JP2019066203A - 表面プラズモン共鳴を利用した蛍光検出装置及びその作動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】分析チップの流路内において、ポンプを利用して検体溶液を往復させる場合に、測定結果の信頼性を確保することができる表面プラズモン共鳴を利用した蛍光検出装置及びその作動方法を提供する。【解決手段】分析チップ１０の流路１５には、反応領域１６が設けられている。ポンプ２２は、流路１５内で検体溶液ＳＬを往復させる。流路１５には、断面積が変化する部分がある。この部分を検体溶液ＳＬの気液界面ＢＳが通過すると圧力変動が生じる。制御部は、圧力変動を検知すると送液異常と判定して警告する。【選択図】図９

Description

本発明は、表面プラズモン共鳴を利用した蛍光検出装置及びその作動方法に関するものである。

バイオ測定等において、蛍光法を用いた蛍光検出装置が知られている（例えば特許文献１参照）。蛍光法は、被検物質と結合した蛍光標識に励起光を照射して、蛍光標識から生じる蛍光を検出して被検物質の分析を行う方法である。特許文献１に記載の蛍光検出装置は、表面プラズモン共鳴現象を利用して蛍光標識が発する蛍光を増強して被検物質の分析を行うものである。こうした蛍光検出装置は、表面プラズモン共鳴励起増強蛍光分光（ＳＰＦＳ：Surface Plasmon field-enhanced Fluorescence Spectroscopy）を用いた測定システムなどとも呼ばれる。

こうした蛍光検出装置には、被検物質を含む検体溶液が流れる流路を備えた分析チップが用いられる。分析チップは、被検物質を含む検体溶液が流れる流路と、流路内に配置され、被検物質と特異的に反応する抗体が固定され検体溶液が接触する反応領域と、反応領域が設けられる金属膜と、金属膜において反応領域がある表面に対して反対側の裏面と接する主面を有し、励起光に対して透明な誘電体とを有している。

流路の一端には検体溶液を注入する注入口が設けられる。注入口には検体溶液を注入するノズルが装着され、ノズルには、気体を介して検体溶液の吐出及び吸引を行うポンプが接続されている。

特許文献１に記載の蛍光検出装置では、ポンプで検体溶液の吐出及び吸引を繰り返すことにより、流路内で検体溶液を往復させている。検体溶液の往復は、反応領域に対して検体溶液を常時接触させた状態で行われる。反応領域に空気などの気体が接触すると反応量が低下する。反応領域に対して検体溶液を常時接触させた状態にすることで、反応量の低下が抑えられて、検体溶液が少量の場合でも、高精度に被検物質を検出することが可能になる。

特許５６４０９８０号公報

しかしながら、特許文献１に記載のように、流路内において検体溶液を往復させる場合、ポンプの吐出量及び吸引量を制御するだけでは、反応領域に対して検体溶液を常時接触させた状態にすることが難しい場合があった。というのも、検体溶液には、粘度などに個体差があり、その個体差が原因で、ポンプの吐出量及び吸引量を正確に制御しても、検体溶液が目標の位置まで到達しなかったり、反対に目標の位置を通り過ぎてしまう場合がある。例えば、検体溶液と空気との境界となる気液界面が反応領域を通過しないようにポンプだけで制御しようとしても、気液界面が反応領域を通過して、反応領域が空気にさらされてしまう事態が生じる場合があった。

ある検体溶液の検査において反応領域が空気にさらされてしまったり、別の検体溶液の検査では反応領域が空気にさらされなかったりというように測定条件にバラツキが生じると、測定結果の信頼性が低下するおそれもある。そのため、そのような事態が生じた場合には、送液異常として処理した方が好ましい場合もある。

本発明は、分析チップの流路内において、ポンプを利用して検体溶液を往復させる場合に、測定結果の信頼性を確保することができる表面プラズモン共鳴を利用した蛍光検出装置及びその作動方法を提供することを目的とする。

本発明の表面プラズモン共鳴を利用した蛍光検出装置は、被検物質を含む検体溶液が流れる流路であって、被検物質と特異的に反応する抗体が固定され検体溶液が接触する反応領域が配置された流路を有する分析チップを用い、被検物質と結合した蛍光標識から生じる蛍光を検出する表面プラズモン共鳴を利用した蛍光検出装置において、ポンプ、ポンプ制御部、気液界面検出センサ、送液異常判定部、及び警告部とを備えている。ポンプは、検体溶液の吐出と吸引を行って流路内において検体溶液を第１方向とその反対の第２方向に往復させる。ポンプ制御部は、ポンプの吐出量と吸引量とを制御するポンプ制御部であって、吐出量と吸引量の制御を通じて、検体溶液と反応領域とを接触させた状態で検体溶液を往復させる。気液界面検出センサは、流路内の予め設定された少なくとも１つの位置について、検体溶液と気体との界面である気液界面が通過したことの検出に用いられる。警告部は、気液界面検出センサの出力に基づいて、検体溶液の送液異常が生じたか否かを判定する送液異常判定部と、送液異常が生じたと判定した場合にその旨を警告する。

ポンプは、気体を介して検体溶液の吐出と吸引を行い、
ポンプ制御部は、気体の吐出量と吸引量とを制御することが好ましい。

ポンプ制御部は、検体溶液と反応領域とを常時接触させる状態で検体溶液を往復させることが好ましい。

少なくとも１つの位置は、第１方向及び第２方向のうち一方の方向を基準とした場合に、流路において反応領域よりも上流側に位置する第１位置と、反応領域よりも下流側に位置する第２位置と、反応領域内の第３位置のいずれかであることが好ましい。

流路は、第１位置及び第２位置の少なくとも一方の位置において、検体溶液の流れ方向に直交する断面の断面積が変化する断面積変化部を有しており、気液界面検出センサは、検体溶液が断面積変化部を通過する際に生じる流路内の圧力変動を検知するための圧力センサを含むことが好ましい。

圧力センサは、流路とポンプとの間の管路から分岐した分岐路に接続されることが好ましい。

気液界面検出センサは、第１位置、第２位置及び第３位置の少なくとも１つの位置を気液界面が通過したことを光学的に検出する光センサを含むことが好ましい。

光センサは、第１位置における気液界面の通過を検出する第１光センサと、第２位置における気液界面の通過を検出する第２光センサと、第３位置の通過を検出する第３光センサの少なくとも１つを含むことが好ましい。

蛍光を検出する測定部を、第１光センサ、第２光センサ及び第３光センサのうちの少なくとも１つとして兼用してもよい。

送液異常判定部は、気液界面検出センサの出力に基づいて、気液界面が、第１位置及び第２位置の少なくとも一方の位置を通過したことを検出した場合に、送液異常が生じたと判定することが好ましい。

送液異常判定部は、気液界面検出センサの出力に基づいて、気液界面が、第３位置を通過したことを検出した場合に、送液異常が生じたと判定することが好ましい。

気液界面検出センサが、第１位置及び第２位置の一方の位置を気液界面が反応領域に向かって通過したことを検出した時から、検体溶液の流れ方向が反転して、再び同じ位置を気液界面が通過したことを検出するまでの往復時間を計測するタイマを備えており、送液異常判定部は、往復時間が予め設定される予定時間を超えた場合に、送液異常が生じたと判定することが好ましい。

本発明の表面プラズモン共鳴を利用した蛍光検出装置は、被検物質を含む検体溶液が流れる流路であって、被検物質と特異的に反応する抗体が固定され検体溶液が接触する反応領域が配置された流路を有する分析チップを用い、被検物質と結合した蛍光標識から生じる蛍光を検出する表面プラズモン共鳴を利用した蛍光検出装置の作動方法において、ポンプ制御ステップ、気液界面検出ステップ、送液異常判定ステップ及び警告ステップを備える。ポンプ制御ステップは、検体溶液の吐出と吸引を行って流路内において検体溶液を第１方向とその反対の第２方向に往復させるポンプの吐出量と吸引量とを制御するポンプ制御ステップであって、吐出量と吸引量の制御を通じて、検体溶液と反応領域とを接触させた状態で検体溶液を往復させる。気液界面検出ステップは、流路内の予め設定された少なくとも１つの位置について、検体溶液と気体との界面である気液界面が通過したことを検出する。送液異常判定ステップは、気液界面の通過の検出に基づいて、検体溶液の送液異常が生じたか否かを判定する。警告ステップは、送液異常が生じたと判定した場合にその旨を警告する。

本発明によれば、分析チップの流路内において、ポンプを利用して検体溶液を往復させる場合に、測定結果の信頼性を確保することができる。

本発明の蛍光検出装置の外観図である。 蛍光検出装置のブロック図である。 蛍光検出装置に用いられる分析チップの一例を示す模式図である。 検体処理部によりノズルチップを用いて検体が検体容器から抽出される様子を示す模式図である。 検体処理部によりノズルチップ内の検体が試薬セルに注入・撹拌される様子を示す模式図である。 流路と測定部の位置関係及び測定部の移動方法を示す説明図である。 測定部を用いた蛍光検出の概要を説明する説明図である。 励起光の入射角とプラズモン増強度の説明図である。 流路内を流れる検体溶液の気液界面を検出する構成の説明図である。 測定処理の手順を示すフローチャートである。 送液異常が検出されない正常パターンの流路内の検体溶液の状態遷移を示す説明図である。図１１Ａは検体溶液を注入直後の状態を示し、図１１Ｂはポンプが吸引している状態を示し、図１１Ｃはポンプが吐出している状態を示している。 送液異常が検出される異常パターンの流路内の検体溶液の状態遷移を示す説明図である。図１２Ａは検体溶液を注入直後の状態を示し、図１２Ｂはポンプが吸引している状態を示し、図１２Ｃはポンプが吐出している状態を示している。 気液界面検出センサとして光センサを使用する第２実施形態の説明図である。図１３Ａはポンプが吐出している状態を示し、図１３Ｂはポンプが吸引している状態を示している。 第２実施形態の変形例を示す説明図である。 測定部を光センサとして使用する例を示す説明図である。図１５Ａはポンプが吐出している状態を示し、図１５Ｂはポンプが吸引している状態を示している。 検体溶液の往復時間で送液異常を判定する例の説明図である。図１６Ａはポンプが吸引している状態を示し、図１６Ｂはさらに吸引している状態を示し、図１６Ｃはポンプが吐出している状態を示している。

［第１実施形態］
図１に示す蛍光検出装置１００は、表面プラズモン共鳴を利用した蛍光検出装置１００であり、より具体的には、抗原抗体反応などによる生体物質の検査を含む分析に用いられる装置である。

蛍光検出装置１００を用いて分析を行う際、図１に示す検体が収容された検体容器ＣＢと、検体および試薬を抽出する際に用いられるノズルチップＮＣと、試薬セルおよびマイクロ流路が形成された分析チップ１０が蛍光検出装置１００にセットされる。なお、検体容器ＣＢ、ノズルチップＮＣおよび分析チップ１０はいずれも一度使用したら破棄される使い捨てのものである。そして、蛍光検出装置１００は検体を分析チップ１０の流路１５に注入して検体内の被検物質について定量的もしくは定性的な分析を行う。

検体は、例えば血液であり、より具体的には、血清、血漿、又は全血である。なお、検体は血液以外でもよく、尿、鼻孔液、唾液、便、体腔液などでもよい。検体中に含有される被検物質としては、例えば、核酸、蛋白質、アミノ酸、糖質、脂質、またはこれらの修飾分子、複合体などである。複合体としては、例えば、腫瘍マーカー、シグナル伝達物質、ホルモンなどでもよい。

図２に示すように、蛍光検出装置１００は、装着部１０１、検体処理部２０、測定部３０、制御部４０等を備えている。装着部１０１には、分析チップ１０が装着される。検体処理部２０は、ノズルチップＮＣを用いて検体容器ＣＢ（図１参照）内から検体を抽出し、抽出した検体を試薬と混合撹拌した検体溶液を生成する。また、検体処理部２０は、生成した検体溶液を分析チップ１０に注入する。

検体処理部２０は、具体的には、ノズル移動機構２１、ポンプ２２、圧力計２３などを備えている。ノズル移動機構２１は、ノズルチップＮＣを上下方向及び左右方向に移動するための機構である。ポンプ２２は、ノズルチップＮＣと配管２６を介して接続され、気体を介して検体等の液体の吐出と吸引を行う。配管２６は分岐しており、分岐路には、圧力計２３が接続される。圧力計２３は、配管２６内の圧力を計測する。

測定部３０は、分析チップ１０における、検体内の被検物質の反応状況を測定することで、被検物質の検体内の濃度などを測定する。測定部３０は、光照射部３１、入射角調整機構３３、蛍光検出部３２等を備えている。

光照射部３１は、分析チップ１０に励起光Ｌを照射する。光照射部３１は、励起光Ｌを照射する。入射角調整機構３３は、分析チップ１０に照射する励起光Ｌの入射角を調整する。蛍光検出部３２は、分析チップ１０において励起光Ｌによって励起された蛍光標識が発する蛍光を検出して蛍光検出信号を制御部４０に出力する。蛍光検出部３２は、フォトダイオード、フォトマルチプライヤ、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサ、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor Image Sensor）イメージセンサなどで構成される。

測定部移動機構３６は、測定部３０を移動させる移動機構である。後述するように、分析チップ１０には、測定対象となる領域が複数設けられており、測定部移動機構３６は、分析チップ１０の複数の領域の測定が可能なように、測定部３０を分析チップ１０に対して移動する。

制御部４０は、蛍光検出装置１００の各部を統括的に制御する。制御部４０には、操作部５１、及び表示部５２が接続されている。また、制御部４０には、各種の計時を行うタイマが内蔵されている。操作部５１は、ボタンや十字キーなどで構成されており、制御部４０に対して、測定開始指示などの操作指示を入力する。また、検体に係る患者情報などの入力も操作部５１を通じて行われる。表示部５２は、例えば、液晶パネルなどで構成されており、測定結果、動作状態を表すステータス、警告などのメッセージを表示する。

制御部４０は、操作部５１からの測定開始指示に従って、検体処理部２０を制御して、検体溶液を分析チップ１０に注入する。そして、測定部移動機構３６や測定部３０を作動させて測定を行う。測定において、制御部４０は、蛍光検出部３２から取得する蛍光検出信号に基づいて、データ分析を行い、分析結果を含む測定結果を表示部５２に出力する。

図３は分析チップ１０の一例を示す模式図である。分析チップ１０は、光透過性の樹脂等の誘電体で形成された本体１１に、注入口１２、排出口１３、試料セル１４Ａ、１４Ｂ、流路１５が形成された構造を有している。注入口１２は流路１５を介して排出口１３に連通している。注入口１２にはノズルチップＮＣが差し込まれる。検体処理部２０は、ノズルチップＮＣを介して検体溶液を流路１５に注入する。試料セル１４Ａ、１４Ｂは検体容器ＣＢ内の検体に混合する蛍光試薬を収容する容器である。蛍光試薬は、例えばｐＨ調整のために、検体内のタンパクなどに吸着しターゲットを乖離させるなどの前処理を行う。なお、試料セル１４Ａ、１４Ｂの開口部はシール部材により封止されており、検体と蛍光試薬とを混合する際にシール部材が穿孔されるようになっている。

また、流路１５内には検体内の被検物質を検出するための反応領域１６が設けられている。反応領域１６には、テスト領域ＴＲおよびコントロール領域ＣＲが形成されている。流路１５において、注入口１２がある側を反応領域１６の上流側とした場合、コントロール領域ＣＲは、テスト領域ＴＲの下流側に設けられている。

テスト領域ＴＲ上には第１抗体が固定されており、いわゆるサンドイッチ方式により標識化された抗体を捕捉する。また、コントロール領域ＣＲには参照抗体が固定されており、コントロール領域ＣＲ上に検体溶液が流れることにより参照抗体が蛍光物質を捕捉する。なお、コントロール領域ＣＲは２つ形成されており、非特異吸着を検出するためのいわゆるネガ型のコントロール領域ＣＲと、検体差による反応性の違いを検出するためのいわゆるポジ型のコントロール領域ＣＲとが形成されている。

そして、測定開始が指示された際、検体処理部２０は図４に示すようにノズルチップＮＣを用いて検体容器ＣＢから検体を吸引する。その後、検体処理部２０は図５に示すように試料セル１４Ａのシール部材を穿孔し試料セル１４Ａ内の試薬に検体を混合及び撹拌させた後、検体溶液を再びノズルチップＮＣを用いて吸引する。この動作を試料セル１４Ｂについても同様に行う。試薬は、第２抗体Ｂ２が蛍光標識Ｆによって標識されたものである。第２抗体Ｂ２は、検体内に存在する被検物質（抗原）Ａに特異的に結合する。そのため、検体と試薬を混合及び撹拌することにより、第２抗体Ｂ２と被検物質（抗原）Ａとの結合により、第２抗体Ｂ２及び蛍光標識Ｆが、被検物質（抗原）Ａの表面に修飾された検体溶液が生成される。

そして、検体処理部２０は、検体溶液を収容したノズルチップＮＣを注入口１２に差し込む。そして、ポンプ２２を作動させてノズルチップＮＣから検体溶液を吐出する吐出動作を行うことにより、ノズルチップＮＣ内の検体溶液を流路１５に注入する。上述したとおり、この注入口１２からの吐出動作に同期して、排出口１３から大気を吸引してもよい。こうすれば、流路１５内によりスムーズに検体溶液を注入することができる。

なお、検体処理部２０が検体と試薬とを混合した検体溶液を流路１５内に供給する場合について例示しているが、流路１５内に予め試薬を充填させておき、検体処理部２０が注入口１２から検体のみを流入させるようにしてもよい。

図６は、分析チップ１０のテスト領域ＴＲおよびコントロール領域ＣＲと、分析チップ１０に対して測定部３０が移動する様子を示す説明図である。テスト領域ＴＲおよび２つのコントロール領域ＣＲは、流路１５における検体溶液の流れ方向（Ｘ方向）に沿って配置されている。本体１１には、テスト領域ＴＲおよび２つのコントロール領域ＣＲに対応して、励起光Ｌが入射する入射面を有するプリズム１１Ａが設けられている。

測定部３０において、光照射部３１は、装着部１０１に分析チップ１０が装着された場合に、分析チップ１０のプリズム１１Ａの入射面と対向する位置に配置される。一方、蛍光検出部３２は、分析チップ１０の流路１５の上方において、テスト領域ＴＲやコントロール領域ＣＲと対向する位置に配置され、各領域ＴＲ、ＣＲからの蛍光を検出可能な位置に配置されている。

測定部移動機構３６は、光照射部３１および蛍光検出部３２を、流路１５の流れ方向（Ｘ方向）、すなわち、テスト領域ＴＲ及びコントロール領域ＣＲの配列方向に沿って直線的に移動させる。これにより、測定部３０は、テスト領域ＴＲおよび２つのコントロール領域ＣＲの各領域のそれぞれと対向する位置に選択的に移動して、各領域の反応状況を測定することが可能となる。

図７は、分析チップ１０の反応領域１６と、光照射部３１及び蛍光検出部３２との関係を、Ｘ方向から見た説明図である。なお、図７においてはテスト領域ＴＲに着目して説明するが、コントロール領域ＣＲについても同様である。分析チップ１０の本体１１は、誘電体プレート１７を有している。誘電体プレート１７は、表側の面１７Ａが流路１５の底面を構成し、裏側の面１７Ｂにプリズム１１Ａが設けられる。テスト領域ＴＲ、コントロール領域ＣＲを構成する金属膜１８が形成される。金属膜１８の材料は、本例では金である。誘電体プレート１７とプリズム１１Ａは一体に成形されており、プリズム１１Ａも誘電体である。

誘電体プレート１７において、表側の面１７Ａは、金属膜１８において反応領域に相当するテスト領域ＴＲが設けられる表面とは反対側の裏面と接する主面に相当する。

光照射部３１は、金属膜１８の裏面と接する誘電体プレート１７の表側の面１７Ａの裏側から、プリズム１１Ａを介して励起光Ｌを面１７Ａに入射させる。面１７Ａに対する光軸の入射角θは、全反射条件を満足する臨界角以上の角度である。これにより、励起光Ｌがテスト領域ＴＲやコントロール領域ＣＲの金属膜１８の裏面に照射される。光照射部３１は、例えば、励起光Ｌを発する光源であるＬＤ（Laser Diode）と、励起光Ｌを反射する反射ミラーなどで構成される。反射ミラーは回転移動が可能であり、光照射部３１は、反射ミラーを回転移動させることで、励起光Ｌの入射角θを変化させることが可能である。入射角調整機構３３は、レンズを併用するなどして反射ミラーを回転移動させることで、金属膜１８の裏面における励起光Ｌの照射位置は変えずに、励起光Ｌの入射角を調整する。

光照射部３１により励起光Ｌが金属膜１８の裏面に対して臨界角以上の特定の入射角で入射されることにより、金属膜１８上にエバネッセント波Ｅｗが滲み出し、このエバネッセント波Ｅｗによって金属膜１８の表面に表面プラズモンが励起される。この表面プラズモンにより金属膜１８表面に電界分布が生じ、電場増強領域が形成される。すると、金属膜１８上に固着された第１抗体Ｂ１と結合した蛍光標識Ｆはエバネッセント波Ｅｗにより励起され増強された蛍光Ｌｆを発生する。蛍光検出部３２は、増強された蛍光Ｌｆを受光して、受光した蛍光Ｌｆの光量に応じた蛍光検出信号を出力する。

ここで、表面プラズモン共鳴が生じて、増強された蛍光Ｌｆが極大となる特定の入射角θを共鳴角と呼ぶ。共鳴角は、金属膜１８の表面に接触する検体溶液ＳＬの種類等によって変化する。そのため、入射角調整機構３３によって励起光Ｌの入射角θが調整される。

図８は、検体として血漿を使用した場合の蛍光Ｌｆのプラズモン増強度と、励起光Ｌの反射光ＲＬの反射率のそれぞれについて、入射角θとの関係を示す。図８のプロファイルは、励起光Ｌの波長が６５８ｎｍ、金属膜１８の厚みが３６ｎｍ、金属膜１８の材料が金、かつプリズム１１Ａの材料がＰＭＭＡ（polymethyl methacrylate）の場合の例である。ここで、プラズモン増強度とは、増強が無い場合の蛍光Ｌｆの光量を基準値として、その基準値に対して増強後の蛍光Ｌｆの光量が何倍になっているかを示す指標である。プラズモン増強度は、蛍光検出部３２が検出する蛍光Ｌｆの光量は比例関係にあり、図８において、縦軸を蛍光Ｌｆの光量としても、入射角θとの関係は同じようなプロファイルとなる。

図８において、蛍光Ｌｆのプラズモン増強度がピーク値を示して極大となる入射角θが共鳴角として特定される。図８に示す例では、共鳴角は７３．６度である。励起光Ｌは、プラズモン増強にエネルギが消費されるため、蛍光Ｌｆのプラズモン増強度とは反対に、励起光Ｌの反射光ＲＬは共鳴角付近において大きく減衰し、反射率は極小値を示す。入射角調整によって、図８に示すような、蛍光Ｌｆのプラズモン増強度が極大値を示す共鳴角が特定される。

図９は、検体溶液ＳＬを流路１５に注入して、検体溶液ＳＬと反応領域１６とを接触させる様子を示す。蛍光検出装置１００において、制御部４０は、検体溶液ＳＬを流路１５に注入した後も、ノズルチップＮＣを注入口１２に挿入した状態で、ポンプ２２を作動させる。制御部４０は、ポンプ２２を作動させることにより、流路１５内において検体溶液ＳＬを第１方向とその反対の第２方向に往復させる。上述したとおり検体溶液ＳＬの注入や往復をさせる場合に、排出口１３側にもポンプを接続して、ポンプ２２に同期して吸引や吐出を行うようにしてもよい。

ここで、第１方向は、流路１５内において、検体溶液ＳＬが注入口１２側から排出口１３側に向かって流れる方向であり、第２方向はその反対の方向とする。

制御部４０は、ポンプ２２の気体の吐出量と吸引量とを制御するポンプ制御部である。検体溶液ＳＬの往復は具体的には、制御部４０が、ポンプ２２の気体の吐出量と吸引量とを制御を通じて、検体溶液ＳＬと反応領域１６とを常時接触させた状態で検体溶液ＳＬを第１方向と第２方向に流して流路１５内を往復させる。すなわち、制御部４０は、検体溶液ＳＬが反応領域１６と常時接触した状態で流路１５内を往復するように、ポンプ２２の気体の吐出量と吸引量とを制御する。

この往復に際して、検体溶液ＳＬと反応領域１６とを常時接触させた状態にする理由は、測定結果に影響する測定条件のバラツキを防止するためである。すなわち、検体溶液ＳＬの往復に際して、検体溶液ＳＬの先端や後端、すなわち大気との界面である気液界面が反応領域１６を通過すると、反応領域１６が空気にさらされてしまう。例えば、ある検体溶液ＳＬの検査において反応領域１６が空気にさらされてしまったり、別の検体溶液ＳＬの検査では反応領域１６が空気にさらされなかったりというように測定条件にバラツキが生じると、検体内の被検物質（抗原）Ａと第２抗体Ｂ２の結合量（反応量）にも影響する。測定条件のバラツキに起因して反応量が変化すると、測定結果の信頼性が低下するおそれもある。そのような事態が生じた場合には、送液異常として処理した方が好ましい場合もある。

そのため、制御部４０は、ポンプ２２の気体の吐出量と吸引量とを制御して、検体溶液ＳＬの往復の際に、検体溶液ＳＬの気液界面ＢＳが反応領域１６を通過しないようにしている。しかしながら、ポンプ２２の制御のみでは、検体溶液ＳＬの気液界面ＢＳが反応領域１６を通過することを確実に防止するには、不十分な場合があった。というのも、検体溶液ＳＬには、粘度差など個体差がある。こうした個体差があると、ポンプ２２の吐出量と吸引量が同じでも、検体溶液ＳＬの気液界面ＢＳが目標位置よりも先に進んでしまったり、目標位置に達しないといったことが生じる場合があった。

そこで、制御部４０は、流路１５内の予め設定された少なくとも１つの位置について、検体溶液ＳＬと気液界面ＢＳが通過したことを検出して、反応領域１６が空気にさらされてしまうような、検体溶液ＳＬの送液異常が生じたか否かを判定する。本例においては、圧力計２３を用いて、所定位置の気液界面ＢＳの通過が検出される。

図９に示すように、流路１５は、反応領域１６が設けられる区間を含む一定の区間が他の区間と比較して狭くなっており、具体的には、反応領域１６を含む一定の区間において、検体溶液ＳＬの流れ方向（Ｘ方向）に直交する断面の断面積Ｓ１が、その両端の断面積Ｓ２よりも小さい。ここで、断面積が変化する断面積変化部１５Ａ、１５Ｂを、それぞれ第１位置及び第２位置とする。第１位置は、第１方向を基準とした場合に、流路１５において反応領域１６よりも上流側に位置する位置であり、第２位置は、反応領域１６よりも下流側に位置する位置である。本例において、第１及び第２位置は、送液異常を判定する際に、気液界面の通過したことを検出する検出位置として、流路１５内に予め設定された少なくとも１つの位置に相当する。

流路１５において、検体溶液ＳＬの先端や後端に位置する気液界面ＢＳが、断面積変化部１５Ａ、１５Ｂを通過すると、通過の際に流路１５内には圧力変動が生じる。上述したとおり、流路１５からポンプ２２までの間の配管２６の分岐路には圧力計２３が接続されている。圧力計２３は、こうした流路１５内の圧力変動を検知するための圧力センサに相当する。

検体溶液ＳＬの気液界面ＢＳが断面積変化部１５Ａ、１５Ｂを通過する際の圧力変動は、通過時に急激に圧力が上昇して、通過後には直ちに下降するというように、スパイク状の圧力変動として現れる。検体溶液ＳＬが流路１５を流れる場合や流れる方向が反転する場合にも多少の圧力変化は生じるが、気液界面ＢＳが断面積変化部１５Ａ、１５Ｂを通過する際のスパイク状の圧力変動は生じない。

制御部４０は、圧力計２３が計測した圧力値をリアルタイムで取得する。制御部４０は、圧力計２３が出力する圧力値をモニタして、スパイク状の圧力変動が生じた場合には、気液界面ＢＳが第１位置又は第２位置を通過したことを検出する。このように、制御部４０は、圧力計２３の出力である圧力値に基づいて、検体溶液ＳＬの送液異常が生じたか否かを判定する。すなわち、制御部４０は、送液異常判定部として機能する。そして、圧力計２３は、気液界面ＢＳが第１位置又は第２位置を通過したことの検出に用いられる気液界面検出センサに相当する。

また、制御部４０は、検体溶液ＳＬを往復させている間に、送液異常が生じたと判定した場合にその旨を警告する警告部として機能する。具体的には、気液界面ＢＳが第１位置又は第２位置を通過する送液異常が生じた旨を表すメッセージを表示部５２に表示する。なお、警告は音声で行ってもよい。

以下、上記構成による作用について、図１０に示すフローチャート、図１１及び図１２に示す往復動作中の検体溶液ＳＬの状態遷移図を参照しながら説明する。図１１は、送液異常と判定されない正常パターンの例を示し、図１２は、送液異常と判定される異常パターンの例を示す。

蛍光検出装置１００を用いて分析を行う際は、まず、ステップ（Ｓ）１００１が実行されて、分析チップ１０及び検体が収容された検体容器ＣＢが蛍光検出装置１００にセットされる。分析チップ１０は、装着部１０１に装着される。

次に、操作部５１を通じて、例えば、患者情報などの検体情報が入力され、制御部４０は、入力された検体情報を受け付ける（Ｓ１００２）。制御部４０は、操作部５１からの測定開始指示の入力を待機する（Ｓ１００３）。測定開始指示が入力されると（Ｓ１００３でＹ）、制御部４０は、検体処理部２０の作動を開始させる。検体処理部２０は、図４に示したように、ノズルチップＮＣで検体容器ＣＢから検体を吸引する。そして、図５に示したように、吸引した検体をノズルチップＮＣから試料セル１４Ａに注入して、第２抗体Ｂ２と蛍光標識Ｆとを含む蛍光試薬と検体溶液ＳＬを混合して、検体溶液ＳＬを生成する。

そして、検体処理部２０は、ノズルチップＮＣの先端を分析チップ１０の注入口１２に差し込み、生成した検体溶液ＳＬを流路１５に注入する（Ｓ１００４）。検体溶液ＳＬを流路１５に注入後、検体処理部２０は、ポンプ２２を作動させて、検体溶液ＳＬの往復動作を開始する（Ｓ１００５）。制御部４０は、往復動作を開始するとタイマを作動させて計時を開始する。そして、制御部４０は、圧力計２３からの圧力値に基づいて、検体溶液ＳＬの気液界面ＢＳが第１位置又は第２位置を通過した否かの監視を開始する（Ｓ１００６）。

ここで、送液異常が生じない場合は、図１１に示すように検体溶液ＳＬの往復動作が行われる。図１１Ａは、検体溶液ＳＬが流路１５に注入されて、ポンプ２２の吐出動作により、検体溶液ＳＬが反応領域１６の上流側から下流側まで流れて、第２位置を通過して、さらに、排出口１３の近くまで到達している状態を示す。

図１１Ａにおいて、圧力計２３が出力する圧力値の時間変化を示すグラフは、気液界面ＢＳが図１１Ａに示す状態になった後の時間変化を示し、検体溶液ＳＬの流路１５への注入時の圧力値は示されていない。この状態では、圧力値は安定しており、スパイク状の圧力変動は生じない。

図１１Ａに示す状態から、ポンプ２２の吸引動作が行われると、検体溶液ＳＬがノズルチップＮＣに吸引されて、検体溶液ＳＬが第２方向に流れる。これにより、排出口１３の近くにあった気液界面ＢＳは、第２位置に近づく。図１１Ｃに示すように、気液界面ＢＳが第２位置に到達する前に、ポンプ２２が吐出動作を開始して、検体溶液ＳＬの流れる方向が第１方向に反転すると、再び気液界面ＢＳは、排出口１３に向かう。図１１に示すように、検体溶液ＳＬが往復している限りは、気液界面ＢＳが第２位置や第１位置を通過することがない。

この場合、図１１Ｂ及び図１１Ｃの圧力値のグラフが示すように、スパイク状の圧力変動は生じない。したがって、制御部４０は、図１０において、気液界面ＢＳが第１位置又は第２位置を通過していないと判定して（Ｓ１００６でＮ）、Ｓ１００７に進む。Ｓ１００７において、往復動作が開始されてから所定時間経過していない場合は、再びステップＳ１００６に復帰する。

一方、図１２に示すパターンでは、制御部４０は、エラー処理を行う（Ｓ１００８）。図１２において、図１２Ａに示す状態は、図１１Ａと同じである。この状態から、図１２Ｂに示すように、ポンプ２２が吸引動作を開始すると、検体溶液ＳＬは第２方向に流れる。例えば、図１１の場合と比較して、図１２の場合の検体溶液ＳＬの粘度が低いと、ポンプ２２の吸引量が同じでも、検体溶液ＳＬの気液界面ＢＳは、図１２Ｂに示すように、第２位置を超えて、反応領域１６に近づく。あるいは、反応領域１６や、反応領域１６を超えて第１位置に到達する。

そして、図１２Ｃに示すように、ポンプ２２の動作を吐出動作に切り替えると、検体溶液ＳＬの流れる方向が第２方向から第１方向に反転して、再び、気液界面ＢＳが第１位置を通過して、排出口１３に向かう。

この場合、図１２Ｂの圧力値のグラフが示すように、スパイク状の圧力変動が生じる。図１０において、制御部４０は、圧力計２３からの圧力値に基づいて、こうしたスパイク状の圧力変動を検知すると、気液界面ＢＳが第１位置又は第２位置を通過したと判定する（Ｓ１００６でＹ）。この場合、制御部４０は、送液異常が生じたと判定して、Ｓ１００８のエラー処理に進む。Ｓ１００８において、制御部４０は、送液異常が生じた旨のメッセージを表示部５２に出力して、警告する。そして、制御部４０は、こうした送液異常が生じた場合には、検査間における測定条件のバラツキの原因となるため、測定を中止する。

また、制御部４０は、送液異常が生じずに、所定時間が経過した場合（Ｓ１００７でＹ）、検体溶液ＳＬの往復動作を終了する（Ｓ１００９）。このように反応領域１６に対して検体溶液ＳＬを往復させることにより、少量の検体溶液ＳＬで、被検物質（抗原）Ａと第１抗体Ｂ１の反応量を多くすることができる。

制御部４０は、検体溶液ＳＬの往復動作を終了後、光照射部３１の入射角を調整する（Ｓ１０１０）。制御部４０は、光照射部３１の入射角θを、予め設定された基準角に合わせる。そして、光照射部３１から励起光Ｌを照射した状態で、基準角を基準として入射角θをプラス方向とマイナス方向に所定範囲内で変化させる。この間、蛍光検出部３２は、反応量に応じた蛍光を検出する。制御部４０は、蛍光検出部３２で検出した蛍光検出信号に基づいて、プラズモン増強度が極大となる共鳴角を特定する。

入射角調整（Ｓ１０１０）が終了した後、測定が行われる（Ｓ１０１１）。光照射部３１は、特定した共鳴角で励起光Ｌを所定時間照射して、その間、蛍光検出部３２は、蛍光を検出する。こうした蛍光の検出が、測定部３０を移動させながら、テスト領域ＴＲとコントロール領域ＣＲについて行われる。

制御部４０は、テスト領域ＴＲ及びコントロール領域ＣＲのそれぞれで、蛍光検出部３２が検出した蛍光検出信号を分析する。そして、被検物質（抗原）Ａと第２抗体Ｂ２の反応量を算出して、被検物質（抗原）Ａの検体内の濃度を測定して、これを測定結果として出力する（Ｓ１０１２）。測定結果は、表示部５２に表示される他、メモリにデータとして記録される。また、測定結果をプリント出力してもよい。

以上説明したように、本例では、測定条件のバラツキの原因となる送液異常が生じた場合に警告するので、送液異常が生じたことをユーザに報知することができる。これにより、測定条件のバラツキが生じる測定結果は評価の対象から排除されるため、複数の検査間で測定条件を揃えることが可能になり、結果として、測定結果の信頼性が確保される。

また、本例では、気液界面検出センサとして、圧力計２３（圧力センサ）を利用している。流路１５を有する分析チップ１０を利用する蛍光検出装置１００には、圧力計２３は、標準的に用いられる装備である。本例では、こうした標準的な装備を用いて気液界面を検出できるため、コストの増加を抑制することができる。

［変形例１−１］
上記例においては、送液異常の判定に際して、気液界面ＢＳが第１位置又は第２位置を１回でも通過した場合には送液異常と判定しているが、通過回数が予め設定された回数を超えた場合に送液異常と判定してもよい。つまり、予め設定された回数までは、気液界面ＢＳが第１位置又は第２位置を通過することを許容してもよい。

［変形例１−２］
上記例においては、送液異常が生じた旨の警告を行って、かつ、測定も中止しているが、警告を行うのみで、測定は中止しなくてもよい。この場合には、測定結果の中に、送液異常が生じた旨の記録を含めることが好ましい。こうすれば、測定自体は行われるものの、ユーザは、送液異常が生じた結果を見て、その測定結果を評価の対象から除外したり、あるいは送液異常が生じたことを加味した上で測定結果を評価することができる。

［第２実施形態］
図１３に示す第２実施形態は、気液界面検出センサとして、第１位置又は第２位置を気液界面ＢＳが通過したことを光学的に検出する光センサ６１を用いる例である。その他の構成や処理手順は第１実施形態と同様であるので、同じ構成要素には同じ符号を付して説明を省略する。

図１３に示すように、第１位置及び第２位置には、それぞれ光センサ６１が配置されている。光センサ６１は、例えば、発光部６１Ａと受光部６１Ｂで構成される透過型である。発光部６１Ａと受光部６１Ｂは、流路１５を挟んで、対向する位置に配置されている。発光部６１Ａは例えばフォトダイオードであり、受光部６１Ｂは例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）である。光センサ６１は、制御部４０に接続されており、制御部４０によって動作が制御される。制御部４０は、光センサ６１の出力（光量信号）を受信して、その光量信号に基づいて送液異常を判定する。

流路１５内に検体溶液ＳＬがある場合と無い場合では、発光部６１Ａが発光する光が流路１５を透過する光量Ｉが変化する。これは、空気と検体溶液ＳＬでは屈折率が異なることに起因する。検体溶液ＳＬがある場合と無い場合とでどちらの透過光量が大きくなるかは、流路１５を構成する透明材料の屈折率と、検体溶液ＳＬまたは空気の屈折率との間の屈折率差の大小に応じて決まる。本例では、流路１５に検体溶液ＳＬがある場合の方が無い場合よりも光量Ｉが大きくなる例で説明する。

また、第２実施形態においては、光センサ６１が配置される第１位置又は第２位置は、流路１５の断面積が変化する部分から反応領域１６に近づいた位置に設定される。光センサ６１を用いる場合には、第１実施形態のように、断面積変化部１５Ａ、１５Ｂ（図９参照）を第１位置や第２位置に設定すると、光の散乱が大きくなるため、第１位置や第２位置を設定する位置としては、断面積変化部１５Ａ、１５Ｂ（図９参照）を避けた方が好ましい。

図１３Ａは、光センサ６１が配置される第１位置又は第２位置において検体溶液ＳＬがある場合を示す。図１３Ｂは、図１３Ａの状態から、検体溶液ＳＬが第２方向に流れて、第２位置を通過した状態を示す。図１３Ｂにおいては、光センサ６１が配置される第２位置を気液界面ＢＳが通過しているため、第２位置において検体溶液ＳＬが無い。そのため、図１３Ｂのグラフに示すように、第２位置の受光部６１Ｂが検出する光量Ｉは、図１３Ａと比較して、低下する。制御部４０は、こうした光量信号の変化に基づいて、気液界面ＢＳが第１位置又は第２位置を通過したか否かを判定する。

また、第２実施形態においては、気液界面ＢＳを通過したことを検出する検出位置を、第１位置及び第２位置の２つの位置としているが、検出位置としては、第１位置及び第２位置に加えて、反応領域１６内の第３位置を設けてもよい。この場合は、反応領域１６内の金属膜１８が設けられていない位置、具体的には、テスト領域ＴＲやコントロール領域ＣＲの間に第３位置を設定して、この第３位置に光センサ６１を配置する。このように第３位置に光センサ６１を配置することで、第１位置、第２位置、第３位置のそれぞれの位置を気液界面ＢＳが通過したことを検出できるようにしてもよい。検出位置が多いほど、気液界面ＢＳの通過の検出精度が向上する。

また、第１位置、第２位置、及び第３位置の３つの位置のうちの少なくとも１つの位置を検出位置としてもよい。

［変形例２−１］
上記例では、排出口１３側の気液界面ＢＳの通過を検出する例で説明したが、図１４に示すように、注入口１２側の気液界面ＢＳの通過を検出してもよい。また、注入口１２に近い気液界面ＢＳと注入口１２に近い気液界面ＢＳの両方の通過を検出してもよい。

［変形例２−２］
また、図１５に示すように、反応領域１６内の第３位置を気液界面ＢＳが通過したか否かを検出する光センサとして、測定部３０を兼用させてもよい。なお、測定部３０を使用する場合は、流路１５内の透過光量を検出するのではなく、テスト領域ＴＲやコントロール領域ＣＲを構成する金属膜１８上の蛍光標識Ｆが発する蛍光を検出する。そのため、測定部３０を光センサとして兼用できる前提としては、気液界面ＢＳが反応領域１６にある場合と無い場合とで、蛍光検出部３２が検出する蛍光Ｌｆの光量が変化することが必要である。測定部３０を光学センサとして用いることで、専用の光学センサを用いることなく、反応領域１６内の第３位置での検出が可能となる。

また、測定部３０を、反応領域１６内の第３位置における気液界面ＢＳの通過を検出する第３光センサとして兼用させるだけでなく、反応領域１６外の第１位置又は第２位置における気液界面ＢＳの通過を検出する光センサとして兼用してもよい。この場合には、反応領域１６外の第１位置又は第２位置においても、測定部３０が蛍光を検出できるように第１位置又は第２位置においても金属膜１８を設けて、気液界面ＢＳの通過を検出するためのダミー領域を設ける必要がある。

［その他］
なお、図１５の例では、光センサ６１と測定部３０とを組み合わせているが、光センサ６１を設けずに、測定部３０のみを用いて、気液界面ＢＳの通過を検出してもよい。

また、光センサ６１を使用する場合は、流路１５内であれば、検出位置となる第１位置又は第２位置はどこに設定してもよい。例えば、流路１５において反応領域１６の近くの断面積が狭小な区間に設けた例で説明したが、断面積が相対的に広い区間において、より注入口１２や排出口１３の近くに第１位置や第２位置を設定してもよい。このように、光センサ６１を使用する場合は、圧力計２３を使用する場合と比べて、配置の自由度が高いというメリットがある。

［第３実施形態］
図１６に示す第３実施形態は、１つの光センサ６１とタイマとを組み合わせて、送液異常を検出する形態である。タイマは、例えば制御部４０に内蔵されているタイマが使用される。第３実施形態においては、光センサ６１は、例えば排出口１３の近傍に設定した第２位置に設けられる。

第３実施形態においては、制御部４０は、まず、図１６Ａに示すように、検体溶液ＳＬが第２方向に流れて、第２位置を気液界面ＢＳが反応領域１６に向かって通過したことを検出する。そして、制御部４０は、第２位置を気液界面ＢＳが通過した時から内蔵タイマの計時を開始し、図１６Ｂに示すように、検体溶液ＳＬが第２方向に流れて、その後、図１６Ｃに示すように、検体溶液ＳＬの流れ方向が第１方向に反転して、再び同じ第２位置を気液界面ＢＳが通過したことを検出するまでの往復時間を計測する。

制御部４０は、計測した往復時間が予め設定される予定時間を超えた場合に、送液異常が生じたと判定する。例えば、図１６Ｂにおいて、検体溶液ＳＬが第２方向に流れている場合に、気液界面ＢＳが反応領域１６を超えて注入口１２近くまで到達して、そこから流れ方向が第１方向に反転して図１６Ｃに示す位置に復帰するまでの往復時間と、気液界面ＢＳが反応領域１６の手前で流れ方向が反転して図１６Ｃに示す位置に復帰するまでの往復時間とを比較する。この場合、注入口１２近くまで到達した方が往復時間は多くかかると考えられる。そのため、往復時間が予定時間を超えた場合は、制御部４０は、送液異常が生じたと判定して、警告する。

このように、所定の検出位置を通過した後、同じ検出位置に復帰するまでの検体溶液ＳＬの往復時間に基づいて送液異常を判定してもよい。この方法によれば、反応領域１６から離れた位置に光学センサを配置することができる。反応領域１６の近くにおいては、光学センサを配置しにくい場合もある。本例はそのような場合に有効である。

以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、各実施形態や各変形例の組み合わせなど、本発明の要旨を逸脱しない限り種々の構成を採用し得ることはもちろんである。

上記各実施形態において、例えば、制御部４０などの電気信号の処理を実行する処理部（processing unit)のハードウェア的な構造は、次に示すような各種のプロセッサ（processor）である。

各種のプロセッサには、ＣＰＵ、プログラマブルロジックデバイス（Programmable Logic Device:ＰＬＤ）、専用電気回路等が含まれる。ＣＰＵは、周知のとおりソフトウエア（プログラム）を実行して各種の処理部として機能する汎用的なプロセッサである。ＰＬＤは、ＦＰＧＡ(Field Programmable Gate Array) 等の、製造後に回路構成を変更可能なプロセッサである。専用電気回路は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである。

１つの処理部は、これら各種のプロセッサのうちの１つで構成されてもよいし、同種または異種の２つ以上のプロセッサの組み合せ（例えば、複数のＦＰＧＡや、ＣＰＵとＦＰＧＡの組み合わせ）で構成されてもよい。また、複数の処理部を１つのプロセッサで構成してもよい。複数の処理部を１つのプロセッサで構成する例としては、第１に、１つ以上のＣＰＵとソフトウエアの組み合わせで１つのプロセッサを構成し、このプロセッサが複数の処理部として機能する形態がある。第２に、システムオンチップ（System On Chip:ＳｏＣ）等に代表されるように、複数の処理部を含むシステム全体の機能を１つのＩＣチップで実現するプロセッサを使用する形態がある。このように、各種の処理部は、ハードウェア的な構造として、上記各種のプロセッサを１つ以上用いて構成される。

さらに、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造は、より具体的には、半導体素子等の回路素子を組み合わせた電気回路（circuitry）である。

また、上記以外にも、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行なってもよいのは勿論である。

１１ 本体
１１Ａ プリズム
１２ 注入口
１３ 排出口
１４Ａ、１４Ｂ 試料セル
１５ 流路
１５Ａ、１５Ｂ 断面積変化部
１６ 反応領域
１７ 誘電体プレート
１７Ａ 表側の面
１７Ｂ 裏側の面
１８ 金属膜
２０ 検体処理部
２１ ノズル移動機構
２２ ポンプ
２３ 圧力計
２６ 配管
３０ 測定部
３１ 光照射部
３２ 蛍光検出部
３３ 入射角調整機構
３６ 測定部移動機構
４０ 制御部
５１ 操作部
５２ 表示部
６１ 光センサ
６１Ａ 発光部
６１Ｂ 受光部
１００ 蛍光検出装置
１０１ 装着部
Ａ 被検物質（抗原）
Ｂ１ 第１抗体
Ｂ２ 第２抗体
ＢＳ 気液界面
ＣＢ 検体容器
ＣＲ コントロール領域
Ｅｗ エバネッセント波
Ｆ 蛍光標識
Ｉ 光量
Ｌ 励起光
Ｌｆ 蛍光
ＮＣ ノズルチップ
ＲＬ 反射光
Ｓ１、Ｓ２ 断面積
ＳＬ 検体溶液
ＴＲ テスト領域
θ 入射角

Claims (13)

1. 被検物質を含む検体溶液が流れる流路であって、前記被検物質と特異的に反応する抗体が固定され前記検体溶液が接触する反応領域が配置された流路を有する分析チップを用い、前記被検物質と結合した蛍光標識から生じる蛍光を検出する表面プラズモン共鳴を利用した蛍光検出装置において、
   前記検体溶液の吐出と吸引を行って前記流路内において前記検体溶液を第１方向とその反対の第２方向に往復させるポンプと、
   前記ポンプの吐出量と吸引量とを制御するポンプ制御部であって、前記吐出量と前記吸引量の制御を通じて、前記検体溶液と前記反応領域とを接触させた状態で前記検体溶液を往復させるポンプ制御部と、
   前記流路内の予め設定された少なくとも１つの位置について、前記検体溶液と気体との界面である気液界面が通過したことの検出に用いられる気液界面検出センサと、
   前記気液界面検出センサの出力に基づいて、前記検体溶液の送液異常が生じたか否かを判定する送液異常判定部と、
   前記送液異常が生じたと判定した場合にその旨を警告する警告部とを備えている表面プラズモン共鳴を利用した蛍光検出装置。
2. 前記ポンプは、気体を介して前記検体溶液の吐出と吸引を行い、
   前記ポンプ制御部は、前記気体の吐出量と吸引量とを制御する請求項１に記載の表面プラズモン共鳴を利用した蛍光検出装置。
3. 前記ポンプ制御部は、前記検体溶液と前記反応領域とを常時接触させる状態で前記検体溶液を往復させる請求項１又は２に記載の表面プラズモン共鳴を利用した蛍光検出装置。
4. 前記少なくとも１つの位置は、前記第１方向及び第２方向のうち一方の方向を基準とした場合に、前記流路において前記反応領域よりも上流側に位置する第１位置と、前記反応領域よりも下流側に位置する第２位置と、前記反応領域内の第３位置のいずれかである請求項１から３のいずれか１項に記載の表面プラズモン共鳴を利用した蛍光検出装置。
5. 前記流路は、前記第１位置及び前記第２位置の少なくとも一方の位置において、前記検体溶液の流れ方向に直交する断面の断面積が変化する断面積変化部を有しており、
   前記気液界面検出センサは、前記検体溶液が前記断面積変化部を通過する際に生じる前記流路内の圧力変動を検知するための圧力センサを含む請求項４に記載の表面プラズモン共鳴を利用した蛍光検出装置。
6. 前記圧力センサは、前記流路と前記ポンプとの間の管路から分岐した分岐路に接続される請求項５に記載の表面プラズモン共鳴を利用した蛍光検出装置。
7. 前記気液界面検出センサは、前記第１位置、前記第２位置及び前記第３位置の少なくとも１つの位置を前記気液界面が通過したことを光学的に検出する光センサを含む請求項４から６のいずれか１項に記載の表面プラズモン共鳴を利用した蛍光検出装置。
8. 前記光センサは、前記第１位置における前記気液界面の通過を検出する第１光センサと、前記第２位置における前記気液界面の通過を検出する第２光センサと、前記第３位置の通過を検出する第３光センサの少なくとも１つを含む請求項７に記載の表面プラズモン共鳴を利用した蛍光検出装置。
9. 前記蛍光を検出する測定部を、前記第１光センサ、前記第２光センサ及び前記第３光センサのうちの少なくとも１つとして兼用する請求項８に記載の表面プラズモン共鳴を利用した蛍光検出装置。
10. 前記送液異常判定部は、前記気液界面検出センサの出力に基づいて、前記気液界面が、前記第１位置及び前記第２位置の少なくとも一方の位置を通過したことを検出した場合に、前記送液異常が生じたと判定する請求項４から９のいずれか１項に記載の表面プラズモン共鳴を利用した蛍光検出装置。
11. 前記送液異常判定部は、前記気液界面検出センサの出力に基づいて、前記気液界面が、前記第３位置を通過したことを検出した場合に、前記送液異常が生じたと判定する請求項４から１０のいずれか１項に記載の表面プラズモン共鳴を利用した蛍光検出装置。
12. 前記気液界面検出センサが、前記第１位置及び前記第２位置の一方の位置を前記気液界面が前記反応領域に向かって通過したことを検出した時から、前記検体溶液の流れ方向が反転して、再び同じ位置を前記気液界面が通過したことを検出するまでの往復時間を計測するタイマを備えており、
    前記送液異常判定部は、前記往復時間が予め設定される予定時間を超えた場合に、前記送液異常が生じたと判定する請求項４から７のいずれか１項に記載の表面プラズモン共鳴を利用した蛍光検出装置。
13. 被検物質を含む検体溶液が流れる流路であって、前記被検物質と特異的に反応する抗体が固定され前記検体溶液が接触する反応領域が配置された流路を有する分析チップを用い、前記被検物質と結合した蛍光標識から生じる蛍光を検出する表面プラズモン共鳴を利用した蛍光検出装置の作動方法において、
    前記検体溶液の吐出と吸引を行って前記流路内において前記検体溶液を第１方向とその反対の第２方向に往復させるポンプの吐出量と吸引量とを制御するポンプ制御ステップであって、前記吐出量と前記吸引量の制御を通じて、前記検体溶液と前記反応領域とを接触させた状態で前記検体溶液を往復させるポンプ制御ステップと、
    前記流路内の予め設定された少なくとも１つの位置について、前記検体溶液と気体との界面である気液界面が通過したことを検出する気液界面検出ステップと、
    前記気液界面の通過の検出に基づいて、前記検体溶液の送液異常が生じたか否かを判定する送液異常判定ステップと、
    前記送液異常が生じたと判定した場合にその旨を警告する警告ステップとを備えている表面プラズモン共鳴を利用した蛍光検出装置の作動方法。

Images