(57)【要約】【課題】流路からピペットを引き抜く際に、その先端から液体が漏れ出ることを防止する。【解決手段】ピペットヘッド５１には、２つのノズル６０が形成されている。各ノズル６０には、ピペットチップ５０が挿し込まれ、２つのピペット１９ａ、１９ｂが構成される。各ピペット１９ａ、１９ｂのそれぞれには、ポンプ５２が接続されている。各ポンプ５２は、ポンプドライバ５３とコントローラ５５とによって独立に駆動され、各ピペット１９ａ、１９ｂに液体を吸引・吐出させる。流路１６から各ピペット１９ａ、１９ｂを引き抜く際には、各ポンプ５２によって各ピペット１９ａ、１９ｂのそれぞれに弱めの吸引力が与えられる。この吸引力により、先端から液体が漏れ出ることを防止する。【選択図】図４
2006317433.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の出入口を有する流路と、試料の反応を検出するためのセンサ面とが対向して設けられたセンサユニットが着脱自在にセットされ、前記試料が溶解した試料溶液を前記流路に送液して前記センサ面に接触させる送液装置において、
前記各出入口に挿し込まれる複数のピペットからなるピペット群と、
前記各ピペットのそれぞれに対応して設けられ、前記各ピペット内を加圧又は減圧して前記各ピペットに前記試料溶液を吸引又は吐出させる複数のポンプと、
前記各ポンプを独立に駆動させる駆動制御手段とを備えたことを特徴とする送液装置。
【請求項２】
前記各ピペットのそれぞれに加えられた圧力を電気信号に変換する複数の圧力センサを有し、
前記駆動制御手段は、前記各圧力センサからの前記電気信号に応じて、対応する前記各ポンプを制御することを特徴とする請求項１記載の送液装置。
【請求項３】
前記各圧力センサからの前記電気信号を基に、前記各ピペット内の圧力が異常か否かを判定する判定手段と、
前記判定手段が少なくとも１つの前記ピペットについて異常を判定した際に、異常検出処理を行う異常検出処理手段とを設けたことを特徴とする請求項２記載の送液装置。
【請求項４】
前記異常検出処理手段が行う前記異常検出処理は、前記各ポンプの停止を前記駆動制御手段に指示し、前記ピペット群による前記流路への送液を止めることであることを特徴とする請求項３記載の送液装置。
【請求項５】
前記センサユニットには、複数の前記流路が設けられており、
前記ピペット群は、前記各流路に対応して複数設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の送液装置。
【請求項６】
前記異常検出処理手段は、複数ある前記ピペット群のうち、前記判定手段が異常を判定した前記ピペットを含む前記ピペット群に対してのみ前記異常検出処理を行うことを特徴とする請求項５記載の送液装置。
【請求項７】
前記判定手段が異常を判定した際に、前記各ピペット内の圧力に異常が生じていることを報知する報知手段を設けたことを特徴とする請求項３から６のいずれか１項に記載の送液装置。
【請求項８】
前記異常検出処理の解除指示を前記異常検出処理手段に入力する解除指示入力手段を有し、
前記異常検出処理手段は、前記解除指示が入力されるまで前記異常検出処理を続けることを特徴とする請求項３から７のいずれか１項に記載の送液装置。
【請求項９】
前記異常検出処理手段は、前記異常検出処理に続いて、前記各ピペット内の圧力の異常を復帰させる復帰処理を行い、この復帰処理を行った後に前記異常検出処理を解除することを特徴とする請求項３から７のいずれか１項に記載の送液装置。
【請求項１０】
前記駆動制御手段は、前記各ピペットを前記各出入口から引き抜く際に、前記各ピペット内と前記流路内とが減圧状態になるように前記各ポンプを制御することを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の送液装置。
【請求項１１】
試料の反応を検出するためのセンサ面に、複数の出入口を有する流路を対向させて配置し、前記試料が溶解した試料溶液を前記流路に送液して前記センサ面に接触させる送液方法において、
前記各出入口のそれぞれにピペットを挿し込んで、少なくとも１つの前記ピペットから前記流路内に前記試料溶液を吐出するとともに、残りの前記ピペットのうちの少なくとも１つで前記流路内の空気又は液体を吸引して前記センサ面に前記試料溶液を送液した後、
前記各ピペットに吸引させて前記各ピペット内と前記流路内とを減圧状態にして、前記各ピペットを前記各出入口から引き抜くことを特徴とする送液方法。
【請求項１２】
前記試料溶液の吐出と、前記流路内の空気又は液体の吸引とは、前記各ピペットのそれぞれに加えられた圧力を電気信号に変換する複数の圧力センサからの前記電気信号に応じて制御されることを特徴とする請求項１１記載の送液方法。
【請求項１３】
前記試料溶液の吐出よりも、前記流路内の空気又は液体の吸引を強くし、前記流路内を減圧状態にして前記試料溶液を送液することを特徴とする請求項１１又は１２記載の送液方法。
【請求項１４】
前記試料溶液を前記流路内に送液した後、前記各ピペットの吸引と吐出とを交互に繰り返して、前記流路内の前記試料溶液を攪拌することを特徴とする請求項１１から１３のいずれか１項に記載の送液方法。
【請求項１５】
前記各圧力センサからの前記電気信号を基に、前記各ピペット内の圧力が異常か否かを判定し、
少なくとも１つの前記ピペットについて異常が判定された際に、異常検出処理を行うことを特徴とする請求項１２から１４のいずれか１項に記載の送液方法。
【請求項１６】
複数の出入口を有する流路と、試料の反応を検出するための薄膜層を一面に形成した誘電体ブロックとが対向して設けられたセンサユニットに対して、全反射条件を満足するように光を照射する光源と、前記センサユニットからの反射光を受光して電気信号に光電変換する検出手段とを備えた全反射減衰を利用した測定装置において、
前記各出入口に挿し込まれる複数のピペットからなるピペット群と、
前記各ピペットのそれぞれに対応して設けられ、前記各ピペット内を加圧又は減圧して前記各ピペットに前記試料が溶解した試料溶液を吸引又は吐出させる複数のポンプと、
前記各ポンプを独立に駆動させる駆動制御手段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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピペットを用いて流路内に試料溶液を送液する送液装置と、その送液方法、及びこの送液装置を備えた表面プラズモン共鳴などの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】
タンパク質やＤＮＡなどの生化学物質間における相互作用の測定や、薬品のスクリーニングなどを行う際に、全反射減衰を利用して試料の反応を測定する測定装置が知られている。
【０００３】
このような全反射減衰を利用した測定装置の１つに、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測定装置と称す）がある。なお、表面プラズモンとは、金属中の自由電子が集団的に振動することによって生じ、その金属の表面に沿って進む自由電子の粗密波である。
【０００４】
例えば、特許文献１などで知られるＫｒｅｔｓｃｈｍａｎｎ配置を採用したＳＰＲ測定装置では、透明な誘電体（以下、プリズムと称す）上に形成された金属膜の表面をセンサ面として、このセンサ面上で試料を反応させた後、プリズムを介してセンサ面の裏面側から全反射条件を満たすように金属膜を照射し、その反射光を測定している。
【０００５】
全反射条件を満たすように金属膜に照射された光のうち、エバネッセント波と呼ばれるわずかな光は、反射せずに金属膜内を透過してセンサ面側に染み出す。この際、エバネッセント波の振動数と表面プラズモンの振動数とが一致するとＳＰＲが発生し、反射光の強度を大きく減衰させる。また、この減衰が発生する光の入射角度（共鳴角）は、金属膜上の屈折率に応じて変化する。すなわち、ＳＰＲ測定装置は、金属膜からの反射光を捉えて共鳴角を検出することにより、センサ面上の試料の反応状況を測定する。
【０００６】
ところで、タンパク質やＤＮＡなどの生体試料は、乾燥による変性や失活を防ぐため、生理的食塩水や純水、または各種のバッファ液などの溶媒に溶かされた試料溶液として扱われることが多い。特許文献１記載のＳＰＲ測定装置は、こうした生体試料の相互作用などを調べるものであり、センサ面の上には試料溶液を送液するための流路が設けられている。なお、この流路とプリズムは、装置本体に設けられた測定ステージに配置されており、ガラス基板上に金属膜を形成したチップ型のセンサユニットを測定ステージに装着することで、前述の測定が行われる。
【０００７】
特許文献１では、ポンプやバルブなどに接続された配管（チューブ）を介して、試料溶液を保管する容器から直接流路に試料溶液を送り込むようにしているが、この方法では、配管内に付着した試料が後に注入する試料溶液中に混入してしまう、いわゆるコンタミネーションが生じやすいという問題があった。
【０００８】
この問題を解決するため、本出願人は、先端に小孔が形成された略円錐筒状のピペットチップと、このピペットチップを着脱自在に保持するヘッド部とからなるピペットを用いて、容器に保管された試料溶液などの液体を流路に送液するＳＰＲ測定装置を提案している（例えば、特願２００４−２８８５３４号明細書参照）。このＳＰＲ測定装置では、送液する液体毎にピペットチップを交換することで、流路に液体を送り込む際に生じるコンタミネーションを防止することができる。
【０００９】
また、このＳＰＲ測定装置では、流路が形成された流路部材と、上面に金属膜が形成されたプリズムと、流路部材の底面とプリズムの上面とを接合させた状態（流路と金属膜とを対面させた状態）で保持する保持部材とからなるセンサユニットを用いている。流路は、流路部材を略Ｕ字状に刳り貫いて形成される送液管であり、その両端を流路部材の上面に露呈させている。ピペットを用いて流路内に液体を送り込む際には、流路の両端部のそれぞれにピペットを挿し込み、一方のピペットで吸引して流路内の液体（もしくは空気）を排出させながら、他方のピペットで液体を吐出し、流路内の流体を入れ換えるようにして行われる。
【００１０】
各ピペットには、シリンダとピストンとからなるシリンジポンプが設けられている。流路に挿し込まれる２本のピペットの各ピストンは、カム機構などによって一方が吸引動作をするときには他方が吐出動作をするように互いに連動しており、吸引・吐出のタイミングが一致するようにされている。
【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】
【００１１】
しかしながら、ピペットを用いる方法では、流路からピペットを引き抜く際に、ピペットの先端から少量の液体が漏れ出て、流路内に入り込んでしまうことがあった。吸引側のピペットから排出させるべき液体が流路内に入り込むと、コンタミネーションの要因となってしまう。また、流路内に水滴が滴下された際の衝撃が、検出信号のノイズとなるという問題もあり、これを防止する対策が望まれていた。
【００１２】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであって、流路からピペットを引き抜く際に、その先端から液体が漏れ出ることを防止した送液装置と、その送液方法、及び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】
【００１３】
上記課題を達成するため、本発明の送液装置は、複数の出入口を有する流路と、試料の反応を検出するためのセンサ面とが対向して設けられたセンサユニットが着脱自在にセットされ、前記各出入口に挿し込まれる複数のピペットからなるピペット群と、前記各ピペットのそれぞれに対応して設けられ、前記各ピペット内を加圧又は減圧して前記各ピペットに前記試料溶液を吸引又は吐出させる複数のポンプと、前記各ポンプを独立に駆動させる駆動制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
なお、前記各ピペットのそれぞれに加えられた圧力を電気信号に変換する複数の圧力センサを有し、前記駆動制御手段は、前記各圧力センサからの前記電気信号に応じて、対応する前記各ポンプを制御することが好ましい。
【００１５】
また、前記各圧力センサからの前記電気信号を基に、前記各ピペット内の圧力が異常か否かを判定する判定手段と、前記判定手段が少なくとも１つの前記ピペットについて異常を判定した際に、異常検出処理を行う異常検出処理手段とを設けることが好ましい。
【００１６】
さらに、前記異常検出処理手段が行う前記異常検出処理は、前記各ポンプの停止を前記駆動制御手段に指示し、前記ピペット群による前記流路への送液を止めることであることが好ましい。
【００１７】
なお、前記センサユニットに複数の前記流路が設けられている場合には、前記ピペット群を、前記各流路に対応して複数設けることが好ましい。この際、前記異常検出手段は、複数ある前記ピペット群のうち、前記判定手段が異常を判定した前記ピペットを含む前記ピペット群に対してのみ前記異常検出処理を行うことが好ましい。
【００１８】
また、前記判定手段が異常を判定した際に、前記各ピペット内の圧力に異常が生じていることを報知する報知手段を設けるようにしてもよい。
【００１９】
さらに、前記異常検出処理の解除指示を前記異常検出処理手段に入力する解除指示入力手段を設け、前記異常検出処理手段は、前記解除指示が入力されるまで前記異常検出処理を続けることが好ましい。
【００２０】
また、前記異常検出処理手段が、前記異常検出処理に続いて、前記各ピペット内の圧力の異常を復帰させる復帰処理を行い、この復帰処理を行った後に前記異常検出処理を解除するようにしてもよい。
【００２１】
なお、前記駆動制御手段は、前記各ピペットを前記各出入口から引き抜く際に、前記各ピペット内と前記流路内とが減圧状態になるように前記各ポンプを制御することが好ましい。
【００２２】
また、本発明の送液方法は、試料の反応を検出するためのセンサ面に、複数の出入口を有する流路を対向させて配置し、前記各出入口のそれぞれにピペットを挿し込んで、少なくとも１つの前記ピペットから前記流路内に前記試料が溶解した試料溶液を吐出するとともに、残りの前記ピペットのうちの少なくとも１つで前記流路内の空気又は液体を吸引して前記センサ面に前記試料溶液を送液した後、前記各ピペットに吸引させて前記各ピペット内と前記流路内とを減圧状態にして、前記各ピペットを前記各出入口から引き抜くことを特徴とする。
【００２３】
さらに、前記試料溶液の吐出と、前記流路内の空気又は液体の吸引とは、前記各ピペットのそれぞれに加えられた圧力を電気信号に変換する複数の圧力センサからの前記電気信号に応じて制御されることが好ましい。
【００２４】
なお、前記試料溶液の吐出よりも、前記流路内の空気又は液体の吸引を強くし、前記流路内を減圧状態にして前記試料溶液を送液することが好ましい。
【００２５】
また、後述するリガンド固定化処理などの場合には、前記試料溶液を前記流路内に送液した後に、前記各ピペットの吸引と吐出とを交互に繰り返して、前記流路内の前記試料溶液を攪拌することが好ましい。
【００２６】
さらに、前記各圧力センサからの前記電気信号を基に、前記各ピペット内の圧力が異常か否かを判定し、少なくとも１つの前記ピペットについて異常が判定された際に、異常検出処理を行うことが好ましい。
【００２７】
なお、本発明の全反射減衰を利用した測定装置は、複数の出入口を有する流路と、試料の反応を検出するための薄膜層を一面に形成した誘電体ブロックとが対向して設けられたセンサユニットに対して、全反射条件を満足するように光を照射する光源と、前記センサユニットからの反射光を受光して電気信号に光電変換する検出手段と、前記各出入口に挿し込まれる複数のピペットからなるピペット群と、前記各ピペットのそれぞれに対応して設けられ、前記各ピペット内を加圧又は減圧して前記各ピペットに前記試料が溶解した試料溶液を吸引又は吐出させる複数のポンプと、前記各ポンプを独立に駆動させる駆動制御手段とを設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、各ピペット内を加圧又は減圧して各ピペットに試料溶液などの液体を吸引又は吐出させる複数のポンプと、各ポンプを独立に駆動させる駆動制御手段とを備えたので、例えば、流路から各ピペットを引き抜く際に、各ピペットに吸引させながら引き抜くことで、各ピペットの先端から液体が漏れ出ることを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
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とからなる。
【００３０】
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（薄膜層）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（誘電体ブロック）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が形成された流路部材４１とを備えている。
【００３１】
金属膜１３としては、例えば、金や銀などが使用され、その膜厚は、例えば、５０ｎｍ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。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（出入口）１６ａと、それを排出する排出口（出入口）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。
【００３２】
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３参照）。
【００３３】
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（ピペット群）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。
【００３４】
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。
【００３５】
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は、まず、リンカー膜２２に固定用バッファ液が送液され、リンカー膜２２を湿らせてリガンドを結合しやすくするリンカー膜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、固定用バッファ液によって流路１６が洗浄される。
【００３６】
固定用バッファ液や、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などは、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正（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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。この後、流路１６には、乾燥防止液が注入される。こうして、センサユニット１２は、センサ面１３ａが乾燥防止液に浸された状態で、測定までの間保管される。
【００３９】
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へ測定用バッファ液が注入される。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液が注入される。なお、最初に測定用バッファ液を注入する前に、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るまでの間行われる。これにより、基準レベル（ベースライン）の検出、アナライトとリガンドの反応状況（結合状況）、測定用バッファ液の注入による結合したアナライトとリガンドとの脱離までのＳＰＲ信号を測定することができる。
【００４０】
測定用バッファ液や、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液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液を使用することが好ましい。
【００４１】
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を注入したときの参照信号（ｒｅｆ信号）のレベルから推定し、測定データに対して補正（ＤＭＳＯ濃度補正）が行われる。
【００４２】
ここで、参照信号（ｒｅｆ信号）とは、後述するように、センサ面上に設けられリガンドが固定されない参照領域に対応するＳＰＲ信号であり、リガンドが固定されアナライトとの反応を生じる測定領域の測定信号（ａｃｔ信号）と比較参照される信号である。測定に際しては、前記測定信号と参照信号の２つの信号が検出され、データ解析に際しては、例えば、それら２つのＳＰＲ信号の差分を取り、これを測定データとして解析がなされる。こうすることで、例えば、複数のセンサセル間の個体差や、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ようにしている。
【００４３】
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液をセンサセル１７に注入して、このときのＤＭＳＯ濃度変化に応じた、ｒｅｆ信号のレベルとａｃｔ信号の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。
【００４４】
測定部３１は、照明部３２と検出器（検出手段）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）の変化として表れるので、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。
【００４５】
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。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１７に向けて光が照射される。なお、複数のセンサセル１７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１７に照射してもよいし、各センサセル１７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。
【００４６】
検出器３３は、光入射面１３ｂで反射する光を受光して、その光強度に応じたレベルの電気信号を出力する。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。検出器３３は、これらの様々な反射角の光線を受光する。センサ面１３ａ上の媒質に変化が生じると屈折率が変化して、反射光の光強度が減衰する光の入射角（ＳＰＲが発生する共鳴角）も変化する。センサ面１３ａ上にアナライトを送液すると、アナライトとリガンドの反応状況に応じてセンサ面１３ａ上の屈折率が変化するため、それに応じて共鳴角も変化する。
【００４７】
検出器３３は、例えば、ＣＣＤエリアセンサやフォトダイオードアレイが使用され、光入射面１３ｂにおいて様々な反射角で反射する反射光を受光し、それらを光電変換してＳＰＲ信号として出力する。リガンドとアナライトの反応状況は、この受光面内における反射光の減衰位置の推移として表れる。例えば、アナライトがリガンドと接触する前後では、センサ面１３ａ上の屈折率が異なり、ＳＰＲが発生する共鳴角が異なる。そして、アナライトがリガンドと接触して反応を開始すると、それに応じて共鳴角が変化を開始し、前記受光面内における反射光の減衰位置が移動し始める。こうして得た反応状況を表すＳＰＲ信号が、データ解析機に出力される。データ解析工程では、測定機１１で得たＳＰＲ信号を解析して、アナライトの特性を分析する。
【００４８】
なお、測定部３１の構成が明確になるように、便宜的に、図１では、光入射面１３ｂへの入射光線およ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および検出器３３を配置した形態で示しているが、図２に示すように、実際には、入射光線およ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および検出器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。
【００４９】
図２に示すように、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測定領域（ａｃｔ領域）２２ａと、リガンドが固定されず、前記測定領域の信号測定に際しての参照信号を得るための参照領域（ｒｅｆ領域）２２ｂとが形成される。このｒｅｆ領域２２ｂ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ａｃｔ領域２２ａとなり、残りの半分がｒｅｆ領域２２ｂとなる。
【００５０】
検出器３３は、ａｃｔ領域２２ａに対応するＳＰＲ信号をａｃｔ信号として出力し、ｒｅｆ領域２２ｂに対応するＳＰＲ信号をｒｅｆ信号として出力する。これら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、ほぼ同時に計測される。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、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、上述したとおり、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できるので、精度の高い測定が可能になる。
【００５１】
照明部３２及び検出器３３は、これら各ａｃｔ信号及びｒｅｆ信号の２チャンネルの計測を行うことができるように構成されている。例えば、照明部３２を、１個の発光素子を反射ミラーなどを用いて、ａｃｔ領域２２ａとｒｅｆ領域２２ｂのそれぞれに向けて入射する複数の光線に分光する。そして、各チャンネル用の複数のフォトダイオードアレイで構成した検出器３３により、各光線をそれぞれ受光する。
【００５２】
また、検出器３３として、ＣＣＤエリアセンサを用いた場合には、同時に受光した各チャンネルの反射光を画像処理によってａｃｔ信号とｒｅｆ信号として認識することもできる。しかし、こうした画像処理による方法が難しい場合には、ａｃｔ領域２２ａとｒｅｆ領域２２ｂに対して入射させるタイミングを微小時間ずらして、各チャンネルの信号を受光するようにしてもよい。入射タイミングをずらす方法としては、例えば、光路上に、配置角度が１８０度ずれた位置に２つの孔が形成された円板を配置し、この円板を回転させることにより、各チャンネルの入射タイミングがずらされる。各孔は、中心からの距離が各領域２２ａ、２２ｂの間隔だけ異なる位置に配置されており、これにより、一方の孔が光路内に進入したときには、ａｃｔ領域２２ａに光線が入射し、他方の孔が光路内に進入したときには、ｒｅｆ領域２２ｂに光線が入射する。
【００５３】
図３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の底面とプリズム１４の上面とを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。
【００５４】
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、長尺状に形成されており、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、例えば、ゴムやＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）などといった弾性材料で成形されている。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との接合面の隙間を埋め、各流路１６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の数が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。
【００５５】
プリズム１４には、その上面に、蒸着によって金属膜１３が形成されている。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およびプリズム１４が一体化される。
【００５６】
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。センサユニット１２は、図示を省略したホルダに収納された状態で、固定機１０や測定機１１にセットされる。突部１４ｂは、このホルダに形成されたスリットと嵌合することにより、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。
【００５７】
なお、プリズム１４には、例えば、ホウケイクラウン（ＢＫ７）やバリウムクラウン（Ｂａｋ４）などに代表される光学ガラスや、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネイト（ＰＣ）、非晶性ポリオレフィン（ＡＰＯ）などに代表される光学プラスチックなどを用いることができる。
【００５８】
保持部材４２の上面には、各流路１６の注入口１６ａおよび排出口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および排出口１６ｂと接合して、受け入れ口４２ｂと流路１６とが連結される。
【００５９】
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およびボス４２ｃに対応する位置に穴が空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。
【００６０】
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、例えば、ゴムやプラスチックなどの弾性材料で成形されており、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。
【００６１】
なお、センサユニット１２のプリズム１４や保持部材４２などに、例えば、非接触式のＩＣメモリであるＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）タグなどを取り付けるようにしてもよい。例えば、読み込み専用のＲＦＩＤタグにセンサユニット１２毎の固有のＩＤ番号を書き込んでおき、各工程を行う前にこのＩＤ番号を読み込むことで、センサユニット１２の識別を行うことができる。これにより、複数のセンサユニット１２に対して同時に固定や測定を行う場合にも、間違ったアナライトの注入や、測定結果の取り違えなどといった問題の発生を防止することができる。さらには、読み書き可能なＲＦＩＤタグを用いて、例えば、固定したリガンドの種類やリガンドを固定させた日時、及び反応させたアナライトの種類などを、各工程毎に書き込んでいくようにしてもよい。
【００６２】
図４は、固定機１０の構成を概略的に示す構成図である。固定機１０は、略円錐筒状に形成されたピペットチップ５０を着脱自在に保持するピペットヘッド５１と、ピペットチップ５０内を加圧又は減圧してピペットチップ５０に液体の吸引と吐出とを行わせるポンプ５２と、このポンプ５２を駆動するポンプドライバ５３と、ピペットヘッド５１を前後左右上下の３方向に移動させるヘッド移動機構５４と、固定機１０の各部を統括的に制御するコントローラ５５とを有している。
【００６３】
ピペットヘッド５１には、略円筒状に突出した２つのノズル６０が形成されている。各ノズル６０の外径は、ピペットチップ５０の内径とほぼ一致している。ピペットチップ５０は、各ノズル６０に挿し込まれた際に、ノズル６０との機械的な嵌め合いによってピペットヘッド５１に保持される。すなわち、各ピペット１９ａ、１９ｂは、各ノズル６０にピペットチップ５０を挿し込むことによって構成される。また、ピペットヘッド５１には、図示を省略したリリース機構が設けられており、各ノズル６０に挿し込まれたピペットチップ５０を押し下げて、ピペットチップ５０をピペットヘッド５１から取り外す。ピペットチップ５０は、送液する液体と直接接触するので、このピペットチップ５０を介して異種の液体の混液が生じないように、送液毎に交換される。
【００６４】
各ピペット１９ａ、１９ｂ毎に設けられた２つのポンプ５２には、例えば、シリンダとピストンとからなる、いわゆるシリンジポンプを用いることができる。各ポンプ５２は、配管６１、６２と、ピペットヘッド５１とを介して、それぞれ各ノズル６０に接続されている。各ポンプ５２は、各ノズル６０へと至る配管経路内を減圧することによって各ピペット１９ａ、１９ｂに液体を吸引させるとともに、配管経路内を加圧することによって各ピペット１９ａ、１９ｂに吸引した液体を吐出させる。また、配管６１と配管６２との間には、三又の分岐配管６３が設けられている。各分岐配管６３は、各ポンプ５２による圧力変動を２方向に分け、一方を配管６２を介してピペットヘッド５１に伝えるとともに、他方を配管６４を介して各圧力センサ６５に伝える。
【００６５】
各圧力センサ６５は、各ポンプ５２によって各配管内に加えられる圧力を電気信号に変換し、この電気信号（以下、「圧力測定信号」と称す）をコントローラ５５に出力する。なお、圧力センサ６５には、例えば、半導体ダイアフラム式圧力センサや静電容量式圧力センサなどの周知の圧力センサを用いればよい。
【００６６】
コントローラ５５は、各ポンプ５２の駆動信号をポンプドライバ５３に送信し、吸い込みや吐き出しのタイミング、及び吸い込み量や吐き出し量などを制御する。ポンプドライバ５３は、コントローラ５５からの駆動信号に基づいて各ポンプ５２をそれぞれ独立に駆動させ、各ピペット１９ａ、１９ｂに液体の吸引・吐出を行わせる。すなわち、請求項記載の駆動制御手段は、ポンプドライバ５３とコントローラ５５とによって構成される。この際、コントローラ５５は、各圧力センサ６５からの圧力測定信号を基に、各ポンプ５２の駆動信号にフィードバックをかける。これにより、目標とした圧力値で各ピペット１９ａ、１９ｂに液体の吸引・吐出を正確に行わせることができる。
【００６７】
また、コントローラ５５は、各圧力センサ６５からの圧力測定信号を基に、各ピペット１９ａ、１９ｂ内の圧力が異常か否かを判定する。例えば、ピペットチップ５０の各挿し込み部分などで液漏れが発生していると、目標とした圧力値よりもかなり低い圧力値が測定される。反対に、ピペットチップ５０が目詰まりなどを起こしていると、目標とした圧力値よりも高い圧力値が測定される。このように、圧力測定信号を測定することによって、液漏れなどの送液異常を検出することもできる。なお、各ピペット１９ａ、１９ｂの圧力異常は、例えば、測定した圧力値が、目標とした圧力値に対して所定の誤差範囲内にあるか否かを調べればよい。
【００６８】
コントローラ５５には、警告灯（報知手段）６６と操作入力部（解除指示入力手段）６７とが接続されている。コントローラ５５は、測定した圧力値が異常であると判定した際に、警告灯６６を点灯させ、各ピペット１９ａ、１９ｂ内の圧力に異常が生じたことを報知する。なお、警告灯６６は、例えば、各ピペット１９ａ、１９ｂに応じた２つの光源を設け、各ピペット１９ａ、１９ｂのどちらに異常が生じたかが分かるようにしておくことが好ましい。操作入力部６７は、例えば、キーボードやマウス、及びタッチパネルなどの周知の入力手段であり、固定機１０に種々の操作指示を入力する。
【００６９】
ヘッド移動機構５４は、例えば、搬送ベルト、プーリ、キャリッジ、モータなどから構成される周知の移動機構であり、コントローラ５５の制御の下、ピペットヘッド５１を前後左右上下の３方向に移動させる。固定機１０には、流路１６へ注入する種々の液体（リガンド溶液、洗浄液、固定用バッファ液、乾燥防止液、活性化液、ブロッキング液など）を保管する複数の液保管部や、複数のピペットチップ５０を保管するピペットチップ保管部など（いずれも図示は省略）が設置されており、ヘッド移動機構５４は、これらの各部や固定機１０にセットされたセンサユニット１２などにピペットヘッド５１をアクセスさせる。
【００７０】
次に、図５に示すフローチャートを参照しながら、上記構成による固定機１０の作用について説明する。センサユニット１２に固定工程を施す際には、まず、センサユニット１２を図示せぬホルダに収納し、そのホルダを固定機１０の所定の載置スペースにセットする。センサユニット１２がセットされた後、操作入力部６７を介してオペレータからの固定開始指示が入力されると、固定機１０が固定工程を開始する。
【００７１】
コントローラ５５は、固定開始指示が入力されたことに応答してヘッド移動機構５４を駆動し、ピペットヘッド５１をリンカー膜２２の活性化液を保管する液保管部に移動させる。ピペットヘッド５１を液保管部にアクセスさせたコントローラ５５は、ポンプドライバ５３を介してピペット１９ａのポンプ５２を駆動し、ピペット１９ａに所定量の活性化液を吸引させる。ピペット１９ａに活性化液を吸引させたコントローラ５５は、ピペットヘッド５１をセンサユニット１２に移動させ、ピペット対１９を流路１６の注入口１６ａ、及び排出口１６ｂに挿入する。
【００７２】
ピペット対１９を流路１６に挿入させたコントローラ５５は、ピペット１９ａが吐出し、ピペット１９ｂが吸引するように各ポンプ５２を駆動させる。ピペット１９ａは、ピペットチップ５０内に保持した活性化液を吐出して流路１６に注入し、ピペット１９ｂは、流路１６内の空気、もしくは予め注入されていた洗浄液などを吸引して流路１６から排出させる。これにより、流路１６内の流体が、空気又は洗浄液などから活性化液に入れ換えられ、リンカー膜２２が活性化される。この際、図６の矢線Ａ区間に示すように、排出側であるピペット対１９ｂの吸引力を若干強めにして、流路内の空気や洗浄液などを積極的に吸い出すようにしてもよい。これにより、流路内にある流体が確実に排出されるようになるので、例えば、洗浄液などの液体が吸い出しきれずに流路内に残って、次に送液される液体と混ざり合ってしまうことが防止される。
【００７３】
コントローラ５５は、ピペット対１９に吸引・吐出させると同時に各圧力センサ６５からの圧力測定信号をモニタし、ピペット１９ａの吐出、及びピペット１９ｂの吸引が目標の圧力値で行われるように各ポンプ５２の駆動信号にフィードバックをかける。これにより、各ピペット１９ａ、１９ｂによる液体の吸引・吐出が、目標とした圧力値で正確に行われ、送液する液体の流速や送液時間などを厳密に管理することができるようになる。また、コントローラ５５は、各圧力センサ６５からの圧力測定信号を基に、各ピペット１９ａ、１９ｂ内の圧力が異常か否かを判定し、液漏れなどの送液異常を検出する。
【００７４】
この際、各ピペット１９ａ、１９ｂの一方にでも異常を検出したコントローラ５５は、ポンプドライバ５３に各ポンプ５２の停止を指示し、流路１６への送液を止めるとともに、警告灯６６を点灯させて異常が生じていることをオペレータなどに報知する。すなわち、コントローラ５５は、駆動制御手段、及び判定手段として機能するとともに、異常検出処理手段としても機能する。
【００７５】
このように、異常検出処理を行って、異常をオペレータに認識させることで、異常が生じたことに気付かぬまま固定工程を終了してしまうことを防止することができる。また、各部の点検や修理などといった対応を迅速に取ることができるので、無意味に時間を費やしてしまうことも防ぐことができる。なお、各ピペット１９ａ、１９ｂや流路１６に過大な圧力が加わらないように、各ポンプ５２に圧力の上限を制御するリミッタなどを設けるようにしてもよい。
【００７６】
流路１６への活性化液の注入が終了すると、コントローラ５５は、図６の矢線Ｂ区間に示すように、各ピペット１９ａ、１９ｂの両方に弱めの吸引力を与えて各ピペット１９ａ、１９ｂ、及び流路１６を減圧状態にする。コントローラ５５は、各部を減圧状態にした状態でヘッド移動機構５４を駆動させ、流路１６から各ピペット１９ａ、１９ｂを引き抜く。各ピペット１９ａ、１９ｂには、吸引力が与えられているので、引き抜いた際に各ピペット１９ａ、１９ｂの先端から液体が漏れ出ることが防止される。また、減圧状態にある流路１６が大気圧に戻る際に、各流路１６内の液面が空気によって押し下げられるので、各ピペット１９ａ、１９ｂとの液切れがよくなり、外面に付着した液体の滴下も抑えることができる。
【００７７】
各ピペット１９ａ、１９ｂを流路１６から引き抜いたコントローラ５５は、ピペットヘッド５１を廃却部に移動させ、活性化液に浸された各ピペットチップ５０をリリースさせる。各ピペットチップ５０をリリースさせたコントローラ５５は、ピペットヘッド５１をピペットチップ保管部に移動させ、各ノズル６０に未使用のピペットチップ５０を挿し込んで、次に注入するリガンド溶液２１のためにピペットチップ５０を交換する。なお、各ピペットチップ５０をリリースする際に、各ピペットチップ５０をピペットチップ保管部に戻し、注入する液体毎に専用のピペットチップ５０を設けるようにしてもよい。
【００７８】
ピペットチップ５０の交換を行わせたコントローラ５５は、リガンド溶液２１を保管する液保管部にピペットヘッド５１を移動させて、各ピペット１９ａにリガンド溶液２１を吸引させる。リガンド溶液２１を吸引させたコントローラ５５は、ピペットヘッド５１をセンサユニット１２に移動させ、活性化液と同様の手順で各ピペット１９ａ、１９ｂの流路１６への挿し込み、リガンド溶液２１の注入、送液異常の検出、及び各ピペット１９ａ、１９ｂの流路１６からの引き抜きを行って、リンカー膜２２にリガンド２１ａを固定させる固定化処理を施す。なお、各ピペット１９ａ、１９ｂを引き抜く前に、各ピペット１９ａ、１９ｂに吸引と吐出とを交互に繰り返させて、流路１６内に注入したリガンド溶液２１を攪拌することが好ましい。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。
【００７９】
図７は、ピペット群としてのピペット対１９を複数設けた例を示す説明図である。なお、上記実施形態と機能・構成上同一のものについては、同符号を付し、詳細な説明を省略する。図７の固定機１００には、センサユニット１２の各流路１６に合わせた３組のピペット対１９を有するピペットヘッド１０２と、各ピペット１９ａ、１９ｂに液体の吸引と吐出とを行わせるポンプ５２と、これらの各ポンプ５２を駆動するポンプドライバ５３と、ピペットヘッド１０２を前後左右上下の３方向に移動させるヘッド移動機構５４と、固定機１００の各部を統括的に制御するコントローラ１０４とが設けられている。また、コントローラ１０４には、上記実施形態と同様に、警告灯６６と操作入力部６７とが接続されている。
【００８０】
操作入力部６７を介して固定開始指示が入力された固定機１００のコントローラ１０４は、上述のようにリンカー膜２２の活性化、及びリガンドの固定化を行う。この際、固定機１００は、センサユニット１２に含まれる各流路１６に各ピペット対１９をそれぞれ挿し込み、各センサセル１７に対して同時に固定化処理を行う。上記実施形態では、ピペットヘッド５１に１組のピペット対１９が設けられているだけである。一方、本例では、各センサセル１７に対して同時に固定化処理を行うことができるので、固定化処理に掛かる時間を短縮することができる。
【００８１】
コントローラ１０４は、各流路１６に送液を行う際、各圧力センサ６５からの圧力測定信号を基に、各ピペット１９ａ、１９ｂ内の圧力が異常か否かを判定し、液漏れなどの送液異常を検出する。異常を検出したコントローラ１０４は、各ピペット対１９のうち、異常が検出されたピペット１９ａ、１９ｂを含むピペット対１９の送液を停止するとともに、警告灯６６を点灯させて異常が生じていることをオペレータなどに報知する。
【００８２】
また、コントローラ１０４は、操作入力部６７から解除指示が入力されるまで異常検出処理を続け、異常が検出されたピペット対１９を停止させたままにする。これにより、例えば、複数のセンサユニット１２に続けて固定化処理を行う場合などに、異常のあるピペット対１９によって不用意に送液が行われることを防止することができる。異常のあるピペット対１９で送液を行ってしまうと、コントローラ１０４によって再び異常が判定されるまでの間に、液体が流路１６内に送り込まれ、その液体によってリンカー膜２２の結合基の変性や失活を招いてしまう恐れがある。
【００８３】
リンカー膜２２の結合基が変性又は失活してしまうと、後で固定化処理をやり直したとしても、正常に測定を行うことができない。このように、異常が検出されたピペット対１９を停止させたままにしておくことによって、測定不具合を未然に防止し、信頼性の高い固定機１００を提供することができる。なお、解除指示は、異常を解消した後、操作入力部６７を介してオペレータが入力するようにすればよい。
【００８４】
なお、本例では、コントローラ１０４が圧力の異常を判定した際に、異常が検出されたピペット１９ａ、１９ｂを含むピペット対１９の送液のみを停止するようにしているが、少なくとも１つのピペット１９ａ、１９ｂに異常が検出されたことに応じて、全てのピペット対１９を停止させるようにしてもよい。但し、本例で示すように、異常が検出されたピペット１９ａ、１９ｂを含むピペット対１９の送液のみを停止させることで、正常に動作している他のピペット対１９に影響を与えることなく固定化処理を進めることができるので、全てのピペット対１９を停止させる場合と比較して、より迅速に処理を進めることができる。
【００８５】
また、本例では、操作入力部６７を介して解除指示が入力されたことに応じて異常検出処理を解除するようにしているが、これに限ることなく、例えば、各ピペット１９ａ、１９ｂの異常を復帰させる復帰処理をコントローラ１０４に行せ、この復帰処理を行った後にコントローラ１０４に異常検出処理を解除させるようにしてもよい。この際、復帰処理としては、例えば、ピペットチップ５０の交換やポンプ５２からノズル６０へと至る各配管経路の洗浄などが挙げられる。
【００８６】
各ピペット１９ａ、１９ｂの圧力異常が、ピペットチップ５０の目詰まりやピペットチップ５０の装着不良などによるものであれば、ピペットチップ５０の交換を行うことで異常を復帰させることができる。一方、各ピペット１９ａ、１９ｂの圧力異常が、配管経路に付着した異物などによるものであれば、配管経路の洗浄を行うことで異常を復帰させることができる。なお、配管経路の洗浄は、例えば、各ピペット１９ａ、１９ｂから洗浄液などを吸引し、各配管内を流して再び各ピペット１９ａ、１９ｂから吐出させればよい。
【００８７】
このように復帰処理を行うことによって、オペレータの手を煩わせることなく、各ピペット１９ａ、１９ｂの圧力異常を自動で復帰させ、次のセンサユニット１２などに対して正常に固定化処理を行うことができるようになる。なお、復帰処理を行うタイミングは、コントローラ１０４が圧力の異常を判定した直後でもよいし、異常が判定されたセンサユニット１２への固定化処理が終わった後でもよい。また、復帰処理による異常検出処理の解除と、操作入力部６７による異常検出処理の解除とを択一的に選択できるようにしてもよい。
【００８８】
なお、上記各実施形態では、測定された圧力値が異常であることをコントローラが判定した際に、各ポンプ５２の駆動を停止し、流路１６への送液を止めることを異常検出処理としているが、これに限ることなく、例えば、異常が生じたピペット、時間、動作タイミング（どの液体を送液していたときか）などといった情報の記録を異常検出処理として行うようにしてもよい。このように記録を残し、異常のあったセンサセル１７を後から識別できるようにしておけば、前述と同様に、異常が生じたことに気付かぬまま固定工程を終了してしまうことなどを防止することができる。
【００８９】
また、上記各実施形態では、報知手段として警告灯６６を示しているが、これに限ることなく、例えば、スピーカなどから警告音を発するようにしてもよいし、液晶表示器などに警告メッセージを表示するようにしてもよい。
【００９０】
また、上記各実施形態では、注入口１６ａと排出口１６ｂとの２つの出入口を有する流路１６を用い、２つのピペット１９ａ、１９ｂを有するピペット対１９をピペット群として示しているが、流路に含まれる出入口の数やピペット群に含まれるピペットの数は、これに限ったものではない。例えば、図８に示すように、出入口とピペットとをそれぞれ３つずつ設けるようにしてもよい。センサユニット１２０の流路部材１２１には、３つの出入口１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃを有する流路１２２が形成されている。一方、ピペットヘッド１２３には、３つのノズル１２４が設けられており、各ノズル１２４のそれぞれにピペットチップ１２５が挿し込まれて３つのピペット１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃからなるピペット群１２６が構成されている。センサユニット１２０には、各出入口１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃの間にそれぞれ位置するように、２つのリンカー膜１２７が形成されており、各ピペット１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃの組み合わせによって各リンカー膜１２７に一度に送液することもできるし、個別に送液することもできる。
【００９１】
さらに、上記各実施形態では、固定機のピペット対１９に本発明を適用した例を示したが、もちろん測定機１１のピペット対２６に本発明を適用してもよい。さらには、ピペットチップを用いる他の送液装置、例えば、図９に示すようなハンドヘルドタイプのピペッターなどに本発明を適用してもよい。
【００９２】
図９は、ピペッター１４０の構成を示す外観斜視図である。ピペッター１４０は、液体を吸引・吐出する６つのノズル１４１が形成されたヘッド部１４２と、各ノズル１４１の吸引・吐出などを制御するコントローラ１４３などを収納した本体部１４４と、ヘッド部１４２と本体部１４４とを接続する接続部１４５とからなる。接続部１４５は、略筒状に形成されており、ヘッド部１４２と本体部１４４とを機械的に接続するとともに、その内部に各種の配線を収容してヘッド部１４２と本体部１４４とを電気的にも接続する。
【００９３】
各ノズル１４１には、略円錐筒状のピペットチップ１４６が挿し込まれる。各ピペットチップ１４６は、各ノズル１４１に嵌入し、着脱自在にヘッド部１４２に保持される。ヘッド部１４２の内部には、各ノズル１４１のそれぞれに対応して、シリンダ１４８とピストン１４９とからなるシリンジポンプ１４７が設けられている。ピストン１４９には、図示を省略したスライド移動機構が接続されている。スライド移動機構は、コントローラ１４３からの駆動信号に応じて、ピストン１４９をスライド移動させ、シリンダ１４８内の圧力を変動させる。ノズル１４１は、この圧力変動に応じて液体の吸引・吐出を行う。なお、スライド移動機構には、ラックアンドピニオンなどの周知の機構を用いればよい。各シリンジポンプ１４７は、三又の分岐配管１５０を介して各ノズル１４１に接続されている。各分岐配管１５０は、各シリンジポンプ１４７による圧力変動を２方向に分け、一方をノズル１４１に伝えるとともに、他方を圧力センサ１５１に伝える。圧力センサ１５１は、シリンジポンプ１４７によって加えられる圧力を電気信号に変換し、この信号をコントローラ１４３に出力する。
【００９４】
本体部１４４には、操作入力部１５５と、スタートボタン１５６と、ＬＣＤパネル１５７とが設けられている。操作入力部１５５には、各種のボタン１５５ａが配設されており、これらのボタン１５５ａを押圧操作することによって、例えば、ピペッター１４０の動作モードなどといった設定項目を入力することができる。なお、ピペッター１４０の動作モードには、例えば、設定した容量の液体をピペットチップ１４６内に吸引させて一度に吐出するピペッティングモードや、ピペットチップ１４６内の液体を等量に分注する等量連続分注モードなどがある。
【００９５】
ＬＣＤパネル１５７には、メニューリストなどが表示される。オペレータは、このＬＣＤパネル１５７を見ながら、前述の動作モードなどを設定することができる。スタートボタン１５６は、その押圧操作に応じてコントローラ１４３に送液動作の開始を入力する。コントローラ１４３は、スタートボタン１５６の押圧操作に応答し、予め設定された動作モードに基づいて各シリンジポンプ１４７の駆動を制御する。また、オペレータが本体部１４４を手で持ってピペッター１４０に送液動作を行わせる際に、不慮の落下を防止するため、本体部１４４には、フック１５８が形成されている。
【００９６】
例えば、センサユニット１２の各流路１６に各ピペットチップ１４６の先端を挿し込んで送液動作させることにより、このように構成されたピペッター１４０でも、上述した固定機１０と同様の効果を得ることができる。
【００９７】
なお、上記各実施形態では、誘電体ブロックとしてプリズム１４を示しているが、誘電体ブロックには、この他に、光学ガラスや光学プラスチックなどを板状にしたものや、これらの板状のものとプリズムとを光学面平滑剤（例えば、光学マッチングオイル）で一体化させたものなどを含めるものとする。
【００９８】
また、上記各実施形態では、全反射減衰を利用した測定装置の一例として、ＳＰＲ測定装置を示したが、全反射減衰を利用した測定装置としては、この他に、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透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、導波モードが励起されると、前記光入射面における反射光が大きく減衰する。導波モードが励起される入射角は、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。この反射角の減衰を検出することにより、前記センサ面上の化学反応が測定される。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】ＳＰＲ測定方法の説明図である。
【図２】１つのセンサセルを抜き出して説明する説明図である。
【図３】センサユニットの概略構成を示す分解斜視図である。
【図４】固定機の構成を概略的に示す構成図である。
【図５】固定工程の手順を示すフローチャートである。
【図６】圧力センサの出力信号の一例を示すグラフである。
【図７】ピペット対を複数設けた例を示す説明図である。
【図８】ピペットヘッドとセンサユニットの他の例を示す説明図である。
【図９】ピペッターの構成を示す外観斜視図である。
【符号の説明】
【０１００】
１０、１００  固定機
１１  測定機
１２、８０  センサユニット
１３  金属膜（薄膜層）
１４  プリズム（誘電体ブロック）
１６、８２  流路
１６ａ  注入口（出入口）
１６ｂ  排出口（出入口）
１９  ピペット対（ピペット群）
１９ａ  ピペット
１９ｂ  ピペット
３２  照明部
３３  検出器（検出手段）
３４  光源
５２  ポンプ
５３  ポンプドライバ（駆動制御手段）
５５、１０４  コントローラ（駆動制御手段、判定手段、異常検出処理手段）
６５  圧力センサ
６６  警告灯（報知手段）
６７  操作入力部（解除指示入力手段）
１２６  ピペット群
１２６ａ  ピペット
１２６ｂ  ピペット
１２６ｃ  ピペット
１４０  ピペッター
１４３  コントローラ
１４７  シリンジポンプ
１５１  圧力センサ
【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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