JP2005077317A

JP2005077317A - 測定装置

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Publication number: JP2005077317A
Application number: JP2003310059A
Authority: JP
Inventors: Shu Sato; 周佐藤
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2003-09-02
Filing date: 2003-09-02
Publication date: 2005-03-24
Also published as: EP1512962A2; DE602004013236T2; US20050046853A1; DE602004013236D1; US7144153B2; EP1512962A3; EP1512962B1

Abstract

【課題】全反射減衰の状態を測定する測定装置において、センサウェルユニットの温度膨脹による測定精度の低下を防止する。
【解決手段】測定装置に、センサウェルユニット20と、試料の分析を行う表面プラズモン共鳴測定装置５と、この装置５を収容する測定部４と、所定温度に管理された恒温部３と、測定部４の温度を測定する温度センサ６ｂと、センサウェルユニット20を恒温部３、測定部４等に選択的に配置する搬送手段７と、表面プラズモン共鳴測定装置５および搬送手段７等を制御する制御手段としてのＣＰＵ２等とを備え、ＣＰＵ２により、センサウェルユニット20を恒温部３から測定部４へ搬送した後の、センサウェルユニット20の温度推移を推定し、センサウェルユニット20の温度が所定温度から許容温度幅以上変化しない時間以内で、センサウェルユニット20を測定部４へ搬送して測定を実行完了させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、表面プラズモンの発生を利用して試料中の物質を分析する表面プラズモン共鳴測定装置等の測定装置に関するものである。

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。

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（例えば特許文献１参照）。

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が得られ、かつ表面プラズモン共鳴による全反射減衰が生じ得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全反射減衰角もしくはその変化に関する情報を取得する情報取得手段とを備えてなるものである。

なお上述のように種々の入射角を得るためには、比較的細い光ビームを入射角を変えて上記界面に入射させてもよいし、あるいは光ビームに種々の角度で入射する成分が含まれるように、比較的太い光ビームを上記界面に収束光状態であるいは発散光状態で入射させてもよい。前者の場合は、入射した光ビームの入射角の変化にしたがって反射角が変化する光ビームを、上記反射角の変化に同期して移動する小さな光検出器によって検出したり、反射角の変化方向に沿って延びるエリアセンサによって検出することができる。一方後者の場合は、種々の反射角で反射した光ビームの成分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。

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θ_SP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、一般に光検出手段により暗線として検出される。

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、もしくは、ｐ偏光成分のみを検出するように設定しておく必要がある。

この全反射減衰（ＡＴＲ）が生じる入射角θ_SPから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Ｋ_SP、表面プラズモンの角周波数をω、ｃを真空中の光速、ε_mとε_Sをそれぞれ金属、試料の誘電率とすると、以下の関係がある。

試料の誘電率ε_S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、全反射減衰角を知ることにより、特定物質の定量分析を行うことができる。

また、全反射減衰（ＡＴＲ）を利用する類似のセンサとして、例えば非特許文献１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も知られている。この漏洩モードセンサは基本的に、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、かつ光導波層での導波モードの励起による全反射減衰が生じ得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、つまり全反射減衰角もしくはその変化に関する情報を取得する情報取得手段とを備えてなるものである。

上記構成の漏洩モードセンサにおいて、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、光導波層においてエバネッセント波が発生し、ある特定の波数を有するエバネッセント波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、該特定の波数を有するエバネッセント波を発生させた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。

また、以上のような測定装置は、バイオセンサーとして、薄膜上（表面プラズモン共鳴測定装置の場合は金属膜上、漏洩モードセンサの場合は光導波層上）に特定物質（例えば抗原）と結合するセンシング物質（例えば抗体）を配し、各検体についてそのセンシング物質との結合の有無および／または結合状態を測定する等の試料分析に用いられる。このような試料分析方法としては、各検体を含む試料液の溶媒による屈折率変化の影響を排除するために、その溶媒と同一のバッファ液のみをウェルに分注し、検体を含まない状態での屈折率情報（例えば、全反射減衰角）を取得し、その後、液体試料を分注して反応後の屈折率情報状態を測定することにより検体のみの反応を正確に抽出する方法が提案されている。

なお、表面プラズモン共鳴測定装置としては、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、各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。いずれも、薄膜層上の測定対象物の屈折率もしくはその変化に関する情報を間接的に取得することにより測定対象物の分析等に用いられる測定装置である。

以上説明したタイプの測定装置においては、試料交換等測定時のハンドリングの効率化を図るために、上述の誘電体ブロックと、誘電体ブロックの上面に配された薄膜層と、該薄膜層上に試料を保持する試料保持部とが一体的に形成されたセンサウェルユニットが特許文献２等において提案されている。特許文献２において提案されているセンサウェルユニットは、誘電体からなる本体に、その上面に開口する検体ウェル（従来の試料保持部）を設け、該検体ウェルの内底面に薄膜層を設けてなるものであり、本体の検体ウェル下部が従来の誘電体ブロックとして光ビームの入出力部の役割を担うものとして構成されている。また、多数の試料についての測定を高速に行うためおよびハンドリングのさらなる効率化のために、バー状もしくはプレート状の誘電体からなる本体に検体ウェルを１次元状もしくは２次元状に複数備えてなるセンサウェルユニットが提案されており、該センサウェルユニットの複数の検体ウェルに対して並列的に複数の光ビームを入射させ、各ウェルの界面における反射光を個別に検出する測定装置も提案されている。
特開平6−167443号特開2002−296172号「分光研究」第４７巻第１号（１９９８）

前述の通り、同一検体ウェルについて時間をおいて複数回測定し、検体とセンシング物質の結合の有無を含む結合状態の変化を調べる場合、複数の試料についての効率的な測定を行うために、１回目の測定が終了した第１のセンサウェルユニットを測定部（のセンサ保持手段）から取外し、第２のセンサウェルユニットを測定部に設置して測定を行い、もう一度第１のセンサウェルユニットを設置して測定を行うという動作を繰り返すバッチ処理を行うことがある。この場合、一つのセンサウェルユニットを測定部から一旦取り外した後、再度設置して測定を行うと、最初の界面と後の界面との間に位置変位が生じ、そのために測定に誤差が生じるという欠点がある。

この界面の位置変位の調整方法としては、センサウェルユニットのいくつかの外面を基準面として位置変位を測定し、この変位に基づいてセンサウェルユニットの位置を調整する方法が提案されている。

しかしながら、本発明者らの研究により、上記のように位置変位を測定して、これを補正するようにしてもなお、センサウェルユニットの温度膨脹による界面の位置変位に起因する測定誤差（全反射光の状態を測定する際に生ずる誤差）が存在することが明らかになった。

本発明は上記事情に鑑みて、センサウェルユニットの温度膨脹による測定精度の低下を防止した、精度の高い測定装置を提供することを目的とする。

本発明の第１の測定装置は、誘電体ブロック、誘電体ブロックの上面に設けられた薄膜層、薄膜層上に試料を保持する試料保持部を備えたセンサウェルユニットと、光ビームを出射する光源、センサウェルユニットを所定位置に着脱自在に保持するセンサ保持手段、光ビームを、誘電体ブロックに対して、誘電体ブロックの上面と薄膜層との界面で全反射条件が得られる入射角度で入射させる光ビーム入射手段、前記界面で反射された光ビームに基づいて、薄膜層上の測定対象物の屈折率情報を取得する屈折率情報取得手段を備えた測定手段と、測定手段を収容する測定部と、測定部の温度を測定する温度測定手段と、所定温度に管理され、センサウェルユニットを保管する恒温部と、センサウェルユニットを、測定部の所定位置および恒温部内のいずれかに選択的に配置する搬送手段と、測定手段および搬送手段を制御する制御手段とを備え、制御手段が、所定温度と温度測定手段により測定された測定部の温度との差に基づいて、センサウェルユニットを恒温部から測定部へ搬送した後の、センサウェルユニットの温度推移を推定し、センサウェルユニットの温度が所定温度から許容温度幅以上変化しない時間以内で、搬送手段を駆動してセンサウェルユニットを測定部へ搬送し、測定手段により測定を実行完了させるものであることを特徴とするものである。

また、本発明の第２の測定装置は、誘電体ブロック、誘電体ブロックの上面に設けられた薄膜層、薄膜層上に試料を保持する試料保持部を備えたセンサウェルユニットと、光ビームを出射する光源、センサウェルユニットを所定位置に着脱自在に保持するセンサ保持手段、光ビームを、誘電体ブロックに対して、誘電体ブロックの上面と薄膜層との界面で全反射条件が得られる入射角度で入射させる光ビーム入射手段、前記界面で反射された光ビームに基づいて、薄膜層上の測定対象物の屈折率情報を取得する屈折率情報取得手段を備えた測定手段と、測定手段を収容する測定部と、測定部の温度を測定する温度測定手段と、所定温度に管理され、センサウェルユニットを保管する恒温部と、センサウェルユニットを、測定部の所定位置および恒温部内のいずれかに選択的に配置する搬送手段と、測定手段および搬送手段を制御する制御手段とを備え、制御手段が、所定温度と温度測定手段により測定された測定部の温度との差に基づいて、センサウェルユニットを恒温部から測定部へ搬送した後の、センサウェルユニットの温度推移を推定し、センサウェルユニットの温度が特定の温度範囲となる時間範囲で、搬送手段を駆動してセンサウェルユニットを測定部へ搬送し、測定手段により測定を実行完了させるものであることを特徴とするものである。

既述の通り、従来センサウェルユニットのいくつかの外面を基準面として位置変位を測定しこの変位に基づいてセンサウェルユニットの位置調整等を行っているが、発明者らはこの外面と実際の測定面である界面との位置が異なる点に注目し、センサウェルユニットの温度膨脹による界面の位置変位に起因する測定誤差（全反射光の状態を測定する際に生ずる誤差）が生じていることを見出した。具体的には、実際の装置において光検出器で測定される反射光の角度の検出に0.00001°（0.1RU）の検出精度が要求される場合、センサウェルユニットの水平方向（界面と平行方向）の位置変位を0.3μｍ以下に抑える必要があり、この場合に許容されるセンサウェルユニットの温度変化は0.065℃（ZEONEX:E48Rの場合）以下である。しかしながら、実際の装置においてセンサウェルユニット自身を温度制御することは、現在の技術からは困難であり、一方、装置の雰囲気温度を微少な変動幅に制御することも、光源や検出部等の熱源が存在するために困難である。

そのため、本発明は、高精度に温度制御可能なインキュベータ等の恒温部を設けるとともに、測定手段を測定部に収容して周囲と空間的に隔離し、測定部の温度を温度測定手段により測定し、測定手段および搬送手段を制御する制御手段により、恒温部の温度（所定温度）と測定部の温度との差に基づいて、センサウェルユニットを恒温部から測定部へ搬送した後の、センサウェルユニットの温度推移を推定し、センサウェルユニットの温度が所定温度から許容温度幅以上変化しない時間以内、もしくは、センサウェルユニットの温度が特定の温度範囲となる時間範囲で、センサウェルユニットを測定部へ搬送して測定を実行完了させることにより、測定時のセンサウェルユニットの温度変動を抑制し、測定精度の低下を防止したものである。このような構成とすることにより、測定部の温度管理は多少粗くても、センサウェルユニットの測定時の温度を高精度に管理することが可能となる。

本発明の第１および第２の測定装置は、前記薄膜層を、金属膜からなるものとし、前述の表面プラズモン共鳴による効果を利用して測定を行う、所謂表面プラズモン共鳴測定装置として構成されたものとすることができる。また、測定装置は、前記薄膜層を、誘電体ブロックの前記上面に形成されたクラッド層と該クラッド層上に形成された光導波層からなるものとし、該光導波層における導波モードの励起による効果を利用して測定を行う、所謂漏洩モードセンサとして構成されたものとすることができる。

なお、「測定対象物の屈折率情報を取得する」とは、例えば、薄膜層上に配される試料の屈折率自体を取得するものであってもよいし、あるいは薄膜層上に抗体等のセンシング物質を固定し、抗原抗体反応による屈折率の変化や変化の有無を取得するものであってもよい。

屈折率情報の取得方法は、界面に対して種々の入射角度で入射させた光ビームの該界面での反射光を検出して、全反射減衰角もしくはその角度変化を検出することにより屈折率もしくは屈折率変化を取得するものであってもよいし、また、D.V.Noort,K.johansen,C.-F.Mandenius, Porous Gold in Surface Plasmon Resonance 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前記界面で全反射条件が得られる入射角で入射させ、各波長毎に前記界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屈折率もしくは屈折率変化を取得するものであってもよい。さらに、P.I.Nikitin,A.N.Grigorenko,A.A.Beloglazov,M.V.Valeiko,A.I.Savchuk,O.A.Savchuk, Surface Plasmon Resonance Interferometry for Micro-Array Biosensing, EUROSENSORS XIII, 1999, pp.235-238 に記載されているように、光ビームを前記界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界面に入射する前に分割し、この分割した光ビームを、前記界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干渉縞の変化を検出することにより屈折率の変化を取得するものであってもよい。

すなわち、「測定対象物の屈折率情報」とは、測定対象物の屈折率に応じて変化するものであればいかなるものでもよく、測定対象物の屈折率に応じて変化する全反射減衰角や全反射減衰を生じる光ビーム波長、測定対象物の屈折率変化に応じて変化する全反射減衰角の変化や全反射減衰を生じる光ビーム波長の変化あるいは干渉縞の変化等がその例である。

本発明の第１の測定装置によれば、高精度に温度制御可能なインキュベータ等の恒温部を設けるとともに、測定手段を周囲と空間的に隔離し（測定部）、測定部の温度を温度測定手段により測定し、測定手段および搬送手段を制御する制御手段により、恒温部の温度（所定温度）と測定部の温度との差に基づいて、センサウェルユニットを恒温部から測定部へ搬送した後の、センサウェルユニットの温度推移を推定し、センサウェルユニットの温度が所定温度から許容温度幅以上変化しない時間以内に、センサウェルユニットを測定部へ搬送して測定を実行完了させることにより、測定時のセンサウェルユニットの温度変動を抑制することが可能となるため、測定精度の低下を防止することができる。

また、本発明の第２の測定装置によれば、高精度に温度制御可能なインキュベータ等の恒温部を設けるとともに、測定手段を周囲と空間的に隔離し（測定部）、測定部の温度を温度測定手段により測定し、測定手段および搬送手段を制御する制御手段により、恒温部の温度（所定温度）と測定部の温度との差に基づいて、センサウェルユニットを恒温部から測定部へ搬送した後の、センサウェルユニットの温度推移を推定し、センサウェルユニットの温度が特定の温度範囲となる時間範囲で、センサウェルユニットを測定部へ搬送して測定を実行完了させることにより、測定時のセンサウェルユニットの温度変動を抑制することが可能となるため、測定精度の低下を防止することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。

図１は、本発明の第１の実施の形態の測定装置の構成図を示すものである。図２は、上記測定装置の測定手段として用いられる表面プラズモン共鳴測定装置およびセンサウェルユニットの断面図を示すものである。図３は、上記表面プラズモン共鳴測定装置の変位測定手段およびセンサウェルユニットの配置を概略的に示した正面図である。図４（ａ）〜（ｃ）は、上記表面プラズモン共鳴測定装置のセンサ保持手段にセットされたセンサウェルユニットと静電プローブおよび光角度変位計との位置関係を模式的に示した上面図、正面図および側面図である。

本実施の形態の測定装置１は、試料が分注されるセンサウェルユニット20と、センサウェルユニット20に分注された試料の分析を行う測定手段としての表面プラズモン共鳴測定装置５と、表面プラズモン共鳴測定装置５を収容する測定部４と、所定温度に管理され、センサウェルユニット20を保管する恒温部３と、恒温部３の温度を測定する温度センサ６ａと、測定部４の温度を測定する温度センサ６ｂと、センサウェルユニット20を恒温部３、測定部４および装置外部に選択的に配置する搬送手段７と、センサウェルユニット20に対して試料の分注を行う分注器８と、表面プラズモン共鳴測定装置５、搬送手段７、分注器８を制御する制御手段としてのＣＰＵ２とを備えてなる。

センサウェルユニット20は、細長い透明な誘電体からなる本体21を備え、この本体21の上面21ａに開口し、所定の深さａを有する複数（例えば16個）の検体ウェル23が該本体21に一列に設けられ、各検体ウェル23の内底面23ａに金属膜12が蒸着により被着されてなるものである。すなわち、本体21は、後述の光ビームに対して透明な誘電体ブロック22と検体ウェル23の側壁を構成する試料保持部とが一体的に形成されてなるものであり、誘電体ブロック22の上面はすなわち検体ウェル23の内底面23ａに他ならない。したがって、検体ウェル23の内底面23ａに設けられた金属膜12とは誘電体ブロック22の上面に設けられた金属膜であり、検体ウェル23の内底面23ａと金属膜12との界面とは、誘電体ブロック22の上面と金属膜12との界面に相当するものである。また、センサウェルユニット20の本体21の外底面21ｃを位置測定用の基準面21ｃとしている。

本体21は例えば透明樹脂等からなり、検体ウェル23は開口部から下方に向かって次第に径が縮小する断面円形に構成されている。また、検体ウェル23の内底面23ａに設けられている金属膜12上には、さらに特定物質と結合するセンシング物質14が固定されている。この検体ウェル23には、例えば、検体を含む試料液が蓄えられる。

また、本体21の図中左端からは第１フランジ24が、右端からは第２フランジ25がそれぞれ延出しており、これらフランジ24，25は、互いに同じ厚さを有するとともに、本体21の上面21ａと面一（つらいち）の平坦な上面24ａ，25ａと、上面24ａ，25ａと平行平面をなす下面24ｂ，25ｂを備えている。

表面プラズモン共鳴測定装置５は、定盤17と、後述の６軸微動ステージ38上に配置された、センサウェルユニット20を定盤17の上方の所定位置に着脱自在に保持するセンサ保持手段18と、光ビームＬを出射する、検体ウェル23と同数の光源50A，50B，…50Pと、各光源50A，50B，…50Pから出射された光ビームＬを誘電体ブロック22に対して、該誘電体ブロック22の上面（すなわち検体ウェル23の内底面23ａ）に設けられた薄膜層との界面23ｂで全反射条件が得られるように種々の入射角度で入射させる、検体ウェル23と同数の光ビーム入射手段60A，60B，…60Pと、界面23ｂで反射された光ビームＬの強度を検出する、検体ウェル23と同数の光検出手段70A，70B，…70Pと、光検出手段70A，70B，…70Pの出力に基づいて全反射減衰角情報を取得するコンピュータシステム等からなる信号処理部10と、この信号処理部10に接続された表示手段11と、センサウェルユニット20の位置変位を測定する変位測定手段30と、センサウェルユニット20の位置を機械的に調整する、定盤17上に配置された６軸微動ステージ38および該ステージ38を駆動するための信号を出力する駆動手段39からなる位置調整手段とを備えてなる。本実施形態においては光検出手段70A，70B，…70Pと、信号処理部10により屈折率情報取得手段の一つである全反射減衰情報取得手段が構成されている。

なお、本実施形態においては、図中に示すように、定盤17に平行面をｘｙ_w面とし、該ｘｙ_w面内において光ビーム入射手段60、センサ保持手段18、光検出手段70の並び方向をｙ_w軸方向、それに直交する方向をｘ_w軸方向、ｘｙ_w面に垂直な方向をｚ_w軸方向としている。また、ｘ_w、ｙ_w、ｚ_wの各軸周りの回転方向θ_w、φ_w、ψ_w方向、すなわちｙｚ_w面内における回転方向をθ_w、ｚｘ_w面内における回転方向をφ_w、ｘｙ_w面内における回転方向をψ_wとしている。

６軸微動ステージ38は、互いに直交するｘ_w、ｙ_w、ｚ_w軸、および各軸周りの回転方向θ_w、φ_w、ψ_wの６つの軸を有するステージであり、各軸が上述の定盤17を基準として定められた各軸方向と一致するように配置されている。

センサ保持手段18は、センサウェルユニット20の両フランジ24，25の下面24ｂ，25ｂを支持する部分を備え、該両フランジ24および25の下面24ｂ，25ｂで該センサウェルユニット20を支持して定盤17の上方の所定位置にセンサウェルユニット20を保持するものである。このセンサ保持手段18は、センサウェルユニット20をその検体ウェル23の並び方向が略ｘ_w軸方向に沿うように保持するものであり、センサウェルユニット20の定盤17に対する上下方向への変位というのはｚ_w軸方向への変位に他ならない（図２および図３参照）。

光ビーム入射手段60A，60B，…60Pと、光検出手段70A，70B，…70Pは、センサ保持手段18を挟むように定盤17にそれぞれ固定部２ａ、２ｂを介して配置されており、16個の検体ウェル23のそれぞれに１対の光ビーム入射手段60A，60B，…60Pと光検出手段70A，70B，…70Pが整合する状態に配設されている。

各光ビーム入射手段60A，60B，…60Pは、対応するレーザ光源50A，50B，…50Pから発散光状態で発せられた光ビームＬを平行光とするコリメータレンズ61、光ビームＬを集光する集光レンズ62とを備えてなる。

光検出手段70A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、光ビームＬの進行方向に対して受光素子の並設方向がほぼ直角となる方向（図２中の矢印Ａ方向）に配設されている。ラインセンサとしては、フォトダイオードアレイ、ＣＣＤラインセンサ等が挙げられるが、その他、光検出手段としては２分割フォトダイオードなどを用いてもよい。

変位測定手段30は、定盤17に対して固定された位置に配置された、５本の静電プローブ31a〜31eと、光角度変位計32と、該静電プローブ31a〜31eの制御を行うコンソール37とを備えてなり、これらによりセンサウェルユニット20の、直交座標軸ｘ_w，ｙ_w，ｚ_w軸および回転方向θ_w，φ_w，ψ_wそれぞれへの変位を測定することができる。

図示の通り、センサウェルユニット20の長さ方向がｘ_w軸に沿うように、かつセンサウェルユニット20の上面がｚ_w軸に対して垂直となるように配置されている。

図４（ａ）に示す、センサウェルユニット20の第２フランジ25の側面25dに面するように配置されている静電プローブ31aはセンサウェルユニット20のｘ_w軸方向への変位を測定するものであり、センサウェルユニット20の第１フランジ24、第２フランジ25の側面24c，25cに面するように、互いに平行に配置されている２本の静電プローブ31bおよび31cはセンサウェルユニット20のｙ_w軸方向への変位を測定するものである。また、静電プローブ31bおよび31cの出力からセンサウェルユニット20の基準位置からのψ_w方向への変位（回転角度）を得ることができる。

図４（ｂ）に示す、センサウェルユニット20の本体21の基準面（外底面）21ｃに面するように、互いに平行に配置されている２本の静電プローブ31dおよび31eはセンサウェルユニット20のｚ_w軸方向への変位を測定するものであり、同時に、これら２本の静電プローブ31dおよび31eの出力から、センサウェルユニット20の基準位置からのφ_w方向への変位（回転角度）を得ることができる。

静電容量を測定する静電プローブ31a〜31eとしては、例えば、センササイズ直径が0.5ｍｍ、測定フルスケールが±25μｍのプローブを使用する。但し、センササイズおよび測定フルスケールはこれに限るものではない。

コンソール37は、静電プローブ31a〜31eのプローブ先端のセンサと測定対象面との間に静電容量を発生させ、対象面とセンサとの距離に応じて静電容量が変化することから測定対象面の変位を静電容量の変化として検出し、電圧に置換して出力するものである。なお、測定対象面となるセンサウェルユニット20の本体21の基準面（外底面）21ｃ、第１フランジ24、第２フランジ25の側面24ｃ，25ｃおよび25dにはそれぞれ金等の金属膜が蒸着により被着されている。

また、図４（ｃ）に示す、センサウェルユニット20のｘ_w軸方向中央下方に配置されている光角度変位計32は、光てこ型の光センサであり、センサウェルユニット20の基準面21ｃのｘ_w軸方向中央部に光ビームを入射させ、その反射光を受光してセンサウェルユニット20の、基準位置からのθ_w方向への変位（回転角度）を測定するものである。なお、センサウェルユニット20の基準面21ｃの光ビームが入射される部分は金等が蒸着されミラー面とされている。

駆動手段39は、変位測定手段30により測定されたセンサウェルユニット20の位置変位に応じて、センサウェルユニット20の位置が基準位置となるように、６軸微動ステージ38を駆動させるための駆動信号を出力するものである。

これにより、駆動手段39の出力を受け６軸微動ステージ38が駆動され、６軸微動ステージ38上のセンサ保持手段18の位置が微動調整され、結果としてセンサウェルユニット20の位置、すなわち界面23bの位置が調整される。

既述の通り、従来センサウェルユニットのいくつかの外面を基準面として位置変位を測定しこの変位に基づいてセンサウェルユニットの位置調整等を行っているが、この外面と実際の測定面である界面との位置が異なるため、センサウェルユニットの温度膨脹による界面の位置変位に起因する測定誤差（全反射光の状態を測定する際に生ずる誤差）が生じる。具体的には、実際の装置において光検出器で測定される反射光の角度の検出に0.00001°（0.1RU）の検出精度が要求される場合、センサウェルユニットの水平方向（界面と平行方向）の位置変位を0.3μｍ以下に抑える必要があり、この場合に許容されるセンサウェルユニットの温度変化は0.065℃（ZEONEX:E48Rの場合）以下である。しかしながら、実際の装置においてセンサウェルユニット自身を温度制御することは、現在の技術からは困難であり、一方、装置の雰囲気温度を微少な変動幅に制御することも困難である。

そのため、本実施の形態による測定装置は、高精度に温度制御可能な恒温部３を設けるとともに、測定手段である表面プラズモン共鳴測定装置５を測定部４に収容して周囲と空間的に隔離し、測定部４の温度を温度センサ６ｂにより測定し、ＣＰＵ２により、恒温部３の温度（所定温度）と測定部４の温度との差に基づいて、センサウェルユニット20を恒温部３から測定部４へ搬送した後の、センサウェルユニット20の温度推移を推定し、センサウェルユニット20の温度が所定温度から許容温度幅以上変化しない時間以内で、センサウェルユニット20を測定部４へ搬送して測定を実行完了させることにより、測定時のセンサウェルユニット20の温度変動を抑制し、測定精度の低下を防止したものである。

ここで、ＣＰＵ２によるセンサウェルユニット20の温度推移の推定方法について詳細に説明する。

一般に温度勾配の存在下では、センサウェルユニット（温度Ｔ２）から外部（温度Ｔ１）、もしくは外部（温度Ｔ１）からセンサウェルユニット（温度Ｔ２）へと、（１）式に示すように熱の移動が生じる。

ｑ＝ｈＡΔＴ＝−ｃρＶｄＴ／ｄｔ（１）
ただし、ｈ：熱伝達率（Ｗ／ｍ²・Ｋ）、Ａ：表面積（ｍ²）、ｃ：比熱（Ｊ／ｇ・Ｋ）、ρ：密度（ｋｇ／ｍ³）、Ｖ：体積（ｍ³）とする。

ここで、１／ｈＡは熱抵抗Ｒｔｈ、ｃρＶは熱容量Ｃｔｈであり、それぞれ物質の材料、形状、サイズ、周囲との温度差により求まる。また、センサウェルユニットの温度Ｔｗは時間とともに（２）式に示すように変化する。

Ｔｗ＝Ｔ２ｅｘｐ（−ｔ／τ）（２）
ここで、τ＝Ｒｔｈ・Ｃｔｈは熱時定数と呼ばれ、温度変化が定常値の６３．２％に達するまでの時間を表す。

具体例としては、センサウェルユニットの材料をE48R ( ZEONEX )とし、サイズを長さ74ｍｍ×幅4.4ｍｍ×高さ9ｍｍとした場合、センサウェルユニットの熱時定数はΔＴの関数となり、図５に示すグラフのように得られる。

（２）式とセンサウェルユニットの熱時定数により、図６に示すグラフのように、センサウェルユニット20を恒温部３（Ｔ２）から測定部４（Ｔ１）へ搬送した後の、センサウェルユニット20の温度推移を推定することができる。

このセンサウェルユニット20の温度推移から、センサウェルユニット20の温度が恒温部３の温度Ｔ２から許容温度幅以上変化しない時間Ｔ_limitが求まるため、図７（ａ）に示すように、バッチ処理を行う際の各測定（恒温部３から測定部４へ搬送して測定を実行完了させるまで）を、上記許容時間Ｔ_limit以内に行うことによって、測定時のセンサウェルユニット20の温度変動を抑制し、測定精度の低下を防止することができる。

一例として、光検出器で測定される反射光の角度の検出に0.00001°（0.1RU）の検出精度が要求される場合の許容温度変化は0.065℃以下であり、恒温部３と測定部４の温度差が１℃（τ＝396）の場合には、恒温部３から測定部４へセンサウェルユニット20を搬送してから28ｓ以内に測定を実行完了させることにより、上記検出精度を満足させることができる。

また、図７（ｂ）に示すように、各測定毎に測定部４の温度が変化している場合、すなわち、センサウェルユニット20の熱時定数が変化している場合には、各測定毎にセンサウェルユニット20の温度が恒温部３の温度Ｔ２から許容温度幅以上変化しない時間Ｔ_limitも変化するため、それに合わせて測定の許容時間を設定すればよい。

なお、上記のバッチ処理を行う場合は、図８（ａ）および（ｂ）に示すように、一回目の測定時の温度Ｔ_ｓ１を基準にして、その後の測定を、Ｔ_ｓ１を中心とした許容温度幅に収まるような時間範囲内で行うことによっても、上記と同様の効果を得ることができる。

次に、表面プラズモン共鳴測定装置５による試料分析について説明する。なおここでは、センサウェルユニット20の16個の検体ウェル23のうち、光ビーム入射手段60Aおよび光検出手段70Aに整合する状態とされた１つの検体ウェル23を例に取って説明を行うが、その他の検体ウェル23においても測定は同様になされるものである。

表面プラズモン共鳴測定を行う際には、半導体レーザ等からなる光源50Aが駆動され、光源50Aから光ビームＬが発散光の状態で出射する。この光ビームＬは光ビーム入射手段60Aのコリメータレンズ61により平行光化され、集光レンズ62によって集光されて収束光状態で誘電体ブロック22に入射し、誘電体ブロック22の上面（すなわち検体ウェル23の内底面23ａ）と金属膜12との界面23ｂに対して種々の入射角成分を含む状態で入射する。なお、この入射角θの範囲は、上記界面23ｂにおいて光ビームＬ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。なおここで、検体ウェル23の内底面23ａと界面23ｂは略同一面とみなすことができる。

上記界面23ｂに入射した光ビームＬは該界面23ｂで全反射し、全反射した光ビームＬは光検出手段70Aによって検出される。光ビームＬは、上述の通り界面23ｂに対して種々の入射角成分を含む状態で入射するから、全反射した光ビームＬにも、種々の反射角で反射した成分が含まれることになる。光検出手段70Aにおいては、この種々の反射角で全反射された光ビームＬの各成分を、それぞれ異なる受光素子が受光し、各受光素子によって検出された上記反射光ビームＬの強度分布を示す信号を出力する。

界面23ｂに特定入射角θ_SPで入射した上記光ビームＬの成分は、金属膜12と該金属膜上の物質との界面に表面プラズモンを励起させるので、この光成分については反射光強度が鋭く低下する。つまり上記特定入射角θ_SPが全反射解消角であり、この角度θ_SPにおいて反射光強度は極小値を示す。この反射光強度が低下する領域は、反射した光ビームＬ中の暗線Ｄとして観察され、光検出手段70Aが出力する光量検出信号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）θ_SPを求めることができる。図９は、光ビームＬの界面への入射角θと光検出手段70Aで受光した光ビームの光強度Ｉとの関係を概略的に示すものである。この全反射減衰角θ_SPは、ウェル底面の金属膜12に接している物質の誘電率つまりは屈折率が変化すると、それに応じて図９中において左右方向に変動する。なお、この入射角θおよび特定入射角θ_SPは、あくまでの界面への入射角をいうものであり、前述のｘ_w軸周りの回転方向θ_wとは異なるものである。

本実施の形態において金属膜12の表面に固定されているセンシング物質14は、特定物質と結合するものであり、このセンシング物質14上に特定物質を含む試料液が滴下されると、特定物質とセンシング物質14との結合状態に応じて金属膜12上の測定対象物たるセンシング物質14の屈折率が変化して、図９の特性曲線が左右方向に移動する形に変化する（すなわち全反射減衰角θ_SPが左右方向に変動する）。そこで、全反射減衰角θ_SPの変化を測定することにより、試料液中に特定物質が存在するか否かを検出することができる。なおこの場合は、試料液15およびセンシング物質14の双方が、分析対象の試料となる。このような特定物質とセンシング物質との組合せとしては、例えば抗原と抗体とが挙げられる。

信号処理部10は、以上の原理に基づいて試料液15中の特定物質とセンシング物質14との反応状態を検出し、その結果を表示部11に表示する。

以上の測定操作は他の15個の検体ウェル23に対しても並行して同様になされ、16個の検体ウェル23に蓄えられている試料液15に対する測定が同時になされる。なお、16個の検体ウェル23に対する光ビームＬの照射および全反射減衰角θ_SPの検出は、互いに厳密に同時に行う必要はなく、開始あるいは終了の時間が互いに多少ずれていても構わない。

上述の通り、試料液15にセンシング物質14と結合する特定物質が存在するか否かは、試料液15を検体ウェルに分注する前後における全反射減衰角の変化を測定することにより検出することができる。なお、試料液の溶媒による屈折率変化の影響を除去するために、試料液分注前の測定は、試料液の溶媒と同一成分のバッファ液を検体ウェルに溜めた状態で行う。

試料液分注前の測定（反応前測定）と試料液分注後の測定（反応後測定）との間には、試料分注、および所定の反応時間等のための時間を要する。この測定間の時間を有効に活用するため、１つのセンサウェルユニットについての反応前測定後に、一旦センサウェルユニットを測定手段から外し、別のセンサウェルユニットについての反応前測定（あるいは反応後測定）を行うというバッチ処理が行われており、これによりハイスループット化を実現することができる。

一方で、このバッチ処理によりセンサウェルユニットの取外し、再セッティングという工程が必要となるために、反応前測定と反応後測定時のセンサウェルユニットの温度膨脹による界面の位置変位に起因する測定誤差（全反射光の状態を測定する際に生ずる誤差）が問題となっている。

本実施の形態の測定装置においては、既述のように、ＣＰＵ２により、恒温部３の温度（所定温度）と測定部４の温度との差に基づいて、センサウェルユニット20を恒温部３から測定部４へ搬送した後の、センサウェルユニット20の温度推移を推定し、センサウェルユニット20の温度が所定温度から許容温度幅以上変化しない時間以内で、センサウェルユニット20を測定部４へ搬送して測定を実行完了させることにより、測定時のセンサウェルユニット20の温度変動を抑制し、測定精度の低下を防止している。以下、本実施の形態の測定装置における、ＣＰＵ２による試料分析測定の制御手順を説明する。

試料分析測定に際しては、まず、外部に待機しているセンサウェルユニット20の各検体ウェル23へ分注器８によりバッファ液を分注させる。その後、センサウェルユニット20を、搬送手段７により恒温部３へ搬送させ、恒温部３内でセンサウェルユニット20が恒温部３内の温度Ｔ２となるまで放置させる。

その後、上記許容時間Ｔ_limit以内に、センサウェルユニット20を、搬送手段７により表面プラズモン共鳴測定装置５のセンサ保持手段18に搬送させ、センサウェルユニット20の各検体ウェル23について、上述の反応前測定を実行完了させる。

反応前測定の後、センサウェルユニット20の各検体ウェル23に分注器８によりそれぞれ試料液15を分注させた後、センサウェルユニット20を搬送手段７により恒温部３内に戻させる。

その後、再び、上記許容時間Ｔ_limit以内に、搬送手段７により表面プラズモン共鳴測定装置５のセンサ保持手段18に搬送させ、センサウェルユニット20の各検体ウェル23について、上述の反応後測定を実行完了させる。なお、分注後再測定までの時間は、恒温部３外部から恒温部３内へ戻したセンサウェルユニット20が、再度、恒温部３内の温度Ｔ２となるまでの時間以上であればよく、試料等に応じて適宜定めればよい。

この反応後測定は、試料液15中にセンシング物質14と結合する特定物質が存在する場合両者が結合反応した状態でなされるものであり、この測定値から反応前の測定値を差し引くことにより、検体の反応のみによる屈折率変化を検出することができる。

このように、反応後測定は、反応前測定時のセンサウェルユニット20の温度と略同じ温度で行われるため、バッファ液による屈折率変化の影響を高精度に差し引き、検体の反応のみによる屈折率変化を高精度に検出することができる。

なお既述のとおり、１つのセンサウェルユニットの反応前測定と反応後測定の間には、他の１または複数のセンサウェルユニットの反応前測定もしくは反応後測定を行う。

なお、上述のような反応前後の変化を測定する場合のみならず、反応の時間経過を見るために、一定時間経過毎に複数回測定を行う場合にも略同一の温度を再現することができる。また、全反射減衰角に基づく対象試料の定量分析の際にも常に略同一の温度で測定を行うことにより、高い精度で試料の全反射減衰角の測定を行うことができ信頼性を向上させることができる。

次に、本発明の測定装置の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態は、第１の実施の形態と比較して、測定手段を表面プラズモン共鳴測定装置から漏洩モードセンサに変更したものである。図１０は、漏洩モードセンサ９およびセンサウェルユニット20’の断面図である。図２中の要素と同等の要素には同符合を付しており、それらについての説明は必要のない限り省略し、主として相違点のみ説明する。

この第２の実施の形態の測定装置における測定手段は、先に説明した漏洩モードセンサであり、本例においても上記と同様の複数のウェル23を備えたセンサウェルユニット20’に対応している。ただし、図１０に示すようにウェル23の底面に金属膜にかえて、クラッド層40が形成され、さらにその上には光導波層41が形成されてなる。それ以外の構成は第1の実施の形態の表面プラズモン共鳴測定装置と同一である。

センサウェルユニット20’の本体21は、例えば合成樹脂やＢＫ７等の光学ガラスからなるものである。一方クラッド層40は、本体21（すなわちその一部である誘電体ブロック22）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41は、クラッド層40よりも高屈折率の誘電体、例えばＰＭＭＡを用いてこれも薄膜状に形成されている。クラッド層40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41の膜厚は、例えばＰＭＭＡから形成する場合で700ｎｍ程度とされる。

上記構成の漏洩モードセンサにおいて、光源50から出射した光ビームＬを誘電体ブロック22を通して各ウェル23のクラッド層40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Ｌが誘電体ブロック22とクラッド層40との界面23ｂで全反射するが、クラッド層40を透過して光導波層41に特定入射角で入射した特定波数の光は、該光導波層41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41に取り込まれるので、上記界面23ｂ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。

光導波層41における導波光の波数は、該光導波層41の上の試料液15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、試料液15の屈折率や、それに関連する試料液15の特性を分析することができる。また、表面プラズモン共鳴測定装置の場合と同様に、光導波層41上に特定物質と結合するセンシング物質14を設けておくことにより、試料液15中の特定物質の有無等の検出を行うことができる。

本実施の形態においても、上記第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

また、さらに別の測定装置を第３の実施の形態として以下に説明する。本実施の形態は、第１の実施の形態と比較して測定手段の態様を変更したものである。図１１は、第３の実施の形態の測定装置における測定手段の要部構成を模式的に示した図である。なお、上述の各実施の形態と異なる、被検体とセンシング物質との結合状態を得る測定方法に関する部分のみ図１１に示し以下に説明する。

本実施の形態の測定装置においては、センサウェルユニット20を挟んで光源320Ａ〜ＰとＣＣＤ360Ａ〜Ｐとが配設されており、これら光源320Ａ〜ＰとＣＣＤ360Ａ〜Ｐとの間には、コリメータレンズ350Ａ〜Ｐ、干渉光学系、集光レンズ355Ａ〜Ｐおよびアパーチャー356Ａ〜Ｐが配設されている。

上記干渉光学系は、偏光フィルタ351Ａ〜Ｐ、ハーフミラー352Ａ〜Ｐ、ハーフミラー353Ａ〜Ｐおよびミラー354Ａ〜Ｐにより構成されている。

さらに、ＣＣＤ360Ａ〜Ｐ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。

以下、本実施の形態の測定装置における試料の測定について説明する。

光源320Ａ〜Ｐが駆動されて光ビーム330Ａ〜Ｐが発散光の状態で出射される。この光ビーム330Ａ〜Ｐはコリメータレンズ350Ａ〜Ｐにより平行光化されて偏光フィルタ351Ａ〜Ｐに入射する。偏光フィルタ351Ａ〜Ｐを透過して界面に対してｐ偏光で入射するようにされた光ビーム330Ａ〜Ｐは、ハーフミラー352Ａ〜Ｐ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352Ａ〜Ｐを透過した残りの光ビーム330Ｓは界面に入射する。界面で全反射した光ビーム330Ｓおよびミラー354Ａ〜Ｐで反射したレファレンス光ビーム330Ｒはハーフミラー353Ａ〜Ｐ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355Ａ〜Ｐにより集光され、アパーチャー356Ａ〜Ｐを通過してＣＣＤ360Ａ〜Ｐによって検出される。このとき、ＣＣＤ360Ａ〜Ｐ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。

試料液15分注後から継続的に複数回測定し、ＣＣＤ360Ａ〜Ｐにより検出される干渉縞の変化を検出することにより、試料中の特定物質とセンシング物質との結合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14との結合状態に応じてセンシング物質14の屈折率が変化すると、界面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353Ａ〜Ｐ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結合を検出することができる。

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。

上記各実施の形態においては、１次元状に複数の検体ウェルが設けられているセンサウェルユニットを例に挙げて説明したが、検体ウェルを１つのみ有する従来の検体チップ状のセンサウェルユニット、あるいは２次元状に複数の検体ウェルが設けられているプレート状のセンサウェルユニットを備えた形態を取ることもできる。

第１の実施の形態の測定装置の構成図上記測定装置の測定手段である表面プラズモン共鳴測定装置およびセンサウェルユニットの側断面図上記表面プラズモン共鳴測定装置およびセンサウェルユニットの要部正面図センサウェルユニットと上記表面プラズモン共鳴測定装置の静電プローブおよび光角度変位計との位置関係を模式的に示した上面図（ａ）、正面図（ｂ）および側面図（ｃ）センサウェルユニットにおける温度差と熱時定数との関係を示すグラフセンサウェルユニットにE48Rを用いた場合の放熱温度と時間との関係を示すグラフセンサウェルユニットを恒温部から測定部へ搬送した際のセンサウェルユニットの温度推移を示すグラフセンサウェルユニットを恒温部から測定部へ搬送した際のセンサウェルユニットの温度推移を示すグラフ光ビーム入射角と検出光強度との関係を示す図第２の実施の形態の測定装置の測定手段である漏洩モードセンサの側断面図第３の実施の形態の測定装置の測定手段の要部概略構成を示す側断面図

符号の説明

１測定装置
２ＣＰＵ
３恒温部
４測定部
５測定手段
６ａ、６ｂ温度センサ
７搬送手段
８分注器
10 信号処理部
12 金属膜
14 センシング物質
15 試料液
20 センサウェルユニット
21 センサウェルユニット本体
21c 基準面
22 誘電体ブロック
23 検体ウェル
23a 検体ウェルの内底面（誘電体ブロックの上面）
23b 界面
30 変位測定手段
31a〜e 静電プローブ
32 光角度変位計
37 コンソール
38 ６軸微動ステージ
39 駆動手段
40 クラッド層
40 光導波層
50Ａ〜P 光源
60Ａ〜P 光ビーム入射手段
70Ａ〜P 光検出手段（フォトダイオードアレイ）

Claims

誘電体ブロック、該誘電体ブロックの上面に設けられた薄膜層、該薄膜層上に試料を保持する試料保持部を備えたセンサウェルユニットと、
光ビームを出射する光源、
前記センサウェルユニットを所定位置に着脱自在に保持するセンサ保持手段、
前記光ビームを、前記誘電体ブロックに対して、前記誘電体ブロックの上面と前記薄膜層との界面で全反射条件が得られる入射角度で入射させる光ビーム入射手段、
前記界面で反射された光ビームに基づいて、前記薄膜層上の測定対象物の屈折率情報を取得する屈折率情報取得手段を備えた測定手段と、
該測定手段を収容する測定部と、
該測定部の温度を測定する温度測定手段と、
所定温度に管理され、前記センサウェルユニットを保管する恒温部と、
前記センサウェルユニットを、前記測定部の前記所定位置および前記恒温部内のいずれかに選択的に配置する搬送手段と、
前記測定手段および前記搬送手段を制御する制御手段とを備え、
該制御手段が、前記所定温度と前記温度測定手段により測定された前記測定部の温度との差に基づいて、前記センサウェルユニットを前記恒温部から前記測定部へ搬送した後の、前記センサウェルユニットの温度推移を推定し、前記センサウェルユニットの温度が前記所定温度から許容温度幅以上変化しない時間以内で、前記搬送手段を駆動して前記センサウェルユニットを前記測定部へ搬送し、前記測定手段により測定を実行完了させるものであることを特徴とする測定装置。
誘電体ブロック、該誘電体ブロックの上面に設けられた薄膜層、該薄膜層上に試料を保持する試料保持部を備えたセンサウェルユニットと、
光ビームを出射する光源、
前記センサウェルユニットを所定位置に着脱自在に保持するセンサ保持手段、
前記光ビームを、前記誘電体ブロックに対して、前記誘電体ブロックの上面と前記薄膜層との界面で全反射条件が得られる入射角度で入射させる光ビーム入射手段、
前記界面で反射された光ビームに基づいて、前記薄膜層上の測定対象物の屈折率情報を取得する屈折率情報取得手段を備えた測定手段と、
該測定手段を収容する測定部と、
該測定部の温度を測定する温度測定手段と、
所定温度に管理され、前記センサウェルユニットを保管する恒温部と、
前記センサウェルユニットを、前記測定部の前記所定位置および前記恒温部内のいずれかに選択的に配置する搬送手段と、
前記測定手段および前記搬送手段を制御する制御手段とを備え、
該制御手段が、前記所定温度と前記温度測定手段により測定された前記測定部の温度との差に基づいて、前記センサウェルユニットを前記恒温部から前記測定部へ搬送した後の、前記センサウェルユニットの温度推移を推定し、前記センサウェルユニットの温度が特定の温度範囲となる時間範囲で、前記搬送手段を駆動して前記センサウェルユニットを前記測定部へ搬送し、前記測定手段により測定を実行完了させるものであることを特徴とする測定装置。