(57)【要約】【課題】  全反射減衰を利用した測定装置において、測定における効率の低下を抑制するようにする。【解決手段】  入射光学系１５により、光ビーム１３を、測定チップ９の界面１０ｂで全反射するように入射させるとともに、予め用意した基準液１１ａを薄膜層１２の表面上に配し、光ビーム測定手段２９が、界面１０ｂで全反射した光ビーム１３の光強度分布の測定に基づいて全反射減衰によって生じる暗線の位置を測定し、判定手段６０が、上記暗線の位置が予め定められた許容範囲内に位置しているときに、全反射減衰を利用した測定が正常に行われていると判定する。【選択図】          図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ビームを発生する光源と、
前記光ビームに対して透明な誘電体ブロック、この誘電体ブロックの一面に形成された薄膜層、および該薄膜層の表面上に試料液を保持する試料液保持機構を備えてなる測定チップと、
前記光ビームを、前記誘電体ブロックと前記薄膜層との界面で該光ビームが全反射するように、この光ビームを前記誘電体ブロックに対して入射させる入射光学系と、
前記界面で全反射した光ビームの光強度分布を測定する光ビーム測定手段とを備えた全反射減衰を利用した測定装置であって、
予め用意した基準液を前記薄膜層の表面上に配したときの前記光ビーム測定手段での測定結果に基づいて、前記全反射減衰を利用した測定が正常に行われているか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段による判定結果を出力する出力手段とを備え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】
前記光ビーム測定手段が、前記全反射減衰によって生じる暗線の位置を測定するものであり、前記判定手段が、前記暗線の位置が予め定められた許容範囲内に位置しているときに前記全反射減衰を利用した測定が正常に行われていると判定し、前記暗線の位置が前記許容範囲外に位置しているときに前記全反射減衰を利用した測定が正常に行なわれていないと判定するもの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】
前記光ビーム測定手段が、前記全反射した光ビーム中の前記全反射減衰によって生じた光強度の低下を示す光強度分布のプロファイルの半値幅を測定するものであり、前記判定手段が、前記半値幅が予め定められた許容範囲内の幅であるときに前記全反射減衰を利用した測定が正常に行われていると判定し、前記半値幅が前記許容範囲外の幅であるときに前記全反射減衰を利用した測定が正常に行われていないと判定するもの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４】
前記光ビーム測定手段が、前記全反射した光ビーム中の前記全反射減衰によって生じた光強度の低下を示す光強度分布のピークレベルを測定するものであり、前記判定手段が、前記ピークレベルが予め定められた許容範囲内の値であるときに前記全反射減衰を利用した測定が正常に行われていると判定し、前記ピークレベルが前記許容範囲外の値であるときに前記全反射減衰を利用した測定が正常に行われていないと判定するもの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５】
前記光ビーム測定手段が、互いに屈折率の異なる複数の前記基準液が前記薄膜層の表面上に個別に配される毎に測定された前記全反射減衰によって生じる各暗線の位置と前記各基準液の屈折率との関係を示すデータを取得するものであり、
前記判定手段が、前記データに当てはめた直線の傾きが予め定められた許容範囲内であるときに前記全反射減衰を利用した測定が正常に行われていると判定し、前記傾きが前記許容範囲外であるときに前記全反射減衰を利用した測定が正常に行われていないと判定するもの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６】
前記光ビーム測定手段が、生理活性高分子物質が固定された前記薄膜層の表面上に互いに屈折率の異なる複数の前記基準液が個別に配される毎に測定された前記全反射減衰によって生じる各暗線の位置と、参照物質が固定された前記薄膜層の表面上に前記互いに屈折率の異なる複数の基準液が個別に配される毎に測定された前記全反射減衰によって生じる各暗線の位置との間の、各基準液毎における位置の差と、前記生理活性高分子物質が固定された薄膜層に関する前記測定で得られた前記各暗線の位置との関係を示すデータを取得するものであり、
前記判定手段が、前記データに当てはめた直線の傾きが予め定められた許容範囲内であるときに前記全反射減衰を利用した測定が正常に行われていると判定し、前記傾きが前記許容範囲外であるときに前記全反射減衰を利用した測定が正常に行われていないと判定するもの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７】
前記光ビーム測定手段が、互いに屈折率の異なる複数の前記基準液が前記薄膜層の表面上に個別に配される毎に測定された前記全反射減衰によって生じる各暗線の位置と前記各基準液の屈折率との関係を示すデータを取得するものであり、
前記判定手段が、前記データのバラツキの幅が予め定められた許容範囲内であるときに前記全反射減衰を利用した測定が正常に行われていると判定し、前記データのバラツキの幅が前記許容範囲外であるときに前記全反射減衰を利用した測定が正常に行われていないと判定するもの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８】
前記光ビーム測定手段が、生理活性高分子物質が固定された前記薄膜層の表面上に互いに屈折率の異なる複数の前記基準液が個別に配される毎に測定された前記全反射減衰によって生じる各暗線の位置と、参照物質が固定された前記薄膜層の表面上に前記互いに屈折率の異なる複数の基準液が個別に配される毎に測定された前記全反射減衰によって生じる各暗線の位置との間の、各基準液毎における位置の差と、前記生理活性高分子物質が固定された薄膜層に関する測定で得られた前記各暗線の位置との関係を示すデータを取得するものであり、
前記判定手段が、前記データのバラツキの幅が予め定められた許容範囲内であるときに前記全反射減衰を利用した測定が正常に行われていると判定し、前記データのバラツキが前記許容範囲外であるときに前記全反射減衰を利用した測定が正常に行われていないと判定するもの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９】
前記光ビーム測定手段が、前記全反射減衰によって生じる暗線の位置のドリフト量を測定するものであり、前記判定手段が、前記ドリフト量が予め定められた許容範囲内であるときに前記全反射減衰を利用した測定が正常に行われていると判定し、前記ドリフト量が前記許容範囲外であるときに前記全反射減衰を利用した測定が正常に行われていないと判定するもの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１０】
前記光ビーム測定手段が、前記全反射減衰によって生じる暗線の位置の変動量を測定するものであり、前記判定手段が、前記変動量が予め定められた許容範囲内であるときに前記全反射減衰を利用した測定が正常に行われていると判定し、前記変動量が前記許容範囲外であるときに前記全反射減衰を利用した測定が正常に行われていないと判定するもの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。
【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測定装置に関し、より詳しくは、金属表面で光ビームを全反射させて表面プラズモンを発生させたときに生じ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】
金属中においては、自由電子が集まるとこれらの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。そして、金属表面に生じるこの粗密波を量子化して考えるときには上記プラズマ波を表面プラズモンと呼ぶ。
【０００３】
従来より、この表面プラズモンが光波によって励起される現象を利用して、被測定物質の特性を分析する表面プラズモン測定装置が種々提案されている。そして、それらの中で特に良く知られているものとして、 Kretschmann配置と称される系を用いるものが挙げられる（例えば特許文献１）。
【０００４】
上記表面プラズモン測定装置は、基本的に、プリズム状に形成された誘電体ブロックと、この誘電体ブロックの一面に形成されて試料液などの被測定物質に接触させられる金属膜と、光ビームを発生する光源と、上記光ビームを誘電体ブロックに対して、該誘電体ブロック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、上記界面で全反射した光ビームの強度を測定して表面プラズモン共鳴の状態、つまり全反射減衰の状態を検出する光検出手段とを備えてなるものである。
【０００５】
なお、上述のように種々の入射角を得るためには、比較的細い光ビームを用い上記入射角を変化させて上記界面に入射させてもよいし、あるいは光ビームが種々の角度で入射する成分を含むように、比較的太い光ビームを上記界面に収束光状態であるいは発散光状態で入射させてもよい。前者の場合は、入射した光ビームの入射角の変化に従って、反射角が変化する光ビームを、上記反射角の変化に同期して移動する小さな光検出器によって検出したり、反射角の変化方向に沿って延びるエリアセンサによって検出することができる。一方後者の場合は、種々の反射角で反射した各光ビームを全て受光できる方向に延びるエリアセンサによって検出することができる。
【０００６】
上記構成の表面プラズモン測定装置において、光ビームを金属膜に対して全反射角以上の特定入射角で入射させると、該金属膜に接している被測定物質中に電界分布をもつエバネッセント波が生じ、このエバネッセント波によって金属膜と被測定物質との界面に表面プラズモンが励起される。エバネッセント光の波数ベクトルが表面プラズモンの波数と等しくて波数整合が成立しているとき、両者は共鳴状態となり、光のエネルギーが表面プラズモンに移行するので、誘電体ブロックと金属膜との界面で全反射した光の強度が鋭く低下する。一般に、この光強度の低下した領域中において光強度が最も低下した部分が、上記光検出手段により暗線として検出される。なお上記の共鳴は、入射ビームがｐ偏光のときにだけ生じる。したがって、光ビームがｐ偏光で入射するように予め設定しておく必要がある。
【０００７】
この全反射減衰（ＡＴＲ）が生じる入射角、すなわち全反射減衰角θSPより表面プラズモンの波数が分かると、被測定物質の誘電率が求められる。すなわち表面プラズモンの波数をＫSP、表面プラズモンの角周波数をω、真空中の光速をｃ、金属、被測定物質の誘電率をそれぞれεm、εsとすると、以下の関係がある。
【数１】
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【０００８】
すなわち、上記反射光強度が低下する入射角である全反射減衰角θSPを知ることにより、被測定物質の誘電率εs、つまりは屈折率に関連する特性を求めることができる。
【０００９】
なおこの種の表面プラズモン測定装置においては、全反射減衰角θSPを精度良く、測定することを目的として、フォトダイオードアレイ等のアレイ状の光検出手段を用いることが考えられている（例えば、特許文献２参照）。この光検出手段は、それぞれが前記界面において互いに異なる反射角で全反射した光ビームの反射光成分を受光するように上記反射角の角度方向に併設された複数の受光素子からなるものである。
【００１０】
その場合は、上記アレイ状の光検出手段の各受光素子が出力する光検出信号を、この受光素子の配設方向に関して微分する微分手段が設けられ、この微分手段が出力する微分値に基づいて被測定物質の屈折率に関連する特性を求めることが多い。そしてこの微分手段としては、例えば、互いに隣接する２つの受光素子の出力の差分を求める手段を用いることができる。
【００１１】
また、上述のように２つの受光素子の出力の差分を求めて全反射減衰角θSPに対応する試料液の特性を検出する場合、アレイ状の光検出手段の代わりに二分割フォトダイオードを用い、この二分割フォトダイオードを上記角度方向に移動させて上記差分の値を得る方式を採用することも可能である。つまりその場合は、二分割された各フォトダイオードの出力の差分に基づいて、全反射減衰角θSPに対応する試料の特性を知ることができる（特許文献３参照）。
【００１２】
なお、特に、金属膜上に生理活性高分子物質等からなるセンシング物質（リガンド）を配し、このセンシング物質に対する分析対象試料（アナライト）の結合の有無、結合量の変化等を測定する場合、上記差分法を用いれば感度の高い測定が可能となる。
【００１３】
また、全反射減衰（ＡＴＲ）を利用する類似の測定装置として、例えば非特許文献１の第２１〜２３頁および第２６〜２７頁に記載がある漏洩モード測定装置も知られている。この漏洩モード測定装置は基本的に、例えばプリズム状に形成された誘電体ブロックと、この誘電体ブロックの一面に形成されたクラッド層と、このクラッド層の上に形成されて、試料液に接触させられる光導波層と、光ビームを発生する光源と、上記光ビームを上記誘電体ブロックに対して、該誘電体ブロックとクラッド層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、上記界面で全反射した光ビームの強度を測定して導波モードの励起状態、つまり全反射減衰状態を検出する光検出手段とを備えてなるものである。
【００１４】
上記構成の漏洩モード測定装置において、光ビームを誘電体ブロックを通してクラッド層に対して全反射角以上の入射角で入射させると、このクラッド層を透過後、光導波層において、ある特定の波数を有する特定入射角の光のみが導波モードで伝搬するようになる。こうして導波モードが励起されると、入射光のほとんどが光導波層に取り込まれるので、上記界面で全反射する光の強度が鋭く低下する全反射減衰が生じる。そして導波光の波数は光導波層の上の被測定物質の屈折率に依存するので、全反射減衰が生じる上記特定入射角を知ることによって、被測定物質の屈折率や、それに関連する被測定物質の特性を分析することができる。
【００１５】
なお、この漏洩モード測定装置においても、全反射減衰によって反射光に生じる暗線の位置を検出するために、前述したアレイ状の光検出手段や二分割フォトダイオードを用いることができる。また、それと併せて上述の差分手段が適用されることも多い。
【００１６】
また、上述した表面プラズモン測定装置や漏洩モード測定装置は、創薬研究分野等において、所望のセンシング物質に結合する特定物質を見いだすランダムスクリーニングへ使用されることがあり、この場合には前記薄膜層（表面プラズモン測定装置の場合は金属膜であり、漏洩モード測定装置の場合はクラッド層および光導波層）上にセンシング物質を固定し、このセンシング物質上に分析対象試料を含む試料液を分注し、所定時間が経過する毎に上述の全反射減衰角θSPの角度を測定している。
【００１７】
試料液中の分析対象試料が、センシング物質と結合するものであれば、この結合により薄膜上の物質の屈折率が時間経過に伴って変化する。したがって、所定時間経過毎に上記全反射減衰角θSPを測定し、該全反射減衰角θSPの角度に変化が生じているか否か測定することにより、分析対象試料とセンシング物質の結合状態を測定し、その結果に基づいて分析対象試料がセンシング物質と結合する特定物質であるか否かを判定することができる。このような特定物質とセンシング物質との組み合わせとしては、例えば抗原と抗体、あるいは抗体と抗体が挙げられる。具体的には、ウサギ抗ヒトＩｇＧ抗体をセンシング物質として薄膜層の表面に固定し、ヒトＩｇＧ抗体を特定物質として用いることができる。
【００１８】
なお、分析対象試料とセンシング物質の結合状態を測定するためには、全反射減衰角θSPの角度そのものを必ずしも検出する必要はない。例えばセンシング物質に試料液を添加し、その後の全反射減衰角θSPの角度変化量を測定して、その角度変化量の大小に基づいて結合状態を測定することもできる。前述したアレイ状の光検出手段と微分手段を全反射減衰を利用した測定装置に適用する場合であれば、微分値の変化量は、全反射減衰角θSPの角度変化量を反映しているため、微分値の変化量に基づいて、センシング物質と分析対象試料との結合状態を測定することができる。
【００１９】
このような全反射減衰を利用した測定方法および装置においては、底面に予め形成された薄膜層上にセンシング物質が固定されたカップ状の測定チップに、溶媒中に分析対象試料である被検体を溶解した試料液を注入、あるいは送液しながら供給して、上述した全反射減衰角θSPの角度変化量の測定を行っている。
【００２０】
上記測定チップに試料液を供給し、センシング物質と被検体とが結合すると、センシング物質の屈折率が変化し、全反射減衰角θSPの角度が変化する。従って測定開始から所定時間経過した時点までの、全反射減衰角θSPの角度変化量を求めることにより、被検体がセンシング物質と結合するものであるか否かを判定し、さらに、結合する場合には、被検体とセンシング物質との結合状態などを分析することができる。しかし、測定装置により検出された全反射減衰角θSPの角度変化量は、厳密にはセンシング物質と被検体の結合による屈折率の変化を正確に反映したものではなく、測定チップの金属膜の厚みや表面形状（面粗さ）等によって測定感度にバラツキが生じることが知られている。
【００２１】
そこで、この測定チップ毎の感度バラツキを補正するために測定チップ交換毎に、試料液についての測定前に、溶媒（バッファ）のみを供給しこれについての測定を行い、その信号による感度検出を行っておくことにより、感度補正を行う方法が提案されている。
【００２２】
また、特許文献４には、屈折率が既知の複数種類の参照試料に対する測定を行い、その測定結果から校正曲線を求め、この校正曲線を基に現実の測定値を校正する方法が提案されており、屈折率が既知の液体を参照試料として用いること、および測定チップの薄膜層上に所定の誘電率を有する材料を固着した測定チップを用いることが記載されている。
【特許文献１】特開平６−１６７４４３号公報
【特許文献２】特開平１１−３２６１９４号公報
【特許文献３】特開２００２−３６５２１２号公報
【特許文献４】特開２００３−２７９４７８号公報
【非特許文献１】「分光研究」第４７巻 第１号（１９９８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
ところで、このような全反射減衰を利用した測定装置における全反射減衰角の測定には高い精度（例えば、０．００００１度の分解能）が要求されるため、装置セッティングの変動等によって測定誤差が増大したとしても、そのことに気付かずに、そのまま測定を行ってしまうことがある。そして、正常な測定が行なわれていないことに気付いたときには、再度、測定を行なわなければならず、装置の稼動率が低下すると共に試料液を無駄に消費してしまうことになる。
【００２４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、測定における効率の低下を抑制することが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ものである。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
本発明の全反射減衰を利用した測定装置は、光ビームを発生する光源と、光ビームに対して透明な誘電体ブロック、この誘電体ブロックの一面に形成された薄膜層、および該薄膜層の表面上に試料液を保持する試料液保持機構を備えてなる測定チップと、前記光ビームを、誘電体ブロックと薄膜層との界面で該光ビームが全反射するように、この光ビームを誘電体ブロックに対して入射させる入射光学系と、前記界面で全反射した光ビームの光強度分布を測定する光ビーム測定手段とを備えた全反射減衰を利用した測定装置であって、予め用意した基準液を前記薄膜層の表面上に配したときの光ビーム測定手段での測定結果に基づいて、全反射減衰を利用した測定が正常に行われているか否かを判定する判定手段と、判定手段による判定結果を出力する出力手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００２６】
前記光ビーム測定手段は、全反射減衰によって生じる暗線の位置を測定するものとすることができ、前記判定手段は、前記暗線の位置が予め定められた許容範囲内に位置しているときに全反射減衰を利用した測定が正常に行われていると判定し、前記暗線の位置が前記許容範囲外に位置しているときに前記全反射減衰を利用した測定が正常に行なわれていないと判定するものとすることができる。なお、前記暗線の位置とは、全反射した光ビーム中の光強度が極小となる位置であって、全反射減衰角に対応する位置を意味するものである。
【００２７】
前記光ビーム測定手段は、全反射した光ビーム中の全反射減衰によって生じた光強度の低下を示す光強度分布のプロファイルの半値幅を測定するものとすることができ、前記判定手段は、前記半値幅が予め定められた許容範囲内の幅であるときに全反射減衰を利用した測定が正常に行われていると判定し、前記半値幅が前記許容範囲外の幅であるときに全反射減衰を利用した測定が正常に行われていないと判定するものとすることができる。
【００２８】
前記光ビーム測定手段は、全反射した光ビーム中の全反射減衰によって生じた光強度の低下を示す光強度分布のピークレベルを測定するものとすることができ、前記判定手段は、前記ピークレベルが予め定められた許容範囲内の値であるときに全反射減衰を利用した測定が正常に行われていると判定し、前記ピークレベルが前記許容範囲外の値であるときに全反射減衰を利用した測定が正常に行われていないと判定するものとすることができる。なお、光強度分布のピークレベルとは、光強度分布において光強度の減衰が最大となるレベル、すなわち光強度が最も低くなるレベルを意味するものである。
【００２９】
前記光ビーム測定手段は、互いに屈折率の異なる複数の基準液が薄膜層の表面上に個別に配される毎に測定された全反射減衰によって生じる各暗線の位置と前記各基準液の屈折率との関係を示すデータを取得するものとすることができ、前記判定手段は、前記データに当てはめた直線の傾きが予め定められた許容範囲内であるときに全反射減衰を利用した測定が正常に行われていると判定し、前記傾きが前記許容範囲外であるときに全反射減衰を利用した測定が正常に行われていないと判定するものとすることができる。
【００３０】
前記光ビーム測定手段は、生理活性高分子物質が固定された前記薄膜層の表面上に互いに屈折率の異なる複数の前記基準液が個別に配される毎に測定された前記全反射減衰によって生じる各暗線の位置と、参照物質が固定された前記薄膜層の表面上に前記互いに屈折率の異なる複数の基準液が個別に配される毎に測定された前記全反射減衰によって生じる各暗線の位置との間の、各基準液毎における位置の差と、前記生理活性高分子物質が固定された薄膜層に関する前記測定で得られた前記各暗線の位置との関係を示すデータを取得するものとすることができ、前記判定手段は、前記データに当てはめた直線の傾きが予め定められた許容範囲内であるときに全反射減衰を利用した測定が正常に行われていると判定し、前記傾きが前記許容範囲外であるときに全反射減衰を利用した測定が正常に行われていないと判定するものとすることができる。
【００３１】
前記光ビーム測定手段は、互いに屈折率の異なる複数の基準液が薄膜層の表面上に個別に配される毎に測定された全反射減衰によって生じる各暗線の位置と前記各基準液の屈折率との関係を示すデータを取得するものとすることができ、前記判定手段は、前記データのバラツキの幅が予め定められた許容範囲内であるときに全反射減衰を利用した測定が正常に行われていると判定し、前記データのバラツキの幅が前記許容範囲外であるときに全反射減衰を利用した測定が正常に行われていないと判定するものとすることができる。なお、前記データのバラツキは、データに当てはめた回帰直線に対する上記データのバラツキとすることが望ましい。
【００３２】
前記光ビーム測定手段は、生理活性高分子物質が固定された前記薄膜層の表面上に互いに屈折率の異なる複数の前記基準液が個別に配される毎に測定された前記全反射減衰によって生じる各暗線の位置と、参照物質が固定された前記薄膜層の表面上に前記互いに屈折率の異なる複数の基準液が個別に配される毎に測定された前記全反射減衰によって生じる各暗線の位置との間の、各基準液毎における位置の差と、前記生理活性高分子物質が固定された薄膜層に関する測定で得られた前記各暗線の位置との関係を示すデータを取得するものとすることができ、前記判定手段は、前記データのバラツキの幅が予め定められた許容範囲内であるときに全反射減衰を利用した測定が正常に行われていると判定し、前記データのバラツキが前記許容範囲外であるときに全反射減衰を利用した測定が正常に行われていないと判定するものとすることができる。
【００３３】
前記光ビーム測定手段は、前記全反射減衰によって生じる暗線の位置のドリフト量を測定するものとすることができ、前記判定手段は、前記ドリフト量が予め定められた許容範囲内であるときに全反射減衰を利用した測定が正常に行われていると判定し、前記ドリフト量が前記許容範囲外であるときに全反射減衰を利用した測定が正常に行われていないと判定するものとすることができる。
【００３４】
前記光ビーム測定手段は、前記全反射減衰によって生じる暗線の位置の変動量を測定するものとすることができ、前記判定手段は、前記変動量が予め定められた許容範囲内であるときに全反射減衰を利用した測定が正常に行われていると判定し、前記変動量が前記許容範囲外であるときに全反射減衰を利用した測定が正常に行われていないと判定するものとすることができる。
【００３５】
前記生理活性高分子物質とは、日本工業規格（ＪＩＳ）Ｋ３６１１中に「天然高分子」（記号１１００１〜１１０２５）として記載されている各物質、生物学データ大百科事典（朝倉書店）中の「１．生体物質概論」に記載されている糖，アミノ酸、ヌクレオチド、脂質、ヘム、キノン、タンパク質、ＲＮＡ，ＤＮＡ、リン脂質、多糖、バイオサイエンス辞典（朝倉書店）中の「II.生物物質と代謝」に記載されているタンパク質、アミノ酸、核酸、脂質、糖質、酵素のうちのいずれか１つ以上を含むものを意味する。
【００３６】
これら、生理活性高分子物質は、後述のリンカー膜を介して固定されるようにすることが望ましい。これは、薄膜層に直接、生理活性高分子物質を固定すると上記生理活性高分子物質の生理的な活性が弱まるおそれがあるからである。
【００３７】
前記参照物質は、生理的な活性を失った物質である。なお、この参照物質としては、生理的な活性を持たない有機膜、例えば、後述するリンカー膜から生理的な活性を失わせたものを用いることが望ましい。すなわち、薄膜層の表面へのリガンドの固定方法としては、薄膜層の表面に固定したデキストラン層にリガンド分子を直接共有結合で固定化するアミンカプリング方法、あるいは薄膜層の表面に固定化したキレート剤ＮＴＡによりリガンド分子であるＨｉｓタグ融合タンパク質を補足する間接的補足法などが知られているが、上述のデキストラン層やキレート剤ＮＴＡをリンカー膜とすることができ、これに対して上記デキストラン層の共有結合機能を失活させたものや、キレート剤ＮＴＡのタンパク補足機能を失活させたものを参照物質とすることができる。
【００３８】
前記基準液は、生理活性高分子物質あるいは参照物質との間において化学的な反応を示さないものであることが好ましい。
【００３９】
前記ドリフト量は、１０秒以上の長時間に亘る前記暗線の位置の測定によって得られるものとすることができる。また、前記変動量は、１０秒未満の短時間に亘る前記暗線の位置の測定によって得られるものとすることができる。
【発明の効果】
【００４０】
本発明の全反射減衰を利用した測定装置によれば、予め用意した基準液を薄膜層の表面上に配したときの光ビーム測定手段での測定結果に基づいて、全反射減衰を利用した測定が正常に行われているか否かを判定するようにしたので、試料液の測定を行う前に全反射減衰を利用した測定が正常に行われているか否かを知ることができ、再測定や試料液の無駄な消費を防止することができるので測定における効率の低下を抑制することができる。
【００４１】
また、光ビーム測定手段を、全反射減衰によって生じる暗線の位置を測定するものとしたり、光強度の低下を示す光強度分布のプロファイルの半値幅を測定するものとしたり、あるいは、光強度の低下を示す光強度分布のピークレベルを測定するものとし、判定手段を、上記暗線の位置、半値幅、あるいはピークレベルに応じて全反射減衰を利用した測定が正常に行われているか否かを判定するものとすれば、より確実に、全反射減衰を利用した測定が正常に行われているか否かを知ることができ、再測定や試料液の無駄な消費を防止することができるので測定における効率の低下をより確実に抑制することができる。なお、これらの測定によって、測定チップに関する異常、例えば薄膜層の厚さの異常等について、より多くの情報を得ることができる。
【００４２】
また、光ビーム測定手段を、互いに屈折率が異なる複数の基準液を薄膜層の表面上に個別に配する毎の測定に基づいたデータを取得するものとし、判定手段を、上記データのバラツキの幅、あるいは上記データに当てはめた直線の傾きに基づいて、全反射減衰を利用した測定が正常に行われているか否かを判定するものとすれば、より確実に、全反射減衰を利用した測定が正常に行われているか否かを知ることができ、再測定や試料液の無駄な消費を防止することができるので測定における効率の低下をより確実に抑制することができる。
【００４３】
さらに、光ビーム測定手段を、全反射減衰によって生じる暗線の位置のドリフト量、あるいは変動量を測定するものとし、判定手段を、上記ドリフト量、あるいは変動量に基づいて、全反射減衰を利用した測定が正常に行われているか否かを判定するものとすれば、より確実に、全反射減衰を利用した測定が正常に行われているか否かを知ることができ、再測定や試料液の無駄な消費を防止することができるので測定における効率の低下をより確実に抑制することができる。なお、これらの測定によって、入射光学系や光ビーム測定手段に関する異常について、より多くの情報を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態の全反射減衰を利用した測定装置である表面プラズモン測定装置の概略構成を示す平面図、図２は上記表面プラズモン測定装置の概略構成を示す側面図である。
【００４５】
上記表面プラズモン測定装置は、複数の誘電体ブロックに光ビームを並列的に入射させることにより複数の試料液の分析を同時に行うものである。
【００４６】
表面プラズモン測定装置１０１は、図示のように、同様の構成の複数の表面プラズモン測定ユニット１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ…により構成されている。各測定ユニットの構成について、個別の要素を表す符号であるＡ、Ｂ、Ｃ…の符号は省略して説明する。
【００４７】
上記各測定ユニット１０１は、光ビーム１３を発生する光源であるレーザ光源１４と、光ビーム１３に対して透明な誘電体ブロック１０、この誘電体ブロック１０の一面に形成された、金属膜からなる薄膜層１２、および薄膜層１２の表面上に試料液１１を保持する試料液保持部１０ａを備えてなる測定チップ９と、上記光ビーム１３を、誘電体ブロック１０と薄膜層１２との界面１０ｂでこの光ビーム１３が全反射するように、上記光ビーム１３を誘電体ブロック１０に対して入射させる入射光学系１５と、上記界面１０ｂで全反射した光ビーム１３の光強度分布を測定する光ビーム測定部２９と、予め用意した基準液１１を薄膜層１２の表面上に配したときの光ビーム測定部２９での測定に基づいて、全反射減衰を利用した測定が正常に行われているか否かを判定する判定部６０と、判定部６０による判定結果を出力する出力部６１とを備えている。
【００４８】
光ビーム測定部２９は、上記界面１０ｂで反射させられた光ビーム１３を平行光化して光検出器１７に向けて射出するコリメータレンズ１６と、コリメータレンズ１６より出射された光ビーム１３を受光して光強度を検出する光検出器１７と、光検出器１７に接続された差動アンプアレイ１８と、差動アンプアレイ１８に接続されたドライバ１９と、ドライバ１９に接続されたコンピュータシステム等からなる信号処理部２０とからなる。
【００４９】
なお、光ビーム１３は、必ずしも上記のように平行光化して光検出器１７に入射させる場合に限らず、平行光化して入射させない場合には、上記光ビーム測定部２９を、コリメータレンズ１６が除かれたものとすることができる。
【００５０】
なお、光検出器１７には、線状領域における光強度分布を測定するフォトダイオードアレイや、面状領域における光強度分布を測定するＣＣＤを採用することができるが、ここでは、光検出器１７がフォトダイオードアレイである場合について説明する。
【００５１】
入射光学系１５は、レーザ光源１４から射出された光ビーム１３を平行光化するコリメータレンズ１５ａと、この平行光化された光ビーム１３を上記界面１０ｂに向けて収束させる集光レンズ１５ｂとから構成されている。
【００５２】
光ビーム１３は、集光レンズ１５ｂにより上述のように集光されるので、界面１０ｂに対して種々の入射角θで入射する成分を含むことになる。なお、この入射角θは、全反射角以上の角度とされる。そのため、界面１０ｂで全反射した光ビーム１３には、種々の反射角で全反射された成分が含まれることになる。なお、上記入射光学系１５は、光ビーム１３を界面１０ｂ上に点状に集光させずにデフォーカス状態で入射させるように構成してもよい。そのようにすれば、界面１０ｂ上のより広い領域において光ビーム１３が全反射されるので、全反射減衰の状態の検出誤差が平均化されて全反射減衰角の測定精度を高めることができる。
【００５３】
なお、光ビーム１３は、界面１０ｂに対してｐ偏光で入射させる。そのようにするためには、予めレーザ光源１４をその偏光方向が上記所定の方向となるように配設すればよい。その他、光ビーム１３を界面１０ｂに対してｐ偏光で入射させるには波長板で光ビーム１３の偏光の向きを制御するようにしてもよい。
【００５４】
また、上記表面プラズモン測定装置１０１は、各測定ユニット１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ…の信号処理部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ…に接続された１つの表示手段２１を備えている。
【００５５】
上記誘電体ブロック１０は、例えば透明樹脂等により形成することができ、四角錐の４つの稜線が集まる頂角を含む一部分が切り取られた形状とされている。
【００５６】
試料液保持部１０ａは、四角錐の誘電体ブロック１０の底面の周囲が四角錐の広がりながら延びる方向に嵩上げされた形として形成されたものである。したがって、この周囲が嵩上げされた部分で囲まれた凹部１０ｃの底面に上記薄膜層１２が位置し、この凹部１０ｃに試料液１１が貯えられる。
【００５７】
薄膜層１２は、例えば金、銀、銅、アルミニウム等の金属膜で構成することができる。
【００５８】
なお、薄膜層１２の表面上には生理活性高分子物質等のセンシング物質が固定されるが、このセンシング物質３０については後述する。
【００５９】
また、光ビーム１３は、誘電体ブロック１０の試料液１１を保持する側とは反対側から誘電体ブロック１０に向けて入射せしめられる。
【００６０】
なお、隣接する複数の測定チップ９は、連結されて一体的取扱いが可能なチップ連結ユニット８０を構成している。
【００６１】
＜＜表面プラズモン測定装置の動作＞＞
以下、上記表面プラズモン測定装置１０１の動作について説明する。
【００６２】
図２に示す通り、レーザ光源１４から射出された光ビーム１３は、入射光学系１５を通して、誘電体ブロック１０と薄膜層１２との界面１０ｂ上に収束せしめられる。
【００６３】
界面１０ｂ上に収束され、この界面１０ｂで全反射された光ビーム１３は、コリメータレンズ１６を通して光検出器１７によって検出される。光検出器１７は、複数の受光素子であるフォトダイオード１７ａ、１７ｂ、１７ｃ…が１列に並設されてなるフォトダイオードアレイであり、フォトダイオードの並設方向が図２の紙面に略平行となるように、かつコリメータレンズ１６を通して平行光化されて入射される光ビーム１３の伝播方向に対して略直交するように配設されている。したがって、上記界面１０ｂにおいて種々の反射角で全反射された光ビーム１３の各成分を、それぞれ異なるフォトダイオード１７ａ、１７ｂ、１７ｃ…が受光することになる。そして、光検出器１７は、各フォトダイオード１７ａ、１７ｂ、１７ｃ…によって検出された上記光ビーム１３の強度分布を示す信号を出力する。
【００６４】
界面１０ｂに特定入射角θSPで入射した上記光ビーム１３の成分は、薄膜層１２とこの薄膜層１２に接している物質との界面に表面プラズモンを励起させるので、この光については反射光強度が鋭く低下する。つまり上記特定入射角θSPが全反射減衰角であり、この角度θSPにおいて反射光強度は極小値を示す。この反射光強度が低下する領域は、図２にＤで示すように、界面１０ｂで全反射された光ビーム１３中の暗線として観察される。
【００６５】
次に、光検出器１７から出力された光ビーム１３の光強度分布を示す信号の処理について詳細に説明する。
【００６６】
図３は、この表面プラズモン測定装置の電気的構成を示すブロック図である。図示の通り上記ドライバ１９は、差動アンプアレイ１８の各差動アンプ１８ａ、１８ｂ、１８ｃ…の出力をサンプルホールドするサンプルホールド回路２２ａ、２２ｂ、２２ｃ…、これらのサンプルホールド回路２２ａ、２２ｂ、２２ｃ…の各出力が入力されるマルチプレクサ２３、このマルチプレクサ２３の出力をデジタル化して信号処理部２０に入力するＡ／Ｄ変換器２４、マルチプレクサ２３とサンプルホールド回路２２ａ、２２ｂ、２２ｃ…とを駆動する駆動回路２５、および信号処理部２０からの指示に基づいて駆動回路２５の動作を制御するコントローラ２６から構成されている。
【００６７】
上記フォトダイオード１７ａ、１７ｂ、１７ｃ…の各出力は、差動アンプアレイ１８の各差動アンプ１８ａ、１８ｂ、１８ｃ…に入力される。この際、互いに隣接する２つのフォトダイオードの出力が、共通の差動アンプに入力される。したがって各差動アンプ１８ａ、１８ｂ、１８ｃ…の出力は、複数のフォトダイオード１７ａ、１７ｂ、１７ｃ…が出力する光検出信号を、それらの並設方向に関して微分したものと考えることができる。
【００６８】
各差動アンプ１８ａ、１８ｂ、１８ｃ…の出力は、それぞれサンプルホールド回路２２ａ、２２ｂ、２２ｃ…により所定のタイミングでサンプルホールドされ、マルチプレクサ２３に入力される。マルチプレクサ２３は、サンプルホールドされた各差動アンプ１８ａ、１８ｂ、１８ｃ…の出力を、所定の順序に従ってＡ／Ｄ変換器２４に入力する。Ａ／Ｄ変換器２４はこれらの出力をデジタル化して信号処理部２０に入力する。
【００６９】
図４は、界面１０ｂで全反射された光ビーム１３の界面１０ｂへの入射角θ毎の光強度と、差動アンプ１８ａ、１８ｂ、１８ｃ…の出力との関係を説明するものである。ここで、光ビーム１３の界面１０ｂへの入射角θと上記反射された光ビーム１３の光強度Ｉとの関係は、同図（１）のグラフに示すようなものであるとする。なお、図４（１）は全反射減衰が生じた光ビーム１３の光強度分布を、全反射減衰が生じていない光ビーム１３の光強度分布（例えば、ガウシアン分布）で除して得られるものである。
【００７０】
また図４の（２）は、フォトダイオード１７ａ、１７ｂ、１７ｃ…の並設方向を示しており、先に説明した通り、これらのフォトダイオード１７ａ、１７ｂ、１７ｃ…の並設方向位置は上記入射角θと一義的に対応している。
【００７１】
そしてフォトダイオード１７ａ、１７ｂ、１７ｃ…の並設方向位置、つまりは入射角θと、差動アンプ１８ａ、１８ｂ、１８ｃ…の出力Ｉ’（反射光強度Ｉの微分値）との関係は、同図（３）に示すようなものとなる。すなわち、ここで暗線位置を測定するとは、ファとダイオードアレイ上の暗線位置を検出することであるが、それは、対応する入射角θを検出するものとみなすことができる。
【００７２】
信号処理部２０は、Ａ／Ｄ変換器２４から入力された微分値Ｉ’の値に基づいて、差動アンプ１８ａ、１８ｂ、１８ｃ…の中から、微分値として正の値を有し、かつ全反射減衰角θSPに対応する微分値Ｉ’＝０に最も近い出力が得られているもの（図４（３）の例では差動アンプ１８ｅとなる）と、微分値として負の値を有し、かつ全反射減衰角θSPに対応する微分値Ｉ’＝０に最も近い出力が得られているもの（図４（３）の例では差動アンプ１８ｄとなる）を選択し、それらの差動アンプが出力する微分値に基づいて、全反射減衰角θSPを算出する。なお、場合によっては微分値Ｉ’＝０を出力している差動アンプが存在することもあり、そのときはその差動アンプに基づいて全反射減衰角θSPを算出する。以後、所定時間が経過する毎に上記と同様な動作を繰り返し、全反射減衰角θSPを算出し、測定開始時からの角度変化量を求め表示手段２１に表示する。
【００７３】
上述のように、測定チップ９の薄膜層１２の近傍の誘電率つまりは屈折率が変化すると、それに応じて全反射減衰角θSPも変化するため、この全反射減衰角θSPの角度変化量を時間の経過とともに測定し続けることにより、薄膜層１２の近傍の誘電率の変化を調べることができる。
【００７４】
なお、薄膜層１２の上に、試料液１１中に溶解している特定物質と結合するセンシング物質３０を固定した場合、上記試料液１１中の特定物質とセンシング物質３０との結合の進行、あるいは解離の進行に応じて薄膜層１２近傍の屈折率（誘電率）が時間の経過とともに変化する。したがって、上記全反射減衰角θSP（微分値Ｉ’）を測定し続けることにより、上記結合、あるいは解離の進行状況を調べることができる。そのようなセンシング物質３０と特定物質との組合せとしては、例えば、生理活性高分子物質（タンパク、ＤＮＡ，ＲＮＡ，多糖類等）と医薬品を構成する化合物との組み合わせを挙げることができる。
【００７５】
＜＜流路ユニットの取り付け＞＞
上記のように、試料液１１中の特定物質とセンシング物質３０との結合の進行、あるいは解離の進行に応じた薄膜層１２近傍の屈折率（誘電率）の変化を測定する場合には、測定チップ９の試料液保持部１０ａの凹部１０ｃに、後述する流路ユニットを取り付けて測定を行うことが望ましい。図５は表面プラズモン測定装置に流路ユニットを取り付けた測定チップ９を用いて測定を行う様子を示す側面図、図６は流路ユニットを取り付けた測定チップ９を上方から見た様子を示す拡大平面図、図７は図６の３−３断面を示す図である。
【００７６】
流路ユニット５０は、誘電体ブロック１０の試料保持部１０ａの内側へ嵌合する本体５１中に、試料液１１を供給するための供給路５２、液体試料を排出するための排出路５３および排出路５３から排出された試料液１１を貯留する試料貯留部５６が形成されている。本体５１の下面には、供給路５２の出口と排出路５３の入口が開口されている。したがって、この流路ユニット５０の測定チップ９への取り付けによって形成された、本体５１の下面と金属膜１２との間の空間が測定流路５７となる。
【００７７】
この測定流路５７への試料液１１の供給は、上記試料液１１を吸引したピペット２２７が供給路５２の入口に試料液１１を吐出することにより行なう。
【００７８】
また、上記試料液１１を測定流路５７に満たして、試料液１１中の化合物と上記センシング物質３０とが結合する様子を測定した後、上記化合物とセンシング物質３０との結合を解離させる解離液を測定流路５７に流す場合には、ピペット２２７Ｂにより解離液７１を吸引した後、流路ユニット５０の供給路５２の入口に上記解離液７１を吐出する。
【００７９】
流路ユニット５０の供給路５２の入口から解離液７１を供給することにより、測定流路５７内に解離液７１が満たされるとともに、流路ユニット５０内に残存していた試料液１１が排出路５３から排出されて試料貯留部５６に貯留される。
【００８０】
以下、上記試料液１１中の特定物質とセンシング物質３０との結合の進行、あるいは解離の進行等に関する測定が行われる前に、表面プラズモン測定装置１０１によって上記全反射減衰を利用した測定が正常に行われているか否かを判定し、その判定結果を出力する場合について説明する。
【００８１】
予め用意した基準液１１ａを流路ユニット５０に供給して測定流路５７に基準液１１ａを満たすことにより、基準液１１ａを薄膜層１２の表面上に配する。なお、基準液１１ａとして、薄膜層１２上に固定されたタンパク、ＤＮＡ、ＲＮＡ、あるいは多糖類等のセンシング物質との間で化学的な反応を生じないものを用いる場合には、光ビーム測定部２９により、界面１２で全反射した光ビームの光強度分布の測定を行う際に、基準液１１ａはセンシング物質と反応しないので、測定が正常に行われている状態であれば、基準液１１ａを薄膜層１２の表面上に配して測定される上記光ビームの光強度分布は、予め定められた上記基準液１１ａとセンシング物質との組み合わせによって定められる固有の分布を示す。
【００８２】
一方、基準液１１ａとして、薄膜層１２上に固定したタンパク、ＤＮＡ、ＲＮＡ、多糖類等のセンシング物質との間で化学的な反応を生じるものを用いる場合には、上記化学的な反応が飽和するまでこの反応を進行させることにより、上記光ビームの光強度分布を、上記と同様に反応が飽和した基準液１１ａとセンシング物質との組み合わせによって定められる固有の分布を示すものとすることができる。なお、基準液１１ａ、１１ｂ・・・の流路ユニット５０への供給は、上記と同様にピペットによって行われる。
【００８３】
判定部６０は、上記光ビーム測定部２９での測定に基づいて、すなわち光ビーム測定部２９から測定情報を入力して全反射減衰を利用した測定が正常に行われているか否かを判定する。その判定結果は出力部６１から出力されて表示部２１に表示される。なお、出力形態は表示のみならず音声でもよい。
【００８４】
以下、上記光ビーム測定部２９での測定に基づいて、判定部６０が、上記全反射減衰を利用した測定が正常に行われているか否かを判定する様々な手法について個別に説明する。
【００８５】
<１:全反射減衰で生じる暗線の位置に注目した判定手法>
この手法は、予め用意した基準液１１を薄膜層１２の表面上に配したときの、上記全反射減衰によって生じる暗線の位置を光ビーム測定部２９によって測定し、この測定情報を入力した判定部６０が、上記暗線の位置に応じて全反射減衰を利用した測定が正常に行なわれているか否かを判定するものである。
【００８６】
図８は、横軸に入射角θ、縦軸に光強度Ｉを示す座標軸上に、様々な角度で界面１０ｂへ入射した光ビーム１３の各入射角θと、各入射角θで入射し界面１０ｂで全反射された光ビーム１３の光強度との関係を示すものである。上記入射角と光強度との関係は、既に説明した図４（１）に示す入射角と光強度との関係と同様であり、全反射した光ビーム中の全反射減衰によって生じた光強度の低下を示す光強度分布のプロファイルを示すものである。なお、暗線の位置は全反射減衰角で示され、その値は図中に値θSPとして示されている。
【００８７】
ここで、予め基準液１１に対する測定によって求められた暗線の位置の許容範囲、すなわち、全反射減衰角ｈ１の許容範囲は、Ｕ１≦ｈ１≦Ｖ１で示される範囲である（図８参照）。
【００８８】
したがって、判定部６０は、上記全反射減衰角が許容範囲内：Ｕ１≦ｈ１≦Ｖ１に位置しているときに全反射減衰を利用した測定が正常に行われていると判定し、全反射減衰角が許容範囲外：ｈ１＜Ｕ１、あるいはＶ１＜ｈ２に位置しているときに全反射減衰を利用した測定が正常に行なわれていないと判定する。ここでは、全反射減衰角θSPが許容範囲内：Ｕ１≦θSP≦Ｖ１なので、判定部６０が、全反射減衰を利用した測定が正常に行われていると判定する。
【００８９】
上記図８に示す界面１０ｂで全反射された光ビーム１３の光強度分布は、以下のようにして得ることができる。すなわち、図２あるいは図４に示すように、各フォトダイオード１７ａ、１７ｂ、１７ｃ…から出力された信号を増幅アンプ１８Ａで増幅し、その増幅された各信号ＳＳを、ドライバ１９に入力しこのドライバ１９でデジタル化して、さらに上記デジタル化した信号を信号処理部２０で処理して上記全反射された光ビーム１３の光強度分布を得る。
【００９０】
<２:全反射減衰を示すプロファイルの半値幅に注目した判定手法>
この手法は、予め用意した基準液１１を薄膜層１２の表面上に配したときの、上記全反射した光ビーム中の上記全反射減衰によって生じた光強度の低下を示す光強度分布のプロファイルの半値幅を光ビーム測定部２９により測定し、この測定情報を入力した判定部６０が、上記半値幅の大きさに応じて全反射減衰を利用した測定が正常に行なわれているか否かを判定するものである。
【００９１】
図９は、横軸に入射角θ、縦軸に光強度Ｉを示す座標軸上に、様々な角度で界面１０ｂへ入射した光ビーム１３の各入射角θと、各入射角θで入射し界面１０ｂで全反射された光ビーム１３の光強度との関係で表される上記光強度分布のプロファイルＰ２を示すものである。上記光強度分布のプロファイルは、既に説明した図８と同様の態様となる。
【００９２】
ここで、全反射減衰の影響が少ない入射角（図中矢印Ｆ２の範囲）における略一定となった光強度を基準レベルの値Ｉｍとし、全反射減衰角θSPにおける光強度、すなわち光強度の減衰量が最大となるプロファイルＰ２のピークレベルを値Ｉｐ２とする。これにより、上記光強度分布のプロファイルＰ２の半値幅を、図中の点Ｋ２１とＫ２２との間の距離によって示される幅Ｗ２として求めることができる。すなわち、基準レベル（値Ｉｍ）とピークレベル（値Ｉｐ２）との間を２等分する値Ｉｗ（Ｉｗ＝（Ｉｍ＋Ｉｐ２）／２）においてプロファイルＰ２と交わる２点間の幅である、上記点Ｋ２１とＫ２２との間の距離Ｗ２として求めることができる。
【００９３】
一方、予め基準液１１に対して測定された上記全反射減衰によって生じる上記光強度の低下を示す光強度分布のプロファイルの半値幅ｈ２の許容範囲は、Ｕ２≦ｈ２≦Ｖ２で示される範囲である。
【００９４】
したがって、判定部６０は、上記半値幅が許容範囲内：Ｕ２≦ｈ２≦Ｖ２であるときに全反射減衰を利用した測定が正常に行われていると判定し、半値幅が許容範囲外：ｈ２＜Ｕ２、あるいはＶ２＜ｈ２であるときに全反射減衰を利用した測定が正常に行なわれていないと判定する。ここでは、測定して得られた半値幅の値Ｗ２が許容範囲内Ｕ２≦Ｗ２≦Ｖ２であるので、判定部６０が、全反射減衰を利用した測定が正常に行われていると判定する。
【００９５】
<３:全反射減衰を示すプロファイルのピ−クレベルに注目した判定手法>
この手法は、予め用意した基準液１１を薄膜層１２の表面上に配したときの、上記全反射した光ビーム中の上記全反射減衰によって生じた光強度の低下を示す光強度分布のプロファイルのピークレベルを光ビーム測定部２９により測定し、この測定情報を入力した判定部６０が、上記ピークレベルの大きさに応じて全反射減衰を利用した測定が正常に行なわれているか否かを判定するものである。
【００９６】
図１０は、横軸に入射角θ、縦軸に光強度Ｉを示す座標軸上に、様々な角度で界面１０ｂへ入射した光ビーム１３の各入射角θと、各入射角θで入射し界面１０ｂで全反射された光ビーム１３の光強度との関係で表される光強度分布のプロファイルＰ３を示すものである。上記光強度分布のプロファイルは、既に説明した図８あるいは図９と同様の態様をなすものとなる。ここで、上記光強度分布のプロファイルＰ３のピークレベルは値Ｉｐ３である。
【００９７】
一方、予め基準液１１に対して測定された上記全反射減衰によって生じる暗線のプロファイルのピークレベルｈ３の許容範囲は、Ｕ３≦ｈ３≦Ｖ３で示される範囲である。
【００９８】
したがって、判定部６０は、上記ピークレベルが許容範囲内：Ｕ３≦ｈ３≦Ｖ３であるときに全反射減衰を利用した測定が正常に行われていると判定し、ピークレベルが許容範囲外：ｈ３＜Ｕ３、あるいはＶ３＜ｈ３であるときに全反射減衰を利用した測定が正常に行なわれていないと判定する。ここでは、測定して得られたピークレベルの値Ｉｐ３が許容範囲内：Ｕ３≦Ｉｐ３≦Ｖ３であるので、判定部６０が、全反射減衰を利用した測定が正常に行われていると判定する。
【００９９】
<４:基準液の屈折率を変えて得られたデータの傾きに注目した判定手法>
この手法は、予め用意した、互いに屈折率の異なる基準液１１ａ、１１ｂ・・・を薄膜層１２の表面上に個別に配する毎に測定された、上記全反射減衰によって生じる各暗線の位置と上記各基準液１１ａ、１１ｂ・・・の屈折率との関係を示すデータを光ビーム測定部２９により測定し、上記データを入力した判定部６０が、このデータに当てはめた直線の傾きに応じて全反射減衰を利用した測定が正常に行なわれているか否かを判定するものである。
【０１００】
図１１は、縦軸に角度θ、横軸に屈折率Ｎｄを示す座標上に、光ビーム測定部２９での測定によって得られた、各基準液１１ａ、１１ｂ・・・毎に測定された、各暗線の位置と各基準液１１ａ、１１ｂ・・・の屈折率との関係を表すデータＤ４１、Ｄ４２・・・を示す図である。なお、上記各暗線の位置は、各基準液１１ａ、１１ｂ・・・毎に測定された全反射減衰角の角度である。
【０１０１】
ここで、上記データＤ４１、Ｄ４２・・・に当てはめた直線Ｌ４の傾きは値Ｇ４で示される。なお、直線Ｌ４は、例えば、データＤ４１、Ｄ４２・・・に対する回帰直線とすることができる。
【０１０２】
一方、予め各基準液１１ａ、１１ｂ・・・に対する測定に基づいて求められた、上記全反射減衰角と各屈折率との関係を表すデータに当てはめた直線の傾きｈ４の許容範囲は、Ｕ４≦ｈ４≦Ｖ４で示される範囲である。
【０１０３】
したがって、判定部６０は、上記直線Ｌ４の傾きが許容範囲内：Ｕ４≦ｈ４≦Ｖ４であるときに全反射減衰を利用した測定が正常に行われていると判定し、上記直線Ｌ４の傾きが許容範囲外：ｈ４＜Ｕ４、あるいはＶ４＜ｈ４であるときに全反射減衰を利用した測定が正常に行なわれていないと判定する。ここでは、上記測定して得られた直線Ｌ４の傾きが値Ｇ４であり許容範囲内：Ｕ４≦Ｇ４≦Ｖ４なので、判定部６０が、全反射減衰を利用した測定が正常に行われていると判定する。
【０１０４】
なお、互いに屈折率の異なる基準液１１ａ、１１ｂ・・・を薄膜層１２の表面上に個別に配する毎の暗線の位置の測定は、互いに屈折率の異なる基準液１１ａ、１１ｂ・・・を生理活性高分子物質が固定された薄膜層１２の表面上に個別に配する毎の暗線の位置の測定とすることもでき、このような場合でも上記全反射減衰を利用した測定が正常に行われているか否かを判定することができる。
【０１０５】
<５: 生理活性高分子物質が固定された薄膜層を用い基準液の屈折率を変えて得られたデータの傾きに注目した判定手法>
この手法は、予め用意した、互いに屈折率の異なる基準液１１ａ、１１ｂ・・・を生理活性高分子物質が固定された薄膜層１２の表面上に個別に配する毎に測定された全反射減衰角と、上記基準液１１ａ、１１ｂ・・・を参照物質が固定された薄膜層１２の表面上に個別に配する毎に測定された全反射減衰角との間の、各基準液１１ａ、１１ｂ・・・毎の位置（角度）の差と、上記生理活性高分子物質が固定された薄膜層１２に関する測定で得られた上記各全反射減衰角との関係を示すキャリブレーション用データを、光ビーム測定部２９により取得し、上記キャリブレーション用データを入力した判定部６０が、キャリブレーション用データに対する回帰直線を求め、この直線の傾きに応じて全反射減衰を利用した測定が正常に行なわれているか否かを判定するものである。なお、上記「生理活性高分子物質が固定された薄膜層１２に関する測定で得られた各全反射減衰角」とは、基準液１１ａ、１１ｂ・・・を生理活性高分子物質が固定された薄膜層１２の表面上に個別に配する毎に測定された全反射減衰角を意味するものである。
【０１０６】
上記手法についてより具体的に説明する。図１２は、生理活性高分子物質および参照物質が固定された薄膜層を用いた測定の様子を示す図である。図示のように、この手法では、薄膜層１２上の一部の領域に、例えば、タンパク、ＤＮＡ、ＲＮＡ、あるいは多糖類等からなるセンシング物質である生理活性高分子物質３０Ｋを固定するとともに、上記薄膜層１２上の他の一部の領域に、参照物質３０Ｒを固定した測定チップ９を用いる。なお、上記参照物質３０Ｒは、生理的な活性を持たない有機膜であり、生理活性高分子物質３０Ｋとの間に化学的な反応を生じる試料液に対しても、化学的な反応を示さないものである。また、上記各基準液１１ａ、１１ｂ・・・は、上記参照物質３０Ｒおよび生理活性高分子物質３０Ｋに対して、共に化学的に反応しないものである。
【０１０７】
この参照物質としては、リンカー膜から生理的な活性を失わせたものを用いることが望ましい。すなわち、例えば、共有結合機能を失活させたデキストラン層、あるいはタンパク補足機能を失活させたキレート剤ＮＴＡを上記参照物質することができる。
【０１０８】
上記測定チップ９に流路ユニット５０を取り付けた後、基準液１１ａを流路ユニット５０に供給して測定流路５７に基準液１１ａを満たし、生理活性高分子物質３０Ｋおよび参照物質３０Ｒのそれぞれが固定された薄膜層１２の表面上に基準液１１ａを配する。
【０１０９】
この状態において、入射光学系１５が、生理活性高分子物質３０Ｋが固定された薄膜層１２上の一部の領域のみに光ビーム１３が照射されるようにこの光ビーム１３を射出する。そして、光ビーム測定部２９が、界面１０ｂで全反射された光ビーム１３を測定する。次に、測定チップ９を図中矢印−Ｘ方向に移動させた後、入射光学系１５が、参照物質３０Ｒが固定された薄膜層１２上の一部の領域のみに光ビーム１３が照射されるようにこの光ビーム１３を射出する。そして、光ビーム測定部２９が、界面１０ｂで全反射した光ビーム１３を測定する。
【０１１０】
これにより、基準液１１ａを、生理活性高分子物質３０Ｋが固定された薄膜層１２上に配したときに測定された全反射減衰角と、上記基準液１１ａを、参照物質３０Ｒが固定された薄膜層１２上に配したときに測定された全反射減衰角とを求めることができる。
【０１１１】
上記と同様に、他の各基準液１１ｂ、１１ｃ・・・を生理活性高分子物質３０Ｋが固定された薄膜層１２の表面上に個別に配する毎に測定された全反射減衰角と、上記各基準液１１ｂ、１１ｃ・・・を参照物質３０Ｒが固定された薄膜層１２の表面上に個別に配する毎に測定された全反射減衰角とを求めることができる。
【０１１２】
図１３（ａ）は、縦軸に角度θ、横軸に屈折率Ｎｄを示す座標上に、上記各基準液毎に測定された全反射減衰角と、上記各基準液の屈折率との関係を示す図である。図示のように、薄膜層１２の表面上に生理活性高分子物質３０Ｋを固定したときに得られた基準液１１ａ、１１ｂ・・・毎の全反射減衰角と各基準液１１ａ、１１ｂ・・・の屈折率との関係を示すデータがデータＥ５１、Ｅ５２・・・である。また、薄膜層１２の表面上に参照物質３０Ｒを固定して得られた各基準液１１ａ、１１ｂ・・・毎の全反射減衰角と各基準液１１ａ、１１ｂ・・・の屈折率との関係を示すデータが、データＤ５１、Ｄ５２・・・である。
【０１１３】
図１３（ｂ）は、縦軸および横軸が共に角度を示す座標上に、上記キャリブレーション用データを示した図である。キャリブレーション用データＣ５１，Ｃ５２・・・は、上記各データＤ５１、Ｄ５２・・・が示す全反射減衰角と上記データＥ５１、Ｅ５２・・・が示す全反射減衰角との間の、各基準液１１ａ、１１ｂ・・・毎における角度の差δ５１（δ５１＝Ｅ５１−Ｄ５１）、δ５２（δ５２＝Ｅ５２−Ｄ５２）、・・・（図中縦軸であるδ軸方向に示す）と、生理活性高分子物質３０Ｋが固定された薄膜層１２に関する測定で得られた基準液１１ａ、１１ｂ・・・毎の各全反射減衰角（図中横軸であるθ軸方向に示す）との関係を示すものである。
【０１１４】
ここで、上記図１１を用いて既に説明した手法を用いて、上記キャリブレーション用データＣ５１，Ｃ５２・・・に当てはめた直線Ｌ５の傾きを求めることができ、その傾きは値Ｇ５で示される。
【０１１５】
一方、予め取得された許容範囲、すなわち、生理活性高分子物質３０Ｋおよび参照物質３０Ｒが固定された薄膜層１２上に各基準液１１ａ、１１ｂ・・・を配した測定によって得られたキャリブレーション用データに対する回帰直線Ｌ５の傾きｈ５の許容範囲は、Ｕ５≦ｈ５≦Ｖ５で示される範囲である。
【０１１６】
したがって、判定部６０は、上記直線Ｌ５の傾きが許容範囲内：Ｕ５≦ｈ５≦Ｖ５であるときに全反射減衰を利用した測定が正常に行われていると判定し、上記直線Ｌ５の傾きが許容範囲外：ｈ５＜Ｕ５、あるいはＶ５＜ｈ５であるときに全反射減衰を利用した測定が正常に行なわれていないと判定する。ここでは、上記測定して得られた直線Ｌ５の傾きの値Ｇ５が許容範囲内：Ｕ５≦Ｇ５≦Ｖ５であるので、判定部６０が、全反射減衰を利用した測定が正常に行われていると判定する。
【０１１７】
なお、上記キャリブレーション用データは、生理活性高分子物質が固定された薄膜層上に互いに屈折率の異なる複数の基準液が個別に配される毎に測定された全反射減衰によって生じる各暗線の位置と、参照物質が固定された薄膜層上に前記互いに屈折率の異なる複数の基準液が個別に配される毎に測定された前記全反射減衰によって生じる各暗線の位置との間の、上記各基準液毎における位置（角度）の差と、上記生理活性高分子物質が固定された薄膜層に関する上記測定で得られた上記各暗線の位置との関係を示すものとする場合に限らない。すなわち、上記キャリブレーション用データを、生理活性高分子物質が固定された薄膜層上に互いに屈折率の異なる複数の基準液が個別に配される毎に測定された全反射減衰によって生じる各暗線の位置と、参照物質が固定された薄膜層上に前記互いに屈折率の異なる複数の基準液が個別に配される毎に測定された前記全反射減衰によって生じる各暗線の位置との間の、上記各基準液毎における位置（角度）の差と、上記参照物質が固定された薄膜層に関する上記測定で得られた上記各暗線の位置との関係を示すものとしてもよい。このような場合であっても、上記と同様の手法により、全反射減衰を利用した測定が正常に行われているか否かの判定を行うことができる。
【０１１８】
また、薄膜層に参照物質等が固定されていない場合であっても、上記と同様の手法により、全反射減衰を利用した測定が正常に行われているか否かの判定を行うことができる。
【０１１９】
<６:基準液の屈折率を変えて得られたデータのバラツキの幅に注目した判定手法>
この手法は、予め用意した、互いに屈折率の異なる基準液１１ａ、１１ｂ・・・を薄膜層１２の表面上に個別に配する毎に測定された、上記全反射減衰によって生じる各暗線の位置（全反射減衰角）と上記各基準液１１ａ、１１ｂ・・・の屈折率との関係を示すデータを光ビーム測定部２９により測定し、上記データを入力した判定部６０が、この入力したデータのバラツキの幅に応じて全反射減衰を利用した測定が正常に行なわれているか否かを判定するものである。
【０１２０】
なお、バラツキの幅は、上記データに当てはめた直線に対して垂直な方向へのデータの拡がりを示す幅であって、上記直線の一方の側においてこの直線から最も離れて位置するデータからこの直線までの距離と、上記直線の他方の側においてこの直線から最も離れて位置するデータからこの直線までの距離との和で示されるものである。
【０１２１】
なお、上記データに当てはめた直線は、上記データに対する回帰直線である。
【０１２２】
図１４は、縦軸に角度θ、横軸に屈折率Ｎｄを示す座標上に、光ビーム測定部２９での測定によって得られた、各基準液１１ａ、１１ｂ・・・毎の暗線の位置である全反射減衰角と各基準液１１ａ、１１ｂ・・・の屈折率との関係を表すデータＤ６１、Ｄ６２・・・を示す図である。
【０１２３】
ここで、上記データＤ６１、Ｄ６２・・・に対する回帰直線は直線Ｌ６である。
【０１２４】
図中、直線Ｌ６に対して、この直線Ｌ６の上側に最も離れて位置するデータはデータＤ６５であり、直線Ｌ６からデータＤ６５までの距離はＷ６５である。また、直線Ｌ６に対して、この直線Ｌ６の下側に最も離れて位置するデータはデータＤ６２であり、直線Ｌ６からデータＤ６２までの距離はＷ６２である。したがって、データのバラツキの幅を示す値Ｇ６は、Ｇ６＝Ｗ６２＋Ｗ６５の式によって示されるものとなる。
【０１２５】
一方、予め各基準液１１ａ、１１ｂ・・・に対して測定された、上記各全反射減衰角と各基準液１１ａ、１１ｂ・・・の屈折率との関係を表すデータのバラツキの幅ｈ６の許容範囲は、ｈ６≦Ｖ６で示される範囲である。
【０１２６】
したがって、判定部６０は、上記バラツキの幅が許容範囲内：ｈ６≦Ｖ６であるときに全反射減衰を利用した測定が正常に行われていると判定し、上記バラツキの幅が許容範囲外：Ｖ６＜ｈ６であるときに全反射減衰を利用した測定が正常に行なわれていないと判定する。ここでは、上記測定して得られた、バラツキの幅が値Ｇ６であり許容範囲内：Ｇ６≦Ｖ６なので、判定部６０が、全反射減衰を利用した測定が正常に行われていると判定する。
【０１２７】
なお、互いに屈折率の異なる基準液１１ａ、１１ｂ・・・を薄膜層１２の表面上に個別に配する毎の暗線の位置の測定は、互いに屈折率の異なる基準液１１ａ、１１ｂ・・・を生理活性高分子物質が固定された薄膜層１２の表面上に個別に配する毎の暗線の位置の測定とすることもでき、このような場合でも上記全反射減衰を利用した測定が正常に行われているか否かを判定することができる。
【０１２８】
<７: 生理活性高分子物質が固定された薄膜層を用い基準液の屈折率を変えて得られたデータのバラツキの幅に注目した判定手法>
この手法は、予め用意した、互いに屈折率の異なる基準液１１ａ、１１ｂ・・・を生理活性高分子物質が固定された薄膜層１２の表面上に個別に配する毎に測定された全反射減衰角と、各基準液１１ａ、１１ｂ・・・を参照物質が固定された薄膜層１２の表面上に個別に配する毎に測定された全反射減衰角との間の、基準液１１ａ、１１ｂ・・・毎における位置（角度）の差と、上記生理活性高分子物質が固定された薄膜層１２に関する測定で得られた上記各全反射減衰角との関係を示すキャリブレーション用データを、光ビーム測定部２９により取得し、上記キャリブレーション用データを入力した判定部６０が、キャリブレーション用データのバラツキの幅に応じて全反射減衰を利用した測定が正常に行なわれているか否かを判定するものである。
【０１２９】
この手法においても、図１２を用いて既に説明した場合と同様に、各基準液１１ａ、１１ｂ・・・を生理活性高分子物質３０Ｋが固定された薄膜層１２の表面上に個別に配する毎に測定された全反射減衰角と、上記各基準液１１ａ、１１ｂ・・・を参照物質３０Ｒが固定された薄膜層１２の表面上に個別に配する毎に測定された全反射減衰角とを求めることができる。
【０１３０】
図１５（ａ）は、縦軸に角度θ、横軸に屈折率Ｎｄを示す座標上に、各基準液毎に測定された全反射減衰角と各基準液の屈折率との関係を示す図である。
【０１３１】
図示のように、薄膜層１２の表面上に生理活性高分子物質３０Ｋを固定したときに得られた各基準液１１ａ、１１ｂ・・・毎の全反射減衰角と各基準液１１ａ、１１ｂ・・・の屈折率との関係を示すデータは、データＥ７１、Ｅ７２・・・である。また、薄膜層１２の表面上に参照物質３０Ｒを固定して得られた各基準液１１ａ、１１ｂ・・・毎の全反射減衰角と各基準液１１ａ、１１ｂ・・・の屈折率との関係を示すデータは、データＤ７１、Ｄ７２・・・である。
【０１３２】
図１５（ｂ）は、縦軸および横軸が共に角度を示す座標上にキャリブレーション用データを示す図である。キャリブレーション用データＣ７１，Ｃ７２・・・は、上記各データＥ７１、Ｅ７２・・・が示す全反射減衰角と上記データＤ７１、Ｄ７２・・・が示す全反射減衰角との間の各基準液１１ａ、１１ｂ・・・毎の角度の差δ７１（δ７１＝Ｅ７１−Ｄ７１）、δ７２（δ７２＝Ｅ７２−Ｄ７２）、・・・（図中縦軸であるδ軸方向に示す）と、生理活性高分子物質３０Ｋが固定された薄膜層１２に関する測定で得られた基準液１１ａ、１１ｂ・・・毎の各全反射減衰角（図中横軸であるθ軸方向に示す）との関係を示すものである。
【０１３３】
ここで、上記図１４を用いて既に説明した手法を用いて、キャリブレーション用データＣ７１，Ｃ７２・・・のバラツキの幅を得ることができ、その幅は値Ｇ７となる。
【０１３４】
一方、予め取得されたキャリブレーション用データのバラツキの幅ｈ７の許容範囲は、ｈ７≦Ｖ７で示される範囲である。
【０１３５】
したがって、判定部６０は、上記バラツキの幅が許容範囲内：ｈ７≦Ｖ７であるときに全反射減衰を利用した測定が正常に行われていると判定し、上記バラツキの幅が許容範囲外：ｈ７＜Ｇ７であるときに全反射減衰を利用した測定が正常に行なわれていないと判定する。ここでは、測定されたバラツキの幅が値Ｇ７であり許容範囲内：Ｇ７≦Ｖ７なので、判定部６０が、全反射減衰を利用した測定が正常に行われていると判定する。
【０１３６】
なお、上記キャリブレーション用データは、生理活性高分子物質が固定された薄膜層上に互いに屈折率の異なる複数の基準液が個別に配される毎に測定された全反射減衰によって生じる各暗線の位置と、参照物質が固定された薄膜層上に前記互いに屈折率の異なる複数の基準液が個別に配される毎に測定された前記全反射減衰によって生じる各暗線の位置との間の、上記各基準液毎における位置（角度）の差と、上記生理活性高分子物質が固定された薄膜層に関する上記測定で得られた上記各暗線の位置との関係を示すものとする場合に限らない。すなわち、上記キャリブレーション用データを、生理活性高分子物質が固定された薄膜層上に互いに屈折率の異なる複数の基準液が個別に配される毎に測定された全反射減衰によって生じる各暗線の位置と、参照物質が固定された薄膜層上に前記互いに屈折率の異なる複数の基準液が個別に配される毎に測定された前記全反射減衰によって生じる各暗線の位置との間の、上記各基準液毎における位置（角度）の差と、上記参照物質が固定された薄膜層に関する上記測定で得られた上記各暗線の位置との関係を示すものとしてもよい。このような場合であっても、上記と同様の手法により、全反射減衰を利用した測定が正常に行われているか否かの判定を行うことができる。
【０１３７】
また、薄膜層に参照物質等が固定されていない場合であっても、上記と同様の手法により、全反射減衰を利用した測定が正常に行われているか否かの判定を行うことができる。
【０１３８】
<８:光ビーム測定部で測定される全反射減衰角のドリフト量に注目した判定手法>
この手法は、予め用意した、溶媒（バッファ液）である基準液１１を薄膜層１２の表面上に配したときに全反射減衰によって生じる暗線の位置のドリフト量、すなわち全反射減衰角のドリフト量を光ビーム測定部２９によって測定し、判定部６０が、上記光ビーム測定部２９から出力されたドリフト量に応じて全反射減衰を利用した測定が正常に行なわれているか否かを判定するものである。
【０１３９】
図１６は、横軸に時間ｔ、縦軸に角度θを示す座標上に、時間と共に変化する上記全反射減衰角の値Ｑ８を示したものである。図示のように、ドリフト量は所定時間ｔ１当たりの値Ｑ８の変化量で示されるものであり、より具体的には、ドリフト量は、上記値Ｑ８の変化を直線回帰した直線Ｌ８における所定時間ｔ１当たりの変化量で示される。この場合のドリフト量の値、所定時間ｔ１当たりの全反射減衰角の変化量はＧ８となる。
【０１４０】
ここで、予め測定された上記ドリフト量ｈ８の許容範囲は、ｈ８≦Ｖ８で示される範囲である。
【０１４１】
したがって、判定部６０は、上記ドリフト量が許容範囲内：ｈ８≦Ｖ８であるときに全反射減衰を利用した測定が正常に行われていると判定し、ドリフト量が許容範囲外：ｈ８＞Ｖ８であるときに全反射減衰を利用した測定が正常に行なわれていないと判定する。ここでは、測定されたドリフト量が値Ｇ８であり許容範囲内：Ｇ８≦Ｖ８なので、判定部６０が、全反射減衰を利用した測定が正常に行われていると判定する。
【０１４２】
<９:光ビーム測定部で測定される全反射減衰角の変動量に注目した判定手法>
この手法は、予め用意した、溶媒（バッファ液）である基準液１１を薄膜層１２の表面上に配したときに全反射減衰によって生じる暗線の位置の変動量、すなわち全反射減衰角の変動量を光ビーム測定部２９によって測定し、上記判定部６０が、上記光ビーム測定部２９から出力された上記変動量に応じて全反射減衰を利用した測定が正常に行なわれているか否かを判定するものである。
【０１４３】
図１７は、横軸に時間ｔ、縦軸に角度θを示す座標上に、時間と共に変化する上記全反射減衰角の値Ｑ９を示したものである。図示のように、上記全反射減衰角の値Ｑ９の変動量は、時間と共に変化する上記全反射減衰角の値Ｑ９の最大値と最小値との差の値Ｇ９として求められる。
【０１４４】
ここで、予め測定された上記変動量ｈ９の許容範囲は、ｈ９≦Ｖ９で示される範囲である。
【０１４５】
したがって、判定部６０は、上記変動量が許容範囲内：ｈ９≦Ｖ９であるときに全反射減衰を利用した測定が正常に行われていると判定し、変動量が許容範囲外：ｈ９＞Ｖ９であるときに全反射減衰を利用した測定が正常に行なわれていないと判定する。ここでは、測定された変動量が値Ｇ９であり許容範囲内：Ｇ９≦Ｖ９なので、判定部６０が、全反射減衰を利用した測定が正常に行われていると判定する。
【０１４６】
＜＜漏洩モード測定装置＞＞
上述の表面プラズモン測定装置１０１は、一部の構成を変更することにより漏洩モード測定装置とすることができる。図１８は、上述の表面プラズモン測定装置１０１の一部を変更して構成した漏洩モード測定装置の測定ユニットの側面図である。なおこの図１８において、図２中の要素と同等の要素には同番号を付してあり、それらについての説明は特に必要の無い限り省略する。
【０１４７】
この漏洩モード測定装置も、上述の表面プラズモン測定装置と同様に測定チップ９を用いるように構成されている。この測定チップ９の上面に形成された凹部１０ｃの底面にはクラッド層４０が形成され、さらにその上には光導波層４１が形成されている。これらクラッド層４０と光導波層４１とによって薄膜層が形成されている。
【０１４８】
誘電体ブロック１０は、例えば合成樹脂やＢＫ７等の光学ガラスを用いて形成されている。一方クラッド層４０は、誘電体ブロック１０よりも低屈折率の誘電体や、金等の金属を用いて薄膜状に形成されている。また光導波層４１は、クラッド層４０よりも高屈折率の誘電体、例えばＰＭＭＡを用いてこれも薄膜状に形成されている。クラッド層４０の膜厚は、例えば金薄膜から形成する場合で３６．５ｎｍ、光導波層４１の膜厚は、例えばＰＭＭＡから形成する場合で７００ｎｍ程度とされる。
【０１４９】
上記構成の漏洩モード測定装置において、レーザ光源１４から射出された光ビーム１３を誘電体ブロック１０を通してクラッド層４０に対して全反射角以上の入射角で入射させると、該光ビーム１３の多くの成分が誘電体ブロック１０とクラッド層４０との界面１０ｂで全反射するが、クラッド層４０を透過して光導波層４１に特定入射角で入射した特定波数の光は、該光導波層４１を導波モードで伝搬されるようになる。こうして導波モードが励起されると、特定入射角で入射した入射光のほとんどが光導波層４１に取り込まれるので、上記界面１０ｂに特定入射角で入射し、全反射された光の強度が鋭く低下する全反射減衰が生じる。
【０１５０】
光導波層４１における導波光の波数は、該光導波層４１上の試料液１１の屈折率に依存するので、全反射減衰が生じる上記特定入射角である全反射減衰角を知ることによって、試料液１１の屈折率や、それに関連する試料液１１の特性を分析することができる。
【０１５１】
＜＜チップ連結ユニットの異なる態様＞＞
次に、上記チップ連結ユニットとは異なる態様のものについて説明する。図１９は上記異なる態様のチップ連結ユニットの各要素を分離して示した図、図２０（ａ）は上記異なる態様のチップ連結ユニットにセンシング液を注入する様子を示す図である。図２０（ｂ）は上記異なる態様のチップ連結ユニットに試料液を注入する様子を示す図である。なお、上記異なる態様のチップ連結ユニットは、それぞれに流路ユニットを有する３つの測定チップを一体化してなるものである。
【０１５２】
図１９に示すように、上記説明済みのチップ連結ユニット８０とは異なる態様のチップ連結ユニット８０Ｒは、台形形状の断面を有し、後述する光ビーム１３に対して透明なＹ方向に延びる誘電体ブロック１０Ｒ、この誘電体ブロック１０Ｒの一面に形成された、Ｙ方向に延びる金属膜からなる薄膜層２０Ｒ、薄膜層２０Ｒの表面上に試料液１１Ｒを通すための３組の流路を有するＹ方向に延びる流路ユニット５０Ｒ、流路ユニット５０Ｒ上に配されて誘電体ブロック１０Ｒと流路ユニット５０Ｒとを密着させこの密着状態を保持するＹ方向に延びる密着保持部材４０Ｒ、および密着保持部材４０Ｒ上に両面テープ４５Ｒを介して固定されるＹ方向に延びる蓋部材３０Ｒを備えている。
【０１５３】
誘電体ブロック１０Ｒは、後述する、密着保持部材４０Ｒが有する複数の結合バンド４１Ｒに開口された結合バンド孔部４２Ｒに挿入される複数の突起部１１Ｒを有している。
【０１５４】
薄膜層２０Ｒには、流路ユニット５０Ｒの各流路に対応する位置にリンカー膜２１Ｒが積層されている。このリンカー膜２１Ｒは、薄膜層２０Ｒ上に、タンパク、ＤＮＡ，ＲＮＡ、多糖類等のセンシング物質を効果的に吸着させるためのものである。
【０１５５】
流路ユニット５０Ｒは、試料液１１Ｒを供給するための供給路５１Ｒ、試料液１１Ｒを排出するための排出路５２Ｒ、および上記流路ユニット５０Ｒの下面に形成された、供給路５１Ｒの出口と排出路５２Ｒの入口に通じる上記リンカー膜２１Ｒに向けて開口された測定用流路５３Ｒを有している。
【０１５６】
密着保持部材４０Ｒは、上記供給路５１Ｒ、および排出路５２Ｒに通じる孔部４３を有している。蓋部材３０Ｒは、上記供給路５１Ｒ、および排出路５２Ｒに通じるスリット３１Ｒを有している。
【０１５７】
チップ連結ユニット８０Ｒは、誘電体ブロック１０Ｒの各突起部１１Ｒを、密着保持部材４０Ｒの各結合バンド４１Ｒに開口された各結合バンド孔部４２Ｒに挿入して、流路ユニット５０Ｒが密着保持部材４０Ｒと誘電体ブロック１０Ｒとの間に密着保持されるとともに、密着保持部材４０Ｒ上に、両面テープ４５Ｒを介して蓋部材３０Ｒが固定されて組み立てられる。
【０１５８】
次に、上記チップ連結ユニット８０Ｒを用いて全反射減衰角の測定を行う場合について説明する。
【０１５９】
始めに、図２０（ａ）に示すように、センシング物質６１Ｒを含む溶液であるセンシング液６０Ｒを吸引したピペット７１Ｒを、蓋部材３０Ｒのスリット３１Ｒ、および密着保持部材４０Ｒの孔部４３Ｒを通して、流路ユニット５０Ｒの供給路５１Ｒに配置する。そして、ピペット７１Ｒにより、供給路５１Ｒを通して測定用流路５３Ｒ中にセンシング液６０Ｒを注入してリンカー膜２１Ｒ上にセンシング物質６１Ｒを固定する。
【０１６０】
リンカー膜２１Ｒ上にセンシング物質６１Ｒが固定された後、排出路５２Ｒを通してピペット７２Ｒを測定用流路５３Ｒに挿入し、測定用流路５３Ｒに滞留するセンシング液６０Ｒを吸引して、測定用流路５３Ｒからセンシング液６０Ｒを取り除く。
【０１６１】
次に、図２０（ｂ）に示すように、試料液１１Ｒを吸引したピペット７５Ｒを、蓋部材３０Ｒのスリット３１Ｒ、および密着保持部材４０Ｒの孔部４３を通して、流路ユニット５０Ｒの供給路５１Ｒに配置する。そして、ピペット７５Ｒにより、供給路５１Ｒを通して測定用流路５３Ｒ中に試料液１１Ｒを注入してリンカー膜２１Ｒ上に固定されたセンシング物質６１Ｒと試料液１１Ｒ中の化合物との化学的相互作用を測定する。
【０１６２】
既に説明したように、入射光学系１５から射出され、誘電体ブロック１０Ｒと薄膜層２０Ｒとの界面１５Ｒで全反射した光ビーム１３中の暗線の位置を暗線位置測定部２９で測定することにより行われる。
【図面の簡単な説明】
【０１６３】
【図１】本発明の実施の形態による全反射減衰を利用した測定装置の概略構成を示す平面図
【図２】表面プラズモン測定装置の概略構成を示す側面図
【図３】表面プラズモン測定装置の電気的構成を示すブロック図
【図４】光ビームの界面への入射角と差動アンプの出力との関係を示すブロック図
【図５】測定チップに流路ユニットの取り付けた表面プラズモン測定装置を示す側面図
【図６】測定チップに取り付けた流路ユニットを示す平面図
【図７】図６に示す測定チップに取り付けた流路ユニットの３−３断面を示す図
【図８】全反射減衰で生じる暗線の位置に注目した判定手法を示す図
【図９】全反射減衰を示すプロファイルの半値幅に注目した判定手法を示す図
【図１０】全反射減衰を示すプロファイルのピ−クレベルに注目した判定手法を示す図
【図１１】基準液の屈折率を変えて得られたデータの傾きに注目した判定手法を示す図
【図１２】生理活性高分子物質および参照物質が固定された薄膜層を用いた測定の様子を示す図
【図１３】生理活性高分子物質および参照物質が固定された薄膜層を用いて得られたキャリブレーションデータの傾きに注目した判定手法を示す図
【図１４】基準液の屈折率を変えて得られたデータのバラツキの幅に注目した判定手法を示す図
【図１５】生理活性高分子物質および参照物質が固定された薄膜層を用いて得られたキャリブレーションデータのバラツキの幅に注目した判定手法を示す図
【図１６】全反射減衰角のドリフト量に注目した判定手法を示す図
【図１７】全反射減衰角の変動量に注目した判定手法を示す図
【図１８】漏洩モード測定装置の測定ユニットの側面図
【図１９】チップ連結ユニットの異なる態様を各要素を分離して示した図
【図２０】異なる態様のチップ連結ユニットにセンシング液や試料液を注入する様子を示す図
【符号の説明】
【０１６４】
９    測定チップ
１０    誘電体ブロック
１１    基準液
１３    光ビーム
１４    レーザ光源
１５    入射光学系
１６    コリメータレンズ
１７    光検出器
２９    光ビーム測定部
３０    センシング物質
６０    判定部
６１    出力部
１０１    表面プラズモン測定装置
１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ…    測定ユニット
【図１】
2006098208.tif 000004
【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】
2006098208.tif 000016
【図１４】
2006098208.tif 000017
【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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