JP2006105913A - スクリーニングシステム - Google Patents

Abstract

【課題】 短時間で多数組のリガンドとアナライトの組み合わせについて結合情報を取得する。また、取得した結合情報と対応するアナライトとの管理を自動的に行う。
【解決手段】 全反射減衰を利用した測定装置１１による測定を行う前に、リガンド固定器１０において、測定ユニット１２へ、リガンド溶液２００を供給し、該リガンド溶液に含まれるリガンドが固定化されるまでの間、測定ユニット１２をリガンド固定器１０内の載置スペースにて保持する。リガンドの固定処理と測定装置１１における測定を並行して行うことができる。また、測定を行う前に、アナライトライブラリー３０８のアナライト溶液保管部３０２から指定されたアナライト溶液３００を取り出して、測定装置１１へ供給し、また測定後に、制御部３３０は、指定されたアナライト溶液のアナライト情報と、結合情報取得部３３１により取得された結合情報とを対応させて記憶して、表示する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、全反射減衰を利用した測定装置による測定結果に基づいて、多数組のリガンドとアナライトとの組み合わせにおける結合情報を取得するスクリーニングシステムに関するものであり、より詳細には、リガンド固定器を備えたスクリーニングシステムに関するものである。

従来より、全反射減衰を利用した測定装置による測定結果に基づいて、多数の互いに異なる化合物（アナライト）のそれぞれを含む各化合物溶液（アナライト溶液）と注目する生理活性高分子物質であるタンパク（リガンド）との間の結合情報、例えば、化学的な結合反応の速さ、あるいは化学的な解離反応の速さ等を測定して、上記多数の化合物の中から所定の結合情報を示す医薬品候補となる化合物を探すスクリーニングが行なわれている（特許文献１参照）。なお、これらのスクリーニングを行う際には、全反射減衰を利用した測定装置において使用される測定セルへ、タンパク（リガンド）を固定するリガンド固定処理が不可欠である（特許文献２参照）。
特開２００１−３３０５６０号公報 特開平６−１６７４４３号公報

ところで、特許文献２記載のシステムにおいては、測定セルが測定位置に置かれた状態で、該測定セルに対するリガンド固定処理が行われているため、リガンド固定処理を行っている間は、測定を行うことができない。このようなシステムでは、多数組のリガンドとアナライトの組み合わせについて結合情報を取得する場合には、膨大な時間が必要となるという問題があった。また、スクリーニング対象である化合物（アナライト）の数の増大に伴って、取得した結合情報が、どのアナライトに対する結合情報であるかを、人手により正確に管理することが困難になりつつあるという問題もあった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、リガンドの固定および結合情報の取得の効率を向上させることにより、短時間で多数組のリガンドとアナライトの組み合わせについて結合情報を取得することのできるスクリーニングシステムを提供することを目的とする。また、本発明の他の目的は、取得した結合情報と対応するアナライトとの管理を自動的に行うことが出来るスクリーニングシステムを提供することである。

本発明のスクリーニングシステムは、誘電体ブロック、該誘電体ブロックの一面に形成され、リガンドが固定される薄膜層および該薄膜層上にアナライトを保持するアナライト保持機構を有する測定セルと、測定位置に配置された前記測定セルの前記誘電体ブロックに対して、該誘電体ブロックと前記薄膜層との界面で全反射条件が得られる入射角で光ビームを入射させ、前記界面で全反射した光ビームの全反射減衰の状態を測定する測定部とを有する全反射減衰を利用した測定装置および
該測定装置による測定結果に基づいて前記リガンドと前記アナライトとの結合情報を取得する結合情報取得手段を備え、
前記測定装置が複数組のリガンドとアナライトとの組み合わせに対する測定を行うものであり、前記結合情報取得手段が、前記リガンドとアナライトとの組み合わせ毎に、結合情報を取得するものであるスクリーニングシステムにおいて、
前記測定装置による測定を行う前に、前記測定位置とは異なる固定化位置に配置された前記測定セルの薄膜層上へ、リガンドを供給し、該リガンドが前記薄膜層上に固定化されるまでの間、前記測定セルの薄膜層を保持するリガンド固定手段と、
複数種類のアナライトを保管するアナライト保管部および前記各アナライトのアナライト情報を前記各アナライトの保管位置と対応させて記憶するアナライトデータベースとを有するアナライトライブラリーと、
前記測定装置による測定を行う前に、指定されたアナライトを前記アナライト保管部から取り出し、前記測定装置へ供給するアナライト供給手段と、
前記指定されたアナライトのアナライト情報と、前記結合情報取得手段により取得された結合情報とを対応させて記憶する記憶手段と、
前記記憶手段から読み出された、前記指定されたアナライトのアナライト情報と、前記結合情報取得手段により取得された結合情報とを対応させて表示する表示手段とを備えたことを特徴とするものである。

なお、測定セルは誘電体ブロック、薄膜層およびアナライト保持機構が一体化されているものであってもよいし、それぞれが別体の部品として構成されているものであってもよい。あるいは、誘電体ブロックのみ別体として構成され、薄膜層とアナライト保持機構が一体化されているものや、誘電体ブロックと薄膜層とが一体化され、アナライト保持機構のみが別体として構成されるものであってもよい。なお、リガンドを固定する際には、薄膜層と一体化されている部分が固定化位置に配置されればよい。

なお、ここで「リガンド」とは、前記薄膜層に固定される化合物であり、より詳細には生理活性高分子物質であることが望ましい。また、「アナライト」とは、リガンドと結合する可能性を有する化合物である。

なお、化合物とは２種以上の元素から構成されている分子をいう。本発明では主に分子量５０以上、１００万以下の化合物を対象とするが、分子量がそれ以下およびそれ以上の化合物にも適用し得る。また、生理活性高分子物質とは日本工業規格（ＪＩＳ）Ｋ３６１１中に「天然高分子」（記号１１００１〜１１０２５）として記載されている各物質、生物学データ大百科事典（朝倉書店）中の「１．生体物質概論」に記載されている糖，アミノ酸、ヌクレオチド、脂質、ヘム、キノン、タンパク質、ＲＮＡ，ＤＮＡ、リン脂質、多糖、バイオサイエンス辞典（朝倉書店）中の「II.生物物質と代謝」に記載されているタンパク質、アミノ酸、核酸、脂質、糖質、酵素のうちのいずれか１つ以上を含むものを意味する。

また、「結合情報」とは、結合の状態を反映する情報を意味し、例えば全反射減衰角の経時変化量をグラフ化したセンサーグラムや、結合速度定数ｋａ、解離速度定数ｋｄ、解離定数ＫＤ、および最大結合量Ｒｍａｘの各値等である。また結合速度定数ｋａ、解離速度定数ｋｄ、解離定数ＫＤ、および最大結合量Ｒｍａｘのそれぞれの値について、予め定められた所定範囲の値が求められたか否かの判定結果等であってもよい。なお、結合速度定数ｋａとは、結合反応の速さを示す値であり、解離速度定数ｋｄとは、解離反応の速さを示す値である。また、解離定数ＫＤとは、上記の解離速度定数ｋｄを結合速度定数ｋａで除した値である。すなわち、解離定数ＫＤは、解離定数ＫＤ＝解離速度定数ｋｄ／結合速度定数ｋａの式で示される値である。さらに、最大結合量Ｒｍａｘとは、前記試料と生理活性高分子物質との間において化学的な結合反応が飽和したときの、上記試料と生理活性高分子物質との間の化学的な結合量を示すものである。

さらに、「リガンド情報」とは、リガンド名、あるいは固定化温度あるいは固定化時間などの固定化プロトコール等である。また「アナライト情報」とは、アナライト名、分子量、バッファ濃度あるいは事前の測定による結合情報等である。

前記結合情報取得手段は、前記測定装置による測定結果および前記アナライト情報とに基づいて、前記リガンドと前記アナライトとの結合情報を取得するものであってもよい。

前記アナライトデータベースは、前記結合情報取得手段で取得された前記リガンドと前記アナライトとの結合情報を、前記アナライトのアナライト情報と対応させて記憶するものであってもよい。

前記アナライト供給手段が、複数の溶液収容部が２次元状に配置されておりＩＤを有する複数枚の溶液収容プレートと、
前記指定されたアナライトを、前記アナライト保管部から取り出して、前記溶液収容プレートの前記溶液収容部へ供給するアナライト分注手段とを備えるものであれば、
前記記憶手段は、前記溶液収容プレートのＩＤおよび前記溶液収容部の前記溶液収容プレート内での配置と、前記指定されたアナライトのアナライト情報とを対応させて記憶するものであってもよい。

本システムが、複数種類のリガンドを保管するリガンド保管部および前記各リガンドのリガンド情報を、前記各リガンドの保管位置と対応させて記憶するリガンドデータベースとを有するリガンドライブラリーと、
指定されたリガンドを前記リガンド保管部から取り出し、前記リガンド固定手段へ供給するリガンド供給手段とを有するものであれば、
前記記憶手段は、前記指定されたリガンドのリガンド情報と、前記結合情報取得手段により取得された結合情報とを対応させて記憶するものであり、
前記表示手段は、前記記憶手段から読み出された、前記指定されたリガンドのリガンド情報と、前記結合情報取得手段により取得された結合情報とを対応させて表示するものであってもよい。

前記リガンド供給手段が、複数の溶液収容部が２次元状に配置されておりＩＤを有する複数枚の溶液収容プレートと、
前記指定されたリガンドを、前記リガンド保管部から取り出して、前記溶液収容プレートの前記溶液収容部へ供給するリガンド分注手段とを有するものであれば、
前記記憶手段が、前記溶液収容プレートのＩＤおよび溶液収容部の前記溶液収容プレート内での配置と、前記指定されたリガンドのリガンド情報とを対応させて記憶するものであってもよい。

なお、「２次元状に配置された」とは、縦方向にも横方向にも２つ以上並ぶように配置されたことを意味するものである。

なお、全反射減衰を利用した測定とは、金属表面で光ビームを全反射させて表面プラズモンを発生させたときにこの全反射した光ビーム中に光強度の急激な減衰（全反射減衰）を生じさせる特定の反射角度、すなわち全反射減衰角が上記金属表面近傍の誘電率に応じて変化することを利用して行われる測定を意味するものである。全反射減衰を利用した測定としては表面プラズモン測定装置が知られている。また、上記全反射減衰を利用して測定を行う装置の他の一例として、漏洩モード測定装置も知られている。この漏洩モード測定装置は、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、試料液に接触させられる光導波層と、光ビームを発生する光源と、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、つまり全反射減衰状態を検出する光検出手段とを備えてなるものであり、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。

本発明によるスクリーニングシステムでは、全反射減衰を利用した測定装置による測定を行う前に、測定位置とは異なる固定化位置に配置された前記測定セルの薄膜層上へ、リガンドを供給し、該リガンドが前記薄膜層上に固定化されるまでの間、前記測定セルの薄膜層を保持して、薄膜層へリガンドを固定することにより、リガンドの固定処理と測定を並行して行うことができるので、リガンドの固定および結合情報の取得の効率が向上し、短時間で多数組のリガンドとアナライトの組み合わせについて結合情報を取得することができ、さらに、測定を行う前にアナライトを保管するアナライト保管部および前記各アナライトのアナライト情報を前記各アナライトの保管位置と対応させて記憶するアナライトデータベースとを有するアナライトライブラリーのアナライト保管部から指定されたアナライトを取り出して、前記測定装置へ供給し、また測定後に、指定されたアナライトのアナライト情報と、結合情報取得手段により取得された結合情報とを対応させて記憶して、表示することにより、取得した結合情報と、該結合情報と対応するアナライトとの管理を、自動的に行うことが出来る。

前記結合情報取得手段が、前記測定装置による測定結果および前記アナライト情報とに基づいて、前記リガンドと前記アナライトとの結合情報を取得するものであれば、より正確な結合情報を取得することができる。

前記アナライトデータベースが、前記結合情報取得手段で取得された前記リガンドと前記アナライトとの結合情報を、前記アナライトのアナライト情報と対応させて記憶するものであれば、例えば予め何らかの条件を用いて、スクリーニングするアナライトの数を絞ってスクリーニングを行うフォーカスドスクリーニングを行う際の候補選択条件の一つとして、結合情報を用いることができ、アナライトのヒット率を向上させることができる。

また、アナライト供給手段が、複数の溶液収容部が２次元状に配置されておりＩＤを有する複数枚の溶液収容プレートと、前記指定されたアナライトを、前記アナライト保管部から取り出して、前記溶液収容プレートの前記溶液収容部へ供給するアナライト分注手段とを有するものであり、記憶手段が、前記溶液収容プレートのＩＤおよび前記溶液収容部の前記溶液収容プレート内での配置と、前記指定されたアナライトのアナライト情報とを対応させて記憶するものであれば、指定されたアナライトの種類を誤ることを防止でき、スクリーニングの信頼度を向上させることができる。

さらに、本システムが、複数種類のリガンドを保管するリガンド保管部および前記各リガンドのリガンド情報を、前記各リガンドの保管位置と対応させて記憶するリガンドデータベースとを有するリガンドライブラリーと、指定されたリガンドを前記リガンド保管部から取り出し、前記リガンド固定手段へ供給するリガンド供給手段とを有し、記憶手段が、前記指定されたリガンドのリガンド情報と、前記結合情報取得手段により取得された結合情報とを対応させて記憶するものであり、前記表示手段が、指定されたリガンドのリガンド情報と、前記結合情報取得手段により取得された結合情報とを対応させて表示するものであれば、取得した結合情報と、該結合情報と対応するリガンドとの管理を、自動的に行うことが出来る。

前記リガンド供給手段が、複数の溶液収容部が２次元状に配置されておりＩＤを有する複数枚の溶液収容プレートと、前記指定されたリガンドを、前記リガンド保管部から取り出して、前記溶液収容プレートの前記溶液収容部へ供給するリガンド分注手段とを有するものであり、前記記憶手段が、前記溶液収容プレートのＩＤおよび溶液収容部の前記溶液収容プレート内での配置と、前記指定されたリガンドのリガンド情報とを対応させて記憶するものであれば、指定されたリガンドの種類を誤ることを防止でき、スクリーニングの信頼度をさらに向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態であるスクリーニングシステムの概略構成図である。本スクリーニングシステムは、リガンドとアナライトとの結合状態を反映する全反射減衰の状態を測定する測定装置１１と、多種類のリガンド溶液２００が保管されているリガンド保管部２０２と、該リガンド保管部２０２へ保存されている各リガンド溶液２００のリガンド情報２０４を記憶するリガンドデータベース２０６とからなるリガンドライブラリー２０８と、複数の溶液収容部２１０が形成され、バーコード２１２が付けられている複数枚の溶液収容プレート２１４と、リガンド溶液２００を、リガンド溶液保管部２０２から溶液収容プレート２１４の溶液収容部２１０へ分注するリガンド分注器２２０と、溶液収容プレート２１４の溶液収容部２１０に収容されているリガンド溶液２００中のリガンドを、測定ユニット１２に設けられた測定セル１７のセンサ面１３ａへ固定するリガンド固定器１０と、多種類のアナライト溶液３００が保管されているアナライト溶液保管部３０２と、該アナライト溶液保管部３０２に保管されている各アナライト溶液３００のアナライト情報３０４を記憶するアナライトデータベース３０６からなるアナライトライブラリー３０８と、複数の溶液収容部３１０が形成され、バーコード３１２が付けられている複数枚の溶液収容プレート３１４と、アナライト溶液３００を、アナライト溶液保管部３０２から溶液収容プレート３１４の溶液収容部３１０へ分注するアナライト分注器３２０と、測定装置１１、リガンドライブラリー２０８、リガンド分注器２２０、リガンド固定器１０、アナライトライブラリー３０８、アナライト分注器３２０と接続され、測定装置１１から出力される測定結果に基づいてリガンドとアナライトとの結合情報を取得し、また各部位の動作を制御する制御部３３０と、該制御部３３０と接続されている表示部３４０とを備えている。

本スクリーニングシステムは、アナライトライブラリー３０８に保管された多数のアナライト溶液の中から、リガンドと結合するアナライトを含むアナライト溶液をスクリーニングするものである。リガンドとアナライトが結合するか否かは、リガンドとアナライトとの結合状態を反映する全反射減衰の状態を測定し、該測定結果に基づいて結合情報を取得し、該結合情報に基いて判定する。リガンドとアナライトとの全反射減衰の状態を測定するには、まず、リガンドが固定された多数の測定セル１７を準備し、個々の測定セル１７へ異なる種類のアナライト溶液を添加し、測定セル１７毎に光ビームを照射して、全反射した光ビームにおける全反射減衰の状態を測定する。

説明を簡単にするために、最初に１つの測定セル１７におけるリガンドの固定方法および全反射減衰の状態の測定方法について説明を行い、その後で本発明のスクリーニングシステムの構成および動作について説明する。

まず、測定セル１７について説明する。測定セル１７は、図２に示すように、一方の面が表面プラズモン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、リガンド溶液やアナライト溶液が送液される流路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等に応じて適宜選択される。プリズム１４は、その上面に前記金属膜１３が形成される透明な誘電体であり、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によって測定セル１７が構成される。なお、後述するように、測定ユニット１２は、こうした測定セル１７を複数個備えている。

以下リガンドの固定方法について説明する。リガンドは、この測定セル１７のセンサ面１３ａに固定される。まず、測定ユニット１２すなわち測定セル１７を後述するリガンド固定器１０にセットして行われる。リガンド固定器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２００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、測定ユニット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２００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として例えば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２００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値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液（ＰＢＳ：phosphatic−buffered，saline）等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、測定セル１７へリガンド溶液２００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２００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時間程度かかり、この間、測定ユニット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２００を静置しておいてもよいが、流路１６内のリガンド溶液２００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２００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。流路１６内の洗浄処理が完了した後、測定ユニット１２は測定装置１１へ搬送される。

次に全反射減衰の状態の測定方法について、図３を参照して説明する。全反射減衰の状態の測定は、測定ユニット１２を測定装置１１にセットして行われる。測定装置１１にも、リガンド固定器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。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３００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。全反射減衰の状態の測定は、基準となる信号レベルを検出するために、最初の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３００の注入後、再び測定用バッファが注入され、所定時間が経過するまでの間、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との結合状態、測定用バッファ注入による結合したアナライトとリガンドとの解離状態までを反映する全反射減衰の状態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。結合情報の取得は、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。制御部３３０では、例えば、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、これに基づいて結合情報を取得する。こうすることで、各測定ユニットや各測定セルの個体差や、装置の機械的な変動や、液体の温度変化等、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３００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。なお、このＤＭＳＯは、全反射減衰の状態に大きく影響する。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。

また、図３に示すように、測定部３１は、照明部３２と検出部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、全反射減衰角の変化として顕れるので、照明部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。照明部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、配置位置及び設置角度は、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）等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つの測定セルに向けて光が照射される。なお、複数の測定セルを同時に測定するような場合には、単一光源からの光を分光して複数の測定セルに照射してもよいし、各測定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複数の発光素子を並べて使用してもよい。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、表面プラズモンを生じさせるｐ偏光のみを通過させる。なお、ＬＤを使用する場合等、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。こうして拡散及び偏光された光は、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無く、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。

検出部３３は、光入射面１３ｂで反射する光をリガンド保管部２０２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、光強度が減衰する全反射減衰角も変化する。検出器３３は、例えば、ＣＣＤエリアセンサが使用され、この全反射減衰角の変化を、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、全反射減衰角の測定データを、制御部３３０へ出力する。制御部３３０では、測定装置１１で得た測定データに基いて、リガンドとアナライトとの結合情報を取得して、表示部３４０へ表示させる。なお、制御部３３０における動作の詳細は後述する。

また、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への入射光線及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、照明部３２及び検出器３３を配置した形態で示しているが、本実施形態では、入射光線及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、照明部３２及び検出器３３が配置される。もちろん、測定部３１をこの図３に示しているように配置して、測定してもよい。

次に本スクリーニングシステムの構成および動作について説明する。上述したように、本スクリーニングシステムは、測定装置１１と、リガンドライブラリー２０８と、多数のリガンド溶液収容部２１０が形成されているリガンド溶液収容プレート２１４と、リガンドライブラリー２０８に保管されたリガンド溶液２００を溶液収容プレート２１４へ分注するリガンド分注器２２０と、溶液収容プレート２１４に収容されているリガンド溶液２００中のリガンドを、測定ユニット１２に設けられた測定セル１７のセンサ面１３ａへ固定するリガンド固定器１０と、アナライトライブラリー３０８と、複数の溶液収容部３１０が形成されている溶液収容プレート３１４と、アナライトライブラリー３０８に保管されたアナライト溶液を溶液収容プレート３１４へ分注するアナライト分注器３２０と、測定装置１１、リガンドライブラリー２０８、リガンド分注器２２０、リガンド固定器１０、アナライトライブラリー３０８、アナライト分注器３２０と接続される制御部３３０と、表示部３４０とを備えている。

リガンドライブラリー２０８は、リガンドとしてのタンパクを含むリガンド溶液２００が多数保管されているリガンド保管部２０２と、該へ保存されている各リガンド溶液２００の保管番地と関連付けて、該リガンドのリガンド情報２０４を記憶するリガンドデータベース２０６とを備えている。リガンド情報としては、タンパク名および固定化を行う際の設定温度や、固定化時間などの固定化プロトコールが記憶されている。

アナライトライブラリー３０８は、アナライトとしての化合物を含むアナライト溶液３００が多数保管されているアナライト保管部３０２と、該アナライト保管部２０２へ保存されている各アナライト溶液３００の保管番地と関連付けて、該アナライトのアナライト情報３０４を記憶するアナライトデータベース３０６とを備えている。アナライト情報としては、化合物名、分子量、バッファ濃度およびタンパクとの結合情報が記憶されている。なお、バッファ濃度とは、例えばアナライトを溶かす溶媒として、生理的食塩水+ＤＭＳＯ（ジメチル−スルホ−オキシド）溶液を使用した場合のＤＭＳＯ濃度である。また、タンパクとの結合情報は、過去にスクリーニング用のアナライトとして使用された際のタンパクとの結合情報であり、詳細は後述する。

溶液収容プレート２１４は、行６個、列８で合計４８個の溶液収容部２１０が形成されたプレートであり、その側面にはバーコード２１２が付けられている。また、溶液収容プレート３１４も、同様に、行６個、列８個で合計４８個の溶液収容部３１０が形成されたプレートであり、その側面にはバーコード３１２が付けられている。

リガンド分注器２２０は、制御部３４０からの制御により、リガンド保管部２０２の指定された保管番地に保管されているリガンド溶液２００を、溶液収容プレート２１４の指定された行列位置に形成されている溶液収容部２１０へ注入するものである。また、溶液収容プレート２１４の側面に付けられているバーコード２１２に記載されているバーコード情報を読み取るバーコード読み取り機能を備えている。

アナライト分注器２２０は、制御部３４０からの制御により、アナライト保管部３０２の指定された保管番地に保管されているアナライト溶液３００を、溶液収容プレート３１４の指定された行列位置に形成されている溶液収容部３１０へ注入するものである。また、溶液収容プレート３１４の側面に付けられているバーコード３１２に記載されているバーコード情報を読み取るバーコード読み取り機能を備えている。

測定ユニット１２は、３つの測定セル１７が一体形成されたものである。図４は、測定ユニット１２の分解斜視図である。測定ユニット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とともに測定セル１７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（ポリジメチルシロキサン）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１３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の数を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及びプリズム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、測定ユニット１２は、ホルダ５２（図５参照）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、測定ユニット１２をホルダ内の所定の収納位置に位置決めするためのものである。

保持部材４２の上部には、各流路１６の注入口１６ａ及び排出口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及び排出口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及びボス４３ａに対応する位置に穴が開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２参照）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。

リガンド固定器１０は、図５に示すように、筐体のベースとなる筐体ベース５０に、複数の測定ユニット１２を載置する固定化位置としての載置スペース５１が確保されている。測定ユニット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、測定ユニット１２に対して固定工程を実行する固定ステージとなる。

測定ユニット１２は、ホルダ５２に収納された状態でリガンド固定器１０にセットされる。ホルダ５２は、測定ユニット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、測定ユニット１２の突部１４ｂと嵌合して、測定ユニット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、測定ユニット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、測定ユニット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（図示しない）が挿入されて測定ユニット１２が押し上げられる。また、各ホルダ５２には、バーコード５７が付けられている。

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。

リガンド固定器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に設けられているベルトコンベア（図示しない）上の測定ユニット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つの測定ユニット１２に含まれる３つの測定セル１７に対して同時に液体を注入（及び排出）することができる。リガンド固定器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、吸い込み量及び吐き出し量等が、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、モータ等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、リガンド溶液２００を収容する溶液プレート２１４および流路１６へ注入する種々の液体（洗浄液、固定用バッファ、活性化液、ブロッキング液等）を収容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。この挿入口の数及び配列ピッチは、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、測定セル１７へ液体を注入する場合には、各液体保管部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、測定ユニット１２へ注入する。

また、筐体ベース５０上には、交換用ピペット６２を保管するピペット保管部６３が設けられている。交換用ピペット６２は、ピペット１９ａ，１９ｂと交換可能である。ピペット１９ａ，１９ｂは、液体と直接接触するので、ピペット１９ａ，１９ｂを介して異種の液体の混液が生じないように、使用する液体ごとに交換される。ピペットヘッド５４には各ピペット１９ａ，１９ｂ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、ピペットの交換が自動的に行われるようになっている。ピペットを交換する際には、ピペットヘッド５４は、まず、使用済みのピペット１９ａ，１９ｂを廃却部（図示しない）でリリースし、この後、ピペット保管部６３にアクセスして未使用の交換用ピペット６２をピックアップする。

また、ウエルプレート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する際あるいは、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、リガンド固定器１０の筐体はカバー（図示しない）によって覆われて、載置スペース５１を含むリガンド固定器１０の内部は、外部から遮蔽される。リガンド固定器１０内の温度は、温度調節器（図示しない）によって調節が可能になっている。測定セル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、測定ユニット１２は、載置スペース５１上で所定時間保管される。この保管中には、必要に応じて流路１６内のリガンド溶液２００が攪拌される。この間の固定化の進行度合いは、測定ユニット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リガンド固定器１０の内部温度が所定の温度に保たれる。設定される温度や保管時間等は、リガンド２１ａの種類等に応じて適宜決められる。

固定が完了すると、測定セル１７に対して、バッファ（洗浄液）が注入される。バッファは、測定セル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、測定セル１７へ注入される。バッファが注入口１６ａから流路１６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、測定セル１７内の液の置換（入れ替え）が行われる。

図６に示すように、各台座５３内には、その上に載置される各ホルダ５２に収容された測定ユニット１２の保管温度を調節する温度調節部６７が設けられており、各温度調節部６７は、それぞれ温度調節ブロックを構成する。各温度調節部６７は、例えば、電熱線からなる発熱体であり、ホルダ５２に熱エネルギーを与えて、保管温度を上昇させる。温度制御部６８は、各温度調節部６７が発生する熱エネルギーを個別に制御する。これにより、保管温度が各ホルダ５２単位で個別に調節される。各ホルダ５２は、例えば、それぞれ異なる固定化条件の下、平行して固定化を進行させることができる。また、温度制御部６８は、各温度調節部６７の駆動時間を制御することにより、ホルダ５２毎に加熱時間を制御してもよい。図示しないが、隣接する台座５３間に、断熱材を使用した間仕切りを設けて、この間仕切りによって載置スペース５１を区画することにより、各台座５３単位の個室を形成し、各個室間で互いに温度が干渉しないようにすることが好ましい。

なお、この例では、温度調節部６７として発熱体を使用し、目標温度よりも低い状態の測定ユニット１２の温度を上昇させる例で説明したが、この逆に、目標温度よりも高い状態の測定ユニット１２の温度を下降させたい場合には、温度調節部６７として冷却体を使用してもよい。もちろん、温度調節部６７として、発熱体と冷却体の両方を使用し、温度の上昇及び下降の両方の調節をできるようにしてもよい。冷却体としては、例えば、水路となるパイプが使用される。これを各台座５３内に配置し、パイプに冷却水を循環させることで冷却を行うことができる。また、発熱体と冷却体の両方になり得るものとしては、例えば、ペルチェ素子（Peltier Device）がある。ペルチェ素子とは、周知のように、薄い金属に２種類の半導体を接合し、これに電流を流した場合に、一方の半導体から他方へ熱が移動するというペルチェ効果を利用した素子であり、可動部が無く、騒音を発生しないことから、コンピューターのＣＰＵ等の冷却に用いられている。電流を流す方向を変えることで、発熱と冷却が切り替えられる。

また、各ホルダ５２には、８個の測定ユニット１２が収容されているので、図５に示すように、各ホルダ５２に対してそれぞれ異なる温度条件Ａ〜Ｆを与えるとともに、各ホルダ５２内の複数の測定ユニット１２に対して、異なる濃度条件ａ〜ｆを与えることもできる。こうすれば、温度条件と濃度条件が異なる複数種類の測定ユニット１２を短時間で作成することができる。

測定装置１１は、図７に示すように、３つの測定セル１７が一体的に形成されている測定ユニット１２と、各測定セル１７毎に設けられた光源３４および検出器３３とを備える表面プラズモンセンサ部１と、測定ユニット１２を収容したホルダ５２が保管されている恒温部２と、多種類のアナライト溶液３００を収容した溶液収容プレート３１４および測定ユニット１２の測定セル１７へ注入する種々の液体（洗浄液、バッファ液等）を収容する複数の液保管部６１とが保管されている恒温部３と、不図示のピペット対および該ピペット対を保持するピペットヘッドとを備えている。各検出器３３の出力は制御部３３０へ出力される。

制御部３３０は、測定装置１１の光検出器３３から出力される全反射減衰の状態に基づいてリガンドとアナライトとの結合情報を取得する結合情報取得部３３１と、各種の情報を記憶する記憶部３３２とを備え、また不図示の入力手段から入力されたタンパク名および化合物名等に基づいて、リガンドの固定化および測定セル１７へのアナライト溶液の供給動作等を制御するものである。また記憶部３３２には、測定に使用したリガンド溶液２００のリガンド情報２０４、測定に用いたアナライト溶液３００のアナライト情報３０４および結合情報がそれぞれ関連付けて記憶される。

結合情報取得部３３１は、まず検出器３３の測定結果に基づいて、測定毎に全反射減衰角を求め、時間の経過とともに変化する全反射減衰角の変化量を算出する。測定終了後に、単位時間（例えば、０．５秒）毎の全反射減衰角の変化量に基づいて、結合情報として、結合速度定数ｋａ、解離速度定数ｋｄ、解離定数ＫＤ、および最大結合量Ｒｍａｘの各値を求める。また結合速度定数ｋａ、解離速度定数ｋｄ、解離定数ＫＤ、および最大結合量Ｒｍａｘのそれぞれの値について、予め定められた所定範囲の値が求められたか否かの判定結果も結合情報として算出する。

なお、これらの結合情報は、タンパク名および化合物名と対応させて表示部３４０へ出力される。

以下、上記構成によるスクリーニングシステムの動作について説明する。使用者は、まず、不図示の入力部を介して、制御部３３０へ、スクリーニングを行う際にリガンドとして使用するタンパク名およびアナライトとして使用する化合物名を入力する。なお、リガンドライブラリー２０８へリガンド情報としてタンパクIDが記憶されている場合であれば、タンパク名の変わりのタンパクIDを入力することもできる。同様にアナライトライブラリー３０８へアナライト情報としてアナライトIDが記憶されている場合であれば、化合物名の変わりに化合物IDを入力することができる。

本実施の形態では、使用する全ての測定セル１７へ同一の所定のタンパク（リガンド）を固定し、測定セル１７毎に異なる化合物溶液（アナライト溶液）を添加して測定を行うことにより、所定のタンパク（リガンド）と結合する化合物（アナライト）を探す例を用いて説明を行う。なお、各測定セル１７へ異なるタンパク（リガンド）を固定して、各測定セル１７へ同一の化合物溶液（アナライト溶液）を供給するなど、リガンドとアナライト溶液の組み合わせは任意に設定することができる。また、リガンドとして化合部を用い、アナライトとしてタンパクを用いることもできる。

制御部３３０は、リガンド分注器２２０を制御して、入力されたタンパク名に該当するリガンド溶液２００をリガンド保管部２０２から溶液収容プレート２１４の溶液収容部２１０へ分注する。なお、スクリーニングを行うアナライト溶液３００の数にあわせて、溶液収容部２１０へリガンド溶液２００を分注する。すなわち、アナライト溶液３００を１０００種類スクリーニングする場合であれば、１０００個の溶液収容部２１０へリガンド溶液２００を分注する。なお、同時に、リガンドデータベース２０６に記憶されている、使用するリガンド溶液２００と対応するリガンド情報２０４を読み出して、記憶部３３２へ記憶する。

次にリガンド固定器１０を用いて、測定ユニット１２の測定セル１７へリガンドを固定する。まず、測定ユニット１２がホルダ５２収容された状態で、リガンド固定器１０の載置スペース５１に載置される。また、リガンド溶液２００が準備されている溶液収容プレート２１４も載置スペース５１に載置される。まず、各測定セル１７に固定用バッファ液を注入して、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、各溶液収容部２１０から測定セル１７にリガンド溶液２００を注入して、固定化を開始させる。この状態で、測定ユニット１２を載置スペース５１上で所定時間保管する。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。

制御部３３０は、記憶部３３２へ記憶したリガンド情報の中から固定化が進行する際の設定温度および固定化時間（固定化プロトコール）を読み出し、温度調節部６７（台座５３）によりホルダ５２の温度を設定温度へ温調する。なお、複数種類のリガンドを固定する場合等には、温度調節部６７（台座５３）毎に異なる温度を設定することもできる。

また、各測定ユニット１２に対してそれぞれ異なる濃度条件を与える場合には、ピペット対１９によって、ウエルプレート６４上で濃度が異なる複数種類のリガンド溶液を調整し、調整済みの複数種類のリガンド溶液を、異なる複数の測定ユニット１２へそれぞれ注入する。

制御部３３０は、不図示のタイマにより時間経過を検出し、固定化時間が経過した時点で、固定化終了を指示する。各測定ユニット１２は、洗浄後にブロッキング処理が施される。

上記実施形態では、リガンド情報である固定化プロトコールとして、固定化温度および固定化時間が記憶されているが、固定化プロトコールとしては、これらの他に、リガンド濃度や、添加剤や溶媒の種類等があり、各測定ユニット、あるいは各ホルダ毎にこれらの条件を変えて固定を行ってもよい。また、１個の測定ユニット内における複数の測定セルについては、各測定セルに対してそれぞれに異なる固定化条件を与えてもよい。

固定化が終了した測定ユニット１２は、ホルダ単位で、測定装置１１の恒温室２へ移される。

一方、この間にアナライト溶液も準備されている。制御部３３０は、アナライト分注器３２０を制御して、入力された化合物名に該当するアナライト溶液３００をアナライト保管部３０２から溶液収容プレート３１４の溶液収容部３１０へ分注する。なお、同時に、アナライトデータベース３０６に記憶されている、使用するアナライト溶液３００と対応するアナライト情報３０４を読み出して、記憶部３３２へ記憶する。なおアナライト分注器３２０は溶液収容プレート３１４についているバーコード３１２からバーコード情報を読み出して、制御部３３０へ出力する。制御部３３０では、アナライト情報と対応させて、そのアナライト溶液が収容された溶液収容プレート３１４のバーコード情報および収容された溶液収容部３１０の配置である行番号および列番号を記憶する。このあと溶液収容プレート３１２は、測定装置１１の恒温室３へ移される。

測定装置１１では、測定に先立ち、恒温室２からユニット保持部４上の測定位置へ向けて測定ユニット１２が移動される。測定ユニット１２がユニット保持部４上に載置された後、プリズム１４に形成された垂直凸部１４ｂが不図示の固定機構により挟持されてユニット保持部４上の測定位置に固定される。その後、図３に示すようなピペット２６ａによりアナライト溶液３００を溶液収容プレート３１４の溶液収容部３１０から吸引し、その後、流路１６の入口である穴４３ａに液供給用のピペット２６ａを挿入し、出口である穴４３ａに液吸入用のピペット２６ｂを挿入し、液供給用ピペット２６ａからアナライト溶液３００を流路１６へ供給した後、測定を開始する。なお、一つの測定ユニット１２の測定が終了した場合には、その測定ユニット１２を測定位置からホルダ５２内へ移動させ、次の測定ユニット１２を測定位置へ移動させて測定を繰り返す。

検出器３３から全反射減衰の状態を反映する測定結果が出力されると、結合情報取得部３３１では、まず検出器３３の測定結果に基づいて、測定毎に全反射減衰角を求め、時間の経過とともに変化する全反射減衰角の変化量を算出する。測定終了後に、単位時間（例えばあ０．５秒）毎の全反射減衰角の変化量、すなわちセンサーグラムに基づいて、結合情報として、結合速度定数ｋａ、解離速度定数ｋｄ、解離定数ＫＤ、および最大結合量Ｒｍａｘの各値を求める。なお、この際には、記憶部３３２へ記憶されているアナライト情報、例えばアナライトの分子量等を用いることにより、より正確にこれらの結合情報を取得することができる。また結合速度定数ｋａ、解離速度定数ｋｄ、解離定数ＫＤ、および最大結合量Ｒｍａｘのそれぞれの値について、予め定められた所定範囲の値が求められたか否かの判定結果も結合情報として算出する。

なお、これらの結合情報は、リガンド名およびアナライト名と対応させて表示部３４０へ出力される。表示部３４０では、これらの情報を表示する。

図８は、表示部３４０に表示された上記結合情報を示すものである。図８中に示す、６行×８列のマトリクス状に配置された合計４８個の各サムネイルＧ（ｍ，ｎ）は、溶液収容プレート３１４における各アナライト溶液３００の溶液収容プレート３１４内における収容位置Ｆ（ｍ，ｎ）に対応して表示されたものである。

すなわち、表示部３４０には、収容位置Ｆ（ｍ，ｎ）に対応付けられた各アナライト情報と、収容位置Ｆ（ｍ，ｎ）に収容されたアナライト溶液３００に対応する結合情報のそれぞれが、上記試料収容位置Ｆ（ｍ，ｎ）に対応して、表示部３４０上に表示される。上記各収容位置Ｆ（ｍ，ｎ）に対応させて表示部３４０上に表示させた結合情報のそれぞれが上記各サムネイルＧ（ｍ，ｎ）である。

最大結合量Ｒｍａｘについて予め定められた所定範囲の値が求められたものはサムネイルＧを太枠Ｑ１で囲って表示し、所定範囲の値が求められなかったものは表示を変化させないようにする。また、解離速度定数ｋｄについて予め定められた所定範囲の値が求められたものは色付きの背景色Ｑ２を有するサムネイルＧで示し、所定範囲の値が求められなかったものは表示を変化させないようにする。その他、結合速度定数ｋａ、解離定数ＫＤ、バルク補正についても同様の手法、例えば、色違い、点滅の有無、ハッチングの有無、枠太さの違い等の手法で表示を変えることにより結合情報をより容易に把握することができる。

さらに、図８に示すように、サムネイルＧ（ｍ，ｎ）のうちの１つ、例えば、サムネイルＧ（３，３）を、クリックするとこのサムネイルＧ（３，３）の拡大画像Ｇが表示され、この拡大画像には、以下の項目が表示される。（１）測定に用いられたリガンド名およびアナライト名（図中Ｋ１で示す）。（２）kinetics値（図中Ｋ２で示す）。なお、結合速度定数ｋａ、解離速度定数ｋｄ、解離定数ＫＤ、およびアナライトの最大結合量Ｒｍａｘの４つの値をまとめてkinetics値と言う。（３）センサーグラムの表示（図中Ｋ３で示す）。

センサーグラムは、横軸に時間、縦軸に角度を示す座標上に、時間の経過に伴う全反射減衰角の角度変化を示したものである。実測信号に基づく結合解離曲線αと推定したKinetics値に基づく結合解離曲線βを重ねて描いたものである。実測信号に基づく結合解離曲線αを実線、推定したkinetics値に基づく結合解離曲線βを破線で示す。なお、上記座標の横軸は測定に要した時間に応じて最大値が自動的に定められ、縦軸の角度を示すスケールはユーザが設定することができる。

また、制御部３３０は、取得した結合情報をアナライトライブラリー３０８の各アナライトデータベース３０４へ記憶させる。これらの結合情報がアナライトデータベース３０４に記憶される場合には、予め何らかの条件を用いて、スクリーニングするアナライトの数を絞ってスクリーニングを行うフォーカスドスクリーニングを行う際の候補選択条件の一つとして、結合情報を用いることができ、アナライトのヒット率を向上させることができる。

以上の説明により明らかなように、本発明によるスクリーニングシステムでは、全反射減衰を利用した測定装置１１による測定を行う前に、リガンド固定器１０において、測定セル１７の薄膜層１３ａ上へ、リガンド溶液２００を供給し、該リガンド溶液に含まれるリガンドが薄膜層１３ａ上に固定化されるまでの間、測定セル１７を載置スペースにて保持して、薄膜層１３ａへリガンドを固定するので、リガンド固定器１０におけるリガンドの固定処理と測定装置１１における測定とを並行して行うことができ、リガンドの固定および結合情報の取得の効率が向上し、短時間で多数組のリガンドとアナライトの組み合わせについて結合情報を取得することができる。また、測定を行う前に、アナライトライブラリー３０８のアナライト溶液保管部３０２から指定されたアナライト溶液３００を取り出して、測定装置１１へ供給し、また測定後に、指定されたアナライト溶液のアナライト情報と、結合情報取得部３３１により取得された結合情報とを対応させて記憶して、表示することにより、取得した結合情報と、該結合情報と対応するアナライトとの管理を自動的に行うことが出来る。

結合情報取得部３３１は、測定装置１１による測定結果および分子量等のアナライト情報とに基づいて、リガンドとアナライトとの結合情報を取得するので、より正確な結合情報を取得することができる。

また、アナライト分注機３２０が、指定されたアナライト溶液３００をアナライト保管部３０２から取り出し、バーコード３１２が付けられた溶液収容プレート３１４の溶液収容部３１０へ供給するものであり、記憶部３３２が、溶液収容プレート３１４のバーコード情報および溶液収容部３１０の溶液収容プレート３１４内での配置と、指定されたアナライトのアナライト情報とを対応させて記憶しているので、指定されたアナライト溶液の種類を誤ることを防止でき、スクリーニングの信頼度を向上させることができる。

さらに、固定化を行う際に、リガンドライブラリー２０８のリガンド保管部２０２から、指定されたリガンド溶液２００を取り出し、リガンド固定器１０へ供給し、記憶部３３２が、指定されたリガンド溶液２００のリガンド情報２０４と、結合情報取得部３３１により取得された結合情報とを対応させて記憶し、また指定されたリガンド溶液２００のリガンド情報２０４と、結合情報取得部３３１により取得された結合情報とを対応させて表示するので、取得した結合情報と、該結合情報と対応するリガンドとの管理を自動的に行うことが出来る。

リガンド保管部２０２から取り出したリガンド溶液２００を、バーコード２１２が付けられている溶液収容プレート２１４の溶液収容部２１０へ供給し、記憶部３３２が、溶液収容プレート２１４のバーコード情報および溶液収容部２１０の溶液収容プレート２１４内での配置と、指定されたリガンド溶液２００のリガンド情報２０４とを対応させて記憶しているので、指定されたリガンド溶液の種類を誤ることを防止でき、スクリーニングの信頼度をさらに向上させることができる。

なお、本実施の形態では、リガンド情報はリガンドデータベース２０６へ、アナライト情報はアナライトデータベース３０６に各々記録する構成としたが、本スクリーニングに関連した総合情報も合わせて、１つの総合データベースに記録するようにしてもよく、例えば記憶部３３２をこのような総合データベースとすることもできる。

なお、上記例では、全反射減衰を利用した測定装置として表面プラズモンセンサを示し、複数の測定セルを備えた測定ユニットを用いた例で説明したが、測定ユニットの構成及び形態はこれに限らず、例えば、１つの測定セルを備えた測定ユニットでもよいし、あるいは、２次元状に多数の測定セルが配置された測定ユニットであってもよい。

また、測定ユニットとして、金属膜、流路、プリズムを一体化させた例で説明したが、
これに限定されるものではなく、プリズムあるいは流路が別体として構成されるものであってもよい。例えば、ガラス基板上にセンサ面を持つ金属膜を形成した測定チップと、プリズム、流路とを組み合わせることもできる。

また、リガンド固定器１０の測定ユニットの載置スペースを、複数の台座が配列された載置スペースとして説明したが、例えば、仕切板や天板等によって空間的に区画され、各測定ユニットを収容可能な複数の載置室から構成してもよい。こうすれば、載置室ごとに湿度を変更することも可能になる。

さらに、上記実施形態では、リガンド固定器を、測定装置とは別々の筐体で構成した例で説明したが、測定装置の筐体内にリガンド固定器を組み込んでそれらを一体化してもよい。

なお、本実施形態では、全反射減衰を利用した測定装置として、センサ面上に表面プラズモンを発生させて、そのときの反射光の減衰を検出する表面プラズモンセンサを使用したが、全反射減衰を利用した測定装置は、表面プラズモンセンサに限らず、全反射減衰を利用した他のセンサを用いることもできる。全反射減衰を利用する測定装置としては、表面プラズモンセンサの他に、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、表面プラズモンの共鳴角と同様に、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、前記センサ面上の反応が測定される。

本発明によるスクリーニングシステムの概略構成図である。 リガンド固定方法の説明図である。 表面プラズモン測定方法の説明図である。 測定ユニットの構成図である。 リガンド固定器の構成図である。 温度調節部の構成を示すブロック図である。 測定装置の構成図である。 表示画面の説明図である。

符号の説明

１０ リガンド固定器
１１ 測定装置
１２ 測定ユニット
１７ 測定セル
３１ 測定部
５１ 載置スペース
２００ リガンド溶液
２０２ リガンド溶液保管部
２０４ リガンド情報
２０６ リガンドデータベース
２０８ リガンドライブラリー
２２０ リガンド分注器
２１０，３１０ 溶液収容部
２１２，３１２ バーコード
２１４，３１４ 溶液収容プレート
３００ アナライト溶液
３０２ アナライト溶液保管部
３０４ アナライト情報
３０６ アナライトデータベース
３０８ アナライトライブラリー
３２０ アナライト分注器
３３０ 制御部
３３１ 結合情報取得部
３３２ 記憶部
３４０ 表示部

Claims (6)

1. 誘電体ブロック、該誘電体ブロックの一面に形成され、リガンドが固定される薄膜層および該薄膜層上にアナライトを保持するアナライト保持機構を有する測定セルと、測定位置に配置された前記測定セルの前記誘電体ブロックに対して、該誘電体ブロックと前記薄膜層との界面で全反射条件が得られる入射角で光ビームを入射させ、前記界面で全反射した光ビームの全反射減衰の状態を測定する測定部とを有する全反射減衰を利用した測定装置および
   該測定装置による測定結果に基づいて前記リガンドと前記アナライトとの結合情報を取得する結合情報取得手段を備え、
   前記測定装置が複数組のリガンドとアナライトとの組み合わせに対する測定を行うものであり、前記結合情報取得手段が、前記リガンドとアナライトとの組み合わせ毎に、結合情報を取得するものであるスクリーニングシステムにおいて、
   前記測定装置による測定を行う前に、前記測定位置とは異なる固定化位置に配置された前記測定セルの薄膜層上へ、リガンドを供給し、該リガンドが前記薄膜層上に固定化されるまでの間、前記測定セルの薄膜層を保持するリガンド固定手段と、
   複数種類のアナライトを保管するアナライト保管部および前記各アナライトのアナライト情報を前記各アナライトの保管位置と対応させて記憶するアナライトデータベースとを有するアナライトライブラリーと、
   前記測定装置による測定を行う前に、指定されたアナライトを前記アナライト保管部から取り出し、前記測定装置へ供給するアナライト供給手段と、
   前記指定されたアナライトのアナライト情報と、前記結合情報取得手段により取得された結合情報とを対応させて記憶する記憶手段と、
   前記記憶手段から読み出された、前記指定されたアナライトのアナライト情報と、前記結合情報取得手段により取得された結合情報とを対応させて表示する表示手段とを備えたことを特徴とするスクリーニングシステム。
2. 前記結合情報取得手段が、前記測定装置による測定結果および前記アナライト情報とに基づいて、前記リガンドと前記アナライトとの結合情報を取得するものであることを特徴とする請求項１記載のスクリーニングシステム。
3. 前記アナライトデータベースが、前記結合情報取得手段で取得された前記リガンドと前記アナライトとの結合情報を、前記アナライトのアナライト情報と対応させて記憶するものであることを特徴とする請求項１または２記載のスクリーニングシステム。
4. 前記アナライト供給手段が、複数の溶液収容部が２次元状に配置されておりＩＤを有する複数枚の溶液収容プレートと、
   前記指定されたアナライトを、前記アナライト保管部から取り出して、前記溶液収容プレートの前記溶液収容部へ供給するアナライト分注手段とを有するものであり、
   前記記憶手段が、前記溶液収容プレートのＩＤおよび前記溶液収容部の前記溶液収容プレート内での配置と、前記指定されたアナライトのアナライト情報とを対応させて記憶するものであることを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載のスクリーニングシステム。
5. 複数種類のリガンドを保管するリガンド保管部および前記各リガンドのリガンド情報を、前記各リガンドの保管位置と対応させて記憶するリガンドデータベースとを有するリガンドライブラリーと、
   指定されたリガンドを前記リガンド保管部から取り出し、前記リガンド固定手段へ供給するリガンド供給手段とを有し、
   前記記憶手段が、前記指定されたリガンドのリガンド情報と、前記結合情報取得手段により取得された結合情報とを対応させて記憶するものであり、
   前記表示手段が、前記記憶手段から読み出された、前記指定されたリガンドのリガンド情報と、前記結合情報取得手段により取得された結合情報とを対応させて表示するものであることを特徴と請求項１から４いずれか１項記載のスクリーニングシステム。
6. 前記リガンド供給手段が、複数の溶液収容部が２次元状に配置されておりＩＤを有する複数枚の溶液収容プレートと、
   前記指定されたリガンドを、前記リガンド保管部から取り出して、前記溶液収容プレートの前記溶液収容部へ供給するリガンド分注手段とを有するものであり、
   前記記憶手段が、前記溶液収容プレートのＩＤおよび溶液収容部の前記溶液収容プレート内での配置と、前記指定されたリガンドのリガンド情報とを対応させて記憶するものであることを特徴とする請求項５記載のスクリーニングシステム。

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