(57)【要約】  【課題】  温度変化の影響を考慮せずに精度の良い測定結果を得ることのできる免疫測定装置を提供する。  【解決手段】  表面プラズモン共鳴を利用してセンサチップのレセプタ領域に外部振動を印加し表面プラズモン共鳴が生じる角度を変動させるとともにエバネッセント領域における誘電率の変化を外部振動に対する表面プラズモン共鳴角の追随限界周波数の周波数特性を測定する免疫測定装置において、同一温度における標準物質導入前の追随限界周波数と検体の追随限界周波数との差と検体の追随限界周波数と標準物質を導入しレセプタを完全にブロックしたバッファの追随限界周波数との差との比を算出し、さらに該比に基づいて任意の温度における検体濃度を算出する。【選択図】  図２
2006162416.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面プラズモン共鳴を利用してセンサチップのレセプタ領域に外部振動を印加し表面プラズモン共鳴が生じる角度を変動させるとともにエバネッセント領域における誘電率の変化を外部振動に対する表面プラズモン共鳴角の追随限界周波数の周波数特性を測定する免疫測定装置において、
バッファの表面プラズモン共鳴角の追随限界周波数を測定する測定手段と、
測定環境の温度と標準物質導入前のバッファの前記追随限界周波数との対応関係を示すデータと測定環境の温度と標準物質を導入しレセプタを完全にブロックしたバッファの前記追随限界周波数との対応関係を示すデータと測定環境の温度と検体の前記追随限界周波数との対応関係を示す第１データとを検体濃度と対応させた校正データを格納する格納手段と、
同一温度における標準物質導入前の前記追随限界周波数と検体の前記追随限界周波数との差と検体の前記追随限界周波数と標準物質を導入しレセプタを完全にブロックしたバッファの前記追随限界周波数との差との比と検体濃度とを算出する算出手段とを備え、
前記測定手段が標準物質導入前の前記追随限界周波数を測定し、標準物質を導入しレセプタを完全にブロックしたバッファの前記追随限界周波数を測定し、検体の前記追随限界周波数を測定し、前記測定手段による測定の結果と前記校正データとに基づいて前記算出手段が同一温度における標準物質導入前の前記追随限界周波数と検体の前記追随限界周波数との差と検体の前記追随限界周波数と標準物質を導入しレセプタを完全にブロックしたバッファの前記追随限界周波数との差との比を算出し、さらに該比に基づいて前記第１データを読み出し任意の温度における検体濃度を算出する、ことを特徴とする免疫測定装置。
【請求項２】
表面プラズモン共鳴を利用してセンサチップのレセプタ領域に外部振動を印加し表面プラズモン共鳴が生じる角度を変動させるとともにエバネッセント領域における誘電率の変化を外部振動に対する表面プラズモン共鳴角の追随限界周波数の周波数特性を測定する免疫測定装置において、
バッファの表面プラズモン共鳴角の追随限界周波数を測定する測定手段と、
測定環境の温度と標準物質導入前のバッファの前記追随限界周波数との対応関係を示すデータと測定環境の温度と標準物質を導入しレセプタを完全にブロックしたバッファの前記追随限界周波数との対応関係を示すデータとを検体濃度と対応させた校正データを格納する格納手段と、
同一温度における標準物質導入前の前記追随限界周波数と検体の前記追随限界周波数との差と検体の前記追随限界周波数と標準物質を導入しレセプタを完全にブロックしたバッファの前記追随限界周波数との差との比と検体濃度とを算出する算出手段とを備え、
前記測定手段が標準物質導入前の前記追随限界周波数を測定し、標準物質を導入しレセプタを完全にブロックしたバッファの前記追随限界周波数を測定し、検体の前記追随限界周波数を測定し、前記測定手段による測定の結果と前記校正データとに基づいて前記算出手段が同一温度における標準物質導入前の前記追随限界周波数と検体の前記追随限界周波数との差と検体の前記追随限界周波数と標準物質を導入しレセプタを完全にブロックしたバッファの前記追随限界周波数との差との比を算出し、さらに該比と前記校正データとに基づいて任意の温度における検体濃度を算出する、ことを特徴とする免疫測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面プラズモン共鳴による免疫測定装置に関し、より詳細には、センサチップのレセプタ領域に外部振動を印加し表面プラズモン共鳴が生じる角度を変動させるとともにエバネッセント領域における誘電率の変化を外部振動に対する表面プラズモン共鳴角の追随限界周波数の周波数特性を測定する免疫測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、センサチップのレセプタ領域に外部振動を印加して表面プラズモン共鳴が生じる角度を変動させるとともに、エバネッセント領域における誘電率の変化を外部振動に対する表面プラズモン共鳴角の追随限界周波数を周波数特性として測定する表面プラズモン共鳴にかかる免疫測定装置が提案されている（例えば、特願２００３−４３３１６２号参照）。
【０００３】
また、センサチップの電極対に交流電圧を印加することで検体溶液に含まれる荷電粒子を誘電泳動させて金属薄膜上に集中させ、測定する免疫測定装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、センサチップの電極対に電圧を印加することで測定時に検体がレセプタ領域に集中するとともに測定後に測定時と逆向きの電圧を印加することで検体がレセプタ領域から離脱するする免疫測定装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００３−６５９４７号公報
【特許文献２】特開２００３−３４４３９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来の免疫測定装置（特願２００３−４３３１６２号）においては、金属薄膜の誘電率が温度によって変化するため、温度変化により、精度の良い測定結果を得ることができないという課題を有していた（特許文献１・特許文献２参照）。
【０００６】
本発明は、従来の課題を解決するものであり、温度変化の影響を考慮せずに精度の良い測定結果を得ることのできる免疫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】
【０００７】
前記従来の課題を解決するために、表面プラズモン共鳴を利用してセンサチップのレセプタ領域に外部振動を印加し表面プラズモン共鳴が生じる角度を変動させるとともにエバネッセント領域における誘電率の変化を外部振動に対する表面プラズモン共鳴角の追随限界周波数の周波数特性を測定する免疫測定装置において、バッファの表面プラズモン共鳴角の追随限界周波数を測定する測定手段と、測定環境の温度と標準物質導入前のバッファの前記追随限界周波数との対応関係を示すデータと測定環境の温度と標準物質を導入しレセプタを完全にブロックしたバッファの前記追随限界周波数との対応関係を示すデータと測定環境の温度と検体の前記追随限界周波数との対応関係を示す第１データとを検体濃度と対応させた校正データを格納する格納手段と、同一温度における標準物質導入前の前記追随限界周波数と検体の前記追随限界周波数との差と検体の前記追随限界周波数と標準物質を導入しレセプタを完全にブロックしたバッファの前記追随限界周波数との差との比と検体濃度とを算出する算出手段とを備え、前記測定手段が標準物質導入前の前記追随限界周波数を測定し、標準物質を導入しレセプタを完全にブロックしたバッファの前記追随限界周波数を測定し、検体の前記追随限界周波数を測定し、前記測定手段による測定の結果と前記校正データとに基づいて前記算出手段が同一温度における標準物質導入前の前記追随限界周波数と検体の前記追随限界周波数との差と検体の前記追随限界周波数と標準物質を導入しレセプタを完全にブロックしたバッファの前記追随限界周波数との差との比を算出し、さらに該比に基づいて前記第１データを読み出し任意の温度における検体濃度を算出することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は、表面プラズモン共鳴を利用してセンサチップのレセプタ領域に外部振動を印加し表面プラズモン共鳴が生じる角度を変動させるとともにエバネッセント領域における誘電率の変化を外部振動に対する表面プラズモン共鳴角の追随限界周波数の周波数特性を測定する免疫測定装置において、バッファの表面プラズモン共鳴角の追随限界周波数を測定する測定手段と、測定環境の温度と標準物質導入前のバッファの前記追随限界周波数との対応関係を示すデータと測定環境の温度と標準物質を導入しレセプタを完全にブロックしたバッファの前記追随限界周波数との対応関係を示すデータとを検体濃度と対応させた校正データを格納する格納手段と、同一温度における標準物質導入前の前記追随限界周波数と検体の前記追随限界周波数との差と検体の前記追随限界周波数と標準物質を導入しレセプタを完全にブロックしたバッファの前記追随限界周波数との差との比と検体濃度とを算出する算出手段とを備え、前記測定手段が標準物質導入前の前記追随限界周波数を測定し、標準物質を導入しレセプタを完全にブロックしたバッファの前記追随限界周波数を測定し、検体の前記追随限界周波数を測定し、前記測定手段による測定の結果と前記校正データとに基づいて前記算出手段が同一温度における標準物質導入前の前記追随限界周波数と検体の前記追随限界周波数との差と検体の前記追随限界周波数と標準物質を導入しレセプタを完全にブロックしたバッファの前記追随限界周波数との差との比を算出し、さらに該比と前記校正データとに基づいて任意の温度における検体濃度を算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の免疫測定装置によれば、温度が測定値におよぼす影響を考慮せずに精度の良い測定をすることができる。このため、温度制御のために特別な機構を備える必要がなく、装置構成を簡略化できる。
【００１０】
また、バッファの周波数を測定し、測定した周波数から校正データを参照し、環境温度を知ることができるため、温度変化による金属薄膜の誘電率変化に起因する周波数のシフトを考慮することなく検体濃度を測定できる。
【００１１】
また、バッファの周波数を測定し、標準物質を測定して校正データを参照して検体による周波数シフトの比をもって検体濃度を測定するため標準的な温度での検体濃度測定と同様の高精度で検体濃度を測定できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明の免疫測定装置の実施例を図面とともに詳細に説明する。
（実施例１）
図１は、本発明の実施例１における免疫測定装置の構成図を示す。
【００１３】
図１において、１は光源、２はプリズム、３は計測光、４は受光装置、５は反射光、６はプラズモンの励起により光量の一部が減少した反射光暗部、７は金属薄膜上側電極、８は下側電極、９は交流電源、１０はレセプタ、１１は外部振動、１２はリガンド、１３はランニングバッファリザーバ、１４は校正データ格納部、１５は算出部、１６はセンサチップである。
【００１４】
図１において、光源１から発した計測光３はプリズム２を通して金属薄膜上側電極７に照射される。照射された計測光３は、金属薄膜上側電極７で反射され反射光５が生じる。交流電源９により周波数ｆの交流電圧が印加されると、レセプタ１０に周波数ｆの外部振動１１が発生し、レセプタ１０を分子の方向転換により振動させる。エバネッセント領域の計測光に対する誘電率を支配しているのはレセプタ分子が有する電子分極成分である。外部振動１１により金属薄膜７表面のエバネッセント領域のレセプタ１０分子が方向転換すれば、電子の密度中心も変化するので誘電率が変わり、プラズモン共鳴が生じる反射光暗部６の角度も受光装置４を囲む範囲で変化する。
【００１５】
また、レセプタ１０においては、リガンド１２との結合が進むことで分子量が増大し、外部振動１１に対する分子の方向転換の振動の周波数特性が変化する。このため、この周波数特性、つまり、表面プラズモン共鳴の角度変化の周波数特性を計測すれば、反射光暗部６の微小な角度変化を読む必要が無くなるのでプリズム等の測定治具の光学的平面度が緩和されるとともに、受光装置４の設置位置は、反射光暗部６の変化範囲内にあれば良い。
【００１６】
ランニングバッファリザーバ１３は、ネガティブコントロールのためにバッファをセンサチップ１６へ供給する。
【００１７】
校正データ格納部１４は標準物質導入前の測定環境の温度とバッファの追随限界周波数との対応関係を示すデータと、測定環境の温度と標準物質を導入しレセプタを完全にブロックしたバッファの追随限界周波数との対応関係を示すデータと、測定環境の温度と検体の追随限界周波数との対応関係を示す第１データとを検体濃度と対応させて格納する。
【００１８】
まず、ランニングバッファリザーバ１３からバッファを導入する。光源１から発した計測光３はプリズム２を通して金属薄膜上側電極７に照射される。照射された計測光３は、金属薄膜上側電極７で反射され反射光５が生じる。交流電源９により周波数ｆの交流電圧が印加されると、レセプタ１０に周波数ｆの外部振動１１が発生し、レセプタ１０を分子の方向転換により振動させる。エバネッセント領域の計測光に対する誘電率を支配しているのはレセプタ分子が有する電子分極成分である。外部振動１１により金属薄膜７表面のエバネッセント領域のレセプタ１０分子が方向転換すれば、電子の密度中心も変化するので誘電率が変わり、プラズモン共鳴が生じる反射光暗部６の角度も受光装置４を囲む範囲で変化する。算出部１５が校正データを参照して検体濃度を算出する。
【００１９】
図２は、算出部１５が校正データ格納部１４に格納された校正データを用いて検体濃度を算出する方法を説明するために描いたグラフである。縦軸２１はレセプタが振動を停止する最大周波数である追随限界周波数を表示する。追随限界周波数２２は検体測定前に標準物質適用前の追随限界周波数、追随限界周波数２３は検体測定時の追随限界周波数、追随限界周波数２４は校正データを参照して想定されるレセプタがリガンドで結合飽和したときの追随限界周波数、横軸２５は測定環境の温度、２６は測定可能な温度範囲の下限温度、２７は測定可能な温度範囲の上限温度、２８はデータ校正のために設定した測定可能な温度範囲にある任意の測定環境の温度、２９は検体の測定環境の温度である。
【００２０】
標準物質導入前線３０は標準物質導入前の追随限界周波数と測定環境の温度との対応関係を示す。標準物質導入後線３１は、レセプタが完全にブロックされたバッファの追随限界周波数と測定環境の温度との対応関係を示す。検体線３２は、検体の追随限界周波数と測定環境の温度との対応関係を示す。校正データ格納部１４は、標準物質導入前線３０、標準物質導入後線３１、検体線３２にかかるデータを検体濃度と対応させて格納する。
【００２１】
追随限界周波数３３は測定環境の温度２９での標準物質導入前の追随限界周波数、追随限界周波数３４は測定環境の温度２９での検体の追随限界周波数、追随限界周波数３５は測定環境の温度２９でのレセプタが完全にブロックされたバッファの追随限界周波数、追随限界周波数３６はデータ校正のために設定した測定可能な温度範囲にある任意の測定環境の温度２８でのランニングバッファの追随限界周波数、追随限界周波数３７はデータ校正のために設定した測定可能な温度範囲にある任意の測定環境の温度２８での検体濃度、追随限界周波数３８はデータ校正のために設定した測定可能な温度範囲にある任意の測定環境の温度２８でのレセプタが完全にブロックされたバッファの追随限界周波数である。
【００２２】
まず、測定環境の温度２９が測定可能な温度範囲の下限温度２６と測定可能な温度範囲の上限温度２７の間を逸脱しない範囲内にあるとき、標準物質導入前の追随限界周波数を測定すると測定値は追随限界周波数２２となる。校正データ格納部１４に格納された校正データにかかる標準物質導入前線３０上、追随限界周波数２２において追随限界周波数３３が求まる。また、標準物質導入後線３１上、測定環境の温度２９においてレセプタが完全にブロックされたバッファの追随限界周波数３５が求まる。
【００２３】
つぎに、測定環境の温度２９において検体の追随限界周波数が追随限界周波数２３であるとき、検体線３２上、バッファの追随限界周波数３４が求まる。ここで、検体線３２を参照することで実測した検体の追随限界周波数を任意の測定環境の温度２８での検体の追随限界周波数３７に換算するとこができる。これで、任意の測定環境の温度２８での検体の追随限界周波数３７に換算することにより、換算された追随限界周波数３７から任意の測定環境の温度において検体濃度を算出でき、温度変化による影響を考慮せずに精度良く検体濃度を測定できる。
（実施例２）
図３は、本発明の実施例２の免疫測定装置の構成図を示す図である。
【００２４】
図３において、４１は光源、４２はプリズム、４３は計測光、４４は受光装置、４５は反射光、４６はプラズモンの励起により光量の一部が減少した反射光暗部、４７は金属薄膜上側電極、４８は下側電極、４９は交流源、５０はレセプタ、５１は外部振動、５２はリガンド、５３はランニングバッファリザーバ、５４は校正データ格納部、５５は算出部、５６はセンサチップ、５７はスタンダードリザーバである。
【００２５】
実施例１の構成と異なるところは、スタンダードリザーバ５７を設けた点である。センサチップ５６の構成は実施例１と同じである。ランニングバッファリザーバ５３は、ネガティブコントロールのためにバッファをセンサチップ５６へ供給する。
【００２６】
校正データ格納部５４は標準物質導入前の追随限界周波数と測定環境の温度との関係を示すデータとレセプタが完全にブロックされたバッファの追随限界周波数と測定環境の温度との関係を示すデータを格納する。
【００２７】
図４は、算出部５５が校正データ格納部５４に格納したデータを用いて検体濃度を算出する方法を描いたグラフである。図４において、縦軸６１はレセプタが振動を停止する最大周波数である追随限界周波数、追随限界周波数６２は標準物質導入前の追随限界周波数、追随限界周波数６３は検体測定時の追随限界周波数、追随限界周波数６４は校正データ格納部５４に格納したデータを参照して想定されるレセプタがリガンドで結合飽和したときの追随限界周波数である。
【００２８】
横軸６５は測定環境の温度、下限温度６６は測定可能な温度範囲の下限温度、上限温度６７は測定可能な温度範囲の上限温度、温度６８はデータ校正のために設定した測定可能な温度範囲にある任意の測定環境の温度、温度６９は検体測定環境の温度、標準物質導入前線７０は標準物質導入前の追随限界周波数と測定環境の温度との関係を示す。標準物質導入後線７１はレセプタが完全にブロックされたバッファの追随限界周波数と測定環境の温度との関係を示す。検体線７２は測定環境の温度と検体の追随限界周波数との関係を示す。
【００２９】
追随限界周波数７３は測定環境の温度６９での検体の追随限界周波数、追随限界周波数７４は測定環境の温度６９での検体の追随限界周波数、追随限界周波数７５はレセプタが完全にブロックされたバッファの追随限界周波数、追随限界周波数７６は任意の測定環境の温度６８での標準物質導入前の追随限界周波数、追随限界周波数７７はデータ校正のために設定した測定可能な温度範囲にある任意の測定環境の温度での追随限界周波数、追随限界周波数７８はレセプタが完全にブロックされたバッファの追随限界周波数である。
【００３０】
図４において、測定環境の温度６５を横軸に、レセプタが振動を停止する最大周波数である追随限界周波数６１を縦軸とするグラフを示す。
【００３１】
まず、測定器が測定可能な温度範囲の下限温度６６と測定可能な温度範囲の上限温度６７の間を逸脱しない検体測定環境温度６９で標準物質導入前の追随限界周波数６２を測定する。次に、スタンダードリザーバ５７から標準物質を導入し、検体測定温度での最大濃度以上の標準物質導入時の追随限界周波数６４を測定する。すると追随限界周波数６２と追随限界周波数６４とから算出部５５が検体結合による追随限界周波数低下の比を算出する。さらに、算出部５５は、この比と測定環境の温度６８での校正データ格納部５４に格納されたデータとから検体濃度を算出する。
【００３２】
これにより、検体濃度を温度変化による影響を考慮せずに測定できる。
【００３３】
実施例１と異なるところは検体測定時に標準物質の追随限界周波数を測定するためデータ格納部に測定環境の温度と検体の追随限界周波数との対応関係を示すデータを格納する必要がないことと、標準物質導入前のバッファの追随限界周波数とレセプタが完全にブロックされたバッファの追随限界周波数を測定することである。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明にかかる免疫測定装置は、測定時の環境温度が測定値におよぼす影響を排除して正確な測定をすることができる。このため温度制御のための機構を備える必要がなく、装置構成を簡略化できる。
【００３５】
本発明にかかる免疫測定装置は、精度の良い測定と装置の簡略化が必要な臨床検査や環境検査や食品検査等の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施例１における免疫測定装置の構成図
【図２】本発明の実施例１における温度補正方法の概略図
【図３】本発明の実施例２における免疫測定装置の構成図
【図４】本発明の実施例２における温度補正方法の概略図
【符号の説明】
【００３７】
１  光源
２  プリズム
３  計測光
４  受光装置
５  反射光
６  プラズモンの励起により光量の一部が減少した反射光暗部
７  金属薄膜上側電極
８  下側電極
９  交流源
１０  レセプタ
１１  外部振動
１２  リガンド
１３  ランニングバッファリザーバ
１４  校正データ格納部
１５  算出部
１６  センサチップ
２１  レセプタが振動を停止する最大周波数である追随限界周波数
２２  検体測定前にランニングバッファでの追随限界周波数
２３  検体測定時の追随限界周波数
２４  校正データを参照して想定されるレセプタがリガンドで結合飽和したときの追随限    界周波数
２５  測定環境の温度
２６  測定可能な温度範囲の下限温度
２７  測定可能な温度範囲の上限温度
２８  データ校正のために設定した測定可能な温度範囲にある任意の標準温度
２９  検体測定環境の温度
３０  校正データとしてデータ格納部に格納されたランニングバッファ測定時の追随限界    周波数と温度の関係
３１  校正データとしてデータ格納部に格納された最大濃度以上の標準物質導入時の追随    限界周波数と温度の関係
３２  検体の結合による追随限界周波数低下の比の等高線
３３  検体測定環境温度でのランニングバッファの追随限界周波数
３４  検体測定環境温度下での検体の追随限界周波数
３５  検体測定環境温度下での最大濃度以上の標準物質導入時の追随限界周波数
３６  データ校正のために設定した測定可能な温度範囲にある任意の標準温度でのランニ    ングバッファの追随限界周波数
３７  データ校正のために設定した測定可能な温度範囲にある任意の標準温度での検体濃
度
３８  データ校正のために設定した測定可能な温度範囲にある任意の標準温度での最大濃    度以上の標準物質導入時の追随限界周波数
４１  光源
４２  プリズム
４３  計測光
４４  受光装置
４５  反射光
４６  プラズモンの励起により光量の一部が減少した反射光暗部
４７  金属薄膜上側電極
４８  下側電極
４９  交流源
５０  レセプタ
５１  外部振動
５２  リガンド
５３  ランニングバッファリザーバ
５４  校正データ格納部
５５  算出部
５６  センサチップ
５７  スタンダードリザーバ
６１  レセプタが振動を停止する最大周波数である追随限界周波数
６２  検体測定前のランニングバッファでの追随限界周波数
６３  検体測定時の追随限界周波数
６４  レセプタがリガンドで結合飽和したときの追随限界周波数
６５  測定環境の温度
６６  測定可能な温度範囲の下限温度
６７  測定可能な温度範囲の上限温度
６８  データ校正のために設定した測定可能な温度範囲にある任意の標準温度
６９  検体測定環境の温度
７０  校正データとしてデータ格納部に格納されたランニングバッファ測定時の追随限界    周波数と温度の関係
７１  最大濃度以上の標準物質導入時の追随限界周波数と温度の関係
７２  検体の結合による追随限界周波数低下の比の等高線
７３  検体測定環境温度でのランニングバッファの追随限界周波数
７４  検体測定環境温度下での検体の追随限界周波数
７５  検体測定環境温度下での最大濃度以上の標準物質導入時の追随限界周波数
７６  データ校正のために設定した測定可能な温度範囲にある任意の標準温度でのランニ    ングバッファの追随限界周波数
７７  データ校正のために設定した測定可能な温度範囲にある任意の標準温度での検体濃
度
７８  データ校正のために設定した測定可能な温度範囲にある任意の標準温度での最大濃
度以上の標準物質導入時の追随限界周波数
【図１】
2006162416.tif 000003
【図２】
2006162416.tif 000004
【図３】
2006162416.tif 000005
【図４】
2006162416.tif 000006