JP2002062255A - 表面プラズモン共鳴角と蛍光の同時検出装置 - Google Patents
表面プラズモン共鳴角と蛍光の同時検出装置Info
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- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
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- G01N21/55—Specular reflectivity
- G01N21/552—Attenuated total reflection
- G01N21/553—Attenuated total reflection and using surface plasmons
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- G—PHYSICS
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- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
- G01N21/645—Specially adapted constructive features of fluorimeters
- G01N21/648—Specially adapted constructive features of fluorimeters using evanescent coupling or surface plasmon coupling for the excitation of fluorescence
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】ＳＰＲ法と蛍光検出法を組み合わせることによ
り被検体の特性を高精度に検出することができる表面プ
ラズモン共鳴角及び蛍光同時検出装置を提供する。 【解決手段】光源９からの光を所定角度幅で、基板１７
における金属薄膜の境界に照射すると共に該境界からの
反射光を前記所定の角度幅に形成して第１受光部材１５
に受光させる。基板にセルブロックを密着して光の照射
領域に応じた箇所に供給される蛍光物質が標識された被
検体溶液を流通させる。光が照射される基板箇所に相対
するセルブロック２１に第２受光部材３７を設け、試料
プローブに結合した被検体に標識された蛍光物質からの
蛍光を受光させる。第１受光部材により検出される表面
プラズモン共鳴角と基板における金属薄膜の境界にて光
が全反射する際に生じるエバネッセント波により励起さ
れる蛍光物質からの蛍光とに基づいて試料プローブに結
合した被検体を検出する。
り被検体の特性を高精度に検出することができる表面プ
ラズモン共鳴角及び蛍光同時検出装置を提供する。 【解決手段】光源９からの光を所定角度幅で、基板１７
における金属薄膜の境界に照射すると共に該境界からの
反射光を前記所定の角度幅に形成して第１受光部材１５
に受光させる。基板にセルブロックを密着して光の照射
領域に応じた箇所に供給される蛍光物質が標識された被
検体溶液を流通させる。光が照射される基板箇所に相対
するセルブロック２１に第２受光部材３７を設け、試料
プローブに結合した被検体に標識された蛍光物質からの
蛍光を受光させる。第１受光部材により検出される表面
プラズモン共鳴角と基板における金属薄膜の境界にて光
が全反射する際に生じるエバネッセント波により励起さ
れる蛍光物質からの蛍光とに基づいて試料プローブに結
合した被検体を検出する。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、例えば細胞、ウイ
ルス、バクテリア等の蛋白質、糖、酵素やＤＮＡ、ＲＮ
Ａ等のヌクレオチド等の各種被検体の特性を検出する表
面プラズモン共鳴角及び蛍光同時検出装置に関する。
ルス、バクテリア等の蛋白質、糖、酵素やＤＮＡ、ＲＮ
Ａ等のヌクレオチド等の各種被検体の特性を検出する表
面プラズモン共鳴角及び蛍光同時検出装置に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】ガラス基板上に製膜さ
れた金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）等の金属薄膜上に固定され
た試料プローブにより被検体の特性を検出する装置とし
て表面プラズモン共鳴角検出装置（以下、ＳＰＲ装置と
いう）が知られている。
れた金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）等の金属薄膜上に固定され
た試料プローブにより被検体の特性を検出する装置とし
て表面プラズモン共鳴角検出装置（以下、ＳＰＲ装置と
いう）が知られている。
【０００３】このＳＰＲ装置は、プリズム上に密着され
たガラス基板における金属薄膜の境界にレーザ光を臨界
角以上で照射し、試料プローブに対する被検体の結合の
有無により該境界からの反射光強度が最小、従って被検
体への吸光が最大になる共鳴角の変化を検出して被検体
の特性を検出している。
たガラス基板における金属薄膜の境界にレーザ光を臨界
角以上で照射し、試料プローブに対する被検体の結合の
有無により該境界からの反射光強度が最小、従って被検
体への吸光が最大になる共鳴角の変化を検出して被検体
の特性を検出している。
【０００４】しかしながら、該ＳＰＲ装置にあっては、
共鳴角の変化が微小であるため、共鳴角変化を正確に判
別できず、被検体の特性を高い精度で検出するのが困難
であった。
共鳴角の変化が微小であるため、共鳴角変化を正確に判
別できず、被検体の特性を高い精度で検出するのが困難
であった。
【０００５】また、例えばＤＮＡ等のように試料プロー
ブに対する相補関係により被検体の種類を特定する方法
としては、上記したＳＰＲ法の他に、ガラス基板上に固
定された試料プローブに、蛍光物質が標識された被検体
を結合させた後、夫々の試料プローブに光を照射し、相
補関係になった被検体に標識された蛍光物質が励起され
た際の蛍光を検出して被検体を特定する蛍光検出法が知
られている。
ブに対する相補関係により被検体の種類を特定する方法
としては、上記したＳＰＲ法の他に、ガラス基板上に固
定された試料プローブに、蛍光物質が標識された被検体
を結合させた後、夫々の試料プローブに光を照射し、相
補関係になった被検体に標識された蛍光物質が励起され
た際の蛍光を検出して被検体を特定する蛍光検出法が知
られている。
【０００６】この方法にあっては、蛍光物質を励起させ
る励起光に比べて蛍光の光強度が極めて低いため、蛍光
を検出する際に反射した励起光から蛍光を高い精度で弁
別して検出することが困難であった。
る励起光に比べて蛍光の光強度が極めて低いため、蛍光
を検出する際に反射した励起光から蛍光を高い精度で弁
別して検出することが困難であった。
【０００７】本発明は、上記した従来の欠点を解決する
ために発明されたものであり、その課題とする処は、Ｓ
ＰＲ法と蛍光検出法を組み合わせることにより被検体の
特性を高精度に検出することができる表面プラズモン共
鳴角及び蛍光同時検出装置を提供することにある。
ために発明されたものであり、その課題とする処は、Ｓ
ＰＲ法と蛍光検出法を組み合わせることにより被検体の
特性を高精度に検出することができる表面プラズモン共
鳴角及び蛍光同時検出装置を提供することにある。
【０００８】また、本発明の他の課題は、被検体を蛍光
検出する際には励起光等の影響をなくして蛍光を高精度
に検出することができ、被検体自体の検出精度を向上す
ることができる表面プラズモン共鳴角及び蛍光同時検出
装置を提供することにある。
検出する際には励起光等の影響をなくして蛍光を高精度
に検出することができ、被検体自体の検出精度を向上す
ることができる表面プラズモン共鳴角及び蛍光同時検出
装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、表面に製膜さ
れた金属薄膜に試料プローブが固定され、光が透過可能
な基板と、光源からの所定角度幅の光を密着された基板
における金属薄膜の境界に照射すると共に該境界からの
反射光を前記所定の角度幅に形成して第１受光部材に受
光させるプリズムと、基板に密着され、光の照射領域に
応じた箇所に供給される蛍光物質が標識された被検体溶
液を流通させるセルを有したセルブロックと、光が照射
される基板箇所に相対するセルブロックに設けられ、試
料プローブに結合した被検体に標識された蛍光物質から
の蛍光を受光する第２受光部材とからなる。
れた金属薄膜に試料プローブが固定され、光が透過可能
な基板と、光源からの所定角度幅の光を密着された基板
における金属薄膜の境界に照射すると共に該境界からの
反射光を前記所定の角度幅に形成して第１受光部材に受
光させるプリズムと、基板に密着され、光の照射領域に
応じた箇所に供給される蛍光物質が標識された被検体溶
液を流通させるセルを有したセルブロックと、光が照射
される基板箇所に相対するセルブロックに設けられ、試
料プローブに結合した被検体に標識された蛍光物質から
の蛍光を受光する第２受光部材とからなる。
【００１０】そして第１受光部材により検出される表面
プラズモン共鳴角と基板における金属薄膜の境界にて光
が全反射する際に生じるエバネッセント波により励起さ
れる蛍光物質からの蛍光とに基づいて試料プローブに結
合した被検体を検出する。
プラズモン共鳴角と基板における金属薄膜の境界にて光
が全反射する際に生じるエバネッセント波により励起さ
れる蛍光物質からの蛍光とに基づいて試料プローブに結
合した被検体を検出する。
【００１１】
【発明の実施形態】以下、本発明の実施形態を図に従っ
て説明する。図１及び図２において、表面プラズモン共
鳴角及び蛍光同時検出装置１のフレーム（図示せず）に
は半円柱プリズム３が、その湾曲外周面を下方に向けて
取り付けられている。該半円柱プリズム３の中心鉛直線
の図示する左側外周面側には光照射装置５が、また図示
する右側外周面側には第１受光装置７が夫々配置されて
いる。
て説明する。図１及び図２において、表面プラズモン共
鳴角及び蛍光同時検出装置１のフレーム（図示せず）に
は半円柱プリズム３が、その湾曲外周面を下方に向けて
取り付けられている。該半円柱プリズム３の中心鉛直線
の図示する左側外周面側には光照射装置５が、また図示
する右側外周面側には第１受光装置７が夫々配置されて
いる。
【００１２】光照射装置５は、後述する蛍光物質を励起
する特定波長のレーザ光を出力するレーザ光源９と、該
レーザ光源９から出力される所定角度幅のレーザ光を、
後述するガラス基板１７における金属薄膜１７ａとの境
界にて所定のビーム径に収束させる光学レンズ１１とか
ら構成される。
する特定波長のレーザ光を出力するレーザ光源９と、該
レーザ光源９から出力される所定角度幅のレーザ光を、
後述するガラス基板１７における金属薄膜１７ａとの境
界にて所定のビーム径に収束させる光学レンズ１１とか
ら構成される。
【００１３】なお、ガラス基板１７における金属薄膜１
７ａの境界に対する光の照射形態としては、光学レンズ
１１により前記境界にて収束させる形態の他に金属薄膜
１７ａの境界に対して所定の領域全体に光を照射するよ
うに平行光或いは拡大光としてもよい。
７ａの境界に対する光の照射形態としては、光学レンズ
１１により前記境界にて収束させる形態の他に金属薄膜
１７ａの境界に対して所定の領域全体に光を照射するよ
うに平行光或いは拡大光としてもよい。
【００１４】第１受光装置７は前記境界から反射した所
定角度幅のレーザ光を平行光にする光学レンズ１３と、
共鳴角の検出分解能を有したフォトダイオードアレイま
たはＣＣＤ等の第１受光部材１５とから構成される。
定角度幅のレーザ光を平行光にする光学レンズ１３と、
共鳴角の検出分解能を有したフォトダイオードアレイま
たはＣＣＤ等の第１受光部材１５とから構成される。
【００１５】半円柱プリズム３の上平面にはセンサーチ
ップの一部を構成するガラス基板１７がマッチングオイ
ルやシリコンシート等の密着部材（図示せず）を介して
密着される。ガラス基板１７、密着部材及び半円柱プリ
ズム３はほぼ一致する光屈折率（１．５〜２．０）から
なり、ガラス基板１７の上面には微小膜厚の金薄膜また
は銀薄膜等からなる金属薄膜１７ａが製膜され、該金属
薄膜１７ａには細胞やバクテリア、ウイルス等の被検体
に応じた抗体や試薬、または被検体がヌクレオチドの場
合にはＤＮＡプローブ、ＲＮＡプローブ等の試料プロー
ブ１９が吸着固定されている。
ップの一部を構成するガラス基板１７がマッチングオイ
ルやシリコンシート等の密着部材（図示せず）を介して
密着される。ガラス基板１７、密着部材及び半円柱プリ
ズム３はほぼ一致する光屈折率（１．５〜２．０）から
なり、ガラス基板１７の上面には微小膜厚の金薄膜また
は銀薄膜等からなる金属薄膜１７ａが製膜され、該金属
薄膜１７ａには細胞やバクテリア、ウイルス等の被検体
に応じた抗体や試薬、または被検体がヌクレオチドの場
合にはＤＮＡプローブ、ＲＮＡプローブ等の試料プロー
ブ１９が吸着固定されている。
【００１６】ガラス基板１７の上面にはセンサーチップ
の一部を構成するセルブロック２１が、上記密着部材
（図示せず）を介して密着される。該セルブロック２１
の下面には金属薄膜１７ａにおける検出領域とほぼ一致
する大きさのフローセル２３が所定の深さで形成され、
例えば図示するフローセル２３右側のセルブロック２１
には金属薄膜１７ａにより閉鎖されたフローセル２３内
に、蛍光物質が標識された被検体を含有する水溶液２６
を供給する供給流路２７が、また図示するフローセル２
３左側のセルブロック２１にはフローセル２３からオー
バーフローした水溶液を回収するための排出流路２９が
夫々形成される。
の一部を構成するセルブロック２１が、上記密着部材
（図示せず）を介して密着される。該セルブロック２１
の下面には金属薄膜１７ａにおける検出領域とほぼ一致
する大きさのフローセル２３が所定の深さで形成され、
例えば図示するフローセル２３右側のセルブロック２１
には金属薄膜１７ａにより閉鎖されたフローセル２３内
に、蛍光物質が標識された被検体を含有する水溶液２６
を供給する供給流路２７が、また図示するフローセル２
３左側のセルブロック２１にはフローセル２３からオー
バーフローした水溶液を回収するための排出流路２９が
夫々形成される。
【００１７】供給流路２７及び排出流路２９間のセルブ
ロック２１には取付け孔３１が、半円柱プリズム３の中
心鉛直線と一致する軸線を有して形成され、該取付け孔
３１内には先端面に集光レンズ３５ａを有した第２受光
手段の一部を構成する光ファイバー３５の一端部が挿嵌
されている。
ロック２１には取付け孔３１が、半円柱プリズム３の中
心鉛直線と一致する軸線を有して形成され、該取付け孔
３１内には先端面に集光レンズ３５ａを有した第２受光
手段の一部を構成する光ファイバー３５の一端部が挿嵌
されている。
【００１８】そして光ファイバー３５の他端部にはフォ
トダイオードやＣＣＤ等の第２受光部材３７が取り付け
られ、該第２受光部材３７は被検体に標識された蛍光物
質がエバネッセント波により励起された発光する蛍光を
受光して電気信号を出力する。
トダイオードやＣＣＤ等の第２受光部材３７が取り付け
られ、該第２受光部材３７は被検体に標識された蛍光物
質がエバネッセント波により励起された発光する蛍光を
受光して電気信号を出力する。
【００１９】図３において、ＣＰＵ４１にはサンプリン
グ回路４３が接続され、該サンプリング回路４３は内蔵
されたクロック回路４１７ａによる所定のサンプル時間
毎に、第１及び第２受光部材１５・３７から出力される
電気信号を夫々読み込み、読み込んだアナログ電気信号
をＡ／Ｄ変換回路４３ｂにより２値化信号（デジタル信
号）へ変換する。
グ回路４３が接続され、該サンプリング回路４３は内蔵
されたクロック回路４１７ａによる所定のサンプル時間
毎に、第１及び第２受光部材１５・３７から出力される
電気信号を夫々読み込み、読み込んだアナログ電気信号
をＡ／Ｄ変換回路４３ｂにより２値化信号（デジタル信
号）へ変換する。
【００２０】ＣＰＵ４１はＡ／Ｄ変換したサンプル時間
毎の受光部材１５及び第２受光装置３７の検出データを
ＲＡＭ４５のバッファ領域４５ａに記憶させる。そして
ＣＰＵ４１はＲＯＭ４７に記憶されたプログラムデータ
に基づいてＲＡＭ４５に記憶された各検出データと予め
設定されたサンプル時間とに基づいて、受光部材１５に
関しては共鳴角変化と時間、第２受光部材３７に関して
は蛍光強度に対応する電圧と時間とによるグラフデータ
を演算処理してＲＡＭ４５の表示バッファ領域４５ｂに
記憶させる。
毎の受光部材１５及び第２受光装置３７の検出データを
ＲＡＭ４５のバッファ領域４５ａに記憶させる。そして
ＣＰＵ４１はＲＯＭ４７に記憶されたプログラムデータ
に基づいてＲＡＭ４５に記憶された各検出データと予め
設定されたサンプル時間とに基づいて、受光部材１５に
関しては共鳴角変化と時間、第２受光部材３７に関して
は蛍光強度に対応する電圧と時間とによるグラフデータ
を演算処理してＲＡＭ４５の表示バッファ領域４５ｂに
記憶させる。
【００２１】そしてＣＰＵ４１は接続されたＣＲＴ、Ｌ
ＣＤ等の表示装置４９に、ＲＡＭ４５の表示バッファ領
域４５ｂに記憶されたグラフデータを表示させる。な
お、ＣＰＵ４１はＲＡＭ４５のプリントバッファ領域４
５ｃに記憶されたプリントデータを印字装置５１に出力
して印字させてもよい。
ＣＤ等の表示装置４９に、ＲＡＭ４５の表示バッファ領
域４５ｂに記憶されたグラフデータを表示させる。な
お、ＣＰＵ４１はＲＡＭ４５のプリントバッファ領域４
５ｃに記憶されたプリントデータを印字装置５１に出力
して印字させてもよい。
【００２２】次に、上記表面プラズモン共鳴角及び蛍光
同時検出装置１による検出作用及び検出方法を被検体と
してＤＮＡを使用する場合を例にして図４〜図６により
説明する。
同時検出装置１による検出作用及び検出方法を被検体と
してＤＮＡを使用する場合を例にして図４〜図６により
説明する。
【００２３】先ず、検出しようとする試料プローブ１９
としてのＤＮＡプローブが固定されたガラス基板１７を
半円柱プリズム３の上平面に密着させた後、該ガラス基
板１７の上面にセルブロック２１を密着させる。
としてのＤＮＡプローブが固定されたガラス基板１７を
半円柱プリズム３の上平面に密着させた後、該ガラス基
板１７の上面にセルブロック２１を密着させる。
【００２４】次に、供給流路２７から、細胞や生体組織
から抽出されたＤＮＡで蛍光物質が標識された被検体と
緩衝液の水溶液２６を供給してフローセル２３内に充満
させ、該フローセル２３からオーバーフローした水溶液
２６を、排出流路２９を介して回収させることにより試
料プローブ１９としてのＤＮＡプローブにＤＮＡ被検体
を作用させる。
から抽出されたＤＮＡで蛍光物質が標識された被検体と
緩衝液の水溶液２６を供給してフローセル２３内に充満
させ、該フローセル２３からオーバーフローした水溶液
２６を、排出流路２９を介して回収させることにより試
料プローブ１９としてのＤＮＡプローブにＤＮＡ被検体
を作用させる。
【００２５】そして金属薄膜１７ａ上に固定された試料
プローブ１９としてのＤＮＡプローブと水溶液中のＤＮ
Ａ被検体とが相補する場合には互いに結合（ハイブリダ
イズ）し、非相補関係の場合には非結合に保たれる。
プローブ１９としてのＤＮＡプローブと水溶液中のＤＮ
Ａ被検体とが相補する場合には互いに結合（ハイブリダ
イズ）し、非相補関係の場合には非結合に保たれる。
【００２６】次に、試料プローブ１９としてのＤＮＡプ
ローブとＤＮＡ被検体とがハイブリダイズするのに必要
な時間が経過した後に供給流路２７を介して緩衝液を供
給しながら排出流路２９からオーバーフローした緩衝液
を回収してフローセル２３内にて緩衝液を流通させなが
ら光照射装置５から半円柱プリズム３に対し、ガラス基
板１７と金属薄膜１７ａとの境界にて収束するレーザ光
を所定の臨界角以上の角度幅（例えば６０〜８０°）で
照射すると、該レーザ光は前記境界面から反射して第１
受光部材１５により受光され、該第１受光部材１５は反
射光の強度に応じた電気信号を出力する。
ローブとＤＮＡ被検体とがハイブリダイズするのに必要
な時間が経過した後に供給流路２７を介して緩衝液を供
給しながら排出流路２９からオーバーフローした緩衝液
を回収してフローセル２３内にて緩衝液を流通させなが
ら光照射装置５から半円柱プリズム３に対し、ガラス基
板１７と金属薄膜１７ａとの境界にて収束するレーザ光
を所定の臨界角以上の角度幅（例えば６０〜８０°）で
照射すると、該レーザ光は前記境界面から反射して第１
受光部材１５により受光され、該第１受光部材１５は反
射光の強度に応じた電気信号を出力する。
【００２７】このとき、レーザ光が前記境界面で全反射
する際に、前記境界面にエバネッセント波が発生し、一
部のレーザ光が試料プローブ１９側へしみ出し、該試料
プローブ１９とＤＮＡ被検体とが相補状態の場合には該
ＤＮＡ被検体に標識された蛍光物質を、しみ出したレー
ザ光の電場により励起して蛍光させる。
する際に、前記境界面にエバネッセント波が発生し、一
部のレーザ光が試料プローブ１９側へしみ出し、該試料
プローブ１９とＤＮＡ被検体とが相補状態の場合には該
ＤＮＡ被検体に標識された蛍光物質を、しみ出したレー
ザ光の電場により励起して蛍光させる。
【００２８】そして蛍光物質からの蛍光は光ファイバー
３５を介して第２受光部材３７に受光され、蛍光強度に
応じた電気信号を出力する。
３５を介して第２受光部材３７に受光され、蛍光強度に
応じた電気信号を出力する。
【００２９】また、前記境界から全反射するレーザ光は
第１受光部材１５に受光される。その際、そのレーザ光
の入射角度が所定の角度のとき、エバネッセント波が最
大になり、試料プローブ１９及びこれに結合したＤＮＡ
被検体への吸光が最大、従って前記境界からの反射光強
度が最小になって表面プラズモン共鳴角として検出され
る。
第１受光部材１５に受光される。その際、そのレーザ光
の入射角度が所定の角度のとき、エバネッセント波が最
大になり、試料プローブ１９及びこれに結合したＤＮＡ
被検体への吸光が最大、従って前記境界からの反射光強
度が最小になって表面プラズモン共鳴角として検出され
る。
【００３０】そして所定のサンプル時間毎に第１受光部
材１５により受光された前記境界からの反射光及び第２
受光部材３７に受光された蛍光の各強度に応じた電気信
号を取り込んでＡ／Ｄ変換した後、ＲＡＭ４５のバファ
領域４５ａに記憶させる。
材１５により受光された前記境界からの反射光及び第２
受光部材３７に受光された蛍光の各強度に応じた電気信
号を取り込んでＡ／Ｄ変換した後、ＲＡＭ４５のバファ
領域４５ａに記憶させる。
【００３１】ＣＰＵ４１はＲＡＭ４５のバッファ領域４
５ａに記憶された各入射角に応じた反射光強度と時間と
の関数からなるグラフデータ及び蛍光強度と時間との関
数からなるグラフデータを夫々演算処理して表示装置４
９に表示させる。
５ａに記憶された各入射角に応じた反射光強度と時間と
の関数からなるグラフデータ及び蛍光強度と時間との関
数からなるグラフデータを夫々演算処理して表示装置４
９に表示させる。
【００３２】本実施形態は、表面プラズモン共鳴角と共
にエバネッセント波により励起された蛍光物質からの蛍
光により試料プローブ１９と結合する被検体を検出する
ため、表面プラズモン共鳴角のみによる場合に比べて検
出精度を向上させることができる。
にエバネッセント波により励起された蛍光物質からの蛍
光により試料プローブ１９と結合する被検体を検出する
ため、表面プラズモン共鳴角のみによる場合に比べて検
出精度を向上させることができる。
【００３３】また、ガラス基板１７における金属薄膜１
７ａとの境界からレーザ光が全反射する際に生じるエバ
ネッセント波により蛍光物質を励起して蛍光させるた
め、外部から蛍光物質の励起光を照射して蛍光させる従
来の蛍光検出法の比べて励起光から蛍光を弁別する必要
がなく、確実に蛍光を検出すれことができ、励起光によ
るノイズを低減して高精度に蛍光を検出することができ
る。
７ａとの境界からレーザ光が全反射する際に生じるエバ
ネッセント波により蛍光物質を励起して蛍光させるた
め、外部から蛍光物質の励起光を照射して蛍光させる従
来の蛍光検出法の比べて励起光から蛍光を弁別する必要
がなく、確実に蛍光を検出すれことができ、励起光によ
るノイズを低減して高精度に蛍光を検出することができ
る。
【００３４】実施例この装置の応用例としては、ＤＮＡ
やタンパク質を金薄膜表面上に固定しておき、それと結
合して蛍光標識されているＤＮＡ、タンパク質、その他
のリガンドを流路に流すことにより、それらが結合する
様子を連続的に表面プラズモン共鳴とエバネッセント波
を用いた蛍光で同時に観測してその相互作用を観測する
ことができる。二つの観測手法を同時に行うことによ
り、より信頼性のある情報が得られ、フロー系を利用し
て連続的に測定することにより多くの検体を処理するこ
とができる。
やタンパク質を金薄膜表面上に固定しておき、それと結
合して蛍光標識されているＤＮＡ、タンパク質、その他
のリガンドを流路に流すことにより、それらが結合する
様子を連続的に表面プラズモン共鳴とエバネッセント波
を用いた蛍光で同時に観測してその相互作用を観測する
ことができる。二つの観測手法を同時に行うことによ
り、より信頼性のある情報が得られ、フロー系を利用し
て連続的に測定することにより多くの検体を処理するこ
とができる。
【００３５】さらに進んだ使用好適例として、受容体と
Ｇタンパク質を用いたリガンドスクリーニングシステム
がある。
Ｇタンパク質を用いたリガンドスクリーニングシステム
がある。
【００３６】生体センサーである受容体の内、その多く
は７回膜貫通型という共通した構造を持つＧタンパク質
共役型である。このＧタンパク質共役受容体はそのリガ
ンドを結合すると、Ｇタンパク質を活性化してＧＴＰの
取り込みを加速させる性質を持ち、この両者をつなげた
融合タンパク質はこうした両者の性質を保持している。
は７回膜貫通型という共通した構造を持つＧタンパク質
共役型である。このＧタンパク質共役受容体はそのリガ
ンドを結合すると、Ｇタンパク質を活性化してＧＴＰの
取り込みを加速させる性質を持ち、この両者をつなげた
融合タンパク質はこうした両者の性質を保持している。
【００３７】そこでこの融合タンパク質を表面に固定化
しておき、蛍光性ＧＴＰ誘導体と薬物候補物質を流路に
流すと、薬物候補物質が受容体に結合し、さらに活性化
させた場合にだけ蛍光性ＧＴＰ誘導体は金薄膜表面近傍
にとどまるので、エバネッセント波によって励起されて
蛍光を発する。
しておき、蛍光性ＧＴＰ誘導体と薬物候補物質を流路に
流すと、薬物候補物質が受容体に結合し、さらに活性化
させた場合にだけ蛍光性ＧＴＰ誘導体は金薄膜表面近傍
にとどまるので、エバネッセント波によって励起されて
蛍光を発する。
【００３８】従って、表面プラズモン共鳴によってサン
プルの結合と共に蛍光が観測されれば、そのサンプルは
融合タンパク質に結合し、かつ融合タンパク質を活性化
したことになるので、細胞に情報伝達を起こすことので
きる生理活性物質（＝アゴニスト）であることがわか
る。
プルの結合と共に蛍光が観測されれば、そのサンプルは
融合タンパク質に結合し、かつ融合タンパク質を活性化
したことになるので、細胞に情報伝達を起こすことので
きる生理活性物質（＝アゴニスト）であることがわか
る。
【００３９】また、サンプルの結合だけが観測され、蛍
光が観測されなければ、そのサンプルは融合タンパク質
に結合できるが、細胞への情報伝達を遮断する物質（＝
アンタゴニスト）であることがわかる。
光が観測されなければ、そのサンプルは融合タンパク質
に結合できるが、細胞への情報伝達を遮断する物質（＝
アンタゴニスト）であることがわかる。
【００４０】
【発明の効果】本発明は、ＳＰＲ法と蛍光検出法を組み
合わせることにより被検体の特性を高精度に検出するこ
とができる。また、本発明は、被検体を蛍光検出する際
には励起光等の影響をなくして蛍光を高精度に検出する
ことができ、被検体自体の検出精度を向上することがで
きる。
合わせることにより被検体の特性を高精度に検出するこ
とができる。また、本発明は、被検体を蛍光検出する際
には励起光等の影響をなくして蛍光を高精度に検出する
ことができ、被検体自体の検出精度を向上することがで
きる。
【図１】表面プラズモン共鳴角及び蛍光同時検出装置の
概略説明図である。
概略説明図である。
【図２】センサーチップを拡大して示す断面図である。
【図３】表面プラズモン共鳴角及び蛍光同時検出装置１
の電気的ブロック図である。
の電気的ブロック図である。
【図４】エバネッセント波による蛍光物質の励起作用を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図５】時間と表面プラズモン共鳴角の変化を示すチャ
ートである。
ートである。
【図６】時間と蛍光検出との関係を示すチャートであ
る。
る。
１−表面プラズモン共鳴角及び蛍光同時検出装置、３−
半円柱プリズム、５−光照射装置、７−第１受光装置、
１７−ガラス基板、１５−第１受光部材、１９−試料プ
ローブ、２１−セルブロック、２３−フローセル、３７
−第２受光部材
半円柱プリズム、５−光照射装置、７−第１受光装置、
１７−ガラス基板、１５−第１受光部材、１９−試料プ
ローブ、２１−セルブロック、２３−フローセル、３７
−第２受光部材
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１２年９月１９日（２０００．９．１
９）
９）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正内容】
【発明の名称】 表面プラズモン共鳴角と蛍光の同時検
出装置
出装置
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、例えば細胞、ウイ
ルス、バクテリア等の蛋白質、糖、酵素やＤＮＡ、ＲＮ
Ａ等のヌクレオチド等の各種被検体の特性を検出する表
面プラズモン共鳴角と蛍光の同時検出装置に関する。
ルス、バクテリア等の蛋白質、糖、酵素やＤＮＡ、ＲＮ
Ａ等のヌクレオチド等の各種被検体の特性を検出する表
面プラズモン共鳴角と蛍光の同時検出装置に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００７】本発明は、上記した従来の欠点を解決する
ために発明されたものであり、その課題とする処は、Ｓ
ＰＲ法と蛍光検出法を組み合わせることにより被検体の
特性を高精度に検出することができる表面プラズモン共
鳴角と蛍光の同時検出装置を提供することにある。
ために発明されたものであり、その課題とする処は、Ｓ
ＰＲ法と蛍光検出法を組み合わせることにより被検体の
特性を高精度に検出することができる表面プラズモン共
鳴角と蛍光の同時検出装置を提供することにある。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００８】また、本発明の他の課題は、被検体を蛍光
検出する際には励起光等の影響をなくして蛍光を高精度
に検出することができ、被検体自体の検出精度を向上す
ることができる表面プラズモン共鳴角と蛍光の同時検出
装置を提供することにある。
検出する際には励起光等の影響をなくして蛍光を高精度
に検出することができ、被検体自体の検出精度を向上す
ることができる表面プラズモン共鳴角と蛍光の同時検出
装置を提供することにある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 孝治 名古屋市港区九番町１丁目１―１ 九番団 地３棟920号室 (72)発明者 米田 英克 愛知県日進市藤島町長塚72番地50 Ｆターム(参考） 2G043 AA01 CA03 DA05 EA01 EA10 FA02 HA01 HA05 HA08 KA09 LA03 NA05 2G057 AA01 AA04 AB04 AC10 BA05 DB01 DB03 2G059 AA01 BB14 DD13 EE02 EE07 EE12 FF03 GG01 JJ11 JJ12 JJ17 JJ21 KK04 MM09
Claims (3)
- 【請求項１】表面に製膜された金属薄膜に試料プローブ
が固定され、光が透過可能な基板と、光源からの所定角
度幅の光を密着された基板における金属薄膜の境界に照
射すると共に該境界からの反射光を前記所定の角度幅に
形成して第１受光部材に受光させるプリズムと、基板に
密着され、光の照射領域に応じた箇所に供給される蛍光
物質が標識された被検体溶液を流通させるセルを有した
セルブロックと、光が照射される基板箇所に相対するセ
ルブロックに設けられ、試料プローブに結合した被検体
に標識された蛍光物質からの蛍光を受光する第２受光部
材とからなり、試料プローブに結合した被検体を表面プ
ラズモン共鳴角及び蛍光により検出可能にした表面プラ
ズモン共鳴角及び蛍光同時検出装置。 - 【請求項２】請求項１において、第１及び第２受光部材
からの電気信号を所定のサンプリング時間ごとに読み込
み、試料プローブに結合した被検体を表面プラズモン共
鳴角及び蛍光により特定可能にした表面プラズモン共鳴
角及び蛍光同時検出装置。 - 【請求項３】請求項１において、第２受光部材は蛍光を
導波する光ファイバーと、光ファイバーを介して導波さ
れる蛍光の光強度に応じた電気信号を出力する受光素子
とからなる表面プラズモン共鳴角及び蛍光同時検出装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000250424A JP2002062255A (ja) | 2000-08-22 | 2000-08-22 | 表面プラズモン共鳴角と蛍光の同時検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000250424A JP2002062255A (ja) | 2000-08-22 | 2000-08-22 | 表面プラズモン共鳴角と蛍光の同時検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002062255A true JP2002062255A (ja) | 2002-02-28 |
Family
ID=18739994
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000250424A Pending JP2002062255A (ja) | 2000-08-22 | 2000-08-22 | 表面プラズモン共鳴角と蛍光の同時検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002062255A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004040272A1 (ja) * | 2002-11-01 | 2004-05-13 | Takuo Tanaka | 表面プラズモン蛍光顕微鏡、および表面プラズモンにより励起された蛍光を測定する方法 |
| WO2005095927A1 (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-13 | Omron Corporation | 局在プラズモン共鳴センサ及び検査装置 |
| JP2006502382A (ja) * | 2002-10-07 | 2006-01-19 | イギリス国 | 導波管構造 |
| EP2096428A1 (en) | 2008-02-28 | 2009-09-02 | Fujifilm Corporation | Surface plasmon sensing apparatus |
| JP2011185698A (ja) * | 2010-03-08 | 2011-09-22 | Konica Minolta Holdings Inc | チップ構造体 |
| JP2011257216A (ja) * | 2010-06-08 | 2011-12-22 | Konica Minolta Holdings Inc | 表面プラズモン増強蛍光センサおよび表面プラズモン増強蛍光センサに用いられるチップ構造体ユニット |
| WO2012008258A1 (ja) * | 2010-07-14 | 2012-01-19 | コニカミノルタホールディングス株式会社 | 蛍光検出装置およびこれを用いた蛍光検出方法 |
| JP2013250282A (ja) * | 2013-09-19 | 2013-12-12 | Konica Minolta Inc | チップ構造体 |
| JP2014122916A (ja) * | 2014-02-21 | 2014-07-03 | Konica Minolta Inc | 表面プラズモン増強蛍光センサおよび表面プラズモン増強蛍光センサに用いられるチップ構造体ユニット |
| KR101490108B1 (ko) | 2009-01-06 | 2015-02-06 | 삼성전자주식회사 | 혼성화 반응의 모니터링이 가능한 바이오칩 |
-
2000
- 2000-08-22 JP JP2000250424A patent/JP2002062255A/ja active Pending
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|
| RD01 | Notification of change of attorney |
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|
| A521 | Written amendment |
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