JP2002310904A - 全反射減衰を利用した測定方法および測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 表面プラズモン等による全反射減衰を利用し
た測定装置において、センシング物質と被検体の結合の
測定精度を低下させずに測定時間を短縮する。 【解決手段】 試料液供給求機構70により被検体を含む
試料液15をセンシング物質が固定された測定ユニット10
に供給し、光ビーム30を測定ユニット10の内底面に形成
された金属膜12と、その下の誘電体ブロックとの界面で
全反射条件が得られるように種々の角度で入射させ、界
面において全反射した光ビーム30を光検出器40で検出
し、該光検出値に基づいて時間経過に伴う全反射減衰角
の変化量Ｕ（ｔ）を求める。測定開始から20分間で複数
回検出を行って、測定を終了し、予測式Ｕ（ｔ）＝Ａ
（１−ｅ^−Ｂｔ） のフィッティングパラメータＡおよ
びＢを決定する。測定手段61は上記予測式に基づいて時
間設定部80から入力された最長予測時間120 分までの変
化量Ｕ（ｔ）を算出し表示部62に表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【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測
定等の全反射減衰を利用した測定方法および測定装置に
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
利用した測定方法および測定装置に関するものである。

【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。

【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測定装置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）。

【０００４】上記の系を用いる表面プラズモン測定装置
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。

【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によって検出することがで
きる。

【０００６】上記構成の表面プラズモン測定装置におい
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。

【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。

【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θ_ＳＰ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Ｋ_ＳＰ、表面プラズモン
の角周波数をω、ｃを真空中の光速、ε_ｍ とε_ｓ を
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。

【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θ_ＳＰを知ることにより、被測定物質の誘電率
ε_ｓ、つまりは屈折率に関連する特性を求めることがで
きる。

【００１０】なおこの種の表面プラズモン測定装置にお
いては、全反射減衰角θ_ＳＰ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。

【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。

【００１２】また、全反射減衰（ＡＴＲ）を利用する類
似の測定装置として、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測定装置も知られている。この
漏洩モード測定装置は基本的に、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。

【００１３】上記構成の漏洩モード測定装置において、
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。

【００１４】なおこの漏洩モード測定装置においても、
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。

【００１５】また、上述した表面プラズモン測定装置や
漏洩モード測定装置は、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（表面プラズモン測定装置の場合は金属膜
であり、漏洩モード測定装置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θ_ＳＰ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θ_ＳＰを測定し、該全反射減衰角θ_ＳＰ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。

【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θ_ＳＰ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θ_ＳＰ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測定装置
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
θ_ＳＰ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）。

【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測定方法および装置においては、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θ_ＳＰ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、センシング物質との結合作用が早い被検体で
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、センシング物質との結
合作用の遅い被検体であった場合には、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、測定時間を短縮した場合
には、センシング物質との結合作用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。

【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
用した測定方法および装置を提供することを目的とす
る。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明による全反射減衰
を利用した測定方法は、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表面上に上記試
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、該光検出手段の検出結果に基づいて時間経過に伴う
全反射減衰の状態の変化を測定する測定手段とを備えた
全反射減衰を利用した測定装置において、上記光検出手
段により時間をおいて検出された複数の検出結果に基づ
いて、上記変化を予測する予測式を作成することを特徴
とするものである。

【００２０】また、本発明による全反射減衰を利用した
測定方法は、特に前述の表面プラズモン測定方法を対象
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表面上
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、該光検出手段の検出結果に基づいて、時間
経過に伴う表面プラズモン共鳴による全反射減衰の状態
の変化を測定する測定手段とを備えた全反射減衰を利用
した測定装置において、上記光検出手段により時間をお
いて検出された複数の検出結果に基づいて、上記変化を
予測する予測式を作成することを特徴とするものであ
る。

【００２１】また、本発明による全反射減衰を利用した
測定方法は、特に前述の漏洩モード測定方法を対象とす
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、この光導波層の上
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表面上に上記試料液
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、該光検出手段の検出結果に基づいて、時間経過に
伴う上記光導波層での導波モードの励起による全反射減
衰の状態の変化を測定する測定手段とを備えた全反射減
衰を利用した測定装置において、上記光検出手段により
時間をおいて検出された複数の検出結果に基づいて、上
記変化を予測する予測式を作成することを特徴とするも
のである。

【００２２】上記各種の全反射減衰を利用する測定方法
においては、上記予測式が、 Ｕ（ｔ）＝Ａ（１−ｅ^−Ｂｔ） であってもよい（但し、ｔは測定開始からの経過時間、
ＡおよびＢはフィッティングパラメータ、Ｕ（ｔ）は経
時変化による全反射減衰の状態を反映する変化量であ
る。）。

【００２３】本発明による全反射減衰を利用した測定装
置においては、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表面上に上記試料液を
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
光検出手段の検出結果に基づいて時間経過に伴う全反射
減衰の状態の変化を測定する測定手段とを備えた全反射
減衰を利用した測定装置において、上記測定手段が、上
記光検出手段により時間をおいて検出された複数の検出
結果に基づいて、上記変化を予測する予測式を作成する
ものであることを特徴とするものである。

【００２４】また、本発明による全反射減衰を利用した
測定装置は、特に前述の表面プラズモン測定装置として
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
ンシング物質の表面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、該光検出手段の検出
結果に基づいて、時間経過に伴う表面プラズモン共鳴に
よる全反射減衰の状態の変化を測定する測定手段とを備
えた全反射減衰を利用した測定装置において、上記測定
手段が、上記光検出手段により時間をおいて検出された
複数の検出結果に基づいて、上記変化を予測する予測式
を作成するものであることを特徴とするものである。

【００２５】また、本発明による全反射減衰を利用した
測定装置は、特に前述の漏洩モード測定装置として構成
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
層と、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
グ物質の表面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、該光検出手段の検出結
果に基づいて、時間経過に伴う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変化を測定する測
定手段とを備えた全反射減衰を利用した測定装置におい
て、上記測定手段が、上記光検出手段により時間をおい
て検出された複数の検出結果に基づいて、上記変化を予
測する予測式を作成するものであることを特徴とするも
のである。

【００２６】上記各種の全反射減衰を利用した測定装置
において、上記予測式は、 Ｕ（ｔ）＝Ａ（１−ｅ^−Ｂｔ） であってもよい（但し、ｔは測定開始からの経過時間、
ＡおよびＢはフィッティングパラメータ、Ｕ（ｔ）は経
時変化による全反射減衰の状態を反映する変化量であ
る。）。

【００２７】また、入力操作により最長予測時間を上記
測定手段に設定する時間設定手段をさらに備える場合に
は、上記測定手段が、上記予測式と上記最長予測時間に
基づいて、測定開始から最長予測時間が経過した時点の
予測変化量を算出するものであってもよい。

【００２８】また、上記各種の全反射減衰を利用した測
定装置において、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支持する支持体と、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を備えたものであってもよい。

【００２９】上記支持体が、回動軸を中心とする円周上
に上記複数の測定ユニットを支持したターンテーブルで
あれば、上記移動手段として、このターンテーブルを間
欠的に回動させるものを用いることができる。

【００３０】なお、上記各種の測定方法および測定装置
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、「経過時間ｔ」は、具
体的にはセンシング物質上に試料液が供給されてから実
際に検出を行った時までの経過時間である。

【００３１】なお、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。

【００３２】

【発明の効果】本発明による全反射減衰を利用した測定
方法および測定装置においては、光検出手段の検出結果
に基づいて全反射減衰の状態の経時変化を測定する測定
手段を備えた全反射減衰を利用した測定装置において、
時間をおいて検出された複数の検出結果に基づいて、全
反射減衰の状態の変化を予測する予測式を作成するた
め、時間をおいて数回検出を行い、この検出結果に基づ
いて、一旦予測式を作成すれば、その後の変化はこの予
測式から求めることができる。

【００３３】このため、測定時間を短縮した場合に、そ
の測定時間内ではセンシング物質と結合する被検体であ
るか否かが判定が困難である被検体が存在しても、予測
式を用いて所望の測定時間経過後の全反射減衰の状態の
変化を予測することができ、この予測結果に基づいて、
被検体が特定物質であるか否かを判定することができ
る。したがって、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
ことができる。

【００３４】上記予測式として、 Ｕ（ｔ）＝Ａ（１−ｅ^−Ｂｔ） （但し、ｔは測定開始からの経過時間、ＡおよびＢはフ
ィッティングパラメータ、Ｕ（ｔ）は全反射減衰の状態
の経時変化を反映する変化量である。）を用いる場合に
は、少なくとも２回の検出を行えば、フィッティングパ
ラメータを決定でき、容易に予測式を作成できる。

【００３５】入力操作により最長予測時間を上記測定手
段に設定する時間設定手段をさらに備え、上記測定手段
が、上記予測式と上記最長予測時間に基づいて、測定開
始から最長予測時間が経過した時点の予測変化量を算出
するものであれば、測定者は、センシング物質あるいは
被検体の種類に応じて、最長予測時間を任意に設定で
き、測定開始から所望の時間経過後の全反射減衰の状態
の予測変化量を知ることができ、全反射減衰を利用した
測定装置の利便性が向上する。

【００３６】なお、本発明の全反射減衰を利用した測定
装置のうち、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たもの
においては、複数の測定ユニットにおける全反射減衰の
状態を、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についての測定を平行し
て行なうことが可能になる。

【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θ_ＳＰ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。

【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移動手段としての支持体駆
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、該コントローラ60に接続され
た時間設定部80と、試料液供給機構70とを有している。

【００３９】上記測定ユニット10は図２に示す通り、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。

【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。

【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を貫通穴22の配置角度と等しい角度ず
つ間欠的に回動させる。

【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。

【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。

【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。

【００４５】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。

【００４６】時間設定部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測定終了時間T2および
最長予測時間T1を、後述するコントローラ60の信号処理
部65に設定する。

【００４７】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Ｂを出力する。また上記光検
出器40の出力信号Ｓを受ける測定手段61と、この測定手
段61からの出力を受ける表示部62とを備えている。

【００４８】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る信号処理部65とか
ら構成されている。

【００４９】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。

【００５０】信号処理部65には、記憶部66に予め下記の
予測式が記憶されている。

【００５１】Ｕ（ｔ）＝Ａ（１−ｅ^−Ｂｔ） （但し、ｔは測定開始からの経過時間、Ａ、およびＢは
フィッティングパラメータである。Ｕ（ｔ）は全反射減
衰角θ_ＳＰの経時変化を反映する変化量であり、その詳
細は後述する。） 各測定ユニット毎に、測定開始から時間設定部80により
設定された測定終了時間T2が経過する間に間欠的に検出
された経時変化を反映する変化量Ｕ（ｔ）と、その時の
測定開始からの経過時間である測定時間ｔに基づいて、
フィッティングパラメータＡおよびＢを求め、時間設定
部80により設定された最長予測時間T1が経過後の変化量
Ｕ（T1）を算出し、検出値、予測式とともに表示部62へ
表示する。

【００５２】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θ_ＳＰの
角度変化量の測定動作について説明する。なお、本実施
の形態においては、時間設置部80から測定時間T2として
は２０分、最長予測時間T1としては１２０分が設定され
ている場合を例として説明を行う。

【００５３】まず、実際の測定を行う前に、被検体と溶
媒からなる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
測定ユニットを購入し、この測定カップに所望のセンシ
ング物質14を固定する。例えばセンシング物質14として
は、蛋白質の一種であるストレプトアビジン等がある。
通常それらの測定ユニット10は、不図示の９６穴カセッ
ト内に並べられている。

【００５４】測定ユニット10は、不図示の測定ユニット
移動機構により、順次ターンテーブル20上の貫通穴22に
配置される。ターンテーブル20が何回が回動された後、
測定ユニット10が試料液供給機構70が設けられている位
置に静止すると、測定ユニット10の試料液保持枠13に、
上記試料液供給機構70によって試料液15が供給される。

【００５５】試料液供給機構70は、順次試料液容器73か
ら溶媒をピペット71に吸引保持し、測定ユニット10の試
料液保持枠13内にその溶媒を滴下供給する。例えば被検
体がビオチン化インスリンであれば、試料液としては、
0.1％ＢＳＡ（Bovine SerumAlbumin ：ウシ血清アルブ
ミン）液が含まれるＰＢＳ（リン酸バッファ液）に溶か
されたビオチン化インスリンが準備される。試料液供給
機構70により試料液が測定ユニット10に滴下供給された
後、ターンテーブル20が回動され、測定ユニット10が、
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。なお、測定時間ｔは、測定ユニット10に
試料液が供給された時点を基準に、不図示のタイマーに
より計測されている。

【００５６】この状態で、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。

【００５７】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。

【００５８】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。

【００５９】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。

【００６０】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。

【００６１】界面12ａにある特定の入射角θ_ＳＰ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θ_ＳＰが全反射減衰角で
あり、この角度θ_ＳＰ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Ｄで示すよう
に、反射光中の暗線として観察される。

【００６２】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。

【００６３】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。

【００６４】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、63
ｂ、63ｃ……の中から、全反射減衰角θ_ＳＰに対応する
微分値Ｉ’＝０に最も近い出力が得られているもの（図
３の例では差動アンプ63ｅとなる）を選択し、それが出
力する微分値Ｉ’を表示部62に表示させる。なお、場合
によっては微分値Ｉ’＝０を出力している差動アンプが
存在することもあり、そのときは当然その差動アンプが
選択される。以下所定時間が経過する毎に上記選択され
た作動アンプ18ｅが出力する微分値Ｉ’を同様に検出
し、信号処理部65の記憶部66に記憶する。

【００６５】前述したように測定ユニット10の金属膜12
（図１参照）に接しているセンシング物質14と被検体が
結合すると、センシング物質14の屈折率が変化して、全
反射減衰角θ_ＳＰの角度も変化する。そのため、図３
（１）に示す曲線も左右方向に移動する形で変化し、そ
れに応じて上記微分値Ｉ’も上下する。ここで、測定ユ
ニット10に試料液を供給した直後の微分値Ｉ’、すなわ
ち１回目に測定した微分値Ｉ’をＩ’（０）とし、測定
開始からt分経過後の微分値をＩ’（ｔ）とすると、
Ｉ’（ｔ）とＩ’（０）の差分を次式のように変化量Ｕ
（ｔ）と定義する。

【００６６】Ｕ（ｔ）＝Ｉ’（ｔ）−Ｉ’（０） このとき、この変化量Ｕ（ｔ）は、全反射減衰の状態の
経時変化を反映する変化量となる。

【００６７】信号処理部65では、２回目以降の検出時に
は、検出した微分値Ｉ’（ｔ））と、記憶部66に記憶さ
れた微分値Ｉ’（０）から上記変化量Ｕ（ｔ）を算出
し、該変化量Ｕ（ｔ）とそのときの測定時間ｔとを対応
させて記憶部66に記憶させる。

【００６８】測定開始から測定終了時間T2（２０分）が
経過すると、信号処理部65は、記憶部66に記憶された測
定時間ｔ、変化量Ｕ（ｔ）および下記の記憶式に基づい
て、予測式を作成する。

【００６９】Ｕ（ｔ）＝Ａ（１−ｅ^−Ｂｔ） ２回以上Ｕ（ｔ）が算出されていれば、フィッティング
パラメータＡおよびＢを計算により決定することができ
る。Ｕ（ｔ）の算出回数が３回以上である場合には、適
宜数学的処理を用いて、最も適切なＡおよびＢを採用す
る。

【００７０】例えば測定開始から１０分後および２０分
後のＵ（ｔ）が、図５に示すような値であれば、図５に
波線で示すような予測式が得られる。

【００７１】この予測式から最長予測時間T1（１２０
分）後の予測変化量Ｕ（１２０）を算出すれば、図５に
示すようなＵ（１２０）が得られる。表示部62には、こ
れらの検出値、予測式および予測変化量を表示する。

【００７２】測定者は、表示部62に表示された予測変化
量Ｕ（１２０）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。

【００７３】以上の説明で明らかなように、本実施形態
では、試料液を測定ユニット10に供給後２０分間の間に
行った光検出手段40の検出結果に基づいて、全反射減衰
の状態の変化を反映する変化量Ｕ（ｔ）を予測する予測
式を作成し、この予測式に基づいて、最終予測時間とし
て設定された１２０分後の変化量Ｕ（１２０）を算出し
表示する。

【００７４】このため、２０分間の測定では、被検体が
センシング物質と結合する被検体であるか否かの判定が
困難である被検体に関しては、１２０分後の変化量Ｕ
（１２０）に基づいて、判定することができる。すなわ
ち、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ができ
る。

【００７５】また、上記予測式として、 Ｕ（ｔ）＝Ａ（１−ｅ^−Ｂｔ） を用いているので、変化量Ｕ（ｔ）を少なくとも２回求
めれば、フィッティングパラメータを決定でき、容易に
予測式を作成できる。

【００７６】また、測定者は、センシング物質あるいは
被検体の種類に応じて、最長予測時間T1を任意に設定で
き、全反射減衰を利用した測定装置の利便性が向上す
る。

【００７７】さらに、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を回転させ
て、各測定ユニット10を順次集光レンズ32および光検出
手段40に対して所定位置に配置できるように構成したた
め、複数の測定ユニット10における微分値を、上記ター
ンテーブル20の回転にともなって次々と測定することが
でき、多数の測定ユニット10についての測定を短時間で
行なうことが可能となる。

【００７８】なお、上記第１の実施形態においては、微
分値Ｉ’（０）として、試料液を測定ユニット10へ供給
した直後に検出した値を用いたが、試料液を測定ユニッ
ト10へ供給する前に検出した値を微分値Ｉ’（０）とし
て用いてもよい。また、補正処理等を用いて、適切な
Ｉ’（０）を求めることにより、さらに測定精度を向上
させることができる。

【００７９】また、上記第１の実施形態の変型例とし
て、記憶部66に予め次式を記憶しておいてもよい。

【００８０】Ｉ’（ｔ）＝Ａ（１−ｅ^−Ｂｔ）＋Ｃ この場合には、３回以上Ｉ’（ｔ）の検出を行えば、
Ａ、ＢおよびＣを決定することができ、予測式を作成す
ることができる。必ずしもＩ’（０）を検出する必要は
ない。Ｕ（１２０）を算出する場合には、予測式より
Ｉ'（１２０）およびびＩ’（０）を算出し、その差を
もとめればよい。なお、用いられ予測式は、これらに限
定されるものではなく、種々の数学的処理により、適宜
作成されるものでよい。

【００８１】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、支持体の移動方式や形状は
これに限られるものではない。例えば、ターンテーブル
20を一方向に回転するのではなく、逆方向に移動させて
その測定ユニットを再度、光源31、集光レンズ32および
光検出器40からなる光測定機構にセットし、測定を行な
うようにしてもよい。また、光測定機構を複数設けて、
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。

【００８２】あるいは、複数の測定ユニットを支持した
支持体を往復直線移動またはＸＹ方向に平面移動するよ
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１つあるいは複数個の光測定機構に順次セットするよ
うにしても構わない。

【００８３】なお、上記第１の実施形態の他の変型例と
して、支持体を固定し、光測定機構を移動させて、各測
定ユニット10の測定を順次行うもの、あるいは支持体お
よび光測定機構の両者を移動させて、各測定ユニット10
の測定を順次行うものも考えられる。この場合にも多数
の測定ユニットについての測定を短時間で行なうことが
可能になる。

【００８４】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。

【００８５】次に、図１および図６を参照して本発明の
第２の実施形態について説明する。

【００８６】第２の実施の形態の全体構成は第１の実施
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６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。

【００８７】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。

【００８８】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。

【００８９】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。

【００９０】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。

【００９１】本実施形態でも、信号処理部65において、
第１実施形態と同様に、上記微分値Ｉ’の検出結果に基
づいて予測式を求め、この予測式に基づいて、最終予測
時間が経過後の変化量Ｕ（T1）を算出し表示することが
でき、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ができ
る。また、他の効果に関しても、第１実施形態と同様の
効果を得られる。

【図面の簡単な説明】

【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

【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

【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

【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

【図５】本発明の表面プラズモン共鳴測定方法による検
出結果、予測式および予測変化量の一例を示すグラフ

【図６】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

【符号の説明】

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 30 光ビーム 31 レーザ光源 32 集光レンズ 40 光検出器 60 コントローラ 61 測定手段 62 表示部 65 信号処理部 66 記憶部 70 試料液供給機構 80 時間設定部 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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G057 AA02 AB04 AB07 AC01 BA01 BA03 BB06 HA01 HA02 HA04 2G058 AA01 CC08 CC17 CD04 CF12 CF21 EA02 EA11 GA02 GD00 2G059 BB04 BB12 CC16 DD12 EE02 EE05 FF04 GG01 GG04 JJ11 JJ12 JJ19 JJ20 KK01 KK03 KK04 MM01 MM09 MM10 MM11 PP04

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【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表面上に前記試
   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、 該光検出手段の検出結果に基づいて時間経過に伴う全反
   射減衰の状態の変化を測定する測定手段とを備えた全反
   射減衰を利用した測定装置において、 前記光検出手段により時間をおいて検出された複数の検
   出結果に基づいて、前記変化を予測する予測式を作成す
   ることを特徴とする全反射減衰を利用した測定方法。
2. 【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表面上に前記試
   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、 該光検出手段の検出結果に基づいて、時間経過に伴う表
   面プラズモン共鳴による全反射減衰の状態の変化を測定
   する測定手段とを備えた全反射減衰を利用した測定装置
   において、 前記光検出手段により時間をおいて検出された複数の検
   出結果に基づいて、前記変化を予測する予測式を作成す
   ることを特徴とする全反射減衰を利用した測定方法。
3. 【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表面上に前記試料液を
   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、 該光検出手段の検出結果に基づいて、時間経過に伴う前
   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
   態の変化を測定する測定手段とを備えた全反射減衰を利
   用した測定装置において、 前記光検出手段により時間をおいて検出された複数の検
   出結果に基づいて、前記変化を予測する予測式を作成す
   ることを特徴とする全反射減衰を利用した測定方法。
4. 【請求項４】 前記予測式が、 Ｕ（ｔ）＝Ａ（１−ｅ^−Ｂｔ） 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測定方法（但し、ｔは測定開
   始からの経過時間、ＡおよびＢはフィッティングパラメ
   ータ、Ｕ（ｔ）は経時変化による全反射減衰の状態の変
   化を反映する変化量である。）。
5. 【請求項５】 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表面上に前記試
   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、 該光検出手段の検出結果に基づいて時間経過に伴う全反
   射減衰の状態の変化を測定する測定手段とを備えた全反
   射減衰を利用した測定装置において、 前記測定手段が、前記光検出手段により時間をおいて検
   出された複数の検出結果に基づいて、前記変化を予測す
   る予測式を作成するものであることを特徴とする全反射
   減衰を利用した測定装置。
6. 【請求項６】 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表面上に前記試
   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、 該光検出手段の検出結果に基づいて、時間経過に伴う表
   面プラズモン共鳴による全反射減衰の状態の変化を測定
   する測定手段とを備えた全反射減衰を利用した測定装置
   において、 前記測定手段が、前記光検出手段により時間をおいて検
   出された複数の検出結果に基づいて、前記変化を予測す
   る予測式を作成するものであることを特徴とする全反射
   減衰を利用した測定装置。
7. 【請求項７】 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と、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表面上に前記試料
   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、 該光検出手段の検出結果に基づいて、時間経過に伴う前
   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
   態の変化を測定する測定手段とを備えた全反射減衰を利
   用した測定装置において、 前記測定手段が、前記光検出手段により時間をおいて検
   出された複数の検出結果に基づいて、前記変化を予測す
   る予測式を作成するものであることを特徴とする全反射
   減衰を利用した測定装置。
8. 【請求項８】 前記予測式が、 Ｕ（ｔ）＝Ａ（１−ｅ^−Ｂｔ） であることを特徴とする請求項５から７いずれか１項記
   載の全反射減衰を利用した測定装置（但し、ｔは測定開
   始からの経過時間、ＡおよびＢはフィッティングパラメ
   ータ、Ｕ（ｔ）は経時変化による全反射減衰の状態を反
   映する変化量である。）。
9. 【請求項９】入力操作により最長予測時間を前記測定手
   段に設定する時間設定手段をさらに備え、 前記測定手段が、前記予測式と前記最長予測時間に基づ
   いて、測定開始から最長予測時間が経過した時点の予測
   変化量を算出するものであることを特徴とする請求項５
   から８いずれか１項記載の全反射減衰を利用した測定装
   置。
10. 【請求項１０】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支持する支持体と、 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を備えたことを特徴
    とする請求項５から９いずれか１項記載の全反射減衰を
    利用した測定装置。
11. 【請求項１１】 前記支持体が、回動軸を中心とする円
    周上に前記複数の測定ユニットを支持したターンテーブ
    ルであり、 前記移動手段が、このターンテーブルを間欠的に回動さ
    せるものであることを特徴とする請求項１０記載の全反
    射減衰を利用した測定装置。