JPH11132944A - 検出方法および検出器 - Google Patents
検出方法および検出器Info
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- JPH11132944A JPH11132944A JP29913197A JP29913197A JPH11132944A JP H11132944 A JPH11132944 A JP H11132944A JP 29913197 A JP29913197 A JP 29913197A JP 29913197 A JP29913197 A JP 29913197A JP H11132944 A JPH11132944 A JP H11132944A
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- solution
- cell
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/55—Specular reflectivity
- G01N21/552—Attenuated total reflection
- G01N21/553—Attenuated total reflection and using surface plasmons
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 金属薄膜の形成および金属薄膜に検体に対す
る結合性を有する物質を担持するという複雑な担持操作
を必要とせず、検体に対する特異的な結合性を有する物
質を利用して、検体の濃度を高感度で測定する方法およ
び検出器。 【解決手段】 検体に対する結合性を有する特異吸着膜
８が内面に形成されたサンプルセル９ｓの測定側面に光
線を照射し、サンプルセルに測定溶液を導入し、測定溶
液に含まれる検体の特異吸着膜への吸着に伴う測定側面
での屈折率変化による反射光強度の変化を測定し、測定
溶液中の検体を検出する。
る結合性を有する物質を担持するという複雑な担持操作
を必要とせず、検体に対する特異的な結合性を有する物
質を利用して、検体の濃度を高感度で測定する方法およ
び検出器。 【解決手段】 検体に対する結合性を有する特異吸着膜
８が内面に形成されたサンプルセル９ｓの測定側面に光
線を照射し、サンプルセルに測定溶液を導入し、測定溶
液に含まれる検体の特異吸着膜への吸着に伴う測定側面
での屈折率変化による反射光強度の変化を測定し、測定
溶液中の検体を検出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、被測定物質（検体
と称する）に対する特異的な結合（吸着）性を有する物
質（部位）を利用して、検体の濃度を測定する方法およ
び検出器に関するもので、例えば、抗体と抗原との結合
性を利用した抗原検出器、或いは鏡像関係にある光学異
性体同士の結合を利用した光学異性体検出器に利用され
るものである。
と称する）に対する特異的な結合（吸着）性を有する物
質（部位）を利用して、検体の濃度を測定する方法およ
び検出器に関するもので、例えば、抗体と抗原との結合
性を利用した抗原検出器、或いは鏡像関係にある光学異
性体同士の結合を利用した光学異性体検出器に利用され
るものである。
【０００２】
【従来の技術】検体に対する特異的な結合性を有する物
質を利用して、検体の濃度を高感度で測定する方法とし
ては、光励起の表面プラズモンによって測定する方法が
知られている（参照：特開平４−２３２８４１号公
報）。この方法は、検体を選択的に吸着濃縮する特異吸
着膜が形成された界面近くの屈折率変化のみを検出する
特徴を有している。
質を利用して、検体の濃度を高感度で測定する方法とし
ては、光励起の表面プラズモンによって測定する方法が
知られている（参照：特開平４−２３２８４１号公
報）。この方法は、検体を選択的に吸着濃縮する特異吸
着膜が形成された界面近くの屈折率変化のみを検出する
特徴を有している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法では、検出物理量が共鳴角度の変化であるので、屈折
率の検出限界は１×１０-5ＲＩＵ程度であり、あまり高
感度とは言えない。また、この方法では、検体に対する
結合性を有する物質を反射界面に形成された金などの金
属薄膜の上に担持する必要があり、構造が複雑でしかも
特殊な膜形成操作が必要とされる。しかも、検出精度は
金属薄膜の厚さの影響を大きく受け、誤差の小さい検出
器を製造することは困難である。本発明は前記課題を解
決するためになされたもので、表面プラズモン共鳴によ
る屈折率変化の検出より高感度に、金属薄膜の形成およ
び金属薄膜に検体に対する結合性を有する物質を担持す
るという複雑な担持操作を必要とせず、検体に対する特
異的な結合性を有する物質を利用して、検体の濃度を高
感度で測定する方法および検出器を実現することを目的
とするものである。
法では、検出物理量が共鳴角度の変化であるので、屈折
率の検出限界は１×１０-5ＲＩＵ程度であり、あまり高
感度とは言えない。また、この方法では、検体に対する
結合性を有する物質を反射界面に形成された金などの金
属薄膜の上に担持する必要があり、構造が複雑でしかも
特殊な膜形成操作が必要とされる。しかも、検出精度は
金属薄膜の厚さの影響を大きく受け、誤差の小さい検出
器を製造することは困難である。本発明は前記課題を解
決するためになされたもので、表面プラズモン共鳴によ
る屈折率変化の検出より高感度に、金属薄膜の形成およ
び金属薄膜に検体に対する結合性を有する物質を担持す
るという複雑な担持操作を必要とせず、検体に対する特
異的な結合性を有する物質を利用して、検体の濃度を高
感度で測定する方法および検出器を実現することを目的
とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、測定光が照射
される反射界面に形成した特異吸着膜への検体の吸着に
伴う屈折率変化に伴う反射光強度変化により検体を検出
することを基本原埋とするもので、請求項１記載の検体
の検出方法は、検体に対する結合性を有する特異吸着膜
が内面に形成されたサンプルセルの測定側面に光線を照
射し、サンプルセルに測定溶液を導入し、測定溶液に含
まれる検体の特異吸着膜への吸着に伴う測定側面での屈
折率変化による反射光強度の変化を測定し、測定溶液中
の検体を検出することを特徴とするものである。
される反射界面に形成した特異吸着膜への検体の吸着に
伴う屈折率変化に伴う反射光強度変化により検体を検出
することを基本原埋とするもので、請求項１記載の検体
の検出方法は、検体に対する結合性を有する特異吸着膜
が内面に形成されたサンプルセルの測定側面に光線を照
射し、サンプルセルに測定溶液を導入し、測定溶液に含
まれる検体の特異吸着膜への吸着に伴う測定側面での屈
折率変化による反射光強度の変化を測定し、測定溶液中
の検体を検出することを特徴とするものである。
【０００５】請求項２記載の検体の検出方法は、検体に
対する結合性を有する特異吸着膜が内面に形成されたサ
ンプルセルの測定側面と、特異吸着膜をもたないリファ
レンスセルの測定側面とにそれぞれ光線を照射し、サン
プルセルとリファレンスセルとに測定溶液を導入し、サ
ンプルセルの測定側面での反射光強度とリファレンスセ
ルの測定側面での反射光強度とを測定し、その差分から
測定溶液中の検体を検出することを特徴とするものであ
る。ここで、サンプルセルの測定側面での反射光強度の
測定と、リファレンスセルの測定側面での反射光強度の
測定は、同時に又は別々に行なうことができる。請求項
３記載の検体の検出方法は、検体に対する結合性を有す
る特異吸着膜が内面に形成された測定側面をもつ複数の
サンプルセルのうちの少なくとも１つに検体を含有しな
いブランク溶液を導入し、他のサンプルセルに測定溶液
を導入し、各サンプルセルの測定側面に光線を照射し、
測定溶液の導入されたサンプルセルの測定側面での反射
光強度とブランク溶液の導入されたサンプルセルの測定
側面での反射光強度を測定し、その差分から測定溶液中
の検体を検出することを特徴とするものである。
対する結合性を有する特異吸着膜が内面に形成されたサ
ンプルセルの測定側面と、特異吸着膜をもたないリファ
レンスセルの測定側面とにそれぞれ光線を照射し、サン
プルセルとリファレンスセルとに測定溶液を導入し、サ
ンプルセルの測定側面での反射光強度とリファレンスセ
ルの測定側面での反射光強度とを測定し、その差分から
測定溶液中の検体を検出することを特徴とするものであ
る。ここで、サンプルセルの測定側面での反射光強度の
測定と、リファレンスセルの測定側面での反射光強度の
測定は、同時に又は別々に行なうことができる。請求項
３記載の検体の検出方法は、検体に対する結合性を有す
る特異吸着膜が内面に形成された測定側面をもつ複数の
サンプルセルのうちの少なくとも１つに検体を含有しな
いブランク溶液を導入し、他のサンプルセルに測定溶液
を導入し、各サンプルセルの測定側面に光線を照射し、
測定溶液の導入されたサンプルセルの測定側面での反射
光強度とブランク溶液の導入されたサンプルセルの測定
側面での反射光強度を測定し、その差分から測定溶液中
の検体を検出することを特徴とするものである。
【０００６】請求項４記載の検体の検出器は、検体に対
する結合性を有する特異吸着膜が内面に形成された測定
側面を有し、測定溶液が導入されるサンプルセルと、該
サンプルセルの測定側面に光線を照射する光学入射系
と、測定側面での前記光線の反射光を受光し、その反射
光強度を測定する光学出射系と、得られた反射光強度か
ら測定溶液中の検体の濃度を演算する演算装置とを具備
することを特徴とするものである。請求項５記載の検体
の検出器は、検体に対する結合性を有する特異吸着膜が
内面に形成された測定側面を有し、測定溶液が導入され
るサンプルセルと、特異吸着膜が形成されていないリフ
ァレンスセルと、サンプルセルの測定側面およびリファ
レンスセルの測定側面にそれぞれ光線を照射する光学入
射系と、サンプルセルでの反射光とリファレンスセルで
の反射光を受光し、それぞれの反射光強度を測定する光
学出射系と、その差分から測定溶液中の検体の濃度を演
算する演算装置とを具備することを特徴とするものであ
る。
する結合性を有する特異吸着膜が内面に形成された測定
側面を有し、測定溶液が導入されるサンプルセルと、該
サンプルセルの測定側面に光線を照射する光学入射系
と、測定側面での前記光線の反射光を受光し、その反射
光強度を測定する光学出射系と、得られた反射光強度か
ら測定溶液中の検体の濃度を演算する演算装置とを具備
することを特徴とするものである。請求項５記載の検体
の検出器は、検体に対する結合性を有する特異吸着膜が
内面に形成された測定側面を有し、測定溶液が導入され
るサンプルセルと、特異吸着膜が形成されていないリフ
ァレンスセルと、サンプルセルの測定側面およびリファ
レンスセルの測定側面にそれぞれ光線を照射する光学入
射系と、サンプルセルでの反射光とリファレンスセルで
の反射光を受光し、それぞれの反射光強度を測定する光
学出射系と、その差分から測定溶液中の検体の濃度を演
算する演算装置とを具備することを特徴とするものであ
る。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１，２に示す本発明の検出器の
一例を参照して本発明を詳説する。図示例の検出器で
は、プリズム本体１６と透明ガラス板１７からなる反射
プリズム１８に、セルブロック１０がセルスペーサ９を
介して設けられている。透明ガラス板１７はプリズム本
体１６と同一屈折率のもので、この透明ガラス板１７と
プリズム本体１６との界面で反射が起こらないように、
プリズム本体１６及び透明ガラス板１７と同一屈折率を
有するマッチングオイル等を用いて、透明ガラス板１７
はプリズム本体１６に着脱可能に光学的に一体化されて
いる。
一例を参照して本発明を詳説する。図示例の検出器で
は、プリズム本体１６と透明ガラス板１７からなる反射
プリズム１８に、セルブロック１０がセルスペーサ９を
介して設けられている。透明ガラス板１７はプリズム本
体１６と同一屈折率のもので、この透明ガラス板１７と
プリズム本体１６との界面で反射が起こらないように、
プリズム本体１６及び透明ガラス板１７と同一屈折率を
有するマッチングオイル等を用いて、透明ガラス板１７
はプリズム本体１６に着脱可能に光学的に一体化されて
いる。
【０００８】透明ガラス板１７のセルスペーサ９側の任
意の位置には、特異吸着膜８が設けられている。特異吸
着膜８は、透明ガラス板１７表面に、直接或いは間接的
に、免疫物質などの検体に対する結合性を有する特異吸
着物質（リガンド）を担持させたものをいう。担持させ
る方法はガラス板１７への物理的吸着現象を利用し直接
的に担持させる他、透明ガラス板１７表面のシラノール
基にＧＰＳ（（γ-glycidoxy-propyl)trimethoxysilan
e）などのエポキシ基を有するシランカップリング剤を
反応させることによりにエポキシ基などの活性基を導入
し、検体と特異吸着をする特異吸着物質（リガンド）を
直接結合させることが可能である。
意の位置には、特異吸着膜８が設けられている。特異吸
着膜８は、透明ガラス板１７表面に、直接或いは間接的
に、免疫物質などの検体に対する結合性を有する特異吸
着物質（リガンド）を担持させたものをいう。担持させ
る方法はガラス板１７への物理的吸着現象を利用し直接
的に担持させる他、透明ガラス板１７表面のシラノール
基にＧＰＳ（（γ-glycidoxy-propyl)trimethoxysilan
e）などのエポキシ基を有するシランカップリング剤を
反応させることによりにエポキシ基などの活性基を導入
し、検体と特異吸着をする特異吸着物質（リガンド）を
直接結合させることが可能である。
【０００９】また、検体をより多く担持させ特異吸着が
起こり易いようにする手段として、ＡＤＳ（3-Aminopro
pyl diethoxymethyl silane）やＡＡＤＳ（3-(2-Aminoe
thylaminopropyl)dimethoxymethyl silane）等のシラン
カップリング剤を用いてアミノ基をガラス表面に導入
し、図５に示すように、シランカップリング層８ａを形
成し、ＣＭデキストランなどを結合剤などを用いてアミ
ノ基と結合させてスペーサ層８ｂを形成し、そこに、未
反応の末端カルボキシル基に検体と特異吸着を示す特異
吸着物質８ｃを担持させることもできる。この場合、ス
ペーサ層８ｂとしては、シランカップリング剤によりガ
ラス表面に導入された官能基、及び特異吸着物質８ｃと
結合可能な官能基を含んでいれば特に制限はなく、例え
ば、ＣＭデキストラン、デキストラン、アガロースなど
の多糖類、あるいは無水コハク酸などのような酸無水
物、或いは無水マレイン酸とそれと重合し得るビニルモ
ノマーからなる無水マレイン酸共重合体とを反応させる
ことによりカルボキシル基を有するものが挙げられる。
起こり易いようにする手段として、ＡＤＳ（3-Aminopro
pyl diethoxymethyl silane）やＡＡＤＳ（3-(2-Aminoe
thylaminopropyl)dimethoxymethyl silane）等のシラン
カップリング剤を用いてアミノ基をガラス表面に導入
し、図５に示すように、シランカップリング層８ａを形
成し、ＣＭデキストランなどを結合剤などを用いてアミ
ノ基と結合させてスペーサ層８ｂを形成し、そこに、未
反応の末端カルボキシル基に検体と特異吸着を示す特異
吸着物質８ｃを担持させることもできる。この場合、ス
ペーサ層８ｂとしては、シランカップリング剤によりガ
ラス表面に導入された官能基、及び特異吸着物質８ｃと
結合可能な官能基を含んでいれば特に制限はなく、例え
ば、ＣＭデキストラン、デキストラン、アガロースなど
の多糖類、あるいは無水コハク酸などのような酸無水
物、或いは無水マレイン酸とそれと重合し得るビニルモ
ノマーからなる無水マレイン酸共重合体とを反応させる
ことによりカルボキシル基を有するものが挙げられる。
【００１０】さらに、これらの化学反応を利用した固定
化方法の他にも、スペーサ層を固定化するに際しては種
々のガラスの表面処理方法が応用できる。例えば、表面
に主として有機化合物を塗布しコーティング法にてスペ
ーサ層を形成しても良い。また、γ線のような電離性放
射線をガラス、モノマー共存系に照射する方法、ガラス
を酸で処理して乾燥し、真空中で熱処理してからモノマ
ーに接触させる方法、真空プラズマ放電などにより表面
を活性化させる方法などを適宜利用することが可能であ
る。免疫物質などの検体と特異吸着を示す特異吸着物質
は、サンプルセルを組み立てた状態で担持させる方法も
有用な方法である。このように本発明では、金属薄膜の
形成や、検体に対する結合性を有する物質の金属薄膜へ
の担持操作を必要としないので、構造が簡易で、担持操
作が容易である。
化方法の他にも、スペーサ層を固定化するに際しては種
々のガラスの表面処理方法が応用できる。例えば、表面
に主として有機化合物を塗布しコーティング法にてスペ
ーサ層を形成しても良い。また、γ線のような電離性放
射線をガラス、モノマー共存系に照射する方法、ガラス
を酸で処理して乾燥し、真空中で熱処理してからモノマ
ーに接触させる方法、真空プラズマ放電などにより表面
を活性化させる方法などを適宜利用することが可能であ
る。免疫物質などの検体と特異吸着を示す特異吸着物質
は、サンプルセルを組み立てた状態で担持させる方法も
有用な方法である。このように本発明では、金属薄膜の
形成や、検体に対する結合性を有する物質の金属薄膜へ
の担持操作を必要としないので、構造が簡易で、担持操
作が容易である。
【００１１】セルスペーサ９の特異吸着膜８に対応する
位置には、所定大きさの孔が形成されており、セルスペ
ーサ９を介在させて透明ガラス板１７とセルブロック１
０とを一体にさせると、その孔がセルスペーサ９の厚さ
の分だけ内部空間となり、そこがサンプルセル９ｓとな
り、透明ガラス板１７の一部、即ち、特異吸着膜８の形
成されている部分が測定側面となる。セルブロック１０
には、２本の貫通孔２４，２５が穿設されており、いず
れの貫通孔２４，２５もサンプルセル９ｓと連通してい
る。貫通孔２４にはサンプル溶液流入管１１ｓが、貫通
孔２５にはサンプル溶液流出管１２ｓが接続され、サン
プル溶液流入管１１ｓ内を流れてきた測定溶液はサンプ
ルセル９ｓを経由してサンプル溶液流出管１２ｓから排
出されるようになっている。
位置には、所定大きさの孔が形成されており、セルスペ
ーサ９を介在させて透明ガラス板１７とセルブロック１
０とを一体にさせると、その孔がセルスペーサ９の厚さ
の分だけ内部空間となり、そこがサンプルセル９ｓとな
り、透明ガラス板１７の一部、即ち、特異吸着膜８の形
成されている部分が測定側面となる。セルブロック１０
には、２本の貫通孔２４，２５が穿設されており、いず
れの貫通孔２４，２５もサンプルセル９ｓと連通してい
る。貫通孔２４にはサンプル溶液流入管１１ｓが、貫通
孔２５にはサンプル溶液流出管１２ｓが接続され、サン
プル溶液流入管１１ｓ内を流れてきた測定溶液はサンプ
ルセル９ｓを経由してサンプル溶液流出管１２ｓから排
出されるようになっている。
【００１２】さらに、この検出器には、プリズム本体１
６側から特異吸着膜８の形成されている測定側面に光線
を照射する光学入射系２０と、その測定側面で反射した
反射光を受光し、その強度を測定する光学出射系２２と
が備えられている。光学入射系２０は、光源１と点光源
スリット２とレンズ３とスリット４とを具備し、光源１
で放射された光線が予め設定した入射角θでサンプルセ
ル９ｓの測定側面を照射するようになっている。光学出
射系２２は、迷光遮断スリット１４と受光素子１５ｓと
を具備し、測定側面での光線の反射光を受光し、その屈
折率変化に起因する反射光強度の変化を測定する。光学
出射系２２の受光素子１５ｓには図示しない演算装置が
接続されており、測定した反射光強度値から、検体の濃
度を演算する。
６側から特異吸着膜８の形成されている測定側面に光線
を照射する光学入射系２０と、その測定側面で反射した
反射光を受光し、その強度を測定する光学出射系２２と
が備えられている。光学入射系２０は、光源１と点光源
スリット２とレンズ３とスリット４とを具備し、光源１
で放射された光線が予め設定した入射角θでサンプルセ
ル９ｓの測定側面を照射するようになっている。光学出
射系２２は、迷光遮断スリット１４と受光素子１５ｓと
を具備し、測定側面での光線の反射光を受光し、その屈
折率変化に起因する反射光強度の変化を測定する。光学
出射系２２の受光素子１５ｓには図示しない演算装置が
接続されており、測定した反射光強度値から、検体の濃
度を演算する。
【００１３】上述した検出器において、溶液中の検体の
検出を行なうには、光学入射系２０の光源１から光線を
サンプルセル９ｓの特異吸着膜８の形成された測定側面
に向けて照射する。また、サンプル溶液流入管１１ｓか
らサンプルセル９ｓに測定溶液を導入する。すると、サ
ンプルセル９ｓにおいて、溶液中に目的とする検体が含
有されていれば、その量に応じて、検体は特異吸着膜８
に吸着される。また、光学入射系２０からの光線は透明
ガラス板１７と特異吸着膜８の界面にて、その透明ガラ
ス板１７の屈折率、界面屈折率及び入射角θに応じてフ
レネルの式に則して透過光と反射光１３ｓとに分れる。
透過光はさらにサンプルセル９ｓを透過し、セルブロッ
ク１０で散乱する。他方、反射光１３ｓは光学出射系２
２の迷光遮蔽スリット１４で迷光が排除された後に受光
素子１５ｓに到達し、その光量に比例した電気信号とし
て反射光強度の変化が測定される。この測定値に基づ
き、特異吸着膜に吸着した検体の量が演算装置で演算さ
れ、溶液中の検体が検出される。
検出を行なうには、光学入射系２０の光源１から光線を
サンプルセル９ｓの特異吸着膜８の形成された測定側面
に向けて照射する。また、サンプル溶液流入管１１ｓか
らサンプルセル９ｓに測定溶液を導入する。すると、サ
ンプルセル９ｓにおいて、溶液中に目的とする検体が含
有されていれば、その量に応じて、検体は特異吸着膜８
に吸着される。また、光学入射系２０からの光線は透明
ガラス板１７と特異吸着膜８の界面にて、その透明ガラ
ス板１７の屈折率、界面屈折率及び入射角θに応じてフ
レネルの式に則して透過光と反射光１３ｓとに分れる。
透過光はさらにサンプルセル９ｓを透過し、セルブロッ
ク１０で散乱する。他方、反射光１３ｓは光学出射系２
２の迷光遮蔽スリット１４で迷光が排除された後に受光
素子１５ｓに到達し、その光量に比例した電気信号とし
て反射光強度の変化が測定される。この測定値に基づ
き、特異吸着膜に吸着した検体の量が演算装置で演算さ
れ、溶液中の検体が検出される。
【００１４】尚、サンプルセルへの測定溶液の導入は、
測定溶液中の検体が特異吸着膜８に吸着されるようであ
ればよく、必要に応じて、測定溶液を次々とサンプル溶
液流入管１１ｓから流入し、サンプル溶液流出管１２ｓ
から排出したり、また、測定溶液を循環させたり、また
は、サンプル溶液流出管１２ｓからの排出を停止して測
定溶液をサンプルセル９ｓ内に滞留、充満し、測定終了
後に測定溶液をサンプル溶液流出管１２ｓから排出する
ようにしてもよい。本例では、透明ガラス板１７は着脱
可能に設けられているので、透明ガラス板を容易に交換
することができ、異なる特異吸着膜の形成された透明ガ
ラス板に迅速に交換することができる。従って、検出し
ようとする検体の種類に応じた特異吸着物質を担持した
特異吸着膜の形成された透明ガラス板に交換することに
より、汎用性を高めることができる。また、サンプルセ
ルを複数個形成し、それに応じて光学入射系や光学出射
系等を備えた検出器とすることにより、複数の測定溶液
に対する検出を同時に行なうことも可能となる。本発明
によれば、高感度に検体を検出することができ、溶液中
の検体濃度を測定することができる。また、検体の特異
吸着膜への吸着の経時的な変化も測定できる。
測定溶液中の検体が特異吸着膜８に吸着されるようであ
ればよく、必要に応じて、測定溶液を次々とサンプル溶
液流入管１１ｓから流入し、サンプル溶液流出管１２ｓ
から排出したり、また、測定溶液を循環させたり、また
は、サンプル溶液流出管１２ｓからの排出を停止して測
定溶液をサンプルセル９ｓ内に滞留、充満し、測定終了
後に測定溶液をサンプル溶液流出管１２ｓから排出する
ようにしてもよい。本例では、透明ガラス板１７は着脱
可能に設けられているので、透明ガラス板を容易に交換
することができ、異なる特異吸着膜の形成された透明ガ
ラス板に迅速に交換することができる。従って、検出し
ようとする検体の種類に応じた特異吸着物質を担持した
特異吸着膜の形成された透明ガラス板に交換することに
より、汎用性を高めることができる。また、サンプルセ
ルを複数個形成し、それに応じて光学入射系や光学出射
系等を備えた検出器とすることにより、複数の測定溶液
に対する検出を同時に行なうことも可能となる。本発明
によれば、高感度に検体を検出することができ、溶液中
の検体濃度を測定することができる。また、検体の特異
吸着膜への吸着の経時的な変化も測定できる。
【００１５】上述した例では、サンプルセル９ｓに対し
てのみ光線を照射しているが、図３，４に示すように、
サンプルセル９ｓと共にリファレンスセル９ｒを設け、
その測定側面にも同様に光線を照射することが望まし
い。すなわち、図３，４に示すように、セルスペーサ９
のサンプルセル９ｓ用の孔の近傍に、もう１つ孔を形成
し、リファレンスセル９ｒを形成する。このリファレン
スセル９ｒと対応する位置のガラス基板１７には特異吸
着膜は形成しないが、そこが測定側面となる。また、セ
ルブロック１０には、リファレンスセル９ｒと連通する
貫通孔２６，２７が穿設されている。貫通孔２６にはリ
ファレンス溶液流入管１１ｒが、貫通孔２７にはリファ
レンス溶液流出管１２ｒが接続され、リファレンス溶液
流入管１１ｒ内を流れてきたリファレンス溶液がリファ
レンスセル９ｒを経由してリファレンス溶液流出管１２
ｒから排出されるようになっている。
てのみ光線を照射しているが、図３，４に示すように、
サンプルセル９ｓと共にリファレンスセル９ｒを設け、
その測定側面にも同様に光線を照射することが望まし
い。すなわち、図３，４に示すように、セルスペーサ９
のサンプルセル９ｓ用の孔の近傍に、もう１つ孔を形成
し、リファレンスセル９ｒを形成する。このリファレン
スセル９ｒと対応する位置のガラス基板１７には特異吸
着膜は形成しないが、そこが測定側面となる。また、セ
ルブロック１０には、リファレンスセル９ｒと連通する
貫通孔２６，２７が穿設されている。貫通孔２６にはリ
ファレンス溶液流入管１１ｒが、貫通孔２７にはリファ
レンス溶液流出管１２ｒが接続され、リファレンス溶液
流入管１１ｒ内を流れてきたリファレンス溶液がリファ
レンスセル９ｒを経由してリファレンス溶液流出管１２
ｒから排出されるようになっている。
【００１６】また、光学入射系２０には、光源１からの
光線を２つの互いに平行な光線５ｓ，５ｒに分けるスリ
ット４が設けられ、光線５ｓはサンプルセル９ｓを、光
線５ｒはリファレンスセル９ｒを照射するようになって
いる。また、光学出射系２２においては、その迷光遮断
スリット１４はサンプルセル９ｓからの反射光１３ｓと
リファレンスセル９ｒからの反射光１３ｒのそれぞれに
対応し、それぞれの反射光１３ｓ，１３ｒに対応した受
光素子１５ｓ，１５ｒが設けられている。
光線を２つの互いに平行な光線５ｓ，５ｒに分けるスリ
ット４が設けられ、光線５ｓはサンプルセル９ｓを、光
線５ｒはリファレンスセル９ｒを照射するようになって
いる。また、光学出射系２２においては、その迷光遮断
スリット１４はサンプルセル９ｓからの反射光１３ｓと
リファレンスセル９ｒからの反射光１３ｒのそれぞれに
対応し、それぞれの反射光１３ｓ，１３ｒに対応した受
光素子１５ｓ，１５ｒが設けられている。
【００１７】この検出器においては、光学入射系２０の
光源１から光線はスリット４にて光線５ｓと光線５ｒと
に分れ、光線５ｓはサンプルセル９ｓに、光線５ｒはリ
ファレンスセル９ｒに到達する。また、測定溶液をサン
プル溶液流入管１１ｓからサンプルセル９ｓと、リファ
レンス溶液流入管１１ｒからリファレンスセル９ｒとに
導入する。光線５ｓ，５ｒはそれぞれ透明ガラス板１７
とサンプルセル９ｓ、リファレンスセル９ｒとの界面に
おいて、透過光、または反射光１３ｓ，１３ｒとなる。
反射光１３ｓ，１３ｒはそれぞれ迷光遮蔽スリット１４
を経由した後、受光素子１５ｓ，１５ｒに導かれる。サ
ンプルセル９ｓでの反射光１３ｓとリファレンスセル９
ｒでの反射光１３ｒとでは、サンプルセル９ｓ側にのみ
特異吸着膜８が設けられているので、サンプルセル９ｓ
での反射光の界面屈折率変化とリファレンスセル９ｒで
の反射光の界面屈折率変化は相違する。従って、反射光
１３ｓの強度と反射光１３ｒの強度は相違し、フレネル
の式から導き出される屈折率変化と反射率の関係式から
検体の濃度を求めることができる。
光源１から光線はスリット４にて光線５ｓと光線５ｒと
に分れ、光線５ｓはサンプルセル９ｓに、光線５ｒはリ
ファレンスセル９ｒに到達する。また、測定溶液をサン
プル溶液流入管１１ｓからサンプルセル９ｓと、リファ
レンス溶液流入管１１ｒからリファレンスセル９ｒとに
導入する。光線５ｓ，５ｒはそれぞれ透明ガラス板１７
とサンプルセル９ｓ、リファレンスセル９ｒとの界面に
おいて、透過光、または反射光１３ｓ，１３ｒとなる。
反射光１３ｓ，１３ｒはそれぞれ迷光遮蔽スリット１４
を経由した後、受光素子１５ｓ，１５ｒに導かれる。サ
ンプルセル９ｓでの反射光１３ｓとリファレンスセル９
ｒでの反射光１３ｒとでは、サンプルセル９ｓ側にのみ
特異吸着膜８が設けられているので、サンプルセル９ｓ
での反射光の界面屈折率変化とリファレンスセル９ｒで
の反射光の界面屈折率変化は相違する。従って、反射光
１３ｓの強度と反射光１３ｒの強度は相違し、フレネル
の式から導き出される屈折率変化と反射率の関係式から
検体の濃度を求めることができる。
【００１８】上述した例では、サンプルセル９ｓでの測
定とリファレンスセル９ｒでの測定を同時に行なった
が、これに限られず、別々に行なってもよい。すなわ
ち、まず、測定溶液をサンプルセル９ｓに導入し、特異
吸着膜８に接触させつつ、光学入射系２０でサンプルセ
ル９ｓに光線を照射し、その反射光強度を測定する。そ
の後、測定溶液をリファレンスセル９ｒに導入すると共
に、光学入射系２０でリファレンスセル９ｒに光線を照
射し、その反射光強度を測定する。こうして得られた２
つの反射光強度の差分から、溶液中の検体を検出するこ
とができる。また、逆に、リファレンスセルでの測定を
行なった後にサンプルセルでの測定を行なってもよい。
定とリファレンスセル９ｒでの測定を同時に行なった
が、これに限られず、別々に行なってもよい。すなわ
ち、まず、測定溶液をサンプルセル９ｓに導入し、特異
吸着膜８に接触させつつ、光学入射系２０でサンプルセ
ル９ｓに光線を照射し、その反射光強度を測定する。そ
の後、測定溶液をリファレンスセル９ｒに導入すると共
に、光学入射系２０でリファレンスセル９ｒに光線を照
射し、その反射光強度を測定する。こうして得られた２
つの反射光強度の差分から、溶液中の検体を検出するこ
とができる。また、逆に、リファレンスセルでの測定を
行なった後にサンプルセルでの測定を行なってもよい。
【００１９】また、サンプルセルを複数個形成し、ブラ
ンク溶液を用いて検出することもできる。すなわち、セ
ルスペーサ９の複数箇所に孔を形成し、それら各孔に対
応して透明ガラス板１７上の複数の位置に特異吸着膜を
設けてサンプルセルを複数箇所に形成する。また、光学
入射系および光学出射系もそれぞれのサンプルセルに対
応するように設けておく。そして、複数のサンプルセル
のうちの少なくとも１つに測定溶液を導入し、また、他
の少なくとも１つのサンプルセルに、検体を含有しない
ブランク溶液を導入する。この手段においても、検体を
含有している測定溶液の導入されているサンプルセル
と、ブランク溶液の導入されているサンプルセルとで
は、その反射光の屈折率の差分が生じるので、ブランク
溶液の導入されたサンプルセルでの反射光の屈折率値を
リファレンスとして、検体を含有する溶液中の検体濃度
を検出することが可能となる。
ンク溶液を用いて検出することもできる。すなわち、セ
ルスペーサ９の複数箇所に孔を形成し、それら各孔に対
応して透明ガラス板１７上の複数の位置に特異吸着膜を
設けてサンプルセルを複数箇所に形成する。また、光学
入射系および光学出射系もそれぞれのサンプルセルに対
応するように設けておく。そして、複数のサンプルセル
のうちの少なくとも１つに測定溶液を導入し、また、他
の少なくとも１つのサンプルセルに、検体を含有しない
ブランク溶液を導入する。この手段においても、検体を
含有している測定溶液の導入されているサンプルセル
と、ブランク溶液の導入されているサンプルセルとで
は、その反射光の屈折率の差分が生じるので、ブランク
溶液の導入されたサンプルセルでの反射光の屈折率値を
リファレンスとして、検体を含有する溶液中の検体濃度
を検出することが可能となる。
【００２０】
【実施例】図１，２に示す検出器を用いて検体の検出を
行なった。特異吸着膜は次のようにして形成した。ま
ず、透明ガラス板１７を２Ｍ水酸化ナトリウム溶液中に
２日間浸漬し、表面にシラノール基を露出させた。ま
た、０.０３Ｍ蟻酸緩衝液ｐＨ５.５の９５％エタノール
溶液に、シランカップリング剤としてＧＰＳ（（γ-gly
cidoxy-propyl)trimethoxysilane）を２％になるように
加え、５分間攪拌した。そして、この溶液中に、上記処
理を施した透明ガラス板１７をアルカリ処理した後に３
分間浸漬し、更に室温にて２４時間乾燥した。その後、
この透明ガラス板１７を１％のアビジンを含む１０ｍＭ
リン酸緩衝液ｐＨ７.５に浸漬し、特異吸着物質として
アビジンを担持した特異吸着膜８の形成された透明ガラ
ス板１７を得た。この透明ガラス板１７をマッチングオ
イルを用いてプリズム本体１６と一体化し、これをセル
スペーサ９及びセルブロック１０と組合わせ、一側面に
特異吸着膜が形成されたサンプルセル９ｓを形成した。
そして、サンプル溶液流入管１１ｓからサンプルセル９
ｓ内に測定溶液を導入し、充満させた。測定溶液には、
アビジンと特異吸着のあるビオチンを溶解させたｐＨ
７.５のリン酸緩衝液を用いた。サンプルセル９ｓに光
線を照射し、その反射光強度の変化を測定し、検体であ
るビオチンの検出を行ない、検出限界を求めた。その結
果、ビオチンの検出限界は４０ｐｇであり、きわめて高
い検出感度であった。
行なった。特異吸着膜は次のようにして形成した。ま
ず、透明ガラス板１７を２Ｍ水酸化ナトリウム溶液中に
２日間浸漬し、表面にシラノール基を露出させた。ま
た、０.０３Ｍ蟻酸緩衝液ｐＨ５.５の９５％エタノール
溶液に、シランカップリング剤としてＧＰＳ（（γ-gly
cidoxy-propyl)trimethoxysilane）を２％になるように
加え、５分間攪拌した。そして、この溶液中に、上記処
理を施した透明ガラス板１７をアルカリ処理した後に３
分間浸漬し、更に室温にて２４時間乾燥した。その後、
この透明ガラス板１７を１％のアビジンを含む１０ｍＭ
リン酸緩衝液ｐＨ７.５に浸漬し、特異吸着物質として
アビジンを担持した特異吸着膜８の形成された透明ガラ
ス板１７を得た。この透明ガラス板１７をマッチングオ
イルを用いてプリズム本体１６と一体化し、これをセル
スペーサ９及びセルブロック１０と組合わせ、一側面に
特異吸着膜が形成されたサンプルセル９ｓを形成した。
そして、サンプル溶液流入管１１ｓからサンプルセル９
ｓ内に測定溶液を導入し、充満させた。測定溶液には、
アビジンと特異吸着のあるビオチンを溶解させたｐＨ
７.５のリン酸緩衝液を用いた。サンプルセル９ｓに光
線を照射し、その反射光強度の変化を測定し、検体であ
るビオチンの検出を行ない、検出限界を求めた。その結
果、ビオチンの検出限界は４０ｐｇであり、きわめて高
い検出感度であった。
【００２１】
【発明の効果】本発明によれば、従来の表面プラズモン
を用いた免疫物質等の測定と同等以上の高い検出感度で
迅速に検体を検出することができる。また、金属薄膜の
形成や、特異吸着物質の金属薄膜への担持などの複雑な
操作を必要せず、精度の高い検出器の作製ないし検出作
業が簡易かつ容易である。また、検体の検出において
は、その溶液中の濃度測定ばかりでなく、特異吸着物質
への吸着の経時的な変化も測定できる。
を用いた免疫物質等の測定と同等以上の高い検出感度で
迅速に検体を検出することができる。また、金属薄膜の
形成や、特異吸着物質の金属薄膜への担持などの複雑な
操作を必要せず、精度の高い検出器の作製ないし検出作
業が簡易かつ容易である。また、検体の検出において
は、その溶液中の濃度測定ばかりでなく、特異吸着物質
への吸着の経時的な変化も測定できる。
【図１】 本発明の検出器の一形態例を示す斜視図であ
る。
る。
【図２】 同検出器の部分分解斜視図である。
【図３】 本発明の検出器の他の一形態例を示す斜視図
である。
である。
【図４】 同検出器の部分分解斜視図である。
【図５】 特異吸着膜の一例を示す斜視図である。
１ 光源 ２ 点光源スリット ３ レンズ ４ スリット ５ｒ 光線 ５ｓ 光線 ８ 特異吸着膜 ８ａ シランカップリング層 ８ｂ スペーサ層 ８ｃ 特異吸着物質 ９ セルスペーサ ９ｒ リファレンスセル ９ｓ サンプルセル １０ セルブロック １１ｒ リファレンス溶液流入管 １１ｓ サンプル溶液流入管 １２ｒ リファレンス溶液流出管 １２ｓ サンプル溶液流出管 １３ｒ 反射光 １３ｓ 反射光 １４ 迷光遮断スリット １５ｒ 受光素子 １５ｓ 受光素子 １６ プリズム本体 １７ 透明ガラス板 １８ 反射プリズム ２０ 光学入射系 ２２ 光学出射系
Claims (5)
- 【請求項１】 検体に対する結合性を有する特異吸着膜
が内面に形成されたサンプルセルの測定側面に光線を照
射し、サンプルセルに測定溶液を導入し、測定溶液に含
まれる検体の特異吸着膜への吸着に伴う測定側面での屈
折率変化による反射光強度の変化を測定し、測定溶液中
の検体を検出することを特徴とする検体の検出方法。 - 【請求項２】 検体に対する結合性を有する特異吸着膜
が内面に形成されたサンプルセルの測定側面と、特異吸
着膜をもたないリファレンスセルの測定側面とにそれぞ
れ光線を照射し、サンプルセルとリファレンスセルとに
測定溶液を導入し、サンプルセルの測定側面での反射光
強度とリファレンスセルの測定側面での反射光強度とを
測定し、それぞれの屈折率を求め、その差分から測定溶
液中の検体を検出することを特徴とする検体の検出方
法。 - 【請求項３】 検体に対する結合性を有する特異吸着膜
が内面に形成された測定側面をもつ複数のサンプルセル
のうちの少なくとも１つに検体を含有しないブランク溶
液を導入し、他のサンプルセルに測定溶液を導入し、各
サンプルセルの測定側面に光線を照射し、測定溶液の導
入されたサンプルセルの測定側面での反射光強度とブラ
ンク溶液の導入されたサンプルセルの測定側面での反射
光強度を測定し、その差分から測定溶液中の検体を検出
することを特徴とする検体の検出方法。 - 【請求項４】 検体に対する結合性を有する特異吸着膜
が内面に形成された測定側面を有し、測定溶液が導入さ
れるサンプルセルと、該サンプルセルの測定側面に光線
を照射する光学入射系と、測定側面での前記光線の反射
光を受光し、その反射光強度を測定する光学出射系と、
得られた反射光強度から測定溶液中の検体の濃度を演算
する演算装置とを具備することを特徴とする検体の検出
器。 - 【請求項５】 検体に対する結合性を有する特異吸着膜
が内面に形成された測定側面を有し、測定溶液が導入さ
れるサンプルセルと、特異吸着膜が形成されていないが
サンプルセルと同様に測定溶液が導入されるリファレン
スセルと、サンプルセルの測定側面及びリファレンスセ
ルの測定側面にそれぞれ光線を照射する光学入射系と、
サンプルセルでの反射光とリファレンスセルでの反射光
を受光し、それぞれの反射光強度を測定する光学出射系
と、その差分から測定溶液中の検体の濃度を演算する演
算装置とを具備することを特徴とする検体の検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29913197A JPH11132944A (ja) | 1997-10-30 | 1997-10-30 | 検出方法および検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29913197A JPH11132944A (ja) | 1997-10-30 | 1997-10-30 | 検出方法および検出器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11132944A true JPH11132944A (ja) | 1999-05-21 |
Family
ID=44619891
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29913197A Withdrawn JPH11132944A (ja) | 1997-10-30 | 1997-10-30 | 検出方法および検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11132944A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005124318A1 (ja) * | 2004-06-17 | 2005-12-29 | Muroran Institute Of Technology, National University Corporation | 表面プラズモン共鳴現象測定装置 |
| JP2008051822A (ja) * | 2007-10-09 | 2008-03-06 | Toshiba Corp | 化学分析装置 |
| US7724356B2 (en) * | 2005-05-13 | 2010-05-25 | Showa Denko K.K. | Apparatus for measuring differential refractive index |
| JP2011033635A (ja) * | 2010-11-10 | 2011-02-17 | Toshiba Corp | 化学分析装置 |
-
1997
- 1997-10-30 JP JP29913197A patent/JPH11132944A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005124318A1 (ja) * | 2004-06-17 | 2005-12-29 | Muroran Institute Of Technology, National University Corporation | 表面プラズモン共鳴現象測定装置 |
| JP2006003214A (ja) * | 2004-06-17 | 2006-01-05 | Muroran Institute Of Technology | 表面プラズモン共鳴現象測定装置 |
| US7545500B2 (en) | 2004-06-17 | 2009-06-09 | Muroran Institute Of Technology | Surface plasmon resonance phenomenon measuring equipment |
| US7724356B2 (en) * | 2005-05-13 | 2010-05-25 | Showa Denko K.K. | Apparatus for measuring differential refractive index |
| JP2008051822A (ja) * | 2007-10-09 | 2008-03-06 | Toshiba Corp | 化学分析装置 |
| JP2011033635A (ja) * | 2010-11-10 | 2011-02-17 | Toshiba Corp | 化学分析装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050104 |