JP2564941B2 - 光学的測定補助器および光学的測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ この発明は光学的測定補助器および光学的測定装置に
関し、さらに詳細にいえば、光導波路を通して光を伝播
させる場合に生じるエバネッセント波成分により光導波
路の表面近傍に存在させられる被検物質の光学的特性の
測定を行なうために用いられる光学的測定補助器および
この光学的測定補助器を用いた光学的測定装置に関す
る。

＜従来の技術＞ 従来からファイバ型の光導波路を用い、光導波路から
僅かにしみ出すエバネッセント波成分により光導波路の
反応面における抗原−抗体反応量を検知し、抗原または
抗体の量を測定する免疫測定方法が知られており、この
方法を具体化するために、第14図に示すように、反応槽
を構成する中空のセル本体（91）の内部にファイバ型の
光導波路（92）を設け、セル本体（91）の所定位置に被
検液導入口（93）および被検液導出口（94）を形成した
構成の光学的測定セルが提案されている。尚、この光学
的測定セルにおいては、セル本体（91）とファイバ型光
導波路（92）との間にシール部材（95）を介在させるこ
とによりファイバ型光導波路（92）の位置保持および被
検液の漏出防止を達成している（欧州特許国際公開第23
9382号公報参照）。

また、プラスチックの一体成形により安価に大量生産
できる利点に着目してスラブ型光導波路を採用し、スラ
ブ型光導波路と一体に反応槽を形成したものも提案され
ている（スイス国特許出願明細書第2799/85−２号およ
び特開昭63−273042号公報参照）。

＜発明が解決しようとする課題＞ 第14図に示す光学的測定セルは、ファイバ型光導波路
（92）の端部をセル本体（91）から僅かに突出させてい
るのであるから、光導波路の端面を測定用光の光路と正
確に一致させなければならない。そして、位置決めのた
めにファイバ型光導波路を直接把持することは光伝播特
性を変化させる可能性がある関係上、避けなければなら
ないので、セル本体（91）またはシール部材（95）を把
持することにより間接的にファイバ型の光導波路を位置
決めしている。したがって、把持されるセル本体（91）
またはシール部材（95）の位置決め精度を高めても、シ
ール部材（95）の寸法誤差、シール部材（95）の変形に
起因する寸法誤差、シール部材（95）とセル本体（9
1）、ファイバ型光導波路（92）との組立誤差等を排除
することができないので、光導波路の端面を測定用光の
光路と正確に一致させているという保証がないという問
題がある。そして、光導波路（92）の端面と測定用光の
光路とがずれてしまうと、入射光量が著しく減少してし
まい、最悪の場合には入射光量が０になってしまうの
で、免疫の測定が殆ど不可能になってしまう。また、光
導波路の外周方向に放射される螢光等を有効に集光する
ことが著しく困難であるから、螢光等を検出する装置の
位置が測定用光の入出射方向に限定されてしまう。さら
に、ファイバ型光導波路を製造するに当って、クラッド
層を部分的に除去するか、クラッド層を部分的にのみ形
成する必要があり、製造工程が複雑化するのみならず、
ファイバ型光導波路のコストアップを招いてしまう。

また、スイス国特許出願明細書第2799/85−２号また
は特開昭63−273042号公報に示されている免疫測定装置
においては、素材であるプラスチックが一般的に不純物
等により弱い螢光性を示したりラマン散乱を起したり
し、これらが免疫反応に伴なう螢光等に重畳してバック
・グラウンド・ノイズになるので測定精度が低下し、こ
のバック・グラウンド・ノイズが無視し得なくなる微量
抗原または抗体の定量を行なう場合等には定量可能な抗
原または抗体の量の下限が制約されてしまうことにな
る。

尚、以上には免疫の測定を行なう場合についてのみ説
明したが、酵素センサ、微生物センサ等に起用する場合
にも同様の不都合が生じる。

＜発明の目的＞ この発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであ
り、被検物質の光学的特性に関する測定情報を有する信
号光強度を増大させることができる新規な光学的測定補
助器および光学的測定装置を提供することを目的として
いる。

＜課題を解決するための手段＞ 上記の目的を達成するための、この発明の光学的測定
補助器は、少なくとも２面を、上記被検物質に選択的に
作用する物質を固定させた、光学的特性の変化状態の測
定を行なう反応面に形成したスラブ型光導波路と、上記
反応面に臨む、被検物質を収容する２つ以上の反応槽部
と、上記スラブ型光導波路の少なくとも一方の端部に形
成された、上記各反応面に対する励起光入射部としての
プリズム部とが設けられてあり、上記反応槽部の外壁を
構成するケーシングが、プリズム部の、光学的に測定に
影響を及ぼさない余剰部においてスラブ型光導波路と係
合されてある。

第２の発明の光学的測定補助器は、少なくともその２
面を、上記被検物質に選択的に作用する物質を固定させ
た、光学的特性の変化状態の測定を行なう反応面に形成
したスラブ型光導波路と、上記反応面に臨む、被検物質
を収容する２つ以上の反応槽部と、上記スラブ型光導波
路の少なくとも一方の端部に形成された、上記各反応面
に対する励起光入射部としてのプリズム部とが設けられ
てあり、上記プリズム部の、光学的に測定に影響を及ぼ
さない余剰部にフランジが一体成形されてあり、上記反
応槽部の外壁を構成するケーシングが、フランジにおい
てスラブ型光導波路と係合されてある。ここで、光学的
特性の変化状態には螢光、吸光、散乱等の変化状態が含
まれる。

但し、被検物質に選択的に作用する物質が、被検物質
と選択的に結合する物質であって、光導波路本体に励起
光を導入し、この励起光により生じるエバネッセント波
成分により、反応面で生じる結合反応に伴なう光学的特
性の変化状態に対応する光信号を得るものであってもも
よい。

この場合において、被検物質と選択的に結合する物質
が抗原または抗体の何れか異なる一方であってもよい。

そして、スラブ型光導波路に固定する物質を、被検物
質に選択的に作用する物質に代え、触媒作用を奏する物
質または該物質により触媒反応を受ける物質としたもの
であってもよい。

これらの場合において、スラブ型光導波路の全面が反
応面であることが好ましい。

さらに、２つ以上の反応槽部が互に連通されているこ
とが一層好ましい。

これらの場合において、プリズム部は、光導波路の光
軸に関して対称な楔形であってもよく、または光導波路
の光軸に関して非対称な楔形であってもよい。

上記の目的を達成するための、この発明の光学的測定
装置は、特許請求の範囲第１項から第９項の何れかに記
載の光学的測定補助器を供えるとともに、この光学的測
定補助器のスラブ型光導波路から出射される光を受光し
て被検物質の反応に伴なう光学的特性の変化状態を検出
する検出手段を設けてある。

＜作用＞ 以上の構成の光学的測定補助器であれば、断面長方形
状の光導波路本体（１）に励起光を導入することによ
り、エバネッセント波成分によって、光導波路本体
（１）の表面近傍に存在させられる測定対象物の光学的
測定を行なう場合において、スラブ型光導波路の少なく
ともその２面に被検物質に選択的に作用する物質が固定
されてあり、少なくとも反応面に臨む２つ以上の反応槽
部が形成されてあり、上記反応槽部の外壁を構成するケ
ーシングが、プリズム部の、光学的に測定に影響を及ぼ
さない余剰部においてスラブ型光導波路と係合されてあ
るので、プリズム部を通して各反応面に対して全反射し
ながら伝播する角度で励起光を導入すれば、両反応面に
おいてエバネッセント波成分が生じ、選択的作用に起因
する光学的特性の変化状態を光学的に検知する光信号の
強度が少なくとも２倍になり、ノイズの影響を多くても
1/2にできるので、測定精度を高めることができる。ま
た、ケーシングとスラブ型光導波路との係合面の影響を
受けることなく高精度の測定を行なうことができる。

第２の発明の光学的測定補助器であれば、断面長方形
状の光導波路本体に励起光を導入することにより、エバ
ネッセント波成分によって、光導波路本体の表面近傍に
存在させられる被検物質の光学的特性の測定を行なう場
合において、スラブ型光導波路の少なくともその２面に
被検物質に選択的に作用する物質が固定されてあり、少
なくとも反応面に臨む２つ以上の反応槽部が形成されて
あり、上記プリズム部の、光学的に測定に影響を及ぼさ
ない余剰部にフランジが一体成形されてあり、上記反応
槽部の外壁を構成するケーシングが、フランジにおいて
スラブ型光導波路と係合されてあるので、プリズム部を
通して各反応面に対して全反射しながら伝播する角度で
励起光を導入すれば、両反応面においてエバネッセント
波成分が生じ、選択的作用に起因する光学的特性の変化
状態を光学的に検知する光信号の強度が少なくとも２倍
になり、ノイズの影響を多くても1/2にできるので、測
定精度を高めることができる。また、係合面の影響を受
けることなく高精度の測定を行なうことができるのみな
らず、ケーシングを介しての外力がプリズム形状部に直
接作用することを防止できる。

そして、第３の発明であれば、結合反応に起因する光
学的特性の変化状態を光学的に検知する光信号の強度が
少なくとも２倍になり、ノイズの影響を多くても1/2に
できる。

そして、第４の発明であれば、抗原−抗体反応量を高
精度に測定でき、ひいては免疫測定の精度を高めること
ができる。

また、第５の発明であれば、酵素反応等の触媒反応の
量を高精度に測定でき、ひいてはグルコース、コレステ
ロール、中性脂質、尿素等の存在量の測定精度を高める
ことができる。

さらに、第６の発明であれば、光学的特性の変化状態
を光学的に検知する光信号の強度が２倍より大きくな
り、ノイズの影響を1/2より小さくできるので、測定精
度を一層高めることができる。

第７の発明であれば、各反応槽部に対する被検液の注
入量等を考慮する必要がなくなり、測定作業を簡素化で
きる。

第８の発明であれば、対称面から光を入射することに
より光導波路の互に対向する面を効率よく照らすことが
でき、しかも信号光をも効率よく取出すことができる。
また、プリズム部を比較的小さくできるので射出成形に
より光導波路と光入出射部を一体成形する場合における
プリズム部のヒケを抑制し、プリズム部における収差の
増加を抑制できる。さらにケーシングを介して与えられ
る外力に強くなる。

第９の発明であれば、対称な場合と比較して測定用光
の入射可能範囲が広くなるとともに、測定用光を導くた
めの光学系の構成を簡素化できる。また、入射可能範囲
が広くなるのであるから、測定用光を導くための光学系
に対する位置決めが容易になり、ある程度の位置決め誤
差を吸収できる。

第10の発明であれば、光学的測定補助器から出射され
る、強度が強い信号光を検出手段により受光して、反応
物質の反応に伴なう光学的特性の変化状態を高精度に検
出することができる。

＜実施例＞ 以下、実施例を示す添付図面によって詳細に説明す
る。

第１図Ａはこの発明の光学的測定補助器の一実施例と
しての免疫測定補助器を示す分解斜視図、同図Ｂは縦断
面図であり、両端に、光軸に関して対称な楔形のプリズ
ム部（12）を一体成形してなるスラブ型光導波路（１）
と、スラブ型光導波路（１）のほぼ全範囲を包囲するケ
ーシング（２）とで構成されている。上記プリズム部
（12）は、被検液に含まれる抗原に対する抗体（３）を
反応面としての各表面（11a）（11b）（11c）（11d）に
固定した光導波路本体（11）よりも高く、ケーシング
（２）のほぼ等しい高さである。そして、上記ケーシン
グ（２）は互に対向する側板（21）にプリズム部（12）
の基部と係合し得る長穴（22）を有しており、長穴（2
2）の内面はプリズム部（12）のテーパ面と係合し得る
テーパ面である。また、上記光導波路本体（11）とケー
シング（２）との間が反応槽（４）であり、抗原を含む
溶液が収容される。即ち、この反応槽（４）は、光導波
路本体（11）の各表面（11a）（11b）（11c）（11d）に
臨む４つの反応槽部（4a）（4b）（4c）（4d）を全て連
通させることにより一体化したものである。さらに、プ
リズム部（12）と係合する側板（21）の厚みは、以下の
ように設定されている。即ち、プリズム部（12）の一方
の面から光が入射する場合を考えれば、第２図に示すよ
うに、光導波路本体（11）の、上記入射面に近い面の端
部により光の導入が阻止される点（Ａ）と上記入射面か
ら離れた面の端部により光の導入が阻止される点（Ｂ）
との間のみが有効入射範囲であり、その他の範囲からプ
リズム部（12）に入射した光は全く測定に寄与し得な
い。即ち、上記その他の範囲は光学的に何ら意味を有し
ていない余剰部（13）（14）である。したがって、上記
側板（21）の厚みは、上記余剰部（13）を越えない範囲
でプリズム部（12）と係合し得る厚みであればよい。
尚、上記余剰部（14）については、光を直接プリズム部
（12）に導く必要があるので、側板（21）とは係合させ
ない。また、プリズム部（12）とケーシング（２）との
係合部を接着剤等により接着して良好な液封止を達成で
きる。

上記の構成の免疫測定補助器を用いて免疫測定を行な
う場合の動作は次のとおりである。

第３図に示すように、図示しないレーザ光源等から出
射される測定用光（以下、励起光という）を図示しない
レンズ系およびダイクロイック・ミラー（５）を通して
スラブ型光導波路（１）の一方のプリズム部（12）に入
射すればよく、励起光が光導波路本体（11）において複
数回全反射した御、他方のプリズム部（12）から出射
し、図示しないレンズ系を通してモニタ用検出器（６）
に入射される。したがって、上記反応槽（４）に抗原
（31）を含む被検液と螢光色素標識抗体（32）とを注入
しておけば、螢光色素標識抗体（32）が抗原（31）を介
して抗体（３）に結合する。この状態において、結合し
ていない螢光標識抗体（32）は光導波路本体（11）から
かなり離れた箇所で浮遊しており、結合した螢光色素標
識抗体（32）のみが光導波路本体（11）の表面近傍に位
置するのであるから、結合した螢光色素標識抗体（32）
のみがエバネッセント波の影響を受けて励起される。

励起された螢光の一部は光導波路本体（11）を伝播し
て両プリズム部（12）から出射するので励起光と光軸が
一致するが、励起光入射側のプリズム部（12）から出射
する螢光をダイクロイック・ミラー（５）により反射さ
せることにより螢光のみを測定用検出器（７）に入射さ
せる。したがって、測定用検出器（７）により得られた
信号に対してモニタ用検出器（６）により得られた信号
に基づく補正を施すことにより、励起光強度の変動等の
影響を排除して高精度の免疫測定を行なうことができ
る。即ち、プラスチック製の光導波路本体（11）により
発生する螢光、ラマン散乱等によるバック・グラウンド
・ノイズのレベルは変化しないが、光導波路本体（11）
の全面において螢光色素標識抗体（32）が励起される関
係上、得られる螢光の強度が２倍（正確には第３図に示
す平面と直角な平面内においてもレンズ系によりある程
度傾いた状態で励起光が入射し、全反射しながら伝播す
るので、２倍強）になるので、全体として免疫測定精度
を高めることができる。

また、上記実施例においては、両プリズム部（12）の
形状を同一にしているが、励起光入射側と出射側とは予
め定まっているのであるから、出射側のプリズム部の形
状として、励起光が反射されて光導波路本体（11）に戻
ることのない形状を採用することが好ましい。

第４図（Ａ）は変更例を示す概略図であり、ケーシン
グ（２）にプリズム部（12）の余剰部と係合する形状の
溝（23）が形成されている。したがって、この変更例の
場合には液封止効果を高めることができる。同図（Ｂ）
は他の変更例を示す概略図であり、プリズム部が余剰部
を切除して光導波路本体（11）の外面と平行な面を残存
させ、ケーシング（２）の平坦な内面を上記面と係合さ
せている。但し、同図中破線で示すように、ケーシング
（２）に段部を形成しておき、段部をプリズム部と係合
させるようにしてもよい。同図（Ｃ）はさらに他の変更
例を示す概略図であり、プリズム部が余剰部を切除して
光入出射面と逆のテーパの面を残存させ、ケーシング
（２）側板に形成した長穴の内面を第１図と逆のテーパ
面にしている。

また、以上の実施例においては、光導波路本体（11）
の全面を反応面としているが、プリズム部（12）により
入射角が規定される面のみを反応面としてもよい。さら
に、各反応面のそれぞれに対応させて互に区画された反
応槽部を形成してもよい。

＜実施例２＞ 第５図はこの発明の光学的測定補助器の他の実施例と
しての免疫測定補助器を示す概略平面図であり、第１図
の実施例と異なる点は、プリズム部（12）の余剰部（1
3）を外方に延長してフランジ（15）を形成した点、お
よびケーシング（２）がフランジ（15）と係合し得る段
部（24）を有している点のみである。

したがって、この実施例の場合には、フランジ（15）
に対応して反応槽を広くすることができる。そして、光
導波路本体（11）に抗体（３）を固定する場合に、フラ
ンジ（15）と共にプリズム部（12）を接着テープ等で簡
単にカバーしておくことができ、プリズム部（12）の汚
れを未然に防止できる。また、全体を溶液中に浸漬した
状態で抗体を固定する場合に、プリズム部（12）に抗体
が固定されるという不都合を未然に防止できる。

但し、第６図に示すように、ケーシング（２）に段部
（24）を設けることなく、フランジ（15）の外面をケー
シング（２）の内面と係合させる構成を採用すれば、各
部の構成を簡素化できるとともに、係合作業を簡素化で
きる。また、フランジ（15）の外面にリブを形成し（第
６図中破線参照）、ケーシング（２）にリブと係合する
凹部を形成すれば、接着剤等を用いることなく良好な液
封止を達成できる。

＜実施例３＞ 第７図はこの発明の光学的測定補助器のさらに他の実
施例としての免疫測定補助器を示す概略平面図であり、
第１図の実施例と異なる点は、プリズム部（12a）の形
状、およびケーシング（2a）の形状のみである。

さらに詳細に説明すると、上記プリズム部（12a）は
光導波路本体（11）の一方の側面側にのみ膨出した非対
称の楔形であり、膨出側の基部（13a）および先端部（1
4a）が余剰部であるとともに、非膨出側の先端部（14
b）が余剰部である。そして、上記ケーシング（2a）
は、膨出側と非膨出側とに対応して異なる長さの側板が
形成されており、各側板に連続する側板がそれぞれプリ
ズム部（12a）の基部（13a）、先端部（14b）と係合さ
れている。

したがって、この実施例の場合には、プリズム部（12
a）の入射面が１面のみになり、対称な楔形のプリズム
部（12）を用いる場合のように励起光を２つの入射面に
対応させて分離する必要がないので、光学系の構成を簡
素化できる。また、基部（13a）と先端部（14a）とを除
いた有効入射範囲が対称な楔形のプリズム部（12）を用
いた場合と比較して広くなるので、光学系とプリズム部
（12a）との位置決めを行ない易くなる。換言すれば、
ある程度の位置決め誤差が存在していても励起光を有効
入射範囲に入射させ、免疫測定が行なえることになる。

第８図（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）はそれぞれ変更例を示す概
略平面図であり、第４図（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）にそれぞれ
対応している。

＜実施例４＞ 第９図はこの発明の光学的測定補助器のさらに他の実
施例としての免疫測定補助器を示す概略平面図であり、
第７図の実施例と異なる点は、プリズム部（12a）の余
剰部（13a）（14b）を外方に延長してフランジ（15a）
（15b）を形成した点、およびケーシング（2a）がフラ
ンジ（15a）（15b）と係合し得る段部（24a）（24b）を
有している点のみである。

したがって、この実施例の場合には、フランジ（15
a）（15b）に対応して反応槽を広くすることができる。
そして、光導波路本体（11）に抗体（３）を固定する場
合に、フランジ（15a）（15b）と共にプリズム部（12
a）を接着テープ等で簡単にカバーしておくことがで
き、プリズム部（12a）の汚れを未然に防止できる。ま
た、全体を溶液中に浸漬した状態で抗体を固定する場合
に、プリズム部（12a）に抗体が固定されるという不都
合を未然に防止できる。さらに、励起光の入射面を奥ま
らせることで入射面の保護が図れることになり、取扱い
が楽になる。

但し、第10図に示すように、ケーシング（2a）に段部
（24a）（24b）を設けることなく、フランジ（15a）（1
5b）の外面をケーシング（2a）の内面と係合させる構成
を採用すれば、各部の構成を簡素化できるとともに、係
合作業を簡素化できる。

＜実施例５＞ 第11図はこの発明の光学的測定補助器のささらに他の
実施例としての免疫測定補助器を示す概略正面図であ
り、上記各実施例と大きく異なる点は、光導波路本体
（11e）の光軸が垂直になるようにスラブ型光導波路（1
e）を配置した点、および光入射側においてのみスラブ
形光導波路（1e）と係合するケーシング（2e）を設けた
点である。

上記スラブ形光導波路（1e）は、上端部に第１図の実
施例と同じ形状のプリズム部（12e）を有しているとと
もに、下端部に第５図の実施例と同じ形状のプリズム部
（12f）を有している。そして、ケーシング（2e）は下
端部に第５図の実施例と同じ形状の段部（24e）を有
し、上端部はそのまま開放されている。そして、プリズ
ム部（12e）よりも高くない所定位置にオーバーフロー
防止穴（25）が形成されている。

したがって、ケーシング（2e）とスラブ型光導波路
（1e）との間に被検液を注入するとともに、螢光色素標
識抗体（32）を注入し、励起光をプリズム部（12f）を
入射させることにより被検液の測定を行なうことができ
る。そして、この実施例においては、プリズム部（12
e）より高くない位置にオーバーフロー防止穴（25）が
形成されているので、プリズム部（12e）が被検液に接
触することはなく、光導波路本体（11e）を伝播した励
起光がそのままプリズム部（12e）を通して出射され
る。このプリズム部（12e）からの出射光量をモニター
しておくことにより励起光の強度変動を検出できるの
で、得られた螢光強度等に対して上記モニターに基づく
補正を施すことにより高精度の免疫測定を行なうことが
できる。さらに、この実施例においては、光導波路本体
（11e）の光軸が垂直に設定されているので、被検液中
に含まれる妨害物質はフランジ（15f）のみに沈降、堆
積し、妨害物質に起因する螢光の吸収、散乱を大幅に低
減させるので、測定精度を高めることができる。

＜実施例６＞ 第12図はこの発明の光学的測定補助器のさらに他の実
施例としての免疫測定補助器を示す概略平面図であり、
上記実施例と異なる点は、光入出射部の構成のみであ
る。

同図（Ａ）は対称楔形のプリズム部に対応するもので
あり、１対の平行励起光を１度反射させてから光導波路
本体に導くべく光軸に関して対称な外方漸拡状の光入出
射部を形成してある。

同図（Ｂ）は非対称楔形のプリズム部に対応するもの
である、１本の平行励起光を１度反射させてから光導波
路本体に導くべく光軸に関して非対称な外方漸拡状の光
入出射部を形成してある。

同図（Ｃ）は非対称楔形のプリズム部に対応するもの
であり、１本の平行励起光を屈折させ、さらに１度反射
させてから光導波路本体に導くべく光軸に関して非対称
なプリズム部および外方漸拡状の光導入部を形成してあ
る。

また、特別には図示していないが、同図（Ａ）の構成
のスラブ型光導波路を同図（Ｃ）に示すように変更する
ことが可能である。

第13図（Ａ）は第６図の構成の免疫測定補助器の製造
工程を概略的に示す斜視図であり、プラスチックの射出
成形により得られたスラブ型光導波路（１）と、フラン
ジ（15）の底面および両側面に沿う断面形状を有すると
ともに、スラブ型光導波路（１）と等しい長さを有する
ケーシング（２）とを矢印で示す方向に嵌合させ、必要
に応じて接着することにより免疫測定装置を得ることが
できる。但し、同図（Ｂ）（Ｃ）に示すように、フラン
ジ（15）の下端部同士を一体に連結する抵板、またはフ
ランジ（15）の上端部同士および下端部同士を一体に連
結する上板および底板を有する状態で一体成形されたス
ラブ型光導波路に上記ケーシング（２）を嵌合してもよ
い。この場合において、ケーシング（２）の底板とスラ
ブ型光導波路の底板との双方が存在する必要はないの
で、同図（Ｄ）（Ｅ）に示すように、ケーシングを単に
１対の側板のみで構成し、スラブ型光導波路の側面に接
着するようにしてもよい。さらに、同図（Ｆ）（Ｇ）
（Ｈ）に示すように、角筒状のケーシングを予め成形し
ておき、同図（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示す構成のスラブ型
光導波路と嵌合させるようにしてもよい。

但し、他の構成の免疫測定装置に対しても同様に適用
できることは勿論である。

尚、この発明は上記の実施例に限定されるものではな
く、例えば、抗体に代えて光導波路本体に抗原またはハ
プテン（hapten）を固定して免疫測定を行なうことが可
能であるほか、抗原に代えてDNAプローブを用いること
が可能であり、さらに、グルコースオキシダーゼ等の酵
素を固定しておいて酵素反応に起因する光学的特性の変
化状態を検出することが可能であるほか、アンモニア分
子と選択的に結合する物質を固定してアンモニア濃度を
測定することが可能であり、これらの場合において螢
光、吸光、散乱、偏光等に基づく光学的特性の変化状態
を検出することが可能であり、その他、この発明の要旨
を変更しない範囲内において種々の設計変更を施すこと
が可能である。

＜発明の効果＞ 以上のように第１の発明は、光導波路の少なくとも２
面を反応面とし、反応槽部を反応面に臨ませているので
あるから、被検物質との接触面積が増大し、被検物質の
被作用量に対応する測定情報を有する信号光の強度を増
大させることができ、ひいては信号光に対するノイズの
割合を小さくして、測定精度を向上させることができ、
さらに、余分な構成部分を形成する必要がなく、免疫測
定装置の製造を容易化できるという特有の効果を奏す
る。

第２の発明は、光導波路の少なくとも２面を反応面と
し、反応槽部を反応面に臨ませているのであるから、被
検物質との接触面積が増大し、被検物質の被作用量に対
応する測定情報を有する信号光の強度を増大させること
ができ、ひいては信号光に対するノイズの割合を小さく
して、測定精度を向上させることができ、さらに、所望
のケーシングに適合できる形状の余剰部とすることによ
り、このケーシングを活用して免疫測定装置を得ること
ができるとともに、外力が直接プリズム形状部に作用す
ることを阻止できるという特有の効果を奏する。

第３の発明は、結合反応に基づく被検物質の結合反応
量に対応する測定情報を有する信号光の強度を増大させ
ることができ、ひいては信号光に対するノイズの割合を
小さくして、測定精度を向上させることができるという
特有の効果を奏する。

第４の発明は、抗原−抗体反応に基づく被検物質の抗
原−抗体反応量に対応する測定情報を有する信号光の強
度を増大させることができ、ひいては信号光に対するノ
イズの割合を小さくして、免疫測定の精度を向上させる
ことができるという特有の効果を奏する。

第５の発明は、触媒反応に基づく被検物質の反応量に
対応する測定情報を有する信号光の強度を増大させるこ
とができ、ひいては信号光に対するノイズの割合を小さ
くして、測定精度を向上させることができるという特有
の効果を奏する。

第６の発明は、光導波路の全面を反応面としているの
で、抗原−抗体反応量に対応する測定情報を有する信号
光の強度を最大限にまで増大させることができ、ひいて
は信号光に対するノイズの割合を一層小さくして、測定
精度を一層向上させることができるという特有の効果を
奏する。

第７の発明は、各反応面に臨む反応槽部を連通させて
いるので、被検液を反応槽部毎に注入する必要がないの
みならず、被検液の配分を考慮する必要もなく、作業等
を簡素化できるという特有の効果を奏する。

第８の発明は、対称面から光を入射することにより光
導波路の互に対向する面を効率よく照らすことができる
とともに、信号光をも効率よく取出すことができ、ま
た、プリズム形状部を比較的小さくできるので射出成形
により光導波路と光入出射部を一体成形する場合におけ
るプリズム形状部のヒケを抑制し、プリズム形状部にお
ける収差の増加を抑制でき、さらにケーシングを介して
与えられる外力に強くなるという特有の効果を奏する。

第９の発明は、対称な場合と比較して測定用光の入射
可能範囲が広くなるとともに、測定用光を導くための光
学系の構成を簡素化でき、また、入射可能範囲が広くな
るのであるから、測定用光を導くための光学系に対する
位置決めが容易になり、ある程度の位置決め誤差を吸収
できるという特有の効果を奏する。

第10の発明は、被検物質の被作用量に対応する測定情
報を有する信号光の強度を増大させることができ、ひい
ては信号光に対するノイズの割合を小さして、信号光に
基づく被検物質の測定精度を向上させることができると
いう特有の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａはこの発明の光学的測定補助器の一実施例とし
ての免疫測定補助器を示す分解斜視図、 同図Ｂは縦断面図、 第２図はプリズム部の有効入射範囲と側板との関係を示
す要部平面図、 第３図は免疫測定装置を示す概略図、 第４図（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、それぞれ変更例を示す概
略図、 第５図はこの発明の光学的測定補助器の他の実施例とし
ての免疫測定装置を示す概略平面図、 第６図は変更例を示す概略図、 第７図はこの発明の光学的測定補助器のさらに他の実施
例としての免疫測定装置を示す概略平面図、 第８図（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）はそれぞれ変更例を示す概略
平面図、 第９図はこの発明の光学的測定補助器のさらに他の実施
例としての面積測定装置を示す概略平面図、 第10図は変更例を示す概略図、 第11図はこの発明の光学的測定補助器のさらに他の実施
例としての免疫測定装置を示す概略正面図、 第12図はこの発明の光学的測定補助器のさらに他の実施
例としての免疫測定装置を示す概略平面図、 第13図（Ａ）から（Ｈ）は、それぞれは第６図の構成の
免疫測定装置の製造工程を概略的に示す斜視図、 第14図は従来例を示す概略縦断面図。 （１）（1e）……スラブ型光導波路、 （２）（2a）（2e）……ケーシング、（３）……抗体、 （４）……反応槽、（4a）（4b）（4c）（4d）……反応
槽部、 （７）……測定用検出器、（11）（11e）……光導波路
本体、 （11a）（11b）（11c）（11d）……反応面、 （12）（12a）（12e）（12f）……プリズム部、 （13）……余剰部、（13a）……余剰部としての基部、 （14b）……余剰部としての先端部、 （15）（15a）（15b）（15f）……フランジ、（31）…
…抗原

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 重森 和久 滋賀県草津市岡本町字大谷1000番地の２ ダイキン工業株式会社滋賀製作所内 (56)参考文献 特開 昭62−49240（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−6841（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−82346（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−273042（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−36863（ＪＰ，Ａ) 特表 平１−500928（ＪＰ，Ａ)

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】断面長方形状の光導波路本体（１）に励起
   光を導入することにより、エバネッセント波成分によっ
   て、光導波路本体（１）の表面近傍に存在させられる被
   検物質の光学的特性の測定を行なう光学的測定補助器で
   あって、 少なくともその２面を、上記被検物質に選択的に作用す
   る物質（３）を固定させた、光学的特性の変化状態の測
   定を行なう反応面（11a）（11b）（11c）（11d）に形成
   したスラブ型光導波路（１）（1e）と、 上記反応面（11a）（11b）（11c）（11d）に臨む、被検
   物質を収容する２つ以上の反応槽部（4a）（4b）（4c）
   （4d）と、 上記スラブ型光導波路（１）（1e）の少なくとも一方の
   端部に形成された、上記各反応面（11a）（11b）（11
   c）（11d）に対する励起光入射部としてのプリズム部
   （12）（12a）（12e）（12f）と が設けられてあり、 上記反応槽部（4a）（4b）（4c）（4d）の外壁を構成す
   るケーシング（２）（2a）（2e）が、プリズム部（12）
   （12a）（12e）（12f）の、光学的に測定に影響を及ぼ
   さない余剰部（13）（13a）（14b）においてスラブ型光
   導波路（１）（1e）と係合されてあることを特徴とする
   光学的測定補助器。
2. 【請求項２】断面長方形状の光導波路本体（１）に励起
   光を導入することにより、エバネッセント波成分によっ
   て、光導波路本体（１）の表面近傍に存在させられる被
   検物質の光学的特性の測定を行なう光学的測定補助器で
   あって、 少なくともその２面を、上記被検物質に選択的に作用す
   る物質（３）を固定させた、光学的特性の変化状態の測
   定を行なう反応面（11a）（11b）（11c）（11d）に形成
   したスラブ型光導波路（１）（1e）と、 上記反応面（11a）（11b）（11c）（11d）に臨む、被検
   物質を収容する２つ以上の反応槽部（4a）（4b）（4c）
   （4d）と、 上記スラブ型光導波路（１）（1e）の少なくとも一方の
   端部に形成された、上記各反応面（11a）（11b）（11
   c）（11d）に対する励起光入射部としてのプリズム部
   （12）（12a）（12e）（12f）と が設けられてあり、 上記プリズム部（12）（12a）（12e）（12f）の、光学
   的に測定に影響を及ぼさない余剰部（13）（13a）（14
   b）にフランジ（15）（15a）（15b）（15f）が一体成形
   されてあり、上記反応槽部（4a）（4b）（4c）（4d）の
   外壁を構成するケーシング（２）（2a）（2e）が、フラ
   ンジ（15）（15a）（15b）（15f）においてスラブ型光
   導波路（１）（1e）と係合されてあることを特徴とする
   光学的測定補助器。
3. 【請求項３】被検物質に選択的に作用する物質が、被検
   物質と選択的に結合する物質（３）であって、光導波路
   本体（１）（1e）に励起光を導入し、この励起光により
   生じるエバネッセント波成分により、反応面（11a）（1
   1b）（11c）（11d）で生じる結合反応に伴なう光学的特
   性の変化状態に対応する光信号を得るものである上記特
   許請求の範囲第１項または第２項記載の光学的測定補助
   器。
4. 【請求項４】被検物質に選択的に結合する物質が抗原ま
   たは抗体（３）の何れか異なる一方であって、光導波路
   本体（１）（1e）に励起光を導入し、この励起光により
   生じるエバネッセント波成分により、反応面（11a）（1
   1b）（11c）（11d）で生じる抗原−抗体反応に伴なう光
   学的特性の変化状態に対応する光信号を得るものである
   上記特許請求の範囲第３項記載の光学的測定補助器。
5. 【請求項５】特許請求の範囲第１項または第２項記載の
   光学的測定補助器において、スラブ型光導波路（１）
   （1e）に固定する物質を、被検物質と選択的に結合する
   物質に代え、触媒作用を奏する物質または該物質により
   触媒反応を受ける物質としたことを特徴とする光学的測
   定補助器。
6. 【請求項６】スラブ型光導波路（１）（1e）の全面が反
   応面（11a）（11b）（11c）（11d）である上記特許請求
   の範囲第１項から第５項の何れかに記載の光学的測定補
   助器。
7. 【請求項７】２つ以上の反応槽部（4a）（4b）（4c）
   （4d）が互に連通されている上記特許請求の範囲第１項
   また第６項の何れかに記載の光学的測定補助器。
8. 【請求項８】プリズム部（12）（12a）（12e）（12f）
   が、光導波路（11）（11e）の光軸に関して対称な楔形
   である上記特許請求の範囲第１項から第７項の何れかに
   記載の光学的測定補助器。
9. 【請求項９】プリズム部（12）（12a）（12e）（12f）
   が、光導波路（11）（11e）の光軸に関して非対称な楔
   形である上記特許請求の範囲第１項から第７項の何れか
   に記載の光学的測定補助器。
10. 【請求項１０】特許請求の範囲第１項から第９項の何れ
    かに記載の光学的測定補助器を供えるとともに、この光
    学的測定補助器のスラブ型光導波路（１）（1e）から出
    射される光を受光して被検物質の反応に伴なう光学的特
    性の変化状態を検出する検出手段（７）を設けたことを
    特徴とする光学的測定装置。