(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面、第２面および第３面を含み、光に対して透明な誘電体部材を有し、被検出物質が前記第２面の表面側に捕捉された検出チップを保持するためのチップホルダーと、
前記チップホルダーを移動させる移動ステージと、
前記チップホルダーに保持された前記検出チップの前記誘電体部材の前記第１面に向けて光を照射するとともに、前記第１面に対して照射される光の照射角度を変更する光照射部と、
前記光照射部から照射された光のうち前記誘電体部材による反射光を検出する反射光検出部と、
前記光照射部から光を照射することで、前記検出チップに捕捉された前記被検出物質の量に応じて発生する検体光を検出する検体光検出部と、
を有する検出装置を用いた検出方法であって、
前記光照射部から照射された光のうち、前記第１面で反射した第１反射光と、前記第１面を透過し、前記第２面および前記第３面で順次反射した第２反射光とのいずれか一方の反射光のみが前記反射光検出部により検出されるように、前記第１面に対して前記光照射部から照射する光の照射角度を設定する工程と、
前記光照射部から出射する光の照射スポットが、前記第１面および前記第１面に隣接する他の面の境界上を通過するように、前記チップホルダーに保持された前記検出チップを前記移動ステージにより移動しつつ、光の照射角度を設定する工程において設定された照射角度にて前記光照射部から光を照射し、前記反射光検出部により前記第１反射光または前記第２反射光を検出し、前記反射光検出部による前記第１反射光または前記第２反射光の検出結果に基づいて、前記チップホルダーに保持された前記検出チップの位置情報を取得する工程と、
取得された前記検出チップの位置情報に基づいて、前記移動ステージにより前記検出チップを、前記検体光を検出するための検出位置に移動させる工程と、
前記検出チップが前記検出位置にある状態で、前記光照射部から光を照射し、前記検体光検出部により検体光を検出することにより、前記検出位置の前記検出チップに捕捉された前記被検出物質の存在またはその量を検出する工程と、
を含む、検出方法。
【請求項２】
前記反射光検出部は、受光面を有する受光センサーを含み、
前記受光面を含む平面において、前記第１反射光および前記第２反射光の間隔が前記第１反射光および前記第２反射光の光軸を通過する２点を結ぶ直線の方向における前記受光面の長さよりも長くなるように、前記第２面の法線に対する前記誘電体部材への入射前の光の照射角度を設定する、請求項１に記載の検出方法。
【請求項３】
前記第１面が平面であるか、または前記第１面、前記第２面および前記第３面が平面である、請求項１または請求項２に記載の検出方法。
【請求項４】
前記検出チップの位置情報を取得する工程では、前記反射光検出部は、第２反射光を検出する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の検出方法。
【請求項５】
前記第２反射光は、前記第１面を透過し、前記第２面および前記第３面で順次反射した後、他の面でさらなる反射または透過することなく前記第１面を透過して前記誘電体部材から出射された光である、請求項４に記載の検出方法。
【請求項６】
光の照射角度を設定する工程において、前記光照射部からの光の照射角度は、前記反射光検出部の検出結果に基づいて設定される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の検出方法。
【請求項７】
光の照射角度を設定する工程において、前記光照射部から照射される光の照射角度は、前記検出チップが固定された状態での前記光照射部による光の照射角度の変更に伴って変化する前記反射光検出部での検出値に基づいて設定される、請求項６に記載の検出方法。
【請求項８】
光の照射角度を設定する工程において、前記光照射部から照射される光の照射角度は、前記誘電体部材の形状に応じて設定される、請求項１〜７のいずれか一項に記載の検出方法。
【請求項９】
光の照射角度を設定する工程において、前記第１反射光のみが前記反射光検出部により検出されるように、前記第２面および前記第１面の二面角に基づいて、光の照射角度を設定し、
前記検出チップの位置情報を取得する工程において、前記反射光検出部は、前記第１反射光を検出する、
請求項１〜３のいずれか一項に記載の検出方法。
【請求項１０】
光の照射角度を設定する工程において、前記光照射部からの光の照射角度は、前記第２面および前記第１面の二面角および前記第２面および前記第３面の二面角に基づいて設定される、請求項４または請求項５に記載の検出方法。
【請求項１１】
光の照射角度を設定する工程において、前記光照射部から照射される光の照射角度は、前記検出装置にあらかじめ設定される、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の検出方法。
【請求項１２】
光の照射角度を設定する工程において、前記光照射部から照射される光の照射角度は、以下の式（１）または式（２）を満たすように設定される、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の検出方法。
ｓｉｎ（θａ−θｉ−２°）＞ｎ１ｃｏｓθｂ      （１）
ｎ１ｃｏｓθｂ＞ｓｉｎ（θａ−θｉ＋２°）      （２）
［式（１）および式（２）において、θｉは前記第２面の法線に対する前記誘電体部材への入射前の前記光照射部から照射される光の照射角度であり、θａは前記第２面および前記第１面の二面角であり、θｂは前記第２面および前記第３面の二面角であり、ｎ１は前記誘電体部材の屈折率である］
【請求項１３】
前記検出チップの位置情報を取得する工程において、前記反射光検出部での検出値が所定値以下のときに、前記光照射部から照射される光の照射角度を調整して再度前記反射光検出部での検出を行うか、または、次の前記被検出物質を検出する工程において、前記反射光検出部での検出を停止する、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の検出方法。
【請求項１４】
前記第２面の少なくとも一部には、金属膜が配置されており、
前記被検出物質を検出する工程では、前記光照射部は、光の照射角度を設定する工程において前記第１面に向けて照射した光の照射角度と異なる角度で、前記チップホルダーに保持された前記検出チップの前記金属膜に向けて光を照射し、前記検体光検出部は、前記光照射部から照射される光が前記誘電体部材内に入射し、前記金属膜の裏面に照射されて生じる表面プラズモン共鳴に起因する検体光を検出することで、前記被検出物質の存在またはその量を検出する、
請求項１〜１３のいずれか一項に記載の検出方法。
【請求項１５】
前記金属膜の面のうち前記誘電体部材とは反対側の表面には、前記被検出物質を捕捉するための捕捉体が配置されており、
前記被検出物質を検出する工程では、前記光照射部から励起光が照射され、
前記検体光検出部は、前記励起光を前記金属膜に照射することで、前記被検出物質を標識した蛍光物質から放出された蛍光を検出する、
請求項１４に記載の検出方法。
【請求項１６】
第１面、第２面および第３面を含み、光に対して透明な誘電体部材を有し、被検出物質が前記第２面の表面側に捕捉された検出チップを保持するためのチップホルダーと、
前記チップホルダーを移動させる移動ステージと、
前記チップホルダーに保持された前記検出チップの前記誘電体部材の前記第１面に向けて光を照射するとともに、前記第１面に対して照射される光の照射角度を変更する光照射部と、
前記光照射部から照射された光のうち前記誘電体部材による反射光を検出する反射光検出部と、
前記光照射部から光を照射することで、前記検出チップに捕捉された前記被検出物質の量に応じて発生する検体光を検出する検体光検出部と、
前記移動ステージ、前記光照射部、前記反射光検出部および前記検体光検出部を制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、
前記光照射部から照射された光のうち、前記第１面で反射した第１反射光と、前記光照射部から照射される光が前記第１面を透過し、前記第２面および前記第３面で順次反射した第２反射光とのいずれか一方の反射光のみが前記反射光検出部に検出されるように、前記光照射部に光の照射角度を設定させ、
前記検出チップの位置情報を取得するために、前記光照射部から出射する光の照射スポットが、前記第１面および前記第１面に隣接する他の面の境界上を通過するように、前記チップホルダーに保持された前記検出チップを前記移動ステージにより移動しつつ、光の照射角度を設定する工程において設定された照射角度にて前記光照射部から光を照射させる、
検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出チップの位置合わせをした後に、当該検出チップを用いて被検出物質の存在またはその量を検出する検出方法および当該検出方法に用いられる検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
タンパク質やＤＮＡなどの生体物質を検出する測定において、微量の被検出物質を高感度かつ定量的に検出できれば、即時に患者の状態を把握し治療を行うことが可能となる。このため、微量の被検出物質に起因する微弱な光を、高感度かつ定量的に検出する分析方法および分析装置が求められている。被検出物質を高感度で検出する１つの方法として、表面プラズモン共鳴蛍光分析法（表面プラズモン励起増強蛍光分光法（Surface Plasmon-field enhanced Fluorescence Spectroscopy）：ＳＰＦＳ）が知られている。【０００３】
ＳＰＦＳでは、金属膜が所定の面上に配置された誘電体部材を用いる。そして、誘電体部材を介して、表面プラズモン共鳴が生じる角度で励起光を金属膜に照射すると、金属膜表面上に局在場光（増強された電場）を発生させることができる。この局在場光により、金属膜上に捕捉された被検出物質を標識する蛍光物質が励起されるため、蛍光物質から放出された蛍光を検出することで、被検出物質の存在またはその量を検出することができる。【０００４】
ＳＰＦＳでは、高感度かつ高精度な検出を行うためには、検出チップを高い精度で所定の位置に配置する必要がある。被検出物質の量（濃度）を正確に検出するためには、金属膜に対する励起光の入射角を高精度に調整することが必要であるが、検出チップの位置がずれていると、金属膜に対する励起光の入射角を高精度に調整することができない。一方で、ユーザーに検出チップを高い精度で所定の位置へ配置させることは、ユーザビリティ（使いやすさ）の観点から好ましくない。【０００５】
ＳＰＦＳにおいて、検出チップの位置合わせを行う方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載のＳＰＦＳにおける検出チップの位置合わせを行う方法では、誘電体部材に向けて励起光を照射しながら、検出チップを移動させる。このとき、誘電体部材で反射した励起光の反射光を受光センサーで検出する。そして、受光センサーの受光光量に基づいて検出チップの位置情報を取得し、取得した位置情報に基づいて検出チップを位置合わせする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２０１５／０６４７０４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載のＳＰＦＳにおける検出チップの位置合わせを行う方法では、照射された励起光のうち、一部の励起光が誘電体部材の入射面で誘電体部材内に入射し、誘電体部材内で内部反射した光が受光センサーに到達してしまう場合がある。また、誘電体部材の形状誤差や検出チップの設置誤差によっても、照射された励起光のうち、一部の励起光が、誘電体部材内で内部反射することにより受光センサーに到達してしまう場合がある。このように、誘電体部材表面で外部反射した光だけでなく、誘電体部材内において内部反射した光までもが受光センサーで検出されてしまうと、これらが迷光となり想定外の検出結果により正確に検出チップを位置合わせできない場合がある。【０００８】
そこで、本発明の目的は、検出チップの位置合わせをした後に、当該検出チップを用いて被検出物質を検出する検出方法および検出装置であって、誘電体部材内に入射した光による検出チップの位置合わせ精度の低下を抑制できる検出方法および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】
【０００９】
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、第１面、第２面および第３面を含み、光に対して透明な誘電体部材を有し、被検出物質が前記第２面の表面側に捕捉された検出チップを保持するためのチップホルダーと、前記チップホルダーを移動させる移動ステージと、前記チップホルダーに保持された前記検出チップの前記誘電体部材の前記第１面に向けて光を照射するとともに、前記第１面に対して照射される光の照射角度を変更する光照射部と、前記光照射部から照射された光のうち前記誘電体部材による反射光を検出する反射光検出部と、前記光照射部から光を照射することで、前記検出チップに捕捉された前記被検出物質の量に応じて発生する検体光を検出する検体光検出部と、を有する検出装置を用いた検出方法であって、前記光照射部から照射された光のうち、前記第１面で反射した第１反射光と、前記第１面を透過し、前記第２面および前記第３面で順次反射した第２反射光とのいずれか一方の反射光のみが前記反射光検出部により検出されるように、前記第１面に対して前記光照射部から照射する光の照射角度を設定する工程と、前記光照射部から出射する光の照射スポットが、前記第１面および前記第１面に隣接する他の面の境界上を通過するように、前記チップホルダーに保持された前記検出チップを前記移動ステージにより移動しつつ、光の照射角度を設定する工程において設定された照射角度にて前記光照射部から光を照射し、前記反射光検出部により前記第１反射光または前記第２反射光を検出し、前記反射光検出部による前記第１反射光または前記第２反射光の検出結果に基づいて、前記チップホルダーに保持された前記検出チップの位置情報を取得する工程と、取得された前記検出チップの位置情報に基づいて、前記移動ステージにより前記検出チップを、前記検体光を検出するための検出位置に移動させる工程と、前記検出チップが前記検出位置にある状態で、前記光照射部から光を照射し、前記検体光検出部により検体光を検出することにより、前記検出位置の前記検出チップに捕捉された前記被検出物質の存在またはその量を検出する工程と、を含む。【００１０】
また、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、第１面、第２面および第３面を含み、光に対して透明な誘電体部材を有し、被検出物質が前記第２面の表面側に捕捉された検出チップを保持するためのチップホルダーと、前記チップホルダーを移動させる移動ステージと、前記チップホルダーに保持された前記検出チップの前記誘電体部材の前記第１面に向けて光を照射するとともに、前記第１面に対して照射される光の照射角度を変更する光照射部と、前記光照射部から照射された光のうち前記誘電体部材による反射光を検出する反射光検出部と、前記光照射部から光を照射することで、前記検出チップに捕捉された前記被検出物質の量に応じて発生する検体光を検出する検体光検出部と、前記移動ステージ、前記光照射部、前記反射光検出部および前記検体光検出部を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記光照射部から照射された光のうち、前記第１面で反射した第１反射光と、前記光照射部から照射される光が前記第１面を透過し、前記第２面および前記第３面で順次反射した第２反射光とのいずれか一方の反射光のみが前記反射光検出部に検出されるように、前記光照射部に光の照射角度を設定させ、前記検出チップの位置情報を取得するために、前記光照射部から出射する光の照射スポットが、前記第１面および前記第１面に隣接する他の面の境界上を通過するように、前記チップホルダーに保持された前記検出チップを前記移動ステージにより移動しつつ、光の照射角度を設定する工程において設定された照射角度にて前記光照射部から光を照射させる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、誘電体部材内に入射した光が反射光検出部で検出された場合であっても、精度良く検出チップを位置合わせして、被検出物質の存在またはその量を精度良く検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の一実施の形態に係る検出装置の構成を模式的に示す図である。
【図２】図２は、検出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、プリズムの正規の設置位置に対する傾斜角度と、第１反射光および第２反射光の出射角度との関係を示すグラフである。
【図４】図４は、検出チップの位置情報を取得する工程（工程Ｓ１３０）を説明するためのフローチャートである。
【図５】図５Ａ〜Ｃは、検出チップの位置情報を取得する工程（工程Ｓ１３０）を説明するための模式図である。
【図６】図６Ａ〜Ｃは、照射光の照射角度を調整する工程（工程Ｓ１３４）を説明するための図である。
【図７】図７Ａ、Ｂは、照射光の照射角度と、反射光の出射角度との関係を説明するための図である。
【図８】図８は、受光センサーによる第１反射光または第２反射光の検出結果の例を示すグラフである。
【図９】図９Ａ、Ｂは、照射光の他の光路およびプリズムの他の形態を示す図である。
【図１０】図１０は、他の検出チップの位置情報を取得する工程を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。なお、以下の説明では、本発明に係る検出方法および検出装置の一実施の形態として、ＳＰＦＳにより被検出物質を検出する検出方法および検出装置について説明するが、本発明に係る検出方法および検出装置はこれに限定されない。
【００１４】
図１は、本発明の一実施の形態に係る検出装置（表面プラズモン共鳴蛍光分析装置；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、検出装置１００は、励起光照射ユニット１１０、反射光検出ユニット１２０、蛍光検出ユニット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。検出装置１００は、搬送ユニット１５０のチップホルダー１５４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、その後に検出装置１００の各構成要素について説明する。
【００１５】
（検出チップ）
検出チップ１０は、入射面（第１面）２１、成膜面（第２面）２２および出射面（第３面）２３を有するプリズム（誘電体部材）２０と、成膜面２２に形成された金属膜３０と、成膜面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、検出チップ１０は、分析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。
【００１６】
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、出射面２３および底面２４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。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の裏面で反射する。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）で内部反射する。出射面２３は、金属膜３０で反射した励起光αをプリズム２０の外部に出射させる。底面２４は、成膜面２２と対向して配置されており、入射面２１および出射面２３を繋ぐ。入射面２１、成膜面２２、出射面２３および底面２４の形状は、いずれも特に限定されない。入射面２１、成膜面２２、出射面２３および底面２４の形状は、それぞれ平面であってもよいし、それぞれ曲面であってもよいし、いずれかの面が平面で、他の面が曲面であってもよい。本実施の形態では、入射面２１、成膜面２２、出射面２３および底面２４の形状は、いずれも平面である。
【００１７】
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、台形の他方の底辺に対応する面が底面２４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。
【００１８】
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、理想的な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。成膜面２２および入射面２１の二面角θａと、成膜面２２および出射面２３の二面角θｂとは、特に限定されない。本実施の形態では、成膜面２２および入射面２１の二面角θａは８０°であり、成膜面２２および出射面２３の二面角θｂは８２．５°である（図７参照）。ここで、「二面角」について説明する。まず、第１平面（本実施の形態では、成膜面２２）および第２平面（本実施の形態では、入射面２１または出射面２３）に垂直な仮想平面を仮定する。そして、第１平面および仮想平面の交線を第１仮想交線とし、第２平面および仮想平面の交線を第２仮想交線とした場合、第１仮想交線および第２仮想交線がなす２つの角度のうち小さい方の角度を「二面角」とする。
【００１９】
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、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に固定化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。
【００２０】
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。
【００２１】
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に全反射する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）が生じ、金属膜３０の表面上に局在場光を生じさせることができる。なお、金属膜３０は、成膜面２２の少なくとも一部に配置されていればよい。すなわち、金属膜３０は、成膜面２２の全体に配置されていてもよいし、成膜面２２の一部に配置されていてもよい。また、本実施の形態では、成膜面２２が平面であるため、金属膜３０の裏面も平面である。
【００２２】
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、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。
【００２３】
また、特に図示しないが、本実施の形態では、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（配置）されている。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な抗体またはその断片である。
【００２４】
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は、流路蓋４０は、成膜面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）と共に、液体が流れる流路４１を形成する。液体の例には、被検出物質を含む試料液や、蛍光物質で標識された抗体を含む標識液、洗浄液などが含まれる。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。
【００２５】
流路蓋４０は、金属膜３０上から放出される蛍光γ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を外部に取り出す部分が蛍光γ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。
【００２６】
図１に示されるように、被検出物質を検出するときには、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（表面プラズモン共鳴が生じる角度）で入射する。このように、金属膜３０に対して励起光αを表面プラズモン共鳴が生じる角度で照射することで、金属膜３０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。検出装置１００は、蛍光物質から放出された蛍光γの光量を検出することで、被検出物質の存在または量を検出する。
【００２７】
（検出装置）
次に、検出装置１００の各構成要素について説明する。前述のとおり、検出装置１００は、励起光照射ユニット１１０、反射光検出ユニット１２０、蛍光検出ユニット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。
【００２８】
励起光照射ユニット１１０は、チップホルダー１５４に保持された検出チップ１０に励起光αを照射する。被検出物質を検出するときには、励起光照射ユニット１１０は、金属膜３０に対する入射角が表面プラズモン共鳴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に向けて照射する。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に表面プラズモン共鳴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。また、本実施の形態に係る検出装置１００では、励起光αは、検出チップ１０の位置決めにも使用される。詳細は後述するが、検出チップ１０を位置決めするときには、励起光照射ユニット１１０は、成膜面２２の法線に対して所定の照射角度となるように、励起光αを照射する。
【００２９】
励起光照射ユニット１１０は、励起光αをプリズム２０に向けて出射するための構成と、金属膜３０の裏面に対する励起光αの入射角度を走査するための構成（成膜面２２の法線に対する励起光αの照射角度を調整する構成）とを含む。本実施の形態では、励起光照射ユニット１１０は、光源ユニット１１１、角度調整部１１２および光源制御部１１３を含む。
【００３０】
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部および温度調整部（いずれも不図示）を含む。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
ＡＰＣ部は、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部は、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部は、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。
【００３４】
温度調整部は、例えば、ヒーターやペルチェ素子などである。光源の励起光α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、温度調整部で光源の温度を一定に保つことにより、光源の励起光αの波長およびエネルギーを一定に制御する。
【００３５】
角度調整部１１２は、被検出物質を検出する場合において、金属膜３０（プリズム２０と金属膜３０との界面（成膜面２２））に対するプリズム２０への入射後の励起光αの出射角度を調整し、検出チップ１０の位置情報を取得する場合において、成膜面２２の法線に対するプリズム２０への入射前の励起光α（光）の出射角度（照射角度）を調整する。励起光α（光）の照射角度を調整するためには、励起光αの光軸と、チップホルダー１５４とを相対的に回転させればよい。
【００３６】
たとえば、被検出物質を検出する場合において、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）を回転軸として回動させる。このとき、出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、出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。
【００３７】
金属膜３０に対する励起光αの入射角のうち、プラズモン散乱光の最大光量を得られる角度が増強角である。増強角またはその近傍の角度に金属膜３０に対する励起光αの入射角を設定することで、高強度の蛍光γを測定することが可能となる。なお、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、測定ごとに最適な増強角を求めることが好ましい。本実施の形態では、金属膜３０の法線（図１におけるｚ軸方向の直線）に対する励起光αの好適な照射角度は、約７０°である。
【００３８】
また、検出チップ１０の位置情報を取得する場合において、角度調整部１１２は、被検出物質を検出する場合と同様の軸を中心として回動させてもよいし、成膜面２２に対して照射角度を走査しても入射面２１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してもよい。
【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の出射光（例えば、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】
なお、励起光照射ユニット１１０は、光源内の光学系を移動させることにより、励起光αの出射角度（照射角度）を調整するようにしてもよい。この場合、検出装置１００を簡略化および小型化することができる。
【００４１】
反射光検出ユニット１２０は、検出チップ１０への操作（例えば、測定液の注入）、光学測定（例えば、増強角の検出や光学ブランク値の測定、蛍光γの検出）などを行う際の検出チップ１０の位置決めのために、検出チップ１０への励起光αの照射によって生じた第１反射光β１および第２反射光β２のいずれか一方の反射光を検出する。反射光検出ユニット１２０は、最初の検出チップ１０への操作を行う前に、検出チップ１０の位置決めのために第１反射光β１および第２反射光β２のいずれか一方の反射光を検出することが好ましい。ここで、「第１反射光β１」とは、光源から出射された光（本実施の形態では、励起光α）が入射面２１で反射した光である。また、「第２反射光β２」とは、光源から出射された光が入射面２１を透過し、成膜面２２および出射面２３で順次反射して、入射面２１から出射した光である。なお、第２反射光β２の光路は、入射面２１を透過した後、成膜面２２および出射面２３で順次反射すれば特に限定されない。本実施の形態では、第２反射光β２は、入射面２１で入射した後、成膜面２２および出射面２３で順次反射し、他の面でさらなる反射または透過することなく入射面２１から出射された光である。
【００４２】
受光センサー１２１は、励起光αの照射によって生じた第１反射光β１および第２反射光β２のいずれか一方の反射光を検出する。受光センサー１２１の種類は、第１反射光β１および第２反射光β２のいずれか一方の反射光を検出できれば特に限定されない。たとえば、受光センサー１２１は、フォトダイオード（ＰＤ）、エリアセンサーなどである。受光センサー１２１の受光面の大きさは、励起光αのビーム径よりも大きいことが好ましい。たとえば、励起光αのビーム径が１．０〜１．５ｍｍ程度の場合、受光センサー１２１の受光面の１辺の長さは３ｍｍ以上であることが好ましい。また、受光センサー１２１がエリアセンサーの場合、受光面には、複数の画素が配置されている。
【００４３】
受光センサー１２１は、第１反射光β１および第２反射光β２のいずれか一方の反射光が入射できる位置に配置される。受光センサー１２１は、蛍光γの検出時と異なる角度で出射された励起光αの第１反射光β１および第２反射光β２のいずれか一方の反射光が入射する位置に配置されることが好ましい。本実施の形態では、成膜面２２の法線（図１におけるｚ軸方向の直線）に対するプリズム２０への入射前の励起光αの照射角度の走査範囲は、約６６〜７２°の範囲内である。入射面２１からの第１反射光β１および第２反射光β２が搬送ステージ（移動ステージ）１５２の進行方向（図１におけるｘ軸方向）側にある受光センサー１２１の方向に進むように励起光αの照射角度を設定する。したがって、このように、受光センサー１２１は、この水平方向に進む第１反射光β１および第２反射光β２のいずれか一方の反射光が入射する位置に配置される（図１参照）。また、受光センサー１２１と入射面２１との間に第１反射光β１および第２反射光β２のいずれか一方の反射光を受光センサー１２１に集光するためのレンズが配置されていてもよい。
【００４４】
センサー制御部１２２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１２２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。
【００４５】
蛍光検出ユニット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を検出する。また、必要に応じて、蛍光検出ユニット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も検出する。蛍光検出ユニット１３０は、例えば、受光ユニット１３１、位置切替部１３２およびセンサー制御部１３３を含む。
【００４６】
受光ユニット１３１は、検出チップ１０の金属膜３０（成膜面２２）の法線方向（図１におけるｚ軸方向）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。
【００４７】
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。
【００４８】
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）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であるが、所定の光成分を吸収する色ガラスフィルターであってもよい。
【００４９】
受光センサー１３７は、蛍光γを検出する。受光センサー１３７は、微小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）、アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）、高感度のフォトダイオード（ＰＤ）などである。
【００５０】
位置切替部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。位置切替部１３２は、例えば、回転駆動部と、回転運動を利用して光学フィルター１３５を水平方向に移動させる公知の機構（ターンテーブルやラックアンドピニオンなど）とによって構成される。
【００５１】
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。
【００５２】
送液ユニット１４０は、チップホルダー１５４に保持された検出チップ１０の流路４１内に、試料液や標識液、洗浄液などを供給する。送液ユニット１４０は、薬液チップ１４１、シリンジポンプ１４２および送液ポンプ駆動部１４３を含む。
【００５３】
薬液チップ１４１は、試料液や標識液、洗浄液などの液体を収容する容器である。薬液チップ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。
【００５４】
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、液体の吸引および排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、シリンジ１４４は、不純物の混入などを防止する観点から、交換可能であることが好ましい。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。
【００５５】
送液ポンプ駆動部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。
【００５６】
送液ユニット１４０は、薬液チップ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内の液体が攪拌される。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、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。
【００５７】
流路４１内の液体は、再びシリンジポンプ１４２で吸引され、薬液チップ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。
【００５８】
搬送ユニット１５０は、検出チップ１０を測定位置または送液位置に搬送し、固定する。ここで「測定位置」とは、励起光照射ユニット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蛍光γを蛍光検出ユニット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、検出チップ１０を着脱可能に保持する。チップホルダー１５４の形状は、検出チップ１０を保持することが可能であり、かつ励起光α、第１反射光β１、第２反射光β２および蛍光γ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、第１反射光β１、第２反射光β２および蛍光γが通過するための開口が設けられている。搬送ステージ１５２は、チップホルダー１５４を一方向（図１におけるｘ軸方向）およびその逆方向に移動させる。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。
【００５９】
制御部１６０は、角度調整部１１２、光源制御部１１３、センサー制御部１２２、位置切替部１３２、センサー制御部１３３、送液ポンプ駆動部１４３および搬送ステージ１５２を制御する。また、制御部１６０は、反射光検出ユニット１２０の検出結果に基づいて、チップホルダー１５４に保持された検出チップ１０の位置情報を取得するとともに、搬送ステージ１５２によりチップホルダー１５４を移動させて、検出チップ１０を適切な測定位置または送液位置に移動させる位置調整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。
【００６０】
（検出方法）
次に、検出装置１００の検出動作（本発明の一実施の形態に係る検出方法）について説明する。図２は、検出装置１００の動作手順の一例を示すフローチャートである。
【００６１】
まず、検出装置１００のチップホルダー１５４に検出チップ１０が設置される（工程Ｓ１００）。
【００６２】
次いで、制御部１６０は、搬送ステージ１５２を操作して、検出チップ１０を測定位置近傍に移動させる（工程Ｓ１１０）。
【００６３】
次いで、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１２０を操作して、励起光照射ユニット１１０から照射する光の照射角度を設定する（工程Ｓ１２０）。この工程では、励起光αが入射面２１で反射した第１反射光β１と、励起光αが入射面２１を透過し、成膜面２２および出射面２３で順次反射した第２反射光β２とのいずれか一方の反射光が反射光検出ユニット１２０により検出されるように、入射面２１に向けて励起光照射ユニット１１０から照射する励起光αの照射角度を設定する。光の照射角度を設定する工程において、第１反射光β１および第２反射光β２のいずれか一方の反射光の入射面２１に対する出射角は、励起光αの照射位置、照射角度、励起光が経由するプリズム２０の面の角度、プリズム２０の屈折率などにより決定する。なお、反射光検出ユニット１２０は、第１反射光β１および第２反射光β２のいずれか一方のみを検出すればよいが、第２反射光β２のみを検出することが好ましい。
【００６４】
励起光αの初期（取得開始時）の照射角度は、例えば、プリズム２０の形状に応じて設定される。より具体的には、光の照射角度を設定する工程において、反射光検出ユニット１２０が第１反射光β１を検出する場合、励起光αの初期の照射角度は、成膜面２２および入射面２１の二面角に基づいて設定される。また、光の照射角度を設定する工程において、反射光検出ユニット１２０が第２反射光β２を検出する場合、励起光αの初期の照射角度は、成膜面２２および入射面２１の二面角と、成膜面２２および出射面２３の二面角に基づいて設定される。このように、励起光αの初期の照射角度をプリズム２０の形状に対応した固有値として設定することで、プリズム２０の形状が異なる２種類の検出チップ１０を使い分けて被検出物質を検出する場合に、プリズム２０からの反射光が反射光検出ユニット１２０の最適な位置に入射するように励起光αの照射角度を初期の照射角度に対して大きく走査して調整するする必要がなくなる、または励起光αの照射角度を調整する必要がなくなるため、測定時間を短縮できる。また、プリズム２０の成形誤差による第１反射光β１および第２反射光β２のいずれか一方の反射光の出射角度のズレを補正できるため、検出チップ１０の位置情報を高精度に取得することができる。このように、検出チップ１０の位置情報の取得開始時における励起光照射ユニット１２０からの励起光αの照射角度は、検出装置１００にあらかじめ設定されていることが好ましい。
【００６５】
図３は、プリズム２０の正規の設置姿勢に対する傾斜角度と、第１面２１からの第１反射光β１および第２反射光β２の出射角度との関係を示すグラフである。図３の横軸は、プリズム２０の正規の設置姿勢に対する傾斜角度である。また、縦軸は、第１反射光β１または第２反射光β２の出射角度である。なお、図３の縦軸では、成膜面２２を含む仮想平面より上側（流路蓋４０）に向かう反射光の出射角度をプラスとし、成膜面２２を含む仮想平面より下側（搬送ステージ１５２）に向かう反射光の出射角度をマイナスとして示した。図３における黒四角のシンボルは、第１反射光β１の結果を示しており、黒丸のシンボルは、第２反射光β２の結果を示している。なお、本実施の形態では、成膜面２２および入射面２１の二面角θａを８０°とし、成膜面２２および出射面２３の二面角θｂを８０°とし、光の照射角度を７２°とし、プリズム２０の屈折率は１．５２７としている。また、プリズム２０は、図５における紙面垂直方向に延在する軸を回転軸として傾斜させている。
【００６６】
図３に示されるように、第１反射光β１の出射角度は、使用する検出チップ１０の検出チップ１０（プリズム２０）の正規の設置姿勢に対する傾斜角度が大きくなると、徐々に大きくなることが分かる。すなわち、第１反射光β１は、使用する検出チップ１０の検出チップ１０（プリズム２０）の正規の設置姿勢に対する傾斜角度が大きくなると、流路蓋４０側に向かうように出射することが分かる。一方、第２反射光β２の出射角度は、使用する検出チップ１０の検出チップ１０（プリズム２０）の正規の設置姿勢に対する傾斜角度が大きくなっても、ほぼ変化しないことが分かる。すなわち、第２反射光β２は、使用する検出チップ１０が検出チップ１０（プリズム２０）の正規の設置姿勢に対する傾斜角度が大きくなっても、ほぼ傾斜角度が変化しない。
【００６７】
このように、検出チップ１０の正規の設置姿勢に対して傾斜させた場合、第１反射光β１の出射角度は大きく変化するが、第２反射光β２の出射角度はほぼ変化しない。つまり、本実施の形態では、第２反射光β２を受光センサー１２１で受光して検出チップ１０の位置情報を取得することにより、ユーザーによって検出チップ１０の設置誤差が生じた場合であっても、受光センサー１２１に安定して反射光が入射するため、より精度良く位置検出できる。また、第１反射光β１となる励起光αが反射する入射面２１は、被検出物質を測定する場合の励起光αの金属膜３０に対する入射角度に関与するため、設計の自由度が低い。このため、第１反射光β１の出射角度をあまり自由に設定できないため、第１反射光β１が流路蓋４０に入射したり、光源ユニット１１１に戻ったりしてしまい、受光センサー１２１に入射させることが困難になる。一方、出射面２３は、被検出物質の測定に関与しないため、設計の自由度が高い。このため、第２反射光β２の出射角度を比較的自由に設定でき、受光センサー１２１に入射させることが容易となる。以上のことから、検出センサー１２１は、第２反射光β２を検出することが好ましい。これにより、検出センサー１２１で安定して反射光を検出できる。
【００６８】
次いで、制御部１６０は、励起光照射ユニット１１０、反射光検出ユニット１２０および搬送ステージ１５２を操作して、検出チップ１０の位置情報を取得する（工程Ｓ１３０）。この工程では、励起光照射ユニット１１０から出射する励起光αの照射スポットが、入射面２１および入射面２１に隣接する他の面（本実施の形態では、流路蓋４０の裏面）の境界上を通過するように、チップホルダー１５４に保持された検出チップ１０を搬送ステージ１５２により移動しつつ、工程Ｓ１２０で設定された照射角度にて励起光照射ユニット１１０から励起光を照射し、反射光検出ユニット１２０により第１反射光β１および第２反射光β２のいずれか一方の反射光を検出し、反射光検出ユニット１２０で検出される第１反射光β１よび第２反射光β２のいずれか一方の反射光の検出結果に基づいて、チップホルダー１５４に保持された検出チップ１０の位置情報を取得する。これにより得た検出チップ１０の位置と測定位置または送液位置の相対位置ずれ量を特定できる。このように、本実施の形態では、入射面２１に隣接する他の面が流路蓋４０の裏面であるが、入射面２１に隣接する他の面が成膜面２２と対向するプリズム２０の底面であってもよい。
【００６９】
図４は、検出チップ１０の位置情報を取得する工程（工程Ｓ１３０）を説明するためのフローチャートである。図５Ａ〜Ｃは、検出チップ１０の位置情報を取得する工程（工程Ｓ１３０）を説明するための模式図である。図６Ａ〜Ｃは、励起光αの照射角度を調整する工程（工程Ｓ１３４）を説明するための図である。図７Ａ、Ｂは、励起光αの照射角度と、反射光の出射角度との関係を説明するための図である。図８は、受光センサー１２１による第１反射光β１または第２反射光β２の検出結果の例を示すグラフである。
【００７０】
図４に示されるように、検出チップ１０の位置情報を取得する工程（工程Ｓ１３０）では、まず、検出チップ１０を移動しながら受光センサー１２１で第１反射光β１および第２反射光β２のいずれか一方の反射光を検出する（工程Ｓ１３１）。具体的には、図５Ａに示されるように、検出チップ１０が光源ユニット１１１から離れた位置にある場合、光源ユニット１１１が励起光αを出射すると、励起光αは流路蓋４０で反射して、下側（搬送ステージ１５２側）に向かう。したがって、反射光検出ユニット１２０の受光センサー１２１には、検出チップ１０からの反射光βは入射しない。なお、検出チップ１０が光源ユニット１１１から離れた位置にある場合には、検出チップ１０に励起光αが入射せず、第１反射光β１および第２反射光β２は発生していない。
【００７１】
この状態から検出チップ１０を光源ユニット１１１側に近づけていくと、光源ユニット１１１から照射される励起光αの照射スポットは、プリズム２０と流路蓋４０との境界部（以下「エッジ部」という。プリズム２０と流路蓋４０の接合面が十分薄ければ、エッジ部はプリズム面２１と２２の境界部と同一とは言えない。）に到達する。この場合、図５Ｂに示されるように、励起光αのうち、一部の励起光αは、流路蓋４０で反射して受光センサー１２１に入射しない。また、励起光αのうち、他の一部の励起光αは、入射面２１で反射して第１反射光β１となるが、受光センサー１２１に入射しない。また、励起光αのうち、他の一部の励起光αは、入射面２１を透過して、成膜面２２および出射面２３で順次反射して、入射面２１から出射して第２反射光β２として、受光センサー１２１に入射する。したがって、受光センサー１２１には、検出チップ１０からの第２反射光β２のみが入射する。
【００７２】
さらに検出チップ１０を光源ユニット１１１側に近づけていくと、光源ユニット１１１から照射された入射面２１上における励起光αの照射スポットは、すべてプリズム２０の入射面２１に到達する。このときも、図５Ｃに示されるように、受光センサー１２１には、検出チップ１０からの第２反射光β２のみが入射する。このように、本実施の形態では、入射面２１と、入射面２１に隣接する他の面との間で照射スポットを移動させ、第１反射光β１および第２反射光β２のいずれか一方の反射光が入射するように、入射面２１に対する励起光αの照射角度を設定する。
【００７３】
このとき、受光センサー１２１が第１反射光β１を検出する場合には、入射面２１が平面であることが好ましい。また、後述の受光センサー１２１が第２反射光β２を検出する場合には、入射面２１、成膜面２２および出射面２３が平面であることが好ましい。これは、検出チップ１０の位置情報を取得する工程（Ｓ１３３）において、検出チップ１０を光源ユニット１１１に近づけた場合であっても、第１反射光β１または第２反射光β２の入射角度が変化しないため、受光センサー１２１において、検出チップ１０を走査することによる反射光のケラレが生じることを低減でき検出チップ１０の検出精度が向上する。
【００７４】
ここで、第１反射光β１と第２反射光β２との光量について検討する。ここでは、プリズム２０の屈折率が１．５であり、入射面２１での反射率が４％であり、金属膜３０での反射率が約９０％であり、出射面２３での反射率が４％と仮定する。この場合、励起光αの光量を１００％としたとき、第１反射光β１の光量は、励起光αの光量に対して４％の光量となる。また、励起光αの光量を１００％としたとき、第２反射光β２の光量は、励起光αの光量に対して約３．５％の光量となる。すなわち、受光センサー１２１には、励起光αの光量を１００％としたとき、最大で約４．０％の光量の第１反射光β１が入射するか、または最大で約３．５％の光量の第２反射光β２が入射する。
【００７５】
前述した例では、検出チップ１０を移動しても第２反射光β２が受光センサー１２１に入射した場合を示したが、励起光αの初期の照射角度やプリズム２０の形状誤差や設置誤差などによっては、検出チップ１０を移動しても、受光センサー１２１に第１反射光β１または第２反射光β２のいずれもが入射しない場合がある。すなわち、受光センサー１２１が受光する光量が前述の最大光量とならない場合がある。本発明では、検出チップ１０を移動しても、受光センサー１２１に第２反射光β２が入射するように、励起光αの照射角度を調整する。具体的には、励起光αの照射角度は、検出チップ１０を固定した状態で、励起光照射ユニット１１０による励起光αの照射角度の変更に伴って変化する受光センサー１２１での検出値に基づいて調整する。本実施の形態では、成膜面２２の法線に対するプリズム２０への入射前の励起光αの照射角度を徐々に大きく変更させた。励起光αの照射角度が著しく小さい場合、受光センサー１２１において第１反射光β１および第２反射光β２は、検出されない。そして、励起光αの照射角度を徐々に大きくすると、第２反射光β２のみが受光センサー１２１に入射し、続いて、第１反射光β１および第２反射光β２が受光センサー１２１に入射する。そして、励起光αの照射角度をさらに大きくすると、第２反射光β２が受光センサー１２１に入射しなくなり、続いて、第１反射光β１も受光センサー１２１に入射しなくなる。第２反射光β２が受光センサー１２１に入射したか否かの判断は、受光センサー１２１の受光光量（検出値）が設定値に到達したか否かにより判断する。本実施の形態では、受光センサー１２１による受光光量の設定値は、受光センサー１２１で検出される第２反射光β２の光量が励起光照射ユニット１１０から照射された励起光αの光量の３．５％である。受光センサー１２１の受光光量が設定値に到達した場合（工程Ｓ１３２；ＹＥＳ）には、当該受光光量に基づいて検出チップ１０の位置情報を取得する（工程Ｓ１３３）。一方、受光センサー１２１の受光光量が設定値未満の場合には、励起光αの照射角度を調整する（工程Ｓ１３２；ＮＯ、工程Ｓ１３４）。また、第１反射光β１を受光センサー１２１に入射させて検出チップ１０の位置情報を取得する場合、励起光照射ユニット１１０から照射された励起光αの光量の４．０％が受光光量の設定値となる。
【００７６】
また、励起光αの照射角度の調整に関して、照射角度の初期位置から、任意の方向に微小に照射角度を変化させてもよい。このときの照射角度の変化量は、例えば０．０１ｄｅｇでもよいし、０．１ｄｅｇでもよい。照射角度の変化量を小さくすれば高精度に位置検出ができる。一方、照射角度の変化量を大きくすれば迅速に測定できる。
【００７７】
図６は、励起光αの照射角度を調整する工程（工程Ｓ１３４）を説明するための図である。図６Ａは、成膜面２２に対するプリズム２０への入射前の励起光αの照射角度が小さい場合における励起光αの光路図であり、図６Ｂは、成膜面２２に対するプリズム２０への入射前の励起光αの照射角度が大きい場合における励起光αの光路図であり、図６Ｃは、受光センサー１２１による第１反射光β１および第２反射光β２の検出結果の例を示す模式図である。
【００７８】
図６Ａ〜Ｃに示されるように、励起光αの照射角度は、検出チップ１０を固定した状態で、励起光照射ユニット１１０による励起光αの照射角度の変更に伴って変化する受光センサー１２１での検出値に基づいて調整されることが好ましい。本実施の形態では、成膜面２２の法線に対するプリズム２０への入射前の励起光αの照射角度を徐々に大きく変更させた。励起光αの照射角度が著しく小さい場合、受光センサー１２１において第１反射光β１および第２反射光β２は、検出されない（図６Ｃにおいて、点線で囲んだ領域Ａ参照）。図６Ａに示されるように、励起光αの照射角度を徐々に大きくすると、第２反射光β２のみが受光センサー１２１に入射する（図６Ｃにおいて、点線で囲んだ領域Ｂ参照）。図６Ｂに示されるように、励起光αの照射角度をさらに大きくすると、第１反射光β１および第２反射光β２が受光センサー１２１に入射する（図６Ｃにおいて、点線で囲んだ領域Ｃ参照）。励起光αの照射角度をさらに大きくすると、第２反射光β２が受光センサー１２１に入射しなくなり、第１反射光β１のみが受光センサー１２１に入射する（図６において、点線で囲んだ領域Ｄ参照）。励起光αの照射角度が著しく大きい場合、受光センサー１２１において第１反射光β１および第２反射光β２は、検出されない（図６において、点線で囲んだ領域Ｅ参照）。このように、第１反射光β１および第２反射光β２のいずれか一方の反射光のみが受光センサー１２１に入射するための、成膜面２２の法線に対するプリズム２０への入射前の励起光αの照射角度は、所定の範囲に限られることがわかる。なお、第１反射光β１および第２反射光β２のいずれか一方が受光センサー１２１に入射したか否かの判断は、第１反射光β１および第２反射光β２のいずれか一方が受光センサー１２１に入射したときの受光センサー１２１による受光光量を予め設定しておき、受光センサー１２１の検出結果が受光光量に到達するか否かにより判断する。
【００７９】
このとき、第１反射光β１および第２反射光β２のいずれか一方が受光センサー１２１に入射するための成膜面２２の法線に対するプリズム２０への入射前の励起光αの照射角度を検出チップ１０の位置決めにおける励起光αの照射角度とする。なお、受光センサー１２１が検出チップ１０の位置決めにおける励起光αの照射角度を決めるために第１反射光β１を受光する場合には、第１反射光β１のみが受光センサー１２１に入射するための最も小さい励起光αの照射角度と、第１反射光β１および第２反射光β２が受光センサー１２１に入射するための最も大きい励起光αの照射角度との中間の角度を検出チップ１０の位置決めにおける励起光αの照射角度とすることが好ましい。また、検出チップ１０の位置決めにおける励起光αの照射角度を決めるために第２反射光β２を受光する場合には、第２反射光β２が受光センサー１２１に入射するための最も小さい励起光αの照射角度と、第１反射光β１および第２反射光β２が受光センサー１２１に入射するための最も小さい励起光αの照射角度との中間の角度を検出チップ１０の位置決めにおける励起光αの照射角度とすることが好ましい。なお、検出装置１００に使用される検出チップ１０の形状や屈折率が１種類であれば、励起光αの照射角度を固定値とし、励起光α照射角度を最適な位置に調整する工程（工程Ｓ１３４）を行わなくてもよい。
【００８０】
また、励起光αの照射角度は、第１反射光β１と、第２反射光β２とのなす角度のうち小さい角度が所定の角度となるように設定されることが好ましい。このように励起光αの照射角度を設定することで、第１反射光β１と第２反射光β２のどちらか一方が受光センサー１２１に入射する際に、他方の反射光による迷光が発生しにくくなる。
【００８１】
ここで、励起光αの照射角度と、第１反射光β１および第２反射光β２の出射角度との関係について説明する。図７は、励起光αの照射角度と、第１反射光β１および第２反射光β２の出射角度との関係を説明するための図である。図７Ａは、励起光αの照射角度と、第１反射光β１の出射角度および第２反射光β２の出射角度と、を説明するための図であり、図７Ｂは、励起光αの照射角度と、第１反射光β１および第２反射光β２の出射角度との関係を示すグラフである。図７Ｂの横軸は、励起光αの照射角度である。また、縦軸は、第１反射光β１または第２反射光β２の出射角度である。なお、図７Ｂの縦軸では、成膜面２２を含む仮想平面より上側（流路蓋４０）に向かう反射光の出射角度をプラスとし、成膜面２２を含む仮想平面より下側（搬送ステージ１５２）に向かう反射光の出射角度をマイナスとして示した。図７Ｂにおける黒四角のシンボルは、第１反射光β１の結果を示しており、黒丸のシンボルは、第２反射光β２の結果を示している。なお、本実施の形態では、成膜面２２および入射面２１の二面角θａを７８°とし、成膜面２２および出射面２３の二面角θｂは、８４°とし、プリズム２０の屈折率を１．５２７としている。
【００８２】
図７Ａに示されるように、励起光αの照射角度θｉは、成膜面２２の法線に対する角度である。また、第１反射光β１の出射角度θ１は、成膜面２２を含む仮想平面に対する角度であり、第２反射光β２の出射角度θ２は、成膜面２２を含む仮想平面に対する角度である。図７Ｂに示されるように、第１反射光β１は、励起光αの照射角度が大きくなるにつれて、出射角度が小さくなることが分かる。また、第２反射光β２は、励起光αの照射角度が大きくなるにつれて、出射角度も大きくなることが分かる。また、第１反射光β１および第２反射光β２のなす角度のうち、小さい角度は、４°超であることが好ましいため、成膜面２２の法線に対するプリズム２０への入射前の励起光αの照射角度は、７０．８°より大きく、６６．８°より小さいことが好ましいことが分かる。
【００８３】
具体的には、受光センサー１２１の受光面を含む平面において、第１反射光β１および第２反射光β２の間隔が第１反射光β１および第２反射光β２の光軸を通過する２点を結ぶ直線の方向における受光面の長さよりも長くなるように、成膜面２２の法線に対するプリズム２０への入射前の光の照射角度を調整する。これにより、第１反射光β１および第２反射光β２のいずれか一方のみが受光センサー１２１の受光面に到達するため、安定して受光光量を測定できる。
【００８４】
さらに、励起光αの照射角度は、以下の式（１）または式（２）を満たすように調整されることが好ましい。
ｓｉｎ（θａ−θｉ−２°）＞ｎ１ｃｏｓθｂ      （１）
ｎ１ｃｏｓθｂ＞ｓｉｎ（θａ−θｉ＋２°）      （２）
［式（１）および式（２）において、θｉは前記第２面の法線に対する前記誘電体部材への入射前の前記光照射部から照射される光の照射角度であり、θａは前記第２面および前記第１面の二面角であり、θｂは前記第２面および前記第３面の二面角であり、ｎ１は前記誘電体部材の屈折率である］
【００８５】
前述の式（１）または式（２）を満たすように励起光αの照射角度を調整すると、第１反射光β１および第２反射光β２は、成膜面２２を含む仮想平面に対して２°よりも広がって、入射面２１から出射される。これにより、第１反射光β１および第２反射光β２の間隔は、入射面２１から離れるにつれて広がるため、第１反射光β１または第２反射光β２のみを受光センサー１２１で容易に検出できる。
【００８６】
そして、例えば、第２反射光β２のみを受光センサー１２１に入射させて検出チップ１０の位置情報を取得する場合、第２反射光β２のみが受光センサー１２１に入射する出射角度に設定した後、その設定して得た出射角度の値に出射角度を設定し、再度、検出チップ１０を移動しながら受光センサー１２１で第２反射光β２を検出する（工程Ｓ１３１）。受光センサー１２１の受光光量が設定値に到達した場合（工程Ｓ１３２；ＹＥＳ）、検出チップ１０の位置情報を取得する（工程Ｓ１３３）。また、第１反射光β１のみを受光センサー１２１に入射させて、検出チップ１０の位置情報を取得してもよい。この場合、第１反射光β１のみが受光センサー１２１に入射するように、励起光αの出射角度を調整する。
【００８７】
図８は、受光センサー１２１による第１反射光β１または第２反射光β２の検出結果の例を示すグラフである。この例では、工程Ｓ１３１のように、搬送ステージ１５２により検出チップ１０を一方向（ｘ軸方向）に移動させながら、受光センサー１２１により第１反射光β１または第２反射光β２の光量を測定した。図８では、３本の近似直線も示している。
【００８８】
図８に示されるように、検出チップ１０をＸ軸方向に移動させても、初期段階では受光センサー１２１において、反射光（第１反射光β１または第２反射光β２）は測定されない。これは、励起光αが、流路蓋４０で反射して、下側（搬送ステージ１５２側）に向かい、受光センサー１２１に入射しないためである（図５Ａ参照）。検出チップ１０の移動を続けると、受光センサー１２１に入射する第１反射光β１および第２反射光β２のいずれか一方の光量が徐々に増大する。これは、励起光αの一部が、入射面２１で反射して、第１反射光β１として受光センサー１２１に入射するか、または励起光αの一部が、入射面２１で入射して、成膜面２２および出射面２３で順次反射して、入射面２１から出射して第２反射光β２として、受光センサー１２１に入射するためである（図５Ｂ参照）。検出チップ１０の移動をさらに続けると、受光センサー１２１に入射する第１反射光β１および第２反射光β２のいずれか一方の光量が一定となる。これは、第１反射光β１および第２反射光β２のいずれか一方のすべてが、受光センサー１２１に入射するためである（図５Ｃ参照）。
【００８９】
図８では、前半の水平部と、傾斜部と、後半の水平部のそれぞれを直線近似している。グラフ中の点Ａは、前半の水平部の近似直線と傾斜部の近似直線との交点である。点Ｂは、傾斜部の近似直線と後半の水平部の近似直線との交点である。点Ｃは、点Ａと点Ｂとの中点である。点Ａは、反射光βの光量の最小値に対応する。点Ｂは、反射光βの光量の最大値に対応する。点Ｃは、反射光βの光量の中間値に対応する。
【００９０】
図８のグラフにおいて、検出チップ１０の位置を特定するには、点Ａ〜Ｃのいずれかを使用すればよい。点Ａおよび点Ｂは、励起光αの照射スポットの縁がエッジ部に到達した地点を示している。したがって、励起光αの照射スポット径を考慮すれば、エッジ部の位置を特定することができ、結果として検出チップ１０の位置を特定することができる。一方、点Ｃは、励起光αの照射スポットの中心がエッジ部に到達した地点を示している。点Ｃを利用する場合は、励起光αの照射スポット径を考慮することなく、エッジ部の位置を特定することができ、結果として検出チップ１０の位置を特定することができる。したがって、励起光αの照射スポット径の影響を抑制する観点からは、励起光αの第１反射光β１または第２反射光β２の光量の中間値を用いて、検出チップ１０の位置を特定することが好ましい。また、点Ａ〜Ｃを使用せずに、点Ａおよび点Ｂの間の任意の位置を使用して検出チップ１０の位置を特定してもよい。
【００９１】
このように、検出チップ１０に励起光αを照射するとともに、励起光αの第１反射光β１および第２反射光β２のいずれか一方の反射光のみを検出することで、検出チップ１０の位置を特定することができる。
【００９２】
次いで、制御部１６０は、工程Ｓ１３０で取得した検出チップ１０の位置情報に基づいて、搬送ステージ１５２を操作して、検出チップ１０を送液位置に移動させる（工程Ｓ１４０）。
【００９３】
次いで、制御部１６０は、送液ユニット１４０を操作して、流路４１内を洗浄液で洗浄する（工程Ｓ１５０）。なお、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、試料液を導入する前に流路４１内を洗浄して保湿剤を除去する。
【００９４】
次いで、制御部１６０は、工程Ｓ１３０で取得した検出チップ１０の位置情報に基づいて、搬送ステージ１５２によりチップホルダー１５４を移動させて、検出チップ１０を適切な測定位置に移動させる（工程Ｓ１６０）。このとき、取得した位置情報に基づいて、検出チップ１０を移動させるため、高精度に検出チップ１０を検出位置に移動させることができる。
【００９５】
次いで、制御部１６０は、励起光照射ユニット１１０および蛍光検出ユニット１３０を操作して、適切な測定位置に配置された検出チップ１０に励起光αを照射するとともに、励起光αと同一波長のプラズモン散乱光を検出して、増強角を検出する（工程Ｓ１７０）。具体的には、制御部１６０は、励起光照射ユニット１１０を操作して金属膜３０に対する励起光αの入射角を走査しつつ、蛍光検出ユニット１３０を操作してプラズモン散乱光を検出する。このとき、制御部１６０は、位置切替部１３２を操作して、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。そして、制御部１６０は、プラズモン散乱光の光量が最大の時の励起光αの入射角を増強角として決定する。なお、増強角は、検出チップ１０の位置情報を取得する工程（工程Ｓ１３０）で取得された励起光αの照射角度と異なることが好ましい。仮に、増強角が検出チップ１０の位置情報を取得する工程（工程Ｓ１３０）で取得された励起光αの照射角度と同じ角度だった場合、検出チップ１０から反射した第１反射光β１または第２反射光β２が、受光センサー１２１の受光面で反射し、蛍光検出ユニット１３０側に反射光が進むことで迷光が発生して測定精度が悪化するおそれがある。さらに、仮に位置情報を取得する工程（工程Ｓ１３０）の前に試料液を注入する工程（工程Ｓ１５０）を行う手順にした場合、検出チップ１０の位置情報を取得する際に、金属膜３０近傍で励起光αによるプラズモンが発生してしまい、励起光αの成膜面２２での反射光量が変化し、検出センサー１２１で検出される光量が変化し、正確に検出チップ１０の位置検出ができなくなってしまうおそれがある。
【００９６】
次いで、制御部１６０は、励起光照射ユニット１１０および蛍光検出ユニット１３０を操作して、適切な測定位置に配置された検出チップ１０に励起光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（工程Ｓ１８０）。このとき、制御部１６０は、角度調整部１１２を操作して、金属膜３０に対する励起光αの入射角を増強角に設定する。また、制御部１６０は、位置切替部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。
【００９７】
次いで、制御部１６０は、工程Ｓ１３０で取得した検出チップ１０の位置情報に基づいて、搬送ステージ１５２を操作して、検出チップ１０を送液位置に移動させる（工程Ｓ１９０）。
【００９８】
次いで、制御部１６０は、送液ユニット１４０を操作して、薬液チップ１４１内の試料液を検出チップ１０の流路４１内に注入する（工程Ｓ２００）。流路４１内では、抗原抗体反応（１次反応）によって、金属膜３０上に被検出物質が捕捉される。この後、流路４１内の試料液は除去され、流路内は洗浄液で洗浄される。
【００９９】
次いで、制御部１６０は、洗浄後、送液ユニット１４０を操作して、蛍光物質で標識された２次抗体を含む液体（標識液）を検出チップ１０の流路４１内に導入する（工程Ｓ２１０）。流路４１内では、抗原抗体反応（２次反応）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。
【０１００】
次いで、制御部１６０は、工程Ｓ１３０で取得した検出チップ１０の位置情報に基づいて、搬送ステージ１５２により被検出物質を検出する検出位置に検出チップ１０を移動させる（工程Ｓ２２０）。このとき、取得した位置情報に基づいて、検出チップ１０を移動させるため、高精度に検出チップ１０を検出位置に移動させることができる。
【０１０１】
次いで、制御部１６０は、励起光照射ユニット１１０および蛍光検出ユニット１３０を操作して、適切な測定位置に配置された検出チップ１０に励起光αを照射するとともに、捕捉体に捕捉されている被検出物質を標識する蛍光物質から放出された蛍光γを検出する（工程Ｓ２３０）。このとき、制御部１６０は、角度調整部１１２を操作して、励起光αの出射角度を増強角に設定する。また、励起光照射ユニット１１０は、検出チップ１０の位置情報を取得する工程（Ｓ１３０）で取得された励起光αの照射角度と異なる角度で、励起光αを照射することが好ましい。制御部１６０は、検出値から光学ブランク値を引き、被検出物質の量に相関する蛍光強度を算出する。検出された蛍光強度は、必要に応じて、被検出物質の量や濃度などに換算される。
【０１０２】
以上の手順により、試料液中の被検出物質の存在またはその量を検出することができる。
【０１０３】
なお、被検出物質を検出するときの励起光αの照射角度があらかじめ決まっている場合は、増強角の検出（工程Ｓ１７０）を省略してもよい。また、上記の説明では、被検出物質と捕捉体とを反応させる工程（１次反応、工程Ｓ２００）の後に、被検出物質を蛍光物質で標識する工程（２次反応、工程Ｓ２１０）を行った（２工程方式）。しかしながら、被検出物質を蛍光物質で標識するタイミングは、特に限定されない。たとえば、検出チップ１０の流路内に試料液を導入する前に、試料液に標識液を添加して被検出物質を予め蛍光物質で標識しておいてもよい。また、検出チップ１０の流路内に試料液と標識液を同時に注入してもよい。前者の場合は、検出チップ１０の流路内に試料液を注入することで、蛍光物質で標識されている被検出物質が捕捉体により捕捉される。後者の場合は、被検出物質が蛍光物質で標識されるとともに、被検出物質が捕捉体により捕捉される。いずれの場合も、検出チップ１０の流路内に試料液を導入することで、１次反応および２次反応の両方を完了することができる（１工程方式）。このように１工程方式を採用する場合は、抗原抗体反応の前に増強角の検出（工程Ｓ１７０）が実施され、さらにその前に、励起光αの照射角度を設定する工程（工程Ｓ１２０）および検出チップ１０の位置情報を取得する工程（工程Ｓ１３０）が実施される。
【０１０４】
また、励起光αは、上記した経路と異なる経路を経て第２反射光β２として、入射面２１から出射されてもよい。図９は、プリズム２０における励起光αの他の光路およびプリズムの他の形態を示した図である。図９Ａは、プリズム２０における励起光αの他の光路を示しており、図９Ｂは、プリズムの他の形態を示した図である。図９Ａに示されるように、第２反射光β２は、入射面２１で入射した後、成膜面２２および出射面２３で順次反射した後に、さらにプリズム２０の底面２４で反射した後に、入射面２１から出射してもよい。この場合、出射面２３で反射した光は、底面２４で全反射することが好ましい。例えば、底面２４は、ミラー面であってもよい。また、図９Ｂに示されるように、出射面２３は、傾斜していてもよい。出射面２３が傾斜する方向は、特に限定されない。本実施の形態では、出射面２３は、Ｚ軸方向に沿う直線を回転軸として回転している。この場合でも、励起光αは、入射面２１で入射した後、成膜面２２および出射面２３で順次反射した後に、プリズム２０の底面２４で反射した後に、入射面２１から出射して第２反射光β２となってもよい。また、この場合、第２反射光β２は、出射面２３が傾斜していない場合と比較してＹ軸方向に位置ズレする。
【０１０５】
また、検出装置１００の検出動作（検出チップ１０の位置情報を取得する工程）において、検出チップ１０や検出装置１００の不具合を検知してもよい。図１０は、他の検出チップ１０の位置情報を取得する工程を説明するためのフローチャートである。検出チップ１０の位置情報を取得する工程は、受光センサー１２１による検出値が所定値以下の場合に、励起光照射ユニット１１０から照射される励起光αの照射角度を調整して再度受光センサー１２１での検出を行うか、または、次の前記被検出物質を検出する工程において、受光センサー１２１での検出を停止する工程を有する点のみで、検出チップ１０の位置情報を取得する工程（工程Ｓ１３０）と異なる。そこで、工程Ｓ１３０と同様の工程については、同様の符号を付してその工程の説明を省略する。
【０１０６】
図１０に示されるように、検出チップ１０の位置情報を取得する工程では、検出チップ１０を光源ユニット１１１に近づけたときの受光センサー１２１の受光光量が所定値以下の場合（工程Ｓ１３２；ＮＯ）、励起光αの照射角度を調整（工程Ｓ１３４）して、再度、検出チップ１０を光源ユニット１１１に近づけながら受光センサー１２１で第１反射光β１および第２反射光β２のいずれか一方を受光する。このとき、励起光αの照射角度を調整（工程Ｓ１３４）する工程を複数回繰り返し（工程Ｓ１３５；ＮＯ）、繰り返し回数が所定の回数（例えば、３回）に到達したときに（工程Ｓ１３５；ＹＥＳ）被検出物質の検出をせずに終了するようにしてもよい。このように、検出チップ１０の位置情報を取得する工程において、検出チップ１０や検出装置１００の不具合を検知することができる。また、図２に示されるように、測定フローの比較的初期段階で不具合を検知できるため測定エラーいち早くユーザーに知らせることができるためユーザーの負担が軽減される。
【０１０７】
（効果）
以上のように、本実施の形態に係る検出装置１００および検出方法によれば、励起光αを入射面２１に照射しつつ、第１反射光β１および第２反射光β２いずれか一方の反射光が検出されるように、成膜面２２の法線に対するプリズム２０への入射角を設定するため、プリズム２０内に入射した励起光αによる検出チップ１０の位置合わせ精度の低下を抑制できる。
【０１０８】
なお、上記実施の形態では、位置情報を取得する工程および被検出物質を検出する工程において照射される光はいずれも励起光αであるが、両工程において照射される光は、同じでなくてもよい。すなわち、被検出物質を検出する工程において照射される光が励起光αであれば、検出チップ１０の位置情報を取得する工程において照射される光は、励起光αでなくてもよい。また、位置情報を取得する工程および被検出物質を検出する工程において照射される光の光量も同じでなくてもよい。
【０１０９】
また、上記実施の形態では、ＳＰＦＳを利用した検出方法および検出装置１００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１００は、これに限定されない。たとえば、本発明は、ＳＰＲ法を利用した検出方法および検出装置にも適用できる。この場合、蛍光検出ユニット１３０は、検出チップ１０に捕捉された被検出物質の量に応じた検体光として、蛍光γではなく、プリズム２０の成膜面２２で反射し、出射面２３で出射した光を検出する。また、本発明は、ＳＰＲを利用することなく被検出物質を標識する蛍光物質をエバネッセント光で励起するエバネッセント蛍光法を利用した検出方法および検出装置にも適用できる。この場合、検出チップ１０は金属膜３０を有していなくてもよい。
【０１１０】
本出願は、２０１６年７月１９日出願の特願２０１６−１４１５２９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】
【０１１１】
本発明に係る検出方法および検出装置は、被検出物質を高い信頼性で検出することができるため、例えば臨床検査などに有用である。
【符号の説明】
【０１１２】
１０  検出チップ
２０  プリズム
２１  入射面
２２  成膜面
２３  出射面
２４  底面
３０  金属膜
４０  流路蓋
４１  流路
１００  検出装置
１１０  励起光照射ユニット
１１１  光源ユニット
１１２  角度調整部
１１３  光源制御部
１２０  反射光検出ユニット
１２１  受光センサー
１２２  センサー制御部
１３０  蛍光検出ユニット
１３１  受光ユニット
１３２  位置切替部
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  送液ユニット
１４１  薬液チップ
１４２  シリンジポンプ
１４３  送液ポンプ駆動部
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
α  励起光
β１  第１反射光
β２  第２反射光
γ  蛍光
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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