(57)【要約】【課題】金属微粒子への試料、緩衝液の付着を含めた光学的測定を自動化でき、小型で大量の試料を短時間並列処理可能な生体分子相互作用測定装置を実現する。【解決手段】反応槽３をセンサプレート１の試料槽２３方向に上げ反応槽３内の緩衝液３２に微粒子センサ面２５を浸し光ファイバ４で分光測定する。反応槽３を上げ反応槽２８Ｂ内の緩衝液３２を上部反応槽２８Ａへ出し流路２６から排出し加圧器２をセンサプレート１に密着する。流路２１から空気を注入し試料３１が排出口２４から反応槽２８Ａに注入される。反応槽３を下げると反応槽２８Ａの試料３１が反応槽２８Ｂに引き込まれセンサ面２５に接触しリガンドと試料３１中のアナライトとが結合する。これが光ファイバ４を通して分光光度計で計測される。注入流路２７から緩衝液３２を反応槽２８Ｂに注入し試料３１を流路２６から排出する。生体分子が濃度の低下とともに乖離し、乖離過程が計測される。【選択図】      図３
2006090966.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
貴金属微粒子が配列された微粒子センサ面を複数有する微粒子センサ手段と、
緩衝液又は試料液を収容できる複数の反応槽と、
上記微粒子センサ面を、上記反応槽に収容された緩衝液又は試料液に浸漬させる浸漬手段と、
上記微粒子センサ面の光学特性を測定する光学測定手段と、
上記緩衝液又は試料液に浸漬された微粒子センサ面に光を照射し、反射した光を上記光学測定手段に導く光照射手段と、
を備えることを特徴とする生体分子相互作用測定装置。
【請求項２】
請求項１記載の生体分子相互作用測定装置において、上記反応槽の底面は、光透過部材により形成され、この光透過部材を介して上記光照射手段からの光が上記微粒子センサ面に照射されることを特徴とする生体分子相互作用測定装置。
【請求項３】
請求項２記載の生体分子相互作用測定装置において、上記浸漬手段は、上記反応槽を上記微粒子センサ面に接近及び離間させるために、上記反応槽を移動させる手段であることを特徴とする生体分子相互作用測定装置。
【請求項４】
請求項２又は３記載の生体分子相互作用測定装置において、上記微粒子センサ手段は、試料を収容する試料槽を有し、この試料槽に収容された試料を、気体を加圧することにより上記反応槽に移動させる加圧手段を備えることを特徴とする生体分子相互作用測定装置。
【請求項５】
請求項４記載の生体分子相互作用測定装置において、上記反応槽は、この反応槽に緩衝液を注入する緩衝液注入流路と、この反応槽に収容された緩衝液又は試料液を反応槽から排出する排出流路とを有し、上記反応槽内に収容された緩衝液は、上記微粒子センサ面がこの反応槽内に挿入され、かつ、上記加圧手段により、上記試料槽に収容された試料が反応槽に移動されることにより、上記排出流路から上記反応槽外に排出され、試料液と置換されることを特徴とする生体分子相互作用測定装置。
【請求項６】
請求項５記載の生体分子相互作用測定装置において、上記緩衝液が、上記排出流路から上記反応槽外に排出され、試料液と置換された後、緩衝液注入流路から上記反応槽に緩衝液を注入することにより、上記微粒子センサ面に結合した生体分子が乖離され、この乖離の過程が、上記微粒子センサ面から反射した光を受光した上記光学測定手段により計測されることを特徴とする生体分子相互作用測定装置。
【請求項７】
緩衝液又は試料液を収容でき、底面に貴金属微粒子が配列された微粒子センサ面を有する複数の反応槽と、
上記反応槽に、試料液を注入する試料液注入手段と、
上記反応槽に緩衝液を注入する緩衝液注入流路、反応槽内に収容された緩衝液又は試料液を上記反応槽から排出する排出流路、及び上記緩衝液又は試料液に浸漬された微粒子センサ面に光を照射し、反射した光を上記光学測定手段に導く光照射手段を有する光照射手段ガイドと、
を備えることを特徴とする生体分子相互作用測定装置。
【請求項８】
請求項７記載の生体分子相互作用測定装置において、上記試料液が上記反応槽内に収容された後、上記緩衝液注入流路から緩衝液が、上記反応槽内に注入されると共に、反応槽内の試料液が上記排出流路を介して、上記反応槽外に排出され、試料液が緩衝液に置換されることにより、上記微粒子センサ面に結合した生体分子が乖離され、この乖離の過程が、上記微粒子センサ面から反射した光を受光した上記光学測定手段により計測されることを特徴とする生体分子相互作用測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生化学研究、医薬品開発、医療診断、食品検査等に用いられるバイオセンサを含む生体分子相互作用測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術における、生体分子相互作用測定装置としては、表面プラズモン共鳴法を利用したセンサが挙げられる。
【０００３】
ここで、表面プラズモンとは、金属薄膜と誘電体の界面を伝播する自由電子の疎密波であり、界面における誘電率に大きく影響されることから、この誘電率を検出することにより、表面への分子の付着を検出でき、免疫センサ、ガスセンサなど検出原理に用いられている（非特許文献１参照）。
【０００４】
このセンサを応用した測定装置の具体的な構造例を図７に示す。  
図７において、プリズムなどの透明な高屈折率担体７１の表面に金または銀等の貴金属薄膜７２が形成されている。金属薄膜７２の上面には分子認識層７３が形成されている。金属薄膜７２の表面プラズモンを励起するためにプリズム７１側から金属薄膜７２の下面に平行光７４を光源７５から照射する。
【０００５】
金属薄膜７２の下面で全反射する条件の下で、平行光７４の入射角度７６を変化させながら、正反射光７７を検出器７８で検出することにより、表面プラズモンの励起が確認できる。
【０００６】
すなわち、表面プラズモンが励起される共鳴入射角度７９においては、入射光７４のエネルギーが表面プラズモン励起に消費されるため、反射光７７の強度が極度に減少する。
【０００７】
分子認識層７３にターゲット生体分子が捕捉されると、共鳴入射角度８０において反射光７７の強度が極度に減少する。共鳴角度７９、８０は界面から数１００ｎｍ以内の領域における誘電率に敏感に依存する。このことから、共鳴角度を知ることにより金属表面に存在する分子認識層７３に存在する分子の誘電率を特定することができるため、生体分子センサとして利用できる。
【０００８】
例えば、薄膜７２の表面に特定の分子を認識して分子結合をする構造を作っておく。特定の分子の結合が生じると誘電率が変化するから、その分子に対応する反射角での反射光を監視していれば、直ちに特定の分子が分子認識層７３に捕らえられたことを知ることができる。
【０００９】
上記従来技術の表面プラズモンセンサを利用した測定装置において、共鳴入射角度を測定するには、照射光の光源、金属薄膜、光検出器の位置関係を精度良く保持し、かつ駆動する必要がある。
【００１０】
また、表面プラズモン共鳴方法は、温度に敏感であるため、測定試料および装置全体の温度制御もしくは温度補正などが必要であった。
【００１１】
このため、装置の小型化が困難であった。
【００１２】
そこで、表面プラズモン共鳴センサと比較して、簡易な光学系で計測が可能なセンサとして、特許文献１で提案されている貴金属微粒子センサを用いる。この貴金属微粒子センサの構造を図８に示す。
【００１３】
図8において、基板８１に形成された貴金属薄膜８２上に高分子、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２等の微粒子８３を一層形成し、金、銀、銅、白金等の貴金属を蒸着もしくはスパッタすることにより、微粒子８３の上に金、銀、銅、白金等の帽子状微粒子８４が形成できる（特許文献２参照）。貴金属微粒子８４が形成されたことにより、基板が顕著な発色を示すようになる（特許文献３参照）。この発色現象は、白色光が反射される際に、一部の波長帯域の光が吸収されることにより生じる。
【００１４】
上記貴金属微粒子の吸収ピーク波長は表面の屈折率に依存するため、表面における屈折率が変化するような反応を検出する原理として利用できる（特許文献４参照）。
【００１５】
また、表面を抗体およびＤＮＡ等の特異的吸着能を有する生体分子で修飾することにより、バイオセンサとして利用できる（特許文献１、特許文献５参照）。
【００１６】
また、貴金属微粒子を利用した、高感度な生体分子測定装置が特許文献６に記載されている。
【００１７】
【特許文献１】特開２０００−５５９２０号公報
【特許文献２】特開平１１−１７０３号公報
【特許文献３】特開平１０−３３９８０８号公報
【特許文献４】特開平１１−３２６１９３号公報
【特許文献５】特開２００２−３６５２１０号公報
【特許文献６】特開２００２−２２８６６２号公報
【非特許文献１】永田和宏・半田宏著「生体物質相互作用のリアルタイム解析実験法」シュプリンガー・フェアラーク東京
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
上記従来の技術にあっては、生体分子で修飾された貴金属微粒子を、光学的に自動で測定することにより、生体分子結合を測定する技術であるが、金属微粒子への試料液体、緩衝液の付着についての、自動化技術は考慮されておらず、課題として認識されていない。
【００１９】
金属微粒子への試料液体、緩衝液の付着をも含めた光学的測定を自動化できる技術を実現可能とすれば、小型でありながら、大量の試料を短時間で並列処理可能となる。
【００２０】
本発明の目的は、金属微粒子への試料液体、緩衝液の付着をも含めた光学的測定を自動化でき、小型でありながら、大量の試料を短時間で並列処理可能な生体分子相互作用測定装置を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記目的を達成するため、本発明は次のように構成される。  
（１）生体分子相互作用測定装置において、貴金属微粒子８３が配列された微粒子センサ面２５、５４を複数有する微粒子センサ手段１、５０と、緩衝液３２又は試料液３１を収容できる複数の反応槽３、５５と、上記微粒子センサ面を、上記反応槽に収容された緩衝液又は試料液に浸漬させる浸漬手段と、上記微粒子センサ面の光学特性を測定する光学測定手段５、７、８と、上記緩衝液又は試料液に浸漬された微粒子センサ面に光を照射し、反射した光を上記光学測定手段に導く光照射手段４とを備える。
【００２２】
（２）好ましくは、上記（１）において、上記反応槽の底面は、光透過部材２９、５９により形成され、この光透過部材を介して上記光照射手段からの光が上記微粒子センサ面に照射される。
【００２３】
（３）また、好ましくは、上記（２）において、上記浸漬手段は、上記反応槽を上記微粒子センサ面に接近及び離間させるために、上記反応槽を移動させる手段である。
【００２４】
（４）また、好ましくは、上記（２）又は（３）において、上記微粒子センサ手段は、試料を収容する試料槽２３、５２を有し、この試料槽に収容された試料を、気体を加圧することにより上記反応槽に移動させる加圧手段２を備える。
【００２５】
（５）また、好ましくは、上記（４）において、上記反応槽は、この反応槽に緩衝液を注入する緩衝液注入流路２７と、この反応槽に収容された緩衝液又は試料液を反応槽から排出する排出流路２６とを有し、上記反応槽内に収容された緩衝液は、上記微粒子センサ面がこの反応槽内に挿入され、かつ、上記加圧手段により、上記試料槽に収容された試料が反応槽に移動されることにより、上記排出流路から上記反応槽外に排出され、試料液と置換される。
【００２６】
（６）また、好ましくは、上記（５）において、上記緩衝液が、上記排出流路から上記反応槽外に排出され、試料液と置換された後、緩衝液注入流路から上記反応槽に緩衝液を注入することにより、上記微粒子センサ面に結合した生体分子が乖離され、この乖離の過程が、上記微粒子センサ面から反射した光を受光した上記光学測定手段により計測される。
【００２７】
（７）生体分子相互作用測定装置において、緩衝液又は試料液を収容でき、底面に貴金属微粒子が配列された微粒子センサ面６６を有する複数の反応槽６５と、上記反応槽に、試料液を注入する試料液注入手段６２と、上記反応槽に緩衝液を注入する緩衝液注入流路６３、反応槽内に収容された緩衝液又は試料液を上記反応槽から排出する排出流路６４、及び上記緩衝液又は試料液に浸漬された微粒子センサ面に光を照射し、反射した光を上記光学測定手段に導く光照射手段４を有する光照射手段ガイド６１とを備える。
【００２８】
（８）好ましくは、上記（７）において、上記試料液が上記反応槽内に収容された後、上記緩衝液注入流路から緩衝液が、上記反応槽内に注入されると共に、反応槽内の試料液が上記排出流路を介して、上記反応槽外に排出され、試料液が緩衝液に置換されることにより、上記微粒子センサ面に結合した生体分子が乖離され、この乖離の過程が、上記微粒子センサ面から反射した光を受光した上記光学測定手段により計測される。
【発明の効果】
【００２９】
金属微粒子への試料液体、緩衝液の付着をも含めた光学的測定を自動化でき、小型でありながら、大量の試料を短時間で並列処理可能な生体分子相互作用測定装置を実現することができる。
【００３０】
本発明により、生体分子の相互作用測定を、同時に複数を行うことができる簡易な構造の生体分子相互作用測定装置を提供し、医薬品開発におけるスクリーニング、食品などの検査、医療診断等を大量、容易に、実施することができる。
【００３１】
本発明のセンサプレートは、センサと測定条件ごとのセンサ、測定試料を分離し、かつ簡単に交換可能構造とすることで試料の汚染を防ぎ、測定精度を向上させ、また事前準備を容易にすることで、多数の条件、試料に対する測定時間を短縮する効果がある。また、センサプレートが試料ウェルとセンサを兼ねた構造により部品点数を減らし簡易な構造とする効果もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して説明する。  
なお、以下に示す実施形態は、交換可能な微粒子センサとこれに対応する試料槽を備え、複数の試料に対する同時並列測定を実現可能な例である。
【００３３】
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態である生体分子相互作用測定装置の全体概略構成図である。  
図１において、センサプレート１は、測定試料を保持するウェル（試料槽）を複数備えている。ウェルの数や配置間隔は、一般に生化学分野で用いられるマルチウェルプレートと同様にすることで、試料の分注等の事前処理が既存の前処理装置等を利用することができ、都合がよい。本発明の第１の実施形態では、センサプレート１の例として８穴×１２列のプレートとする。
【００３４】
センサプレート１の上方には加圧器２が配置され、下方には反応槽３が配置されている。加圧器２及び反応槽３は、センサプレート１の１列と対応する構成になっている。この例では、加圧器２及び反応槽３は、センサプレート１の１列の穴数に対応して８対で構成されている。
【００３５】
加圧器２及び反応槽３は、スライドガイド(図示しない）等によって支持され、センサプレート１の面に対して垂直方向に移動が可能である。また、センサプレート１も、同様に、スライドガイド(図示しない）等によって支持され、加圧器２及び反応槽３と対応する列と直交する方向（図１中の左右方向）に水平移動（面方向への移動）できるようになっている。これによって、加圧器２及び反応槽３は、センサプレート１の任意の列を挟み込むことが可能である。
【００３６】
また、反応槽３の下部にはセンサプレート１の１列分と対応した(この実施形態では８本の）光ファイバ４が接続されている。これら光ファイバ４は、計測用光ファイバ４Ａと光源用光ファイバ４Ｂとに分岐している。計測用光ファイバ４Ａは、それぞれ８チャンネルの分光光度計５に接続され、光源用光ファイバ４Ｂは、それぞれ光源６に接続される。
【００３７】
したがって、光源６から発せられた光は、光源用光ファイバ４Ｂを通って反応槽３内でセンサプレート１の、後述する微粒子センサ面２５に照射される。また、センサプレート１の微粒子センサ面２５（後述）からの反射光は、光ファイバ４、計測用光ファイバ４Ｂを経由して分光光度計５に到達する。
【００３８】
分光光度計５は、到達した上記反射光に基づいて吸収スペクトルを計測し、この吸収スペクトル計測結果は、Ａ／Ｄ変換器７を経由してデータ処理装置８に送られる。
【００３９】
次に、センサプレート１、加圧器２、反応槽３についての詳細構成を図２を参照して説明する。
【００４０】
図２は、センサプレート１のひとつのウェル（穴）と、それに対応する加圧器２、反応槽３の概略断面図である。
【００４１】
図２において、センサプレート１は、測定対象である生体分子（アナライト）を含んだ緩衝液（ＨＥＰＥＳ、ＰＢＳなど）である試料を保持するための試料槽２３と、試料を排出する微小な排出口２４と、光が照射される微粒子センサ面２５とを備える。
【００４２】
微粒子センサ面２５には、高分子等の微粒子を一層形成した上に貴金属を帽子状に形成した微粒子センサ（図８参照）が形成されている。
【００４３】
また、微粒子センサ面２５の表面には、測定対象である生体分子と相互作用する化学物質や生体分子（リガンド）が予め固定化されている。
【００４４】
加圧器２は、ボンベやポンプ（図示しない）などから供給された空気を、センサプレート１の試料槽２３に供給する加圧空気流路２１と、加圧気２をセンサプレート１に接触させた際に、加圧器２とセンサプレート１との接触面を密閉する密閉用Ｏリング２２とを備えている。
【００４５】
また、反応槽３は、上部反応槽２８Ａと、下部反応槽２８Ｂと、上部反応槽２８Ａ中の液体を排出する排出流路２６と、下部反応槽２８Ｂに緩衝液を注入する緩衝液注入流路２７と、下部反応槽２８Ｂの底面側から光学測定を行うための光を透過させる光学測定用窓２９とを備える。
【００４６】
光源６から発した光は、光ファイバ４から光学測定用窓２９を通過して、微粒子センサ面２５に照射され、微粒子センサ面２５からの反射・散乱光の一部は再び光学測定用窓２９を通って光ファイバ４に戻る。
【００４７】
したがって、光学測定用窓２９は、光学測定に影響を与えないように、透明な材質であることが望ましい。
【００４８】
図３は、センサプレート１、加圧器２、反応槽３の、生体分子相互作用測定時の動作を示す図である。
【００４９】
測定開始前に、センサプレート１の各試料槽２３に測定する生体分子を含んだ試料液体３１を、ピペットなどを用いて注入しておく。試料３１は、試料排出口２４が十分に小さく、吸引動作が行なわれなければ、表面張力によって、試料排出口２４から排出されることなく試料槽２３中に保持される。また、反応槽３中に緩衝液３２を、緩衝液注入流路２７を通じて注入しておく。
【００５０】
測定が開始されると、図３の（Ａ）に示すように、反応槽３をセンサプレート１の試料槽２３方向に持ち上げて、反応槽３内の緩衝液３２中に微粒子センサ面２５を浸し、光ファイバ４からの光を用いて分光測定を開始する。
【００５１】
次に、図３の（Ｂ）に示すように、反応槽３をさらに試料槽２３方向に上げ、下部反応槽２８Ｂ内の緩衝液３２の多くを上部反応槽２８Ａへ押し出し、排出流路２６から排出する。その後、加圧器２をセンサプレート１に密着するまで下げ、加圧空気流路２１から空気を注入し、その圧力で試料３１が試料排出口２４を通って上部反応槽２８Ａに注入される。
【００５２】
次に、図３の（Ｃ）に示すように、反応槽３を、図３の（Ｂ）に示した状態から、図３（Ａ）に示した位置と同じ位置まで下げると、上部反応槽２８Ａの試料３１が下部反応槽２８Ｂに引き込まれ、微粒子センサ面２５に接触して、微粒子センサ上に固定化されたリガンドと試料３１中のアナライトとが結合する。この結合の程度により、微粒子センサ面２５の吸収スペクトルが変化し、この変化が光ファイバ４を通して分光光度計で計測される。
【００５３】
最後に、緩衝液注入流路２７から緩衝液３２を下部反応槽２８Ｂに再度注入し、下部反応槽２８Ｂから溢れた溶液は排出流路２６から排出する。このとき、微粒子センサ面２５では結合した生体分子が、濃度の低下とともに乖離する。この乖離の過程も、上記結合過程と同様に、吸収スペクトルの変化によって計測される。
【００５４】
緩衝液３２の注入、排出を十分に行い、試料３１の洗浄を完了した後、反応槽３を初期位置まで下げて、測定を終了する。
【００５５】
図４は、データ処理装置８において得られる分光計測データのグラフを示す図である。図４（Ａ）は、分光光度計５から得られた吸光スペクトルのグラフであり、横軸に波長、縦軸に吸光度をとっている。初期状態では微粒子センサ面２５は空気中に有り、吸光スペクトルは４１のようになる。
【００５６】
上述したように、微粒子センサ面２５を緩衝液３２中に浸した結果、吸光スペクトルは４１から４２のように変化する。さらに、下部反応槽２８Ｂ内の緩衝液３２を試薬３１と置換し、試薬３１に含まれる生体分子が微粒子センサ面２５に固定化されたリガンドと結合すると、吸光スペクトルは４２から４３へと変化する。
【００５７】
次に、緩衝液注入流露２７から緩衝液３２を下部反応槽２８Ｂ内に再注入して試料３１を緩衝液３２で置換し、生体分子とリガンドとが乖離すると、吸光スペクトルは４３から４４へ変化する。
【００５８】
図４の（Ｂ）は、吸収スペクトルの変化のうち、極大吸光度波長の時間変化を見たグラフであり、横軸に時間、縦軸に最大吸光度波長をとっている。
【００５９】
時刻４５は緩衝液３２中に微粒子センサ面２５を投入した時刻、時刻４６は下部反応槽２８Ｂ内の緩衝液３２を試薬３１と置換した時刻、時刻４７は試料３１を緩衝液３２で置換した時刻である。このグラフによって、微粒子センサ面２５のリガンドに、試料３１に含まれる生体分子が結合した度合いが示される。
【００６０】
以上のように、本発明の第１の実施形態は、試料液体を収容する試料槽２３と、この試料槽２３の下方に位置し、先端面に微粒子が配置された微粒子センサ面２５を有する突部と、試料槽に収容された試料を下方に排出する試料排出口２４とを有するセンサプレート１を備える。
【００６１】
また、本発明の第１の実施形態は、緩衝液３２又は試料液３１を収容する上部反応槽２８Ａ及び下部反応層２８Ｂと、下部反応槽２８Ｂの底部を形成する光学測定用窓２９と、緩衝液を下部反応槽２８Ｂに注入する緩衝液注入流路２７と、上部反応槽２８Ａに収容された緩衝液３２又は試料液３１を排出する排出流路２６とを有する反応槽３を備える。
【００６２】
また、本発明の第１の実施形態は、センサプレート１の試料槽２３に収容された試料３１を試料排出口２４を通じて、反応槽３の上部反応槽２８Ａに注入するために、試料槽２３に圧力流体を供給する加圧器２を備える。
【００６３】
さらに、本発明の第１の実施形態は、反応槽３の光学測定用窓２９を介して、センサプレート１の微粒子センサ面２５に光を照射すると共に、微粒子センサ面２５からの反射光を分光光度計５に導くための光りファイバ４を備える。
【００６４】
そして、加圧器２をセンサプレート１に対して、上下方向に移動して、加圧器２とセンサプレート１の試料槽２３の開口部に密着可能とし、反応槽３をセンサプレート１に対して、上下方向に移動可能とし、微粒子センサ面２５を反応槽３の下部反応槽２８Ｂ内に挿入可能としている。
【００６５】
また、加圧器２及び反応総のセンサプレート１に対する上下方向への移動等に連動して、緩衝液３２、試料液３１の供給、排出を行なうように構成した。
【００６６】
したがって、本発明の第１の実施形態によれば、金属微粒子への試料液体、緩衝液の付着をも含めた光学的測定を自動化でき、小型でありながら、大量の試料を短時間で並列処理可能な生体分子相互作用測定装置を実現することができる。
【００６７】
（第２の実施形態）
図５は、本発明の第２の実施形態である生体分子相互作用測定装置の部分構成図であり、センサプレート周辺部の構成を示した図である。
【００６８】
この第２の実施形態のセンサプレート５０は、第１の実施形態と同様に、試料槽５２（試料槽２３に対応）と、試料排出口５３（試料排出口２４に対応）と、微粒子センサ面５４（微粒子センサ面２５に対応）を有する。
【００６９】
第２の実施形態においては、センサプレート５０と一対になる反応槽プレート５５を備える。この反応槽プレート５５は、反応槽５６と、緩衝液や試料の排出路５７と、排出液溜め５８とを備え、反応槽５６の底面は、透明度の高い材質の光学測定窓５９となっている。
【００７０】
反応槽プレート５５の下方には、第１の実施形態の反応槽３に取り付けられていたのと同様の光ファイバ４が光ファイバホルダ５１によって配列されている。
【００７１】
第２の実施形態における測定の流れを簡単に説明する。  
初期状態では、第１の実施形態と同様に、試料槽５２に試料３１が注入されており、反応槽５６には緩衝液３２が予め注入されている。この状態で、予め、センサプレート５０と反応槽プレート５５とを重ね合わせ、微粒子センサ面５４が反応槽５６中の緩衝液３２に浸された状態で装置に配置され、測定が開始される。
【００７２】
続いて、第１の実施形態と同様に、加圧器２をセンサプレート５０の試料槽５２の開口部に密着させ、且つ加圧器２から空気が排出されることで試料３１は試料排出口５３を通って反応槽５６に注入される。これにより、反応槽５６内の緩衝液３２は排出路５７を通って排出液溜め５８に排出され、反応槽５６内は試料３１に置換される。このとき、微粒子センサ面５４で発生する生体分子の結合反応による吸収スペクトルの変化は、光学測定窓５９、光ファイバ４を通して計測される。
【００７３】
本発明の第２の実施形態においても、金属微粒子への試料液体、緩衝液の付着をも含めた光学的測定を自動化でき、小型でありながら、大量の試料を短時間で並列処理可能な生体分子相互作用測定装置を実現することができる。
【００７４】
さらに、本発明の第２の実施形態は、第１の実施形態と異なり、試料３１、緩衝液３２、が接触する部位は、センサプレート５０及び反応槽プレート５５であり、一回の使用毎に、これらセンサプレート５０及び反応槽プレート５５は、全て交換可能となる（第１の実施形態では、センサプレート１のみ一回の使用毎に交換）。
【００７５】
したがって、この第２の実施形態においては、連続測定時のクロスコンタミネーションをさらに抑えることができる利点がある。
【００７６】
（第３の実施形態）
上述した第２の実施形態は、第１の実施形態と異なり、生体分子の結合後に緩衝液による置換を行って、乖離現象の測定を行うことはできない。
【００７７】
そこで、第２の実施形態と基本構成は同様であるが、センサプレート５０中の一つの試料槽５２と試料排出口５３とを２分割し、２種類の溶液を保持できるようにする第３の実施形態が考えられる。また、加圧器２も二つの試料を別々に加圧できるよう、２つの圧力空気注入口を設ける。
【００７８】
つまり、一つの試料槽５２の分割した一方の槽に試料を収容し、他方の槽に置換用緩衝液を注入しておく。そして、反応槽プレート５５の反応槽５６に収容された緩衝液と試料槽５２に収容された試料とを置換する。その後、試料層２に収容された置換用緩衝液と反応槽５６に収容された試料とを置換する。
【００７９】
このようにすれば、第２の実施形態と同様な効果を得ることができる他、生体分子の結合後に緩衝液による置換を行って、乖離現象の測定を行うことができる。
【００８０】
（第４の実施形態）
図６、本発明の第４の実施形態である生体分子相互作用測定装置の部分構成図であり、センサプレート周辺部の構成を示した図である。図６において、光ファイバガイド６１には、複数の光ファイバ４が配置されており、これら光ファイバ４は、図１に示したように、計測用光ファイバ４Ａと光源用光ファイバ４Ｂとに分岐し、光源用光ファイバ４Ｂは光源に接続され、計測用光ファイバ４Ａは分光光度計、Ａ/Ｄ変換器、データ処理装置に接続される。
【００８１】
そして、この第４の実施形態においては、センサプレート６０は、複数の反応槽６５（８穴×１２列）が形成されている。そして、反応槽６５のそれぞれの内部側底面が微粒子センサ面６６となっている。
【００８２】
また、光ファイバガイド６１には、緩衝液注入流路６３と、排出流路６４が形成され、緩衝液注入流路６３を通じて緩衝液をセンサプレート６０の反応槽６５に注入することができる。また、反応送６５に収容された緩衝液又は試料は、排出流路６４を通じて外部に排出可能となっている。
【００８３】
次に測定動作を説明する。  
センサプレート６０の反応槽６５への測定試料の注入は、分注器６２によって行われる。また、光ファイバガイド６１によって支持された光ファイバ４を用いて、センサプレート６０に対し上部より分光計測を行う。
【００８４】
センサプレート６０の反応槽６５には、予め緩衝液を注入しておくか、もしくは測定開始時に光ファイバガイド６１内を通る緩衝液注入流路６３から緩衝液を注入しておく。
【００８５】
そして、分注器６２から測定試料を注入しながら光ファイバガイド６１内を通る排出流路６４によって余分な緩衝液を吸引し、反応槽６５内を測定試料で置換する。このとき試料に含まれる生体分子が、微粒子センサ面６６に固定されたリガンドと結合すれば、微粒子センサ面６６の吸光スペクトルが変化し、光ファイバ４を通して結合のシグナルが計測される。
【００８６】
次に、緩衝液注入流路６３から緩衝液を注入しながら排出流路６４によって余分な試料液を吸引し、反応槽６５内を緩衝液で置換する。この時、微粒子センサ面６６に固定されたリガンドと結合した生体分子が乖離すれば、微粒子センサ面６６の吸光スペクトルが変化し、光ファイバ４を通して乖離のシグナルが計測される。
【００８７】
この第４の実施形態においても、金属微粒子への試料液体、緩衝液の付着をも含めた光学的測定を自動化でき、小型でありながら、大量の試料を短時間で並列処理可能な生体分子相互作用測定装置を実現することができる。
【００８８】
この第４の実施形態は、上述した第１〜第３の実施形態と異なり、センサプレート６０の構造が比較的単純にできることが特徴である。ただし、測定ごとに試料の種類、濃度を変えたい場合、分注器６２に個別の試料を装填する機構（図示しない）が必要になる。
【００８９】
なお、本発明による生体分子相互作用測定装置は、たんぱく質のみならず、ＤＮＡも測定可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の第１の実施形態である生体分子相互作用測定装置の全体概略構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態におけるセンサプレート周辺の詳細図である。
【図３】本発明の第１の実施形態における測定時の動作説明図である。
【図４】本発明の第１の実施形態における分光計測の結果を示したグラフである。
【図５】本発明の第２の実施形態におけるセンサプレート周辺の詳細図である。
【図６】本発明の第４の実施形態におけるセンサプレート周辺の詳細図である。
【図７】表面プラズモンの説明図である。
【図８】貴金属微粒子センサの構造を示す図である。
【符号の説明】
【００９１】
１、５０、６０    センサプレート
２                加圧器
３                反応槽
４                光ファイバ
４Ａ              計測用光ファイバ
４Ｂ              光源用光ファイバ
５                分光光度計
６                光源
７                Ａ/Ｄ変換器
８                データ処理装置
２１              加圧空気流路
２２              密閉用Ｏリング
２３              試料（アナライト）槽
２４              試料排出口
２５              微粒子センサ面
２６              排出流路
２７              緩衝液注入流路
２８Ａ            上部反応槽
２８Ｂ            下部反応槽
２９              光学測定用窓
３１              試料
３２              緩衝液
５１              光ファイバホルダ
５２              試料槽
５３              試料排出口
５４              微粒子センサ面
５５              反応槽プレート
５６              反応槽
５７              排出路
５８              排出液溜め
５９              光学測定用窓
６１              光ファイバガイド
６２              分注器
６３              緩衝液注入流路
６４              排出流路
６５              反応槽
６６              微粒子センサ面
【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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