(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
捕捉体が固定されている反応場を含む検出チップを用いて、検体中の被検出物質を検出するための検出装置であって、
前記検出チップを保持するためのホルダーと、
前記ホルダーに保持された前記検出チップに光を照射する光照射部と、
前記光照射部が前記検出チップに光を照射したときに、前記反応場において生じるシグナルを少なくとも２回検出するシグナル検出部と、
前記シグナル検出部により検出された第１のシグナル値と、前記第１のシグナル値より後に検出された第２のシグナル値とに基づいて、シグナル値の変化率を算出する処理部と、
を有し、
前記シグナル検出部は、前記捕捉体により捕捉された前記被検出物質を標識する蛍光物質からの蛍光を検出し、
前記処理部は、前記シグナル値の変化率として前記蛍光の光量の減少率を算出する、
検出装置。
【請求項２】
前記処理部は、前記シグナル値の変化率を事前に決定された閾値と比較して、前記第１のシグナル値の信頼性に関する情報を得る、請求項１に記載の検出装置。
【請求項３】
前記第１のシグナル値の信頼性に関する情報は、前記反応場に非特異的に吸着した前記被検出物質以外の物質に起因するノイズの影響に関する情報である、請求項２に記載の検出装置。
【請求項４】
前記シグナル検出部は、前記シグナルを検出可能な状態となってから３分以内に前記第１のシグナル値を検出する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の検出装置。
【請求項５】
前記シグナル検出部は、前記シグナルを検出可能な状態となってから３０秒以内に前記第１のシグナル値を検出する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の検出装置。
【請求項６】
前記シグナル検出部が前記第１のシグナル値および前記第２のシグナル値を検出する間隔は、２０秒〜６０秒の範囲内である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の検出装置。
【請求項７】
前記シグナル値の変化率を算出するために前記シグナル検出部がシグナルを検出する回数は、２回である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の検出装置。
【請求項８】
前記シグナル値の変化率、または前記シグナル値の変化率を利用して得られる情報を出力するための出力部をさらに有する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の検出装置。
【請求項９】
前記検出チップは、誘電体であるプリズムと、前記プリズムの上に配置された金属膜と、前記金属膜の前記反応場となる領域に固定された前記捕捉体と、を有し、
前記光照射部は、表面プラズモン共鳴が発生するように前記金属膜に光を照射する、
請求項１に記載の検出装置。
【請求項１０】
捕捉体が固定されている反応場を含む検出チップを用いて、検体中の被検出物質を検出するための検出方法であって、
前記検出チップの前記反応場に前記検体を提供する工程と、
前記反応場に提供した前記検体を除去した状態で、前記検出チップに光を照射し、前記反応場において生じるシグナルを検出して、第１のシグナル値を得る工程と、
前記第１のシグナル値を得た後に、前記検出チップに光を照射し、前記反応場において生じるシグナルを検出して、第２のシグナル値を得る工程と、
前記第１のシグナル値および前記第２のシグナル値に基づいて、シグナル値の変化率を算出する工程と、
を有し、
前記第１のシグナル値を得る工程および前記第２のシグナル値を得る工程において、前記反応場で生じる前記シグナルは、前記捕捉体に捕捉された前記被検出物質を標識する蛍光物質からの蛍光の光量であり、
前記シグナル値の変化率を算出する工程において、算出される前記シグナル値の変化率は、前記蛍光の光量の減少率である、
検出方法。
【請求項１１】
前記シグナル値の変化率を事前に決定された閾値と比較して、前記第１のシグナル値の信頼性に関する情報を得る工程をさらに有する、請求項１０に記載の検出方法。
【請求項１２】
前記第１のシグナル値の信頼性に関する情報は、前記反応場に非特異的に吸着した前記被検出物質以外の物質に起因するノイズの影響に関する情報である、請求項１１に記載の検出方法。
【請求項１３】
前記第１のシグナル値を得る工程において、前記シグナルを検出可能な状態となってから３分以内に前記シグナルの検出を行う、請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の検出方法。
【請求項１４】
前記第１のシグナル値を得る工程において、前記シグナルを検出可能な状態となってから３０秒以内に前記シグナルの検出を行う、請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の検出方法。
【請求項１５】
前記第１のシグナル値を得る時と、前記第２のシグナル値を得る時との間隔は、２０秒〜６０秒の範囲内である、請求項１０〜１４のいずれか一項に記載の検出方法。
【請求項１６】
前記シグナル値の変化率を算出するために前記シグナルを検出する回数は、２回である、請求項１０〜１５のいずれか一項に記載の検出方法。
【請求項１７】
前記検出チップは、誘電体であるプリズムと、前記プリズムの上に配置された金属膜と、前記金属膜の前記反応場となる領域に固定された前記捕捉体と、を有し、
前記第１のシグナル値および前記第２のシグナル値を得る工程では、表面プラズモン共鳴が発生するように前記金属膜に光を照射する、
請求項１０〜１６のいずれか一項に記載の検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検体中の被検出物質を検出する検出装置および検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
臨床検査などにおいて、検体中のタンパク質やＤＮＡなどの微量の被検出物質を高感度かつ定量的に検出することができれば、患者の状態を迅速に把握して治療することが可能となる。このため、検体中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】
検体に含まれる微量の被検出物質を分析するために、免疫測定が使用されている。一般的に、免疫測定では、被検出物質を特異的に捕捉するための捕捉体（抗体）が固定された磁性粒子や平面基板などの反応場に検体を提供し、被検出物質を特異的に捕捉体に結合させる（以下、「一次反応」ともいう）。次いで、捕捉体に捕捉された被検出物質を標識物質（例えば、蛍光色素や放射性同位元素など）で標識し、標識物質からのシグナルを検出することで、被検出物質を検出することができる。【０００４】
しかし、反応場に被検出物質が存在しないにも関わらず、検出値が陽性を示すことがある（これを「偽陽性」という）。そこで、近年、このような生物分子などの特異的結合についてより詳細な分析を行うために、様々な種類の分析システムの開発が行われている（例えば、特許文献１参照）。【０００５】
特許文献１に記載の分析センサーシステムは、支持体表面（センサー表面）に固定されたリガンド（捕捉体）と可逆的に相互作用しうる、溶液中の結合剤（被検出物質）の濃度を決定することができる。分析センサーシステムでは、まず、種々の既知濃度の結合剤を含む溶液（検体）を支持体表面上に流して、結合剤と、リガンドとを互いに結合できる状態にする（工程ａ）。次いで、結合剤を含まない溶液を支持体表面上に流して、結合剤がリガンドから解離できる状態にする（工程ｂ）。分析センサーシステムは、工程ａおよび工程ｂの間に、支持体表面に結合した結合剤の瞬間的な量をモニタリングして、データを収集する（工程ｃ）。次いで、収集したデータを所定の反応速度論的モデルにフィッティングすることで結合速度定数や解離速度定数などを決定することができる（工程ｄ）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２００６−５２７３６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述のとおり、被検出物質の検出においては、検出値が偽陽性を示すことがある。これは、検体中に含まれる被検出物質以外の物質が、反応場に非特異的に吸着され、シグナルとして検出されるためである。検出したシグナルが被検出物質によるものであるか、または被検出物質以外の物質によるものであるかを判断するためには、新たな装置を追加し、または別途試験（測定）を行う必要がある。このため、検出時間が遅延するとともに、検出装置の製造コスト、および検出コストが増大してしまう。【０００８】
一方、特許文献１に記載の分析センサーシステムは、生体分子の結合速度や解離速度などについて詳細な分析を行うことができるものの、溶液に含まれる被検出物質の濃度があらかじめ分かっていなければならないため、被検出物質の検出のために利用することができない。さらに、これまで結合速度や解離速度などを利用した被検出物質の検出も、開示されていない。【０００９】
本発明の目的は、新たな装置および測定工程を追加することなく、検出したシグナルが被検出物質によるものであるか否かを判定するための情報を得ることができる検出装置および検出方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明の一実施の形態に係る検出装置は、捕捉体が固定されている反応場を含む検出チップを用いて、検体中の被検出物質を検出するための検出装置であって、前記検出チップを保持するためのホルダーと、前記ホルダーに保持された前記検出チップに光を照射する光照射部と、前記光照射部が前記検出チップに光を照射したときに、前記反応場において生じるシグナルを少なくとも２回検出するシグナル検出部と、前記シグナル検出部により検出された第１のシグナル値と、前記第１のシグナル値より後に検出された第２のシグナル値とに基づいて、シグナル値の変化率を算出する処理部と、を有する。【００１１】
上記課題を解決するため、本発明の一実施の形態に係る検出方法は、捕捉体が固定されている反応場を含む検出チップを用いて、検体中の被検出物質を検出するための検出方法であって、前記検出チップの前記反応場に前記検体を提供する工程と、前記反応場に提供した前記検体を除去した状態で、前記検出チップに光を照射し、前記反応場において生じるシグナルを検出して、第１のシグナル値を得る工程と、前記第１のシグナル値を得た後に、前記検出チップに光を照射し、前記反応場において生じるシグナルを検出して、第２のシグナル値を得る工程と、前記第１のシグナル値および前記第２のシグナル値に基づいて、シグナル値の変化率を算出する工程と、を有する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、新たな装置を追加することなく、被検出物質の存在または量の検出結果とともに、その検出結果の信頼性を判断するための情報を得ることができる。したがって、本発明によれば、被検出物質を、短時間かつ低コストで、また高い信頼性で検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、実施の形態に係る表面プラズモン励起増強蛍光分析装置（ＳＰＦＳ装置）の構成を示す模式図である。
【図２】図２は、本実施の形態に係るＳＰＦＳ装置の動作手順を示すフローチャートである。
【図３】図３は、本実施の形態に係るＳＰＦＳ装置の動作機構を説明するためのグラフである。
【図４】図４は、出力部に出力される内容の一例を示す模式図である。
【図５】図５は、ｃＴｎＩ検体またはＨＡＭＡ検体を用いてシグナル値の検出を行った場合における、蛍光の光量の減少率の分布を示すヒストグラムである。
【図６】図６は、ｃＴｎＩ検体またはＨＡＭＡ検体を用いてシグナル値の検出を行った場合における、蛍光の光量の減少率を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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の代表例として、表面プラズモン励起増強蛍光分光法（Surface Plasmon-field enhanced Fluorescence Spectroscopy：以下「ＳＰＦＳ」と略記する）を利用した検出装置（ＳＰＦＳ装置）について説明する。本実施の形態に係るＳＰＦＳ装置は、被検出物質の存在または量を示すシグナル値を検出するとともに、少なくとも２回のシグナル検出を行って、得られた２以上のシグナル値の変化率に基づいて、被検出物質の存在または量を示すシグナル値の信頼性に関する情報を得ることができる。
【００１５】
（ＳＰＦＳ装置および検出チップの構成）
図１は、ＳＰＦＳ装置１００の構成を示す模式図である。ＳＰＦＳ装置１００は、光照射部１１０、反射光検出部１２０、シグナル検出部１３０、送液部１４０、搬送部１５０、制御部１６０および出力部１７０を有する。ＳＰＦＳ装置１００は、搬送部１５０のチップホルダー１５２に検出チップ１０を装着した状態で使用される。そこで、検出チップ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。
【００１６】
検出チップ１０は、入射面２１、成膜面２２および出射面２３を有するプリズム２０と、成膜面２２上に形成された金属膜３０と、金属膜３０の反応場となる領域に固定された捕捉体と、金属膜３０上に配置された流路蓋４０とを有する。反応場では、捕捉体と被検出物質との結合（一次反応）や、被検出物質の蛍光物質による標識（二次反応）などが行われる。また、通常、検出チップ１０は、検出のたびに交換される。検出チップ１０は、好ましくは各片の長さが数ｍｍ〜数ｃｍの構造物であるが、「チップ」の範疇に含まれないようなより小型の構造物、またはより大型の構造物であってもよい。
【００１７】
プリズム２０は、励起光αに対して透明な誘電体からなる。プリズム２０は、入射面２１、成膜面２２および出射面２３を有する。入射面２１は、光照射部１１０からの励起光αをプリズム２０の内部に入射させる。成膜面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の裏面で反射されて反射光β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（成膜面２２）で反射されて反射光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。
【００１８】
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成膜面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。
【００１９】
入射面２１は、励起光αが光照射部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、理想的な共鳴角または増強角を中心とする走査範囲において、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、検出チップ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と成膜面２２との角度および成膜面２２と出射面２３との角度は、いずれも約８０°である。
【００２０】
なお、検出チップ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。
【００２１】
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。
【００２２】
金属膜３０は、プリズム２０の成膜面２２上に配置されている。これにより、成膜面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（一般に「エバネッセント光」または「近接場光」とも呼ばれる）を生じさせることができる。本実施の形態では、金属膜３０は、成膜面２２の全面に形成されている。
【００２３】
金属膜３０の材料は、表面プラズモン共鳴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、アルミニウム、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。
【００２４】
また、特に図示しないが、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。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する抗体またはその断片である。また、乾燥による変性を防止する観点から、通常、捕捉体は、検出チップ１０の未使用時において保護層により保存される。
【００２５】
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の成膜面２２の一部にのみ形成されている場合、流路蓋４０は、成膜面２２上に配置されていてもよい。本実施の形態では、流路蓋４０は、金属膜３０の上に配置されている。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）と共に、液体を収容し、かつ液体が流れる流路４１を形成する。また、反応場は、流路４１に露出するように配置されている。すなわち、金属膜３０に固定化されている捕捉体も、流路４１内に露出している。液体の例には、被検出物質を含む検体（例えば、血液や血清、血漿、尿、鼻孔液、唾液、精液など）や、蛍光物質で標識された捕捉体を含む標識液、洗浄液などが含まれる。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内へ液体が提供されると、液体は捕捉体に接触する。
【００２６】
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。
【００２７】
なお、検出チップ１０は、流路蓋４０の代わりに、貫通孔を有する枠体と、枠体に積層される天板とを有していてもよい。この場合、流路４１は、金属膜３０が形成されたプリズム２０に対して、枠体および天板をこの順で積層することで形成される。金属膜３０の表面は、流路４１の底面となる。枠体の貫通孔の内面は、流路４１の側面となる。天板の一方の面（内側の面）は、流路４１の天面となる。
【００２８】
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が金属膜３０の流路４１側の面の近傍から放出される。ＳＰＦＳ装置１００は、蛍光物質から放出された蛍光γの光量を測定することで、被検出物質の存在または量を検出する。
【００２９】
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、光照射部１１０、反射光検出部１２０、シグナル検出部１３０、送液部１４０、搬送部１５０、制御部１６０および出力部１７０を有する。
【００３０】
光照射部１１０は、チップホルダー１５２に保持された検出チップ１０に励起光αを照射する。蛍光γまたはプラズモン散乱光δの検出時には、光照射部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。ここで「励起光」とは、蛍光物質を直接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。光照射部１１０は、光源ユニット１１１、角度調整機構１１２および光源制御部１１３を含む。
【００３１】
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。
【００３２】
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、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、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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
角度調整機構１１２は、金属膜３０（プリズム２０と金属膜３０との界面（成膜面２２））に対する励起光αの入射角を調整する。角度調整機構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、励起光αの光軸とチップホルダー１５２とを相対的に回転させる。
【００３７】
たとえば、角度調整機構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。特に、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（成膜面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。
【００３８】
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を検出することが可能となる。検出チップ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、検出ごとに最適な増強角を求めることが好ましい。
【００３９】
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。
【００４０】
反射光検出部１２０は、共鳴角の測定などを行うために、検出チップ１０への励起光αの照射によって生じた反射光βの光量を測定する。反射光検出部１２０は、受光センサー１２１、角度調整機構１２２およびセンサー制御部１２３を含む。
【００４１】
受光センサー１２１は、反射光βが入射する位置に配置され、反射光βの光量を測定する。受光センサー１２１の種類は、特に限定されない。たとえば、受光センサー１２１は、フォトダイオード（ＰＤ）である。
【００４２】
角度調整機構１２２は、金属膜３０に対する励起光αの入射角に応じて、受光センサー１２１の位置（角度）を調整する。角度調整機構１２２は、反射光βが受光センサー１２１に入射するように、受光センサー１２１とチップホルダー１５２とを相対的に回転させる。
【００４３】
センサー制御部１２３は、受光センサー１２１の出力値の検出や、検出した出力値による受光センサー１２１の感度の管理、適切な出力値を得るための受光センサー１２１の感度の変更、などを制御する。センサー制御部１２３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。
【００４４】
シグナル検出部１３０は、光照射部１１０が金属膜３０へ励起光αを照射することにより反応場において生じた蛍光γ（シグナル）を少なくとも２回検出する。本実施の形態では、蛍光γの検出回数は、２回である。また、必要に応じて、シグナル検出部１３０は、光照射部１１０が金属膜３０へ励起光αを照射することにより反応場において生じたプラズモン散乱光δも検出する。シグナル検出部１３０は、受光ユニット１３１、位置切り替え機構１３２およびセンサー制御部１３３を含む。
【００４５】
受光ユニット１３１は、検出チップ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および受光センサー１３７を含む。
【００４６】
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。
【００４７】
光学フィルター１３５は、蛍光成分のみを受光センサー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（所定の波長成分の光）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。
【００４８】
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。受光センサー１３７は、微量の被検出物質からの微弱な蛍光γを検出することが可能な、高い感度を有する。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。
【００４９】
位置切り替え機構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、受光センサー１３７が蛍光γを検出する時には、光学フィルター１３５を受光ユニット１３１の光路上に配置し、受光センサー１３７がプラズモン散乱光δを検出する時には、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。
【００５０】
センサー制御部１３３は、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受光センサー１３７の感度の変更、などを制御する。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。
【００５１】
送液部１４０は、チップホルダー１５２に保持された検出チップ１０の流路４１内に、検体や標識液、洗浄液などを供給する。送液部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。
【００５２】
液体チップ１４１は、検体や標識液、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。
【００５３】
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。
【００５４】
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、検出チップ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。
【００５５】
送液部１４０は、液体チップ１４１より各種液体を吸引し、検出チップ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、検出チップ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、液体の濃度分布の均一化や、流路４１内における反応（例えば、後述する一次反応および二次反応）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、検出チップ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、検出チップ１０およびシリンジ１４４が構成されていることが好ましい。
【００５６】
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。
【００５７】
搬送部１５０は、検出チップ１０を設置位置、検出位置または送液位置に搬送し、固定する。ここで「設置位置」とは、検出チップ１０をＳＰＦＳ装置１００に設置するための位置である。また、「検出位置」とは、光照射部１１０が検出チップ１０に励起光αを照射し、それに伴い発生する反射光β、蛍光γまたはプラズモン散乱光δを反射光検出部１２０またはシグナル検出部１３０が検出する位置である。さらに、「送液位置」とは、送液部１４０が検出チップ１０の流路４１内に液体を供給するか、または検出チップ１０の流路４１内の液体を除去する位置である。搬送部１５０は、搬送ステージ１５１およびチップホルダー１５２を含む。チップホルダー１５２は、搬送ステージ１５１に固定されており、検出チップ１０を着脱可能に保持する。チップホルダー１５２の形状は、検出チップ１０を保持することができ、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１５２には、励起光α、反射光β、蛍光γおよびプラズモン散乱光δが通過するための開口が設けられている。搬送ステージ１５１は、チップホルダー１５２を一方向およびその逆方向に移動させる。搬送ステージ１５１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１５１は、例えば、ステッピングモーターなどで駆動される。
【００５８】
制御部１６０は、角度調整機構１１２、光源制御部１１３、角度調整機構１２２、センサー制御部１２３、位置切り替え機構１３２、センサー制御部１３３、送液ポンプ駆動機構１４３、搬送ステージ１５１および後述する出力部１７０を制御する。また、制御部１６０は、シグナル検出部１３０の検出結果に基づいて、シグナル値の変化率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。詳細についてはＳＰＦＳ装置１００の検出動作を説明する際に述べるが、制御部１６０には、シグナル値の信頼性に関する情報を得るときに用いられる閾値があらかじめ記憶されていてもよいし、記憶されていなくてもよい。本実施の形態では、制御部１６０の記憶装置には、事前に決定された閾値があらかじめ記憶されている。
【００５９】
出力部１７０には、検出により得られた情報や、ユーザーにより入力された情報などが出力される。たとえば、出力部１７０は、ディスプレイやプリンタなどである。また、検出により得られた情報の例には、受光センサー１３７の出力値、および制御部１６０（処理部）で算出された結果が含まれる。また、ユーザーにより入力された情報の例には、被検出物質の種類、検体に含まれる被検出物質の量、検出日時、および患者に関する情報などが含まれる。
【００６０】
（ＳＰＦＳ装置の検出動作）
次に、本実施の形態に係るＳＰＦＳ装置１００の検出動作（本発明の実施の形態に係る検出方法）について説明する。本実施の形態では、ＳＰＦＳ装置１００は、２回のシグナル検出を行い、得られた２つのシグナル値（第１のシグナル値および第２のシグナル値）の変化率を算出する。ＳＰＦＳ装置１００は、この算出結果に基づいて、被検出物質の存在または量を示す第１のシグナル値を検出するとともに、第１のシグナル値の信頼性に関する情報を得る。図２は、ＳＰＦＳ装置１００の動作手順を示すフローチャートである。
【００６１】
まず、検出の準備をする（工程Ｓ１０）。具体的には、ＳＰＦＳ装置１００の設置位置に配置されたチップホルダー１５２に検出チップ１０を設置する。また、検出チップ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。
【００６２】
次いで、反応場の捕捉体に被検出物質を捕捉させる（一次反応；工程Ｓ２０）。具体的には、制御部１６０は、搬送ステージ１５１を操作して、検出チップ１０を設置位置から送液位置に移動させる。この後、制御部１６０は、送液ポンプ駆動機構１４３を操作して、液体チップ１４１の検体を流路４１内の反応場に提供する。一次反応では、被検出物質と、捕捉体とが特異的に互いに結合する。一方、検体は、被検出物質だけでなく被検出物質以外の物質も含みうる。このため、被検出物質の特異的結合と同時に、被検出物質以外の物質と、捕捉体や金属膜３０、流路４１の内壁との非特異的な吸着が起こりうる。被検出物質の特異的結合と、被検出物質以外の物質の非特異的吸着は、可逆反応であり、逆反応である解離も起こる。そして、時間の経過とともに、特異的結合、非特異的吸着、および解離は、平衡状態に達する。
【００６３】
この後、制御部１６０は、送液ポンプ駆動機構１４３を操作して、反応場に提供した検体を除去し、少なくとも１回は洗浄液（例えば、リン酸緩衝液）を用いて、流路４１内を洗浄する。
【００６４】
次いで、光学ブランク値を測定する（工程Ｓ３０）。ここで「光学ブランク値」とは、後述するシグナル値を検出する工程（工程Ｓ５０および工程Ｓ６０）における、検出チップ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、搬送ステージ１５１を操作して、検出チップ１０を送液位置から検出位置に移動させる。この後、制御部１６０は、光照射部１１０およびシグナル検出部１３０を操作して、捕捉体が固定されている領域に対応した金属膜３０の裏面に、ＳＰＲが発生するように入射面２１を介して励起光αを照射するとともに、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、角度調整機構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、位置切り替え機構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。検出された光学ブランク値は、制御部１６０に記録される。
【００６５】
次いで、流路４１内の被検出物質を蛍光物質で標識する（二次反応；工程Ｓ４０）。具体的には、制御部１６０は、送液ポンプ駆動機構１４３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）を検出チップ１０の流路４１内に提供する。流路４１内では、流路４１の被検出物質が蛍光物質で標識される。このとき、被検出物質以外の物質も非特異的吸着により、蛍光物質で標識されうる。
【００６６】
この後、制御部１６０は、送液ポンプ駆動機構１４３を操作して、流路４１内の標識液を除去し、流路４１内を洗浄液で洗浄する。
【００６７】
次いで、金属膜３０上の反応場において生じるシグナルを検出して、被検出物質の存在または量を示す第１のシグナル値を得る（工程Ｓ５０）。具体的には、制御部１６０は、搬送ステージ１５１を操作して、検出チップ１０を送液位置から検出位置に移動させる。ここで、第１のシグナル値の検出は、二次反応の後、流路４１内を洗浄し、検出チップ１０を検出位置に移動させた時に可能となる。この後、制御部１６０は、光照射部１１０を操作して、捕捉体が固定されている領域に対応した金属膜３０の裏面に、ＳＰＲが発生するように入射面２１を介して励起光αを照射するとともに、シグナル検出部１３０を操作して、蛍光γの光量を検出する。制御部１６０は、蛍光γの光量の検出値から光学ブランク値を引き、第１のシグナル値を得る。工程Ｓ５０では、制御部１６０は、角度調整機構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、位置切り替え機構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。詳細については後述するが、第１のシグナル値は、シグナルを検出可能な状態となってから、３分以内に行うことが好ましく、３０秒以内に行うことがさらに好ましい。
【００６８】
次いで、さらに、金属膜３０上の反応場において生じるシグナルを検出して、第２のシグナル値を得る（工程Ｓ６０）。具体的には、制御部１６０は、光照射部１１０を操作して、捕捉体が固定されている領域に対応した金属膜３０の裏面に、ＳＰＲが発生するように入射面２１を介して励起光αを照射するとともに、シグナル検出部１３０を操作して、蛍光γの光量を検出する。制御部１６０は、蛍光γの光量の検出値から光学ブランク値を引き、第２のシグナル値を得る。詳細については後述するが、第１のシグナル値を得る時と、第２のシグナル値を得る時との間隔は、２０秒〜６０秒の範囲内であることが好ましい。
【００６９】
次いで、第１のシグナル値から被検出物質の存在を認定し、または被検出物質の量を決定する（工程Ｓ７０）。具体的に、制御部１６０は、第１のシグナル値が所定の量以上であるときに、被検出物質の存在を認定する。また、制御部１６０は、事前に準備しておいた蛍光の光量および被検出物質の量の関係を示す検量線と、第１のシグナル値とに基づいて検体中の被検出物質の量を決定する。
【００７０】
次いで、シグナル値の変化率を算出する（工程Ｓ８０）。具体的には、制御部１６０は、工程Ｓ５０および工程Ｓ６０において検出した、第１のシグナル値および第２のシグナル値に基づいて蛍光γの光量の減少率を算出する。
【００７１】
次いで、第１シグナル値の信頼性に関する情報を得て、検出したシグナルが被検出物質によるものか否かを判定する（工程Ｓ９０）。具体的には、制御部１６０は、工程Ｓ８０において算出したシグナル値の変化率（蛍光γの光量の減少率）を事前に決定された閾値と比較して、第１のシグナル値の信頼性に関する情報を得る。その後、制御部１６０は、得られた第１のシグナル値の信頼性に関する情報に基づいて、検出された第１のシグナル値が被検出物質によるものか（信頼性が高いか）、被検出物質以外の物質によるものか（信頼性が低いか）を判定する。第１のシグナル値の信頼性に関する情報は、特に限定されないが、例えば、反応場に非特異的に吸着した被検出物質以外の物質に起因するノイズの影響に関する情報である。
【００７２】
ここで、第１のシグナル値の信頼性に関する情報を得る方法についてグラフを参照して詳細に説明する。図３は、ＳＰＦＳ装置１００の動作機構を説明するためのグラフである。図３の横軸は、時間を表し、縦軸は、反応場において、特異的結合をする被検出物質および非特異的吸着をする被検出物質以外の物質の量を表す。図３において、実線は、被検出物質について、破線は、被検出物質以外の物質について、示している。
【００７３】
前述のとおり、一次反応において、特異的結合、非特異的吸着、および解離は、平衡状態に達する。しかし、検体を除去し、被検出物質を含有しない洗浄液（緩衝液）などを流路４１内に導入すると、解離が進行する側に平衡の偏りが起こる。このとき、図３に示されるように、非特異的吸着による解離速度の大きさと、特異的結合による解離速度の大きさとは、異なる。非特異的に吸着している被検出物質以外の物質についての解離は、特異的に強く結合している被検出物質と比較して、速く進行する。このため、被検出物質以外の物質についての蛍光γの光量の減少率は、被検出物質についての蛍光γの光量の減少率より大きい（図３参照）。したがって、後述する事前に決定された閾値と、算出した蛍光γの光量の減少率とを比較することで、第１のシグナル値の信頼性に関する情報を得ることができる。すなわち、検出された第１のシグナル値の信頼性が高いか、または低いかを判定することができる。
【００７４】
第１のシグナル値の信頼性に関する情報を正確に得る観点からは、蛍光γの光量の減少率が大きくなるように第１のシグナル値および第２のシグナル値の検出を行うことが好ましい。図３に示されるように、非特異的吸着および特異的結合のいずれの場合においても、解離は、平衡の偏りが起き始める直後において顕著に進行し、時間が経つにつれて緩やかになっていく。このため、被検出物質を標識する蛍光物質から放出される蛍光γの光量の減少率と、被検出物質以外の物質を標識する蛍光物質から放出される蛍光γの光量の減少率との差は、平衡の偏りが起き始める直後において最も大きくなる。シグナル値の検出は、被検出物質によるシグナルと、被検出物質以外の物質によるシグナルとをより確実に区別しうる時に行うことが好ましい。したがって、第１のシグナル値の検出は、シグナルを検出可能な状態となってから３分以内に行うことが好ましく、３０秒以内に行うことがより好ましい。第１のシグナル値の検出が遅れて行われると、特異的結合をする被検出物質によるシグナルと、非特異的吸着をする被検出物質以外の物質によるシグナルとを区別することが難しくなるためである。また、第１のシグナル値を得る時と、第２のシグナル値を得る時との間隔は、２０秒〜６０秒の範囲内であることが好ましい。当該間隔を２０秒以上とすることで、被検出物質を標識する蛍光物質から放出される蛍光γの光量の減少率と、被検出物質以外の物質を標識する蛍光物質から放出される蛍光γの光量の減少率との差が大きくなり、第１のシグナル値の信頼性に関する情報をより正確に得ることができる。一方、当該間隔を６０秒より長くしても、蛍光γの光量の変化が小さいため、当該間隔を長くすることに意味がなく、かえって検出時間が長くなってしまう。
【００７５】
閾値は、被検出物質による特異的な結合についてのシグナルの変化率と、被検出物質以外の物質による非特異的な吸着についてのシグナルの変化率とを区別するときに境となる値である。閾値は、特に限定されず、捕捉体の種類や被検出物質の種類、検体の種類、シグナルの検出条件などにより適宜調整される。閾値を決定する方法は、特に限定されない。たとえば、あらかじめ被検出物質のみを含有する検体、または被検出物質以外の物質を含有する検体を用いて工程Ｓ１０〜工程Ｓ６０および工程Ｓ８０を行い、それぞれのシグナル値の変化率を求め、それぞれのシグナル値を比較することで、閾値を決定することができる。
【００７６】
以上の手順により、検体中の被検出物質の存在の認定または量の決定をするとともに、第１のシグナル値の信頼性を評価することができる。また、図４は、出力部に出力される内容の一例を示す模式図である。以上の手順により得られた、図４に示されるような、シグナル値の変化率や第１のシグナル値の信頼性に関する情報などのデータは、制御部１６０から出力部１７０に送信され、出力部１７０において自動的に出力される。なお、制御部１６０は、必要に応じて、第１のシグナル値を被検出物質の濃度などに換算してもよい。
【００７７】
（効果）
以上のように、本実施の形態に係るＳＰＦＳ装置１００では、反応場において生じるシグナルを２回検出してシグナル値の変化率を算出し、算出したシグナル値の変化率から第１のシグナル値の信頼性に関する情報を得る。これにより、ＳＰＦＳ装置１００は、被検出物質の検出を行うとともに、新たな装置を追加することなく、短時間で、かつ低コストで検出されたシグナルが被検出物質によるものであるか否かを判定することができる。
【００７８】
なお、上記実施の形態では、シグナル値の変化率を算出するためにシグナルの検出を２回行ったが、本発明に係る検出装置および検出方法では、シグナルの検出は、２回以上行われてもよい。この場合、第２のシグナル値が、第１のシグナル値より後に検出されたものであれば、第１のシグナル値および第２のシグナル値は、何回目のシグナル検出により得られたものであってもよい。
【００７９】
さらに、上記実施の形態では、ＳＰＦＳを利用する検出装置および検出方法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、ＳＰＦＳを利用する検出方法および検出装置に限定されない。たとえば、本発明に係る検出装置および検出方法は、ＳＰＲ法を利用する検出装置および検出方法であってもよい。この場合、検出装置では、蛍光の光量を測定せずに、シグナル値として反射光の光量が検出される。したがって、二次反応（工程Ｓ４０）は不要である。
【実施例】
【００８０】
以下、本発明について実施例を参照して詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例により限定されない。【００８１】
１．閾値の決定
（１）検出チップの準備
金属膜上の反応場に捕捉体として、抗心筋トロポニンＩ（ｃＴｎＩ）抗体が固定されている検出チップを準備した。準備した検出チップをＳＰＦＳ装置のチップホルダーに設置した。【００８２】
（２）一次反応
送液部のシリンジポンプを用いて、心筋トロポニンＩ（ｃＴｎＩ）を含む、心疾患患者から採取した検体（以下、単に「ｃＴｎＩ検体」ともいう）（５０μＬ）、またはｃＴｎＩ抗体に非特異的に吸着するヒト抗マウスＩｇＧ抗体（ＨＡＭＡ）を内在性ｃＴｎＩより十分過剰量含む検体（以下、単に「ＨＡＭＡ検体」ともいう）（５０μＬ）のいずれか一方を反応場に提供して、５分間、３０００μＬ／分の流量で、流路内において往復送液し、一次反応を行った。【００８３】
（３）光学ブランク値の測定
一次反応の後、送液部のシリンジポンプを用いて、流路内の検体を除去し、流路内をリン酸緩衝液で洗浄した。その後、波長６３５ｎｍの励起光をプリズム側から金属膜に照射した。反応場から放出される光を検出し、光学ブランク値を得た。【００８４】
（４）二次反応
その後、送液部のシリンジポンプを用いて、蛍光色素としてAlexa-Fluor（登録商標）で標識された抗ｃＴｎＩ抗体を含む溶液（６０μＬ）を、３分間、３０００μＬ／分の流量で、流路内において往復送液を行って、二次反応を行った。【００８５】
（５）第１のシグナル値の検出
二次反応の後、送液部のシリンジポンプを用いて、流路内の溶液を除去し、流路内をリン酸緩衝液で洗浄した。洗浄から１０秒経過前に、光学ブランク値の測定と同様に、励起光を照射して、反応場から放出される蛍光を検出した。処理部において検出値から光学ブランク値を引き、第１のシグナル値を得た。【００８６】
（６）第２のシグナル値の検出
第１のシグナル値の検出から３０秒経過後、第１のシグナル値の検出と同様に、励起光を照射して、反応場から放出される蛍光を検出した。処理部において検出値から光学ブランク値を引き、第２のシグナル値を得た。【００８７】
（７）シグナル値の変化率の算出および閾値の決定
制御部を用いて、第１のシグナル値および第２のシグナル値に基づいて、蛍光の光量の減少率（シグナル値の変化率）を算出した。ｃＴｎＩ検体では、１３９サンプルについて上記工程を行った。また、ＨＡＭＡ検体では、４サンプルについて上記工程を行った。【００８８】
図５は、ｃＴｎＩ検体またはＨＡＭＡ検体を用いてシグナル値の検出を行った場合における、蛍光の光量の減少率の分布を示すヒストグラムである。図５において、黒色の棒は、ｃＴｎＩ検体を用いた場合の結果を示し、白色の棒は、ＨＡＭＡ検体を用いた場合の結果を示している。横軸は、第１のシグナル値に対する第２のシグナル値の光量の割合［％］を示しており、縦軸は、サンプル数を示している。図５において、ｃＴｎＩ検体を用いた場合の結果と、ＨＡＭＡ検体を用いた場合の結果を比較してみると、ｃＴｎＩ検体を用いた場合の蛍光の光量の減少率は小さく、第１のシグナル値に対する第２のシグナル値の光量の割合は、主として９５％以上であった。これに対し、ＨＡＭＡ検体を用いた場合には、第１のシグナル値に対する第２のシグナル値の光量の割合は、９５％未満であった。したがって、本実施例では、閾値を９４％〜９５％の間の値に決定することが好ましい。この場合、第１のシグナル値について、算出したシグナル値の変化率が決定した閾値以上であれば、信頼性が高いと判定することができ、算出したシグナル値の変化率が決定した閾値未満であれば、偽陽性の可能性があり、信頼性が低いと判定することができる。【００８９】
２．シグナル値の変化率の比較
ｃＴｎＩ検体、またはＨＡＭＡ検体を用いた場合のそれぞれについて、所定の間隔でシグナル値の検出を１０回行って、蛍光の光量の減少率の違いについて調べた。【００９０】
図６は、ｃＴｎＩ検体またはＨＡＭＡ検体を用いてシグナル値の検出を行った場合における、蛍光の光量の減少率の違いを示すグラフである。図６において、黒丸は、ｃＴｎＩ検体を用いた場合の結果であり、特異的に結合した被検出物質を標識する蛍光物質からの蛍光の光量の減少率を示し、白丸は、ＨＡＭＡ検体を用いた場合の結果であり、非特異的に吸着した被検出物質以外の物質を標識する蛍光物質からの蛍光の光量の減少率を示す。図６において、横軸は、シグナル値の検出が可能になった状態からの経過時間［秒］を示し、縦軸は、光電子増倍管（ＰＭＴ）により計測された光子の数［ｃｏｕｎｔ］を示す。【００９１】
図６において、ｃＴｎＩ検体を用いた場合の結果と、ＨＡＭＡ検体を用いた場合の結果から、ｃＴｎＩ検体を用いた場合の方が、蛍光の光量の減少率が小さいことがわかる。また、いずれの検体を用いた場合もシグナル検出が可能な状態となってから３０秒経過するまでの間にシグナル値は、大きく減少していることがわかる。その後、時間が経過するにつれて蛍光の光量の減少率は、小さくなることがわかった。【００９２】
以上の結果から、特異的結合による場合と、非特異的吸着による場合とにおいて、シグナル値の変化率が異なることがわかった。したがって、シグナル値の変化率を事前に決定した閾値と比較することでシグナルが被検出物質によるものであるか、被検出物質以外の物質によるものであるかを判定することができる。このとき、特異的結合による場合のシグナル値の変化率と、非特異的吸着によるシグナル値の変化率との差を大きくする観点から、第１のシグナル値の検出は、シグナルを検出可能な状態となってから、３分以内に行うことが好ましく、３０秒以内に行うことがより好ましい。【００９３】
本出願は、２０１４年１１月７日出願の特願２０１４−２２７０３１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】
【００９４】
本発明に係る被検出物質の検出装置および検出方法は、被検出物質を高い信頼性で検出することができるため、例えば疾患の検査などに有用である。
【符号の説明】
【００９５】
１０  検出チップ
２０  プリズム
２１  入射面
２２  成膜面
２３  出射面
３０  金属膜
４０  流路蓋
４１  流路
１００  ＳＰＦＳ装置
１１０  光照射部
１１１  光源ユニット
１１２  角度調整機構
１１３  光源制御部
１２０  反射光検出部
１２１  受光センサー
１２２  角度調整機構
１２３  センサー制御部
１３０  シグナル検出部
１３１  受光ユニット
１３２  位置切り替え機構
１３３  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  受光センサー
１４０  送液部
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  搬送部
１５１  搬送ステージ
１５２  チップホルダー
１６０  制御部
１７０  出力部
α  励起光
β  反射光
γ  蛍光
δ  プラズモン散乱光
【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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