(57)【要約】【課題】  測定時における測定セルのリガンドが固定された平坦面の移動を防止すると共に、流路部材の変形を防止することの可能な測定セル保持機構、及び、この測定セル保持機構を備えたバイオセンサーを提供する。【解決手段】ボールベアリング８６が第１段部８４Ｂ上に配置されているときには、ボールベアリング８６に押されて押圧力切換プレート８４が最も下がる第１位置Ｕ１に配置され、測定スティック５０はボールプランジャー８２Ｃにより第１押圧力Ｐ１で押圧される。また、ボールベアリング８６が第２段部８４Ｃ上に配置されているときには、押圧力切換プレート８４は第１位置Ｕ１から僅かに上側へ移動して第２位置Ｕ２に配置され、測定スティック５０はボールプランジャー８２Ｃにより第１押圧力Ｐ１よりも弱い第２押圧力Ｐ２で押圧される。  【選択図】  図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平坦面の形成された誘電体ブロックと、この誘電体ブロックの前記平坦面上に密着されこの平坦面との間に流路を構成する流路部材と、を含んで構成された測定セルを保持する測定セル保持機構であって、
前記測定セルを上側から押圧する押さえ部材と、
前記測定セルの下側に配置され、前記押さえ部材の押圧力を受けるベース部材と、
前記押さえ部材の前記測定セルに対する押圧力を、第１押圧力と、前記第１押圧力よりも小さい第２押圧力とに変化させる押圧力切換手段と、
を備えた測定セル保持機構。
【請求項２】
前記押圧力切換手段は、前記押圧部材に取付られ前記第１押圧力に対応する第１段及び前記第１段よりも低く前記第２押圧力に対応する第２段を備えた段差部材、及び、前記段差部材の第１段及び第２段と当接して前記段差部材を押圧する押圧部材と、を含んで構成されていること、を特徴とする請求項１に記載の測定セル保持機構。
【請求項３】
前記押さえ部材による前記第１押圧力での押圧により前記誘電体ブロックと前記流路部材との間に構成される流路の密閉性を確認する密閉確認手段、を更に備えたこと、を特徴とする請求項１または請求項２に記載の測定セル保持機構。
【請求項４】
前記押圧切換手段による押圧力は、前記密閉性確認手段により前記流路の密閉性が確認された後に、前記第１押圧力から前記第２押圧力に切り換えられること、を特徴とする請求項３に記載の測定セル保持機構。
【請求項５】
前記平坦面上が金属膜で構成され、この金属膜上にリガンドが固定された請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載された測定セル保持機構と、
前記誘電体ブロックを介して前記リガンドに向かって光ビームを入射させる光源と、
前記光ビームの入射により発生する全反射減衰を利用して、前記リガンドと前記流路に供給される試料との相互作用を測定する測定部と、
を備えたバイオセンサー。
【請求項６】
平坦面の形成された誘電体ブロックと、この誘電体ブロックの前記平坦面上に密着されこの平坦面との間に流路を構成する流路部材と、を含んで構成された測定セルを保持するための測定セル保持方法であって、
前記流路を構成するために前記測定セルを上側から押圧する流路形成用押圧力を、測定の際に前記測定セルを押さえる測定用押圧力よりも大きくする、測定セル保持方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定に用いる液体を供給するための流路を備えた測定セルを測定位置で保持する測定セル保持機構、この測定セル保持機構を備えたバイオセンサー、及び、前記測定セル保持機構を用いた測定セル保持方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、測定セル上にリガンドを固定し、リガンドの固定された部分に流路を構成して、この流路にアナライトを含んだアナライト溶液を供給すると共に、流路の逆側から光ビームを入射させることにより、リガンドとアナライトとの相互作用を測定することが行われている（特許文献１参照）。
【０００３】
ところで、測定セルとしては、リガンドの固定される部材と、その上に流路を構成する流路部材とが別体になっていることがある。このような測定セルでは、構成される流路の密閉性を確保する必要がある。
【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】
【０００４】
前述のような測定セルの流路の密閉性を確保するためには、（１）リガンド固定部材と流路部材との間の平面性を上げる、（２）流路の密閉性が確保されるまで押圧を続ける、（３）押圧力を大きくして密着を早める、などの手法が考えられる。しかしながら、（１）の手法では、平面性を上げるための品質保証コストが増加してしまう。また、（２）の手法では、流路の密閉性が確保されるまでに長時間を要し、測定のスループットが低下してしまう。さらに、（３）の手法では、測定セルに大きな押圧力がかかるため、測定セル自体の変形により測定信号が安定せず、適切な測定が難しい。
【０００５】
本発明は上記事実を考慮してなされたものであり、測定チップの流路の密閉性確保に要する時間を短縮すると共に、適切な測定を行うことの可能な測定セル保持機構、この測定セル保持機構を備えたバイオセンサー、及び、測定セル保持方法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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様の測定セル保持機構は、平坦面の形成された誘電体ブロックと、この誘電体ブロックの前記平坦面上に密着されこの平坦面との間に流路を構成する流路部材と、を含んで構成された測定セルを保持する測定セル保持機構であって、前記測定セルを上側から押圧する押さえ部材と、前記測定セルの下側に配置され、前記押さえ部材の押圧力を受けるベース部材と、前記押さえ部材の前記測定セルに対する押圧力を、第１押圧力と、前記第１押圧力よりも小さい第２押圧力とへ変化させる押圧力切換手段と、を備えている。
【０００７】
本発明の測定セル保持機構では、ベース部材と押さえ部材との間に測定セルが保持される。測定セルは上側から押さえ部材により押圧され、測定セルの下側に配置されたベース部材によりこの押圧力が受けられる。
【０００８】
押圧力切換手段は、押さえ部材の測定セルに対する押圧力を、第１押圧力と、第１押圧力よりも小さい第２押圧力とに変化させる。すなわち、押さえ部材による押圧を、少なくとも２段階に変化させる。したがって、強い第１押圧力により誘電体ブロックと流路部材とを密着させて流路を構成し、その後、測定に適した第２押圧力に押圧力を弱めて測定を行うことにより、流路の密閉性の確保に要する時間を短縮することができると共に、適切な測定を行うことができる。
【０００９】
本発明の第２の態様の測定セル保持機構は、前記押圧力切換手段が、前記押圧部材に取付けられ前記第１押圧力に対応する第１段及び前記第１段よりも低く前記第２押圧力に対応する第２段を備えた段差部材、及び、前記段差部材の第１段及び第２段と当接して前記段差部材を押圧する押圧部材と、を含んで構成されていること、を特徴とする。
【００１０】
上記構成では、押圧部材が第１段と当接されているときには、この押圧部材により押さえ部材が第１押圧力で測定セルを押圧する。そして、押圧部材が第２段と当接されているときには、押圧部材による押圧力は第１押圧力よりも弱い第２押圧力となる。この第２押圧力で測定セルが押圧される。
【００１１】
このように、押圧部材と段差部材を用いることにより、容易に押圧力切換手段を構成することができる。
【００１２】
本発明の第３の態様の測定セル保持機構は、前記押さえ部材による前記第１押圧力での押圧により前記誘電体ブロックと前記流路部材との間に構成される流路の密閉性を確認する密閉確認手段、を更に備えたこと、を特徴とする。
【００１３】
上記構成によれば、密閉確認手段により流路の密閉性を確認することができ、密閉の確保された流路で適切に測定を行うことができる。
【００１４】
本発明の第４の態様の測定セル保持機構は、前記押圧切換手段による押圧力が、前記密閉性確認手段により前記流路の密閉性が確認された後に、前記第１押圧力から前記第２押圧力に切り換えられること、を特徴とする。
【００１５】
このように、密閉性確認手段での確認後に第１押圧力から第２押圧力での押圧に切り換えることにより、適切に測定を行うことができる。
【００１６】
本発明の第５の態様のバイオセンサーは、前記平坦面上が金属膜で構成され、この金属膜上にリガンドが固定された請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載された測定セル保持機構と、前記測定セル保持機構の前記流路に試料を供給する試料供給部と、前記誘電体ブロックを介して前記リガンドに向かって光ビームを入射させる光源と、前記光ビームの入射により発生する全反射減衰を利用して、前記リガンドと前記流路に供給される試料との相互作用を測定する測定部と、を備えている。
【００１７】
上記構成のバイオセンサーでは、金属膜上にリガンドが固定されており、リガンドと流路に供給される試料との相互作用が、測定部で測定される。測定は、光源から誘電体ブロックを介してリガンドに向かって光ビームを入射させ、この光ビームの入射により発生する全反射減衰を利用して行われる。
【００１８】
上記バイオセンサーによれば、測定に用いる流路の密閉性を確保するための時間を短縮することができるので、測定の適正性を保ちつつ、測定のスループットを上げることができる。
【００１９】
本発明の第６の態様の測定セル方法は、平坦面の形成された誘電体ブロックと、この誘電体ブロックの前記平坦面上に密着されこの平坦面との間に流路を構成する流路部材と、を含んで構成された測定セルを保持するための測定セル保持方法であって、前記流路を構成するために前記測定セルを上側から押圧する流路形成用押圧力を、測定の際に前記測定セルを押さえる測定用押圧力よりも大きくするものである。
【００２０】
このように、流路形成用の押圧力を、測定用押圧力よりも大きくすることにより、短時間で流路形成を行うことができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は上記構成としたので、測定チップの流路の密閉性確保に要する時間を短縮すると共に、適切な測定を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【００２３】
本発明に係る測定装置としてのバイオセンサー１０は、金属膜の表面に発生する表面プラズモン共鳴を利用して、タンパクＴａと試料Ａとの相互作用を測定する、いわゆる表面プラズモンセンサーである。本発明に係る測定スティック上にタンパクＴａを固定し、このタンパクＴａへ試料Ａを供給して信号変化を検出することにより、相互作用を測定する。
【００２４】
図１〜図３に示すように、バイオセンサー１０は、分注ヘッド２０、測定部３０、試料ストック部４０、ピペットチップストック部４２、バッファストック部４４、冷蔵部４６、測定スティックストック部４８、ラジエータ６０、及び、測定スティック押さえ部８０を備えている。
【００２５】
試料ストック部４０は、試料積層部４０Ａ及び試料セット部４０Ｂで構成されている。試料積層部４０Ａには、個々のセルに各々異なるアナライト溶液をストックする試料プレート４０Ｐが、Ｚ方向に積層されて収容されている。試料セット部４０Ｂには、１枚の試料プレート４０Ｐが、図示しない搬送機構により試料積層部４０Ａから搬送されてセットされる。
【００２６】
ピペットチップストック部４２は、ピペットチップ積層部４２Ａ及びピペットチップセット部４２Ｂで構成されている。ピペットチップ積層部４２Ａには、複数のピペットチップを保持するピペットチップストッカー４２Ｐが、Ｚ方向（鉛直方向）に積層されて収容されている。ピペットチップセット部４２Ｂには、１枚のピペットチップストッカー４２Ｐが、図示しない搬送機構によりピペットチップ積層部４２Ａから搬送されてセットされる。
【００２７】
バッファストック部４４は、ボトル収容部４４Ａ及びバッファ供給部４４Ｂで構成されている。ボトル収容部４４Ａには、バッファー液が貯留された複数本のボトル４４Ｃが収容されている。バッファ供給部４４Ｂには、バッファプレート４４Ｐがセットされている。バッファプレート４４Ｐは、複数筋に区画されており、各々の区画には濃度の異なるバッファー液が貯留されている。また、バッファプレート４４Ｐの上部には、分注ヘッド２０のアクセス時にピペットチップＣＰが挿入される孔Ｈが構成されている。バッファプレート４４Ｐへは、ホース４４Ｈによりボトル４４Ｃからバッファ液が供給される。
【００２８】
バッファ供給部４４Ｂの隣には、補正用プレート４５が配置され、その隣に冷蔵部４６が配置されている。補正用プレート４５は、バッファー液の濃度調整を行うためのプレートであり、マトリクス状に複数セルが構成されている。冷蔵部４６には、冷蔵の必要な試料が配置される。冷蔵部は低温とされており、この上で試料は低温状態に保たれる。
【００２９】
測定スティックストック部４８には、測定スティック収容プレート４８Ｐがセットされている。測定スティック収容プレート４８Ｐには、測定チップとしての測定スティック５０が複数本収納されている。
【００３０】
測定スティックストック部４８と測定部３０との間には、測定スティック搬送機構４９が備えられている。測定スティック搬送機構４９は、測定スティック５０を両側から挟み込んで保持する保持アーム４９Ａ、回転により保持アーム４９ＡをＹ方向に移動させるボールねじ４９Ｂ、Ｙ方向に配置され、測定スティック５０が載せられる搬送用レール４９Ｃ、を含んで構成されている。測定の際には、１本の測定スティック５０が測定スティック搬送機構４９により測定スティック収容プレート４８Ｐから搬送用レール４９Ｃ上に載せられ、保持アーム４９Ａにより挟持されつつ測定部３０へ移動してセットされる。
【００３１】
測定スティック５０は、図４及び図５に示すように、誘電体ブロック５２、流路部材５４、及び、保持部材５６、で構成されている。
【００３２】
誘電体ブロック５２は、光ビームに対して透明な透明樹脂等で構成されており、断面が台形の棒状とされたプリズム部５２Ａ、及び、プリズム部５２Ａの両端部にプリズム部５２Ａと一体的に形成された被保持部５２Ｂを備えている。
【００３３】
プリズム部５２Ａの互いに平行な２面の内の広い側の測定面には、金属膜５７が形成されている。誘電体ブロック５２は、いわゆるプリズムとして機能し、バイオセンサー１０での測定の際には、プリズム部５２Ａの対向する互いに平行でない２つの側面の内の一方から光ビームが入射され、他方から金属膜５７との界面で全反射された光ビームが出射される。
【００３４】
金属膜５７の表面には、タンパクＴａを金属膜５７上に固定化するための、リンカー層５７Ａが形成されている。このリンカー層５７Ａ上にタンパクＴａが固定される。
【００３５】
プリズム部５２Ａの両側面には、上側の端辺に沿って保持部材５６と係合される係合凸部５２Ｃが形成されている。また、プリズム部５２Ａの下側には、側端辺に沿って搬送用レール４９Ｃと係合されるフランジ部５２Ｄが形成されている。
【００３６】
図５に示すように、流路部材５４は、６個のベース部材５４Ａを備えている。ベース部材５４Ａの各々には４本の円筒部材５４Ｂが立設されている。ベース部材５４Ａは、３個のベース部材５４Ａ毎に、立設された円筒部材５４Ｂのうちの１本の上部が連結部材５４Ｄによって連結されている。流路部材５４は、軟質で弾性変形可能な材料、例えば非晶質ポリオフィレンエラストマーで構成することができる。弾性変形可能な材料で構成することにより、誘電体ブロック５２との密着性を高め、誘電体ブロック５２との間に構成される液体流路５５の密閉性を確保することができる。
【００３７】
ベース部材５４Ａには、図６及び図７に示すように、底面側に略Ｓ字状の２本の流路溝５４Ｃが形成されている。流路溝５４Ｃの端部の各々は１の円筒部材５４Ｂの中空部と連通されている。ベース部材５４Ａは、底面が誘電体ブロック５２の測定面（上面）と密着されることにより、流路溝５４Ｃと誘電体ブロック５２の測定面との間に構成される空間と前記中空部とで、液体流路５５が構成される。１個のベース部材５４Ａには、２本の液体流路５５が構成される。各々の液体流路５５において、円筒部材５４Ｂの上端面に液体流路５５の出入口５３が構成される。
【００３８】
流路部材５４は、後述する測定スティック押さえ８２によって押圧されることにより誘電体ブロック５２と密着されて、液体流路５５の密閉性が確保される。
【００３９】
ここで、２本の液体流路５５のうち、１本は測定流路５５Ａとして用いられ、他の１本は参照流路５５Ｒとして用いられる。測定流路５５Ａの金属膜５７上（リンカー層５７Ａ上）にはタンパクＴａが固定され、参照流路５５Ｒの金属膜５７上（リンカー層５７Ａ上）にはタンパクＴａが固定されない状態で測定が行われる。測定流路５５Ａ及び参照流路５５Ｒには、図６に示すように、各々光ビームＬ１、Ｌ２が入射される。光ビームＬ１、Ｌ２は、図７に示すように、ベース部材５４Ａの中心線Ｍ上に配置されるＳ字の屈曲部分に照射される。以下、測定流路５５Ａにおける光ビームＬ１の照射領域を測定領域Ｅ１、参照流路５５Ｒにおける光ビームＬ２の照射領域を参照領域Ｅ２という。参照領域Ｅ２は、タンパクＴａの固定された測定領域Ｅ１から得られるデータを補正するための測定を行う領域である。
【００４０】
測定スティック５０の保持部材５６は、長尺とされ、上面部材５６Ａ及び２枚の側面板５６Ｂが蓋状に構成された形状とされている。側面板５６Ｂには、誘電体ブロック５２の係合凸部５２Ｃと係合される係合孔５６Ｃ、及び、光ビームＬ１、Ｌ２の光路に対応する部分に窓５６Ｄが形成されている。保持部材５６は、係合孔５６Ｃと係合凸部５２Ｃとが係合されて、誘電体ブロック５２に取り付けられる。流路部材５４は、保持部材５６と一体成形されており、保持部材５６と誘電体ブロック５２の間に配置される。上面部材５６Ａには、流路部材５４の円筒部材５４Ｂに対応する位置に、受部５９が形成されている。受部５９は略円筒状とされている。
【００４１】
図８に示すように、測定部３０には、測定スティック５０を上側から押圧するための押さえ部８０が設けられている。押さえ部８０は、測定部３０における搬送用レール４９Ｃの延長上に配置された光学定盤３２上部の定盤レール部３２Ｌを挟んで保持アーム４９Ａと逆側に設けられている。押さえ部８０は、ブロック押さえ８１、測定スティック押さえ８２を含んで構成されている。定盤レール部３２Ｌ上に測定スティック５０が載置され、その上から測定スティック押さえ８２により押圧力が作用されることにより、測定スティック５０が保持される。
【００４２】
図９にも示すように、定盤レール部３２Ｌの幅方向両端辺には、リブレール３２Ｄが形成されている。リブレール３２Ｄの間に挟まれるように、誘電体ブロック５２のフランジ部５２Ｄが配置される。
【００４３】
測定部３０には、リブレール３２Ｄに沿って、複数のブロック押さえ８１が配置されている。ブロック押さえ８１は、本体部８１Ａ、ばね８１Ｂ、スライドベアリング８１Ｃ、及び、爪８１Ｄを備えている。本体部８１Ａは定盤レール部３２Ｌの両脇に鉛直方向に立設され、上部に爪８１Ｄが形成され、下部にスライドベアリング８１Ｃが取り付けられている。
【００４４】
ブロック押さえ８１は、定盤レール部３２Ｌに沿った方向に配置された段差レール３３上にスライドベアリング８１Ｃが当接されて載置されている。段差レール３３には、各々のスライドベアリング８１Ｃを下側に配置する下側部３３Ａ、及び、スライドベアリング８１Ｃを上側に配置する上側部３３Ｂ、上側部３３Ａと下側部３３Ｂとの間に形成された傾斜部３３Ｃが形成されている。スライドベアリング８１Ｃは、傾斜部３３Ｃを介して上側部３３Ａと下側部３３Ｂの間を移動可能とされている。
【００４５】
爪８１Ｄは、リブレール３２Ｄから定盤レール部３２Ｌの幅方向内側に突出され、誘電体ブロック５２のフランジ部５２Ｄの上側に配置されている。ばね８１Ｂは、一端がブロック押さえ８１の上部に取り付けられ、他端がブロック押さえ８１とは別体の固定部３５に取り付けられ、ブロック押さえ８１を下向きに付勢している。スライドベアリング８１Ｃが上側部３３Ａに配置されている時には、爪８１Ｄがフランジ部５２Ｄから上方へ離れて誘電体ブロック５２がフリーとなる。スライドベアリング８１Ｃが下側部３３Ｂに配置されている時には、爪８１Ｄが下がると共にばね８１Ｂにより下向きに付勢されてフランジ部５２Ｄを上側から押圧し、誘電体ブロック５２を保持する。
【００４６】
測定スティック押さえ８２は、測定スティック５０に沿った長尺状とされ、測定スティック５０と対向配置される板状の対向部８２Ａ、及び、対向部８２Ａと略直角をなすように配置された基部８２Ｂを備えている。対向部８２Ａと基部８２Ｂにより、測定スティック押さえ８２は、断面が略Ｌ字状とされている。
【００４７】
図９に示すように、対向部８２Ａには、ボールプランジャー８２Ｃが備えられている。ボールプランジャー８２Ｃは、上下方向に弾性変形可能に配置されたスプリング８２Ｓを含んで構成され、測定スティック５０を保持部材５６の上面側から押圧する。また、対向部８２Ａには、後述する分注ヘッド２０のピペットチップＣＰを挿入するための貫通孔８２Ｈが構成されている。貫通孔８２Ｈは、測定スティック５０の受部５９の各々に対応した位置に構成されている。ボールプランジャー８２Ｃは、各貫通孔８２Ｈに対応させて幅方向外側に設けられている。
【００４８】
基部８２Ｂの長手方向中央部分には、押圧力切換プレート８４が取り付けられている。押圧力切換プレート８４には、略水平方向に沿った切欠８４Ｋが構成されている。切欠８４Ｋを構成する下側の端面には、第１段部８４Ｂ、第２段部８４Ｃ、第３段部８４Ｄが構成されている。３つの段部のうち、第１段部８４Ｂが最も高い段とされ、第２段部８４Ｃ、第３段部８４Ｄと順に低い段とされている。第１段部８４Ｂと第２段部８４Ｃとの間には、傾斜部８４Ｅが構成され、第２段部８４Ｃと第３段部８４Ｄとの間には、傾斜部８４Ｆが構成されている。
【００４９】
切欠８４Ｋには、ボールベアリング８６が係合されている。ボールベアリング８６は、支持板８６Ａに取り付けられて、水平方向に移動可能とされている。支持板８６Ａは、支持板駆動部８６Ｂと接続され、支持板駆動部８６Ｂにより駆動される。押圧力切換プレート８４とボールベアリング８６とは、ボールベアリング８６が切欠８４Ｋに沿って略水平方向に移動することにより、相対移動可能とされている。
【００５０】
図１０（Ａ）に示すように、ボールベアリング８６が第１段部８４Ｂ上に配置されているときには、ボールベアリング８６に押されて押圧力切換プレート８４が最も下がる第１位置Ｕ１に配置され、測定スティック５０はボールプランジャー８２Ｃにより第１押圧力Ｐ１で押圧される。また、図１０（Ｂ）に示すように、ボールベアリング８６が第２段部８４Ｃ上に配置されているときには、押圧力切換プレート８４は第１位置Ｕ１から僅かに上側へ移動して第２位置Ｕ２に配置され、測定スティック５０はボールプランジャー８２Ｃにより第１押圧力Ｐ１よりも弱い第２押圧力Ｐ２で押圧される。なお、ボールベアリング８６が第３段部８４Ｄ上に配置されているときには、押圧力切換プレート８４はさらに上側へ移動して第３位置Ｕ３に配置され、ボールプランジャー８２Ｃは測定スティック５０から離れる。
【００５１】
ここで、第１押圧力Ｐ１は、誘電体ブロック５２と流路部材５４とを密着させて液体流路５５を構成するために十分大きい押圧力であり、短時間で液体流路５５の密閉性を確保できる一方、時間の経過と共に誘電体ブロック５２の測定領域Ｅ１の変形（クリープ）の原因となりうる程度の押圧力である。一方、第２押圧力Ｐ２は、第１押圧力Ｐ１よりも小さくクリープの原因とはならないが、一旦密着された誘電体ブロック５２と流路部材５４との密着性を保持できる程度の押圧力である。
【００５２】
図１及び図３に示すように、分注ヘッド２０は、水平駆動機構２２により矢印Ｘ方向に移動可能とされている。水平駆動機構２２は、ボールねじ２２Ａ、モータ２２Ｂ、ガイドレール２２Ｃにより構成されている。ボールねじ２２Ａ及びガイドレール２２Ｃは、Ｘ方向に配置されている。ガイドレール２２Ｃは平行に２本配置され、そのうちの１本はボールねじ２２Ａの下側に所定間隔離れて配置されている。分注ヘッド２０は、ボールねじ２２Ａの回転により、ガイドレール２２Ｃに沿ってＸ方向に移動される。
【００５３】
分注ヘッド２０には、分注ヘッド２０を矢印Ｚ方向に移動させる鉛直駆動機構２４が設けられている。鉛直駆動機構２４は、図１１に示すように、モータ２４Ａ及びＺ方向に配置された駆動軸２４Ｂを含んで構成され、分注ヘッド２０をＺ方向に移動させる。
【００５４】
分注ヘッド２０は、１２本の分注管２０Ａを備えている。分注管２０Ａは、Ｘ方向と直交する矢印Ｙ方向に沿って１列に配置されている。測定時には、分注管２０Ａにより、測定スティック５０へ試料やバッファー液が供給される。分注管２０Ａは、隣り合う２本で一対とされ、１の液体流路５５の出入り口に１本ずつ対応させて使用される。分注管２０Ａの先端には、ピペットチップＣＰが取り付けられている。試料やバッファー液などの液体の供給は、分注ヘッド２０を、保冷部４６、試料セット部４０Ａ、バッファ供給部４４Ｂ上へ移動させ、一対の分注管２０Ａの一方（計６本）に取り付けられたピペットチップＣＰで試料やバッファー液を吸引する。このときの吸引量は、２本分の流路に供給するための量である。そして、試料やバッファー液を吸引した６本の分注管２０Ａ側のピペットチップＣＰを、測定スティック５０の測定流路５５Ａ側の片方の出入口５３（以下「供給口５３Ａ」という）へ挿入すると共に、他方の列の６本の分注管２０Ａに取り付けられたピペットチップＣＰを他方の出入口５３（以下「排出口５３Ｂ」という）へ挿入する。そして、供給口５３Ａ側の分注管２０Ａから半量の液体を吐出すると共に、排出口５３Ｂ側の分注管２０Ａで液体を吸入することにより行われる。続いて、参照流路５５Ｒ側へも、同様にしてピペットチップＣＰの残り半量の液体が供給される。
【００５５】
分注管２０Ａに取り付けられたピペットチップＣＰは、ピペットチップストッカー４２Ｐにストックされており、必要に応じて交換可能とされている。
【００５６】
分注ヘッド２０には、図１２に示すように、吸排駆動部２６が接続されている。吸排駆動部２６は、第１ポンプ２７、第２ポンプ２８を備えている。第１ポンプ２７及び第２ポンプ２８は、前述の一対の分注管２０Ａに各々対応して設けられている。第１ポンプ２７は、シリンジポンプで構成されており、第１シリンダ２７Ａ、第１ピストン２７Ｂ、及び、第１ピストン２７Ｂを駆動させる第１モータ２７Ｃを備えている。第１シリンダ２７Ａは、配管２７Ｈを介して分注ヘッド２０と接続されている。また、第２ポンプ２８も、シリンジポンプで構成されており、第２シリンダ２８Ａ、第２ピストン２８Ｂ、及び、第２ピストン２８Ｂを駆動させる第２モータ２８Ｃを備えている。第２シリンダ２８Ａは、配管２８Ｈを介して分注ヘッド２０と接続されている。第１モータ２７Ｃ及び第２モータ２８Ｃは、後述する制御部７０と接続されている。
【００５７】
配管２７Ｈ、２８Ｈには、三叉の分岐配管２７Ｉ、２８Ｉを介して圧力センサ３０、３２が設けられている。圧力センサ３０、３２は、第１ポンプ２７、第２ポンプ２８によって分注管２０Ａに加えられる圧力を検出する。圧力センサ３０、３２は、制御部７０と接続されており、検出した圧力を圧力信号として制御部７０へ出力する。圧力センサ３０、３２からの圧力信号に基づいて、液体流路５５の密閉性が確認される。
【００５８】
図１３に示すように、測定部３０は、光学定盤３２、光出射部３４、受光部３６を含んで構成されている。図１３では、測定スティック５０の誘電体ブロック５２と流路部材５４以外の部材は省略されている。光学定盤３２には、側方向から見て、上部中央の水平平面で構成される定盤レール部３２Ｌ、定盤レール部３２Ｌから離れる方向に向かって低くなる出射傾斜部３２Ｂ、定盤レール部３２Ｌを挟んで出射傾斜部３２Ｂと逆側に配置される受光傾斜部３２Ｃが形成されている。定盤レール部３２Ｌには、Ｙ方向沿って測定スティック５０がセットされる。光学定盤３２の出射傾斜部３２Ｂには、測定スティック５０へ向かって光ビームＬ１、Ｌ２を出射する光出射部３４が設置されている。また、受光傾斜部３２Ｃには、受光部３６が設置されている。
【００５９】
光出射部３４には、光源３４Ａ、レンズユニット３４Ｂが備えられている。また、受光部３６には、レンズユニット３６Ａ、ＣＣＤ３６Ｂが備えられている。光源３４Ａは制御部７０と接続され、ＣＣＤ３６Ｂは信号処理部３８及び制御部７０と接続されている。
【００６０】
光源３４Ａからは、発散状態の光ビームＬが出射される。光ビームＬは、レンズユニット３４Ｂを介して、２本の光ビームＬ１、Ｌ２となり、光学定盤３２上に配置された誘電体ブロック５２の一対の測定領域Ｅ１と参照領域Ｅ２に入射される。測定領域Ｅ１及び参照領域Ｅ２において、光ビームＬ１、Ｌ２は、金属膜５７と誘電体ブロック５２との界面に対して種々の入射角成分を含み、かつ全反射角以上の角度で入射される。光ビームＬ１、Ｌ２は、誘電体ブロック５２と金属膜５７との界面で全反射される。全反射された光ビームＬ１、Ｌ２も、種々の反射角成分をもって反射される。この全反射された光ビームＬ１、Ｌ２は、レンズユニット３６Ａを経てＣＣＤ３６Ｂで受光されて、各々光電変換され、光検出信号が信号処理部３８へ出力される。信号処理部３８では、入力された光検出信号に基づいて所定の処理が行なわれ、測定領域Ｅ１及び参照領域Ｅ２での屈折率変化データが求められる。
【００６１】
ここでの屈折率変化データは、全反射された光ビームＬ１、Ｌ２の暗線位置に基づいて求められるものである。金属膜５７の界面に、特定の入射角で入射した光ビームＬ１、Ｌ２は、金属膜５７とタンパクＴａとの界面に表面プラズモンを励起させ、これにより、この入射角で入射した光ビームＬ１、Ｌ２の反射光の強度が鋭く低下して暗線として観察される。この暗線となる光ビームＬ１、Ｌ２の入射角が全反射減衰角θＳＰであり、タンパクＴａと試料Ａとの反応に応じた全反射減衰角θＳＰの変化が、屈折率変化データとなる。屈折率変化データが制御部７０へ出力され、タンパクＴａと試料Ａとの反応が測定される。
【００６２】
制御部７０は、図１４に示すように、ＣＰＵ７０Ａ、ＲＯＭ７０Ｂ、ＲＡＭ７０Ｃ、第１ドライバ７０Ｄ、第２ドライバ７０Ｅ、メモリ７０Ｆ、インターフェース７０Ｈ、７０Ｉ、７０Ｊ、７０Ｋ、７０Ｌを備え、これらは、バス７０Ｇで互いに接続されている。第１ドライバ７０Ｄは第１モータ２７Ｃと接続され、第２ドライバ７０Ｅは第２モータ２８Ｃと接続されている。制御部７０には、インターフェース７０Ｈを介して、各種の情報を表示する表示部７２、各種の指示、情報を入力するための入力部７４が接続され、インターフェース７０Ｉを介して、信号処理部３８、光源３４Ａが接続され、インターフェース７０Ｊを介して分注ヘッド２０が接続されている。また、インターフェース７０Ｋを介して第１圧力センサ３０、第２圧力センサ３２が接続され、インターフェース７０Ｌを介して支持板駆動部８６Ｂが接続されている。ＲＯＭ７０Ｂには、分注ヘッド２０、第１ポンプ２７、及び、第２ポンプ２８の制御用プログラム等が格納されている。
【００６３】
メモリ７０Ｆには、図１５に示すように、第１ポンプ２７、第２ポンプ２８による加圧に対する、圧力センサ３０、３２で検出される圧力の正常範囲、すなわち、液体流路５５の密閉性が確保されている場合に検出される圧力の範囲が記憶されている。第１ポンプ２７、第２ポンプ２８による所定の加圧に対して、圧力センサ３０、３２で検出される圧力が密閉閾値以上である場合には、正常範囲であると判断される。
【００６４】
バイオセンサー１０には、ラジエータ６０が設けられている。ラジエータ６０には、循環ホース６６が連結されサーキュレータ６８と連結されている。サーキュレータ６８により温調水の循環が行われている。
【００６５】
次に、本実施形態での液体流路５５の形成について説明する。
【００６６】
測定スティック５０は、測定スティック搬送機構４９により搬送用レール４９Ｃに沿って測定部３０まで搬送され、定盤レール部３２Ｌ上に載置される。図示しないセンサにより測定スティック５０が定盤レール部３２Ｌ上に載置されたことが検知されると、スライドベアリング８１Ｃが上側部３３Ａから下側部３３Ｂへ移動し、ブロック押さえ８１の爪８１Ｄで誘電体ブロック５２のフランジ部５２Ｄが保持される。そして、制御部７０では、図１６に示す液体流路形成処理が行われる。
【００６７】
まず、ステップＳ１０で、支持板駆動部８６Ｂへ第３段部８４Ｄから第１段部８４Ｂへの移動信号を出力する。これにより、支持板８６Ａ及びボールベアリング８６は第３段部８４Ｄから第１段部８４Ｂへ移動する。なお、通常時（デフォルト時）には、支持板８６Ａ及びボールベアリング８６は、第３段部８４Ｄに配置されている。ボールベアリング８６が第１段部８４Ｂに配置されると、図１０（Ａ）に示すように、ボールベアリング８６に押されて押圧力切換プレート８４が第１位置Ｕ１に配置され、測定スティック５０はボールプランジャー８２Ｃにより第１押圧力Ｐ１で押圧される。
【００６８】
次に、ステップＳ１２で、図１２に示すように、分注ヘッド２０を下げてピペットチップＣＰを液体流路５５へ挿入する。そして、ステップＳ１４で第１ポンプ２７及び第２ポンプ２８を作動させ、ステップＳ１６で圧力センサ３０、３２から制御部７０へ圧力信号を出力させる。ステップＳ１８で、入力された圧力信号に基づいて、密閉性が確保されたと判断されるまで待機する。すなわち、圧力センサ３０、３２からの圧力信号が、密閉閾値以上となるまで待機する。
【００６９】
密閉性が確保されたと判断された場合には、ステップＳ２０で、支持板駆動部８６Ｂへ第１段部８４Ｂから第２段部８４Ｃへの移動信号を出力する。これにより、支持板８６Ａ及びボールベアリング８６は第１段部８４Ｂから第２段部８４Ｃへ移動する。ボールベアリング８６が第２段部８４Ｃに配置されると、図１０（Ｂ）に示すように、ボールベアリング８６に押されて押圧力切換プレート８４が第２位置Ｕ２に配置され、測定スティック５０はボールプランジャー８２Ｃにより第２押圧力Ｐ２で押圧される。
【００７０】
このようにして、液体流路５５が形成される。その後、通常の測定手順で液体の供給及光ビームの照射が行われて、屈折率変化データが取得される。
【００７１】
本実施形態によれば、測定開始前に第１押圧力Ｐ１で測定スティック５０を押圧することにより、短時間で液体流路５５の密閉性を確保することができる。また、測定時には第２押圧力Ｐ２に弱めて測定スティック５０が押圧されているので、誘電体ブロック５２のクリープによる測定信号の変動が防止され、適切に測定を行うことができる。また、圧力センサからの圧力信号により密閉性を確認するので、確実に密閉された液体流路５５での測定を行うことができる。
【００７２】
なお、本実施形態では、圧力センサからの圧力信号により密閉性を確認したが、このような密閉性の確認は必ずしも必要ではない。第１押圧力Ｐ１での押圧により密閉性が確保されるまでに要する所定時間を予め測定しておき、この所定時間の経過後に第２押圧力Ｐ２での押圧に切り換えて測定を行ってもよい。
【００７３】
また、本実施形態では、測定装置として、表面プラズモンセンサーを一例として説明したが、測定装置としては、表面プラズモンセンサーに限定されるものではない。その他の例えば、水晶発振子マイクロバランス（ＱＣＭ）測定技術、金のコロイド粒子から超微粒子までの機能化表面を使用した光学的測定技術など、あらゆるバイオセンサーに本発明は適用することができる。
【００７４】
また、全反射減衰を利用する他のバイオセンサーとしては、漏洩モード検出器をあげることができる。漏洩モードセンサーは、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、表面プラズモン共鳴角と同様に、センサ面上の媒質の屈折率に応じて変化する。この反射光の減衰を検出することにより、前記センサ面上の反応を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本実施形態のバイオセンサーの内部の斜視図である。
【図２】本実施形態のバイオセンサーの内部の上面図である。
【図３】本実施形態のバイオセンサーの内部の側面図である。
【図４】本実施形態の測定スティックの斜視図である。
【図５】本実施形態の測定スティックの分解斜視図である。
【図６】本実施形態の測定スティックの測定領域及び参照領域へ光ビームが入射している状態を示す図である。
【図７】本実施形態の測定スティックの１の流路部材を下側からみた図である。
【図８】本実施形態のバイオセンサーの押さえ部付近の斜視図である。
【図９】本実施形態のバイオセンサーの押さえ部付近の断面図である。
【図１０】本実施形態のバイオセンサーの押圧力切換プレートとボールベアリングとの関係を示す図である。
【図１１】本実施形態のバイオセンサーの分注ヘッドの鉛直駆動機構を示す斜視図である。
【図１２】本実施形態のバイオセンサーの液体吸排部の概略構成図である。
【図１３】本実施形態のバイオセンサーの測定部付近の概略図である。
【図１４】本実施形態のバイオセンサーの制御部とその周辺の概略ブロック図である。
【図１５】本実施形態のバイオセンサーの圧力センサーで検知される圧力正常範囲を示すグラフである。
【図１６】本実施形態の液体流路形成処理のフローチャートである。
【符号の説明】
【００７６】
１０  バイオセンサー
２０  分注ヘッド
３１Ａ、３１Ｂ    圧力センサ
３０  測定部
３２Ｌ  定盤レール部
３４Ａ  光源
３４  光出射部
４９Ｃ  搬送用レール
５０  測定スティック
５２  誘電体ブロック
５４  流路部材
５４Ｄ  連結部材
５５  液体流路
７０  制御部
８０  押さえ部
８２  測定スティック押さえ
８２Ｃ  ボールプランジャー
８４  押圧力切換プレート
８４Ｂ  第１段部
８４Ｃ  第２段部
８６  ボールベアリング
８６Ａ  支持板
８６Ｂ  支持板駆動部
Ｐ１  第１押圧力
Ｐ２  第２押圧力
Ｕ１  第１位置
Ｕ２  第２位置
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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