(57)【要約】【課題】免疫測定装置における光ファイバのハンドリングおよび位置合わせを容易に行なえるようにする。【解決手段】励起光入射用光ファイバ４の試料１０側に配置されるレーザ光出射端面４ａ側の端部、および蛍光測定用光ファイバ５の試料１０側に配置される蛍光入射端面５ａ側の端部を、支持体６に固定する。測定時には励起光入射用光ファイバ４および蛍光測定用光ファイバ５の端部が固定された支持体６を試料１０側に移動し、レーザ光を入射して蛍光標識１５から発光される蛍光を検出する。励起光入射用光ファイバ４および蛍光測定用光ファイバ５は支持体６に固定されているため、そのハンドリングが容易であり、位置合わせも簡便に行なうことができ、免疫測定装置による測定の効率化を図れる。【選択図】        図１
2004271433.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
抗原と前記抗原に特異的に結合する抗体との抗原抗体反応を用い、蛍光標識を固定した前記抗原に光を光ファイバを用いて入射し、前記蛍光標識から発光される蛍光を光ファイバを用いて検出する免疫測定装置において、
前記蛍光標識を励起して蛍光を発光させるレーザ光を出射する励起光入射用光ファイバのレーザ光出射端面側の端部と、前記蛍光標識から発光される蛍光が入射する蛍光測定用光ファイバの蛍光入射端面側の端部とが支持体に固定されていることを特徴とする免疫測定装置。
【請求項２】
前記レーザ光出射端面または前記蛍光入射端面は、前記支持体の形状に応じて端面加工されていることを特徴とする請求項１記載の免疫測定装置。
【請求項３】
前記蛍光入射端面側の端部は、前記支持体から突出する先球化された先球部であることを特徴とする請求項１記載の免疫測定装置。
【請求項４】
前記支持体には、複数の前記励起光入射用光ファイバのレーザ光出射端面側のそれぞれの端部がアレイ状に固定され、複数の蛍光測定用光ファイバの蛍光入射端面側のそれぞれの端部がアレイ状に固定されていることを特徴とする請求項１記載の免疫測定装置。
【請求項５】
前記励起光入射用光ファイバが光学的に接続されるレーザ光源と、前記蛍光測定用光ファイバが光学的に接続される蛍光検出器と、前記レーザ光出射端面側の端部と前記蛍光入射端面側の端部とが固定された前記支持体を移動させる支持体駆動装置と、を有することを特徴とする請求項１記載の免疫測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は免疫測定装置に関し、特に、抗原とその抗原に特異的に結合する抗体との抗原抗体反応を利用して免疫測定を行なう免疫測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年のゲノム科学による医療の発展により、各人に合わせたオーダーメード医療の実現が間近に迫っており、これを実現するための国家プロジェクトも進行している。現在、オーダーメード医療の実現に向けてプロテインチップの利用が検討されている。これは疾患の原因となる抗原に特異的に結合する抗体を基板上に固定したプロテインチップに、採取した体液などを滴下し、抗原と抗体の結合の有無を調べることによって、体内に抗原があるか否かを判定することができるようにするものである。これにより、各人についての免疫測定が可能になり、疾患が発生する可能性を調べることができるようになる。抗原と抗体の結合は、抗原にあらかじめ蛍光標識を固定しておき、滴下後にプロテインチップに光を照射して蛍光標識から発光される蛍光を検出することによって調べることができる。
【０００３】
このようなプロテインチップの普及にはその低価格化に加え、プロテインチップの小型化、１枚のプロテインチップに多数の抗体を高密度に配置する、といったことも必要になる。そのため、プロテインチップ上の微小な領域ごとに測定が行なえるよう、光の照射および検出には光ファイバが用いられる。
【０００４】
図６は従来の免疫測定装置の光学系の一例である。従来の免疫測定装置の光学系１００は、基板１０１上に金属膜１０２を介して固定された抗体１０３に結合した抗原１０４の蛍光標識１０５に光を入射し蛍光標識１０５を励起するための光ファイバ１０６と、励起によって蛍光標識１０５から発光される蛍光を検出するための光ファイバ１０７とを有している。これらの光ファイバ１０６，１０７は、それぞれの先端面が研磨加工されている。そのため、先端面は被覆が除去されてコア層やクラッド層の端面が露出した状態になっている。蛍光標識１０５から発光される蛍光は微弱なため、光ファイバ１０６，１０７は測定に当たりできるだけ蛍光標識１０５に近づけてそれぞれ位置合わせされる。
【０００５】
また、プロテインチップを用いて測定を行なう免疫測定装置のほか、従来は、入射光学系の光ファイバから液体試料表面に光を照射し、液体試料から発生する蛍光を受光系の光ファイバで検出する免疫測定装置も提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平６−３００７６２号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の免疫測定装置では、入射用・受光用の光ファイバを試料に対してそれぞれ最適な位置に調整することが必要であり、この位置合わせには多くの工数が必要になるという問題点があった。
【０００８】
さらに、プロテインチップなどの試料に対しては、入射用・受光用光ファイバの先端の間隔を狭くして抗体が固定されている測定領域に光ファイバを十分に近接させる必要があるため、光通信分野で広く用いられている通常のフェルールで光ファイバを固定することはできない。そのため、位置合わせの際に光ファイバの先端部を損傷させたり、試料を損傷させてしまったりする危険があった。また、光ファイバをフェルールで固定できないため、光ファイバ先端の端面加工が困難であるといった問題点もあった。
【０００９】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、光ファイバのハンドリングを容易にし、光ファイバを試料に対して簡便に位置合わせすることができ、効率的に測定を行なうことのできる免疫測定装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明では上記課題を解決するために、図１に例示する構成によって実現可能な免疫測定装置が提供される。本発明の免疫測定装置は、抗原と前記抗原に特異的に結合する抗体との抗原抗体反応を用い、蛍光標識を固定した前記抗原に光を光ファイバを用いて入射し、前記蛍光標識から発光される蛍光を光ファイバを用いて検出する免疫測定装置において、前記蛍光標識を励起して蛍光を発光させるレーザ光を出射する励起光入射用光ファイバのレーザ光出射端面側の端部と、前記蛍光標識から発光される蛍光が入射する蛍光測定用光ファイバの蛍光入射端面側の端部とが支持体に固定されていることを特徴とする。
【００１１】
このような構成の免疫測定装置において、励起光入射用光ファイバ４のレーザ光出射端面４ａ側の端部および蛍光測定用光ファイバ５の蛍光入射端面５ａ側の端部は、支持体６に固定されている。これにより、励起光入射用光ファイバ４および蛍光測定用光ファイバ５のハンドリングが容易になり、それらの位置合わせも簡便に行なえるようになる。これにより、測定を簡便にかつ効率的に行なうことが可能になる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
図２は免疫測定装置の要部構成例を示す図である。
【００１３】
免疫測定装置１は、例えばＣｙ２，Ｃｙ３，Ｃｙ５などの蛍光標識が固定された抗原を基板などの担体上に固定された抗体に結合させた試料に対して、レーザ光源２から蛍光標識の種類に応じた特定の波長のレーザ光を入射し、蛍光標識を励起して蛍光を発光させ、その蛍光を蛍光検出器３で検出するよう構成されている。
【００１４】
免疫測定装置１は、レーザ光源２からのレーザ光を伝播し試料に入射して蛍光標識を励起するための励起光入射用光ファイバ４、および蛍光標識から発光されて入射する蛍光を蛍光検出器３へ伝播するための蛍光測定用光ファイバ５を有している。この励起光入射用光ファイバ４および蛍光測定用光ファイバ５は、グラスファイバ、プラスチックファイバのいずれの光ファイバであっても構わない。
【００１５】
励起光入射用光ファイバ４の試料側に配置されるレーザ光出射端面側の端部および蛍光測定用光ファイバ５の試料側に配置される蛍光入射端面側の端部は、ジルコニア、ステンレスなどの金属などを用いて形成された支持体６に固定されている。励起光入射用光ファイバ４はその後端側をレーザ光源２に光学的に接続され、蛍光測定用光ファイバ５はその後端側を蛍光検出器３に光学的に接続されている。支持体６は、支持体駆動装置７によって試料面に対して水平・鉛直方向に任意の距離だけ移動できるように構成されている。
【００１６】
図１は免疫測定装置の支持体部分の第１の構成例を示す図である。
支持体６には、光ファイバ挿入のための２つの挿入孔が形成されていて、この挿入孔に、例えば芯線（クラッド層およびコア層）部分の直径が１２５μｍの励起光入射用光ファイバ４、蛍光測定用光ファイバ５がそれぞれ挿入されている。挿入孔は、励起光入射用光ファイバ４および蛍光測定用光ファイバ５の被覆材が除去された芯線部分が挿入される小径部と、被覆材が除去されずに挿入される大径部を有し、用いる光ファイバに応じた内径で形成されている。挿入孔は、挿入された励起光入射用光ファイバ４および蛍光測定用光ファイバ５の支持体６部分における互いの光軸方向が例えば４５°の角度をなすように、形成されている。
【００１７】
励起光入射用光ファイバ４および蛍光測定用光ファイバ５は、挿入孔に大径部側から挿入された後、例えば光通信分野で広く利用される熱硬化性のエポキシ接着剤を用いて固定される。挿入孔の小径部側に突出する励起光入射用光ファイバ４および蛍光測定用光ファイバ５の先端は、円柱状の砥石などを用いて支持体６の湾曲面６ａに沿って研磨加工される。励起光入射用光ファイバ４および蛍光測定用光ファイバ５がプラスチックファイバの場合には、それらの先端に熱した板を押し付けることにより先端を溶融して平面状に加工する方法（ホットプレート法）も用いることができる。このような研磨または溶融による端面加工により、レーザ光出射端面４ａおよび蛍光入射端面５ａがそれぞれ形成される。
【００１８】
このような構成の免疫測定装置１による測定では、まず、基板１１上に例えば金の薄膜などの金属膜１２を介して抗体１３が固定された試料１０の測定すべき領域（一の抗体が固定されている微小領域）の上方に、支持体６を移動させる。この移動は、例えば支持体６の位置の座標と試料１０の測定すべき領域の位置の座標との対応関係から、免疫測定装置１によって自動で行なわれる。
【００１９】
次いで、免疫測定装置１は、支持体６を試料１０側へ移動させる。これにより、この測定すべき領域に図１に示したように抗原１４の蛍光標識１５が存在すれば、励起光入射用光ファイバ４および蛍光測定用光ファイバ５が共に蛍光標識１５に近づくことになる。その際、免疫測定装置１は、支持体６を、例えば試料１０側へあらかじめ設定された距離だけ自動で移動させる。あるいは、支持体６を試料１０側へ一定の距離だけ移動させる間に、試料１０にレーザ光を入射し、蛍光が検出される場合には、その蛍光強度が最も強くなる位置や一定値以上の蛍光強度が得られる位置まで自動で移動させるようにしてもよい。
【００２０】
免疫測定装置１は、測定した領域において蛍光が検出されれば、その領域に固定されている抗体に抗原が結合していると判定し、一方、蛍光が検出されなければ、その領域の抗体に抗原が結合していないと判定する。
【００２１】
この測定領域についての測定終了後は、免疫測定装置１は、支持体６を、必要なら一旦試料１０から離れる方向へ移動させてから、試料１０の他の測定すべき領域の上方へ、試料１０の面に対して平行に移動させる。以降は、上記手順と同様にして、試料１０の各測定領域すなわち各抗体について、蛍光標識の有無すなわち抗原の有無が測定される。
【００２２】
このように、免疫測定装置１では、励起光入射用光ファイバ４のレーザ光出射端面４ａ側の端部および蛍光測定用光ファイバ５の蛍光入射端面５ａ側の端部が支持体６に一定の位置関係で固定されている。そのため、励起光入射用光ファイバ４および蛍光測定用光ファイバ５のハンドリングが容易になるとともに、それらの位置合わせが簡便に行なえるようになる。これにより、測定を簡便にかつ効率的に行なうことができるようになる。
【００２３】
さらに、励起光入射用光ファイバ４および蛍光測定用光ファイバ５のクラッド層やコア層の端面に基板１１その他の周辺部品が衝突しにくい構造になっているため、端面の損傷の危険性を低減することができる。
【００２４】
さらに、励起光入射用光ファイバ４および蛍光測定用光ファイバ５の先端の間隔を従来に比べて狭くすることができるので、支持体６部分を小型にして免疫測定装置１を小型化することが可能になる。
【００２５】
免疫測定装置１の支持体部分は、以下の図３から図５に示すような構成とすることもできる。
図３は支持体部分の第２の構成例を示す図である。ただし、図３では、図１に示した要素と同一の要素については同一の符号を付し、その説明の詳細は省略する。図３に示す支持体６部分においては、支持体６に固定された蛍光測定用光ファイバ５の試料１０側に配置される蛍光入射端面５ａ側の端部が先球化された先球部５ｂになっている点で、図１に示した支持体６部分の構成と相違しており、その他の構成は同じである。
【００２６】
この図３に示した支持体６部分は、励起光入射用光ファイバ４を支持体６の挿入孔に挿入してエポキシ接着剤で固定した後、その先端を研磨加工あるいは溶融加工し、次いで、先球部５ｂが形成された蛍光測定用光ファイバ５を支持体６の挿入孔に挿入し、これをエポキシ接着剤で固定することによって形成される。先球部５ｂは、従来公知の研削、アーク放電による溶融などの方法を用いて形成することができる。
【００２７】
このように蛍光測定用光ファイバ５を先球化することにより、蛍光測定用光ファイバ５の先端部にレンズ機能が付与され、蛍光標識１５から発光される蛍光の集光効率を向上させることができ、蛍光標識１５からの微弱な蛍光をより精度良く検出することが可能になる。これにより、励起光入射用光ファイバ４および蛍光測定用光ファイバ５のハンドリングの容易化、測定の簡便化とともに、測定の高精度化を図れる。
【００２８】
図４は支持体部分の第３の構成例を示す図である。ただし、図４では、図１に示した要素と同一の要素については同一の符号を付し、その説明の詳細は省略する。図４に示す支持体２０部分においては、２つの平行な挿入孔が形成された支持体２０に、励起光入射用光ファイバ４および蛍光測定用光ファイバ５がそれぞれ挿入され固定されている点で、図１に示した支持体６部分の構成と相違する。
【００２９】
この図４に示した支持体２０は、略円柱状であり、測定時に試料１０側に配置される端面側が研磨などの方法によって先球化されている。この支持体２０の挿入孔は、蛍光測定用光ファイバ５が支持体２０の中央（軸線位置）に配置され、励起光入射用光ファイバ４が蛍光測定用光ファイバ５より支持体２０の側周面の側に配置されるように、形成されている。
【００３０】
このような支持体２０への励起光入射用光ファイバ４および蛍光測定用光ファイバ５の固定には、エポキシ接着剤が用いられる。接着後、支持体２０から突出する励起光入射用光ファイバ４および蛍光測定用光ファイバ５の先端は、先球化された支持体２０の端面に沿って研磨加工または溶融加工され、レーザ光出射端面４ａおよび蛍光入射端面５ａがそれぞれ形成される。
【００３１】
支持体２０部分をこのような構成とすれば、励起光入射用光ファイバ４のレーザ光出射端面４ａが励起光入射用光ファイバ４内を伝播するレーザ光の光軸に対して傾いているため、励起光入射用光ファイバ４から出射されるレーザ光は、レーザ光出射端面４ａで屈折して出射されるようになる。この屈折光を蛍光標識１５に入射し、それによって蛍光標識１５から発光される蛍光を蛍光測定用光ファイバ５で集光する。これにより、励起光入射用光ファイバ４および蛍光測定用光ファイバ５のハンドリングの容易化と、測定の簡便化を図れる。さらに、励起光入射用光ファイバ４および蛍光測定用光ファイバ５が支持体２０内で平行に配置されるので、支持体２０部分の免疫測定装置１における占有スペースを小さくすることが可能になる。
【００３２】
なお、この支持体２０に固定される蛍光測定用光ファイバ５の蛍光入射端面５ａ側の端部を、図３で述べたのと同様に先球化し、その集光効率を向上させるようにすることもできる。
【００３３】
図５は支持体部分の第４の構成例を示す図である。ただし、図５では、図４に示した要素と同一の要素については同一の符号を付し、その説明の詳細は省略する。図５に示す支持体３０部分においては、励起光入射用光ファイバ４および蛍光測定用光ファイバ５が共に支持体３０の中央からずらした位置に形成されている点で、図４に示した支持体２０部分の構成と相違する。
【００３４】
この支持体３０部分では、試料１０側に配置される励起光入射用光ファイバ４のレーザ光出射端面４ａおよび蛍光測定用光ファイバ５の蛍光入射端面５ａが、励起光入射用光ファイバ４内および蛍光測定用光ファイバ５内を伝播するレーザ光の光軸に対してそれぞれ傾いて形成されている。そのため、励起光入射用光ファイバ４から出射されるレーザ光は、レーザ光出射端面４ａで屈折して蛍光標識１５に入射し、それによって蛍光標識１５から発光された蛍光は、蛍光測定用光ファイバ５の蛍光入射端面５ａに入射して屈折し、蛍光測定用光ファイバ５内を伝播する。これにより、励起光入射用光ファイバ４および蛍光測定用光ファイバ５のハンドリングの容易化、測定の簡便化、および支持体３０部分の省スペース化を図れる。
【００３５】
以上説明したように、励起光入射用光ファイバおよび蛍光測定用光ファイバを支持体に一定の位置関係で固定することにより、励起光入射用光ファイバと蛍光測定用光ファイバの先端の間隔を狭くして小型化し、また、ハンドリングを容易にすることができるようになる。さらに、測定試料に対する励起光入射用光ファイバおよび蛍光測定用光ファイバの位置合わせを簡便に行なうことができる。これにより、免疫測定装置による測定を簡便にかつ効率的に行なうことができるようになる。励起光入射用光ファイバおよび蛍光測定用光ファイバの位置合わせを自動で行なうようにすれば、測定を更に簡便化、効率化することができる。
【００３６】
また、励起光入射用光ファイバおよび蛍光測定用光ファイバをアレイ化し、測定時には、このアレイ化された励起光入射用光ファイバおよび蛍光測定用光ファイバを試料面に平行にスキャンすれば、プロテインチップなどの試料について二次元的な蛍光分布を効率的に取得することが可能になる。このような光ファイバのアレイ化は、上記構成例に示した支持体６などを並列に連結してそこに各光ファイバを固定して構成しても、光ファイバがアレイ状に配置されるよう一体形成した１つの支持体に各光ファイバを固定して構成してもよい。
【００３７】
なお、以上の説明において、支持体には励起光入射用光ファイバおよび蛍光測定用光ファイバの芯線のみが挿入されて固定される構成としてもよい。
また、以上の説明では、測定時に支持体を移動させる構成にしたが、例えば、支持体の位置は固定しておき、測定試料が載置されるステージが移動するように構成することも可能である。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明では、励起光入射用光ファイバのレーザ光出射端面側の端部および蛍光測定用光ファイバの蛍光入射端面側の端部を、支持体に固定する構成にした。これにより、励起光入射用光ファイバおよび蛍光測定用光ファイバのハンドリングが容易になり、それらの位置合わせが簡便に行なえ、免疫測定装置による測定を簡便にかつ効率的に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】免疫測定装置の支持体部分の第１の構成例を示す図である。
【図２】免疫測定装置の要部構成例を示す図である。
【図３】支持体部分の第２の構成例を示す図である。
【図４】支持体部分の第３の構成例を示す図である。
【図５】支持体部分の第４の構成例を示す図である。
【図６】従来の免疫測定装置の光学系の一例である。
【符号の説明】
１  免疫測定装置
２  レーザ光源
３  蛍光検出器
４  励起光入射用光ファイバ
４ａ  レーザ光出射端面
５  蛍光測定用光ファイバ
５ａ  蛍光入射端面
５ｂ  先球部
６，２０，３０  支持体
６ａ  湾曲面
７  支持体駆動装置
１０  試料
１１  基板
１２  金属膜
１３  抗体
１４  抗原
１５  蛍光標識
【図１】
2004271433.tif 000003
【図２】
2004271433.tif 000004
【図３】
2004271433.tif 000005
【図４】
2004271433.tif 000006
【図５】
2004271433.tif 000007
【図６】
2004271433.tif 000008