JP2006266850A - Measuring method and biosensor - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To measure the interaction of the interaction state with another substance in a reaction liquid in a state that a molecule to be analyzed and a certain substance are allowed to interact with each other. <P>SOLUTION: In a step S30, the reaction liquid A is supplied to a liquid flow channel 45 during measurement by a head 78B and, in a step S32, the reaction liquid A is set to a standby state until a predetermined reaction time T1 is elapsed. Measurement processing is carried out even during the reaction time T1. After the elapse of the reaction time T1, in a step S36, the supply indicating signal of a reaction liquid B is outputted to the head 78B and the reaction liquid B is supplied to the liquid flow channel 45 by the head 78B during the measurement due to the supply of the reaction liquid A. By the supply of the reaction liquid B, a state that the molecule M to be analyzed and the substance A are allowed to interact with each other and the interaction with a substance B can be observed. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、薄膜層上に固定された被解析分子と相互作用する物質を検出、測定するバイオセンサー、及び、このバイオセンサーでの測定方法に関する。   The present invention relates to a biosensor that detects and measures a substance that interacts with an analyte molecule fixed on a thin film layer, and a measurement method using this biosensor.

従来より、エバネッセント波を利用した測定装置の1つとして、表面プラズモンセンサーが知られている(特許文献1参照)。一般的に、表面プラズモンセンサーは、プリズムと、このプリズムの一面に配置され被解析分子が固定される金属膜と、光ビームを発生させる光源と、光ビームをプリズムに対して、プリズムと金属膜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、界面で全反射した光ビームの強度を検出する光検出手段と、を備え、光検出手段の検出結果に基づいて、被解析分子についての解析を行なうものである。   Conventionally, a surface plasmon sensor is known as one of measuring devices using an evanescent wave (see Patent Document 1). In general, a surface plasmon sensor includes a prism, a metal film disposed on one surface of the prism, to which a molecule to be analyzed is fixed, a light source that generates a light beam, and the light beam to the prism. Based on the detection result of the light detection means, and an optical system that makes the light incident at various angles so that a total reflection condition is obtained at the interface with the light detection means, and a light detection means that detects the intensity of the light beam totally reflected at the interface. Thus, the analysis of the molecule to be analyzed is performed.

この表面プラズモンセンサーによる測定では、金属膜の上に固定化された被解析分子に対して反応液を供給すると共に、金属膜の反応液が供給されている側と逆側の面へ光ビームを入射し、その反射光から得られる屈折率の情報に基づいて、被解析分子と反応液中の物質との、相互作用が測定される。   In the measurement using the surface plasmon sensor, a reaction solution is supplied to the molecule to be analyzed immobilized on the metal film, and a light beam is applied to the opposite side of the metal film to which the reaction solution is supplied. The interaction between the molecule to be analyzed and the substance in the reaction solution is measured based on the refractive index information obtained from the incident and reflected light.

特許文献1に記載の技術では、反応液を送液するための流路部材が装置に取り付けられ、この流路部材とは別体で金属膜の形成された測定セルが測定装置に取り付けられている。そして、金属膜は流路部材に形成された液体流路に露出するように配置され、測定中は被解析分子上では、常に反応液が送液されている。ところで、特許文献1に記載の装置では、ある反応液H1からこの反応液と異なる反応液H2へ送液する反応液を切換える場合には、切換の間に緩衝液の送液が行なわれるように制御されている。すなわち、ある反応液H1の送液終了後、次の反応液H2の送液前に、必ず緩衝液の送液が行なわれる。   In the technique described in Patent Document 1, a flow path member for feeding a reaction liquid is attached to the apparatus, and a measurement cell in which a metal film is formed separately from the flow path member is attached to the measurement apparatus. Yes. The metal film is disposed so as to be exposed to the liquid flow path formed in the flow path member, and the reaction liquid is always sent on the molecule to be analyzed during the measurement. By the way, in the apparatus described in Patent Document 1, when switching a reaction solution to be sent from a certain reaction solution H1 to a reaction solution H2 different from this reaction solution, a buffer solution is sent during the switching. It is controlled. That is, after the completion of the feeding of a certain reaction solution H1, the buffer solution is always sent before the next reaction solution H2 is sent.

しかしながら、ある反応液H1の送液後に緩衝液を送液すると、緩衝液により反応液H1中の物質Jと被解析分子との相互作用が解消されてしまうことがあり、被解析分子と反応液H1中の物質Jとの完全な相互作用状態を保ったまま次の反応液H2を供給しつつ、反応状態を測定することができない。
特許第3294605号公報
However, if a buffer solution is sent after sending a certain reaction solution H1, the interaction between the substance J in the reaction solution H1 and the molecule to be analyzed may be canceled by the buffer solution. The reaction state cannot be measured while supplying the next reaction solution H2 while maintaining the complete interaction state with the substance J in H1.
Japanese Patent No. 3294605

本発明は上記事実を考慮してなされたものであり、被解析分子とある物質とを相互作用可能な状態として、この相互作用状態下での被解析分子及び前記ある物質と他の反応液中の物質との相互作用を測定することの可能なバイオセンサー、及び、このバイオセンサーを用いて測定する測定方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of the above-mentioned facts. In a state where an analyte molecule and a substance can interact with each other, the analyte molecule under the interaction state and the substance and the other substance in another reaction solution. It is an object of the present invention to provide a biosensor capable of measuring an interaction with a substance and a measurement method using the biosensor.

請求項1に記載の測定方法は、被解析分子の固定された薄膜層上に送液可能とされた液体流路へ、前記被解析分子との相互作用を検査する反応液を供給すると共に、前記薄膜層の前記液体流路と逆側の面へ光ビームを入射させて、その反射光から得られる屈折率変化の情報に基づいて前記被解析分子と前記反応液中の物質との相互作用を測定するバイオセンサー、での測定方法であって、前記液体流路へ第1反応液を供給すると共に、前記被解析分子と前記第1反応液中の物質との相互作用を測定する第1測定ステップと、前記第1反応液の供給されている前記液体流路へ前記第1反応液と異なる第2反応液を供給して前記第1反応液を前記第2反応液で置換すると共に、前記被解析分子と前記第2反応液中の物質との相互作用を測定する第2測定ステップと、を備えている。   The measurement method according to claim 1 supplies a reaction liquid for inspecting the interaction with the molecule to be analyzed to a liquid channel that can be fed onto the thin film layer on which the molecule to be analyzed is fixed, The light beam is incident on the surface of the thin film layer opposite to the liquid flow path, and the interaction between the molecule to be analyzed and the substance in the reaction solution based on the information on the refractive index change obtained from the reflected light. A biosensor for measuring a first sensor, wherein a first reaction solution is supplied to the liquid channel, and a first measurement method measures the interaction between the molecule to be analyzed and a substance in the first reaction solution. A measurement step, supplying a second reaction liquid different from the first reaction liquid to the liquid flow channel to which the first reaction liquid is supplied, replacing the first reaction liquid with the second reaction liquid, A second unit for measuring an interaction between the molecule to be analyzed and a substance in the second reaction solution; It includes a measuring step.

また、請求項6に記載のバイオセンサーは、被解析分子の固定された薄膜層上に送液可能とされた液体流路へ、前記被解析分子との相互作用を検査する反応液を供給すると共に、前記薄膜層の前記液体流路と逆側の面へ光ビームを入射させて、その反射光から得られる屈折率変化の情報に基づいて前記被解析分子と前記反応液中の物質との相互作用を測定するバイオセンサーであって、前記液体流路へ第1反応液を供給する第1反応液供給手段と、前記第1反応液が供給されている状態で前記被解析分子と前記第1反応液中の物質との相互作用を測定する第1測定手段と、前記第1反応液の供給されている前記液体流路へ前記第1反応液と異なる第2反応液を供給して前記第1反応液を前記第2反応液で置換する第2反応液供給手段と、前記第2反応液が供給されている状態で前記被解析分子液と前記第2反応液中の物質との相互作用を測定する第2測定手段と、を含んで構成されている。   In addition, the biosensor according to claim 6 supplies a reaction solution for inspecting an interaction with the molecule to be analyzed to a liquid channel that can be fed onto the thin film layer on which the molecule to be analyzed is fixed. In addition, a light beam is incident on the surface of the thin film layer opposite to the liquid channel, and based on the information on the refractive index change obtained from the reflected light, the molecule to be analyzed and the substance in the reaction solution A biosensor for measuring an interaction, comprising: a first reaction liquid supply unit that supplies a first reaction liquid to the liquid flow path; and the molecule to be analyzed and the first reaction liquid in a state where the first reaction liquid is supplied. A first measuring means for measuring an interaction with a substance in one reaction liquid; and a second reaction liquid different from the first reaction liquid is supplied to the liquid channel to which the first reaction liquid is supplied A second reaction liquid supply means for replacing the first reaction liquid with the second reaction liquid; 2 the reaction liquid is configured to include a, a second measuring means for measuring the interaction between a material of the second reaction solution with the analyte molecules solution in a state of being supplied.

請求項1の測定方法、及び、請求項6のバイオセンサーでは、まず、液体流路へ第1反応液が供給され、被解析分子と第1反応液中の物質との相互作用が測定される。そして、緩衝液の供給を間に挟むことなく、第1反応液の供給されている液体流路へ第1反応液と異なる第2反応液が供給され第1反応液が第2反応液で置換される。第1反応液中の物質が被解析分子と相互作用するものであれば、相互作用した状態が保たれたまま、第2反応液が供給される。したがって、相互作用した状態と第2反応液中の物質との相互作用を測定することができる。   In the measurement method of claim 1 and the biosensor of claim 6, first, the first reaction solution is supplied to the liquid flow path, and the interaction between the analyte molecule and the substance in the first reaction solution is measured. . Then, the second reaction solution different from the first reaction solution is supplied to the liquid flow path to which the first reaction solution is supplied without interposing the supply of the buffer solution, and the first reaction solution is replaced with the second reaction solution. Is done. If the substance in the first reaction solution interacts with the molecule to be analyzed, the second reaction solution is supplied while the interaction state is maintained. Therefore, the interaction between the interacted state and the substance in the second reaction solution can be measured.

また、請求項1の測定方法、及び、請求項6のバイオセンサーでは、反応液を供給しながら測定することができるので、反応の初期からの相互作用を正確に測定することができる。   Moreover, in the measuring method of Claim 1 and the biosensor of Claim 6, since it can measure, supplying a reaction liquid, the interaction from the initial stage of reaction can be measured correctly.

請求項2に記載の測定方法は、請求項1に記載の測定方法において、前記第1測定ステップ、及び、前記第2測定ステップ、の少なくとも一方での前記測定が、供給した液体の流れを停止させた状態でも実施されること、を特徴とするものである。   The measurement method according to claim 2 is the measurement method according to claim 1, wherein the measurement of at least one of the first measurement step and the second measurement step stops the flow of the supplied liquid. The present invention is characterized in that the present invention is also carried out in a state in which it is allowed to occur.

また、請求項7に記載のバイオセンサーは、請求項6に記載のバイオセンサーにおいて、前記第1測定手段及び前記第2測定手段の少なくとも一方での前記測定が、供給された液体の流れを停止させた状態でも実施されること、を特徴とするものである。   The biosensor according to claim 7 is the biosensor according to claim 6, wherein the measurement of at least one of the first measurement unit and the second measurement unit stops the flow of the supplied liquid. The present invention is characterized in that the present invention is also carried out in a state in which it is allowed to occur.

請求項2の測定方法、及び、請求項7のバイオセンサーによれば、供給した反応液の流れを停止させた状態でも測定できるので、反応液を流し続けて測定する場合と比較して、使用する反応液の量を少なくすることができる。また、反応液の流れによるノイズも減少させることができる。   According to the measurement method of claim 2 and the biosensor of claim 7, since the measurement can be performed even when the flow of the supplied reaction solution is stopped, it is used in comparison with the case where the reaction solution is kept flowing. The amount of reaction solution to be reduced can be reduced. In addition, noise due to the flow of the reaction liquid can be reduced.

請求項3に記載の測定方法は、請求項1または請求項2に記載の測定方法において、前記薄膜層が、光ビームを透過可能とされた透明体の平坦面に形成され、前記液体流路が、前記透明体に取り付けられた流路部材と前記薄膜層との間に構成され、前記薄膜層、前記透明体、及び前記流路部材が、前記バイオセンサーとは別体の測定セルを構成していること、を特徴とするものである。   The measurement method according to claim 3 is the measurement method according to claim 1 or 2, wherein the thin film layer is formed on a flat surface of a transparent body capable of transmitting a light beam, and the liquid channel. Is configured between the channel member attached to the transparent body and the thin film layer, and the thin film layer, the transparent body, and the channel member configure a measurement cell separate from the biosensor. It is characterized by that.

また、請求項8に記載のバイオセンサーは、測定方法は、請求項6または請求項7に記載のバイオセンサーにおいて、前記薄膜層が、光ビームを透過可能とされた透明体の平坦面に形成され、前記液体流路が、前記透明体に取り付けられた流路部材と前記薄膜層との間に構成され、前記薄膜層、前記透明体、及び前記流路部材が、前記バイオセンサーとは別体の測定セルを構成していること、を特徴とするものである。   The biosensor according to claim 8 is the biosensor according to claim 6 or 7, wherein the thin film layer is formed on a flat surface of a transparent body that can transmit a light beam. The liquid channel is configured between a channel member attached to the transparent body and the thin film layer, and the thin film layer, the transparent body, and the channel member are separate from the biosensor. It constitutes a body measuring cell.

請求項3の測定方法、及び、請求項8のバイオセンサーでは、薄膜層の形成された透明体、及び流路部材で、バイオセンサーとは別体の測定セルに液体流路が構成されているので、バイオセンサー側に液体を供給するための流路を設ける必要がなく、バイオセンサーを簡易な構成とすることができる。   In the measurement method according to claim 3 and the biosensor according to claim 8, the liquid flow path is configured in a measurement cell separate from the biosensor by the transparent body on which the thin film layer is formed and the flow path member. Therefore, it is not necessary to provide a flow path for supplying a liquid to the biosensor side, and the biosensor can have a simple configuration.

なお、請求項4に記載の測定方法、及び、請求項9に記載のバイオセンサーの透明体は、前記薄膜層の形成された平坦面の他に互いに並行でない2面を有するプリズムで構成されていること、を特徴とすることもできる。   The measurement method according to claim 4 and the transparent body of the biosensor according to claim 9 are configured by a prism having two surfaces that are not parallel to each other in addition to the flat surface on which the thin film layer is formed. It can also be characterized.

このように、プリズム自体に薄膜層を形成することにより、プリズムと薄膜層との間に他の部材が介在されず、光学的に有利である。   Thus, by forming a thin film layer on the prism itself, no other member is interposed between the prism and the thin film layer, which is optically advantageous.

請求項5に記載の測定方法は、請求項3または請求項4に記載の測定方法において、前記液体流路を構成する流路部材には、液体を供給可能な供給口及び供給された液体を排出可能な排出口が形成され、前記第1反応液の前記液体流路への供給は、前記供給口から前記第1反応液の充填されたピペットを用いて行なわれ、前記第2反応液の前記液体流路への供給は、前記供給口から前記第2反応液の充填されたピペットを用いて行なわれること、を特徴とするものである。   A measurement method according to a fifth aspect is the measurement method according to the third or fourth aspect, wherein a supply port capable of supplying a liquid and a supplied liquid are provided to the flow path member constituting the liquid flow path. A discharge port capable of being discharged is formed, and the supply of the first reaction liquid to the liquid flow path is performed from the supply port using a pipette filled with the first reaction liquid, Supply to the liquid flow path is performed using a pipette filled with the second reaction liquid from the supply port.

また、請求項10に記載のバイオセンサーは、請求項8または請求項9に記載のバイオセンサーにおいて、前記第1反応液及び前記第2反応液を各々貯留可能な貯留部をさらに備え、前記液体流路を構成する流路部材には、液体を供給可能な供給口及び供給された液体を排出可能な排出口が形成され、前記第1反応液供給手段、及び前記第2反応液供給手段は、前記貯留部で前記第1反応液または前記第2反応液を吸引すると共に、吸引した第1反応液または前記第2反応液を前記液体流路へ供給する供給ヘッドを含んで構成されていること、を特徴とするものである。   The biosensor according to claim 10 is the biosensor according to claim 8 or 9, further comprising a reservoir capable of storing the first reaction liquid and the second reaction liquid, respectively, and the liquid The flow path member constituting the flow path is formed with a supply port capable of supplying a liquid and a discharge port capable of discharging the supplied liquid, and the first reaction liquid supply means and the second reaction liquid supply means include In addition, the storage unit sucks the first reaction liquid or the second reaction liquid, and includes a supply head that supplies the sucked first reaction liquid or the second reaction liquid to the liquid flow path. It is characterized by this.

請求項5の測定方法、及び、請求項10のバイオセンサーでは、供給ヘッドにより流路部材の供給口から液体を供給するので、反応液の貯留されている場所から測定位置までの長い流路が不要となり、バイオセンサーを簡易な構成とすることができる。   In the measurement method of claim 5 and the biosensor of claim 10, since the liquid is supplied from the supply port of the flow path member by the supply head, a long flow path from the place where the reaction liquid is stored to the measurement position is provided. It becomes unnecessary, and the biosensor can have a simple configuration.

本発明は上記構成としたので、被解析分子とある物質とを相互作用可能な状態として、この相互作用状態下での被解析分子及び前記ある物質と他の反応液中の物質との相互作用を測定することが可能となる。   Since the present invention has the above-described configuration, the molecule to be analyzed can interact with a certain substance, and the molecule to be analyzed and the interaction between the certain substance and the substance in another reaction solution under this interaction state. Can be measured.

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

本実施形態のバイオセンサー70は、金属膜の表面に発生する表面プラズモンを利用して、被解析分子Mの特性を測定する、いわゆる表面プラズモンセンサーである。バイオセンサー70では、被解析分子Mに、各種の反応液を供給して、被解析分子Mと反応液中の物質との結合の有無、結合速度、結合量、等を測定する。被解析分子Mとしては、蛋白質、核酸、脂肪酸などの生理活性物質を解析対象とすることができる。   The biosensor 70 of the present embodiment is a so-called surface plasmon sensor that measures the characteristics of the molecule M to be analyzed using surface plasmons generated on the surface of a metal film. In the biosensor 70, various reaction liquids are supplied to the molecule M to be analyzed, and the presence / absence of bonding between the molecule M to be analyzed and the substance in the reaction liquid, the bonding speed, the bonding amount, and the like are measured. As the analyzed molecule M, physiologically active substances such as proteins, nucleic acids, and fatty acids can be analyzed.

図1及び図2に示すように、バイオセンサー70は、トレイ保持部72、搬送部74、反応液プレート保持部76、液体供給部78、光学測定部80、及び、制御部90を備えている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the biosensor 70 includes a tray holding unit 72, a transport unit 74, a reaction liquid plate holding unit 76, a liquid supply unit 78, an optical measurement unit 80, and a control unit 90. .

トレイ保持部72は、載置台72A、及び、ベルト72Bを含んで構成されている。載置台72Aは、矢印I方向に架け渡されたベルト73に取り付けられており、ベルト72Bの回転により矢印I方向に移動可能とされている。載置台72A上には、トレイ30が2枚、位置決めして載置される。トレイ30には、センサースティック40が8本収納されている。センサースティック40は、測定対象となる被解析分子Mの固定されるチップであり、詳細については後述する。載置台72Aの下には、センサースティック40を後述するスティック保持部材74Cの位置まで押し上げる、押上機構72Dが配置されている。   The tray holding unit 72 includes a mounting table 72A and a belt 72B. The mounting table 72A is attached to a belt 73 spanned in the direction of arrow I, and is movable in the direction of arrow I by the rotation of the belt 72B. Two trays 30 are positioned and placed on the mounting table 72A. Eight sensor sticks 40 are stored in the tray 30. The sensor stick 40 is a chip on which the analyte molecule M to be measured is fixed, and details will be described later. Under the mounting table 72A, a push-up mechanism 72D that pushes up the sensor stick 40 to a position of a stick holding member 74C described later is disposed.

センサースティック40は、被解析分子Mが固定されるものである。図3及び図4に示すように、センサースティック40は、誘電体ブロック42、流路部材44、保持部材46、接着部材48、及び、蒸発防止部材49、で構成されている。   The sensor stick 40 is to which the molecule M to be analyzed is fixed. As shown in FIGS. 3 and 4, the sensor stick 40 includes a dielectric block 42, a flow path member 44, a holding member 46, an adhesive member 48, and an evaporation preventing member 49.

誘電体ブロック42は、光ビームに対して透明な透明樹脂等で構成されており、断面が台形の棒状とされたプリズム部42A、及び、プリズム部42Aの両端部にプリズム部42Aと一体的に形成された被保持部42Bを備ている。プリズム部42Aの互いに平行な2面の内の広い側の上面には、図5にも示すように金属膜50が形成されている。この金属膜50上に、バイオセンサー70で解析する解析分子が固定される。誘電体ブロック42は、いわゆるプリズムとしても機能し、バイオセンサー70での測定の際には、プリズム部42Aの対向する互いに平行でない2つの側面の内の一方から光ビームが入射され、他方から金属膜50との界面で全反射された光ビームが出射される。   The dielectric block 42 is made of transparent resin or the like that is transparent to the light beam, and has a prism portion 42A having a trapezoidal cross section, and the prism portion 42A integrally with both ends of the prism portion 42A. The formed held portion 42B is provided. A metal film 50 is formed on the upper surface on the wide side of the two parallel surfaces of the prism portion 42A as shown in FIG. Analytical molecules to be analyzed by the biosensor 70 are fixed on the metal film 50. The dielectric block 42 also functions as a so-called prism, and in the measurement by the biosensor 70, the light beam is incident from one of the two opposite side surfaces of the prism portion 42A that are not parallel to each other, and the other is a metal from the other side. A light beam totally reflected at the interface with the film 50 is emitted.

金属膜50の表面の一部で、後述する液体流路45に露出された部分の下流側に位置する測定領域E1には、図6にも示すように、被解析分子Mを固定するための固定化担体50Aが配置されている。固定化担体50Aの反応基との共有結合により、被解析分子Mがこの部分に固定される。固定化担体50Aとしては、デキストラン、カルボキシメチル基、NTAなどを用いることができ、被解析分子Mに応じて選択される。   As shown in FIG. 6, as shown in FIG. 6, for fixing the molecule M to be analyzed, a part of the surface of the metal film 50, which is located on the downstream side of the part exposed to the liquid channel 45 described later. An immobilization carrier 50A is arranged. The molecule to be analyzed M is immobilized on this portion by covalent bonding with the reactive group of the immobilization carrier 50A. As the immobilization carrier 50A, dextran, carboxymethyl group, NTA or the like can be used, and is selected according to the molecule M to be analyzed.

金属膜50上の液体流路45に露出された部分の上流側に位置する領域は、参照領域E2とされている。参照領域E2は、被解析分子Mの固定された測定領域E1から得られる光の屈折率データを補正するために設けられた領域であり、この参照領域E2にも、光ビームが入射される。なお、参照領域E2は、各種のアナライトとの結合が阻止されるように、例えばアルキルチオール、アミノアルコール、アミノエーテル等で処理しておくことが好ましい。   A region located on the upstream side of the portion exposed to the liquid channel 45 on the metal film 50 is a reference region E2. The reference region E2 is a region provided for correcting the refractive index data of light obtained from the measurement region E1 where the analyte molecule M is fixed, and the light beam is also incident on the reference region E2. The reference region E2 is preferably treated with, for example, alkyl thiol, amino alcohol, amino ether or the like so as to prevent binding with various analytes.

プリズム部42Aの両側面には、上側の端辺に沿って保持部材52と係合される係合凸部42Cが、下側の端辺に沿ってプリズム部42Aの上面と垂直な仮想面の延長上に構成される垂直凸部42Dが、各々7箇所に形成されている。また、誘電体ブロック42の下面の長手方向に沿った中央部には、係合溝42Eが形成されている。   On both side surfaces of the prism portion 42A, engaging convex portions 42C that are engaged with the holding member 52 along the upper edge are virtual surfaces perpendicular to the upper surface of the prism portion 42A along the lower edge. Vertical protrusions 42D configured on the extension are formed at seven locations, respectively. Further, an engagement groove 42E is formed in the center portion along the longitudinal direction of the lower surface of the dielectric block 42.

流路部材44は、誘電体ブロック42のプリズム部42Aと略同じ長さの棒状とされ、図5に示すように、誘電体ブロック42の金属膜50との間に、液体流路45を構成する。液体流路45は、流路部材44の流路壁44Aと金属膜50とで囲まれて構成されており、供給された液体を金属膜50上で貯留可能とされている。流路部材44には、液体流路45と連通された供給口45A及び排出口45Bが形成されている。液体流路45は、流路部材44の長手方向に6個並んで配置されている。したがって、1本のセンサースティック40には、独立した6個の液体流路45が構成される。流路部材44の側壁には、保持部材46の内側の図示しない凹部に圧入されて保持部材46との密着性を確保するための凸部44Bが形成されている。   The flow path member 44 has a rod shape with substantially the same length as the prism portion 42A of the dielectric block 42, and forms a liquid flow path 45 between the metal film 50 of the dielectric block 42 as shown in FIG. To do. The liquid channel 45 is configured by being surrounded by the channel wall 44 </ b> A of the channel member 44 and the metal film 50, and the supplied liquid can be stored on the metal film 50. The flow path member 44 is formed with a supply port 45 </ b> A and a discharge port 45 </ b> B that communicate with the liquid flow path 45. Six liquid channels 45 are arranged in the longitudinal direction of the channel member 44. Accordingly, six independent liquid channels 45 are formed in one sensor stick 40. On the side wall of the flow path member 44, a convex portion 44 </ b> B is formed that is press-fitted into a concave portion (not shown) inside the holding member 46 to ensure adhesion with the holding member 46.

なお、液体流路45には、蛋白質を含む液体が供給されることが想定されるので、流路壁44Aへの蛋白質の固着を防止するため、流路部材44の材料としては、蛋白質に対する非特異吸着性を有しないことが好ましい。また、流路部材44は、金属膜50との密着性を確保して液漏れを防止するため、弾性を有することが好ましい。具体的にはシリコン、ポリプロピレン等を用いることができる。   In addition, since it is assumed that the liquid containing the protein is supplied to the liquid channel 45, the material of the channel member 44 is a non-protein as a material for preventing the protein from adhering to the channel wall 44A. It is preferable not to have specific adsorptivity. The flow path member 44 preferably has elasticity in order to ensure adhesion with the metal film 50 and prevent liquid leakage. Specifically, silicon, polypropylene, or the like can be used.

保持部材46は、長尺とされ、上面板46A及び2枚の側面板46Bで構成されている。側面板46Bには、誘電体ブロック42の係合凸部42Cと係合される係合孔46Cが形成されている。保持部材46は、流路部材44を間に挟んで係合孔46Cと係合凸部42Cとが係合されて、誘電体ブロック42に取り付けられる。これにより、流路部材44は、誘電体ブロック42に取り付けられる。上面板46Aには、流路部材44の供給口45A及び排出口45Bと対向する位置に、流路部材44に向けて狭くなるテーパー状のピペット挿入孔46Dが形成されている。また、隣り合うピペット挿入孔46Dとピペット挿入孔46Dとの間には、位置決め用のボス46Eが形成されている。   The holding member 46 is long and includes an upper plate 46A and two side plates 46B. The side plate 46B is formed with an engagement hole 46C that is engaged with the engagement convex portion 42C of the dielectric block 42. The holding member 46 is attached to the dielectric block 42 with the engagement hole 46 </ b> C and the engagement protrusion 42 </ b> C engaged with the flow path member 44 interposed therebetween. Thereby, the flow path member 44 is attached to the dielectric block 42. In the upper surface plate 46A, a tapered pipette insertion hole 46D that narrows toward the flow path member 44 is formed at a position facing the supply port 45A and the discharge port 45B of the flow path member 44. A positioning boss 46E is formed between the adjacent pipette insertion hole 46D and the pipette insertion hole 46D.

保持部材46の上面には、蒸発防止部材49が接着部材48を介して接着されている。接着部材48のピペット挿入孔46Dと対向する位置にはピペット挿入用の孔48Dが形成され、ボス46Eと対向する位置には位置決め用の孔48Eが形成されている。また、蒸発防止部材49のピペット挿入孔46Dと対向する位置には十字状の切り込みであるスリット49Dが形成され、ボス46Eと対向する位置には位置決め用の孔49Eが形成されている。ボス46Eを孔48E及び49Eに挿通させて、蒸発防止部材49を保持部材52の上面に接着することにより、蒸発防止部材49のスリット49Dと流路部材44の供給口45A及び排出口45Bとが対向するように構成される。ピペットチップCPの非挿入時には、スリット49D部分が供給口45Bを覆い、液体流路45に供給されている液体の蒸発が防止される。   An evaporation preventing member 49 is bonded to the upper surface of the holding member 46 via an adhesive member 48. A pipette insertion hole 48D is formed at a position facing the pipette insertion hole 46D of the adhesive member 48, and a positioning hole 48E is formed at a position facing the boss 46E. Further, a slit 49D, which is a cross-shaped cut, is formed at a position facing the pipette insertion hole 46D of the evaporation preventing member 49, and a positioning hole 49E is formed at a position facing the boss 46E. By inserting the boss 46E into the holes 48E and 49E and bonding the evaporation preventing member 49 to the upper surface of the holding member 52, the slit 49D of the evaporation preventing member 49 and the supply port 45A and the discharge port 45B of the flow path member 44 are formed. Configured to face each other. When the pipette tip CP is not inserted, the slit 49D covers the supply port 45B, and the liquid supplied to the liquid channel 45 is prevented from evaporating.

なお、この蒸発防止部材54も、スリット49DからピペットチップCPを挿入できるように、弾性を有する材料で構成されることが好ましく、具体的にはシリコンまたはポリプロピレン等を用いることができる。   The evaporation preventing member 54 is also preferably made of an elastic material so that the pipette tip CP can be inserted from the slit 49D, and specifically silicon or polypropylene can be used.

図1及び図2に示すように、バイオセンサー70の搬送部74は、上部ガイドレール74A、下部ガイドレール74B、及び、スティック保持部材74C、を含んで構成されている。上部ガイドレール74A及び下部ガイドレール74Bは、トレイ保持部72及び光学測定部80の上部で、矢印I方向と直交する矢印J方向に水平に配置されている。上部ガイドレール74Aには、スティック保持部材74Cが取り付けられている。スティック保持部材74Cは、センサースティック40の両端部の被保持部42Bを保持可能とされていると共に、上部ガイドレール74Aに沿って移動可能とされている。スティック保持部材74Cに保持されたセンサースティック40の係合溝42Eと下部ガイドレール74Bとが係合され、スティック保持部材74Cが矢印J方向に移動することにより、図2に示すように、センサースティック40が光学測定部80上の測定部82に搬送される。この測定部82で、センサースティック40に固定された被解析分子Mの測定が行われる。測定部82では、下部ガイドレール74Bが測定のために一部離間されている
反応液プレート保持部76は、載置台76A、及び、ガイドレール76Bを含んで構成されている。ガイドレール76Bは、矢印J方向に沿って配置されている。載置台76Aは、ガイドレール76Bに取り付けられ、反応液がセットされた反応液プレート77を載置可能とされている。載置台76Aは、ガイドレール76Bに沿って移動可能とされている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the transport unit 74 of the biosensor 70 includes an upper guide rail 74A, a lower guide rail 74B, and a stick holding member 74C. The upper guide rail 74 </ b> A and the lower guide rail 74 </ b> B are horizontally disposed in the arrow J direction orthogonal to the arrow I direction, above the tray holding unit 72 and the optical measurement unit 80. A stick holding member 74C is attached to the upper guide rail 74A. The stick holding member 74C can hold the held portions 42B at both ends of the sensor stick 40, and can move along the upper guide rail 74A. When the engagement groove 42E of the sensor stick 40 held by the stick holding member 74C and the lower guide rail 74B are engaged and the stick holding member 74C moves in the direction of arrow J, as shown in FIG. 40 is conveyed to the measuring unit 82 on the optical measuring unit 80. The measurement unit 82 measures the analyte molecule M fixed to the sensor stick 40. In the measurement unit 82, the lower guide rail 74B is partially separated for measurement. The reaction solution plate holding unit 76 includes a mounting table 76A and a guide rail 76B. The guide rail 76B is arranged along the arrow J direction. The mounting table 76A is attached to the guide rail 76B, and is capable of mounting a reaction solution plate 77 on which a reaction solution is set. The mounting table 76A is movable along the guide rail 76B.

液体供給部78は、上部ガイドレール74A、及び、ガイドレール76Bよりも上方で、矢印I方向に架け渡された横断レール78A、及び、ヘッド78Bを含んで構成されている。ヘッド78Bは、横断レール78Aに取り付けられ、図2に示すように、測定部82と反応液プレート77との間を移動可能とされている。また、ヘッド78Bは、図示しない駆動機構により、鉛直方向(矢印Z方向)にも移動可能とされている。ヘッド78Bは、先端部に交換可能なピペットチップCPが取り付けられ、いわゆるピペットとしての機能を有している。   The liquid supply unit 78 is configured to include a cross rail 78A and a head 78B that are bridged in the direction of arrow I above the upper guide rail 74A and the guide rail 76B. The head 78B is attached to the cross rail 78A, and is movable between the measurement unit 82 and the reaction solution plate 77 as shown in FIG. Further, the head 78B can be moved in the vertical direction (arrow Z direction) by a drive mechanism (not shown). The head 78B has a replaceable pipette tip CP attached to the tip, and has a function as a so-called pipette.

光学測定部80は、図7に示すように、光源80A、第1光学系80B、第2光学系80C、受光部80D、信号処理部80E、を含んで構成されている。光源80Aからは、光ビームLが出射される。光ビームLは、第1光学系80Bを介して、2本の光ビームL1、L2となり、測定部82に配置された誘電体ブロック42の測定領域E1と参照領域E2に入射される。測定領域E1及び参照領域E2において、光ビームL1、L2は、金属膜50と誘電体ブロック42との界面に対して種々の入射角成分を含んで、かつ全反射角以上の角度で入射される。光ビームL1、L2は、誘電体ブロック42と金属膜50との界面で全反射される。全反射された光ビームL1、L2も、種々の反射角成分をもって反射される。この全反射された光ビームL1、L2は、第2光学系80Cを経て受光部80Dで受光されて、各々光電変換され、光検出信号が信号処理部80Eへ出力される。信号処理部80Eでは、入力された光検出信号に基づいて所定の処理が行なわれ、測定領域E1及び参照領域E2の全反射減衰角が屈折率データとして求められる。この屈折率データが制御部90へ出力される。   As shown in FIG. 7, the optical measurement unit 80 includes a light source 80A, a first optical system 80B, a second optical system 80C, a light receiving unit 80D, and a signal processing unit 80E. A light beam L is emitted from the light source 80A. The light beam L becomes two light beams L1 and L2 via the first optical system 80B, and is incident on the measurement region E1 and the reference region E2 of the dielectric block 42 disposed in the measurement unit 82. In the measurement region E1 and the reference region E2, the light beams L1 and L2 are incident on the interface between the metal film 50 and the dielectric block 42 with various incident angle components and at an angle equal to or greater than the total reflection angle. . The light beams L 1 and L 2 are totally reflected at the interface between the dielectric block 42 and the metal film 50. The totally reflected light beams L1 and L2 are also reflected with various reflection angle components. The totally reflected light beams L1 and L2 are received by the light receiving unit 80D through the second optical system 80C, are photoelectrically converted, and a light detection signal is output to the signal processing unit 80E. In the signal processing unit 80E, predetermined processing is performed based on the input light detection signal, and the total reflection attenuation angles of the measurement region E1 and the reference region E2 are obtained as refractive index data. The refractive index data is output to the control unit 90.

制御部90は、バイオセンサー70の全体を制御する機能を有し、図7に示すように、光源80A、信号処理部80E、及び、バイオセンサー70の図示しない駆動系と接続されている。制御部90は、図8に示すように、バスBを介して互いに接続される、CPU90A、ROM90B、RAM90C、メモリ90D、及び、インターフェースI/F90E、を有し、各種の情報を表示する表示部92、各種の指示、情報を入力するための入力部94と接続されている。   The control unit 90 has a function of controlling the entire biosensor 70, and is connected to a light source 80A, a signal processing unit 80E, and a drive system (not shown) of the biosensor 70 as shown in FIG. As shown in FIG. 8, the control unit 90 includes a CPU 90A, a ROM 90B, a RAM 90C, a memory 90D, and an interface I / F 90E, which are connected to each other via a bus B, and display various types of information. 92, is connected to an input unit 94 for inputting various instructions and information.

メモリ90Dには、バイオセンサー70を制御するための各種プログラムや、各種データが記録されている。   Various programs for controlling the biosensor 70 and various data are recorded in the memory 90D.

次に、バイオセンサー70での、被解析分子Mの測定手順について説明する。ここでは、まず、被解析分子Mと物質Aとの相互作用を測定し、続いて、被解析分子Mと物質Aとが相互作用している状態が、物質Bとの間でどのような相互作用が示されるかについて測定する。   Next, a procedure for measuring the molecule M to be analyzed by the biosensor 70 will be described. Here, first, the interaction between the analyte molecule M and the substance A is measured, and then the state in which the analyte molecule M and the substance A interact with each other is determined as to Measure whether the effect is shown.

まず、バイオセンサー70の載置台72Aに被解析分子Mの固定化されたセンサースティック40入りのトレイ30をセットする。また、載置台76Aに反応液の入った反応液プレート77をセットする。反応液プレート77には、物質Aを含む反応液Aと、物質A及びBを含む反応液Bが貯留されている。   First, the tray 30 containing the sensor stick 40 with the analyte molecule M immobilized thereon is set on the mounting table 72A of the biosensor 70. Further, the reaction solution plate 77 containing the reaction solution is set on the mounting table 76A. The reaction solution plate 77 stores a reaction solution A containing the substance A and a reaction solution B containing the substances A and B.

測定時には、押上機構72Dにより、プレート30にセットされた1のセンサースティック40がスティック保持部材74Cの位置まで押し上げられ、スティック保持部材74Cにより保持される。そして、スティック保持部材74Cは、センサースティック40を保持したまま下部ガイドレール74Bに沿って移動して、センサースティック40を測定部82へ搬送する。   At the time of measurement, one sensor stick 40 set on the plate 30 is pushed up to the position of the stick holding member 74C by the push-up mechanism 72D and held by the stick holding member 74C. The stick holding member 74 </ b> C moves along the lower guide rail 74 </ b> B while holding the sensor stick 40, and conveys the sensor stick 40 to the measurement unit 82.

測定部82では、センサースティック40の測定は、1つの液体流路45ずつ順に行なわれる。測定対象となる液体流路45が測定位置に配置されると、制御部90では、図9に示す測定処理が実行される。   In the measurement unit 82, the measurement of the sensor stick 40 is sequentially performed for each liquid channel 45. When the liquid channel 45 to be measured is arranged at the measurement position, the control unit 90 executes the measurement process shown in FIG.

まず、ステップS12で、光源80Aへ光ビームLの出射指示信号を出力する。これにより、光源80Aから光ビームLが出射される。出射された光ビームLは、第1光学系80Bで2本の光ビームL1、L2となり、液体流路45の測定領域E1、参照領域E2へ各々入射される。また、ステップS14で、受光部80D及び信号処理部80Eへ、作動指示信号を出力する。これにより、測定領域E1、参照領域E2で全反射され第2光学系80Cを経た光ビームL1、L2は、受光部80Dで受光され、受光された光は、測定領域E1、参照領域E2毎に光電変換されて光検出信号が信号処理部80Eへ出力される。信号処理部80Eでは、光検出信号に所定の処理が加えられ、屈折率データが生成され、屈折率データが継続して制御部90へ出力される。   First, in step S12, an output instruction signal for the light beam L is output to the light source 80A. Thereby, the light beam L is emitted from the light source 80A. The emitted light beam L becomes two light beams L1 and L2 by the first optical system 80B, and is incident on the measurement region E1 and the reference region E2 of the liquid channel 45, respectively. In step S14, an operation instruction signal is output to the light receiving unit 80D and the signal processing unit 80E. Thus, the light beams L1 and L2 that are totally reflected by the measurement region E1 and the reference region E2 and pass through the second optical system 80C are received by the light receiving unit 80D, and the received light is received for each of the measurement region E1 and the reference region E2. The photoelectric conversion is performed and a light detection signal is output to the signal processing unit 80E. In the signal processing unit 80E, predetermined processing is applied to the light detection signal, refractive index data is generated, and the refractive index data is continuously output to the control unit 90.

制御部90では、ステップS16で、所定時間経過したかどうかを判断し、所定時間の経過後、ステップS18で、入力された屈折率データをメモリ90Dへ記憶する。そして、ステップS20で、測定領域E1からの光検出信号により得られる屈折率データを、参照領域E2からの光検出信号により得られる屈折率データで補正するなどして、被解析分子Mと反応液中の物質との結合状態を示す結合状態データを生成する。そして、ステップS22で、結合状態データを表示部92へ出力する。これにより、所定時間毎の結合状態データがメモリ90Dへ記憶されると共に、表示部92へ表示される。表示部92へは、図10に示すように、時間毎の結合状態データがグラフ化されて出力される。この測定処理は、測定処理終了信号を受けるまで継続される。   In step S16, the controller 90 determines whether or not a predetermined time has elapsed. After the predetermined time has elapsed, the controller 90 stores the input refractive index data in the memory 90D in step S18. In step S20, the refractive index data obtained from the photodetection signal from the measurement region E1 is corrected with the refractive index data obtained from the photodetection signal from the reference region E2, etc. The binding state data indicating the binding state with the substance in the inside is generated. In step S22, the combined state data is output to the display unit 92. As a result, the coupling state data for each predetermined time is stored in the memory 90D and displayed on the display unit 92. As shown in FIG. 10, the combined state data for each time is graphed and output to the display unit 92. This measurement process is continued until a measurement process end signal is received.

一方、上記の測定処理中に、液体流路45へ反応液の供給が行なわれる。制御部90は、測定処理中の所定のタイミングで、図11に示す供給処理を実行する。   On the other hand, the reaction solution is supplied to the liquid channel 45 during the above measurement process. The control unit 90 executes the supply process shown in FIG. 11 at a predetermined timing during the measurement process.

まず、ステップS30で、反応液Aの供給指示信号をヘッド78Bへ出力する。これにより、ヘッド78Bで、測定中の液体流路45へ反応液Aが供給される。反応液Aの供給は、具体的には以下のように行なわれる。まず、ヘッド78Bが反応液Aのセットされた反応液プレート77の上部に移動すると共に下降して、ヘッド78Bに取り付けられているピペットチップCPの先端を反応液Aが貯留されたセルへ挿入し、ピペットチップCP内に反応液Aを吸引する。次に、ヘッド78Bを上昇させて測定部82の上部に移動すると共に下降して、ピペットチップCPの先端を液体流路45の供給口45Aへ挿入する。そして、液体流路45へ、吸引していた反応液Aを注入する(図12(A)参照)。これにより、被解析分子Mへ物質Aが供給され、相互作用を観察することができる。被解析分子Mと物質Aとが結合する場合には、反応液Aの注入後、図10に示すように、時間の経過と共に結合が進む。   First, at step S30, a supply instruction signal for the reaction liquid A is output to the head 78B. Thereby, the reaction liquid A is supplied to the liquid channel 45 under measurement by the head 78B. Specifically, the reaction solution A is supplied as follows. First, the head 78B moves to the upper part of the reaction solution plate 77 in which the reaction solution A is set and descends, and the tip of the pipette chip CP attached to the head 78B is inserted into the cell in which the reaction solution A is stored. Aspirate the reaction solution A into the pipette tip CP. Next, the head 78 </ b> B is lifted and moved to the upper portion of the measuring unit 82 and lowered to insert the tip of the pipette tip CP into the supply port 45 </ b> A of the liquid channel 45. Then, the sucked reaction liquid A is injected into the liquid channel 45 (see FIG. 12A). Thereby, the substance A is supplied to the molecule M to be analyzed, and the interaction can be observed. When the molecule to be analyzed M and the substance A are bonded, the bonding proceeds with the passage of time as shown in FIG.

反応液Aの注入が完了すると、ステップS32で、ピペットチップCPの交換指示信号をヘッド78Bへ出力する。これにより、ヘッド78Bが図示しないピペットチップストッカの上部に移動して装着されているピペットチップCPを取り外すと共に、新しいピペットチップCPを装着する。   When the injection of the reaction solution A is completed, a replacement instruction signal for the pipette tip CP is output to the head 78B in step S32. As a result, the head 78B moves to the upper portion of the pipette tip stocker (not shown) to remove the attached pipette tip CP and attach a new pipette tip CP.

その後、ステップS34で、所定の反応時間T1が経過するまで待機する。この反応時間T1は、反応液Aに含まれる物質Aと被解析分子Mとの相互作用が飽和状態となるのに十分な時間であり、予めメモリ90Dへ記録しておいてもよいし、前述の結合状態データに基づいて相互作用が飽和状態かどうかを判断してもよい。反応時間T1中も、測定処理は実行されている。このとき、液体流路45では、供給された反応液Aの流れが停止された状態(反応液Aの送液がない状態)で測定処理は行なわれている。   Thereafter, in step S34, the process waits until a predetermined reaction time T1 elapses. This reaction time T1 is a time sufficient for the interaction between the substance A contained in the reaction solution A and the molecule M to be analyzed to be saturated, and may be recorded in the memory 90D in advance. Whether the interaction is saturated may be determined based on the binding state data. The measurement process is also executed during the reaction time T1. At this time, in the liquid flow path 45, the measurement process is performed in a state where the flow of the supplied reaction solution A is stopped (a state in which no reaction solution A is fed).

反応時間T1の経過後、ステップS36で、反応液Bの供給指示信号をヘッド78Bへ出力する。これにより、ヘッド78Bで、反応液Aの供給されている測定中の液体流路45へ反応液Bが供給される。反応液Bの供給は、反応液Aと同様にして行なわれる。反応液Bの供給により、被解析分子Mと物質Aとが相互作用されている状態と、物質Bとの相互作用を観察することができる。例えば、反応液B中の物質Bが被解析分子Mと結合した状態の物質Aと結合する場合には、図10に示すように、反応液Bの注入後、時間の経過と共に結合が進む。   After the elapse of the reaction time T1, in step S36, a supply instruction signal for the reaction liquid B is output to the head 78B. As a result, the reaction liquid B is supplied to the liquid channel 45 under measurement to which the reaction liquid A is supplied by the head 78B. The supply of the reaction solution B is performed in the same manner as the reaction solution A. By supplying the reaction solution B, it is possible to observe the state in which the analyte molecule M and the substance A are interacting with each other and the interaction with the substance B. For example, when the substance B in the reaction solution B binds to the substance A in a state of being bound to the molecule M to be analyzed, the binding proceeds with the passage of time after the injection of the reaction solution B as shown in FIG.

ここで、供給口45Aから液体流路45へ反応液Bが注入されると、液体流路45に供給されていた反応液Aは、図12(B)に示すように、排出口45Bから排出される。すなわち、液体流路45内の液体は、反応液Aから反応液Bへ置換される。注入する反応液Bは、充分に反応液Aとの置換が行なわれるように、液体流路45の容積よりも充分多く設定されている。排出された反応液Aは、センサースティック40の上面に溢れる。   Here, when the reaction liquid B is injected into the liquid channel 45 from the supply port 45A, the reaction solution A supplied to the liquid channel 45 is discharged from the discharge port 45B as shown in FIG. Is done. That is, the liquid in the liquid channel 45 is replaced with the reaction liquid B from the reaction liquid A. The amount of the reaction liquid B to be injected is set to be sufficiently larger than the volume of the liquid flow path 45 so that the replacement with the reaction liquid A is sufficiently performed. The discharged reaction solution A overflows on the upper surface of the sensor stick 40.

次に、ステップS38で、排出された反応液Aの回収指示信号がヘッド78Bへ出力される。これにより、ヘッド78BのピペットチップCPにより、センサースティック40の上面に溢れている反応液Aを含む排出液が吸引され(図12(C)参照)、吸入された排出液が図示しない廃液セルへ廃棄される。   Next, in step S38, a recovery instruction signal for the discharged reaction solution A is output to the head 78B. As a result, the pipette tip CP of the head 78B sucks the discharged liquid containing the reaction liquid A overflowing the upper surface of the sensor stick 40 (see FIG. 12C), and the sucked discharged liquid is discharged to a waste liquid cell (not shown). Discarded.

その後、ステップS40で、所定の反応時間T2が経過するまで待機する。この反応時間T2は、被解析分子Mと物質Aとの相互作用状態に対し、反応液Bに含まれる物質Bがどのような相互作用を示すのかを測定するのに十分な時間であり、予めメモリ90Dへ記録しておいてもよいし、結合状態データに基づいて、相互作用が飽和状態に達したかどうかを判断してもよい。反応時間T2中も、測定処理は実行されている。このとき、液体流路45では、供給された反応液Bの流れが停止された状態(反応液Bの送液がない状態)で測定処理は行なわれている。   Thereafter, in step S40, the process waits until a predetermined reaction time T2 elapses. This reaction time T2 is a time sufficient to measure what kind of interaction the substance B contained in the reaction solution B exhibits with respect to the interaction state between the molecule M to be analyzed and the substance A. It may be recorded in the memory 90D, or it may be determined whether the interaction has reached saturation based on the binding state data. The measurement process is also executed during the reaction time T2. At this time, in the liquid flow path 45, the measurement process is performed in a state where the flow of the supplied reaction solution B is stopped (a state in which no reaction solution B is fed).

反応時間T2の経過後、ステップS42で、測定終了指示信号を出力し、供給処理を終了する。   After the elapse of the reaction time T2, in step S42, a measurement end instruction signal is output, and the supply process is ended.

一方、測定処理も、測定終了指示信号を受けて終了される。   On the other hand, the measurement process is also terminated in response to the measurement end instruction signal.

本実施形態によれば、液体流路45に反応液Aを供給して、物質Aと被解析分子Mとを相互作用させ、その後、液体流路45へ緩衝液を供給せずに、反応液Bを供給する。したがって、被解析分子Mと物質Aとの相互作用状態が保たれたまま、反応液Bを供給することにより、物質Aと被解析分子Mとの相互作用状態に対して反応液Bがどのように相互作用するのかを測定することができる。   According to this embodiment, the reaction liquid A is supplied to the liquid channel 45 to cause the substance A and the molecule to be analyzed M to interact with each other, and then the buffer solution is not supplied to the liquid channel 45. B is supplied. Accordingly, by supplying the reaction liquid B while the interaction state between the analyte molecule M and the substance A is maintained, how the reaction liquid B corresponds to the interaction state between the substance A and the analyte molecule M. Can be measured.

また、本実施形態では、測定処理をしながら反応液の供給を行なうことができるので、反応の初期からの相互作用を正確に測定することができる。   Moreover, in this embodiment, since the reaction liquid can be supplied while performing the measurement process, the interaction from the initial stage of the reaction can be accurately measured.

また、本実施形態では、反応液の供給後、供給した反応液の流れを停止させた状態でも測定できるので、反応液を流し続けて測定する場合と比較して、使用する反応液の量を少なくすることができる。また、反応液の流れによる測定ノイズも減少させることができる。   Further, in this embodiment, after supplying the reaction solution, the measurement can be performed even when the flow of the supplied reaction solution is stopped. Can be reduced. In addition, measurement noise due to the flow of the reaction liquid can be reduced.

また、本実施形態では、バイオセンサー70とは別体のセンサースティック40に液体流路45が構成されているので、バイオセンサー70側に液体を供給するための流路を設ける必要がなく、バイオセンサー70を簡易な構成とすることができる。   In this embodiment, since the liquid flow path 45 is configured in the sensor stick 40 that is separate from the biosensor 70, there is no need to provide a flow path for supplying liquid to the biosensor 70 side. The sensor 70 can have a simple configuration.

また、本実施形態では、反応液の供給は、交換可能なピペットチップCPを用いて行なわれるので、1つのニードルを使い回して反応液の供給を行なう場合と比較して、反応液の洗浄が不十分であることに起因するトラブルを回避することができる。   In this embodiment, since the reaction solution is supplied using the replaceable pipette tip CP, the reaction solution can be washed as compared with the case where the reaction solution is supplied using one needle. Troubles caused by insufficientness can be avoided.

なお、本実施形態では、液体流路45から排出された液体を、液体を供給したピペットチップCPを排出口45Bまで移動させて吸引することにより回収したが、排出された液体の回収は他の方法で行なうこともできる。例えば、図13に示すように、供給口45Aから1つのピペットチップCPを挿入して液体を供給すると共に、排出口45Bへ他のピペットチップCPを挿入して液体を吸引することにより、液体流路45内の液置換を行なうことができる。   In the present embodiment, the liquid discharged from the liquid channel 45 is recovered by moving the pipette tip CP supplied with the liquid to the discharge port 45B and sucking it. It can also be done by the method. For example, as shown in FIG. 13, one pipette tip CP is inserted from the supply port 45A to supply the liquid, and another pipette tip CP is inserted to the discharge port 45B to suck the liquid. Liquid replacement in the passage 45 can be performed.

なお、本実施形態では、バイオセンサーとして、表面プラズモンセンサーを一例として説明したが、バイオセンサーとしては、表面プラズモンセンサーに限定されるものではない。その他の例えば、水晶発振子マイクロバランス(QCM)測定技術、金のコロイド粒子から超微粒子までの機能化表面を使用した光学的測定技術など、あらゆるバイオセンサーでの測定の際の反応液の供給及び測定の手順に適用することができる。   In the present embodiment, the surface plasmon sensor is described as an example of the biosensor, but the biosensor is not limited to the surface plasmon sensor. Others, for example, quartz crystal microbalance (QCM) measurement technology, optical measurement technology using functionalized surface from colloidal gold particles to ultrafine particles, supply of reaction solution for measurement with any biosensor and It can be applied to measurement procedures.

本実施形態のバイオセンサーの全体斜視図である。It is a whole perspective view of the biosensor of this embodiment. 本実施形態のバイオセンサーの全体斜視図において、ヘッドが測定部付近に位置している状態を示す図である。In the whole perspective view of the biosensor of this embodiment, it is a figure showing the state where the head is located near the measurement part. 本実施形態のセンサースティックの斜視図である。It is a perspective view of the sensor stick of this embodiment. 本実施形態のセンサースティックの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the sensor stick of this embodiment. 本実施形態のセンサースティックの1の液体流路部分の断面図である。It is sectional drawing of the 1 liquid flow path part of the sensor stick of this embodiment. 本実施形態のセンサースティックの測定領域及び参照領域へ光ビームが入射している状態を示す図である。It is a figure which shows the state in which the light beam is injecting into the measurement area | region and reference area | region of the sensor stick of this embodiment. 本実施形態のバイオセンサーの光学測定部付近の概略図である。It is the schematic of the optical measurement part vicinity of the biosensor of this embodiment. 本実施形態の制御部とその周辺の概略ブロック図である。It is a schematic block diagram of the control part of this embodiment, and its periphery. 本実施形態の測定処理のフローチャートである。It is a flowchart of the measurement process of this embodiment. 本実施形態での測定結果の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the measurement result in this embodiment. 本実施形態の供給処理のフローチャートである。It is a flowchart of the supply process of this embodiment. 本実施形態での液体流路の反応液供給手順を説明する図である。It is a figure explaining the reaction liquid supply procedure of the liquid channel in this embodiment. 液置換の他の方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the other method of liquid replacement.

符号の説明Explanation of symbols

40 センサースティック
42 誘電体ブロック
44 流路部材
45 液体流路
70 バイオセンサー
77 反応液プレート
78 液体供給部
78B ヘッド
80 光学測定部
80A 光源
80D 受光部
80E 信号処理部
82 測定部
90D メモリ
90 制御部
M 被解析分子
40 sensor stick 42 dielectric block 44 flow path member 45 liquid flow path 70 biosensor 77 reaction liquid plate 78 liquid supply section 78B head 80 optical measurement section 80A light source 80D light receiving section 80E signal processing section 82 measurement section 90D memory 90 control section M Analyte molecule

Claims (10)

被解析分子の固定された薄膜層上に送液可能とされた液体流路へ、前記被解析分子との相互作用を検査するための反応液を供給すると共に、前記薄膜層の前記液体流路と逆側の面へ光ビームを入射させて、その反射光から得られる屈折率変化の情報に基づいて前記被解析分子と前記反応液中の物質との相互作用を測定するバイオセンサー、での測定方法であって、
前記液体流路へ第1反応液を供給すると共に、前記被解析分子と前記第1反応液中の物質との相互作用を測定する第1測定ステップと、
前記第1反応液の供給されている前記液体流路へ前記第1反応液と異なる第2反応液を供給して前記第1反応液を前記第2反応液で置換すると共に、前記被解析分子と前記第2反応液中の物質との相互作用を測定する第2測定ステップと、
を備えた測定方法。
The liquid flow path of the thin film layer is supplied to a liquid flow path which can be fed onto the thin film layer on which the molecule to be analyzed is fixed, and a reaction liquid for inspecting the interaction with the molecule to be analyzed is supplied. And a biosensor that measures the interaction between the molecule to be analyzed and the substance in the reaction solution based on the information on the refractive index change obtained from the reflected light. A measuring method,
A first measurement step of supplying a first reaction liquid to the liquid channel and measuring an interaction between the analyte molecule and a substance in the first reaction liquid;
Supplying a second reaction liquid different from the first reaction liquid to the liquid flow channel to which the first reaction liquid is supplied, replacing the first reaction liquid with the second reaction liquid, and the molecule to be analyzed A second measuring step for measuring an interaction between the first reaction liquid and a substance in the second reaction solution;
Measuring method.
前記第1測定ステップ、及び、前記第2測定ステップ、の少なくとも一方での前記測定は、供給した液体の流れを停止させた状態でも実施されること、を特徴とする請求項1に記載の測定方法。   The measurement according to claim 1, wherein the measurement in at least one of the first measurement step and the second measurement step is performed even in a state where the flow of the supplied liquid is stopped. Method. 前記薄膜層は、光ビームを透過可能とされた透明体の平坦面に形成され、
前記液体流路は、前記透明体に取り付けられた流路部材と前記薄膜層との間に構成され、
前記薄膜層、前記透明体、及び前記流路部材は、前記バイオセンサーとは別体の測定セルを構成していること、を特徴とする請求項1または請求項2に記載の測定方法。
The thin film layer is formed on a flat surface of a transparent body capable of transmitting a light beam,
The liquid channel is configured between a channel member attached to the transparent body and the thin film layer,
The measurement method according to claim 1, wherein the thin film layer, the transparent body, and the flow path member constitute a measurement cell separate from the biosensor.
前記透明体は、前記薄膜層の形成された平坦面の他に互いに並行でない2面を有するプリズムで構成されていること、を特徴とする請求項3に記載の測定方法。   The measurement method according to claim 3, wherein the transparent body includes a prism having two surfaces that are not parallel to each other in addition to the flat surface on which the thin film layer is formed. 前記液体流路を構成する流路部材には、液体を供給可能な供給口及び供給された液体を排出可能な排出口が形成され、
前記第1反応液の前記液体流路への供給は、前記供給口から前記第1反応液の充填されたピペットを用いて行なわれ、前記第2反応液の前記液体流路への供給は、前記供給口から前記第2反応液の充填されたピペットを用いて行なわれること、を特徴とする請求項3または請求項4に記載の測定方法。
In the flow path member constituting the liquid flow path, a supply port capable of supplying a liquid and a discharge port capable of discharging the supplied liquid are formed,
The supply of the first reaction liquid to the liquid flow path is performed using a pipette filled with the first reaction liquid from the supply port, and the supply of the second reaction liquid to the liquid flow path is The measurement method according to claim 3, wherein the measurement is performed using a pipette filled with the second reaction liquid from the supply port.
被解析分子の固定された薄膜層上に送液可能とされた液体流路へ、前記被解析分子との相互作用を検査する反応液を供給すると共に、前記薄膜層の前記液体流路と逆側の面へ光ビームを入射させて、その反射光から得られる屈折率変化の情報に基づいて前記被解析分子と前記反応液中の物質との相互作用を測定するバイオセンサーであって、
前記液体流路へ第1反応液を供給する第1反応液供給手段と、
前記第1反応液が供給されている状態で前記被解析分子と前記第1反応液中の物質との相互作用を測定する第1測定手段と、
前記第1反応液の供給されている前記液体流路へ前記第1反応液と異なる第2反応液を供給して前記第1反応液を前記第2反応液で置換する第2反応液供給手段と、
前記第2反応液が供給されている状態で前記被解析分子液と前記第2反応液中の物質との相互作用を測定する第2測定手段と、
を備えたバイオセンサー。
A reaction solution for inspecting the interaction with the molecule to be analyzed is supplied to a liquid channel that can be fed onto the thin film layer on which the molecule to be analyzed is fixed, and is opposite to the liquid channel of the thin film layer. A biosensor that measures the interaction between the molecule to be analyzed and a substance in the reaction solution based on information on a change in refractive index obtained from the reflected light by making a light beam incident on the side surface,
First reaction liquid supply means for supplying a first reaction liquid to the liquid flow path;
First measuring means for measuring an interaction between the analyte molecule and a substance in the first reaction liquid in a state where the first reaction liquid is supplied;
Second reaction liquid supply means for supplying a second reaction liquid different from the first reaction liquid to the liquid flow channel to which the first reaction liquid is supplied and replacing the first reaction liquid with the second reaction liquid. When,
Second measuring means for measuring an interaction between the molecular liquid to be analyzed and a substance in the second reaction liquid in a state where the second reaction liquid is supplied;
Biosensor equipped with.
前記第1測定手段及び前記第2測定手段の少なくとも一方での前記測定は、供給された液体の流れを停止させた状態でも実施されること、を特徴とする請求項6に記載のバイオセンサー。   The biosensor according to claim 6, wherein the measurement of at least one of the first measurement unit and the second measurement unit is performed even when the flow of the supplied liquid is stopped. 前記薄膜層は、光ビームを透過可能とされた透明体の平坦面に形成され、
前記液体流路は、前記透明体に取り付けられた流路部材と前記薄膜層との間に構成され、
前記薄膜層、前記透明体、及び前記流路部材は、前記バイオセンサーとは別体の測定セルを構成していること、を特徴とする請求項6または請求項7に記載のバイオセンサー。
The thin film layer is formed on a flat surface of a transparent body capable of transmitting a light beam,
The liquid channel is configured between a channel member attached to the transparent body and the thin film layer,
The biosensor according to claim 6 or 7, wherein the thin film layer, the transparent body, and the flow path member constitute a measurement cell separate from the biosensor.
前記透明体は、前記薄膜層の形成された平坦面の他に互いに並行でない2面を有するプリズムで構成されていること、を特徴とする請求項8に記載のバイオセンサー。   The biosensor according to claim 8, wherein the transparent body includes a prism having two surfaces that are not parallel to each other in addition to the flat surface on which the thin film layer is formed. 前記第1反応液及び前記第2反応液を各々貯留可能な貯留部をさらに備え、
前記液体流路を構成する流路部材には、液体を供給可能な供給口及び供給された液体を排出可能な排出口が形成され、
前記第1反応液供給手段、及び前記第2反応液供給手段は、前記貯留部で前記第1反応液または前記第2反応液を吸引すると共に、吸引した第1反応液または前記第2反応液を前記液体流路へ供給する供給ヘッドを含んで構成されていること、を特徴とする請求項8または請求項9に記載のバイオセンサー。
A storage section capable of storing each of the first reaction liquid and the second reaction liquid;
In the flow path member constituting the liquid flow path, a supply port capable of supplying a liquid and a discharge port capable of discharging the supplied liquid are formed,
The first reaction liquid supply means and the second reaction liquid supply means suck the first reaction liquid or the second reaction liquid in the reservoir, and suck the first reaction liquid or the second reaction liquid. The biosensor according to claim 8, wherein the biosensor is configured to include a supply head for supplying the liquid to the liquid flow path.
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