JP2005091258A - 全反射光を利用した測定装置およびその蒸発防止構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 検体カップを利用する全反射光を利用した測定装置において、検体カップを動かしてしまうことなく、該検体カップから検体溶媒が蒸発することを防止する。
【解決手段】 検体カップ２０の開口２３と整合する貫通孔３３を有する検体カップ保持部材３１によって検体カップ２０を保持し、その上で上記貫通孔３３を蓋体５０によって開閉する。これにより、蓋体５０を開閉動作させたとき該蓋体５０と干渉するのは小さな検体カップ２０ではなく、動かないように適宜形成できる検体カップ保持部材３１となるので、検体カップ２０が動いてしまうことを防止できる。
【選択図】 図２

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定量分析する表面プラズモン共鳴測定装置等の、全反射光を利用した測定装置において、検体カップから検体溶媒が蒸発することを防止する構造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、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条件を含む種々の入射角が得られるように射させる光学系と、上記界面で全反射した光ビームの強度を測定して表面プラズモン共鳴の状態、つまり全反射減衰の状態を検出する光検出手段とを備えてなるものである。

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各光ビーム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、この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。

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。したがって入射光学系は、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。

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、上記反射光強度が低下する入射角（全反射減衰角）θ_ＳＰ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。

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、つまり全反射減衰状態を検出する光検出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、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。このように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。

なお、表面プラズモンセンサもしくは漏洩モードセンサなど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なうに際して、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。

上記の系を用いる従来の表面プラズモンセンサや漏洩モードセンサ等において、実用上は、検体に接触させる薄膜層を測定毎に交換する必要がある。そこで従来は、この薄膜層を平坦な板状の誘電体ブロックに固定し、それとは別に前記全反射を生じさせるための光カップラーとしてのプリズム状誘電体ブロックを設け、この後者の誘電体ブロックの一面に前者の誘電体ブロックを一体化するという手法が採用されていた。そのようにすれば、後者の誘電体ブロックは光学系に対して固定としておき、前者の薄膜層が固定された平板状誘電体ブロックを測定チップとして、この測定チップのみを試料毎に交換することが可能となる。

しかしながら、この交換可能とされた従来の測定チップを用いる場合は、平板状誘電体ブロックとプリズム状誘電体ブロックとの間に空隙が生じて屈折率が不連続となることを防止するため、それら両誘電体ブロックを屈折率マッチング液を介して一体化する必要が生じる。そのようにして両誘電体ブロックを一体化する作業は非常に煩雑であり、そのため、この従来の測定チップは、測定に際しての取扱い性が良くない。特に、測定チップをターレット等の上に自動装填し、このターレットを回転させることにより、測定チップを光ビームを受ける測定位置に自動供給して測定を自動化するような場合は、測定チップの装填、取外しに手間取り、それが自動測定の能率向上を妨げる原因となりやすい。

そこで、図１２に概略的に示すような表面プラズモン共鳴測定装置が提案されている。この表面プラズモン共鳴測定装置は、検体カップ１０を保持するホルダ８と、測定用の光ビーム（レーザービーム）２を発生させる半導体レーザー等のレーザー光源１と、入射光学系を構成する集光レンズ３と、光検出器４と、この光検出器４の出力信号Ｓを受けて処理を行なう信号処理部５とを備えてなるものである。

上記検体カップ１０は、例えば倒立截頭四角錐柱形状の誘電体ブロック１１の上面に開口し、かつ下方に向かって次第に径が縮小する断面円形の検体ウエル１３を備えている。該検体ウエル１３の底面となる誘電体ブロック１１の一面１１ａには金属膜１２が蒸着により被着され、この金属膜１２上に通常液体の検体15が蓄えられる。また誘電体ブロック１１の検体ウエル１３の下方部分の４つの側面のうち、対向する２つの面がそれぞれ光入射端面１１ｂ、光出射端面１１ｃとされている。

上記検体カップホルダ８は、検体カップ１０の外側面形状と密接する４つの内壁面を有する保持穴８ａを有している。そこで、この保持穴８ａに検体カップ１０を上方から挿入し、必要に応じてガイド部材で保持することにより、検体カップ１０を保持することができる。

特許文献２には、上述のような検体カップを用いる、全反射減衰を利用する測定装置の例が記載されている。
特開平６−１６７４４３号公報 特開２００３−１３９６９１号公報 「分光研究」第４７巻、第１号（１９９８）第２１〜２３頁、第２６〜２７頁

ところで、上述のような検体カップを用いる場合、通常液体である検体から溶媒が蒸発してしまうと、蒸発熱の発生や溶媒濃度の変化に起因して、測定精度が損なわれることがある。そのため、検体カップに検体を供給した後、該検体カップの開口を蓋体で閉じておくことが従来提案されている。

なお、上述のような蓋体は、検体供給やその後の検体撹拌等のために、適宜、上記開口を開閉可能に構成される必要がある。そのように開閉可能な構造の蓋体としては、例えば、検体カップの上記開口が覗いている上端面に沿って、横方向にスライドする構造のもの等が知られている。

しかし、蓋体を上述のように開閉自在に構成すると、その開閉動作にともなって検体カップが動いてしまうことがある。こうして検体カップが動いてしまうと、誘電体ブロックと金属膜との界面に対する光ビームの入射角が変動するので、その点から測定精度の低下を招いてしまう。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、検体カップを動かしてしまうことなく、該検体カップから検体溶媒が蒸発することを防止できる、全反射光を利用した測定装置の蒸発防止構造を提供することを目的とする。

また本発明は、そのような蒸発防止構造を備えた、全反射光を利用した測定装置を提供することを目的とする。

本発明による全反射光を利用した測定装置の蒸発防止構造は、動かされる蓋体によって直接的に検体カップの開口を開閉するようにはしないで、貫通孔を有する検体カップ保持部材によって検体カップを保持し、その上で上記貫通孔を蓋体で開閉するように構成されたものであり、より具体的には、
全反射光を利用した測定装置に装着された検体カップの開口と整合する貫通孔を有して、該検体カップに対して上方から密接する検体カップ保持部材と、
この検体カップ保持部材の上面に対して密接、離間して前記貫通孔を開閉する蓋体とを備えてなることを特徴とするものである。

なお上記の構成において、より好ましくは、前記蓋体を前記検体カップ保持部材に押圧または吸着させる手段が設けられる。

また上記の蓋体は、前記検体カップに貯えられた検体液の溶媒と同様あるいはそれに類似した液体を充填した部分を有し、この部分で前記検体カップ保持部材の上面に密接するように構成されることが望ましい。

一方、本発明による全反射光を利用した測定装置は、前述の表面プラズモンセンサや漏洩モードセンサなどの全反射を利用した測定装置、すなわち、
光ビームを出射する光源と、
前記光ビームに対して透明な誘電体ブロック、該誘電体ブロックの上面に設けられた薄膜層および該薄膜層上に検体液を保持する試料保持部を一体的に備えてなる検体カップと、
前記検体カップを所定位置に着脱自在に保持する検体カップ保持手段と、
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と、
前記界面で反射された光ビームを検出する手段とからなる、全反射光を利用した測定装置において、
上述の構成を有する本発明による蒸発防止構造を備えたことを特徴とするものである。

本発明による全反射光を利用した測定装置の蒸発防止構造は、貫通孔を有する検体カップ保持部材によって検体カップを保持し、その上で上記貫通孔を蓋体で開閉するように構成されているので、蓋体を開閉動作させたとき該蓋体と干渉するのは小さな検体カップではなく、動かないように適宜形成できる検体カップ保持部材であることから、検体カップが動いてしまうことが確実に防止され得る。

なお、検体カップの開口と整合する貫通孔を有する検体カップ保持部材は、検体カップに対して上方から密接するように構成されているので、該検体カップ保持部材と検体カップとの間から検体溶媒が蒸発してしまうことはない。また、検体カップに対して上方から検体カップ保持部材が密接していても、該検体カップ保持部材には検体カップの開口と整合する貫通孔が設けられているので、検体の注入や撹拌等は、この貫通孔を介して通常と同様に行うことができる。

また、特に蓋体を検体カップ保持部材に押圧または吸着させる手段が設けられた場合は、蓋体と検体カップ保持部材との密着性が高くなり、これら両者の間から検体溶媒が蒸発してしまうことも防止される。

一方、蓋体が、検体カップに貯えられた検体液の溶媒と同様あるいはそれに類似した液体を充填した部分を有し、この部分で検体カップ保持部材の上面に密接するように構成された場合は、蓋体を閉状態に設定して際に、検体カップの開口近辺部分の蒸気圧が高くなるので、検体溶媒の蒸発を防止する効果がより高いものとなる。

そして、本発明による全反射光を利用した測定装置は、上述のような蒸発防止構造を備えたことにより、検体溶媒の蒸発を効果的に防止して、高い測定精度を実現できるものとなる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。

図１（ａ）〜（ｃ）は、本発明による蒸発防止構造が適用される検体カップの一例を示す平面図、正面図および側面図である。まず、この検体カップ２０について説明する。この検体カップ２０は、細長い誘電体ブロック２１を備え、この誘電体ブロック２１の水平面をなす平坦な上面２２に、複数（例えば１６個）の検体ウエル２３が一列に整列して開口している。誘電体ブロック２１の長手方向の上面両側縁（上部稜線）２２ａ，２２ｂは、互いに平行な直線をなしている。

なお、図示は省略してあるが、検体ウエル２３の底面となる誘電体ブロック２１の一面には、図１２に示した金属膜１２と同様の金属膜が蒸着により被着されている。

誘電体ブロック２１の左端からは第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、誘電体ブロック２１の上面２２と面一（つらいち）の平坦な上面２４ａ，２５ａと、上面２４ａ，２５ａと平行な平面をなす下面２４ｂ，２５ｂを備えている。また、図１（ａ）から明らかなように、左方の第１フランジ２４の左端面２４ｃは、円弧状の曲面をなす垂直面であるが、右方の第２フランジ２５の右端面は、誘電体ブロック２１の上面両側縁（上部稜線）２２ａ，２２ｂと直交する平面をなす垂直面である。

図２〜図７は、本発明の第１の実施形態による蒸発防止構造を備えた検体カップホルダ３０を示すものである。それらのうち図２および図３は、この検体カップホルダ３０が検体カップ２０を解放しているときの状態を示すそれぞれ上方側および下方側から見た斜視図であり、図４および図５は、この検体カップホルダ３０が検体カップ２０を固定しているときの状態を示すそれぞれ上方側および下方側から見た斜視図であり、図６（ａ），（ｂ）は、解放状態および固定状態をそれぞれ一部を断面として示す拡大側面図である。また、図７は固定状態を示す要部の拡大断面図である。

なお、以下の説明においては、図２および図６，図７の左方を前方、右方を後方（奥側）とする。

検体カップホルダ３０は、長方形の平板状ホルダ本体３１を有しており、このホルダ本体３１は、直線状の前縁３１ａと、その下面３１ｂの上記前縁３１ａに沿う細長い領域Ａ（図３，図６および図７参照）が、検体カップ２０の誘電体ブロック２１の平坦な上面２２に密接する平坦な下側受け面を形成している。そして、上記領域Ａに、検体カップ２０の固定時に、誘電体ブロック２１の上面２２に開口している複数の検体ウエル２３を上方に臨ませる複数の貫通孔３３が、検体ウエル２３に対応させて一列に整列した状態に形成されている。

ホルダ本体３１の下面３１ｂには、位置決めブロック３４（第１位置決め部材）と位置決めピン３５（第２位置決め部材）とが突設されている。位置決めブロック３４は、ホルダ本体３１の前縁３１ａと平行でかつホルダ本体３１の下面３１ｂの領域Ａ（下側受け面）に対し垂直な前面３４ａを備え、この前面３４ａと領域Ａとの交線Ｌが、固定時の誘電体ブロック２１の奥側の上面側縁（上部稜線）２２ａの位置を規定する基準ラインＬとなっている。

また、位置決めピン３５は、領域Ａの長手方向の右端においてホルダ本体３１の下面３１ｂに垂設された細い円柱からなり、固定時の誘電体ブロック２１の第２フランジ２５の端面２５ｃの位置を規定するように設けられている。

ホルダ本体３１の下面３１ｂの左右両側には、誘電体ブロック２１のフランジ２４，２５をそれぞれ押圧して、検体カップ２０をホルダ本体３１の下面３１ｂの所定位置に位置決めする第１および第２スライド部材（第１および第２押圧部材）３６，３７が、前後方向に、すなわち上記基準ラインＬと直交する方向に、ホルダ本体３１の下面３１ｂに沿って摺動可能に設けられているとともに、スプリング４０，４０によってそれぞれ後方に向かって付勢されている。

左方の第１スライド部材３６は、誘電体ブロック２１の第１フランジ２４を載置するための前方に延びるアーム部３８を備えているとともに、このアーム部３８には、図２から明らかなように、斜め右後上方に面する斜面４１が形成されていて、アーム部３８上に載置された第１フランジ２４の円弧状の平面形状を有する端面２４ｃに対し、斜め左前下方から係合するようになっている。

右方の第２スライド部材３７は、誘電体ブロック２１の第２フランジ２５を載置するための前方に延びるアーム部３９を備えているとともに、このアーム部３９には、斜め後上方に面する斜面４２が形成されていて、アーム部３９上に載置された第２フランジ２４の前側面に対し、斜め前下方から係合するようになっている。

さらにホルダ本体３１の後部には、第１および第２スライド部材３６，３７を検体カップ２０が解放される方向（図６の左方）に摺動させるための一対の操作レバー４３，４３を左右端に備えた回動体４６が、基準ラインＬと平行な軸線を備えた軸４４，４４の周りで回動可能に軸支されている。各操作レバー４３は、スライド部材３６、３７にそれぞれ後方から係合する係合端４３ａを備えている。この回動体４６は、操作用の摘み４６ａを中央部に備えているとともに、スプリング４５によって、操作レバー４３，４３の係合端４３ａ、４３ａがスライド部材３６、３７の後端から離れる方向に付勢されている。

したがって、回動体４６の摘み４６ａをスプリング４５の付勢力に抗して後方へ押すと、スライド部材３６，３７が操作レバー４３，４３によって前方へ押され、スライド部材３６，３７はそれぞれスプリング４０，４０の付勢力に抗して前方へ摺動し、図２，図３および図６（ａ）に示すように、検体カップホルダ３０が検体カップ２０を解放した状態となる。したがって、検体カップホルダ３０に対する検体カップ２０のロード・アンロード（固定・解放）が可能になる。

次に、この状態で回動体４６の摘み４６ａから手を離すと、操作レバー４３，４３が後退するとともに、スライド部材３６，３７がスプリング４０，４０の付勢力で検体カップ２０とともに後退するが、その際に、左側の第１スライド部材３６のアーム部３８に形成されている斜め右後上方に面する斜面４１が誘電体ブロック２１の円弧状（平面形状）の第１フランジ２４を斜め左前下方から斜め右後上方に向かって押圧することにより、誘電体ブロック２１には、これを上方と後方と右方とに向かって押圧する三方向の分力が作用することになる。

すなわち、上方に向かう分力によって、誘電体ブロック２１の上面２２が検体カップホルダ３０のホルダ本体３１の領域Ａ（下側受け面）に押し当てられて、検体カップホルダ３０に対する検体カップ２０の上下方向の位置が規定される。また、後方に向かう分力によって、誘電体ブロック２１の上面２２の奥側の側縁２２ａが位置決めブロック３４の前面３４ａに押し当てられて側縁２２ａが上記基準線Ｌに整合され、検体カップホルダ３０に対する検体カップ２０の前後方向の位置が規定される。さらに、右方に向かう分力によって、誘電体ブロック２１の右側の第２フランジ２５の端面２５ｃが位置決めピン３５に押し当てられて、検体カップホルダ３０に対する検体カップ２０の左右方向の位置が規定される。

一方、右側の第２スライド部材３７のアーム部３９に形成されている斜め後上方に面する斜面４２が誘電体ブロック２１の第２フランジ２５を斜め前下方から斜め後上方に向かって押圧することにより、誘電体ブロック２１には、これを上方と後方とに向かって押圧する二方向の分力が作用することになる。

すなわち、上方に向かう分力によって、誘電体ブロック２１の上面２２が検体カップホルダ３０のホルダ本体３１の下面領域Ａ（下側受け面）に押し当てられて、検体カップホルダ３０に対する検体カップ２０の上下方向の位置が規定される。また、後方に向かう分力によって、誘電体ブロック２１の上面２２の奥側の側縁２２ａが位置決めブロック３４の前面３４ａに押し当てられて側縁２２ａが上記基準線Ｌに整合され、図４，図５および図６（ｂ）ならびに図７に示すような固定状態となる。

なお、左側の第１スライド部材３６は右側の第２スライド部材３７よりも若干早いタイミングで動作するように構成されており、これによって、誘電体ブロック２１の右側のフランジ２５の端面２５ｃを右側の位置決めピン３５に押し当てることができる。もし、右側の第２スライド部材３７が左側の第１スライド部材３６よりも早く動作すると、第１スライド部材３６による誘電体ブロック２１の右方向への片寄せが妨げられることになるからである。

以上の説明で明らかなように、本例では検体カップホルダ３０が、誘電体ブロック２１の平坦な上面２２を受ける下側受け面（下面領域Ａ）を備えたホルダ本体３１と、このホルダ本体３１の下面３１ｂに沿って前後方向に摺動し得る第１および第２スライド部材３６，３７とを備え、ホルダ本体３１の下面３１ｂには、誘電体ブロック２１の前後方向の位置を規定する位置決めブロック３４（第１位置決め部材）と、誘電体ブロック２１の左右方向の位置を規定する位置決めピン３５（第２位置決め部材）とが突設され、左側の第１スライド部材３６に、その後方への摺動に伴って、検体カップ２０の左側の第１フランジ２４を上方、後方および右方へ押圧する斜面４１が形成され、右側の第２スライド部材３７に、その後方への摺動に伴って、検体カップ２０の右側の第２フランジ２５を上方および後方および右方へ押圧する斜面４２が形成されていることにより、第１および第２スライド部材３６，３７のワンアクションで、検体カップホルダ３０に対する検体カップ２０の所定位置への固定、解放および長手方向の押し付けができるとともに、構成部品がシンプルになり、低コスト、高信頼性を確保することができる利点がある。

そして固定位置においては、第１および第２スライド部材３６，３７をそれぞれ後方へ付勢するスプリング４０，４０の付勢力が、斜面４１，４２を介して押圧力として常時第１および第２フランジ２４，２５に作用しているため、前記金属膜を水平に保った検体カップ２０の固定状態を安定に維持することができる。

また、ホルダ本体３１が、ホルダ本体３１の下面に固定された検体カップ２０の検体ウエル２３を上方に臨ませる貫通孔３３を対応位置に備えていることにより、誘電体ブロック２１の上面２２がホルダ本体３１の下側受け面に密接した状態下でも、検体ウエル２３に対する検体液の注入や検体液の撹拌等を行なうことができる。

さらに、検体カップ２０の誘電体ブロック２１は、その上面２２および左右フランジ２４，２５を除いてホルダ本体３１には接触しないで済むから、検体カップホルダ３０に対し検体カップ２０をロード・アンロードする際に、誘電体ブロック３１の光学面を傷付けるおそれがなくなる。

次に、以上の検体カップホルダ３０に適用された、本発明の第１の実施形態による蒸発防止構造について説明する。図２および図４に示される通り、ホルダ本体３１の上には、概略平板状の蓋板５０が配設されている。この蓋板５０は、前後方向に延びる１本のガイド溝５１を有している。そしてホルダ本体３１に固定された２本の保持部材５２の軸部がこのガイド溝５１内に挿通され、またそのフランジ部が蓋板５０を上方から緩く抑えることにより、蓋板５０はホルダ本体３１の上面上で、左右方向に位置規定されつつ前後方向にスライド自在となっている。また検体カップホルダ３０には２本の板バネ５３、５３が取り付られ、蓋板５０はこれらの板バネ５３、５３の屈曲した先端部で下方に弾力的に押圧されている。そこで蓋板５０は、ホルダ本体３１の上面と常時密接した状態を保つようになっている。

蓋板５０は、上述のように前後方向に移動自在とされて、図２に示す開蓋位置つまりホルダ本体３１の貫通孔３３を開く位置と、図４に示す閉蓋位置つまりホルダ本体３１の貫通孔３３を閉じる位置とを取る。そこで、図４に示すように検体カップホルダ３０が検体カップ２０を固定した際には、まず蓋板５０を上記開蓋位置に設定すれば、開かれている貫通孔３３を通して検体カップ２０の検体ウエル２３に検体液を注入したり、あるいはその検体液を撹拌することができる。

検体液の注入が完了したならば、蓋板５０を例えば手操作によりスライドさせて、上記閉蓋位置に設定することができる。なお蓋板５０には、このスライド操作をし易くするために、適宜摘み部を設けるようにしてもよい。こうして蓋板５０が閉蓋位置に設定されるとホルダ本体３１の貫通孔３３が閉じられ、それとともに、貫通孔３３が形成されている部分以外においてホルダ本体３１の下面が検体カップ２０の上面に密接していることにより、検体ウエル２３に貯えられている検体液の溶媒が蒸発してしまうことが確実に防止される。

また本実施の形態では、板バネ５３、５３の作用により、蓋板５０がホルダ本体３１の上面と常時密接した状態を保つので、該蓋板５０とホルダ本体３１との間から検体液の溶媒が蒸発してしまうことも防止される。

検体液を所定の温度に恒温保持しておくような期間においては、蓋板５０は勿論上記の閉蓋位置に設定される。その後、検体ウエル２３中の検体液を撹拌する等の必要が生じた場合は、蓋板５０を適宜開蓋位置に設定することにより、貫通孔３３を介してその撹拌等の作業を行なうことが可能である。

なお、上述のように蓋板５０を開閉動作させたとき該蓋板５０と干渉するのは小さな検体カップ２０ではなく、検体カップホルダ３０において強固に保持されている検体カップ保持部材としてのホルダ本体３１であるから、この開閉動作のために検体カップ２０が動いてしまうことはない。それにより、光照射系および測光系（図２〜７では省略。図１２参照）に対する検体カップ２０の相対位置が一定に保たれ、高い測定精度を実現することができる。

次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図８は、本発明の第２の実施形態による、全反射光を利用した測定装置の蒸発防止構造の斜視形状を示すものである。なおこの図８において、図１〜７中の要素と同等の要素には同番号を付してあり、それらについての説明は特に必要のない限り省略する（以下、同様）。

図８に示す第２の実施形態は、図２および図４に示した第１の実施形態と対比すると、蓋板５０をホルダ本体３１に密接させるための手段が異なるものであり、その他の部分は基本的に第１の実施形態と同様に構成されている。すなわち本実施形態では、ホルダ本体３１の上面に２本の棒状のバネ受け５４，５４が突設され、蓋板５０には、前記ガイド溝５１と平行に延びて、上記バネ受け５４，５４を通過させる溝５５，５５が形成されている。そして各溝５５の上には座金５６が配置され、この座金５６と各バネ受け５４の先端のフランジ部５４ａとの間に、圧縮バネ５７が配設されている。そこで蓋板５０は、２つの圧縮バネ５７，５７により押圧されて、常時、ホルダ本体３１の上面に弾力的に密接するようになっている。

この構成においても蓋板５０の開閉動作は、第１の実施形態におけるのと同様になされ、それを閉蓋位置に設定しておくことにより、検体カップ２０中の検体液の溶媒が蒸発してしまうことが確実に防止される。そして、上記圧縮バネ５７、５７の作用により、蓋板５０がホルダ本体３１の上面と常時密接した状態を保つので、該蓋板５０とホルダ本体３１との間から検体液の溶媒が蒸発してしまうことも防止される。

また本実施の形態においても、蓋板５０を開閉動作させたとき該蓋板５０と干渉するのは小さな検体カップ２０ではなく、検体カップ保持部材としてのホルダ本体３１であるから、この開閉動作のために検体カップ２０が動いてしまうことが防止される。

次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。図９は、本発明の第３の実施形態による、全反射光を利用した測定装置の蒸発防止構造の斜視形状を示すものである。この第３の実施形態は、図２および図４に示した第１の実施形態と対比すると、蓋板５０をホルダ本体３１に密接させるための手段が異なるものであり、その他の部分は基本的に第１の実施形態と同様に構成されている。

すなわち本実施形態では、蓋板６０の左右両端部に、開閉動作させるための摘み部としても機能し得る縦壁部６１が形成されており、また該蓋板６０の下面には、柔軟性の有るマグネットシート６２が配置されている。なおこのマグネットシート６２は、柔軟性の有る粘着テープ部材６３を該マグネットシート６２の下面に貼り付け、該テープ部材６３の余った左右両端部を上記縦壁部６１に接着することにより、蓋板６０と一体化されている。

ホルダ本体３１は、例えば鉄、磁性ステンレスなどから形成されており、よって上記マグネットシート６２は該ホルダ本体３１に磁力で吸着する。それにより蓋板６０およびマグネットシート６２からなる蓋体は、常時、ホルダ本体３１の上面に密接する状態を保つ。

この構成においても蓋板６０の開閉動作は、第１の実施形態における蓋板５０と同様になされ、それを閉蓋位置に設定しておくことにより、検体カップ２０中の検体液の溶媒が蒸発してしまうことが確実に防止される。そして、蓋体の一部を構成する上記マグネットシート６２が、ホルダ本体３１の上面と常時密接した状態を保つので、該マグネットシート６２とホルダ本体３１との間から検体液の溶媒が蒸発してしまうことも防止される。

また本実施の形態においても、蓋板６０を開閉動作させたとき、該蓋板６０およびマグネットシート６２からなる蓋体と干渉するのは小さな検体カップ２０ではなく、検体カップ保持部材としてのホルダ本体３１であるから、この開閉動作のために検体カップ２０が動いてしまうことが防止される。

なお特に本実施形態では、蓋板６０の下面に取り付けられて蓋体の一部を構成するマグネットシート６２として、柔軟性を有するものが用いられているので、該マグネットシート６２は蓋板６０の下面の平面性に影響されることなく、ホルダ本体３１に対して良好に密接するようになる。また本実施形態では、柔軟性の有るマグネットシート６２を、同様に柔軟性の有るテープ部材６３によって蓋板６０に取り付けているので、例えば該マグネットシート６２を高剛性の蓋板６０に全面接着するような場合と異なり、マグネットシート６２の柔軟性が蓋板６０への取付けによって損なわれてしまうようなこともない。

なお、マグネットシート６２の下面に貼り付けるテープ部材６３の材質や厚みを選択することにより、マグネットシート６２のホルダ本体３１への吸着力を調整することも可能である。また、テープ部材６３として摺動性の良いものを選択したり、該テープ部材６３の下面（ホルダ本体３１と密接する面）に摺動性の良いテープ（例えばテフロン（登録商標）テープ）を適当な厚み分貼り付けておくことにより、マグネットシート６２とホルダ本体３１との吸着力を損なうことなく、それら両者の摺動性を向上させることができる。

次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。図１０は、本発明の第４の実施形態による、全反射光を利用した測定装置の蒸発防止構造の斜視形状を示すものである。この第４の実施形態において蓋体は、例えば図２および図４に示した蓋板５０と同様にスライド自在とされたスライド部材７０と、このスライド部材７０の前端に取り付けられた四角柱状の蓋部７１とから構成されている。この蓋部７１は、液体を吸収する例えばスポンジ等の材料から形成され、上面に液体注入口７１ａを備えている。

この構成においては、スライド部材７０を前後に動かすことにより、蓋部７１がホルダ本体３１の貫通孔３３を開く開蓋状態と、該貫通孔３３を閉じる閉蓋状態のいずれかに設定することができる。そして蓋部７１の上面の液体注入口７１ａから、検体液の溶媒と同じ液、あるいはそれに類似した液を注入して、該蓋部７１にその液を充填させておくことにより、上記閉蓋状態において、検体カップ２０の開口周辺の蒸気圧を高く保つことができる。そのようにしておけば、検体カップ２０からの検体溶媒蒸発をより効果的に防止可能となる。

次に、本発明の第５の実施の形態について説明する。図１１は、本発明の第５の実施形態による、全反射光を利用した測定装置の蒸発防止構造の斜視形状を示すものである。この第５の実施形態においては、例えば図２および図４に示した蓋板５０と同様にスライド自在とされた蓋板８０が設けられた上で、この蓋板８０を自動的に開閉動作させる手段がさらに設けられている。

すなわち、上記蓋板８０にはスライド部材８１が連結され、このスライド部材８１には蓋板８０のスライド方向に延びるラック８２が固定されている。そしてこのラック８２は平歯車８３に噛合し，この平歯車８３は別の平歯車８４、８５を介してモータ８６の駆動軸に連結されている。またスライド部材８１にはセンサードグ８７が固定される一方、このセンサードグ８７を検出する２つの位置センサー８８，８９が設けられている。

上記の構成においては、センサードグ８７を位置センサー８８，８９が検出することにより、該センサードグ８７の前後方向位置、つまりは蓋板８０の前後方向位置が検出される。そして、図示しないスイッチが操作されることによりモータ８６が正逆回転されて、蓋板８０が前後方向に移動される。こうして蓋板８０は、開蓋位置つまりホルダ本体３１の貫通孔３３を開く位置と、閉蓋位置つまりホルダ本体３１の貫通孔３３を閉じる位置との一方に選択的に設定される。

この第５の実施形態においても、蓋板８０の開閉動作が自動的になされる以外は、基本的に第１の実施形態におけるのと同様の作用、効果が得られる。

本発明による蒸発防止構造を備えた検体カップホルダによって保持される検体カップを示す平面図（ａ）、正面図（ｂ）および側面図（ｃ） 本発明の第１の実施形態による蒸発防止構造を備えた検体カップホルダが、検体カップを解放しているときの状態を上方側から見た斜視図 図２に示す解放状態を下方側から見た斜視図 本発明の第１の実施形態による蒸発防止構造を備えた検体カップホルダが、検体カップを固定しているときの状態を上方側から見た斜視図 図４に示す固定状態を下方側から見た斜視図 （ａ）は図２および図３に示す解放状態を一部を断面として示す拡大側面図、（ｂ）は図４および図５に示す固定状態を一部を断面として示す拡大側面図 図６（ｂ）の固定状態を示す要部拡大断面図 本発明の第２の実施形態による蒸発防止構造を示す斜視図 本発明の第３の実施形態による蒸発防止構造を示す斜視図 本発明の第４の実施形態による蒸発防止構造を示す斜視図 本発明の第５の実施形態による蒸発防止構造を示す斜視図 検体カップを用いる表面プラズモン共鳴測定装置の概念図

符号の説明

２０ 検体カップ
２１ 誘電体ブロック
２３ 検体ウエル
３０ 検体カップホルダ
３１ ホルダ本体
３３ 貫通孔
５０、６０、８０ 蓋板
５１ ガイド溝
５２ 保持部材
５３ 板バネ
５４ バネ受け
５５ 溝
５６ 座金
５７ 圧縮バネ
６２ マグネットシート
６３ 粘着テープ部材
７０、８１ スライド部材
７１ 蓋部
８２ ラック
８３、８４、８５ 平歯車
８６ モータ
８７ センサードグ
８８、８９ 位置センサー

Claims (4)

1. 全反射光を利用した測定装置に装着された検体カップから検体溶媒が蒸発することを防止する構造であって、
   前記検体カップの開口と整合する貫通孔を有して、該検体カップに対して上方から密接する検体カップ保持部材と、
   この検体カップ保持部材の上面に対して密接、離間して前記貫通孔を開閉する蓋体とを備えてなる、全反射光を利用した測定装置の蒸発防止構造。
2. 前記蓋体を前記検体カップ保持部材に押圧または吸着させる手段を備えたことを特徴とする、請求項１記載の全反射光を利用した測定装置の蒸発防止構造。
3. 前記蓋体が、前記検体カップに貯えられた検体液の溶媒と同様あるいはそれに類似した液体を充填した部分を有し、この部分で前記検体カップ保持部材の上面に密接するように構成されていることを特徴とする、請求項１または２記載の全反射光を利用した測定装置の蒸発防止構造。
4. 光ビームを出射する光源と、
   前記光ビームに対して透明な誘電体ブロック、該誘電体ブロックの上面に設けられた薄膜層および該薄膜層上に検体液を保持する試料保持部を一体的に備えてなる検体カップと、
   前記検体カップを所定位置に着脱自在に保持する検体カップ保持手段と、
   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と、
   前記界面で反射された光ビームを検出する手段とからなる、全反射光を利用した測定装置において、
   請求項１から３いずれか１項記載の蒸発防止構造を備えたことを特徴とする全反射光を利用した測定装置。

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