JP6885458B2 - Sensor chip for sample detection system - Google Patents

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Description

本発明は、測定対象物質の有無やその量を測定する免疫測定法(イムノアッセイ)で用いられるセンサーチップに関し、より具体的には、表面プラズモン共鳴(SPR:Surface Plasmon Resonance)現象を応用した表面プラズモン共鳴装置や、表面プラズモン励起増強蛍光分光法(SPFS:Surface Plasmon-field enhanced Fluorescence Spectroscopy)の原理に基づいた表面プラズモン励起増強蛍光測定装置などの検体検出システムで用いられるセンサーチップに関する。 The present invention relates to a sensor chip used in an immunoassay (immunoassay) for measuring the presence or absence of a substance to be measured and its amount, and more specifically, a surface plasmon to which a surface plasmon resonance (SPR) phenomenon is applied. The present invention relates to a sensor chip used in a resonance device and a sample detection system such as a surface plasmon excitation enhanced fluorescence spectroscopy (SPFS) principle based on a surface plasmon excitation enhanced fluorescence spectroscopy.

従来、極微少な物質の検出を行う場合において、物質の物理的現象を応用することでこのような物質の検出を可能とした様々な検体検出方法が提案されている。
このような検体検出方法としては、例えば、試料液に含まれる測定対象物質である抗原と、標識物質で標識された抗体または抗原との抗原抗体反応を利用して、測定対象物質の有無やその量を測定する免疫測定法(イムノアッセイ)が知られている。
Conventionally, various sample detection methods have been proposed that enable the detection of such a substance by applying the physical phenomenon of the substance in the case of detecting a very small substance.
As such a sample detection method, for example, the presence or absence of the substance to be measured and the presence or absence of the substance to be measured and the presence or absence of the substance to be measured by utilizing the antigen-antibody reaction between the antigen which is the substance to be measured contained in the sample solution and the antibody or antigen labeled with the labeling substance An immunoassay that measures the amount is known.

免疫測定法には、標識物質として酵素を用いた酵素免疫測定法(EIA)や、標識物質として蛍光物質を用いた蛍光免疫測定法(FIA)などがある。
例えば、蛍光免疫測定法を利用した検体検出装置としては、ナノメートルレベルなどの微細領域中で電子と光が共鳴することにより、高い光出力を得る現象(表面プラズモン共鳴(SPR:Surface Plasmon Resonance)現象)を応用し、例えば、生体内の極微少なアラナイトの検出を行うようにした表面プラズモン共鳴装置(以下、「SPR装置」とも言う)が挙げられる。
Immunoassays include an enzyme immunoassay (EIA) that uses an enzyme as a labeling substance, and a fluorescence immunoassay (FIA) that uses a fluorescent substance as a labeling substance.
For example, as a sample detection device using a fluorescence immunoassay, a phenomenon in which electrons and light resonate in a minute region such as a nanometer level to obtain a high light output (Surface Plasmon Resonance (SPR)). A surface plasmon resonance apparatus (hereinafter, also referred to as “SPR apparatus”) that applies a phenomenon) to detect a very small amount of alanite in a living body can be mentioned.

また、表面プラズモン共鳴(SPR)現象を応用した、表面プラズモン励起増強蛍光分光法(SPFS:Surface Plasmon-field enhanced Fluorescence Spectroscopy)の原理に基づき、SPR装置よりもさらに高精度にアナライト検出を行えるようにした表面プラズモン励起増強蛍光分光測定装置(以下、「SPFS装置」とも言う)も、このような検体検出装置の一つである。 In addition, based on the principle of Surface Plasmon-field enhanced Fluorescence Spectroscopy (SPFS), which applies the surface plasmon resonance (SPR) phenomenon, it is possible to perform analysis detection with higher accuracy than the SPR device. The surface plasmon excitation enhanced fluorescence spectroscopic measurement device (hereinafter, also referred to as “SPFS device”) is one such sample detection device.

この表面プラズモン励起増強蛍光分光法(SPFS)は、光源より照射したレーザー光などの励起光が、金属膜表面で全反射減衰(ATR:Attenuated Total Reflectance)する条件において、金属膜表面に表面プラズモン光(疎密波)を発生させることによって、光源より照射した励起光が有するフォトン量を数十倍〜数百倍に増やして、表面プラズモン光の電場増強効果を得るようになっている。 In this surface plasmon excitation enhanced fluorescence spectroscopy (SPFS), surface plasmon light is applied to the surface of the metal film under the condition that the excitation light such as laser light emitted from the light source is totally reflected and attenuated (ATR) on the surface of the metal film. By generating (dense wave), the amount of photons contained in the excitation light emitted from the light source is increased several tens to several hundred times, and the electric field enhancement effect of the surface plasmon light is obtained.

このようなSPFS装置では、誘電体部材と、誘電体部材の上面に隣接する金属膜と、金属膜の上面に配置される液保持部材とを備えるセンサーチップが用いられる。このようなセンサーチップでは、金属膜上に、アナライトを捕捉するためのリガンドを有する反応場が設けられている。 In such an SPFS device, a sensor chip including a dielectric member, a metal film adjacent to the upper surface of the dielectric member, and a liquid holding member arranged on the upper surface of the metal film is used. In such a sensor chip, a reaction field having a ligand for capturing the analyte is provided on the metal membrane.

液保持部材に、アナライトを含む試料液を供給することにより、アナライトがリガンドにより捕捉される(1次反応)。この状態で、蛍光物質で標識された2次抗体を含む液体(標識液)を液保持部材に導入する。溶液保持部材内では、抗原抗体反応(2次反応)によって、リガンドにより捕捉されているアナライトが蛍光物質で標識される。 By supplying the sample liquid containing the analite to the liquid holding member, the analyte is captured by the ligand (first-order reaction). In this state, a liquid containing a secondary antibody labeled with a fluorescent substance (labeled liquid) is introduced into the liquid holding member. In the solution holding member, the analyte captured by the ligand is labeled with a fluorescent substance by an antigen-antibody reaction (secondary reaction).

この状態で、誘電体部材を介して表面プラズモン共鳴が生じる角度で励起光を金属膜に照射すると、金属膜表面に発生した表面プラズモン光により蛍光物質が励起され、蛍光物質から蛍光が生じる。この蛍光を検出することにより、アナライトの有無やその量を測定することができる。 In this state, when the metal film is irradiated with excitation light at an angle at which surface plasmon resonance occurs via the dielectric member, the fluorescent substance is excited by the surface plasmon light generated on the surface of the metal film, and fluorescence is generated from the fluorescent substance. By detecting this fluorescence, it is possible to measure the presence or absence of and the amount of the announcer.

このようなセンサーチップには、液保持部材としてウェル部材を用いて、試料液をウェル部材に貯留した状態で検体検査を行うウェルチップタイプと、液保持部材として流路部材を用いて、試料液を流路に流すことでアナライトを流路中の反応場に捕捉した状態で検体検査を行う流路チップタイプ(以下、単に「流路チップ」と言う)がある。 For such a sensor chip, a well chip type is used as a liquid holding member to perform a sample inspection while the sample liquid is stored in the well member, and a flow path member is used as a liquid holding member to prepare a sample liquid. There is a flow path chip type (hereinafter, simply referred to as "flow path chip") in which a sample is inspected in a state where the analyzer is captured in the reaction field in the flow path by flowing the sample through the flow path.

図7は、従来の流路チップの構造を説明するための模式図である。
図7に示すように、流路チップ200は、誘電体部材202と、流路蓋204とが流路シール206により接着されて成る。流路蓋204には、試料液などを注入するための注入口204a及び貯留部204bを備えている。
FIG. 7 is a schematic diagram for explaining the structure of the conventional flow path chip.
As shown in FIG. 7, the flow path chip 200 is formed by bonding a dielectric member 202 and a flow path lid 204 by a flow path seal 206. The flow path lid 204 is provided with an injection port 204a and a storage portion 204b for injecting a sample solution or the like.

ここで、誘電体部材202、流路蓋204、流路シール206により囲繞された空間が流路208であり、この流路208には、アナライトに特異的な抗体またはその断片であるリガンドが固定化された反応場210が設けられている。 Here, the space surrounded by the dielectric member 202, the flow path lid 204, and the flow path seal 206 is the flow path 208, and the flow path 208 contains a ligand that is an antibody or a fragment thereof specific to the analyst. A immobilized reaction field 210 is provided.

なお、このような流路チップ200において、流路208の幅は0.5mm〜3mm、高さは50μm〜500μmである。 In such a flow path chip 200, the width of the flow path 208 is 0.5 mm to 3 mm, and the height is 50 μm to 500 μm.

このような流路チップ200を用いた検体検査では、例えば、特許文献1に開示されるように、流路チップ200の流路208に試料液を流す際に、一回だけ反応場210を通過させるワンパス型、試料液を循環させて繰り返し反応場210を通過させる循環型、試料液を往復させて繰り返し反応場210を通過させる往復型と呼ばれる送液方法が用いられる。 In the sample inspection using such a flow path chip 200, for example, as disclosed in Patent Document 1, when the sample liquid is flowed through the flow path 208 of the flow path chip 200, it passes through the reaction field 210 only once. A one-pass type is used, a circulation type in which the sample solution is circulated and passed through the reaction field 210 repeatedly, and a reciprocating type in which the sample solution is reciprocated and passed through the reaction field 210 repeatedly is used.

特に、少量の試料液であったり、希少なアナライトを含有する試料液であったりする場合には、繰り返し反応場210に試料液を通過させることで反応効率を向上させることができる循環型または往復型の送液方法がよく用いられる。 In particular, in the case of a small amount of sample solution or a sample solution containing rare analysts, the reaction efficiency can be improved by passing the sample solution through the reaction field 210 repeatedly. A reciprocating liquid feeding method is often used.

特開2012−018159号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-018159

ところで、流路チップ200を用いた検体検査では、試料液以外にも、例えば、測定液や洗浄液などの液体を順次注入する必要がある。このため、図8(a)のように流路208に注入した液体Lは、注入口204aから順次吸引して流路208から液体を除去している。 By the way, in the sample inspection using the flow path chip 200, it is necessary to sequentially inject a liquid such as a measuring liquid or a cleaning liquid in addition to the sample liquid. Therefore, as shown in FIG. 8A, the liquid L injected into the flow path 208 is sequentially sucked from the injection port 204a to remove the liquid from the flow path 208.

しかしながら、液体Lを流路208から完全に除去できないことがあり、図8(b)のように流路208の注入口204a付近に液体が残ってしまう。
そして、液体Lの吸引を止めると、図8(c)に示すように、毛管現象により、注入口204a付近に残ってしまった液体Lが流路208の中央部付近まで戻ってしまうことがある。
However, the liquid L may not be completely removed from the flow path 208, and the liquid remains in the vicinity of the injection port 204a of the flow path 208 as shown in FIG. 8 (b).
Then, when the suction of the liquid L is stopped, as shown in FIG. 8C, the liquid L remaining in the vicinity of the injection port 204a may return to the vicinity of the central portion of the flow path 208 due to the capillary phenomenon. ..

この状態で、次の液体Lを注入口204aから注入すると、図8(d)に示すように、注入した液体Lが流路208内の残液に引き寄せられてしまい、気泡Aが発生してしまうことがある。また、液体Lの注入時の流路208内にかかる圧力によって、流路208両脇の残液が動いて繋がり、流路208を短手方向に閉塞させることがある。この場合に、注入し流路208内に入ってきた液体Lと閉塞した残液との間に空気層ができ、これが気泡Aとなって発生することがある。 When the next liquid L is injected from the injection port 204a in this state, the injected liquid L is attracted to the residual liquid in the flow path 208 as shown in FIG. 8D, and bubbles A are generated. It may end up. Further, due to the pressure applied in the flow path 208 at the time of injecting the liquid L, the residual liquids on both sides of the flow path 208 may move and be connected to block the flow path 208 in the lateral direction. In this case, an air layer is formed between the liquid L that has been injected and has entered the flow path 208 and the closed residual liquid, and this may be generated as bubbles A.

特に、流路チップ200の製造工程において、例えば、誘電体部材202と流路蓋204とを流路シール206を介して接着する際に、流路蓋204が内側に撓み、図7に示すように、流路208の中央部付近の高さが低くなってしまった場合には、気泡Aが発生することが多い。 In particular, in the manufacturing process of the flow path chip 200, for example, when the dielectric member 202 and the flow path lid 204 are bonded to each other via the flow path seal 206, the flow path lid 204 bends inward, as shown in FIG. In addition, when the height near the central portion of the flow path 208 becomes low, bubbles A are often generated.

このように気泡Aが発生し、この気泡Aが流路208内の反応場210に集まってしまうと、アナライトの測定精度が低下してしまう。
本発明では、このような現状に鑑み、流路内に気泡が発生することを抑制し、測定精度の低下を防止することができる検体検出システム用センサーチップを提供することを目的とする。
If the bubbles A are generated in this way and the bubbles A gather in the reaction field 210 in the flow path 208, the measurement accuracy of the analyzer is lowered.
In view of such a current situation, it is an object of the present invention to provide a sensor chip for a sample detection system capable of suppressing the generation of bubbles in a flow path and preventing a decrease in measurement accuracy.

本発明は、前述したような従来技術における課題を解決するために発明されたものであって、上述した目的のうち少なくとも一つを実現するために、本発明の一側面を反映した検体検出システム用センサーチップは、
アナライトを捕捉する反応場を内部に有するセンサーチップであって、
前記反応場を有する流路と、
前記流路の一端に形成された第1貫通孔と、を有し、
前記流路の前記反応場近傍における高さが、前記流路の前記第1貫通孔近傍における高さよりも高くなるように、前記流路に勾配が設けられるとともに、
前記流路の前記反応場近傍における高さが、0.1mm〜1mmである
The present invention has been invented to solve the above-mentioned problems in the prior art, and is a sample detection system that reflects one aspect of the present invention in order to realize at least one of the above-mentioned objects. Sensor chip for
A sensor chip that has a reaction field inside that captures Anna Reed.
The flow path having the reaction field and
It has a first through hole formed at one end of the flow path.
The flow path is provided with a gradient so that the height of the flow path in the vicinity of the reaction field is higher than the height of the flow path in the vicinity of the first through hole.
The height of the flow path in the vicinity of the reaction field is 0.1 mm to 1 mm .

本発明によれば、流路内の残液を所定の位置に留めておくための流路構造とすることにより、残液起因の気泡が発生することを抑制し、測定精度の低下を防止することができる。
また、残液起因の気泡が発生することを抑制できることから、同一流路で何度も試薬の注入・吸引が可能となり、センサーチップに余計な流路を設ける必要がない。このため、センサーチップや検体検出装置の製造コストを低減し、かつ、小型化にも寄与することができる。
According to the present invention, by adopting a flow path structure for keeping the residual liquid in the flow path at a predetermined position, it is possible to suppress the generation of bubbles due to the residual liquid and prevent a decrease in measurement accuracy. be able to.
Further, since it is possible to suppress the generation of air bubbles caused by the residual liquid, it is possible to inject and suck the reagent many times in the same flow path, and it is not necessary to provide an extra flow path in the sensor chip. Therefore, it is possible to reduce the manufacturing cost of the sensor chip and the sample detection device and contribute to the miniaturization.

図1は、本発明の一実施形態に係る表面プラズモン励起増強蛍光分光測定装置(SPFS装置)の構成を説明するための模式図である。FIG. 1 is a schematic view for explaining the configuration of a surface plasmon excitation enhanced fluorescence spectroscopic measurement device (SPFS device) according to an embodiment of the present invention. 図2は、図1のSPFS装置で用いられるセンサーチップの一例を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic view showing an example of a sensor chip used in the SPFS device of FIG. 図3は、図2のセンサーチップにおいて、液体を流路に往復送液した際の液体の状態を説明するための模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the state of the liquid when the liquid is reciprocally sent to the flow path in the sensor chip of FIG. 図4は、図1のSPFS装置で用いられるセンサーチップの変形例を示す模式図である。FIG. 4 is a schematic view showing a modified example of the sensor chip used in the SPFS device of FIG. 図5は、図1のSPFS装置で用いられるセンサーチップの別の変形例を示す模式図である。FIG. 5 is a schematic view showing another modification of the sensor chip used in the SPFS apparatus of FIG. 図6は、図1のSPFS装置の動作手順の一例を示すフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart showing an example of the operation procedure of the SPFS apparatus of FIG. 図7は、従来の流路チップの構造を説明するための模式図である。FIG. 7 is a schematic diagram for explaining the structure of the conventional flow path chip. 図8は、図7の流路チップにおいて、液体を流路に往復送液した際の液体の状態を説明するための模式図である。FIG. 8 is a schematic diagram for explaining a state of the liquid when the liquid is reciprocally sent to the flow path in the flow path chip of FIG. 7.

以下、本発明の実施の形態(実施例)を図面に基づいて、より詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る表面プラズモン励起増強蛍光分光測定装置(SPFS装置)の構成を説明するための模式図、図2は、図1のSPFS装置で用いられるセンサーチップの一例を示す模式図である。
Hereinafter, embodiments (examples) of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the configuration of a surface plasmon excitation enhanced fluorescence spectroscopic measurement device (SPFS device) according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an example of a sensor chip used in the SPFS device of FIG. It is a schematic diagram which shows.

図1に示すように、SPFS装置10は、励起光照射ユニット20、蛍光検出ユニット30、送液ユニット40、搬送ユニット50及び制御部80を備える。なお、SPFS装置10は、搬送ユニット50のチップホルダー54にセンサーチップ100を装着した状態で使用される。 As shown in FIG. 1, the SPFS device 10 includes an excitation light irradiation unit 20, a fluorescence detection unit 30, a liquid feeding unit 40, a transport unit 50, and a control unit 80. The SPFS device 10 is used with the sensor chip 100 mounted on the chip holder 54 of the transport unit 50.

図2に示すように、センサーチップ100は、入射面102a、成膜面102b及び出射面102cを有する誘電体部材102と、成膜面102bに形成された金属膜104と、成膜面102bまたは金属膜104上に固着された流路形成部材106とを有する。通常、センサーチップ100は、検体検査毎に交換されるものである。 As shown in FIG. 2, the sensor chip 100 includes a dielectric member 102 having an incident surface 102a, a film forming surface 102b, and an emitting surface 102c, a metal film 104 formed on the film forming surface 102b, and a film forming surface 102b or It has a flow path forming member 106 fixed on the metal film 104. Normally, the sensor chip 100 is replaced every time a sample test is performed.

センサーチップ100は、好ましくは各辺の長さが数mm〜数cm程度の構造物であるが、「チップ」の範疇に含まれないようなより小型の構造物又はより大型の構造物であっても構わない。 The sensor chip 100 is preferably a structure having a length of several mm to several cm on each side, but is a smaller structure or a larger structure that is not included in the category of “chip”. It doesn't matter.

誘電体部材102は、励起光αに対して透明な誘電体からなるプリズムとすることができる。誘電体部材102の入射面102aは、励起光照射ユニット20から照射される励起光αが誘電体部材102の内部に入射される面である。また、成膜面102b上には、金属膜104が形成されている。誘電体部材102の内部に入射した励起光αは、この金属膜104と誘電体部材102の成膜面102bとの界面(以下、便宜上「金属膜104の裏面」という)において反射され、出射面102cを介して、励起光αは誘電体部材102の外部に出射される。 The dielectric member 102 can be a prism made of a dielectric material that is transparent to the excitation light α. The incident surface 102a of the dielectric member 102 is a surface on which the excitation light α emitted from the excitation light irradiation unit 20 is incident inside the dielectric member 102. Further, a metal film 104 is formed on the film-forming surface 102b. The excitation light α incident on the inside of the dielectric member 102 is reflected at the interface between the metal film 104 and the film-forming surface 102b of the dielectric member 102 (hereinafter, referred to as “the back surface of the metal film 104” for convenience) and is emitted from the exit surface. The excitation light α is emitted to the outside of the dielectric member 102 via the 102c.

誘電体部材102の形状は特に限定されるものではなく、図1,2に示す誘電体部材102は、鉛直断面形状が略台形の六面体(截頭四角錐形状)からなるプリズムであるが、例えば、鉛直断面形状を三角形(いわゆる、三角プリズム)、半円形、半楕円形としたプリズムとすることもできる。 The shape of the dielectric member 102 is not particularly limited, and the dielectric member 102 shown in FIGS. 1 and 2 is a prism formed of a hexahedron having a substantially trapezoidal vertical cross-sectional shape (a quadrangular pyramid shape), for example. , The vertical cross-sectional shape may be a triangle (so-called triangular prism), a semicircular shape, or a semi-elliptical shape.

入射面102aは、励起光αが励起光照射ユニット20に戻らないように形成される。励起光αの光源が、例えば、レーザーダイオード(以下、「LD」ともいう)である場合、励起光αがLDに戻ると、LDの励起状態が乱れてしまい、励起光αの波長や出力が変動してしまう。このため、理想的な増強角を中心とする走査範囲において、励起光αが入射面102aに対して垂直に入射しないように、入射面102aの角度が設定される。 The incident surface 102a is formed so that the excitation light α does not return to the excitation light irradiation unit 20. When the light source of the excitation light α is, for example, a laser diode (hereinafter, also referred to as “LD”), when the excitation light α returns to the LD, the excited state of the LD is disturbed, and the wavelength and output of the excitation light α are changed. It fluctuates. Therefore, the angle of the incident surface 102a is set so that the excitation light α is not incident perpendicularly to the incident surface 102a in the scanning range centered on the ideal enhancement angle.

なお、センサーチップ100の設計により、共鳴角(及びその極近傍にある増強角)が概ね決定される。設計要素は、誘電体部材102の屈折率、金属膜104の屈折率、金属膜104の膜厚、金属膜104の消衰係数、励起光αの波長などである。金属膜104上に固定化されたアナライトによって共鳴角及び増強角がシフトするが、その量は数度未満である。 The resonance angle (and the augmentation angle in the immediate vicinity thereof) is roughly determined by the design of the sensor chip 100. The design elements include the refractive index of the dielectric member 102, the refractive index of the metal film 104, the film thickness of the metal film 104, the extinction coefficient of the metal film 104, the wavelength of the excitation light α, and the like. The resonance and augmentation angles are shifted by the analysts immobilized on the metal film 104, but the amount is less than a few degrees.

誘電体部材102は、複屈折特性を少なからず有する。誘電体部材102の材料は、例えば、ガラス、セラミックスなどの各種の無機物、天然ポリマー、合成ポリマーなどが含まれ、化学的安定性、製造安定性、光学的透明性、低複屈折性に優れる材料が好ましい。 The dielectric member 102 has not a little birefringence characteristic. The material of the dielectric member 102 includes, for example, various inorganic substances such as glass and ceramics, natural polymers, synthetic polymers, etc., and is excellent in chemical stability, production stability, optical transparency, and low birefringence. Is preferable.

少なくとも、励起光αに対して光学的に透明で、かつ低複屈折な材料から形成されていれば、その材質は、上記のように特に限定されないが、安価で取り扱い性に優れるセンサーチップ100を提供する上で、例えば、樹脂材料から形成されていることが好ましい。なお、誘電体部材102の製造方法は、特に限定されるものではないが、製造コストの観点から、金型を用いた射出成形が好ましい。 At least, as long as it is formed of a material that is optically transparent to the excitation light α and has low birefringence, the material is not particularly limited as described above, but the sensor chip 100 is inexpensive and has excellent handleability. In providing, for example, it is preferably formed from a resin material. The method for manufacturing the dielectric member 102 is not particularly limited, but injection molding using a mold is preferable from the viewpoint of manufacturing cost.

誘電体部材102を樹脂材料から形成する場合、例えば、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)などのポリオレフィン類、環状オレフィンコポリマー(COC)、環状オレフィンポリマー(COP)などのポリ環状オレフィン類、ポリスチレン、ポリカーボネート(PC)、アクリル樹脂、トリアセチルセルロース(TAC)などを用いることができる。 When the dielectric member 102 is formed from a resin material, for example, polyolefins such as polyethylene (PE) and polypropylene (PP), polycyclic olefins such as cyclic olefin copolymer (COC) and cyclic olefin polymer (COP), polystyrene, etc. Polycarbonate (PC), acrylic resin, triacetyl cellulose (TAC) and the like can be used.

金属膜104は、誘電体部材102の成膜面102b上に形成される。これにより、成膜面102bに全反射条件で入射した励起光αの光子と、金属膜104中の自由電子との間で相互作用(表面プラズモン共鳴)が生じ、金属膜104の表面上に局在場光を生じさせることができる。 The metal film 104 is formed on the film-forming surface 102b of the dielectric member 102. As a result, an interaction (surface plasmon resonance) occurs between the photons of the excitation light α incident on the film-forming surface 102b under total reflection conditions and the free electrons in the metal film 104, and the station is stationed on the surface of the metal film 104. It can generate presence light.

金属膜104の材料は、表面プラズモン共鳴を生じさせうる金属であれば、特に限定されるものではなく、例えば、金、銀、アルミニウム、銅、および白金からなる群から選ばれる少なくとも1種の金属からなり、より好ましくは金からなり、さらに、これら金属の合金から構成してもよい。このような金属は、酸化に対して安定であり、かつ、表面プラズモン光による電場増強が大きくなるため、金属膜104として好適である。 The material of the metal film 104 is not particularly limited as long as it is a metal capable of causing surface plasmon resonance, and for example, at least one metal selected from the group consisting of gold, silver, aluminum, copper, and platinum. It is made of, more preferably made of gold, and may be further composed of an alloy of these metals. Such a metal is suitable as a metal film 104 because it is stable against oxidation and the electric field enhancement by surface plasmon light is large.

また、金属膜104の形成方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、スパッタリング法、蒸着法(抵抗加熱蒸着法、電子線蒸着法など)、電解メッキ、無電解メッキ法などが挙げられる。好ましくは、スパッタリング法、蒸着法を使用するのが、金属膜形成条件の調整が容易であるので望ましい。 The method for forming the metal film 104 is not particularly limited, and examples thereof include a sputtering method, a vapor deposition method (resistive heating vapor deposition method, electron beam vapor deposition method, etc.), electrolytic plating, electroless plating, and the like. Be done. It is preferable to use a sputtering method or a thin-film deposition method because the metal film forming conditions can be easily adjusted.

金属膜104の厚さとしては、特に限定されるものではないが、好ましくは、5〜500nmの範囲内とするのが好ましく、電場増強効果の観点から、より好ましくは、金、銀、銅、白金の場合には20〜70nm、アルミニウムの場合には、10〜50nm、これらの合金の場合には10〜70nmの範囲内であることが好ましい。 The thickness of the metal film 104 is not particularly limited, but is preferably in the range of 5 to 500 nm, and more preferably gold, silver, copper, from the viewpoint of the electric field enhancing effect. It is preferably in the range of 20 to 70 nm in the case of platinum, 10 to 50 nm in the case of aluminum, and 10 to 70 nm in the case of these alloys.

金属膜104の厚さが上記範囲内であれば、表面プラズモン光が発生し易く好適である。また、このような厚さを有する金属膜104であれば、大きさ(縦×横)の寸法、形状は、特に限定されない。 When the thickness of the metal film 104 is within the above range, surface plasmon light is likely to be generated, which is suitable. Further, the size (length x width) of the metal film 104 having such a thickness is not particularly limited.

また、図1,2では図示しないが、金属膜104の誘電体部材102と対向しない面(以下、便宜上「金属膜104の表面」という)には、アナライトを捕捉するためのリガンドが固定化されている。リガンドを固定化することで、アナライトを選択的に検出することが可能となる。 Further, although not shown in FIGS. 1 and 2, a ligand for capturing the analyte is immobilized on the surface of the metal film 104 that does not face the dielectric member 102 (hereinafter, referred to as “the surface of the metal film 104” for convenience). Has been done. Immobilization of the ligand makes it possible to selectively detect analysts.

本実施形態では、金属膜104上の所定の領域(反応場116)に、リガンドが均一に固定化されている。リガンドの種類は、アナライトを捕捉することができれば特に限定されない。本実施形態では、リガンドは、アナライトに特異的な抗体またはその断片である。 In this embodiment, the ligand is uniformly immobilized in a predetermined region (reaction field 116) on the metal film 104. The type of ligand is not particularly limited as long as it can capture the analyte. In this embodiment, the ligand is an antibody or fragment thereof that is specific for Analytes.

流路形成部材106は、誘電体部材102の成膜面102bまたは金属膜104上に配置されている。本実施形態において、流路形成部材106は、貫通孔が形成された粘着シート(流路シール114)により誘電体部材102または金属膜104と接合され、誘電体部材102、流路形成部材106、流路シール114に囲繞された空間、すなわち、流路シール114の貫通孔を流路112として用いている。 The flow path forming member 106 is arranged on the film forming surface 102b of the dielectric member 102 or the metal film 104. In the present embodiment, the flow path forming member 106 is joined to the dielectric member 102 or the metal film 104 by an adhesive sheet (flow path seal 114) having through holes formed therein, and the dielectric member 102, the flow path forming member 106, The space surrounded by the flow path seal 114, that is, the through hole of the flow path seal 114 is used as the flow path 112.

流路形成部材106としては、これに限定されるものではなく、例えば、成膜面102bまたは金属膜104と対向する面に流路溝を形成し、流路形成部材106は、金属膜104上の反応場116を覆うように配置することで、流路形成部材106と誘電体部材102に囲繞された空間、すなわち、流路溝を、試料液や標識液、洗浄液などを送液するための流路112として用いることができる。 The flow path forming member 106 is not limited to this, and for example, a flow path groove is formed on the film forming surface 102b or the surface facing the metal film 104, and the flow path forming member 106 is formed on the metal film 104. By arranging so as to cover the reaction field 116 of the above, the space surrounded by the flow path forming member 106 and the dielectric member 102, that is, the flow path groove, is used to send a sample solution, a labeling solution, a cleaning solution, or the like. It can be used as a flow path 112.

この場合、流路形成部材106は、例えば、接着剤や透明な粘着シートによる接着、レーザー溶着、超音波溶着、クランプ部材を用いた圧着などにより誘電体部材102または金属膜104と接合することができる。 In this case, the flow path forming member 106 may be joined to the dielectric member 102 or the metal film 104 by, for example, bonding with an adhesive or a transparent adhesive sheet, laser welding, ultrasonic welding, crimping using a clamp member, or the like. it can.

このように形成される流路112の反応場116近傍における幅は0.1mm〜5mm、長さは10mm〜50mmとすることが好ましい。また、流路112の第1貫通孔110a近傍における高さは50μm〜500μmとすることが好ましい。 The width of the flow path 112 thus formed in the vicinity of the reaction field 116 is preferably 0.1 mm to 5 mm, and the length is preferably 10 mm to 50 mm. Further, the height of the flow path 112 in the vicinity of the first through hole 110a is preferably 50 μm to 500 μm.

また、流路形成部材106は、流路112の一端に形成された第1貫通孔110aと、流路112の他端に形成された第2貫通孔110bとを有する。本実施形態において、第1貫通孔110a及び第2貫通孔110bは、それぞれ略円柱形状である。また、第1貫通孔110a及び第2貫通孔110bは、流路112へ試料液や標識液、洗浄液などを注入するための注入口及び試料液や標識液、洗浄液などを取り出すための取出口として機能する。 Further, the flow path forming member 106 has a first through hole 110a formed at one end of the flow path 112 and a second through hole 110b formed at the other end of the flow path 112. In the present embodiment, the first through hole 110a and the second through hole 110b each have a substantially cylindrical shape. Further, the first through hole 110a and the second through hole 110b serve as an injection port for injecting the sample liquid, the labeling liquid, the cleaning liquid, etc. into the flow path 112, and an outlet for taking out the sample liquid, the labeling liquid, the cleaning liquid, etc. Function.

流路形成部材106の材料としては、少なくとも後述する蛍光γに対して光学的に透明な材料から形成されていれば、特に限定されるものではないが、安価で取り扱い性に優れるセンサーチップ100を提供する上で、例えば、樹脂材料から形成されていることが好ましい。なお、流路形成部材106の製造方法は、特に限定されるものではないが、製造コストの観点から、金型を用いた射出成形が好ましい。 The material of the flow path forming member 106 is not particularly limited as long as it is formed of at least a material that is optically transparent to fluorescence γ, which will be described later, but the sensor chip 100 is inexpensive and has excellent handleability. In providing, for example, it is preferably formed from a resin material. The method for manufacturing the flow path forming member 106 is not particularly limited, but injection molding using a mold is preferable from the viewpoint of manufacturing cost.

流路形成部材106を樹脂材料から形成する場合、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレートなどのポリエステル類、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)などのポリオレフィン類、環状オレフィンコポリマー(COC)、環状オレフィンポリマー(COP)などのポリ環状オレフィン類、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデンなどのビニル系樹脂、ポリスチレン、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリサルホン(PSF)、ポリエーテルサルホン(PES)、ポリカーボネート(PC)、ポリアミド、ポリイミド、アクリル樹脂、トリアセチルセルロース(TAC)などを用いることができ、特に、化学的に安定で、かつ、成型性に優れることからアクリル樹脂を用いることが好ましい。このように、アクリル樹脂を用いることにより、後述するような勾配118を容易に形成することができる。 When the flow path forming member 106 is formed from a resin material, for example, polyesters such as polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate, polyolefins such as polyethylene (PE) and polypropylene (PP), cyclic olefin copolymer (COC), and the like. Polycyclic olefins such as cyclic olefin polymer (COP), vinyl resins such as polyvinyl chloride and polyvinylidene chloride, polystyrene, polyetheretherketone (PEEK), polysalphon (PSF), polyethersalphon (PES), polycarbonate (PC), polypropylene, polyimide, acrylic resin, triacetyl cellulose (TAC) and the like can be used, and it is particularly preferable to use acrylic resin because it is chemically stable and has excellent moldability. As described above, by using the acrylic resin, the gradient 118 as described later can be easily formed.

本実施形態において、流路形成部材106には、流路112の反応場116近傍における高さh2が、第1貫通孔110a近傍における高さh1よりも高くなるように勾配118が設けられている。流路112の反応場116近傍における高さh2は、0.1mm〜1mmとすることが好ましい。 In the present embodiment, the flow path forming member 106 is provided with a gradient 118 so that the height h2 of the flow path 112 in the vicinity of the reaction field 116 is higher than the height h1 in the vicinity of the first through hole 110a. .. The height h2 of the flow path 112 in the vicinity of the reaction field 116 is preferably 0.1 mm to 1 mm.

このように構成することにより、図3(a)のように、第1貫通孔110aから流路112に液体Lを注入し、図3(b)のように、第1貫通孔110aから流路112内の液体Lを吸引して流路112の第1貫通孔110a付近に液体Lが残った場合であっても、このまま吸引を止めても、図3(c)のように、液体は第1貫通孔110a近傍に留まり、反応場116周辺に液体Lが戻るようなことを防止できる。 With this configuration, the liquid L is injected into the flow path 112 from the first through hole 110a as shown in FIG. 3A, and the flow path is injected from the first through hole 110a as shown in FIG. 3B. Even if the liquid L in the 112 is sucked and the liquid L remains in the vicinity of the first through hole 110a of the flow path 112, or if the suction is stopped as it is, the liquid is the first as shown in FIG. 3C. It is possible to prevent the liquid L from returning to the vicinity of the reaction field 116 by staying in the vicinity of the through hole 110a.

なお、流路形成部材106に設けられた勾配118は、流路112の反応場116近傍における高さが、第1貫通孔110a近傍における高さよりも高くなるように構成されていればよく、図2に示す一例では、流路112において、反応場116近傍における高さが最も高く、第1貫通孔110a及び第2貫通孔110bに近づくに従って流路112の高さが低くなるように勾配118が設けられているが、例えば、図4(a)に示すように、第1貫通孔110aから第2貫通孔110bに向かって流路112の高さが高くなるように勾配118を設けてもよい。 The gradient 118 provided in the flow path forming member 106 may be configured so that the height of the flow path 112 in the vicinity of the reaction field 116 is higher than the height in the vicinity of the first through hole 110a. In the example shown in 2, the gradient 118 has the highest height in the vicinity of the reaction field 116 in the flow path 112, and the height of the flow path 112 decreases as it approaches the first through hole 110a and the second through hole 110b. Although it is provided, for example, as shown in FIG. 4A, a gradient 118 may be provided so that the height of the flow path 112 increases from the first through hole 110a toward the second through hole 110b. ..

また、図4(b)に示すように、勾配118を曲面としてもよい。また、図4(c)に示すように、勾配118を複数の平面とすることもできるが、流路112へ液体を送液した際の液溜まりを防止する観点からは、図2や図4(a)に示すように、流路112を形成する面はなるべく平滑であることが好ましい。 Further, as shown in FIG. 4B, the gradient 118 may be a curved surface. Further, as shown in FIG. 4C, the gradient 118 may be formed into a plurality of planes, but from the viewpoint of preventing liquid accumulation when the liquid is sent to the flow path 112, FIGS. 2 and 4 As shown in (a), the surface forming the flow path 112 is preferably as smooth as possible.

また、勾配118は流路形成部材106に設けず、図5(a)に示すように、誘電体部材102に設けることもできる。さらには、図5(b)に示すように、流路形成部材106と誘電体部材102の両方に勾配118を設けることもできる。 Further, the gradient 118 may not be provided on the flow path forming member 106, but may be provided on the dielectric member 102 as shown in FIG. 5 (a). Further, as shown in FIG. 5B, the gradient 118 can be provided on both the flow path forming member 106 and the dielectric member 102.

このように構成されるセンサーチップ100は、図1に示すように、SPFS装置10の搬送ユニット50のチップホルダー54に装着され、SPFS装置10によって検体検出が行われる。 As shown in FIG. 1, the sensor chip 100 configured in this way is attached to the chip holder 54 of the transport unit 50 of the SPFS device 10, and the sample is detected by the SPFS device 10.

次に、SPFS装置10の各構成要素について説明する。前述するように、本実施形態におけるSPFS装置10は、励起光照射ユニット20、蛍光検出ユニット30、送液ユニット40、搬送ユニット50及び制御部80が設けられている。 Next, each component of the SPFS device 10 will be described. As described above, the SPFS device 10 in the present embodiment is provided with the excitation light irradiation unit 20, the fluorescence detection unit 30, the liquid feeding unit 40, the transport unit 50, and the control unit 80.

励起光照射ユニット20は、チップホルダー54に保持されたセンサーチップ100に励起光αを照射する。後述するように、蛍光γの測定時には、励起光照射ユニット20は、金属膜104に対する入射角が表面プラズモン共鳴を生じさせる角度となるように、金属膜104に対するP波のみを入射面102aに向けて出射する。 The excitation light irradiation unit 20 irradiates the sensor chip 100 held in the chip holder 54 with the excitation light α. As will be described later, when measuring the fluorescence γ, the excitation light irradiation unit 20 directs only the P wave to the metal film 104 toward the incident surface 102a so that the angle of incidence on the metal film 104 is an angle that causes surface plasmon resonance. And emit.

ここで「励起光」とは、蛍光物質を直接または間接的に励起させる光である。例えば、励起光αは、誘電体部材102を介して金属膜104に表面プラズモン共鳴が生じる角度で照射されたときに、蛍光物質を励起させる局在場光を金属膜104の表面上に生じさせる光である。 Here, the "excitation light" is light that directly or indirectly excites a fluorescent substance. For example, the excitation light α generates localized field light on the surface of the metal film 104 that excites a fluorescent substance when the metal film 104 is irradiated through the dielectric member 102 at an angle at which surface plasmon resonance occurs. It is light.

励起光照射ユニット20は、励起光αを誘電体部材102に向けて出射するための構成と、金属膜104の裏面に対する励起光αの入射角度を走査するための構成とを含む。本実施形態では、励起光照射ユニット20は、光源ユニット21、角度調整機構22及び光源制御部23を含む。 The excitation light irradiation unit 20 includes a configuration for emitting the excitation light α toward the dielectric member 102 and a configuration for scanning the incident angle of the excitation light α with respect to the back surface of the metal film 104. In the present embodiment, the excitation light irradiation unit 20 includes a light source unit 21, an angle adjusting mechanism 22, and a light source control unit 23.

光源ユニット21は、コリメートされ、かつ波長及び光量が一定の励起光αを、金属膜104裏面に対して照射スポットの形状が略円形となるように照射する。光源ユニット21は、例えば、励起光αの光源、ビーム整形光学系、APC(Automatic Power-Control)機構及び温度調整機構(いずれも不図示)を含む。 The light source unit 21 irradiates the back surface of the metal film 104 with excitation light α that is collimated and has a constant wavelength and amount of light so that the shape of the irradiation spot is substantially circular. The light source unit 21 includes, for example, a light source for excitation light α, a beam shaping optical system, an APC (Automatic Power-Control) mechanism, and a temperature adjusting mechanism (all not shown).

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

ビーム整形光学系は、例えば、コリメーターやバンドパスフィルター、直線偏光フィルター、半波長板、スリット、ズーム手段などを含む。ビーム整形光学系は、これらの全てを含んでいてもよいし、一部のみを含んでいてもよい。 The beam shaping optical system includes, for example, a collimator, a bandpass filter, a linear polarizing filter, a half wave plate, a slit, a zoom means, and the like. The beam shaping optical system may include all of these, or may include only a part of them.

コリメーターは、光源から照射された励起光αをコリメートする。バンドパスフィルターは、光源から照射された励起光αを中心波長のみの狭帯域光にする。光源からの励起光αは、若干の波長分布幅を有しているためである。 The collimator collimates the excitation light α emitted from the light source. The bandpass filter converts the excitation light α emitted from the light source into narrow-band light having only a central wavelength. This is because the excitation light α from the light source has a slight wavelength distribution width.

直線偏光フィルターは、光源から照射された励起光αを完全な直線偏光の光にする。半波長板は、金属膜104にP波成分が入射するように励起光αの偏光方向を調整する。スリット及びズーム手段は、金属膜104裏面における照射スポットの形状が所定サイズの円形となるように、励起光αのビーム径や輪郭形状などを調整する。 The linearly polarized light filter converts the excitation light α emitted from the light source into completely linearly polarized light. The half-wave plate adjusts the polarization direction of the excitation light α so that the P-wave component is incident on the metal film 104. The slit and the zoom means adjust the beam diameter and contour shape of the excitation light α so that the shape of the irradiation spot on the back surface of the metal film 104 is a circle of a predetermined size.

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

温度調整機構は、例えば、ヒーターやペルチェ素子などである。光源の出射光の波長及びエネルギーは、温度によって変動することがある。このため、温度調整機構で光源の温度を一定に保つことにより、光源の出射光の波長及びエネルギーを一定に制御する。 The temperature adjusting mechanism is, for example, a heater or a Peltier element. The wavelength and energy of the emitted light from the light source may vary with temperature. Therefore, by keeping the temperature of the light source constant by the temperature adjusting mechanism, the wavelength and energy of the emitted light of the light source are controlled to be constant.

角度調整機構22は、金属膜104への励起光αの入射角を調整する。角度調整機構22は、誘電体部材102を介して金属膜104の所定の位置に向けて所定の入射角で励起光αを照射するために、励起光αの光軸とチップホルダー54とを相対的に回転させる。 The angle adjusting mechanism 22 adjusts the angle of incidence of the excitation light α on the metal film 104. The angle adjusting mechanism 22 makes the optical axis of the excitation light α and the chip holder 54 relative to each other in order to irradiate the excitation light α at a predetermined incident angle toward a predetermined position of the metal film 104 via the dielectric member 102. Rotate.

例えば、角度調整機構22は、光源ユニット21を励起光αの光軸と直交する軸(図1の紙面に対して垂直な軸)を中心として回動させる。このとき、入射角を走査しても金属膜104上での照射スポットの位置がほとんど変化しないように、回転軸の位置を設定する。回転中心の位置を、入射角の走査範囲の両端における2つの励起光αの光軸の交点近傍(成膜面102b上の照射位置と入射面102aとの間)に設定することで、照射位置のズレを極小化することができる。 For example, the angle adjusting mechanism 22 rotates the light source unit 21 around an axis orthogonal to the optical axis of the excitation light α (an axis perpendicular to the paper surface in FIG. 1). At this time, the position of the rotation axis is set so that the position of the irradiation spot on the metal film 104 hardly changes even if the incident angle is scanned. By setting the position of the center of rotation near the intersection of the optical axes of the two excitation lights α at both ends of the scanning range of the incident angle (between the irradiation position on the film forming surface 102b and the incident surface 102a), the irradiation position The deviation can be minimized.

金属膜104に対する励起光αの入射角のうち、プラズモン散乱光の最大光量を得られる角度が増強角である。増強角またはその近傍の角度に励起光αの入射角を設定することで、高強度の蛍光γを測定することが可能となる。 Of the angles of incidence of the excitation light α on the metal film 104, the angle at which the maximum amount of plasmon scattered light can be obtained is the enhancement angle. By setting the incident angle of the excitation light α at the enhancement angle or an angle in the vicinity thereof, it is possible to measure the high-intensity fluorescence γ.

なお、センサーチップ100の誘電体部材102の材料及び形状、金属膜104の膜厚、流路112内の試料液の屈折率などにより、励起光αの基本的な入射条件が決定されるが、流路112内のアナライトの種類及び量、誘電体部材102の形状誤差などにより、最適な入射条件はわずかに変動する。このため、検体検査毎に最適な増強角を求めることが好ましい。 The basic incident conditions of the excitation light α are determined by the material and shape of the dielectric member 102 of the sensor chip 100, the film thickness of the metal film 104, the refractive index of the sample liquid in the flow path 112, and the like. The optimum incident conditions vary slightly depending on the type and amount of the analyte in the flow path 112, the shape error of the dielectric member 102, and the like. Therefore, it is preferable to obtain the optimum enhancement angle for each sample test.

光源制御部23は、光源ユニット21に含まれる各種機器を制御して、光源ユニット21の励起光αの照射を制御する。光源制御部23は、例えば、演算装置、制御装置、記憶装置、入力装置及び出力装置を含む公知のコンピュータやマイコンなどによって構成される。 The light source control unit 23 controls various devices included in the light source unit 21 to control the irradiation of the excitation light α of the light source unit 21. The light source control unit 23 is composed of, for example, a known computer or microcomputer including an arithmetic unit, a control device, a storage device, an input device, and an output device.

蛍光検出ユニット30は、金属膜104への励起光αの照射により励起された蛍光物質から生じる蛍光γを検出する。また、必要に応じて、蛍光検出ユニット30は、金属膜104への励起光αの照射によって生じたプラズモン散乱光も検出する。蛍光検出ユニット30は、例えば、受光ユニット31、位置切替機構37及びセンサー制御部38を含む。 The fluorescence detection unit 30 detects the fluorescence γ generated from the fluorescent substance excited by irradiating the metal film 104 with the excitation light α. If necessary, the fluorescence detection unit 30 also detects the plasmon scattered light generated by irradiating the metal film 104 with the excitation light α. The fluorescence detection unit 30 includes, for example, a light receiving unit 31, a position switching mechanism 37, and a sensor control unit 38.

受光ユニット31は、センサーチップ100の金属膜104の法線方向(図1におけるz軸方向)に配置される。受光ユニット31は、第1レンズ32、光学フィルター33、第2レンズ34及び受光センサー35を含む。 The light receiving unit 31 is arranged in the normal direction (z-axis direction in FIG. 1) of the metal film 104 of the sensor chip 100. The light receiving unit 31 includes a first lens 32, an optical filter 33, a second lens 34, and a light receiving sensor 35.

第1レンズ32は、例えば、集光レンズであり、金属膜104上から生じる光を集光する。第2レンズ34は、例えば、結像レンズであり、第1レンズ32で集光された光を受光センサー35の受光面に結像させる。両レンズ32,34の間の光路は、略平行な光路となっている。光学フィルター33は、両レンズ32,34の間に配置されている。 The first lens 32 is, for example, a condensing lens, which condenses light generated on the metal film 104. The second lens 34 is, for example, an imaging lens, and the light collected by the first lens 32 is imaged on the light receiving surface of the light receiving sensor 35. The optical paths between the lenses 32 and 34 are substantially parallel optical paths. The optical filter 33 is arranged between the lenses 32 and 34.

光学フィルター33は、蛍光成分のみを受光センサー35に導き、高いS/Nで蛍光γを検出するために、励起光成分(プラズモン散乱光)を除去する。光学フィルター33は、例えば、励起光反射フィルター、短波長カットフィルター及びバンドパスフィルターが含まれる。光学フィルター33は、例えば、所定の光成分を反射する多層膜を含むフィルターであるが、所定の光成分を吸収する色ガラスフィルターであってもよい。 The optical filter 33 guides only the fluorescence component to the light receiving sensor 35, and removes the excitation light component (plasmon scattered light) in order to detect the fluorescence γ with a high S / N. The optical filter 33 includes, for example, an excitation light reflection filter, a short wavelength cut filter, and a bandpass filter. The optical filter 33 is, for example, a filter including a multilayer film that reflects a predetermined light component, but may be a colored glass filter that absorbs a predetermined light component.

受光センサー35は、蛍光γを検出する。受光センサー35は、微少量のアナライトを標識した蛍光物質からの微弱な蛍光γを検出することが可能な、高い感度を有するものであれば、特に限定されるものではないが、例えば、光電子倍増管(PMT)やアバランシェフォトダイオード(APD)、低ノイズのフォロダイオード(PD)などを用いることができる。 The light receiving sensor 35 detects the fluorescence γ. The light receiving sensor 35 is not particularly limited as long as it has a high sensitivity capable of detecting a weak fluorescent γ from a fluorescent substance labeled with a minute amount of analyst, but is not particularly limited, for example, a photomultiplier tube. A photomultiplier tube (PMT), an avalanche photodiode (APD), a low noise follow diode (PD), or the like can be used.

位置切替機構37は、光学フィルター33の位置を、受光ユニット31における光路上または光路外に切り替える。具体的には、受光センサー35が蛍光γを検出する時には、光学フィルター33を受光ユニット31の光路上に配置し、受光センサー35がプラズモン散乱光を検出する時には、光学フィルター33を受光ユニット31の光路外に配置する。位置切替機構37は、例えば、回転駆動部と、回転運動を利用して光学フィルター33を水平方向に移動させる公知の機構(ターンテーブルやラックアンドピニオンなど)とによって構成される。 The position switching mechanism 37 switches the position of the optical filter 33 on or out of the optical path of the light receiving unit 31. Specifically, when the light receiving sensor 35 detects fluorescence γ, the optical filter 33 is arranged on the optical path of the light receiving unit 31, and when the light receiving sensor 35 detects plasmon scattered light, the optical filter 33 is placed on the light receiving unit 31. Place it outside the optical path. The position switching mechanism 37 is composed of, for example, a rotation drive unit and a known mechanism (such as a turntable or a rack and pinion) that moves the optical filter 33 in the horizontal direction by using a rotational movement.

センサー制御部38は、受光センサー35の出力値の検出や、検出した出力値による受光センサー35の感度の管理、適切な出力値を得るための受光センサー35の感度の変更などを制御する。センサー制御部38は、例えば、演算装置、制御装置、記憶装置、入力装置及び出力装置を含む公知のコンピュータやマイコンなどによって構成される。 The sensor control unit 38 controls detection of the output value of the light receiving sensor 35, management of the sensitivity of the light receiving sensor 35 based on the detected output value, change of the sensitivity of the light receiving sensor 35 in order to obtain an appropriate output value, and the like. The sensor control unit 38 is composed of, for example, a known computer or microcomputer including an arithmetic unit, a control device, a storage device, an input device, and an output device.

送液ユニット40は、チップホルダー54に装着されたセンサーチップ100の流路112内に、試料液や標識液、洗浄液などを供給する。送液ユニット40は、シリンジポンプ41、ピペットノズル46、ピペットチップ45及び送液ポンプ駆動機構44を含む。 The liquid feeding unit 40 supplies a sample liquid, a labeling liquid, a cleaning liquid, and the like into the flow path 112 of the sensor chip 100 mounted on the chip holder 54. The liquid feed unit 40 includes a syringe pump 41, a pipette nozzle 46, a pipette tip 45, and a liquid feed pump drive mechanism 44.

送液ユニット40は、ピペットノズル46の先端にピペットチップ45を装着した状態で使用される。ピペットチップ45が交換可能であると、ピペットチップ45の洗浄が不要となり、不純物の混入などを防止することができる。 The liquid feeding unit 40 is used with the pipette tip 45 attached to the tip of the pipette nozzle 46. If the pipette tip 45 is replaceable, it is not necessary to clean the pipette tip 45, and it is possible to prevent impurities from being mixed.

シリンジポンプ41は、シリンジ42と、シリンジ42内を往復動作可能なプランジャー43とによって構成される。プランジャー43の往復運動によって、液体の吸引及び排出が定量的に行われる。 The syringe pump 41 is composed of a syringe 42 and a plunger 43 capable of reciprocating in the syringe 42. The reciprocating motion of the plunger 43 quantitatively sucks and discharges the liquid.

送液ポンプ駆動機構44は、シリンジポンプ41の駆動装置及びピペットチップ45が装着されたピペットノズル46の移動装置を含む。シリンジポンプ41の駆動装置は、プランジャー43を往復運動させるための装置であり、例えば、ステッピングモーターを含む。ステッピングモーターを含む駆動装置は、シリンジポンプ41の送液量や送液速度を管理できるため、センサーチップ100の残液量を管理する観点から好ましい。ピペットノズル46の移動装置は、例えば、ピペットノズル46を、ピペットノズル46の軸方向(例えば垂直方向)と、軸方向を横断する方向(例えば水平方向)との二方向に自在に移動させる。ピペットノズル46の移動装置は、例えば、ロボットアーム、2軸ステージまたは上下動自在なターンテーブルによって構成される。 The liquid feed pump drive mechanism 44 includes a drive device for the syringe pump 41 and a moving device for the pipette nozzle 46 to which the pipette tip 45 is mounted. The driving device of the syringe pump 41 is a device for reciprocating the plunger 43, and includes, for example, a stepping motor. A drive device including a stepping motor is preferable from the viewpoint of controlling the residual liquid amount of the sensor chip 100 because the liquid feeding amount and the liquid feeding speed of the syringe pump 41 can be controlled. The moving device of the pipette nozzle 46, for example, freely moves the pipette nozzle 46 in two directions, an axial direction (for example, a vertical direction) of the pipette nozzle 46 and a direction crossing the axial direction (for example, a horizontal direction). The moving device of the pipette nozzle 46 is composed of, for example, a robot arm, a two-axis stage, or a vertically movable turntable.

ピペットチップ45とセンサーチップ100との相対的な高さを一定に調整し、センサーチップ100内での残液量を一定に管理する観点からは、送液ユニット40は、ピペットチップ45の先端の位置を検出する機構をさらに有することが好ましい。 From the viewpoint of adjusting the relative height of the pipette tip 45 and the sensor tip 100 to be constant and controlling the amount of residual liquid in the sensor tip 100 to be constant, the liquid feeding unit 40 is the tip of the pipette tip 45. It is preferable to further have a mechanism for detecting the position.

送液ユニット40は、図示しない液貯留部より各種液体を吸引し、センサーチップ100の流路112内に供給する。このとき、プランジャー43を動かすことで、センサーチップ100の流路112内を液体が往復し、流路112内の液体が攪拌される。これにより、液体の濃度の均一化や、流路112内における反応(例えば抗原抗体反応)の促進などを実現することができる。 The liquid feeding unit 40 sucks various liquids from a liquid storage unit (not shown) and supplies them into the flow path 112 of the sensor chip 100. At this time, by moving the plunger 43, the liquid reciprocates in the flow path 112 of the sensor chip 100, and the liquid in the flow path 112 is agitated. As a result, it is possible to make the concentration of the liquid uniform and promote the reaction (for example, the antigen-antibody reaction) in the flow path 112.

このような操作を行うことから、センサーチップ100の注入口(第1貫通孔110a)は、多層フィルム111等により保護されており、かつピペットチップ45がこの多層フィルムを貫通した時に第1貫通孔110aを密閉できるように、センサーチップ100及びピペットチップ45が構成されていることが好ましい。 Since such an operation is performed, the injection port (first through hole 110a) of the sensor chip 100 is protected by the multilayer film 111 or the like, and the first through hole is formed when the pipette tip 45 penetrates the multilayer film. It is preferable that the sensor tip 100 and the pipette tip 45 are configured so that the 110a can be sealed.

一方で、第2貫通孔110bは、その上部開口に蓋をする蓋シール120が貼られており、注入された液体が流路を通過して一時的に貯留される貯留部となる。なお、蓋シール120には空気抜け用の微小な穴が空けられている。 On the other hand, the second through hole 110b has a lid seal 120 that covers the upper opening thereof, and serves as a storage portion in which the injected liquid passes through the flow path and is temporarily stored. The lid seal 120 is provided with a minute hole for venting air.

流路112内の液体は、再びシリンジポンプ41により吸引され、図示しない廃液部などに排出される。これらの動作の繰り返しにより、各種液体による反応、洗浄などを実施し、流路112内の反応場116に、蛍光物質で標識されたアナライトを固定化することができる。 The liquid in the flow path 112 is sucked again by the syringe pump 41 and discharged to a waste liquid portion (not shown). By repeating these operations, it is possible to carry out reactions with various liquids, washing and the like, and to immobilize the analysis labeled with the fluorescent substance in the reaction field 116 in the flow path 112.

搬送ユニット50は、ユーザーによりチップホルダー54に装着されたセンサーチップ100を送液位置または測定位置に搬送し、固定する。ここで「送液位置」とは、送液ユニット40がセンサーチップ100の流路112内に液体を供給したり、流路112内の液体を除去したりする位置である。また、「測定位置」とは、励起光照射ユニット20がセンサーチップ100に励起光αを照射し、それに伴い発生する蛍光γを蛍光検出ユニット30が検出する位置である。 The transport unit 50 transports and fixes the sensor chip 100 mounted on the chip holder 54 by the user to the liquid feeding position or the measuring position. Here, the "liquid feeding position" is a position where the liquid feeding unit 40 supplies the liquid into the flow path 112 of the sensor chip 100 or removes the liquid in the flow path 112. The "measurement position" is a position where the excitation light irradiation unit 20 irradiates the sensor chip 100 with the excitation light α and the fluorescence detection unit 30 detects the fluorescence γ generated accordingly.

搬送ユニット50は、搬送ステージ52及びチップホルダー54を含む。チップホルダー54は、搬送ステージ52に固定されており、センサーチップ100を着脱可能に保持する。チップホルダー54の形状は、センサーチップ100を保持することが可能であり、かつ、励起光α及び蛍光γの光路を妨げない形状であれば、特に限定されるものではない。例えば、チップホルダー54には、励起光α及び蛍光γが通過するための開口が設けられている。 The transport unit 50 includes a transport stage 52 and a tip holder 54. The chip holder 54 is fixed to the transport stage 52 and holds the sensor chip 100 in a detachable manner. The shape of the chip holder 54 is not particularly limited as long as it can hold the sensor chip 100 and does not obstruct the optical path of the excitation light α and the fluorescence γ. For example, the chip holder 54 is provided with an opening through which the excitation light α and the fluorescence γ pass.

搬送ステージ52は、チップホルダー54を一方向(図1におけるx軸方向)及びその逆方向に移動可能に構成される。搬送ステージ52は、例えば、ステッピングモーターなどにより駆動される。 The transfer stage 52 is configured so that the chip holder 54 can be moved in one direction (x-axis direction in FIG. 1) and vice versa. The transport stage 52 is driven by, for example, a stepping motor or the like.

以下、SPFS装置10を用いた検体検出の流れについて説明する。図6は、SPFS装置10の動作手順の一例を示すフローチャートである。
先ずユーザーは、センサーチップ100を、搬送ユニット50のチップホルダー54に装着する(S100)。
Hereinafter, the flow of sample detection using the SPFS device 10 will be described. FIG. 6 is a flowchart showing an example of the operation procedure of the SPFS device 10.
First, the user attaches the sensor chip 100 to the chip holder 54 of the transport unit 50 (S100).

制御部80は、搬送ステージ52を操作して、チップホルダー54に装着されたセンサーチップ100を送液位置まで移動する(S110)。
次いで、制御部80は、送液ユニット40を操作して、図示しない液貯留部に貯留される洗浄液を流路112内に導入し、流路112を洗浄し、流路112内の保存試薬を除去する(S120)。洗浄に用いられた洗浄液は、送液ユニット40により排出され、代わりに図示しない液貯留部に貯留される測定液を流路112内に導入する。なお、後工程の増強角検出(S140)の結果に影響がなければ、保存試薬洗浄液と測定液を兼用し、洗浄液を排出せずそのまま増強角測定を行うこともできる。
The control unit 80 operates the transfer stage 52 to move the sensor chip 100 mounted on the chip holder 54 to the liquid feeding position (S110).
Next, the control unit 80 operates the liquid feeding unit 40 to introduce the cleaning liquid stored in the liquid storage unit (not shown) into the flow path 112, wash the flow path 112, and use the storage reagent in the flow path 112. Remove (S120). The cleaning liquid used for cleaning is discharged by the liquid feeding unit 40, and instead, a measuring liquid stored in a liquid storage unit (not shown) is introduced into the flow path 112. If the result of the enhancement angle detection (S140) in the subsequent step is not affected, the storage reagent cleaning solution and the measurement solution can be used in combination, and the enhancement angle measurement can be performed as it is without discharging the cleaning solution.

次いで、制御部80は、搬送ステージ52を操作して、チップホルダー54に装着されたセンサーチップ100を測定位置まで搬送する(S130)。そして、制御部80は、励起光照射ユニット20及び蛍光検出ユニット30を操作して、センサーチップ100に励起光αを照射するとともに、励起光αと同一波長のプラズモン散乱光を検出して、増強角を検出する(S140)。 Next, the control unit 80 operates the transport stage 52 to transport the sensor chip 100 mounted on the chip holder 54 to the measurement position (S130). Then, the control unit 80 operates the excitation light irradiation unit 20 and the fluorescence detection unit 30 to irradiate the sensor chip 100 with the excitation light α, and detects and enhances the plasmon scattered light having the same wavelength as the excitation light α. Detect the corner (S140).

具体的には、制御部80は、励起光照射ユニット20を操作して、金属膜104に対する励起光αの入射角を走査しつつ、蛍光検出ユニット30を操作してプラズモン散乱光を検出する。この時、制御部80は、位置切替機構37を操作して、光学フィルター33を受光ユニット31の光路外に配置する。そして、制御部80は、プラズモン散乱光の光量が最大の時の励起光αの入射角を増強角として決定する。 Specifically, the control unit 80 operates the excitation light irradiation unit 20 to scan the incident angle of the excitation light α with respect to the metal film 104, and operates the fluorescence detection unit 30 to detect plasmon scattered light. At this time, the control unit 80 operates the position switching mechanism 37 to arrange the optical filter 33 outside the optical path of the light receiving unit 31. Then, the control unit 80 determines the incident angle of the excitation light α when the amount of the plasmon scattered light is maximum as the enhancement angle.

次いで、制御部80は、励起光照射ユニット20及び蛍光検出ユニット30を操作して、測定位置に配置されたセンサーチップ100に励起光αを照射するとともに、受光センサー35の出力値(光学ブランク値)を記録する(S150)。 Next, the control unit 80 operates the excitation light irradiation unit 20 and the fluorescence detection unit 30 to irradiate the sensor chip 100 arranged at the measurement position with the excitation light α, and the output value (optical blank value) of the light receiving sensor 35. ) Is recorded (S150).

この時、制御部80は、角度調整機構22を操作して、励起光αの入射角を増強角に設定する。また、制御部80は、位置切替機構37を操作して、光学フィルター33を受光ユニット31の光路内に配置する。 At this time, the control unit 80 operates the angle adjusting mechanism 22 to set the incident angle of the excitation light α to the enhancement angle. Further, the control unit 80 operates the position switching mechanism 37 to arrange the optical filter 33 in the optical path of the light receiving unit 31.

次いで、制御部80は、搬送ステージ52を操作して、センサーチップ100を送液位置に移動させる(S160)。
そして制御部80は、送液ユニット40を操作して、流路112内の測定液を排出し、図示しない液貯留部に貯留される試料液を流路112内に導入する(S170)。流路112内では、抗原抗体反応(1次反応)によって、金属膜104上の反応場にアナライトが捕捉される。
Next, the control unit 80 operates the transport stage 52 to move the sensor chip 100 to the liquid feeding position (S160).
Then, the control unit 80 operates the liquid feeding unit 40 to discharge the measurement liquid in the flow path 112, and introduces the sample liquid stored in the liquid storage unit (not shown) into the flow path 112 (S170). In the flow path 112, an antigen-antibody reaction (primary reaction) traps the analyst in the reaction field on the metal membrane 104.

なお、ここで用いられる試料液は、検体を用いて調製された液体であり、例えば、検体と試薬とを混合して検体中に含有されるアナライトに蛍光物質を結合させるための処理をしたものが挙げられる。このような検体としては、例えば、血液、血清、血漿、尿、鼻孔液、唾液、便、体腔液(髄液、腹水、胸水等)などが挙げられる。 The sample liquid used here is a liquid prepared using the sample. For example, the sample and the reagent are mixed and treated to bind the fluorescent substance to the analyst contained in the sample. Things can be mentioned. Examples of such a sample include blood, serum, plasma, urine, nasal fluid, saliva, stool, and body cavity fluid (cerebrospinal fluid, ascites, pleural effusion, etc.).

また、検体中に含有されるアナライトは、例えば、核酸(一本鎖であっても二本鎖であってもよいDNA、RNA、ポリヌクレオチド、オリゴヌクレオチド、PNA(ペプチド核酸)等、またはヌクレオシド、ヌクレオチドおよびそれらの修飾分子)、タンパク質(ポリペプチド、オリゴペプチド等)、アミノ酸(修飾アミノ酸も含む。)、糖質(オリゴ糖、多糖類、糖鎖等)、脂質、またはこれらの修飾分子、複合体などが挙げられ、具体的には、AFP(αフェトプロテイン)等のがん胎児性抗原や腫瘍マーカー、シグナル伝達物質、ホルモンなどであってもよく、特に限定されない。 The analysts contained in the sample include, for example, nucleic acids (DNA, RNA, polynucleotide, oligonucleotide, PNA (peptide nucleic acid), etc., which may be single-stranded or double-stranded, or nucleosides. , Nucleotides and their modified molecules), proteins (polypeptides, oligopeptides, etc.), amino acids (including modified amino acids), sugars (oligosaccharides, polysaccharides, sugar chains, etc.), lipids, or modified molecules thereof, Examples thereof include complexes, and specific examples thereof may be cancer fetal antigens such as AFP (α-fet protein), tumor markers, signaling substances, hormones, and the like, and are not particularly limited.

その後、流路112内の試料液は除去され、流路112内は洗浄液で洗浄される(S180)。 After that, the sample liquid in the flow path 112 is removed, and the inside of the flow path 112 is washed with a cleaning liquid (S180).

次いで、制御部80は、送液ユニット40を操作して、図示しない液貯留部に貯留される標識液を流路112内に導入する(S190)。流路112内では、抗原抗体反応(2次反応)によって、金属膜104上に捕捉されているアナライトが蛍光物質で標識される。なお、標識液としては、蛍光物質で標識された2次抗体を含む液体を用いることができる。その後、流路112内の標識液は除去され、流路112内は洗浄液で洗浄され、洗浄液除去後、流路112内に測定液を導入する(S200)。 Next, the control unit 80 operates the liquid feeding unit 40 to introduce the labeling liquid stored in the liquid storage unit (not shown) into the flow path 112 (S190). In the flow path 112, the analite captured on the metal film 104 is labeled with a fluorescent substance by an antigen-antibody reaction (secondary reaction). As the labeling liquid, a liquid containing a secondary antibody labeled with a fluorescent substance can be used. After that, the labeling liquid in the flow path 112 is removed, the inside of the flow path 112 is washed with the cleaning liquid, and after the cleaning liquid is removed, the measuring liquid is introduced into the flow path 112 (S200).

次いで、制御部80は、搬送ステージ52を操作して、センサーチップ100を測定位置に移動させる(S210)。 Next, the control unit 80 operates the transport stage 52 to move the sensor chip 100 to the measurement position (S210).

次いで、制御部80は、励起光照射ユニット20及び蛍光検出ユニット30を操作して、測定位置に配置されたセンサーチップ100に励起光αを照射するとともに、リガンドに捕捉されているアナライトを標識する蛍光物質から放出された蛍光γを検出する(S220)。検出された蛍光γの強度に基づき、必要に応じて、アナライトの量や濃度などに換算することができる。 Next, the control unit 80 operates the excitation light irradiation unit 20 and the fluorescence detection unit 30 to irradiate the sensor chip 100 arranged at the measurement position with the excitation light α and label the analysts captured by the ligand. Fluorescent γ emitted from the fluorescent substance is detected (S220). Based on the detected intensity of the fluorescent γ, it can be converted into the amount and concentration of the analyte, if necessary.

以上の手順により、試料溶液中のアナライトの存在またはその量を検出することができる。
なお、本実施形態では、1次反応(S170)の前に、増強角検出(S140)、光学ブランク値測定(S150)を実施しているが、1次反応(S170)の後に、増強角検出(S140)、光学ブランク値測定(S150)を実施するようにしてもよい。
By the above procedure, the presence or amount of Analite in the sample solution can be detected.
In the present embodiment, the enhancement angle detection (S140) and the optical blank value measurement (S150) are performed before the primary reaction (S170), but the enhancement angle detection is performed after the primary reaction (S170). (S140), the optical blank value measurement (S150) may be performed.

また、励起光αの入射角があらかじめ決まっている場合は、増強角の検出(S140)を省略してもよい。 Further, when the incident angle of the excitation light α is predetermined, the detection of the augmentation angle (S140) may be omitted.

また、上記の説明では、アナライトとリガンドとを反応させる1次反応(S170)の後に、アナライトを蛍光物質で標識する2次反応(S190)を行っている(2工程方式)。しかしながら、アナライトを蛍光物質で標識するタイミングは、特に限定されるものではない。 Further, in the above description, after the primary reaction (S170) in which the analyte is reacted with the ligand, the secondary reaction (S190) in which the analyte is labeled with a fluorescent substance is carried out (two-step method). However, the timing of labeling the analyte with a fluorescent substance is not particularly limited.

例えば、流路112内に試料液を導入する前に、試料液に標識液を添加してアナライトを予め蛍光物質で標識しておくこともできる。また、流路112内に試料液と標識液を同時に注入することで、蛍光物質で標識されたアナライトがリガンドに捕捉されることとなる。この場合、アナライトが蛍光物質で標識されるとともに、アナライトがリガンドに捕捉される。 For example, before introducing the sample solution into the flow path 112, a labeling solution may be added to the sample solution to label the analyst with a fluorescent substance in advance. Further, by injecting the sample solution and the labeling solution into the flow path 112 at the same time, the analysis labeled with the fluorescent substance is captured by the ligand. In this case, the analyte is labeled with a fluorescent substance and the analyte is trapped by the ligand.

いずれの場合も、流路112内に試料溶液を導入することで、1次反応及び2次反応の両方を完了することができる(1工程方式)。このように1工程方式を採用する場合は、抗原抗体反応の前に増強角検出(S140)が実施される。 In either case, both the primary reaction and the secondary reaction can be completed by introducing the sample solution into the flow path 112 (one-step method). When the one-step method is adopted as described above, the enhanced angle detection (S140) is performed before the antigen-antibody reaction.

以上、本発明の好ましい実施の態様を説明してきたが、本発明はこれに限定されることはなく、例えば、上記実施例ではSPFS装置について説明したが、本発明に係る検体検出システムは、SPR装置などの蛍光免疫測定法(FIA)を利用した検体検出システムや酵素免疫測定法(EIA)を利用した検体検出システムなどにも適用することもできるなど、本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。 Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this. For example, although the SPFS apparatus has been described in the above examples, the sample detection system according to the present invention is SPR. It can also be applied to a sample detection system using a fluorescence immunoassay (FIA) such as an apparatus, a sample detection system using an enzyme immunoassay (EIA), and the like, as long as it does not deviate from the object of the present invention. Can be changed.

10 SPFS装置
20 励起光照射ユニット
21 光源ユニット
22 角度調整機構
23 光源制御部
30 蛍光検出ユニット
31 受光ユニット
32 第1レンズ
33 光学フィルター
34 第2レンズ
35 受光センサー
37 位置切替機構
38 センサー制御部
40 送液ユニット
41 シリンジポンプ
42 シリンジ
43 プランジャー
44 送液ポンプ駆動機構
45 ピペットチップ
46 ピペットノズル
50 搬送ユニット
52 搬送ステージ
54 チップホルダー
80 制御部
100 センサーチップ
102 誘電体部材
102a 入射面
102b 成膜面
102c 出射面
104 金属膜
106 流路形成部材
110a 第1貫通孔
110b 第2貫通孔
111 多層フィルム
112 流路
114 流路シール
116 反応場
118 勾配
120 蓋シール
200 流路チップ
202 誘電体部材
204 流路蓋
204a 注入口
206 流路シール
208 流路
210 反応場
A 気泡
L 液体
10 SPFS device 20 Excitation light irradiation unit 21 Light source unit 22 Angle adjustment mechanism 23 Light source control unit 30 Fluorescence detection unit 31 Light receiving unit 32 First lens 33 Optical filter 34 Second lens 35 Light receiving sensor 37 Position switching mechanism 38 Sensor control unit 40 Sending Liquid unit 41 Syringe pump 42 Syringe 43 Plunger 44 Liquid feed pump drive mechanism 45 Pipette tip 46 Pipette nozzle 50 Transfer unit 52 Transfer stage 54 Chip holder 80 Control unit 100 Sensor chip 102 Dielectric member 102a Incident surface 102b Film formation surface 102c Emission Surface 104 Metal film 106 Flow path forming member 110a First through hole 110b Second through hole 111 Multilayer film 112 Flow path 114 Flow path seal 116 Reaction field 118 Gradient 120 Lid seal 200 Flow path chip 202 Dielectric member 204 Flow path lid 204a Injection 206 Flow path seal 208 Flow path 210 Reaction field A Bubble L Liquid

Claims (10)

アナライトを捕捉する反応場を内部に有するセンサーチップであって、
前記反応場を有する流路と、
前記流路の一端に形成された第1貫通孔と、を有し、
前記流路の前記反応場近傍における高さが、前記流路の前記第1貫通孔近傍における高さよりも高くなるように、前記流路に勾配が設けられるとともに、
前記流路の前記反応場近傍における高さが、0.1mm〜1mmであるセンサーチップ。
A sensor chip that has a reaction field inside that captures Anna Reed.
The flow path having the reaction field and
It has a first through hole formed at one end of the flow path.
The flow path is provided with a gradient so that the height of the flow path in the vicinity of the reaction field is higher than the height of the flow path in the vicinity of the first through hole.
A sensor chip having a height of the flow path in the vicinity of the reaction field of 0.1 mm to 1 mm.
前記流路の前記反応場近傍における高さが、該流路中において最も高い請求項1に記載のセンサーチップ。 The sensor chip according to claim 1, wherein the height of the flow path in the vicinity of the reaction field is the highest in the flow path. 前記流路の前記反応場近傍における幅が0.1mm〜5mmであり、
前記流路の長さが10mm〜50mmである請求項1または2に記載のセンサーチップ。
The width of the flow path in the vicinity of the reaction field is 0.1 mm to 5 mm.
The sensor chip according to claim 1 or 2 , wherein the length of the flow path is 10 mm to 50 mm.
誘電体部材と、流路形成部材とが、貫通孔が形成された流路シールにより接合され、
前記流路が、前記誘電体部材と、前記流路形成部材と、前記流路シールとにより囲繞された空間である請求項1からのいずれかに記載のセンサーチップ。
The dielectric member and the flow path forming member are joined by a flow path seal in which a through hole is formed.
The sensor chip according to any one of claims 1 to 3 , wherein the flow path is a space surrounded by the dielectric member, the flow path forming member, and the flow path seal.
誘電体部材と、流路溝が形成された流路形成部材とが接合され、
前記流路が、前記誘電体部材と、前記流路形成部材とにより囲繞された空間である請求項1からのいずれかに記載のセンサーチップ。
The dielectric member and the flow path forming member in which the flow path groove is formed are joined to each other.
The sensor chip according to any one of claims 1 to 3 , wherein the flow path is a space surrounded by the dielectric member and the flow path forming member.
前記流路形成部材が、光学的に透明性が高く、化学的に安定で、かつ、成型性に優れる材料により形成される請求項またはに記載のセンサーチップ。 The sensor chip according to claim 4 or 5 , wherein the flow path forming member is made of a material that is optically highly transparent, chemically stable, and has excellent moldability. 前記勾配が、前記流路形成部材に設けられる請求項からのいずれかに記載のセンサーチップ。 The sensor chip according to any one of claims 4 to 6 , wherein the gradient is provided on the flow path forming member. 前記勾配が、前記誘電体部材に設けられる請求項からのいずれかに記載のセンサーチップ。 The sensor chip according to any one of claims 4 to 7 , wherein the gradient is provided on the dielectric member. 前記流路の前記誘電体部材表面に金属膜が形成される請求項からのいずれかに記載のセンサーチップ。 The sensor chip according to any one of claims 4 to 8 , wherein a metal film is formed on the surface of the dielectric member of the flow path. 請求項に記載のセンサーチップと、
前記金属膜に前記誘電体部材を介して励起光を照射する励起光照射ユニットと、
前記金属膜に照射された励起光に基づき、前記反応場に捕捉された蛍光標識された前記アナライトから生じる蛍光を検出する蛍光検出ユニットと、を備える検体検出システム。
The sensor chip according to claim 9 and
An excitation light irradiation unit that irradiates the metal film with excitation light via the dielectric member,
A sample detection system including a fluorescence detection unit that detects fluorescence generated from the fluorescence-labeled analyzer captured in the reaction field based on the excitation light applied to the metal film.
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