JPH11281570A - Sensor device - Google Patents

Sensor device

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Publication number
JPH11281570A
JPH11281570A JP9830498A JP9830498A JPH11281570A JP H11281570 A JPH11281570 A JP H11281570A JP 9830498 A JP9830498 A JP 9830498A JP 9830498 A JP9830498 A JP 9830498A JP H11281570 A JPH11281570 A JP H11281570A
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JP
Japan
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sensor
substance
temperature
sensor device
measurement
Prior art date
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Pending
Application number
JP9830498A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenichi Uchiyama
兼一 内山
Tatsuro Yokoyama
達郎 横山
Ariyoshi Osaki
有美 大崎
Keisuke Kanzaki
景介 神崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toto Ltd
Original Assignee
Toto Ltd
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Publication date
Application filed by Toto Ltd filed Critical Toto Ltd
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Publication of JPH11281570A publication Critical patent/JPH11281570A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sensor device which can reduce a noise caused by a temperature fluctuation in the circumference by a simple constitution and by which a substance to be measured can be detected with high sensitivity. SOLUTION: While a measurement-related substance which is fed into pipes 51 to 53 is passed through sections by the pipes 51 to 53 whose outer circumferential part is surrounded by a temperature-change buffering mechanism composed of a container 1 whose outer circumferential part is covered with a heat insulating material and of a heating medium 3, its temperature becomes nearly equal to the temperature of the heating medium 3 due to heat exchange between itself and the heating medium 3. The measurement-related substance in this state reaches a sensor chip 11 as the detecting surface of a surface plasmon sensor. The measurement-related substance in which thermal fluctuation received from a solution storage part, from pipes 53 , 55 , 56 , from a pump and from the like (especially from heat generated in the moving part of the pump) is nearly canceled by the temperature-change buffering mechanism is fed to the surface plasmon sensor, a substance, to be measured, whose temperature is nearly constant can be detected.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、一般に、測定対象
物を検出して所定の信号を出力するセンサ装置に関し、
特に、抗原抗体反応や触媒反応である酵素反応を利用す
るバイオセンサ分野において温度揺らぎの影響を受け易
いセンサ装置の改良に関する。以下、表面プラズモン共
鳴法を利用した表面プラズモンセンサを例にとり説明す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention generally relates to a sensor device for detecting an object to be measured and outputting a predetermined signal.
In particular, the present invention relates to an improvement in a sensor device which is easily affected by temperature fluctuation in the field of biosensors utilizing an enzyme reaction such as an antigen-antibody reaction or a catalytic reaction. Hereinafter, a surface plasmon sensor using the surface plasmon resonance method will be described as an example.

【0002】[0002]

【従来の技術】表面プラズモンセンサは、センサ素子
(以下センサチツブという)表面近傍において媒質の屈
折率の測定が可能であるため、ガスセンサ等の化学セン
サ、抗原抗体反応を用いたバイオセンサ等に用いられ
る。上記センサは、特に、抗体をセンサチップに固定化
して、その抗体が特異的に結合する蛋白質、核酸、その
他の生体関連物貫等を検出、定量するバイオセンサとし
て既に実用化されている。
2. Description of the Related Art Since a surface plasmon sensor can measure the refractive index of a medium near the surface of a sensor element (hereinafter referred to as a sensor chip), it is used for a chemical sensor such as a gas sensor and a biosensor using an antigen-antibody reaction. . The above-described sensor has already been put to practical use as a biosensor for immobilizing an antibody on a sensor chip and detecting and quantifying proteins, nucleic acids, and other biological substances to which the antibody specifically binds.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、表面プラズ
モンセンサは、測定対象物質の屈折率変化を非常に高感
度に検出することができる反面、周囲の温度揺らぎの影
響を受け易いという欠点も併せ持っている。例えば測定
対象物質が水溶液である場合、溶媒である水は温度によ
ってその屈折率が変化し、それによって水溶液全体とし
ても温度による屈折率変化(屈折率の揺らぎ)が生じ、
この屈折率変化が表面プラズモンセンサのノイズにな
る。
The surface plasmon sensor can detect a change in the refractive index of a substance to be measured with very high sensitivity, but also has a disadvantage that it is easily affected by ambient temperature fluctuations. I have. For example, when the substance to be measured is an aqueous solution, the refractive index of water, which is a solvent, changes depending on the temperature, thereby causing a change in the refractive index (fluctuation in the refractive index) of the aqueous solution as a whole due to temperature,
This change in the refractive index becomes noise of the surface plasmon sensor.

【0004】そこで、この周囲の温度揺らぎに起因する
ノイズを低減する手段として、センサ装置全体を大型で
精密な温度制御が可能な恒温槽に収容する方法や、測定
対象物質の温度を温度センサによって測定し、この温度
測定値を用いて表面プラズモンセンサからの出力信号を
補正する方法等が提案されている。
Therefore, as means for reducing the noise caused by the temperature fluctuation in the surroundings, a method of accommodating the entire sensor device in a large-sized thermostatic bath capable of precisely controlling the temperature, a method of controlling the temperature of the substance to be measured by a temperature sensor, or the like. There has been proposed a method of measuring the temperature and correcting the output signal from the surface plasmon sensor using the measured temperature value.

【0005】更に、上記とは別の手段として以下に述べ
る方法が提案されている。即ち、測定対象物質が溶質と
して溶液中に存在する場合などでは、センサチップを複
数個用意して、そのうちの1個を温度モニター用にし、
残りのセンサチップで測定対象物質の検出を行う。そし
て、測定対象物質検出用としての各センサチップからの
出力信号と、温度モニター用としてのセンサチップから
の出力信号との差を、温度によるノイズの除去された測
定対象物質の出力信号とする方法等が提案されている。
Further, the following method has been proposed as another means. That is, when the substance to be measured is present in the solution as a solute, a plurality of sensor chips are prepared, and one of them is used for temperature monitoring.
The substance to be measured is detected by the remaining sensor chips. Then, the difference between the output signal from each sensor chip for detecting the target substance and the output signal from the sensor chip for monitoring the temperature is used as the output signal of the target substance from which noise due to temperature has been removed. Etc. have been proposed.

【0006】例えば、測定対象物質が溶液中に溶媒とし
て存在する抗原で、センサチップとして表面プラズモン
センサが用いられる場合、上記センサチップを2個用意
しておき、そのうちの1個には表面に非特異吸着を防ぐ
薄膜を設け、他方には表面に測定対象物質である抗原と
特異的に反応する抗体を固定化する。この状態で、非特
異吸着防止用の薄膜を有したセンサチップにより溶液の
屈折率を測定することによって、そのセンサチップが温
度モニターとして機能する。一方、抗体を固定化したセ
ンサチップにより測定対象物質としての上記抗原の検出
を行う。そして、この出力信号と温度モニターからの出
力信号との差分が、温度によるノイズの除去された測定
対象物質の検出信号となる。
For example, when the substance to be measured is an antigen present as a solvent in a solution and a surface plasmon sensor is used as a sensor chip, two sensor chips are prepared, and one of them has a non-surface on the surface. A thin film for preventing specific adsorption is provided, and an antibody that specifically reacts with an antigen to be measured is immobilized on the other surface. In this state, the refractive index of the solution is measured by a sensor chip having a thin film for preventing non-specific adsorption, whereby the sensor chip functions as a temperature monitor. On the other hand, the above antigen as a measurement target substance is detected by a sensor chip on which an antibody is immobilized. Then, the difference between this output signal and the output signal from the temperature monitor becomes a detection signal of the measurement target substance from which noise due to temperature has been removed.

【0007】しかし、上述した各々の方法において、セ
ンサ装置全体を大型で精密な温度制御が可能な恒温槽に
収容する方法の場合には、広い設置スペースを必要とす
るのみならず、非常に高価であるという問題がある。次
に、測定対象物質の温度測定値等を用いて表面プラズモ
ンセンサからの出力信号を補正する方法の場合には、測
定対象物質は通常微量であるため、温度センサ自身の温
度によって測定対象物質の温度が変えられてしまうよう
な不具合がある。更に、2個の表面プラズモンセンサの
うちの1個を温度モニター用とし、他のセンサチップに
より測定対象物質の検出を行う方法の場合には、コスト
高や装置スペースが大きくなるという問題がある。
However, in each of the above-described methods, when the entire sensor device is housed in a large-sized and constant temperature bath capable of precisely controlling the temperature, not only a large installation space is required but also a very expensive method is required. There is a problem that is. Next, in the case of the method of correcting the output signal from the surface plasmon sensor using the measured temperature value of the measurement target substance, since the measurement target substance is usually a very small amount, the temperature of the measurement target substance depends on the temperature of the temperature sensor itself. There is a problem that the temperature can be changed. Further, in the case where one of the two surface plasmon sensors is used for temperature monitoring and the substance to be measured is detected by another sensor chip, there is a problem that the cost is high and the device space is large.

【0008】従って本発明の目的は、簡単な構成で周囲
の温度揺らぎに起因するノイズを低減することができ、
高感度な検出が行えるセンサ装置を提供することにあ
る。
Accordingly, an object of the present invention is to reduce noise caused by ambient temperature fluctuation with a simple configuration,
An object of the present invention is to provide a sensor device capable of performing highly sensitive detection.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明に従うセンサ装置
は、測定対象物質を検出して所定の信号を出力するセン
サ素子と、センサ素子よりも測定対象物質の移動方向上
流側に位置する、測定対象物質の温度変動を緩衝するた
めの手段とを備える。
A sensor device according to the present invention comprises: a sensor element for detecting a substance to be measured and outputting a predetermined signal; and a measurement device located upstream of the sensor element in the moving direction of the substance to be measured. Means for buffering temperature fluctuations of the target substance.

【0010】上記構成によれば、測定対象物質の温度が
温度変動緩衝手段の温度に調整されてから、センサ素子
による検出が行われるので、センサ装置の出力信号から
温度揺らぎに起因するノイズを低減することができる。
According to the above configuration, since the detection by the sensor element is performed after the temperature of the substance to be measured is adjusted to the temperature of the temperature fluctuation buffer means, noise caused by temperature fluctuation is reduced from the output signal of the sensor device. can do.

【0011】本発明に係る好適な実施形態では、センサ
装置は、温度変動緩衝手段内を貫通し、測定対象物質を
含む測定関連物質を導くための少なくとも1個以上の第
1導入路と、第1導入路と連通し、第1導入路を通って
きた測定関連物質を、センサ素子の検出面へ導く第2導
入路とを更に備える。測定関連物質は、測定対象物質
と、測定対象物質の測定に必要な測定補助物質と、セン
サ素子の検出面に付着する測定対象物質を除去するため
の浄化物質とを含んでおり、第1導入路は、測定対象物
質、測定補助物質、浄化物質を夫々個別に送給可能に複
数個設置される。
In a preferred embodiment according to the present invention, the sensor device includes at least one or more first introduction passages for penetrating the temperature fluctuation buffer means and leading a measurement-related substance including a substance to be measured. A second introduction path that communicates with the first introduction path and guides the measurement-related substance that has passed through the first introduction path to the detection surface of the sensor element. The measurement-related substance includes a measurement target substance, a measurement auxiliary substance necessary for measurement of the measurement target substance, and a purification substance for removing the measurement target substance attached to the detection surface of the sensor element. A plurality of roads are provided so as to be able to individually supply the measurement target substance, the measurement auxiliary substance, and the purification substance.

【0012】上記構成によれば、各測定関連物質は、夫
々別の第1導入路を通るため、各測定関連物質は第1導
入路の温度変動緩衝手段内に存在する区間内に留まる。
よって、各測定関連物質の温度は、いずれも温度変動緩
衝手段の温度に自動的に調整される。また、各測定関連
物質毎に第1導入路が設けられているため、各測定関連
物質のセンサ素子への送り込みが短時間で行える。
According to the above configuration, each measurement-related substance passes through a different first introduction path, so that each measurement-related substance remains in the section of the first introduction path existing in the temperature fluctuation buffer means.
Therefore, the temperature of each measurement-related substance is automatically adjusted to the temperature of the temperature fluctuation buffer. In addition, since the first introduction path is provided for each measurement-related substance, each measurement-related substance can be sent to the sensor element in a short time.

【0013】上記実施形態では、センサ素子は、温度変
動緩衝手段に一体的に取付けられ、第2導入路は、温度
変動緩衝手段内に設けられる。第2導入路を温度変動緩
衝手段内に設けることにより、センサ素子の検出面に送
り込まれた各測定関連物質の温度は、温度変動緩衝手段
の温度と略等しい。そのため、センサ素子の検出面にお
いて各測定関連物質の温度変動が生じ難い。
[0013] In the above embodiment, the sensor element is integrally attached to the temperature fluctuation buffer means, and the second introduction path is provided in the temperature fluctuation buffer means. By providing the second introduction path in the temperature fluctuation buffer, the temperature of each measurement-related substance sent to the detection surface of the sensor element is substantially equal to the temperature of the temperature fluctuation buffer. Therefore, temperature fluctuation of each measurement-related substance hardly occurs on the detection surface of the sensor element.

【0014】上記実施形態の変形例では、センサ素子
は、温度変動緩衝手段に対して着脱自在に取付けられ、
第2導入路は、温度変動緩衝手段内に設けられる。セン
サ素子が温度変動緩衝手段に対して着脱自在であること
により、センサ素子の運搬や新品との交換が容易にな
る。
In a modification of the above embodiment, the sensor element is detachably attached to the temperature fluctuation buffer means,
The second introduction path is provided in the temperature fluctuation buffer means. Since the sensor element is detachable from the temperature fluctuation buffering means, the sensor element can be easily transported or replaced with a new one.

【0015】また、上記変形例では、第2導入路とセン
サ素子とが温度変動緩衝手段によって覆われた状態で、
温度変動緩衝手段に取付けられる。第2導入路とセンサ
素子とを温度変動緩衝手段によって覆うことにより、第
2導入路とセンサ素子の温度を温度変動緩衝手段内の熱
媒体の温度と略等しくすることが可能である。よって、
第2導入路を介してセンサ素子へ送り込まれた測定関連
物質の温度変動を抑制することが可能になる。
Further, in the above-mentioned modified example, in a state where the second introduction path and the sensor element are covered with the temperature fluctuation buffering means,
Attached to temperature fluctuation buffer means. By covering the second introduction path and the sensor element with the temperature fluctuation buffer means, it is possible to make the temperature of the second introduction path and the sensor element substantially equal to the temperature of the heat medium in the temperature fluctuation buffer means. Therefore,
It is possible to suppress temperature fluctuation of the measurement-related substance sent to the sensor element via the second introduction path.

【0016】上記実施形態では、センサ素子には、表面
プラズモン共鳴法を利用した表面プラズモンセンサ、水
晶振動子を利用した水晶振動子センサ、又は、酵素セン
サのいずれかが用いられる。
In the above embodiment, the sensor element is any one of a surface plasmon sensor using a surface plasmon resonance method, a crystal oscillator sensor using a crystal oscillator, and an enzyme sensor.

【0017】また、温度変動緩衝手段は、外周部を断熱
材で覆われた容器と、この容器に収容される熱媒体とか
ら成る。温度変動緩衝手段は、少なくとも1個以上の測
定関連物質貯留部を有する。測定関連物質貯留部を有す
ることにより、1回のセンサ出力に必要な量以上の測定
関連物質を、測定関連物質の温度と熱媒体の温度とが略
等しくなった状態のままで貯留することができる。
The temperature fluctuation buffer means comprises a container whose outer peripheral portion is covered with a heat insulating material, and a heat medium contained in the container. The temperature fluctuation buffer unit has at least one or more measurement-related substance storage units. By having a measurement-related substance storage unit, it is possible to store more measurement-related substances than necessary for one sensor output while the temperature of the measurement-related substance and the temperature of the heat medium are substantially equal. it can.

【0018】上記実施形態では、熱媒体には、液体、金
属、又は水溶性高分子に水を含ませたゲル状の物質のい
ずれか1つが用いられる。
In the above embodiment, any one of a liquid, a metal, and a gel-like substance obtained by adding water to a water-soluble polymer is used as the heat medium.

【0019】上記実施形態の別の変形例では、熱媒体の
温度を検出して、センサ素子の出力信号を補正するため
の信号を出力する温度検出手段が備えられる。この構成
によれば、温度検出手段の温度により、測定対象物質の
温度が変動する不具合が生じ難い。
In another modification of the above embodiment, there is provided a temperature detecting means for detecting the temperature of the heat medium and outputting a signal for correcting the output signal of the sensor element. According to this configuration, a problem in which the temperature of the measurement target substance fluctuates due to the temperature of the temperature detection unit is less likely to occur.

【0020】また、上記実施形態の別の変形例では、熱
媒体の温度を所定温度に加熱する手段を更に備える。
Further, in another modified example of the above embodiment, there is further provided a means for heating the temperature of the heat medium to a predetermined temperature.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面により詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0022】図1は、本発明の第1の実施形態に係るセ
ンサ装置の全体構成を示す側面から見た断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the entire configuration of the sensor device according to the first embodiment of the present invention, as viewed from the side.

【0023】上記センサ装置は、図1に示すように、容
器1と、熱媒体3と、複数本の配管51〜56と、貯留タ
ンク7と、プリズム9と、センサチップ11と、光源1
5と、受光素子17と、レンズ19とを備える。容器1
と、熱媒体3と、配管51〜56と、貯留タンク7とで以
下に詳述する温度変動緩衝機構を構成し、プリズム9
と、センサチップ11と、光源15と、受光素子17
と、レンズ19とで表面プラズモンセンサを構成する。
As shown in FIG. 1, the sensor device includes a container 1, a heat medium 3, a plurality of pipes 51 to 56, a storage tank 7, a prism 9, a sensor chip 11, a light source 1
5, a light receiving element 17, and a lens 19. Container 1
, The heat medium 3, the pipes 51 to 56, and the storage tank 7 constitute a temperature fluctuation buffer mechanism which will be described in detail below.
, Sensor chip 11, light source 15, light receiving element 17
And the lens 19 constitute a surface plasmon sensor.

【0024】容器1は、内部に熱媒体3を収容するもの
で、外周部を断熱材(図示しない)によって覆われてお
り、図1に示すように、その上面を構成する部材に配管
51〜53を夫々貫通させるための円孔を、その側面を構
成する部材に配管54を貫通させるための円孔を夫々有
する。更に、容器1は、その下面を構成する部材に、配
管51、52の合流配管55、配管53及び配管54を夫々
貫通させるための円孔と、下面に沿って水平方向に延び
て配管55、配管53及び配管54に夫々連通し、且つ、
下部が開放していてセンサチップ11と液密状態で一体
的に結合される配管56とを有する。
The container 1 houses the heat medium 3 therein, and its outer peripheral portion is covered with a heat insulating material (not shown). As shown in FIG. Each has a circular hole for penetrating the pipe 53, and a circular hole for penetrating the pipe 54 in a member constituting the side surface thereof. Further, the container 1 has circular holes through which the converging pipes 55, pipes 53 and 54 of the pipes 51 and 52 penetrate the members constituting the lower surface thereof, and pipes 55 extending horizontally along the lower surface. The pipes 53 and 54 communicate with each other, and
It has a pipe 56 whose lower part is open and is integrally connected to the sensor chip 11 in a liquid-tight manner.

【0025】配管51〜53、55は、測定関連物質(上
述した測定対象物質や測定補助物質や浄化物質を含んだ
総称、後に詳述する)を配管56内へ導入するためのも
のであり、配管56は、配管51〜53、55を通じて与え
られる測定関連物質をセンサチップ11の表面へ導くた
めのものである。配管56の下部には、センサチップ1
1が例えば接着剤等により貼付けられ、液密状態で固定
されている。配管54は、配管51〜53を通じて配管56
内へ導入され、センサチップ11の表面に沿って移動す
る測定関連物質としての各種溶液を、配管56内から外
部へ排出するためのものである。本実施形態では、測定
関連物質のうちの測定補助物質を1回以上測定するのに
必要な容量を容器1内に貯留できるよう、配管53に貯
留タンク7が接続されている。配管51〜53の上流側に
は、ポンプ等の圧送手段(図示しない)及び測定関連物
質である溶液を収容するための溶液貯留部(図示しな
い)が接続されている。
The pipes 51 to 53, 55 are for introducing measurement-related substances (general term including the above-mentioned substances to be measured, measurement auxiliary substances, and purification substances, which will be described in detail later) into the pipe 56. The pipe 56 is for guiding the measurement-related substance provided through the pipes 51 to 53 and 55 to the surface of the sensor chip 11. At the bottom of the pipe 56, a sensor chip 1
1 is attached by, for example, an adhesive or the like, and is fixed in a liquid-tight state. The pipe 54 is connected to the pipe 56 through the pipes 51 to 53.
Various solutions as measurement-related substances which are introduced into the inside and move along the surface of the sensor chip 11 are discharged from the inside of the pipe 56 to the outside. In the present embodiment, the storage tank 7 is connected to the pipe 53 so that the capacity required for measuring the measurement auxiliary substance among the measurement-related substances at least once can be stored in the container 1. An upstream side of the pipes 51 to 53 is connected to a pumping means such as a pump (not shown) and a solution storage unit (not shown) for storing a solution as a measurement-related substance.

【0026】センサチップ11は、プリズム9と共にセ
ンサチップユニットを構成するもので、プリズム9の表
面に接合されて設けられている。レンズ19は、光源1
5から照射される光をセンサチップ11の表面に集光さ
せることにより、センサチップ11において表面プラズ
モン共鳴を励起させる。受光センサ(光検出器)17
は、上記センサチップユニットからの反射光を受光し、
上記センサチップユニットにおける反射光の強度分布を
反映した信号を出力する。この信号に基づき、例えばマ
イクロコンピュータのような演算処理手段(図示しな
い)が、表面プラズモン共鳴の共振角を算出する。これ
により、測定対象物質の屈折率が判明する。
The sensor chip 11 constitutes a sensor chip unit together with the prism 9 and is provided so as to be joined to the surface of the prism 9. The lens 19 is a light source 1
By condensing the light emitted from 5 on the surface of the sensor chip 11, surface plasmon resonance is excited in the sensor chip 11. Light receiving sensor (photodetector) 17
Receives reflected light from the sensor chip unit,
A signal reflecting the intensity distribution of the reflected light in the sensor chip unit is output. Based on this signal, an arithmetic processing unit (not shown) such as a microcomputer calculates the resonance angle of surface plasmon resonance. Thereby, the refractive index of the substance to be measured is determined.

【0027】図2は、図1に示したセンサ装置が備える
貯留タンクの断面図である。
FIG. 2 is a sectional view of a storage tank provided in the sensor device shown in FIG.

【0028】貯留タンク7は、図示のように、水平方向
に形成され、中央に貫通孔21を有する隔壁23によっ
て、内部が上側タンク25と下側タンク27とに区分さ
れた構成になっている。なお、本実施形態では、貯留タ
ンク7と熱媒体3との間の接触面積を大きくするため
に、例えば貯留タンク7の内壁面及び外壁面に、夫々複
数枚のフィン(図示しない)を設けるものとする。
As shown, the storage tank 7 is formed in a horizontal direction, and has a configuration in which the inside is divided into an upper tank 25 and a lower tank 27 by a partition wall 23 having a through hole 21 in the center. . In the present embodiment, in order to increase the contact area between the storage tank 7 and the heating medium 3, for example, a plurality of fins (not shown) are provided on the inner wall surface and the outer wall surface of the storage tank 7, respectively. And

【0029】上記構成の貯留タンク7において、上側タ
ンク25内の一定温度の測定関連物質(測定補助物質)
が、上記貫通孔21を通じて下側タンク27に流入する
ことにより、下側タンク27内の一定温度の測定補助物
質を配管53に押出す。これにより、貯留タンク7から
温度揺らぎのない一定温度の測定補助物質、即ち、熱媒
体3と略同一温度の測定補助物質が配管53を通じてセ
ンサチップ11の表面に与えられることになる。
In the storage tank 7 having the above configuration, a measurement-related substance (measurement auxiliary substance) at a constant temperature in the upper tank 25.
Flows into the lower tank 27 through the through-hole 21, thereby extruding a measurement auxiliary substance at a constant temperature in the lower tank 27 to the pipe 53. As a result, a measurement auxiliary substance having a constant temperature without temperature fluctuation, that is, a measurement auxiliary substance having substantially the same temperature as the heat medium 3 is supplied from the storage tank 7 to the surface of the sensor chip 11 through the pipe 53.

【0030】本実施形態では、容器1には縦方向約50
ミリメートル、横方向約100ミリメートル、高さ方向
約150ミリメートル、厚さ約2ミリメートルのアクリ
ル樹脂製のものを、容器1の外周部を覆う断熱材(図示
しない)には発泡スチロールを、夫々採用する。熱媒体
3には液相の熱媒体、例えば水道水を用いる。配管51
〜54が貫通する複数の円孔は、例えばシリコーンゴム
のようなシール材によってシールされ、水道水のような
液相の熱媒体3が各円孔から容器1外へ漏れるのを防止
する。また、配管51〜54には夫々外径1/16イン
チ、内径1ミリメートルのPEEK樹脂製チューブを用
い、容器1内に1回分以上の測定に必要な測定補助物質
を貯留できるよう、配管53に上述した貯留タンク7を
接続する。更に、本実施形態では、センサチップ11に
は金薄膜を使用し、バッファ液中のゴミ等の微粒子がこ
の金薄膜に吸着しないよう上記金薄膜表面上にはデキス
トランゲル薄膜層を設ける。
In this embodiment, the container 1 has a length of about 50
An acrylic resin material having a thickness of about 100 mm, a width direction of about 100 mm, a height direction of about 150 mm, and a thickness of about 2 mm is used, and styrene foam is used as a heat insulating material (not shown) for covering the outer peripheral portion of the container 1. As the heating medium 3, a liquid heating medium, for example, tap water is used. Piping 51
The plurality of holes through which through 54 pass are sealed by a sealing material such as silicone rubber, for example, to prevent the heat medium 3 in a liquid phase such as tap water from leaking out of the container 1 from each hole. In addition, PEEK resin tubes having an outer diameter of 1/16 inch and an inner diameter of 1 mm are used for the pipes 51 to 54, respectively, and the pipe 53 is connected to the pipe 53 so that auxiliary substances necessary for one or more measurements can be stored in the container 1. The above-mentioned storage tank 7 is connected. Furthermore, in the present embodiment, a gold thin film is used for the sensor chip 11, and a dextran gel thin film layer is provided on the surface of the gold thin film so as to prevent fine particles such as dust in the buffer solution from adsorbing to the thin gold film.

【0031】また、本実施形態では、上述した測定関連
物質として、緩衝液のような測定補助物質と、サンプル
のような測定対象物質と、解離液のような浄化物質とを
使用する。緩衝液とは、本実施形態に係るセンサ装置で
行う測定のための基準値(ベースライン)を決定するも
ので、配管53、貯留タンク7及び配管56を通じてセン
サチップ11の表面に導かれる。サンプルとは、本実施
形態に係るセンサ装置で測定を行う被検体、つまり、測
定対象物質のことであり、配管51、55、56を通じて
センサチップ11の表面に導かれる。解離液とは、セン
サチップ11の表面に吸着したサンプル(測定対象物
質)をセンサチップ11の表面から解離させることによ
り、センサチップ11を測定前の状態に戻すもので、配
管52、55、56を通じてセンサチップ11の表面に導
かれる。
In this embodiment, as the above-mentioned measurement-related substances, a measurement auxiliary substance such as a buffer, a measurement target substance such as a sample, and a purifying substance such as a dissociation liquid are used. The buffer determines a reference value (base line) for measurement performed by the sensor device according to the present embodiment, and is guided to the surface of the sensor chip 11 through the pipe 53, the storage tank 7, and the pipe 56. The sample is an object to be measured by the sensor device according to the present embodiment, that is, a substance to be measured, and is guided to the surface of the sensor chip 11 through the pipes 51, 55, and 56. The dissociation liquid is a substance for returning the sensor chip 11 to a state before measurement by dissociating a sample (substance to be measured) adsorbed on the surface of the sensor chip 11 from the surface of the sensor chip 11, and the pipes 52, 55, 56 Through the sensor chip 11.

【0032】測定の手順としては、まず、測定のターゲ
ットとしての抗原に対応する複数の抗体をセンサチップ
11の表面に付着させた状態で、緩衝液を、配管53、
貯留タンク7及び配管56を通じてセンサチップ11の
表面に向けて流す。このとき、受光素子17からは、セ
ンサユニットにおける反射光の強度分布を反映した信号
として、図3の曲線aで示すような信号、つまり、反射
角θ1で反射率が最小値をとる信号が出力される。この
図3に示す反射角θ1の値が、測定のための基準値にな
る。次に、サンプル溶液(つまり、サンプル(ターゲッ
トとしての抗原)を含んだ溶液)を、配管51、55、5
6を通じてセンサチップ11の表面に向けて流す。これ
により、サンプル溶液中のいくつかの抗原は、上述した
複数の抗体に付着し、残りの抗原は、溶液中に浮遊した
状態になる。上記各抗原のうち、溶液中に浮遊している
抗原は不要であるので、これらを除去するために、再度
緩衝液を、配管53、貯留タンク7及び配管56を通じて
センサチップ11の表面に向けて流す。これにより、上
記浮遊している抗原のみが、サンプル溶液と共に緩衝液
により配管54を通じて外部へ排出される。このとき、
受光素子17からは、センサユニットにおける反射光の
強度分布を反映した信号として、図4の曲線bで示すよ
うな信号、つまり、反射角θ2で反射率が最小値をとる
信号が出力される。この反射角θ2と、上記反射角θ1と
の間の差分Δθ(=θ2−θ1)が、抗体・抗原反応によ
る反射角の変動分であり、このΔθにより抗原の濃度が
分る。このΔθが、センサ装置からの出力として演算処
理装置に与えられ、演算処理装置において所定の演算処
理が施されることによって、実際にサンプル中に含まれ
る蛋白量を数値化することができる。上記測定が終了し
た後、解離液を配管52、55、56を通じて送り込ん
で、上記抗体に付着している抗原を抗体から解離させセ
ンサチップ11の表面から洗い流し、センサチップ11
を測定前の状態に戻す。測定時には、上記動作が繰り返
されることになる。
The procedure of the measurement is as follows. First, with a plurality of antibodies corresponding to the antigen as the measurement target adhered to the surface of the sensor chip 11, a buffer solution is added to the pipe 53,
It flows toward the surface of the sensor chip 11 through the storage tank 7 and the pipe 56. At this time, as the signal reflecting the intensity distribution of the reflected light in the sensor unit, a signal as shown by the curve a in FIG. 3, that is, a signal having a minimum reflectance at the reflection angle θ1 is output from the light receiving element 17. Is done. The value of the reflection angle θ1 shown in FIG. 3 is a reference value for measurement. Next, a sample solution (that is, a solution containing the sample (antigen as a target)) is supplied to the pipes 51, 55, 5
Flow through 6 toward the surface of the sensor chip 11. As a result, some antigens in the sample solution adhere to the plurality of antibodies described above, and the remaining antigens float in the solution. Of the above antigens, the antigens floating in the solution are unnecessary, so in order to remove them, the buffer solution is again directed to the surface of the sensor chip 11 through the pipe 53, the storage tank 7, and the pipe 56. Shed. As a result, only the floating antigen is discharged to the outside through the pipe 54 using the buffer solution together with the sample solution. At this time,
From the light receiving element 17, a signal as shown by a curve b in FIG. 4, that is, a signal having a minimum reflectance at the reflection angle θ2 is output as a signal reflecting the intensity distribution of the reflected light in the sensor unit. The difference Δθ (= θ2−θ1) between the reflection angle θ2 and the reflection angle θ1 is a variation of the reflection angle due to the antibody-antigen reaction, and the Δθ indicates the antigen concentration. Δθ is given to the arithmetic processing device as an output from the sensor device, and the arithmetic processing device performs predetermined arithmetic processing, whereby the amount of protein actually contained in the sample can be quantified. After the above measurement is completed, the dissociation solution is sent through the pipes 52, 55, 56 to dissociate the antigen adhering to the antibody from the antibody and wash it off the surface of the sensor chip 11,
To the state before measurement. At the time of measurement, the above operation is repeated.

【0033】上記構成において、ポンプ等(図示しな
い)により配管51〜53に夫々所定のタイミングで送り
込まれる各測定関連物質は、上記温度変動緩衝機構によ
り外周部を包囲されている配管51〜53(貯留タンク7
を含む)の区間を通過する間に、熱媒体3との間の熱交
換によって熱媒体3の温度と略等しくなる。そして、そ
のまま配管56内に流入し、表面プラズモンセンサの検
出表面であるセンサチップ11に到達する。そのため、
センサチップ11の表面には、溶液貯留部や、配管51
〜53、55、56や、ポンプ等(特にポンプの可動部に
おける発熱)から受けた熱的な揺らぎが上記温度変動緩
衝機構によって略キャンセルされた測定関連物質が送り
込まれ、表面プラズモンセンサでは略一定温度の測定対
象物質を検出できる。つまり、外周部を断熱材で覆われ
た容器と、水道水のような熱媒体等からなる比較的安価
な温度変動緩衝機構を設けるだけで、測定対象物質の温
度揺らぎを除去することができる。
In the above configuration, each measurement-related substance sent at a predetermined timing to each of the pipes 51 to 53 by a pump or the like (not shown) is connected to the pipes 51 to 53 (surrounded by the temperature fluctuation buffer mechanism). Storage tank 7
), The temperature becomes substantially equal to the temperature of the heat medium 3 due to heat exchange with the heat medium 3. Then, it directly flows into the pipe 56 and reaches the sensor chip 11 which is the detection surface of the surface plasmon sensor. for that reason,
On the surface of the sensor chip 11, a solution storage section and a pipe 51 are provided.
~ 53,55,56, and related substances whose thermal fluctuations received from pumps etc. (especially heat generation in the movable parts of the pumps) are almost canceled by the above temperature fluctuation buffer mechanism, and are almost constant in the surface plasmon sensor. A substance whose temperature is to be measured can be detected. That is, the temperature fluctuation of the substance to be measured can be removed only by providing a container whose outer peripheral portion is covered with a heat insulating material and a relatively inexpensive temperature fluctuation buffer mechanism made of a heating medium such as tap water.

【0034】よって、測定対象物質の温度揺らぎを除去
するために、表面プラズモンセンサのみならず、溶液貯
留部や配管やポンプ等をも、大型でしかも1/100℃
以下の高い精度の温度制御を行うような非常な高コスト
の恒温槽に収容する必要がないから、コスト高になるこ
とがない。
Therefore, in order to remove the temperature fluctuation of the substance to be measured, not only the surface plasmon sensor but also the solution storage unit, the piping, the pump and the like are large and 1/100 ° C.
Since it is not necessary to house in a very high-cost thermostat that performs the following high-precision temperature control, the cost does not increase.

【0035】また、表面プラズモンセンサに加えて測定
対象物質の温度を検出する温度センサをも設けて表面プ
ラズモンセンサからの出力信号を補正する方法とも異な
り、温度センサを測定対象物質に接触させたときの温度
センサ自身の持つ温度による測定対象物質への影響(温
度揺らぎ)を考慮しなくて済む。
Further, unlike the method of providing a temperature sensor for detecting the temperature of the substance to be measured in addition to the surface plasmon sensor and correcting the output signal from the surface plasmon sensor, when the temperature sensor is brought into contact with the substance to be measured. It is not necessary to consider the influence of the temperature of the temperature sensor itself on the target substance (temperature fluctuation).

【0036】更に、測定対象物質の検出を行う表面プラ
ズモンセンサに加えて測定対象物質の温度をモニターす
る温度モニター用の表面プラズモンセンサを設ける方法
とも異なり、装置スペースの拡大によるコストアップを
考慮しなくて済む。
Further, unlike the method of providing a surface plasmon sensor for monitoring the temperature of the substance to be measured in addition to the surface plasmon sensor for detecting the substance to be measured, it is not necessary to consider a cost increase due to an increase in the space of the apparatus. I can do it.

【0037】なお、本実施形態では、1回以上測定する
ことができる量の緩衝液を容器1内に貯留するための手
段として、配管53に貯留タンク7を接続した。本実施
形態では、サンプルを通す配管51や、解離液を通す配
管52については特に貯留タンクを設けた構成を明示し
ていないが、これらについても、貯留タンクを設けるこ
とは当然可能である。また、貯留タンク7等に代えてサ
ンプルループ等を用いて容器1内の配管(51、52、5
3)の長さを長くする方法を採用することもできる。
In this embodiment, the storage tank 7 is connected to the pipe 53 as a means for storing an amount of buffer solution that can be measured one or more times in the container 1. In the present embodiment, the configuration in which the storage tank is provided is not particularly shown for the pipe 51 for passing the sample and the pipe 52 for passing the dissociation solution, but it is naturally possible to provide the storage tank also for these. In addition, instead of the storage tank 7 and the like, a pipe (51, 52, 5,
3) It is also possible to adopt a method of increasing the length.

【0038】図5は、測定対象物質としてPH6.8の
界面活性剤入りのリン酸バツフア液を使用したときの表
面プラズモンセンサによる測定結果を示した図である。
FIG. 5 is a diagram showing the results of measurement by a surface plasmon sensor when a phosphate buffer solution containing a surfactant of pH 6.8 was used as a substance to be measured.

【0039】図5において、曲線(太い方の曲線)
は、上述した温度変動緩衝機構を有する構成のセンサ装
置を用いて上記測定対象物質を表面プラズモンセンサチ
ップヘ毎分500マイクロリットルの流速で送り込んだ
ときの表面プラズモンセンサからの出力信号を30分聞
に亘って記録したデータを示す。一方、曲線(細い方の
曲線)は、上記温度変動緩衝機構を有しない構成のセ
ンサ装置を用いて上記測定対象物質を表面プラズモンセ
ンサチップヘ毎分500マイクロリットルの流速で送り
込んだときの表面プラズモンセンサからの出力信号を3
0分聞に亘って記録したデータを示す。
In FIG. 5, a curve (thick curve)
Hears an output signal from the surface plasmon sensor for 30 minutes when the above-mentioned substance to be measured is sent to the surface plasmon sensor chip at a flow rate of 500 microliters per minute using the sensor device having the above-described temperature fluctuation buffer mechanism. Shows the data recorded over the range. On the other hand, the curve (the thinner curve) shows the surface plasmon when the above-mentioned substance to be measured was sent to the surface plasmon sensor chip at a flow rate of 500 microliters per minute using a sensor device having no temperature fluctuation buffer mechanism. 3 output signals from the sensor
The data recorded over 0 minutes is shown.

【0040】上記曲線、を比較対照すれば、同一の
測定対象物質を繰り返し測定したときの再現性は、温度
変動緩衝機構を表面プラズモンセンサのセンサチップ前
段に設けた構成のセンサ装置を用いる方が、温度変動緩
衝機構を有しない構成のセンサ装置を用いる場合よりも
かなり高いことが明らかである。これは、測定対象物質
の温度に起因するノイズを、温度変動緩衝機構によって
低減することができたことを意味している。
Comparing and comparing the above curves, the reproducibility of repeatedly measuring the same substance to be measured is better when using a sensor device having a structure in which a temperature fluctuation buffer mechanism is provided in front of the sensor chip of the surface plasmon sensor. It is apparent that the temperature is considerably higher than when a sensor device having no temperature fluctuation buffer mechanism is used. This means that noise caused by the temperature of the substance to be measured could be reduced by the temperature fluctuation buffer mechanism.

【0041】図6は、本発明の第2の実施形態に係るセ
ンサ装置の全体構成を示す側面から見た断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional side view showing the entire configuration of a sensor device according to a second embodiment of the present invention.

【0042】本実施形態では、センサチップユニット
(既述のように、プリズム9とセンサチップ11とから
成る)と、センサセル13とでセンサユニットを形成
し、且つ、このセンサユニットを、容器1に対して着脱
自在に構成した点を主な特徴とする。
In the present embodiment, a sensor unit is formed by the sensor chip unit (consisting of the prism 9 and the sensor chip 11 as described above) and the sensor cell 13, and this sensor unit is provided in the container 1. Its main feature is that it is detachable.

【0043】即ち、本実施形態では、センサチップ11
の表面を保護するために、センサチップ11の上にセン
サセル13を設けたもので、このセンサセル13を介し
てセンサユニットが容器1の下面に着脱自在に取付けら
れるようになっている。容器1の下面を構成する部材に
は、配管53、55、54に対応して夫々貫通孔が設けら
れる。センサセル13の内部には、配管51〜53、55
を通じて与えられる測定関連物質をセンサチップ11の
表面へ導入するために、上記配管56が上述した態様で
設けれられている。なお、配管56の下部は開放されて
おり、その開放部分にセンサチップ11が液密状態で一
体的に結合されている。配管56内をセンサチップ11
の表面に沿って移動する測定関連物質は、配管54を通
じてセンサセル13外へ排出される。
That is, in this embodiment, the sensor chip 11
A sensor cell 13 is provided on the sensor chip 11 in order to protect the surface of the container 1. The sensor unit is detachably attached to the lower surface of the container 1 via the sensor cell 13. In the members constituting the lower surface of the container 1, through holes are provided corresponding to the pipes 53, 55, 54, respectively. Inside the sensor cell 13, pipes 51 to 53, 55
The pipe 56 is provided in the above-described manner in order to introduce the measurement-related substance given through the sensor chip 11 into the surface of the sensor chip 11. The lower portion of the pipe 56 is open, and the sensor chip 11 is integrally connected to the open portion in a liquid-tight manner. Sensor chip 11 inside piping 56
The measurement-related substance moving along the surface of the sensor cell 13 is discharged out of the sensor cell 13 through the pipe 54.

【0044】センサユニットを上記のように構成した理
由は、以下のようである。
The reason for configuring the sensor unit as described above is as follows.

【0045】即ち、表面プラズモンセンサでは、センサ
素子の保護状態や保管状態がセンサ出力に大きな影響を
与える。また、表面プラズモンセンサでは、センサ素子
が安定して良いセンサ出力を得るためにセンサ素子の使
用状態や使用期間等に応じて新品との交換が必要にな
る。そこで、本実施形態では、上述したように内部に配
管56を有するセンサセル13を、センサチップ11の
表面に設けることとした。これにより、センサチップ1
1の表面を保護することができると共に、配管56内に
保存液を満たして保管することによって、常にセンサチ
ップ11の表面を測定可能な状態で保管することができ
る。また、図1で示したセンサ装置と異なって、センサ
ユニットを容器1から取外してセンサユニットだけを新
品と交換することができるので、交換作業が容易に行
え、且つ、容器1を含めて装置全体を新品と交換する場
合と比較して、大幅な低コスト化を図ることも可能であ
る。
That is, in the surface plasmon sensor, the protection state and the storage state of the sensor element greatly affect the sensor output. Further, in the surface plasmon sensor, it is necessary to replace the sensor element with a new one in accordance with the use state and the use period of the sensor element in order to stably obtain a good sensor output. Therefore, in the present embodiment, the sensor cell 13 having the pipe 56 inside is provided on the surface of the sensor chip 11 as described above. Thereby, the sensor chip 1
The surface of the sensor chip 11 can always be stored in a measurable state by protecting the surface of the sensor chip 11 and storing the pipe 56 filled with a storage solution. Further, unlike the sensor device shown in FIG. 1, the sensor unit can be removed from the container 1 and only the sensor unit can be replaced with a new one, so that the replacement operation can be easily performed and the entire device including the container 1 can be replaced. It is also possible to significantly reduce the cost as compared with the case of replacing with a new one.

【0046】図7は、本発明の第3の実施形態に係るセ
ンサ装置の全体構成を示す側面から見た断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing the entire configuration of the sensor device according to the third embodiment of the present invention, as viewed from the side.

【0047】本実施形態では、上述した溶液貯留部(緩
衝液、サンプル、及び解離液等の測定関連物質を各々別
々に貯留する)を、符号291、292、293で夫々示
すように、容器1内に設け、それによって溶液貯留部2
91、292、293内の測定関連物質の温度を、熱媒体
3の温度と略等しくするようにした点を主な特徴とす
る。
In the present embodiment, the above-mentioned solution storage sections (for separately storing measurement-related substances such as a buffer solution, a sample, and a dissociation solution) are denoted by reference numerals 291, 292, and 293, respectively. In the solution reservoir 2
The main feature is that the temperatures of the measurement-related substances in 91, 292, and 293 are made substantially equal to the temperature of the heat medium 3.

【0048】上記構成によれば、溶液貯留部291〜2
93内の各測定関連物質は、ポンプ等の圧送手段(図示
しない)により、熱媒体3内の各配管51〜53内へ送り
込まれる。そのため、容器1内に溶液貯留部を有しない
装置に比べて、貯留時の各測定関連物質の温度と熱媒体
3との間の温度差が非常に小さいので、各配管51〜53
内を通過中に、容器1内に溶液貯留部を有しない装置に
おけるよりも短時間で各測定関連物質の温度変動を緩衝
することができる。
According to the above configuration, the solution storage sections 291-2
Each measurement-related substance in 93 is sent into each of the pipes 51 to 53 in the heating medium 3 by a pumping means (not shown) such as a pump. For this reason, the temperature difference between the temperature of each measurement-related substance and the heat medium 3 during storage is very small as compared with an apparatus that does not have a solution storage section in the container 1.
During the passage through, the temperature fluctuation of each measurement-related substance can be buffered in a shorter time than in a device having no solution storage section in the container 1.

【0049】図8は、本発明の第3の実施形態の変形例
に係るセンサ装置の全体構成を示す側面から見た断面図
である。
FIG. 8 is a side sectional view showing the entire configuration of a sensor device according to a modification of the third embodiment of the present invention.

【0050】本実施形態では、図7で示した構成の容器
1において、少なくともセンサセル13からセンサチッ
プ11にかけての部位が容器1の内部に没入した状態
で、センサユニットを、容器1に着脱自在に取付けが可
能なように形成した点を主な特徴とする。
In the present embodiment, in the container 1 having the structure shown in FIG. 7, the sensor unit is detachably attached to the container 1 while at least a portion from the sensor cell 13 to the sensor chip 11 is immersed inside the container 1. The main feature is that it is formed so that it can be attached.

【0051】即ち、容器1内の熱媒体3の収容部の下面
に、センサセル13からセンサチップ11にかけての部
位が没入した状態で取付け可能なように凹部を形成し、
その凹部に、液密状態で着脱自在にセンサユニットを取
付けたものである。その他の構成については、図5に示
したものと同一である。
That is, a concave portion is formed on the lower surface of the housing portion of the heat medium 3 in the container 1 so that the portion from the sensor cell 13 to the sensor chip 11 can be attached in a state of being immersed,
A sensor unit is detachably attached to the concave portion in a liquid-tight state. Other configurations are the same as those shown in FIG.

【0052】上記構成によれば、センサセル13からセ
ンサチップ11にかけての部位が容器1内の熱媒体3の
収容部の下方に没入した状態で保持されるので、センサ
ユニット自体の温度を、熱触媒3の温度と略等しい温度
にすることができる。そのため、センサセル13内の配
管56を介してセンサチップ11に送り込まれる各測定
関連物質がセンサユニットから受ける温度の影響を、セ
ンサセル13及びセンサチップ11にかけての部位が容
器1の外部に位置する装置に比べて少なくすることがで
き、各測定関連物質の温度変動緩衝効果を向上させるこ
とができる。
According to the above configuration, the portion from the sensor cell 13 to the sensor chip 11 is held in a state of being immersed below the housing portion of the heat medium 3 in the container 1, so that the temperature of the sensor unit itself is reduced by the heat catalyst. The temperature can be made substantially equal to the temperature of (3). Therefore, the influence of the temperature on each measurement-related substance sent to the sensor chip 11 through the pipe 56 in the sensor cell 13 from the sensor unit is applied to an apparatus in which a portion extending to the sensor cell 13 and the sensor chip 11 is located outside the container 1. Thus, the temperature fluctuation buffer effect of each measurement-related substance can be improved.

【0053】図9は、本発明の第4の実施形態に係るセ
ンサ装置の全体構成を示す側面から見た断面図である。
FIG. 9 is a side sectional view showing the entire configuration of a sensor device according to a fourth embodiment of the present invention.

【0054】本実施形態に係るセンサ装置では、図6に
示した構成の表面プラズモンセンサに加えて測定関連物
質の温度を測定するために、図9に示すように、検出部
分を熱媒体3の中に挿入した温度センサ31を備えたこ
とを主な特徴とする。即ち、上記センサ装置では、測定
対象物質の温度を温度センサ31によって測定し、その
測定値と予め知られているセンサ素子(表面プラズモン
センサ)の温度特性とから、センサ素子の出力信号を、
例えばマイクロコンピュータのような演算処理手段によ
り補正する。
In the sensor device according to the present embodiment, in order to measure the temperature of the measurement-related substance in addition to the surface plasmon sensor having the structure shown in FIG. The main feature is that a temperature sensor 31 inserted therein is provided. That is, in the above sensor device, the temperature of the substance to be measured is measured by the temperature sensor 31, and the output signal of the sensor element is obtained from the measured value and the temperature characteristic of the sensor element (surface plasmon sensor) known in advance.
For example, the correction is made by an arithmetic processing means such as a microcomputer.

【0055】図9において、配管51〜53内に送り込ま
れた各測定関連物質が上記温度変動緩衝機構により外周
部を包囲されている配管51〜53の区間を通過する間
に、熱媒体3との間の熱交換によって温度センサ31の
測定対象である熱媒体3の温度と略等しくなる。つま
り、熱媒体3の温度を測定することにより測定対象物質
の温度を測定することができる訳である。
In FIG. 9, while the measurement-related substances sent into the pipes 51 to 53 pass through the sections of the pipes 51 to 53 whose outer periphery is surrounded by the temperature fluctuation buffer mechanism, the heating medium 3 , The temperature of the heat medium 3 to be measured by the temperature sensor 31 becomes substantially equal to the temperature of the heat medium 3. That is, by measuring the temperature of the heat medium 3, the temperature of the substance to be measured can be measured.

【0056】本実施形態によれば、測定対象物質の温度
測定値と予め知られているセンサ素子の温度特性とか
ら、センサ素子の出力信号を補正することとしたので、
表面プラズモンセンサによる測定結果から温度による揺
らぎをより確実に除去することができる。なお、本実施
形態では、温度センサ31で少量の測定対象物質を直接
測定するものではないため、温度センサ31自身の温度
により測定対象物質の温度が変動する虞はない。
According to the present embodiment, the output signal of the sensor element is corrected based on the measured temperature of the substance to be measured and the temperature characteristic of the sensor element which is known in advance.
Fluctuation due to temperature can be more reliably removed from the measurement result by the surface plasmon sensor. In the present embodiment, since a small amount of the target substance is not directly measured by the temperature sensor 31, there is no possibility that the temperature of the target substance fluctuates due to the temperature of the temperature sensor 31 itself.

【0057】図10は、本発明の第4の実施形態の変形
例に係るセンサ装置の全体構成を示す側面から見た断面
図である。
FIG. 10 is a side sectional view showing the overall configuration of a sensor device according to a modification of the fourth embodiment of the present invention.

【0058】本変形例に係るセンサ装置では、図9に示
した構成に加えて、更に、熱電半導体であるペルチェ素
子33を、熱媒体3に接触させた状態で容器1の壁面に
取付けたことを主な特徴とする。このペルチェ素子33
は、電力を供給することにより、その片側の部位が発熱
し、それと反対側の部位が吸熱する機能を有する素子と
して知られている。
In the sensor device according to this modification, in addition to the configuration shown in FIG. 9, a Peltier element 33, which is a thermoelectric semiconductor, is attached to the wall surface of the container 1 while being in contact with the heat medium 3. Is the main feature. This Peltier device 33
Is known as an element having a function of generating heat on one side by supplying power and absorbing heat on the opposite side.

【0059】上記構成において、温度センサ31により
熱媒体3の温度を測定しつつ、ペルチェ素子33に電力
を供給することによって熱媒体3の温度を所定温度に制
御する。この制御方法としては、例えばPID(比例、
積分、微分)制御が採用される。このようにして熱媒体
3を所定の温度に制御した後は、上述した各実施形態に
おけると同様、測定関連物質の温度揺らぎ(熱に起因す
るノイズ)を除去することができ、それによって測定対
象物質のより正確な屈折率測定ができる。
In the above configuration, the temperature of the heat medium 3 is controlled to a predetermined temperature by supplying electric power to the Peltier element 33 while measuring the temperature of the heat medium 3 by the temperature sensor 31. As this control method, for example, PID (proportional,
Integral, derivative) control is adopted. After the heat medium 3 is controlled to a predetermined temperature in this manner, the temperature fluctuation (noise caused by heat) of the measurement-related substance can be removed, as in the above-described embodiments, whereby the measurement target can be removed. A more accurate refractive index measurement of a substance can be performed.

【0060】上述した内容は、あくまで本発明の各実施
形態に関するものであって、本発明が上記内容のみに限
定されることを意味するものではない。例えば、上述し
た各実施形態では、熱媒体3として水道水を用いること
としたが、熱媒体3は水道水に限定されるものではな
く、不凍液や殺菌剤を入れた水、又は蒸留水や、超純水
でも良いのは言うまでもない。これらの液体を使用する
ことによって、水道水で起り得る凍結や腐食を防止する
ことが可能である。また、水以外にも金属等の固体や水
以外の液体を熱媒体3として用いても良い。
The above description relates only to each embodiment of the present invention, and does not mean that the present invention is limited to only the above described contents. For example, in each of the embodiments described above, tap water is used as the heat medium 3. However, the heat medium 3 is not limited to tap water, and water containing an antifreeze or a germicide, or distilled water, Needless to say, ultrapure water may be used. By using these liquids, it is possible to prevent freezing and corrosion that can occur in tap water. Further, other than water, a solid such as a metal or a liquid other than water may be used as the heat medium 3.

【0061】また、上記熱媒体3として、水溶性高分子
に水を含ませたものを代表とするゲル状の物質を用いる
こともできる。このゲル状の物質は、液体よりも取扱い
が容易であり、且つ、熱容量も大きいので、上述した水
よりも上記熱媒体3に適している。
As the heat medium 3, a gel-like substance typified by a water-soluble polymer containing water can also be used. This gel-like substance is easier to handle than a liquid and has a larger heat capacity, and therefore is more suitable for the heat medium 3 than the water described above.

【0062】また、上述した各実施形態では、センサ素
子として表面プラズモンセンサを例に挙げたが、本発明
に従うセンサ素子は、表面プラズモンセンサに限定され
るものではなく、水晶振動子センサや、酵素センサ等の
温度の影響を受け易い各種センサにも当然適用できる。
In each of the above-described embodiments, the surface plasmon sensor has been described as an example of the sensor element. However, the sensor element according to the present invention is not limited to the surface plasmon sensor, but may be a quartz oscillator sensor or an enzyme sensor. Naturally, it can be applied to various sensors such as sensors which are easily affected by temperature.

【0063】また、配管51〜53の温度変動緩衝機構を
通る区間は、図1、図6〜図10に示すように直線状で
なくても良く、測定関連物質が温度変動緩衝機構を通過
するのに要する時間を長くするために(測定関連物質が
温度変動緩衝機構内に貯留される量を増やすために)、
螺旋状にしたり、屈曲させたりしても良い。
The sections of the pipes 51 to 53 passing through the temperature fluctuation buffer mechanism need not be linear as shown in FIGS. 1 and 6 to 10, and the substances to be measured pass through the temperature fluctuation buffer mechanism. In order to increase the time required for measurement (to increase the amount of measurement-related substances stored in the temperature fluctuation buffer mechanism),
It may be spiral or bent.

【0064】また、容器1の外周部を覆う断熱材につい
ても、発泡スチロールに代えて樹脂製のスポンジシート
やその他緩衝剤に使用される材料等、熱伝導率の低いも
のを用いることも可能である。
Further, as the heat insulating material covering the outer peripheral portion of the container 1, a material having a low thermal conductivity such as a resin sponge sheet or other material used for a buffer may be used instead of styrene foam. .

【0065】更に、配管55、53と、配管56との接続
部位の形状を調節することにより、各測定関連物質の混
合割合を調整することが可能である。例えば、サンプル
は測定するとき緩衝液で混合させ、表面プラズモンセン
サで測定可能な濃度に調整するが、配管51の内径と配
管53の内径とを、混合比から計算した寸法に調節する
ことによって、サンプルと緩衝液とをセンサチップ11
の表面に送り込むだけで濃度の調整を行うことが可能で
ある。
Further, by adjusting the shape of the connecting portion between the pipes 55 and 53 and the pipe 56, it is possible to adjust the mixing ratio of each measurement-related substance. For example, the sample is mixed with a buffer when measuring, and adjusted to a concentration that can be measured by a surface plasmon sensor. By adjusting the inner diameter of the pipe 51 and the inner diameter of the pipe 53 to dimensions calculated from the mixing ratio, The sample and the buffer are transferred to the sensor chip 11
It is possible to adjust the concentration simply by feeding the surface.

【0066】[0066]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
簡単な構成で周囲の温度揺らぎに起因するノイズを低減
することが可能で、高感度な検出が行えるセンサ装置を
提供することができる。
As described above, according to the present invention,
It is possible to provide a sensor device that can reduce noise due to ambient temperature fluctuations with a simple configuration and can perform highly sensitive detection.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施形態に係るセンサ装置の全
体構成を示す側面から見た断面図、
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the entire configuration of a sensor device according to a first embodiment of the present invention, as viewed from a side.

【図2】図1のセンサ装置が備える貯留タンクの断面
図。
FIG. 2 is a sectional view of a storage tank provided in the sensor device of FIG. 1;

【図3】受光素子からの出力信号を示す図。FIG. 3 is a diagram showing an output signal from a light receiving element.

【図4】受光素子からの出力信号を示す図。FIG. 4 is a diagram showing an output signal from a light receiving element.

【図5】測定対象物質としてPH6.8の界面活性剤入
りのリン酸バツフア液を使用したときの表面プラズモン
センサによる測定結果の比較対照図。
FIG. 5 is a comparative chart of a measurement result by a surface plasmon sensor when a phosphate buffer solution containing a surfactant of PH 6.8 is used as a substance to be measured.

【図6】本発明の第2の実施形態に係るセンサ装置の全
体構成を示す側面から見た断面図。
FIG. 6 is a side cross-sectional view showing the entire configuration of a sensor device according to a second embodiment of the present invention.

【図7】図5は、本発明の第3の実施形態に係るセンサ
装置の全体構成を示す側面から見た断面図。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing the entire configuration of a sensor device according to a third embodiment of the present invention, as viewed from a side.

【図8】本発明の第3の実施形態の変形例に係るセンサ
装置の全体構成を示す側面から見た断面図。
FIG. 8 is a side cross-sectional view showing the overall configuration of a sensor device according to a modification of the third embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第4の実施形態に係るセンサ装置の全
体構成を示す側面から見た断面図。
FIG. 9 is a side cross-sectional view showing the entire configuration of a sensor device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第4の実施形態の変形例に係るセン
サ装置の全体構成を示す側面から見た断面図。
FIG. 10 is a side cross-sectional view showing the entire configuration of a sensor device according to a modification of the fourth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 容器 3 熱媒体 51、52、53、54、55、56 配管 7 貯留タンク 9 プリズム 11 センサチップ 13 センサセル 15 光源 17 受光素子 19 レンズ(表面プラズモン励起光を集光するための
レンズ) 21 貫通孔 23 隔壁 25 上側タンク 27 下側タンク 291〜293 溶液貯留部 31 温度センサ 33 ペルチェ素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Container 3 Heat medium 51,52,53,54,55,56 Pipe 7 Storage tank 9 Prism 11 Sensor chip 13 Sensor cell 15 Light source 17 Light receiving element 19 Lens (lens for condensing surface plasmon excitation light) 21 Through hole 23 Partition wall 25 Upper tank 27 Lower tank 291-293 Solution reservoir 31 Temperature sensor 33 Peltier element

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大崎 有美 福岡県北九州市小倉北区中島2丁目1番1 号 東陶機器株式会社内 (72)発明者 神崎 景介 福岡県北九州市小倉北区中島2丁目1番1 号 東陶機器株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Yumi Osaki 2-1-1 Nakajima, Kokurakita-ku, Kitakyushu-shi, Fukuoka Totoki Equipment Co., Ltd. 2-1-1, Totoki Kiki Co., Ltd.

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 測定対象物質を検出して所定の信号を出
力するセンサ素子と、 前記センサ素子よりも前記測定対象物質の移動方向上流
側に位置する、前記測定対象物質の温度変動を緩衝する
ための手段と、 を備えるセンサ装置。
1. A sensor element for detecting a substance to be measured and outputting a predetermined signal, and buffering a temperature fluctuation of the substance to be measured, which is located upstream of the sensor element in a moving direction of the substance to be measured. And a sensor device.
【請求項2】 請求項1記載のセンサ装置において、 前記温度変動緩衝手段内を貫通し、前記測定対象物質を
含む測定関連物質を導くための少なくとも1個以上の第
1導入路と、 前記第1導入路と連通し、前記第1導入路を通ってきた
前記測定関連物質を、前記センサ素子の検出面へ導く第
2導入路と、 を更に備えることを特徴とするセンサ装置。
2. The sensor device according to claim 1, wherein at least one or more first introduction paths penetrating through the temperature fluctuation buffer means and leading a measurement-related substance including the substance to be measured, and A second introduction path communicating with the first introduction path and guiding the measurement-related substance that has passed through the first introduction path to a detection surface of the sensor element.
【請求項3】 請求項1又は請求項2記載のセンサ装置
において、 前記測定関連物質が、前記測定対象物質と、前記測定対
象物質の測定に必要な測定補助物質と、前記センサ素子
の検出面に付着する前記測定対象物質を除去するための
浄化物質とを含み、 前記第1導入路が、前記測定対象物質、前記測定補助物
質、前記浄化物質を夫々個別に送給可能に複数個設置さ
れることを特徴とするセンサ装置。
3. The sensor device according to claim 1, wherein the measurement-related substance is the measurement target substance, a measurement auxiliary substance necessary for measuring the measurement target substance, and a detection surface of the sensor element. And a purifying substance for removing the substance to be measured attached to the specimen, wherein the first introduction path is provided in plural numbers so that the substance to be measured, the auxiliary measuring substance, and the purifying substance can be individually supplied. A sensor device, characterized in that:
【請求項4】 請求項1記載のセンサ装置において、 前記センサ素子が、前記温度変動緩衝手段に一体的に取
付けられることを特徴とするセンサ装置。
4. The sensor device according to claim 1, wherein said sensor element is integrally attached to said temperature fluctuation buffer means.
【請求項5】 請求項1記載のセンサ装置において、 前記センサ素子が、前記温度変動緩衝手段に対して着脱
自在に取付けられることを特徴とするセンサ装置。
5. The sensor device according to claim 1, wherein the sensor element is detachably attached to the temperature fluctuation buffer.
【請求項6】 請求項4又は請求項5記載のセンサ装置
において、 前記第2導入路が、前記温度変動緩衝手段内に設けられ
ることを特徴とするセンサ装置。
6. The sensor device according to claim 4, wherein the second introduction path is provided in the temperature fluctuation buffer unit.
【請求項7】 請求項5又は請求項6記載のセンサ装置
において、 前記センサ素子が、少なくとも前記第2導入路の設けら
れている部分を、前記温度変動緩衝手段によって覆われ
た状態で、前記温度変動緩衝手段に取付けられることを
特徴とするセンサ装置。
7. The sensor device according to claim 5, wherein the sensor element is configured such that at least a portion where the second introduction path is provided is covered with the temperature fluctuation buffer unit. A sensor device which is attached to temperature fluctuation buffer means.
【請求項8】 請求項1記載のセンサ装置において、 前記センサ素子が、表面プラズモン共鳴法を利用した表
面プラズモンセンサ、水晶振動子を利用した水晶振動子
センサ、又は、酵素センサのいずれかであることを特磁
とするセンサ装置。
8. The sensor device according to claim 1, wherein the sensor element is one of a surface plasmon sensor using a surface plasmon resonance method, a crystal oscillator sensor using a crystal oscillator, and an enzyme sensor. A sensor device characterized by that.
【請求項9】 請求項1記載のセンサ装置において、 前記温度変動緩衝手段が、外周部を断熱材で覆われた容
器と、この容器に収容される熱媒体とから成ることを特
徴とするセンサ装置。
9. The sensor according to claim 1, wherein the temperature fluctuation buffering means comprises a container whose outer peripheral portion is covered with a heat insulating material, and a heat medium contained in the container. apparatus.
【請求項10】 請求項9記載のセンサ装置において、 前記温度変動緩衝手段が、少なくとも1個以上の測定関
連物質貯留部を有することを特徴とするセンサ装置。
10. The sensor device according to claim 9, wherein the temperature fluctuation buffer unit has at least one or more measurement-related substance storage units.
【請求項11】 請求項9記載のセンサ装置において、 前記熱媒体が、液体、金属、又は水溶性高分子に水を含
ませたゲル状の物質のいずれか1つであることを特徴と
するセンサ装置。
11. The sensor device according to claim 9, wherein the heat medium is one of a liquid, a metal, and a gel-like substance obtained by adding water to a water-soluble polymer. Sensor device.
【請求項12】 請求項9記載のセンサ装置において、 前記熱媒体の温度を検出して、前記センサ素子の出力信
号を補正するための信号を出力する温度検出手段を備え
ることを特徴とするセンサ装置。
12. The sensor device according to claim 9, further comprising a temperature detection unit that detects a temperature of the heat medium and outputs a signal for correcting an output signal of the sensor element. apparatus.
【請求項13】 請求項9記載のセンサ装置において、 前記熱媒体の温度を所定温度に加熱する手段を更に備え
ることを特徴とするセンサ装置。
13. The sensor device according to claim 9, further comprising means for heating the temperature of the heat medium to a predetermined temperature.
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