(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性基板と、該透光性基板の一面上に形成される試料液室であって毛細管現象により試料液が導入口から排出口近傍まで満たすことができるようにされた試料液室と、を有し、該透光性基板は、その表面の少なくとも一部に金属薄膜と、この金属薄膜の上に形成された生理活性物質を固定する固定膜とをさらに有しており、該固定膜の少なくとも一部は該形成された試料液室に面するようにされており、官能基を金属コロイド粒子の表面に導入してなる官能基導入金属コロイド粒子が、透光性基板上に最密充填的に並べられていることを特徴とする光学的分析装置用測定チップ。
【請求項２】
前記試料液室は、前記透光性基板上に２個以上成形されていることを特徴とする請求項１記載の光学的分析装置用測定チップ。
【請求項３】
前記形成された試料液室における少なくとも１個の試料液室は、その導入口の断面積よりも排出口の断面積が大きくされていることを特徴とする請求項１または２に記載の光学的分析装置用測定チップ。
【請求項４】
前記形成された試料液室における少なくとも１個の試料液室は、その導入口の断面積よりも排出口の断面積が小さくされていることを特徴とする請求項１または２に記載の光学的分析装置用測定チップ。
【請求項５】
前記形成された試料液室における少なくとも１個の試料液室は、その上下面の双方又はいずれか一方が測定基準面に対して傾斜面とされていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光学的分析装置用測定チップ。
【請求項６】
前記形成された試料液室に満たされた試料液を吸液して排出するための吸液パッドをさらに備えていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の光学的分析装置用測定チップ。
【請求項７】
吸液速度の異なる複数個の吸液パッドを吸液パッドとして備えることを特徴とする請求項６記載の光学的分析装置用測定チップ。
【請求項８】
前記吸液パッドは、試料液室の排出口に接触した位置とそこから離間した位置との間で摺動自在な状態で透光性基板上に配置されることを特徴とする請求項６記載の光学的分析装置用測定チップ。
【請求項９】
前記吸液パッドを摺動させるための手段をさらに有することを特徴とする請求項８記載の光学的分析装置用測定チップ。
【請求項１０】
基板の周縁部を保持する搬送ホルダーをさらに備えていることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の光学的分析装置用測定チップ。
【請求項１１】
試料液供給口を持つケーシングに全体が覆われていることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の光学的分析装置用測定チップ。
【請求項１２】
少なくとも１個の試料液室は、レファレンス用領域とサンプル領域との双方を有するようにされていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の光学的分析装置用測定チップ。
【請求項１３】
請求項２記載の光学的分析装置用測定チップにおいて、前記形成された試料液室のうちの１個の試料液室はレファレンス用試料液室であることを特徴とする光学的分析装置用測定チップ。
【請求項１４】
前記試料液室は、側壁を形成する部材と天面を形成する部材とを積層することにより形成されたものであることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の光学的分析装置用測定チップ。
【請求項１５】
前記試料液室は、一個のプラスチックブロックに底面を解放した状態で形成されたものであることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の光学的分析装置用測定チップ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学的分析装置用測定チップに関し、特に、透光性の基板上に導かれた試料液に向けて光を照射して、試料を光学的に分析する場合に有効に用いられる光学的分析装置用測定チップに関る。
【０００２】
【従来の技術】
透光性の基板上に試料液を配置して光を照射し、反射光や透過光の屈折率や吸収率などの変量に基づき試料を分析することは多く行われている。例えば、臨床検査などでの免疫反応を利用した各種検査法において、生理活性物質の変化を高感度に検出することのできる光学的分析方法、例えば表面プラズモン共鳴（ＳＰＲ）を利用した光学的分析方法などが例として挙げられる。
【０００３】
前記した表面プラズモン共鳴を利用した光学的分析方法の場合、光学的分析装置に用いられる測定チップは、一般的には、下から透光性基板、金属薄膜及び分析対象物に応じた生理活性物質を固定した固定膜とからなり、このような構成を有する測定チップが、光学的分析装置のプリズム上に透光性基板側が面するようにしてセットされる。試料液は、給液ポンプを利用して固定膜面に連続して送り込まれるか、試料液を収容したセルの液体面が固定膜に接触するようにされ、生理活性物質と分析対象物の相互作用を生じさせる（例えば、特公平５−２１８１号公報、特開平６３−７５５４２号公報など参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来の光学的分析装置での測定チップへの試料液の供給は、給液ポンプや試料液収容セルを用いるものがほとんどであり、装置として大がかりでかつ複雑なものとなっている。また、１個の光学的分析装置用測定チップが測定時に必要とする試料液の量は極少量であるにもかかわらず、分析に大量の試料液を調製することが必要とされる。これらが原因で可搬性に富んだ小型機の開発が非常に遅れているのが現状である。
【０００５】
特に、前記した表面プラズモン共鳴を利用した光学的分析方法の場合には、透光性基板の裏面に照射する入射光と該金属薄膜からの反射光の光学的分析から必要な情報を得るものであり、透光性基板表面の金属薄膜上には極少量の試料液が存在すれば十分に目的が達せられるにもかかわらず、実際には大量の試料液の調製を必要としており、試料調製のために、時間的かつコスト的にロスが存在する。
【０００６】
本発明の目的は、従来の光学的分析装置用測定チップの持つ上記のような不都合を解決しようとするものであり、試料液の供給に給液ポンプのような複雑な供給手段を必要とせず、かつ、極少量の試料液を測定チップに供与するだけで初期の分析目的を十分に達成することができ、結果として、短時間でかつ低コストで準備作業を終えることのできる光学的分析装置用測定チップを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題に鑑み鋭意研究の結果、本発明者らは、毛細管現象を利用することにより分析目的に十分な量の試料液が基板上の試料液室に導入されることを見出し、本発明を完成した。
【０００８】
すなわち、本発明による光学的分析装置用測定チップは、基本的に、透光性基板と、該透光性基板の一面上に形成される試料液室であって毛細管現象により試料液が導入口から排出口近傍まで満たすことができるようにされた試料液室、とを有することを特徴とする。
【０００９】
なお、本発明において光学的分析装置とは、分析対象物を光学的に分析することのできる装置全般をいい、例えば、前記した表面プラズモン共鳴を利用した光学的分析装置の他に、紫外分光器、赤外分光器、可視光分光器、蛍光分光器、ラマン分光器などが挙げられる。また、光学的分析装置用測定チップとは、その光学的分析装置における光の照射領域に分析対象物を搬入しかつ搬出できる部材を総称している。
【００１０】
前記試料液室は透光性基板の上に直接配置されていてもよいが、臨床検査などで免疫反応を利用した各種測定を行うことを目的とする光学的分析装置に用いる測定チップの場合には、透光性基板の表面に生理活性物質を固定する固定膜が設けられ、その上に前記試料液室が形成される。固定膜は透光性基板の全面に設けることは必要でなく、少なくとも分析目的で光が照射される領域に形成されればよい。そして、該固定膜の少なくとも一部が該毛細管現象により試料液が導入口から排出口近傍まで満たすことができるようにされた試料液室に面するように配置される。
【００１１】
また、前記のように表面プラズモン共鳴を利用した光学的分析装置に用いる測定チップの場合には、透光性基板の表面の少なくとも一部に金属薄膜が設けられ、該金属薄膜の表面に前記生理活性物質を固定する固定膜がさらに設けられる。
【００１２】
本発明による光学的分析装置用測定チップを使用するに際しては、先ず、好ましくはピペットやスポイトのような小型の可搬性容器に入れた分析用の試料液を、透光性基板上に形成した前記試料液室の試料液導入口近傍に滴下する。滴下された試料液は、外的手段を加えることなく、毛細管現象によって試料液室内を排出口に向けて浸入して試料液室内を満たす。その状態で、該測定チップを光学的分析装置にセットし、所要の光学的分析作業を行う。作業後に、光学的分析装置から測定チップを取り出し、圧力差を生じさせるなどの手段により試料液室から試料液を排出する。
【００１３】
前記透光性基板上に形成する試料液室は、１個であってもよく、２個以上であってもよい。後者の場合には、複数の試料液の同時分析が可能となると共に、そのうちの１個をレファレンス用の試料液室として用いることもでき、より高精度の測定結果を得ることが容易となる。また、少なくとも一個の試料液室をレファレンス用領域とサンプル領域との双方を有するように構成してもよく、この場合にも、前記の同様の効果が得られる。この場合に、個々の試料液室あるいは個々の領域には、同一光源からの光をビームスプリッタなどの手段により複数の系統に分割するなどによって条件の一致した光を照射するか、複数の光源を持つ光学的分析装置の場合には、各系統間で差異が生じないように光に対して予め条件を一致させる処理を行った後に照射することが推奨される。単一のビームを用いる場合には、測定チップをスライドさせて個々の試料液室あるいは個々の領域に照射するようにする。
【００１４】
好ましい態様において、光学的分析装置用測定チップは試料液を吸液して排出するための吸液パッドをさらに備えている。この場合には、該吸液パッドを試料液室の排出口に接触させることにより、容易に試料液を排出することができる。吸液速度の異なる複数の吸液パツドを備えておき、測定環境等に応じて選択的に用いるようにしてもよい。好ましい態様において、試料液室の側壁側を試料液の流れ方向に傾斜させることにより、又は、上下の面を測定基準面に対して傾斜した面とすることにより、あるいはその双方により、試料液室の試料液導入口側の断面積よりも排出口側の断面積を大きいものとしてもよく、あるいは、小さいものとしてもよい。前者の場合には、吸液パッドによる試料液の排出速度を高めることができる利点があり、後者の場合には、吸液時に液切れが生じることなく全量が確実に試料液室から排出される利点がある。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照しながら、好ましい実施の形態に基づき本発明を詳細に説明する。なお、以下の説明は、光学的分析装置としての表面プラズモン共鳴を利用した免疫センサーに用いるのに好適な測定チップを例として説明するが、本発明の光学的分析装置用測定チップは、これに限らず、他の任意の光学的分析装置に用いる測定チップをも包含する。
【００１６】
表面プラズモン共鳴現象とは、ガラスなどの光学的に透明な物質と金属薄膜層との境界から反射された単色光の強度が、金属の出射側にある試料の屈折率に依存することによるものであり、従って、反射された単色光の強度を測定することにより、試料を分析することができる。その分析装置に用いる測定チップは、基本的に、透光性基板と、この基板の一面に形成された金属薄膜と、この金属薄膜の上に形成された生理活性物質を固定する固定膜とから構成される。
【００１７】
図１はその測定チップを説明するものであり、透光性基板１の上に金属薄膜２が配置され、その上に、生理活性物質４を固定する固定膜３が形成される。透光性基板１は、一般的にはガラスや、レーザー光に対して透明な材料からなるものであり、その厚さは０．１〜５ｍｍ程度である。
【００１８】
金属薄膜２は、表面プラズモン共鳴が生じ得るようなものであればよく、金属の種類としては、金、銀、白金、銅、アルミニウムなどが挙げられ、それらを単独で又は組み合わせて使用することができる。また、前記透光性基板１への付着性を考慮して、透光性基板１と金、銀などからなる層との間にクロムなどからなる介在層が設けられる場合もある。金属薄膜２の膜厚は、１００〜２０００Åであるのが好ましく、通常、１００〜５００Å程度である。
【００１９】
生理活性物質４は、分析対象物（例えば、抗原など）と相互作用し得るものであれば特に限定されず、例えば免疫蛋白質、酵素、微生物、細菌などが挙げられる。免疫蛋白質としては、例えば分析対象物を抗原とする抗体を使用することができる。抗体としても特に限定されることなく、種々の免疫グロブリン、即ちＩｇＧ、ＩｇＭ、ＩｇＡ、ＩｇＥ、ＩｇＤを使用することができる。具体的には、分析対象物がヒト血清アルブミンであれば、抗体として抗ヒト血清アルブミン抗体を使用することができる。また、農薬、殺虫剤、メチシリン耐性黄色ブドウ球菌、抗生物質、麻薬、コカイン、ヘロイン、クラックなどを抗原とする場合には、例えば抗アトラジン抗体、抗カナマイシン抗体、抗メタンフェタミン抗体などの抗体を使用することができる。
【００２０】
酵素としては、分析対象物又は分析対象物から代謝される物質に対して活性を示すものであれば特に限定されることなく、種々の酵素、例えば酸化還元酵素、加水分解酵素、異性化酵素、脱離酵素、合成酵素などを使用することができる。具体的には、分析対象物がグルコースであれば、グルコースオキシダーゼを、分析対象物がコレステロールであれば、コレステロールオキシダーゼを使用することができる。また、農薬、殺虫剤、メチシリン耐性黄色ブドウ球菌、抗生物質、麻薬、コカイン、ヘロイン、クラックなどを分析対象物とする場合には、それらから代謝される物質と特異的反応を示す、例えばアセチルコリンエステラーゼ、カテコールアミンエステラーゼ、ノルアドレナリンエステラーゼ、ドーパミンエステラーゼなどの酵素を使用することができる。
【００２１】
微生物、細菌としては、特に限定されることなく、大腸菌をはじめとする種々の微生物、細菌を使用することができる。また、生理活性物質４はＤＮＡ塩基鎖であってもよく、相補的な塩基鎖を特異的に結合させることができる。
【００２２】
前記生理活性物質４を固定する固定膜３は、該生理活性物質４が担持又は固定される層であればよく、例えば、多孔質材料として、合成繊維、天然繊維、無機繊維などからなる織物、編物、不織布や、多孔性の無機又は有機材料などが使用される（特開平３−１６４１９５号公報参照）。さらに、化学あるいは生化学反応に基づいたある特定の官能基を有する材料からなる薄膜のようなものであってもよい。
【００２３】
このような固定膜３への生理活性物質４の固定化方法は常法によって行えばよく、例えば、所定量の生理活性物質４を固定膜３に所定時間接触させる方法、浸漬、含浸、マイクロディスペンス、インクジェット、グラビア印刷、スクリーン印刷などのような方法により固定化することができる。
【００２４】
なお、本出願人は先の出願である特願平８−３２３０９８号において、前記金属薄膜２と固定膜３の双方の機能を同時に果たすものとして、官能基を表面に導入した金属コロイド粒子を、透光性基板上に最密充填的に並べたものを開示している。ここにおいて、官能基導入金属コロイド粒子とは、官能基を金属コロイド粒子の表面に導入したものであり、コロイドサイズ領域（１０〜１０００ｎｍ）の大きさにある金属粒子をいう。金属コロイド粒子の金属の種類としては、光学的分析を行うことができる金属であればいかなるものであってもよいが、通常金、白金、銀、アルミニウムなどを単独で又は組み合わせて使用される。このような官能基導入金属コロイド粒子を用いることにより、官能基に結合する生理活性物質が金属コロイド粒子に極めて近い位置に固定されることになり、金属薄膜と有機薄膜のような固定膜を使用する場合よりも測定感度を大幅に向上させることができる利点があり、本発明による光学的分析装置用測定チップでも、このような層も透光性基材１に配置する層として用いることができる。
【００２５】
なお、官能基の種類としては、金属コロイド粒子に所望の生理活性物質を固定することができるものであればいかなる種類であってもよいが、好ましくはアミノ基又はメルカプト基を使用する。アミノ基は、特にアスパラギン酸、グルタミン酸などが一次構造に含まれる生理活性物質あるいは抗体、核酸などの生体関連物質のＣ（カルボキシ）末端に対して強固な結合を呈するという点で好ましく、メルカプト基は、特にシステイン、メチオニンなどが一次構造に含まれる生理活性物質に対して強固な結合を呈するという点で好ましい。
【００２６】
なお、ここで、「最密充填的」とは、末端の官能基が最外層を占めており、金属コロイド粒子との間に他の分子が貫入する余地のないほど、それら官能基同士が密に詰まっている状態をいう。このように、官能基導入金属コロイド粒子を基板上に最密充填的に並べることにより、生理活性物質を高い密度で均等に固定化することができ、測定感度を向上させることができる。なお、詳細は前記特願平８−３２３０９８号が参照されるべきであり、該出願の記載は本出願の一部を構成する。
【００２７】
次に、上記の表面プラズモン共鳴を利用した光学的分析装置用として用いる測定チップの好ましい実施の形態について具体的に説明する。図２はその一例であり、図２ａは分解して示す斜視図を、図２ｂは組立後の斜視図を示している。この光学的分析装置用測定チップＡ１おいて、前記した透光性基板１は、１辺が１８ｍｍ程度、厚みが０．１〜０．２ｍｍ程度のガラス板である。基板１の素材としては、他に、無延伸ポリエチレンテレフタレート、無延伸ポリカーボネート、トリアセテートなどのように、透光性があり、偏光に対して異方性を示さず、かつ加工性に優れた物性を持つ樹脂材料も有効に用いることができる。
【００２８】
透光性基板１の一面中央部には、前記した金属薄膜２と固定膜３とが積層された分析領域１０が形成されており、該分析領域１０が形成された面には、幅１２ｍｍ、厚さ０．２ｍｍのテフロンシートからなる２枚の側板１２、１２が、該分析領域１０の全部又は一部（図示のものでは一部）の表面を露出するようにして積層配置されている。２枚の側板１２、１２の間の間隔ｔは２ｍｍである。さらに、該２枚の側板１２、１２の上には、幅１２ｍｍ、厚さ０．１〜０．２ｍｍ程度のテフロンシートである天板１３が積層され、それにより、透光性基板１の上には、幅２ｍｍ×長さ１２ｍｍ×高さ０．２ｍｍである空所Ｓ（試料液室）が形成され、その容積は４．８ｃｃである。
【００２９】
側板１２及び天板１３の素材はテフロンシートに限られず、工業用プラスチック、ガラスなどの素材も用い得る。また、前記空所Ｓの寸法も、後記するように試料液が毛細管現象によってその導入口Ｓ1 から排出口Ｓ2 近傍まで浸入できる寸法であれば、任意であり、試料液の種類、透光性基板１や側板１２、天板１３の材質などに応じて、計算によりあるいは実験的に定めればよい。一般に、毛細管現象の場合、液中（試料液）に垂直につけた毛細管を上昇した液柱の高さＨは、管壁がその液体によって完全に濡れる場合に、次式、
γ＝（１／２）×ｒ×ρ×ｇ×Ｈ
（ｒ：管の半径、ρ：液体とこれに接する気体との密度差、ｇ：重力加速度）
に基本的に従うが、これを基本式とし、ケースバイケースで設定すればよい。
【００３０】
図２ｂにおいて、２０は吸液パッドであり、パルプ、布、不織布、脱脂綿、濾紙、あるいは、ポリアクリル酸系、ポリビニルアルール系、又はポリエチレンオキシド系高吸水性ゲルのような高吸水性高分子材料で作られる。吸液パッド２０は一つである必要はなく、素材を変更して、吸液速度の速いもの、遅いもの等、複数種類のものを用意し、選択的に用いるようにしてもよい。
【００３１】
図３、図４はこの光学的分析装置用測定チップＡ１を用いて、表面プラズモン共鳴を利用した光学的分析を行う場合の作業手順を示している。図３ａに示すように、作業者は試料液を収容したピペット３０の先端を測定チップＡ１の空所Ｓの導入口Ｓ1 に近づけ、一滴あるいは数滴、滴下する。滴下された試料液ｄは毛細管現象により試料室である空所Ｓ内に浸入していき、排出口Ｓ2 まで到達する（図３ｂ）。その結果、前記空所Ｓにその表面の少なくとも一部を露出している前記分析領域１０の表面は試料液ｄで満たされることとなり、固定膜３に固定した生理活性物質４と試料液ｄ中の分析対象物との相互作用が生じる。
【００３２】
そのようにされた測定チップＡ１は前記光学的分析装置に搬入され、図４に示すように、その裏面側を装置のプリズム３１に接するように配置されて、従来法による、表面プラズモン共鳴を利用した光学的分析が行われる。すなわち、緩衝液あるいは基準液を測定チップに滴下し、ベースラインを計り、吸水パッドなどを用いて該緩衝液を除き、続いて、試料溶液を滴下することにより目的の表面プラズモン共鳴測定を行うことができる。前記した吸液パッド２０を用いる場合には、その位置であるいは光学的分析装置から取り出した状態で測定チップＡ１の排出口Ｓ2 側に吸液パッド２０を接触させ、試料液ｄの吸液を行う（図３ｃ参照）。光学的分析装置に取り付けた状態で吸液パッド２０を用いる場合には、吸液と同時に次の試料液の滴下を行うこともできる。
【００３３】
測定チップの他の使用態様として、試料液室の底面の半分の領域に例えばグルタールアルデヒドを形成してレファレンス領域とし、他の半分の領域にグルタールアルデヒドを介して抗体を固定化してサンプル領域として、試料液を滴下後、ダブルビームを持つ測定装置により各領域を同時照射するようにしてもよい。この場合には、レファレンスとサンプルとの同時計測が可能となり、効率的な測定が可能となる。
【００３４】
また、吸液パッド２０として高速吸収タイプのものを用いる場合には、検体やリンス液等の短時間での交換が可能となり、キャリブレーション時の吸液パッド２０として有効に用いることができる。他方、低速吸収タイプの吸液パッド２０を用いると、試料液の滴下と吸液パッド２０の吸収とを並行して行うことが可能となり、いわゆる「フロー方式」での光学的分析と同様な成果を上げることが可能となる。従って、キャリブレーション時と本測定時とで異なった吸液速度を持つ吸液パッド２０を用いるようにすることにより、効率的な光学的分析作業を行うことが容易となる。
【００３５】
上記のとおりであり、本発明による光学的分析装置用測定チップを用いることにより、一滴あるいは数滴の試料液をその都度滴下するだけで所要の光学的分析を行うことが可能となり、分析の前作業が簡素化するばかりでなく、試料液のムダをなくすことができ、低コストでの光学的分析作業が確立される。また、一度試料液室Ｓに浸入した試料液は容易には漏れ出ることはなく、また、作業者の手に触れることもないので、分析装置への搬入や搬出時などでの取り扱いがきわめて迅速かつ容易となり、分析精度を向上させる利点がある。
【００３６】
図５は、本発明による光学的分析装置用測定チップの他の実施形態を示している。この測定チップＡ２は前記した測定チップＡ１と比較して、天板１３の幅が側板１２の幅よりも短くされている点において異なっている。この場合には、試料液室（空所）Ｓの排出口側が一部上方に開放した部分Ｓ3 を有していることから、試料液の排出作業が容易となる。この形態の測定チップＡ２は場合、吸液パッド２０ａはその側面に開放した部分Ｓ3 に入り込むことのできる大きさの凸部２１を持つものを用いることは有効であり、吸液による廃液を容易かつ迅速化することができる。
【００３７】
図６は、本発明による光学的分析装置用測定チップのさらに他の実施形態を示している。この測定チップＡ３は前記した測定チップＡ１と比較して、その試料液室（空所）Ｓの形状が、試料液室Ｓの左右の側壁側を試料液の流れ方向に傾斜させることにより、導入口Ｓ1 の断面積よりも排出口Ｓ2 の断面積が大きくされている点において異なっている。この場合には、試料液の排出速度を高めて測定を迅速化できる利点がある。
【００３８】
図７は、本発明による光学的分析装置用測定チップのさらに他の実施形態を示している。この測定チップＡ４は前記した測定チップＡ３の天板１３の幅を側板１２の幅よりも短くしている。そのために、測定チップＡ２の場合と同様に、試料液室（空所）Ｓの排出口側が一部上方に開放した部分Ｓ4 が形成され、試料液の排出作業を容易化することができる。また、この場合にも、吸液パッド２０ｂはその側面に開放した部分Ｓ4 に入り込むことのできる大きさの凸部２２（好ましくは図示されるように台形状の凸部２２）を持つものを用いることは有効である。
【００３９】
図８は、上記の光学的分析装置用測定チップを光学的分析装置にセットしまた取り出すのを容易にするための搬送ホルダー４０を示している。搬送ホルダー４０は、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニルなどの汎用プラスチックなどの材料で作られており、一方側が測定チップ係止部４１となり、他方側が作業者が手で持ち運搬するためのホルダー部４２となっている。測定チップ係止部４１は両側に凹溝４３、４３が形成され、該凹溝４３、４３に例えば前記した測定チップＡ１の透光性基板１の周縁部が挿入されることにより、測定チップＡ１は搬送ホルダー４０に係止される。４５は必要に応じて用いられる止め部材であり、測定チップ係止部４１の開放口側に挿入ピン４６などの手段により取り付けて測定チップＡ１が不用意に移動し脱落するのを回避する。また、測定チップを含むホルダ全体を使い捨てにしても構わない。図示の測定チップＡ１は例示であり、他の形式の測定チップ（例えば、図５〜図７に示す測定チップＡ３〜Ａ４、あるいは、後記する図９〜図１２に示す測定チップＡ５、Ａ６）など任意のものであってよい。
【００４０】
図９は、本発明による光学的分析装置用測定チップのさらに他の実施形態を示している。この測定チップＡ５は、前記した測定チップＡ１と比較して、試料液室（空所）Ｓが平行した状態で２個（Ｓａ、Ｓｂ）形成されている点において異なっている。図９ａに分解して示す斜視図を、図９ｂは組立後の斜視図を示すように、この測定チップＡ５において、透光性基板１、金属薄膜と固定膜とが積層された分析領域１０、及び、天板１３は、測定チップＡ１のものと同じである。そして、該分析領域１０が形成された面には、所定の間隔を置いて左右２枚の側板１２ａ、１２ａが積層配置され、さらに、該２枚の側板１２ａ、１２ａとの間には、両端面から一定距離ｔａ、ｔｂを置いた位置に中央板１２ｂが積層配置されている。それらの上に天板１３が積層されることは測定チップＡ１の場合と同様である。また、該側板１２ａ、１２ａ及び中央板１２ｂの素材は測定チップＡ１の場合と同様であってよく、厚みも同じであってよい。
【００４１】
上記の構成であり、図９ｂに示すように、この測定チップＡ５ではほぼ平行した状態で２個の試料液室（Ｓａ、Ｓｂ）が形成され、もし、前記距離ｔａとｔｂとを等しくする場合には、その容積は等しくなる。各試料液室Ｓａ、Ｓｂの寸法は、試料液が毛細管現象によってそれぞれの導入口から排出口近傍まで浸入できる寸法であれば、任意である。また、各試料液室Ｓａ、Ｓｂの大きさは、前記した測定チップＡ１における試料液室Ｓの大きさと同じであってもよく、異なっていてもよい。好ましくは、試料液室Ｓａと試料液室Ｓｂとは、同じ寸法、形状に構成される。
【００４２】
この測定チップＡ５の使用態様は基本的に前記図２〜８に基づき説明した態様と同じであり、試料液ｄを満たした測定チップＡ５を裏面側をプリズム３１ａに接するように配置する。そして、二つの試料液室Ｓａ、Ｓｂに対して、図１０に示すように、光学的分析装置からそれぞれ独立した光Ｂ１、Ｂ２を照射することにより、二つの試料液室Ｓａ、Ｓｂに充填した試料液ｄに対して同時に光学的分析、例えば、表面プラズモン共鳴を利用した光学的分析を行うことができる。
【００４３】
二つの試料液室Ｓａ、Ｓｂに充填する液体は任意であり、異なった試料液を充填して２種の試料液を同時分析するようにしてもよく、１個の試料液室には基準液を充填してレファレンス用試料液室として用いるようにしてもよい。いずれの場合にも、照射する光は、測定条件が同じとなるように予め必要な補償処置が施される。同一光源からの光をビームスリッタを介して２系統に分ける場合には、前記補償処置を実質的に省略することが可能となる。
【００４４】
なお、図９では、断面積が同じであり、かつ、上面がすべて天板１３で覆われている試料液室を示したが、これに限らず、前記した、例えば図６に示すような断面積が一定でない形状の試料液室や、例えば図５に示すような一部が天板１３で覆われてない試料液室を２個配置するようにしてもよく、それらを組み合わせて配置してもよい。また、試料液室の数も３個あるいはそれ以上であってよく、その場合に、試料液室の数に合った数の光ビームを配置してもよく、少ない光ビーム数の場合には、プリズム上で測定チップＡ５を移動させて複数回に分けて分析するようにしてもよい。
【００４５】
一個の測定チップ上に複数個の試料液室を形成することにより、上記に加えてさらに、試料が多数の場合、測定に要する時間を抑えることができる他に、チップ装填の際に生じる機械的誤差を低く抑えることができるなどのメリットがもたらされる。
【００４６】
図１１は、本発明による光学的分析装置用測定チップのさらに他の実施形態を示している。この測定チップＡ６では、薄板を積層して試料液室を形成した上述の測定チップと異なり、一個のプラスチックブロック１３ａに底面を解放した状態で二つの試料液室Ｓａ、Ｓｂを形成し、それを透光性基板１上に積層している。試料液室の形成は、金型を用いて射出成形などにより一体成形してもよく、成形された方形状のブロックに対してフライス盤での切り込み加工などにより形成してもよい。形成される試料液室の形状も任意であり、図１２にその裏面から見た状態を示すように、断面寸法が異なる形状の試料液室Ｓｃであってもよい。また、図示のように２個の試料液室を一体形成する必要はなく、１個の試料液室のみであってもよい。この構成の測定チップＡ６は、部品数の低減により組立工程の効率向上、歩留りの改善などに関して利点がある。プラスチック素材は、光学的分析手段や目的に応じて最適のものが選択される。表面プラズモン共鳴を利用した光学的分析装置の測定チップとして用いる場合には、汎用性プラスチックならば任意であるも、透明かつ接着性の良好な材料が望ましい。それは、内部の液量の確認並びに組立て時の基材との貼合わせの容易さなどによる。
【００４７】
図１３は、本発明による光学的分析装置用測定チップのさらに他の実施形態を示している。この測定チップＡ７は前記した測定チップＡ１と比較して、その試料液室（空所）Ｓの形状が、試料液室Ｓの左右の側壁側を試料液の流れ方向に傾斜させることにより、導入口Ｓ1 の断面積よりも排出口Ｓ2 の断面積が小さくしている点、及び、天板１３の幅を側板１２の幅よりも短くて、試料液室Ｓの導入口側が一部上方に開放した部分Ｓ5 とされている点において異なっている。この場合には、吸液パッド２０による試料液の排出時に液切れが生じることなく全量が確実に試料液室から排出されると共に、試料液の試料液室Ｓ内への供給が容易となる利点がある。
【００４８】
図１４は、本発明による光学的分析装置用測定チップのさらに他の実施形態を示している。この測定チップＡ８は、吸液パッド２０ｃが測定チップの透光性基板１上に摺動自在に配置されている点で、上記図１〜図１３に基づき説明した測定チップと形状を異にしている。この測定チップＡ８において、吸液パッド２０ｃは、吸液室Ｓの排出口Ｓ2 側に、コイルバネ２３、２３を介して、排出口Ｓ2 に接触した位置とそこから離間した位置（図示の位置）との間で摺動可能な状態で取り付けられており、例えば操作桿２４によって吸液パッド２０ｃを排出口Ｓ2 側に押し込むと、吸液パッド２０ｃの先端に形成した突起２１ａが排出口Ｓ2 内に入り込み、吸液を開始するようになっている。所定時間経過後に、操作桿２４の押圧を解放すると、コイルバネ２３、２３の作用により吸液した吸液パッド２０ｃは図示の離間した位置に復帰する。この構成とすることにより、複雑な送液系を用いることなく、試料液の供給及び排出が精度よくコントロールできる等の利点がもたらされる。なお、図１４では、測定チップとして図１３に示した測定チップＡ７を用いているが、測定チップ本体の形態はこれに限らず任意である。
【００４９】
図１５は、本発明による光学的分析装置用測定チップのさらに他の実施形態を示している。この測定チップＡ９は、試料液供給口５１を持つケーシング５０によって全体が覆われている点で、上記図１〜図１４に基づき説明した測定チップと異っている。この測定チップＡ９において、前記試料液供給口５１は試料液室の試料導入口Ｓ1 の上方に形成されており、作業者は該試料液供給口５１からピペット３０により容易に必要な試料液等を供与することができる。なお、図１５では、測定チップとして図１４に示した測定チップＡ８を用いており、そのために、側面に操作桿２４の先端を挿入するための開口５２を形成しているが、収容する測定チップ本体の形態はこれに限らず任意であり、操作桿２４等を用いない形態の場合には、開口５２は不要である。この測定チップＡ９では、廃液を測定チップ内で処理できる上に、手で触れることなく廃棄することができる等の利点がある。
【００５０】
図１６は、本発明による光学的分析装置用測定チップにおける試料液室を形成する他の手段を示している。図１６ａは、傾斜した表面１３ａを持つ基板１３Ａの上に、試料液の流れ方向に対して傾斜した側壁１２ｄ、１２ｄを持つ左右の側板１２Ａ、１２Ａを接着積層することにより形成しており、それを裏面から見た状態で示している。この例では、試料液室の両側壁１２ｄ、１２ｄと上面（天面）１３ａの双方が傾斜した面とされるために、前記図６、図７あるいは図１２、図１３に示した形状の試料液室の場合と比較して、試料液室Ｓの断面積をより急峻に変化させることができ、液切れが生じにくい等の利点を有する。図１６ｂでは、前記図１６ａに示した形状の試料液室Ｓを金型を用いた樹脂材料の射出成形により一体成形したものであり、この場合には、部品数の低減による組立工程の効率向上、あるいは歩留りの改善等に関して利点がある。図示しないが、試料液室の左右側壁側は平行面とし、上面あるいは上下面のみを測定基準面に対して傾斜した面とすることによって、試料液室の断面積を変化させるようにしてもよい。また、図１６ａ、ｂに示す試料液室は、前記図１２に示したものと同様に適宜の透光性基板１の上に配置することにより光学的分析装置用測定チップとして形成されるが、その際に、いずれの開口を試料液導入口とし、いずれの開口を試料液出口とするかは、選択事項である。また、この形状の試料液室を複数個並列に形成するようにしてもよい。
【００５１】
以上の説明は、本発明による光学的分析装置用測定チップを表面プラズモン共鳴を利用した光学的分析装置の測定チップとして用いる場合の好ましい態様の説明であって、これに限らず、多くの変形例が存在する。例えば、酵素の呈色反応を検出する光学的分析のように、反射光でなく試料液ｄを透過した光を変量として用いて分析するような場合には、金属薄膜２や固定膜３は不要であると同時に、天板１３は透光性材料により作られる。また、可視光領域を検出するのであればこのままでよいが、紫外線領域を検出するような場合には、チップの試料溶液が接触する部分の素材として石英ガラスを用いる構成とするのが推奨される。
【００５２】
【発明の効果】
本発明による光学的分析装置用測定チップを用いることにより、一滴あるいは数滴の試料液をその都度滴下するだけで所要の光学的分析を行うことが可能となり、分析の前作業だけでなく後処理も簡素化できるばかりでなく、試料液のムダをなくすことができ、低コストでの光学的分析作業を確立することができる。
また、作業者の熟練度に起因する誤差を低減することが期待され、だれにでも検査の測定を精度よく簡便に実施する機会を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】表面プラズモン共鳴を利用した光学的分析装置に用いるのに好適な測定チップにおける要部を説明する断面模式図。
【図２】本発明による光学的分析装置用測定チップの一例を説明する斜視図であり、図２ａは分解斜視図、図２ｂは組立後の斜視図。
【図３】図２の光学的分析装置用測定チップの使用態様を説明する図。
【図４】図２の光学的分析装置用測定チップを光学的分析装置にセットして用いる場合の一例を説明する図。
【図５】光学的分析装置用測定チップの他の例を説明する斜視図。
【図６】光学的分析装置用測定チップのさらに他の例を説明する斜視図。
【図７】光学的分析装置用測定チップのさらに他の例を説明する斜視図。
【図８】搬送ホルダーを持つ光学的分析装置用測定チップの一例を説明する斜視図。
【図９】光学的分析装置用測定チップのさらに他の例を説明する斜視図。
【図１０】図９の光学的分析装置用測定チップを光学的分析装置にセットして用いる場合の一例を説明する図。
【図１１】光学的分析装置用測定チップのさらに他の例を説明する斜視図。
【図１２】光学的分析装置用測定チップのさらに他の例を説明する斜視図。
【図１３】光学的分析装置用測定チップのさらに他の例を説明する斜視図。
【図１４】光学的分析装置用測定チップのさらに他の例を説明する斜視図。
【図１５】光学的分析装置用測定チップのさらに他の例を説明する斜視図。
【図１６】光学的分析装置用測定チップのさらに他の例を説明する斜視図。
【符号の説明】
Ａ１〜Ａ９…光学的分析装置用測定チップ、１…透光性基板、２…金属薄膜、３…固定膜、４…生理活性物質、１０…分析領域、１２…側板、１３…天板、Ｓ、Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ…試料液室（空所）、Ｓ1 …導入口、Ｓ2 …排出口、２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ…吸液パッド、２０、２１ａ…突起、２４…操作桿、５０…ケーシング
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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