JP2004354092A

JP2004354092A - 表面プラズモン共鳴測定装置

Info

Publication number: JP2004354092A
Application number: JP2003149455A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Yamada; 孝弘山田; Atsushi Furusawa; 篤史古沢
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2003-05-27
Filing date: 2003-05-27
Publication date: 2004-12-16
Also published as: US20050012932A1

Abstract

【課題】入射光線の入射角度を変えても、光検出器に常に反射光線が照射される表面プラズモン共鳴測定装置を提供する。
【解決手段】発光素子１４は発光素子固定板１６に固定され、受光素子１５は受光素子固定板１７に固定されており、発光素子固定板と受光素子固定板は、入射光線の経路Ｌ１と反射光線の経路Ｌ２とを含む基準面上において、照射点Ｐ１を中心に回動可能とされている。そして、発光素子固定板と受光素子固定板とを連動させるリンク機構として、第一リンク部材１８と第二リンク部材１９とが、発光素子固定板と受光素子固定板とにそれぞれ取付けられている。発光素子固定板を、モータ３５により基準面上において、照射点を中心に回動させると、リンク機構により受光素子固定板も、基準面上において照射点を中心に回動することになり、入射光線の入射角度が変わっても、反射光線を受光素子により検出することができる。
【選択図】図１

Description

【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に関する。
【０００２】
【従来の技術】
表面プラズモン共鳴測定を行う為の装置として、例えば下記特許文献１に開示されているものがある。特許文献１に開示されている技術は、レーザー等の光供給手段から照射した光を、プリズムと金属膜との界面で反射させ、その反射光をフォトデテクタ等の受光手段により検出するようにしたもので、光供給手段及び受光手段をそれぞれのステージ上で移動できるようにし、かつ光供給手段と受光手段とが連動して移動できるようにして、入射光線の入射角度を変えても、常に反射光線が受光手段に照射されるようにしたものである。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−２３９２３３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１では、光供給手段及び受光手段とは、それぞれ別のステージ上に配置されているため、異なる複数の駆動機構により、光供給手段と受光手段とを駆動する必要がある。そのため、装置の構成が煩雑となる。また、入射光線の入射角度を変えても、反射光線が常に光検出機に照射されるようにするためには、別々の駆動機構を連動させる制御機構が必要になり、装置が複雑になるという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記問題を鑑みてなされたものであり、入射光線の入射角度を変えつつ反射光強度を測定する場合に、より簡便な機構で、反射光線を検出するための受光手段に常に反射光線が照射されるようにすることができる表面プラズモン共鳴測定装置を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の表面プラズモン共鳴測定装置の第一形態は、入射光線を照射する光供給手段と、前記入射光線が照射される検出面と、前記検出面からの反射光線を受光する受光手段と、を有する表面プラズモン共鳴測定装置において、前記入射光線の経路と前記反射光線の経路とを含む基準面上において、前記入射光線の経路と前記反射光線の経路とが交わる点を照射点としたとき、該照射点を通り前記基準面に垂直な軸を中心として回動可能であり、前記入射光線が前記照射点に照射されるように前記光供給手段が固定される光供給手段固定部材と、前記照射点を通り前記基準面に垂直な軸を中心として回動可能であり、前記受光手段が前記反射光線を受光するように、前記受光手段が固定される受光手段固定部材と、前記光供給手段固定部材と前記受光手段固定部材とのいずれか一つを前記照射点を中心に前記基準面において回動させる固定部材駆動機構と、前記光供給手段固定部材の回動と前記受光手段固定部材の回動とを連動させるリンク機構と、を有することを特徴とする。
【０００７】
上記のような構成によれば、入射光線の経路と反射光線の経路とを含む基準面上において、前記入射光線の経路と前記反射光線の経路とが交わる点を照射点としたとき、該照射点を中心として、入射光線を照射する光供給手段が、前記光供給手段固定部材とともに回動する形態を実現することができる。そのため、光供給手段から照射される入射光線の入射角度を変化させることができる。一方、受光手段も、受光手段固定部材とともに、前記照射点を通り前記基準面に垂直な軸を中心として回動することができる。そのため、入射光線の入射角度の変化に伴って、反射光線の反射角度が変化しても、受光手段固定部材を回動させれば、反射光線を検出することができる。さらに、本発明においては、前記光供給手段固定部材の回動と前記受光手段固定部材の回動とを連動させるリンク機構とを有する。そのため、光供給手段固定部材と受光手段固定部材とのいずれか一つを、前記照射点を通り前記基準面に垂直な軸を中心として回動させれば、ひとつの固定部材駆動機構により、光供給手段と受光手段との両方を回動させることができる。そのため、光供給手段と受光手段とを別個の駆動機構により移動させなくてもよく、より簡便な構成により、光供給手段と受光手段とを連動して移動させることができる。また、光供給手段と受光手段とを別個に移動させる場合と比べて、駆動機構の占有スペースを削減することもできるので、装置の小型化及び低コスト化を実現することができる。
【０００８】
また、本発明の表面プラズモン共鳴測定装置の第二形態は、より具体的な構成として、透明基板と、該透明基板の第一主表面に形成される金属膜とを備え、前記金属膜側で試料と接触させられるセンサチップと、前記センサチップの前記金属膜とは反対側の第二主表面側に配備されるプリズムと、前記金属膜の前記透明基板とは反対側の表面を検出面として、該検出面に対して、前記プリズムを介して入射光線を照射する光供給手段と、前記入射光線の前記検出面からの反射光線を検出する受光手段と、前記金属膜に試料が接触するように、試料を流動させる試料流動流路が形成された流路プレートと、前記透明基板に対して前記入射光線以外を遮光する遮光手段と、を備える表面プラズモン共鳴測定装置において、前記入射光線の経路と前記反射光線の経路とを含む基準面上において、前記入射光線の経路と前記反射光線の経路とが交わる点を照射点としたとき、該照射点を通り前記基準面に垂直な軸を中心として回動可能であり、前記入射光線が前記照射点に照射されるように前記光供給手段が固定される光供給手段固定部材と、前記照射点を通り前記基準面に垂直な軸を中心として回動可能であり、前記受光手段が前記反射光線を受光するように、前記受光手段が固定される受光手段固定部材と、前記光供給手段固定部材と前記受光手段固定部材とのいずれか一つを前記照射点を中心に前記基準面において回動させる固定部材駆動機構と、前記光供給手段固定部材の回動と前記受光手段固定部材の回動とを連動させるリンク機構と、を有することを特徴とする。
【０００９】
上記本発明の第二形態においては、前記流路プレートには、該流路プレートを介して前記試料流動流路内の試料の温度を調節する温度調節機が接続されているものとすることができる。
【００１０】
また、本発明の第一形態及び第二形態におけるリンク機構としては、具体的に以下のような構成を採用することができる。つまり、前記リンク機構は、前記基準面上において、前記光供給手段固定部材上に位置する第一支持点に一端側が回動可能に取付けられる第一リンク部材と、前記受光手段固定部材上に位置する第二支持点に一端側が回動可能に取付けられる第二リンク部材とを備え、前記第一リンク部材と前記第二リンク部材とは、それぞれの他端側で支点を中心に回動可能に連結されており、さらに、前記基準面上において、前記照射点を通り前記検出面と垂直な直線を中心線としたとき、該中心線上を前記支点が移動可能とされており、かつ前記支点と前記第一支持点との前記基準面上における距離と、前記支点と前記第二支持点との前記基準面上における距離とが同一となり、前記照射点と前記第一支持点との前記基準面上における距離と、前記照射点と前記第二支持点との前記基準面上における距離とが同一となるものであるとすることができる。
【００１１】
上記のようなリンク機構によれば、固定部材駆動機構により、例えば光供給手段固定部材を前記照射点を中心に、前記基準面上において上方に回動させると、該光供給手段固定部材に前記第一支持点において取付けられる第一リンク部材が前記第一支持点を中心として回動して、前記中心線上の支点の位置を上方に移動させる。すると、前記支点において第一リンク部材と連結される第二リンク部材の支点側も上方に移動され、第二リンク部材が第二支持点において回動可能に取付けられる受光手段固定部材も前記照射点を中心に上方に回動することになる。そのため、光供給手段固定部材の回動と受光手段固定部材との回動を連動させることができる。
【００１２】
また、前記支点と第一支持点との前記基準面上における距離と、前記支点と前記第二支持点との前記基準面上における距離とが同一となり、前記照射点と前記第一支持点との前記基準面上における距離と、前記照射点と前記第二支持点との前記基準面上における距離とが同一となるようにしているので、前記基準面上でみたとき、前記支点と前記照射点とを結ぶ線分を底辺として、前記第一支持点あるいは前記第二支持点をそれぞれ頂点とする合同な二つの三角形が形成される。また、前記基準面上でみたとき、前記中心線上のみを前記支点が移動できるようにしているため、光供給手段固定部材と受光手段固定部材とが回動しても、二つの三角形は常に合同である。したがって、光供給手段固定部材と受光手段固定部材とは中心線を中心に左右対称に、同じ角度だけ回動することになり、入射光線の入射角度を変化させても、常に受光手段により反射光線を検出することができるのである。
【００１３】
さらに、本発明の第一形態及び第二形態の表面プラズモン共鳴測定装置においては、前記固定部材駆動機構は、前記基準面に垂直で、前記照射点を通る軸心を有するモータ軸が、前記光供給手段固定部材あるいは前記受光手段のいずれかに固定されているモータであるとすることができる。
【００１４】
固定部材駆動機構として、上記のようなモータを採用すれば、入射光線の経路と反射光線の経路とを含む面上において、前記照射点を中心にモータ軸が回転することになり、さらにこのモータ軸に前記光供給手段固定部材と前記受光手段固定部材とのいずれか一つが固定されているので、前記光供給手段固定部材と前記受光手段固定部材とのいずれか一つが、モータにより前記照射点を中心として回動されることになる。なお、モータのモータ軸を光供給手段固定部材に固定した場合、モータの駆動により光供給手段固定部材が回動し、本発明にかかるリンク機構により連動されて、受光手段固定部材も照射点を中心に回動することになる。一方、モータのモータ軸を受光手段固定部材に固定した場合、モータの駆動により受光手段固定部材も回動し、本発明にかかるリンク機構により連動されて、光供給手段固定部材が照射点を中心に回動することになる。
【００１５】
なお、本発明において、入射光線が照射される検出面は、本発明の表面プラズモン共鳴検出装置により、例えば屈折率等の物理特性が評価される試料の検出面とすることができ、当該試料と金属膜との界面とすることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態について説明する。本実施形態の表面プラズモン共鳴測定装置は、試料として、例えば抗原、抗体等の生体分子を用い、その濃度を測定する光学バイオセンサ装置とすることができる。
【００１７】
図１は、本実施形態の表面プラズモン共鳴測定装置５０（以下、ＳＰＲ装置５０とする）を示す概略図である。また、図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。図２は断面図であるが、図面の見易さを優先して装置の説明上必要のないものにはハッチングをしていない。さらに、本発明にかかるリンク機構は、図面の見易さを優先して記載していない。また、図３は、図１のＢ−Ｂ面から図の下方に向かって投影したものであるが、装置５０の説明上必要と思われる部分（リンク機構に関する部分）は断面図として示している。
【００１８】
図１に示すように、本実施形態のＳＰＲ装置５０は、透明基板としてのガラス基板１１の第一主表面に金属膜としての金膜１２が形成されてなるセンサチップ１０と、該センサチップ１０の金膜１２側に試料を接触させるために、試料を流すための流路プレート２８と、ガラス基板１１と同一の屈折率であり、ガラス基板１１の、金膜１２が形成されている第一主表面とは反対側の第二主表面側に配備されるプリズム１３と、光供給手段としての発光素子１４（以下ＬＤ１４とする）と、受光手段としてのフォトデテクタ１５（以下ＰＤ１５とする）と、を有する。ＬＤ１４からは測定光としての入射光線がプリズム１３を介してガラス基板１１の金膜１２側に照射されるようになっており、入射光線は金膜１２とガラス基板１１との界面において反射され、その反射光線をＰＤ１５により検出するようになっている。また、金膜１２のガラス基板１１と反対側の表面には、測定用の試料が接触するようになっており、本実施形態における検出面とされている。以下、金膜１２のガラス基板１１とは反対側の表面（検出面）を表面プラズモン検出面（ＳＰ検出面４６）とする。図１中のＬ１は入射光線の経路を示し、Ｌ２は反射光線の経路を示す。入射光線は経路Ｌ１を通り、ガラス基板１１と金膜１２との界面近傍において反射され、反射光線は経路Ｌ２を通りＰＤ１５の受光面に照射される。なお、センサチップ１０への入射光線以外の光は、遮光手段としてのカバー３１により遮断されている。
【００１９】
このように、センサチップ１０のガラス基板１１と金膜１２との界面で全反射するように、ＬＤ１４から入射光線を照射すると、金膜１２側にエバネッセント波と呼ばれるエネルギー波が生じる。エバネッセント波では、金膜の自由電子がプラズモンの共鳴に使われるため、反射光線の特定の角度に、エネルギーの消失がみられ、反射光線の強度を測定すると、ある特定の角度で反射光線の強度が減衰するのが認められる。この光学現象がＳＰＲ（表面プラズモン共鳴）である。
【００２０】
反射光線の消失角度は、金膜１２の試料と接触する側の表面近傍における、試料の屈折率に依存して変化する。ＳＰＲ装置５０では、この現象を利用して、２分子の結合・解離を測定する。具体的には、金膜１２のガラス基板１１とは反対側の表面に形成した自己組織化膜に抗体を固定し、この抗体が固定された領域に、この抗体が特異的に認識する抗原ＴＧを含む試料を、流路プレート２８の試料流通管路を介して流動させる。そして、特異的抗体・抗原反応により、センサチップ１０の表面の質量が増加し、その結果として、センサチップ１０の表面の屈折率が増加する。この屈折率の変化に応じて、反射光線の強度が減衰する入射光線の角度は変化するが、この入射角度の径時変化をセンサグラムと呼ぶグラフとして表示することにより、センサチップ１０の表面での分子の相互作用をリアルタイムにモニタすることができる。
【００２１】
また、ＬＤ１４は、ＬＤ１４からの入射光線が、ガラスセンサ１１の金膜１２近傍に照射されるように、光供給手段固定部材としてのＬＤ固定板１６に固定されており、ＰＤ１５は、前記ＳＰ検出面４６からの反射光線を検出できるように、ＳＰ検出面４６の照射点Ｐ１を向くように、受光手段固定部材としてのＰＤ固定板１７に固定されている。また、図１及び図３に示すように、ＬＤ固定部材１６には、ＬＤ保持台２４が固定されており、このＬＤ保持台２４に固定されるＬＤ収納ケース４４にＬＤ１４と、スプリッタ２０と、偏向板２１と、ピンホール２２とが収納されている。これらＬＤ１４、スプリッタ２０、偏向板２１、ピンホール２２はＬＤ収納ケース４４に位置固定されている。一方、ＰＤ固定板１７には、ＰＤ保持台２５が固定されており、このＰＤ保持台２５に固定されるＰＤ収納ケース４５にＰＤ１５と、ピンホール２３とが収納されている。これらＰＤ１５とピンホール２３とはＰＤ収納ケース４５に位置固定されている。
【００２２】
また、ＬＤ固定板１６には、第一支持点Ｐ３において、第一リンク部材１８の一端側が支持部材３０により取付けられており、第一支持点Ｐ３を中心として、第一リンク部材１８がＬＤ固定板１６に対して回動可能とされている。また、ＰＤ固定板１７には、第二支持点Ｐ４において、第二リンク部材１９の一端側が支持部材２９により取付けられており、第二支持点Ｐ４を中心として第二リンク部材１９がＰＤ固定板１７に対して、前記基準面上において回動可能とされている。さらに、第一リンク部材１８の他端側と第二リンク部材１９の他端側とは、支点Ｐ２において、支持部材２７により連結されている。なお、第一リンク部材１８と第二リンク部材１９とは、支点Ｐ２を中心として相対的に回動できるように連結されている。これら第一リンク部材１８と、第二リンク部材１９と、支持部材２７、２９、３０とにより、本発明にかかるリンク機構が構成されている。
【００２３】
また、本実施形態のＳＰＲ装置５０としては、図２に示すように、ＬＤ固定板１６とＰＤ固定板１７とのいずれかひとつを、照射点Ｐ１を中心として回動させる駆動機構として、モータ３５を有する。このモータ３５のモータ軸３６は、その軸心Ｏ２がガラス基板１１と金膜１２との界面と同一平面上に位置し、さらに軸心Ｏ２が図１の照射点Ｐ１を通るように配置されている。さらに、図２に示すように、このモータ軸３６とＬＤ固定部材１６とは固定されており、本実施形態の場合、モータ３５はＬＤ固定部材１６を照射点Ｐ１を中心として回動するように駆動するものである。より具体的には、ＬＤ固定部材１６に形成される円筒部１６ａがモータ軸３６を覆い、円筒部１６ａの底部から固定部材３４により、ＬＤ固定板１６がモータ軸３６に固定されている。そして、ＰＤ固定部材１７に形成されている挿通孔１７ａにＬＤ固定部材１６の円筒部１６ａが挿通する形でＰＤ固定部材１７が位置決めされている。なお、ＬＤ固定板１６とＰＤ固定板１７との間、及びＰＤ固定板１７と固定部材３４との間には、スラスト軸受３２、３３が配置されており、ＰＤ固定板１７は、ＬＤ固定板１６とは独立して、照射点Ｐ１（モータ軸３６の軸心Ｏ２）を中心に回動できるようになっている。
【００２４】
また、本実施形態のＳＰＲ装置５０においては、図２に示すように、流路プレート２８に試料流動流路２８ｃが形成されている。この試料流動流路２８ｃは、その一部が金膜１２側に露出するように形成されており、この試料流動流路２８ｃを溶媒に混合された試料が流動することにより、金膜１２に試料が接触して、試料に対して表面プラズモン共鳴測定を行うことができるようになっている。より具体的には、流路プレート２８は、上側プレート２８ａと下側プレート２８ｂとにより構成されており、試料流動流路２８ｃの一部は、上側プレート２８ａに形成された溝部が下側プレート２８ｂの表面と重ねあわされることにより形成されるようになっている。
【００２５】
このような試料流動流路２８ｃの金膜１２に露出する試料保持部２８ｄには、ある抗原と特異的に結合する抗体が配置されている。具体的には、試料保持部２８ｄに露出するセンサチップ１０の金膜１２表面に、抗体が固定されている。そして、試料流動流路２８ｃを流れる溶媒内の抗原が試料保持部２８ｄにおいて、特異的抗体・抗原反応により抗原と抗体とが接合するようになっている。センサチップ１１の試料保持部２８ｄが形成されている表面に入射光線を照射して、表面プラズモン共鳴を測定することにより、分子の相互作用をリアルタイムにモニタすることができる。
【００２６】
また、流路プレート２８の下方には、該流路プレート２８と接触する形態で、試料の温度を調節するための温度調節機が備えられている。
【００２７】
また、流路プレート２８には、試料流動流路２８ｃに試料を流動させるのに、該試料流動流路２８ｃを開閉するためのバルブ機構３８が取付けられている。このようなバルブ機構３８により、試料流動流路２８ｃに試料を流通させたり、試料流動流路２８ｃへの試料の流通を停止したりすることことができる。また、試料流動流路２８ｃは、流路プレート２８中に複数形成されているものとすることができ、バルブ機構３８は、複数の試料流動流路の開閉を制御するものとすることができる。
【００２８】
以下、図４を用いて、本実施形態におけるリンク機構を詳細に説明する。図４は、入射光線の経路Ｌ１と反射光線の経路Ｌ２とを含む面上に各々の部材を投影して示すものであり、説明上必要ない部材は省略して示している。図４に示すように、本実施形態にかかるリンク機構は、入射光線の経路Ｌ１と反射光線の経路Ｌ２とを含む基準面上（図４の紙面上）において、支点Ｐ２と第一支持点Ｐ３との前記基準面上における距離と、支点Ｐ２と第二支持点Ｐ４との前記基準面上における距離とが同一とされている。つまり、図４の紙面上において、支点Ｐ２と第一支持点Ｐ３とを結ぶ線分Ｓ１と、支点Ｐ２と第二支持点Ｐ４とを結ぶ線分Ｓ２との長さが同じである。また、照射点Ｐ１と第一支持点Ｐ３との前記基準面上における距離と、照射点Ｐ１と第二支持点Ｐ４との前記基準面上における距離とが同一とされている。つまり、図４の紙面上において、照射点Ｐ１と第一支持点Ｐ３とを結ぶ線分Ｓ３と、照射点Ｐ１と第二支持点Ｐ４とを結ぶ線分Ｓ４との長さが同じである。
【００２９】
さらに、入射光線の経路Ｌ１と反射光線の経路Ｌ２とを含む基準面上において、照射点Ｐ１を通り、ＳＰ検出面４６に垂直な線を中心線Ｏ１としたとき、この中心線Ｏ１と、モータ軸３６の軸心Ｏ２とを含む面上に支点Ｐ２が位置している。また、第一リンク部材１８と第二リンク部材１９とを連結するための支持部材２７は、支点Ｐ２が中心線Ｏ１上を移動するように、図４の上下方向に移動できるようになっている。
【００３０】
さらに、図３、図５、図６を用いて本実施形態のリンク機構の取付け構造について説明する。図３は、リンク機構の取付け構造の全体を示すものであり、図５は、ＬＤ固定部材１６と第一リンク機構１８との取付け構造、あるいはＰＤ固定部材１７と第二リンク部材１９との取付け構造を詳細に示すものである。また、図６は、第一リンク部材１８と第二リンク部材１９との取付け構造を詳細に示すものである。
【００３１】
図３、図５に示すように、ＬＤ固定部材１６には、第一支持点Ｐ３を中心とする円筒状の開口部１６ａが形成されており、一方、第一リンク部材１８には、第一支持点Ｐ３を中心として、円筒状の開口部１８ａが形成されており、これら開口部１６ａと開口部１８ａとに支持ピン４３が挿通されている。支持ピン４３は、第一リンク部材１８の開口部１８ａの内径と対応する外径を有する第一径部４３ａと、ＬＤ固定板１６の開口部１６ａの内径と対応する外径を有する第二径部４３ｂとを有し、第一径部４３ａが第一リンク部材１８の開口部１８ａに挿通され、第二径部４３ｂがＬＤ固定板１６の開口部１６ａに挿通されている。さらに、支持ピン４３の先端は、第一リンク部材１８の表面から突出され、この突出部に支持部材３０が取付けられて、ＬＤ固定板１６と第一リンク部材１８とが第一支持点Ｐ３を中心として回動可能に連結されている。
【００３２】
また、ＰＤ固定板１７には第二支持点Ｐ４を中心とする円筒状の開口部１７ａが形成されており、一方、第二リンク部材１９には、第二支持点Ｐ４を中心として、円筒状の開口部１９ａが形成されており、これら開口部１７ａと開口部１９ａとに支持ピン４２が挿通されている。支持ピン４２は、第二リンク部材１９の開口部１９ａの内径と対応する外径を有する第一径部４２ａと、ＰＤ固定板１７の開口部１７ａの内径と対応する外径を有する第二径部４２ｂとを有し、第一径部４２ａが第二リンク部材１９の開口部１９ａに挿通され、第二径部４２ｂがＰＤ固定板１７の開口部１７ａに挿通されている。さらに、支持ピン４２の先端は、第二リンク部材１９の表面から突出され、この突出部に支持部材２９が取付けられて、ＰＤ固定板１７と第二リンク部材１９とが第二支持点Ｐ４を中心として回動可能に連結されている。
【００３３】
さらに、図３、図６に示すように、第一リンク部材１８には、支点Ｐ２を中心として円筒状の開口部１８ｂが形成されており、第二リンク部材１９には、支点Ｐ２を中心として円筒状の開口部１９ｂが形成されている。そして、これら開口部１８ｂと開口部１９ｂとに支点ピン４１が挿通されている。支点ピン４１は、第二リンク部材１９の開口部１９ｂの内径と対応する外径を有する第一径部４１ａと、第一リンク部材１８の開口部１８ｂの内径と対応する外径を有する第二径部４１ｂとを有し、第一径部４１ａが第二リンク部材１９の開口部１９ｂに挿通され、第二径部４３ｂが第二リンク部材１９の開口部１９ｂに挿通されている。さらに、支持ピン４１の先端は、第二リンク部材１９の表面から突出され、この突出部に支持部材２７が取付けられて、第一リンク部材１８と第二リンク部材１９とが支点Ｐ２を中心として回動可能に連結されている。
【００３４】
さらに、支点ピン４１には、第一径部４１ａと第二径部４１ｂとよりも径の大きな第三径部４１ｃが形成されている。第一径部４１ａと第二径部４１ｂと第三径部４１ｃとのそれぞれにおける外径は、第一径部４１ａから第三径部４１ｃに向かって大きくなっている。そして、第三径部４１ｃは、ＳＰＲ装置５０の側面の固定板４０に形成されている開口部２６に一端が挿通されている。この開口部２６は、図１に示すように、幅が支点ピン４１の第三径部４１ｃの外径より若干大きく形成され、かつ上下方向に沿って縦長の形状で形成されている。そのため、支点ピン４１は開口部２６を挿通し、かつ図１面上の上下方向に移動できるようになっている。したがって、第一リンク部材１８及び第二リンク部材１９の支点ピン４１に連結されている側の端部も上下方向に移動できるようになっている。
【００３５】
上記のようなリンク機構の作用について説明する。まず、モータ３５を駆動させて、ＬＤ固定板１６を、照射点Ｐ１を中心として回動させる。そうすると、図４に示すように、ＬＤ固定板１６に取付けられた第一リンク部材１８は、第一支持点Ｐ３において回動することになり、第一リンク部材１８の支点Ｐ２を上下方向に移動させる。これにより該第一リンク部材１８と支点Ｐ２において連結している第二リンク部材１９の支点Ｐ２側も上下方向に移動することになる。そのため、第二リンク部材１９の第二支持点Ｐ４側も、円弧上に上下移動するようになり、そのため、第二支持点Ｐ４にて第二リンク部材１９に取付けられているＰＤ固定板１７が照射点Ｐ１を中心として回動するようになっている。このとき、本実施形態のリンク機構においては、支点Ｐ２と第一支持点Ｐ３とを結ぶ線分Ｓ１と、支点Ｐ２と第二支持点Ｐ４とを結ぶ線分Ｓ２との長さが同一であり、かつ、照射点Ｐ１と第一支持点Ｐ３とを結ぶ線分Ｓ３と、照射点Ｐ１と第二支持点Ｐ４とを結ぶ線分Ｓ４との長さが同一であるので、中心線Ｏ１と線分Ｓ３とのなす角θ１と、中心線Ｏ１と線分Ｓ４とのなす角θ２とは同一となる。また、支点Ｐ２は中心線Ｏ１上のみを移動するようになっているので、θ１とθ２とが同一のままリンク機構が機能することになる。そして、ＬＤ１４とＰＤ１５とは、ＬＤ固定板１６とＰＤ固定板１７とにそれぞれ固定されているので、ＬＤ固定板１６を照射点Ｐ１を中心として回動させ、入射光線の入射角度を変化させても、常にＰＤ１５により反射光線を検出できるようになっている。
【００３６】
このように、本実施形態のＳＰＲ装置５０においては、一つのモータ３５によりＬＤ固定板１６を照射点Ｐ１を中心に回動させて、入射光線の経路Ｌ１の角度を変更できる。そして、リンク機構により入射光線の経路Ｌ１の変化に対応してＰＤ固定板１７も照射点Ｐ１を中心に回動し、反射光線の経路Ｌ２上にＰＤ１５が常に位置するようになる。そのため、一つのモータ３５により、入射光線の経路Ｌ２が変わっても、反射光線を検出するように受光手段としてのＰＤ１５を移動することを、より簡便に実現することができる。また、駆動機構を複数設ける必要がないので、装置の小型化と低コスト化を実現することができる。
【００３７】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限られるものでなく、本発明の構成を有している限り他の形態を採用することもできる。例えば、本実施形態においては、モータ３５によりＬＤ固定板１６を回動させ、リンク機構により、ＬＤ固定板１６の回動と連動するようにＰＤ固定板１７を回動させるようにしているが、ＰＤ固定板１７にモータ３５のモータ軸３６を取付け、ＰＤ固定板１７をモータ３５により回動させるようにしてもよい。この場合、ＰＤ固定部材１７を照射点Ｐ１においてモータ３５により回動させても、リンク機構により、ＬＤ固定部材１６も連動して照射点Ｐ１を中心として回動することになり、入射光線の経路Ｌ１の角度を変更することができる。なお、この場合でもモータ３５等の駆動機構は、ＰＤ固定板１７を駆動するもの一つだけでよい。
【００３８】
また、ＬＤ固定板１６とＰＤ固定板１７とを回動させる駆動機構として、支点Ｐ２を図１の上下方向に往復動させるような、例えばリニア振動アクチュエータ等のアクチュエータを採用することができる。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の表面プラズモン共鳴測定装置によれば、光供給手段を固定する光供給手段固定部材と、受光手段を固定する受光手段固定部材とを有し、光供給手段からの入射光線の経路と、反射光線の経路とを含む基準面上において、入射光線が照射される照射点を中心に、光供給手段固定部材と受光手段とを連動して回動するリンク機構を有するので、例えば、光供給手段固定部材を回動させて、入射光線の入射角度を変えても、光供給手段固定部材と連動して受光手段固定部材も回動し、反射光線の経路上に受光手段を配置させることができる。さらに、本発明にかかるリンク機構を採用することにより、光供給手段固定部材と受光手段固定部材とのいずれか一つをモータ等の固定部材駆動機構により駆動すればよいので、光供給手段固定部材を駆動する駆動機構と、受光手段固定部材を駆動する駆動機構とを別個に設ける必要がなく、装置をより簡便に構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の表面プラズモン共鳴測定装置を示す概略図。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図。
【図３】図１の表面プラズモン共鳴測定装置をＢ−Ｂ断面から下方に投影した図。
【図４】本発明にかかるリンク機構を詳細に説明する図。
【図５】図３に示すリンク機構の取付け構造の一部を拡大して示す図。
【図６】図３に示すリンク機構の取付け構造の一部を拡大して示す図。
【符号の説明】
１０センサチップ
１１ガラス基板（透明基板）
１２金膜（金属膜）
１３プリズム
１４発光素子（光供給手段）
１５受光素子（受光手段）
１６発光素子固定板（光供給手段固定部材）
１７受光素子固定板（受光手段固定部材）
１８第一リンク部材
１９第二リンク部材
３５モータ（固定部材駆動機構）
４６検出面
５０表面プラズモン共鳴測定装置
Ｌ１入射光線の経路
Ｌ２反射光線の経路
Ｐ１照射点
Ｐ２支点
Ｐ３第一支持点
Ｐ４第二支持点

Claims

入射光線を照射する光供給手段と、前記入射光線が照射される検出面と、前記検出面からの反射光線を受光する受光手段と、を有する表面プラズモン共鳴測定装置において、
前記入射光線の経路と前記反射光線の経路とを含む基準面上において、前記入射光線の経路と前記反射光線の経路とが交わる点を照射点としたとき、該照射点を通り前記基準面に垂直な軸を中心として回動可能であり、前記入射光線が前記照射点に照射されるように前記光供給手段が固定される光供給手段固定部材と、
前記照射点を通り前記基準面に垂直な軸を中心として回動可能であり、前記受光手段が前記反射光線を受光するように、前記受光手段が固定される受光手段固定部材と、
前記光供給手段固定部材と前記受光手段固定部材とのいずれか一つを前記照射点を中心に前記基準面において回動させる固定部材駆動機構と、
前記光供給手段固定部材の回動と前記受光手段固定部材の回動とを連動させるリンク機構と、を有することを特徴とする表面プラズモン共鳴測定装置。
透明基板と、該透明基板の第一主表面に形成される金属膜とを備え、前記金属膜側で試料と接触させられるセンサチップと、
前記センサチップの前記金属膜とは反対側の第二主表面側に配備されるプリズムと、
前記金属膜の前記透明基板とは反対側の表面を検出面として、該検出面に対して、前記プリズムを介して入射光線を照射する光供給手段と、
前記入射光線の前記検出面からの反射光線を検出する受光手段と、
前記金属膜に試料が接触するように、試料を流動させる試料流動流路が形成された流路プレートと、
前記透明基板に対して前記入射光線以外を遮光する遮光手段と、を備える表面プラズモン共鳴測定装置において、
前記入射光線の経路と前記反射光線の経路とを含む基準面上において、前記入射光線の経路と前記反射光線の経路とが交わる点を照射点としたとき、該照射点を通り前記基準面に垂直な軸を中心として回動可能であり、前記入射光線が前記照射点に照射されるように前記光供給手段が固定される光供給手段固定部材と、
前記照射点を通り前記基準面に垂直な軸を中心として回動可能であり、前記受光手段が前記反射光線を受光するように、前記受光手段が固定される受光手段固定部材と、
前記光供給手段固定部材と前記受光手段固定部材とのいずれか一つを前記照射点を中心に前記基準面において回動させる固定部材駆動機構と、
前記光供給手段固定部材の回動と前記受光手段固定部材の回動とを連動させるリンク機構と、を有することを特徴とする表面プラズモン共鳴測定装置。
前記流路プレートを介して前記試料流動流路内の試料の温度を調節する温度調節機を有することを特徴とする請求項２に記載の表面プラズモン共鳴測定装置。
前記リンク機構は、前記基準面上において、前記光供給手段固定部材上に位置する第一支持点に一端側が回動可能に取付けられる第一リンク部材と、前記受光手段固定部材上に位置する第二支持点に一端側が回動可能に取付けられる第二リンク部材とを備え、前記第一リンク部材と前記第二リンク部材とは、それぞれの他端側で支点を中心に回動可能に連結されており、さらに、前記基準面上において、前記照射点を通り前記検出面と垂直な直線を中心線としたとき、該中心線上を前記支点が移動可能とされており、かつ前記支点と前記第一支持点との前記基準面上における距離と、前記支点と前記第二支持点との前記基準面上における距離とが同一となり、前記照射点と前記第一支持点との前記基準面上における距離と、前記照射点と前記第二支持点との前記基準面上における距離とが同一となるものであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の表面プラズモン共鳴測定装置。
前記固定部材駆動機構は、前記基準面に垂直で、前記照射点を通る軸心を有するモータ軸が、前記光供給手段固定部材あるいは前記受光手段のいずれかに固定されているモータであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の表面プラズモン共鳴測定装置。