(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象とする検体物質の付着領域に、当該検体物質の特性の測定に用いる複数種類の被検溶液、及び測定の基準となる所定の基準溶液を各々個別に供給する供給手段と、
前記供給手段により前記複数種類の被検溶液、及び前記基準溶液が各々個別に供給された状態での前記検体物質の反応状態を示す情報を各々取得する取得手段と、
前記複数種類の被検溶液の各々を種類毎に前記付着領域に順次供給する際、前記供給手段により何れかの前記被検溶液が供給され、当該被検溶液が供給された状態で前記取得手段により取得された前記反応状態を示す情報に基づいて前記検体物質と当該被検溶液との相互作用の有無を判定し、相互作用有りと判定された場合に、前記付着領域に前記基準溶液が供給され、当該基準溶液が供給された後に次の種類の被検溶液が供給され、相互作用無しと判定された場合に、前記付着領域に前記基準溶液が供給されることなく次の種類の被検溶液が供給されるように前記供給手段を制御する制御手段と、
を備えた測定装置。
【請求項２】
前記供給手段により直前の前記基準溶液が供給されてから前記被検溶液が供給された供給回数を示す回数情報を記憶する記憶手段をさらに備え、
前記制御手段は、相互作用無しと判定された場合に、前記記憶手段に記憶された回数情報により示される被検溶液の供給回数が所定の閾値以下である場合には前記付着領域に次の種類の被検溶液が供給され、前記被検溶液の供給回数が前記閾値よりも大きい場合には前記付着領域に前記基準溶液が供給されるように前記供給手段を制御する
請求項１記載の測定装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記供給手段により前記基準溶液が個別に複数回供給された状態で前記取得手段により各々取得された前記反応状態を示す情報に基づいて前記検体物質の付着状態の変化を求め、当該変化が大きいほど前記閾値を小さな値に変更する
請求項２記載の測定装置。
【請求項４】
前記供給手段は、前記検体物質を洗浄する洗浄溶液をさらに個別に供給し、
前記制御手段は、相互作用有りと判定された場合に、前記付着領域に前記基準溶液が供給される前に前記洗浄溶液が供給されるように前記供給手段を制御する
請求項１〜請求項３の何れか１項記載の測定装置。
【請求項５】
前記検体物質の付着領域は、各々個別に溶液を供給可能に複数設けられ、
前記供給手段は、複数設けられて、各付着領域にそれぞれ独立して前記複数種類の被検溶液、及び前記基準溶液を各々個別に供給し、
前記取得手段は、各付着領域毎に、前記反応状態を示す情報を各々取得し、
前記制御手段は、各付着領域毎に、前記取得手段により取得された前記反応状態を示す情報に基づいて、各付着領域にそれぞれ対応する前記供給手段を独立して制御する
請求項１〜請求項４の何れか１項記載の測定装置。
【請求項６】
ネットワークに接続されて当該ネットワークを通して通信を行う通信手段をさらに備え、
前記制御手段は、測定終了を示す終了情報、異常発生を示す異常情報、測定の進行状況を示す進行状況情報、測定終了予定時刻を示す終了予定時刻情報、本装置に備えられた消耗品の補充を要求する要求情報、の少なくとも１つを前記通信手段を介して予め設定した情報送信先に送信する制御を行う
請求項１〜請求項５の何れか１項記載の測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定装置に係り、特に、測定対象とする検体物質に、当該検体物質の特性の測定に用いる複数種類の被検溶液、及び測定の基準となる所定の基準溶液を各々個別に供給して検体物質の反応状態を検出することにより検体物質の特性を測定する測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、測定対象とする検体物質に様々な溶液を各々個別に供給して検体物質と各溶液との反応状態を検出することにより、当該検体物質の特性を測定する測定装置が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、液体が流通可能に液体流路が形成されると共に、液体流路内の壁面に測定対象とする検体物質を付着させた付着領域が設けられた測定チップの液体流路に対して、検体物質の特性の測定に用いる複数種類の被検溶液（特許文献１では、「アナライト」と記載。）と測定の基準となる基準溶液（特許文献１では、「バッファ」と記載。）とを交互に供給し、各溶液を供給した状態での検体物質と被検溶液の反応状態を検出することにより、当該検体物質と反応する被検溶液を特定するスクリーニングを行う測定装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００４−１３６２３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、このようなスクリーニングでは、検体物質と反応する被検溶液は複数種類のうち一部である。
【０００５】
このため、特許文献１のように、被検溶液と基準溶液とを交互に供給することを繰り返した場合、処理効率が悪く、スクリーニングの処理時間が長い、という問題点があった。
【０００６】
本発明は上記問題点を解消するためになされたものであり、スクリーニングの処理時間を短縮することができる測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、測定対象とする検体物質の付着領域に、当該検体物質の特性の測定に用いる複数種類の被検溶液、及び測定の基準となる所定の基準溶液を各々個別に供給する供給手段と、前記供給手段により前記複数種類の被検溶液、及び前記基準溶液が各々個別に供給された状態での前記検体物質の反応状態を示す情報を各々取得する取得手段と、前記複数種類の被検溶液の各々を種類毎に前記付着領域に順次供給する際、前記供給手段により何れかの前記被検溶液が供給され、当該被検溶液が供給された状態で前記取得手段により取得された前記反応状態を示す情報に基づいて前記検体物質と当該被検溶液との相互作用の有無を判定し、相互作用有りと判定された場合に、前記付着領域に前記基準溶液が供給され、当該基準溶液が供給された後に次の種類の被検溶液が供給され、相互作用無しと判定された場合に、前記付着領域に前記基準溶液が供給されることなく次の種類の被検溶液が供給されるように前記供給手段を制御する制御手段と、を備えている。
【０００８】
請求項１記載の発明は、供給手段により、測定対象とする検体物質の付着領域に、当該検体物質の特性の測定に用いる複数種類の被検溶液、及び測定の基準となる所定の基準溶液が各々個別に供給されるものとされており、取得手段により、供給手段により複数種類の被検溶液、及び基準溶液が各々個別に供給された状態での検体物質の反応状態を示す情報が各々取得される。
【０００９】
そして、本発明では、制御手段により、前記複数種類の被検溶液の各々を種類毎に前記付着領域に順次供給する際、供給手段により何れかの被検溶液が供給され、当該被検溶液が供給された状態で取得手段により取得された反応状態を示す情報に基づいて検体物質と当該被検溶液との相互作用の有無が判定され、相互作用有りと判定された場合に、付着領域に前記基準溶液が供給され、当該基準溶液が供給された後に次の種類の被検溶液が供給され、相互作用無しと判定された場合に、付着領域に前記基準溶液が供給されることなく次の種類の被検溶液が供給されるように供給手段が制御される。
【００１０】
このように請求項１記載の発明によれば、検体物質と各被検溶液との相互作用の有無を判定し、相互作用無しと判定された場合に、基準溶液を供給することなく付着領域に次の種類の被検溶液を供給するので、スクリーニングの処理時間を短縮することができる。
【００１１】
なお、本発明は、請求項２記載の発明のように、前記供給手段により直前の前記基準溶液が供給されてから前記被検溶液が供給された供給回数を示す回数情報を記憶する記憶手段をさらに備え、前記制御手段が、相互作用無しと判定された場合に、前記記憶手段に記憶された回数情報により示される被検溶液の供給回数が所定の閾値以下である場合には前記付着領域に次の種類の被検溶液が供給され、前記被検溶液の供給回数が前記閾値よりも大きい場合には前記付着領域に前記基準溶液が供給されるように前記供給手段を制御してもよい。
【００１２】
また、請求項２記載の発明は、請求項３記載の発明のように、前記制御手段が、前記供給手段により前記基準溶液が個別に複数回供給された状態で前記取得手段により各々取得された前記反応状態を示す情報に基づいて前記検体物質の付着状態の変化を求め、当該変化が大きいほど前記閾値を小さな値に変更することが好ましい。
【００１３】
また、本発明は、請求項４記載の発明のように、前記供給手段が、前記検体物質を洗浄する洗浄溶液をさらに個別に供給し、前記制御手段が、相互作用有りと判定された場合に、前記付着領域に前記基準溶液が供給される前に前記洗浄溶液が供給されるように前記供給手段を制御してもよい。
【００１４】
また、本発明は、請求項５記載の発明のように、前記検体物質の付着領域が、各々個別に溶液を供給可能に複数設けられ、前記供給手段が、複数設けられて、各付着領域にそれぞれ独立して前記複数種類の被検溶液、及び前記基準溶液を各々個別に供給し、前記取得手段が、各付着領域毎に、前記反応状態を示す情報を各々取得し、前記制御手段が、各付着領域毎に、前記取得手段により取得された前記反応状態を示す情報に基づいて、各付着領域にそれぞれ対応する前記供給手段を独立して制御するようにしてもよい。
【００１５】
また、本発明は、請求項６記載の発明のように、ネットワークに接続されて当該ネットワークを通して通信を行う通信手段をさらに備え、前記制御手段が、測定終了を示す終了情報、異常発生を示す異常情報、測定の進行状況を示す進行状況情報、測定終了予定時刻を示す終了予定時刻情報、本装置に備えられた消耗品の補充を要求する要求情報、の少なくとも１つを前記通信手段を介して予め設定した情報送信先に送信する制御を行うようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
このように、本発明によれば、スクリーニングの処理時間を短縮することができる、という効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。なお、以下では、表面プラズモン共鳴現象（Surface Plasmon Resonance：ＳＰＲ）による全反射減衰の発生によって暗線が発生した反射角度を検出することにより、検体物質と被検溶液の反応状態を検出する測定装置に本発明を適用した場合について説明する。
【００１８】
本実施の形態に係る測定装置としてのバイオセンサー１０は、金属膜の表面に発生する表面プラズモン共鳴現象を利用して、タンパクＴａと試料Ａとの相互作用を測定する、いわゆる表面プラズモンセンサーである。
【００１９】
図１〜図４に示すように、バイオセンサー１０は、下部筐体１１及び上部筐体１２を備えている。上部筐体１２は、断熱部材で構成されており、バイオセンサー１０の上半分全体を覆っている。上部筐体１２内と、外部及び下部筐体１１内との間は、断熱されている。上部筐体１２の手前側は、上方へ開放可能とされており、把手１３が取り付けられている。上部筐体１２の外側には、ディスプレイ１４及び入力部１６が設置されている。
【００２０】
図２は、上部筐体１２を取り去って、図１の奥側からみたバイオセンサー１０の内部を示す図であり、図３は筐体の内部を上面からみた図であり、図４は図２の手前側からみた内部の側面図である。
【００２１】
上部筐体１２の内部には、分注ヘッド２０、測定部３０、試料ストック部４０、ピペットチップストック部４２、バッファストック部４４、保冷部４６、廃液プレート４７、測定チップストック部４８、ラジエータ６０、ラジエータ送風ファン６２、水平方向送風ファン６４が備えられている。
【００２２】
試料ストック部４０は、試料積層部４０Ａ及び試料セット部４０Ｂで構成されている。試料積層部４０Ａには、個々のセルに検体物質の特性の測定に用いる被検溶液として各種の試料を含んだ各々異なる複数種類のアナライト溶液をストックする試料プレート４０Ｐが、Ｚ方向（鉛直方向）に積層されて収容されている。また、この積層された複数の試料プレート４０Ｐには、タンパクＴａを洗浄するための洗浄溶液をストックする試料プレート４０Ｐが含まれている。試料セット部４０Ｂには、１枚の試料プレート４０Ｐが、図示しない搬送機構により試料積層部４０Ａから搬送されてセットされる。
【００２３】
ピペットチップストック部４２は、ピペットチップ積層部４２Ａ及びピペットチップセット部４２Ｂで構成されている。ピペットチップ積層部４２Ａには、複数のピペットチップを保持するピペットチップストッカー４２Ｐが、Ｚ方向に積層されて収容されている。ピペットチップセット部４２Ｂには、１枚のピペットチップストッカー４２Ｐが、図示しない搬送機構によりピペットチップ積層部４２Ａから搬送されてセットされる。
【００２４】
バッファストック部４４は、ボトル収容部４４Ａ及びバッファー供給部４４Ｂで構成されている。ボトル収容部４４Ａには、測定の基準となる基準溶液としてのバッファー液が貯留された複数本のボトル４４Ｃが収容されている。バッファー供給部４４Ｂには、バッファプレート４４Ｐがセットされている。バッファプレート４４Ｐは、複数筋に区画されており、各々の区画には濃度の異なるバッファー液が貯留されている。また、バッファプレート４４Ｐの上部には、分注ヘッド２０のアクセス時にピペットチップＣＰが挿入される孔Ｈが構成されている。バッファプレート４４Ｐへは、ホース４４Ｈによりボトル４４Ｃからバッファー液が供給される。
【００２５】
バッファー供給部４４Ｂの隣には、補正用プレート４５が配置され、その隣に保冷部４６が配置され、その隣に廃液プレート４７が配置されている。補正用プレート４５は、バッファー液の濃度調整を行うためのプレートであり、マトリクス状に複数セルが構成されている。保冷部４６には、冷蔵の必要な試料が配置される。保冷部は低温とされており、この上で試料は低温状態に保たれる。廃液プレート４７は、ホースによって図示しない廃液タンクと接続されており、廃液プレート４７に排出された溶液は、廃液タンクに収容される。
【００２６】
測定チップストック部４８には、測定チップ収容プレート４８Ｐがセットされている。測定チップ収容プレート４８Ｐには、測定チップ５０が複数本収納されている。
【００２７】
測定チップストック部４８と測定部３０との間には、測定チップ搬送機構４９が備えられている。測定チップ搬送機構４９は、測定チップ５０を両側から挟み込んで保持する保持アーム４９Ａ、回転により保持アーム４９ＡをＹ方向に移動させるボールねじ４９Ｂ、Ｙ方向に配置され、測定チップ５０が載せられる搬送レール４９Ｃ、を含んで構成されている。測定の際には、１本の測定チップ５０が測定チップ搬送機構４９により測定チップ収容プレート４８Ｐから搬送レール４９Ｃ上に載せられ、保持アーム４９Ａにより挟持されつつ測定部３０へ移動してセットされる。
【００２８】
測定チップ５０は、図５及び図６に示すように、誘電体ブロック５２、流路部材５４、及び、保持部材５６、で構成されている。
【００２９】
誘電体ブロック５２は、光ビームに対して透明な透明樹脂等で構成されており、断面が台形の棒状とされたプリズム部５２Ａ、及び、プリズム部５２Ａの両端部にプリズム部５２Ａと一体的に形成された被保持部５２Ｂを備えている。プリズム部５２Ａの互いに平行な２面の内の広い側の上面には、金属性の薄膜５７が形成されている。誘電体ブロック５２は、いわゆるプリズムとして機能し、バイオセンサー１０での測定の際には、プリズム部５２Ａの対向する互いに平行でない２つの側面の内の一方から光ビームが入射され、他方から薄膜５７との界面で全反射された光ビームが出射される。
【００３０】
薄膜５７の表面には、測定対象とする検体物質としてタンパクＴａを薄膜５７上に付着させるための、リンカー層５７Ａが形成されている。このリンカー層５７Ａ上にタンパクＴａが付着される。
【００３１】
プリズム部５２Ａの両側面には、上側の端辺に沿って保持部材５６と係合される係合凸部５２Ｃが形成されている。また、プリズム部５２Ａの下側には、側端辺に沿って搬送レール４９Ｃと係合されるフランジ部５２Ｄが形成されている。
【００３２】
図６に示すように、流路部材５４は、６個のベース部５４Ａを備え、ベース部５４Ａの各々に４本の円筒部材５４Ｂが立設されている。ベース部５４Ａは、３個のベース部５４Ａ毎に、立設された円筒部材５４Ｂのうちの１本の上部が連結部材５４Ｄによって連結されている。流路部材５４は、軟質で弾性変形可能な材料、例えば非晶質ポリオフィレンエラストマーで構成されている。このように、流路部材５４を弾性変形可能な材料で構成することにより、誘電体ブロック５２との密着性を高め、誘電体ブロック５２との間に構成される液体流路５５の密閉性を確保している。
【００３３】
保持部材５６は、長尺とされ、上面部材５６Ａ及び２枚の側面板５６Ｂが蓋状に構成された形状とされている。側面板５６Ｂには、誘電体ブロック５２の係合凸部５２Ｃと係合される係合孔５６Ｃ、及び、上記光ビームの光路に対応する部分に窓５６Ｄが形成されている。保持部材５６は、係合孔５６Ｃと係合凸部５２Ｃとが係合されて、誘電体ブロック５２に取り付けられる。流路部材５４は、保持部材５６と一体成形されており、保持部材５６と誘電体ブロック５２の間に配置される。上面部材５６Ａには、流路部材５４の円筒部材５４Ｂに対応する位置に、受部５９が形成されている。受部５９は略円筒状とされている。
【００３４】
ベース部５４Ａには、図７に示すように、底面側に略Ｓ字状の２本の流路溝５４Ｃが形成されている。流路溝５４Ｃは、端部の各々が１の円筒部材５４Ｂの中空部と連通されている。ベース部５４Ａは、底面が誘電体ブロック５２の上面と密着され、流路溝５４Ｃと誘電体ブロック５２の上面との間に構成される空間と前記中空部とで、液体流路５５が構成される。
【００３５】
１個のベース部５４Ａには、２本の液体流路５５が構成される。各々の液体流路５５において、円筒部材５４Ｂの上端面に液体流路５５の出入口５３が構成される。
【００３６】
ここで、２本の液体流路５５のうち、１本は測定流路５５Ａとして用いられ、他の１本は参照流路５５Ｒとして用いられる。測定流路５５Ａの薄膜５７上（リンカー層５７Ａ上）にはタンパクＴａを付着させ、参照流路５５Ｒの薄膜５７上（リンカー層５７Ａ上）にはタンパクＴａを付着させない状態で測定が行われる。
【００３７】
測定流路５５Ａ及び参照流路５５Ｒには、図７に示すように、各々光ビームＬ１、Ｌ２が入射される。光ビームＬ１、Ｌ２は、図８に示すように、ベース部５４Ａの中心線Ｍ上に配置されるＳ字の屈曲部分に照射される。以下、測定流路５５Ａにおける光ビームＬ１の照射領域を測定領域Ｅ１、参照流路５５Ｒにおける光ビームＬ２の照射領域を参照領域Ｅ２という。参照領域Ｅ２は、タンパクＴａが付着した測定領域Ｅ１から得られるデータを補正するための測定を行う領域である。
【００３８】
図９には、分注ヘッド２０の詳細な構成が示されている。
【００３９】
分注ヘッド２０は、１２本の分注管２０Ａを備えている。各分注管２０Ａは、Ｘ方向と直交する矢印Ｙ方向に沿って１列に配置されるように保持部材２０Ｂにより保持されている。分注管２０Ａは、隣り合う２本で一対とされ、一方が液体供給用、他方が液体排出用とされている。分注管２０Ａの先端部には、ピペットチップＣＰが取り付けられる。ピペットチップＣＰは、ピペットチップストッカー４２Ｐにストックされており、必要に応じて交換可能とされている。
【００４０】
図２に示すように、分注ヘッド２０は、上部筐体１２内の上部に設けられ、水平駆動機構２２により矢印Ｘ方向に移動可能とされている。水平駆動機構２２は、ボールねじ２２Ａ、モータ２２Ｂ、ガイドレール２２Ｃにより構成されている。ボールねじ２２Ａ及びガイドレール２２Ｃは、Ｘ方向に配置されている。ガイドレール２２Ｃは平行に２本配置され、そのうちの１本はボールねじ２２Ａの下側に所定間隔離れて配置されている。分注ヘッド２０は、モータ２２Ｂの回転駆動によってボールねじ２２Ａが回転することにより、ガイドレール２２Ｃに沿ってＸ方向に移動される。このＸ方向移動により、分注ヘッド２０は、廃液プレート４７、保冷部４６、補正用プレート４５、バッファー供給部４４Ｂ（バッファプレート４４Ｐ）、測定部３０（測定チップ５０）、試料セット部４０Ｂ（試料プレート４０Ｐ）、及びピペットチップセット部４２Ｂ（ピペットチップストッカー４２Ｐ）に対向する位置にそれぞれ移動可能とされている。
【００４１】
また、図９に示すように、分注ヘッド２０には、分注ヘッド２０を矢印Ｚ方向に移動させる鉛直駆動機構２４が設けられている。鉛直駆動機構２４は、モータ２４Ａ及びＺ方向に配置された駆動軸２４Ｂを含んで構成され、モータ２４Ａの回転駆動によって駆動軸２４Ｂが回転することにより、分注ヘッド２０をＺ方向に移動させる。このＺ方向移動により、分注ヘッド２０は、ピペットチップセット部４２Ｂにセットされたピペットチップストッカー４２Ｐ、試料セット部４０Ｂにセットされた試料プレート４０Ｐ、バッファー供給部４４Ｂにセットされたバッファプレート４４Ｐ、補正用プレート４５、保冷部４６にセットされたプレート、及び測定部３０にセットされた測定チップ５０などにアクセス可能となっている。
【００４２】
図１０に示されるように、分注ヘッド２０には、吸排駆動部２６が接続されている。吸排駆動部２６は、第１ポンプ２７、第２ポンプ２８を備えている。第１ポンプ２７及び第２ポンプ２８は、前述の一対の分注管２０Ａに各々対応して設けられている。第１ポンプ２７は、シリンジポンプで構成されており、第１シリンダ２７Ａ、第１ピストン２７Ｂ、及び、第１ピストン２７Ｂを駆動させる第１モータ２７Ｃを備えている。第１シリンダ２７Ａは、配管２７Ｈを介して分注ヘッド２０と接続されている。また、第２ポンプ２８も、シリンジポンプで構成されており、第２シリンダ２８Ａ、第２ピストン２８Ｂ、及び、第２ピストン２８Ｂを駆動させる第２モータ２８Ｃを備えている。第２シリンダ２８Ａは、配管２８Ｈを介して分注ヘッド２０と接続されている。
【００４３】
分注ヘッド２０は、第１モータ２７Ｃ及び第２モータ２８Ｃの回転駆動が各々制御されて第１ピストン２７Ｂ及び第２ピストン２８Ｂの駆動が制御されることにより、吸引、排出する溶液の液量、及び吸引、排出する際の溶液の速度が調整可能とされている。
【００４４】
一方、図４に示すように、測定部３０は、光学定盤３２、光出射部３４、受光部３６を含んで構成されている。光学定盤３２には、側方向から見て、上部中央の水平平面で構成される上部台３２Ａ、上部台３２Ａから離れる方向に向かって低くなる出射傾斜部３２Ｂ、上部台３２Ａを挟んで出射傾斜部３２Ｂと逆側に配置される受光傾斜部３２Ｃが形成されている。上部台３２Ａには、Ｙ方向沿って測定チップ５０がセットされるものとされている。光学定盤３２の出射傾斜部３２Ｂには、測定チップ５０へ向かって光ビームＬ１、Ｌ２を出射する光出射部３４が設置されている。また、受光傾斜部３２Ｃには、受光部３６が設置されている。光学定盤３２の隣には、光学定盤３２を冷却する水冷ジャケット３２Ｊが設けられている。
【００４５】
図１１に示すように、光出射部３４には、光源３４Ａ、レンズユニット３４Ｂが備えられている。また、受光部３６には、レンズユニット３６Ａ、ＣＣＤ３６Ｂが備えられている。
【００４６】
光源３４Ａからは、発散状態の光ビームＬが出射される。レンズユニット３４Ｂは、偏光ビームスプリッタを内蔵しており、光源３４Ａから入射する光ビームＬのＰ偏光成分とＳ偏光成分に分離し、光ビームＬのＰ偏光成分をＺ方向に対して一定の幅を持った比較的太い２本の平行な光ビームＬ１、Ｌ２に分ける。そして、レンズユニット３４Ｂは、この２本の平行な光ビームＬ１、Ｌ２を薄膜５７と誘電体ブロック５２との界面の測定領域Ｅ１と参照領域Ｅ２に対して全反射角以上の種々の入射角で測定領域Ｅ１と参照領域Ｅ２において収束光状態となるように入射させる。よって、測定領域Ｅ１及び参照領域Ｅ２に入射する光ビームＬ１、Ｌ２は、誘電体ブロック５２と薄膜５７との界面において種々の反射角で全反射される。この全反射された光ビームＬ１、Ｌ２は、レンズユニット３６Ａを経てＣＣＤ３６Ｂに結像される。ＣＣＤ３６Ｂは、全反射された２本の光ビームＬ１、Ｌ２を共に受光可能な面積の受光面を有するエリアセンサとされており、受光面に結像した像を示す画像情報を生成して出力する。
【００４７】
図１２には、本実施の形態に係るバイオセンサー１０の電気系の構成が示されている。
【００４８】
同図に示すように、バイオセンサー１０は、ＣＰＵ７０Ａ、ＲＯＭ７０Ｂ、ＲＡＭ７０Ｃ、ＨＤＤ７０Ｄ等を含んで構成され、装置全体の動作を司る制御部７０と、上記モータ２２Ｂとモータ２４Ａの回転駆動、及び上記第１モータ２７Ｃと第２モータ２８Ｃの回転駆動を制御することにより、分注ヘッド２０のＸ方向及びＺ方向への移動、並びに分注ヘッド２０の各分注管２０Ａに取り付けられたピペットチップＣＰへの各種類のアナライト溶液やバッファ液、洗浄溶液の吸引や排出を制御する分注ヘッド駆動制御部７２と、保持アーム４９Ａを動作及びボールねじ４９Ｂを回転させる不図示のモータの回転駆動を制御することにより、測定チップ搬送機構４９の動作を制御する測定チップ搬送制御部７４と、ＣＣＤ３６Ｂの撮像動作の制御するＣＣＤ制御部７６と、光源３４Ａへの電力供給を制御することにより、光源３４Ａの点灯を制御する点灯制御部７８と、ネットワーク９０に接続されて当該ネットワーク９０に接続されたサーバなどの端末装置９２と通信を行う通信制御部８０と、を備えている。
【００４９】
制御部７０には、分注ヘッド駆動制御部７２、測定チップ搬送制御部７４、ＣＣＤ制御部７６、点灯制御部７８、ディスプレイ１４、入力部１６、及び通信制御部８０が接続されている。
【００５０】
従って、制御部７０は、分注ヘッド駆動制御部７２を介した分注ヘッド２０の移動、並びにピペットチップＣＰへのアナライト溶液やバッファ液、洗浄液の吸引や排出の制御と、測定チップ搬送制御部７４を介した測定チップ５０の搬送の制御と、ＣＣＤ制御部７６を介したＣＣＤ３６Ｂの撮像動作の制御と、点灯制御部７８を介して光源３４Ａの点灯を制御と、ディスプレイ１４への操作画面、各種メッセージ等の各種情報の表示の制御と、通信制御部８０を介して端末装置９２との各種情報の送受信の制御と、を各々行うことができる。また、制御部７０は、入力部１６に対する操作内容を把握することができる。
【００５１】
制御部７０では、ＣＣＤ制御部７６を介して入力された画像情報に基づいて所定の処理を行なって、測定領域Ｅ１及び参照領域Ｅ２での屈折率変化データを導出する。
【００５２】
この屈折率変化データは、測定チップ５０にアナライト溶液及びバッファー液を個別に供給して光出射部３４から光ビームＬを出射させて測定領域Ｅ１及び参照領域Ｅ２に光ビームＬ１、Ｌ２を照射し、測定領域Ｅ１において全反射された光ビームＬ１の暗線が発生した反射角度と参照領域Ｅ２において全反射された光ビームＬ２の暗線が発生した反射角度との角度差に基づいて求められるものである。薄膜５７と誘電体ブロック５２との界面に特定の入射角で入射した光ビームＬ１、Ｌ２は、界面に表面プラズモンを励起させ、これにより、特定の入射角で入射した光ビームＬ１、Ｌ２の反射光の強度が鋭く低下して暗線として観察される。この暗線となる光ビームＬ１、Ｌ２の入射角が全反射減衰角θＳＰであり、バッファー液を測定チップ５０に供給した場合の測定領域Ｅ１及び参照領域Ｅ２において検出される全反射減衰角θＳＰの角度差と、アナライト溶液を測定チップ５０に供給した場合の測定領域Ｅ１及び参照領域Ｅ２において検出される全反射減衰角θＳＰの角度差との差が屈折率変化データとなる。
【００５３】
また、本実施の形態に係るバイオセンサー１０は、タンパクＴａがアナライト溶液を反応した場合に、洗浄溶液によってタンパクＴａの洗浄を行う洗浄モードを指定することが可能とされている。洗浄モードを指定する場合、ユーザは入力部１６に対して洗浄モードを指定する所定操作を行う。なお、この洗浄モードを実行するか否かを示す情報をＨＤＤ７０Ｄに記憶させておき、当該情報に基づいて洗浄モードを実行するようにしてもよい。
【００５４】
さらに、本実施の形態に係る制御部７０は、タンパクＴａの特性の測定処理の処理状況や、ピペットチップストック部４２に収容されたピペットチップＣＰの数や測定チップストック部４８に収容された測定チップ５０の数、ボトル４４Ｃに貯留されたバッファー液の残量などの消耗品の残量を随時監視しており、測定終了を示す終了情報、異常発生を示す異常情報、測定の進行状況を示す進行状況情報、測定終了予定時刻を示す終了予定時刻情報、消耗品の補充を要求する要求情報を端末装置９２に送信する制御を行う。なお、例えば、測定実施者が、入力部１６から自身の携帯電話のメールアドレスを制御部７０に設定することにより、制御部７０が登録されたメールアドレスに終了情報、異常情報、進行状況情報、終了予定時刻情報等の各種情報を送信するようにしてもよい。
【００５５】
次に、本実施の形態に係るバイオセンサー１０の作用について説明する。
【００５６】
タンパクＴａの特性の測定を行う場合、制御部７０は、後述する溶液供給制御処理を行って、分注ヘッド駆動制御部７２を介して分注ヘッド２０を制御して、測定対象とする測定チップ５０に分注ヘッド２０から所定の濃度のバッファー液や様々な種類のアナライト溶液、洗浄液を個別に供給させる。
【００５７】
制御部７０は、測定対象とする測定チップ５０にバッファー液やアナライト溶液が供給されると、測定チップ搬送制御部７４を介して測定チップ搬送機構４９を制御して、所定の測定周期毎に、バッファー液やアナライト溶液が供給された測定チップ５０を上部台３２Ａに搬送して測定対象とする測定流路５５Ａの測定領域Ｅ１及び参照流路５５Ｒの参照領域Ｅ２を各々光ビームＬ１、Ｌ２が入射する位置に配置する。そして、制御部７０は、点灯制御部７８を制御して光源３４Ａの点灯させ、光出射部３４から光ビームを出射させて測定領域Ｅ１、参照領域Ｅ２の各々に、光ビームＬ１、Ｌ２を各々照射させる。これらの光ビームＬ１、Ｌ２は、測定領域Ｅ１、参照領域Ｅ２で全反射され、発散しながら誘電体ブロック５２のプリズム面を通って外部に出射される。外部に出射された光ビームＬ１、Ｌ２は、レンズユニット３６Ａを経てＣＣＤ３６Ｂの受光面に結像される。
【００５８】
制御部７０は、ＣＣＤ制御部７６を介してＣＣＤ３６Ｂの撮像動作の制御して、ＣＣＤ３６Ｂの受光面に結像した像の撮像を行わせ、当該像を示す画像情報をＣＣＤ３６Ｂから出力させる。出力された画像情報はＣＣＤ制御部７６を介して制御部７０に入力する。
【００５９】
制御部７０は、画像情報が入力されると、入力された画像情報に基づいて所定の処理を行なって、測定領域Ｅ１及び参照領域Ｅ２での屈折率変化データを導出する。
【００６０】
次に、図１３には、タンパクＴａの特性の測定を行う場合に制御部７０により実行される溶液供給制御処理の流れを示すフローチャートが示されている。以下、同図を参照して、当該溶液供給制御処理について説明する。
【００６１】
同図のステップ１００では、測定対象とする測定チップ５０に分注ヘッド２０から所定の濃度のバッファー液を供給させる。また、制御部７０は、測定チップ５０毎に、バッファー液を供給した供給回数や、直前のバッファー液が供給されてからアナライト溶液を供給した供給回数をＨＤＤ７０Ｄに記憶させている。本ステップ１００では、測定対象とする測定チップ５０のバッファー液を供給した供給回数を示すバッファー供給回数情報の値をカウントアップし、直前のバッファー液が供給されてからアナライト溶液を供給した供給回数を示すアナライト供給回数情報の値をゼロに初期化する。
【００６２】
制御部７０は、測定対象とする測定チップ５０にバッファー液が供給されると、当該測定チップ５０を上部台３２Ａに搬送して測定対象とする測定流路５５Ａの測定領域Ｅ１及び参照流路５５Ｒの参照領域Ｅ２を各々光ビームＬ１、Ｌ２が入射する位置に配置し、光源３４Ａの点灯させて撮像を行って画像情報を取得する。そして、制御部７０は、取得した画像情報により示される画像から測定領域Ｅ１及び参照領域Ｅ２において暗線が発生した反射角度を特定し、測定領域Ｅ１において暗線が発生した反射角度と参照領域Ｅ２において暗線が発生した反射角度の角度差を求める。
【００６３】
次のステップ１０２では、ＨＤＤ７０Ｄに記憶されたバッファー供給回数情報に基づいて測定対象とする測定チップ５０にバッファー液が複数回供給されているか否か判定し、肯定判定となった場合はステップ１０６へ移行し、否定判定となった場合はステップ１０４へ移行する。
【００６４】
ステップ１０４では、アナライト溶液を連続して供給可能な閾値Ｎを、予め定められた初期値（例えば、５）とする。この閾値Ｎの初期値は、ＲＯＭ７０Ｂ又はＨＤＤ７０Ｄに予め記憶されている。
【００６５】
一方、ステップ１０６では、前回バッファー液を供給した状態で求められた反射角度のの角度差と今回バッファー液を供給した状態で求められた反射角度の角度差の差が大きいほど閾値Ｎを小さな値に変更する。
【００６６】
ここで、この種のバイオセンサー１０では、液体流路５５に対して溶液を流したこと等によってタンパクＴａの付着状態が変化し、タンパクＴａの膜厚が経時的に減少してタンパクＴａの屈折率が経時的に変化することによって暗線が発生する反射角度が変化するドリフトと呼ばれる現象が発生する場合がある。
【００６７】
図１４には、例えば、測定流路５５Ａにバッファー液（基準溶液）とアナライト溶液（被検溶液）を交互に個別に供給した際の暗線が発生する反射角度の変化の一例が示されている。
【００６８】
同図に示すように、バッファー液やアナライト溶液を供給したことにより、反射角度が経時的に減少するドリフト現象が発生している。
【００６９】
このドリフトによる反射角度の変化が小さい場合は、タンパクＴａの付着状態が変化が小さいため、アナライト溶液を複数回供給する毎にバッファー液を供給して屈折率変化データを導出するようにしても屈折率変化データの誤差が小さい。
【００７０】
一方、ドリフトによる反射角度の変化が大きい場合は、ナライト溶液を複数回供給する毎にバッファー液を供給して屈折率変化データを導出するようにすると屈折率変化データの誤差が大きくなる。
【００７１】
このため、本実施の形態では、反射角度の角度差の変化が大きい場合、閾値Ｎを小さな値に変更している。
【００７２】
次のステップ１０８では、測定対象とする測定チップ５０に分注ヘッド２０からアナライト溶液を供給させる。また、本ステップ１０８では、測定対象とする測定チップ５０のバッファー液が供給されてからアナライト溶液を供給した供給回数を示すアナライト供給回数情報の値をカウントアップする。
【００７３】
制御部７０は、測定対象とする測定チップ５０にアナライト溶液が供給されると、上記ステップ１００部分において上述した場合と同様の制御を行って画像情報を取得し、暗線が発生した反射角度の角度差を求める。そして、制御部７０は、直前のバッファー液が供給された場合の反射角度の角度差と今回アナライト溶液が供給された場合の反射角度の角度差との差を屈折率変化データとして導出する。
【００７４】
次のステップ１１０では、測定対象とする測定チップ５０に測定を行う全ての種類のアナライト溶液を供給したか否かを判定し、肯定判定となった場合は本溶液供給制御処理を終了し、否定判定となった場合はステップ１１２へ移行する。
【００７５】
次のステップ１１２では、導出された屈折率変化データからタンパクＴａとステップ１０８において供給したアナライト溶液との相互作用の有無を判定し、相互作用有りと判定された場合はステップ１１４へ移行し、相互作用無しと判定された場合はステップ１２０へ移行する。
【００７６】
ここで、本実施の形態では、屈折率変化データにより示される反射角度の角度差の差が予め定められた値以上となった場合に相互作用の有りと判定する。この予め定められた値は、実験等によって相互作用の有無の判定に適切な値として定められている。
【００７７】
ステップ１１４では、洗浄モードが指定されているか否か判定し、肯定判定となった場合はステップ１１６へ移行し、否定判定となった場合は、上記ステップ１００へ移行してバッファー液を供給させた後に次の種類のアナライト溶液の供給を行う。
【００７８】
ステップ１１６では、測定対象とする測定チップ５０に分注ヘッド２０から洗浄溶液を供給させ、洗浄溶液の供給後にステップ１００へ移行してバッファー液を供給させた後に次の種類のアナライト溶液の供給を行う。
【００７９】
一方、ステップ１２０では、ＨＤＤ７０Ｄに記憶されたアナライト供給回数情報により示されるアナライト溶液を供給した供給回数が閾値Ｎ以下であるか否か判定し、肯定判定となった場合はステップ１０８へ移行して次の種類のアナライト溶液の供給を行い、否定判定となった場合はステップ１００へ移行してバッファー液を供給させた後に次の種類のアナライト溶液の供給を行う。
【００８０】
これにより、直前のバッファー液が供給されてからアナライト溶液が供給された供給回数が閾値Ｎ以下である場合は、バッファー液の供給が省略されるため、処理時間を短縮することができる。また、直前のバッファー液が供給されてからアナライト溶液が供給された供給回数が閾値Ｎよりも大きい場合は、バッファー液を供給することにより、屈折率変化データの誤差の増加を抑制することができる。
【００８１】
ところで、本実施の形態では、１個の測定チップ５０に、図５〜図８に示したように、１対の測定流路５５Ａ及び参照流路５５Ｒからなる測定チャネルが６つ設けられている。
【００８２】
このため、本実施の形態に係る制御部７０は、各測定チャネルにそれぞれ対応して吸排駆動部２６の第１ポンプ２７及び第２ポンプ２８を独立して制御しており、上記溶液供給制御処理において、図１５に示すように、測定チャネル毎に相互作用の有無を判定を行い、当該測定チャネルにおいて洗浄溶液やバッファー液を供給する必要がない場合、当該測定チャネルの測定流路５５Ａ及び参照流路５５Ｒに対する溶液の供給を停止している。なお、図１５では、溶液を供給する期間を実線で示しており、溶液の供給を停止する停止期間を破線で示している。
【００８３】
以上のように、本実施の形態によれば、タンパクＴａと供給されたアナライト溶液との相互作用の有無を判定し、相互作用有りと判定された場合に、バッファー液を供給した後に次の種類のアナライト溶液を供給し、相互作用無しと判定された場合に、バッファー液を供給することなく次の種類のアナライト溶液を供給するので、スクリーニングの処理時間を短縮することができる。
【００８４】
なお、本実施の形態で説明したバイオセンサー１０の構成（図１〜図１２参照。）は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能であることは言うまでもない。
【００８５】
また、本実施の形態で説明した溶液供給制御処理（図１３参照。）の処理の流れも一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能であることは言うまでもない。
【００８６】
その他、本実施の形態では、バッファー液を供給した場合の反射角度の角度差とアナライト溶液を供給した場合の反射角度の角度差との差から検体物質の反応状態を検出する表面プラズモンセンサーを一例として説明したが、検体物質の特性を測定する測定装置としては、これに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】実施の形態に係るバイオセンサー全体の斜視図である。
【図２】実施の形態に係るバイオセンサーの内部の斜視図である。
【図３】実施の形態に係るバイオセンサーの内部の上面図である。
【図４】実施の形態に係るバイオセンサーの内部の側面図である。
【図５】実施の形態に係る測定チップの斜視図である。
【図６】実施の形態に係る測定チップの分解斜視図である。
【図７】実施の形態に係る測定チップの測定領域及び参照領域へ光ビームが入射している状態を示す図である。
【図８】実施の形態に係る測定チップの流路部材を下側からみた図である。
【図９】実施の形態に係るバイオセンサーの分注ヘッドの鉛直駆動機構を示す斜視図である。
【図１０】実施形態に係るバイオセンサーの液体吸排部の概略構成図である。
【図１１】実施の形態に係るバイオセンサーの光学測定部付近の概略図である。
【図１２】実施の形態に係るバイオセンサーの電気系の構成を示すブロック図である。
【図１３】実施の形態に係る溶液供給制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図１４】ドリフト現象が発生した状態の一例を示すグラフである。
【図１５】測定チャネル毎の送液状態を模式的に示した模式図である。
【符号の説明】
【００８８】
１０  バイオセンサー
２０  分注ヘッド（供給手段）
３０  測定部（取得手段）
７０   制御部（制御手段）
７０Ｄ  ＨＤＤ（記憶手段）
８０  通信制御部（通信手段）
９０  ネットワーク
９２  端末装置
【図１】
0004979609.tif 000002
【図２】
0004979609.tif 000003
【図３】
0004979609.tif 000004
【図４】
0004979609.tif 000005
【図５】
0004979609.tif 000006
【図６】
0004979609.tif 000007
【図７】
0004979609.tif 000008
【図８】
0004979609.tif 000009
【図９】
0004979609.tif 000010
【図１０】
0004979609.tif 000011
【図１１】
0004979609.tif 000012
【図１２】
0004979609.tif 000013
【図１３】
0004979609.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
0004979609.tif 000016