JP2007024540A - センサユニット及び全反射減衰を利用した測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 光透過窓からセンサユニットの光入出射面にゴミや埃が進入することを防ぐ。
【解決手段】 センサユニット１２は、センサ面となる金属膜２６が形成されたプリズム２１と、このプリズム２１の上面に配置されセンサ面に試料を送液する流路３１が形成された流路部材２２と、これらプリズム２１と流路部材２３とを保持する保持部材２３と、保持部材２３に取り付けられたシャッタ部材２５からなる。保持部材２３には、センサ面への入射光路及び出射光路上に位置する光透過窓５３が形成されている。シャッタ部材２５は、光透過窓５３を遮蔽する遮蔽位置、及び光透過窓５３を露呈させる露呈位置の間で変位自在となっている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、試料の反応を検知するためのセンサユニット、及びこのセンサユニットを使用して試料の反応を測定する全反射減衰を利用した測定装置に関するものである。

例えば、タンパク質やＤＮＡなどの生化学物質の相互作用を調べたり、薬品のスクリーニングを行う場合において、試料の反応を測定する測定装置として、全反射減衰を利用した測定装置が知られている。

全反射減衰を利用した測定装置は、透明な誘電体上に形成された薄膜の一方の面であるセンサ面上において試料の反応を生じさせ、前記センサ面の裏面の光入射面に全反射条件を満たすように光を入射させ、その反射光の減衰状況を検出することにより前記反応を測定する。こうした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，ＳＰＲ）現象を利用した測定装置（以下、ＳＰＲ測定装置という）がある。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。

ＳＰＲ測定装置は、透明な誘電体上に形成された薄膜として金属膜を使用し、この金属膜の一方の面をセンサ面として、このセンサ面にＳＰＲを発生させ、そこで生じる物質の反応状況をＳＰＲを検出することにより測定する。

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

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

生化学分野の実験や研究においては、タンパク質、ＤＮＡ、薬品などが、リガンドやアナライトとして使用される。例えば、薬品のスクリーニングを行う場合には、リガンドとして、タンパク質などの生体物質を使用し、これをセンサ面に固定し、そのセンサ面にアナライトとなる複数種類の薬品を接触させて、それらの相互作用を調べる。

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

このようなセンサ面を有するセンサユニットとしては、例えば、誘電体として平板状のガラス基板を使用し、この基板の上面に金属膜を設けてセンサ面を形成したチップ型センサがある（例えば、特許文献２参照）。このチップ型センサは、センサ面とこのセンサ面の裏面に対応する部位を外部に露呈する開口が形成されたケースに収納されており、ケースに収納したままＳＰＲ測定装置に着脱自在に装着される。ＳＰＲ測定装置の内部には、プリズムが配置されており、プリズムの上面とガラス基板とはマッチングオイルを介して接合される。こうしてチップ型センサを装着した後、リガンドをセンサ面に固定して、アナライトとの反応が測定される。

ところが、チップ型センサはセンサ面が外部に露呈されているので、固定処理を行った後、ＳＰＲ測定装置から取り外すとセンサ面が乾燥してリガンドが本来持っている機能（例えば、リガンドがタンパク質の場合には酵素機能など）が失われてしまうおそれがある。そのため、センサ面の乾燥を避けるために、固定処理と測定処理とを続けて行わなければならない。測定処理と比較して固定処理は非常に時間がかかるため、１つ１つのセンサユニットに対して固定処理と測定処理とを続けて行うと、固定処理が律速となり作業効率が悪くなってしまうという問題がある。また、ガラス基板とプリズムとの接合にはマッチングオイルが必要となるため、ＳＰＲ測定装置への装着作業が煩雑であるという問題もある。

そこで、誘電体ブロックとしてプリズムを使用し、その上面にセンサ面を形成するとともに、試料（リガンド及びアナライト）を送液する流路部材を、前記センサ面上に配置し、これらを保持部材で一体化したセンサユニット（例えば、特許文献３および４参照）が提案されている。このセンサユニットでは、流路部材がセンサ面上に設けられているので、固定処理を行った後、センサ面を湿潤に保った状態で保管することができるので、上述した乾燥による不具合が防止される。そのため、複数のセンサユニットに対して固定処理をまとめて行った後、それら固定済みのセンサユニットに対して順次測定処理を行うことができるので作業効率の面でも都合がよい。

さらに、上記プリズム付きのセンサユニットで、測定者の手がプリズムに接触し、プリズムの外面にキズや汚れが付くことを防止するために、プリズムの外面を覆って保護する保護カバーを設けることが考えられている。
特開平６−１６７４４３号 特許第３２９４６０５号 特開２００２-２９６１７７号 特開２００３−２４０７０５号

しかしながら、上述したようなセンサユニットのプリズム面を保護する保護カバーを設ける場合、センサ面へ向かって光が入射するときの入射光路、及びセンサ面の裏面で反射した光が通過する反射光路のそれぞれの光路上に、光透過窓を形成しなければならないが、固定工程のとき、あるいは、固定工程から測定工程へのセンサユニットのハンドリング時に、この保護カバーの光透過窓からゴミや埃が進入してプリズムの外面が汚れてしまう可能性がある。

本発明は、上記事情を考慮してなされたものであり、誘電体ブロックを保護する保護カバーの光透過窓からゴミや埃が進入して誘電体ブロックに付着することを防止して、より精度の高いＳＰＲ測定を行うことができるセンサユニット及び測定装置を提供することを目的とする。

本発明のセンサユニットは、表面が試料の反応を検知するセンサ面となる薄膜が一面に形成されるとともに、光源から照射された光を前記薄膜の裏面に全反射条件を満たすように入射させ前記裏面で反射した反射光を出射する透明な誘電体ブロックと、前記誘電体ブロックの外周面と対向して配置され前記外周面の少なくとも一部を覆って保護するとともに、前記薄膜の裏面に入射する入射光路及び前記裏面で反射する反射光路のそれぞれの光路上に配置された光が透過する光透過窓が形成された保護部材とを備え、前記センサ面上の試料の反応状況に応じて前記反射光の全反射減衰が生じる反射角が変化するセンサユニットにおいて、前記光透過窓を覆い隠す閉鎖位置と、前記光透過窓を露呈させる露呈位置との間で変位自在なシャッタ部材を備えたことを特徴とする。なお、前記シャッタ部材を前記保護部材と一体に設けることが効果的である。

また、本発明の全反射減衰を利用した測定装置では、一面に薄膜層が形成された誘電体ブロック及びこの誘電体ブロックの外周面と対向して配置され前記外周面の少なくとも一部を覆って保護するとともに、前記薄膜の裏面に入射する入射光路及び前記裏面で反射する反射光路のそれぞれの光路上に配置された光が透過する光透過窓が形成された保護部材を備えたセンサユニットに対して、全反射条件を満足するように光を照射する光源と、前記センサユニットからの反射光を受光して電気信号を光電変換する検出手段とを備えた全反射減衰を利用した測定装置において、前記光透過窓を覆い隠す遮蔽位置と、前記光透過窓を露呈させる露呈位置との間で変位自在なシャッタ部材を前記センサユニットに備えており、このシャッタ部材を前記閉鎖位置から前記露呈位置に変位させる変位手段を設けたことを特徴とする。なお、前記変位手段は、前記シャッタ部材の下端部に当接する押し上げ部材と、この押し上げ部材を上下に移動させる移動機構とからなることが好ましい。

本発明は、保護カバーの光透過窓を覆い隠す遮蔽位置と、光透過窓を露呈させる露呈位置との間で変位自在なシャッタ部材をセンサユニットに備えており、このシャッタ部材を閉鎖位置から露呈位置に変位させる変位手段を設けているので、ゴミや埃が光透過窓から進入して誘電体ブロックの外周面に付着することが防止されて、信号ノイズの発生を抑制することができ、高精度の測定が可能になる。

図１は、全反射減衰を利用した測定装置としてのＳＰＲ測定装置２の概略構成を示すブロック図である。ＳＰＲ測定装置２は、リガンドの固定（固定工程）を行う固定機４と、固定化したリガンドにアナライトを加えて両者の反応状況を測定（測定工程）する測定機６と、この測定機６によって得られたデータの解析（データ解析工程）を行うデータ解析機８とから構成されている。また、固定工程と測定工程とは、別体となったセンサユニット１２に対して行われ、複数の試料の測定が円滑に行われるようにされている。

図２は、センサユニット１２の概略構成を示す分解斜視図である。センサユニット１２は、上面に金属膜（薄膜層）２６が形成されたプリズム（誘電体ブロック）２１と、金属膜２６に液体を送液する流路３１が形成された流路部材２２と、プリズム２１の上面と流路部材２２の底面とを圧接させた状態で保持するとともに、プリズム２１の両側面３６，３７（図３参照）を覆う保持部材２３（保護部材）と、この保持部材２３の上方に配置される蓋部材２４と、保持部材２３の両側面を挟み込むように取り付けられるコ字断面状に形成されたシャッタ部材２５とから構成されている。

流路部材２２は、長尺状に成型されており、その長手方向に沿って３つの流路３１が設けられている。流路３１は、略Ｕ字型に屈曲された送液管であり、液体を注入する注入口３１ａ（図４参照）と、それを排出する排出口３１ｂ（図４参照）とを有している。流路３１の管径は約１ｍｍ程度であり、注入口３１ａと排出口３１ｂとの間隔は、約１０ｍｍ程度である。また、流路３１の底部は開放されており、この開放部位は、プリズム２１と圧接した際に、金属膜２６によって覆われて密閉される。以下、金属膜２６のうち、この開放部位で囲まれた部分（図４参照）を、センサセル２７と称す。

流路部材２２は、金属膜２６との密着性を高めるため、例えば、ゴムやＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）などの弾性材料で成型されている。これにより、流路部材２２は、プリズム２１の上面と圧接された際に、弾性変形して金属膜２６との接触面の隙間を埋め、各流路３１の開放された底部をプリズム２１とともに水密に覆う。なお、本例では、流路３１の数が３つの例を説明したが、流路３１の数は、３つに限らず、１つ又は２つであってもよいし、４つ以上でもよい。

プリズム２１は、その上面が３つの流路３１と対向するように、流路部材２２の長手方向の長さよりも若干長めに形成されている。プリズム２１の上面には、各流路３１と対面する短冊状の金属膜２６が、例えば、蒸着によって形成される。この金属膜２６には、例えば、金や銀が用いられ、その膜厚は、例えば、５０ｎｍである。なお、この膜厚は、金属膜２６の素材や、照射される光の波長などに応じて適宜選択される。

金属膜２６の上面で各流路３１に対応する位置（センサセル２７内）には、リガンドを固定させるためのリンカー膜２８が形成されている。以下、金属膜２６のうち、リンカー膜２８が形成された側の面をセンサ面２６ａ、この裏面（プリズム２１に接触している面）を光入射面２６ｂと称す。

プリズム２１は、図４に示すように長手方向に直交する断面が長方形の四角柱状で、その長辺側の両側面３６，３７には、各流路３１に対応する位置に、周囲より一段凹んでいる矩形状の凹部３６ａ，３７ａ（図３参照）がそれぞれ形成されており、この凹部３６ａ，３７ａの奥に照射面３８及び出射面３９（図３参照）がそれぞれ形成されている。照射面３８は、後述する照明部９５からの光がプリズム２１の内部へ入射する入射面となっており、この照射面３８からプリズム２１の内部へ入射した光が光入射面２６ｂへ向かって集光される。そして、金属膜２６は、全反射条件を満たすように光入射面２６ｂに光が入射した際に、センサ面２６ａでＳＰＲを発生させる。光入射面２６ｂで全反射した光は、プリズム２１の出射面３９から出射し、後述する検出器９６によって受光される。このように、照射面３８及び出射面３９は、光の入出射面となるため、そこにキズや汚れが付着すると、信号ノイズとなる。

また、プリズム２１の側面３６，３７には、保持部材２３の係合穴５２ａと係合する係合爪３６ｂ（図４参照）及び係合爪３７ｂ（図２参照）が設けられている。これらの係合により、流路部材２２が保持部材２３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。さらに、プリズム２１の両端部には、突部４１が設けられている。後述するように、センサユニット１２は、ホルダ６２（図６参照）に収納された状態で、リガンド固定が行われる。突部４１は、ホルダ６２と係合することによって、センサユニット１２をホルダ６２内の所定の収納位置に位置決めする。

保持部材２３は、図３に示すように、流路部材２２の上面を覆う長尺の上板５１と、この上板５１の長辺に沿った両側に位置する一対の側板５２とからなり、これらは一体成形されている。上板５１と側板５２とは、短辺方向の断面が略Ｈ型になるように交差しており、側板５２は、流路部材２２の側面と、プリズム２１の側面３６，３７のそれぞれを覆うようにスカート状に下方に延設されている。側板５２の下端部には、係合穴５２ａ（図２参照）が形成されている。

上板５１には、図２に示すように、各流路３１の注入口３１ａ及び排出口３１ｂに対応する位置にピペットなどの送液手段の先端部が進入する受け入れ口５１ｂが形成されている。これらの受け入れ口５１ｂは、上方部分から、下方にある前記各注入口３１ａ（図４参照）及び排出口３１ｂ（図４参照）に向かって口径が徐々に小さくなる漏斗形状をしている。また、各受け入れ口５１ｂは、保持部材２３が流路部材２２を挟み込んでプリズム２１と係合した際に、それぞれの注入口３１ａ及び排出口３１ｂと当接して、流路３１と連結する。

また、各受け入れ口５１ｂの両脇には、円柱状のボス５１ｃが設けられている。これらのボス５１ｃは、蓋部材２４に形成された穴２４ａと嵌合して、蓋部材２４を位置決めする。蓋部材２４は、各受け入れ口５１ｂ及び各ボス５１ｃに対応する位置に穴が空けられた両面テープ４４によって、保持部材２３の上面に貼り付けられる。

蓋部材２４は、流路３１に通じる受け入れ口５１ｂを覆うことで、流路３１内に注入された液体の蒸発を防止する。この蓋部材２４は、例えば、ゴムやプラスチックなどの弾性材料で形成されており、各受け入れ口５１ｂに対応する位置には、十字型のスリット２４ｂが形成されている。これにより、蓋部材２４は、スリット２４ｂを弾性変形させてピペットの挿入を可能にするとともに、ピペットが抜かれた状態では初期状態を保持して受け入れ口５１ｂを塞ぐ。

図３に示すように、保持部材２３は、流路部材２２の上方から覆い被さるように取り付けられ、保持部材２３の係合穴５２ａとプリズム２１の係合爪３６ｂ，３７ｂとが係合して保持部材２３にプリズム２１及び流路部材２２が保持される。このように保持部材２３に保持されたプリズム２１は、その側面３６，３７が保持部材２３の各側板５２によって覆われる。これにより、センサユニット１２をハンドリングする際にプリズム２１の側面３６，３７に直接手が触れることがなくなり、各側面３６，３７にキズや汚れが付くことが防止される。また、これら各側板５２には、矩形の開口からなる光透過窓５３がセンサセル２７の数に対応して複数個設けられている。

図３に示すように、この光透過窓５３は、照明部９５から照射面３８に照射され光入射面２６ｂに向かう入射光路及び光入射面２６ｂで反射した反射光が出射面３９から出射して検出器９６に向かう出射光路の各光路上に配置される。光透過窓５３の位置と大きさは、入射光路及び出射光路を確保できるように決められる。なお、本実施形態においては、光透過窓５３は、プリズム２１の照射面３８及び出射面３９の位置及び大きさに合わせて形成されている。さらに、各側板５２には、シャッタ部材２５をガイドするガイドレール５４が一体に形成されている。このガイドレール５４は、各光透過窓５３の近傍に位置する。

シャッタ部材２５は、図２に示すように保持部材２３の上面を覆う長尺の上板５６と、この上板５６の両側に位置し、保持部材２３の側板５２を覆う一対の側板５７とからなり、側板５７には、保持部材２３の光透過窓５３の位置及び大きさに合わせた遮蔽部５８がそれぞれ形成されている。遮蔽部５８の両端縁は、上述した保持部材２３のガイドレール５４に嵌合する。これによって、シャッタ部材２５は、遮蔽部５８がガイドレール５４に沿って移動し、光透過窓５３を覆い隠す遮蔽位置と、光透過窓５３を露呈させる露呈位置との間で変位自在に取り付けられる。また、シャッタ部材２５の上板５６には、ピペットなどを通過させ、保持部材２３の受け入れ口５１ｂへ進入させるための貫通穴５６ａが受け入れ口５１ｂの位置に合わせて形成されている。さらに、シャッタ部材２５の遮蔽部５８の下端部には、側方に突出する突起状に形成され、後述する押上げ部材によって押圧される被押圧部５８ａが配されている。

シャッタ部材２５は、図５（Ａ）に示す初期状態では、遮蔽部５８が光透過窓５３を覆い隠す遮蔽位置にあり、作業者の指が光透過窓５３を通じてプリズム２１の照射面３８及び出射面３９に触れることを防ぐことができる。このように、保持部材２３に形成された光透過窓５３を覆うシャッタ部材２５を設けたので、プリズム２１の照射面３８及び出射面３９にキズや汚れが付着することを防止することができる。そして、後述する測定工程では、図５（Ｂ）に示すように、シャッタ部材２５が遮蔽位置から、光透過窓５３を露呈させる露呈位置に移動し、照射面３８及び出射面３９での光の入射及び出射が可能となる。

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。

また、図４に示すように、金属膜２６上に形成されたリンカー膜２８には、リガンドが固定されてアナライトとリガンドとの反応が生じる測定領域（以下、ａｃｔ領域と称す）２８ａと、リガンドが固定されず、ａｃｔ領域２８ａの信号測定に際しての参照信号を得るための参照領域（以下、ｒｅｆ領域と称す）２８ｂとが設けられている。このｒｅｆ領域２８ｂは、リンカー膜２８を製膜する際に形成される。その形成方法としては、例えば、リンカー膜２８に対して表面処理を施し、リンカー膜２８の半分程度の領域について、リガンドと結合する結合基を失活させることにより、リンカー膜２８の半分がａｃｔ領域２８ａとなり、残りの半分がｒｅｆ領域２８ｂとなる。

なお、センサユニット１２のプリズム１２、保持部材２３、シャッタ部材２５などに、例えば非接触式のＩＣメモリであるＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ＩＤｅｎｔｉｆｃａｔｉｏｎ）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１２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１２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１２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。

図６は、固定機４の構成を概略的に示す斜視図である。固定機４の土台となる筐体ベース６０の上には、複数のセンサユニット１２を載置する載置スペース６１が確保されている。センサユニット１２は、この載置スペース６１に載置された状態で固定工程の処理が施される。

センサユニット１２は、ホルダ６２に収納された状態で、載置スペース６１に載置される。ホルダ６２は、センサユニット１２を複数個（本例では、８個）収納できるようになっている。ホルダ６２には、センサユニット１２の突部４１と嵌合して、センサユニット１２を位置決めするスリットが設けられている。また、ホルダ６２の底部には、センサユニット１２の両端部を支持する支持部を除いて、開口が形成されている。後述するように、測定工程においてセンサユニット１２をホルダ６２から取り出す場合には、この開口から押し上げ部材８６ａ（図７参照）を挿入して、センサユニット１２を押し上げる。

載置スペース６１には、ホルダ６２を、例えば、１０個並べて配置することができるようになっており、その数に応じた台座６３が設けられている。また、各台座６３には、ホルダ６２を位置決めするための位置決め用ボスが形成されている。

また、固定機４には、３組のピペット対６５を連装したピペットヘッド６４が設けられている。このピペットヘッド６４は、ホルダ６２を介して載置スペース６１に配列された各センサユニット１２にアクセスして、液体の注入や排出を行う。各ピペット対６５は、１対のピペット６５ａ、６５ｂ（図１０参照）からなり、各ピペット６５ａ、６５ｂは、各センサユニット１２の注入口３１ａ、排出口３１ｂのそれぞれに挿入される。各ピペット６５ａ、６５ｂは、それぞれ流路３１への液体の注入と、流路３１からの吸い出しを行う機能とを備えており、一方が注入動作を行っているときには、他方が吸い出し動作を行うというように、互いに連動する。ピペットヘッド６４には、ピペット対６５が３組設けられているので、１つのセンサユニット１２に含まれる３つの流路３１に対して同時に液体を注入、もしくは排出を行うことができる。さらに、固定機４には、図示せぬコントローラが設けられている。ピペットヘッド６４の吸い込みや吐き出しの動作は、このコントローラによって制御され、吸い込み量や吐き出し量、及びタイミングなどが、ピペット対６５毎にそれぞれ決定される。

筐体ベース６０には、ピペットヘッド６４をＸ、Ｙ、Ｚの３方向に移動させるヘッド移動機構６６が設けられている。ヘッド移動機構６６は、例えば、搬送ベルト、プーリ、モータなどから構成される周知の移動機構であり、ピペットヘッド６４を上下させる昇降機構と、この昇降機構ごとピペットヘッド６４をＹ方向に移動自在に保持するガイドレール６８を含むＹ方向移動機構と、ガイドレール６８を両端で保持し、ガイドレール６８ごとピペットヘッド６４をＸ方向に移動させるＸ方向移動機構とからなる。ヘッド移動機構６６は、コントローラによって制御されており、コントローラは、このヘッド移動機構６６を駆動して、ピペットヘッド６４の上下左右前後の位置を制御する。

また、筐体ベース６０の上には、載置スペース６１の他に、流路３１に注入する種々の液体を保管する複数の液保管部７１と、ピペットチップ７２を保管するピペットチップ保管部７３と、ウエル状の複数の升がマトリクス配列されたウエルプレート７４とが設けられている。

液保管部７１の数は、例えば、リガンド溶液、洗浄液、固定用バッファ液、乾燥防止液、活性化液、ブロッキング液などの使用する液体の種類に応じて決められる。各液保管部７１には、６個の挿入口が直線状に設けられている。この挿入口の数、及び配列ピッチは、ピペットヘッド６４のピペットの数と配列ピッチに応じて決定される。ピペットヘッド６４が流路３１へ液体を注入する場合には、各液保管部７１にアクセスして所望の液体を吸い込んだ後、載置スペース６１に移動して各流路３１に注入する。

ピペットチップ保管部７３に保管されたピペットチップ７２は、各ピペット６５ａ、６５ｂの先端部に交換可能に取り付けられる。ピペットチップ７２は、液体と直接接触するので、このピペットチップ７２を介して異種の液体が混合しないように、使用する液体毎に交換される。各ピペット６５ａ、６５ｂには、ピペットチップ７２のピックアップとリリースとを行う機構が組み込まれており、ピペットチップ７２の交換が自動的に行われるようになっている。ピペットヘッド６４は、ピペットチップ７２の交換を行う際に、まず、使用済みのピペットチップ７２を図示せぬ廃却部でリリースし、この後、ピペットチップ保管部７３にアクセスして未使用のピペットチップ７２をピックアップする。

ウエルプレート７４は、各ピペット６５ａ、６５ｂが吸い上げた液体を一時的に保管したり、複数種類の液体を混合させて混合液を調合する際などに用いられる。

また、固定機４が固定工程を行う際には、筐体ベース６０が図示しないカバーによって覆われて、載置スペース６１を含む固定機４の内部が遮蔽される。センサユニット１２は、リガンドの固定化が完了するまでの間、載置スペース６１上で所定の時間保管される。この際、固定化の進行度合いは、温度によって左右される。そのため、固定機４は、固定化を行っている間、図示せぬ温度調節器によって内部温度を所定の温度に保つ。なお、設定される温度や静置時間などは、固定するリガンドの種類などに応じて適宜決められる。

図７は、測定機６の構成を概略的に示す斜視図である。測定機６は、ホルダ搬送機構７６、ピックアップ機構７７、ヘッド移動機構７８、測定ステージ７９からなり、これらの各部は、筐体８０に収容されている。ホルダ搬送機構７６は、搬送ベルト８１と、この搬送ベルト８１に取り付けられたキャリッジ８２と、このキャリッジ８２に取り付けられた、ホルダ６２を載置するプレート８３とから構成されている。ホルダ搬送機構７６は、ホルダ６２が載置されたプレート８３をＸ方向に移動させることにより、ホルダ６２に収納された各センサユニット１２を、ピックアップ機構７７がピックアップするピックアップ位置に運ぶ。

ピックアップ機構７７は、ホルダ６２からセンサユニット１２をピックアップする機構であり、ホルダ６２に収納されたセンサユニット１２を下方から上方に向けて押し上げる押し上げ機構８６と、この押し上げ機構８６によってホルダ６２の上方に押し上げられたセンサユニット１２を両脇から挟み込んで把持するハンドリングヘッド８７とから構成されている。上述したとおり、ホルダ６２の底部には開口が設けられており、プレート８３は、この開口を露呈させるように枠上に成形されている。押し上げ機構８６は、プレート８３を介してホルダ６２の開口へ進入し、センサユニット１２の底面と当接して、これを押し上げる押し上げ部材８６ａと、この押し上げ部材８６ａを駆動して上下に昇降させる押し上げ部材駆動機構８６ｂとからなる。

ハンドリングヘッド８７には、センサユニット１２を挟み込む一対の爪が設けられており、この爪でセンサユニット１２を把持する。ハンドリングヘッド８７は、ヘッド本体８７ａがナット８９を介してボールネジ９１に取り付けられており、ホルダ６２の上方のピックアップ位置と測定ステージ７９との間で移動自在に設けられている。ハンドリングヘッド８７は、ピックアップ位置でセンサユニット１２を把持し、その状態でＹ方向に移動して、センサユニット１２を測定ステージ７９に運ぶ。また、測定が終了した後、ピックアップ位置に戻ってセンサユニット１２をリリースし、測定済みのセンサユニット１２をホルダ６２に戻す。

測定ステージ７９には、センサユニット１２がセットされる位置の下方に、照明部９５検出器（検出手段）９６、及び押し上げ部（変位手段）９７が設けられている。押し上げ部９７は、シャッタ部材２５を上方に押し上げて変位させる押し上げ部材９７ａと、この押し上げ部材９７を上下方向に移動させる押し上げ部材移動機構９７ｂとからなる。押し上げ部材９７ａは、上述したシャッタ部材２５の被押圧部５８に当接する押圧突起９７ｃが形成されており、押し上げ部材移動機構９７ｂによって上方へ移動するとシャッタ部材２５を押圧する。押し上げ部材移動機構９７ｂとしては、カム機構や、エアシリンダ機構、ソレノイド、ラックギヤを用いたものなど上下に移動可能な機構であればよい。

この測定ステージ７９にセンサユニット１２がセットされると、図８（Ａ）に示す初期状態から、押し上げ部材移動機構９７ｂが作動して被押圧部５８を押し上げ部材９７ａが上方へ押圧してシャッタ部材２５を遮蔽位置から露呈位置へと移動させる（図８（Ｂ）に示す状態）。シャッタ部材２５が露呈位置となった後、押し上げ部材移動機構９７ｂは押し上げ部材９７ｂを下方の初期位置に戻す。このとき、シャッタ部材２５は、その弾性力によって保持部材２３を挟み込んでその状態を保持しているので、押し上げ部材９７ｂが初期位置に復帰しても露呈位置のままである（図８（Ｃ）に示す状態）。このようにしてセンサユニット１２のシャッタ部材２５を露呈位置とした後、照明部９５及び検出器９６による測定を行う。

センサユニット１２は、上述したように複数のセンサセル２７を有しており、測定はセンサセル２７毎に行われる。ハンドリングヘッド８７は、センサユニット１２を各センサセル２７の配列ピッチでＹ方向に移動させることにより、各センサセル２７を、照明部９５の光路上の測定位置に順次進入させる。なお、この図７、及び図３に示すように、センサユニット１２に照射される入射光線及びセンサ面２６ａで反射する反射光線の向きと、各センサセル２７の配列方向、すなわち、各流路３１水平部分の流れ方向とが直交するように、照明部９５及び検出器９６が配置される。

リガンドとアナライトの反応状況は、共鳴角（センサ面２６ａに対して照射された光の入射角）の変化として表れる。照明部９５は、例えば、光源と、集光レンズ、拡散板、偏光板などからなる光学系とから構成され、配置位置及び設置角度は、照明光の入射角が全反射条件を満足するように調整される。照明部９５を構成する光源としては、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、ＬＤ（Laser Diode）、ＳＬＤ（Super Luminescent Diode）などの発光素子が用いられる。光源は、こうした発光素子を１個使用し、この単一光源から各光入射面２６ｂに向けて光を照射する。拡散板は、光源からの光を拡散して、発光面内の光量ムラを抑える。偏光板は、照射光のうちＳＰＲを生じさせるｐ偏光（入射面に平行な振動電場を持つ直線偏光）のみを通過させる。なお、ＬＤを使用する場合など、光源が発する照射光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、拡散板を通過したことによって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。こうして拡散及び偏光された光は、集光レンズによって集光されてプリズム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光入射面２６ｂに入射させることができる。

検出器９６は、光入射面２６ｂで反射する光を受光して、その光強度に応じたレベルの電気信号を出力する。光入射面２６ｂには、様々な角度の光が入射するので、光入射面２６ｂでは、それらの光が、それぞれの入射角に応じた反射角で反射する。検出器９６は、これらの様々な反射角の光を受光する。この検出器９６には、例えば、ＣＣＤエリアセンサやフォトダイオードアレイが用いられ、光入射面２６ｂにおいて様々な反射角で反射する反射光を受光して光電変換し、それをＳＰＲ信号としてデータ解析機８に出力する。本実施形態では、検出器９６は、ａｃｔ領域２８ａに対応するＳＰＲ信号をａｃｔ信号として出力し、ｒｅｆ領域２８ｂに対応するＳＰＲ信号をｒｅｆ信号として出力する。

測定ステージの傍らには、アナライト溶液を保管するウエルプレート８８が載置されている。例えば、このウエルプレート８８の各ウエルには、異なる種類のアナライト溶液が収容されている。

測定機６には、固定機４のピペット対６５と同様の機能を有するピペット対９８が設けられている。ピペット対９８は、１対のピペット９８ａ、９８ｂ（図１０参照）からなり、センサユニット１２の各注入口３１ａから流路３１へ各種の液体を注入する。ヘッド移動機構７８は、このピペット対９８を有するピペットヘッド９９を、Ｘ、Ｙ、Ｚの３方向に移動させながら、ピペットヘッド９９を、測定位置にあるセンサユニット１２と、ウエルプレート８８とに運ぶ。ヘッド移動機構７８は、固定機４のヘッド移動機構６６とほぼ同様の構成である。ピペットヘッド９９は、測定対象となるセンサセル２７にアクセスして、液体の注入及び排出を行う。なお、本実施形態のピペットヘッド９９は、固定機４のピペットヘッド６４とは異なり、ピペット対９８が１組だけ設けられている。なお、これに限らず、別態様として例えば固定器４と同様に、全てのセンサセルに対応できるように３組のピペット対を設けるようにしてもよい。また、図示は省略したが、測定機６には、ピペット対９８がアクセス可能な位置に、測定用バッファ液や洗浄液を収容するウエルプレートや、交換用のピペットチップを保管するピペットチップ保管部などが設けられている。

図９は、データ解析機８の構成を概略的に示すブロック図である。データ解析機８は、例えば、入力装置１０１、ＣＰＵ（セントラル・プロセッシング・ユニット）１０２、ＲＯＭ（リード・オンリー・メモリ）１０３、ＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）１０４、モニタ１０５、ＨＤＤ（ハード・ディスク・ドライブ）１０６、通信Ｉ／Ｆ１０７、信号処理部１０８、デコーダ１０９などから構成されている。入力装置１０１は、例えば、キーボードやマウスなどであって、ユーザからの指示をデータ解析機８に入力する。ＣＰＵ１０２は、データ解析機８の各部を統括的に制御する。ＲＯＭ１０３には、制御用プログラムや各種の設定データなどが記憶されている。ＲＡＭ１０４は、ＣＰＵ１０２や信号処理部１０８が演算を行う際などに作業用メモリとして使用される。ＨＤＤ１０６は、周知のデータストレージデバイスであり、このＨＤＤ１０６には、制御用プログラムやデータ解析プログラムなどの各種のプログラムが格納されている。また、ＨＤＤ１０６には、測定機６によって測定された各種の測定データが記録される。通信Ｉ／Ｆ１０７は、検出器９６から出力されたＳＰＲ信号や個体認識信号を受信する。信号処理部１０８は、取得したＳＰＲ信号に基づいてデータ解析を行う。モニタ１０５は、検出したＳＰＲ信号や、それに基づく解析結果などを表示する。

次に、図１０に示す説明図を用いて、上記構成によるＳＰＲ測定装置２のＳＰＲ測定方法について説明する。

リンカー膜２８にリガンドを固定する固定工程は、ホルダ６２を介してセンサユニット１２を固定機４の載置スペース６１に載置した状態で行われる。固定機４は、ユーザからの固定開始指示に応じてヘッド移動機構６６を駆動し、ピペット対６５を用いて、リガンド３０ａを溶媒に溶かしたリガンド溶液３０を、注入口３１ａから注入する。

固定機４は、リガンド溶液３０を注入するリガンド固定化処理を行う前の前処理として、まず、リンカー膜２８に対して固定用バッファ液を送液してリンカー膜２８を湿らせた後、リンカー膜２８にリガンドが結合しやすくするリンカー膜２８の活性化処理を施す。例えば、アミンカップリング法では、リンカー膜２８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。固定機４は、この活性化処理の後、固定用バッファ液によって流路３１を洗浄する。

なお、固定用バッファ液や、リガンド溶液３０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、純水などが使用される。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３０ａの種類に応じて適宜決められる。例えば、リガンド３０ａとして生体試料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用いられる場合が多い。しかし、上記アミンカップリング法では、リンカー膜２８が、カルボキシメチルデキストランにより負（マイナス）に帯電するので、このリンカー膜２８と結合しやすいようにタンパク質を陽（プラス）に帯電させるため、生理的とはいえない高濃度のリン酸塩を含む緩衝作用の強いリン酸緩衝溶液（ＰＢＳ：phosphatic-buffered，saline）などが使用される場合もある。

固定機４は、こうした活性化処理及び洗浄を行った後、流路３１にリガンド溶液３０を注入して、リガンド固定化処理を行う。リガンド溶液３０が流路３１へ注入されると、溶液中に拡散しているリガンド３０ａが沈殿してリンカー膜２８に徐々に堆積する。これにより、接触したリガンド３０ａがリンカー膜２８と結合し、リンカー膜２８上にリガンド３０ａが固定される。なお、固定化には、通常１時間程度かかり、この間、センサユニット１２は、温度などの環境条件が所定の条件に設定された状態で保管される。また、固定化が進んでいる間、流路３１内のリガンド溶液３０を静置しておいてもよいが、流路３１内のリガンド溶液３０を攪拌して流動させるようにしてもよい。こうすることで、リガンド３０ａとリンカー膜２８との結合が促進され、リガンド３０ａの固定量を増加させることができる。

固定機４は、リンカー膜２８へのリガンド３０ａの固定化が完了すると、リガンド溶液３０をピペット６５ｂによって吸い出して流路３１から排出させた後、流路３１に洗浄液を注入して固定化が完了したリンカー膜２８の洗浄を行う。また、固定機４は、必要に応じてブロッキング液を注入し、リガンド３０ａと結合しなかったリンカー膜２８の反応基を失活させるブロッキング処理を行う。ブロッキング液としては、例えば、エタノールアミン−ヒドロクロライドが使用される。このブロッキング処理を行った場合には、再び流路３１が洗浄される。最終的な洗浄を行った後、固定機４は、流路３１に乾燥防止液を注入する。センサユニット１２は、リンカー膜２８が乾燥防止液に浸された状態で測定までの間、載置スペース６１や他の保管場所に保管される。

測定工程は、センサユニット１２をホルダ６２ごと測定機６のプレート８３に載置した状態から始まる。測定機６は、ユーザからの測定開始指示に応じてプレート８３をピックアップ位置に移動させるとともに、ピックアップ機構７７を駆動して、所定のセンサユニット１２を測定ステージ７９に運ぶ。

測定ステージ７９にセンサユニット１２を運んだ測定機６は、先ず、押し上げ部材移動機構９７ｂを作動させてセンサユニット１２のシャッタ部材２５を押し上げる。これによってシャッタ部材２５が露呈位置となった後、ヘッド移動機構７８を駆動して、流路３１に測定用バッファ液を注入する。この後、アナライトを溶媒に溶かしたアナライト溶液３２を注入し、その後、再び測定用バッファ液を注入する。なお、最初に測定用バッファ液を注入する前に、一度流路３１の洗浄を行うようにしてもよい。検出器９６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液を注入した直後から開始され、アナライト溶液３２を注入した後、再び測定用バッファ液が注入されるまでの間行われる。これにより、基準レベルの検出、アナライトとリガンドとの反応状況、結合したアナライトとリガンドとの測定用バッファ液注入による脱離までのＳＰＲ信号を測定することができる。

測定用バッファ液や、アナライト溶液３２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、純水などが使用される。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、リガンドやアナライト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、アナライト溶液３２中にＤＭＳＯが含まれる場合には、そのＤＭＳＯ濃度と同程度のＤＭＳＯ濃度を有する測定用バッファ液使用することが好ましい。

なお、アナライト溶液３２は、長時間（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３２を注入したときのｒｅｆ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）を行うことが好ましい。

ＤＭＳＯ濃度補正のための補正データは、アナライト溶液３２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３１に注入して、このときのＤＭＳＯ濃度変化に応じたｒｅｆ信号のレベルとａｃｔ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。

リガンドとアナライトとの反応状況は、検出器９６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、センサ面２６ａ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、それに応じて反射光の共鳴角が変化を開始し、受光面内における反射光の減衰位置が移動し始める。測定機６は、こうして得た試料の反応状況を表すＳＰＲ信号を、データ解析機８に出力する。

なお、図１０では、測定機６の構成が明確になるように、便宜的に光入射面２６ｂへの入射光線及びそこで反射する反射光線の向きが、流路３１内を流れる液体の方向と平行になるように、照明部９５と検出器９６とが配置されているが、図３及び図４に示すように、実際には、入射光線及び反射光線の向きが、液体の流れる方向と直交する方向（紙面に直交する方向）に照射されるように、照明部９５と検出部９６とが配置される。但し、測定部３１を、この図７に示すように配置して測定を行っても、何ら問題はない。

データ解析工程では、測定機６で得たＳＰＲ信号をデータ解析機８で解析して、アナライトの特性を定量分析する。データ解析機８は、通信Ｉ／Ｆ１０７を介して検出器９６からＳＰＲ信号を受け取り、このＳＰＲ信号を信号処理部１０８に送る。

信号処理部１０８は、ＲＯＭ１０３やＨＤＤ１０６に記憶されたデータ解析プログラムに基づき、測定機６が得たａｃｔ信号とｒｅｆ信号との差や比を求めてデータ解析を行う。例えば、ａｃｔ信号とｒｅｆ信号との差分データを求め、この差分データを測定データとし、これに基づいて解析を行う。こうすることで、センサユニット１２やリンカー膜２８などの個体差や、装置の機械的な変動や、液体の温度変化などといった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比の良好な精度の高い測定を行うことができる。また、信号処理部１０８は、解析結果をモニタ１０５に表示するとともに、ＨＤＤ１０６に記録する。

以下、上記構成による作用について説明する。固定工程を行う際には、センサユニット１２を固定機１０にセットして固定処理が行われ、固定工程が終了した後、固定済みのセンサユニット１２を測定機１１にセットして測定処理が行われる。センサユニット１２は、プリズム２１の側面３６，３７が、側板５２によって覆われ、さらに側板５２の光透過窓５３がシャッタ部材２５によって覆われているので、センサユニット１２のハンドリング中にキズや汚れが付着することが防止される。さらに、シャッタ部材２５が光透過窓５３を遮蔽しているので、空気中などに浮遊するゴミなどによる汚れなどがプリズム２１の照射面３８及び出射面３９に付着することが抑制される。そして、測定機６では、押し上げ部材９７ｂによって、シャッタ部材２５を遮蔽位置から露呈位置に容易に移動させることができるので、測定工程では、照射面３８及び出射面３９が露呈して測定を行うことができる。なお、測定を終えたセンサユニット１２は、シャッタ部材２５が露呈位置で保持されたまま回収される。

上記実施形態では、光透過窓の形状を矩形としたが、形状は矩形でなくてもよく、楕円などでもよく、入出射光路を確保できる形状であれば限定されない。また、上記実施形態では、プリズムの保護部材となる側板を保持部材に一体成形した例で説明したが一体成形でなくてもよい。さらにまた、上記実施形態では、シャッタ部材２５の弾性力によって保持部材２２を挟み込むことによって、シャッタ部材２５を露呈位置にしたときにその状態を保持できるようにしているが本発明はこれに限るものではなく、例えば、シャッタ部材２５または保持部材２２の一方に係止爪を形成し、他方に被係止穴を形成する。そして、シャッタ部材２５が遮蔽位置から露呈位置に移動したとき、前記係止爪が前記被係止穴を係止してシャッタ部材２５を露呈位置に保持するように構成すればよい。

なお、上記実施形態では、保持部材に対してスライド自在に取り付けられたシャッタ部材を設け、このシャッタ部材を押し上げ部材によって押し上げて光透過窓を遮蔽する遮蔽位置から、光透過窓を露呈する露呈位置に移動させているが、本発明はこれに限るものではなく、シャッタ部材を保持部材と一体に設けるようにしてもよい。図１１には、シャッタ部材を保持部材と一体に設けたセンサユニットの例を示す。なお、図１１及び図１２においては、上記実施形態と同様の部品及び部材を用いているものについては、同じ符号を付して説明を省略する。

図１１に示すセンサユニット１１２では、プリズム２１と、流路部材２２と、保持部材１１３と、蓋部材２４とからなる。保持部材１１３は、上記実施形態の保持部材２３と同様に、流路部材２２の上面を覆う長尺の上板５１と、この上板５１の長辺に沿った両側に位置する一対の側板１１４とが一体成形されており、側板１１４には、プリズム２１の係合爪３６ａ，３７ａと係合する係合穴１１４ａが形成されている。この保持部材１１３は、プリズム２１及び流路部材２２の上方から覆い被さるようにして取り付けられ、プリズム２１及び流路部材２２を保持する。この保持部材１１３の側板１１４には、光透過窓１１６がセンサセル２７の数に対応して複数個設けられている。さらに、側板１１４には、光透過窓１１６の位置に合わせてシャッタ部材１１７が一体に設けられている。このシャッタ部材１１７は、光透過窓１１６の上方で側板１１４と暖簾状に連結しており、この側板１１４との連結部１１７ａを介し、側板１１４と密着して光透過窓１１６を遮蔽する遮蔽位置と、側板１１４から離れて光透過窓１１３を露呈させる露呈位置との間で変位自在となっている。シャッタ部材１１７は、初期状態では、光透過窓１１６を覆い隠す遮蔽位置にあるので、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、このシャッタ部材１１７は、例えばゴムやエラストマなど弾性を有する材料で２色成形などによって保持部材１１３と一体に形成することが好ましい。これによって、保持部材１１３と一体に形成しながらシャッタ部材１１７を変位させることが可能となり、上記実施形態よりも部品点数の減少を図ることができる。なお、２色成形ではなく、シャッタ部材１１７と保持部材１１３とを同じ弾性部材で一体に形成してもよい。

このようなセンサユニット１１２を使用する場合、シャッタ部材１１４を遮蔽位置から露呈位置に変位させる押し上げ部１１８は、図１２に示すような構成となる。この押し上げ部１１８は、押し上げ部材１１８ａと、押し上げ部材移動機構１１８ｂとからなる。押し上げ部材１１８ａは、シャッタ部材１１７の両端部に接触する押圧突起１１８ｃ（図１１参照）が形成されており、押し上げ部材移動機構１１８ｂによって上方に移動すると、シャッタ部材１１７と側板１１４との隙間に押圧突起１１８ｃが挿入されるようにしてシャッタ部材１１７を押し上げる。これによってシャッタ部材１１７は、斜め上方へ跳ね上がるようにして遮蔽位置から露呈位置へと変位する。なお、押圧突起１１８ｃは、光透過窓１１６と位置をずらして形成されており、押し上げ部材１１８ａが上方に移動して押圧突起１１８ｃがシャッタ部材１１７を押し上げているときでも、押圧突起１１８ｃが光透過窓１１６を覆い隠すことはない。

センサユニット１１２が測定工程で測定ステージにセットされると、図１２（Ａ）に示す初期状態から、押し上げ移動機構１１８ｂが作動して押し上げ部材１１８ａが初期位置から上方へ移動してシャッタ部材１１７に当接し（図１２（Ｂ）に示す状態）、さらに上方へ移動してシャッタ部材を押し上げて遮蔽位置から露呈位置に変位させる（図１２（Ｃ）に示す状態）。そして、押し上げ移動機構１１８ｂは、その状態で停止してシャッタ部材１１７を露呈位置で保持する。このようにして、光透過窓１１６が露呈されるので、上記実施形態と同様に測定を行うことができる。

なお、本実施形態では、センサ面上にＳＰＲを発生させて、そのときの反射光の減衰を検出するＳＰＲセンサを例に説明したが、ＳＰＲセンサに限らず、本発明を、全反射減衰を利用した測定に用いられる他のセンサに適用することができる。全反射減衰を利用するセンサとしては、ＳＰＲセンサの他に、例えば、漏洩モードセンサが知られている。漏洩モードセンサは、誘電体と、この上に順に層設されたクラッド層と光導波層とによって構成された薄膜とからなり、この薄膜の一方の面がセンサ面となり、他方の面が光入射面となる。光入射面に全反射条件を満たすように光を入射させると、その一部が前記クラッド層を通過して前記光導波層に取り込まれる。そして、この光導波層において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。この反射光の減衰を検出することにより、前記センサ面上の試料の反応が測定される。

ＳＰＲ測定装置の概略構成を示すブロック図である。 シャッタ部材を設けたセンサユニットの概略構成を示す分解斜視図である。 センサユニットの概略構成を示す要部断面図である。 １つのセンサセルを抜き出して説明する説明図である。 シャッタ部材を遮蔽位置及び露呈位置とした状態のセンサユニットを示す斜視図である。 固定機の構成を概略的に示す斜視図である。 測定機の構成を概略的に示す斜視図である。 シャッタ部材を押し上げて遮蔽位置から露呈位置に変位させるときの状態を示す説明図である。 データ解析機の構成を概略的に示すブロック図である。 ＳＰＲ測定方法の説明図である。 センサユニットの第２実施例の構成を示す分解斜視図である。 図１１に示すセンサユニットのシャッタ部材を遮蔽位置から露呈位置に変位させるときの状態を示す説明図である。

符号の説明

１０ 固定機
１１ 測定機
１２，１１２ センサユニット
２３ プリズム
２３ 保持部材（保護部材）
２５，１１７ シャッタ部材
５３，１１６ 光透過窓
９７，１１８ 押し上げ部（変位手段）

Claims (4)

1. 表面が試料の反応を検知するセンサ面となる薄膜が一面に形成されるとともに、光源から照射された光を前記薄膜の裏面に全反射条件を満たすように入射させ前記裏面で反射した反射光を出射する透明な誘電体ブロックと、前記誘電体ブロックの外周面と対向して配置され前記外周面の少なくとも一部を覆って保護するとともに、前記薄膜の裏面に入射する入射光路及び前記裏面で反射する反射光路のそれぞれの光路上に配置された光が透過する光透過窓が形成された保護部材とを備え、前記センサ面上の試料の反応状況に応じて前記反射光の全反射減衰が生じる反射角が変化するセンサユニットにおいて、
   前記光透過窓を覆い隠す閉鎖位置と、前記光透過窓を露呈させる露呈位置との間で変位自在なシャッタ部材を備えたことを特徴とするセンサユニット。
2. 前記シャッタ部材は、前記保護部材と一体に設けられていることを特徴とする請求項１記載のセンサユニット。
3. 一面に薄膜層が形成された誘電体ブロック及びこの誘電体ブロックの外周面と対向して配置され前記外周面の少なくとも一部を覆って保護するとともに、前記薄膜の裏面に入射する入射光路及び前記裏面で反射する反射光路のそれぞれの光路上に配置された光が透過する光透過窓が形成された保護部材を備えたセンサユニットに対して、全反射条件を満足するように光を照射する光源と、前記センサユニットからの反射光を受光して電気信号を光電変換する検出手段とを備えた全反射減衰を利用した測定装置において、
   前記光透過窓を覆い隠す遮蔽位置と、前記光透過窓を露呈させる露呈位置との間で変位自在なシャッタ部材を前記センサユニットに備えており、このシャッタ部材を前記閉鎖位置から前記露呈位置に変位させる変位手段を設けたことを特徴とする測定装置。
4. 前記変位手段は、前記シャッタ部材の下端部に当接する押し上げ部材と、この押し上げ部材を上下に移動させる移動機構とからなることを特徴とする請求項３記載の全反射減衰を利用した測定装置。
   

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