(57)【要約】【課題】ピペットの挿抜時に生じるセンサユニットの位置ズレを防止する。【解決手段】センサユニット１１が載置される載置台４３には、基準面７７ａを持つ位置決め部材７７と、押圧面８１ａを持つ押さえ部材８１が設けられる。基準面７７ａは、載置面４３ａに向けて４５度の角度で傾斜しており、プリズム２３の凸部２３ｂと当接する。押圧面８１ａは、前記基準面７７ａと対称をなす角度で傾斜している。押さえ部材８１は、載置面４３ａと垂直なＺ軸方向に昇降自在に設けられており、押さえ部材８１が下降すると、押圧面８１ａとプリズム２３の凸部２３ｂとが当接し、これを押圧することにより、プリズム２３の他方の凸部２３ｂを基準面７７ａに押し付ける。これにより、プリズム２３が、押圧面８１ａと基準面７７ａとによって挟み込まれて、Ｙ軸方向の位置決めがなされるとともに、Ｚ軸方向に作用する力によって、載置面４３ａに押し付けられる。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面に試料の反応を検知するセンサ面が形成された光学ブロックと、前記上面に取り付けられ前記センサ面に前記試料を含む試料溶液を送液する流路が形成された流路部材とからなるセンサユニットを用い、前記光学ブロックに光を照射してその反射光を受光することにより前記センサ面上の前記試料の反応を光学的に測定する測定装置において、
前記光学ブロックの下面と当接して前記センサユニットが載置される載置面を持ち、前記センサユニットが着脱自在にセットされる測定ステージと、
前記光学ブロックの両側面の下端にそれぞれ形成され前記載置面と略平行なＹ軸方向に突出した第１及び第２の各凸部を、両側から挟み込んで前記センサユニットを所定の姿勢に保持する光学ブロック保持機構とが設けられており、
前記光学ブロック保持機構は、前記載置面の側端に固定され前記第１の凸部と当接して前記光学ブロックの前記Ｙ軸方向を位置決めする基準面を持ち、この基準面が前記載置面に向けて傾斜した位置決め部と、
前記第２の凸部と当接して押圧する押圧面を持ち、この押圧面によって前記基準面に前記第１の凸部を押し付ける押し付け位置と、この押し付け位置から退避して前記押し付けを解除する解除位置との間で変位自在な押さえ部とを備えていることを特徴とする測定装置。
【請求項２】
前記基準面の傾斜角は、２０度〜７０度の範囲であることを特徴とする請求項１記載の測定装置。
【請求項３】
前記押圧面は、前記載置面を挟んで前記基準面と対称をなす角度で傾斜していることを特徴とする請求項１又は２記載の測定装置。
【請求項４】
前記センサユニットの上方から前記Ｚ軸方向に沿って前記流路部材にアクセスして先端が前記流路に挿抜されるピペットを持ち、このピペットによって前記流路内に前記試料溶液を注入する分注器を備えていることを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の測定装置。
【請求項５】
前記センサユニットには、その長手方向に沿って複数の前記センサ面とそれに対応する複数の流路が配列されており、これらの流路に対して、前記分注器に設けられた複数のピペットが同時にアクセスすることを特徴とする請求項４記載の測定装置。
【請求項６】
前記押さえ部は、バネによって前記押し付け位置に向けて付勢されていることを特徴とする請求項１〜５いずれか記載の測定装置。
【請求項７】
前記押さえ部は、前記光学ブロックの長手方向に沿って複数個配列されており、前記光学ブロックの長手方向の両端部付近に少なくとも１つずつ配置されることを特徴とする請求項１〜６いずれか記載の測定装置。
【請求項８】
前記各押さえ部は、それぞれ独立に変位可能なことを特徴とする請求項７記載の測定装置。
【請求項９】
前記押さえ部は、前記Ｚ軸方向に沿って昇降して前記押し付け位置と前記解除位置との間を変位することを特徴とする請求項１〜８いずれか記載の測定装置。
【請求項１０】
前記押さえ部にはカムフォロワーが設けられており、前記押さえ部は、このカムフォロワーに対して原節となるカム面を持つカム部材によって駆動されることを特徴とする請求項１〜９いずれか記載の測定装置。
【請求項１１】
前記センサユニットは、前記Ｙ軸方向及び前記Ｚ軸方向のそれぞれと直交するＸ軸方向とその長手方向とを合わせて、前記Ｘ軸方向に沿って前記測定ステージへ搬送されることを特徴とする請求項１〜１０いずれか記載の測定装置。
【請求項１２】
前記基準面は、前記測定ステージ内で前記センサユニットのＸ軸方向の進路を案内するガイド面として機能することを特徴とする請求項１〜１１いずれか記載の測定装置。
【請求項１３】
前記載置面上の前記センサユニットの上方から前記流路部材にアクセスして、その上面を押圧することにより、前記流路部材を前記光学ブロックに押し付ける流路押し付け機構を設けたことを特徴とする請求項１〜１２いずれか記載の測定装置。
【請求項１４】
前記光学ブロック保持機構による保持及び前記流路押し付け機構による押し付けは、前記測定ステージへの前記センサユニットの搬送が停止した後に開始されることを特徴とする請求項１３記載の測定装置。
【請求項１５】
試料の反応を光学的に測定する測定装置に着脱自在にセットされ、上面に試料の反応を検知するセンサ面が形成された光学ブロックと、前記上面に取り付けられ前記センサ面に前記試料を含む試料溶液を送液する流路が形成された流路部材とからなるセンサユニットを、測定装置の測定ステージに保持するセンサユニットの保持方法において、
前記光学ブロックには、その両側面の下端にそれぞれ形成され前記載置面と略平行なＹ軸方向に突出した第１及び第２の凸部が設けられており、この光学ブロックを下にして前記センサユニットを前記測定ステージの載置面にセットするセットステップと、
前記載置面の側端に固定され前記第１の凸部と当接することにより前記光学ブロックの前記Ｙ軸方向を位置決めする基準面を持ち、この基準面が前記載置面に向けて傾斜した位置決め部に対して、前記第２の凸部を押圧して前記第１の凸部を前記基準面に押し付けることにより前記各凸部を両側から挟み込む挟持ステップとからなることを特徴とするセンサユニットの保持方法。
【請求項１６】
前記載置面を挟んで前記基準面と対称をなす角度で傾斜した押圧面を持つ押さえ部によって、前記第２の凸部を押圧することを特徴とする請求項１５記載のセンサユニットの保持方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学ブロックを有するセンサユニットを用いて、試料の反応を光学的に測定する測定装置及びセンサユニットの保持方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
タンパク質やＤＮＡなどの生化学物質間における相互作用の測定や、薬品のスクリーニングなどを行うために、光学的に試料の反応を測定する測定装置が知られている。
【０００３】
このような測定装置の１つに、表面プラズモン共鳴（Surface Plasmon Resonance）現象を利用した測定装置（以下、ＳＰＲ測定装置と称す）がある。なお、表面プラズモンとは、金属中の自由電子が集団的に振動することによって生じ、その金属の表面に沿って進む自由電子の粗密波である。
【０００４】
例えば、特許文献１などで知られるＫｒｅｔｓｃｈｍａｎｎ配置を採用したＳＰＲ測定装置では、光学ブロックとして透明な誘電体ブロック（以下、プリズムと称す）を使用し、このプリズム上に形成された金属膜の表面をセンサ面として、このセンサ面上で試料を反応させながら、プリズムを介してセンサ面の裏面側から全反射条件を満たすように金属膜を照射し、その反射光を測定している。
【０００５】
全反射条件を満たすように金属膜に照射された光のうち、エバネッセント波と呼ばれるわずかな光は、反射せずに金属膜内を透過してセンサ面側に染み出す。この際、エバネッセント波の振動数と表面プラズモンの振動数とが一致するとＳＰＲが発生し、反射光の強度を大きく減衰させる。また、この減衰が発生する光の入射角度（共鳴角）は、金属膜上の屈折率に応じて変化する。すなわち、ＳＰＲ測定装置は、金属膜からの反射光を捉えて共鳴角を検出することにより、センサ面上の試料の反応状況を測定する。
【０００６】
ところで、タンパク質やＤＮＡなどの生体試料は、乾燥による変性や失活を防ぐため、生理的食塩水や純水、または各種のバッファ液などの溶媒に溶かされた試料溶液として扱われることが多い。特許文献１記載のＳＰＲ測定装置は、こうした生体試料の相互作用などを調べるものであり、センサ面の上には試料溶液を送液するための流路が設けられている。なお、この流路とプリズムは、装置本体に設けられた測定ステージに配置されており、ガラス基板上に金属膜を形成したチップ型のセンサユニットを測定ステージに装着することで、前述の測定が行われる。
【０００７】
特許文献１では、ポンプやバルブなどに接続された配管（チューブ）を介して、試料溶液を保管する容器から直接流路に試料溶液を送り込むようにしているが、この方法では、配管内に付着した試料が後に注入する試料溶液中に混入してしまう、いわゆるコンタミネーションが生じやすいという問題があった。
【０００８】
この問題を解決するため、本出願人は、先端に小孔が形成された略円錐筒状のピペットチップと、このピペットチップを着脱自在に保持するヘッド部とからなるピペットを用いて、容器に保管された試料溶液などの液体を流路に分注するＳＰＲ測定装置の開発を検討している。このＳＰＲ測定装置では、分注する液体毎にピペットチップを交換することで、流路に液体を送り込む際に生じるコンタミネーションを防止することができる。
【０００９】
また、このＳＰＲ測定装置では、流路が形成された流路部材と、上面に金属膜が形成されたプリズムと、流路部材の底面とプリズムの上面とを接合させた状態（流路と金属膜とを対面させた状態）で保持する保持部材とからなるセンサユニットを用いている。流路は、流路部材を略Ｕ字状に刳り貫いて形成される送液管であり、その両端を流路部材の上面に露呈させている。また、流路の底部は開放されており、この底部が金属膜で塞がれる。これにより、流路に液体を送り込むことで流路内に位置した金属膜に液体を接触させることができる。ピペットで流路内に液体を送り込む際には、露呈した流路の端部にピペットの先端を挿し込み、吸引した液体を吐出することによって行われる。
【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】
【００１０】
しかしながら、ピペットを流路に挿し込む際や、挿し込まれたピペットを流路から引き抜く際に、ピペットからセンサユニットへ力が加わりセンサユニットを動かして、その姿勢変化や位置ズレを引き起こすという問題があった。ＳＰＲによる検出信号は、非常に微細なものであるため、センサユニットのわずかな姿勢変化や位置ズレも測定誤差の要因となってしまう。
【００１１】
こうした問題は、センサユニットに複数個のセンサ面とそれぞれに対応する流路を設け、複数のセンサ面の試料の反応を同時に測定しようとする場合には、流路の数に応じて当然にピペットの本数も増えるので、ピペットの挿抜時にセンサユニットへ働く力がより大きくなるため、特に深刻である。
【００１２】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであって、その目的は、ピペット挿抜時に生じるセンサユニットの姿勢変化や位置ズレを防止することができる測定装置及びセンサユニットの保持方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の測定装置は、上面に試料の反応を検知するセンサ面が形成された光学ブロックと、前記上面に取り付けられ前記センサ面に前記試料を含む試料溶液を送液する流路が形成された流路部材とからなるセンサユニットを用い、前記光学ブロックに光を照射してその反射光を受光することにより前記センサ面上の前記試料の反応を光学的に測定する測定装置において、前記光学ブロックの下面と当接して前記センサユニットが載置される載置面を持ち、前記センサユニットが着脱自在にセットされる測定ステージと、前記光学ブロックの両側面の下端にそれぞれ形成され前記載置面と略平行なＹ軸方向に突出した第１及び第２の各凸部を、両側から挟み込んで前記センサユニットを所定の姿勢に保持する光学ブロック保持機構とが設けられており、前記光学ブロック保持機構は、前記載置面の側端に固定され前記第１の凸部と当接して前記光学ブロックの前記Ｙ軸方向を位置決めする基準面を持ち、この基準面が前記載置面に向けて傾斜した位置決め部と、前記第２の凸部と当接して押圧する押圧面を持ち、この押圧面によって前記基準面に前記第１の凸部を押し付ける押し付け位置と、この押し付け位置から退避して前記押し付けを解除する解除位置との間で変位自在な押さえ部とを備えていることを特徴とする。
【００１４】
前記測定装置は、前記センサユニットの上方から前記Ｚ軸方向に沿って前記流路部材にアクセスして先端が前記流路に挿抜されるピペットを持ち、このピペットによって前記流路内に前記試料溶液を注入する分注器を備えている。また、前記センサユニットには、その長手方向に沿って複数の前記センサ面とそれに対応する複数の流路が配列されており、これらの流路に対して、前記分注器に設けられた複数のピペットが同時にアクセスする。このような場合には、ピペットの挿抜時にセンサユニットに加わる力が大きいので、前記光学ブロック保持機構のように保持することで、センサユニットを安定した姿勢で確実に保持することができる。
【００１５】
前記基準面の傾斜角は、２０度〜７０度の範囲であることが好ましい。また、前記押圧面は、前記載置面を挟んで前記基準面と対称をなす角度で傾斜していることが好ましい。
【００１６】
前記押さえ部は、例えば、バネによって前記押し付け位置に向けて付勢されている。これによれば、バネの付勢力を調節することで、保持力を簡単に調節することができる。また、前記押さえ部は、前記光学ブロックの長手方向に沿って複数個配列されており、前記光学ブロックの長手方向の両端部付近に少なくとも１つずつ配置されることが好ましい。さらに、前記各押さえ部は、それぞれ独立に変位可能なことが好ましい。これにより、光学ブロックの係合面が平坦でない場合でも、保持力を分散させることができる。前記押さえ部は、例えば、前記Ｚ軸方向に沿って昇降して前記押し付け位置と前記解除位置との間を変位する。
【００１７】
前記押さえ部にはカムフォロワーが設けられており、前記押さえ部は、このカムフォロワーに対して原節となるカム面を持つカム部材によって駆動されることが好ましい。前記カム部材としては、例えば、軸の周面に前記カム面が形成されたカムシャフトを使用して、このカムシャフトを回転させることにより、前記押さえ部を変位させる。このカムシャフトには、例えば、軸の断面が略Ｄ字形状になるように軸の周面の一部をカットして前記カム面が形成される。
【００１８】
また、前記カム部材としては、平面上に凸部を形成することによって前記カム面を形成したカムプレートを使用して、このカムプレートをスライドさせることにより、前記Ｚ軸方向押さえ部を変位させるようにしてもよい。前記凸部は、例えば、断面が略くさび形状である。
【００１９】
前記押さえ部が前記押し付け位置に達したときに、前記カム面と前記カムフォロワーとの間にクリアランスが確保されるように、前記カム面と前記カムフォロワーとを配置することが好ましい。これにより、押さえ部がバネ付勢されている場合には、その付勢力をロスなく保持力に変換することができる。
【００２０】
前記カムフォロワーは、ボールベアリングであることが好ましい。これにより、カム面との摩擦が低減される。
【００２１】
前記センサユニットは、例えば、前記Ｙ軸方向及び前記Ｚ軸方向のそれぞれと直交するＸ軸方向とその長手方向とを合わせて、前記Ｘ軸方向に沿って前記測定ステージへ搬送される。
【００２２】
前記測定ステージへ進入した前記センサユニットと当接して前記Ｘ軸方向の位置を位置決めするストッパを前記載置面に設けることが好ましい。
【００２３】
前記基準面は、前記測定ステージ内で前記センサユニットのＸ軸方向の進路を案内するガイド面として機能する。
【００２４】
前記載置面上の前記センサユニットの上方から前記流路部材にアクセスして、その上面を押圧することにより、前記流路部材を前記光学ブロックに押し付ける流路押し付け機構を設けることが好ましい。
【００２５】
前記流路押し付け機構は、例えば、前記流路部材を押し付ける押し付け位置と、この押し付け位置から上昇して退避する退避位置との間で移動自在な押圧部を備えていることが好ましい。前記押圧部は、前記流路部材の上面の全域を覆う大きさを持つ押圧プレートであり、この押圧プレートには、前記ピペットが挿通する挿通穴が形成されていることが好ましい。
【００２６】
前記押圧プレートには、前記流路部材の上面と対向する押圧面に複数個のプランジャが設けられており、これらのプランジャを介して前記流路部材に押圧力を与えることが好ましい。また、前記複数個のプランジャは、前記押圧プレートの長手方向に沿って略等間隔で配置されていることが好ましい。前記プランジャは、ボールプランジャ又はスプリングプランジャであることが好ましい。
【００２７】
前記押圧プレートは、前記プランジャと前記流路部材との間に薄板を挟んで前記流路部材を押圧することが好ましい。前記薄板は、前記押圧プレートに吊り下げられており、前記押圧プレートとともに昇降することが好ましい。
【００２８】
前記光学ブロック保持機構による保持及び前記流路押し付け機構による押し付けは、前記測定ステージへの前記センサユニットの搬送が停止した後に開始されることが好ましい。
【００２９】
前記光学ブロック保持機構が保持を開始した後、前記流路押し付け機構による押し付けが開始されることが好ましい。前記光学ブロック保持機構による保持を解除した後に、前記流路押し付け機構による押し付けを解除することが好ましい。
【００３０】
本発明のセンサユニットの保持方法は、試料の反応を光学的に測定する測定装置に着脱自在にセットされ、上面に試料の反応を検知するセンサ面が形成された光学ブロックと、前記上面に取り付けられ前記センサ面に前記試料を含む試料溶液を送液する流路が形成された流路部材とからなるセンサユニットを、測定装置の測定ステージに保持するセンサユニットの保持方法において、前記光学ブロックには、その両側面の下端にそれぞれ形成され前記載置面と略平行なＹ軸方向に突出した第１及び第２の凸部が設けられており、この光学ブロックを下にして前記センサユニットを前記測定ステージの載置面にセットするセットステップと、前記載置面の側端に固定され前記第１の凸部と当接することにより前記光学ブロックの前記Ｙ軸方向を位置決めする基準面を持ち、この基準面が前記載置面に向けて傾斜した位置決め部に対して、前記第２の凸部を押圧して前記第１の凸部を前記基準面に押し付けることにより前記各凸部を両側から挟み込む挟持ステップとからなることを特徴とする。
【００３１】
前記載置面を挟んで前記基準面と対称をなす角度で傾斜した押圧面を持つ押さえ部によって、前記第２の凸部を押圧することが好ましい。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、試料の反応を検知するセンサ面が形成された光学ブロックと、前記上面に取り付けられ前記センサ面に前記試料を含む試料溶液を送液する流路が形成された流路部材とからなり、前記光学ブロックの両側面の下端にそれぞれ形成された第１及び第２の凸部を持つセンサユニットを、この光学ブロックを下にして前記センサユニットを前記測定ステージの載置面にセットして、前記載置面の側端に固定され前記光学ブロックの前記Ｙ軸方向を位置決めする基準面を持ち、この基準面が前記載置面に向けて傾斜した位置決め部に対して、前記第２の凸部を押圧して前記第１の凸部を前記基準面に押し付けることにより前記各凸部を両側から挟み込むようにしたから、ピペット挿抜時に生じるセンサユニットの姿勢変化や位置ズレを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
図１に示すように、ＳＰＲ測定装置１０には、試料となるアナライトの反応を検知するためのセンサユニット１１が着脱自在にセットされる。ＳＰＲ装置１０は、センサユニット１１がセットされる測定ステージ１４と、センサユニット１１に光を照射してその反射光を受光することにより試料の反応を測定する測定部と、センサユニット１１へ液体の注入と排出とを行うピペット１６を複数本備えた分注ヘッド１７とが設けられている。測定部は、光を照射する照明部１８と、センサユニット１１で反射した反射光を受光して測定信号（ＳＰＲ信号）を出力する検出器１９とからなる。
【００３４】
センサユニット１１は、液体を送液する流路２１が形成された流路部材２２と、照明部１８からの光が照射され、その光を反射して反射光を検出器１９に出射する光学ブロックであるプリズム２３とからなる。流路部材２２の底面は、プリズム２３の上面と対面して圧接される。流路２１は、略Ｕ字形をした送液管であり、プリズム２３の上面と対向して注入された液体をプリズム２３の上面に沿って流す対向部分２１ａと、この対向部分２１ａの両端から流路部材２２の上面に向けて流路部材２２を縦方向に貫通する貫通部分２１ｂとからなる。各貫通部分２１ｂの上端には、それぞれピペット１６の先端が挿入され液体の注入口及び排出口となる出入口２１ｃが形成される。
【００３５】
２本のピペット１６は、一方が注入動作を行っているときには、他方が吸い出し動作を行うというように、互いに連動する。一方の出入口２１ｃに挿入されたピペット１６から注入された液体は、他方の出入口２１ｃに挿入されたピペット１６から排出される。
【００３６】
流路２１の管径は、例えば、約１ｍｍ程度であり、各出入口２１ｃの間隔は、例えば、約１０ｍｍ程度である。対向部分２１ａは、流路部材２２の底面に形成された溝であり、その底面に圧接されるプリズム２３の上面によってその開放部位が覆われる。流路部材２２は、弾性部材で形成されており、圧接によって弾性変形して、開放部位が封止される。
【００３７】
プリズム２３には、その上面に、表面がセンサ面２４ａとなる金属膜２４が蒸着によって形成される。この金属膜２４は、短冊状をしており、流路部材２２に形成された流路２１と対向する位置に配置される。センサ面２４ａ上には、リンカー膜２６が形成される。リンカー膜２６は、流路２１へ注入されるアナライトと接触させるリガンドを固定するリガンド固定膜であり、センサユニット１１の製造時に金属膜２４上に製膜される。このリンカー膜２６を含むセンサ面２４ａと、流路２１とによってセンサセル２７が構成される。
【００３８】
リンカー膜２６上には、リガンドが固定されアナライトとリガンドとの結合反応が生じる測定領域（ａｃｔ領域）２６ａと、リガンドが固定されず、前記測定領域の信号測定に際しての参照信号を得るための参照領域（ｒｅｆ領域）２６ｂとが形成される。ｒｅｆ領域２６ｂは、リンカー膜２６を製膜する際に形成される。形成方法としては、例えば、リンカー膜２６に対して表面処理を施して、リンカー膜２６の半分程度の領域について、リガンドと結合する結合基を失活させる。これにより、リンカー膜２６の半分がａｃｔ領域２６ａとなり、残りの半分がｒｅｆ領域２６ｂとなる。
【００３９】
このリンカー膜２６には、流路２１を通じて、まず、リガンドを含むリガンド溶液が送液されて、ａｃｔ領域２６ａにリガンドが固定される。こうした固定処理は、センサユニット１１を測定ステージ１４にセットする前に行われる。アナライトとリガンドの結合反応は、リガンドを固定した後、流路２１を通じて、アナライトを含むアナライト溶液がリンカー膜２６に送液されて、アナライトが固定済みのリガンドと接触する。その際の測定信号を検出することによりリガンドとアナライトの結合反応が測定される。
【００４０】
アナライトとリガンドの結合反応の測定処理では、まず、流路２１へ測定用バッファ液が注入される。この後、アナライトを溶媒に溶かしたアナライト溶液を注入し、その後、再び測定用バッファ液が注入される。なお、最初に測定用バッファ液を注入する前に、いったん流路１６の洗浄を行ってもよい。ＳＰＲ信号の検出は、基準となる信号レベルを検出するために、最初に測定用バッファ液を注入した直後から開始され、アナライト溶液の注入後、再び測定用バッファ液が注入されるまでの間行われる。これにより、ＳＰＲ信号の基準レベル（ベースライン）の検出、アナライトとリガンドの反応状況（結合状況）、測定用バッファ液の注入による結合したアナライトとリガンドとの脱離までのＳＰＲ信号を測定することができる。測定用バッファ及びアナライト溶液の注入及び排出は、ピペット１６の流路２１への挿抜を繰り返すことにより行われる。
【００４１】
照明部１８は、プリズム２３を通じて、プリズム２３と金属膜２４との界面に向けて光を照射する。上述したとおり、リガンドとアナライトの反応状況は、共鳴角の変化として顕れるため、照明部２６は、全反射条件を満足する様々な入射角の光ビームを界面に入射させる。照明部２６は、光源と、光学系からなり、光源としては、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode），ＬＤ（Laser Diode），ＳＬＤ（Super Luminescent Diode）などの発光素子が使用される。
【００４２】
光学系は、光源が発光する光をコリメートするコリメータレンズ、このコリメータレンズから入力された平行光を発散光として出射する光ファイバー，この光ファイバーから出射する発散光を界面の特定位置に収束させる集光レンズなどからなる。これにより、様々な入射角の光ビームが界面に照射される。また、ａｃｔ領域２６ａとｒｅｆ領域２６ｂには、それぞれの領域に光ビーム（ａｃｔ光及びｒｅｆ光）が照射されるが、ａｃｔ光及びｒｅｆ光は、例えば、１つの光源からの光を分光して生成される。もちろん、それぞれの光ビーム用の専用の光源を設けてもよい。
【００４３】
検出器１９は、例えば、ＣＣＤエリアセンサやフォトダイオードアレイからなり、界面で反射した反射光を受光してその反射光の光強度に応じたレベルの電気信号を測定信号として出力する。界面では、様々な入射角で入射した光ビームが反射するので、検出器１９は、それらに対応する様々な反射角の光ビームを受光する。検出器１９で出力された測定信号は、図示しないデータ解析装置に送信される。データ解析装置が測定信号に基づいてデータ処理を行うことで、光の減衰状況が解析されて、結合反応が調べられる。
【００４４】
図２に示すように、センサユニット１１は、長尺状をしており、６つのセンサセル２７が設けられている。このように１つのユニットに複数のセンサセル２７を設けることで、測定処理の処理効率を向上させている。というのは、１つのユニットに複数のセンサセル２７を設けておけば、１つのユニットを測定ステージ１４にセットした状態で、複数のセンサセル２７に対する測定処理が可能となる。このため、１つのユニットに１つのセンサセル２７が設けられている場合に比べて、測定ステージ１４へのユニットの着脱動作が減るので測定処理の効率が向上する。なお、本例では、センサセル２７の数を６つとしているが、その数は、６つ以外でもよく、これ以下でもこれ以上でもよい。
【００４５】
ＳＰＲ測定装置１０は、測定ステージ１４にセンサユニット１１をセットした状態で、それら６つのセンサセル２７に対して同時に測定処理を行う。照明部１８は、各センサセル２７に対して、測定用の光ビーム（ａｃｔ光及びｒｅｆ光）を同時に入力する。検出器１９は、各センサセル２７からの反射光を同時に受光して、センサセル２７毎のＳＰＲ信号を出力する。
【００４６】
流路部材２２は、断面が四角形の長尺の角柱状をしており、弾性部材で形成されている。流路部材２２は、流路２１が形成された本体部３１と、この本体部３１と一体成形されたカバー部３２とからなる。本体部３１には、６つの流路２１が形成されており、それらは、本体部３１の長手方向に沿って略等間隔で配置されている。この本体部３１の底面がプリズム２３の上面と圧接する。
【００４７】
図３に示すように、カバー部３２は、本体部３１の上面及び両側面を覆うように略コの字状に形成されている。カバー部３２の上面には、流路２１の出入口２１ｃが形成され、上方に突出した略円筒形状のボス３３が形成されている。１つのセンサセル２７は、２つの出入口２１ｃを持っているので、カバー部３２の上面には、合計１２個のボス３３が長手方向に沿って配列されている。分注ヘッド１７には、センサセル２７の数に応じて、２本１組のピペット１６が６セット、合計１２本のピペット１６（図４参照）が設けられている。分注ヘッド１７は、センサユニット１１の上方から、これらのボス３３にアクセスして、その先端が流路２１の出入口２１ｃに差し込まれる。
【００４８】
カバー部３２の両側端部には、それぞれ下方に延設されたスカート３４が形成されている。スカート３４は、プリズム２３の両側面の上部を覆う。プリズム２３の両側面の上部は光路となるので、そこに傷、埃、指紋などが付くと光の乱反射が生じて測定精度の悪化につながる。スカート３４は、こうした傷、埃、指紋などがプリズム２３に付かないように保護する。このスカート３４には、各センサセル２７に対する光路となる位置に、光透過窓３４ａが形成されており、その間には、プリズム２３と係合するための係合穴３４ｂが形成されている。
【００４９】
プリズム２３は、例えば、断面が台形の棒状をしている。プリズム２３の素材としては、例えば、ホウケイクラウン（ＢＫ７）やバリウムクラウン（Ｂａｋ４）などに代表される光学ガラスや、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネイト（ＰＣ）、非晶性ポリオレフィン（ＡＰＯ）などに代表される光学プラスチックなどが用いられる。金属膜２４は、プリズム２３の上面に長手方向に沿って細長く形成される。リンカー膜２６は、各流路２１の位置に対応して形成される。
【００５０】
プリズム２３の両側面には、流路部材２２の係合穴３４ｂと係合する係合突起２３ａが形成されている。係合突起２３ａは、各係合穴３４ｂと対応する位置に配置される。この係合突起２３ａと係合穴３４ｂとが係合して、プリズム２３に流路部材２２が取り付けられる。また、プリズム２３には、その両側面の下端から略水平方向に突出した凸部２３ｂが形成されている。各凸部２３ｂは、プリズム２３の長手方向に延びた長板状をしている。後述するように、ＳＰＲ測定装置１０には、センサユニット１１を測定ステージ１４の所定位置に保持するセンサユニット保持機構が設けられており、凸部２３ｂは、このセンサユニット保持機構と係合する係合部として機能する。また、プリズム２３の底面には、幅方向の中央に長手方向に延びた溝が形成されている。この溝は、センサユニット１１を測定ステージ１４に搬送する際に、ＳＰＲ測定装置１０に設けられた搬送レール（図示せず）と係合して、センサユニット１１の進行方向をガイドする。
【００５１】
図４において、ＳＰＲ測定装置１０は、装置各部を制御するコントローラ４０を備えている。このコントローラ４０によって、分注ヘッド１７，ハンドリング機構，後述するセンサユニット保持機構などの動作及びそのタイミングが制御される。
【００５２】
ハンドリング機構は、センサユニット１１を測定ステージ１４へ搬送する搬送機構である。ハンドリング機構は、ピペット１６の流路２１へのアクセス方向と平行なＺ軸方向に対して垂直なＸ軸方向にセンサユニット１１の長手方向を一致させて搬送する。ハンドリング機構は、センサユニット１１の長手方向の両端部を挟み込んで把持する一対のアーム４１ａを有するハンドリングヘッド４１を備えている。センサユニット１１は、このハンドリングヘッド４１に把持された状態で測定ステージ１４まで搬送されてセットされ、その状態で測定処理が行われる。そして、測定処理が終了した後、ハンドリングヘッド４１によって搬送されて測定ステージ１４から退避する。
【００５３】
測定ステージ１４には、ステージ本体となる基台４２と、この基台４２に設けられ、センサユニット１１を載置する長尺の載置面４３ａを持つ載置台４３が設けられている。載置面４３ａには、センサユニット１１の長手方向の端部と当接して、Ｘ軸方向の進入量を規制するストッパ４４が設けられている。このストッパ４４によって、センサユニット１１のＸ軸方向の位置決めがなされる。また、基台４２には、載置面４３ａ上のセンサユニット１１を所定の姿勢及び位置に保持する保持力を発生して、センサユニット１１の位置ズレや姿勢変化を防ぐセンサユニット保持機構が設けられている。
【００５４】
分注ヘッド１７は、Ｚ軸方向に沿って昇降して、ピペット１６の流路２１に対する挿抜を行うため、この挿抜時にセンサユニット１１に対してＺ軸方向の外力が作用する。こうしたＺ軸方向の外力によってセンサユニット１１の位置ズレや姿勢変化が生じると、測定精度が悪化するばかりでなく、測定終了後、センサユニット１１を測定ステージ１４から退避させる際のハンドリングにも影響を及ぼす。本例のＳＰＲ測定装置１０は、複数のセンサセル２７の測定を同時に行うために、複数のセンサセル２７へのピペット１６の挿抜も同時に行われるので、Ｚ軸方向の外力は、センサセル２７を１つずつ測定する場合と比べて、非常に大きくなる。そのため、その外力に抗するための十分な保持力が必要とされる。
【００５５】
センサユニット保持機構は、プリズム２３と係合してこれを押さえることによりセンサユニット１１を所定の姿勢及び位置に保持するプリズム保持機構４６と、流路部材２２をＺ軸方向から押圧することによりこれをプリズム２３に押しつける流路押し付け機構４７とからなる。プリズム保持機構４６は、プリズム２３の凸部２３ｂと係合することにより、Ｚ軸方向の保持力を発生して、プリズム２３の底面を載置面４３ａに押さえつけるとともに、Ｘ軸及びＺ軸のそれぞれと直交するＹ軸方向（プリズム２３の幅方向）の保持力を発生して、プリズム２３の幅方向の位置決めをする。
【００５６】
コントローラ４０は、センサユニット１１が測定ステージ１４に搬送された後、プリズム保持機構４６を動作させて、プリズム２３の保持を行い、プリズム２３が保持された後に、流路押し付け機構４７を動作させて、流路部材２２の押し付けを行う。センサユニット１１が測定ステージ１４に送られた際には、例えば、センサユニット１１がＸ軸回りに傾くなど、センサユニット１１の姿勢が適正に保たれていないおそれがある。プリズム２３の底面が載置面４３ａに対して傾いた状態で、流路部材２２の押し付けを行うと、センサユニット１１がさらに傾いてしまったり、ひどい場合には転倒してしまうおそれもある。そのため、プリズム２３の保持を先に行って、センサユニット１１の姿勢を適正な姿勢に矯正した後、流路押し付け機構４７による押し付けを行うようにしている。
【００５７】
また、コントローラ４０は、測定が終了した後は、プリズム保持機構４６による保持を解除した後に、流路押し付け機構４７の押圧を解除する。後述するとおり、プリズム保持機構４６による保持を解除する際には、センサユニット１１をＸ軸回りに傾ける方向にプリズム２３に力が働く。この力が作用する間、流路押し付け機構４７による押圧を継続することで、センサユニット１１の姿勢変化を防止するようにしている。
【００５８】
プリズム保持機構４６は、モータユニット５１とカムシャフト５２とからなる駆動機構によって駆動される。モータユニット５１は、その回転力をカムシャフト５２に伝達して、プリズム保持機構４６を駆動する。カムシャフト５２は、載置台４３の下方部分に形成された軸受け部に回転自在に取り付けられる。
【００５９】
流路押し付け機構４７は、流路部材２２をＺ軸方向に押圧することにより、流路部材２２の底面をプリズム２３の上面に押し付ける押圧プレート５６を備えている。押圧プレート５６は、Ｚ軸方向に昇降自在に設けられており、流路部材２２をプリズム２３に押し付ける押し付け位置と、この押し付け位置から退避する退避位置との間で移動する。押圧プレート５６は、流路部材２２の上面の全域を覆う大きさを持っている。そのため、押圧プレート５６には、ピペット１６を挿通させる挿通穴５６ａが形成されており、この挿通穴５６ａを通じて、ピペット１６が流路２１へアクセスできるようにしている。
【００６０】
押圧プレート５６は、モータユニット５８、伝達シャフト５９，駆動部材６１とからなる駆動機構によって駆動される。伝達シャフト５９は、図示しないギヤトレインを介して、モータユニット５８の回転力を駆動部材６１に伝達する。駆動部材６１は、その前面に後述するカム面６４と係合するカムフォロワー６２が取り付けられており、伝達シャフト５９から回転力が伝達されると、このカムフォロワー６２とともに水平方向（Ｘ軸方向）にスライドする。カムフォロワー６２は、カム面６４との摩擦抵抗を軽減するため、駆動部材６１に回転自在に取り付けられている。
【００６１】
押圧プレート５６は、保持部材６３によって保持される。保持部材６３は、基台４２に昇降自在に取り付けられており、押圧プレート５６とともに昇降する。保持部材６３と押圧プレート５６は、押圧プレート５６の両端部に取り付けられた引っ張りバネ６６によって、上方向、すなわち、流路部材２２から離れる方向に付勢されている。押圧プレート５６は、この付勢により、初期状態では、上記退避位置に保たれる。
【００６２】
図５及び図６に示すように、保持部材６３には、カムフォロワー６２と係合するカム面６４が設けられている。カム面６４は、引っ張りバネ６６の付勢力によって、その上方のカムフォロワー６２に押し当てられる。カム面６４は傾斜面になっており、カムフォロワー６２が水平方向にスライドすると、カム面６４の傾斜分だけ保持部材６３が昇降する。カム面６４は、正面右方向から左方向に向かって高くなっているので、図６に示すように、カムフォロワー６２が左方向にスライドすると、引っ張りバネ６６の付勢力に抗して、保持部材６３がＺ軸方向に沿って押し下げられる。保持部材６３の押し下げに伴って、押圧プレート５６が押し付け位置へ移動する。他方、カムフォロワー６２が右方向へスライドすると、引っ張りバネ６６の付勢力によって保持部材６３がＺ軸方向に沿って上昇して、押圧プレート５６が、図５に示す初期位置（退避位置）へ復帰する。
【００６３】
押圧プレート５６は、流路部材２２の上面と対向する下面５６ｂに複数のスプリングプランジャ６８が設けられており、このスプリングプランジャ６８と流路部材２２との間に薄板６９を挟み込んで流路部材２２を押圧する。複数のスプリングプランジャ６８は、押圧プレート５６に形成された取り付け穴５６ｃに嵌め込まれて、その下面５６ｂから先端が突き出るように取り付けられる。各取り付け穴５６ｃは、各挿入穴５６ａの配列方向に沿って、その両脇に２列に配列されている。これにより、各取り付け穴５６ｃに取り付けられた複数のスプリングプランジャ６８は、流路部材２２の幅方向の両端部分と対向する。また、これら複数のスプリングプランジャ６８の押圧力が長手方向に沿って均等に付与されるように、それらの配列間隔は、略等間隔にされている。
【００６４】
スプリングプランジャ６８は、周知のように、プランジャ本体と、このプランジャ本体を付勢するスプリングと、これらを収納してプランジャ本体をスプリングの付勢方向と平行に変位自在に保持する有底円筒状のケースとからなる。プランジャ本体は、初期位置ではスプリングの付勢によってケースから繰り出す方向に付勢されており、その先端はケースから突出している。プランジャ本体は、この初期位置からケース内に沈み込む沈胴方向へ所定のストロークの範囲で変位する。プランジャ本体は、例えば、略弾丸形状をしておいる。なお、スプリングプランジャの中には、このプランジャ本体の形状が球形のボールプランジャがあり、こうしたボールプランジャを使用してもよい。
【００６５】
流路部材２２の上面は、成型精度に起因して平坦度が低く、緩やかな歪みが生じる。そのため、押圧プレート５６の下面５６ｂを流路部材２２の上面に直接接触させて押圧すると、歪みに応じて押圧力が一部に集中してしまうので、流路部材２２に対して平均的に押圧力をかけることができない。そこで、各スプリングプランジャ６８を介して流路部材２２を押圧することで、プランジャ本体のストロークによって流路部材２２の上面の歪みを吸収している。これにより、歪みに起因する押圧力の集中が防止されて、流路部材２２の幅方向（短手方向）の両端部分が、長手方向に沿って平均的に押圧される。
【００６６】
しかし、複数のスプリングプランジャ６８を流路部材２２に対して直接接触させると、各スプリングプランジャ６８と流路部材２２とが点接触になってしまうため、それぞれの押圧ポイントへの押圧力の集中が避けられない。そのため、スプリングプランジャ６８と流路部材２２との間に薄板６９を挟み込んで押圧している。
【００６７】
薄板６９は、例えば、弾性を有する金属製の板である。この薄板６９の下面を流路部材２２の上面に接触させて、その薄板６９の上面からプランジャ６９によって流路部材２２を押圧するため、各プランジャ６９の押圧力を分散させることができる。こうすることで、流路部材２２の上面の歪みを吸収しつつ、各スプリングプランジャ６８の押圧ポイントへの押圧力を分散させて、流路部材２２の長手方向に沿って均等な押圧が可能になる。
【００６８】
図７に示すように、薄板６９は、各スプリングプランジャ６８と対向する両端部の間が長手方向に沿って細長い開口６９ａになっており、これにより、ピペット１６の流路部材２２へのアクセス経路が確保される。
【００６９】
また、薄板６９の長手方向の両端部は、押圧プレート５６の両端部に向けて屈曲しており、この屈曲部分には矩形状の係合穴６９ｂが形成されている。薄板６９は、押圧プレート５６が退避位置にあるときには、その係合穴６９ｂが押圧プレート５６の両端部に取り付けられるボルト７２に引っ掛かり、押圧プレート５６に吊り下げられる。これにより、薄板６９は、押圧プレート５６とともに昇降する。
【００７０】
また、係合穴６９ｂにボルト７２を挿入した状態でも、薄板６９が上下方向に変位できるように、係合穴６９ｂは、ボルト７２の直径よりも口径が大きな縦に長い長穴で形成されている。これにより、押圧プレート５６が退避位置にあるとき（図５参照）と、押圧プレート５６が押し付け位置にあるとき（図６参照）とで、薄板６９と押圧プレート５６の下面５６ｂとの間隔が変化するので、薄板６９によってスプリングプランジャ６８の伸縮が阻害されることがない。
【００７１】
すなわち、図５に示すように、押圧プレート５６が退避位置にある状態では、薄板６９は、ボルト７２と係合して吊り下がるので、押圧プレート５６の下面５６ｂとの間隔が広がる。これにより、スプリングプランジャ６８の先端の変位スペースが確保されるので、先端が薄板６９に邪魔されることなく繰り出し方向へ変位して、沈胴方向へのストロークが確保される。この退避位置から押圧プレート５６が押し付け位置に向けて下降を開始すると、まず、薄板６９が流路部材２２と当接する。この時点で薄板６９の下降は終了するが、係合穴６９ｂの大きさはボルト７２の直径よりも大きいので、薄板６９の変位が終了した後も、押圧プレート５６は薄板６９との間隔を狭めながら、下降を続ける。これに応じて、スプリングプランジャ６８の先端がケース内に沈み込みながら薄板６９を介して流路部材２２を押圧する。
【００７２】
プリズム保持機構４６は、載置面４３ａを挟んでその両脇にそれぞれ配置される保持ユニット７６と、位置決め部材７７とからなる。位置決め部材７７は、プリズム２３の側面と対面するように、載置面４３ａの一方の側端に固定されている。位置決め部材７７には、プリズム２３の一方の凸部２３ｂと当接して、プリズム２３のＹ軸方向の位置決めをする基準面７７ａが形成されている。位置決め部材７７は、載置面４３ａの長手方向に沿って長尺状をしており、基準面７７ａは、センサユニット１１がＸ軸方向に搬送される際に、プリズム２３の凸部２３ｂと当接して、センサユニット１１の進行方向をガイドするガイドレールとして機能する。
【００７３】
保持ユニット７６は、位置決め部材７７と対向する位置に配置されている。保持ユニット７６は、プリズム２３の他方の凸部２３ｂと当接してこれを押圧することにより、プリズム２３を前記位置決め部材７７に押し付ける。こうしてプリズム２３がその両側から挟み込まれることで、センサユニット１１のＹ軸方向の位置決めがなされるとともに、載置面４３ａへ所定の姿勢で保持される。
【００７４】
保持ユニット７６は、複数個あり、載置面４３ａの長手方向に沿って略等間隔で配列されている。これらの保持ユニット７６は、取り付けプレート７８を介して載置台４３の側面に取り付けられる。上述したとおり、センサユニット１１には、６つのセンサセル２７が設けられているので、各センサセル２７に対する光路を確保するために、各保持ユニット７６は、各光透過窓３４ａを避けるように、それらと対面しない位置に配置される。本例では、各保持ユニット７６は、７個設けられており、各光透過窓３４ａの間に５つ、両端の各光透過窓３４ａの脇にそれぞれ１つずつ配置される。
【００７５】
各保持ユニット７６は、それぞれ独立に変位可能に設けられている。これにより、プリズム２３の凸部２３ｂに長手方向に歪みが生じている場合でも、上述したスプリングプランジャ６８と同様に、各保持ユニット７６が持つストロークによって歪みが吸収されるようにしている。各保持ユニット７６の数は、７個でなくてもよく、少なくとも両端に１個ずつ合計２個あればよい。その数は、各光透過窓３４ａの数や、センサユニット１１の長さなどを考慮して適宜決められる。
【００７６】
保持ユニット７６は、凸部２３ｂと当接して押圧する押圧面８１ａが上部に形成された押さえ部材８１と、取り付けプレート７８に取り付けられて固定され、この押さえ部材８１をＺ軸方向に昇降自在に保持する保持部材８２と、押さえ部材８１をＺ軸方向の下方に向けて付勢するバネ８３とを備えている。押さえ部材８１は、押し付け位置と、この押し付け位置から上昇して押し付けを解除する解除位置との間で昇降する。
【００７７】
押さえ部材８１の下部には、カムシャフト５２と接触するカムフォロワー８４がボルト８５によって取り付けられている。カムフォロワー８４は、例えば、ボールベアリングが使用されており、その回転方向とカムシャフト５２の回転方向とが一致する向きで取り付けられる。押さえ部材８１は、保持部材８２にリジッドに固定されているわけではなく、スライド自在に取り付けられるので、外力によって姿勢が変化しやすい。カムフォロワー８４にボールベアリングを使用することで、カムシャフト５２とカムフォロワー８４との摩擦力が低減するため、カムシャフト５２の回転につられて押さえ部材８１の姿勢が変化することが抑えられる。これにより、押さえ部材８１の押圧面８１ａとプリズム２３の凸部２３ｂとの適正な相対位置関係が保たれる。また、摩擦力が低減することにより、カムシャフト５２の駆動トルクを軽減させることができる。
【００７８】
バネ８３は、留め金８７に一端を引っ掛けて、他端を留め金８８に引っ掛けて取り付けられる。留め金８７は、押さえ部材８１の上面にボルト８９によって固定される。留め金８８は、取り付けプレート７８のボルトに挿通されナット９０で締め付けられて固定される。
【００７９】
カムシャフト５２は、その軸の周面に複数のカム面９１が形成されており、各カム面９１は、複数の保持ユニット７６のそれぞれのカムフォロワー８４と対応する位置に配置されている。カム面９１は、カムフォロワー８４に対する原節となり、カムシャフト５２が回転すると、各カム面９１によって複数の保持ユニット７６が駆動される。
【００８０】
図８及び図９に示すように、カム面９１は、軸の断面が略Ｄ字形になるように、軸の周面の一部をカットして形成されたものであり、Ｄカットカムなどと呼ばれる。なお、本例では、Ｄカットカムを使用しているが、Ｄカットカムでなくてもよく、軸の断面がおむすび形状のものなど他の形状のカムを使用してもよい。カム面９１は、曲面部９１ａと平面部９１ｂとからなる。このカム面９１がカムフォロワー８４と摺接して、各押さえ部材８１をＺ軸方向に変位させる。図８に示すように、曲面部９１ａとカムフォロワー８４とが対向している間は、カム面９１が、バネ８３の付勢力に抗して、各押さえ部材８１を解除位置に保つ。
【００８１】
そして、カムシャフト５２が時計方向に回転して、カム面９１の平面部（カットされた部分）９１ｂの一端とカムフォロワー８４とが対向を開始すると、押さえ部材８１は、バネ８３の付勢力によってＺ軸方向に沿って下降を開始する。そして、平面部９１ｂが略水平状態になると、押さえ部材８１が下限（押し付け位置）に達する。さらに、カムシャフト５２が時計方向に回転すると、カムフォロワー８４と曲面部９１ａとが対向して、押さえ部材８１が図８に示す解除位置に復帰する。
【００８２】
押し付け位置では、カムフォロワー８４と平面部９１ｂとが接触することがないように、両者の間にはクリアランスＣが確保されている。これにより、押し付け位置では、押さえ部材８１がバネ８３に吊り下がる格好になるので、バネ８３の付勢力を押圧力にロスなく変換できる。１つのバネ８３の付勢力は、例えば、約５００ｇｆである。バネ８３の付勢力によって押さえ部材８１が変位するストローク量（解除位置と押し付け位置との距離）Ｓは、例えば、１．５ｍｍ程度である。クリアランスＣは、例えば、０．２ｍｍ〜０．３ｍｍ程度である。
【００８３】
位置決め部材７７の基準面７７ａは、載置面４３ａに向けて傾斜している。そして、載置面４３ａを挟んで基準面７７ａと対向する対向位置には、押さえ部材８１の押圧面８１ａが配置されており、この押圧面８１は、それと基準面７７ａがハの字状に向き合うように、基準面７７ａと対称をなす角度で傾斜している。このため、押さえ部材８１が下降して、プリズム２３の一方の凸部２３ｂと当接すると、プリズム２３に対してＹ軸方向とＺ軸方向の両方に作用する力が発生する。そして、Ｙ軸方向に作用する力によって、プリズム２３の他方の凸部２３ｂが基準面７７ａに押し付けられて、Ｙ軸方向の位置決めがなされる。また、この押し付けの反力によって、基準面７７ａからＺ軸方向の力がプリズム２３に作用して、その下面が載置面４３ａに押し付けられる。こうして、ハの字状に互いに向かい合う一対の斜面（基準面７７ａと押圧面８１ａ）によってプリズム２３が挟み込まれて、Ｙ軸方向とＺ軸方向の保持が行われる。
【００８４】
また、センサユニット１１は、ハンドリングヘッド４１によって載置面４３ａに搬送されるが、この搬送直後において姿勢が傾いている場合がある。このような場合でも、基準面７７ａと押圧面８１ａとによって挟みこまれることで、プリズム２３に対してＹ軸方向とＺ軸方向の両方向の保持力が同時に作用するので、センサユニット１１は、その姿勢が矯正されて適正な姿勢で保持される。
【００８５】
基準面７７ａと押圧面８１ａの傾斜角（載置面との挟み角）は、それぞれ４５度である。これにより、Ｙ軸方向とＺ軸方向に均等に力が分散する。もちろん、この傾斜角は一例であり、４５度でなくてもよく、２０度〜７０度の範囲であればよい。好ましい範囲としては、３０度〜６０度の範囲であり、より好ましくは、４０度〜５０度の範囲である。また、基準面７７ａと押圧面８１ａのそれぞれの傾斜角は、必ずしも同じでなくてもよい。
【００８６】
このようにセンサユニット保持機構は、流路押し付け機構４７とプリズム保持機構４６とによってセンサユニット１１を保持する。流路押し付け機構４７は、弾性を持ちプリズム２３よりも軟質な流路部材２２を介して押さえつけるため、流路押し付け機構４７だけでは、ピペット１６の挿抜によってセンサユニット１１に加わる力が大きいと、流路部材２２の変形によってセンサユニット１１の姿勢変化や位置ズレが生じてしまうおそれがある。この流路押し付け機構４７に加えて、流路部材２２よりも硬質なプリズム２３と直接係合するプリズム保持機構４６によってセンサユニット１１を保持するので、センサユニット１１を確実に保持することができる。
【００８７】
以下、上記構成による作用について、図１０に示すフローチャートを参照しながら説明する。測定処理が未処理のセンサユニット１１は、ハンドリングヘッド４１によってＸ方向に搬送されて測定ステージ１４にセットされる。測定ステージ１４に進入したセンサユニット１１は、片側の凸部２３ｂが基準面７７ａに当接して進行方向がガイドされる。このセンサユニット１１の搬送時には、プリズム保持機構４６及び流路押し付け機構４７は、図８に示す初期位置にあるので、押圧面８１ａとの摩擦がなく、センサユニット１１はスムーズに搬送される。センサユニット１１の端部がストッパ４４に当接する位置まで送られると、Ｘ方向の搬送が停止する。
【００８８】
コントローラ４０は、センサユニット１１が載置面４３ａにセットされた後、それぞれ図８に示す初期位置にある、プリズム保持機構４６及び流路押し付け機構４７を動作させて、センサユニット１１を所定の位置及び姿勢に保持する。
【００８９】
まず、コントローラ４０は、モータユニット５１を通じてカムシャフト５２の回転を開始させて、押さえ部材８１の駆動を開始する。カム面９１が回転して、カムフォロワー８４と曲面部９１ａとの接触が終了してカムフォロワー８４と平面部９１ｂとの接触が開始すると、押さえ部材８１がバネ８３の付勢力によって押し付け位置に向けて下降を開始する。カムフォロワー８４にボールベアリングを使用しているので、カムフォロワー８４とカム面９１との摩擦抵抗が少なく、押さえ部材８１が安定した姿勢で下降することができる。
【００９０】
押さえ部材８１がＺ軸方向に下降を開始すると、押圧面８１ａがプリズム２３の凸部２３ｂの角と当接して、斜面の傾斜により、Ｙ軸方向の押圧力を発生する。この押圧により、プリズム２３の姿勢が矯正されながら、プリズム２３の反対側の凸部２３ｂが基準面７７ａに押し付けられて、Ｙ軸方向の位置決めがなされる。そして、プリズム２３は、押圧面８１ａと基準面７７ａとの１対の傾斜面によって両側から挟みこまれることで、Ｙ軸方向とＺ軸方向に保持される。
【００９１】
こうして、プリズム保持機構４６によるプリズム２３の保持が完了した後、コントローラ４０は、モータユニット５８を回転させて、押圧プレート５６を押し付け位置に向けて下降させる。押圧プレート５６が下降すると、薄板６９が流路部材２２と当接して、流路部材２２をプリズム２３の上面に圧接させる。押圧プレート５６は、複数のプランジャ６８と薄板６９とを介して流路部材２２を押圧するので、流路部材２２の上面を均等に押圧することができる。また、流路押し付け機構４７による押圧は、プリズム保持機構４６による保持が行われた後に行われるので、その押圧によって、センサユニット１１が傾いたり、転倒するようなことはない。
【００９２】
こうしてセンサユニット１１が保持された後、測定処理が開始される。測定処理では、複数のピペット１６が各流路２１へ同時にアクセスして、各流路２１へ液体の注排出を行い、各センサセル２７のＳＰＲ信号が同時に検出される。複数のピペット１６は同時に挿抜されるので、センサユニット１１に対しては大きな力が働くが、流路押し付け機構４７とプリズム保持機構４６によってセンサユニット１１を保持しているので、センサユニット１１の姿勢変化や位置ズレが生じることはない。
【００９３】
また、ＳＰＲ信号の取得は、ピペット１６が挿入される前から開始され、ピペット１６が引き抜かれた後もしばらくの間継続する。この間、センサユニット１１が適正な姿勢に保たれるので、精度の高い測定を行うことができる。
【００９４】
測定処理が終了した後、コントローラ４０は、まず、モータユニット５１を回転させて、プリズム保持機構４６の保持を解除する。この解除時には、流路押し付け機構４７による押圧が継続しているので、プリズム保持機構４６の解除時にセンサユニット１１の姿勢が乱れることはない。プリズム保持機構４６が解除された後、押圧プレート５６が上昇して、流路押し付け機構４７による押圧が解除される。この後、センサユニット１１はハンドリングヘッド４１によって搬送されて測定ステージ１４から退避される。センサユニット１１は、保持が解除された後も適正な姿勢が保たれるから、ハンドリングヘッド４１によって確実に把持された状態が維持される。このため、搬送の際にセンサユニット１１がハンドリングヘッド４１から抜け落ちるなどの搬送不良が生じることもない。
【００９５】
上記実施形態では、押さえ部材を駆動する駆動部材として、カムシャフトを使用した例で示したが、カムシャフトに代えて、図１１及び図１２に示すようなカムプレート１０１を使用してもよい。押さえ部材１０３は、プリズム２３の側面に長手方向に沿って配列されており、上記位置決め部材７７と対向して配置される。押さえ部材１０３の上部には、凸部２３ｂと係合する舌片が形成されており、下部には、カムプレート１０１と係合するカムフォロワー１０６が設けられている。
【００９６】
カムプレート１０１は、長手方向を押さえ部材１０３の配列方向に合わせて配置されており、長手方向と平行なＸ軸方向にスライドすることで、各押さえ部材１０３を駆動して、Ｚ軸方向に昇降させる。カムプレート１０１の一方の端部には、ピニオンギヤ１０８と噛合するラックギヤ１０９が形成されている。ピニオンギヤ１０８が回転すると、カムプレート１０１は、Ｘ軸方向に沿ってスライドする。ピニオンギヤ１０８は、モータによって駆動される。カムプレート１０１には、各カムフォロワー１０６と接触するカム面１１１が形成されている。
【００９７】
図１２に示すように、カムプレート１０１には、カムフォロワー１０６に対応する位置に、断面が略くさび形状の複数の凸部が形成されており、この凸部の表面がカム面１１１となる。カム面１１１には、傾斜した斜面部と平らな平坦部とが形成されている。押さえ部材１０３は、バネ８３によって下方に付勢されており、カム面１１１のスライドによって昇降する。二点鎖線で示すように、カム面１１１の平坦部とカムフォロワー１０６とが接しているときが、初期位置（解除位置）であり、この初期位置からカムプレート１０１が右方向にスライドすると、斜面部の傾斜に従って、押さえ部材１０３が押し付け位置に向けて下降する。そして、カムプレート１０１を右方向にスライドさせると、カム面１１１がバネ８３の付勢に抗して押さえ部材１０３を押し上げて、押し付け位置から初期位置へ復帰させる。
【００９８】
なお、押し付け位置において、押さえ部材１０３に対してバネ８３の付勢力を１００％かけるためには、上述したとおり、カムフォロワー１０６と、カム面１１１との間に、クリアランスが確保されるように、それぞれを配置するとよい。
【００９９】
カムフォロワー１０６には、例えば、ボールベアリングが使用されており、その回転方向がカムプレート１０１のスライド方向に合う向きで取り付けられている。これにより、カムフォロワー１０６とカムプレート１０１との摩擦抵抗が減るため、押さえ部材１０３の姿勢安定化、及びカムプレート１０１の駆動力の軽減に寄与する。
【０１００】
上述のカムシャフトを使用して駆動する場合と比較して、カムプレートを使用して押さえ部材を駆動する場合の方が、計算上では駆動力が低減する効果が認められている。具体的には、５００ｇｆの付勢力でバネ付勢された押さえ部材を、上述したストローク量で変位させるという条件の下では、カムプレートで駆動する場合の駆動力が、カムシャフトで駆動する場合の駆動力の半分程度で済むという計算結果が出ている。
【０１０１】
また、上記実施形態では、押さえ部材をＺ軸方向に昇降させて、押し付け位置と解除位置との間で変位させる例で説明したが、Ｚ軸方向でなくてもよく、Ｙ軸方向に変位させてもよい。この場合には、押さえ部材は、横方向からプリズムの凸部と当接することになる。また、Ｚ軸方向やＹ軸方向のスライドではなく、押さえ部材の下部を基点にしてこれを回転させることにより、押圧面を凸部に当てるようにしてもよい。
【０１０２】
また、上記実施形態では、傾斜した基準面に対してプリズムを押し付ける押さえ部材に基準面と対称をなすように傾斜した押圧面を形成し、それら１対の傾斜面でプリズムを挟み込む例で説明したが、例えば、図１３に示すように押さえ部材１２１を構成すれば、押圧部材に傾斜した押圧面を設けなくてもよい。なお、上記実施形態と同一の部材については便宜上同一の符合を付す。
【０１０３】
保持ユニット１２２には、上記実施形態の押さえ部材８１に相当する押さえ部材１２１が設けられている。押さえ部材１２１には、凸部２３の上面と当接してこれをＺ軸方向に押圧する舌片１２１ａと、この舌片１２１ａの下方には、凸部２３ｂの側面をＹ軸方向に押圧するＹ軸方向押圧部材としてボールプランジャ１２３が取り付けられている。この押さえ部材１２１をＺ軸方向に下降させることにより、凸部２３ａに対してＺ軸方向とＹ軸方向の２方向に押圧力を与えて、プリズム２３の反対側の凸部２３ｂを基準面７７ａに押し付けることができる。
【０１０４】
ボールプランジャ１２３は、上述したように、球形のプランジャ本体（ボール）を持ち、これを付勢するスプリングと、これらを収容するケースとからなる。プランジャ本体は、ボールの中心を回転中心として回転自在に保持される。
【０１０５】
ボールプランジャ１２３は、その可動部分であるボールが凸部２３ｂの側面と対面する向きで、舌片１２１ａの下方に形成された取り付け穴に埋め込まれるようにして取り付けられる。図１３（Ａ）に示すように、ボールプランジャ１２３は、押さえ部材１２１が解除位置にあるときには、ボールが、凸部２３ｂの上方にわずかに突出するように配置される。
【０１０６】
そして、図１３（Ｂ）に示すように、押さえ部材１２１が押し付け位置に向けて下降すると、まず、ボールは、凸部２３ｂの角に当接し、さらに下降すると、凸部２３ｂの形状に沿ってその周面と摺接しながらケース内に沈み込み、凸部２３ｂの側面と当接する。これにより、ボールプランジャ１２３のスプリングの付勢力によってＹ軸方向の押圧を開始する。このように、押さえ部材１２１を構成すれば、Ｚ軸方向の押圧力とＹ軸方向の押圧力を発生させることができるので、傾斜した押圧面と同様な効果が得られる。
【０１０７】
また、Ｙ軸方向押さえ部材としてボールプランジャ１２３を使用したことで、ボールプランジャ１２３と凸部２３ｂとが擦れて凸部２３ｂが削られることが防止される。というのは、ボールは、凸部２３ｂと摺接しながら変位するが、その摺接時には回転するため、凸部２３ｂとボールとの摩擦抵抗が小さい。このため、凸部２３ｂが削られにくく、削りかすなどの発生も抑えられる。なお、Ｙ軸方向押さえ部材としてボールプランジャを使用することには、このようなメリットがあるが、Ｙ軸方向押さえ部材として、ボールプランジャの代わりに、プランジャ本体が回転しないスプリングプランジャを使用してもよい。
【０１０８】
上記実施形態では、押さえ部材と係合させる部位を、プリズムの側面から突き出した凸部としているが、この凸部には、プリズムに溝を形成することに形成された凹凸も含まれる。また、上記実施形態では、プリズムの凸部が、略水平な上面とこれと直交する側面とを持つように断面が略矩形状をしているが、凸部の形状はこれに限られず、例えば、上面に傾斜がついていてもよいし、先端がドーム型になっていてもよい。
【０１０９】
また、上記実施形態では、測定装置の一例として全反射減衰を利用したＳＰＲ測定装置を例に説明したが、ＳＰＲ測定装置に限らず他の測定装置に適用してもよい。全反射減衰を利用した測定装置としては、ＳＰＲ測定装置の他に、例えば、漏洩モードセンサが知られている。漏洩モードセンサは、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、ＳＰＲの共鳴角と同様に、センサ面上の媒質の屈折率に応じて変化する。この反射角の減衰を検出することにより、前記センサ面上の化学反応が測定される。
【０１１０】
また、本発明は、全反射減衰を利用した測定装置に限らず、センサ面の反応を光学的に測定する他の測定装置にも適用することができる。測定装置の種類に応じて、光学ブロックの形状等も適宜変更される。例えば、光学ブロックとしてプリズムを例に説明したが、光学ブロックはプリズムでなくてもよく、プレート状のものでもよい。また、光学ブロックの材質は、プラスチックに限らずガラスでもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】ＳＰＲ測定方法の説明図である。
【図２】センサユニットの概略構成を示す分解斜視図である。
【図３】センサユニットの側面図である。
【図４】測定ステージの構成図である。
【図５】退避位置にある流路押し付け機構の説明図である。
【図６】押し付け位置にある流路押し付け機構の説明図である。
【図７】プリズム保持機構の構成図である。
【図８】解除位置にあるプリズム保持機構の説明図である。
【図９】押し付け位置にあるプリズム保持機構の説明図である。
【図１０】保持及び解除手順を示すフローチャートである。
【図１１】カムプレートを使用した押さえ部材の駆動機構の説明図である。
【図１２】図１１の駆動機構の側面図である。
【図１３】押さえ部材にＹ軸方向押さえ部材を設けた例の説明図である。
【符号の説明】
【０１１２】
１０  ＳＰＲ測定装置
１１  センサユニット
１４  測定ステージ
１６  ピペット
２１  流路
２２  流路部材
２３  プリズム
２３  凸部
４３  載置台
４３ａ  載置面
４６  プリズム保持機構
４７  流路押し付け機構
５１  モータユニット
５２  カムシャフト
５６  押圧プレート
６８  スプリングプランジャ
６９  薄板
７６  保持ユニット
７７  位置決め部材
７７ａ  基準面
７８  取り付けプレート
８１  押さえ部材
８１ａ  押圧面
８３  バネ
８４，１０６  カムフォロワー
９１  カム面
１０１  カムプレート
【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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