JPH04225145A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は光学的測定装置に関し
、さらに詳細に言えば、光導波路に励起光を導入し、エ
バネッセント波成分により光導波路の表面近傍に存在す
る標識蛍光体を励起し、励起された蛍光に基づいて免疫
反応の有無、免疫反応の程度を測定する蛍光免疫測定装
置に代表されるように励起光量と比較して著しく光量が
少ない測定光に基づく光導波路の表面近傍の状態の測定
を行なうための光学的測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来からスラブ型光導波路を用い、光導
波路から僅かにしみ出すエバネッセント波成分により光
導波路の表面近傍に存在する標識蛍光体のみを励起し、
励起された蛍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、図５に示すように、スラブ型光
導波路９１の一面に被験液収容室９２を一体形成し、図
示しないレーザー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、
標識蛍光体から放射される蛍光を光導波路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。

【０００３】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９
６に被験液中の抗原９７を受容させ、さらに、受容され
た抗原９７に蛍光体で標識された蛍光標識抗体９８を受
容させる。即ち、受容される蛍光標識抗体９８の量は被
験液中の抗原９７の量に基づいて定まることになる。そ
して、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蛍光標
識抗体９８の標識蛍光体９８ａのみが励起され、蛍光を
放射するので、放射される蛍光の強度が被験液中の抗原
９７の量に比例することになる。また、この蛍光は光導
波路９１を導波されることになる。

【０００４】したがって、光導波路９１を導波されてき
た蛍光のみをダイクロイック・ミラー９３により反射さ
せ、光学フィルタ９４により励起光成分を遮断して検出
器９５に入射させることにより免疫反応の有無、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
記の構成の蛍光免疫測定装置において被験液および蛍光
標識抗体９８を被験液収容室９２に収容する前に、抗原
９７の希釈、即ち被験液の希釈作業および必要に応じて
抗原９７と蛍光標識抗体９８との混合作業を行なわなけ
ればならないので、測定装置に予め組み込まれている前
処理槽を用いて上記希釈作業および必要に応じて混合作
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必
要に応じて混合作業を行なうようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】測定装置に予め組み込
まれている前処理槽を用いて希釈作業および必要に応じ
て混合作業を行なう場合には、一般的に機構が著しく複
雑であるから、単に希釈作業および必要に応じて混合作
業を行なうだけであるにも拘らず作業が複雑化する可能
性が高いという不都合があるのみならず、前処理槽を使
い回しで使用することになるので、洗浄不良による前処
理槽内の残留物質が被験液に混入し易く、測定誤差を生
じ易いという不都合がある。

【０００６】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必要に応じて
混合作業を行なう場合には、前処理槽を単独で形成する
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、反応槽の数に合わせた数の前処理槽を準備するため
の手間がかかってしまうという不都合がある。

【０００７】これらの不都合を解消させるために、図４
に示すように、スラブ型光導波路８０の両端に光入出射
用プリズム８１を一体形成しておき、連結部８３を介し
て所定距離だけ離れた状態で１対の前処理槽８２を形成
しておき、１対の前処理槽８２の互に対向する端部間に
上記光入出射用プリズム８１を上方から圧入し、光入出
射用プリズム８１の光学的に測定に影響を及ぼさない箇
所を上記端部と係合させることによりスラブ型光導波路
８０を収容した反応槽８４を形成することを考えた。

【０００８】しかし、図４の構成の光学的測定装置にお
いては、光入射用プリズム８１と端部との接着のために
予め端部に接着剤を塗布しておいても、光入射用プリズ
ム８１の圧入に伴なって接着剤がそがれてしまい、圧入
完了後に再度接着剤を塗布することが必要になるのであ
るから、光学的測定装置の製造作業が繁雑化するという
不都合が生じる。

【０００９】また、以上のようにして圧入完了後に再度
接着剤を塗布しても、前処理槽８２の上面と光入出射用
プリズム８１の上面とが面一状になるという保証が全く
ない。したがって、運搬時、保管時を通してスラブ型光
導波路８０を湿潤状態に保持するために反応槽８４に保
存液を収容して反応槽８４の上面開口をシールしていて
も、シールが不完全になってしまうという不都合がある
。

【００１０】

【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ケーシングとの接着
性を向上させることができるとともに、前処理槽、反応
槽の完全なシールを簡単に達成できる光学的測定装置を
提供することを目的としている。

【００１１】

【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、請求項１の光学的測定装置は、一端に励起光入射
用プリズムを有するスラブ型光導波路と、スラブ型光導
波路を収容する反応槽および前処理槽を有するケーシン
グとを含み、反応槽の側面所定位置にスラブ型光導波路
の挿入を許容する開口が形成されてあるとともに、スラ
ブ型光導波路を反応槽に収容した状態において励起光入
射用プリズムの光学的に影響を及ぼさない箇所により開
口が封止されてあり、反応槽の上面開口および前処理槽
の上面開口を覆うシール部材が取り外し可能に装着され
てある。

【００１２】

【作用】請求項１の光学的測定装置であれば、一端に励
起光入射用プリズムを有するスラブ型光導波路を、開口
を通して反応槽に挿入するに当って開口の周縁部に予め
接着剤を塗布しておくだけでよく、接着剤がそがれると
いう不都合が生じないので接着剤を再度塗布する必要が
なくなり、作業性を向上できる。そして、反応槽、前処
理槽の上面開口がケーシング成形時に面一状に形成され
ているのであるから、シール部材を装着するだけで、簡
単に、かつ確実に反応槽および前処理槽のシールを達成
できる。

【００１３】

【実施例】以下、実施例を示す添付図面によって詳細に
説明する。図１はこの発明の光学的測定装置の一実施例
としての蛍光免疫測定装置を示す分解斜視図、図２は横
断図面であり、一方の端部に、光軸に関して対象な楔形
のプリズム１２を一体形成し、他方の端部に突部１７を
一体形成してなるスラブ型光導波路１と、スラブ型光導
波路１を収容するケーシング２とで構成されている。

【００１４】上記プリズム１２は、屈折光を光導波路本
体１１に導入し得ない余剰部１３を有しており、余剰部
１３から外方に伸びるフランジ１５が一体形成されてい
る。上記スラブ型光導波路１の光出射側端部に一体形成
された突部１７は、光導波路本体１１の幅よりも大きい
幅を有する基部に連続して幅が漸減する頂角部を有する
形状であり、少なくとも頂角部に吸光性塗料１６が塗布
されている。

【００１５】そして、上記光導波路本体１１の表面には
多数の抗体３が固定されている。上記ケーシング２は、
複数の前処理槽２１，２２，２３およびスラブ型光導波
路１を収容する反応槽２４を有する容器であり、反応槽
２４の側壁の所定位置にスラブ型光導波路挿入用の開口
２５を有している。そして、前処理槽２１，２２，２３
が、反応槽２４の隣合う側壁に正対するよう配置されて
いる。

【００１６】上記の構成の蛍光免疫測定装置を組み立て
る場合には、開口２５の周縁部に予め接着剤を塗布して
おいてから、光導波路本体１１が反応槽２４の内部に位
置するようにスラブ型光導波路１を反応槽２４に挿入す
ればよく、接着剤により両者を一体化できる。また、こ
の場合において、開口２５のサイズとフランジ１５のサ
イズとが一致していない可能性があるが、接着剤を多少
多めに塗布しておくことにより、両者のサイズのばらつ
きに拘らず、両者の接着部における水密を確実に保持で
きる。そして、両者の接着が完了した後は、該当する前
処理槽の内部に溶液を収容し、反応槽２４の内部に抗体
３を保存するための保存液を収容し、反応槽２４および
前処理槽２１，２２，２３の上面開口２４ａ，２１ａ，
２２ａ，２３ａを覆うシール部材６を装着する。したが
って、運搬時、保管時等における液洩れを確実に防止で
きる。

【００１７】上記のように組み立てられた蛍光免疫測定
装置を用いて免疫測定を行なう場合には、先ずシール部
材６を剥離した後、前処理槽２３から希釈液を取り出し
て前処理槽２２において抗原３１を含む被験液を希釈す
る。そして、希釈された被験液を反応槽２４に注入して
、光導波路本体１１に固定された抗体３に抗原３１を受
容させ、反応槽２４内の被験液を排出する。次いで、図
２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１
２に導くとともに、前処理槽２１の試薬をケーシング２
の反応槽２４に注入すればよく、以下のようにして抗原
３１の量に対応する蛍光を得ることができる。

【００１８】即ち、試薬を反応槽２４に注入すれば、試
薬中の蛍光標識抗体３２が、抗体３に受容された抗原３
１に受容されるので、被験液中の抗原量に対応する量の
蛍光標識抗体３２が光導波路本体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
て光導波路本体１１に導入され、全反射しながら伝播す
るのであるから、励起光のエバネッセント波成分により
上記拘束されている蛍光標識抗体３２の標識抗体３２ａ
のみを励起し、固有の蛍光を放射させる。

【００１９】この蛍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。尚、従
来の光学的測定装置においては、上記励起光が光導波路
本体の端面で反射され、入射側から出射していたが、こ
の実施例においては、光導波路本体１１に続く突部１７
まで伝播した励起光および蛍光が共に、突部１７に塗布
した吸光性塗料１６により吸光されるのであるから、光
導波路本体１１の出射端側からの反射を確実に除去でき
る。

【００２０】したがって、励起光の反射成分が検出器５
に入射されることはなく、測定精度を高めることができ
る。また、励起光が１２に入射する場合の反射成分も存
在するが、この反射成分は測定と無関係な方向に伝播す
るのであるから、バック・グラウンド・ノイズとして機
能することはない。さらに、吸光性塗料１６の塗布に多
少のばらつきが生じても光導波路本体１１に吸光性塗料
１６が塗布されてしまうという不都合を解消でき、スラ
ブ型光導波路１を単体で、またはケーシング２と共に交
換した場合における測定感度のばらつきを解消でき、ひ
いては吸光性塗料１６の塗布作業を簡単化できる。さら
にまた、スラブ型光導波路１がプラスチック製である場
合における光導波路自体の蛍光、ラマン散乱に起因する
バック・グラウンド・ノイズのレベルは変化しないが、
光導波路本体１１の全面に抗体３を固定して、得られる
蛍光を約２倍にできるのであるから、蛍光に対するバッ
ク・グラウンド・ノイズの割合が約１／２になり、この
点からも測定精度を一層高めることができる。

【００２１】尚、この実施例において被検液を希釈して
反応槽２４に注入し、また反応槽２４に試薬を注入する
作業を行なうためのノズルの軌跡は図１中に矢印Ａで示
すとおりであり、円弧状の単純な軌跡であるから、上記
作業を行なうために必要なノズルの制御を簡素化できる
。また、反応槽２４をオフセットして熱抵抗を小さくし
、反応液が保存温度（例えば４℃）から反応温度（例え
ば３７℃）まで立ち上がる時間を短縮できる。

【００２２】但し、一方の前処理槽２２のみを用いて抗
原３１を含む被検液を希釈し、蛍光標識抗体３２を注入
して混合しておくこともでき、この場合には、前処理槽
２１を使用する必要がなくなる。

【００２３】

【実施例２】図３はこの発明の光学的測定装置の他の実
施例としての蛍光免疫測定装置を示す横断面図であり、
上記実施例と異なる点は、反応槽２４と前処理槽２１，
２２，２３とが一直線上に配置された点のみである。し
たがって、この実施例の場合には、ノズルの軌跡が直線
状になる点が上記実施例と異なるだけであり、同様の作
用を達成できる。

【００２４】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、スラブ型光導波路に代えてファ
イバ型光導波路を用いることが可能であるほか、光導波
路本体に抗体３を固定する代わりに抗原またはハプテン
（ｈａｐｔｅｎ）を固定することが可能であり、また、
突部１７として上記実施例以外の形状のもの、例えば凹
断面形状が三角形のもの等を形成することが可能である
ほか、励起光を光導波路本体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り、さ
らに、蛍光、散乱、偏光等を用いて抗原−抗体反応以外
の結合反応、酵素等による触媒反応等に起因する光学的
特性の変化状態を測定することが可能であるほか、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。

【００２５】

【発明の効果】以上のように請求項１の発明は、接着剤
がそがれるという不都合が生じないので接着剤を再度塗
布するという必要がなくなり、作業性を向上でき、さら
に、反応槽、前処理槽の上面開口がケーシング成形時に
面一状に形成できるのであるから、シール部材を装着す
るだけで、簡単に、かつ確実に反応槽および前処理槽の
シールを達成できるという特有の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の光学的測定装置の一実施例としての
蛍光免疫測定装置を示す分解斜視図。

【図２】横断面図。

【図３】この発明の光学的測定装置の他の実施例として
の蛍光免疫測定装置を示す横断面図。

【図４】従来の光学的測定装置の改良案を示す分解斜視
図。

【図５】従来の光学的測定装置を示す概略図。

【符号の説明】

１　　　　スラブ型光導波路　　　　２　　　　ケーシ
ング　　　　６　　　　シール部材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　一端に励起光入射用プリズム１２を有
   するスラブ型光導波路１と、スラブ型光導波路１を収容
   する反応槽２４および前処理槽２１，２２，２３を有す
   るケーシング２とを含み、反応槽２４の側面所定位置に
   スラブ型光導波路１の挿入を許容する開口２５が形成さ
   れてあるとともに、スラブ型光導波路１を反応槽２４に
   収容した状態において励起光入射用プリズム１２の光学
   的に影響を及ぼさない箇所により開口２５が封止されて
   あり、反応槽２４の上面開口２４ａおよび前処理槽２１
   ，２２，２３の上面開口２１ａ，２２ａ，２３ａを覆う
   シール部材６が取り外し可能に装着されてあることを特
   徴とする光学的測定装置。