JP6597814B2 - 測定異常の検出方法および表面プラズモン励起増強蛍光測定装置 - Google Patents
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Description
また、上記課題を解決するため、本発明の一実施の形態に係る測定異常の検出方法は、表面プラズモン励起増強蛍光分光法による測定における測定異常の検出方法であって、(a−1)誘電体からなるプリズムと、前記プリズムの面上に配置された導電体膜と、前記導電体膜上に固定された捕捉体とを有するセンサチップを準備する工程と、(b−1)前記プリズムと前記導電体膜との界面において全反射するように、前記プリズム側から前記導電体膜に光を照射し、測定異常の検出のための光学特性値を測定する工程と、(b−2)前記光学特性値に基づき、測定異常を検出する工程と、を含み、前記光学特性値は、ブランク光量であり、前記測定異常は、前記導電体膜の欠陥または前記捕捉体の剥離である。
(測定装置の構成)
まず、SPFSを利用して被測定物質を測定する表面プラズモン励起増強蛍光測定装置(以下「測定装置」ともいう)について説明する。図1は、本発明の一実施の形態に係る表面プラズモン励起増強蛍光測定装置100の構成を示す模式図である。
次に、測定装置100のチップホルダー170に装着されるセンサチップ300について説明する。図2は、センサチップ300の断面図である。
次に、測定装置100の測定動作について説明する(特許文献1,2も参照)。図3は、測定装置100の測定手順の一例を示すフローチャートである。
本発明に係る測定異常の検出方法は、SPFSを利用した測定における測定異常を検出することができる。ここで「測定異常」とは、SPFSを利用した測定の信頼性を低下させる事象を意味する。測定異常の例には、センサチップにおける導電体膜の欠陥や、センサ領域表面の異常、センサ領域における反応の異常などが含まれる。まず、上述のセンサチップ300(図2)を参照して、測定異常について説明する。
実施例1では、センサチップの導電体膜の欠陥を検出した例について説明する。
透明樹脂からなるプリズムを準備した。プリズムの形状は、等脚台形を底面とする柱体である。このプリズムの一番大きな平面上に、厚み45nmの金薄膜をスパッタリングで形成した。
円形隆起を形成していないセンサチップまたは円形隆起を形成したセンサチップを、表面プラズモン励起増強蛍光測定装置のチップホルダーに装着した(図1参照)。
各センサチップの光学特性値の測定結果を図7に示す。図7Aは、円形隆起の面積率とプラズモン散乱光量(任意単位)との関係を示すグラフである。図7Bは、円形隆起の面積率と共鳴時反射率との関係を示すグラフである。図7Cは、円形隆起の面積率とブランク光量(任意単位)との関係を示すグラフである。これらのグラフにおいて、円形隆起の面積率が0%のセンサチップは、保存環境加速試験を行っていない、正常なセンサチップである。一方、円形隆起の面積率が0.5〜10%のセンサチップは、保存環境加速試験を行った、金薄膜に欠陥を有するセンサチップである。
実施例2では、導電体膜の表面における異物付着を検出できるか否かをシミュレーションした結果について説明する。導電体膜の表面に異物が付着すると、導電体膜の上に屈折率の異なる異物層が形成される。そこで本シミュレーションでは、導電体膜の上に屈折率の異なる層を配置することで、異物の付着を模擬した。
励起光の波長は、633nmとした。以下の説明において「屈折率」とは、波長633nmの光についての屈折率を意味する。
シミュレーション結果を図8に示す。図8Aは、励起光の入射角と反射率との関係を示すグラフである。図8Bは、励起光の入射角と散乱光量(任意単位)との関係を示すグラフである。図8Aおよび図8Bにおいて、各曲線に付された数値は、異物層の屈折率(n)を意味する。図8Aのグラフでは、各曲線について、反射率が最小となる入射角が「共鳴角」に相当する。図8Bのグラフでは、各曲線について、散乱光量が最大となる入射角が「増強角」に相当する。ここでは、この増強角における散乱光量を「プラズモン散乱光量」とする。
110 前処理室
120 測定室
130 送液部
132 送液ポンプ
134 送液ポンプ搬送部
136 試薬チップ
140 チップ搬送部
150 光源ユニット
160 励起光光学系
162 第1整波器
164 偏光方向調整部
166 整形光学系
168 入射角調整部
170 チップホルダー
180 測定光光学系
190 測定光検出部
200 反射光検出部
210 制御演算部
220 表示部
300 センサチップ
310 プリズム
312 入射面
314 反射面
316 出射面
320 導電体膜
330 捕捉体
340 流路部材
342 流路
344 反応室
346 注入口
348 排出口
Claims (11)
- 表面プラズモン励起増強蛍光分光法による測定における測定異常の検出方法であって、
(a−1)誘電体からなるプリズムと、前記プリズムの面上に配置された導電体膜と、前記導電体膜上に固定された捕捉体とを有するセンサチップを準備する工程と、
(b−1)前記プリズムと前記導電体膜との界面において全反射するように、前記プリズム側から前記導電体膜に光を照射し、測定異常の検出のための光学特性値を測定する工程と、
(b−2)前記光学特性値に基づき、測定異常を検出する工程と、
を含み、
前記光学特性値は、プラズモン散乱光量であり、
前記測定異常は、前記導電体膜の隆起、前記導電体膜からの前記捕捉体の剥離、または前記導電体膜もしくは前記捕捉体への異物の付着である、
測定異常の検出方法。 - 前記測定異常は、前記導電体膜の隆起であり、
前記工程(b−2)では、前記プラズモン散乱光量の増大により、前記導電体膜の隆起を検出する、
請求項1に記載の測定異常の検出方法。 - 表面プラズモン励起増強蛍光分光法による測定における測定異常の検出方法であって、
(a−1)誘電体からなるプリズムと、前記プリズムの面上に配置された導電体膜と、前記導電体膜上に固定された捕捉体とを有するセンサチップを準備する工程と、
(b−1)前記プリズムと前記導電体膜との界面において全反射するように、前記プリズム側から前記導電体膜に光を照射し、測定異常の検出のための光学特性値を測定する工程と、
(b−2)前記光学特性値に基づき、測定異常を検出する工程と、
を含み、
前記光学特性値は、ブランク光量であり、
前記測定異常は、前記導電体膜の欠陥または前記導電体膜からの前記捕捉体の剥離である、
測定異常の検出方法。 - 前記工程(b−2)の後に、
(b−3)前記工程(b−2)において測定異常を検出した場合、測定を中断する工程、または
(b−3’)前記工程(b−2)において測定異常を検出した場合、測定を継続し、かつ測定結果を表示する時に測定異常を通知する工程、
をさらに含む、請求項1または請求項3に記載の測定異常の検出方法。 - 前記センサチップは、正常状態における光学特性値に係る情報を有しており、
前記工程(b−2)では、前記正常状態における光学特性値と、前記測定された光学特性値とを比較して、測定異常の有無を検出する、
請求項1〜4のいずれか一項に記載の測定異常の検出方法。 - 前記工程(a−1)の後に、
(a−2)試料を前記捕捉体に接触させて、前記試料に含まれる被測定物質と前記捕捉体とを結合させる工程と、
(a−3)前記捕捉体に結合された前記被測定物質を蛍光物質で標識する工程と、
(a−4)前記プリズムと前記導電体膜との界面において全反射するように、前記プリズム側から前記導電体膜に励起光を照射し、前記被測定物質を標識する前記蛍光物質から放出される蛍光の光量を測定する工程と、
をさらに含み、
前記工程(b−1)は、前記工程(a−1)と前記工程(a−2)との間、前記工程(a−2)と前記工程(a−3)との間、または前記工程(a−3)と前記工程(a−4)との間に実施される、
請求項1に記載の測定異常の検出方法。 - 前記工程(a−1)の後に、
(a−2)試料を前記捕捉体に接触させて、前記試料に含まれる被測定物質と前記捕捉体とを結合させる工程と、
(a−3)前記捕捉体に結合された前記被測定物質を蛍光物質で標識する工程と、
(a−4)前記プリズムと前記導電体膜との界面において全反射するように、前記プリズム側から前記導電体膜に励起光を照射し、前記被測定物質を標識する前記蛍光物質から放出される蛍光の光量を測定する工程と、
をさらに含み、
前記工程(b−1)は、前記工程(a−1)と前記工程(a−2)との間、または前記工程(a−2)と前記工程(a−3)との間に実施される、
請求項3に記載の測定異常の検出方法。 - 前記工程(a−1)の後に、
(a−2’)予め蛍光物質で標識されている被測定物質を含む試料を前記捕捉体に接触させて、前記蛍光物質で標識されている被測定物質と前記捕捉体とを結合させるか、または、試料および蛍光物質を前記捕捉体に接触させて、前記蛍光物質で前記被測定物質を標識するとともに、前記被測定物質と前記捕捉体とを結合させる工程と、
(a−4)前記プリズムと前記導電体膜との界面において全反射するように、前記プリズム側から前記導電体膜に励起光を照射し、前記被測定物質を標識する前記蛍光物質から放出される蛍光の光量を測定する工程と、
をさらに含み、
前記工程(b−1)は、前記工程(a−1)と前記工程(a−2’)との間、または前記工程(a−2’)と前記工程(a−4)との間に実施される、
請求項1に記載の測定異常の検出方法。 - 前記工程(a−1)の後に、
(a−2’)予め蛍光物質で標識されている被測定物質を含む試料を前記捕捉体に接触させて、前記蛍光物質で標識されている被測定物質と前記捕捉体とを結合させるか、または、試料および蛍光物質を前記捕捉体に接触させて、前記蛍光物質で前記被測定物質を標識するとともに、前記被測定物質と前記捕捉体とを結合させる工程と、
(a−4)前記プリズムと前記導電体膜との界面において全反射するように、前記プリズム側から前記導電体膜に励起光を照射し、前記被測定物質を標識する前記蛍光物質から放出される蛍光の光量を測定する工程と、
をさらに含み、
前記工程(b−1)は、前記工程(a−1)と前記工程(a−2’)との間に実施される、
請求項3に記載の測定異常の検出方法。 - 前記センサチップは、前記情報を含むバーコードが付与されている、請求項5に記載の測定異常の検出方法。
- 表面プラズモン励起増強蛍光分光法を利用して被測定物質を測定する表面プラズモン励起増強蛍光測定装置であって、
請求項1〜10のいずれか一項に記載の測定異常の検出方法により、表面プラズモン励起増強蛍光分光法を利用した測定における測定異常を検出する、
表面プラズモン励起増強蛍光測定装置。
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