(57)【要約】【課題】  構造が単純で、安価に提供できるマイクロ化学用光分析チップを得る。【解決手段】  試料を分析するマイクロ化学分析に用いる光分析チップ１０１において、光導波路１３の一部に試料の分析を行うセンサ部１７を形成すると共に、少なくともセンサ部１７への光の入出力部となる光導波路１３を光ファイバ１９で形成して、センサ部１７で抗原抗体反応によって生じる光の吸収、分光等により減衰した光を分析する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料を分析するマイクロ化学分析に用いる光分析チップであって、
前記試料が導入されるセルと、
光導波路の一部に形成され前記セルの内部に配置されたセンサ部と、
前記センサ部が形成された前記光導波路と一端が光学的に結合され、前記セルの外部に延在する光入力用光導波路と、
前記センサ部が形成された前記光導波路と一端が光学的に結合され、前記セルの外部に延在する光出力用光導波路と、
を備えることを特徴とするマイクロ化学用光分析チップ。
【請求項２】
前記センサ部が光ファイバカプラからなることを特徴とする請求項１記載のマイクロ化学用光分析チップ。
【請求項３】
前記センサ部が光ファイバのコアの一部を露出させたものからなることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ化学用光分析チップ。
【請求項４】
略一直線状に配置された、一組の前記光入力用光導波路、前記センサ部を備える前記セル及び前記光出力用光導波路が、同一基板上に複数並列に配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のマイクロ化学用光分析チップ。
【請求項５】
前記センサ部の表面に特定の抗体が固定されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のマイクロ化学用光分析チップ。
【請求項６】
前記光入力用光導波路および前記光出力用光導波路のそれぞれの他端に、光ファイバと結合可能な光コネクタ部を更に備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のマイクロ化学用光分析チップ。
【請求項７】
前記請求項１〜６のいずれか一項に記載のマイクロ化学用光分析チップと、前記光入力用光導波路に光を入力する光源と、前記光出力用光導波路から出力される光を検出する検出器と、前記検出器の検出結果を分析する解析手段とを備えることを特徴とするマイクロ化学光分析システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料を分析するマイクロ化学分析に用いるマイクロ化学用光分析チップ、及び該チップを用いたマイクロ化学光分析システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、試料の分析や化学反応処理を、安価に且つ迅速に実現するシステムとして、マイクロ化学用光分析チップを使用したマイクロ化学光分析システムが提案されている。
【０００３】
上記マイクロ化学用光分析チップは、このチップへ試料又は検査試薬を供給して検査を実行する検査装置に適用されるものである。
従来、マイクロ化学用光分析チップとして、流路を形成した板状部材に、該板状部材内の流路に面して対向するように一対の屈折率分布型のロッドレンズを装備したものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
このマイクロ化学用光分析チップでは、板状部材の流路に微量の試料を注入した状態で、この板状部材の一側のロッドレンズにより励起光を流路内の試料に集光照射する。そして、励起光の集光照射による光熱変換効果に基づいて生じる屈折率の変化を、板状部材の他側のロッドレンズを介して検出することで、試料を分析するものである。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２１４１７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、特許文献１に記載のようにレンズを使用する構成の場合は、レンズ部品にコストがかかるため、マイクロ化学用光分析チップ自体が高価になってしまい、該光分析チップを使用するシステムも高額化するという問題があった。
また、レンズを介して照射する励起光が流路内の試料に当たる位置で収束するようにシステムを組み立てるべく、レンズと光源手段との間の正確な位置合わせ作業が必要となり、システムの組み立てに手間がかかるという問題もあった。
【０００６】
本発明の目的は、コストの高いレンズが不要で、安価に提供できるマイクロ化学用光分析チップを提供すること、また、その光分析チップを使用することで、レンズと光源との間の位置合わせ作業が不要で、組立性に優れるマイクロ化学光分析システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る請求項１記載のマイクロ化学用光分析チップは、試料を分析するマイクロ化学分析に用いる光分析チップであって、前記試料が導入されるセルと、光導波路の一部に形成され前記セルの内部に配置されたセンサ部と、前記センサ部が形成された前記光導波路と一端が光学的に結合され、前記セルの外部に延在する光入力用光導波路と、前記センサ部が形成された前記光導波路と一端が光学的に結合され、前記セルの外部に延在する光出力用光導波路と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る請求項２記載のマイクロ化学用光分析チップは、請求項１に記載のマイクロ化学用光分析チップにおいて、前記センサ部が光ファイバカプラからなることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る請求項３記載のマイクロ化学用光分析チップは、請求項１に記載のマイクロ化学用光分析チップにおいて、前記センサ部が光ファイバのコアの一部を露出させたものからなることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る請求項４記載のマイクロ化学用光分析チップは、請求項１〜３のいずれか一項に記載のマイクロ化学用光分析チップにおいて、略一直線状に配置された、一組の前記光入力用光導波路、前記センサ部を備える前記セル及び前記光出力用光導波路が、同一基板上に複数並列に配置されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る請求項５記載のマイクロ化学用光分析チップは、請求項１〜４のいずれか一項に記載のマイクロ化学用光分析チップにおいて、前記センサ部の表面に特定の抗体が固定されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る請求項６記載のマイクロ化学用光分析チップは、請求項１〜５のいずれか一項に記載のマイクロ化学用光分析チップにおいて、前記光入力用光導波路および前記光出力用光導波路のそれぞれの他端に、光ファイバと結合可能な光コネクタ部を更に備えることを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る請求項７記載のマイクロ化学光分析システムは、請求項１〜６のいずれか一項に記載のマイクロ化学用光分析チップと、前記光入力用光導波路に光を入力する光源と、前記光出力用光導波路から出力される光を検出する検出器と、前記検出器の検出結果を分析する解析手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係るマイクロ化学用光分析チップによれば、分析試料が導入されるセルの内部に、光導波路の一部に形成されたセンサ部を有し、更に、このセンサ部へ分析用の光を導入するための光導波路が形成されていることから部品コストの高いレンズが不要のため、マイクロ化学用光分析チップを安価に提供することができる。
【００１５】
本発明に係るマイクロ化学光分析システムによれば、光分析チップに光源と、検出器と、解析手段とを接続する構成であって、光分析チップには部品コストの高いレンズを使用しておらず、光分析チップ自体のコストを安価に抑えることができる。
また、レンズを使用しないマイクロ化学用光分析チップを使用したことで、手間のかかるレンズと光源との間の位置合わせ作業等が不要で、光分析作業の作業効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明に係るマイクロ化学用光分析チップ及び、該光分析チップを使用したマイクロ化学光分析システムの好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明に係るマイクロ化学用光分析チップを搭載したマイクロ化学光分析システムの第１の実施の形態の概略構成図、図２は図１のマイクロ化学光分析システムに搭載されている光分析チップの概略構成を示す外観斜視図、図３は図２に示したＡ−Ａ線による縦断面図、図４は図３のＢ−Ｂ断面図、図５は図３の縦断面図において、センサ部への試料と光の出入りを示すブロック図、図６は図５に示したセンサ部で生じる抗原抗体反応を説明する図である。
【００１７】
図１に示したマイクロ化学光分析システム１００は、分析対象の試料が導入されるセルを有した光分析チップ１０１と、この光分析チップ１０１に試薬配管１０３，１０４を介して接続されて光分析チップ１０１のセルに試料を導入する試料導入手段１１１と、光分析チップ１０１にある複数本の光導波路の各入力端に接続された複数本の入力側光ファイバ１０６と、これら複数本の入力側光ファイバ１０６が繋がれたスプリッタ１２１を介して光分析チップ１０１にある各光導波路に試料分析用の光を入力する光源１２３と、光分析チップ１０１にある複数本の光導波路の各出力端に接続された複数本の出力側光ファイバ１０８と、この出力側光ファイバ１０８を介して光分析チップ１０１から出力される光を検出する検出器１３１と、前述の光源１２３及び検出器１３１の動作を制御する制御基板１４１と、検出器１３１の検出結果を制御基板１４１を介して取得して分析する解析手段１５１とを備える。
【００１８】
試料導入手段１１１は、サンプル槽１１２に貯留された試料をシュリンジポンプ１１３により導入側の試薬配管１０３を介して光分析チップ１０１のセル内に導入し、また、セル内の試料を排出側の試薬配管１０４を介してドレイン槽１１５に回収する。
【００１９】
光源１２３は、小型ランプ、あるいはＬＥＤ、あるいはＬＤを使用したもので、所定の波長の紫外可視光を出力する。例えば、中心波長４４５ｎｍ、４７３ｎｍ、４０５ｎｍ及び、１５５０ミクロン帯の半導体ＬＤの他、ハロゲンランプ、キセノンランプ等を用いることができる。
検出器１３１は、分光器、フォトダイオード（ＰＤ）アレイ、あるいはバランスレシーバで、光分析チップ１０１にある複数本の光導波路から出射する光の各成分を検出する。検出器１３１としては、シリコンフォトダイオード、アバランシェドフォトダイオード、光電子増倍管等を用いることができる。
【００２０】
制御基板１４１は、光源１２３の発熱を制御する温調回路１４２と、検出器１３１が出力する複数のアナログ信号を択一的に切替えて出力するアナログスイッチ１４４と、選択されたアナログ信号をロックインアンプ１４５とＡＤコンバータ１４６を介してディジタル信号として受信するマイコン変調回路１４７とを具備した構成になっている。
マイコン変調回路１４７は、ＡＤコンバータ１４６から受信した信号に所定の変調処理をして解析手段１５１に出力する。
【００２１】
解析手段１５１は、例えばパーソナルコンピュータ等を利用したもので、分析用プログラムにより、マイコン変調回路１４７から入力された検出信号に所定の演算処理を実施して、試料の分析を行う。
【００２２】
光分析チップ１０１は、樹脂材料又はその他の材料により板状に形成されたチップ本体１１に、複数本（本実施の形態では５本）の光導波路１３を互いに並行に挿通させた構成を成している。
樹脂材料としては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ＡＢＳ樹脂（ＡＢＳ）、メタクリル樹脂（アクリル・ＰＭＭＡ）、ポリ塩化ビニル（塩ビ・ＰＶＣ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリアミド（ナイロン・ＰＡ）、ポリカーボネートなどのアクリル樹脂や、シリコン樹脂（ＰＤＭＳ）を適用することができる。
他の材料としては、石英、ソーダガラス等のガラス、あるいはシリコンを適用することができる。
【００２３】
チップ本体１１は、図２に示すように光導波路１３が挿通する方向の長さ寸法Ｌが６０ｍｍ、この長さ方向に直交する幅寸法Ｗが２５ｍｍ、厚さ寸法ｔが２ｍｍの板材であり、また、図３及び図４に示すように、光導波路１３を挿通させるための複数本の貫通穴１５が、長さＬ方向に沿って、複数本平行に貫通形成されている。
【００２４】
本実施の形態の場合、各光導波路１３の一部、詳しくは、長さ方向の中間部に、センサ部１７が形成され、試料が導入されるセル内に配置されている。また、本実施の形態の場合、光導波路１３の内、センサ部１７へ光を入力する入力部となる光導波路１３ａと、該センサ部１７を通過した光の出力部となる光導波路１３ｂが、１本の光ファイバ１９で形成されており、それらは略一直線状に配置されている。なお、光導波路１３ａが光入力用光導波路であり、光導波路１３ｂが光出力用光導波路である。
【００２５】
センサ部１７へ光を入力する入力部となるそれぞれの光入力用光導波路１３ａは、図１に示したように、スプリッタ１２１に繋がれた入力側光ファイバ１０６がコネクタ接続される。
また、センサ部１７を通過した光の出力部となるそれぞれの光出力用光導波路１３ｂは、図１に示したように、検出器１３１に繋がれた出力側光ファイバ１０８がコネクタ接続される。
なお、図３乃至図５には示していないが、入力側光ファイバ１０６や出力側光ファイバ１０８とコネクタ接続のために、光導波路１３ａ，１３ｂとなる光ファイバ１９の端部には、容易に脱着可能な接続用の光コネクタが装備される。複数の入力用光ファイバや出力用光ファイバは、それぞれ他端が基板の同一側に並ぶように配置され、接続用光コネクタは、これら複数の入力用光ファイバや出力用光ファイバとそれぞれ一括して接続可能であるように設けられることが好ましい。もちろん各光ファイバに個別に設けられていてもよい。また、光コネクタ部はセンサ部が形成される基板の端部に直接固定されて設けられていることも好ましい。
【００２６】
センサ部１７は、図３乃至図５に示すように、貫通穴１５の一部を広げて形成された試料を注入するセル２１内に配置され、コア、クラッド構造を持つ光ファイバ１９は該セル２１を挿通する部位においてコア１９ａを露出させている。
【００２７】
セル２１は、図４及び図５に示すように、高さ寸法がＤ、幅寸法がＦの矩形断面の流路となっており、Ｄ及びＦは、いずれも０．５ｍｍ程度に設定される。また、チップ本体１１の厚さ寸法ｔは２ｍｍであるが、図５に示すように、セル２１より上方の寸法をｔ１、セル２１を含めた下側の寸法をｔ２とすると、本実施の形態の場合は、ｔ１＝ｔ２＝１ｍｍに設定している。
また、光ファイバ１９は、例えば、クラッド径が１１７μｍ、コア径が１００μｍの石英ガラス製光ファイバが使用され、エッチングにより長さ方向の一部のクラッド部分を除去している。あるいは溶融延伸により外径を数１０μｍ程度まで細径化してクラッド部厚みを減少させても良い。また、セル２１内に露出させるコア１９ａの長さＬは、２０ｍｍ程度が良い。
【００２８】
セル２１には、図３及び図５に示すように、試料の注入口２３と、試料の排出口２５とが外部に連通して設けられている。
注入口２３には、図１に示した試薬配管１０３が接続される。また、排出口２５には図１に示した試薬配管１０４が接続される。なお、図２では、一つの試料の注入口２３から複数のセル２１の各センサ部１７近傍に試料が分配して注入される形態を示している。また、試料の排出口は省略してある。このような形態を採ることで、１個の光分析チップ１０１で同じ試料について複数の特性項目を検査する多項目検査を一度に行うことができる。あるいはそれぞれのセルに対して独立した試薬配管を設けることで、異なる複数の試料について同じ特性項目を検査する多検体検査を一度に行うことができる。
【００２９】
本実施の形態の場合、チップ本体１１に形成した複数本の各光導波路１３に、それぞれセンサ部１７を有し、センサ部１７はセル２１内に設けられている。換言すれば、本実施の形態の光分析チップ１０１では、それぞれ対応する一組の光入力用光導波路１３ａ、センサ部１７を備えるセル２１及び光出力用光導波路１３ｂが同一基板上に複数並列に配置されている。
【００３０】
また、本実施の形態の光分析チップ１０１では、各センサ部１７には、予め特定の抗体を固定しておき、その後、試料の注入を行うことで、センサ部近傍のセル内にて抗原抗体反応を行う。その場合に、特定の抗体が各センサ部１７で同じであれば多検体検査を行うことができ、特定の抗体がセンサ部１７でそれぞれ異なっていれば多項目検査を行うことができる。
【００３１】
図６は、そのような抗原抗体反応の様子を示したものである。
図６（ａ）に示すように、セル２１中にあるセンサ部の露出されたコアの表面に特定の一次抗体３３が固定化されている。
そこに、分析試料である抗原３５を含む液体が注入されると、一次抗体３３と抗原３５とが反応して結合する抗原抗体反応が起こる。
ここで、センサ部である光導波路近傍では、コアが露出している場合あるいはクラッド部厚みが非常に薄い場合には光導波路表面近傍にエバネッセント光が発生している。このエバネッセント光は、光導波路表面に固定化された抗体やこの抗体と結合した抗原の影響を顕著に受け、減衰量が変化する。図６（ｂ）に示すように、光導波路１３中を光３７が通過すると、コア表面で生じた抗原抗体反応に応じて更に光の吸収が起こり、光導波路１３からの出力光３９はより減衰した状態になる。このようにして抗原抗体反応前後での光減衰量を検出器１３１で検出して、解析手段１５１で所定の分析処理を行うことにより、抗原抗体反応の発生度合い等を検知することができる。
【００３２】
以上に説明した本発明の第１の実施の形態の光分析チップ１０１では、光導波路１３の一部が試料の分析を行うセンサ部１７となっており、更に、このセンサ部１７へ分析用の光を導入する光導波路１３が光ファイバ１９で形成されていて、部品コストの高いレンズが不要のため、マイクロ化学用光分析チップ１０１を安価に提供することができる。
【００３３】
更に、上記実施の形態の光分析チップ１０１では、連続した１本の光ファイバ１９の一部でコア１９ａを露出させてセンサ部１７を形成しているため、センサ部１７は光導波路１３を構成する光ファイバ１９の周囲のクラッド部を除去することにより簡単に形成することができる。
【００３４】
更に、上記実施の形態の光分析チップ１０１では、光入力用光導波路１３ａ、センサ部１７を含むセル２１、光出力用光導波路１３ｂが複数並列に配置されていて、各セル２１で並行して分析処理を実施できるため、複数の分析処理を一つの光分析チップ１０１で効率良く実施することができる。勿論、一つの光分析チップが一組の光入力用光導波路、センサ部を含むセル、光出力用光導波路で構成されていても構わない。
【００３５】
更に、上記実施の形態の光分析チップ１０１では、セル２１の光導波路１３ａ，１３ｂに光コネクタが接続されているため、マイクロ化学光分析システム１００への組み込み時又は取外し時に、光導波路１３への光源や検出器の接続及び離脱が、コネクタ接続により容易にでき、面倒な位置合わせ作業が不要になるため、システムの組立性や分析作業性を向上させることができる。
【００３６】
更に、上記実施の形態の光分析チップ１０１では、センサ部１７は特定の抗体を固定して形成されているため、抗体に対する免疫反応を光ファイバ１９を介して直接検出でき、免疫反応の有無を容易に検出することができる。
【００３７】
また、上記実施の形態に示したマイクロ化学光分析システム１００によれば、光分析チップ１０１に光源１２３と、検出器１３１と、解析手段１５１とを接続する構成で、光分析チップ１０１が部品コストの高いレンズを使用しておらず、光分析チップ１０１自体のコストを安価に抑えることができるため、システムの製造コストを低減することができる。
【００３８】
また、レンズを使用しないマイクロ化学用光分析チップ１０１を使用したことで、現場等でシステムの組み立て時に、手間のかかるレンズと光源１２３との間の位置合わせ作業等が不要で、優れた組立性が得られ、光分析作業の作業効率を向上させることができる。また、光分析チップ１０１としてセンサ部１７が並列装備された構成のものが採用されているため、小型かつ単純な構成でありながら、複数の分析処理を効率よく実施できる。また、抗原の分析に供するサンプル量は１０μｌ程度の微量で済み、そのため、分析時間も僅かで済む。
【００３９】
更に上記実施の形態の具体的な実施例を、以下に示す。
図６（ａ）に示すように光分析チップ１０１内のセンサ部１７を形成する石英製光ファイバコア表面に一次抗体３３を固定化させるため、予め光ファイバコア表面を２％シランカップリング剤及び、２％グルタルアルデヒドで処理し、抗体の一種であるモノクローナル抗体（Anti-mouse lgG ）溶液（１００μｇ／mｌ ）を５００μｌずつ各セル２１に分注し、室温で３０分静置した。その後、抗原の非特異的な吸着を防ぐため、各セル２１から抗体溶液を取り除き、リン酸緩衝液（ＰＢＳ）で洗浄し、ブロッキング溶液（２％W/V BSA(Bovine Serum Albumin )PBS(Phosphate Buffer Solution ))を５００μl入れて室温で１時間静置した。界面活性剤（Tween20 ）0.05％V/Vを含むＰＢＳで２回洗浄を行った。洗浄後、抗原抗体反応をさせるために、10μg/ml の抗原（mouse lgG ）溶液を500μlずつセル２１に分注し、室温で３０分静置した。PBSで２回洗浄を行った。
その時の測定結果は、図７に示す。
【００４０】
図７に、波長と吸光度の関係を示す。抗体を含む液体を導入すると抗体を構成するタンパク質に起因する波長２８０ｎｍの吸収が確認され、更に、抗原を導入した時には、波長２８０ｎｍの吸収量が増大した。
これにより、抗原抗体反応の発生を検出することができた。
【００４１】
なお、センサ部１７の具体的な構成は、上記実施の形態に限らない。
図８は本発明に係る光分析チップの第２の実施の形態のセンサ部の縦断面図、図９は図８のＥ−Ｅ断面図である。
この第２の実施の形態に示した光分析チップ１０１Ｂは、第１の実施の形態の光分析チップの一部を改良したもので、セル２１Ｂ内のセンサ部１７Ｂを光ファイバカプラ４５で構成している。
【００４２】
本実施の形態の場合、セル２１Ｂは、図８及び図９に示すように、高さ寸法がＤ、幅寸法がＦの矩形断面の流路となっており、Ｄ及びＦは、いずれも０．５ｍｍ程度に設定される。また、チップ本体１１Ｂの厚さ寸法ｔは２ｍｍであるが、セル２１Ｂより上方の寸法をｔ１、セル２１Ｂを含めた下側の寸法をｔ２とすると、本実施の形態の場合は、ｔ１＝ｔ２＝１ｍｍに設定している。
また、光ファイバカプラ４５は、例えば、クラッド径が１２５μｍ、コア径が１０μｍの２本の光ファイバの中間部分を加熱融着延伸して一体化したものが使用される。
【００４３】
本実施の形態の場合は、図９に示すように、入力側の光導波路１３ａを構成している一方の光ファイバ１９Ｂに入射された光４７の一部が、一体化した部分近傍（カップリング部）で他方の光ファイバ１９Ｂに伝搬し、検出側では、２本の光ファイバ１９Ｂから、光が出力される。ここで、一方の光ファイバをそのまま透過する光量と、カップリング部にて一方の光ファイバから他方の光ファイバへ伝搬される光量の比率は、カップリング部の周囲の屈折率の変化や吸収率に応じて変化する。また、カップリング部の周囲の屈折率は、予めカップリング部周囲に固定化した抗体や、抗体と結合する抗原の量に応じて変化する。即ち検出側の２本の光ファイバ１９Ｂから出力される光量の比率を測定することで、抗体と結合した抗原の量を測定することが可能となる。
【００４４】
以下、本実施の形態の光カプラセンサによる測定結果を説明する。なお光カプラの透過スペクトルカーブの周期は短いほどセンサ感度が向上するため、本カプラは、通常光通信用途に用いられるような1.48/1.55 μm帯用光カプラよりも更に延伸長を長くして作成し、ピーク周期は空気中で約70 nmとなるようにした。融着延伸部における光ファイバの最細部の短径は9 μmである。図１０に示すように、この光カプラをポリプロピレン製管内に固定し、ペリスタックポンプにより試験溶液を速度2 ml/minでフローセルに流す。波長可変レーザー（LD）波長は分岐比が3 dBとなる波長に設定する。LDは100 kHzの矩形波で変調され、受光器（PD）の出力信号をロックイン増幅器で検出する（データサンプリング時間：1 sec）。続いて試験溶液を同じく2 ml/minで流し、抗原抗体反応に伴う出力強度の変化を記録した。
【００４５】
抗原抗体反応には、アビジンとビオチンを用いた。先ず光カプラ部分のガラスファイバ表面をアミノシラン処理した後、アミノ基と結合するNHS基により修飾されたビオチン（Sulfo-NHS-LC-Biotin）濃度2 mM中に90分間浸漬し、ガラスファイバ表面に抗体ビオチンを固定した。このビオチンを固定した光ファイバカプラを、PBSバッファ液中に浸漬し、分岐比3 dBとなる波長にLD波長を設定し、その時の出力を基準値とする。続いて、アナライトとしてビオチンに特異的に結合するアビジン（Streptavidin）を注入し、出力強度の変化を記録した結果が図１１である。アビジンの濃度は、PBSバッファ液0.5, 1, 2 mg/mlの３水準である。アビジン−ビオチンの相互作用が検出され、センサ出力は、アビジン濃度にほぼ比例する結果を得た。アビジン注入後60分経過後、試験溶液をPBSバッファ液に置換したところ、顕著な出力強度の変化は確認されず、センサ出力はアビジン吸着によるものと判断した。
なお、セル２１Ｂに、試料４１をセル２１Ｂに注入する注入口２３や、排出する排出口２５が装備される点は、第１の実施の形態の場合と同様である。
【００４６】
本実施の形態では、センサ部１７Ｂは、入力側及び出力側の光導波路を構成する光ファイバ相互を、光ファイバカプラ４５により接続することで簡単に形成できる。そして、センサ部１７Ｂの光ファイバを光ファイバカプラ４５で構成した場合には、センサ部１７Ｂの並列化が容易にでき、光分析チップ１０１Ｂを大型化せずに、センサ部１７Ｂを並列装備して、同時に複数の分析処理が可能な高性能な光分析チップ１０１Ｂを比較的安価に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に係るマイクロ化学光分析システムの実施の形態の概略構成図である。
【図２】図１のマイクロ化学光分析システムに搭載される光分析チップの概略構成を示す外観斜視図である。
【図３】図２に示したＡ−Ａ線による縦断面図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】図３の縦断面図において、センサ部への試料と光の出入りを示すブロック図である。
【図６】抗原抗体反応を説明する図である。
【図７】抗体検査を実施したときの分析結果の説明図である。
【図８】本発明に係る光分析チップの第２の実施の形態の縦断面図である。
【図９】図８のＥ−Ｅ断面図である。
【図１０】第２の実施の形態に係るマイクロ化学光分析システムの概略構成を示す図である。
【図１１】第２の実施形態に係る光分析チップによる分析結果の説明図である。
【符号の説明】
【００４８】
１１，１１Ｂ  チップ本体
１３  光導波路
１３ａ  入力側の光導波路
１３ｂ  出力側の光導波路
１７，１７Ｂ  センサ部
１９，１９Ｂ  光ファイバ
２１，２１Ｂ  セル
２３  注入口
２５  排出口
３３  一次抗体
３５  抗原
３８  一次抗体を含む液体
３９  出力光
４５  光ファイバカプラ
１００  マイクロ化学光分析システム
１０１，１０１Ｂ  光分析チップ
１０３，１０４  試薬配管
１０６  入力側光ファイバ
１０８  出力側光ファイバ
１１１  試料導入手段
１２１  スプリッタ
１２３  光源
１３１  検出器
１４１  制御基板
１５１  解析手段
【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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