(57)【要約】【課題】表面プラズモン共鳴を利用して検体を効率よく検査することができる表面プラズモン共鳴装置を提供する。【解決手段】測定検体と抗体試料を試料カセット３０に注入し、表面プラズモン共鳴分析装置２１内のカセット載置台３１に載置し、カセット載置台３１のガイドピン３２を試料カセット３０の下面のガイド孔３３に嵌めて試料カセット３０を位置決めする。ついで、吸引ノズル７７により試料カセット内を吸引し、表面プラズモン共鳴を用いた間接競合法により抗原の量を計測する。【選択図】　　　図１０
2004053372.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検体溶液を保持した検査用カセットをセットするためのカセット載置部と、
前記カセット載置部にセットされた検査用カセットに向けて光を照射して表面プラズモン共鳴現象を発生させる共鳴現象発生部と、
前記カセット載置部で反射された光を受光する受光部とを備えた表面プラズモン共鳴装置。
【請求項２】
前記検査用カセット内に保持された検体溶液を吸引して前記検査用カセット内の流路に沿って検体溶液を移動させるための吸引手段を備えた、請求項１に記載の表面プラズモン共鳴装置。
【請求項３】
前記受光部の受光信号に基づいて検体を検査する手段と、
前記検査手段により検査された結果を表示する表示部とを備えた、請求項１に記載の表面プラズモン共鳴装置。
【請求項４】
表面プラズモン共鳴を利用して検査を行う検体溶液を保持させるための検査用カセットであって、
表面プラズモン共鳴装置内で位置決めするための位置決め手段を備えた検査用カセット。
【請求項５】
表面プラズモン共鳴を利用して検査を行う検体溶液を保持させるための検査用カセットであって、
検体溶液を注入するための検体注入口と、注入された検体を吸着させるための共鳴材とを有する検査用カセット。
【請求項６】
表面プラズモン共鳴を利用して検査を行う検体溶液を保持させるための検査用カセットであって、
検体溶液を注入するための検体注入口と、検体と反応する反応物質溶液を注入するための反応物質注入口と、検体と反応した後の反応物質を吸着させるための共鳴材とを有する検査用カセット。
【請求項７】
検体注入口から注入された検体溶液と反応物質注入口から注入された反応物質溶液とを混合させるための液溜め部を有する、請求項６に記載の検査用カセット。
【請求項８】
互いに分離した複数の共鳴材を備え、一部の共鳴材には検体注入口から注入された検体溶液と反応物質注入口から注入された反応物質溶液とを混合させたものを接触させ、別な一部の共鳴材には反応物質注入口から注入された反応物質溶液のみを接触させる構造となっている、請求項６に記載の検査用カセット。
【請求項９】
互いに分離した複数の共鳴材と、複数の反応物質注入口とを備え、検体注入口から注入された検体溶液と各反応物質注入口から注入された反応物質溶液とを混合させたものをそれぞれ異なる共鳴材に接触させる構造となっている、請求項６に記載の検査用カセット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エバネッセント波の共鳴現象を利用して薬物や細胞、ウィルス等を検出するための表面波プラズモン共鳴装置に関する。
【０００２】
【背景技術】
尿や血液等の体液中の低分子量の薬物、例えばメタンフェタミンやアンフェタミン等の覚醒剤、モルヒネ、ヘロイン、コカイン、ＬＳＤ等の麻薬、フェノバルビタール等の向精神剤などを高感度に検出したり、細胞、ウイルス、バクテリア等のタンパク質、糖、酵素やＤＮＡ等の特性を検出したりするための分析方法として、表面プラズモン共鳴を利用した方法が注目されている。
【０００３】
一般に、光は電子波（プラズモン）とはカップリングしないが、金属表面上ではエバネッセント波と表面プラズモンとがカップリングし、エバネッセント波と表面プラズモンの波数が一致すると共鳴が生じる。この現象を表面波プラズモン共鳴という。また、このエバネッセント波とは、光が全反射したときの光波のように、境界面（全反射表面）からの距離に対して指数関数的に減衰しエネルギーを持たなくなる光波である。表面プラズモン共鳴現象の発生は、光エネルギーの一部が表面プラズモンを励起するために使われるので、光エネルギーの減少として観察される。この現象が発生する条件（入射光の入射角又は波数）は接している物質の状態により変化するので、共鳴現象が発生する条件を調べることにより接している物質の状態に関する知見を得ることができる。
【０００４】
図１に示すものは、表面プラズモン共鳴を利用した免疫センサの原理を示す図であって、クレッチマン（Ｋｒｅｔｗｓｃｈｍａｎｎ）配置といわれるものである。プリズム１の底面にはＡｕ薄膜２が形成されており、Ａｕ薄膜２の底面には抗体３が固定されている。さらに、プリズム１の底面には、抗体３に接触させるための試料溶液４を保持したキュウベット５が装着される。プリズム１には光６が照射され、プリズム１に照射された光６はプリズム１の底面とＡｕ薄膜２との界面で反射された後、検出器７によって受光される。試料溶液４が導入されていないときには、図２で実線により示したような入射角θ−反射率Ｒの依存曲線（ＡＴＲ曲線）が観察される。ＡＴＲ曲線において、反射率が急激に低下している入射角で表面プラズモン共鳴が起きている。
【０００５】
このような免疫センサにおいて、抗原を含んだ試料溶液４をＡｕ薄膜２の底面へ導入すると、導入された抗原がＡｕ薄膜２底面の抗体３と反応してＡｕ薄膜２の底面に吸着される。抗原を吸着するとＡｕ薄膜２の表面状態が変化するので、図２で破線により示すように、表面プラズモン共鳴の共鳴角度が変化する。従って、光の入射角を例えばθｏに固定したままで、検出器７により反射光を検知すると、その反射率は図２で矢印で示した量だけ変化する。よって、このときの反射率の変化量から、微量の吸着物（抗原）を高感度に計測することができる。
【０００６】
図３は表面プラズモン共鳴を用いた検出装置のより具体的な構造（特開２０００−２４２０７１号）を示す概略図である。この検出装置にあっては、ガラス基板１１の上面に金属薄膜１２が形成され、ガラス基板１１の下面にマッチングオイル等を挟んで半円柱プリズム１３の平坦面が接合されている。金属薄膜１２上には、細胞やバクテリア、ウィルス等の試料に応じた反応物質が予め吸着されている。金属薄膜１２が形成されているガラス基板１１の上には、セルブロック１４がマッチングオイル等を介して密着させられており、セルブロック１４の下面にはフローセル１５が凹設されている。さらに、セルブロック１４には、フローセル１５と連通するようにして第１供給流路１６、第２供給流路１７及び排出流路１８が設けられている。
【０００７】
しかして、第１供給流路１６からは、フローセル１５内に細胞やバクテリア、ウィルス等の試料を含んだ試料溶液を送り込んで細胞やバクテリア、ウィルス等の試料を金属薄膜１２の上に固定させ、第２供給流路１７からは、金属薄膜１２に固定された試料に結合されるタンパク質、糖、酵素、ＤＮＡ等の反応物質を含有した反応物質溶液をフローセル１５内に供給する。さらに、排出流路１８からは、フローセル１５内の余剰の試料溶液や反応物質溶液を回収する。ついで、半円柱プリズム１３及びガラス基板１１を通して金属薄膜１２に光を照射し、反射光を受光器で受光すると共に光の照射角を変化させることにより共鳴角度を検出する。
【０００８】
しかしながら、このような表面プラズモン共鳴を利用した検出装置にあっては、いずれも実験室レベルで用いられている場合が大半であり、自動又は半自動で、効率よく検査を実行することは困難であった。特に、試料溶液（検体）を交換して順次検査を行う場合には、装置の主要部を分解してプリズムやセルブロック等をその都度洗浄しなければならず、効率が悪かった。また、試料溶液をセットした後も、光学系の調整などの作業が必要であった。さらには、装置全体の寸法も非常に大きく、表面プラズモン共鳴装置の普及を妨げていた。
【０００９】
【発明の開示】
本発明は上記のような技術的背景に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、表面プラズモン共鳴を利用して検体を効率よく検査することができる表面プラズモン共鳴装置を提供することにある。また、当該表面プラズモン共鳴装置に用いる検査用カセットを提供することにある。
【００１０】
請求項１に記載の表面プラズモン共鳴装置は、検体溶液を保持した検査用カセットをセットするためのカセット載置部と、前記カセット載置部にセットされた検査用カセットに向けて光を照射して表面プラズモン共鳴現象を発生させる共鳴現象発生部と、前記カセット載置部で反射された光を受光する受光部とを備えたことを特徴としている。ここで、検体とは検査の対象となる物質であって、例えば抗原や細胞、ウイルス、バクテリア等のタンパク質、糖、酵素、ＤＮＡなどである。また、反応物質とは、検体と特異的に結合する物質であって、抗体などである。共鳴現象発生部は、一般に、ＬＥＤやＬＤ等の投光素子と、プリズムとによって構成される。受光部は、フォトトランジスタ、フォトダイオード、ＰＤＳ、ＣＣＤなどによって構成される。なお、検体溶液は、検体の有無を検査する場合のように、場合によっては検体を含まない場合もある。また、検体溶液には、複数の検体が含まれている場合もある。
【００１１】
請求項１の表面プラズモン共鳴装置にあっては、検査用カセット内に検体溶液を注入して保持させた後、この検査用カセットをカセット載置部にセットすると、共鳴現象発生部により光が照射されて表面プラズモン共鳴現象が発生する。検査用カセットで表面プラズモン共鳴を起こした反射光は受光部により受光され、検体が検査される。なお、ここでいう検査とは、具体的な濃度や検体量を求めるものの他、検体がある濃度を濃度を超えているか否か、あるいは、特定の検体を含むか否かのように二者択一的な判断も含む。
【００１２】
しかして、このような表面プラズモン共鳴装置によれば、複数の検体をそれぞれ異なる検査用カセットに保持させておけば、順次検査用カセットを取り替えながら連続して検体の検査を行うことができ、検体の表面プラズモン共鳴検査を効率よく行うことができる。なお、検査用カセットは洗浄して繰り返し再利用してもよく、使い捨てにしても良い。
【００１３】
また、請求項２に記載の表面プラズモン共鳴装置は、請求項１において前記検査用カセット内に保持された検体溶液を吸引して前記検査用カセット内の流路に沿って検体溶液を移動させるための吸引手段を備えている。
【００１４】
請求項２の表面プラズモン共鳴装置は、例えば吸引ノズルや吸引ポンプからなる吸引手段を備えているので、検査用カセットを吸引することによって検査用カセット内で容易に検体溶液を流動させることができる。こうして吸引手段で検体溶液を吸引することで、共鳴材の箇所を通過させることができる。また、請求項６のように反応物質溶液と検体溶液を検査用カセットの中に保持させている場合には、吸引手段でこれらを吸引することで、両溶液を混合させることができる。
【００１５】
請求項３に記載の表面プラズモン共鳴装置は、請求項１において前記受光部の受光信号に基づいて検体を検査する手段と、前記検査手段により検査された結果を表示する表示部とを備えたことを特徴としている。
【００１６】
請求項３に記載の表面プラズモン共鳴装置にあっては、検体の検査結果を表示部に表示させることができるので、一目で検査結果を知ることができ、簡単に使用することができる。
【００１７】
請求項４に記載の検査用カセットは、表面プラズモン共鳴を利用して検査を行う検体溶液を保持させるための検査用カセットであって、表面プラズモン共鳴装置内で位置決めするための位置決め手段を備えたものである。
【００１８】
請求項４に記載の検査用カセットは、表面プラズモン共鳴装置内で位置決めするための位置決め手段を備えているので、検査用カセットを表面プラズモン鏡面装置内に正確にセットすることができ、検査用の光の照射位置や吸引手段の接続位置などがずれることがない。
【００１９】
請求項５に記載の検査用カセットは、表面プラズモン共鳴を利用して検査を行う検体溶液を保持させるための検査用カセットであって、検体溶液を注入するための検体注入口と、注入された検体を吸着させるための共鳴材とを有している。この検査用カセットによれば、Ａｕ等の金属薄膜等からなる共鳴材に吸着された検体の量から直接検体を検査することができる。
【００２０】
請求項６に記載の検査用カセットは、表面プラズモン共鳴を利用して検査を行う検体溶液を保持させるための検査用カセットであって、検体溶液を注入するための検体注入口と、検体と反応する反応物質溶液を注入するための反応物質注入口と、検体と反応した後の反応物質を吸着させるための共鳴材とを有している。この検査用カセットによれば、共鳴材に吸着された反応物質の量から間接的に検体の検査をすることができ、いわゆる間接競合法により高い精度で検査を行うことができる。
【００２１】
請求項７に記載の検査用カセットは、請求項６において、検体注入口から注入された検体溶液と反応物質注入口から注入された反応物質溶液とを混合させるための液溜め部を有するものである。この検査用カセットによれば、間接競合法により抗体の検査をする際、液溜め部で抗体と反応物質とを充分に反応させておくことが可能になる。
【００２２】
請求項８に記載の検査用カセットは、請求項６において、互いに分離した複数の共鳴材を備え、一部の共鳴材には検体注入口から注入された検体溶液と反応物質注入口から注入された反応物質溶液とを混合させたものを接触させ、別な一部の共鳴材には反応物質注入口から注入された反応物質溶液のみを接触させる構造となっている。この検査用カセットを用いれば、検体溶液と反応物質溶液を混合させたものを共鳴材に接触させて検体の検査を行うと同時に、反応物質溶液のみを共鳴材に接触させて検体を含まない状態での比較データ（検量線データ）を採取することができる。よって、この検査用カセットを用いれば、検査時間を短縮することができる。
【００２３】
請求項９に記載の検査用カセットは、請求項６において、互いに分離した複数の共鳴材と、複数の反応物質注入口とを備え、検体注入口から注入された検体溶液と各反応物質注入口から注入された反応物質溶液とを混合させたものをそれぞれ異なる共鳴材に接触させる構造となっている。この検査用カセットを用いれば、複数種類の抗体に対する抗原試料の検査を一度に行うことができる。
【００２４】
なお、この発明の以上説明した構成要素は、可能な限り任意に組み合わせることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
図４及び図５は本発明にかかる表面プラズモン共鳴分析装置２１の一実施形態を示す図であって、図４は上面側から見た外観斜視図、図５は下面側から見た外観斜視図である。この分析装置２１の主要部は、ハウジング下部２２ｂとハウジング上部２２ａからなるハウジング２２内に納められている。ハウジング上部２２ａ上面の左半部には、液晶表示パネル等からなる表示部２３が設けられ、その前方にはスタートボタン２４、切替スイッチ２５、決定ボタン２６が並んでいる。また、ハウジング上部２２ａの右半部には、試料検査室２７が設けられ、試料検査室２７はカバー扉２８を閉じて塞ぐことができるようになっている。カバー扉２８は、ハウジング２２の前面の開ボタン２９を押して開くことができる。試料検査室２７内には、試料カセット（カセット式マイクロフローセル）３０を載置するためのカセット載置台３１が設けられている。カセット載置台３１の上面には複数のガイドピン３２が突出しており、試料カセット３０をカセット載置台３１の上に載置して試料カセット３０の下面に形成されたガイド孔３３をガイドピン３２に嵌め合わせれば、試料カセット３０はカセット載置台３１の上で所定位置に位置決めされる。
【００２６】
図６は試料カセット３０の斜視図である。試料カセット３０の上面では、一方に試料溶液を注入するための測定検体注入口３４と、抗体試料を含んだ溶液を注入するための複数個の抗体試料注入口３５とが設けられ、他方には吸引口３６が設けられており、測定検体注入口３４から注入された試料溶液と、抗体試料注入口３５から注入された抗体を含んだ溶液とは、試料カセット３０内に保持される。
【００２７】
図７は試料カセット３０の分解斜視図である。最下層に位置する板状のホルダー３７の上面には凹部３８が形成され、凹部３８の中央部には開口３９があいている。また、ホルダー３７の下面には、前記ガイド孔３３が凹設されている。ホルダー３７の凹部３８内には、分析用基板４０が嵌め込まれて位置決めされている。分析用基板４０は、ＢＫ７（屈折率ｎｄ＝１．５１６３）、ＳＦＬ６（屈折率ｎｄ＝１．８０５１８）のような高屈折率の光学ガラス（後述のプリズムと同じ屈折率のものが望ましい。）からなるガラス板４１の上面全体に金属薄膜４２を厚さ５０ｎｍとなるように蒸着した後、金属薄膜４２の上に厚みが１００μｍとなるようにシリコンゴム４３を印刷し、シリコンゴム４３から金属薄膜４２をスリット状に一部露出させたものである。金属薄膜２２としては、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ａｌ、ステンレスなどを用いることができるが、特にＡｕが望ましい。したがって、分析用基板４０の上面のほぼ全体はシリコンゴム４３によって覆われており、シリコンゴム４３のスリット状開口によって形成された幅５００μｍ以上の流路４４が互いに分離されて複数本平行に設けられ、各流路４４内には金属薄膜４２が露出している。この分析用基板４０の各流路４４には、抗原複合体が塗布される。抗原複合体の塗布は、ＢＳＡの物理吸着で行われ、その後スキムミルクでブロッキングされる。ただし、Ａｕ薄膜のように金属薄膜４２が耐溶剤性を有していれば、ＰＳ、ＰＭＭＡなどの材料に変更してもよい。この分析用基板４０は、全体にＡｕ薄膜等の金属薄膜４２を形成されるので、ホルダー３７に設けた凹部３８に嵌め込むようにしてできるだけ面積を小さくしており、それによってコストを低減している。
【００２８】
ホルダー３７及び分析用基板４０の上には、厚さ１００〜３００μｍ程度の軟質のフッ素系樹脂シート４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ（例えば、ポリテトラフルオロエチレンのシート）が４枚積層されている。積層されたフッ素系樹脂シート４５ａ〜４５ｄの上には、平面度の高い硬質のカバー板４６が重ねられており、フッ素系樹脂シート４５ａ〜４５ｄはカバー板４６によって均等に押圧されている。カバー板４６は、耐食性の点からはポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂が望ましいが、場合によってはＢＫ７のようなガラス板、セラミック板、金属板などを使用してもよい。
【００２９】
ホルダー３７の上面には位置決めボス４７が突設されており、この位置決めボス４７をフッ素系樹脂シート４５ａ〜４５ｄ及びカバー板４６の縁に設けられた位置決め孔４８に挿通させることにより、分析用基板４０、フッ素系樹脂シート４５ａ〜４５ｄ及びカバー板４６を互いに位置決めしている。さらに、カバー板４６の両側部に硬質樹脂製又は金属製のクランプ部４９を重ね合わせ、ホルダー３７、フッ素系樹脂シート４５ａ〜４５ｄ及びカバー板４６の両側部に開けられた通孔５０に通したネジ５１をクランプ部４９の下面に螺合させ、試料カセット３０を一体に組み立てている。これによってカバー板４６及びフッ素系樹脂シート４５ａ〜４５ｄはクランプ部４９とホルダー３７との間に均等に締め付けられる。ここでネジ５１としては、各フッ素系樹脂シート４５ａ〜４５ｄを均等に締め付けられるようにするためには、段付きネジを用いるのが望ましい。この試料カセット３０は、ネジ５１で組み立てられているので、分解して分析用基板４０、フッ素系樹脂シート４５ａ〜４５ｄ、カバー板４６等を洗浄した後、再び組み立てれば再利用することができる。また、組み立て方法としては、例えばクランプ部４９の下部に設けた爪をホルダー３７に係止させるなどして簡単に組立と分解を行えるようにしてもよい。あるいは、ホルダー３７とフッ素系樹脂シート４５ａとカバー板４６の周囲を接着剤で接着して使い捨てタイプとしても差し支えない。
【００３０】
この試料カセット３０は、一度に複数の抗体に対する試料溶液（抗原）の検査を行えるようにしたものであって、以下のような内部構造を有している。カバー板４６の一方（以下、試料供給側という。）には、１つの測定検体注入口３４と複数の抗体試料注入口３５が開口されており、他方（以下、試料吸引側という。）には１つの吸引口３６が開口されている。１番上のフッ素系樹脂シート４５ａの試料供給側には、抗体試料注入口３５と対向する位置に複数の連通孔５２が開口され、各連通孔５２から試料吸引側へ向けて抗体試料供給孔５３（流路幅５００μｍ以上）が長孔状に延びている。さらに、フッ素系樹脂シート４５ａの試料供給側には、測定検体注入口３４と対向する位置に連通孔５４が開口され、該連通孔５４からは櫛歯状に分岐して測定検体供給孔５５（流路幅５００μｍ以上）が延びており、各測定検体供給孔５５の先端部は抗体試料供給孔５３と交互に並んでいる。フッ素系樹脂シート４５ａの試料吸引側には、吸引口３６と対向する位置に比較的大きな第２回収部５６が開口されている。
【００３１】
上から２番目のフッ素系樹脂シート４５ｂの試料供給側には、フッ素系樹脂シート４５ａの測定検体供給孔５５の先端及び抗体試料供給孔５３の先端と対応する位置を始端として合流したＹ字状の混合液供給孔５７（流路幅５００μｍ以上）が形成され、混合液供給孔５７の合流側端部に比較的大きな円形の液溜め部５８が設けられている。また、フッ素系樹脂シート４５ｂの試料吸引側には、フッ素系樹脂シート４５ａの第２回収部５６と対向する位置で１点に集まり、他端が複数に分岐した櫛歯状の混合液回収孔５９（流路幅５００μｍ以上）が開口されている。
【００３２】
上から３番目のフッ素系樹脂シート４５ｃの試料供給側には、フッ素系樹脂シート４５ｂの液溜め部５８と対応する位置にそれぞれ連通孔６０が開口されており、フッ素系樹脂シート４５ｃの試料吸引側には、混合液回収孔５９の分岐側先端部に対応する位置にそれぞれ第１回収部６１が開口されている。
【００３３】
最も下のフッ素系樹脂シート４５ｄの試料供給側には、フッ素系樹脂シート４５ｃの連通孔６０と分析用基板４０に設けられた流路４４の一端とを結ぶようにして複数本の混合液供給孔６２（流路幅５００μｍ以上）が放射状に開口されており、フッ素系樹脂シート４５ｄの試料吸引側には、フッ素系樹脂シート４５ｃの第１回収部６１と分析用基板４０の流路４４の他端とを結ぶようにして複数本の混合液回収孔６３（流路幅５００μｍ以上）が放射状に開口されている。なお、上記のようなフッ素系樹脂シート４５ａ〜４５ｄ及びカバー板４６の各種の孔は、パンチングによって打ち抜いて形成される。
【００３４】
図８は試料カセット３０の内部の通路を表わした概略斜視図、図９は試料カセット３０の模式的な断面図である。この試料カセット３０にあっては、測定検体注入口３４、連通孔５４、測定検体供給孔５５、混合液供給孔５７によって抗原試料を含んだ試料溶液の供給通路が構成され、抗体試料注入口３５、連通孔５２、抗体試料供給孔５３、混合液供給孔５７によって抗体試料を含んだ溶液の供給通路が構成され、両通路を通じて供給された抗原試料と抗体試料とは液溜め部５８で混合されて保持される。さらに、連通孔６０及び混合液供給孔６２で混合溶液を金属薄膜４２の設けられている流路４４へ供給するための通路が形成される。また、吸引口３６から試料カセット３０の内部の空気を引き抜くと、連通孔６０、混合液供給孔６２、流路４４、混合液回収孔６３、第１回収部６１、混合液回収孔５９及び第２回収部５６という経路を通じて、各液溜め部５８内に溜まっている混合溶液が空気と共に一度に引き抜かれる。このとき、金属薄膜４２の形成されている流路４４を通過した混合溶液は、混合液回収孔６３を通って第１回収部６１に溜められる。混合溶液の量が多くて混合溶液の一部が第１回収部６１を通過した場合にも、その混合溶液は第２回収部５６で回収される。よって、吸引口３６から吸引しても混合溶液は吸引口３６から溢れ出ることはなく、試料カセット３０内に保持される。
【００３５】
図１０は試料検査室２７内の内部の構造を示す断面図である。ハウジング下部２２ｂの底面に設けられた回路基板６４の上面には、信号処理回路等を構成するための電子回路と共に発光ダイオード（ＬＥＤ）や半導体レーザー素子（ＬＤ）のような１個又は複数個の発光素子６５（例えば、アレイ状のＬＥＤ）と、複数個のフォトトランジスタや複数個のフォトダイオード（ＰＤ）、ＣＣＤ、ＰＳＤ等の受光素子６６が２次元データを取得できるように実装されている。発光素子６５は、波長が２００〜１，３００ｎｍ、好ましくは４００〜８００ｎｍ、より好ましくは６５０〜８００ｎｍの光を発光するものが望ましい。発光素子６５及び受光素子６６の上方には、プリズム６７が固定されている。プリズム６７はほぼ台形状をしており、台形状部分６７ａの上面には矩形状部分６７ｂが突出している。プリズム用材料としては、ＢＫ７（屈折率１．５１６３）、ＳＦＬ６（屈折率１．８０５１８）などの高屈折率ガラス材料が望ましいが、プラスチック等であってもよい。発光素子６５から出射された光は、プリズム６７上に線状の検出エリアを有するように設定され、試料カセット３０の複数の流路４４を同時に検出できるように配置される。
【００３６】
試料検査室２７内に設けられている前記カセット載置台３１は中央部に開口３１ａを有している。プリズム６７は、カセット載置台３１の下に配置されており、矩形状部分６７ｂがカセット載置台３１の開口３１ａから突出している。プリズム６７のカセット載置台３１上面からの突出長は、試料カセット３０において分析用基板４０の下面がホルダー３７の下面から引っ込んでいる距離と等しくなっており、試料カセット３０をカセット載置台３１の上にセットすると、矩形状部分６７ｂが試料カセット３０の開口３９内にはまり込んでプリズム６７の上面（平坦面）が分析用基板４０の下面に密着する。また、前記のように、カセット載置台３１の上面にはガイドピン３２が突出している。
【００３７】
発光素子６５は、シリンドリカルレンズ６８を介してプリズム６７下面の一方端部に対向し、受光素子６６は、プリズム６７下面の他方端部に対向しており、発光素子６５は光出射方向を真上に向けて固定され、受光素子６６は受光面を真上に向けて固定されている。しかして、発光素子６５から上方に向けて光線を出射させると、発光素子６５から出射された光は、図１０に矢印で示すように、レンズ６８でコリメート化された後、プリズム６７の下面からプリズム６７内に入り、台形状部分６７ａの斜面６９で全反射されることによって矩形状部分６７ｂの上面（全反射面７０）に達する。この全反射面７０で全反射された光は、台形状部分６７ａの他方の斜面６９でさらに全反射されてプリズム６７の下面から出射され、受光素子６６により受光される。
【００３８】
カバー扉２８の前端部には係止部７１が設けられており、カバー扉２８を閉じると、ハウジング下部２２ｂの前面に設けられた係止爪７２が係止部７１に引っ掛かることによってカバー扉２８が閉成状態に保持される。係止爪７２は弾性片７３の上端部に設けられており、弾性片７３の下部に設けられた開ボタン２９を押すと、閉じられたカバー扉２８を開くことができる。カバー扉２８の内面には下面が平面状をしたプレート７４が取り付けられており、プレート７４の下面には、複数個の突起状をしたカセット押え７５と、試料カセット３０の測定検体注入口３４及び抗体試料注入口３５の周囲を押えて塞ぐための注入口押え７６と、試料カセット３０からエアを引き抜くための針状をした吸引ノズル７７とが突出している。カセット押え７５は、ゴム又は軟質樹脂によって形成されていて弾性を有しており、カセット載置台３１の上に試料カセット３０を置いた後、カバー扉２８を閉じると、試料カセット３０がカセット押え７５で動かないように押えられる。注入口押え７６は、測定検体注入口３４及び抗体試料注入口３５よりも大きな外径を有しており、その中心には、図１１に示すように、吸引されたときにエアを通すことができる程度の細い貫通孔７８が設けられている。吸引ノズル７７は先端が吸引口３６に入る太さとなっており、図１２に示すように、吸引ノズル７７の周囲には吸引口３６の周囲を押えて塞ぐための弾性パッキン（ブッシュ）７９が設けられている。さらに、吸引ノズル７７は、吸引チューブ８０を介して吸引ポンプ（後述する。）に接続されている。
【００３９】
次に、上記のような構造の試料カセット３０と表面プラズモン共鳴分析装置２１を用いて、いわゆる間接競合法（特開平１０−２２１２４９号）により抗原の検査を行う方法を説明する。この間接競合法とは、既知量の抗体に試料溶液（検体溶液）を予め混合反応させておき、しかる後、この混合溶液を金属薄膜等の共鳴材に接触させ、試料溶液中の抗原と反応した残りの抗体を共鳴材に固定化されている抗原と結合させる方法であって、表面プラズモン共鳴分析によって共鳴材に固定化されていた抗原と結合した抗体の量を計測し、計測した抗体量ともとの抗体量（既知量）との差から試料溶液中の抗原と結合した抗体量を知り、それによって試料溶液中の抗原の量を求めるというものである。
【００４０】
具体的に説明すると、まず、図１３（ａ）に示すように抗原複合体８１を固定されただけの金属薄膜４２（共鳴材）に対して反射率Ｒ０を求めておく。ついで、図１３（ｂ）に示すように金属薄膜４２に固定された抗原複合体８１に対して既知量の抗体８２を接触させ、この抗体８２を抗原複合体８１に吸着させた状態で反射率Ｒ１を測定し、反射率の変化ΔＲ１＝Ｒ１−Ｒ０を求める。これを検量線データという。また一方で、図１３（ｃ）に示すように、既知量の抗体８２を未知量の抗原８３に接触させて全ての抗原８３を抗体８２と結合させ（抗体８２の量は抗原８３の量よりも充分に多くなっている。）、抗原８３と結合せずに余った抗体８２を金属薄膜４２の抗原複合体８１に吸着させた状態で反射率Ｒ２を測定し、反射率の変化ΔＲ２＝Ｒ２−Ｒ０を求める。こうして得られた反射率の変化ΔＲ１、ΔＲ２と抗体８２の既知量とからは、抗原複合体８１に吸着された抗体８２の量を知ることができ、ひいては検査対象となる抗原８３の量を知ることができる。
【００４１】
金属薄膜等の共鳴材に固定化された抗体に抗原を結合させて直接抗原の量を計測する方法では、抗原の分子量が小さいために高い計測精度を得ることが困難であるが、間接競合法によれば共鳴材に複数の低分子量の抗原を固定化した複合体を固定した複合体抗原に分子量の大きな抗体を結合させて抗体の量を計測するので、高い感度を得ることができる長所がある。
【００４２】
次に、上記表面プラズモン共鳴分析装置２１を用いて検査する具体的手順を説明する。まず、抗原試料（測定検体）を含んだ試料溶液と、既知量の抗体試料を含んだ溶液とを用意する。測定の対象としての抗原である薬物に限定はないが、この検査方法は、特に低分子量の薬物に適している。例えば、メタンフェタミンやアンフェタミン等の覚醒剤、モルヒネやジアセチルモルヒネ（ヘロイン）、コデイン、カコイン等の麻薬、フェノバルビタールやニトラゼパム等の向精神剤、大麻としてのテトラヒドロカンナビノールなどの検査に適している。
【００４３】
一方、薬物（又は、薬物のエピトープ）を認識して特異的に結合する抗体としては、モノクロナール抗体でもポリクロナール抗体でも、特に制限無く使用することができる。モノクロナール抗体は、例えばケーラー・ミルシュタインの方法に従って、容易に製造することができる。一般に、抗原で免役したマウス等のほ乳類の脾臓細胞等に由来する抗体産生細胞と、マウス等のほ乳類のミエローマ細胞とを融合し、選択培地によって、抗体を産生するハイブリドーマをスクリーニングすることによって、所望のハイブリドーマを入手し、これを培養してモノクロナール抗体を産生させるか、又はハイブリドーマをマウス等のほ乳類の腹腔内に投与し、腹水からモノクロナール抗体を生成することによってもモノクロナール抗体を入手することができる。
【００４４】
また、この検査方法は、抗原と抗体に代え、細胞やバクテリア、ウィルス等の試料と、その反応物質を用いることにより、細胞やバクテリア、ウィルス等の検査を行うこともできる。さらに、試料（測定検体）に特定の抗原が含まれているか否かを検査する場合には、試料には必ずしも抗原が含まれているとは限らない。
【００４５】
ついで、同一の試料カセット３０を２枚用意する。これらの試料カセット３０内の各金属薄膜４２には、前記のように所定の抗原複合体が塗布されている。シリンジ等を用いて、一方の試料カセット３０の各抗体試料注入口３５に互いに種類の異なる既知量の抗体を含んだ抗体試料を注入する。抗体試料注入口３５から注入された抗体試料は、連通孔５２から抗体試料供給孔５３に入り、混合液供給孔５７を通って液溜め部５８に達し（あるいは、液溜め部５８に達する前の通路で止まるかも知れない。）、そこで止められる。
【００４６】
こうして、各抗体試料を注入された試料カセット３０を表面プラズモン共鳴分析装置２１の試料検査室２７内に納める。試料カセット３０をカセット載置台３１の上に載置すると、ガイドピン３２が試料カセット３０のガイド孔３３内に嵌って試料カセット３０が位置決めされる。また、プリズム６７の上面と試料カセット３０の分析用基板４０下面との間には、マッチングオイルを塗布し充填させることにより、互いに光学的に一体化させる。ついで、試料検査室２７のカバー扉２８を閉じると、カバー扉２８は係止爪７２によって閉成状態に保持され、内部の試料カセット３０はカセット押え７５によって押さえ付けられる。また、カバー扉２８を閉じると、図１１に示したように測定検体注入口３４及び抗体試料注入口３５が注入口押え７６によって塞がれると共に、図１２に示すように吸引口３６に吸引ノズル７７が差し込まれる。
【００４７】
こうして準備が完了した後、切替スイッチ２５を検量側に切り替えて、スタートボタン２４を押すと、吸引ポンプが作動して吸引ノズル７７から試料カセット３０内の空気が引き抜かれ、試料カセット３０内の流路が減圧される。この結果、試料カセット３０の液溜め部５８内に保持されていた抗体試料が連通孔６０及び混合液供給孔６２を通って各流路４４へ導かれ、それぞれの抗体試料が各流路４４を通過する際に金属薄膜４２に接触する。このとき、抗体試料中に含まれている抗体は、全て金属薄膜４２に固定されている抗原複合体に吸着される。
【００４８】
流路４４を通過した抗体試料は、さらに吸引されて混合液回収孔６３を通って第１回収部６１に達し、ここに溜められる。更に、第１回収部６１を通過した抗体試料は、混合液回収孔５９で１箇所に集められて第２回収部５６に溜められる。よって、抗体試料は、第１回収部６１及び第２回収部５６に溜められるので、抗体試料は吸引ノズル７７や吸引ポンプ内に流れ込むことはない。
【００４９】
スタートボタン２４を押すと同時に、発光素子６５から光が出射される。この光はレンズ６８でコリメート化された後にプリズム６７内に入り、斜面６９で反射し、さらにプリズム６７の上面に接している分析用基板４０の金属薄膜４２で反射する。金属薄膜４２で反射した光は、再び斜面６９で反射した後、受光素子６６で受光される。
【００５０】
スタートボタン２４を押した直後の受光量Ｉ０は、抗体試料がまだ金属薄膜４２に達していないので、金属薄膜４２の抗原複合体に抗体が吸着されていない状態における反射率Ｒ０に対応する受光量である。抗体が金属薄膜４２の抗原複合体に吸着されるに従って受光素子６６の受光量は変化するが、やがて受光量が安定する。この安定した状態における受光量Ｉ１は、既知量の抗体が金属薄膜４２に吸着された状態における反射率Ｒ１に対応する受光量である。表面プラズモン共鳴分析装置２１の演算処理部は、これらの受光量Ｉ０、Ｉ１に基づいて反射率の差ΔＲ１＝Ｒ１−Ｒ０に相当するデータを求め、抗体の既知量などのデータと一緒にメモリに記憶する。
【００５１】
次に、シリンジ等を用いて、もう一方の試料カセット３０の測定検体注入口３４に抗原試料を注入し、また、各抗体試料注入口３５に互いに種類の異なる前記抗体試料を注入する。測定検体注入口３４から注入された抗原試料は、連通孔５４から測定検体供給孔５５に入って測定検体供給孔５５の各枝に分岐し、混合液供給孔５７を通って複数の液溜め部５８に達する（あるいは、液溜め部５８に達する前の通路で止まっているかも知れない。）。また、抗体試料注入口３５から注入された抗体試料は、連通孔５２から抗体試料供給孔５３に入り、混合液供給孔５７を通って液溜め部５８に達する。従って、若干広い空間となっている各液溜め部５８には、抗原試料と各抗体試料とが止まり、そこで混合される（あるいは、抗体試料と抗原試料が液溜め部５８に達する前で止まっている場合には、吸引により混合を開始する。）。即ち、１番目の液溜め部５８では、測定検体注入口３４から注入された抗原試料と１番目の抗体試料注入口３５から注入された抗体試料とが混合され、２番目の液溜め部５８では、測定検体注入口３４から注入された抗原試料と２番目の抗体試料注入口３５から注入された抗体試料とが混合され、３番目の液溜め部５８では、測定検体注入口３４から注入された抗原試料と３番目の抗体試料注入口３５から注入された抗体試料とが混合されるといった具合になる。このとき、抗原試料に含まれている抗原と各々の抗体試料に含まれている所定量の抗体とが反応する。
【００５２】
こうして、抗原試料と各抗体試料を注入された試料カセット３０を試料検査室２７のカセット載置台３１の上に載置して位置決めする。このときも、プリズム６７の上面と試料カセット３０の分析用基板４０下面との間には、マッチングオイルを塗布し充填させることにより、互いに光学的に一体化させる。ついで、試料検査室２７のカバー扉２８を閉じて、測定検体注入口３４及び抗体試料注入口３５を注入口押え７６で塞ぐと共に、吸引口３６に吸引ノズル７７を差し込む。
【００５３】
こうして準備が完了した後、切替スイッチ２５を検査側に切り替えておき、スタートボタン２４を押すと、吸引ポンプが作動して吸引ノズル７７から試料カセット３０内の空気が引き抜かれ、試料カセット３０内の流路が減圧される。この結果、図８に示すように、試料カセット３０の液溜め部５８内に保持されていた抗原試料と抗体試料との混合溶液が連通孔６０及び混合液供給孔６２を通って各流路４４へ導かれ、それぞれの混合液が各流路４４を通過する際に金属薄膜４２に接触する。このとき、混合液中に含まれている抗原と結合していない抗体は、金属薄膜４２に固定されている抗原複合体に吸着される。
【００５４】
流路４４を通過した混合液は、さらに吸引されて混合液回収孔６３を通って第１回収部６１に達し、ここに溜められる。更に、第１回収部６１を通過した混合液は、混合液回収孔５９で１箇所に集められて第２回収部５６に溜められる。よって、混合液は、第１回収部６１及び第２回収部５６に溜められるので、混合液は吸引ノズル７７や吸引ポンプ内に流れ込むことはない。
【００５５】
スタートボタン２４を押すと同時に、発光素子６５から光が出射される。この光はレンズ６８でコリメート化された後にプリズム６７内に入り、斜面６９で反射し、さらにプリズム６７の上面に接している分析用基板４０の金属薄膜４２で反射する。金属薄膜４２で反射した光は、再び斜面６９で反射した後、受光素子６６で受光される。
【００５６】
スタートボタン２４を押した直後の受光量Ｉ０は、抗体試料と抗原試料の混合液がまだ金属薄膜４２に達していないので、金属薄膜４２の抗原複合体に抗体が吸着されていない状態における反射率Ｒ０に対応する受光量である。余剰の抗体が金属薄膜４２の抗原複合体に吸着されるに従って受光素子６６の受光量は変化するが、やがて受光量が安定する。この安定した状態における受光量Ｉ２は、既知量の抗体と結合することなく残った余剰の抗体が金属薄膜４２に吸着された状態における反射率Ｒ２に対応する受光量である。表面プラズモン共鳴分析装置２１の演算処理部は、これらの受光量Ｉ０、Ｉ２に基づいて反射率の差ΔＲ２＝Ｒ２−Ｒ０に相当するデータを求め、メモリに記憶する。
【００５７】
上記のような工程が完了すると、表面プラズモン共鳴分析装置２１の演算処理装置はメモリからデータを読み出し、間接競合法の原理に基づいて抗原試料に含まれている各抗原の種類や量を求め、その結果をメモリに記憶させると共に表示部２３に表示させる。また、必要に応じてプリンタなどに出力する。
【００５８】
ここでは、図６〜図９に示したような構造の試料カセット３０を使用し、複数種類の抗体試料を用いたので、検査対象となる抗原試料に含まれている抗原の種類を特定することができ、また、複数種類の抗体に対する反応を一度に検査することができ、各抗原の量を一度に検出することができる。
【００５９】
次に、別な構造の試料カセット８４を図１４〜図１６により説明する。これは複数本の流路４４内の金属薄膜４２において、同一の抗体試料と抗原試料の組み合わせで複数回の検査を一度に行えるようにしたものである。図１４はこの試料カセット８４の斜視図、図１５はその分解斜視図である。この試料カセット８４にあっては、カバー板４６には、測定検体注入口３４と抗体試料注入口３５と吸引口３６がそれぞれ１個ずつ開口されている。また、図７に示した試料カセット３０の構造と比較すると、この試料カセット８４では、フッ素系樹脂シート４５ａに代えて２枚のフッ素系樹脂シート４５ｅ、４５ｆが挟み込まれている。最上層のフッ素系樹脂シート４５ｅの試料供給側には、測定検体注入口３４と対向する位置に連通孔５４が開口され、該連通孔５４からは櫛歯状に分岐して測定検体供給孔５５（流路幅５００μｍ以上）が延びており、また抗体試料注入口３５と対向する位置に１つの連通孔８５が開口されている。フッ素系樹脂シート４５ａの試料吸引側には、吸引口３６と対向する位置に連通孔８６が開口されている。
【００６０】
上から２番目の上層の４５ｆの試料供給側には、連通孔８５と対向する位置に連通孔８７が開口され、該連通孔８７からは櫛歯状に分岐して抗体試料供給孔８８（流路幅５００μｍ以上）が延びており、また測定検体供給孔５５の先端と対向する位置にはそれぞれ連通孔８９が開口されている。フッ素系樹脂シート４５ａの試料吸引側には、連通孔８６と対向する位置に回収孔９０が開口されている。
【００６１】
上から３番目以降のフッ素系樹脂シート４５ｂ〜４５ｄは、図７に示されているものと同じものである。この３枚目のフッ素系樹脂シート４５ｂの混合液供給孔５７の分岐した端部はそれぞれ抗体供給孔８８の先端と連通孔８９に対向しており、フッ素系樹脂シート４５ｂの混合液回収孔５９の先端は回収孔９０に対向している。
【００６２】
図１６は試料カセット８４の内部の通路を表わした概略斜視図である。この試料カセット８４にあっては、測定検体注入口３４、連通孔５４、測定検体供給孔５５、連通孔８９、混合液供給孔５７によって抗原試料を含んだ試料溶液の供給通路が構成され、抗体試料注入口３５、連通孔８５、連通孔８７、抗体供給孔８８、混合液供給孔５７によって抗体試料を含んだ溶液の供給通路が構成されており、測定検体注入口３４から注入された抗原試料は測定検体供給孔５５で複数に分岐して各液溜め部５８へ流れ込み、抗体試料注入口３５から注入された抗体試料は、抗体供給孔８８で分岐して液溜め部５８へ流れ込み、抗原試料と抗体試料とは液溜め部５８で混合されて保持される。従って、複数の液溜め部５８では、いずれも同一の抗体試料と抗原試料が混合される。よって、この試料カセット８４を用いれば、１つの抗原に対する検査を複数の金属薄膜４２を用いて同時に実施することができる。
【００６３】
この試料カセット８４を用いた間接競合法による検査方法は、抗体が１種類である点を除けば、試料カセット３０を用いた場合と同じであるので、詳細は省略する。
【００６４】
次に、さらに別な構造の試料カセット９１を図１７〜図１９により説明する。これは抗原試料の検査と検量線データの取得とを同時に行えるようにしたものである。図１７はこの試料カセット９１の斜視図、図１８はその分解斜視図である。最下層に位置する板状のホルダー３７の上面には凹部３８が形成され、凹部３８の中央部には開口３９があいている。ホルダー３７の凹部３８内には、分析用基板４０が嵌め込まれて位置決めされている。分析用基板４０は、ガラス板４１の上面全体に金属薄膜４２を蒸着した後、金属薄膜４２の上にシリコンゴム４３を印刷し、シリコンゴム４３から金属薄膜４２をスリット状に一部露出させたものである。したがって、分析用基板４０の上面のほぼ全体はシリコンゴム４３によって覆われており、シリコンゴム４３のスリット状開口によって形成された流路４４が複数本平行に設けられ、各流路４４内には金属薄膜４２が露出している。この分析用基板４０の各流路４４には、いずれも抗原複合体が塗布されており、交互に検査用と検量線データ取得用が並んでいる。
【００６５】
ホルダー３７及び分析用基板４０の上には、厚さ１００〜３００μｍ程度の軟質のフッ素系樹脂シート４５ｇ、４５ｈ、４５ｉ、４５ｈｊ（例えば、ポリテトラフルオロエチレンのシート）が４枚積層されている。積層されたフッ素系樹脂シート４５ｇ〜４５ｊの上には、平面度の高い硬質のカバー板４６が重ねられており、フッ素系樹脂シート４５ｇ〜４５ｊはカバー板４６によって均等に押圧されている。
【００６６】
これらのホルダー３７、分析用基板４０、フッ素系樹脂シート４５ｇ〜４５ｊ、カバー板４６を積層して組み立てるための構造は、図７に示した試料カセット３０の場合と同様であるので、その説明は省略する。
【００６７】
この試料カセット９１は、一度に複数の抗体に対する試料溶液（抗原）の検査を行えると共に検量線データも取得できるようにしたものであって、以下のような内部構造を有している。カバー板４６の試料供給側には、１つの測定検体注入口３４と複数の抗体試料注入口３５が開口されており、試料吸引側には１つの吸引口３６が開口されている。１番上のフッ素系樹脂シート４５ｇの試料供給側には、抗体試料注入口３５と対向する位置に複数の連通孔９２が開口されている。さらに、フッ素系樹脂シート４５ｇの試料供給側には、測定検体注入口３４と対向する位置に連通孔９３が開口され、該連通孔９３からは櫛歯状に分岐して測定検体供給孔９４が延びており、各測定検体供給孔９４の先端部は連通孔９２と交互に並んでいる。フッ素系樹脂シート４５ｇの試料吸引側には、吸引口３６と対向する位置には吸引口３６と対向する位置で１点に集まり、他端が複数に分岐した櫛歯状の混合液回収孔９５が開口されている。
【００６８】
上から２番目のフッ素系樹脂シート４５ｈの試料供給側には、フッ素系樹脂シート４５ｇの連通孔９２と対応する位置に同様な連通孔９６が開口され、フッ素系樹脂シート４５ｇの測定検体供給孔９４の先端に対応する位置に比較的小さな連通孔９７が開口され、両連通孔９６、９７が交互に配列している。また、フッ素系樹脂シート４５ｈの試料吸引側には、混合液回収孔９５の分岐側先端に対向する位置に比較的容積の大きな回収部９８が開口されている。
【００６９】
上から３番目のフッ素系樹脂シート４５ｉの試料供給側には、連通孔９６に対応する位置に端部を有する長孔状の検量用流路９９が開口され、連通孔９７に対応する位置に端部を有する長孔状の検査用流路１００が開口されており、検量用流路９９の端と検査用流路１００の中央部とは合流用流路１０１で結ばれている。また、フッ素系樹脂シート４５ｉの試料吸引側には、隣接する検量用流路９９及び検査用流路１００と対向する分岐側端部を有し、フッ素系樹脂シート４５ｈの回収部９８と対応する位置で他端が１本にまとまった略Ｙ字状の回収流路１０２が開口されている。
【００７０】
最も下のフッ素系樹脂シート４５ｊの試料供給側には、フッ素系樹脂シート４５ｉの検量用流路９９と分析用基板４０に設けられた検量用の流路４４の一端とを結ぶようにして複数本の検量用液供給孔１０３と、検査用流路１００と検査用の流路４４の一端とを結ぶようにして複数本の混合液供給孔１０４とが放射状に開口されており、フッ素系樹脂シート４５ｊの試料吸引側には、フッ素系樹脂シート４５ｉの回収流路１０２と分析用基板４０の流路４４の他端とを結ぶようにして複数本の回収流路１０５が放射状に開口されている。なお、上記のようなフッ素系樹脂シート４５ｇ〜４５ｊ及びカバー板４６の各種の孔は、パンチングによって打ち抜いて形成される。
【００７１】
図１９は試料カセット９１の内部の通路を表わした概略斜視図である。この試料カセット９１にあっては、抗体試料注入口３５、連通孔９２、連通孔９６、検量用流路９９、検量用液供給孔１０３によって検量用の流路４４に抗体試料を供給するための通路が構成される。また、測定検体注入口３４、連通孔９３、測定検体供給孔９４、連通孔９７、検査用流路１００、混合液供給孔１０４によって検査用の流路４４に抗原試料を供給するための通路が構成され、抗体試料注入口３５、連通孔９２、連通孔９６、合流用流路１０１、検査用流路１００、混合液供給孔１０４によって検査用の流路４４に抗体試料を供給するための通路が構成され、両通路を通じて供給された抗原試料と抗体試料とは、検査用流路１００及び混合液供給孔１０４を流れるうちに混合される。また、吸引口３６から試料カセット９１の内部の空気を引き抜くと、混合液回収孔９５、回収部９８、回収流路１０２、回収流路１０５という経路を通じて、試料カセット９１内の混合溶液及び検量用の抗体試料が空気と共に引き抜かれる。このとき、金属薄膜４２の形成されている流路４４を通過した溶液は、回収流路１０５及び回収流路１０２を通って回収部９８に溜められる。
【００７２】
よって、このような試料カセット９１を前記のような表面プラズモン共鳴分析装置２１にセットして検査を行うと、抗体試料注入口３５から注入された抗体試料の一部は、検量線データを取得するための流路４４に単独で流れて検量線データを取得される。また、抗体試料注入口３５から注入された抗体試料の残りの一部は、測定検体注入口３４から注入された抗原試料と混合されて検査用の流路４４に流れ、検査用のデータを取得される。従って、このような試料カセット９１を用いれば、検量線データの取得と検査とを同時に行うことができ、検査完了までの所要時間を半減させることができる。また、検量線データの取得と検査とを同時に行うことができるので、検量線データと検査データとのバラツキが小さく、検査精度も向上する。
【００７３】
次に、さらに別な構造の試料カセット１０６を図２０及び図２１により説明する。これは複数本の流路４４内の金属薄膜４２において、同一の抗体試料と抗原試料の組み合わせで複数回の検査を一度に行えるようにすると共に、さらに検量線データの取得も同時に行えるようにしたものである。図２０はこの試料カセット１０６の斜視図、図２１はその内部に形成されている通路を示す斜視図である。この試料カセット１０６の分解斜視図は示さないが、図１８のような構造において、カバー板４６及びフッ素系樹脂シート４５ｇを図１４のカバー板４６及びフッ素系樹脂シート４５ｅ及び４５ｆに置き換えたものとなっている。
【００７４】
この試料カセット１０６にあっては、抗体試料注入口３５、連通孔８５、連通孔８７、抗体供給孔８８、検量用流路９９、検量用液供給孔１０３によって検量用の流路４４に抗体試料を供給するための通路が構成される。また、測定検体注入口３４、連通孔５４、測定検体供給孔５５、連通孔８９、検査用流路１００、混合液供給孔１０４によって検査用の流路４４に抗原試料を供給するための通路が構成され、抗体試料注入口３５、連通孔８５、連通孔８７、抗体供給孔８８、合流用流路１０１、検査用流路１００、混合液供給孔１０４によって検査用の流路４４に抗体試料を供給するための通路が構成され、両通路を通じて供給された抗原試料と抗体試料とは、検査用流路１００及び混合液供給孔１０４を流れるうちに混合される。また、吸引口３６から試料カセット１０６の内部の空気を引き抜くと、混合液回収孔９５、回収部９８、回収流路１０２、回収流路１０５という経路を通じて、試料カセット１０６内の混合溶液及び検量用の抗体試料が空気と共に引き抜かれる。このとき、金属薄膜４２の形成されている流路４４を通過した溶液は、回収流路１０５及び回収流路１０２を通って回収部９８に溜められる。
【００７５】
従って、この試料カセット１０６では、１つの抗原に対する検査を複数の金属薄膜４２を用いて複数回同時に実施することができ、さらに、検量線データを取得するための検査も同時に行うことができる。
【００７６】
つぎに、上記表面プラズモン共鳴分析装置２１により自動的に検査を行うための具体的な手順を説明する。図２２は表面プラズモン共鳴分析装置２１のシステムを表した概略図である。表面プラズモン共鳴分析装置２１は、カセット載置台３１の下にプリズム６７、発光素子６５、受光素子６６が配置されている。吸引ノズル７７には吸引チューブ８０を介して吸引ポンプ１０７が接続されている。信号処理部１０８は、受光素子６６の出力に基づいて抗原の種類や抗原の計測量などを判定したり、演算したりするものである。検出スイッチ１０９は、カセット載置台３１に試料カセットが装着されている否かを判定するものである。制御部１１０は、検出スイッチ１０９からの検知信号を受け取り、発光素子６５や吸引ポンプ１０７を駆動し、信号処理部１０８で求められた判定結果を受信する。表示部２３は表面プラズモン共鳴分析装置２１に設けられているが、別途外部のディスプレイ装置をつなぐようにしていてもよい。マイクロプロセッサ１１１は、メモリ１１２や外部インターフェイス１１３、電源１１４、制御部１１０、表示部２３、スタートボタン２４、切替スイッチ２５、決定ボタン２６とつながっており、表面プラズモン共鳴分析装置２１全体をコントロールしている。信号処理部１０８や制御部１１０、マイクロプロセッサ１１１、メモリ１１２などは、表面プラズモン共鳴分析装置２１内の回路基板に実装されている。また、表面プラズモン共鳴分析装置２１には、外部インターフェイス１１３を通じてパーソナルコンピュータを接続することもできる。なお、１１５はシリンジである。
【００７７】
図２３は試料カセット３０や試料カセット８４を用いて、検査と検量線データ取得とを別個に行う場合の測定動作手順を示すフロー図である。これらの動作は、制御部１１０やマイクロプロセッサ１１１によって実行される。測定を開始するには、まず検出キットを選定する（ステップＳ１）。検出キットとは、ある抗原に特異的に反応する抗体と、その抗原複合体を固定された試料カセットとの組み合わせをいう。検出キットが選定されると、その試料カセット３０（ここでは、試料カセット３０を用いるものとする。）をカセット載置台３１の上に装着し（ステップＳ２）、シリンジ等を用いて試料カセット３０に抗体試料を注入する（ステップＳ３）。ついで、切替スイッチ２５を検量側か、検査側に切替える（ステップＳ４）。ステップＳ５において、切替スイッチ２５が検量側になっている場合には、スタートボタン２４を押すと（ステップＳ７）、検出スイッチ１０９によって試料カセット３０がカセット載置台３１に装着されているか判定される（ステップＳ８）。試料カセット３０が装着されていないと判断されると、表示部２３に試料カセット３０の装着を促すエラーメッセージが表示され（ステップＳ９）、その場合には、ステップＳ２以降を繰り返す。ステップＳ８において、試料カセット３０がカセット載置台３１に装着されていることが確認されると、吸引ポンプ１０７が動作を開始し（ステップＳ１０）、試料カセット３０内の測定検体を吸引口３６側へ引き抜き、表面プラズモン共鳴（ＳＰＲ）による検査を行う（ステップＳ１１）。
【００７８】
表面プラズモン共鳴による検査は、図２４のフロー図に示すように、発光素子６５を発光させてその反射光を受光素子６６で受光することによってデータを取得し（ステップＳ２１）、このデータを表示部２３にダイヤグラム表示する（ステップＳ２２）と共にメモリ１１２にデータを保存する（ステップＳ２３）。ついで、検量中であれば（ステップＳ２４）、検量を終了してメインのフローへ戻る。
【００７９】
検量が終了すると、吸引ポンプ１０７を停止する（ステップＳ１２）。吸引ポンプ１０７を停止すると、カバー扉２８を開けて試料カセット３０を取り出す（ステップＳ１３）。検出スイッチ１０９は、試料カセット３０が装着されているか検知しており（ステップＳ１５）、吸引ポンプ１０７が停止して所定時間経過しても試料カセット３０が装着されている場合には、表示部２３に試料カセット３０を取り外すように表示する（ステップＳ１４）。試料カセット３０が取り外されていると、吸引ポンプ１０７を最初の状態に復帰させる（ステップＳ１６）。
【００８０】
測定が終了していない場合（ステップＳ１７でＮＯの場合）には、ステップＳ２へ戻る。即ち、新しい試料カセット３０をカセット載置台３１の上に装着し（ステップＳ２）、シリンジ等を用いて試料カセット３０に抗体試料を注入する（ステップＳ３）。ついで、切替スイッチ２５を検量側か、検査側に切替える（ステップＳ４）。切替スイッチ２５が検査側になっている場合（ステップＳ５）には、試料カセット３０内に測定検体を注入する（ステップＳ６）。ついで、スタートボタン２４を押すと（ステップＳ７）、検出スイッチ１０９によって試料カセット３０がカセット載置台３１に装着されているか判定される（ステップＳ８）。試料カセット３０が装着されていないと判断されると、表示部２３に試料カセット３０の装着を促すエラーメッセージが表示され（ステップＳ９）、その場合には、ステップＳ２以降を繰り返す。試料カセット３０がカセット載置台３１に装着されていることが確認されると、吸引ポンプ１０７が動作を開始し（ステップＳ１０）、試料カセット３０内の測定検体を吸引口３６側へ引き抜き、表面プラズモン共鳴（ＳＰＲ）による検査を行う（ステップＳ１１）。
【００８１】
表面プラズモン共鳴による検査は、図２４のフロー図に示すように、発光素子６５を発光させてその反射光を受光素子６６で受光することによってデータを取得し（ステップＳ２１）、このデータを表示部２３にダイヤグラム表示する（ステップＳ２２）と共にメモリ１１２にデータを保存する（ステップＳ２３）。ついで、検査中であれば（ステップＳ２４）、抗体試料と測定検体の混合溶液における抗体の濃度を計算し（ステップＳ２５）、これを表示部２３にダイアグラム表示する（ステップＳ２６）と共にメモリ１１２に記憶させ（ステップＳ２７）、メインのフローへ戻る。
【００８２】
検査が終了すると、吸引ポンプ１０７を停止する（ステップＳ１２）。吸引ポンプ１０７を停止すると、カバー扉２８を開けて試料カセット３０を取り出す（ステップＳ１３）。検出スイッチ１０９は、試料カセット３０が装着されているか検知しており（ステップＳ１５）、吸引ポンプ１０７が停止して所定時間経過しても試料カセット３０が装着されている場合には、表示部２３に試料カセット３０を取り外すように表示する（ステップＳ１４）。試料カセット３０が取り外されていると、吸引ポンプ１０７を最初の状態に復帰させる（ステップＳ１６）。これで測定が終了する（ステップＳ１７）。
【００８３】
図２５は試料カセット９１や試料カセット１０６を用いて、検査と検量線データ取得とを同時に行う場合の測定動作手順を示すフロー図である。測定を開始するには、まず検出キットを選定する（ステップＳ３１）。検出キットが選定されると、その試料カセット９１（ここでは、試料カセット９１を用いるものとする。）をカセット載置台３１の上に装着し（ステップＳ３２）、シリンジ等を用いて試料カセット９１の抗体試料注入口３５から抗体試料を注入する（ステップＳ３３）。ついで、測定検体注入口３４から試料カセット９１内に測定検体を注入する（ステップＳ３４）。
【００８４】
この後、スタートボタン２４を押すと（ステップＳ３５）、検出スイッチ１０９によって試料カセット９１がカセット載置台３１に装着されているか判定される（ステップＳ３６）。試料カセット９１が装着されていないと判断されると、表示部２３に試料カセット９１の装着を促すエラーメッセージが表示され（ステップＳ３７）、その場合には、ステップＳ３２以降を繰り返す。試料カセット９１がカセット載置台３１に装着されていることが確認されると、吸引ポンプ１０７が動作を開始し（ステップＳ３８）、試料カセット９１内の測定検体と抗体試料を吸引口３６側へ引き抜き、表面プラズモン共鳴（ＳＰＲ）による検査を行う（ステップＳ３９）。
【００８５】
この場合の表面プラズモン共鳴による検査は、図２６のフロー図に示すように、発光素子６５を発光させてその反射光を受光素子６６で受光することによって計量線データと検査データを取得し（ステップＳ５１）、このデータを表示部２３にダイヤグラム表示する（ステップＳ５２）。次に、計量線データと検査データを比較することによって測定検体の濃度を計算し（ステップＳ５３）、計算結果を表示部２３に表示させる（ステップＳ５４）と共にメモリ１１２に記憶させ（ステップＳ５５）、メインのフローへ戻る。
【００８６】
検査が終了すると、吸引ポンプ１０７を停止する（ステップＳ４０）。吸引ポンプ１０７を停止すると、カバー扉２８を開けて試料カセット９１を取り出す（ステップＳ４１）。検出スイッチ１０９は、試料カセット９１が装着されているか検知しており（ステップＳ４３）、吸引ポンプ１０７が停止して所定時間経過しても試料カセット９１が装着されている場合には、表示部２３に試料カセット９１を取り外すように表示する（ステップＳ４２）。試料カセット９１が取り外されていると、吸引ポンプ１０７を最初の状態に復帰させる（ステップＳ４４）。この後、ステップＳ３２からの動作を繰り返すか、測定を終了する（ステップＳ４５）。
【００８７】
なお、上記実施形態では、いずれも間接競合法を用いて検査する場合について説明したが、従来例で説明したように、共鳴材に抗体を固定しておき、ここに吸着される抗原の量を表面プラズモン共鳴法により直接的に計測する方法にも用いることができることはもちろんである。
【００８８】
【発明の効果】
本発明の表面プラズモン共鳴分析装置によれば、検査用カセット内に検体溶液を注入して保持させた後、この検査用カセットをカセット載置部にセットすると、共鳴現象発生部により光が照射されて表面プラズモン共鳴現象が発生する。検査用カセットで表面プラズモン共鳴を起こした反射光は受光部により受光され、検体が検査される。しかして、このような表面プラズモン共鳴装置によれば、複数の検体をそれぞれ異なる検査用カセットに保持させておけば、順次検査用カセットを取り替えながら連続して検体の検査を行うことができ、検体の表面プラズモン共鳴検査を効率よく行うことができる。
【００８９】
本発明の検査用カセットは、表面プラズモン共鳴装置内で位置決めするための位置決め手段を備えているので、検査用カセットを表面プラズモン鏡面装置内に正確にセットすることができ、検査用の光の照射位置や吸引手段の接続位置などがずれることがなく、容易に取り扱うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】表面プラズモン共鳴を利用した免疫センサの原理を示す図である。
【図２】表面プラズモン共鳴における入射角θと反射率Ｒとの関係を示す曲線である。
【図３】表面プラズモン共鳴を用いた検出装置の具体的構造を示す概略図である。
【図４】本発明にかかる表面プラズモン共鳴分析装置の一実施形態を示す、上面側から見た外観斜視図である。
【図５】同上の表面プラズモン共鳴分析装置の下面側から見た外観斜視図である。
【図６】本発明にかかる試料カセットの斜視図である。
【図７】同上の試料カセットの分解斜視図である。
【図８】同上の試料カセットの内部の通路を表わした概略斜視図である。
【図９】同上の試料カセットの模式的な断面図である。
【図１０】試料検査室内部の構造を示す断面図である。
【図１１】注入口押えの構造を示す断面図である。
【図１２】吸引ノズルの構造を示す断面図である。
【図１３】（ａ）（ｂ）（ｃ）は間接競合法の説明図である。
【図１４】別な構造の試料カセットの外観斜視図である。
【図１５】同上の試料カセットの分解斜視図である。
【図１６】同上の試料カセット内部の通路の構造を示す概略斜視図である。
【図１７】さらに別な構造の試料カセットを示す外観斜視図である。
【図１８】同上の試料カセットの分解斜視図である。
【図１９】同上の試料カセット内部の通路の構造を示す概略斜視図である。
【図２０】さらに別な構造の試料カセットを示す外観斜視図である。
【図２１】同上の試料カセット内部の通路の構造を示す概略斜視図である。
【図２２】表面プラズモン共鳴分析装置のシステム構成を表した概略図である。
【図２３】検査と検量線データ取得とを別個に行う場合の測定動作手順を示すフロー図である。
【図２４】同上のフロー中の表面プラズモン共鳴検査の手順を表したフロー図である。
【図２５】検査と検量線データ取得とを同時に行う場合の測定動作手順を示すフロー図である。
【図２６】同上のフロー中の表面プラズモン共鳴検査の手順を表したフロー図である。
【符号の説明】
２１　表面プラズモン共鳴分析装置
２３　表示部
２７　試料検査室
２８　カバー扉
３０　試料カセット
３１　カセット載置台
３２　ガイドピン
３３　ガイド孔
３４　測定検体注入口
３５　抗体試料注入口
３６　吸引口
６５　発光素子
６６　受光素子
６７　プリズム
７７　吸引ノズル
８１　抗原複合体
８２　抗体
８３　抗原
８４　試料カセット
１０６　試料カセット
１０７　吸引ポンプ
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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