(57)【要約】【課題】高いＳ／Ｎ比で高精度かつ定量的に粒子を含む被検出液の物性または被検出物質の量を検出することができる検出方法および検出装置を提供すること。【解決手段】検出方法は、粒子を含む被検出液の物性を検出する方法である。誘電体からなり、全反射面を含むプリズムを有する分析チップの全反射面上に被検出液を提供し、全反射面上に被検出液が存在する状態で、プリズム側から全反射面に臨界角以上の入射角で光を照射し、被検出液から放出された散乱光の光量を検出する。散乱光の光量に基づいて、被検出液の物性を算出する。【選択図】図８
2019032342.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
血液の少なくとも一部を含む検体中の被検出物質の量を検出する方法であって、
誘電体からなり、全反射面を含むプリズムを有する分析チップの前記全反射面上に前記検体を提供して、前記検体に含まれる前記被検出物質を前記全反射面上に直接的または間接的に結合させる工程と、
前記全反射面上に前記検体が存在する状態で、前記プリズム側から前記全反射面に臨界角以上の第１の入射角で光を照射し、前記検体から放出された散乱光の光量を検出し、前記散乱光の光量の検出値を用いて前記血液のヘマトクリット値を求める工程と、
前記被検出物質が前記全反射面に直接的または間接的に結合しており、かつ前記全反射面上に前記検体が存在しない状態で、前記プリズム側から前記全反射面に臨界角以上の第２の入射角で光を照射し、前記被検出物質を標識する蛍光物質から放出された蛍光の光量、または前記全反射面で反射された反射光の光量を検出し、前記検体中の前記被検出物質の量を示す第１のシグナル値を得る工程と、
前記血液のヘマトクリット値を用いて、前記第１のシグナル値を前記検体の液体成分中の前記被検出物質の量を示す第２のシグナル値に変換する工程と、
を有し、
前記第１の入射角は、前記第２の入射角より小さい、
検出方法。
【請求項２】
前記分析チップは、前記全反射面上に配置された金属膜をさらに有し、
前記検体は、前記金属膜上に提供され、
前記第１の入射角は、前記全反射面に対する臨界角以上であって、かつ前記金属膜からのプラズモン散乱光量が最大となる増強角未満である、請求項１に記載の検出方法。
【請求項３】
前記第１の入射角は、前記全反射面に対する臨界角以上かつ６４°以下である、請求項２に記載の検出方法。
【請求項４】
血液の少なくとも一部を含む検体中の被検出物質の量を検出する装置であって、
誘電体からなり、全反射面を含むプリズムを有する分析チップを着脱可能に保持するチップホルダーと、
前記プリズム側から前記全反射面に対して臨界角以上の第１の入射角または第２の入射角で光を照射する光照射部と、
前記全反射面の近傍から放出された散乱光の光量を検出する第１の光検出部と、
前記被検出物質を標識する蛍光物質から放出された蛍光の光量、または前記全反射面で反射された反射光の光量を検出する第２の光検出部と、
前記第１の光検出部の検出結果に基づいて、前記検体中の血液のヘマトクリット値を算出し、かつ前記第２の光検出部の検出結果に基づいて、前記検体中の前記被検出物質の量を示す第１のシグナル値を算出するとともに、前記ヘマトクリット値に基づいて、前記第１のシグナル値を前記検体の液体成分中の前記被検出物質の量を示す第２のシグナル値に変換する処理部と、
を有し、
前記処理部は、
前記検体が前記全反射面上に存在する状態で、前記光照射部が前記プリズム側から前記全反射面に前記第１の入射角で光を入射したときに、前記第１の光検出部が検出した前記全反射面の近傍から放出された前記散乱光の光量に基づいて、前記ヘマトクリット値を算出し、
前記被検出物質が前記全反射面に直接的または間接的に結合しており、かつ前記全反射面上に前記検体が存在しない状態で、前記光照射部が前記プリズム側から前記全反射面に前記第２の入射角で光を入射したときに、前記第２の光検出部が検出した前記全反射面の近傍から放出された前記蛍光の光量、または前記全反射面で反射された前記反射光の光量に基づいて、前記第１のシグナル値を算出し、
前記第１の入射角は、前記第２の入射角より小さい、
検出装置。
【請求項５】
前記第１の光検出部および前記第２の光検出部は、同一の光検出部である、請求項４に記載の検出装置。
【請求項６】
前記分析チップは、前記全反射面上に配置された金属膜をさらに含み、
前記被検出物質は、前記金属膜に直接的または間接的に結合し、
前記第１の入射角は、前記全反射面に対する臨界角以上であって、かつ前記金属膜からのプラズモン散乱光量が最大となる増強角未満である、
請求項４または請求項５に記載の検出装置。
【請求項７】
前記第１の入射角は、前記全反射面に対する臨界角以上かつ６４°以下である、請求項６に記載の検出装置。
【請求項８】
被検出物質が付着した分析チップに光を照射して、前記分析チップにおいて生じたシグナルを検出することで、被検出物質の存在またはその量を検出する検出装置であって、
前記分析チップを着脱可能に保持するチップホルダーと、
前記分析チップの所定の領域に光を照射する光源と、
前記チップホルダーと前記光源とを相対的に移動させて、前記所定の領域に対して所定の角度範囲内で前記光源から出射された光の入射角を走査する角度調整部と、
前記光源から出射された光が前記所定の領域に前記所定の角度範囲より小さい入射角で入射するように、前記所定の領域に対する前記光源から出射された光の入射角を切り替える角度切り替え部と、
前記分析チップにおいて生じたシグナルを検出するためのシグナル検出部と、
を有する、検出装置。
【請求項９】
前記角度切り替え部は、前記光源と前記分析チップとの間の光路上に配置されるか、または前記分析チップで反射した光の光路上に配置される、請求項８に記載の検出装置。
【請求項１０】
前記角度切り替え部は、複数の反射面を有する、請求項９に記載の検出装置。
【請求項１１】
前記角度切り替え部は、複数の鏡面、またはプリズムである、請求項１０に記載の検出装置。
【請求項１２】
前記分析チップは、プリズムと、プリズムの一面に配置され、前記プリズムと対向する面と反対側に前記被検出物質が直接的または間接的に付着する金属膜とを有し、
前記光源は、前記プリズムを介して前記金属膜の裏面に光を照射し、
前記角度調整部は、前記金属膜の裏面に対して前記所定の角度範囲内で前記光源から出射された光の入射角を走査し、
前記角度切り替え部は、前記光源から出射された光が前記金属膜の裏面に前記所定の角度範囲より小さい入射角で入射するように、前記金属膜の裏面に対する前記光源から出射された光の入射角を切り替え、
前記シグナル検出部は、前記金属膜近傍から放出されたプラズモン散乱光および前記被検出物質を標識する蛍光物質から放出された蛍光を検出する、
請求項８〜１１のいずれか一項に記載の検出装置。
【請求項１３】
前記角度切り替え部によって切り替えられた、前記金属膜の裏面に対する光の入射角は、臨界角以上であって、６４°以下である、請求項１２に記載の検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粒子を含む被検出液の物性または検体中の被検出物質の量を検出するための検出方法および検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
臨床検査などにおいて、血液のタンパク質やＤＮＡなどの微量の被検出物質（被測定物質）を高感度かつ定量的に検出（測定）することができれば、患者の状態を迅速に把握して治療を行うことが可能となる。このため、微量の被検出物質を高感度かつ定量的に検出できる方法が求められている。
【０００３】
微量の被検出物質を高感度かつ定量的に検出するための方法として、全反射減衰（Attenuated total reflection：以下、「ＡＴＲ」ともいう）法が知られている。この方法では、全反射面を有するプリズムを利用する。また、被検出物質は、当該全反射面上に配置される。プリズムに入射した光が全反射面で全反射するとき、全反射面からプリズムの外に光のしみ出しが起こる。ＡＴＲ法は、このしみ出した光（一般に「エバネッセント光」または「近接場光」とも呼ばれる）が被検出物質により吸収されることを利用する（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１に記載の測定装置（検出装置）は、入射面、全反射面および出射面を含むＡＴＲプリズムを有し、コレステロール濃度を測定することができる。ＡＴＲプリズムの全反射面には、被験者の腕などが密着される。光源から出射された光は、ＡＴＲプリズムの入射面で入射する。入射光は、ＡＴＲプリズム内で全反射を繰り返しながら進み、出射面で出射する。この間、全反射面に密着した腕などの皮膚では、皮膚固有の局在場光の吸収が起こる。また、この局在場光の吸収は、被験者のコレステロール濃度に応じて変化する。その結果、特許文献１に記載の測定装置は、出射面からの光を検出することで、被験者のコレステロール濃度を測定することができる。
【０００５】
また、微量の被検出物質を高感度に検出できる方法として、表面プラズモン共鳴（Surface Plasmon Resonance：以下「ＳＰＲ」と略記する）法および表面プラズモン励起増強蛍光分析法（Surface Plasmon-field enhanced Fluorescence Spectroscopy：以下「ＳＰＦＳ」と略記する）が知られている。これらの方法では、所定の条件で光を金属膜に照射すると表面プラズモン共鳴（ＳＰＲ）が生じることを利用する（例えば特許文献２参照）。
【０００６】
特許文献２には、プリズムと、プリズムの一面に形成された金属膜と、金属膜上に固定された捕捉体とを有する分析チップを用いて、ＳＰＲ法またはＳＰＦＳを行う検出装置が記載されている。この検出装置は、プリズムを介して金属膜の裏面に光を照射して金属膜にＳＰＲを発生させ、このＳＰＲを利用して被検出物質を検出する。特許文献１に記載の検出装置は、金属膜に対する光の入射角を所定の角度範囲内で走査する角度調整部を有しており、角度調整部が金属膜に対する光の入射角を走査することでＳＰＲが最大となる入射角（以下「共鳴角」ともいう）を決定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１２−１３２７４５号公報
【特許文献２】国際公開第２０１４／０７６９２６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載の測定装置では、ＡＴＲプリズムからの出射光を検出しているため、バックグラウンドノイズの影響を受けてしまうという問題があり、特に被検出物質が微量なとき、その影響は顕著になる。
【０００９】
そこで、本発明の第１の目的は、バックグラウンドノイズの影響を受けることなく、粒子を含む被検出液の物性または検体中の被検出物質の量を検出できる検出方法（測定方法）および検出装置（測定装置）を提供することである。
【００１０】
また、特許文献２に記載の検出装置において、様々な理由により、角度調整部の走査範囲外の領域からレーザー光を照射したい場合が生じうる。このような場合、角度調整部の走査範囲を広くすることで対応することが考えられる。しかし、角度調整部の走査範囲を広くすると、装置が大型化してしまうとともに、装置の製造コストおよび検出コストが増大してしまうという問題がある。また、入射角の走査範囲が広くなるため、検出時間が長くなってしまうという問題がある。
【００１１】
そこで、本発明の第２の目的は、分析チップの所定の領域に対する光の入射角を走査する角度調整部を有する検出装置であって、角度調整部の走査範囲外からも検出チップの所定の領域に光を照射することができる検出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した第１の目的を実現するめに、本発明の第１の実施の形態に係る検出方法は、粒子を含む被検出液の物性を検出する方法であって、誘電体からなり、全反射面を含むプリズムを有する分析チップの前記全反射面上に前記被検出液を提供する工程と、前記全反射面上に前記被検出液が存在する状態で、前記プリズム側から前記全反射面に臨界角以上の入射角で光を照射し、前記被検出液から放出された散乱光の光量を検出する工程と、前記散乱光の光量に基づいて、前記被検出液の物性を算出する工程と、を有する。
【００１３】
また、上述した第１の目的を実現するために、本発明の第１の実施の形態に係る検出装置は、粒子を含む被検出液の物性を検出する装置であって、誘電体からなり、全反射面を含むプリズムを有する分析チップを着脱可能に保持するチップホルダーと、前記プリズム側から前記全反射面に向かって臨界角以上の入射角で光を照射する光照射部と、前記被検出液から放出された散乱光の光量を検出する光検出部と、前記光検出部の検出結果に基づいて、前記被検出液の物性を算出する処理部と、を含む。
【００１４】
さらに、上述した第２の目的を実現するために、本発明の第２の実施の形態に係る検出装置は、被検出物質が付着した分析チップに光を照射して、前記分析チップにおいて生じたシグナルを検出することで、被検出物質の存在またはその量を検出する検出装置であって、前記分析チップを着脱可能に保持するチップホルダーと、前記分析チップの所定の領域に光を照射する光源と、前記チップホルダーと前記光源とを相対的に移動させて、前記所定の領域に対して所定の角度範囲内で前記光源から出射された光の入射角を走査する角度調整部と、前記光源から出射された光が前記所定の領域に前記所定の角度範囲より小さい入射角で入射するように、前記所定の領域に対する前記光源から出射された光の入射角を切り替える角度切り替え部と、前記分析チップにおいて生じたシグナルを検出するためのシグナル検出部と、を有する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の第１の実施の形態によれば、高いＳ／Ｎ比で高精度かつ定量的に粒子を含む被検出液の物性または検体中の被検出物質の量を検出することができる。
【００１６】
また、本発明の第２の実施の形態によれば、装置の大型化、装置の製造コストの増大、検出コストの増大および検出時間の増大を抑制しつつ、角度調整部の走査範囲外からも分析チップの所定の領域に光を照射することができる検出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、実施の形態１に係るＳＰＦＳ装置の構成を示す図である。
【図２】図２は、実施の形態１に係るＳＰＦＳ装置の動作手順の一例を示すフローチャートである。
【図３】図３は、励起光の入射角と、プラズモン散乱光の光量との関係を示すグラフである。
【図４】図４Ａ、Ｂは、励起光の入射角と、プラズモン散乱光の光量との関係を示すグラフである。
【図５】図５は、励起光の入射角と、変動係数との関係を示すグラフである。
【図６】図６は、実施の形態１の変形例に係るＳＰＲ装置の構成を示す図である。
【図７】図７は、実施の形態２に係るＳＰＦＳ装置の構成を示す図である。
【図８】図８Ａ、Ｂは、角度切り替え部による光の入射角の切り替えを説明するための図である。
【図９】図９は、実施の形態２に係るＳＰＦＳ装置の動作手順の一例を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、実施の形態２の変形例に係るＳＰＲ装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。ここでは、本発明に係る検出装置（測定装置）の代表例として、ＳＰＦＳを利用した表面プラズモン励起増強蛍光分析装置（ＳＰＦＳ装置）について説明する。本実施の形態に係るＳＰＦＳ装置は、検体中の被検出物質の量を検出することに加えて、粒子を含む被検出液の物性（被検出液中の粒子の濃度および粒子の大きさ）を検出することもできる。たとえば、本実施の形態に係るＳＰＦＳ装置は、赤血球（粒子）を含む検体を被検出液とした場合、血液のヘマトクリット値を検出することができる。そこで、以下の実施の形態では、血液の少なくとも一部を含む検体を使用した場合に、検体中の被検出物質の量を検出するだけでなく、ヘマトクリット値により補正された被検出物質の量を算出することができるＳＰＦＳ装置について説明する。
【００１９】
［実施の形態１］
実施の形態１では、バックグラウンドノイズの影響を受けることなく、粒子を含む被検出液の物性または検体中の被検出物質の量を検出するための検出装置（ＳＰＦＳ装置）および検出方法について説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係るＳＰＦＳ装置１００の構成を示す模式図である。図１に示されるように、ＳＰＦＳ装置１００は、励起光照射ユニット１１０（光照射部）、光検出ユニット１３０（第１の光検出部および第２の光検出部）、送液ユニット１４０、搬送ユニット１５０および制御部１６０を有する。ＳＰＦＳ装置１００は、搬送ユニット１５０のチップホルダー１５４に分析チップ１０を装着した状態で使用される。そこで、分析チップ１０について先に説明し、その後にＳＰＦＳ装置１００の各構成要素について説明する。
【００２０】
分析チップ１０は、入射面２１、全反射面２２および出射面２３を有するプリズム２０と、全反射面２２に形成された金属膜３０と、全反射面２２または金属膜３０上に配置された流路蓋４０とを有する。通常、分析チップ１０は、分析のたびに交換される。
【００２１】
プリズム２０は、励起光αに対して透明な誘電体からなる。前述のとおり、プリズム２０は、入射面２１、全反射面２２および出射面２３を有する。入射面２１は、励起光照射ユニット１１０からの励起光αをプリズム２０の内部に入射させる。全反射面２２上には、金属膜３０が配置されている。プリズム２０の内部に入射した励起光αは、金属膜３０の裏面で反射して反射光β（図示せず）となる。より具体的には、励起光αは、プリズム２０と金属膜３０との界面（全反射面２２）で反射して反射光βとなる。出射面２３は、反射光βをプリズム２０の外部に出射させる。
【００２２】
プリズム２０の形状は、特に限定されない。本実施の形態では、プリズム２０の形状は、台形を底面とする柱体である。台形の一方の底辺に対応する面が全反射面２２であり、一方の脚に対応する面が入射面２１であり、他方の脚に対応する面が出射面２３である。底面となる台形は、等脚台形であることが好ましい。これにより、入射面２１と出射面２３とが対称になり、励起光αのＳ波成分がプリズム２０内に滞留しにくくなる。なお、プリズム２０の形状は、特に限定されない。本実施の形態では、プリズム２０は、底面である台形の上底が８ｍｍであり、高さが３ｍｍである。
【００２３】
入射面２１は、励起光αが励起光照射ユニット１１０に戻らないように形成される。励起光αの光源がレーザーダイオード（以下「ＬＤ」ともいう）である場合、励起光αがＬＤに戻ると、ＬＤの励起状態が乱れてしまい、励起光αの波長や出力が変動してしまう。そこで、共鳴角または増強角を中心とする理想的な走査範囲において、励起光αが入射面２１に垂直に入射しないように、入射面２１の角度が設定される。ここで「共鳴角」とは、金属膜３０に対する励起光αの入射角を走査した場合に、出射面２３から出射される反射光βの光量が最小となるときの、入射角を意味する。また、「増強角」とは、金属膜３０に対する励起光αの入射角を走査した場合に、分析チップ１０の上方に放出される励起光αと同一波長の散乱光（以下「プラズモン散乱光」という）δの光量が最大となるときの、入射角を意味する。本実施の形態では、入射面２１と全反射面２２との角度および全反射面２２と出射面２３との角度は、いずれも約８０°である。
【００２４】
なお、分析チップ１０の設計により、共鳴角（およびその極近傍にある増強角）が概ね決まる。設計要素は、プリズム２０の屈折率や、金属膜３０の屈折率、金属膜３０の膜厚、金属膜３０の消衰係数、励起光αの波長などである。金属膜３０上に捕捉された被検出物質（被測定物質）によって共鳴角および増強角がシフトするが、その量は数度未満である。
【００２５】
プリズム２０は、複屈折特性を少なからず有する。プリズム２０の材料の例には、樹脂およびガラスが含まれる。プリズム２０の材料は、好ましくは、屈折率が１.４〜１.６であり、かつ複屈折が小さい樹脂である。
【００２６】
金属膜３０は、プリズム２０の全反射面２２上に配置されている。これにより、全反射面２２に全反射条件で入射した励起光αの光子と、金属膜３０中の自由電子との間で相互作用（表面プラズモン共鳴：Surface Plasmon Resonance（以下、「ＳＰＲ」と略記する））が生じ、金属膜３０の表面上に局在場光（エバネッセント光）を生じさせることができる。
【００２７】
金属膜３０の材料は、表面プラズモン共鳴（ＳＰＲ）を生じさせうる金属であれば特に限定されない。金属膜３０の材料の例には、金、銀、銅、アルミ、これらの合金が含まれる。本実施の形態では、金属膜３０は、金薄膜である。金属膜３０の形成方法は、特に限定されない。金属膜３０の形成方法の例には、スパッタリング、蒸着、メッキが含まれる。金属膜３０の厚みは、特に限定されないが、３０〜７０ｎｍの範囲内が好ましい。
【００２８】
また、金属膜３０は、被検出物質を直接的または間接的に結合させる。図１では図示しないが、金属膜３０のプリズム２０と対向しない面（金属膜３０の表面）には、被検出物質を捕捉するための捕捉体が固定化されている。これにより、金属膜３０は、被検出物質を間接的に捕捉しうる。捕捉体を固定化することで、被検出物質を選択的に検出することが可能となる。本実施の形態では、金属膜３０上の所定の領域（反応場）に、捕捉体が均一に固定化されている。捕捉体の種類は、被検出物質を捕捉することができれば特に限定されない。本実施の形態では、捕捉体は、被検出物質に特異的に結合可能な抗体またはその断片である。
【００２９】
流路蓋４０は、金属膜３０上に配置されている。金属膜３０がプリズム２０の全反射面２２の一部にのみ形成されている場合は、流路蓋４０は、全反射面２２上に配置されていてもよい。流路蓋４０の裏面には、流路溝が形成されており、流路蓋４０は、金属膜３０（およびプリズム２０）とともに、液体を収容し、かつ液体が流れる流路（収容部）４１を形成する。液体の例には、被検出物質を含む検体（全血、血漿、血清またはこれらの希釈液）や、蛍光物質で標識された捕捉体を含む標識液、基準液、洗浄液などが含まれる。金属膜３０は、流路４１内に露出し、金属膜３０に固定化されている捕捉体は、流路４１内に露出している。流路４１の両端は、流路蓋４０の上面に形成された不図示の注入口および排出口とそれぞれ接続されている。流路４１内へ液体が注入されると、液体は捕捉体に接触する。
【００３０】
流路蓋４０は、金属膜３０上から放出される蛍光γおよびプラズモン散乱光δのようなシグナルに対して透明な材料からなることが好ましい。流路蓋４０の材料の例には、樹脂が含まれる。蛍光γおよびプラズモン散乱光δを外部に取り出す部分が蛍光γおよびプラズモン散乱光δに対して透明であれば、流路蓋４０の他の部分は、不透明な材料で形成されていてもよい。流路蓋４０は、例えば、両面テープや接着剤などによる接着や、レーザー溶着、超音波溶着、クランプ部材を用いた圧着などにより金属膜３０またはプリズム２０に接合されている。
【００３１】
図１に示されるように、励起光αは、入射面２１からプリズム２０内に入射する。プリズム２０内に入射した励起光αは、金属膜３０に全反射角度（ＳＰＲが生じる角度）で入射する。このように金属膜３０に対して励起光αをＳＰＲが生じる角度で照射することで、金属膜３０上に局在場光を発生させることができる。この局在場光により、金属膜３０上に存在する被検出物質を標識する蛍光物質が励起され、蛍光γが出射される。ＳＰＦＳ装置１００は、蛍光物質から放出された蛍光γの光量を検出（測定）することで、被検出物質の量を検出（測定）する。
【００３２】
次に、ＳＰＦＳ装置１００の各構成要素について説明する。前述のとおり、ＳＰＦＳ装置１００は、励起光照射ユニット１１０、光検出ユニット１３０、送液ユニット１４０、搬送ユニット１５０および制御部１６０を有する。
【００３３】
励起光照射ユニット１１０は、チップホルダー１５４に保持された分析チップ１０に励起光αを照射する光照射部として機能する。ここで「励起光」とは、蛍光物質を直接的または間接的に励起させる光である。たとえば、励起光αは、プリズム２０を介して金属膜３０にＳＰＲが生じる角度で照射されたときに、蛍光物質を励起させる局在場光を金属膜３０の表面上に生じさせる光である。詳細については後述するが、励起光照射ユニット１１０は、プリズム２０側から全反射面２２に第１の入射角または第２の入射角で光を照射する。ここで、第１の入射角は、ヘマトクリット値を算出するためにプラズモン散乱光δの光量を検出するときの入射角であり、第２の入射角は、被検出物質の量を算出するために蛍光γの光量を検出するときの入射角である。第１の入射角および第２の入射角は、いずれも臨界角以上であるが、第１の入射角は、第２の入射角より小さい。蛍光γまたはプラズモン散乱光δの検出（測定）時には、励起光照射ユニット１１０は、金属膜３０に対する入射角がＳＰＲを生じさせる角度となるように、金属膜３０に対するＰ波のみを入射面２１に向けて出射する。励起光照射ユニット１１０は、光源ユニット１１１、第１角度調整部１１２および光源制御部１１３を含む。
【００３４】
光源ユニット１１１は、コリメートされ、かつ波長および光量が一定の励起光αを、金属膜３０の裏面における照射スポットの形状が略円形となるように出射する。光源ユニット１１１は、例えば、励起光αの光源、ビーム整形光学系、ＡＰＣ機構および温度調整機構（いずれも不図示）を含む。
【００３５】
光源の種類は、特に限定されず、例えばレーザーダイオード（ＬＤ）である。光源の他の例には、発光ダイオード、水銀灯、その他のレーザー光源が含まれる。光源から出射される光がビームでない場合は、光源から出射される光は、レンズや鏡、スリットなどによりビームに変換される。また、光源から出射される光が単色光でない場合は、光源から出射される光は、回折格子などにより単色光に変換される。さらに、光源から出射される光が直線偏光でない場合は、光源から出射される光は、偏光子などにより直線偏光の光に変換される。
【００３６】
ビーム整形光学系は、例えば、コリメーターやバンドパスフィルター、直線偏光フィルター、半波長板、スリット、ズーム手段などを含む。ビーム整形光学系は、これらのすべてを含んでいてもよいし、一部を含んでいてもよい。コリメーターは、光源から出射された励起光αをコリメートする。バンドパスフィルターは、光源から出射された励起光αを中心波長のみの狭帯域光にする。光源からの励起光αは、若干の波長分布幅を有しているためである。直線偏光フィルターは、光源から出射された励起光αを完全な直線偏光の光にする。半波長板は、金属膜３０にＰ波成分が入射するように励起光αの偏光方向を調整する。スリットおよびズーム手段は、金属膜３０の裏面における照射スポットの形状が所定サイズの円形となるように、励起光αのビーム径や輪郭形状などを調整する。
【００３７】
ＡＰＣ機構は、光源の出力が一定となるように光源を制御する。より具体的には、ＡＰＣ機構は、励起光αから分岐させた光の光量を不図示のフォトダイオードなどで検出する。そして、ＡＰＣ機構は、回帰回路で投入エネルギーを制御することで、光源の出力を一定に制御する。
【００３８】
温度調整機構は、例えば、ヒーターやペルチェ素子などである。光源の出射光の波長およびエネルギーは、温度によって変動することがある。このため、温度調整機構で光源の温度を一定に保つことにより、光源の出射光の波長およびエネルギーを一定に制御する。
【００３９】
第１角度調整部１１２は、金属膜３０（プリズム２０と金属膜３０との界面（全反射面２２））に対する励起光αの入射角を調整する。第１角度調整部１１２は、プリズム２０を介して金属膜３０の所定の位置に向けて所定の入射角で励起光αを照射するために、光源ユニット１１１とチップホルダー１５４とを相対的に回転させる。
【００４０】
たとえば、第１角度調整部１１２は、光源ユニット１１１を励起光αの光軸と直交する軸（図１の紙面に対して垂直な軸）を中心として回動させる。このとき、入射角を走査しても金属膜３０上での照射スポットの位置がほとんど変化しないように、回転軸の位置を設定する。回転中心の位置を、入射角の走査範囲の両端における２つの励起光αの光軸の交点近傍（全反射面２２上の照射位置と入射面２１との間）に設定することで、照射位置のズレを極小化することができる。
【００４１】
前述のとおり、金属膜３０に対する励起光αの入射角のうち、プラズモン散乱光δの光量が最大となる角度が増強角である。励起光αの入射角を増強角またはその近傍の角度に設定することで、高強度の蛍光γを検出（測定）することが可能となる。分析チップ１０のプリズム２０の材料および形状、金属膜３０の膜厚、流路４１内の液体の屈折率などにより、励起光αの基本的な入射条件が決まるが、流路４１内の蛍光物質の種類および量、プリズム２０の形状誤差などにより、最適な入射条件はわずかに変動する。このため、蛍光γの検出（測定）ごとに最適な増強角を求めることが好ましい。
【００４２】
光源制御部１１３は、光源ユニット１１１に含まれる各種機器を制御して、光源ユニット１１１からの励起光αの出射を制御する。光源制御部１１３は、例えば、演算装置、制御装置、記憶装置、入力装置および出力装置を含む公知のコンピュータやマイコンなどによって構成される。
【００４３】
光検出ユニット１３０は、金属膜３０への励起光αの照射によって生じた蛍光γと、金属膜３０への励起光αの照射によって生じたプラズモン散乱光δとを検出する。光検出ユニット１３０は、受光ユニット１３１、位置切替機構１３２および第１センサー制御部１３３を含む。本実施の形態では、１つの光検出ユニット１３０が、金属膜３０への励起光αの照射によって生じたプラズモン散乱光δを検出する第１の光検出部として機能するとともに、金属膜３０への励起光αの照射によって生じた蛍光γを検出する第２の光検出部としても機能する。
【００４４】
受光ユニット１３１は、分析チップ１０の金属膜３０の法線方向に配置される。受光ユニット１３１は、第１レンズ１３４、光学フィルター１３５、第２レンズ１３６および第１受光センサー１３７を含む。
【００４５】
第１レンズ１３４は、例えば、集光レンズであり、金属膜３０上から出射される光を集光する。第２レンズ１３６は、例えば、結像レンズであり、第１レンズ１３４で集光された光を第１受光センサー１３７の受光面に結像させる。両レンズの間の光路は、略平行な光路になっている。光学フィルター１３５は、両レンズの間に配置されている。
【００４６】
光学フィルター１３５は、蛍光成分のみを第１受光センサー１３７に導き、高いＳ／Ｎ比で蛍光γを検出するために、励起光成分（プラズモン散乱光δ）を除去する。光学フィルター１３５の例には、励起光反射フィルター、短波長カットフィルターおよびバンドパスフィルターが含まれる。光学フィルター１３５は、例えば、所定の光成分を反射する多層膜を含むフィルター、または所定の光成分を吸収する色ガラスフィルターである。
【００４７】
第１受光センサー１３７は、蛍光γおよびプラズモン散乱光δを検出する。第１受光センサー１３７は、微量の被検出物質を標識する蛍光物質からの微弱な蛍光γを検出することが可能であり、高い感度を有する。第１受光センサー１３７は、例えば、光電子増倍管（ＰＭＴ）やアバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）などである。
【００４８】
位置切替機構１３２は、光学フィルター１３５の位置を、受光ユニット１３１における光路上または光路外に切り替える。具体的には、第１受光センサー１３７が蛍光γを検出するときには、光学フィルター１３５を受光ユニット１３１の光路上に配置し、第１受光センサー１３７がプラズモン散乱光δを検出するときには、光学フィルター１３５を受光ユニット１３１の光路外に配置する。
【００４９】
第１センサー制御部１３３は、第１受光センサー１３７の出力値の検出や、検出した出力値による第１受光センサー１３７の感度の管理、適切な出力値を得るための第１受光センサー１３７の感度の変更などを制御する。第１センサー制御部１３３は、例えば、演算装置、制御装置、記憶装置、入力装置および出力装置を含む公知のコンピュータやマイコンなどによって構成される。
【００５０】
送液ユニット１４０は、チップホルダー１５４に保持された分析チップ１０の流路４１内に、検体や標識液、基準液、洗浄液などを供給する。送液ユニット１４０は、液体チップ１４１、シリンジポンプ１４２および送液ポンプ駆動機構１４３を含む。
【００５１】
液体チップ１４１は、検体や標識液、基準液、洗浄液などの液体を収容する容器である。液体チップ１４１としては、通常、複数の容器が液体の種類に応じて配置されるか、または複数の容器が一体化したチップが配置される。
【００５２】
シリンジポンプ１４２は、シリンジ１４４と、シリンジ１４４内を往復動作可能なプランジャー１４５とによって構成される。プランジャー１４５の往復運動によって、液体の吸引および吐出が定量的に行われる。シリンジ１４４が交換可能であると、シリンジ１４４の洗浄が不要となる。このため、不純物の混入などを防止する観点から好ましい。シリンジ１４４が交換可能に構成されていない場合は、シリンジ１４４内を洗浄する構成をさらに付加することにより、シリンジ１４４を交換せずに使用することが可能となる。
【００５３】
送液ポンプ駆動機構１４３は、プランジャー１４５の駆動装置、およびシリンジポンプ１４２の移動装置を含む。シリンジポンプ１４２の駆動装置は、プランジャー１４５を往復運動させるための装置であり、例えば、ステッピングモーターを含む。ステッピングモーターを含む駆動装置は、シリンジポンプ１４２の送液量や送液速度を管理できるため、分析チップ１０の残液量を管理する観点から好ましい。シリンジポンプ１４２の移動装置は、例えば、シリンジポンプ１４２を、シリンジ１４４の軸方向（例えば垂直方向）と、軸方向を横断する方向（例えば水平方向）との二方向に自在に動かす。シリンジポンプ１４２の移動装置は、例えば、ロボットアーム、２軸ステージまたは上下動自在なターンテーブルによって構成される。
【００５４】
送液ユニット１４０は、液体チップ１４１より各種液体を吸引し、分析チップ１０の流路４１内に供給する。このとき、プランジャー１４５を動かすことで、分析チップ１０中の流路４１内を液体が往復し、流路４１内の液体が撹拌される。これにより、液体の濃度の均一化や、流路４１内における反応（例えば抗原抗体反応）の促進などを実現することができる。このような操作を行う観点から、分析チップ１０の注入口は多層フィルムで保護されており、かつシリンジ１４４がこの多層フィルムを貫通した時に注入口を密閉できるように、分析チップ１０およびシリンジ１４４が構成されていることが好ましい。
【００５５】
流路４１内の液体は、再びシリンジポンプ１４２で吸引され、液体チップ１４１などに排出される。これらの動作の繰り返しにより、各種液体による反応、洗浄などを実施し、流路４１内の反応場に、蛍光物質で標識された被検出物質を配置することができる。
【００５６】
搬送ユニット１５０は、分析チップ１０を検出位置または送液位置に搬送し、固定する。ここで「検出位置（測定位置）」とは、励起光照射ユニット１１０が分析チップ１０に励起光αを照射し、それに伴い発生する反射光βを第２受光センサー２２１が検出する位置（実施の形態１の変形例参照）、または蛍光γもしくはプラズモン散乱光δを光検出ユニット１３０が検出する位置である。また、「送液位置」とは、送液ユニット１４０が分析チップ１０の流路４１内に液体を供給するか、または分析チップ１０の流路４１内の液体を除去する位置である。搬送ユニット１５０は、搬送ステージ１５２およびチップホルダー１５４を含む。チップホルダー１５４は、搬送ステージ１５２に固定されており、分析チップ１０を着脱可能に保持する。チップホルダー１５４の形状は、分析チップ１０を保持することが可能であり、かつ励起光α、反射光β、蛍光γおよびプラズモン散乱光δの光路を妨げない形状である。たとえば、チップホルダー１５４には、励起光αおよび反射光βが通過するための開口部が設けられている。搬送ステージ１５２は、チップホルダー１５４を一方向およびその逆方向に移動させる。搬送ステージ１５２も、励起光α、反射光β、蛍光γおよびプラズモン散乱光δの光路を妨げない形状である。搬送ステージ１５２は、例えば、ステッピングモーターなどで駆動される。
【００５７】
制御部１６０は、第１角度調整部１１２、光源制御部１１３、位置切替機構１３２、第１センサー制御部１３３、送液ポンプ駆動機構１４３および搬送ステージ１５２を制御する。また、制御部１６０は、光検出ユニット１３０の検出結果に基づいて、検体が血液を含む検体であるか否か、すなわち血液または血液の希釈液であるか否かを判定する処理部としても機能する。さらに、制御部１６０は、光検出ユニット１３０の検出結果に基づいて、検体に含まれる血液のヘマトクリット値を算出する処理部としても機能する。制御部１６０は、例えば、演算装置、制御装置、記憶装置、入力装置および出力装置を含む公知のコンピュータやマイコンなどによって構成される。
【００５８】
次に、ＳＰＦＳ装置１００の検出動作（本発明の実施の形態１に係る検出方法）について説明する。前述のとおり、実施の形態１に係るＳＰＦＳ装置１００は、赤血球（粒子）を含む検体（被検出液）の物性（血液のヘマトクリット値）を検出するとともに、検体中の被検出物質の量を検出する。また、ＳＰＦＳ装置１００は、検体中の被検出物質の量を、ヘマトクリット値を用いて補正する。
【００５９】
図２は、ＳＰＦＳ装置１００の動作手順の一例を示すフローチャートである。工程Ｓ２０〜Ｓ３０（主として工程Ｓ３０）は、実施の形態１に係る被検出液の物性の検出方法に該当する。工程Ｓ２０〜Ｓ８０（主として工程Ｓ３０およびＳ６０〜Ｓ８０）は、実施の形態１に係る被検出物質の検出方法（測定方法）に該当する。
【００６０】
まず、検出の準備をする（工程Ｓ１０）。具体的には、ＳＰＦＳ装置１００のチップホルダー１５４に分析チップ１０を設置する。また、分析チップ１０の流路４１内に保湿剤が存在する場合は、捕捉体が適切に被検出物質を捕捉できるように、流路４１内を洗浄して保湿剤を除去する。
【００６１】
次いで、ヘマトクリット値の算出（工程Ｓ３０）で使用する基準値を検出する（工程Ｓ２０）。具体的には、制御部１６０は、搬送ステージ１５２を操作して、分析チップ１０を送液位置に移動させる。この後、制御部１６０は、送液ユニット１４０を操作して、液体チップ１４１内の基準液を分析チップ１０の流路４１内に導入する。基準液は、例えばリン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ）やＴｗｅｅｎ２０含有トリス緩衝生理食塩水（ＴＢＳ−Ｔ）、ＨＥＰＥＳ緩衝生理食塩水（ＨＢＳ）などの緩衝液である。次いで、制御部１６０は、搬送ステージ１５２を操作して、分析チップ１０を検出位置に移動させる。そして、制御部１６０は、励起光照射ユニット１１０および光検出ユニット１３０を操作して、金属膜３０の裏面（全反射面２２）に励起光αを照射するとともに、基準液のプラズモン散乱光δの光量を検出する。このとき、金属膜３０（全反射面２２）に対する励起光αの入射角（第１の入射角）は、工程Ｓ７０における励起光αの入射角（第２の入射角）より小さい。より具体的には、金属膜３０（全反射面２２）に対する励起光αの入射角（第１の入射角）は、臨界角以上かつ増強角（例えば７１°）未満であることが好ましく、臨界角以上かつ６４°以下であることがより好ましい。この後説明するように、励起光αの入射角を臨界角以上かつ増強角未満とすることで、より好ましくは臨界角以上かつ６４°以下とすることで、ヘマトクリット値を高精度で検出することができるからである。制御部１６０は、光学フィルター１３５を受光ユニット１３１の光路外に配置する。制御部１６０は、励起光照射ユニット１１０を操作して、所定の入射角（第１の入射角）で励起光αを照射させつつ、光検出ユニット１３０を操作して基準液のプラズモン散乱光δの光量を検出させる。この検出値は、基準液のプラズモン散乱光δの光量（基準値）として制御部１６０に記録される。
【００６２】
次いで、検体に含まれる血液のヘマトクリット値を算出する（工程Ｓ３０）。また、この工程を行うことにより、流路４１内では、抗原抗体反応によって、金属膜３０上に被検出物質が捕捉される（１次反応）。
【００６３】
具体的には、制御部１６０は、搬送ステージ１５２を操作して、分析チップ１０を送液位置に移動させる。この後、制御部１６０は、送液ユニット１４０を操作して、分析チップ１０の流路４１内の基準液を除去するとともに、液体チップ１４１内の検体を流路４１内に導入（全反射面２２および金属膜３０上に提供）する。流路４１内では、抗原抗体反応によって、金属膜３０上に被検出物質が捕捉される（１次反応）。次いで、制御部１６０は、搬送ステージ１５２を操作して、分析チップ１０を検出位置に移動させる。この後、制御部１６０は、励起光照射ユニット１１０および光検出ユニット１３０を操作して、全反射面２２および金属膜３０上に検体（粒子を含む被検出液）が存在する状態で、金属膜３０の裏面（全反射面２２）に励起光αを照射するとともに、検体のプラズモン散乱光δの光量を検出する。この検出値は、検体のプラズモン散乱光δの光量（検出値）として制御部１６０に記録される。このとき、金属膜３０に照射される励起光αの入射角（第１の入射角）は、基準値を検出したとき（工程Ｓ２０）の入射角と同じである。なお、前述のとおり、検体のプラズモン散乱光δの光量の検出においても、金属膜３０（全反射面２２）に対する励起光αの入射角（第１の入射角）は、工程Ｓ７０における励起光αの入射角（第２の入射角）より小さい。より具体的には、金属膜３０（全反射面２２）に対する励起光αの入射角（第１の入射角）は、臨界角以上かつ増強角未満であることが好ましく、臨界角以上かつ６４°以下であることがより好ましい。
【００６４】
この後、制御部１６０は、光検出ユニット１３０の検出結果に基づいて、検体（被検出液）の物性、すなわち血液のヘマトクリット値を算出する。具体的には、検出値から基準値を差し引いて、検体のプラズモン散乱光δの光量を算出する。次いで、制御部１６０は、あらかじめ準備されている検量線に前述の検体のプラズモン散乱光δの光量を当てはめて、検体に含まれる血液のヘマトクリット値を算出する。なお、適切な検量線を用いることで、制御部１６０は、検体（被検出液）に含まれる粒子（赤血球）の濃度および大きさも算出することができる。
【００６５】
次いで、光学ブランク値の測定（工程Ｓ５０）および蛍光γの測定（工程Ｓ７０）で使用する増強角を測定する（工程Ｓ４０）。具体的には、制御部１６０は、搬送ステージ１５２を操作して、分析チップ１０を送液位置に移動させる。この後、制御部１６０は、送液ユニット１４０を操作して、分析チップ１０から検体を除去した後、液体チップ１４１内の基準液を分析チップ１０の流路４１内に導入する。次いで、制御部１６０は、搬送ステージ１５２を操作して分析チップ１０を検出位置に移動させる。制御部１６０は、励起光照射ユニット１１０を操作して励起光αを金属膜３０（全反射面２２）の所定の位置に照射しながら、第１角度調整部１１２により金属膜３０（全反射面２２）に対する励起光αの入射角（例えば７１°±３°）を走査する。また、制御部１６０は、第１受光センサー１３７が金属膜３０（全反射面２２）の近傍からのプラズモン散乱光δを検出するように、第１センサー制御部１３３を制御する。金属膜３０（全反射面２２）の近傍からのプラズモン散乱光δは、第１受光センサー１３７に到達する。これにより、制御部１６０は、励起光αの入射角とプラズモン散乱光δの強度との関係を含むデータを得る。そして、制御部１６０は、データを解析して、プラズモン散乱光δの強度が最大となる入射角（増強角；実施の形態１では７１°）を決定する。
【００６６】
次いで、蛍光γの測定（工程Ｓ７０）で使用する光学ブランク値を測定する（工程Ｓ５０）。ここで「光学ブランク値」とは、蛍光γの測定（工程Ｓ７０）において分析チップ１０の上方に放出される背景光の光量を意味する。具体的には、光検出ユニット１３０を操作して、金属膜３０に励起光αを照射するとともに、第１受光センサー１３７の出力値（光学ブランク値）を記録する。このとき、制御部１６０は、第１角度調整部１１２を操作して、励起光αの入射角を増強角（第２の入射角）に設定する。また、制御部１６０は、位置切替機構１３２を制御して、光学フィルター１３５を受光ユニット１３１の光路内に配置する。この検出値は、光学ブランク値として制御部１６０に記録される。
【００６７】
次いで、金属膜３０上に捕捉されている被検出物質を蛍光物質で標識する（２次反応；工程Ｓ６０）。具体的には、制御部１６０は、搬送ステージ１５２を操作して、分析チップ１０を送液位置に移動させる。この後、制御部１６０は、送液ユニット１４０を操作して、分析チップ１０から基準液を除去した後、蛍光物質で標識された捕捉体を含む液体（標識液）を分析チップ１０の流路４１内に導入する。流路４１内では、抗原抗体反応によって、金属膜３０上に捕捉されている被検出物質が蛍光物質で標識される。この後、流路４１内の標識液は除去され、流路４１内は洗浄液で洗浄される。
【００６８】
次いで、蛍光γの光量を検出して、検体中の被検出物質の量を示す検出値（第１のシグナル値）を得る（工程Ｓ７０）。具体的には、制御部１６０は、搬送ステージ１５２を操作して、分析チップ１０を検出位置に移動させる。この後、制御部１６０は、励起光照射ユニット１１０および光検出ユニット１３０を操作して、金属膜３０の裏面（全反射面２２）に励起光αを照射するとともに、第１受光センサー１３７の出力値を記録する。このとき、制御部１６０は、第１角度調整部１１２を操作して、励起光αの入射角（第２の入射角）を増強角に設定する。また、制御部１６０は、位置切替機構１３２を制御して、光学フィルター１３５を受光ユニット１３１の光路内に配置する。制御部１６０は、検出値から光学ブランク値を引き、検体中の被検出物質の量を示す蛍光γの光量を算出する。
【００６９】
算出された蛍光γの光量は、工程Ｓ３０で算出された血液のヘマトクリット値を用いて、検体の液体成分中の被検出物質の量を示す蛍光γの光量に変換する（工程Ｓ８０）。具体的には、検体が希釈をしていない血液の場合は、算出された蛍光γの光量に、以下の式（１）で表される変換係数ｃ１を掛けることで、算出された蛍光γの光量を被検出物質の量を示す蛍光γの光量に変換する。一方、検体が血液の希釈液の場合は、算出された蛍光γに、以下の式（２）で表される変換係数ｃ２を掛けることで、算出された蛍光γの光量を被検出物質の量を示す蛍光γの光量に変換する。最後に、蛍光γの光量に対応する検体の液体成分中の被検出物質の量（第２のシグナル値）を求める。
【数１】
2019032342.tif 000003
【数２】
2019032342.tif 000004
ここで、Ｈｔはヘマトクリット値であり、ｄｆは希釈液の希釈率である。
【００７０】
以上の手順により、検体の液体成分中の被検出物質の量（第２のシグナル値）を検出することができる。
【００７１】
上記の説明では、基準値の検出（工程Ｓ２０）の後に、検体を導入した状態でのプラズモン散乱光δの光量の検出を行った。しかしながら、基準値の検出（工程Ｓ２０）の前に、検体を導入した状態でのプラズモン散乱光δの光量の検出を行ってもよい。また、基準値の検出（工程Ｓ２０）は、１次反応（工程Ｓ３０）または光学ブランク値の測定（工程Ｓ５０）の後に行ってもよい。また、光学ブランク値の測定（工程Ｓ５０）は、基準値の検出（工程Ｓ２０）の後に行ってもよい。
【００７２】
［実験１］
実験１では、金属膜３０への励起光αの入射角と、ヘマトクリット値がそれぞれ異なる検体におけるプラズモン散乱光δの光量との関係について調べた。なお、比較のため、金属膜３０への励起光αの入射角と、赤血球を含まない検体（血清）におけるプラズモン散乱光δの光量との関係についても調べた。図３は、金属膜３０への励起光αの入射角と、プラズモン散乱光δの光量との関係を示すグラフである。図３の横軸は金属膜３０への励起光αの入射角（°）であり、縦軸はプラズモン散乱光δの光量（ｃｏｕｎｔ）である。図３において、白抜き丸シンボルは、ヘマトクリット値が６０％の血液を使用したときの実験結果を示しており、黒三角シンボルは、ヘマトクリット値が４３％の血液を使用したときの実験結果を示しており、白抜き三角シンボルは、ヘマトクリット値が３５％の血液を使用したときの実験結果を示しており、黒丸シンボルは、血清（ヘマトクリット値が０％）を使用した場合の実験結果を示している。
【００７３】
図３に示されるように、金属膜３０への励起光αの入射角が増強角（７１°）以上の場合、各検体の間でプラズモン散乱光δの光量差が小さかった。一方、励起光αの入射角が臨界角以上かつ増強角（７１°）未満の場合、ヘマトクリット値がそれぞれ異なる検体の間でプラズモン散乱光δの光量差が大きかった。この結果から、ヘマトクリット値を検出する場合の励起光αの入射角は、増強角よりも小さい方が好ましいことがわかる。
【００７４】
［実験２］
実験２では、金属膜３０への励起光αの入射角が増強角よりも小さい場合についてより詳細に、金属膜３０への励起光αの入射角と、ヘマトクリット値がそれぞれ異なる検体におけるプラズモン散乱光δの光量との関係について調べた。本実験でも、比較のため、金属膜３０への励起光αの入射角と、血漿におけるプラズモン散乱光δの光量との関係についても調べた。図４Ａおよび図４Ｂは、金属膜３０への励起光αの入射角と、プラズモン散乱光δの光量との関係を示すグラフである。図４Ａおよび図４Ｂの横軸は金属膜３０への励起光αの入射角（°）であり、縦軸はプラズモン散乱光δの光量（ｃｏｕｎｔ）である。図４Ｂは、図４Ａにおける各プラズモン散乱光δの光量からＴｗｅｅｎ２０含有トリス緩衝生理食塩水（ＴＢＳ−Ｔ）を使用した場合のプラズモン散乱光δの光量を引いたグラフである。図４Ａに示される黒丸シンボルは、Ｔｗｅｅｎ２０含有トリス緩衝生理食塩水（ＴＢＳ−Ｔ）を使用した場合の実験結果を示している。図４Ａおよび図４Ｂに示される白抜き丸シンボルは、血漿を使用した場合の実験結果を示しており、黒三角シンボルは、ヘマトクリット値が５０％の血液を使用したときの実験結果を示しており、白抜き三角シンボルは、ヘマトクリット値が４０％の血液を使用したときの実験結果を示している。
【００７５】
図４Ｂに示されるように、金属膜３０への励起光αの入射角が小さくなるほど、ヘマトクリット値が異なる検体の間でプラズモン散乱光δの光量差が大きかった。この結果から、ヘマトクリット値を検出する場合の励起光αの入射角は、臨界角以上であれば小さい方が好ましいことがわかる。
【００７６】
［実験３］
実験３では、金属膜３０への励起光αの入射角と、ヘマトクリット値が同一の検体におけるプラズモン散乱光δの光量のばらつきとの関係について調べた。実験３では、ヘマトクリット値を５０％に調整した５つの検体について、金属膜３０への励起光αの入射角を６２°、６４°、６６°および６８°にした場合におけるプラズモン散乱光δのばらつきについて調べた。なお、実験３では、ばらつきの指標として変動係数ＣＶを用いた。図５は、金属膜３０への励起光αの入射角と、変動係数ＣＶとの関係を示すグラフである。図５の横軸は、金属膜３０への励起光αの入射角（°）であり、縦軸は、変動係数ＣＶ（％）を示している。
【００７７】
図５に示されるように、金属膜３０への励起光αの入射角が６４°以下であれば、変動係数ＣＶが１０％（図５の破線）以下であった。この結果から、ヘマトクリット値を検出する場合の励起光αの入射角は、臨界角以上であれば６４°よりも小さい方が好ましいことがわかる。
【００７８】
このように、増強角より小さい入射角で励起光αを金属膜３０に照射することにより、ヘマトクリット値を精度良く検出できる。この理由としては、以下のことが推察される（これに限定されるわけではない）。
【００７９】
まず、励起光αの電場Ｅの金属膜３０に平行な方向（ｘ方向；図１参照）の成分Ｅｘは、式（３）で表される。
【数３】
2019032342.tif 000005
ここで、θ（°）は金属膜３０への励起光αの入射角である。したがって、金属膜３０上における励起光αの金属膜３０に平行な方向の成分の光強度比Ｒは、式（４）で表される。
【数４】
2019032342.tif 000006
すなわち、金属膜３０に対する励起光αの入射角θが小さくなると、照射領域における電場Ｅの金属膜３０に平行な方向の成分Ｅｘは、大きくなる。
【００８０】
また、励起光αの電場Ｅの金属膜３０に垂直な方向（ｚ方向；図１参照）の成分Ｅｚは、式（５）で表される因子に比例する。
【数５】
2019032342.tif 000007
ここで、ω（１／ｓ）は励起光αの角周波数、ｚ（ｍ）は金属膜３０に垂直な方向における金属膜３０からの距離、ｖは検体中の光速（ｍ／ｓ）、ｎは検体のプリズムに対する屈折率である。すなわち、金属膜３０に対する励起光αの入射角θが小さくなると、照射領域における電場Ｅの金属膜３０に垂直な方向の成分Ｅｚの減衰は、小さくなる。すなわち、金属膜３０に垂直な方向における電場Ｅｚの到達範囲は、増大する。
【００８１】
これらにより、散乱光（プラズモン散乱光δ）の光量が増大する。また、励起光αの波長程度以上の粒径の散乱体（本実施の形態では、赤血球）が金属膜３０近傍に存在すると、Ｍｉｅ散乱理論により第１受光センサー１３７方向へ向かう散乱光の成分が増大する。これらによって、第１受光センサー１３７方向に向かう散乱光（プラズモン散乱光δ）の光量が多くなると考えられる。
【００８２】
以上のように、本実施の形態に係るＳＰＦＳ装置１００では、粒子を含む検体（被検出液）の物性（粒子の濃度や粒子の大きさなど。本実施の形態ではヘマトクリット値）を検出する時の励起光αの入射角（第１の入射角）を、検体中の被検出物質の量を検出する時の励起光αの入射角（第２の入射角）よりも小さくする。これにより、検体（被検出液）の物性（本実施の形態ではヘマトクリット値）および検体中の被検出物質の量を、それぞれ高精度に検出することができ、その結果としてヘマトクリット値で補正された被検出物質の量を高精度に算出することができる。また、本実施の形態に係るＳＰＦＳ装置１００は、ヘマトクリット値の検出のために、新たな装置を別途設ける必要がない。これにより、ＳＰＦＳ装置１００を大型化させることなく、かつ装置コストも抑制することができる。
【００８３】
［実施の形態１の変形例］
実施の形態１の変形例に係る検出装置は、ＳＰＲ法を利用したＳＰＲ装置２００である。そこで、実施の形態１に係るＳＰＦＳ装置１００の各構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００８４】
図６は、実施の形態１の変形例に係るＳＰＲ装置２００の構成を示す図である。図６に示されるように、実施の形態１の変形例に係るＳＰＲ装置２００は、励起光照射ユニット１１０（光照射部）、反射光検出ユニット２２０（第２の光検出部）、光検出ユニット１３０（第１の光検出部）、送液ユニット１４０、搬送ユニット１５０および制御部１６０を有する。実施の形態１の変形例では、実施の形態１と異なり、光検出ユニット１３０は、金属膜３０への励起光αの照射によって生じたプラズモン散乱光δを検出する第１の光検出部のみとして機能する（第２の光検出部としては機能しない）。実施の形態１の変形例では、新たに設けられた反射光検出ユニット２２０が、金属膜３０への励起光αの照射によって生じた反射光βを検出する第２の光検出部として機能する。
【００８５】
反射光検出ユニット２２０は、共鳴角の測定などを行うために、分析チップ１０への励起光αの照射によって生じた反射光βの光量を検出する。反射光検出ユニット２２０は、第２受光センサー２２１、第２角度調整部２２２および第２センサー制御部２２３を含む。
【００８６】
第２受光センサー２２１は、分析チップ１０で反射した光の光路上に配置され、反射光βの光量を検出する。第２受光センサー２２１の種類は、特に限定されない。たとえば、第２受光センサー２２１は、フォトダイオード（ＰＤ）である。
【００８７】
第２角度調整部２２２は、金属膜３０に対する励起光αの入射角に応じて、第２受光センサー２２１の位置（角度）を調整する。第２角度調整部２２２は、反射光βが第２受光センサー２２１に入射するように、第２受光センサー２２１とチップホルダー１５４とを相対的に移動させる。
【００８８】
第２センサー制御部２２３は、第２受光センサー２２１の出力値の検出や、検出した出力値による第２受光センサー２２１の感度の管理、適切な出力値を得るための第２受光センサー２２１の感度の変更などを制御する。第２センサー制御部２２３は、例えば、演算装置、制御装置、記憶装置、入力装置および出力装置を含む公知のコンピュータやマイコンなどによって構成される。
【００８９】
実施の形態１の変形例に係るＳＰＲ装置２００は、検体中の被検出物質の量を検出するために、実施の形態１に係るＳＰＦＳ装置１００と異なり、全反射面２２で反射された反射光βの光量を検出する。具体的には、制御部１６０は、励起光照射ユニット１１０および反射光検出ユニット２２０を操作して、金属膜３０の裏面に励起光αを照射するとともに、第２受光センサー２２１の出力値を記録する。一方、本実施の形態に係るＳＰＲ装置２００は、粒子を含む検体（被検出液）の物性を検出するためには、実施の形態１に係るＳＰＦＳ装置１００と同様に、検体からの散乱光の光量を検出する。このように、光検出ユニット１３０は、蛍光γの光量を検出せず、散乱光（プラズモン散乱光δ）のみを検出するため、位置切替機構１３２および光学フィルター１３５を有していない。
【００９０】
実施の形態１の変形例に係るＳＰＲ装置２００でも金属膜３０に対する励起光αの入射角を小さくすることにより、ヘマトクリット値を高精度に検出することができる。なお、実施の形態１の変形例では、実施の形態１における光学ブランク値の測定（工程Ｓ５０）および２次反応（工程Ｓ６０）は不要である。
【００９１】
以上のように、実施の形態１の変形例に係るＳＰＲ装置２００は、実施の形態１に係るＳＰＦＳ装置１００と同様の効果を有する。
【００９２】
なお、上記各実施の形態においては、表面プラズモン共鳴（ＳＰＲ）を利用するために、金属膜３０を有する分析チップ１０を用いるＳＰＦＳ装置１００およびＳＰＲ装置２００について説明したが、本発明に係る検出装置および検出方法は、金属膜３０を有しない分析チップ１０を用いる検出装置および検出方法であってもよい。この場合は、検体（被検出液）は、金属膜３０上ではなく、全反射面２２上に提供される。この場合であっても、全反射面２２での光の全反射により形成される局在場によって、全反射面２２上の検体（被検出液）から散乱光が放出される。被検出物質の量についての情報を含む反射光β（第１のシグナル）は、ＳＰＲを利用せずに全反射測定（ＡＴＲ）法などにより検出される。また、被検出液の物性（例えばヘマトクリット値）の検出を行う場合、ＡＴＲ法では、背景光を含む光を検出するのに対し、本発明に係る検出方法では、被検出液から放出される散乱光を検出する。このため、本発明に係る検出方法は、ＡＴＲ法などと比較して、バックグラウンドノイズの影響を排除することができ、より高精度に被検出液の物性および被検出物質の量を検出することができる。
【００９３】
また、上記各実施の形態では、検体（粒子を含む被検出液）の物性としてヘマトクリット値を検出する例について説明したが、本発明に係る検出方法および検出装置では、検出対象となる被検出液の物性はこれに限定されない。本発明に係る検出方法および検出装置では、例えば、被検出液の物性として粒子の大きさや被検出液中の粒子の濃度を検出することができる。
【００９４】
［実施の形態２］
実施の形態２に係る検出装置は、励起光照射ユニット３１０が角度切り替え部１１４を含む点において実施の形態１に係る検出装置と異なる。そこで、実施の形態１に係るＳＰＦＳ装置１００の各構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。実施の形態３に係る検出装置は、光を照射することによって生じたシグナルを検出することで、被検出物質を検出する検出装置である。
【００９５】
図７は、本発明の実施の形態３に係る表面プラズモン励起増強蛍光分析装置（ＳＰＦＳ装置）３００の構成を示す模式図である。図７に示されるように、ＳＰＦＳ装置３００は、角度切り替え部１１４を含む励起光照射ユニット３１０と、光検出ユニット（シグナル検出部）１３０と、送液ユニット１４０と、搬送ユニット１５０と、制御部１６０とを有する。
【００９６】
励起光照射ユニット３１０の角度切り替え部１１４は、金属膜３０に対する励起光αの入射角を切り替える。角度切り替え部１１４は、第１角度調整部１１２が励起光αの入射角を走査していないときに使用される。角度切り替え部１１４は、光源から出射された励起光αが金属膜３０の所定の領域に、第１角度調整部１１２が走査する角度範囲より小さい入射角で入射するように、光源から出射された励起光αの、金属膜３０の所定の領域に対する入射角を切り替える。
【００９７】
図８は、角度切り替え部１１４による光の入射角の切り替えを説明するための図である。図８Ａは、角度切り替え部１１４を光源側に配置した場合の説明図であり、図８Ｂは、角度切り替え部１１４を光源と反対側に配置した場合の説明図である。角度切り替え部１１４は、光源ユニット１１１から出射された励起光αを、第１角度調整部１１２が走査する角度範囲より小さい入射角で金属膜３０に入射させる。角度切り替え部１１４により光路が切り替えられた励起光αは、後述するヘマトクリット値の検出に使用される。
【００９８】
角度切り替え部１１４の位置は、第１角度調整部１１２の走査範囲より小さい入射角で光源ユニット１１１から出射された励起光αを金属膜３０に入射させることができれば、特に限定されない。角度切り替え部１１４は、光源側に配置されていてもよいし、光源と反対側に配置されていてもよい。具体的には、本実施の形態では、図８Ａに示されるように、角度切り替え部１１４は、光源側に配置されている。すなわち、本実施の形態では、角度切り替え部１１４は、光源ユニット１１１とプリズム２０との間の励起光αの光路上に配置される。光源ユニット１１１から出射された励起光αは、角度切り替え部本体１１５によって、金属膜３０に対する入射角が第１角度調整部１１２の走査範囲より小さくなるように切り替えられて金属膜３０に照射される。図８Ｂに示されるように、角度切り替え部１１４は、反射光βの光路上に配置されていてもよい。この場合、金属膜３０で反射した反射光βは、第１角度調整部１１２の走査範囲のうち最も小さい入射角で入射した励起光αの反射光βの反射角より小さい入射角で、再び金属膜３０に入射するように、その光路を切り替えられる。
【００９９】
角度切り替え部１１４は、角度切り替え部本体１１５および移動機構１１６を有する。角度切り替え部本体１１５は、光源ユニット１１１から出射された励起光αの金属膜３０に対する入射角を切り替える。角度切り替え部本体１１５は、複数の反射面を有する。光源ユニット１１１から出射された励起光αは、１つめの反射面で光路から外れるように反射され、２つ目の反射面で第１角度調整部１１２の走査範囲外であって、走査範囲より小さい入射角で入射するようにさらに反射される。角度切り替え部本体１１５の構成は、複数の反射面を有し、前述のように励起光αの光路を切り替えることができれば、特に限定されない。角度切り替え部本体１１５の例には、プリズムおよび複数のミラー（鏡面）が含まれる。本実施の形態では、角度切り替え部本体１１５は、複数のミラーである。
【０１００】
移動機構１１６は、角度切り替え部本体１１５の位置を、光源から出射された励起光αの光路上または光路外に切り替える。具体的には、励起光αの光路を切り替える時には、移動機構１１６は、角度切り替え部本体１１５を光源ユニット１１１から出射された励起光αの光路上に配置する。また、励起光αの光路を切り替えない時には、移動機構１１６は、角度切り替え部本体１１５を光源ユニット１１１から出射された励起光αの光路外に配置する。
【０１０１】
次に、ＳＰＦＳ装置３００の検出動作について説明する。図９は、ＳＰＦＳ装置３００の動作手順の一例を示すフローチャートである。
【０１０２】
まず、検出の準備をする（工程Ｓ１１０）。具体的には、ＳＰＦＳ装置３００のチップホルダー１５４に分析チップ１０を設置する。また、分析チップ１０の流路４１内に保湿剤が存在する場合は、捕捉体が適切に被検出物質を捕捉できるように、流路４１内を洗浄して保湿剤を除去する。
【０１０３】
次いで、制御部１６０は、移動機構１１６を操作して、角度切り替え部本体１１５を励起光αの光路上に配置する（工程Ｓ１２０）。そして、ヘマトクリット値の算出（工程Ｓ１５０）で使用する基準値を検出する（工程Ｓ１３０）。
【０１０４】
具体的には、制御部１６０は、移動機構１１６を操作して、角度切り替え部本体１１５を励起光αの光路上に配置する。また、制御部１６０は、搬送ステージ１５２を操作して、分析チップ１０を送液位置に移動させる。この後、制御部１６０は、送液ユニット１４０を操作して、液体チップ１４１内の基準液を分析チップ１０の流路４１内に導入する。基準液は、例えばリン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ）やＴｗｅｅｎ２０含有トリス緩衝生理食塩水（ＴＢＳ−Ｔ）、ＨＥＰＥＳ緩衝生理食塩水（ＨＢＳ）などの緩衝液である。次いで、制御部１６０は、搬送ステージ１５２を操作して、分析チップ１０を検出位置に移動させる。そして、制御部１６０は、光検出ユニット１３０を操作して、基準液のプラズモン散乱光δの光量を検出する。このとき、金属膜３０に照射される励起光αの入射角は、第１角度調整部１１２の走査角度より小さい角度である。より具体的には、金属膜３０に照射される励起光αの入射角は、増強角（例えば７１°）未満であることが好ましく、臨界角以上かつ６４°以下であることがより好ましい。前述したように、励起光αの入射角を増強角未満とすることで、より好ましくは臨界角以上かつ６４°以下とすることで、ヘマトクリット値を高精度で検出することができるからである。制御部１６０は、光学フィルター１３５を受光ユニット１３１の光路外に配置する。制御部１６０は、第１角度調整部１１２の走査角度より小さい所定の入射角で励起光αを照射させつつ、光検出ユニット１３０を操作してプラズモン散乱光δの光量を検出させる。この検出値は、基準液のプラズモン散乱光δの光量（基準値）として制御部１６０に記録される。
【０１０５】
次いで、流路４１内では、抗原抗体反応によって、金属膜３０上に被検出物質を捕捉する（１次反応；工程Ｓ１４０）。その後、検体に含まれる全血のヘマトクリット値を算出する（工程Ｓ１５０）。
【０１０６】
具体的には、制御部１６０は、搬送ステージ１５２を操作して、分析チップ１０を送液位置に移動させる。この後、制御部１６０は、送液ユニット１４０を操作して、分析チップ１０の流路４１内の基準液を除去するとともに、液体チップ１４１内の検体を流路４１内に導入する。流路４１内では、抗原抗体反応によって、金属膜３０上に被検出物質が捕捉される（１次反応）。次いで、制御部１６０は、搬送ステージ１５２を操作して、分析チップ１０を検出位置に移動させる。この後、制御部１６０は、光検出ユニット１３０を操作して、プラズモン散乱光δの光量を検出する。この検出値は、制御部１６０に記録される。なお、このプラズモン散乱光δの光量の検出においても、金属膜３０に照射される励起光αの入射角は、第１角度調整部１１２の走査角度より小さい角度である。前述のとおり、金属膜３０に照射される励起光αの入射角は、臨界角以上であって、６４°以下であることが好ましい。
【０１０７】
この後、制御部１６０は、この検出値から全血のヘマトクリット値を算出する。具体的には、前述の検出値から前述の基準値を差し引いて、全血のプラズモン散乱光δの光量を算出する。次いで、制御部１６０は、あらかじめ準備されている検量線に前述の全血のプラズモン散乱光δの光量を当てはめて、検体に含まれる全血のヘマトクリット値を算出する。
【０１０８】
次いで、制御部１６０は、移動機構１１６を操作して、角度切り替え部本体１１５を励起光αの光路外に配置する（工程Ｓ１６０）。次いで、制御部１６０は、分析チップ１０から検体を除去した後、送液ユニット１４０を操作して液体チップ１４１内の基準液を分析チップ１０の流路内に導入する。この後、制御部１６０は、増強角を測定する（工程Ｓ１７０）。励起光αを金属膜３０（全反射面２２）の所定の位置に照射しながら、第１角度調整部１１２により金属膜３０（全反射面２２）に対する励起光αの入射角（７１°±３°）を走査する。また、制御部１６０は、第１受光センサー１３７が金属膜３０上（金属膜３０表面およびその近傍）からのプラズモン散乱光δを検出するように、第１センサー制御部１３３を制御する。金属膜上（金属膜３０表面およびその近傍）からのプラズモン散乱光δは、第１受光センサー１３７に到達する。これにより、制御部１６０は、励起光αの入射角とプラズモン散乱光δの強度との関係を含むデータを得る。そして、制御部１６０は、データを解析して、プラズモン散乱光δの強度が最大となる入射角（増強角；７１°）を決定する。
【０１０９】
次いで、光学ブランク値を測定する（工程Ｓ１８０）。ここで「光学ブランク値」とは、蛍光γの検出（工程Ｓ２００）において分析チップ１０の上方に放出される背景光の光量を意味する。具体的には、制御部１６０は、励起光照射ユニット３１０を操作して、金属膜３０に励起光αを照射するとともに、第１受光センサー１３７の出力値（光学ブランク値）を記録する。このとき、制御部１６０は、第１角度調整部１１２を操作して、励起光αの入射角を増強角に設定する。また、制御部１６０は、位置切替機構１３２を制御して、光学フィルター１３５を受光ユニット１３１の光路内に配置する。この検出値は、光学ブランク値として制御部１６０に記録される。
【０１１０】
次いで、金属膜３０上に捕捉されている被検出物質を蛍光物質で標識する（２次反応；工程Ｓ１９０）。具体的には、制御部１６０は、搬送ステージ１５２を操作して、分析チップ１０を送液位置に移動させる。この後、制御部１６０は、送液ユニット１４０を操作して、蛍光物質で標識された捕捉体を含む液体（標識液）を分析チップ１０の流路４１内に導入する。流路４１内では、抗原抗体反応によって、金属膜３０上に捕捉されている被検出物質が蛍光物質で標識される。この後、流路４１内の標識液は除去され、流路内は洗浄液で洗浄される。
【０１１１】
次いで、蛍光γの光量を検出して、検体中の被検出物質の量を示す検出値を得る（工程Ｓ２００）。具体的には、制御部１６０は、搬送ステージ１５２を操作して、分析チップ１０を検出位置に移動させる。この後、制御部１６０は、励起光照射ユニット３１０および光検出ユニット１３０を操作して、金属膜３０に励起光αを照射するとともに、第１受光センサー１３７の出力値を記録する。このとき、制御部１６０は、第１角度調整部１１２を操作して、励起光αの入射角を増強角に設定する。また、制御部１６０は、位置切替機構１３２を制御して、光学フィルター１３５を受光ユニット１３１の光路内に配置する。制御部１６０は、検出値から光学ブランク値を引き、検体中の被検出物質の量を示す蛍光γの光量を算出する。
【０１１２】
算出された蛍光γの光量は、工程Ｓ１４０で算出された全血のヘマトクリット値を用いて、検体の液体成分中の被検出物質の量を示す蛍光γの光量に変換する（工程Ｓ２１０）。具体的には、検体が希釈をしていない全血の場合は、算出された蛍光γの光量に、前述の式（１）で表される変換係数ｃ１を掛けることで、算出された蛍光γの光量を被検出物質の量を示す蛍光γの光量に変換する。一方、検体が全血の希釈液の場合は、算出された蛍光γに、前述の式（２）で表される変換係数ｃ２を掛けることで、算出された蛍光γの光量を被検出物質の量を示す蛍光γの光量に変換する。最後に、蛍光γの光量に対応する被検出物質の量を求める。以上の手順により、検体の液体成分中の被検出物質の量を検出することができる。
【０１１３】
上記の説明では、基準値の検出（工程Ｓ１３０）の後に、検体を導入した状態でのプラズモン散乱光δの光量の検出を行った。しかしながら、基準値の検出（工程Ｓ１３０）の前に、検体を導入した状態でのプラズモン散乱光δの光量の検出を行ってもよい。また、基準値の検出（工程Ｓ１３０）は、１次反応（工程Ｓ１４０）または光学ブランク値の測定（工程Ｓ１８０）の後に行ってもよい。また、光学ブランク値の検出（工程Ｓ１８０）は、基準値の測定（工程Ｓ１３０）の後に行ってもよい。
【０１１４】
以上のように、本実施の形態に係るＳＰＦＳ装置３００によれば、光源ユニット１１１から照射される励起光αの光路上に励起光αの角度を、第１角度調整部１１２の走査範囲より小さい角度に切り替える角度切り替え部１１４を配置することができる。これにより、ＳＰＦＳ装置３００を大型化させることなく走査範囲外からも分析チップ１０の所定の領域に光を照射させることができる。また、ヘマトクリット値を高精度に検出することができ、当該ヘマトクリット値を用いて高精度に被検出物質の量を補正することができる。
【０１１５】
［実施の形態２の変形例］
実施の形態２の変形例に係る検出装置は、ＳＰＲ法を利用したＳＰＲ装置４００である。そこで、実施の形態２の変形例に係るＳＰＦＳ装置３００の各構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１１６】
図１０は、実施の形態２の変形例に係るＳＰＲ装置４００の構成を示す図である。図１０に示されるように、実施の形態２の変形例に係るＳＰＲ装置４００は、励起光照射ユニット３１０、反射光検出ユニット２２０、光検出ユニット１３０、送液ユニット１４０、搬送ユニット１５０および制御部１６０を有する。
【０１１７】
反射光検出ユニット２２０は、共鳴角の測定などを行うために、分析チップ１０への励起光αの照射によって生じた反射光βの光量を検出する。反射光検出ユニット２２０は、第２受光センサー２２１、第２角度調整部２２２および第２センサー制御部２２３を含む。
【０１１８】
第２受光センサー２２１は、分析チップ１０で反射した光の光路上に配置され、反射光βの光量を検出する。第２受光センサー２２１の種類は、特に限定されない。たとえば、第２受光センサー２２１は、フォトダイオード（ＰＤ）である。
【０１１９】
第２角度調整部２２２は、金属膜３０に対する励起光αの入射角に応じて、第２受光センサー２２１の位置（角度）を調整する。第２角度調整部２２２は、反射光βが第２受光センサー２２１に入射するように、第２受光センサー２２１とチップホルダー１５４とを相対的に回転させる。
【０１２０】
第２センサー制御部２２３は、第２受光センサー２２１の出力値の検出や、検出した出力値による第２受光センサー２２１の感度の管理、適切な出力値を得るための第２受光センサー２２１の感度の変更などを制御する。第２センサー制御部２２３は、例えば、演算装置、制御装置、記憶装置、入力装置および出力装置を含む公知のコンピュータやマイコンなどによって構成される。
【０１２１】
このように、実施の形態４に係るＳＰＲ装置４００でも角度切り替え部１１４により金属膜３０に対する励起光αの入射角を小さくすることにより、ヘマトクリット値を高精度に検出することができる。
【０１２２】
実施の形態２の変形例においても、角度切り替え部１１４は、光源ユニット１１１と反対側に配置されていてもよい。この場合、金属膜３０で反射した反射光βは、第１角度調整部１１２の走査範囲のうち最も小さい入射角で入射した励起光αの反射光βより小さい角度で、再び金属膜３０の裏面に入射するように、その光路を切り替えられる。
【０１２３】
以上のように、本実施の形態に係るＳＰＲ装置４００は、実施の形態３に係るＳＰＦＳ装置１００と同様の効果を有する。
【０１２４】
なお、実施の形態２および実施の形態２の変形例においては、検出装置としてＳＰＲを利用したＳＰＦＳ装置３００およびＳＰＲ装置４００に適用した例を示したが、金属膜３０を配置していない分析チップを用いる検出系に適用してもよい。この場合は、ＳＰＲを利用せずに全反射測定（ＡＴＲ）法などにより検出（測定）する検出装置となるが、実施の形態２および実施の形態２の変形例と同様の効果を得られる。
【０１２５】
本出願は、２０１４年９月１０日出願の特願２０１４−１８４１８９および２０１４年９月１０日出願の特願２０１４−１８４１９７に基づく優先権を主張する。当該出願明細書および図面に記載された内容は、すべて本願明細書に援用される。
【産業上の利用可能性】
【０１２６】
本発明に係る検出（測定装置）は、例えば、血液中の被検出物質（被測定物質）を高い信頼性で検出（測定）することができるため、例えば臨床検査などに有用である。
【符号の説明】
【０１２７】
１０  分析チップ
２０  プリズム
２１  入射面
２２  全反射面
２３  出射面
３０  金属膜
４０  流路蓋
４１  流路
１００、３００  ＳＰＦＳ装置
１１０、３１０  励起光照射ユニット
１１１  光源ユニット
１１２  第１角度調整部
１１３  光源制御部
１１４  角度切り替え部
１１５  角度切り替え部本体
１１６  移動機構
１３０  光検出ユニット
１３１  受光ユニット
１３２  位置切替機構
１３３  第１センサー制御部
１３４  第１レンズ
１３５  光学フィルター
１３６  第２レンズ
１３７  第１受光センサー
１４０  送液ユニット
１４１  液体チップ
１４２  シリンジポンプ
１４３  送液ポンプ駆動機構
１４４  シリンジ
１４５  プランジャー
１５０  搬送ユニット
１５２  搬送ステージ
１５４  チップホルダー
１６０  制御部
２００、４００  ＳＰＲ装置
２２０  反射光検出ユニット
２２１  第２受光センサー
２２２  第２角度調整部
２２３  第２センサー制御部
α  励起光
β  反射光
γ  蛍光
δ  プラズモン散乱光
【図１】
2019032342.tif 000008
【図２】
2019032342.tif 000009
【図３】
2019032342.tif 000010
【図４】
2019032342.tif 000011
【図５】
2019032342.tif 000012
【図６】
2019032342.tif 000013
【図７】
2019032342.tif 000014
【図８】
2019032342.tif 000015
【図９】
2019032342.tif 000016
【図１０】
2019032342.tif 000017