(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面プラズモン励起蛍光分光法による計測を行う計測装置であって、
第１の主面及び第２の主面を有する導電体膜と、
励起光の入射面、反射面及び出射面を有し、前記入射面へ入射した前記励起光が前記反射面に反射され反射光となって前記出射面から出射するように前記入射面、前記反射面及び前記出射面が配置され、前記反射面が前記第１の主面に密着する誘電体媒体と、
接合面を有し、前記接合面に露出する流路が形成され、前記接合面が前記第２の主面に接合される流路形成体と、
前記流路の内部に設けられ、前記第２の主面に定着し、反応物が反応する反応場を提供する反応場提供物と、
前記誘電体媒体に前記励起光を照射し、前記反射面へ共鳴角で前記励起光を入射させる照射機構と、
前記反応場から放射される表面プラズモン励起蛍光の光量を測定する第１の光量センサーと、
前記反射光の光量を測定する第２の光量センサーと、
前記第２の光量センサーから前記反射光の光量の測定結果を取得し、前記反射光の光量が基準を超えて増加した場合に前記流路への気泡の混入を検出する気泡検出部と、
液体を前記流路へ供給し前記流路から回収する送液機構と、
前記表面プラズモン励起蛍光の光量の測定の開始及び終了を制御する測定制御部と、
前記測定制御部が前記表面プラズモン励起蛍光の光量の測定を開始させた後に前記気泡検出部が前記流路への気泡の混入を検出した場合に、前記送液機構に前記流路から液体を回収させ前記流路へ液体を再供給させる送液制御部と、
を備え、
前記測定制御部は、
前記気泡検出部が前記流路への気泡の混入を検出した場合に前記表面プラズモン励起蛍光の光量の測定を中止させ、前記送液制御部が前記送液機構に前記流路から液体を回収させ前記送液機構に前記流路へ液体を再供給させた後に前記流路への気泡の混入を再検出しなかった場合に前記表面プラズモン励起蛍光の光量の再測定を開始させる
計測装置。
【請求項２】
請求項１の計測装置において、
計測エラーを報知する報知機構と、
前記送液制御部が前記送液機構に前記流路へ液体を再供給させた後に前記気泡検出部が前記流路への気泡の混入を再検出した場合に、前記報知機構に前記計測エラーを報知させる報知制御部と、
をさらに備える計測装置。
【請求項３】
表面プラズモン励起蛍光分光法による計測を行う計測方法であって、
(a) 導電体膜、誘電体媒体、流路形成体及び反応場提供物を備え、前記導電体膜が第１の主面及び第２の主面を有し、前記誘電体媒体が励起光の入射面、反射面及び出射面を有し、前記入射面へ入射した前記励起光が前記反射面に反射され反射光となって前記出射面から出射するように前記入射面、前記反射面及び前記出射面が配置され、前記第１の主面と前記反射面とが密着し、前記流路形成体が接合面を有し、前記接合面に露出する流路が前記流路形成体に形成され、前記第２の主面と前記接合面とが接合され、前記反応場提供物が前記流路の内部に設けられ前記第２の主面に定着し反応物が反応する反応場を提供する構造物を準備する工程と、
(b) 前記工程(a)の後に、前記誘電体媒体に前記励起光を照射し、前記反射面へ共鳴角で前記励起光を入射させる工程と、
(c) 前記工程(b)が実行されている間に前記反応場から放射される表面プラズモン励起蛍光の光量を測定する工程と、
(d) 液体を前記流路へ供給する工程と、
(e) 前記工程(b)が実行されている間であって前記工程(d)の後に前記反射光の光量を測定する工程と、
(f) 前記工程(e)において測定される前記反射光の光量が基準を超えて増加した場合に前記流路への気泡の混入を検出する工程と、
を備え、
前記工程(e)が前記工程(c)における前記表面プラズモン励起蛍光の光量の測定を開始させた後に実行され、前記工程(f)において気泡の混入を検出した場合に、前記工程(c)を中止させ、前記流路に供給された液体を回収させ、その後液体を前記流路へ再供給させた後に、前記工程(e)を再度実行し前記流路への気泡の混入を再検出しなかった場合に前記工程(c)を再開する
計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面プラズモン励起蛍光分光法による計測を行う計測装置及び計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
誘電体媒体の中を進む励起光が導電体膜と誘電体媒体との界面に全反射条件を満たして入射する場合は、界面からエバネッセント波がもれだし、導電体膜の表面のプラズモンとエバネッセント波とが干渉する。界面への励起光の入射角が共鳴角に設定されプラズモンとエバネッセント波とが共鳴する場合にエバネッセント波の電場は著しく増強される。表面プラズモン励起蛍光分光法（ＳＰＦＳ）による計測においては、この増強された電場が用いられる。
【０００３】
ＳＰＦＳによる計測においては、導電体膜の表面に抗原が捕捉され、捕捉された抗原が蛍光標識される。増強された電場は蛍光標識された抗原に作用し、蛍光標識された抗原からは表面プラズモン励起蛍光が放射される。表面プラズモン励起蛍光の光量の測定結果から抗原の有無、抗原の捕捉量等が特定される。
【０００４】
導電体膜の表面に抗原を捕捉し抗原を蛍光標識するために、導電体膜の表面の近傍に抗原と結合する一次抗体が固定される。一次抗体が固定された後に、抗原を含む液体、蛍光標識化された二次抗体を含む液体が流路へ供給され、固定された一次抗体に抗原が結合させられ、結合させられた抗原に二次抗体がさらに結合させられる。
【０００５】
反応中に気泡が流路へ混入した場合は、一次抗体への抗原の結合、抗原への二次抗体の結合等が阻害され、計測に誤りが生じる。また、測定中に気泡が流路へ混入した場合は、表面プラズモン共鳴が阻害され、計測に誤りが生じる。このため、流路への気泡の混入を検出することが望まれる。
【０００６】
特許文献１は、気泡の混入の検出に関する。特許文献１は、液体の圧力を変化させた場合の液体の光学特性の変化により気泡の混入を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−２８１５２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１の気泡の検出においては、液体の圧力を変化させる機構が必要になる。また、液体の光学特性を測定するための光の光路を確保する必要もある。このため、特許文献１の気泡の検出は、表面プラズモン励起蛍光分光法による計測には向いていない。
【０００９】
本発明は、この問題を解決するためになされる。本発明の目的は、流路への気泡の混入が検出され計測の誤りが抑制される、表面プラズモン励起蛍光分光法による計測を行う計測装置及び計測方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１及び第２の局面は、表面プラズモン励起蛍光分光法による計測を行う計測装置に向けられる。
【００１１】
本発明の第１の局面においては、導電体膜、誘電体媒体、流路形成体、反応場提供物、照射機構、第１の光量センサー、第２の光量センサー及び気泡検出部が設けられる。
【００１２】
導電体膜は、第１の主面及び第２の主面を有する。
【００１３】
誘電体媒体は、励起光の入射面、反射面及び出射面を有する。入射面へ入射した励起光が反射面に反射され反射光となって出射面から出射するように入射面、反射面及び出射面が配置される。第１の主面と反射面とは密着する。
【００１４】
流路形成体には流路が形成される。流路は接合面に露出する。第２の主面と接合面とは接合される。
【００１５】
反応場提供物は、流路の内部に設けられる。反応場提供物は、第２の主面に定着する。反応場提供物は、反応物が反応する反応場を提供する。
【００１６】
照射機構は、誘電体媒体に励起光を照射し、反射面へ共鳴角で励起光を入射させる。
【００１７】
第１の光量センサーは、反応場から放射される表面プラズモン励起蛍光の光量を測定する。
【００１８】
第２の光量センサーは、反射光の光量を測定する。
【００１９】
気泡検出部は、第２の光量センサーから反射光の光量の測定結果を取得し、反射光の光量が基準を超えて増加した場合に流路への気泡の混入を検出する。
【００３１】
本発明の第１の局面においては、送液機構、測定制御部及び送液制御部がさらに設けられる。
【００３２】
送液機構は、液体を流路へ供給し流路から回収する。
【００３３】
測定制御部は、表面プラズモン励起蛍光の光量の測定の開始及び終了を制御する。
【００３４】
送液制御部は、測定制御部が表面プラズモン励起蛍光の光量の測定を開始させた後に気泡検出部が流路への気泡の混入を検出した場合に、送液機構に流路から液体を回収させ流路へ液体を再供給させる。
【００３５】
また、測定制御部は、気泡検出部が流路への気泡の混入を検出した場合に表面プラズモン励起蛍光の光量の測定を中止させ、送液制御部が送液機構に流路から液体を回収させ送液機構に流路へ液体を再供給させた後に流路への気泡の混入を再検出しなかった場合に表面プラズモン励起蛍光の光量の再測定を開始させる。
本発明の第２の局面は、本発明の第１の局面にさらなる事項を付加する。本発明の第２の局面においては、報知機構及び報知制御部がさらに設けられる。報知機構は、計測エラーを報知する。報知制御部は、送液制御部が送液機構に流路へ液体を再供給させた後に気泡検出部が流路への気泡の混入を再検出した場合に、報知機構に計測エラーを報知させる。
【００３６】
本発明は、表面プラズモン励起蛍光分光法による計測を行う計測方法にも向けられる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明の第１の局面によれば、流路への気泡の混入が容易に検出され、計測エラーが抑制される。
【００４１】
本発明の第１の局面によれば、流路へ気泡が混入した場合に流路へ液体が再供給され、気泡が除去され、計測エラーが回避される。本発明の第２の局面によれば、気泡の混入以外の要因による計測エラーが見過ごされない。
【００４２】
これらの及びこれら以外の本発明の目的、特徴、局面及び利点は、添付図面とともに考慮されたときに下記の本発明の詳細な説明によってより明白となる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】計測装置の模式図である。
【図２】センサーチップの分解断面図である。
【図３】一次抗体液が流路へ供給された状態の模式図である。
【図４】一次抗体液が流路へ供給された状態の模式図である。
【図５】試料液が流路へ供給された状態の模式図である。
【図６】二次抗体液が流路へ供給された状態の模式図である。
【図７】コントローラーのブロック図である。
【図８】計測装置の動作を示すフローチャートである。
【図９】ＳＰＲ曲線及び入射角と電場増強度との関係を示すグラフである。
【図１０】気泡の混入の検出の手順を示すフローチャートである。
【図１１】気泡の混入の検出の手順を示すフローチャートである。
【図１２】気泡の混入の検出の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
｛計測装置の概略｝
図１の模式図は、計測装置の望ましい実施形態を示す。図２の模式図は、計測装置に取り付けられるセンサーチップの分解断面図である。
【００４５】
図１に示すように、計測装置１０００は、センサーチップ１００２、照射機構１００４、電荷結合素子（ＣＣＤ）センサー１００５、ローパスフィルター１００６、フォトダイオード１００７、送液機構１００８、コントローラー１０１０及びディスプレイ１０１２を備える。照射機構１００４は、光源１０４０、直線偏光板１０４２、ミラー１０４４及びミラー駆動機構１０４６を備える。図１及び図２に示すように、センサーチップ１００２は、金膜１０２０、プリズム１０２２、抗体固層膜１０２４、流路形成体１０２６及びシール１０２８を備える。センサーチップ１００２には、流路１０８０が形成される。
【００４６】
計測装置１０００は、表面プラズモン励起蛍光分光法（ＳＰＦＳ）による計測を行う。
【００４７】
計測が行われる前には、一次抗体を含む液体（以下では「一次抗体液」という。）が流路１０８０へ供給され、一次抗体が抗体固層膜１０２４に固定され、一次抗体液が流路１０８０から回収される。続いて、計測される抗原を含む液体（以下では「試料液」という。）が流路１０８０へ供給され、一次抗体に抗原が結合させられ、試料液が流路１０８０から回収される。さらに続いて、蛍光標識化された二次抗体を含む液体（以下では「二次抗体液」という。）が流路１０８０へ供給され、二次抗体が抗原に結合させられる。
【００４８】
計測が行われる場合及び流路１０８０への気泡の混入が検出される場合には、励起光ＥＬがプリズム１０２２へ入射させられる。プリズム１０２２へ入射した励起光ＥＬは、金膜１０２０とプリズム１０２２との界面で反射され、反射光ＲＬとなってプリズム１０２２から出射する。金膜１０２０とプリズム１０２２との界面への励起光ＥＬの入射角θは共鳴角θｒに設定される。
【００４９】
励起光ＥＬがプリズム１０２２へ照射されている間は、金膜１０２０とプリズム１０２２との界面から金膜１０２０の側へエバネッセント波がもれだし、エバネッセント波と金膜１０２０の表面のプラズモンとが共鳴し、エバネッセント波の電場が増強される。この増強された電場が蛍光標識に作用し、抗体固層膜１０２４により提供される反応場から表面プラズモン励起蛍光ＦＬが放射される。表面プラズモン励起蛍光ＦＬの光量は、ＣＣＤセンサー１００５に測定される。表面プラズモン励起蛍光ＦＬの光量から、抗原の有無、抗原の捕捉量等が求められる。反射光ＲＬの光量は、フォトダイオード１００７に測定される。反射光ＲＬの光量から、流路１０８０への気泡の混入が検出される。流路１０８０へ気泡が混入した場合は、エバネッセント波とプラズモンとが共鳴しなくなり、金膜１０２０とプリズム１０２２との界面で励起光ＥＬが全反射され、反射光ＲＬの光量が多くなる。このことを利用して、反射光ＲＬの光量が基準を超えて増加した場合に流路１０８０への気泡の混入が検出される。これにより、流路１０８０への気泡の混入が容易に検出され、計測エラーが抑制される。
【００５０】
｛センサーチップ｝
図１及び図２に示すように、金膜１０２０の一方の主面１１００に抗体固層膜１０２４が定着し、金膜１０２０の一方の主面１１００と流路形成体１０２６の接合面１１０４とが接合され、金膜１０２０の他方の主面１１０２とプリズム１０２２の反射面１１０８とが密着する。抗体固層膜１０２４は流路１０８０の内部に設けられる。流路形成体１０２６の液体出入口面１１１２にはシール１０２８が貼られる。シール１０２８が省略されてもよい。
【００５１】
センサーチップ１００２は、「検査チップ」「分析チップ」「試料セル」等とも呼ばれる。センサーチップ１００２は、望ましくは、各辺の長さが数ｍｍから数ｃｍまでの範囲内にある構造物であるが、「チップ」とは呼びがたいより小型の又はより大型の構造物に置き換えられてもよい。
【００５２】
｛金膜｝
金膜１０２０は、薄膜である。金膜１０２０の膜厚は、望ましくは、３０〜７０ｎｍである。ただし、金膜１０２０の膜厚がこの範囲外であってもよい。
【００５３】
金膜１０２０は、スパッタリング、蒸着、メッキ等により形成される。金膜１０２０が他の方法により形成されてもよい。
【００５４】
金膜１０２０が表面プラズモン共鳴を発生させる他の種類の導電体からなる膜に置き換えられてもよい。例えば、金膜１０２０が銀、銅、アルミニウム等の金属又はこれらの金属を含む合金からなる膜に置き換えられてもよい。
【００５５】
｛プリズム｝
プリズム１０２２は、台形柱体である。望ましくは、プリズム１０２２は、等脚台形柱体である。プリズム１０２２の一方の傾斜側面は励起光ＥＬの入射面１１０６になる。プリズム１０２２の幅広の平行側面は励起光ＥＬの反射面１１０８になる。プリズム１０２２の他方の傾斜面は励起光ＥＬの出射面１１１０になる。入射面１１０６へ入射した励起光ＥＬが反射面１１０８に反射され反射光ＲＬとなって出射面１１１０から出射するように入射面１１０６、反射面１１０８及び出射面１１１０は配置される。プリズム１０２２の形状は、共鳴角θｒで励起光ＥＬを反射面１１０８へ入射させることができるように決められる。
【００５６】
共鳴角θｒで励起光ＥＬを反射面１１０８へ入射させることができる限り、プリズム１０２２が台形柱体以外でもよく、プリズム１０２２が「プリズム」とは呼びがたい形状物に置き換えられてもよい。例えば、プリズム１０２２が半円柱体であってもよく、プリズム１０２２が板に置き換えられてもよい。
【００５７】
プリズム１０２２は、励起光ＥＬに対して透明な材質からなる誘電体媒体である。プリズム１０２２は、ガラス、樹脂等からなる。プリズム１０２２は、射出成形により作製される。プリズム１０２２が射出成形以外により作製されてもよい。
【００５８】
｛流路形成体｝
流路形成体１０２６には、流路１０８０が形成される。流路１０８０は、接合面１１０４に露出し、金膜１０２０が形成されたプリズム１０２２により閉塞される。流路形成体１０２６は、接着、レーザー溶着、超音波溶着、クランプ圧着等により、金膜１０２０が形成されたプリズム１０２２に接合される。ただし、金膜１０２０が形成されたプリズム１０２２に流路形成体１０２６が他の方法により接合されてもよい。流路形成体１０２６が２個以上の形状物の複合体であってもよい。
【００５９】
流路形成体１０２６は、表面プラズモン励起蛍光ＦＬに対して透明な材質からなる。流路形成体１０２６は、樹脂等からなる。流路形成体１０２６は、射出成形により製造される。流路形成体１０２６が射出成形以外により製造されてもよい。
【００６０】
｛送液機構｝
送液機構１００８は、一次抗体液、試料液、二次抗体液、バッファー液等の液体を流路１０８０へ供給し、一次抗体液、試料液、二次抗体液、バッファー液等の液体を流路１０８０から回収する。一次抗体液、試料液及び二次抗体液が流路１０８０へ供給された場合は、それぞれ、抗体固層膜１０２４に一次抗体液、試料液及び二次抗体液が接触する。送液機構１００８が、一次抗体液、試料液、二次抗体液及びバッファー液以外の液体を供給及び回収してもよい。
【００６１】
送液機構１００８は、例えば、ポンプにより送液元から液体を吸引し送液元から送液先へポンプを搬送しポンプにより送液先へ液体を吐出することにより送液元から送液先へ液体を送液する機構である。送液機構１００８が、送液元から送液先へ至る配管に液体を流すことにより送液元から送液先へ液体を送液する機構であってもよい。
【００６２】
｛流路への液体の供給｝
図３及び図４の模式図は、一次抗体液が流路へ供給された状態を示す。図３は、流路へ気泡が混入しなかった場合を示す。図４は、流路へ気泡が混入した場合を示す。図５の模式図は、試料液が流路へ供給された状態を示す。図６の模式図は、二次抗体液が流路へ供給された状態を示す。
【００６３】
図３に示すように、一次抗体液１１２０が流路１０８０へ供給された場合は、一次抗体液１１２０に含まれる一次抗体１１２２が抗体固層膜１０２４に固定される。しかし、図４に示すように、流路１０８０へ気泡１１２４が混入した場合は、一次抗体１１２２の抗体固層膜１０２４への固定が阻害され、計測エラーの原因となる。一次抗体１１２２は、望ましくは、Ｎ−エチル−Ｎ′−（３−ジメチルアミノプロピル）カルボジイミドヒドロクロリド（ＥＤＣ）／Ｎ−ヒドロキシスクシンイミド（ＮＨＳ）による活性化エステル法により、金膜１０２０の一方の主面１１００に密着する自己組織化膜（ＳＡＭ）の表面のカルボキシル基に固定される。
【００６４】
また、図５に示すように、一次抗体１１２２が抗体固層膜１０２４に固定された状態において試料液１１２６が流路１０８０へ供給された場合は、試料液１１２６に含まれる抗原（腫瘍マーカ等）１１２８と抗体固層膜１０２４に固定された一次抗体１１２２とが生化学反応又は免疫反応（抗原抗体反応）により結合し、抗原１１２８が抗体固層膜１０２４に捕捉される。ただし、流路１０８０へ気泡が混入した場合は、一次抗体１１２２と抗原１１２８との結合が阻害され、計測エラーの原因となる。
【００６５】
さらに、図６に示すように、抗原１１２８が抗体固層膜１０２４に捕捉された状態において二次抗体液１１３０が流路１０８０へ供給された場合は、抗体固層膜１０２４に捕捉された抗原１１２８と二次抗体液１１３０に含まれる蛍光標識化された二次抗体１１３２とが生化学反応又は免疫反応により結合し、抗原１１２８が二次抗体１１３２に蛍光標識される。ただし、流路１０８０へ気泡が混入した場合は、抗原１１２８と二次抗体１１３２との結合が阻害され、計測エラーの原因となる。
【００６６】
｛一次抗体液、試料液及び二次抗体液｝
一次抗体液１１２０は、計測される抗原１１２８と結合し抗体固層膜１０２４に固定される一次抗体１１２２を含む。
【００６７】
試料液１１２６は、典型的には、血液等の人間からの採取物であるが、人間以外の生物からの採取物であってもよく、非生物からの採取物であってもよい。希釈、血球分離、試薬の混合等の他の前処理が採取物に対して行われてもよい。
【００６８】
二次抗体液１１３０は、計測される抗原１１２８と結合し蛍光標識化された二次抗体１１３２を含む。二次抗体１１３２は、蛍光を放射する蛍光標識となる化学構造を含む。
【００６９】
｛抗体固層膜｝
抗体固層膜１０２４は、一次抗体１１２２、抗原１１２８及び二次抗体１１３２等の反応物を反応させる反応場を提供する。抗体固層膜１０２４は、非流動体からなる。したがって、一次抗体液１１２０、試料液１１２６又は二次抗体液１１３０が抗体固層膜１０２４に接触しても、抗体固層膜１０２４は移動しない。
【００７０】
抗体固層膜１０２４は、ラバー製のアプリケーターによりパターニングされる。抗体固層膜１０２４が他の方法により形成されてもよい。
【００７１】
｛光源｝
図１に示すように、光源１０４０は、励起光ＥＬを放射する。望ましくは、光源１０４０はレーザーダイオードであり、光源１０４０から放射される光は、平行光線であり、直線偏光であり、単色光である。表面プラズモン励起蛍光ＦＬ及び反射光ＲＬの光量が測定される場合には励起光ＥＬが放射されるが、励起光ＥＬは連続的に放射されてもよいし、一定間隔で放射されてもよい。
【００７２】
光源１０４０がレーザーダイオード以外であってもよい。例えば、光源１０４０が発光ダイオード、水銀灯、レーザーダイオード以外のレーザー等であってもよい。光源１０４０から放射される励起光ＥＬが平行光線でない場合は、レンズ、ミラー、スリット等により励起光ＥＬが平行光線へ変換される。光源１０４０から放射される励起光ＥＬが直線偏光でない場合は、直線偏光板等により励起光ＥＬが直線偏光へ変換される。光源１０４０から放射される励起光ＥＬが単色光でない場合は、回折格子等により励起光ＥＬが単色光へ変換される。
【００７３】
｛直線偏光板｝
直線偏光板１０４２は、励起光ＥＬの光路上にあり、光源１０４０から放射された励起光ＥＬを直線偏光へ変換する。励起光ＥＬの偏光方向は、反射面１１０８に対して励起光ＥＬがｐ偏光になるように選択される。これにより、エバネッセント波のもれだしが増加し、表面プラズモン励起蛍光ＦＬが増加し、計測の感度が向上する。
【００７４】
｛ミラー及びミラー駆動機構｝
ミラー１０４４は、励起光ＥＬの光路上にあり、直線偏光板１０４２を通過した励起光ＥＬを反射する。ミラー１０４４により反射された励起光ＥＬは、プリズム１０２２に照射される。プリズム１０２２に照射された光は、入射面１１０６へ入射し、反射面１１０８に反射され、反射光ＲＬとなって出射面１１１０から出射する。反射面１１０８への励起光ＥＬの入射角θは、全反射条件θｃ≦θを満たす（θｃ：臨界角）。
【００７５】
ミラー駆動機構１０４６は、モーター、圧電アクチュエーター等の駆動力源を備え、ミラー１０４４を回転させ、ミラー１０４４の姿勢を調整する。また、ミラー駆動機構１０４６は、リニアステッピングモーター等の駆動力源を備え、光源１０４０の光軸方向にミラー１０４４を移動させ、ミラー１０４４の位置を調整する。これにより、反射面１１０８における励起光ＥＬの照射位置を抗体固層膜１０２４が定着する領域に維持したまま反射面１１０８への励起光ＥＬの入射角θを調整できる。
【００７６】
｛ローパスフィルター｝
ローパスフィルター１００６は、表面プラズモン励起蛍光ＦＬの光路上にある。
【００７７】
ローパスフィルター１００６は、カットオフ波長より長い波長の光を透過し、カットオフ波長より短い波長の光を減衰させる。カットオフ波長は、励起光ＥＬの波長から表面プラズモン励起蛍光ＦＬの波長までの範囲内で選択される。励起光ＥＬの散乱光はローパスフィルター１００６により減衰し、散乱光のごく一部がＣＣＤセンサー１００５に到達するが、表面プラズモン励起蛍光ＦＬはローパスフィルター１００６を透過し、表面プラズモン励起蛍光ＦＬの大部分がＣＣＤセンサー１００５に到達する。これにより、相対的に光量が小さい表面プラズモン励起蛍光ＦＬの光量が測定される場合に相対的に光量が大きい散乱光の影響が抑制され、計測の精度が向上する。
【００７８】
｛ＣＣＤセンサー｝
ＣＣＤセンサー１００５は、表面プラズモン励起蛍光ＦＬの光路上にあり、表面プラズモン励起蛍光ＦＬの光量を測定する。ＣＣＤセンサー１００５が他の形式の光量センサーに置き換えられてもよい。例えば、ＣＣＤセンサー１００５が光電子増倍管等に置き換えられてもよい。
【００７９】
｛フォトダイオード｝
フォトダイオード１００７は、反射光ＲＬの光路上にあり、反射光ＲＬの光量を測定する。フォトダイオード１００７が他の形式の光量センサーに置き換えられてもよい。例えば、フォトダイオード１００７がフォトトランジスター、フォトレジスター等に置き換えられてもよい。
【００８０】
｛コントローラー｝
図７のブロック図は、コントローラーを示す。
【００８１】
図７に示すように、コントローラー１０１０は、気泡検出部１２００、送液制御部１２０２、報知制御部１２０４及び測定制御部１２０６を備える。
【００８２】
気泡検出部１２００は、フォトダイオード１００７から反射光ＲＬの光量の測定結果を取得し、反射光ＲＬの光量が基準を超えて増加した場合に流路１０８０へ気泡が混入したことを検出する。
【００８３】
典型的には、反射光ＲＬの光量の閾値が基準になる。この場合は、流路１０８０へ気泡が混入した場合の反射光ＲＬの光量と流路１０８０へ気泡が混入しない場合の反射光ＲＬの光量とが事前に調べられ、前者の光量と後者の光量との間に閾値が設定される。また、気泡検出部１２００は、反射光ＲＬの光量が閾値を超えた場合に流路１０８０への気泡の混入を検出する。
【００８４】
反射光ＲＬの光量の閾値以外が基準になってもよい。例えば、流路１０８０へ気泡が混入していないことが確認された時からの反射光ＲＬの光量の増加量の閾値が基準であってもよい。この場合は、流路１０８０へ気泡が混入した場合の反射光ＲＬの光量の増加量が事前に調べられ、当該増加量以下に閾値が設定される。また、気泡検出部１２００は、反射光ＲＬの光量の増加量が閾値を超えた場合に流路１０８０へ気泡が混入したことを検出する。
【００８５】
気泡検出部１２００による流路１０８０への気泡の混入の検出は、送液機構１００８及び送液制御部１２０２が省略され手作業により流路１０８０へ液体が供給され流路１０８０から液体が回収される場合にも有用である。
【００８６】
送液制御部１２０２は、気泡検出部１２００の検出結果を取得し、送液機構１００８を制御し、送液機構１００８に流路１０８０へ液体を供給させ流路１０８０から液体を回収させる。液体の供給及び回収の処理は、気泡検出部１２００の検出結果によって変化する。
【００８７】
報知制御部１２０４は、気泡検出部１２００の検出結果を取得し、ディスプレイ１０１２を制御し、計測エラーをディスプレイ１０１２に報知させる。ディスプレイ１０１２に代えて又はディスプレイ１０１２に加えて、他の形式の報知機構が設けられてもよい。報知制御部１２０４は、当該報知機構を制御し、当該報知機構に計測エラーを報知させる。例えば、ランプ等の発光体が報知機構として設けられ、発光体の点灯、発光体の消灯、発光体の発光色の変更、発光体の点滅等により計測エラーが報知されてもよい。ブザー、スピーカー、ベル等の発音体が設けられ、エラー音の発生、エラーメッセージの発声等により計測エラーが報知されてもよい。
【００８８】
測定制御部１２０６は、表面プラズモン励起蛍光ＦＬの光量の測定の開始及び終了を制御する。
【００８９】
コントローラー１０１０は、制御プログラムを実行する組み込みコンピューターである。１個の組み込みコンピューターがコントローラー１０１０の機能を担ってもよいし、２個以上の組み込みコンピューターが分担してコントローラー１０１０の機能を担ってもよい。ソフトウエアを伴わないハードウエアがコントローラー１０１０の全部又は一部の機能を担ってもよい。ハードウエアは、例えば、オペアンプ、コンパレーター等の電子回路である。コントローラー１０１０による処理の全部又は一部が、手作業により実行されてもよく、計測装置１０００の外部において実行されてもよい。
【００９０】
｛計測装置の動作｝
図８のフローチャートは、計測装置の動作を示す。
【００９１】
計測装置１０００により計測が行われる場合は、図８に示すように、センサーチップ１００２が準備され、センサーチップ１００２が計測装置１０００に取り付けられる（ステップＳ１０１）。
【００９２】
センサーチップ１００２が準備され計測装置１０００に取り付けられた後に、励起光ＥＬがプリズム１０２２に照射され、入射角θが共鳴角θｒに設定される（ステップＳ１０２）。入射角θが共鳴角θｒに設定される場合は、コントローラー１０１０がミラー駆動機構１０４６にミラー１０４４の姿勢及び位置を調整させ、予想される共鳴角θｒの近傍で入射角θを走査させる。コントローラー１０１０は、入射角θの走査と並行して、反射光ＲＬの光量の測定結果をフォトダイオード１００７から取得する。コントローラー１０１０は、入射角θと反射光ＲＬの光量との関係を示すＳＰＲ曲線から反射光ＲＬの光量が極小になる入射角θである共鳴角θｒを特定する。反射光ＲＬの光量が極小になる入射角θと電場増強度が極大になる入射角θとはわずかに異なるので、望ましくは、共鳴角θｒに微小角Δθｒを加算又は減算する補正が行われる。図９のグラフは、ＳＰＲ曲線及び入射角θと電場増強度との関係を示す。
【００９３】
入射角θが共鳴角θｒに設定された後に、一次抗体１１２２が抗体固層膜１０２４へ固定され（ステップＳ１０３）、抗原１１２８と一次抗体１１２２とが結合させられ（ステップＳ１０４）、抗原１１２８と二次抗体１１３２とが結合させられる（ステップＳ１０５）。一次抗体１１２２が抗体固層膜１０２４に予め固定されたセンサーチップ１００２が準備される場合は、一次抗体１１２２の抗体固層膜１０２４への固定（ステップＳ１０３）が省略される。
【００９４】
これらの反応が完了した後に、ＣＣＤセンサー１００５が表面プラズモン励起蛍光ＦＬの光量を測定する（ステップＳ１０６）。コントローラー１０１０は、表面プラズモン励起蛍光ＦＬの光量を取得し、必要な演算を行う。
【００９５】
｛一次抗体液及び二次抗体液の供給中における気泡の混入の検出｝
図１０のフローチャートは、一次抗体液及び二次抗体液の供給中における気泡の混入の検出の手順を示す。
【００９６】
図１０に示すように、送液制御部１２０２が送液機構１００８に液体（一次抗体液１１２０又は二次抗体液１１３０）を流路１０８０へ供給させた後に（ステップＳ１２１）、気泡検出部１２００は、フォトダイオード１００７から反射光ＲＬの光量の測定結果を取得し、流路１０８０への気泡１１２４の混入の有無を検出する（ステップＳ１２２）。
【００９７】
流路１０８０への気泡の混入が検出されない場合は、反応の終了後に（ステップＳ１２３）、送液制御部１２０２が送液機構１００８に液体を流路１０８０から回収させる（ステップＳ１２４）。これにより、液体の送液が正常に完了する。
【００９８】
流路１０８０への気泡の混入が検出された場合は、送液制御部１２０２が送液機構１００８に液体を流路１０８０からいったん回収させ（ステップＳ１２５）、液体を流路１０８０へ再供給させる（ステップＳ１２６）。これにより、流路１０８０へ気泡が混入した場合に流路１０８０へ液体が再供給され、気泡が除去され、計測エラーが回避される。送液制御部１２０２が送液機構１００８に液体を流路１０８０へ再供給させることに代えて、報知制御部１２０４がディスプレイ１０１２に計測エラーを報知させてもよい。例えば、反射光ＲＬの光量の異常等のために計測エラーが生じる可能性がある場合には、計測エラーが報知される。
【００９９】
液体が流路１０８０へ再供給された後に、気泡検出部１２００は、フォトダイオード１００７から反射光ＲＬの光量の測定結果を再取得し、流路１０８０への気泡の混入の有無を再検出する（ステップＳ１２７）。
【０１００】
流路１０８０への気泡の混入が再検出されない場合は、反応の終了後に（ステップＳ１２３）、送液制御部１２０２が送液機構１００８に液体を流路１０８０から回収させる（ステップＳ１２４）。
【０１０１】
流路１０８０への気泡の混入が再検出された場合は、報知制御部１２０４がディスプレイ１０１２に計測エラーを報知させる（ステップＳ１２８）。液体を再々供給せず計測エラーを報知するのは、液体が流路１０８０へ再供給されても反射光ＲＬの光量が多いままである場合は、気泡の混入ではなくごみの混入等が疑われるためである。したがって、液体が流路１０８０へ再供給されても反射光ＲＬの光量が多いままである場合に計測エラーを報知することは、気泡の混入以外の要因による計測エラーが見過ごされないようにすることに寄与する。
【０１０２】
｛試料液の供給中における気泡の混入の検出｝
図１１のフローチャートは、試料液の供給中における気泡の混入の検出の手順を示す。
【０１０３】
図１１に示すように、送液制御部１２０２が送液機構１００８に試料液１１２６を流路１０８０へ供給させた後に（ステップＳ１４１）、気泡検出部１２００は、フォトダイオード１００７から反射光ＲＬの光量の測定結果を取得し、流路１０８０への気泡１１２４の混入の有無を検出する（ステップＳ１４２）。
【０１０４】
流路１０８０への気泡の混入が検出されない場合は、反応の終了後に（ステップＳ１４３）、送液制御部１２０２が送液機構１００８に試料液１１２６を流路１０８０から回収させる（ステップＳ１４４）。
【０１０５】
流路１０８０への気泡の混入が検出された場合は、試料液１１２６は再供給されず、報知制御部１２０４がディスプレイ１０１２に計測エラーを報知させる（ステップＳ１４５）。これにより、流路１０８０へ気泡が混入した場合に計測エラーが報知され、計測エラーが見過ごされない。
【０１０６】
試料液１１２６が再供給されない理由は、試料液１１２６が抗体固層膜１０２４に接触していた時間、流路１０８０へ供給された試料液１１２６の量等により、抗体固層膜１０２４に捕捉される抗原の量が変化し、計測結果が変化するからである。ただし、単に抗原の有無がわかればよい場合のように、試料液１１２６を再供給してもよい場合もある。試料液１１２６を再供給してもよい場合は、一次抗体液及び二次抗体液と同様に図１０のフローチャートにしたがって気泡の混入が検出されてもよい。
【０１０７】
｛測定中における気泡の混入の検出｝
図１２のフローチャートは、測定中における気泡の混入の検出の手順を示す。
【０１０８】
測定制御部１２０６が表面プラズモン励起蛍光ＦＬの光量の測定を開始させた後に（ステップＳ１６１）、気泡検出部１２００は、フォトダイオード１００７から反射光ＲＬの光量の測定結果を取得し、流路１０８０への気泡の混入の有無を検出する（ステップＳ１６２）。
【０１０９】
流路１０８０への気泡の混入が検出されない場合は、測定が継続され、測定制御部１２０６が測定を正常に終了させる（ステップＳ１６３）。
【０１１０】
流路１０８０への気泡の混入が検出された場合は、測定制御部１２０６が測定を中止させ（ステップＳ１６４）、送液制御部１２０２が、送液機構１００８に二次抗体液１１３０を流路１０８０からいったん回収させ（ステップＳ１６５）、バッファー液を流路１０８０へ再供給させる（ステップＳ１６６）。これにより、流路１０８０へ気泡が混入した場合に流路１０８０へバッファー液が再供給され、気泡が除去され、計測エラーが回避される。送液制御部１２０２が、送液機構１００８にバッファー液を流路１０８０へ再供給させることに代えて、報知制御部１２０４がディスプレイ１０１２に計測エラーを報知させてもよい。
【０１１１】
バッファー液が流路１０８０へ再供給された後に、気泡検出部１２００は、フォトダイオード１００７から反射光ＲＬの光量の測定結果を再取得し、流路１０８０への気泡の混入の有無を再検出する（ステップＳ１６７）。
【０１１２】
流路１０８０への気泡の混入が再検出されない場合は、測定制御部１２０６が再測定を開始させ（ステップＳ１６８）、再測定を正常に終了させる（ステップＳ１６９）。
【０１１３】
流路１０８０への気泡の混入が再検出された場合は、報知制御部１２０４がディスプレイ１０１２に計測エラーを報知させる（ステップＳ１７０）。バッファー液を再々供給せず計測エラーを報知するのは、二次抗体液１１３０が流路１０８０から回収された後にバッファー液が流路１０８０へ再供給されても反射光ＲＬの光量が多いままである場合は、気泡の混入ではなくごみの混入等が疑われるためである。したがって、バッファー液が流路１０８０へ再供給されても反射光ＲＬの光量が多いままである場合に計測エラーを報知することは、気泡の混入以外の要因による計測エラーが見過ごされないようにすることに寄与する。
【０１１４】
この発明は詳細に説明されたが、上記の説明は、すべての局面において例示であり、この発明は上記の説明に限定されない。例示されない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定されうる。
【符号の説明】
【０１１５】
１０００  計測装置
１００４  照射機構
１００５  ＣＣＤセンサー
１００７  フォトダイオード
１００８  送液機構
１０２０  金膜
１０２２  プリズム
１０２４  抗体固層膜
１０２６  流路形成体
１０８０  流路
ＥＬ  励起光
ＲＬ  反射光
ＦＬ  表面プラズモン励起蛍光
【図１】
0005910772.tif 000002
【図２】
0005910772.tif 000003
【図３】
0005910772.tif 000004
【図４】
0005910772.tif 000005
【図５】
0005910772.tif 000006
【図６】
0005910772.tif 000007
【図７】
0005910772.tif 000008
【図８】
0005910772.tif 000009
【図９】
0005910772.tif 000010
【図１０】
0005910772.tif 000011
【図１１】
0005910772.tif 000012
【図１２】
0005910772.tif 000013