JP2002310903A - Sensor utilizing attenuated total reflectance - Google Patents

Sensor utilizing attenuated total reflectance

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JP2002310903A
JP2002310903A JP2001113647A JP2001113647A JP2002310903A JP 2002310903 A JP2002310903 A JP 2002310903A JP 2001113647 A JP2001113647 A JP 2001113647A JP 2001113647 A JP2001113647 A JP 2001113647A JP 2002310903 A JP2002310903 A JP 2002310903A
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JP2001113647A
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Nobuhiko Ogura
信彦 小倉
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Fujifilm Holdings Corp
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Fuji Photo Film Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To shorten the measuring time of a sensor utilizing the attenuated total reflectance caused by surface plasmon, etc., without lowering the measuring accuracy of the coupling between a sensing material and an object to be inspected. SOLUTION: A sample liquid 15 containing the object to be inspected is supplied to a measuring unit 10 in which the sensing material is fixed by means of a sample liquid supplying mechanism 70, and a light beam 30 is made incident on the unit 10 at various angles so that a total reflection condition may be obtained on the interface between a metallic film formed on the internal bottom face of the unit 10 and a dielectric block underlying the metallic film. In this state, the light beam 30 totally reflected by the interface is detected by means of a photodetector 40. A measuring means 61 finds the variation ΔI' corresponding to the change of the angle of attenuated total reflectance with time based on the detected value of the photodetector 40. A measuring control means 66 continues the measuring until the final discriminating time Tf (2 hours) elapses when the variation ΔI' is smaller than an upper-limit reference value Sp and larger than a lower-limit reference value Sn when initial discriminating time T1 (20 minutes) elapses. In the other case, the control means 66 terminates the measurement and performs discrimination. Consequently, the measuring time of this sensor can be shortened.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、表面プラズモンの
発生を利用して物質の特性を分析する表面プラズモンセ
ンサー等の全反射減衰を利用したセンサーに関し、特に
詳細には、センシング物質と試料液に含まれる特定物質
との結合作用の状態を測定する全反射減衰を利用したセ
ンサーに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sensor using attenuated total reflection, such as a surface plasmon sensor for analyzing the characteristics of a substance utilizing the generation of surface plasmons. The present invention relates to a sensor using attenuated total reflection for measuring a state of a binding action with a specific substance contained therein.

【0002】[0002]

【従来の技術】金属中においては、自由電子が集団的に
振動して、プラズマ波と呼ばれる粗密波が生じる。そし
て、金属表面に生じるこの粗密波を量子化したものは、
表面プラズモンと呼ばれている。
2. Description of the Related Art In a metal, free electrons vibrate collectively to generate a compression wave called a plasma wave. And, the quantization of this compression wave generated on the metal surface is
It is called surface plasmon.

【0003】従来より、この表面プラズモンが光波によ
って励起される現象を利用して、被測定物質の特性を分
析する表面プラズモンセンサーが種々提案されている。
そして、それらの中で特に良く知られているものとし
て、 Kretschmann配置と称される系を用いるものが挙げ
られる(例えば特開平6−167443号参照)。
Conventionally, various surface plasmon sensors have been proposed for analyzing the characteristics of a substance to be measured by utilizing the phenomenon that surface plasmons are excited by light waves.
Among them, a particularly well-known one uses a system called a Kretschmann configuration (see, for example, JP-A-6-167443).

【0004】上記の系を用いる表面プラズモンセンサー
は基本的に、例えばプリズム状に形成された誘電体ブロ
ックと、この誘電体ブロックの一面に形成されて液体試
料などの被測定物質に接触させられる金属膜と、光ビー
ムを発生させる光源と、上記光ビームを誘電体ブロック
に対して、該誘電体ブロックと金属膜との界面で全反射
条件が得られるように種々の角度で入射させる光学系
と、上記界面で全反射した光ビームの強度を測定して表
面プラズモン共鳴の状態、つまり全反射減衰の状態を検
出する光検出手段とを備えてなるものである。
[0004] A surface plasmon sensor using the above system basically includes, for example, a dielectric block formed in a prism shape and a metal formed on one surface of the dielectric block and brought into contact with a substance to be measured such as a liquid sample. A film, a light source that generates a light beam, and an optical system that causes the light beam to enter the dielectric block at various angles so as to obtain a total reflection condition at an interface between the dielectric block and the metal film. And light detecting means for measuring the intensity of the light beam totally reflected at the interface to detect a surface plasmon resonance state, that is, a state of total reflection attenuation.

【0005】なお上述のように種々の入射角を得るため
には、比較的細い光ビームを入射角を変化させて上記界
面に入射させてもよいし、あるいは光ビームに種々の角
度で入射する成分が含まれるように、比較的太い光ビー
ムを上記界面に収束光状態であるいは発散光状態で入射
させてもよい。前者の場合は、入射した光ビームの入射
角の変化に従って、反射角が変化する光ビームを、上記
反射角の変化に同期して移動する小さな光検出器によっ
て検出したり、反射角の変化方向に沿って延びるエリア
センサによって検出することができる。一方後者の場合
は、種々の反射角で反射した各光ビームを全て受光でき
る方向に延びるエリアセンサーによって検出することが
できる。
In order to obtain various angles of incidence as described above, a relatively narrow light beam may be incident on the interface by changing the angle of incidence, or may be incident on the light beam at various angles. A relatively thick light beam may be incident on the interface in a convergent light state or a divergent light state so that the component is included. In the former case, the light beam whose reflection angle changes according to the change in the incident angle of the incident light beam is detected by a small photodetector that moves in synchronization with the change in the reflection angle, or the direction in which the reflection angle changes. Can be detected by an area sensor extending along. On the other hand, the latter case can be detected by an area sensor extending in a direction in which all light beams reflected at various reflection angles can be received.

【0006】上記構成の表面プラズモンセンサーにおい
て、光ビームを金属膜に対して全反射角以上の特定入射
角で入射させると、該金属膜に接している被測定物質中
に電界分布をもつエバネッセント波が生じ、このエバネ
ッセント波によって金属膜と被測定物質との界面に表面
プラズモンが励起される。エバネッセント光の波数ベク
トルが表面プラズモンの波数と等しくて波数整合が成立
しているとき、両者は共鳴状態となり、光のエネルギー
が表面プラズモンに移行するので、誘電体ブロックと金
属膜との界面で全反射した光の強度が鋭く低下する。こ
の光強度の低下は、一般に上記光検出手段により暗線と
して検出される。
In the surface plasmon sensor having the above-described structure, when a light beam is incident on a metal film at a specific angle of incidence equal to or greater than the total reflection angle, an evanescent wave having an electric field distribution is formed in a substance to be measured in contact with the metal film. Is generated, and surface plasmons are excited at the interface between the metal film and the substance to be measured by the evanescent wave. When the wave number vector of the evanescent light is equal to the wave number of the surface plasmon and the wave number matching is established, both are in a resonance state, and the energy of light is transferred to the surface plasmon. The intensity of the reflected light drops sharply. This decrease in light intensity is generally detected as a dark line by the light detection means.

【0007】なお上記の共鳴は、入射ビームがp偏光の
ときにだけ生じる。したがって、光ビームがp偏光で入
射するように予め設定しておく必要がある。
[0007] The above resonance occurs only when the incident beam is p-polarized. Therefore, it is necessary to set in advance so that the light beam is incident as p-polarized light.

【0008】この全反射減衰(ATR)が生じる入射
角、すなわち全反射減衰角θSPより表面プラズモンの
波数が分かると、被測定物質の誘電率が求められる。す
なわち表面プラズモンの波数をKSP、表面プラズモン
の角周波数をω、cを真空中の光速、εとε
それぞれ金属、被測定物質の誘電率とすると、以下の関
係がある。
[0008] incident angle The attenuated total reflection (ATR) occurs, that is, the wave number of the surface plasmon is determined from the total reflection attenuation angle theta SP is known, the dielectric constant of a measured substance can be determined. That surface plasmon wave number K SP of the angular frequency of the surface plasmon omega, the speed of light in vacuum c, metal epsilon m and epsilon s respectively, when the dielectric constant of the measured substance, the following relationship.

【0009】[0009]

【数1】 すなわち、上記反射光強度が低下する入射角である全反
射減衰角θSPを知ることにより、被測定物質の誘電率
εs、つまりは屈折率に関連する特性を求めることがで
きる。
(Equation 1) That is, by knowing the attenuated total reflection angle θ SP which is the incident angle at which the reflected light intensity decreases, the dielectric constant ε s of the substance to be measured , that is, the characteristics related to the refractive index can be obtained.

【0010】なおこの種の表面プラズモンセンサーにお
いては、全反射減衰角θSPを精度良く、しかも大きな
ダイナミックレンジで測定することを目的として、特開
平11−326194号に示されるように、アレイ状の
光検出手段を用いることが考えられている。この光検出
手段は、複数の受光素子が所定方向に配設されてなり、
前記界面において種々の反射角で全反射した光ビームの
成分をそれぞれ異なる受光素子が受光する向きにして配
設されたものである。
In this type of surface plasmon sensor, as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-326194, an array-like surface plasmon sensor has been proposed for the purpose of accurately measuring the total reflection attenuation angle θ SP with a large dynamic range. It has been considered to use light detection means. The light detecting means includes a plurality of light receiving elements arranged in a predetermined direction,
The components of the light beam totally reflected at the interface at various reflection angles are arranged so as to be received by different light receiving elements.

【0011】そしてその場合は、上記アレイ状の光検出
手段の各受光素子が出力する光検出信号を、該受光素子
の配設方向に関して微分する微分手段が設けられ、この
微分手段が出力する微分値に基づいて被測定物質の屈折
率に関連する特性を求めることが多い。
In this case, differentiating means for differentiating the light detection signal output from each light receiving element of the array-shaped light detecting means with respect to the direction in which the light receiving element is provided is provided. In many cases, characteristics related to the refractive index of the substance to be measured are obtained based on the values.

【0012】また、全反射減衰(ATR)を利用する類
似のセンサーとして、例えば「分光研究」第47巻 第
1号(1998)の第21〜23頁および第26〜27
頁に記載がある漏洩モードセンサーも知られている。こ
の漏洩モードセンサーは基本的に、例えばプリズム状に
形成された誘電体ブロックと、この誘電体ブロックの一
面に形成されたクラッド層と、このクラッド層の上に形
成されて、試料液に接触させられる光導波層と、光ビー
ムを発生させる光源と、上記光ビームを上記誘電体ブロ
ックに対して、該誘電体ブロックとクラッド層との界面
で全反射条件が得られるように種々の角度で入射させる
光学系と、上記界面で全反射した光ビームの強度を測定
して導波モードの励起状態、つまり全反射減衰状態を検
出する光検出手段とを備えてなるものである。
Similar sensors utilizing attenuated total reflection (ATR) include, for example, “Spectroscopy”, Vol. 47, No. 1 (1998), pp. 21-23 and 26-27.
A leak mode sensor described on the page is also known. This leak mode sensor is basically formed of, for example, a dielectric block formed in a prism shape, a clad layer formed on one surface of the dielectric block, and formed on the clad layer and brought into contact with a sample liquid. An optical waveguide layer, a light source for generating a light beam, and the light beam incident on the dielectric block at various angles so as to obtain a total reflection condition at an interface between the dielectric block and the cladding layer. And an optical system for measuring the intensity of the light beam totally reflected at the interface and detecting an excited state of the waveguide mode, that is, an attenuated total reflection state.

【0013】上記構成の漏洩モードセンサーにおいて、
光ビームを誘電体ブロックを通してクラッド層に対して
全反射角以上の入射角で入射させると、このクラッド層
を透過した後に光導波層においては、ある特定の波数を
有する特定入射角の光のみが導波モードで伝搬するよう
になる。こうして導波モードが励起されると、入射光の
ほとんどが光導波層に取り込まれるので、上記界面で全
反射する光の強度が鋭く低下する全反射減衰が生じる。
そして導波光の波数は光導波層の上の被測定物質の屈折
率に依存するので、全反射減衰が生じる上記特定入射角
を知ることによって、被測定物質の屈折率や、それに関
連する被測定物質の特性を分析することができる。
In the leakage mode sensor having the above configuration,
When a light beam is incident on the cladding layer through the dielectric block at an incident angle equal to or greater than the total reflection angle, only light of a specific incident angle having a specific wave number is transmitted to the optical waveguide layer after passing through the cladding layer. The light propagates in a guided mode. When the waveguide mode is excited in this way, most of the incident light is taken into the optical waveguide layer, and thus the total reflection attenuation occurs in which the intensity of the light totally reflected at the interface sharply decreases.
Since the wave number of the guided light depends on the refractive index of the substance to be measured on the optical waveguide layer, knowing the specific incident angle at which the total reflection attenuation occurs, the refractive index of the substance to be measured and the related The properties of the substance can be analyzed.

【0014】なおこの漏洩モードセンサーにおいても、
全反射減衰によって反射光に生じる暗線の位置を検出す
るために、前述したアレイ状の光検出手段を用いること
ができ、またそれと併せて前述の微分手段が適用される
ことも多い。
In this leakage mode sensor,
In order to detect the position of the dark line generated in the reflected light due to the attenuated total reflection, the above-described array-like light detecting means can be used, and in addition to this, the above-described differentiating means is often applied.

【0015】また、上述した表面プラズモンセンサーや
漏洩モードセンサーは、創薬研究分野等において、所望
のセンシング物質に結合する特定物質を見いだすランダ
ムスクリーニングへ使用されることがあり、この場合に
は前記薄膜層(表面プラズモンセンサーの場合は金属膜
であり、漏洩モードセンサーの場合はクラッド層および
光導波層)上に上記被測定物質としてセンシング物質を
固定し、該センシング物質上に種々の被検体が溶媒に溶
かされた試料液を添加し、所定時間が経過する毎に前述
の全反射減衰角θSPの角度を測定している。試料液中
の被検体が、センシング物質と結合するものであれば、
この結合によりセンシング物質の屈折率が時間経過に伴
って変化する。したがって、所定時間経過毎に上記全反
射減衰角θSPを測定し、該全反射減衰角θSPの角度
に変化が生じているか否か測定することにより、被検体
とセンシング物質の結合状態を測定し、その結果に基づ
いて被検体がセンシング物質と結合する特定物質である
か否かを判定することができる。このような特定物質と
センシング物質との組み合わせとしては、例えば抗原と
抗体、あるいは抗体と抗体が挙げられる。具体的には、
ウサギ抗ヒトIgG抗体をセンシング物質として測定ユ
ニットに固定し、ヒトIgG抗体を特定物質として用い
ることができる。
Further, the surface plasmon sensor and the leak mode sensor described above are sometimes used for random screening for finding a specific substance binding to a desired sensing substance in the field of drug discovery research and the like. A sensing substance is immobilized as a substance to be measured on a layer (a metal film in the case of a surface plasmon sensor, and a cladding layer and an optical waveguide layer in the case of a leaky mode sensor). Is added, and the angle of the aforementioned total reflection attenuation angle θ SP is measured every predetermined time. If the analyte in the sample solution binds to the sensing substance,
Due to this coupling, the refractive index of the sensing substance changes over time. Therefore, the attenuated total reflection angle theta SP was measured every predetermined time, and it is determined whether or not a change in the attenuated total reflection angle theta SP occurs, measure a binding state between a test substance and a sensing substance Then, based on the result, it can be determined whether or not the subject is a specific substance that binds to the sensing substance. Examples of such a combination of the specific substance and the sensing substance include an antigen and an antibody, or an antibody and an antibody. In particular,
Rabbit anti-human IgG antibody can be immobilized on a measurement unit as a sensing substance, and a human IgG antibody can be used as a specific substance.

【0016】なお、被検体とセンシング物質の結合状態
を測定するためには、全反射減衰角θSPの角度そのも
のを必ずしも検出する必要はない。例えばセンシング物
質に試料液を添加し、その後の全反射減衰角θSPの角
度変化量を測定して、その角度変化量の大小に基づいて
結合状態を測定することもできる。前述したアレイ状の
光検出手段と微分手段を全反射減衰を利用したセンサー
に適用する場合であれば、センシング物質に試料液を添
加した時点を基準とした微分値の変化は、全反射減衰角
θSPの角度変化を反映しているため、この微分値の変
化に基づいて、センシング物質と被検体との結合状態を
測定することができる(本出願人による特願2000-39830
9号参照)。
[0016] In order to measure a binding state between a test substance and a sensing substance, it is not always necessary to detect the angle itself of an attenuated total reflection angle theta SP. For example, it is also possible to add a sample liquid to a sensing substance, measure the angle change of the total reflection attenuation angle θ SP thereafter, and measure the binding state based on the magnitude of the angle change. If the above-described array-like light detection means and differentiation means are applied to a sensor using attenuated total reflection, the change in the differential value with respect to the time when the sample liquid is added to the sensing substance is determined by the attenuated total reflection angle. because it reflects the angular change theta SP, on the basis of changes in this differential value, No. by sensing state of bonding between materials and the object can be measured (the applicant 2000-39830
No. 9).

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】従来提供されている全
反射減衰を利用したセンサーにおいては、間欠的に検出
を繰り返し、所定時間経過後までの全反射減衰角θSP
の角度変化を求め、その結果に基づいて、センシング物
質と被検体間の結合の有無、すなわと被検体がセンシン
グ物質と結合する特定物質であるか否かを判定してい
る。センシング物質と被検体との結合速度は種々であ
り、センシング物質への結合速度が早い被検体であれ
ば、測定開始から短時間経過後の検出結果から、結合の
有無を容易に判定できるが、センシング物質への結合速
度の遅い被検体に関しては、センシング物質との結合の
有無を正確に判定するためには、長時間経過後の検出結
果に基づいて判定を下すことが望ましい。一方、近年被
検体の種類が増加し、個々の被検体に対する測定時間を
短縮することが望まれている。しかし、測定時間を一律
に短縮した場合には、結合速度の遅い被検体に関して
は、正確な判定を下すことができない恐れがあった。
In the sensor using the total reflection attenuation provided conventionally, the detection is intermittently repeated and the total reflection attenuation angle θ SP until a predetermined time elapses.
Is determined, and based on the result, it is determined whether or not the binding between the sensing substance and the analyte is present, that is, whether or not the analyte is a specific substance that binds to the sensing substance. The binding speed between the sensing substance and the analyte is various, and if the analyte has a high binding speed to the sensing substance, the presence or absence of the binding can be easily determined from the detection result after a short time has elapsed from the start of the measurement. For an analyte having a low binding rate to a sensing substance, it is desirable to make a determination based on a detection result after a long time has elapsed in order to accurately determine the presence or absence of binding to the sensing substance. On the other hand, in recent years, the types of subjects have increased, and it is desired to reduce the measurement time for each subject. However, when the measurement time is shortened uniformly, there is a possibility that an accurate determination cannot be made for an analyte having a low binding speed.

【0018】本発明は上記の事情に鑑みて、センシング
物質と被検体との結合状態の測定精度を低下させること
なく、測定時間を短縮することのできる全反射減衰を利
用したセンサーを提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a sensor using attenuated total reflection which can reduce the measurement time without lowering the measurement accuracy of the binding state between a sensing substance and an analyte. With the goal.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】本発明による全反射減衰
を利用したセンサーにおいては、光ビームを発生させる
光源と、上記光ビームに対して透明な誘電体ブロック、
この誘電体ブロックの一面に形成された薄膜層、この薄
膜層の表面上に配されて、試料液中の特定物質と結合す
るセンシング物質、およびこのセンシング物質の上に上
記試料液を保持する試料液保持機構を備えてなる測定ユ
ニットと、上記光ビームを上記誘電体ブロックに対し
て、該誘電体ブロックと上記薄膜層との界面で全反射条
件が得られるように種々の入射角で入射させる光学系
と、上記界面で全反射した光ビームの強度を検出する光
検出手段と、該光検出手段の間隔をおいた複数回の検出
結果に基づいて、全反射減衰の状態の経時変化を反映し
た変化量を測定する測定手段と上記測定手段の動作を制
御する測定制御手段とを備えた全反射減衰を利用したセ
ンサーにおいて、最終判定時間Tfおよび初期判定時間T1
(但しT1<Tf)および上記変化量の基準範囲を上記測定
制御手段へ設定する設定手段をさらに備え、上記測定制
御手段が、上記測定ユニットの測定開始から上記初期判
定時間T1経過時に、上記測定手段により測定された上記
変化量と上記基準範囲とを比較し、上記変化量が上記基
準範囲内である場合には測定を終了し、また測定開始か
ら上記最終判定時間Tf経過時に、測定が継続されている
場合には、その測定を終了するよう制御するものである
ことを特徴とするものである。
According to the present invention, there is provided a sensor utilizing attenuated total reflection, comprising: a light source for generating a light beam; a dielectric block transparent to the light beam;
A thin film layer formed on one surface of the dielectric block, a sensing substance disposed on the surface of the thin film layer and binding to a specific substance in the sample liquid, and a sample holding the sample liquid on the sensing substance A measurement unit including a liquid holding mechanism, and the light beam is incident on the dielectric block at various angles of incidence so as to obtain a total reflection condition at an interface between the dielectric block and the thin film layer. An optical system, a light detecting means for detecting the intensity of the light beam totally reflected at the interface, and a time-dependent change in the state of attenuated total reflection based on a plurality of detection results at intervals of the light detecting means. In a sensor using attenuated total reflection comprising a measuring means for measuring the amount of change and a measuring control means for controlling the operation of the measuring means, a final judgment time Tf and an initial judgment time T1
(Where T1 <Tf) and setting means for setting the reference range of the change amount to the measurement control means, wherein the measurement control means performs the measurement when the initial determination time T1 has elapsed from the start of measurement of the measurement unit. The variation measured by the means is compared with the reference range.If the variation is within the reference range, the measurement is terminated, and the measurement is continued when the final determination time Tf has elapsed from the start of the measurement. If the measurement has been performed, the measurement is controlled to end.

【0020】また、本発明による全反射減衰を利用した
センサーは、特に前述の表面プラズモンセンサーとして
構成されたものを対象とすることもでき、その場合は、
光ビームを発生させる光源と、上記光ビームに対して透
明な誘電体ブロック、この誘電体ブロックの一面に形成
された金属膜、この金属膜の表面上に配されて、試料液
中の特定物質と結合するセンシング物質、およびこのセ
ンシング物質の上に上記試料液を保持する試料液保持機
構を備えてなる測定ユニットと、上記光ビームを上記誘
電体ブロックに対して、該誘電体ブロックと上記金属膜
との界面で全反射条件が得られるように種々の入射角で
入射させる光学系と、上記界面で全反射した光ビームの
強度を検出する光検出手段と、該光検出手段の間隔をお
いた複数回の検出結果に基づいて、表面プラズモン共鳴
による全反射減衰の状態の経時変化を反映した変化量を
測定する測定手段と上記測定手段の動作を制御する測定
制御手段とを備えた全反射減衰を利用したセンサーにお
いて、最終判定時間Tfおよび初期判定時間T1(但しT1<
Tf)および上記変化量の基準範囲を上記測定制御手段へ
設定する設定手段をさらに備え、上記測定制御手段が、
上記測定ユニットの測定開始から上記初期判定時間T1経
過時に、上記測定手段により測定された上記変化量と上
記基準範囲とを比較し、上記変化量が上記基準範囲内で
ある場合には測定を終了し、また測定開始から上記最終
判定時間Tf経過時に、測定が継続されている場合には、
その測定を終了するよう制御するものであることを特徴
とするものである。
Further, the sensor using the attenuated total reflection according to the present invention can be particularly applied to the sensor configured as the above-mentioned surface plasmon sensor.
A light source for generating a light beam, a dielectric block transparent to the light beam, a metal film formed on one surface of the dielectric block, a specific substance disposed on the surface of the metal film, and A sensing substance coupled to the sensing substance, and a measuring unit including a sample liquid holding mechanism for holding the sample liquid on the sensing substance, and the light beam is applied to the dielectric block with respect to the dielectric block and the metal. An optical system for incidence at various angles of incidence so as to obtain the condition of total reflection at the interface with the film, a light detecting means for detecting the intensity of the light beam totally reflected at the interface, and an interval between the light detecting means. Measuring means for measuring the amount of change reflecting the change over time in the state of total reflection attenuation due to surface plasmon resonance based on the detection results obtained a plurality of times, and measurement control means for controlling the operation of the measuring means. In sensor utilizing attenuated total reflection, final determination time Tf and the initial determination time T1 (where T1 <
Tf) and setting means for setting the reference range of the change amount to the measurement control means, wherein the measurement control means comprises:
At the elapse of the initial determination time T1 from the start of measurement of the measurement unit, the change amount measured by the measurement means is compared with the reference range, and if the change amount is within the reference range, the measurement ends. When the measurement is continued when the final determination time Tf has elapsed since the start of the measurement,
The measurement is controlled so as to end the measurement.

【0021】また、本発明による全反射減衰を利用した
センサーは、特に前述の漏洩モードセンサーとして構成
されたものを対象とすることもでき、その場合は、光ビ
ームを発生させる光源と、上記光ビームに対して透明な
誘電体ブロック、この誘電体ブロックの一面に形成され
たクラッド層、このクラッド層の上に形成された光導波
層、この導波層の表面上に配されて、試料液中の特定物
質と結合するセンシング物質、およびこのセンシング物
質の上に上記試料液を保持する試料液保持機構を備えて
なる測定ユニットと、上記光ビームを上記誘電体ブロッ
クに対して、該誘電体ブロックと上記クラッド層との界
面で全反射条件が得られるように種々の入射角で入射さ
せる光学系と、上記界面で全反射した光ビームの強度を
検出する光検出手段と、該光検出手段の間隔をおいた複
数回の検出結果に基づいて、上記光導波層での導波モー
ドの励起による全反射減衰の状態の経時変化を反映した
変化量を測定する測定手段と上記測定手段の動作を制御
する測定制御手段とを備えた全反射減衰を利用したセン
サーにおいて、最終判定時間Tfおよび初期判定時間T1
(但しT1<Tf)および上記変化量の基準範囲を上記測定
制御手段へ設定する設定手段をさらに備え、上記測定制
御手段が、上記測定ユニットの測定開始から上記初期判
定時間T1経過時に、上記測定手段により測定された上記
変化量と上記基準範囲とを比較し、上記変化量が上記基
準範囲内である場合には測定を終了し、また測定開始か
ら上記最終判定時間Tf経過時に、測定が継続されている
場合には、その測定を終了するよう制御するものである
ことを特徴とするものである。
Further, the sensor utilizing the attenuated total reflection according to the present invention can be particularly applied to a sensor configured as the above-described leak mode sensor. In this case, a light source for generating a light beam and the light source A dielectric block transparent to the beam, a cladding layer formed on one surface of the dielectric block, an optical waveguide layer formed on the cladding layer, and a sample liquid disposed on the surface of the waveguide layer. A sensing substance that binds to a specific substance therein, and a measurement unit including a sample liquid holding mechanism that holds the sample liquid on the sensing substance; and An optical system for entering at various angles of incidence so as to obtain the condition of total reflection at the interface between the block and the cladding layer, and a light detecting means for detecting the intensity of the light beam totally reflected at the interface. Measuring means for measuring a change amount reflecting a temporal change in a state of total reflection attenuation due to excitation of a waveguide mode in the optical waveguide layer based on a plurality of detection results at intervals of the light detecting means. And a measurement control means for controlling the operation of the measurement means, using a total reflection attenuation, the final determination time Tf and the initial determination time T1
(Where T1 <Tf) and setting means for setting the reference range of the change amount to the measurement control means, wherein the measurement control means performs the measurement when the initial determination time T1 has elapsed from the start of measurement of the measurement unit. The variation measured by the means is compared with the reference range.If the variation is within the reference range, the measurement is terminated, and the measurement is continued when the final determination time Tf has elapsed from the start of the measurement. If the measurement has been performed, the measurement is controlled to end.

【0022】上記各種の全反射減衰を利用したセンサー
において、上記基準範囲の下限値として、上限基準値が
設定される場合であれば、上記測定制御手段は、上記初
期判定時間T1経過時に、上記変化量が上記上限基準値以
上である場合には、上記測定ユニットに上記センシング
物質と結合する特定物質が存在していると判定するもの
であってもよい。
In the sensor utilizing the various types of total reflection attenuation, if an upper limit reference value is set as the lower limit value of the reference range, the measurement control means sets the above-mentioned initial determination time T1 to the above-mentioned value. When the amount of change is equal to or more than the upper limit reference value, it may be determined that a specific substance that binds to the sensing substance is present in the measurement unit.

【0023】また上記基準範囲の上限値として、下限基
準値が設定される場合であれば、上記測定制御手段は、
上記初期判定時間T1経過時に、上記変化量が上記下限基
準値以下である場合には、上記測定ユニットに上記セン
シング物質と結合する特定物質が存在していないと判定
するものであってもよい。
If the lower limit reference value is set as the upper limit value of the reference range, the measurement control means
If the change amount is equal to or less than the lower limit reference value after the elapse of the initial determination time T1, it may be determined that there is no specific substance that binds to the sensing substance in the measurement unit.

【0024】上記基準範囲が、その下限値が上限基準値
である範囲とその上限値が下限基準値である範囲とから
なり(但し、下限基準値<上限基準値)、また上記設定
手段が、さらに最終基準値を上記測定制御手段へ設定す
るものである場合には、上記測定制御手段は、上記初期
判定時間T1経過時に、上記測定手段により測定された上
記変化量が上記上限基準値以上である場合には、上記測
定ユニットに上記センシング物質と結合する特定物質が
存在していると判定し、上記変化量が上記下限基準値以
下である場合には、上記測定ユニットに上記センシング
物質と結合する特定物質が存在していないと判定し、さ
らに上記変化量が上記上限基準値より小さく、かつ上記
下限基準値より大きい場合には、測定を継続し、測定開
始から上記最終判定時間Tfが経過した時点でその測定を
終了し、終了時に上記測定手段により測定された上記変
化量と上記最終基準値を比較し、上記変化量が上記最終
基準値より大きい場合には、上記測定ユニットに上記セ
ンシング物質と結合する特定物質が存在していると判定
するものであってもよい。
The reference range includes a range in which the lower limit is the upper limit reference value and a range in which the upper limit is the lower limit reference value (however, lower limit reference value <upper limit reference value). Further, when the final reference value is to be set in the measurement control means, the measurement control means, when the initial determination time T1 has elapsed, the change amount measured by the measurement means is not less than the upper limit reference value. In some cases, it is determined that a specific substance that binds to the sensing substance is present in the measurement unit, and when the amount of change is equal to or less than the lower reference value, the measurement unit is coupled to the sensing substance. It is determined that the specified substance does not exist, and if the amount of change is smaller than the upper reference value and larger than the lower reference value, the measurement is continued and the final When the time Tf has elapsed, the measurement is terminated, and at the end, the variation measured by the measuring means is compared with the final reference value.If the variation is larger than the final reference value, the measurement is completed. The unit may determine that a specific substance that binds to the sensing substance is present in the unit.

【0025】さらに、上記基準範囲が、その下限値が上
限基準値である範囲とその上限値が下限基準値である範
囲とからなり(但し、下限基準値<上限基準値)、また
上記設定手段が、さらに最終基準値を上記測定制御手段
へ設定するものである場合には、上記測定制御手段は、
上記初期判定時間T1経過時に、上記測定手段により測定
された上記変化量が上記上限基準値以上である場合に
は、上記測定ユニットに上記センシング物質と結合する
特定物質が存在していると判定し、上記変化量が上記下
限基準値以下である場合には、上記測定ユニットに上記
センシング物質と結合する特定物質が存在していないと
判定し、さらに上記変化量が上記上限基準値より小さ
く、かつ上記下限基準値より大きい場合には、測定を継
続し、上記測定手段により測定を行う毎に、上記変化量
と上記最終基準値を比較し、上記変化量が上記最終基準
値より大きい場合には、上記測定ユニットに上記センシ
ング物質と結合する特定物質が存在していると判定して
測定を終了し、また測定開始から上記最終判定時間Tf経
過時に、測定が継続されている場合には、その測定を終
了するよう制御するものであってもよい。
Further, the reference range includes a range in which the lower limit value is the upper limit reference value and a range in which the upper limit value is the lower limit reference value (however, lower limit reference value <upper limit reference value). However, if the final reference value is to be set to the measurement control means, the measurement control means,
If the amount of change measured by the measuring means is equal to or more than the upper reference value when the initial determination time T1 has elapsed, it is determined that a specific substance that binds to the sensing substance is present in the measurement unit. If the amount of change is equal to or less than the lower limit reference value, it is determined that there is no specific substance that binds to the sensing substance in the measurement unit, and the amount of change is smaller than the upper limit reference value, and If it is larger than the lower reference value, the measurement is continued, and each time the measurement is performed by the measuring means, the change amount is compared with the final reference value, and if the change amount is larger than the final reference value, It is determined that the specific substance that binds to the sensing substance is present in the measurement unit, and the measurement is terminated, and the measurement is continued when the final determination time Tf has elapsed from the start of the measurement. If so, control may be performed to end the measurement.

【0026】上記各種の全反射減衰を利用したセンサー
において、上記初期判定時間T1は、上記最終判定時間Tf
の1/2倍以下であることが好ましい。
In the above-described sensors utilizing the total reflection attenuation, the initial determination time T1 is equal to the final determination time Tf.
Is preferably equal to or less than 1/2 times of

【0027】また、上記各種の全反射減衰を利用したセ
ンサーにおいては、上記測定ユニットを複数個備え、上
記複数個の測定ユニットを着脱自在に保持する支持体
と、上記複数の測定ユニットの各誘電体ブロックに関し
て順次上記種々の入射角が得られるように、上記支持体
を上記光学系および光検出手段に対して相対的に移動さ
せて、各測定ユニットを上記光学系および光検出手段に
対して所定位置に配置する移動手段と、測定が終了した
測定ユニットを上記支持体から取り外す手段とを備える
ものであってもよい。
Further, in the above-mentioned sensors utilizing various types of attenuated total reflection, a plurality of measuring units are provided, a support for detachably holding the plurality of measuring units, and a dielectric member of each of the plurality of measuring units. The support is moved relative to the optical system and the light detecting means so that the various incident angles are obtained sequentially with respect to the body block, and each measurement unit is moved relative to the optical system and the light detecting means. It may be provided with a moving means arranged at a predetermined position and a means for removing the measurement unit having completed the measurement from the support.

【0028】なお、上記各種の測定方法およびセンサー
においては、「測定開始」とは、センシング物質上に試
料液が供給された時点を意味し、「変化量」とは、測定
開始から測定時間までの間の全反射減衰の状態の経時変
化を反映するものであり、例えば測定時の全反射減衰の
状態を反映する測定値と測定開始時点での測定値の差と
して求めることができる。なお、測定開始時点での測定
が困難である場合や測定開始時点での測定値に誤差が含
まれる可能性が大きい場合などには、測定開始前後の測
定値や、あるいは数学的処理により補正した測定値など
を、測定開始時点の測定値として用いればよい。
In the above-mentioned various measuring methods and sensors, “start of measurement” means a point in time when the sample liquid is supplied onto the sensing substance, and “change amount” means a time from the start of measurement to the measurement time. The change reflects the time-dependent change in the state of total reflection attenuation during the measurement, and can be obtained, for example, as the difference between the measurement value reflecting the state of total reflection attenuation during measurement and the measurement value at the start of measurement. In the case where it is difficult to measure at the start of measurement or when there is a large possibility that the measured value at the start of measurement contains an error, the measured values before and after the start of the measurement, or corrected by mathematical processing The measured value or the like may be used as the measured value at the start of the measurement.

【0029】また、上記「結合」としては、タンパク質
−タンパク質相互作用、DNA−タンパク質相互作用、
糖−タンパク質相互作用、タンパク質−ペプチド相互作
用、脂質−タンパク質相互作用や化学物質の結合等が含
まれている。
The “binding” includes protein-protein interaction, DNA-protein interaction,
It includes sugar-protein interactions, protein-peptide interactions, lipid-protein interactions, chemical binding, and the like.

【0030】[0030]

【発明の効果】本発明による全反射減衰を利用したセン
サーにおいて、上記測定ユニットの測定開始から上記初
期判定時間T1経過時に、上記測定手段により測定された
上記変化量と上記基準範囲とを比較し、上記変化量が上
記基準範囲内である場合には測定を終了させるので、全
ての測定ユニットに関して一律に最終判定時間Tfまで測
定を続ける必要がなく、測定時間を短縮することができ
る。また、初期判定時間T1が経過した時点で、変化量が
基準範囲内でない測定ユニットに関しては、測定を引き
続き行うことができるので、初期判定時間T1経過時にお
いて試料液中にセンシング物質と結合する特定物質が存
在しているか否かの判定が困難な場合には、その測定ユ
ニットの測定を継続することができるので、測定精度を
低下させることなく、測定時間を短縮することができ
る。
According to the sensor utilizing attenuated total reflection according to the present invention, the amount of change measured by the measuring means is compared with the reference range when the initial determination time T1 has elapsed from the start of measurement by the measuring unit. If the amount of change is within the reference range, the measurement is terminated, so that it is not necessary to continue the measurement for all the measurement units uniformly until the final determination time Tf, and the measurement time can be reduced. In addition, at the time when the initial determination time T1 has elapsed, measurement can be continuously performed for the measurement unit whose change amount is not within the reference range, so that the identification unit that binds to the sensing substance in the sample liquid after the initial determination time T1 has elapsed. When it is difficult to determine whether or not a substance is present, the measurement by the measurement unit can be continued, so that the measurement time can be shortened without lowering the measurement accuracy.

【0031】上記基準範囲の下限値として、上限基準値
が設定され、初期判定時間T1経過時の変化量が上限基準
値以上であれば、その測定ユニットにセンシング物質と
結合する特定物質が存在していると判定するものにおい
ては、初期判定時間T1が経過した時点で、特定物質が存
在していると判定でき、それ以上測定を継続する必要の
ない測定ユニットの測定を終了させることができる。
An upper limit reference value is set as a lower limit value of the reference range. If the amount of change after the lapse of the initial determination time T1 is equal to or greater than the upper limit reference value, a specific substance that binds to the sensing substance exists in the measurement unit. When the initial determination time T1 has elapsed, it can be determined that the specific substance is present, and the measurement of the measurement unit that does not need to continue the measurement any more can be terminated.

【0032】また、上記基準範囲の上限値として、下限
基準値が設定され、初期判定時間T1が経過時の変化量が
下限基準値以下であれば、その測定ユニットにセンシン
グ物質と結合する特定物質が存在していないと判定する
ものにおいては、初期判定時間T1が経過した時点で、特
定物質が存在していないと判定可能であり、それ以上測
定を継続する必要のない測定ユニットに関しては測定を
終了させることができる。
A lower limit reference value is set as an upper limit value of the reference range, and if the amount of change when the initial determination time T1 elapses is equal to or less than the lower limit reference value, the specific substance that binds to the measurement unit with the sensing substance is measured. In the case where it is determined that no specific substance exists, it is possible to determine that the specific substance does not exist at the time when the initial determination time T1 has elapsed, and the measurement unit that does not need to continue the measurement any more is measured. Can be terminated.

【0033】また、上記基準範囲が、その下限値が上限
基準値である範囲とその上限値が下限基準値である範囲
とからなり(但し、下限基準値<上限基準値)、初期判
定時間T1が経過した時点で、変化量が上限基準値以上で
ある場合には、その測定ユニットにセンシング物質と結
合する特定物質が存在していると判定し、その測定ユニ
ットの測定を終了し、変化量が下限基準値以下である場
合には、その測定ユニットにセンシング物質と結合する
特定物質が存在していないと判定してその測定ユニット
の測定を終了し、変化量が上限基準値より小さく、下限
基準値より大きい場合には、最終判定時間Tfが経過する
まで測定を行い、最終判定時間Tf経過時の変化量が最終
基準値より大きい場合には、その測定ユニットにセンシ
ング物質と結合する特定物質が存在していると判定する
ものにおいては、初期判定時間T1が経過した時点で、特
定物質の存在の有無の判定が可能な測定ユニットの測定
は終了させ、判定が困難な測定ユニットの測定のみを最
終判定時間Tfが経過するまで継続するので、測定精度を
低下させることなく、さらに測定時間を短縮することが
できる。
The reference range includes a range in which the lower limit is the upper limit reference value and a range in which the upper limit is the lower limit reference value (however, lower limit reference value <upper limit reference value). If the amount of change is equal to or greater than the upper limit reference value at the time when elapses, it is determined that the specific substance that binds to the sensing substance is present in the measurement unit, and the measurement of the measurement unit is terminated. Is less than or equal to the lower reference value, it is determined that the specific substance that binds to the sensing substance is not present in the measurement unit, and the measurement of the measurement unit is terminated. If it is larger than the reference value, the measurement is performed until the final judgment time Tf elapses, and if the amount of change at the elapse of the final judgment time Tf is larger than the final reference value, the measurement unit is combined with the sensing substance. For those that determine that a constant substance is present, at the time when the initial determination time T1 has elapsed, the measurement of the measurement unit that can determine the presence or absence of the specific substance is terminated, and the measurement unit that is difficult to determine Since only the measurement is continued until the final determination time Tf elapses, the measurement time can be further reduced without lowering the measurement accuracy.

【0034】さらに、上記基準範囲が、その下限値が上
限基準値である範囲とその上限値が下限基準値である範
囲とからなり(但し、下限基準値<上限基準値)、初期
判定時間T1が経過した時点で、変化量が上限基準値以上
である場合には、その測定ユニットにセンシング物質と
結合する特定物質が存在していると判定し、その測定ユ
ニットの測定を終了し、変化量が下限基準値以下である
場合には、その測定ユニットにセンシング物質と結合す
る特定物質が存在していないと判定してその測定ユニッ
トの測定を終了し、変化量が上限基準値より小さく、下
限基準値より大きい場合には、測定を継続し、測定毎に
その時点での変化量と最終基準値を比較し、その時点で
の変化量が最終基準値より大きい場合には、その測定ユ
ニットにセンシング物質と結合する特定物質が存在して
いないと判定して測定を終了するものにおいては、初期
判定時間T1が経過した時点で、判定が可能であれば、そ
の測定ユニットの測定を終了し、判定が困難であれば測
定を継続し、かつ最終判定時間Tfが経過する前であって
も、変化量が最終基準値より大きくなった際には、測定
を終了するので、測定精度を低下させることなく、一層
測定時間を短縮することができる。
Further, the reference range includes a range in which the lower limit value is the upper limit reference value and a range in which the upper limit value is the lower limit reference value (however, lower limit reference value <upper limit reference value). If the amount of change is equal to or greater than the upper limit reference value at the time when elapses, it is determined that the specific substance that binds to the sensing substance is present in the measurement unit, and the measurement of the measurement unit is terminated. Is less than or equal to the lower reference value, it is determined that the specific substance that binds to the sensing substance is not present in the measurement unit, and the measurement of the measurement unit is terminated. If the change is larger than the reference value, the measurement is continued, and the change amount at that time is compared with the final reference value for each measurement. Sensing In the case where the determination is made that there is no specific substance that binds to the substance and the measurement is terminated, if the determination is possible at the time when the initial determination time T1 has elapsed, the measurement of the measurement unit is terminated and the determination is performed. If it is difficult to continue the measurement, and even before the final judgment time Tf has elapsed, the measurement is terminated when the amount of change becomes larger than the final reference value. And the measurement time can be further reduced.

【0035】なお、初期判定時間T1が、最終判定時間Tf
の1/2倍以下であれば、測定時間を効率良く短縮する
ことができる。
Note that the initial judgment time T1 is equal to the final judgment time Tf.
If it is not more than 1/2 times, the measurement time can be efficiently shortened.

【0036】また、本発明の全反射減衰を利用したセン
サーのうち、複数の測定ユニットを支持体に支持させ、
この支持体を、光学系および光検出手段に対して相対的
に移動させて各測定ユニットを順次測定用光学系および
光検出手段に対して所定位置に配置できるように構成
し、測定が終了した測定ユニットを上記支持体から取り
外す手段とを備えたものにおいては、測定ユニットのう
ち、判定が終了した測定ユニットを支持体から順次取り
外し、新たな測定ユニットを次々と測定に供することが
でき、多数の測定ユニットについての測定を効率良く行
なうことが可能になる。
Further, among the sensors utilizing attenuated total reflection of the present invention, a plurality of measurement units are supported on a support,
The support was moved relatively to the optical system and the light detecting means so that each measuring unit could be sequentially arranged at a predetermined position with respect to the measuring optical system and the light detecting means, and the measurement was completed. In the apparatus provided with means for removing the measurement unit from the support, the measurement units for which determination has been completed among the measurement units can be sequentially removed from the support, and new measurement units can be successively used for measurement. It is possible to efficiently perform the measurement for the measurement unit.

【0037】[0037]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図1は、本発明の第1の実
施形態による表面プラズモン測定装置の全体形状を示す
ものであり、また図2はこの装置の要部の側面形状を示
している。この表面プラズモン測定装置においては、表
面プラズモン共鳴による全反射減衰角θSPの角度変化
量を測定し、センシング物質と被検体の結合の有無、す
なわち被検体が特定物質であるか否かを判定している。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows an overall shape of a surface plasmon measuring device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a side shape of a main part of the device. In this surface plasmon measurement device, the amount of change in the total reflection attenuation angle θ SP due to surface plasmon resonance is measured, and it is determined whether or not the sensing substance and the analyte are bonded, that is, whether or not the analyte is a specific substance. ing.

【0038】図1に示す通りこの表面プラズモン測定装
置は、複数の測定ユニット10と、これら複数の測定ユニ
ット10を支持したターンテーブル20と、このターンテー
ブル20を間欠的に回動させる支持体駆動手段21と、測定
用の光ビーム(レーザビーム)30を発生させる半導体レ
ーザ等のレーザ光源31と、入射光学系を構成する集光レ
ンズ32と、光検出器40と、上記レーザ光源31および支持
体駆動手段21の駆動を制御するとともに、上記光検出器
40の出力信号Sを受けて後述の処理を行なうコントロー
ラ60と、試料液を供給する試料液供給機構70と、コント
ローラ60に所定の設定値を設定する設定手段80と、測定
ユニット10をターンテーブル20に出し入れする出入機構
81とを有している。
As shown in FIG. 1, the surface plasmon measuring apparatus includes a plurality of measuring units 10, a turntable 20 supporting the plurality of measuring units 10, and a support driving mechanism for intermittently rotating the turntable 20. Means 21, a laser light source 31 such as a semiconductor laser for generating a measuring light beam (laser beam) 30, a condenser lens 32 constituting an incident optical system, a photodetector 40, the laser light source 31 and a support Controlling the driving of the body driving means 21 and the photodetector
40, a controller 60 for performing the processing described below in response to the output signal S, a sample liquid supply mechanism 70 for supplying a sample liquid, setting means 80 for setting a predetermined set value to the controller 60, and a turntable Access mechanism to get in and out of 20
81.

【0039】上記測定ユニット10は図2に示す通り、例
えば概略四角錐形状とされた誘電体ブロック11と、この
誘電体ブロック11の一面(図中の上面)に形成された、
例えば金、銀、銅、アルミニウム等からなる金属膜12と
を有している。
As shown in FIG. 2, the measuring unit 10 is formed on a dielectric block 11 having, for example, a substantially quadrangular pyramid shape, and is formed on one surface (the upper surface in the figure) of the dielectric block 11.
For example, it has a metal film 12 made of gold, silver, copper, aluminum or the like.

【0040】誘電体ブロック11は例えば透明樹脂等から
なり、金属膜12が形成された部分の周囲が嵩上げされた
形とされ、この嵩上げされた部分13は試料液15を貯える
試料液保持機構として機能する。なお本例では、金属膜
12の上にセンシング物質14が固定されるが、このセンシ
ング物質14については後述する。
The dielectric block 11 is made of, for example, a transparent resin, and has a raised portion around the portion where the metal film 12 is formed. The raised portion 13 serves as a sample liquid holding mechanism for storing the sample liquid 15. Function. In this example, the metal film
A sensing substance 14 is fixed on the top 12, and this sensing substance 14 will be described later.

【0041】ターンテーブル20上には、この測定ユニッ
ト10を嵌合保持する複数(本例では11個)の貫通穴22
が、ターンテーブル20の回動軸23を中心とする円周上に
等角度間隔で設けられている。測定ユニット10は、ター
ンテーブル20に対して交換可能な状態で保持される。支
持体駆動手段21はステッピングモータ等から構成され、
ターンテーブル20を測定ユニット10の配置角度と等しい
角度ずつ間欠的に回動させる。
On the turntable 20, a plurality (11 in this example) of through holes 22 for fitting and holding the measuring unit 10 are provided.
Are provided at equal angular intervals on the circumference of the turntable 20 around the rotation shaft 23. The measurement unit 10 is held in the turntable 20 in a replaceable state. The support driving means 21 is constituted by a stepping motor or the like,
The turntable 20 is intermittently rotated by an angle equal to the arrangement angle of the measurement unit 10.

【0042】集光レンズ32は図2に示す通り、光ビーム
30を集光して収束光状態で誘電体ブロック11に通し、誘
電体ブロック11と金属膜12との界面12aに対して種々の
入射角が得られるように入射させる。この入射角の範囲
は、上記界面12aにおいて光ビーム30の全反射条件が得
られ、かつ、表面プラズモン共鳴が生じ得る角度範囲を
含む範囲とされる。
The condenser lens 32 has a light beam as shown in FIG.
30 is condensed and passed through the dielectric block 11 in a convergent light state, and is incident on the interface 12a between the dielectric block 11 and the metal film 12 so that various incident angles can be obtained. The range of the incident angle is a range including an angle range in which the condition of total reflection of the light beam 30 at the interface 12a is obtained and surface plasmon resonance can occur.

【0043】なお光ビーム30は、界面12aに対してp偏
光で入射する。そのようにするためには、予めレーザ光
源31をその偏光方向が所定方向となるように配設すれば
よい。その他、波長板や偏光板で光ビーム30の偏光の向
きを制御してもよい。
The light beam 30 enters the interface 12a as p-polarized light. In order to do so, the laser light source 31 may be disposed in advance so that the polarization direction thereof becomes a predetermined direction. Alternatively, the direction of polarization of the light beam 30 may be controlled by a wave plate or a polarizing plate.

【0044】光検出器40は、多数のフォトダイオードが
1列に配されてなるフォトダイオードアレイであり、フ
ォトダイオードの並び方向が図2中の矢印X方向となる
ように配されている。
The photodetector 40 is a photodiode array in which a large number of photodiodes are arranged in a row, and the photodiodes are arranged so that the photodiodes are arranged in the direction indicated by the arrow X in FIG.

【0045】一方コントローラ60は、支持体駆動手段21
からその回動停止位置を示すアドレス信号Aを受けると
ともに、所定のシーケンスに基づいてこの支持体駆動手
段21を作動させる駆動信号Dを出力する。またコントロ
ーラ60は、上記光検出器40の出力信号Sを受け、全反射
減衰角θSPの角度変化量を反映した測定値を算出する
測定手段61と、この測定手段61からの出力を受ける表示
部62と、設定手段80により設定された設定値に基づい
て、所定時間経過時に測定値の判定を行う測定制御手段
66とを備えている。また、試料液供給手段70および出入
機構81に接続され、その動作を必要に応じて、制御す
る。
On the other hand, the controller 60 is
Receives an address signal A indicating the rotation stop position, and outputs a drive signal D for operating the support driving means 21 based on a predetermined sequence. Further, the controller 60 receives the output signal S of the photodetector 40, calculates a measurement value reflecting the angle change amount of the total reflection attenuation angle θ SP , and a display receiving the output from the measurement means 61. A measurement control unit that determines a measurement value when a predetermined time has elapsed based on the setting value set by the unit 62 and the setting unit 80
66 and. Further, it is connected to the sample liquid supply means 70 and the access mechanism 81, and controls its operation as needed.

【0046】測定手段61は、図3に示すように、光検出
器40に接続された差動アンプアレイ63と、ドライバ64
と、コンピュータシステム等からなり測定値の補正等を
含む信号処理を行う信号処理部65とから構成されてい
る。
As shown in FIG. 3, the measuring means 61 includes a differential amplifier array 63 connected to the photodetector 40 and a driver 64
And a signal processing unit 65 composed of a computer system or the like and performing signal processing including correction of measured values and the like.

【0047】図示の通り上記ドライバ64は、差動アンプ
アレイ63の各差動アンプ63a、63b、63c……の出力を
サンプルホールドするサンプルホールド回路52a、52
b、52c……、これらのサンプルホールド回路52a、52
b、52c……の各出力が入力されるマルチプレクサ53、
このマルチプレクサ53の出力をデジタル化して信号処理
部65に入力するA/D変換器54、マルチプレクサ53とサ
ンプルホールド回路52a、52b、52c……とを駆動する
駆動回路55、および信号処理部65からの指示に基づいて
駆動回路55の動作を制御する制御回路56から構成されて
いる。
As shown, the driver 64 samples and holds the outputs of the respective differential amplifiers 63a, 63b, 63c... Of the differential amplifier array 63.
b, 52c..., these sample and hold circuits 52a, 52
b, 52c,.
The A / D converter 54 that digitizes the output of the multiplexer 53 and inputs it to the signal processing unit 65, the driving circuit 55 that drives the multiplexer 53 and the sample and hold circuits 52a, 52b, 52c,. The control circuit 56 controls the operation of the drive circuit 55 based on the instruction.

【0048】試料液供給機構70は、試料液を所定量だけ
吸引保持するピペット71と、このピペット71を移動させ
る手段72とから構成されたものであり、所定位置にセッ
トされた試料液容器73から試料液をピペット71に吸引保
持し、ターンテーブル20上の所定の停止位置にある測定
ユニット10の試料液保持枠13内にその試料液を滴下供給
する。
The sample liquid supply mechanism 70 is composed of a pipette 71 for sucking and holding a predetermined amount of the sample liquid and a means 72 for moving the pipette 71, and a sample liquid container 73 set at a predetermined position. Then, the sample liquid is sucked and held by the pipette 71, and the sample liquid is dropped and supplied into the sample liquid holding frame 13 of the measurement unit 10 at a predetermined stop position on the turntable 20.

【0049】設定部80は、キーボード等から構成され、
測定者の手動入力操作により、最終判定時間Tf(本実施
形態においては120分)と、初期判定時間T1(本実施形
態においては20分)と、上記変化量の基準範囲として
の上限基準値Spおよび下限基準値Snと、最終基準値Sfと
を、コントローラ60の測定制御手段66に設定する。
The setting unit 80 includes a keyboard and the like.
By the manual input operation of the measurer, the final determination time Tf (120 minutes in the present embodiment), the initial determination time T1 (20 minutes in the present embodiment), and the upper limit reference value Sp as the reference range of the change amount. The lower reference value Sn and the final reference value Sf are set in the measurement controller 66 of the controller 60.

【0050】出入機構81は、測定ユニット10を保持する
保持部82と、この保持部82を移動させる手段83とから構
成され、発明の取り外し手段でもある。
The access mechanism 81 is composed of a holding portion 82 for holding the measuring unit 10 and a means 83 for moving the holding portion 82, and is also a removing means of the present invention.

【0051】以下、上記構成の表面プラズモン測定装置
による表面プラズモン共鳴による全反射減衰角θSP
角度変化量の測定動作について説明する。まず、実際の
測定を行う前に、異なる被検体を含む試料液を複数種類
用意する。また試料液の種類と同数の測定ユニット10を
用意する。通常、測定ユニット10に固定されるセンシン
グ物質は、測定者により異なる。このため、測定者はセ
ンシング物質14の固定されていない測定ユニット(以下
測定カップと記載)を購入し、この測定カップにセンシ
ング物質14を固定する。例えばセンシング物質14が蛋白
質の一種であるストレプトアビジンである場合には、ま
ず測定カップにストレプトアビジン10μg/mLを10
分間液溜めした後、PBS(リン酸バッファ液)で洗浄
を行い、その後エタノールアミンを5分間液溜し、ブロ
ッキングを行う。PBSで洗浄し、非特異吸着防止剤で
ある1%BSA(Bovine Serum Albumin:ウシ血清アル
ブミン )液を10分間液溜めして、再度PBSによる
洗浄を行い、最後にセンシング物質を保護するPBSを
添加して、センシング物質であるストレプトアビシンが
固定された測定ユニット10が作成される。これらの測定
ユニット10は例えば96穴カセットに並べられる。その
後出入機構81により、各測定ユニット10は、順次ターン
テーブル20上の貫通穴22に配置される。
Hereinafter, the operation of the surface plasmon measuring apparatus having the above-described configuration for measuring the amount of change in the total reflection attenuation angle θ SP due to surface plasmon resonance will be described. First, before performing an actual measurement, a plurality of types of sample liquids containing different analytes are prepared. Also, the same number of measurement units 10 as the types of the sample liquid are prepared. Normally, the sensing substance fixed to the measurement unit 10 differs depending on the measurer. For this reason, the measurer purchases a measurement unit to which the sensing substance 14 is not fixed (hereinafter referred to as a measurement cup) and fixes the sensing substance 14 to the measurement cup. For example, when the sensing substance 14 is streptavidin, which is a kind of protein, first, 10 μg / mL of streptavidin is added to the measuring cup.
After pooling for 5 minutes, washing with PBS (phosphate buffer solution) is performed, and then ethanolamine is pooled for 5 minutes to perform blocking. After washing with PBS, a 1% BSA (Bovine Serum Albumin) solution as a non-specific adsorption inhibitor is pooled for 10 minutes, washed again with PBS, and finally PBS that protects the sensing substance is added. Then, a measurement unit 10 to which streptavicin as a sensing substance is fixed is created. These measurement units 10 are arranged, for example, in a 96-well cassette. Thereafter, the measuring units 10 are sequentially arranged in the through holes 22 on the turntable 20 by the access mechanism 81.

【0052】ターンテーブル20が何回が回動された後停
止し、測定ユニット10は、その誘電体ブロック11に上記
光ビーム30が入射する測定位置(図2中の右側の測定ユ
ニット10の位置)に静止する状態となる。この状態のと
き、コントローラ60からの指令でレーザ光源31が駆動さ
れ、そこから発せられた光ビーム30が前述のように収束
する状態で、誘電体ブロック11と金属膜12との界面12a
に入射する。この界面12aで全反射した光ビーム30は、
光検出器40によって検出される。
After the turntable 20 has been rotated a number of times and then stopped, the measuring unit 10 determines the measuring position where the light beam 30 is incident on the dielectric block 11 (the position of the measuring unit 10 on the right side in FIG. 2). ). In this state, the laser light source 31 is driven by a command from the controller 60, and the interface 12a between the dielectric block 11 and the metal film 12 is kept in a state where the light beam 30 emitted therefrom converges as described above.
Incident on. The light beam 30 totally reflected at the interface 12a is
It is detected by the photodetector 40.

【0053】本例における光検出器40は、複数のフォト
ダイオード40a、40b、40c……が1列に配設されてな
るフォトダイオードアレイであり、図1の図示面内にお
いて、光ビーム30の進行方向に対してフォトダイオード
配設方向がほぼ直角となる向きに配設されている。した
がって、上記界面12aにおいて種々の反射角で全反射し
た光ビーム30の各成分を、それぞれ異なるフォトダイオ
ード40a、40b、40c……が受光することになる。
The photodetector 40 in this embodiment is a photodiode array in which a plurality of photodiodes 40a, 40b, 40c,... Are arranged in one row. The photodiodes are arranged so that the direction in which the photodiodes are arranged is substantially perpendicular to the traveling direction. Therefore, different components of the light beam 30 totally reflected at the interface 12a at various reflection angles are received by the different photodiodes 40a, 40b, 40c,.

【0054】上記フォトダイオード40a、40b、40c…
…の各出力は、差動アンプアレイ63の各差動アンプ63
a、63b、63c……に入力される。この際、互いに隣接
する2つのフォトダイオードの出力が、共通の差動アン
プに入力される。したがって各差動アンプ63a、63b、
63c……の出力は、複数のフォトダイオード40a、40
b、40c……が出力する光検出信号を、それらの配設方
向に関して微分したものと考えることができる。
The photodiodes 40a, 40b, 40c...
… Each output of the differential amplifier 63 of the differential amplifier array 63
a, 63b, 63c... At this time, outputs of two photodiodes adjacent to each other are input to a common differential amplifier. Therefore, each differential amplifier 63a, 63b,
The output of 63c is a plurality of photodiodes 40a, 40
It can be considered that the light detection signals output from b, 40c,... are differentiated with respect to their disposition directions.

【0055】各差動アンプ63a、63b、63c……の出力
は、それぞれサンプルホールド回路52a、52b、52c…
…により所定のタイミングでサンプルホールドされ、マ
ルチプレクサ53に入力される。マルチプレクサ53は、サ
ンプルホールドされた各差動アンプ63a、63b、63c…
…の出力を、所定の順序に従ってA/D変換器54に入力
する。A/D変換器54はこれらの出力をデジタル化して
信号処理部65に入力する。
The outputs of the differential amplifiers 63a, 63b, 63c... Are respectively supplied to sample-and-hold circuits 52a, 52b, 52c.
.. Are sampled and held at a predetermined timing and input to the multiplexer 53. The multiplexer 53 is provided for each of the sampled and held differential amplifiers 63a, 63b, 63c,.
Are input to the A / D converter 54 in a predetermined order. The A / D converter 54 digitizes these outputs and inputs them to the signal processing unit 65.

【0056】図4は、界面12aで全反射した光ビーム30
の入射角θ毎の光強度と、差動アンプ63a、63b、63c
……の出力との関係を説明するものである。ここで、光
ビーム30の界面12aへの入射角θと上記光強度Iとの関
係は、同図(1)のグラフに示すようなものであるとす
る。
FIG. 4 shows a light beam 30 totally reflected at the interface 12a.
Light intensity for each incident angle θ and differential amplifiers 63a, 63b, 63c
This explains the relationship with the output of... Here, it is assumed that the relationship between the incident angle θ of the light beam 30 to the interface 12a and the light intensity I is as shown in the graph of FIG.

【0057】界面12aに、ある特定の入射角θSPで入
射した光は、金属膜12とセンシング物質14との界面に表
面プラズモンを励起させるので、この光については反射
光強度Iが鋭く低下する。つまりθSPが全反射減衰角
であり、この角度θSPにおいて反射光強度Iは最小値
を取る。この反射光強度Iの低下は、図1に斜線で示す
ように、反射光中の暗線として観察される。
Light incident on the interface 12a at a specific incident angle θ SP excites surface plasmons at the interface between the metal film 12 and the sensing substance 14, so that the reflected light intensity I of this light sharply decreases. . That is, θ SP is the total reflection attenuation angle, and the reflected light intensity I takes a minimum value at this angle θ SP . This decrease in the reflected light intensity I is observed as a dark line in the reflected light, as shown by oblique lines in FIG.

【0058】また図4の(2)は、フォトダイオード40
a、40b、40c……の配設方向を示しており、先に説明
した通り、これらのフォトダイオード40a、40b、40c
……の配設方向位置は上記入射角θと一義的に対応して
いる。
FIG. 4B shows a photodiode 40.
a, 40b, 40c... indicate the directions in which the photodiodes 40a, 40b, 40c are arranged as described above.
.. Correspond to the incident angle θ uniquely.

【0059】そしてフォトダイオード40a、40b、40c
……の配設方向位置、つまりは入射角θと、差動アンプ
63a、63b、63c……の出力I’(反射光強度Iの微分
値)との関係は、同図(3)に示すようなものとなる。
Then, the photodiodes 40a, 40b, 40c
…… the direction of arrangement, that is, the incident angle θ, and the differential amplifier
The relationship between 63a, 63b, 63c... And the output I ′ (differential value of the reflected light intensity I) is as shown in FIG.

【0060】上記全反射減衰角θSPの角度変化量を反
映した測定値を求めるために、まず、各測定ユニット10
毎に、使用する差動アンプの選択処理および微分値I’
の補正値I’rの設定処理が行われる。信号処理部65
は、A/D変換器54から入力された微分値I’の値に基
づいて、差動アンプ63a、63b、63c……の中から、反
射光強度Iの変化の極大値、すなわち全反射減衰角θ
SPに対応する微分値I’=0に最も近い微分値I’mi
nが得られている差動アンプを選択する。図4の例では
差動アンプ63eとなる。
In order to obtain a measurement value reflecting the amount of change in the total reflection attenuation angle θ SP , first, each measurement unit 10
For each time, the selection process of the differential amplifier to be used and the differential value I ′
Of the correction value I′r is performed. Signal processing unit 65
Is the maximum value of the change in the reflected light intensity I, that is, the total reflection attenuation, from among the differential amplifiers 63a, 63b, 63c... Based on the value of the differential value I 'input from the A / D converter 54. Angle θ
The differential value I'mi closest to the differential value I '= 0 corresponding to SP
Select the differential amplifier for which n is obtained. In the example of FIG. 4, the differential amplifier 63e is used.

【0061】信号処理部65では、差動アンプ63eから出
力された微分値I’minをその測定ユニット10の測定開
始時に対応する測定値である補正値I’rとして図示省
略した記憶部に記憶するとともに0点を表示部62に表示
する。
In the signal processing section 65, the differential value I'min output from the differential amplifier 63e is stored in a storage section (not shown) as a correction value I'r which is a measured value corresponding to the start of measurement by the measuring unit 10. At the same time, the zero point is displayed on the display unit 62.

【0062】次に、ターンテーブル20が何回が回動され
た後、上記測定ユニット10は試料液の供給位置に停止す
る。試料液供給機構70は、順次試料液容器73から試料液
をピペット71に吸引保持し、測定ユニット10の試料液保
持枠13内にその試料液を滴下供給する。試料液として
は、例えば溶媒である0.1%BSA・PBS液(0.1%B
SAを含むPBS液)に被検体であるビオチン化インス
リンが含まれたもの等が用意される。
Next, after the turntable 20 has been rotated a number of times, the measuring unit 10 stops at the position where the sample liquid is supplied. The sample liquid supply mechanism 70 sequentially suctions and holds the sample liquid from the sample liquid container 73 to the pipette 71, and supplies the sample liquid dropwise into the sample liquid holding frame 13 of the measurement unit 10. As a sample solution, for example, a 0.1% BSA / PBS solution (0.1% B
A solution containing biotinylated insulin as a subject in a PBS solution containing SA) is prepared.

【0063】試料液供給機構70により試料液が測定ユニ
ット10に滴下供給されると、再度ターンテーブル20が、
支持体駆動手段21によって回動され、以後略所定時間間
隔で測定ユニット10は測定位置に停止し、測定が行われ
る。試料液が測定ユニット10に供給されてから初期判定
時間T1が経過するまでは、上記測定が間欠的に行われ
る。信号処理部65では、同一の測定ユニットを測定する
毎に、上記選択された差動アンプ63eが出力する微分値
I’から補正値I’rを減算した値である変化量ΔI’
を算出し表示部62に表示する。表示部62には、図5の
(a)に示すような経過時間と変化量ΔI’の関係を示
すグラフが、各測定ユニット毎に、すなわち11個のグ
ラフが同時に表示される。
When the sample liquid is dropped and supplied to the measurement unit 10 by the sample liquid supply mechanism 70, the turntable 20 is again
After being rotated by the support driving means 21, the measuring unit 10 is stopped at the measuring position at substantially predetermined time intervals thereafter, and the measurement is performed. The above measurement is performed intermittently until the initial determination time T1 elapses after the sample liquid is supplied to the measurement unit 10. In the signal processing unit 65, every time the same measurement unit is measured, the change amount ΔI ′ is a value obtained by subtracting the correction value I′r from the differential value I ′ output from the selected differential amplifier 63e.
Is calculated and displayed on the display unit 62. A graph showing the relationship between the elapsed time and the variation ΔI ′ as shown in FIG. 5A is displayed on the display unit 62 for each measurement unit, that is, 11 graphs are simultaneously displayed.

【0064】すなわち、最初の測定時には、差動アンプ
63eが出力する微分値I’の大小にかかわらず、表示さ
れる値は0となる。以後測定ユニットが測定位置に停止
し、測定が行われる毎に、最初に微分値を測定したと
き、すなわち試料液が測定ユニットに供給される前か
ら、測定時までの間の微分値の変化量ΔI’が表示部62
のグラフ上に表示されることとなる。なお、本実施形態
では、測定開始時の測定値として、試料液を測定ユニッ
ト10へ供給する前の測定値を使用した。
That is, at the time of the first measurement, the differential amplifier
Regardless of the magnitude of the differential value I 'output by 63e, the displayed value is 0. Thereafter, every time the measurement unit stops at the measurement position and the measurement is performed, the differential value is measured first, that is, the amount of change in the differential value from before the sample liquid is supplied to the measurement unit until the time of measurement. ΔI ′ is displayed on the display 62
Will be displayed on the graph. In the present embodiment, the measured value before the sample liquid is supplied to the measuring unit 10 is used as the measured value at the start of the measurement.

【0065】微分値I’は、測定チップの金属膜12(図
1参照)に接している物質の誘電率つまりは屈折率が変
化して、図4(1)に示す曲線が左右方向に移動する形
で変化すると、それに応じて上下する。したがって、こ
の微分値I’の変化量ΔI’を時間の経過とともに測定
し続けることにより、金属膜12に接しているセンシング
物質14の屈折率変化を調べることができる。
The differential value I ′ is determined by the fact that the dielectric constant, that is, the refractive index of the substance in contact with the metal film 12 (see FIG. 1) of the measurement chip changes, and the curve shown in FIG. When it changes in the form of doing, it goes up and down accordingly. Therefore, by continuously measuring the variation ΔI ′ of the differential value I ′ with the passage of time, the change in the refractive index of the sensing substance 14 in contact with the metal film 12 can be checked.

【0066】試料液15の中の被検体が、センシング物質
14と結合する物質であれば、それらの結合状態に応じて
センシング物質14の屈折率が変化するので、上記変化量
ΔI’を測定し続けることにより、被検体とセンシング
物質14の結合状態を測定することができ、この測定結果
に基づいて、被検体がセンシング物質と結合する特定物
質であるか否かを判定することができる。
The analyte in the sample solution 15 is a sensing substance
If the substance binds to 14, the refractive index of the sensing substance 14 changes in accordance with the state of their binding. Therefore, by continuously measuring the above-mentioned change ΔI ′, the binding state of the subject and the sensing substance 14 is measured. Based on the measurement result, it can be determined whether or not the analyte is a specific substance that binds to the sensing substance.

【0067】試料液が測定ユニット10に供給されてか
ら、初期判定時間T1(20分)が経過した時点で、測定
制御手段66は、測定手段61で算出された変化量ΔI’と
上限基準値Spおよび下限基準値Snとを比較する。
When the initial determination time T1 (20 minutes) has elapsed since the sample liquid was supplied to the measurement unit 10, the measurement control means 66 determines the change amount ΔI 'calculated by the measurement means 61 and the upper limit reference value. Sp and the lower reference value Sn are compared.

【0068】図5の(b)に破線で示すように、変化量
ΔI’が上限基準値Sp以上である場合には、この測定ユ
ニット10にはセンシング物質と結合する特定物質が存在
していると判定して、表示部62に判定結果を表示して、
この測定ユニット10の測定を終了する。また、変化量Δ
I’が下限基準値Sn以下である場合には、この測定ユニ
ット10にセンシング物質と結合する特定物質は存在して
いないと判定して、やはり測定を終了する。
As shown by the broken line in FIG. 5B, when the variation ΔI ′ is equal to or more than the upper limit reference value Sp, a specific substance that binds to the sensing substance is present in the measurement unit 10. Is determined, the determination result is displayed on the display unit 62,
The measurement by the measurement unit 10 ends. Also, the change amount Δ
If I ′ is equal to or less than the lower reference value Sn, it is determined that there is no specific substance that binds to the sensing substance in the measurement unit 10, and the measurement is also terminated.

【0069】図5の(b)に実線で示すように、変化量
ΔI’が上限基準値Sp以下かつ上記下限基準値Sn以上で
ある場合には、その測定ユニット10の測定は、試料液供
給時から最終判定時間Tfが経過するまで、所定時間間隔
で繰り返される。
As shown by the solid line in FIG. 5B, when the variation ΔI ′ is equal to or less than the upper limit reference value Sp and equal to or greater than the lower limit reference value Sn, the measurement of the measurement unit 10 is performed by the sample liquid supply. It is repeated at predetermined time intervals from the time until the final determination time Tf elapses.

【0070】試料液供給時から最終判定時間Tf(120
分)が経過すると、測定制御手段66は、測定手段により
測定された変化量ΔI’と最終基準値Sfとを比較し、変
化量ΔI’が最終基準値Sfより大きい場合には、測定ユ
ニット10に上記センシング物質と結合する特定物質が存
在していると判定し、変化量ΔI’が最終基準値Sfより
小さい場合には、測定ユニット10に上記センシング物質
と結合する特定物質が存在していないと判定して測定を
終了する。
The final determination time Tf (120
Minute), the measurement control unit 66 compares the change amount ΔI ′ measured by the measurement unit with the final reference value Sf. If the change amount ΔI ′ is larger than the final reference value Sf, the measurement unit 10 It is determined that there is a specific substance that binds to the sensing substance, and when the variation ΔI ′ is smaller than the final reference value Sf, the specific substance that binds to the sensing substance does not exist in the measurement unit 10. And terminate the measurement.

【0071】初期判定時間T1経過後、あるいは最終判定
時間Tf経過時に、測定が終了された場合には、出入機構
81は、コントローラ60の制御により、測定制御手段66が
測定を終了させた測定ユニット10を、ターンテーブル20
の貫通穴22から取り出し、試料液の供給されていない新
しい測定ユニット10をその貫通穴22へ配置する。補正値
の検出後、試料液供給機構70は、コントローラ60の制御
により、別種の被検体が含まれた試料液を供給し、前述
した動作と同様の動作が繰り返される。なお、出入機構
81は、測定が終了した測定ユニット10を取り出す際に
は、測定制御手段66における判定結果に基づいて、セン
シング物質と結合する被検体が存在する測定ユニット
と、存在しない測定ユニットが容易に判別できるよう
に、異なるカセットに収納する。
When the measurement is completed after the elapse of the initial judgment time T1 or the elapse of the final judgment time Tf, the access mechanism is stopped.
The control unit 60 controls the measurement unit 10 that has completed the measurement by the measurement control
And a new measurement unit 10 to which the sample liquid is not supplied is placed in the through hole 22. After the detection of the correction value, the sample liquid supply mechanism 70 supplies a sample liquid containing a different type of subject under the control of the controller 60, and the same operation as that described above is repeated. The entry / exit mechanism
81, when removing the measurement unit 10 for which measurement has been completed, based on the determination result in the measurement control means 66, the measurement unit in which the analyte bound to the sensing substance is present and the measurement unit in which the analyte is not present can be easily determined. So that they are stored in different cassettes.

【0072】以上の説明から明かなように、本実施形態
では、初期判定時間T1が経過した時点で、変化量ΔI’
が上限基準値Sp以上である場合には、試料液中の被検体
がセンシング物質と結合する特定物質であると判定して
その測定ユニットの測定を終了し、変化量ΔI’が下限
基準値Sn以下である場合には、その被検体はセンシング
物質と結合する特定物質ではないと判定してその測定ユ
ニットの測定を終了し、変化量ΔI’が上限基準値Sp以
下で下限基準値Sn以上である場合には、最終判定時間Tf
が経過するまで測定を行い、その時点での変化量ΔI’
が最終基準値Sfより大きい場合には、その被検体はセン
シング物質と結合する特定物質であり、変化量ΔI’が
最終基準値Sf以下である場合には、その被検体はセンシ
ング物質と結合する特定物質ではないと判定しているの
で、初期判定時間T1が経過した時点で、判定が可能であ
れば、その測定ユニット10の測定を終了することがで
き、測定時間を短縮することができる。また判定が困難
であれば、最終判定時間Tfが経過するまで測定を継続す
ればよいので、被検体とセンシング物質との結合状態の
測定精度を低下させることはない。
As is clear from the above description, in the present embodiment, when the initial determination time T1 has elapsed, the change amount ΔI ′
Is greater than or equal to the upper reference value Sp, it is determined that the analyte in the sample liquid is a specific substance that binds to the sensing substance, and the measurement of the measurement unit is terminated, and the change ΔI ′ is smaller than the lower reference value Sn. If it is less than or equal to, the analyte is determined not to be a specific substance that binds to the sensing substance and the measurement of the measurement unit is terminated, and the change amount ΔI ′ is equal to or less than the upper reference value Sp and equal to or greater than the lower reference value Sn. In some cases, the final judgment time Tf
Is measured until the elapsed time, and the change amount ΔI ′ at that time is measured.
Is greater than the final reference value Sf, the analyte is a specific substance that binds to the sensing substance, and if the variation ΔI ′ is less than or equal to the final reference value Sf, the analyte binds to the sensing substance. Since it is determined that the substance is not a specific substance, if the determination is possible at the time when the initial determination time T1 has elapsed, the measurement of the measurement unit 10 can be terminated, and the measurement time can be reduced. If the determination is difficult, the measurement may be continued until the final determination time Tf elapses, so that the measurement accuracy of the binding state between the analyte and the sensing substance is not reduced.

【0073】なお、本実施の形態においては、複数の測
定ユニット10をターンテーブル20上に配置し、このター
ンテーブル20を移動させて各測定ユニット10を順次集光
レンズ32および光検出器40に対して、所定位置に配置で
きるように構成したので、複数の測定ユニット10におけ
る変化量ΔI’を、上記の移動にともなって次々と測定
に供することができ、多数の測定ユニット10についての
測定を平行して行なうことが可能になる。
In the present embodiment, a plurality of measurement units 10 are arranged on a turntable 20, and the turntable 20 is moved to sequentially connect each measurement unit 10 to the condenser lens 32 and the photodetector 40. On the other hand, since it is configured to be able to be arranged at a predetermined position, the variation ΔI ′ in the plurality of measurement units 10 can be used for measurement one after another with the above-mentioned movement, and measurement for a large number of measurement units 10 can be performed. It can be performed in parallel.

【0074】また、測定を終了した測定ユニット10を順
次ターンテーブル20から取り出し、新たな測定ユニット
10をターンテーブル20上へ配置し、次の試料液(被検
体)を供給して測定を行うことができるため、多数の被
検体の判定を短時間で行うことができる。
The measurement units 10 whose measurement has been completed are sequentially taken out of the turntable 20, and a new measurement unit is obtained.
Since the measurement can be performed by arranging the 10 on the turntable 20 and supplying the next sample liquid (analyte), the determination of many analytes can be performed in a short time.

【0075】なお、本実施形態では、初期判定時間T1が
経過した時点で、判定が困難であった測定ユニット10に
関しては、最終判定時間Tfが経過するまで、判定が困難
であった全ての測定ユニットの測定を継続したが、変型
例として、初期判定時間T1が経過した時点で、変化量Δ
I’が上限基準値Sp以下で下限基準値Sn以上である場合
には、測定を継続し、測定毎にその時点での変化量Δ
I’と最終基準値Sfを比較し、変化量ΔI’が最終基準
値Sfより大きい場合には、その測定ユニットにセンシン
グ物質と結合する特定物質が存在していないと判定して
測定を終了するものも考えられる。この場合には、最終
判定時間Tfが経過するまでに、より多数の測定ユニット
10の測定が終了するので、さらに測定時間を短縮するこ
とができる。なお、測定毎に比較する基準値を経過時間
毎に異なる値に設定してもよい。
In the present embodiment, with respect to the measurement unit 10 which has been difficult to determine at the time when the initial determination time T1 has elapsed, all the measurement units which have been difficult to determine until the final determination time Tf has elapsed. The measurement of the unit was continued, but as a modified example, when the initial judgment time T1 elapses, the amount of change Δ
When I ′ is equal to or less than the upper reference value Sp and equal to or greater than the lower reference value Sn, the measurement is continued, and the change Δ
I ′ is compared with the final reference value Sf, and if the variation ΔI ′ is larger than the final reference value Sf, it is determined that the specific substance that binds to the sensing substance does not exist in the measurement unit, and the measurement is terminated. Things are also possible. In this case, a larger number of measurement units are required before the final judgment time Tf elapses.
Since 10 measurements are completed, the measurement time can be further reduced. The reference value to be compared for each measurement may be set to a different value for each elapsed time.

【0076】また、以上説明した各実施形態では、測定
ユニット10を支持する支持体として回動するターンテー
ブル20が用いられているが、支持体の形状や移動方式は
これに限られるものではない。例えば、複数の測定ユニ
ットを支持した支持体を往復直線移動するように構成
し、その移動にともなって複数の測定ユニットを順次光
源31、集光レンズ32および光検出器40からなる光測定部
にセットするようにしても構わない。
Further, in each of the embodiments described above, the rotating turntable 20 is used as a support for supporting the measuring unit 10, but the shape and the moving method of the support are not limited to this. . For example, a support that supports a plurality of measurement units is configured to reciprocate linearly, and the plurality of measurement units are sequentially moved to a light measurement unit including a light source 31, a condenser lens 32, and a photodetector 40 with the movement. It may be set.

【0077】また、上記光測定部を複数設けておけば、
支持体の移動にともなって測定ユニットが順次光測定部
にセットされ、各光測定部で測定を行なえるようにな
る。あるいは、そのような測定部を1つだけ設け、支持
体を一方向に移動させて測定ユニットを光測定部にセッ
トし、測定を行なった後、支持体を逆方向に移動させて
その測定ユニットを再度光測定部にセットし、測定を行
なうようにしてもよい。
If a plurality of the light measuring units are provided,
The measuring unit is sequentially set in the light measuring unit with the movement of the support, and the measurement can be performed in each light measuring unit. Alternatively, only one such measurement unit is provided, the support is moved in one direction, the measurement unit is set on the optical measurement unit, measurement is performed, and then the support is moved in the opposite direction, and the measurement unit is moved. May be set in the optical measurement unit again to perform measurement.

【0078】このように支持体を正、逆方向に移動させ
る方式は、先に説明したターンテーブル20を用いる場合
にも適用可能である。またこのターンテーブル20を用い
る場合に、光測定部を複数設けて、ターンテーブル20が
1回転する間に1つの測定ユニットに関して複数回測定
を行なうように構成することも可能である。
The method of moving the support in the forward and reverse directions is applicable to the case where the turntable 20 described above is used. When the turntable 20 is used, it is also possible to provide a plurality of light measuring units so as to measure one measurement unit a plurality of times while the turntable 20 makes one rotation.

【0079】なお、上記第1の実施の形態の変型例とし
て、図6に示すように、格子状に測定ユニット10が配置
可能なステージ25を固定し、レーザ光源31、集光レンズ
32および光検出器40から構成される光測定ヘッド35をX
軸リニアガイド36およびY軸リニアガイド37からなるリ
ニアガイドに沿って移動させて、各測定ユニット10の測
定を順次行うものも考えられる。また、この場合には、
試料液供給機構70の代わりに、ピペット75およびこのピ
ペット75を移動させるXYZステージ76とから構成され
る試料液供給機構77を用い、さらに出入機構81の代わり
に、測定ユニット10を保持する保持部85と該保持部85を
移動させるXYZステージ86とから成る出入機構87を用
いれば、一つの測定ユニット10の測定を行っている間で
あっても、他の測定ユニット10の出し入れや、試料液供
給を行うことができ、多数の測定ユニットの測定をさら
に短時間で行なうことが可能になる。なお、光測定ヘッ
ド35を複数個備える装置であれば、さらに効率良く測定
を行うことができる。
As a modification of the first embodiment, as shown in FIG. 6, a stage 25 on which the measuring units 10 can be arranged in a grid is fixed, and a laser light source 31 and a condenser lens are arranged.
The light measuring head 35 composed of 32 and the photodetector 40 is connected to X
It is also conceivable that the measurement unit 10 is moved along a linear guide composed of the axis linear guide 36 and the Y-axis linear guide 37 to sequentially measure the measurement units 10. Also, in this case,
A sample liquid supply mechanism 77 including a pipette 75 and an XYZ stage 76 for moving the pipette 75 is used in place of the sample liquid supply mechanism 70, and a holding unit that holds the measurement unit 10 is used instead of the access mechanism 81. With the use of the access mechanism 87 including the 85 and the XYZ stage 86 for moving the holding unit 85, even while one measurement unit 10 is being measured, the other measurement unit 10 can be taken in and out, Supply can be performed, and measurement of a large number of measurement units can be performed in a shorter time. In addition, if the apparatus includes a plurality of optical measurement heads 35, the measurement can be performed more efficiently.

【0080】なお、上述のように、誘電体ブロック11、
金属膜12および試料液保持枠13が一体的に形成された測
定ユニット10に限らず、金属膜12および試料保持枠13が
一体化され、誘電体ブロック11に対して交換可能に形成
された測定ユニットを適用することもできる。
As described above, the dielectric block 11,
Not only the measurement unit 10 in which the metal film 12 and the sample liquid holding frame 13 are integrally formed, but also the measurement unit in which the metal film 12 and the sample holding frame 13 are integrated and exchangeably formed with respect to the dielectric block 11 Units can also be applied.

【0081】次に、図1および図7を参照して本発明の
第2の実施形態について説明する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0082】第2の実施の形態の全体構成は第1の実施
例の形態とほぼ同様であるため、図1において、異なる
構成部の番号のみ図中に付記する。また図7において
は、図2中の要素と同等の要素には同番号を付してあ
り、それらについての説明は特に必要の無い限り省略す
る。
Since the overall configuration of the second embodiment is almost the same as that of the first embodiment, only the numbers of the different components in FIG. 1 are added in the figure. In FIG. 7, the same elements as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted unless otherwise required.

【0083】この第2実施形態の全反射減衰を利用した
センサーは、先に説明した漏洩モード測定装置であり、
測定ユニット90を用いるように構成されている。この測
定ユニット90の誘電体ブロック11の一面(図中の上面)
にはクラッド層91が形成され、さらにその上には光導波
層92が形成されている。
The sensor using the attenuated total reflection according to the second embodiment is the leak mode measuring device described above.
It is configured to use the measurement unit 90. One surface of the dielectric block 11 of this measurement unit 90 (the upper surface in the figure)
, A cladding layer 91 is formed thereon, and an optical waveguide layer 92 is further formed thereon.

【0084】誘電体ブロック11は、例えば合成樹脂やB
K7等の光学ガラスを用いて形成されている。一方クラ
ッド層91は、誘電体ブロック11よりも低屈折率の誘電体
や、金等の金属を用いて薄膜状に形成されている。また
光導波層92は、クラッド層91よりも高屈折率の誘電体、
例えばPMMAを用いてこれも薄膜状に形成されてい
る。クラッド層91の膜厚は、例えば金薄膜から形成する
場合で36.5nm、光導波層92の膜厚は、例えばPMMA
から形成する場合で700nm程度とされる。
The dielectric block 11 is made of, for example, synthetic resin or B
It is formed using an optical glass such as K7. On the other hand, the cladding layer 91 is formed in a thin film shape using a dielectric material having a lower refractive index than the dielectric block 11 or a metal such as gold. Further, the optical waveguide layer 92 is a dielectric having a higher refractive index than the cladding layer 91,
This is also formed in a thin film shape using, for example, PMMA. The thickness of the cladding layer 91 is, for example, 36.5 nm when it is formed from a gold thin film, and the thickness of the optical waveguide layer 92 is, for example, PMMA.
From about 700 nm.

【0085】上記構成の漏洩モードセンサーにおいて、
レーザ光源31から出射した光ビーム30を誘電体ブロック
11を通してクラッド層91に対して全反射角以上の入射角
で入射させると、該光ビーム30が誘電体ブロック11とク
ラッド層91との界面91aで全反射するが、クラッド層91
を透過して光導波層92に特定入射角で入射した特定波数
の光は、該光導波層92を導波モードで伝搬するようにな
る。こうして導波モードが励起されると、入射光のほと
んどが光導波層92に取り込まれるので、上記界面91aで
全反射する光の強度が鋭く低下する全反射減衰が生じ
る。
In the leakage mode sensor having the above configuration,
Light beam 30 emitted from laser light source 31 is a dielectric block
When the light beam 30 is incident on the cladding layer 91 at an incident angle equal to or larger than the total reflection angle through the interface 11, the light beam 30 is totally reflected at the interface 91 a between the dielectric block 11 and the cladding layer 91.
The light of a specific wave number that has passed through the optical waveguide layer 92 and entered the optical waveguide layer 92 at a specific incident angle propagates through the optical waveguide layer 92 in a guided mode. When the waveguide mode is excited in this way, most of the incident light is taken into the optical waveguide layer 92, and thus the total reflection attenuation occurs in which the intensity of the light totally reflected at the interface 91a sharply decreases.

【0086】光導波層92における導波光の波数は、該光
導波層92の上のセンシング物質14の屈折率に依存するの
で、全反射減衰が生じる上記特定入射角を知ることによ
って、センシング物質14の屈折率を測定することができ
る。また、光検出器40の隣接したフォトダイオードの検
出値の差分である微分値I’に基づいて各測定ユニット
90における、微分値の経時変化すなわち全反射減衰の状
態の経時変化を測定し、被検体とセンシング物質14との
結合状態を測定することができる。
Since the wave number of the guided light in the optical waveguide layer 92 depends on the refractive index of the sensing substance 14 on the optical waveguide layer 92, knowing the specific incident angle at which the total reflection attenuation occurs, the sensing substance 14 Can be measured. Further, each measurement unit is determined based on a differential value I ′ which is a difference between detection values of adjacent photodiodes of the photodetector 40.
At 90, the change over time of the differential value, that is, the change over time in the state of attenuated total reflection, can be measured to measure the binding state between the subject and the sensing substance 14.

【0087】本実施形態でも、測定手段61において、初
期判定時間T1が経過した時点で、変化量ΔI’が上限基
準値Sp以上である場合、または変化量ΔI’が下限基準
値Sn以下である場合には、判定を下して、その測定ユニ
ットの測定を終了し、変化量ΔI’が上限基準値Sp以下
で下限基準値Sn以上である場合には、最終判定時間Tfが
経過するまで測定を継続したのち判定を行っているの
で、初期判定時間T1が経過した時点で、判定が可能な測
定ユニット10の測定を終了することができ、測定時間を
短縮することができる。また判定が困難であれば、最終
判定時間Tfが経過するまで測定を継続すればよいので、
被検体がセンシング物質と結合する特定物質であるか否
かの判定精度を低下させることはない。また、第1の実
施形態と同様の変型も可能であり、その効果に関して
も、第1の実施の形態と同様の効果を得られる。
Also in this embodiment, when the change amount ΔI ′ is equal to or larger than the upper limit reference value Sp or the change amount ΔI ′ is equal to or smaller than the lower limit reference value Sn at the time when the initial determination time T1 has elapsed. In this case, the determination is made, the measurement of the measurement unit is terminated, and if the variation ΔI ′ is equal to or less than the upper reference value Sp and equal to or greater than the lower reference value Sn, the measurement is performed until the final determination time Tf elapses. Since the determination is performed after the continuation of the measurement, the measurement of the measurement unit 10 capable of making the determination can be terminated when the initial determination time T1 has elapsed, and the measurement time can be reduced. If the determination is difficult, the measurement may be continued until the final determination time Tf elapses.
The accuracy of determining whether the subject is a specific substance that binds to the sensing substance is not reduced. Further, modifications similar to those of the first embodiment are also possible, and the same effects as those of the first embodiment can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施形態による表面プラズモン
測定装置の全体図
FIG. 1 is an overall view of a surface plasmon measuring device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の表面プラズモン測定装置の要部を示す一
部破断側面図
FIG. 2 is a partially broken side view showing a main part of the surface plasmon measuring device of FIG.

【図3】上記表面プラズモン測定装置に用いられる測定
手段のブロック図
FIG. 3 is a block diagram of measuring means used in the surface plasmon measuring device.

【図4】上記表面プラズモン測定装置における光ビーム
入射角と光検出器による検出光強度との関係、および光
ビーム入射角と光強度検出信号の微分値との関係を示す
概略図
FIG. 4 is a schematic diagram showing a relationship between an incident angle of a light beam and a light intensity detected by a photodetector, and a relationship between an incident angle of a light beam and a differential value of a light intensity detection signal in the surface plasmon measuring device.

【図5】本発明の表面プラズモン共鳴測定方法による測
定結果の一例を示すグラフ
FIG. 5 is a graph showing an example of a measurement result by the surface plasmon resonance measurement method of the present invention.

【図6】本発明の第1の実施形態の変型例の要部を示す
一部破断側面図
FIG. 6 is a partially cutaway side view showing a main part of a modification of the first embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第2の実施形態による漏洩モード測定
装置の要部を示す一部破断側面図
FIG. 7 is a partially cutaway side view showing a main part of a leakage mode measuring apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10、90 測定ユニット 11 誘電体ブロック 12 金属膜 12a 誘電体ブロックと金属膜との界面 13 試料液保持枠 14 センシング物質 15 試料液 20 ターンテーブル 21 支持体駆動手段 25 ステージ 30 光ビーム 31 レーザ光源 32 集光レンズ 35 光測定ヘッド 40 光検出器 60 コントローラ 61 測定手段 62 表示部 66 測定制御手段 70、77 試料液供給機構 80 設定手段 81、87 出入機構 91 クラッド層 91a 誘電体ブロックとクラッド層との界面 92 光導波層 10, 90 Measuring unit 11 Dielectric block 12 Metal film 12a Interface between dielectric block and metal film 13 Sample liquid holding frame 14 Sensing substance 15 Sample liquid 20 Turntable 21 Support driving means 25 Stage 30 Light beam 31 Laser light source 32 Condensing lens 35 Optical measuring head 40 Optical detector 60 Controller 61 Measurement means 62 Display 66 Measurement control means 70, 77 Sample liquid supply mechanism 80 Setting means 81, 87 Access mechanism 91 Cladding layer 91a Interface 92 Optical waveguide layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2G057 AA02 AB04 AB07 AC01 BA01 BA03 BB01 BB06 HA04 2G058 AA01 AA10 CB04 CC08 CF02 CF12 CF21 EA02 EA12 GA02 2G059 AA01 BB04 BB12 CC16 DD12 EE02 EE05 FF04 GG01 GG04 JJ11 JJ12 JJ19 JJ20 KK01 KK04 MM05 PP04  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page F term (reference) 2G057 AA02 AB04 AB07 AC01 BA01 BA03 BB01 BB06 HA04 2G058 AA01 AA10 CB04 CC08 CF02 CF12 CF21 EA02 EA12 GA02 2G059 AA01 BB04 BB12 CC16 DD12 EE02 EE05 FF04 JJ01 KK04 MM05 PP04

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光ビームを発生させる光源と、 前記光ビームに対して透明な誘電体ブロック、この誘電
体ブロックの一面に形成された薄膜層、この薄膜層の表
面上に配されて、試料液中の特定物質と結合するセンシ
ング物質、およびこのセンシング物質の上に前記試料液
を保持する試料液保持機構を備えてなる測定ユニット
と、 前記光ビームを前記誘電体ブロックに対して、該誘電体
ブロックと前記薄膜層との界面で全反射条件が得られる
ように種々の入射角で入射させる光学系と、 前記界面で全反射した光ビームの強度を検出する光検出
手段と、 該光検出手段の間隔をおいた複数回の検出結果に基づい
て、全反射減衰の状態の経時変化を反映した変化量を測
定する測定手段と前記測定手段の動作を制御する測定制
御手段とを備えた全反射減衰を利用したセンサーにおい
て、 最終判定時間Tfおよび初期判定時間T1(但しT1<Tf)お
よび前記変化量の基準範囲を前記測定制御手段へ設定す
る設定手段をさらに備え、 前記測定制御手段が、前記測定ユニットの測定開始から
前記初期判定時間T1経過時に、前記測定手段により測定
された前記変化量と前記基準範囲とを比較し、前記変化
量が前記基準範囲内である場合には測定を終了し、また
測定開始から前記最終判定時間Tf経過時に、測定が継続
されている場合には、その測定を終了するよう制御する
ものであることを特徴とする全反射減衰を利用したセン
サー。
1. A light source for generating a light beam, a dielectric block transparent to the light beam, a thin film layer formed on one surface of the dielectric block, and a sample disposed on the surface of the thin film layer, A sensing substance that binds to a specific substance in the liquid, and a measurement unit including a sample liquid holding mechanism that holds the sample liquid on the sensing substance; and An optical system for entering at various angles of incidence so as to obtain a total reflection condition at an interface between the body block and the thin film layer; a light detection unit for detecting the intensity of a light beam totally reflected at the interface; A measuring means for measuring an amount of change reflecting a temporal change in the state of total reflection attenuation based on a plurality of detection results at intervals of the means, and a measuring control means for controlling the operation of the measuring means. Reflection The sensor using the decay, further comprising a setting means for setting a final determination time Tf, an initial determination time T1 (where T1 <Tf) and a reference range of the change amount to the measurement control means, wherein the measurement control means At the elapse of the initial determination time T1 from the start of measurement by the measurement unit, the change amount measured by the measuring means is compared with the reference range, and when the change amount is within the reference range, the measurement is terminated. A sensor using attenuated total reflection, wherein if the measurement is continued when the final determination time Tf elapses from the start of the measurement, the measurement is controlled to end.
【請求項2】 光ビームを発生させる光源と、前記光ビ
ームに対して透明な誘電体ブロック、この誘電体ブロッ
クの一面に形成された金属膜、この金属膜の表面上に配
されて、試料液中の特定物質と結合するセンシング物
質、およびこのセンシング物質の上に前記試料液を保持
する試料液保持機構を備えてなる測定ユニットと、 前記光ビームを前記誘電体ブロックに対して、該誘電体
ブロックと前記金属膜との界面で全反射条件が得られる
ように種々の入射角で入射させる光学系と、 前記界面で全反射した光ビームの強度を検出する光検出
手段と、 該光検出手段の間隔をおいた複数回の検出結果に基づい
て、表面プラズモン共鳴による全反射減衰の状態の経時
変化を反映した変化量を測定する測定手段と前記測定手
段の動作を制御する測定制御手段とを備えた全反射減衰
を利用したセンサーにおいて、 最終判定時間Tfおよび初期判定時間T1(但しT1<Tf)お
よび前記変化量の基準範囲を前記測定制御手段へ設定す
る設定手段をさらに備え、 前記測定制御手段が、前記測定ユニットの測定開始から
前記初期判定時間T1経過時に、前記測定手段により測定
された前記変化量と前記基準範囲とを比較し、前記変化
量が前記基準範囲内である場合には測定を終了し、また
測定開始から前記最終判定時間Tf経過時に、測定が継続
されている場合には、その測定を終了するよう制御する
ものであることを特徴とする全反射減衰を利用したセン
サー。
2. A light source for generating a light beam, a dielectric block transparent to the light beam, a metal film formed on one surface of the dielectric block, and a sample disposed on the surface of the metal film, A sensing substance that binds to a specific substance in the liquid, and a measurement unit including a sample liquid holding mechanism that holds the sample liquid on the sensing substance; and An optical system for entering at various angles of incidence so as to obtain a total reflection condition at an interface between the body block and the metal film; a light detection unit for detecting the intensity of a light beam totally reflected at the interface; A measuring means for measuring a change amount reflecting a temporal change of a state of attenuated total reflection by surface plasmon resonance based on a plurality of detection results at intervals of the means, and a measuring system for controlling the operation of the measuring means. And a setting means for setting a final judgment time Tf, an initial judgment time T1 (where T1 <Tf) and a reference range of the change amount to the measurement control means. The measurement control means compares the variation measured by the measurement means with the reference range when the initial determination time T1 elapses from the start of measurement of the measurement unit, and the variation is within the reference range. In some cases, the measurement is terminated, and when the final determination time Tf has elapsed from the start of the measurement, if the measurement is continued, control is performed so as to terminate the measurement. Sensor using.
【請求項3】 光ビームを発生させる光源と、 前記光ビームに対して透明な誘電体ブロック、この誘電
体ブロックの一面に形成されたクラッド層、このクラッ
ド層の上に形成された光導波層、この光導波層の表面上
に配されて、試料液中の特定物質と結合するセンシング
物質、およびこのセンシング物質の上に前記試料液を保
持する試料液保持機構を備えてなる測定ユニットと、 前記光ビームを前記誘電体ブロックに対して、該誘電体
ブロックと前記クラッド層との界面で全反射条件が得ら
れるように種々の入射角で入射させる光学系と、 前記界面で全反射した光ビームの強度を検出する光検出
手段と、 該光検出手段の間隔をおいた複数回の検出結果に基づい
て、前記光導波層での導波モードの励起による全反射減
衰の状態の経時変化を反映した変化量を測定する測定手
段と前記測定手段の動作を制御する測定制御手段とを備
えた全反射減衰を利用したセンサーにおいて、 最終判定時間Tfおよび初期判定時間T1(但しT1<Tf)お
よび前記変化量の基準範囲を前記測定制御手段へ設定す
る設定手段をさらに備え、 前記測定制御手段が、前記測定ユニットの測定開始から
前記初期判定時間T1経過時に、前記測定手段により測定
された前記変化量と前記基準範囲とを比較し、前記変化
量が前記基準範囲内である場合には測定を終了し、また
測定開始から前記最終判定時間Tf経過時に、測定が継続
されている場合には、その測定を終了するよう制御する
ものであることを特徴とする全反射減衰を利用したセン
サー。
3. A light source for generating a light beam, a dielectric block transparent to the light beam, a cladding layer formed on one surface of the dielectric block, and an optical waveguide layer formed on the cladding layer Disposed on the surface of the optical waveguide layer, a sensing substance that binds to a specific substance in the sample liquid, and a measurement unit including a sample liquid holding mechanism that holds the sample liquid on the sensing substance, An optical system for causing the light beam to enter the dielectric block at various angles of incidence so as to obtain a total reflection condition at an interface between the dielectric block and the cladding layer; and a light totally reflected at the interface. A light detecting means for detecting the intensity of the beam, and a time-dependent change in a state of attenuated total reflection due to excitation of a waveguide mode in the optical waveguide layer based on a plurality of detection results at intervals of the light detecting means. Anti A sensor using total reflection attenuation provided with a measuring means for measuring the amount of change and a measuring control means for controlling the operation of the measuring means, wherein a final judgment time Tf and an initial judgment time T1 (where T1 <Tf) and The measurement control unit further includes a setting unit that sets a reference range of the change amount to the measurement control unit. And comparing the reference range, the measurement is terminated when the amount of change is within the reference range, and when the final determination time Tf has elapsed since the start of the measurement, when the measurement is continued, the A sensor using attenuated total reflection, wherein the sensor controls the measurement to be completed.
【請求項4】 前記基準範囲の下限値が上限基準値であ
り、 前記測定制御手段が、前記初期判定時間T1経過時に、前
記変化量が前記上限基準値以上である場合には、前記測
定ユニットに前記センシング物質と結合する特定物質が
存在していると判定するものであることを特徴とする請
求項1から3いずれか1項記載の全反射減衰を利用した
センサー。
4. The measurement unit, wherein the lower limit value of the reference range is an upper limit reference value, and the measurement control unit is configured to, when the change amount is equal to or more than the upper limit reference value when the initial determination time T1 has elapsed. 4. The sensor using attenuated total reflection according to claim 1, wherein it is determined that a specific substance that binds to the sensing substance is present.
【請求項5】 前記基準範囲の上限値が下限基準値であ
り、 前記測定制御手段が、前記初期判定時間T1経過時に、前
記変化量が前記下限基準値以下である場合には、前記測
定ユニットに前記センシング物質と結合する特定物質が
存在していないと判定するものであることを特徴とする
請求項1から3いずれか1項記載の全反射減衰を利用し
たセンサー。
5. The measurement unit, wherein an upper limit value of the reference range is a lower limit reference value, and the measurement control unit is configured to determine that the change amount is equal to or less than the lower limit reference value when the initial determination time T1 has elapsed. 4. The sensor using attenuated total reflection according to claim 1, wherein it is determined that there is no specific substance that binds to the sensing substance. 5.
【請求項6】 前記基準範囲が、その下限値が上限基準
値である範囲とその上限値が下限基準値である範囲とか
らなり(但し、下限基準値<上限基準値)、 前記設定手段が、さらに最終基準値を前記測定制御手段
へ設定するものであり、 前記測定制御手段が、前記初期判定時間T1経過時に、前
記測定手段により測定された前記変化量が前記上限基準
値以上である場合には、前記測定ユニットに前記センシ
ング物質と結合する特定物質が存在していると判定し、 前記変化量が前記下限基準値以下である場合には、前記
測定ユニットに前記センシング物質と結合する特定物質
が存在していないと判定し、 さらに前記変化量が前記上限基準値より小さく、かつ前
記下限基準値より大きい場合には、測定を継続し、測定
開始から前記最終判定時間Tfが経過した時点でその測定
を終了し、終了時に前記測定手段により測定された前記
変化量と前記最終基準値を比較し、前記変化量が前記最
終基準値より大きい場合には、前記測定ユニットに前記
センシング物質と結合する特定物質が存在していると判
定するものであることを特徴とする請求項1から3いず
れか1項記載の全反射減衰を利用したセンサー。
6. The reference range includes a range whose lower limit is an upper limit reference value and a range whose upper limit is a lower limit reference value (however, lower limit reference value <upper limit reference value). And further setting a final reference value to the measurement control means.When the measurement control means has passed the initial determination time T1, the change measured by the measurement means is equal to or greater than the upper limit reference value. It is determined that a specific substance that binds to the sensing substance is present in the measurement unit, and when the amount of change is equal to or less than the lower reference value, a specific substance that binds to the sensing substance to the measurement unit is determined. When it is determined that the substance does not exist, and the amount of change is smaller than the upper reference value and larger than the lower reference value, the measurement is continued, and the final determination time Tf from the start of measurement is obtained. At the time of passing, the measurement is terminated, and at the end, the variation measured by the measuring means is compared with the final reference value, and when the variation is larger than the final reference value, the measurement unit The sensor using attenuated total reflection according to any one of claims 1 to 3, wherein it is determined that a specific substance that binds to the sensing substance is present.
【請求項7】 前記基準範囲が、その下限値が上限基準
値である範囲とその上限値が下限基準値である範囲とか
らなり(但し、下限基準値<上限基準値)、 前記設定手段が、さらに最終基準値を前記測定制御手段
へ設定するものであり、 前記測定制御手段が、前記初期判定時間T1経過時に、前
記測定手段により測定された前記変化量が前記上限基準
値以上である場合には、前記測定ユニットに前記センシ
ング物質と結合する特定物質が存在していると判定し、 前記変化量が前記下限基準値以下である場合には、前記
測定ユニットに前記センシング物質と結合する特定物質
が存在していないと判定し、 さらに前記変化量が前記上限基準値より小さく、かつ前
記下限基準値より大きい場合には、測定を継続し、前記
測定手段により測定を行う毎に、前記変化量と前記最終
基準値を比較し、前記変化量が前記最終基準値より大き
い場合には、前記測定ユニットに前記センシング物質と
結合する特定物質が存在していると判定して測定を終了
し、 また測定開始から前記最終判定時間Tf経過時に、測定が
継続されている場合には、その測定を終了するよう制御
するものであることを特徴とする請求項1から3いずれ
か1項記載の全反射減衰を利用したセンサー。
7. The reference range comprises a range whose lower limit is an upper limit reference value and a range whose upper limit is a lower limit reference value (however, lower limit reference value <upper limit reference value). And further setting a final reference value to the measurement control means.When the measurement control means has passed the initial determination time T1, the change measured by the measurement means is equal to or greater than the upper limit reference value. It is determined that a specific substance that binds to the sensing substance is present in the measurement unit, and when the amount of change is equal to or less than the lower reference value, a specific substance that binds to the sensing substance to the measurement unit When it is determined that the substance does not exist, and the amount of change is smaller than the upper limit reference value and larger than the lower limit reference value, the measurement is continued, and every time the measurement is performed by the measuring means, Comparing the amount of change with the final reference value, and if the amount of change is greater than the final reference value, determines that a specific substance that binds to the sensing substance is present in the measurement unit and performs measurement. 4. The method according to claim 1, wherein when the measurement is continued when the final determination time Tf has elapsed from the start of the measurement, the measurement is controlled so as to end the measurement. Sensor using total reflection attenuation described.
【請求項8】 前記初期判定時間T1が前記最終判定時間
Tfの1/2倍以下であることを特徴とした請求項1から
7いずれか1項記載の全反射減衰を利用したセンサー。
8. The initial judgment time T1 is equal to the final judgment time.
The sensor using attenuated total reflection according to any one of claims 1 to 7, wherein the sensor is equal to or less than 1/2 of Tf.
【請求項9】前記測定ユニットを複数個備え、 前記複数個の測定ユニットを着脱自在に保持する支持体
と、 前記複数の測定ユニットの各誘電体ブロックに関して順
次前記種々の入射角が得られるように、前記支持体を前
記光学系および光検出手段に対して相対的に移動させ
て、各測定ユニットを前記光学系および光検出手段に対
して所定位置に配置する移動手段と、 測定が終了した測定ユニットを前記支持体から取り外す
手段とを備えたことを特徴とする請求項1から8いずれ
か1項記載の全反射減衰を利用したセンサー。
9. A plurality of said measurement units, a support for detachably holding said plurality of measurement units, and said various incident angles are sequentially obtained for each dielectric block of said plurality of measurement units. Moving means for moving the support relative to the optical system and the light detecting means, and disposing each measuring unit at a predetermined position with respect to the optical system and the light detecting means; The sensor using attenuated total reflection according to any one of claims 1 to 8, further comprising means for removing a measurement unit from the support.
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