JP2003202285A - Measuring plate of measuring device utilizing total reflection - Google Patents

Measuring plate of measuring device utilizing total reflection

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JP2003202285A
JP2003202285A JP2002204008A JP2002204008A JP2003202285A JP 2003202285 A JP2003202285 A JP 2003202285A JP 2002204008 A JP2002204008 A JP 2002204008A JP 2002204008 A JP2002204008 A JP 2002204008A JP 2003202285 A JP2003202285 A JP 2003202285A
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JP
Japan
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measuring
plate
wells
well
light beam
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Application number
JP2002204008A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshihito Kimura
俊仁 木村
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Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication date
Application filed by Fuji Photo Film Co Ltd filed Critical Fuji Photo Film Co Ltd
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  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
  • Optical Measuring Cells (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently perform measurement with high accuracy in a measuring device utilizing total reflection. <P>SOLUTION: This measuring plate is provided with a metallic film 14 formed on a bottom inner face of a well 12a of 8×6 among wells 12 arranged at pitches in accordance with predetermined standard in the shape of matrix of 8×12, on a surface of a plate base 11 having the outer shape same as the predetermined standard of a microtiter plate, and a dielectric block 16 is formed on a bottom outer face. The dielectric block 16 is composed of the thick projecting part formed on the bottom of the wall 12a, and has an incoming face 16a for allowing the predetermined optical beam to enter into an interface between the bottom face of the measuring well 12a and the metallic film 14, and an outgoing face 16b for allowing the optical beam total-reflected by the interface to outgo. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

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、表面プラズモン共
鳴測定装置等の、全反射を利用した測定装置による測定
のための試料を保持する測定用プレートに関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a measuring plate for holding a sample for measurement by a measuring apparatus utilizing total reflection such as a surface plasmon resonance measuring apparatus.

【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 oscillate collectively to generate compression waves called plasma waves. And, the quantized 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、試料中の物質を定量分
析する表面プラズモン共鳴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)。
Conventionally, various surface plasmon resonance measuring devices have been proposed for quantitatively analyzing a substance in a sample by utilizing the phenomenon that the surface plasmon is excited by a light wave. Among them, one that is particularly well known is one that uses a system called Kretschmann arrangement (see, for example, JP-A-6-167443).

【0004】上記の系を用いる表面プラズモン共鳴測定
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試
料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となり、か
つ、表面プラズモン共鳴条件を含む種々の入射角が得ら
れるように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を
検出する光検出手段とを備えてなるものである。
A surface plasmon resonance measuring apparatus using the above system basically comprises, for example, a dielectric block formed in a prism shape, a metal film formed on one surface of the dielectric block and brought into contact with a sample, and a light beam. A light source for generating a beam and a dielectric block that directs the light beam to the dielectric block at the interface between the dielectric block and the metal film so that various incident angles including the surface plasmon resonance condition can be obtained. And an optical system for measuring the intensity of the light beam totally reflected at the interface to detect the state of surface plasmon resonance.

【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偏向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
界面に収束光あるいは発散光の状態で入射させてもよ
い。前者の場合は、光ビームの偏向にともなって反射角
が変化する光ビームを、光ビームの偏向に同期移動する
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。
As described above, in order to obtain various incident angles, a relatively thin light beam may be deflected to be incident on the interface, or a component which is incident on the light beam at various angles may be included. As described above, a relatively thick light beam may be incident on the interface in the state of convergent light or divergent light. In the former case, a light beam whose reflection angle changes with the deflection of the light beam can be detected by a small photodetector that moves synchronously with the deflection of the light beam, or by an area sensor extending along the direction of change of the reflection angle. Can be detected. On the other hand, in the latter case, each light beam reflected at various reflection angles can be detected by an area sensor extending in a direction in which all the light beams can be received.

【0006】上記構成の表面プラズモン共鳴測定装置に
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θspで入射させると、該金属膜に接している試料
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試料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 resonance measuring apparatus having the above structure, when a light beam is incident on the metal film at a specific incident angle θsp which is equal to or greater than the total reflection angle, an evanescent light having an electric field distribution in the sample in contact with the metal film. A wave is generated, and the surface plasmon is excited at the interface between the metal film and the sample by this evanescent wave. When the wave 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 the light is transferred to the surface plasmon, so that at the interface between the dielectric block and the metal film. The intensity of the reflected light sharply decreases. This decrease in light intensity is generally detected as a dark line by the light detecting 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。
The above resonance occurs only when the incident beam is p-polarized. Therefore, it is necessary to set in advance 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
θspより表面プラズモンの波数が分かると、試料の誘電
率が求められる。すなわち表面プラズモンの波数をKs
p、表面プラズモンの角周波数をω、cを真空中の光
速、εm とεs をそれぞれ金属、試料の誘電率とする
と、以下の関係がある。
When the wave number of the surface plasmon is known from the incident angle θsp at which the attenuated total reflection (ATR) occurs, the dielectric constant of the sample can be obtained. That is, the wave number of the surface plasmon is Ks
p, the angular frequency of the surface plasmon is ω, c is the speed of light in a vacuum, ε m And ε s Where is the metal and the permittivity of the sample, respectively, the following relationship is established.

【0009】[0009]

【数1】 試料の誘電率εs が分かれば、所定の較正曲線等に基
づいて試料中の特定物質の濃度が分かるので、結局、上
記反射光強度が低下する入射角θspを知ることにより、
試料中の特定物質を定量分析することができる。
[Equation 1] Dielectric constant of sample ε s If is known, the concentration of the specific substance in the sample can be known based on a predetermined calibration curve, etc., so that by finally knowing the incident angle θsp at which the reflected light intensity decreases,
The specific substance in the sample can be quantitatively analyzed.

【0010】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。
Further, as a similar measuring device utilizing the attenuated total reflection (ATR), for example, "Spectroscopic Research" Vol. 47, No. 1 (1998), pages 21 to 23 and 26 to 27.
Leakage mode sensors described on the page are also known. This leaky mode sensor is basically formed by, 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. An optical waveguide layer, a light source for generating a light beam, and the light beam are incident on the dielectric block at various angles so that total reflection conditions are obtained at the interface between the dielectric block and the cladding layer. It comprises an optical system and a light detecting means for measuring the intensity of the light beam totally reflected at the interface to detect the excited state of the guided mode, that is, the attenuated state of total reflection.

【0011】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試料の屈折率に依
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、試料の屈折率や、それに関連する試料の
特性を分析することができる。
In the leak mode sensor having the above structure,
When a light beam is incident on the cladding layer through the dielectric block at an angle of incidence equal to or more than the total reflection angle, only light with a specific incident angle having a specific wave number is transmitted in the optical waveguide layer after passing through the cladding layer. It propagates in the guided mode. When the guided mode is excited in this manner, most of the incident light is taken into the optical waveguide layer, so that 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 sample on the optical waveguide layer, the refractive index of the sample and the related characteristics of the sample are analyzed by knowing the above-mentioned specific incident angle at which attenuation of total reflection occurs. be able to.

【0012】なお、表面プラズモン共鳴測定装置もしく
は漏洩モード測定装置等の全反射を利用した測定装置と
しては、光を界面に全反射条件が得られる入射角で入射
させ、その光によるエバネッセント波の発生により、界
面で全反射した光の状態の変化を測定することにより被
測定物質の特性分析等を行うに際して、前述の全反射減
衰を生じる特定入射角の測定をする装置のほか、複数の
波長の光ビームを界面に入射させ、角波長毎の全反射減
衰の程度を検出する装置、あるいは、光ビームを界面に
入射させるとともに、この光ビームの一部を、界面入射
前に分割し、この分割した光ビームを界面で反射した光
ビームと干渉させて、該干渉の状態を測定する装置等種
々のタイプがある。
As a measuring apparatus utilizing total reflection such as a surface plasmon resonance measuring apparatus or a leaky mode measuring apparatus, light is made incident on an interface at an incident angle at which total reflection conditions are obtained, and an evanescent wave is generated by the light. When measuring the characteristics of the substance to be measured by measuring the change in the state of the light totally reflected at the interface, the device for measuring the specific incident angle that causes the above-mentioned attenuation of total reflection is used. A device that makes a light beam enter the interface and detects the degree of attenuation of total internal reflection for each angular wavelength, or makes the light beam enter the interface and divides a part of this light beam before it enters the interface. There are various types such as a device that interferes the generated light beam with the light beam reflected at the interface and measures the state of the interference.

【0013】上記の系を用いる従来の表面プラズモン共
鳴測定装置等において、実用上は、試料に接触させる金
属膜を測定毎に交換する必要がある。そこで、この金属
膜を誘電体ブロックの一面に固定し、この金属膜上に試
料を保持する保持機構が一体的に形成されてなる測定チ
ップを構成することが考えられている(例えば本出願人
による特願2000−016633参照)。しかしながら、このよ
うな個々の測定チップは小さく、そのハンドリング性が
悪いために測定処理の能率を上げるのが難しいという問
題が認められている。
In a conventional surface plasmon resonance measuring apparatus or the like using the above system, it is practically necessary to replace the metal film in contact with the sample every measurement. Therefore, it is considered that the metal film is fixed to one surface of the dielectric block and a holding mechanism for holding the sample is integrally formed on the metal film to form a measuring chip (for example, the present applicant). See Japanese Patent Application No. 2000-016633). However, it has been recognized that it is difficult to increase the efficiency of the measurement process because such individual measuring chips are small and their handling properties are poor.

【0014】また、上述した表面プラズモン共鳴測定装
置や漏洩モードセンサーは、創薬研究分野等において、
所定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に使用されることがある。この場
合には前記薄膜層(表面プラズモン共鳴測定装置の場合
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)上にセンシング物質を固定した複数
の測定チップを用意し、各測定チップのセンシング物質
上に互いに被検体を含む試料液をそれぞれ滴下し、全反
射の状態を測定する。このように、複数の被検体につい
ての測定を行う場合には長時間を要するため、いかに効
率よい測定を行うかが重要となる。
Further, the above-mentioned surface plasmon resonance measuring device and leak mode sensor are used in the field of drug discovery research, etc.
It may be used for random screening to find a specific substance that binds to a given sensing substance. In this case, a plurality of measurement chips having a sensing substance fixed on the thin film layer (a metal film in the case of a surface plasmon resonance measuring device, a clad layer and an optical waveguide layer in the case of a leaky mode measuring device) are prepared, Sample liquids containing the analyte are dropped on the sensing substance of each measurement chip, and the state of total reflection is measured. As described above, since it takes a long time to perform the measurement for a plurality of analytes, how to perform the efficient measurement is important.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】そこで、複数の測定チ
ップを1列に連結して一体的に扱うことができるように
すれば、複数の測定チップを個々に扱う場合と比較して
効率よい測定を行うことができると考えられる。このよ
うに複数の測定チップを連結し一体的に扱えるようにし
た場合、そのハンドリング性能をより向上させるために
は、その一体化された複数の測定チップを扱うための周
辺機器が必要である。
Therefore, if a plurality of measuring chips are connected in a row so that they can be handled integrally, a more efficient measurement can be performed as compared with the case where a plurality of measuring chips are handled individually. It is thought possible to do. In the case where a plurality of measuring chips are connected and can be handled integrally as described above, a peripheral device for handling the plurality of integrated measuring chips is required in order to further improve the handling performance.

【0016】しかしながら、一体化された複数の測定チ
ップのために専用の周辺機器を新たに設計開発するため
に多大なコストをかけるのは望ましくない。
However, it is not desirable to add a great deal of cost to newly design and develop a dedicated peripheral device for a plurality of integrated measurement chips.

【0017】そこで、上記の問題を解決するために、生
化学の分野において酵素免疫測定等に使用されている、
96穴、384穴、1536穴等のウェルを有するマイ
クロタイタプレートと同一の規格の行列状に測定チップ
が配置されてなる測定用プレートを利用することが考え
られる。このような規格を有するものであれば、従来マ
イクロタイタプレート用に使用されている試料液を各ウ
ェルに分注するための分注装置等の既存の機器を有効利
用することができるので、新たな周辺機器を用意するこ
となくハンドリング性を向上させることができる。
Therefore, in order to solve the above problems, it is used for enzyme immunoassay in the field of biochemistry,
It is conceivable to use a measurement plate in which the measurement chips are arranged in a matrix of the same standard as the microtiter plate having wells of 96 holes, 384 holes, 1536 holes and the like. If it has such a standard, it is possible to effectively use existing equipment such as a dispensing device for dispensing the sample solution conventionally used for microtiter plates into each well. Handling ability can be improved without preparing various peripheral devices.

【0018】しかしながら、マイクロタイタプレートと
同一の規格のプレート上に該規格に従った行列状に測定
チップが配列されているとすると、それぞれの測定チッ
プの測定時に入出射する光ビームが隣接する測定チップ
の底部によるケラレが生じるために、精度よい測定がで
きないという問題がある。
However, if the measurement chips are arranged on the plate of the same standard as the microtiter plate in a matrix according to the standard, the light beams entering and exiting at the time of measurement of the respective measurement chips are adjacent to each other. Since vignetting occurs due to the bottom of the chip, there is a problem that accurate measurement cannot be performed.

【0019】本発明は上記の事情に鑑みて、表面プラズ
モン共鳴測定装置等の全反射を利用した測定装置の測定
に用いられる、ハンドリング性に優れた、かつ、精度よ
い測定が可能な測定用プレートを提供することを目的と
するものである。
In view of the above circumstances, the present invention is a measuring plate which is used in the measurement of a measuring apparatus using total reflection such as a surface plasmon resonance measuring apparatus, which has an excellent handling property and enables accurate measurement. It is intended to provide.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】本発明の全反射を利用し
た測定装置の測定用プレートは、マイクロタイタプレー
トの所定の規格と同一の外形を有するプレート基体の表
面の、前記規格にしたがった位置に配列された複数のウ
ェルを備え、前記プレート基体の裏面の、前記複数のウ
ェルのうち一部のウェルの底部外面にのみ、所定の光ビ
ームを該ウェルの底面で全反射するように入射させる入
射面と、前記底面で全反射した光ビームを出射させる出
射面を有する誘電体ブロックを備え、該誘電体ブロック
を備えたウェルが少なくとも一配列方向において隣接し
ないように配されていることを特徴とするものである。
A measuring plate of a measuring apparatus utilizing total reflection according to the present invention has a position on the surface of a plate base having the same outer shape as a predetermined standard of a microtiter plate, according to the standard. A plurality of wells arranged in an array, and a predetermined light beam is incident on the back surface of the plate substrate only on the bottom outer surface of some of the plurality of wells so as to be totally reflected by the bottom surface of the well. A dielectric block having an entrance surface and an exit surface for emitting the light beam totally reflected on the bottom surface, and the wells provided with the dielectric block are arranged so as not to be adjacent to each other in at least one array direction. It is what

【0021】ここで、所定の規格とは、プレートの外
寸、ウェルの配列(行列数、ピッチ等)に関する、例え
ば、JIS、ANSI、DIN等の規格、96、384、および1
536穴(ウェル)のSBSマイクロプレートスタンダ
ード(the proposed SBS microplate standards)等であ
り、マイクロタイタプレートとして使用されている、あ
るいは使用され得るものが有する規格である。
Here, the predetermined standard refers to, for example, JIS, ANSI, DIN, etc., 96, 384, and 1 with respect to the outer dimensions of the plate and the array of wells (number of rows and columns, etc.).
For example, the proposed SBS microplate standards of 536 wells (well) are the standards that are used or can be used as microtiter plates.

【0022】前記誘電体ブロックは、前記複数のウェル
のうち1行以上もしくは1列以上おきのウェルに備えら
れていてもよいし、前記複数のウェルのうち千鳥状の位
置にあるウェルに備えられていてもよい。
The dielectric block may be provided in wells in every one row or more or in every one column or more of the plurality of wells, or in the staggered wells of the plurality of wells. May be.

【0023】また、本発明の別の測定用プレートは、マ
イクロタイタプレートの所定の規格と同一の外形を有す
るプレート基体の表面の、前記規格にしたがった行列状
配置の1行以上もしくは1列以上おきとなる位置に、複
数のウェルが配置されており、前記複数のウェルの各ウ
ェルの底部外面に、所定の光ビームを前記ウェルの底面
で全反射するように入射させる入射面と、前記底面で全
反射した光ビームを出射させる出射面を有する誘電体ブ
ロックを備えていることを特徴とするものである。
Another measuring plate of the present invention is one or more rows or one or more columns arranged in a matrix according to the standard on the surface of a plate substrate having the same outer shape as the predetermined standard of the microtiter plate. A plurality of wells are arranged at alternate positions, an outer surface of the bottom of each well of the plurality of wells is incident on a bottom surface of the well so that a predetermined light beam is incident on the bottom surface of the well, and the bottom surface. It is characterized by comprising a dielectric block having an emission surface for emitting the light beam totally reflected by.

【0024】本発明のさらに別の測定用プレートは、マ
イクロタイタプレートの所定の規格と同一の外形を有す
るプレート基体の表面の、前記規格にしたがった行列状
配置の千鳥状の位置に、複数のウェルが配置されてお
り、前記複数のウェルの各ウェルの底部外面に、所定の
光ビームを前記ウェルの底面で全反射するように入射さ
せる入射面と、前記底面で全反射した光ビームを出射さ
せる出射面を有する誘電体ブロックを備えていることを
特徴とするものである。
Still another measuring plate according to the present invention has a plurality of staggered positions arranged in a matrix according to the standard on the surface of a plate substrate having the same outer shape as the predetermined standard of the microtiter plate. Wells are arranged, and an incident surface on which a predetermined light beam is incident on the bottom outer surface of each well of the plurality of wells so as to be totally reflected on the bottom surface of the well, and a light beam totally reflected on the bottom surface are emitted. It is characterized in that it is provided with a dielectric block having a light emitting surface.

【0025】なお、本発明の各測定用プレートにおいて
は、前記底部外面に前記誘電体ブロックを備えているウ
ェルの底部内面上に薄膜層が形成されていてもよく、該
薄膜層が金属膜であり、表面プラズモン共鳴に伴う全反
射減衰の状態を測定する測定装置において使用されるも
のであってもよいし、前記薄膜層がクラッド層、および
その上に形成される光導波層からなるものであり、該光
導波層での導波モードの励起に伴う全反射減衰の状態を
測定する測定装置において使用されるものであってもよ
い。
In each of the measuring plates of the present invention, a thin film layer may be formed on the inner surface of the bottom of the well having the dielectric block on the outer surface of the bottom, and the thin film layer is a metal film. Yes, it may be used in a measuring device for measuring the state of attenuation of total reflection associated with surface plasmon resonance, or the thin film layer is composed of a cladding layer and an optical waveguide layer formed thereon. Yes, it may be used in a measuring device for measuring the state of attenuation of total reflection accompanying excitation of a guided mode in the optical waveguide layer.

【0026】なお、全反射を利用した測定装置として
は、光ビームをウェル底面で全反射条件が得られる種々
の入射角で入射させ、各入射角に対応した位置毎に前記
底面で全反射した光ビームの強度を測定して、全反射減
衰により発生した暗線の位置(角度)を検出することに
より試料分析を行う測定装置、D.V.Noort,K.johansen,
C.-F.Mandenius, Porous Gold in Surface Plasmon Res
onance Measurement, EUROSENSORS XIII, 1999, pp.585
-588 に記載されているように、複数の波長の光ビーム
をウェル底面で全反射条件が得られる入射角で入射さ
せ、各波長毎に前記底面で全反射した光ビームの強度を
測定して、各波長毎の全反射減衰の程度を検出すること
により試料分析を行う装置、また、P.I.Nikitin,A.N.Gr
igorenko,A.A.Beloglazov,M.V.Valeiko,A.I.Savchuk,O.
A.Savchuk, Surface Plasmon ResonanceInterferometry
for Micro-Array Biosensing, EUROSENSORS XIII, 199
9, pp.235-238 に記載されているように、光ビームをウ
ェル底面で全反射条件が得られる入射角で入射させると
ともに、この光ビームの一部を、この光ビームが前記底
面に入射する前に分割し、この分割した光ビームを、該
底面で全反射した光ビームと干渉させて、その干渉後の
光ビームの強度を測定することにより試料分析を行う装
置、光ビームをウェル底面で全反射条件が得られる入射
角で入射させ、該光ビームにより発生したエバネッセン
ト光により、試料を励起して蛍光を発生させ、該蛍光を
検出することにより試料分析を行う装置等がある。
As a measuring device utilizing total internal reflection, a light beam is made incident on the bottom surface of the well at various incident angles at which total reflection conditions can be obtained, and total reflection is made at the bottom surface at each position corresponding to each incident angle. DVNOort, K.johansen, a measurement device that performs sample analysis by measuring the intensity of the light beam and detecting the position (angle) of the dark line generated by attenuation of total internal reflection.
C.-F. Mandenius, Porous Gold in Surface Plasmon Res
onance Measurement, EUROSENSORS XIII, 1999, pp.585
-588, light beams of multiple wavelengths are incident on the bottom surface of the well at an incident angle at which total reflection conditions are obtained, and the intensity of the light beam totally reflected on the bottom surface is measured for each wavelength. , A device for analyzing samples by detecting the degree of total reflection attenuation for each wavelength, and PINikitin, ANGr
igorenko, AABeloglazov, MVValeiko, AISavchuk, O.
A. Savchuk, Surface Plasmon Resonance Interferometry
for Micro-Array Biosensing, EUROSENSORS XIII, 199
As described in 9, pp.235-238, the light beam is made incident on the bottom surface of the well at an incident angle at which total reflection conditions are obtained, and part of this light beam is made incident on the bottom surface. Before performing the splitting, the split light beam is caused to interfere with the light beam totally reflected on the bottom surface, and the intensity of the light beam after the interference is measured to perform sample analysis. There is a device that performs sample analysis by making the sample enter with an incident angle that allows the total reflection condition to be generated, exciting the sample with the evanescent light generated by the light beam to generate fluorescence, and detecting the fluorescence.

【0027】[0027]

【発明の効果】本発明の全反射を利用した測定装置の測
定用プレートは、マイクロタイタプレートの所定の規格
と同一の外形および該規格にしたがった位置に配列され
た複数のウェルを備えているので、従来マイクロタイタ
プレート用に開発されている、試料液の分注機等の周辺
機器を利用することができるため、周辺機器を新たに設
計開発等する必要がない。従来の個々の測定チップを扱
う場合と比較して扱いが容易となり、既存の周辺機器を
用いることにより、さらなるハンドリング性の向上を図
ることができる。
The measuring plate of the measuring apparatus utilizing total reflection of the present invention has the same outer shape as the predetermined standard of the microtiter plate and a plurality of wells arranged at the positions according to the standard. Therefore, it is not necessary to newly design and develop the peripheral devices, since the peripheral devices such as the sample liquid dispenser which have been conventionally developed for the microtiter plate can be used. The handling becomes easier compared to the conventional case where individual measuring chips are handled, and by using the existing peripheral devices, the handling property can be further improved.

【0028】また、所定の規格に従った位置に配された
複数のウェルのうち、一部のウェルの底部外面にのみ、
所定の光ビームを前記ウェルの底面に入射させる入射面
および該底面で全反射した光ビームを出射させる出射面
を有する誘電体ブロックを備え、誘電体ブロックを備え
たウェルが少なくとも一配列方向において隣接しないよ
うに配されているため、光ビームを誘電体ブロックを備
えないウェル側から入射および出射することができ、光
ビームの入射時および出射時に、該光ビームが隣接ウェ
ルの誘電体ブロックによってケラレることなく、精度よ
く測定を行うことができる。
Further, of the plurality of wells arranged at the positions according to the predetermined standard, only the outer surface of the bottom of some of the wells is
A well is provided with a dielectric block having an incident surface on which a predetermined light beam is incident on the bottom surface of the well and an emission surface on which the light beam totally reflected by the bottom surface is emitted, and the wells including the dielectric block are adjacent to each other in at least one array direction. Since the light beam is arranged so as not to enter, the light beam can enter and exit from the well side not provided with the dielectric block, and the light beam is eclipsed by the dielectric block of the adjacent well when the light beam enters and exits. Measurement can be performed accurately.

【0029】また、一つのプレートに複数の試料を同時
に保持することができるため、多数の試料についての測
定をより効率よく行うことが可能となる。
Further, since a plurality of samples can be held simultaneously on one plate, it is possible to carry out measurement on a large number of samples more efficiently.

【0030】また、本発明の別の測定用プレートは、マ
イクロタイタプレートの所定の規格と同一の外形を有す
るプレート基体の表面の、該規格にしたがった行列状配
置の1行おきとなる位置に、誘電体ブロックを備えた複
数のウェルが配置されているため、上述の場合と同様
に、誘電体ブロックから入射する光ビームおよび出射す
る光ビームがケラレず、精度よく測定を行うことができ
ると共に、従来マイクロタイタプレート用に開発されて
いる、試料液の分注機等の周辺機器を利用することがで
き、ハンドリング性の向上を図ることができる。
Further, another measuring plate of the present invention is arranged on the surface of a plate substrate having the same outer shape as the predetermined standard of the microtiter plate, at a position of every other row arranged in a matrix according to the standard. Since a plurality of wells provided with the dielectric block are arranged, the light beam incident and the light beam emitted from the dielectric block are not eclipsed as in the case described above, and the measurement can be performed accurately. It is possible to use peripheral devices such as a sample liquid dispenser that have been conventionally developed for microtiter plates, and it is possible to improve handling properties.

【0031】本発明のさらに別の測定用プレートは、マ
イクロタイタプレートの所定の規格と同一の外形を有す
るプレート基体の表面の、該規格にしたがった行列状配
置の千鳥状の位置に、誘電体ブロックを備えた複数のウ
ェルが配置されているため、上述の場合と同様に、誘電
体ブロックから入射する光ビーム、出射する光ビームが
ケラレず、精度よく測定を行うことができると共に、従
来マイクロタイタプレート用に開発されている、試料液
の分注機等の周辺機器を利用することができ、ハンドリ
ング性の向上を図ることができる。
Still another measuring plate of the present invention is a dielectric plate, which is arranged in a zigzag position in a matrix according to the standard on the surface of a plate substrate having the same outer shape as the predetermined standard of the microtiter plate. Since a plurality of wells including blocks are arranged, as in the case described above, the light beam entering and exiting the dielectric block can be accurately measured without vignetting and the conventional micro Peripheral devices such as a sample liquid dispenser developed for the titer plate can be used, and the handling property can be improved.

【0032】なお、各測定用プレートにおいて、誘電体
ブロックを備えたウェルの底部内面上に薄膜層が形成さ
れ、該薄膜層として金属膜を形成すれば、表面プラズモ
ン共鳴に伴う全反射減衰の状態を測定する測定装置にお
いて使用することができ、薄膜層としてクラッド層、お
よびその上に形成される光導波層からなるものを形成す
れば、該光導波層での導波モードの励起に伴う全反射減
衰の状態を測定する測定装置において使用することがで
きる。いずれの装置においても、本発明の測定用プレー
トを用いれば、多数の試料についての測定を効率よく行
うことができる。
In each measurement plate, a thin film layer is formed on the inner surface of the bottom of the well having the dielectric block, and if a metal film is formed as the thin film layer, the state of attenuation of total reflection due to surface plasmon resonance is obtained. It can be used in a measuring device for measuring, and if a thin film layer consisting of a cladding layer and an optical waveguide layer formed thereon is formed, all of the light accompanying the excitation of the waveguide mode in the optical waveguide layer can be formed. It can be used in a measuring device for measuring the state of return loss. In any of the apparatuses, the measurement plate of the present invention can be used to efficiently measure a large number of samples.

【0033】[0033]

【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。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0034】図1は、本発明の第1の実施形態による測
定用プレートの斜視図である。図1(a)に示すよう
に、本測定用プレート10は、マイクロタイタプレートの
所定の規格と同一の外形を有するプレート基体11の表面
に、96個のウェル12が所定の規格にしたがったピッチ
(9mm)および8行12列(8×12)の行列状に配
されている。ウェル12は、基体11上面から下方に徐々に
径の小さくなる断面円形の形状を有するものであり、こ
のウェル12のうち、1列おきのウェル12aの底部外面に
誘電体ブロック16が形成されている。すなわち、誘電体
ブロック16を備えたウェル12aが列方向に隣接しないよ
うに(少なくとも一配列方向において隣接しないよう
に)、8×12のウェル12のうち8×6のウェル12aに
のみ誘電体ブロック16が備えられている。図に示すよう
に、誘電体ブロック16は、ウェル12aの底を厚く凸状に
形成することにより構成されたものである。以後、誘電
体ブロック16を備えたウェルを測定用ウェル12aと称す
る。なお、誘電体ブロック16は、所定の光ビームを測定
用ウェル12aの底面15に入射させる入射面16aおよび該
底面15において全反射した光ビームを出射させる出射面
16bを有するものであり、この入射面16aおよび出射面
16bが、隣接ウェルのうち、誘電体ブロック16を備えな
いウェル12b側に設けられている。
FIG. 1 is a perspective view of a measuring plate according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1A, the plate 10 for measurement has a pitch of 96 wells 12 according to a predetermined standard on the surface of a plate base 11 having the same outer shape as the predetermined standard of a microtiter plate. (9 mm) and arranged in a matrix of 8 rows and 12 columns (8 × 12). The wells 12 have a circular cross-sectional shape whose diameter gradually decreases downward from the upper surface of the base body 11. Of the wells 12, a dielectric block 16 is formed on the outer surface of the bottom of every other well 12a. There is. That is, the wells 12a provided with the dielectric blocks 16 are not adjacent to each other in the column direction (at least not adjacent to each other in one arrangement direction), and only the wells 12a of 8 × 6 out of the wells 12 of 8 × 12 are dielectric blocks. 16 are equipped. As shown in the figure, the dielectric block 16 is formed by forming the bottom of the well 12a in a thick and convex shape. Hereinafter, the well provided with the dielectric block 16 will be referred to as a measurement well 12a. The dielectric block 16 has an incident surface 16a on which a predetermined light beam is incident on the bottom surface 15 of the measuring well 12a and an emission surface on which the light beam totally reflected on the bottom surface 15 is emitted.
16b, which has an entrance surface 16a and an exit surface
16b is provided on the side of the well 12b that does not include the dielectric block 16 among the adjacent wells.

【0035】誘電体ブロック16は、図1(b)に示すよ
うに、各測定用ウェル12aに個別に形成されていてもよ
いし、図1(c)に示すように、列状に並ぶ複数個の測
定用ウェル12aに亘って連続的に形成されていてもよ
い。
The dielectric block 16 may be individually formed in each measuring well 12a as shown in FIG. 1B, or a plurality of dielectric blocks 16 arranged in a line as shown in FIG. 1C. It may be formed continuously over the individual measurement wells 12a.

【0036】本測定用プレート10は、マイクロタイタプ
レートの規格と同一の外寸およびウェル12を備えている
ので、測定用ウェル12aに液体試料20を供給する手段と
して、図2に示すような分注機50を使用することができ
る。この分注機50は、8本の分注ノズル51が、所定ピッ
チで支持部材52に支持されてなるものであり、従来のマ
イクロタイタプレートを用いて行うエライザ(elisa)等
において用いられる分注機である。このように、本測定
用プレート10を用いれば、従来マイクロタイタプレート
用に使用されている分注機等の周辺機器を利用すること
ができ、ハンドリング性を向上させることができる。
Since the present measurement plate 10 has the same outer dimensions and wells 12 as the standard of the microtiter plate, as a means for supplying the liquid sample 20 to the measurement well 12a, a portion as shown in FIG. An injector 50 can be used. The dispenser 50 comprises eight dispenser nozzles 51 supported by a support member 52 at a predetermined pitch, and is used in a conventional dispenser such as an elisa using a microtiter plate. It is a machine. As described above, if the main measurement plate 10 is used, it is possible to use a peripheral device such as a pipetting machine conventionally used for a microtiter plate, and it is possible to improve the handling property.

【0037】なお、誘電体ブロック16を備えた測定用ウ
ェル12aの底部内面に金属膜14を形成すれば、表面プラ
ズモンセンサーに用いられる測定用プレート10’(図3
参照)とすることができ、該底部内面にクラッド層41お
よび光導波層42をこの順に形成すれば、漏洩モードセン
サーに用いられる測定用プレート10''(図5参照)とす
ることができる。
If the metal film 14 is formed on the inner surface of the bottom of the measuring well 12a having the dielectric block 16, the measuring plate 10 'used in the surface plasmon sensor (see FIG. 3).
If the cladding layer 41 and the optical waveguide layer 42 are formed in this order on the inner surface of the bottom, the measurement plate 10 ″ (see FIG. 5) used in the leaky mode sensor can be obtained.

【0038】図3は、図1に示した測定用プレート10の
測定用ウェルの底部内面に金属膜14が設けられてなる測
定用プレート10’を用いた表面プラズモンセンサーの概
略図である。全反射を利用した測定装置の一形態である
表面プラズモンセンサーは、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
とからなる測定系、光検出手段40の出力信号Sを受けて
後述の処理を行う信号処理部60、および測定系と測定用
プレート10’を相対的に移動可能とする図示しない移動
手段とを備えてなる。
FIG. 3 is a schematic view of a surface plasmon sensor using a measuring plate 10 'having a metal film 14 provided on the inner surface of the bottom of the measuring well of the measuring plate 10 shown in FIG. A surface plasmon sensor, which is one form of a measuring device using total reflection, is a laser light source 31 such as a semiconductor laser that generates a light beam (laser beam) 30 for measurement.
, A condenser lens 32 that constitutes the incident optical system, and a photodetector 40.
And a signal processing unit 60 for receiving the output signal S of the light detecting means 40 and performing a process described later, and a moving means (not shown) for relatively moving the measuring system and the measuring plate 10 '. Be prepared.

【0039】図3において、測定用プレート10’はその
一部拡大側断面が示されている。前述の通り、列方向に
並ぶウェル12のうち、一つおきのウェル12a(ピッチP
=18mm)の底部外面に誘電体ブロック16が形成され
ており、この誘電体ブロック16を備えたウェル12aの底
部内面には金属膜14が形成されている。
In FIG. 3, a partially enlarged side section of the measuring plate 10 'is shown. As described above, among the wells 12 arranged in the column direction, every other well 12a (pitch P
= 18 mm), a dielectric block 16 is formed on the outer surface of the bottom, and a metal film 14 is formed on the inner surface of the bottom of the well 12a having the dielectric block 16.

【0040】集光レンズ32は図3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16に通し、誘
電体ブロック16と金属膜14との界面15(ウェル底面)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、金属膜14と誘電体ブロック16との界面
15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, as shown in FIG.
30 is condensed and passed through the dielectric block 16 in a converged light state, and is incident on the interface 15 (well bottom surface) between the dielectric block 16 and the metal film 14 so as to obtain various incident angles. The range of this incident angle is the interface between the metal film 14 and the dielectric block 16.
At 15, a total reflection condition of the light beam 30 is obtained, and a range including an angular range where surface plasmon resonance can occur is set.

【0041】なお光ビーム30は、界面15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 is incident on the interface 15 as p-polarized light. In order to do so
It suffices to dispose 31 so that its polarization direction is a predetermined direction. In addition, the polarization direction of the light beam 30 may be controlled by a wave plate or a polarizing plate.

【0042】光検出器40は、多数の受光素子が1列に配
されてなるラインセンサから構成されており、受光素子
の並び方向が図3中の矢印X方向となるように配されて
いる。
The photodetector 40 is composed of a line sensor in which a large number of light receiving elements are arranged in one line, and the light receiving elements are arranged so that they are arranged in the direction of arrow X in FIG. .

【0043】なお、移動手段は、測定系に対して測定用
ウェル12aが所定位置になるように、測定系もしくは測
定用プレート10を相対的に紙面垂直方向および紙面左右
方向に二次元的に移動させるものである。
The moving means two-dimensionally moves the measuring system or the measuring plate 10 relatively in the direction perpendicular to the paper surface and in the left-right direction on the paper surface so that the measuring well 12a is located at a predetermined position with respect to the measuring system. It is what makes me.

【0044】以下、上記構成の表面プラズモンセンサー
による試料分析について説明する。測定対象となる試料
は、図2に示した分注機50により、測定用ウェル12aに
供給される。
The sample analysis by the surface plasmon sensor having the above-mentioned structure will be described below. The sample to be measured is supplied to the measurement well 12a by the dispenser 50 shown in FIG.

【0045】試料20を保持している測定用ウェル12a
が、その誘電体ブロック16に前記光ビーム30が入射する
測定位置に移動手段により設置された状態で、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、界面15に入射する。この界面
15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。
Measuring well 12a holding sample 20
However, in a state where the dielectric block 16 is installed at the measurement position where the light beam 30 is incident by the moving means, the laser light source 31 is driven, and the light beam 30 emitted from the laser light source 31 is converged as described above. Then, it is incident on the interface 15. This interface
The light beam 30 totally reflected at 15 is detected by the photodetector 40.

【0046】光ビーム30は、上述の通り収束光状態で誘
電体ブロック16に入射するので、上記界面15に対して種
々の入射角θで入射する成分を含むことになる。なおこ
の入射角θは、全反射角以上の角度とされる。そこで、
光ビーム30は界面15で全反射し、この反射した光ビーム
30には、種々の反射角で反射する成分が含まれることに
なる。
Since the light beam 30 is incident on the dielectric block 16 in a convergent light state as described above, it includes components that are incident on the interface 15 at various incident angles θ. The incident angle θ is set to an angle equal to or larger than the total reflection angle. Therefore,
The light beam 30 is totally reflected at the interface 15, and this reflected light beam
30 will include components that reflect at various reflection angles.

【0047】このように光ビーム30が全反射するとき、
界面15から金属膜14側にエバネッセント波がしみ出す。
そして、光ビーム30が界面15に対してある特定の入射角
θspで入射した場合は、このエバネッセント波が金属膜
14の表面に励起する表面プラズモンと共鳴するので、こ
の光については反射光強度Iが鋭く低下する。なお図4
には、この全反射減衰現象が生じた際の入射角θと反射
光強度Iとの関係を概略的に示してある。
When the light beam 30 is totally reflected in this way,
An evanescent wave seeps out from the interface 15 toward the metal film 14 side.
When the light beam 30 is incident on the interface 15 at a certain incident angle θsp, this evanescent wave is generated by the metal film.
Since it resonates with the surface plasmons excited on the surface of 14, the reflected light intensity I of this light sharply decreases. Figure 4
3 schematically shows the relationship between the incident angle θ and the reflected light intensity I when the phenomenon of attenuation of total reflection occurs.

【0048】そこで、光検出器40が出力する光量検出信
号Sから各受光素子毎の検出光量を調べ、暗線を検出し
た受光素子の位置に基づいて上記入射角(全反射減衰
角)θspを求め、予め求めておいた反射光強度Iと入射
角θとの関係曲線に基づけば、試料中の特定物質を定量
分析することができる。信号処理部60は、以上の原理に
基づいて試料20中の特定物質を定量分析し、その分析結
果を図示しない表示部に出力する。
Therefore, the amount of light detected for each light receiving element is checked from the light amount detection signal S output from the photodetector 40, and the incident angle (decay angle for total reflection) θsp is obtained based on the position of the light receiving element where the dark line is detected. Based on the relationship curve between the reflected light intensity I and the incident angle θ which is obtained in advance, the specific substance in the sample can be quantitatively analyzed. The signal processing unit 60 quantitatively analyzes the specific substance in the sample 20 based on the above principle, and outputs the analysis result to a display unit (not shown).

【0049】図3に示すように、測定用ウェル12aの誘
電体ブロック16の入射面16aおよび出射面16b側のウェ
ル12bの底部に、図中点線で示すような誘電体ブロック
16’が設けられていたとすると、測定用ウェル12aの誘
電体ブロック16に入射するもしくは該ブロック16から出
射する光ビーム30にケラレが生じるため測定精度が低下
するが、本測定用プレート10においては、非測定用ウェ
ル12bの底部には誘電体ブロックが設けられていないた
めケラレが生じず、測定精度の低下もない。
As shown in FIG. 3, at the bottom of the well 12b on the incident surface 16a side and the emission surface 16b side of the dielectric block 16 of the measuring well 12a, the dielectric block as shown by the dotted line in the figure.
If 16 ′ is provided, the measurement accuracy decreases because the light beam 30 that enters or exits the dielectric block 16 of the measurement well 12 a suffers from vignetting, but in the measurement plate 10 Since no dielectric block is provided at the bottom of the non-measurement well 12b, vignetting does not occur and the measurement accuracy does not deteriorate.

【0050】その後、移動手段により測定用プレート10
もしくは測定系を互いに相対的に移動させ、次に測定に
供される測定用ウェル12aが測定系に対して所定位置と
なるようにする。このように測定用ウェル12aを、測定
用プレート10の移動にともなって次々と測定に供するこ
とができる。これにより、この表面プラズモンセンサー
によれば、多数の試料20についての測定を短時間で行う
ことが可能になる。
Then, the measuring plate 10 is moved by moving means.
Alternatively, the measurement systems are moved relative to each other so that the measurement well 12a to be used for the measurement next is at a predetermined position with respect to the measurement system. In this way, the measurement wells 12a can be used for measurement one after another as the measurement plate 10 moves. This allows the surface plasmon sensor to measure a large number of samples 20 in a short time.

【0051】なお、金属膜14の上に特定物質と結合する
センシング物質を予め固定しておき、このセンシング物
質上に被検体を含む試料液20を滴下し、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するこ
とにより、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することもで
きる。
A sensing substance that binds to a specific substance is previously fixed on the metal film 14, and the sample solution 20 containing the analyte is dropped on the sensing substance, and the total reflection attenuation angle θsp due to surface plasmon resonance is set. It is also possible to determine whether or not the sensing substance is bound to the analyte, that is, whether the analyte is a specific substance, by measuring the amount of change in angle.

【0052】つまりこの場合は、上記特定物質とセンシ
ング物質との結合状態に応じてセンシング物質の屈折率
が変化して、図4の特性曲線が左右方向に移動する形に
変化するので、全反射減衰角θspに応じて抗原抗体反応
を検出することができる。なおこの場合は、試料20およ
びセンシング物質の双方が、分析対象の試料となる。
That is, in this case, the refractive index of the sensing substance changes according to the binding state of the specific substance and the sensing substance, and the characteristic curve of FIG. The antigen-antibody reaction can be detected according to the attenuation angle θsp. In this case, both the sample 20 and the sensing substance are samples to be analyzed.

【0053】図5は、図1に示した測定用プレート10の
測定用ウェルの底部内面にクラッド層および光導波層が
この順に設けられてなる測定用プレート10''を用いた全
反射を利用した測定装置の他の形態である漏洩モードセ
ンサーの概略図である。なお同図においては、図3中に
示されているものと同等の要素について、この図3にお
けるのと同じ番号を付して示してある。
FIG. 5 uses total reflection using a measurement plate 10 ″ in which a cladding layer and an optical waveguide layer are provided in this order on the bottom inner surface of the measurement well of the measurement plate 10 shown in FIG. FIG. 6 is a schematic view of a leaky mode sensor which is another form of the measuring device described above. Note that, in this figure, elements equivalent to those shown in FIG. 3 are shown with the same numbers as in FIG.

【0054】測定用プレート10''においてクラッド層41
は、誘電体ブロック16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
42は、クラッド層41よりも高屈折率の誘電体、例えばP
MMAを用いて薄膜状に形成されている。クラッド層41
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42の膜厚は、例えばPMMAから形成する場合
で700nm程度とされる。
In the measurement plate 10 ″, the cladding layer 41
Is formed into a thin film using a dielectric material having a lower refractive index than the dielectric block 16 or a metal such as gold. Also optical waveguide layer
42 is a dielectric having a higher refractive index than the cladding layer 41, for example, P
It is formed into a thin film using MMA. Clad layer 41
Has a thickness of 36.5 nm when formed from a gold thin film,
The film thickness of the optical waveguide layer 42 is, for example, about 700 nm when it is formed from PMMA.

【0055】図5に示す漏洩モードセンサーにおいて、
試料20を保持する測定用ウェル12aが所定位置に設置さ
れた状態で測定が行われる。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16を通してクラッド層41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16とクラッド層41との界面(ウェ
ル底面)15で全反射するが、クラッド層41を透過して光
導波層42に特定入射角で入射した特定波数の光は、該光
導波層42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42に取り込まれるので、上記界面15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 leaky mode sensor shown in FIG. 5,
The measurement is performed with the measurement well 12a holding the sample 20 installed at a predetermined position. When the light beam 30 emitted from the laser light source 31 is incident on the cladding layer 41 through the dielectric block 16 at an angle of incidence equal to or more than the total reflection angle, the light beam 30 causes the interface between the dielectric block 16 and the cladding layer 41 ( Light having a specific wave number, which is totally reflected by the bottom surface 15 of the well but is transmitted through the cladding layer 41 and is incident on the optical waveguide layer 42 at a specific incident angle, propagates through the optical waveguide layer 42 in a guided mode. When the guided mode is excited in this manner, most of the incident light is taken into the optical waveguide layer 42, so that the total reflection attenuation occurs in which the intensity of the light totally reflected at the interface 15 sharply decreases.

【0056】光導波層42における導波光の波数は、該光
導波層42の上の試料20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、試料
20の屈折率や、それに関連する試料20の特性を分析する
ことができる。信号処理部60は、以上の原理に基づいて
試料20中の特定物質を定量分析し、その分析結果が図示
外の表示部に表示される。
The wave number of the guided light in the optical waveguide layer 42 depends on the refractive index of the sample 20 on the optical waveguide layer 42. Therefore, by knowing the specific incident angle at which attenuation of total reflection occurs, the sample can be obtained.
The refractive index of 20 and its associated properties of the sample 20 can be analyzed. The signal processing unit 60 quantitatively analyzes the specific substance in the sample 20 based on the above principle, and the analysis result is displayed on the display unit (not shown).

【0057】その後、移動手段により測定用プレート1
0''もしくは測定系を互いに相対的に移動させ、次に測
定に供される測定用ウェル12aが測定系に対して所定位
置となるようにする。このように測定用ウェル12aを、
測定用プレート10''の移動にともなって次々と測定に供
することができる。このように、本測定用プレート10''
を用いることにより、この漏洩モードセンサーにおいて
も、上述の表面プラズモンセンサーにおいて測定用プレ
ート10’を用いた際に得られるのと同様の効果を得るこ
とができる。
Then, the measuring plate 1 is moved by moving means.
0 ″ or the measurement systems are moved relative to each other so that the measurement well 12a to be used for the measurement next is at a predetermined position with respect to the measurement system. In this way, the measurement well 12a is
With the movement of the measurement plate 10 ″, it can be used for measurement one after another. In this way, the main measurement plate 10 ''
By using, even in this leaky mode sensor, it is possible to obtain the same effect as that obtained when the measuring plate 10 ′ is used in the above-mentioned surface plasmon sensor.

【0058】上述の測定用プレート10は、96ウェルマ
イクロタイタプレートと同一規格の構成であったが、そ
の他、384ウェル、1536ウェルのマイクロタイタ
プレートと同一規格の測定用プレートとすることもでき
る。例えば、16行24列(16×24)、セルピッチ
4.5mmの384ウェルを有する基体において、1行
おきのウェル(8行24列のウェル)の底部内面に薄膜
層、外面に誘電体ブロックを設けてもよい。なお、38
4ウェルの測定用プレートの場合、誘電体ブロックの厚
みは3.5mm以下とすることが好ましい。
The above-mentioned measuring plate 10 has the same standard structure as the 96-well microtiter plate, but it is also possible to use a measuring plate having the same standard as the 384-well and 1536-well microtiter plates. For example, in a substrate having 384 wells of 16 rows and 24 columns (16 × 24) and a cell pitch of 4.5 mm, a thin film layer is formed on the inner surface of the bottom of every other row of wells (wells of 8 rows and 24 columns), and a dielectric block is formed on the outer surface. It may be provided. 38
In the case of a 4-well measurement plate, the thickness of the dielectric block is preferably 3.5 mm or less.

【0059】また、規格にしたがった行列状の1行もし
くは1列おきのウェルを測定用ウェルとするほか、複数
行もしく複数列おきのウェルを測定用ウェルとしてもよ
く、さらに図6に上面図を示すように、基体71に行列状
に配置されたウェル72のうち、千鳥状の位置にある図中
斜線で示すウェル72aにのみ誘電体ブロックを設け、測
定用ウェル72aが非測定用ウェル72bと交互に形成され
た千鳥状に配されてなる測定用プレート70としてもよ
い。
Further, wells arranged in rows and columns arranged in rows and columns according to the standard may be used as measurement wells, and wells arranged in multiple rows or columns may be used as measurement wells. As shown in the figure, of the wells 72 arranged in a matrix on the base 71, a dielectric block is provided only in the wells 72a in the staggered position, which are shaded in the figure, and the measurement wells 72a are non-measurement wells. The measurement plates 70 may be arranged in a zigzag pattern alternately formed with 72b.

【0060】なお、本発明の測定用プレートにおける測
定用ウェルの配置は、少なくとも一配列方向において測
定用ウェルが隣接しない配置であればいかなる配置でも
よい。このように所定の一配列方向において測定用ウェ
ルが隣接しない配置、すなわち、各測定用ウェルの誘電
体ブロックの光ビーム入射面および光ビーム出射面側に
隣接して誘電体ブロックが存在することがない配置であ
れば、光ビームのケラレを生じることなく全反射の状態
を測定することができる。
The arrangement of the measuring wells in the measuring plate of the present invention may be any arrangement as long as the measuring wells are not adjacent to each other in at least one arrangement direction. In this way, the measurement wells are not arranged adjacent to each other in one predetermined array direction, that is, the dielectric blocks may exist adjacent to the light beam entrance surface and the light beam exit surface side of the dielectric block of each measurement well. With no arrangement, the state of total reflection can be measured without causing eclipse of the light beam.

【0061】図7〜9に本発明の測定用プレートのさら
に別の形態を示す。図7、図8はそれぞれ測定用プレー
トの上面図であり、図9は図8に示すプレートの側断面
図である。
7 to 9 show still another form of the measuring plate of the present invention. 7 and 8 are top views of the measurement plate, and FIG. 9 is a side sectional view of the plate shown in FIG.

【0062】図7に示す測定用プレート80は、マイクロ
タイタプレートの所定の規格と同一の外形を有するプレ
ート基体81の表面の、96ウェル用の規格にしたがった
の行列状配置の1列おきとなる位置にのみウェル82が配
置されたものであり、各ウェル82の底部外面に誘電体ブ
ロックが備えられている。すなわち、図1における測定
用プレート10の96ウェルのうち、測定用ウェルのみが
形成され、非測定用ウェルが形成されていない形態であ
る。図中点83で示しているのは、96ウェル用の規格に
おいては本来ウェルが存在する箇所である。
The measuring plate 80 shown in FIG. 7 is arranged on every other row in a matrix arrangement according to the standard for 96 wells on the surface of the plate substrate 81 having the same outer shape as the predetermined standard of the microtiter plate. The wells 82 are arranged only at the positions, and a dielectric block is provided on the outer surface of the bottom of each well 82. That is, of the 96 wells of the measurement plate 10 in FIG. 1, only the measurement wells are formed and the non-measurement wells are not formed. The point 83 in the figure is the location where the well originally exists in the standard for 96 wells.

【0063】また、図8および図9に示す測定用プレー
ト90は、マイクロタイタプレートの所定の規格と同一の
外形を有するプレート基体91の表面の、384ウェル用
の規格にしたがった行列状配置の千鳥状の位置にのみウ
ェル92が配置されたものであり、各ウェル92の底部外面
に誘電体ブロック96が備えられている。すなわち、測定
用ウェルのみが千鳥状に配置して形成され、非測定用ウ
ェルが形成されていない形態である。図8中点93で示し
ているのは、384ウェル用の規格においては本来ウェ
ルが存在する箇所である。図9に示すように、光ビーム
30が誘電体ブロック96の入射面96aに入射する際、およ
び誘電体ブロック96の出射面96bから出射する際、ケラ
レが生じないため測定精度の低下を生じない。
The measuring plate 90 shown in FIGS. 8 and 9 is arranged in a matrix on the surface of the plate base 91 having the same outer shape as the predetermined standard of the microtiter plate according to the standard for 384 wells. The wells 92 are arranged only at the staggered positions, and the dielectric block 96 is provided on the outer surface of the bottom of each well 92. That is, this is a form in which only the measurement wells are formed in a staggered arrangement, and the non-measurement wells are not formed. The point 93 in FIG. 8 indicates the location where a well originally exists in the standard for 384 wells. As shown in FIG. 9, the light beam
Vignetting does not occur when 30 enters the entrance surface 96a of the dielectric block 96 and exits from the exit surface 96b of the dielectric block 96, so that the measurement accuracy does not deteriorate.

【0064】上述のように、図7、8に示すような、規
格に従った行列状配置からウェルを間引いて構成された
測定用プレートにおいても、ウェルを間引かず、測定用
ウェルと非測定用ウェルを設けた前述の測定用プレート
10の場合と同様の効果を得ることができる。
As described above, even in the measurement plate constructed by thinning out the wells from the matrix arrangement according to the standard as shown in FIGS. 7 and 8, the wells are not thinned out and the measurement wells and non-measurement wells are not thinned out. Measuring plate with wells
The same effect as in the case of 10 can be obtained.

【0065】なお、上記各測定用プレートのウェルは、
基体上面から下方に徐々に径の小さくなる断面円形の形
状を有するものとしたが、ウェルの形状はこれに限るも
のであはない。ウェルの形状例を図10〜12に示す。
各図において、(a)はウェルの側断面、(b)はウェ
ルを基体裏面からみた図である。
The wells of the above measuring plates are
Although the cross-section has a circular shape whose diameter gradually decreases downward from the upper surface of the substrate, the shape of the well is not limited to this. Examples of well shapes are shown in FIGS.
In each figure, (a) is a side sectional view of the well, and (b) is a view of the well as seen from the back surface of the substrate.

【0066】図10に示す測定用プレート100のウェル1
02は、基体101上面から下方に徐々に径の小さくなる断
面円形であるが、ウェル下部において、径の縮小率が大
きくなる部分を有するものである。ウェル底面に薄膜層
94が形成されており、ウェルの底が基体101の裏面に対
して凸状となるように厚く形成されて誘電体ブロック10
6が構成されている。誘電体ブロック106、すなわち、基
体101の裏面の凸部は、同図(a)の紙面奥行きに隣接
するウェルの底部外面に該ウェルの並び方向に延びた形
状となっている。
Well 1 of the measuring plate 100 shown in FIG.
02 has a circular cross section whose diameter gradually decreases downward from the upper surface of the substrate 101, but has a portion in the lower portion of the well where the reduction rate of the diameter increases. Thin film layer on the bottom of the well
94 is formed, the bottom of the well is formed thickly so as to be convex with respect to the back surface of the substrate 101, and the dielectric block 10 is formed.
6 are configured. The dielectric block 106, that is, the convex portion on the back surface of the substrate 101 has a shape extending in the well-arrangement direction on the outer surface of the bottom of the well adjacent to the depth of the drawing in FIG.

【0067】図11に示す測定用プレート110のウェル1
12は、ウェル112の開口部が四角形であり、倒立截頭四
角柱形状を有するものである。ウェル底面に薄膜層94が
形成されており、ウェルの底が基体111の裏面に対して
凸状となるように厚く形成されて誘電体ブロック116が
構成されている。誘電体ブロック116、すなわち、基体1
11の裏面の凸部は、同図(a)の紙面奥行きに隣接する
ウェルの底部外面に該ウェルの並び方向に延びた形状と
なっている。
Well 1 of measurement plate 110 shown in FIG.
In the case of 12, the opening of the well 112 is quadrangular and has an inverted truncated square prism shape. A thin film layer 94 is formed on the bottom surface of the well, and the dielectric block 116 is formed by forming the bottom of the well thickly so as to be convex toward the back surface of the substrate 111. Dielectric block 116, that is, substrate 1
The convex portion on the back surface of 11 has a shape extending in the direction in which the wells are arranged on the outer surface of the bottom of the well adjacent to the depth of the paper in FIG.

【0068】図12に示す測定用プレート120のウェル1
22は、図10に示すウェル112のウェル下部において、
さらに断面積の縮小率が大きくなる部分を有するもので
ある。この場合も同様に、ウェル底面に薄膜層94が形成
され、ウェル底部外面に誘電体ブロック126が形成され
ている。
Well 1 of the measuring plate 120 shown in FIG.
22 is a well lower part of the well 112 shown in FIG.
Further, it has a portion where the reduction rate of the cross-sectional area becomes large. Also in this case, similarly, the thin film layer 94 is formed on the bottom surface of the well, and the dielectric block 126 is formed on the outer surface of the well bottom portion.

【0069】なお、各測定用プレートにおいて、薄膜層
94としては、表面プラズモンセンサーにおいて使用する
場合には、金属膜を形成し、漏洩モードセンサーにおい
て使用する場合には、クラッド層と光導波層とを形成す
ればよい。
In each measuring plate, a thin film layer
As 94, a metal film may be formed when used in a surface plasmon sensor, and a clad layer and an optical waveguide layer may be formed when used in a leaky mode sensor.

【0070】なお、上述の、本発明の測定用プレートを
備えた全反射を利用した測定装置は、光源からの光ビー
ムを界面(ウェル底面)に対して種々の角度で入射さ
せ、該界面からの反射光を測定し暗線となる入射角度か
ら全反射減衰の状態を測定して試料分析を行う、もしく
は被検体とセンシング物質との結合状態を得るものであ
るが、光ビームの入射角度を界面で全反射条件を満たす
所定の角度とし、種々の波長を有する光ビームを入射さ
せる、もしくは入射させる光ビームの波長を変化させ、
界面からの反射光を測定し、各波長毎の全反射減衰の状
態により試料分析を行う、もしくは被検体とセンシング
物質との結合状態を得るようにしてもよい。
The above-described measuring device using total reflection provided with the measuring plate of the present invention makes the light beam from the light source incident on the interface (well bottom surface) at various angles, and then from the interface. The reflected light is measured to measure the state of attenuation of total reflection from the incident angle that becomes a dark line for sample analysis, or the binding state between the analyte and the sensing substance is obtained. With a predetermined angle that satisfies the condition of total reflection, light beams having various wavelengths are made incident, or the wavelength of the light beam to be made incident is changed,
The reflected light from the interface may be measured, and the sample analysis may be performed based on the attenuated total reflection state for each wavelength, or the binding state between the analyte and the sensing substance may be obtained.

【0071】さらに、図3に示した測定用プレート10’
を用いた全反射を利用した他の形態の測定装置の側面図
を図13に示し、簡単に説明する。
Further, the measuring plate 10 'shown in FIG.
A side view of a measuring device of another form using total reflection using is shown in FIG. 13 and briefly described.

【0072】ここでは測定用プレート10’の測定用ウェ
ル12aの底部内面に設けられた金属膜14上にさらに、特
定物質と結合するセンシング物質18が設けられている。
Here, a sensing substance 18 that binds to a specific substance is further provided on the metal film 14 provided on the inner surface of the bottom of the measuring well 12a of the measuring plate 10 '.

【0073】図13に側面形状を示すように、本実施の
形態の表面プラズモンサーは、上述の測定用プレート1
0’を備え、該測定用プレート10’の誘電体ブロック16
の光ビーム入射面16a側および出射面16b側にそれぞれ、
光源334とCCD360とが配設されており、これら光源33
4とCCD360との間には、コリメータレンズ350、干渉
光学系、集光レンズ355およびアパーチャー356が配設さ
れている。
As shown in the side view of FIG. 13, the surface plasmon sar of this embodiment has the above-described measurement plate 1
0 ', and the dielectric block 16 of the measuring plate 10'
On the light beam incident surface 16a side and the emission surface 16b side of
A light source 334 and a CCD 360 are provided, and these light sources 33
A collimator lens 350, an interference optical system, a condenser lens 355, and an aperture 356 are arranged between 4 and the CCD 360.

【0074】上記干渉光学系は、偏光フィルタ351、ハ
ーフミラー352、ハーフミラー353およびミラー354によ
り構成されている。
The interference optical system is composed of a polarization filter 351, a half mirror 352, a half mirror 353 and a mirror 354.

【0075】さらに、CCD360は信号処理部361に接続
されており、信号処理部361は表示部362に接続されてい
る。
Further, the CCD 360 is connected to the signal processing unit 361, and the signal processing unit 361 is connected to the display unit 362.

【0076】以下、本実施の形態の表面プラズモンセン
サーにおける試料の測定について説明する。
The measurement of the sample in the surface plasmon sensor of this embodiment will be described below.

【0077】光源334が駆動されて光ビーム330が発散光
の状態で出射される。この光ビーム330はコリメータレ
ンズ350により平行光化されて偏光フィルタ351に入射す
る。偏光フィルタ351を透過して界面15に対してp偏光
で入射するようにされた光ビーム330は、ハーフミラー3
52により一部がレファレンス光ビーム330Rとして分割
され、ハーフミラー352を透過した残りの光ビーム330S
は界面15に入射する。界面15で全反射した光ビーム330
Sおよびミラー354で反射したレファレンス光ビーム330
Rはハーフミラー353に入射して合成される。合成され
た光ビーム330´は集光レンズ355により集光され、アパ
ーチャー356を通過してCCD360によって検出される。
このとき、CCD360で検出される光ビーム330´は、光
ビーム330Sとレファレンス光ビーム330Rとの干渉の状
態に応じて干渉縞を発生させる。
The light source 334 is driven and the light beam 330 is emitted in a divergent state. The light beam 330 is collimated by the collimator lens 350 and enters the polarization filter 351. The light beam 330 transmitted through the polarization filter 351 and incident on the interface 15 as p-polarized light is transmitted by the half mirror 3
A part of the light beam is split as a reference light beam 330R by 52, and the remaining light beam 330S transmitted through the half mirror 352.
Is incident on the interface 15. Light beam 330 totally reflected at interface 15
Reference light beam 330 reflected by S and mirror 354
R enters the half mirror 353 and is combined. The combined light beam 330 'is condensed by the condenser lens 355, passes through the aperture 356, and is detected by the CCD 360.
At this time, the light beam 330 'detected by the CCD 360 generates interference fringes according to the state of interference between the light beam 330S and the reference light beam 330R.

【0078】ここで、金属膜14の表面に固定されている
センシング物質18は、試料20中の特定物質と結合するも
のである。このような特定物質とセンシング物質18との
組合せとしては、例えば抗原と抗体とが挙げられる。そ
の場合は、試料20分注後から継続的に測定し、CCD36
0により検出される干渉縞の変化を検出することによ
り、抗原抗体反応の有無を検出することができる。つま
りこの場合は、上記特定物質とセンシング物質18との結
合状態に応じてセンシング物質18の屈折率が変化する
と、界面15で全反射した光ビーム330Sおよびレファレ
ンス光ビーム330Rがハーフミラー353により合成される
際に、干渉の状態が変化するため、上記干渉縞の変化に
応じて抗原抗体反応を検出することができる。なおこの
場合は、試料20およびセンシング物質18の双方が、分析
対象の試料となる。
Here, the sensing substance 18 fixed on the surface of the metal film 14 binds to a specific substance in the sample 20. Examples of such a combination of the specific substance and the sensing substance 18 include an antigen and an antibody. In that case, measure continuously after dispensing 20 samples and use CCD36
The presence or absence of an antigen-antibody reaction can be detected by detecting the change in the interference fringes detected by 0. That is, in this case, when the refractive index of the sensing substance 18 changes according to the binding state between the specific substance and the sensing substance 18, the light beam 330S and the reference light beam 330R totally reflected at the interface 15 are combined by the half mirror 353. When the interference occurs, the state of interference changes, so that the antigen-antibody reaction can be detected according to the change in the interference fringe. In this case, both the sample 20 and the sensing substance 18 are samples to be analyzed.

【0079】信号処理部361は、以上の原理に基づいて
上記反応の有無を検出し、その結果が表示部362に表示
される。
The signal processing unit 361 detects the presence or absence of the above reaction based on the above principle, and the result is displayed on the display unit 362.

【0080】その後、図示しない移動手段により測定用
プレート10’もしくは測定系を互いに相対的に移動さ
せ、次に測定に供される測定用ウェル12aが測定系に対
して所定位置となるようにする。このように測定用ウェ
ル12aを、測定用プレート10’の移動にともなって次々
と測定に供することができる。
Then, the measuring plate 10 'or the measuring system is moved relative to each other by a moving means (not shown) so that the measuring well 12a to be used for the next measurement will be at a predetermined position with respect to the measuring system. . In this way, the measurement wells 12a can be used for measurement one after another as the measurement plate 10 'moves.

【0081】このように、本測定用プレート10’を用い
ることにより、測定用ウェル12aの誘電体ブロック16に
入射するもしくは該ブロック16から出射する光ビーム33
0Sにケラレが生じることなく、測定精度の低下もなく、
効率良く測定を行うことができる。
As described above, by using the main measurement plate 10 ′, the light beam 33 that enters or exits the dielectric block 16 of the measurement well 12 a.
Vignetting does not occur in 0S, there is no decrease in measurement accuracy,
Measurement can be performed efficiently.

【0082】さらに、本発明の測定用プレートを用いた
全反射を利用した他の形態の測定装置の側面図を図14
に示し、簡単に説明する。
Further, FIG. 14 is a side view of a measuring apparatus of another form using total reflection using the measuring plate of the present invention.
, And briefly explained.

【0083】図14に側面形状を示す測定装置は、図1
に示した測定用プレート10を備え、測定用ウェル12aの
底面15に光ビームを全反射条件で入射させ、該全反射時
にウェル底面15の試料側に発生するエバネッセント波に
より、ウェル中に注入された試料420を励起させ、該試
料420から放出される蛍光435を検出することにより試料
の分析を行うものである。この測定装置は、例えば、蛍
光物質を標識として抗原抗体反応を測定する、蛍光免疫
測定法(蛍光イムノアッセイ)などに用いられる。
The measuring device of which side view is shown in FIG.
The measurement plate 10 shown in FIG. 2 is provided, and the light beam is incident on the bottom surface 15 of the measurement well 12a under the condition of total reflection, and is injected into the well by the evanescent wave generated on the sample side of the well bottom surface 15 at the time of the total reflection. The sample is analyzed by exciting the sample 420 and detecting the fluorescence 435 emitted from the sample 420. This measuring device is used, for example, in a fluorescent immunoassay method (fluorescent immunoassay) for measuring an antigen-antibody reaction using a fluorescent substance as a label.

【0084】さらに、本測定装置は、光ビーム430を発
生させる半導体レーザ等のレーザ光源431および集光レ
ンズ32を備えた励起光学系と、光ビーム430のウェル底
面15での全反射時に試料側にしみだすエバネッセント波
により励起された試料から発生する蛍光435を集光する
集光レンズ436と、蛍光435を受光する蛍光分光器437
と、該蛍光分光器437に接続された信号処理部438とを備
えてなる。
Further, the present measuring apparatus includes an excitation optical system including a laser light source 431 such as a semiconductor laser for generating a light beam 430 and a condenser lens 32, and a sample side when the light beam 430 is totally reflected on the bottom surface 15 of the well. Condensing lens 436 that collects fluorescence 435 generated from the sample excited by the evanescent wave that exudes and fluorescence spectroscope 437 that receives the fluorescence 435.
And a signal processing unit 438 connected to the fluorescence spectroscope 437.

【0085】以下、上記構成の測定装置による試料分析
について説明する。測定対象となる試料420は、上述の
他の測定装置の場合と同様に、図2に示した分注機50に
より、測定用ウェル12aに供給される。
The sample analysis by the measuring device having the above-mentioned structure will be described below. The sample 420 to be measured is supplied to the measurement well 12a by the pipetting machine 50 shown in FIG. 2 as in the case of the above-described other measuring device.

【0086】試料420を保持している測定用ウェル12a
が、その誘電体ブロック16に前記光ビーム430が入射す
る測定位置に移動手段により設置された状態で、レーザ
光源431が駆動され、そこから発せられた光ビーム430が
レンズ432で収束されてウェル底面15に全反射条件で入
射する。
Measurement well 12a holding sample 420
However, the laser beam source 431 is driven in a state where the dielectric block 16 is installed at the measurement position where the light beam 430 is incident by the moving means, and the light beam 430 emitted therefrom is converged by the lens 432 and wells. It is incident on the bottom surface 15 under the condition of total reflection.

【0087】このように光ビーム430が全反射すると
き、ウェル底面15からウェル側にエバネッセント波がし
み出す。そして、このエバネッセント波により試料420
が励起され、その後試料420は基底状態に戻る際に蛍光
を発する。
When the light beam 430 is totally reflected in this way, an evanescent wave seeps out from the well bottom surface 15 to the well side. Then, this evanescent wave causes the sample 420
Are excited, and then the sample 420 fluoresces when returning to the ground state.

【0088】試料420から発せられた蛍光435は、集光レ
ンズ436で集光されて、蛍光分光器437で検出される。試
料から発せられる蛍光を検出することにより、信号処理
部438は、試料の性質を解析し、その分析結果を図示し
ない表示部に出力する。
The fluorescence 435 emitted from the sample 420 is condensed by the condenser lens 436 and detected by the fluorescence spectroscope 437. The signal processing unit 438 analyzes the properties of the sample by detecting the fluorescence emitted from the sample, and outputs the analysis result to a display unit (not shown).

【0089】その後、図示しない移動手段により測定用
プレート10もしくは測定系を互いに相対的に移動させ、
次に測定に供される測定用ウェル12aが測定系に対して
所定位置となるようにする。このように測定用ウェル12
aを、測定用プレート10の移動にともなって次々と測定
に供することができる。
Then, the measuring plate 10 or the measuring system is moved relative to each other by a moving means (not shown),
Next, the measurement well 12a to be used for measurement is set at a predetermined position with respect to the measurement system. In this way measuring well 12
a can be used for measurement one after another as the measurement plate 10 moves.

【0090】なお、上記各全反射を利用した測定装置に
おいては、1つの測定系と、該測定系に対して相対的に
プレートを二次元的に移動させる移動手段とを備えるも
のとしたが、例えば、8つの測定系と、該測定系に対し
て相対的にプレートを該測定系の並び方向と直角な方向
にのみ移動させる移動手段とを備え、図1に示す測定用
プレートの1行に並んでいる8つの測定用ウェルについ
ての測定を同時に行い、移動手段により、測定系もしく
はプレートを測定系の並び方向に直角な方向に移動させ
て各行の測定用ウェルについて順次測定を行うようにし
てもよい。
The measuring apparatus using each of the above-mentioned total reflections is provided with one measuring system and moving means for moving the plate two-dimensionally with respect to the measuring system. For example, it is provided with eight measuring systems and moving means for moving the plates relative to the measuring systems only in a direction perpendicular to the arrangement direction of the measuring systems. Simultaneously perform measurements on eight measuring wells that are lined up, and move the measuring system or plate in a direction perpendicular to the direction in which the measuring systems are arranged by the moving means so that the measuring wells in each row are sequentially measured. Good.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態の測定用プレートを
示す斜視図
FIG. 1 is a perspective view showing a measuring plate according to a first embodiment of the present invention.

【図2】測定用プレートに試料液を分注する分注装置を
示す正面図
FIG. 2 is a front view showing a dispensing device for dispensing a sample liquid on a measurement plate.

【図3】図1に示した測定用プレートを使用した表面プ
ラズモンセンサーの側面図
FIG. 3 is a side view of a surface plasmon sensor using the measurement plate shown in FIG.

【図4】表面プラズモンセンサー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概略関係を示すグ
ラフ
FIG. 4 is a graph showing a schematic relationship between an incident angle of a light beam on a surface plasmon sensor and a light intensity detected by a photodetector.

【図5】本発明の測定用プレートを使用した漏洩モード
センサーの側面図
FIG. 5 is a side view of a leaky mode sensor using the measurement plate of the present invention.

【図6】本発明の測定用プレートの他の形態を示す上面
FIG. 6 is a top view showing another embodiment of the measuring plate of the present invention.

【図7】本発明の測定用プレートの他の形態を示す上面
FIG. 7 is a top view showing another embodiment of the measuring plate of the present invention.

【図8】本発明の測定用プレートの他の形態を示す上面
FIG. 8 is a top view showing another embodiment of the measuring plate of the present invention.

【図9】図8に示した測定用プレートの一部拡大断面図9 is a partially enlarged cross-sectional view of the measurement plate shown in FIG.

【図10】本発明の測定用プレートのウェル形状を説明
するための図
FIG. 10 is a view for explaining the well shape of the measurement plate of the present invention.

【図11】本発明の測定用プレートのウェル形状を説明
するための図
FIG. 11 is a view for explaining the well shape of the measurement plate of the present invention.

【図12】本発明の測定用プレートのウェル形状を説明
するための図
FIG. 12 is a view for explaining the well shape of the measurement plate of the present invention.

【図13】図1に示した測定用プレートを使用した別の
全反射を利用した測定装置の側面図
FIG. 13 is a side view of another measuring apparatus using total reflection using the measuring plate shown in FIG.

【図14】図1に示した測定用プレートを使用したさら
に別の全反射を利用した測定装置の側面図
FIG. 14 is a side view of a measuring device using still another total reflection using the measuring plate shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 測定用プレート 11 基体 12 ウェル 12a 測定用ウェル 12b 非測定用ウェル 14 金属膜 16 誘電体ブロック 30 光ビーム 31 光源 32 集光レンズ 40 光検出器 41 クラッド層 42 光導波層 50 分注機 60 信号処理部 10 Measuring plate 11 Base 12 well 12a Measuring well 12b Non-measurement well 14 Metal film 16 Dielectric block 30 light beams 31 light source 32 condenser lens 40 photo detector 41 Cladding layer 42 Optical waveguide layer 50 dispenser 60 Signal processing unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2G043 AA01 BA16 CA03 DA06 EA01 EA15 GA07 GB01 GB05 GB16 HA01 HA02 HA05 HA07 KA09 LA03 2G057 AA02 AA04 AB04 AB07 AC01 BA01 BA03 BB06 2G059 AA01 AA05 BB04 BB12 CC16 DD13 EE02 EE05 EE09 FF08 FF09 FF11 GG02 GG04 JJ11 JJ13 JJ17 JJ19 JJ20 JJ22 KK04 PP04    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F-term (reference) 2G043 AA01 BA16 CA03 DA06 EA01                       EA15 GA07 GB01 GB05 GB16                       HA01 HA02 HA05 HA07 KA09                       LA03                 2G057 AA02 AA04 AB04 AB07 AC01                       BA01 BA03 BB06                 2G059 AA01 AA05 BB04 BB12 CC16                       DD13 EE02 EE05 EE09 FF08                       FF09 FF11 GG02 GG04 JJ11                       JJ13 JJ17 JJ19 JJ20 JJ22                       KK04 PP04

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 マイクロタイタプレートの所定の規格と
同一の外形を有するプレート基体の表面の、前記規格に
したがった位置に配列された複数のウェルを備え、 前記プレート基体の裏面の、前記複数のウェルのうち一
部のウェルの底部外面にのみ、所定の光ビームを該ウェ
ルの底面で全反射するように入射させる入射面と、前記
底面で全反射した光ビームを出射させる出射面を有する
誘電体ブロックを備え、該誘電体ブロックを備えたウェ
ルが少なくとも一配列方向において隣接しないように配
されていることを特徴とする全反射を利用した測定装置
の測定用プレート。
1. A microtiter plate is provided with a plurality of wells arranged at positions according to the standard on the surface of a plate base having the same outer shape as the predetermined standard, and the plurality of wells on the back surface of the plate base are provided. A dielectric having an incident surface on which a predetermined light beam is incident so as to be totally reflected on the bottom surface of the well and an emission surface for emitting the light beam totally reflected on the bottom surface only on the outer surface of the bottom of some of the wells. A measuring plate of a measuring device using total reflection, comprising a body block, and wells having the dielectric block are arranged so as not to be adjacent to each other in at least one arrangement direction.
【請求項2】 前記誘電体ブロックが、前記複数のウェ
ルのうち1行以上もしくは1列以上おきのウェルに備え
られていることを特徴とする請求項1記載の全反射を利
用した測定装置の測定用プレート。
2. The measuring apparatus utilizing total internal reflection according to claim 1, wherein the dielectric block is provided in wells in every one row or more or in every one column or more of the plurality of wells. Measuring plate.
【請求項3】 前記誘電体ブロックが、前記複数のウェ
ルのうち千鳥状の位置にあるウェルに備えられているこ
とを特徴とする請求項1記載の全反射を利用した測定装
置の測定用プレート。
3. The measuring plate of a measuring device using total internal reflection according to claim 1, wherein the dielectric block is provided in wells at staggered positions among the plurality of wells. .
【請求項4】 マイクロタイタプレートの所定の規格と
同一の外形を有するプレート基体の表面の、前記規格に
したがった行列状配置の1行以上もしくは1列以上おき
となる位置に、複数のウェルが配置されており、 前記複数のウェルの各ウェルの底部外面に、所定の光ビ
ームを前記ウェルの底面で全反射するように入射させる
入射面と、前記底面で全反射した光ビームを出射させる
出射面を有する誘電体ブロックを備えていることを特徴
とする全反射を利用した測定装置の測定用プレート。
4. A plurality of wells are provided on a surface of a plate substrate having the same outer shape as a predetermined standard of a microtiter plate at a position of one row or more or one column or more arranged in a matrix according to the standard. The wells of the plurality of wells are disposed on the outer surface of the bottom of each well so that a predetermined light beam is incident on the bottom surface of the well so that the light beam is totally reflected by the well surface. A measuring plate of a measuring device utilizing total internal reflection, comprising a dielectric block having a surface.
【請求項5】 マイクロタイタプレートの所定の規格と
同一の外形を有するプレート基体の表面の、前記規格に
したがった行列状配置の千鳥状の位置に、複数のウェル
が配置されており、 前記複数のウェルの各ウェルの底部外面に、所定の光ビ
ームを前記ウェルの底面で全反射するように入射させる
入射面と、前記底面で全反射した光ビームを出射させる
出射面を有する誘電体ブロックを備えていることを特徴
とする全反射を利用した測定装置の測定用プレート。
5. A plurality of wells are arranged at staggered positions in a matrix according to the standard on the surface of a plate substrate having the same outer shape as the predetermined standard of the microtiter plate. A dielectric block having an incident surface on a bottom outer surface of each well for allowing a predetermined light beam to be totally reflected on the bottom surface of the well and an emission surface for emitting the light beam totally reflected on the bottom surface. A measuring plate for a measuring device using total reflection, which is characterized by being provided.
【請求項6】 前記底部外面に前記誘電体ブロックを備
えているウェルの底部内面上に薄膜層が形成されている
ことを特徴とする請求項1から5いずれか1項記載の全
反射を利用した測定装置の測定用プレート。
6. The total internal reflection according to claim 1, wherein a thin film layer is formed on the inner surface of the bottom of the well having the dielectric block on the outer surface of the bottom. Plate for the measured measuring device.
【請求項7】 前記薄膜層が金属膜であり、表面プラズ
モン共鳴に伴う全反射減衰の状態を測定する測定装置に
おいて使用されることを特徴とする請求項6記載の全反
射を利用した測定装置の測定用プレート。
7. The measuring device utilizing total internal reflection according to claim 6, wherein the thin film layer is a metal film and is used in a measuring device for measuring a state of attenuation of total internal reflection due to surface plasmon resonance. Measuring plate.
【請求項8】 前記薄膜層がクラッド層、およびその上
に形成される光導波層からなるものであり、該光導波層
での導波モードの励起に伴う全反射減衰の状態を測定す
る測定装置において使用されることを特徴とする請求項
6記載の全反射を利用した測定装置の測定用プレート。
8. A measurement for measuring a state of attenuation of total reflection due to excitation of a guided mode in the optical waveguide layer, wherein the thin film layer comprises a cladding layer and an optical waveguide layer formed thereon. The measuring plate of a measuring device utilizing total internal reflection according to claim 6, which is used in the device.
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