JPH07120397A - 光学的測定装置およびその方法 - Google Patents

光学的測定装置およびその方法

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JPH07120397A JP6078998A JP7899894A JPH07120397A JP H07120397 A JPH07120397 A JP H07120397A JP 6078998 A JP6078998 A JP 6078998A JP 7899894 A JP7899894 A JP 7899894A JP H07120397 A JPH07120397 A JP H07120397A
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雅典 長谷川
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和久 重森
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雅一 吉田
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 試薬に起因する迷光を低減させて光学的測定
のＳ／Ｎ比を高める。 【構成】 スラブ型光導波路１と一体的に形成された反
応槽２に、励起光および／または蛍光色素が放射する蛍
光を吸光する微粒子または水溶性色素を添加した。

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および
その方法に関し、さらに詳細にいえば、蛍光物質を含む
試薬と測定対象溶液とを収容して所定の反応を行なわせ
る反応槽を構成するケーシングの一部が光導波路で構成
されているとともに、光導波路に対して所定の相対角度
で励起光を照射し、蛍光物質に起因する蛍光のうち、光
導波路に対して所定の相対角度で出射される成分を受光
して反応槽内における光導波路の表面近傍の光学的特性
を測定する光学的測定装置およびその方法に関する。特
に好ましくは、光導波路内を全反射しながら伝播するよ
うに励起光を導入することにより生じるエバネッセント
波成分によって光導波路の表面近傍に拘束された蛍光物
質を励起し、蛍光物質が放射する蛍光のうち、光導波路
内を全反射しながら伝播する成分に基づいて光導波路の
表面近傍の光学的特性を測定する光学的測定装置および
その方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、光導波路内を全反射しながら
伝播するよう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光導波路の表面近傍に拘束さ
れた蛍光物質を励起し、蛍光物質が放射する蛍光のう
ち、光導波路内を全反射しながら伝播する成分に基づい
て光導波路の表面近傍の光学的特性を測定する光学的測
定装置を用いた蛍光免疫測定装置が提案されている。
【０００３】具体的には、例えば、スラブ型光導波路の
一表面を１の区画面とする反応槽を設け、上記表面に予
め抗体（または抗原）を固定しておき、この反応槽の内
部に測定対象溶液、蛍光色素で標識された抗体（以下、
標識抗体と称する）をこの順に注入すればよく、測定対
象溶液中の抗原濃度に対応する量の標識抗体が抗原抗体
反応により上記表面の近傍に拘束される。
【０００４】したがって、励起光のエバネッセント波成
分により上記拘束された標識抗体の蛍光色素を励起する
ことができ、蛍光色素から放射され、スラブ型光導波路
を伝播して出射される蛍光の強度に基づいて測定対象溶
液中の抗原の濃度を検出することができる。また、従来
から、光導波路の一側に反応槽を形成し、光導波路の表
面に固相化されたリガンド（ｌｉｇａｎｄ）と、反応槽
に注入された測定対象溶液と、反応槽に注入され、かつ
蛍光色素で標識されたリガンドとの間で免疫反応を行な
わせ、しかも、平面波を光導波路を通して反応槽に導入
することにより蛍光物質を励起し、蛍光色素が放射する
蛍光のうち、光導波路内を全反射しながら伝播する成分
に基づいて上記免疫反応の程度を測定する蛍光免疫測定
装置が提案されている（特許出願公表昭６１−５０２４
１８号公報参照）。尚、この明細書において、「リガン
ド」は、抗原、抗体、ハプテン、ホルモンの他、特異的
な結合反応を起こせる有機物質を称する。
【０００５】したがって、励起光により反応槽内の標識
抗体の蛍光色素を励起することができ、蛍光色素から放
射される蛍光のうち、エバネッセント波結合により光導
波路を伝播して出射される蛍光の強度に基づいて免疫反
応の程度を検出することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記前者の蛍光免疫測
定装置は、光導波路の表面が完全な平滑面であれば、抗
原抗体反応によって表面近傍に拘束されている蛍光色素
のみが蛍光を発し、未反応の蛍光色素は蛍光を発しな
い。しかし、実際には光導波路の表面を完全な平滑面に
することは殆ど不可能であるから、エバネッセント波成
分だけでなく励起光の散乱成分が蛍光色素を励起するこ
とになり、未反応の蛍光色素も蛍光を発してしまうこと
になる。そして、光導波路の表面近傍に拘束された蛍光
色素から放射される蛍光と未反応の標識抗体の蛍光色素
から放射される蛍光（以下、迷光と称する）とを光学的
に分離することは殆ど不可能である。また、迷光は温度
等の外部要因による変動を受けやすい。したがって、蛍
光免疫測定の感度を余り高めることができない。
【０００７】このような不都合を解消するために、迷光
に起因する信号と実際の反応に起因する信号（以下、実
信号と称する）とを分離するための演算処理を行なうこ
とが考えられるが、演算が著しく複雑であるとともに、
測定時のデータ処理が複雑になるという不都合があり、
しかも十分な測定精度を達成できる保証がないという不
都合がある。
【０００８】また、励起光強度を低下させれば迷光を低
減することができるが、同時に実信号も小さくなるの
で、Ｓ／Ｎ比を改善することはできない。上記後者の蛍
光免疫測定装置は、免疫反応の結果、光導波路の表面近
傍に拘束された蛍光色素のみならず、免疫反応に寄与し
ていない未反応の蛍光色素が励起光により励起されてし
まう。また、未反応の蛍光色素が放射する蛍光は、反応
槽の透明な区画壁を通して放射され、光導波路を全反射
しながら伝播する信号光と共に光検出器により検出され
る。未反応の蛍光色素に起因する上記蛍光は、免疫反応
に寄与した蛍光色素に起因する蛍光との分離が著しく困
難であり、また、未反応の蛍光色素に起因する上記蛍光
は温度等の外部要因の影響を受けて変動し易いので、測
定感度を大きく阻害してしまう。
【０００９】また、上記未反応の蛍光色素に起因する蛍
光が光検出器により検出されてしまうことを防止するた
めに、反応槽の光検出器側に、反応槽の側壁から出射
し、かつ本来の免疫反応に寄与していない光を光検出器
に対して遮蔽する板等を設けることが考えられるが、光
学系の構成が複雑になってしまう。
【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、未反応の蛍光物質が放射する蛍光の量を
全体として低減し、測定感度を向上させることができる
光学的測定装置およびその方法を提供することを目的と
し、特に、実信号に殆ど影響を及ぼすことなく、迷光を
大幅に低減して光学的測定のＳ／Ｎ比を高めることがで
きる光学的測定装置およびその方法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、光導波路内を全反
射しながら伝播するよう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光導波路の表面近
傍に拘束された蛍光物質を励起し、蛍光物質が放射する
蛍光のうち、光導波路内を反射しながら伝播する成分に
基づいて光導波路の表面近傍の光学的特性を測定する光
学的測定装置であって、光導波路の表面を１の区画面と
する反応槽に、蛍光物質の励起波長、発光波長の少なく
とも一方の波長の光を吸収する微粒子を添加してある。
【００１２】請求項２の光学的測定装置は、光導波路内
を全反射しながら伝播するよう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光導波路の
表面近傍に拘束された蛍光物質を励起し、蛍光物質が放
射する蛍光のうち、光導波路内を全反射しながら伝播す
る成分に基づいて光導波路の表面近傍の光学的特性を測
定する光学的測定装置であって、光導波路の表面を１の
区画面とする反応槽に、蛍光物質の励起波長、発光波長
の少なくとも一方の波長の光を吸収する水溶性色素を含
有させてある。
【００１３】請求項３の光学的測定装置は、蛍光物質を
含む試薬と測定対象溶液とを収容して所定の反応を行な
わせる反応槽を構成するケーシングの一部が光導波路で
構成されているとともに、光導波路に対して所定の相対
角度で励起光を照射し、蛍光物質に起因する蛍光のう
ち、光導波路に対して所定の相対角度で出射される成分
を受光して反応槽内における光導波路の表面近傍の光学
的特性を測定する光学的測定装置であって、上記反応槽
に、蛍光物質の励起波長、発光波長の少なくとも一方の
波長の光を吸収する性質を有する物質を添加してある。
【００１４】請求項４の光学的測定装置は、上記光学的
測定装置として、光導波路を通して反応槽に導入される
ように励起光を照射して蛍光物質を励起し、蛍光物質が
放射する蛍光のうち、光導波路内を反射しながら伝播す
る成分に基づいて光導波路の表面近傍の光学的特性を測
定するものを採用している。請求項５の光学的測定装置
は、上記光学的測定装置として、光導波路内を全反射し
ながら伝播するよう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光導波路の表面近傍に
拘束された蛍光物質を励起し、蛍光物質が放射する蛍光
のうち、光導波路を通して外部に放射される成分に基づ
いて光導波路の表面近傍の光学的特性を測定するものを
採用している。
【００１５】請求項６の光学的測定装置は、上記光学的
測定装置として、光導波路を所定角度で通して反応槽に
導入されるように励起光を照射して蛍光物質を励起し、
蛍光物質が放射する蛍光のうち、励起光と異なる所定角
度で光導波路を通して外部に放射される成分に基づいて
光導波路の表面近傍の光学的特性を測定するものを採用
している。
【００１６】請求項７の光学的測定装置は、上記蛍光物
質の励起波長、発光波長の少なくとも一方の波長の光を
吸収する物質として、蛍光物質の励起波長、発光波長の
少なくとも一方の波長の光を吸収する微粒子を採用して
いる。請求項８の光学的測定装置は、上記蛍光物質の励
起波長、発光波長の少なくとも一方の波長の光を吸収す
る物質として、蛍光物質の励起波長、発光波長の少なく
とも一方の波長の光を吸収する水溶性色素を採用してい
る。
【００１７】請求項９の光学的測定方法は、光導波路の
表面を１の区画面とする反応槽の内部において、上記光
導波路の上記表面に固相化されたリガンドと上記反応槽
に注入された測定対象溶液と、蛍光物質で標識され、か
つ上記反応槽に注入されたリガンドを含む試薬とで所定
の反応を行なわせ、上記光導波路内を全反射しながら伝
播するように励起光を導入するとともに、蛍光物質が放
射する蛍光のうち、光導波路内を反射しながら伝播する
成分に基づいて光導波路の表面近傍の光学的特性を測定
する光学的測定方法であって、上記反応槽内に、蛍光物
質の励起波長、発光波長の少なくとも一方の波長の光を
吸収する性質を有する微粒子を含有させた状態で、上記
光導波路内を反射しながら伝播する成分を受光して反応
槽内における上記光導波路の上記表面近傍の光学的特性
を測定する方法である。
【００１８】請求項１０の光学的測定方法は、光導波路
の表面を１の区画面とする反応槽の内部において、上記
光導波路の上記表面に固相化されたリガンドと上記反応
槽に注入された測定対象溶液と、蛍光物質で標識され、
かつ上記反応槽に注入されたリガンドを含む試薬とで所
定の反応を行なわせ、上記光導波路内を全反射しながら
伝播するように励起光を導入するとともに、蛍光物質が
放射する蛍光のうち、光導波路内を反射しながら伝播す
る成分に基づいて光導波路の表面近傍の光学的特性を測
定する光学的測定方法であって、上記反応槽内に、蛍光
物質の励起波長、発光波長の少なくとも一方の波長の光
を吸収する性質を有する水溶性色素を含有させた状態
で、上記光導波路内を反射しながら伝播する成分を受光
して反応槽内における上記光導波路の上記表面近傍の光
学的特性を測定する方法である。
【００１９】請求項１１の光学的測定方法は、光導波路
の表面を１の区画面とする反応槽の内部において、上記
光導波路の上記表面に固相化されたリガンドと上記反応
槽に注入された測定対象溶液と、蛍光物質で標識され、
かつ上記反応槽に注入されたリガンドを含む試薬とで所
定の反応を行なわせ、上記光導波路に対して所定の相対
角度で励起光を照射し、蛍光物質に起因する蛍光のう
ち、上記光導波路に対して所定の相対角度で出射される
成分を受光して反応槽内における上記光導波路の上記表
面近傍の光学的特性を測定する光学的測定方法であっ
て、上記反応槽内に、蛍光物質の励起波長、発光波長の
少なくとも一方の波長の光を吸収する性質を有する物質
を含有させた状態で、上記光導波路に対して所定の相対
角度で出射される成分を受光して反応槽内における上記
光導波路の上記表面近傍の光学的特性を測定する方法で
ある。
【００２０】請求項１２の光学的測定方法は、上記光学
的測定方法として、光導波路を通して反応槽に導入され
るように励起光を照射するとともに、蛍光物質が放射す
る蛍光のうち、光導波路内を反射しながら伝播する成分
に基づいて光導波路の表面近傍の光学的特性を測定する
方法を採用している。請求項１３の光学的測定方法は、
上記光学的測定方法として、光導波路内を全反射しなが
ら伝播するように励起光を導入するとともに、蛍光物質
が放射する蛍光のうち、光導波路を通して外部に放射さ
れる成分に基づいて光導波路の表面近傍の光学的特性を
測定する方法を採用している。
【００２１】請求項１４の光学的測定方法は、上記光学
的測定方法として、光導波路を所定角度で通して反応槽
に導入されるように励起光を照射するとともに、蛍光物
質が放射する蛍光のうち、励起光と異なる所定角度で光
導波路を通して外部に放射される成分に基づいて光導波
路の表面近傍の光学的特性を測定する方法を採用してい
る。
【００２２】請求項１５の光学的測定方法は、上記蛍光
物質の励起波長、発光波長の少なくとも一方の波長の光
を吸収する性質を有する物質として、蛍光物質の励起波
長、発光波長の少なくとも一方の波長の光を吸収する微
粒子を採用する方法である。請求項１６の光学的測定方
法は、上記蛍光物質の励起波長、発光波長の少なくとも
一方の波長の光を吸収する性質を有する物質として、蛍
光物質の励起波長、発光波長の少なくとも一方の波長の
光を吸収する水溶性色素を採用する方法である。
【００２３】
【作用】請求項１の光学的測定装置であれば、光導波路
内を全反射しながら伝播するよう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光導波路
の表面近傍に拘束された蛍光物質を励起し、蛍光物質が
放射する蛍光のうち、光導波路内を全反射しながら伝播
する成分に基づいて光導波路の表面近傍の光学的特性を
測定するに当って、光導波路の表面を１の区画面とする
反応槽に、蛍光物質の励起波長、発光波長の少なくとも
一方の波長の光を吸収する微粒子を添加してあるので、
光導波路の表面において励起光が散乱されることにより
光導波路の表面近傍には拘束されていない蛍光物質が励
起されること、および／または光導波路の表面において
散乱された励起光により励起される蛍光物質が放射する
蛍光が光導波路に導入されることを防止することがで
き、ひいては光学的測定のＳ／Ｎ比を高めることができ
る。
【００２４】請求項２の光学的測定装置であれば、光導
波路内を全反射しながら伝播するように励起光を導入す
ることにより生じるエバネッセント波成分によって光導
波路の表面近傍に拘束された蛍光物質を励起し、蛍光物
質が放射する蛍光のうち、光導波路内を全反射しながら
伝播する成分に基づいて光導波路の表面近傍の光学的特
性を測定するに当って、光導波路の表面を１の区画面と
する反応槽に、蛍光物質の励起波長、発光波長の少なく
とも一方の波長の光を吸収する水溶性色素を含有させて
あるので、光導波路の表面において励起光が散乱される
ことにより光導波路の表面近傍には拘束されていない蛍
光物質が励起されること、および／または光導波路の表
面において散乱された励起光により励起される蛍光物質
が放射する蛍光が光導波路に導入されることを防止する
ことができ、ひいては光学的測定のＳ／Ｎ比を高めるこ
とができる。
【００２５】請求項３の光学的測定装置であれば、蛍光
物質を含む試薬と測定対象溶液とを収容して所定の反応
を行なわせる反応槽を構成するケーシングの一部が光導
波路で構成されているとともに、光導波路に対して所定
の相対角度で励起光を照射し、蛍光物質に起因する蛍光
のうち、光導波路に対して所定の相対角度で出射される
成分を受光して反応槽内における光導波路の表面近傍の
光学的特性を測定するに当って、上記反応槽に、蛍光物
質の励起波長、発光波長の少なくとも一方の波長の光を
吸収する性質を有する物質を添加してあるので、光導波
路の表面近傍には拘束されていない蛍光物質が励起光に
より励起されること、および／または光導波路の表面近
傍には拘束されていない蛍光物質が放射する蛍光が出射
されることを防止することができ、ひいては光学的測定
感度（Ｓ／Ｎ比）を高めることができる。
【００２６】請求項４の光学的測定装置であれば、光導
波路を通して反応槽に導入されるように励起光を照射し
て蛍光物質を励起し、蛍光物質が放射する蛍光のうち、
光導波路内を反射しながら伝播する成分に基づいて光導
波路の表面近傍の光学的特性を測定するに当って、上記
反応槽に、蛍光物質の励起波長、発光波長の少なくとも
一方の波長の光を吸収する物質を添加してあるので、光
導波路の表面近傍には拘束されていない蛍光物質が光導
波路を通して導入される励起光により励起されること、
および／または光導波路の表面近傍には拘束されていな
い蛍光物質が放射する蛍光が光導波路に導入されること
を防止することができ、ひいては光学的測定感度（Ｓ／
Ｎ比）を高めることができる。また、励起光と蛍光とを
分離するための光学素子を用いる必要がないので、光学
系の構成を簡単化できる。
【００２７】請求項５の光学的測定装置であれば、光導
波路内を全反射しながら伝播するように励起光を導入す
ることにより生じるエバネッセント波成分によって光導
波路の表面近傍に拘束された蛍光物質を励起し、蛍光物
質が放射する蛍光のうち、光導波路を通して外部に放射
される成分に基づいて光導波路の表面近傍の光学的特性
を測定するに当って、上記反応槽に、蛍光物質の励起波
長、発光波長の少なくとも一方の波長の光を吸収する物
質を添加してあるので、光導波路の表面において励起光
が散乱されることにより光導波路の表面近傍には拘束さ
れていない蛍光物質が励起されること、および／または
光導波路の表面近傍には拘束されていない蛍光物質が放
射する蛍光が光導波路を通して出射されることを防止す
ることができ、ひいては光学的測定感度（Ｓ／Ｎ比）を
高めることができる。また、励起光と蛍光とを分離する
ための光学素子を用いる必要がないので、光学系の構成
を簡単化できる。
【００２８】請求項６の光学的測定装置であれば、光導
波路を所定角度で通して反応槽に導入されるように励起
光を照射して蛍光物質を励起し、蛍光物質が放射する蛍
光のうち、励起光と異なる所定角度で光導波路を通して
外部に放射される成分に基づいて光導波路の表面近傍の
光学的特性を測定するに当って、上記反応槽に、蛍光物
質の励起波長、発光波長の少なくとも一方の波長の光を
吸収する物質を添加してあるので、光導波路の表面近傍
には拘束されていない蛍光物質が光導波路を通して導入
される励起光により励起されること、および／または光
導波路の表面近傍には拘束されていない蛍光物質が放射
する蛍光が光導波路を通して出射されることを防止する
ことができ、ひいては光学的測定感度（Ｓ／Ｎ比）を高
めることができる。また、励起光と蛍光とを分離するた
めの光学素子を用いる必要がないので、光学系の構成を
簡単化できる。
【００２９】請求項７の光学的測定装置であれば、蛍光
物質を含む試薬と測定対象溶液とを収容して所定の反応
を行なわせる反応槽を構成するケーシングの一部が光導
波路で構成されているとともに、光導波路に対して所定
の相対角度で励起光を照射し、蛍光物質に起因する蛍光
のうち、光導波路に対して所定の相対角度で出射される
成分を受光して反応槽内における光導波路の表面近傍の
光学的特性を測定するに当って、上記反応槽に、蛍光物
質の励起波長、発光波長の少なくとも一方の波長の光を
吸収する微粒子を含有させてあるので、光導波路の表面
近傍には拘束されていない蛍光物質が光導波路を通して
導入される励起光により励起されること、および／また
は光導波路の表面近傍には拘束されていない蛍光物質が
放射する蛍光が光導波路に導入されることを防止するこ
とができ、ひいては光学的測定感度（Ｓ／Ｎ比）を高め
ることができる。
【００３０】請求項８の光学的測定装置であれば、蛍光
物質を含む試薬と測定対象溶液とを収容して所定の反応
を行なわせる反応槽を構成するケーシングの一部が光導
波路で構成されているとともに、光導波路に対して所定
の相対角度で励起光を照射し、蛍光物質に起因する蛍光
のうち、光導波路に対して所定の相対角度で出射される
成分を受光して反応槽内における光導波路の表面近傍の
光学的特性を測定するに当って、上記反応槽に、蛍光物
質の励起波長、発光波長の少なくとも一方の波長の光を
吸収する水溶性色素を含有させてあるので、光導波路の
表面において励起光が散乱されることにより光導波路の
表面近傍には拘束されていない蛍光物質が励起されるこ
と、および／または光導波路の表面近傍には拘束されて
いない蛍光物質が放射する蛍光が光導波路を通して出射
されることを防止することができ、ひいては光学的測定
感度（Ｓ／Ｎ比）を高めることができる。
【００３１】請求項９の光学的測定装置であれば、光導
波路の表面を１の区画面とする反応槽の内部において、
上記光導波路の上記表面に固相化されたリガンドと上記
反応槽に注入された測定対象溶液と、蛍光物質で標識さ
れ、かつ上記反応槽に注入されたリガンドを含む試薬と
で所定の反応を行なわせ、上記光導波路内を全反射しな
がら伝播するように励起光を導入するとともに、蛍光物
質が放射する蛍光のうち、光導波路内を反射しながら伝
播する成分に基づいて光導波路の表面近傍の光学的特性
を測定する光学的測定方法であって、上記反応槽内に、
蛍光物質の励起波長、発光波長の少なくとも一方の波長
の光を吸収する性質を有する微粒子を含有させた状態
で、上記光導波路内を反射しながら伝播する成分を受光
して反応槽内における上記光導波路の上記表面近傍の光
学的特性を測定するのであるから、光導波路の表面にお
いて励起光が散乱されることにより光導波路の表面近傍
には拘束されていない蛍光物質が励起されること、およ
び／または光導波路の表面において散乱された励起光に
より励起される蛍光物質が放射する蛍光が光導波路に導
入されることを防止することができ、ひいては光学的測
定感度（Ｓ／Ｎ比）を高めることができる。
【００３２】請求項１０の光学的測定方法であれば、光
導波路の表面を１の区画面とする反応槽の内部におい
て、上記光導波路の上記表面に固相化されたリガンドと
上記反応槽に注入された測定対象溶液と、蛍光物質で標
識され、かつ上記反応槽に注入されたリガンドを含む試
薬とで所定の反応を行なわせ、上記光導波路内を全反射
しながら伝播するように励起光を導入するとともに、蛍
光物質が放射する蛍光のうち、光導波路内を反射しなが
ら伝播する成分に基づいて光導波路の表面近傍の光学的
特性を測定する光学的測定方法であって、上記反応槽内
に、蛍光物質の励起波長、発光波長の少なくとも一方の
波長の光を吸収する性質を有する水溶性色素を含有させ
た状態で、上記光導波路内を反射しながら伝播する成分
を受光して反応槽内における上記光導波路の上記表面近
傍の光学的特性を測定するのであるから、光導波路の表
面において励起光が散乱されることにより光導波路の表
面近傍には拘束されていない蛍光物質が励起されるこ
と、および／または光導波路の表面において散乱された
励起光により励起される蛍光物質が放射する蛍光が光導
波路に導入されることを防止することができ、ひいては
光学的測定のＳ／Ｎ比を高めることができる。
【００３３】請求項１１の光学的測定方法であれば、光
導波路の表面を１の区画面とする反応槽の内部におい
て、上記光導波路の上記表面に固相化されたリガンドと
上記反応槽に注入された測定対象溶液と、蛍光物質で標
識され、かつ上記反応槽に注入されたリガンドを含む試
薬とで所定の反応を行なわせ、上記光導波路に対して所
定の相対角度で励起光を照射し、蛍光物質に起因する蛍
光のうち、上記光導波路に対して所定の相対角度で出射
される成分を受光して反応槽内における上記光導波路の
上記表面近傍の光学的特性を測定するに当って、上記反
応槽内に、蛍光物質の励起波長、発光波長の少なくとも
一方の波長の光を吸収する性質を有する物質を含有させ
た状態で、上記光導波路に対して所定の相対角度で出射
される成分を受光して反応槽内における上記光導波路の
上記表面近傍の光学的特性を測定するのであるから、光
導波路の表面近傍には拘束されていない蛍光物質が励起
光により励起されること、および／または光導波路の表
面近傍には拘束されていない蛍光物質が放射する蛍光が
出射されることを防止することができ、ひいては光学的
測定感度（Ｓ／Ｎ比）を高めることができる。
【００３４】請求項１２の光学的測定方法であれば、上
記光学的測定方法として、光導波路を通して反応槽に導
入されるように励起光を照射するとともに、蛍光物質が
放射する蛍光のうち、光導波路内を反射しながら伝播す
る成分に基づいて光導波路の表面近傍の光学的特性を測
定する方法を採用するのであるから、光導波路の表面近
傍には拘束されていない蛍光物質が光導波路を通して導
入される励起光により励起されること、および／または
光導波路の表面近傍には拘束されていない蛍光物質が放
射する蛍光が光導波路に導入されることを防止すること
ができ、ひいては光学的測定感度（Ｓ／Ｎ比）を高める
ことができる。
【００３５】請求項１３の光学的測定方法であれば、上
記光学的測定方法として、光導波路内を全反射しながら
伝播するように励起光を導入するとともに、蛍光物質が
放射する蛍光のうち、光導波路を通して外部に放射され
る成分に基づいて光導波路の表面近傍の光学的特性を測
定する方法を採用するのであるから、光導波路の表面に
おいて励起光が散乱されることにより光導波路の表面近
傍には拘束されていない蛍光物質が励起されること、お
よび／または光導波路の表面近傍には拘束されていない
蛍光物質が放射する蛍光が光導波路を通して出射される
ことを防止することができ、ひいては光学的測定感度
（Ｓ／Ｎ比）を高めることができる。
【００３６】請求項１４の光学的測定方法であれば、上
記光学的測定方法として、光導波路を所定角度で通して
反応槽に導入されるように励起光を照射するとともに、
蛍光物質が放射する蛍光のうち、励起光と異なる所定角
度で光導波路を通して外部に放射される成分に基づいて
光導波路の表面近傍の光学的特性を測定する方法を採用
するのであるから、光導波路の表面近傍には拘束されて
いない蛍光物質が光導波路を通して導入される励起光に
より励起されること、および／または光導波路の表面近
傍には拘束されていない蛍光物質が放射する蛍光が光導
波路を通して出射されることを防止することができ、ひ
いては光学的測定感度（Ｓ／Ｎ比）を高めることができ
る。
【００３７】請求項１５の光学的測定方法であれば、上
記蛍光物質の励起波長、発光波長の少なくとも一方の波
長の光を吸収する性質を有する物質として、蛍光物質の
励起波長、発光波長の少なくとも一方の波長の光を吸収
する微粒子を採用するのであるから、光導波路の表面近
傍には拘束されていない蛍光物質が光導波路を通して導
入される励起光により励起されること、および／または
光導波路の表面近傍には拘束されていない蛍光物質が放
射する蛍光が光導波路に導入されることを防止すること
ができ、ひいては光学的測定感度（Ｓ／Ｎ比）を高める
ことができる。
【００３８】請求項１６の光学的測定方法であれば、上
記蛍光物質の励起波長、発光波長の少なくとも一方の波
長の光を吸収する性質を有する物質として、蛍光物質の
励起波長、発光波長の少なくとも一方の波長の光を吸収
する水溶性色素を採用するのであるから、光導波路の表
面において励起光が散乱されることにより光導波路の表
面近傍には拘束されていない蛍光物質が励起されるこ
と、および／または光導波路の表面近傍には拘束されて
いない蛍光物質が放射する蛍光が光導波路を通して出射
されることを防止することができ、ひいては光学的測定
感度（Ｓ／Ｎ比）を高めることができる。
【００３９】
【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
を示す概略縦断面図であり、一端部に励起光導入用のプ
リズム１ａが一体形成されたスラブ型光導波路１の一側
に反応槽２が一体形成されてあるとともに、スラブ型光
導波路１の上記一側に多数の抗体３が固定されてある。
また、励起光導入用のプリズム１ａを通して導入される
励起光の光路と、プリズム１ａを通して出射される蛍光
の光路とを分離するダイクロイックミラー４、励起光光
源５、および光電子増倍管等からなる受光素子６等がス
ラブ型光導波路１に対して所定の相対位置に配置されて
いる。
【００４０】上記の構成の光学的測定装置を用いて蛍光
免疫測定を行なう場合には、励起光光源５を動作させた
状態において先ず測定対象溶液を反応槽２に収容して、
測定対象溶液中の抗原７との間で抗原抗体反応を行なわ
せ、次いで、反応槽２から測定対象溶液を排出して、蛍
光色素８ａで標識された標識抗体８を含み、かつ粒径約
２００ｎｍのカーボンブラック微粒子の分散体９｛０．
０４％（ｗ／ｖ）｝を添加してなる試薬溶液を反応槽２
に収容することにより、抗原抗体反応を行なった抗原７
との間で抗原抗体反応を行なわせ、測定対象溶液中の抗
原７の濃度に対応する量の標識抗体８をスラブ型光導波
路１の一側近傍に拘束する。この一連の処理を行なって
いる間、励起光に起因するエバネッセント波成分が生じ
ているのみならず、スラブ型光導波路１の表面において
励起光が散乱されている。しかし、試薬溶液にはカーボ
ンブラック微粒子の分散体９が添加されているのである
から、励起光散乱成分、スラブ型光導波路１の表面近傍
に拘束されていない標識抗体８の蛍光色素８ａが放射す
る蛍光（以下、試薬迷光と称する）が効果的に吸光さ
れ、光学的免疫測定のＳ／Ｎ比を著しく高めることがで
きる。 図２はカーボンブラック微粒子の分散体の濃度
に対するエンドポイント信号およびオフセット信号の変
化を示す図であり、ａがエンドポイント信号を、ｂがオ
フセット信号をそれぞれ示している。但し、カーボンブ
ラックの濃度は、３１．５％（ｗ／ｖ）のカーボンブラ
ック微粒子を含む吸光剤に対する希釈倍率で表示してあ
る。図２から明らかなように、エンドポイント信号の減
少が著しくなだらかであるのに対して、オフセット信号
の減少が著しく急峻であることが分る。即ち、カーボン
ブラック微粒子の分散体を添加するだけの簡単な処理
で、蛍光免疫測定のＳ／Ｎ比を著しく高めることができ
る。尚、エンドポイント信号の低下が１０％以内であ
り、しかもオフセット信号が低下している範囲を有効範
囲と定めれば、カーボンブラック微粒子を含む吸光剤の
希釈倍率は１０-4〜１０-2になる。これをカーボンブラ
ック微粒子の濃度に換算すると、ほぼ０．００４〜０．
３％になる。 また、カーボンブラック微粒子の分散体
を添加した場合、添加しない場合のそれぞれに対応する
蛍光免疫測定信号の経時変化を図３に示す。尚、図３中
ａが前者の場合を、ｂが後者の場合をそれぞれ示してい
る。
【００４１】図３から明らかなように、カーボンブラッ
ク微粒子を添加していない場合には、ｂに示すように信
号が大きくなるだけでなく、試薬迷光も大きくなる。こ
れに対して、カーボンブラック微粒子を添加した場合に
は、ａに示すように信号がやや小さくなるが、試薬迷光
が著しく小さくなるので、Ｓ／Ｎ比を著しく高めること
ができる。
【００４２】尚、カーボンブラック微粒子に代えて、プ
ラチナ、金等の金属の微粒子、ポリスチレン微粒子等を
採用することも可能であり、同様の効果を達成すること
ができる。
【００４３】
【実施例２】図１の構成の光学的測定装置を用い、励起
光光源５として励起波長が６３３ｎｍのＨｅ−Ｎｅレー
ザを用い、標識抗体およびシアン１Ｐ（日本化薬株式会
社製）を添加してなる試薬溶液を用いて蛍光免疫測定を
行なった。また、標識抗体のみを添加した試薬溶液、シ
アン１Ｐに代えてＢｌｕｅ５０ｐ（日本化薬株式会社
製）を添加してなる試薬溶液をそれぞれ用いて蛍光免疫
測定を行なった。
【００４４】この結果、標識抗体のみを添加した試薬溶
液を用いた場合における試薬迷光が６１．１であったの
に対し、シアン１Ｐを添加した場合には、試薬迷光が３
６．０になり、著しい試薬迷光低減効果を達成すること
ができた。これに対して、図４中ｂで示すように、上記
励起波長６３３ｎｍの光を吸光しないＢｌｕｅ５０ｐを
添加した場合には試薬迷光が４９７であった。試薬迷光
が著しく大きくなったのは、Ｂｌｕｅ５０ｐが励起光の
散乱を助長したためであると思われる。尚、図４中ａは
シアン１Ｐの吸光特性を示しており、波長６３３ｎｍの
光に対してかなり高い吸光度を有していることが分る。
【００４５】また、標識抗体のみを添加した場合、シア
ン１Ｐをも添加した場合のそれぞれに対応する蛍光免疫
測定信号の経時変化を図５に示す。図５から明らかなよ
うに、標識抗体のみを添加した場合には、ｂに示すよう
に信号が大きくなるだけでなく、試薬迷光も大きくな
る。これに対して、シアン１Ｐをも添加した場合には、
ａに示すように信号がやや小さくなるが、試薬迷光が著
しく小さくなるので、Ｓ／Ｎ比を著しく高めることがで
きる。
【００４６】以上には、励起光波長に対する吸光度が高
い水溶性色素を添加した場合について説明したが、蛍光
色素が放射する蛍光の波長に対する吸光度が高い水溶性
色素を採用することが可能であるほか、励起光波長に対
する吸光度および蛍光色素が放射する蛍光の波長に対す
る吸光度が高い水溶性色素を採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。
【００４７】
【実施例３】図６はこの発明の光学的測定装置の他の実
施例を模式的に示す縦断面図であり、一端部に信号光導
出用のプリズム１１ａが一体形成されたスラブ型光導波
路１１の一側に反応槽１２が一体形成されてあるととも
に、スラブ型光導波路１１の上記一側に多数の抗体１３
が固定されてある。また、信号光導出用のプリズム１１
ａを通して導出される信号光を図示しないシャープカッ
トフィルタ等を介して光電子増倍管からなる受光素子１
６に導いている。さらに、レーザ光源等からなる励起光
光源１５からの出射光をコリメータレンズ１４ａ、ニュ
ートラルデンシティフィルタ（以下、ＮＤフィルタと略
称する）１４ｂ等を通して上記スラブ型光導波路１１
の、上記一側と対向する他側に平面波として照射し、ス
ラブ型光導波路１１を厚み方向に通して反応槽１２に導
入している。また、上記励起光光源１５は、図示しない
温度制御部によってその温度が制御され、ひいては出射
光強度の変動が防止されている。さらに、上記スラブ型
光導波路１１および反応槽１２は、励起光の光軸（また
はこの光軸と平行な軸）と交差せず、しかも信号光の光
軸（またはこの光軸と平行な軸）とも交差しない面（図
６において紙面に垂直な方向の面、以下、単に側面と称
する）に黒色の塗料等が塗布されている。したがって、
上記側面から光が出射することを未然に防止し、仮に光
が出射したと仮定した場合に、出射した光が種々の経路
を経て受光素子１６により受光される可能性があるの
で、このような光が受光素子１６に入射することを未然
に防止する。もちろん、上記側面を通して外部から光が
入射することも防止できる。
【００４８】上記の構成の光学的測定装置を用いて蛍光
免疫測定を行なう場合には、励起光光源１５を動作させ
た状態において先ず測定対象溶液を反応槽１２に収容し
て、測定対象溶液中の抗原１７とスラブ型光導波路１１
に固定されている抗体１３との間で抗原抗体反応を行な
わせ、次いで、反応槽１２から測定対象溶液を排出し
て、蛍光色素１８ａで標識された標識抗体１８を含み、
かつ、所望の粒径のカーボンブラック微粒子１９（所望
の濃度）を添加してなる試薬溶液を反応槽１２に収容す
ることにより、抗原抗体反応を行なった抗原１７との間
で抗原抗体反応を行なわせ、測定対象溶液中の抗原１７
の濃度に対応する量の標識抗体１８をスラブ型光導波路
１１の一側近傍に拘束する。この一連の処理を行なって
いる間、励起光に起因する平面波はスラブ型光導波路１
１を厚み方向に通して反応槽１２内に導入されている。
しかし、試薬溶液にはカーボンブラック微粒子１９が添
加されているのであるから、上記平面波が反応槽１２の
内部において早期に効果的に吸光され、スラブ型光導波
路１１の表面から離れた位置における標識抗体１８の蛍
光色素１８ａを励起するという不都合を大幅に低減する
ことができる。また、仮に、スラブ型光導波路１１の表
面から離れた位置における標識抗体１８の蛍光色素１８
ａが蛍光を放射しても、この蛍光が効果的に吸光され、
スラブ型光導波路１１内を伝播する信号光に混入される
可能性を大幅に低減することができる。したがって、光
学的免疫測定感度（Ｓ／Ｎ比）を著しく高めることがで
きる。
【００４９】上記の構成の光学的測定装置において、ス
ラブ型光導波路１１の上記一側に多数の抗体１３を固定
する代わりに、ブロッキング剤として、ミルクプロテイ
ン原液とアジ化ナトリウム（ＮａＮ３；０．０２％）と
を混合したものをコーティングしてなるものを用い、カ
ーボンブラック微粒子１９（希釈液で希釈して１重量％
に設定したもの）が添加された試薬｛ＣＭＩ（Ｃａｒｂ
ｏｘｙｍｅｔｈｙｌｉｎｄｏｃｙａｎｉｎｅ）−ＩｇＧ
（Ｉｍｍｕｎｏｇｌｏｂｕｌｉｎ−Ｇ），４μｇ／ｍ
ｌ｝、カーボンブラック微粒子１９が添加されていない
試薬（ＣＭＩ−ＩｇＧ，４μｇ／ｍｌ）を４００μｌ注
入して、注入前後の出力光強度を測定した。また、上記
の構成のスラブ型光導波路１１の信号光導出面に近接す
る面に迷光遮光のために、黒色の塗料等を塗布してなる
ものを用い、カーボンブラック微粒子１９（希釈液で希
釈して１重量％に設定したもの）が添加された試薬（Ｃ
ＭＩ−ＩｇＧ，４μｇ／ｍｌ）、カーボンブラック微粒
子１９が添加されていない試薬（ＣＭＩ−ＩｇＧ，４μ
ｇ／ｍｌ）を４００μｌ注入して、注入前後の出力光強
度を測定した。尚、この測定に当っては、励起光光源１
５としてレーザ光源を用い、出力を３ｍＷに設定し、Ｎ
Ｄフィルタにより１０％カットし、３×１０ｍｍの平面
波をスラブ型光導波路１１の下部から照射した。
【００５０】上記測定の結果、カーボンブラック微粒子
１９を添加していない試薬を用い、スラブ型光導波路１
１に迷光遮光のための黒色の塗料等を塗布していない場
合には、試薬注入前後の信号値（光電子増倍管の出力パ
ルス数であり、出力光強度に対応する）は、０．２３９
７ｋｉｌｏ ｐｕｌｓｅ ｐｅｒ ｓｅｃｏｎｄ（以
下、ｋｐｐｓと略称する），１４０．２０１６ｋｐｐｓ
であり、カーボンブラック微粒子１９を添加していない
試薬を用い、スラブ型光導波路１１に迷光遮光のための
黒色の塗料等を塗布した場合には、試薬注入前後の信号
値は、０．２２３４ｋｐｐｓ，４２．４９６９ｋｐｐｓ
であった。また、カーボンブラック微粒子１９を添加し
た試薬を用い、スラブ型光導波路１１に迷光遮光のため
の黒色の塗料等を塗布していない場合には、試薬注入前
後の出力光強度は、０．２７１７ｋｐｐｓ，０．２５６
３ｋｐｐｓであり、カーボンブラック微粒子１９を添加
した試薬を用い、スラブ型光導波路１１に迷光遮光のた
めの黒色の塗料等を塗布した場合には、試薬注入前後の
信号値は、０．２０４８ｋｐｐｓ，０．２０７６ｋｐｐ
ｓであった。
【００５１】これらの測定においては、ブロッキング剤
としてのミルクプロテイン（アジ化ナトリウム０．０２
％混合）がスラブ型光導波路１１の表面にコーティング
されている関係上、スラブ型光導波路１１の表面近傍に
は試薬が存在していないことになる。また、試薬注入前
の出力光はスラブ型光導波路１１自体の蛍光によるオフ
セット値であり、何れの場合にもほぼ同様の信号値が得
られている。しかし、試薬注入後においては、カーボン
ブラック微粒子１９、迷光遮光用の黒色塗料等の塗布の
何れも適用されていない場合に最も大きい信号値が得ら
れ、迷光遮光用の黒色塗料等の塗布のみが適用された場
合に次に大きい信号値が得られ、カーボンブラック微粒
子１９が適用された場合に試薬注入前とほぼ等しい信号
値が得られている。この結果から明らかなように、前２
者の場合には試薬迷光がかなり検出されているのに対し
て、後２者の場合には試薬迷光を十分に低減できている
ことが分る。尚、試薬注入後の信号値が試薬注入前の信
号値よりも僅かながら小さくなっているのは、試薬注入
による屈折率の変化の影響である。
【００５２】さらに、ミルクプロテインのコーティング
（アジ化ナトリウム０．０２％混合）を省略した他は上
記と同じ構成のスラブ型光導波路（迷光遮光用の黒色塗
料等の塗布を行なっていないもの）を採用して、反応槽
１２に１重量％の濃度の着色試薬インクを２００μｌ注
入し、注入前後の信号値を測定したところ、０．０８０
ｋｐｐｓ，１．６００ｋｐｐｓであった。この場合に
は、スラブ型光導波路１１の表面にブロッキング剤とし
てのミルクプロテイン（アジ化ナトリウム０．０２％混
合）がコーティングされていない関係上、スラブ型光導
波路１１の表面近傍の励起領域に試薬が存在することと
なるので、実際の免疫反応による信号成分は十分に取り
出せると推察できる。また、上記の測定における着色試
薬インク注入前の信号値よりも、ミルクプロテイン（ア
ジ化ナトリウム０．０２％混合）をブロッキング剤とし
てスラブ型光導波路１１の表面にコーティングを施した
状態で測定を行なった前記４者の試薬注入前の信号値が
大きいのは、ブロッキング剤としてのミルクプロテイン
（アジ化ナトリウム０．０２％混合）がスラブ型光導波
路１１の表面にコーティングされているためであると思
われる。
【００５３】尚、この実施例においては、スラブ型光導
波路１１の下面から反応槽１２内に励起光を導入し、ス
ラブ型光導波路１１内を伝播させ、プリズム１１ａを通
して信号光を出射するようにしているが、図７に示すよ
うに、プリズム１１ａを通してスラブ型光導波路１１内
に励起光を導入して伝播させ、スラブ型光導波路１１を
通してスラブ型光導波路１１の下面から出射する信号光
を受光素子１６により受光させること、図８に示すよう
に、スラブ型光導波路１１の下面に対して所定の角度で
励起光を照射して反応槽１２内に励起光を導入し、スラ
ブ型光導波路１１の下面に対して、励起光のなす角度と
異なる角度でスラブ型光導波路１１の下面から出射する
信号光を受光素子１６により受光させることが可能であ
る。
【００５４】また、図６〜図８の光学的測定装置におい
て、カーボンブラック微粒子に代えて、プラチナ、金等
の金属の微粒子、ポリスチレン微粒子等を採用すること
が可能であり、さらに、カーボンブラック微粒子に代え
て、励起光波長に対する吸光度が高い水溶性色素、蛍光
色素が放射する蛍光に対する吸光度が高い水溶性色素、
上記両光に対する吸光度が高い水溶性色素を採用するこ
とも可能である。
【００５５】
【実施例４】図９はこの発明の光学的測定方法の一実施
例を説明するフローチャートであり、上記実施例の何れ
かに記載された光学的測定装置を用いて光学的測定を行
なう場合を示している。したがって、反応槽２，１２の
一区画面を構成するスラブ型光導波路１，１１の表面
に、例えば抗体３，１３が予め固定化されている。
【００５６】免疫測定の開始が指示された場合に、ステ
ップＳＰ１において、反応槽２，１２内に、分注ノズル
３２ａ（図１０参照）を用いて測定対象溶液を注入し
て、上記予め固定化されている抗体３，１３と測定対象
溶液中の抗原７，１７との間で抗原抗体反応を行なわせ
る。上記抗原抗体反応を所定時間行なわせた後、ステッ
プＳＰ２において、分注ノズル３２ａを用いて反応槽
２，１２から測定対象溶液を除去し、ステップＳＰ３に
おいて、所望の濃度の吸光性物質（蛍光色素の励起波
長、発光波長の少なくとも一方の波長の光を吸収する性
質を有する物質）を含有させてなる試薬を、分注ノズル
３２ａを用いて反応槽２，１２に注入して、既に抗原抗
体反応を行なってスラブ型光導波路１，１１の表面近傍
に拘束された抗原７，１７と試薬中の標識抗体８，１８
との間で抗原抗体反応を行なわせる。また、ステップＳ
Ｐ４において、抗原抗体反応によりスラブ型光導波路
１，１１の表面近傍に拘束された標識抗体８，１８の蛍
光色素８ａ，１８ａから放射される蛍光のうち、適用さ
れる光学的測定装置により定まる蛍光成分を受光素子
６，１６により受光して測定対象溶液中の抗原７，１７
の濃度に対応すべき信号を得、ステップＳＰ５におい
て、得られた信号と予め得られている検量線とに基づい
て測定対象溶液中の抗原７，１７の濃度を得、そのまま
一連の処理を終了する。
【００５７】尚、ステップＳＰ３の処理とステップＳＰ
４の処理とは同時に行なわれるのであるが、ステップＳ
Ｐ４の処理をステップＳＰ３の処理よりも先に開始する
ことが好ましく、スラブ型光導波路１，１１に起因する
オフセットノイズを、図示しない後のデータ処理により
得ることができる。また、ステップＳＰ４において得ら
れる信号としては、抗原抗体反応の進行により変化する
信号値がほぼ飽和するまで待ち、ほぼ飽和した時点にお
ける信号値を得るようにしてもよいが、抗原抗体反応の
進行により変化する信号の時間微分値を算出し続け、時
間微分値の最大値を採用するようにしてもよい。
【００５８】また、図１０は図９のフローチャートが適
用される光学的測定装置の概略構成を示すブロック図で
あり、図示しない試薬収容槽、図示しない測定対象溶液
収容槽、図示しない希釈液収容槽および抗原抗体反応を
行なわせる反応槽１２を備え、抗体１３が固定されたス
ラブ型光導波路１１が反応槽１２の所定面に形成されて
いる測定用セル３１と、何れかの槽に溶液を注入し、ま
たは何れかの槽から溶液を吸引して除去するための分注
ノズル３２ａを備えた分注装置３２と、測定用セル３１
に対して所定位置に配置され、スラブ型光導波路１１に
対して所定角度で励起光を照射するとともに、スラブ型
光導波路１１から所定角度で出射される信号光を検出す
ることにより免疫反応の程度を検出する光学的測定部３
３と、使用者からの指示が入力される指示部３４と、検
査対象、測定項目、測定数等の条件に対応して所定のデ
ータを保持するデータ部３５と、指示部３４およびデー
タ部３５の情報に基づいて分注ノズル３２ａの吸引、吐
出および吸引量、吐出量を制御する分注コントローラ部
３６と、光学的測定部３３および分注コントローラ部３
６に指令を送るメインコントローラ部３７とを有してい
る。
【００５９】この光学的測定装置においては、図９のフ
ローチャートの各ステップに対応してメインコントロー
ラ部３７が対応するデータをデータ部３５から読み出
し、読み出されたデータおよび使用者の指示に基づいて
分注コントローラ部３６を動作させ、分注ノズル３２ａ
を制御する。即ち、分注ノズル３２ａにより測定対象溶
液収容槽から測定対象溶液を吸引し、分注ノズル３２ａ
を反応槽１２まで移動させて、吸引した測定対象溶液を
反応槽１２に吐出することにより第１回目の抗原抗体反
応を行なわせる。但し、測定対象溶液を希釈する必要が
ある場合には、測定対象溶液を吸引する前、または後
に、希釈液収容槽から希釈液を吸引する。その後、分注
ノズル３２ａにより反応槽１２内の測定対象溶液を吸引
して図示しない廃液タンクに吐出する。次いで、分注ノ
ズル３２ａにより試薬収容槽から標識抗体１８およびカ
ーボンブラックの微粒子１９を含む試薬を吸引し、分注
ノズル３２ａを反応槽１２まで移動させて、吸引した試
薬を反応槽１２に吐出することにより第２回目の抗原抗
体反応を行なわせる。尚、これらの場合において液体吸
引量の調節は、例えば、分注ノズル３２ａの吸引量、吐
出量を制御するパルスモータ（図示せず）に与える単位
時間当りのパルス数を、分注コントローラ部３６により
吸引量に対応する最適値に設定することにより達成され
る。また、試薬、測定対象溶液をこの順に吸引し、測定
対象溶液、試薬の順に吐出させることも可能であり、こ
の場合には、試薬と測定対象溶液との間にエアギャップ
を形成することにより、分注ノズル３２ａ内における両
液の混合を防止することができる。
【００６０】したがって、光学的免疫測定を行なう状態
において、反応槽２，１２内には必ず光吸収性物質が含
有されているのであるから、上述の実施例からも明らか
なように、試薬迷光を十分に低減して、光学的免疫測定
感度（Ｓ／Ｎ比）を著しく高めることができる。尚、こ
の実施例においては、反応槽２，１２内に測定対象溶液
を注入して第１回目の抗原抗体反応を行なわせ、次い
で、測定対象溶液を除去した後に上記試薬を注入して第
２回目の抗原抗体反応を行なわせる、いわゆる２ステッ
プ法を採用しているが、予め測定対象溶液と上記試薬と
を混合しておくことにより抗原抗体反応を行なわせ、こ
の混合溶液を反応槽２，１２に注入することにより、ス
ラブ型光導波路１，１１の表面に固定化された抗体３，
１３との間で抗原抗体反応を行なわせる、いわゆる１ス
テップ法を採用することが可能である。
【００６１】さらに、以上の何れの実施例においても、
光吸収性物質が予め試薬に含有されている場合について
説明しているが、試薬注入前、または試薬注入後に光吸
収性物質を反応槽に注入することが可能である。
【００６２】
【発明の効果】以上のように請求項１の発明は、光導波
路の表面において励起光が散乱されることにより光導波
路の表面近傍には拘束されていない蛍光物質が励起され
ること、および／または光導波路の表面において散乱さ
れた励起光により励起される蛍光物質が放射する蛍光が
光導波路に導入されることを防止することができ、ひい
ては光学的測定のＳ／Ｎ比を高めることができるという
特有の効果を奏する。
【００６３】請求項２の発明は、光導波路の表面におい
て励起光が散乱されることにより光導波路の表面近傍に
は拘束されていない蛍光物質が励起されること、および
／または光導波路の表面において散乱された励起光によ
り励起される蛍光物質が放射する蛍光が光導波路に導入
されることを防止することができ、ひいては光学的測定
のＳ／Ｎ比を高めることができるという特有の効果を奏
する。
【００６４】請求項３の発明は、光導波路の表面近傍に
は拘束されていない蛍光物質が励起光により励起される
こと、および／または光導波路の表面近傍には拘束され
ていない蛍光物質が放射する蛍光が出射されることを防
止することができ、ひいては光学的測定感度（Ｓ／Ｎ
比）を高めることができるという特有の効果を奏する。
請求項４の発明は、光導波路の表面近傍には拘束されて
いない蛍光物質が光導波路を通して導入される励起光に
より励起されること、および／または光導波路の表面近
傍には拘束されていない蛍光物質が放射する蛍光が光導
波路に導入されることを防止することができ、ひいては
光学的測定感度（Ｓ／Ｎ比）を高めることができ、しか
も、励起光と蛍光とを分離するための光学素子を用いる
必要がないので、光学系の構成を簡単化できるという特
有の効果を奏する。
【００６５】請求項５の発明は、光導波路の表面におい
て励起光が散乱されることにより光導波路の表面近傍に
は拘束されていない蛍光物質が励起されること、および
／または光導波路の表面近傍には拘束されていない蛍光
物質が放射する蛍光が光導波路を通して出射されること
を防止することができ、ひいては光学的測定感度（Ｓ／
Ｎ比）を高めることができ、しかも、励起光と蛍光とを
分離するための光学素子を用いる必要がないので、光学
系の構成を簡単化できるという特有の効果を奏する。
【００６６】請求項６の発明は、光導波路の表面近傍に
は拘束されていない蛍光物質が光導波路を通して導入さ
れる励起光により励起されること、および／または光導
波路の表面近傍には拘束されていない蛍光物質が放射す
る蛍光が光導波路を通して出射されることを防止するこ
とができ、ひいては光学的測定感度（Ｓ／Ｎ比）を高め
ることができ、しかも、励起光と蛍光とを分離するため
の光学素子を用いる必要がないので、光学系の構成を簡
単化できるという特有の効果を奏する。
【００６７】請求項７の発明は、光導波路の表面近傍に
は拘束されていない蛍光物質が光導波路を通して導入さ
れる励起光により励起されること、および／または光導
波路の表面近傍には拘束されていない蛍光物質が放射す
る蛍光が光導波路に導入されることを防止することがで
き、ひいては光学的測定感度（Ｓ／Ｎ比）を高めること
ができるという特有の効果を奏する。
【００６８】請求項８の発明は、光導波路の表面におい
て励起光が散乱されることにより光導波路の表面近傍に
は拘束されていない蛍光物質が励起されること、および
／または光導波路の表面近傍には拘束されていない蛍光
物質が放射する蛍光が光導波路を通して出射されること
を防止することができ、ひいては光学的測定感度（Ｓ／
Ｎ比）を高めることができるという特有の効果を奏す
る。
【００６９】請求項９の発明は、光導波路の表面におい
て励起光が散乱されることにより光導波路の表面近傍に
は拘束されていない蛍光物質が励起されること、および
／または光導波路の表面において散乱された励起光によ
り励起される蛍光物質が放射する蛍光が光導波路に導入
されることを防止することができ、ひいては光学的測定
のＳ／Ｎ比を高めることができるという特有の効果を奏
する。
【００７０】請求項１０の発明は、光導波路の表面にお
いて励起光が散乱されることにより光導波路の表面近傍
には拘束されていない蛍光物質が励起されること、およ
び／または光導波路の表面において散乱された励起光に
より励起される蛍光物質が放射する蛍光が光導波路に導
入されることを防止することができ、ひいては光学的測
定のＳ／Ｎ比を高めることができるという特有の効果を
奏する。
【００７１】請求項１１の発明は、光導波路の表面近傍
には拘束されていない蛍光物質が励起光により励起され
ること、および／または光導波路の表面近傍には拘束さ
れていない蛍光物質が放射する蛍光が出射されることを
防止することができ、ひいては光学的測定感度（Ｓ／Ｎ
比）を高めることができるという特有の効果を奏する。
【００７２】請求項１２の発明は、光導波路の表面近傍
には拘束されていない蛍光物質が光導波路を通して導入
される励起光により励起されること、および／または光
導波路の表面近傍には拘束されていない蛍光物質が放射
する蛍光が光導波路に導入されることを防止することが
でき、ひいては光学的測定感度（Ｓ／Ｎ比）を高めるこ
とができるという特有の効果を奏する。
【００７３】請求項１３の発明は、光導波路の表面にお
いて励起光が散乱されることにより光導波路の表面近傍
には拘束されていない蛍光物質が励起されること、およ
び／または光導波路の表面近傍には拘束されていない蛍
光物質が放射する蛍光が光導波路を通して出射されるこ
とを防止することができ、ひいては光学的測定感度（Ｓ
／Ｎ比）を高めることができるという特有の効果を奏す
る。
【００７４】請求項１４の発明は、光導波路の表面近傍
には拘束されていない蛍光物質が光導波路を通して導入
される励起光により励起されること、および／または光
導波路の表面近傍には拘束されていない蛍光物質が放射
する蛍光が光導波路を通して出射されることを防止する
ことができ、ひいては光学的測定感度（Ｓ／Ｎ比）を高
めることができるという特有の効果を奏する。
【００７５】請求項１５の発明は、光導波路の表面近傍
には拘束されていない蛍光物質が光導波路を通して導入
される励起光により励起されること、および／または光
導波路の表面近傍には拘束されていない蛍光物質が放射
する蛍光が光導波路に導入されることを防止することが
でき、ひいては光学的測定感度（Ｓ／Ｎ比）を高めるこ
とができるという特有の効果を奏する。
【００７６】請求項１６の発明は、光導波路の表面にお
いて励起光が散乱されることにより光導波路の表面近傍
には拘束されていない蛍光物質が励起されること、およ
び／または光導波路の表面近傍には拘束されていない蛍
光物質が放射する蛍光が光導波路を通して出射されるこ
とを防止することができ、ひいては光学的測定感度（Ｓ
／Ｎ比）を高める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】
【図１】この発明の光学的測定装置の一実施例を示す概
略縦断面図である。
【図２】カーボンブラック微粒子の分散体の濃度に対す
るエンドポイント信号およびオフセット信号の変化を示
す図である。
【図３】蛍光免疫測定信号の経時変化を示す図である。
【図４】シアン１ＰとＢｌｕｅ５０ｐの吸光度の波長異
存性を示す図である。
【図５】蛍光免疫測定信号の経時変化を示す図である。
【図６】この発明の光学的測定装置の他の実施例を模式
的に示す縦断面図である。
【図７】この発明の光学的測定装置のさらに他の実施例
を模式的に示す縦断面図である。
【図８】この発明の光学的測定装置のさらに他の実施例
を模式的に示す縦断面図である。
【図９】この発明の光学的測定方法の一実施例を説明す
るフローチャートである。
【図１０】図９のフローチャートが適用される光学的測
定装置の概略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１，１１ スラブ型光導波路 ２，１２ 反応槽 ３，１３ 抗体 ８，１８ 標識抗体 ８ａ，１８ａ 蛍光色素 ９ カーボンブラック微粒
子の分散体 １９ カーボンブラック微粒子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 重森 和久 滋賀県草津市岡本町字大谷1000番地の２ ダイキン工業株式会社滋賀製作所内 (72)発明者 増田 堅司 滋賀県草津市岡本町字大谷1000番地の２ ダイキン工業株式会社滋賀製作所内 (72)発明者 吉田 雅一 滋賀県草津市岡本町字大谷1000番地の２ ダイキン工業株式会社滋賀製作所内 (72)発明者 阪本 知己 滋賀県草津市岡本町字大谷1000番地の２ ダイキン工業株式会社滋賀製作所内

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光導波路（１）内を全反射しながら伝播
    するよう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光導波路（１）の表面近傍に拘束
    された蛍光物質を励起し、蛍光物質が放射する蛍光のう
    ち、光導波路（１）内を反射しながら伝播する成分に基
    づいて光導波路（１）の表面近傍の光学的特性を測定す
    る光学的測定装置であって、光導波路（１）の表面を１
    の区画面とする反応槽（２）に、蛍光物質の励起波長、
    発光波長の少なくとも一方の波長の光を吸収する微粒子
    （９）（１９）を添加してあることを特徴とする光学的
    測定装置。
  2. 【請求項２】 光導波路（１）内を全反射しながら伝播
    するよう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光導波路（１）の表面近傍に拘束
    された蛍光物質を励起し、蛍光物質が放射する蛍光のう
    ち、光導波路（１）内を全反射しながら伝播する成分に
    基づいて光導波路（１）の表面近傍の光学的特性を測定
    する光学的測定装置であって、光導波路（１）の表面を
    １の区画面とする反応槽（２）に、蛍光物質の励起波
    長、発光波長の少なくとも一方の波長の光を吸収する水
    溶性色素を含有させてあることを特徴とする光学的測定
    装置。
  3. 【請求項３】 蛍光物質を含む試薬と測定対象溶液とを
    収容して所定の反応を行なわせる反応槽（２）（１２）
    の一部が光導波路（１）（１１）で構成されているとと
    もに、光導波路（１）（１１）に対して所定の相対角度
    で励起光を照射して蛍光物質を励起し、蛍光物質に起因
    する蛍光のうち、光導波路（１）（１１）に対して所定
    の相対角度で出射される成分を受光して反応槽（２）
    （１２）内における光導波路（１）（１１）の表面近傍
    の光学的特性を測定する光学的測定装置であって、上記
    反応槽（２）（１２）に、蛍光物質の励起波長、発光波
    長の少なくとも一方の波長の光を吸収する性質を有する
    物質（９）（１９）を添加してあることを特徴とする光
    学的測定装置。
  4. 【請求項４】 上記光学的測定装置は、光導波路（１
    １）を通して反応槽（１２）に導入されるように励起光
    を照射して蛍光物質を励起し、蛍光物質が放射する蛍光
    のうち、光導波路（１１）内を反射しながら伝播する成
    分に基づいて光導波路（１１）の表面近傍の光学的特性
    を測定するものである請求項３に記載の光学的測定装
    置。
  5. 【請求項５】 上記光学的測定装置は、光導波路（１
    １）内を全反射しながら伝播するように励起光を導入す
    ることにより生じるエバネッセント波成分によって光導
    波路（１１）の表面近傍に拘束された蛍光物質を励起
    し、蛍光物質が放射する蛍光のうち、光導波路（１１）
    を通して外部に放射される成分に基づいて光導波路（１
    １）の表面近傍の光学的特性を測定するものである請求
    項３に記載の光学的測定装置。
  6. 【請求項６】 上記光学的測定装置は、光導波路（１
    １）を所定角度で通して反応槽（１２）に導入されるよ
    うに励起光を照射して蛍光物質を励起し、蛍光物質が放
    射する蛍光のうち、励起光と異なる所定角度で光導波路
    （１１）を通して外部に放射される成分に基づいて光導
    波路（１１）の表面近傍の光学的特性を測定するもので
    ある請求項３に記載の光学的測定装置。
  7. 【請求項７】 上記蛍光物質の励起波長、発光波長の少
    なくとも一方の波長の光を吸収する性質を有する物質
    （９）（１９）は、蛍光物質の励起波長、発光波長の少
    なくとも一方の波長の光を吸収する微粒子である請求項
    ３から請求項６の何れかに記載の光学的測定装置。
  8. 【請求項８】 上記蛍光物質の励起波長、発光波長の少
    なくとも一方の波長の光を吸収する性質を有する物質
    （９）（１９）は、蛍光物質の励起波長、発光波長の少
    なくとも一方の波長の光を吸収する水溶性色素である請
    求項３から請求項６の何れかに記載の光学的測定装置。
  9. 【請求項９】 光導波路（１）の表面を１の区画面とす
    る反応槽（２）の内部において、上記光導波路（１）の
    上記表面に固相化されたリガンド（３）と上記反応槽
    （２）に注入された測定対象溶液と、蛍光物質（８ａ）
    で標識され、かつ上記反応槽（２）に注入されたリガン
    ド（８）を含む試薬とで所定の反応を行なわせ、上記光
    導波路（１）内を全反射しながら伝播するように励起光
    を導入するとともに、蛍光物質が放射する蛍光のうち、
    光導波路（１）内を反射しながら伝播する成分に基づい
    て光導波路（１）の表面近傍の光学的特性を測定する光
    学的測定方法であって、上記反応槽（２）内に、蛍光物
    質の励起波長、発光波長の少なくとも一方の波長の光を
    吸収する性質を有する微粒子（９）を含有させた状態
    で、上記光導波路（１）内を反射しながら伝播する成分
    を受光して反応槽（２）内における上記光導波路（１）
    の上記表面近傍の光学的特性を測定することを特徴とす
    る光学的測定方法。
  10. 【請求項１０】 光導波路（１）の表面を１の区画面と
    する反応槽（２）の内部において、上記光導波路（１）
    の上記表面に固相化されたリガンド（３）と上記反応槽
    （２）に注入された測定対象溶液と、蛍光物質（８ａ）
    で標識され、かつ上記反応槽（２）に注入されたリガン
    ド（８）を含む試薬とで所定の反応を行なわせ、上記光
    導波路（１）内を全反射しながら伝播するように励起光
    を導入するとともに、蛍光物質が放射する蛍光のうち、
    光導波路（１）内を反射しながら伝播する成分に基づい
    て光導波路（１）の表面近傍の光学的特性を測定する光
    学的測定方法であって、上記反応槽（２）内に、蛍光物
    質の励起波長、発光波長の少なくとも一方の波長の光を
    吸収する性質を有する水溶性色素を含有させた状態で、
    上記光導波路（１）内を反射しながら伝播する成分を受
    光して反応槽（２）内における上記光導波路（１）の上
    記表面近傍の光学的特性を測定することを特徴とする光
    学的測定方法。
  11. 【請求項１１】 光導波路（１）（１１）の表面を１の
    区画面とする反応槽（２）（１２）の内部において、上
    記光導波路（１）（１１）の上記表面に固相化されたリ
    ガンド（３）（１３）と上記反応槽（２）（１２）に注
    入された測定対象溶液と、蛍光物質（８ａ）（１８ａ）
    で標識され、かつ上記反応槽（２）（１２）に注入され
    たリガンド（８）（１８）を含む試薬とで所定の反応を
    行なわせ、上記光導波路（１）（１１）に対して所定の
    相対角度で励起光を照射し、蛍光物質に起因する蛍光の
    うち、上記光導波路（１）（１１）に対して所定の相対
    角度で出射される成分を受光して反応槽（２）（１２）
    内における上記光導波路（１）（１１）の上記表面近傍
    の光学的特性を測定する光学的測定方法であって、上記
    反応槽（２）（１２）内に、蛍光物質の励起波長、発光
    波長の少なくとも一方の波長の光を吸収する性質を有す
    る物質（９）（１９）を含有させた状態で、上記光導波
    路（１）（１１）に対して所定の相対角度で出射される
    成分を受光して反応槽（２）（１２）内における上記光
    導波路（１）（１１）の上記表面近傍の光学的特性を測
    定することを特徴とする光学的測定方法。
  12. 【請求項１２】 上記光学的測定方法は、光導波路（１
    １）を通して反応槽（１２）に導入されるように励起光
    を照射するとともに、蛍光物質が放射する蛍光のうち、
    光導波路（１１）内を反射しながら伝播する成分に基づ
    いて光導波路（１１）の表面近傍の光学的特性を測定す
    る方法である請求項１１に記載の光学的測定方法。
  13. 【請求項１３】 上記光学的測定方法は、光導波路（１
    １）内を全反射しながら伝播するように励起光を導入す
    るとともに、蛍光物質が放射する蛍光のうち、光導波路
    （１１）を通して外部に放射される成分に基づいて光導
    波路（１１）の表面近傍の光学的特性を測定する方法で
    ある請求項１１に記載の光学的測定方法。
  14. 【請求項１４】 上記光学的測定方法は、光導波路（１
    １）を所定角度で通して反応槽（１２）に導入されるよ
    うに励起光を照射するとともに、蛍光物質が放射する蛍
    光のうち、励起光と異なる所定角度で光導波路（１１）
    を通して外部に放射される成分に基づいて光導波路（１
    １）の表面近傍の光学的特性を測定する方法である請求
    項１１に記載の光学的測定方法。
  15. 【請求項１５】 上記蛍光物質の励起波長、発光波長の
    少なくとも一方の波長の光を吸収する性質を有する物質
    （１９）は、蛍光物質の励起波長、発光波長の少なくと
    も一方の波長の光を吸収する微粒子（１９）である請求
    項１１から請求項１４の何れかに記載の光学的測定方
    法。
  16. 【請求項１６】 上記蛍光物質の励起波長、発光波長の
    少なくとも一方の波長の光を吸収する性質を有する物質
    （１９）は、蛍光物質の励起波長、発光波長の少なくと
    も一方の波長の光を吸収する水溶性色素である請求項１
    １から請求項１４の何れかに記載の光学的測定方法。
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