(57)【要約】【課題】分析対象から試料を簡単に採取して良好に保存することができ、この試料を変質させることなく良好に成分分析することができる構造の試料分析システムを提供する。【解決手段】  採取保存装置１００の試料保存容器から取り外された密閉蓋体のシャフト部材の先端の試料吸着材で分析対象から試料が採取され、その試料が採取保存装置１００で保存されてからバイオセンサ２５０で成分分析される。【選択図】図１
2007292585.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一部が開口している試料保存容器と、
前記開口に着脱自在に装着されて前記試料保存容器を密閉する密閉蓋体と、
前記密閉蓋体の内面に末端が一体に連結されていて先端が前記試料保存容器の内部に位置する細長いシャフト部材と、
前記シャフト部材の先端に位置して分析対象から試料を吸着する試料吸着材と、
前記試料を成分分析する表面プラズモン共鳴形式のバイオセンサと、
を有する試料分析システム。
【請求項２】
前記試料保存容器に収容されて前記試料と反応することなく雰囲気を乾燥させる乾燥剤と、
前記試料保存容器に収容されて前記試料と反応することなく前記雰囲気から酸素を吸収する脱酸素剤とを、
さらに有する請求項１に記載の試料分析システム。
【請求項３】
前記試料保存容器にバッファ溶液を注入する溶液注入器と、
前記試料保存容器から前記バイオセンサに前記バッファ溶液を移送する溶液移送部とを、さらに有する請求項１または２に記載の試料分析システム。
【請求項４】
試料を成分分析する表面プラズモン共鳴形式のバイオセンサと、
バッファ溶液を収容する試料保存容器と、
分析対象の周囲から空気を吸引して前記バッファ溶液に前記試料を注入する空気吸引機構と、
前記試料保存容器から前記バイオセンサに前記バッファ溶液を移送する溶液移送部と、
を有する試料分析システム。
【請求項５】
前記試料保存容器に装着されているデータ媒体と、
前記溶液移送部に並設されているデータリーダとを、
さらに有する請求項３または４に記載の試料分析システム。
【請求項６】
前記データ媒体がＲＦＩＤ(Radio Frequency Identification)タグからなり、前記データリーダがＲＦＩＤリーダからなる請求項５に記載の試料分析システム。
【請求項７】
複数の前記試料保存容器を保持して前記溶液移送部の位置に順番に搬送する容器搬送機構を、さらに有する請求項３ないし６の何れか一項に記載の試料分析システム。
【請求項８】
前記バイオセンサに抗体が入っている緩衝液と前記抗体が入っていない緩衝液と洗浄液とを切換自在に供給する溶液供給機構を、さらに有する請求項４ないし７の何れか一項に記載の試料分析システム。
【請求項９】
前記バイオセンサは、細長い三角柱状の光学プリズムと、前記光学プリズムの一面に配列されている複数の金属膜と、前記金属膜の表面で前記試料が抗原抗体反応を発生するときのプラズモン共振角を測定する光学ユニットとを、さらに有し、
前記溶液移送部は、前記バッファ溶液を前記バイオセンサの複数の前記金属膜上に一様に供給し、
前記溶液供給機構は、相違する前記抗体が入っている複数種類の前記緩衝液を前記バイオセンサの複数の前記金属膜上に個々に供給する請求項８に記載の試料分析システム。
【請求項１０】
前記バイオセンサは、細長い三角柱状の光学プリズムと、前記光学プリズムの一面に配列されている複数の金属膜と、前記金属膜の表面で前記試料が抗原抗体反応を発生するときのプラズモン共振角を測定する光学ユニットとを、さらに有し、
前記溶液供給機構は、前記抗体が入っている前記緩衝液を前記バイオセンサの複数の前記金属膜上に一様に供給し、
前記溶液移送部は、前記試料が相違する複数種類の前記バッファ溶液を前記バイオセンサの複数の前記金属膜上に個々に供給する請求項８に記載の試料分析システム。
【請求項１１】
前記バイオセンサの光学プリズムが交換自在に装着されるセンサ装着機構を、さらに有する請求項９または１０に記載の試料分析システム。
【請求項１２】
前記センサ装着機構に装着されていない前記光学プリズムを包装する導電シートと、
前記導電シートで包装された前記光学プリズムを密閉するセンサ密閉容器と、
前記センサ密閉容器に収容されていて雰囲気を乾燥させる乾燥剤と、
前記センサ密閉容器に収容されていて前記雰囲気から酸素を吸収する脱酸素剤とを、
さらに有する請求項１１に記載の試料分析システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分析対象から試料を採取して成分分析する試料分析システムに関し、特に、表面プラズモン共鳴形式のバイオセンサを利用した試料分析システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
主として空港や税関等の場所における爆薬・麻薬探知およびこれらの発見方法としては、犬を用いた方法に依存していた。しかしながら、この方法は犬の体調や個体差に依存し、探知・発見能力に差が生じやすい問題があった。また、前述の場所等で活躍できる犬の調教に多大な費用が発生する問題もあった。
【０００３】
一方で、特定の爆薬・麻薬成分を検知する方法としては、ガスクロマトグラフ法による化学成分分析手段が用いられてきている。しかしながら、同法を用いてこれらの成分を検知する際には、３つの大きな課題があった。
【０００４】
第１に、同法に使われる装置に正確に試料をインジェクションすることは難しい問題があること。この理由として爆薬・麻薬が疑われる試料を確実にサンプリングする技術や方法が十分に確立されていないためである。
【０００５】
一例としては、掃除機を模擬した吸引装置によりサンプリングする技術、またその他の例としては、紙や布を材料とした拭き取り材によりサンプリングする方法があった。これらの方法では、吸引装置や拭き取り材からこれらの成分を速やかに同装置にインジェクションすることが難しいことがあげられる。
【０００６】
第２に、多数のサンプルから得られた検知結果から、特定の爆薬・麻薬の存在場所・時間等の追跡が難しい問題があること。サンプリングされた場所・時刻に対する情報と検知結果とがリンクされていないからである。
【０００７】
第３に、第１と第２とに関係ある事柄であるが、サンプリングされた試料を安定して保存・保管することが難しい問題があること。爆薬・麻薬成分は反応性の高い物質であるが故、保存・保管には細心の注意が払われるべきであるにもかかわらず、なおざりにされてきた。
【０００８】
ガスクロマトグラフ法以外に爆薬・麻薬を分析する手段としては、表面プラズモン共鳴形式のバイオセンサの抗原抗体反応を利用したＳＰＲ(surface plasmon resonance)法が用いられており、数チャンネルから１０チャンネル程度の試料を連続して分析することが可能である。
【０００９】
現在、前述のＳＰＲ法により爆薬や麻薬を検出する各種の提案がある(例えば、特許文献１〜３参照)。
【特許文献１】特開２００６−４７１６１号
【特許文献２】特開平０９−１２６９６４号
【特許文献３】特開平０７−００６７２９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、従来の手法では、分析対象から試料を簡単に採取することが困難である。さらに、採取した試料を良好に保存することができない。このため、採取した試料が分析までに変質することがあり、その分析精度が低下している。
【００１１】
また、従来の手法では、分析対象を確実に入手する必要がある。このため、例えば、爆薬や麻薬の所持の嫌疑がある容疑者でも、拘束しないと爆薬や麻薬の有無を検査することができない。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第一の試料分析システムは、一部が開口している試料保存容器と、開口に着脱自在に装着されて試料保存容器を密閉する密閉蓋体と、密閉蓋体の内面に末端が一体に連結されていて先端が試料保存容器の内部に位置する細長いシャフト部材と、シャフト部材の先端に位置して分析対象から試料を吸着する試料吸着材と、試料を成分分析する表面プラズモン共鳴形式のバイオセンサと、を有する。
【００１３】
従って、本発明の試料分析システムでは、試料保存容器から取り外された密閉蓋体のシャフト部材の先端の試料吸着材で分析対象から試料が採取され、その試料が試料保存容器の内部で保存されてからバイオセンサで成分分析される。
【００１４】
本発明の第二の試料分析システムは、試料を成分分析する表面プラズモン共鳴形式のバイオセンサと、バッファ溶液を収容する試料保存容器と、分析対象の周囲から空気を吸引してバッファ溶液に試料を注入する空気吸引機構と、試料保存容器からバイオセンサにバッファ溶液を移送する溶液移送部と、を有する。
【００１５】
従って、本発明の試料分析システムでは、分析対象の周囲から空気を吸引することでバッファ溶液に試料が注入され、そのバッファ溶液の試料がバイオセンサで成分分析されることにより、分析対象に接触することなく試料を成分分析することができる。
【００１６】
なお、本発明で云う各種の構成要素は、必ずしも個々に独立した存在である必要はなく、複数の構成要素が一個の部材として形成されていること、１つの構成要素が複数の部材で形成されていること、ある構成要素が他の構成要素の一部であること、ある構成要素の一部と他の構成要素の一部とが重複していること、等でもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の第一の試料分析システムでは、試料保存容器から取り外された密閉蓋体のシャフト部材の先端の試料吸着材で分析対象から試料を採取することができ、その試料を試料保存容器の内部で保存してからバイオセンサで成分分析できることにより、分析対象から試料を簡単に採取して良好に保存することができ、この試料を変質させることなく良好に成分分析することができる。
【００１８】
本発明の第二の試料分析システムでは、分析対象の周囲から空気を吸引することでバッファ溶液に試料が注入され、そのバッファ溶液の試料がバイオセンサで成分分析されることにより、分析対象に接触することなく試料を成分分析することができるので、匂いなどの気体成分でもＳＰＲ法で分析することができ、例えば、容疑者に気付かれることなく爆薬や麻薬の有無を検査するようなことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の実施の第一の形態を図面を参照して以下に説明する。本実施の形態の試料分析システム１０は、分析対象から試料を採取して成分分析するために利用される。このため、本実施の形態の試料分析システム１０は、図１に示すように、採取保存装置１００と溶液注入器１４０と試料分析装置２００とデータ処理装置２７０とを有する。
【００２０】
採取保存装置１００は、図２に示すように、試料保存容器１１０、密閉蓋体１１１、シャフト部材１１２、試料吸着材１１３、乾燥剤１２０、脱酸素剤１２１、データ媒体であるＲＦＩＤタグ１３０、を有する。
【００２１】
また、試料分析装置２００は、分析装置本体２１０、容器搬送機構であるターンテーブル２２０、溶液移送部である分注器２３０、データリーダであるＲＦＩＤリーダ２４０、表面プラズモン共鳴形式のバイオセンサ２５０、等を有する。
【００２２】
より具体的には、試料保存容器１１０の各部は、試料およびバイオセンサ２５０のバッファ溶液Ｂと反応しない材料で形成されている。試料保存容器１１０は、一部が開口した円筒状に遮光性の樹脂などで形成されている。
【００２３】
密閉蓋体１１１は、試料保存容器１１０の開口に着脱自在に装着されることにより、試料保存容器１１０を密閉する。シャフト部材１１２は、密閉蓋体１１１の内面に末端が一体に連結されており、先端が試料保存容器１１０の内部に位置する細長形状に形成されている。
【００２４】
試料吸着材１１３は、シャフト部材１１２の先端に位置して分析対象から試料を吸着する。ただし、試料吸着材１１３は、上述のように試料と反応しないので、例えば、静電作用や粘着性などの物性により試料を吸着する材料および構造に形成されている。また、試料吸着材１１３は、試料保存容器１１０にバッファ溶液Ｂが注入されても、コンタミを発生しない材料および構造に形成されている。
【００２５】
乾燥剤１２０は、例えば、不織布の包袋に封入されたシリカゲルからなり、試料保存容器１１０に収容されて試料と反応することなく雰囲気を乾燥させる。脱酸素剤１２１は、例えば、不織布の包袋に封入された鉄粉からなり、試料保存容器１１０に収容されて試料と反応することなく雰囲気から酸素を吸収する。
【００２６】
ＲＦＩＤタグ１３０は、例えば、試料保存容器１１０の外周面に装着されており、その採取保存装置１００に固有のＩＤデータなどが登録されている。ＲＦＩＤタグ１３０は、例えば、登録データを数センチ程度の極短距離のみ無線送信する。
【００２７】
溶液注入器１４０は、バイオセンサ２５０用のバッファ溶液Ｂと反応しない遮光性の樹脂などで円筒状に形成されている。溶液注入器１４０は、図１に示すように、バッファ溶液Ｂを保存し、試料保存容器１１０に注入することに利用される容器からなる。
【００２８】
また、試料分析装置２００の分析装置本体２１０は、ボックス状に形成されている。分析装置本体２１０の上面の一端にはターンテーブル２２０が回転自在に搭載されている。分析装置本体２１０の上面のターンテーブル２２０と対向する位置には、分注器２３０とＲＦＩＤリーダ２４０とが並設されている。
【００２９】
ターンテーブル２２０は、複数の試料保存容器１１０が配列される凹溝が上面の外周部に形成されている。このため、ターンテーブル２２０は、複数の試料保存容器１１０を保持して分注器２３０およびＲＦＩＤリーダ２４０の位置に順番に搬送する。
【００３０】
分注器２３０は、ターンテーブル２２０により順番に搬送される試料保存容器１１０からバイオセンサ２５０にバッファ溶液Ｂを移送する。より詳細には、図３に示すように、分析装置本体２１０の上面の中央近傍には開口孔２１１が形成されている。この開口孔２１１の内部にバイオセンサ２５０が配置されている。
【００３１】
分注器２３０は逆様のＪ状に形成されており、回動自在に軸支されている。このため、詳細には後述するが、図９に示すように、その先端はターンテーブル２２０と開口孔２１１とに上方から対向する位置に移動する。
【００３２】
さらに、分注器２３０の先端は上下方向に伸縮自在に形成されている。そこで、分注器２３０は、図９(ａ)(ｂ)に示すように、ターンテーブル２２０により順番に搬送される試料保存容器１１０からバッファ溶液Ｂを吸入して保持し、この保持したバッファ溶液Ｂを開口孔２１１の内部に排出することでバイオセンサ２５０に供給する。
【００３３】
ＲＦＩＤリーダ２４０は、ターンテーブル２２０により順番に搬送される試料保存容器１１０のＲＦＩＤタグ１３０からＩＤデータなどを読み取る。このＲＦＩＤリーダ２４０は通信距離が極短距離なので、分注器２３０によりバッファ溶液Ｂが移送される試料保存容器１１０のＲＦＩＤタグ１３０のみと無線通信する。
【００３４】
バイオセンサ２５０は、図４および図５に示すように、光学プリズム２５１と複数の金属膜２５２と光学ユニット(図示せず)からなる。光学プリズム２５１は、細長い三角柱状に形成されている。
【００３５】
複数の金属膜２５２は、金などからなり、光学プリズム２５１の一面に配列されている。光学ユニットは、光学プリズム２５１の複数の金属膜２５２にレーザ光を個々に同時に照射し、複数の金属膜２５２で反射されたレーザ光を個々に検出する。
【００３６】
分析装置本体２１０の内部には、バイオセンサ２５０の光学ユニットとセンサ保持機構(図示せず)とが所定位置に固定されている。そして、このセンサ保持機構が、図４に示すように、光学プリズム２５１を光学ユニットと対向する位置に交換自在に保持する。
【００３７】
また、分析装置本体２１０の内部には、開口孔２１１からバイオセンサ２５０の位置まで流路部材２１２により流路が形成されている。このため、前述のように分注器２３０から開口孔２１１に注入されたバッファ溶液Ｂはバイオセンサ２５０の複数の金属膜２５２上に一様に供給される。
【００３８】
さらに、分析装置本体２１０には、溶液供給機構２６０も内蔵されている。この溶液供給機構２６０は、バイオセンサ２５０に、抗体が入っている緩衝液、抗体が入っていない緩衝液、洗浄液、を切換自在に供給する。
【００３９】
より詳細には、図６に示すように、溶液供給機構２６０は、バイオセンサ２５０の金属膜２５２と同数の抗体供給タンク２６１、一個の緩衝液供給タンク２６２、一個の洗浄液タンク２６３、一個の廃液タンク２６４、これらのタンク２６１〜２６４に個々に装着されている複数の配管２６５、この複数の配管２６５に個々に連結されているポンプ装置(図示せず)、等からなる。
【００４０】
複数の抗体供給タンク２６１には、相違する抗体が入っている複数種類の緩衝液が個々に収容されている。このため、複数の抗体供給タンク２６１からバイオセンサ２５０には、相違する抗体が入っている複数種類の緩衝液が複数の金属膜２５２上に個々に供給される。
【００４１】
緩衝液供給タンク２６２からバイオセンサ２５０には、抗体が入ってない緩衝液が複数の金属膜２５２上に一様に供給される。洗浄液タンク２６３からバイオセンサ２５０には、洗浄液が複数の金属膜２５２上に一様に供給される。廃液タンク２６４には、バイオセンサ２５０に供給された緩衝液や洗浄液が廃液として回収される。
【００４２】
バイオセンサ２５０は、上述のようにバッファ溶液Ｂと緩衝液により試料と抗体とが供給されると、その金属膜２５２の表面で試料が発生する抗原抗体反応のプラズモン共振角を光学ユニットで測定する。
【００４３】
なお、交換用の光学プリズム２５１は、図７に示すように、専用のセンサ保存装置２８０で保管される。このセンサ保存装置２８０は、導電シート２８１、センサ密閉容器２８２、乾燥剤２８３、脱酸素剤２８４、からなる。
【００４４】
導電シート２８１は、交換用の光学プリズム２５１を包装する。センサ密閉容器２８２は、導電シート２８１で包装された光学プリズム２５１を密閉する。乾燥剤２８３と脱酸素剤２８４は、センサ密閉容器２８２の内部に収容されている。
【００４５】
データ処理装置２７０は、いわゆるパーソナルコンピュータからなる。図１に示すように、試料分析装置２００のＲＦＩＤリーダ２４０とバイオセンサ２５０とがデータ処理装置２７０に接続されている。
【００４６】
データ処理装置２７０には、成分データベースが構築されており、そこに検出したい分析対象の成分がデータ登録されている。さらに、データ処理装置２７０は、バイオセンサ２５０の検出結果とデータベースの登録データとを照合し、検出したい分析対象を特定するための、コンピュータプログラムが実装されている。
【００４７】
また、データ処理装置２７０には、ＩＤデータベースも構築されており、そこにＲＦＩＤリーダ２４０の検出結果がデータ登録される。さらに、データ処理装置２７０は、ＲＦＩＤリーダ２４０の検出結果とバイオセンサ２５０の検出結果とを関連させるコンピュータプログラムも実装されている。
【００４８】
上述のような構成において、本実施の形態の試料分析システム１０の利用方法を以下に具体的に説明する。本実施の形態の試料分析システム１０は、例えば、空港の荷物検査部に設置され(図示せず)、麻薬や爆薬などの違法物質の特定のために利用される。
【００４９】
その場合、図８に示すように、例えば、固有のＩＤデータが登録されているＲＦＩＤタグ２９０が、分析対象となる荷物Ｌに個々に装着される。このようなＲＦＩＤタグ２９０は、例えば、航空会社が顧客から荷物Ｌを預かるときの識別票と兼用することができる(図示せず)。
【００５０】
作業員(図示せず)は、ハンディタイプのＲＦＩＤリーダ(図示せず)と複数の採取保存装置１００とを携帯し、荷物Ｌから試料を個々に採取する。その場合、作業員はＲＦＩＤリーダで荷物ＬのＲＦＩＤタグ２９０からＩＤデータを読み取る。つぎに、作業員は複数の採取保存装置１００から新品の一個を選択し、そのＲＦＩＤタグ１３０をＲＦＩＤリーダで読み取る。
【００５１】
これで、ＲＦＩＤリーダは荷物Ｌと採取保存装置１００とのＩＤデータを関連させ、例えば、この関連された一対のＩＤデータが有線や無線の通信でデータ処理装置２７０に送信される。このデータ処理装置２７０は、受信したＩＤデータをＩＤデータベースに登録する。
【００５２】
一方、図２に示すように、作業員はＲＦＩＤタグ１３０を読み取った採取保存装置１００の試料保存容器１１０から密閉蓋体１１１を取り外す。つぎに、その密閉蓋体１１１を手指で把持したまま(図示せず)、図８に示すように、試料吸着材１１３で荷物Ｌの表面から試料を採取する。
【００５３】
この採取が完了すると、やはり密閉蓋体１１１を手指で把持したまま試料保存容器１１０に装着する。これで試料を吸着した試料吸着材１１３が、試料保存容器１１０の内部に非接触に配置される。
【００５４】
上述のように複数の採取保存装置１００により複数の荷物Ｌから個々に試料が採取されると、その複数の採取保存装置１００が一個の試料分析装置２００の位置に回収される。
【００５５】
そこで、図１に示すように、密閉蓋体１１１が取り外された試料保存容器１１０から、乾燥剤１２０と脱酸素剤１２１とが取り出される。このような状態の試料保存容器１１０に溶液注入器１４０からバッファ溶液Ｂが注入される。
【００５６】
つぎに、その試料保存容器１１０のバッファ溶液Ｂに試料吸着材１１３が浸漬されることにより、採取された試料がバッファ溶液Ｂにトラップされる。なお、ここで云うトラップとは、試料が分析できる状態でバッファ溶液Ｂに存在すればよく、具体的には、溶解、分散、これらの組み合わせ、の何れでもよい。
【００５７】
上述のように各々処理された複数の試料保存容器１１０が、図３に示すように、試料分析装置２００のターンテーブル２２０に配列される。このような状態でターンテーブル２２０が回転することにより、図９に示すように、複数の試料保存容器１１０が分注器２３０およびＲＦＩＤリーダ２４０の位置に順番に搬送される。
【００５８】
すると、ＲＦＩＤリーダ２４０は、搬送された試料保存容器１１０のＲＦＩＤタグ１３０からＩＤデータを読み出す。分注器２３０は、ＲＦＩＤタグ１３０が読み取られた試料保存容器１１０から開口孔２１１のバイオセンサ２５０にバッファ溶液Ｂを移送する。
【００５９】
このバイオセンサ２５０は、供給されるバッファ溶液Ｂを成分分析する。より詳細には、バッファ溶液Ｂが供給される以前に、バイオセンサ２５０の複数の金属膜２５２には洗浄液が一様に供給されるので、これで金属膜２５２が洗浄される。
【００６０】
つぎに、バイオセンサ２５０の複数の金属膜２５２に抗体が入っていない緩衝液が一様に供給されるので、これで金属膜２５２に抗体が固定されやすく処理される。このような状態で相違する抗体が入っている複数種類の緩衝液がバイオセンサ２５０の複数の金属膜２５２に個々に供給されるので、これで複数の金属膜２５２の表面に複数の抗体が個々に固定される。
【００６１】
このような状態で、バイオセンサ２５０の複数の金属膜２５２にバッファ溶液Ｂが一様に供給されるので、このバッファ溶液Ｂにトラップされている試料が複数種類の抗体により成分分析される。
【００６２】
その分析結果はバイオセンサ２５０からデータ処理装置２７０に転送される。このデータ処理装置２７０にはＲＦＩＤリーダ２４０からＩＤデータも転送されるので、このＩＤデータと試料の分析結果も関連されて登録される。
【００６３】
そして、データ処理装置２７０は試料から分析された成分と成分データベースの登録データとを照合することにより、その試料が麻薬や爆薬でないかを判定する。これが麻薬や爆薬であると判定された場合、例えば、データ処理装置２７０は作業者に音声および表示で警告を発生する。
【００６４】
同時に、データ処理装置２７０は、試料の成分結果とともに転送された試料保存容器１１０のＩＤデータから荷物ＬのＩＤデータを検索し、そのＩＤデータも作業者に提示する。
【００６５】
本実施の形態の試料分析システム１０は、上述のように機能することにより、以下のような効果を有する。まず、図２および図８に示すように、試料保存容器１１０から取り外された密閉蓋体１１１のシャフト部材１１２の先端の試料吸着材１１３により、荷物Ｌから試料を採取することができる。
【００６６】
さらに、その試料を試料保存容器１１０の内部で保存してからバイオセンサ２５０で成分分析することができる。このため、荷物Ｌから試料を簡単に採取して良好に保存することができ、この試料を変質させることなく良好に成分分析することができる。
【００６７】
特に、図２に示すように、試料保存容器１１０には乾燥剤１２０と脱酸素剤１２１とが収容されている。しかも、試料保存容器１１０は、遮光性に形成されている。このため、未使用の試料吸着材１１３を良質な状態に長期保存することができる。さらに、この試料吸着材１１３により採取された試料も変質を防止することができるので、試料分析装置２００による分析精度を向上させることができる。
【００６８】
また、図１に示すように、試料保存容器１１０に溶液注入器１４０によりバッファ溶液Ｂが注入され、その試料保存容器１１０からバイオセンサ２５０にバッファ溶液Ｂが移送される。このため、試料保存容器１１０で採取されて保存された試料をバイオセンサ２５０に簡単に供給することができる。
【００６９】
しかも、図３に示すように、複数の試料保存容器１１０が試料分析装置２００のターンテーブル２２０で保持されて分注器２３０の位置に順番に搬送される。このため、複数の荷物Ｌから採取された試料を迅速に分析することができる。
【００７０】
さらに、図２および図８に示すように、採取保存装置１００と荷物ＬとにＲＦＩＤタグ１３０，２９０が付与され、そのＩＤデータが試料の分析結果とともにデータ処理装置２７０でデータ管理される。このため、試料が麻薬や爆薬と判定されたときに、その麻薬や爆薬が検出された荷物Ｌを簡単かつ確実に特定することができる。
【００７１】
特に、図３に示すように、試料分析装置２００は、分注器２３０にＲＦＩＤリーダ２４０が並設されている。このため、分注器２３０によりバッファ溶液Ｂが採取される試料保存容器１１０のＲＦＩＤタグ１３０からＩＤデータが自動的に読み取られ、そのＩＤデータと試料の分析結果とが的確に関連される。
【００７２】
しかも、ＲＦＩＤタグ１３０およびＲＦＩＤリーダ２４０は通信距離が極短距離である。このため、分注器２３０によりバッファ溶液Ｂが採取される試料保存容器１１０のＲＦＩＤタグ１３０のみからＩＤデータを読み取ることができる。
【００７３】
また、バイオセンサ２５０は、図５に示すように、光学プリズム２５１に複数の金属膜２５２が形成されており、その複数の金属膜２５２に抗体が相違する複数種類の緩衝液が個々に供給される。このため、一個のバイオセンサ２５０で複数の成分を同時に分析することができ、従来の数倍の速度で試料を検査することができる。
【００７４】
しかも、バイオセンサ２５０に、抗体が入っている緩衝液、抗体が入っていない緩衝液、洗浄液、が適宜供給される。このため、一個のバイオセンサ２５０で複数の試料を良好な精度で分析することができる。
【００７５】
さらに、試料分析装置２００では、図６に示すように、抗体が相違する複数の抗体供給タンク２６１、一個の緩衝液供給タンク２６２、一個の洗浄液タンク２６３、一個の廃液タンク２６４、が一体に形成されている。
【００７６】
このため、上述のタンク２６１〜２６４が個別に搭載されている場合に比較して、その占有容積が大幅に削減されている。しかも、複数のタンク２６１〜２６４を一度に交換することができ、この一度の交換で複数種類の溶液を充填できるとともに廃液を廃棄することができる。
【００７７】
また、試料分析装置２００は、図４に示すように、バイオセンサ２５０の光学プリズム２５１が交換自在に装着される。このため、複数の試料を分析して精度が低下した光学プリズム２５１を簡単に交換することができ、試料分析装置２００の分析精度を良好に維持することができる。
【００７８】
しかも、図７に示すように、交換用の光学プリズム２５１は、専用のセンサ保存装置２８０で保管される。このため、交換用の光学プリズム２５１を良好な状態に長期保存することができる。
【００７９】
なお、上述のような光学プリズム２５１の金属膜２５２は薄膜技術によりクリーンルームで製造されるので、その製造直後にセンサ保存装置２８０に封入されることがよい。ここで、光学プリズム２５１に金属膜２５２を製造する方法を、図１０を参照して以下に簡単に説明する。
【００８０】
まず、図１０(ａ)に示すように、光学プリズム２５１が用意され、図１０(ｂ)に示すように、その一面にフォトレジスト２５５が塗布される。つぎに、図１０(ｃ)に示すように、そのフォトレジスト２５５がパターニングされる。
【００８１】
つぎに、図１０(ｄ)に示すように、パターニングされたフォトレジスト２５５をマスクとして、光学プリズム２５１の一面に蒸着やスパッタリングで金属膜２５２が形成される。
【００８２】
そして、図１０(ｅ)に示すように、フォトレジスト２５５を除去することにより、複数の金属膜２５２が一面に形成された光学プリズム２５１が完成する。上述の製造方法では、一個の光学プリズム２５１に複数の金属膜２５２を良好な平滑性で形成することができ、バイオセンサ２５０の性能を向上させることができる。
【００８３】
なお、本発明は実際に上述のような方法で一個の光学プリズム２５１に複数の金属膜２５２を製造し、その光学プリズム２５１をセンサ保存装置２８０で１ヶ月間保存する実験を実行した。
【００８４】
そして、センサ保存装置２８０から取り出した光学プリズム２５１を試料分析装置２００に装填したところ、即座に新品と同様な性能を発揮した。一方、センサ保存装置２８０を使用することなく１ヶ月間放置した光学プリズム２５１を試料分析装置２００に装填したところ、測定不能であった。
【００８５】
この場合、光学プリズム２５１を０．１Ｍの塩酸で洗浄することにより使用可能となったが、その洗浄には３０分を要した。つまり、上述のセンサ保存装置２８０により光学プリズム２５１を良好な状態に長期間保存できることが確認された。
【００８６】
なお、本発明は本実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で各種の変形を許容する。例えば、上記形態では作業者が手作業で荷物Ｌから採取保存装置１００により試料を採取することを例示したが、これを機械化してもよい(図示せず)。
【００８７】
その場合、例えば、複数の荷物Ｌをベルトコンベアで搬送し、そのベルトコンベアで搬送される複数の荷物Ｌから複数の採取保存装置１００で試料を個々に採取する作業をロボットアームなどで実行させればよい(図示せず)。
【００８８】
また、上記形態では作業者が手作業で溶液注入器１４０から試料保存容器１１０にバッファ溶液Ｂを注入することを例示した。しかし、これを自動化してもよく、例えば、試料分析装置が分注管からバッファ溶液Ｂを試料保存容器１１０に注入してもよい。
【００８９】
当然ながら、上述のように試料分析システム１０の全体を自動化することにより、例えば、空港から飛行機に搬送される荷物Ｌを自動的に迅速に分析することができる。さらに、食品工場の加工食品を自動分析するようなこともできる。
さらに、上記形態では試料保存容器１１０などにＲＦＩＤタグ１３０が装着されており、試料分析装置２００にＲＦＩＤリーダ２４０が搭載されていることを例示した。しかし、上述のＲＦＩＤタグ１３０を、バーコード、二次元コード、磁気ストライプ、等のデータ媒体と換装するとともに、ＲＦＩＤリーダ２４０を、バーコードリーダ、二次元コードリーダ、磁気ストライプリーダ、等のデータリーダと換装してもよい(図示せず)。
【００９０】
また、上記形態では荷物Ｌに識別票などを兼用したＲＦＩＤタグ２９０を付与することを例示したが、このようなＲＦＩＤタグ２９０を他の形態で荷物や人間に付与してもよい。
【００９１】
例えば、現在では、いわゆるパスポート(旅券)にＲＦＩＤタグを付与することが検討されている(図示せず)。そこで、そのＲＦＩＤタグのＩＤデータをＲＦＩＤリーダで読み取って採取保存装置１００のＲＦＩＤタグ１３０のＩＤデータと関連させれば、麻薬や爆薬の関係者の身元を国際的に特定することもできる。特に、荷物Ｌの識別票は容易に廃棄することができるが、パスポートは廃棄することが困難なので、より確実に容疑者を特定することができる。
【００９２】
また、試料分析装置２００と荷物ＬとパスポートとのＲＦＩＤタグ１３０，２９０等のＩＤデータを収集して連携させることにより、麻薬や爆薬が収納されている荷物Ｌを特定し、さらに、その荷物Ｌの所有者の身元を特定する、こともできる。
【００９３】
さらに、映画館の指定席のチケットなどにＲＦＩＤタグを付与し、そのＲＦＩＤタグをＲＦＩＤリーダで読み取って採取保存装置１００のＲＦＩＤタグ１３０と関連させてもよい。
【００９４】
その場合、例えば、映画館の指定席の顧客などに対し、麻薬や爆薬の検査を全員に確実に実施することができる。しかも、個人情報を必要とすることなく個人を特定することができるので、プライバシの侵害が問題となることもない。
【００９５】
また、上記形態ではバイオセンサ２５０の複数の金属膜２５２に光学ユニットがレーザ光を個々に同時に照射して検出することを例示した。しかし、光学ユニットが一対のレーザ光源とフォトセンサとをスライド移動させ、複数の金属膜２５２にレーザ光を順番に照射して検出してもよい(図示せず)。
【００９６】
さらに、上記形態ではバイオセンサ２５０の複数の金属膜２５２に、相違する抗体が入っている複数種類の緩衝液が個々に供給されてから、バッファ溶液Ｂが一様に供給されることにより、バッファ溶液Ｂにトラップされている試料の複数成分が一度に分析されることを例示した。
【００９７】
しかし、バイオセンサの一個の光学プリズムに金属膜が一枚のみ形成されており、そこに複数種類の抗体が順番に供給されてもよい。この場合、抗体の種類を切り換えるごとに試料の供給と洗浄も必要なので、スループットは低下する。しかし、バイオセンサの構造が簡単でよい。
【００９８】
さらに、バイオセンサ２５０の複数の金属膜２５２に、一種類の抗体が入っている緩衝液が一様に供給されてから、試料が相違する複数種類のバッファ溶液Ｂが個々に供給されてもよい(図示せず)。
【００９９】
この場合、分析できる成分は一つであるが、複数種類の試料を一度に分析することができる。このため、例えば、特定の麻薬や爆薬などの一つの成分を、高効率に検査することができる。
【０１００】
当然ながら、バイオセンサ２５０の一個の光学プリズム２５１の八枚の金属膜２５２に、例えば、四種類の試料と二種類の抗体とを組み合わせて供給するようなこともできる(図示せず)。
【０１０１】
また、上記形態では接触により試料を採取する採取保存装置１００を作業者が携帯し、作業者の手作業により試料が採取されることを例示した。しかし、分析対象の周囲の空気を吸引して試料を採取する構造に採取保存装置を形成することもできる。
【０１０２】
より具体的には、図１１に示すように、ここで例示する採取保存装置３００は、保存装置本体３０１、試料保存容器３０２、吸気管３０３、空気吸引機構３０４、排気管３０５，等からなる。
【０１０３】
保存装置本体３０１は、ボックス状に形成されている。試料保存容器３０２は、保存装置本体３０１の内部に配置されている。試料保存容器３０２には、バッファ溶液Ｂが収容される。
【０１０４】
吸気管３０３は、保存装置本体３０１の上面上に配置されている。吸気管３０３は、例えば、先端の開口が拡開した漏斗状に形成されている。空気吸引機構３０４は、いわゆるポンプからなる。空気吸引機構３０４は、吸気管３０３により分析対象の周囲から空気Ａを吸引し、その空気Ａを排気管３０５により試料保存容器３０２のバッファ溶液Ｂに注入する。
【０１０５】
これで試料保存容器３０２のバッファ溶液Ｂに試料がトラップされるので、例えば、その試料保存容器３０２を前述の試料分析装置２００に装填することにより、試料が分析される。
【０１０６】
上述の採取保存装置３００を利用した試料分析システム(図示せず)では、分析対象に接触することなく試料を成分分析することができる。このため、匂いなどの気体成分でもＳＰＲ法で分析することができ、例えば、容疑者に気付かれることなく爆薬や麻薬の有無を検査するようなことができる。
【０１０７】
また、上述のような採取保存装置３００を、例えば、顔照合システム(図示せず)と連携させてもよい。このような顔照合システムは、犯罪者の顔写真をデータベースに蓄積しており、パターンマッチングにより歩行者から容疑者を検出する。
【０１０８】
そこで、顔照合システムが容疑者を検出したときに採取保存装置３００を作動させることにより、例えば、麻薬の常習者や連続爆破の犯人などを良好な精度で特定することができる。
【０１０９】
さらに、人間が異常行動するときに発生する物質を、採取保存装置３００により検出することも不可能ではない。この場合、人間が異常行動することを迅速に検出して犯罪を防止することができる。
【０１１０】
また、上述のような採取保存装置３００を食品工場に設置してもよい(図示せず)。この場合、加工している食品から発散される臭気などを試料として成分分析することができる。このため、例えば、食品の加工不良などを非接触に衛生的に判定することができる。
【０１１１】
さらに、上述のような採取保存装置３００を試料分析装置と一体に形成することもできる(図示せず)。その場合、採取保存装置３００から試料分析装置のバイオセンサにバッファ溶液Ｂを自動的に供給する機構を形成する。
【０１１２】
そして、このような構造の試料分析装置３１０を量産し、図１２に示すように、空港などのスペースＳに配列することもできる。この場合、複数の試料分析装置３１０が一個のデータ処理装置２７０に接続される。
【０１１３】
このような試料分析システムでは、例えば、定期的に複数の試料分析装置３１０が周囲の空気を採取して分析し、その分析結果をデータ処理装置２７０が収集する。これで爆薬や麻薬などを自動的に検出することができ、その位置や移動方向を推定することもできる。
【０１１４】
なお、上述のようなスペースＳに気流の測定センサ(図示せず)が配列されており、これがデータ処理装置２７０に接続されていてもよい。この場合、データ処理装置２７０が、気流の測定結果も加味して爆薬や麻薬の位置や移動方向を判定することができる。
【０１１５】
また、データ処理装置２７０がスペースＳのエアコンシステムを制御することにより、気流を能動的に操作してもよい。さらに、試料分析装置３１０が空気を吸引する方向を自動的に可変してもよく、これをデータ処理装置２７０が試料の分析結果などに対応して制御してもよい。
【０１１６】
また、図１２では試料分析装置３１０が等間隔に配列されているが、不当間隔に配列してもよい。例えば、気流を考慮して試料分析装置３１０を配置することにより、必要最小限の試料分析装置３１０で良好な結果を獲得することもできる。
【０１１７】
さらに、図１２では試料分析装置３１０の平面配置を例示しているが、当然ながら、複数の試料分析装置３１０を上下方向に分散させて立体配置してもよい。また、電動カートや自動掃除ロボットなどの移動機器に試料分析装置３１０を搭載し(図示せず)、その分析結果をデータ処理装置２７０に無線などで送信してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】本発明の実施の第一の形態の試料分析システムの構造を示す模式図である。
【図２】試料分析システムの採取保存装置を示す模式的な正面図である。
【図３】試料分析システムの試料分析装置を示す模式的な平面図である。
【図４】試料分析装置の要部の内部構造を示す模式図である。
【図５】バイオセンサの光学プリズムを示し、(ａ)は正面図、(ｂ)は平面図、である。
【図６】溶液供給機構のタンクユニットを示す模式図である。
【図７】光学プリズムがセンサ保存装置に収容された状態を示す模式図である。
【図８】分析対象である荷物から試料を採取する状態を示す模式図である。
【図９】試料分析装置の動作を示す模式的な平面図である。
【図１０】光学プリズムに金属膜を形成する方法を示す工程図である。
【図１１】一変形例の採取保存装置を示す模式的な縦断側面図である。
【図１２】他の変形例の試料分析システムを示す模式図である。
【符号の説明】
【０１１９】
１００    採取保存装置
１１０    試料保存容器
１１１    密閉蓋体
１１２    シャフト部材
１１３    試料吸着材
１２０    乾燥剤
１２１    脱酸素剤
１３０    ＲＦＩＤタグ
１４０    溶液注入器
２００    試料分析装置
２１０    分析装置本体
２１１    開口孔
２１２    流路部材
２２０    ターンテーブル
２３０    分注器
２４０    ＲＦＩＤリーダ
２５０    バイオセンサ
２５１    光学プリズム
２５２    金属膜
２５５    フォトレジスト
２６０    溶液供給機構
２６１    抗体供給タンク
２６２    緩衝液供給タンク
２６３    洗浄液タンク
２６４    廃液タンク
２６５    配管
２７０    データ処理装置
２８０    センサ保存装置
２８１    導電シート
２８２    センサ密閉容器
２８３    乾燥剤
２８４    脱酸素剤
２９０    ＲＦＩＤタグ
３００    採取保存装置
３０１    保存装置本体
３０２    試料保存容器
３０３    吸気管
３０４    空気吸引機構
３０５    排気管
３１０    試料分析装置
Ａ    空気
Ｂ    バッファ溶液
Ｌ    荷物
Ｓ    スペース
【図１】
2007292585.tif 000003
【図２】
2007292585.tif 000004
【図３】
2007292585.tif 000005
【図４】
2007292585.tif 000006
【図５】
2007292585.tif 000007
【図６】
2007292585.tif 000008
【図７】
2007292585.tif 000009
【図８】
2007292585.tif 000010
【図９】
2007292585.tif 000011
【図１０】
2007292585.tif 000012
【図１１】
2007292585.tif 000013
【図１２】
2007292585.tif 000014