JP2014102217A - 測定システム - Google Patents

Abstract

【課題】流路形状及びシステム構成を制限することなく、気泡による悪影響を防止する。
【解決手段】 測定システム１は、基板３１の上面に干渉膜３２が設けられて形成されたセンサーチップ３０と、溝４２が形成された面をセンサーチップ３０の上面に対向させることで当該センサーチップ３０との間に流路６０を形成する対面基板４１０と、を有する検出器Ｋと、流路６０に液体試料を流入させる試料注入装置２９と、光源２５と、光源２５からの光を対面基板４１０の側からセンサーチップ３０に照射するライトガイド２６と、センサーチップ３０からの反射光を受光するライトガイド２７と、ライトガイド２７が受光した反射光の分光特性を測定する分光測定器２８と、流路６０内の液体試料を所定の温度に加熱して維持する調温用流路Ｒと、流路６０内の圧力を外圧よりも高くする送気ポンプ２９１と、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、測定システムに関する。

従来、抗原抗体反応などの生体分子同士の分子間相互作用や、有機高分子同士の分子間相互作用などの結合の測定は、一般的に、放射性物質や蛍光体などの標識を用いることで行われてきた。この標識には手間がかかり、特にタンパク質への標識は方法が煩雑な場合や標識によりタンパク質の性質が変化する場合があった。近年では、生体分子や有機高分子間の結合を、簡便に標識を用いることなく直接的に検出する手段として、光学薄膜の干渉色変化を利用したＲＩｆＳ方式（Reflectometric interference spectroscopy：反射型干渉分光法）が知られている。

ＲＩｆＳ方式の測定方法では、マイクロ流路チップが用いられる。マイクロ流路チップの内部には、流路が形成されており、その流路の壁面にリガントが結合されている。液体試料をマイクロ流路チップの流路に流通させると、液体試料に含まれるアナライトがリガントに特異的に結合するから、アナライトが堆積してなる光学薄膜が流路の壁面に成長する。そのため、光学薄膜の膜厚が増加して、光学膜厚の光路長が増加するから、光学薄膜に照射された光の反射光の干渉波長も変化する。そこで、反射光の分光強度分布を測定し、ボトムピーク（最低強度）の波長の変化を検出する。時間経過に伴ったボトムピーク波長の変化から分子間相互作用を評価することができる。

マイクロ流路チップは二枚の基板を重ねたものであり、一方の基板に溝が形成されており、その溝が他方の基板によって閉じられることによって、その溝が流路となる。一方の基板をフローセルといい、フローセルには溝が形成されている。もう一方の基板をセンサーチップといい、センサーチップには光学薄膜が成膜されているとともに、その光学薄膜にリガントが結合されている。

ところで、マイクロ流路チップの流路に気泡が生じると、反射光の分光強度分布を正確に測定することができない。
そのため、近年、このような問題を解決する技術として例えば以下の２つのような技術が提案されている。

即ち、１つ目の技術は、流路内の気泡を逃がすためのトラップをマイクロ流路チップに設けることで、気泡による悪影響を防止する技術である（例えば特許文献１，２参照）。

また、２つ目の技術は、流路の断面の最大幅と最大高さとの比を所定範囲に設定することで流路内の流速分布を均一にし、液体試料への気泡混入を防止する技術である（例えば特許文献３参照）。

特許第４４０７２７１号 特開２０１０−２８６４９９号公報 特開２０１１−１３７７８４号公報

しかしながら、特許文献１，２の技術では、気泡が多量に生じてトラップ内に捕らえられたり、トラップ内に捕らえられた気泡が温度上昇などによって膨張したりすると、トラップ内に気泡が留まりきれずに微細流路に流れ込んでしまうため、気泡による悪影響を確実に防止することはできない。また、トラップ自体が塗れ残り部分となって気泡を生じさせてしまい、かえって気泡による悪影響を生じさせてしまう場合もあり得る。

また、特許文献３の技術では、流路内の流速分布を均一に保つために流路形状が単純でなくてはならないという制限を受けてしまう。また、流路に熱を加える等、流速に影響を与えるような因子がある場合には、流速を均一に保つことができないため、システム構成も制限を受けてしまう。

そこで、本発明の目的は、流路形状及びシステム構成を制限することなく、気泡による悪影響を防止することのできる測定システムを提供することである。

以上の課題を解決するための請求項１に係る発明は、測定システムにおいて、
基板の上面に薄膜が設けられて形成されたセンサーチップと、溝が形成された面を前記センサーチップの上面に対向させることで当該センサーチップとの間に流路を形成する対面基板と、を有する検出器と、
前記流路に液体試料を流入させる試料供給手段と、
光源と、
前記光源からの光を前記対面基板の側から前記センサーチップに照射する照射手段と、
前記センサーチップからの反射光を受光する受光手段と、
前記受光手段が受光した反射光の分光特性を測定する分光測定手段と、
前記流路内の液体試料を所定の温度に加熱して維持する調温手段と、
前記流路内の圧力を外圧よりも高くする圧力制御手段と、
を備えることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の測定システムにおいて、
前記試料供給手段は、
前記対面基板の上面に当接して配設され、前記照射手段からの照射光及び前記センサーチップからの反射光を通過させる板状部材を有し、
前記板状部材の内部には、前記対面基板に設けられた貫通孔を介して前記流路に液体試料を流入させるための供給流路が形成されており、
前記対面基板と、前記板状部材とは、一体的に形成されていることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、
請求項２記載の測定システムにおいて、
前記対面基板及び前記板状部材は、ガス透過性の低い材料で形成されていることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の測定システムにおいて、
前記調温手段は、
前記流路を挟むように少なくとも２方向から当該流路内の液体試料を加熱することを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載の測定システムにおいて、
前記流路における少なくとも上流端部の領域の内壁上面には、吸水シートが配設されていることを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項１〜５の何れか一項に記載の測定システムにおいて、
前記検出器には、
前記流路の中途部を当該検出器の外部に連通させる孔部が形成されており、
当該測定システムは、
前記流路における前記孔部よりも上流側の領域の気泡を検知する気泡検知手段と、
前記気泡検知手段により気泡が検知された場合に、前記孔部を介して前記流路内の気泡を吸引する気泡吸引手段と、
を備えることを特徴とする。

本発明によれば、流路形状及びシステム構成を制限することなく、気泡による悪影響を防止することができる。

測定システムの概略構成を示す模式図である。 接触盤の平面図である。 センサーチップ及び接触盤の断面図である。 流路の上流側の領域を示す断面図である。 図２の一部を拡大して示した平面図である。 V−V断面図である。 センサーチップが接触盤に圧接された状態におけるV−V断面図である。 センサーチップが接触盤に圧接された状態におけるV−V断面図である。 流路内の液体試料を加熱するための構成を示す図である。

以下に、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているので、本発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。

図１は、測定システム１の概略構成を示した斜視図である。
図１に示す通り、測定システム１は測定装置２、センサーチップ３０、演算処理装置４、入力装置５及び出力装置６を備える。

演算処理装置４はコンピュータである。演算処理装置４には、入力装置５及び出力装置６が接続されている。入力装置５はキーボード、方向入力装置若しくは押しボタンスイッチ又はこれらの組み合わせである。出力装置６はディスプレイ装置又は印刷装置である。

測定装置２は下側筐体２１、テーブル２２、上側筐体２４、光源２５、ライトガイド２６，２７、分光測定器（分光器）２８、試料注入装置２９及び接触盤４０等を備える。

下側筐体２１の上部後端にはヒンジ２３が設けられている。上側筐体２４がそのヒンジ２３によって下側筐体２１の上部後端に回動可能に連結されている。上側筐体２４がヒンジ２３を支点として前に回動することによって、上側筐体２４が下側筐体２１の上面に重なって、上側筐体２４と下側筐体２１が閉じる。一方、上側筐体２４が後ろに回転することによって、上側筐体２４が下側筐体２１の上面から離れて、上側筐体２４と下側筐体２１が開く。

上側筐体２４の下面つまり下側筐体２１側の面には、接触盤４０がバネ等を介して取り付けられている。また、上側筐体２４には、光源２５、ライトガイド２６，２７、分光測定器２８、廃液容器２９０及び送気ポンプ２９１等が内蔵されている。

光源２５はハロゲンランプ、発光ダイオード若しくは放電灯又はこれらの組み合わせである。ライトガイド２６，２７は光ファイバー又は光ファイバーバンドルである。

ライトガイド２６の基端が光源２５に接続され、ライトガイド２６の先端が接触盤４０に接続されている。このライトガイド２６は、本発明における照射手段であり、光源２５で発した光を光源２５から接触盤４０へ伝達し、上方からセンサーチップ３０に照射する。

一方、ライトガイド２７の基端が分光測定器２８に接続され、ライトガイド２７の先端が接触盤４０に接続されている。このライトガイド２７は、本発明における受光手段であり、センサーチップ３０からの反射光を受光して分光測定器２８へ光を伝達する。

光源２５は演算処理装置４によって制御される。例えば、演算処理装置４は、光源２５の発光強度、発光時間、点灯タイミング及び消灯タイミング等を制御する。

演算処理装置４が分光測定器２８を制御することによって、分光測定器２８が測定動作を行う。分光測定器２８は、本発明における分光測定手段であり、光の波長毎の強度を測定したり、光の波長毎の光量（分光特性）を測定したり、測定可能な波長帯域全体としての光の強度を測定したり、測定可能な波長帯域全体としての光の光量を測定したりする。分光測定器２８は、測定結果（光の強度、光の光量、波長毎の強度、波長毎の光量）を表す信号を演算処理装置４に出力する。

下側筐体２１の上面には、テーブル２２が設けられている。テーブル２２上にはセンサーチップ３０が載置される。上側筐体２４と下側筐体２１が閉じると、接触盤４０がセンサーチップ３０に接触して、センサーチップ３０がテーブル２２と接触盤４０の間に挟まれる。この際、不図示の圧縮されたバネの弾性力によって接触盤４０がセンサーチップ３０に押し付けられる。一方、上側筐体２４と下側筐体２１が開くと、接触盤４０がセンサーチップ３０から離間する。

図２は、接触盤４０の平面図である。図３は、図２に示されたIII−IIIに沿った断面を矢印方向へ向かって見て示した断面図である。

図３に示すように、センサーチップ３０は基板３１の上面に干渉膜（薄膜）３２が設けられて形成されている。基板３１は例えばシリコンからなる。基板３１は矩形薄板状を呈している。干渉膜３２は例えば窒化シリコンからなる。干渉膜３２は気相成長法（例えば、蒸着法）によって基板３１上に堆積されたものである。干渉膜３２の表面がリガンド修飾されていてもよいし、修飾されていなくてもよい。センサーチップ３０はその表側の面が接触盤４０に向けられた状態でテーブル２２上に載置される。センサーチップ３０の表側の面が干渉膜３２の表面であり、センサーチップ３０の裏側の面が基板３１の下面である。センサーチップ３０は測定毎に新たなものを準備して使用すればよい。

図２及び図３に示すように、接触盤４０はボード４１、シール４３、透光部材４８、第二シール５０等を有する。
ボード４１は樹脂材料（例えば、ポリアセタール樹脂（例えば、ポリオキシメチレン（polyoxymethylene : POM）、アクリル樹脂（例えば、ポリメチルメタクリレート（Poly(methyl methacrylate) : PMMA）、ＡＢＳ樹脂）又はガラス材料からなる。ボード４１はゴム材料よりも弾性率が高い。なお、本実施の形態においては、ボード４１はガス透過性の低い材料、具体的には２５℃での酸素透過度が720,000(cc/m²・24h/atm)より低い材料で形成されている。このような材料としては、アクリル樹脂やＡＢＳ樹脂、ポリカーボネートなどが挙げられる。

このボード４１は、矩形板状に形成されていて、六つの面４１ａ〜４１ｅを表面に有する。ボード４１の六面４１ａ〜４１ｅのうち、合わせ面４１ａがセンサーチップ３０に対向する面である。

合わせ面４１ａには板状の対面基板４１０が密着しており、これによりボード４１は対面基板４１０の上面に当接して配設された状態となっている。なお、本実施の形態においては、対面基板４１０はボード４１と同じ材料により、当該ボード４１と一体的に形成されている。

対面基板４１０は、上側筐体２４の回動時にセンサーチップ３０の上面に当接して密着するようになっており、当該センサーチップ３０とで検出器Ｋを構成している。即ち、対面基板４１０の下面４１０ａには、角丸長方形環状の溝４２が凹設されており、センサーチップ３０の上面に対向することでセンサーチップ３０との間に流路６０（後述の図４（ａ）や図７参照）を形成するようになっている。なお、この流路６０における少なくとも上流端部の領域の内壁上面、つまり下面４１０ａにおける後述の導入孔４５近傍の領域には、図４（ａ）に示すように、吸水シート６００が配設されている。この吸水シート６００は、液体試料を吸収して濡れることにより、流路６０の上流端部に気泡が生じるのを防止するようになっている。このような吸水シート６００としては、従来より公知のものを用いることができる。

ここで、図５は、環状溝４２及びその周囲を示した平面図であり、図６は、図５に図示のV−Vに沿った面を矢印方向へ向かって見て示した断面図である。

図３，図５，図６に示すように、環状溝４２にシール４３が嵌め込まれている。シール４３の太さが環状溝４２の深さよりも太く、シール４３の一部が環状溝４２から突出している。シール４３は、エラストマー性を有したオーリング（Ｏリング）である。シール４３はニトリルゴム、フッ素ゴム、エチレンプロピレンゴム、シリコーンゴム、アクリルゴム又は水素化ニトリルゴムからなる。これらの中ではフッ素ゴムが好ましい。シール４３のゴム硬さは国際ゴム硬さ（ＩＲＨＤ）で７０〜９０度である。

環状溝４２及びシール４３の内側の下面４１０ａには、導入孔４５、排出孔４６及び導光孔４７が開口している。具体的には、導入孔４５、排出孔４６及び導光孔４７は、環状溝４２及びシール４３の内側の下面４１０ａに凹設された角丸長方形の凹部４４の底に形成されている。導入孔４５は環状溝４２及びシール４３によって形作られる角丸長方形の一端部において開口し、排出孔４６はその角丸長方形の他端部において開口する。導光孔４７は導入孔４５と排出孔４６の間において開口する。導入孔４５から導光孔４７までの距離は導光孔４７から排出孔４６までの距離よりも短く、導光孔４７が排出孔４６に寄っている。

導入孔４５は、対面基板４１０の下面４１０ａからボード４１の側面４１ｃまで貫通するように対面基板４１０及びボード４１の内部に設けられている。この導入孔４５は、対面基板４１０の側の部分においては、本発明における貫通孔であり、当該対面基板４１０を貫通して設けられている。また、導入孔４５は、ボード４１の側の部分においては、本発明における供給流路であり、対面基板４１０側の導入孔４５を介して流路６０に液体試料を流入させるよう、ボード４１の内部に形成されている。この導入孔４５は、ボード４１の側面４１ｄにおける導入孔４５の開口部は、図１に示すように、試料注入装置２９に接続されている。試料注入装置２９は、本発明における試料供給手段であり、液体試料を導入孔４５に注入することで検出器Ｋのボード４１側から流路６０に流入させるものである。この試料注入装置２９は、例えばシリンジポンプである。液体試料にはアナライトが含まれている。アナライトは生体分子（例えばタンパク質、核酸、脂質及び糖）又はそれと結合する外来物質（例えば、薬剤物質、内分泌錯乱化学物質）である。なお、アナライトが液体試料に含まれていないこともある。

排出孔４６は、図３，図５，図６に示すように、対面基板４１０の下面４１０ａからボード４１の側面４１ｄまで貫通するように対面基板４１０及びボード４１の内部に設けられている。ボード４１の側面４１ｄにおける排出孔４６の開口部は、図１に示すように、廃液容器２９０に接続されている。また、排出孔４６の開口部には、送気ポンプ２９１が接続されている。この送気ポンプ２９１は、上述の試料注入装置２９と協働することによって本発明における圧力制御手段を構成しており、排出孔４６から流路６０内の液体試料を加圧することにより、流路６０内の圧力を外圧よりも高くするようになっている。但し、流路６０内の圧力を高くする手法はこれに限定されるものではなく、例えば排出孔４６と廃液容器２９０との接続部分をシーリングした上で当該廃液容器２９０内の廃液を加圧することにより、流路６０内の圧力を高くすることとしても良い。または、送気ポンプ２９１を設けずに排出孔４６の内径を導入孔４５の内径よりも小さくし、試料注入装置２９から液体試料を加圧しつつ供給することによって流路６０内の圧力を高くしても良い。

ここで、流路６０内の圧力は１気圧（≒０．１０１３ＭＰａ）より大きければ良く、０．１９８ＭＰａより大きいことが好ましい。内圧が０．１９８ＭＰａより大きい場合には、流路６０内の液体試料の沸点が１２０℃よりも高くなる。

導光孔４７は、図３，図５，図６に示すように、対面基板４１０の下面４１０ａからボード４１の裏面４１ｂまで貫通するよう対面基板４１０及びボード４１の内部に設けられており、光源２５からの照射光及びセンサーチップ３０からの反射光を通過させるようになっている。導光孔４７の内面が暗色（特に、黒色）であり、その内面が反射防止処理及び透光防止処理されている。例えば、導光孔４７の内面が黒塗装されているか、ボード４１が黒色で不透明である。

導光孔４７のうち下面４１０ａ側の開口部分４７ａが段付き穴となっている。つまり、導光孔４７の開口部分４７ａは、下面４１０ａ寄りの大径部４７ｂと、大径部４７ｂよりも裏面４１ｂ寄りの小径部４７ｃとからなり、大径部４７ｂは小径部４７ｃよりも内径が大きい。

導光孔４７の下面４１０ａ寄りの開口部分４７ａには、透光部材４８が嵌め込まれており、その開口部分４７ａが透光部材４８によって閉塞されている。具体的には、透光部材４８が大径部４７ｂに嵌め込まれている。透光部材４８が対面基板４１０の下面４１０ａにおいて露出し、透光部材４８の露出面が凹部４４の底に揃っており、透光部材４８の露出面と凹部４４の底の間に段差が無い。そのため、シール４３によって囲われた領域を流れる液体試料の乱流が生じにくい。なお、液体試料の乱流が生じない程度であれば、透光部材４８が凹部４４の底から僅かに突き出ていたり、凹部４４の底から僅かに引き込んでいたりしてもよい。

透光部材４８は光学的透明性を有する。透光部材４８は、少なくとも、ボード４１への取り付けや、ボード４１、シール４３、センサーチップ３０とで構成される流路に液体試料が流通させることによっては変形しない強度を持つ硬質材料からなる。具体的には、透光部材４８が、シリコーン樹脂（例えば、ポリジメチルシロキサン（Poly dimethylsiloxane : PDMS）、シリコーンゴム、アクリル樹脂（例えば、ポリメチルメタクリレート（Poly(methyl methacrylate) : PMMA）、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマー（Cyclo Olefin Polymer : COP）、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート（PET）、ポリエチレン、ポリスチレン又はガラスからなる。これらの中ではガラスが好ましい。

透光部材４８の外周面が段付き形状とされている。つまり、透光部材４８が小径部４８ａ及び大径部４８ｂを有し、小径部４８ａが大径部４８ｂと同心なるように大径部４８ｂに連なって、これら小径部４８ａと大径部４８ｂが一体成形され、小径部４８ａの径が大径部４８ｂの径よりも短い。小径部４８ａが下面４１０ａにおいて露出するように透光部材４８が導光孔４７の開口部分４７ａに嵌め込まれている。なお、透光部材４８を導光孔４７の開口部分４７ａに嵌め込む向きを反対にし、大径部４８ｂが下面４１０ａにおいて露出してもよい。

透光部材４８の露出面が親水性処理されており、吸着防止膜４９が透光部材４８の露出面にコーティングされている。吸着防止膜４９は、アナライトが透光部材４８に吸着（特に、非特異吸着）することを抑制するものである。吸着防止膜４９は親水性膜であることが好ましい。例えば、吸着防止膜４９は、ポリエチレングリコール（polyethylene glycol : PEG）、２−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン（略称MPC）ポリマー又はデキストランからなる。

透光部材４８の外周面に第二シール５０が環装されている。具体的には、第二シール５０がエラストマー性を有したオーリングであり、透光部材４８の小径部４８ａが第二シール５０に嵌め込まれている。その第二シール５０が透光部材４８の外周面と導光孔４７の内面との間に挟持され、導光孔４７が第二シール５０及び透光部材４８によって密閉される。

ライトガイド２６，２７の先端側の部分が後方から透光部材４８に向けて、つまり、センサーチップ３０に向き合うように導光孔４７に挿入され、ライトガイド２６，２７の先端が透光部材４８へ指向する。ライトガイド２６，２７の先端側の部分がホルダー等によってボード４１に固定されていることが好ましい。

以上のボード４１と、テーブル２２とには、流路６０を上下から挟むよう、当該流路６０に沿って調温用流路Ｒが設けられている。これらの調温用流路Ｒは、本発明における調温手段であり、図示しない流体供給装置から供給される所定温度の流体（気体または液体）を内部に流すことにより、流路６０内の液体試料を上下から所定の温度（本実施の形態においては４０℃以上、例えば８０℃）に加熱して維持するようになっている。ここで、調温用流路Ｒにより調温された流路６０の上面，下面の温度差は±０．５℃以下であることが好ましい。なお、これらの調温用流路Ｒは、図６に示すように、導入孔４５や排出孔４６、導光孔４７の位置を避けてボード４１やテーブル２２に設けられている。

続いて、測定システム１の使用方法及び測定システム１の動作について説明する。
上側筐体２４を後ろに起こし上げて、上側筐体２４を開く。
次に、センサーチップ３０の干渉膜３２を上に向けてセンサーチップ３０をテーブル２２の上に載置する。
次に、上側筐体２４を前に倒して、上側筐体２４を閉じて、センサーチップ３０と接触盤４０を接触させる。そうすると、図７に示すように、接触盤４０のシール４３がセンサーチップ３０の干渉膜３２に圧接されて、そのシール４３がセンサーチップ３０によって圧縮される。シール４３によって囲われた領域がセンサーチップ３０によって蓋をされて、その領域に流路６０が形成される。シール４３がセンサーチップ３０の干渉膜３２に圧接されているから、シール性が高い。シール４３が圧縮された状態でも、シール４３の一部が環状溝４２から僅かに突出し、対面基板４１０の下面４１０ａと干渉膜３２の間に僅かな隙間Ｇがある。

なお、図８に示すように、圧縮されたシール４３が環状溝４２から突出せず、下面４１０ａが干渉膜３２に接触して、干渉膜３２と下面４１０ａの間に隙間がなくもよい。この場合でも、シール４３によって囲まれた領域には凹部４４が形成されているから、凹部４４がセンサーチップ３０によって蓋をされて、その凹部４４が流路６０となる。

その後、演算処理装置４が試料注入装置２９を制御し、液体試料が試料注入装置２９によって導入孔４５に注入される。その液体試料が流路６０内を導入孔４５から排出孔４６へ流通し、その液体試料が排出孔４６を通って廃液容器２９０へ排出される。また、このとき演算処理装置４が送気ポンプ２９１を制御し、流路６０内の圧力を外圧よりも高くする。また、演算処理装置４が上述の液体供給装置を制御し、調温用流路Ｒに所定温度の流体を流すことで、流路６０内の液体試料を所定の温度に加熱維持する。

また、演算処理装置４が光源２５を点灯させ、光源２５から発した光がライトガイド２６によってライトガイド２６の基端から先端へ伝達され、ライトガイド２６の先端から出射した光が透光部材４８及び吸着防止膜４９を透過し、干渉膜３２に入射する。干渉膜３２に入射する光の反射光が吸着防止膜４９及び透光部材４８を透過し、その光がライトガイド２７によってライトガイド２７の先端から基端へ伝達される。

液体試料が流路６０に流れると、その液体試料に含まれるアナライトが干渉膜３２の表面に結合して、アナライトからなる薄膜が干渉膜３２の表面に形成される。アナライトの薄膜の厚さが変化すると、アナライトの薄膜の表面から基板３１と干渉膜３２の界面までの光路長が変化するから、アナライトの薄膜や干渉膜３２に入射する光の反射光の干渉波長が変化する。

演算処理装置４が分光測定器２８を制御し、アナライトの薄膜や干渉膜３２に入射する光の反射光の波長毎の強度が分光測定器２８によって測定される。その測定結果が演算処理装置４に出力され、干渉波長の変化量が測定結果から演算処理装置４によって算出される。例えば、波長毎の強度を表した強度分布において最低強度を示す波長が干渉波長であり、測定初期における干渉波長と測定終期における干渉波長との差が演算処理装置４によって求められる。

以上の測定システム１によれば、流路６０内の液体試料を所定の温度に加熱維持することで流路６０内に気泡が生じ易くなる場合であっても、当該流路６０内の圧力を外圧よりも高くするので、液体試料の沸点を上げて気泡の発生を防止することができる。従って、従来と異なり、流路形状やシステム構成を制限することなく、気泡による悪影響を防止することができる。

また、センサーチップ３０との間に流路６０を形成する対面基板４１０と、対面基板４１０の貫通孔を介して流路６０に液体試料を流入させるための導入孔４５を内部に有するボード４１とが一体的に形成されているので、別体として形成されている場合と異なり、ボード４１と対面基板４１０との繋ぎ目で液体試料に気泡が混入したり、液体試料が漏れたりしてしまうのを防止することができる。

また、対面基板４１０及びボード４１はガス透過性の低い材料で形成されているので、ガス透過性の高い材料で形成されている場合と異なり、対面基板４１０やボード４１をガスが透過して流路６０に気泡が生じてしまうのを防止することができる。

また、流路６０における少なくとも上流端部の領域の内壁上面には、吸水シート６００が配設されているので、流路６０の上流端部に気泡が生じるのを防止することができる。

また、調温用流路Ｒが流路６０を挟むように上下２方向から当該流路６０内の液体試料を加熱するので、流路６０内の液体試料に温度勾配が生じてしまうのを防止し、アナライトと干渉膜３２との結合反応を確実に生じさせることができる。

以上に本発明の実施形態及び変形例について説明した。本発明の技術的範囲は上述した実施形態や変形例に限定されない。また、本発明の適用可能な実施形態は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で上述の実施形態や変形例から適宜変更可能である。

例えば、ボード４１とテーブル２２とには、流路６０内の液体試料を所定温度に加熱維持する調温手段として、所定温度の流体を内部に流す調温用流路Ｒが設けられていることとして説明したが、図９（ａ）に示すように、他の手法によって流路６０内の液体試料を所定温度に加熱維持する温調部２００が設けられていても良い。このような温調部２００としては、例えば図９（ｂ）に示すように、流路６０に近い側から温度センサー２０１、ペルチェ素子２０２、冷却フィン２０３及び冷却ファン２０４を備えるものを用いることができる。このうち、温度センサー２０１は流路６０の温度を検知するものであり、ペルチェ素子２０２は流路６０を加熱するものである。また、冷却フィン２０３及び冷却ファン２０４はペルチェ素子２０２を冷却するものである。

また、流路６０における上流端部の領域の内壁上面に吸水シート６００が配設されて流路６０の上流端部に気泡が生じるのを防止することとして説明したが、他の手法により気泡の発生を防止することとしても良い。例えば図４（ｂ）に示す測定装置２Ａでは、流路６０の中途部を検出器の外部に連通させる孔部６０１が対面基板４１０及びボード４１に形成され、この孔部６０１には吸引装置（例えばピペットなど）６０２が接続されており、孔部６０１よりも流路６０における上流側の領域の内壁上面に、当該領域の気泡を検知するための気泡感知センサー（例えばカメラなど）６０３が配設されている。そして、気泡感知センサー６０３により気泡が検知された場合には、吸引装置６０２が孔部６０１を介して流路６０内の気泡を吸引するようになっている。

１ 測定システム
２５ 光源
２６ ライトガイド（照射手段）
２７ ライトガイド（受光手段）
２８ 分光測定器（分光測定手段）
２９ 試料注入装置
３０ センサーチップ
３１ 基板
３２ 干渉膜（薄膜）
４１ ボード（板状部材）
４２ 溝
２９１ 送気ポンプ（圧力制御手段）
４１０ 対面基板
６０１ 孔部
６０２ 気泡吸引手段
６０３ 気泡検知手段
Ｋ 検出器
Ｒ 調温用流路（調温手段）

Claims (6)

1. 基板の上面に薄膜が設けられて形成されたセンサーチップと、溝が形成された面を前記センサーチップの上面に対向させることで当該センサーチップとの間に流路を形成する対面基板と、を有する検出器と、
   前記流路に液体試料を流入させる試料供給手段と、
   光源と、
   前記光源からの光を前記対面基板の側から前記センサーチップに照射する照射手段と、
   前記センサーチップからの反射光を受光する受光手段と、
   前記受光手段が受光した反射光の分光特性を測定する分光測定手段と、
   前記流路内の液体試料を所定の温度に加熱して維持する調温手段と、
   前記流路内の圧力を外圧よりも高くする圧力制御手段と、
   を備えることを特徴とする測定システム。
2. 請求項１記載の測定システムにおいて、
   前記試料供給手段は、
   前記対面基板の上面に当接して配設され、前記照射手段からの照射光及び前記センサーチップからの反射光を通過させる板状部材を有し、
   前記板状部材の内部には、前記対面基板に設けられた貫通孔を介して前記流路に液体試料を流入させるための供給流路が形成されており、
   前記対面基板と、前記板状部材とは、一体的に形成されていることを特徴とする測定システム。
3. 請求項２記載の測定システムにおいて、
   前記対面基板及び前記板状部材は、ガス透過性の低い材料で形成されていることを特徴とする測定システム。
4. 請求項１〜３の何れか一項に記載の測定システムにおいて、
   前記調温手段は、
   前記流路を挟むように少なくとも２方向から当該流路内の液体試料を加熱することを特徴とする測定システム。
5. 請求項１〜４の何れか一項に記載の測定システムにおいて、
   前記流路における少なくとも上流端部の領域の内壁上面には、吸水シートが配設されていることを特徴とする測定システム。
6. 請求項１〜５の何れか一項に記載の測定システムにおいて、
   前記検出器には、
   前記流路の中途部を当該検出器の外部に連通させる孔部が形成されており、
   当該測定システムは、
   前記流路における前記孔部よりも上流側の領域の気泡を検知する気泡検知手段と、
   前記気泡検知手段により気泡が検知された場合に、前記孔部を介して前記流路内の気泡を吸引する気泡吸引手段と、
   を備えることを特徴とする測定システム。

Images