JP2007003234A - Detection method of substance to be detected using cantilever and cantilever sensor system - Google Patents

Detection method of substance to be detected using cantilever and cantilever sensor system Download PDF

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啓 石原
Eisuke Tojima
英輔 東島
Yasuhiro Wada
康裕 和田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a detection method of a substance to be detected using a cantilever capable of detecting the substance to be detected in a shorter time than before, and also to provide a cantilever sensor system. <P>SOLUTION: A specimen is brought into contact with the cantilever 3A which is bent if the substance to be detected is present in the specimen in the case brought into contact with the specimen and, after the point of time when the specimen is brought into contact with the cantilever 3A but before the point of time when the time required for completely bending the cantilever 3A is elapsed in a case that the substance to be detected is contained in the specimen, the displacement quantities of the cantilever 3A are measured at the first and second points of time and the displacement quantity of the cantilever 3A measured at the first point of time is compared with that of the cantilever 3A measured at the second point of time. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、カンチレバーを用いた検出対象物質の検出方法、及び、それに用いるカンチレバーセンサシステムに関する。   The present invention relates to a detection method for a detection target substance using a cantilever and a cantilever sensor system used therefor.

カンチレバーを用いたセンサ(以下適宜、「カンチレバーセンサ」という)について、近年様々な開発が行なわれている。このカンチレバーセンサの動作原理は、検出対象とカンチレバー表面との相互作用により生じる表面応力の変化を、カンチレバーのたわみ量(変位量)により検出するというものである。   In recent years, various developments have been made on sensors using cantilevers (hereinafter referred to as “cantilever sensors” as appropriate). The principle of operation of this cantilever sensor is to detect a change in surface stress caused by the interaction between the detection target and the cantilever surface based on the deflection amount (displacement amount) of the cantilever.

このようなカンチレバーセンサの例としては、DNAハイブリダイゼーション検出センサ(非特許文献1)、抗原抗体反応検出センサ(非特許文献2)、マイクロカンチレバー・バイオセンサ(特許文献1)などが挙げられる。これらカンチレバーセンサを用いた測定では、カンチレバーを検体に接触させる前後において、カンチレバーの変位量がどれだけ変化したのかを測定することによって、検出対象物質の検出が行なわれている。   Examples of such cantilever sensors include a DNA hybridization detection sensor (Non-Patent Document 1), an antigen-antibody reaction detection sensor (Non-Patent Document 2), a microcantilever biosensor (Patent Document 1), and the like. In the measurement using these cantilever sensors, the detection target substance is detected by measuring how much the displacement of the cantilever changes before and after the cantilever is brought into contact with the specimen.

但し、検体とカンチレバーとが接触することによって生じるカンチレバーの変位量の変化には、ある一定の反応時間を要する。したがって、具体的な測定は、検体とカンチレバーとが接触することによって生じたカンチレバーの変位量の変化が一定時間経過後に止まり、カンチレバーの変位量が一定値を示すようになったところで、この変位量を測定し、当該変位量と、検体と接触する前のカンチレバーの変位量とを比較することによって、検出対象物質の検出が行なわれることとなる。   However, a change in the amount of cantilever displacement caused by contact between the specimen and the cantilever requires a certain reaction time. Therefore, the specific measurement is performed when the change in the displacement amount of the cantilever caused by the contact between the specimen and the cantilever stops after a certain period of time and the displacement amount of the cantilever shows a constant value. The detection target substance is detected by measuring the displacement amount and comparing the displacement amount with the displacement amount of the cantilever before contact with the specimen.

国際公開第WO98/50773号パンフレットInternational Publication No. WO 98/50773 Pamphlet Science, Vol.288(2000), pp.316-318Science, Vol.288 (2000), pp.316-318 Sensors and Actuators B, Vol.79(2001),pp.115-126Sensors and Actuators B, Vol.79 (2001), pp.115-126

しかしながら、特許文献1や非特許文献1,2に記載されたような従来の測定方法では、カンチレバーを検体に接触させた後、検体とカンチレバーとの相互作用によるカンチレバーの変位量の変化が一定時間経過後に止まり、カンチレバーの変位量が一定値を示すようになるまで測定を終えることができないという課題があった。特に、検体と接触させた後、カンチレバーの変位量の変化が止まるまでの時間が長い場合(例えば数時間、数十時間)、この測定方法では測定終了までに要する時間が長くなりすぎ、実用的ではない。   However, in conventional measurement methods such as those described in Patent Document 1 and Non-Patent Documents 1 and 2, after the cantilever is brought into contact with the specimen, the change in the displacement amount of the cantilever due to the interaction between the specimen and the cantilever is a certain time. There was a problem that the measurement could not be finished until it stopped after the lapse and the displacement amount of the cantilever showed a constant value. In particular, when the time until the change in displacement of the cantilever stops after being brought into contact with the specimen is long (for example, several hours or several tens of hours), this measurement method takes a long time to complete the measurement and is practical. is not.

本発明は上記の課題に鑑みて創案されたもので、従来よりも短時間で検出対象物質の検出を行なうことを可能にした、カンチレバーを用いた検出対象物質の検出方法及びカンチレバーセンサシステムを提供することを目的とする。   The present invention was devised in view of the above problems, and provides a detection method of a detection target substance using a cantilever and a cantilever sensor system that enables detection of the detection target substance in a shorter time than in the past. The purpose is to do.

本発明の発明者らは、上記課題を解決するべく鋭意検討した結果、検体をカンチレバーに接触させた後カンチレバーがたわみきる前の時間範囲(以下適宜、「特定時間範囲」という)の2つの時点においてカンチレバーの変位量がどれだけ変化するかが、検体中の検出対象物質とカンチレバーとの相互作用と密接に関連しているとの知見を得た。即ち、相互作用が小さい場合はカンチレバーの変位量の変化は小さくなり、相互作用が大きい場合はカンチレバーの変位量の変化は大きくなるが、この関係は、特定時間範囲においてカンチレバーの変位量が変化を続けている間でも成立する。   As a result of intensive studies to solve the above-described problems, the inventors of the present invention have found that two time points in a time range (hereinafter referred to as “specific time range” as appropriate) before the cantilever bends after contacting the specimen with the cantilever. It was found that how much the displacement of the cantilever changes in the sample is closely related to the interaction between the detection target substance in the sample and the cantilever. In other words, when the interaction is small, the change in the cantilever displacement is small, and when the interaction is large, the change in the cantilever displacement is large, but this relationship indicates that the displacement of the cantilever changes within a specific time range. It holds even while continuing.

さらに、上記特定時間範囲において、検出対象物質とカンチレバーとの相互作用によるカンチレバー変位量の変化が続いている場合には、変位量の経時的変化は直線、多項式、指数関数等で近似でき、また、当該直線の傾きや多項式及び指数関数の係数は検出対象物質とカンチレバーとの相互作用と密接に関連しているとの知見も得た。即ち、上記の直線の傾きや多項式及び指数関数の係数の絶対値は、相互作用が小さい場合は小さくなり、相互作用が大きい場合は大きくなるのである。   Furthermore, when the change in the amount of displacement of the cantilever due to the interaction between the detection target substance and the cantilever continues in the specific time range, the change over time in the amount of displacement can be approximated by a straight line, a polynomial, an exponential function, etc. In addition, it was also found that the slope of the straight line, the polynomial, and the coefficient of the exponential function are closely related to the interaction between the detection target substance and the cantilever. That is, the absolute values of the slope of the straight line, the polynomial and the exponential function are small when the interaction is small and large when the interaction is large.

なお、ここで、特定時間範囲とは、カンチレバーに検体を接触させた時点よりも後で、検体に検出対象物質が含まれていた場合にカンチレバーがたわみきるために要する時間、即ち、カンチレバーを検体に接触させた後に検体とカンチレバーとの相互作用によるカンチレバーの変位量の変化が止まりカンチレバーの変位量が一定値を示すようになるまでの時間が経過する時点よりも前の時間範囲を指す。   Here, the specific time range means the time required for the cantilever to bend after the sample is brought into contact with the cantilever, that is, the time required for the cantilever to bend, that is, the cantilever is the sample. This refers to a time range before the point in time when the change in the amount of displacement of the cantilever due to the interaction between the specimen and the cantilever stops and the amount of displacement of the cantilever shows a constant value after the contact.

上記の知見を基に、本発明の発明者らは、従来のように検体をカンチレバーに接触させる時点の前後でカンチレバー変位量を比較するのではなく、接触させた後の特定時間範囲内で、カンチレバーの変位量がどれだけ変化したかを測定することにより、カンチレバーの変位量の変化が遅い場合であっても、短時間で正確な検出を行なうことが可能であることを見出し、本発明を完成させた。   Based on the above findings, the inventors of the present invention do not compare the amount of cantilever displacement before and after the time point at which the specimen is brought into contact with the cantilever as in the prior art, but within a specific time range after the contact, By measuring how much the displacement of the cantilever has changed, it has been found that even if the change in the displacement of the cantilever is slow, accurate detection can be performed in a short time. Completed.

即ち、本発明の要旨は、検体に接触させた場合に上記検体中に検出対象物質が存在すればたわみを生じるカンチレバーを用いた、検出対象物質の検出方法であって、上記カンチレバーに検体を接触させ、上記カンチレバーに上記検体を接触させた時点より後、上記検体に検出対象物質が含まれていた場合に上記カンチレバーがたわみきるために要する時間が経過する時点よりも前の、第1時点と第2時点とにおいて、上記カンチレバーの変位量を測定し、上記第1時点で測定した上記カンチレバーの変位量と上記第2時点で測定した上記カンチレバーの変位量とを比較して検出対象物質を検出することを特徴とする、カンチレバーを用いた検出対象物質の検出方法に存する(請求項1)。これにより、従来よりも短時間で正確な検出を行なうことが可能となる。これは、特定時間範囲内において、検体とカンチレバーとの相互作用によるカンチレバーの変位量の変化が止まる前に、検出対象物質の検出が行なえるからである。さらに、従来は、検出に要する時間が長くなるために、変位量の測定に用いる測定装置の出力が長時間に渡って安定することが要求され、高価な測定装置が必要になっていたが、上記検出方法を用いれば、そのようなコスト増を招く虞はなくなる。   That is, the gist of the present invention is a method for detecting a detection target substance using a cantilever that generates deflection when the detection target substance is present in the specimen when the specimen is brought into contact with the specimen. And a first time point before the time point required for the cantilever to bend when the sample contains a detection target substance after the time point when the sample is brought into contact with the cantilever. The displacement amount of the cantilever is measured at the second time point, and the detection target substance is detected by comparing the displacement amount of the cantilever measured at the first time point with the displacement amount of the cantilever measured at the second time point. The present invention resides in a method for detecting a substance to be detected using a cantilever (claim 1). This makes it possible to perform accurate detection in a shorter time than in the past. This is because the detection target substance can be detected before the change in the displacement amount of the cantilever due to the interaction between the specimen and the cantilever stops within the specific time range. Furthermore, conventionally, since the time required for detection becomes long, it is required that the output of the measuring device used for measuring the displacement amount is stabilized for a long time, and an expensive measuring device is required. If the above detection method is used, there is no risk of such an increase in cost.

また、本発明の別の要旨は、検体に接触させた場合に、上記検体中に検出対象物質が存在すればたわみを生じるカンチレバーと、上記検体中の上記検出対象物質の有無によらないたわみを生じる補正用カンチレバーとを用いた、検出対象物質の検出方法であって、上記カンチレバー及び上記補正用カンチレバーに検体を接触させ、上記カンチレバーに上記検体を接触させた時点より後、上記検体に検出対象物質が含まれていた場合に上記カンチレバーがたわみきるために要する時間が経過する時点よりも前の、第1時点と第2時点とにおいて、上記カンチレバー及び上記補正用カンチレバーのそれぞれの変位量を測定し、上記カンチレバーの変位量を上記補正用カンチレバーの変位量で補正し、補正後の、上記第1時点で測定した上記カンチレバーの変位量と上記第2時点で測定した上記カンチレバーの変位量とを比較して検出対象物質を検出することを特徴とする、カンチレバーを用いた検出対象物質の検出方法に存する(請求項2)。これによっても、従来よりも短時間で正確な測定を行なうことが可能となり、また、従来のような高価な測定装置を用いず検出を行なうことが可能となる。さらに、補正用カンチレバーは検出対象物質との相互作用はなく、温度変化等の環境変化による変位を出力する為、カンチレバーの変位量と補正用カンチレバーの変位量との差を計算する補正を行なうことで、測定結果への環境変化の影響を低減し、より正確な検出を行なうことが可能となる。   Another gist of the present invention is a cantilever that generates a deflection when a detection target substance is present in the specimen when it is brought into contact with the specimen, and a deflection that does not depend on the presence or absence of the detection target substance in the specimen. A method for detecting a detection target substance using the resulting correction cantilever, wherein the specimen is brought into contact with the cantilever and the correction cantilever, and the specimen is brought into contact with the specimen after the point in time when the specimen is brought into contact with the cantilever. Measure the displacement of each of the cantilever and the correction cantilever at the first time point and the second time point before the time point required for the cantilever to bend when the substance is contained. Then, the displacement amount of the cantilever is corrected by the displacement amount of the correction cantilever, and the cantilever measured at the first time point after correction is corrected. A detection target substance detection method using a cantilever, wherein the detection target substance is detected by comparing the displacement amount of the bar with the displacement amount of the cantilever measured at the second time point. ). This also makes it possible to perform accurate measurement in a shorter time than in the past, and to perform detection without using an expensive measurement device as in the past. In addition, the correction cantilever has no interaction with the detection target substance, and outputs displacement due to environmental changes such as temperature changes. Therefore, correction is performed to calculate the difference between the displacement amount of the cantilever and the displacement amount of the correction cantilever. Thus, the influence of environmental changes on the measurement result can be reduced, and more accurate detection can be performed.

また、本発明の更に別の要旨は、検体に接触させた場合に上記検体中に検出対象物質が存在すればたわみを生じるカンチレバーを用いた、検出対象物質の検出方法であって、上記カンチレバーに検体を接触させ、上記カンチレバーに上記検体を接触させた時点より後、上記検体に検出対象物質が含まれていた場合に上記カンチレバーがたわみきるために要する時間が経過する時点よりも前の、第1時点から第2時点までの間において、上記カンチレバーの変位量を測定し、上記カンチレバーの変位量を時間に対して直線近似し、上記直線近似により得られた直線の傾きにより検出対象物質を検出することを特徴とする、カンチレバーを用いた検出対象物質の検出方法に存する(請求項3)。これによっても、従来よりも短時間で正確な測定を行なうことが可能となり、また、従来のような高価な測定装置を用いず検出を行なうことが可能となる。   Further, another aspect of the present invention is a method for detecting a detection target substance using a cantilever that generates deflection when the detection target substance is present in the specimen when the specimen is brought into contact with the specimen. After the time when the specimen is brought into contact with the cantilever and the specimen is brought into contact with the cantilever and before the time when the cantilever needs to bend when the specimen contains a detection target substance, Between the first time point and the second time point, the displacement amount of the cantilever is measured, the displacement amount of the cantilever is linearly approximated with respect to time, and the detection target substance is detected by the slope of the straight line obtained by the linear approximation. The present invention resides in a method for detecting a detection target substance using a cantilever (claim 3). This also makes it possible to perform accurate measurement in a shorter time than in the past, and to perform detection without using an expensive measurement device as in the past.

また、本発明の更に別の要旨は、検体に接触させた場合に上記検体中に検出対象物質が存在すればたわみを生じるカンチレバーと、上記検体中の上記検出対象物質の有無によらないたわみを生じる補正用カンチレバーとを用いた、検出対象物質の検出方法であって、上記カンチレバー及び上記補正用カンチレバーに検体を接触させ、上記カンチレバーに検体を接触させた時点より後、上記検体に検出対象物質が含まれていた場合に上記カンチレバーがたわみきるために要する時間が経過する時点よりも前の、第1時点から第2時点までの間において、上記カンチレバー及び上記補正用カンチレバーのそれぞれの変位量を測定し、上記カンチレバーの変位量を上記補正用カンチレバーの変位量で補正し、補正後の、上記カンチレバーの変位量を時間に対して直線近似し、上記直線近似により得られた直線の傾きにより検出対象物質を検出することを特徴とする、カンチレバーを用いた検出対象物質の検出方法に存する(請求項4)。これによっても、従来よりも短時間で正確な測定を行なうことが可能となり、また、従来のような高価な測定装置を用いず検出を行なうことが可能となる。さらに、補正用カンチレバーで補正を行なうことで、測定結果への環境変化の影響を低減し、より正確な検出を行なうことが可能となる。   Further, another aspect of the present invention is a cantilever that generates a deflection when a detection target substance is present in the specimen when brought into contact with the specimen, and a deflection that does not depend on the presence or absence of the detection target substance in the specimen. A method for detecting a detection target substance using the resulting correction cantilever, wherein the specimen is brought into contact with the cantilever and the correction cantilever, and the specimen is brought into contact with the cantilever after the specimen is brought into contact with the cantilever. The amount of displacement of each of the cantilever and the correction cantilever between the first time point and the second time point before the time when the time required for the cantilever to deflect is included is included. Measure and correct the displacement amount of the cantilever with the displacement amount of the correction cantilever, and calculate the displacement amount of the cantilever after the correction. Linear approximation to between, and detects the detection target by the slope of the line obtained by the linear approximation resides in the detection method of the detection target substance using a cantilever (claim 4). This also makes it possible to perform accurate measurement in a shorter time than in the past, and to perform detection without using an expensive measurement device as in the past. Furthermore, by performing correction with the correction cantilever, it is possible to reduce the influence of environmental changes on the measurement result and perform more accurate detection.

さらに、本発明の更に別の要旨は、検体に接触させた場合に上記検体中に検出対象物質が存在すればたわみを生じるカンチレバーを用いた、検出対象物質の検出方法であって、上記カンチレバーに検体を接触させ、上記カンチレバーに上記検体を接触させた時点より後、上記検体に検出対象物質が含まれていた場合に上記カンチレバーがたわみきるために要する時間が経過する時点よりも前の、第1時点から第2時点までの間において、上記カンチレバーの変位量を測定し、上記カンチレバーの変位量を時間に対して多項式で近似し、上記近似により得られた多項式の係数により検出対象物質を検出することを特徴とする、カンチレバーを用いた検出対象物質の検出方法に存する(請求項5)。これによっても、従来よりも短時間で正確な測定を行なうことが可能となり、また、従来のような高価な測定装置を用いず検出を行なうことが可能となる。   Furthermore, still another aspect of the present invention is a method for detecting a detection target substance using a cantilever that generates deflection when the detection target substance is present in the specimen when the specimen is brought into contact with the specimen. After the time when the specimen is brought into contact with the cantilever and the specimen is brought into contact with the cantilever and before the time when the cantilever needs to bend when the specimen contains a detection target substance, Between the first time point and the second time point, the displacement amount of the cantilever is measured, the displacement amount of the cantilever is approximated by a polynomial with respect to time, and the detection target substance is detected by the coefficient of the polynomial obtained by the approximation. The present invention resides in a method of detecting a substance to be detected using a cantilever (claim 5). This also makes it possible to perform accurate measurement in a shorter time than in the past, and to perform detection without using an expensive measurement device as in the past.

また、本発明の更に別の要旨は、検体に接触させた場合に上記検体中に検出対象物質が存在すればたわみを生じるカンチレバーと、上記検体中の上記検出対象物質の有無によらないたわみを生じる補正用カンチレバーとを用いた、検出対象物質の検出方法であって、上記カンチレバー及び上記補正用カンチレバーに検体を接触させ、上記カンチレバーに上記検体を接触させた時点より後、上記検体に検出対象物質が含まれていた場合に上記カンチレバーがたわみきるために要する時間が経過する時点よりも前の、第1時点から第2時点までの間において、上記カンチレバー及び上記補正用カンチレバーのそれぞれの変位量を測定し、上記カンチレバーの変位量を上記補正用カンチレバーの変位量で補正し、補正後の、上記カンチレバーの変位量を時間に対して多項式で近似し、上記近似により得られた多項式の係数により検出対象物質を検出することを特徴とする、カンチレバーを用いた検出対象物質の検出方法に存する(請求項6)。これによっても、従来よりも短時間で正確な測定を行なうことが可能となり、また、従来のような高価な測定装置を用いず検出を行なうことが可能となる。さらに、補正用カンチレバーで補正を行なうことで、測定結果への環境変化の影響を低減し、より正確な検出を行なうことが可能となる。   Further, another aspect of the present invention is a cantilever that generates a deflection when a detection target substance is present in the specimen when brought into contact with the specimen, and a deflection that does not depend on the presence or absence of the detection target substance in the specimen. A method for detecting a detection target substance using the resulting correction cantilever, wherein the specimen is brought into contact with the cantilever and the correction cantilever, and the specimen is brought into contact with the specimen after the point in time when the specimen is brought into contact with the cantilever. Displacement amount of each of the cantilever and the correction cantilever between the first time point and the second time point before the time point required for the cantilever to bend when the substance is contained. , And the displacement amount of the cantilever is corrected by the displacement amount of the correction cantilever, and the displacement of the cantilever after correction is measured. It was approximated by a polynomial with respect to time, and detecting the detection target by a factor of the resulting polynomial by the approximation consists in the detection method of the detection target substance using a cantilever (claim 6). This also makes it possible to perform accurate measurement in a shorter time than in the past, and to perform detection without using an expensive measurement device as in the past. Furthermore, by performing correction with the correction cantilever, it is possible to reduce the influence of environmental changes on the measurement result and perform more accurate detection.

さらに、本発明の更に別の要旨は、検体に接触させた場合に上記検体中に検出対象物質が存在すればたわみを生じるカンチレバーを用いた、検出対象物質の検出方法であって、上記カンチレバーに検体を接触させ、上記カンチレバーに上記検体を接触させた時点より後、上記検体に検出対象物質が含まれていた場合に上記カンチレバーがたわみきるために要する時間が経過する時点よりも前の、第1時点から第2時点までの間において、上記カンチレバーの変位量を測定し、上記カンチレバーの変位量を時間に対して指数関数で近似し、上記近似により得られた指数関数の係数により検出対象物質を検出することを特徴とする、カンチレバーを用いた検出対象物質の検出方法に存する(請求項7)。これによっても、従来よりも短時間で正確な測定を行なうことが可能となり、また、従来のような高価な測定装置を用いず検出を行なうことが可能となる。   Furthermore, still another aspect of the present invention is a method for detecting a detection target substance using a cantilever that generates deflection when the detection target substance is present in the specimen when the specimen is brought into contact with the specimen. After the time when the specimen is brought into contact with the cantilever and the specimen is brought into contact with the cantilever and before the time when the cantilever needs to bend when the specimen contains a detection target substance, From the first time point to the second time point, the displacement amount of the cantilever is measured, the displacement amount of the cantilever is approximated by an exponential function with respect to time, and the detection target substance is obtained by the exponential function coefficient obtained by the approximation. The present invention resides in a method for detecting a substance to be detected using a cantilever (claim 7). This also makes it possible to perform accurate measurement in a shorter time than in the past, and to perform detection without using an expensive measurement device as in the past.

また、本発明の更に別の要旨は、検体に接触させた場合に上記検体中に検出対象物質が存在すればたわみを生じるカンチレバーと、上記検体中の上記検出対象物質の有無によらないたわみを生じる補正用カンチレバーとを用いた、検出対象物質の検出方法であって、上記カンチレバー及び上記補正用カンチレバーに検体を接触させ、上記カンチレバーに上記検体を接触させた時点より後、上記検体に検出対象物質が含まれていた場合に上記カンチレバーがたわみきるために要する時間が経過する時点よりも前の、第1時点から第2時点までの間において、上記カンチレバー及び上記補正用カンチレバーのそれぞれの変位量を測定し、上記カンチレバーの変位量を上記補正用カンチレバーの変位量で補正し、補正後の、上記カンチレバーの変位量を時間に対して指数関数で近似し、上記近似により得られた指数関数の係数により検出対象物質を検出することを特徴とする、カンチレバーを用いた検出対象物質の検出方法に存する(請求項8)。これによっても、従来よりも短時間で正確な測定を行なうことが可能となり、また、従来のような高価な測定装置を用いず検出を行なうことが可能となる。さらに、補正用カンチレバーで補正を行なうことで、測定結果への環境変化の影響を低減し、より正確な検出を行なうことが可能となる。   Further, another aspect of the present invention is a cantilever that generates a deflection when a detection target substance is present in the specimen when brought into contact with the specimen, and a deflection that does not depend on the presence or absence of the detection target substance in the specimen. A method for detecting a detection target substance using the resulting correction cantilever, wherein the specimen is brought into contact with the cantilever and the correction cantilever, and the specimen is brought into contact with the specimen after the point in time when the specimen is brought into contact with the cantilever. Displacement amount of each of the cantilever and the correction cantilever between the first time point and the second time point before the time point required for the cantilever to bend when the substance is contained. , And the displacement amount of the cantilever is corrected by the displacement amount of the correction cantilever, and the displacement of the cantilever after correction is measured. The method of detecting a detection target substance using a cantilever is characterized in that the detection target substance is detected by a coefficient of the exponential function obtained by the above approximation. ). This also makes it possible to perform accurate measurement in a shorter time than in the past, and to perform detection without using an expensive measurement device as in the past. Furthermore, by performing correction with the correction cantilever, it is possible to reduce the influence of environmental changes on the measurement result and perform more accurate detection.

さらに、上記カンチレバーの表面には、上記検出対象物質と相互作用しうる特定物質が固定化されていることが好ましい(請求項9)。
また、上記特定物質としては、糖鎖を用いることが好ましい(請求項10)。
さらに、上記検出対象物質としては、ウィルス及び細菌の少なくともいずれかを検出するようにすることが好ましい(請求項11)。
Furthermore, it is preferable that a specific substance capable of interacting with the detection target substance is immobilized on the surface of the cantilever (claim 9).
Moreover, it is preferable to use a sugar chain as the specific substance.
Furthermore, it is preferable to detect at least one of a virus and a bacterium as the detection target substance.

また、本発明の更に別の要旨は、検体に接触させた場合に上記検体中に検出対象物質が存在すればたわみを生じるカンチレバーと、該カンチレバーに上記検体を接触させる検体接触部と、該カンチレバーの変位量を、該カンチレバーに検体を接触させた時点より後、上記検体に上記検出対象物質が含まれていた場合に該カンチレバーがたわみきるために要する時間が経過する時点よりも前の、第1時点と第2時点とにおいて、該カンチレバーの変位量を測定する変位量測定部と、上記第1時点で測定した該カンチレバーの変位量と上記第2時点で測定した該カンチレバーの変位量とを比較する変位量比較部とを有することを特徴とする、カンチレバーセンサシステムに存する(請求項12)。これによっても、従来よりも短時間で正確な測定を行なうことが可能となり、また、従来のような高価な測定装置を用いず検出を行なうことが可能となる。   Further, another aspect of the present invention is a cantilever that causes deflection when a substance to be detected is present in the specimen when the specimen is brought into contact with the specimen, a specimen contact section that brings the specimen into contact with the cantilever, and the cantilever After the time when the specimen is brought into contact with the cantilever, when the specimen contains the detection target substance, the amount of displacement before the time when the time required for the cantilever to sag is passed. A displacement amount measuring unit that measures the displacement amount of the cantilever at the first time point and a second time point, a displacement amount of the cantilever measured at the first time point, and a displacement amount of the cantilever measured at the second time point The present invention resides in a cantilever sensor system having a displacement amount comparison unit for comparison. This also makes it possible to perform accurate measurement in a shorter time than in the past, and to perform detection without using an expensive measurement device as in the past.

また、本発明の更に別の要旨は、検体に接触させた場合に上記検体中に検出対象物質が存在すればたわみを生じるカンチレバーと、該カンチレバーに上記検体を接触させる検体接触部と、該カンチレバーに上記検体を接触させた時点より後、上記検体に上記検出対象物質が含まれていた場合に該カンチレバーがたわみきるために要する時間が経過する時点よりも前の、第1時点から第2時点までの間において、該カンチレバーの変位量を測定する変位量測定部と、該カンチレバーの変位量を時間に対して直線近似する変位量近似部と、上記直線近似により得られた直線の傾きを出力する傾き出力部とを備えることを特徴とする、カンチレバーセンサシステムに存する(請求項13)。これによっても、従来よりも短時間で正確な測定を行なうことが可能となり、また、従来のような高価な測定装置を用いず検出を行なうことが可能となる。   Further, another aspect of the present invention is a cantilever that causes deflection when a substance to be detected is present in the specimen when the specimen is brought into contact with the specimen, a specimen contact section that brings the specimen into contact with the cantilever, and the cantilever After the time point when the sample is brought into contact with the sample, the first time point to the second time point before the time point required for the cantilever to bend if the sample contains the detection target substance. Output a displacement amount measuring unit for measuring the displacement amount of the cantilever, a displacement amount approximating portion for approximating the displacement amount of the cantilever with respect to time, and a slope of the straight line obtained by the linear approximation. The cantilever sensor system includes an inclination output unit that performs the above-described operation (claim 13). This also makes it possible to perform accurate measurement in a shorter time than in the past, and to perform detection without using an expensive measurement device as in the past.

さらに、本発明の更に別の要旨は、検体に接触させた場合に上記検体中に検出対象物質が存在すればたわみを生じるカンチレバーと、該カンチレバーに上記検体を接触させる検体接触部と、該カンチレバーに上記検体を接触させた時点より後、上記検体に上記検出対象物質が含まれていた場合に該カンチレバーがたわみきるために要する時間が経過する時点よりも前の、第1時点から第2時点までの間において、該カンチレバーの変位量を測定する変位量測定部と、該カンチレバーの変位量を時間に対して多項式で近似する変位量近似部と、上記直線近似により得られた多項式の係数を出力する係数出力部とを備えることを特徴とする、カンチレバーセンサシステムに存する(請求項14)。これによっても、従来よりも短時間で正確な測定を行なうことが可能となり、また、従来のような高価な測定装置を用いず検出を行なうことが可能となる。   Furthermore, another gist of the present invention is a cantilever that causes deflection when a substance to be detected is present in the specimen when brought into contact with the specimen, a specimen contact section that brings the specimen into contact with the cantilever, and the cantilever After the time point when the sample is brought into contact with the sample, the first time point to the second time point before the time point required for the cantilever to bend if the sample contains the detection target substance. The displacement amount measuring unit for measuring the displacement amount of the cantilever, the displacement amount approximating portion for approximating the displacement amount of the cantilever with a polynomial with respect to time, and the coefficient of the polynomial obtained by the linear approximation The present invention resides in a cantilever sensor system comprising a coefficient output unit for outputting. This also makes it possible to perform accurate measurement in a shorter time than in the past, and to perform detection without using an expensive measurement device as in the past.

また、本発明の更に別の要旨は、検体に接触させた場合に上記検体中に検出対象物質が存在すればたわみを生じるカンチレバーと、該カンチレバーに上記検体を接触させる検体接触部と、該カンチレバーに上記検体を接触させた時点より後、上記検体に上記検出対象物質が含まれていた場合に該カンチレバーがたわみきるために要する時間が経過する時点よりも前の、第1時点から第2時点までの間において、該カンチレバーの変位量を測定する変位量測定部と、該カンチレバーの変位量を時間に対して指数関数で近似する変位量近似部と、上記直線近似により得られた指数関数の係数を出力する係数出力部とを備えることを特徴とする、カンチレバーセンサシステムに存する(請求項15)。これによっても、従来よりも短時間で正確な測定を行なうことが可能となり、また、従来のような高価な測定装置を用いず検出を行なうことが可能となる。   Further, another aspect of the present invention is a cantilever that causes deflection when a substance to be detected is present in the specimen when the specimen is brought into contact with the specimen, a specimen contact section that brings the specimen into contact with the cantilever, and the cantilever After the time point when the sample is brought into contact with the sample, the first time point to the second time point before the time point required for the cantilever to bend if the sample contains the detection target substance. The displacement amount measurement unit for measuring the displacement amount of the cantilever, the displacement amount approximation unit for approximating the displacement amount of the cantilever with an exponential function with respect to time, and the exponential function obtained by the linear approximation A cantilever sensor system comprising a coefficient output unit that outputs a coefficient (claim 15). This also makes it possible to perform accurate measurement in a shorter time than in the past, and to perform detection without using an expensive measurement device as in the past.

本発明のカンチレバーを用いた検出対象物質の検出方法、及び、カンチレバーセンサシステムによれば、従来よりも短時間で検出対象物質の検出を行なうことが可能になる。   According to the detection method of a detection target substance using the cantilever and the cantilever sensor system of the present invention, it becomes possible to detect the detection target substance in a shorter time than in the past.

以下、本発明の実施の形態について説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において任意に変形して実施することができる。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described, but the present invention is not limited to the following embodiments, and can be arbitrarily modified and implemented without departing from the gist of the present invention.

[1.検出対象物質]
まず、本発明のカンチレバーを用いた検出対象物質の検出方法(以下適宜、単に「本発明の検出方法」という)を用いて検出しようとする検出対象物質について説明する。
検出対象物質は、その種類や状態に特に制限は無いが、通常は、検体中に溶解又は分散した状態で検出に用いられる。また、検出対象物質は、1種を単独で検出するようにしてもよいし、2種以上を任意の組み合わせで検出するようにしても良い。なお、ここでいう検体とは、検出対象物質を含んでいるかどうかを分析する対象であり、通常は、気体や液体の状態で分析に供される。以下の実施形態においては、検体が液体状態の検体液である場合について説明するが、検体が気体状態である場合についても同様に実施可能である。
[1. Substances to be detected]
First, a detection target substance to be detected by using a detection target substance detection method using the cantilever of the present invention (hereinafter simply referred to as “the detection method of the present invention” as appropriate) will be described.
The type and state of the detection target substance are not particularly limited, but are usually used for detection in a state dissolved or dispersed in the specimen. In addition, one type of detection target substance may be detected alone, or two or more types may be detected in any combination. Note that the specimen here is an object to be analyzed whether or not it contains a detection target substance, and is usually subjected to analysis in a gas or liquid state. In the following embodiments, the case where the sample is a liquid sample liquid will be described, but the same can be applied to the case where the sample is in a gas state.

検出対象物質は、通常、生体物質等の何らかの物質(以下適宜、「特定物質」という)と特異的に相互作用する物質(以下適宜、「作用物質」という)である。ここで、特定物質と作用物質との「相互作用」とは、特に限定されるものではないが、通常は、共有結合、疎水結合、水素結合、ファンデルワールス結合、及び静電力による結合のうち少なくとも1つから生じる物質間に働く力による作用を示す。ただし、本明細書に言う「相互作用」との用語は最も広義に解釈すべきであり、いかなる意味においても限定的に解釈してはならない。共有結合としては、配位結合を含有する。また静電力による結合とは、静電結合の他、電気的反発も含有する。また、上記作用の結果生じる結合反応、合成反応、分解反応も相互作用に含有される。   The detection target substance is usually a substance that interacts specifically with a certain substance such as a biological substance (hereinafter referred to as “specific substance” as appropriate) (hereinafter referred to as “active substance” as appropriate). Here, the “interaction” between the specific substance and the active substance is not particularly limited, but is usually a covalent bond, a hydrophobic bond, a hydrogen bond, a van der Waals bond, or an electrostatic force bond. The effect | action by the force which acts between the substances which arise from at least one is shown. However, the term “interaction” in the present specification should be interpreted in the broadest sense, and should not be limitedly interpreted in any way. The covalent bond contains a coordinate bond. In addition, electrostatic coupling includes electric repulsion in addition to electrostatic coupling. In addition, a binding reaction, a synthesis reaction, and a decomposition reaction resulting from the above action are also included in the interaction.

相互作用の具体例としては、抗原と抗体との間の結合及び解離、タンパク質レセプターとリガンドとの間の結合及び解離、接着分子と相手方分子との間の結合及び解離、酵素と基質との間の結合及び解離、アポ酵素と補酵素との間の結合及び解離、核酸とそれに結合する核酸又はタンパク質との間の結合及び解離、情報伝達系におけるタンパク質同士の間の結合及び解離、糖タンパク質とタンパク質との間の結合及び解離、糖鎖とタンパク質、ウィルス、細菌等の微生物との間の結合及び解離などが挙げられるが、この範囲に限定されるものではない。   Specific examples of interactions include binding and dissociation between antigen and antibody, binding and dissociation between protein receptor and ligand, binding and dissociation between adhesion molecule and partner molecule, between enzyme and substrate Binding and dissociation, binding and dissociation between apoenzyme and coenzyme, binding and dissociation between nucleic acid and nucleic acid or protein binding to it, binding and dissociation between proteins in information transmission system, glycoprotein and Examples include binding and dissociation between proteins, and binding and dissociation between sugar chains and microorganisms such as proteins, viruses, and bacteria, but are not limited to this range.

さらに、検出対象物質の例としては、イムノグロブリンやその派生物であるF(ab′)2、Fab′、Fab、レセプターや酵素とその派生物、核酸、天然あるいは人工のペプチド、人工ポリマー、糖質、脂質、無機物質あるいは有機配位子、ウィルス、細胞、薬物等が挙げられる。 Further, examples of detection target substances include immunoglobulins and derivatives thereof such as F (ab ′) 2 , Fab ′, Fab, receptors and enzymes and derivatives thereof, nucleic acids, natural or artificial peptides, artificial polymers, sugars Quality, lipid, inorganic substance or organic ligand, virus, cell, drug and the like.

中でも、ウィルス及び細菌は、本発明の検出方法による検出に適している。一般に、ウィルスや細菌の表面には、感染する細胞表面の糖鎖と結合するタンパク質(以下適宜、「結合タンパク質」という)が存在していて、この結合タンパク質が細胞表面の糖鎖と結合することにより、細胞がウィルスや細菌に感染する。したがって、この感染のメカニズムを利用してカンチレバーによる検出を行なうようにすれば、これらのウィルスや細胞を高感度に検出することができる。   Of these, viruses and bacteria are suitable for detection by the detection method of the present invention. In general, there is a protein that binds to the sugar chain on the surface of the virus or bacterium (hereinafter referred to as “binding protein”), and this binding protein binds to the sugar chain on the cell surface. This infects cells with viruses and bacteria. Therefore, if detection by a cantilever is performed using this infection mechanism, these viruses and cells can be detected with high sensitivity.

本発明の検出方法により検出することができる細菌の具体例としては、大腸菌、コレラ菌、ブドウ球菌、炭疽菌、淋菌、ペスト菌、レジオネラ菌、赤痢菌、チフス菌、ピロリ菌、結核菌、ボツリヌス菌、破傷風菌、ジフテリア菌などが挙げられる。   Specific examples of bacteria that can be detected by the detection method of the present invention include Escherichia coli, Vibrio cholerae, Staphylococcus, Bacillus anthracis, Neisseria gonorrhoeae, Plasmodium pestis, Legionella, Shigella, Salmonella typhi, Helicobacter pylori, Mycobacterium tuberculosis, and Botulinum. Examples include fungi, tetanus, and diphtheria.

また、本発明の検出方法により検出することができるウィルスの具体例としては、B型肝炎ウィルス、C型肝炎ウィルス、レオウィルス、脳心筋炎ウィルス、エイズウィルス、ロタウィルス、コロナウィルス、パルボウィルス、センダイウィルス、ニューカッスル病ウィルス、ヘルペス1型ウィルス、テングウィルス、インフルエンザウィルスなどが挙げられる。なお、インフルエンザウィルスとしては、ヒトインフルエンザウィルス、トリインフルエンザウィルスなどが挙げられる。   Specific examples of viruses that can be detected by the detection method of the present invention include hepatitis B virus, hepatitis C virus, reovirus, encephalomyocarditis virus, AIDS virus, rotavirus, coronavirus, parvovirus, Sendai virus, Newcastle disease virus, herpes type 1 virus, proboscis virus, influenza virus and the like. Examples of influenza viruses include human influenza viruses and avian influenza viruses.

[2.カンチレバー]
次に、本発明の検出方法において用いるカンチレバーについて説明する。
本発明の検出方法では、検出対象物質を検出する為のセンサ(カンチレバーセンサ)として機能する検出用のカンチレバー(以下適宜、「検出用カンチレバー」という)を用いる。また、適宜、検出用カンチレバーによる検出精度を高めるため、補正用カンチレバーを用いる。
[2. Cantilever]
Next, the cantilever used in the detection method of the present invention will be described.
In the detection method of the present invention, a detection cantilever functioning as a sensor (cantilever sensor) for detecting a detection target substance (hereinafter referred to as “detection cantilever” as appropriate) is used. In addition, a correction cantilever is used in order to appropriately improve the detection accuracy of the detection cantilever.

[2−1.検出用カンチレバー]
検出用カンチレバーは、検体中に検出対象物質が存在する場合に上記検体に接触することによりたわみを生じるものであればその具体的な構成に制限は無く任意であるが、通常は、検出対象物質と相互作用しうる特定物質を表面に固定化されたものを用いる。この検出用カンチレバーは、特定物質に対応した検出対象物質を含む検体が検出用カンチレバーに接触した場合、上記の検出対象物質と特定物質とが相互作用して、検出用カンチレバーの表面に表面応力の変化が生じ、検出用カンチレバーがたわむようになっている。したがって、このたわみの大きさ(以下適宜、「変位量」という)を測定すれば、検出対象物質の量、濃度、種類などを検出することができるのである。
[2-1. Cantilever for detection]
The detection cantilever is not particularly limited as long as it can bend by contact with the specimen when the substance to be detected is present in the specimen. A specific substance that can interact with the surface is immobilized on the surface. In this detection cantilever, when a specimen containing a detection target substance corresponding to a specific substance comes into contact with the detection cantilever, the detection target substance and the specific substance interact with each other, and surface stress is applied to the surface of the detection cantilever. A change occurs and the detection cantilever bends. Therefore, the amount, concentration, type, etc. of the detection target substance can be detected by measuring the magnitude of this deflection (hereinafter referred to as “displacement amount” as appropriate).

以下、検出用カンチレバーの構成について、図を用いて説明する。
図19は検出用カンチレバーの一例について要部を表わす模式的な斜視図であり、図20は検出用カンチレバーの一例について表面近傍を拡大して模式的に示す断面図である。図19や図20に示すように、検出用カンチレバー100は、通常、カンチレバー本体101と、カンチレバー本体101の表面に固定化された特定物質102を有している。特定物質102は、カンチレバー本体101に対して直接固定化されていてもよく、間接的に固定化されていてもよい。通常は、図20に示すように、カンチレバー本体101の表面に成膜された金属膜103と、該金属膜103上に固定化された有機分子104とを介して、有機分子104上に固定化されることによって特定物質102は間接的にカンチレバー本体101に固定化される。なお、図19においては特定物質102の図示は省略してある。また、図19においては、検出用カンチレバー100の図中上面に特定物質102が固定化された部分(以下適宜、「相互作用部」という)105が形成されているものとする。
Hereinafter, the configuration of the detection cantilever will be described with reference to the drawings.
FIG. 19 is a schematic perspective view showing the main part of an example of a detection cantilever, and FIG. 20 is a cross-sectional view schematically showing the vicinity of the surface of an example of a detection cantilever. As shown in FIGS. 19 and 20, the detection cantilever 100 usually has a cantilever main body 101 and a specific substance 102 fixed on the surface of the cantilever main body 101. The specific substance 102 may be directly fixed to the cantilever body 101 or may be indirectly fixed. Normally, as shown in FIG. 20, the metal film 103 formed on the surface of the cantilever main body 101 and the organic molecule 104 fixed on the metal film 103 are immobilized on the organic molecule 104. As a result, the specific substance 102 is indirectly fixed to the cantilever main body 101. In FIG. 19, the specific substance 102 is not shown. Further, in FIG. 19, it is assumed that a portion (hereinafter, appropriately referred to as “interaction portion”) 105 to which the specific substance 102 is immobilized is formed on the upper surface of the detection cantilever 100 in the drawing.

検出用カンチレバー100に用いるカンチレバー本体101に制限はなく、公知のカンチレバーを任意に用いることができる。
例えば、カンチレバー本体101の材料に制限は無く、任意の材料を用いることができるが、通常は、可撓性を有するものを用いる。カンチレバー本体101の材料の具体例としては、例えば、シリコン、窒化シリコンなどが挙げられる。
There is no limitation on the cantilever main body 101 used for the detection cantilever 100, and a known cantilever can be arbitrarily used.
For example, the material of the cantilever main body 101 is not limited and any material can be used, but usually a flexible material is used. Specific examples of the material of the cantilever main body 101 include silicon and silicon nitride.

また、カンチレバー本体101の形状にも制限は無いが、通常は、カンチレバー本体101は自由端と固定端とを有する直方体形状の部材として形成される。また、他の例としては、三角形の一辺を固定端とした形状や、更にその三角形の内側を打ち抜いた形状も可能である。なお、特定物質102や、適宜用いられる金属膜103及び有機分子104などは非常に薄い膜として形成されるため、カンチレバー本体101の形状を検出用カンチレバー100自体の形状とみなすことができる。本実施形態においては、カンチレバー本体101は、図19に示したように、支持部材106から直方体形状に延在して形成された部材であるとして説明する。   Although the shape of the cantilever body 101 is not limited, the cantilever body 101 is usually formed as a rectangular parallelepiped member having a free end and a fixed end. As another example, a shape having one side of a triangle as a fixed end, and a shape obtained by punching the inside of the triangle are also possible. Note that the specific substance 102, the metal film 103 and the organic molecules 104 that are used as appropriate, and the like are formed as very thin films, so that the shape of the cantilever body 101 can be regarded as the shape of the detection cantilever 100 itself. In the present embodiment, the cantilever main body 101 will be described as a member that extends from the support member 106 into a rectangular parallelepiped shape as shown in FIG.

さらに、カンチレバー本体101の寸法にも制限は無いが、通常は、長さL(即ち、自由端から固定端までの距離)が、検出用カンチレバー100表面と検出対象物質との相互作用により生じるたわみを確実に測定できるだけ充分に長く形成されていることが好ましい。寸法の一例を挙げれば、カンチレバー本体101を直方体形状に形成した場合、通常、長さLは10μm〜1000μm、幅Wは5μm〜500μm、厚さTは0.1μm〜5μmの範囲にそれぞれ設定することが好ましい。   Further, although the size of the cantilever main body 101 is not limited, normally, the length L (that is, the distance from the free end to the fixed end) is a deflection caused by the interaction between the surface of the detection cantilever 100 and the detection target substance. It is preferable that the length is long enough to reliably measure. As an example of dimensions, when the cantilever body 101 is formed in a rectangular parallelepiped shape, the length L is usually set in a range of 10 μm to 1000 μm, the width W is set in a range of 5 μm to 500 μm, and the thickness T is set in a range of 0.1 μm to 5 μm. It is preferable.

また、カンチレバー本体101の作製方法にも制限はなく、公知の方法を任意に用いることができる。例えば、既存の半導体プロセスなどにより、AFM(原子間力顕微鏡)中で使用されるようなカンチレバーと同様にして作製することができる。
ところで、半導体形成プロセスを利用してカンチレバー本体101を作製した場合、同一条件で作製した場合であっても、作製ロット間、ウエファ間、さらには同一ウエファ内の場所間で、膜厚や材質に差異が生じてしまうことがある。これには、半導体形成プロセス以外の技術においても生じうる。
Moreover, there is no restriction | limiting in the production method of the cantilever main body 101, A well-known method can be used arbitrarily. For example, it can be produced in the same manner as a cantilever used in an AFM (Atomic Force Microscope) by an existing semiconductor process.
By the way, when the cantilever main body 101 is manufactured using a semiconductor formation process, even if it is manufactured under the same conditions, the film thickness and the material can be changed between manufacturing lots, between wafers, and between locations in the same wafer. Differences can occur. This can also occur in technologies other than the semiconductor formation process.

上記の膜厚や材質の差異は、同一製造ロット同士であれば小さくなり、さらに同一ウエファ内から取り出したもの同士であればより小さくなる。さらに、同一ウエファ内でも、取り出した場所が近いところであればあるほど、その違いはさらに小さくなる。これを利用して、同一測定で用いられる複数の検出用カンチレバー100のカンチレバー本体101は、同一のウエファから作製されることが好ましく、ウエファ上でも隣り合った位置で作製されることがより好ましい。   The difference in film thickness and material described above becomes smaller if they are the same production lot, and becomes smaller if they are taken out from the same wafer. Furthermore, the difference is even smaller the closer the location where it is removed, even within the same wafer. Using this, the cantilever bodies 101 of the plurality of detection cantilevers 100 used in the same measurement are preferably manufactured from the same wafer, and more preferably manufactured at adjacent positions on the wafer.

また、同一測定で用いられる複数の検出用カンチレバー100は互いに切り離さずに一体のまま用いることも好ましい。切り離さないことによって、これら複数の検出用カンチレバー100を組み合わせて測定を行なうことが明示されるとともに、複数のカンチレバーの取り付け作業も簡易化される。   It is also preferable to use a plurality of detection cantilevers 100 used in the same measurement as one piece without being separated from each other. By not separating, it is clearly shown that measurement is performed by combining the plurality of detection cantilevers 100, and the mounting operation of the plurality of cantilevers is simplified.

なお、検出用カンチレバー100やカンチレバー本体101は非常に小さいため、通常は、何らかの支持部材106に支持されるようになっている。この支持部材106はカンチレバー本体101と別に用意して後から検出用カンチレバー100やカンチレバー本体101を固定するようにしてもよい。しかし、上記のように半導体形成プロセスを利用してカンチレバー本体101を作製する場合には、同一ウエファのカンチレバー本体101を形成した部分が検出用カンチレバー100やカンチレバー本体101となり、ウエファのその他の部分が支持部材106となるようになっている。したがって、上記のように同一ウエファ上で形成した検出用カンチレバー100を切り離さずに使用する場合、それらの検出用カンチレバー100は共通の支持部材106に支持されることになる。
また、支持部材106は検出用カンチレバー100やカンチレバー本体101より大きく強度も強いため、通常は、この支持部材106を支持具で固定して、検出用カンチレバー100を分析装置に装着するようになっている。
Since the detection cantilever 100 and the cantilever main body 101 are very small, they are usually supported by some kind of support member 106. The support member 106 may be prepared separately from the cantilever body 101 and the detection cantilever 100 and the cantilever body 101 may be fixed later. However, when the cantilever main body 101 is manufactured using the semiconductor formation process as described above, the portion where the cantilever main body 101 of the same wafer is formed becomes the detection cantilever 100 or the cantilever main body 101, and the other portions of the wafer are A support member 106 is formed. Therefore, when the detection cantilevers 100 formed on the same wafer as described above are used without being separated, the detection cantilevers 100 are supported by the common support member 106.
Further, since the support member 106 is larger and stronger than the detection cantilever 100 and the cantilever main body 101, the support member 106 is usually fixed with a support and the detection cantilever 100 is attached to the analyzer. Yes.

また、検出用カンチレバー100の表面には、相互作用部105に凹凸が形成されるよう、図19に示すように凹凸パターン107を形成することが好ましい。これにより、検出対象物質を検出する際の検出感度を高めることができる。なお、検出用カンチレバー100の表面に凹凸パターン107を形成する場合には、カンチレバー本体101表面を凹凸形状に形成してもよく、カンチレバー本体101上に形成される金属層103を凹凸形状に形成してもよく、他の手法によってもよい。   Further, it is preferable to form a concavo-convex pattern 107 on the surface of the detection cantilever 100 as shown in FIG. Thereby, the detection sensitivity at the time of detecting a detection target substance can be raised. When the uneven pattern 107 is formed on the surface of the detection cantilever 100, the surface of the cantilever body 101 may be formed in an uneven shape, and the metal layer 103 formed on the cantilever body 101 is formed in an uneven shape. Alternatively, other methods may be used.

さらに、検出用カンチレバー100は、通常、前述のように検出対象物質と特定物質とが相互作用することによって検出用カンチレバー100にたわみが生じるよう、相互作用部105において特定物質を有している。
特定物質は、その目的に応じて、任意の物質を用いることができる。具体例を挙げれば、酵素、抗体、レクチン、レセプター、プロテインA、プロテインG、プロテインA/G、アビジン、ストレプトアビジン、ニュートラアビジン、グルタチオン−S−トランスフェラーゼ、糖タンパク質等のタンパク質、ペプチド、アミノ酸、ホルモン、核酸、糖、オリゴ糖、多糖、シアル酸誘導体、シアル化糖鎖等の糖鎖、脂質、低分子化合物、上述以外の高分子有機物質、無機物質、若しくはこれらの融合体、または、ウィルス、若しくは細胞を構成する分子などの生体分子が挙げられる。また、このほか、例えば細胞等の生体分子以外の物質を特定物質として用いることもできる。なお、これら特定物質は、検体中の検出対象物質と特定物質との相互作用(結合性等)を測定する際の標的物質となる。
Further, the detection cantilever 100 normally has a specific substance in the interaction unit 105 so that the detection cantilever 100 is bent by the interaction between the detection target substance and the specific substance as described above.
As the specific substance, any substance can be used according to the purpose. Specific examples include enzymes, antibodies, lectins, receptors, protein A, protein G, protein A / G, avidin, streptavidin, neutravidin, glutathione-S-transferase, glycoproteins, peptides, amino acids, hormones Nucleic acids, sugars, oligosaccharides, polysaccharides, sialic acid derivatives, sugar chains such as sialylated sugar chains, lipids, low molecular weight compounds, macromolecular organic substances other than those mentioned above, inorganic substances, or fusions thereof, or viruses, Or biomolecules, such as a molecule | numerator which comprises a cell, are mentioned. In addition, substances other than biomolecules such as cells can be used as the specific substance. These specific substances serve as target substances when measuring the interaction (binding property, etc.) between the detection target substance and the specific substance in the specimen.

また、上記の特定物質の例の中でも、タンパク質としては、タンパク質の全長であっても、結合活性部位を含む部分ペプチドであってもよい。また、アミノ酸配列、及びその機能が既知のタンパク質でも、未知のタンパク質でもよい。これらは、合成されたペプチド鎖、生体より精製されたタンパク質、あるいはcDNAライブラリー等から適当な翻訳系を用いて翻訳し、精製したタンパク質等でも標的物質として用いることができる。合成されたペプチド鎖は、これに糖鎖が結合した糖タンパク質であってもよい。これらのうち好ましくは、精製されたタンパク質である。   Further, among the examples of the specific substance, the protein may be the full length of the protein or a partial peptide including a binding active site. Further, the protein may be a protein whose amino acid sequence and its function are known or unknown. These can also be used as target substances, such as synthesized peptide chains, proteins purified from living bodies, or proteins that have been translated from a cDNA library or the like using an appropriate translation system and purified. The synthesized peptide chain may be a glycoprotein having a sugar chain bound thereto. Of these, a purified protein is preferable.

さらに、核酸としては、特に制限はなく、DNA、RNAの他、アプタマー等の核酸塩基、PNA等のペプチド核酸を用いることもできる。また、塩基配列あるいは機能が、既知の核酸でも、未知の核酸でもよい。好ましくは、タンパク質に結合能力を有する、核酸としての機能及び塩基配列が既知のものか、あるいは、ゲノムライブラリー等から制限酵素等を用いて切断単離してきたものを用いることができる。   Furthermore, there is no restriction | limiting in particular as a nucleic acid, In addition to DNA and RNA, nucleobases, such as an aptamer, and peptide nucleic acids, such as PNA, can also be used. The nucleic acid may be a known nucleic acid or an unknown nucleic acid. Preferably, a protein having a binding ability and having a known nucleic acid function and base sequence, or one that has been cleaved and isolated from a genomic library or the like using a restriction enzyme or the like can be used.

また、糖鎖としては、その糖配列あるいは機能が、既知の糖鎖でも未知の糖鎖でもよい。好ましくは、既に分離解析され、糖配列あるいは機能が既知の糖鎖が用いられる。
さらに、低分子化合物としては、相互作用する能力を有する限り、特に制限はない。機能が未知のものでも、あるいはタンパク質に結合する能力が既に知られているものでも用いることができるが、医薬候補化合物等が好適に用いられる。
The sugar chain may be either a known sugar chain or an unknown sugar chain. Preferably, a sugar chain that has already been separated and analyzed and whose sugar sequence or function is known is used.
Further, the low molecular compound is not particularly limited as long as it has the ability to interact. Although those with unknown functions or those with already known ability to bind to proteins can be used, drug candidate compounds and the like are preferably used.

上述した特定物質の中でも、特に、糖鎖を用いると、ウィルスや細菌等の、他の方法では検出しにくい検出対象物質を高感度に検出することが可能となるため、好ましい。
糖鎖は、例えば、グルコース、ガラクトース、マンノース、フコース、キシロース、N−アセチルグルコサミン、N−アセチルガラクトサミン、シアル酸などの単糖及びその誘導体により構成される。この際、糖鎖を構成する少なくとも1つの単糖の中に、シアル酸又は置換シアル酸が含まれることが好ましい。置換シアル酸の例としてはフッ素化シアル酸が挙げられ、具体例としては3−フルオロシアル酸が挙げられる。これにより、検体中に含まれる酵素などによる糖鎖の分解が起き難くなるという利点がある。
Among the specific substances described above, it is particularly preferable to use a sugar chain because it is possible to detect a detection target substance that is difficult to detect by other methods, such as viruses and bacteria, with high sensitivity.
The sugar chain is composed of monosaccharides such as glucose, galactose, mannose, fucose, xylose, N-acetylglucosamine, N-acetylgalactosamine, sialic acid, and derivatives thereof. At this time, it is preferable that sialic acid or substituted sialic acid is contained in at least one monosaccharide constituting the sugar chain. An example of a substituted sialic acid is fluorinated sialic acid, and a specific example is 3-fluorosialic acid. As a result, there is an advantage that sugar chains are hardly decomposed by an enzyme or the like contained in the specimen.

また、糖鎖のグルコシド結合部が、酸素原子の代わりに、窒素原子、炭素原子、硫黄原子のいずれかであることが好ましい。これにより、検体中に含まれる酵素などによる糖鎖の分解が起き難くなるという利点がある。   Moreover, it is preferable that the glucoside bond part of a sugar chain is a nitrogen atom, a carbon atom, or a sulfur atom instead of an oxygen atom. As a result, there is an advantage that sugar chains are hardly decomposed by an enzyme or the like contained in the specimen.

糖鎖の具体例としては、[NeuAcα2−6(3)Galβ1−4(3)GlcNAcβ1−]構造を有するシアリルラクト系I型及びII型糖鎖、[NeuAcα2−6(3)Galβ1−4(3)GalNAcβ1−]構造を有するシアリルガングリオ系糖鎖、[NeuAcα2−6(3)Galβ1−4(3)Glcβ1−]構造を有するシアリルラクトース糖鎖などがを挙げることができるが、これらに限定はされない。通常、糖鎖は、人工的に合成することが可能である為に、目的とする検出対象物質への選択性の高い構造を設計、合成することが可能である。
なお、特定物質は、1種を単独で用いても良く、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
Specific examples of the sugar chain include sialyllacto type I and type II sugar chains having the structure [NeuAcα2-6 (3) Galβ1-4 (3) GlcNAcβ1-], [NeuAcα2-6 (3) Galβ1-4 (3 ) A sialylganglio sugar chain having a GalNAcβ1-] structure, a sialyl lactose sugar chain having a [NeuAcα2-6 (3) Galβ1-4 (3) Glcβ1-] structure, and the like. Not. Usually, since a sugar chain can be artificially synthesized, it is possible to design and synthesize a structure with high selectivity to a target substance to be detected.
In addition, a specific substance may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.

さらに、検出用カンチレバー100の相互作用部105は、通常、検出対象物質と相互作用することによって検出用カンチレバー100にたわみが生じればよいので、検出対象物質と相互作用する合成化学物質が固定化されていてもよいし、場合によっては、検出用カンチレバー100は特に物質が固定化されていない状態であっても構わない。   Furthermore, since the interaction unit 105 of the detection cantilever 100 usually only needs to bend by the interaction with the detection target substance, the synthetic chemical substance that interacts with the detection target substance is immobilized. In some cases, the detection cantilever 100 may be in a state in which no substance is particularly immobilized.

カンチレバー本体101の表面に特定物質を固定して相互作用部105を形成する手法に制限は無いが、例えば、以下の固定化手法により固定化を行なうことができる。
カンチレバー本体101表面に特定物質を固定化して検出用カンチレバー100を作製する場合、図20に示すように、カンチレバー本体101表面に金属膜103を成膜し、成膜した金属膜103上に有機分子104を固定して、この有機分子104上に特定物質102を固定化することができる。これにより、相互作用部105は、カンチレバー本体101の表面に成膜された金属膜103と、金属膜103上に固定された有機分子104と、有機分子104上に固定化された特定物質105とを有する部分として形成される。なお、図20において、有機分子104は説明のため、有機分子104を個々に描くのではなく有機分子104が集合した層として描いてある。
There is no limitation on the method of fixing the specific substance on the surface of the cantilever main body 101 to form the interaction part 105. For example, the fixation can be performed by the following fixing method.
When the detection cantilever 100 is manufactured by immobilizing a specific substance on the surface of the cantilever body 101, as shown in FIG. 20, a metal film 103 is formed on the surface of the cantilever body 101, and organic molecules are formed on the formed metal film 103. The specific substance 102 can be immobilized on the organic molecule 104 by immobilizing 104. As a result, the interaction unit 105 includes the metal film 103 formed on the surface of the cantilever body 101, the organic molecules 104 fixed on the metal film 103, and the specific substance 105 fixed on the organic molecules 104. It is formed as a part having In FIG. 20, the organic molecules 104 are drawn as a layer in which the organic molecules 104 are gathered instead of drawing them individually for the sake of explanation.

金属膜103は、その表面に有機分子104を固定することができれば他に制限は無く、任意の材料で形成することができる。
また、金属膜103は1層のみを単独で形成した単層構造の膜としてもよく、2以上の層を任意の組み合わせ及び厚みで積層した構造の膜としても良い。
ただし、金属膜103の最外層は、金で形成されていることが好ましい。即ち、金属膜103が単層構造を有している場合は金属膜103自体を金で形成し、積層構造を有している場合は有機分子104が固定される最も外側の層が金で形成されることが好ましい。これにより、金属膜103に有機分子を容易に固定することができる。
The metal film 103 is not particularly limited as long as the organic molecules 104 can be fixed on the surface thereof, and can be formed of any material.
In addition, the metal film 103 may be a single-layer film in which only one layer is formed alone, or may be a film in which two or more layers are stacked in any combination and thickness.
However, the outermost layer of the metal film 103 is preferably formed of gold. That is, when the metal film 103 has a single layer structure, the metal film 103 itself is formed of gold. When the metal film 103 has a stacked structure, the outermost layer to which the organic molecules 104 are fixed is formed of gold. It is preferred that Thereby, organic molecules can be easily fixed to the metal film 103.

さらに、金属膜103が積層構造を有している場合は、金属膜103は、カンチレバー本体101の表面と金属膜103の最外層との間にクロムからなる層を有していることが好ましい。これにより、金属膜103とカンチレバー本体101の表面との接着力が向上するという利点が得られる。   Further, when the metal film 103 has a laminated structure, the metal film 103 preferably has a layer made of chromium between the surface of the cantilever body 101 and the outermost layer of the metal film 103. Thereby, the advantage that the adhesive force of the metal film 103 and the surface of the cantilever main body 101 improves is acquired.

また、金属膜103の膜厚に制限は無く任意であるが、通常1nm以上、好ましくは10nm以上、また、通常10μm以下、好ましくは5μm以下である。この範囲の下限を下回ると有機分子104の固定が不十分になってしまう虞があり、上限を上回ると良好な金属膜103を成膜できなくなる虞があるためである。   The thickness of the metal film 103 is not limited and is arbitrary, but is usually 1 nm or more, preferably 10 nm or more, and usually 10 μm or less, preferably 5 μm or less. If the lower limit of this range is not reached, the organic molecules 104 may not be fixed sufficiently, and if the upper limit is exceeded, a good metal film 103 may not be formed.

さらに、上記の金属膜103の形成方法に制限は無く、公知の方法を任意に用いることができるが、通常は、スパッタリング、蒸着などにより形成する。
なお、カンチレバー本体101自体が金属により形成されている場合、カンチレバー本体101の表面を金属膜103として利用することも可能である。
Furthermore, there is no restriction | limiting in the formation method of said metal film 103, Although a well-known method can be used arbitrarily, Usually, it forms by sputtering, vapor deposition, etc.
If the cantilever body 101 itself is made of metal, the surface of the cantilever body 101 can be used as the metal film 103.

上記の金属膜103上には、有機分子104が固定される。この有機分子104は、金属膜103に対して固定することができ、また、この有機分子104上に特定物質102を固定化することができるものであればその種類に制限は無く、公知の有機分子104から固定化する特定物質102の種類等に応じて適当なものを任意に用いることができる。   On the metal film 103, organic molecules 104 are fixed. The organic molecule 104 can be fixed to the metal film 103, and the type of the organic molecule 104 is not limited as long as the specific substance 102 can be fixed on the organic molecule 104. Any appropriate substance can be used depending on the type of the specific substance 102 to be immobilized from the molecule 104.

ただし、上記の有機分子104は、その末端にメルカプト基(−SH基)を有していることが好ましい。この場合、有機分子104は金属膜103に対して、安定な「硫黄原子−金属結合」で固定されるため、有機分子104を金属膜103に強固に固定することが可能となる。   However, the organic molecule 104 preferably has a mercapto group (—SH group) at its end. In this case, since the organic molecule 104 is fixed to the metal film 103 by a stable “sulfur atom-metal bond”, the organic molecule 104 can be firmly fixed to the metal film 103.

有機分子104の具体例を挙げると、16−メルカプトヘキサデカン酸などが挙げられる。
なお、有機分子104は1種を単独で用いても良く、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
さらに、有機分子104の固定量は任意であるが、通常は高密度に固定することが好ましい。これにより、固定化されている有機分子104の層の膜厚が均一化することができるという利点がある。
Specific examples of the organic molecule 104 include 16-mercaptohexadecanoic acid.
In addition, the organic molecule 104 may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.
Furthermore, the amount of the organic molecules 104 to be fixed is arbitrary, but it is usually preferable to fix them at a high density. Thereby, there is an advantage that the film thickness of the fixed organic molecule 104 layer can be made uniform.

また、有機分子104は金属膜103の表面に2次元的に固定してもよいが、3次元的に積層して構成するようにしても良い。さらに、有機分子104を層として形成する場合、単層構造であっても積層構造であっても良い。ただし、通常は単層構造とすることが望ましい。複数層であるよりも、単層構造である方が、有機分子104の層の膜厚を制御することが容易であるためである。なお、図20においては有機分子104が単層に形成されたものを例として示した。
さらに、有機分子104の固定方法に制限は無く、公知の方法を任意に用いることができるが、通常は、「硫黄原子−金属結合」により固定化される。
Further, the organic molecules 104 may be fixed two-dimensionally on the surface of the metal film 103, but may be configured to be three-dimensionally stacked. Further, when the organic molecule 104 is formed as a layer, it may have a single layer structure or a laminated structure. However, it is usually desirable to have a single layer structure. This is because it is easier to control the film thickness of the organic molecule 104 in the single-layer structure than in the case of a plurality of layers. Note that FIG. 20 shows an example in which the organic molecules 104 are formed in a single layer.
Furthermore, there is no restriction | limiting in the fixing method of the organic molecule 104, Although a well-known method can be used arbitrarily, Usually, it fix | immobilizes by a "sulfur atom-metal bond."

また、上記の有機分子104上には特定物質102が固定化され、これにより、金属膜103及び有機分子104を介して特定物質102がカンチレバー本体101表面に固定化されて、相互作用部105に特定物質102を有する検出用カンチレバー100が形成されている。   In addition, the specific substance 102 is immobilized on the organic molecule 104, whereby the specific substance 102 is immobilized on the surface of the cantilever body 101 via the metal film 103 and the organic molecule 104, and the interaction unit 105 is fixed. A detection cantilever 100 having a specific substance 102 is formed.

ここで、特定物質102はどのような結合により有機分子104に固定化されていてもよいが、通常は、共有結合によって固定化されていることが望ましい。これにより、特定物質102を有機分子104に強固に固定化することができる。このような場合、特定物質102は、例えばエステル結合、アミド結合、−C=N−結合、エーテル結合、チオエーテル結合、炭素原子による結合などを介して固定化されていることが望ましい。なお、特定物質102は1種の結合により固定化されていても良く、任意の2種以上の結合により固定化されていても良い。   Here, the specific substance 102 may be immobilized on the organic molecule 104 by any bond, but it is usually desirable that the specific substance 102 be immobilized by a covalent bond. Thereby, the specific substance 102 can be firmly fixed to the organic molecule 104. In such a case, it is desirable that the specific substance 102 is immobilized through, for example, an ester bond, an amide bond, a —C═N— bond, an ether bond, a thioether bond, a bond with a carbon atom, or the like. The specific substance 102 may be fixed by one type of bond, or may be fixed by any two or more types of bonds.

また、特定物質102には、固定化するための官能基が結合していても良い。
さらに、有機分子104上に特定物質102を固定化する場合、その具体的な操作は任意である。通常は、特定物質102の溶液を有機分子104に接触させることにより、有機分子104上に特定物質102を固定化する。この場合に特定物質102を希釈させる溶媒や分散媒は、特定物質102の活性や構造の安定性等を考慮して調整することが好ましい。
The specific substance 102 may have a functional group for immobilization.
Furthermore, when immobilizing the specific substance 102 on the organic molecule 104, the specific operation is arbitrary. Usually, the specific substance 102 is immobilized on the organic molecule 104 by bringing the solution of the specific substance 102 into contact with the organic molecule 104. In this case, the solvent or dispersion medium for diluting the specific substance 102 is preferably adjusted in consideration of the activity of the specific substance 102, the stability of the structure, and the like.

また、本発明の検出方法においては、検出用カンチレバー100の変位量を測定することになるが、この場合、変位量の測定方式により、検出用カンチレバー100には適宜、変位量測定用の部材を設けるようにする。
例えば、検出用カンチレバー100の変位量を光学式で測定する場合、通常、検出用カンチレバー100には、反射面108を形成する。この場合、反射面108には、変位量の測定に用いる光を効果的に反射できるように、表面処理が施される。具体的な表面処理は任意であるが、例えば、反射面108に金属膜を形成する等の処理が施される。この際、検出用カンチレバー100に特定物質102を固定化するために設けた金属膜103を、上記反射のための金属膜として利用することも可能である。なお、図19の構成では、検出用カンチレバー100の相互作用部105と反対側の面に反射面108が設けられているものとする。
In the detection method of the present invention, the amount of displacement of the detection cantilever 100 is measured. In this case, a member for measuring the amount of displacement is appropriately attached to the detection cantilever 100 according to the displacement amount measurement method. Make it.
For example, when the amount of displacement of the detection cantilever 100 is measured by an optical method, the reflection surface 108 is usually formed on the detection cantilever 100. In this case, the reflective surface 108 is subjected to a surface treatment so that light used for measuring the amount of displacement can be effectively reflected. Specific surface treatment is optional, but for example, treatment such as forming a metal film on the reflective surface 108 is performed. At this time, the metal film 103 provided for immobilizing the specific substance 102 on the detection cantilever 100 can be used as the metal film for reflection. In the configuration of FIG. 19, it is assumed that the reflection surface 108 is provided on the surface opposite to the interaction portion 105 of the detection cantilever 100.

さらに、例えば、検出用カンチレバー100のたわみ量を電気式で測定する場合、通常は、検出用カンチレバー100の表面(通常は片面)に圧電抵抗素子(図示省略)をパターニングする。圧電抵抗素子部の材料、パターン形状、寸法などに制限は無く、公知のものを任意に用いることができる。   Further, for example, when the amount of deflection of the detection cantilever 100 is measured electrically, usually, a piezoelectric resistance element (not shown) is patterned on the surface (usually one side) of the detection cantilever 100. There is no restriction | limiting in the material of a piezoresistive element part, a pattern shape, a dimension, etc., A well-known thing can be used arbitrarily.

[2−2.補正用カンチレバー]
検出用カンチレバーを用いて検出対象物質の検出を行なう際、複数のカンチレバーを同時に用いて検出を行なうことも可能である。各々検出用カンチレバーを複数用いることも可能であるが、補正用カンチレバーを少なくとも1つ用いることによって、検出用カンチレバーの検出精度を向上させることができるようになる。
[2-2. Correction cantilever]
When the detection target substance is detected using the detection cantilever, it is also possible to perform detection using a plurality of cantilevers simultaneously. Although it is possible to use a plurality of detection cantilevers, the detection accuracy of the detection cantilever can be improved by using at least one correction cantilever.

補正用カンチレバーは、環境変化等によるたわみを影響を排除するべく、検出用カンチレバーの変位量に補正を加えるための補正値を測定する目的で使用するカンチレバーである。即ち、検出用カンチレバーや補正用カンチレバーを含め、カンチレバーは、検出対象物質と特定物質とが相互作用することにより生じる表面応力の変化以外にも、温度や圧力等の環境の変化によっても、その変位量が変動する。したがって、変位量の測定を行なう場合、環境変化によるたわみの影響を排除して、目的とする検出対象物質と特定物質とが相互作用したことにより生じた変位量のみを測定することが望ましい。補正用カンチレバーは、上記の環境変化による変位量を排除するために用いられる。   The correction cantilever is a cantilever used for the purpose of measuring a correction value for adding a correction to the displacement amount of the detection cantilever in order to eliminate the influence of the deflection caused by the environmental change or the like. In other words, the cantilever, including the detection cantilever and the correction cantilever, is displaced by changes in the environment such as temperature and pressure in addition to changes in the surface stress caused by the interaction between the detection target substance and the specific substance. The amount varies. Therefore, when measuring the amount of displacement, it is desirable to measure only the amount of displacement caused by the interaction between the target substance to be detected and the specific substance, eliminating the influence of deflection due to environmental changes. The correction cantilever is used to eliminate the displacement due to the environmental change.

補正用カンチレバーは、相互作用によるたわみは生じず、環境変化などの相互作用以外の要因によるたわみは生じるように形成することが望ましい。したがって、これを実現するため、補正用カンチレバーには、通常、特定物質を固定化しない。即ち、補正用カンチレバーの全表面は、特定物質を固定化されていない非固定化部として形成するようにする。   It is desirable that the correction cantilever be formed such that no deflection due to interaction occurs, and that deflection due to factors other than interaction such as environmental changes occurs. Therefore, in order to realize this, a specific substance is not normally immobilized on the correction cantilever. That is, the entire surface of the correction cantilever is formed as a non-immobilized portion where the specific substance is not immobilized.

さらに、補正用カンチレバーは、特定物質を固定化しないこと以外は、補正対象である検出用カンチレバーと可能な限り同様に形成することがより好ましい。具体的には、寸法及び材質等ができるだけ等しいことが好ましい。これにより、検出用カンチレバー及び補正用カンチレバーそれぞれに同様の環境変化が加わったとき、両者には環境変化によるたわみが同じ変位量だけ生じるようにすることができる。したがって、検出用カンチレバーのたわみ量は相互作用による変位量と環境変化による変位量との和となり、一方、補正用カンチレバーの変位量は環境変化によるたわみ量のみとなるため、両者の差を算出することによって相互作用による変位量を正確に測定することが可能となる。   Further, it is more preferable that the correction cantilever be formed in the same manner as possible with the detection cantilever to be corrected except that the specific substance is not immobilized. Specifically, it is preferable that dimensions and materials are as equal as possible. As a result, when the same environmental change is applied to each of the detection cantilever and the correction cantilever, the deflection due to the environmental change can be caused in both by the same displacement amount. Therefore, the deflection amount of the detection cantilever is the sum of the displacement amount due to the interaction and the displacement amount due to the environmental change, while the displacement amount of the correction cantilever is only the deflection amount due to the environmental change. This makes it possible to accurately measure the amount of displacement due to the interaction.

なお、補正用カンチレバーの用途に応じて、補正用カンチレバーの表面に、金属層、有機分子、または、検出用カンチレバーに固定した特定物質とは検出対象物質に対する相互作用の大きさが異なる別の補正用の物質(以下適宜、「参照物質」という)などを固定化するようにしてもよい。この場合でも、補正用カンチレバーを用いた、さらに適切な補正を行なうことが可能となる場合がある。なお、参照物質の例としては、特定物質と同様のものが挙げられる。   Depending on the application of the correction cantilever, the correction cantilever surface has a metal layer, organic molecules, or a specific substance fixed to the detection cantilever. Material (hereinafter referred to as “reference material”) or the like may be immobilized. Even in this case, it may be possible to perform more appropriate correction using the correction cantilever. Examples of the reference substance include the same substances as the specific substance.

中でも、補正用カンチレバーに参照物質を固定化することが好ましい。また、この場合、検出用カンチレバーに特定物質を固定化するために金属層や有機分子を用いている場合には、補正用カンチレバーに参照物質を固定化するために検出用カンチレバーと同様の金属層や有機分子を用いるようにすることがより好ましい。これらによって、検出の精度をより高めることが可能となるためである。   Among these, it is preferable to fix the reference substance to the correction cantilever. In this case, when a metal layer or an organic molecule is used to immobilize a specific substance on the detection cantilever, a metal layer similar to the detection cantilever is used to immobilize the reference substance on the correction cantilever. It is more preferable to use organic molecules. This is because the detection accuracy can be further increased.

即ち、例えば検出対象物質と全く相互作用を生じない適切な参照物質を補正用カンチレバーに固定化した場合には、検出用カンチレバーに生じる環境変化によるたわみに非常に近いたわみを補正用カンチレバーに生じさせ、検出用カンチレバーに生じる相互作用によるたわみ量をより正確に測定することが可能となるのである。   That is, for example, when an appropriate reference material that does not interact with the detection target substance is immobilized on the correction cantilever, the correction cantilever causes a deflection very close to the deflection caused by the environmental change that occurs in the detection cantilever. This makes it possible to more accurately measure the amount of deflection due to the interaction generated in the detection cantilever.

また、補正用カンチレバーのたわみ量を測定するため、補正用カンチレバーには、検出用カンチレバーと同様に、反射面や圧電抵抗素子などの、変位量測定用の部材を形成することが望ましい。この際、補正用カンチレバーにも反射面を形成するのであれば、この補正用カンチレバーの反射面にも検出用カンチレバーの反射面と同様に表面処理を施すことが好ましい。   Further, in order to measure the deflection amount of the correction cantilever, it is desirable that the correction cantilever be formed with a displacement measuring member such as a reflective surface or a piezoresistive element in the same manner as the detection cantilever. At this time, if a reflective surface is also formed on the correction cantilever, the reflective surface of the correction cantilever is preferably subjected to surface treatment in the same manner as the reflective surface of the detection cantilever.

ただし、この際、補正用カンチレバーの反射膜として特定物質を固定化しにくい金属、具体的には、アルミニウム、銅、銀等の金属が最外層となるように金属膜を成膜することがより好ましい。通常、金以外の金属を用いた場合、有機分子と金属との結合力は、金を用いた場合に比べて弱くなるため、補正用カンチレバーが特定物質を固定化する能力は、検出用カンチレバーが特定物質を固定化する能力よりも小さくなる。したがって、検出用カンチレバーに特定物質を固定する際に補正用カンチレバーが検出用カンチレバーの近傍にあったとしても、補正用カンチレバーには特定物質が固定化されず、検出用カンチレバー及び補正用カンチレバーを簡単に作製することができる。   However, at this time, it is more preferable to form a metal film so that a metal that is difficult to fix a specific substance as a reflective film of the correction cantilever, specifically, a metal such as aluminum, copper, or silver is the outermost layer. . Normally, when a metal other than gold is used, the binding force between the organic molecule and the metal is weaker than when gold is used. Therefore, the ability of the correction cantilever to immobilize a specific substance is that of the detection cantilever. It becomes smaller than the ability to immobilize a specific substance. Therefore, even when the correction cantilever is in the vicinity of the detection cantilever when the specific substance is fixed to the detection cantilever, the specific substance is not fixed to the correction cantilever, and the detection cantilever and the correction cantilever are simply Can be produced.

[2−3.その他の構成]
上記のように、本発明の検出方法においては、使用するカンチレバーの数に制限は無い。したがって、検出用カンチレバー及び補正用カンチレバーは、それぞれ1個を単独で用いてもよく、2個以上を用いてもよい。
[2-3. Other configurations]
As described above, in the detection method of the present invention, the number of cantilevers to be used is not limited. Accordingly, one detection cantilever and one correction cantilever may be used alone, or two or more maytilevers may be used.

また、通常は、検出用カンチレバーを2個以上用いる場合には、各検出用カンチレバーにはそれぞれ異なる特定物質を固定化し、一度の分析操作でより多くの検出対象物質の検出を行なうことができるように構成することが望ましい。即ち、異なる特定物質を固定化した複数の検出用カンチレバーを用いることにより、複数種の特定物質に対する反応を比較することによって、複数の検出対象物質を一度の分析操作により検出することができるという利点が得られるのである。なお、このような場合、用いるカンチレバーの数は検出対象物質の数により適宜選択することができるが、装置の小型化及び検体の少量化の観点から、例えば5〜10個である。   In general, when two or more detection cantilevers are used, different specific substances are immobilized on each detection cantilever so that more detection target substances can be detected by one analysis operation. It is desirable to configure. That is, by using a plurality of detection cantilevers in which different specific substances are immobilized, it is possible to detect a plurality of detection target substances by a single analysis operation by comparing the reactions to a plurality of types of specific substances. Is obtained. In such a case, the number of cantilevers to be used can be appropriately selected according to the number of detection target substances, but is, for example, 5 to 10 from the viewpoint of downsizing the apparatus and reducing the amount of specimen.

[3.第1実施形態]
以下、図面を用いて本発明の第1実施形態について説明する。
図1〜図4は本発明の第1実施形態について説明するもので、図1は、本発明の第1実施形態にかかるカンチレバーセンサシステムの概要を模式的に示す斜視図である。また、図2は本発明の一実施形態について説明するもので、図2(a)は特定物質と検出対象物質とが相互作用する前の検出用カンチレバーの様子を模式的に示す図であり、図2(b)は特定物質と検出対象物質とが相互作用することによってたわみを生じた際の検出用カンチレバーの様子を模式的に示す図である。さらに、図3は本発明の第1実施形態にかかるカンチレバーセンサシステムの要部を模式的に示す断面図である。また、図4は、検出用カンチレバー3Aがたわみを生じる場合の時間と変位量との関係の一例を模式的に示すグラフである。
[3. First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 4 illustrate a first embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a perspective view schematically showing an outline of a cantilever sensor system according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 illustrates one embodiment of the present invention, and FIG. 2 (a) is a diagram schematically showing the state of the detection cantilever before the specific substance and the detection target substance interact, FIG. 2B is a diagram schematically showing a state of the detection cantilever when the deflection is caused by the interaction between the specific substance and the detection target substance. FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a main part of the cantilever sensor system according to the first embodiment of the present invention. FIG. 4 is a graph schematically showing an example of the relationship between the time and displacement when the detection cantilever 3A is bent.

本実施形態の検出方法で用いるカンチレバーセンサシステムは、光学式にて検出用カンチレバーの変位量を測定するもので、図1に示すように、光源1と、集光手段2と、検出用カンチレバー3Aと、受光素子4と、変位量測定部51と、変位量比較部52とを備えている。なお、変位量測定部51及び変位量比較部52は、ハードウェア的にはコンピュータ5に、コンピュータ5を変位量測定部51及び変位量比較部52として機能させるためのプログラムを読み込ませて構成したものである。さらに、本実施形態のカンチレバーセンサシステムでは、検出用カンチレバー3Aは検体接触部としての透明容器6に装着されているものとする。なお、図1において、符号Iで示すものは検出に用いる光を表わす。   The cantilever sensor system used in the detection method of the present embodiment measures the displacement amount of the detection cantilever using an optical method. As shown in FIG. 1, the light source 1, the condensing means 2, and the detection cantilever 3A. A light receiving element 4, a displacement measuring unit 51, and a displacement comparing unit 52. The displacement measuring unit 51 and the displacement comparing unit 52 are configured by causing the computer 5 to read a program for causing the computer 5 to function as the displacement measuring unit 51 and the displacement comparing unit 52 in terms of hardware. Is. Furthermore, in the cantilever sensor system of this embodiment, the detection cantilever 3A is assumed to be mounted on a transparent container 6 as a specimen contact portion. In FIG. 1, the symbol I indicates light used for detection.

[3−1.光源]
光源1は、検出用カンチレバー3Aに向けて光を照射するものである。本発明の効果を著しく損なわない限り任意の光源を用いることができるが、通常は、レーザー光照射装置を用いることが好ましい。
また、レーザー照射装置は、レーザー光を発光できるものであれば特に制限はない。例えば、ガスレーザー照射装置、半導体レーザー照射装置などが用いられるが、より安価であることから、半導体レーザー照射装置を用いることが好ましい。本実施形態においても、光源1として半導体レーザー照射装置を用いているものとする。
[3-1. light source]
The light source 1 irradiates light toward the detection cantilever 3A. Any light source can be used as long as the effects of the present invention are not significantly impaired, but it is usually preferable to use a laser beam irradiation apparatus.
The laser irradiation device is not particularly limited as long as it can emit laser light. For example, a gas laser irradiation device, a semiconductor laser irradiation device, or the like is used, but it is preferable to use a semiconductor laser irradiation device because it is cheaper. Also in this embodiment, it is assumed that a semiconductor laser irradiation apparatus is used as the light source 1.

[3−2.集光手段]
光源1から検出用カンチレバー3Aへと照射される光は、検出用カンチレバー3Aの表面(具体的には、反射面)において集光させるようにすることが望ましい。したがって、光学式のカンチレバーセンサシステムにおいては、光源1から発せられた光を集光する集光手段2を設けることが望ましい。
[3-2. Condensing means]
It is desirable that the light emitted from the light source 1 to the detection cantilever 3A is condensed on the surface (specifically, the reflection surface) of the detection cantilever 3A. Therefore, in the optical cantilever sensor system, it is desirable to provide the light condensing means 2 for condensing the light emitted from the light source 1.

集光手段2に制限は無いが、例えば、ロッドレンズ21及びシリンドリカルレンズ22,23を組み合わせて構成することができる。即ち、図1に示すように、光源1から発せらた光を、まずロッドレンズ21で所定方向に広げ、広げられた光をシリンドリカルレンズ22により平行光にする。この平行光は、所定方向に対していずれの位置においても平行に(即ち、同じの方向に)進行する光となる。そして、平行光をシリンドリカルレンズ23によって集光する。集光された光は、検出用カンチレバー3Aの表面に集まるように集光される。   Although there is no restriction | limiting in the condensing means 2, For example, it can comprise by combining the rod lens 21 and the cylindrical lenses 22 and 23. FIG. That is, as shown in FIG. 1, the light emitted from the light source 1 is first spread in a predetermined direction by the rod lens 21, and the spread light is converted into parallel light by the cylindrical lens 22. This parallel light is light that travels in parallel (that is, in the same direction) at any position with respect to the predetermined direction. Then, the parallel light is collected by the cylindrical lens 23. The condensed light is collected so as to be collected on the surface of the detection cantilever 3A.

また、例えば、集光手段2としては、上記にて例示した構成においてシリンドリカルレンズ22,23の代わりに円筒凹面ミラーを用いることもできる。他にも、例えば、ロッドレンズ21の代わりに、円筒凸面ミラーを用いることもできる。ただし、光源1から発せられる光のスポット光サイズが、所望の検出精度を得るのに十分大きい場合には、適宜、ロッドレンズ21等を用いることなく光源1からの光を1つのシリンドリカルレンズ23で集光するだけで検出用カンチレバー3Aに照射することも可能である。   For example, as the condensing means 2, a cylindrical concave mirror can be used instead of the cylindrical lenses 22 and 23 in the configuration exemplified above. In addition, for example, a cylindrical convex mirror can be used instead of the rod lens 21. However, when the spot light size of the light emitted from the light source 1 is sufficiently large to obtain a desired detection accuracy, the light from the light source 1 is appropriately transmitted by one cylindrical lens 23 without using the rod lens 21 or the like. It is also possible to irradiate the detection cantilever 3A simply by condensing.

本実施形態では、ロッドレンズ21及びシリンドリカルレンズ22,23を組み合わせた集光手段2により、光源1から発せられた光は検出用カンチレバー3Aに直線状に集光されて、透明容器6を介して検出用カンチレバー3Aに照射されるようになっているものとする。   In the present embodiment, the light emitted from the light source 1 is linearly collected on the detection cantilever 3 </ b> A by the condensing means 2 that combines the rod lens 21 and the cylindrical lenses 22 and 23, and passes through the transparent container 6. It is assumed that the detection cantilever 3A is irradiated.

[3−3.検出用カンチレバー]
本実施形態のカンチレバーセンサシステムには、検出用カンチレバー3Aが設けられていて、この検出用カンチレバー3Aには、光源1が発した光を照射され、さらに、照射された光を反射できるようになっている。
また、本実施形態にかかる検出用カンチレバー3Aは支持部材31Aから延在した直方体形状のカンチレバーとして形成されている。
[3-3. Cantilever for detection]
The cantilever sensor system of the present embodiment is provided with a detection cantilever 3A. The detection cantilever 3A is irradiated with light emitted from the light source 1, and can further reflect the irradiated light. ing.
Further, the detection cantilever 3A according to the present embodiment is formed as a rectangular parallelepiped cantilever extending from the support member 31A.

さらに、この検出用カンチレバー3Aにおいては、図中下側の面に金属層(図1では図示省略)及び有機分子(図1では図示省略)を介して特定物質(図1では図示省略)が固定化されている。また、図中上側の面32Aには照射された光が効果的に反射しうるように表面処理が施されていて、これらの面は反射面として機能するようになっている。なお、以下適宜、この面32Aを反射面と呼ぶ。   Further, in this detection cantilever 3A, a specific substance (not shown in FIG. 1) is fixed to the lower surface in the figure via a metal layer (not shown in FIG. 1) and organic molecules (not shown in FIG. 1). It has become. Further, the upper surface 32A in the drawing is subjected to a surface treatment so that the irradiated light can be effectively reflected, and these surfaces function as reflecting surfaces. Hereinafter, this surface 32A will be referred to as a reflective surface as appropriate.

したがって、図2(a),(b)に示すように、本実施形態にかかる検出用カンチレバー3Aは、検出用カンチレバー3Aに固定化された特定物質Tと相互作用しうる検出対象物質Sが検体に含有されていた場合には、特定物質Tと検出対象物質Sとの相互作用によるたわみが検出用カンチレバー3Aに生じるようになっている。即ち、相互作用が生じる前には図2(a)のようにたわみが生じていない検出用カンチレバー3Aであっても、特定物質Tと検出対象物質Sとが相互作用(図2では、結合)することによって、図2(b)に示すようにたわみが生じるようになっているのである。   Therefore, as shown in FIGS. 2A and 2B, the detection cantilever 3A according to the present embodiment has a detection target substance S that can interact with the specific substance T immobilized on the detection cantilever 3A. In the case where it is contained, the deflection due to the interaction between the specific substance T and the detection target substance S occurs in the detection cantilever 3A. That is, even if the detection cantilever 3A is not bent as shown in FIG. 2A before the interaction occurs, the specific substance T and the detection target substance S interact (bond in FIG. 2). By doing so, the deflection occurs as shown in FIG. 2 (b).

ところで、上述したように光源1から発せられた光は集光手段2によって集光されて、検出用カンチレバー3Aに照射される光は直線状となる。ここで、光源1から発せられた光のうち、検出用カンチレバー3Aが存在しない位置に照射された光は反射されないため、検出用カンチレバー3Aに対応した光のみが、受光素子4に向けて反射するようになっている。   By the way, as described above, the light emitted from the light source 1 is condensed by the condensing means 2, and the light applied to the detection cantilever 3A is linear. Here, of the light emitted from the light source 1, the light irradiated to the position where the detection cantilever 3 </ b> A does not exist is not reflected, so that only the light corresponding to the detection cantilever 3 </ b> A is reflected toward the light receiving element 4. It is like that.

[3−4.透明容器]
本実施形態においては、検出用カンチレバー3Aは透明容器6内に装着されて用いるようになっていて、これにより、検出用カンチレバー3Aは、カンチレバーセンサシステムに対して着脱可能に設けられている。具体的には、光源1が光を照射する部位には、図3に示すような検体を入れる透明容器6が設けられていて、この透明容器6に形成された支持具(カンチレバー装着部)61に検出用カンチレバー3Aの支持部材31Aを固定することによって、検出用カンチレバー3Aを透明容器6内に保持し、カンチレバーセンサシステムに装着することができるようになっている。
[3-4. Transparent container]
In the present embodiment, the detection cantilever 3A is mounted and used in the transparent container 6, whereby the detection cantilever 3A is detachably provided to the cantilever sensor system. Specifically, a transparent container 6 for storing a specimen as shown in FIG. 3 is provided at a site where the light source 1 emits light, and a support (cantilever mounting portion) 61 formed in the transparent container 6. By fixing the support member 31A of the detection cantilever 3A to the detection cantilever 3A, the detection cantilever 3A can be held in the transparent container 6 and mounted on the cantilever sensor system.

本実施形態では、透明容器6は光源1が発する光を透過しうるようになっている。したがって、集光手段2により集光された入射光、及び、検出用カンチレバー3Aで反射した反射光は、透明容器6によってその進行を妨げられることは無いようになっている。
さらに、透明容器6内には、透明容器6に形成された孔62,63を通じて検体を注入・排出できるようになっている。したがって、上記の孔62,63から検体を注入して透明容器6内を検体で満たすことで、検出用カンチレバー3Aに検体を接触させることができるようになっている。
In the present embodiment, the transparent container 6 can transmit light emitted from the light source 1. Accordingly, the incident light collected by the condensing means 2 and the reflected light reflected by the detection cantilever 3A are not prevented from advancing by the transparent container 6.
Furthermore, the specimen can be injected and discharged into the transparent container 6 through holes 62 and 63 formed in the transparent container 6. Therefore, the specimen can be brought into contact with the detection cantilever 3A by injecting the specimen from the holes 62 and 63 and filling the transparent container 6 with the specimen.

また、本実施形態では、支持具61は透明容器6の天井面64に形成され、この支持具61と天井面64との間に支持部材31Aを挟み込むことで、検出用カンチレバー3Aを装着するようになっているものとする。
なお、図1においては透明容器6は二点鎖線で示してある。また、図3において矢印は光を示す。
In the present embodiment, the support 61 is formed on the ceiling surface 64 of the transparent container 6, and the detection cantilever 3 </ b> A is mounted by sandwiching the support member 31 </ b> A between the support 61 and the ceiling surface 64. Suppose that
In FIG. 1, the transparent container 6 is indicated by a two-dot chain line. Moreover, in FIG. 3, the arrow shows light.

[3−5.受光素子]
受光素子4は、検出用カンチレバー3Aで反射された光を受光するものである。また、この受光素子4は、その受光した位置(以下適宜、「受光位置」という)の情報を、コンピュータ5の変位量測定部51に送るようになっている。なお、受光素子4上の受光している部位を、以下適宜、受光部位41Aとよぶ。
[3-5. Light receiving element]
The light receiving element 4 receives the light reflected by the detection cantilever 3A. In addition, the light receiving element 4 is configured to send information of the received position (hereinafter referred to as “light receiving position” as appropriate) to the displacement measuring unit 51 of the computer 5. In addition, the site | part which has received light on the light receiving element 4 is hereafter called the light reception part 41A suitably.

受光素子4の種類に制限は無く、例えば、PSD(位置検出素子)、CCD(電荷結合素子)、CMOS受光素子等が用いられる。なお、これらの受光素子4は1つを単独で用いてもよく、2個以上を組み合わせて用いてもよい。本実施形態においては、CCDを受光素子4として用いているものとする。   There is no restriction | limiting in the kind of light receiving element 4, For example, PSD (position detection element), CCD (charge-coupled element), a CMOS light receiving element, etc. are used. Note that one of these light receiving elements 4 may be used alone, or two or more of them may be used in combination. In this embodiment, it is assumed that a CCD is used as the light receiving element 4.

[3−6.変位量測定部]
変位量測定部51は、受光素子4の受光位置の情報を受け取って、検出用カンチレバー3Aに対応した光の受光位置の移動量を検知し、検知した受光位置の移動量から、検出用カンチレバー3Aの変位量を測定するものである。即ち、検出用カンチレバー3Aにたわみが生じていれば受光素子4の受光位置が移動することになるため、この移動距離の情報を用いることで、変位量測定部51は検出用カンチレバー3Aに生じるたわみの大きさを演算することができるようになっているのである。なお、変位量の測定に用いる受光位置として、受光素子4の受光部位41Aのどの位置を採用するかは適宜定めればよいが、例えば、受光部位41Aの中心の位置を受光位置として採用することができる。
[3-6. Displacement measurement unit]
The displacement measuring unit 51 receives the information on the light receiving position of the light receiving element 4, detects the amount of movement of the light receiving position corresponding to the detection cantilever 3A, and detects the detection cantilever 3A from the detected amount of movement of the light receiving position. The amount of displacement is measured. That is, if the detection cantilever 3A is deflected, the light receiving position of the light receiving element 4 is moved. Therefore, by using the information on the movement distance, the displacement measuring unit 51 is deflected in the detection cantilever 3A. The size of can be calculated. It should be noted that the position of the light receiving part 41A of the light receiving element 4 to be used as the light receiving position used for measuring the displacement amount may be determined as appropriate. For example, the center position of the light receiving part 41A is used as the light receiving position. Can do.

また、変位量測定部51は、少なくとも、検出用カンチレバー3Aに検体を接触させた時点より後、検体に検出対象物質が含まれていた場合に検出用カンチレバー3Aがたわみきるために要する時間が経過する時点よりも前の時間範囲(以下適宜、「特定時間範囲」という)内の、第1時点と第2時点とにおいて、検出用カンチレバー3Aの変位量を測定するようになっていればよい。   Further, the displacement amount measuring unit 51 has elapsed after at least the time required for the detection cantilever 3A to bend when the detection target substance is included in the sample after the sample is brought into contact with the detection cantilever 3A. It is only necessary to measure the displacement amount of the detection cantilever 3A at the first time point and the second time point within the time range before the time point (hereinafter referred to as “specific time range” as appropriate).

例を挙げて説明する。図4は、検出用カンチレバー3Aがたわみを生じる場合の時間と変位量との関係の一例を模式的に示すグラフである。
なお、図4において、上記の検出用カンチレバー3Aに検体を接触させた時点は記号「T1」で表わす。通常、この時点T1以前においては、検出対象物質を含まない標準液が透明容器6内を満たしており、相互作用は生じず、変位量は変化しない。この時点T1において、透明容器6内の標準液が排出され、検体液が注入される。
また、図4において、検体に検出対象物質が含まれていた場合に検出用カンチレバー3Aがたわみきるために要する時間は記号「T0」で表わす。ただし、この時間T0は、予め、試験や文献などにより知っているものとする。なお、時間T0が未知であれば、適宜、予測値を用いることも可能である。
An example will be described. FIG. 4 is a graph schematically showing an example of the relationship between the time and the amount of displacement when the detection cantilever 3A causes deflection.
In FIG. 4, the time point when the specimen is brought into contact with the detection cantilever 3A is represented by the symbol “T 1 ”. Usually, before this time T 1 , the standard solution not containing the detection target substance fills the transparent container 6, no interaction occurs, and the displacement does not change. At this point T 1, the standard solution of the transparent container 6 is discharged, the sample solution is injected.
In FIG. 4, the time required for the detection cantilever 3 </ b> A to bend when the detection target substance is contained in the specimen is represented by the symbol “T 0 ”. However, it is assumed that this time T 0 is known in advance by tests, documents, and the like. If the time T 0 is unknown, a predicted value can be used as appropriate.

さらに、図4において、検体に検出対象物質が含まれていた場合に検出用カンチレバー3Aがたわみきるために要する時間T0が経過する時点は記号「T2」で表わす。この時点T2では、特定物質と検出対象物質との相互作用が完全に進行してしまうため、時点T2以後は検出用カンチレバー3Aはそれ以上たわまず、相互作用による検出用カンチレバー3Aの変位量の変化は停止する。 Further, in FIG. 4, the point in time when the time T 0 required for the detection cantilever 3 </ b > A to bend when the detection target substance is contained in the specimen is represented by the symbol “T 2 ”. At this time point T 2 , the interaction between the specific substance and the detection target substance is completely advanced. Therefore, the detection cantilever 3 A is not further bent after the time point T 2, and the detection cantilever 3 A is displaced by the interaction. The change in quantity stops.

したがって、この図4の例においては、時点T1より後で時点T2よりも前の時間範囲が、特定時間範囲となる。また、この特定時間範囲は、時点T1よりも後で、時点T1から時間T0が経過するよりも前の時間範囲、ということもできる。
このような場合においては、変位量測定部51は、少なくとも、時点T1より後で時点T2より前の2つの時点、即ち、第1時点t1と第2時点t2とにおいて、検出用カンチレバー3Aの変位量を測定するようになっていればよいのである。これはつまり、特定時間範囲内の所定の時間範囲(以下適宜、「所定時間範囲」という)の始点(即ち、第1時点t1)と終点(即ち、第2時点t2)とにおいて、変位量を測定することを表わす。なお、第1時点t1のほうが第2時点t2よりも以前であるとする。
Therefore, in the example of FIG. 4, the time range after the time point T 1 and before the time point T 2 is the specific time range. Also, this particular time range, later than time T 1, it is also possible that the time range, before the time T 0 from the time T 1 is passed.
In such a case, the displacement amount measurement unit 51 detects at least at two time points after the time point T 1 and before the time point T 2 , that is, at the first time point t 1 and the second time point t 2 . The amount of displacement of the cantilever 3A only needs to be measured. In other words, this is the displacement at the start point (that is, the first time point t 1 ) and the end point (that is, the second time point t 2 ) of the predetermined time range within the specific time range (hereinafter referred to as “predetermined time range” as appropriate). Represents measuring a quantity. It is assumed that the first time point t 1 is earlier than the second time point t 2 .

ただし、検体と検出用カンチレバー3Aとを接触させた直後は検出用カンチレバー3A自体が安定しないことが多い為、第1時点t1としては、時点T1の以後に、通常0分より大きく、好ましくは5分以上、また、通常30分以下、好ましくは20分以下の時間が経過した時間範囲内であることが望ましい。一方、第2時点t2としては、時点T1の以後に、通常10分以上、好ましくは20分以上、また、通常120分以下、好ましくは60分以下の時間が経過した時間範囲内であることが望ましい。 However, since the detection cantilever 3A itself is often not stable immediately after the specimen and the detection cantilever 3A are brought into contact with each other, the first time point t 1 is usually greater than 0 minutes after the time point T 1. Is within a time range in which a time of 5 minutes or more, usually 30 minutes or less, preferably 20 minutes or less has elapsed. On the other hand, the second time point t 2 is within the time range after the time point T 1 , usually 10 minutes or more, preferably 20 minutes or more, and usually 120 minutes or less, preferably 60 minutes or less. It is desirable.

本実施形態においては、変位量測定部51は、常時、検出用カンチレバー3Aの変位量を測定しており、したがって、検出用カンチレバー3Aに検体を接触させた時点T1以前から、第1時点t1を経て、第2時点t2まで、検出用カンチレバー3Aの変位量を測定するようになっているものとする。また、第1時点t1及び第2時点t2は、キーボード等のインターフェース(図示省略)によってオペレータがコンピュータ5に指示することにより、その指示内容を変位量測定部51及び変位量比較部52が読み込むことで、設定されるようになっているものとする。さらに、測定された変位量は、変位量比較部52に送られるようになっている。 In this embodiment, the displacement amount measuring unit 51 always measures the displacement amount of the detection cantilever 3A. Therefore, from the time T 1 before the sample is brought into contact with the detection cantilever 3A, the first time t through 1, to the second time point t 2, and are made to measure the displacement amount of the detection cantilever 3A. The first time point t 1 and the second time point t 2 are indicated by the displacement amount measurement unit 51 and the displacement amount comparison unit 52 when the operator instructs the computer 5 through an interface (not shown) such as a keyboard. It is assumed that it is set by reading. Further, the measured displacement amount is sent to the displacement amount comparison unit 52.

[3−7.変位量比較部]
変位量比較部52は、変位量測定部51が測定した変位量のうち、第1時点t1で測定された検出用カンチレバー3Aの変位量と、第2時点t2で測定された検出用カンチレバー3Aの変位量とを比較するものである。
[3-7. Displacement comparison unit]
Displacement amount comparing unit 52, among the amount of displacement is the displacement amount measuring unit 51 to measure the displacement amount of the detection cantilever 3A measured at the first time point t 1, detection cantilever measured at second time t 2 The displacement amount of 3A is compared.

具体的には、第1時点t1で測定された変位量と第2時点t2で測定された変位量との差を算出し、差が生じている場合(即ち、差の絶対値が0より大きい場合)検体中に検出対象物質が存在しているものと判定し、差が生じていない場合(即ち、差の絶対値が0の場合)には検体中に検出対象物質が存在していないものと判定する。上記の差は、所定時間範囲において生じた変位量の変化を表わすものであり、このような変化が現れた場合には、上記の検出対象物質と特定物質との相互作用が生じており、したがって、検体中に検出対象物質が存在しているものと判定することができるのである。 Specifically, the difference between the displacement amount measured at the first time point t 1 and the displacement amount measured at the second time point t 2 is calculated, and when the difference occurs (that is, the absolute value of the difference is 0). If it is larger) it is determined that the detection target substance is present in the sample, and if there is no difference (that is, the absolute value of the difference is 0), the detection target substance is present in the sample. Judge that there is no. The above difference represents a change in the amount of displacement that has occurred within a predetermined time range. When such a change appears, the above-mentioned detection target substance and the specific substance interact with each other. Therefore, it can be determined that the detection target substance is present in the sample.

また、所定の閾値を予め設定しておき、上記の差の絶対値が、上記閾値以上であれば検出対象物質が存在していると判定し、閾値未満なら検出対象物質が存在していないと判定するようにしてもよい。これは、変位量測定時のノイズによる誤検出を防止するためである。なお、この閾値は、測定装置の測定精度や検体の種類等に応じて、適切な値を任意に設定するものとする。   Further, a predetermined threshold value is set in advance, and if the absolute value of the difference is equal to or greater than the threshold value, it is determined that the detection target substance exists, and if the absolute value of the difference is less than the threshold value, the detection target substance does not exist. You may make it determine. This is to prevent erroneous detection due to noise during displacement measurement. Note that this threshold value is arbitrarily set according to the measurement accuracy of the measurement apparatus, the type of specimen, and the like.

さらに、上記の差の絶対値の大きさは、検体中の検出対象物質の量や濃度等に関する情報も含んでいる。即ち、一般に検体中の検出対象物質の量や濃度が大きいほど検出用カンチレバー3Aのたわみも大きくなるため、差の絶対値が大きいほど検出対象物質の量や濃度が大きいと判断することができる。したがって、上記の差により上記の量や濃度を測定することも可能である。なお、この場合、予め上記の差と検出対象物質の濃度等との対応を示す表などの情報をコンピュータ5内の記録部(図示省略)に記録させ、その情報を基に上記の差から濃度等の情報を出力する演算部(図示省略)をコンピュータ5に設けてもよい。   Further, the magnitude of the absolute value of the difference includes information on the amount and concentration of the detection target substance in the sample. That is, in general, the greater the amount or concentration of the detection target substance in the specimen, the greater the deflection of the detection cantilever 3A. Therefore, it can be determined that the greater the absolute value of the difference, the greater the amount or concentration of the detection target substance. Therefore, it is also possible to measure the amount and concentration based on the difference. In this case, information such as a table indicating correspondence between the difference and the concentration of the detection target substance is recorded in advance in a recording unit (not shown) in the computer 5, and the concentration is calculated from the difference based on the information. A computing unit (not shown) for outputting such information may be provided in the computer 5.

本実施形態においては、変位量比較部52は、上記変位量の差の絶対値が所定の閾値以上であるか否かの判定を行なうことにより、検出対象物質の検出が行なわれるようになっているものとする。
また、比較の結果、即ち、検出対象物質の有無及び差の値は、図示しない出力装置に出力されるようになっている。また、出力された差を基に、オペレータが検体中の検出対象物質の濃度等の情報を認識するようになっているものとする。
In this embodiment, the displacement amount comparison unit 52 detects the detection target substance by determining whether or not the absolute value of the difference between the displacement amounts is equal to or greater than a predetermined threshold value. It shall be.
Further, the result of the comparison, that is, the presence / absence of the detection target substance and the difference value are output to an output device (not shown). Further, it is assumed that the operator recognizes information such as the concentration of the detection target substance in the sample based on the output difference.

[3−8.検出方法]
上述したカンチレバーセンサシステムを用いて、本実施形態の検出方法により検体中の検出対象物質の検出する場合には、まず、支持具61に検出用カンチレバー3Aを装着した状態で、光源1から検出用カンチレバー3Aに光を照射しながら検出用カンチレバー3Aに検体を接触させる。そして、少なくとも上記の第1時点t1と第2時点t2とにおいて検出用カンチレバー3Aの変位量を測定する。その後、上記第1時点t1で測定した検出用カンチレバー3Aの変位量と上記第2時点t2で測定した検出用カンチレバー3Aの変位量とを比較することにより、検出対象物質の検出を行なう。
以下、詳しく説明する。
[3-8. Detection method]
When detecting the detection target substance in the sample by the detection method of the present embodiment using the above-described cantilever sensor system, first, the detection cantilever 3A is mounted on the support 61 and the detection can be performed from the light source 1. The specimen is brought into contact with the detection cantilever 3A while irradiating the cantilever 3A with light. Then, measuring the displacement amount of the detection cantilever 3A at least a first time point t 1 of the second time point t 2 Prefecture. Thereafter, the detection target substance is detected by comparing the displacement amount of the detection cantilever 3A measured at the first time point t 1 with the displacement amount of the detection cantilever 3A measured at the second time point t 2 .
This will be described in detail below.

まず、支持具61と透明容器6の天井面64で支持部材31Aを挟み込むようにして、支持具61に検出用カンチレバー3Aを装着する。また、検出に用いる条件として、第1時点t1及び第2時点t2の情報、並びに、変位量比較部52が用いる閾値の情報を、予め変位量測定部51及び変位量比較部52に入力しておく。 First, the detection cantilever 3 </ b> A is attached to the support 61 so that the support member 31 </ b> A is sandwiched between the support 61 and the ceiling surface 64 of the transparent container 6. In addition, as conditions used for detection, information on the first time point t 1 and the second time point t 2 and information on threshold values used by the displacement amount comparison unit 52 are input to the displacement amount measurement unit 51 and the displacement amount comparison unit 52 in advance. Keep it.

そして、検出対象物質を含まない標準液を透明容器6に満たした後、光源1から検出用カンチレバー3Aに光を照射する。照射された光は、検出用カンチレバー3Aの反射面32Aで反射し、受光素子4に向けて照射される。なお、この際、検出用カンチレバー3Aで反射した光が受光素子4で受光されない場合には、検出用カンチレバー3Aや受光素子4の位置や傾きを調節し、上記のように確実に受光されるように初期調整を行なうようにする。標準液は、この初期調整のためのものである。
受光素子4に照射された光は、受光素子4の受光部位41Aにて受光される。また、受光素子4は、受光位置の情報を、変位量測定部51に送る。
And after filling the transparent container 6 with the standard solution which does not contain a detection target substance, light is irradiated from the light source 1 to the detection cantilever 3A. The irradiated light is reflected by the reflecting surface 32A of the detection cantilever 3A and is irradiated toward the light receiving element 4. At this time, if the light reflected by the detection cantilever 3A is not received by the light receiving element 4, the position and inclination of the detection cantilever 3A and the light receiving element 4 are adjusted so that the light is reliably received as described above. Make initial adjustments. The standard solution is for this initial adjustment.
The light irradiated to the light receiving element 4 is received by the light receiving portion 41 </ b> A of the light receiving element 4. In addition, the light receiving element 4 sends information on the light receiving position to the displacement measuring unit 51.

本実施形態では、このような状態で、透明容器6内の標準液を排出した後、透明容器6内に検体を注入し、検出用カンチレバー3Aと検体とを接触させる。なお、この時点が、時点T1である。
検出用カンチレバー3Aと検体とが接触すると、検出用カンチレバー3Aに固定化された特定物質と相互作用しうる検出対象物質が検体に含有されていた場合には、特定物質と検出対象物質との相互作用によるたわみが検出用カンチレバー3Aに生じる。
In this embodiment, in such a state, after the standard solution in the transparent container 6 is discharged, the specimen is injected into the transparent container 6 and the detection cantilever 3A and the specimen are brought into contact with each other. This time is time T 1 .
When the detection cantilever 3A and the specimen come into contact with each other, when the detection target substance that can interact with the specific substance immobilized on the detection cantilever 3A is contained in the specimen, the mutual relation between the specific substance and the detection target substance Deflection due to the action occurs in the detection cantilever 3A.

検出用カンチレバー3Aにたわみが生じると、検出用カンチレバー3Aで反射した光の進行方向は、検出用カンチレバー3Aの変位量に応じて変動する。そうすると、受光素子4への光の進行方向も変動し、これにより、受光素子4上における受光部位41Aも移動し、したがって、受光位置も移動することになる。   When deflection occurs in the detection cantilever 3A, the traveling direction of the light reflected by the detection cantilever 3A varies according to the amount of displacement of the detection cantilever 3A. If it does so, the advancing direction of the light to the light receiving element 4 will also fluctuate, and this will also move the light reception site | part 41A on the light receiving element 4, and, therefore, the light receiving position will also move.

検出用カンチレバー3Aに対応した光の受光位置の情報は変位量測定部51に送られる。そして、変位量測定部51は、受光素子4の受光位置の情報を受け取って、受光位置の移動量を検知し、検知した受光位置の移動量から、検出用カンチレバー3Aの変位量を測定する。   Information on the light receiving position corresponding to the detection cantilever 3 </ b> A is sent to the displacement measuring unit 51. The displacement measuring unit 51 receives information on the light receiving position of the light receiving element 4, detects the amount of movement of the light receiving position, and measures the amount of displacement of the detection cantilever 3A from the detected amount of movement of the light receiving position.

ここで、本実施形態においては、変位量測定部51は、常時、変位量を測定しているため、第1時点t1になればその第1時点t1における変位量を測定し、第2時点t2になればその第2時点t2における変位量を測定することになる。そして、これらの第1時点t1及び第2時点t2での測定結果を含め、測定された検出用カンチレバー3Aの変位量は、変位量比較部52に送られる。 Here, in the present embodiment, the displacement amount measuring unit 51 always measures the displacement amount. Therefore, when the first time point t 1 is reached, the displacement amount measuring unit 51 measures the displacement amount at the first time point t 1 , and the second time point. When the time point t 2 is reached, the displacement amount at the second time point t 2 is measured. The measured displacement amount of the detection cantilever 3 </ b> A including the measurement results at the first time point t 1 and the second time point t 2 is sent to the displacement amount comparison unit 52.

変位量比較部52では、変位量測定部51から送られてきた変位量から、オペレータにより与えられた条件に従って、第1時点t1で測定された検出用カンチレバー3Aの変位量と、第2時点t2で測定された検出用カンチレバー3Aの変位量とを比較し、両変位量の差が閾値以上か否かを判定することにより、検体中の検出対象物質を検出する。
そして、変位量比較部52の結果として、検出対象物質の有無及び差の値は、出力装置(図示省略)に出力される。また、出力された差の値を基に、オペレータが検体中の検出対象物質の有無及び濃度を検出する。
In the displacement amount comparison unit 52, the displacement amount of the detection cantilever 3A measured at the first time point t 1 according to the condition given by the operator from the displacement amount sent from the displacement amount measurement unit 51, and the second time point comparing the displacement amount of the detection cantilever 3A measured at t 2, by the difference between the amount of displacement to determine whether or larger than the threshold, to detect the detection target substance in a sample.
As a result of the displacement amount comparison unit 52, the presence / absence of the detection target substance and the difference value are output to an output device (not shown). Further, based on the output difference value, the operator detects the presence and concentration of the detection target substance in the sample.

[3−9.効果]
本実施形態の検出方法を用いた場合、上記のようにして検体中の検出対象物質の検出を行なうことができる。さらに、この際、従来よりも短時間で正確な検出を行なうことが可能である。特に、従来公知の多くのセンサでは検出に要する時間が比較的短かったために検出に要する時間を短くすることは注目されていなかったが、カンチレバーセンサによる検出方法では検出に要する時間が長く、効率面において改善すべき点があった。これに対して、本実施形態のように、検出用カンチレバー3Aがたわみきるのを待つことなく(即ち、時点T2になる前に)短時間で正確な検出を可能としたことにより、検出の効率化を実現することができる。さらに、高価な測定装置が不要であるため、検出に要するコストを低減することも可能となる。
[3-9. effect]
When the detection method of the present embodiment is used, the detection target substance in the sample can be detected as described above. Further, at this time, it is possible to perform accurate detection in a shorter time than in the prior art. In particular, in many conventional sensors, the time required for detection has been relatively short, and thus attention has not been paid to shortening the time required for detection. However, the detection method using a cantilever sensor requires a long time for detection, which is efficient. There was a point to be improved. In contrast, as in the present embodiment, without waiting for detection cantilever 3A Kiru deflection (i.e., before the time T 2) by brief by which enables accurate detection, the detection Efficiency can be realized. Furthermore, since an expensive measuring device is unnecessary, the cost required for detection can be reduced.

また、検出用カンチレバー3Aの表面に特定物質を固定化したため、その特定物質と相互作用しうる検出対象物質が検体中に含まれていれば、その検出対象物質を確実に検出することができる。例えば、特定物質として糖鎖を用いると、従来は検出が困難であったウィルスや細菌などを検出することができる。   Further, since the specific substance is immobilized on the surface of the detection cantilever 3A, if the detection target substance capable of interacting with the specific substance is contained in the sample, the detection target substance can be reliably detected. For example, when a sugar chain is used as the specific substance, it is possible to detect viruses and bacteria that have been difficult to detect.

[4.第2実施形態]
次に、図面を用いて本発明の第2実施形態について説明する。
図5は、本発明の第2実施形態にかかるカンチレバーセンサシステムの概要を模式的に示す斜視図である。なお、図5において、図1〜図4と同様の部位には、図1〜図4と同様の符号を付して示す。
[4. Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 5 is a perspective view schematically showing an outline of a cantilever sensor system according to a second embodiment of the present invention. In FIG. 5, parts similar to those in FIGS. 1 to 4 are denoted by the same reference numerals as in FIGS. 1 to 4.

本実施形態にかかるカンチレバーセンサシステムは、第1実施形態と同様に光学式にて検出用カンチレバーの変位量を測定するものである。ただし、本実施形態においては、補正用カンチレバー3Bを用いて検出用カンチレバーの変位量を補正するようになっていて、そのために、第1実施形態の構成に加えて、補正変位量測定部53と、変位量補正部54とを備えている。   The cantilever sensor system according to the present embodiment measures the displacement amount of the detection cantilever by an optical method as in the first embodiment. However, in this embodiment, the displacement amount of the detection cantilever is corrected using the correction cantilever 3B. For this reason, in addition to the configuration of the first embodiment, the correction displacement amount measurement unit 53 and The displacement amount correction unit 54 is provided.

即ち、本実施形態の検出方法で用いるカンチレバーセンサシステムは、図5に示すように、光源1と、集光手段2と、検出用カンチレバー3Aと、補正用カンチレバー3Bと、受光素子4と、変位量測定部51と、補正変位量測定部53と、変位量補正部54と、変位量比較部52とを備えている。なお、変位量測定部51、補正変位量測定部53、変位量補正部54及び変位量比較部52は、ハードウェア的にはコンピュータ5に、コンピュータ5を変位量測定部51、補正変位量測定部53、変位量補正部54及び変位量比較部52として機能させるためのプログラムを読み込ませて構成したものである。さらに、本実施形態のカンチレバーセンサシステムでも、検出用カンチレバー3A及び補正用カンチレバー3Bは検体接触部としての透明容器6に装着されているものとする。   That is, as shown in FIG. 5, the cantilever sensor system used in the detection method of the present embodiment includes a light source 1, a light collecting means 2, a detection cantilever 3A, a correction cantilever 3B, a light receiving element 4, and a displacement. An amount measuring unit 51, a corrected displacement amount measuring unit 53, a displacement amount correcting unit 54, and a displacement amount comparing unit 52 are provided. The displacement measuring unit 51, the corrected displacement measuring unit 53, the displacement correcting unit 54, and the displacement comparing unit 52 are the same in hardware as the computer 5, and the computer 5 is replaced with the displacement measuring unit 51 and the corrected displacement measuring. It is configured by reading a program for functioning as the unit 53, the displacement amount correction unit 54, and the displacement amount comparison unit 52. Furthermore, also in the cantilever sensor system of the present embodiment, it is assumed that the detection cantilever 3A and the correction cantilever 3B are mounted on a transparent container 6 as a specimen contact portion.

[4−1.光源]
光源1としては、第1実施形態と同様のものを用いることができる。
また、本実施形態においては、光源1は、検出用カンチレバー3Aだけでなく、補正用カンチレバー3Bにも光を照射することになる。したがって、光源1としては、検出用カンチレバー3A及び補正用カンチレバー3B毎に別々の光源1を用いるようにしてもよい。ただし、検出用カンチレバー3A及び補正用カンチレバー3Bの変位量をより正確に比較する観点からは、検出用カンチレバー3A及び補正用カンチレバー3Bに共通の光源1を用いるようにすることが好ましい。
本実施形態においても、光源1として、検出用カンチレバー3A及び補正用カンチレバー3Bに共通の半導体レーザー照射装置を用いているものとする。
[4-1. light source]
As the light source 1, the thing similar to 1st Embodiment can be used.
In the present embodiment, the light source 1 irradiates not only the detection cantilever 3A but also the correction cantilever 3B. Therefore, as the light source 1, a separate light source 1 may be used for each of the detection cantilever 3A and the correction cantilever 3B. However, from the viewpoint of more accurately comparing the displacement amounts of the detection cantilever 3A and the correction cantilever 3B, it is preferable to use the common light source 1 for the detection cantilever 3A and the correction cantilever 3B.
Also in this embodiment, it is assumed that a semiconductor laser irradiation device common to the detection cantilever 3A and the correction cantilever 3B is used as the light source 1.

[4−2.集光手段]
光源1から検出用カンチレバー3A及び補正用カンチレバー3Bへと照射される光は、第1実施形態と同様に、検出用カンチレバー3A及び補正用カンチレバー3Bの表面(具体的には、反射面)において集光させるようにすることが望ましい。この際に用いる集光手段2としては、第1実施形態と同様のものを用いることができる。
[4-2. Condensing means]
The light emitted from the light source 1 to the detection cantilever 3A and the correction cantilever 3B is collected on the surface (specifically, the reflection surface) of the detection cantilever 3A and the correction cantilever 3B as in the first embodiment. It is desirable to make it light. As the condensing means 2 used at this time, the same thing as 1st Embodiment can be used.

ただし、本実施形態においては、集光手段2は、検出用カンチレバー3A及び補正用カンチレバー3Bの両方の表面で光を集光させるようにすべきであり、したがって、検出用カンチレバー3A及び補正用カンチレバー3Bの設置位置は、集光手段2の構成に応じて適切に設定すべきである。   However, in the present embodiment, the light condensing means 2 should condense light on the surfaces of both the detection cantilever 3A and the correction cantilever 3B, and therefore, the detection cantilever 3A and the correction cantilever 3B. The installation position of 3B should be appropriately set according to the configuration of the light collecting means 2.

本実施形態では、シリンドリカルレンズ23は光源1が発した光を所定方向に沿って直線状に集光するようになっているものとする。そして、検出用カンチレバー3A及び補正用カンチレバー3Bを所定方向に一列に並べて並置することにより、検出用カンチレバー3A及び補正用カンチレバー3Bに均一に光を照射できるようになっているものとする。   In the present embodiment, it is assumed that the cylindrical lens 23 collects light emitted from the light source 1 in a straight line along a predetermined direction. It is assumed that the detection cantilever 3A and the correction cantilever 3B are arranged in a line in a predetermined direction and juxtaposed so that the detection cantilever 3A and the correction cantilever 3B can be irradiated with light uniformly.

[4−3.検出用カンチレバー]
本実施形態において、検出用カンチレバー3Aは、第1実施形態と同様である。
[4-3. Cantilever for detection]
In the present embodiment, the detection cantilever 3A is the same as in the first embodiment.

[4−4.補正用カンチレバー]
本実施形態のカンチレバーセンサシステムには、補正用カンチレバー3Bが設けられている。この補正用カンチレバー3Bは、特定物質の代わりに参照物質が固定化されている他は、検出用カンチレバー3Aと同様に構成されている。
[4-4. Correction cantilever]
The cantilever sensor system of this embodiment is provided with a correction cantilever 3B. The correction cantilever 3B is configured in the same manner as the detection cantilever 3A except that a reference substance is immobilized instead of the specific substance.

即ち、補正用カンチレバー3Bは、検出用カンチレバー3Aと同様に、光源1が発した光を照射され、さらに、照射された光を反射できるようになっている。したがって、補正用カンチレバー3Bの、光によって照射される部位(即ち、被照射部位)33Bの形状は線分上となるが、その被照射部位33Aから反射する光は、受光素子4に受光された場合にはスポット状となるようになっている。
また、本実施形態にかかる補正用カンチレバー3Bは支持部材31Bから延在した直方体形状のカンチレバーとして形成されている。
That is, the correction cantilever 3B is irradiated with the light emitted from the light source 1 and can reflect the emitted light in the same manner as the detection cantilever 3A. Therefore, the shape of the part 33B irradiated with light (that is, the irradiated part) 33B of the correction cantilever 3B is on the line segment, but the light reflected from the irradiated part 33A is received by the light receiving element 4. In some cases, it is spot-like.
Further, the correction cantilever 3B according to the present embodiment is formed as a rectangular parallelepiped cantilever extending from the support member 31B.

さらに、この補正用カンチレバー3Bにおいては、図中下側の面に金属層(図5では図示省略)及び有機分子(図5では図示省略)を介して参照物質(図5では図示省略)が固定化されている。また、図中上側の面32Bには照射された光が効果的に反射しうるように表面処理が施されていて、これらの面は反射面として機能するようになっている。なお、以下適宜、この面32Bを反射面と呼ぶ。   Further, in this correction cantilever 3B, a reference substance (not shown in FIG. 5) is fixed to the lower surface in the figure via a metal layer (not shown in FIG. 5) and organic molecules (not shown in FIG. 5). It has become. Further, the upper surface 32B in the drawing is subjected to a surface treatment so that the irradiated light can be effectively reflected, and these surfaces function as a reflecting surface. Hereinafter, this surface 32B will be appropriately referred to as a reflective surface.

したがって、本実施形態の補正用カンチレバー3Bは、検体に接触しても相互作用によるたわみを生じることは無いが、例えば環境変化等に起因する検体中の検出対象物質の有無によらないたわみを検出用カンチレバー3Aと同じ大きさだけ生じるようになっている。   Therefore, the correction cantilever 3B according to the present embodiment does not cause a deflection due to an interaction even when it comes into contact with the specimen, but detects a deflection that does not depend on the presence or absence of a detection target substance in the specimen due to an environmental change or the like, for example. The size is the same as that of the cantilever 3A.

[4−5.透明容器]
本実施形態においても、カンチレバーセンサシステムには透明容器6が設けられている。この透明容器6は、図3に示すように、検出用カンチレバー3Aに加えて補正用カンチレバー3Bをも装着できるようになっている他は、第1実施形態と同様である。なお、補正用カンチレバー3Bは、検出用カンチレバー3Aと同様にして、この透明容器6に装着し、検体と接触させ、透明容器6を透過した光によって変位量を測定できるようになっている。
なお、図5においては透明容器6は二点鎖線で示してある。
[4-5. Transparent container]
Also in this embodiment, the transparent container 6 is provided in the cantilever sensor system. As shown in FIG. 3, the transparent container 6 is the same as the first embodiment except that a correction cantilever 3B can be mounted in addition to the detection cantilever 3A. The correction cantilever 3B is mounted on the transparent container 6 in the same manner as the detection cantilever 3A, and can be measured for the amount of displacement by light transmitted through the transparent container 6 in contact with the specimen.
In FIG. 5, the transparent container 6 is indicated by a two-dot chain line.

[4−6.受光素子]
本実施形態で用いる受光素子4は、検出用カンチレバー3Aに加え、補正用カンチレバー3Bで反射された光を受光し、その受光位置の情報を、コンピュータ5の変位量測定部51に送るようになっている他は、第1実施形態と同様である。なお、以下適宜、補正用カンチレバー3Bで反射された光を受光する受光素子4上の部位は、受光部位41Bという。
[4-6. Light receiving element]
The light receiving element 4 used in the present embodiment receives light reflected by the correction cantilever 3B in addition to the detection cantilever 3A, and sends information on the light reception position to the displacement measuring unit 51 of the computer 5. Other than that, the second embodiment is the same as the first embodiment. Hereinafter, the part on the light receiving element 4 that receives the light reflected by the correction cantilever 3B will be referred to as a light receiving part 41B.

[4−7.変位量測定部]
本実施形態にかかる変位量測定部51は、測定した検出用カンチレバー3Aの変位量を、変位量補正部54に送るようになっている他は、第1実施形態と同様である。したがって、変位量測定部51は常時検出用カンチレバー3Aの変位量を測定しているため、第1時点t1及び第2時点t2になれば、それぞれの時点t1,t2における変位量を測定するようになっている。
[4-7. Displacement measurement unit]
The displacement measuring unit 51 according to the present embodiment is the same as the first embodiment except that the measured displacement of the detection cantilever 3A is sent to the displacement correcting unit 54. Therefore, since the displacement amount measuring unit 51 measures the displacement amount of constantly detecting cantilever 3A, if the first time point t 1 and the second time point t 2, the displacement at each time point t 1, t 2 It comes to measure.

なお、本実施形態においても第1実施形態と同様に、上記の第1時点t1及び第2時点t2の情報、並びに、変位量比較部52が用いる閾値の情報は、キーボード等のインターフェース(図示省略)によってオペレータがコンピュータ5に指示することにより、その指示内容を変位量測定部51、補正変位量測定部53、変位量補正部54及び変位量比較部52が読み込むことで、設定されるようになっているものとする。 In the present embodiment as well, as in the first embodiment, the information on the first time point t 1 and the second time point t 2 and the threshold value information used by the displacement amount comparison unit 52 are displayed on an interface such as a keyboard ( When the operator instructs the computer 5 by (not shown), the instruction content is set by reading the displacement amount measuring unit 51, the corrected displacement amount measuring unit 53, the displacement amount correcting unit 54, and the displacement amount comparing unit 52. It is assumed that

[4−8.補正変位量測定部]
補正変位量測定部53は、変位量測定部51と同様にして、受光素子4の受光位置の情報を受け取って、補正用カンチレバー3Bに対応した光の受光位置の移動量を検知し、検知した受光位置の移動量から、補正用カンチレバー3Bの変位量を測定するものである。
[4-8. Corrected displacement measurement unit]
The correction displacement amount measuring unit 53 receives the information on the light receiving position of the light receiving element 4 in the same manner as the displacement amount measuring unit 51, and detects and detects the movement amount of the light receiving position corresponding to the correction cantilever 3B. The displacement of the correction cantilever 3B is measured from the amount of movement of the light receiving position.

したがって、本実施形態において、補正変位量測定部53は、常時、補正用カンチレバー3Bの変位量を測定しており、このため、検出用カンチレバー3Aに検体を接触させた時点T1以前から、第1時点t1を経て、第2時点t2まで、補正用カンチレバー3Bの変位量を測定するようになっているものとする。
さらに、測定された補正用カンチレバー3Bの変位量は、変位量補正部54に送られるようになっている。
Therefore, in the present embodiment, the correction displacement amount measurement unit 53 always measures the displacement amount of the correction cantilever 3B. Therefore, from the time T 1 before the specimen is brought into contact with the detection cantilever 3A, It is assumed that the displacement amount of the correction cantilever 3B is measured from one time point t 1 to the second time point t 2 .
Further, the measured displacement amount of the correction cantilever 3 </ b> B is sent to the displacement amount correction unit 54.

[4−9.変位量補正部]
変位量補正部54は、検出用カンチレバー3Aの変位量を補正用カンチレバー3Bの変位量で補正し、特定物質と検出対象物質との相互作用以外の要因による変位量を除去するものである。本実施形態では、変位量補正部54は、第1時点t1及び第2時点t2のそれぞれについて、変位量測定部51が測定した検出用カンチレバー3Aの変位量から補正変位量測定部53が測定した補正用カンチレバー3Bの変位量を引き、補正後の検出用カンチレバー3Aの変位量を変位量比較部52に送るようになっている。
[4-9. Displacement correction unit]
The displacement amount correction unit 54 corrects the displacement amount of the detection cantilever 3A with the displacement amount of the correction cantilever 3B, and removes the displacement amount caused by factors other than the interaction between the specific substance and the detection target substance. In the present embodiment, the displacement amount correction unit 54 is configured so that the correction displacement amount measurement unit 53 determines the displacement amount of the detection cantilever 3A measured by the displacement amount measurement unit 51 for each of the first time point t 1 and the second time point t 2. The measured displacement amount of the correction cantilever 3B is subtracted and the corrected displacement amount of the detection cantilever 3A is sent to the displacement amount comparison unit 52.

即ち、変位量測定部51で測定された検出用カンチレバー3Aの変位量は、相互作用によるたわみと相互作用以外によるたわみとを含むものである。一方、補正変位量測定部53で測定された補正用カンチレバー3Bの変位量は、相互作用以外によるたわみのみを含むものである。したがって、変位量測定部51で測定された検出用カンチレバー3Aの変位量から補正変位量測定部53で測定された補正用カンチレバー3Bの変位量を引算すれば、相互作用により生じた変位量を、より正確に得ることができるのである。   That is, the displacement amount of the detection cantilever 3 </ b> A measured by the displacement amount measurement unit 51 includes a deflection caused by the interaction and a deflection caused by other than the interaction. On the other hand, the displacement amount of the correction cantilever 3B measured by the correction displacement amount measurement unit 53 includes only deflection due to other than the interaction. Therefore, if the displacement amount of the correction cantilever 3B measured by the correction displacement amount measurement unit 53 is subtracted from the displacement amount of the detection cantilever 3A measured by the displacement amount measurement unit 51, the displacement amount caused by the interaction is obtained. Can be obtained more accurately.

[4−10.変位量比較部]
本実施形態において、変位量比較部52は、変位量補正部54から送られる補正後の検出用カンチレバー3Aの変位量を用いて、第1時点t1で測定した検出用カンチレバー3Aの変位量と第2時点t2で測定した検出用カンチレバー3Aの変位量とを比較するものである。変位量測定部51が測定した変位量の代わりに、変位量補正部54が補正した検出用カンチレバー3Aの変位量を用いる他は、第1実施形態と同様になっている。
なお、本実施形態においても、判定の結果、即ち、検出対象物質の有無及び差の値は、図示しない出力装置に出力されるようになっている。また、出力された差を基に、オペレータが検体中の検出対象物質の濃度等の情報を認識するようになっているものとする。
[4-10. Displacement comparison unit]
In the present embodiment, the displacement amount comparing unit 52 uses the displacement amount of the detection cantilever 3A after correction sent from the displacement amount correction section 54, and the displacement amount of the detection cantilever 3A measured at the first time t 1 The displacement amount of the detection cantilever 3A measured at the second time point t 2 is compared. Instead of the displacement amount measured by the displacement amount measurement unit 51, the displacement amount of the detection cantilever 3A corrected by the displacement amount correction unit 54 is used, which is the same as in the first embodiment.
In the present embodiment, the determination result, that is, the presence / absence of the detection target substance and the difference value are output to an output device (not shown). Further, it is assumed that the operator recognizes information such as the concentration of the detection target substance in the sample based on the output difference.

[4−11.検出方法]
上述したカンチレバーセンサシステムを用いて、本実施形態の検出方法により検体中の検出対象物質の検出する場合には、まず、支持具61に検出用カンチレバー3A及び補正用カンチレバー3Bを装着した状態で、光源1から検出用カンチレバー3A及び補正用カンチレバー3Bに光を照射しながら検出用カンチレバー3A及び補正用カンチレバー3Bに検体を接触させる。そして、少なくとも上記の第1時点t1と第2時点t2とにおいて検出用カンチレバー3A及び補正用カンチレバー3Bの変位量を測定する。次いで、少なくとも上記第1時点t1及び第2時点t2それぞれにおいて、補正用カンチレバー3Bの変位量を用いて検出用カンチレバー3Aの変位量の補正を行なう。その後、上記第1時点t1での検出用カンチレバー3Aの補正後の変位量と、上記第2時点t2で測定した検出用カンチレバー3Aの補正後の変位量とを比較することにより、検出対象物質の検出を行なう。
以下、詳しく説明する。
[4-11. Detection method]
When detecting the detection target substance in the sample by the detection method of the present embodiment using the above-described cantilever sensor system, first, in a state where the detection cantilever 3A and the correction cantilever 3B are attached to the support 61, The specimen is brought into contact with the detection cantilever 3A and the correction cantilever 3B while irradiating light from the light source 1 to the detection cantilever 3A and the correction cantilever 3B. Then, measuring the displacement amount of the detection cantilever 3A and correction cantilever 3B at least a first time point t 1 of the second time point t 2 Prefecture. Next, at least at each of the first time point t 1 and the second time point t 2 , the displacement amount of the detection cantilever 3A is corrected using the displacement amount of the correction cantilever 3B. After that, by comparing the corrected displacement amount of the detection cantilever 3A at the first time point t 1 with the corrected displacement amount of the detection cantilever 3A measured at the second time point t 2 , The substance is detected.
This will be described in detail below.

まず、支持具61と透明容器6の天井面64で支持部材31A及び支持部材31Bを挟み込むようにして、支持具61に検出用カンチレバー3A及び補正用カンチレバー3Bを装着する。この際、補正をより正確に行なうため、検出用カンチレバー3A及び補正用カンチレバー3Bはできるだけ近い位置に設置するようにする。また、変位量の測定に用いる光を均一に照射するため、検出用カンチレバー3A及び補正用カンチレバー3Bは、集光手段7により直線状に集光された光に沿って上記所定方向に一列に並置し、さらに、互いに平行で同じ向きに延在するように並置する。   First, the detection cantilever 3A and the correction cantilever 3B are mounted on the support 61 such that the support member 31A and the support member 31B are sandwiched between the support 61 and the ceiling surface 64 of the transparent container 6. At this time, in order to perform correction more accurately, the detection cantilever 3A and the correction cantilever 3B are installed as close as possible. Further, in order to uniformly irradiate the light used for measuring the amount of displacement, the detection cantilever 3A and the correction cantilever 3B are arranged in a line in the predetermined direction along the light linearly collected by the light collecting means 7. Furthermore, they are juxtaposed so as to be parallel to each other and extend in the same direction.

また、検出に用いる条件として、第1時点t1及び第2時点t2の情報、並びに、変位量比較部52が用いる閾値の情報を、予め変位量測定部51、補正変位量測定部53、変位量補正部54及び変位量比較部52に入力しておく。
そして、検出対象物質を含まない標準液を透明容器6に満たした後、光源1から検出用カンチレバー3A及び補正用カンチレバー3Bに光を照射する。照射された光は、検出用カンチレバー3Aの反射面32A及び補正用カンチレバー3Bの反射面32Bでそれぞれ反射し、受光素子4に向けて照射される。
Further, as conditions used for detection, information on the first time point t 1 and the second time point t 2 and information on the threshold value used by the displacement amount comparison unit 52 are preliminarily used as the displacement amount measurement unit 51, the corrected displacement amount measurement unit 53, This is input to the displacement correction unit 54 and the displacement comparison unit 52 in advance.
Then, after filling the transparent container 6 with the standard solution not containing the detection target substance, the light source 1 irradiates the detection cantilever 3A and the correction cantilever 3B with light. The irradiated light is reflected by the reflection surface 32A of the detection cantilever 3A and the reflection surface 32B of the correction cantilever 3B, and is irradiated toward the light receiving element 4.

この際、上記のように、検出用カンチレバー3A及び補正用カンチレバー3Bは、上記所定方向に一列に並置されており、さらに、互いに平行で同じ向きに延在するように並置されている。したがって、集光手段7によって集光された光は検出用カンチレバー3A及び補正用カンチレバー3Bに照射される際には直線状となっているが、このように直線状に集光された光であっても、検出用カンチレバー3A及び補正用カンチレバー3B上の各反射面32A,32Bに均一に照射し、これらの反射面32A,32Bで反射させることが可能となる。即ち、本実施形態のような簡単な構成の光学系を用いて検出用カンチレバー3A及び補正用カンチレバー3Bへの光の照射を行なうことが可能となる。   At this time, as described above, the detection cantilever 3A and the correction cantilever 3B are juxtaposed in a row in the predetermined direction, and are juxtaposed so as to be parallel to each other and extend in the same direction. Therefore, the light condensed by the light condensing means 7 is linear when irradiated to the detection cantilever 3A and the correction cantilever 3B. However, the light collected in this way is linear. However, it is possible to uniformly irradiate the reflecting surfaces 32A and 32B on the detection cantilever 3A and the correction cantilever 3B and reflect them on the reflecting surfaces 32A and 32B. That is, it is possible to irradiate light to the detection cantilever 3A and the correction cantilever 3B using an optical system having a simple configuration as in this embodiment.

受光素子4に照射された光は、受光素子4の受光部位41A,41Bにて受光される。なお、第1実施形態と同様に、検出用カンチレバー3Aや補正用カンチレバー3Bで反射した光が受光素子4で受光されない場合には、検出用カンチレバー3A、補正用カンチレバー3B、受光素子4等の位置や傾きを調節し、上記のように確実に受光されるように初期調整を行なうようにする。また、受光素子4は、受光位置の情報を、変位量測定部51及び補正変位量測定部53それぞれに送る。   The light irradiated to the light receiving element 4 is received by the light receiving portions 41 </ b> A and 41 </ b> B of the light receiving element 4. As in the first embodiment, when the light reflected by the detection cantilever 3A or the correction cantilever 3B is not received by the light receiving element 4, the positions of the detection cantilever 3A, the correction cantilever 3B, the light receiving element 4, etc. The initial adjustment is performed so that light is reliably received as described above. Further, the light receiving element 4 sends information on the light receiving position to each of the displacement amount measuring unit 51 and the corrected displacement amount measuring unit 53.

本実施形態では、このような状態で、透明容器6内の標準液を排出した後、透明容器6内に検体を注入し、検出用カンチレバー3A及び補正用カンチレバー3Bと検体とをそれぞれ接触させる。なお、この時点が、時点T1である。
検出用カンチレバー3Aと検体とが接触すると、検出用カンチレバー3Aに固定化された特定物質と相互作用しうる検出対象物質が検体に含有されていた場合には、第1実施形態で説明したのと同様に、検出用カンチレバー3Aにはたわみが生じ、この変位量は、受光素子4を用いて変位量測定部51により測定される。また、ここで測定された検出用カンチレバー3Aの変位量には、相互作用以外の要因によるものも含まれる。
In this embodiment, in such a state, after the standard solution in the transparent container 6 is discharged, the specimen is injected into the transparent container 6, and the detection cantilever 3A, the correction cantilever 3B and the specimen are brought into contact with each other. This time is time T 1 .
When the detection cantilever 3A and the specimen come into contact with each other, the detection target substance that can interact with the specific substance immobilized on the detection cantilever 3A is contained in the specimen as described in the first embodiment. Similarly, deflection occurs in the detection cantilever 3 </ b> A, and this displacement amount is measured by the displacement amount measurement unit 51 using the light receiving element 4. Further, the displacement amount of the detection cantilever 3 </ b> A measured here includes a cause due to a factor other than the interaction.

一方、補正用カンチレバー3Bと検体とが接触すると、相互作用以外の要因によって検出用カンチレバー3Aに生じるたわみと同じ大きさのたわみが、補正用カンチレバー3Bにも生じる。このたわみの変位用は、検出用カンチレバー3Aの場合と同様にして、受光素子4を用いて補正用変位量測定部53により測定される。また、ここで測定された補正用カンチレバー3Bの変位量は、相互作用以外の要因によるものである。   On the other hand, when the correction cantilever 3B comes into contact with the specimen, a deflection having the same magnitude as the deflection generated in the detection cantilever 3A due to factors other than the interaction also occurs in the correction cantilever 3B. The displacement of the deflection is measured by the correction displacement measuring unit 53 using the light receiving element 4 in the same manner as the detection cantilever 3A. The displacement amount of the correction cantilever 3B measured here is due to factors other than the interaction.

変位量測定部51で測定された検出用カンチレバー3Aの変位量、及び、補正変位量測定部53で測定された補正用カンチレバー3Bの変位量は、変位量補正部54に送られる。そして、変位量補正部54において、検出用カンチレバー3Aの変位量から補正用カンチレバー3Bの変位量を引き算することにより、相互作用以外の要因による変位量を検出用カンチレバー3Aの変位量から除去する補正が行なわれる。また、補正後の検出用カンチレバー3Aの補正量は、変位量比較部52に送られる。   The displacement amount of the detection cantilever 3 </ b> A measured by the displacement amount measurement unit 51 and the displacement amount of the correction cantilever 3 </ b> B measured by the correction displacement amount measurement unit 53 are sent to the displacement amount correction unit 54. Then, the displacement correction unit 54 subtracts the displacement amount of the correction cantilever 3B from the displacement amount of the detection cantilever 3A, thereby removing the displacement amount caused by factors other than the interaction from the displacement amount of the detection cantilever 3A. Is done. Further, the corrected correction amount of the detection cantilever 3 </ b> A is sent to the displacement amount comparison unit 52.

変位量比較部52では、変位量補正部53から送られてきた、補正後の検出用カンチレバー3Aの変位量について、オペレータにより与えられた条件に従って、第1時点t1で測定された検出用カンチレバー3Aの変位量と、第2時点t2で測定された検出用カンチレバー3Aの変位量とを比較し、両変位量の差が閾値以上か否かを判定することにより、検体中の検出対象物質を検出する。
そして、変位量測定部52の結果として、検出対象物質の有無及び差の値は、出力装置(図示省略)に出力される。また、出力された差の値を基に、オペレータが検体中の検出対象物質の有無及び濃度を検出する。
In the displacement comparison unit 52, the detection cantilever measured at the first time point t 1 according to the condition given by the operator with respect to the displacement of the corrected detection cantilever 3A sent from the displacement correction unit 53. and displacement of the 3A, by comparing the displacement amount of the detection cantilever 3A measured at the second time point t 2, the difference between the two displacement to determine whether or larger than the threshold, the detection target substance in a sample Is detected.
As a result of the displacement measuring unit 52, the presence / absence of the detection target substance and the difference value are output to an output device (not shown). Further, based on the output difference value, the operator detects the presence and concentration of the detection target substance in the sample.

[4−12.効果]
本実施形態の検出方法を用いた場合、上記のようにして検体中の検出対象物質の検出を行なうことができる。さらに、この際、従来よりも短時間で正確な検出を行なうことが可能である。
[4-12. effect]
When the detection method of the present embodiment is used, the detection target substance in the sample can be detected as described above. Further, at this time, it is possible to perform accurate detection in a shorter time than in the prior art.

また、本実施形態の検出方法によれば、補正用カンチレバー3Bの変位量を用いて検出用カンチレバー3Aの変位量を補正するようにしたため、特定物質と検出対象物質との相互作用以外の要因によるたわみの影響を排除し、より正確な検出を行なうことが可能となる。
さらに、第1実施形態と同様の利点を得ることもできる。
Further, according to the detection method of the present embodiment, the displacement amount of the detection cantilever 3A is corrected using the displacement amount of the correction cantilever 3B, and therefore, due to factors other than the interaction between the specific substance and the detection target substance. It is possible to eliminate the influence of deflection and perform more accurate detection.
Furthermore, the same advantages as those of the first embodiment can be obtained.

[5.第3実施形態]
以下、図面を用いて本発明の第3実施形態について説明する。
図6は、本発明の第3実施形態にかかるカンチレバーセンサシステムの概要を模式的に示す斜視図である。また、図7は、検出用カンチレバー3Aがたわみを生じる場合の時間と変位量との関係の一例を模式的に示すグラフである。なお、図6,図7において、図1〜図5と同様の部位には、図1〜図5と同様の符号を付して示す。
[5. Third Embodiment]
The third embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 6 is a perspective view schematically showing an outline of a cantilever sensor system according to a third embodiment of the present invention. FIG. 7 is a graph schematically showing an example of the relationship between the time and the displacement when the detection cantilever 3A is bent. 6 and 7, the same parts as those in FIGS. 1 to 5 are denoted by the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 5.

本実施形態にかかるカンチレバーセンサシステムは、第1実施形態と同様に光学式にて検出用カンチレバーの変位量を測定するものである。ただし、本実施形態においては、検出用カンチレバー3Aの変位量を時間に対して直線近似し、上記直線近似により得られた直線の傾きにより検出対象物質の検出を行なうようになっている。したがって、変位量比較部52に代えて変位量直線近似部(変位量近似部)55及び傾き出力部56を備えている。   The cantilever sensor system according to the present embodiment measures the displacement amount of the detection cantilever by an optical method as in the first embodiment. However, in this embodiment, the displacement amount of the detection cantilever 3A is linearly approximated with respect to time, and the detection target substance is detected based on the slope of the straight line obtained by the linear approximation. Therefore, instead of the displacement amount comparison unit 52, a displacement amount linear approximation unit (displacement amount approximation unit) 55 and an inclination output unit 56 are provided.

即ち、本実施形態の検出方法で用いるカンチレバーセンサシステムは、図6に示すように、光源1と、集光手段2と、検出用カンチレバー3Aと、受光素子4と、変位量測定部51と、変位量直線近似部55と、傾き出力部56とを備えている。なお、変位量測定部51、変位量直線近似部55及び傾き出力部56は、ハードウェア的にはコンピュータ5に、コンピュータ5を変位量測定部51、変位量直線近似部55及び傾き出力部56として機能させるためのプログラムを読み込ませて構成したものである。さらに、本実施形態のカンチレバーセンサシステムでも、検出用カンチレバー3Aは検体接触部としての透明容器6に装着されているものとする。   That is, as shown in FIG. 6, the cantilever sensor system used in the detection method of the present embodiment includes a light source 1, a condensing means 2, a detection cantilever 3A, a light receiving element 4, a displacement measuring unit 51, A displacement amount linear approximation unit 55 and an inclination output unit 56 are provided. The displacement amount measuring unit 51, the displacement amount linear approximation unit 55, and the inclination output unit 56 are the same in hardware as the computer 5, and the computer 5 is replaced with the displacement amount measurement unit 51, the displacement amount linear approximation unit 55, and the inclination output unit 56. It is configured by loading a program for functioning as Furthermore, also in the cantilever sensor system of the present embodiment, it is assumed that the detection cantilever 3A is mounted on the transparent container 6 as the specimen contact portion.

[5−1.光源]
本実施形態において、光源1は、第1実施形態と同様である。
[5-1. light source]
In the present embodiment, the light source 1 is the same as that in the first embodiment.

[5−2.集光手段]
本実施形態において、集光手段2も、第1実施形態と同様である。
[5-2. Condensing means]
In the present embodiment, the light collecting means 2 is the same as that in the first embodiment.

[5−3.検出用カンチレバー]
本実施形態において、検出用カンチレバー3Aも、第1,第2実施形態と同様である。
[5-3. Cantilever for detection]
In the present embodiment, the detection cantilever 3A is the same as in the first and second embodiments.

[5−4.透明容器]
本実施形態において、透明容器6も、第1実施形態と同様である。
なお、図6においては透明容器6は二点鎖線で示してある。
[5-4. Transparent container]
In the present embodiment, the transparent container 6 is the same as that in the first embodiment.
In FIG. 6, the transparent container 6 is indicated by a two-dot chain line.

[5−5.受光素子]
本実施形態において、受光素子4も、第1実施形態と同様である。
[5-5. Light receiving element]
In the present embodiment, the light receiving element 4 is the same as that in the first embodiment.

[5−6.変位量測定部]
本実施形態にかかる変位量測定部51は、第1実施形態と同様に、受光素子4の受光位置の情報を受け取って、検出用カンチレバー3Aの変位量を測定するものである。
ただし、本実施形態においては、少なくとも、変位量測定部51は、第1時点t1から第2時点t2までの間の所定時間範囲内を通じて、検出用カンチレバー3Aの変位量を測定するようになっている。
[5-6. Displacement measurement unit]
Similar to the first embodiment, the displacement measuring unit 51 according to the present embodiment receives information on the light receiving position of the light receiving element 4 and measures the displacement of the detection cantilever 3A.
However, in the present embodiment, at least the displacement amount measurement unit 51 measures the displacement amount of the detection cantilever 3A within a predetermined time range from the first time point t 1 to the second time point t 2. It has become.

即ち、検出用カンチレバー3Aに検体を接触させた時点T1より後、検体に検出対象物質が含まれていた場合に検出用カンチレバー3Aがたわみきるために要する時間T0が経過する時点T2よりも前の特定時間範囲内の、第1時点t1から第2時点t2まで所定時間範囲の間において、検出用カンチレバー3Aの変位量を測定するようになっている。なお、上記の第1時点t1から第2時点t2まで所定時間範囲の間において、通常は常時変位量を測定しておくことが望ましいが、所望の検出精度が得られる頻度で変位量を測定できるのであれば、必ずしも常時測定しておくことを要しない。 That is, after time T 1 when the specimen is brought into contact with the detection cantilever 3A, from time T 2 when a time T 0 required for the detection cantilever 3A to bend when the specimen contains a detection target substance. In addition, the displacement amount of the detection cantilever 3A is measured within a predetermined time range from the first time point t 1 to the second time point t 2 within the previous specific time range. Note that it is usually desirable to always measure the amount of displacement during a predetermined time range from the first time point t 1 to the second time point t 2 described above, but the displacement amount should be measured at a frequency at which desired detection accuracy can be obtained. If it can be measured, it is not always necessary to measure at all times.

本実施形態では、第1実施形態と同様に、変位量測定部51は常時検出用カンチレバー3Aの変位量を測定しているため、第1時点t1から第2時点t2までの間において、常に、各時点における検出用カンチレバー3Aの変位量を測定するようになっている。 In the present embodiment, similarly to the first embodiment, the displacement amount measuring unit 51 constantly measures the displacement amount of the detection cantilever 3A. Therefore, during the period from the first time point t 1 to the second time point t 2 , The displacement amount of the detection cantilever 3A at each time point is always measured.

また、本実施形態においても第1実施形態と同様に、上記の第1時点t1及び第2時点t2は、キーボード等のインターフェース(図示省略)によってオペレータがコンピュータ5に指示することにより、その指示内容を変位量測定部51、変位量直線近似部55及び傾き出力部56が読み込むことで、設定されるようになっているものとする。さらに、測定された検出用カンチレバー3Aの変位量は、変位量直線近似部55に送られるようになっている。 Also in the present embodiment, as in the first embodiment, the first time point t 1 and the second time point t 2 are determined by an operator instructing the computer 5 through an interface (not shown) such as a keyboard. It is assumed that the instruction content is set by reading the displacement amount measurement unit 51, the displacement amount linear approximation unit 55, and the inclination output unit 56. Further, the measured displacement amount of the detection cantilever 3 </ b> A is sent to the displacement amount linear approximation unit 55.

[5−7.変位量直線近似部]
本実施形態にかかる変位量直線近似部55は、検出用カンチレバー3Aの変位量を時間に対して直線近似するものである。具体的には、変位量測定部51から送られてきた、第1時点t1から第2時点t2までの所定時間範囲における検出用カンチレバー3Aの変位量を受け取り、それを近似して、時間に対する一次関数として変位量を表わす関数を求めるものである。
[5-7. Displacement straight line approximation part]
The displacement linear approximation unit 55 according to the present embodiment linearly approximates the displacement of the detection cantilever 3A with respect to time. Specifically, the displacement amount of the detection cantilever 3A in the predetermined time range from the first time point t 1 to the second time point t 2 sent from the displacement amount measurement unit 51 is received, approximated, and time A function representing a displacement amount is obtained as a linear function for.

例えば、図7において二点鎖線で示すような変位量の推移が変位量測定部51で測定された場合、変位量直線近似部55は、第1時点t1から第2時点t2までの所定時間範囲に測定された変位量を直線近似して、上記所定時間範囲における変位量の変化を表わす近似直線VIIを求める。本発明者らの推察するところでは、この近似直線VIIは、検出用カンチレバー3Aのたわみが進行している全時間範囲中の一部の時間範囲(即ち、所定時間範囲)における変位量の経時変化を表わすものである。即ち、カンチレバーセンサにおける検出用カンチレバー3Aの変位量の経時的に測定したデータは、それを時間に対して直線近似したとしても、十分に高い検出精度を得ることができる程度に正確に、上記変位量の経時変化を表わしうるものである。 For example, if the transition of the displacement amount as indicated by a two-dot chain line in FIG. 7 was measured by displacement measuring unit 51, the displacement amount linear approximation unit 55, predetermined from the first time point t 1 to the second time point t 2 The approximate amount of displacement measured in the time range is linearly approximated to obtain an approximate straight line VII representing the change in the amount of displacement in the predetermined time range. As estimated by the present inventors, this approximate straight line VII is a change over time in the displacement amount in a partial time range (that is, a predetermined time range) in the entire time range in which the deflection of the detection cantilever 3A is proceeding. Represents. That is, the data measured over time of the amount of displacement of the detection cantilever 3A in the cantilever sensor is accurate enough to obtain sufficiently high detection accuracy even if it is linearly approximated with respect to time. It can represent a change in quantity over time.

この際、具体的な近似方法に制限は無く、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、例えば、最小二乗法等を用いることができる。なお、最小二乗法については、「Standard Mathematical Tables and Formulae(30th edition), pp.680-682, CRC Press, Inc., 1996」等を参照できる。
本実施形態においては、変位量直線近似部55は、最小二乗法を用いて直線近似を行なっているものとする。
また、得られた近似直線についての情報は、傾き出力部56に送られるようになっている。
At this time, the specific approximation method is not limited and is arbitrary as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. For example, a least square method or the like can be used. As for the least square method, “Standard Mathematical Tables and Formulae (30th edition), pp. 680-682, CRC Press, Inc., 1996” can be referred to.
In the present embodiment, it is assumed that the displacement amount linear approximation unit 55 performs linear approximation using the least square method.
In addition, information about the obtained approximate straight line is sent to the inclination output unit 56.

[5−8.傾き出力部]
本実施形態にかかる傾き出力部56は、変位量直線近似部55の直線近似で得られた近似直線の傾きを出力するものである。具体的には、変位量直線近似部55から送られてきた近似直線の情報を取り込んで、その近似直線の傾きを図示しない出力装置に出力するものである。
[5-8. Tilt output section]
The gradient output unit 56 according to the present embodiment outputs the gradient of the approximate line obtained by the linear approximation of the displacement amount linear approximation unit 55. Specifically, information on the approximate line sent from the displacement amount straight line approximation unit 55 is taken in, and the inclination of the approximate line is output to an output device (not shown).

上記の変位量直線近似部55で得られた近似直線は、上述したように、検出用カンチレバー3Aのたわみが進行している全時間範囲中の一部の時間範囲(即ち、所定時間範囲)における変位量の経時変化を表わすものである。しかし、本発明者らが推察するところでは、その近似直線の傾きは、検出用カンチレバー3Aのたわみが進行している全時間範囲における変位量の変化の情報を含んでいる。即ち、上記近似直線の傾きは、検出対象物質と検出用カンチレバー3Aとの相互作用と密接に関連しており、相互作用が小さい場合は近似直線の傾きの絶対値は小さくなり、相互作用が大きい場合は近似直線の傾きの絶対値は大きくなるため、これを利用すれば、検出用カンチレバー3Aのたわみが進行している全時間範囲において変位量を測定した場合と同様に検体中の検出対象物質を検出することが可能である。   As described above, the approximate straight line obtained by the displacement straight line approximating unit 55 is in a partial time range (that is, a predetermined time range) in the entire time range in which the deflection of the detection cantilever 3A proceeds. This represents a change with time of the displacement amount. However, as estimated by the present inventors, the inclination of the approximate straight line includes information on the change of the displacement amount in the entire time range in which the deflection of the detection cantilever 3A proceeds. That is, the slope of the approximate line is closely related to the interaction between the detection target substance and the detection cantilever 3A. When the interaction is small, the absolute value of the slope of the approximate line is small and the interaction is large. In this case, since the absolute value of the inclination of the approximate straight line becomes large, if this is used, the detection target substance in the specimen is measured in the same manner as when the displacement is measured over the entire time range in which the deflection of the detection cantilever 3A is progressing. Can be detected.

したがって、傾き出力部56が出力した近似直線の傾きの絶対値が0の場合には検出用カンチレバー3Aの変位量は変化しておらず、したがって、検体中に検出対象物質が存在していないものと判定することができる。一方、上記の傾きの絶対値が0よりも大きい場合には、検出用カンチレバー3Aには変位量の変化が生じており、このような変化が現れた場合には、上記の検出対象物質と特定物質との相互作用が生じており、したがって、検体中に検出対象物質が存在しているものと判定することができるのである。   Therefore, when the absolute value of the inclination of the approximate straight line output from the inclination output unit 56 is 0, the displacement amount of the detection cantilever 3A does not change, and therefore, the detection target substance does not exist in the sample. Can be determined. On the other hand, when the absolute value of the slope is larger than 0, the displacement amount of the detection cantilever 3A is changed. When such a change appears, the detection target substance is identified. It is possible to determine that the detection target substance is present in the specimen because an interaction with the substance has occurred.

また、所定の閾値を予め設定しておき、上記の傾きの絶対値が、上記閾値以上であれば検出対象物質が存在していると判定し、閾値未満なら検出対象物質が存在していないと判定するようにしてもよい。これは、変位量測定時のノイズによる誤検出を防止するためである。なお、この閾値は、測定装置の測定精度や検体の種類等に応じて、適切な値を任意に設定するものとする。   In addition, a predetermined threshold value is set in advance, and if the absolute value of the slope is equal to or greater than the threshold value, it is determined that the detection target substance is present, and if it is less than the threshold value, the detection target substance is not present. You may make it determine. This is to prevent erroneous detection due to noise during displacement measurement. Note that this threshold value is arbitrarily set according to the measurement accuracy of the measurement apparatus, the type of specimen, and the like.

さらに、上記の傾きの大きさは、検体中の検出対象物質の量や濃度等に関する情報も含んでいる。即ち、一般に検体中の検出対象物質の量や濃度が大きいほど検出用カンチレバー3Aのたわみも大きくなるため、傾きの絶対値が大きいほど検出対象物質の量や濃度が大きいと判断することができる。したがって、傾きにより上記の量や濃度を測定することも可能である。なお、この場合、予め近似直線の傾きと検出対象物質の濃度等との対応を示す表などの情報をコンピュータ5内の記録部(図示省略)に記録させ、その情報を基に上記の傾きから濃度等の情報を出力する演算部(図示省略)をコンピュータ5に設けてもよい。   Further, the magnitude of the inclination includes information on the amount and concentration of the detection target substance in the specimen. That is, in general, the greater the amount or concentration of the detection target substance in the sample, the greater the deflection of the detection cantilever 3A. Therefore, it can be determined that the greater the absolute value of the slope, the greater the amount or concentration of the detection target substance. Therefore, it is possible to measure the above-mentioned amounts and concentrations by inclination. In this case, information such as a table indicating the correspondence between the inclination of the approximate straight line and the concentration of the detection target substance is recorded in advance in a recording unit (not shown) in the computer 5, and the above inclination is determined based on the information. A computing unit (not shown) that outputs information such as density may be provided in the computer 5.

本実施形態においては、傾き出力部56が出力する傾きの値は、図示しない出力装置に出力されるようになっている。また、この傾きを基に、オペレータが検体中の検出対象物質の有無及び濃度等の情報を認識するようになっているものとする。   In the present embodiment, the inclination value output from the inclination output unit 56 is output to an output device (not shown). Further, based on this inclination, it is assumed that the operator recognizes information such as the presence / absence and concentration of the detection target substance in the sample.

[5−9.検出方法]
上述したカンチレバーセンサシステムを用いて、本実施形態の検出方法により検体中の検出対象物質の検出する場合には、まず、支持具61に検出用カンチレバー3Aを装着した状態で、光源1から検出用カンチレバー3Aに光を照射しながら検出用カンチレバー3Aに検体を接触させる。そして、少なくとも上記の時点t1から第2時点t2までの間において、検出用カンチレバー3Aの変位量を測定する。その後、検出用カンチレバー3Aの変位量を時間に対して直線近似し、上記直線近似により得られた直線の傾きにより、検出対象物質を検出する。
以下、詳しく説明する。
[5-9. Detection method]
When detecting the detection target substance in the sample by the detection method of the present embodiment using the above-described cantilever sensor system, first, the detection cantilever 3A is mounted on the support 61 and the detection can be performed from the light source 1. The specimen is brought into contact with the detection cantilever 3A while irradiating the cantilever 3A with light. Then, at least from the time point t 1 to the second time point t 2 , the displacement amount of the detection cantilever 3A is measured. Thereafter, the displacement amount of the detection cantilever 3A is linearly approximated with respect to time, and the detection target substance is detected based on the slope of the straight line obtained by the linear approximation.
This will be described in detail below.

まず、第1実施形態と同様に、支持具61と透明容器6の天井面64とで支持部材31Aを挟み込むようにして、支持具61に検出用カンチレバー3Aを装着する。また、検出に用いる条件として、第1時点t1及び第2時点t2の情報を、予め変位量測定部51及び変位量直線近似部55に入力しておく。 First, as in the first embodiment, the detection cantilever 3 </ b> A is mounted on the support 61 so that the support member 31 </ b> A is sandwiched between the support 61 and the ceiling surface 64 of the transparent container 6. In addition, as conditions used for detection, information on the first time point t 1 and the second time point t 2 is input in advance to the displacement amount measurement unit 51 and the displacement amount straight line approximation unit 55.

そして、検出対象物質を含まない標準液を透明容器6に満たした後、光源1から検出用カンチレバー3Aに光を照射する。照射された光は、検出用カンチレバー3Aの反射面32Aで反射し、受光素子4に向けて照射され、受光素子4の受光部位41Aにて受光される。なお、この際、検出用カンチレバー3Aで反射した光が受光素子4で受光されない場合には、検出用カンチレバー3Aや受光素子4の位置や傾きを調節し、上記のように確実に受光されるように初期調整を行なうようにする。そして、受光位置の情報を基に、第1実施形態と同様にして、変位量測定部51が検出用カンチレバー3Aの変位量を測定する。   And after filling the transparent container 6 with the standard solution which does not contain a detection target substance, light is irradiated from the light source 1 to the detection cantilever 3A. The irradiated light is reflected by the reflecting surface 32A of the detection cantilever 3A, irradiated toward the light receiving element 4, and received by the light receiving portion 41A of the light receiving element 4. At this time, if the light reflected by the detection cantilever 3A is not received by the light receiving element 4, the position and inclination of the detection cantilever 3A and the light receiving element 4 are adjusted so that the light is reliably received as described above. Make initial adjustments. Based on the information on the light receiving position, the displacement measuring unit 51 measures the displacement of the detection cantilever 3A in the same manner as in the first embodiment.

本実施形態では、このような状態で、透明容器6内の標準液を排出した後、透明容器6内に検体を注入し、検出用カンチレバー3Aと検体とを接触させる。なお、この時点が、時点T1である。
検出用カンチレバー3Aと検体とが接触すると、検出用カンチレバー3Aに固定化された特定物質と相互作用しうる検出対象物質が検体に含有されていた場合には、特定物質と検出対象物質との相互作用によるたわみが検出用カンチレバー3Aに生じる。この変位量は、上記のようにして変位量測定部51に測定される。
In this embodiment, in such a state, after the standard solution in the transparent container 6 is discharged, the specimen is injected into the transparent container 6 and the detection cantilever 3A and the specimen are brought into contact with each other. This time is time T 1 .
When the detection cantilever 3A and the specimen come into contact with each other, when the detection target substance that can interact with the specific substance immobilized on the detection cantilever 3A is contained in the specimen, the mutual relation between the specific substance and the detection target substance Deflection due to the action occurs in the detection cantilever 3A. This displacement amount is measured by the displacement amount measuring unit 51 as described above.

ここで、本実施形態においては、変位量測定部51は、常時、変位量を測定しているため、第1時点t1から第2時点t2までの変位量も測定することになる。したがって、こうして測定された第1時点t1から第2時点t2までの測定結果を含め、測定された検出用カンチレバー3Aの変位量は、変位量直線近似部55に送られる。 Here, in the present embodiment, since the displacement amount measuring unit 51 always measures the displacement amount, the displacement amount from the first time point t 1 to the second time point t 2 is also measured. Therefore, the measured displacement amount of the detection cantilever 3 </ b > A including the measurement results from the first time point t 1 to the second time point t 2 is sent to the displacement amount linear approximation unit 55.

変位量直線近似部55では、変位量測定部51から送られてきた変位量から、オペレータにより与えられた条件に従って、第1時点t1から第2時点t2までの所定時間範囲で測定された検出用カンチレバー3Aの変位量を直線近似し、時間に対する変位量の経時変化を表わす近似直線を求める。 In the displacement amount linear approximation unit 55, the displacement amount sent from the displacement amount measurement unit 51 was measured in a predetermined time range from the first time point t 1 to the second time point t 2 according to the condition given by the operator. The displacement amount of the detection cantilever 3A is approximated by a straight line, and an approximate straight line representing the change with time of the displacement amount is obtained.

そして、この近似直線の情報は傾き出力部56に送られ、この傾き出力部56において近似直線の傾きの情報が取り込まれる。傾き出力部56が取り込んだ傾きの値は、出力装置(図示省略)に出力され、出力された値を基に、オペレータが検体中の検出対象物質の有無及びその濃度を検出する。   Then, the information on the approximate line is sent to the inclination output unit 56, and the information on the inclination of the approximate line is taken in by the inclination output unit 56. The inclination value captured by the inclination output unit 56 is output to an output device (not shown), and based on the output value, the operator detects the presence / absence and concentration of the detection target substance in the sample.

[5−10.効果]
本実施形態の検出方法を用いた場合、上記のようにして検体中の検出対象物質の検出を行なうことができる。さらに、この際、従来よりも短時間で正確な検出を行なうことが可能である。
また、近似直線の傾きの大きさから、検出対象物質の量や濃度などを測定することも可能である。
さらに、変位量の差の比較によるもの以外は、第1実施形態と同様の利点を得ることもできる。
[5-10. effect]
When the detection method of the present embodiment is used, the detection target substance in the sample can be detected as described above. Further, at this time, it is possible to perform accurate detection in a shorter time than in the prior art.
It is also possible to measure the amount and concentration of the detection target substance from the magnitude of the inclination of the approximate line.
Further, the same advantages as those of the first embodiment can be obtained except by comparing the difference in displacement.

[6.第4実施形態]
次に、図面を用いて本発明の第4実施形態について説明する。
図8は、本発明の第4実施形態にかかるカンチレバーセンサシステムの概要を模式的に示す斜視図である。なお、図8において、図1〜図7と同様の部位には、図1〜図7と同様の符号を付して示す。
[6. Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 8 is a perspective view schematically showing an outline of a cantilever sensor system according to a fourth embodiment of the present invention. In FIG. 8, the same parts as those in FIGS. 1 to 7 are denoted by the same reference numerals as those in FIGS.

本実施形態にかかるカンチレバーセンサシステムは、第3実施形態と同様に光学式にて検出用カンチレバーの変位量を測定するものである。ただし、本実施形態においては、第2実施形態と同様に補正用カンチレバー3Bを用いて検出用カンチレバーの変位量を補正するようになっていて、そのために、第3実施形態の構成に加えて、補正用カンチレバー3Bと、補正変位量測定部53と、変位量補正部54とを備えている。   The cantilever sensor system according to the present embodiment measures the displacement amount of the detection cantilever by an optical method as in the third embodiment. However, in the present embodiment, the displacement amount of the detection cantilever is corrected using the correction cantilever 3B as in the second embodiment. For this reason, in addition to the configuration of the third embodiment, A correction cantilever 3B, a corrected displacement amount measuring unit 53, and a displacement amount correcting unit 54 are provided.

即ち、本実施形態の検出方法で用いるカンチレバーセンサシステムは、図8に示すように、光源1と、集光手段2と、検出用カンチレバー3Aと、補正用カンチレバー3Bと、受光素子4と、変位量測定部51と、補正変位量測定部53と、変位量補正部54と、変位量直線近似部55と、傾き出力部56とを備えている。なお、変位量測定部51、補正変位量測定部53、変位量補正部54、変位量直線近似部55及び傾き出力部56は、ハードウェア的にはコンピュータ5に、コンピュータ5を変位量測定部51、補正変位量測定部53、変位量補正部54、変位量直線近似部55及び傾き出力部56として機能させるためのプログラムを読み込ませて構成したものである。さらに、本実施形態のカンチレバーセンサシステムでも、検出用カンチレバー3A及び補正用カンチレバー3Bは検体接触部としての透明容器6に装着されているものとする。   That is, as shown in FIG. 8, the cantilever sensor system used in the detection method of the present embodiment includes a light source 1, a condensing means 2, a detection cantilever 3A, a correction cantilever 3B, a light receiving element 4, and a displacement. An amount measurement unit 51, a corrected displacement amount measurement unit 53, a displacement amount correction unit 54, a displacement amount straight line approximation unit 55, and an inclination output unit 56 are provided. The displacement measuring unit 51, the corrected displacement measuring unit 53, the displacement correcting unit 54, the displacement straight line approximating unit 55, and the tilt output unit 56 are the same in hardware as the computer 5, and the computer 5 is replaced with the displacement measuring unit. 51, a program for functioning as a corrected displacement amount measuring unit 53, a displacement amount correcting unit 54, a displacement straight line approximating unit 55, and an inclination output unit 56 are read. Furthermore, also in the cantilever sensor system of the present embodiment, it is assumed that the detection cantilever 3A and the correction cantilever 3B are mounted on a transparent container 6 as a specimen contact portion.

[6−1.光源]
本実施形態において、光源1は、第2実施形態と同様である。
[6-1. light source]
In the present embodiment, the light source 1 is the same as in the second embodiment.

[6−2.集光手段]
本実施形態において、集光手段2は、第2実施形態と同様である。
[6-2. Condensing means]
In this embodiment, the condensing means 2 is the same as that of 2nd Embodiment.

[6−3.検出用カンチレバー]
本実施形態において、検出用カンチレバー3Aは、第1〜第3実施形態と同様である。
[6-3. Cantilever for detection]
In the present embodiment, the detection cantilever 3A is the same as in the first to third embodiments.

[6−4.補正用カンチレバー]
本実施形態において、補正用カンチレバー3Bは、第2実施形態と同様である。
[6-4. Correction cantilever]
In the present embodiment, the correction cantilever 3B is the same as in the second embodiment.

[6−5.透明容器]
本実施形態において、透明容器6は、第2実施形態と同様である。
なお、図8においては透明容器6は二点鎖線で示してある。
[6-5. Transparent container]
In the present embodiment, the transparent container 6 is the same as in the second embodiment.
In FIG. 8, the transparent container 6 is indicated by a two-dot chain line.

[6−6.受光素子]
本実施形態において、受光素子4は、第2実施形態と同様である。
[6-6. Light receiving element]
In the present embodiment, the light receiving element 4 is the same as in the second embodiment.

[6−7.変位量測定部]
本実施形態にかかる変位量測定部51は、測定した検出用カンチレバー3Aの変位量を、変位量補正部54に送るようになっている他は、第3実施形態と同様である。したがって、変位量測定部51は常時検出用カンチレバー3Aの変位量を測定しているため、少なくとも第1時点t1から第2時点t2までの所定時間範囲における検出用カンチレバー3Aの変位量を測定するようになっている。
[6-7. Displacement measurement unit]
The displacement amount measurement unit 51 according to the present embodiment is the same as the third embodiment except that the measured displacement amount of the detection cantilever 3A is sent to the displacement amount correction unit 54. Accordingly, because it measures the displacement amount of the displacement measuring unit 51 constantly detects cantilever 3A, measuring the displacement amount of the detection cantilever 3A in a predetermined time range from at least the first time point t 1 to the second time point t 2 It is supposed to be.

なお、本実施形態においても第3実施形態と同様に、上記の第1時点t1及び第2時点t2は、キーボード等のインターフェース(図示省略)によってオペレータがコンピュータ5に指示することにより、その指示内容を変位量測定部51、補正変位量測定部53、変位量補正部54、変位量直線近似部55及び傾き出力部56が読み込むことで、設定されるようになっているものとする。 In the present embodiment, as in the third embodiment, the first time point t 1 and the second time point t 2 are determined by an operator instructing the computer 5 through an interface (not shown) such as a keyboard. It is assumed that the instruction content is set by reading the displacement amount measuring unit 51, the corrected displacement amount measuring unit 53, the displacement amount correcting unit 54, the displacement amount straight line approximating unit 55, and the inclination output unit 56.

[6−8.補正変位量測定部]
本実施形態において、補正変位量測定部53は、少なくとも第1時点t1から第2時点t2までの所定時間範囲内において補正用カンチレバー3Bの変位量を測定するものであり、第2実施形態と同様に構成されている。
[6-8. Corrected displacement measurement unit]
In the present embodiment, the correction displacement amount measuring unit 53 measures the displacement amount of the correction cantilever 3B at least within a predetermined time range from the first time point t 1 to the second time point t 2. It is configured in the same way.

したがって、本実施形態において、補正変位量測定部53は、常時、補正用カンチレバー3Bの変位量を測定しており、このため、検出用カンチレバー3Aに検体を接触させた時点T1以前から、第1時点t1を経て、第2時点t2まで、補正用カンチレバー3Bの変位量を測定するようになっているものとする。
さらに、測定された補正用カンチレバー3Bの変位量は、変位量補正部54に送られるようになっている。
Therefore, in the present embodiment, the correction displacement amount measurement unit 53 always measures the displacement amount of the correction cantilever 3B. Therefore, from the time T 1 before the specimen is brought into contact with the detection cantilever 3A, It is assumed that the displacement amount of the correction cantilever 3B is measured from one time point t 1 to the second time point t 2 .
Further, the measured displacement amount of the correction cantilever 3 </ b> B is sent to the displacement amount correction unit 54.

[6−9.変位量補正部]
本実施形態において、変位量補正部54は、少なくとも第1時点t1から第2時点t2までの所定時間範囲内において検出用カンチレバー3Aの変位量の補正を行なう点、及び、補正後の検出用カンチレバー3Aの変位量を変位量直線近似部55に送るようになっている点の他は、第2実施形態と同様である。
[6-9. Displacement correction unit]
In the present embodiment, the displacement amount correction section 54, at least a point from the first time point t 1 to correct the displacement amount of the detection cantilever 3A within a predetermined time range to the second time point t 2, and the detection of the corrected The second embodiment is the same as the second embodiment except that the displacement amount of the cantilever 3A for use is sent to the displacement amount linear approximation unit 55.

即ち、本実施形態では、変位量補正部54は、第1時点t1から第2時点t2までの所定時間範囲において、各時点について変位量測定部51が測定した検出用カンチレバー3Aの変位量から補正変位量測定部53が測定した補正用カンチレバー3Bの変位量を引き、補正後の検出用カンチレバー3Aの変位量を変位量直線近似部55に送るようになっている。これにより、相互作用以外によるたわみの影響を排除して、検出用カンチレバー3Aに生じた相互作用により生じた変位量を、より正確に得ることができる。 That is, in this embodiment, the displacement amount correction section 54, the displacement amount of the first in a predetermined time range from time t 1 to a second time point t 2, the detection cantilever 3A measured displacement amount measuring unit 51 for each time point Then, the displacement amount of the correction cantilever 3B measured by the correction displacement amount measurement unit 53 is subtracted, and the corrected displacement amount of the detection cantilever 3A is sent to the displacement amount linear approximation unit 55. Thereby, the influence of the deflection other than the interaction can be eliminated, and the displacement generated by the interaction generated in the detection cantilever 3A can be obtained more accurately.

[6−10.変位量直線近似部]
本実施形態において、変位量直線近似部55は、変位量補正部54から送られる補正後の検出用カンチレバー3Aの変位量を用いて、第1時点t1から第2時点t2までの所定時間範囲までの検出用カンチレバー3Aの変位量を時間に対して直線近似するものである。変位量測定部51が測定した変位量の代わりに、変位量補正部54が補正した検出用カンチレバー3Aの変位量を用いる他は、第3実施形態と同様になっている。
[6-10. Displacement straight line approximation part]
In this embodiment, the displacement amount straight line approximation unit 55 uses the displacement amount of the detection cantilever 3A after correction sent from the displacement amount correction unit 54 to perform a predetermined time from the first time point t 1 to the second time point t 2. The amount of displacement of the detection cantilever 3A up to the range is linearly approximated with respect to time. The third embodiment is the same as the third embodiment except that the displacement amount of the detection cantilever 3A corrected by the displacement amount correction unit 54 is used instead of the displacement amount measured by the displacement amount measurement unit 51.

[6−11.傾き出力部]
本実施形態において、傾き出力部56は直線近似により得られた直線の傾きを出力するものであり、第3実施形態と同様である。
したがって、第3実施形態と同様に、傾き出力部56が取り込んだ傾きの値は、図示しない出力装置に出力されるようになっていて、この傾きを基に、オペレータが検体中の検出対象物質の有無及び濃度等の情報を認識するようになっているものとする。
[6-11. Tilt output section]
In the present embodiment, the inclination output unit 56 outputs the inclination of a straight line obtained by linear approximation, and is the same as that in the third embodiment.
Therefore, as in the third embodiment, the inclination value captured by the inclination output unit 56 is output to an output device (not shown), and the operator can detect the substance to be detected in the sample based on this inclination. It is assumed that information such as presence / absence and concentration is recognized.

[6−12.検出方法]
上述したカンチレバーセンサシステムを用いて、本実施形態の検出方法により検体中の検出対象物質の検出する場合には、まず、支持具61に検出用カンチレバー3A及び補正用カンチレバー3Bを装着した状態で、光源1から検出用カンチレバー3A及び補正用カンチレバー3Bに光を照射しながら検出用カンチレバー3A及び補正用カンチレバー3Bに検体を接触させる。そして、少なくとも上記の第1時点t1から第2時点t2までの所定時間範囲において検出用カンチレバー3A及び補正用カンチレバー3Bそれぞれの変位量を測定する。次いで、少なくとも上記第1時点t1から第2時点t2までの所定時間範囲において、補正用カンチレバー3Bの変位量を用いて検出用カンチレバー3Aの変位量の補正を行なう。その後、補正後の検出用カンチレバー3Aの変位量を時間に対して直線近似し、上記直線近似により得られた直線の傾きにより、検出対象物質を検出する。
以下、詳しく説明する。
[6-12. Detection method]
When detecting the detection target substance in the sample by the detection method of the present embodiment using the above-described cantilever sensor system, first, in a state where the detection cantilever 3A and the correction cantilever 3B are attached to the support 61, The specimen is brought into contact with the detection cantilever 3A and the correction cantilever 3B while irradiating light from the light source 1 to the detection cantilever 3A and the correction cantilever 3B. Then, the displacement amounts of the detection cantilever 3A and the correction cantilever 3B are measured at least in a predetermined time range from the first time point t 1 to the second time point t 2 . Next, at least in a predetermined time range from the first time point t 1 to the second time point t 2 , the displacement amount of the detection cantilever 3A is corrected using the displacement amount of the correction cantilever 3B. Thereafter, the corrected displacement amount of the detection cantilever 3A is linearly approximated with respect to time, and the detection target substance is detected by the inclination of the straight line obtained by the linear approximation.
This will be described in detail below.

まず、支持具61と透明容器6の天井面64とで支持部材31A及び支持部材31Bを挟み込むようにして、支持具61に検出用カンチレバー3A及び補正用カンチレバー3Bを装着する。この際、第2実施形態と同様に、補正をより正確に行なうため、検出用カンチレバー3A及び補正用カンチレバー3Bはできるだけ近い位置に設置するようにする。また、変位量の測定に用いる光を均一に照射するため、検出用カンチレバー3A及び補正用カンチレバー3Bは、集光手段7により直線状に集光された光に沿って上記所定方向に一列に並置し、さらに、互いに平行で同じ向きに延在するように並置する。   First, the detection tool cantilever 3A and the correction cantilever 3B are mounted on the support tool 61 so that the support member 31A and the support member 31B are sandwiched between the support tool 61 and the ceiling surface 64 of the transparent container 6. At this time, as in the second embodiment, in order to perform correction more accurately, the detection cantilever 3A and the correction cantilever 3B are installed as close as possible. Further, in order to uniformly irradiate the light used for measuring the amount of displacement, the detection cantilever 3A and the correction cantilever 3B are arranged in a line in the predetermined direction along the light linearly collected by the light collecting means 7. Furthermore, they are juxtaposed so as to be parallel to each other and extend in the same direction.

また、検出に用いる条件として、第1時点t1及び第2時点t2の情報を、予め変位量測定部51、補正変位量測定部53、変位量補正部54、変位量直線近似部55及び傾き出力部56に入力しておく。
そして、検出対象物質を含まない標準液を透明容器6に満たした後、光源1から検出用カンチレバー3A及び補正用カンチレバー3Bに光を照射する。照射された光は、第2実施形態と同様に、検出用カンチレバー3Aの反射面32A及び補正用カンチレバー3Bの反射面32Bでそれぞれ反射し、受光素子4に向けて照射され、受光素子4の受光部位41Aにて受光される。なお、この際、検出用カンチレバー3Aや補正用カンチレバー3Bで反射した光が受光素子4で受光されない場合には、検出用カンチレバー3A、補正用カンチレバー3B、受光素子4等の位置や傾きを調節し、上記のように確実に受光されるように初期調整を行なうようにする。そして、受光位置の情報を基に、変位量測定部51及び補正変位量測定部53が、検出用カンチレバー3A及び補正用カンチレバー3Bそれぞれの変位量を測定する。
Further, as conditions used for detection, information on the first time point t 1 and the second time point t 2 is preliminarily converted into a displacement amount measuring unit 51, a corrected displacement amount measuring unit 53, a displacement amount correcting unit 54, a displacement amount linear approximation unit 55, and Input to the tilt output unit 56 in advance.
Then, after filling the transparent container 6 with the standard solution not containing the detection target substance, the light source 1 irradiates the detection cantilever 3A and the correction cantilever 3B with light. The irradiated light is reflected by the reflection surface 32A of the detection cantilever 3A and the reflection surface 32B of the correction cantilever 3B, and is irradiated toward the light receiving element 4 as in the second embodiment. Light is received at the portion 41A. At this time, if the light reflected by the detection cantilever 3A and the correction cantilever 3B is not received by the light receiving element 4, the positions and inclinations of the detection cantilever 3A, the correction cantilever 3B, the light receiving element 4 and the like are adjusted. The initial adjustment is performed so that the light is reliably received as described above. Then, based on the information on the light receiving position, the displacement measuring unit 51 and the corrected displacement measuring unit 53 measure the displacement amounts of the detection cantilever 3A and the correction cantilever 3B.

本実施形態では、このような状態で、透明容器6内の標準液を排出した後、透明容器6内に検体を注入し、検出用カンチレバー3A及び補正用カンチレバー3Bと検体とを接触させる。なお、この時点が、時点T1である。
検出用カンチレバー3Aと検体とが接触すると、検出用カンチレバー3Aに固定化された特定物質と相互作用しうる検出対象物質が検体に含有されていた場合には、第1実施形態で説明したのと同様に、検出用カンチレバー3Aにはたわみが生じ、その変位量は、受光素子4を用いて変位量測定部51により測定される。
In this embodiment, after the standard solution in the transparent container 6 is discharged in this state, the specimen is injected into the transparent container 6 and the detection cantilever 3A and the correction cantilever 3B are brought into contact with the specimen. This time is time T 1 .
When the detection cantilever 3A and the specimen come into contact with each other, the detection target substance that can interact with the specific substance immobilized on the detection cantilever 3A is contained in the specimen as described in the first embodiment. Similarly, deflection occurs in the detection cantilever 3 </ b> A, and the displacement amount is measured by the displacement amount measurement unit 51 using the light receiving element 4.

一方、補正用カンチレバー3Bと検体とが接触すると、相互作用以外の要因によって検出用カンチレバー3Aに生じるたわみと同じ大きさのたわみが、補正用カンチレバー3Bにも生じる。このたわみの変位用は、検出用カンチレバー3Aの場合と同様にして、受光素子4を用いて補正用変位量測定部53により測定される。   On the other hand, when the correction cantilever 3B comes into contact with the specimen, a deflection having the same magnitude as the deflection generated in the detection cantilever 3A due to factors other than the interaction also occurs in the correction cantilever 3B. The displacement of the deflection is measured by the correction displacement measuring unit 53 using the light receiving element 4 in the same manner as the detection cantilever 3A.

ここで、本実施形態においては、変位量測定部51及び補正変位量測定部53は、常時、変位量を測定しているため、第1時点t1から第2時点t2までの変位量も測定することになる。したがって、こうして測定された第1時点t1から第2時点t2までの測定結果を含め、測定された検出用カンチレバー3A及び補正用カンチレバー3Bの変位量は、変位量補正部54に送られる。 Here, in the present embodiment, since the displacement amount measuring unit 51 and the corrected displacement amount measuring unit 53 always measure the displacement amount, the displacement amount from the first time point t 1 to the second time point t 2 is also measured. Will be measured. Accordingly, the measured displacement amounts of the detection cantilever 3A and the correction cantilever 3B including the measurement results from the first time point t 1 to the second time point t 2 are sent to the displacement amount correction unit 54.

変位量補正部54においては、第2実施形態と同様に、検出用カンチレバー3Aの変位量から補正用カンチレバー3Bの変位量を引き算することにより、相互作用以外の要因による変位量を検出用カンチレバー3Aの変位量から除去する補正が行なわれる。また、補正後の検出用カンチレバー3Aの補正量は、変位量直線近似部55に送られる。   As in the second embodiment, the displacement amount correction unit 54 subtracts the displacement amount of the correction cantilever 3B from the displacement amount of the detection cantilever 3A, thereby detecting the displacement amount due to factors other than the interaction. Correction is performed to remove from the amount of displacement. Further, the corrected correction amount of the detection cantilever 3A is sent to the displacement amount linear approximation unit 55.

変位量直線近似部55では、変位量補正部54から送られてきた、検出用カンチレバー3Aの補正後の変位量を用いる他は、第3実施形態と同様にして、検出用カンチレバー3Aの変位量を直線近似し、時間に対する変位量の経時変化を表わす近似直線を求める。
そして、この近似直線の情報は傾き出力部56に送られ、第3実施形態と同様に、傾き出力部56において近似直線の傾きの情報が取り込まれる。傾き出力部56が取り込んだ傾きの値は、出力装置(図示省略)に出力され、出力された値を基に、オペレータが検体中の検出対象物質の有無及びその濃度を検出する。
The displacement amount linear approximation unit 55 uses the displacement amount after correction of the detection cantilever 3A sent from the displacement amount correction unit 54 in the same manner as in the third embodiment, but the displacement amount of the detection cantilever 3A. Is approximated by a straight line, and an approximate straight line representing the change with time of the displacement is obtained.
Then, the information on the approximate straight line is sent to the tilt output unit 56, and the information on the tilt of the approximate straight line is captured by the tilt output unit 56 as in the third embodiment. The inclination value captured by the inclination output unit 56 is output to an output device (not shown), and based on the output value, the operator detects the presence / absence and concentration of the detection target substance in the sample.

[6−13.効果]
本実施形態の検出方法を用いた場合、上記のようにして検体中の検出対象物質の検出を行なうことができる。さらに、この際、従来よりも短時間で正確な検出を行なうことが可能である。
また、本実施形態の検出方法によれば、補正用カンチレバー3Bの変位量を用いて検出用カンチレバー3Aの変位量を補正するようにしたため、特定物質と検出対象物質との相互作用以外の要因によるたわみの影響を排除し、より正確な検出を行なうことが可能となる。
さらに、第3実施形態と同様の利点を得ることもできる。
[6-13. effect]
When the detection method of the present embodiment is used, the detection target substance in the sample can be detected as described above. Further, at this time, it is possible to perform accurate detection in a shorter time than in the prior art.
Further, according to the detection method of the present embodiment, the displacement amount of the detection cantilever 3A is corrected using the displacement amount of the correction cantilever 3B, and therefore, due to factors other than the interaction between the specific substance and the detection target substance. It is possible to eliminate the influence of deflection and perform more accurate detection.
Furthermore, the same advantages as those of the third embodiment can be obtained.

[7.第5実施形態]
以下、図面を用いて本発明の第5実施形態について説明する。
図9は、本発明の第5実施形態にかかるカンチレバーセンサシステムの概要を模式的に示す斜視図である。また、図10は、検出用カンチレバー3Aがたわみを生じる場合の時間と変位量との関係の一例を模式的に示すグラフである。なお、図9,10において、図1〜図8と同様の部位には、図1〜図8と同様の符号を付して示す。
[7. Fifth Embodiment]
Hereinafter, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 9 is a perspective view schematically showing an outline of a cantilever sensor system according to a fifth embodiment of the present invention. FIG. 10 is a graph schematically showing an example of the relationship between time and displacement when the detection cantilever 3A is bent. 9 and 10, the same parts as those in FIGS. 1 to 8 are denoted by the same reference numerals as those in FIGS.

本実施形態にかかるカンチレバーセンサシステムは、第3実施形態と同様に光学式にて検出用カンチレバーの変位量を測定するものである。ただし、本実施形態においては、検出用カンチレバー3Aの変位量を時間に対して多項式で近似し、上記近似(多項式近似)により得られた多項式の係数により検出対象物質の検出を行なうようになっている。したがって、変位量直線近似部55及び傾き出力部56に代えて変位量多項式近似部(変位量近似部)57及び係数出力部58を備えている。   The cantilever sensor system according to the present embodiment measures the displacement amount of the detection cantilever by an optical method as in the third embodiment. However, in the present embodiment, the displacement amount of the detection cantilever 3A is approximated by a polynomial with respect to time, and the detection target substance is detected by the coefficient of the polynomial obtained by the above approximation (polynomial approximation). Yes. Accordingly, a displacement amount polynomial approximation unit (displacement amount approximation unit) 57 and a coefficient output unit 58 are provided instead of the displacement amount straight line approximation unit 55 and the inclination output unit 56.

即ち、本実施形態の検出方法で用いるカンチレバーセンサシステムは、図9に示すように、光源1と、集光手段2と、検出用カンチレバー3Aと、受光素子4と、変位量測定部51と、変位量多項式近似部57と、係数出力部58とを備えている。なお、変位量測定部51、変位量多項式近似部57及び係数出力部58は、ハードウェア的にはコンピュータ5に、コンピュータ5を変位量測定部51、変位量多項式近似部57及び係数出力部58として機能させるためのプログラムを読み込ませて構成したものである。さらに、本実施形態のカンチレバーセンサシステムでも、検出用カンチレバー3Aは検体接触部としての透明容器6に装着されているものとする。   That is, as shown in FIG. 9, the cantilever sensor system used in the detection method of the present embodiment includes a light source 1, a condensing means 2, a detection cantilever 3A, a light receiving element 4, a displacement amount measuring unit 51, A displacement polynomial approximation unit 57 and a coefficient output unit 58 are provided. The displacement measuring unit 51, the displacement polynomial approximating unit 57, and the coefficient output unit 58 are the same in hardware as the computer 5, and the computer 5 is replaced with the displacement measuring unit 51, the displacement polynomial approximating unit 57, and the coefficient output unit 58. It is configured by loading a program for functioning as Furthermore, also in the cantilever sensor system of the present embodiment, it is assumed that the detection cantilever 3A is mounted on the transparent container 6 as the specimen contact portion.

[7−1.光源]
本実施形態において、光源1は、第1,第3実施形態と同様である。
[7-1. light source]
In the present embodiment, the light source 1 is the same as in the first and third embodiments.

[7−2.集光手段]
本実施形態において、集光手段2も、第1,第3実施形態と同様である。
[7-2. Condensing means]
In the present embodiment, the light collecting means 2 is the same as that in the first and third embodiments.

[7−3.検出用カンチレバー]
本実施形態において、検出用カンチレバー3Aも、第1〜第4実施形態と同様である。
[7-3. Cantilever for detection]
In the present embodiment, the detection cantilever 3A is the same as in the first to fourth embodiments.

[7−4.透明容器]
本実施形態において、透明容器6も、第1,第3実施形態と同様である。
なお、図9においては透明容器6は二点鎖線で示してある。
[7-4. Transparent container]
In the present embodiment, the transparent container 6 is the same as in the first and third embodiments.
In FIG. 9, the transparent container 6 is indicated by a two-dot chain line.

[7−5.受光素子]
本実施形態において、受光素子4も、第1,第3実施形態と同様である。
[7-5. Light receiving element]
In the present embodiment, the light receiving element 4 is the same as in the first and third embodiments.

[7−6.変位量測定部]
変位量測定部51は、受光素子4の受光位置の情報を受け取って、少なくとも第1時点t1から第2時点t2までの間の所定時間範囲内において検出用カンチレバー3Aの変位量を測定するものである。
本実施形態では、変位量測定部51は、測定された検出用カンチレバー3Aの変位量が変位量多項式近似部57に送られるようになっているほかは、第3実施形態と同様に構成されている。
[7-6. Displacement measurement unit]
The displacement measuring unit 51 receives information on the light receiving position of the light receiving element 4 and measures the displacement of the detection cantilever 3A at least within a predetermined time range from the first time point t 1 to the second time point t 2. Is.
In the present embodiment, the displacement amount measuring unit 51 is configured in the same manner as in the third embodiment except that the measured displacement amount of the detection cantilever 3A is sent to the displacement amount polynomial approximating unit 57. Yes.

なお、上記の第1時点t1及び第2時点t2は、キーボード等のインターフェース(図示省略)によってオペレータがコンピュータ5に指示することにより、その指示内容を変位量測定部51、変位量多項式近似部57及び係数出力部58が読み込むことで、設定されるようになっているものとする。 Note that the first time point t 1 and the second time point t 2 are instructed by the operator to the computer 5 through an interface (not shown) such as a keyboard, so that the contents of the instruction are approximated by the displacement amount measuring unit 51 and the displacement amount polynomial approximation. It is assumed that the setting is made by reading the unit 57 and the coefficient output unit 58.

[7−7.変位量多項式近似部]
本実施形態にかかる変位量多項式近似部57は、検出用カンチレバー3Aの変位量を時間に対して多項式で近似するものである。具体的には、変位量測定部51から送られてきた、第1時点t1から第2時点t2までの所定時間範囲における検出用カンチレバー3Aの変位量を受け取り、それを近似して、時間に対する多項式として変位量を表す関数を求めるものである。
[7-7. Displacement polynomial approximation part]
The displacement amount polynomial approximation unit 57 according to the present embodiment approximates the displacement amount of the detection cantilever 3A by a polynomial with respect to time. Specifically, the displacement amount of the detection cantilever 3A in the predetermined time range from the first time point t 1 to the second time point t 2 sent from the displacement amount measurement unit 51 is received, approximated, and time A function representing the displacement is obtained as a polynomial with respect to.

例えば、図10において二点鎖線で示すような変位量の推移が変位量測定部51で測定された場合、変位量多項式近似部57は、第1時点t1から第2時点t2までの所定時間範囲に測定された変位量を多項式で近似して、上記所定時間範囲における変位量の変化を表わす近似曲線Xを求める。ここで、多項式の次数については、予め設定しておくものとする。本発明者らの推察するところでは、この近似曲線Xも、検出用カンチレバー3Aのたわみが進行している全時間範囲中の一部の時間範囲(即ち、所定時間範囲)における変位量の経時変化ををあらわすものである。即ち、カンチレバーセンサにおける検出用カンチレバー3Aの変位量の経時的に測定したデータは、それを時間に対して多項式で近似したとしても、十分に高い検出精度を得ることができる程度に正確に、上記変位量の経時変化を表わしうるものである。 For example, if the transition of the displacement amount as indicated by a two-dot chain line in FIG. 10 was measured by displacement measuring unit 51, the displacement of the polynomial approximation unit 57, predetermined from the first time point t 1 to the second time point t 2 By approximating the amount of displacement measured in the time range with a polynomial, an approximate curve X representing the change in the amount of displacement in the predetermined time range is obtained. Here, the degree of the polynomial is set in advance. As estimated by the present inventors, this approximate curve X also changes with time in the amount of displacement in a partial time range (that is, a predetermined time range) in the entire time range in which the deflection of the detection cantilever 3A is progressing. It represents. That is, the data measured over time of the displacement amount of the detection cantilever 3A in the cantilever sensor is accurate enough to obtain sufficiently high detection accuracy even if it is approximated by a polynomial with respect to time. It can represent the change over time in the amount of displacement.

この際、具体的な近似方法に制限は無く、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、例えば、上述した最小二乗法等を用いることができる。
本実施形態においては、変位量多項式近似部57は、最小二乗法を用いて多項式近似を行なっているものとする。
また、得られた多項式(近似多項式)についての情報は、係数出力部58に送られるようになっている。
At this time, the specific approximation method is not limited, and is arbitrary as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. For example, the least square method described above can be used.
In the present embodiment, it is assumed that the displacement amount polynomial approximation unit 57 performs polynomial approximation using the least square method.
Information about the obtained polynomial (approximate polynomial) is sent to the coefficient output unit 58.

[7−8.係数出力部]
本実施形態にかかる係数出力部58は、変位量多項式近似部57の多項式近似で得られた多項式の係数を出力するものである。具体的には、変位量多項式近似部57から送られてきた近似多項式の情報を取り込んで、その各係数を出力するものである。
[7-8. Coefficient output section]
The coefficient output unit 58 according to the present embodiment outputs a polynomial coefficient obtained by the polynomial approximation of the displacement polynomial approximation unit 57. Specifically, the information of the approximate polynomial sent from the displacement amount polynomial approximation unit 57 is taken in and the respective coefficients are output.

上記の変位量多項式近似部57で得られた近似多項式は、上述したように、検出用カンチレバー3Aのたわみが進行している全時間範囲中の一部の時間範囲(即ち、所定時間範囲)における変位量の経時変化を表わすものである。しかし、本発明者らが推察するところでは、その近似多項式の各係数は、検出用カンチレバー3Aのたわみが進行している全時間範囲における変位量の変化の情報を含んでいる。即ち、上記近似多項式の各係数は、検出対象物質と検出用カンチレバー3Aとの相互作用に密接に関連しており、相互作用が小さい場合は例えば近似多項式の最高次数の係数の絶対値は小さくなり、相互作用が大きい場合は例えば近似多項式の最高次数の係数の絶対値は大きくなるため、これを利用すれば、検出用カンチレバー3Aのたわみが進行している全時間範囲において変位量を測定した場合と同様に検体液中の検出対象物質を検出することが可能である。さらに、近似多項式の最高次数以外の次数の係数についても考慮することによって、より詳細なデータの解析が可能となる。   As described above, the approximate polynomial obtained by the displacement polynomial approximation unit 57 is in a partial time range (that is, a predetermined time range) in the entire time range in which the deflection of the detection cantilever 3A proceeds. This represents a change with time of the displacement amount. However, as estimated by the present inventors, each coefficient of the approximate polynomial includes information on the change in displacement over the entire time range in which the deflection of the detection cantilever 3A is proceeding. That is, each coefficient of the approximate polynomial is closely related to the interaction between the detection target substance and the detection cantilever 3A. When the interaction is small, for example, the absolute value of the highest order coefficient of the approximate polynomial is small. When the interaction is large, for example, the absolute value of the coefficient of the highest order of the approximate polynomial is large. When this is used, the displacement amount is measured in the entire time range in which the deflection of the detection cantilever 3A is progressing. Similarly to the above, it is possible to detect the detection target substance in the sample liquid. Furthermore, more detailed data analysis can be performed by taking into consideration coefficients of orders other than the highest order of the approximate polynomial.

したがって、係数出力部58が近似多項式の各係数を出力し、例えばその多項式の最高次数の係数の絶対値が0の場合には検出用カンチレバー3Aの変位量は変化しておらず、したがって、検体中に検出対象物質が存在していないものと判定することができる。一方、上記の係数の絶対値が0よりも大きい場合には、検出用カンチレバー3Aには変位量の変化が生じており、このような変化が現われた場合には、上記の検出対象物質と特定物質との相互作用が生じており、したがって、検体中に検出対象物質が存在しているものと判定することができるのである。   Therefore, the coefficient output unit 58 outputs each coefficient of the approximate polynomial. For example, when the absolute value of the coefficient of the highest order of the polynomial is 0, the displacement amount of the detection cantilever 3A does not change, and therefore the specimen It can be determined that the substance to be detected does not exist. On the other hand, when the absolute value of the coefficient is larger than 0, the displacement amount of the detection cantilever 3A is changed. When such a change appears, the detection target substance and the specific substance are identified. It is possible to determine that the detection target substance is present in the specimen because an interaction with the substance has occurred.

また、所定の閾値を予め設定しておき、上記の係数の絶対値が、上記閾値以上であれば検出対象物質が存在していると判定し、閾値未満なら検出対象物質が存在していないと判定するようにしてもよい。これは、変位量測定時のノイズによる誤検出を防止するためである。なお、この閾値は、測定装置の測定精度や検体の種類等に応じて、適切な値を任意に設定するものとする。   In addition, a predetermined threshold value is set in advance, and if the absolute value of the coefficient is equal to or greater than the threshold value, it is determined that the detection target substance is present. If the absolute value of the coefficient is less than the threshold value, the detection target substance is not present. You may make it determine. This is to prevent erroneous detection due to noise during displacement measurement. Note that this threshold value is arbitrarily set according to the measurement accuracy of the measurement apparatus, the type of specimen, and the like.

さらに、上記の係数の大きさは、検体中の検出対象物質の量や濃度等に関する情報も含んでいる。したがって、係数により上記の量や濃度を測定することも可能である。なお、この場合にも、第3実施形態と同様に、予め近似多項式の係数と検出対象物質の濃度等との対応を示す表などの情報をコンピュータ5内の記録部(図示省略)に記録させ、その情報を基に上記の係数から濃度等の情報を出力する演算部(図示省略)をコンピュータ5に設けてもよい。   Further, the magnitude of the coefficient includes information on the amount and concentration of the detection target substance in the specimen. Therefore, it is possible to measure the above-mentioned amounts and concentrations by coefficients. Also in this case, as in the third embodiment, information such as a table indicating the correspondence between the coefficients of the approximate polynomial and the concentration of the detection target substance is recorded in advance in a recording unit (not shown) in the computer 5. The computer 5 may be provided with a calculation unit (not shown) that outputs information such as concentration from the above coefficients based on the information.

本実施形態においては、係数出力部58が出力する係数の値は、図示しない出力装置に出力されるようになっている。また、この係数の値を基に、オペレータが検体中の検出対象物質の有無及び濃度等の情報を認識するようになっているものとする。   In the present embodiment, the value of the coefficient output by the coefficient output unit 58 is output to an output device (not shown). Further, it is assumed that the operator recognizes information such as the presence / absence and concentration of the detection target substance in the sample based on the value of the coefficient.

[7−9.検出方法]
上述したカンチレバーセンサシステムを用いて、本実施形態の検出方法により検体中の検出対象物質の検出する場合には、まず、支持具61に検出用カンチレバー3Aを装着した状態で、光源1から検出用カンチレバー3Aに光を照射しながら検出用カンチレバー3Aに検体を接触させる。そして、少なくとも上記の時点t1から第2時点t2までの間において、検出用カンチレバー3Aの変位量を測定する。その後、検出用カンチレバー3Aの変位量を時間に対して多項式で近似し、上記多項式近似により得られた多項式の係数により、検出対象物質を検出する。
以下、詳しく説明する。
[7-9. Detection method]
When detecting the detection target substance in the sample by the detection method of the present embodiment using the above-described cantilever sensor system, first, the detection cantilever 3A is mounted on the support 61 and the detection can be performed from the light source 1. The specimen is brought into contact with the detection cantilever 3A while irradiating the cantilever 3A with light. Then, at least from the time point t 1 to the second time point t 2 , the displacement amount of the detection cantilever 3A is measured. Thereafter, the displacement amount of the detection cantilever 3A is approximated by a polynomial with respect to time, and the detection target substance is detected by the polynomial coefficient obtained by the polynomial approximation.
This will be described in detail below.

第1時点t1及び第2時点t2の情報を変位量測定部51及び変位量多項式近似部57に入力しておくようにする他は、第3実施形態と同様にして、検体と検出用カンチレバー3Aとを接触させて、その際の検出用カンチレバー3Aの変位量を測定する。測定された第1時点t1から第2時点t2までの検出用カンチレバー3Aの変位量は変位量多項式近似部57に送られる。 Similar to the third embodiment, except that information on the first time point t 1 and the second time point t 2 is input to the displacement amount measurement unit 51 and the displacement amount polynomial approximation unit 57. The cantilever 3A is brought into contact, and the displacement amount of the detection cantilever 3A at that time is measured. The measured displacement amount of the detection cantilever 3A from the first time point t 1 to the second time point t 2 is sent to the displacement amount polynomial approximation unit 57.

変位量多項式近似部57では、変位量測定部51から送られてきた変位量から、オペレータにより与えられた条件に従って、第1時点t1から第2時点t2までの所定時間範囲で測定された検出用カンチレバー3Aの変位量を多項式で近似し、時間に対する変位量の経時変化を表わす近似多項式を求める。 The displacement amount polynomial approximating unit 57 measures the displacement amount sent from the displacement amount measuring unit 51 in a predetermined time range from the first time point t 1 to the second time point t 2 according to the condition given by the operator. The displacement amount of the detection cantilever 3A is approximated by a polynomial, and an approximate polynomial representing the change with time of the displacement amount is obtained.

この近似多項式の情報は係数出力部58に送られ、この係数出力部58において近似多項式の係数の情報が取り込まれる。そして、係数近似部58が取り込んだ係数の値は、出力装置(図示省略)に出力され、出力装置に出力された値を基に、オペレータが検体中の検出対象物質の有無及びその濃度を検出する。   Information on the approximate polynomial is sent to the coefficient output unit 58, and the coefficient output unit 58 takes in the information on the coefficient of the approximate polynomial. The coefficient values taken in by the coefficient approximating unit 58 are output to an output device (not shown), and the operator detects the presence / absence and concentration of the detection target substance in the sample based on the values output to the output device. To do.

[7−10.効果]
本実施形態の検出方法を用いた場合、上記のようにして検体中の検出対象物質の検出を行なうことができる。さらに、この際、従来よりも短時間で正確な検出を行なうことが可能である。
また、近似多項式の係数から、検出対象物質の量や濃度などを測定することも可能である。
さらに、第1,第3実施形態と同様の利点を得ることもできる。
[7-10. effect]
When the detection method of the present embodiment is used, the detection target substance in the sample can be detected as described above. Further, at this time, it is possible to perform accurate detection in a shorter time than in the prior art.
It is also possible to measure the amount and concentration of the detection target substance from the coefficients of the approximate polynomial.
Further, the same advantages as those of the first and third embodiments can be obtained.

[8.第6実施形態]
次に、図面を用いて本発明の第6実施形態について説明する。
図11は、本発明の第6実施形態にかかるカンチレバーセンサシステムの概要を模式的に示す斜視図である。なお、図11において、図1〜図10と同様の部位には、図1〜図10と同様の符号を付して示す。
[8. Sixth Embodiment]
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 11 is a perspective view schematically showing an outline of a cantilever sensor system according to a sixth embodiment of the present invention. In FIG. 11, the same parts as those in FIGS. 1 to 10 are denoted by the same reference numerals as those in FIGS.

本実施形態にかかるカンチレバーセンサシステムは、第5実施形態と同様に光学式にて検出用カンチレバーの変位量を測定するものである。ただし、本実施形態においては、第2,第4実施形態と同様に補正用カンチレバー3Bを用いて検出用カンチレバーの変位量を補正するようになっていて、そのために、第5実施形態の構成に加えて、補正用カンチレバー3Bと、補正変位量測定部53と、変位量補正部54とを備えている。   The cantilever sensor system according to the present embodiment measures the displacement amount of the detection cantilever by an optical method as in the fifth embodiment. However, in the present embodiment, the displacement amount of the detection cantilever is corrected using the correction cantilever 3B as in the second and fourth embodiments. For this reason, the configuration of the fifth embodiment is used. In addition, a correction cantilever 3B, a correction displacement amount measurement unit 53, and a displacement amount correction unit 54 are provided.

即ち、本実施形態の検出方法で用いるカンチレバーセンサシステムは、図11に示すように、光源1と、集光手段2と、検出用カンチレバー3Aと、補正用カンチレバー3Bと、受光素子4と、変位量測定部51と、補正変位量測定部53と、変位量補正部54と、変位量多項式近似部57と、係数出力部58とを備えている。なお、変位量測定部51、補正変位量測定部53、変位量補正部54、変位量多項式近似部57及び係数出力部58は、ハードウェア的にはコンピュータ5に、コンピュータ5を変位量測定部51、補正変位量測定部53、変位量補正部54、変位量多項式近似部57及び係数出力部58として機能させるためのプログラムを読み込ませて構成したものである。さらに、本実施形態のカンチレバーセンサシステムでも、検出用カンチレバー3A及び補正用カンチレバー3Bは検体接触部としての透明容器6に装着されているものとする。   That is, as shown in FIG. 11, the cantilever sensor system used in the detection method of the present embodiment includes a light source 1, a condensing means 2, a detection cantilever 3A, a correction cantilever 3B, a light receiving element 4, and a displacement. An amount measuring unit 51, a corrected displacement amount measuring unit 53, a displacement amount correcting unit 54, a displacement amount polynomial approximating unit 57, and a coefficient output unit 58 are provided. The displacement measuring unit 51, the corrected displacement measuring unit 53, the displacement correcting unit 54, the displacement polynomial approximating unit 57, and the coefficient output unit 58 are connected to the computer 5 in terms of hardware, and the computer 5 is connected to the displacement measuring unit. 51, a program for functioning as a corrected displacement measuring unit 53, a displacement correcting unit 54, a displacement polynomial approximating unit 57, and a coefficient output unit 58 are read. Furthermore, also in the cantilever sensor system of the present embodiment, it is assumed that the detection cantilever 3A and the correction cantilever 3B are mounted on a transparent container 6 as a specimen contact portion.

[8−1.光源]
本実施形態において、光源1は、第2,第4実施形態と同様である。
[8-1. light source]
In the present embodiment, the light source 1 is the same as in the second and fourth embodiments.

[8−2.集光手段]
本実施形態において、集光手段2は、第2,第4実施形態と同様である。
[8-2. Condensing means]
In the present embodiment, the light collecting means 2 is the same as in the second and fourth embodiments.

[8−3.検出用カンチレバー]
本実施形態において、検出用カンチレバー3Aは、第1〜第5実施形態と同様である。
[8-3. Cantilever for detection]
In the present embodiment, the detection cantilever 3A is the same as in the first to fifth embodiments.

[8−4.補正用カンチレバー]
本実施形態において、補正用カンチレバー3Bは、第2,第4実施形態と同様である。
[8-4. Correction cantilever]
In the present embodiment, the correction cantilever 3B is the same as in the second and fourth embodiments.

[8−5.透明容器]
本実施形態において、透明容器6は、第2,第4実施形態と同様である。
なお、図11においては透明容器6は1点鎖線で示してある。
[8-5. Transparent container]
In the present embodiment, the transparent container 6 is the same as in the second and fourth embodiments.
In FIG. 11, the transparent container 6 is indicated by a one-dot chain line.

[8−6.受光素子]
本実施形態において、受光素子4は、第2,第4実施形態と同様である。
[8-6. Light receiving element]
In the present embodiment, the light receiving element 4 is the same as in the second and fourth embodiments.

[8−7.変位量測定部]
本実施形態にかかる変位量測定部51は、測定した検出用カンチレバー3Aの変位量を、変位量補正部54に送るようになっている他は、第5実施形態と同様である。したがって、変位量測定部51は常時検出用カンチレバー3Aの変位量を測定しているため、第1時点t1から第2時点t2までの所定時間範囲における検出用カンチレバー3Aの変位量を測定するようになっている。
[8-7. Displacement measurement unit]
The displacement measuring unit 51 according to the present embodiment is the same as the fifth embodiment, except that the measured displacement of the detection cantilever 3A is sent to the displacement correcting unit 54. Therefore, since the displacement amount measuring unit 51 measures the displacement amount of constantly detecting cantilever 3A, measuring the displacement amount of the detection cantilever 3A in a predetermined time range from the first time point t 1 to the second time point t 2 It is like that.

なお、本実施形態においても第5実施形態と同様に、上記の第1時点t1及び第2時点t2は、キーボード等のインターフェース(図示省略)によってオペレータがコンピュータ5に指示することにより、その指示内容を変位量測定部51、補正変位量測定部53、変位量補正部54、変位量多項式近似部57及び係数出力部58が読み込むことで、設定されるようになっているものとする。 In the present embodiment, as in the fifth embodiment, the first time point t 1 and the second time point t 2 are determined by an operator instructing the computer 5 through an interface (not shown) such as a keyboard. It is assumed that the instruction content is set by reading the displacement amount measuring unit 51, the corrected displacement amount measuring unit 53, the displacement amount correcting unit 54, the displacement amount polynomial approximating unit 57, and the coefficient output unit 58.

[8−8.補正変位量測定部]
補正変位量測定部53は、少なくとも第1時点t1から第2時点t2までの所定時間範囲内において補正用カンチレバー3Bの変位量を測定するものである。
本実施形態では、補正変位量測定部53は、第4実施形態と同様に構成されている。
[8-8. Corrected displacement measurement unit]
The correction displacement amount measurement unit 53 measures the displacement amount of the correction cantilever 3B within at least a predetermined time range from the first time point t 1 to the second time point t 2 .
In the present embodiment, the corrected displacement amount measuring unit 53 is configured in the same manner as in the fourth embodiment.

[8−9.変位量補正部]
変位量補正部54は、少なくとも、第1時点t1から第2時点t2までの所定時間範囲において、変位量測定部51が測定した検出用カンチレバー3Aの変位量から補正変位量測定部53が測定した補正用カンチレバー3Bの変位量を引き、補正後の検出用カンチレバー3Aの変位量を算出して、変位量多項式近似部57に送るものである。これにより、相互作用以外によるたわみの影響を排除して、検出用カンチレバー3Aに生じた相互作用により生じた変位量を、より正確に得ることができるようになっている。
本実施形態において、変位量補正部54は、補正後の検出用カンチレバー3Aの変位量を変位量多項式近似部57に送るようになっている他は、第2,第4実施形態と同様である。
[8-9. Displacement correction unit]
The displacement amount correction unit 54 determines whether the correction displacement amount measurement unit 53 uses the displacement amount of the detection cantilever 3A measured by the displacement amount measurement unit 51 at least in a predetermined time range from the first time point t 1 to the second time point t 2. By subtracting the measured displacement amount of the correction cantilever 3B, the displacement amount of the corrected detection cantilever 3A is calculated and sent to the displacement amount polynomial approximation unit 57. As a result, the amount of displacement caused by the interaction generated in the detection cantilever 3A can be obtained more accurately by eliminating the influence of deflection other than the interaction.
In the present embodiment, the displacement amount correction unit 54 is the same as the second and fourth embodiments, except that the displacement amount of the detection cantilever 3A after correction is sent to the displacement amount polynomial approximation unit 57. .

[8−10.変位量多項式近似部]
変位量多項式近似部57は、変位量補正部54から送られる補正後の検出用カンチレバー3Aの変位量を用いて、第1時点t1から第2時点t2までの所定時間範囲までの検出用カンチレバー3Aの変位量を時間に対して多項式で近似するものである。本実施形態では、変位量測定部51が測定した変位量の代わりに、変位量補正部54が補正した検出用カンチレバー3Aの変位量を用いる他は、第5実施形態と同様になっている。
[8-10. Displacement polynomial approximation part]
The displacement amount polynomial approximation unit 57 uses the displacement amount of the corrected detection cantilever 3A sent from the displacement amount correction unit 54 for detection within a predetermined time range from the first time point t 1 to the second time point t 2 . The displacement amount of the cantilever 3A is approximated by a polynomial with respect to time. This embodiment is the same as the fifth embodiment except that the displacement amount of the detection cantilever 3A corrected by the displacement amount correction unit 54 is used instead of the displacement amount measured by the displacement amount measurement unit 51.

[8−11.係数出力部]
係数出力部58は多項式近似により得られた多項式の各係数を出力するものであり、本実施形態では、係数出力部58は第5実施形態と同様に構成されている。
したがって、第5実施形態と同様に、係数出力部58が出力する係数の値は、図示しない出力装置に出力されるようになっていて、この係数を基に、オペレータが検体中の検出対象物質の有無及び濃度等の情報を認識するようになっているものとする。
[8-11. Coefficient output section]
The coefficient output unit 58 outputs each coefficient of a polynomial obtained by polynomial approximation. In this embodiment, the coefficient output unit 58 is configured in the same manner as in the fifth embodiment.
Therefore, as in the fifth embodiment, the value of the coefficient output by the coefficient output unit 58 is output to an output device (not shown). Based on this coefficient, the operator can detect the substance to be detected in the sample. It is assumed that information such as presence / absence and concentration is recognized.

[8−12.検出方法]
上述したカンチレバーセンサシステムを用いて、本実施形態の検出方法により検体中の検出対象物質の検出する場合には、まず、支持具61に検出用カンチレバー3A及び補正用カンチレバー3Bを装着した状態で、光源1から検出用カンチレバー3A及び補正用カンチレバー3Bに光を照射しながら検出用カンチレバー3A及び補正用カンチレバー3Bに検体を接触させる。そして、少なくとも上記の第1時点t1から第2時点t2までの所定時間範囲において検出用カンチレバー3A及び補正用カンチレバー3Bそれぞれの変位量を測定する。次いで、少なくとも上記第1時点t1から第2時点t2までの所定時間範囲において、補正用カンチレバー3Bの変位量を用いて検出用カンチレバー3Aの変位量の補正を行なう。その後、補正後の検出用カンチレバー3Aの変位量を時間に対して多項式で近似し、上記多項式近似により得られた多項式の係数により、検出対象物質の検出を行なう。
以下、詳しく説明する。
[8-12. Detection method]
When detecting the detection target substance in the sample by the detection method of the present embodiment using the above-described cantilever sensor system, first, in a state where the detection cantilever 3A and the correction cantilever 3B are attached to the support 61, The specimen is brought into contact with the detection cantilever 3A and the correction cantilever 3B while irradiating light from the light source 1 to the detection cantilever 3A and the correction cantilever 3B. Then, the displacement amounts of the detection cantilever 3A and the correction cantilever 3B are measured at least in a predetermined time range from the first time point t 1 to the second time point t 2 . Next, at least in a predetermined time range from the first time point t 1 to the second time point t 2 , the displacement amount of the detection cantilever 3A is corrected using the displacement amount of the correction cantilever 3B. Thereafter, the displacement amount of the detection cantilever 3A after correction is approximated by a polynomial with respect to time, and the detection target substance is detected by the coefficient of the polynomial obtained by the polynomial approximation.
This will be described in detail below.

第1時点t1及び第2時点t2の情報を変位量測定部51、補正変位量測定部53、変位量補正部54、変位量多項式近似部57及び係数出力部58に入力しておくようにする他は、第2,第4実施形態と同様にして、検体と検出用カンチレバー3A及び補正用カンチレバー3Bとを接触させて、その際の検出用カンチレバー3A及び補正用カンチレバー3Bの変位量を測定する。測定した第1時点t1から第2時点t2までの検出用カンチレバー3A及び補正用カンチレバー3Bの変位量は、変位量補正部54に送られる。 Information on the first time point t 1 and the second time point t 2 is input to the displacement amount measurement unit 51, the corrected displacement amount measurement unit 53, the displacement amount correction unit 54, the displacement amount polynomial approximation unit 57, and the coefficient output unit 58. In the same manner as in the second and fourth embodiments, the specimen is brought into contact with the detection cantilever 3A and the correction cantilever 3B, and the displacement amount of the detection cantilever 3A and the correction cantilever 3B at that time is determined. taking measurement. The measured displacement amounts of the detection cantilever 3A and the correction cantilever 3B from the first time point t 1 to the second time point t 2 are sent to the displacement amount correction unit 54.

変位量補正部54においては、第2,第4実施形態と同様に、検出用カンチレバー3Aの変位量から補正用カンチレバー3Bの変位量を引き算することにより、相互作用以外の要因による変位量を検出用カンチレバー3Aの変位量から除去する補正が行なわれる。また、補正後の検出用カンチレバー3Aの補正量は、変位量多項式近似部57に送られる。   In the displacement amount correction unit 54, as in the second and fourth embodiments, the displacement amount due to factors other than the interaction is detected by subtracting the displacement amount of the correction cantilever 3B from the displacement amount of the detection cantilever 3A. Correction for removal from the displacement amount of the cantilever 3A is performed. Further, the corrected correction amount of the detection cantilever 3A is sent to the displacement polynomial approximation unit 57.

変位量多項式近似部57では、変位量補正部54から送られてきた、検出用カンチレバー3Aの補正後の変位量を用いる他は、第5実施形態と同様にして、検出用カンチレバー3Aの変位量を多項式で近似し、時間に対する変位量の経時変化を表わす近似多項式を求める。
この近似多項式の情報は係数出力部58に送られ、この係数出力部58において近似多項式の係数の情報が取り込まれる。そして、係数近似部58が取り込んだ係数の値は、出力装置(図示省略)に出力され、出力装置に出力された値を基に、オペレータが検体中の検出対象物質の有無及びその濃度を検出する。
The displacement amount polynomial approximation unit 57 uses the displacement amount after correction of the detection cantilever 3A sent from the displacement amount correction unit 54 in the same manner as in the fifth embodiment, but the displacement amount of the detection cantilever 3A. Is approximated by a polynomial, and an approximate polynomial representing the change with time of the displacement with respect to time is obtained.
Information on the approximate polynomial is sent to the coefficient output unit 58, and the coefficient output unit 58 takes in the information on the coefficient of the approximate polynomial. The coefficient values taken in by the coefficient approximating unit 58 are output to an output device (not shown), and the operator detects the presence / absence and concentration of the detection target substance in the sample based on the values output to the output device. To do.

[8−13.効果]
本実施形態の検出方法を用いた場合、上記のようにして検体中の検出対象物質の検出を行なうことができる。さらに、この際、従来よりも短時間で正確な検出を行なうことが可能である。
また、本実施形態の検出方法によれば、補正用カンチレバー3Bの変位量を用いて検出用カンチレバー3Aの変位量を補正するようにしたため、特定物質と検出対象物質との相互作用以外の要因によるたわみの影響を排除し、より正確な検出を行なうことが可能となる。
さらに、第5実施形態と同様の利点を得ることもできる。
[8-13. effect]
When the detection method of the present embodiment is used, the detection target substance in the sample can be detected as described above. Further, at this time, it is possible to perform accurate detection in a shorter time than in the prior art.
Further, according to the detection method of the present embodiment, the displacement amount of the detection cantilever 3A is corrected using the displacement amount of the correction cantilever 3B, and therefore, due to factors other than the interaction between the specific substance and the detection target substance. It is possible to eliminate the influence of deflection and perform more accurate detection.
Furthermore, the same advantages as those of the fifth embodiment can be obtained.

[9.第7実施形態]
以下、図面を用いて本発明の第7実施形態について説明する。
図12は、本発明の第7実施形態にかかるカンチレバーセンサシステムの概要を模式的に示す斜視図である。また、図13は、検出用カンチレバー3Aがたわみを生じる場合の時間と変位量との関係の一例を模式的に示すグラフである。なお、図12,図13において、図1〜図11と同様の部位には、図1〜図11と同様の符号を付して示す。
[9. Seventh Embodiment]
The seventh embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 12 is a perspective view schematically showing an outline of a cantilever sensor system according to a seventh embodiment of the present invention. FIG. 13 is a graph schematically showing an example of the relationship between the time and the displacement when the detection cantilever 3A is bent. 12 and 13, parts similar to those in FIGS. 1 to 11 are denoted by the same reference numerals as in FIGS. 1 to 11.

本実施形態にかかるカンチレバーセンサシステムは、第3実施形態と同様に光学式にて検出用カンチレバーの変位量を測定するものである。ただし、本実施形態においては、検出用カンチレバー3Aの変位量を時間に対して指数関数で近似し、上記近似(指数関数近似)により得られた指数関数の係数により検出対象物質の検出を行なうようになっている。したがって、変位量直線近似部55及び傾き出力部56に代えて変位量指数関数近似部(変位量近似部)59及び係数出力部58を備えている。   The cantilever sensor system according to the present embodiment measures the displacement amount of the detection cantilever by an optical method as in the third embodiment. However, in this embodiment, the displacement amount of the detection cantilever 3A is approximated by an exponential function with respect to time, and the detection target substance is detected by the coefficient of the exponential function obtained by the above approximation (exponential function approximation). It has become. Accordingly, a displacement amount exponent function approximation unit (displacement amount approximation unit) 59 and a coefficient output unit 58 are provided instead of the displacement amount straight line approximation unit 55 and the inclination output unit 56.

即ち、本実施形態の検出方法で用いるカンチレバーセンサシステムは、図12に示すように、光源1と、集光手段2と、検出用カンチレバー3Aと、受光素子4と、変位量測定部51と、変位量指数関数近似部59と、係数出力部58とを備えている。なお、変位量測定部51、変位量指数関数近似部59及び係数出力部58は、ハードウェア的にはコンピュータ5に、コンピュータ5を変位量測定部51、変位量指数関数近似部59及び係数出力部58として機能させるためのプログラムを読み込ませて構成したものである。さらに、本実施形態のカンチレバーセンサシステムでも、検出用カンチレバー3Aは検体接触部としての透明容器6に装着されているものとする。   That is, as shown in FIG. 12, the cantilever sensor system used in the detection method of the present embodiment includes a light source 1, a condensing means 2, a detection cantilever 3A, a light receiving element 4, a displacement amount measuring unit 51, A displacement index function approximating unit 59 and a coefficient output unit 58 are provided. The displacement measuring unit 51, the displacement index function approximating unit 59, and the coefficient output unit 58 are hardware-related to the computer 5, and the computer 5 is replaced with the displacement measuring unit 51, the displacement index function approximating unit 59, and the coefficient output. This is configured by reading a program for functioning as the unit 58. Furthermore, also in the cantilever sensor system of the present embodiment, it is assumed that the detection cantilever 3A is mounted on the transparent container 6 as the specimen contact portion.

[9−1.光源]
本実施形態において、光源1は、第1,第3,第5実施形態と同様である。
[9-1. light source]
In the present embodiment, the light source 1 is the same as in the first, third, and fifth embodiments.

[9−2.集光手段]
本実施形態において、集光手段2も、第1,第3,第5実施形態と同様である。
[9-2. Condensing means]
In this embodiment, the condensing means 2 is the same as that of 1st, 3rd, 5th embodiment.

[9−3.検出用カンチレバー]
本実施形態において、検出用カンチレバー3Aも、第1〜第6実施形態と同様である。
[9-3. Cantilever for detection]
In the present embodiment, the detection cantilever 3A is the same as in the first to sixth embodiments.

[9−4.透明容器]
本実施形態において、透明容器6も、第1,第3,第5実施形態と同様である。
なお、図12においては透明容器6は1点鎖線で示してある。
[9-4. Transparent container]
In the present embodiment, the transparent container 6 is the same as in the first, third, and fifth embodiments.
In FIG. 12, the transparent container 6 is indicated by a one-dot chain line.

[9−5.受光素子]
本実施形態において、受光素子4も、第1,第3,第5実施形態と同様である。
[9-5. Light receiving element]
In the present embodiment, the light receiving element 4 is the same as in the first, third, and fifth embodiments.

[9−6.変位量測定部]
変位量測定部51は、受光素子4の受光位置の情報を受け取って、少なくとも第1時点t1から第2時点t2までの間の所定時間範囲内において検出用カンチレバー3Aの変位量を測定するものである。
本実施形態では、変位量測定部51は、測定された検出用カンチレバー3Aの変位量が変位量指数関数近似部59に送られるようになっているほかは、第3,第5実施形態と同様に構成されている。
[9-6. Displacement measurement unit]
The displacement measuring unit 51 receives information on the light receiving position of the light receiving element 4 and measures the displacement of the detection cantilever 3A at least within a predetermined time range from the first time point t 1 to the second time point t 2. Is.
In the present embodiment, the displacement measuring unit 51 is the same as the third and fifth embodiments except that the measured displacement of the detection cantilever 3A is sent to the displacement index function approximating unit 59. It is configured.

なお、上記の第1時点t1及び第2時点t2は、キーボード等のインターフェース(図示省略)によってオペレータがコンピュータ5に指示することにより、その指示内容を変位量測定部51、変位量指数関数近似部59及び係数出力部58が読み込むことで、設定されるようになっているものとする。 Note that the first time point t 1 and the second time point t 2 are instructed by the operator to the computer 5 through an interface (not shown) such as a keyboard, so that the contents of the instructions are indicated by the displacement amount measuring unit 51, the displacement amount index function It is assumed that the approximation unit 59 and the coefficient output unit 58 are set by reading.

[9−7.変位量指数関数近似部]
本実施形態にかかる変位量指数関数近似部59は、検出用カンチレバー3Aの変位量を時間に対して指数関数で近似するものである。具体的には、変位量測定部51から送られてきた、第1時点t1から第2時点t2までの所定時間範囲における検出用カンチレバー3Aの変位量を受け取り、それを近似して、時間に対する指数関数として変位量を表わす指数関数を求めるものである。
[9-7. Displacement index function approximation part]
The displacement amount exponent function approximator 59 according to the present embodiment approximates the displacement amount of the detection cantilever 3A with an exponential function with respect to time. Specifically, it sent from the displacement measuring section 51 receives the displacement amount of the detection cantilever 3A in a predetermined time range from the first time point t 1 to the second time point t 2, by approximating it, time An exponential function representing the amount of displacement is obtained as an exponential function for.

例えば、図13において二点鎖線で示すような変位量の推移が変位量測定部51で測定された場合、変位量指数関数近似部59は、第1時点t1から第2時点t2までの所定時間範囲に測定された変位量を指数関数で近似して、上記所定時間範囲における変位量の変化を表わす近似曲線XIIIを求める。本発明者らの推察するところでは、この近似曲線XIIIは、検出用カンチレバー3Aのたわみが進行している全時間範囲中の一部の時間範囲(即ち、所定時間範囲)における変位量の経時変化ををあらわすものである。即ち、カンチレバーセンサにおける検出用カンチレバー3Aの変位量の経時的に測定したデータは、それを時間に対して指数関数近似したとしても、十分に高い検出精度を得ることができる程度に正確に、上記変位量の経時変化を表しうるものである。 For example, when the transition of the displacement amount as shown by the two-dot chain line in FIG. 13 is measured by the displacement amount measuring unit 51, the displacement amount exponent function approximating unit 59 is from the first time point t 1 to the second time point t 2 . By approximating the displacement measured in the predetermined time range with an exponential function, an approximate curve XIII representing the change of the displacement in the predetermined time range is obtained. As estimated by the present inventors, this approximate curve XIII shows the change over time in the displacement amount in a partial time range (that is, a predetermined time range) in the entire time range in which the deflection of the detection cantilever 3A proceeds. It represents. That is, the data measured over time of the displacement amount of the detection cantilever 3A in the cantilever sensor is accurate enough to obtain sufficiently high detection accuracy even if it is approximated exponentially with respect to time. It can represent the change over time in the amount of displacement.

この際、具体的な近似方法に制限は無く、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、例えば、上述した最小二乗法等を用いることができる。
本実施形態においては、変位量指数関数近似部59は、最小二乗法を用いて指数関数近似を行なっているものとする。
また、得られた指数関数(近似指数関数)についての情報は、係数出力部58に送られるようになっている。
At this time, the specific approximation method is not limited, and is arbitrary as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. For example, the least square method described above can be used.
In the present embodiment, it is assumed that the displacement amount exponent function approximating unit 59 performs exponential function approximation using the least square method.
Information about the obtained exponential function (approximate exponential function) is sent to the coefficient output unit 58.

[9−8.係数出力部]
本実施形態にかかる係数出力部58は、変位量指数関数近似部59の指数関数近似で得られた指数関数の係数を出力するものである。具体的には、変位量指数関数近似部59から送られてきた近似指数関数の情報を取り込んで、その各係数を出力するものである。
[9-8. Coefficient output section]
The coefficient output unit 58 according to the present embodiment outputs the coefficient of the exponential function obtained by the exponential function approximation of the displacement amount exponential function approximating unit 59. Specifically, the information of the approximate exponential function sent from the displacement amount exponential function approximating unit 59 is taken in, and each coefficient is output.

上記の変位量指数関数近似部59で得られた近似指数関数は、上述したように、検出用カンチレバー3Aのたわみが進行している全時間範囲中の一部の時間範囲(即ち、所定時間範囲)における変位量の経時変化を表すものである。しかし、本発明者らが推察するところでは、その近似指数関数の各係数は、検出用カンチレバー3Aのたわみが進行している全時間範囲における変位量の変化の情報を含んでいる。即ち、上記近似指数関数の各係数は、検出対象物質と検出用カンチレバー3Aとの相互作用に密接に関連している。   As described above, the approximate exponential function obtained by the displacement index function approximating unit 59 is a partial time range (that is, a predetermined time range) in the entire time range in which the deflection of the detection cantilever 3A proceeds. ) Represents the change with time of the displacement amount. However, as estimated by the present inventors, each coefficient of the approximate exponential function includes information on the change in displacement over the entire time range in which the deflection of the detection cantilever 3A is proceeding. That is, each coefficient of the approximate exponential function is closely related to the interaction between the detection target substance and the detection cantilever 3A.

例えば、下式の指数関数で近似を行なう場合を例に挙げて説明する。

Figure 2007003234
なお、この式において、A1及びA2はこの指数関数の係数を表わし、eは自然対数の底を表わし、tは時間を表わす。この場合、相互作用が小さい場合は係数A2は小さくなり、相互作用が大きい場合は係数A2は大きくなるため、これを利用すれば、検出用カンチレバー3Aのたわみが進行している全時間範囲において変位量を測定した場合と同様に検体液中の検出対象物質を検出することが可能である。 For example, a case where approximation is performed using an exponential function of the following formula will be described as an example.
Figure 2007003234
In this equation, A1 and A2 represent the coefficients of the exponential function, e represents the base of the natural logarithm, and t represents time. In this case, when the interaction is small, the coefficient A2 is small, and when the interaction is large, the coefficient A2 is large. Therefore, by using this, the displacement of the detection cantilever 3A is displaced over the entire time range. As in the case of measuring the amount, it is possible to detect the detection target substance in the sample liquid.

したがって、係数出力部58が近似指数関数の各係数を出力し、例えばその指数関数が上記の式であり、その係数A2の絶対値が0の場合には検出用カンチレバー3Aの変位量は変化しておらず、したがって、検体中に検出対象物質が存在していないものと判定することができる。一方、上記の係数A2の絶対値が0よりも大きい場合には、検出用カンチレバー3Aには変位量の変化が生じており、このような変化が現われた場合には、上記の検出対象物質と特定物質との相互作用が生じており、したがって、検体中に検出対象物質が存在しているものと判定することができるのである。   Therefore, the coefficient output unit 58 outputs each coefficient of the approximate exponential function. For example, when the exponential function is the above equation and the absolute value of the coefficient A2 is 0, the displacement amount of the detection cantilever 3A changes. Therefore, it can be determined that the detection target substance does not exist in the specimen. On the other hand, when the absolute value of the coefficient A2 is larger than 0, a change in displacement occurs in the detection cantilever 3A. When such a change appears, the detection target substance and The interaction with the specific substance has occurred, and therefore, it can be determined that the detection target substance is present in the specimen.

また、所定の閾値を予め設定しておき、上記の係数の絶対値が、上記閾値以上であれば検出対象物質が存在していると判定し、閾値未満なら検出対象物質が存在していないと判定するようにしてもよい。これは、変位量測定時のノイズによる誤検出を防止するためである。なお、この閾値は、測定装置の測定精度や検体の種類等に応じて、適切な値を任意に設定するものとする。   In addition, a predetermined threshold value is set in advance, and if the absolute value of the coefficient is equal to or greater than the threshold value, it is determined that the detection target substance is present. If the absolute value of the coefficient is less than the threshold value, the detection target substance is not present. You may make it determine. This is to prevent erroneous detection due to noise during displacement measurement. Note that this threshold value is arbitrarily set according to the measurement accuracy of the measurement apparatus, the type of specimen, and the like.

さらに、上記の係数の大きさは、検体中の検出対象物質の量や濃度等に関する情報も含んでいる。したがって、係数により上記の量や濃度を測定することも可能である。なお、この場合にも、第3実施形態と同様に、予め近似指数関数の係数と検出対象物質の濃度等との対応を示す表などの情報をコンピュータ5内の記録部(図示省略)に記録させ、その情報を基に上記の係数から濃度等の情報を出力する演算部(図示省略)をコンピュータ5に設けてもよい。   Further, the magnitude of the coefficient includes information on the amount and concentration of the detection target substance in the specimen. Therefore, it is possible to measure the above-mentioned amounts and concentrations by coefficients. Also in this case, as in the third embodiment, information such as a table indicating the correspondence between the coefficient of the approximate exponential function and the concentration of the detection target substance is recorded in advance in a recording unit (not shown) in the computer 5. The computer 5 may be provided with a calculation unit (not shown) that outputs information such as concentration from the above coefficients based on the information.

本実施形態においては、係数出力部58が出力する係数の値は、図示しない出力装置に出力されるようになっている。また、この係数の値を基に、オペレータが検体中の検出対象物質の有無及び濃度等の情報を認識するようになっているものとする。   In the present embodiment, the value of the coefficient output by the coefficient output unit 58 is output to an output device (not shown). Further, it is assumed that the operator recognizes information such as the presence / absence and concentration of the detection target substance in the sample based on the value of the coefficient.

[9−9.検出方法]
上述したカンチレバーセンサシステムを用いて、本実施形態の検出方法により検体中の検出対象物質の検出をする場合には、まず、支持具61に検出用カンチレバー3Aを装着した状態で、光源1から検出用カンチレバー3Aに光を照射しながら検出用カンチレバー3Aに検体を接触させる。そして、少なくとも上記の時点t1から第2時点t2までの間において、検出用カンチレバー3Aの変位量を測定する。その後、検出用カンチレバー3Aの変位量を時間に対して指数関数で近似し、上記指数関数近似により得られた指数関数の係数により、検出対象物質を検出する。
以下、詳しく説明する。
[9-9. Detection method]
When the detection target substance in the sample is detected by the detection method of the present embodiment using the above-described cantilever sensor system, first, detection is performed from the light source 1 with the detection cantilever 3A attached to the support 61. The specimen is brought into contact with the detection cantilever 3A while irradiating the cantilever 3A with light. Then, at least from the time point t 1 to the second time point t 2 , the displacement amount of the detection cantilever 3A is measured. Thereafter, the displacement amount of the detection cantilever 3A is approximated by an exponential function with respect to time, and the detection target substance is detected by the exponential function coefficient obtained by the exponential function approximation.
This will be described in detail below.

第1時点t1及び第2時点t2の情報を変位量測定部51及び変位量指数関数近似部59に入力しておくようにする他は、第3実施形態と同様にして、検体と検出用カンチレバー3Aとを接触させて、その際の検出用カンチレバー3Aの変位量を測定する。測定された第1時点t1から第2時点t2までの検出用カンチレバー3Aの変位量は変位量指数関数近似部59に送られる。 The sample and detection are performed in the same manner as in the third embodiment except that information on the first time point t 1 and the second time point t 2 is input to the displacement amount measurement unit 51 and the displacement amount index function approximation unit 59. The displacement amount of the detection cantilever 3A at that time is measured by bringing the cantilever 3A into contact. The measured displacement amount of the detection cantilever 3A from the first time point t 1 to the second time point t 2 is sent to the displacement amount exponent function approximation unit 59.

変位量指数関数近似部59では、変位量測定部51から送られてきた変位量から、オペレータにより与えられた条件に従って、第1時点t1から第2時点t2までの所定時間範囲で測定された検出用カンチレバー3Aの変位量を指数関数で近似し、時間に対する変位量の経時変化を表わす近似指数関数を求める。 The displacement amount exponent function approximating unit 59 measures the displacement amount sent from the displacement amount measuring unit 51 in a predetermined time range from the first time point t 1 to the second time point t 2 according to the condition given by the operator. Further, the displacement amount of the detected cantilever 3A is approximated by an exponential function, and an approximate exponential function representing the change with time of the displacement amount is obtained.

この近似指数関数の情報は係数出力部58に送られ、この係数出力部58において近似指数関数の係数が取り込まれる。そして、係数近似部58が取り込んだ係数の値は、出力装置(図示省略)に出力され、出力装置に出力された値を基に、オペレータが検体中の検出対象物質の有無及びその濃度を検出する。   Information about the approximate exponential function is sent to the coefficient output unit 58, and the coefficient output unit 58 takes in the coefficient of the approximate exponential function. The coefficient values taken in by the coefficient approximating unit 58 are output to an output device (not shown), and the operator detects the presence / absence and concentration of the detection target substance in the sample based on the values output to the output device. To do.

[9−10.効果]
本実施形態の検出方法を用いた場合、上記のようにして検体中の検出対象物質の検出を行なうことができる。さらに、この際、従来よりも短時間で正確な検出を行なうことが可能である。
また、近似指数関数の係数から、検出対象物質の量や濃度などを測定することも可能である。
さらに、第1,第3,第5実施形態と同様の利点を得ることもできる。
[9-10. effect]
When the detection method of the present embodiment is used, the detection target substance in the sample can be detected as described above. Further, at this time, it is possible to perform accurate detection in a shorter time than in the prior art.
It is also possible to measure the amount and concentration of the detection target substance from the coefficient of the approximate exponential function.
Furthermore, the same advantages as those of the first, third, and fifth embodiments can be obtained.

[10.第8実施形態]
次に、図面を用いて本発明の第8実施形態について説明する。
図14は、本発明の第8実施形態にかかるカンチレバーセンサシステムの概要を模式的に示す斜視図である。なお、図14において、図1〜図13と同様の部位には、図1〜図13と同様の符号を付して示す。
[10. Eighth Embodiment]
Next, an eighth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 14 is a perspective view schematically showing an outline of a cantilever sensor system according to an eighth embodiment of the present invention. 14, the same parts as those in FIGS. 1 to 13 are denoted by the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 13.

本実施形態にかかるカンチレバーセンサシステムは、第7実施形態と同様に光学式にて検出用カンチレバーの変位量を測定するものである。ただし、本実施形態においては、第2,第4,第6実施形態と同様に補正用カンチレバー3Bを用いて検出用カンチレバーの変位量を補正するようになっていて、そのために、第7実施形態の構成に加えて、補正用カンチレバー3Bと、補正変位量測定部53と、変位量補正部54とを備えている。   The cantilever sensor system according to the present embodiment measures the displacement amount of the detection cantilever by an optical method as in the seventh embodiment. However, in the present embodiment, the displacement amount of the detection cantilever is corrected using the correction cantilever 3B as in the second, fourth, and sixth embodiments. For this reason, the seventh embodiment In addition to the above configuration, a correction cantilever 3 </ b> B, a correction displacement amount measurement unit 53, and a displacement amount correction unit 54 are provided.

即ち、本実施形態の検出方法で用いるカンチレバーセンサシステムは、図14に示すように、光源1と、集光手段2と、検出用カンチレバー3Aと、補正用カンチレバー3Bと、受光素子4と、変位量測定部51と、補正変位量測定部53と、変位量補正部54と、変位量指数関数近似部59と、係数出力部58とを備えている。なお、変位量測定部51、補正変位量測定部53、変位量補正部54、変位量指数関数近似部59及び係数出力部58は、ハードウェア的にはコンピュータ5に、コンピュータ5を変位量測定部51、補正変位量測定部53、変位量補正部54、変位量指数関数近似部59及び係数出力部58として機能させるためのプログラムを読み込ませて構成したものである。さらに、本実施形態のカンチレバーセンサシステムでも、検出用カンチレバー3A及び補正用カンチレバー3Bは検体接触部としての透明容器6に装着されているものとする。   That is, as shown in FIG. 14, the cantilever sensor system used in the detection method of the present embodiment includes a light source 1, a condensing means 2, a detection cantilever 3A, a correction cantilever 3B, a light receiving element 4, and a displacement. An amount measuring unit 51, a corrected displacement measuring unit 53, a displacement correcting unit 54, a displacement index function approximating unit 59, and a coefficient output unit 58 are provided. The displacement measuring unit 51, the corrected displacement measuring unit 53, the displacement correcting unit 54, the displacement index function approximating unit 59, and the coefficient output unit 58 are connected to the computer 5 in hardware and the computer 5 is used to measure the displacement. And a program for causing the function to function as the unit 51, the corrected displacement measuring unit 53, the displacement correcting unit 54, the displacement index function approximating unit 59, and the coefficient output unit 58. Furthermore, also in the cantilever sensor system of the present embodiment, it is assumed that the detection cantilever 3A and the correction cantilever 3B are mounted on a transparent container 6 as a specimen contact portion.

[10−1.光源]
本実施形態において、光源1は、第2,第4,第6実施形態と同様である。
[10-1. light source]
In the present embodiment, the light source 1 is the same as in the second, fourth, and sixth embodiments.

[10−2.集光手段]
本実施形態において、集光手段2は、第2,第4,第6実施形態と同様である。
[10-2. Condensing means]
In this embodiment, the condensing means 2 is the same as that of 2nd, 4th, 6th embodiment.

[10−3.検出用カンチレバー]
本実施形態において、検出用カンチレバー3Aは、第1〜第7実施形態と同様である。
[10-3. Cantilever for detection]
In the present embodiment, the detection cantilever 3A is the same as in the first to seventh embodiments.

[10−4.補正用カンチレバー]
本実施形態において、補正用カンチレバー3Bは、第2,第4,第6実施形態と同様である。
[10-4. Correction cantilever]
In the present embodiment, the correction cantilever 3B is the same as in the second, fourth, and sixth embodiments.

[10−5.透明容器]
本実施形態において、透明容器6は、第2,第4,第6実施形態と同様である。
なお、図14においては透明容器6は二点鎖線で示してある。
[10-5. Transparent container]
In this embodiment, the transparent container 6 is the same as that of 2nd, 4th, 6th embodiment.
In FIG. 14, the transparent container 6 is indicated by a two-dot chain line.

[10−6.受光素子]
本実施形態において、受光素子4は、第2,第4,第6実施形態と同様である。
[10-6. Light receiving element]
In the present embodiment, the light receiving element 4 is the same as in the second, fourth, and sixth embodiments.

[10−7.変位量測定部]
本実施形態にかかる変位量測定部51は、測定した検出用カンチレバー3Aの変位量を、変位量補正部54に送るようになっている他は、第7実施形態と同様である。したがって、変位量測定部51は常時検出用カンチレバー3Aの変位量を測定しているため、第1時点t1から第2時点t2までの所定時間範囲における検出用カンチレバー3Aの変位量を測定するようになっている。
[10-7. Displacement measurement unit]
The displacement amount measurement unit 51 according to the present embodiment is the same as that of the seventh embodiment, except that the measured displacement amount of the detection cantilever 3A is sent to the displacement amount correction unit 54. Therefore, since the displacement amount measuring unit 51 measures the displacement amount of constantly detecting cantilever 3A, measuring the displacement amount of the detection cantilever 3A in a predetermined time range from the first time point t 1 to the second time point t 2 It is like that.

なお、本実施形態においても第7実施形態と同様に、上記の第1時点t1及び第2時点t2は、キーボード等のインターフェース(図示省略)によってオペレータがコンピュータ5に指示することにより、その指示内容を変位量測定部51、補正変位量測定部53、変位量補正部54、変位量指数関数近似部59及び係数出力部58が読み込むことで、設定されるようになっているものとする。 In the present embodiment, as in the seventh embodiment, the first time point t 1 and the second time point t 2 are determined by the operator instructing the computer 5 through an interface (not shown) such as a keyboard. It is assumed that the instruction content is set by reading the displacement amount measuring unit 51, the corrected displacement amount measuring unit 53, the displacement amount correcting unit 54, the displacement amount exponent function approximating unit 59, and the coefficient output unit 58. .

[10−8.補正変位量測定部]
補正変位量測定部53は、少なくとも第1時点t1から第2時点t2までの所定時間範囲内において補正用カンチレバー3Bの変位量を測定するものである。
本実施形態では、補正変位量測定部53は、第4実施形態と同様に構成されている。
[10-8. Corrected displacement measurement unit]
The correction displacement amount measurement unit 53 measures the displacement amount of the correction cantilever 3B within at least a predetermined time range from the first time point t 1 to the second time point t 2 .
In the present embodiment, the corrected displacement amount measuring unit 53 is configured in the same manner as in the fourth embodiment.

[10−9.変位量補正部]
変位量補正部54は、少なくとも、第1時点t1から第2時点t2までの所定時間範囲において、変位量測定部51が測定した検出用カンチレバー3Aの変位量から補正変位量測定部53が測定した補正用カンチレバー3Bの変位量を引き、補正後の検出用カンチレバー3Aの変位量を算出して、変位量指数関数近似部59に送るものである。これにより、相互作用以外によるたわみの影響を排除して、検出用カンチレバー3Aに生じた相互作用により生じた変位量を、より正確に得ることができるようになっている。
本実施形態において、変位量補正部54は、補正後の検出用カンチレバー3Aの変位量を変位量指数関数近似部59に送るようになっている他は、第2,第4,第6実施形態と同様である。
[10-9. Displacement correction unit]
The displacement amount correction unit 54 determines whether the correction displacement amount measurement unit 53 uses the displacement amount of the detection cantilever 3A measured by the displacement amount measurement unit 51 at least in a predetermined time range from the first time point t 1 to the second time point t 2. By subtracting the measured displacement amount of the correction cantilever 3B, the displacement amount of the corrected detection cantilever 3A is calculated and sent to the displacement amount exponent function approximation unit 59. As a result, the amount of displacement caused by the interaction generated in the detection cantilever 3A can be obtained more accurately by eliminating the influence of deflection other than the interaction.
In the present embodiment, the displacement amount correction unit 54 sends the displacement amount of the corrected detection cantilever 3A to the displacement amount exponent function approximation unit 59, except for the second, fourth, and sixth embodiments. It is the same.

[10−10.変位量指数関数近似部]
変位量指数関数近似部59は、変位量補正部54から送られる補正後の検出用カンチレバー3Aの変位量を用いて、第1時点t1から第2時点t2までの所定時間範囲までの検出用カンチレバー3Aの変位量を時間に対して指数関数で近似するものである。本実施形態では、変位量測定部51が測定した変位量の代わりに、変位量補正部54が補正した検出用カンチレバー3Aの変位量を用いる他は、第7実施形態と同様になっている。
[10-10. Displacement index function approximation part]
The displacement index function approximating unit 59 uses the displacement amount of the detection cantilever 3A after correction sent from the displacement amount correcting unit 54 to detect a predetermined time range from the first time point t 1 to the second time point t 2. The displacement amount of the cantilever 3A is approximated by an exponential function with respect to time. This embodiment is the same as the seventh embodiment except that the displacement amount of the detection cantilever 3A corrected by the displacement amount correction unit 54 is used instead of the displacement amount measured by the displacement amount measurement unit 51.

[10−11.係数出力部]
係数出力部58は指数関数近似により得られた指数関数の各係数を出力するものであり、本実施形態では、係数出力部58は第7実施形態と同様に構成されている。
したがって、第7実施形態と同様に、係数出力部58が出力する係数の値は、図示しない出力装置に出力されるようになっていて、この係数を基に、オペレータが検体中の検出対象物質の有無及び濃度等の情報を認識するようになっているものとする。
[10-11. Coefficient output section]
The coefficient output unit 58 outputs each coefficient of the exponential function obtained by exponential function approximation. In this embodiment, the coefficient output unit 58 is configured in the same manner as in the seventh embodiment.
Therefore, as in the seventh embodiment, the value of the coefficient output by the coefficient output unit 58 is output to an output device (not shown). Based on this coefficient, the operator can detect the substance to be detected in the sample. It is assumed that information such as presence / absence and concentration is recognized.

[10−12.検出方法]
上述したカンチレバーセンサシステムを用いて、本実施形態の検出方法により検体中の検出対象物質の検出する場合には、まず、支持具61に検出用カンチレバー3A及び補正用カンチレバー3Bを装着した状態で、光源1から検出用カンチレバー3A及び補正用カンチレバー3Bに光を照射しながら検出用カンチレバー3A及び補正用カンチレバー3Bに検体を接触させる。そして、少なくとも上記の第1時点t1から第2時点t2までの所定時間範囲において検出用カンチレバー3A及び補正用カンチレバー3Bそれぞれの変位量を測定する。次いで、少なくとも上記第1時点t1から第2時点t2までの所定時間範囲において、補正用カンチレバー3Bの変位量を用いて検出用カンチレバー3Aの変位量の補正を行なう。その後、補正後の検出用カンチレバー3Aの変位量を時間に対して指数関数で近似し、上記指数関数近似により得られた指数関数の係数により、検出対象物質を検出する。
以下、詳しく説明する。
[10-12. Detection method]
When detecting the detection target substance in the sample by the detection method of the present embodiment using the above-described cantilever sensor system, first, in a state where the detection cantilever 3A and the correction cantilever 3B are attached to the support 61, The specimen is brought into contact with the detection cantilever 3A and the correction cantilever 3B while irradiating light from the light source 1 to the detection cantilever 3A and the correction cantilever 3B. Then, the displacement amounts of the detection cantilever 3A and the correction cantilever 3B are measured at least in a predetermined time range from the first time point t 1 to the second time point t 2 . Next, at least in a predetermined time range from the first time point t 1 to the second time point t 2 , the displacement amount of the detection cantilever 3A is corrected using the displacement amount of the correction cantilever 3B. Thereafter, the displacement amount of the detection cantilever 3A after correction is approximated with respect to time by an exponential function, and the detection target substance is detected by the coefficient of the exponential function obtained by the exponential function approximation.
This will be described in detail below.

第1時点t1及び第2時点t2の情報を変位量測定部51、補正変位量測定部53、変位量補正部54、変位量指数関数近似部59及び係数出力部58に入力しておくようにする他は、第2実施形態と同様にして、検体と検出用カンチレバー3A及び補正用カンチレバー3Bとを接触させて、その際の検出用カンチレバー3A及び補正用カンチレバー3Bの変位量を測定する。測定された第1時点t1から第2時点t2までの検出用カンチレバー3A及び補正用カンチレバー3Bの変位量は変位量補正部54に送られる。 Information on the first time point t 1 and the second time point t 2 is input to the displacement amount measuring unit 51, the corrected displacement amount measuring unit 53, the displacement amount correcting unit 54, the displacement amount exponent function approximating unit 59, and the coefficient output unit 58. Except for this, the specimen is brought into contact with the detection cantilever 3A and the correction cantilever 3B in the same manner as in the second embodiment, and the displacement amount of the detection cantilever 3A and the correction cantilever 3B at that time is measured. . The measured displacement amounts of the detection cantilever 3A and the correction cantilever 3B from the first time point t 1 to the second time point t 2 are sent to the displacement amount correction unit 54.

変位量補正部54においては、第2,第4,第6実施形態と同様に、検出用カンチレバー3Aの変位量から補正用カンチレバー3Bの変位量を引き算することにより、相互作用以外の要因による変位量を検出用カンチレバー3Aの変位量から除去する補正が行なわれる。また、補正後の検出用カンチレバー3Aの補正量は、変位量指数関数近似部59に送られる。   As in the second, fourth, and sixth embodiments, the displacement amount correction unit 54 subtracts the displacement amount of the correction cantilever 3B from the displacement amount of the detection cantilever 3A, thereby causing displacement due to factors other than the interaction. Correction for removing the amount from the displacement amount of the detection cantilever 3A is performed. Further, the corrected correction amount of the detection cantilever 3 </ b> A is sent to the displacement index function approximation unit 59.

変位量指数関数近似部59では、変位量補正部54から送られてきた、検出用カンチレバー3Aの補正後の変位量を用いる他は、第7実施形態と同様にして、検出用カンチレバー3Aの変位量を指数関数で近似し、時間に対する変位量の経時変化を表わす近似指数関数を求める。
この近似指数関数の情報は係数出力部58に送られ、この係数出力部58において近似指数関数の係数が取り込まれる。そして、係数近似部58が取り込んだ係数の値は、出力装置(図示省略)に出力され、出力装置に出力された値を基に、オペレータが検体中の検出対象物質の有無及びその濃度を検出する。
The displacement index function approximating unit 59 uses the displacement after correction of the detection cantilever 3A sent from the displacement correction unit 54 in the same manner as in the seventh embodiment, but the displacement of the detection cantilever 3A. The amount is approximated by an exponential function, and an approximate exponential function representing a change with time of the displacement amount is obtained.
Information about the approximate exponential function is sent to the coefficient output unit 58, and the coefficient output unit 58 takes in the coefficient of the approximate exponential function. The coefficient values taken in by the coefficient approximating unit 58 are output to an output device (not shown), and the operator detects the presence / absence and concentration of the detection target substance in the sample based on the values output to the output device. To do.

[10−13.効果]
本実施形態の検出方法を用いた場合、上記のようにして検体中の検出対象物質の検出を行なうことができる。さらに、この際、従来よりも短時間で正確な検出を行なうことが可能である。
また、本実施形態の検出方法によれば、補正用カンチレバー3Bの変位量を用いて検出用カンチレバー3Aの変位量を補正するようにしたため、特定物質と検出対象物質との相互作用以外の要因によるたわみの影響を排除し、より正確な検出を行なうことが可能となる。
さらに、第7実施形態と同様の利点を得ることもできる。
[10-13. effect]
When the detection method of the present embodiment is used, the detection target substance in the sample can be detected as described above. Further, at this time, it is possible to perform accurate detection in a shorter time than in the prior art.
Further, according to the detection method of the present embodiment, the displacement amount of the detection cantilever 3A is corrected using the displacement amount of the correction cantilever 3B, and therefore, due to factors other than the interaction between the specific substance and the detection target substance. It is possible to eliminate the influence of deflection and perform more accurate detection.
Furthermore, the same advantages as those of the seventh embodiment can be obtained.

[11.その他]
ところで、上記実施形態のように検出用カンチレバー3Aや補正用カンチレバー3Bを着脱可能に設ける場合、上記のカンチレバーセンサシステムに用いる分析装置は、通常は、検出用カンチレバー3Aや補正用カンチレバー3Bを除くその他の構成部材で構成されたものとなる。具体的には、例えば、検出用カンチレバー3Aや補正用カンチレバー3Bを装着する支持部(カンチレバー装着部)61と、検出用カンチレバー3Aや補正用カンチレバー3Bに検体を接触させる透明容器(検体接触部)6と、変位量測定部51、変位量比較部52、補正変位量測定部53、変位量補正部54、変位量直線近似部55、傾き出力部56、変位量多項式近似部57、係数出力部58、変位量指数関数近似部59等のうちの適宜用いる機能を実現するためのコンピュータ(機能部)5とを備えた分析装置を用いることになる。このような分析装置も、本発明の範囲に含まれるものとする。
[11. Others]
By the way, when the detection cantilever 3A and the correction cantilever 3B are detachably provided as in the above-described embodiment, the analyzer used in the above cantilever sensor system is usually other than the detection cantilever 3A and the correction cantilever 3B. It is comprised with the following structural member. Specifically, for example, a support portion (cantilever mounting portion) 61 for mounting the detection cantilever 3A and the correction cantilever 3B, and a transparent container (sample contact portion) for contacting the sample with the detection cantilever 3A and the correction cantilever 3B 6, a displacement amount measuring unit 51, a displacement amount comparing unit 52, a corrected displacement amount measuring unit 53, a displacement amount correcting unit 54, a displacement amount straight line approximating unit 55, an inclination output unit 56, a displacement amount polynomial approximating unit 57, and a coefficient output unit. 58, an analysis apparatus provided with a computer (function unit) 5 for realizing a function to be used as appropriate among the displacement index function approximation unit 59 and the like. Such an analyzer is also included in the scope of the present invention.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、任意に変形して実施することができる。
例えば、第1実施形態や第2実施形態では変位量の比較をコンピュータにより行なわせるようしたが、変位量をそのまま出力するようにして、オペレータがその変位量を比較して、検出対象物質の検出を行なうようにしても良い。
また、第3〜第8実施形態において、近似や傾きの算出などをオペレータが行なうようにしても良い。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be arbitrarily modified and implemented without departing from the gist of the present invention.
For example, in the first embodiment and the second embodiment, the displacement amount is compared by the computer, but the displacement amount is output as it is, and the operator compares the displacement amount to detect the detection target substance. May be performed.
In the third to eighth embodiments, the operator may perform approximation, calculation of inclination, and the like.

また、例えば、第1,第2実施形態においては、変位量は常時測定する以外にも、少なくとも第1時点t1及び第2時点t2において測定すればよい。第2実施形態においては、補正についても同様である。
さらに、例えば、第3〜第8実施形態においては、変位量は常時測定する以外にも、少なくとも第1時点t1から第2時点t2までの所定時間範囲おいて測定すればよい。第4,第6,第8実施形態においては、補正についても同様である。
Further, for example, in the first and second embodiments, the displacement amount may be measured at least at the first time point t 1 and the second time point t 2 in addition to the constant measurement. The same applies to the correction in the second embodiment.
Further, for example, in the third to eighth embodiments, the displacement amount may be measured at least in a predetermined time range from the first time point t 1 to the second time point t 2 in addition to the constant measurement. The same applies to the correction in the fourth, sixth, and eighth embodiments.

また、上記の各実施形態では、説明を分かりやすくするためにノイズの存在を無視して説明を行なったが、変位量の測定においてノイズがある場合においても同様にして、検体中の検出対象物質の検出を行なうことが可能である。
さらに、例えば、検体接触部である透明容器6の構成は流路状に形成し、フロー中で検出用カンチレバーや補正用カンチレバーに検体を接触させるようにしてもよい。
Further, in each of the above embodiments, the description has been made by ignoring the presence of noise for the sake of easy understanding. However, in the case where there is noise in the measurement of the displacement amount, the detection target substance in the specimen is similarly processed. Can be detected.
Furthermore, for example, the configuration of the transparent container 6 that is the specimen contact portion may be formed in a flow path shape so that the specimen is brought into contact with the detection cantilever or the correction cantilever in the flow.

また、例えば、複数の測定結果を比較して、複数種の検体や検出対象物質の分析結果を比較することも可能である。ただし、その場合には、上記の第1時点t1及び第2時点t2の条件を同じにすることが好ましい。 Further, for example, it is possible to compare a plurality of measurement results and compare analysis results of a plurality of types of specimens and detection target substances. However, in that case, it is preferable that the conditions of the first time point t 1 and the second time point t 2 are the same.

さらに、例えば、光源1から発光される光のスポット光サイズが、分析に用いる検出用カンチレバー3A及び補正用カンチレバー3Bすべてに光を照射できる程度に大きい場合には、ロッドレンズ21等を用いることなく光源2からの光を1つのシリンドリカルレンズ23で集光するだけで、検出用カンチレバー3A及び補正用カンチレバー3Bに照射することも可能である。   Further, for example, when the spot light size of the light emitted from the light source 1 is large enough to irradiate the detection cantilever 3A and the correction cantilever 3B used for analysis, the rod lens 21 or the like is not used. It is also possible to irradiate the detection cantilever 3 </ b> A and the correction cantilever 3 </ b> B simply by condensing the light from the light source 2 with one cylindrical lens 23.

また、例えば、一つの支持部材に2以上のカンチレバー(検出用カンチレバー3A及び補正用カンチレバー3Bを含む)を支持させるようにしてもよい。
さらに、例えば、検出用カンチレバー3A及び補正用カンチレバー3Bは、適宜、一列に並置する以外に、2列以上にしてもよく、無規則に配置してもかまわない。
Further, for example, two or more cantilevers (including the detection cantilever 3A and the correction cantilever 3B) may be supported on one support member.
Further, for example, the detection cantilever 3A and the correction cantilever 3B may be arranged in two or more rows, or may be arranged irregularly, in addition to being juxtaposed in a row.

また、変位量比較部52が出力する差の値、傾き出力部56が出力する傾きの値、係数出力部58が出力する係数の値などは、上記実施形態のように出力装置などに出力する他、演算部等に向けて出力し、その演算部等が当該差、傾き、係数などの値を取り込んで、検出対象物質の有無の判断や濃度の計算等を行なうようにしても良い。   Further, the difference value output by the displacement amount comparison unit 52, the inclination value output by the inclination output unit 56, the coefficient value output by the coefficient output unit 58, and the like are output to an output device or the like as in the above embodiment. Alternatively, it may be output to a calculation unit or the like, and the calculation unit or the like may take in the values of the difference, slope, coefficient, etc., and determine the presence / absence of the detection target substance or calculate the concentration.

さらに、例えば、上記実施形態において説明しなかった他の部材についても、適宜、カンチレバーセンサシステムに組み合わせて用いることができる。
また、上述した第1〜第8実施形態の構成は、本発明の効果を著しく損なわない限り、それぞれ任意に組み合わせて実施することが可能である。
Furthermore, for example, other members not described in the above embodiment can be used in combination with the cantilever sensor system as appropriate.
The configurations of the first to eighth embodiments described above can be implemented in any combination as long as the effects of the present invention are not significantly impaired.

以下、本発明について実施例を示して更に具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、任意に変形して実施することができる。なお、以下の実施例及び比較例において濃度を表わす「%」は、特に断らない限り「重量%」を表わすものとする。また、図面を参照して説明を行なう説明部において、カッコ「〔〕」内の符号は、参照する図面で用いている符号に対応している。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples, and may be arbitrarily modified and implemented without departing from the gist of the present invention. be able to. In the following examples and comparative examples, “%” representing the concentration represents “% by weight” unless otherwise specified. Further, in the explanation section described with reference to the drawings, the reference numerals in parentheses “[]” correspond to the reference numerals used in the referenced drawings.

[実施例1]
インフルエンザA型(H3N2)/Fukuoka/C29/85を用いて、ウィルス(検出対象物質)を以下の手順で培養した。
まず、フラスコでイヌ腎臓由来細胞株(MDCK細胞)を37℃で3日間培養した後、細胞増殖培地を除去した。次に、ウィルスをMDCK細胞に接種して、室温で1時間吸着させた後、ウィルスを除去し、ウシ血清アルブミン(BSA)を0.3%の濃度で含有するインフルエンザ培地を加え37℃で3日間培養した。細胞変性効果(CPE)3〜4+を示した感染細胞と培養上清とを回収し、「4℃、3000rpm」で10分間遠心処理をした。上清をウィルス液として2.5mlずつ小分け分注した。ウィルス力価を測定したところ、4×107[TCID/ml]であった。
[Example 1]
Using influenza A (H3N2) / Fukuoka / C29 / 85, the virus (substance to be detected) was cultured according to the following procedure.
First, a canine kidney-derived cell line (MDCK cell) was cultured in a flask at 37 ° C. for 3 days, and then the cell growth medium was removed. Next, the virus was inoculated on MDCK cells and allowed to adsorb at room temperature for 1 hour, then the virus was removed, and an influenza medium containing bovine serum albumin (BSA) at a concentration of 0.3% was added at 37 ° C. for 3 hours. Cultured for days. Infected cells exhibiting cytopathic effect (CPE) 3-4 + and culture supernatant were collected and centrifuged at “4 ° C., 3000 rpm” for 10 minutes. The supernatant was dispensed in 2.5 ml portions as a virus solution. The virus titer was measured and found to be 4 × 10 7 [TCID / ml].

次に、特定物質である糖化合物(1)を、図15の反応式に示す手順で合成した。なお、Tsはトシル基を表わし、DMFはN,N−ジメチルホルムアミドを表わし、Bnはベンジル基を表わし、Meはメチル基を表わし、Acはアセチル基を表わし、TMSはトリメチルシリル基を表し、r.t.は室温を表す。   Next, the sugar compound (1), which is a specific substance, was synthesized by the procedure shown in the reaction formula of FIG. Ts represents a tosyl group, DMF represents N, N-dimethylformamide, Bn represents a benzyl group, Me represents a methyl group, Ac represents an acetyl group, TMS represents a trimethylsilyl group, r.p. t. Represents room temperature.

即ち、まず、市販の化合物(2)とNaN3とをDMF中で50℃において1.5時間反応させ、後処理及び精製の後、化合物(3)を得た。この化合物(3)とNaIとをアセトン中で還流下1時間反応させ、後処理及び精製の後、化合物(4)を得た。
次にシアル酸誘導体(5)と前記化合物(4)とを、CsFの存在下にDMF中で−10℃〜0℃で15時間反応させてカップリングさせ、後処理及び精製後に化合物(6)を得た。その後この化合物(6)をMeOH中にて、水及びLiOHを用いて0℃〜室温で3日間加水分解反応させ、後処理及び精製後に化合物(7)を得た。この化合物(7)を、先ずMeOH中と1N塩酸との混合溶媒中で水素雰囲気下にて5%−Pd/carbonにより処理し、還元反応を行なった後にろ過を行ない、さらにNaOAcにて室温で30分間中和反応し、精製後に糖化合物(1)を得た。Pd/Cによる還元反応以外は窒素雰囲気下にて反応を実施した。化合物(3)〜(7)の精製はシリカゲルクロマトグラフィーにより行ない、糖化合物(1)の精製はゲルろ過により行なった。化合物(2)からの化合物(1)の総収率は8.3%であった。
That is, first, commercially available compound (2) and NaN 3 were reacted in DMF at 50 ° C. for 1.5 hours to obtain compound (3) after post-treatment and purification. This compound (3) and NaI were reacted in acetone for 1 hour under reflux, and after workup and purification, compound (4) was obtained.
Next, the sialic acid derivative (5) and the compound (4) are coupled by reacting in DMF in the presence of CsF at −10 ° C. to 0 ° C. for 15 hours, and after workup and purification, the compound (6) Got. Thereafter, this compound (6) was hydrolyzed in MeOH using water and LiOH at 0 ° C. to room temperature for 3 days to obtain compound (7) after post-treatment and purification. This compound (7) was first treated with 5% -Pd / carbon in a mixed solvent of MeOH and 1N hydrochloric acid under a hydrogen atmosphere, subjected to a reduction reaction, filtered, and further subjected to NaOAc at room temperature. The reaction was neutralized for 30 minutes, and the sugar compound (1) was obtained after purification. The reaction was carried out in a nitrogen atmosphere except for the reduction reaction with Pd / C. The compounds (3) to (7) were purified by silica gel chromatography, and the sugar compound (1) was purified by gel filtration. The total yield of compound (1) from compound (2) was 8.3%.

また、測定に用いるカンチレバーとして、厚さ0.8μm、長さ200μm、幅40μmの窒化シリコン製カンチレバー(オリンパス株式会社製)を2つ用意した。該カンチレバーには、片面のみに金がコートされている。
2つのカンチレバーのうち1つを検出用カンチレバーとし、以下のプロセスにより表面の修飾を行なった。
まず、オゾンクリーナ((株)レーザーテクノ社製UVオゾンクリーナ)により5分間清浄化を行なった。そして、16−メルカプトヘキサデカン酸の10mMエタノール溶液中に室温で12時間浸し、エタノールで洗浄した後、十分に乾燥させた。
In addition, two cantilevers made of silicon nitride (manufactured by Olympus Corporation) having a thickness of 0.8 μm, a length of 200 μm, and a width of 40 μm were prepared as cantilevers used for measurement. The cantilever is coated with gold only on one side.
One of the two cantilevers was used as a detection cantilever, and the surface was modified by the following process.
First, it was cleaned for 5 minutes by an ozone cleaner (UV ozone cleaner manufactured by Laser Techno Co., Ltd.). Then, it was immersed in a 10 mM ethanol solution of 16-mercaptohexadecanoic acid for 12 hours at room temperature, washed with ethanol, and sufficiently dried.

次に、N−hydroxysuccinimide及び、1−Ethyl−3−(3−dimethylaminopropyl)−carbodiimide hydrochlorideが、それぞれ5.0mM及び20.0mMの濃度となるように調整した水溶液中に室温で20分間浸し、水で洗浄した後、十分に乾燥させた。そして、該糖化合物(1)の6.5mMメタノール溶液中に室温にて19時間浸し、メタノールで洗浄した後、十分に乾燥させた。これにより、糖化合物(1)を糖鎖として検出用カンチレバーに固定化した。さらに、1.0Mのエタノールアミン水溶液に30分間浸し、水で洗った後、十分に乾燥させた。最後に、0.3%BSA(ウシ血清アルブミン)水溶液に24時間浸し、水で洗浄した後、十分に乾燥させた。
一方、残り1つのカンチレバーを補正用カンチレバーとし、0.3%BSA水溶液に24時間浸し、水で洗浄した後、十分に乾燥させた。
Next, N-hydroxysuccinimide and 1-Ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) -carbohydrate hydrate are immersed in an aqueous solution adjusted to have a concentration of 5.0 mM and 20.0 mM, respectively, at room temperature for 20 minutes. Then, it was thoroughly dried. Then, the saccharide compound (1) was immersed in a 6.5 mM methanol solution at room temperature for 19 hours, washed with methanol, and sufficiently dried. As a result, the sugar compound (1) was immobilized on the detection cantilever as a sugar chain. Further, it was immersed in a 1.0 M ethanolamine aqueous solution for 30 minutes, washed with water, and sufficiently dried. Finally, it was immersed in a 0.3% BSA (bovine serum albumin) aqueous solution for 24 hours, washed with water, and sufficiently dried.
On the other hand, the remaining one cantilever was used as a correction cantilever, immersed in a 0.3% BSA aqueous solution for 24 hours, washed with water, and then sufficiently dried.

該検出用カンチレバー及び該補正用カンチレバーの2つを、両者が平行でかつ同じ向きになるように、測定用セル(検体接触部)にセットした。この際、2つのカンチレバー間の距離は2mmとなるようにした。
測定用セルは、テフロン(登録商標)製のベース部をガラス基板で蓋をした構造になっており、該ガラス基板を介して検出用カンチレバー及び補正用カンチレバーにレーザー光を照射し、検出用カンチレバー及び補正用カンチレバーからの反射光を取り出すことができる。また、該測定用セルには、液体の注入口が設けられており、そこから測定用セル内の液体を入れ替えを行なうようになっている。
The detection cantilever and the correction cantilever were set in a measurement cell (specimen contact portion) so that both were parallel and in the same direction. At this time, the distance between the two cantilevers was set to 2 mm.
The measurement cell has a structure in which a Teflon (registered trademark) base part is covered with a glass substrate, and the detection cantilever and the correction cantilever are irradiated with laser light through the glass substrate to detect the detection cantilever. And the reflected light from the correction cantilever can be taken out. Further, the measurement cell is provided with a liquid inlet, from which the liquid in the measurement cell is replaced.

次に、図5に示したような装置を構成し、He−Neレーザー〔1〕からの出力光を、ロッドレンズ〔21〕と、2つのシリンドリカルレンズ〔22,23〕により、幅50μm、長さ1cmの直線状になるように集光し、測定用セル〔6〕にセットした検出用カンチレバー〔3A〕及び補正用カンチレバー〔3B〕それぞれの先端部に同時に照射した。検出用カンチレバー〔3A〕及び補正用カンチレバー〔3B〕からの2つの反射光は、1つのCCDカメラ(受光素子)〔4〕で同時に観察した。CCDカメラ〔4〕の出力画像をパソコン〔5〕に取り込み、画像処理を行なうことによって、2つの反射光の中心位置を求め、検出用カンチレバー〔3A〕及び補正用カンチレバー〔3B〕のたわみ量の時間変化を測定した。なお、ここでは、検出用カンチレバー〔3A〕及び補正用カンチレバー〔3B〕のたわみ量として、検出用カンチレバー〔3A〕及び補正用カンチレバー〔3B〕それぞれの先端部の角度変化を測定した。   Next, an apparatus as shown in FIG. 5 is constructed, and the output light from the He-Ne laser [1] is 50 μm wide by the rod lens [21] and the two cylindrical lenses [22, 23]. The light was condensed so as to form a straight line with a length of 1 cm, and simultaneously irradiated to the tip of each of the detection cantilever [3A] and the correction cantilever [3B] set in the measurement cell [6]. Two reflected lights from the detection cantilever [3A] and the correction cantilever [3B] were simultaneously observed by one CCD camera (light receiving element) [4]. The output image of the CCD camera [4] is taken into the personal computer [5] and subjected to image processing to obtain the center positions of the two reflected lights, and the deflection amounts of the detection cantilever [3A] and the correction cantilever [3B] are calculated. The time change was measured. Here, as the deflection amount of the detection cantilever [3A] and the correction cantilever [3B], the change in the angle of the tip of each of the detection cantilever [3A] and the correction cantilever [3B] was measured.

測定用セルに、該ウィルス液を満たした状態で変位量の測定を行なった結果を図16に示す。ここで、図16に示す変位量の出力は、検出用カンチレバーの変位量から、補正用カンチレバーの変位量を差し引いた値を用いた。また、測定はウィルス液を満たしてから5分後(第1時点)に開始し、測定開始後30分経過したところ(第2時点)で終了した。
図16から、インフルエンザウィルスと糖鎖との相互作用により、検出用カンチレバーのたわみ量に変化が生じていることが、測定結果から分かる。
また、この補正後の変位量について、最小二乗法により変化を直線近似し、その傾きを求めたところ、傾きは−0.3であった。
FIG. 16 shows the result of measuring the amount of displacement while the measurement cell is filled with the virus solution. Here, the displacement amount output shown in FIG. 16 is a value obtained by subtracting the displacement amount of the correction cantilever from the displacement amount of the detection cantilever. The measurement started 5 minutes after the virus solution was filled (first time point), and ended 30 minutes after the start of measurement (second time point).
From FIG. 16, it can be seen from the measurement results that the amount of deflection of the detection cantilever has changed due to the interaction between the influenza virus and the sugar chain.
Moreover, about this displacement amount after correction | amendment, when the change was linearly approximated by the least squares method and the inclination was calculated | required, the inclination was -0.3.

[実施例2]
実施例1で用いたウィルス液を、ウィルスを含まないインフルエンザ培地により1/3の濃度に希釈した。この希釈したウィルス液を用い、実施例1と同様にして、検出用カンチレバーの変位量の測定を行なった。結果を図17に示す。なお、図17において、変位量の出力は、検出用カンチレバーの変位量から、補正用カンチレバーの変位量を差し引いた値を用いた。
[Example 2]
The virus solution used in Example 1 was diluted to a concentration of 1/3 with an influenza medium containing no virus. Using this diluted virus solution, the displacement amount of the detection cantilever was measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in FIG. In FIG. 17, the output of the displacement amount is a value obtained by subtracting the displacement amount of the correction cantilever from the displacement amount of the detection cantilever.

図17から、濃度を希釈した場合においても、インフルエンザウィルスと糖鎖との相互作用により、検出用カンチレバーのたわみ量に変化が生じていることが分かる。
また、この補正後の変位量について、最小二乗法により変化を直線近似し、その傾きを求めたところ、傾きは−0.1であった。
FIG. 17 shows that even when the concentration is diluted, the amount of deflection of the detection cantilever changes due to the interaction between the influenza virus and the sugar chain.
Further, with respect to the displacement after correction, the change was linearly approximated by the least square method, and the inclination thereof was obtained. As a result, the inclination was −0.1.

以上のように、実施例1で求めた近似直線の傾きが−0.3であるのに対して、それと同様の検体の濃度を1/3に希釈した実施例2で求めた近似直線の傾きは−0.1であった。即ち、検体の濃度に応じて近似直線の傾きの大きさが比例して変わった。このことから、上記の直線近似により得られた近似直線の傾きにウィルス濃度依存性があることが分かる。   As described above, the slope of the approximate line obtained in Example 1 is −0.3, whereas the slope of the approximate line obtained in Example 2 in which the concentration of the same specimen is diluted to 1/3. Was -0.1. That is, the magnitude of the slope of the approximate line changed in proportion to the concentration of the specimen. From this, it can be seen that the slope of the approximate line obtained by the above-described linear approximation is dependent on the virus concentration.

[比較例1]
ウィルス液の代わりに、BSAを0.3%の濃度で含有するインフルエンザ培地を滅菌処理して検体として用いた以外は、実施例1と同様に測定を行なった。結果を図18に示す。なお、図18において、変位量の出力は、検出用カンチレバーの変位量から、補正用カンチレバーの変位量を差し引いた値を用いた。
[Comparative Example 1]
Measurement was carried out in the same manner as in Example 1 except that an influenza medium containing BSA at a concentration of 0.3% was used as a sample after sterilization instead of the virus solution. The results are shown in FIG. In FIG. 18, the output of the displacement amount is a value obtained by subtracting the displacement amount of the correction cantilever from the displacement amount of the detection cantilever.

検体には検出対象物質であるインフルエンザウィルスが含まれておらず、その場合には、検出用カンチレバーのたわみ量に変化が生じないことが、測定結果から分かる。
また、この補正後の変位量について、最小二乗法により変化を直線近似し、その傾きを求めたところ、傾きは0であった。
It can be seen from the measurement results that the specimen does not contain the influenza virus that is the detection target substance, and in this case, the deflection amount of the detection cantilever does not change.
Further, with respect to the displacement amount after the correction, the change was linearly approximated by the least square method, and the inclination was found to be 0.

本発明のカンチレバーを用いた検出対象物質の検出方法及びカンチレバーセンサシステムは産業上の任意の分野で用いることが可能であるが、例えば、医療、食品分析、生体分析などの分野に用いて好適である。   The detection method and cantilever sensor system using the cantilever of the present invention can be used in any industrial field, and are suitable for use in fields such as medical treatment, food analysis, and biological analysis. is there.

本発明の第1実施形態にかかるカンチレバーセンサシステムの概要を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view showing typically the outline of the cantilever sensor system concerning a 1st embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態について説明するもので、図2(a)は特定物質と検出対象物質とが相互作用する前の検出用カンチレバーの様子を模式的に示す図であり、図2(b)は特定物質と検出対象物質とが相互作用することによってたわみを生じた際の検出用カンチレバーの様子を模式的に示す図である。FIG. 2A is a diagram schematically illustrating a state of a detection cantilever before a specific substance and a detection target substance interact, and FIG. 2B illustrates an embodiment of the present invention. FIG. 5 is a diagram schematically showing a state of a detection cantilever when a deflection is generated by the interaction between a specific substance and a detection target substance. 本発明の第1実施形態にかかるカンチレバーセンサシステムの要部を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the principal part of the cantilever sensor system concerning 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態について説明するもので、検出用カンチレバーがたわみを生じる場合の時間と変位量との関係の一例を模式的に示すグラフである。FIG. 2 is a graph for explaining the first embodiment of the present invention and schematically showing an example of a relationship between time and a displacement amount when the detection cantilever causes a deflection. 本発明の第2実施形態にかかるカンチレバーセンサシステムの概要を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the outline | summary of the cantilever sensor system concerning 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態にかかるカンチレバーセンサシステムの概要を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the outline | summary of the cantilever sensor system concerning 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態について説明するもので、検出用カンチレバーがたわみを生じる場合の時間と変位量との関係の一例を模式的に示すグラフである。FIG. 10 is a graph illustrating a third embodiment of the present invention and schematically illustrating an example of a relationship between time and a displacement amount when a detection cantilever causes deflection. 本発明の第4実施形態にかかるカンチレバーセンサシステムの概要を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the outline | summary of the cantilever sensor system concerning 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5実施形態にかかるカンチレバーセンサシステムの概要を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the outline | summary of the cantilever sensor system concerning 5th Embodiment of this invention. 本発明の第5実施形態について説明するもので、検出用カンチレバーがたわみを生じる場合の時間と変位量との関係の一例を模式的に示すグラフである。FIG. 10 is a graph illustrating a fifth embodiment of the present invention and schematically illustrating an example of a relationship between time and a displacement amount when a detection cantilever causes a deflection. 本発明の第6実施形態にかかるカンチレバーセンサシステムの概要を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the outline | summary of the cantilever sensor system concerning 6th Embodiment of this invention. 本発明の第7実施形態にかかるカンチレバーセンサシステムの概要を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the outline | summary of the cantilever sensor system concerning 7th Embodiment of this invention. 本発明の第7実施形態について説明するもので、検出用カンチレバーがたわみを生じる場合の時間と変位量との関係の一例を模式的に示すグラフである。FIG. 10 is a graph illustrating a seventh embodiment of the present invention and schematically illustrating an example of a relationship between time and a displacement amount when a detection cantilever causes deflection. 本発明の第8実施形態にかかるカンチレバーセンサシステムの概要を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the outline | summary of the cantilever sensor system concerning 8th Embodiment of this invention. 本発明の実施例1で用いる糖鎖を合成するための手順を示す反応式である。It is reaction formula which shows the procedure for synthesize | combining the sugar_chain | carbohydrate used in Example 1 of this invention. 本発明の実施例1の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of Example 1 of this invention. 本発明の実施例2の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of Example 2 of this invention. 比較例1の結果を示すグラフである。6 is a graph showing the results of Comparative Example 1. 検出用カンチレバーの一例について要部を表わす模式的な斜視図である。It is a typical perspective view showing the principal part about an example of the cantilever for a detection. 検出用カンチレバーの一例について表面近傍を拡大して模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which expands the surface vicinity about an example of a cantilever for a detection, and shows it typically.

符号の説明Explanation of symbols

1 光源
2 集光手段
3A 検出用カンチレバー(カンチレバー)
3B 補正用カンチレバー
4 受光素子
5 コンピュータ
6 透明容器
21 ロッドレンズ
22,23 シリンドリカルレンズ
31A,31B 指示部材
32A,32B 反射面
33A,33B 被照射部位
41A,41B 受光部位
51 変位量測定部
52 変位量比較部
53 補正変位量測定部
54 変位量補正部
55 変位量直線近似部(変位量近似部)
56 傾き出力部
57 変位量多項式近似部(変位量近似部)
58 係数出力部
59 変位量指数関数近似部(変位量近似部)
61 支持具
62,63 孔
64 天井面
100 検出用カンチレバー
101 カンチレバー本体
102 特定物質
103 金属膜
104 有機分子
105 相互作用部
106 支持部材
107 凹凸パターン
S 検出対象物質
T 特定物質
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light source 2 Condensing means 3A Detection cantilever (cantilever)
3B Correction cantilever 4 Light receiving element 5 Computer 6 Transparent container 21 Rod lens 22, 23 Cylindrical lens 31A, 31B Indicating member 32A, 32B Reflecting surface 33A, 33B Irradiated part 41A, 41B Light receiving part 51 Displacement measuring unit 52 Displacement comparison 53 Corrected displacement measuring unit 54 Displacement correcting unit 55 Displacement straight line approximating unit (displacement approximating unit)
56 slope output unit 57 displacement polynomial approximation unit (displacement approximation unit)
58 Coefficient output unit 59 Displacement index function approximating unit (displacement approximating unit)
61 Supporting tool 62, 63 Hole 64 Ceiling surface 100 Cantilever 101 for detection Cantilever main body 102 Specific substance 103 Metal film 104 Organic molecule 105 Interaction part 106 Support member 107 Concavity and convexity pattern S Detection target substance T Specific substance

Claims (15)

検体に接触させた場合に上記検体中に検出対象物質が存在すればたわみを生じるカンチレバーを用いた、検出対象物質の検出方法であって、
上記カンチレバーに検体を接触させ、
上記カンチレバーに上記検体を接触させた時点より後、上記検体に検出対象物質が含まれていた場合に上記カンチレバーがたわみきるために要する時間が経過する時点よりも前の、第1時点と第2時点とにおいて、上記カンチレバーの変位量を測定し、
上記第1時点で測定した上記カンチレバーの変位量と上記第2時点で測定した上記カンチレバーの変位量とを比較して検出対象物質を検出する
ことを特徴とする、カンチレバーを用いた検出対象物質の検出方法。
A method for detecting a detection target substance using a cantilever that causes deflection when the detection target substance is present in the specimen when brought into contact with the specimen,
Contact the specimen with the cantilever,
The first time point and the second time point before the time point required for the cantilever to deflect when the sample contains a detection target substance after the time point when the sample is brought into contact with the cantilever. Measure the amount of displacement of the cantilever at the time,
A detection target substance is detected by comparing a displacement amount of the cantilever measured at the first time point with a displacement amount of the cantilever measured at the second time point. Detection method.
検体に接触させた場合に、上記検体中に検出対象物質が存在すればたわみを生じるカンチレバーと、上記検体中の上記検出対象物質の有無によらないたわみを生じる補正用カンチレバーとを用いた、検出対象物質の検出方法であって、
上記カンチレバー及び上記補正用カンチレバーに検体を接触させ、
上記カンチレバーに上記検体を接触させた時点より後、上記検体に検出対象物質が含まれていた場合に上記カンチレバーがたわみきるために要する時間が経過する時点よりも前の、第1時点と第2時点とにおいて、上記カンチレバー及び上記補正用カンチレバーのそれぞれの変位量を測定し、
上記カンチレバーの変位量を上記補正用カンチレバーの変位量で補正し、
補正後の、上記第1時点で測定した上記カンチレバーの変位量と上記第2時点で測定した上記カンチレバーの変位量とを比較して検出対象物質を検出する
ことを特徴とする、カンチレバーを用いた検出対象物質の検出方法。
Detection using a cantilever that causes deflection when a detection target substance is present in the specimen and a correction cantilever that causes deflection regardless of the presence or absence of the detection target substance in the specimen when contacted with the specimen A method for detecting a target substance,
The specimen is brought into contact with the cantilever and the correction cantilever,
The first time point and the second time point before the time point required for the cantilever to deflect when the sample contains a detection target substance after the time point when the sample is brought into contact with the cantilever. At each point in time, the amount of displacement of each of the cantilever and the correction cantilever is measured,
The displacement amount of the cantilever is corrected with the displacement amount of the correction cantilever,
Using the cantilever, wherein the detection target substance is detected by comparing the displacement amount of the cantilever measured at the first time point after the correction with the displacement amount of the cantilever measured at the second time point. A method for detecting a substance to be detected.
検体に接触させた場合に上記検体中に検出対象物質が存在すればたわみを生じるカンチレバーを用いた、検出対象物質の検出方法であって、
上記カンチレバーに検体を接触させ、
上記カンチレバーに上記検体を接触させた時点より後、上記検体に検出対象物質が含まれていた場合に上記カンチレバーがたわみきるために要する時間が経過する時点よりも前の、第1時点から第2時点までの間において、上記カンチレバーの変位量を測定し、
上記カンチレバーの変位量を時間に対して直線近似し、
上記直線近似により得られた直線の傾きにより検出対象物質を検出する
ことを特徴とする、カンチレバーを用いた検出対象物質の検出方法。
A method for detecting a detection target substance using a cantilever that causes deflection when the detection target substance is present in the specimen when brought into contact with the specimen,
Contact the specimen with the cantilever,
After the time point when the sample is brought into contact with the cantilever, if the sample contains a substance to be detected, the time from the first time point to the second time point before the time required for the cantilever to bend passes. Until the time, measure the amount of displacement of the cantilever,
The amount of displacement of the cantilever is linearly approximated with respect to time,
A method for detecting a substance to be detected using a cantilever, wherein the substance to be detected is detected based on a slope of a straight line obtained by the above linear approximation.
検体に接触させた場合に上記検体中に検出対象物質が存在すればたわみを生じるカンチレバーと、上記検体中の上記検出対象物質の有無によらないたわみを生じる補正用カンチレバーとを用いた、検出対象物質の検出方法であって、
上記カンチレバー及び上記補正用カンチレバーに検体を接触させ、
上記カンチレバーに上記検体を接触させた時点より後、上記検体に検出対象物質が含まれていた場合に上記カンチレバーがたわみきるために要する時間が経過する時点よりも前の、第1時点から第2時点までの間において、上記カンチレバー及び上記補正用カンチレバーのそれぞれの変位量を測定し、
上記カンチレバーの変位量を上記補正用カンチレバーの変位量で補正し、
補正後の、上記カンチレバーの変位量を時間に対して直線近似し、
上記直線近似により得られた直線の傾きにより検出対象物質を検出する
ことを特徴とする、カンチレバーを用いた検出対象物質の検出方法。
A detection target using a cantilever that generates a deflection when a detection target substance is present in the sample when brought into contact with the sample, and a correction cantilever that generates a deflection independent of the presence or absence of the detection target substance in the sample A method for detecting a substance,
The specimen is brought into contact with the cantilever and the correction cantilever,
After the time point when the sample is brought into contact with the cantilever, if the sample contains a substance to be detected, the time from the first time point to the second time point before the time required for the cantilever to bend passes. Until the time point, measure the amount of displacement of each of the cantilever and the correction cantilever,
The displacement amount of the cantilever is corrected with the displacement amount of the correction cantilever,
After the correction, the displacement amount of the cantilever is linearly approximated with respect to time,
A method for detecting a substance to be detected using a cantilever, wherein the substance to be detected is detected based on a slope of a straight line obtained by the above linear approximation.
検体に接触させた場合に上記検体中に検出対象物質が存在すればたわみを生じるカンチレバーを用いた、検出対象物質の検出方法であって、
上記カンチレバーに検体を接触させ、
上記カンチレバーに上記検体を接触させた時点より後、上記検体に検出対象物質が含まれていた場合に上記カンチレバーがたわみきるために要する時間が経過する時点よりも前の、第1時点から第2時点までの間において、上記カンチレバーの変位量を測定し、
上記カンチレバーの変位量を時間に対して多項式で近似し、
上記近似により得られた多項式の係数により検出対象物質を検出する
ことを特徴とする、カンチレバーを用いた検出対象物質の検出方法。
A method for detecting a detection target substance using a cantilever that causes deflection when the detection target substance is present in the specimen when brought into contact with the specimen,
Contact the specimen with the cantilever,
After the time point when the sample is brought into contact with the cantilever, if the sample contains a substance to be detected, the time from the first time point to the second time point before the time required for the cantilever to bend passes. Until the time, measure the amount of displacement of the cantilever,
Approximate the displacement of the cantilever with a polynomial with respect to time,
A detection target substance detection method using a cantilever, wherein the detection target substance is detected by a coefficient of a polynomial obtained by the approximation.
検体に接触させた場合に上記検体中に検出対象物質が存在すればたわみを生じるカンチレバーと、上記検体中の上記検出対象物質の有無によらないたわみを生じる補正用カンチレバーとを用いた、検出対象物質の検出方法であって、
上記カンチレバー及び上記補正用カンチレバーに検体を接触させ、
上記カンチレバーに上記検体を接触させた時点より後、上記検体に検出対象物質が含まれていた場合に上記カンチレバーがたわみきるために要する時間が経過する時点よりも前の、第1時点から第2時点までの間において、上記カンチレバー及び上記補正用カンチレバーのそれぞれの変位量を測定し、
上記カンチレバーの変位量を上記補正用カンチレバーの変位量で補正し、
補正後の、上記カンチレバーの変位量を時間に対して多項式で近似し、
上記近似により得られた多項式の係数により検出対象物質を検出する
ことを特徴とする、カンチレバーを用いた検出対象物質の検出方法。
A detection target using a cantilever that generates a deflection when a detection target substance is present in the sample when brought into contact with the sample, and a correction cantilever that generates a deflection independent of the presence or absence of the detection target substance in the sample A method for detecting a substance,
The specimen is brought into contact with the cantilever and the correction cantilever,
After the time point when the sample is brought into contact with the cantilever, if the sample contains a substance to be detected, the time from the first time point to the second time point before the time required for the cantilever to bend passes. Until the time point, measure the amount of displacement of each of the cantilever and the correction cantilever,
The displacement amount of the cantilever is corrected with the displacement amount of the correction cantilever,
Approximate the displacement of the cantilever after correction with a polynomial with respect to time,
A detection target substance detection method using a cantilever, wherein the detection target substance is detected by a coefficient of a polynomial obtained by the approximation.
検体に接触させた場合に上記検体中に検出対象物質が存在すればたわみを生じるカンチレバーを用いた、検出対象物質の検出方法であって、
上記カンチレバーに検体を接触させ、
上記カンチレバーに上記検体を接触させた時点より後、上記検体に検出対象物質が含まれていた場合に上記カンチレバーがたわみきるために要する時間が経過する時点よりも前の、第1時点から第2時点までの間において、上記カンチレバーの変位量を測定し、
上記カンチレバーの変位量を時間に対して指数関数で近似し、
上記近似により得られた指数関数の係数により検出対象物質を検出する
ことを特徴とする、カンチレバーを用いた検出対象物質の検出方法。
A method for detecting a detection target substance using a cantilever that causes deflection when the detection target substance is present in the specimen when brought into contact with the specimen,
Contact the specimen with the cantilever,
After the time point when the sample is brought into contact with the cantilever, if the sample contains a substance to be detected, the time from the first time point to the second time point before the time required for the cantilever to bend passes. Until the time, measure the amount of displacement of the cantilever,
Approximate the amount of cantilever displacement with an exponential function over time,
A detection target substance detection method using a cantilever, wherein the detection target substance is detected by a coefficient of an exponential function obtained by the approximation.
検体に接触させた場合に上記検体中に検出対象物質が存在すればたわみを生じるカンチレバーと、上記検体中の上記検出対象物質の有無によらないたわみを生じる補正用カンチレバーとを用いた、検出対象物質の検出方法であって、
上記カンチレバー及び上記補正用カンチレバーに検体を接触させ、
上記カンチレバーに上記検体を接触させた時点より後、上記検体に検出対象物質が含まれていた場合に上記カンチレバーがたわみきるために要する時間が経過する時点よりも前の、第1時点から第2時点までの間において、上記カンチレバー及び上記補正用カンチレバーのそれぞれの変位量を測定し、
上記カンチレバーの変位量を上記補正用カンチレバーの変位量で補正し、
補正後の、上記カンチレバーの変位量を時間に対して指数関数で近似し、
上記近似により得られた指数関数の係数により検出対象物質を検出する
ことを特徴とする、カンチレバーを用いた検出対象物質の検出方法。
A detection target using a cantilever that generates a deflection when a detection target substance is present in the sample when brought into contact with the sample, and a correction cantilever that generates a deflection independent of the presence or absence of the detection target substance in the sample A method for detecting a substance,
The specimen is brought into contact with the cantilever and the correction cantilever,
After the time point when the sample is brought into contact with the cantilever, if the sample contains a substance to be detected, the time from the first time point to the second time point before the time required for the cantilever to bend passes. Until the time point, measure the amount of displacement of each of the cantilever and the correction cantilever,
The displacement amount of the cantilever is corrected with the displacement amount of the correction cantilever,
Approximate the displacement of the cantilever after correction with an exponential function with respect to time,
A detection target substance detection method using a cantilever, wherein the detection target substance is detected by a coefficient of an exponential function obtained by the approximation.
上記カンチレバーの表面に、上記検出対象物質と相互作用しうる特定物質が固定化されている
ことを特徴とする、請求項1〜8のいずれか1項に記載のカンチレバーを用いた検出対象物質の検出方法。
The detection target substance using the cantilever according to any one of claims 1 to 8, wherein a specific substance capable of interacting with the detection target substance is immobilized on a surface of the cantilever. Detection method.
上記特定物質が糖鎖である
ことを特徴とする、請求項9記載のカンチレバーを用いた検出対象物質の検出方法。
The method for detecting a detection target substance using a cantilever according to claim 9, wherein the specific substance is a sugar chain.
上記検出対象物質が、ウィルス及び細菌の少なくともいずれかである
ことを特徴とする、請求項1〜10のいずれか1項に記載のカンチレバーを用いた検出対象物質の検出方法。
The method for detecting a detection target substance using a cantilever according to any one of claims 1 to 10, wherein the detection target substance is at least one of a virus and a bacterium.
検体に接触させた場合に上記検体中に検出対象物質が存在すればたわみを生じるカンチレバーと、
該カンチレバーに上記検体を接触させる検体接触部と、
該カンチレバーのたわみの変位量を、該カンチレバーに上記検体を接触させた時点より後、上記検体に上記検出対象物質が含まれていた場合に該カンチレバーがたわみきるために要する時間が経過する時点よりも前の、第1時点と第2時点とにおいて、該カンチレバーの変位量を測定する変位量測定部と、
上記第1時点で測定した該カンチレバーの変位量と上記第2時点で測定した該カンチレバーの変位量とを比較する変位量比較部とを有する
ことを特徴とする、カンチレバーセンサシステム。
A cantilever that causes deflection if a detection target substance is present in the sample when contacted with the sample; and
A specimen contact portion for bringing the specimen into contact with the cantilever;
The amount of displacement of the cantilever deflection is determined from the time when the time required for the cantilever to deflect when the sample contains the detection target substance after the sample is brought into contact with the cantilever. A displacement amount measuring unit for measuring the displacement amount of the cantilever at the first time point and the second time point,
A cantilever sensor system, comprising: a displacement amount comparison unit that compares the displacement amount of the cantilever measured at the first time point with the displacement amount of the cantilever measured at the second time point.
検体に接触させた場合に上記検体中に検出対象物質が存在すればたわみを生じるカンチレバーと、
該カンチレバーに上記検体を接触させる検体接触部と、
該カンチレバーに上記検体を接触させた時点より後、上記検体に上記検出対象物質が含まれていた場合に該カンチレバーがたわみきるために要する時間が経過する時点よりも前の、第1時点から第2時点までの間において、該カンチレバーの変位量を測定する変位量測定部と、
該カンチレバーの変位量を時間に対して直線近似する変位量近似部と、
上記直線近似により得られた直線の傾きを出力する傾き出力部とを備える
ことを特徴とする、カンチレバーセンサシステム。
A cantilever that causes deflection if a detection target substance is present in the sample when contacted with the sample; and
A specimen contact portion for bringing the specimen into contact with the cantilever;
After the time point when the sample is brought into contact with the cantilever, the time point from the first time point before the time point required for the cantilever to bend when the sample contains the detection target substance is from the first time point. A displacement measuring unit for measuring the displacement of the cantilever between two time points;
A displacement amount approximating unit for linearly approximating the displacement amount of the cantilever with respect to time;
A cantilever sensor system comprising: an inclination output unit that outputs an inclination of a straight line obtained by the linear approximation.
検体に接触させた場合に上記検体中に検出対象物質が存在すればたわみを生じるカンチレバーと、
該カンチレバーに上記検体を接触させる検体接触部と、
該カンチレバーに上記検体を接触させた時点より後、上記検体に上記検出対象物質が含まれていた場合に該カンチレバーがたわみきるために要する時間が経過する時点よりも前の、第1時点から第2時点までの間において、該カンチレバーの変位量を測定する変位量測定部と、
該カンチレバーの変位量を時間に対して多項式で近似する変位量近似部と、
上記近似により得られた多項式の係数を出力する係数出力部とを備える
ことを特徴とする、カンチレバーセンサシステム。
A cantilever that causes deflection if a detection target substance is present in the sample when contacted with the sample; and
A specimen contact portion for bringing the specimen into contact with the cantilever;
After the time point when the sample is brought into contact with the cantilever, the time point from the first time point before the time point required for the cantilever to bend when the sample contains the detection target substance is from the first time point. A displacement measuring unit for measuring the displacement of the cantilever between two time points;
A displacement amount approximating unit for approximating the displacement amount of the cantilever with a polynomial with respect to time;
A cantilever sensor system comprising: a coefficient output unit that outputs a coefficient of a polynomial obtained by the approximation.
検体に接触させた場合に上記検体中に検出対象物質が存在すればたわみを生じるカンチレバーと、
該カンチレバーに上記検体を接触させる検体接触部と、
該カンチレバーに上記検体を接触させた時点より後、上記検体に上記検出対象物質が含まれていた場合に該カンチレバーがたわみきるために要する時間が経過する時点よりも前の、第1時点から第2時点までの間において、該カンチレバーの変位量を測定する変位量測定部と、
該カンチレバーの変位量を時間に対して指数関数で近似する変位量近似部と、
上記近似により得られた指数関数の係数を出力する係数出力部とを備える
ことを特徴とする、カンチレバーセンサシステム。
A cantilever that causes deflection if a detection target substance is present in the sample when contacted with the sample; and
A specimen contact portion for bringing the specimen into contact with the cantilever;
After the time point when the sample is brought into contact with the cantilever, the time point from the first time point before the time point required for the cantilever to bend when the sample contains the detection target substance is from the first time point. A displacement measuring unit for measuring the displacement of the cantilever between two time points;
A displacement amount approximating section for approximating the displacement amount of the cantilever with an exponential function with respect to time;
A cantilever sensor system comprising: a coefficient output unit that outputs a coefficient of an exponential function obtained by the approximation.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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