JP2021056184A - Detection method and detector - Google Patents

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英之 藤井
正貴 松尾
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Abstract

To provide a detection method with which, while preventing an increase in manufacturing costs, it is possible to align the position of a detection tip with high accuracy.SOLUTION: A detection method includes the steps of: setting the irradiation angle of light at which a first face of a dielectric member is irradiated from a light irradiation unit; acquiring the position accuracy of a detection tip on the basis of the detection result of reflected light on the first face of the first light emitted from the light irradiation unit and detected by a reflected light detection unit; obtaining a shape correction value that is a difference of the shape value of the dielectric member to be formed from the shape value of the dielectric member having been formed; moving the detection tip to a detection position on the basis of the position information and the shape correction value; and detecting the presence or amount of a detection substance having been captured by the detection tip at the detection position.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、検出方法および検出装置に関する。 The present invention relates to a detection method and a detection device.

タンパク質やDNAなどの生体物質を検出する測定において、微量の被検出物質を高感度かつ定量的に検出できれば、即時に患者の状態を把握し治療を行うことが可能となる。このため、微量の被検出物質に起因する微弱な光を、高感度かつ定量的に検出する分析方法および分析装置が求められている。被検出物質を高感度で検出する1つの方法として、表面プラズモン共鳴蛍光分析法(表面プラズモン励起増強蛍光分光法(Surface Plasmon-field enhanced Fluorescence Spectroscopy):SPFS)が知られている。 In the measurement for detecting a biological substance such as protein or DNA, if a trace amount of the substance to be detected can be detected with high sensitivity and quantitatively, the patient's condition can be immediately grasped and treated. Therefore, there is a demand for an analytical method and an analyzer that can detect weak light caused by a trace amount of a substance to be detected with high sensitivity and quantitatively. As one method for detecting a substance to be detected with high sensitivity, a surface plasmon resonance fluorescence spectroscopy (Surface Plasmon-field enhanced Fluorescence Spectroscopy: SPFS) is known.

SPFSでは、金属膜が所定の面上に配置された誘電体部材を用いる。そして、誘電体部材を介して、表面プラズモン共鳴が生じる角度で励起光を金属膜に照射すると、金属膜表面上に局在場光(増強された電場)を発生させることができる。この局在場光により、金属膜上に捕捉された被検出物質を標識する蛍光物質が励起されるため、蛍光物質から放出された蛍光を検出することで、被検出物質の存在またはその量を検出できる。 SPFS uses a dielectric member in which a metal film is arranged on a predetermined surface. Then, when the metal film is irradiated with excitation light at an angle at which surface plasmon resonance occurs via the dielectric member, localized field light (enhanced electric field) can be generated on the surface of the metal film. Since the fluorescent substance that labels the substance to be detected captured on the metal film is excited by this localized field light, the presence or amount of the substance to be detected can be determined by detecting the fluorescence emitted from the fluorescent substance. Can be detected.

SPFSでは、高感度かつ高精度な検出を行うためには、検出チップを高い精度で所定の位置に配置する必要がある。被検出物質の量(濃度)を正確に検出するためには、金属膜に対する励起光の入射角を高精度に調整することが必要であるが、検出チップの位置がずれていると、金属膜に対する励起光の入射角を高精度に調整できない。また、被検出物質を高感度に検出するためには、励起光の照射スポットの形状および位置と、金属膜上の反応場の形状および位置とが一致することが好ましい。しかしながら、検出チップの位置がずれていると、励起光の照射スポットの形状および位置を高精度に調整できない。一方で、ユーザーに検出チップを高い精度で所定の位置へ配置させることは、ユーザビリティ(使いやすさ)の観点から好ましくない。 In SPFS, in order to perform highly sensitive and highly accurate detection, it is necessary to arrange the detection chip at a predetermined position with high accuracy. In order to accurately detect the amount (concentration) of the substance to be detected, it is necessary to adjust the incident angle of the excitation light with respect to the metal film with high accuracy. The incident angle of the excitation light with respect to the light cannot be adjusted with high accuracy. Further, in order to detect the substance to be detected with high sensitivity, it is preferable that the shape and position of the irradiation spot of the excitation light and the shape and position of the reaction field on the metal film match. However, if the position of the detection chip is deviated, the shape and position of the irradiation spot of the excitation light cannot be adjusted with high accuracy. On the other hand, it is not preferable from the viewpoint of usability to arrange the detection chip at a predetermined position with high accuracy by the user.

SPFSにおいて、検出チップの位置合わせを行う方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載のSPFSにおける検出チップの位置合わせを行う方法では、台形柱形状の誘電体部材に向けて励起光を照射しながら、検出チップを移動させる。このとき、誘電体部材で反射した励起光の反射光を受光センサーで検出する。そして、受光センサーの受光光量に基づいて検出チップの位置情報を取得し、取得した位置情報に基づいて検出チップを位置合わせする。一般に、誘電体部材は、射出成形などにより成形される。 In SPFS, a method of aligning the detection chip has been proposed (see, for example, Patent Document 1). In the method of aligning the detection chip in SPFS described in Patent Document 1, the detection chip is moved while irradiating the excitation light toward the trapezoidal column-shaped dielectric member. At this time, the reflected light of the excitation light reflected by the dielectric member is detected by the light receiving sensor. Then, the position information of the detection chip is acquired based on the amount of light received by the light receiving sensor, and the detection chip is aligned based on the acquired position information. Generally, the dielectric member is molded by injection molding or the like.

国際公開第2015/064704号International Publication No. 2015/067044

しかしながら、射出成形により成形された誘電体部材では、励起光が入射する入射面と、金属膜が形成された面とが交わる端部が理想的な形状にならないことがある。前述した端部にダレが生じた誘電体部材を有する検出チップでは、ダレで反射した反射光が受光センサーに入射しないため、検出チップの位置情報を正確に求めることができない。この場合、ダレの大きさが小さくなるように成形することも考えられるが、金型の高精度な加工や成形条件の管理が必要になったり、劣化による金型の交換時の寸法変化の抑制、多数個を同時に成形する際の寸法個体差の縮小などにより、製造コストが高くなってしまう。 However, in the dielectric member formed by injection molding, the end portion where the incident surface on which the excitation light is incident and the surface on which the metal film is formed may not have an ideal shape. In the detection chip having the dielectric member with the sagging at the end as described above, the reflected light reflected by the sagging does not enter the light receiving sensor, so that the position information of the detection chip cannot be accurately obtained. In this case, it is conceivable to mold the mold so that the size of the sagging is small, but it is necessary to perform high-precision processing of the mold and control the molding conditions, and to suppress dimensional changes when the mold is replaced due to deterioration. , The manufacturing cost becomes high due to the reduction of individual dimensional differences when molding a large number of pieces at the same time.

また、金属膜上に形成される捕捉領域の位置精度が低い場合、励起光の照射スポットの一部が捕捉領域から外れてしまうことがある。この場合も高精度に捕捉領域を形成する必要があるため、製造コストが高くなってしまう。 Further, if the position accuracy of the capture region formed on the metal film is low, a part of the irradiation spot of the excitation light may deviate from the capture region. In this case as well, since it is necessary to form the capture region with high accuracy, the manufacturing cost increases.

これらのように、大量生産される誘電体部材には、高精度が要求される要素があり、大量生産される工程における精度確保の難易度が高く、製造コストが高くなってしまう。 As described above, the dielectric member that is mass-produced has elements that require high accuracy, and it is difficult to secure the accuracy in the mass-produced process, and the manufacturing cost is high.

本発明は、検出チップおよび検出装置の製造コストの増大を防ぎつつ、検出チップの位置を高い精度で合わせることができる検出方法および検出装置を提供することである。 The present invention provides a detection method and a detection device capable of aligning the positions of the detection chips with high accuracy while preventing an increase in manufacturing cost of the detection chip and the detection device.

上記の課題を解決するための一手段としての検出方法は、第1面、および金属膜が形成された第2面を含み、光に対して透明な誘電体部材を有し、被検出物質が前記金属膜の表面側に配置された反応場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光照射部と、前記光照射部から照射され、前記第1面で反射した反射光を検出する反射光検出部と、前記被検出物質を検出するための検出位置において、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面で反射した反射光が前記反射光検出部により検出されるように、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、前記光照射部から照射される光の照射スポットが、前記第1面と、前記第1面および前記第2面の境界とを通過するように、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反射光を検出し、前記反射光検出部による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、形成されるべき前記誘電体部材の形状値と、形成された誘電体部材の形状値との差である形状補正値を得る工程と、得られた前記位置情報と、前記形状補正値とに基づいて、前記検出チップを前記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。 The detection method as one means for solving the above-mentioned problems includes a first surface and a second surface on which a metal film is formed, has a dielectric member transparent to light, and contains a substance to be detected. A chip holder for holding the detection chip captured in the reaction field arranged on the surface side of the metal film, a moving stage for moving the chip holder, and the dielectric of the detection chip held in the chip holder. A light irradiation unit that irradiates light toward the first surface of the body member, a reflected light detection unit that detects reflected light that is irradiated from the light irradiation unit and reflected on the first surface, and the substance to be detected. It has a sample light detection unit that detects light generated according to the amount of the substance to be detected captured by the detection chip by irradiating light from the light irradiation unit at a detection position for detection. In a detection method using a detection device, among the light emitted from the light irradiation unit, the reflected light reflected by the first surface is detected on the first surface so that the reflected light detection unit detects the reflected light. On the other hand, the step of setting the irradiation angle of the light emitted from the light irradiation unit and the irradiation spot of the light emitted from the light irradiation unit are the boundary between the first surface and the first surface and the second surface. While moving the detection chip held in the chip holder by the moving stage so as to pass through, the light irradiation unit irradiates light at the irradiation angle set in the step of setting the light irradiation angle. Then, the reflected light is detected by the reflected light detection unit, and the position information of the detection chip held in the chip holder is acquired based on the detection result of the reflected light by the reflected light detection unit. Based on the step of obtaining the shape correction value which is the difference between the shape value of the dielectric member to be formed and the shape value of the formed dielectric member, the obtained position information, and the shape correction value. The detection is performed by moving the detection chip to the detection position and irradiating light from the light irradiation unit with the detection chip in the detection position and detecting the light by the sample light detection unit. The step includes detecting the presence or amount of the substance to be detected captured by the detection chip at the position.

上記の課題を解決するための一手段としての検出装置は、第1面、および金属膜が形成された第2面を含み、光に対して透明な誘電体部材を有し、被検出物質が前記金属膜の表面側に配置された反応場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光照射部と、前記光照射部から照射され、前記第1面で反射した反射光を検出する反射光検出部と、前記被検出物質を検出するための検出位置において、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光を検出する検体光検出部と、前記チップホルター、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面で反射した反射光が前記反射光検出部により検出されるように、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し、前記光照射部から照射される光の照射スポットが、前記第1面と、前記第1面および前記第2面の境界とを通過するように、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させつつ、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、前記反射光検出部により反射光を検出させ、前記反射光検出部による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し、形成されるべき前記誘電体部材の形状値と、形成された誘電体部材の形状値との差である形状補正値を得て、得られた前記位置情報と、前記形状補正値とに基づいて、前記検出チップを前記移動ステージにより前記検出位置に移動させる。 The detection device as one means for solving the above-mentioned problems includes a first surface and a second surface on which a metal film is formed, has a dielectric member transparent to light, and contains a substance to be detected. A chip holder for holding the detection chip captured in the reaction field arranged on the surface side of the metal film, a moving stage for moving the chip holder, and the dielectric of the detection chip held in the chip holder. A light irradiation unit that irradiates light toward the first surface of the body member, a reflected light detection unit that detects reflected light that is irradiated from the light irradiation unit and reflected on the first surface, and the substance to be detected. A sample light detection unit that detects light generated according to the amount of the substance to be detected captured by the detection chip by irradiating light from the light irradiation unit at a detection position for detection, and the chip. It has a halter, the moving stage, the light irradiation unit, the reflected light detection unit, and a control unit that controls the sample light detection unit, and the control unit is among the lights emitted from the light irradiation unit. The irradiation angle of the light emitted from the light irradiation unit is set with respect to the first surface so that the reflected light reflected by the first surface is detected by the reflected light detection unit, and the light irradiation unit emits light. While moving the detection chip held in the chip holder by the moving stage so that the irradiation spot of the light to be irradiated passes through the first surface and the boundary between the first surface and the second surface. , The light irradiation unit irradiates light at the irradiation angle set in the step of setting the light irradiation angle, the reflected light detection unit detects the reflected light, and the reflected light detection unit detects the reflected light. Based on the above, the position information of the detection chip held in the chip holder is acquired, and the shape correction which is the difference between the shape value of the dielectric member to be formed and the shape value of the formed dielectric member. A value is obtained, and the detection chip is moved to the detection position by the movement stage based on the obtained position information and the shape correction value.

本発明によれば、検出チップおよび検出装置の製造コストの増大を防ぎつつ、検出チップの位置を高い精度で合わせることができる検出方法および検出装置を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a detection method and a detection device capable of aligning the positions of the detection chips with high accuracy while preventing an increase in manufacturing cost of the detection chip and the detection device.

図1は、本発明の実施の形態1に係る検出装置の構成を模式的に示す図である。FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of a detection device according to a first embodiment of the present invention. 図2は、第1形状補正値を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining the first shape correction value. 図3は、検出装置の動作手順を示すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing the operation procedure of the detection device. 図4は、位置情報取得の動作手順を示すフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart showing an operation procedure for acquiring position information. 図5A〜Hは、検出チップの位置情報を取得する工程を説明するための模式図である。5A to 5H are schematic views for explaining a process of acquiring the position information of the detection chip. 図6は、検出チップの移動距離と、反射光の強度との関係を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the moving distance of the detection chip and the intensity of the reflected light. 図7A、Bは、本発明の実施の形態2における第2形状補正値を説明するための図である。7A and 7B are diagrams for explaining the second shape correction value in the second embodiment of the present invention.

以下、添付した図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の説明では、本発明に係る検出方法および検出装置の一実施の形態として、SPFSにより被検出物質を検出する検出方法および検出装置について説明するが、本発明に係る検出方法および検出装置はこれに限定されない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the attached drawings. In the following description, a detection method and a detection device for detecting a substance to be detected by SPFS will be described as an embodiment of the detection method and the detection device according to the present invention. However, the detection method and the detection device according to the present invention will be described. Is not limited to this.

[実施の形態1]
図1は、本発明の実施の形態1に係る検出装置(表面プラズモン共鳴蛍光分析装置;SPFS装置)100の構成を示す模式図である。図1に示されるように、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。検出装置100は、搬送ユニット150のチップホルダー154に検出チップ10を装着した状態で使用される。そこで、検出チップ10について先に説明し、その後に検出装置100の各構成要素について説明する。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a schematic view showing the configuration of a detection device (surface plasmon resonance fluorescence analyzer; SPFS device) 100 according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the detection device 100 includes an excitation light irradiation unit 110, a reflected light detection unit 120, a fluorescence detection unit 130, a liquid feed unit 140, a transfer unit 150, and a control unit 160. The detection device 100 is used with the detection chip 10 mounted on the chip holder 154 of the transport unit 150. Therefore, the detection chip 10 will be described first, and then each component of the detection device 100 will be described.

(検出チップ)
検出チップ10は、入射面(第1面)21、成膜面(第2面)22、出射面23および底面(第3面)24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、検出チップ10の形状補正値が記憶された記憶部50とを有する。通常、検出チップ10は、分析毎に交換される。検出チップ10は、各片の長さが数mm〜数cmの構造物が好ましい。
(Detection chip)
The detection chip 10 includes a prism (dielectric member) 20 having an incident surface (first surface) 21, a film forming surface (second surface) 22, an emitting surface 23, and a bottom surface (third surface) 24, and a film forming surface 22. It has a metal film 30 formed on the surface, a flow path lid 40 arranged on the film forming surface 22 or the metal film 30, and a storage unit 50 in which the shape correction value of the detection chip 10 is stored. Usually, the detection chip 10 is replaced every analysis. The detection chip 10 preferably has a structure in which each piece has a length of several mm to several cm.

プリズム20は、励起光αに対して透明な誘電体からなる。プリズム20は、入射面21、成膜面22、出射面23および底面24を有する。入射面21は、励起光照射ユニット110からの励起光αをプリズム20の内部に入射させる。成膜面22上には、金属膜30が配置されている。プリズム20の内部に入射した励起光αは、金属膜30の裏面で反射する。より具体的には、励起光αは、プリズム20と金属膜30との界面(成膜面22)で内部反射する。出射面23は、金属膜30で反射した励起光αをプリズム20の外部に出射させる。底面24は、成膜面22と対向して配置されており、入射面21および出射面23を繋ぐ。入射面21、成膜面22、出射面23および底面24の形状は、いずれも特に限定されない。入射面21、成膜面22、出射面23および底面24の形状は、それぞれ平面でもよいし、それぞれ曲面でもよいし、いずれかの面が平面で、他の面が曲面でもよい。本実施の形態では、入射面21、成膜面22、出射面23および底面24の形状は、いずれも平面である。 The prism 20 is made of a dielectric material that is transparent to the excitation light α. The prism 20 has an incident surface 21, a film forming surface 22, an emitting surface 23, and a bottom surface 24. The incident surface 21 causes the excitation light α from the excitation light irradiation unit 110 to enter the inside of the prism 20. A metal film 30 is arranged on the film-forming surface 22. The excitation light α incident on the inside of the prism 20 is reflected by the back surface of the metal film 30. More specifically, the excitation light α is internally reflected at the interface (deposition surface 22) between the prism 20 and the metal film 30. The exit surface 23 emits the excitation light α reflected by the metal film 30 to the outside of the prism 20. The bottom surface 24 is arranged so as to face the film forming surface 22 and connects the incident surface 21 and the exit surface 23. The shapes of the incident surface 21, the film forming surface 22, the emitting surface 23, and the bottom surface 24 are not particularly limited. The shape of the incident surface 21, the film forming surface 22, the emitting surface 23, and the bottom surface 24 may be a flat surface, a curved surface, or any surface may be a flat surface and the other surface may be a curved surface. In the present embodiment, the incident surface 21, the film forming surface 22, the emitting surface 23, and the bottom surface 24 are all flat.

プリズム20の形状は、特に限定されない。本実施の形態では、プリズム20の形状は、台形を底面とする柱体である。台形の一方の底辺に対応する面が成膜面22であり、台形の他方の底辺に対応する面が底面24であり、一方の脚に対応する面が入射面21であり、他方の脚に対応する面が出射面23である。 The shape of the prism 20 is not particularly limited. In the present embodiment, the shape of the prism 20 is a pillar body having a trapezoidal bottom surface. The surface corresponding to one base of the trapezoid is the film-forming surface 22, the surface corresponding to the other bottom of the trapezoid is the bottom surface 24, the surface corresponding to one leg is the incident surface 21, and the other leg The corresponding surface is the exit surface 23.

入射面21は、励起光αが励起光照射ユニット110に戻らないように形成される。励起光αの光源がレーザーダイオード(以下「LD」ともいう)である場合、励起光αがLDに戻ると、LDの励起状態が乱れてしまい、励起光αの波長や出力が変動してしまう。そこで、理想的な増強角を中心とする走査範囲において、励起光αが入射面21に垂直に入射しないように、入射面21の角度が設定される。本実施の形態では、成膜面22および入射面21の二面角θ1は80°であり、成膜面22および出射面23の二面角θ2は82.5°である。ここで、「二面角」について説明する。まず、第1平面(本実施の形態では、成膜面22)および第2平面(本実施の形態では、入射面21または出射面23)に垂直な仮想平面を仮定する。そして、第1平面および仮想平面の交線を第1仮想交線とし、第2平面および仮想平面の交線を第2仮想交線とした場合、第1仮想交線および第2仮想交線がなす2つの角度のうち小さい方の角度を「二面角」とする。 The incident surface 21 is formed so that the excitation light α does not return to the excitation light irradiation unit 110. When the light source of the excitation light α is a laser diode (hereinafter, also referred to as “LD”), when the excitation light α returns to the LD, the excited state of the LD is disturbed and the wavelength and output of the excitation light α fluctuate. .. Therefore, the angle of the incident surface 21 is set so that the excitation light α is not incident perpendicularly to the incident surface 21 in the scanning range centered on the ideal augmentation angle. In the present embodiment, the dihedral angle θ1 of the film forming surface 22 and the incident surface 21 is 80 °, and the dihedral angle θ2 of the film forming surface 22 and the exit surface 23 is 82.5 °. Here, the "dihedral angle" will be described. First, a virtual plane perpendicular to the first plane (the film forming surface 22 in the present embodiment) and the second plane (the incident surface 21 or the exit surface 23 in the present embodiment) is assumed. When the intersection of the first plane and the virtual plane is the first virtual intersection and the intersection of the second plane and the virtual plane is the second virtual intersection, the first virtual intersection and the second virtual intersection are The smaller of the two angles is called the "two-sided angle".

なお、検出チップ10の設計により、共鳴角(およびその極近傍にある増強角)が概ね決まる。設計要素は、プリズム20の屈折率、金属膜30の屈折率、金属膜30の膜厚、金属膜30の消衰係数、励起光αの波長などである。金属膜30に固定された被検出物質によって共鳴角および増強角がシフトするが、その量は数度未満である。 The resonance angle (and the augmentation angle in the immediate vicinity thereof) is roughly determined by the design of the detection chip 10. The design elements include the refractive index of the prism 20, the refractive index of the metal film 30, the film thickness of the metal film 30, the extinction coefficient of the metal film 30, the wavelength of the excitation light α, and the like. The resonance angle and the enhancement angle are shifted by the substance to be detected fixed to the metal film 30, but the amount is less than a few degrees.

プリズム20の材料の例には、樹脂およびガラスが含まれる。プリズム20の材料は、屈折率が1.4〜1.6が好ましく、かつ複屈折が小さい樹脂が好ましい。プリズム20は、例えば、射出成形により製造される。 Examples of materials for prism 20 include resin and glass. The material of the prism 20 is preferably a resin having a refractive index of 1.4 to 1.6 and a small birefringence. The prism 20 is manufactured, for example, by injection molding.

金属膜30は、プリズム20の成膜面22上に配置されている。これにより、全反射する条件で成膜面22に入射した励起光αの光子と、金属膜30中の自由電子との間で相互作用(表面プラズモン共鳴)が生じ、金属膜30の表面上に局在場光を生じさせることができる。なお、金属膜30は、成膜面22の少なくとも一部に配置されていればよい。すなわち、金属膜30は、成膜面22の全体に配置されていてもよいし、成膜面22の一部に配置されていてもよい。また、本実施の形態では、成膜面22が平面であるため、金属膜30の裏面も平面である。 The metal film 30 is arranged on the film forming surface 22 of the prism 20. As a result, an interaction (surface plasmon resonance) occurs between the photons of the excitation light α incident on the film forming surface 22 under the condition of total internal reflection and the free electrons in the metal film 30, and on the surface of the metal film 30. Localized field light can be generated. The metal film 30 may be arranged on at least a part of the film forming surface 22. That is, the metal film 30 may be arranged on the entire film forming surface 22, or may be arranged on a part of the film forming surface 22. Further, in the present embodiment, since the film-forming surface 22 is flat, the back surface of the metal film 30 is also flat.

金属膜30の材料は、表面プラズモン共鳴を生じさせうる金属であれば特に限定されない。金属膜30の材料の例には、金、銀、銅、アルミ、これらの合金が含まれる。本実施の形態では、金属膜30は、金薄膜である。金属膜30の形成方法は、特に限定されない。金属膜30の形成方法の例には、スパッタリング、蒸着、メッキが含まれる。金属膜30の厚みは、特に限定されないが、30〜70nmの範囲内が好ましい。 The material of the metal film 30 is not particularly limited as long as it is a metal capable of causing surface plasmon resonance. Examples of the material of the metal film 30 include gold, silver, copper, aluminum, and alloys thereof. In the present embodiment, the metal film 30 is a gold thin film. The method for forming the metal film 30 is not particularly limited. Examples of methods for forming the metal film 30 include sputtering, vapor deposition, and plating. The thickness of the metal film 30 is not particularly limited, but is preferably in the range of 30 to 70 nm.

また、特に図示しないが、本実施の形態では、金属膜30のプリズム20と対向しない面(金属膜30の表面)には、被検出物質を捕捉するための捕捉体が固定(配置)されている。捕捉体を固定することで、被検出物質を選択的に検出できる。本実施の形態では、金属膜30上の所定の領域(反応場)に、捕捉体が均一に固定されている。捕捉体の種類は、被検出物質を捕捉できれば特に限定されない。本実施の形態では、捕捉体は、被検出物質に特異的な抗体またはその断片である。 Further, although not particularly shown, in the present embodiment, a trapping body for capturing the substance to be detected is fixed (arranged) on the surface of the metal film 30 that does not face the prism 20 (the surface of the metal film 30). There is. By fixing the trap, the substance to be detected can be selectively detected. In the present embodiment, the trap is uniformly fixed in a predetermined region (reaction field) on the metal film 30. The type of trap is not particularly limited as long as it can capture the substance to be detected. In this embodiment, the trap is an antibody or fragment thereof specific for the substance to be detected.

流路蓋40は、金属膜30(成膜面22の一部)上に配置されている。流路蓋40の裏面には、流路溝が形成されており、流路蓋40は、金属膜30(およびプリズム20)と共に、液体が流れる流路41を形成する。液体の例には、被検出物質を含む試料液や、蛍光物質で標識された抗体を含む標識液、洗浄液などが含まれる。金属膜30に固定されている捕捉体は、流路41内に露出している。流路41の両端は、流路蓋40の上面に形成された不図示の注入口および排出口とそれぞれ接続されている。流路41内へ液体が注入されると、液体は捕捉体に接触する。 The flow path lid 40 is arranged on the metal film 30 (a part of the film-forming surface 22). A flow path groove is formed on the back surface of the flow path lid 40, and the flow path lid 40 forms a flow path 41 through which the liquid flows together with the metal film 30 (and the prism 20). Examples of the liquid include a sample solution containing a substance to be detected, a labeling solution containing an antibody labeled with a fluorescent substance, a washing solution, and the like. The trapped body fixed to the metal film 30 is exposed in the flow path 41. Both ends of the flow path 41 are connected to an injection port and an discharge port (not shown) formed on the upper surface of the flow path lid 40, respectively. When the liquid is injected into the flow path 41, the liquid comes into contact with the trap.

流路蓋40は、金属膜30上から放出される蛍光γに対して透明であることが好ましい。流路蓋40の材料の例には、樹脂が含まれる。蛍光γを外部に取り出す部分が蛍光γに対して透明であれば、流路蓋40の他の部分は、不透明な材料で形成されていてもよい。流路蓋40は、例えば、両面テープや接着剤などによる接着や、レーザー溶着、超音波溶着、クランプ部材を用いた圧着などにより金属膜30またはプリズム20に接合されている。 The flow path lid 40 is preferably transparent to the fluorescent γ emitted from the metal film 30. Examples of the material of the flow path lid 40 include a resin. If the portion that takes out the fluorescent γ to the outside is transparent to the fluorescent γ, the other portion of the flow path lid 40 may be made of an opaque material. The flow path lid 40 is joined to the metal film 30 or the prism 20 by, for example, bonding with double-sided tape or an adhesive, laser welding, ultrasonic welding, crimping using a clamp member, or the like.

記憶部50は、プリズム20の形状補正値(第1形状補正値)が記憶されている。記憶部50の形態は、上記プリズム20の形状が記憶できれば特に限定されない。記憶部50の例には、バーコード、QRコード(登録商標)、FRID(Radio Frequency Identifier)のICチップが含まれる。本実施の形態では、記憶部50は、バーコードである。 The storage unit 50 stores the shape correction value (first shape correction value) of the prism 20. The form of the storage unit 50 is not particularly limited as long as the shape of the prism 20 can be stored. Examples of the storage unit 50 include IC chips of barcodes, QR codes (registered trademarks), and RFIDs (Radio Frequency Identifiers). In the present embodiment, the storage unit 50 is a barcode.

前述したように、検出チップ10(プリズム20)は、例えば射出成形により形成されている。よって、プリズム20の角部には、ダレが生じることがある。本実施の形態では、入射面21と成膜面22との境界にダレが生じた検出チップ10の第1形状補正値について説明する。ここで、「形状補正値」とは、形成すべきプリズム20の形状(理想的な設計形状)と、実際に形成されたプリズム20の形状(実際の実測形状)との形状誤差をいう。図2は、第1形状補正値を説明するための図である。図2における太い実線はダレが生じた検出チップ10を示しており、破線は設計通りに形成された検出チップ10を示している。 As described above, the detection chip 10 (prism 20) is formed by, for example, injection molding. Therefore, sagging may occur at the corners of the prism 20. In the present embodiment, the first shape correction value of the detection chip 10 in which the boundary between the incident surface 21 and the film forming surface 22 is sagging will be described. Here, the "shape correction value" refers to a shape error between the shape of the prism 20 to be formed (ideal design shape) and the shape of the prism 20 actually formed (actual actual measurement shape). FIG. 2 is a diagram for explaining the first shape correction value. The thick solid line in FIG. 2 indicates the detection chip 10 in which sagging has occurred, and the broken line indicates the detection chip 10 formed as designed.

第1形状補正値は、以下の式(1)を満たすことが好ましい。
第1形状補正値Δx1=h(tanθa+tanθb) …式(1)
式(1)は、設計通りに形成された検出チップ10の角部と、ダレが生じた検出チップ10の成膜面22の平坦部の端部との間の距離である。式(1)において、hは、金属膜30の法線方向NDにおいて、成膜面22と、入射面21の成膜面22面側端部との距離である。θaは、光源ユニット111から照射される励起光αの光軸と、法線に沿う仮想直線VLとのなす角度である。θbは、入射面21と、仮想直線VLとのなす角度である。
The first shape correction value preferably satisfies the following equation (1).
First shape correction value Δx1 = h (tanθa + tanθb) ... Equation (1)
Equation (1) is the distance between the corner portion of the detection chip 10 formed as designed and the end portion of the flat portion of the film-forming surface 22 of the detection chip 10 in which sagging has occurred. In the formula (1), h is the distance between the film-forming surface 22 and the film-forming surface 22 surface side end of the incident surface 21 in the normal direction ND of the metal film 30. θa is an angle formed by the optical axis of the excitation light α emitted from the light source unit 111 and the virtual straight line VL along the normal line. θb is an angle formed by the incident surface 21 and the virtual straight line VL.

図1に示されるように、被検出物質を検出するときには、励起光αは、入射面21からプリズム20内に入射する。プリズム20内に入射した励起光αは、金属膜30に全反射角度(表面プラズモン共鳴が生じる角度)で入射する。このように、金属膜30に対して励起光αを表面プラズモン共鳴が生じる角度で照射することで、金属膜30上に局在場光(一般に「エバネッセント光」または「近接場光」とも呼ばれる)を発生させることができる。この局在場光により、金属膜30上に存在する被検出物質を標識する蛍光物質が励起され、蛍光γが出射される。検出装置100は、蛍光物質から放出された蛍光γの光量を検出することで、被検出物質の存在または量を検出する。 As shown in FIG. 1, when the substance to be detected is detected, the excitation light α is incident on the prism 20 from the incident surface 21. The excitation light α incident on the prism 20 is incident on the metal film 30 at a total reflection angle (an angle at which surface plasmon resonance occurs). In this way, by irradiating the metal film 30 with excitation light α at an angle at which surface plasmon resonance occurs, localized field light (generally also referred to as “evanescent light” or “near-field light”) is applied on the metal film 30. Can be generated. The localized field light excites the fluorescent substance that labels the substance to be detected existing on the metal film 30, and emits fluorescent γ. The detection device 100 detects the presence or amount of the substance to be detected by detecting the amount of fluorescent γ emitted from the fluorescent substance.

(検出装置)
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。
(Detector)
Next, each component of the detection device 100 will be described. As described above, the detection device 100 includes an excitation light irradiation unit 110, a reflected light detection unit 120, a fluorescence detection unit 130, a liquid feeding unit 140, a transport unit 150, and a control unit 160.

励起光照射ユニット110は、チップホルダー154に保持された検出チップ10に励起光αを照射する。被検出物質を検出するときには、励起光照射ユニット110は、金属膜30に対する入射角が表面プラズモン共鳴を生じさせる角度となるように、金属膜30に対するP波のみを入射面21に向けて照射する。ここで「励起光」とは、蛍光物質を直接または間接的に励起させる光である。たとえば、励起光αは、プリズム20を介して金属膜30に表面プラズモン共鳴が生じる角度で照射されたときに、蛍光物質を励起させる局在場光を金属膜30の表面上に生じさせる光である。また、本実施の形態に係る検出装置100では、励起光αは、検出チップ10の位置決めにも使用される。詳細は後述するが、検出チップ10を位置決めするときには、励起光照射ユニット110は、成膜面22の法線に対して所定の照射角度となるように、励起光αを照射する。 The excitation light irradiation unit 110 irradiates the detection chip 10 held in the chip holder 154 with the excitation light α. When detecting the substance to be detected, the excitation light irradiation unit 110 irradiates only the P wave with respect to the metal film 30 toward the incident surface 21 so that the angle of incidence with respect to the metal film 30 is an angle that causes surface plasmon resonance. .. Here, the "excitation light" is light that directly or indirectly excites a fluorescent substance. For example, the excitation light α is light that generates localized field light that excites a fluorescent substance on the surface of the metal film 30 when the metal film 30 is irradiated through the prism 20 at an angle at which surface plasmon resonance occurs. is there. Further, in the detection device 100 according to the present embodiment, the excitation light α is also used for positioning the detection chip 10. Although the details will be described later, when positioning the detection chip 10, the excitation light irradiation unit 110 irradiates the excitation light α so as to have a predetermined irradiation angle with respect to the normal line of the film forming surface 22.

励起光照射ユニット110は、励起光αをプリズム20に向けて照射するための構成と、金属膜30の裏面に対する励起光αの入射角度を走査するための構成(成膜面22の法線に対する励起光αの照射角度を調整する構成)とを含む。本実施の形態では、励起光照射ユニット110は、光源ユニット111、角度調整部112および光源制御部113を含む。 The excitation light irradiation unit 110 has a configuration for irradiating the excitation light α toward the prism 20 and a configuration for scanning the incident angle of the excitation light α with respect to the back surface of the metal film 30 (relative to the normal line of the film forming surface 22). (Structure for adjusting the irradiation angle of the excitation light α) and. In the present embodiment, the excitation light irradiation unit 110 includes a light source unit 111, an angle adjusting unit 112, and a light source control unit 113.

光源ユニット111は、コリメートされ、かつ波長および光量が一定の励起光αを、金属膜30裏面における照射スポットの形状が略円形となるように出射する。光源ユニット111は、例えば、励起光αの光源、ビーム整形光学系、APC部および温度調整部(いずれも不図示)を含む。 The light source unit 111 emits excitation light α that is collimated and has a constant wavelength and light amount so that the shape of the irradiation spot on the back surface of the metal film 30 is substantially circular. The light source unit 111 includes, for example, a light source for excitation light α, a beam shaping optical system, an APC unit, and a temperature adjusting unit (all not shown).

光源の種類は、特に限定されず、例えばレーザーダイオード(LD)である。光源の他の例には、発光ダイオード、水銀灯、その他のレーザー光源が含まれる。光源から出射される光がビームでない場合は、光源から出射される光は、レンズや鏡、スリットなどによりビームに変換される。また、光源から出射される光が単色光でない場合は、光源から出射される光は、回折格子などにより単色光に変換される。さらに、光源から出射される光が直線偏光でない場合は、光源から出射される光は、偏光子などにより直線偏光の光に変換される。 The type of light source is not particularly limited, and is, for example, a laser diode (LD). Other examples of light sources include light emitting diodes, mercury lamps, and other laser light sources. When the light emitted from the light source is not a beam, the light emitted from the light source is converted into a beam by a lens, a mirror, a slit, or the like. When the light emitted from the light source is not monochromatic light, the light emitted from the light source is converted into monochromatic light by a diffraction grating or the like. Further, when the light emitted from the light source is not linearly polarized light, the light emitted from the light source is converted into linearly polarized light by a polarizer or the like.

ビーム整形光学系は、例えば、コリメーターやバンドパスフィルター、直線偏光フィルター、半波長板、スリット、ズーム手段などを含む。ビーム整形光学系は、これらのすべてを含んでいてもよいし、一部を含んでいてもよい。コリメーターは、光源から出射された励起光αをコリメートする。バンドパスフィルターは、光源から出射された励起光αを中心波長のみの狭帯域光にする。光源からの励起光αは、若干の波長分布幅を有しているためである。直線偏光フィルターは、光源から出射された励起光αを直線偏光の光にする。半波長板は、金属膜30にP波成分が入射するように励起光αの偏光方向を調整する。スリットおよびズーム手段は、金属膜30裏面における照射スポットの形状が所定サイズの円形となるように、励起光αのビーム径や輪郭形状などを調整する。 The beam shaping optical system includes, for example, a collimator, a bandpass filter, a linear polarizing filter, a half wave plate, a slit, a zoom means, and the like. The beam shaping optical system may include all of these, or may include some of them. The collimator collimates the excitation light α emitted from the light source. The bandpass filter converts the excitation light α emitted from the light source into narrow-band light having only a central wavelength. This is because the excitation light α from the light source has a slight wavelength distribution width. The linearly polarized light filter converts the excitation light α emitted from the light source into linearly polarized light. The half-wave plate adjusts the polarization direction of the excitation light α so that the P wave component is incident on the metal film 30. The slit and the zoom means adjust the beam diameter and contour shape of the excitation light α so that the shape of the irradiation spot on the back surface of the metal film 30 becomes a circle of a predetermined size.

APC部は、光源の出力が一定となるように光源を制御する。より具体的には、APC部は、励起光αから分岐させた光の光量を不図示のフォトダイオードなどで検出する。そして、APC部は、回帰回路で投入エネルギーを制御することで、光源の出力を一定に制御する。 The APC unit controls the light source so that the output of the light source becomes constant. More specifically, the APC unit detects the amount of light branched from the excitation light α with a photodiode (not shown) or the like. Then, the APC unit controls the output of the light source to be constant by controlling the input energy with the regression circuit.

温度調整部は、例えば、ヒーターやペルチェ素子などである。光源の励起光αの波長およびエネルギーは、温度によって変動することがある。このため、温度調整部で光源の温度を一定に保つことにより、光源の励起光αの波長およびエネルギーを一定に制御する。 The temperature adjusting unit is, for example, a heater or a Peltier element. The wavelength and energy of the excitation light α of the light source may fluctuate with temperature. Therefore, by keeping the temperature of the light source constant in the temperature adjusting unit, the wavelength and energy of the excitation light α of the light source are controlled to be constant.

角度調整部112は、被検出物質を検出する場合において、金属膜30(プリズム20と金属膜30との界面(成膜面22))に対するプリズム20への入射後の励起光αの出射角度を調整し、検出チップ10の位置情報を取得する場合において、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α(光)の出射角度(照射角度)を調整する。励起光αの照射角度を調整するためには、励起光αの光軸と、チップホルダー154とを相対的に回転させればよい。 When detecting the substance to be detected, the angle adjusting unit 112 determines the emission angle of the excitation light α after being incident on the prism 20 with respect to the metal film 30 (the interface between the prism 20 and the metal film 30 (deposition surface 22)). When adjusting and acquiring the position information of the detection chip 10, the emission angle (irradiation angle) of the excitation light α (light) before being incident on the prism 20 with respect to the normal line of the film forming surface 22 is adjusted. In order to adjust the irradiation angle of the excitation light α, the optical axis of the excitation light α and the chip holder 154 may be relatively rotated.

例えば、被検出物質を検出する場合、角度調整部112は、光源ユニット111を励起光αの光軸と直交する軸(図1の紙面に対して垂直な軸)を回転軸として回動させる。このとき、出射角度を走査しても金属膜30上での照射スポットの位置がほとんど変化しないように、回転軸の位置を設定する。回転中心の位置を、出射角度の走査範囲の両端における2つの励起光αの光軸の交点近傍(成膜面22上の照射位置と入射面21との間)に設定することで、照射位置のズレを極小化できる。 For example, when detecting a substance to be detected, the angle adjusting unit 112 rotates the light source unit 111 around an axis orthogonal to the optical axis of the excitation light α (an axis perpendicular to the paper surface of FIG. 1) as a rotation axis. At this time, the position of the rotation axis is set so that the position of the irradiation spot on the metal film 30 hardly changes even if the emission angle is scanned. By setting the position of the center of rotation near the intersection of the optical axes of the two excitation lights α at both ends of the scanning range of the emission angle (between the irradiation position on the film forming surface 22 and the incident surface 21), the irradiation position The deviation can be minimized.

金属膜30に対する励起光αの入射角のうち、プラズモン散乱光の最大光量を得られる角度が増強角である。増強角またはその近傍の角度に金属膜30に対する励起光αの入射角を設定することで、高強度の蛍光γを測定できる。なお、検出チップ10のプリズム20の材料および形状、金属膜30の膜厚、流路内の液体の屈折率などにより、励起光αの基本的な入射条件が決まるが、流路41内の蛍光物質の種類および量、プリズム20の形状誤差などにより、最適な入射条件はわずかに変動する。このため、測定ごとに最適な増強角を求めることが好ましい。本実施の形態では、金属膜30の法線(図1におけるz軸方向の直線)に対する励起光αの好適な照射角度は、約70°である。 Of the angles of incidence of the excitation light α on the metal film 30, the angle at which the maximum amount of plasmon scattered light can be obtained is the enhancement angle. High-intensity fluorescence γ can be measured by setting the incident angle of the excitation light α with respect to the metal film 30 at or near the augmentation angle. The basic incident conditions of the excitation light α are determined by the material and shape of the prism 20 of the detection chip 10, the film thickness of the metal film 30, the refractive index of the liquid in the flow path, and the like. The optimum incident conditions vary slightly depending on the type and amount of the substance, the shape error of the prism 20, and the like. Therefore, it is preferable to obtain the optimum enhancement angle for each measurement. In the present embodiment, the preferred irradiation angle of the excitation light α with respect to the normal line of the metal film 30 (the straight line in the z-axis direction in FIG. 1) is about 70 °.

また、検出チップ10の位置情報を取得する場合において、角度調整部112は、被検出物質を検出する場合と同様の軸を中心として回動させてもよいし、成膜面22に対して照射角度を走査しても入射面21上での照射スポットの位置がほとんど変化しないように、回転軸の位置を設定してもよい。 Further, when acquiring the position information of the detection chip 10, the angle adjusting unit 112 may be rotated about the same axis as in the case of detecting the substance to be detected, or may irradiate the film-forming surface 22. The position of the rotation axis may be set so that the position of the irradiation spot on the incident surface 21 hardly changes even if the angle is scanned.

光源制御部113は、光源ユニット111に含まれる各種機器を制御して、光源ユニット111の出射光(例えば、励起光α)の出射を制御する。光源制御部113は、例えば、演算装置、制御装置、記憶装置、入力装置および出力装置を含む公知のコンピュータ、マイコンを含む。 The light source control unit 113 controls various devices included in the light source unit 111 to control the emission of the emitted light (for example, the excitation light α) of the light source unit 111. The light source control unit 113 includes, for example, a known computer including an arithmetic unit, a control device, a storage device, an input device, and an output device, and a microcomputer.

なお、励起光照射ユニット110は、光源内の光学系を移動させることにより、励起光αの出射角度(照射角度)を調整してもよい。この場合、検出装置100を簡略化および小型化できる。 The excitation light irradiation unit 110 may adjust the emission angle (irradiation angle) of the excitation light α by moving the optical system in the light source. In this case, the detection device 100 can be simplified and downsized.

反射光検出ユニット120は、検出チップ10への操作(例えば、測定液の注入)、光学測定(例えば、増強角の検出や光学ブランク値の測定、蛍光γの検出)などを行う際の検出チップ10の位置決めのために、検出チップ10への励起光αの照射によって生じた反射光βを検出する。反射光検出ユニット120は、最初の検出チップ10への操作を行う前に、検出チップ10の位置決めのために反射光βを検出することが好ましい。 The reflected light detection unit 120 is a detection chip for performing operations on the detection chip 10 (for example, injection of a measuring liquid), optical measurement (for example, detection of an augmented angle, measurement of an optical blank value, detection of fluorescence γ), and the like. For the positioning of 10, the reflected light β generated by irradiating the detection chip 10 with the excitation light α is detected. It is preferable that the reflected light detection unit 120 detects the reflected light β for positioning the detection chip 10 before performing the operation on the first detection chip 10.

受光センサー121は、励起光αの照射によって生じた反射光βを検出する。受光センサー121の種類は、反射光βを検出できれば特に限定されない。たとえば、受光センサー121は、フォトダイオード(PD)、エリアセンサーなどである。受光センサー121の受光面の大きさは、励起光αのビーム径よりも大きいことが好ましい。たとえば、励起光αのビーム径が1.0〜1.5mm程度の場合、受光センサー121の受光面の1辺の長さは3mm以上であることが好ましい。また、受光センサー121がエリアセンサーの場合、受光面には、複数の画素が配置されている。 The light receiving sensor 121 detects the reflected light β generated by the irradiation of the excitation light α. The type of the light receiving sensor 121 is not particularly limited as long as it can detect the reflected light β. For example, the light receiving sensor 121 is a photodiode (PD), an area sensor, or the like. The size of the light receiving surface of the light receiving sensor 121 is preferably larger than the beam diameter of the excitation light α. For example, when the beam diameter of the excitation light α is about 1.0 to 1.5 mm, the length of one side of the light receiving surface of the light receiving sensor 121 is preferably 3 mm or more. When the light receiving sensor 121 is an area sensor, a plurality of pixels are arranged on the light receiving surface.

受光センサー121は、反射光βが入射できる位置に配置される。本実施の形態では、成膜面22の法線(図1におけるz軸方向の直線)に対するプリズム20への入射前の励起光αの照射角度の走査範囲は、約66〜72°の範囲内である。入射面21からの反射光βが搬送ステージ(移動ステージ)152の進行方向(図1におけるx軸方向)側にある受光センサー121の方向に進むように励起光αの照射角度を設定する。このように、受光センサー121は、反射光βが入射する位置に配置される(図1参照)。また、受光センサー121と入射面21との間に反射光βを受光センサー121に集光するためのレンズが配置されていてもよい。 The light receiving sensor 121 is arranged at a position where the reflected light β can be incident. In the present embodiment, the scanning range of the irradiation angle of the excitation light α before being incident on the prism 20 with respect to the normal of the film forming surface 22 (the straight line in the z-axis direction in FIG. 1) is within the range of about 66 to 72 °. Is. The irradiation angle of the excitation light α is set so that the reflected light β from the incident surface 21 travels in the direction of the light receiving sensor 121 on the traveling direction (x-axis direction in FIG. 1) of the transport stage (moving stage) 152. In this way, the light receiving sensor 121 is arranged at a position where the reflected light β is incident (see FIG. 1). Further, a lens for condensing the reflected light β on the light receiving sensor 121 may be arranged between the light receiving sensor 121 and the incident surface 21.

センサー制御部122は、受光センサー121の出力値の検出や、検出した出力値による受光センサー121の感度の管理、適切な出力値を得るための受光センサー121の出力の増幅度の変更などを制御する。センサー制御部122は、例えば、演算装置、制御装置、記憶装置、入力装置および出力装置を含む公知のコンピュータやマイコンなどによって構成される。 The sensor control unit 122 controls detection of the output value of the light receiving sensor 121, management of the sensitivity of the light receiving sensor 121 based on the detected output value, change of the amplification degree of the output of the light receiving sensor 121 in order to obtain an appropriate output value, and the like. To do. The sensor control unit 122 is composed of, for example, a known computer or microcomputer including an arithmetic unit, a control device, a storage device, an input device, and an output device.

蛍光検出ユニット130は、金属膜30への励起光αの照射によって生じた蛍光γを検出する。また、必要に応じて、蛍光検出ユニット130は、金属膜30への励起光αの照射によって生じたプラズモン散乱光も検出する。蛍光検出ユニット130は、例えば、受光ユニット131、位置切替部132およびセンサー制御部133を含む。 The fluorescence detection unit 130 detects the fluorescence γ generated by irradiating the metal film 30 with the excitation light α. If necessary, the fluorescence detection unit 130 also detects the plasmon scattered light generated by irradiating the metal film 30 with the excitation light α. The fluorescence detection unit 130 includes, for example, a light receiving unit 131, a position switching unit 132, and a sensor control unit 133.

受光ユニット131は、検出チップ10の金属膜30(成膜面22)の法線方向(図1におけるz軸方向)に配置される。受光ユニット131は、第1レンズ134、光学フィルター135、第2レンズ136および受光センサー137を含む。 The light receiving unit 131 is arranged in the normal direction (z-axis direction in FIG. 1) of the metal film 30 (deposition surface 22) of the detection chip 10. The light receiving unit 131 includes a first lens 134, an optical filter 135, a second lens 136, and a light receiving sensor 137.

第1レンズ134は、例えば、対物レンズであり、金属膜30上から出射される光を受光ユニット131に取り込む。第2レンズ136は、例えば、集光レンズであり、第1レンズ134で取り込まれた光を受光センサー137の受光面に集光させる。両レンズの間の光路は、略平行な光路になっている。光学フィルター135は、両レンズの間に配置されている。 The first lens 134 is, for example, an objective lens, and takes in the light emitted from the metal film 30 into the light receiving unit 131. The second lens 136 is, for example, a condensing lens, and condenses the light captured by the first lens 134 on the light receiving surface of the light receiving sensor 137. The optical path between the two lenses is a substantially parallel optical path. The optical filter 135 is arranged between the two lenses.

光学フィルター135は、蛍光成分のみを受光センサー137に導き、高いS/N比で蛍光γを検出するために、励起光成分(プラズモン散乱光)を除去する。光学フィルター135の例には、励起光反射フィルター、短波長カットフィルターおよびバンドパスフィルターが含まれる。光学フィルター135は、例えば、所定の光成分を反射する多層膜を含むフィルターであるが、所定の光成分を吸収する色ガラスフィルターでもよい。 The optical filter 135 guides only the fluorescence component to the light receiving sensor 137 and removes the excitation light component (plasmon scattered light) in order to detect the fluorescence γ at a high S / N ratio. Examples of the optical filter 135 include an excitation light reflection filter, a short wavelength cut filter and a bandpass filter. The optical filter 135 is, for example, a filter including a multilayer film that reflects a predetermined light component, but may be a colored glass filter that absorbs a predetermined light component.

受光センサー137は、蛍光γを検出する。受光センサー137は、微小量の被検出物質と結合した標識抗体の蛍光体からの微弱な蛍光γを検出できる高い感度を有する。受光センサー137は、例えば、光電子増倍管(PMT)、アバランシェフォトダイオード(APD)、高感度のフォトダイオード(PD)などである。 The light receiving sensor 137 detects the fluorescence γ. The light receiving sensor 137 has high sensitivity capable of detecting weak fluorescence γ from the phosphor of the labeled antibody bound to a minute amount of the substance to be detected. The light receiving sensor 137 is, for example, a photomultiplier tube (PMT), an avalanche photodiode (APD), a high-sensitivity photodiode (PD), or the like.

位置切替部132は、光学フィルター135の位置を、受光ユニット131における光路上または光路外に切り替える。具体的には、受光センサー137が蛍光γを検出する時には、光学フィルター135を受光ユニット131の光路上に配置し、受光センサー137がプラズモン散乱光を検出する時には、光学フィルター135を受光ユニット131の光路外に配置する。位置切替部132は、例えば、回転駆動部と、回転運動を利用して光学フィルター135を水平方向に移動させる公知の機構(ターンテーブルやラックアンドピニオンなど)とによって構成される。 The position switching unit 132 switches the position of the optical filter 135 on or out of the optical path of the light receiving unit 131. Specifically, when the light receiving sensor 137 detects fluorescence γ, the optical filter 135 is arranged on the optical path of the light receiving unit 131, and when the light receiving sensor 137 detects plasmon scattered light, the optical filter 135 is placed on the light receiving unit 131. Place it outside the optical path. The position switching unit 132 is composed of, for example, a rotation drive unit and a known mechanism (such as a turntable or a rack and pinion) that moves the optical filter 135 in the horizontal direction by using a rotational motion.

センサー制御部133は、受光センサー137の出力値の検出や、検出した出力値による受光センサー137の感度の管理、適切な出力値を得るための受光センサー137の出力の増幅度の変更などを制御する。センサー制御部133は、例えば、演算装置、制御装置、記憶装置、入力装置および出力装置を含む公知のコンピュータ、マイコンを含む。 The sensor control unit 133 controls detection of the output value of the light receiving sensor 137, management of the sensitivity of the light receiving sensor 137 based on the detected output value, change of the amplification degree of the output of the light receiving sensor 137 in order to obtain an appropriate output value, and the like. To do. The sensor control unit 133 includes, for example, a known computer including an arithmetic unit, a control device, a storage device, an input device, and an output device, and a microcomputer.

送液ユニット140は、チップホルダー154に保持された検出チップ10の流路41内に、試料液や標識液、洗浄液などを供給する。送液ユニット140は、薬液チップ141、シリンジポンプ142および送液ポンプ駆動部143を含む。 The liquid feeding unit 140 supplies the sample liquid, the labeling liquid, the cleaning liquid, and the like into the flow path 41 of the detection chip 10 held in the chip holder 154. The liquid feed unit 140 includes a chemical liquid tip 141, a syringe pump 142, and a liquid feed pump drive unit 143.

薬液チップ141は、試料液や標識液、洗浄液などの液体を収容する容器である。薬液チップ141としては、通常、複数の容器が液体の種類に応じて配置されるか、または複数の容器が一体化したチップが配置される。 The chemical solution chip 141 is a container for containing a liquid such as a sample solution, a labeling solution, or a cleaning solution. As the chemical solution chip 141, a plurality of containers are usually arranged according to the type of liquid, or a chip in which a plurality of containers are integrated is arranged.

シリンジポンプ142は、シリンジ144と、シリンジ144内を往復動作可能なプランジャー145とによって構成される。プランジャー145の往復運動によって、液体の吸引および排出が定量的に行われる。シリンジ144が交換可能であると、シリンジ144の洗浄が不要となる。このため、シリンジ144は、不純物の混入などを防止する観点から、交換可能であることが好ましい。シリンジ144が交換可能に構成されていない場合は、シリンジ144内を洗浄する構成をさらに付加することにより、シリンジ144を交換せずに使用できる。 The syringe pump 142 is composed of a syringe 144 and a plunger 145 capable of reciprocating in the syringe 144. The reciprocating motion of the plunger 145 quantitatively sucks and drains the liquid. If the syringe 144 is replaceable, cleaning of the syringe 144 becomes unnecessary. Therefore, the syringe 144 is preferably replaceable from the viewpoint of preventing impurities from being mixed in. If the syringe 144 is not configured to be replaceable, the syringe 144 can be used without replacement by further adding a configuration for cleaning the inside of the syringe 144.

送液ポンプ駆動部143は、プランジャー145の駆動装置、およびシリンジポンプ142の移動装置を含む。シリンジポンプ142の駆動装置は、プランジャー145を往復運動させるための装置であり、例えば、ステッピングモーターを含む。ステッピングモーターを含む駆動装置は、シリンジポンプ142の送液量や送液速度を管理できるため、検出チップ10の残液量を管理する観点から好ましい。シリンジポンプ142の移動装置は、例えば、シリンジポンプ142を、シリンジ144の軸方向(例えば垂直方向)と、軸方向を横断する方向(例えば水平方向)との二方向に自在に動かす。シリンジポンプ142の移動装置は、例えば、ロボットアーム、2軸ステージまたは上下動自在なターンテーブルによって構成される。 The liquid feed pump drive unit 143 includes a drive device for the plunger 145 and a moving device for the syringe pump 142. The driving device of the syringe pump 142 is a device for reciprocating the plunger 145, and includes, for example, a stepping motor. A drive device including a stepping motor is preferable from the viewpoint of controlling the residual liquid amount of the detection tip 10 because the liquid feeding amount and the liquid feeding speed of the syringe pump 142 can be controlled. The moving device of the syringe pump 142, for example, freely moves the syringe pump 142 in two directions, an axial direction (for example, a vertical direction) of the syringe 144 and a direction crossing the axial direction (for example, a horizontal direction). The moving device of the syringe pump 142 is composed of, for example, a robot arm, a two-axis stage, or a vertically movable turntable.

送液ユニット140は、薬液チップ141より各種液体を吸引し、検出チップ10の流路41内に供給する。このとき、プランジャー145を動かすことで、検出チップ10中の流路41内を液体が往復し、流路41内の液体が攪拌される。これにより、液体の濃度の均一化や、流路41内における反応(例えば抗原抗体反応)の促進などを実現できる。このような操作を行う観点から、検出チップ10の注入口は多層フィルムで保護されており、かつシリンジ144がこの多層フィルムを貫通した時に注入口を密閉できるように、検出チップ10およびシリンジ144が構成されていることが好ましい。 The liquid feeding unit 140 sucks various liquids from the chemical liquid chip 141 and supplies them into the flow path 41 of the detection chip 10. At this time, by moving the plunger 145, the liquid reciprocates in the flow path 41 in the detection chip 10, and the liquid in the flow path 41 is agitated. As a result, it is possible to make the concentration of the liquid uniform and promote the reaction (for example, the antigen-antibody reaction) in the flow path 41. From the viewpoint of performing such an operation, the injection port of the detection tip 10 is protected by a multilayer film, and the detection tip 10 and the syringe 144 can seal the injection port when the syringe 144 penetrates the multilayer film. It is preferably configured.

流路41内の液体は、再びシリンジポンプ142で吸引され、薬液チップ141などに排出される。これらの動作の繰り返しにより、各種液体による反応、洗浄などを実施し、流路41内の反応場に、蛍光物質で標識された被検出物質を配置できる。 The liquid in the flow path 41 is sucked again by the syringe pump 142 and discharged to the chemical solution chip 141 or the like. By repeating these operations, reactions with various liquids, washing, and the like can be carried out, and a substance to be detected labeled with a fluorescent substance can be placed in the reaction field in the flow path 41.

搬送ユニット150は、検出チップ10を検出位置または送液位置に搬送し、固定する。ここで「検出位置」とは、励起光照射ユニット110が検出チップ10に励起光αを照射し、それに伴い発生する蛍光γを蛍光検出ユニット130が検出する位置である。また、「送液位置」とは、送液ユニット140が検出チップ10の流路41内に液体を供給するか、または検出チップ10の流路41内の液体を除去する位置である。搬送ユニット150は、搬送ステージ152およびチップホルダー154を含む。チップホルダー154は、搬送ステージ152に固定されており、検出チップ10を着脱可能に保持する。チップホルダー154の形状は、検出チップ10を保持でき、かつ励起光α、反射光βおよび蛍光γの光路を妨げない形状である。たとえば、チップホルダー154には、励起光α、反射光βおよび蛍光γが通過するための開口が設けられている。搬送ステージ152は、チップホルダー154を一方向(図1におけるx軸方向)およびその逆方向に移動させる。搬送ステージ152は、例えば、ステッピングモーターなどで駆動される。 The transport unit 150 transports the detection chip 10 to the detection position or the liquid feed position and fixes it. Here, the “detection position” is a position where the excitation light irradiation unit 110 irradiates the detection chip 10 with the excitation light α, and the fluorescence detection unit 130 detects the fluorescence γ generated accordingly. The "liquid feeding position" is a position where the liquid feeding unit 140 supplies the liquid into the flow path 41 of the detection chip 10 or removes the liquid in the flow path 41 of the detection chip 10. The transport unit 150 includes a transport stage 152 and a tip holder 154. The chip holder 154 is fixed to the transport stage 152 and holds the detection chip 10 detachably. The shape of the chip holder 154 is a shape that can hold the detection chip 10 and does not obstruct the optical paths of the excitation light α, the reflected light β, and the fluorescence γ. For example, the chip holder 154 is provided with an opening through which the excitation light α, the reflected light β, and the fluorescence γ pass. The transport stage 152 moves the tip holder 154 in one direction (x-axis direction in FIG. 1) and vice versa. The transport stage 152 is driven by, for example, a stepping motor or the like.

制御部160は、角度調整部112、光源制御部113、センサー制御部122、位置切替部132、センサー制御部133、送液ポンプ駆動部143および搬送ステージ152を制御する。また、制御部160は、第1形状補正値を取得し、反射光検出ユニット120の検出結果に基づいて、チップホルダー154に保持された検出チップ10の位置情報を取得するとともに、搬送ステージ152によりチップホルダー154を移動させて、検出チップ10を適切な検出位置または送液位置に移動させる位置調整部としても機能する。制御部160は、例えば、演算装置、制御装置、記憶装置、入力装置および出力装置を含む公知のコンピュータ、マイコンを含む。 The control unit 160 controls the angle adjustment unit 112, the light source control unit 113, the sensor control unit 122, the position switching unit 132, the sensor control unit 133, the liquid feed pump drive unit 143, and the transfer stage 152. Further, the control unit 160 acquires the first shape correction value, and based on the detection result of the reflected light detection unit 120, acquires the position information of the detection chip 10 held in the chip holder 154, and also by the transfer stage 152. It also functions as a position adjusting unit for moving the chip holder 154 to move the detection chip 10 to an appropriate detection position or liquid feeding position. The control unit 160 includes, for example, a known computer including an arithmetic unit, a control device, a storage device, an input device, and an output device, and a microcomputer.

(検出方法)
次に、検出装置100の検出動作(本発明の実施の形態1に係る検出方法)について説明する。図3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。
(Detection method)
Next, the detection operation of the detection device 100 (the detection method according to the first embodiment of the present invention) will be described. FIG. 3 is a flowchart showing an example of the operation procedure of the detection device 100.

まず、検出装置100のチップホルダー154に検出チップ10が設置される(工程S100)。 First, the detection chip 10 is installed in the chip holder 154 of the detection device 100 (step S100).

次いで、制御部160は、検出チップ10の記憶部50から第1形状補正値を取得する(工程S110)。本実施の形態では、記憶部50は、バーコードであるため、当該バーコードを読み取り、第1形状補正値を取得する。 Next, the control unit 160 acquires the first shape correction value from the storage unit 50 of the detection chip 10 (step S110). In the present embodiment, since the storage unit 50 is a bar code, the bar code is read and the first shape correction value is acquired.

次いで、制御部160は、搬送ステージ152を操作して、検出チップ10を検出位置近傍に移動させる(工程S120)。 Next, the control unit 160 operates the transfer stage 152 to move the detection chip 10 to the vicinity of the detection position (step S120).

次いで、制御部160は、励起光照射ユニット110および反射光検出ユニット120を操作して、励起光照射ユニット110から照射する光の照射角度を設定する(工程S130)。この工程では、励起光αが入射面21で反射した反射光βが反射光検出ユニット120により検出されるように、入射面21に対して励起光照射ユニット110から照射する光の照射角度を設定する。光の照射角度の設定工程において、反射光βの入射面21に対する出射角度は、励起光αの照射位置、照射角度、励起光が経由するプリズム20の面の角度、プリズム20の屈折率などにより決定する。 Next, the control unit 160 operates the excitation light irradiation unit 110 and the reflected light detection unit 120 to set the irradiation angle of the light emitted from the excitation light irradiation unit 110 (step S130). In this step, the irradiation angle of the light emitted from the excitation light irradiation unit 110 with respect to the incident surface 21 is set so that the reflected light β reflected by the excitation light α on the incident surface 21 is detected by the reflected light detection unit 120. To do. In the process of setting the light irradiation angle, the emission angle of the reflected light β with respect to the incident surface 21 depends on the irradiation position of the excitation light α, the irradiation angle, the angle of the surface of the prism 20 through which the excitation light passes, the refractive index of the prism 20, and the like. decide.

このように、検出チップ10の位置情報の取得開始時における励起光照射ユニット110からの励起光αの照射角度は、検出装置100にあらかじめ記憶されている固定値に設定されていることが好ましい。 As described above, it is preferable that the irradiation angle of the excitation light α from the excitation light irradiation unit 110 at the start of acquisition of the position information of the detection chip 10 is set to a fixed value stored in advance in the detection device 100.

次いで、制御部160は、励起光照射ユニット110、反射光検出ユニット120および搬送ステージ152を操作して、検出チップ10の位置情報を取得する(工程S140)。この工程では、励起光照射ユニット110から出射する励起光αの照射スポットが、入射面21および成膜面22の境界上を通過するように、チップホルダー154に保持された検出チップ10を搬送ステージ152により移動しつつ、工程S130で設定された照射角度にて励起光照射ユニット110から励起光を照射し、反射光検出ユニット120により反射光βを検出し、反射光検出ユニット120で検出される反射光βの検出結果に基づいて、チップホルダー154に保持された検出チップ10の位置情報を取得する。これにより得た検出チップ10の位置と検出位置または送液位置の相対位置ずれ量を特定できる。 Next, the control unit 160 operates the excitation light irradiation unit 110, the reflected light detection unit 120, and the transfer stage 152 to acquire the position information of the detection chip 10 (step S140). In this step, the detection chip 10 held in the chip holder 154 is conveyed to the transport stage so that the irradiation spot of the excitation light α emitted from the excitation light irradiation unit 110 passes over the boundary between the incident surface 21 and the film forming surface 22. While moving by 152, the excitation light is irradiated from the excitation light irradiation unit 110 at the irradiation angle set in step S130, the reflected light β is detected by the reflected light detection unit 120, and the reflected light β is detected by the reflected light detection unit 120. Based on the detection result of the reflected light β, the position information of the detection chip 10 held in the chip holder 154 is acquired. As a result, the relative positional deviation between the position of the detection chip 10 and the detection position or the liquid feeding position can be specified.

図4は、検出チップ10の位置情報を取得する工程(工程S140)を説明するためのフローチャートである。図5A〜Hは、検出チップ10の位置情報を取得する工程(工程S140)を説明するための模式図である。図6は、検出チップ10の移動距離と、反射光βの強度との関係を示すグラフである。ここでは、形成されるべき理想的な検出チップ10A(プリズム20A)と、形成された実際の検出チップ10B(プリズム20B)とを用いた場合について説明する。ここで、検出チップ10Aは、角部にダレが生じておらず、かつバリの生じていない、設計通りに形成された(形成されるべき)検出チップ10を意味する。また、本実施の形態では、検出チップ10Bは、角部にダレが生じた検出チップ10を意味する。図6の横軸は検出チップ10A、10Bの移動量を示しており、縦軸は、受光センサー121に入射した反射光βの強度を示している。図6の5A〜5Hは、図5A〜5Hにそれぞれ対応している。図6における実線は検出チップ10Aの結果を示しており、点線は検出チップ10Bの結果を示している。 FIG. 4 is a flowchart for explaining a step (step S140) of acquiring the position information of the detection chip 10. 5A to 5H are schematic views for explaining a step (step S140) of acquiring the position information of the detection chip 10. FIG. 6 is a graph showing the relationship between the moving distance of the detection chip 10 and the intensity of the reflected light β. Here, a case where an ideal detection chip 10A (prism 20A) to be formed and an actual detection chip 10B (prism 20B) formed are used will be described. Here, the detection chip 10A means a detection chip 10 formed (should be formed) as designed, with no sagging at the corners and no burrs. Further, in the present embodiment, the detection chip 10B means the detection chip 10 in which the corner portion is sagging. The horizontal axis of FIG. 6 shows the amount of movement of the detection chips 10A and 10B, and the vertical axis shows the intensity of the reflected light β incident on the light receiving sensor 121. 5A to 5H in FIG. 6 correspond to FIGS. 5A to 5H, respectively. The solid line in FIG. 6 shows the result of the detection chip 10A, and the dotted line shows the result of the detection chip 10B.

理想的な検出チップ10Aの場合、図4に示されるように、検出チップ10Aの位置情報を取得する工程(工程S140)では、まず、検出チップ10Aを移動しながら受光センサー121で反射光βを検出する(工程S141)。具体的には、図5Aおよび図6に示されるように、検出チップ10Aが光源ユニット111から離れた位置にある場合、光源ユニット111が励起光αを出射すると、励起光αは、検出チップ10Aに励起光αが入射せず、反射光βは発生していない。したがって、反射光検出ユニット120の受光センサー121には、検出チップ10Aからの反射光βは入射しない。 In the case of the ideal detection chip 10A, as shown in FIG. 4, in the step of acquiring the position information of the detection chip 10A (step S140), first, the reflected light β is emitted by the light receiving sensor 121 while moving the detection chip 10A. Detect (step S141). Specifically, as shown in FIGS. 5A and 6, when the detection chip 10A is located at a position away from the light source unit 111, when the light source unit 111 emits the excitation light α, the excitation light α is the detection chip 10A. The excitation light α is not incident on the light source, and the reflected light β is not generated. Therefore, the reflected light β from the detection chip 10A does not enter the light receiving sensor 121 of the reflected light detection unit 120.

この状態から検出チップ10Aを光源ユニット111側に近づけていくと、光源ユニット111から照射される励起光αの照射スポットは、入射面21と成膜面22との境界(以下「エッジ部」ともいう。)に到達する。この場合、図5Bおよび図6に示されるように、励起光αのうち、一部の励起光αは、プリズム20に入射しない。また、励起光αのうち、他の一部の励起光αは、入射面21で反射して反射光βとして、受光センサー121に入射する。 When the detection chip 10A is brought closer to the light source unit 111 side from this state, the irradiation spot of the excitation light α emitted from the light source unit 111 is the boundary between the incident surface 21 and the film forming surface 22 (hereinafter, also referred to as “edge portion”). Say.) Is reached. In this case, as shown in FIGS. 5B and 6, some of the excitation lights α do not enter the prism 20. Further, of the excitation light α, some other excitation light α is reflected by the incident surface 21 and is incident on the light receiving sensor 121 as reflected light β.

さらに検出チップ10Aを光源ユニット111側に近づけていくと、光源ユニット111から照射された入射面21上における励起光αの照射スポットは、すべてプリズム20の入射面21に到達する。したがって、図5C、Dおよび図6に示されるように、受光センサー121には、検出チップ10Aで反射した反射光βが入射する。このように、本実施の形態では、入射面21と、エッジ部との間で照射スポットを移動させ、反射光βが入射するように、入射面21に対する励起光αの照射角度を設定する。 Further, when the detection chip 10A is brought closer to the light source unit 111 side, all the irradiation spots of the excitation light α on the incident surface 21 irradiated from the light source unit 111 reach the incident surface 21 of the prism 20. Therefore, as shown in FIGS. 5C and 5D and FIG. 6, the reflected light β reflected by the detection chip 10A is incident on the light receiving sensor 121. As described above, in the present embodiment, the irradiation spot is moved between the incident surface 21 and the edge portion, and the irradiation angle of the excitation light α with respect to the incident surface 21 is set so that the reflected light β is incident.

一方、実際の検出チップ10Bの場合、図4に示されるように、検出チップ10Bの位置情報を取得する工程(工程S140)では、まず、検出チップ10Bを移動しながら受光センサー121で反射光βを検出する(工程S141)。具体的には、図5Eおよび図6に示されるように、検出チップ10Bが光源ユニット111から離れた位置にある場合、光源ユニット111が励起光αを出射すると、励起光αは、検出チップ10Bに励起光αが入射せず、反射光βは発生していない。したがって、反射光検出ユニット120の受光センサー121には、検出チップ10Bからの反射光βは入射しない。 On the other hand, in the case of the actual detection chip 10B, as shown in FIG. 4, in the step of acquiring the position information of the detection chip 10B (step S140), first, the reflected light β by the light receiving sensor 121 while moving the detection chip 10B. Is detected (step S141). Specifically, as shown in FIGS. 5E and 6, when the detection chip 10B is located at a position away from the light source unit 111, when the light source unit 111 emits the excitation light α, the excitation light α is the detection chip 10B. The excitation light α is not incident on the light source, and the reflected light β is not generated. Therefore, the reflected light β from the detection chip 10B does not enter the light receiving sensor 121 of the reflected light detection unit 120.

図5Fおよび図6に示されるように、この状態から理想的な検出チップ10Aにおいて受光センサー121に反射光が入射した位置まで、実際の検出チップ10Bを光源ユニット111側に近づけても励起光αは入射面21に到達しない。これは、実際の検出チップ10Bにダレが生じているためである。 As shown in FIGS. 5F and 6, even if the actual detection chip 10B is brought closer to the light source unit 111 side from this state to the position where the reflected light is incident on the light receiving sensor 121 in the ideal detection chip 10A, the excitation light α Does not reach the incident surface 21. This is because the actual detection chip 10B is sagging.

図5Gおよび図6に示されるように、この状態から検出チップ10Bをさらに光源ユニット111側に近づけていくと、光源ユニット111から照射される励起光αの照射スポットは、ダレ部分に到達する。しかしながら、ダレ部分に到達した励起光αは、受光センサー111と異なる方向に向かって反射されるため、受光センサー121に入射しない。 As shown in FIGS. 5G and 6, when the detection chip 10B is further brought closer to the light source unit 111 side from this state, the irradiation spot of the excitation light α emitted from the light source unit 111 reaches the sagging portion. However, since the excitation light α that has reached the sagging portion is reflected in a direction different from that of the light receiving sensor 111, it does not enter the light receiving sensor 121.

図5Hおよび図6に示されるように、この状態から検出チップ10Bをさらに光源ユニット111側に近づけていくと、励起光αの照射スポットは、入射面21に到達する。この場合、励起光αのうち、一部の励起光αは、検出チップ10Aに入射しない。また、励起光αのうち、他の一部の励起光αは、入射面21で反射して反射光βとして、受光センサー121に入射する。 As shown in FIGS. 5H and 6, when the detection chip 10B is further brought closer to the light source unit 111 side from this state, the irradiation spot of the excitation light α reaches the incident surface 21. In this case, some of the excitation lights α do not enter the detection chip 10A. Further, of the excitation light α, some other excitation light α is reflected by the incident surface 21 and is incident on the light receiving sensor 121 as reflected light β.

特に図示しないが、さらに検出チップ10Bを光源ユニット111側に近づけていくと、光源ユニット111から照射された入射面21上における励起光αの照射スポットは、すべてプリズム20の入射面21に到達する。 Although not particularly shown, when the detection chip 10B is further brought closer to the light source unit 111 side, all the irradiation spots of the excitation light α on the incident surface 21 irradiated from the light source unit 111 reach the incident surface 21 of the prism 20. ..

このとき、受光センサー121では、反射光βの光量をモニターし、受光光量が所定の設定値に到達した場合、検出チップ10の位置情報を取得する(工程S142;YES、工程S143)。一方、受光センサー121における受光光量が所定の設定値に到達しなかった場合には、検出チップ10の形状やチップホルダー154への設置に問題があると判断し、異常処理に移行する(工程S142;NO)。異常処理では、例えば測定を停止して操作画面に警告を表示してもよいし、工程S141で検出チップ10の移動開始位置を変更して工程S141およびS142を実行してもよい(工程S144)。 At this time, the light receiving sensor 121 monitors the amount of reflected light β, and when the amount of received light reaches a predetermined set value, acquires the position information of the detection chip 10 (step S142; YES, step S143). On the other hand, when the amount of received light received by the light receiving sensor 121 does not reach a predetermined set value, it is determined that there is a problem in the shape of the detection chip 10 or the installation in the chip holder 154, and the process proceeds to abnormal processing (step S142). ; NO). In the abnormality processing, for example, the measurement may be stopped and a warning may be displayed on the operation screen, or the movement start position of the detection chip 10 may be changed in step S141 to execute steps S141 and S142 (step S144). ..

このように、理想的な検出チップ10Aでは励起光αがエッジ部に到達すると、受光センサー121に反射光βが入射する。これに対し、実際の検出チップ10Bでは、励起光αがダレ部分に到達しても、受光センサー121に反射光βは入射せず、励起光αが入射面21の平坦部に到達すると、初めて受光センサー121に反射光βが入射する。よって、受光センサー121における反射光βの受光において、検出チップ10Aのエッジ部と、検出チップ10Bの入射面21の成膜面22側端部とは、同様の機能を果たす。また、図6に示されるように、検出チップ10Bの位置情報は、検出チップ10Aの位置情報よりも距離Aだけ位置ズレすることが分かる。 As described above, in the ideal detection chip 10A, when the excitation light α reaches the edge portion, the reflected light β is incident on the light receiving sensor 121. On the other hand, in the actual detection chip 10B, even if the excitation light α reaches the sagging portion, the reflected light β does not enter the light receiving sensor 121, and only when the excitation light α reaches the flat portion of the incident surface 21. The reflected light β is incident on the light receiving sensor 121. Therefore, in receiving the reflected light β by the light receiving sensor 121, the edge portion of the detection chip 10A and the end portion of the incident surface 21 of the detection chip 10B on the film forming surface 22 side perform the same function. Further, as shown in FIG. 6, it can be seen that the position information of the detection chip 10B is displaced by a distance A from the position information of the detection chip 10A.

検出チップ10A、10Bの位置の特定は、反射光βの光量の最小値を使用してもよいし、反射光βの光量の最大値を使用してもよいし、反射光βの光量の中間値を使用してもよい(図6参照)。反射光βの光量の最小値および反射光βの光量の最大値は、励起光αの照射スポットの縁がエッジ部に到達した地点か、または励起光αの照射スポットが入射面21のダレ部分側端部に到達したことを示している。したがって、励起光αの照射スポット径を考慮すれば、エッジ部または入射面21のダレ部分側端部の位置を特定でき、結果として検出チップ10の位置を特定できる。一方、反射光βの光量の中間値は、励起光αの照射スポットの中心がエッジ部に到達した地点か、入射面21のダレ部分側端部に到達した地点かを示している。反射光βの光量の中間値を利用する場合は、励起光αの照射スポット径を考慮することなく、エッジ部の位置を特定でき、結果として検出チップ10A、10Bの位置を特定できる。したがって、励起光αの照射スポット径の影響を抑制する観点からは、励起光αの反射光βの光量の中間値を用いて、検出チップ10A、10Bの位置を特定することが好ましい。 The position of the detection chips 10A and 10B may be specified by using the minimum value of the light amount of the reflected light β, the maximum value of the light amount of the reflected light β, or the middle of the light amount of the reflected light β. Values may be used (see Figure 6). The minimum value of the light amount of the reflected light β and the maximum value of the light amount of the reflected light β are the points where the edge of the irradiation spot of the excitation light α reaches the edge portion, or the irradiation spot of the excitation light α is the sagging portion of the incident surface 21. It indicates that it has reached the side end. Therefore, if the irradiation spot diameter of the excitation light α is taken into consideration, the position of the edge portion or the side end portion of the incident surface 21 on the sagging portion side can be specified, and as a result, the position of the detection chip 10 can be specified. On the other hand, the intermediate value of the amount of the reflected light β indicates whether the center of the irradiation spot of the excitation light α reaches the edge portion or the end portion on the side of the sagging portion of the incident surface 21. When the intermediate value of the light amount of the reflected light β is used, the position of the edge portion can be specified without considering the irradiation spot diameter of the excitation light α, and as a result, the positions of the detection chips 10A and 10B can be specified. Therefore, from the viewpoint of suppressing the influence of the irradiation spot diameter of the excitation light α, it is preferable to specify the positions of the detection chips 10A and 10B by using the intermediate value of the amount of the reflected light β of the excitation light α.

次いで、取得した検出チップ10の位置情報に第1形状補正値を加算して、検出チップ10を移動させる移動量を求める(工程S145)。第1形状補正値は、形成すべきプリズム20の形状(理想的な設計形状)と、実際に形成されたプリズム20の形状(実際の実測形状)との形状誤差であるため、実際に形成されたプリズム20にもとづく位置情報に第1形状補正値を加算することで、正しい移動量を求めることができる。 Next, the first shape correction value is added to the acquired position information of the detection chip 10 to obtain the movement amount for moving the detection chip 10 (step S145). The first shape correction value is actually formed because it is a shape error between the shape of the prism 20 to be formed (ideal design shape) and the shape of the prism 20 actually formed (actual measured shape). The correct amount of movement can be obtained by adding the first shape correction value to the position information based on the prism 20.

次いで、制御部160は、工程S140で取得した移動量に基づいて、搬送ステージ152を操作して、検出チップ10を送液位置に移動させる(工程S150)。 Next, the control unit 160 operates the transfer stage 152 based on the movement amount acquired in the step S140 to move the detection chip 10 to the liquid feeding position (step S150).

次いで、制御部160は、送液ユニット140を操作して、流路41内を洗浄液で洗浄するとともに、試料液を注入する(工程S160)。なお、検出チップ10の流路41内に保湿剤が存在する場合は、捕捉体が適切に被検出物質を捕捉できるように、試料液を導入する前に流路41内を洗浄して保湿剤を除去する。 Next, the control unit 160 operates the liquid feeding unit 140 to clean the inside of the flow path 41 with the cleaning liquid and inject the sample liquid (step S160). If a moisturizer is present in the flow path 41 of the detection chip 10, the inside of the flow path 41 is washed before introducing the sample solution so that the trapping body can properly capture the substance to be detected. To remove.

次いで、制御部160は、工程S140で取得した検出チップ10の位置情報に基づいて、搬送ステージ152によりチップホルダー154を移動させて、検出チップ10を適切な検出位置に移動させる(工程S170)。このとき、取得した位置情報および第1形状補正値に基づいて、検出チップ10を移動させるため、高精度に検出チップ10を検出位置に移動させることができる。 Next, the control unit 160 moves the chip holder 154 by the transfer stage 152 based on the position information of the detection chip 10 acquired in the step S140, and moves the detection chip 10 to an appropriate detection position (step S170). At this time, since the detection chip 10 is moved based on the acquired position information and the first shape correction value, the detection chip 10 can be moved to the detection position with high accuracy.

次いで、制御部160は、励起光照射ユニット110および蛍光検出ユニット130を操作して、適切な検出位置に配置された検出チップ10に励起光αを照射するとともに、励起光αと同一波長のプラズモン散乱光を検出して、増強角を検出する(工程S180)。具体的には、制御部160は、励起光照射ユニット110を操作して金属膜30に対する励起光αの入射角を走査しつつ、蛍光検出ユニット130を操作してプラズモン散乱光を検出する。このとき、制御部160は、位置切替部132を操作して、光学フィルター135を受光ユニット131の光路外に配置する。そして、制御部160は、プラズモン散乱光の光量が最大の時の金属膜30に対する励起光αの入射角を増強角として決定する。 Next, the control unit 160 operates the excitation light irradiation unit 110 and the fluorescence detection unit 130 to irradiate the detection chip 10 arranged at an appropriate detection position with the excitation light α, and plasmons having the same wavelength as the excitation light α. The scattered light is detected to detect the augmentation angle (step S180). Specifically, the control unit 160 operates the excitation light irradiation unit 110 to scan the incident angle of the excitation light α with respect to the metal film 30, and operates the fluorescence detection unit 130 to detect plasmon scattered light. At this time, the control unit 160 operates the position switching unit 132 to arrange the optical filter 135 outside the optical path of the light receiving unit 131. Then, the control unit 160 determines the incident angle of the excitation light α with respect to the metal film 30 when the amount of plasmon scattered light is maximum as the enhancement angle.

次いで、制御部160は、励起光照射ユニット110および蛍光検出ユニット130を操作して、適切な検出位置に配置された検出チップ10に励起光αを照射するとともに、受光センサー137の出力値(光学ブランク値)を記録する(工程S190)。このとき、制御部160は、角度調整部112を操作して、金属膜30に対する励起光αの入射角を増強角に設定する。また、制御部160は、位置切替部132を制御して、光学フィルター135を受光ユニット131の光路内に配置する。 Next, the control unit 160 operates the excitation light irradiation unit 110 and the fluorescence detection unit 130 to irradiate the detection chip 10 arranged at an appropriate detection position with the excitation light α, and the output value (optical) of the light receiving sensor 137. The blank value) is recorded (step S190). At this time, the control unit 160 operates the angle adjustment unit 112 to set the angle of incidence of the excitation light α on the metal film 30 as the enhancement angle. Further, the control unit 160 controls the position switching unit 132 to arrange the optical filter 135 in the optical path of the light receiving unit 131.

次いで、制御部160は、工程S140で取得した検出チップ10の位置情報に基づいて、搬送ステージ152を操作して、検出チップ10を送液位置に移動させる(工程S200)。 Next, the control unit 160 operates the transfer stage 152 based on the position information of the detection chip 10 acquired in the step S140 to move the detection chip 10 to the liquid feeding position (step S200).

次いで、制御部160は、送液ユニット140を操作して、薬液チップ141内の試料液を検出チップ10の流路41内に注入する(工程S210)。流路41内では、抗原抗体反応(1次反応)によって、金属膜30上に被検出物質が捕捉される。この後、流路41内の試料液は除去され、流路内は洗浄液で洗浄される。 Next, the control unit 160 operates the liquid feeding unit 140 to inject the sample liquid in the chemical liquid chip 141 into the flow path 41 of the detection chip 10 (step S210). In the flow path 41, the substance to be detected is captured on the metal film 30 by the antigen-antibody reaction (primary reaction). After that, the sample liquid in the flow path 41 is removed, and the inside of the flow path is washed with the cleaning liquid.

次いで、制御部160は、洗浄後、送液ユニット140を操作して、蛍光物質で標識された2次抗体を含む液体(標識液)を検出チップ10の流路41内に導入する(工程S220)。流路41内では、抗原抗体反応(2次反応)によって、金属膜30上に捕捉されている被検出物質が蛍光物質で標識される。この後、流路41内の標識液は除去され、流路内は洗浄液で洗浄される。 Next, after washing, the control unit 160 operates the liquid feeding unit 140 to introduce a liquid (labeled liquid) containing a secondary antibody labeled with a fluorescent substance into the flow path 41 of the detection chip 10 (step S220). ). In the flow path 41, the substance to be detected captured on the metal film 30 is labeled with a fluorescent substance by an antigen-antibody reaction (secondary reaction). After that, the labeling liquid in the flow path 41 is removed, and the inside of the flow path is washed with a cleaning liquid.

次いで、制御部160は、工程S140で取得した検出チップ10の位置情報に基づいて、搬送ステージ152により被検出物質を検出する検出位置に検出チップ10を移動させる(工程S230)。このとき、取得した位置情報に基づいて、検出チップ10を移動させるため、高精度に検出チップ10を検出位置に移動させることができる。このとき、工程S140で取得した検出チップ10の位置情報に設計値(補正値)を加えた後に、第1形状補正を加味することが好ましい。ここで、所定の値は、たとえば、制御ソフトウェアのコードに含まれていてもよいし、EEPROMに記憶させておき必要時に呼び出してもよい。 Next, the control unit 160 moves the detection chip 10 to a detection position where the substance to be detected is detected by the transport stage 152 based on the position information of the detection chip 10 acquired in the step S140 (step S230). At this time, since the detection chip 10 is moved based on the acquired position information, the detection chip 10 can be moved to the detection position with high accuracy. At this time, it is preferable to add the design value (correction value) to the position information of the detection chip 10 acquired in step S140, and then add the first shape correction. Here, the predetermined value may be included in the code of the control software, for example, or may be stored in the EEPROM and called up when necessary.

次いで、制御部160は、励起光照射ユニット110および蛍光検出ユニット130を操作して、適切な検出位置に配置された検出チップ10に励起光αを照射するとともに、捕捉体に捕捉されている被検出物質を標識する蛍光物質から放出された蛍光γを検出する(工程S240)。このとき、制御部160は、角度調整部112を操作して、励起光αの出射角度を増強角に設定する。また、励起光照射ユニット110は、検出チップ10の位置情報を取得する工程(工程S140)で取得された励起光αの照射角度と異なる角度で、励起光αを照射することが好ましい。制御部160は、検出値から光学ブランク値を引き、被検出物質の量に相関する蛍光強度を算出する。検出された蛍光強度は、必要に応じて、被検出物質の量や濃度などに換算される。 Next, the control unit 160 operates the excitation light irradiation unit 110 and the fluorescence detection unit 130 to irradiate the detection chip 10 arranged at an appropriate detection position with the excitation light α, and the subject captured by the capture body. Fluorescent γ emitted from the fluorescent substance that labels the detection substance is detected (step S240). At this time, the control unit 160 operates the angle adjustment unit 112 to set the emission angle of the excitation light α to the enhancement angle. Further, it is preferable that the excitation light irradiation unit 110 irradiates the excitation light α at an angle different from the irradiation angle of the excitation light α acquired in the step (step S140) of acquiring the position information of the detection chip 10. The control unit 160 subtracts the optical blank value from the detected value to calculate the fluorescence intensity that correlates with the amount of the substance to be detected. The detected fluorescence intensity is converted into the amount and concentration of the substance to be detected, if necessary.

以上の手順により、試料液中の被検出物質の存在またはその量を検出できる。 By the above procedure, the presence or amount of the substance to be detected in the sample solution can be detected.

なお、第1形状補正値を取得する工程(工程S110)は、検出チップ10を検出位置に移動させる前であれば、いずれのタイミングで取得してもよい。 The step of acquiring the first shape correction value (step S110) may be acquired at any timing as long as it is before the detection chip 10 is moved to the detection position.

また、被検出物質を検出するときの励起光αの照射角度があらかじめ決まっている場合は、増強角の検出(工程S180)を省略してもよい。また、上記の説明では、被検出物質と捕捉体とを反応させる工程(1次反応、工程S210)の後に、被検出物質を蛍光物質で標識する工程(2次反応、工程S220)を行った(2工程方式)。しかしながら、被検出物質を蛍光物質で標識するタイミングは、特に限定されない。たとえば、検出チップ10の流路内に試料液を導入する前に、試料液に標識液を添加して被検出物質を予め蛍光物質で標識しておいてもよい。また、検出チップ10の流路内に試料液と標識液を同時に注入してもよい。前者の場合は、検出チップ10の流路内に試料液を注入することで、蛍光物質で標識されている被検出物質が捕捉体により捕捉される。後者の場合は、被検出物質が蛍光物質で標識されるとともに、被検出物質が捕捉体により捕捉される。いずれの場合も、検出チップ10の流路内に試料液を導入することで、1次反応および2次反応の両方を完了することができる(1工程方式)。このように1工程方式を採用する場合は、抗原抗体反応の前に増強角の検出(工程S180)が実施され、さらにその前に、励起光αの照射角度を設定する工程(工程S130)および検出チップ10の位置情報を取得する工程(工程S140)が実施される。 Further, when the irradiation angle of the excitation light α when detecting the substance to be detected is predetermined, the detection of the augmentation angle (step S180) may be omitted. Further, in the above description, after the step of reacting the substance to be detected with the trapped substance (primary reaction, step S210), a step of labeling the substance to be detected with a fluorescent substance (secondary reaction, step S220) was performed. (Two-step method). However, the timing of labeling the substance to be detected with the fluorescent substance is not particularly limited. For example, before introducing the sample solution into the flow path of the detection chip 10, a labeling solution may be added to the sample solution to label the substance to be detected with a fluorescent substance in advance. Further, the sample solution and the labeling solution may be injected into the flow path of the detection chip 10 at the same time. In the former case, by injecting the sample solution into the flow path of the detection chip 10, the substance to be detected labeled with the fluorescent substance is captured by the trap. In the latter case, the substance to be detected is labeled with a fluorescent substance, and the substance to be detected is captured by the trap. In either case, both the primary reaction and the secondary reaction can be completed by introducing the sample solution into the flow path of the detection chip 10 (one-step method). When the one-step method is adopted in this way, the enhancement angle is detected (step S180) before the antigen-antibody reaction, and before that, the step of setting the irradiation angle of the excitation light α (step S130) and The step (step S140) of acquiring the position information of the detection chip 10 is carried out.

(効果)
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、形成すべきプリズム20と、作成されたプリズム20との形状誤差である第1形状補正値に基づいて、検出チップ10を検出位置に移動させるため、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。
(effect)
As described above, according to the detection device 100 and the detection method according to the present embodiment, the detection chip is based on the first shape correction value which is the shape error between the prism 20 to be formed and the created prism 20. Since the 10 is moved to the detection position, it is possible to suppress a decrease in the alignment accuracy of the detection chip 10 due to the excitation light α incident on the prism 20.

[実施の形態2]
実施の形態2に係る本発明に係る検出方法および検出装置は、形状補正値のみが実施の形態1に係る検出方法および検出装置と異なる。そこで、本実施の形態では、形状補正値(第2形状補正値)についてのみ説明する。
[Embodiment 2]
The detection method and detection device according to the present invention according to the second embodiment differ from the detection method and the detection device according to the first embodiment only in the shape correction value. Therefore, in the present embodiment, only the shape correction value (second shape correction value) will be described.

図7は、第2形状補正値を説明するための図である。なお、図7では、流路蓋40を省略している。 FIG. 7 is a diagram for explaining the second shape correction value. In FIG. 7, the flow path lid 40 is omitted.

第2形状補正値は、形成すべきプリズム20における反応場の中心および境界の距離と、形成されたプリズム20における反応場の中心および境界の距離との差ΔKxに基づいて求められる。第2形状補正値Δxは、以下の式(3)を満たすことが好ましい。
第2形状補正値Δx=ΔKs/(1+αsp) …式(3)
式(3)において、ΔKsは、αspで補正する前の反応場の中心の位置ズレである。また、式(3)におけるαspは、プリズム20の移動量に対する金属膜30上の照射スポットの位置が変化したときの係数である。言い換えると、αspは、検出時における励起光αの入射角と、金属膜30の法線に対するプリズム20の入射面21の傾斜角度と、プリズム20の屈折率とから求められる係数である。
The second shape correction value is obtained based on the difference ΔKx between the distance between the center and the boundary of the reaction field in the prism 20 to be formed and the distance between the center and the boundary of the reaction field in the formed prism 20. The second shape correction value Δx preferably satisfies the following equation (3).
Second shape correction value Δx = ΔKs / (1 + αsp) ... Equation (3)
In the formula (3), ΔKs is the positional deviation of the center of the reaction field before being corrected by αsp. Further, αsp in the formula (3) is a coefficient when the position of the irradiation spot on the metal film 30 changes with respect to the amount of movement of the prism 20. In other words, αsp is a coefficient obtained from the incident angle of the excitation light α at the time of detection, the inclination angle of the incident surface 21 of the prism 20 with respect to the normal of the metal film 30, and the refractive index of the prism 20.

第2形状補正値は、前述の第1形状補正値と同様に使用できる。すなわち、受光センサー121における受光光量が所定の設定値に到達し(工程S142;YES)、検出チップ10の位置情報を取得した後に(工程S143)、当該位置情報に第2形状補正値を加算して、正しい移動量を求めることができる。 The second shape correction value can be used in the same manner as the above-mentioned first shape correction value. That is, after the amount of received light received by the light receiving sensor 121 reaches a predetermined set value (step S142; YES) and the position information of the detection chip 10 is acquired (step S143), the second shape correction value is added to the position information. Therefore, the correct amount of movement can be obtained.

(効果)
以上のように、本実施の形態に係る検査装置および検出方法は、実施の形態1に係る検出方法および検出装置100と同様の効果を有する。
(effect)
As described above, the inspection device and the detection device according to the present embodiment have the same effects as the detection method and the detection device 100 according to the first embodiment.

なお、第1形状補正値および第2形状補正値は、成膜面22に垂直な直線と、励起光αの光軸とを含む平面において、励起光照射ユニット110から照射された光が入射する入射面21の端部の形状に基づいて求められる値であってもよい。ここでは、「垂直」とは、装置の機械精度(部品や組み立て)で生じるばらつきを含む概念であり、完全な垂直でなくてもよい。当該端部は、入射面21および成膜面22で囲まれているため、高い形状精度がある。一方、当該端部の周辺部位では、形状精度が高くないこともある。また、プリズム20の全体を精度良く成形するには、コスト高となる。 The first shape correction value and the second shape correction value are incident on the plane including the straight line perpendicular to the film forming surface 22 and the optical axis of the excitation light α, and the light emitted from the excitation light irradiation unit 110 is incident. It may be a value obtained based on the shape of the end portion of the incident surface 21. Here, "vertical" is a concept that includes variations that occur in the mechanical accuracy (parts and assembly) of the device, and does not have to be completely vertical. Since the end portion is surrounded by the incident surface 21 and the film forming surface 22, it has high shape accuracy. On the other hand, the shape accuracy may not be high in the peripheral portion of the end portion. In addition, it is costly to mold the entire prism 20 with high accuracy.

[実施の形態3]
実施の形態3に係る本発明に係る検出方法および検出装置は、形状補正値のみが実施の形態1に係る検出方法および検出装置と異なる。そこで、本実施の形態では、形状補正値(第3形状補正値)についてのみ説明する。
[Embodiment 3]
The detection method and detection device according to the present invention according to the third embodiment differ from the detection method and detection device according to the first embodiment only in the shape correction value. Therefore, in the present embodiment, only the shape correction value (third shape correction value) will be described.

前述したように、プリズム20は、入射面(第1面)21と、成膜面(第2面)22と、出射面23と、底面(第3面)24とを有する。第3形状補正値は、成膜面22と底面24との二面角に基づいて求められる値である。チップホルダー154に対して検出チップ10をプリズム20の底面24基準で設置する場合、成膜面22と底面24との二面角に誤差があると、入射面21や成膜面22が傾くので第1形状補正値に誤差が生じるが、第3形状補正値により補正することで検出チップ10を正しい位置に移動できる。 As described above, the prism 20 has an incident surface (first surface) 21, a film forming surface (second surface) 22, an exit surface 23, and a bottom surface (third surface) 24. The third shape correction value is a value obtained based on the dihedral angle between the film-forming surface 22 and the bottom surface 24. When the detection chip 10 is installed on the chip holder 154 with reference to the bottom surface 24 of the prism 20, if there is an error in the dihedral angle between the film-forming surface 22 and the bottom surface 24, the incident surface 21 and the film-forming surface 22 are tilted. Although an error occurs in the first shape correction value, the detection chip 10 can be moved to the correct position by correcting with the third shape correction value.

第3形状補正値は、前述の第1形状補正値および第2形状補正値と同様に使用できる。すなわち、受光センサー121における受光光量が所定の設定値に到達し(工程S142;YES)、検出チップ10の位置情報を取得した後に(工程S143)、当該位置情報に第3形状補正値を加算して、正しい移動量を求めることができる。 The third shape correction value can be used in the same manner as the first shape correction value and the second shape correction value described above. That is, after the amount of received light received by the light receiving sensor 121 reaches a predetermined set value (step S142; YES) and the position information of the detection chip 10 is acquired (step S143), the third shape correction value is added to the position information. Therefore, the correct amount of movement can be obtained.

(効果)
以上のように、本実施の形態に係る検出方法および検査装置は、実施の形態1に係る検出方法および検出装置100と同様の効果を有する。
(effect)
As described above, the detection method and the inspection device according to the present embodiment have the same effects as the detection method and the detection device 100 according to the first embodiment.

なお、上記実施の形態では、位置情報を取得する工程および被検出物質を検出する工程において照射される光はいずれも励起光αであるが、両工程において照射される光は、同じでなくてもよい。すなわち、被検出物質を検出する工程において照射される光が励起光αであれば、検出チップ10の位置情報を取得する工程において照射される光は、励起光αでなくてもよい。また、位置情報を取得する工程および被検出物質を検出する工程において照射される光の光量も同じでなくてもよい。 In the above embodiment, the light emitted in both the step of acquiring the position information and the step of detecting the substance to be detected is the excitation light α, but the light emitted in both steps is not the same. May be good. That is, if the light emitted in the step of detecting the substance to be detected is the excitation light α, the light emitted in the step of acquiring the position information of the detection chip 10 does not have to be the excitation light α. Further, the amount of light emitted in the step of acquiring the position information and the step of detecting the substance to be detected does not have to be the same.

また、上記実施の形態では、SPFSを利用した検出方法および検出装置100について説明したが、本発明に係る検出方法および検出装置100は、これに限定されない。たとえば、本発明は、SPR法を利用した検出方法および検出装置にも適用できる。この場合、蛍光検出ユニット130は、検出チップ10に捕捉された被検出物質の量に応じた光として、蛍光γではなく、プリズム20の成膜面22で反射し、出射面23で出射した光を検出する。また、本発明は、SPRを利用することなく被検出物質を標識する蛍光物質をエバネッセント光で励起するエバネッセント蛍光法を利用した検出方法および検出装置にも適用できる。この場合、検出チップ10は金属膜30を有していなくてもよい。 Further, in the above embodiment, the detection method and the detection device 100 using SPFS have been described, but the detection method and the detection device 100 according to the present invention are not limited thereto. For example, the present invention can also be applied to a detection method and a detection device using the SPR method. In this case, the fluorescence detection unit 130 reflects the light corresponding to the amount of the substance to be detected captured by the detection chip 10 on the film forming surface 22 of the prism 20 instead of the fluorescence γ, and emits the light on the emitting surface 23. Is detected. The present invention can also be applied to a detection method and a detection device using an evanescent fluorescence method in which a fluorescent substance that labels a substance to be detected is excited with evanescent light without using SPR. In this case, the detection chip 10 does not have to have the metal film 30.

本発明に係る検出方法および検出装置は、被検出物質を高い信頼性で検出することができるため、例えば臨床検査などに有用である。 The detection method and detection device according to the present invention can detect a substance to be detected with high reliability, and are therefore useful for, for example, clinical examinations.

10 検出チップ
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
50 記憶部
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
β 反射光
γ 蛍光
10 Detection chip 20 Prism 21 Incident surface 22 Formation surface 23 Exit surface 24 Bottom surface 30 Metal film 40 Flow path lid 41 Flow path 50 Storage unit 100 Detection device 110 Excitation light irradiation unit 111 Light source unit 112 Angle adjustment unit 113 Light source control unit 120 Reflected light detection unit 121 Light receiving sensor 122 Sensor control unit 130 Fluorescence detection unit 131 Light receiving unit 132 Position switching unit 133 Sensor control unit 134 1st lens 135 Optical filter 136 2nd lens 137 Light receiving sensor 140 Liquid feeding unit 141 Chemical solution chip 142 Syringe pump 143 Liquid transfer pump drive unit 144 Syringe 145 Plunger 150 Transfer unit 152 Transfer stage 154 Chip holder 160 Control unit α Excitation light β Reflected light γ Fluorescence

Claims (8)

第1面、および金属膜が形成された第2面を含み、光に対して透明な誘電体部材を有し、被検出物質が前記金属膜の表面側に配置された反応場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光照射部と、
前記光照射部から照射され、前記第1面で反射した反射光を検出する反射光検出部と、
前記被検出物質を検出するための検出位置において、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面で反射した反射光が前記反射光検出部により検出されるように、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、
前記光照射部から照射される光の照射スポットが、前記第1面と、前記第1面および前記第2面の境界とを通過するように、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反射光を検出し、前記反射光検出部による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、
形成されるべき前記誘電体部材の形状値と、形成された誘電体部材の形状値との差である形状補正値を得る工程と、
得られた前記位置情報と、前記形状補正値とに基づいて、前記検出チップを前記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。
It has a first surface and a second surface on which a metal film is formed, has a dielectric member transparent to light, and the substance to be detected is captured in a reaction field arranged on the surface side of the metal film. A chip holder for holding the detection chip and
A moving stage for moving the tip holder and
A light irradiation unit that irradiates light toward the first surface of the dielectric member of the detection chip held by the chip holder.
A reflected light detection unit that detects reflected light that is emitted from the light irradiation unit and reflected on the first surface, and
Specimen light detection that detects the light generated according to the amount of the substance to be detected captured by the detection chip by irradiating the light from the light irradiation unit at the detection position for detecting the substance to be detected. Department and
It is a detection method using a detection device having
Of the light emitted from the light irradiation unit, the light emitted from the light irradiation unit to the first surface so that the reflected light reflected by the first surface is detected by the reflected light detection unit. The process of setting the irradiation angle and
The detection chip held in the chip holder so that the irradiation spot of the light emitted from the light irradiation unit passes through the first surface and the boundary between the first surface and the second surface. While moving by the moving stage, light is irradiated from the light irradiation unit at the irradiation angle set in the step of setting the light irradiation angle, the reflected light is detected by the reflected light detection unit, and the reflected light detection unit is used. The step of acquiring the position information of the detection chip held in the chip holder based on the detection result of the reflected light by
A step of obtaining a shape correction value which is a difference between the shape value of the dielectric member to be formed and the shape value of the formed dielectric member.
A step of moving the detection chip to the detection position based on the obtained position information and the shape correction value.
The substance to be detected captured by the detection chip at the detection position by irradiating light from the light irradiation unit and detecting the light by the sample light detection unit while the detection chip is in the detection position. And the process of detecting the presence or amount of
Detection methods, including.
前記検出チップは、前記形状補正値を記憶する記憶部をさらに有し、
前記形状補正値は、前記記憶部に記憶されている、
請求項1に記載の検出方法。
The detection chip further has a storage unit for storing the shape correction value, and has a storage unit.
The shape correction value is stored in the storage unit.
The detection method according to claim 1.
前記形状補正値は、以下の式(1)を満たす、請求項1または請求項2に記載の検出方法。
形状補正値Δx=h(tanθa+tanθb) …式(1)
前記式(1)において、前記金属膜の法線方向において、前記第2面と、前記第1面の前記第2面側端部との距離をhとし、前記光照射部から照射される光の光軸と、前記法線に沿う仮想直線とのなす角度をθaとし、前記第1面と、前記仮想直線とのなす角度をθbとする。
The detection method according to claim 1 or 2, wherein the shape correction value satisfies the following formula (1).
Shape correction value Δx = h (tanθa + tanθb) ... Equation (1)
In the formula (1), the distance between the second surface and the second surface side end of the first surface in the normal direction of the metal film is h, and the light emitted from the light irradiation unit. Let θa be the angle formed by the optical axis of No. 1 and the virtual straight line along the normal line, and let θb be the angle formed by the first surface and the virtual straight line.
前記形状補正値は、形成されるべき前記誘電体部材における前記反応場の中心および前記境界の距離と、形成された誘電体部材における前記反応場の中心および前記境界の距離とに基づいて求められる値である、請求項1または請求項2に記載の検出方法。 The shape correction value is obtained based on the distance between the center and the boundary of the reaction field in the dielectric member to be formed and the distance between the center of the reaction field and the boundary in the formed dielectric member. The detection method according to claim 1 or 2, which is a value. 前記形状補正値は、前記光照射部から照射された光が入射する前記第1面の端部の形状に基づいて求められる値である、請求項3または請求項4に記載の検出方法。 The detection method according to claim 3 or 4, wherein the shape correction value is a value obtained based on the shape of the end portion of the first surface to which the light emitted from the light irradiation unit is incident. 前記誘電体部材は、前記第2面に対向して配置された第3面をさらに有し、
前記形状補正値は、前記第2面と前記第3面との二面角に基づいて求められる値である、
請求項1に記載の検出方法。
The dielectric member further has a third surface that is disposed so that it faces the second surface.
The shape correction value is a value obtained based on the dihedral angle of the second surface and the third surface.
The detection method according to claim 1.
前記検出チップを前記検出位置に移動させる工程では、前記位置情報に基づいて、前記検出チップを移動させた後に、前記形状補正値に基づいて前記検出チップを検出位置に移動させる、請求項1〜5のいずれか一項に記載の検出方法。 In the step of moving the detection chip to the detection position, the detection chip is moved to the detection position based on the shape correction value after the detection chip is moved based on the position information. The detection method according to any one of 5. 第1面、および金属膜が形成された第2面を含み、光に対して透明な誘電体部材を有し、被検出物質が前記金属膜の表面側に配置された反応場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光照射部と、
前記光照射部から照射され、前記第1面で反射した反射光を検出する反射光検出部と、
前記被検出物質を検出するための検出位置において、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光を検出する検体光検出部と、
前記チップホルダー、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面で反射した反射光が前記反射光検出部により検出されるように、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し、
前記光照射部から照射される光の照射スポットが、前記第1面と、前記第1面および前記第2面の境界とを通過するように、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させつつ、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、前記反射光検出部により反射光を検出させ、前記反射光検出部による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し、
形成されるべき前記誘電体部材の形状値と、形成された誘電体部材の形状値との差である形状補正値を得て、
得られた前記位置情報と、前記形状補正値とに基づいて、前記検出チップを前記移動ステージにより前記検出位置に移動させる、
検出装置。
It has a first surface and a second surface on which a metal film is formed, has a dielectric member transparent to light, and the substance to be detected is captured in a reaction field arranged on the surface side of the metal film. A chip holder for holding the detection chip and
A moving stage for moving the tip holder and
A light irradiation unit that irradiates light toward the first surface of the dielectric member of the detection chip held by the chip holder.
A reflected light detection unit that detects reflected light that is emitted from the light irradiation unit and reflected on the first surface, and
Specimen light detection that detects the light generated according to the amount of the substance to be detected captured by the detection chip by irradiating the light from the light irradiation unit at the detection position for detecting the substance to be detected. Department and
A control unit that controls the chip holder, the moving stage, the light irradiation unit, the reflected light detection unit, and the sample light detection unit.
Have,
The control unit
Of the light emitted from the light irradiation unit, the light emitted from the light irradiation unit to the first surface so that the reflected light reflected by the first surface is detected by the reflected light detection unit. Set the irradiation angle and
The detection chip held in the chip holder so that the irradiation spot of the light emitted from the light irradiation unit passes through the first surface and the boundary between the first surface and the second surface. While moving by the moving stage, light is irradiated from the light irradiation unit at the irradiation angle set in the step of setting the light irradiation angle, the reflected light is detected by the reflected light detection unit, and the reflected light detection unit is used. Based on the detection result of the reflected light by, the position information of the detection chip held in the chip holder is acquired, and the position information is acquired.
A shape correction value, which is the difference between the shape value of the dielectric member to be formed and the shape value of the formed dielectric member, is obtained.
Based on the obtained position information and the shape correction value, the detection chip is moved to the detection position by the movement stage.
Detection device.
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