JPH0372236A - 光学的測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は光学的測定装置に関し、さらに詳細にいえば
、光導波路に励起光を導入することにより生じるエバネ
ッセント波成分によって先導波路の表面近傍に存在する
被検物質の光学的特性の変化状態を測定する光学的測定
装置に関する。

〈従来の技術〉 従来からスラブ型光導波路を用い、先導波路から僅かに
しみ出すエバネッセント波成分により先導波路の表面近
傍に存在する標識螢光体のみを励起し、励起された螢光
に基づいて免疫（反応）の有無、免疫（反応）の程度を
測定する光学的測定方法が知られており、この方法を具
体化するために、第６図に示すように、スラブ型光導波
路（９１）の−面に被検ｌ＆収容室（９２）を一体形成
し、図示しないレーザ光源等から出射される励起光をダ
イクロイック・ミラー（９３）を通して光導波路〈９１
〉に導入し、標識螢光体から成年１される螢光を先導波
路（９１）を通して出射させ、ダイクロイック・ミラー
（９３）により反射させ、さらに光学フィルタ（９４）
を通して検出器（９５〉に入射させるようにしたものが
提案されている。

上記の構成を採用した場合には、光導波路（９１）の表
面に予め抗体（９６）を固定しておき、この抗体く９６
）に被検液中の抗原（９７）を受容させ、さらに、受容
された抗原（９７）に螢光体で標識された螢光標識抗体
（９８）を受容させ、この状態で光導波路（９１）に励
起光を導入することにより得られるエバネッセント波成
分により上記受容された螢光標識抗体（９８）の標識螢
光体（９８ａ）のみが励起され、螢光を放射するので、
放射される螢光の強度が被検液中の抗原（９７）の量に
比例することになる。また、この螢光は先導波路（９１
）を導波されることになる。

したがって、先導波路（９１）を導波されてきた螢光に
基づいて免疫反応の有無、免疫反応の程度を測定するこ
とができる。

しかし、一般的に上記の構成の螢光免疫測定装置に被検
液および螢光標識抗体（９８）を被検液収容室（９２）
に収容する前に、抗原（９７）の希釈、即ち被検液の希
釈および抗原（９７）と螢光標識抗体（９８）との混合
を行なわなければならないので、測定装置に予め組込ま
れている前処理槽を用いて上記希釈作業および混合作業
を行ない、または反応槽と対応づけて製造された使い捨
ての前処理槽ユニットを用いて上記希釈作業および混合
作業を行なうようにしている。

〈発明が解決しようとする課題〉 測定装置に予め組込まれている前処理槽を用いて希釈作
業および混合作業を行なう場合には、般的に機構が著し
く複雑であるから、単に希釈、混合を行なうだけである
にも拘らず作業が複雑化する可能性が高いという問題が
あるのみならず、また、前処理槽を使い回して使用す・
５ことになるので、洗浄不良による前処理槽内の残留物
質が被検液に混入し易く、測定誤差を生じ易いという問
題がある。

反応槽と対応づけて製造された使い捨ての前処理槽ユニ
ットを用いて希釈作業および混合作業を行なう場合には
、前処理槽を単独で成形することになるので、かなりの
コストアップを招いてしまうとともに、反応槽と前処理
槽とが１対１で対応する関係上、反応槽の数に合せた数
の前処理槽を＄備するための手間がかかってしまうとい
う不都合がある。

尚、以上には螢光免疫測定に適用される測定装置につい
てのみ説明したが、抗原−抗体反応以外の結合反応、酵
素反応のような触媒反応を利用する測定装置、吸光、散
乱、偏光等に基づく測定を行なう装置の場合にも同様の
不都合が生じる。

〈発明の目的〉 この発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、
スラブ型光導波路と、希釈槽、混合檜として使用する前
処理槽を一体化できる新規な光学的測定装置を提供する
ことを目的としている。

く課題を解決するための手段〉 上記の目的を達成するための、この発明の光学的測定装
置は、両端に光入出射用プリズムを有するスラブ型光導
波路と、光入出射用プリズムの光学的に−ｐ１定に影響
を及ぼさない箇所と係合する係合部、スラブ型光導波路
のほぼ全範囲を包囲する壁体、壁体の外部に位置する前
処理槽を有するケーシングとを有している。

但し、前処理槽のスラブ型光導波路側の側板が壁体を兼
ねていることが好ましい。

また、光入出射用プリズムが、光学的に測定に影響を及
ぼさない箇所から外向きに一体成形されたフランジを仔
しているとともに、ケーシングの係合部がフランジと係
合するものであることが好ましい。

さらに、ケーシングが前処理槽同士を連結する連結部材
を有しているとともに、前処理槽の先導波路側の側板と
連結部材とで壁体を構成してあり、係合部が、前処理槽
の壁体を兼ねる側板と隣合う側板に形成されてあり、１
対の光入出射用プリズムの対向面の間隔が係合部同士の
間隔よりも若干短く形成されてあることが好ましい。

これらの場合において、壁体が所定位置に被検液吸取り
用のノズル挿通凹所を有していることが好ましい。

また、前処理槽の底面が傾斜していることが好ましい。

く作用〉 以上の構成の光学的Ｊｌｌｌ定装置であれば、両端に光
入出１１用プリズムを有するスラブ型光導波路に対して
ケーシングを係合させることにより、スラブ型光導波路
のほぼ全範囲を包囲する反応槽を形成することができ、
同時に反応槽の外側に前処理槽を位置させることができ
る。したがって、光学的特性の測定を行なう場合には、
反応槽と隣合う前処理槽を用いて被検波の希釈作業、結
合物質、触媒物質等の希釈作業等を行なうことができ、
これらの作業を行なった被検Ｍ’　、結合物質、触媒物
質等を反応槽に注入してスラブ型光導波路に励起光を導
入することにより光学的特性の計１定を行なうことがで
きる。また、スラブ型光導波路はカバーにより包囲され
ているだけではなく、前処理槽によっても間接的に包囲
されているのであるから、先導波路の保護効果を高める
ことができる。さらに、抗体等を固定したスラブ型光導
波路とケーシングとを一体化した状態で使用し、使用後
は廃棄できるのであるから、使い勝手がよくなるととも
に、洗浄不良に起因する測定誤差の発生を未然に防止で
きる。さらにまた、前処理槽と反応槽とが一体成形され
るので、全体としてコストダウンを達成できる。

そして、前処理槽のスラブ型光導波路側の側板が壁体を
兼ねている場合には、構成を簡素化できるとともに、側
板と壁体が別体である場合と比較して小形化できる。

また、光入出射用プリズムが、光学的に測定に影響を及
ぼさない詩情から外向きに一体成形されたフランジを有
しているとともに、ケーシングの係合部がフランジと係
合するものである場合には、スラブ型光導波路とケーシ
ングとを係合させる場合等に組立工程雰において作業工
具等によりフランジを把持すればよいので作業工具等が
光入出射面に触れることを防止でき、光入出射面の傷、
汚染を防止できる。そして、ケーシングと光入出射用プ
リズムとの間に介在するフランジによって、ケーシング
を介して光入出射面に直接外力が作用することをも防止
できる。また、ケーシングが直接光人出耐用プリズムと
係合するのではなく、光入出射用プリズムから外向きに
延びるフランジと係合するのであるから、十分な容量の
反応槽を得ることができる。さらに、スラブ型光導波路
に抗体等を固定する場合に、フランジと共に光入出射面
を接着テープ等で覆っておくことにより、浸漬等適宜方
法を採用することができる。

さらに、ケーシングが前処理槽同士を連結する連結部材
を有しているとともに、前処理槽の先導波路側の側板と
連結部材とで壁体を構成してあり、係合部が、前処理槽
の壁体を兼ねる側板と隣合う側板に形成されてあり、１
対の光入出射用プリズムの対向面の間隔が係合部同士の
間隔よりも若干短く形成されてある場合には、側板およ
び連結部材で壁体を構成しているので構成を簡素化でき
、しかもこの側板と連結部材とが一体形成されているの
で、光導波路を組付けるだけで簡ｌｉｔに反応槽を構成
できる。そして、光入出射用プリズムの対向面の間隔が
上記のように設定されているのであるから、スラブ型光
導波路をケーシングに押込むだけで簡単に光学的測定装
置を得ることができ、スラブ型光導波路とケーシングと
が圧接状態になるので液洩れのない反応槽を同時に一体
形成できる。また、スラブ型光導波路はカバーにより包
囲されているだけではなく、前処理槽の外側の側板によ
っても間接的に包囲されているのであるから、先導波路
の保護効果を高めることができる。そして、前処理槽の
一方の側板が反応槽内の液室量を制限する外板として機
能し、被検波、螢光標識抗体等の必要量を抑制すること
ができる。

さらに、カバーが所定位置に被検液吸取り用のノズル収
容凹所を有している場合には、反応室が狭くても、先導
波路に触れることなく被検液の吸取りを行なうことがで
き、結合した抗原等と結合していない抗原等との分離（
以下、ＢＦ分離と略称する）を簡単に行なうことができ
る。

さらにまた、前処理槽の底面が傾斜している場合には、
希釈された被検液、結合物質、触媒物質等が混合された
被検液を簡単に全て吸取ることができる。

〈実施例〉 以下、実施例を示す格付図面によって詳細に説明する。

第１図はこの発明の光学的測定装置の一実施例としての
免疫測定測定装置を示す分解斜視図であり、両端部に、
光軸に関して対称な楔形のプリズム（１２）を一体成形
してなるスラブ型光導波路（１）と、スラブ型光導波路
（１）と係合するケーシング（２りとで構成されている
。上記プリズム（１２）は、屈折光を、表面に抗体（３
）を固定した先導波路本体（１１）に導入し得ない余剰
部（１３）を有しており、基部寄りの余剰部（１３）お
よび図中前後の端面から外方に伸びるフランジ（１４）
が一体成形されている。上記ケーシング（２）は上面の
みを開放した容器であり、互に対向する側面を上記フラ
ンジ（１４）と係合する係合部（２５）としているとと
もに、底面（２Ｌａ）を後述する前処理槽（２１）同士
を連結する連結部としている。

そして、他の側面（２４）の外側に希釈、混合等を行な
うだめの前処理槽（２１）が一体成形されている。

即ち、上記側面（２４）は前処理槽（２１）の側板をも
兼ねている。したがって、上記底面（２１ａ）および側
面（２４）によって壁体を構成している。また、前処理
Ｆｆ！Ｉ（２１）が一体成形された側面は、一方の端部
において外向きに突出されてノズル挿通凹所（２２）を
形成している（第２図をも参照）。さらに、上記前処理
槽（２１）の底面は傾斜している（第３図参照）したが
って、フランジ（１４）が係合部（２５）と係合するよ
うにスラブ型光導波路（１）をケーシング（２）に押込
むことにより、先導波路本体（１１）を収容した反応槽
（２３）が中央部に形成される。この場合において、１
対のプリズム（１２）の対向面同士の間隔が、同じ方向
に対向する上記係合部（２５）同士の間隔よりも若干短
く形成されていることが好ましく、係合部〈２５〉とフ
ランジ（１４）とが互に圧接状態で係合され、液洩れを
確実に防止できる。

上記の構成の螢光免疫測定装置を用いて免疫測定を行な
う場合には、先ず、一方の前処理槽（２１）を用いて抗
原（３１）を含む被検液を希釈し、他方の前処理槽（２
１）を用いて螢光標識抗体（３２〉を含む試薬を希釈す
る。尚、試薬の希釈は被検液の希釈と同時に行なっても
よいが、被検液の希釈の後に行なってもよい。そして、
希釈された被検液を反応槽（２３）に注入して、先導波
路本体（１１）に固定された抗体（３）に抗原（３１）
を受容させ、反応ｍ　（２３）内の被検液を排出する。

次いで、第４図に示すように、図示しない励起先光源か
ら出射される励起光をダイクロイック・ミラー（４）を
通してプリズム（１２）に導くとともに、他方の前処理
槽〈２１〉で希釈された試薬を反応槽（２３）に注入す
ればよく、試薬中の螢光標識抗体（３２）が、抗体（３
）に受容された抗原（３１）に受容されるので、被検液
中の抗原量に対応する量の螢光標識抗体（３２）が先導
波路本体（１１）の表面近傍に拘束される。そして、励
起光がプリズム（１２）により屈折されて先導波路本体
（１１）に導入され、全反射しながら伝播するのである
から、エバネッセント波成分により拘束された螢光標識
抗体（３２）の標識螢光体（３２ａ）のみを励起し、固
有の螢光を放射させる。この螢光の一部は光導波路本体
（１１）の内部を伝播してプリズム（１２）から出射し
、ダイクロイック・ミラー（４）により反射されて検出
器（５）に導かれるのであるから、検出器（５）に導か
れる螢光に基づいて免疫測定を行なうことができる。

また、上記の測定方法に代えて、以下の測定方法を採用
することもできる。

即ち、先ず、一方の前処理槽（２１）を用いて抗原（３
１）を含む被検ｌｔｋを希釈し、螢光標識抗体（３２）
をも注入して混合しておく。次いで、第４図に示すよう
に、図示しない励起光光源から出射される励起光をダイ
クロイック・ミラー（４）を通してプリズム（］２）に
導くとともに、螢光標識抗体（３２）が混合された被検
液を前処理ｉ　（２１）から吸取って反応槽（２３）に
収容する。このようにして、被検液および螢光標識抗体
（３２）のｄ合液を反応［（２３）に収容すれば、抗原
（３１）と螢光標識抗体（３２）との結合体がが抗体（
３）に受容され、被検液中の抗原量に対応する量の螢光
標識抗体（３２）が先導波路本体（１１）の表面近傍に
拘束される。したがって、エバネッセント波成分により
拘束された螢光標識抗体（３２）の標識螢光体（３２ａ
）のみを励起し、固有の螢光を放射させ、この螢光の一
部を先導波路本体（ｌ　１）の内部、プリズム（１２）
およびダイクロイック・ミラー（４）を介して検出器（
５）に導（ことができ、検出器（５）に導かれる螢光に
基づいて免疫測定を行なうことがてきる。尚、後者の測
定方法を採用する場合には一方の前処理槽（２１）が全
く使用されないのであるが、スラブ型光導波路（１）の
保護に役立つのみならず、何れの前処理槽（２１）であ
っても同様に使用することができるのであるから方向性
を考慮する必要がなくなる等の有用性を発揮できる。

ところで、スラブ型光導波路（１）がプラスチック製で
ある場合には先導波路自体の螢光、ラマン散乱に起因す
るバック・グラウンド・ノイズが生じるが、先導波路本
体（１１）の全面に抗体（３）を固定して得られる螢光
を約２倍にしているのであるから、螢光に対するバック
・グラウンド・ノイズの割合が約１／２になり、免疫の
測定精度を高めることができる。また、スラブ型光導波
路（１）が前処理槽＜２１）の互に対向する側面により
包囲されているので、保護効果を著しく高めることがで
きる。

第５図は変更例を示す分解概略図であり、上記実施例と
異なる点は、フランジ（１４）と一体的に反応槽（２３
）の底面を成形しておき、別体として成形された前処理
［（２１）をフランジ（１４）および底面と係合させる
ようにした点のみである。

したがって、この実施例の場合にも、上記実施例と同様
の作用を遠戚できる。

尚、この発明は上記の実施例に限定されるものではなく
、例えば、先導波路本体（１１）に抗体（３）を固定す
る代わりに抗原、またはハブテン（ｈａｐｔｅｎ）を固
定することが可能であるほか、励起光を先導波路本体（
１１）に導入するためのプリズム（１２）として上記実
施例以外の形状のもの、例えば非対称な楔形のもの等を
形成することが可能である。また、フランジ（１４）を
省略してプリズム（１２）とケーシング（２）とを直接
係合させることが可能であるほか、前処理槽（２１）を
反応槽（２３）の一方にのみ形成することが可能であり
、さらに、係合＃　（２５）に代えて所定形状の突出部
を形成し、フランジ（１４）の対応位置に突出部に対す
る係合部を形成することが可能であるほか、螢光免疫測
定以外に、抗原−抗体反応以外の結合反応、酵素等の触
媒反応等を利用した光学的測定、螢光、吸光、散乱等に
基づく光学的測定に適用することが可能であり、その他
、この発明の要旨を変更しない範囲内において種々の設
計変更を施すことが可能である。

〈発明の効果〉 以上のように第１の発明は、スラブ型光導波路の近傍に
おいて希釈作業、混合作業を行なうことができ、作業性
を高めることができるとともに、前処理槽全体により先
導波路を包囲するので先導波路の保護効果を高めること
ができるという特有の効果を奏する。

第２の発明は、前処理槽の側板で壁体を兼ねるのである
から構成を簡素化できるとともに、側板と壁体が別体で
ある場合と比較して小形化できるという特有の効果を奏
する。

第３の発明は、ケーシングを介してプリズムに直接外力
が加わることを防止してプリズムの挟圧破損等を防止で
き、しかもケーシングが直接プリズムと係合するのでは
なく、プリズムから延びるフランジと係合するのである
から簡１１に十分な容量の反応槽を形成できるという特
有の効果を奏する。

第４の発明は、スラブ型光導波路をケーシングに押込む
だけて肢洩れのない反応槽を有する光学的測定装置を簡
単に得ることができ、しかも前処理槽の一部とカバーの
一部とが兼用されているのであるから構成を簡素化でき
るという特有の効果を奏する。

第５の発明は、比較的容量が少ない反応槽からの溶成吸
取りに当って、吸取りノズルが先導波路に当ることを防
止できるという特有の効果を奏する。

第６の発明は、希釈され、または混合された被験液の前
処理槽からの吸取りを簡１１１に、かつ完全に行なうこ
とができるという特有の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の光学的ρり定装置の一実施例として
の免疫測定４Ｐｊ定装置を示す分解斜視図、第２図は要
部を示す平面図、 第３図は第１図の■−■線断面図、 第４図は免疫測定動作を説明する概略図、第５図は変更
例を概略的に示す分解斜視図、第６図は従来例を示す概
略図。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、両端に光入出射用プリズム（１２）を有するスラブ
   型光導波路（１）と、光入出射用プリズム（１２）の光
   学的に測定に影響を及ぼさない箇所（１３）と係合する
   係合部（２５）、スラブ型光導波路（１）のほぼ全範囲
   を包囲する壁体（２１ａ）（２４）、壁体（２４）の外
   部に位置する前処理槽（２１）を有するケーシング（２
   ）とを有していることを特徴とする光学的測定装置。 ２、前処理槽（２１）のスラブ型光導波路側の側板が壁
   体（２４）を兼ねている上記特許請求の範囲第１項記載
   の光学的測定装置。 ３、光入出射用プリズム（１２）が、光学的に測定に影
   響を及ぼさない箇所（１３）から外向きに一体成形され
   たフランジ（１４）を有しているとともに、ケーシング
   （２）の係合部（２５）がフランジ（１４）と係合する
   ものである上記特許請求の範囲第１項または第２項に記
   載の光学的測定装置。 ４、ケーシング（２）が前処理槽（２１）同士を連結す
   る連結部材（２１ａ）を有しているとともに、前処理槽
   （２１）の光導波路側の側板と連結部材（２１ａ）とで
   壁体（２４）を構成してあり、係合部（２５）が、前処
   理槽（２１）の壁体（２４）を兼ねる側板と隣合う側板
   に形成されてあり、１対の光入出射用プリズム（１２）
   の対向面の間隔が係合部（２５）同士の間隔よりも若干
   短く形成されてある上記特許請求の範囲第１項から第３
   項の何れかに記載の光学的測定装置。 ５、壁体（２４）が所定位置に被検液吸取り用のノズル
   挿通凹所（２２）を有している上記特許請求の範囲第１
   項から第４項の何れかに記載の光学的測定装置。 ６、前処理槽（２１）の底面が傾斜している上記特許請
   求の範囲第１項から第４項の何れかに記載の光学的測定
   装置。