(57)【要約】【課題】  全反射減衰を利用した測定システムにおいて、測定精度の低下を抑制する。【解決手段】  誘電体ブロックの一面に形成された薄膜層の表面上に試料液１１を保持する試料液保持部を備えてなる測定チップ９を連結してなるチップ連結ユニット８０を用い、入射光学系１５により、上記誘電体ブロックと薄膜層との界面で光ビームが全反射するようにこの誘電体ブロックに対して上記光ビームを入射させ、暗線位置測定部２９により上記界面で全反射した光ビーム中の暗線の位置を測定する表面プラズモン測定装置１０１を備えてなる全反射減衰を利用した測定システムにおいて、上記薄膜層の表面上に試料液１１を配する前に脱泡装置６０により試料液１１を脱泡する。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ビームを発生する光源と、
前記光ビームに対して透明な誘電体ブロック、この誘電体ブロックの一面に形成された薄膜層、および該薄膜層の表面上に試料液を保持する試料液保持機構を備えてなる測定チップと、
前記光ビームを、前記誘電体ブロックと前記薄膜層との界面で該光ビームが全反射するように、この光ビームを前記誘電体ブロックに対して入射させる光ビーム入射光学系と、
前記界面で全反射した光ビーム中の暗線位置を測定する暗線位置測定手段とを備えた全反射減衰を利用した測定システムであって、
前記試料液を脱泡する脱泡手段を備え、前記脱泡手段が、前記薄膜層の表面上に前記試料液を配する前に該試料液を脱泡するものであることを特徴とする全反射減衰を利用した測定システム。
【請求項２】
前記脱泡手段が、前記試料液を、該試料液が複数の試料液収容部を有する試料液収容プレートの各試料液収容部に収容された状態で脱泡するものであることを特徴とする請求項１記載の全反射減衰を利用した測定システム。
【請求項３】
前記脱泡手段が、前記試料液に対して減圧および／または超音波の照射を施して該試料液を脱泡するものであることを特徴とする請求項１または２記載の全反射減衰を利用した測定システム。
【請求項４】
光ビームを発生する光源と、
前記光ビームに対して透明な誘電体ブロック、この誘電体ブロックの一面に形成された薄膜層、および該薄膜層の表面上に試料液を保持する試料液保持機構を備えてなる測定チップと、
前記光ビームを、前記誘電体ブロックと前記薄膜層との界面で該光ビームが全反射するように、この光ビームを前記誘電体ブロックに対して入射させる光ビーム入射光学系と、
前記界面で全反射した光ビーム中の暗線位置を測定する暗線位置測定手段とを備えた全反射減衰を利用した測定システムであって、
前記試料液中の非溶解物をこの試料液から除去する非溶解物除去手段を備え、前記非溶解物除去手段が、前記薄膜層の表面上に前記試料液を配する前に前記非溶解物を該試料液から除去するものであることを特徴とする全反射減衰を利用した測定システム。
【請求項５】
前記非溶解物除去手段が、前記試料液中の非溶解物を、前記試料液が複数の試料液収容部を有する試料液収容プレートの各試料液収容部に収容された状態で除去するものであることを特徴とする請求項４記載の全反射減衰を利用した測定システム。
【請求項６】
前記非溶解物除去手段が、前記非溶解物が除去された試料液が複数の試料液収容部を有する試料収容プレートの各試料液収容部へ収容されるようにするものであることを特徴とする請求項４記載の全反射減衰を利用した測定システム。
【請求項７】
前記非溶解物除去手段が、前記試料液をフィルタに通して該試料液から前記非溶解物を除去するものであることを特徴とする請求項４から６のいずれか１項記載の全反射減衰を利用した測定システム。
【請求項８】
前記非溶解物除去手段が、前記試料液中の非溶解物を遠心沈降させることにより該試料液から前記非溶解物を除去するものであることを特徴とする請求項４から６のいずれか１項記載の全反射減衰を利用した測定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属表面で光ビームを全反射させて表面プラズモンを発生させたときに生じる全反射減衰を利用して測定を行う測定システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
金属中においては、自由電子が集まるとこれらの自由電子が集団的に振動して、プラズマ波と呼ばれる粗密波が生じる。そして、金属表面に生じるこの粗密波を量子化して考えるときには上記プラズマ波を表面プラズモンと呼ぶ。
【０００３】
従来より、この表面プラズモンが光波によって励起される現象を利用して、被測定物質の特性を分析する表面プラズモン測定装置が種々提案されている。そして、それらの中で特に良く知られているものとして、 Kretschmann配置と称される系を用いるものが挙げられる（例えば特許文献１）。
【０００４】
上記表面プラズモン測定装置は、基本的に、プリズム状に形成された誘電体ブロックと、この誘電体ブロックの一面に形成されて試料液などの被測定物質に接触させられる金属膜と、光ビームを発生する光源と、上記光ビームを誘電体ブロックに対して、該誘電体ブロックと金属膜との界面で全反射条件が得られるように種々の角度で入射させる光学系と、上記界面で全反射した光ビームの強度を測定して表面プラズモン共鳴の状態、つまり全反射減衰の状態を検出する光検出手段とを備えてなるものである。
【０００５】
なお上述のように種々の入射角を得るためには、比較的細い光ビームを入射角を変化させて上記界面に入射させてもよいし、あるいは光ビームに種々の角度で入射する成分が含まれるように、比較的太い光ビームを上記界面に収束光状態であるいは発散光状態で入射させてもよい。前者の場合は、入射した光ビームの入射角の変化に従って、反射角が変化する光ビームを、上記反射角の変化に同期して移動する小さな光検出器によって検出したり、反射角の変化方向に沿って延びるエリアセンサによって検出することができる。一方後者の場合は、種々の反射角で反射した各光ビームを全て受光できる方向に延びるエリアセンサによって検出することができる。
【０００６】
上記構成の表面プラズモン測定装置において、光ビームを金属膜に対して全反射角以上の特定入射角で入射させると、該金属膜に接している被測定物質中に電界分布をもつエバネッセント波が生じ、このエバネッセント波によって金属膜と被測定物質との界面に表面プラズモンが励起される。エバネッセント光の波数ベクトルが表面プラズモンの波数と等しくて波数整合が成立しているとき、両者は共鳴状態となり、光のエネルギーが表面プラズモンに移行するので、誘電体ブロックと金属膜との界面で全反射した光の強度が鋭く低下する。この光強度の低下は、一般に上記光検出手段により暗線として検出される。なお上記の共鳴は、入射ビームがｐ偏光のときにだけ生じる。したがって、光ビームがｐ偏光で入射するように予め設定しておく必要がある。
【０００７】
この全反射減衰（ＡＴＲ）が生じる入射角、すなわち全反射減衰角θSPより表面プラズモンの波数が分かると、被測定物質の誘電率が求められる。すなわち表面プラズモンの波数をＫSP、表面プラズモンの角周波数をω、真空中の光速をｃ、金属、被測定物質の誘電率をそれぞれεm、εsとすると、以下の関係がある。
【数１】
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【０００８】
すなわち、上記反射光強度が低下する入射角である全反射減衰角θSPを知ることにより、被測定物質の誘電率εs、つまりは屈折率に関連する特性を求めることができる。
【０００９】
なおこの種の表面プラズモン測定装置においては、全反射減衰角θSPを精度良く、測定することを目的として、フォトダイオードアレイ等のアレイ状の光検出手段を用いることが考えられている（例えば、特許文献２参照）。この光検出手段は、それぞれが前記界面において互いに異なる反射角で全反射した光ビームの反射光成分を受光するように上記反射角の角度方向に併設された複数の受光素子からなるものである。
【００１０】
その場合は、上記アレイ状の光検出手段の各受光素子が出力する光検出信号を、この受光素子の配設方向に関して微分する微分手段が設けられ、この微分手段が出力する微分値に基づいて被測定物質の屈折率に関連する特性を求めることが多い。そしてこの微分手段としては、例えば、互いに隣接する２つの受光素子の出力の差分を求める手段を用いることができる。
【００１１】
また、上述のように２つの受光素子の出力の差分を求めて全反射減衰角θＳＰに対応する試料液の特性を検出する場合、アレイ状の光検出手段の代わりに二分割フォトダイオードを用い、この二分割フォトダイオードを上記角度方向に移動させて上記差分の値を得る方式を採用することも可能である。つまりその場合は、二分割された各フォトダイオードの出力の差分に基づいて、全反射減衰角θＳＰに対応する試料の特性を知ることができる（特許文献３参照）。
【００１２】
なお、特に、金属膜上にセンシング物質（リガンド）を配し、このセンシング物質に対する分析対象試料（アナライト）の結合の有無、結合量の変化等を測定する場合、上記差分法を用いれば感度の高い測定が可能となる。
【００１３】
また、全反射減衰（ＡＴＲ）を利用する類似の測定装置として、例えば非特許文献１の第２１〜２３頁および第２６〜２７頁に記載がある漏洩モード測定装置も知られている。この漏洩モード測定装置は基本的に、例えばプリズム状に形成された誘電体ブロックと、この誘電体ブロックの一面に形成されたクラッド層と、このクラッド層の上に形成されて、試料液に接触させられる光導波層と、光ビームを発生する光源と、上記光ビームを上記誘電体ブロックに対して、該誘電体ブロックとクラッド層との界面で全反射条件が得られるように種々の角度で入射させる光学系と、上記界面で全反射した光ビームの強度を測定して導波モードの励起状態、つまり全反射減衰状態を検出する光検出手段とを備えてなるものである。
【００１４】
上記構成の漏洩モード測定装置において、光ビームを誘電体ブロックを通してクラッド層に対して全反射角以上の入射角で入射させると、このクラッド層を透過後、光導波層において、ある特定の波数を有する特定入射角の光のみが導波モードで伝搬するようになる。こうして導波モードが励起されると、入射光のほとんどが光導波層に取り込まれるので、上記界面で全反射する光の強度が鋭く低下する全反射減衰が生じる。そして導波光の波数は光導波層の上の被測定物質の屈折率に依存するので、全反射減衰が生じる上記特定入射角を知ることによって、被測定物質の屈折率や、それに関連する被測定物質の特性を分析することができる。
【００１５】
なお、この漏洩モード測定装置においても、全反射減衰によって反射光に生じる暗線の位置を検出するために、前述したアレイ状の光検出手段や二分割フォトダイオードを用いることができる。また、それと併せて上述の差分手段が適用されることも多い。
【００１６】
また、上述した表面プラズモン測定装置や漏洩モード測定装置は、創薬研究分野等において、所望のセンシング物質に結合する特定物質を見いだすランダムスクリーニングへ使用されることがあり、この場合には前記薄膜層（表面プラズモン測定装置の場合は金属膜であり、漏洩モード測定装置の場合はクラッド層および光導波層）上にセンシング物質を固定し、このセンシング物質上に分析対象試料を含む試料液を分注し、所定時間が経過する毎に上述の全反射減衰角θSPの角度を測定している。
【００１７】
試料液中の分析対象試料が、センシング物質と結合するものであれば、この結合により薄膜上の物質の屈折率が時間経過に伴って変化する。したがって、所定時間経過毎に上記全反射減衰角θSPを測定し、該全反射減衰角θSPの角度に変化が生じているか否か測定することにより、分析対象試料とセンシング物質の結合状態を測定し、その結果に基づいて分析対象試料がセンシング物質と結合する特定物質であるか否かを判定することができる。このような特定物質とセンシング物質との組み合わせとしては、例えば抗原と抗体、あるいは抗体と抗体が挙げられる。具体的には、ウサギ抗ヒトＩｇＧ抗体をセンシング物質として薄膜層の表面に固定し、ヒトＩｇＧ抗体を特定物質として用いることができる。
【００１８】
なお、分析対象試料とセンシング物質の結合状態を測定するためには、全反射減衰角θSPの角度そのものを必ずしも検出する必要はない。例えばセンシング物質に試料液を添加し、その後の全反射減衰角θSPの角度変化量を測定して、その角度変化量の大小に基づいて結合状態を測定することもできる。前述したアレイ状の光検出手段と微分手段を全反射減衰を利用した測定装置に適用する場合であれば、微分値の変化量は、全反射減衰角θSPの角度変化量を反映しているため、微分値の変化量に基づいて、センシング物質と分析対象試料との結合状態を測定することができる。
【００１９】
このような全反射減衰を利用した測定方法および装置においては、底面に予め形成された薄膜層上にセンシング物質が固定された測定チップに、溶媒中に分析対象試料である被検体を溶解した試料液を注入、あるいは送液しながら供給して、上述した全反射減衰角θSPの角度変化量の測定を行っている。
【００２０】
上記測定チップに試料液を供給し、センシング物質と被検体とが結合すると、センシング物質の屈折率が変化し、全反射減衰角θSPの角度が変化する。従って測定開始から所定時間経過した時点までの、全反射減衰角θSPの角度変化量を求めることにより、被検体がセンシング物質と結合するものであるか否かを判定し、さらに、結合する場合には、被検体とセンシング物質との結合状態などを分析することができる。しかし、測定装置により検出された全反射減衰角θSPの角度変化量は、厳密にはセンシング物質と被検体の結合による屈折率の変化を正確に反映したものではなく、測定チップの金属膜の厚みや表面形状（面粗さ）等によって測定感度にばらつきが生じることが知られている。
【００２１】
そこで、この測定チップ毎の感度ばらつきを補正するために測定チップ交換毎に、試料液についての測定前に、溶媒（バッファ）のみを供給しこれについての測定を行い、その信号による感度検出を行っておくことにより、感度補正を行う方法が提案されている。
【００２２】
また、特許文献４には、屈折率が既知の複数種類の参照試料に対する測定を行い、その測定結果から校正曲線を求め、この校正曲線を基に現実の測定値を校正する方法が提案されており、屈折率が既知の液体を参照試料として用いること、および測定チップの薄膜層上に所定の誘電率を有する材料を固着した測定チップを用いることが記載されている。
【特許文献１】特開平６−１６７４４３号公報
【特許文献２】特開平１１−３２６１９４号公報
【特許文献３】特開２００２−３６５２１２号公報
【特許文献４】特開２００３−２７９４７８号公報
【非特許文献１】「分光研究」第４７巻 第１号（１９９８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
ところで、測定チップの薄膜層の表面上に試料液を配する前に、この試料液内に気泡が発生したり、試料液中に溶解していたものが析出したり、あるいは外部のゴミが試料液に混入したりすることがあり、その試料液が上記薄膜層の表面上に配されたときにこの表面上に、気泡、析出物、あるいはゴミ等が付着することがある。上記気泡は送液中における試料液の圧力変動によって生じることもある。これは試料液中に溶存する気体が気泡として出てきてしまった結果である。このように上記気泡、析出物、あるいはゴミ等が薄膜層の表面上に付着した場合には、上記表面近傍の誘電率（屈折率）が変化するので、暗線位置の測定精度、すなわち、全反射減衰角θSPの測定精度が低下してしまうという問題がある。
【００２４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、測定品質の低下を抑制することができる全反射減衰を利用した測定システムを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
本発明の第１の全反射減衰を利用した測定システムは、光ビームを発生する光源と、前記光ビームに対して透明な誘電体ブロック、この誘電体ブロックの一面に形成された薄膜層、および該薄膜層の表面上に試料液を保持する試料液保持機構を備えてなる測定チップと、前記光ビームを、誘電体ブロックと薄膜層との界面で該光ビームが全反射するように、この光ビームを誘電体ブロックに対して入射させる光ビーム入射光学系と、前記界面で全反射した光ビーム中の暗線位置を測定する暗線位置測定手段とを備えた全反射減衰を利用した測定システムであって、前記試料液を脱泡する脱泡手段を備え、この脱泡手段が、前記薄膜層の表面上に前記試料液を配する前にこの試料液を脱泡するものであることを特徴とするものである。
【００２６】
前記脱泡手段は、前記試料液を、該試料液が複数の試料液収容部を有する試料液収容プレートの各試料液収容部に収容された状態で脱泡するものとすることができる。
【００２７】
前記脱泡手段は、前記試料液に対して減圧および／または超音波の照射を施して該試料液を脱泡するものとすることができる。
【００２８】
本発明の第２の全反射減衰を利用した測定システムは、光ビームを発生する光源と、前記光ビームに対して透明な誘電体ブロック、この誘電体ブロックの一面に形成された薄膜層、および該薄膜層の表面上に試料液を保持する試料液保持機構を備えてなる測定チップと、前記光ビームを、誘電体ブロックと薄膜層との界面で該光ビームが全反射するように、この光ビームを誘電体ブロックに対して入射させる光ビーム入射光学系と、前記界面で全反射した光ビーム中の暗線位置を測定する暗線位置測定手段とを備えた全反射減衰を利用した測定システムであって、前記試料液中の非溶解物をこの試料液から除去する非溶解物除去手段を備え、この非溶解物除去手段が、前記薄膜層の表面上に前記試料液を配する前に前記非溶解物を該試料液から除去するものであることを特徴とするものである。
【００２９】
前記非溶解物除去手段は、前記試料液中の非溶解物を、前記試料液が複数の試料液収容部を有する試料液収容プレートの各試料液収容部に収容された状態で除去するものとしたり、あるいは前記非溶解物が除去された試料液が複数の試料液収容部を有する試料収容プレートの各試料液収容部へ収容されるようにするものとすることができる。
【００３０】
前記非溶解物除去手段は、前記試料液をフィルタに通して該試料液から非溶解物を除去するものとしたり、あるいは、前記試料液中の非溶解物を遠心沈降させることにより該試料液から非溶解物を除去するものとすることができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明の第１および第２の全反射減衰を利用した測定システムは、薄膜層の表面上に試料液を配する前に、この試料液を脱泡するようにしたり、あるいは、試料液中の非溶解物をこの試料液から除去するようにしたので、試料液中への上記気泡、析出物、あるいはゴミ等の混入を防止することができ、上記混入による薄膜層の表面近傍の誘電率の変化を生じさせることなく暗線位置の測定を行うことができる。これにより、暗線位置の測定精度の低下を抑えることができ、測定品質の低下を抑制することができる。
【００３２】
また、脱泡手段を、試料液を、この試料液が複数の試料液収容部を有する試料液収容プレートの各試料液収容部に収容された状態で脱泡するものとすれば、互いに異なる複数の試料液に対する脱泡処理を効率良く実施することができる。
【００３３】
また、非溶解物除去手段を、試料液中の非溶解物を、この試料液が複数の試料液収容部を有する試料液収容プレートの各試料液収容部に収容された状態で除去するものとしたり、あるいは非溶解物が除去された試料液が複数の試料液収容部を有する試料収容プレートの各試料液収容部へ収容されるようにするものとすれば、互いに異なる複数の試料液に対する脱泡処理を効率良く実施することができる。
【００３４】
さらに、非溶解物除去手段を、試料液をフィルタに通したり、あるいは、試料液中の非溶解物を遠心沈降させることにより上記試料液から非溶解物を除去するものとすれば、上記試料液中への析出物、あるいはゴミ等の混入をより確実に防止することができ、上記測定品質の低下を抑制するより確実な効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態の全反射減衰を利用した測定システムを示す図、図２は全反射減衰を測定する表面プラズモン測定装置の概略構成を示す平面図であり、図３はこの表面プラズモン測定装置を側面から見た概略構成を示す側面図である。
【００３６】
上記全反射減衰を利用した測定システムは、複数の誘電体ブロックに光ビームを並列的に入射させることにより複数の試料液の分析を同時に行うものであり、試料液は２次元状に配置された多数の試料液収容部を有する試料液収容プレートであるウェルプレートによって供給される。
【００３７】
この全反射減衰を利用した測定システムは、表面プラズモン測定装置１０１と、この表面プラズモン測定装置１０１の測定に使用される試料液１１に対して前処理を施す液処理部６０と、液処理部６０で処理された試料液１１が配された測定チップ９を表面プラズモン測定装置１０１の測定位置に移送する被測定物投入装置２００とを備えている。
【００３８】
表面プラズモン測定装置１０１は、図２および図３に示すように、同様の構成の複数の表面プラズモン測定ユニット１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ…により構成されている。各測定ユニットの構成について、個別の要素を表す符号であるＡ、Ｂ、Ｃ…の符号は省略して説明する。
【００３９】
上記各測定ユニット１０１は、光ビーム１３を発生する光源であるレーザ光源１４と、
光ビーム１３に対して透明な誘電体ブロック１０、この誘電体ブロック１０の一面に形成された、金属膜からなる薄膜層１２、および薄膜層１２の表面上に試料液１１を保持する試料液保持部１０ａを備えてなる測定チップ９と、上記光ビーム１３を、誘電体ブロック１０と薄膜層１２との界面１０ｂでこの光ビーム１３が全反射するように、上記光ビーム１３を誘電体ブロック１０に対して入射させる入射光学系１５と、上記界面１０ｂで全反射した光ビーム１３中の暗線の位置を測定する暗線位置測定部２９とを備えている。
【００４０】
暗線位置測定部２９は、上記界面１０ｂで反射させられた光ビーム１３を平行光化して光検出器１７に向けて射出するコリメータレンズ１６と、コリメータレンズ１６より出射された光ビーム１３を受光して光強度を検出する光検出器１７と、光検出器１７に接続された差動アンプアレイ１８と、差動アンプアレイ１８に接続されたドライバ１９と、ドライバ１９に接続されたコンピュータシステム等からなる信号処理部２０とからなる。
【００４１】
なお、光ビーム１３は、必ずしも上記のように平行光化して光検出器１７に入射させる場合に限らず、平行光化して入射させない場合には、上記光ビーム測定部２９を、コリメータレンズ１６が除かれたものとすることができる。
【００４２】
入射光学系１５は、レーザ光源１４から射出された光ビーム１３を平行光化するコリメータレンズ１５ａと、この平行光化された光ビーム１３を上記界面１０ｂに向けて収束させる集光レンズ１５ｂとから構成されている。
【００４３】
光ビーム１３は、集光レンズ１５ｂにより上述のように集光されるので、界面１０ｂに対して種々の入射角θで入射する成分を含むことになる。なお、この入射角θは、全反射角以上の角度とされる。そのため、界面１０ｂで全反射した光ビーム１３には、種々の反射角で全反射された成分が含まれることになる。なお、上記入射光学系１５は、光ビーム１３を界面１０ｂ上に点状に集光させずにデフォーカス状態で入射させるように構成してもよい。そのようにすれば、界面１０ｂ上のより広い領域において光ビーム１３が全反射されるので、全反射減衰の状態の検出誤差が平均化されて全反射減衰角の測定精度を高めることができる。
【００４４】
なお、光ビーム１３は、界面１０ｂに対してｐ偏光で入射させる。そのようにするためには、予めレーザ光源１４をその偏光方向が上記所定の方向となるように配設すればよい。その他、光ビーム１３を界面１０ｂに対してｐ偏光で入射させるには波長板で光ビーム１３の偏光の向きを制御するようにしてもよい。
【００４５】
また、上記表面プラズモン測定装置１０１は、各測定ユニット１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ…の信号処理部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ…に接続された１つの表示手段２１を備えている。
【００４６】
上記誘電体ブロック１０は、例えば透明樹脂等により形成することができ、四角錐の４つの稜線が集まる頂角を含む一部分が切り取られた形状とされている。
【００４７】
試料液保持部１０ａは、四角錐の誘電体ブロック１０の底面の周囲が四角錐の広がりながら延びる方向に嵩上げされた形として形成されたものである。したがって、この周囲が嵩上げされた部分で囲まれた凹部１０ｃの底面に上記薄膜層１２が位置し、この凹部１０ｃに試料液１１が貯えられる。
【００４８】
薄膜層１２は、例えば金、銀、銅、アルミニウム等の金属膜で構成することができる。
【００４９】
なお、薄膜層１２の表面上にはセンシング物質が固定されるが、このセンシング物質３０については後述する。
【００５０】
また、光ビーム１３は、誘電体ブロック１０の試料液１１を保持する側とは反対側から誘電体ブロック１０に向けて入射せしめられる。
【００５１】
なお、隣接する複数の測定チップ９は、連結されて一体的取扱いが可能なチップ連結ユニット８０を構成している。ここでは、一例として、８個の測定チップ９を連結固定してなるチップ連結ユニット８０を用いており、測定チップ９が８個一列に並べられた状態で取り扱われる。
【００５２】
図４は、このチップ連結ユニット８０の構造を詳しく示すものである。ここに示される通りチップ連結ユニット８０は、ユニット支持板８１に形成された複数のユニット支持孔８２のそれぞれに、各測定チップ９が嵌合支持されてなるものである。チップ連結ユニット８０を構成する各測定チップ９が、四角錘の一部を切り取った形状とされてテーパ状の上記ユニット支持孔８２に嵌合し、このユニット支持孔８２を通り抜けないようになっている。
【００５３】
さらに、上記チップ連結ユニット８０は、図５に示すように、複数まとめてチッププレート２１１にセットされ、この状態で運搬および取扱いがなされる。
【００５４】
例えば、チップ連結ユニット８０が８個の測定チップ９を連結固定してなる場合には、チップ連結ユニット８０が１２ユニットまとめられて、すなわち９６個の測定チップ９が１枚のチッププレート２１１上にまとめられて９６個単位で取り扱われる。
【００５５】
また、例えば、チップ連結ユニット８０が６個の測定チップ９を連結固定してなる場合には、チップ連結ユニット８０が６４ユニット（８本×８組）まとめられて、すなわち３８６個の測定チップ９が１枚のチッププレート２１１上にまとめられて３８６個単位で取り扱われる。
【００５６】
被測定物投入装置２００は、図１に示すように、チッププレート２１１から取り出されたチップ連結ユニット８０を矢印Ｙで示す方向に移動させる連結ユニット移送部１２０、チップ連結ユニット８０を連結ユニット移送部１２０に供給するチップ供給手段２１０、チップ連結ユニット８０の各測定チップ９に試料液１１を供給する試料液自動供給機構２２０、チップ連結ユニット８０を連結ユニット移送部１２０から取り外して排出するチップ排出部２３０を備えている。
【００５７】
連結ユニット移送部１２０は、チップ供給手段２１０に対応する作業位置Ｐ１において、チップ供給手段２１０から、８個の測定チップ９で構成されたチップ連結ユニット８０を受け取り、チップ連結ユニット８０を、試料液自動供給機構２２０に対応する作業位置Ｐ２、表面プラズモン測定装置１０１に対応する作業位置Ｐ３、およびチップ排出部２３０に対応する作業位置Ｐ４に順次移送する。
【００５８】
チップ供給手段２１０は、上記チップ連結ユニット８０を収容したチッププレート２１１をセット部２１２に受け入れ、そこからチップ連結ユニット８０を１つ（１ユニット）ずつ連結ユニット移送部１２０に供給する。
【００５９】
なお、本例では、チップ連結ユニット８０を構成する各測定チップ９の薄膜層１２には、予め、タンパク、ＤＮＡ，ＲＮＡ、多糖類等のセンシング物質が固定され、上記連結ユニット移送部１２０はその状態でチップ連結ユニット８０を受け取る。そして、連結ユニット移送部１２０は、チップ連結ユニット８０を作業位置Ｐ２に移送する。
【００６０】
作業位置Ｐ２に配置された試料液自動供給機構２２０は、上記チッププレート２１１上の各測定チップの配置に一致させて形成された多数の穴（ここでは、９６穴）を有するウェルプレート２２１の各穴に収容した各試料液１１をチップ連結ユニット８０の各測定チップ９の凹部１０ｃに分注するものである。なお、各試料液１１が互いに異なる成分からなる試料液であってもまとめて試料液１１と言う。上記各穴（以後、試料液収容部２２１Ｓという）に試料液１１を収容したウェルプレート２２１が試料液自動供給機構２２０のセット部２２２に受け入れられると、各試料液収容部２２１Ｓに収容された試料液１１が、試料液自動供給機構２２０が有する試料液供給用ピペット７１によって吸引される。そして、試料液自動供給機構２２０が、上記試料液供給用ピペット７１を、作業位置Ｐ２に位置するチップ連結ユニット８０の各測定チップ９上に移動させ、上記吸引された試料液１１をこの試料液供給用ピペット７１から測定チップ９の凹部１０ｃへ供給する。
【００６１】
なお、ウェルプレート２２１に収容された各試料液１１の各測定チップ９への供給は、チッププレート２１１に収容されていた各測定チップのチッププレート２１１上における位置と、各測定チップに供給される各試料液１１のウェルプレート２２１上における収容位置とが対応するように実施する。
【００６２】
本実施の形態のように複数の測定チップ９をチップ連結ユニット８０にまとめて取り扱う場合は、試料液自動供給機構２２０に、に示すような分注機２２６を採用することが望ましい。この分注機２２６は、チップ連結ユニット８０における測定チップ９の数と同数の分注ノズル２２７が、チップ連結ユニット８０に測定チップ９が配置されているピッチと同じピッチで配置されてなるものであり、１つのチップ連結ユニット８０の各測定チップ９に同時に試料液１１を分注することができる。
【００６３】
その後、上記チップ連結ユニット８０は、連結ユニット移送部１２０によって作業位置Ｐ３に移送される。
【００６４】
作業位置Ｐ３に配置された表面プラズモン測定装置１０１は、上記各試料液１１が配された各測定チップ９に対に対して全反射減衰角の測定を行う。そして、測定を行った後、チップ連結ユニット８０は、連結ユニット移送部１２０によって作業位置Ｐ４に移送される。
【００６５】
作業位置Ｐ４に配置されたチップ排出部２３０は、チップ連結ユニット８０を、連結ユニット移送部１２０から取り外して回収用ウェルプレート２３１の中に排出する。
【００６６】
ウェルプレート２２１の各試料液収容部２２１Ｓに収容された各試料液１１は、互いに異なる成分を有する多数の試料液１１を収容したマザープレート２２５、あるいはドータプレート２２６から、ウェルプレート２２１の各試料液収容部２２１Ｓに分注したものである。上記分注された各試料液１１を収容したウェルプレート２２１が試料液自動供給機構２２０に受け入れられる前に、各試料液１１に対して液処理部６０による前処理が施される。なお、上記マザープレート２２５、あるいはドータプレート２２６から、ウェルプレート２２１への試料液１１の分注は分注機２５０が行なう。
【００６７】
＜＜液処理部による前処理＞＞
この液処理部６０はウェルプレート２２１の各試料液収容部２２１Ｓに収容された各試料液１１を一括して前処理するものとしたり、あるいは、ウェルプレート２２１と同様の態様からなる、他の、試料液収容部が複数配された試料液収容プレートを用い、この試料液収容プレートの各試料液収容部に収容された各試料液１１を一括して前処理するものとすることができる。上記他の試料液収容プレートを用いる場合には、上記前処理が施されて上記試料液収容プレートに収容された各試料液１１を、ウェルプレート２２１に移し替えてから測定に供するようにする。
【００６８】
上記液処理部６０としては、ウェルプレート２２１の各試料液収容部２２１Ｓに各試料液１１が収容されたままの状態で、試料液１１に超音波振動を加えて脱泡したり、あるいは試料液１１を減圧して脱泡したりする脱泡装置を採用することができる。なお、上記試料液１１に超音波振動を加えたり、試料液１１を減圧したしする手法は従来より知られている手法等を採用することができる。
【００６９】
また、この液処理部６０としては、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、遠心機６６（例えば、日立工機株式会社製；日立自動遠心機ＡＣ２）と、上記ウェルプレート２２１の各試料液収容部２２１Ｓと同一の位置に配置された各孔２２５Ｓを有する濾過用プレート２２５（例えば、日本ミリポア株式会社製、マルチスクリーンＦＢプレート）を用い、この濾過用プレート２２５を試料液が収容されていないウェルプレート２２１上に重ね、濾過用プレート２２５の各孔２２５Ｓに装着したフィルタを通して各試料液１１をウェルプレート２２１の各試料液収容部２２１Ｓに回収する非溶解物除去装置を採用することができる。すなわち、分注機２５０が、マザープレート２２５、あるいはドータプレート２２６中の各試料液１１を、ウェルプレート２２１の各試料液収容部２２１Ｓに対応する上記濾過用プレート２２５の各孔２２５Ｓに分注した後、ウェルプレート２２１上にろ過用プレート２４５が重ねられた状態のまま、遠心機６６に装着して遠心力を加え、上記各孔２２５Ｓのフィルタを通してウェルプレート２２１の各試料液収容部２２１Ｓに各試料液を回収する。
【００７０】
なお、上記液処理部６０を、遠心機６６のみからなるものとしてもよい。すなわち、試料液１１が収容されたウェルプレート２２１をこの遠心機６６に装着して遠心力を加え、試料液１１中の非溶解物を遠心沈降させることによりこの試料液１１から非溶解物を除去するようにしてもよい。このような場合には、上記非溶解物を遠心沈降させた試料液１１の上澄み液だけが利用される。
【００７１】
また、液処理部６０の他の方式としては、減圧濾過装置６５（例えば、株式会社ニチリョー製、ＳＰＥ−３ＶあるいはＡＣ３）と上記濾過用プレート２２５とを用いた非溶解物除去装置を採用することができる。図８に示すように、上記減圧濾過装置６５の減圧室（減圧側）にウェルプレート２２１を配置し、このウェルプレート２２１の上方（大気圧側）に濾過用プレート２２５を配置して、上記減圧室の減圧によりウェルプレート２２１の側を負圧にし、上記と同様に濾過用プレート２２５の各孔２２５Ｓに装着したフィルタを通してウェルプレート２２１の各試料液収容部２２１Ｓに各試料液１１を回収する。なお、上記分注機２５０が、マザープレート２２５、あるいはドータプレート２２６中の各試料液１１を、濾過用プレート２２５の各孔２２５Ｓに分注し、その後、上記減圧濾過を実施する。なお、減圧濾過の際に試料液１１に対して、超音波発照射器により波超音波を照射するようにしてもよい。これにより、さらに試料液１１を脱泡する効果を高めることができる。
【００７２】
上記連結ユニット移送部１２０が、チップ供給手段２１０から逐次受け入れたチップ連結ユニット８０を、作業位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４へ移送する動作を繰り返しながら上記測定を行うことにより、チッププレート２１１上にまとめられた９６個の測定チップ９と、ウェルプレート２２１上の各試料収容部２２１Ｓに収容された９６種類の試料液１１とを組み合わせた全ての測定を行うことができる。
【００７３】
なお、上記実施例においては、ウェルプレート２２１に収容した試料液１１に対し一括して前処理を施す例を示したが、必ずしも一括した処理を施す場合に限らず、例えば、液処理部６０を、各試料液１１に対して上記前処理を個別に施すものとしてもよい。
【００７４】
＜＜表面プラズモン測定装置の動作＞＞
以下、上記表面プラズモン測定装置１０１による試料分析について説明する。
【００７５】
図３に示す通り、レーザ光源１４から射出された光ビーム１３は、入射光学系１５を通して、誘電体ブロック１０と薄膜層１２との界面１０ｂ上に収束せしめられる。
【００７６】
界面１０ｂ上に収束され、この界面１０ｂで全反射された光ビーム１３は、コリメータレンズ１６を通して光検出器１７によって検出される。光検出器１７は、複数の受光素子であるフォトダイオード１７ａ、１７ｂ、１７ｃ…が１列に並設されてなるフォトダイオードアレイであり、フォトダイオードの並設方向が図３の紙面に略平行となるように、かつコリメータレンズ１６を通して平行光化されて入射される光ビーム１３の伝播方向に対して略直交するように配設されている。したがって、上記界面１０ｂにおいて種々の反射角で全反射された光ビーム１３の各成分を、それぞれ異なるフォトダイオード１７ａ、１７ｂ、１７ｃ…が受光することになる。そして、光検出器１７は、各フォトダイオード１７ａ、１７ｂ、１７ｃ…によって検出された上記光ビーム１３の強度分布を示す信号を出力する。
【００７７】
界面１０ｂに特定入射角θSPで入射した上記光ビーム１３の成分は、薄膜層１２とこの薄膜層１２に接している物質との界面に表面プラズモンを励起させるので、この光については反射光強度が鋭く低下する。つまり上記特定入射角θSPが全反射減衰角であり、この角度θSPにおいて反射光強度は極小値を示す。この反射光強度が低下する領域は、図３にＤで示すように、界面１０ｂで全反射された光ビーム１３中の暗線として観察される。
【００７８】
次に、光検出器１７から出力された光ビーム１３の強度分布を示す信号の処理について詳細に説明する。
【００７９】
図９は、この表面プラズモン測定装置の電気的構成を示すブロック図である。図示の通り上記ドライバ１９は、差動アンプアレイ１８の各差動アンプ１８ａ、１８ｂ、１８ｃ…の出力をサンプルホールドするサンプルホールド回路２２ａ、２２ｂ、２２ｃ…、これらのサンプルホールド回路２２ａ、２２ｂ、２２ｃ…の各出力が入力されるマルチプレクサ２３、このマルチプレクサ２３の出力をデジタル化して信号処理部２０に入力するＡ／Ｄ変換器２４、マルチプレクサ２３とサンプルホールド回路２２ａ、２２ｂ、２２ｃ…とを駆動する駆動回路２５、および信号処理部２０からの指示に基づいて駆動回路２５の動作を制御するコントローラ２６から構成されている。
【００８０】
上記フォトダイオード１７ａ、１７ｂ、１７ｃ…の各出力は、差動アンプアレイ１８の各差動アンプ１８ａ、１８ｂ、１８ｃ…に入力される。この際、互いに隣接する２つのフォトダイオードの出力が、共通の差動アンプに入力される。したがって各差動アンプ１８ａ、１８ｂ、１８ｃ…の出力は、複数のフォトダイオード１７ａ、１７ｂ、１７ｃ…が出力する光検出信号を、それらの並設方向に関して微分したものと考えることができる。
【００８１】
各差動アンプ１８ａ、１８ｂ、１８ｃ…の出力は、それぞれサンプルホールド回路２２ａ、２２ｂ、２２ｃ…により所定のタイミングでサンプルホールドされ、マルチプレクサ２３に入力される。マルチプレクサ２３は、サンプルホールドされた各差動アンプ１８ａ、１８ｂ、１８ｃ…の出力を、所定の順序に従ってＡ／Ｄ変換器２４に入力する。Ａ／Ｄ変換器２４はこれらの出力をデジタル化して信号処理部２０に入力する。
【００８２】
図１０は、界面１０ｂで全反射された光ビーム１３の界面１０ｂへの入射角θ毎の光強度と、差動アンプ１８ａ、１８ｂ、１８ｃ…の出力との関係を説明するものである。ここで、光ビーム１３の界面１０ｂへの入射角θと上記反射された光ビーム１３の光強度Ｉとの関係は、同図（１）のグラフに示すようなものであるとする。
【００８３】
また図１０の（２）は、フォトダイオード１７ａ、１７ｂ、１７ｃ…の並設方向を示しており、先に説明した通り、これらのフォトダイオード１７ａ、１７ｂ、１７ｃ…の並設方向位置は上記入射角θと一義的に対応している。
【００８４】
そしてフォトダイオード１７ａ、１７ｂ、１７ｃ…の並設方向位置、つまりは入射角θと、差動アンプ１８ａ、１８ｂ、１８ｃ…の出力Ｉ’（反射光強度Ｉの微分値）との関係は、同図（３）に示すようなものとなる。すなわち、ここで暗線位置を測定するとは、ファとダイオードアレイ上の暗線位置を検出することであるが、それは、対応する入射角θを検出するものとみなすことができる。
【００８５】
信号処理部２０は、Ａ／Ｄ変換器２４から入力された微分値Ｉ’の値に基づいて、差動アンプ１８ａ、１８ｂ、１８ｃ…の中から、微分値として正の値を有し、かつ全反射減衰角θSPに対応する微分値Ｉ’＝０に最も近い出力が得られているもの（図１０（３）の例では差動アンプ１８ｅとなる）と、微分値として負の値を有し、かつ全反射減衰角θSPに対応する微分値Ｉ’＝０に最も近い出力が得られているもの（図１０（３）の例では差動アンプ１８ｄとなる）を選択し、それらの差動アンプが出力する微分値に基づいて、全反射減衰角θSPを算出する。なお、場合によっては微分値Ｉ’＝０を出力している差動アンプが存在することもあり、そのときはその差動アンプに基づいて全反射減衰角θSPを算出する。以後、所定時間が経過する毎に上記と同様な動作を繰り返し、全反射減衰角θSPを算出し、測定開始時からの角度変化量を求め表示手段２１に表示する。
【００８６】
上述のように、測定チップ９の薄膜層１２の近傍の誘電率つまりは屈折率が変化すると、それに応じて全反射減衰角θSPも変化するため、この全反射減衰角θSPの角度変化量を時間の経過とともに測定し続けることにより、薄膜層１２の近傍の誘電率の変化を調べることができる。
【００８７】
なお、薄膜層１２の上に、試料液１１中に溶解している特定物質と結合するセンシング物質３０を固定した場合、上記試料液１１中の特定物質とセンシング物質３０との結合の進行、あるいは解離の進行に応じて薄膜層１２近傍の誘電率（屈折率）が時間の経過とともに変化する。したがって、上記全反射減衰角θSP（微分値Ｉ’）を測定し続けることにより、上記結合、あるいは解離の進行状況を調べることができる。そのようなセンシング物質３０と特定物質との組合せとしては、例えば、例えば生理活性高分子物質（タンパク、ＤＮＡ，ＲＮＡ，多糖類）と医薬品を構成する化合物との組み合わせを挙げることができる。
【００８８】
一般に、薄膜層１２上に、上記生理活性高分子物質を効果的に吸着させるためには薄膜層１２に対して自己組織化膜（ＳＡＭ膜）やデキストリン等を結合させる。
【００８９】
＜＜流路ユニットの取り付け＞＞
上記のように、試料液１１中の特定物質とセンシング物質３０との結合の進行、あるいは解離の進行に応じた薄膜層１２近傍の誘電率（屈折率）の変化を測定する場合には、測定チップ９の試料液保持部１０ａの凹部１０ｃに、後述する流路ユニットを取り付けて測定を行うことが望ましい。図１１は表面プラズモン測定装置に流路ユニットを取り付けた測定チップ９を用いて測定を行う様子を示す側面図、図１２は流路ユニットを取り付けた測定チップ９を上方から見た様子を示す拡大平面図、図１３は図１２の３−３断面を示す図である。
【００９０】
流路ユニット５０は、誘電体ブロック１０の試料保持部１０ａの内側へ嵌合する本体５１中に、試料液１１を供給するための供給路５２、試料液１１を排出するための排出路５３および排出路５３から排出された試料液１１を貯留する試料貯留部５６が形成されており、測定チップ９との間において簡単に着脱することができる。本体５１の下面には、供給路５２の出口と排出路５３の入口が開口されている。したがって、この流路ユニット５０の測定チップ９への取り付けによって形成された、本体５１の下面と金属膜１２との間の空間が測定流路５７となる。
【００９１】
この測定流路５７への試料液１１の供給は、上記試料液１１を吸引した上記試料液自動供給機構２２０が備える分注機２２６の分注ノズル２２７が流路ユニット５０の供給路５２の入口に試料液１１を吐出することにより行なう。ここで、チップ連結ユニット８０の各測定チップ９への分注ノズル２２７による試料液１１の供給は、上記作業位置Ｐ２ではなく、測定が行われる作業位置Ｐ３に位置するチップ連結ユニット８０に対して実施される。したがって、試料液自動供給機構２２０は分注機２２６の分注ノズル２２７を作業位置Ｐ３に移動させてから試料液１１を吐出する。
【００９２】
また、上記試料液１１を測定流路５７に流して、試料液中の化合物と上記センシング物質とが結合する様子を測定した後、上記化合物とセンシング物質との結合を解離させるバッファ液を測定流路５７に流す場合には、上記試料液自動供給機構２２０と同様の構成からなるバッファ液自動供給機構２２０Ｂを用いる（図１参照）。
【００９３】
すなわち、バッファ液自動供給機構２２０Ｂが備える分注機２２６Ｂの分注ノズル２２７Ｂによりバッファ液を吸引した後、バッファ液自動供給機構２２０Ｂが、分注ノズル２２７Ｂを作業位置Ｐ３に移送して、流路ユニット５０の供給路５２の入口にバッファ液を吐出する。
【００９４】
流路ユニット５０の供給路５２の入口からバッファ液を供給することにより、測定流路５７内にバッファ液が満たされるとともに、流路ユニット５０内に残存していた試料液１１が排出路５３から排出されて試料貯留部５６に貯留される。
【００９５】
以下、上記流路ユニット５０を用いた表面プラズモン測定装置による試料分析について説明する。上記作業位置Ｐ３に位置するチップ連結ユニット８０の各測定チップ９に嵌合した流路ユニット５０に対し、バッファ自動供給機構２２０Ｂがバッファ液を供給する。測定流路５７にバッファを満たした後、上記全反射減衰角θＳＰの測定を開始する。
【００９６】
図１４（ａ）、（ｂ）は、縦軸に角度θ、横軸に時間ｔを示す座標上に全反射減衰角の変化を示すものである。
【００９７】
図１４（ａ）中の線Ｌ１で示すように、時間ｔ＝０において、バッファ自動供給機構２２０Ｂによりバッファ液を流路ユニット５０に供給し、測定流路５７にバッファ液を満たしてもバッファ液とセンシング物質とは結合しないので、全反射減衰角は一定値αから変化しない、その後、時間ｔ＝ｔ１において、試料液自動供給機構２２０により試料液１１を流路ユニット５０に供給し、測定流路５７に試料液１１を満たすと、試料液１１中の化合物とセンシング物質が結合し全反射減衰角が変化する。
【００９８】
全反射減衰角の変化が続いた後、時間ｔ＝ｔ２において、再び、バッファ自動供給機構２２０Ｂによりバッファ液を供給して測定流路５７にバッファ液を満たすと、上記結合した化合物とセンシング物質とが解離して全反射減衰角が一定値αに戻る。
【００９９】
一方、従来のように、液処理部６０による、濾過や脱泡等の前処理を実施することなく供給された試料液を用いて、上記と同様に測定を行った場合における全反射減衰角の変化は、図１４（ｂ）中の線Ｌ２で示すように、時間ｔ＝０において、バッファ液を供給したときは、全反射減衰角は上記と同様に一定値αを示す。次に、時間ｔ＝ｔ１において、上記前処理が施されていない試料液を供給すると上記試料液に前処理を施した場合に測定された全反射減衰角θの変化より大きな変化が見られる。その後、時間ｔ＝ｔ２において、再びバッファ液を供給すると全反射減衰角は上記一定値αに近づくが、この値αに一致することはなく一定値βに収束し、値δ（δ＝β−α）のオフセットが生じた。
【０１００】
このオフセットは、試料液に溶解していた物質が析出して生じた析出物、試料液に混入したゴミ、試料液中に発生した気泡等が薄膜層１２の近傍に存在し続けることにより、生じたものと考えられる。なお、上記析出物、ゴミの影響により生じるオフセットの方向と気泡により生じるオフセットの方向とは互いに逆になる。
【０１０１】
なお、流路ユニット５０への試料液１１やバッファ液の供給は、上記分注ノズル２２７やピペット７１による供給以外にも、流路ユニット５０の供給路５２の入口に送液管を接続して上記各液を供給してもよい。さらに、試料貯留部５６に送液管を配し、試料貯留部５６に溜まった試料液１１をドレインに排出させることにより、試料貯留部５６の許容量を超える試料液１１を供給して測定を行えるようにしてもよい。
【０１０２】
＜＜漏洩モード測定装置＞＞
上述の表面プラズモン測定装置１０１は、一部の構成を変更することにより漏洩モード測定装置とすることができる。図１５は、上述の表面プラズモン測定装置１０１の一部を変更して構成した漏洩モード測定装置の測定ユニットの側面図である。なおこの図１５において、図３中の要素と同等の要素には同番号を付してあり、それらについての説明は特に必要の無い限り省略する。
【０１０３】
この漏洩モード測定装置も、上述の表面プラズモン測定装置と同様に測定チップ９を用いるように構成されている。この測定チップ９の上面に形成された凹部１０ｃの底面にはクラッド層４０が形成され、さらにその上には光導波層４１が形成されている。これらクラッド層４０と光導波層４１とによって薄膜層が形成されている。
【０１０４】
誘電体ブロック１０は、例えば合成樹脂やＢＫ７等の光学ガラスを用いて形成されている。一方クラッド層４０は、誘電体ブロック１０よりも低屈折率の誘電体や、金等の金属を用いて薄膜状に形成されている。また光導波層４１は、クラッド層４０よりも高屈折率の誘電体、例えばＰＭＭＡを用いてこれも薄膜状に形成されている。クラッド層４０の膜厚は、例えば金薄膜から形成する場合で３６．５ｎｍ、光導波層４１の膜厚は、例えばＰＭＭＡから形成する場合で７００ｎｍ程度とされる。
【０１０５】
上記構成の漏洩モード測定装置において、レーザ光源１４から射出された光ビーム１３を誘電体ブロック１０を通してクラッド層４０に対して全反射角以上の入射角で入射させると、該光ビーム１３の多くの成分が誘電体ブロック１０とクラッド層４０との界面１０ｂで全反射するが、クラッド層４０を透過して光導波層４１に特定入射角で入射した特定波数の光は、該光導波層４１を導波モードで伝搬されるようになる。こうして導波モードが励起されると、特定入射角で入射した入射光のほとんどが光導波層４１に取り込まれるので、上記界面１０ｂに特定入射角で入射し、全反射された光の強度が鋭く低下する全反射減衰が生じる。
【０１０６】
光導波層４１における導波光の波数は、該光導波層４１上の試料液１１の屈折率に依存するので、全反射減衰が生じる上記特定入射角である全反射減衰角を知ることによって、試料液１１の屈折率や、それに関連する試料液１１の特性を分析することができる。
【０１０７】
＜＜チップ連結ユニットの異なる態様＞＞
次に、上記チップ連結ユニットとは異なる態様のものについて説明する。図１６は上記異なる態様のチップ連結ユニットの各要素を分離して示した図、図１７（ａ）は上記異なる態様のチップ連結ユニットにセンシング液を注入する様子を示す図である。図１７（ｂ）は上記異なる態様のチップ連結ユニットに試料液を注入する様子を示す図である。なお、上記異なる態様のチップ連結ユニットは、それぞれに流路ユニットを有する３つの測定チップを一体化してなるものである。
【０１０８】
図１６に示すように、上記説明済みのチップ連結ユニット８０とは異なる態様のチップ連結ユニット８０Ｒは、台形形状の断面を有し、後述する光ビーム１３に対して透明なＹ方向に延びる誘電体ブロック１０Ｒ、この誘電体ブロック１０Ｒの一面に形成された、Ｙ方向に延びる金属膜からなる薄膜層２０Ｒ、薄膜層２０Ｒの表面上に試料液１１Ｒを通すための３組の流路を有するＹ方向に延びる流路ユニット５０Ｒ、流路ユニット５０Ｒ上に配されて誘電体ブロック１０Ｒと流路ユニット５０Ｒとを密着させこの密着状態を保持するＹ方向に延びる密着保持部材４０Ｒ、および密着保持部材４０Ｒ上に両面テープ４５Ｒを介して固定されるＹ方向に延びる蓋部材３０Ｒを備えている。
【０１０９】
誘電体ブロック１０Ｒは、後述する、密着保持部材４０Ｒが有する複数の結合バンド４１Ｒに開口された結合バンド孔部４２Ｒに挿入される複数の突起部１１Ｒを有している。
【０１１０】
薄膜層２０Ｒには、流路ユニット５０Ｒの各流路に対応する位置にリンカー膜２１Ｒが積層されている。このリンカー膜２１Ｒは、薄膜層２０Ｒ上に、タンパク、ＤＮＡ，ＲＮＡ、多糖類等のセンシング物質を効果的に吸着させるためのものである。
【０１１１】
流路ユニット５０Ｒは、試料液１１Ｒを供給するための供給路５１Ｒ、試料液１１Ｒを排出するための排出路５２Ｒ、および上記流路ユニット５０Ｒの下面に形成された、供給路５１Ｒの出口と排出路５２Ｒの入口に通じる上記リンカー膜２１Ｒに向けて開口された測定用流路５３Ｒを有している。
【０１１２】
密着保持部材４０Ｒは、上記供給路５１Ｒ、および排出路５２Ｒに通じる孔部４３を有している。蓋部材３０Ｒは、上記供給路５１Ｒ、および排出路５２Ｒに通じるスリット３１Ｒを有している。
【０１１３】
チップ連結ユニット８０Ｒは、誘電体ブロック１０Ｒの各突起部１１Ｒを、密着保持部材４０Ｒの各結合バンド４１Ｒに開口された各結合バンド孔部４２Ｒに挿入して、流路ユニット５０Ｒが密着保持部材４０Ｒと誘電体ブロック１０Ｒとの間に密着保持されるとともに、密着保持部材４０Ｒ上に、両面テープ４５Ｒを介して蓋部材３０Ｒが固定されて組み立てられる。
【０１１４】
次に、上記チップ連結ユニット８０Ｒを用いて全反射減衰角の測定を行う場合について説明する。
【０１１５】
始めに、図１７（ａ）に示すように、センシング物質６１Ｒを含む溶液であるセンシング液６０Ｒを吸引したピペット７１Ｒを、蓋部材３０Ｒのスリット３１Ｒ、および密着保持部材４０Ｒの孔部４３Ｒを通して、流路ユニット５０Ｒの供給路５１Ｒに配置する。そして、ピペット７１Ｒにより、供給路５１Ｒを通して測定用流路５３Ｒ中にセンシング液６０Ｒを注入してリンカー膜２１Ｒ上にセンシング物質６１Ｒを固定する。
【０１１６】
リンカー膜２１Ｒ上にセンシング物質６１Ｒが固定された後、排出路５２Ｒを通してピペット７２Ｒを測定用流路５３Ｒに挿入し、測定用流路５３Ｒに滞留するセンシング液６０Ｒを吸引して、測定用流路５３Ｒからセンシング液６０Ｒを取り除く。
【０１１７】
次に、図１７（ｂ）に示すように、試料液１１Ｒを吸引したピペット７５Ｒを、蓋部材３０Ｒのスリット３１Ｒ、および密着保持部材４０Ｒの孔部４３を通して、流路ユニット５０Ｒの供給路５１Ｒに配置する。そして、ピペット７５Ｒにより、供給路５１Ｒを通して測定用流路５３Ｒ中に試料液１１Ｒを注入してリンカー膜２１Ｒ上に固定されたセンシング物質６１Ｒと試料液１１Ｒ中の化合物との化学的相互作用を測定する。
【０１１８】
既に説明したように、入射光学系１５から射出され、誘電体ブロック１０Ｒと薄膜層２０Ｒとの界面１５Ｒで全反射した光ビーム１３中の暗線の位置を暗線位置測定部２９で測定することにより行われる。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】本発明の実施の形態による全反射減衰を利用した測定システムの概略構成を示す図
【図２】表面プラズモン測定装置の概略構成を示す平面図
【図３】表面プラズモン測定装置を側面から見た様子を示す図
【図４】チップ連結ユニットの示す拡大斜視図
【図５】チップ連結ユニットを複数まとめてチッププレートにセットした様子を示す図
【図６】試料液自動供給機構の分注機を示す図
【図７】遠心機を用いた液処理部を示す図
【図８】減圧装置を用いた液処理部を示す図
【図９】表面プラズモン測定装置の電気的構成を示すブロック図
【図１０】光ビームの界面への入射角と差動アンプの出力との関係を示す図
【図１１】表面プラズモン測定装置に流路ユニットを取り付けた様子を示す側面図
【図１２】流路ユニットを取り付けた測定チップを上方から見た様子を示す拡大平面図
【図１３】図１２の３−３断面を示す図
【図１４】全反射減衰角が時間の経過とともに変化する様子を示す図
【図１５】漏洩モード測定装置の一例を示す図
【図１６】チップ連結ユニットの異なる態様を各要素を分離して示した図
【図１７】異なる態様のチップ連結ユニットにセンシング液や試料液を注入する様子を示す図
【符号の説明】
【０１２０】
９    測定チップ
１０    誘電体ブロック
１１    試料液
１３    光ビーム
１４    レーザ光源
１５    入射光学系
１６    コリメータレンズ
１７    光検出器
２９    暗線位置測定部
３０    センシング物質
６０    液処理部
８０    チップ連結ユニット
１０１    表面プラズモン測定装置
１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ…    測定ユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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