(57)【要約】【課題】検体の個体差を低減しつつ、界面活性剤によるセンシング膜の崩壊を防ぐことが可能な成分測定装置及び成分測定方法を提供する。【解決手段】実施形態に係る成分測定装置は、界面活性剤を含む溶液を保持する第１のタンクと、被測定対象成分を含む溶液を保持する第２のタンクと、被測定対象成分を検出するための試薬を含む溶液を保持する第３のタンクと、前記第１乃至第３のタンクから供給される溶液を混合する混合部とを備え、前記混合部は前記第１のタンクから供給される溶液と前記第２のタンクから供給される溶液とを混合して第１の混合液を作製した後に、前記第１の混合液と前記第３のタンクから供給される溶液とを混合して第２の混合液を作製する。【選択図】図１
2012189341.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
界面活性剤を含む溶液を保持する第１のタンクと、
被測定対象成分を含む溶液を保持する第２のタンクと、
被測定対象成分を検出するための試薬を含む溶液を保持する第３のタンクと、
前記第１乃至第３のタンクから供給される溶液を混合する混合部と
を備え、
前記混合部は前記第１のタンクから供給される溶液と前記第２のタンクから供給される溶液とを混合して第１の混合液を作製した後に、
前記第１の混合液と前記第３のタンクから供給される溶液とを混合して第２の混合液を作製する
ことを特徴とする成分測定装置。
【請求項２】
被測定対象成分を検出する光導波路型バイオケミカルセンサチップを支持するための支持部を更に備え、
前記混合部は前記第２の混合液を前記チップ支持部に支持された光導波路型バイオケミカルセンサチップに供給する
ことを特徴とする請求項１に記載の成分測定装置。
【請求項３】
前記第２の混合液における前記界面活性剤の濃度は、前記第１の混合液における界面活性剤の濃度よりも低い
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の半導体記憶装置。
【請求項４】
界面活性剤を含む溶液と被測定対象成分を含む溶液とを混合して第１の混合液を作製する工程と、
前記第１の混合液に被測定対象成分を検出するための試薬を含む溶液を添加することによって前記界面活性剤の濃度を希釈し、第２の混合液を作製する工程と
を含むことを特徴とする成分測定方法。
【請求項５】
前記第２の混合液を、被測定対象成分を検出するための光導波路型バイオケミカルセンサチップに供給する工程
を更に含むことを特徴とする請求項４に記載の成分測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、成分測定装置及び成分測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、有機樹脂層（以下、光導波路層という）上に被測定物の濃度に応じて発色反応する機能膜（以下、センシング膜という）を形成し、光導波路層を全反射しながら伝播する光のエバネッセント波をセンシング膜に吸収させ、その吸収率から被測定物の濃度を測定する光導波路型バイオケミカルセンサチップが知られている。被測定物を含む検体溶液が例えば血液である場合、血液中に含まれる脂質やタンパクなどが被測定物に吸着して、反応速度を低下させることがある。これは検体の個体差により、個々の検体によって反応速度がばらつき、その結果測定誤差の原因となる。そこで、特許文献1に記載の抗体チップでは、検体中の不純物による抗原抗体反応阻害を抑制するために、抗体固定化層にNaClや微量の界面活性剤を塗布する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２２４５２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、脂質やタンパクなどの影響を抑制するためには高濃度の界面活性剤が必要であり、上記光導波路型バイオケミカルセンサチップのセンシング膜は、界面活性剤により崩壊してしまう可能性がある。本発明の実施形態の目的は、検体の個体差を低減しつつ、界面活性剤によるセンシング膜の崩壊を防ぐことが可能な成分測定装置及び成分測定方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態に係る成分測定装置は、界面活性剤を含む溶液を保持する第１のタンクと、被測定対象成分を含む溶液を保持する第２のタンクと、被測定対象成分を検出するための試薬を含む溶液を保持する第３のタンクと、前記第１乃至第３のタンクから供給される溶液を混合する混合部とを備え、前記混合部は前記第１のタンクから供給される溶液と前記第２のタンクから供給される溶液とを混合して第１の混合液を作製した後に、前記第１の混合液と前記第３のタンクから供給される溶液とを混合して第２の混合液を作製する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】実施形態に係る成分測定装置を示す図である。
【図２】同実施形態における光導波路型バイオケミカルセンサチップの断面図である。
【図３】同実施形態における被測定対象物の測定方法を説明する図である。
【図４】同実施形態に係る測定方法を用いた場合の複数検体の吸光度変化を示す図の一例である。
【図５】比較方式を用いた場合の複数検体の吸光度変化を示す図の一例である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
【０００８】
図１は、本実施形態に係る成分測定装置を示す図である。本実施形態に係る成分測定装置１００は、界面活性剤タンク（第１のタンク）１０１、検体タンク（第２のタンク）１０２、試薬タンク（第３のタンク）１０３、混合部１０４、チップ支持部１０５、ノズル１０６を含む。
【０００９】
界面活性剤タンク１０１は、界面活性剤を保持している。成分測定装置１００は、後述する測定手順に従って、界面活性剤タンク１０１から混合部１０４に界面活性剤を供給する。ここで界面活性剤とは、少なくとも１種類の界面活性剤を含む溶液、あるいは、界面活性剤と同等の効果を有する物質を含む溶液であってもよい。界面活性剤と同等の効果とは、検体溶液中の脂質やタンパク質を被測定対象成分から遊離させる効果である。界面活性剤は、例えば非イオン性界面活性剤である。また、界面活性剤はカチオン性界面活性剤でもよいし、アニオン性界面活性剤、両性界面活性剤でもよい。界面活性剤タンク１０１に保持されている界面活性剤は、脂質やタンパク質を除去するのに十分なほどの高濃度である。
【００１０】
検体タンク１０２は、検体溶液を保持している。成分測定装置１００は、後述する測定手順に従って、検体タンク１０２から混合部１０４に検体溶液を供給する。検体溶液は、被測定対象成分を含んでいる。検体は例えば血液であり、被測定対象成分は例えばＡＬＴなどの酵素である。
【００１１】
試薬タンク１０３は、試薬を保持している。成分測定装置１００は、後述する測定手順に従って、試薬タンク１０３から混合部１０４に試薬を供給する。試薬は例えばL-アラニンやα-ケトグルタル酸を含む。あるいは、別の試薬としてピルビン酸を酸化して過酸化水素を生成するための酵素であるピルビン酸オキシダーゼや、過酸化水素と色素との発色反応を触媒するペルオキシダーゼ、あるいは色素等が含まれる。図１では、試薬タンク１０３は１個のみ示しているが、複数種類の試薬を用いる場合には、試薬タンク１０３を複数個備えていてもよい。
【００１２】
混合部１０４は、後述する測定手順に従って、界面活性剤タンク１０１、検体タンク１０２、試薬タンク１０３から供給される溶液を攪拌し、混合する。
【００１３】
チップ支持部１０５は、後述する光導波路型バイオケミカルセンサチップを支持する。
【００１４】
ノズル１０６は、混合部１０４にて混合した溶液を、チップ支持部１０５に支持された光導波路型バイオケミカルセンサチップに滴下する。
【００１５】
次に、本実施形態に係る光導波路型バイオケミカルセンサチップについて説明する。図２は本実施形態に係る光導波路型バイオケミカルセンサチップの断面図である。本実施形態に係る光導波路型バイオケミカルセンサチップは、センシング膜の形成エリアを規定する枠１と、光導波路層２、基板３、一対のグレーティング４および５、センシング膜６を含む。光導波路層２は有機材料で形成された膜である。基板３は例えばガラスである。一対のグレーティング４および５は高屈折率の材料から形成され、光を所望の角度に回折させる。センシング膜６は、被測定物と反応して発色する。また、図示しないが、本実施形態においては基板３の裏面側（光導波路層が形成される面と反対の面）から光を入射する。入射された光は、グレーティング４で回折した後、光導波路層２内を伝播する。その後、伝播した光は、グレーティング４と対向して形成されているグレーティング５で再度回折され、基板３の裏面側に透過する。この透過光をフォトダイオード（図示せず）で検出することで、光の吸収率を測定する。その吸収率から被測定物の濃度を測定する。
【００１６】
次に、本実施形態に係る成分測定装置１００における被測定対象物の測定方法について説明する。図３は、本実施形態における被測定対象物の測定方法を説明する図である。
【００１７】
まず、ステップＳ３０１において、成分測定装置１００は、界面活性剤と検体溶液とを混合し、第１の混合液を作製する。具体的には、成分測定装置１００は、界面活性剤タンク１０１から所定の量の界面活性剤を混合部１０４に供給する。同様に、成分測定装置１００は、検体タンク１０２から所定の量の検体溶液を混合部１０４に供給する。その後、混合部１０４は、界面活性剤が加えられた検体溶液を攪拌し、混合する。これにより、検体溶液中の脂質やタンパク質が界面活性剤の効果によって被測定対象成分から遊離する。
【００１８】
続いて、ステップＳ３０２において、成分測定装置１００は、ステップＳ３０１にて作製した第1の混合液に所定の試薬を加え、第２の混合液を作製する。具体的には、成分測定装置１００は、試薬タンク１０３から所定の量の界面活性剤を混合部１０４に供給する。その後、混合部１０４は、試薬と第１の混合液を攪拌し、混合する。これにより、第１の混合液が試薬によって希釈され、界面活性剤の濃度が低下する。界面活性剤の濃度は、光導波路型バイオケミカルセンサチップのセンシング膜６を崩壊させないレベルにまで低下させることが好ましい。成分測定装置１００は、センシング膜６を崩壊させない濃度としてあらかじめ所定の値を保持しておき、第２の混合液の濃度が所定の値と一致するように、混合部１０４において第２の混合液の濃度を測定しながら試薬を加えていってもよい。あるいは、第２の混合液の濃度が所定の値となるように、ステップＳ３０２において加える試薬の量をあらかじめ計算しておき、その量の試薬を第１の混合液に加えることで界面活性剤の濃度が所望となる第２の混合液を作製してもよい。
【００１９】
次に、ステップＳ３０３において、ステップＳ３０２において作製した第２の混合液を、ノズル１０６を介して、チップ支持部１０５に支持された光導波路型バイオケミカルセンサチップのセンシング膜６に滴下する。これにより、光導波路型バイオケミカルセンサチップのセンシング膜６において色素の発色反応が生じ、被測定対象物の濃度を測定することができる。
【００２０】
本実施形態によれば、第２の混合液において界面活性剤の濃度を希釈しているので、光導波路型バイオケミカルセンサチップのセンシング膜６を崩壊させることなく、被測定対象物の濃度を測定することができる。また、第1の混合液において高濃度の界面活性剤と混合しているため、脂質やタンパクなどを被測定物から遊離させることができ、吸着による検体個体差を低減することができる。
【００２１】
図４に、本実施形態の測定方法を用いて、光導波路型バイオケミカルセンサチップのセンシング膜６に第２の混合液を導入した場合の、導入後30秒から60秒までの吸光度変化を計測した結果を示す。実験では、市販の標準血清（リキッドノーマルおよびリキッドアブノーマル）に濃度0.1％の界面活性剤を添加し、その後、界面活性剤の濃度が0.01%になるよう試薬を添加して希釈し、第２の混合液を作製した。試薬としては、L-アラニン、α-ケトグルタル酸およびピルビン酸オキシダーゼをそれぞれ最終濃度で２００ｍM、１０ｍMおよび７０００U/Lとなるように混合した。図４の横軸は、酵素（ALT）活性値である。ブランク（ALT活性=０[U/L]）については、血清の代わりに同量の生理食塩水を加えた溶液を用いた。
【００２２】
図４より、ALT活性値に対する検量線を得ることができていることがわかる。すなわち、本実施形態の測定方法を用いると、界面活性剤が存在していてもセンシング膜６が崩壊せずに、被測定対象物を測定できている。
【００２３】
同様に、図５に、上記の条件において界面活性剤を加えていない溶液を、光導波路型バイオケミカルセンサチップのセンシング膜６に導入した場合（比較方式という）の、導入後30秒から60秒までの吸光度変化を計測した結果を示す。
【００２４】
図４及び図５を比較すると、図４のプロットの方が図５のプロットよりもばらつきが少ないことがわかる。つまり、本実施形態の測定方法では、界面活性剤を検体溶液に添加することにより、同じALT活性値における個々の検体による感度差が低減している。
【００２５】
これらの結果から、本実施形態の測定方法を用いると、測定感度の検体の個体差を低減しつつ、界面活性剤によるセンシング膜の崩壊を防ぎ、被測定対象物の濃度を測定することが可能であるといえる。
【００２６】
本発明の実施形態を説明したが、実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００２７】
１００・・・成分測定装置
１０１・・・界面活性剤タンク
１０２・・・検体タンク
１０３・・・試薬タンク
１０４・・・混合部
１０５・・・チップ支持部
１０６・・・ノズル
１・・・枠
２・・・光導波路層
３・・・基板
４，５・・・グレーティング
６・・・センシング膜
【図１】
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【図２】
2012189341.tif 000004
【図３】
2012189341.tif 000005
【図４】
2012189341.tif 000006
【図５】
2012189341.tif 000007