JP5472033B2 - Surface plasmon resonance fluorescence analyzer and surface plasmon resonance fluorescence analysis method - Google Patents

Surface plasmon resonance fluorescence analyzer and surface plasmon resonance fluorescence analysis method Download PDF

Info

Publication number
JP5472033B2
JP5472033B2 JP2010236843A JP2010236843A JP5472033B2 JP 5472033 B2 JP5472033 B2 JP 5472033B2 JP 2010236843 A JP2010236843 A JP 2010236843A JP 2010236843 A JP2010236843 A JP 2010236843A JP 5472033 B2 JP5472033 B2 JP 5472033B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
unit
metal film
amount
excitation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2010236843A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2012088248A (en
Inventor
滋 和田
茂昭 栃本
豪 柳原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Konica Minolta Inc filed Critical Konica Minolta Inc
Priority to JP2010236843A priority Critical patent/JP5472033B2/en
Publication of JP2012088248A publication Critical patent/JP2012088248A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5472033B2 publication Critical patent/JP5472033B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Description

本発明は、表面プラズモン共鳴(Surface Plasmon Resonance:SPR)を利用して試料液中に含まれる検体の検出を行う表面プラズモン共鳴蛍光分析装置及び表面プラズモン共鳴蛍光分析方法に関する。   The present invention relates to a surface plasmon resonance fluorescence analysis apparatus and a surface plasmon resonance fluorescence analysis method for detecting an analyte contained in a sample liquid using surface plasmon resonance (SPR).

従来、タンパク質やDNA等を検出するバイオ測定において、検体(被検出物質)を高感度に検出する方法として、表面プラズモン共鳴蛍光分析(表面プラズモン励起増強蛍光分光:SPFS)法が知られている。   Conventionally, surface plasmon resonance fluorescence analysis (surface plasmon excitation enhanced fluorescence spectroscopy: SPFS) method is known as a method for detecting a sample (a substance to be detected) with high sensitivity in bioassay for detecting protein, DNA, and the like.

SPFS法は、金や銀等からなる金属膜が所定の面上に形成されたプリズムにおいて、全反射条件でプリズム側から金属膜に励起光を入射させ、屈折率の異なるプリズムと金属膜との界面で励起光が全反射する際にこの界面からしみ出す光(エバネッセント波)を利用する。具体的に、SPFS法は、励起光が全反射する際にしみ出すエバネッセント波によって、金属膜の表面上に流した試料液中に含まれる検体又はこの検体に付された蛍光物質(標識物質)が励起されて発する蛍光(励起蛍光)を分析することにより、上記検体の存在又はその量を検出することができる。   In the SPFS method, in a prism in which a metal film made of gold, silver, or the like is formed on a predetermined surface, excitation light is incident on the metal film from the prism side under total reflection conditions, and the prism and the metal film having different refractive indexes are made to enter. Light (evanescent wave) that exudes from the interface when the excitation light is totally reflected at the interface is used. Specifically, in the SPFS method, the specimen contained in the sample liquid flowed on the surface of the metal film by the evanescent wave that leaks out when the excitation light is totally reflected, or the fluorescent substance (labeling substance) attached to the specimen. The presence or amount of the specimen can be detected by analyzing the fluorescence (excitation fluorescence) that is emitted when is excited.

このようなSPFS法を利用する光学測定において、金属膜での表面プラズモン共鳴の励起には励起光のP波成分しか寄与しないため、金属膜にP波偏光した励起光を入射させる。   In such an optical measurement using the SPFS method, only the P wave component of the excitation light contributes to the excitation of the surface plasmon resonance in the metal film, so that the P wave polarized excitation light is incident on the metal film.

しかし、検査毎にプリズムを交換して検体の検出を行う場合、P波偏光した同一の励起光をプリズムに照射しても、金属膜に入射する励起光のP波成分の光量が一定せず、測定結果にばらつきが生じる。これは、プリズム内に入射した励起光が複屈折することにより位相回転が生じることに起因している。   However, when the specimen is detected by exchanging the prism for each examination, the amount of the P wave component of the excitation light incident on the metal film is not constant even when the same P wave polarized excitation light is irradiated onto the prism. Variations in measurement results occur. This is due to the fact that phase rotation is caused by birefringence of the excitation light incident on the prism.

具体的には、プリズム内に入射した励起光は、複屈折による位相回転によってS波成分が生じるとこれに伴ってP波成分が減少する。また、複屈折は、プリズムの成形時に発生するプリズム内の密度差によって生じるため、プリズム毎に複屈折率が異なる。そのため、偏光方向が同じ励起光をプリズムに照射してもプリズム毎に金属膜に入射する励起光のP波成分の光量にばらつきが生じる。特に、プリズムが一般に複屈折の度合いの大きな樹脂等の誘電体によって形成されている場合、プリズム毎の複屈折の度合いのばらつきが大きくなり金属膜に入射するP波成分の光量のばらつきが顕著になる。   Specifically, when the S wave component is generated by the phase rotation due to birefringence, the P wave component of the excitation light entering the prism is reduced. In addition, birefringence is caused by a density difference in the prism that is generated when the prism is molded, and therefore the birefringence is different for each prism. Therefore, even when excitation light having the same polarization direction is irradiated onto the prism, the amount of P wave component of the excitation light incident on the metal film varies for each prism. In particular, when the prism is generally formed of a dielectric material such as a resin having a high degree of birefringence, the variation in the degree of birefringence for each prism is large, and the variation in the amount of light of the P wave component incident on the metal film is significant. Become.

金属膜に入射する励起光のP波成分の光量がばらつくと、表面プラズモン共鳴に基づくエバネッセント波(増強電場)のしみ出し量にもばらつきが生じる。このように、プリズム毎に金属膜に入射する励起光のP波成分の光量が一定せずにエバネッセント波のしみ出し量がばらつくと、同じ試料液に対する検体の検出を行っても、プリズム毎に測定される励起蛍光の光量がばらつくため、測定結果(検体の分析結果)にばらつきが生じる。即ち、SPFS法を利用する光学測定において検査毎にプリズムを交換する場合には、プリズム毎の複屈折の度合いのばらつきが検体の測定結果に影響する。   When the amount of the P wave component of the excitation light incident on the metal film varies, the amount of the evanescent wave (enhanced electric field) oozing based on surface plasmon resonance also varies. In this way, if the amount of the evanescent wave oozes out because the amount of the P wave component of the excitation light incident on the metal film is not constant for each prism, even if the specimen is detected for the same sample liquid, Since the amount of excitation fluorescence to be measured varies, the measurement results (analyte analysis results) vary. That is, when the prism is exchanged for each examination in the optical measurement using the SPFS method, the variation in the degree of birefringence for each prism affects the measurement result of the specimen.

そこで、検査毎にプリズムを交換して検体の検出を行う場合に各プリズムにおける金属膜に入射する励起光のP波成分の光量を一定にして、プリズム毎の複屈折の度合いのばらつきの測定結果への影響を抑えた分析装置が開発された(特許文献1参照)。   Therefore, when the specimen is detected by exchanging the prism for each examination, the amount of the P wave component of the excitation light incident on the metal film in each prism is made constant, and the measurement result of the variation in the degree of birefringence for each prism is measured. An analysis apparatus that suppresses the influence on the environment has been developed (see Patent Document 1).

この分析装置では、励起光光源からプリズムまでの間の励起光の光路上に当該励起光の偏光状態を調整するための偏光状態調整部が設けられている。   In this analyzer, a polarization state adjusting unit for adjusting the polarization state of the excitation light is provided on the optical path of the excitation light between the excitation light source and the prism.

この偏光状態調整部は、1/2波長板や1/4波長板等の複数の偏光素子と、これら各偏光素子をそれぞれ駆動するアクチュエータ等の複数の駆動装置と、金属膜で反射された後の励起光(反射励起光)の光量を測定する受光部と、を備える。この偏光状態調整部が設けられた分析装置は、反射励起光の光量に基づいて、駆動装置により各偏光素子をそれぞれ駆動してその位置や姿勢を調整することにより励起光の偏光状態を調整する。具体的には、この分析装置では、プリズムに入射する前の励起光の偏光方向の傾きや偏光状態の広がり具合等を複数の偏光素子によって調整することによって、金属膜にP波偏光の励起光が入射するようにしている。これにより、プリズム毎の複屈折の度合いのばらつきの測定結果への影響が抑えられる。   The polarization state adjusting unit includes a plurality of polarizing elements such as a half-wave plate and a quarter-wave plate, a plurality of driving devices such as actuators that respectively drive the polarizing elements, and after being reflected by the metal film. A light receiving unit that measures the amount of excitation light (reflected excitation light). The analyzer provided with the polarization state adjustment unit adjusts the polarization state of the excitation light by driving each polarization element by the driving device and adjusting its position and orientation based on the amount of reflected excitation light. . Specifically, in this analyzer, P-wave polarized excitation light is applied to the metal film by adjusting the inclination of the polarization direction of the excitation light before entering the prism, the extent of the polarization state, and the like with a plurality of polarization elements. Is incident. Thereby, the influence on the measurement result of the dispersion | variation in the degree of birefringence for every prism is suppressed.

特開2009−236709号公報JP 2009-236709 A

しかし、上記の分析装置では、受光部で測定した反射励起光の光量をフィードバックしながら複数の偏光素子の位置や姿勢をそれぞれ調整するため、この調整のための時間が必要となり検体の分析に時間がかかる。   However, in the above-described analyzer, since the position and posture of each of the polarization elements are adjusted while feeding back the amount of reflected excitation light measured by the light receiving unit, this adjustment time is required, and it takes time to analyze the specimen. It takes.

また、上記の分析装置では、複数の偏光素子と各偏光素子を駆動する複数の駆動装置とが必要であるため、当該分析装置の小型化を図ることが難しかった。   In addition, since the analyzer described above requires a plurality of polarizing elements and a plurality of driving devices that drive each polarizing element, it is difficult to reduce the size of the analyzer.

そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、プリズム毎の複屈折の度合いのばらつきの測定結果への影響を抑制すると共に、分析時間の短縮及び装置の小型化を図ることができる表面プラズモン共鳴蛍光分析装置、及び表面プラズモン共鳴蛍光分析方法を提供することを課題とする。   Therefore, in view of the above problems, the present invention suppresses the influence of the variation in the degree of birefringence of each prism on the measurement result, and shortens the analysis time and reduces the size of the apparatus. It is an object to provide an analysis apparatus and a surface plasmon resonance fluorescence analysis method.

そこで、上記課題を解消すべく、本発明は、検体又は検体に付された蛍光物質が表面プラズモン共鳴に基づく電場により励起されて発した蛍光を測定する表面プラズモン共鳴蛍光分析装置であって、所定の面上に金属膜が形成されるプリズムを含む分析チップを着脱できるように保持可能なチップ保持部と、前記チップ保持部で保持された状態の前記分析チップに含まれるプリズムの金属膜で反射されるように当該プリズム内に直線偏光された励起光を入射させる光源部と、前記光源部と前記プリズムとの間における前記励起光の光路上に配置される1/2波長板を有し且つこの1/2波長板が当該1/2波長板を通過した励起光の前記金属膜に対する偏向方向が変わるように回転可能である偏光方向調整部と、前記励起光が金属膜で反射されることにより当該金属膜及びこれと隣接する領域において生じる光の光量を測定可能な光測定部と、前記光測定部によって測定される光に含まれる前記蛍光の光量に基づき前記検体の分析を行う制御処理部と、を備える。そして、前記制御処理部は、前記金属膜に対するP波方向と前記プリズムの光学主軸とのなす角であるズレ角に基づいて前記光測定部により測定される蛍光の光量を補正し、前記ズレ角は、前記光源部が励起光を射出した状態で前記偏光方向調整部の1/2波長板を回転させつつ前記光測定部によって前記金属膜及びこれと隣接する領域で生じる光を測定することにより得られる最大光量と最小光量とから求められることを特徴とする。   Accordingly, in order to solve the above-mentioned problems, the present invention is a surface plasmon resonance fluorescence analyzer for measuring fluorescence emitted by excitation of an electric field based on surface plasmon resonance by a specimen or a fluorescent substance attached to the specimen. A chip holding portion that can hold the analysis chip including the prism on which the metal film is formed, and the metal film of the prism included in the analysis chip held by the chip holding portion. A light source unit that makes linearly polarized excitation light enter the prism, and a half-wave plate disposed on the optical path of the excitation light between the light source unit and the prism, and The half-wave plate is rotatable so that the deflection direction of the excitation light that has passed through the half-wave plate changes with respect to the metal film, and the excitation light is reflected by the metal film. A light measuring unit capable of measuring the amount of light generated in the metal film and a region adjacent to the metal film, and analyzing the specimen based on the amount of fluorescence included in the light measured by the light measuring unit A control processing unit. The control processing unit corrects the amount of fluorescent light measured by the light measurement unit based on a deviation angle that is an angle between a P wave direction with respect to the metal film and the optical principal axis of the prism, and the deviation angle Measuring the light generated in the metal film and the adjacent region by the light measuring unit while rotating the half-wave plate of the polarization direction adjusting unit in a state where the light source unit emits excitation light. It is obtained from the maximum light quantity and the minimum light quantity obtained.

また、上記課題を解消すべく、本発明は、検体又は検体に付された蛍光物質が表面プラズモン共鳴に基づく電場により励起されて発した蛍光を測定する表面プラズモン共鳴蛍光分析装置であって、所定の面上に金属膜が形成されたプリズムと、前記金属膜で反射されるように前記プリズム内に直線偏光された励起光を入射させる光源部と、前記光源部と前記プリズムとの間における前記励起光の光路上に配置される1/2波長板を有し且つこの1/2波長板が当該1/2波長板を通過した励起光の前記金属膜に対する偏向方向が変わるように回転可能である偏光方向調整部と、前記励起光が金属膜で反射されることにより当該金属膜及びこれと隣接する領域において生じる光の光量を測定可能な光測定部と、前記光測定部によって測定される光に含まれる前記蛍光の光量に基づき前記検体の分析を行う制御処理部と、を備える。そして、前記制御処理部は、前記金属膜に対するP波方向と前記プリズムの光学主軸とのなす角であるズレ角に基づいて前記光測定部により測定される蛍光の光量を補正し、前記ズレ角は、前記光源部が励起光を射出した状態で前記偏光方向調整部の1/2波長板を回転させつつ前記光測定部によって前記金属膜及びこれと隣接する領域で生じる光を測定することにより得られる最大光量と最小光量とから求められることを特徴とする。   Further, in order to solve the above-mentioned problems, the present invention is a surface plasmon resonance fluorescence analyzer for measuring fluorescence emitted when a specimen or a fluorescent substance attached to the specimen is excited by an electric field based on surface plasmon resonance, A prism having a metal film formed on the surface thereof, a light source unit that makes linearly polarized excitation light incident on the prism so as to be reflected by the metal film, and the light source unit between the prism and the light source unit. It has a half-wave plate arranged on the optical path of the excitation light, and this half-wave plate can be rotated so that the deflection direction of the excitation light that has passed through the half-wave plate changes with respect to the metal film. Measured by a certain polarization direction adjusting unit, a light measuring unit capable of measuring the amount of light generated in the metal film and a region adjacent thereto by reflecting the excitation light on the metal film, and the light measuring unit And a control processing unit that performs analysis of the specimen based on the light intensity of the fluorescence included in the. The control processing unit corrects the amount of fluorescent light measured by the light measurement unit based on a deviation angle that is an angle between a P wave direction with respect to the metal film and the optical principal axis of the prism, and the deviation angle Measuring the light generated in the metal film and the adjacent region by the light measuring unit while rotating the half-wave plate of the polarization direction adjusting unit in a state where the light source unit emits excitation light. It is obtained from the maximum light quantity and the minimum light quantity obtained.

これらの発明によれば、プリズム内で励起光が複屈折した状態で測定された蛍光の光量をズレ角に基づいて補正することにより、プリズム内で励起光が複屈折せずに金属膜に入射(金属膜で反射)したときに測定される蛍光の光量(複屈折に基づく誤差を抑えた蛍光の光量)が得られる。これにより、検査毎にプリズムを交換しても、各プリズムにおいて複屈折による位相回転が生じることなく励起光が金属膜に入射した場合に測定される蛍光の光量をそれぞれ得ることができるため、プリズム毎の複屈折の度合いのばらつきに起因する測定誤差を効果的に抑制することができる。   According to these inventions, the excitation light is incident on the metal film without being birefringent in the prism by correcting the light quantity of the fluorescence measured in a state where the excitation light is birefringent in the prism based on the deviation angle. A fluorescent light amount (fluorescent light amount in which an error based on birefringence is suppressed) measured when reflected by a metal film is obtained. As a result, even if the prism is replaced for each inspection, it is possible to obtain the amount of fluorescence measured when the excitation light is incident on the metal film without causing phase rotation due to birefringence in each prism. Measurement errors due to variations in the degree of birefringence for each can be effectively suppressed.

しかも、1/2波長板を回転させつつ金属膜及びその隣接する領域で生じる光の光量を測定するだけで測定値に含まれる誤差を低減できるため、従来の分析装置のように反射励起光の光量を測定してその測定結果をフィードバックしながら複数の偏光素子の位置や姿勢をそれぞれ調整する必要がなく、検体の分析時間を短縮することが可能となる。   In addition, since the error included in the measurement value can be reduced simply by measuring the amount of light generated in the metal film and its adjacent region while rotating the half-wave plate, the reflection excitation light can be reduced as in a conventional analyzer. It is not necessary to adjust the position and orientation of each of the plurality of polarizing elements while measuring the amount of light and feeding back the measurement results, and the analysis time of the specimen can be shortened.

さらに、これらの発明によれば、1/2波長板を回転可能に1つ設ければよく、複数の偏光素子とこれらの位置と姿勢とをそれぞれ制御する駆動装置とを備えた従来の分析装置に比べ、分析装置の構成の簡素化及び小型化を図ることが可能となる。   Furthermore, according to these inventions, it is only necessary to provide one half-wave plate so as to be rotatable, and a conventional analyzer including a plurality of polarizing elements and a driving device for controlling the position and orientation of each polarizing element. Compared to the above, it is possible to simplify and miniaturize the configuration of the analyzer.

本発明に係る表面プラズモン共鳴蛍光分析装置では、前記偏光方向調整部は、前記1/2波長板を回転させる回転駆動部を有し、前記制御処理部は、前記光源部と前記回転駆動部と前記光測定部とを制御すると共に、前記光源部が励起光を射出した状態で前記回転駆動部によって前記1/2波長板を回転させつつ前記光測定部によって前記金属膜及びこれと隣接する領域で生じる光を測定することにより得られる最大光量と最小光量とから前記ズレ角を求めるズレ角導出部と、前記光測定部により測定される前記蛍光の光量を前記ズレ角導出部で求められるズレ角に基づいて補正する補正部と、を備えることが好ましい。   In the surface plasmon resonance fluorescence analyzer according to the present invention, the polarization direction adjusting unit includes a rotation driving unit that rotates the half-wave plate, and the control processing unit includes the light source unit, the rotation driving unit, and the like. While controlling the light measurement unit and rotating the half-wave plate by the rotation driving unit in a state where the light source unit emits excitation light, the light measurement unit and the region adjacent to the metal film The deviation angle deriving unit for obtaining the deviation angle from the maximum light amount and the minimum light amount obtained by measuring the light generated in the above, and the deviation obtained by the deviation angle deriving unit for the light amount of the fluorescence measured by the light measurement unit. It is preferable to include a correction unit that performs correction based on the angle.

かかる構成によれば、分析装置において自動的に補正値の導出と、複屈折に基づく誤差が抑えられた蛍光の光量の検出と、検体の分析とが行われる。   According to such a configuration, the analysis device automatically performs the derivation of the correction value, the detection of the fluorescence light amount in which the error due to the birefringence is suppressed, and the analysis of the specimen.

このとき、前記ズレ角導出部は、前記ズレ角をθ、前記最大光量をDRmax、前記最小光量をDRmin、前記励起光が前記金属膜で反射した状態で且つ当該金属膜に表面プラズモン共鳴が生じてない状態のときに前記光測定部により測定される光の光量である表面拡散光量をSK、としたときに、以下の式(1)によって前記ズレ角を求める。

Figure 0005472033
At this time, the deviation angle deriving unit is configured such that the deviation angle is θ i , the maximum light amount is DR max , the minimum light amount is DR min , the excitation light is reflected by the metal film, and the surface plasmon is reflected on the metal film. When the surface diffused light amount, which is the light amount of light measured by the light measuring unit when resonance is not occurring, is SK, the deviation angle is obtained by the following equation (1).
Figure 0005472033

尚、前記表面プラズモン共鳴蛍光分析装置において、前記制御処理部が、前記表面拡散光量を格納可能な記憶部を有し、前記ズレ角導出部が、この記憶部に格納された前記表面拡散光量を用いて前記ズレ角を求めるように構成されれば、検査毎に表面拡散光量の測定を行わなくてもズレ角を求めることができ、検体の分析時間を短縮することができる。   In the surface plasmon resonance fluorescence analyzer, the control processing unit includes a storage unit capable of storing the surface diffusion light amount, and the deviation angle deriving unit uses the surface diffusion light amount stored in the storage unit. If it is configured to obtain the deviation angle by using it, the deviation angle can be obtained without measuring the surface diffused light amount for each examination, and the analysis time of the specimen can be shortened.

本発明の表面プラズモン共鳴蛍光分析装置では、前記表面プラズモン共鳴蛍光分析装置において、測定される蛍光(検体又はこれに付される蛍光物質が発する蛍光)がプリズム内で生じる自家蛍光よりも大きい場合には、前記光測定部が、前記金属膜及びこれと隣接する領域で生じた光に含まれる前記蛍光の光量を測定し、前記ズレ角導出部が、前記光源部が励起光を射出した状態で前記偏光方向調整部の1/2波長板を前記回転駆動部によって回転させつつ前記光測定部によって測定する前記蛍光の最大蛍光量と最小蛍光量とから前記ズレ角を求めてもよい。   In the surface plasmon resonance fluorescence analyzer of the present invention, in the surface plasmon resonance fluorescence analyzer, when the measured fluorescence (fluorescence emitted from the specimen or a fluorescent substance attached thereto) is larger than the autofluorescence generated in the prism. The light measuring unit measures the amount of the fluorescent light contained in the light generated in the metal film and a region adjacent thereto, and the deviation angle deriving unit is in a state where the light source unit emits excitation light. The deviation angle may be obtained from the maximum fluorescence amount and the minimum fluorescence amount of the fluorescence measured by the light measurement unit while rotating the half-wave plate of the polarization direction adjustment unit by the rotation drive unit.

この場合、光測定部は金属膜及びこれに隣接する領域で生じる光に含まれる蛍光だけを測定できればよく、構成を簡素化することが可能となる。   In this case, the light measurement unit only needs to measure only the fluorescence contained in the light generated in the metal film and the region adjacent thereto, and the configuration can be simplified.

詳しくは、金属膜で生じた表面プラズモン共鳴に起因し、この金属膜及びこれに隣接する領域で生じる光としては、例えば、プラズモン散乱光やラマン散乱光といった散乱光や、蛍光物質等がエバネッセント波(増強電場)に励起されて発する蛍光等がある。これら散乱光と蛍光とは光量が大きく異なるため、各光を測定するには、各光量に応じた複数の光量測定装置を切り換え可能に配置したり、一つの光量測定装置で測定する場合には減光フィルター等の減光部材を光量測定装置の受光部の前に出し入れ可能にして受光部に入射する光量を調整できるようにしなければならず、光測定部の構成が非常に複雑になると共に装置の小型化が図れない。しかし、光測定部が蛍光の光量のみを測定する場合には、減光部材等がなくてもよいため、散乱光と蛍光とを測定する光測定部に比べて構成を簡素化することができる。   Specifically, the light generated in the metal film and the region adjacent thereto due to surface plasmon resonance generated in the metal film includes, for example, scattered light such as plasmon scattered light and Raman scattered light, and fluorescent materials such as evanescent waves. There is fluorescence emitted when excited by (enhanced electric field). Since these scattered light and fluorescent light are greatly different in light quantity, in order to measure each light, a plurality of light quantity measuring devices corresponding to each light quantity can be arranged in a switchable manner or when measuring with one light quantity measuring device. It is necessary to make it possible to adjust the amount of light incident on the light receiving unit by allowing a light reducing member such as a neutral density filter to be put in and out of the light receiving unit of the light amount measuring device, and the configuration of the light measuring unit becomes very complicated. The device cannot be downsized. However, when the light measurement unit measures only the amount of fluorescent light, there is no need for a dimming member or the like, so the configuration can be simplified compared to a light measurement unit that measures scattered light and fluorescence. .

このように、光測定部が蛍光のみを測定する場合、前記ズレ角導出部は、前記ズレ角をθ、前記最大蛍光量をSmax、前記最小蛍光量をSmin、としたときに、以下の式(2)によって前記ズレ角を求める。

Figure 0005472033
As described above, when the light measurement unit measures only fluorescence, the deviation angle deriving unit, when the deviation angle is θ i , the maximum fluorescence amount is S max , and the minimum fluorescence amount is S min , The deviation angle is obtained by the following equation (2).
Figure 0005472033

ここで、本発明に係る表面プラズモン共鳴蛍光分析装置では、ズレ角導出部が上記の最大光量と最小光量とからズレ角θを求める構成であっても、上記の最大蛍光量と最小蛍光量とからズレ角θを求める構成であっても、前記プリズム内に入射した励起光が複屈折しない場合に前記光測定部によって測定される蛍光の光量を求めるための補正値を前記ズレ角導出部で求められたズレ角から求める補正値導出部を備え、前記補正値導出部は、前記補正値をKとしたときに、以下の式(3)によって前記補正値を求める。

Figure 0005472033
Here, in the surface plasmon resonance fluorescence analyzer according to the present invention, even when the deviation angle deriving unit obtains the deviation angle θ i from the maximum light amount and the minimum light amount, the maximum fluorescence amount and the minimum fluorescence amount described above. Even if the displacement angle θ i is obtained from the above, a correction value for obtaining the light amount of the fluorescence measured by the light measurement unit when the excitation light incident on the prism is not birefringent is derived. A correction value deriving unit that is obtained from a deviation angle obtained by the unit, and the correction value deriving unit obtains the correction value by the following equation (3), where K is the correction value.
Figure 0005472033

尚、前記プリズムは、誘電体により形成されている場合には、上記の各効果がより顕著に得られる。即ち、樹脂等の誘電体で形成されるプリズムはガラスのプリズムに比べて複屈折の度合いが大きいことから、プリズム毎の複屈折の度合いのばらつきも大きくなるが、当該表面プラズモン共鳴蛍光分析装置では、プリズム毎の複屈折の度合いのばらつきの測定結果への影響が効果的に抑制されるため、検査毎にプリズムを交換しても、検体の検出を精度よく行うことが可能である。   When the prism is formed of a dielectric, the above effects can be obtained more remarkably. That is, a prism formed of a dielectric material such as a resin has a higher degree of birefringence than a glass prism, so the variation in the degree of birefringence for each prism also increases. However, in the surface plasmon resonance fluorescence analyzer, Since the influence of the variation in the degree of birefringence for each prism on the measurement result is effectively suppressed, the specimen can be detected with high accuracy even if the prism is replaced for each examination.

また、上記課題を解消すべく、本発明は、検体又は検体に付された蛍光物質が表面プラズモン共鳴に基づく電場により励起されて発した蛍光を測定する表面プラズモン共鳴蛍光分析方法であって、所定の面上に金属膜が形成されたプリズムを用意し、前記金属膜上に前記検体を含む試料液を流す準備工程と、前記金属膜に表面プラズモン共鳴を生じさせるための直線偏光された励起光が前記金属膜で反射されるように当該励起光をプリズム内に入射させ、その状態を保ちつつ当該金属膜に対する励起光の偏光方向を変えながら前記励起光が前記金属膜で反射されることにより当該金属膜及びこれに隣接する領域で生じる光の光量を測定する測定工程と、前記測定工程で測定された最大光量と最小光量とから前記金属膜に対するP波方向と前記プリズムの光学主軸とのなす角であるズレ角を求めるズレ角導出工程と、前記励起光が前記金属膜で反射することにより当該金属膜及びこれに隣接する領域で生じる光に含まれる蛍光の光量を測定し、この光量を前記ズレ角導出工程で求めたズレ角に基づいて補正することによって前記検体の検出を行う分析工程と、を備えることを特徴とする。   Further, in order to solve the above problems, the present invention is a surface plasmon resonance fluorescence analysis method for measuring fluorescence emitted when a specimen or a fluorescent substance attached to the specimen is excited by an electric field based on surface plasmon resonance, A prism having a metal film formed on the surface of the substrate, a preparation step of flowing a sample solution containing the specimen on the metal film, and linearly polarized excitation light for causing surface plasmon resonance in the metal film The excitation light is incident on the prism so as to be reflected by the metal film, and the excitation light is reflected by the metal film while changing the polarization direction of the excitation light with respect to the metal film while maintaining the state. A measuring step for measuring the amount of light generated in the metal film and a region adjacent thereto, and the P wave direction relative to the metal film from the maximum light amount and the minimum light amount measured in the measuring step, A deviation angle derivation step for obtaining a deviation angle that is an angle formed by the optical principal axis of the rhythm, and the amount of fluorescence contained in the light generated in the metal film and an area adjacent thereto when the excitation light is reflected by the metal film And an analysis step of detecting the specimen by correcting the amount of light based on the deviation angle obtained in the deviation angle derivation step.

この発明によれば、検査毎にプリズムを交換しても、プリズム毎の複屈折の度合いのばらつきに関わりなく、複屈折による位相回転が生じることなく励起光が金属膜に入射した場合に生じる蛍光の光量(複屈折に基づく誤差が抑えられた蛍光の光量)を検出することができ、その結果、プリズム毎の複屈折の度合いのばらつきの測定結果への影響を効果的に抑制することができる。   According to the present invention, even if the prism is replaced for each inspection, the fluorescence generated when the excitation light is incident on the metal film without causing phase rotation due to birefringence regardless of the variation in the degree of birefringence for each prism. Can be detected, and as a result, the influence of the variation in the degree of birefringence of each prism on the measurement result can be effectively suppressed. .

以上より、本発明によれば、プリズム毎の複屈折の度合いのばらつきの測定結果への影響を抑制すると共に、分析時間の短縮及び装置の小型化を図ることができる表面プラズモン共鳴蛍光分析装置、及び表面プラズモン共鳴蛍光分析方法を提供することができる。   As described above, according to the present invention, the surface plasmon resonance fluorescence analyzer capable of suppressing the influence on the measurement result of the variation in the degree of birefringence for each prism, reducing the analysis time, and reducing the size of the apparatus, And a surface plasmon resonance fluorescence analysis method can be provided.

第1実施形態に係る表面プラズモン共鳴蛍光分析装置において分析チップが設置された状態の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the state by which the analysis chip was installed in the surface plasmon resonance fluorescence analyzer which concerns on 1st Embodiment. 前記表面プラズモン共鳴蛍光分析装置におけるチップ保持部及びこのチップ保持部に保持された状態の分析チップの構成を示す拡大図である。It is an enlarged view showing a configuration of a chip holding unit and an analysis chip held by the chip holding unit in the surface plasmon resonance fluorescence analyzer. 前記表面プラズモン共鳴蛍光分析装置における励起光の偏光状態及び金属膜における励起光の照射領域を示す図である。It is a figure which shows the polarization state of the excitation light in the said surface plasmon resonance fluorescence analyzer, and the irradiation area | region of the excitation light in a metal film. 前記表面プラズモン共鳴蛍光分析装置の測定光学系を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the measurement optical system of the said surface plasmon resonance fluorescence analyzer. 第1実施形態及び第2実施形態の表面プラズモン共鳴蛍光分析装置における制御処理部の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the control processing part in the surface plasmon resonance fluorescence analyzer of 1st Embodiment and 2nd Embodiment. 第1実施形態及び第2実施形態の表面プラズモン共鳴蛍光分析装置において検体を分析するときの基本シーケンスを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the basic sequence when analyzing a sample in the surface plasmon resonance fluorescence analyzer of 1st Embodiment and 2nd Embodiment. 第1実施形態の表面プラズモン共鳴蛍光分析装置における共鳴角走査シーケンスを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the resonance angle scanning sequence in the surface plasmon resonance fluorescence analyzer of 1st Embodiment. 第1実施形態及び第2実施形態の表面プラズモン共鳴蛍光分析装置における最適位置走査シーケンスを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the optimal position scanning sequence in the surface plasmon resonance fluorescence analyzer of 1st Embodiment and 2nd Embodiment. 第1実施形態及び第2実施形態の表面プラズモン共鳴蛍光分析装置における複屈折測定シーケンスを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the birefringence measurement sequence in the surface plasmon resonance fluorescence analyzer of 1st Embodiment and 2nd Embodiment. 第1実施形態の表面プラズモン共鳴蛍光分析装置における励起蛍光測定シーケンスを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the excitation fluorescence measurement sequence in the surface plasmon resonance fluorescence analyzer of 1st Embodiment. 前記表面プラズモン共鳴蛍光分析装置における反射部材の第2の位置決めを説明する図である。It is a figure explaining the 2nd positioning of the reflective member in the said surface plasmon resonance fluorescence analyzer. 長軸回転量(ズレ角)θと補正値Kとを説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining a major axis rotation amount (deviation angle) θ i and a correction value K. 第2実施形態に係る表面プラズモン共鳴蛍光分析装置において分析チップが設置された状態の構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the structure of the state by which the analysis chip was installed in the surface plasmon resonance fluorescence analyzer which concerns on 2nd Embodiment. 第2実施形態の表面プラズモン共鳴蛍光分析装置における共鳴角走査シーケンスを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the resonance angle scanning sequence in the surface plasmon resonance fluorescence analyzer of 2nd Embodiment. 第2実施形態の表面プラズモン共鳴蛍光分析装置における励起蛍光測定シーケンスを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the excitation fluorescence measurement sequence in the surface plasmon resonance fluorescence analyzer of 2nd Embodiment.

以下、本発明の第1実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。   Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

本実施形態に係る表面プラズモン共鳴蛍光分析装置(以下、単に「分析装置」とも称する。)は、プリズムに全反射条件で入射した励起光の反射界面からしみ出すエバネッセント波(増強電場)を利用して被検出物質(以下、単に「検体」とも称する。)に標識された(付された)蛍光物質を励起させ、これにより生じた蛍光の光量を検出することによって検体の検出を行う装置である。   The surface plasmon resonance fluorescence analyzer (hereinafter also simply referred to as “analyzer”) according to the present embodiment uses an evanescent wave (enhanced electric field) that exudes from the reflection interface of excitation light incident on the prism under total reflection conditions. In this apparatus, a fluorescent substance labeled (attached) to a substance to be detected (hereinafter also simply referred to as “specimen”) is excited, and the specimen is detected by detecting the amount of fluorescence generated thereby. .

分析装置は、図1に示されるように、分析チップ50を保持するチップ保持部12と、チップ保持部12に保持された状態の分析チップ50に励起光を出射する励起光射出部20と、分析チップ50で生じた光の強度を測定する光測定部40と、これらチップ保持部12、励起光射出部20、及び光測定部40等の分析装置10の各構成要素の制御を行うと共に各種演算処理を行う制御処理部14(制御部)と、演算結果等の各種情報を表示する表示部16とを備える。また、分析装置10は、患者からの血液等の前処理を行う前処理部(図示省略)も備える。この前処理部は、試薬チップ(図略)を受け入れ、この試薬チップに注入されている血液等の前処理(血球分離や希釈、混合等)を行って試料液を生成し、この試料液を分析チップ50に注入する部位である。試薬チップには、複数の収納部が設けられ、各収納部には血液等の他に、試薬、希釈液、洗浄液等が個別に封入されている。   As shown in FIG. 1, the analyzer includes a chip holding unit 12 that holds an analysis chip 50, an excitation light emitting unit 20 that emits excitation light to the analysis chip 50 held in the chip holding unit 12, and The light measurement unit 40 that measures the intensity of light generated in the analysis chip 50, and various components of the analyzer 10 such as the chip holding unit 12, the excitation light emitting unit 20, and the light measurement unit 40 are controlled and various A control processing unit 14 (control unit) that performs arithmetic processing and a display unit 16 that displays various information such as arithmetic results are provided. The analyzer 10 also includes a preprocessing unit (not shown) that performs preprocessing of blood from the patient. The pretreatment unit accepts a reagent chip (not shown), performs pretreatment (blood cell separation, dilution, mixing, etc.) of blood injected into the reagent chip to generate a sample liquid, This is a portion to be injected into the analysis chip 50. The reagent chip is provided with a plurality of storage units, and each storage unit is individually sealed with a reagent, a diluent, a cleaning solution, and the like in addition to blood and the like.

分析チップ50は、図2にも示されるように、プリズム51と、プリズム51の表面に形成される金属膜55と、金属膜55上を当該金属膜55に接しつつ検体を含む試料液や洗浄液等が流れる流路58を形成する流路部材57とを備える。本実施形態の分析チップ50は、検体の検出(分析)毎に交換される。   As shown in FIG. 2, the analysis chip 50 includes a prism 51, a metal film 55 formed on the surface of the prism 51, and a sample liquid and a cleaning liquid containing a specimen while contacting the metal film 55 on the metal film 55. And a flow path member 57 that forms a flow path 58 through which and the like flow. The analysis chip 50 of this embodiment is replaced every time a sample is detected (analyzed).

プリズム51は、励起光射出部20からの励起光αを内部に入射させる入射面52と、この内部に入射した励起光αが反射される金属膜55が形成される成膜面(所定の面)53と、金属膜55で反射された励起光αがプリズム51の外部に射出される射出面54とをその表面に含み、透明なガラス又は樹脂により形成されている。射出面54は、励起光αが金属膜55(詳細には、金属膜55と成膜面53との界面)で反射した後に最初に当る面であり、金属膜55で反射した励起光αのS波成分の光がプリズム51の内部で留まらないように、入射面52と同様に、光学面に形成される。本実施形態のプリズム51は、複屈折特性を有する。具体的に、プリズム51は、屈折率が1.4〜1.6程度の透明な樹脂(誘電体)により形成される。尚、プリズム51は、ガラスにより形成されてもよい。また、プリズム51は、入射面52と成膜面53と射出面54とをその表面に含み、入射面52から内部に入射した励起光αが成膜面53上の金属膜55で全反射され、この励起光α(詳細には、励起光αのS波成分)が内部で乱反射して留まらずに射出面54から外部に射出されるような形状であればよい。   The prism 51 includes an incident surface 52 on which the excitation light α from the excitation light emitting unit 20 is incident, and a film formation surface (predetermined surface) on which the metal film 55 on which the excitation light α incident on the inside is reflected is formed. ) 53 and an emission surface 54 on which excitation light α reflected by the metal film 55 is emitted to the outside of the prism 51, and is formed of transparent glass or resin. The exit surface 54 is a surface that first strikes after the excitation light α is reflected by the metal film 55 (specifically, the interface between the metal film 55 and the film formation surface 53), and the emission surface 54 reflects the excitation light α reflected by the metal film 55. Similar to the incident surface 52, it is formed on the optical surface so that the light of the S wave component does not stay inside the prism 51. The prism 51 of this embodiment has birefringence characteristics. Specifically, the prism 51 is formed of a transparent resin (dielectric material) having a refractive index of about 1.4 to 1.6. The prism 51 may be made of glass. The prism 51 includes an incident surface 52, a film formation surface 53, and an emission surface 54, and the excitation light α incident on the inside from the incident surface 52 is totally reflected by the metal film 55 on the film formation surface 53. The excitation light α (specifically, the S wave component of the excitation light α) may be shaped so as to be emitted from the emission surface 54 to the outside without being irregularly reflected inside.

金属膜55は、プリズム51の成膜面53上に成膜(形成)された金属製の薄膜であり、本実施形態では、金により形成されている。この金属膜55は、全反射条件でプリズム51内に入射した励起光αが金属膜55と成膜面53との界面で全反射することにより生じるエバネッセント波(増強電場)を増幅するための部材である。即ち、成膜面53上に金属膜55を設けてこの金属膜55に表面プラズモン共鳴を生じさせることにより、金属膜55のない面(成膜面53)で励起光αを全反射させてエバネッセント波を生じさせる場合に比べ、形成されるエバネッセント波を増幅させる(即ち、金属膜55の表面55a近傍に増強電場を形成する)ことができる。   The metal film 55 is a metal thin film formed (formed) on the film formation surface 53 of the prism 51, and is formed of gold in this embodiment. The metal film 55 is a member for amplifying an evanescent wave (enhanced electric field) generated when the excitation light α incident on the prism 51 under total reflection conditions is totally reflected at the interface between the metal film 55 and the film formation surface 53. It is. That is, by providing the metal film 55 on the film formation surface 53 and causing surface plasmon resonance in the metal film 55, the excitation light α is totally reflected on the surface without the metal film 55 (film formation surface 53), and evanescent. Compared with the case of generating a wave, the formed evanescent wave can be amplified (that is, an enhanced electric field can be formed in the vicinity of the surface 55a of the metal film 55).

尚、金属膜55の素材は、金に限定されず、表面プラズモン共鳴を生じさせる金属であればよく、例えば、銀、銅、アルミ等(合金を含む)であってもよい。   The material of the metal film 55 is not limited to gold, and may be any metal that causes surface plasmon resonance, and may be, for example, silver, copper, aluminum, or the like (including an alloy).

また、金属膜55の表面(プリズム51と反対側の面)55aには、特定の抗原を捕捉するための捕捉体56が固定されている。この捕捉体56は、表面処理によって金属膜55の表面55aに固定される。   A capturing body 56 for capturing a specific antigen is fixed on the surface (surface opposite to the prism 51) 55a of the metal film 55. The capturing body 56 is fixed to the surface 55a of the metal film 55 by surface treatment.

流路部材57は、プリズム51の成膜面53上に設けられ、この成膜面53と共に試料液が流れる流路58を形成する。この流路部材57は、透明な樹脂により形成され、接着剤、レーザ溶着や超音波溶着、クランプ部材を用いた圧着等によりプリズム51に接合されている。流路58は、金属膜55と試料液とが接する領域が光測定部40の測定領域よりも広くなるような形状を有する。   The flow path member 57 is provided on the film formation surface 53 of the prism 51, and forms a flow path 58 through which the sample liquid flows together with the film formation surface 53. The flow path member 57 is formed of a transparent resin, and is joined to the prism 51 by an adhesive, laser welding, ultrasonic welding, pressure bonding using a clamp member, or the like. The flow path 58 has a shape such that a region where the metal film 55 and the sample solution are in contact with each other is wider than a measurement region of the light measurement unit 40.

このように構成される分析チップ50は、分析装置10の前処理部に設置されると、この前処理部において前処理が終わった試料液が流路58内に注入(供給)される。そして、試料液が注入された分析チップ50は、金属膜55上に固定された捕捉体56と検体(特定の抗原)との反応が終了するとチップ保持部12まで搬送され、このチップ保持部12に所定の姿勢で保持される。   When the analysis chip 50 configured as described above is installed in the pretreatment unit of the analyzer 10, the sample liquid that has been pretreated in the pretreatment unit is injected (supplied) into the flow path 58. The analysis chip 50 into which the sample liquid has been injected is transported to the chip holding unit 12 when the reaction between the capturing body 56 fixed on the metal film 55 and the specimen (specific antigen) is completed. Are held in a predetermined posture.

チップ保持部12は、検体の検出のときに分析チップ50を保持する。具体的に、このチップ保持部12は、励起光射出部20から射出された励起光αが全反射条件で入射面52からプリズム51の内部に入射してこの入射した励起光αが金属膜55で反射されるような姿勢で分析チップ50を着脱可能に保持する。本実施形態のチップ保持部12は、流路部材57の下側にプリズム51が位置する姿勢で分析チップ50を保持する。   The chip holding unit 12 holds the analysis chip 50 when detecting the specimen. Specifically, in the chip holding unit 12, the excitation light α emitted from the excitation light emitting unit 20 enters the prism 51 from the incident surface 52 under total reflection conditions, and the incident excitation light α is converted into the metal film 55. The analysis chip 50 is detachably held in such a posture as to be reflected by the lens. The chip holding unit 12 of this embodiment holds the analysis chip 50 in a posture in which the prism 51 is positioned below the flow path member 57.

尚、分析装置10には、射出面54から射出された光の影響が光測定部40に及ばないように、チップ保持部12が保持した状態の分析チップ50の射出面54近傍に光吸収体(図示省略)が配置されている。   In the analyzer 10, a light absorber is provided in the vicinity of the emission surface 54 of the analysis chip 50 held by the chip holding unit 12 so that the light measurement unit 40 is not affected by the light emitted from the emission surface 54. (Not shown) is arranged.

励起光射出部20は、チップ保持部12で保持された状態の分析チップ50に含まれるプリズム51の金属膜55で反射されるように当該プリズム51内に励起光αを入射させる。具体的に、励起光射出部20は、直線偏光された励起光を射出する光源部21と、光源部21から出射された励起光αをプリズム51の入射面52まで案内する励起光学系30と、を有する。   The excitation light emitting unit 20 makes the excitation light α enter the prism 51 so as to be reflected by the metal film 55 of the prism 51 included in the analysis chip 50 held by the chip holding unit 12. Specifically, the excitation light emitting unit 20 includes a light source unit 21 that emits linearly polarized excitation light, and an excitation optical system 30 that guides the excitation light α emitted from the light source unit 21 to the incident surface 52 of the prism 51. Have.

光源部21は、励起光源22を含む光源ユニット部23と、励起光源22から射出された励起光αを整波する第1整波部24と、を有する。本実施形態の光源部21は、下方に向けて励起光αを射出し、励起光源22として、レーザーダイオードが用いられる。   The light source unit 21 includes a light source unit unit 23 that includes an excitation light source 22 and a first wave shaping unit 24 that waves the excitation light α emitted from the excitation light source 22. The light source unit 21 of the present embodiment emits excitation light α downward, and a laser diode is used as the excitation light source 22.

光源ユニット部23は、励起光源22と、この励起光源22の温度調整(温調)を行う温調回路25とを有する。この光源ユニット部23は、励起光源22が射出した励起光αの平行化(コメリート)を行うと共に、プリズム51の金属膜55に励起光αが短軸側から入射するように励起光源22の姿勢を調整・保持する。これは、励起光源(レーザーダイオード)22から射出される励起光αが、コメリート化しても形状が扁平であり且つ偏光方向が概ね一方向に偏っているため、励起光源22の姿勢を調整・保持することによって、励起光αが成膜面53に対して全反射条件(成膜面53に対して浅い角度)で入射したときに、励起光αの成膜面53における照射領域の輪郭形状が凡そ円形に為るようにするためである(図3参照)。   The light source unit 23 includes an excitation light source 22 and a temperature adjustment circuit 25 that performs temperature adjustment (temperature adjustment) of the excitation light source 22. This light source unit 23 collimates the excitation light α emitted from the excitation light source 22 and also positions the excitation light source 22 so that the excitation light α enters the metal film 55 of the prism 51 from the short axis side. Adjust and hold This is because the shape of the excitation light α emitted from the excitation light source (laser diode) 22 is flat and the polarization direction is substantially biased in one direction even if it is converted to a commutate, so that the posture of the excitation light source 22 is adjusted and maintained. Thus, when the excitation light α is incident on the film formation surface 53 with a total reflection condition (a shallow angle with respect to the film formation surface 53), the contour shape of the irradiation region on the film formation surface 53 of the excitation light α is This is to make it approximately circular (see FIG. 3).

温調回路25は、励起光源(レーザーダイオード)22の温調を行うための回帰回路である。具体的に、励起光源22が温度によって射出する光の波長と射出エネルギーとが変動するため、温調回路25は、コリメート後に励起光αの光線から分岐させた光線光量をフォトダイオード等(図示省略)により監視し、射出される励起光αの波長及び光量が一定となるように励起光源22の温度を調整する。   The temperature adjustment circuit 25 is a regression circuit for adjusting the temperature of the excitation light source (laser diode) 22. Specifically, since the wavelength of the light emitted from the excitation light source 22 and the emission energy vary depending on the temperature, the temperature adjustment circuit 25 uses a photodiode or the like (not shown) to change the amount of light branched from the light of the excitation light α after collimation. ), And the temperature of the excitation light source 22 is adjusted so that the wavelength and the amount of the emitted excitation light α are constant.

第1整波部24は、複数のフィルターによって光源ユニット部23から射出された励起光αを整波して偏光方向が一意な励起波長にする。具体的に、第1整波部24は、第1バンドパスフィルター(以下、単に「第1BPF」と称する。)26と、直線偏光フィルター(以下、単に「LPF」と称する。)27と、第1NDフィルター(以下、単に「第1NDF」と称する。)28とを有する。第1BPF26は、励起光源22からの射出光が若干の波長分布幅を有しているため、これを中心波長のみの挟帯域にろ波する。また、LPF27は、励起光源22からの射出光が若干の異位相差成分を有しているため、これを純粋な直線偏光にろ波する。また、第1NDF28は、いわゆる減光フィルターであり、励起光源22から射出された光を減光して、光源部21から射出される励起光αの光量を調整する。尚、励起光源22から射出される射出光の強度によっては、第1整波部24に第1NDF28が設けられなくてもよい。   The first wave rectifier 24 harmonizes the excitation light α emitted from the light source unit 23 by a plurality of filters so as to obtain an excitation wavelength having a unique polarization direction. Specifically, the first wave rectification unit 24 includes a first bandpass filter (hereinafter simply referred to as “first BPF”) 26, a linear polarization filter (hereinafter simply referred to as “LPF”) 27, and a first. 1 ND filter (hereinafter simply referred to as “first NDF”) 28. In the first BPF 26, the light emitted from the excitation light source 22 has a slight wavelength distribution width, so that it is filtered into a narrow band of only the center wavelength. Further, the LPF 27 filters the light emitted from the excitation light source 22 into pure linearly polarized light because it has a slight phase difference component. Further, the first NDF 28 is a so-called neutral density filter, and adjusts the light quantity of the excitation light α emitted from the light source unit 21 by reducing the light emitted from the excitation light source 22. Depending on the intensity of the emitted light emitted from the excitation light source 22, the first NDF 28 may not be provided in the first wave shaping unit 24.

励起光学系30は、光源部21からチップ保持部12に保持された状態の分析チップ50のプリズム51まで励起光αを案内する。この励起光学系30は、励起光αの偏光方向を変更する偏光方向調整部31と、励起光αのビームの輪郭形状等を調整する整形光学系32と、励起光αのプリズム51内への入射経路を変更して金属膜55における励起光αの反射位置や金属膜55に対する励起光αの入射角θを変更する入射経路調整部35と、を有する。   The excitation optical system 30 guides the excitation light α from the light source unit 21 to the prism 51 of the analysis chip 50 held in the chip holding unit 12. This excitation optical system 30 includes a polarization direction adjusting unit 31 that changes the polarization direction of the excitation light α, a shaping optical system 32 that adjusts the contour shape of the beam of the excitation light α, and the excitation light α into the prism 51. An incident path adjusting unit 35 that changes the incident path to change the reflection position of the excitation light α on the metal film 55 and the incident angle θ of the excitation light α with respect to the metal film 55.

偏光方向調整部31は、1/2波長板33と、この1/2波長板33を回転させる回転駆動部34と、を有する。   The polarization direction adjusting unit 31 includes a half-wave plate 33 and a rotation driving unit 34 that rotates the half-wave plate 33.

1/2波長板33は、励起光学系30の光路上に配置され、励起光αの偏光方向を連続的に回転させる偏光回転子として用いられる。回転駆動部34は、1/2波長板33を回転させることにより、金属膜55に対する励起光αの偏光方向を回転させる。本実施形態の回転駆動部34は、ステップモーターを有し、制御処理部14からの指示信号に基づいてステップモーターにより1/2波長板33を回転させる。このように1/2波長板33を回転させると、第1整波部24において直線偏光された励起光αの偏光方向が回転し、これにより、金属膜55に入射する励起光αにおけるP波成分の量とS波成分の量とが変化する。即ち、回転駆動部34が1/2波長板33を回転させることにより、金属膜55においてエバネッセント波が最大限しみ出す条件(即ち、金属膜55の表面55a近傍に形成される増強電場の電場増強度が最大となる条件)から全くしみ出さない条件(即ち、金属膜55の表面55a近傍に増強電場が全く形成されない条件)まで偏光方向を自在に変化させることが可能となる。   The half-wave plate 33 is disposed on the optical path of the excitation optical system 30 and is used as a polarization rotator that continuously rotates the polarization direction of the excitation light α. The rotation driving unit 34 rotates the polarization direction of the excitation light α with respect to the metal film 55 by rotating the half-wave plate 33. The rotation drive unit 34 of this embodiment has a step motor, and rotates the half-wave plate 33 by the step motor based on an instruction signal from the control processing unit 14. When the half-wave plate 33 is rotated in this manner, the polarization direction of the excitation light α linearly polarized in the first wave rectifier 24 is rotated, and thereby the P wave in the excitation light α incident on the metal film 55 is rotated. The amount of the component and the amount of the S wave component change. That is, the rotation drive unit 34 rotates the half-wave plate 33 to maximize the evanescent wave in the metal film 55 (that is, the electric field enhancement of the enhanced electric field formed in the vicinity of the surface 55a of the metal film 55). It is possible to freely change the polarization direction from the condition where the degree is the maximum) to the condition where no exudation occurs (that is, the condition where no enhanced electric field is formed near the surface 55a of the metal film 55).

整形光学系32は、金属膜55における励起光αの照射領域の輪郭が所定の直径を有する円形になるように、スリットやズーム機能等によって励起光αのビームサイズやビームの輪郭形状を調整する。尚、本実施形態の金属膜55における励起光αの照射領域は、光測定部40における測定領域よりも小さくなるように調整される(図10(B)参照)。これにより、金属膜55における励起光αの照射領域が僅かにずれても、表面プラズモン共鳴やこれに基づく増強電場に起因する光を光測定部40が測定することができる。   The shaping optical system 32 adjusts the beam size of the excitation light α and the contour shape of the beam by a slit, a zoom function or the like so that the contour of the irradiation region of the excitation light α in the metal film 55 becomes a circle having a predetermined diameter. . In addition, the irradiation area | region of the excitation light (alpha) in the metal film 55 of this embodiment is adjusted so that it may become smaller than the measurement area | region in the optical measurement part 40 (refer FIG.10 (B)). Thereby, even if the irradiation area | region of the excitation light (alpha) in the metal film 55 shifts | deviates slightly, the light measurement part 40 can measure the light resulting from a surface plasmon resonance and the enhanced electric field based on this.

入射経路調整部35は、光源部21からの励起光αを反射する反射部材36と、この反射部材36を駆動する反射部材駆動部(駆動部)37とを有する。   The incident path adjustment unit 35 includes a reflection member 36 that reflects the excitation light α from the light source unit 21, and a reflection member drive unit (drive unit) 37 that drives the reflection member 36.

反射部材36は、励起光αを反射する反射面36aを有する。本実施形態では、反射部材36として反射鏡が用いられる。この反射部材36は、反射面36aに入射する前の励起光αと当該反射面36aで反射された後の励起光αとにおいて位相のずれや減光等が生じない誘電体多層膜、即ち、励起光波長においてP波成分とS波成分とのいずれとも波長依存性をなくした誘電体多層膜が反射面36a上に成膜されている。これにより、当該分析装置10における検体の検出精度及び感度が向上する。   The reflecting member 36 has a reflecting surface 36a that reflects the excitation light α. In the present embodiment, a reflecting mirror is used as the reflecting member 36. The reflecting member 36 is a dielectric multilayer film that does not cause a phase shift or dimming between the excitation light α before entering the reflection surface 36a and the excitation light α after being reflected by the reflection surface 36a. A dielectric multilayer film is formed on the reflection surface 36a in which the wavelength dependency of both the P wave component and the S wave component at the excitation light wavelength is eliminated. Thereby, the detection accuracy and sensitivity of the sample in the analyzer 10 are improved.

また、反射部材36の裏面36bには、励起光αを反射することなく吸収する無反射光吸収物質(例えば、吸収型NDフィルム、植毛布等)が貼り付けられている。   Further, a non-reflecting light absorbing material (for example, an absorbing ND film, a flocking cloth, etc.) that absorbs the excitation light α without reflecting it is attached to the back surface 36 b of the reflecting member 36.

反射部材駆動部37は、ステージ37aと、このステージ37aに設けられ、反射部材36を支持すると共に回転駆動する回転駆動機構(図示省略)と、ステージ37aを往復駆動する往復駆動機構(図示省略)とを有する。   The reflecting member driving unit 37 is provided on the stage 37a, a rotation driving mechanism (not shown) that supports and rotates the reflecting member 36, and a reciprocating driving mechanism (not shown) that reciprocates the stage 37a. And have.

回転駆動機構は、反射部材36を回転させる(図1の矢印β参照)ことにより反射面36aの向きを変える。具体的に、回転駆動機構は、反射部材36に入射する励起光αの光路と反射部材36で反射後の励起光αの光路とを含む面(図1の紙面)と直交する姿勢の反射面36aがこの直交姿勢を維持しつつ前記光路を含む面に沿って回転するように、制御処理部14の指示信号に基づいて反射部材36を回転させる。この回転駆動機構は、回転モーターを有し、この回転モーターによって直接又は間接的に反射部材36を回転駆動して反射面36aの向きを変える。また、回転駆動機構は、制御処理部14からの指示信号に基づいて、光源部21からの励起光αが反射部材36の裏面36bに入射するまで反射部材36を回転させることもある。本実施形態では、重心が回転中心近くを通るように反射部材36が回転駆動機構に取り付けられ、回転モーターのトルクは、十分に設定されている。本実施形態の回転モーターは、高分解能のステップモーターであり、制御処理部14からの指示信号によって、所定の間隔で反射部材36を回転させることができる。前記所定の間隔は、反射面36aの向きの調整における分解能に関係し、本機の性能によって適宜に設定される。   The rotation driving mechanism changes the direction of the reflecting surface 36a by rotating the reflecting member 36 (see arrow β in FIG. 1). Specifically, the rotation drive mechanism is a reflecting surface in a posture orthogonal to a surface (the paper surface of FIG. 1) including the optical path of the excitation light α incident on the reflecting member 36 and the optical path of the excitation light α after being reflected by the reflecting member 36. The reflecting member 36 is rotated based on the instruction signal from the control processing unit 14 so that the rotation of the rotating member 36a along the plane including the optical path is maintained while maintaining the orthogonal posture. The rotation drive mechanism includes a rotation motor, and the reflection member 36 is rotationally driven directly or indirectly by the rotation motor to change the direction of the reflection surface 36a. Further, the rotation drive mechanism may rotate the reflecting member 36 based on an instruction signal from the control processing unit 14 until the excitation light α from the light source unit 21 enters the back surface 36b of the reflecting member 36. In the present embodiment, the reflection member 36 is attached to the rotation drive mechanism so that the center of gravity passes near the rotation center, and the torque of the rotation motor is sufficiently set. The rotary motor of this embodiment is a high-resolution step motor, and can rotate the reflecting member 36 at a predetermined interval by an instruction signal from the control processing unit 14. The predetermined interval is related to the resolution in adjusting the direction of the reflecting surface 36a, and is appropriately set according to the performance of the apparatus.

往復駆動機構は、ステージ37a、即ち、反射部材36を光源部21からの励起光αの光軸に沿って直線的に移動させる(図1における矢印γ参照)。本実施形態の往復駆動機構は、光源部21からの励起光αの光軸方向、即ち、上下方向にステージ37aを往復駆動させる。具体的に、往復駆動機構では、制御処理部14からの指示信号によりステップモーターが制御され、このステップモーターにより駆動されるねじ送り機構によって回転駆動機構及び反射部材36が搭載されたステージ37aが上下方向に往復移動する。即ち、往復駆動機構は、制御処理部14の指示信号に従い、光源部21からの励起光αの光軸に対する反射面36aの向きを一定に保ったまま反射部材36を光源部21からの励起光αの光軸上の所定位置に高精度に移動させる。   The reciprocating drive mechanism linearly moves the stage 37a, that is, the reflecting member 36 along the optical axis of the excitation light α from the light source unit 21 (see arrow γ in FIG. 1). The reciprocating drive mechanism of the present embodiment drives the stage 37a to reciprocate in the optical axis direction of the excitation light α from the light source unit 21, that is, the vertical direction. Specifically, in the reciprocating drive mechanism, the step motor is controlled by an instruction signal from the control processing unit 14, and the stage 37a on which the rotational drive mechanism and the reflecting member 36 are mounted is moved up and down by a screw feed mechanism driven by the step motor. Move back and forth in the direction. That is, the reciprocating drive mechanism moves the reflecting member 36 from the light source unit 21 while keeping the direction of the reflecting surface 36a with respect to the optical axis of the excitation light α from the light source unit 21 constant according to the instruction signal of the control processing unit 14. It is moved to a predetermined position on the optical axis α with high accuracy.

光測定部40は、受光部41と、分析チップ50から受光部41まで光を案内する測定光学系42と、測定光学系42において案内される光を整波する第2整波部43と、を有し、分析チップ50の金属膜55及びこれと隣接する領域で生じる光(以下、単に「金属膜55で生じる光」とも称する。)の強度を測定する。   The light measurement unit 40 includes a light receiving unit 41, a measurement optical system 42 that guides light from the analysis chip 50 to the light receiving unit 41, a second wave shaping unit 43 that waves the light guided in the measurement optical system 42, And the intensity of light generated in the metal film 55 of the analysis chip 50 and a region adjacent thereto (hereinafter also simply referred to as “light generated in the metal film 55”) is measured.

受光部41は、光を受光してその強度(光量)に応じた強度信号を出力する。本実施形態では、検体に標識された蛍光物質を励起させることによって生じる蛍光等の微弱な光を検出するため、受光部41として感度とS/N比の高い光電子倍増管(Photomultiplier Tube:PMT)が用いられる。尚、受光部41は、PMTに限定されず、冷却CCD型イメージセンサ等であってもよい。   The light receiving unit 41 receives light and outputs an intensity signal corresponding to the intensity (light quantity). In the present embodiment, a photomultiplier tube (PMT) having a high sensitivity and a high S / N ratio is used as the light receiving unit 41 in order to detect weak light such as fluorescence generated by exciting a fluorescent substance labeled on the specimen. Is used. The light receiving unit 41 is not limited to the PMT, and may be a cooled CCD image sensor or the like.

測定光学系42は、図4にも示されるように、迷光の影響を受け難い共役光学系であり、集光レンズ44と結像レンズ45とを有する。本実施形態の測定光学系42は、群間、即ち、集光レンズ44と結像レンズ45との間を進行する光が平行光若しくは略平行光となる2群共役光学系である。   As shown in FIG. 4, the measurement optical system 42 is a conjugate optical system that is hardly affected by stray light, and includes a condenser lens 44 and an imaging lens 45. The measurement optical system 42 of this embodiment is a two-group conjugate optical system in which light traveling between groups, that is, between the condenser lens 44 and the imaging lens 45, becomes parallel light or substantially parallel light.

第2整波部43は、測定光学系42において案内される光から励起光成分(例えば、プラズモン散乱光やラマン散乱光、拡散光等)を除去し、測定光学系42において案内される光の光量を調整する。この第2整波部43は、第2バンドパスフィルター(第1の光フィルター)46と、第2NDフィルター(第2の光フィルター)47と、各フィルター46,47の位置の切り換えを行う位置切換部48と、を有する。   The second wave shaping unit 43 removes the excitation light component (for example, plasmon scattered light, Raman scattered light, diffused light, etc.) from the light guided in the measurement optical system 42, and the light guided in the measurement optical system 42. Adjust the light intensity. The second wave rectification unit 43 switches the position of the second band pass filter (first optical filter) 46, the second ND filter (second optical filter) 47, and the positions of the filters 46 and 47. Part 48.

第2バンドパスフィルター(以下、単に「第2BPF」と称する。)46は、励起光αの波長(励起波長)の光を遮る。これにより、第2BPF46は、受光部41に蛍光(検体に標識された蛍光物質が増強電場により励起して生じた光)以外の波長の光(例えば、励起光射出部20からの漏れ光やプラズモン散乱光、拡散光等)が入射することを防ぐことができる。即ち、第2BPF46は、受光部41に入射する光からノイズ成分を除去し、これにより受光部41における微弱な蛍光の検出精度及び感度の向上を図ることができる。   The second bandpass filter (hereinafter simply referred to as “second BPF”) 46 blocks light having the wavelength of the excitation light α (excitation wavelength). As a result, the second BPF 46 causes the light receiving unit 41 to emit light having a wavelength other than the fluorescence (the light generated when the fluorescent substance labeled on the specimen is excited by the enhanced electric field) (for example, leakage light or plasmon from the excitation light emitting unit 20). Scattered light, diffused light, etc.) can be prevented from entering. That is, the second BPF 46 can remove noise components from the light incident on the light receiving unit 41, thereby improving the detection accuracy and sensitivity of weak fluorescence in the light receiving unit 41.

第2NDフィルター47(以下、単に「第2NDF」と称する。)は、いわゆる減光フィルターであり、入射した光を減衰させて出射する。この第2NDF47は、測定光学系42において案内されるプラズモン散乱光や拡散光等を減光して、微弱な光(本実施形態では蛍光)を検出するための受光部(本実施形態ではPMT)41でプラズモン散乱光等を測定することを可能とする。即ち、検体の検出のときに測定する励起蛍光の光量に比べて、増強電場が最大となる励起光αの入射角θを求めるために測定する光の光量が非常に大きいため、共通の受光部41を用いる場合には、第2NDF47により増強電場が最大になる励起光αの入射角θを求めるために測定する光を減光することにより、受光部41が損傷するのを防ぐことができる。 The second ND filter 47 (hereinafter simply referred to as “second NDF”) is a so-called attenuating filter, which attenuates incident light and emits it. The second NDF 47 attenuates plasmon scattered light or diffused light guided in the measurement optical system 42 to detect weak light (fluorescence in this embodiment) (PMT in this embodiment). 41 enables measurement of plasmon scattered light and the like. That is, since the amount of light to be measured for obtaining the incident angle θ 1 of the excitation light α that maximizes the enhanced electric field is much larger than the amount of excitation fluorescence measured at the time of detection of the specimen, in the case of using the parts 41, by the enhanced electric field by the 2NDF47 to dim the light to be measured to determine the incident angle theta 1 of the excitation light α that maximizes, prevents light receiving portion 41 from being damaged it can.

これら第2BPF46と第2NDF47とは、光軸に対して略垂直な同一平面(詳しくは、測定光学系42を進む光の光軸と略直交する平面)に沿って並ぶように共通の保持フレーム49に保持されている。   The second BPF 46 and the second NDF 47 share a common holding frame 49 so as to be aligned along the same plane that is substantially perpendicular to the optical axis (specifically, a plane that is substantially orthogonal to the optical axis of the light traveling through the measurement optical system 42). Is held in.

位置切換部48は、第2BPF46及び第2NDF47の位置をフィルタリング位置と退避位置との間で切り換える。尚、フィルタリング位置とは、測定光学系42における光路上の位置である。具体的に、フィルタリング位置は、集光レンズ44と結像レンズ45との間において、各フィルター46,47がこれらレンズ44,45間の平行光若しくは略平行光の光軸と直交し且つ当該平行光若しくは略平行光を横断する位置である。これにより、分析装置10では、検体を精度よく検出することができる。これは、第2BPF46又第2NDF47がレンズ44,45間を進行する平行光等の光軸に対して傾斜していると、第2BPF46又は第2NDF47を通過した光の光軸がシフトするため、光測定部40における測定精度が低下する。一方、退避位置とは、測定光学系42における光路から外れた位置である。   The position switching unit 48 switches the positions of the second BPF 46 and the second NDF 47 between the filtering position and the retracted position. The filtering position is a position on the optical path in the measurement optical system 42. Specifically, the filtering position is between the condensing lens 44 and the imaging lens 45, and each filter 46, 47 is orthogonal to the optical axis of the parallel light or the substantially parallel light between the lenses 44, 45 and is in parallel. It is a position that crosses light or substantially parallel light. Thereby, the analyzer 10 can detect the sample with high accuracy. This is because when the second BPF 46 or the second NDF 47 is inclined with respect to the optical axis of parallel light or the like traveling between the lenses 44 and 45, the optical axis of the light that has passed through the second BPF 46 or the second NDF 47 is shifted. The measurement accuracy in the measurement unit 40 decreases. On the other hand, the retracted position is a position deviated from the optical path in the measurement optical system 42.

位置切換部48は、第2BPF46がフィルタリング位置のときに第2NDF47が退避位置となり(図4参照)、第2BPF46が退避位置のときに第2NDF47がフィルタリング位置となるように、各フィルター46,47の位置をそれぞれ切り換える。本実施形態の位置切換部48は、第2BPF46と第2NDF47とが並んでいる平面に沿って保持フレーム49を往復移動させる(図4の矢印δ参照)ことにより、各フィルター46,47の位置の切り換えを行う。これにより、1つの駆動源によって、二つのフィルター46,47の位置の切り換えを同時に行うことができる。   The position switching unit 48 is configured so that the second NDF 47 is in the retracted position when the second BPF 46 is in the filtering position (see FIG. 4), and the second NDF 47 is in the filtering position when the second BPF 46 is in the retracted position. Switch each position. The position switching unit 48 of the present embodiment reciprocates the holding frame 49 along the plane in which the second BPF 46 and the second NDF 47 are arranged (see the arrow δ in FIG. 4), so that the position of each filter 46, 47 is changed. Switch. Thereby, the position of the two filters 46 and 47 can be switched simultaneously by one drive source.

この位置切換部48は、制御処理部14からの指示信号に従って各フィルター46,47の位置の切り換えを行う。   The position switching unit 48 switches the positions of the filters 46 and 47 in accordance with an instruction signal from the control processing unit 14.

尚、本実施形態の第2整波部43には、第2BPF46と第2NDF47とが設けられているが、測定される光の強度が受光部41の許容量を超えなければ、第2NDF47がなくてもよい。また、測定する光によって受光部を切り換える、即ち、蛍光を受光するための受光部41と、蛍光よりも光量の大きな光を受光するための受光部とを切り換える場合にも、第2NDF47がなくてもよい。   In addition, although the 2nd BPF46 and the 2nd NDF47 are provided in the 2nd wave shaping part 43 of this embodiment, if the intensity | strength of the light measured does not exceed the tolerance of the light-receiving part 41, there is no 2nd NDF47. May be. Also, the second NDF 47 is not provided when the light receiving unit is switched depending on the light to be measured, that is, when the light receiving unit 41 for receiving fluorescence and the light receiving unit for receiving light having a light quantity larger than fluorescence are switched. Also good.

また、本実施形態では、保持フレーム49を位置切換部48により往復移動させることによって、各フィルター46,47の位置の切り換えを行っているが、これに限定されない。例えば、第2BPF46と第2NDF47とが同一平面上に並ぶようにこれら各フィルター46,47を円板状の保持フレームが保持し、位置切換部がこの第2BPF46と第2NDF47との中間位置を回転中心にして円板状の保持フレームを回転させることにより、各フィルター46,47の位置の切り換えを行ってもよい。また、位置切換部が2つの駆動源を有し、第2BPF46の位置の切り換えと第2NDF47の位置の切り換えと別々の駆動源により行ってもよい。   In this embodiment, the positions of the filters 46 and 47 are switched by moving the holding frame 49 back and forth by the position switching unit 48. However, the present invention is not limited to this. For example, each filter 46, 47 is held by a disc-like holding frame so that the second BPF 46 and the second NDF 47 are aligned on the same plane, and the position switching unit rotates about the intermediate position between the second BPF 46 and the second NDF 47. The positions of the filters 46 and 47 may be switched by rotating the disc-shaped holding frame. Further, the position switching unit may have two driving sources, and the switching of the position of the second BPF 46 and the switching of the position of the second NDF 47 may be performed by separate driving sources.

制御処理部14は、当該分析装置10を構成する各構成要素の制御を行う。例えば、当該分析装置10が検体を分析するときに、制御処理部14が、光源部21、偏光方向調整部31、入射経路調整部35、及び光測定部40等を制御し、これにより、当該分析装置10では、共鳴角走査工程、最適位置走査工程、複屈折測定工程、励起蛍光測定工程等が行われる。   The control processing unit 14 controls each component constituting the analyzer 10. For example, when the analysis apparatus 10 analyzes a sample, the control processing unit 14 controls the light source unit 21, the polarization direction adjustment unit 31, the incident path adjustment unit 35, the light measurement unit 40, and the like. In the analyzer 10, a resonance angle scanning process, an optimum position scanning process, a birefringence measurement process, an excitation fluorescence measurement process, and the like are performed.

本実施形態の制御処理部14は、例えば、図5に示されるように、ズレ角導出部141、補正値導出部142、補正部143等を備える。   For example, as illustrated in FIG. 5, the control processing unit 14 of the present embodiment includes a deviation angle deriving unit 141, a correction value deriving unit 142, a correcting unit 143, and the like.

ズレ角導出部141は、金属膜55に対するP波方向と複屈折特性を有するプリズム51の光学主軸とのなす角であるズレ角(長軸回転角)θを求める。具体的に、ズレ角導出部141は、光源部21が励起光αを射出した状態で回転駆動部34によって1/2波長板33を回転させつつ光測定部40によって金属膜55及びこれと隣接する領域で生じる光を測定することにより得られる最大光量と最小光量とからズレ角θを求める。 The deviation angle deriving unit 141 obtains a deviation angle (major axis rotation angle) θ i that is an angle formed between the P wave direction with respect to the metal film 55 and the optical principal axis of the prism 51 having birefringence characteristics. Specifically, the deviation angle deriving unit 141 is adjacent to the metal film 55 by the light measuring unit 40 while rotating the half-wave plate 33 by the rotation driving unit 34 in a state where the light source unit 21 emits the excitation light α. The deviation angle θ i is obtained from the maximum light amount and the minimum light amount obtained by measuring the light generated in the region to be processed.

補正値導出部142は、ズレ角導出部141で求められたズレ角θから補正値(補正係数)Kを求める。この補正値Kは、光測定部40により測定した光の光量を補正するために用いられる。具体的に、この補正値Kは、光測定部40で測定された蛍光の光量を当該補正値Kによって補正することで、プリズム51内に入射した励起光αが複屈折しない状態(即ち、複屈折による位相回転が生じていない状態)で金属膜55に入射したときに光測定部40により測定される蛍光の光量(複屈折に基づく誤差が抑えられた蛍光の光量)が得られる。 The correction value deriving unit 142 obtains a correction value (correction coefficient) K from the deviation angle θ i obtained by the deviation angle deriving unit 141. This correction value K is used to correct the amount of light measured by the light measurement unit 40. Specifically, the correction value K is obtained by correcting the amount of fluorescent light measured by the light measuring unit 40 with the correction value K, so that the excitation light α incident on the prism 51 is not birefringent (that is, double-refracted). The amount of fluorescent light measured by the light measuring unit 40 when the light enters the metal film 55 in a state in which no phase rotation due to refraction occurs (the amount of fluorescent light in which an error based on birefringence is suppressed) is obtained.

補正部143は、補正値導出部142により求められた補正値Kによって光測定部40により測定された蛍光の光量を補正する。具体的に、補正部143は、当該分析装置10において検体を分析するときに、光測定部40(詳しくは、受光部41)から送られてきた出力信号に基づいて演算し、この光測定部40により測定された蛍光に関する分析を行う。例えば、補正部143は、光測定部40により検出した単位面積あたりの蛍光の数のカウントや時間の経過に伴う蛍光の増加量の算出等を行う。そして、補正部143は、蛍光の数のカウント結果や蛍光の増加量の算出結果を補正値Kによって補正する。   The correction unit 143 corrects the amount of fluorescent light measured by the light measurement unit 40 using the correction value K obtained by the correction value deriving unit 142. Specifically, the correction unit 143 performs an operation based on an output signal sent from the light measurement unit 40 (specifically, the light receiving unit 41) when analyzing the sample in the analyzer 10, and this light measurement unit Analysis on fluorescence measured by 40 is performed. For example, the correction unit 143 performs counting of the number of fluorescences per unit area detected by the light measurement unit 40, calculation of an increase amount of fluorescence over time, and the like. Then, the correcting unit 143 corrects the counting result of the number of fluorescence and the calculation result of the increase amount of the fluorescence with the correction value K.

制御処理部14での演算結果は、この制御処理部14に接続される表示部16に出力される。尚、制御処理部14による具体的な制御や演算についての詳細は後述する。   The calculation result in the control processing unit 14 is output to the display unit 16 connected to the control processing unit 14. Details of specific control and calculation by the control processing unit 14 will be described later.

表示部16は、制御処理部14からの出力信号に基づき、演算結果を表示する。表示部16は、液晶ディスプレイ等のように演算結果等を画面に表示するものでもよく、プリンター等のように演算結果等をプリントアウトするものであってもよい。また、これらを組み合わせたものでもよい。   The display unit 16 displays the calculation result based on the output signal from the control processing unit 14. The display unit 16 may display a calculation result or the like on a screen like a liquid crystal display, or may print out the calculation result or the like like a printer. A combination of these may also be used.

このように構成される分析装置10における検体の分析について、図6乃至図10も参照しつつ以下に説明する。尚、制御処理部14による分析装置10の各構成要素の制御、及び制御処理部14で行われる演算等についての詳細も併せて説明する。   The analysis of the sample in the analyzer 10 configured as described above will be described below with reference to FIGS. The details of the control of each component of the analyzer 10 by the control processing unit 14 and the calculation performed by the control processing unit 14 will also be described.

図6は、当該分析装置10において検体を分析するときの基本シーケンスを示すフローチャートであり、図7は、共鳴角走査シーケンスを示すフローチャートであり、図8は、最適位置走査シーケンスを示すフローチャートであり、図9は、複屈折測定シーケンスを示すフローチャートであり、図10は、励起蛍光測定シーケンスを示すフローチャートである。   FIG. 6 is a flowchart showing a basic sequence when analyzing a sample in the analyzer 10, FIG. 7 is a flowchart showing a resonance angle scanning sequence, and FIG. 8 is a flowchart showing an optimum position scanning sequence. FIG. 9 is a flowchart showing the birefringence measurement sequence, and FIG. 10 is a flowchart showing the excitation fluorescence measurement sequence.

<前処理工程>
患者から血液等が採取され、この採取された血液等が試薬チップに注入される。この血液等が注入された試薬チップが分析装置10の前処理部にセットされる。制御処理部14は、前処理部により、このセットされた試薬チップの血液等の前処理(血球分離や希釈、混合等)を行い試料液を生成する。この状態で、分析チップ50が前処理部に設置されると、制御処理部14は、前処理部により、前処理の終わった試料液を分析チップ50の流路58内に注入し、金属膜55の表面に固定された捕捉体56に検体(特定の抗原)を捕捉させる(即ち、捕捉体56と検体とを反応させる)。本実施形態では、蛍光物質(本実施形態では、蛍光色素)が標識された検体を捕捉体56に捕捉させているが、これに限定されず、捕捉体56に検体を捕捉させた後に分析チップ50に蛍光物質を注入し、捕捉体56に捕捉された状態の検体に対して蛍光物質を標識してもよい。
<Pretreatment process>
Blood or the like is collected from the patient, and the collected blood or the like is injected into the reagent chip. The reagent chip into which the blood or the like has been injected is set in the pretreatment unit of the analyzer 10. The control processing unit 14 uses the preprocessing unit to perform preprocessing (blood cell separation, dilution, mixing, etc.) of the set reagent chip such as blood to generate a sample solution. In this state, when the analysis chip 50 is installed in the preprocessing unit, the control processing unit 14 injects the pretreated sample solution into the flow channel 58 of the analysis chip 50 by the preprocessing unit, and the metal film. The specimen (specific antigen) is captured by the capturing body 56 fixed to the surface of 55 (that is, the capturing body 56 and the specimen are reacted). In this embodiment, the sample labeled with a fluorescent substance (in this embodiment, a fluorescent dye) is captured by the capture body 56, but the present invention is not limited to this, and the analysis chip is captured after the capture body 56 captures the sample. The fluorescent substance may be injected into the fluorescent substance 50 and labeled with respect to the specimen captured by the capturing body 56.

このように反応が行われた分析チップ50は、チップ保持部12まで搬送され、チップ保持部12に保持される(ステップS1)。   The analysis chip 50 subjected to the reaction in this way is transported to the chip holding unit 12 and held by the chip holding unit 12 (step S1).

<励起光源22の温調>
一方、励起光源(本実施形態では、レーザーダイオード)22は、波長変動の少ない安定的な波長の出力光を出力させるために、温調回路25によって常に温調されて定温に維持される。これは、波長がずれると表面プラズモン共鳴条件やエバネッセント波(増強電場)のしみ出し量が変化するため、血液中のタンパク質等を定量する装置においては必須である。維持温度になるまでに時間がかかるため、通常、分析装置10の電源投入時から励起光源22は、温調回路25によって常に温度維持される。
<Temperature control of excitation light source 22>
On the other hand, the excitation light source (in this embodiment, a laser diode) 22 is constantly temperature-controlled by the temperature adjustment circuit 25 and maintained at a constant temperature in order to output output light having a stable wavelength with little wavelength fluctuation. This is indispensable in an apparatus for quantifying proteins in blood because the amount of surface plasmon resonance and the amount of evanescent wave (enhanced electric field) ooze out when the wavelength is shifted. Since it takes time to reach the maintenance temperature, normally, the temperature of the excitation light source 22 is always maintained by the temperature control circuit 25 from when the analyzer 10 is turned on.

<共鳴角走査工程>
分析チップ50がチップ保持部12に保持されると、制御処理部14は、当該分析チップ50における最適な表面プラズモン共鳴条件の走査(共鳴角走査)を行う。そして、この走査の結果に基づき、制御処理部14は、金属膜55で生じる増強電場の電場強度が最も大きくなる入射角である励起入射角θで励起光αが金属膜55に入射するように、反射部材36の位置決め(第1の位置決め)を行う(ステップS2)。
<Resonance angle scanning process>
When the analysis chip 50 is held by the chip holding unit 12, the control processing unit 14 performs scanning (resonance angle scanning) under the optimum surface plasmon resonance condition in the analysis chip 50. Based on the result of this scanning, the control processing unit 14 causes the excitation light α to be incident on the metal film 55 at the excitation incident angle θ 1 , which is the incident angle at which the electric field strength of the enhanced electric field generated in the metal film 55 is the largest. Next, the reflecting member 36 is positioned (first positioning) (step S2).

具体的には、制御処理部14が反射部材駆動部37によって反射部材36を駆動することにより、分析チップ50に含まれるプリズム51の金属膜55への励起光αの入射条件(励起入射角θ)の走査を行う。詳しくは、分析チップ50に含まれるプリズム51の材質、形状、流路充填液(試料液)屈折率等により、当該プリズム51の金属膜55において表面プラズモン共鳴に基づく増強電場(エバネッセント波)の強度が最も大きくなる励起光の入射角θは決まっている。しかし、捕捉体56に捕捉された検体の分子量やこの分子を構成する物質、プリズム51側の製造誤差等により、励起光入射条件(励起入射角θ)のゆらぎが発生する。このため、設計に基づく励起入射角θ1aを中心にして±10°未満の入射角度となるように励起光αが金属膜55に入射され、このときに金属膜55で生じる光の強度に基づいて当該分析チップ50における励起入射角θが求められる。 Specifically, when the control processing unit 14 drives the reflecting member 36 by the reflecting member driving unit 37, the incident condition (excitation incident angle θ) of the excitation light α to the metal film 55 of the prism 51 included in the analysis chip 50 is determined. 1 ) Scan is performed. Specifically, the intensity of an enhanced electric field (evanescent wave) based on surface plasmon resonance in the metal film 55 of the prism 51 depending on the material, shape, flow path filling liquid (sample liquid) refractive index, and the like of the prism 51 included in the analysis chip 50. The incident angle θ 1 of the excitation light at which becomes the largest is determined. However, fluctuations in the excitation light incident condition (excitation incident angle θ 1 ) occur due to the molecular weight of the sample captured by the capturing body 56, the substance constituting the molecule, the manufacturing error on the prism 51 side, and the like. Therefore, the excitation light α is incident on the metal film 55 so that the incident angle is less than ± 10 ° with the excitation incident angle θ 1a based on the design as the center, and based on the intensity of the light generated in the metal film 55 at this time. Thus, the excitation incident angle θ 1 in the analysis chip 50 is obtained.

より詳しくは、先ず、制御処理部14が第2整波部43の位置切換部48により第2BPF46を退避位置に移動させると共に第2NDF47をフィルタリング位置に移動させる(ステップS21)。このとき、偏光方向調整部31の1/2波長板33は、励起光射出部20から励起光αが射出されたときに、金属膜55へ入射する励起光αにおいてP波成分が最も多くなるように設計的に求められた状態(初期状態)となっている。   More specifically, the control processing unit 14 first moves the second BPF 46 to the retracted position and moves the second NDF 47 to the filtering position by the position switching unit 48 of the second wave shaping unit 43 (step S21). At this time, the half-wave plate 33 of the polarization direction adjusting unit 31 has the largest P wave component in the excitation light α incident on the metal film 55 when the excitation light α is emitted from the excitation light emitting unit 20. Thus, it is in a state (initial state) determined by design.

制御処理部14は、反射部材駆動部37の回転駆動機構と往復駆動機構とにより、反射部材36を最大離反位置に移動させる(ステップS22)。この最大離反位置とは、励起光射出部20から励起光αが射出されたときに、励起光αが金属膜55の特定の位置(光測定部40の測定領域内)で反射された状態で、且つ、金属膜55の表面55a近傍領域にエバネッセント波がしみ出さない入射角θとなる反射部材36の位置及び反射面36aの向きである。   The control processing unit 14 moves the reflecting member 36 to the maximum separation position by the rotation driving mechanism and the reciprocating driving mechanism of the reflecting member driving unit 37 (step S22). The maximum separation position is a state in which the excitation light α is reflected at a specific position of the metal film 55 (within the measurement region of the light measurement unit 40) when the excitation light α is emitted from the excitation light emitting unit 20. In addition, the position of the reflecting member 36 and the direction of the reflecting surface 36a are the incident angle θ at which the evanescent wave does not ooze into the region near the surface 55a of the metal film 55.

この状態で、制御処理部14は、光測定部40により金属膜55で生じた光の強度を測定し、その結果を、光測定部40(詳しくは受光部41)からの出力信号によって取得する。この反射部材36が最大離反位置のときに光測定部40が測定する光は、プリズム51における表面拡散光(又は表面散乱光)SKである。   In this state, the control processing unit 14 measures the intensity of light generated in the metal film 55 by the light measuring unit 40, and acquires the result by an output signal from the light measuring unit 40 (specifically, the light receiving unit 41). . The light measured by the light measurement unit 40 when the reflecting member 36 is at the maximum separation position is surface diffused light (or surface scattered light) SK in the prism 51.

制御処理部14は、励起光αの金属膜55に対する入射角θと光測定部40により測定した光の強度とを関連付けて記憶する(ステップS23)。このとき、第2BPF46が退避位置であるため、受光部41が受光する光には、励起光αの励起波長と同じ波長の光が含まれる。この励起波長と同じ波長の光は、具体的には、金属膜55で生じたプラズモン散乱光やラマン散乱光、拡散光等である。これら励起波長と同じ波長の光は、金属膜55で生じた表面プラズモン共鳴により増強されるため、検体に標識された蛍光物質が励起して発した励起蛍光に比べて光量が十分に大きい。そこで、制御処理部14が位置切換部48により第2BPF46を測定光学系42の光路上から退避させることで、受光部41が励起波長の光を受光することができ、これにより、金属膜55で生じる光の強度を精度よく測定することができる。   The control processing unit 14 stores the incident angle θ of the excitation light α with respect to the metal film 55 and the intensity of the light measured by the light measurement unit 40 in association with each other (step S23). At this time, since the second BPF 46 is in the retracted position, the light received by the light receiving unit 41 includes light having the same wavelength as the excitation wavelength of the excitation light α. Specifically, the light having the same wavelength as the excitation wavelength is plasmon scattered light, Raman scattered light, diffused light, or the like generated in the metal film 55. Since the light having the same wavelength as the excitation wavelength is enhanced by surface plasmon resonance generated in the metal film 55, the amount of light is sufficiently larger than the excitation fluorescence emitted by the fluorescent substance labeled on the specimen. Therefore, the control processing unit 14 causes the position switching unit 48 to retract the second BPF 46 from the optical path of the measurement optical system 42, so that the light receiving unit 41 can receive the light having the excitation wavelength. The intensity of the generated light can be accurately measured.

尚、本実施形態では、光量の小さな励起蛍光を測定する受光部41によって、励起蛍光よりも光量が非常に大きな表面プラズモン散乱光や拡散光等を測定するため、第2BPF46を退避位置に退避させると共に第2NDF47をフィルタリング位置に移動させることにより、同一の受光部(本実施形態ではPMT)41により、両光(散乱光等と励起蛍光)の強度を測定することができる。   In the present embodiment, the second BPF 46 is retracted to the retracted position in order to measure surface plasmon scattered light, diffused light, or the like having a light amount much larger than that of the excitation fluorescence by the light receiving unit 41 that measures the excitation light having a small amount of light. At the same time, by moving the second NDF 47 to the filtering position, the intensity of both lights (scattered light and the like and excitation fluorescence) can be measured by the same light receiving unit (PMT in the present embodiment) 41.

制御処理部14は、光源部21から励起光αを射出させた状態で、入射経路調整部35により金属膜55上の照射位置をずらさないように回転駆動機構により反射面36aの向きを回転させる(ステップS24)と共に往復駆動機構により反射部材36の位置を移動させる(ステップS25)。具体的には、制御処理部14は、反射部材36の位置と、その位置において反射面36aで反射された励起光αがプリズム51内に入射して金属膜55の特定の位置に到達する反射面36aの向きと、を対応づけてテーブルとして予め記憶している。そして、制御処理部14は、このテーブルに基づいて回転駆動機構と往復移動機構とを制御して反射部材36を移動させる。これにより、反射部材36の位置の変更と反射面36aの向きの調整とを機構的に互いにリンクしていない往復駆動機構と回転駆動機構とによって行っても、金属膜55における励起光αの照射位置を変えることなく金属膜55に対する入射角θだけを変更することができる。   In a state where the excitation light α is emitted from the light source unit 21, the control processing unit 14 rotates the direction of the reflection surface 36 a by the rotation drive mechanism so as not to shift the irradiation position on the metal film 55 by the incident path adjustment unit 35. At the same time (Step S24), the position of the reflecting member 36 is moved by the reciprocating drive mechanism (Step S25). Specifically, the control processing unit 14 reflects the position of the reflecting member 36 and the excitation light α reflected by the reflecting surface 36a at that position and enters the prism 51 and reaches a specific position of the metal film 55. The direction of the surface 36a is stored in advance as a table in association with each other. Then, the control processing unit 14 moves the reflecting member 36 by controlling the rotational drive mechanism and the reciprocating mechanism based on this table. Thus, even if the change of the position of the reflecting member 36 and the adjustment of the direction of the reflecting surface 36a are performed by a reciprocating drive mechanism and a rotational drive mechanism that are not mechanically linked to each other, the irradiation of the excitation light α on the metal film 55 Only the incident angle θ with respect to the metal film 55 can be changed without changing the position.

尚、このステップS24とステップS25とは、いずれか一方のステップを先に行った後に他方のステップを行ってもよく、また、両ステップを同時に行ってもよい。このとき、光測定部40が金属膜55で生じた光の強度を測定してその測定結果を制御処理部14に出力し、制御処理部14が入射角θと関連付けてこの測定結果を記憶する(ステップS26)。   In step S24 and step S25, one of the steps may be performed first, and then the other step may be performed. Alternatively, both steps may be performed simultaneously. At this time, the light measurement unit 40 measures the intensity of the light generated in the metal film 55 and outputs the measurement result to the control processing unit 14, and the control processing unit 14 stores the measurement result in association with the incident angle θ. (Step S26).

これが繰り返され、制御処理部14は、金属膜55における照射位置がずれないようにして入射角θを変更しつつ光測定部40により光の強度を測定し、その測定結果を記憶する(ステップS27)。   This is repeated, and the control processing unit 14 measures the light intensity by the light measurement unit 40 while changing the incident angle θ so that the irradiation position on the metal film 55 is not shifted, and stores the measurement result (step S27). ).

制御処理部14は、所定の走査領域(例えば、設計に基づく励起入射角θ1aを中心にして±10°未満の入射角θ)での光測定部40による光の強度を測定すると、光源部21からの励起光αの射出を止める。そして、制御処理部14が、記憶した光量の最大値と最小値とを選出し、これらを記憶する(ステップS28)と共に、最大光量が得られたときの反射部材36の位置と反射面36aの向きとなるように反射部材駆動部37によって反射部材36を駆動する(ステップS29)。 When the control processing unit 14 measures the light intensity by the light measuring unit 40 in a predetermined scanning region (for example, an incident angle θ of less than ± 10 ° with the excitation incident angle θ 1a based on the design as the center), the light source unit The emission of the excitation light α from 21 is stopped. Then, the control processing unit 14 selects the maximum value and the minimum value of the stored light amount and stores them (step S28), and at the same time, the position of the reflecting member 36 when the maximum light amount is obtained and the reflection surface 36a. The reflecting member 36 is driven by the reflecting member driving unit 37 so as to be oriented (step S29).

<最適位置走査工程>
反射部材36の第1の位置決めが終わると、制御処理部14は、金属膜55への励起光αの照射位置(入射位置)が光測定部40の測定領域の中心部となるように、反射部材36の位置決め(第2の位置決め)を行う(ステップS3)。
<Optimum position scanning process>
When the first positioning of the reflecting member 36 is finished, the control processing unit 14 reflects the irradiation position (incident position) of the excitation light α onto the metal film 55 so as to be the center of the measurement region of the light measurement unit 40. The member 36 is positioned (second positioning) (step S3).

詳しくは、先ず、制御処理部14は、反射部材駆動部37の往復駆動機構によって反射部材36を上端位置に移動させる(ステップS31)。この上端位置とは、励起光αが金属膜55に入射したときに、その入射位置が光測定部40の測定領域よりも外側となる位置である(図11(A)の位置A参照)。制御処理部14は、反射部材36がこの位置のときに光源部21により励起光αを射出させ、このときに金属膜55で生じる光の強度を光測定部40により測定し、その測定結果を記憶する(ステップS32)。制御処理部14は、反射部材36が下端位置か否かを判断する(ステップS33)。この下端位置についての詳細は後述する。制御処理部14は、反射部材36が下端位置でないと判断すると、往復駆動機構によって反射部材36を所定量下方に移動させる(ステップS34)。このとき、制御処理部14は、回転駆動機構により反射部材36を回転させることなく、往復駆動機構のみによって反射部材36を移動させる。即ち、制御処理部14は、光源部21からの励起光αに対する反射面36aの向きを変えることなく、反射部材36の位置のみを移動させる。反射部材36が移動後、制御処理部14は、光源部21から励起光を射出させ、このときに金属膜55で生じる光の強度を光測定部40により測定し、その測定結果を記憶する(ステップS32)。そして、制御処理部14は、反射部材36が下端位置か否かを判断する(ステップS33)。制御処理部14は、反射部材36が下端位置に移動するまで、このステップS32〜ステップS34を順に繰り返す。   Specifically, first, the control processing unit 14 moves the reflecting member 36 to the upper end position by the reciprocating driving mechanism of the reflecting member driving unit 37 (step S31). This upper end position is a position where the incident position is outside the measurement region of the light measurement unit 40 when the excitation light α is incident on the metal film 55 (see position A in FIG. 11A). The control processing unit 14 causes the light source unit 21 to emit the excitation light α when the reflecting member 36 is at this position, and the light measurement unit 40 measures the intensity of the light generated at the metal film 55 at this time, and the measurement result is obtained. Store (step S32). The control processing unit 14 determines whether or not the reflecting member 36 is at the lower end position (step S33). Details of the lower end position will be described later. When determining that the reflecting member 36 is not at the lower end position, the control processing unit 14 moves the reflecting member 36 downward by a predetermined amount by the reciprocating drive mechanism (step S34). At this time, the control processing unit 14 moves the reflecting member 36 only by the reciprocating driving mechanism without rotating the reflecting member 36 by the rotation driving mechanism. That is, the control processing unit 14 moves only the position of the reflecting member 36 without changing the direction of the reflecting surface 36 a with respect to the excitation light α from the light source unit 21. After the reflecting member 36 moves, the control processing unit 14 emits excitation light from the light source unit 21, measures the intensity of light generated at the metal film 55 at this time by the light measuring unit 40, and stores the measurement result ( Step S32). Then, the control processing unit 14 determines whether or not the reflecting member 36 is at the lower end position (step S33). The control processing unit 14 repeats step S32 to step S34 in order until the reflecting member 36 moves to the lower end position.

制御処理部14は、光測定部40により測定した光の強度が記憶した各光量のうちの最大光量から光量が50%減少したか否かにより、反射部材が下端位置に到達したか否かを判断する。詳しくは、最初は、金属膜55において励起光αの照射領域が光測定部40の測定領域の外であるため、光測定部40により測定される光量が小さい。そして、反射部材36が次第に下方に移動して、励起光αの照射領域が光測定部40の測定領域内に入ってくると(図11(A)の位置B参照)、光測定部40により測定される光の光量が次第に大きくなり、更に反射部材36が下方に移動して励起光αの照射領域全体が光測定部40の測定領域内に完全に含まれた状態となったとき(図11(A)の位置C参照)に光測定部40により測定される金属膜55で生じる光の光量が最大となる。そして、更に反射部材36が下方に移動すると、励起光αの照射領域が光測定部40の測定領域における反対側の端部から外側に移動する(図11(A)の位置D参照)ため、光測定部40により測定される光の光量が減少する(即ち、ケラレ(光量落ち)が発生する)。制御処理部14は、これらの光の強度とその強度が測定されたときの反射部材36の上下方向の位置とを関連付けて記憶すると共に、測定される光の強度が最大光量の50%落ちとなったか否かを判断する。そして、制御処理部14は、光測定部40により測定される光の強度が最大強度の50%落ちとなったときに、反射部材36が下端位置に到達したと判断する。   The control processing unit 14 determines whether or not the reflecting member has reached the lower end position based on whether or not the light intensity measured by the light measurement unit 40 has decreased by 50% from the maximum light amount among the stored light amounts. to decide. Specifically, since the irradiation region of the excitation light α is outside the measurement region of the light measurement unit 40 in the metal film 55, the amount of light measured by the light measurement unit 40 is small. Then, when the reflecting member 36 gradually moves downward and the irradiation region of the excitation light α enters the measurement region of the light measurement unit 40 (see position B in FIG. 11A), the light measurement unit 40 When the amount of light to be measured gradually increases and the reflecting member 36 further moves downward, the entire irradiation region of the excitation light α is completely included in the measurement region of the light measurement unit 40 (see FIG. 11 (A) (see position C), the amount of light generated by the metal film 55 measured by the light measurement unit 40 is maximized. When the reflecting member 36 further moves downward, the irradiation region of the excitation light α moves outward from the opposite end of the measurement region of the light measurement unit 40 (see position D in FIG. 11A). The amount of light measured by the light measurement unit 40 decreases (that is, vignetting occurs). The control processing unit 14 stores the intensity of these lights in association with the vertical position of the reflecting member 36 when the intensity is measured, and the measured intensity of the light is 50% lower than the maximum light quantity. Judge whether or not. Then, the control processing unit 14 determines that the reflection member 36 has reached the lower end position when the light intensity measured by the light measurement unit 40 falls by 50% of the maximum intensity.

制御処理部14は、反射部材36が下端位置に移動したと判断すると、記憶している光量の各値から最大光量の50%落ちとなっている値を選出する(ステップS35)。このとき、選出される値は、2つある(図11(A)の位置Bと位置D参照)。制御処理部14は、光測定部40により測定される光量が最大光量50%落ちとなったときの反射部材36の位置をそれぞれ選出し、その中心位置(図11(A)の位置Ce参照)を算出し、これを記憶する(ステップS36)。そして、制御処理部14は、往復動駆動機構により反射部材36を移動させて、求めた中心位置Ceに照射領域を移動させる(ステップS37、図11(B)参照)。   When determining that the reflecting member 36 has moved to the lower end position, the control processing unit 14 selects a value that is 50% lower than the maximum light amount from each stored light amount value (step S35). At this time, there are two values to be selected (see position B and position D in FIG. 11A). The control processing unit 14 selects the position of the reflection member 36 when the light amount measured by the light measurement unit 40 falls by 50% of the maximum light amount, and the center position thereof (see position Ce in FIG. 11A). Is calculated and stored (step S36). Then, the control processing unit 14 moves the reflection member 36 by the reciprocating drive mechanism, and moves the irradiation region to the determined center position Ce (see step S37, FIG. 11B).

これにより、光測定部40により測定される分析チップ50毎の自家蛍光の光量を一定にすることができる。詳しくは、プリズム51内を進行する励起光αにより、プリズム51内部で蛍光が発生する(自家蛍光)。この蛍光は、金属膜55で生じる散乱光等(プラズモン散乱光や拡散光等)に比べて微弱であるが、試料液中の検体の濃度が低い場合にこの検体に標識された蛍光物質が発する励起蛍光と比べると同等レベルとなるため、励起蛍光の測定においてノイズとなる。この自家蛍光は微弱であるため、励起蛍光の測定においてノイズとなり得るのは、金属膜55における励起光αの照射領域近傍の光が殆どである。表面プラズモン共鳴が生じているときに金属膜55で反射される励起光αは殆んどなくなるため、光測定部40の測定領域の入射側(図11(A)における左側)からの自家蛍光が問題となる。この自家蛍光の光量は、光路長に比例するため、光測定部40の測定領域にある入射側の光路長が一定になるように励起光αの照射位置を調整することが必要となる。そこで、上記のようにして、光測定部40の測定領域において励起光αの照射位置が常に中心となるように調整することにより、光測定部40の測定領域における励起光αの入射側の光路長が一定となり、その結果、分析チップ50(プリズム51)毎の自家蛍光の差が抑えられ、検体の分析精度を向上させることができる。   Thereby, the amount of autofluorescence for each analysis chip 50 measured by the light measurement unit 40 can be made constant. Specifically, fluorescence is generated inside the prism 51 by the excitation light α traveling in the prism 51 (autofluorescence). This fluorescence is weak compared to scattered light or the like (plasmon scattered light or diffused light) generated in the metal film 55, but a fluorescent substance labeled on the specimen is emitted when the concentration of the specimen in the sample liquid is low. Since it becomes the same level as excitation fluorescence, it becomes noise in measurement of excitation fluorescence. Since the autofluorescence is weak, most of the light in the vicinity of the irradiation region of the excitation light α in the metal film 55 can cause noise in the measurement of the excitation fluorescence. Since excitation light α reflected by the metal film 55 is almost eliminated when surface plasmon resonance occurs, autofluorescence from the incident side (left side in FIG. 11A) of the measurement region of the light measurement unit 40 is generated. It becomes a problem. Since the amount of this autofluorescence is proportional to the optical path length, it is necessary to adjust the irradiation position of the excitation light α so that the incident-side optical path length in the measurement region of the light measurement unit 40 is constant. Therefore, the optical path on the incident side of the excitation light α in the measurement region of the light measurement unit 40 is adjusted as described above so that the irradiation position of the excitation light α is always centered in the measurement region of the light measurement unit 40. The length becomes constant, and as a result, the difference in autofluorescence for each analysis chip 50 (prism 51) can be suppressed, and the analysis accuracy of the specimen can be improved.

<複屈折測定工程>
次に、励起光αがプリズム51中を進行する際に複屈折が生じるため、制御処理部14は、この複屈折を測定し(ステップS4)、検体に標識された蛍光物質からの励起蛍光の測定の際にこれを考慮することにより、検体の測定精度を向上させる。詳しくは、複屈折は、媒体中を光が透過する際に生じる。光が樹脂等の誘電体を透過する場合に複屈折は大きくなる。この複屈折は、媒体中の密度差等によって生じ、この密度差は媒体の成形時に生じる。そのため、個々のプリズム51によって複屈折の度合いが異なる。複屈折によりプリズム51中を進む励起光αに位相回転が生じ、金属膜55に対してP波だけ入射させたいにも関わらず、この複屈折による位相回転によって励起光αにS波成分が生じる。この複屈折によって生じたS波成分の量に応じて増強電場によって励起された励起蛍光の光量が減少する。そのため、制御処理部14(詳しくは、補正部143)がこの減少分を補正することにより、分析装置10における検体の検出精度及び感度が向上する。
<Birefringence measurement process>
Next, since the birefringence occurs when the excitation light α travels through the prism 51, the control processing unit 14 measures this birefringence (step S4), and the excitation fluorescence from the fluorescent substance labeled on the specimen is measured. By taking this into account during measurement, the measurement accuracy of the specimen is improved. Specifically, birefringence occurs when light passes through the medium. Birefringence increases when light passes through a dielectric such as resin. This birefringence is caused by a density difference or the like in the medium, and this density difference occurs when the medium is molded. Therefore, the degree of birefringence differs depending on the individual prism 51. Although the phase rotation occurs in the excitation light α traveling in the prism 51 due to birefringence and only the P wave is desired to be incident on the metal film 55, the S wave component is generated in the excitation light α due to the phase rotation due to the birefringence. . The amount of excitation fluorescence excited by the enhanced electric field decreases in accordance with the amount of S wave component generated by this birefringence. For this reason, the control processing unit 14 (specifically, the correction unit 143) corrects this decrease, thereby improving the specimen detection accuracy and sensitivity in the analyzer 10.

具体的に、制御処理部14(詳しくは、ズレ角導出部141)は、光源部21から励起光αを射出させ、光測定部40により金属膜55で生じた光の強度を測定する。このとき、1/2波長板33は、初期状態である(ステップS41)。そして、制御処理部14(ズレ角導出部141)は、回転駆動部34によって1/2波長板33を回転させつつ、光測定部40により測定した光の強度を1/2波長板33の回転位置(初期状態からの回転角度)と関連付けて記憶する(ステップS42及びステップS43)。制御処理部14(ズレ角導出部141)が1/2波長板33を回転させることにより、金属膜55に入射する励起光αのP波成分とS波成分とが増減し、これに伴って、1/2波長板33を回転させた状態で光測定部40により測定される光の強度が増減する。このとき、励起光αにおいてP波成分が多くなるとこれに伴ってS波成分が少なくなり、P波成分が少なくなるとこれに伴ってS波成分が多くなる。そして、金属膜55に入射する励起光αにおいてP波成分が多くなるほど光測定部40により測定される光の強度が大きくなり、S波成分が多くなるほど光測定部40により測定される光の強度が小さくなる。これは、P波成分は表面プラズモン共鳴に寄与するが、S波成分は表面プラズモン共鳴に寄与しないためである。   Specifically, the control processing unit 14 (specifically, the deviation angle deriving unit 141) emits the excitation light α from the light source unit 21, and measures the intensity of light generated in the metal film 55 by the light measurement unit 40. At this time, the half-wave plate 33 is in an initial state (step S41). Then, the control processing unit 14 (deviation angle deriving unit 141) rotates the half-wave plate 33 by the rotation driving unit 34 while rotating the half-wave plate 33 with the intensity of the light measured by the light measurement unit 40. It is stored in association with the position (rotation angle from the initial state) (step S42 and step S43). When the control processing unit 14 (deviation angle deriving unit 141) rotates the half-wave plate 33, the P wave component and the S wave component of the excitation light α incident on the metal film 55 increase and decrease. The intensity of the light measured by the light measurement unit 40 increases or decreases while the half-wave plate 33 is rotated. At this time, if the P wave component increases in the excitation light α, the S wave component decreases accordingly, and if the P wave component decreases, the S wave component increases accordingly. The intensity of light measured by the light measurement unit 40 increases as the P wave component increases in the excitation light α incident on the metal film 55, and the intensity of light measured by the light measurement unit 40 increases as the S wave component increases. Becomes smaller. This is because the P wave component contributes to surface plasmon resonance, but the S wave component does not contribute to surface plasmon resonance.

制御処理部14(ズレ角導出部141)は、光測定部40により測定される光の光量の最大値DRmaxと最小値DRminが得られるまで、ステップS42及びステップS43を順に繰り返す(ステップS44)。制御処理部14(ズレ角導出部141)は、最大値DRmaxと最小値DRminとが得られると、記憶した光量からこれら最大値DRmaxと最小値DRminとを選出し(ステップS45)、これらの各値を記憶すると共に、これら各値が得られたときの1/2波長板33の回転位置(具体的には、最大値DRmaxが得られたときの第1回転位置と、最小値DRminが得られたときの第2回転位置と)を記憶する。 The control processing unit 14 (deviation angle deriving unit 141) repeats step S42 and step S43 in order until the maximum value DR max and the minimum value DR min of the amount of light measured by the light measurement unit 40 are obtained (step S44). ). When the maximum value DR max and the minimum value DR min are obtained, the control processing unit 14 (deviation angle deriving unit 141) selects the maximum value DR max and the minimum value DR min from the stored light amount (step S45). These values are stored, and the rotational position of the half-wave plate 33 when these values are obtained (specifically, the first rotational position when the maximum value DR max is obtained, and And the second rotational position when the minimum value DR min is obtained).

次に、制御処理部14(ズレ角導出部141)は、記憶した最大値DRmax及び最小値DRminと、共鳴角走査工程において記憶していた表面拡散光(SK)の強度とから、以下の式(4)により、当該プリズム51での複屈折によるズレ角(長軸回転量)θを求める。そして、制御処理部14(補正値導出部142)は、ズレ角θから式(5)により補正値Kを導出する。制御処理部14は、このように求めたズレ角θと補正値Kとを記憶する(ステップS46)。

Figure 0005472033
Figure 0005472033
Next, the control processing unit 14 (deviation angle deriving unit 141) calculates the following from the stored maximum value DR max and minimum value DR min and the intensity of the surface diffused light (SK) stored in the resonance angle scanning step. The deviation angle (major axis rotation amount) θ i due to birefringence at the prism 51 is obtained by the equation (4). Then, the control processing unit 14 (correction value deriving unit 142) derives the correction value K from the deviation angle θ i according to the equation (5). The control processing unit 14 stores the deviation angle θ i and the correction value K obtained in this way (step S46).
Figure 0005472033
Figure 0005472033

そして、制御処理部14は、回転駆動部34により最大値(DRmax)が得られたときの回転位置まで1/2波長板33を回転させる。これにより、P波成分が最も多い状態で(即ち、S波成分が最も少ない状態で)励起光αが金属膜55に入射する。 Then, the control processing unit 14 rotates the half-wave plate 33 to the rotation position when the maximum value (DR max ) is obtained by the rotation driving unit 34. Accordingly, the excitation light α is incident on the metal film 55 in a state where the P wave component is the largest (that is, in a state where the S wave component is the smallest).

ここで、上記のズレ角θと補正値Kとについて説明する。 Here, the deviation angle θ i and the correction value K will be described.

複屈折特性を有するプリズム51は、光学主軸(遅相軸と進相軸)を有し、この光学主軸と当該プリズム51への入射光(本実施形態における励起光α)の偏光方向との関係よって励起光αの偏光状態を変化させる。例えば、金属膜55に対するP波方向とプリズム51の光学主軸とのなす角(ズレ角)がθのときに、光学主軸と励起光αの偏光方向とが一致しない場合は、当該プリズム51内を進行して金属膜55に入射する励起光αの偏光状態は、位相回転により楕円偏光となる(図12(A)参照)。そして、光学主軸と励起光αの偏光方向とが同じ場合は、当該プリズム51内を進行して金属膜55に入射する励起光αの偏光方向は光学主軸と同じであり、光測定部40により測定される光の光量が最大となる(図12(B)参照)。一方、光学主軸と励起光αの偏光方向とが90°ズレている場合は、当該プリズム51内を進行して金属膜55に入射する励起光αの偏光方向は光学主軸と直交する方向となり、光測定部40により測定される光の光量が最小となる(図12(C)参照)。 The prism 51 having birefringence characteristics has an optical main axis (slow axis and fast axis), and the relationship between the optical main axis and the polarization direction of incident light (excitation light α in the present embodiment) to the prism 51. Therefore, the polarization state of the excitation light α is changed. For example, when the angle (deviation angle) between the P wave direction with respect to the metal film 55 and the optical principal axis of the prism 51 is θ i , if the optical principal axis and the polarization direction of the excitation light α do not match, The polarization state of the excitation light α that travels through and enters the metal film 55 becomes elliptically polarized light by phase rotation (see FIG. 12A). When the optical main axis and the polarization direction of the excitation light α are the same, the polarization direction of the excitation light α traveling through the prism 51 and entering the metal film 55 is the same as the optical main axis. The amount of light to be measured is maximized (see FIG. 12B). On the other hand, when the optical main axis and the polarization direction of the excitation light α are shifted by 90 °, the polarization direction of the excitation light α traveling through the prism 51 and entering the metal film 55 is a direction orthogonal to the optical main axis, The amount of light measured by the light measurement unit 40 is minimized (see FIG. 12C).

このようにP方向とのズレ角をθとしたときに、最大値(最大光量の値)DRmaxは、元光量比(複屈折がない状態で測定される光量との比)でcosθ、最小値(最大光量の値)DRminは、元光量比でsinθとなる。この最大値DRmaxと最小値DRminとが得られれば、θを以下の式(6)により求めることができる。

Figure 0005472033
このズレ角θが求まれば、プリズムにおいて複屈折がない場合に光測定部40により測定される光の光量が以下の式(7)及び式(8)から得られる。
Figure 0005472033
これより、
Figure 0005472033
が得られる。 Thus, when the deviation angle with respect to the P direction is θ i , the maximum value (maximum light amount value) DR max is the original light amount ratio (ratio with the light amount measured without birefringence) cos 2. θ i and the minimum value (maximum light amount value) DR min are sin 2 θ i in terms of the original light amount ratio. If the maximum value DR max and the minimum value DR min are obtained, θ i can be obtained by the following equation (6).
Figure 0005472033
If the deviation angle θ i is obtained, the amount of light measured by the light measurement unit 40 when there is no birefringence in the prism can be obtained from the following equations (7) and (8).
Figure 0005472033
Than this,
Figure 0005472033
Is obtained.

<励起蛍光測定工程>
次に、制御処理部14は、第1及び第2の位置決めが行われた状態の反射部材36に対して光源部21により励起光αを照射する。これにより、励起光αが金属膜55に表面プラズモン共鳴を生じさせ、これに基づく増強電場によって金属膜55の捕捉体56に捕捉された検体に標識された蛍光物質が励起して蛍光(励起蛍光)を発する。そして、制御処理部14は、光測定部40により励起蛍光の測定を行う(ステップS5)。
<Excitation fluorescence measurement process>
Next, the control processing unit 14 irradiates the reflection member 36 in the state in which the first and second positioning are performed by the light source unit 21 with the excitation light α. As a result, the excitation light α causes surface plasmon resonance in the metal film 55, and the fluorescent substance labeled on the specimen captured by the capture body 56 of the metal film 55 is excited by the enhanced electric field based on the surface plasmon resonance. ). And the control process part 14 measures excitation fluorescence by the light measurement part 40 (step S5).

具体的に、制御処理部14は、位置切換部48により第2BPF46をフィルタリング位置に移動させると共に、第2NDF47を退避位置に退避させる(ステップS51:図1及び図4参照)。そして、制御処理部14は、光源部21から射出される励起光αが反射部材36の裏面36bに設けられた無反射光吸収物質に入射するように、反射部材駆動部37の回転駆動機構により反射部材36を回転させる(ステップS52)。これにより、プリズム51に励起光αが入射していない状態となり、制御処理部14は、この状態で光測定部40により測定を行い、このときの光測定部40からの出力(暗ノイズDN)を記憶する(ステップS53)。制御処理部14は、再び、反射部材36の反射面36aに光源部21からの励起光αが入射するように、反射部材駆動部37の回転駆動機構により反射部材36を回転させる(ステップS54)。このときの反射面36aの向きは、共鳴角走査工程のステップS29において設定された向きである。   Specifically, the control processing unit 14 causes the position switching unit 48 to move the second BPF 46 to the filtering position and retracts the second NDF 47 to the retracted position (step S51: see FIGS. 1 and 4). Then, the control processing unit 14 uses the rotation driving mechanism of the reflecting member driving unit 37 so that the excitation light α emitted from the light source unit 21 is incident on the non-reflecting light absorbing material provided on the back surface 36b of the reflecting member 36. The reflecting member 36 is rotated (step S52). As a result, the excitation light α is not incident on the prism 51, and the control processing unit 14 performs measurement with the light measurement unit 40 in this state, and the output (dark noise DN) from the light measurement unit 40 at this time. Is stored (step S53). The control processing unit 14 rotates the reflecting member 36 again by the rotation driving mechanism of the reflecting member driving unit 37 so that the excitation light α from the light source unit 21 is incident on the reflecting surface 36a of the reflecting member 36 again (step S54). . The direction of the reflecting surface 36a at this time is the direction set in step S29 of the resonance angle scanning process.

制御処理部14は、光源部21から励起光αを射出させ、金属膜55近傍に生じた増強電場に起因する励起蛍光の光量を光測定部40により測定し、これを記憶する(ステップS55)。これにより、制御処理部14は、測定最大光量(第1光量値)Smaxを得る。これは、複屈折測定工程において、励起光αを金属膜55に入射させたときに金属膜55で生じる光の強度が最大値DRmaxとなる第1回転位置に1/2波長板33を回転させているため、金属膜55近傍の増強電場の強度が最も大きくなっているからである。 The control processing unit 14 emits the excitation light α from the light source unit 21, measures the amount of excitation fluorescence caused by the enhanced electric field generated in the vicinity of the metal film 55 by the light measurement unit 40, and stores this (step S55). . Thereby, the control processing unit 14 obtains the measurement maximum light quantity (first light quantity value) Smax . This is because, in the birefringence measurement step, the half-wave plate 33 is rotated to the first rotation position where the intensity of the light generated in the metal film 55 becomes the maximum value DR max when the excitation light α is incident on the metal film 55. This is because the strength of the enhanced electric field in the vicinity of the metal film 55 is maximized.

次に、制御処理部14は、回転駆動部34により、複屈折工程において励起光αを金属膜55に入射させたときに金属膜55で生じる光の強度が最小値DRminとなる第2回転位置に1/2波長板33を回転させる(ステップS56)。そして、制御処理部14は、光測定部40により励起蛍光の光量を測定し、これを記憶する(ステップS57)。これにより、制御処理部14は、測定最小光量(第2光量値)Sminを得る。 Next, the control processing unit 14 causes the rotation driving unit 34 to perform the second rotation in which the intensity of light generated in the metal film 55 becomes the minimum value DR min when the excitation light α is incident on the metal film 55 in the birefringence process. The half-wave plate 33 is rotated to the position (step S56). And the control process part 14 measures the light quantity of excitation fluorescence by the light measurement part 40, and memorize | stores this (step S57). Thereby, the control processing unit 14 obtains the minimum measurement light quantity (second light quantity value) Smin .

制御処理部14(詳しくは、補正部143)は、記憶している測定最大光量Smaxと、測定最小光量Sminと、暗ノイズDNとから、以下の式(9−1)〜式(13−2)に示すようにして、プリズムにおける自家蛍光の光量hを導出する。ここで、Smaxが得られたときの励起蛍光の光量をH、自家蛍光の光量をhとし、Sminが得られたときの励起蛍光の光量をH、自家蛍光の光量をhとする。 The control processing unit 14 (specifically, the correction unit 143), from the stored measurement maximum light quantity Smax , measurement minimum light quantity Smin , and dark noise DN, the following expressions (9-1) to (13) As shown in -2), the light amount h of autofluorescence in the prism is derived. Here, the amount of excitation fluorescence when S max is obtained is H 1 , the amount of autofluorescence is h 1 , the amount of excitation fluorescence when S min is obtained is H 2 , and the amount of autofluorescence is h 2 .

まず、

Figure 0005472033
より、
Figure 0005472033
First,
Figure 0005472033
Than,
Figure 0005472033

また、

Figure 0005472033
より、
Figure 0005472033
Also,
Figure 0005472033
Than,
Figure 0005472033

そして、式(10)と式(12)とにより、

Figure 0005472033
が得られる。 And by the formula (10) and the formula (12),
Figure 0005472033
Is obtained.

そして、制御処理部14(補正部143)は、複屈折測定工程で求めた補正値Kを用いて、

Figure 0005472033
から、励起蛍光の光量Hを導出し、これを記憶する(ステップS58)。 Then, the control processing unit 14 (correction unit 143) uses the correction value K obtained in the birefringence measurement step,
Figure 0005472033
From this, the light quantity H of the excitation fluorescence is derived and stored (step S58).

尚、プリズム51が複屈折のない、若しくは微小な材料(樹脂も含む)で形成されている場合であれば、制御処理部14は、以下の近似式(15)により、励起蛍光の光量Hを求める。

Figure 0005472033
Note that if the prism 51 is formed of birefringence or a fine material (including resin), the control processing unit 14 calculates the amount H of excitation fluorescence by the following approximate expression (15). Ask.
Figure 0005472033

さらに、暗ノイズ(DN)が非常に少ない測定系の場合には、制御処理部14は、以下の近似式(16)により、励起蛍光の光量Hを求める。

Figure 0005472033
Further, in the case of a measurement system with very little dark noise (DN), the control processing unit 14 obtains the amount H of excitation fluorescence by the following approximate expression (16).
Figure 0005472033

<記憶・表示工程>
以上のようにして制御処理部14は、複屈折の影響等を取り除いた励起蛍光の光量Hを求めた後、これを検体番号と関連付けて記憶し、その他の記憶を消去する(ステップS6)。また、制御処理部14は、この検体番号と関連付けて記憶した励起蛍光の光量Hに基づく情報を表示部16に出力し、表示部16がこれを表示する。
<Memory / display process>
As described above, the control processing unit 14 obtains the excitation fluorescence light amount H from which the influence of birefringence is removed, stores this in association with the specimen number, and erases other memory (step S6). In addition, the control processing unit 14 outputs information based on the excitation fluorescence light quantity H stored in association with the specimen number to the display unit 16, and the display unit 16 displays the information.

最後に、制御処理部14は、反射部材36を初期位置に復帰させて(ステップS7)一連の測定を終了する。   Finally, the control processing unit 14 returns the reflecting member 36 to the initial position (step S7) and ends the series of measurements.

本実施形態によれば、光測定部40によって測定された励起蛍光の光量を補正値Kによって補正することにより、プリズム51内で励起光αが複屈折せずに金属膜55に入射(金属膜55で反射)したときに測定される蛍光の光量(複屈折に基づく誤差を抑えた蛍光の光量)が得られる。これにより、検査毎にプリズム51を交換しても、各プリズム51において複屈折による位相回転が生じることなく励起光αが金属膜55に入射した場合に測定される蛍光の光量をそれぞれ得ることができるため、プリズム51毎の複屈折の度合いのばらつきに起因する測定誤差を効果的に抑制することができる。   According to the present embodiment, the amount of excitation fluorescence measured by the light measurement unit 40 is corrected by the correction value K, so that the excitation light α is incident on the metal film 55 without birefringence in the prism 51 (metal film The amount of fluorescent light measured when reflected at 55 is obtained (the amount of fluorescent light with reduced error based on birefringence). As a result, even if the prism 51 is replaced for each inspection, the amount of fluorescence measured when the excitation light α is incident on the metal film 55 can be obtained without causing phase rotation due to birefringence in each prism 51. Therefore, measurement errors due to variations in the degree of birefringence for each prism 51 can be effectively suppressed.

しかも、1/2波長板33を回転させつつ金属膜55及びその隣接する領域で生じる光の光量を測定するだけで測定値に含まれる誤差を低減させることができるため、従来の分析装置のように反射励起光の光量を測定してその測定結果をフィードバックしながら複数の偏光素子の位置や姿勢をそれぞれ調整する必要がなく、検体の分析時間を短縮することが可能となる。   In addition, since the error included in the measurement value can be reduced only by measuring the amount of light generated in the metal film 55 and its adjacent region while rotating the half-wave plate 33, it is like a conventional analyzer. In addition, it is not necessary to adjust the positions and orientations of the plurality of polarizing elements while measuring the amount of reflected excitation light and feeding back the measurement results, thereby shortening the analysis time of the specimen.

さらに、本実施形態の分析装置10によれば、励起光αの偏光方向の調整のために1/2波長板33が1つあればよく、複数の偏光素子とこれらの位置と姿勢とをそれぞれ制御する駆動装置を備えた従来の分析装置に比べ、分析装置の構成の簡素化及び小型化を図ることが可能となる。   Furthermore, according to the analyzer 10 of the present embodiment, only one half-wave plate 33 is required for adjusting the polarization direction of the excitation light α, and a plurality of polarizing elements and their positions and postures are respectively set. Compared to a conventional analyzer equipped with a driving device to be controlled, the configuration of the analyzer can be simplified and downsized.

また、本実施形態によれば、制御処理部14によって自動的に補正値Kの導出と、複屈折に基づく誤差を抑えた蛍光の光量の検出と、検体の分析とが行われる。   Further, according to the present embodiment, the control processing unit 14 automatically performs the derivation of the correction value K, the detection of the amount of fluorescent light while suppressing the error based on the birefringence, and the analysis of the specimen.

尚、分析装置10において、制御処理部14が、表面拡散光量SKを格納可能な記憶部を有し、ズレ角導出部141が、この記憶部に格納された表面拡散光量SKを用いてズレ角θを求めるように構成すれば、検査毎に表面拡散光量SKの測定を行わなくてもズレ角θを求めることができ、検体の分析時間を短縮することができる。 In the analysis apparatus 10, the control processing unit 14 has a storage unit that can store the surface diffusion light amount SK, and the deviation angle deriving unit 141 uses the surface diffusion light amount SK stored in this storage unit. If configured to obtain θ i , the deviation angle θ i can be obtained without measuring the surface diffusion light quantity SK for each examination, and the analysis time of the specimen can be shortened.

また、本実施形態によれば、高感度且つ高精度の検体の検出が可能となる。具体的には、表面プラズモン共鳴によって金属膜55で生じる光の強度を測定することにより、金属膜55の表面55a近傍に形成される増強電場の強度が最大となる金属膜55への励起入射角θが精度よく得られる。このとき、金属膜55で生じる光は、プラズモン散乱光や表面拡散光等の励起波長の光であるため、この波長成分を遮る第2BPF46を退避位置にすることで、表面プラズモン共鳴に基づいて金属膜55で生じる光の強度の増減を精度よく測定することができる。しかも、検体の検出時においては、測定光学系42の光路上に第2BPF46を入れることで、光測定部40において測定される光からプラズモン散乱光や表面拡散光等の励起波長の光の成分が除かれ、これにより、検体に標識された蛍起物質が発した励起蛍光を精度よく測定することができる。従って、測定により得られる信号のSN比が高く、高精度且つ高感度な検体の検出が可能となる。 In addition, according to the present embodiment, it is possible to detect a sample with high sensitivity and high accuracy. Specifically, by measuring the intensity of light generated in the metal film 55 by surface plasmon resonance, the excitation incident angle to the metal film 55 at which the intensity of the enhanced electric field formed in the vicinity of the surface 55a of the metal film 55 is maximized. θ 1 can be obtained with high accuracy. At this time, since the light generated in the metal film 55 is light having an excitation wavelength such as plasmon scattered light or surface diffused light, the second BPF 46 that blocks this wavelength component is placed in the retracted position, so that the metal is generated based on the surface plasmon resonance. The increase / decrease in the intensity of light generated in the film 55 can be accurately measured. Moreover, at the time of detection of the specimen, by inserting the second BPF 46 on the optical path of the measurement optical system 42, light components having excitation wavelengths such as plasmon scattered light and surface diffused light from the light measured by the light measurement unit 40 can be obtained. As a result, the excitation fluorescence emitted from the fluorescent substance labeled on the specimen can be accurately measured. Therefore, the signal obtained by measurement has a high S / N ratio, and it is possible to detect a sample with high accuracy and high sensitivity.

また、本実施形態によれば、測定結果からプリズム51における自家蛍光の影響を取り除くことができ、これにより、広範なダイナミックレンジを確保することができる。   Moreover, according to this embodiment, the influence of the autofluorescence in the prism 51 can be removed from the measurement result, thereby ensuring a wide dynamic range.

詳しくは、金属膜55に対する励起光αの偏光方向を変えつつ金属膜55生じる光を測定することにより検出された光の強度の増減から、金属膜55で反射されるときの励起光においてS波成分(表面プラズモン共鳴に寄与する成分)が最も多くなるときの1/2波長板33の回転位置と、P波成分(表面プラズモン共鳴に寄与する成分)が最も多くなるときの1/2波長板33の回転位置とをそれぞれ求めることができる。そして、1/2波長板33を調整して励起光αの偏光方向を金属膜55での反射時においてS波成分が最も多くなる状態にして光測定部40で励起蛍光を測定することにより、プリズム51における自家蛍光の光量を求めることができる。これにより、1/2波長板33を調整して励起光αの偏光方向を金属膜55へ入射した時にP波成分が最も多くなる状態にして光測定部40で励起蛍光を測定した結果から自家蛍光の影響を取り除き励起蛍光を抽出することが可能となる。その結果、当該分析装置10によれば、自家蛍光の影響を抑えて励起蛍光を精度よく検出することが可能となり、広範なダイナミックレンジが確保される。   Specifically, the S wave in the excitation light when reflected by the metal film 55 from the increase / decrease in the intensity of the light detected by measuring the light generated by the metal film 55 while changing the polarization direction of the excitation light α with respect to the metal film 55. The rotational position of the half-wave plate 33 when the component (component contributing to surface plasmon resonance) is the largest, and the half-wave plate when the P wave component (component contributing to surface plasmon resonance) is the largest. 33 rotational positions can be obtained respectively. Then, by adjusting the half-wave plate 33 so that the polarization direction of the excitation light α is in a state where the S wave component is maximized when reflected by the metal film 55, the excitation fluorescence is measured by the light measurement unit 40. The amount of autofluorescence in the prism 51 can be obtained. As a result, the half-wave plate 33 is adjusted so that when the polarization direction of the excitation light α is incident on the metal film 55, the P-wave component is maximized, and the excitation fluorescence is measured by the light measurement unit 40 based on the result of the measurement. It becomes possible to remove the influence of fluorescence and extract excitation fluorescence. As a result, according to the analyzer 10, the influence of autofluorescence can be suppressed and excitation fluorescence can be detected with high accuracy, and a wide dynamic range is ensured.

また、本実施形態によれば、反射部材36を駆動することによって金属膜55に対する励起光αの入射角θを変えることができるため、入射角θの変更による金属膜55における励起光αの反射位置のずれを抑えることができる。即ち、上記に構成によれば、反射部材36の位置と反射面36aの向きとを変更・調整するだけで金属膜55に対する励起光αの入射角θを変えることができるため、従来のように光源や複数のレンズ等からなる励起光学系全体を動かして入射角θを調整する場合に比べて可動部品の数及び可動部分の重量等が抑えられ、これにより、可動部分における駆動誤差やガタつきを抑制することができる。その結果、励起光αの入射角θを変更することによる金属膜55での励起光αの反射位置のずれを好適に抑制することができる。   Further, according to the present embodiment, since the incident angle θ of the excitation light α with respect to the metal film 55 can be changed by driving the reflecting member 36, the reflection of the excitation light α on the metal film 55 by changing the incident angle θ. Position shift can be suppressed. That is, according to the configuration described above, the incident angle θ of the excitation light α with respect to the metal film 55 can be changed only by changing / adjusting the position of the reflecting member 36 and the direction of the reflecting surface 36a. Compared to adjusting the incident angle θ by moving the entire excitation optical system consisting of a light source and multiple lenses, the number of movable parts and the weight of the movable part can be reduced. Can be suppressed. As a result, it is possible to suitably suppress the deviation of the reflection position of the excitation light α on the metal film 55 due to changing the incident angle θ of the excitation light α.

しかも、プリズム51内に1つの励起光αを入射させて金属膜55近傍に表面プラズモン共鳴に基づく増強電場を生じさせるため、従来のように入射角θの異なる複数の励起光α、α、…をプリズム51内に同時に入射させる場合のように自家蛍光の光量が増加することを防ぐことができる。これにより、表面プラズモン共鳴によって金属膜55近傍に生じた光を測定して得られる信号において自家蛍光に起因するSN比の低下を抑えることができる。   Moreover, in order to cause one excitation light α to enter the prism 51 and generate an enhanced electric field based on surface plasmon resonance in the vicinity of the metal film 55, a plurality of excitation lights α, α,. It is possible to prevent the amount of autofluorescence from increasing as in the case where the light is incident on the prism 51 at the same time. Thereby, in the signal obtained by measuring the light generated in the vicinity of the metal film 55 by surface plasmon resonance, it is possible to suppress a decrease in the SN ratio due to autofluorescence.

また、本実施形態によれば、表面プラズモン共鳴によって増強電場の電場強度が最も大きくなるように、金属膜55に対する励起光αの入射角θが精度よく設定される。具体的には、金属膜55における反射光の角度スペクトルにおける吸収ピークと、増強電場の電場強度のピークとにはズレが生じるが、表面プラズモン共鳴に起因して生じる光(金属膜55で生じる光)の強度ピークは、増強電場の電場強度のピークと一致する。そのため、この金属膜55で生じる光の強度が最大となったときの反射部材36の位置と反射面36aの向きとになるように反射部材36を調整することで、金属膜55に入射する励起光αが増強電場の電場強度が最も大きくなる励起入射角θとなる。 Further, according to the present embodiment, the incident angle θ of the excitation light α with respect to the metal film 55 is set with high accuracy so that the electric field strength of the enhanced electric field is maximized by surface plasmon resonance. Specifically, a shift occurs between the absorption peak in the angle spectrum of the reflected light in the metal film 55 and the peak of the electric field intensity of the enhanced electric field, but light caused by surface plasmon resonance (light generated in the metal film 55). ) Matches the peak of the electric field strength of the enhanced electric field. Therefore, the excitation incident on the metal film 55 is adjusted by adjusting the reflection member 36 so that the position of the reflection member 36 and the direction of the reflection surface 36a when the intensity of light generated in the metal film 55 becomes maximum. The light α becomes the excitation incident angle θ 1 at which the electric field strength of the enhanced electric field is the largest.

次に、本発明の第2実施形態について図13及び図5を参照しつつ説明するが、上記第1実施形態と同様の構成には同一符号を用いると共に詳細な説明を省略し、異なる構成ついてのみ詳細に説明する。   Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 13 and 5. The same reference numerals are used for the same components as those in the first embodiment, and detailed descriptions are omitted. Only the details will be described.

本実施形態の分析装置10Aでは、光測定部40Aの構成及び制御処理部14Aの構成が第1実施形態の分析装置10の光測定部40の構成及び制御処理部14の構成と異なる(図1及び図5参照)。   In the analyzer 10A of the present embodiment, the configuration of the light measurement unit 40A and the configuration of the control processing unit 14A are different from the configuration of the light measurement unit 40 and the configuration of the control processing unit 14 of the analysis device 10 of the first embodiment (FIG. 1). And FIG. 5).

具体的には、光測定部40Aの第2整波部43Aは、第2BPF46を有する。この第2BRF46は、第1実施形態と異なり、測定光学系42の光路上に固定されている。即ち、本実施形態の第2整波部43Aには、第1実施形態の第2整波部43における第2NDF47と位置切換部48とがない。   Specifically, the second wave shaping unit 43A of the light measurement unit 40A has a second BPF 46. Unlike the first embodiment, the second BRF 46 is fixed on the optical path of the measurement optical system 42. That is, the second wave shaping unit 43A of the present embodiment does not include the second NDF 47 and the position switching unit 48 in the second wave shaping unit 43 of the first embodiment.

また、制御処理部14Aのズレ角導出部141Aは、光測定部40Aによって測定された励起蛍光の光量に基づいてズレ角θを求める。具体的に、ズレ角導出部141Aは、光源部21が励起光αを射出した状態で回転駆動部34によって1/2波長板33を回転させつつ光測定部40Aによって測定する励起蛍光の光量の最大値(最大蛍光量の値)Smaxと最小値(最小蛍光量の値)Sminとからズレ角θを求める。 Further, the deviation angle deriving unit 141A of the control processing unit 14A obtains the deviation angle θ i based on the amount of excitation fluorescence measured by the light measurement unit 40A. Specifically, the deviation angle deriving unit 141A has a light amount of excitation fluorescence measured by the light measurement unit 40A while rotating the half-wave plate 33 by the rotation driving unit 34 in a state where the light source unit 21 emits the excitation light α. The deviation angle θ i is determined from the maximum value (maximum fluorescence amount value) S max and the minimum value (minimum fluorescence amount value) S min .

具体的に、ズレ角導出部141Aは、最大値Smaxと最小値Sminとが得られれば、以下の式(17)により、プリズム51での複屈折によるズレ角(長軸回転量)θを求める。

Figure 0005472033
Specifically, when the maximum value S max and the minimum value S min are obtained, the deviation angle deriving unit 141A obtains a deviation angle (major axis rotation amount) θ due to birefringence in the prism 51 according to the following equation (17). i is determined.
Figure 0005472033

このように構成される分析装置10Aにおける検体の分析について、図6,図8,図9,図14及び図15も参照しつつ以下に説明する。尚、図14は、本実施形態の分析装置10Aにおける共鳴角走査シーケンスを示すフローチャートであり、図15は、本実施形態の分析装置10Aにおける励起蛍光測定シーケンスを示すフローチャートである。   The analysis of the sample in the analyzer 10A configured as described above will be described below with reference to FIGS. 6, 8, 9, 14, and 15. FIG. FIG. 14 is a flowchart showing a resonance angle scanning sequence in the analyzer 10A of this embodiment, and FIG. 15 is a flowchart showing an excitation fluorescence measurement sequence in the analyzer 10A of this embodiment.

<前処理工程>
第1実施形態と同様に、前処理工程において生成された試料液が分析チップ50に注入され、捕捉程56と検体とが反応する。反応が行われた分析チップ50は、チップ保持部12に搬送され、保持される(ステップS1)。
<Pretreatment process>
Similar to the first embodiment, the sample liquid generated in the pretreatment process is injected into the analysis chip 50, and the trapping degree 56 and the specimen react. The analysis chip 50 subjected to the reaction is transported to and held by the chip holding unit 12 (step S1).

<励起光源22の温調>
第1実施形態と同様に、波長変動の少ない安定的な波長の出力光を励起光源22に出力させるために励起光源22が温調回路25によって温調され、定温に維持される。
<Temperature control of excitation light source 22>
As in the first embodiment, the temperature of the excitation light source 22 is controlled by the temperature adjustment circuit 25 so that output light having a stable wavelength with little wavelength fluctuation is output to the excitation light source 22, and is maintained at a constant temperature.

<共鳴角走査工程>
分析チップ50がチップ保持部12に保持されると、制御処理部14Aは、共鳴角走査を行う。そして、制御処理部14Aは、反射部材36の第1の位置決めを行う(ステップS2)。
<Resonance angle scanning process>
When the analysis chip 50 is held by the chip holding unit 12, the control processing unit 14A performs resonance angle scanning. Then, the control processing unit 14A performs the first positioning of the reflecting member 36 (step S2).

具体的には、制御処理部14Aが反射部材駆動部37によって反射部材36を駆動することにより、金属膜55への励起光αの入射条件(励起入射角θ)の走査を行う。 Specifically, the control processing unit 14 </ b> A drives the reflecting member 36 by the reflecting member driving unit 37, thereby scanning the incident condition (excitation incident angle θ 1 ) of the excitation light α onto the metal film 55.

詳しくは、偏光方向調整部31の1/2波長板33は、初期状態となっている。そして、制御処理部14Aは、光源部21から励起光αを射出させた状態で、入射経路調整部35により金属膜55上の照射位置をずらさないように回転駆動機構により反射面36aの向きを回転させる(ステップS24)と共に往復駆動機構により反射部材36の位置を移動させる(ステップS25)。このとき、第1実施形態の分析装置10と異なり測定光学系42の光路上に第2BPF46が固定されているため、この第2BPF46により励起波長の光が遮られて受光部41には励起蛍光のみが到達する。これにより、光測定部40Aが励起蛍光の強度を測定してその測定結果を制御処理部14Aに出力し、制御処理部14Aが入射角θと関連付けてこの測定結果を記憶する(ステップS26A)。   Specifically, the half-wave plate 33 of the polarization direction adjusting unit 31 is in an initial state. Then, the control processing unit 14A causes the reflection surface 36a to be oriented by the rotation drive mechanism so that the irradiation position on the metal film 55 is not shifted by the incident path adjustment unit 35 in a state where the excitation light α is emitted from the light source unit 21. The position of the reflecting member 36 is moved by the reciprocating drive mechanism (step S25) while rotating (step S24). At this time, unlike the analyzer 10 of the first embodiment, the second BPF 46 is fixed on the optical path of the measurement optical system 42, so that the light having the excitation wavelength is blocked by the second BPF 46 and only the excitation fluorescence is present in the light receiving unit 41. Reach. Thereby, the light measurement unit 40A measures the intensity of the excitation fluorescence and outputs the measurement result to the control processing unit 14A, and the control processing unit 14A stores the measurement result in association with the incident angle θ (step S26A).

これが繰り返され、制御処理部14Aは、金属膜55における照射位置がずれないようにして入射角θを変更しつつ光測定部40Aにより蛍光の強度を測定し、その測定結果を記憶する(ステップS27)。   This is repeated, and the control processing unit 14A measures the fluorescence intensity by the light measurement unit 40A while changing the incident angle θ so that the irradiation position on the metal film 55 is not shifted, and stores the measurement result (step S27). ).

制御処理部14Aは、所定の走査領域での光測定部40Aによる蛍光の強度を測定すると、光源部21からの励起光αの射出を止める。そして、制御処理部14Aが、記憶した蛍光量の最大値Smaxと最小値Sminとを選出し、これらを記憶する(ステップS28A)と共に、最大値Smaxが得られたときの反射部材36の位置と反射面36aの向きとなるように反射部材駆動部37によって反射部材36を駆動する(ステップS29)。 The control processing unit 14A stops emission of the excitation light α from the light source unit 21 when measuring the intensity of fluorescence by the light measurement unit 40A in a predetermined scanning region. Then, the control processing unit 14A selects the maximum value S max and the minimum value S min of the stored fluorescence amount and stores them (step S28A), and the reflecting member 36 when the maximum value S max is obtained. The reflecting member 36 is driven by the reflecting member driving unit 37 so that the position of the reflecting member 36 and the direction of the reflecting surface 36a are aligned (step S29).

<最適位置走査工程>
反射部材36の位置決めが終わると、制御処理部14Aは、第1実施形態と同様にして、金属膜55への励起光αの照射位置(入射位置)が光測定部40Aの測定領域の中心部となるように、反射部材36の第2の位置決めを行う(ステップS3、及びステップS31〜ステップS37)。
<Optimum position scanning process>
When the positioning of the reflecting member 36 is finished, the control processing unit 14A determines that the irradiation position (incident position) of the excitation light α onto the metal film 55 is the center of the measurement region of the light measurement unit 40A, as in the first embodiment. Then, the second positioning of the reflecting member 36 is performed (Step S3 and Steps S31 to S37).

<複屈折測定工程>
次に、制御処理部14Aは、第1実施形態同様に、プリズム51における複屈折を測定し(ステップS4)、励起蛍光の測定の際にこれを考慮することにより、検体の測定精度を向上させる。
<Birefringence measurement process>
Next, similarly to the first embodiment, the control processing unit 14A measures the birefringence in the prism 51 (step S4), and takes this into consideration when measuring the excitation fluorescence, thereby improving the measurement accuracy of the specimen. .

具体的に、制御処理部14A(詳しくは、ズレ角導出部141A)は、光源部21から励起光αを射出させ、光測定部40Aにより励起蛍光の強度を測定する。このとき、1/2波長板33は、初期状態である(ステップS41)。そして、制御処理部14A(ズレ角導出部141A)は、回転駆動部34によって1/2波長板33を回転させつつ、光測定部40Aにより測定した励起蛍光の強度を1/2波長板33の回転位置と関連付けて記憶する(ステップS42及びステップS43)。   Specifically, the control processing unit 14A (specifically, the deviation angle deriving unit 141A) emits the excitation light α from the light source unit 21, and measures the intensity of the excitation fluorescence by the light measurement unit 40A. At this time, the half-wave plate 33 is in an initial state (step S41). Then, the control processing unit 14A (deviation angle deriving unit 141A) rotates the half-wave plate 33 by the rotation driving unit 34 while changing the intensity of the excitation fluorescence measured by the light measurement unit 40A to the half-wave plate 33. The information is stored in association with the rotational position (steps S42 and S43).

制御処理部14A(ズレ角導出部141A)は、光測定部40Aにより測定される励起蛍光の光量の最大値Smaxと最小値Sminが得られるまで、ステップS42及びステップS43を順に繰り返す(ステップS44)。制御処理部14A(ズレ角導出部141A)は、最大値Smaxと最小値Sminとが得られると、記憶した光量からこれら最大値Smaxと最小値Sminとを選出し(ステップS45)、これらの各値を記憶する。 Control processing unit 14A (deviation angle deriving section 141A), up to a maximum value of the light amount of the excitation fluorescence measured by the optical measuring unit 40A S max and a minimum value S min is obtained, repeats step S42 and step S43 in this order (step S44). Control processing unit 14A (deviation angle deriving section 141A), when the maximum value S max and a minimum value S min is obtained, elect and these maximum value S max and a minimum value S min from the stored light intensity (step S45) Each of these values is stored.

次に、制御処理部14A(ズレ角導出部141A)は、記憶した最大値Smax及び最小値Sminとから、上記の式(17)により、当該プリズム51での複屈折によるズレ角(長軸回転量)θを求める。そして、制御処理部14A(補正値導出部142)は、ズレ角θから第1実施形態と同様の式(5)により補正値Kを導出する。制御処理部14Aは、このように求めたズレ角θと補正値Kとを記憶する(ステップS46)。 Next, the control processing unit 14A (deviation angle deriving unit 141A) calculates the deviation angle (long) due to birefringence at the prism 51 from the stored maximum value S max and minimum value S min according to the above equation (17). (Axis rotation amount) θ i is obtained. Then, the control processing unit 14A (correction value deriving unit 142) derives the correction value K from the deviation angle θ i by the same equation (5) as in the first embodiment. The control processing unit 14A stores the deviation angle θ i thus obtained and the correction value K (step S46).

<励起蛍光導出工程>
次に、制御処理部14Aは、検体の分析に必要な励起蛍光の光量を導出する(ステップS5A)。
<Excitation fluorescence derivation process>
Next, the control processing unit 14A derives the amount of excitation fluorescence necessary for analysis of the specimen (step S5A).

具体的に、制御処理部14Aは、光源部21から射出される励起光αが反射部材36の裏面36bに設けられた無反射光吸収物質に入射するように、反射部材駆動部37の回転駆動機構により反射部材36を回転させる(ステップS52)。これにより、制御処理部14Aは、光測定部40の出力により暗ノイズDNを検出し、これを記憶する(ステップS53)。   Specifically, the control processing unit 14A rotates and drives the reflecting member driving unit 37 so that the excitation light α emitted from the light source unit 21 enters the non-reflecting light absorbing material provided on the back surface 36b of the reflecting member 36. The reflecting member 36 is rotated by the mechanism (step S52). Accordingly, the control processing unit 14A detects the dark noise DN based on the output of the light measurement unit 40, and stores this (step S53).

制御処理部14(詳しくは、補正部143)は、記憶している最大値Smaxと、予め記憶している所定の基準光量とを比較し(ステップS155)、最大値Smaxが小さければ、表示部16に出力信号を出力して「測定不能」や「十分健康」といった文言等を表示させる(ステップS156)。この基準光量は、試料液中の検体の量に基づいて検体を採取された人が健康か否かを判断するために設定された閾値である。具体的に、最大値Smaxが基準光量より小さければ検体の量が少ないため、検体を採取された人は十分健康であると判断され、大きければ検体の量が多いため、検体を採取された人は病気であると判断され、検体の詳しい分析が行われる。 The control processing unit 14 (specifically, the correction unit 143) compares the stored maximum value Smax with a predetermined reference light amount stored in advance (step S155), and if the maximum value Smax is small, An output signal is output to the display unit 16 to display words such as “impossible to measure” and “sufficiently healthy” (step S156). This reference light amount is a threshold value set to determine whether or not the person who collected the sample is healthy based on the amount of the sample in the sample solution. Specifically, if the maximum value S max is smaller than the reference light amount, the amount of the sample is small, so the person who collected the sample is judged to be sufficiently healthy, and if it is large, the amount of the sample is large, so the sample was collected. The person is determined to be ill and a detailed analysis of the specimen is performed.

最大値Smaxが基準光量以上であれば、制御処理部14Aは、記憶している最大値Smaxと、最小値Sminと、上記で求めた暗ノイズDNとから、第1実施形態と同様の上記の式(9−1)〜式(13−2)により、プリズム51における自家蛍光の光量hを導出する。 If the maximum value Smax is equal to or greater than the reference light amount, the control processing unit 14A uses the stored maximum value Smax , minimum value Smin, and dark noise DN obtained above as in the first embodiment. The autofluorescence light quantity h in the prism 51 is derived from the above formulas (9-1) to (13-2).

そして、制御処理部14A(補正部143)は、複屈折測定工程で求めた補正値Kを用いて、上記の式(14)から励起蛍光の光量Hを導出し、これを記憶する(ステップS157)。   Then, the control processing unit 14A (correction unit 143) uses the correction value K obtained in the birefringence measurement step to derive the excitation fluorescence light amount H from the above equation (14), and stores this (step S157). ).

<記憶・表示工程>
以上のようにして制御処理部14Aは、複屈折の影響等を取り除いた励起蛍光の光量Hを求めた後、これを検体番号と関連付けて記憶し、その他の記憶を消去する(ステップS6)。また、制御処理部14Aは、この検体番号と関連付けて記憶した励起蛍光の光量Hに基づく情報を表示部16に出力し、表示部16がこれを表示する。
<Memory / display process>
As described above, the control processing unit 14A obtains the excitation fluorescence light quantity H from which the influence of birefringence and the like are removed, stores this in association with the specimen number, and erases the other storage (step S6). In addition, the control processing unit 14A outputs information based on the excitation fluorescence light quantity H stored in association with the specimen number to the display unit 16, and the display unit 16 displays the information.

最後に、制御処理部14Aは、反射部材36を初期位置に復帰させて(ステップS7)一連の測定を終了する。   Finally, the control processing unit 14A returns the reflecting member 36 to the initial position (step S7) and ends a series of measurements.

本実施形態の分析装置10Aによれば、光測定部40によって測定された励起蛍光の光量を補正値Kによって補正することにより、複屈折に基づく誤差を抑えた蛍光の光量が得られる。これにより、検査毎にプリズム51を交換しても、各プリズム51において複屈折による位相回転が生じることなく励起光αが金属膜55に入射した場合に測定される蛍光の光量をそれぞれ得ることができるため、プリズム51毎の複屈折の度合いのばらつきに起因する測定誤差を効果的に抑制することができる。尚、当該分析装置10Aでは、光測定部40によって測定される励起蛍光がプリズム内で生じる自家蛍光よりも十分に大きく且つズレ角が十分に大きい場合に上記の効果が好適に得られる。   According to the analyzer 10A of the present embodiment, the light amount of excitation fluorescence measured by the light measurement unit 40 is corrected with the correction value K, whereby the light amount of fluorescence with reduced error due to birefringence can be obtained. As a result, even if the prism 51 is replaced for each inspection, the amount of fluorescence measured when the excitation light α is incident on the metal film 55 can be obtained without causing phase rotation due to birefringence in each prism 51. Therefore, measurement errors due to variations in the degree of birefringence for each prism 51 can be effectively suppressed. In the analysis apparatus 10A, the above-described effect can be suitably obtained when the excitation fluorescence measured by the light measurement unit 40 is sufficiently larger than the autofluorescence generated in the prism and the deviation angle is sufficiently large.

しかも、本実施形態の光測定部40は、金属膜55及びこれに隣接する領域で生じる光に含まれる蛍光だけを測定できればよく、構成を簡素化できる。詳しくは、金属膜55で生じた表面プラズモン共鳴に起因し、この金属膜55及びこれに隣接する領域で生じる光としては、例えば、プラズモン散乱光やラマン散乱光といった散乱光や、蛍光物質等がエバネッセント波(増強電場)に励起されて発する蛍光等がある。これら散乱光と蛍光とは光量が大きく異なるため、各光を測定するには、各光量に応じた複数の光量測定装置を切り換え可能に配置したり、一つの光量測定装置で測定する場合には第1実施形態のように第2NDF47等を受光部41の前に出し入れ可能にして受光部41に入射する光量を調整できるようにしなければならず、光測定部の構成が非常に複雑になると共に装置の小型化が図れない。しかし、光測定部40が励起蛍光の光量のみを測定する場合には、散乱光と蛍光との両方を測定可能な第1実施形態の光測定部40に比べて、光測定部の構成を簡素化することができる。   In addition, the light measurement unit 40 of the present embodiment only needs to measure only the fluorescence contained in the light generated in the metal film 55 and the region adjacent thereto, and the configuration can be simplified. Specifically, the light generated in the metal film 55 and a region adjacent to the metal film 55 due to surface plasmon resonance generated in the metal film 55 includes, for example, scattered light such as plasmon scattered light and Raman scattered light, a fluorescent material, and the like. There is fluorescence emitted by being excited by an evanescent wave (enhanced electric field). Since these scattered light and fluorescent light are greatly different in light quantity, in order to measure each light, a plurality of light quantity measuring devices corresponding to each light quantity can be arranged in a switchable manner or when measuring with one light quantity measuring device. As in the first embodiment, the second NDF 47 and the like must be able to be taken in and out before the light receiving unit 41 so that the amount of light incident on the light receiving unit 41 can be adjusted, and the configuration of the light measuring unit becomes very complicated. The device cannot be downsized. However, when the light measurement unit 40 measures only the amount of excitation fluorescence, the configuration of the light measurement unit is simpler than the light measurement unit 40 of the first embodiment capable of measuring both scattered light and fluorescence. Can be

尚、本発明の表面プラズモン共鳴蛍光分析装置及び表面プラズモン共鳴蛍光分析方法は、上記第1実施形態及び第2実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。   The surface plasmon resonance fluorescence analyzer and the surface plasmon resonance fluorescence analysis method of the present invention are not limited to the first embodiment and the second embodiment described above, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. Of course, can be added.

上記第1実施形態及び第2実施形態の分析装置10,10Aでは、検体の検出毎に分析チップ50が交換されるが、これに限定されない。即ち、分析装置10,10Aの一部に分析チップが組み込まれ、一つの分析チップを繰り返し利用して検体の検出を行う分析装置10であってもよい。   In the analyzers 10 and 10A of the first embodiment and the second embodiment, the analysis chip 50 is replaced every time the sample is detected, but the present invention is not limited to this. That is, the analyzer 10 may be an analyzer 10 in which an analysis chip is incorporated in a part of the analyzers 10 and 10A, and a sample is detected by repeatedly using one analysis chip.

上記第1実施形態及び第2実施形態では、共鳴角走査工程において、制御処理部14は、励起入射角θを求める際に、金属膜55への励起光αの入射角θを連続的に変えながら金属膜55で生じる光の強度を測定しているが、これに限定されない。 In the first embodiment and the second embodiment, in the resonance angle scanning step, the control processing unit 14 continuously determines the incident angle θ of the excitation light α to the metal film 55 when determining the excitation incident angle θ 1. Although the intensity of light generated in the metal film 55 is measured while changing, it is not limited to this.

例えば、制御処理部14は、第1の範囲内で入射角θを断続的に(例えば、入射角を1°刻みで)変えながら各入射角θにおける金属膜55で生じる光の強度を測定する第1の走査と、この第1の走査の結果に基づく第2の範囲内で入射角θを第1の走査より小さい間隔で(例えば、入射角を0.1°刻みで)断続的に若しくは連続的に変えつつ金属膜55で生じる光の強度を測定する第2走査とを行うようにしてもよい。即ち、離散ステップによる第1の走査によって第2の走査の範囲を絞り込み、この絞り込んだ範囲内を細かく走査することにより、金属膜55で生じる光が最大光量となる励起入射角θを求めてもよい。尚、第2の範囲は第1の範囲に含まれる。 For example, the control processing unit 14 measures the intensity of light generated in the metal film 55 at each incident angle θ while intermittently changing the incident angle θ within the first range (for example, by changing the incident angle by 1 °). The incident angle θ is intermittently smaller than the first scan within the second range based on the first scan and the result of the first scan (for example, the incident angle is incremented by 0.1 °) or You may make it perform the 2nd scan which measures the intensity | strength of the light which arises in the metal film 55, changing continuously. That is, the range of the second scan is narrowed by the first scan in discrete steps, and the inside of the narrowed range is finely scanned to obtain the excitation incident angle θ 1 at which the light generated in the metal film 55 becomes the maximum light amount. Also good. Note that the second range is included in the first range.

詳しくは、制御処理部14は、例えば、設計に基づく励起入射角θ1aを中心にして±10°未満の入射角θの範囲(第1の範囲)内で1°刻みで入射角θを変更しつつ、各入射角θにおける金属膜55で生じる光の強度を測定し(第1の走査)、その結果を対応する入射角θと関連付けて記憶する。そして、第1の走査において最大強度が得られた入射角θを中心にして±1°以内の入射角θの範囲(第2の範囲)内で0.1°刻み又は連続的に入射角θを変更しつつ金属膜55で生じる光の強度を測定し(第2の走査)、その結果を対応する入射角θと関連付けて記憶する。そして、制御処理部14は、この第2の走査において、最大強度が得られたときの入射角θを励起入射角θとする。このようにすれば、第1の範囲全体を細かく走査する場合に比べて、増強電場が最も大きくなる励起入射角θを効率よく求めることが可能となる。 Specifically, for example, the control processing unit 14 changes the incident angle θ in increments of 1 ° within the range of the incident angle θ less than ± 10 ° (first range) around the excitation incident angle θ 1a based on the design. However, the intensity of light generated in the metal film 55 at each incident angle θ is measured (first scanning), and the result is stored in association with the corresponding incident angle θ. Then, in the range of the incident angle θ within ± 1 ° (second range) around the incident angle θ at which the maximum intensity is obtained in the first scanning, the incident angle θ is incremented by 0.1 ° or continuously. , The intensity of light generated in the metal film 55 is measured (second scanning), and the result is stored in association with the corresponding incident angle θ. The control processing unit 14 sets the incident angle θ when the maximum intensity is obtained in the second scanning as the excitation incident angle θ 1 . By this way, compared to the case of finely scanning the entire first range, enhanced electric field becomes possible to obtain better becomes largest excitation incident angle theta 1 efficiency.

尚、共鳴角走査工程において第1の走査と第2の走査とを行う場合であって、チップ保持部12に複数の分析チップ50を順に保持させ、次々に検体の分析を行う分析装置10においては、最初の分析チップ50に対してのみ第1の走査を行い、2つ目以降の分析チップ50に対しては、第2の走査のみを行うようにしてもよい。   Note that in the analyzer 10 that performs the first scan and the second scan in the resonance angle scanning process, and sequentially holds the plurality of analysis chips 50 on the chip holding unit 12 and analyzes the samples one after another. The first scan may be performed only for the first analysis chip 50, and only the second scan may be performed for the second and subsequent analysis chips 50.

詳しくは、制御処理部14は、最初の分析チップ50に対し、上記と同様にして、例えば、設計に基づく励起入射角θ1aを中心にして±10°未満の入射角θの範囲(第1の範囲)内で1°刻みで入射角θを変更しつつ、各入射角θにおける金属膜55で生じる光の強度を測定し(第1の走査)、その結果を対応する入射角θと関連付けて記憶する。そして、第1の走査において最大強度が得られた入射角θを中心にして±3°以内の入射角θの範囲(第2の範囲)内で0.1°刻み又は連続的に入射角θを変更しつつ金属膜55で生じる光の強度を測定し(第2の走査)、その結果を対応する入射角θと関連付けて記憶する。そして、制御処理部14は、この第2の走査において、最大強度が得られたときの入射角θを最初の分析チップ50における励起入射角θとする。 Specifically, the control processing unit 14 applies the first analysis chip 50 to the first analysis chip 50 in the same manner as described above, for example, in the range of the incident angle θ less than ± 10 ° around the excitation incident angle θ 1a based on the design (first ), The intensity of light generated at the metal film 55 at each incident angle θ is measured (first scanning), and the result is associated with the corresponding incident angle θ. And remember. Then, in the range of the incident angle θ within ± 3 ° (second range) around the incident angle θ at which the maximum intensity is obtained in the first scanning, the incident angle θ is incremented by 0.1 ° or continuously. , The intensity of light generated in the metal film 55 is measured (second scanning), and the result is stored in association with the corresponding incident angle θ. Then, the control processing unit 14 sets the incident angle θ when the maximum intensity is obtained in the second scanning as the excitation incident angle θ 1 in the first analysis chip 50.

次に、2つ目の分析チップ50に対し、制御処理部14は、第1の走査を行うことなく、最初の分析チップ50への第1の走査で得られた第2の走査範囲内で0.1°刻み又は連続的に入射角θを変更しつつ金属膜55で生じる光の強度を測定し(第2の走査)、その結果を対応する入射角θと関連付けて記憶する。そして、制御処理部14は、この第2の走査において、最大強度が得られたときの入射角θを2つ目の分析チップ50における励起入射角θとする。このように、2つ目以降の分析チップ50に対しては、最初の分析チップ50によって得られた第2の範囲内での走査(第2の走査)のみを行うことにより、分析時間の短縮を図ることができる。 Next, with respect to the second analysis chip 50, the control processing unit 14 does not perform the first scan, but within the second scan range obtained by the first scan to the first analysis chip 50. The intensity of light generated in the metal film 55 is measured while changing the incident angle θ in increments of 0.1 ° or continuously (second scanning), and the result is stored in association with the corresponding incident angle θ. Then, the control processing unit 14 sets the incident angle θ when the maximum intensity is obtained in the second scanning as the excitation incident angle θ 1 in the second analysis chip 50. In this way, for the second and subsequent analysis chips 50, the analysis time can be shortened by performing only the scan (second scan) within the second range obtained by the first analysis chip 50. Can be achieved.

10,10A 表面プラズモン共鳴蛍光分析装置
12 チップ保持部
14,14A 制御処理部
20 励起光射出部
21 光源部
30 励起光学系
33 1/2波長板
34 回転駆動部
35 入射経路調整部
36 反射部材
36a 反射面
37 反射部材駆動部
40,40A 光測定部
41 受光部
42 測定光学系
44 集光レンズ
45 結像レンズ
46 第2BPF(第1の光フィルター)
47 第2NDF(第2の光フィルター)
48 位置切換部
50 分析チップ
51 プリズム
53 成膜面(所定の面)
55 金属膜
141,141A ズレ角導出部
142 補正値導出部
143 補正部
DN 暗ノイズ
K 補正値(補正係数)
max 測定最大光量,最大値
min 測定最小光量,最小値
α 励起光
θ 入射角
θ 励起入射角
θ ズレ角(長軸回転量)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10,10A Surface plasmon resonance fluorescence analyzer 12 Chip | tip holding | maintenance part 14,14A Control processing part 20 Excitation light emission part 21 Light source part 30 Excitation optical system 33 1/2 wavelength plate 34 Rotation drive part 35 Incident path adjustment part 36 Reflective member 36a Reflecting surface 37 Reflecting member driving unit 40, 40A Light measuring unit 41 Light receiving unit 42 Measuring optical system 44 Condensing lens 45 Imaging lens 46 Second BPF (first optical filter)
47 Second NDF (second optical filter)
48 Position switching unit 50 Analysis chip 51 Prism 53 Film formation surface (predetermined surface)
55 Metal Films 141 and 141A Deviation Angle Deriving Unit 142 Correction Value Deriving Unit 143 Correction Unit DN Dark Noise K Correction Value (Correction Coefficient)
S max measurement maximum light quantity, maximum value S min measurement minimum light quantity, minimum value α excitation light θ incident angle θ 1 excitation incident angle θ i displacement angle (major axis rotation amount)

Claims (10)

検体又は検体に付された蛍光物質が表面プラズモン共鳴に基づく電場により励起されて発した蛍光を測定する表面プラズモン共鳴蛍光分析装置であって、
所定の面上に金属膜が形成されるプリズムを含む分析チップを着脱できるように保持可能なチップ保持部と、
前記チップ保持部で保持された状態の前記分析チップに含まれるプリズムの金属膜で反射されるように当該プリズム内に直線偏光された励起光を入射させる光源部と、
前記光源部と前記プリズムとの間における前記励起光の光路上に配置される1/2波長板を有し且つこの1/2波長板が当該1/2波長板を通過した励起光の前記金属膜に対する偏向方向が変わるように回転可能である偏光方向調整部と、
前記励起光が金属膜で反射されることにより当該金属膜及びこれと隣接する領域において生じる光の光量を測定可能な光測定部と、
前記光測定部によって測定される光に含まれる前記蛍光の光量に基づき前記検体の分析を行う制御処理部と、を備え、
前記制御処理部は、前記金属膜に対するP波方向と前記プリズムの光学主軸とのなす角であるズレ角に基づいて前記光測定部により測定される蛍光の光量を補正し、
前記ズレ角は、前記光源部が励起光を射出した状態で前記偏光方向調整部の1/2波長板を回転させつつ前記光測定部によって前記金属膜及びこれと隣接する領域で生じる光を測定することにより得られる最大光量と最小光量とから求められることを特徴とする表面プラズモン共鳴蛍光分析装置。
A surface plasmon resonance fluorescence analyzer that measures fluorescence emitted by excitation of an electric field based on surface plasmon resonance by a fluorescent substance attached to the sample or the sample,
A chip holding unit capable of holding an analysis chip including a prism on which a metal film is formed on a predetermined surface so as to be detachable;
A light source unit that makes linearly polarized excitation light enter the prism so as to be reflected by the metal film of the prism included in the analysis chip held by the chip holding unit;
The metal of the excitation light having a half-wave plate disposed on the optical path of the excitation light between the light source unit and the prism, and the half-wave plate having passed through the half-wave plate A polarization direction adjuster that is rotatable so that the deflection direction with respect to the film changes;
A light measuring unit capable of measuring the amount of light generated in the metal film and a region adjacent thereto by reflecting the excitation light on the metal film;
A control processing unit that analyzes the specimen based on the amount of the fluorescence included in the light measured by the light measurement unit, and
The control processing unit corrects the amount of fluorescent light measured by the light measurement unit based on a deviation angle that is an angle formed between a P wave direction with respect to the metal film and the optical principal axis of the prism;
The misalignment angle is measured by the light measuring unit while rotating the half-wave plate of the polarization direction adjusting unit in a state where the light source unit emits excitation light, and the light measuring unit measures light generated in the metal film and a region adjacent thereto. A surface plasmon resonance fluorescence analyzer characterized in that the surface plasmon resonance fluorescence analyzer is obtained from a maximum light amount and a minimum light amount obtained by performing the above.
検体又は検体に付された蛍光物質が表面プラズモン共鳴に基づく電場により励起されて発した蛍光を測定する表面プラズモン共鳴蛍光分析装置であって、
所定の面上に金属膜が形成されたプリズムと、
前記金属膜で反射されるように前記プリズム内に直線偏光された励起光を入射させる光源部と、
前記光源部と前記プリズムとの間における前記励起光の光路上に配置される1/2波長板を有し且つこの1/2波長板が当該1/2波長板を通過した励起光の前記金属膜に対する偏向方向が変わるように回転可能である偏光方向調整部と、
前記励起光が金属膜で反射されることにより当該金属膜及びこれと隣接する領域において生じる光の光量を測定可能な光測定部と、
前記光測定部によって測定される光に含まれる前記蛍光の光量に基づき前記検体の分析を行う制御処理部と、を備え、
前記制御処理部は、前記金属膜に対するP波方向と前記プリズムの光学主軸とのなす角であるズレ角に基づいて前記光測定部により測定される蛍光の光量を補正し、
前記ズレ角は、前記光源部が励起光を射出した状態で前記偏光方向調整部の1/2波長板を回転させつつ前記光測定部によって前記金属膜及びこれと隣接する領域で生じる光を測定することにより得られる最大光量と最小光量とから求められることを特徴とする表面プラズモン共鳴蛍光分析装置。
A surface plasmon resonance fluorescence analyzer that measures fluorescence emitted by excitation of an electric field based on surface plasmon resonance by a fluorescent substance attached to the sample or the sample,
A prism having a metal film formed on a predetermined surface;
A light source unit that makes linearly polarized excitation light enter the prism so as to be reflected by the metal film;
The metal of the excitation light having a half-wave plate disposed on the optical path of the excitation light between the light source unit and the prism, and the half-wave plate having passed through the half-wave plate A polarization direction adjuster that is rotatable so that the deflection direction with respect to the film changes;
A light measuring unit capable of measuring the amount of light generated in the metal film and a region adjacent thereto by reflecting the excitation light on the metal film;
A control processing unit that analyzes the specimen based on the amount of the fluorescence included in the light measured by the light measurement unit, and
The control processing unit corrects the amount of fluorescent light measured by the light measurement unit based on a deviation angle that is an angle formed between a P wave direction with respect to the metal film and the optical principal axis of the prism;
The misalignment angle is measured by the light measuring unit while rotating the half-wave plate of the polarization direction adjusting unit in a state where the light source unit emits excitation light, and the light measuring unit measures light generated in the metal film and a region adjacent thereto. A surface plasmon resonance fluorescence analyzer characterized in that the surface plasmon resonance fluorescence analyzer is obtained from a maximum light amount and a minimum light amount obtained by performing the above.
前記偏光方向調整部は、前記1/2波長板を回転させる回転駆動部を有し、
前記制御処理部は、前記光源部と前記回転駆動部と前記光測定部とを制御すると共に、
前記光源部が励起光を射出した状態で前記回転駆動部によって前記1/2波長板を回転させつつ前記光測定部によって前記金属膜及びこれと隣接する領域で生じる光を測定することにより得られる最大光量と最小光量とから前記ズレ角を求めるズレ角導出部と、
前記光測定部により測定される前記蛍光の光量を前記ズレ角導出部で求められるズレ角に基づいて補正する補正部と、を備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の表面プラズモン共鳴蛍光分析装置。
The polarization direction adjustment unit has a rotation drive unit that rotates the half-wave plate,
The control processing unit controls the light source unit, the rotation driving unit, and the light measurement unit,
It is obtained by measuring light generated in the metal film and an adjacent area by the light measuring unit while rotating the half-wave plate by the rotation driving unit in a state where the light source unit emits excitation light. A deviation angle deriving unit for obtaining the deviation angle from the maximum light quantity and the minimum light quantity;
The surface plasmon resonance according to claim 1, further comprising: a correction unit that corrects the light amount of the fluorescence measured by the light measurement unit based on a deviation angle obtained by the deviation angle deriving unit. Fluorescence analyzer.
前記ズレ角導出部は、前記ズレ角をθ、前記最大光量をDRmax、前記最小光量をDRmin、前記励起光が前記金属膜で反射した状態で且つ当該金属膜に表面プラズモン共鳴が生じてない状態のときに前記光測定部により測定される光の光量である表面拡散光量をSK、としたときに、以下の式(1)によって前記ズレ角を求めることを特徴とする請求項3に記載の表面プラズモン共鳴蛍光分析装置。
Figure 0005472033
The deviation angle deriving unit generates the surface plasmon resonance in the metal film in a state where the deviation angle is θ i , the maximum light amount is DR max , the minimum light amount is DR min , and the excitation light is reflected by the metal film. 4. The deviation angle is obtained by the following expression (1), where SK is a surface diffusion light amount that is a light amount of light measured by the light measurement unit when the light measurement unit is not in a closed state. The surface plasmon resonance fluorescence analyzer described in 1.
Figure 0005472033
前記制御処理部は、前記表面拡散光量を格納可能な記憶部を有し、
前記ズレ角導出部は、この記憶部に格納された前記表面拡散光量を用いて前記ズレ角を求めることを特徴とする請求項4に記載の表面プラズモン共鳴蛍光分析装置。
The control processing unit has a storage unit capable of storing the surface diffusion light amount,
5. The surface plasmon resonance fluorescence analyzer according to claim 4, wherein the deviation angle deriving unit obtains the deviation angle using the surface diffusion light amount stored in the storage unit.
前記光測定部は、前記金属膜及びこれと隣接する領域で生じた光に含まれる前記蛍光の光量を測定し、
前記ズレ角導出部は、前記光源部が励起光を射出した状態で前記偏光方向調整部の1/2波長板を前記回転駆動部によって回転させつつ前記光測定部によって測定する前記蛍光の最大蛍光量と最小蛍光量とから前記ズレ角を求めることを特徴とする請求項3に記載の表面プラズモン共鳴蛍光分析装置。
The light measurement unit measures the amount of the fluorescence contained in the light generated in the metal film and a region adjacent thereto,
The deviation angle deriving unit measures the maximum fluorescence of the fluorescence measured by the light measuring unit while rotating the half-wave plate of the polarization direction adjusting unit by the rotation driving unit in a state where the light source unit emits excitation light. The surface plasmon resonance fluorescence analyzer according to claim 3, wherein the deviation angle is obtained from a quantity and a minimum fluorescence quantity.
前記ズレ角導出部は、前記ズレ角をθ、前記最大蛍光量をSmax、前記最小蛍光量をSmin、としたときに、以下の式(2)によって前記ズレ角を求めることを特徴とする請求項6に記載の表面プラズモン共鳴蛍光分析装置。
Figure 0005472033
The deviation angle deriving unit obtains the deviation angle by the following equation (2), where θ i is the deviation angle, S max is the maximum fluorescence amount, and S min is the minimum fluorescence amount. The surface plasmon resonance fluorescence analyzer according to claim 6.
Figure 0005472033
前記プリズム内に入射した励起光が複屈折しない場合に前記光測定部によって測定される蛍光の光量を求めるための補正値を前記ズレ角導出部で求められたズレ角から求める補正値導出部を備え、
前記補正値導出部は、前記補正値をKとしたときに、以下の式(3)によって前記補正値を求めることを特徴とする請求項4,5,7のいずれか1項に記載の表面プラズモン共鳴蛍光分析装置。
Figure 0005472033
A correction value deriving unit for obtaining a correction value for obtaining the amount of fluorescence measured by the light measurement unit when the excitation light incident on the prism is not birefringent from the deviation angle obtained by the deviation angle deriving unit; Prepared,
8. The surface according to claim 4, wherein the correction value deriving unit obtains the correction value by the following expression (3), where K is the correction value. Plasmon resonance fluorescence analyzer.
Figure 0005472033
前記プリズムは、誘電体により形成されていることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の表面プラズモン共鳴蛍光分析装置。   The surface plasmon resonance fluorescence analyzer according to any one of claims 1 to 8, wherein the prism is formed of a dielectric. 検体又は検体に付された蛍光物質が表面プラズモン共鳴に基づく電場により励起されて発した蛍光を測定する表面プラズモン共鳴蛍光分析方法であって、
所定の面上に金属膜が形成されたプリズムを用意し、前記金属膜上に前記検体を含む試料液を流す準備工程と、
前記金属膜に表面プラズモン共鳴を生じさせるための直線偏光された励起光が前記金属膜で反射されるように当該励起光をプリズム内に入射させ、その状態を保ちつつ当該金属膜に対する励起光の偏光方向を変えながら前記励起光が前記金属膜で反射されることにより当該金属膜及びこれに隣接する領域で生じる光の光量を測定する測定工程と、
前記測定工程で測定された最大光量と最小光量とから前記金属膜に対するP波方向と前記プリズムの光学主軸とのなす角であるズレ角を求めるズレ角導出工程と、
前記励起光が前記金属膜で反射することにより当該金属膜及びこれに隣接する領域で生じる光に含まれる蛍光の光量を測定し、この光量を前記ズレ角導出工程で求めたズレ角に基づいて補正することによって前記検体の検出を行う分析工程と、を備えることを特徴とする表面プラズモン共鳴蛍光分析方法。
A surface plasmon resonance fluorescence analysis method for measuring fluorescence emitted when a fluorescent substance attached to a specimen or a specimen is excited by an electric field based on surface plasmon resonance,
Preparing a prism in which a metal film is formed on a predetermined surface, and a step of flowing a sample solution containing the specimen on the metal film;
The excitation light is incident on the prism so that the linearly polarized excitation light for causing surface plasmon resonance in the metal film is reflected by the metal film, and the excitation light for the metal film is maintained while maintaining the state. A measuring step of measuring the amount of light generated in the metal film and a region adjacent thereto by reflecting the excitation light on the metal film while changing the polarization direction;
A deviation angle deriving step for obtaining a deviation angle, which is an angle formed between the P wave direction with respect to the metal film and the optical principal axis of the prism, from the maximum light amount and the minimum light amount measured in the measurement step;
The excitation light is reflected by the metal film to measure the amount of fluorescent light contained in the metal film and the light adjacent to the metal film, and this light quantity is based on the deviation angle obtained in the deviation angle derivation step. A surface plasmon resonance fluorescence analysis method, comprising: an analysis step of detecting the specimen by correcting.
JP2010236843A 2010-10-21 2010-10-21 Surface plasmon resonance fluorescence analyzer and surface plasmon resonance fluorescence analysis method Expired - Fee Related JP5472033B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010236843A JP5472033B2 (en) 2010-10-21 2010-10-21 Surface plasmon resonance fluorescence analyzer and surface plasmon resonance fluorescence analysis method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010236843A JP5472033B2 (en) 2010-10-21 2010-10-21 Surface plasmon resonance fluorescence analyzer and surface plasmon resonance fluorescence analysis method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012088248A JP2012088248A (en) 2012-05-10
JP5472033B2 true JP5472033B2 (en) 2014-04-16

Family

ID=46260016

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010236843A Expired - Fee Related JP5472033B2 (en) 2010-10-21 2010-10-21 Surface plasmon resonance fluorescence analyzer and surface plasmon resonance fluorescence analysis method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5472033B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6241163B2 (en) * 2013-09-18 2017-12-06 コニカミノルタ株式会社 Surface plasmon resonance fluorescence analyzer and surface plasmon resonance fluorescence analysis method
WO2015076036A1 (en) * 2013-11-19 2015-05-28 コニカミノルタ株式会社 Optical sample-material-detection device
EP3104168B1 (en) * 2014-02-05 2019-01-16 Konica Minolta, Inc. Surface plasmon resonance fluorescence analysis device and surface plasmon resonance fluorescence analysis method
EP3585247A4 (en) 2017-02-27 2020-10-07 ZeaVision, LLC Reflectometry instrument and method for measuring macular pigment

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2769086B2 (en) * 1993-03-29 1998-06-25 動力炉・核燃料開発事業団 Laser light polarization adjusting method and laser device
JP3974157B2 (en) * 2005-08-30 2007-09-12 シャープ株式会社 Surface plasmon sensor
JP2010038624A (en) * 2008-08-01 2010-02-18 Fujifilm Corp Detection method and detector

Also Published As

Publication number Publication date
JP2012088248A (en) 2012-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5861640B2 (en) Surface plasmon resonance fluorescence analyzer and surface plasmon resonance fluorescence analysis method
JP6369533B2 (en) Measuring method and measuring device
JP6536413B2 (en) Surface plasmon resonance fluorescence analyzer and surface plasmon resonance fluorescence analysis method
JP6635168B2 (en) Surface plasmon resonance fluorescence analysis method
JP5472033B2 (en) Surface plasmon resonance fluorescence analyzer and surface plasmon resonance fluorescence analysis method
JP5807645B2 (en) Surface plasmon excitation fluorescence measurement apparatus and surface plasmon excitation fluorescence measurement method
JP5541098B2 (en) Surface plasmon resonance fluorescence analyzer and surface plasmon resonance fluorescence analysis method
JP6856074B2 (en) Measuring method, measuring device and measuring system
WO2012093437A1 (en) Surface plasmon resonance fluorescence analytical device, and analysis chip used in the analytical device
JP5807641B2 (en) Surface plasmon resonance fluorescence analyzer and surface plasmon resonance fluorescence analysis method
JP5835223B2 (en) Surface plasmon resonance fluorescence analyzer and surface plasmon resonance fluorescence analysis method
JP6848975B2 (en) Measuring method
JP6460104B2 (en) Measuring chip, measuring method and measuring device
JP6183095B2 (en) Immunoassay analysis method and immunoassay analyzer
JP2013137272A (en) Surface plasmon-field enhanced fluorescence measuring apparatus and method for setting measuring condition thereof
JP6171775B2 (en) Immunoassay analysis method and immunoassay analyzer
JP7405846B2 (en) Measuring method and measuring device
JP7469309B2 (en) Measurement method and device
JP6241163B2 (en) Surface plasmon resonance fluorescence analyzer and surface plasmon resonance fluorescence analysis method
JPWO2016147774A1 (en) Measuring method and measuring device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130619

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20131218

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140107

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140120

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5472033

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees