，還能夠檢測旋轉(zhuǎn)方向。例如，如圖11所示，在基板的兩端配置長方體基準(zhǔn)物質(zhì)1105。通過配置為長方體基準(zhǔn)物質(zhì)1105的中心相對于照射光斑的中心在y軸方向上偏離，并在x軸方向上具有長邊，從而能夠檢測旋轉(zhuǎn)方向的漂移。在基板順時(shí)針漂移的情況下，從兩個(gè)長方體基準(zhǔn)物質(zhì)1105得到的信號同時(shí)衰減。根據(jù)該現(xiàn)象，探測到基板順時(shí)針發(fā)生了漂移，使臺座逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)來進(jìn)行校正。另一方面，在基板逆時(shí)針發(fā)生了漂移的情況下，從兩個(gè)長方體基準(zhǔn)物質(zhì)1105得到的信號同時(shí)增加。根據(jù)該現(xiàn)象，探測到基板逆時(shí)針地發(fā)生了漂移，使臺座順時(shí)針旋轉(zhuǎn)來進(jìn)行校正。

根據(jù)本實(shí)施例，不僅能夠與實(shí)施例3的構(gòu)成同樣，運(yùn)算漂移方向和漂移量并進(jìn)行校正，還能夠檢測旋轉(zhuǎn)方向的漂移并進(jìn)行校正。

實(shí)施例5

在以上說明的實(shí)施例1-4中，說明了針對各軸上的漂移的校正動作，但是在校正中使用的θ臺座的旋轉(zhuǎn)軸與發(fā)生了漂移時(shí)的旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)中心不同、并且旋轉(zhuǎn)方向的漂移和xyz軸方向的漂移合成的情況下，由計(jì)算機(jī)116或者解析裝置118執(zhí)行的、基于從基準(zhǔn)物質(zhì)得到的信號的信息的各種漂移校正需要按順序進(jìn)行。因此，作為實(shí)施例5，示出能夠進(jìn)行這樣的情況下的適宜的漂移校正的裝置的實(shí)施例。

圖12表示本實(shí)施例中的漂移校正的一例的流程圖。首先，例如將具有圖11所示的基板1100的觀察容器201架設(shè)于裝置100。在架設(shè)后向觀察容器201照射激勵光，進(jìn)行搜尋來自各納米細(xì)孔1102的信號強(qiáng)度成為最強(qiáng)的位置的掃描動作來決定測定位置(1200)。同時(shí)，也取得來自各基準(zhǔn)物質(zhì)1104、1105、1106的信號強(qiáng)度和位置信息并保存在計(jì)算機(jī)116、解析裝置118等的存儲介質(zhì)中(1201)。

在掃描結(jié)束后，移動到納米細(xì)孔發(fā)出最強(qiáng)信號強(qiáng)度的位置，檢測通過納米細(xì)孔的生物分子的信號，同時(shí)開始來自基準(zhǔn)物質(zhì)的信號測定。測定開始時(shí)的來自基準(zhǔn)物質(zhì)的信號被依次存儲，在之后的漂移校正時(shí)使用。

在測定開始后因溫度變化等而發(fā)生了漂移的情況下，由于在基準(zhǔn)值的信號中可看到變化，所以通過基準(zhǔn)值的變化來探測漂移。雖然可以始終進(jìn)行探測以及運(yùn)算，但是為了減輕運(yùn)算處理，也可以如前面說明的那樣，例如以10分鐘間隔取得數(shù)據(jù)等，以定期的方式取得基準(zhǔn)值的信號來檢測漂移。另外，也可以事先設(shè)定探測漂移的信號強(qiáng)度。

圖13中示出本實(shí)施例的裝置中的漂移探測以及校正的條件設(shè)定的一構(gòu)成例。顯示畫面1300例如是顯示于計(jì)算機(jī)116、解析裝置118的顯示器等的畫面。在顯示畫面1300中的漂移校正窗口1301中示出為“漂移探測點(diǎn)”的項(xiàng)目是設(shè)定在從起始時(shí)的來自基準(zhǔn)物質(zhì)的信號值例如低于90％時(shí)識別為漂移的值的項(xiàng)目。在探測到漂移時(shí)，首先，檢測用于探測z軸的漂移的基準(zhǔn)物質(zhì)1106的信號，并基于事先掃描信息進(jìn)行校正，使得成為與起始時(shí)相同的信號強(qiáng)度的高度、傾斜度(1202)。這是簡單確認(rèn)是否因z軸發(fā)生漂移且焦點(diǎn)發(fā)生了偏離從而來自其他基準(zhǔn)值的信號值發(fā)生變化而沒有識別為漂移的工序。因此，可以將針對來自z軸基準(zhǔn)物質(zhì)的信號強(qiáng)度的識別為漂移的值如圖13所示作為“z漂移探測點(diǎn)”而設(shè)定為比其他項(xiàng)目更嚴(yán)格的例如95％。另外，顯示畫面1300中的“保存”等各種按鈕1302由操作者在各種操作中使用。

對z軸進(jìn)行監(jiān)視的基準(zhǔn)物質(zhì)1106的信號恢復(fù)為起始時(shí)，在基準(zhǔn)物質(zhì)1104、1105的信號值超出“漂移探測點(diǎn)”的值的范圍的情況下，進(jìn)行進(jìn)一步的校正動作。此時(shí)，在基準(zhǔn)物質(zhì)1104、1105的信號強(qiáng)度全部增加或者衰減的情況下(1203)，依次根據(jù)在測定前進(jìn)行掃描得到的信息以最少的移動量使θ移動到構(gòu)成至少一個(gè)對角對的基準(zhǔn)物質(zhì)成為起始時(shí)的信號強(qiáng)度的位置。但是，在成為起始時(shí)的信號強(qiáng)度的位置找不到的情況下，移動θ并以最少的移動量移動到構(gòu)成至少一個(gè)對角對的基準(zhǔn)物質(zhì)相等的位置處。此時(shí)，也可以將以一次校正動作挪動的移動量設(shè)定為圖13的“θ軸校正范圍”。這是為了減少由于針對僅1軸過大移動而使其他軸的校正變得困難的情況。

在θ軸的校正動作完成后，使用構(gòu)成對角對的基準(zhǔn)物質(zhì)的信號最背離起始時(shí)的信號強(qiáng)度的對的信號，按照實(shí)施例4的步驟來進(jìn)行x軸或者y軸方向的漂移校正。xy軸也可以與θ軸同樣地設(shè)定由一次校正動作能夠移動的移動量。在漂移量少的情況下，在該時(shí)間點(diǎn)來自所有的基準(zhǔn)物質(zhì)的信號強(qiáng)度恢復(fù)成起始時(shí)的強(qiáng)度，結(jié)果，能夠在來自通過納米細(xì)孔的生物樣品的信號被始終限制的范圍內(nèi)得到較強(qiáng)的信號。此時(shí)，在從基準(zhǔn)物質(zhì)得到的拉曼光譜的峰值不在與起始時(shí)相同的檢測器的元件的情況下，移動檢測器并進(jìn)行波數(shù)校正使得由相同的元件照射?；蛘撸部梢愿鶕?jù)起始時(shí)的從基準(zhǔn)物質(zhì)得到的拉曼光譜的峰值的檢測器內(nèi)的元件信息和校正后的位置信息，來進(jìn)行運(yùn)算并進(jìn)行波數(shù)校正。用于波數(shù)校正的光譜信息也可以作為測定前的設(shè)定條件而設(shè)定為選擇基準(zhǔn)物質(zhì)的材質(zhì)。作為材質(zhì)的例子，存在硅單晶、氧化鉬、氧化鎢、氧化鋁、氧化鋅、氧化錫、氧化鈦、碳化硅等。

在漂移量大而來自所有的基準(zhǔn)物質(zhì)的信號強(qiáng)度沒有恢復(fù)成起始時(shí)的強(qiáng)度的情況下，再一次反復(fù)θ軸的校正和xy軸的校正。此時(shí)，也可以指定反復(fù)的次數(shù)。在所指定的次數(shù)以內(nèi)不滿足起始時(shí)的信號強(qiáng)度或者識別為漂移探測的信號強(qiáng)度的情況下，也可以發(fā)出警告，促使重新測定?；蛘咭部梢院唵蔚卦趤碜曰鶞?zhǔn)物質(zhì)的信號低于一定值的情況下發(fā)出警告，促使重新測定。這些警告在受到對裝置等出現(xiàn)了設(shè)想外的沖撞時(shí)的影響而發(fā)生了較大偏離的情況下的檢測中很有效。

另一方面，裝置架設(shè)后的掃描結(jié)束，開始測定，進(jìn)行z軸校正從而基準(zhǔn)物質(zhì)1106的信號恢復(fù)成起始時(shí)，在基準(zhǔn)物質(zhì)1104、1105的信號值超出“漂移探測點(diǎn)”的值的范圍的情況下進(jìn)行進(jìn)一步的校正動作(1202)。此時(shí)，對于基準(zhǔn)物質(zhì)1104、1105的信號強(qiáng)度來說，在構(gòu)成對角對的兩個(gè)基準(zhǔn)物質(zhì)1104或者兩個(gè)基準(zhǔn)物質(zhì)1105彼此增減不同的情況下(1204)，基于測定前的掃描結(jié)果對xy軸方向的漂移量進(jìn)行估算并移動使得成為起始時(shí)的信號強(qiáng)度。估算的結(jié)果，在構(gòu)成對角對的基準(zhǔn)物質(zhì)彼此間漂移量不同的情況下設(shè)想θ軸方向的漂移，所以進(jìn)行xy軸校正到構(gòu)成對角對的基準(zhǔn)物質(zhì)彼此的信號量相等的位置。在xy軸校正后，以最少的移動量將θ移動到至少一個(gè)對角對彼此的基準(zhǔn)物質(zhì)成為起始時(shí)的信號強(qiáng)度的位置。

在漂移量少的情況下，在該時(shí)間點(diǎn)來自所有的基準(zhǔn)物質(zhì)的信號強(qiáng)度恢復(fù)成起始時(shí)的強(qiáng)度(1205)，結(jié)果，能夠在來自通過納米細(xì)孔的生物樣品的信號被始終限制的范圍內(nèi)得到強(qiáng)信號，從而恢復(fù)成起始時(shí)。此時(shí)，在從基準(zhǔn)物質(zhì)得到的拉曼光譜的峰值不在與起始時(shí)相同的檢測器的元件的情況下，移動檢測器并進(jìn)行波數(shù)校正使得由相同的元件照射。或者，也可以根據(jù)起始時(shí)的從基準(zhǔn)物質(zhì)得到的拉曼光譜的峰值的檢測器內(nèi)的元件信息和校正后的位置信息，來進(jìn)行運(yùn)算并進(jìn)行波數(shù)校正(1206)。然后，完成漂移校正(1207)。

在漂移量大而來自所有的基準(zhǔn)物質(zhì)的信號強(qiáng)度沒有恢復(fù)成起始時(shí)的強(qiáng)度的情況下，再一次反復(fù)θ軸的校正和xy軸的校正。此時(shí)，也可以指定反復(fù)的次數(shù)。在所指定的次數(shù)以內(nèi)不滿足起始時(shí)的信號強(qiáng)度或者識別為漂移探測的信號強(qiáng)度的情況下，發(fā)出警報(bào)(1208、1209)，促使重新掃描、重新測定?；蛘咭部梢院唵蔚卦趤碜曰鶞?zhǔn)物質(zhì)的信號低于某一定的值的情況下發(fā)出警告，促使重新測定。這些警告在受到對裝置等出現(xiàn)了設(shè)想外的沖撞時(shí)的影響而發(fā)生了較大偏離的情況下的檢測中很有效。

另外，本發(fā)明并不限定于上述的實(shí)施例，而包含各種變形例。例如，上述的實(shí)施例是為了更好地理解本發(fā)明而詳細(xì)說明的，并不限定為必須具備說明的所有構(gòu)成。此外，可以將某實(shí)施例的構(gòu)成的一部分置換成其他實(shí)施例的構(gòu)成，還可以在某實(shí)施例的構(gòu)成中添加其他實(shí)施例的構(gòu)成。此外，針對各實(shí)施例的構(gòu)成的一部分，可以進(jìn)行其他構(gòu)成的追加、刪除、置換。

進(jìn)一步地，上述的各構(gòu)成、功能、解析裝置等以通過作成實(shí)現(xiàn)它們的一部分或者全部的程序而由軟件來實(shí)現(xiàn)的情況為例進(jìn)行了說明，但是也可以通過例如以集成電路來設(shè)計(jì)等而由硬件來實(shí)現(xiàn)它們的一部分或者全部。

以上，在本說明書中，基于各種實(shí)施例，說明了本發(fā)明的實(shí)施方式，但是在以上的說明中，不僅是權(quán)利要求書中記載的發(fā)明，還公開了很多的發(fā)明。如以下所示來例示它們的一部分。

[例示1]

一種位置控制方法以及裝置，具備：

能進(jìn)行至少一個(gè)以上的激勵光照射的光學(xué)系統(tǒng)；

能進(jìn)行通過至少一個(gè)以上的激勵光照射而發(fā)出的信號檢測的單元；以及

與測定樣品的檢測一起還同時(shí)進(jìn)行基準(zhǔn)物質(zhì)的檢測，根據(jù)從基準(zhǔn)物質(zhì)得到的信號，運(yùn)算測定樣品被強(qiáng)烈照射激勵光的位置的位置運(yùn)算單元，

根據(jù)運(yùn)算結(jié)果將測定樣品的位置或者光學(xué)系統(tǒng)位置校正為期望的位置。

[例示2]

在例示1的位置控制方法以及裝置中，通過激勵光照射而發(fā)出的信號是拉曼散射光或者熒光。

[例示3]

在例示1的位置控制方法以及裝置中，檢測來自至少一個(gè)以上的基準(zhǔn)物質(zhì)的信號。

[例示4]

在例示1的位置控制方法以及裝置中，使用通過激勵光照射而發(fā)出的至少一個(gè)以上的基準(zhǔn)物質(zhì)的光譜來校正檢測器的位置或者圖像元件信息。

[例示5]

在例示1的位置控制方法以及裝置中，檢測來自比樣品小的基準(zhǔn)物質(zhì)的信號。

[例示6]

在例示1的位置控制方法以及裝置中，向基準(zhǔn)物質(zhì)照射比樣品小的激勵光光斑直徑，檢測來自基準(zhǔn)物質(zhì)的信號。

[例示7]

在例示1的位置控制方法以及裝置中，使用比樣品短的波長的激勵光，向基準(zhǔn)物質(zhì)照射比樣品小的激勵光光斑直徑，檢測來自基準(zhǔn)物質(zhì)的信號。

[例示8]

在例示1的位置控制方法以及裝置中，在激勵光光斑直徑比樣品以及基準(zhǔn)物質(zhì)小時(shí)，向基準(zhǔn)物質(zhì)照射的激勵光光斑直徑大于向樣品照射的激勵光光斑直徑，并檢測來自基準(zhǔn)物質(zhì)的信號。

[例示9]

在例示1的位置控制方法以及裝置中，檢測來自作為硅單晶、氧化鉬、氧化鎢、氧化鋁、氧化鋅、氧化錫、氧化鈦、碳化硅的基準(zhǔn)物質(zhì)的信號。

[例示10]

在例示1的位置控制方法以及裝置中，作為樣品，解析生物分子。

[例示11]

在例示1的控制方法以及裝置中，具備驅(qū)動單元，

使用驅(qū)動單元對樣品以及基準(zhǔn)物質(zhì)的位置和激勵光斑位置進(jìn)行掃描，并根據(jù)位置運(yùn)算單元的運(yùn)算結(jié)果將測定樣品的位置或者光學(xué)系統(tǒng)位置校正為期望的位置。

[例示12]

在例示11的控制方法以及裝置中，在檢測溫度變化的同時(shí)，利用驅(qū)動單元對樣品以及基準(zhǔn)物質(zhì)的位置和激勵光斑位置進(jìn)行掃描，基于溫度變化的檢測來將樣品的位置或者光學(xué)系統(tǒng)位置校正為期望的位置。

[例示13]

在例示1的控制方法以及裝置中，根據(jù)基準(zhǔn)物質(zhì)的信號的增減來運(yùn)算漂移量以及漂移方向，將測定樣品的位置或者光學(xué)系統(tǒng)位置校正為期望的位置。

[例示14]

在例示13的控制方法以及裝置中，根據(jù)事先取得的基準(zhǔn)物質(zhì)的位置和信號強(qiáng)度的信息以及基準(zhǔn)物質(zhì)的信號的增減來運(yùn)算漂移量以及漂移方向，將測定樣品的位置或者光學(xué)系統(tǒng)位置校正為期望的位置。

[例示15]

在例示1的控制方法以及裝置中，使用配置在從位置與樣品一致的激勵光斑位置偏離的位置處的基準(zhǔn)物質(zhì)，校正為期望的位置。

[例示16]

在例示1的位置控制方法以及裝置中，使用焦點(diǎn)位置與樣品不同的基準(zhǔn)物質(zhì)，校正為期望的位置。

[例示17]

在例示1的裝置中，使設(shè)置在基準(zhǔn)物質(zhì)測定光軸上的針孔比設(shè)置在樣品測定光軸上的針孔小。

[例示18]

在例示1的控制方法以及裝置中，基準(zhǔn)物質(zhì)為長方體，并且校正為期望的位置。

[例示19]

在例示1的控制方法以及裝置中，至少2個(gè)長方體基準(zhǔn)物質(zhì)的長邊以正交的直線狀存在，校正為期望的位置。

[例示20]

在例示1的方法以及裝置中，基準(zhǔn)物質(zhì)是等離子體激元共振。

符號說明

100納米細(xì)孔拉曼dna測序儀裝置

101光源

102、218物鏡

103顯微鏡觀察容器

104xy臺座

105z軸調(diào)整機(jī)構(gòu)

106濾波器

107分束器

108衍射光柵

109檢測器

110led

111二維檢測器

112反射鏡

113多重照射機(jī)構(gòu)

114透鏡

115驅(qū)動控制部

116計(jì)算機(jī)

117nir(近紅外)反射鏡

118解析裝置

201觀察容器

202、302、402、702、904、1102納米細(xì)孔

203、301基板

204樣品導(dǎo)入分區(qū)

205樣品流入分區(qū)

206、207流入路徑

208、209流出路徑

210、211液體

213樣品

214、215電極

216導(dǎo)電性薄膜

217液浸介質(zhì)

302納米細(xì)孔

303、403、703、903、1103導(dǎo)電性薄膜

401、701、901、1000、1100多納米細(xì)孔基板

404、405、406、704、705、706、902、903、1001、1002、1004-1006基準(zhǔn)物質(zhì)

901激勵光照射于基板的位置

1003、1101激勵光照射于基板的位置

1300顯示畫面

1300漂移校正窗口