(57)【要約】【課題】  測定作業を遅滞させることなく、センサの固定量を測定する。【解決手段】  未固定のセンサユニットを測定機の測定ステージにセットして、固定前のＳＰＲ信号Ｓ１を検出する。このＳ１をＨＤＤに書き込む。センサユニット１２を測定ステージから取り外し、固定機の固定ステージにセットして、リガンドの固定を行う。固定化完了後、固定済みのセンサユニットを再び測定ステージにセットして、固定後のＳＰＲ信号Ｓ２を検出する。このＳ２をＨＤＤに書き込む。信号処理部は、これら固定前後のＳＰＲ信号Ｓ１，Ｓ２を比較して、固定量を算出する。時間のかかる固定処理は、測定ステージとは別の固定ステージで行われるので、固定化を行っている間、測定ステージが占有されることがなくなり、測定作業が滞ってしまうことがない。【選択図】        図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明な誘電体上に形成され一方の面が試料の反応を検知するためのセンサ面となる薄膜を持ち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させたときにその反射光が全反射減衰を生じるセンサがセットされ、前記センサ面へ試料を送液して固定化する試料固定化処理を行う固定ステージと、
前記固定ステージにおいて前記試料固定化処理が施された前記センサがセットされ、前記光入射面に向けて光を照射する光源と、前記光入射面で反射する反射光を受光し、前記反射光の減衰状況を検出して、その検出信号を出力する検出器とが配置される信号検出ステージと、
前記検出信号に基づいて、前記センサ面に固定された試料の固定量を求める固定量算出部とからなるセンサの固定量測定装置。
【請求項２】
前記試料固定化処理を行う前に、前記試料が未固定の前記センサを前記信号検出ステージにセットして固定前の前記検出信号を取得し、この後、前記センサに対して前記固定ステージにおいて前記試料固定化処理を施し、再び前記信号検出ステージにセットして固定後の前記検出信号を取得し、これら固定前後の各検出信号を比較して、前記固定量を求めることを特徴とする請求項１記載のセンサの固定量測定装置。
【請求項３】
前記センサ面には、前記試料との固定反応を生じる測定領域と、前記試料との固定反応を生じない参照領域とが設けられており、前記検出器は、前記測定領域及び前記参照領域の各々の裏面で反射した各反射光を受光して、前記測定領域に対応する前記検出信号である測定信号と、前記参照領域に対応する前記検出信号である参照信号とを出力し、前記固定量算出部は、これら測定信号と参照信号とに基づいて、前記固定量を求めることを特徴とする請求項１又は２記載のセンサの固定量測定装置。
【請求項４】
前記固定量の測定を行う前に、前記検出器における、前記測定領域の裏面で反射する反射光の受光位置と、前記参照領域の裏面で反射する反射光の受光位置との差を予め求めておき、前記固定量算出部は、その差に応じて、算出した固定量を補正することを特徴とする請求項３記載のセンサの固定量測定装置。
【請求項５】
測定した固定量が所定値以下の場合に警告する警告手段を設けたことを特徴とする請求項１〜４いずれか記載のセンサの固定量測定装置。
【請求項６】
前記固定ステージと前記信号検出ステージとは、それぞれ別々の筐体に設けられていることを特徴とする請求項１〜５いずれか記載のセンサの固定量測定装置。
【請求項７】
前記固定ステージと前記信号検出ステージとは、同一の筐体に設けられていることを特徴とする請求項１〜５いずれか記載のセンサの固定量測定装置。
【請求項８】
前記センサは、前記誘電体と、前記センサ面と対向する位置に配置され前記試料を前記センサ面へ送液する流路が形成された流路部材とが一体化されたセンサユニットであることを特徴とする請求項１〜７いずれか記載のセンサの固定量測定装置。
【請求項９】
前記センサは、前記薄膜として金属膜が使用され、前記センサ面において表面プラズモン共鳴現象を発生させるＳＰＲセンサであることを特徴とする請求項１〜８いずれか記載のセンサの固定量測定装置。
【請求項１０】
透明な誘電体上に形成され一方の面が試料の反応を検知するためのセンサ面となる薄膜を持ち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させたときにその反射光が全反射減衰を生じるセンサを固定ステージにセットして、前記センサ面へ試料を送液して固定化する固定ステップと、
前記試料が固定された固定済みの前記センサを前記固定ステージとは異なる信号検出ステージにセットし、前記光入射面に向けて光を照射して前記光入射面で反射する反射光を受光し、前記反射光の減衰状況を検出器によって検出してこれを検出信号として出力する信号検出ステップと、
前記検出信号に基づいて、前記センサ面に固定された試料の固定量を求める固定量算出ステップとからなるセンサの固定量測定方法。
【請求項１１】
前記固定ステップを実行する前に、前記試料が未固定の前記センサを前記信号検出ステージにセットして、固定前の検出信号を取得し、この後、前記センサに対して前記試料固定化処理を施し、再び前記信号検出ステージにセットして固定後の前記検出信号を取得し、これら固定前後の前記検出信号を比較して、前記固定量を測定することを特徴とする請求項１０記載のセンサの固定量測定方法。
【請求項１２】
前記センサ面には、前記試料との固定反応を生じる測定領域と、前記試料との固定反応を生じない参照領域とが設けられており、前記検出器は、前記測定領域及び前記参照領域の各々の裏面で反射した各反射光を受光して、前記測定領域に対応する検出信号である測定信号と、前記参照領域に対応する前記検出信号である参照信号とを出力し、前記固定量算出部は、これら測定信号と参照信号とに基づいて、前記固定量を求めることを特徴とする請求項１０又は１１記載のセンサの固定量測定方法。
【請求項１３】
前記固定量の測定を行う前に、前記検出器における、前記測定領域の裏面で反射する反射光の受光位置と、前記参照領域の裏面で反射する反射光の受光位置との差を予め求めておき、求めた各受光位置の差に応じて、前記固定量を補正することを特徴とする請求項１２記載のセンサの固定量測定方法。
【請求項１４】
前記センサは、前記薄膜として金属膜が使用され、前記光入射面への光の入射によって前記センサ面において表面プラズモン共鳴現象を発生させるＳＰＲセンサであることを特徴とする請求項１０〜１３いずれか記載の固定量測定方法。
【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た試料の反応測定に用いるセンサに固定される試料の固定量を測定するセンサの固定量測定装置及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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う場合において、試料の反応を測定する測定装置として、全反射減衰を利用した測定装置が知られている。
【０００３】
全反射減衰を利用した測定装置は、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させ、その反射光の減衰状況を検出することにより前記反応を測定する。こうした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測定装置という）がある。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】
ＳＰＲ測定装置は、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ＳＰＲを発生させ、そこで生じる物質の反応状況をＳＰＲを検出することにより測定する。
【０００５】
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。
【０００６】
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、エバネッセント波およ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。
【０００７】
生化学分野の実験や研究においては、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。
【０００８】
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。
【０００９】
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、透明な誘電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、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）が行われるが、下記特許文献１記載のＳＰＲ装置では、このリガンド固定処理についても、チップ型センサを測定ステージに装着した状態で行われる。
【００１０】
このチップ型センサは、センサ面が露出されており、前記流路は、センサ面と対向する部位が開放されている。チップ型センサが測定ステージに装着されると、センサ面によって流路の開放部位が覆われて、流路が密閉される。これにより、流路への送液が可能となる。こうした状態で、流路へリガンドを注入して固定処理が行われ、引き続きアナライトが注入されて測定処理が行われる。
【００１１】
センサ面へのリガンドの固定量は固定手順を同一に行っていれば基本的にばらつきが少なく、理論値と、実測した固定量との間にさほど差が生じることはない。しかし、装置の出荷時やメインテナンス時には、装置が正常に動作して固定処理が正常に行われているかどうか（理論値通りの固定量が得られているか）を調べたり、また、アナライトとリガンドの相互作用をより高い精度で測定及び分析を行うために、リガンドの固定量の実測が行われる。
【００１２】
リガンドの固定量測定は、アナライトとリガンドの反応測定と同じように、前記測定ステージにチップ型センサをセットして、固定処理を行った後、そのチップ型センサからＳＰＲ信号を検出することにより行われる。
【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】
【００１３】
しかしながら、固定処理は、リガンド溶液を注入後、固定化が進行し完了するまでに１時間程度を要し、数分程度で終了する測定処理と比べて非常に時間がかかる。このため、上記装置のように、固定処理と測定処理とを同一の測定ステージで行うとなると、固定処理を行っている間、測定ステージが占有されてしまうため、その間、他のセンサの測定処理などを行うことができなくなり、作業が滞りがちになってしまうという問題があった。
【００１４】
本発明は、測定作業を遅滞させることなく、センサの固定量測定を行うことができる固定量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】
【００１５】
本発明の固定量測定装置は、透明な誘電体上に形成され一方の面が試料の反応を検知するためのセンサ面となる薄膜を持ち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させたときにその反射光が全反射減衰を生じるセンサがセットされ、前記センサ面へ試料を送液して固定化する試料固定化処理を行う固定ステージと、前記固定ステージにおいて前記試料固定化処理が施された前記センサがセットされ、前記光入射面に向けて光を照射する光源と、前記光入射面で反射する反射光を受光し、前記反射光の減衰状況を検出して、その検出信号を出力する検出器とが配置される信号検出ステージと、前記検出信号に基づいて、前記センサ面に固定された試料の固定量を求める固定量算出部とからなることを特徴とする。
【００１６】
前記試料固定化処理を行う前に、前記試料が未固定の前記センサを前記信号検出ステージにセットして固定前の前記検出信号を取得し、この後、前記センサに対して前記固定ステージにおいて前記試料固定化処理を施し、再び前記信号検出ステージにセットして固定後の前記検出信号を取得し、これら固定前後の各検出信号を比較して、前記固定量を求めることが好ましい。
【００１７】
前記センサ面に、前記試料との固定反応を生じる測定領域と、前記試料との固定反応を生じない参照領域とを設け、前記検出器によって、前記測定領域及び前記参照領域の各々の裏面で反射した各反射光を受光して、前記測定領域に対応する前記検出信号である測定信号と、前記参照領域に対応する前記検出信号である参照信号とを出力し、前記固定量算出部は、これら測定信号と参照信号とに基づいて、前記固定量を求めることが好ましい。
【００１８】
前記固定量の測定を行う前に、前記検出器における、前記測定領域の裏面で反射する反射光の受光位置と、前記参照領域の裏面で反射する反射光の受光位置との差を予め求めておき、前記固定量算出部は、その差に応じて、算出した固定量を補正することが好ましい。
【００１９】
測定した固定量が所定値以下の場合に警告する警告手段を設けることが好ましい。また、前記固定ステージと前記信号検出ステージとを、それぞれ別々の筐体に設けてもよいし、同一の筐体に設けてもよい。
【００２０】
前記センサは、例えば、前記誘電体と、前記センサ面と対向する位置に配置され前記試料を前記センサ面へ送液する流路が形成された流路部材とが一体化されたセンサユニットである。
【００２１】
前記センサは、例えば、前記薄膜として金属膜が使用され、前記センサ面において表面プラズモン共鳴現象を発生させるＳＰＲセンサである。
【００２２】
本発明の固定量測定方法は、誘電体上に形成され一方の面が試料の反応を検知するためのセンサ面となる薄膜を持ち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させたときにその反射光が全反射減衰を生じるセンサを固定ステージにセットして、前記センサ面へ試料を送液して固定化する固定ステップと、前記試料が固定された固定済みの前記センサを前記固定ステージとは異なる信号検出ステージにセットし、前記光入射面に向けて光を照射して前記光入射面で反射する反射光を受光し、前記反射光の減衰状況を検出器によって検出してこれを検出信号として出力する信号検出ステップと、
前記検出信号に基づいて、前記センサ面に固定された試料の固定量を求める固定量算出ステップとからなることを特徴とする。
【００２３】
前記固定ステップを実行する前に、前記試料が未固定の前記センサを前記信号検出ステージにセットして、固定前の検出信号を取得し、この後、前記センサに対して前記試料固定化処理を施し、再び前記信号検出ステージにセットして固定後の前記検出信号を取得し、これら固定前後の前記検出信号を比較して、前記固定量を測定することが好ましい。
【００２４】
前記センサ面には、前記試料との固定反応を生じる測定領域と、前記試料との固定反応を生じない参照領域とが設けられており、前記検出器は、前記測定領域及び前記参照領域の各々の裏面で反射した各反射光を受光して、前記測定領域に対応する検出信号である測定信号と、前記参照領域に対応する前記検出信号である参照信号とを出力し、前記固定量算出部は、これら測定信号と参照信号とに基づいて、前記固定量を求めることが好ましい。
【００２５】
前記固定量の測定を行う前に、前記検出器における、前記測定領域の裏面で反射する反射光の受光位置と、前記参照領域の裏面で反射する反射光の受光位置との差を予め求めておき、求めた各受光位置の差に応じて、前記固定量を補正することが好ましい。
【００２６】
前記センサは、例えば、前記薄膜として金属膜が使用され、前記光入射面への光の入射によって前記センサ面において表面プラズモン共鳴現象を発生させるＳＰＲセンサである。
【発明の効果】
【００２７】
本発明は、透明な誘電体上に形成され一方の面が試料の反応を検知するためのセンサ面となる薄膜を持ち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させたときにその反射光が全反射減衰を生じるセンサを固定ステージにセットして、前記センサ面へ試料を送液して固定化した後、前記試料が固定された固定済みの前記センサを前記固定ステージとは異なる信号検出ステージにセットし、前記光入射面に向けて光を照射して前記光入射面で反射する反射光を受光し、前記反射光の減衰状況を検出器によって検出してこれを検出信号として出力し、前記検出信号に基づいて、前記センサ面に固定された試料の固定量を求めるようにしたから、測定作業を遅滞させることなく、センサの固定量を測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
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９１（図５及び図６参照）からなる。
【００２９】
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が形成された流路部材４１とを備えている。
【００３０】
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。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。
【００３１】
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）。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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、後述するように、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。
【００３８】
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ＳＰＲ信号を測定することができる。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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（表面プラズモンの）に変化が生じると屈折率が変化して、光強度が減衰する反射角（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共鳴角が変化するため、光強度が減衰する反射角も変化する。
【００４６】
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顕れる。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（反射光の減衰位置）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、それに応じて反射光の共鳴角が変化を開始して、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９１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。
【００４７】
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及び図４に示すように、本実施形態では、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。
【００４８】
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。
【００４９】
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、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。
【００５０】
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等を用いて、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。
【００５１】
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℃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。
【００５２】
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。
【００５３】
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（ポリジメチルシロキサン）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。
【００５４】
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およびプリズム１４が一体化される。
【００５５】
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４参照）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。
【００５６】
保持部材４２の上部には、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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
図４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。
【００６０】
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８１ａ（図５参照）が挿入されてセンサユニット１２が押し上げられる。
【００６１】
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。
【００６２】
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に配列されたセンサユニット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（および排出）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、吸い込み量および吐き出し量などが、ピペットヘッド５４ごとにそれぞれ制御される。
【００６３】
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、モータなど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。
【００６４】
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，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６１が設けられている。液保管部６１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。この挿入口の数および配列ピッチは、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。
【００６５】
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、使用する液体毎に交換される。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を図示しない廃却部でリリースし、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。
【００６６】
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。
【００６７】
固定を開始する際には、固定機１０の筐体はカバー（図示せず）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（図示せず）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、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。設定される温度や静置時間などは、リガンド２１ａの種類などに応じて適宜決められる。
【００６８】
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。
【００６９】
そして、洗浄が終了した後、上記と同様の手順によって、センサセル１７に対して、リガンド２１ａの乾燥を防止する乾燥防止液を注入してもよい。こうしておくことで、測定が開始されるまでの間、リガンドの乾燥が防止される。
【００７０】
図５に示すように、測定機１１は、ホルダ搬送機構７１、ピックアップ機構７２、ヘッド移動機構７３、測定ステージ７４からなり、これらの各部が筐体７５に収容されている。ホルダ搬送機構７１は、搬送ベルト７６と、この搬送ベルト７６に取り付けられたキャリッジ７７と、このキャリッジ７７に取り付けられ、固定済みのセンサユニット１２が収納されたホルダ５２を載置するプレート７８とからなる。ホルダ搬送機構７１は、ホルダ５２が載置されたプレート７８をＸ方向へ移動させることにより、ホルダ５２内の各センサユニット１２を、ピックアップ機構７２がピックアップするピックアップ位置へ運ぶ。
【００７１】
ピックアップ機構７２は、ホルダ５２からセンサユニット１２をピックアップする機構であり、ホルダ５２に収納されたセンサユニット１２を下方から上方に向けて押し上げる押し上げ機構８１と、この押し上げ機構８１によってホルダ５２の上方に押し上げられたセンサユニット１２を両脇から挟み込んで保持するハンドリングヘッド８２とからなる。
上述したとおり、ホルダ５２の底部は開口になっており、また、プレート７８も、その開口に対応する位置が中空になっている。押し上げ機構８１は、プレート７８の下方から上昇して、プレート７８を通過し、ホルダ５２の開口へ進入してセンサユニット１２の底面と当接して、これを押し上げる押し上げ部材８１ａと、この押し上げ部材８１ａを駆動して上下に昇降させる押し上げ部材駆動機構８１ｂとからなる。
【００７２】
ハンドリングヘッド８２は、センサユニット１２を挟み込む１対の爪が設けられており、この爪でセンサユニット１２を掴んで保持する。ハンドリングヘッド８２は、ヘッド本体８２ａがナット８４を介してボールネジ８６に取り付けられており、ホルダ５２上方のピックアップ位置と、測定ステージ７４との間で移動自在に設けられている。ハンドリングヘッド８２は、ピックアップ位置でセンサユニット１２を掴み、それを保持した状態でＹ方向へ移動して、センサユニット１２を測定ステージ７４へ運ぶ。また、測定が終了した後、ピックアップ位置へ復帰して、使用済みのセンサユニット１２をホルダ５２上でリリースしてホルダ５２へ戻す。
【００７３】
測定ステージ７４には、センサユニット１２が配置される位置の下方に、照明部３２と、検出器３３とが配置されている。センサユニット１２は、複数のセンサセル１７を有しており、測定は各センサセル１７毎に行われる。測定ステージ７４では、センサユニット１２を各センサセル１７の配列ピッチでＹ方向に移動させることにより、各センサセル１７を、照明部３２の光路上の測定位置に順次進入させる。
【００７４】
なお、この図に示すように、センサユニット１２へ照射される入射光線およびセンサ面１３ａで反射する反射光線の向きと、センサセル１７の配列方向、すなわち、流路１６の水平部分の流れ方向とが直交するように、照明部３２および検出器３３が配置される。
【００７５】
測定ステージ７４の傍らには、アナライト溶液２７を保管するウエルプレート８８がプレート上に載置される。例えば、このウエルプレート８８の各ウエルには、異なる種類のアナライト溶液２７が収容される。なお、図示しないが、測定機１１には、ピペット対２６がアクセス可能な位置に、測定用バッファや洗浄液を収容するウエルプレート、交換用ピペットチップを収容するピペットチップ保管部が設けられている。
【００７６】
ヘッド移動機構７３は、ピペット対２６を有するピペットヘッド８７を、Ｘ，Ｙ，Ｚの３方向に移動させながら、ピペットヘッド８７を測定位置にあるセンサユニット１２と、ウエルプレート８８とに運ぶ。ヘッド移動機構７３は、固定機１０のヘッド移動機構５６とほぼ同様の構成である。ピペットヘッド８７は、測定対象となるセンサセル１７にアクセスして、液の注入及び排出を行う。ピペットヘッド８７は、測定対象となる特定のセンサセル１７に対して、１つずつ、液体の注入および排出を行うものであるから、固定機１０のピペットヘッド５４とは異なり、ピペット対２６が１組だけ設けられている。
【００７７】
アナライトとリガンドとの結合反応を測定する際には、ピペットヘッド８７が、ウエルプレート８８にアクセスして、所望のアナライト溶液２７を吸い込み、測定ステージ７４へ移動して、測定位置にあるセンサセル１７にアナライト溶液２７を注入する。測定部３１によるデータ読み取りは、アナライト溶液２７を注入する前から開始され、アナライト溶液２７が排出されるまで行われる。この間、検出器３３が出力するＳＰＲ信号は、測定データとしてデータ解析機９１に送信される。データ解析機９１は、この測定データに基づいてアナライトとリガンドの反応状況を分析する。
【００７８】
図６に示すように、データ解析機９１は、例えば、ＣＰＵ９２，ＲＯＭ９３，ＲＡＭ９４，モニタ９５，ＨＤＤ９６，通信Ｉ／Ｆ９７，信号処理部９８からなる。ＣＰＵ９２は、データ解析機９１の各部を統括的に制御する。ＲＯＭ９３には制御用プログラムや各種の設定データが記憶されている。ＲＡＭ９４は、ＣＰＵ９２や信号処理部９８が演算を行う際の作業用メモリとして使用される。ＨＤＤ９６は、周知のデータストレージデバイスであり、このＨＤＤ９６には、制御用プログラムやデータ解析プログラムなど各種プログラムが格納されている。また、ＨＤＤ９６には、測定機１１によって測定された各種の測定データが記憶される。通信Ｉ／Ｆ９７は、検出器３３から出力されたＳＰＲ信号を受信する。信号処理部９８は、取得したＳＰＲ信号に基づいて、データ解析の他、リガンドの固定量測定を行う。モニタ９５は、検出したＳＰＲ信号や、それに基づく測定結果などが表示される。
【００７９】
リガンドの固定量の測定は、固定工程においてセンサ面１３ａにリガンドがどれだけ固定されたかを把握するために行われるもので、アナライトとリガンドの結合反応の測定と同様に、測定ステージ７４にセンサユニット１２をセットして行われる。固定量測定の場合には、当然ながらアナライトの送液は行わずに、センサセル１７にバッファを注入した状態でＳＰＲ信号を検出し、このＳＰＲ信号に基づいて、データ解析機９１によって固定量が算出される。リガンドの固定量は、例えば、固定前のセンサ面１３ａのＳＰＲ信号と、固定後のセンサ面１３ａのＳＰＲ信号とを比較することにより測定される。固定前後では、センサ面１３ａにおける屈折率が変化するのでＳＰＲが発生する共鳴角も変化する。この変化を捉えることにより、リガンドの固定量が測定される。
【００８０】
図７は、リガンドの固定量測定手順を示すフローチャートである。まず、リガンドが未固定のセンサユニット１２を測定ステージ７４にセットする。そして、測定対象となるセンサセル１７に対してピペット対２６によってバッファを注入する。この状態で、測定部３１によって、固定前のａｃｔ領域２２ａに対応するＳＰＲ信号（ａｃｔ信号）Ｓ１を検出する。検出された固定前のＳＰＲ信号Ｓ１は、データ解析機９１に送られてＨＤＤ９６に書き込まれる。この後、測定ステージ７４からセンサユニット１２を取り外して、固定機１０にセットしてリガンドの固定を行う。ピペット対１９によってセンサセル１７にリガンド溶液２１を注入すると、センサ面１３ａにリガンド溶液２１が送液されて、センサ面１３ａへの固定化が進行する。固定化が完了するまでの間、センサユニット１２は、固定ステージにおいて、所定時間保管される。
【００８１】
固定化が完了した後、固定機１０から当該センサユニット１２を取り外し、固定済みのセンサユニット１２を再び測定ステージ７４にセットする。固定前と同様に、センサセル１７にバッファを注入し、その状態で測定部３１によって測定を行い、固定後のａｃｔ領域２２ａに対応するＳＰＲ信号（ａｃｔ信号）Ｓ２を検出する。検出された固定後のＳＰＲ信号Ｓ２は、データ解析機９１に送られてＨＤＤ９６に書き込まれる。
【００８２】
信号処理部９８は、ＨＤＤ９６から、固定後のＳＰＲ信号Ｓ２と固定前のＳＰＲ信号Ｓ１とを読み出し、両者の差（Ｓ２−Ｓ１）を求め、その差に基づいて固定量を算出する。
【００８３】
このように、測定ステージ７４とは別に固定ステージを設けたから、固定ステージで固定化が行われている間、測定ステージ７４が占有されることがないので、その間、他の測定処理に使用することができるようになり、測定作業が滞ってしまうことがない。
【００８４】
また、この例では、リガンドが結合するａｃｔ領域２２ａに対応するａｃｔ信号のみに基づいて固定量を算出しているが、上述したリガンドとアナライトの反応測定時と同様に、ａｃｔ信号とｒｅｆ信号の２チャンネルの信号を比較して、固定量を測定してもよい。こうすることで、センサセルの個体差（例えば、金属膜の膜厚、セルの配置位置及び角度）、センサユニットの個体差（例えば、プリズムの角度など）及び、センサセル毎のバッファ液の濃度差などに起因する誤差をキャンセルすることができるので、より高い精度で固定量を測定することができる。
【００８５】
なお、上記実施形態では、固定前と固定後に信号検出を行い、両者の差に応じて固定量を測定しているが、ベースラインとなる固定前の信号レベルが予め予想できる場合には、固定前の信号検出を行わず、固定後の検出信号のみで測定してもよい。
【００８６】
図８は、２チャンネルの信号に基づいて固定量を測定する固定量測定手順を示すフローチャートである。未固定のセンサユニット１２を測定ステージ７４にセットし、バッファを注入後、測定対象のセンサセル１７のａｃｔ領域２２ａ及びｒｅｆ領域２２ｂの各ＳＰＲ信号（ａｃｔ信号及びｒｅｆ信号）Ｓ１ａｃｔ，Ｓ１ｒｅｆを検出する。これらＳ１ａｃｔ，Ｓ１ｒｅｆの差（Ｓ１ａｃｔ−Ｓ１ｒｅｆ）＝ΔＳ１を求め、この差ΔＳ１をＨＤＤ９７に書き込む。
【００８７】
このセンサユニット１２を固定機１０にセットして、リガンドの固定を行った後、再び、測定機１１にセットする。そして、センサセル１７にバッファを注入して、固定後の各ＳＰＲ信号（ａｃｔ信号及びｒｅｆ信号）Ｓ２ａｃｔ，Ｓ２ｒｅｆを検出し、このＳ２ａｃｔと、Ｓ２ｒｅｆとの差（Ｓ２ａｃｔ−Ｓ２ｒｅｆ）＝ΔＳ２をＨＤＤ９７に書き込む。そして、信号処理部９８は、固定後のΔＳ２と、固定前のΔＳ１との差（ΔＳ２−ΔＳ１）を求めて、固定量を算出する。
【００８８】
こうした２チャンネルの信号検出によれば、センサユニットやセンサセルの個体差やセンサセル毎のバッファ液の濃度差をキャンセルすることができる。また、測定ステージ内に配置される検出器においては、各チャンネル間でそれらの配置位置や角度に差が生じる場合がある。このような差が生じると、各チャンネルの光線を同じ入射角で入射させても、光入射面で反射した各光線の受光位置がチャンネル間でずれてしまうことになる。こうしたチャンネル間の受光位置のずれ（以下、チャンネル間差という）は、図８のフローチャートに示したように、固定前のΔＳ１を検出し、これを固定後のΔＳ２から控除することにより、キャンセルすることができる。
【００８９】
上記実施形態では、固定前後において２回の測定を行う必要がある。しかし、迅速性を重視する場合には、上記チャンネル間差を、検査用の基準プリズムなどを使用して、予め求めておき、そのチャンネル間差で固定後のΔＳ２を補正するようにしてもよい。こうすれば、測定は固定後の１回で済むので、測定手順が簡単化される。
【００９０】
図９は、チャンネル間差を予め求め、そのチャンネル間差で固定量を補正する場合の手順を示す。まず、チャンネル間差Δｃｈが測定されていない場合には、チャンネル間差Δｃｈの測定を行う。チャンネル間差Δｃｈを測定する場合には、まず、基準プリズムを測定ステージ７４にセットする。基準プリズムには、例えば、その光入射面あるいは出射面上の所定の位置にピンストライプが形成されており、このピンストライプが光路内に進入するように基準プリズムが配置される。この基準プリズムに光を照射して、その反射光を検出器３３で受光する。前記ピンストライプは受光面内では暗線となる。各チャンネル毎の暗線の位置を調べ、その差をチャンネル間差Δｃｈとして求める。このチャンネル間差ΔｃｈをＨＤＤ９６に書き込む。この後、固定後のΔＳ２を測定して固定量を求める。既にチャンネル間差Δｃｈが測定されている場合には、固定後のΔＳ２の測定を開始する。
信号処理部９８は、こうして得た固定後のΔＳ２からΔｃｈを控除することにより、補正を行う。
【００９１】
このチャンネル間差Δｃｈは、例えば、測定機１１の製造出荷時や、メインテナンスを行う場合に測定され、その値をＨＤＤ９６などに記憶しておく。そして、次回測定を行う際には、改めてチャンネル間差Δｃｈを求めることなく、ＨＤＤ９６に記憶したチャンネル間差Δｃｈを読み出して、上記補正を行う。そして、チャンネル間差Δｃｈは、例えば、次回のメインテナンス時に再度実測されて、その値によって、ＨＤＤ９６に記憶されたチャンネル間差Δｃｈが更新される。
【００９２】
なお、本例では、チャンネル間差Δｃｈを求めるために、ピンストライプが形成された基準プリズムを使用した例で説明したが、チャンネル間差Δｃｈを求める方法としては、基準プリズムを使用しなくてもよく、通常のセンサユニットを用いて行うこともできる。センサユニット１２を用いる場合には、流路１６へ純水など屈折率が均一な液体を注入する。そして、光入射面１３ｂに照明部３２から光を入射させ、その反射光を検出器３３で受光する。純水の屈折率に応じた共鳴角でＳＰＲが発生し、それに対応する反射角（共鳴角）で反射し受光面に入射した光線は、受光面上において暗線となる。この暗線に基づいて、前記Δｃｈが求められる。また、これ以外でも、検出器３３の受光面内に各チャンネル間差Δｃｈを検出するための暗線を生じさせることが可能な構成であれば、他の方法を用いてもよい。
【００９３】
また、図１０に示すように、固定量を測定した後、ＣＰＵ９２が、固定量の測定値が所定値以下かどうかを判定し、所定値以下の場合には、モニタ９５にエラーメッセージなどを表示して警告を発するようにするとよい。
【００９４】
なお、上記例では、アナライトとリガンドの反応を測定する測定ステージを、固定量測定を行う信号検出ステージとして使用した例で説明したが、固定量測定のための専用の信号検出ステージを用いてもよい。また、固定ステージと信号検出ステージとをそれぞれ別筐体に設けた例で説明したが、それぞれが別々に設けられていれば、両者を同一筐体内に配置してもよい。
【００９５】
上記実施形態では、３つのセンサセルを１列に並べたセンサユニットを使用した例で説明しているが、１ユニットに含まれるセンサセル数は３つに限らず、１つでもよいし、３つ以上設けてもよい。
【００９６】
また、センサユニットとして、金属膜、流路、プリズムを一体化した例で説明したが、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除いて、装置側に組み込んでもよい。また、流路と金属膜とが一体化されたセンサユニットでなくてもよく、上記チップ型センサの固定量測定に本発明を適用することもできる。
【００９７】
また、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、全反射減衰を利用した測定に用いられる他のセンサの固定量を測定する場合にも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、前記センサ面上の化学反応が測定される。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】ＳＰＲ測定方法の説明図である。
【図２】リンカー膜上のａｃｔ領域とｒｅｆ領域の説明図である。
【図３】センサユニットの構成図である。
【図４】固定機の構成図である。
【図５】測定機の構成図である。
【図６】データ解析機の電気構成を示すブロック図である。
【図７】固定量測定手順を示すフローチャートである。
【図８】２チャンネルの検出信号を利用した固定量測定手順を示すフローチャートである。
【図９】チャンネル間差を考慮した固定量測定手順を示すフローチャートである。
【図１０】測定値が所定値以下の場合に警告を発するフローチャートである。
【符号の説明】
【００９９】
１０  固定機
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
２２  リンカー膜
２２ａ  ａｃｔ領域
２２ｂ  ｒｅｆ領域
３１  測定部
３２  照明部
３３  検出器
５１  載置スペース
７４  測定ステージ
９１  データ解析機
９８  信号処理部
【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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