JP2002323446A - 反射光測定による被検査体の分析方法及び反射光測定による被検査体の分析装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 反射光測定による被検査体の分析方法及び反
射光測定による被検査体の分析装置において、安価な構
成で被検査体の分析を精度良く行なえるようにする。 【解決手段】 被検査体が点着された測定用チップ１の
点着領域に対して、該点着領域と略重なるような照射領
域で照射光Ｌ１を照射し、該点着領域と略重なるような
照射領域で照射された照射光Ｌ１の測定用チップ１から
の反射光Ｌ２の状態を介して該被検査体の分析を行な
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特に被検査体中の
所定成分物質の濃度を測定するのに好適な、反射光測定
による被検査体の分析方法及び反射光測定による被検査
体の分析装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、被検査液（被検査体）の定量
的な分析〔例えば、被検査液中の特定の化学成分（成分
物質）の濃度測定〕が、様々な産業分野で一般的に行わ
れている。特に血液や尿等のような生物体液中の化学成
分を定量分析することは臨床生化学分野において極めて
重要である。

【０００３】このような定量分析に関する技術として
は、例えば、被検査液を少量点着するだけで、この被検
査液中に含まれている特定の化学成分（所定成分物質）
を定量分析できるドライタイプの化学分析スライドや長
尺テストフィルム等の検査体が、近年、開発／実用化さ
れている。また、このような検査体としては、この他に
も、金属薄膜をコートした基板上に、被検査液中の測定
対象と選択的に反応する物質を固定化した分析チップが
開発されている。

【０００４】以下、このような検査体を用いた定量分析
方法について説明する。つまり、先ず、被検査液を検査
体に点着させてから所定時間だけ恒温保持して、検査体
上で被検査液中の所定成分物質に対して呈色反応を行な
わせる。そして、この呈色反応により生じた色素を、分
析スライドや長尺テストフィルムや分析チップ等のよう
な検査体に沈着させた後、所定の波長を含む測定用の照
射光を、この検査体の点着部に照射して、例えばその光
学的反射強度を測定する。この際、測定用の照射光は、
点着部に確実に照射されるように、その照射面積は、点
着部の面積に対して極めて小さく設定されている。

【０００５】このような測定を行なう場合、光学的反射
強度と所定の化学物質の物質濃度との対応を表す検量線
が予め作成されており、この検量線により、測定された
光学的反射強度に応じて、分析装置等により被検査液中
の所定の化学物質（所定成分物質）の濃度が求められ
る。即ち、呈色反応による被検査液中の発色度合いは、
所定成分物質の濃度に相関し、また、上記光学的反射強
度は上記発色度合いに相関するので、点着部からの光学
的反射強度を介して、発色の度合い、ひいては所定成分
物質の濃度を測定できるのである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、一般的に被
検査液中の成分物質の濃度が低い場合には、点着部にお
ける被検査液中の成分物質の濃度の偏りが顕著なものと
なるため、上記点着部の一部に照射光を照射して定量分
析を行なっても、被検査液の物性（例えば所定成分物質
の濃度）を正確に測定できないおそれがある。

【０００７】また、例えば、検査体の呈色反応領域上に
被検査液を流通させるようなフロー分析法では、流れの
影響により、被検査液中の所定成分物質が、この呈色反
応領域の縁部に集中して沈着し、呈色反応領域において
縁部と中央部とで発色の度合い（色の濃さ）に差異が生
じてしまう。このように点着部や呈色反応領域における
被検査液中の成分物質の濃度（又は発色）にむら（偏
り）があると、点着部に対して照射光がスポット的に照
射されるため、所定成分物質の濃度や被検査液の物性を
正確に測定できないという課題がある。

【０００８】スポット状の照射光を、点着部や呈色反応
領域上をスキャンさせることにより、点着部や呈色反応
領域の全域にわたって測定を行なうことで、点着部や呈
色反応領域内の濃度むらや発色むらの影響を排除するこ
とも考えられるが、照射光をスキャンさせるための機構
は構造が複雑であり、またコストアップを招いてしま
う。

【０００９】本発明は、このような課題に鑑み創案され
たもので、安価な構成で被検査体の分析を精度良く行な
えるようにした、反射光測定による被検査体の分析方法
及び反射光測定による被検査体の分析装置を提供するこ
とを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載
の本発明の反射光測定による被検査体の分析方法は、被
検査体に照射光を照射し、該照射光の該被検査体からの
反射光の状態から、該被検査体に関して分析を行なう、
反射光測定による被検査体の分析方法において、該被検
査体が点着された測定用チップの点着領域に対して、該
点着領域と略重なるような照射領域で該照射光を照射す
る第１ステップと、該点着領域と略重なるような照射領
域で照射された該照射光の該測定用チップからの該反射
光の状態を測定する第２ステップとをそなえて構成され
ていることを特徴としている。

【００１１】この場合、該点着領域の面積に対し、該照
射領域の該点着領域と重なる面積が、０．８５倍以上に
設定され、且つ、該照射領域の該点着領域から外れる面
積が０．４９倍以下に設定されていることが好ましい
（請求項２）。該被検査体に関する分析として、該反射
光の状態から該被検査体中の所定物質の濃度を測定して
もよい（請求項３）。

【００１２】該照射光の該点着部に対する上記の照射に
より表面プラズモン共鳴を誘発し、該反射光の状態を介
して、該表面プラズモン共鳴により吸収される該照射光
の吸収状態を検出するようにしてもよい（請求項４）。
或いは、該照射光を、該測定用チップの点着領域に直接
照射し、上記の反射光の状態として該反射光の光強度を
測定しても良い（請求項５）。

【００１３】請求項６記載の本発明の反射光測定による
被検査体の分析装置は、被検査体が点着された測定用チ
ップの点着領域に対して照射光を照射し、該照射光の該
測定用チップからの反射光の状態から該被検査体に関し
て分析を行なう、反射光測定による被検査体の分析装置
において、該測定用チップの該被検査体が点着される該
点着領域に対して照射光を照射する照射光学系と、該照
射光学系からの該照射光の照射領域が該点着領域と略重
なるように、該照射領域を調整する照射領域調整手段
と、該照射領域調整手段により照射領域を調整された該
照射光に起因する該測定用チップからの反射光の状態を
検出する反射光状態検出手段とをそなえて構成されてい
ることを特徴としている。

【００１４】この場合、該照射領域調整手段により、該
点着領域の面積に対し、該照射領域の該点着領域と重な
る面積が０．８５倍以上であり、且つ、該照射領域の該
点着領域から外れる面積が、０．４９倍以下となるよう
に、該照射光の照射面積が設定されていることが好まし
い（請求項７）。また、該被検査体に関する該分析とし
て、該反射光の状態から該被検査体中の所定物質の濃度
を演算する演算手段をそなえるようにしても良い（請求
項８）。

【００１５】該測定用チップは一方の面に金属薄膜を有
するとともに、該点着領域が、該金属薄膜に該被検査体
が点着されて形成され、該照射光学系が、該金属薄膜を
介して該点着領域上の該被検査体に該照射光を照射する
ように構成され、該照射光が該金属薄膜に照射された際
に該金属薄膜の表面にエバネッセント波が誘起されるよ
うにエバネッセント波誘起手段が更にそなえられ、該反
射光状態検出手段により、該反射光の状態を介して、該
エバネッセント波によって該金属薄膜中に生じる表面プ
ラズモン共鳴により吸収される該照射光の吸収状態を検
出するように構成しても良い（請求項９）。

【００１６】この場合、該エバネッセント波誘起手段
が、該測定用チップの該金属薄膜に設けられた回折格子
であっても良いし（請求項１０）、該測定用チップの他
方の面に設けられたプリズムであっても良い（請求項１
１）。また、該反射光状態検出手段が画像検出手段によ
り構成されていることが好ましい（請求項１２）。

【００１７】該照射光学系を、該照射光を該点着領域に
直接照射するように構成し、該反射光状態検出手段を、
上記の反射光の状態として該反射光の光強度を検出する
ように構成しても良い（請求項１３）。また、該照射領
域調整手段が、該照射光の該測定用チップに対する照射
面積を一定設定するようにしても良いし（請求項１
４）、該照射光の該測定用チップに対する照射面積を可
変設定するようにしても良い（請求項１５）。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。なお、以下の各実施形態で
は、本発明の反射光測定による被検査体の分析方法及び
反射光測定による被検査体の分析装置を、被検査体中の
所定成分物質の濃度の測定に適用した例を説明する。

【００１９】まず、本発明の第１実施形態としての反射
光測定による濃度測定方法（反射光測定による被検査体
の分析方法）及び反射光測定による濃度測定装置（反射
光測定による被検査体の分析装置）について説明する。
図１〜図７は本実施形態の反射光測定による濃度測定方
法及び反射光測定による濃度測定装置について示す図で
ある。

【００２０】近年、非分離分析（ホモジニアスアッセ
イ）やリアルタイムでのモニタリングが可能であり、ま
た、被検査体の適用範囲が広く、さらに安価にシステム
構成可能であることから、表面プラズモン共鳴(ＳＰ
Ｒ：Surface Plasmon Resonance)を利用したＳＰＲセン
サが注目を集めている。本実施形態の濃度測定装置は、
このようなＳＰＲセンサを使用したものであり、被検査
液（被検査体）中の成分物質の内の所定の成分物質（所
定成分物質）の濃度を、表面プラズモン共鳴を利用して
測定する装置（以下、ＳＰＲセンサともいう）である。

【００２１】本ＳＰＲセンサは、図１に示すように、被
検査液が点着される測定用チップ１にＬＥＤ（Light-Em
itting Diode）光（照射光）Ｌ１を照射する照射光学系
２と、照射光Ｌ１の照射領域が点着部（点着領域、これ
については後述する）Ａ₀と略重なるように照射光Ｌ１
を集光する照射領域調整手段としての凸レンズ２Ａと、
測定用チップ１の表面にエバネッセント波（表面波）を
誘起させるためのエバネッセント波誘起手段としてのプ
リズム２Ｂと、測定用チップ１から反射したＬＥＤ光
（反射光）Ｌ２の状態を検出する反射光状態検出手段と
しての画像検出手段〔ここではＣＣＤカメラ（Charge C
oupled Device）〕３と、ＣＣＤカメラ３からの検出情
報に基づき被検査液の所定成分物質の濃度を解析／演算
するコンピュータ（演算手段）４とをそなえて構成され
ている。また、ここでは、凸レンズ２Ａにより、照射光
Ｌ１は測定用チップ１の点着部Ａ₀に対して照射面積を
所定面積に一定設定されるようになっている。

【００２２】以下、測定用チップ１，照射光学系２，凸
レンズ２Ａ，ＣＣＤカメラ３及びコンピュータ４につい
て説明する。先ず、測定用チップ１について説明する
と、測定用チップ１は、図２（ａ），（ｂ），（ｃ）に
示すように、基板１１と、この基板１１にコーティング
された薄い金属層（金属薄膜）１２とをそなえて構成さ
れている。測定用チップ１は、図５（ｂ）に示すよう
に、基板１１をプリズム２Ｂに向けてマッチングオイル
を介してプリズム２Ｂ上に載置される。被検査液は、測
定用チップ１の金属層１２側の所定領域（点着領域）Ａ
₀に点着／固定されるようになっており、以下、この所
定領域Ａ₀を点着部という。

【００２３】ここでは、基板１１はガラスにより構成さ
れ、金属層１２は金により構成されている。ＬＥＤ光Ｌ
１は基板１１を介して金属層１２に照射されるので、基
板１１はＬＥＤ光Ｌ１を透過しうるものであれば良く、
例えばプラスチックや樹脂等でも良い。また、金属層１
２は、表面プラズモン共鳴を誘発するものであれば良
く、例えば白金や銀でも良いし、これらを組み合わせた
多層膜でも良い。

【００２４】次に、照射光学系２及びＣＣＤカメラ３に
ついて説明する。照射光学系２は、図１に示すように、
直流安定化電源２１Ａに接続されたＬＥＤ２１，偏向子
２２，絞り２３をそなえて構成されており、ＬＥＤ２１
から照射された照射光Ｌ１は、偏向子２２より偏向さ
れ、絞り２３により絞られて光幅Ｗ_Lに調整されるよう
になっている。

【００２５】絞り２３からの照射光Ｌ１は、凸レンズ２
Ａによりその縦断面がくさび形状になるように集光され
（以下、このような光を、くさび型光束という）、上述
の通りその照射面積が所定面積にされるようになってい
る。そして、この照射光Ｌ１は、プリズム２Ｂに入射さ
れ、ひいては測定用チップ１のガラス基板１１及び金属
層１２を介して点着部（被検査液）に照射されるように
なっている。このようにくさび型光束である照射光Ｌ１
を点着部に入射させることは、入射角度の異なる多数の
照射光を同時に点着部に照射することと等価となる。

【００２６】ここで、図５（ａ），（ｂ）を参照して照
射光Ｌ１の測定用チップ１に対する照射面積について説
明する。本発明では、測定用チップ１の点着部Ａ₀に対
して金属層１２を介して照射される照射光Ｌ１の照射領
域Ａ_Lと点着部Ａ₀とが略重なるように、照射光Ｌ１の測
定用チップ１に対する照射位置及び照射面積が設定され
ていることに特徴がある。

【００２７】特に、測定用チップ１の点着部Ａ₀に対し
て金属層１２を介して照射される照射光Ｌ１の照射領域
Ａ_Lと点着部Ａ₀とが重なり合う面積（重合面積）Ｓ
₁が、下式（１）に示すように点着部Ａ₀の面積Ｓ₀の
０．８５倍以上であり、且つ、照射領域Ａ_Lの点着部Ａ₀
から外れる面積（点着領域外面積）Ｓ₂が、下式（２）
に示すように点着部Ａ₀の面積Ｓ₀の０．４９倍以下であ
ることを特徴としている。

【００２８】 Ｓ₁≧０．８５Ｓ₀ …（１） Ｓ₂≦０．４９Ｓ₀ …（２） つまり、点着領域Ａ₀に対し上記の重合面積Ｓ₁が小さ過
ぎると、点着部Ａ₀における被検査液中の所定成分物質
濃度に偏りがある場合、点着領域Ａ₀の一部に関する偏
ったデータを採取してしまうこととなり、一方、上記の
点着領域外面積Ｓ₂が大きくなると、点着領域Ａ₀から外
れた領域において不要に測定される領域面積が大きくな
るので、測定精度の低下をまねいてしまう。そこで、点
着領域Ａ ₀に対する重合面積Ｓ₁の比率の下限及び点着領
域外面積Ｓ₂の上限を規定することにより、測定精度を
良好に保持できるようにしているのである。

【００２９】本実施形態では、図５（ａ）に示すよう
に、測定用チップ１の円形の点着部Ａ ₀に対して同心円
状に照射光Ｌ１が照射される（照射光Ｌ１の光軸ＣＬを
点着部Ａ₀の中心Ｃ０に照射する）ように、照射光学系
２，凸レンズ２Ａ及び測定用チップ１がそれぞれ位置設
定されている。このように、点着部Ａ₀と照射光Ｌ１と
が何れも円形に形成され且つ同中心軸上に一設定される
場合には、上式（１），（２）は、下式（３）に示すよ
うに、測定用チップ１の金属薄膜１２上での照射光直径
ＤＬを点着部Ａ₀の直径Ｄ０に対して０．９２倍以上且
つ１．２２倍以下に設定することと等価となる。

【００３０】 ０．９２Ｄ０≦ＤＬ≦１．２２Ｄ０ …（３） なお、絞り２３と凸レンズ２Ａとの距離を調整すること
により、図１に示すように、凸レンズ２Ａの直径全体に
照射光Ｌ１が照射されるように設定されている。そし
て、照射光Ｌ１は、金属層１２に反射され、反射光Ｌ２
として凸レンズ３ＡによりＣＣＤカメラ３に集光される
ようになっている。ＣＣＤカメラ３は、水平方向（図１
では紙面に平行な方向で且つ光軸ＣＬと交叉する方向）
Ｘ及び垂直方向（図１では紙面に垂直な方向）Ｙにそれ
ぞれ複数配列された画素から構成されており、各画素毎
に光強度を検出することができるようになっている。つ
まり、Ｘ−Ｙ座標上において二次元的に反射光Ｌ２の光
強度分布を検出できるようになっているのである。

【００３１】ここで、ＳＰＲセンサの測定原理について
説明すると、プリズム２Ｂを介して測定用チップ１に照
射される照射光Ｌ１の入射角度θｉｎを所定角度にする
と、プリズム２Ｂを通して照射光Ｌ１を入射することに
より測定用チップ１の金属層１２にエバネッセント波が
誘起され、ひいては表面プラズモン共鳴が励起される。
そして、この表面プラズマ波により、くさび型の（入射
角度に分散性を有する）光束である照射光Ｌ１におい
て、特定の入射角度成分の光が吸収される。

【００３２】上述したように、金属層１２からの反射光
Ｌ２はＣＣＤカメラ３に照射されるようになっており、
表面プラズマ波により、照射光Ｌ１の特定の入射角度の
光が吸収された場合には、ＣＣＤカメラ３により、図３
に示すように、この吸収された光の入射角度に対応する
Ｘ方向位置に暗線が検出されることとなる（ＣＣＤカメ
ラ３は、反射光の状態を介して照射光の吸収状態を検出
する）。

【００３３】このような表面プラズマ波により吸収され
る光の入射角度ひいては暗線のＸ方向位置は、点着部Ａ
₀の被検査液の所定成分物質濃度によっても変化するの
で、ＣＣＤカメラ３の検出情報に基づき、コンピュータ
４により被検査液における所定成分物質の濃度が演算さ
れるようになっている。次にコンピュータ４の機能につ
いて図３を参照しながら説明すると、コンピュータ４で
は、下式（４）により、Ｘ方向の画素番号がＡにおける
（所定のＸ方向位置における）光強度の平均値（図３中
の一点鎖線上の光強度の平均値）Ｉ_AVE（Ａ）を演算す
るようになっている。下式（４）中のＩ（Ａ，Ｂ）は、
Ｘ方向の画素番号がＡであり且つＹ方向の画素番号がＢ
である画素の光強度を示す。

【００３４】

【数１】 図４は、横軸に水平方向（Ｘ方向）画素番号Ａを取り、
上式（４）より算出した光強度平均値Ｉ_AVEに基づき反
射光相対強度ｉを算出しプロットしたものである。な
お、反射光相対強度ｉとは、測定された光強度平均値Ｉ
_AVEの最大値が１となり且つ最小値が０になるように換
算したものである。

【００３５】ここでは、反射光相対強度ｉの最小値ｉ
_MINを含む所定の画素番号範囲内（例えば図４に示す例
において画素番号６７から７２）において、二次曲線
（即ち、ｉ＝ａ×Ａ²＋ｂ×Ａ＋ｃ）にフィッティング
され、この二次曲線から算術的に最小値ｉ_MINに対応す
る画素番号、即ち暗線のＸ方向位置（以下、暗線位置と
いう）Ｘ_Dが特定されるようになっている。

【００３６】そして、例えば、測定用チップ１に点着さ
れた被検査液における所定成分物質濃度がゼロの場合の
暗線位置を基準暗線位置Ｘ_D0として、測定された暗線位
置Ｘ _Dとこの基準暗線位置Ｘ_D0との差ΔＸ_D（＝Ｘ_D0―Ｘ
_D）が、反射光Ｌ２の吸収の状態変化量として算出さ
れ、この差ΔＸ_Dに基づき、所定成分物質濃度が演算さ
れるようになっている。

【００３７】本発明の第１実施形態としてのＳＰＲセン
サ（反射光測定による被検査体の分析装置）は、上述し
たように構成されているので、以下の手法（本発明の第
１実施形態としての反射光測定による被検査体の分析方
法）により濃度の測定が行なわれるようになっている
〔以下、図１及び図５（ａ），（ｂ）を参照して説明す
る〕。

【００３８】つまり、先ず、照射光学系２からの照射光
Ｌ１が、測定用チップ１の円形の点着部Ａ₀に略重なる
ように照射される（第１ステップ）。ここでは、照射光
Ｌ１は、円形に形成されており、点着部Ａ₀と同中心軸
上に、点着部Ａ₀の直径Ｄ０に対して０．９２倍以上且
つ１．２２倍以下の直径で照射される。これにより、照
射光Ｌ１の照射領域Ａ_Lと点着部Ａ₀とが重なり合う面積
Ｓ₁が、点着部Ａ₀の面積Ｓ₀の０．８５倍以上、且つ、
照射領域Ａ_Lの点着部Ａ₀から外れる面積Ｓ₂が、点着部
Ａ₀の面積Ｓ₀の０．４９倍以下となる。

【００３９】そして、このように測定用チップ１の円形
の点着部Ａ₀に略重なるように照射された照射光Ｌ１の
反射光Ｌ２が、凸レンズ３Ａを介してＣＣＤカメラ３に
照射される。測定用チップ１に入射した照射光Ｌ１の
内、特定の角度で入射した成分は、表面プラズモン共鳴
により吸収され、これに対応して、ＣＣＤカメラ３によ
り暗所が検出され、コンピュータ４により、この暗所の
位置に応じて、点着部Ａ ₀上の被検査液の所定成分物質
濃度が演算される。

【００４０】このように、照射光学系２からの照射光Ｌ
１が、測定用チップ１の円形の点着部Ａ₀に略重なるよ
うに照射されるので、点着部Ａ₀内で被検査液中の所定
成分物質濃度に偏りがある場合でも、このような濃度の
偏りに左右されることなく濃度を精度良く検出でき、一
方、点着領域Ａ₀から外れた領域における不要な反射光
の影響を未然に抑制でき、濃度を精度良く検出できると
いう利点がある。

【００４１】また、照射光Ｌ１を点着部Ａ₀内でスキャ
ンさせるための機構が不要なので、安価な構成で上記利
点が得られる。なお、上述した実施形態では、エバネッ
セント波誘起手段としてプリズム２Ｂを用いた構成とし
たが、エバネッセント波誘起手段は、測定用チップ１の
金属層１２にエバネッセント波を誘起しうるものであれ
ば何ら限定されない。例えば、図６に示すように、測定
用チップ１Ａの基板１１の金属層１２側に、略等間隔
（例えば１ｍｍ幅に１０００本以上）に並ぶ複数の溝１
３ａからなる回折格子１３を、エバネッセント波誘起手
段として形成するようにしても良い。

【００４２】このように測定用チップに回折格子１３を
設ける場合、当然ながらＳＰＲセンサは、図１に示す構
成においてプリズム１２が不要となる。即ち、ＳＰＲセ
ンサは、測定用チップ１Ａの構成要素である回折格子１
３，照射光学系２，照射領域調整手段（凸レンズ）２
Ａ，ＣＣＤカメラ３及びコンピュータ４とをそなえて構
成されることとなる。この場合、上記実施形態に較べ測
定用チップ１とエバネッセント波誘起手段としての回折
格子１３が一体に構成されるので、取り扱いが容易であ
るという利点がある。

【００４３】なお、測定用チップ１Ａは、例えば、射出
成形，レーザ加工，エッチング等により基板１１に略等
間隔で溝を形成した後、蒸着やスパッタリング等により
この溝側に金属層１２を形成することで製造できる。ま
た、上述の実施形態では、照射領域調整手段を凸レンズ
２Ａにより構成し、この凸レンズ２Ａにより、測定用チ
ップ１に対する照射光Ｌ１の照射領域Ａ_Lを一定設定し
ていたが、照射領域調整手段により照射領域Ａ_Lを可変
設定するようにして良い。この場合、例えば、照射領域
調整手段は、凸レンズ２Ａと、例えば、凸レンズ２Ａと
測定用チップ１との距離を変更するための移動機構とを
そなえて構成され、移動機構により凸レンズ２Ａの焦点
と点着部Ａ₀との相対距離を変化させることで照射面積
Ａ_Lを可変設定できる。これにより、点着部Ａ₀の面積に
応じて、照射面積Ａ_Lを適宜変更することが可能とな
る。

【００４４】なお、上記移動機構としては、例えば、図
１において紙面に平行に（好ましくは、照射領域Ａ_Lと
点着部Ａ₀との同心円状の位置設定が保持されるように
照射光Ｌ１の光軸に沿って）測定用チップ１及びプリズ
ムを一体に移動させるための可動ステージがある。或い
は、可動ステージやかかる移動機構により、凸レンズ２
Ａを照射光学系１と一体に移動させるように構成しても
良い。

【００４５】また、上述の実施形態では、照射領域調整
手段として凸レンズ２Ａを用い、この凸レンズ２Ａによ
り、照射光Ｌ１の照射領域Ａ_Lの照射面積を所定の面積
に設定するように構成したが、例えば、照射領域調整手
段を、図７に示すようなピンホール１４ａを有する遮蔽
板１４により構成し、この遮蔽板１４を測定用チップ１
の基板１１側に載置して、測定用チップ１に所定面積で
ＬＥＤ光Ｌ１を照射するように構成しても良い。

【００４６】このような構成では、点着部Ａ₀の面積に
応じた開口面積（ピンホール１４ａの面積）を有する遮
蔽板１４を用いることにより、凸レンズ２Ａを変更せ
ず、異なる面積の点着部Ａ₀について測定を行なうこと
が可能になる。この場合、遮蔽板１４が照射領域調整手
段として機能し、凸レンズ２Ａは、主に照射光Ｌ１をく
さび型光束に形成するためのものとして機能することと
なる。

【００４７】また、照射領域調整手段として、一般的な
可変ピンホール（例えば互いに異なる開口径のピンホー
ルを有する遮蔽板）を、ＬＥＤ２１と測定用チップ１と
の間に配設し、点着部Ａ₀の面積に応じた開口面積のピ
ンホールを適宜選択するようにしても良い。また、上述
した実施形態では、照射光Ｌ１を凸レンズ２Ａを用いて
くさび型光束とすることにより、点着部Ａ₀に対して互
いに異なる入射角度の光を同時に入射させる構成とした
が、例えば、同位相面が平面である平面波（照射断面に
おいて何れの位置においても入射角度が同一の光）を使
用しても良い。この場合、平面波をスキャンして点着部
Ａ₀に照射させ、平面波の点着部Ａ₀からの反射光強度を
例えばＣＣＤカメラ３により検出し、この光強度の変化
に応じて（即ち、表面プラズモン共鳴による照射光の吸
収状態に応じて）、被検査液体の所定成分物質濃度を検
出できる。

【００４８】この場合、ＳＰＲセンサは、図１に示す構
成に対し、凸レンズ２Ａが不要となる。また、照射領域
調整手段としては、例えば上述のピンホール又は可変ピ
ンホールを使用することができる。或いは照射面積を調
整しうるＬＥＤ２１を使用するようにしてもよい。この
場合、ＬＥＤ２１が、照射領域調整手段を有しているこ
ととなる。

【００４９】また、測定用チップ１の点着部Ａ₀に照射
光として白色光を照射し、表面プラズモン共鳴により吸
収された白色光の波長に基づいて、被検査液体の所定成
分物質濃度を検出する構成としても良い。具体的には、
測定用チップ１からの反射光を分光器を通してＣＣＤカ
メラに照射するようにし、これにより吸収された波長が
暗部としてＣＣＤカメラにより検出できるようになる。
かかる暗部の位置は、吸収される波長に応じて変化し、
また、吸収される波長は、所定成分物質の濃度に因って
変化するので、所定成分物質濃度を検出することができ
るのである。

【００５０】次に、本発明の第２実施形態としての反射
光測定による被検査体の分析方法及び反射光測定による
被検査体の分析装置（以下、単に装置ともいう）につい
て説明する。図８（ａ），（ｂ）は本実施形態の反射光
測定による被検査体の分析方法及び反射光測定による被
検査体の分析装置について示す図である。本装置は、図
８（ａ）に示すように、測定用チップ１′の点着部Ａ₀
に照射光を直接照射するための照射光学系２′，測定用
チップ１′からの反射光の強度を反射光の状態として検
出するための反射光状態検出手段３′及び反射光状態検
出手段３′からの反射強度情報に応じて点着部Ａ₀上の
被検査液の所定成分物質濃度を演算するコンピュータ
（演算手段）４をそなえて構成されている。

【００５１】測定用チップ１′は、上記第１実施形態の
測定用チップ１に対し、金属膜１２のない構成（即ち基
板１１）のもので、ニトロセルロース膜，グラスフィル
ター膜，ナイロン膜，修飾ナイロン膜，ポリビニリデン
ジフルオロライド（ＰＶＤＦ）膜等の膜状物，あるいは
濾紙、不織布（例えばレーヨン，綿糸等のセルロース系
繊維，ガラス繊維，あるいはナイロン，ポリエステル，
ポリプロピレン，ポリウレタン等の化学繊維から調製さ
れたもの）等のシート状物等や、金，白金，銀等の金属
や、ガラス，プラスチック，樹脂等により構成される。

【００５２】照射光学系２′は、ＬＥＤ５及び後述する
光ファイバ群６の光ファイバ６１をそなえて構成され、
反射光状態検出手段３′は、光ファイバ群６の光ファイ
バ６２，シリコンフォトダイオード７及びフォトセンサ
アンプ８をそなえて構成されている。光ファイバ群６
は、図８（ａ）に示すように、その先端６ａを測定用チ
ップ１′の点着部Ａ₀に対抗して配置されている。ま
た、光ファイバ群６は、図８（ｂ）に示すように、上記
光ファイバ６１と、複数（ここでは１６本）の上記光フ
ァイバ６２とをそなえて構成されており、光ファイバ群
６の先端６ａは、光ファイバ６１の一端と、この光ファ
イバ６１の同心円上に配置された光ファイバ６２の一端
とから構成されている。

【００５３】また、光ファイバ６１の他端は、ボールレ
ンズ９を介してＬＥＤ５に接続され、また、光ファイバ
６２の他端は、集合した後、シリコンフォトダイオード
７に接続されている。ＬＥＤ５からのＬＥＤ光（照射
光）は、光ファイバ６１から、円形の横断面形状で進行
方向に向かってその直径が漸増するように照射され、ま
た、円形の点着部Ａ₀に対して同心円上に照射されるよ
うになっている。

【００５４】そして、このＬＥＤ光（反射光）は、測定
用チップ１′から多方向に散乱／反射し、光ファイバ６
１の周囲に設けられた光ファイバ６２により効率的に且
つ万遍なく検出され、各光ファイバ６２を介してシリコ
ンフォトダイオード７に出力されるようになっている。
シリコンフォトダイオード７は、かかる反射光を受光し
て電気信号に変換してフォトセンサアンプ８に出力し、
フォトセンサアンプ８はこの信号を増幅してコンピュー
タ４に出力するようになっている。

【００５５】被検査液中の所定成分物質には予め呈色反
応により色素が沈着されており、所定成分物質の濃度
は、被検査液の色の濃さに反映される。さらに、被検査
液の色の濃さに応じて反射光の光強度が変化し、また、
シリコンフォトダイオード７は、光強度に応じた電圧で
電気を発生するので、コンピュータ４では、シリコンフ
ォトダイオード７からの電圧値に基づき、反射光強度、
被検査液の色の濃さ、ひいては所定成分物質の濃度を演
算するようになっている。

【００５６】なお、所定成分物質そのものが色を有し且
つ被検査液に含まれる所定成分物質の濃度が高いことか
ら被検査液の色が検出可能な濃さにある場合には、呈色
反応を行なわずに所定成分物質の濃度を直接測定するこ
とが可能である。また、光ファイバ６１からの照射光は
拡径しながら進行するので、光ファイバ郡先端６ａと測
定用チップ１′との距離を調整することにより、測定用
チップ１′に対する照射光の照射面積を調整できるよう
になっている。

【００５７】ここでは、測定用チップ１′を支持する図
示しないステージの高さを所定の高さにするとともに、
光ファイバ群６を支持するフレーム部材の高さを所定の
高さにすることにより、かかる照射面積を所定の大きさ
にして、測定用チップ１に対して照射される照射光の照
射領域と点着部Ａ₀とが略重なるように設定されてい
る。したがって、測定用チップ１′を支持する図示しな
いステージと光ファイバ群６を支持するフレーム部材と
が照射領域調整手段として機能していると見ることがで
きる。

【００５８】また、照射領域調整手段として、測定用チ
ップ１′を支持するステージ、及び／又は、光ファイバ
群６を支持するフレーム部材を図８中で上下方向に移動
させる移動機構を設け、この移動機構により、上記ステ
ージ及び／又は上記フレーム部材を移動させて測定用チ
ップ１′と光ファイバ群６との距離ひいては測定用チッ
プ１′に対する照射光の照射面積を変化させるように構
成しても良い。

【００５９】照射面積は、具体的には、第１実施形態と
同様に、かかる照射領域と点着部Ａ ₀とが重なり合う面
積（重合面積）が、点着部Ａ₀の面積Ｓ₀の０．８５倍以
上であり、且つ、照射領域の点着部Ａ₀から外れる面積
（点着領域外面積）が点着部Ａ₀の面積Ｓ₀の０．４９倍
以下になるように設定されている。本発明の第２実施形
態としての濃度測定装置は、上述したように構成されて
いるので、以下の手法（本発明の第２実施形態としての
反射光測定による濃度測定方法）により濃度の測定が行
なわれるようになっている。

【００６０】つまり、先ず、照射光学系２´からの照射
光が、測定用チップ１の円形の点着部Ａ₀に略重なるよ
うに照射される（第１ステップ）。ここでは、照射光の
照射領域と点着部Ａ₀とが重なり合う面積が、点着部Ａ₀
の面積Ｓ₀の０．８５倍以上、且つ、照射領域の点着部
Ａ₀から外れる面積Ｓ₂が、点着部Ａ₀の面積Ｓ₀の０．４
９倍以下になるように照射光Ｌ１が点着部Ａ₀に対して
照射される。

【００６１】そして、このように測定用チップ１の円形
の点着部Ａ₀に略重なるように照射された照射光の反射
光が、その光強度に応じてシリコンフォトダイオード７
により光電変換され、続いてフォトセンサアンプ８によ
り増幅されて、コンピュータ４に出力され、コンピュー
タ４では、この光強度情報に基づき、点着部Ａ₀上の被
検査液の所定成分物質濃度を演算する（第２ステッ
プ）。

【００６２】したがって、第１実施形態と同様に、照射
光が点着部Ａ₀に略重なるように照射されるので、被検
査液中の所定成分物質の濃度を精度良く検出できるとい
う利点がある。なお、本発明の反射光測定による被検査
体の分析方法及び反射光測定による被検査体の分析装置
は上述した各実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸
脱しない範囲で種々の変形を行なうことが可能である。

【００６３】例えば、上述の各実施形態では、いずれ
も、照射光の光軸が点着部の中心を通るように（測定用
チップ上での照射光の断面と点着部とが同心円になるよ
うに）照射位置が設定されていたが、照射光が点着部に
対して略重なるように照射されていれば、照射光の光軸
が点着部の中心を通る必要はない。また、上述の各実施
形態では、いずれも、照射光の横断面形状及び点着部形
状がそれぞれ円形に形成されているが、照射光が点着部
に対して略重なるように照射されるのであれば、これら
の形状は何ら限定されず、また、相互に異なる形状であ
ってもよく、例えば、点着部が四角形で照射光の横断面
形状が三角形であっても良い。

【００６４】また、上記各実施形態では、被検査体とし
て液体（被検査液）を使用した例を説明したが、被検査
体は液体に限定されず、例えばゲル状であっても良い
し、固体であっても良い。被検査体が固体で点着部上で
の分布に偏りがある場合、本発明によれば、上述した実
施形態と同様に、このような偏りによる悪影響を抑制で
きる。

【００６５】また、本発明の反射光測定による被検査体
の分析方法及び反射光測定による被検査体の分析装置
は、上記各実施形態のように被検査体の所定成分物質の
濃度測定だけでなく被検査体の各種物性値の分析に幅広
く適用しうるものである。

【００６６】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。各
実施例は何れも、上記各実施形態と同様に、本発明の反
射光測定による被検査体の分析方法及び反射光測定によ
る被検査体の分析装置を、被検査体中の所定成分物質の
濃度の測定に適用したものである。また、第１実施例
は、上記の第１実施形態に対応するものであり、第２実
施例は、上記の第２実施形態に対応するものである。

【００６７】これらの実施例の説明を通して、各実施形
態で上述した照射光の照射領域と点着部とが重なり合う
面積（重合面積）及び照射領域の点着部から外れる面積
（点着領域外面積）の好ましい設定範囲〔上式（１），
（２）参照〕の決定根拠を説明する。 （Ａ）第１実施例 本発明の反射光測定による被検査体の分析装置の第１実
施例としてのＳＰＲ装置は、上記第１実施例と略同様に
構成されており、図１示すように、照射光学系２，凸レ
ンズ２Ａ，プリズム２Ｂ，ＣＣＤカメラ３及びコンピュ
ータ４をそなえて構成されており、測定用チップ１には
円形の点着部Ａ₀に対して同心円状に照射光Ｌ１が金属
層１２を介して照射されるようになっている。

【００６８】ここでは、照射光学系２のＬＥＤ２１とし
て波長６８０ｎｍのＬＥＤが使用され、ＬＥＤ２１には
直流安定化電源２１Ａから３ｍＶの電源電圧が供給され
るようになっている。また、凸レンズ２Ａは、石英製
で、直径φが５０ｍｍ、焦点距離ｆが５０ｍｍのものが
使用され、プリズム２Ｂには６０度型のものが使用され
ている。また、凸レンズ３Ａは、石英製で、直径φが２
０ｍｍ、焦点距離ｆが５０ｍｍのものが使用されてい
る。

【００６９】また、本ＳＰＲ装置には、さらに、測定用
チップ１及びプリズム２Ｂ用の図示しない移動機構を有
しており、この移動機構により測定用チップ１とプリズ
ム２Ｂとを図１中で上下方向に移動させることにより、
測定用チップ１に対する照射光Ｌ１の照射領域Ａ_Lの直
径を変更できるようになっている。また、測定用チップ
１は、図２（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように構成さ
れており、ここでは、基板１１はガラス材により構成さ
れ、その各平面寸法Ｗ，Ｌは、それぞれ１３ｍｍ，３３
ｍｍに設定され、金属層１２として金（Ａｕ）が厚さ５
０ｎｍ（ｔ＝５０ｎｍ）でコーティングされている。ま
た、点着部Ａ₀としての反応場が直径は２ｍｍに設定さ
れている。そして、この点着部（反応場）Ａ ₀には、以
下のようにして被検査液が固定された。

【００７０】つまり、洗浄処理を施した測定用チップ１
（以下、金蒸着ガラスともいう）の金属層１２上に、Ｂ
型肝炎ウイルス抗原に対するウサギのＩｇＧを３ｕｇ／
ｍＬの濃度で含む試薬１を２μＬ滴下して９０分間室温
で放置し、金属層１２上の領域Ａ₀に物理的に固定し
た。次にアルカリフォスファターゼ（ＡＬＰ）で標識し
た抗ウサギＩｇＧ抗体（所定成分物質）を１％牛血清ア
ルブミンを含むリン酸緩衝液で２００倍希釈したもの
（非検査液、以下、サンプル１という）を、先に試薬１
を固定した領域Ａ₀に１０ｕＬ滴下した。

【００７１】この領域（反応場）Ａ₀で、試薬１とサン
プル１とを室温で１２０分間反応させた後、洗浄操作を
行って、未反応のサンプル１を除去した。そして、この
測定用チップ１を、ＡＬＰの酵素基質である１−Ｓｔｅ
ｐ ＮＢＴ／ＢＣＩＰ試薬に浸漬した後で振とうして酵
素反応させた。これにより、金属層１２の反応場（点着
部）Ａ₀に点着／固定された試薬１中の所定成分物質に
対して青色色素が沈着された。

【００７２】なお、ＳＰＲセンサでは、所定成分物質に
対して色素を沈着しなくとも被検査液中の所定成分物質
の濃度を測定できるが、ここでは作業者が作業し易いよ
うに点着部Ａ₀に色素を沈着させて、点着部Ａ₀を目視で
きるようにしている。また、所定成分物質の濃度が非常
に低い場合、十分な測定感度（ここでは表面プラズモン
共鳴による照射光の吸収状態の変化）が得られないた
め、測定チップ上において所定成分物質に色素を沈着さ
せて測定感度を増幅させるようにしてもよい。具体的に
は、例えば、特異的結合物質（所定成分物質に対して特
異的に結合する物質）に酵素を結合させたものを、所定
成分物質に特異的に結合させ、さらにこれに上記酵素に
対する基質を添加することにより、酵素反応により生成
する色素を所定成分物質に沈着させることができる。

【００７３】本発明の第１実施例としてのＳＰＲ装置は
上記のように構成されており、直径の２ｍｍの点着部Ａ
₀を有する同一の金蒸着ガラス１に対し、照射光Ｌ１の
金属層１２に対する照射直径を変化させて（ここでは
０．５ｍｍ，２ｍｍ，２．５ｍｍ及び３ｍｍの５種類に
ついて）、金蒸着ガラス１の着脱操作を挟んでそれぞれ
５回の測定を行なった。

【００７４】そして、各照射直径のそれぞれについて、
所定成分物質濃度と相関する暗線位置（以下ＳＰＲ応答
値ともいうＸ_D（図４参照）の５回の測定に対する再現
性を、ＣＶ値〔＝（相対標準偏差／平均値）×１００〕
（％）として求めた。図９は、照射直径とＣＶ値との関
係を示し、『●』が測定値であり、これらの測定値に基
づいて図示するように照射直径−ＣＶ値相関曲線Ｃ１を
形成した。図９からも分かるように、照射直径と点着部
Ａ₀の直径（＝２ｍｍ）との差が小さい程ＣＶ値が低く
再現性が高くなる傾向が見られた。

【００７５】これは、点着部Ａ₀の直径に対して小さな
照射面積で照射光を照射した場合には、点着部Ａ₀全体
の平均濃度に対して色素濃度又は所定成分物質濃度が大
きく異なった箇所について照射光が照射されてしまい、
逆に、点着部Ａ₀に対し大きな照射面積で照射光を照射
した場合には、色素又は所定成分物質の沈着していない
部分の反射光情報がＳＰＲ応答値に含まれてしまったこ
とにより、それぞれＳＰＲ応答値がばらついてしまった
ものと考えられる。

【００７６】ＣＶ値が１０％以下であることを測定精度
の目安とすると、図９の照射直径−ＣＶ値相関曲線Ｃ１
よりＣＶ値が１０％以下となる照射直径は１．８３ｍｍ
〜２．４５ｍｍの範囲であり、これは、点着部Ａ₀の直
径に対して０．９２〜１．２２倍の範囲となる。 （Ｂ）第２実施例 本発明の第２実施例としての反射光測定による被検査体
の分析装置は、上記第２実施例と略同様に構成されてお
り、図８（ａ），（ｂ）に示すように、照射光学系
２′，反射光状態検出手段３′及びコンピュータ４をそ
なえて構成されている。そして、照射光学系２′及び反
射光状態検出手段３′の共通の構成要素である光ファイ
バ群６の光ファイバ６１から、測定用チップ１′の円形
の点着部Ａ₀に対して同心円状に照射光が照射され、光
ファイバ群６の光ファイバ６２より測定用チップ１′か
らの反射光が測定されるようになっている。

【００７７】また、本装置には、光ファイバ群６を支持
する図示しないフレーム部材に移動機構が設けられてお
り、この移動機構で光ファイバ群６を移動させることに
より、測定用チップ１′と光ファイバ群６との距離、ひ
いては測定用チップ１′に対する照射光の照射直径を変
更できるようになっている。ここでは、ＬＥＤ５は、波
長４９０ｎｍの短波長ＬＥＤが使用されている。また、
光ファイバ６１には直径１ｍｍのものが使用され、光フ
ァイバ６２には、それぞれ直径０．２５ｍｍのものが使
用されている。

【００７８】また、本実施例では、上記第１実施例と同
一の測定用チップを使用した。即ち、本実施例で使用さ
れた測定用チップ１は、図２（ａ），（ｂ），（ｃ）に
示すように、基板１１（Ｗ×Ｌ＝１３ｍｍ×３３ｍｍ）
及び基板１１上のコーティング層１２をそなえてなり、
コーティング層１２の厚さは５０ｎｍに設定されてい
る。本装置構造では、測定用チップをこのような二層構
造にする必要はなく、これは、便宜的に第１実施例及び
第２実施例で測定用チップを共用化したものによる。

【００７９】また、点着部Ａ₀としての反応場は、本実
施例では直径３ｍｍに設定されており、点着部（反応
場）Ａ₀には、以下のようにして被検査液が固定され
た。先ず、装置外部の混合系において、所定成分物質で
あるクレアチニン，クレアチニンキナーゼ，クレアチン
キナーゼ，サクロシンデヒドロゲナーゼ，ホルムアルデ
ヒドデヒドロゲナーゼ及びＮＡＤ＋を混合し、被検査液
を調整する。混合系では、１）クレアチニンが、クレア
チニンキナーゼの酵素触媒作用によりクレアチンとな
り、２）さらにクレアチンキナーゼの酵素触媒作用によ
りクレアチンから尿素とサクロシンが生成する。３）こ
のサクロシンはサクロシンデヒドロゲナーゼの酵素触媒
作用によりグリシンとホルムアルデヒドになり、４）さ
らにこのホルムアルデヒドはホルムアルデヒドデヒドロ
ゲナーゼの酵素触媒作用により、ぎ酸となる。この反応
においてＮＡＤ＋を共役させるとＮＡＤＨが生成する。
このＮＡＤＨ量は所定成分物質であるクレアチニンの量
と相関する。

【００８０】次に、上記被検査液と発色試薬とを測定用
チップ１に滴下する。測定用チップ１には予め直径３ｍ
ｍの円形状領域Ａ₀にジアホラーゼが固定化されてお
り、この領域Ａ₀において、混合試薬中のＮＡＤＨが、
ジアホラーゼの酵素触媒作用により発色試薬中のＮＢＴ
を還元し、ＮＢＴ−ホルマザンという青色の沈着性色素
が生成／沈着する。これにより、測定用チップ１の領域
Ａ₀が点着部として形成されることとなる。

【００８１】本発明の第２実施例としての反射光測定に
よる被検査体の分析装置は上記のように構成されてお
り、同一反応条件により上述したように被検査液を点着
した測定用チップ１を３枚用意し、これらの各測定用チ
ップ１に対し、それぞれ、図１０に示すような５種類の
照射直径で測定を行なった。したがって、各照射直径毎
に、同一仕様の測定用チップ１に対し所定成分物質濃度
と相関する３点の反射光強度が得られた。

【００８２】そして、これらの測定結果から、各照射直
径において、測定再現性（測定の安定度）を表すＣＶ値
〔＝（相対標準偏差／平均値）×１００〕（％）求め
た。この結果を図１０に示す。図１０中の『●』は測定
値を示し、これらの測定値に基づいて図示するように照
射直径−ＣＶ値相関曲線Ｃ２を形成した。図１０からも
分かるように、照射直径と点着部Ａ₀の直径（＝３ｍ
ｍ）との差が小さい程ＣＶ値が低く再現性が高くなる傾
向が見られた。

【００８３】これは、上述した第１実施例と同様に、実
験で用いた色素分子が不均一に分布しやすい性質を有す
るため、点着部Ａ₀の直径に対して小さな照射面積で照
射光を照射した場合には、点着部Ａ₀の一部のみが測定
対象範囲とされ、点着部Ａ₀全体の平均表面濃度に対し
て偏った濃度の領域に照射光が照射されてしまい、逆
に、点着部Ａ₀の直径に対し大きな照射面積で照射光を
照射した場合には、色素の沈着していない部分の反射光
情報が応答値に含まれたことにより応答値がばらついて
しまったものと考えられる。

【００８４】ＣＶ値が１０％以下であることを測定精度
の目安とすると、図１０の照射直径−ＣＶ値相関曲線Ｃ
２よりＣＶ値が１０％以下となる照射直径は２．７２ｍ
ｍ〜４．８６ｍｍの範囲であり、これは、点着部Ａ₀の
直径に対して０．９１〜１．６２倍の範囲となる。 （Ｃ）結論 上述した第１実施例及び第２実施例の何れについてもＣ
Ｖ値が１０％以下となる範囲は、点着部Ａ₀の直径に対
する照射直径の比率が、０．９２〜１．２２倍の範囲で
ある。これを、照射領域と点着部Ａ₀とが重なり合う面
積（重合面積）Ｓ₁及び照射領域の点着部Ａ₀から外れる
面積（点着領域外面積）Ｓ₂に対する範囲に置き換える
と、各実施形態で上述したように、重合面積Ｓ₁は点着
部Ａ₀の面積Ｓ₀の０．８５倍以上且つ点着領域外面積Ｓ
₂が点着部Ａ₀の面積Ｓ₀の０．４９倍以下となるのであ
る。

【００８５】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
被検査液が点着された測定用チップの点着領域に対し
て、点着領域と略重なるような照射領域で照射光が照射
されるので、照射光を点着領域に対してスキャンさせる
ための機構を設けずに、点着領域における被検査液中の
所定成分物質濃度に偏りがある場合でも、このような濃
度の偏りに左右されることなく、反射光測定に基づき被
検査体の分析（例えば被検査液中の所定成分物質濃度の
ような各種物性値の測定）を精度良く行なえ、一方、照
射領域から外れた領域における不要な反射光の影響を未
然に抑制でき、したがって安価な構成で被検査体の分析
を精度良く行なえるという利点がある。

【００８６】この場合、点着領域の面積に対し、照射領
域の該点着領域と重なる面積を０．８５倍以上とし、且
つ、照射領域の点着領域から外れる面積を０．４９倍以
下とすることにより、上記効果を確実に得られるように
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態としてのＳＰＲセンサ
（分析装置）の構成を示す模式図である。

【図２】本発明の第１実施形態としてのＳＰＲセンサ
（分析装置）にかかる測定用チップの構成を示す図であ
り、（ａ）はその模式的斜視図、（ｂ）はその模式的断
面図、（ｃ）はその模式的平面図である。

【図３】本発明の第１実施形態としての分析方法を説明
するための図であり、ＣＣＤカメラ（画像検出装置）に
より検出された反射光状態を示す図である。

【図４】本発明の第１実施形態としての分析方法を説明
するための図であり、ＣＣＤカメラ（画像検出装置）の
水平方向画素番号と反射光相対強度との関係を示す模式
図である。

【図５】本発明の第１実施形態としてのＳＰＲセンサ
（分析装置）において測定用チップに対する照射光の照
射方法を説明するための図であり、（ａ）は測定用チッ
プの模式的平面図、（ｂ）は測定用チップの模式的側面
図である。

【図６】本発明の第１実施形態としてのＳＰＲセンサ
（分析装置）の変形例の構成を説明するための図であっ
て、測定用チップの模式的な拡大斜視図である。

【図７】本発明の第１実施形態としてのＳＰＲセンサ
（分析装置）の変形例の構成を説明するための模式的な
斜視図である。

【図８】本発明の第２実施形態としての分析装置の構成
を示す図であり、（ａ）はその全体構成を示す模式的な
斜視図、（ｂ）は（ａ）のＸ矢視に対する拡大模式図で
ある。

【図９】本発明の第１実施例にかかる照射直径とＣＶ値
との関係を示す図である。

【図１０】本発明の第２実施例にかかる照射直径とＣＶ
値との関係を示す図である。

【符号の説明】

１，１′，１Ａ 測定用チップ ２，２′ 照射光学系 ２Ａ 凸レンズ（照射領域調整手段） ２Ｂ プリズム（エバネッセント波誘起手段） ３ ＣＣＤカメラ（反射光状態検出手段） ３Ａ 凸レンズ ３′ 反射光状態検出手段 ４ コンピュータ（演算手段） ５ ＬＥＤ ６ 光ファイバ群 ６ａ 光ファイバ群の先端 ７ シリコンフォトダイオード ８ フォトセンサアンプ ９ ボールレンズ １１ 基板 １２ 金属層（金属薄膜） １３ 回折格子（エバネッセント波誘起手段） １３ａ 溝 １４ 遮蔽板（照射領域調整手段） １４ａ ピンホール ２１ ＬＥＤ ２１Ａ 直流安定化電源 ２２ 偏向子 ２３ 絞り ６１，６２ 光ファイバ Ａ₀ 点着部（点着領域） Ａ_L 照射領域 Ｌ１ 照射光 Ｌ２ 反射光 Ｓ₁ 照射領域と点着部とが重なり合う面積 Ｓ₂ 照射領域の点着部から外れる面積

フロントページの続き (72)発明者 大平落 嘉寛 神奈川県横浜市青葉区鴨志田町1000番地 三菱化学株式会社横浜総合研究所内 Ｆターム(参考） 2G059 AA01 BB04 BB12 CC16 DD04 DD13 EE02 GG02 HH02 HH06 JJ05 JJ11 JJ12 JJ17 KK01 KK04 MM01 MM03 MM12

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検査体に照射光を照射し、該照射光の
   該被検査体からの反射光の状態から、該被検査体に関し
   て分析を行なう、反射光測定による被検査体の分析方法
   において、 該被検査体が点着された測定用チップの点着領域に対し
   て、該点着領域と略重なるような照射領域で該照射光を
   照射する第１ステップと、 該点着領域と略重なるような照射領域で照射された該照
   射光の該測定用チップからの該反射光の状態を測定する
   第２ステップとをそなえて構成されていることを特徴と
   する、反射光測定による被検査体の分析方法。
2. 【請求項２】 該点着領域の面積に対し、 該照射領域の該点着領域と重なる面積が、０．８５倍以
   上に設定され、且つ、該照射領域の該点着領域から外れ
   る面積が０．４９倍以下に設定されていることを特徴と
   する、請求項１記載の反射光測定による被検査体の分析
   方法。
3. 【請求項３】 該被検査体に関する分析として、該反射
   光の状態から該被検査体中の所定成分物質の濃度が測定
   されることを特徴とする、請求項１又は２記載の反射光
   測定による被検査体の分析方法。
4. 【請求項４】 該照射光の該点着部に対する上記の照射
   により表面プラズモン共鳴を誘発し、該反射光の状態を
   介して、該表面プラズモン共鳴により吸収される該照射
   光の吸収状態を検出することを特徴とする、請求項１〜
   ３の何れか１項記載の反射光測定による被検査体の分析
   方法。
5. 【請求項５】 該照射光を、該測定用チップの点着領域
   に直接照射し、上記の反射光の状態として該反射光の光
   強度を測定することを特徴とする、請求項１〜３の何れ
   か１項記載の反射光測定による被検査体の分析方法。
6. 【請求項６】 被検査体が点着された測定用チップの点
   着領域に対して照射光を照射し、該照射光の該測定用チ
   ップからの反射光の状態から該被検査体に関して分析を
   行なう、反射光測定による被検査体の分析装置におい
   て、 該測定用チップの該被検査体が点着される該点着領域に
   対して照射光を照射する照射光学系と、 該照射光学系からの該照射光の照射領域が該点着領域と
   略重なるように、該照射領域を調整する照射領域調整手
   段と、 該照射領域調整手段により照射領域を調整された該照射
   光に起因する該測定用チップからの反射光の状態を検出
   する反射光状態検出手段とをそなえて構成されているこ
   とを特徴とする、反射光測定による被検査体の分析装
   置。
7. 【請求項７】 該照射領域調整手段により、 該点着領域の面積に対し、該照射領域の該点着領域と重
   なる面積が０．８５倍以上であり、且つ、該照射領域の
   該点着領域から外れる面積が、０．４９倍以下となるよ
   うに、該照射光の照射面積が設定されていることを特徴
   とする、請求項６記載の反射光測定による被検査体の分
   析装置。
8. 【請求項８】 該被検査体に関する該分析として、該反
   射光の状態から該被検査体中の所定成分物質の濃度を演
   算する演算手段がそなえられていることを特徴とする、
   請求項６又は７記載の反射光測定による被検査体の分析
   装置。
9. 【請求項９】 該測定用チップは一方の面に金属薄膜を
   有するとともに、該点着領域が、該金属薄膜に該被検査
   体が点着されて形成され、 該照射光学系が、該金属薄膜を介して該点着領域上の該
   被検査体に該照射光を照射するように構成され、 該照射光が該金属薄膜に照射された際に該金属薄膜の表
   面にエバネッセント波が誘起されるようにエバネッセン
   ト波誘起手段が更にそなえられ、 該反射光状態検出手段により、該反射光の状態を介し
   て、該エバネッセント波によって該金属薄膜中に生じる
   表面プラズモン共鳴により吸収される該照射光の吸収状
   態を検出することを特徴とする、請求項６〜８の何れか
   １項記載の反射光測定による被検査体の分析装置。
10. 【請求項１０】 該エバネッセント波誘起手段が、該測
    定用チップの該金属薄膜に設けられた回折格子であるこ
    とを特徴とする、請求項９記載の反射光測定による被検
    査体の分析装置。
11. 【請求項１１】 該エバネッセント波誘起手段が、該測
    定用チップの他方の面に設けられたプリズムであること
    を特徴とする、請求項９記載の反射光測定による被検査
    体の分析装置。
12. 【請求項１２】 該反射光状態検出手段が画像検出手段
    により構成されていることを特徴とする、請求項９〜１
    １の何れか１項に記載の反射光測定による被検査体の分
    析装置。
13. 【請求項１３】 該照射光学系が、該照射光を該点着領
    域に直接照射するように構成され、 該反射光状態検出手段が、上記の反射光の状態として該
    反射光の光強度を検出するように構成されていることを
    特徴とする、請求項６〜８の何れか１項に記載の反射光
    測定による被検査体の分析装置。
14. 【請求項１４】 該照射領域調整手段が、該照射光の該
    測定用チップに対する照射面積を一定設定することを特
    徴とする、請求項６〜１３の何れか１項に記載の反射光
    測定による被検査体の分析装置。
15. 【請求項１５】 該照射領域調整手段が、該照射光の該
    測定用チップに対する照射面積を可変設定することを特
    徴とする、請求項６〜１３の何れか１項に記載の反射光
    測定による被検査体の分析装置。