(57)【要約】【課題】  チップ型センサの測定ステージへの着脱作業を自動化する。【解決手段】  表面プラズモン共鳴現象を利用した測定機１１は、略平板上のセンサチップ１８が設けられたセンサユニット１２を用いて、測定ステージ１５にセットして、試料の化学反応を測定する。測定機１１には、未使用のセンサユニット１２を収容する第１収容部４１と、測定が終了した使用済みのセンサユニット１２を収容する第２収容部４２とが設けられている。サクションヘッド４６によって第１収容部４１からピックアップされたセンサユニット１５は、搬送ローラ５１，５２を介して測定ステージ１５へセットされる。サクションヘッド４６は、搬送ローラ５１から使用済みのセンサユニット１２を受け取り、第２収容部４２へ廃却する。【選択図】        図３
2006090758.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の面がリガンドを固定するセンサ面となり他方の面が光を入射させる光入射面となる薄膜を持ち、この薄膜を略平板状の誘電体に形成したチップ型センサを用い、このセンサが着脱自在にセットされる測定ステージと、この測定ステージに配置され、前記センサ面へアナライトを含む溶液を送液する流路が形成された流路部材と、前記光入射面に全反射条件を満たすように光を照射して前記光入射面における反射光を検出する測定部とを有し、前記センサ面に前記アナライトを接触させたときの前記光の反射光の減衰を検出して、前記リガンドとアナライトの反応状況を測定する全反射減衰を利用した測定装置において、
未使用の前記チップ型センサを収容する第１収容部と、前記測定ステージに供給され測定に使用された使用済みの前記チップ型センサを収容する第２収容部と、前記第１収容部から測定対象となる１つの前記チップ型センサを取り出して前記測定ステージへ供給するとともに、前記使用済みの前記チップ型センサを前記測定ステージから前記第２収容部へ運ぶハンドリング機構とを設けたことを特徴とする全反射減衰を利用した測定装置。
【請求項２】
前記測定ステージには、前記流路部材とともに、この流路部材の対向位置に前記チップ型センサのガラス基板と圧接するプリズムが配置されており、前記流路部材及びプリズムは、それぞれが前記チップ型センサに圧接して上下から挟み込む圧接位置と、この圧接位置から退避して、前記チップ型センサを解放する退避位置との間で移動自在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装置。
【請求項３】
前記ハンドリング機構は、前記第１収容部から前記チップ型センサを取り出して保持するピックアップヘッドと、このピックアップヘッドを、前記測定ステージの近傍位置まで移動させるヘッド移動機構と、前記近傍位置まで運ばれた前記チップ型センサを前記ピックアップヘッドから受け取り、前記測定ステージへ搬送する搬送手段とからなる請求項１又は２記載の全反射減衰を利用した測定装置。
【請求項４】
前記第２収容部は、前記ピックアップヘッドがアクセス可能な位置に設けられており、測定終了後、前記ピックアップヘッドは、前記搬送手段から使用済みの前記チップ型センサを受け取り、当該センサを前記第２収容部へ運ぶことを特徴とする請求項３記載の全反射減衰を利用した測定装置。
【請求項５】
前記ピックアップヘッドは、前記チップ型センサを吸着して保持するサクションヘッドであることを特徴とする請求項３又は４記載の全反射減衰を利用した測定装置。
【請求項６】
前記第１収容部と第２収容部とは、未使用のチップ型センサ及び使用済みチップ型センサの両方を収容可能な複数の棚が設けられた少なくとも１つのラックで構成されており、前記ハンドリング機構は、このラックから未使用のチップ型センサを取り出し、測定が終了した使用済みのチップ型センサを再びこのラックに戻すことを特徴とする請求項１又は２記載の全反射減衰を利用した測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リガンドとアナライトの反応状況を測定する全反射減衰を利用した測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
透明な誘電体上に形成された薄膜の一方の面であるセンサ面上において試料の反応を生じさせ、前記センサ面の裏面の光入射面に全反射条件を満たすように光を入射し、その反射光の減衰状況に基づいて試料の反応を測定する全反射減衰を利用した測定装置が知られており、その１つに、表面プラズモン共鳴現象を利用した測定装置がある。
【０００３】
金属中では、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。プラズモンとは、この粗密波を量子化した表現であり、このうち、金属の表面に発生する粗密波が表面プラズモンと呼ばれる。この表面プラズモンは金属の表面に沿って進む。表面プラズモン共鳴（Surface Plasmon Resonance）現象を利用した測定装置（以下、ＳＰＲ測定装置という）は、透明な誘電体上に形成された薄膜として金属膜を使用し、この金属膜の一方の面をセンサ面として、このセンサ面に表面プラズモン共鳴（以下、ＳＰＲという）を発生させ、そこで生じる物質の反応状況を表面プラズモン共鳴現象を検出することにより測定する装置である。
【０００４】
金属膜のセンサ面の裏面から、全反射条件を満足するように（臨界角以上の入射角で）光を照射すると、その光入射面において全反射が起こるが、入射光のうちわずかな光は反射せずに金属膜内を通過して、センサ面に染み出す。この染み出した光波がエバネッセント波と呼ばれる。このエバネッセント波と表面プラズモンの振動数が一致して共鳴すると（ＳＰＲが発生すると）、反射光の強度が大きく減衰する。ＳＰＲ測定装置は、前記光入射面で反射する反射光の減衰を捉えることにより、その裏側のセンサ面で発生するＳＰＲを検出する。
【０００５】
ＳＰＲを発生させるための光の入射角（共鳴角）は、エバネッセント波および表面プラズモンが伝播する媒質の屈折率に依存する。言い換えると、媒質の屈折率が変化すれば、ＳＰＲを発生させる共鳴角が変化する。センサ面と接する物質は、エバネッセント波及び表面プラズモンを伝播させる媒質となるので、例えば、センサ面において、２種類の分子間の結合や解離などの化学反応が生じると、それが媒質の屈折率の変化として顕れて、共鳴角が変化する。ＳＰＲ測定装置は、この共鳴角の変化を捉えることにより分子間の相互作用を測定する。
【０００６】
このＳＰＲ測定装置は、例えば、タンパク質やＤＮＡなどの生化学物質の相互作用を調べたり、薬品のスクリーニングを行ったりするなど、生化学分野を代表とした各種研究に用いられる。生化学分野の研究においては、タンパク質、ＤＮＡ、薬品などが、リガンドやアナライトとして使用される。例えば、薬品のスクリーニングを行う場合には、リガンドとして、タンパク質などの生体物質を使用し、このセンサ面にアナライトとなる複数種類の薬品を接触させて、それらの相互作用を調べる。
【０００７】
下記特許文献１に記載のＳＰＲ測定装置は、金属膜に光を入射させるための光学系として、Ｋｒｅｔｓｃｈｍａｎｎ配置を採用している。Ｋｒｅｔｓｃｈｍａｎｎ配置では、金属膜の光入射面と、この光入射面に向けて全反射条件を満足するように照射された光を集光するプリズムとが接合される。センサ面には、リガンドが固定され、センサ面と対向する位置には、アナライトを流す流路が配置される。この流路にアナライトを送液して、アナライトとリガンドとを接触させ、そのときのＳＰＲの発生を検出することによりそれらの相互作用が測定される。
【０００８】
下記特許文献１記載のＳＰＲ測定装置では、装置本体にプリズムと流路とが配置された測定ステージが設けられており、この測定ステージに、前記プリズムと屈折率が等しいガラス基板上に金属膜を形成した略平板上のチップ型センサが装着される。このチップ型センサは、前記装置本体に着脱自在であり、センサ面と装置本体の流路とが対向し、光入射面とプリズムとが対向するように、測定ステージへセットされる。このチップ型センサの着脱は、マニュアルで行われていた。
【特許文献１】特開平６−１６７４４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、マニュアルによるチップ型センサの測定ステージへの着脱作業は煩雑であり、測定しなければならないチップ型センサの数が多くなればなるほど、その煩雑さが顕著になる。このため、チップ型センサの着脱作業の自動化が望まれていた。
【００１０】
本発明は、チップ型センサの着脱作業を自動化できる全反射減衰を利用した測定装置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】
【００１１】
本発明の全反射減衰を利用した測定装置は、一方の面がリガンドを固定するセンサ面となり他方の面が光を入射させる光入射面となる薄膜を持ち、この薄膜を略平板状の誘電体に形成したチップ型センサを用い、このセンサが着脱自在にセットされる測定ステージと、この測定ステージに配置され、前記センサ面へアナライトを含む溶液を送液する流路が形成された流路部材と、前記光入射面に全反射条件を満たすように光を照射して前記光入射面における反射光を検出する測定部とを有し、前記センサ面に前記アナライトを接触させたときの前記光の反射光の減衰を検出して、前記リガンドとアナライトの反応状況を測定する全反射減衰を利用した測定装置において、未使用の前記チップ型センサを収容する第１収容部と、前記測定ステージに供給され測定に使用された使用済みの前記チップ型センサを収容する第２収容部と、前記第１収容部から測定対象となる１つの前記チップ型センサを取り出して前記測定ステージへ供給するとともに、前記使用済みの前記チップ型センサを前記測定ステージから前記第２収容部へ運ぶハンドリング機構とを設けたことを特徴とする。
【００１２】
前記測定ステージには、前記流路部材とともに、この流路部材の対向位置に前記チップ型センサのガラス基板と圧接するプリズムが配置されており、前記流路部材及びプリズムは、それぞれが前記チップ型センサに圧接して上下から挟み込む圧接位置と、この圧接位置から退避して、前記チップ型センサを解放する退避位置との間で移動自在であることが好ましい。
【００１３】
前記ハンドリング機構は、例えば、前記第１収容部から前記チップ型センサを取り出して保持するピックアップヘッドと、このピックアップヘッドを、前記測定ステージの近傍位置まで移動させるヘッド移動機構と、前記近傍位置まで運ばれた前記チップ型センサを前記ピックアップヘッドから受け取り、前記測定ステージへ搬送する搬送手段とからなる。
【００１４】
前記第２収容部は、前記ピックアップヘッドがアクセス可能な位置に設けられており、測定終了後、前記ピックアップヘッドは、前記搬送手段から使用済みの前記チップ型センサを受け取り、当該センサを前記第２収容部へ運ぶ。
【００１５】
前記ピックアップヘッドは、前記チップ型センサを吸着して保持するサクションヘッドであることが好ましい。
【００１６】
前記第１収容部と第２収容部とは、未使用のチップ型センサ及び使用済みチップ型センサの両方を収容可能な複数の棚が設けられた少なくとも１つのラックで構成し、前記ハンドリング機構によって、このラックから未使用のチップ型センサを取り出し、測定が終了した使用済みのチップ型センサを再びこのラックに戻すようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の全反射減衰を利用した測定装置は、未使用のチップ型センサを収容する第１収容部と、測定ステージに供給され測定に使用された使用済みの前記チップ型センサを収容する第２収容部と、前記第１収容部から測定対象となる１つの前記チップ型センサを取り出して前記測定ステージへ供給するとともに、前記使用済みの前記チップ型センサを前記測定ステージから前記第２収容部へ運ぶハンドリング機構とを設けたから、チップ型センサの測定ステージへの着脱作業を自動化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１に示すように、ＳＰＲを利用した測定方法は、大きく分けて、固定工程と、測定処工程（データ読み取り工程）と、データ解析工程との３つの工程からなる。ＳＰＲ測定装置は、固定工程及び測定工程を行う測定機１１と、測定機１１によって得られたデータを解析するデータ解析機からなる。
【００１９】
測定には、チップ型のＳＰＲセンサであるセンサユニット１２が用いられる。このセンサユニット１２は、測定機１１の測定ステージ１５にセットされる。センサユニット１２は、センサ本体となるチップ型のセンサ（以下、センサチップという）１８をケース２４に収容したものである。センサチップ１８は、誘電体となる略平板状のガラス基板１９上に薄膜として金属膜１３を形成したものであり、金属膜１３の上面がＳＰＲが発生するセンサ面１３ａとなり、ガラス基板１９と接する下面が光入射面１３ｂとなる。金属膜１３としては、例えば、金が使用され、その膜厚は、例えば、５００オングストロームである。この膜厚は、金属膜の素材、照射される光の発光波長などに応じて適宜選択される。金属膜１３は、例えば、蒸着によって形成される。
【００２０】
測定ステージ１５には、センサ面１３ａと対向する位置に配置される流路１６が形成された流路部材２０が配置されており、他方、光入射面１３ｂと対向する位置にプリズム１４が配置されている。測定ステージ１５において、センサユニット１２は、流路部材２０とプリズム１４とによって上下から挟み込まれる。
【００２１】
図２に示すように、ケース２４は、センサ面１３ａを露呈する開口２８が形成された上ケース２４ａと、光入射面１３ｂを露呈する開口２９が形成された下ケース２４ｂとからなる。センサチップ１８は、これらの上下の各ケース２４ａ，２４ｂによって挟持される形態で収容される。下ケース２４ｂの上面には、開口２９の周囲が凹部となっており、センサチップ１８の下半分が嵌め込まれる。上ケース２４ａの下面にも、開口２８の周囲に凹部が形成されており、ここに上半分が嵌め込まれる。これにより、センサチップ１８の収容位置が位置決めされる。センサチップ１８は、このケース２４に収容された状態で取り扱われる。
【００２２】
流路部材２０の底面は、流路１６と開口２８とが対向する位置で、上ケース２４ａの上面と圧接する。流路１６の底部は開放されており、流路部材２０がセンサユニット１２に圧接すると、前記底部がセンサ面１３ａ及び開口２８の内壁面によって覆われて密閉される。これにより、流路１６，開口２８の内壁及びセンサ面１３ａによってセンサセル１７が構成され、流路１６を通じてセンサ面１３ａへ送液することが可能となる。流路部材２０には、流路１６の両端部にそれぞれ配管２３が接続されており、これらの配管２３を通じてリガンドやアナライトの注入及び排出が行われる。各配管２３には、タンクから供給されるリガンドやアナライトを流路１６に向けてそれらの液体を送液するとともに、流路１６内から送液された液体を排出するためのポンプ５９（図３参照）が接続されている。
【００２３】
プリズム１４の上面は、下ケース２４ｂの開口２９内へ進入してガラス基板１９の底面に圧接されて接合する。なお、図示しないが、プリズム１４の上面には、ガラス基板１９との屈折率マッチングをとるためのマッチング液、例えば、ゲルやオイルが塗られており、センサユニット１２を測定ステージ１５にセットすると、このマッチング液がプリズム１４とガラス基板１９との間に挟み込まれる。プリズム１４の下方には、照明部３２と検出器３３からなる測定部３１が配置されている。プリズム１４は、全反射条件を満たすように照射部３２から光入射面１３ｂに向けて照射された光を集光する。プリズム１４によって集光された光は、ガラス基板１９を介して光入射面１３ｂに入射される。このプリズム１４の形状は、例えば、三角柱型（図２参照）をしている。なお、プリズム１４の形状は三角柱型に限らず、光入射面に全反射条件を満たすように光を入射させ得るものであれば、半球型、かまぼこ型（断面が半円）、ピラミッド型など他の形状としてもよい。
【００２４】
測定部３１は、照明部３２と検出器３３からなる。上述したとおり、リガンドとアナライトの反応状況は、共鳴角（光入射面に対して照射された光の入射角）の変化として顕れるので、照明部３２は、全反射条件を満足する様々な入射角の光を光入射面１３ｂに対して照射する。照明部３２は、例えば、光源と、集光レンズ、拡散板、偏光板を含む光学系とからなり、配置位置および設置角度は、照明光の入射角が、上記全反射条件を満足するように調整される。
【００２５】
光源３４としては、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode），ＬＤ（Laser Diode），ＳＬＤ（Super Luminescent Diode）などの発光素子が使用される。拡散板は、光源３４からの光を拡散して、発光面内の光量ムラを抑える。偏光板は、照射光のうち、ＳＰＲを生じさせるｐ偏光のみを通過させる。なお、ＬＤを使用する場合など、光源が発する光線自体の偏光の向きが揃っている場合には、偏光板は不要である。また、偏光が揃っている光源を使用した場合でも、拡散板を通過することにより、偏光の向きが不揃いになってしまう場合には、偏光板を使用して偏光の向きが揃えられる。こうして拡散および偏光された光は、集光レンズによって集光されてプリズム１４に照射される。これにより、光強度にバラツキがなく様々な入射角を持つ光線を光入射面１３ｂに入射させることができる。
【００２６】
検出器３３は、光入射面１３ｂで反射する光を受光して、その光強度を検出する。光入射面１３ｂには、様々な角度で光線が入射するので、光入射面１３ｂでは、それらの光線が、それぞれの入射角に応じて様々な反射角で反射する。アナライトとリガンドの反応状況に応じて共鳴角が変化すると、光強度が減衰する反射角も変化する。検出器３３は、例えば、ＣＣＤエリアセンサが使用され、この反射角の変化を、受光面内における反射光の減衰位置の推移として捉える。検出器３３は、こうして得た、反応状況を表す測定データを、データ解析機に出力する。データ解析工程では、測定機１１で得た測定データを解析して、アナライトの特性を分析する。
【００２７】
固定工程は、センサ面１３ａにリガンドを固定する工程であり、測定工程に先立って行われる。固定工程では、ポンプ５９によって、配管２３を通じて、流路１６へリガンド溶媒に溶かしたリガンド溶液２１が注入される。センサ面１３ａのほぼ中央部には、リガンドと結合するリンカー膜２２が形成されている。このリンカー膜２２は、センサユニット１２の製造段階において予め形成される。リンカー膜２２は、リガンドを固定するための固定基となるので、固定するリガンドの種類に応じて適宜選択される。
【００２８】
リガンド溶液２１を注入するリガンド固定化処理を行う前に、前処理として、まず、リンカー膜２２に対して、固定用バッファ液を送液してリンカー膜２２を湿らせた後、リンカー膜２２へリガンドが結合しやすくするためにリンカー膜２２の活性化処理が施される。例えば、アミンカップリング法では、リンカー膜２２としてカルボキシメチルデキストランが使用され、リガンド内のアミノ基をこのデキストランに直接共有結合させる。この場合の活性化液としては、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）とＮ−ヒドロキシコハク酸イミド（ＮＨＳ）との混合液が使用される。この活性化処理の後、固定用バッファによって流路１６が洗浄される。
【００２９】
固定用バッファや、リガンド溶液２１の溶媒（希釈液）としては、例えば、各種のバッファ液（緩衝液）の他、生理的食塩水に代表される生理的塩類溶液や、純水が使用される。これらの各液の種類、ｐＨ値、混合物の種類及びその濃度等は、リガンドの種類に応じて適宜決められる。例えば、リガンドとして生体物質を使用する場合には、ｐＨを中性付近に調整した生理的食塩水が使用される場合が多い。しかし、上記アミンカップリング法では、リンカー膜２２は、カルボキシメチルデキストランにより負（マイナス）に帯電するので、このリンカー膜２２と結合しやすいようにタンパク質を陽（プラス）に帯電させるため、生理的とはいえない高濃度のリン酸塩を含む緩衝作用の強いリン酸緩衝溶液（ＰＢＳ：phosphatic−buffered，saline）などが使用される場合もある。
【００３０】
こうした活性化処理及び洗浄が行われた後、センサセル１７へリガンド溶液２１が注入されてリガンド固定化処理が行われる。リガンド溶液２１がセンサセル１７へ注入されると、溶液中で拡散しているリガンド２１ａが徐々にリンカー膜２２へ近づいて、結合する。こうしてセンサ面１３ａにリガンド２１ａが固定される。固定化には、通常、約１時間程度かかり、この間、センサユニット１２は、温度を含む環境条件が所定の条件に設定された状態で、保管される。この固定化を行っている間、リガンド溶液２１は、ポンプ５９によってセンサセル１７へ所定時間連続的に送液される。本実施形態では、センサセル１７への送液方法としては、後述するアナライト溶液、バッファなどについても、このリガンド溶液２１の送液方法と同様に、各液体毎に予め定められた所定時間、連続的に送液が行われる。送液時間については、各液体毎に適宜決められる。
【００３１】
なお、連続送液を行わず、センサセル１７内にリガンド溶液２１を所定量注入した後、静置して固定化を進行させてもよい。しかし、リガンドとリンカー膜２２との結合を促進するためには、センサセル１７内のリガンド溶液２１を攪拌して流動させることが好ましい。こうすることで、前記結合が促進されて、リガンドの固定量を増加させることができる。
【００３２】
センサ面１３ａへのリガンド２１ａの固定化が完了すると、前記センサセル１７からリガンド溶液２１が排出される。リガンド溶液２１は、ポンプ５９によって吸い出されて排出される。固定化が完了したセンサ面１３ａは、センサセル１７へ洗浄液が注入されて洗浄処理が行われる。この洗浄後、必要に応じて、ブロッキング液を流路１６へ注入して、リンカー膜２２のうち、リガンドが結合しなかった反応基を失活させるブロッキング処理が行われる。ブロッキング液としては、例えば、エタノールアミン−ヒドロクロライドが使用される。このブロッキング処理の後、再びセンサセル１７が洗浄される。
【００３３】
リガンドの固定が終了すると、測定工程が行われる。測定工程では、まず、センサセル１７へ測定用バッファが注入され、所定時間連続的に送液された後、アナライトを溶媒に溶かしたアナライト溶液２７を注入し、所定時間連続的に送液される。この後、再び測定用バッファが注入され、所定時間連続的に送液される。なお、最初に測定用バッファを注入する前に、いったんセンサセル１７の洗浄を行ってもよい。データの読み取りは、基準となる信号レベルを検出するために、最初に測定用バッファを注入した直後から開始され、アナライト溶液２７の注入後、再び測定用バッファが注入されて、その送液が終了するまでの間行われる。これにより、基準レベルの検出、アナライトとリガンドの反応状況（結合状況）、測定用バッファ注入による結合したアナライトとリガンドの脱離までの信号を測定することができる。
【００３４】
また、図示しないが、リンカー膜２２上には、リガンドが固定されアナライトとリガンドとの反応が生じる反応領域（ａｃｔ）と、リガンドが固定されず、前記反応領域の信号測定に際しての参照信号を得るためのリファレンス領域（ｒｅｆ）とが形成される。このリファレンス領域は、上述したリンカー膜２２を製膜する際に形成される。形成方法としては、例えば、リンカー膜２２に対して表面処理を施して、リンカー膜２２の半分程度の領域について、リガンドと結合する結合基を失活させる。これにより、リンカー膜２２の半分が反応領域となり、残りの半分がリファレンス領域となる。
【００３５】
これら各領域のａｃｔ信号とｒｅｆ信号は、基準レベルの検出から結合反応を経て脱離に至るまで、同時に計測される。データ解析は、こうして得られたａｃｔ信号とｒｅｆ信号の差や比を求めて行われる。データ解析機は、ａｃｔ信号とｒｅｆ信号との差分データを求め、この差分データを測定データとし、これに基づいて解析を行う。こうすることで、センサユニットや各センサセルの個体差や、装置の機械的な変動や、液体の温度変化など、外乱に起因するノイズをキャンセルすることが可能となり、Ｓ／Ｎ比の良好な信号が得られる。
【００３６】
なお、この例では、１つの流路内にａｃｔ領域とｒｅｆ領域の２つの領域を設けた例で説明したが、１つのセンサセルの同一金属膜上に少なくとも２つの流路を設け、一方の流路に対応するセンサ面にリガンドを固定したａｃｔ領域を設定し、他方の流路に対応するセンサ面にリガンドを固定しないｒｅｆ領域を設定し、各領域の信号を検出するようにしてもよい。この場合の各流路は、一端が直列に接続されて、全体として略Ｕ字形を形成する。こうすることで、各流路に同じ液体を流すことができる。
【００３７】
測定用バッファや、アナライト溶液２７の溶媒（希釈液）としては、例えば、各種のバッファ液（緩衝液）の他、生理的食塩水に代表される生理的塩類溶液や、純水が使用される。これらの各液の種類、ｐＨ値、混合物の種類及びその濃度等は、リガンドの種類に応じて適宜決められる。例えば、アナライトを溶けやすくするために、生理的食塩水にＤＭＳＯ（ジメチル−スルホ−オキシド）を含ませてもよい。このＤＭＳＯは、信号レベルに大きく影響する。上述したとおり測定用バッファは基準レベルの検出に用いられるので、アナライトの溶媒中にＤＭＳＯが含まれる場合には、そのＤＭＳＯ濃度と同程度のＤＭＳＯ濃度を持つ測定用バッファを使用することが好ましい。
【００３８】
なお、アナライト溶液２７は、長期間（例えば、１年）保管されることも多く、そうした場合には、経時変化によって、初期のＤＭＳＯ濃度と測定時のＤＭＳＯ濃度との間に濃度差が生じてしまう場合がある。厳密な測定を行う必要がある場合には、こうした濃度差をアナライト溶液２７を注入したときのｒｅｆ信号レベルから推定し、測定データに対して補正（ＤＭＳＯ濃度補正）が行われる。このＤＭＳＯ濃度補正のための補正データは、アナライト溶液２７を注入する前に、ＤＭＳＯ濃度が異なる複数種類の測定用バッファをセンサセル１７に注入して、このときのＤＭＳＯ濃度変化に応じた、ｒｅｆ信号レベルとａｃｔ信号レベルのそれぞれの変化量を調べることにより求められる。
【００３９】
図３に示すように、測定機１１には、固定及び測定が未処理の未使用のセンサユニット１２を収容する第１収容部４１と、測定済みのセンサユニット１２を収容する第２収容部４２とが設けられている。これら各収容部４１，４２では、複数のセンサユニット１２が縦方向に積み上げられて収容される。測定を行う際には、第１収容部４２から未使用のセンサユニット１２が１つ取り出されて、測定ステージ１５へ供給される。測定が終了すると、測定済みのセンサユニット１２は、測定ステージ１５から第２収容部４２へ送られる。第１収容部４１から測定ステージ１５を経て第２収容部４２へ至るセンサユニット１２の搬送は、ハンドリング機構４４によって行われる。
【００４０】
ハンドリング機構４４は、センサユニット１２の上面に吸着して該ユニット１２を保持するサクションヘッド４６と、このサクションヘッド４６を垂直方向に昇降させる昇降機構４７と、サクションヘッド４６を昇降機構４７毎、水平方向へ移動させるヘッド移動機構４８とからなる。サクションヘッド４６は、ヘッド本体４６ａと、吸着面に微細な孔が形成された吸着部４６ｂとからなり、この吸着部４６ｂによってセンサユニット１２が吸着されて、第１収容部４１からピックアップされる。
【００４１】
昇降機構４７は、ボールネジ４７ａと、このボールネジ４７ａの左右に配設されるガイドレール４７ｂと、駆動モータ４７ｃとからなる。サクションヘッド４６のヘッド本体４６ａは、ボールネジ４７ａに取り付けられており、ボールネジ４７ａが回転により昇降する。ガイドレール４７ｂは、ヘッド本体４６ａの移動方向をガイドする。
【００４２】
ヘッド移動機構４８は、搬送ベルト４８ｂと、この搬送ベルト４８ｂに固定されるキャリッジ４８ａと、搬送ベルト４８ｂを駆動する駆動モータ４８ｃとからなる。キャリッジ４８ａには、昇降機構４７を構成するボールネジ４７ａ及びガイドレール４７ｂの上端部が取り付けられている。これにより、搬送ベルト４８ｂが回転してキャリッジ４８ａが移動すると、昇降機構４７毎、サクションヘッド４６が移動する。
【００４３】
第１収容部４１，第２収容部４２，測定ステージ１５は、ヘッド移動機構４８の移動方向に沿って配列されている。ヘッド移動機構４８は、キャリッジ４８ａを移動させることにより、サクションヘッド４６を、第１収容部４１に対応するピックアップ位置（図上実線で示す）、測定ステージ１５に対応する供給位置（図上二点鎖線で示す）、第２収容部４２に対応する廃却位置（図上点線で示す）の３位置に移動する。
【００４４】
ピックアップ位置では、サクションヘッド４６が未使用のセンサユニット１２をピックアップする。このピックアップ位置では、まず、昇降機構４７によってサクションヘッド４６が第１収容部４１に向けて下降し、吸着部４６ｂを第１収容部４１内に進入させ、最上位にあるセンサユニット１２の上面に当接させて吸着する。この後、サクションヘッド４６が、吸着したセンサユニット１２を保持した状態で、昇降機構４７によって上昇する。ピックアップが終了すると、キャリッジ４８ａが移動して、サクションヘッド４６が供給位置へ向けて移動する。
【００４５】
供給位置は、サクションヘッド４６がピックアップしたセンサユニット１２を、測定ステージ１５の入り口に配置された搬送ローラ５１へ引き渡す位置である。サクションヘッド４６が供給位置にくると、保持されたセンサユニット１２の端部が、搬送ローラ５１に当接する。この状態で、搬送ローラ５１が回転を開始する。この回転開始直前に、サクションヘッド４６がセンサユニット１２をリリースする。このため、搬送ローラ５１にセンサユニット１２が引き込まれて、サクションヘッド４６から搬送ローラ５１へ引き渡される。符合５５は、サクションヘッド４６がセンサユニット１２をリリースしたときに、それを受けて落下を防止する受け台である。
【００４６】
搬送ローラ５１は、サクションヘッド４６からセンサユニット１２を受け取り、隣接する搬送ローラ５２へ引き渡す。また、この供給位置では、測定が終了した使用済みのセンサユニット１２が搬送ローラ５１から、サクションヘッド４６へ引き渡される。
【００４７】
使用済みのセンサユニット１２を受け取ったサクションヘッド４６は、廃却位置へ移動する。この廃却位置では、サクションヘッド４６が下降して、センサユニット１２を第２収容部４２へ進入させた後、センサユニット１２をリリースする。これにより、使用済みのセンサユニット１２が第２収容部４２へ収容される。
【００４８】
搬送ローラ５１、５２は、それぞれ１対のローラからなり、これら各ローラによってセンサユニット１２を挟み込んで搬送する。これらは、それぞれ駆動モータ５３，５４によって正逆両方向に回転駆動される。搬送ローラ５２は、搬送ローラ５１から受け取った未使用のセンサユニット１２を、そのセンサチップ１８が、流路部材２０及びプリズム１４の間に進入し、センサ面１３ａと流路１６、光入射面１３ｂとプリズム１４とがそれぞれ対向する測定位置まで搬送する。搬送ローラ５２は、センサユニット１２が測定位置に達した後も、測定が終了するまでの間、その後端部を保持し続ける。この状態で測定が行われる。
【００４９】
測定終了すると、搬送ローラ５２が逆転して、搬送ローラ５１へセンサユニット１２が引き渡される。搬送ローラ５１は、搬送ローラ５２から使用済みのセンサユニット１２を受け取り、逆転して、供給位置で待機しているサクションヘッド４６の下方へ運ぶ。搬送ローラ５２は、サクションヘッド４６が使用済みのセンサユニット１２を吸着するまでの間、センサユニット１２の一端を保持する。なお、本例では、搬送ローラを２組設けているが、１組でもよいし、３組以上設けてもよい。搬送ローラの数は、搬送距離等に応じて適宜決められる。
【００５０】
測定位置において、センサユニット１２は、流路部材２０及びプリズム１４とによって上下から挟み込まれて、位置が固定される。流路部材２０は、センサユニット１２の上面に圧接する圧接位置（図上実線で示す）と、この圧接位置から退避する退避位置（図上二点鎖線で示す）との間で移動自在に設けられている。他方、プリズム１４は、センサユニット１２の下面に圧接する圧接位置と、この圧接位置から退避する退避位置との間で移動自在に設けられている。これら各流路部材２０及びプリズム１４の移動は、駆動モータを含む各移動機構５６，５７によって行われる。流路部材２０とプリズム１４とが、退避位置に移動すると、流路部材２０とプリズム１４との間に、間隔が生じ、センサユニット１２が圧接から解放されて移動が可能になる。
【００５１】
配管２３は、可撓性を有しており、流路部材２０の昇降に応じて変形する。ポンプ５９には、アナライト溶液、リガンド溶液、バッファ液等各種の液体を保管する複数のタンク（図示せず）が接続されている。各タンクからポンプ５９への流路は切り替え弁によって切り替えられる。これにより、各液体が選択的に配管２３へ供給される。なお、センサユニット１２への送液をポンプ５９によって行っているが、送液手段としては、ポンプ５９の代わりに、ピペットなどを用いてもよい。
【００５２】
コントローラ６１は、ハンドリング機構４４、各搬送ローラ５１，５２、各移動機構５６，５７を含む測定機１１の各部をシーケンシャルに制御する。これにより、未使用のセンサユニット１２のピックアップから、測定ステージ１５への供給、測定処理、測定終了後の使用済みセンサユニット１２の廃却までが自動的に実行される。
【００５３】
以下、上記構成による作用について説明する。測定を行うオペレータは、まず、第１収容部４１へ未使用の複数のセンサユニット１２をセットする。測定開始指示がなされると、ハンドリング機構４４が作動して、サクションヘッド４６により第１収容部４１の最上位に収容されたセンサユニット１２がピックアップされて、供給位置へ運ばれる。この供給位置で、サクションヘッド４６から搬送ローラ５１へセンサユニット１２が引き渡される。センサユニット１２は、搬送ローラ５２に引き継がれて、測定ステージ１５に進入する。センサユニット１２が測定ステージ１５に進入し、測定位置に達すると、搬送ローラ５２が停止する。この後、各移動機構５６，５７が作動して、流路部材２０とプリズム１４とが、ともに圧接位置に移動して、センサユニット１２が挟み込まれて、上記固定工程及び測定工程が実行される。
【００５４】
測定が終了すると、搬送ローラ５２及び搬送ローラ５１が逆転して、使用済みのセンサユニット１２が供給位置まで戻されて、サクションヘッド４６へ引き渡される。サクションヘッド４６は、廃却位置まで移動した後、第２収容部４２に向けて下降し、保持したセンサユニット１２を第２収容部４２内に進入させてからリリースする。これにより、使用済みセンサユニット１２が第２収容部４２に廃却される。廃却後、さらに、測定を行う場合には、サクションヘッド４６がピックアップ位置へ移動して、上述の手順が繰り返され
る。このように、測定ステージ１５へのセンサユニット１２の着脱が自動化したので、マニュアルによる着脱作業の繁雑さが解消される。
【００５５】
なお、上記センサユニットのハンドリング機構の構成は１例であり、本実施形態の構成に限定されず、種各々の変形が可能である。例えば、ピックアップヘッドの移動を搬送ベルを用いて行っているが、アームの先端にピックアップヘッドが設けられたロボットアームで行ってもよい。また、ピックアップヘッドとしてサクションヘッドを使用し、センサユニットを、吸着により保持するようにしているが、吸着によらず、一対の爪でセンサユニットの両端を掴んで保持するようにしてもよい。
【００５６】
また、第１収容部、第２収容部、測定ステージのそれぞれをヘッド移動機構の移動経路に沿って一列に配列した例で説明しているが、これらの配列順序は、特に限定されない。また、それらは、ピックアップヘッドがアクセス可能な位置にあればよく、一列に配列されなくてもよい。例えば、ロボットアームを使用すれば、それぞれをランダムに配置することができる。また、第１収容部から測定ステージへの供給と、測定ステージから第２収容部への廃却を、同じ１つのヘッドで行っているが、それぞれを別のヘッドで行ってもよい。また、例えば、供給位置とは反対側に、搬送手段及び第２収容部を配置し、測定が終了したセンサユニットを供給位置とは反対側に搬送して廃却を行うようにしてもよい。
【００５７】
また、第１収容部と第２収容部とを別々に構成した例で説明したが、図４に示すように、これらを未使用のチップ型センサ１２及び使用済みのチップ型センサ１２の両方を収容可能な複数の棚７２を持つ少なくとも１つのラック７１で構成してもよい。
【００５８】
ラック７１は、複数の棚７２が縦方向に配列された縦型ラックであり、各棚７２には、未使用のチップ型センサ１２及び使用済みのチップ型センサ１２のいずれかが収容される。ラック７１の近傍には、未使用のチップ型センサ１２を棚７２から搬送ローラ５１へ送り出すとともに、搬送ローラ５１から使用済みのチップ型センサ１２を受け取る搬送ローラ７３が設けられている。この搬送ローラ７３は、駆動モータ７５によって回転駆動される。ラック７１は、上下方向に移動自在に設けられており、その昇降は昇降機構７４によって行われる。昇降機構７４は、ラック７１全体を昇降させることで、各棚７２を搬送ローラ７３の位置に移動させる。
【００５９】
ラック７１を挟んで搬送ローラ７３と反対側の位置には、棚７２に収容されたチップ型センサ１２を搬送ローラ７３に向けて押し出す押し出し部７６が配置されている。押し出し部７６は、駆動部７７によって駆動される。押し出し部７６は、ラック７１に進入してチップ型センサ１２を押し出す押し出し位置と、ラック７１から退避して、ラック７１の昇降を可能にする退避位置との間で移動自在に設けられている。これら搬送ローラ７３と押し出し部７３とによってハンドリング機構が構成される。未使用のチップ型センサ１２は、このラック７１からハンドリング機構によって取り出されて、搬送ローラ５１を介して測定ステージ１５へ運ばれるとともに、使用済みのチップ型センサ１２は、再びラック７１内の空の棚７２に戻される。
【００６０】
なお、本実施形態では、センサ面上にＳＰＲを発生させて、そのときの反射光の減衰を検出するＳＰＲセンサを例に説明したが、ＳＰＲセンサに限らず、本発明を、全反射減衰を利用した測定に用いられる他のセンサに適用することができる。全反射減衰を利用するセンサとしては、ＳＰＲセンサの他に、例えば、漏洩モードセンサが知られている。漏洩モードセンサは、誘電体と、この上に順に層設されたクラッド層と光導波層とによって構成された薄膜とからなり、この薄膜の一方の面がセンサ面となり、他方の面が光入射面となる。光入射面に全反射条件を満たすように光を入射させると、その一部が前記クラッド層を通過して前記光導波層に取り込まれる。そして、この光導波層において弾性表面波（surface acoustic wave，SAW）が生じると、前記光入射面における反射光が大きく減衰する。弾性表面波が生じる入射角は、ＳＰＲの共鳴角と同様に、センサ面上の媒質の屈折率に応じて変化する。この反射光の減衰を検出することにより、前記センサ面上の反応が測定される。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】ＳＰＲ測定方法の説明図である。
【図２】センサユニットの構成図である。
【図３】測定機の構成図である。
【図４】第１及び第２収容部としてラックを使用した場合の説明図である。
【符号の説明】
【００６２】
１１  測定機
１２  センサユニット
１３  金属膜
１３ａ  センサ面
１６  流路
１７  センサセル
１８  センサチップ
４１  第１収容部
４２  第２収容部
４４  ハンドリング機構
４６  サクションヘッド
５１，５２  搬送ローラ
５６，５７  移動機構
７１  ラック
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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