JP2018009802A - 検出方法および検出装置 - Google Patents
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Abstract
Description
検出チップ10は、入射面(第1面)21、成膜面(第2面)22および出射面(第3面)23を有するプリズム(誘電体部材)20と、成膜面22に形成された金属膜30と、成膜面22または金属膜30上に配置された流路蓋40とを有する。通常、検出チップ10は、分析のたびに交換される。検出チップ10は、好ましくは各片の長さが数mm〜数cmの構造物であるが、「チップ」の範疇に含まれないより小型の構造物またはより大型の構造物であってもよい。
次に、検出装置100の各構成要素について説明する。前述のとおり、検出装置100は、励起光照射ユニット110、反射光検出ユニット120、蛍光検出ユニット130、送液ユニット140、搬送ユニット150および制御部160を有する。
次に、検出装置100の検出動作(本発明の一実施の形態に係る検出方法)について説明する。図2は、検出装置100の動作手順の一例を示すフローチャートである。
sin(θa−θi)=n1cosθb (3)
[式(3)において、θaは成膜面22および入射面21の二面角であり、θiは成膜面22の法線に対するプリズム20への入射前の励起光照射ユニット110からの励起光の照射角度であり、n1はプリズム20の屈折率であり、θbは成膜面22および出射面23の二面角である]
sin(θa−θi−3°)<n1cosθb<sin(θa−θi+3°) (1)
[式(1)において、θiは成膜面22の法線に対するプリズム20への入射前の励起光照射ユニット110からの励起光の照射角度であり、n1はプリズム20の屈折率であり、θaは成膜面22および入射面21の二面角であり、θbは成膜面22および出射面23の二面角である]
sin(θa−θi−1.5°)<n1cosθb<sin(θa−θi+1.5°)
(2)
[式(2)において、θiは成膜面22の法線に対するプリズム20への入射前の励起光照射ユニット110からの励起光の照射角度であり、n1はプリズム20の屈折率であり、θaは成膜面22および入射面21の二面角であり、θbは成膜面22および出射面23の二面角である]
このとき、式(2)は、第1反射光β1と、第2反射光β2とのなす角度のうち小さい角度が1.5°未満であることを意味する。
以上のように、本実施の形態に係る検出装置100および検出方法によれば、励起光αを入射面21に照射しつつ、第1反射光β1および第2反射光β2が検出されるように、成膜面22の法線に対するプリズム20への入射角を設定するため、プリズム20内に入射した励起光αによる検出チップ10の位置合わせ精度の低下を抑制できる。
20 プリズム
21 入射面
22 成膜面
23 出射面
24 底面
30 金属膜
40 流路蓋
41 流路
100 検出装置
110 励起光照射ユニット
111 光源ユニット
112 角度調整部
113 光源制御部
120 反射光検出ユニット
121 受光センサー
122 センサー制御部
130 蛍光検出ユニット
131 受光ユニット
132 位置切替部
133 センサー制御部
134 第1レンズ
135 光学フィルター
136 第2レンズ
137 受光センサー
140 送液ユニット
141 薬液チップ
142 シリンジポンプ
143 送液ポンプ駆動部
144 シリンジ
145 プランジャー
150 搬送ユニット
152 搬送ステージ
154 チップホルダー
160 制御部
α 励起光
β1 第1反射光
β2 第2反射光
γ 蛍光
Claims (16)
- 第1面、第2面および第3面を含み、光に対して透明な誘電体部材を有し、被検出物質が前記第2面の表面側に捕捉された検出チップを保持するためのチップホルダーと、
前記チップホルダーを移動させる移動ステージと、
前記チップホルダーに保持された前記検出チップの前記誘電体部材の前記第1面に向けて光を照射するとともに、前記第1面に対して照射される光の照射角度を変更する光照射部と、
前記光照射部から照射された光のうち前記誘電体部材による反射光を検出する反射光検出部と、
前記光照射部から光を照射することで、前記検出チップに捕捉された前記被検出物質の量に応じて発生する検体光を検出する検体光検出部と、
を有する検出装置を用いた検出方法であって、
前記光照射部から照射された光のうち、前記第1面で反射した第1反射光と、前記第1面を透過し、前記第2面および前記第3面で順次反射した第2反射光とが前記反射光検出部により同時に検出されるように、前記第1面に対して前記光照射部から照射する光の照射角度を設定する工程と、
前記光照射部から出射する光の照射スポットが、前記第1面および前記第1面に隣接する他の面の境界上を通過するように、前記チップホルダーに保持された前記検出チップを前記移動ステージにより移動しつつ、光の照射角度を設定する工程において設定された照射角度にて前記光照射部から光を照射し、前記反射光検出部により前記第1反射光および前記第2反射光を検出し、前記反射光検出部による前記第1反射光および前記第2反射光の検出結果に基づいて、前記チップホルダーに保持された前記検出チップの位置情報を取得する工程と、
取得された前記検出チップの位置情報に基づいて、前記移動ステージにより前記検出チップを、前記検体光を検出するための検出位置に移動させる工程と、
前記検出チップが前記検出位置にある状態で、前記光照射部から光を照射し、前記検体光検出部により検体光を検出することにより、前記検出位置の前記検出チップに捕捉された前記被検出物質の存在またはその量を検出する工程と、
を含む、検出方法。 - 前記第1面、前記第2面および前記第3面は、いずれも平面である、請求項1に記載の検出方法。
- 前記第2反射光は、前記第1面を透過し、前記第2面および前記第3面で順次反射した後、他の面でさらなる反射または透過することなく前記第1面を透過して前記誘電体部材から出射された光である、請求項1または請求項2に記載の検出方法。
- 光の照射角度を設定する工程において、前記光照射部から照射される光の照射角度は、前記誘電体部材の形状に応じて設定される、請求項1〜3のいずれか一項に記載の検出方法。
- 光の照射角度を設定する工程において、前記光照射部から照射される光の照射角度は、前記第2面および前記第1面の二面角と、前記第2面および前記第3面の二面角とに基づいて設定される、請求項1〜4のいずれか一項に記載の検出方法。
- 光の照射角度を設定する工程において、前記光照射部から照射される光の照射角度は、前記誘電体部材の屈折率に応じて設定される、請求項1〜5のいずれか一項に記載の検出方法。
- 光の照射角度を設定する工程において、前記光照射部から照射される光の照射角度は、前記検出装置にあらかじめ設定される、請求項1〜6のいずれか一項に記載の検出方法。
- 光の照射角度を設定する工程において、前記光照射部から照射される光の照射角度は、前記反射光検出部の検出結果に基づいて設定される、請求項1〜6のいずれか一項に記載の検出方法。
- 光の照射角度を設定する工程において、前記光照射部から照射される光の照射角度は、前記検出チップが固定された状態での前記光照射部による光の照射角度の変更に伴って変化する前記反射光検出部での検出値に基づいて設定される、請求項8に記載の検出方法。
- 光の照射角度を設定する工程において、前記光照射部から照射される光の照射角度は、前記第1反射光と前記第2反射光とが略平行となるように設定される、請求項1〜9のいずれか一項に記載の検出方法。
- 光の照射角度を設定する工程において、前記光照射部から照射される光の照射角度は、以下の式(1)を満たすように設定される、請求項1〜10のいずれか一項に記載の検出方法。
sin(θa−θi−3°)<n1cosθb<sin(θa−θi+3°) (1)
[式(1)において、θiは前記第2面の法線に対する前記誘電体部材への入射前の前記光照射部から照射される光の照射角度であり、θaは前記第2面および前記第1面の二面角であり、θbは前記第2面および前記第3面の二面角であり、n1は前記誘電体部材の屈折率である] - 前記検出チップの位置情報を取得する工程において、前記反射光検出部での検出値が所定値以下のときに、前記光照射部から光の照射角度を調整して再度前記反射光検出部での検出を行うか、または、次の前記被検出物質を検出する工程において、前記反射光検出部での検出を停止する、請求項1〜11のいずれか一項に記載の検出方法。
- 前記反射光検出部は、複数の画素を有するエリアセンサーを有し、
前記検出チップの位置情報を取得する工程において、前記第1反射光および前記第2反射光が入射した前記エリアセンサーの受光面の全画素の合計検出値に基づいて、前記検出チップの位置情報を取得し、前記第1反射光および前記第2反射光が到達した前記受光面の画素の位置に基づいて、次の前記被検出物質を検出する工程において、前記検体光検出部での検出を行うか否かの判断を行う、
請求項1〜12のいずれか一項に記載の検出方法。 - 前記第2面の少なくとも一部には、金属膜が配置されており、
前記被検出物質を検出する工程では、前記光照射部は、光の照射角度を設定する工程において前記第1面に向けて照射した光の照射角度と異なる角度で、前記チップホルダーに保持された前記検出チップの前記金属膜に向けて光を照射し、前記検体光検出部は、前記光照射部から照射される光が前記誘電体部材内に入射し、前記金属膜に照射されて生じる表面プラズモン共鳴に起因する検体光を検出することで、前記被検出物質の存在またはその量を検出する、
請求項1〜13のいずれか一項に記載の検出方法。 - 前記金属膜の面のうち前記誘電体部材とは反対側の表面には、前記被検出物質を捕捉するための捕捉体が配置されており、
前記被検出物質を検出する工程では、前記光照射部から励起光が照射され、
前記検体光検出部は、前記励起光を前記金属膜に照射することで、前記被検出物質を標識した蛍光物質から放出された蛍光を検出する、
請求項14に記載の検出方法。 - 第1面、第2面および第3面を含み、光に対して透明な誘電体部材を有し、被検出物質が前記第2面の表面側に捕捉された検出チップを保持するためのチップホルダーと、
前記チップホルダーを移動させる移動ステージと、
前記チップホルダーに保持された前記検出チップの前記誘電体部材の前記第1面に向けて光を照射するとともに、前記第1面に対して照射される光の照射角度を変更する光照射部と、
前記光照射部から照射された光のうち前記誘電体部材による反射光を検出する反射光検出部と、
前記光照射部から光を照射することで、前記検出チップに捕捉された前記被検出物質の量に応じて発生する検体光を検出する検体光検出部と、
前記移動ステージ、前記光照射部、前記反射光検出部および前記検体光検出部を制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、
前記光照射部から照射された光のうち、前記第1面で反射した第1反射光と、前記光照射部から照射される光が前記第1面を透過し、前記第2面および前記第3面で順次反射した第2反射光とが前記反射光検出部に同時に検出されるように、前記光照射部に光の照射角度を設定させ、
前記検出チップの位置情報を取得するために、前記光照射部から出射する光の照射スポットが、前記第1面および前記第1面に隣接する他の面の境界上を通過するように、前記チップホルダーに保持された前記検出チップを前記移動ステージにより移動しつつ、光の照射角度を設定する工程において設定された照射角度にて前記光照射部から光を照射させる、
検出装置。
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