(57)【要約】【課題】  固定化時間を長時間化させることなく、固定化条件が異なる複数種類のセンサを作成する。【解決手段】  全反射減衰を利用した測定に使用されるセンサの固定装置は、センサ面となる薄膜にリガンドを送液してリガンドの固定処理を行なう。固定装置の保管スペースには、複数の台座５３が設けられており、複数のセンサは、ホルダに収納された状態で載置され、台座５３上に固定化が完了するまでの間、保管される。各台座５３内には、温度調節部６７が設けられている。各温度調節部６７は、温度制御部６８によって、個々に制御される。これにより、各センサの保管温度が、ホルダ単位で調整される。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明な誘導体上に形成された薄膜を持ち、この薄膜の一方の面がリガンドが固定されるセンサ面となるとともに、このセンサ面の裏面が全反射条件を満足するように光が入射される光入射面となり、このセンサ面における前記リガンドとアナライトとの反応状況を前記光入射面で反射した反射光の減衰を検出することにより測定する全反射減衰を利用した測定に用いられるセンサに対して、前記センサ面へ前記リガンドを送液して固定化を行う全反射減衰を利用するセンサの固定装置において、
前記センサ面にリガンドを送液した後、前記センサ面へのリガンドの固定化が完了するまでの間、前記センサを複数個保管する保管スペースと、
この保管スペース内の前記センサの保管温度を調節する温度調節手段とが設けられており、
この温度調節手段は、前記保管温度を異なる温度に調節可能な複数のブロックからなることを特徴とする全反射減衰を利用するセンサの固定装置。
【請求項２】
前記センサは、ホルダに複数個まとめて収納された状態でセットされ、前記複数のブロックによってホルダ単位で温度が調節されることを特徴とする請求項１記載の全反射減衰を利用するセンサの固定装置。
【請求項３】
前記保管スペースは、前記ホルダを載置する台座が複数個並べられた載置スペースであり、前記ブロックは、前記各台座内に配置されていることを特徴とする請求項２記載の全反射減衰を利用するセンサの固定装置。
【請求項４】
前記ブロックは、前記保管温度を上昇させる発熱体及び前記保管温度を下降させる冷却体の少なくとも一方であることを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の全反射減衰を利用するセンサの全反射減衰を利用するセンサの固定装置。
【請求項５】
前記発熱体及び冷却体の少なくとも一方として、ペルチェ素子を使用することを特徴とする請求項４記載の全反射減衰を利用するセンサの固定装置。
【請求項６】
前記センサは、前記薄膜として金属膜が使用され、前記センサ面に表面プラズモン共鳴を発生させるＳＰＲセンサであることを特徴とする請求項１〜５いずれか記載の全反射減衰を利用するセンサの固定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全反射減衰を利用して測定するセンサの固定装置に関するものであり、更に詳しくは、センサ面にリガンドを固定する固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前記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、エバネッセント波及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等の反応が生じると、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等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等、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、薬品等が、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、タンパク質等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、透明な誘導体であるガラス基板上に金属膜を形成した略平板上のチップ型のＳＰＲセンサ（以下、単にチップ型センサという）を装着して、測定が行われる。このチップ型センサは、前記装着本体に着脱自在であり、センサ面と装着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、装着される。測定を行う前には前処理として、チップ型センサの金属膜上にリガンドを固定する処理（リガンド固定処理）が行われる。リガンド固定処理では、あらかじめリンカー膜が形成されたセンサ面上にリガンド溶液を送液して、リンカー膜とリガンドとを結合させる。リガンド溶液を送液後、固定が完了するまでには数時間要するので、その間ＳＰＲセンサは、所定の環境条件の下、保管される。
【０００９】
固定化が完了した後、測定処理が行われるが、固定時のリガンド溶液の濃度、固定化時の保管温度、固定時間等の固定化条件が適切に設定されていないと、適切な測定データを得ることができない。このため、複数のＳＰＲセンサに対して、それぞれ異なる固定化条件の下で固定処理を行い、それら複数種類のＳＰＲセンサに対して簡易的な測定を行って、最適な固定化条件を見つけだした後、本測定が行われる。
【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】
【００１０】
上述したとおり、固定処理は時間がかかるため、異なる固定化条件で複数種類のセンサを作成するとなると、その分固定化時間がさらに長時間化してしまう。そこで、固定化時間を長時間化させることなく、固定化条件が異なる複数種類のセンサを作成できる固定装置が望まれていた。また、固定化するリガンドの種類が異なる時には、リガンドの種類により固定化条件が異なるので、それぞれのリガンドに対して適当な条件にする必要があった。
【００１１】
本発明は、固定化時間を長時間化させることなく、固定化条件が異なる複数種類のセンサを作成するＳＰＲセンサの固定装置、あるいは、固定化処理が異なる複数種のリガンドをそれぞれ固定化したＳＰＲセンサを作成するＳＰＲセンサの固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】
【００１２】
本発明の全反射減衰を利用するセンサの固定装置において、透明な誘導体上に形成された薄膜を持ち、この薄膜の一方の面がリガンドが固定されるセンサ面となるとともに、このセンサ面の裏面が全反射条件を満足するように光が入射される光入射面となり、このセンサ面における前記リガンドとアナライトとの反応状況を前記光入射面で反射した反射光の減衰を検出することにより測定する全反射減衰を利用した測定に用いられるセンサに対して、前記センサ面へ前記リガンドを送液して固定化を行う全反射減衰を利用するセンサの固定装置において、前記センサ面にリガンドを送液した後、前記センサ面へのリガンドの固定化が完了するまでの間、前記センサを複数個保管する保管スペースと、この保管スペース内の前記センサの保管温度を調節する温度調節手段とが設けられており、この温度調節手段は、前記保管温度を異なる温度に調節可能な複数のブロックからなることを特徴とする。
【００１３】
前記センサは、ホルダに複数個まとめて収納された状態でセットされ、前記複数のブロックによってホルダ単位で温度が調節されることが好ましい。
【００１４】
前記保管スペースは、前記ホルダを載置する台座が複数個並べられた載置スペースであり、前記ブロックは、前記各台座内に配置されていることが好ましい。
【００１５】
前記ブロックは、前記保管温度を上昇させる発熱体及び前記保管温度を下降させる冷却体の少なくとも一方である。
【００１６】
前記発熱体及び冷却体の少なくとも一方として、ペルチェ素子を使用してもよい。
【００１７】
前記センサは、例えば、前記薄膜として金属膜が使用され、前記センサ面に表面プラズモン共鳴を発生させるＳＰＲセンサである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の全反射減衰を利用するセンサの固定装置は、センサ面となる薄膜にリガンドを送液した後、前記センサ面へのリガンドの固定化が完了するまでの間、前記センサを複数個保管する保管スペースと、この保管スペース内の前記センサの保管温度を調節する温度調節手段とを設け、この温度調節手段を、前記保管温度を異なる温度に調節可能な複数のブロックから構成したから、固定化条件が異なる複数種類のセンサを並行して処理することができるので、固定時間を長時間化させずに済む。また、種類の異なるリガンドを固定する場合にも、それぞれ最適な条件を決定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
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、固定工程を行う固定機１０と、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（図示しない）からなる。
【００２０】
測定は、ＳＰＲセンサであるセンサユニット１２を用いて行われる。センサユニット１２は、一方の面がＳＰＲが発生するセンサ面１３ａとなる金属膜１３と、このセンサ面１３ａの裏面の光入射面１３ｂと接合されるプリズム１４と、前記センサ面１３ａと対向して配置され、リガンドやアナライトが送液される流路１６とを備えている。
【００２１】
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等に応じて適宜選択される。プリズム１４は、その上面に前記金属膜１３が形成される透明な誘電体であり、光入射面１３ｂに向けて、全反射条件を満たすように照射された光を集光する。流路１６は、略Ｕ字形に屈曲された送液管であり、液体を注入する注入口１６ａと、それを排出する排出口１６ｂとを持っている。流路１６の管径は、例えば、約１ｍｍ程度であり、注入口１６ａと排出口１６ｂの間隔は、例えば、約１０ｍｍ程度である。
【００２２】
また、流路１６の底部は、開放されており、この開放部位はセンサ面１３ａによって覆われて密閉される。これら流路１６とセンサ面１３ａによってセンサセル１７が構成される。後述するように、センサユニット１２は、こうしたセンサセル１７を複数個備えている（図２参照）。
【００２３】
固定工程は、センサ面１３ａにリガンドを固定する工程である。固定工程は、センサユニット１２を固定機１０にセットして行われる。固定機１０には、１対のピペット１９ａ，１９ｂからなるピペット対１９が設けられている。ピペット対１９は、各ピペット１９ａ，１９ｂが、注入口１６ａと排出口１６ｂのそれぞれに挿入される。各ピペット１９ａ，１９ｂは、それぞれが流路１６への液体の注入と、流路１６からの吸い出しを行う機能を備えており、一方が注入動作を行っているときには、他方が吸い出し動作を行うというように、互いに連動する。このピペット対１９を用いて、注入口１６ａから、リガンドを溶媒に溶かしたリガンド溶液２１が注入される。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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値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液（ＰＢＳ：phosphatic−buffered，saline）等が使用される場合もある。
【００２７】
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が流路１６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。なお、固定化が進行している間、流路１６内のリガンド溶液２１を静置しておいてもよいが、流路１６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、リガンドとリンカー膜２２との結合が促進され、リガンドの固定量を増加させることができる。
【００２８】
センサ面１３ａへのリガンド２１ａの固定化が完了すると、前記流路１６からリガンド溶液２１が排出される。リガンド溶液２１は、ピペット１９ｂ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、流路１６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、再び流路１６が洗浄される。流路１６内の洗浄処理が完了した後、センサユニット１２は測定機１１へ搬送される。
【００２９】
測定工程は、センサユニット１２を測定機１１にセットして行われる。測定機１１にも、固定機１０のピペット対１９と同様のピペット対２６が設けられている。このピペット対２６によって、注入口１６ａから、流路１６へ各種の液が注入される。測定工程では、まず、流路１６へ測定用バッファが注入される。この後、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、その後、再び測定用バッファが注入される。なお、最初に測定用バッファを注入する前に、いったん流路１６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、最初の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との反応状況（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との脱利までの信号を測定することができる。
【００３０】
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。
【００３１】
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９１は、例えば、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、液体の温度変化等、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。
【００３２】
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。
【００３３】
なお、アナライト溶液２７は、長時間（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。
【００３４】
測定部３１は、照明部３２と検出部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３４と、集光レンズ、拡散板、偏光板を含む光学系３６とからなり、配置位置及び設置角度は、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。
【００３５】
光源３４としては、例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）、ＬＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）、ＳＬＤ（Ｓｕｐｅｒ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｄｉｏｄｅ）等の発光素子が使用される。こうした発光素子を１個使用し、この単一光源から１つのセンサセルに向けて光が照射される。なお、複数のセンサセルを同時に測定するような場合には、単一光源からの光を分光して複数のセンサセルに照射してもよいし、各センサセルに対して発光素子が１つずつ割り当てられるように複数の発光素子を並べて使用してもよい。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を使用する場合等、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。こうして拡散及び偏光された光は、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無く、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。
【００３６】
検出部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９１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。
【００３７】
なお、測定部３１の構成が明確になるように、便宜的に、図上、光入射面１３ｂへの入射光線及びそこで反射する反射光線の向きが、流路１６内の液体の流れ方向と平行になるように、照明部３２及び検出器３３を配置した形態で示しているが、本実施形態では、入射光線及び反射光線の向きが、前記流れ方向と直交する方向に照射されるように、照明部３２及び検出器３３が配置される。もちろん、測定部３１をこの図１に示しているように配置して、測定してもよい。
【００３８】
図２は、センサユニット１２の分解斜視図である。センサユニット１２は、流路１６が形成される流路部材４１と、上面に金属膜１３が形成されたプリズム１４と、流路部材４１を、その底面をプリズム１４の上面と接合させた状態で、保持する保持部材４２と、保持部材４２の上方に配置される蓋部材４３とからなる。
【００３９】
流路部材４１には、例えば、３つの流路１６が形成されている。流路部材４１は、長尺状をしており、３つの流路１６は、その長手方向に沿って配列されている。この流路１６は、その底面に接合される金属膜１３とともにセンサセル１７（図１参照）を構成する。そのため、流路部材４１は、金属膜１３との密着性を高めるために、弾性部材、例えば、ゴムやＰＤＭＳ（ポリジメチルシリコン）で形成されている。これにより、流路部材４１の底面をプリズム１４の上面に圧接すると、流路部材４１が弾性変形して金属膜１３との接合面の隙間が埋められて、各流路１３の開放された底部がプリズム１４の上面によって水密に覆われる。なお、本例では、流路１６の数を３つの例で説明したが、もちろん、流路１６の数は、３つに限らず、１つまたは２つであってもよいし、４つ以上でもよい。
【００４０】
プリズム１４には、その上面に、蒸着によって金属膜１３が形成される。この金属膜１３は、流路部材４１に形成された複数の流路１６と対向するように短冊状に形成される。さらに、この金属膜１３の上面（センサ面１３ａ）には、各流路１６に対応する部位に、リンカー膜２２が形成される。また、プリズム１４の長手方向の両側面には、保持部材４２の係合部４２ａと係合する係合爪１４ａが設けられている。これらの係合により、流路部材４１が保持部材４２とプリズム１４とによって挟み込まれ、その底面とプリズム１４の上面とが圧接した状態で保持される。こうして、流路部材４１、金属膜１３及びプリズム１４が一体化される。
【００４１】
また、プリズム１４の短辺方向の両端部には、突部１４ｂが設けられている。後述するように、センサユニット１２は、ホルダ５２（図３参照）に収納された状態で、固定が行われる。突部１４ｂは、ホルダ５２と係合することにより、センサユニット１２をホルダ内の所定の収納位置に位置決めするためのものである。
【００４２】
保持部材４２の上部には、各流路１６の注入口１６ａ及び排出口１６ｂに対応する位置に、ピペット（１９ａ，１９ｂ，２６ａ，２６ｂ）の先端が進入する受け入れ口４２ｂが形成されている。受け入れ口４２ｂは、ピペットから吐出される液体が各注入口１６ａへ導かれるように、漏斗形状をしている。保持部材４２が流路部材４１を挟み込んでプリズム１４と係合すると、受け入れ口４２ｂの下面は、注入口１６ａ及び排出口１６ｂと接合して、受け入れ口４２ｂと流路１６とが連結される。
【００４３】
また、これら各受け入れ口４２ｂの両脇には、円筒形のボス４２ｃが設けられている。これらのボス４２ｃは、蓋部材４３に形成された穴４３ａと嵌合して、蓋部材４３を位置決めするためのものである。蓋部材４３は、受け入れ口４２ｂ及びボス４３ａに対応する位置に穴が開けられた両面テープ４４によって、保持部材４２の上面に貼り付けられる。
【００４４】
蓋部材４３は、流路１６に通じる受け入れ口４２ｂを覆うことで、流路１６内の液体の蒸発を防止する。蓋部材４３は、弾性部材、例えば、ゴムやプラスチックで形成されており、各受け入れ口４２ｂに対応する位置に、十字形のスリット４３ｂが形成されている。蓋部材４３は、流路１６内の液体の蒸発を防止するためのものであるから、受け入れ口４２ｂを覆う必要があるが、完全に覆ってしまっては、ピペットを受け入れ口４２ｂに挿入することができない。そこで、スリット４３ｂを形成することで、ピペットの挿入を可能とするとともに、ピペットを挿入していない状態では、受け入れ口４２ｂが塞がれるようにしている。スリット４３ｂは、ピペットが押し込まれると、スリット４３ｂの周辺が弾性変形（図１参照）して、スリット４３ｂの口が大きく開いて、ピペットを受け入れる。そして、ピペットを抜くと、弾性力によってスリット４３ｂが初期状態に復帰して、受け入れ口４２ｂを塞ぐ。
【００４５】
図３に示すように、固定機１０は、筐体のベースとなる筐体ベース５０上に、複数のセンサユニット１２を載置する載置スペース５１が確保されている。センサユニット１２は、この載置スペース５１で載置された状態で固定工程のすべての処理が施される。したがって、この載置スペース５１は、センサユニット１２に対して固定工程を実行する固定ステージとなる。
【００４６】
センサユニット１２は、ホルダ５２に収納された状態で固定機１０にセットされる。ホルダ５２は、センサユニット１２を複数個（例えば、８個）収納できるようになっている。ホルダ５２には、センサユニット１２の突部１４ｂと嵌合して、センサユニット１２を位置決めする嵌合部が設けられている。また、ホルダ５２の底部は、センサユニット１２の両端部を支持する支持部を除いて、開口になっている。後述するように、測定工程において、センサユニット１２をホルダ５２から取り出す場合には、この開口から押し上げ部材（図示しない）が挿入されてセンサユニット１２が押し上げられる。
【００４７】
載置スペース５１には、ホルダ５２を、例えば、１０個並べて配置することができるようになっており、その数に応じた台座５３が設けられている。各台座５３上には、ホルダ５２を位置決めする位置決め用のボスが設けられている。
【００４８】
固定機１０には、ヘッド本体にピペット対１９を３組連装したピペットヘッド５４が設けられている。このピペットヘッド５４が、載置スペース５１に設けられているベルトコンベア（図示しない）上のセンサユニット１２にアクセスして、液体の注入や排出を行う。ピペットヘッド５４には、ピペット対１９が３組設けられているので、１つのセンサユニット１２に含まれる３つのセンサセル１７に対して同時に液体を注入（及び排出）することができる。固定機１０には、図示しないコントローラが設けられており、このコントローラによって、各ピペット対１９の吸い込みや吐き出しの動作に関して、そのタイミング、吸い込み量及び吐き出し量等が、ピペットヘッド５４ごとにそれぞれ制御される。
【００４９】
筐体ベース５０には、このピペットヘッド５４をＸ、Ｙ、Ｚの３方向に移動させるヘッド移動機構５６が設けられている。ヘッド移動機構５６は、例えば、搬送ベルト、プーリ、キャリッジ、モータ等から構成される周知の移動機構であり、ピペットヘッド５４を上下させる昇降機構と、この昇降機構ごとピペットヘッド５４をＹ方向へ移動自在に保持するガイドレール５８を含むＹ方向移動機構と、前記ガイドレール５８を両端で保持し、ガイドレール５８毎、ピペットヘッド５４をＸ方向へ移動させるＸ方向移動機構とからなる。ヘッド移動機構５６は、コントローラによって制御されており、コントローラは、このヘッド移動機構５６を駆動して、ピペットヘッド５４の上下左右の位置を制御する。
【００５０】
筐体ベース５０上には、流路１６へ注入する種々の液体（リガンド溶液、洗浄液、固定用バッファ、活性化液、ブロッキング液等）を保管する複数の液保管部６１が設けられている。液保管部の数は、使用する液体の種類に応じて決定される。各液保管部６１には、挿入口が６個並べて設けられている。この挿入口の数及び配列ピッチは、ピペットヘッド５４のピペットの数と配列ピッチに応じて決められる。ピペットヘッド５４は、センサセル１７へ液体を注入する場合には、各液体保管部６１へアクセスして、所望の液体を吸い込み、その後、載置スペース５１へ移動して、センサユニット１２へ注入する。
【００５１】
また、筐体ベース５０上には、ピペットチップ６２を保管するピペットチップ保管部６３が設けられている。ピペットチップ６２は、ピペット１９ａ，１９ｂの先端部に交換可能に取り付けられる。ピペットチップ６２は、液体と直接接触するので、このピペットチップ６２を介して異種の液体の混液が生じないように、使用する液体ごとに交換される。各ピペット１９a，１９bには、ピペットチップ６２のピックアップとリリースを行う機構が設けられており、ピペットチップ６２の交換が自動的に行われるようになっている。ピペットチップ６２を交換する際には、ピペットヘッド５４は、まず、使用済みのピペットチップ６２を廃却部（図示しない）でリリースし、この後、ピペットチップ保管部６３にアクセスして未使用のピペットチップ６２をピックアップする。
【００５２】
また、符合６４は、複数のウエル状の升がマトリックスに配列されたウエルプレートであり、ピペットで吸い上げた液体を一時的に保管したり、複数種類の液体を混合して混合液を調整する際に用いられる。
【００５３】
固定を開始する際には、固定機１０の筐体はカバー（図示しない）によって覆われて、載置スペース５１を含む固定機１０の内部は、外部から遮蔽される。固定機１０内の温度は、温度調節器（図示しない）によって調節が可能になっている。センサセル１７にリガンドを注入後、センサ面１３ａへのリガンド２１ａの固定化が完了するまでの間、センサユニット１２は、載置スペース５１上で所定時間保管される。この保管中には、必要に応じて流路１６内のリガンド溶液２１が攪拌される。この間の固定化の進行度合いは、センサユニット１２の環境条件（温度）によって左右される。そのため、温度調節器によって固定機１０の内部温度が所定の温度に保たれる。設定される温度や保管時間等は、リガンド２１ａの種類等に応じて適宜決められる。
【００５４】
固定が完了すると、センサセル１７に対して、バッファ（洗浄液）が注入される。バッファは、センサセル１７をリガンド溶液で満たしたままの状態で、バッファを吸い込んだピペット１９ａをスリット４３ｂへ挿入して、センサセル１７へ注入される。バッファが注入口１６ａから流路１６へ吐き出されると、流路１６に注入済みのリガンド溶液が排出口１６ｂに向けて押し出されて、排出される。そして、ピペット１９ａの注入動作に連動して吸い込み動作を行うピペット１９ｂによって、排出されるバッファが吸い込まれる。これにより、センサセル１７内の液の置換（入れ替え）が行われる。
【００５５】
図４に示すように、各台座５３内には、その上に載置される各ホルダ５２に収容されたセンサユニット１２の保管温度を調節する温度調節部６７が設けられており、各温度調節部６７は、それぞれ温度調節ブロックを構成する。各温度調節部６７は、例えば、電熱線からなる発熱体であり、ホルダ５２に熱エネルギーを与えて、保管温度を上昇させる。温度制御部６８は、各温度調節部６７が発生する熱エネルギーを個別に制御する。これにより、保管温度が各ホルダ５２単位で個別に調節される。各ホルダ５２は、例えば、それぞれ異なる固定化条件の下、平行して固定化を進行させることができる。また、温度制御部６８は、各温度調節部６７の駆動時間を制御することにより、ホルダ５２毎に加熱時間を制御してもよい。図示しないが、隣接する台座５３間に、断熱材を使用した間仕切りを設けて、この間仕切りによって載置スペース５１を区画することにより、各台座５３単位の個室を形成し、各個室間で互いに温度が干渉しないようにすることが好ましい。
【００５６】
なお、この例では、温度調節部６７として発熱体を使用し、目標温度よりも低い状態のセンサユニット１２の温度を上昇させる例で説明したが、この逆に、目標温度よりも高い状態のセンサユニット１２の温度を下降させたい場合には、温度調節部６７として冷却体を使用してもよい。もちろん、温度調節部６７として、発熱体と冷却体の両方を使用し、温度の上昇及び下降の両方の調節をできるようにしてもよい。冷却体としては、例えば、水路となるパイプが使用される。これを各台座５３内に配置し、パイプに冷却水を循環させることで冷却を行うことができる。また、発熱体と冷却体の両方になり得るものとしては、例えば、ペルチェ素子（Peltier Device）がある。ペルチェ素子とは、周知のように、薄い金属に２種類の半導体を接合し、これに電流を流した場合に、一方の半導体から他方へ熱が移動するというペルチェ効果を利用した素子であり、可動部が無く、騒音を発生しないことから、コンピューターのＣＰＵ等の冷却に用いられている。電流を流す方向を変えることで、発熱と冷却が切り替えられる。
【００５７】
また、各ホルダ５２には、８個のセンサユニット１２が収容されているので、図５に示すように、各ホルダ５２に対してそれぞれ異なる温度条件Ａ〜Ｊを与えるとともに、各ホルダ５２内の複数のセンサユニット１２に対して、異なる濃度条件ａ〜ｈを与えることもできる。こうすれば、温度条件と濃度条件が異なる複数種類のセンサユニット１２を短時間で作成することができる。
【００５８】
以下、上記構成による作用について説明する。固定工程では、センサユニット１２がホルダ５２に収容された状態で、固定機１０の載置スペース５１に載置される。固定工程では、まず、各センサセル１７に固定用バッファを注入して、センサ面１３ａを湿化させる。次に、活性化液を注入してセンサ面１３ａを活性化させる。洗浄後、センサセル１７にリガンド溶液２１を注入して、固定化を開始させる。この状態で、センサユニット１２を載置スペース５１上で所定時間保管する。この間に、リガンド溶液中のリガンド２１ａと、リンカー膜２２との結合が行われて、固定化が進行する。
【００５９】
固定化が進行する際、必要に応じて、温度調節部６７（台座５３）毎に異なる温度が設定されて、各ホルダ５２に対してそれぞれに異なる温度条件が与えられる。こうして、異なる固定化条件の下、複数のセンサユニット１２の固定処理が並行して行われる。また、各センサユニット１２に対してそれぞれ異なる濃度条件を与える場合には、ピペット対１９によって、ウエルプレート６４上で濃度が異なる複数種類のリガンド溶液を調整し、調整済みの複数種類のリガンド溶液を、異なる複数のセンサユニット１２へそれぞれ注入する。
【００６０】
所定時間経過して固定化が完了すると、洗浄後、ブロッキング処理が行われる。各センサユニット１２は、ホルダ５２に収容された状態で、測定機１１へ送られて、簡易測定が行われる。さらには、この簡易測定で得られた測定データに基づいて、最適な固定化条件が決定される。この後、固定機１０において、決定した最適な固定化条件下で固定処理が開始され、本測定用のセンサユニット１２の固定化が行われる。
【００６１】
上記実施形態では、固定化条件のうち、濃度条件及び温度条件を変えて、センサユニットを固定する例で説明したが、固定化条件には、これらの条件の他、上記加熱時間や添加剤や溶媒の種類等があり、各センサユニット、あるいは各ホルダにこれらの条件を変えて固定を行ってもよい。また、１個のセンサユニット内における複数のセンサセルについては、同じ条件で固定を行う例で説明したが、各センサセルに対してそれぞれに異なる固定化条件を与えてもよい。
【００６２】
上記例では、全反射減衰を利用した測定に使用されるセンサとしてＳＰＲセンサを示し、複数のセンサセルを備えたセンサユニットを用いた例で説明したが、センサの構成及び形態はこれに限らず、例えば、１つのセンサセルを備えたセンサユニットでもよいし、あるいは、ガラス基板上にセンサ面を持つ金属膜を形成したチップ型のセンサでもよい。くわえて、センサユニットをホルダに収納する形態で説明したが、ホルダはなくてもよい。また、センサユニットとして、金属膜、流路、プリズムを一体化させた例で説明したが、これらのうち、プリズムをセンサユニットの構成要素からのぞいて、装置側に組み込んでもよい。
【００６３】
センサユニットの保管スペースを、複数の台座が配列された載置スペースとして説明したが、例えば、仕切板や天板等によって空間的に区画され、各センサユニットを収容可能な複数の保管室から構成してもよい。こうすれば、保管室ごとに湿度を変更することも可能になる。
【００６４】
また、上記実施形態では、固定機を、測定機とは別々の筐体で構成した例で説明したが、測定機の筐体内に固定機を組み込んでそれらを一体化してもよい。また、上記説明では、簡易測定器を用いて固定量を最適化する例を述べたが、このような条件を複数種のリガンドに対して行い、その条件を記憶させておくこともできる。上記実施形態の装置を用いれば、あらかじめ決定した固定条件で複数のリガンドの固定化を、順次行うこともできる。
【００６５】
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】
【００６６】
【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】固定機の構成図である。
【図４】温度調節部の構成を示すブロック図である。
【図５】固定化条件の付与方法の説明図である。
【符号の説明】
【００６７】
１０  固定機
１１  測定機
１２  センサユニット
【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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