(57)【要約】【課題】  被解析分子とある物質とが相互作用されている状態において、この相互作用状態と他の反応液中の物質との相互作用の測定を可能にする。【解決手段】  ステップＳ３０で、ヘッド７８Ｂで、測定中の液体流路４５へ反応液Ａを供給し、その後、ステップＳ３２で、所定の反応時間Ｔ１が経過するまで待機する。反応時間Ｔ１中も、測定処理は実行されている。反応時間Ｔ１の経過後、ステップＳ３６で、反応液Ｂの供給指示信号をヘッド７８Ｂへ出力し、ヘッド７８Ｂで、反応液Ａの供給されている測定中の液体流路４５へ反応液Ｂを供給する。反応液Ｂの供給により、被解析分子Ｍと物質Ａとが相互作用されている状態と、物質Ｂとの相互作用を観察することができる。【選択図】  図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被解析分子の固定された薄膜層上に送液可能とされた液体流路へ、前記被解析分子との相互作用を検査するための反応液を供給すると共に、前記薄膜層の前記液体流路と逆側の面へ光ビームを入射させて、その反射光から得られる屈折率変化の情報に基づいて前記被解析分子と前記反応液中の物質との相互作用を測定するバイオセンサー、での測定方法であって、
前記液体流路へ第１反応液を供給すると共に、前記被解析分子と前記第１反応液中の物質との相互作用を測定する第１測定ステップと、
前記第１反応液の供給されている前記液体流路へ前記第１反応液と異なる第２反応液を供給して前記第１反応液を前記第２反応液で置換すると共に、前記被解析分子と前記第２反応液中の物質との相互作用を測定する第２測定ステップと、
を備えた測定方法。
【請求項２】
前記第１測定ステップ、及び、前記第２測定ステップ、の少なくとも一方での前記測定は、供給した液体の流れを停止させた状態でも実施されること、を特徴とする請求項１に記載の測定方法。
【請求項３】
前記薄膜層は、光ビームを透過可能とされた透明体の平坦面に形成され、
前記液体流路は、前記透明体に取り付けられた流路部材と前記薄膜層との間に構成され、
前記薄膜層、前記透明体、及び前記流路部材は、前記バイオセンサーとは別体の測定セルを構成していること、を特徴とする請求項１または請求項２に記載の測定方法。
【請求項４】
前記透明体は、前記薄膜層の形成された平坦面の他に互いに並行でない２面を有するプリズムで構成されていること、を特徴とする請求項３に記載の測定方法。
【請求項５】
前記液体流路を構成する流路部材には、液体を供給可能な供給口及び供給された液体を排出可能な排出口が形成され、
前記第１反応液の前記液体流路への供給は、前記供給口から前記第１反応液の充填されたピペットを用いて行なわれ、前記第２反応液の前記液体流路への供給は、前記供給口から前記第２反応液の充填されたピペットを用いて行なわれること、を特徴とする請求項３または請求項４に記載の測定方法。
【請求項６】
被解析分子の固定された薄膜層上に送液可能とされた液体流路へ、前記被解析分子との相互作用を検査する反応液を供給すると共に、前記薄膜層の前記液体流路と逆側の面へ光ビームを入射させて、その反射光から得られる屈折率変化の情報に基づいて前記被解析分子と前記反応液中の物質との相互作用を測定するバイオセンサーであって、
前記液体流路へ第１反応液を供給する第１反応液供給手段と、
前記第１反応液が供給されている状態で前記被解析分子と前記第１反応液中の物質との相互作用を測定する第１測定手段と、
前記第１反応液の供給されている前記液体流路へ前記第１反応液と異なる第２反応液を供給して前記第１反応液を前記第２反応液で置換する第２反応液供給手段と、
前記第２反応液が供給されている状態で前記被解析分子液と前記第２反応液中の物質との相互作用を測定する第２測定手段と、
を備えたバイオセンサー。
【請求項７】
前記第１測定手段及び前記第２測定手段の少なくとも一方での前記測定は、供給された液体の流れを停止させた状態でも実施されること、を特徴とする請求項６に記載のバイオセンサー。
【請求項８】
前記薄膜層は、光ビームを透過可能とされた透明体の平坦面に形成され、
前記液体流路は、前記透明体に取り付けられた流路部材と前記薄膜層との間に構成され、
前記薄膜層、前記透明体、及び前記流路部材は、前記バイオセンサーとは別体の測定セルを構成していること、を特徴とする請求項６または請求項７に記載のバイオセンサー。
【請求項９】
前記透明体は、前記薄膜層の形成された平坦面の他に互いに並行でない２面を有するプリズムで構成されていること、を特徴とする請求項８に記載のバイオセンサー。
【請求項１０】
前記第１反応液及び前記第２反応液を各々貯留可能な貯留部をさらに備え、
前記液体流路を構成する流路部材には、液体を供給可能な供給口及び供給された液体を排出可能な排出口が形成され、
前記第１反応液供給手段、及び前記第２反応液供給手段は、前記貯留部で前記第１反応液または前記第２反応液を吸引すると共に、吸引した第１反応液または前記第２反応液を前記液体流路へ供給する供給ヘッドを含んで構成されていること、を特徴とする請求項８または請求項９に記載のバイオセンサー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜層上に固定された被解析分子と相互作用する物質を検出、測定するバイオセンサー、及び、このバイオセンサーでの測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、エバネッセント波を利用した測定装置の１つとして、表面プラズモンセンサーが知られている（特許文献１参照）。一般的に、表面プラズモンセンサーは、プリズムと、このプリズムの一面に配置され被解析分子が固定される金属膜と、光ビームを発生させる光源と、光ビームをプリズムに対して、プリズム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、界面で全反射した光ビームの強度を検出する光検出手段と、を備え、光検出手段の検出結果に基づいて、被解析分子についての解析を行なうものである。
【０００３】
この表面プラズモンセンサーによる測定では、金属膜の上に固定化された被解析分子に対して反応液を供給すると共に、金属膜の反応液が供給されている側と逆側の面へ光ビームを入射し、その反射光から得られる屈折率の情報に基づいて、被解析分子と反応液中の物質との、相互作用が測定される。
【０００４】
特許文献１に記載の技術では、反応液を送液するための流路部材が装置に取り付けられ、この流路部材とは別体で金属膜の形成された測定セルが測定装置に取り付けられている。そして、金属膜は流路部材に形成された液体流路に露出するように配置され、測定中は被解析分子上では、常に反応液が送液されている。ところで、特許文献１に記載の装置では、ある反応液Ｈ１からこの反応液と異なる反応液Ｈ２へ送液する反応液を切換える場合には、切換の間に緩衝液の送液が行なわれるように制御されている。すなわち、ある反応液Ｈ１の送液終了後、次の反応液Ｈ２の送液前に、必ず緩衝液の送液が行なわれる。
【０００５】
しかしながら、ある反応液Ｈ１の送液後に緩衝液を送液すると、緩衝液により反応液Ｈ１中の物質Ｊと被解析分子との相互作用が解消されてしまうことがあり、被解析分子と反応液Ｈ１中の物質Ｊとの完全な相互作用状態を保ったまま次の反応液Ｈ２を供給しつつ、反応状態を測定することができない。
【特許文献１】特許第３２９４６０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記事実を考慮してなされたものであり、被解析分子とある物質とを相互作用可能な状態として、この相互作用状態下での被解析分子及び前記ある物質と他の反応液中の物質との相互作用を測定することの可能なバイオセンサー、及び、このバイオセンサーを用いて測定する測定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】
【０００７】
請求項１に記載の測定方法は、被解析分子の固定された薄膜層上に送液可能とされた液体流路へ、前記被解析分子との相互作用を検査する反応液を供給すると共に、前記薄膜層の前記液体流路と逆側の面へ光ビームを入射させて、その反射光から得られる屈折率変化の情報に基づいて前記被解析分子と前記反応液中の物質との相互作用を測定するバイオセンサー、での測定方法であって、前記液体流路へ第１反応液を供給すると共に、前記被解析分子と前記第１反応液中の物質との相互作用を測定する第１測定ステップと、前記第１反応液の供給されている前記液体流路へ前記第１反応液と異なる第２反応液を供給して前記第１反応液を前記第２反応液で置換すると共に、前記被解析分子と前記第２反応液中の物質との相互作用を測定する第２測定ステップと、を備えている。
【０００８】
また、請求項６に記載のバイオセンサーは、被解析分子の固定された薄膜層上に送液可能とされた液体流路へ、前記被解析分子との相互作用を検査する反応液を供給すると共に、前記薄膜層の前記液体流路と逆側の面へ光ビームを入射させて、その反射光から得られる屈折率変化の情報に基づいて前記被解析分子と前記反応液中の物質との相互作用を測定するバイオセンサーであって、前記液体流路へ第１反応液を供給する第１反応液供給手段と、前記第１反応液が供給されている状態で前記被解析分子と前記第１反応液中の物質との相互作用を測定する第１測定手段と、前記第１反応液の供給されている前記液体流路へ前記第１反応液と異なる第２反応液を供給して前記第１反応液を前記第２反応液で置換する第２反応液供給手段と、前記第２反応液が供給されている状態で前記被解析分子液と前記第２反応液中の物質との相互作用を測定する第２測定手段と、を含んで構成されている。
【０００９】
請求項１の測定方法、及び、請求項６のバイオセンサーでは、まず、液体流路へ第１反応液が供給され、被解析分子と第１反応液中の物質との相互作用が測定される。そして、緩衝液の供給を間に挟むことなく、第１反応液の供給されている液体流路へ第１反応液と異なる第２反応液が供給され第１反応液が第２反応液で置換される。第１反応液中の物質が被解析分子と相互作用するものであれば、相互作用した状態が保たれたまま、第２反応液が供給される。したがって、相互作用した状態と第２反応液中の物質との相互作用を測定することができる。
【００１０】
また、請求項１の測定方法、及び、請求項６のバイオセンサーでは、反応液を供給しながら測定することができるので、反応の初期からの相互作用を正確に測定することができる。
【００１１】
請求項２に記載の測定方法は、請求項１に記載の測定方法において、前記第１測定ステップ、及び、前記第２測定ステップ、の少なくとも一方での前記測定が、供給した液体の流れを停止させた状態でも実施されること、を特徴とするものである。
【００１２】
また、請求項７に記載のバイオセンサーは、請求項６に記載のバイオセンサーにおいて、前記第１測定手段及び前記第２測定手段の少なくとも一方での前記測定が、供給された液体の流れを停止させた状態でも実施されること、を特徴とするものである。
【００１３】
請求項２の測定方法、及び、請求項７のバイオセンサーによれば、供給した反応液の流れを停止させた状態でも測定できるので、反応液を流し続けて測定する場合と比較して、使用する反応液の量を少なくすることができる。また、反応液の流れによるノイズも減少させることができる。
【００１４】
請求項３に記載の測定方法は、請求項１または請求項２に記載の測定方法において、前記薄膜層が、光ビームを透過可能とされた透明体の平坦面に形成され、前記液体流路が、前記透明体に取り付けられた流路部材と前記薄膜層との間に構成され、前記薄膜層、前記透明体、及び前記流路部材が、前記バイオセンサーとは別体の測定セルを構成していること、を特徴とするものである。
【００１５】
また、請求項８に記載のバイオセンサーは、測定方法は、請求項６または請求項７に記載のバイオセンサーにおいて、前記薄膜層が、光ビームを透過可能とされた透明体の平坦面に形成され、前記液体流路が、前記透明体に取り付けられた流路部材と前記薄膜層との間に構成され、前記薄膜層、前記透明体、及び前記流路部材が、前記バイオセンサーとは別体の測定セルを構成していること、を特徴とするものである。
【００１６】
請求項３の測定方法、及び、請求項８のバイオセンサーでは、薄膜層の形成された透明体、及び流路部材で、バイオセンサーとは別体の測定セルに液体流路が構成されているので、バイオセンサー側に液体を供給するための流路を設ける必要がなく、バイオセンサーを簡易な構成とすることができる。
【００１７】
なお、請求項４に記載の測定方法、及び、請求項９に記載のバイオセンサーの透明体は、前記薄膜層の形成された平坦面の他に互いに並行でない２面を有するプリズムで構成されていること、を特徴とすることもできる。
【００１８】
このように、プリズム自体に薄膜層を形成することにより、プリズムと薄膜層との間に他の部材が介在されず、光学的に有利である。
【００１９】
請求項５に記載の測定方法は、請求項３または請求項４に記載の測定方法において、前記液体流路を構成する流路部材には、液体を供給可能な供給口及び供給された液体を排出可能な排出口が形成され、前記第１反応液の前記液体流路への供給は、前記供給口から前記第１反応液の充填されたピペットを用いて行なわれ、前記第２反応液の前記液体流路への供給は、前記供給口から前記第２反応液の充填されたピペットを用いて行なわれること、を特徴とするものである。
【００２０】
また、請求項１０に記載のバイオセンサーは、請求項８または請求項９に記載のバイオセンサーにおいて、前記第１反応液及び前記第２反応液を各々貯留可能な貯留部をさらに備え、前記液体流路を構成する流路部材には、液体を供給可能な供給口及び供給された液体を排出可能な排出口が形成され、前記第１反応液供給手段、及び前記第２反応液供給手段は、前記貯留部で前記第１反応液または前記第２反応液を吸引すると共に、吸引した第１反応液または前記第２反応液を前記液体流路へ供給する供給ヘッドを含んで構成されていること、を特徴とするものである。
【００２１】
請求項５の測定方法、及び、請求項１０のバイオセンサーでは、供給ヘッドにより流路部材の供給口から液体を供給するので、反応液の貯留されている場所から測定位置までの長い流路が不要となり、バイオセンサーを簡易な構成とすることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は上記構成としたので、被解析分子とある物質とを相互作用可能な状態として、この相互作用状態下での被解析分子及び前記ある物質と他の反応液中の物質との相互作用を測定することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【００２４】
本実施形態のバイオセンサー７０は、金属膜の表面に発生する表面プラズモンを利用して、被解析分子Ｍの特性を測定する、いわゆる表面プラズモンセンサーである。バイオセンサー７０では、被解析分子Ｍに、各種の反応液を供給して、被解析分子Ｍと反応液中の物質との結合の有無、結合速度、結合量、等を測定する。被解析分子Ｍとしては、蛋白質、核酸、脂肪酸などの生理活性物質を解析対象とすることができる。
【００２５】
図１及び図２に示すように、バイオセンサー７０は、トレイ保持部７２、搬送部７４、反応液プレート保持部７６、液体供給部７８、光学測定部８０、及び、制御部９０を備えている。
【００２６】
トレイ保持部７２は、載置台７２Ａ、及び、ベルト７２Ｂを含んで構成されている。載置台７２Ａは、矢印Ｉ方向に架け渡されたベルト７３に取り付けられており、ベルト７２Ｂの回転により矢印Ｉ方向に移動可能とされている。載置台７２Ａ上には、トレイ３０が２枚、位置決めして載置される。トレイ３０には、センサースティック４０が８本収納されている。センサースティック４０は、測定対象となる被解析分子Ｍの固定されるチップであり、詳細については後述する。載置台７２Ａの下には、センサースティック４０を後述するスティック保持部材７４Ｃの位置まで押し上げる、押上機構７２Ｄが配置されている。
【００２７】
センサースティック４０は、被解析分子Ｍが固定されるものである。図３及び図４に示すように、センサースティック４０は、誘電体ブロック４２、流路部材４４、保持部材４６、接着部材４８、及び、蒸発防止部材４９、で構成されている。
【００２８】
誘電体ブロック４２は、光ビームに対して透明な透明樹脂等で構成されており、断面が台形の棒状とされたプリズム部４２Ａ、及び、プリズム部４２Ａの両端部にプリズム部４２Ａと一体的に形成された被保持部４２Ｂを備ている。プリズム部４２Ａの互いに平行な２面の内の広い側の上面には、図５にも示すように金属膜５０が形成されている。この金属膜５０上に、バイオセンサー７０で解析する解析分子が固定される。誘電体ブロック４２は、いわゆるプリズムとしても機能し、バイオセンサー７０での測定の際には、プリズム部４２Ａの対向する互いに平行でない２つの側面の内の一方から光ビームが入射され、他方から金属膜５０との界面で全反射された光ビームが出射される。
【００２９】
金属膜５０の表面の一部で、後述する液体流路４５に露出された部分の下流側に位置する測定領域Ｅ１には、図６にも示すように、被解析分子Ｍを固定するための固定化担体５０Ａが配置されている。固定化担体５０Ａの反応基との共有結合により、被解析分子Ｍがこの部分に固定される。固定化担体５０Ａとしては、デキストラン、カルボキシメチル基、ＮＴＡなどを用いることができ、被解析分子Ｍに応じて選択される。
【００３０】
金属膜５０上の液体流路４５に露出された部分の上流側に位置する領域は、参照領域Ｅ２とされている。参照領域Ｅ２は、被解析分子Ｍの固定された測定領域Ｅ１から得られる光の屈折率データを補正するために設けられた領域であり、この参照領域Ｅ２にも、光ビームが入射される。なお、参照領域Ｅ２は、各種のアナライトとの結合が阻止されるように、例えばアルキルチオール、アミノアルコール、アミノエーテル等で処理しておくことが好ましい。
【００３１】
プリズム部４２Ａの両側面には、上側の端辺に沿って保持部材５２と係合される係合凸部４２Ｃが、下側の端辺に沿ってプリズム部４２Ａの上面と垂直な仮想面の延長上に構成される垂直凸部４２Ｄが、各々７箇所に形成されている。また、誘電体ブロック４２の下面の長手方向に沿った中央部には、係合溝４２Ｅが形成されている。
【００３２】
流路部材４４は、誘電体ブロック４２のプリズム部４２Ａと略同じ長さの棒状とされ、図５に示すように、誘電体ブロック４２の金属膜５０との間に、液体流路４５を構成する。液体流路４５は、流路部材４４の流路壁４４Ａと金属膜５０とで囲まれて構成されており、供給された液体を金属膜５０上で貯留可能とされている。流路部材４４には、液体流路４５と連通された供給口４５Ａ及び排出口４５Ｂが形成されている。液体流路４５は、流路部材４４の長手方向に６個並んで配置されている。したがって、１本のセンサースティック４０には、独立した６個の液体流路４５が構成される。流路部材４４の側壁には、保持部材４６の内側の図示しない凹部に圧入されて保持部材４６との密着性を確保するための凸部４４Ｂが形成されている。
【００３３】
なお、液体流路４５には、蛋白質を含む液体が供給されることが想定されるので、流路壁４４Ａへの蛋白質の固着を防止するため、流路部材４４の材料としては、蛋白質に対する非特異吸着性を有しないことが好ましい。また、流路部材４４は、金属膜５０との密着性を確保して液漏れを防止するため、弾性を有することが好ましい。具体的にはシリコン、ポリプロピレン等を用いることができる。
【００３４】
保持部材４６は、長尺とされ、上面板４６Ａ及び２枚の側面板４６Ｂで構成されている。側面板４６Ｂには、誘電体ブロック４２の係合凸部４２Ｃと係合される係合孔４６Ｃが形成されている。保持部材４６は、流路部材４４を間に挟んで係合孔４６Ｃと係合凸部４２Ｃとが係合されて、誘電体ブロック４２に取り付けられる。これにより、流路部材４４は、誘電体ブロック４２に取り付けられる。上面板４６Ａには、流路部材４４の供給口４５Ａ及び排出口４５Ｂと対向する位置に、流路部材４４に向けて狭くなるテーパー状のピペット挿入孔４６Ｄが形成されている。また、隣り合うピペット挿入孔４６Ｄとピペット挿入孔４６Ｄとの間には、位置決め用のボス４６Ｅが形成されている。
【００３５】
保持部材４６の上面には、蒸発防止部材４９が接着部材４８を介して接着されている。接着部材４８のピペット挿入孔４６Ｄと対向する位置にはピペット挿入用の孔４８Ｄが形成され、ボス４６Ｅと対向する位置には位置決め用の孔４８Ｅが形成されている。また、蒸発防止部材４９のピペット挿入孔４６Ｄと対向する位置には十字状の切り込みであるスリット４９Ｄが形成され、ボス４６Ｅと対向する位置には位置決め用の孔４９Ｅが形成されている。ボス４６Ｅを孔４８Ｅ及び４９Ｅに挿通させて、蒸発防止部材４９を保持部材５２の上面に接着することにより、蒸発防止部材４９のスリット４９Ｄと流路部材４４の供給口４５Ａ及び排出口４５Ｂとが対向するように構成される。ピペットチップＣＰの非挿入時には、スリット４９Ｄ部分が供給口４５Ｂを覆い、液体流路４５に供給されている液体の蒸発が防止される。
【００３６】
なお、この蒸発防止部材５４も、スリット４９ＤからピペットチップＣＰを挿入できるように、弾性を有する材料で構成されることが好ましく、具体的にはシリコンまたはポリプロピレン等を用いることができる。
【００３７】
図１及び図２に示すように、バイオセンサー７０の搬送部７４は、上部ガイドレール７４Ａ、下部ガイドレール７４Ｂ、及び、スティック保持部材７４Ｃ、を含んで構成されている。上部ガイドレール７４Ａ及び下部ガイドレール７４Ｂは、トレイ保持部７２及び光学測定部８０の上部で、矢印Ｉ方向と直交する矢印Ｊ方向に水平に配置されている。上部ガイドレール７４Ａには、スティック保持部材７４Ｃが取り付けられている。スティック保持部材７４Ｃは、センサースティック４０の両端部の被保持部４２Ｂを保持可能とされていると共に、上部ガイドレール７４Ａに沿って移動可能とされている。スティック保持部材７４Ｃに保持されたセンサースティック４０の係合溝４２Ｅと下部ガイドレール７４Ｂとが係合され、スティック保持部材７４Ｃが矢印Ｊ方向に移動することにより、図２に示すように、センサースティック４０が光学測定部８０上の測定部８２に搬送される。この測定部８２で、センサースティック４０に固定された被解析分子Ｍの測定が行われる。測定部８２では、下部ガイドレール７４Ｂが測定のために一部離間されている
反応液プレート保持部７６は、載置台７６Ａ、及び、ガイドレール７６Ｂを含んで構成されている。ガイドレール７６Ｂは、矢印Ｊ方向に沿って配置されている。載置台７６Ａは、ガイドレール７６Ｂに取り付けられ、反応液がセットされた反応液プレート７７を載置可能とされている。載置台７６Ａは、ガイドレール７６Ｂに沿って移動可能とされている。
【００３８】
液体供給部７８は、上部ガイドレール７４Ａ、及び、ガイドレール７６Ｂよりも上方で、矢印Ｉ方向に架け渡された横断レール７８Ａ、及び、ヘッド７８Ｂを含んで構成されている。ヘッド７８Ｂは、横断レール７８Ａに取り付けられ、図２に示すように、測定部８２と反応液プレート７７との間を移動可能とされている。また、ヘッド７８Ｂは、図示しない駆動機構により、鉛直方向（矢印Ｚ方向）にも移動可能とされている。ヘッド７８Ｂは、先端部に交換可能なピペットチップＣＰが取り付けられ、いわゆるピペットとしての機能を有している。
【００３９】
光学測定部８０は、図７に示すように、光源８０Ａ、第１光学系８０Ｂ、第２光学系８０Ｃ、受光部８０Ｄ、信号処理部８０Ｅ、を含んで構成されている。光源８０Ａからは、光ビームＬが出射される。光ビームＬは、第１光学系８０Ｂを介して、２本の光ビームＬ１、Ｌ２となり、測定部８２に配置された誘電体ブロック４２の測定領域Ｅ１と参照領域Ｅ２に入射される。測定領域Ｅ１及び参照領域Ｅ２において、光ビームＬ１、Ｌ２は、金属膜５０と誘電体ブロック４２との界面に対して種々の入射角成分を含んで、かつ全反射角以上の角度で入射される。光ビームＬ１、Ｌ２は、誘電体ブロック４２と金属膜５０との界面で全反射される。全反射された光ビームＬ１、Ｌ２も、種々の反射角成分をもって反射される。この全反射された光ビームＬ１、Ｌ２は、第２光学系８０Ｃを経て受光部８０Ｄで受光されて、各々光電変換され、光検出信号が信号処理部８０Ｅへ出力される。信号処理部８０Ｅでは、入力された光検出信号に基づいて所定の処理が行なわれ、測定領域Ｅ１及び参照領域Ｅ２の全反射減衰角が屈折率データとして求められる。この屈折率データが制御部９０へ出力される。
【００４０】
制御部９０は、バイオセンサー７０の全体を制御する機能を有し、図７に示すように、光源８０Ａ、信号処理部８０Ｅ、及び、バイオセンサー７０の図示しない駆動系と接続されている。制御部９０は、図８に示すように、バスＢを介して互いに接続される、ＣＰＵ９０Ａ、ＲＯＭ９０Ｂ、ＲＡＭ９０Ｃ、メモリ９０Ｄ、及び、インターフェースＩ／Ｆ９０Ｅ、を有し、各種の情報を表示する表示部９２、各種の指示、情報を入力するための入力部９４と接続されている。
【００４１】
メモリ９０Ｄには、バイオセンサー７０を制御するための各種プログラムや、各種データが記録されている。
【００４２】
次に、バイオセンサー７０での、被解析分子Ｍの測定手順について説明する。ここでは、まず、被解析分子Ｍと物質Ａとの相互作用を測定し、続いて、被解析分子Ｍと物質Ａとが相互作用している状態が、物質Ｂとの間でどのような相互作用が示されるかについて測定する。
【００４３】
まず、バイオセンサー７０の載置台７２Ａに被解析分子Ｍの固定化されたセンサースティック４０入りのトレイ３０をセットする。また、載置台７６Ａに反応液の入った反応液プレート７７をセットする。反応液プレート７７には、物質Ａを含む反応液Ａと、物質Ａ及びＢを含む反応液Ｂが貯留されている。
【００４４】
測定時には、押上機構７２Ｄにより、プレート３０にセットされた１のセンサースティック４０がスティック保持部材７４Ｃの位置まで押し上げられ、スティック保持部材７４Ｃにより保持される。そして、スティック保持部材７４Ｃは、センサースティック４０を保持したまま下部ガイドレール７４Ｂに沿って移動して、センサースティック４０を測定部８２へ搬送する。
【００４５】
測定部８２では、センサースティック４０の測定は、１つの液体流路４５ずつ順に行なわれる。測定対象となる液体流路４５が測定位置に配置されると、制御部９０では、図９に示す測定処理が実行される。
【００４６】
まず、ステップＳ１２で、光源８０Ａへ光ビームＬの出射指示信号を出力する。これにより、光源８０Ａから光ビームＬが出射される。出射された光ビームＬは、第１光学系８０Ｂで２本の光ビームＬ１、Ｌ２となり、液体流路４５の測定領域Ｅ１、参照領域Ｅ２へ各々入射される。また、ステップＳ１４で、受光部８０Ｄ及び信号処理部８０Ｅへ、作動指示信号を出力する。これにより、測定領域Ｅ１、参照領域Ｅ２で全反射され第２光学系８０Ｃを経た光ビームＬ１、Ｌ２は、受光部８０Ｄで受光され、受光された光は、測定領域Ｅ１、参照領域Ｅ２毎に光電変換されて光検出信号が信号処理部８０Ｅへ出力される。信号処理部８０Ｅでは、光検出信号に所定の処理が加えられ、屈折率データが生成され、屈折率データが継続して制御部９０へ出力される。
【００４７】
制御部９０では、ステップＳ１６で、所定時間経過したかどうかを判断し、所定時間の経過後、ステップＳ１８で、入力された屈折率データをメモリ９０Ｄへ記憶する。そして、ステップＳ２０で、測定領域Ｅ１からの光検出信号により得られる屈折率データを、参照領域Ｅ２からの光検出信号により得られる屈折率データで補正するなどして、被解析分子Ｍと反応液中の物質との結合状態を示す結合状態データを生成する。そして、ステップＳ２２で、結合状態データを表示部９２へ出力する。これにより、所定時間毎の結合状態データがメモリ９０Ｄへ記憶されると共に、表示部９２へ表示される。表示部９２へは、図１０に示すように、時間毎の結合状態データがグラフ化されて出力される。この測定処理は、測定処理終了信号を受けるまで継続される。
【００４８】
一方、上記の測定処理中に、液体流路４５へ反応液の供給が行なわれる。制御部９０は、測定処理中の所定のタイミングで、図１１に示す供給処理を実行する。
【００４９】
まず、ステップＳ３０で、反応液Ａの供給指示信号をヘッド７８Ｂへ出力する。これにより、ヘッド７８Ｂで、測定中の液体流路４５へ反応液Ａが供給される。反応液Ａの供給は、具体的には以下のように行なわれる。まず、ヘッド７８Ｂが反応液Ａのセットされた反応液プレート７７の上部に移動すると共に下降して、ヘッド７８Ｂに取り付けられているピペットチップＣＰの先端を反応液Ａが貯留されたセルへ挿入し、ピペットチップＣＰ内に反応液Ａを吸引する。次に、ヘッド７８Ｂを上昇させて測定部８２の上部に移動すると共に下降して、ピペットチップＣＰの先端を液体流路４５の供給口４５Ａへ挿入する。そして、液体流路４５へ、吸引していた反応液Ａを注入する（図１２(Ａ)参照）。これにより、被解析分子Ｍへ物質Ａが供給され、相互作用を観察することができる。被解析分子Ｍと物質Ａとが結合する場合には、反応液Ａの注入後、図１０に示すように、時間の経過と共に結合が進む。
【００５０】
反応液Ａの注入が完了すると、ステップＳ３２で、ピペットチップＣＰの交換指示信号をヘッド７８Ｂへ出力する。これにより、ヘッド７８Ｂが図示しないピペットチップストッカの上部に移動して装着されているピペットチップＣＰを取り外すと共に、新しいピペットチップＣＰを装着する。
【００５１】
その後、ステップＳ３４で、所定の反応時間Ｔ１が経過するまで待機する。この反応時間Ｔ１は、反応液Ａに含まれる物質Ａと被解析分子Ｍとの相互作用が飽和状態となるのに十分な時間であり、予めメモリ９０Ｄへ記録しておいてもよいし、前述の結合状態データに基づいて相互作用が飽和状態かどうかを判断してもよい。反応時間Ｔ１中も、測定処理は実行されている。このとき、液体流路４５では、供給された反応液Ａの流れが停止された状態（反応液Ａの送液がない状態）で測定処理は行なわれている。
【００５２】
反応時間Ｔ１の経過後、ステップＳ３６で、反応液Ｂの供給指示信号をヘッド７８Ｂへ出力する。これにより、ヘッド７８Ｂで、反応液Ａの供給されている測定中の液体流路４５へ反応液Ｂが供給される。反応液Ｂの供給は、反応液Ａと同様にして行なわれる。反応液Ｂの供給により、被解析分子Ｍと物質Ａとが相互作用されている状態と、物質Ｂとの相互作用を観察することができる。例えば、反応液Ｂ中の物質Ｂが被解析分子Ｍと結合した状態の物質Ａと結合する場合には、図１０に示すように、反応液Ｂの注入後、時間の経過と共に結合が進む。
【００５３】
ここで、供給口４５Ａから液体流路４５へ反応液Ｂが注入されると、液体流路４５に供給されていた反応液Ａは、図１２（Ｂ）に示すように、排出口４５Ｂから排出される。すなわち、液体流路４５内の液体は、反応液Ａから反応液Ｂへ置換される。注入する反応液Ｂは、充分に反応液Ａとの置換が行なわれるように、液体流路４５の容積よりも充分多く設定されている。排出された反応液Ａは、センサースティック４０の上面に溢れる。
【００５４】
次に、ステップＳ３８で、排出された反応液Ａの回収指示信号がヘッド７８Ｂへ出力される。これにより、ヘッド７８ＢのピペットチップＣＰにより、センサースティック４０の上面に溢れている反応液Ａを含む排出液が吸引され（図１２（Ｃ）参照）、吸入された排出液が図示しない廃液セルへ廃棄される。
【００５５】
その後、ステップＳ４０で、所定の反応時間Ｔ２が経過するまで待機する。この反応時間Ｔ２は、被解析分子Ｍと物質Ａとの相互作用状態に対し、反応液Ｂに含まれる物質Ｂがどのような相互作用を示すのかを測定するのに十分な時間であり、予めメモリ９０Ｄへ記録しておいてもよいし、結合状態データに基づいて、相互作用が飽和状態に達したかどうかを判断してもよい。反応時間Ｔ２中も、測定処理は実行されている。このとき、液体流路４５では、供給された反応液Ｂの流れが停止された状態（反応液Ｂの送液がない状態）で測定処理は行なわれている。
【００５６】
反応時間Ｔ２の経過後、ステップＳ４２で、測定終了指示信号を出力し、供給処理を終了する。
【００５７】
一方、測定処理も、測定終了指示信号を受けて終了される。
【００５８】
本実施形態によれば、液体流路４５に反応液Ａを供給して、物質Ａと被解析分子Ｍとを相互作用させ、その後、液体流路４５へ緩衝液を供給せずに、反応液Ｂを供給する。したがって、被解析分子Ｍと物質Ａとの相互作用状態が保たれたまま、反応液Ｂを供給することにより、物質Ａと被解析分子Ｍとの相互作用状態に対して反応液Ｂがどのように相互作用するのかを測定することができる。
【００５９】
また、本実施形態では、測定処理をしながら反応液の供給を行なうことができるので、反応の初期からの相互作用を正確に測定することができる。
【００６０】
また、本実施形態では、反応液の供給後、供給した反応液の流れを停止させた状態でも測定できるので、反応液を流し続けて測定する場合と比較して、使用する反応液の量を少なくすることができる。また、反応液の流れによる測定ノイズも減少させることができる。
【００６１】
また、本実施形態では、バイオセンサー７０とは別体のセンサースティック４０に液体流路４５が構成されているので、バイオセンサー７０側に液体を供給するための流路を設ける必要がなく、バイオセンサー７０を簡易な構成とすることができる。
【００６２】
また、本実施形態では、反応液の供給は、交換可能なピペットチップＣＰを用いて行なわれるので、１つのニードルを使い回して反応液の供給を行なう場合と比較して、反応液の洗浄が不十分であることに起因するトラブルを回避することができる。
【００６３】
なお、本実施形態では、液体流路４５から排出された液体を、液体を供給したピペットチップＣＰを排出口４５Ｂまで移動させて吸引することにより回収したが、排出された液体の回収は他の方法で行なうこともできる。例えば、図１３に示すように、供給口４５Ａから１つのピペットチップＣＰを挿入して液体を供給すると共に、排出口４５Ｂへ他のピペットチップＣＰを挿入して液体を吸引することにより、液体流路４５内の液置換を行なうことができる。
【００６４】
なお、本実施形態では、バイオセンサーとして、表面プラズモンセンサーを一例として説明したが、バイオセンサーとしては、表面プラズモンセンサーに限定されるものではない。その他の例えば、水晶発振子マイクロバランス（ＱＣＭ）測定技術、金のコロイド粒子から超微粒子までの機能化表面を使用した光学的測定技術など、あらゆるバイオセンサーでの測定の際の反応液の供給及び測定の手順に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本実施形態のバイオセンサーの全体斜視図である。
【図２】本実施形態のバイオセンサーの全体斜視図において、ヘッドが測定部付近に位置している状態を示す図である。
【図３】本実施形態のセンサースティックの斜視図である。
【図４】本実施形態のセンサースティックの分解斜視図である。
【図５】本実施形態のセンサースティックの１の液体流路部分の断面図である。
【図６】本実施形態のセンサースティックの測定領域及び参照領域へ光ビームが入射している状態を示す図である。
【図７】本実施形態のバイオセンサーの光学測定部付近の概略図である。
【図８】本実施形態の制御部とその周辺の概略ブロック図である。
【図９】本実施形態の測定処理のフローチャートである。
【図１０】本実施形態での測定結果の一例を示すグラフである。
【図１１】本実施形態の供給処理のフローチャートである。
【図１２】本実施形態での液体流路の反応液供給手順を説明する図である。
【図１３】液置換の他の方法を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６６】
４０  センサースティック
４２  誘電体ブロック
４４  流路部材
４５  液体流路
７０  バイオセンサー
７７  反応液プレート
７８  液体供給部
７８Ｂ  ヘッド
８０  光学測定部
８０Ａ  光源
８０Ｄ  受光部
８０Ｅ  信号処理部
８２  測定部
９０Ｄ  メモリ
９０  制御部
Ｍ    被解析分子
【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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