JP2006090836A - 測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 センサユニットを測定ステージに搬送する搬送機構をローコストでかつ高精度で提供する。
【解決手段】 搬送機構は、一対の爪９４，９５でセンサユニットを挟持位置で挟持し、してセンサユニットを測定ステージに直線的に搬送する。一対の爪９４，９５は、ヘッド本体８２ａに設けられ、測定ステージから挟持位置への移動方向に沿う下流側に設けた一方の爪９４に対して上流側に設けた他方の爪９６が接近又は離反する方向に移動自在に設けられ、他方の爪９５がバネ９７により一方の爪９４に接近する方向に向けて付勢されている。挟持位置には、他方の爪９５に設けた突部９９に当接する係合部９８が配されている。係合部９８は、ヘッド本体８２ａが挟持位置に戻る前に突部９９に当接して、その後のヘッド本体８２ａの挟持位置への移動により他方の爪９５を一方の爪９４から離反させて一対の爪９４，９５の間にセンサユニットの挿入を許容する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、リガンドとアナライトの反応状況を測定する表面プラズモン共鳴現象を利用して測定する測定装置に用いられ、リガンドを固定する金属膜とアナライトを送液するための流路とを一体化したセンサユニットを測定位置に搬送する搬送機構に関するものである。

金属中では、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。プラズモンとは、この粗密波を量子化した表現であり、このうち、金属の表面に発生する粗密波が表面プラズモンと呼ばれる。この表面プラズモンは金属の表面に沿って進む。表面プラズモン共鳴（Surface Plasmon Resonance）現象を利用した測定装置（以下、ＳＰＲ測定装置という）は、金属膜の一方の面をセンサ面として、このセンサ面に表面プラズモン共鳴（以下、ＳＰＲという）を発生させ、そこで生じる物質の反応状況を表面プラズモン共鳴現象を検出することにより測定する装置である。

金属膜のセンサ面の裏面から、全反射条件を満足するように（臨界角以上の入射角で）光を照射すると、その光入射面において全反射が起こるが、入射光のうちわずかな光は反射せずに金属膜内を通過して、センサ面に染み出す。この染み出した光波がエバネッセント波と呼ばれる。このエバネッセント波と表面プラズモンの振動数が一致して共鳴すると（ＳＰＲが発生すると）、反射光の強度が大きく減衰する。ＳＰＲ測定装置は、前記光入射面で反射する反射光の減衰を捉えることにより、その裏側のセンサ面で発生するＳＰＲを検出する。

ＳＰＲを発生させるための光の入射角（共鳴角）は、エバネッセント波および表面プラズモンが伝播する媒質の屈折率に依存する。言い換えると、媒質の屈折率が変化すれば、ＳＰＲを発生させる共鳴角が変化する。センサ面と接する物質は、エバネッセント波および表面プラズモンを伝播させる媒質となるので、例えば、センサ面において、２種類の分子間の結合や解離などの化学反応が生じると、それが媒質の屈折率の変化として顕れて、共鳴角が変化する。ＳＰＲ測定装置は、この共鳴角の変化を捉えることにより分子間の相互作用を測定する。

このＳＰＲ測定装置は、例えば、タンパク質やＤＮＡなどの生化学物質の相互作用を調べたり、薬品のスクリーニングを行ったりするなど、生化学分野を代表とした各種研究に用いられる。生化学分野の研究においては、タンパク質、ＤＮＡ、薬品などが、リガンドやアナライトとして使用される。例えば、薬品のスクリーニングを行う場合には、リガンドとして、タンパク質などの生体物質を使用し、このセンサ面にアナライトとなる複数種類の薬品を接触させて、それらの相互作用を調べる。

下記特許文献１に記載のＳＰＲ測定装置は、金属膜に光を入射させるための光学系として、Ｋｒｅｔｓｃｈｍａｎｎ配置を採用している。Ｋｒｅｔｓｃｈｍａｎｎ配置では、金属膜の光入射面と、この光入射面に向けて全反射条件を満足するように照射された光を集光するプリズムとが接合される。センサ面には、リガンドが固定され、センサ面と対向する位置には、アナライトを流す流路が配置される。この流路にアナライトを送液して、アナライトとリガンドとを接触させ、そのときのＳＰＲの発生を検出することによりそれらの相互作用が測定される。

下記特許文献１記載のＳＰＲ測定装置では、装置本体にプリズムと流路とが配置された測定ステージが設けられており、この測定ステージに、前記プリズムと屈折率が等しいガラス基板上に金属膜を形成した略平板上のチップ型のＳＰＲセンサ（以下、単にチップ型センサという）を装着して、測定が行われる。このチップ型センサは、前記装置本体に着脱自在であり、センサ面と装置本体の流路とが対向し、光入射面とプリズムとが対向するように、装着される。測定を行う前には前処理として、チップ型センサの金属膜上にリガンドを固定する処理（リガンド固定処理）が行われるが、下記特許文献１記載のＳＰＲ装置では、このリガンド固定処理についても、チップ型センサを測定ステージに装着した状態で行われる。

このチップ型センサは、センサ面が露出されており、前記流路は、センサ面と対向する部位が開放されている。このため、チップ型センサが測定ステージに装着されると、センサ面によって流路の開放部位が覆われて、流路が密閉される。これにより、流路への送液が可能となる。こうした状態で、流路へリガンドを注入して固定処理が行われ、引き続きアナライトが注入されて測定処理が行われる。
特開平６−１６７４４３号公報

しかしながら、チップ型センサを用いて上述した方法で測定する場合、通常、１つのセンサについて固定処理と測定処理を続けて行うため、複数のセンサに対して測定を行う場合には、測定処理の作業効率（スループット）を上げることができない。すなわち、固定処理は測定ステージで行われるので、固定を行っている間、当該測定ステージで測定処理を行うことはできないので、１つのセンサに対する測定処理の時間は、固定処理時間が律速となり、スループットを上げることができない。固定処理は、測定処理に比べて非常に時間がかかるので、これに対する対策が強く望まれていた。

そこで、測定処理のスループットを向上させるために、複数のセンサに対して一括して固定を行い、その後、固定済みの複数のセンサについて順次測定処理を行う方法が考えられる。この場合には、センサを測定ステージに装着して固定を行い、固定が完了した固定済みのセンサを、測定を行わずにいったん測定ステージから取り外し、未固定のセンサを測定ステージに装着して固定を行う。こうした作業を繰り返して、複数のセンサに対する固定が行われる。その後、固定済みのセンサを測定ステージに順次再装着して、それぞれについて測定処理が行われる。こうすれば、時間のかかる固定処理を測定処理の前にまとめて行っておくことができるので、測定処理のスループットを向上させることができる。

しかし、測定処理では、チップ型センサを一々に取り出して測定していたのでは手間がかかり、作業効率が低下する。そこで、チップ型センサを自動的にハンドリングして測定位置に搬送する機構を採用することが望まれている。このようなハンドリング機構を有する搬送装置としては、一般的にロボットハンドやＺＸＹ座標型ロボットなどが知られているが、このようなものを採用すると、位置決め精度が高い点においては申し分ないものの、構造が複雑で高価となってしまう。

本発明は、簡単なハンドリング構造で、高精度な位置決めが行える搬送機構を有する測定装置を提供することを目的とする。

本発明の測定装置に用いる搬送機構は、一方の面に試料を固定したセンサ面の裏面を光入射面となる薄膜が形成された透明な誘電体と、前記センサ面と対向する位置に配置され前記試料を含む溶液が送液される流路部材とを一体化したセンサユニットが複数収納されるホルダをセットする待機ステージから押し上げ機構によりセンサユニットを１個ずつ挟持位置に押し上げた後に、前記センサユニットを挟持位置から測定ステージに搬送するものであり、移動手段により前記挟持位置と測定ステージとの間で直線的に移動するヘッド本体と；前記測定ステージから挟持位置に移動する一方向に沿う下流側に設けた一方の爪、並びに、前記一方向に沿う上流側に設けられ、バネにより前記一方の爪に接近する方向に向けて付勢されている他方の爪とからなり、前記ヘッド本体の移動方向の両側に取り付けられている一対の爪と；前記一方向に移動して前記ヘッド本体が挟持位置に戻る前に、前記他方の爪の一部に当接し、その後のヘッド本体の挟持位置への移動により他方の爪を一方の爪から、前記一対の爪の間隔が前記センサユニットの前記移動方向に沿った長さ以上となるように離反させる係合部と；から構成したものである。

押し上げ機構としては、センサユニットを、挟持位置で待機している一対の爪の間に下方から押し上げて挿入するとともに、その挿入位置でセンサユニットを、前記他方向への取り出しを許容した状態で、支持するようにするのが望ましい。

本発明の測定装置では、流路部材及び誘電体とを一体に設けたセンサユニットを一対の爪で挟んで保持する簡単なハンドリングメカを採用しつつ、ヘッド本体の移動を利用して位置決めの基準となる一方の爪に対して他方の爪をバネ付勢で寄せて挟持する構成としたから、高精度の位置決めが可能となる。

図１に示すように、ＳＰＲを利用した測定方法は、大きく分けて、固定工程と、測定処工程（データ読み取り工程）と、データ解析工程との３つの工程からなる。ＳＰＲ測定装置は、固定工程を行う固定機１０と、測定工程を行う測定機１１と、測定機１１によって得られたデータを解析するデータ解析機９１（図４参照）からなる。

測定は、ＳＰＲセンサであるセンサユニット１２を用いて行われる。センサユニット１２は、ＳＰＲが発生するセンサ面１３ａとなる金属膜１３と、このセンサ面１３ａの裏面の光入射面１３ｂと接合されるプリズム１４と、前記センサ面１３ａと対向して配置され、リガンドやアナライトが送液される流路１６とを備えている。

金属膜１３としては、例えば、金が使用され、その膜厚は、例えば、５００オングストロームである。この膜厚は、金属膜の素材、照射される光の発光波長などに応じて適宜選択される。プリズム１４は、光入射面１３ｂに向けて、全反射条件を満たすように照射された光を集光する。流路１６は、略Ｕ字形に屈曲された送液管であり、液体を注入する注入口１６ａと、それを排出する排出口１６ｂとを持っている。流路１６の管径は、例えば、約１ｍｍ程度であり、注入口１６ａと排出口１６ｂの間隔は、例えば、約１０ｍｍ程度である。

また、流路１６の底部は、開放されており、この開放部位はセンサ面１３ａによって覆われて密閉される。これら流路１６とセンサ面１３ａによってセンサセル１７が構成される。後述するように、センサユニット１２は、こうしたセンサセル１７を複数個備えている（図２参照）。

固定工程は、センサ面１３ａにリガンドを固定する工程である。固定工程は、センサユニット１２を固定機１０にセットして行われる。固定機１０には、１対のピペット１９ａ，１９ｂからなるピペット対１９が設けられている。ピペット対１９は、各ピペット１９ａ，１９ｂが、注入口１６ａと排出口１６ｂのそれぞれに挿入される。各ピペット１９ａ，１９ｂは、それぞれが流路１６への液体の注入と、流路１６からの吸い出しを行う機能を備えており、一方が注入動作を行っているときには、他方が吸い出し動作を行うというように、互いに連動する。このピペット対１９を用いて、注入口１６ａから、リガンドを溶媒に溶かしたリガンド溶液２１が注入される。

センサ面１３ａのほぼ中央部には、リガンドと結合するリンカー膜２２が形成されている。このリンカー膜２２は、センサユニット１２の製造段階において予め形成される。リンカー膜２２は、リガンドを固定するための固定基となるので、固定するリガンドの種類に応じて適宜選択される。

リガンド溶液２１を注入するリガンド固定化処理を行う前に、前処理として、まず、リンカー膜２２に対して、固定用バッファ液を送液してリンカー膜２２を湿らせた後、リンカー膜２２へリガンドが結合しやすくするためにリンカー膜２２の活性化処理が施される。例えば、アミンカップリング法では、リンカー膜２２としてカルボキシメチルデキストランが使用され、リガンド内のアミノ基をこのデキストランに直接共有結合させる。この場合の活性化液としては、Ｎ’−（３−ジメチルアミノプロピル）カルボジイミドヒドロクロリド（ＥＤＣ）とＮ−ヒドロキシコハク酸イミド（ＮＨＳ）との混合液が使用される。この活性化処理の後、固定用バッファによって流路１６が洗浄される。

固定用バッファや、リガンド溶液２１の溶媒（希釈液）としては、例えば、各種のバッファ液（緩衝液）の他、生理的食塩水に代表される生理的塩類溶液や、純水が使用される。これらの各液の種類、ｐｈ値、混合物の種類及びその濃度等は、リガンドの種類に応じて適宜決められる。例えば、リガンドとして生体物質を使用する場合には、ｐｈを中性付近に調整した生理的食塩水が使用される場合が多い。しかし、上記アミンカップリング法では、リンカー膜２２は、カルボキシメチルデキストランにより負（マイナス）に帯電するので、このリンカー膜２２と結合しやすいようにタンパク質を陽（プラス）に帯電させるため、生理的とはいえない高濃度のリン酸塩を含む緩衝作用の強いリン酸緩衝溶液（ＰＢＳ：phosphatic−buffered，saline）などが使用される場合もある。

こうした活性化処理及び洗浄が行われた後、センサセル１７へリガンド溶液２１が注入されてリガンド固定化処理が行われる。リガンド溶液２１が流路１６へ注入されると、溶液中で拡散しているリガンド２１ａが徐々にリンカー膜２２へ近づいて、結合する。こうしてセンサ面１３ａにリガンド２１ａが固定される。固定化には、通常、約１時間数程度かかり、この間、センサユニット１２は、温度を含む環境条件が所定の条件に設定された状態で、保管される。なお、固定化が進行している間、流路１６内のリガンド溶液２１を静置しておいてもよいが、流路１６内のリガンド溶液２１を攪拌して流動させることが好ましい。こうすることで、リガンドとリンカー膜２２との結合が促進され、リガンドの固定量を増加させることができる。

センサ面１３ａへのリガンド２１ａの固定化が完了すると、前記流路１６からリガンド溶液２１が排出される。リガンド溶液２１は、ピペット１９ｂによって吸い出されて排出される。固定化が完了したセンサ面１３ａは、流路１６へ洗浄液が注入されて洗浄処理が行われる。この洗浄後、必要に応じて、ブロッキング液を流路１６へ注入して、リンカー膜２２のうち、リガンドが結合しなかった反応基を失活させるブロッキング処理が行われる。ブロッキング液としては、例えば、エタノールアミン−ヒドロクロライドが使用される。このブロッキング処理の後、再び流路１６が洗浄される。この後、後述するように、流路１６には、乾燥防止液が注入される。これにより、センサユニット１２は、センサ面１３ａの乾燥が防止された状態で、測定までの間保管される。

測定工程は、センサユニット１２を測定機１１にセットして行われる。測定機１１にも、固定機１０のピペット対１９と同様のピペット対２６が設けられている。このピペット対２６によって、注入口１６ａから、流路１６へ各種の液が注入される。測定工程では、まず、流路１６へ測定用バッファが注入される。この後、アナライトを溶媒に溶かしたアナライト溶液２７を注入し、その後、再び測定用バッファが注入される。なお、最初に測定用バッファを注入する前に、いったん流路１６の洗浄を行ってもよい。データの読み取りは、基準となる信号レベルを検出するために、最初に測定用バッファを注入した直後から開始され、アナライト溶液２７の注入後、再び測定用バッファが注入されるまでの間行われる。これにより、基準レベルの検出、アナライトとリガンドの反応状況（結合状況）、測定バッファ注入による結合したアナライトとリガンドの脱離までの信号を測定することができる。

また、図示しないが、リンカー膜２２上には、リガンドが固定されアナライトとリガンドとの反応が生じる反応領域（ａｃｔ）と、リガンドが固定されず、前記反応領域の信号測定に際しての参照信号を得るためのリファレンス領域（ｒｅｆ）とが形成される。このリファレンス領域は、上述したリンカー膜２２を製膜する際に形成される。形成方法としては、例えば、リンカー膜２２に対して表面処理を施して、リンカー膜２２の半分程度の領域について、リガンドと結合する結合基を失活させる。これにより、リンカー膜２２の半分が反応領域となり、残りの半分がリファレンス領域となる。

これら各領域のａｃｔ信号とｒｅｆ信号は、基準レベルの検出から結合反応を経て脱離に至るまで、同時に計測される。データ解析は、こうして得られたａｃｔ信号とｒｅｆ信号の差や比を求めて行われる。データ解析機９１は、ａｃｔ信号とｒｅｆ信号との差分データを求め、この差分データを測定データとし、これに基づいて解析を行う。こうすることで、センサユニットや各センサセルの個体差や、装置の機械的な変動や、液体の温度変化など、外乱に起因するノイズをキャンセルすることが可能となり、Ｓ／Ｎ比の良好な信号が得られる。

測定用バッファや、アナライト溶液２７の溶媒（希釈液）としては、例えば、各種のバッファ液（緩衝液）の他、生理的食塩水に代表される生理的塩類溶液や、純水が使用される。これらの各液の種類、ｐｈ値、混合物の種類及びその濃度等は、リガンドの種類に応じて適宜決められる。例えば、アナライトを溶けやすくするために、生理的食塩水にＤＭＳＯ（ジメチル−スルホ−オキシド）を含ませてもよい。このＤＭＳＯは、信号レベルに大きく影響する。上述したとおり測定用バッファは基準レベルの検出に用いられるので、アナライトの溶媒中にＤＭＳＯが含まれる場合には、そのＤＭＳＯ濃度と同程度のＤＭＳＯ濃度を持つ測定用バッファを使用することが好ましい。

なお、アナライト溶液２７は、長期間（例えば、１年）保管されることも多く、そうした場合には、経時変化によって、初期のＤＭＳＯ濃度と測定時のＤＭＳＯ濃度との間に濃度差が生じてしまう場合がある。厳密な測定を行う必要がある場合には、こうした濃度差をアナライト溶液２７を注入したときのｒｅｆ信号レベルから推定し、測定データに対して補正（ＤＭＳＯ濃度補正）が行われる。このＤＭＳＯ濃度補正のための補正データは、アナライト溶液２７を注入する前に、ＤＭＳＯ濃度が異なる複数種類の測定用バッファをセンサセル１７に注入して、このときのＤＭＳＯ濃度変化に応じた、ｒｅｆ信号レベルとａｃｔ信号レベルのそれぞれの変化量を調べることにより求められる。

測定部３１は、照明器３２と検出器３３からなる。上述したとおり、リガンドとアナライトの反応状況は、共鳴角（光入射面に対して照射された光の入射角）の変化として顕れるので、照明器３２は、全反射条件を満足する様々な入射角の光を光入射面１３ｂに対して照射する。照明器３２は、例えば、光源３４と、集光レンズ、拡散板、偏光板を含む光学系３６とからなり、配置位置および設置角度は、照明光の入射角が、上記全反射条件を満足するように調整される。

光源３４としては、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode），ＬＤ（Laser Diode），ＳＬＤ（Super Luminescent Diode）などの発光素子が使用される。こうした発光素子を１個使用し、この単一光源から１つのセンサセルに向けて光が照射される。なお、複数のセンサセルを同時に測定するような場合には、各センサセルに対して発光素子が１つずつ割り当てられるように、発光素子が複数個並べられて使用される。拡散板は、光源３４からの光を拡散して、発光面内の光量ムラを抑える。偏光板は、照射光のうち、ＳＰＲを生じさせるｐ偏光のみを通過させる。なお、ＬＤを使用する場合など、光源が発する光線自体の偏光の向きが揃っている場合には、偏光板は不要である。また、偏光が揃っている光源を使用した場合でも、拡散板を通過することにより、偏光の向きが不揃いになってしまう場合には、偏光板を使用して偏光の向きが揃えられる。こうして拡散および偏光された光は、集光レンズによって集光されてプリズム１４に照射される。これにより、光強度にバラツキがなく様々な入射角を持つ光線を光入射面１３ｂに入射させることができる。

検出器３３は、光入射面１３ｂで反射する光を受光して、その光強度を検出する。光入射面１３ｂには、様々な角度で光線が入射するので、光入射面１３ｂでは、それらの光線が、それぞれの入射角に応じて様々な反射角で反射する。アナライトとリガンドの反応状況に応じて共鳴角が変化すると、光強度が減衰する反射角も変化する。検出器３３は、例えば、ＣＣＤエリアセンサが使用され、この反射角の変化を、受光面内における反射光の減衰位置の推移として捉える。検出器３３は、こうして得た、反応状況を表す測定データを、データ解析機９１に出力する。データ解析工程では、測定機１１で得た測定データを解析して、アナライトの特性を分析する。

なお、測定部３１の構成が明確になるように、便宜的に、図上、光入射面１３ｂへの入射光線およびそこで反射する反射光線の向きが、流路１６内の液体の流れ方向と平行になるように、照明器３２および検出器３３を配置した形態で示しているが、本実施形態では、入射光線および反射光線の向きが、前記流れ方向と直交する方向に照射されるように、照明器３２および検出器３３が配置される（図４参照）。もちろん、測定部３１をこの図１に示しているように配置して測定してもよい。

図２は、センサユニット１２の分解斜視図である。センサユニット１２は、流路１６が形成される流路部材４１と、上面に金属膜１３が形成されたプリズム１４と、流路部材４１を、その底面をプリズム１４の上面と接合させた状態で、保持する保持部材４２と、保持部材４２の上方に配置される蓋部材４３とからなる。

流路部材４１には、例えば、３つの流路１６が形成されている。流路部材４１は、長尺状をしており、３つの流路１６は、その長手方向に沿って配列されている。この流路１６は、その底面に接合される金属膜１３とともにセンサセル１７（図１参照）を構成する。そのため、流路部材４１は、金属膜１３との密着性を高めるために、弾性部材、例えば、ゴムや、ＰＤＭＳ（ポリジメチルシリコン）で形成されている。これにより、流路部材４１の底面をプリズム１４の上面に圧接すると、流路部材４１が弾性変形して金属膜１３との接合面の隙間が埋められて、各流路１６の開放された底部がプリズム１４の上面によって水密に覆われる。なお、本例では、流路１６の数が３つの例で説明したが、もちろん、流路１６の数は、３つに限らず、１つまたは２つであってもよいし、４つ以上でもよい。

プリズム１４には、その上面に、蒸着によって金属膜１３が形成される。この金属膜１３は、流路部材４１に形成された複数の流路１６と対向するように短冊状に形成される。さらに、この金属膜１３の上面（センサ面１３ａ）には、各流路１６に対応する部位に、リンカー膜２２が形成される。また、プリズム１４の長手方向の両側面には、保持部材４２の係合部４２ａと係合する係合爪１４ａが設けられている。これらの係合により、流路部材４１が保持部材４２とプリズム１４とによって挟み込まれ、その底面とプリズム１４の上面とが圧接した状態で保持される。こうして、流路部材４１、金属膜１３およびプリズム１４が一体化される。

また、プリズム１４の短辺方向の両端部には、突部１４ｂが設けられている。後述するように、センサユニット１２は、ホルダ５２（図３参照）に収納された状態で、固定が行われる。突部１４ｂは、ホルダ５２と係合することによりセンサユニット１２をホルダ内の所定の待機ステージに位置決めするためのものであり、また、測定機１１でハンドリングするときの係合部位になる。さらに、プリズム１４の底面には、溝１４ｃが長手方向に沿って形成されている。

保持部材４２の上部には、各流路１６の注入口１６ａおよび排出口１６ｂに対応する位置に、ピペット（１９ａ，１９ｂ，２６ａ，２６ｂ）の先端が進入する受け入れ口４２ｂが形成されている。受け入れ口４２ｂは、ピペットから吐出される液体が各注入口１６ａへ導かれるように、漏斗形状をしている。保持部材４２が流路部材４１を挟み込んでプリズム１４と係合すると、受け入れ口４２ｂの下面は、注入口１６ａおよび排出口１６ｂと接合して、受け入れ口４２ｂと流路１６とが連結される。

また、これら各受け入れ口４２ｂの両脇には、円筒形のボス４２ｃが設けられている。これらのボス４２ｃは、蓋部材４３に形成された穴４３ａと嵌合して、蓋部材４３を位置決めするためのものである。蓋部材４３は、受け入れ口４２ｂおよびボス４２ｃに対応する位置に穴が空けられた両面テープ４４によって、保持部材４２の上面に貼り付けられる。

蓋部材４３は、流路１６に通じる受け入れ口４２ｂを覆うことで、流路１６内の液体の蒸発を防止する。蓋部材４３は、弾性部材、例えば、ゴムやプラスチックで形成されており、各受け入れ口４２ｂに対応する位置に、十字形のスリット４３ｂが形成されている。蓋部材４３は、流路１６内の液体の蒸発を防止するためのものであるから、受け入れ口４２ｂを覆う必要があるが、完全に覆ってしまっては、ピペットを受け入れ口４２ｂに挿入することができない。そこで、スリット４３ｂを形成することで、ピペットの挿入を可能とするとともに、ピペットを挿入していない状態では、受け入れ口４２ｂが塞がれるようにしている。スリット４３ｂは、ピペットが押し込まれると、スリット４３ｂの周辺が弾性変形（図１参照）して、スリット４３ｂの口が大きく開いて、ピペットを受け入れる。そして、ピペットを抜くと、弾性力によってスリット４３ｂが初期状態に復帰して、受け入れ口４２ｂを塞ぐ。

図３に示すように、固定機１０は、筐体のベースとなる筐体ベース５０上に、複数のセンサユニット１２を載置する載置スペース５１が確保されている。センサユニット１２は、この載置スペース５１で載置された状態で固定工程のすべての処理が施される。したがって、この載置スペース５１は、センサユニット１２に対して固定工程を実行する固定ステージとなる。

センサユニット１２は、ホルダ５２に収納された状態で固定機１０にセットされる。ホルダ５２は、センサユニット１２を複数個（例えば、８個）収納できるようになっている。ホルダ５２には、センサユニット１２の突部１４ｂと嵌合して、センサユニット１２を位置決めする嵌合部が設けられている。また、ホルダ５２の底部は、センサユニット１２の両端部を支持する支持部を除いて、開口になっている。後述するように、測定工程において、センサユニット１２をホルダ５２から取り出す場合には、この開口から押し上げ部材８１（図４参照）が挿入されてセンサユニット１２が押し上げられる。

載置スペース５１には、ホルダ５２を、例えば、１０個並べて配置することができるようになっており、その数に応じた台座５３が設けられている。各台座５３上には、ホルダ５２を位置決めする位置決め用のボスが設けられている。

固定機１０には、ヘッド本体にピペット対１９を３組連装したピペットヘッド５４が設けられている。このピペットヘッド５４が、載置スペース５１に配列されたセンサユニット１２にアクセスして、液体の注入や排出を行う。ピペットヘッド５４には、ピペット対１９が３組設けられているので、１つのセンサユニット１２に含まれる３つのセンサセル１７に対して同時に液体を注入（および排出）することができる。固定機１０には、図示しないコントローラが設けられており、このコントローラによって、各ピペット対１９の吸い込みや吐き出しの動作に関して、そのタイミング、吸い込み量および吐き出し量などが、ピペットヘッド５４ごとにそれぞれ制御される。

筐体ベース５０には、このピペットヘッド５４をＸ、Ｙ、Ｚの３方向に移動させるヘッド移動機構５６が設けられている。ヘッド移動機構５６は、例えば、搬送ベルト、プーリ、キャリッジ、モータなどから構成される周知の移動機構であり、ピペットヘッド５４を上下させる昇降機構と、この昇降機構ごとピペットヘッド５４をＹ方向へ移動自在に保持するガイドレール５８を含むＹ方向移動機構と、前記ガイドレール５８を両端で保持し、ガイドレール５８毎、ピペットヘッド５４をＸ方向へ移動させるＸ方向移動機構とからなる。ヘッド移動機構５６は、コントローラによって制御されており、コントローラは、このヘッド移動機構５６を駆動して、ピペットヘッド５４の上下左右の位置を制御する。

筐体ベース５０上には、流路１６へ注入する種々の液体（リガンド溶液、洗浄液、固定用バッファ，乾燥防止液，活性化液，ブロッキング液など）を保管する複数の液保管部６１が設けられている。液保管部の数は、使用する液体の種類に応じて決定される。各液保管部６１には、挿入口が６個並べて設けられている。この挿入口の数および配列ピッチは、ピペットヘッド５４のピペットの数と配列ピッチに応じて決められる。ピペットヘッド５４は、センサセル１７へ液体を注入する場合には、各液保管部６１へアクセスして、所望の液体を吸い込み、その後、載置スペース５１へ移動して、センサユニット１２へ注入する。

また、筐体ベース５０上には、ピペットチップ６２を保管するピペットチップ保管部６３が設けられている。ピペットチップ６２は、ピペット１９ａ，１９ｂの先端部に交換可能に取り付けられる。ピペットチップ６２は、液体と直接接触するので、このピペットチップ６２を介して異種の液体の混液が生じないように、使用する液体毎に交換される。各ピペット１９ａ，１９ｂには、ピペットチップ６２のピックアップとリリースを行う機構が設けられており、ピペットチップ６２の交換が自動的に行われるようになっている。ピペットチップ６２を交換する際には、ピペットヘッド５４は、まず、使用済みのピペットチップ６２を図示しない廃却部でリリースし、この後、ピペットチップ保管部６３にアクセスして未使用のピペットチップ６２をピックアップする。

また、符合６４は、複数のウエル状の升がマトリックスに配列されたウエルプレートであり、ピペットで吸い上げた液体を一時的に保管したり、複数種類の液体を混合して混合液を調整する際に用いられる。

固定を開始する際には、固定機１０の筐体はカバー（図示せず）によって覆われて、載置スペース５１を含む固定機１０の内部は、外部から遮蔽される。固定機１０内の温度は、温度調節器（図示せず）によって調節が可能になっている。センサセル１７にリガンドを注入後、センサ面１３ａへのリガンド２１ａの固定化が完了するまでの間、センサユニット１２は、載置スペース５１上で所定時間保管される。この保管中に、必要に応じて流路１６内のリガンド溶液２１が攪拌される。この間の固定化の進行度合いは、センサユニット１２の環境条件（温度）によって左右される。そのため、温度調節器によって固定機１０の内部温度が所定の温度に保たれる。設定される温度や静置時間などは、リガンド２１ａの種類などに応じて適宜決められる。

固定が完了すると、センサセル１７に対して、バッファ（洗浄液）が注入される。バッファは、センサセル１７をリガンド溶液で満たしたままの状態で、バッファを吸い込んだピペット１９ａをスリット４３ｂへ挿入して、センサセル１７へ注入される。バッファが注入口１６ａから流路へ吐き出されると、流路１６に注入済みのリガンド溶液が排出口１６ｂに向けて押し出されて、排出される。そして、ピペット１９ａの注入動作に連動して吸い込み動作を行うピペット１９ｂによって、排出されるバッファが吸い込まれる。これにより、センサセル１７内の液の置換（入れ替え）が行われる。

そして、洗浄が終了した後、上記と同様の手順によって、センサセル１７に対して、リガンド２１ａの乾燥を防止する乾燥防止液が注入されて、すでに注入済みのバッファと、新たに注入された乾燥防止液との置換が行われる。この置換が終了したセンサユニット１２は、リガンド２１ａが固定されたセンサ面１３ａが乾燥防止液に浸された状態で、ホルダ５２毎、測定機１１へ受け渡される。これにより、測定が開始されるまでの間、リガンドが乾燥してしまうことはない。

乾燥防止液としては、例えば、各種のバッファ液（緩衝液）の他、生理的食塩水に代表される生理的塩類溶液や、純水が使用される。これらの各液の種類、ｐｈ値、混合物の種類及びその濃度等は、リガンドの種類に応じて適宜決められる。この乾燥防止液は、リガンド２１ａの乾燥を防止するためのものであるから、センサ面１３ａ上のリガンド２１ａを浸すだけの量を注入すれば足りるが、蒸発する分を考慮して、少し多めに、例えば、流路１６を満たす程度の量を注入しておくとよい。

図４に示すように、測定機１１は、ホルダ搬送機構７１、ピックアップ機構７２、ヘッド移動機構７３、測定ステージ７４からなる。ホルダ搬送機構７１は、搬送ベルト７６と、この搬送ベルト７６に取り付けられたキャリッジ７７と、このキャリッジ７７に取り付けられ、固定済みのセンサユニット１２が複数収納されたホルダ５２を載置するプレート７８とからなる。ホルダ搬送機構７１は、ホルダ５２が載置されたプレート７８をＸ方向へ移動させることにより、ホルダ５２内の各センサユニット１２を待機ステージへ運ぶ。待機ステージでは、ホルダ５２内の各センサユニット１２が、長手方向をホルダ搬送機構７１がプレート７８を移動させる方向（Ｘ方向）に対して直交する方向に沿わした姿勢でセットされている。

ピックアップ機構７２は、待機ステージに待機するセンサユニット１２を上方にある挟持位置に向けて押し上げる押し上げ機構７９と、この押し上げ機構７９によって挟持位置に押し上げられたセンサユニット１２を両脇から挟み込んで測定ステージ７４に搬送する搬送機構８９とからなる。押し上げ機構７９は、押し上げ部材８１と、押し上げ部材駆動機構８３とからなる。押し上げ部材８１は、先端がセンサユニット１２の長手方向と略同じ長さでかつ溝１４ｃに嵌合する厚みの長板形状となっており、押し上げ部材駆動機構８３によって上下方向（Ｚ方向）に昇降する。上述したとおり、ホルダ５２の底部は開口になっており、また、プレート７８も、その開口に対応する位置が中空になっている。押し上げ部材８１は、プレート７８を通過して、ホルダ５２の開口へ進入して、下方からセンサユニット１２の底面に向けて上昇し、先端が溝１４ｃに嵌合することでセンサユニット１２を倒れないように保持し、待機ステージから挟持位置まで押し上げる。

搬送機構８９は、ハンドリングヘッド８２、ハンドリングヘッド８２を挟持位置と測定ステージ７４との間で移動する移動機構とから構成されている。移動機構は、ナット８４、ガイド棒８５、ネジ軸８６、モータ９０、位置検出器、及び、制御部９３などで構成されている。ハンドリングヘッド８２は、ヘッド本体８２ａと把持機構９２とを備えている。把持機構９２は、ヘッド本体８２ａに設けられ、センサユニット１２をハンドリングする。モータ９０は、ネジ軸８６を正逆回転する。ネジ軸８６は、Ｘ方向に直交するＹ方向に沿って配されている。ナット８４は、ネジ軸８６の回転によりそのネジのリードに従ってネジ軸８６の軸方向に移動される。このナット８４には、ヘッド本体８２ａが固定されている。ヘッド本体８２ａの回転止めは、Ｙ方向と平行に配した１対のガイド棒８５で行っている。

位置検出器は、図示していないが、ヘッド本体８２ａに設けた遮蔽板と、挟持位置及び測定ステージにそれぞれ設けた馬てい形の光電センサとからなる。各光電センサが遮蔽板を検出することで出力する信号は、制御部９３に送られる。制御部９３は、各光電センサから得られる各信号を監視してモータ９０の駆動を制御するとともに、ホルダ搬送機構７１、ピックアップ機構７２、ヘッド移動機構７３、及び、測定部３１の動作が同期するように測定機１１を統括的に制御する。

モータ９０の出力軸には、ロータリエンコーダが取り付けられており、制御部９３は、ロータリエンコーダから得られるパルス信号に基づいて、ヘッド本体８２ａの移動位置を検知することができる。この細かな送り制御は、測定ステージにおいて光電センサで遮蔽板を検出した原点位置から、詳しくは後述する複数の測定位置にヘッド本体８２ａを精度良く送るときに使用される。なお、位置検出手段やロータリエンコーダを用いる代わりに、パルスモータを用い、このモータに送るパルス信号によりモータの回転角、回転方向、及び回転速度などを制御するようにしてもよい。

測定ステージ７４には、センサユニット１２がセットされる位置の下方に、照明器３２と、検出器３３とが配置されている。この図４に示すように、センサユニット１２へ照射される入射光線およびセンサ面１３ａで反射する反射光線の向きと、センサセル１７の配列方向、すなわち、流路１６の水平部分の流れ方向とが直交するように、照明器３２及び検出器３３が配置される。

測定ステージ７４の傍らには、アナライト溶液２７を保管するウエルプレート８８がプレート上に載置される。例えば、このウエルプレート８８の各ウエルには、異なる種類のアナライト溶液２７が収容される。なお、図示しないが、測定機１１には、ピペット対２６がアクセス可能な位置に、測定用バッファや洗浄液を収容するウエルプレート、交換用ピペットチップを収容するピペットチップ保管部が設けられている。

ヘッド移動機構７３は、ピペット対２６を有するピペットヘッド８７を、Ｘ，Ｙ，Ｚの３方向に移動させながら、ピペットヘッド８７を測定位置にあるセンサユニット１２と、ウエルプレート８８とに運ぶ。ピペットヘッド８７は、測定対象となるセンサセル１７にアクセスして、液の注入及び排出を行う。ヘッド移動機構７３は、固定機１０のヘッド移動機構５６とほぼ同様の構成である。ピペットヘッド８７は、測定対象となる特定のセンサセル１７に対して、１つずつ、液体の注入および排出を行うものであるから、固定機１０のピペットヘッド５４とは異なり、ピペット対２６が１組だけ設けられている。

上述したとおり、センサユニット１２は、複数のセンサセル１７を持っている。このため、測定ステージ７４では、原点位置から搬送機構８９がセンサユニット１２を、各センサセル１７の配列ピッチでＹ方向に細かく送ることにより、各センサセル１７が照明器３２の光路上の測定位置に順次位置決めされる。なお、各センサセル１７を測定位置に位置決めする制御としては、搬送機構８９で行う代わりに、ヘッド移動機構７３で行うようにしてもよい。

測定の際には、ピペットヘッド８７が、ウエルプレート８８にアクセスして、所望のアナライト溶液２７を吸い込み、測定ステージ７４へ移動して、測定位置にあるセンサセル１７にアナライト溶液２７を注入する。固定機１０から送り出されたセンサユニット１２は、測定機１１に装着され測定が開始されるまでの間、各センサセル１７内に乾燥防止液が収容されている。この乾燥防止液は、測定用バッファが注入されて測定が開始される際に、注入された測定用バッファに押し出されてセンサセル１７から排出され、ピペット１９ｂによって吸い込まれる。

なお、乾燥防止液を流路から排出する際には、測定用バッファの注入を複数回行うことが好ましい。というのは、測定用バッファを１回だけ注入しただけでは、流路１６から乾燥防止液を完全に排出しきれず、乾燥防止液が残留している可能性が高い。測定用バッファの注入回数を増やせば、乾燥防止液を排出する効果が高まり、流路１６内の乾燥防止液の残留量を減らすことができる。

この測定時に、検出器３３によって読み取られた測定データは、データ解析機９１に送信される。データ解析機９１は、この測定データに基づいてアナライトとリガンドの反応状況を分析する。

図５に示すように、把持機構９２は、一対の爪９４，９５でセンサユニット１２の長手方向の両側を挟持する。一方の爪９４は、ヘッド本体８２ａのＹ方向に沿った左端８２ｂに固定されており、他方の爪９５は、ヘッド本体８２ａとは異なる爪部材９６に設けられている。爪部材９６は、ガイド棒８５にガイドされており、ヘッド本体８２ａの右端８２ｃに当接する当接位置と離反する離反位置との間で移動自在に取り付けられ、バネ９７により一方の爪９４に近寄る当接位置の方向に向けて付勢されている。爪部材９６は、通常バネ９７の付勢により当接位置に維持された状態となっており、この状態での一対の爪９４，９５との間隔は、センサユニット１２の長手方向の長さよりも短くなっている。

挟持位置には、係合部９８が設けられている。係合部９８は、爪部材９６に設けた突部９９に、測定ステージ７４から挟持位置に向けて戻る移動方向から当接する。この係合部９８は、ヘッド本体８２ａが挟持位置に到達する前に突部９９が当接するタイミングとなる位置に設けられており、他方の爪９５は、突部９９が係合部９８に当接する当接位置からヘッド本体８２ａが挟持位置に到達するまでの移動によって、一方の爪９４から離れる方向に向けて移動される。そして、ヘッド本体８２ａが挟持位置に移動したときには、一対の爪９４，９５の間隔がセンサユニット１２の長手方向の長さよりも長くなる。

ヘッド本体８２ａが挟持位置に到着すると、押し上げ部材駆動機構８３が駆動して押し上げ部材８１がセンサユニット１２を挟持位置に押し上げ、センサユニット１２が一対の爪９４，９５の間に入り込む。その後、ヘッド本体８２ａが測定ステージ７４に向けて移動する。このとき、一方の爪９４がセンサユニット１２を測定ステージ７４に向けて押し、センサユニット１２は、溝１４ｃに嵌合する押し上げ部材８１の先端の長手方向に沿って移動する。そして、溝１４ｃが押し上げ部材８１の先端から抜け出すまでの間で、ヘッド本体１２ａが当接位置を通過し、この間に他方の爪９５がバネ９７の付勢により一方の爪９４に近寄る方向に移動して、一方の爪９４との間でセンサユニット１２を挟持する。

以下、上記構成による作用について、図６に示すフローチャートに従って説明する。固定工程では、センサユニット１２がホルダ５２に収容された状態で、固定機１０の載置スペース５１に載置される。固定工程では、まず、各センサセル１７に固定用バッファを注入して、センサ面１３ａを湿化させる。次に、活性化液を注入してセンサ面１３ａを活性化させる。洗浄後、センサセル１７にリガンド溶液２１を注入して、固定化を開始させる。この状態で、センサユニット１２を載置スペース５１上で所定時間保管される。この間に、リガンド溶液中のリガンド２１ａと、リンカー膜２２との結合が行われて、固定化が進行する。

所定時間経過して固定化が完了すると、洗浄後、ブロッキング処理が行われる。ブロッキング処理が終了すると、洗浄後、センサセル１７へ乾燥防止液が注入される。センサユニット１２は、センサ面１３ａが乾燥防止液に浸された状態で、測定機１１へ送られる。

複数のセンサユニット１２は、ホルダ５２に整列して収容された状態で、測定機１１のプレート７８にセットされる。そして、測定機１１に測定開始指示が与えられると、図７に示すように、ホルダ５２がプレート７８にセットされているか否かを確認する。セットされている場合にホルダ搬送機構７１を作動してセンサユニット１２を待機ステージにセットする。このとき、一対の爪９４，９５は、他方の爪９５が一方の爪９４に対して離反した状態で挟持位置に待機している。

この一対の爪９４，９５の開き動作を説明すると、搬送機構８９のモータ９０を一方向に駆動してヘッド本体８２ａを測定ステージ７４から挟持位置に移動させるときに、図８（Ａ）及び図９（Ａ）に示すように、挟持位置に到達する前に、突部９９が係合部９８に当接する。これにより、ヘッド本体８２ａが挟持位置に向けて移動する方向に沿う上流側の他方の爪９５がその位置で維持される。その後、図８（Ｂ）及び図９（Ｂ）に示すように、引き続きヘッド本体８２ａが挟持位置に向けて移動し、ヘッド本体８２ａが挟持位置に到達する。このとき、モータ９０の駆動を停止する。この状態では、ヘッド本体８２ａが挟持位置に向けて移動する方向に沿う下流側の一方の爪９４と他方の爪９５との内々間隔がセンサユニット１２の長手方向よりも長い間隔に広げられる。

未測定のセンサユニット１２が待機ステージにセットされると、押し上げ部材駆動機構８３が作動して押し上げ部材８１をいったん待機ステージに上昇させて停止する。このとき、押し上げ部材８１の先端がセンサユニット１２の溝１４ｃに嵌合する。その後、押し上げ部材駆動機構８３は、再び押し上げ部材８１をさらに上方にある挟持位置に向けて上昇させる。これにより、センサユニット１２は、ホルダ５２から取り出され、図１０（Ａ）に示すように、一対の爪９４，９５の間に進入する。

次に、モータ９５を逆方向に回転し、ヘッド本体８２ａを挟持位置から測定ステージ７４に向けた他方向へ移動させる。このとき、一方の爪９４がセンサユニット１２を測定ステージ７４に向けて押す。センサユニット１２は、図８（Ｃ）及び図１０（Ｂ）に示すように、一方の爪９４に押されることで、溝１４ｃが押し上げ部材８１の先端８１ａを摺動しながら、他方向に向けて移動する。そして、溝１４ｃが押し上げ部材８１の先端８１ａから抜け出すまでの間で、ヘッド本体１２ａが当接位置を通過する。このとき、突部９９と係合部９８との係合が解除され、他方の爪９５がバネ９７の付勢により一方の爪９４に近寄る方向に移動して、図８（Ｄ）に示すように、他方の爪９５が一方の爪９４との間でセンサユニット１２を挟持する。

その後、センサユニット１２は、溝１４ｃが先端８１ａから抜け出し、抜け出した後にはハンドリングヘッド８２により挟持された状態で測定ステージ７４へ運ばれる。このとき、このときヘッド本体８２ａが移動することで負荷のかかる爪が、他方向に沿う上流側の固定な爪９４であるため、ハンドリングヘッド８２の移動速度を早くしても爪が可動することがなく、よってセンサユニット１２の挟持を確実に行える。

測定ステージ７４へ運ばれたセンサユニット１２は、モータ９０の回転角の制御により、Ｙ方向へ細かい精度で移動されて、複数のセンサセル１７のうちの測定対象となるセンサセル１７が測定位置にセットされる。この後、センサセル１７へ測定用バッファが注入されて、乾燥防止液が排出される。測定用バッファが注入されると、測定部３１が作動して、データ読み取りが開始される。そして、アナライト溶液２７が注入される。アナライトがセンサ面１３ａと接触すると、アナライトとリガンドとの相互作用が生じる。所定時間経過した後、測定用バッファが注入されてアナライト溶液２７が排出される。この後、データ読み取りが終了する。こうして得られた測定データは、検出器３３からデータ解析機９１へ送られて、分析される。こうした測定工程が、複数のセンサセル１７に対して順次実行される。

なお、測定が完了したセンサユニット１２は、再び挟持位置に戻され、ホルダ５２に回収される。挟持位置では、センサユニット１２の溝１４ｃが、上昇位置で待っている押し上げ部材８１の先端に入り込む。挟持位置で一対の爪９４，９５での挟持が解除されたときには、センサユニット１２が押し上げ部材８１で支持される。その後、押し上げ部材８１が下方に降下してホルダ５２に戻される。

ここで、ヘッド本体８２ａが挟持位置に到着する前に、突部９９が係合部９８に当接して他方の爪９５が離反位置に移動する。この移動した分だけセンサユニット１２が一方の爪９４から隙間が空いた状態で押し上げ部材８１にセットされる。このため、センサユニット１２がホルダ５２に対してＹ方向に僅かにズレており、確実にホルダ５２に収納することができないおそれがある。しかしながら、ホルダ５２は、その分を考慮してセンサユニット１２を収納することができるスペースを確保しているから、問題はない。また、別の方法としては、係合部９８をＹ方向に移動自在に設け、ヘッド本体８２ａが挟持位置に到着するときには突部９９に当接しない退避位置に係合部９８を退避させ、挟持位置に到着してから一定時間経過後に突部９９に当接する当接位置に係合部９８を移動させるようにしてもよい。

測定完了済みのセンサユニット１２をホルダ５２に再び収納した後には、ホルダ搬送機構７１が作動し、プレート７８を１ピッチ分だけ移動して、２番目のセンサユニット１２を待機ステージに運ぶ。以下、前述した手順を繰り返すことでセンサユニット１２を測定ステージに順次搬送して測定を行っていく。

このように、流路１６、センサ面１３ａとが一体となったセンサユニット１２を用いたことで、固定後、センサセル１７に乾燥防止液を注入して保管することができるとともに、その状態で（センサ面１３ａを乾燥防止液に浸した状態で）、測定機１１へ装着することが可能となる。このため、複数のセンサユニット１２に対して一括してリガンド固定化処理を行い、この後、これら固定済みの複数のセンサユニット１２を、順次測定機１１にセットして、測定処理を行うことができるので、リガンドを乾燥させることなく、測定処理のスループットを向上させることができる。

そして、センサユニット１２を一対の爪９４，９５で挟んで保持する簡単なハンドリングメカを採用しつつ、位置決めの基準となる一方の爪９４に対して他方の爪９５をバネ付勢で寄せて挟持する構成としたから、高精度の位置決めが可能となる。

また、乾燥防止液の排出は、バッファ液を注入することによって流路から押し出すようにしたから、センサ面１３ａの乾燥が最小限に留められる。さらに、センサユニットには、十字形のスリットが形成された蓋部材が取り付けられているから、乾燥防止液の蒸発が抑制される。なお、上記実施形態では、十字形のスリットの例で説明しているが、スリットの形状は、十字形に限らず、一文字形など他の形状でもよい。

上記実施形態では、３つのセンサセルを１列に並べたセンサユニットを使用した例で説明しているが、１ユニットに含まれるセンサセル数は複数あればよく、２つでもいいし、３つ以上でもよい。また、センサセルを１列ではなく、複数列に並べてもよい。これらは、測定装置の構成に応じて適宜選択される。

また、センサユニットとして、金属膜、流路、プリズムを一体化した例で説明したが、これらのうち、プリズムをセンサユニットの構成要素から除いて、装置側に組み込んでもよい。

固定後、いったんセンサセルへ注入した乾燥防止液を、測定時にアナライト溶液が注入されるまで、流路から排出しない例で説明したが、固定から測定までの間隔が長時間空く場合には、新たに乾燥防止液を注入して、いったん注入した乾燥防止液と入れ替えてもよい。また、乾燥防止液の蒸発が激しい場合には、乾燥防止液を追加してもよい。

乾燥防止液とバッファ液の置換方法として、バッファ液の押し出しによって乾燥防止液を排出する例で説明しているが、例えば、乾燥防止液を吸い出しによって流路から排出して流路１６内をいったん空にしてから、その直後にバッファ液を注入してもよい。

また、上記例では、測定ステージを有する測定機と、固定ステージを有する固定機とをそれぞれ別筐体に設けた例で説明しているが、測定ステージと固定ステージとが別々に設けられていれば、それぞれを同一筐体に設けてもよい。

さらに、上記実施形態では、センサユニット１２を挟持位置から測定ステージに搬送し、測定終了後に再び挟持位置に戻ってセンサユニット１２をホルダ５２に戻す例で説明しているが、測定を完了したセンサユニット１２をホルダ５２に戻さず、別の位置に配した廃棄収納部に収納するようにしてもよい。この場合、測定機１１のハンドリングヘッドを、挟持位置、測定ステージとの二位置に加えて廃棄位置との３位置に移動するように構成する。

図１１は、ハンドリングヘッド１１０を、Ｙ方向に沿って順に設定された挟持位置、測定ステージ、及び、廃棄位置との３位置にそれぞれ移動させる例である。搬送機構１１１の制御は、ヘッド本体１１３を挟持位置に移動して、前述したと同じにセンサユニット１２を挟持し、挟持したセンサユニット１２を測定ステージに移動する。測定終了後には、廃棄位置に移動してセンサユニット１２の挟持を解除する。センサユニット１２は、廃棄位置で落下され、その下方に配した廃棄箱に収められる。なお、ハンドリングヘッド８２は、図４で説明した構成と同じにナット８４に固定されており、ネジ軸８６の回転によりその軸方向に移動される。符号１１２は、図４で説明したガイド棒８５と同じものである。

ハンドリングヘッド１１０は、図１２に示すように、ヘッド本体１１３、一対の左・右爪部材１１４，１１５、及び一対のバネ１１６，１１７などで構成されている。左・右爪部材１１４，１１５は、ヘッド本体１１３の移動方向の両側に配され、ガイド棒１１２にガイドされてヘッド本体１１３に対して当接する当接位置と離反する離反位置との間で各々移動自在に取り付けられている。

左爪部材１１４は、バネ１１６によりヘッド本体１１３の左端１１３ａに当接する当接位置に向けて付勢されており、この左部材１１４には左爪１１８が突出して設けられている。他方、右爪部材１１５もバネ１１７によりヘッド本体１１３の右端１１３ｂに当接する当接位置に向けて付勢されており、この右爪部材１１５にも右爪１１９が突出して設けられている。

右爪部材１１９は、前述した実施形態と同じように挟持位置でセンサユニット１２を挟持するときに離反位置に移動される部材である。このため、挟持位置には、係合部１２０が固定して設けられている。係合部１２０は、右爪部材１１５に設けた突部１２１に、測定ステージ又は廃棄位置から挟持位置に向けて移動する方向から当接する。

なお、センサユニット１２のハンドリングは、前述した実施形態と同じく、左爪部材１１１４を当接位置にした状態で右爪部材１１５を開いてハンドリングする左爪１１８基準のハンドリングとしたい。このため、左爪用のバネ１１６は、右爪用のバネ１１７よりも強いバネを用いている。

左爪部材１１４は、廃棄位置でセンサユニット１２の挟持を解除するときに離反位置に移動される部材である。このため、廃棄位置には、係合部１２２が固定して設けられている。係合部１２２は、左爪部材１１４に設けた突部１２３に、測定ステージから廃棄位置に向けて移動する移動方向から当接する。

左爪部材１１４の突部１２３は、ヘッド本体１１３が測定ステージに移動する途中で右爪部材１１９を開くための係合部１２０に当接するおそれがある。また、ヘッド本体１１３が廃棄位置に到達する途中では、右爪部材１１５の突部１２１が、左爪部材１１４を開くための係合部１２２に当接するおそれがある。そこで、図１３に示すように、左爪部材１１４の突部１２３と、右爪部材１１５の突部１２１とを高さ方向でずらして設けている。そして、係合部１２０が突部１２３に、また係合部１２２が突部１２１に当接しないように、高さ方向にズラして設けている。

図１１に示すように、ヘッド本体１１３は、廃棄位置から挟持位置に向けた他方向に移動することで、右爪部材１１５が開かれる。次に、押し上げ部材駆動機構８３によりセンサユニット１２が左・右爪１１８，１１９の間に挿入される。次に、ヘッド本体１１３を測定ステージに向けた一方向に移動して、ハンドリングしたセンサユニット１２を測定ステージにセットする。

測定完了後には、ヘッド本体１１３を一方向に移動して廃棄位置に搬送する。ヘッド本体１１３が廃棄位置に到達する前には、図１４（Ａ）に示すように、右爪部材１１４に設けた突部１２３が係合部１２０に当接する。これにより、図１４（Ｂ）に示すように、左爪部材１１４が離反位置に移動してハンドリングが解除される。

上記実施形態では、挟持位置、測定ステージ、及び廃棄位置の順で直線上に並べているが、この順番に限定せず、適宜順番を変えても良い。この場合、挟持位置又は廃棄位置に向けてヘッド本体が移動する方向に沿う上流側の爪を下流側の爪に対して接近又は離反することで何れか一方の爪を基準として挟持又は挟持解除を行うことができるから、ローコストでかつ精度の高いハンドリング動作を行うことができる。

なお、本実施形態では、センサ面上にＳＰＲを発生させて、そのときの反射光の減衰を検出するＳＰＲセンサを例に説明したが、ＳＰＲセンサに限らず、本発明を、全反射減衰を利用した測定に用いられる他のセンサに適用することができる。全反射減衰を利用するセンサとしては、ＳＰＲセンサの他に、例えば、漏洩モードセンサが知られている。漏洩モードセンサは、誘電体と、この上に順に層設されたクラッド層と光導波層とによって構成された薄膜とからなり、この薄膜の一方の面がセンサ面となり、他方の面が光入射面となる。光入射面に全反射条件を満たすように光を入射させると、その一部が前記クラッド層を通過して前記光導波層に取り込まれる。そして、この光導波層において弾性表面波（surface acoustic wave，SAW）が生じると、前記光入射面における反射光が大きく減衰する。弾性表面波が生じる入射角は、ＳＰＲの共鳴角と同様に、センサ面上の媒質の屈折率に応じて変化する。この反射光の減衰を検出することにより、前記センサ面上の化学反応が測定される。

ＳＰＲ測定方法の説明図である。 センサユニットの構成を示す分解斜視図である。 固定機の概略を示す斜視図である。 測定機の概略を示す斜視図である。 ハンドリングヘッドの構成を示す分解斜視図である。 測定装置の測定手順を示すフローチャートである。 測定機の動作を示すフローチャートである。 ハンドリングヘッドが測定ステージから挟持位置に移動し、再び測定ステージに移動する過程の動作を示す平面図であり、（Ａ）は、挟持位置に到達する前の状態、（Ｂ）は挟持位置に到達し、他方の爪が一方の爪に対して離反した状態、（Ｃ）は測定位置に向けて僅かに移動して一対の爪でセンサユニットを挟持した状態をそれぞれ示している。 ハンドリングヘッドが測定ステージから挟持位置に移動する過程の動作を示す正面図であり、（Ａ）は、挟持位置に到達する前の状態、（Ｂ）は挟持位置に到達し、他方の爪が一方の爪に対して離反した状態をそれぞれ示している。 ハンドリングヘッドが挟持位置から測定ステージに移動する過程の動作を示す正面図であり、（Ａ）は、押し上げ部材がセンサユニットを挟持位置に到達した状態の一対の爪の間に挿入した状態、（Ｂ）はヘッド本体を挟持位置から測定ステージに向けて僅かに移動して一対の爪でセンサユニットを挟持した状態をそれぞれ示している。 挟持位置、測定ステージ、及び廃棄位置とにハンドリングヘッドを移動させる他の実施形態を示す搬送機構の概略を示す平面図である。 図１１で説明したハンドリングヘッドを示す分解斜視図である。 図１２で説明したハンドリングヘッドの説明図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図を示している。 ハンドリングヘッドが廃棄位置に到達するときの動作を示す平面図であり、（Ａ）は廃棄位置に到達する直前の状態、（Ｂ）は廃棄位置に到達して一方の爪が他方の爪に対して離反してセンサユニットの挟持を解除する状態をそれぞれ示している。

符号の説明

１１ 測定機
１２ センサユニット
１３ 金属膜
１３ａ センサ面
１６ 流路
８１ 押し上げ部材
８６ ネジ軸
８５ ガイド棒
８２ａ，１１３ ヘッド本体
９４ 一方の爪
９５ 他方の爪
９９，１２１，１２３ 突部
９８，１２０，１２２ 係合部
１１８ 左爪
１１９ 右爪

Claims (2)

1. 一方の面がセンサ面となり前記センサ面の裏面が光入射面となる薄膜が形成された透明な誘電体と、前記センサ面に対向した位置に配置され試料を含む溶液が注入される流路が形成された流路部材とを一体に設けたセンサユニットがセットされるとともに、前記光入射面に対して光を照射する照明部と前記光入射面で反射した反射光を検出する検出器とが配置された測定ステージを備え、前記光入射面に全反射条件を満たすように光を入射させ、その反射光の減衰を検出することにより、前記センサ面に固定される前記試料の化学反応を測定する測定装置において、
   複数の前記センサユニットが前記測定ステージへ送られる前に、ホルダに収納された状態で待機する待機ステージと、未測定の前記センサユニットを１つピックアップして、前記測定ステージへ送る搬送機構とを備えており、
   前記搬送機構は、
   移動手段により前記挟持位置と測定ステージとの間で直線的に移動するヘッド本体と、
   前記測定ステージから挟持位置に移動する一方向に沿う下流側に設けた一方の爪、並びに、前記一方向に沿う上流側に設けられ、バネにより前記一方の爪に接近する方向に向けて付勢されている他方の爪とからなり、前記ヘッド本体の移動方向の両側に取り付けられている一対の爪と、
   前記一方向に移動して前記ヘッド本体が挟持位置に戻る前に、前記他方の爪の一部に当接し、その後のヘッド本体の挟持位置への移動により他方の爪を一方の爪から、前記一対の爪の間隔が前記センサユニットの前記移動方向に沿った長さ以上となるように離反させるとともに、前記ヘッド本体が挟持位置から測定ステージに向けた他方向に移動して前記一部との当接が解除されることで、前記他方の爪をバネの付勢により一方の爪に接近する方向に戻して前記一対の爪でセンサユニットを挟持させる係合部と、で構成したことを特徴とする測定装置。
2. 前記押し上げ機構は、前記センサユニットを、前記挟持位置で待機している前記一対の爪の間に、下方から押し上げて挿入するとともに、その挿入位置でセンサユニットを、前記他方向への取り出しを許容した状態で、支持することを特徴とする請求項１記載の測定装置。
   

Images