(57)【要約】【課題】  ピペットの挿抜によるセンサユニットの位置ズレを防止する。【解決手段】  Ｚ方向押さえ機構７１は、ステッピングモータ８０、スライダ８１、スプリングプランジャ８２、押さえ部材８３によって構成される。押さえ部材８３は、アーム部８３ａ、接続部材８４、及びスプリングプランジャ８２を介してスライダ８１に取り付けられる。スライダ８１は、ステッピングモータ８０の回転に応じて、Ｚ方向に移動する。スライダ８１が、図中二点鎖線で示す保持位置に移動すると、押さえ部材８３とセンサユニット１２とが当接する。この際、スプリングプランジャ８２のプランジャ部８２ｂが押し込められ、ケース８２ａ内に収納されたスプリングの付勢力が押さえ部材８３に伝わる。押さえ部材８３は、この付勢力に応じてセンサユニット１２を押圧し、センサユニット１２をレール７０に押し付ける。【選択図】        図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一面に薄膜層が形成された誘電体ブロックと、前記薄膜層に試料溶液を送液する流路が形成された流路部材とからなるセンサユニットが着脱自在にセットされる測定ステージと、この測定ステージにセットされた前記センサユニットの前記流路にピペットを挿抜して、前記流路内に前記試料溶液を注入する分注手段と、前記薄膜層に全反射条件を満足するように光を照射する光源と、前記薄膜層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、
前記ピペットが挿抜される挿抜方向に沿った第１方向から前記センサユニットを前記測定ステージに押し付ける押し付け機構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。
【請求項２】
前記光源と前記検出手段とによる測定処理が行われていない前記センサユニットを少なくとも１つ載置する載置部と、
前記第１方向と略直交する第２方向から前記センサユニットを挟持して、前記載置部に載置された前記センサユニットを前記測定ステージへと搬送する搬送機構とを設けた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】
前記測定ステージにセットされた前記センサユニットを、前記第１方向と前記第２方向とに略直交する第３方向から挟持する挟持機構を設けたことを特徴とする請求項２記載の全反射減衰を利用した測定装置。
【請求項４】
前記押し付け機構は、前記センサユニットと当接する当接部が形成された押さえ部材と、この押さえ部材を前記センサユニットに当接させる位置と当接を解除する位置との間で移動させる移動手段と、前記センサユニットと前記押さえ部材とが当接した際に、前記センサユニットに所定の押圧力を付与するスプリングプランジャとからなることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の全反射減衰を利用した測定装置。
【請求項５】
前記当接部には、前記センサユニットを前記測定ステージに押し付けた状態で、前記ピペットの前記流路への挿抜を可能にする貫通孔又は切り欠きが形成されていることを特徴とする請求項４記載の全反射減衰を利用した測定装置。
【請求項６】
前記押し付け機構は、前記測定ステージにセットされた前記センサユニットを前記測定ステージに押し付ける本押さえの前に、前記センサユニットを前記測定ステージに押し付けた後、すぐに押し付けを解除する仮押さえを少なくとも１回行うことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の全反射減衰を利用した測定装置。
【請求項７】
前記測定ステージは、前記光源と前記検出手段とが固定される台座と、この台座に固定され、前記搬送機構が前記センサユニットを搬送する際に、前記センサユニットの底面を受けて摺動させるレールとを有し、
前記押し付け機構は、前記センサユニットの上面に当接して、前記センサユニットを前記レールに押し付けることを特徴とする請求項２から６のいずれか１項に記載の全反射減衰を利用した測定装置。
【請求項８】
前記センサユニットは、前記流路と前記薄膜層とからなるセンサセルを複数並べて配設した長尺状に成形されており、
前記搬送機構は、前記センサユニットの長手方向を前記第２方向として挟持するとともに、この第２方向に前記センサユニットを搬送して、前記光源の光路上に位置する測定位置に前記各センサセルを順次進入させていくことを特徴とする請求項２から７のいずれか１項に記載の全反射減衰を利用した測定装置。
【請求項９】
前記センサユニットは、前記第３方向と略直交する基準面を有し、この基準面を前記挟持機構に挟持されることを特徴とする請求項３から８のいずれか１項に記載の全反射減衰を利用した測定装置。
【請求項１０】
前記挟持機構は、固定部材を介して前記測定ステージに固定される固定ピンと、この固定ピンと正対して配置され、前記測定ステージにセットされた前記センサユニットを前記固定ピンに押し付けるスプリングプランジャとからなることを特徴とする請求項３から９のいずれか１項に記載の全反射減衰を利用した測定装置。
【請求項１１】
一面に薄膜層が形成された誘電体ブロックと、前記薄膜層に試料溶液を送液する流路が形成された流路部材とからなるセンサユニットを、前記薄膜層に全反射条件を満足するように光を照射する光源と、前記薄膜層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が設けられた測定ステージに着脱自在にセットし、この測定ステージにセットされた前記センサユニットの前記流路にピペットを挿抜して、前記流路内に前記試料溶液を注入する全反射減衰を利用した測定装置の測定方法において、
前記ピペットが挿抜される挿抜方向に沿った第１方向から前記センサユニットを前記測定ステージに押し付けて前記センサユニットを保持し、
保持した状態で前記ピペットを挿抜して前記流路内に前記試料溶液を注入することにより、前記試料溶液に溶解した試料の前記薄膜層上での反応を測定することを特徴とする測定方法。
【請求項１２】
前記センサユニットを保持する前に、前記センサユニットを前記測定ステージに押し付けた後、すぐに押し付けを解除する仮押さえを、少なくとも１回行うことを特徴とする請求項１１記載の測定方法。
【請求項１３】
前記センサユニットを少なくとも１つ載置可能な載置部に、前記光源と前記検出手段とによる測定処理が行われていない前記センサユニット載置し、
載置された前記センサユニットを前記第１方向と略直交する第２方向から挟持して前記測定ステージへと搬送し、
前記センサユニットを前記第１方向から前記測定ステージに押し付けるとともに、前記第２方向から挟持した状態で測定を行うことを特徴とする請求項１１又は１２記載の測定方法。
【請求項１４】
前記測定ステージにセットされた前記センサユニットを、前記第１方向から前記測定ステージに押し付け、前記第２方向から挟持するとともに、前記第１方向と前記第２方向とに略直交する第３方向からも挟持することを特徴とする請求項１３記載の測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサユニットにピペットを挿抜して測定を行う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と、その測定方法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分注するＳＰＲ測定装置を提案している（例えば、特願２００４−２８７６１５号明細書参照）。このＳＰＲ測定装置では、分注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。また、流路の底部は開放されており、この底部が金属膜で塞がれる。これにより、流路に液体を送り込むことで流路内に位置した金属膜に液体を接触させることができる。ピペットで流路内に液体を送り込む際には、露呈した流路の端部にピペットの先端を挿し込み、吸引した液体を吐出することによって行われる。
【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】
【００１０】
しかしながら、ピペットを流路に挿し込む際や、挿し込まれたピペットを流路から引き抜く際に、センサユニットを動かしてしまうという問題があった。ＳＰＲによる検出信号は、非常に微細なものであるため、センサユニットのわずかな位置ズレも測定誤差の要因となってしまう。また、ピペットを流路から引き抜く方向は、保持部材が流路部材をプリズムに押し付ける方向と反している。このため、ピペットを引き抜く際に流路部材の押し付け力が弱められ、流路部材とプリズムとの間に隙間が生じて、流路内に注入された液体が漏れ出てしまうという問題もあった。
【００１１】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであって、ピペットを挿抜した際に生じるセンサユニットの位置ズレと、流路からの液漏れとを防止した全反射減衰を利用した測定装置と、その測定方法と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】
【００１２】
上記課題を達成するため、本発明の全反射減衰を利用した測定装置は、一面に薄膜層が形成された誘電体ブロックと、前記薄膜層に試料溶液を送液する流路が形成された流路部材とからなるセンサユニットが着脱自在にセットされる測定ステージと、この測定ステージにセットされた前記センサユニットの前記流路にピペットを挿抜して、前記流路内に前記試料溶液を注入する分注手段と、前記薄膜層に全反射条件を満足するように光を照射する光源と、前記薄膜層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、前記ピペットが挿抜される挿抜方向に沿った第１方向から前記センサユニットを前記測定ステージに押し付ける押し付け機構とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
なお、上記に加えて、前記光源と前記検出手段とによる測定処理が行われていない前記センサユニットを少なくとも１つ載置する載置部と、前記第１方向と略直交する第２方向から前記センサユニットを挟持して、前記載置部に載置された前記センサユニットを前記測定ステージへと搬送する搬送機構とを設けるようにしてもよい。
【００１４】
また、前記測定ステージにセットされた前記センサユニットを、前記第１方向と前記第２方向とに略直交する第３方向から挟持する挟持機構を設けるようにしてもよい。
【００１５】
なお、前記押し付け機構は、前記センサユニットと当接する当接部が形成された押さえ部材と、この押さえ部材を前記センサユニットに当接させる位置と当接を解除する位置との間で移動させる移動手段と、前記センサユニットと前記押さえ部材とが当接した際に、前記センサユニットに所定の押圧力を付与するスプリングプランジャとからなることが好ましい。
【００１６】
また、前記当接部には、前記センサユニットを前記測定ステージに押し付けた状態で、前記ピペットの前記流路への挿抜を可能にする貫通孔又は切り欠きが形成されていることが好ましい。
【００１７】
さらに、前記押し付け機構は、前記測定ステージにセットされた前記センサユニットを前記測定ステージに押し付ける本押さえの前に、前記センサユニットを前記測定ステージに押し付けた後、すぐに押し付けを解除する仮押さえを少なくとも１回行うことが好ましい。
【００１８】
なお、前記測定ステージは、前記光源と前記検出手段とが固定される台座と、この台座に固定され、前記搬送機構が前記センサユニットを搬送する際に、前記センサユニットの底面を受けて摺動させるレールとを有し、前記押し付け機構は、前記センサユニットの上面に当接して、前記センサユニットを前記レールに押し付けることが好ましい。
【００１９】
また、前記センサユニットを前記流路と前記薄膜層とからなるセンサセルを複数並べて配設した長尺状に成形し、前記搬送機構は、前記センサユニットの長手方向を前記第２方向として挟持するとともに、この第２方向に前記センサユニットを搬送して、前記光源の光路上に位置する測定位置に前記各センサセルを順次進入させていくことが好ましい。
【００２０】
また、前記センサユニットは、前記第３方向と略直交する基準面を有し、この基準面を前記挟持機構に挟持されることが好ましい。
【００２１】
さらに、前記挟持機構は、固定部材を介して前記測定ステージに固定される固定ピンと、この固定ピンと正対して配置され、前記測定ステージにセットされた前記センサユニットを前記固定ピンに押し付けるスプリングプランジャとからなることが好ましい。
【００２２】
なお、本発明の測定方法は、一面に薄膜層が形成された誘電体ブロックと、前記薄膜層に試料溶液を送液する流路が形成された流路部材とからなるセンサユニットを、前記薄膜層に全反射条件を満足するように光を照射する光源と、前記薄膜層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が設けられた測定ステージに着脱自在にセットし、この測定ステージにセットされた前記センサユニットの前記流路に挿抜されるピペットの挿抜方向に沿った第１方向から前記センサユニットを前記測定ステージに押し付けて前記センサユニットを保持し、保持した状態で前記ピペットを挿抜して前記流路内に前記試料溶液を注入することにより、前記試料溶液に溶解した試料の前記薄膜層上での反応を測定することを特徴とする。
【００２３】
また、前記センサユニットを保持する前に、前記センサユニットを前記測定ステージに押し付けた後、すぐに押し付けを解除する仮押さえを、少なくとも１回行うことが好ましい。
【００２４】
また、前記センサユニットを少なくとも１つ載置可能な載置部に、前記光源と前記検出手段とによる測定処理が行われていない前記センサユニットを載置し、載置された前記センサユニットを前記第１方向と略直交する第２方向から挟持して前記測定ステージへと搬送し、前記センサユニットを前記第１方向から前記測定ステージに押し付けるとともに、前記第２方向から挟持した状態で測定を行うことが好ましい。
【００２５】
さらに、前記測定ステージにセットされた前記センサユニットを、前記第１方向から前記測定ステージに押し付け、前記第２方向から挟持するとともに、前記第１方向と前記第２方向とに略直交する第３方向からも挟持することが好ましい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の全反射減衰を利用した測定装置によれば、ピペットが挿抜される挿抜方向に沿った第１方向からセンサユニットを測定ステージに押し付ける押し付け機構を設けたので、ピペットの挿抜によってセンサユニットに位置ズレが生じることを防止することができる。また、ピペットの挿抜方向から押さえるようにしているので、ピペットを引き抜く際に、流路部材と誘電体ブロックとの間に隙間が生じて、流路内に注入された液体が漏れ出ることを防止することができる。
【００２７】
なお、第１方向と略直交する第２方向からセンサユニットを挟持して、載置部に載置されたセンサユニットを測定ステージへと搬送する搬送機構を設け、この搬送機構に挟持させたまま測定を行うことで、第２方向へのセンサユニットの位置ズレも防止することができる。また、搬送と位置決めとが兼用されるので、装置の構成を簡素にして、装置の小型化やコストダウンを図ることができる。
【００２８】
また、測定ステージにセットされたセンサユニットを、第１方向と第２方向とに略直交する第３方向から挟持する挟持機構を設けることにより、センサユニットは、例えば、前後左右上下の３軸方向から押さえられるので、ピペットの挿抜などといった外乱に起因するセンサユニットの位置ズレが確実に防止される。
【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。
【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液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液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た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、液体の温度変化などの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が形成された流路部材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とからなる。金属膜１３の表面には、リガンドを固定化するリンカー膜２２が複数（本例では６つ）設けられている。各リンカー膜２２は、長尺状のプリズム１４と金属膜１３との長手方向に沿って所定の間隔を隔てて設けられている。流路部材４１は、このリンカー膜２２毎に用意され、各流路１６と各リンカー膜２２とが対面するように金属膜１３上に並べて配置される。なお、本例では、リンカー膜２２及び流路部材４１の数が６つの例を示しているが、これらの数は、６つに限らず、５つ以下でもよいし、７つ以上でもよい。また、本例では、１つの流路１６が形成された流路部材４１を６つ用いるようにしているが、６つの流路１６が並べて形成された長尺状の流路部材を用いるようにしてもよい。
【００５４】
流路部材４１は、略直方体状に成形されており、流路１６は、その長手方向に沿って略Ｕ字型に形成されている。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。流路部材４１の底面をプリズム１４の上面に圧接させると、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る。これにより、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。
【００５５】
プリズム１４の上面には、蒸着によって短冊状の金属膜１３が形成されている。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、各流路部材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の上面とが圧接された状態で保持される。また、各係合爪１４ａの下には、垂直面１４ｂが形成されている。プリズム１４は、金属膜１３に光を集光するため、金属膜１３が形成された上面の幅よりも底面の幅の方が短い台形状の断面を有するように成形されている。すなわち、プリズム１４の長手方向の両側面は、鉛直方向に対して斜めであり、各垂直面１４ｂは、鉛直方向に沿うように両側面に突設されている。これらの各垂直面１４ｂは、センサユニット１２を保持する際に用いられる。
【００５６】
プリズム１４の短辺方向の両端部には、突部１４ｃが設けられている。センサユニット１２は、ホルダ４５（図４参照）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１４ｃは、ホルダ４５の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。また、プリズム１４の底面には、その長手方向に沿って溝部１４ｄが形成されている。後に詳述するが、この溝部１４ｄは、測定工程において測定機１１にセットされたセンサユニット１２を、測定機１１内で搬送する際に用いられる。
【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）の先端が進入する注入側受け入れ口４２ｂ、排出側受け入れ口４２ｃが形成されている。各受け入れ口４２ｂ、４２ｃ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が各流路部材４１を挟み込んでプリズム１４と係合すると、各受け入れ口４２ｂ、４２ｃのそれぞれの下面は、注入口１６ａおよび排出口１６ｂと接合して、各受け入れ口４２ｂ、４２ｃと流路１６とが連結される。
【００５９】
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。
【００６０】
図４は、測定機１１の構成を概略的に示す斜視図である。測定機１１は、ホルダ搬送機構５０、ピックアップ機構（搬送機構）５１、ピペットヘッド移動機構５２、測定ステージ５３からなり、これらの各部が筐体５４に収容されている。また、測定機１１の各部は、これらを統括的に制御するコントローラ５５によって制御される。ホルダ搬送機構５０は、搬送ベルト６０と、この搬送ベルト６０に取り付けられたキャリッジ６１と、このキャリッジ６１に取り付けられ、リガンド固定化済みのセンサユニット１２が収納されたホルダ４５を載置するプレート（載置部）６２とからなる。ホルダ搬送機構５０は、搬送ベルト６０を回転させることによってホルダ４５が載置されたプレート６２をＹ方向へ移動させ、ピックアップ機構５１によってホルダ４５から押し上げられる押上位置に、ホルダ４５内の各センサユニット１２を移動させる。
【００６１】
ホルダ４５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おり、センサユニット１２の突部１４ｃと嵌合して、センサユニット１２を位置決めするスリットが設けられている。ホルダ４５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。また、このホルダ４５が載置されるプレート６２は、枠状に成形されており、ホルダ４５の開口に対応するように開口６２ａが設けられている。
【００６２】
ピックアップ機構５１は、ホルダ４５から各センサユニット１２をピックアップする機構であり、ホルダ４５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６３と、この押し上げ機構６３によって押し上げられたセンサユニット１２の両端を挟み込んで保持するハンドリングヘッド６４と、このハンドリングヘッド６４をＸ方向に移動させるハンドリングヘッド移動機構６５からなる。押し上げ機構６３は、プレート６２の開口６２ａとホルダ４５の開口とを介してホルダ４５内に進入し、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６３ａと、この押し上げ部材６３ａを駆動して上下に昇降させる押し上げ部材駆動機構６３ｂとからなる。押し上げ部材６３ａは、Ｚ方向に移動してセンサユニット１２を押し上げる。すなわち、前述の押上位置は、この押し上げ部材６３ａと対面する位置である。
【００６３】
図５は、ハンドリングヘッド６４の構成を説明する拡大図である。ハンドリングヘッド６４は、ヘッド本体２００と、２本の軸２０２を介してヘッド本体２００に保持される可動部材２０１とから構成されている。ヘッド本体２００には、例えば、スライドベアリングなどの直動型の軸受け（図示は省略）が設けられている。ヘッド本体２００は、この軸受けに各軸２０２を挿通して、可動部材２０１をＸ方向にスライド自在に保持する。ヘッド本体２００と可動部材２０１とには、それぞれピン２０３、２０４が設けられている。各ピン２０３、２０４には、可動部材２０１をヘッド本体２００に引き付けるように付勢するスプリング２０５がかけられている。また、ヘッド本体２００と可動部材２０１とのそれぞれの底面には、略Ｌ字状に形成された爪部２０６、２０７が設けられている。ハンドリングヘッド６４は、図４、及び図５に示すように、この一対の爪部２０６、２０７でセンサユニット１２を挟持する。なお、センサユニット１２を挟持していないハンドリングヘッド６４は、スプリング２０５の付勢力によってヘッド本体２００と可動部材２０１とが当接した状態（図６（ａ）参照）で保持される。また、各爪部２０６、２０７の間隔は、ヘッド本体２００と可動部材２０１とが当接した状態で、センサユニット１２の長さよりもわずかに狭まるようにされている。
【００６４】
ヘッド本体２００には、ナット部２０８が設けられている。図４に示すように、このナット部２０８は、ボールネジ６６と、このボールネジ６６を回転させるステッピングモータ６７とからなるハンドリングヘッド移動機構６５に接続されている。ステッピングモータ６７は、例えば、コントローラ５５に接続されており、コントローラ５５からのパルス信号に応じてボールネジ６６を所定のステップ角で回転させる。ボールネジ６６は、ナット部２０８と嵌合し、そのネジピッチとステッピングモータ６７による回転角とに応じて、ハンドリングヘッド６４をＸ方向に移動させる。これにより、ハンドリングヘッド６４は、ピックアップ位置と測定ステージ５３の測定位置ｍｐとの間で移動する。ハンドリングヘッド６４は、ピックアップ位置でセンサユニット１２を挟持し、その状態でＸ方向へ移動してセンサユニット１２を測定位置ｍｐに搬送する。また、測定が終了した後、ピックアップ位置に移動してセンサユニット１２をリリースし、測定済みのセンサユニット１２をホルダ４５に戻す。
【００６５】
ハンドリングヘッド６４がセンサユニット１２を挟持する際には、押し上げ機構６３がセンサユニット１２を押し上げていない状態で、ピックアップ位置へと移動する。可動部材２０１には、板状に突き出た当接部２０９が形成されており、図６（ａ）に示すように、ハンドリングヘッド６４がピックアップ位置へと移動する間に、この当接部２０９と当接ピン２２０とが当接する。当接ピン２２０は、例えば、測定機１１の筐体５４などに固定されており、当接部２０９との当接によって可動部材２０１の移動を係止する。
【００６６】
図６（ｂ）に示すように、ヘッド本体２００は、当接ピン２２０によって係止された可動部材２０１をスプリング２０５の付勢力に抗して引き出しながらピックアップ位置に移動する。可動部材２０１が引き出されると、各爪部２０６、２０７の間隔が広がる。これにより、ハンドリングヘッド６４のセンサユニット１２の受け入れ態勢が整う。押し上げ機構６３は、ハンドリングヘッド６４がピックアップ位置に到達したことに応じて、押し上げ部材駆動機構６３ｂを駆動する。押し上げ部材駆動機構６３ｂは、ハンドリングヘッド６４の各爪部２０６、２０７が挟持可能な位置までホルダ４５内のセンサユニット１２を押し上げる。ハンドリングヘッド６４は、押し上げ機構６３によるセンサユニット１２の押し上げが完了したことに応じて、測定位置ｍｐへの移動を開始する。
【００６７】
測定位置ｍｐへの移動を開始したハンドリングヘッド６４は、各爪部２０６、２０７の間隔を狭めていき、図６（ｃ）に示すようにセンサユニット１２を挟持する。前述のように、各爪部２０６、２０７の間隔は、ヘッド本体２００と可動部材２０１とが当接した状態で、センサユニット１２の長さよりもわずかに狭まるようにされている。このため、可動部材２０１の爪部２０７は、狭められた分だけ引き出された位置でセンサユニット１２に当接し、ヘッド本体２００の爪部２０６とともにスプリング２０５の付勢力に応じてセンサユニット１２を挟持固定する。センサユニット１２を挟持したハンドリングヘッド６４は、図６（ｄ）に示すように、挟持した状態で測定位置ｍｐに向かって移動し、測定位置ｍｐにセンサユニット１２を搬送する。なお、測定済みのセンサユニット１２をホルダ４５に戻す際には、上記と反対の手順を踏めばよい。
【００６８】
図４に示すように、測定ステージ５３は、センサユニット１２の測定を行う照明部３２（図９参照）、検出器３３と、センサユニット１２を移動させるレール７０と、測定位置ｍｐに移動したセンサユニット１２をレール７０に押し付けて測定位置ｍｐに保持するＺ方向押さえ機構（押し付け機構）７１と、センサユニット１２の長手方向の両側面を挟み込んで保持するＹ方向押さえ機構（挟持機構）７２と、これらの各部が取り付けられる台座７３とから構成されている。
【００６９】
レール７０の上面には、センサユニット１２の溝部１４ｄと嵌合する凸部が形成されている。押し上げ部材６３ａのセンサユニット１２と当接する一端には、レール７０と同様に溝部１４ｄと嵌合する凸部が形成されており、押し上げ部材駆動機構６３ｂは、凸部が形成された押し上げ部材６３ａの一端面とレール７０とが面一になる位置まで押し上げ部材６３ａを上昇させる。ハンドリングヘッド６４は、ピックアップ位置でセンサユニット１２を挟持した後、レール７０の上を摺動させるようにして、センサユニット１２をピックアップ位置と測定位置ｍｐとの間で移動させる。これにより、移動時におけるセンサユニット１２の落下などが防止され、安全かつ確実にセンサユニット１２を各位置の間で移動させることができる。
【００７０】
照明部３２と検出器３３は、レール７０を挟むようにして配置されている。センサユニット１２は、６つのセンサセル１７を有しており、測定は各センサセル１７毎に行われる。コントローラ５５は、センサユニット１２を各センサセル１７の配列ピッチで移動させるようにステッピングモータ６７にパルス信号を送り、各センサセル１７を照明部３２の光路上に位置する測定位置ｍｐに順次進入させる。
【００７１】
図７は、Ｚ方向押さえ機構７１の構成を示す斜視図である。Ｚ方向押さえ機構７１は、ステッピングモータ８０、スライダ８１、スプリングプランジャ８２、押さえ部材８３などによって構成されている。ステッピングモータ８０は、例えば、測定機１１のコントローラ５５などに接続されており、コントローラ５５からのパルス信号に応じて回転駆動される。ステッピングモータ８０とスライダ８１とは、回転運動を直線運動に変換する、例えば、ラックアンドピニオンなどのスライド移動機構を介して接続されている。スライダ８１は、ステッピングモータ８０の回転に応じて、図中二点鎖線で示す、センサユニット１２をレール７０に押し付けるための保持位置と、図中実線で示す、センサユニット１２の押し付けを解除する解除位置との間でＺ方向にスライド移動する。また、略板状に成形されたスライダ８１には、アーム部８１ａが形成されており、このアーム部８１ａにスプリングプランジャ８２が固定されている。
【００７２】
スプリングプランジャ８２は、略有底円筒状のケース８２ａと、このケース８２ａにスライド自在に保持されるプランジャ部８２ｂとからなる。プランジャ部８２ｂは、ケース８２ａ内に収納されたスプリング（図示は省略）によって、ケース８２ａの外に突出する方向に付勢されている。このプランジャ部８２ｂは、押圧に応じてスプリングを縮めながらケース８２ａ内に移動する。また、押圧が解除されると、スプリングの付勢力によって再びケース８２ａの外に突出する。
【００７３】
略Ｌ字状に成形された押さえ部材８３は、アーム部８３ａと、このアーム部８３ａに固定された丸棒状の接続部材８４とを介してスプリングプランジャ８２のプランジャ部８２ｂに取り付けられている。スプリングプランジャ８２は、スライダ８１に固定されているので、スプリングプランジャ８２、押さえ部材８３、及び接続部材８４の各部材は、スライダ８１に従動してＺ方向に移動する。また、押さえ部材８３と接続部材８４とは、スライダ８１が保持位置に移動した際に、図８（ａ）の二点鎖線で示すように、センサユニット１２の上面よりも押さえ部材８３の底面の方が下に位置するように長さが調節されている。
【００７４】
センサユニット１２が測定位置ｍｐにある際には、図８（ａ）の実線で示すように、押さえ部材８３の底面とセンサユニット１２の上面とが当接する。押さえ部材８３は、センサユニット１２の上面よりも下がるので、図中Ａで示すように、本来到達すべき位置までの差分が生じる。スプリングプランジャ８２のプランジャ部８２ｂは、この差分を打ち消すようにＡ分だけケース８２ａ内に押し縮められる。プランジャ部８２ｂは、前述のようにケース８２ａ内に収納されたスプリングによって突出する方向に付勢されており、接続部材８４を介してスプリングの付勢力を押さえ部材８３に伝える。これにより、センサユニット１２と当接した押さえ部材８３は、スプリングプランジャ８２からの付勢力に応じて、センサユニット１２をレール７０に押し付ける。
【００７５】
Ｌ字に折り曲げられた当接部８３ｂの幅は、センサユニット１２の１つのセンサセル１７の幅に対応している。押さえ部材８３は、測定位置ｍｐにある測定対象のセンサセル１７を押さえ、ピペット対２６の挿抜などによってセンサユニット１２が動かないように測定位置ｍｐに保持する。また、図５に示すように当接部８３ｂには、センサユニット１２を保持した状態でセンサセル１７にピペット対２６をアクセスさせるための貫通孔８３ｃが形成されている。なお、ピペット対２６のアクセスが可能であればよいので、貫通孔８３ｃに限らず、切り欠きなどを形成するようにしてもよい。
【００７６】
一方、スライダ８１が解除位置に移動すると、図８（ｂ）に示すように、押さえ部材８３がセンサユニット１２から離される。Ｚ方向押さえ機構７１は、このように押さえ部材８３の位置を上下動させることにより、センサユニット１２をレール７０に押し付けて測定位置ｍｐに保持するとともに、押し付けを解除してハンドリングヘッド６４によるセンサユニット１２の移動を可能にする。
【００７７】
また、Ｚ方向押さえ機構７１は、スライダ８１を解除位置から保持位置に移動させてセンサユニット１２を測定位置ｍｐに保持する際に、スライダ８１を一度保持位置に移動（以下、「仮押さえ」と称す）させた後、すぐに解除位置に戻して再び保持位置に移動（以下、「本押さえ」と称す）させる。例えば、測定位置ｍｐへの移動などでセンサユニット１２が傾いてしまうと、一度の保持動作（本押さえ）のみでは、傾いた状態のままセンサユニット１２を押さえてしまうことが懸念される。これに対し、上述のように仮押さえを行うと、センサユニット１２の傾きを矯正して、正しい姿勢でセンサユニット１２を保持することができる。
【００７８】
図７に示すように、Ｙ方向押さえ機構７２には、測定位置ｍｐを中心にして略対称に配置された２つの固定ピン９０が設けられている。各固定ピン９０は、固定部材９１を介して台座７３に固定されており、そのピッチは、センサユニット１２の長手方向の両側面に形成された各垂直面１４ｂのピッチに合わせられている。
【００７９】
図９に示すように、Ｙ方向押さえ機構７２には、レール７０を挟んで各固定ピン９０のそれぞれと正対した２つのスプリングプランジャ９２が設けられている。各スプリングプランジャ９２は、Ｚ方向押さえ機構７１のスプリングプランジャ８２と同様に、ケース９２ａとプランジャ部９２ｂとからなる。プランジャ部９２ｂは、ケース９２ａ内に収納されたスプリング（図示は省略）によってケース９２ａの外に突出する方向に付勢されている。また、各スプリングプランジャ９２は、固定部材９３を介して台座７３に固定されている。
【００８０】
対面する各固定ピン９０の先端と各プランジャ部９１ｂの先端との間隔は、センサユニット１２の幅よりもわずかに狭められている。各プランジャ部９１ｂは、センサユニット１２が測定位置ｍｐに送られた際に、プリズム１４の側面と当接してケース９２ａ内に押し込められる。各プランジャ部９１ｂが押し込められた各スプリングプランジャ９２は、ケース９２ａ内に収納したスプリングの付勢力によってセンサユニット１２を押圧し、センサユニット１２を各固定ピン９０に押し付けて挟持する。
【００８１】
また、各固定ピン９０、及び各スプリングプランジャ９２は、測定位置ｍｐを中心にして略対称に配置されているので、Ｙ方向押さえ機構７２は、測定位置ｍｐにある測定対象となるセンサセル１７の両端を挟持する。このように挟み込むことにより、Ｙ方向押さえ機構７２は、センサユニット１２のＹ軸方向の位置ズレを防止するとともに、センサユニット１２のＺ軸回りやＸ軸回りの回転を防止する。また、各固定ピン９０、及び各スプリングプランジャ９２のピッチは、各垂直面１４ｂのピッチに合わせられており、Ｙ方向押さえ機構７２は、センサセル１７が測定位置ｍｐに合わせられた際に、各垂直面１４ｂを挟持する。前述のようにプリズム１４の両側面は斜めになっており、この斜面を挟持すると上方向にずれる力が働いてしまう。各垂直面１４ｂは、このような挟持による位置ズレを防止するために形成されたものであり、Ｙ方向押さえ機構７２は、各垂直面１４ｂを挟持してセンサユニット１２を確実に測定位置ｍｐに保持する。すなわち、各垂直面１４ｂが、請求項記載の基準面に相当するものである。
【００８２】
センサユニット１２は、測定位置ｍｐに移動した際に、Ｙ方向押さえ機構７２によって長手方向の両側面が押さえられるとともに、Ｚ方向押さえ機構７１によってレール７０に押し付けられる。また、ハンドリングヘッド６４によって両端部が挟み込まれているので、測定位置ｍｐに移動したセンサユニット１２は、Ｘ、Ｙ、Ｚのそれぞれの方向から押さえられるようになる。すなわち、Ｚ方向押さえ機構７１がレール７０に押し付けるＺ方向が請求項記載の第１方向に相当し、ハンドリングヘッド６４が搬送するＸ方向が請求項記載の第２方向に相当し、このＺ方向とＸ方向とに直交するＹ方向が請求項記載の第３方向に相当する。
【００８３】
図４に戻って、ピペットヘッド移動機構５２は、ピペット対２６を有するピペットヘッド７５をＸ、Ｙ、Ｚの３方向に移動させる。このピペットヘッド移動機構５２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７５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７５をＹ方向へ移動させるＹ方向移動機構と、これらをＸ方向へ移動させるＸ方向移動機構とからなる。
【００８４】
ピペット対２６の先端は、交換可能なチップ状（以下、ピペットチップと称す）にされている。ピペットチップは、液体と直接接触するので、このピペットチップを介して異種の液体の混液が生じないように、送液する液体毎に交換される。図示は省略するが、筐体５４内のピペットヘッド７５がアクセス可能な位置には、交換用のピペットチップを複数保管するピペットチップ保管部が設けられている。
【００８５】
また、筐体５４内には、アナライト溶液２７を保管するウエルプレート７６が設けられている。このウエルプレート７６は、例えば、筐体５４の側面などに固定されたプレート７７に載置される。ウエルプレート７６の各ウエルには、例えば、異なる種類のアナライト溶液２７が収容されている。この他、筐体５４内のピペットヘッド７５がアクセス可能な位置には、測定用バッファ液や洗浄液などを保管した複数の液保管部（図示は省略）が用意されている。ピペットヘッド移動機構５２は、ウエルプレート７６や液保管部にピペットヘッド７５をアクセスさせて、所望の液体をピペット対２６に吸い込ませる。この後、測定ステージ５３にピペットヘッド７５を移動させて、測定位置ｍｐにあるセンサセル１７の流路１６にピペット対２６を挿し込み、吸引した液体の注入及び排出をピペット対２６に行わせる。すなわち、ピペットヘッド７５とピペットヘッド移動機構５２とによって、請求項記載の分注手段が構成される。
【００８６】
次に、図１０に示すフローチャートを参照しながら、上記構成による測定機１１の作用について説明する。センサユニット１２に測定工程を施す際には、まず、リガンド固定化済みのセンサユニット１２をホルダ４５に収納し、そのホルダ４５をホルダ搬送機構５０のプレート６２にセットする。センサユニット１２をセットした後、測定開始指示を入力すると、測定機１１が測定工程を開始する。
【００８７】
コントローラ５５は、測定開始指示に応答して搬送ベルト６０を駆動し、プレート６２をＹ方向に移動させてホルダ４５内の所定のセンサユニット１２を押上位置に移動させる。センサユニット１２を押上位置に移動させたコントローラ５５は、ハンドリングヘッド６４をピックアップ位置に移動させる。ハンドリングヘッド６４がピックアップ位置に移動すると、押し上げ機構６３が駆動され、押上位置にあるセンサユニット１２がホルダ４５から押し上げられる。
【００８８】
センサユニット１２が押し上げられると、ハンドリングヘッド６４が測定ステージ５３に向けて移動を始める。測定ステージ５３への移動を始めたハンドリングヘッド６４は、押し上げられたセンサユニット１２を各爪部２０６、２０７で挟持する。ハンドリングヘッド６４は、センサユニット１２を挟持した状態で測定ステージ５３に移動し、例えば、最も測定ステージ５３よりのセンサセル１７を測定位置ｍｐにセットする。コントローラ５５は、センサユニット１２を各センサセル１７の配列ピッチで移動させるようにステッピングモータ６７にパルス信号を送り、各センサセル１７を測定位置ｍｐに順次進入させて、センサセル１７毎に測定を行う。なお、センサユニット１２の位置制御は、ステッピングモータ６７の回転数によるものでもよいし、別途設けられる位置決めセンサなどによるものでもよい。
【００８９】
コントローラ５５は、測定位置ｍｐにセンサセル１７がセットされると、Ｚ方向押さえ機構７１のステッピングモータ８０にパルス信号を送り、解除位置にあるスライダ８１を保持位置に移動させて測定位置ｍｐにあるセンサセル１７をレール７０に押し付ける。この際、コントローラ５５は、スライダ８１を一度保持位置に移動させた後、すぐに解除位置に戻して再び保持位置に移動させるというように、仮押さえと本押さえとを行う。これにより、センサユニット１２の傾きなどが矯正され、正しい姿勢でセンサユニット１２を押さえることができる。
【００９０】
また、測定位置ｍｐにセンサセル１７が合わせられたセンサユニット１２は、Ｙ方向押さえ機構７２に長手方向の両側面を挟み込まれ、Ｙ方向への位置ズレが防止されるとともに、ハンドリングヘッド６４に両端部を挟み込まれ、Ｘ方向への位置ズレも防止される。このように、測定位置ｍｐにあるセンサユニット１２は、Ｘ、Ｙ、Ｚのそれぞれの方向から押さえられるので、各方向への位置ズレが確実に防止される。
【００９１】
Ｚ方向押さえ機構７１にセンサユニット１２を保持させたコントローラ５５は、測定部３１にデータ読み取りを開始させる。また、これと同時にピペットヘッド移動機構５２を駆動し、ピペットヘッド７５を図示を省略した液保管部に移動させる。液保管部に移動したピペットヘッド７５は、ピペット対２６に測定用バッファ液を吸い込ませる。測定用バッファ液をピペット対２６に吸い込ませたピペットヘッド７５は、測定ステージ５３に移動し、測定位置ｍｐにセットされた測定対象となるセンサセル１７の流路１６にピペット対２６を挿し込む。流路１６に挿し込まれたピペット対２６は、一方のピペット２６ａに吐出させて吸引した測定用バッファ液を流路１６内に注入するとともに、他方のピペット２６ｂに吸引させて流路１６内に注入された測定用バッファ液を流路１６から排出させる。
【００９２】
ピペット対２６に測定用バッファ液の注入、及び排出を行わせたピペットヘッド７５は、ピペット対２６を流路１６から引き抜く。本例では、センサユニット１２を、Ｘ、Ｙ、Ｚのそれぞれの方向から押さえているので、ピペット対２６を流路１６に挿抜する際に、センサユニット１２が動くことはない。また、Ｚ方向押さえ機構７１によって、センサユニット１２をレール７０に押し付けているので、流路１６からピペット対２６を引き抜いた際に、流路部材４１とプリズム１４との間に隙間が生じることが防止される。これにより、流路１６内に液体を注入した状態でピペット対２６を引き抜く場合にも、注入した液体が漏れ出ることはない。
【００９３】
流路１６からピペット対２６を引き抜いたピペットヘッド７５は、図示を省略したピペットチップ保管部に移動し、ピペット対２６の先端に挿し込まれたピペットチップを交換する。ピペットチップを交換したピペットヘッド７５は、ウエルプレート７６に移動し、ピペット対２６にアナライト溶液２７を吸い込ませる。アナライト溶液２７をピペット対２６に吸い込ませたピペットヘッド７５は、測定ステージ５３に移動して測定対象となるセンサセル１７の流路１６にピペット対２６を挿し込み、流路１６内へのアナライト溶液２７の注入、及び排出を行う。
【００９４】
アナライト溶液２７の注入、及び排出を行ったピペットヘッド７５は、再びピペットチップ保管部に移動し、ピペットチップの交換を行う。ピペットチップの交換を行ったピペットヘッド７５は、液保管部に移動してピペット対２６に測定用バッファ液を吸い込ませ、その測定用バッファ液を測定対象となるセンサセル１７の流路１６に注入、及び排出する。これにより、測定部３１は、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信号を取得する。コントローラ５５は、この測定用バッファ液の注入、及び排出が完了すると、測定部３１のデータ読み取りを停止させる。以上により、１つのセンサセル１７に対する測定が終了する。
【００９５】
１つのセンサセル１７の測定が終了すると、コントローラ５５は、Ｚ方向押さえ機構７１のステッピングモータ８０にパルス信号を送り、スライダ８１を解除位置に移動させる。スライダ８１を解除位置に移動させ、センサユニット１２のレール７０への押し付けを解除したコントローラ５５は、ハンドリングヘッド移動機構６５のステッピングモータ６７にパルス信号を送って、次のセンサセル１７を測定位置ｍｐにセットする。コントローラ５５は、以下同様の手順で、センサユニット１２に含まれる６つのセンサセル１７に対して測定を行う。全てのセンサセル１７の測定を行ったコントローラ５５は、ハンドリングヘッド６４をピックアップ位置に移動させ、測定済みのセンサユニット１２をホルダ４５に戻す。
【００９６】
なお、上記実施形態のＺ方向押さえ機構７１は、スプリングプランジャ８２の押圧力によってセンサユニット１２をレール７０に押し付けるようにしているが、これに限ることなく、例えば、ステッピングモータ８０の回転数などによってスライダ８１の位置制御を行い、弾性材料で成形された流路部材４１を所定量押しつぶすようにして、センサユニット１２をレール７０に押し付けてもよい。この際、流路部材４１のつぶし量は、０．３ｍｍ程度であることが好ましい。
【００９７】
また、上記実施形態では、Ｚ方向押さえ機構７１でセンサユニット１２をレール７０に押し付ける際に、一度仮押さえをしてから本押さえを行うようにしているが、仮押さえの回数は、一度に限ることなく複数回行うようにしてもよい。また、センサユニット１２の傾きなどを検出するセンサを設け、このセンサの検出結果に基づいて、センサユニット１２が正しい姿勢となるまで仮押さえを行うようにしてもよい。
【００９８】
さらに、上記実施形態では、Ｙ方向押さえ機構７２として固定ピン９０とスプリングプランジャ９２とを用いているが、これに限ることなく、例えば、正対した２つのピンと、少なくとも一方のピンを移動させるスライド移動機構とによるものでもよい。これによれば、各ピンの間隔を変えてセンサユニット１２を挟持する位置と挟持を解除する位置との間で移動させることにより、Ｙ方向の挟持を行うことができる。なお、スライド移動機構には、モータとギアとで構成されるものや、ソレノイドなどといった周知の機構を用いればよい。
【００９９】
なお、上記実施形態では、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。
【０１００】
また、上記実施形態では、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】
【０１０１】
【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】測定機の構成を概略的に示す斜視図である。
【図５】ハンドリングヘッドの構成を示す拡大図である。
【図６】ハンドリングヘッドがセンサユニットを挟持する手順を示す説明図である。
【図７】Ｚ方向押さえ機構の構成を概略的に示す斜視図である。
【図８】押さえ部材がセンサユニットと当接した状態と当接が解除された状態とを示す説明図である。
【図９】Ｙ方向押さえ機構の構成を概略的に示す部分側面図である。
【図１０】測定工程の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１０２】
１０  固定機
１１  測定機
１２  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）
１４ｂ  垂直面（基準面）
１６  流路
１７  センサセル
２６  ピペット対
２６ａ、２６ｂ  ピペット
３２  照明部
３３  検出器（検出手段）
３４  光源
４１  流路部材
５１  ピックアップ機構（搬送機構）
５２  ピペットヘッド移動機構
５３  測定ステージ
６２  プレート（載置部）
６４  ハンドリングヘッド
７０  レール
７１  Ｚ方向押さえ機構（押し付け機構）
７２  Ｙ方向押さえ機構（挟持機構）
７３  台座
７５  ピペットヘッド
８０  ステッピングモータ
８１  スライダ
８２  スプリングプランジャ
８３  押さえ部材
８３ｃ  貫通孔
９０  固定ピン
９１  固定部材
９２  スプリングプランジャ
【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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