JP3468091B2 - Biochemical measurement device - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、生化学的反応を表
面プラズモン共鳴現象を応用して計測する生化学計測装
置に関するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a biochemical measuring device for measuring a biochemical reaction by applying a surface plasmon resonance phenomenon.
【0002】[0002]
【従来の技術】生化学的反応の進行に伴う物理化学的な
変化量を検出する方法として、近年表面プラズモン共鳴
(Surface Plasmon Resonanc
e、以下SPRと略す。)現象を応用した方法が用いら
れるようになっている。このSPR現象は、ガラスなど
の光透過性媒体の表面に金属薄膜が形成され、この金属
薄膜の光透過性媒体の反対面が試料に接触した状態で、
光透過性媒体を透して光ビームを金属薄膜との界面に入
射させる光学系において、金属薄膜に光透過性媒体を透
して入射する光が、特定の入射角である場合に発生する
特異な現象である。2. Description of the Related Art Surface plasmon resonance (Surface Plasmon Resonance) has recently been used as a method for detecting the amount of physicochemical change accompanying the progress of biochemical reaction.
e, hereinafter abbreviated as SPR. ) A method that applies the phenomenon is being used. In this SPR phenomenon, a metal thin film is formed on the surface of a light transmissive medium such as glass, and the surface of the metal thin film opposite to the light transmissive medium is in contact with the sample.
In an optical system that allows a light beam to pass through an interface with a metal thin film through a light-transmissive medium, the peculiarity that occurs when the light entering the metal thin film through the light-transmissive medium has a specific incident angle It is a phenomenon.
【0003】上記光学系において、光ビームを金属薄膜
に対して全反射角以上の入射角で入射させると、金属薄
膜と光透過性媒体の界面に沿って進行するエバネッセン
ト波が生じ、このエバネッセント波によって金属薄膜と
試料との界面に表面プラズモン波が励起される。そして
このエバネッセント波と表面プラズモン波が共鳴する
と、入射した光ビームのエネルギが表面プラズモン波の
励起エネルギとして金属薄膜に吸収される結果、反射光
の光量が減衰する。そして、前述のSPR現象が生じる
入射角は、金属薄膜と接触している試料溶液など媒質の
密度に依存するという関係がある。In the above optical system, when a light beam is incident on the metal thin film at an angle of incidence equal to or larger than the total reflection angle, an evanescent wave traveling along the interface between the metal thin film and the light transmissive medium is generated, and this evanescent wave is generated. A surface plasmon wave is excited at the interface between the metal thin film and the sample. When the evanescent wave and the surface plasmon wave resonate, the energy of the incident light beam is absorbed by the metal thin film as the excitation energy of the surface plasmon wave, and the light amount of the reflected light is attenuated. The incident angle at which the above-mentioned SPR phenomenon occurs depends on the density of the medium such as the sample solution in contact with the metal thin film.
【0004】一方、この光学系から反射される反射光の
反射角と光量を検出して、光量が特異的に減少するとき
の反射角を求めることにより、SPR現象の有無および
SPR現象が生じているときの入射角を求めることがで
きる。したがって、反射光の反射角と光量を検出するこ
とにより、結果として媒質の密度を求めることが可能と
なる。On the other hand, the presence or absence of the SPR phenomenon and the SPR phenomenon are generated by detecting the reflection angle and the light amount of the reflected light reflected from this optical system and determining the reflection angle when the light amount specifically decreases. It is possible to find the incident angle when there is. Therefore, the density of the medium can be obtained as a result by detecting the reflection angle and the light amount of the reflected light.
【0005】このSPR現象を応用した計測法は非常に
微少な量を対象とした計測が可能であるため、一般的な
計測方法では計測できない微少量を扱う生化学分野にも
応用されており、この方法によれば微少量の計測ができ
るとともに、生化学反応の進行状況をリアルタイムで知
ることができるという利点がある。Since the measuring method using the SPR phenomenon can measure a very small amount, it is also applied to the biochemical field dealing with a minute amount that cannot be measured by a general measuring method. According to this method, it is possible to measure a very small amount and to know the progress of the biochemical reaction in real time.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところで、新薬を作り
出す創薬スクリーニングの分野においても、多数の試料
を対象として上述の生化学的反応の評価を精度よく迅速
に行うことが求められている。しかしながら従来のSP
R現象を応用したSPRセンサは、1つの試料を対象と
して個々に計測を行うものであるため、マイクロタイタ
ープレートなどを用いて同時に多数の試料を対象とする
試験を行う場合には、マイクロタイタープレートの多数
の試料孔から、1試料づつSPRセンサの試料容器に分
注する必要があった。通常創薬スクリーニングには、多
数の試料を対象として膨大な量の試験や分析が必要とさ
れるため、SPRセンサをこの分野に用いようとすれば
上述のように非常に煩雑な手間を要し、計測作業の効率
が悪いという問題点があった。By the way, also in the field of drug discovery screening for producing a new drug, it is required to accurately and promptly evaluate the above-mentioned biochemical reaction in a large number of samples. However, conventional SP
The SPR sensor that applies the R phenomenon measures each sample individually. Therefore, when performing tests on many samples at the same time using a microtiter plate, etc., the microtiter plate is used. It was necessary to dispense one sample from each of the many sample holes in the sample container of the SPR sensor. In general, drug discovery screening requires enormous amounts of tests and analyzes targeting a large number of samples. Therefore, if an SPR sensor is to be used in this field, it will be extremely troublesome as described above. However, there was a problem that the efficiency of the measurement work was poor.
【0007】そこで本発明は、多数の試料を対象として
効率よく生化学反応を計測することができる生化学計測
装置を提供することを目的とする。Therefore, an object of the present invention is to provide a biochemical measuring device capable of efficiently measuring a biochemical reaction for a large number of samples.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】請求項1記載の生化学計
測装置は、生化学計測の対象となる液体試料を収容する
複数の試料孔が設けられた試料容器と、前記試料孔の配
列に対応した位置に前記試料孔に嵌入する凸部が設けら
れた光透過性材質のセンサプレートと、前記凸部の表面
に形成された金属およびまたは半導体よりなる薄膜と、
前記凸部の反対面に前記センサプレートと一体的に設け
られたプリズムと、このプリズムに対して光ビームを照
射する光源部と、前記プリズムを透して前記センサプレ
ートと薄膜との界面に入射し、この界面で反射された前
記光ビームの反射光の光量を検出する光検出手段とを備
えた。According to a first aspect of the present invention, there is provided a biochemical measuring device comprising a sample container provided with a plurality of sample holes for accommodating a liquid sample to be biochemically measured, and an array of the sample holes. A sensor plate of a light-transmissive material provided with a convex portion that fits into the sample hole at a corresponding position, and a thin film made of a metal and / or a semiconductor formed on the surface of the convex portion,
A prism integrally provided with the sensor plate on the surface opposite to the convex portion, a light source unit for irradiating the prism with a light beam, and an incident light on the interface between the sensor plate and the thin film through the prism. Then, a light detecting means for detecting the light quantity of the reflected light of the light beam reflected by the interface is provided.
【0009】請求項2記載の生化学計測装置は、請求項
1記載の生化学計測装置であって、。前記試料容器の温
度を所定範囲に保持する温調手段と前記試料孔内の試料
を均一に攪拌する攪拌手段を備えた。The biochemical measuring apparatus according to claim 2 is the biochemical measuring apparatus according to claim 1. The sample container was equipped with a temperature adjusting means for maintaining the temperature of the sample container within a predetermined range and a stirring means for uniformly stirring the sample in the sample hole.
【0010】本発明によれば、表面に金属薄膜が形成さ
れた凸部を試料孔に対応した位置に有し、凸部の反射面
にプリズムが設けられた光透過材質のセンサプレート
を、複数の試料孔が設けられた試料容器に装着し、プリ
ズムを透してこの凸部に入射した光ビームの反射光の反
射角、光量を検出することにより、表面プラズモン共鳴
現象を応用した生化学計測を複数の試料に対して効率よ
く行うことができる。According to the present invention, a plurality of sensor plates made of a light-transmitting material having a convex portion having a metal thin film formed on the surface at a position corresponding to a sample hole and having a prism on the reflecting surface of the convex portion are provided. It is attached to a sample container with a sample hole, and the biochemical measurement applying the surface plasmon resonance phenomenon is performed by detecting the reflection angle and the light amount of the reflected light of the light beam incident on this convex part through the prism. Can be efficiently performed on a plurality of samples.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。図1は本発明の一実施の形態の生化
学計測装置の側面図、図2、図3は同生化学計測装置の
部分斜視図、図4、図5は同生化学計測装置の部分断面
図である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is a side view of a biochemical measuring device according to an embodiment of the present invention, FIGS. 2 and 3 are partial perspective views of the biochemical measuring device, and FIGS. 4 and 5 are partial cross-sectional views of the biochemical measuring device. Is.
【0012】まず、図1を参照して生化学計測装置の構
造を説明する。図1において、複数の試料孔であるウェ
ル1が設けられた試料容器としてのマイクロタイタープ
レート2は、ホルダ4上に載置されている。ウェル1内
には液体の試料3が収納されている。ホルダ4内には温
調ヒータ5が装備されており、ウェル1内の試料3を所
定温度に保持している。またホルダ4は揺動ユニット6
を備えており、揺動ユニット6を駆動することによりマ
イクロタイタープレート2に揺動を与え、ウェル1内の
試料を攪拌させて組成を均一化する。First, the structure of the biochemical measuring device will be described with reference to FIG. In FIG. 1, a microtiter plate 2 as a sample container provided with wells 1 that are a plurality of sample holes is placed on a holder 4. A liquid sample 3 is stored in the well 1. The holder 4 is equipped with a temperature control heater 5 to hold the sample 3 in the well 1 at a predetermined temperature. Further, the holder 4 is the swing unit 6
The microtiter plate 2 is rocked by driving the rocking unit 6 to stir the sample in the well 1 to homogenize the composition.
【0013】マイクロタイタープレート2上には、光透
過性材質であるガラスより成るセンサプレート7が装着
されている。センサプレート7の下面にはウェル1に対
応した位置に凸部8が設けられており、その反対面には
プリズム9がセンサプレート7と一体的に設けられてい
る。センサプレート7をマイクロタイタープレート2に
装着された状態で、凸部8はウェル1内に嵌入し、その
下端部はウエル1内の試料3に浸漬された状態にある。On the microtiter plate 2, a sensor plate 7 made of glass, which is a light transmissive material, is mounted. A convex portion 8 is provided on the lower surface of the sensor plate 7 at a position corresponding to the well 1, and a prism 9 is integrally provided with the sensor plate 7 on the opposite surface. With the sensor plate 7 mounted on the microtiter plate 2, the convex portion 8 is fitted into the well 1 and the lower end portion thereof is immersed in the sample 3 in the well 1.
【0014】センサプレート7の上方には光検出部10
が配設されている。光検出部10は光源部としてのライ
ンレーザ11およびPSD(位置検出素子)ユニット1
2を備えている。ラインレーザ11から投射されたレー
ザ光はプリズム9に入射し、下端部の界面で全反射され
てPSDユニット12に入光する。PSDユニット12
はこの反射光を受光し、計測部13はこの受光データに
基づいて反射光の反射角度および光量を計測する。すな
わち、PSDユニット12および計測部13は光検出手
段となっている。光検出部10は、モータ14によって
回転駆動される送りネジ15によって水平方向に移動可
能となっている。Above the sensor plate 7, a photodetector 10 is provided.
Is provided. The light detection unit 10 includes a line laser 11 as a light source unit and a PSD (position detection element) unit 1.
Equipped with 2. The laser light projected from the line laser 11 enters the prism 9, is totally reflected by the interface at the lower end, and enters the PSD unit 12. PSD unit 12
Receives the reflected light, and the measuring unit 13 measures the reflection angle and the light amount of the reflected light based on the received light data. That is, the PSD unit 12 and the measuring unit 13 serve as light detecting means. The light detection unit 10 can be moved in the horizontal direction by a feed screw 15 that is rotationally driven by a motor 14.
【0015】次に、生化学反応の計測に用いられるセン
サプレート7について図2,図3および図5を参照して
説明する。図2に示すように、凸部8は、マイクロタイ
タープレート2に格子状に設けられたウェル1の位置に
対応して、センサプレート7の下面に設けられており、
反対面に設けられたプリズム9は、凸部8を結ぶ列上に
位置して形成されている。凸部8の下面には、金属の薄
膜8aが形成されている。薄膜8aにセンサプレート7
を透過してレーザ光が入射すると、レーザ光は幾何学的
な全反射条件にしたがって全反射される。なお、薄膜8
aは金属以外にも半導体または金属と半導体とを組み合
わせたものを用いてもよい。Next, the sensor plate 7 used for measuring the biochemical reaction will be described with reference to FIGS. 2, 3 and 5. As shown in FIG. 2, the convex portions 8 are provided on the lower surface of the sensor plate 7 corresponding to the positions of the wells 1 provided in the microtiter plate 2 in a grid pattern.
The prisms 9 provided on the opposite surface are formed so as to be located on the row connecting the convex portions 8. A metal thin film 8 a is formed on the lower surface of the convex portion 8. Sensor plate 7 on thin film 8a
When the laser light is transmitted through the laser light and is incident, the laser light is totally reflected according to a geometrical total reflection condition. The thin film 8
In addition to metal, a may be a semiconductor or a combination of metal and semiconductor.
【0016】また、図3に示すようにラインレーザ11
の長さは、センサプレート7上のプリズム9の長さに対
応したものとなっており、ラインレーザ11から帯状の
光ビームとして照射されたレーザ光は、プリズム9の全
長にわたって斜め方向からプリズム9に入光する。この
入光の方向は図示しない光学系によって所定角度範囲内
で可変(図4で示す範囲a参照)となっている。図4に
示すように、プリズム9に入射して表面で屈折した入射
光のうち、凸部8が存在する位置への入射光は、薄膜8
aとの界面に幾何学的な全反射条件を満たした入射角θ
1で入光する。この界面で反射された反射光は、プリズ
ム9の表面で再び屈折した後PSDユニット12のそれ
ぞれのPSD12aによって受光される。Further, as shown in FIG. 3, the line laser 11
Has a length corresponding to the length of the prism 9 on the sensor plate 7, and the laser light emitted from the line laser 11 as a band-shaped light beam is obliquely directed to the prism 9 over the entire length of the prism 9. Enter into. The direction of this incident light is variable within a predetermined angle range by an optical system (not shown) (see range a shown in FIG. 4). As shown in FIG. 4, of the incident light that is incident on the prism 9 and refracted on the surface, the incident light to the position where the convex portion 8 exists is the thin film 8
Incident angle θ that satisfies the geometrical total reflection condition at the interface with a
Light comes in at 1. The reflected light reflected by this interface is refracted again on the surface of the prism 9 and then received by each PSD 12a of the PSD unit 12.
【0017】ここで、上記のレーザ光が特定の入射角で
入射した場合に特異的に生ずるSPR現象について説明
する。前述のように、薄膜8aとセンサプレート7の界
面に入射したビーム光は、入射角が全反射条件の臨界角
以上であれば全反射されるが、そのとき光波は界面から
薄膜8a内に僅かに入り込み、薄膜8aとの界面に沿っ
て進行するエバネッセント波を生ずる。そしてこのエバ
ネッセント波により、薄膜8aと試料3との界面には薄
膜8a表面の自由電子の粗密振動である表面プラズモン
波が励起される。Here, the SPR phenomenon that occurs specifically when the above laser light is incident at a specific incident angle will be described. As described above, the beam light incident on the interface between the thin film 8a and the sensor plate 7 is totally reflected if the incident angle is equal to or greater than the critical angle of the total reflection condition, but at that time, a light wave is slightly emitted from the interface into the thin film 8a. An evanescent wave that penetrates into the thin film 8a and travels along the interface with the thin film 8a is generated. Then, the evanescent wave excites a surface plasmon wave, which is a dense and dense vibration of free electrons on the surface of the thin film 8a, at the interface between the thin film 8a and the sample 3.
【0018】エバネセント波と表面プラズモン波が共鳴
状態となったときには、光ビームのエネルギは表面プラ
ズモン波の励起エネルギに移行するので前述の反射光の
光エネルギは特異的に減衰する。そしてこのSPR現象
が生じる時の入射角によって求められる表面プラズモン
波の波数と、試料3の誘電率の間には特定の関係があ
る。また試料3の誘電率が求められれば、所定の較正曲
線等によって試料3中の計測対象物質の濃度を求めるこ
とができる。すなわちこれらの関係により、SPR現象
が生じている時の入射角を求めることにより、試料中の
特定の計測対象物質の濃度が求められる。When the evanescent wave and the surface plasmon wave are in a resonance state, the energy of the light beam is transferred to the excitation energy of the surface plasmon wave, so that the light energy of the reflected light is specifically attenuated. Then, there is a specific relationship between the wave number of the surface plasmon wave obtained by the incident angle when the SPR phenomenon occurs and the dielectric constant of the sample 3. Further, if the dielectric constant of the sample 3 is obtained, the concentration of the substance to be measured in the sample 3 can be obtained by a predetermined calibration curve or the like. That is, the concentration of a specific substance to be measured in the sample can be obtained by obtaining the incident angle when the SPR phenomenon occurs based on these relationships.
【0019】図3に示すように、PSDユニット12は
ラインレーザ11と同様にプリズム9の長さに対応して
おり、センサプレート7の凸部8に対応する位置には、
それぞれPSD12aが配置されている。PSD12a
は、入射角を変化させることによりPSDユニット12
の長さ方向に直交する方向(図4に示す矢印bの方向)
に移動する反射光の位置および反射光の光量を計測す
る。したがって、PSD12aの受光量および受光位置
を計測部13によって計測することにより、前述のよう
にSPR現象を応用して試料3中の特定の計測対象物質
の濃度を求めることができる。As shown in FIG. 3, the PSD unit 12 corresponds to the length of the prism 9 similarly to the line laser 11, and at the position corresponding to the convex portion 8 of the sensor plate 7,
Each PSD 12a is arranged. PSD12a
Changes the incident angle by changing the PSD unit 12
Direction orthogonal to the length direction (direction of arrow b in FIG. 4)
The position of the reflected light moving to and the amount of the reflected light are measured. Therefore, by measuring the light receiving amount and the light receiving position of the PSD 12a by the measuring unit 13, the concentration of the specific substance to be measured in the sample 3 can be obtained by applying the SPR phenomenon as described above.
【0020】光検出部10を移動させてラインレーザ1
1から特定のプリズム9に光ビームを照射すると、PS
Dユニット12は、列状に配列されたウェル1内に嵌合
する複数の凸部8からの反射光を同時に受光し、それぞ
れの凸部8aに対応するPSD12aは、それぞれ異な
る反射角で反射される反射光を受光する。したがって計
測部13は、光ビームが照射された列のそれぞれの凸部
8aから全反射される反射光の、それぞれ異なる反射角
および光量を同時に計測する。すなわち、PDSユニッ
ト12により、1つの列の複数のウェル1内の試料3の
生化学的計測を同時に行うことができる。なお、ライン
レーザ11と、PSDユニット12を組み合わせて用い
る方法のほかに、単独のレーザ光源とPSDをウェル1
の列に沿って順次移動させる方法であってもよい。The photodetector 10 is moved to move the line laser 1
When a light beam is irradiated from 1 to a specific prism 9, PS
The D unit 12 simultaneously receives reflected light from a plurality of convex portions 8 fitted in the wells 1 arranged in rows, and the PSDs 12a corresponding to the respective convex portions 8a are reflected at different reflection angles. Received reflected light. Therefore, the measurement unit 13 simultaneously measures different reflection angles and light amounts of the reflected light beams that are totally reflected from the respective convex portions 8a of the row irradiated with the light beam. That is, the PDS unit 12 can simultaneously perform the biochemical measurement of the samples 3 in the plurality of wells 1 in one row. In addition to the method of using the line laser 11 and the PSD unit 12 in combination, an independent laser light source and PSD are used for the well 1.
It may be a method of sequentially moving along the column.
【0021】この生化学計測装置は上記のように構成さ
れ、以下計測方法について説明する。ここでは、試料3
中の抗体抗原反応の進行状態を計測する場合を例にとっ
て説明する。まず図1において、マイクロタイタープレ
ート2の各ウェル1には計測対象の試料3が容れられて
いる。生化学反応の計測に先立って、マイクロタイター
プレート2はホルダ4に装着される。次いで温調ヒータ
5および揺動ユニット6を駆動して、試料3を所定温度
に保つとともにウエル1内の試料3を揺動して攪拌した
状態で、センサプレート7をマイクロタイタープレート
2に装着する。これにより、センサプレート7の凸部8
の下面は試料3に浸漬し、計測が可能な状態となる。This biochemical measuring device is configured as described above, and the measuring method will be described below. Here, sample 3
A case of measuring the progress of the antibody-antigen reaction in the inside will be described as an example. First, in FIG. 1, each well 1 of the microtiter plate 2 contains a sample 3 to be measured. Prior to measuring the biochemical reaction, the microtiter plate 2 is attached to the holder 4. Then, the temperature control heater 5 and the swing unit 6 are driven to keep the sample 3 at a predetermined temperature and the sample 3 in the well 1 is swung and stirred to mount the sensor plate 7 on the microtiter plate 2. . Thereby, the convex portion 8 of the sensor plate 7
The lower surface of is immersed in the sample 3 and becomes ready for measurement.
【0022】図5に示すように凸部8の下面に形成され
た薄膜8aの下面には、ゲル状の高分子物質であるデキ
ストラン20が試料3中の抗体21を固定するために予
め塗布されており、凸部8aをウェル1内の試料3に浸
漬することにより、抗体21はデキストラン20の表面
に付着する。そして生物化学反応が進行するにつれて抗
体21と反応する抗原22の量が増加し、その結果薄膜
8aに付着する計測対象物質の量が増加する。As shown in FIG. 5, the lower surface of the thin film 8a formed on the lower surface of the convex portion 8 is pre-coated with dextran 20 which is a gel-like polymer substance to fix the antibody 21 in the sample 3. Thus, the antibody 21 is attached to the surface of the dextran 20 by immersing the convex portion 8 a in the sample 3 in the well 1. Then, as the biochemical reaction proceeds, the amount of the antigen 22 that reacts with the antibody 21 increases, and as a result, the amount of the substance to be measured attached to the thin film 8a increases.
【0023】この生化学反応の進行によって増加する計
測対象物の量を、以下の方法によって計測する。図4に
示すように、ラインレーザ11によりプリズム9に対し
てレーザ光を投射し、複数のウェル1に対応する凸部8
にそれぞれ光ビームを入射させる。このとき、入射角θ
1を変えながらそれぞれの凸部8に対応するPSD12
aにより反射光の光量および反射角θ2を連続的に検出
する。そして反射光の光量が特異的に極小となる反射角
θ2、すなわちSPR現象が生じている反射角θ2を求
める。The amount of the object to be measured, which increases with the progress of this biochemical reaction, is measured by the following method. As shown in FIG. 4, laser light is projected onto the prism 9 by the line laser 11 and the convex portions 8 corresponding to the plurality of wells 1 are formed.
A light beam is incident on each. At this time, the incident angle θ
PSD 12 corresponding to each convex portion 8 while changing 1
The amount of reflected light and the reflection angle θ2 are continuously detected by a. Then, the reflection angle θ2 at which the amount of reflected light is specifically minimized, that is, the reflection angle θ2 at which the SPR phenomenon occurs is obtained.
【0024】これにより、通常入射角と反射角は等しい
ことからそれぞれの凸部8についてSPR現象が生じて
いるときの入射角θ1を特定することができる。そして
これらの入射角θ1を所定の較正曲線と対照することに
より、それぞれのウェル1内の試料3に浸漬された薄膜
8aのデキストラン20に付着した抗体21および抗原
22の量、すなわち生化学反応の進行の結果生成された
特定の計測対象物質の量を計測することができる。な
お、本実施の形態ではSPR現象が発生しているときの
反射角を計測し、この反射角から入射角を求める例を示
しているが、反射角を計測せずに、入射角を変化させな
がら反射光の光量を計測することにより、SPR現象が
発生しているときの入射角を直接求めるようにしても良
い。As a result, since the normal incident angle and the reflection angle are the same, the incident angle θ1 when the SPR phenomenon occurs in each convex portion 8 can be specified. Then, by comparing these incident angles θ1 with a predetermined calibration curve, the amounts of the antibody 21 and the antigen 22 attached to the dextran 20 of the thin film 8a immersed in the sample 3 in each well 1, that is, the amount of the biochemical reaction It is possible to measure the amount of the specific measurement target substance generated as a result of the progress. Although the present embodiment shows an example of measuring the reflection angle when the SPR phenomenon is occurring and obtaining the incident angle from this reflection angle, the incident angle is changed without measuring the reflection angle. However, the incident angle when the SPR phenomenon occurs may be directly obtained by measuring the amount of reflected light.
【0025】そして、光検出部10をモータ14を駆動
することにより移動させ、上述の計測操作をマイクロタ
イタープレート2のすべてのウェル1の列について行う
ことにより1枚のマイクロタイタープレート2の計測を
終了する。このとき、計測操作を行うためにウェル1内
での生化学反応を分注操作により中断する必要がないた
め、生化学反応が継続的に進行している状態で反応状態
を計測することができ、リアルタイムの計測が可能とな
る。このとき、従来の生化学反応の計測方法において必
要とされた2次反応のための諸操作、すなわち生化学反
応の生成結果を基質添加による発色・蛍光・発光を用い
て可視化するための煩雑な操作を行う必要がない。Then, the photodetection section 10 is moved by driving the motor 14, and the above-mentioned measurement operation is performed for all rows of the wells 1 of the microtiter plate 2 to measure one microtiter plate 2. finish. At this time, since it is not necessary to interrupt the biochemical reaction in the well 1 by the dispensing operation in order to perform the measurement operation, the reaction state can be measured while the biochemical reaction is continuously progressing. Real-time measurement is possible. At this time, various operations for the secondary reaction required in the conventional method for measuring the biochemical reaction, that is, a complicated procedure for visualizing the production result of the biochemical reaction by using the coloring, fluorescence, and luminescence by adding the substrate No action needed.
【0026】SPR現象を応用した生化学反応の計測に
おいて、多数のウェル1に対応した計測用の凸部8とプ
リズム9を1つのセンサプレート7に設け、このセンサ
プレート7をマイクロタイタープレート2に装着するこ
とにより、従来は1つの試料のみを対象としてしか行え
なかった計測を、多数のウェル1内の試料を対象として
同時に効率よく行うことができる。In the measurement of biochemical reaction applying the SPR phenomenon, a convex portion 8 and a prism 9 for measurement corresponding to a large number of wells 1 are provided on one sensor plate 7, and this sensor plate 7 is attached to the microtiter plate 2. By mounting, it is possible to efficiently perform the measurement on the samples in a large number of wells 1 at the same time, while the conventional measurement can be performed on only one sample.
【0027】[0027]
【発明の効果】本発明によれば、表面に金属薄膜が形成
された凸部を試料孔に対応した位置に有し、凸部の反射
面にプリズムが設けられた光透過材質のセンサプレート
を、複数の試料孔が設けられた試料容器に装着し、プリ
ズムを透してこの凸部に入射した光ビームの反射光の反
射角、光量を検出するようにしたので、表面プラズモン
共鳴現象を応用した微小量を対象とした生化学計測を、
マイクロタイタープレートの多数の試料に対して同時に
効率よく行うことができる。また生化学反応を分注操作
により中断する必要がないため、生化学反応が継続的に
進行している状態で、煩雑な操作を要する可視化反応を
行わせる必要なく、リアルタイムの計測が可能となる。According to the present invention, there is provided a sensor plate made of a light transmitting material having a convex portion having a metal thin film formed on its surface at a position corresponding to a sample hole, and a prism provided on the reflecting surface of the convex portion. , The sample was equipped with multiple sample holes, and the prism was transmitted through the prism to detect the reflection angle and quantity of the reflected light of the light beam incident on this convex part, so the surface plasmon resonance phenomenon was applied. Biochemical measurement for small amount of
It can be efficiently performed on many samples of the microtiter plate at the same time. In addition, since it is not necessary to interrupt the biochemical reaction by a dispensing operation, real-time measurement is possible without the need for performing a visualization reaction that requires a complicated operation while the biochemical reaction is continuously progressing. .
【図1】本発明の一実施の形態の生化学計測装置の側面
図FIG. 1 is a side view of a biochemical measuring device according to an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の一実施の形態の生化学計測装置の部分
斜視図FIG. 2 is a partial perspective view of a biochemical measuring device according to an embodiment of the present invention.
【図3】本発明の一実施の形態の生化学計測装置の部分
斜視図FIG. 3 is a partial perspective view of a biochemical measuring device according to an embodiment of the present invention.
【図4】本発明の一実施の形態の生化学計測装置の部分
断面図FIG. 4 is a partial cross-sectional view of the biochemical measuring device according to the embodiment of the present invention.
【図5】本発明の一実施の形態の生化学計測装置の部分
断面図FIG. 5 is a partial cross-sectional view of the biochemical measuring device according to the embodiment of the present invention.
1 ウェル 2 マイクロタイタープレート 3 試料 7 センサプレート 8 凸部 9 プリズム 10 光検出部 11 ラインレーザ 12 PSDユニット 13 計測部 21 抗体 22 抗源 1 well 2 microtiter plate 3 samples 7 sensor plate 8 convex 9 prism 10 Photodetector 11 line laser 12 PSD unit 13 Measuring section 21 antibody 22 Source
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 21/00 - 21/61 実用ファイル(PATOLIS) 特許ファイル(PATOLIS) ECLAFront page continued (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G01N 21/00-21/61 Practical file (PATOLIS) Patent file (PATOLIS) ECLA
Claims (2)
る複数の試料孔が設けられた試料容器と、前記試料孔の
配列に対応した位置に前記試料孔に嵌入する凸部が設け
られた光透過性材質のセンサプレートと、前記凸部の表
面に形成された金属およびまたは半導体よりなる薄膜
と、前記凸部の反対面に前記センサプレートと一体的に
設けられたプリズムと、このプリズムに対して光ビーム
を照射する光源部と、前記プリズムを透して前記センサ
プレートと薄膜との界面に入射し、この界面で反射され
た前記光ビームの反射光の光量を検出する光検出手段と
を備えたことを特徴とする生化学計測装置。1. A sample container provided with a plurality of sample holes for accommodating a liquid sample to be subjected to biochemical measurement, and a convex portion fitted into the sample holes at a position corresponding to the arrangement of the sample holes. And a thin film made of metal and / or semiconductor formed on the surface of the convex portion, a prism integrally provided with the sensor plate on the opposite surface of the convex portion, and the prism A light detecting unit for irradiating a light beam with respect to a light source unit, which is incident on the interface between the sensor plate and the thin film through the prism, and detects the amount of reflected light of the light beam reflected at the interface. A biochemical measuring device characterized by comprising:
温調手段と前記試料孔内の試料を均一に攪拌する攪拌手
段を備えたことを特徴とする請求項1記載の生化学計測
装置。2. The biochemical measuring device according to claim 1, further comprising a temperature adjusting means for holding the temperature of the sample container within a predetermined range and an agitating means for uniformly agitating the sample in the sample hole. .
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1998
- 1998-04-20 JP JP10908298A patent/JP3468091B2/en not_active Expired - Fee Related
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