JP2007010538A - Liquid sending system, liquid sending method, flow channel unit and measuring method using total reflection return loss - Google Patents

Liquid sending system, liquid sending method, flow channel unit and measuring method using total reflection return loss Download PDF

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JP2007010538A JP2005193423A JP2005193423A JP2007010538A JP 2007010538 A JP2007010538 A JP 2007010538A JP 2005193423 A JP2005193423 A JP 2005193423A JP 2005193423 A JP2005193423 A JP 2005193423A JP 2007010538 A JP2007010538 A JP 2007010538A
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Hitoshi Shimizu
清水  仁
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To perform measurement of high precision by preventing the non-specific bonding of a sample. <P>SOLUTION: A flow channel 30 is formed into an almost chevron shape by the groove part 30d formed to the base of a flow channel member 20, and three liquid sending and draining pipes 30e, 30f and 30g which pierce the upper surface of the flow channel member 20 from the groove part 30d to form entrance and exits. A liquid sending head 43 is provided with three pipettes 50a, 50b and 50c fitted in the respective entrance and exits. Pumps allowing the respective pipettes 50a, 50b and 50c to suck or discharge a liquid under pressure or reduced pressure are connected to the respective pipettes 50a, 50b and 50c. The individual sending of the liquid and the simultaneous sending of the liquid are selectively changed over with respect to the respective linker films 32 and 33 provided on the metal film 31 by controlling the pressurization, depressurization and stopping of the respective pumps. The liquid is individually sent to the respective linker films 32 and 33 to prevent the non-specific bonding of the sample. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、複数の出入口が形成された流路に試料溶液を注入して、試料の反応を検出するためのセンサ面に試料溶液を送液する送液装置、及びその送液方法と、これらを用いた全反射減衰を利用した測定方法に関するものである。   The present invention relates to a liquid-feeding device for injecting a sample solution into a flow path in which a plurality of inlets / outlets are formed and feeding the sample solution to a sensor surface for detecting a reaction of the sample, and a liquid-feeding method thereof, and these The present invention relates to a measurement method that uses total reflection attenuation using the.

タンパク質やDNAなどの生化学物質間における相互作用の測定や、薬品のスクリーニングなどを行う際に、全反射減衰を利用して試料の反応を測定する測定装置が知られている。   2. Description of the Related Art There are known measuring apparatuses that measure the reaction of a sample by using total reflection attenuation when measuring an interaction between biochemical substances such as proteins and DNA, screening drugs, and the like.

このような全反射減衰を利用した測定装置の1つに、表面プラズモン共鳴(Surface Plasmon Resonance)現象を利用した測定装置(以下、SPR測定装置と称す)がある。なお、表面プラズモンとは、金属中の自由電子が集団的に振動することによって生じ、その金属の表面に沿って進む自由電子の粗密波である。   One of the measuring devices that use such total reflection attenuation is a measuring device that uses a surface plasmon resonance phenomenon (hereinafter referred to as an SPR measuring device). The surface plasmon is generated by the collective vibration of free electrons in the metal, and is a density wave of free electrons traveling along the surface of the metal.

例えば、特許文献1などで知られるKretschmann配置を採用したSPR測定装置では、透明な誘電体(以下、プリズムと称す)上に形成された金属膜の表面をセンサ面として、このセンサ面上で試料を反応させた後、プリズムを介してセンサ面の裏面側から全反射条件を満たすように金属膜を照射し、その反射光を測定している。   For example, in an SPR measurement apparatus that employs a Kretschmann arrangement known from Patent Document 1 or the like, a surface of a metal film formed on a transparent dielectric (hereinafter referred to as a prism) is used as a sensor surface, and a sample is formed on the sensor surface. After reacting, the metal film is irradiated from the back side of the sensor surface through the prism so as to satisfy the total reflection condition, and the reflected light is measured.

全反射条件を満たすように金属膜に照射された光のうち、エバネッセント波と呼ばれるわずかな光は、反射せずに金属膜内を透過してセンサ面側に染み出す。この際、エバネッセント波の振動数と表面プラズモンの振動数とが一致するとSPRが発生し、反射光の強度を大きく減衰させる。また、この減衰が発生する光の入射角度(共鳴角)は、金属膜上の屈折率に応じて変化する。すなわち、SPR測定装置は、金属膜からの反射光を捉えて共鳴角を検出することにより、センサ面上の試料の反応状況を測定する。   Of the light irradiated to the metal film so as to satisfy the total reflection condition, a small amount of light called an evanescent wave passes through the metal film without being reflected and oozes out to the sensor surface side. At this time, if the frequency of the evanescent wave coincides with the frequency of the surface plasmon, SPR is generated and the intensity of the reflected light is greatly attenuated. In addition, the incident angle (resonance angle) of light at which this attenuation occurs varies depending on the refractive index on the metal film. That is, the SPR measurement device measures the reaction state of the sample on the sensor surface by capturing the reflected light from the metal film and detecting the resonance angle.

ところで、タンパク質やDNAなどの生体試料は、乾燥による変性や失活を防ぐため、生理的食塩水や純水、または各種のバッファ液などの溶媒に溶かされた試料溶液として扱われることが多い。特許文献1記載のSPR測定装置は、こうした生体試料の相互作用などを調べるものであり、センサ面の上には試料溶液を送液するための流路が設けられている。また、センサ面にはリガンドとなる試料を固定させるためのリンカー膜が設けられており、流路にリガンド溶液を注入してリンカー膜にリガンドを固定(固定工程)させた後、アナライト溶液を注入してリガンドとアナライトとを接触(測定工程)させることにより、その相互作用を測定する。   By the way, biological samples such as proteins and DNA are often handled as sample solutions dissolved in a solvent such as physiological saline, pure water, or various buffer solutions in order to prevent denaturation and inactivation due to drying. The SPR measurement device described in Patent Document 1 is for examining such interaction between biological samples, and a flow path for feeding a sample solution is provided on the sensor surface. The sensor surface is provided with a linker film for immobilizing the ligand sample. After injecting the ligand solution into the flow path to immobilize the ligand on the linker film (an immobilization process), the analyte solution is By injecting and contacting the ligand and the analyte (measurement step), the interaction is measured.

流路とプリズムは、装置本体に設けられた測定ステージに配置されている。前述の測定は、ガラス基板上に金属膜を形成したチップ型のセンサユニットを測定ステージにセットすることで行われる。流路には、配管(ゴムチューブなどを含む)やバルブなどを介してポンプが接続されており、このポンプによって容器に保管された試料溶液を流路内に送り込むようにしているが、この方法では、配管内に付着した試料が後に注入する試料溶液中に混入してしまう、いわゆるコンタミネーションが生じやすいという問題があった。   The flow path and the prism are arranged on a measurement stage provided in the apparatus main body. The above-described measurement is performed by setting a chip-type sensor unit in which a metal film is formed on a glass substrate on a measurement stage. A pump is connected to the flow path via pipes (including rubber tubes) and valves, and the sample solution stored in the container is sent into the flow path by this pump. However, there has been a problem that so-called contamination easily occurs, in which a sample adhering to the pipe is mixed into a sample solution to be injected later.

この問題を解決するため、本出願人は、先端に小孔が形成された略円錐筒状のピペットチップと、このピペットチップを着脱自在に保持するヘッド部とからなるピペットを用いて、容器に保管された試料溶液などの液体を流路に送液するSPR測定装置を提案している(例えば、特願2004−288534号明細書参照)。このSPR測定装置では、送液する液体毎にピペットチップを交換することで、流路に液体を送り込む際に生じるコンタミネーションを防止することができる。   In order to solve this problem, the present applicant uses a pipette consisting of a substantially conical cylindrical pipette tip with a small hole formed at the tip and a head portion that detachably holds the pipette tip, and attaches it to the container. An SPR measurement device that sends a liquid such as a stored sample solution to a flow path has been proposed (see, for example, Japanese Patent Application No. 2004-288534). In this SPR measurement device, contamination occurring when liquid is fed into the flow path can be prevented by exchanging the pipette tip for each liquid to be fed.

また、このSPR測定装置では、流路が形成された流路部材と、上面に金属膜が形成されたプリズムと、流路部材の底面とプリズムの上面とを接合させた状態(流路と金属膜とを対面させた状態)で保持する保持部材とからなるセンサユニットを用いている。このセンサユニットの金属膜上にも、前述と同様のリンカー膜が設けられており、リガンド溶液やアナライト溶液などの試料溶液をピペットで流路内に送り込むことによって測定が行われる。   Further, in this SPR measurement device, the flow path member in which the flow path is formed, the prism having the metal film formed on the upper surface, and the bottom surface of the flow path member and the upper surface of the prism are joined (the flow path and the metal A sensor unit including a holding member that holds the film in a state of facing the film is used. A linker film similar to that described above is also provided on the metal film of the sensor unit, and measurement is performed by feeding a sample solution such as a ligand solution or an analyte solution into the flow path with a pipette.

リンカー膜には、リガンドと結合する測定領域と、結合しない参照領域とが形成されている。上述のSPR測定装置は、光源から測定領域と参照領域とに光を照射し、それぞれの領域からの反射光を検出器で光電変換して測定信号と参照信号とを取得している。こうして得られた2つの信号の差や比を求めて解析することにより、センサユニットの個体差や液体の温度変化などの外乱に起因するノイズをキャンセルした精度の高い測定結果を得ることができる。
特許第3294605号公報
In the linker film, a measurement region that binds to the ligand and a reference region that does not bind are formed. The above-described SPR measurement device irradiates light from a light source to a measurement region and a reference region, and photoelectrically converts reflected light from each region with a detector to obtain a measurement signal and a reference signal. By obtaining and analyzing the difference or ratio between the two signals thus obtained, it is possible to obtain a highly accurate measurement result in which noise caused by disturbances such as individual differences of the sensor units and liquid temperature changes is canceled.
Japanese Patent No. 3294605

参照領域は、測定領域と同様に製膜した後、リガンドとの固定基を失活させたものであり、本来リガンドは結合しないはずである。しかしながら、単に失活させただけでは、参照領域へのリガンドの結合を完全に抑えることは難しく、リガンドの一部が参照領域に結合してしまうという問題があった。また、アナライト溶液を送液してリンカー膜にアナライトを接触させる際に、アナライトが参照領域に結合してしまうということもあった。こうした試料の非特異的な結合は、測定誤差の要因となってしまうため、これの防止策が望まれていた。   The reference region is formed by forming a film in the same manner as the measurement region and then deactivates the fixing group with the ligand, and the ligand should not be bound by nature. However, it is difficult to completely suppress the binding of the ligand to the reference region simply by deactivation, and there is a problem that a part of the ligand binds to the reference region. In addition, when the analyte solution is fed and the analyte is brought into contact with the linker film, the analyte may be bound to the reference region. Such non-specific binding of the sample causes a measurement error, and therefore a countermeasure for preventing this is desired.

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、試料の非特異的な結合を防止して、高精度な測定を行うことを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to prevent non-specific binding of a sample and perform highly accurate measurement.

上記課題を達成するため、本発明の送液装置は、試料を含む試料溶液の注入と排出とが行われる3つの出入口を通じて注入された前記試料溶液を前記各出入口間で送液する流路が形成され、前記試料の反応を検出するためのセンサ面に底面を当接させて、前記流路に流れる前記試料溶液を前記センサ面に接触させる流路ユニットが着脱自在にセットされるステージと、前記各出入口のそれぞれに嵌入する3つのピペットが設けられた送液ヘッドと、前記各ピペットのそれぞれに対応して設けられ、前記各ピペット内を加圧又は減圧して前記各ピペットに前記試料溶液を吸引又は吐出させることにより、前記流路に前記試料溶液を送り込む3つのポンプとを備え、前記流路を、前記底面に形成された溝部と、前記溝部の両端のそれぞれから前記流路ユニットの上面に貫通して前記出入口を形成する第1送排液管、第2送排液管と、前記溝部の略中央から前記上面に貫通して前記出入口を形成する第3送排液管とから構成し、前記各ポンプの加圧、減圧、停止を制御することによって、前記第1送排液管から前記溝部を介して前記第3送排液管へと至る第1経路と、前記第2送排液管から前記溝部を介して前記第3送排液管へと至る第2経路と、前記第1送排液管から前記溝部を介して前記第2送排液管へと至る第3経路とで、前記流路の送液経路を選択的に切り替える駆動制御手段を設けたことを特徴とする。   In order to achieve the above object, the liquid feeding device of the present invention has a flow path for feeding the sample solution injected through the three inlets and outlets through which the sample solution containing the sample is injected and discharged, between the inlets and outlets. A stage on which a flow path unit is formed, the flow path unit for contacting the sample solution flowing in the flow path with the sensor surface by bringing the bottom surface into contact with the sensor surface for detecting the reaction of the sample, A liquid feeding head provided with three pipettes to be fitted in each of the respective inlets and outlets, provided corresponding to each of the pipettes, and pressurizing or depressurizing the inside of each pipette to each sample pipe Three pumps for feeding the sample solution into the flow path by sucking or discharging the flow path, and the flow path from the groove portion formed on the bottom surface and from both ends of the groove portion, respectively. A first feeding / draining pipe and a second feeding / draining pipe that penetrate the upper surface of the path unit to form the inlet / outlet; and a third feeding / drainage that penetrates the upper surface from the approximate center of the groove to form the inlet / outlet. A first path from the first feed / drain pipe to the third feed / drain pipe via the groove by controlling the pressurization, decompression, and stop of each pump, A second path from the second feed / drain pipe through the groove to the third feed / drain pipe; and from the first feed / drain pipe through the groove to the second feed / drain pipe. Drive control means is provided for selectively switching the flow path of the flow path with the third path to reach.

なお、前記駆動制御手段は、前記第1送排液管に嵌入した前記ピペットに対応する前記ポンプが加圧、前記第2送排液管に嵌入した前記ピペットに対応する前記ポンプが停止、前記第3送排液管に嵌入した前記ピペットに対応する前記ポンプが減圧、するように前記各ポンプを駆動して前記第1経路を選択し、前記第1送排液管に嵌入した前記ピペットに対応する前記ポンプが停止、前記第2送排液管に嵌入した前記ピペットに対応する前記ポンプが減圧、前記第3送排液管に嵌入した前記ピペットに対応する前記ポンプが加圧、するように前記各ポンプを駆動して前記第2経路を選択し、前記第1送排液管に嵌入した前記ピペットに対応する前記ポンプが加圧、前記第2送排液管に嵌入した前記ピペットに対応する前記ポンプが減圧、前記第3送排液管に嵌入した前記ピペットに対応する前記ポンプが停止、するように前記各ポンプを駆動して前記第3経路を選択することが好ましい。   The drive control means is configured such that the pump corresponding to the pipette inserted into the first feed / drain pipe is pressurized, the pump corresponding to the pipette fitted into the second feed / drain pipe is stopped, The pump corresponding to the pipette inserted into the third feed / drain pipe is driven to select the first path so that the pump is depressurized, and the pipette fitted into the first feed / drain pipe is The corresponding pump is stopped, the pump corresponding to the pipette fitted in the second feed / drain pipe is depressurized, and the pump corresponding to the pipette fitted in the third feed / drain pipe is pressurized. The pump is driven to select the second path, the pump corresponding to the pipette fitted into the first feed / drain pipe is pressurized, and the pipette fitted into the second feed / drain pipe is The corresponding pump is depressurized, the 3 the pump corresponding to the pipette fitted in the liquid supply and discharge tube stop, it is preferable that the selecting the third path to drive each pump to.

また、前記各ポンプは、停止している際に、前記ピペットが嵌入した前記出入口からの流体の流通を遮断することが好ましい。   Further, it is preferable that each pump shuts off the flow of fluid from the inlet / outlet into which the pipette is inserted when stopped.

さらに、前記第1経路に対応する前記センサ面上には、前記試料を固定して、前記試料の反応状況を表す測定信号を取得するための測定用高分子膜が設けられ、前記第2経路に対応する前記センサ面上には、前記測定信号のノイズを除去する際に用いる参照信号を取得するための参照用高分子膜が設けられていることが好ましい。   Furthermore, on the sensor surface corresponding to the first path, there is provided a measurement polymer film for fixing the sample and acquiring a measurement signal representing a reaction state of the sample, and the second path It is preferable that a reference polymer film for obtaining a reference signal used for removing noise of the measurement signal is provided on the sensor surface corresponding to the above.

なお、本発明の送液装置は、試料を含む試料溶液の注入と排出とが行われる複数の出入口を通じて注入された前記試料溶液を前記各出入口間で送液する流路が形成され、前記試料の反応を検出するためのセンサ面に底面を当接させて、前記流路に流れる前記試料溶液を前記センサ面に接触させる流路ユニットが着脱自在にセットされるステージと、前記各出入口のぞれぞれに嵌入する複数のピペットが設けられた送液ヘッドと、前記各ピペットのそれぞれに対応して設けられ、前記各ピペット内を加圧又は減圧して前記各ピペットに前記試料溶液を吸引又は吐出させることにより、前記流路に前記試料溶液を送り込む複数のポンプとを備え、前記流路を、前記底面に形成された溝部と、前記溝部から前記流路ユニットの上面に貫通して前記各出入口を形成する複数の送排液管とから構成し、前記各ポンプの加圧、減圧、停止を制御することによって、前記各送排液管と前記溝部とによって形成される複数の送液経路を選択的に切り替える駆動制御手段を設ける構成としてもよい。   The liquid feeding device of the present invention is formed with a flow path for feeding the sample solution injected through a plurality of inlets and outlets where a sample solution containing a sample is injected and discharged, between the inlets and outlets. A stage on which a flow channel unit is detachably set to bring the sample solution flowing in the flow channel into contact with the sensor surface by bringing the bottom surface into contact with a sensor surface for detecting the reaction of A liquid-feeding head provided with a plurality of pipettes to be fitted in each of the pipettes, and a pipette corresponding to each of the pipettes. The sample solution is sucked into each pipette by pressurizing or depressurizing the inside of each pipette. Or a plurality of pumps for feeding the sample solution into the flow path by discharging, the groove formed in the bottom surface, and the groove portion penetrating from the groove portion to the top surface of the flow path unit. each A plurality of liquid supply passages formed by each of the liquid discharge / drain pipes and the groove portion by controlling the pressurization, pressure reduction, and stop of the pumps. A drive control means for selectively switching between them may be provided.

また、本発明の送液方法は、試料を含む試料溶液の注入と排出とが行われる3つの出入口を通じて注入された前記試料溶液を前記各出入口間で送液する流路が形成され、前記試料の反応を検出するためのセンサ面に底面を当接させて、前記流路に流れる前記試料溶液を前記センサ面に接触させる流路ユニットをステージにセットし、3つのピペットが設けられた送液ヘッドを前記流路ユニットにアクセスさせて、前記各ピペットを前記各出入口に嵌入し、前記各ピペットのそれぞれに対応して設けられた3つのポンプに、前記各ピペット内を加圧又は減圧させて前記各ピペットに前記試料溶液を吸引又は吐出させることにより、前記流路に前記試料溶液を送り込む際に、前記底面に形成された溝部と、前記溝部の両端のそれぞれから前記流路ユニットの上面に貫通して前記出入口を形成する第1送排液管、第2送排液管と、前記溝部の略中央から前記上面に貫通して前記出入口を形成する第3送排液管とから構成される前記流路の送液経路を、前記各ポンプの加圧、減圧、停止を制御する駆動制御手段によって、前記第1送排液管から前記溝部を介して前記第3送排液管へと至る第1経路と、前記第2送排液管から前記溝部を介して前記第3送排液管へと至る第2経路と、前記第1送排液管から前記溝部を介して前記第2送排液管へと至る第3経路とに選択的に切り替えることを特徴とする。   In the liquid feeding method of the present invention, a flow path for feeding the sample solution injected through the three inlets and outlets where the sample solution containing the sample is injected and discharged is formed between the inlets and outlets. A flow path unit is set on the stage by bringing the bottom surface into contact with the sensor surface for detecting the reaction of the sample and contacting the sample solution flowing in the flow path with the sensor surface, and is provided with three pipettes. The head is accessed to the flow path unit, the pipettes are inserted into the inlets and outlets, and the inside of each pipette is pressurized or depressurized by three pumps provided corresponding to the pipettes. When the sample solution is fed into the flow path by sucking or discharging the sample solution to the pipettes, the flow path is formed from a groove formed on the bottom surface and both ends of the groove. A first feed / drain pipe for penetrating the upper surface of the knit to form the inlet / outlet; and a third feed / drain pipe for penetrating the upper face from substantially the center of the groove portion to form the inlet / outlet. The third liquid supply / discharge path from the first liquid supply / discharge pipe through the groove is driven by a drive control means for controlling pressurization, pressure reduction, and stop of each pump. A first path to the liquid pipe, a second path from the second feed / drain pipe through the groove to the third feed / drain pipe, and a first path from the first feed / drain pipe through the groove. And selectively switching to the third path leading to the second feed / drain pipe.

さらに、本発明の全反射減衰を利用した測定方法は、一面に薄膜層が形成された誘電体ブロックと、試料を含む試料溶液の注入と排出とが行われる3つの出入口を通じて注入された前記試料溶液を前記薄膜層に送液する流路が形成され、前記薄膜層に底面を当接させて、前記流路に流れる前記試料溶液を前記薄膜層に接触させる流路部材とからなるセンサユニットを、前記薄膜層に全反射条件を満足するように光を照射する光源と、前記薄膜層からの反射光を受光して電気信号に光電変換する検出手段とが設けられたステージにセットし、3つのピペットが設けられた送液ヘッドを前記センサユニットにアクセスさせて、前記各ピペットを前記各出入口に嵌入し、前記各ピペットのそれぞれに対応して設けられた3つのポンプに、前記各ピペット内を加圧又は減圧させて前記各ピペットに前記試料溶液を吸引又は吐出させることにより、前記流路に前記試料溶液を送り込んで前記薄膜層上での前記試料の反応状況を測定する際に、前記底面に形成された溝部と、前記溝部の両端のそれぞれから前記流路部材の上面に貫通して前記出入口を形成する第1送排液管、第2送排液管と、前記溝部の略中央から前記上面に貫通して前記出入口を形成する第3送排液管とから構成される前記流路の送液経路を、前記各ポンプの加圧、減圧、停止を制御する駆動制御手段によって、前記第1送排液管から前記溝部を介して前記第3送排液管へと至る第1経路と、前記第2送排液管から前記溝部を介して前記第3送排液管へと至る第2経路と、前記第1送排液管から前記溝部を介して前記第2送排液管へと至る第3経路とに選択的に切り替えて前記試料溶液を送液することを特徴とする。   Furthermore, the measurement method using total reflection attenuation according to the present invention includes a dielectric block having a thin film layer formed on one surface, and the sample injected through three inlets and outlets in which a sample solution containing the sample is injected and discharged. A sensor unit comprising: a channel member for feeding a solution to the thin film layer; and a channel member for contacting a bottom surface of the thin film layer and contacting the sample solution flowing in the channel with the thin film layer. And a stage provided with a light source for irradiating the thin film layer with light so as to satisfy the total reflection condition and a detecting means for receiving the reflected light from the thin film layer and photoelectrically converting it into an electrical signal. The liquid feeding head provided with two pipettes is accessed to the sensor unit, the pipettes are inserted into the inlets and outlets, and the three pumps provided corresponding to the pipettes are connected to the pipettes. When measuring the reaction state of the sample on the thin film layer by feeding the sample solution into the flow path by pressurizing or depressurizing the inside of the pipe and sucking or discharging the sample solution to each pipette , A groove portion formed on the bottom surface, a first feed / drain liquid pipe that forms the inlet / outlet through the top surface of the flow path member from each of both ends of the groove portion, and the groove portion Drive control means for controlling the pressurization, depressurization, and stop of each pump in the liquid supply path of the flow path constituted by the third liquid supply / drainage pipe penetrating from the approximate center to the upper surface to form the inlet / outlet A first path from the first feed / drain pipe through the groove to the third feed / drain pipe, and a third path from the second feed / drain pipe through the groove to the third feed / drain pipe. A second path leading to the second and the second delivery / discharge from the first delivery / drain pipe through the groove. Selectively switching the third path to the tube, characterized in that for feeding the sample solution.

なお、前記第1経路に対応する前記薄膜層上には、前記試料を固定して前記試料の反応状況を表す測定信号を取得するための測定用高分子膜が、前記第2経路に対応する前記薄膜層上には、前記測定信号のノイズを除去する際に用いる参照信号を取得するための参照用高分子膜が、それぞれ設けられており、前記流路に前記試料溶液を送液する際には、前記駆動制御手段によって前記第1経路を選択し、前記第1経路に前記試料溶液を送液して、前記測定用高分子膜にのみ前記試料溶液を接触させることが好ましい。   On the thin film layer corresponding to the first path, a measurement polymer film for fixing the sample and acquiring a measurement signal indicating the reaction state of the sample corresponds to the second path. On the thin film layer, a reference polymer film for obtaining a reference signal used for removing noise of the measurement signal is provided, and when the sample solution is fed to the channel, It is preferable that the first path is selected by the drive control means, the sample solution is fed to the first path, and the sample solution is brought into contact only with the measurement polymer membrane.

また、前記測定用高分子膜に前記試料を固定させた後には、前記駆動制御手段によって前記第3経路を選択し、前記第3経路に前記試料と反応させる被検体を含む被検液を送液して、前記測定用高分子膜と前記参照用高分子膜とに前記被検液を接触させ、前記試料と前記被検体との反応状況を表す前記測定信号と、この測定信号に対応した前記参照信号とを、前記光源と前記検出手段とによって測定することが好ましい。   In addition, after the sample is fixed to the measurement polymer membrane, the third path is selected by the drive control means, and a test liquid containing a sample to be reacted with the sample is sent to the third path. The measurement signal representing the reaction state between the sample and the analyte, and the measurement signal corresponding to the measurement polymer membrane and the reference polymer membrane. The reference signal is preferably measured by the light source and the detection means.

さらに、前記参照用高分子膜に前記被検液を接触させる前には、前記駆動制御手段によって前記第2経路を選択し、前記参照用高分子膜に前記被検体が結合することを防止するブロック剤を含むブロック液を前記第2経路に送液して、前記参照用高分子膜に前記ブロック液を接触させ、前記参照用高分子膜に前記ブロック剤を結合させることが好ましい。   Furthermore, before the test solution is brought into contact with the reference polymer film, the second path is selected by the drive control means to prevent the analyte from binding to the reference polymer film. It is preferable that a blocking liquid containing a blocking agent is sent to the second path, the blocking liquid is brought into contact with the reference polymer film, and the blocking agent is bonded to the reference polymer film.

本発明によれば、流路を、流路ユニットの底面に形成された溝部と、この溝部の両端のそれぞれから流路ユニットの上面に貫通して出入口を形成する第1送排液管、第2送排液管と、溝部の略中央から上面に貫通して出入口を形成する第3送排液管とから構成し、各ピペットに試料溶液を吸引又は吐出させる各ポンプの加圧、減圧、停止を制御することによって、第1送排液管から溝部を介して第3送排液管へと至る第1経路と、第2送排液管から溝部を介して第3送排液管へと至る第2経路と、第1送排液管から溝部を介して第2送排液管へと至る第3経路とで、流路の送液経路を選択的に切り替える駆動制御手段を設けたので、第1経路、又は第2経路に切り替えて試料溶液を送液する際には、溝部と対面するセンサ面のうち、各経路に対応する部分にのみ試料溶液を接触させることができる。一方、第3経路に切り替えて試料溶液を送液する際には、溝部と対面するセンサ面の全面に試料溶液を接触させることができる。これにより、例えば、第1経路に対応するセンサ面上に測定領域を形成し、第2経路に対応するセンサ面上に参照領域を形成することで、試料を結合させたい領域にのみ試料溶液を送液することが可能となり、各領域への試料の非特異的な結合を防止して、高精度な測定を行うことができる。   According to the present invention, the flow path includes a groove portion formed on the bottom surface of the flow path unit, and a first feed / drain pipe that forms an inlet / outlet through each of the both ends of the groove portion to the upper surface of the flow path unit, 2 pumping and draining pipes and a third feeding and draining pipe that penetrates from the approximate center of the groove to the upper surface to form an inlet / outlet, and pressurizes and depressurizes each pump that sucks or discharges the sample solution to each pipette. By controlling the stop, the first path from the first feed / drain pipe through the groove to the third feed / drain pipe, and the second feed / drain pipe through the groove to the third feed / drain pipe Drive control means is provided for selectively switching the flow path of the flow path between the second path leading to the second path and the third path from the first feed / drain pipe through the groove to the second feed / drain pipe. Therefore, when the sample solution is fed by switching to the first path or the second path, the sensor surface that faces the groove portion is set to each path. The sample solution only a portion of response can be brought into contact with. On the other hand, when the sample solution is sent by switching to the third path, the sample solution can be brought into contact with the entire sensor surface facing the groove. Thus, for example, by forming a measurement region on the sensor surface corresponding to the first path and forming a reference region on the sensor surface corresponding to the second path, the sample solution is applied only to the region where the sample is to be combined. The liquid can be fed, and non-specific binding of the sample to each region can be prevented, so that highly accurate measurement can be performed.

図1は、SPRを利用した測定に用いられるセンサユニット(流路ユニット)10の分解斜視図である。センサユニット10は、流路30が形成された流路部材20と、上面に金属膜(センサ面、薄膜層)31が形成されたプリズム(誘電体ブロック)21と、流路部材20の底面とプリズム21の上面とを接合させた状態で保持する保持部材22とからなる。   FIG. 1 is an exploded perspective view of a sensor unit (channel unit) 10 used for measurement using SPR. The sensor unit 10 includes a flow path member 20 in which a flow path 30 is formed, a prism (dielectric block) 21 in which a metal film (sensor surface, thin film layer) 31 is formed on an upper surface, a bottom surface of the flow path member 20, It comprises a holding member 22 that holds the prism 21 in a state where it is bonded to the upper surface thereof.

流路部材20には、例えば、2つの流路30が形成されている。流路部材20は、長尺状に形成されており、2つの流路30は、その長手方向に沿って配列されている。各流路30は、流路部材20の上面に第1出入口30a、第2出入口30b、第3出入口30cの3つ出入口を有しており、流路部材20の底面に形成された溝部30dと、溝部30dの両端のそれぞれから流路部材20の上面に貫通して第1出入口30a、第2出入口30bを形成する第1送排液管30e、第2送排液管30fと、溝部30dの略中央から流路部材20の上面に貫通して第3出入口30cを形成する第3送排液管30gとによって、略山字型に成形されている。なお、流路30の管径は、例えば、1mm程度であり、各出入口30a、30b、30cのそれぞれの間隔は、例えば、10mm程度である。   For example, two flow paths 30 are formed in the flow path member 20. The flow path member 20 is formed in a long shape, and the two flow paths 30 are arranged along the longitudinal direction thereof. Each flow channel 30 has three ports, a first port 30a, a second port 30b, and a third port 30c, on the upper surface of the flow channel member 20, and a groove 30d formed on the bottom surface of the flow channel member 20. The first feeding / drainage pipe 30e, the second feeding / draining pipe 30f that penetrate the upper surface of the flow path member 20 from both ends of the groove 30d to form the first inlet / outlet 30a, the second inlet / outlet 30b, and the groove 30d It is formed in a substantially chevron shape by a third feeding / draining pipe 30g that penetrates from the approximate center to the upper surface of the flow path member 20 and forms a third inlet / outlet 30c. In addition, the pipe diameter of the flow path 30 is about 1 mm, for example, and each space | interval of each entrance / exit 30a, 30b, 30c is about 10 mm, for example.

また、流路30の底部は、開放されており、この開放部位は金属膜31によって覆われて密閉される。このため、流路部材20には、金属膜31との密着性を高めるように、例えば、ゴムやPDMS(ポリジメチルシロキサン)などといった弾性材料が用いられている。これにより、流路部材20の底面をプリズム21の上面に圧接すると、流路部材20が弾性変形して金属膜31との接合面の隙間を埋め、各流路30の開放された底部がプリズム21の上面によって水密に覆われる。なお、これ以降では、流路30とプリズム21の上面とによって囲まれた部分をセンサセル23(図2参照)と称す。また、本例では、流路30の数(センサセル23の数)が2つの例で説明したが、これらの数は、2つに限らず、1つであってもよいし、3つ以上でもよい。   The bottom of the flow path 30 is open, and this open part is covered with a metal film 31 and sealed. For this reason, for the flow path member 20, for example, an elastic material such as rubber or PDMS (polydimethylsiloxane) is used so as to improve the adhesion with the metal film 31. As a result, when the bottom surface of the flow path member 20 is pressed against the top surface of the prism 21, the flow path member 20 is elastically deformed to fill the gap between the joint surfaces with the metal film 31, and the open bottom of each flow path 30 is the prism. The upper surface of 21 is covered watertight. Hereinafter, a portion surrounded by the flow path 30 and the upper surface of the prism 21 is referred to as a sensor cell 23 (see FIG. 2). In this example, the number of flow paths 30 (the number of sensor cells 23) has been described as two examples. However, the number is not limited to two, and may be one or three or more. Good.

プリズム21は、その上面に金属膜31が形成された透明な誘電体であり、底面側から全反射条件を満たすように照射された光を上面(金属膜31)に集光する。金属膜31は、流路部材20に形成された2つの流路30と対向するように、例えば、蒸着法によって短冊状に成形される。この金属膜31としては、例えば、金や銀などが使用され、その膜厚は、例えば、50nmである。なお、この膜厚は、金属膜31の素材、プリズム21に照射される光の波長などに応じて適宜選択される。   The prism 21 is a transparent dielectric having a metal film 31 formed on the upper surface thereof, and condenses the light irradiated from the bottom surface side so as to satisfy the total reflection condition on the upper surface (metal film 31). The metal film 31 is formed into a strip shape by, for example, a vapor deposition method so as to face the two flow paths 30 formed in the flow path member 20. As the metal film 31, for example, gold or silver is used, and the film thickness is, for example, 50 nm. This film thickness is appropriately selected according to the material of the metal film 31, the wavelength of light applied to the prism 21, and the like.

また、金属膜31の上面には、各流路30のそれぞれに対応して、測定用リンカー膜(測定用高分子膜)32と参照用リンカー膜(参照用高分子膜)33とが設けられている。測定用リンカー膜32は、第1出入口30aと第3出入口30cとの間の溝部30dと対面する位置に形成されている。一方、参照用リンカー膜33は、第2出入口30bと第3出入口30cとの間の溝部30dと対面する位置に形成されている。測定用リンカー膜32は、リガンド(試料)が固定される固定基であって、固定されたリガンドとアナライト(被検体)との反応を測定する領域となる。参照用リンカー膜33は、測定用リンカー膜32と同様に製膜した後、固定基を失活させたものである。これにより、参照用リンカー膜33には、リガンドが固定されなくなる。   In addition, on the upper surface of the metal film 31, a measurement linker film (measurement polymer film) 32 and a reference linker film (reference polymer film) 33 are provided corresponding to each flow path 30. ing. The measurement linker film 32 is formed at a position facing the groove 30d between the first entrance 30a and the third entrance 30c. On the other hand, the reference linker film 33 is formed at a position facing the groove 30d between the second entrance 30b and the third entrance 30c. The measurement linker film 32 is a fixed group to which a ligand (sample) is fixed, and serves as a region for measuring a reaction between the fixed ligand and an analyte (analyte). The reference linker film 33 is formed by forming the film in the same manner as the measurement linker film 32 and then inactivating the fixing group. As a result, the ligand is not fixed to the reference linker film 33.

後に詳述するが、測定用リンカー膜32に対応して発生したSPR信号を測定信号とし、参照用リンカー膜33に対応して発生したSPR信号を参照信号としてそれぞれ測定し、例えば、これら2つのSPR信号の差分を取る。こうすることで、センサユニット10の個体差や液体の温度変化など、外乱に起因するノイズをキャンセルすることが可能となり、S/N比の良好な信号を得られるようになる。また、各リンカー膜32、33は、センサユニット10の製造段階において予め形成される。各リンカー膜32、33としては、例えば、カルボキシメチルデキストランなどが用いられる。これらの種類は、測定用リンカー膜32に固定するリガンドの種類などに応じて適宜選択される。   As will be described in detail later, an SPR signal generated corresponding to the measurement linker film 32 is measured as a measurement signal, and an SPR signal generated corresponding to the reference linker film 33 is measured as a reference signal. The difference of the SPR signal is taken. By doing so, it becomes possible to cancel noise caused by disturbances such as individual differences of the sensor units 10 and temperature changes of the liquid, and a signal having a good S / N ratio can be obtained. The linker films 32 and 33 are formed in advance at the manufacturing stage of the sensor unit 10. As each linker film 32 and 33, carboxymethyl dextran etc. are used, for example. These types are appropriately selected according to the type of ligand immobilized on the measurement linker film 32.

また、プリズム21の長手方向の両側面には、保持部材22の係合部22aと係合する係合爪21aが設けられている。これらの係合により、流路部材20が保持部材22とプリズム21とによって挟み込まれ、その底面とプリズム21の上面とが圧接した状態で保持される。こうして、流路部材20、プリズム21、保持部材22の各部が一体化し、センサユニット10が構成される。   Engaging claws 21 a that engage with the engaging portions 22 a of the holding member 22 are provided on both side surfaces of the prism 21 in the longitudinal direction. By these engagements, the flow path member 20 is sandwiched between the holding member 22 and the prism 21 and is held in a state where the bottom surface thereof and the top surface of the prism 21 are in pressure contact with each other. Thus, the flow path member 20, the prism 21, and the holding member 22 are integrated to form the sensor unit 10.

なお、プリズム21には、例えば、ホウケイクラウン(BK7)やバリウムクラウン(Bak4)などに代表される光学ガラスや、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリカーボネイト(PC)、非晶性ポリオレフィン(APO)などに代表される光学プラスチックなどを用いることができる。   The prism 21 may be made of, for example, optical glass represented by borosilicate crown (BK7) or barium crown (Bak4), polymethyl methacrylate (PMMA), polycarbonate (PC), amorphous polyolefin (APO), or the like. Representative optical plastics can be used.

保持部材22の上面には、流路30の各出入口30a、30b、30cのそれぞれに対応する位置に、ピペット(図2参照)の先端が進入する受け入れ口22bが形成されている。各受け入れ口22bは、ピペットから吐出された液体を流路30内に導くように、漏斗形状をしている。保持部材22が流路部材20を挟み込んでプリズム21と係合すると、各受け入れ口22bの下面と、各出入口30a、30b、30cとが接合し、受け入れ口22bと流路30とが連結される。   On the upper surface of the holding member 22, a receiving port 22b into which the tip of the pipette (see FIG. 2) enters is formed at a position corresponding to each of the entrances 30a, 30b, and 30c of the flow path 30. Each receiving port 22 b has a funnel shape so as to guide the liquid discharged from the pipette into the flow path 30. When the holding member 22 sandwiches the flow path member 20 and engages with the prism 21, the lower surface of each receiving port 22b and the respective entrances 30a, 30b, and 30c are joined, and the receiving port 22b and the flow path 30 are connected. .

なお、センサユニット10のプリズム21や保持部材22などに、例えば、非接触式のICメモリであるRFID(Radio Frequency IDentification)タグなどを取り付けるようにしてもよい。例えば、読み込み専用のRFIDタグにセンサユニット10毎の固有のID番号を書き込んでおき、各工程を行う前にこのID番号を読み込むことで、センサユニット10の識別を行うことができる。これにより、複数のセンサユニット10に対して同時に固定や測定を行う場合にも、間違ったアナライトの注入や、測定結果の取り違えなどといった問題の発生を防止することができる。さらには、読み書き可能なRFIDタグを用いて、例えば、固定したリガンドの種類やリガンドを固定させた日時、及び反応させたアナライトの種類などを、各工程毎に書き込んでいくようにしてもよい。   For example, an RFID (Radio Frequency IDentification) tag that is a non-contact type IC memory may be attached to the prism 21 or the holding member 22 of the sensor unit 10. For example, the sensor unit 10 can be identified by writing a unique ID number for each sensor unit 10 in a read-only RFID tag and reading this ID number before performing each process. Thereby, even when fixing or measuring to a plurality of sensor units 10 at the same time, it is possible to prevent the occurrence of problems such as injection of wrong analytes and mistaken measurement results. Furthermore, using a readable / writable RFID tag, for example, the type of immobilized ligand, the date and time when the ligand was immobilized, and the type of analyte reacted may be written for each step. .

図2は、全反射減衰を利用した測定装置としてのSPR測定装置12の構成を概略的に説明する説明図である。SPR測定装置12は、センサユニット10の金属膜31上での試料の反応状況に応じたSPR信号を取得する測定部14と、センサユニット10の流路30に種々の液体を送液する送液部(送液装置)16とから構成されている。これらの各部は、図示を省略したコントローラによって統括的に制御される。   FIG. 2 is an explanatory diagram schematically illustrating the configuration of the SPR measurement device 12 as a measurement device using total reflection attenuation. The SPR measurement device 12 includes a measuring unit 14 that acquires an SPR signal corresponding to a reaction state of a sample on the metal film 31 of the sensor unit 10, and a liquid supply that supplies various liquids to the flow path 30 of the sensor unit 10. Part (liquid feeding device) 16. Each of these units is comprehensively controlled by a controller (not shown).

測定部14は、センサユニット10に全反射条件を満足するように光を照射する照明器(光源)40と、センサユニット10によって全反射した光を受光して電気信号に光電変換する検出器(検出手段)41と、照明器40と検出器41とを固定する測定ステージ42とからなる。測定ステージ42は、例えば、台形状に成形された台座であって、照明器40と検出器41とを全反射条件を満足する所定の角度で固定するとともに、照明器40の光路上にセンサユニット10を位置決めする。照明器40は、全反射条件を満足する様々な入射角の光をプリズム21に対して照射する。照明器40は、例えば、集光レンズ、拡散板、偏光板などからなる光学系と、光源とから構成され、配置位置および設置角度は、照射する光の入射角が、全反射条件を満足するように調整される。   The measurement unit 14 includes an illuminator (light source) 40 that irradiates the sensor unit 10 with light so as to satisfy the total reflection condition, and a detector that receives the light totally reflected by the sensor unit 10 and photoelectrically converts it into an electrical signal ( Detection means) 41 and a measurement stage 42 for fixing the illuminator 40 and the detector 41. The measurement stage 42 is, for example, a pedestal formed in a trapezoidal shape. The measurement stage 42 fixes the illuminator 40 and the detector 41 at a predetermined angle that satisfies the total reflection condition, and also includes a sensor unit on the optical path of the illuminator 40. 10 is positioned. The illuminator 40 irradiates the prism 21 with light having various incident angles that satisfy the total reflection condition. The illuminator 40 includes, for example, an optical system including a condensing lens, a diffusion plate, a polarizing plate, and the like, and a light source, and the arrangement position and the installation angle satisfy the total reflection condition with respect to the incident angle of the irradiated light. To be adjusted.

照明器40の光源としては、例えば、LED(Light Emitting Diode)、LD(Laser Diode)、SLD(Super Luminescent Diode)などの発光素子が使用される。照明器40は、こうした発光素子を1個使用し、この単一光源から1つセンサセル23に向けて光を照射する。なお、センサユニット10に設けられた複数のセンサセル23(本例では2つ)を同時に測定するような場合には、単一光源からの光を分光して複数の各センサセル23に照射してもよいし、各センサセル23に対して発光素子が1つずつ割り当てられるように複数の発光素子を並べて使用してもよい。拡散板は、光源からの光を拡散させ、発光面内の光量ムラを抑える。偏光板は、照射光のうち、SPRを生じさせるp偏光のみを通過させる。なお、LDを使用する場合など、光源が発する光線自体の偏光の向きが揃っている場合には、偏光板は不要である。また、偏光が揃っている光源を使用した場合でも、拡散板を通過することにより、偏光の向きが不揃いになってしまう場合には、偏光板を使用して偏光の向きを揃える。こうして拡散および偏光された光は、集光レンズによって集光されてプリズム21に照射される。これにより、光強度にバラツキがなく様々な入射角を持つ光をセンサセル23に入射させることができる。   As the light source of the illuminator 40, for example, a light emitting element such as an LED (Light Emitting Diode), an LD (Laser Diode), or an SLD (Super Luminescent Diode) is used. The illuminator 40 uses one such light emitting element, and irradiates light from the single light source toward one sensor cell 23. In the case where a plurality of sensor cells 23 (two in this example) provided in the sensor unit 10 are measured at the same time, the light from a single light source may be dispersed and irradiated to each of the plurality of sensor cells 23. Alternatively, a plurality of light emitting elements may be used side by side so that one light emitting element is assigned to each sensor cell 23. The diffusion plate diffuses light from the light source and suppresses unevenness in the amount of light in the light emitting surface. The polarizing plate allows only p-polarized light that causes SPR to pass through. In addition, when using LD, when the direction of polarization of the light itself emitted from the light source is uniform, the polarizing plate is unnecessary. Further, even when a light source with uniform polarization is used, if the direction of polarization becomes uneven by passing through the diffusion plate, the direction of polarization is aligned using a polarizing plate. The light thus diffused and polarized is condensed by the condenser lens and applied to the prism 21. As a result, light having various incident angles without variation in light intensity can be incident on the sensor cell 23.

検出器41には、例えば、CCDエリアセンサやフォトダイオードアレイなどが使用される。プリズム21の長辺側の一方の側面から入射した光は、プリズム21内を透過して内側からプリズム21の上面(金属膜31の裏面)に集光され、上面で全反射して他方の側面に抜ける。プリズム21には、様々な角度の光が入射するので、プリズム21の上面では、それらの入射光が、それぞれの入射角に応じた反射角で反射する。検出器41は、これらの様々な角度の反射光を受光し、それらを光電変換して光強度に応じたレベルのSPR信号として出力する。   For example, a CCD area sensor or a photodiode array is used for the detector 41. Light incident from one side of the long side of the prism 21 passes through the prism 21 and is condensed from the inside onto the upper surface of the prism 21 (the back surface of the metal film 31), totally reflected on the upper surface, and reflected on the other side surface. Exit. Since light of various angles is incident on the prism 21, the incident light is reflected on the upper surface of the prism 21 at a reflection angle corresponding to each incident angle. The detector 41 receives the reflected light of these various angles, photoelectrically converts them, and outputs them as an SPR signal having a level corresponding to the light intensity.

また、検出器41は、測定用リンカー膜32に対応するSPR信号を測定信号として出力し、参照用リンカー膜33に対応するSPR信号を参照信号として出力する。照明器40及び検出器41は、これら測定信号と参照信号との2チャンネルの計測を行うことができるように構成されている。例えば、照明器40を1個の発光素子から構成した際には、反射ミラーなどを用いて測定用リンカー膜32と参照用リンカー膜33とのそれぞれに向けて入射する複数の光線に照射光を分光する。そして、各チャンネル用の複数のフォトダイオードアレイで構成した検出器41により、各光線をそれぞれ受光する。   The detector 41 outputs an SPR signal corresponding to the measurement linker film 32 as a measurement signal, and outputs an SPR signal corresponding to the reference linker film 33 as a reference signal. The illuminator 40 and the detector 41 are configured to perform two-channel measurement of these measurement signals and reference signals. For example, when the illuminator 40 is composed of a single light emitting element, irradiation light is applied to a plurality of light beams incident on the measurement linker film 32 and the reference linker film 33 using a reflection mirror or the like. Spectroscopy. Each light beam is received by a detector 41 configured by a plurality of photodiode arrays for each channel.

一方、検出器41として、CCDエリアセンサを用いた場合には、各チャンネルの反射光を同時に受光することによって得られた信号を画像処理することにより、測定信号と参照信号とを認識することができる。しかし、こうした画像処理による方法が難しい場合には、測定用リンカー膜32と参照用リンカー膜33とに対して光を入射させるタイミングを微小時間ずらして、各チャンネルの信号を受光するようにしてもよい。入射タイミングをずらす方法としては、例えば、配置角度が180度ずれた位置に2つの孔が形成された円板を照明器40の光路上に配置し、この円板を回転させる。各孔は、中心からの距離が各リンカー膜32、33の間隔だけ異なる位置に配置されており、一方の孔が光路内に進入したときには、測定用リンカー膜32に光線を入射させ、他方の孔が光路内に進入したときには、参照用リンカー膜33に光線を入射させる。これにより、各チャンネルへの入射タイミングがずらされる。   On the other hand, when a CCD area sensor is used as the detector 41, the measurement signal and the reference signal can be recognized by performing image processing on the signal obtained by simultaneously receiving the reflected light of each channel. it can. However, when such a method using image processing is difficult, the timing at which light is incident on the measurement linker film 32 and the reference linker film 33 is shifted by a minute time to receive the signal of each channel. Good. As a method for shifting the incident timing, for example, a disk in which two holes are formed at a position where the arrangement angle is shifted by 180 degrees is arranged on the optical path of the illuminator 40, and this disk is rotated. Each hole is arranged at a position where the distance from the center differs by the distance between the linker films 32 and 33. When one hole enters the optical path, the light is incident on the measurement linker film 32 and the other When the hole enters the optical path, a light beam is incident on the reference linker film 33. Thereby, the incident timing to each channel is shifted.

送液部16は、各出入口30a、30b、30cのそれぞれにアクセスする第1ピペット50a、第2ピペット50b、第3ピペット50cの3つのピペットが設けられた送液ヘッド43と、この送液ヘッド43を移動させるヘッド移動機構44とからなる。ヘッド移動機構44は、例えば、搬送ベルト、プーリ、キャリッジ、モータなどから構成される周知の移動機構であり、図示を省略したコントローラの制御の下、送液ヘッド43を前後左右上下の3方向に移動させる。SPR測定装置12には、流路30へ注入する種々の液体(リガンド溶液、アナライト溶液、洗浄液、バッファ液など)を保管する複数の液保管部(図示は省略)が設置されている。ヘッド移動機構44は、これらの各液保管部や測定ステージ42にセットされたセンサユニット10などに送液ヘッド43をアクセスさせる。   The liquid feeding unit 16 includes a liquid feeding head 43 provided with three pipettes of a first pipette 50a, a second pipette 50b, and a third pipette 50c that access the respective entrances 30a, 30b, and 30c, and the liquid feeding head. And a head moving mechanism 44 for moving 43. The head moving mechanism 44 is a known moving mechanism including, for example, a conveyance belt, a pulley, a carriage, and a motor. The head moving mechanism 44 moves the liquid feeding head 43 in three directions, front, rear, left, right, up and down, under the control of a controller (not shown). Move. The SPR measurement device 12 is provided with a plurality of liquid storage units (not shown) that store various liquids (ligand solution, analyte solution, cleaning liquid, buffer liquid, etc.) injected into the flow path 30. The head moving mechanism 44 causes the liquid feeding head 43 to access these liquid storage units, the sensor unit 10 set on the measurement stage 42, and the like.

送液ヘッド43の各ピペット50a、50b、50cは、先端に小孔が形成された略円錐筒状をなしており、各々の間隔が各出入口30a、30b、30cの間隔に対応するようにされている。また、各ピペット50a、50b、50cの先端部は、交換可能なチップ状(以下、「ピペットチップ」と称す)にされている。ピペットチップは、送液する液体と直接接触するので、各ピペット50a、50b、50cを介して異種の液体の混液が生じないように、送液毎に交換される。SPR測定装置12には、複数のピペットチップを保管するピペットチップ保管部(図示は省略)が設置されている。ピペットチップの交換は、ヘッド移動機構44を駆動して送液ヘッド43をピペットチップ保管部にアクセスさせることによって行われる。   Each pipette 50a, 50b, 50c of the liquid feeding head 43 has a substantially conical cylindrical shape with a small hole formed at the tip, and the interval between the pipettes 50a, 50b, 50c corresponds to the interval between the entrances 30a, 30b, 30c. ing. The tip of each pipette 50a, 50b, 50c has a replaceable tip shape (hereinafter referred to as “pipette tip”). Since the pipette tip is in direct contact with the liquid to be fed, the pipette tip is exchanged every time the liquid is fed so as not to cause a mixed liquid of different kinds of liquids through the pipettes 50a, 50b, 50c. The SPR measurement device 12 is provided with a pipette tip storage unit (not shown) that stores a plurality of pipette tips. Replacement of the pipette tip is performed by driving the head moving mechanism 44 to allow the liquid feeding head 43 to access the pipette tip storage unit.

各ピペット50a、50b、50cのそれぞれには、送液ヘッド43と、図示を省略した配管とを介して第1ポンプ45a、第2ポンプ45b、第3ポンプ45cが接続されている。各ポンプ45a、45b、45cは、送液ヘッド43へと至る配管経路内を減圧することによって、対応する各ピペット50a、50b、50cに液体を吸引させるとともに、配管経路内を加圧することによって各ピペット50a、50b、50cに吸引した液体を吐出させる。また、各ポンプ45a、45b、45cは、ポンプドライバ(駆動制御手段)46に接続されている。ポンプドライバ46は、例えば、SPR測定装置12のコントローラに電気的に接続されており、このコントローラからの制御信号に基づいて、各ポンプ45a、45b、45cを独立に駆動し、各ピペット50a、50b、50cの吸い込みや吐き出しのタイミング、及び吸い込み量や吐き出し量などを制御する。なお、各ポンプ45a、45b、45cとしては、例えば、シリンダとピストンとからなる、いわゆるシリンジポンプなどを用いることができる。また、各ポンプ45a、45b、45cにシリンジポンプを用いた際には、ポンプドライバ46として、シリンダ内でピストンを往復動させる周知のスライド移動機構などを用いればよい。   A first pump 45a, a second pump 45b, and a third pump 45c are connected to each of the pipettes 50a, 50b, and 50c via a liquid feeding head 43 and a pipe that is not shown. Each of the pumps 45a, 45b, and 45c reduces the pressure in the pipe path leading to the liquid feeding head 43, thereby causing the corresponding pipettes 50a, 50b, and 50c to suck the liquid and pressurizing the pipe path to increase the pressure in the pipe path. The sucked liquid is discharged into the pipettes 50a, 50b and 50c. Each pump 45 a, 45 b, 45 c is connected to a pump driver (drive control means) 46. The pump driver 46 is electrically connected to, for example, a controller of the SPR measurement device 12, and independently drives each pump 45a, 45b, 45c based on a control signal from this controller, and each pipette 50a, 50b. , 50c suction and discharge timing, suction amount and discharge amount, and the like are controlled. In addition, as each pump 45a, 45b, 45c, what is called a syringe pump etc. which consist of a cylinder and a piston can be used, for example. Further, when a syringe pump is used for each of the pumps 45a, 45b, 45c, a known slide moving mechanism that reciprocates the piston in the cylinder may be used as the pump driver 46.

送液ヘッド43は、各ピペット50a、50b、50cの先端を各出入口30a、30b、30cに挿し込み、流路30内に種々の液体を注入、及び排出する。この際、液体の注入による流路30の加圧と、液体の吸引による流路30の減圧とが平衡するように送液しないと、排出すべき液体が流路30内に残ってしまったり、流路30から液体が溢れ出てしまったりなどといった送液不具合の要因となる。このため、送液ヘッド43は、各出入口30a、30b、30cとの間に隙間が生じないように各ピペット50a、50b、50cの先端を嵌入させ(図3、4参照)、各ポンプ45a、45b、45cによる圧力変動が流路30に正確に伝わるようにする。   The liquid feeding head 43 inserts the tips of the pipettes 50 a, 50 b, 50 c into the inlets 30 a, 30 b, 30 c, and injects and discharges various liquids into the flow path 30. At this time, if the liquid is not supplied so that the pressurization of the flow path 30 by the liquid injection and the pressure reduction of the flow path 30 by the suction of the liquid are balanced, the liquid to be discharged may remain in the flow path 30. This may cause liquid feeding problems such as liquid overflowing from the flow path 30. For this reason, the liquid feed head 43 is fitted with the tips of the pipettes 50a, 50b, 50c so that no gaps are formed between the inlets 30a, 30b, 30c (see FIGS. 3 and 4), and the pumps 45a, The pressure fluctuation due to 45b and 45c is accurately transmitted to the flow path 30.

各ピペット50a、50b、50cを各出入口30a、30b、30cに嵌入させた後、ポンプドライバ46によって第1ポンプ45aが加圧、第2ポンプ45bが停止、第3ポンプ45cが減圧するように各々を駆動し、第1ピペット50aで液体の注入、第3ピペット50cで排出を行う。この際、第2ポンプ45bを停止させて第2出入口30bからの流体の流通を遮断した状態にしておくと、第2送排液管30fと第3送排液管30gとの間の溝部30d内の流体と、第2送排液管30f内の流体の逃げ場がなくなるので、図3(a)に示すように、参照用リンカー膜33に液体が流れ込むことなく、測定用リンカー膜32にのみ液体を送液することが可能になる(請求項記載の第1経路に相当)。   After fitting the pipettes 50a, 50b, 50c into the respective entrances 30a, 30b, 30c, the pump driver 46 pressurizes the first pump 45a, stops the second pump 45b, and depressurizes the third pump 45c. , The liquid is injected with the first pipette 50a, and the liquid is discharged with the third pipette 50c. At this time, if the second pump 45b is stopped and the flow of fluid from the second inlet / outlet 30b is blocked, the groove 30d between the second feed / drain pipe 30f and the third feed / drain pipe 30g. Since there is no escape space for the fluid inside and the fluid inside the second feeding / draining pipe 30f, the liquid does not flow into the reference linker film 33, as shown in FIG. The liquid can be fed (corresponding to the first path described in the claims).

一方、ポンプドライバ46によって第1ポンプ45aが停止、第2ポンプ45bが減圧、第3ポンプ45cが加圧するように各々を駆動し、第3ピペット50cで液体の注入、第2ピペット50bで排出を行うと、図3(b)に示すように、測定用リンカー膜32に液体が流れ込むことなく、参照用リンカー膜33にのみ液体を送液することが可能になる(請求項記載の第2経路に相当)。また、ポンプドライバ46によって第1ポンプ45aが加圧、第2ポンプ45bが減圧、第3ポンプ45cが停止するように各々を駆動し、第1ピペット50aで液体の注入、第2ピペット50bで排出を行うと、図4に示すように、各リンカー膜32、33の双方に液体を送液することが可能になる(請求項記載の第3経路に相当)。このように、送液部16は、各ポンプ45a、45b、45cの駆動を制御することによって、各リンカー膜32、33に個別に送液する経路と、同時に送液する経路とで、流路30の送液経路を選択的に切り替えることができる。なお、上述した3つの送液経路において、加圧と減圧との関係(送液する向き)は、反対であってもよい。   On the other hand, the first pump 45a is stopped by the pump driver 46, the second pump 45b is depressurized, and the third pump 45c is pressurized so that liquid is injected by the third pipette 50c and discharged by the second pipette 50b. If it does, as shown in FIG.3 (b), it will become possible to send a liquid only to the reference linker film | membrane 33, without flowing a liquid into the measurement linker film | membrane 32 (2nd path | route of Claim) Equivalent). In addition, the pump driver 46 drives the first pump 45a to pressurize, the second pump 45b to depressurize, and the third pump 45c to stop, and the first pipette 50a injects liquid and the second pipette 50b discharges. As shown in FIG. 4, it is possible to send a liquid to both the linker films 32 and 33 (corresponding to the third path described in the claims). As described above, the liquid feeding unit 16 controls the driving of the pumps 45a, 45b, and 45c, so that the path for individually feeding the linker films 32 and 33 and the path for simultaneously feeding the liquid are provided. The 30 liquid supply paths can be selectively switched. In the three liquid feeding paths described above, the relationship between the pressurization and the pressure reduction (direction of liquid feeding) may be reversed.

SPRを利用した測定は、大きく分けて、固定工程と、測定工程(データ読み取り工程)と、データ解析工程との3つの工程からなる。固定工程は、リガンドが溶解したリガンド溶液(試料溶液)を流路30内に注入し、測定用リンカー膜32にリガンドを固定する工程である。リガンド溶液を注入するリガンド固定化処理を行う前には、まず、測定用リンカー膜32に固定用バッファ液が送液され、測定用リンカー膜32を湿らせてリガンドを結合しやすくする測定用リンカー膜32の活性化処理が施される。例えば、アミンカップリング法では、各リンカー膜32、33としてカルボキシメチルデキストランが使用され、リガンド内のアミノ基をこのデキストランに直接共有結合させる。この場合の活性化液としては、N’−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミドヒドロクロリド(EDC)とN−ヒドロキシコハク酸イミド(NHS)との混合液が使用される。この活性化処理の後、固定用バッファ液によって流路30が洗浄される。   The measurement using SPR is roughly divided into three steps: a fixing step, a measurement step (data reading step), and a data analysis step. The fixing step is a step of injecting a ligand solution (sample solution) in which the ligand is dissolved into the flow channel 30 to fix the ligand to the measurement linker film 32. Before performing the ligand immobilization process for injecting the ligand solution, first, the immobilization buffer solution is sent to the measurement linker film 32, and the measurement linker film 32 is moistened to facilitate the binding of the ligand. An activation process of the film 32 is performed. For example, in the amine coupling method, carboxymethyl dextran is used as the linker films 32 and 33, and the amino group in the ligand is directly covalently bonded to the dextran. As the activation liquid in this case, a mixed liquid of N ′-(3-dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride (EDC) and N-hydroxysuccinimide (NHS) is used. After the activation process, the flow path 30 is washed with the fixing buffer solution.

固定用バッファ液や、リガンド溶液の溶媒(希釈液)としては、例えば、各種のバッファ液(緩衝液)の他、生理的食塩水に代表される生理的塩類溶液や、純水が使用される。これらの各液の種類、pH値、混合物の種類及びその濃度などは、リガンドの種類に応じて適宜決められる。例えば、リガンドとして生体物質を使用する場合には、pHを中性付近に調整した生理的食塩水が使用される場合が多い。しかし、上記アミンカップリング法では、測定用リンカー膜32は、カルボキシメチルデキストランにより負(マイナス)に帯電するので、この測定用リンカー膜32と結合しやすいようにタンパク質を正(プラス)に帯電させるため、生理的とはいえない高濃度のリン酸塩を含む緩衝作用の強いリン酸緩衝溶液(PBS:phosphatic−buffered,saline)などが使用される場合もある。   As the buffer solution for fixing and the solvent (diluent) of the ligand solution, for example, various buffer solutions (buffer solutions), physiological salt solutions represented by physiological saline, and pure water are used. . The type of each of these liquids, the pH value, the type of mixture and its concentration, etc. are appropriately determined according to the type of ligand. For example, when a biological substance is used as a ligand, physiological saline whose pH is adjusted to near neutral is often used. However, in the above-described amine coupling method, the measurement linker film 32 is negatively (negatively) charged by carboxymethyldextran, so that the protein is positively (positively) charged so as to be easily bonded to the measurement linker film 32. Therefore, a phosphate buffer solution (PBS: phosphatic-buffered, saline) having a strong buffering action containing a high concentration phosphate which is not physiological may be used.

こうした活性化処理及び洗浄が行われた後、流路30へリガンド溶液が注入されてリガンド固定化処理が行われる。リガンド溶液が流路30へ注入されると、溶液中で拡散しているリガンドが徐々に測定用リンカー膜32へ近づいて結合する。こうして測定用リンカー膜32にリガンドが固定される。固定化には、通常、約1時間程度かかり、この間、センサユニット10は、温度を含む環境条件が所定の条件に設定された状態で保管される。なお、固定化が進行している間、流路30内のリガンド溶液を静置しておいてもよいが、流路30内のリガンド溶液を攪拌して流動させることが好ましい。こうすることで、リガンドと測定用リンカー膜32との結合が促進され、リガンドの固定量を増加させることができる。   After such activation processing and washing, the ligand solution is injected into the flow path 30 to perform the ligand immobilization processing. When the ligand solution is injected into the flow path 30, the ligand diffused in the solution gradually approaches the measurement linker film 32 and binds thereto. In this way, the ligand is fixed to the measurement linker film 32. Immobilization usually takes about one hour, and during this time, the sensor unit 10 is stored in a state where environmental conditions including temperature are set to predetermined conditions. The ligand solution in the flow path 30 may be allowed to stand while the immobilization proceeds, but it is preferable that the ligand solution in the flow path 30 is stirred and flowed. By doing so, the binding between the ligand and the measurement linker film 32 is promoted, and the amount of ligand immobilized can be increased.

測定用リンカー膜32へのリガンドの固定化が完了すると、流路30からリガンド溶液が排出される。リガンド溶液は、各ピペット50a、50b、50cによって吸い出されて排出される。リガンド溶液が吸い出されると、流路30へ洗浄液が注入されて洗浄処理が行われる。この後、流路30には、乾燥防止液が注入される。こうして、センサユニット10は、各リンカー膜32、33が乾燥防止液に浸された状態で、測定までの間保管される。   When the immobilization of the ligand to the measurement linker film 32 is completed, the ligand solution is discharged from the flow path 30. The ligand solution is sucked and discharged by each pipette 50a, 50b, 50c. When the ligand solution is sucked out, a cleaning liquid is injected into the flow path 30 and a cleaning process is performed. Thereafter, the drying preventing liquid is injected into the flow path 30. Thus, the sensor unit 10 is stored until measurement in a state where the linker films 32 and 33 are immersed in the anti-drying liquid.

測定工程では、まず、流路30へ測定用バッファ液が注入される。この後、アナライトを溶媒に溶かしたアナライト溶液(被検液)を注入し、その後、再び測定用バッファ液が注入される。なお、最初に測定用バッファ液を注入する前に、いったん流路30の洗浄を行ってもよい。照明器40と検出器41とによるデータの読み取りは、基準となる信号レベルを検出するために、最初に測定用バッファを注入した直後から開始され、アナライト溶液の注入後、再び測定用バッファが注入されるまでの間行われる。これにより、基準レベル(ベースライン)の検出、アナライトとリガンドの反応状況(結合状況)、測定用バッファ液の注入による結合したアナライトとリガンドとの脱離までのSPR信号を測定することができる。   In the measurement process, first, a measurement buffer solution is injected into the flow path 30. Thereafter, an analyte solution (test solution) in which the analyte is dissolved in a solvent is injected, and then the measurement buffer solution is injected again. Note that the flow path 30 may be once cleaned before the measurement buffer solution is first injected. Data reading by the illuminator 40 and the detector 41 is started immediately after the measurement buffer is first injected in order to detect a reference signal level. After the analyte solution is injected, the measurement buffer is read again. This is done until it is injected. As a result, it is possible to measure the SPR signal until detection of the reference level (baseline), reaction state (binding state) of the analyte and ligand, and desorption of the combined analyte and ligand by injection of the buffer solution for measurement. it can.

測定用バッファ液や、アナライト溶液の溶媒(希釈液)としては、例えば、各種のバッファ液(緩衝液)の他、生理的食塩水に代表される生理的塩類溶液や、純水が使用される。これらの各液の種類、pH値、混合物の種類及びその濃度等は、リガンドの種類に応じて適宜決められる。例えば、アナライトを溶けやすくするために、生理的食塩水にDMSO(ジメチル−スルホ−オキシド)を含ませてもよい。このDMSOは、信号レベルに大きく影響する。上述したとおり測定用バッファ液は基準レベルの検出に用いられるので、アナライトの溶媒中にDMSOが含まれる場合には、そのDMSO濃度と同程度のDMSO濃度を持つ測定用バッファ液を使用することが好ましい。   As the buffer solution for measurement and the solvent (diluent) of the analyte solution, for example, various buffer solutions (buffer solutions), physiological salt solutions represented by physiological saline, and pure water are used. The The type of each of these liquids, the pH value, the type of mixture, its concentration, etc. are appropriately determined according to the type of ligand. For example, DMSO (dimethyl-sulfo-oxide) may be included in physiological saline in order to facilitate the dissolution of the analyte. This DMSO greatly affects the signal level. As described above, the measurement buffer solution is used for detection of the reference level. Therefore, when DMSO is contained in the solvent of the analyte, the measurement buffer solution having a DMSO concentration similar to the DMSO concentration should be used. Is preferred.

なお、アナライト溶液は、長期間(例えば、1年)保管されることも多く、そうした場合には、経時変化によって、初期のDMSO濃度と測定時のDMSO濃度との間に濃度差が生じてしまう場合がある。厳密な測定を行う必要がある場合には、こうした濃度差をアナライト溶液を注入したときの参照信号のレベルから推定し、測定データに対して補正(DMSO濃度補正)が行われる。   The analyte solution is often stored for a long period (for example, one year). In such a case, a difference in concentration occurs between the initial DMSO concentration and the DMSO concentration at the time of measurement due to a change over time. May end up. When strict measurement is required, such a concentration difference is estimated from the level of the reference signal when the analyte solution is injected, and the measurement data is corrected (DMSO concentration correction).

DMSO濃度補正のための補正データは、アナライト溶液を注入する前に、DMSO濃度が異なる複数種類の測定用バッファ液を流路30に注入して、このときのDMSO濃度変化に応じた、測定信号のレベルと参照信号のレベルのそれぞれの変化量を調べることにより求められる。   The correction data for correcting the DMSO concentration is obtained by injecting a plurality of types of measurement buffer solutions having different DMSO concentrations into the flow path 30 before injecting the analyte solution, and measuring according to the change in DMSO concentration at this time. It is obtained by examining the amount of change in each of the signal level and the reference signal level.

測定用リンカー膜32上の媒質に変化が生じると屈折率が変化して、反射光の光強度が減衰する光の入射角(SPRが発生する共鳴角)も変化する。測定用リンカー膜32上にアナライトを送液すると、アナライトとリガンドの反応状況に応じて測定用リンカー膜32上の屈折率が変化するため、それに応じて共鳴角も変化する。リガンドとアナライトの反応状況は、この受光面内における反射光の減衰位置の推移として表れる。例えば、アナライトがリガンドと接触する前後では、測定用リンカー膜32上の屈折率が異なり、SPRが発生する共鳴角が異なる。そして、アナライトがリガンドと接触して反応を開始すると、それに応じて共鳴角が変化を開始し、前記受光面内における反射光の減衰位置が移動し始める。   When a change occurs in the medium on the measurement linker film 32, the refractive index changes, and the incident angle of light at which the light intensity of the reflected light attenuates (resonance angle at which SPR occurs) also changes. When the analyte is fed onto the measurement linker film 32, the refractive index on the measurement linker film 32 changes according to the reaction state between the analyte and the ligand, and the resonance angle also changes accordingly. The reaction state of the ligand and the analyte appears as a transition of the attenuation position of the reflected light in the light receiving surface. For example, before and after the analyte comes into contact with the ligand, the refractive index on the measurement linker film 32 is different, and the resonance angle at which SPR occurs is different. When the analyte comes into contact with the ligand and starts the reaction, the resonance angle starts to change accordingly and the attenuation position of the reflected light in the light receiving surface starts to move.

データ解析工程では、こうして得られた反応状況を表すSPR信号を解析して、アナライトの特性を分析する。前述のように、検出器41は、測定用リンカー膜32に対応するSPR信号を測定信号として出力し、参照用リンカー膜33に対応するSPR信号を参照信号として出力する。これら測定信号と参照信号は、基準レベルの検出から結合反応を経て脱離に至るまで、ほぼ同時に計測される。この測定信号と参照信号の差や比を求めることで、データ解析が行われる。例えば、測定信号と参照信号との差分データを求め、この差分データを測定データとし、これに基づいて解析を行う。こうすることで、センサユニット10や各センサセル23の個体差、及び装置の機械的な変動や、液体の温度変化など、外乱に起因するノイズがキャンセルされ、精度の高い測定が可能になる。   In the data analysis process, the SPR signal representing the reaction state thus obtained is analyzed to analyze the characteristics of the analyte. As described above, the detector 41 outputs the SPR signal corresponding to the measurement linker film 32 as a measurement signal, and outputs the SPR signal corresponding to the reference linker film 33 as a reference signal. These measurement signal and reference signal are measured almost simultaneously from the detection of the standard level to the desorption through the binding reaction. Data analysis is performed by obtaining a difference or ratio between the measurement signal and the reference signal. For example, difference data between the measurement signal and the reference signal is obtained, the difference data is used as measurement data, and analysis is performed based on the difference data. By doing so, noise due to disturbances such as individual differences of the sensor unit 10 and each sensor cell 23, mechanical fluctuations of the apparatus, and temperature change of the liquid are canceled, and highly accurate measurement is possible.

次に、図5、及び図6に示すフローチャートを参照しながら、上記構成によるSPR測定装置12の作用について説明する。リガンドとアナライトとの反応状況を測定する際には、まず、センサユニット10を測定ステージ42にセットし、照明器40の光路上に位置する測定位置に一方のセンサセル23を合わせる。前述のように、SPR測定装置12は、センサユニット10にリガンドを固定する固定工程と、固定したリガンドにアナライトを接触させて、その際のSPR信号を取得する測定工程と、取得したSPR信号を解析するデータ解析工程とを行って、リガンドとアナライトとの反応状況を測定する。   Next, the operation of the SPR measurement device 12 configured as described above will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS. When measuring the reaction state between the ligand and the analyte, first, the sensor unit 10 is set on the measurement stage 42, and one sensor cell 23 is aligned with the measurement position located on the optical path of the illuminator 40. As described above, the SPR measurement device 12 includes a fixing step of fixing a ligand to the sensor unit 10, a measurement step of bringing an analyte into contact with the fixed ligand, and acquiring an SPR signal at that time, and the acquired SPR signal. And a data analysis step for analyzing the reaction state, and the reaction state between the ligand and the analyte is measured.

SPR測定装置12は、センサユニット10がセットされた後、オペレータからの固定開始指示が入力されたことに応じて固定工程を開始する。SPR測定装置12のコントローラは、固定開始指示が入力されたことに応答してヘッド移動機構44を駆動し、送液ヘッド43を測定用リンカー膜32の活性化液を保管する液保管部に移動させる。送液ヘッド43を液保管部にアクセスさせたコントローラは、ポンプドライバ46を介して第1ポンプ45aを駆動し、第1ピペット50aに所定量の活性化液を吸引させる。第1ピペット50aに活性化液を吸引させたコントローラは、送液ヘッド43をセンサユニット10に移動させ、各ピペット50a、50b、50cを、各出入口30a、30b、30cに嵌入させて、測定対象となるセンサセル23の流路30と、各ピペット50a、50b、50cとを接続する。この際、ヘッド移動機構44は、前述のように各ピペット50a、50b、50cと、各出入口30a、30b、30cとの間に隙間が生じないように送液ヘッド43の高さを調整する。   After the sensor unit 10 is set, the SPR measurement device 12 starts the fixing process in response to the input of the fixing start instruction from the operator. The controller of the SPR measurement device 12 drives the head moving mechanism 44 in response to the input of the fixation start instruction, and moves the liquid feeding head 43 to the liquid storage unit that stores the activation liquid of the measurement linker film 32. Let The controller that has made the liquid feeding head 43 access the liquid storage unit drives the first pump 45a via the pump driver 46, and causes the first pipette 50a to suck a predetermined amount of the activation liquid. The controller that has caused the first pipette 50a to suck the activation liquid moves the liquid feeding head 43 to the sensor unit 10 and inserts the pipettes 50a, 50b, and 50c into the inlets 30a, 30b, and 30c to be measured. The flow path 30 of the sensor cell 23 and the pipettes 50a, 50b, 50c are connected. At this time, the head moving mechanism 44 adjusts the height of the liquid feeding head 43 so that no gap is generated between each pipette 50a, 50b, 50c and each of the inlets 30a, 30b, 30c as described above.

各ピペット50a、50b、50cを流路30に接続させたコントローラは、ポンプドライバ46に制御信号を送信し、第1ポンプ45aが加圧、第2ポンプ45bが停止、第3ポンプ45cが減圧するように各々を駆動させる。第1ピペット50aは、内部に保持した活性化液を吐出して流路30内に注入し、第3ピペット50cは、流路30内の空気、もしくは予め注入されていた洗浄液などを吸引して流路30から排出させる。   The controller in which each pipette 50a, 50b, 50c is connected to the flow path 30 transmits a control signal to the pump driver 46, the first pump 45a is pressurized, the second pump 45b is stopped, and the third pump 45c is decompressed. So that each is driven. The first pipette 50a discharges the activation liquid held inside and injects it into the flow path 30, and the third pipette 50c sucks the air in the flow path 30 or the cleaning liquid previously injected. The fluid is discharged from the channel 30.

この際、第2ポンプ45bを停止させて第2出入口30bからの流体の流通を遮断した状態にしているので、第2送排液管30fと第3送排液管30gとの間の溝部30d内の流体と、第2送排液管30f内の流体の逃げ場がなくなり、図3(a)に示すように、測定用リンカー膜32にのみ活性化液が送液される。これにより、測定用リンカー膜32に対応した部分の流路30内の流体が、空気又は洗浄液などから活性化液に入れ換えられ、測定用リンカー膜32が活性化される。   At this time, since the second pump 45b is stopped and the flow of the fluid from the second inlet / outlet 30b is blocked, the groove 30d between the second feed / drain pipe 30f and the third feed / drain pipe 30g. There is no escape space for the fluid inside and the fluid inside the second feed / drain pipe 30f, and as shown in FIG. 3A, the activation liquid is fed only to the measurement linker film 32. As a result, the fluid in the flow passage 30 corresponding to the measurement linker film 32 is replaced with the activation liquid from air or a cleaning liquid, and the measurement linker film 32 is activated.

測定用リンカー膜32の活性化が終了すると、コントローラは、第3ピペット50cが吸引を行うように第3ポンプ45cを駆動し、流路30から活性化液を排出させる。活性化液を排出させたコントローラは、図示を省略した廃液タンクに送液ヘッド43を移動させ、第3ピペット50cに保持された活性化液を廃却した後、活性化液に浸された各ピペット50a、50b、50cのピペットチップを交換する。このようにピペットチップの交換を行うことで、次に送液するリガンド溶液と活性化液との各ピペット50a、50b、50cを介した混液が防止される。   When the activation of the measurement linker film 32 is completed, the controller drives the third pump 45 c so that the third pipette 50 c performs suction, and discharges the activation liquid from the flow path 30. The controller that has discharged the activation liquid moves the liquid feeding head 43 to a waste liquid tank (not shown), discards the activation liquid held in the third pipette 50c, and then has each immersed in the activation liquid. Replace pipette tips of pipettes 50a, 50b, 50c. By exchanging the pipette tip in this way, the mixed solution of the ligand solution and the activation solution to be sent next through the pipettes 50a, 50b, and 50c is prevented.

ピペットチップの交換を行ったコントローラは、リガンド溶液を保管する液保管部に送液ヘッド43を移動させて、第1ピペット50aにリガンド溶液を吸引させる。リガンド溶液を吸引させたコントローラは、送液ヘッド43をセンサユニット10に移動させ、活性化液と同様の手順で測定用リンカー膜32のみにリガンド溶液を送液し、測定用リンカー膜32にリガンドを固定させる固定化処理を施す。なお、第1ピペット50aと第3ピペット50cとに吸引・吐出を交互に繰り返させて、流路30内に注入したリガンド溶液を攪拌するようにしてもよい。こうすることで、リガンドと測定用リンカー膜32との結合が促進され、リガンドの固定量を増加させることができる。   The controller that has exchanged the pipette tip moves the liquid feeding head 43 to the liquid storage unit that stores the ligand solution, and causes the first pipette 50a to suck the ligand solution. The controller that sucks the ligand solution moves the liquid feeding head 43 to the sensor unit 10, sends the ligand solution only to the measurement linker film 32 in the same procedure as the activation liquid, and then sends the ligand solution to the measurement linker film 32. A fixing process is performed to fix the. Note that the ligand solution injected into the flow path 30 may be agitated by alternately aspirating and discharging the first pipette 50a and the third pipette 50c. By doing so, the binding between the ligand and the measurement linker film 32 is promoted, and the amount of ligand immobilized can be increased.

測定用リンカー膜32にリガンドを固定させたコントローラは、参照用リンカー膜33にアナライトが吸着することを防止するブロック処理を実施する。流路30からのリガンド溶液の排出、及びピペットチップの交換などを行ったコントローラは、ブロック液を保管する液保管部に送液ヘッド43を移動させる。なお、ブロック液には、参照用リンカー膜33に応じたブロック剤が溶解している。このブロック剤としては、例えば、HSA(Human Serum albumine)やBSA(Bovine Serum albumine)に代表される血清アルブミン、及びカゼインなどを用いることができる。ブロック剤は、アナライトの種類や各リンカー膜32、33の製膜材料などに応じて、適宜選択される。   The controller in which the ligand is fixed to the measurement linker film 32 performs a block process for preventing the analyte from adsorbing to the reference linker film 33. The controller that has discharged the ligand solution from the flow path 30 and replaced the pipette tip moves the liquid feeding head 43 to a liquid storage unit that stores the block liquid. The blocking agent corresponding to the reference linker film 33 is dissolved in the blocking liquid. As this blocking agent, for example, serum albumin represented by HSA (Human Serum albumine) and BSA (Bovine Serum albumine), and casein can be used. The blocking agent is appropriately selected according to the type of analyte, the film forming material of each linker film 32, 33, and the like.

液保管部に送液ヘッド43を移動させたコントローラは、ポンプドライバ46を介して第3ポンプ45cを駆動し、第3ピペット50cに所定量のブロック液を吸引させる。第3ピペット50cにブロック液を吸引させたコントローラは、送液ヘッド43をセンサユニット10に移動させ、各ピペット50a、50b、50cを流路30に接続する。   The controller that has moved the liquid feeding head 43 to the liquid storage unit drives the third pump 45c via the pump driver 46, and causes the third pipette 50c to suck a predetermined amount of block liquid. The controller that causes the third pipette 50 c to suck the block liquid moves the liquid feeding head 43 to the sensor unit 10 and connects each pipette 50 a, 50 b, 50 c to the flow path 30.

各ピペット50a、50b、50cを流路30に接続させたコントローラは、ポンプドライバ46に制御信号を送信し、第1ポンプ45aが停止、第2ポンプ45bが減圧、第3ポンプ45cが加圧するように各々を駆動させ、図3(b)に示すように、参照用リンカー膜33にのみブロック液を送液する。ブロック液中に溶解したブロック剤は、参照用リンカー膜33に接触して結合する。このように、予め参照用リンカー膜33にブロック剤を結合させておくことで、測定に際して送液されるアナライトの参照用リンカー膜33への非特異的な結合が防止される。   The controller in which each pipette 50a, 50b, 50c is connected to the flow path 30 transmits a control signal to the pump driver 46 so that the first pump 45a is stopped, the second pump 45b is depressurized, and the third pump 45c is pressurized. Then, as shown in FIG. 3B, the block solution is fed only to the reference linker film 33. The blocking agent dissolved in the blocking solution contacts and binds to the reference linker film 33. In this way, by binding the blocking agent to the reference linker film 33 in advance, nonspecific binding of the analyte fed during measurement to the reference linker film 33 is prevented.

以上のように、測定用リンカー膜32にリガンドを、参照用リンカー膜33にブロック剤を、それぞれ結合させることによって固定工程が終了する。本例では、各ポンプ45a、45b、45cの駆動を制御し、それぞれの溶液が一方の各リンカー膜32、33にのみ送り込まれるようにしたので、参照用リンカー膜33にリガンドが付着したり、測定用リンカー膜32にブロック剤が付着するなどといった非特異的な結合を確実に防止することができる。また、本例では、リガンド固定化処理を行った後にブロック処理を行うようにしているが、もちろん、ブロック処理を先に行ってもよい。さらに、参照用リンカー膜33に結合する可能性の低いアナライトを送液する際には、ブロック処理を行わなくてもよい。   As described above, the fixing step is completed by binding the ligand to the measurement linker film 32 and the blocking agent to the reference linker film 33. In this example, the drive of each pump 45a, 45b, 45c is controlled so that the respective solutions are sent only to one of the linker films 32, 33, so that the ligand adheres to the reference linker film 33, Nonspecific binding such as attachment of a blocking agent to the measurement linker film 32 can be reliably prevented. In this example, the block process is performed after the ligand immobilization process. However, the block process may be performed first. Furthermore, when an analyte having a low possibility of binding to the reference linker film 33 is sent, the blocking process may not be performed.

固定工程が終了したSPR測定装置12は、温度などの環境条件を一定に保った状態でセンサユニット10を保持し、オペレータからの測定開始指示が入力されたことに応じて測定工程を開始する。コントローラは、測定開始指示が入力されたことに応答して、照明器40と検出器41とによるデータ読み取りを開始させる。また、これと同時に、ヘッド移動機構44を駆動して送液ヘッド43を測定用バッファ液を保管する液保管部に移動させる。液保管部に送液ヘッド43を移動させたコントローラは、ポンプドライバ46を介して第1ポンプ45aを駆動し、第1ピペット50aに所定量の測定用バッファ液を吸引させる。   The SPR measurement device 12 that has completed the fixing process holds the sensor unit 10 in a state in which environmental conditions such as temperature are kept constant, and starts the measurement process in response to an input of a measurement start instruction from the operator. The controller starts reading data by the illuminator 40 and the detector 41 in response to the input of the measurement start instruction. At the same time, the head moving mechanism 44 is driven to move the liquid feeding head 43 to the liquid storage unit for storing the measurement buffer liquid. The controller that has moved the liquid feeding head 43 to the liquid storage unit drives the first pump 45a via the pump driver 46, and causes the first pipette 50a to suck a predetermined amount of the buffer solution for measurement.

第1ピペット50aに測定用バッファ液を吸引させたコントローラは、送液ヘッド43をセンサユニット10に移動させ、測定対象となるセンサセル23の流路30に、各ピペット50a、50b、50cを接続する。各ピペット50a、50b、50cを流路30に接続したコントローラは、ポンプドライバ46に制御信号を送信し、第1ポンプ45aが加圧、第2ポンプ45bが減圧、第3ポンプ45cが停止するように各々を駆動させ、図4に示すように、各リンカー膜32、33の双方に一度に測定用バッファ液を送液する。   The controller having sucked the buffer solution for measurement into the first pipette 50a moves the liquid feeding head 43 to the sensor unit 10, and connects each pipette 50a, 50b, 50c to the flow path 30 of the sensor cell 23 to be measured. . The controller which connected each pipette 50a, 50b, 50c to the flow path 30 transmits a control signal to the pump driver 46 so that the first pump 45a is pressurized, the second pump 45b is depressurized, and the third pump 45c is stopped. As shown in FIG. 4, the buffer solution for measurement is fed to both of the linker films 32 and 33 at once.

測定用バッファ液を流路30に注入したコントローラは、ピペットチップの交換などを行った後、送液ヘッド43をアナライト溶液を保管した液保管部に移動させ、以下同様にして、アナライト溶液と脱離反応用の測定用バッファ液とを順次流路30に送液する。この際、参照用リンカー膜33にブロック処理を施したので、参照用リンカー膜33へのアナライトの結合が防止される。脱離反応用の測定用バッファ液を流路30に注入させたコントローラは、照明器40と検出器41とによるデータ読み取りを停止させる。これにより、検出器41は、基準レベル(ベースライン)の検出、アナライトとリガンドの反応状況(結合状況)、結合したアナライトとリガンドとの脱離までのSPR信号が取得される。   The controller injecting the measurement buffer liquid into the flow path 30 moves the liquid feeding head 43 to the liquid storage section storing the analyte solution after exchanging the pipette tip, and so on. And a measurement buffer solution for desorption reaction are sequentially sent to the flow path 30. At this time, since the blocking process is performed on the reference linker film 33, the binding of the analyte to the reference linker film 33 is prevented. The controller that has injected the measurement buffer solution for desorption reaction into the flow path 30 stops data reading by the illuminator 40 and the detector 41. Thereby, the detector 41 acquires SPR signals from detection of the reference level (baseline), reaction state of the analyte and ligand (binding state), and desorption of the bound analyte and ligand.

SPR信号を取得したSPR測定装置12は、測定用リンカー膜32に対応した測定信号から参照用リンカー膜33に対応した参照信号を差し引いて測定データを算出し、この測定データを基にしてリガンドとアナライトとの反応状況を解析する。以上により、1つのセンサセル23に対する測定が終了する。本例のように、1つのセンサユニット10に複数のセンサセル23が含まれる際には、上記と同様の手順でそれぞれのセンサセル23の測定を行う。   The SPR measurement device 12 that has acquired the SPR signal calculates the measurement data by subtracting the reference signal corresponding to the reference linker film 33 from the measurement signal corresponding to the measurement linker film 32, and based on this measurement data, the ligand and Analyze the reaction with the analyte. Thus, the measurement for one sensor cell 23 is completed. When a plurality of sensor cells 23 are included in one sensor unit 10 as in this example, each sensor cell 23 is measured in the same procedure as described above.

なお、上記実施形態では、金属膜31を含むセンサユニット10を、請求項記載の流路ユニットとしているが、例えば、流路30が形成された流路部材20のみを流路ユニットとしてもよい。また、流路部材20のみを流路ユニットとする際には、流路部材20とプリズム21とをそれぞれ個別にSPR測定装置12にセットするようにしてもよい。   In the above embodiment, the sensor unit 10 including the metal film 31 is the flow path unit described in the claims. However, for example, only the flow path member 20 in which the flow path 30 is formed may be the flow path unit. Further, when only the flow path member 20 is used as the flow path unit, the flow path member 20 and the prism 21 may be individually set in the SPR measurement device 12.

また、上記実施形態では、各工程を一つのSPR測定装置12で行うようにしているが、各工程毎に装置を分けるようにしてもよい。こうすることで、複数のセンサユニット10を同時に処理することが可能となり、処理効率を向上させることができる。   In the above embodiment, each step is performed by one SPR measuring device 12, but the device may be divided for each step. By doing so, it becomes possible to process a plurality of sensor units 10 at the same time, and the processing efficiency can be improved.

さらに、上記実施形態では、第3送排液管30gの部分で送液経路が重複してしまうため、測定用リンカー膜32と参照用リンカー膜33とを分けて形成しているが、測定用リンカー膜32と参照用リンカー膜33とは、一続きに形成するようにしてもよい。   Furthermore, in the above-described embodiment, since the liquid supply path overlaps at the portion of the third liquid supply / drain pipe 30g, the measurement linker film 32 and the reference linker film 33 are separately formed. The linker film 32 and the reference linker film 33 may be formed continuously.

なお、上記実施形態では、溝部30dと、3つの送排液管30e、30f、30gとからなる略山字型の流路30を示しているが、送排液管の数は3つに限ることなく、さらに多くの送排液管を設けるようにしてもよい。図7に示すセンサユニット100の流路部材101には、溝部102aと、等間隔に形成された5本の送排液管102bとからなる流路102が形成されている。プリズム103の上面に形成された金属膜104には、各送排液管102bの間に位置するように、4つのリンカー膜105が設けられている。   In the above-described embodiment, the substantially mountain-shaped flow path 30 including the groove portion 30d and the three supply / discharge liquid pipes 30e, 30f, and 30g is shown, but the number of the supply / discharge liquid pipes is limited to three. Without limitation, a larger number of liquid supply / drainage pipes may be provided. The flow path member 101 of the sensor unit 100 shown in FIG. 7 is formed with a flow path 102 including a groove portion 102a and five supply / discharge liquid tubes 102b formed at equal intervals. On the metal film 104 formed on the upper surface of the prism 103, four linker films 105 are provided so as to be positioned between the respective liquid supply / drain pipes 102b.

送液ヘッド110には、各送排液管102bのそれぞれに対応したピペット111が設けられている。各ピペット111には、上記実施形態と同様に、それぞれに対応したポンプ112が接続されている。各ポンプ112は、ポンプドライバ113によって駆動され、ピペット111に至る配管経路内を加圧又は減圧して、各ピペット111に液体の吸引又は吐出を行わせる。   The liquid feeding head 110 is provided with pipettes 111 corresponding to the respective liquid feeding / draining pipes 102b. Each pipette 111 is connected to a corresponding pump 112 as in the above embodiment. Each pump 112 is driven by a pump driver 113 and pressurizes or depressurizes the inside of a pipe path leading to the pipette 111 to cause each pipette 111 to suck or discharge a liquid.

このように構成されたセンサユニット100と、送液ヘッド110では、各ポンプ112のいずれか1つが加圧、いずれか1つが減圧、残り全てが停止するように各々を駆動し、流路102への液体の注入と排出とを、それぞれ1つずつのピペット111で行わせる。これにより、例えば、両端部に位置する2つのピペット111で液体の注入と排出とを行い、間に位置する3つの送排液管102bからの流体の流通を遮断しておけば、各リンカー膜105に同時に送液することができる。また、隣り合う2つのピペット111で液体の注入と排出とを行い、他の3つの送排液管102bからの流体の流通を遮断しておけば、2つのピペット111の間に位置する1つのリンカー膜105にのみ送液することができる。このように、各ポンプ112の駆動を制御することによって、全てのリンカー膜105に同時に送液したり、各リンカー膜105に個別に送液したり、さらには、隣り合う2つ、又は3つのリンカー膜105に送液するなど、流路102の送液経路を選択的に切り替えて汎用性の高い送液を行うことができる。   In the sensor unit 100 and the liquid feeding head 110 configured in this way, each pump 112 is driven so that any one of the pumps 112 is pressurized, any one is depressurized, and all the rest are stopped, and the flow path 102 is reached. The liquid is injected and discharged by one pipette 111 each. Thereby, for example, if the liquid is injected and discharged by the two pipettes 111 located at both ends, and the flow of the fluid from the three feeding / draining pipes 102b located between them is blocked, each linker film 105 can be fed simultaneously. In addition, if the two adjacent pipettes 111 inject and discharge liquid and block the flow of fluid from the other three liquid discharge pipes 102b, one pipet 111 is positioned between the two pipettes 111. Liquid can be fed only to the linker film 105. In this way, by controlling the driving of each pump 112, liquid is fed to all the linker films 105 simultaneously, individually fed to each linker film 105, or two or three adjacent ones Highly versatile liquid feeding can be performed by selectively switching the liquid feeding path of the flow path 102, such as feeding to the linker film 105.

なお、各リンカー膜105は、測定用と参照用とを交互に並べるものでもよいし、各リンカー膜105に測定領域と参照領域とを形成するものでもよい。さらに、高い精度が要求されない場合など、測定信号のノイズを除去する必要がなければ、測定用のリンカー膜のみを並べるものでもよい。   Each linker film 105 may be alternately arranged for measurement and reference, or may form a measurement region and a reference region in each linker film 105. Furthermore, if it is not necessary to remove noise from the measurement signal, such as when high accuracy is not required, only the measurement linker film may be arranged.

また、上記各実施形態では、誘電体ブロックとしてプリズム21、103を示しているが、誘電体ブロックには、この他に、光学ガラスや光学プラスチックなどを板状にしたものや、これらの板状のものとプリズムとを光学面平滑剤(例えば、光学マッチングオイル)で一体化させたものなどを含めるものとする。   In each of the above embodiments, the prisms 21 and 103 are shown as the dielectric block. However, in addition to the dielectric block, optical glass, optical plastic, or the like, or these plate shapes are used. And a prism integrated with an optical surface smoothing agent (for example, optical matching oil).

さらに、上記各実施形態では、全反射減衰を利用した測定装置の一例として、SPR測定装置を示したが、全反射減衰を利用した測定装置としては、この他に、例えば、漏洩モードセンサが知られている。漏洩モードセンサは、誘電体と、この上に順に層設されたクラッド層と光導波層とによって構成された薄膜とからなり、この薄膜の一方の面がセンサ面となり、他方の面が光入射面となる。光入射面に全反射条件を満たすように光を入射させると、その一部が前記クラッド層を透過して前記光導波層に取り込まれる。そして、この光導波層において、導波モードが励起されると、前記光入射面における反射光が大きく減衰する。導波モードが励起される入射角は、SPRの共鳴角と同様に、センサ面上の媒質の屈折率に応じて変化する。この反射角の減衰を検出することにより、前記センサ面上の化学反応が測定される。   Further, in each of the above embodiments, an SPR measurement device is shown as an example of a measurement device using total reflection attenuation. However, for example, a leakage mode sensor is known as a measurement device using total reflection attenuation. It has been. The leakage mode sensor is composed of a dielectric, and a thin film composed of a clad layer and an optical waveguide layer that are sequentially layered thereon. One surface of the thin film serves as a sensor surface, and the other surface receives light. It becomes a surface. When light is incident on the light incident surface so as to satisfy the total reflection condition, a part of the light is transmitted through the cladding layer and taken into the optical waveguide layer. In this optical waveguide layer, when the waveguide mode is excited, the reflected light at the light incident surface is greatly attenuated. The incident angle at which the waveguide mode is excited changes according to the refractive index of the medium on the sensor surface, similar to the resonance angle of SPR. By detecting the attenuation of the reflection angle, the chemical reaction on the sensor surface is measured.

センサユニットの概略構成を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows schematic structure of a sensor unit. SPR測定装置の構成を概略的に説明する説明図である。It is explanatory drawing which illustrates the structure of a SPR measuring apparatus roughly. 各リンカー膜に個別に送液する例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example which liquid-feeds to each linker film | membrane separately. 各リンカー膜に同時に送液する例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example which liquid-feeds simultaneously to each linker film | membrane. SPR測定装置による測定の手順を示すフローチャート(1/2)である。It is a flowchart (1/2) which shows the procedure of a measurement by a SPR measuring device. SPR測定装置による測定の手順を示すフローチャート(2/2)である。It is a flowchart (2/2) which shows the procedure of a measurement by a SPR measuring device. 送排液管などの数を増やした例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example which increased the number of sending / draining pipes.

符号の説明Explanation of symbols

10、100 センサユニット(流路ユニット)
12 SPR測定装置(全反射減衰を利用した測定装置)
14 測定部
16 送液部(送液装置)
20、101 流路部材
21、103 プリズム(誘電体ブロック)
30、102 流路
30a 第1出入口
30b 第2出入口
30c 第3出入口
30d 溝部
30e 第1送排液管
30f 第2送排液管
30g 第3送排液管
30h 薄肉部分
31、104 金属膜(センサ面、薄膜層)
32 測定用リンカー膜(測定用高分子膜)
33 参照用リンカー膜(参照用高分子膜)
40 照明器(光源)
41 検出器(検出手段)
42 測定ステージ(ステージ)
43、110 送液ヘッド
45a 第1ポンプ
45b 第2ポンプ
45c 第3ポンプ
46 ポンプドライバ(駆動制御手段)
50a 第1ピペット
50b 第2ピペット
50c 第3ピペット
111 ピペット
102a 溝部
102b 送排液管
112 ポンプ
10, 100 Sensor unit (flow path unit)
12 SPR measurement device (measurement device using total reflection attenuation)
14 Measuring unit 16 Liquid feeding unit (Liquid feeding device)
20, 101 Channel member 21, 103 Prism (dielectric block)
30, 102 Channel 30a First inlet / outlet 30b Second inlet / outlet 30c Third inlet / outlet 30d Groove 30e First feeding / draining pipe 30f Second feeding / draining pipe 30g Third feeding / draining pipe 30h Thin wall part 31, 104 Metal film (sensor Surface, thin film layer)
32 Linker membrane for measurement (polymer membrane for measurement)
33 Linker membrane for reference (polymer membrane for reference)
40 Illuminator (light source)
41 Detector (detection means)
42 Measurement stage
43, 110 Liquid feed head 45a First pump 45b Second pump 45c Third pump 46 Pump driver (drive control means)
50a First pipette 50b Second pipette 50c Third pipette 111 Pipette 102a Groove 102b Feed / drain pipe 112 Pump

Claims (10)

試料を含む試料溶液の注入と排出とが行われる3つの出入口を通じて注入された前記試料溶液を前記各出入口間で送液する流路が形成され、前記試料の反応を検出するためのセンサ面に底面を当接させて、前記流路に流れる前記試料溶液を前記センサ面に接触させる流路ユニットが着脱自在にセットされるステージと、
前記各出入口のぞれぞれに嵌入する3つのピペットが設けられた送液ヘッドと、
前記各ピペットのそれぞれに対応して設けられ、前記各ピペット内を加圧又は減圧して前記各ピペットに前記試料溶液を吸引又は吐出させることにより、前記流路に前記試料溶液を送り込む3つのポンプとを備えた送液装置において、
前記流路は、前記底面に形成された溝部と、前記溝部の両端のそれぞれから前記流路ユニットの上面に貫通して前記出入口を形成する第1送排液管、第2送排液管と、前記溝部の略中央から前記上面に貫通して前記出入口を形成する第3送排液管とから構成されており、
前記各ポンプの加圧、減圧、停止を制御することによって、前記第1送排液管から前記溝部を介して前記第3送排液管へと至る第1経路と、前記第2送排液管から前記溝部を介して前記第3送排液管へと至る第2経路と、前記第1送排液管から前記溝部を介して前記第2送排液管へと至る第3経路とで、前記流路の送液経路を選択的に切り替える駆動制御手段を設けたことを特徴とする送液装置。
A flow path for feeding the sample solution injected through the three inlets and outlets where the sample solution containing the sample is injected and discharged is formed between the inlets and outlets, and a sensor surface for detecting the reaction of the sample is formed. A stage on which a flow path unit for bringing the sample solution flowing in the flow path into contact with the sensor surface is detachably set by contacting a bottom surface;
A liquid-feeding head provided with three pipettes to be fitted into the respective entrances and exits;
Three pumps provided corresponding to each of the pipettes, for feeding the sample solution into the flow path by pressurizing or depressurizing the inside of each pipette to cause the pipette to suck or discharge the sample solution In a liquid feeding device provided with
The flow path includes a groove formed on the bottom surface, a first feed / drain pipe that forms the inlet / outlet through the top surface of the flow path unit from both ends of the groove, and a second feed / drain pipe, And a third feed / drain pipe that penetrates the upper surface from the approximate center of the groove and forms the inlet / outlet,
By controlling the pressurization, decompression, and stop of each pump, a first path from the first feed / drain pipe to the third feed / drain pipe through the groove, and the second feed / drain liquid A second path from a pipe to the third feed / drain pipe via the groove and a third path from the first feed / drain pipe to the second feed / drain pipe via the groove A liquid delivery apparatus comprising drive control means for selectively switching the liquid delivery path of the flow path.
前記駆動制御手段は、前記第1送排液管に嵌入した前記ピペットに対応する前記ポンプが加圧、前記第2送排液管に嵌入した前記ピペットに対応する前記ポンプが停止、前記第3送排液管に嵌入した前記ピペットに対応する前記ポンプが減圧、するように前記各ポンプを駆動して前記第1経路を選択し、
前記第1送排液管に嵌入した前記ピペットに対応する前記ポンプが停止、前記第2送排液管に嵌入した前記ピペットに対応する前記ポンプが減圧、前記第3送排液管に嵌入した前記ピペットに対応する前記ポンプが加圧、するように前記各ポンプを駆動して前記第2経路を選択し、
前記第1送排液管に嵌入した前記ピペットに対応する前記ポンプが加圧、前記第2送排液管に嵌入した前記ピペットに対応する前記ポンプが減圧、前記第3送排液管に嵌入した前記ピペットに対応する前記ポンプが停止、するように前記各ポンプを駆動して前記第3経路を選択することを特徴とする請求項1記載の送液装置。
The drive control means is configured to pressurize the pump corresponding to the pipette inserted into the first feeding / draining pipe, stop the pump corresponding to the pipette fitted into the second feeding / draining pipe, Selecting the first path by driving the pumps so that the pumps corresponding to the pipettes fitted in the liquid discharge pipes are depressurized;
The pump corresponding to the pipette inserted into the first feed / drain pipe is stopped, the pump corresponding to the pipette fitted into the second feed / drain pipe is decompressed, and is inserted into the third feed / drain pipe. Drive each pump so that the pump corresponding to the pipette pressurizes, selects the second path,
The pump corresponding to the pipette fitted in the first feeding / draining pipe is pressurized, the pump corresponding to the pipette fitted in the second feeding / draining pipe is depressurized, and fitted into the third feeding / draining pipe The liquid feeding device according to claim 1, wherein the third path is selected by driving each pump so that the pump corresponding to the pipette is stopped.
前記各ポンプは、停止している際に、前記ピペットが嵌入した前記出入口からの流体の流通を遮断することを特徴とする請求項1又は2記載の送液装置。   3. The liquid feeding device according to claim 1, wherein each pump shuts off a fluid flow from the inlet / outlet into which the pipette is inserted when the pump is stopped. 前記第1経路に対応する前記センサ面上には、前記試料を固定して、前記試料の反応状況を表す測定信号を取得するための測定用高分子膜が設けられ、
前記第2経路に対応する前記センサ面上には、前記測定信号のノイズを除去する際に用いる参照信号を取得するための参照用高分子膜が設けられていることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の送液装置。
On the sensor surface corresponding to the first path, there is provided a measurement polymer film for fixing the sample and obtaining a measurement signal representing a reaction state of the sample,
The reference polymer film for acquiring a reference signal used when removing noise of the measurement signal is provided on the sensor surface corresponding to the second path. 4. The liquid feeding device according to any one of items 1 to 3.
試料を含む試料溶液の注入と排出とが行われる複数の出入口を通じて注入された前記試料溶液を前記各出入口間で送液する流路が形成され、前記試料の反応を検出するためのセンサ面に底面を当接させて、前記流路に流れる前記試料溶液を前記センサ面に接触させる流路ユニットが着脱自在にセットされるステージと、
前記各出入口のぞれぞれに嵌入する複数のピペットが設けられた送液ヘッドと、
前記各ピペットのそれぞれに対応して設けられ、前記各ピペット内を加圧又は減圧して前記各ピペットに前記試料溶液を吸引又は吐出させることにより、前記流路に前記試料溶液を送り込む複数のポンプとを備えた送液装置において、
前記流路は、前記底面に形成された溝部と、前記溝部から前記流路ユニットの上面に貫通して前記各出入口を形成する複数の送排液管とから構成されており、
前記各ポンプの加圧、減圧、停止を制御することによって、前記各送排液管と前記溝部とによって形成される複数の送液経路を選択的に切り替える駆動制御手段を設けたことを特徴とする送液装置。
A flow path for feeding the sample solution injected through a plurality of inlets and outlets through which sample solution containing a sample is injected and discharged is formed between the inlets and outlets, and a sensor surface for detecting the reaction of the sample is formed. A stage on which a flow path unit for bringing the sample solution flowing in the flow path into contact with the sensor surface is detachably set by contacting a bottom surface;
A liquid-feeding head provided with a plurality of pipettes to be fitted into the respective entrances and exits;
A plurality of pumps provided corresponding to each of the pipettes, and sending the sample solution into the flow path by pressurizing or depressurizing the inside of each pipette to cause the pipette to suck or discharge the sample solution. In a liquid delivery device comprising:
The flow path is composed of a groove portion formed on the bottom surface, and a plurality of liquid discharge / drain pipes that penetrate the upper surface of the flow path unit from the groove portion to form the respective outlets.
Drive control means for selectively switching a plurality of liquid supply paths formed by the respective liquid supply / drain pipes and the grooves by controlling pressurization, pressure reduction and stop of each pump is provided. Liquid feeding device.
試料を含む試料溶液の注入と排出とが行われる3つの出入口を通じて注入された前記試料溶液を前記各出入口間で送液する流路が形成され、前記試料の反応を検出するためのセンサ面に底面を当接させて、前記流路に流れる前記試料溶液を前記センサ面に接触させる流路ユニットをステージにセットし、
3つのピペットが設けられた送液ヘッドを前記流路ユニットにアクセスさせて、前記各ピペットを前記各出入口に嵌入し、
前記各ピペットのそれぞれに対応して設けられた3つのポンプに、前記各ピペット内を加圧又は減圧させて前記各ピペットに前記試料溶液を吸引又は吐出させることにより、前記流路に前記試料溶液を送り込む送液方法において、
前記底面に形成された溝部と、前記溝部の両端のそれぞれから前記流路ユニットの上面に貫通して前記出入口を形成する第1送排液管、第2送排液管と、前記溝部の略中央から前記上面に貫通して前記出入口を形成する第3送排液管とから構成される前記流路の送液経路を、前記各ポンプの加圧、減圧、停止を制御する駆動制御手段によって、前記第1送排液管から前記溝部を介して前記第3送排液管へと至る第1経路と、前記第2送排液管から前記溝部を介して前記第3送排液管へと至る第2経路と、前記第1送排液管から前記溝部を介して前記第2送排液管へと至る第3経路とに選択的に切り替えて前記試料溶液を送液することを特徴とする送液方法。
A flow path for feeding the sample solution injected through the three inlets and outlets where the sample solution containing the sample is injected and discharged is formed between the inlets and outlets, and a sensor surface for detecting the reaction of the sample is formed. Set the flow path unit on the stage to bring the sample solution flowing in the flow path into contact with the sensor surface by contacting the bottom surface,
A liquid feeding head provided with three pipettes is allowed to access the flow path unit, and the pipettes are inserted into the respective inlets and outlets.
The three sample pumps provided corresponding to each of the pipettes pressurize or depressurize the inside of each pipette, and the sample solution is sucked or discharged into each pipette, thereby allowing the sample solution to flow into the channel. In the liquid feeding method for feeding
An abbreviation of the groove portion formed on the bottom surface, a first feeding / draining pipe, a second feeding / draining pipe that penetrates the upper surface of the flow path unit from both ends of the groove portion to form the inlet / outlet, and the groove portion Drive control means for controlling the pressurization, decompression, and stop of the respective pumps, the liquid supply path of the flow path constituted by the third supply / drainage pipe penetrating from the center to the upper surface to form the inlet / outlet A first path from the first feed / drain pipe through the groove to the third feed / drain pipe, and a second path from the second feed / drain pipe to the third feed / drain pipe through the groove. The sample solution is fed selectively by switching to the second path leading to the second path and the third path leading from the first feeding / draining pipe through the groove to the second feeding / draining pipe. Liquid feeding method.
一面に薄膜層が形成された誘電体ブロックと、試料を含む試料溶液の注入と排出とが行われる3つの出入口を通じて注入された前記試料溶液を前記薄膜層に送液する流路が形成され、前記薄膜層に底面を当接させて、前記流路に流れる前記試料溶液を前記薄膜層に接触させる流路部材とからなるセンサユニットを、前記薄膜層に全反射条件を満足するように光を照射する光源と、前記薄膜層からの反射光を受光して電気信号に光電変換する検出手段とが設けられたステージにセットし、
3つのピペットが設けられた送液ヘッドを前記センサユニットにアクセスさせて、前記各ピペットを前記各出入口に嵌入し、
前記各ピペットのそれぞれに対応して設けられた3つのポンプに、前記各ピペット内を加圧又は減圧させて前記各ピペットに前記試料溶液を吸引又は吐出させることにより、前記流路に前記試料溶液を送り込んで前記薄膜層上での前記試料の反応状況を測定する全反射減衰を利用した測定方法において、
前記底面に形成された溝部と、前記溝部の両端のそれぞれから前記流路部材の上面に貫通して前記出入口を形成する第1送排液管、第2送排液管と、前記溝部の略中央から前記上面に貫通して前記出入口を形成する第3送排液管とから構成される前記流路の送液経路を、前記各ポンプの加圧、減圧、停止を制御する駆動制御手段によって、前記第1送排液管から前記溝部を介して前記第3送排液管へと至る第1経路と、前記第2送排液管から前記溝部を介して前記第3送排液管へと至る第2経路と、前記第1送排液管から前記溝部を介して前記第2送排液管へと至る第3経路とに選択的に切り替えて前記試料溶液を送液することを特徴とする全反射減衰を利用した測定方法。
A dielectric block having a thin film layer formed on one surface, and a flow path for feeding the sample solution injected through the three inlets and outlets for injection and discharge of the sample solution including the sample to the thin film layer are formed, A sensor unit comprising a flow path member for bringing the sample solution flowing in the flow path into contact with the thin film layer by bringing a bottom surface into contact with the thin film layer is configured to emit light so as to satisfy the total reflection condition on the thin film layer. Set on a stage provided with a light source to irradiate and detection means for receiving reflected light from the thin film layer and photoelectrically converting it into an electrical signal,
A liquid feeding head provided with three pipettes is made to access the sensor unit, and the pipettes are inserted into the inlets and outlets,
The three sample pumps provided corresponding to each of the pipettes pressurize or depressurize the inside of each pipette, and the sample solution is sucked or discharged into each pipette, thereby allowing the sample solution to flow into the channel. In the measurement method using total reflection attenuation to measure the reaction state of the sample on the thin film layer by sending
An abbreviation of the groove portion formed on the bottom surface, a first feeding / draining pipe, a second feeding / draining pipe that penetrates the upper surface of the flow path member from both ends of the groove portion to form the inlet / outlet, and the groove portion Drive control means for controlling the pressurization, decompression, and stop of the respective pumps, the liquid supply path of the flow path constituted by the third supply / drainage pipe penetrating from the center to the upper surface to form the inlet / outlet A first path from the first feed / drain pipe through the groove to the third feed / drain pipe, and a second path from the second feed / drain pipe to the third feed / drain pipe through the groove. The sample solution is fed selectively by switching to the second path leading to the second path and the third path leading from the first feeding / draining pipe through the groove to the second feeding / draining pipe. Measuring method using total reflection attenuation.
前記第1経路に対応する前記薄膜層上には、前記試料を固定して前記試料の反応状況を表す測定信号を取得するための測定用高分子膜が、前記第2経路に対応する前記薄膜層上には、前記測定信号のノイズを除去する際に用いる参照信号を取得するための参照用高分子膜が、それぞれ設けられており、
前記流路に前記試料溶液を送液する際には、前記駆動制御手段によって前記第1経路を選択し、
前記第1経路に前記試料溶液を送液して、前記測定用高分子膜にのみ前記試料溶液を接触させることを特徴とする請求項7記載の全反射減衰を利用した測定方法。
On the thin film layer corresponding to the first path, a measurement polymer film for fixing the sample and obtaining a measurement signal indicating a reaction state of the sample is the thin film corresponding to the second path. On each layer, a reference polymer film for obtaining a reference signal used for removing noise of the measurement signal is provided, respectively.
When sending the sample solution to the flow path, the drive control means selects the first path,
The measurement method using total reflection attenuation according to claim 7, wherein the sample solution is sent to the first path, and the sample solution is brought into contact only with the measurement polymer film.
前記測定用高分子膜に前記試料を固定させた後、前記駆動制御手段によって前記第3経路を選択し、
前記第3経路に前記試料と反応させる被検体を含む被検液を送液して、前記測定用高分子膜と前記参照用高分子膜とに前記被検液を接触させ、
前記試料と前記被検体との反応状況を表す前記測定信号と、この測定信号に対応した前記参照信号とを、前記光源と前記検出手段とによって測定することを特徴とする請求項8記載の全反射減衰を利用した測定方法。
After fixing the sample to the measurement polymer membrane, the drive control means selects the third path,
Sending a test solution containing a sample to be reacted with the sample to the third path, bringing the test solution into contact with the measurement polymer membrane and the reference polymer membrane;
9. The whole measurement signal according to claim 8, wherein the measurement signal representing a reaction state between the sample and the analyte and the reference signal corresponding to the measurement signal are measured by the light source and the detection means. Measurement method using return loss.
前記参照用高分子膜に前記被検液を接触させる前に、前記駆動制御手段によって前記第2経路を選択し、
前記参照用高分子膜に前記被検体が結合することを防止するブロック剤を含むブロック液を前記第2経路に送液して、前記参照用高分子膜に前記ブロック液を接触させ、
前記参照用高分子膜に前記ブロック剤を結合させることを特徴とする請求項9記載の全反射減衰を利用した測定方法。
Before bringing the test liquid into contact with the reference polymer membrane, the drive control means selects the second path,
Sending a block solution containing a blocking agent for preventing the analyte from binding to the reference polymer membrane to the second path, bringing the block solution into contact with the reference polymer membrane;
The measurement method using total reflection attenuation according to claim 9, wherein the blocking agent is bonded to the reference polymer film.
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