WO2011043202A1 - 表面プラズモン増強蛍光測定装置 - Google Patents

表面プラズモン増強蛍光測定装置 Download PDF

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WO2011043202A1
WO2011043202A1 PCT/JP2010/066609 JP2010066609W WO2011043202A1 WO 2011043202 A1 WO2011043202 A1 WO 2011043202A1 JP 2010066609 W JP2010066609 W JP 2010066609W WO 2011043202 A1 WO2011043202 A1 WO 2011043202A1
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WO
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excitation light
beam shape
thin film
reaction layer
metal thin
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PCT/JP2010/066609
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正貴 松尾
幸登 中村
直樹 日影
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コニカミノルタホールディングス株式会社
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Publication date
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    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/645—Specially adapted constructive features of fluorimeters
    • G01N21/648—Specially adapted constructive features of fluorimeters using evanescent coupling or surface plasmon coupling for the excitation of fluorescence
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10—Scanning systems

Definitions

  • the present invention relates to a surface plasmon enhanced fluorescence measuring apparatus based on the principle of surface plasmon excitation enhanced fluorescence spectroscopy (SPFS; Surface fieldmonenhanced Fluorescence Spectroscopy).
  • SPFS surface plasmon excitation enhanced fluorescence spectroscopy
  • SPFS surface plasmon excitation enhanced fluorescence spectroscopy
  • Such a surface plasmon enhanced fluorescence measuring apparatus 10 has a basic structure as shown in FIG. 11 and has a chip structure in which a metal thin film 102 is provided on the surface of a dielectric member 106 and a reaction layer 104 is provided on the surface. 108 is provided.
  • the chip structure 108 includes a light source 112 that is incident on the dielectric member 106 and irradiates the excitation light b1 toward the metal thin film 102 on the dielectric member 106 side.
  • the light receiving means 116 for receiving the metal thin film reflected light b2 reflected at is provided.
  • a light detection means 120 for receiving the fluorescence b3 emitted from the fluorescent substance labeled with the analyte captured by the reaction layer 104 is provided.
  • the condensing member 122 for condensing the fluorescence b3 efficiently and the light contained other than the fluorescence b3 are removed, and only the necessary fluorescence is selected.
  • a filter 124 is provided.
  • a primary antibody that specifically binds to an antigen contained in an analyte such as DNA to be detected is immobilized in advance on the surface of the metal thin film 102.
  • An analyte and a secondary antibody that specifically binds to the analyte are sequentially fed to the reaction layer 104 in contact with the metal thin film 102, and the secondary antibody is captured by the reaction layer 104.
  • the secondary antibody captured together with the analyte is labeled with a fluorescent substance.
  • the trapped reaction layer 104 is irradiated with the excitation light b1 from the light source 112 into the dielectric member 106, and this excitation light b1 is incident on the metal thin film 102 at a specific angle (resonance angle) ⁇ 1. In this way, a dense wave (surface plasmon) is generated. In addition, when a close-packed wave (surface plasmon) is generated on the metal thin film 102, the excitation light b1 and the electronic vibration in the metal thin film 102 are coupled, resulting in a phenomenon that the light amount of the metal thin film reflected light b2 is reduced.
  • the light receiving means 116 and the light source 112 are paired and rotated around the irradiation region of the metal thin film 102, and the incident angle to the metal thin film 102 can be changed.
  • the incident angle is changed and a point where the signal of the metal thin film reflected light b2 received by the light receiving means 116 is changed (the amount of light is reduced) is found, a resonance angle ⁇ 1 at which a dense wave (surface plasmon) is generated is obtained. Can do.
  • the signal of the metal thin film reflected light b2 received by the light receiving means 116 at that time changes (the amount of light decreases). Therefore, a dense wave (surface plasmon) is generated.
  • the incident angle at which the amount of light is minimized or an angle near the incident angle can be obtained as the resonance angle ⁇ 1.
  • the surface plasmon enhanced fluorescence measuring apparatus 10 is a high-sensitivity measuring sensor that enables observation of minute molecular activities, particularly between biomolecules.
  • the resonance angle scanning step of obtaining the resonance angle ⁇ 1 by changing the incident angle of the excitation light to the metal thin film 102 it is desirable that the irradiation range of the excitation light is inside the reaction region of the reaction layer 104.
  • the detection step of detecting the analyte by irradiation with excitation light in order to capture the signal from the label with high sensitivity, it is desired to irradiate the entire reaction region, and both must be compatible. Was difficult.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to perform both resonance angle scanning and detection of a labeled substance with high accuracy.
  • a surface plasmon-enhanced fluorescence measuring device that is detected by a light detection means, A beam shape changing unit for changing the beam shape of the excitation light; A surface plasmon enhanced fluorescence measuring apparatus comprising: control means for controlling the beam shape changing unit.
  • the control means controls the beam shape changing unit to change the beam shape of the excitation light, thereby expanding and reducing the irradiation area of the excitation light to the metal thin film, 2.
  • the surface plasmon enhanced fluorescence measuring apparatus according to 1 above, wherein the irradiation region in the detection step for detecting the fluorescent substance is wider than the irradiation region in the resonance angle scanning step for detecting the resonance angle.
  • the irradiation area at the time of the resonance angle scanning process is a partial area in the area of the reaction layer, and the irradiation area at the time of the detection process is an area that covers the reaction layer.
  • Surface plasmon enhanced fluorescence measurement device is a partial area in the area of the reaction layer, and the irradiation area at the time of the detection process is an area that covers the reaction layer.
  • the reaction layer has a flow path through which a reagent solution containing a sample solution and a fluorescent material is sent
  • the control means is configured such that an irradiation area of the excitation light irradiated for detecting a liquid-feeding state in a liquid-feeding process in which a sample liquid and a reagent liquid are fed to the reaction layer is more than an irradiation area at the time of the detection process.
  • the surface plasmon enhanced fluorescence measuring apparatus according to 2 or 3, wherein the surface plasmon enhanced fluorescence measuring apparatus is controlled so as to be wide.
  • the control means controls the beam shape changing unit,
  • the irradiation area at the time of the resonance angle scanning step is a part of the area of the reaction layer,
  • the irradiation region at the time of the detection step is substantially matched with the region of the reaction layer,
  • the irradiation area at the time of the liquid feeding process in which the sample liquid and the reagent liquid are fed to the reaction layer is an area that spans the inside and outside of the area of the reaction layer.
  • the excitation light irradiation region on the metal thin film is controlled to be constant by changing the beam shape of the excitation light by the beam shape changing unit in accordance with the change of the incident angle. 6.
  • the surface plasmon enhanced fluorescence measurement apparatus according to any one of 1 to 5 above.
  • both the resonance angle scan and the detection of the target substance can be accurately performed.
  • FIG. 2A is a cross-sectional view around the microchip 14, and FIG. 2B is a top view of a part thereof.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing a beam shape changing unit 130a using a diaphragm mechanism. It is a schematic diagram which shows the beam shape change part 130b using a beam expander. It is a schematic diagram which shows the beam shape change part 130c using a zoom lens. It is a figure which shows the control flow performed by the control means.
  • FIG. 7A is a schematic diagram showing the positional relationship between the excitation light b13 and the reaction layer 104 in the resonance angle scanning process, and FIG.
  • FIG. 7B shows the cross-sectional shape of the excitation light b12 after the beam shape change in the process. It is a schematic diagram shown.
  • FIG. 8A is a schematic diagram showing a positional relationship between the excitation light b13 and the reaction layer 104 in the detection process for detecting the analyte
  • FIG. 8B is an excitation light b12 after the beam shape change in the same process. It is a schematic diagram which shows the cross-sectional shape.
  • FIG. 9A and FIG. 9B are modifications of FIG. 8A and FIG. 8B, respectively.
  • FIG. 10C shows a modification using a dielectric member 106 having a semicircular cross section.
  • 10 (a) and 10 (b) are diagrams corresponding to FIGS. 7 (a) and 7 (b), respectively. It is the schematic of the conventional surface plasmon enhanced fluorescence measuring apparatus.
  • FIG. 1 and 2 are schematic views of a surface plasmon enhanced fluorescence measuring apparatus according to an embodiment.
  • Surface plasmon-enhanced fluorescence measurement device accurately detects the fluorescence generated by the excited fluorescent material by irradiating a metal thin film with excitation light to generate a rough wave (surface plasmon), and it is extremely accurate even if the detection sensitivity is increased. It is possible to detect fluorescence.
  • the surface plasmon enhanced fluorescence measuring apparatus 10 of the present invention includes a metal thin film 102, a reaction layer 104 formed on one side surface of the metal thin film 102, and a dielectric member formed on the other side surface. 106, and a chip structure 108 having the same.
  • the chip structure 108 includes a light source 112 that is incident on the dielectric member 106 and irradiates the excitation light b1 toward the metal thin film 102 on the dielectric member 106 side.
  • the light receiving means 116 for receiving the metal thin film reflected light b2 reflected on the light is provided.
  • the excitation light b1 emitted from the light source 112 is preferably a laser beam, and a gas laser or a solid-state laser having a wavelength of 200 to 1000 nm and a semiconductor laser having a wavelength of 385 to 800 nm are preferable.
  • the beam shape of the excitation light b ⁇ b> 1 irradiated from the light source is changed by the beam shape changing unit 130.
  • excitation light b 11 and excitation light b 12 respectively, which pass through the inside of the dielectric member 106 and pass through the metal thin film.
  • the excitation light applied to 102 is referred to as excitation light b13.
  • excitation light b1 An irradiation range of the excitation light b13 on the metal thin film 102 is referred to as an irradiation region b131 (see FIG. 7 and the like).
  • the configuration of the beam shape changing unit 130 will be described later.
  • a light detection means 120 for receiving the fluorescence b3 generated in the reaction layer 104 is provided.
  • the light detecting means 120 it is preferable to use an ultrasensitive photomultiplier tube or a CCD image sensor capable of multipoint measurement.
  • the control unit 13 includes a CPU and a memory, and controls each device such as the light source 112, the beam shape changing unit 130, the light receiving unit 116, and the light detecting unit 120 by executing a program stored in the memory. .
  • a light collecting member 122 for efficiently collecting light, and transmission of light having a wavelength different from the fluorescence b3 in the light.
  • a filter 124 formed so as to selectively transmit the fluorescence b3.
  • any condensing system may be used as long as it aims at efficiently condensing the fluorescent signal on the light detecting means 120.
  • a simple condensing system a commercially available objective lens used in a microscope or the like may be used. The magnification of the objective lens is preferably 10 to 100 times.
  • the filter 124 an optical filter, a cut filter, or the like can be used.
  • the optical filter include a neutral density (ND) filter and a diaphragm lens.
  • the cut filter includes external light (illumination light outside the device), excitation light (excitation light transmission component), stray light (excitation light scattering component in various places), and plasmon scattering light (excitation light originated from plasmon A filter that removes various types of noise light such as scattered light generated by the influence of structures or deposits on the surface of the excitation sensor) and autofluorescence of the enzyme fluorescent substrate, such as an interference filter and a color filter.
  • a SAM film Self-Assembled Monolayer: conjugated with a primary antibody on the surface of the metal thin film 102 in contact with the reaction layer 104 is used. (Also referred to as “self-assembled monolayer”) or a polymer material film.
  • the primary antibody is bound to one surface of the SAM film or the polymer material film, and the other surface of the SAM film or the polymer material film is directly or indirectly fixed to the surface of the metal thin film 102.
  • SAM film examples include a film formed of a substituted aliphatic thiol such as HOOC— (CH 2 ) 11 —SH, and examples of the polymer material include polyethylene glycol and MPC polymer. This may be prepared at the time of use, or a substrate on which these are bonded in advance may be used. Alternatively, a polymer having a reactive group for the primary antibody (or a functional group that can be converted into a reactive group) may be directly immobilized on the substrate, and the primary antibody may be immobilized thereon. When an antibody or a polymer is bound using various reactive groups, an amidation condensation reaction through succinimidylation, an addition reaction through maleimidation, or the like is common.
  • a substituted aliphatic thiol such as HOOC— (CH 2 ) 11 —SH
  • the polymer material examples include polyethylene glycol and MPC polymer. This may be prepared at the time of use, or a substrate on which these are bonded in advance may be used. Alternatively,
  • a solution containing the analyte antigen as the target substance (hereinafter also referred to as a specimen liquid) and a reagent liquid containing the secondary antibody are fed to the reaction layer 104 thus configured.
  • the antigen can be captured by the immobilized primary antibody.
  • the captured antigen is labeled by the action of a reagent solution containing a secondary antibody labeled with a fluorescent substance.
  • the primary antibody may be allowed to act after the antigen and the secondary antibody have been reacted in advance.
  • the excitation light b1 is irradiated to the dielectric member 106 from the light source 112 to the reaction layer 104 where the analyte is captured, and the excitation light b1
  • a specific incident angle (resonance angle ⁇ 1) with respect to the thin film 102
  • a dense wave surface plasmon
  • the fluorescent material generated in the reaction layer 104 on the metal thin film 102 is efficiently excited, thereby increasing the amount of fluorescent b3 emitted from the fluorescent material and condensing this fluorescent b3.
  • the light detection means 120 By receiving light by the light detection means 120 through the member 122 and the filter 124, an extremely small amount and / or extremely low concentration of the analyte can be detected.
  • the material of the metal thin film 102 of the chip structure 108 is preferably made of at least one metal selected from the group consisting of gold, silver, aluminum, copper, and platinum, more preferably made of gold. It consists of a metal alloy.
  • Such a metal is suitable for the metal thin film 102 because the electric field enhancement due to close-packed waves (surface plasmons) increases.
  • examples of the method for forming the metal thin film 102 include sputtering, vapor deposition (resistance heating vapor deposition, electron beam vapor deposition, etc.), electrolytic plating, electroless plating, and the like.
  • the sputtering method and the vapor deposition method are preferable because the thin film formation conditions can be easily adjusted.
  • the thickness of the metal thin film 102 ranges from gold: 5 to 500 nm, silver: 5 to 500 nm, aluminum: 5 to 500 nm, copper: 5 to 500 nm, platinum: 5 to 500 nm, and alloys thereof: 5 to 500 nm. It is preferable to be within.
  • the thickness of the metal thin film 102 is within the above range, close-packed waves (surface plasmons) are easily generated, which is preferable. Moreover, as long as the metal thin film 102 has such a thickness, the size (length ⁇ width) is not particularly limited.
  • FIG. 2A is a cross-sectional view of the chip structure 108
  • FIG. 2B is a top view of a part thereof.
  • the reaction layer 104 is provided on the surface layer of the metal thin film 102 on the lower layer side in the channel 143 provided in the quartz substrate 142. It is provided in the path of the quartz substrate 142.
  • the quartz substrate 142 is supported by a fixture 141.
  • a reagent solution containing a secondary antibody labeled with a fluorescent substance and a sample solution containing an analyte are sent to the channel 143 by a pump (not shown).
  • Samples include blood, serum, plasma, urine, nasal fluid, saliva, stool, body cavity fluid (spinal fluid, ascites, pleural effusion, etc.).
  • the analyte contained in the sample is, for example, nucleic acid (DNA that may be single-stranded or double-stranded, RNA, polynucleotide, oligonucleotide, PNA (peptide nucleic acid), etc., or nucleoside, nucleotide And modified molecules thereof), proteins (polypeptides, oligopeptides, etc.), amino acids (including modified amino acids), carbohydrates (oligosaccharides, polysaccharides, sugar chains, etc.), lipids, or modified molecules and complexes thereof.
  • it may be a carcinoembryonic antigen such as AFP ( ⁇ -fetoprotein), a tumor marker, a signaling substance, a hormone, or the like, and is not particularly limited.
  • the fluorescent substance is not particularly limited as long as it is a substance that emits fluorescence b3 by being irradiated with predetermined excitation light b1 or excited by using the electric field effect.
  • the fluorescence b3 as used in this specification includes various light emission, such as phosphorescence.
  • a prism having an angle of 60 degrees made of a high refractive index material can be used.
  • various optically transparent inorganic substances, natural polymers, and synthetic polymers can be used. From the viewpoint of chemical stability, production stability, and optical transparency, silicon dioxide (SiO 2 ). , Titanium dioxide (TiO 2 ), polycarbonate (PC), cycloolefin polymer (COP), optical polyester (OKP: manufactured by Osaka Gas Chemical Co., Ltd.), and the like can be used.
  • such a surface plasmon enhanced fluorescence measurement apparatus 10 adjusts the optimum angle (resonance angle ⁇ 1) of surface plasmon resonance by the excitation light b1 irradiated from the light source 112 to the metal thin film 102, so that an angle variable unit (not shown). Z).
  • the angle variable unit (not shown) is controlled by the control unit 13, and in the “resonance angle scanning process”, the light receiving unit 116 and the light source are used to determine the total reflection attenuation (ATR) condition by the servo motor of the angle variable unit. Synchronize with 112 and rotate around the irradiation area, and the angle can be changed in the range of 45 to 85 °.
  • the resolution is preferably 0.01 ° or more.
  • Beam shape change part] 3 to 5 are schematic views showing an embodiment of the beam shape changing unit 130.
  • the beam shape changing units 130 a, 130 b, and 130 c (the collective name for these are the beam shape changing unit 130) are controlled by the control means 13.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing a beam shape changing unit 130a using a diaphragm mechanism.
  • the gear 131g meshes with a rack gear 107L formed on the throttle member drive rack 107.
  • the gear 131g is pivotally supported by a boss formed on a frame (not shown).
  • the gear 131g meshes with a gear portion 135g formed on the outer periphery of the aperture opening / closing ring 135.
  • a shaft support hole 132 is formed in the diaphragm blade 131 and is pivotally supported by a boss formed in the diaphragm blade support ring 136 so as to be rotatable.
  • a pin 133 is implanted in the diaphragm blade 131 and is inserted into a groove part 134 formed in the diaphragm opening / closing ring 135.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing a beam shape changing unit 130b using a beam expander.
  • the beam shape changing unit 130b that functions as a beam expander includes a first lens LS1 and a second lens LS2 in which a positive lens and a negative lens are cemented.
  • the beam shape changing unit 130b shown in the figure moves the beam diameter of the excitation light b11 emitted from the light source 112 by moving at least one of the first lens and the second lens in the optical axis direction by a lens moving unit (not shown). It is possible to vary.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing a beam shape changing unit 130c using a zoom lens.
  • the beam shape changing unit 130c functioning as a zoom lens includes a first lens LS3 and a second lens LS4 having a shorter focal length than the first lens LS3, and has a predetermined value according to the ratio of the focal lengths of the two lenses.
  • the beam diameter can be changed by the reduction ratio or the enlargement ratio.
  • One lens is composed of a plurality of lens groups, a mechanism for moving one lens in the lens group in the optical axis direction is provided, and the enlargement / reduction ratio can be changed by changing the focal length of the lens group. It is good also as a structure.
  • FIGS. 3 to 5 a combination of the configurations of FIGS. 3 to 5 may be used as the beam shape changing unit 130. 4 and 5, a spherical lens is used, but a vertical and horizontal enlargement / reduction ratio may be made different by applying a cylindrical lens.
  • the structure of the beam shape change part shown in FIGS. 3-5 is an example, and is not limited to these. Any structure that can change the cross-sectional area, beam diameter, and other beam shapes may be used.
  • FIG. 6 is a diagram showing a control flow executed by the control means 13.
  • step S11 of FIG. 6 the beam shape changing unit 130 changes the shape of the excitation light b1 so as to have a preset beam shape.
  • step S12 the resonance angle scanning process is executed with the beam shape changed in step S11.
  • the beam shape set in step S11 is a beam shape optimized for the resonance angle scanning process, and will be described below with reference to FIG.
  • FIG. 7A is a schematic diagram showing the positional relationship between the irradiation region b131 of the excitation light b13 on the metal thin film 102 and the reaction layer 104 in the resonance angle scanning step
  • FIG. 7B shows the beam shape in the same step.
  • It is a schematic diagram which shows the cross-sectional shape of excitation light b12 after a change.
  • the resonance angle scanning process performed in step S12 is performed by synchronizing the light receiving means 116 and the light source 112, and swinging the incident angle on the metal thin film 102 to generate an incident angle (light receiving means 116, The position of the light source 112) is obtained.
  • the resonance angle ⁇ 1 varies depending on the chemical state of the surface of the metal thin film 102.
  • the beam shape of the excitation light b12 is preliminarily adjusted by the beam shape changing unit 130 so that the irradiation region b131 of the excitation light b13 is within the region of the reaction layer 104 within the change range of the incident angle in the resonance angle scanning process. We are trying to optimize. This will be described below.
  • the dielectric member 106 has a 60-degree prism shape with one side of 25 mm.
  • the size of the reaction layer 104 is 1.0 mm (Y direction) ⁇ 3.0 mm (X direction).
  • the excitation light b1 is laser light having a wavelength of 633 nm, and the scan range of the incident angle of the excitation light b1 on the metal thin film 102 in the resonance angle scanning step is 79 ° ⁇ 3 °.
  • the incident angle means an incident angle when there is no refraction due to incidence on the dielectric member 106.
  • the incident angle of the excitation light b13 after bending of the optical path on the surface of the dielectric member 106 at an incident angle of 79 ⁇ 3 degrees is 70.48 to 74.32 degrees in calculation.
  • the irradiation areas b131 of the excitation light b13 at the upper and lower limits of the scan range of the incident angle of 82 degrees and 76 degrees and the intermediate 79 degrees are indicated by x1, x3, and x2, respectively.
  • the size and irradiation position of the irradiation region b131 of the excitation light b13 on the surface of the metal thin film 102 change with the change of the incident angle.
  • the excitation light b12 in order for the irradiation region b131 of the excitation light b13 to be within the region (1.0 mm ⁇ 3.0 mm) of the reaction layer 104 in the scan range of the incident angle, the excitation light b12 is a circle having a diameter of ⁇ 0.3 mm. Can be calculated in advance.
  • the control unit 13 controls the beam shape changing unit 130 to change the shape so as to obtain such a shape.
  • the size of the irradiation region b131 on the surface of the metal thin film 102 of the excitation light b13 is 1.61 mm (X direction diameter) at x1 (82 degrees) and x3 (76 degrees). 0.918 mm (diameter in the X direction).
  • the size and irradiation position of the irradiation region b131 of the excitation light b13 on the surface of the metal thin film change corresponding to the change in the incident angle of the excitation light.
  • the beam shape of the excitation light b12 is changed by the beam shape changing unit 130 in accordance with the change of the incident angle so as to cancel out the change in the size of the above, so that It is possible to control so that the size of the irradiation region b131 of the excitation light b13 is constant.
  • the excitation light is adjusted in accordance with the change of the incident angle so that the diameter in the x direction is constant 0.90 mm.
  • the beam shape of b12 is changed.
  • the reagent solution containing the specimen solution and the fluorescently labeled secondary antibody is fed to the reaction layer 104. Since the primary antibody is immobilized on the metal thin film 102 in contact with the reaction layer 104 as described above, it is included in the sample liquid that reacts specifically with the primary antibody by feeding the sample liquid and the reagent liquid. The antigen is captured, and the secondary antibody that specifically reacts with the antigen is captured.
  • step S21 of FIG. 6 the beam shape changing unit 130 changes the shape of the excitation light b1 so as to have a preset beam shape.
  • step S22 liquid feeding management is performed during the liquid feeding process using the beam shape changed in step S21.
  • the liquid feeding management is to detect (observe) a liquid feeding state as to whether the sample liquid and the reagent liquid are normally fed. In the liquid feeding management, for example, it is detected whether the liquid is fed normally or whether bubbles are generated in the flow path.
  • a beam shape is set so that the irradiation region in the liquid feeding management covers at least the entire reaction layer 104 or extends inside and outside the reaction layer 104. Therefore, the beam shape is set so that the irradiation area in the liquid feeding management (step S22) is wider than the irradiation area (on the surface of the metal thin film 102) in the detection step (step S32) described later (step S32). S21). By doing so, it is possible to manage the liquid feeding state not only in the reaction layer 104 but also in the surrounding flow path 143.
  • the excitation light b1 need not be incident at the resonance angle ⁇ 1.
  • the dye fading due to applying strong energy to the fluorescent substance other than at the time of detection causes a decrease in sensitivity and quantification accuracy, it is reflected rather than detecting (observing) with an electric field enhanced by surface plasmon. It is preferable to detect with light or scattered light. Also, the intensity or wavelength of the excitation light b1 may be changed.
  • step S31 of FIG. 6 the beam shape changing unit 130 changes the shape of the excitation light b1 so as to have a preset beam shape.
  • step S32 a detection process is executed with the beam shape changed in step S31.
  • the beam shape set in step S31 is a beam shape optimized for the detection step, and will be described below with reference to FIG.
  • FIG. 8A is a schematic diagram showing the positional relationship between the irradiation region b131 of the excitation light b13 on the metal thin film 102 and the reaction layer 104 in the detection step of detecting the analyte
  • FIG. 8B is the same step. It is a schematic diagram which shows the cross-sectional shape of the excitation light b12 after the beam shape change in.
  • the excitation light b13 is irradiated over as wide an area of the reaction layer 104 as possible. It is preferable.
  • the beam shape changing unit 130 is controlled by the control means 13 so that the irradiation area in the detection process becomes wider than the irradiation area in the resonance angle scanning process.
  • a part of the reaction layer 104 is irradiated in the resonance angle scanning step, and the excitation light b13 is detected during the detection step at the incident angle (resonance angle) to the metal thin film 102 determined in the resonance angle scanning step.
  • the shape of the excitation light b ⁇ b> 12 is determined so that the irradiation region b ⁇ b> 131 due to is substantially the entire region of the reaction layer 104 or substantially the same region.
  • the beam shape changing unit 130 makes the cross-sectional shape of the excitation light b12 a circle having a diameter of ⁇ 1.0 mm.
  • the irradiation region b131 of the excitation light b13 irradiates most of the reaction layer 104 as shown in FIG.
  • the position of the irradiation region varies depending on the value of the incident angle (resonance angle) determined in the resonance angle scanning step, but a beam that irradiates most of the reaction layer 104 even at the upper and lower limits of the scan range of the incident angle. It has a shape.
  • the tip structure 108 can be moved in the Z-axis direction by the position adjusting mechanism 14 shown in FIG.
  • the resonance angle can be adjusted by adjusting the Z-axis direction in accordance with the resonance angle ⁇ 1 by the position adjusting mechanism 14. It is desirable that the center of the irradiation region of the excitation light incident at ⁇ 1 coincides with the center of the reaction layer 104.
  • control means 13 controls the beam shape changing unit 130 to appropriately change the beam shape of the excitation light, so that both the resonance angle scan and the detection of the target substance can be accurately performed. It becomes possible.
  • FIG. 9 is a modification of FIG.
  • the beam shape changing unit 130 is an aperture mechanism as shown in FIG. 3, and can shape the beam shape into a rectangle.
  • the beam shape changing unit 130 changes the sectional shape of the excitation light b12 to a 1.0 mm square.
  • the reaction layer 104 reaction region
  • the beam shape approximates that shape, thereby exciting light during the detection process.
  • the irradiation region b131 of b13 can easily cover the entire reaction layer 104, and can capture signals from a wider range of fluorescent materials than in FIG.
  • FIG. 10 shows an embodiment using a dielectric member 106 having a semicircular cross section as a modification.
  • the irradiation position on the metal thin film 102 of the excitation light b13 can be fixed regardless of the incident angle, as will be described below.
  • the beam shape is set in consideration of both the change in the irradiation position of the excitation light b13 and the change in the size of the irradiation region due to the change in the incident angle. In the illustrated embodiment, only the change in size in the irradiated area need be considered.
  • the beam shape changed by the beam shape changing unit 130 is about ⁇ 0.8 mm in which the length in the X direction is expanded as compared with FIG. 7B (incident on the dielectric member 106). Position) circle.
  • the excitation light b12 needs to be divergent light so that incident light (excitation light b13) inside the dielectric member 106 becomes parallel light.
  • the tip is positioned at the position calculated from the incident angle and the size / refractive index of the dielectric by the position adjusting mechanism 14 in the resonance angle scanning process. If the structure 108 is interlocked, the irradiation region moving according to the incident angle can be maintained at the center of the reaction field (reaction layer 104), and the beam shape can be controlled considering only the area change of the excitation light irradiation region due to the incident angle. Is possible.
  • the metal is applied.
  • the position and size of the center of the irradiation region b131 of the excitation light b13 on the thin film 102 can be controlled to be constant.

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Abstract

　励起光のビーム形状を変更するビーム形状変更部１３０及びこれを制御する制御手段１３を備えることにより、共鳴角スキャンと、標的物質の検出を共に精度よく行うことが可能となる。

Description

表面プラズモン増強蛍光測定装置
　本発明は、表面プラズモン励起増強蛍光分光法（ＳＰＦＳ；Surface Plasmon-field enhanced Fluorescence Spectroscopy）の原理に基づいた表面プラズモン増強蛍光測定装置に関する。
　従来より、表面プラズモン励起増強蛍光分光法（ＳＰＦＳ）の原理に基づき、例えば生体内の極微少なアナライトの検出が行われている。表面プラズモン励起増強蛍光分光法（ＳＰＦＳ）は、光源より照射したレーザ光（励起光）が金属薄膜表面で全反射減衰（ＡＴＲ；attenuated total reflectance）する条件において、金属薄膜表面に粗密波（表面プラズモン）を発生させることによって、光源より照射したレーザ光（励起光）が有するフォトンを金属薄膜近傍に局在化させることができ、これにより金属薄膜近傍の蛍光物質を効率良く励起させることによって、極微量および／または極低濃度のアナライトを検出する方法である。
　近年、このような表面プラズモン励起増強蛍光分光法（ＳＰＦＳ）の原理に基づいた表面プラズモン増強蛍光測定装置の開発が進められており、例えば特許文献１や特許文献２などにその技術開示がなされている。
　このような表面プラズモン増強蛍光測定装置１０は、図１１に示したように基本的な構造において、誘電体部材１０６の表面に金属薄膜１０２、更にその表面に反応層１０４が設けられたチップ構造体１０８を備えている。
　そして、チップ構造体１０８の誘電体部材１０６側には、誘電体部材１０６内に入射され、金属薄膜１０２に向かって励起光ｂ１を照射する光源１１２を備え、さらに光源１１２から照射され金属薄膜１０２で反射した金属薄膜反射光ｂ２を受光する受光手段１１６が備えられている。
　一方、チップ構造体１０８の反応層１０４側には、反応層１０４で捕捉されたアナライトを標識した蛍光物質が発する蛍光ｂ３を受光する光検出手段１２０が設けられている。
　なお、反応層１０４と光検出手段１２０との間には、蛍光ｂ３を効率よく集光するための集光部材１２２と、蛍光ｂ３以外に含まれる光を除去し、必要な蛍光のみを選択するフィルタ１２４が設けられている。
　そして、表面プラズモン増強蛍光測定装置１０の使用においては、あらかじめ金属薄膜１０２の表面上には検出対象のＤＮＡ等のアナライトに含まれる抗原に特異的に結合する１次抗体があらかじめ固定されている。金属薄膜１０２に接する反応層１０４に、アナライト及び当該アナライトに特異的に結合する２次抗体を順に送液して、２次抗体を反応層１０４で捕捉させる。アナライトとともに捕捉される２次抗体は蛍光物質で標識されている。
　捕捉された反応層１０４に光源１１２より誘電体部材１０６内に励起光ｂ１を照射し、この励起光ｂ１が特定の角度（共鳴角）θ１で金属薄膜１０２に入射することで、金属薄膜１０２上に粗密波（表面プラズモン）を生ずるようになっている。なお、金属薄膜１０２上に粗密波（表面プラズモン）が生ずる際には、励起光ｂ１と金属薄膜１０２中の電子振動とがカップリングし、金属薄膜反射光ｂ２の光量減少という現象が生ずる。
　受光手段１１６及び光源１１２とは対となって金属薄膜１０２の照射領域を中心として回動し、金属薄膜１０２への入射角度を変更することができる。入射角度を変化させ、その際の受光手段１１６で受光される金属薄膜反射光ｂ２のシグナルが変化（光量が減少）する地点を見つければ、粗密波（表面プラズモン）が生ずる共鳴角θ１を得ることができる。
　入射角度を変化するに対応して、その際の受光手段１１６で受光される金属薄膜反射光ｂ２のシグナルが変化（光量が減少）する、当該光量の減少に対応するように金属薄膜近傍で局所的に粗密波（表面プラズモン）が生ずることとなる。この際の光量が最少となる入射角度あるいは、当該入射角度付近の角度を共鳴角θ１として得ることができる。
　そして、この粗密波（表面プラズモン）を生ずる現象により、金属薄膜１０２上の反応層１０４の蛍光物質が効率良く励起され、これにより蛍光物質が発する蛍光ｂ３の光量が増大することとなる。
　この増大した蛍光ｂ３を、集光部材１２２およびフィルタ１２４を介して光検出手段１２０で受光することで、極微量および／または極低濃度のアナライトを検出することができるようになっている。
　このように、表面プラズモン増強蛍光測定装置１０は、特に生体分子間などの微細な分子活動を観察可能とする高感度計測センサである。
特許第３２９４６０５号公報 特開２００８－１０２１１７号公報
　金属薄膜１０２への励起光の入射角を振って共鳴角θ１を求める共鳴角スキャン工程においては励起光の照射範囲は反応層１０４の反応領域の内側であることが望まれる。一方で、励起光の照射によりアナライトの検出を行う検出工程の際には、標識からの信号を感度よく捉えるためには、反応領域の全域を照射することが望まれ、これらを両立することは難しかった。
　本願発明は上記問題に鑑み、共鳴角スキャンと、標識物質の検出を共に精度よく行うことを目的とする。
　上記の目的は、下記に記載する発明により達成される。
　１．金属薄膜の一方側に励起光を照射し、前記金属薄膜上の電場を増強させることにより、前記金属薄膜の他方側に形成された反応層の蛍光物質を励起させ、これにより増強された蛍光を光検出手段にて検出するようにした表面プラズモン増強蛍光測定装置であって、
　前記励起光のビーム形状を変更するビーム形状変更部と、
　前記ビーム形状変更部を制御する制御手段と、を有することを特徴とする表面プラズモン増強蛍光測定装置。
　２．前記制御手段は前記ビーム形状変更部を制御して前記励起光のビーム形状を変更することにより前記励起光の前記金属薄膜に対する照射領域の拡大縮小を行い、
　共鳴角を検出する共鳴角スキャン工程時の照射領域よりも、蛍光物質を検出する検出工程時の照射領域が広いことを特徴とする前記１に記載の表面プラズモン増強蛍光測定装置。
　３．前記共鳴角スキャン工程時の照射領域は前記反応層の領域内の一部の領域であり、前記検出工程時の照射領域は前記反応層を覆う領域であることを特徴とする前記２に記載の表面プラズモン増強蛍光測定装置。
　４．前記反応層に検体液及び蛍光物資が含まれる試薬液を送液される流路を有し、
　前記制御手段は、前記反応層に検体液及び試薬液が送液される送液工程において送液状態の検出を行うために照射する前記励起光の照射領域が、前記検出工程時の照射領域よりも広くなるように制御することを特徴とする前記２又は３に記載の表面プラズモン増強蛍光測定装置。
　５．前記反応層に検体液及び蛍光物資が含まれる試薬液を送液される流路を有し、
　前記制御手段は前記ビーム形状変更部を制御することにより、
　前記共鳴角スキャン工程時の照射領域を前記反応層の領域の一部とし、
　前記検出工程時の照射領域を前記反応層の領域と略一致させ、
　前記反応層に検体液及び試薬液が送液される送液工程時の照射領域を前記反応層の領域の内部及び外部にまたがる領域にする、
　ことを特徴とする前記２に記載の表面プラズモン増強蛍光測定装置。
　６．前記金属薄膜上における前記励起光の照射領域の、前記励起光の前記金属薄膜への入射角度の変更に対応する変化を相殺するように、
　前記入射角度の変更に合わせて前記ビーム形状変更部により前記励起光のビーム形状を変更させることにより、前記金属薄膜上の前記励起光の照射領域を一定とするように制御することを特徴とする前記１から５の何れか一項に記載の表面プラズモン増強蛍光測定装置。
　本願発明によれば、励起光のビーム形状を変更するビーム形状変更部及びこれを制御する制御手段とを備えることにより、共鳴角スキャンと、標的物質の検出を共に精度よく行うことが可能となる。
実施形態に係る表面プラズモン増強蛍光測定装置の概略図である。 図２（ａ）は、マイクロチップ１４周辺の断面図であり、図２（ｂ）はその一部の上面図である。 図３は、絞り機構を用いたビーム形状変更部１３０ａを示した模式図である。 ビームエキスパンダーを用いたビーム形状変更部１３０ｂを示す模式図である。 ズームレンズを用いたビーム形状変更部１３０ｃを示す模式図である。 制御手段１３により実行される制御フローを示す図である。 図７（ａ）は共鳴角スキャン工程における励起光ｂ１３と反応層１０４との位置関係を示す模式図であり、図７（ｂ）は同工程におけるビーム形状変更後の励起光ｂ１２の断面形状を示す模式図である。 図８（ａ）はアナライトの検出を行う検出工程における励起光ｂ１３と反応層１０４との位置関係を示す模式図であり、図８（ｂ）は同工程におけるビーム形状変更後の励起光ｂ１２の断面形状を示す模式図である。 図９（ａ）、図９（ｂ）はそれぞれ図８（ａ）、図８（ｂ）の変形例である。 図１０（ｃ）は断面半円形の誘電体部材１０６を用いた変形例である。図１０（ａ）、図１０（ｂ）はそれぞれ、図７（ａ）、図７（ｂ）に対応した図である。 従来の表面プラズモン増強蛍光測定装置の概略図である。
　以下、本発明を実施の形態に基づいて説明するが、本発明は該実施の形態に限られない。
　図１、図２は、実施形態に係る表面プラズモン増強蛍光測定装置の概略図である。
　表面プラズモン増強蛍光測定装置は、励起光を金属薄膜に照射して粗密波（表面プラズモン）を生じさせて励起された蛍光物質が生ずる蛍光を正確に検出し、検出感度を上げても超高精度に蛍光検出を行うことを可能とするものである。
　［表面プラズモン増強蛍光測定装置１０、及び検体検出方法］
　本発明の表面プラズモン増強蛍光測定装置１０は、図１に示したように、まず金属薄膜１０２と、金属薄膜１０２の一方側面に形成された反応層１０４と、他方側面に形成された誘電体部材１０６と、を有するチップ構造体１０８を備えている。
　そして、チップ構造体１０８の誘電体部材１０６側には、誘電体部材１０６内に入射され、金属薄膜１０２に向かって励起光ｂ１を照射する光源１１２を備え、さらに光源１１２から照射され金属薄膜１０２に反射した金属薄膜反射光ｂ２を受光する受光手段１１６を備えている。
　ここで光源１１２から照射される励起光ｂ１としてはレーザ光が好ましく、波長２００～１０００ｎｍのガスレーザまたは固体レーザ、波長３８５～８００ｎｍの半導体レーザが好適である。また、光源から照射された励起光ｂ１は、そのビーム形状をビーム形状変更部１３０により形状変更される。なお、以下においてはビーム形状変更部１３０により形状変更される前と後の励起光を区別する場合にはそれぞれ励起光ｂ１１、励起光ｂ１２と称し、誘電体部材１０６の内部を透過して金属薄膜１０２に照射する励起光を励起光ｂ１３と称す。更にこれらを総称する場合には励起光ｂ１という。また励起光ｂ１３の金属薄膜１０２上の照射範囲を照射領域ｂ１３１（図７等参照）と称す。ビーム形状変更部１３０の構成については後述する。
　一方、チップ構造体１０８の反応層１０４側には、反応層１０４で生じた蛍光ｂ３を受光する光検出手段１２０が設けられている。
　光検出手段１２０としては、超高感度の光電子増倍管、または多点計測が可能なＣＣＤイメージセンサを用いることが好ましい。
　制御手段１３は、ＣＰＵやメモリを備えており、メモリに記憶されているプログラムを実行することにより、光源１１２、ビーム形状変更部１３０、受光手段１１６、光検出手段１２０等の各装置を制御する。
　なお、チップ構造体１０８の反応層１０４と光検出手段１２０との間には、光を効率よく集光するための集光部材１２２と、光の内で蛍光ｂ３とは異なる波長の光の透過を低減して蛍光ｂ３を選択的に透過するように形成されたフィルタ１２４が設けられている。
　集光部材１２２としては、光検出手段１２０に蛍光シグナルを効率よく集光することを目的とするものであれば、任意の集光系で良い。簡易な集光系としては、顕微鏡などで使用されている市販の対物レンズを転用してもよい。対物レンズの倍率としては、１０～１００倍が好ましい。
　一方、フィルタ１２４としては、光学フィルタ、カットフィルタなどを用いることができる。光学フィルタとしては、減光（ＮＤ）フィルタ、ダイアフラムレンズなどが挙げられる。さらにカットフィルタとしては、外光（装置外の照明光）、励起光（励起光の透過成分）、迷光（各所での励起光の散乱成分）、プラズモンの散乱光（励起光を起源とし、プラズモン励起センサ表面上の構造体または付着物などの影響で発生する散乱光）、酵素蛍光基質の自家蛍光などの各種ノイズ光を除去するフィルタであって、例えば干渉フィルタ、色フィルタなどが挙げられる。
　そして、このような表面プラズモン増強蛍光測定装置１０を用いたアナライト検出方法では、反応層１０４に接する側の金属薄膜１０２表面上には１次抗体を結合させたＳＡＭ膜（Self-Assembled Monolayer：「自己組織化単分子膜」ともいう）あるいは高分子材料膜が設けられている。１次抗体はＳＡＭ膜あるいは高分子材料膜の一方の面に結合されており、ＳＡＭ膜あるいは高分子材料膜の他方の面は、直接若しくは間接に金属薄膜１０２表面に固定されている。ＳＡＭ膜としては例えばＨＯＯＣ－（ＣＨ２）１１－ＳＨなどの置換脂肪族チオールで形成された膜、高分子材料としては例えばポリエチレングリコール（polyethylene glycol）やＭＰＣポリマー等が挙げられる。これは使用時に調製しても、予めこれらを結合させた基板を用いてもよい。また、１次抗体に対する反応性基（または反応性基に変換可能な官能基）を備えたポリマーを直接基板上に固定化し、その上に１次抗体を固定化してもよい。各種反応性基を利用して抗体やポリマーを結合させる際には、スクシンイミジル化を経たアミド化縮合反応や、マレイミド化を経た付加反応等が一般的である。
　「送液工程」では、このようにして構成した反応層１０４に標的物質としてのアナライトの抗原を含む溶液（以下、検体液ともいう）と、二次抗体を含む試薬液の送液を行う。固定化した一次抗体によって抗原を捕捉することが可能である。これに対しさらに蛍光物質で標識した二次抗体を含む試薬液を作用させることで捕捉された抗原を標識している。なお予め抗原と二次抗体とを反応させておいてから一次抗体を作用させてもよい。
　蛍光物質で標識されたアナライトの検出を行う「検出工程」においては、アナライトが捕捉された反応層１０４に光源１１２より誘電体部材１０６に励起光ｂ１を照射し、この励起光ｂ１が金属薄膜１０２に対して特定の入射角度（共鳴角θ１）で金属薄膜１０２に入射することで、金属薄膜１０２上に粗密波（表面プラズモン）を生ずるようになる。
　なお、金属薄膜１０２上に粗密波（表面プラズモン）が生ずる際には、励起光ｂ１と金属薄膜１０２中の電子振動とがカップリングし、金属薄膜反射光ｂ２のシグナルが変化（光量が減少）することとなるため、受光手段１１６で受光される金属薄膜反射光ｂ２のシグナルが変化（光量が減少）して最少となる地点を見つければ良い。
　そして、この粗密波（表面プラズモン）により、金属薄膜１０２上の反応層１０４で生じた蛍光物質が効率良く励起され、これにより蛍光物質が発する蛍光ｂ３の光量が増大し、この蛍光ｂ３を集光部材１２２およびフィルタ１２４を介して光検出手段１２０で受光することで、極微量および／または極低濃度のアナライトを検出することができる。
　なお、チップ構造体１０８の金属薄膜１０２の材質としては、好ましくは金、銀、アルミニウム、銅、および白金からなる群から選ばれる少なくとも１種の金属からなり、より好ましくは金からなり、さらにこれら金属の合金から成ることである。
　このような金属は、粗密波（表面プラズモン）による電場増強が大きくなることから金属薄膜１０２に好適である。
　また、金属薄膜１０２の形成方法としては、例えばスパッタリング法、蒸着法（抵抗加熱蒸着法、電子線蒸着法など）、電解メッキ、無電解メッキ法などが挙げられる。中でもスパッタリング法、蒸着法は、薄膜形成条件の調整が容易であるため好ましい。
　さらに金属薄膜１０２の厚さとしては、金：５～５００ｎｍ、銀：５～５００ｎｍ、アルミニウム：５～５００ｎｍ、銅：５～５００ｎｍ、白金：５～５００ｎｍ、およびそれらの合金：５～５００ｎｍの範囲内であることが好ましい。
　電場増強効果の観点からは、金：２０～７０ｎｍ、銀：２０～７０ｎｍ、アルミニウム：１０～５０ｎｍ、銅：２０～７０ｎｍ、白金：２０～７０ｎｍ、およびそれらの合金：１０～７０ｎｍの範囲内であることがより好ましい。
　金属薄膜１０２の厚さが上記範囲内であれば、粗密波（表面プラズモン）が発生し易く好適である。また、このような厚さを有する金属薄膜１０２であれば、大きさ（縦×横）は特に限定されないものである。
　図２（ａ）は、チップ構造体１０８の断面図であり、図２（ｂ）はその一部の上面図である。反応層１０４はこれらの図に示すように石英基板１４２に設けられた流路１４３の経路中の下層側であって金属薄膜１０２の表層に設けられている。石英基板１４２の経路中に設けられている。石英基板１４２は固定具１４１により支持されている。流路１４３には蛍光物質が標識された二次抗体等が含まれる試薬液や、アナライトが含まれる検体液が不図示のポンプにより送液される。
　検体としては、血液、血清、血漿、尿、鼻孔液、唾液、便、体腔液（髄液、腹水、胸水等）などが挙げられる。検体中に含有されるアナライトは、例えば、核酸（一本鎖であっても二本鎖であってもよいＤＮＡ、ＲＮＡ、ポリヌクレオチド、オリゴヌクレオチド、ＰＮＡ（ペプチド核酸）等、またはヌクレオシド、ヌクレオチドおよびそれらの修飾分子）、タンパク質（ポリペプチド、オリゴペプチド等）、アミノ酸（修飾アミノ酸も含む。）、糖質（オリゴ糖、多糖類、糖鎖等）、脂質、またはこれらの修飾分子、複合体などが挙げられ、具体的には、ＡＦＰ（αフェトプロテイン）等のがん胎児性抗原や腫瘍マーカー、シグナル伝達物質、ホルモンなどであってもよく、特に限定されない。
　さらに蛍光物質としては、所定の励起光ｂ１を照射するか、または電界効果を利用することで励起し、蛍光ｂ３を発する物質であれば特に限定されないものである。なお本明細書でいう蛍光ｂ３とは、燐光など各種の発光も含まれるものである。
　また、誘電体部材１０６としては、高屈折率材料の角度６０度等のプリズムを用いることができる。高屈折率の材料としては光学的に透明な各種の無機物、天然ポリマー、合成ポリマーを用いることができ、化学的安定性、製造安定性および光学的透明性の観点から、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、ポリカーボネート（ＰＣ）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、光学用ポリエステル（ＯＫＰ：大阪ガスケミカル（株）製）等を用いることができる。
　さらに、このような表面プラズモン増強蛍光測定装置１０は、光源１１２から金属薄膜１０２に照射される励起光ｂ１による表面プラズモン共鳴の最適角（共鳴角θ１）を調整するため、角度可変部（図示せず）を有している。
　ここで、角度可変部（図示せず）は制御手段１３により制御され、「共鳴角スキャン工程」においては角度可変部のサーボモータで全反射減衰（ＡＴＲ）条件を求めるために受光手段１１６と光源１１２とを同期して、照射領域を中心として回動し、４５～８５°の範囲で角度変更を可能としている。また分解能は０．０１°以上であることが好ましい。
　［ビーム形状変更部］
　図３から図５は、ビーム形状変更部１３０の実施例を示す模式図である。本願においてビーム形状の変更とは、ビーム形状の整形、変更のみならず、ビーム径の拡大、縮小を含む概念である。ビーム形状変更部１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ（これらを総称したものがビーム形状変更部１３０である）は制御手段１３により制御される。
　図３は、絞り機構を用いたビーム形状変更部１３０ａを示した模式図である。同図において、歯車１３１ｇは絞り部材駆動ラック１０７に形成されたラック歯車１０７Ｌと歯合している。歯車１３１ｇは、不図示の枠体に形成されたボスに軸支されている。歯車１３１ｇは、絞り開閉リング１３５の外周に形成された歯車部１３５ｇと歯合している。絞り羽１３１には軸支穴１３２が形成され、絞り羽根支持リング１３６に形成されたボスで軸支され回動可能に支持されている。また、絞り羽根１３１にはピン１３３が植設され、絞り開閉リング１３５に形成された溝部１３４に挿入されている。このような構成にして、絞り部材駆動ラック１０７の図示矢印方向の移動により、歯車１３１ｇを介して絞り開閉リング１３５が回転し、複数の絞り羽根１３１が軸支穴１３２を中心に回動し絞り動作をおこなう、虹彩絞りとしている。ビーム形状変更部１３０ａにより、光源１１２から照射された励起光ｂ１１の形状を絞ることが可能である。なお、同図に示す例では、光軸を中心として円形に絞る構成としているが、４枚あるいは２枚の絞り羽１３１により光軸を中心として矩形に絞る構成としてもよい。
　図４は、ビームエキスパンダーを用いたビーム形状変更部１３０ｂを示す模式図である。図４において、ビームエキスパンダーとして機能するビーム形状変更部１３０ｂは、第１レンズＬＳ１と、正レンズと負レンズとを接合した第２レンズＬＳ２とから構成されている。同図に示すビーム形状変更部１３０ｂは不図示のレンズ移動手段により第１レンズ及び第２レンズの少なくとも一方を光軸方向に移動することによって、光源１１２から照射された励起光ｂ１１のビーム径を可変することが可能である。
　図５は、ズームレンズを用いたビーム形状変更部１３０ｃを示す模式図である。図５において、ズームレンズとして機能するビーム形状変更部１３０ｃは、第１レンズＬＳ３と第１レンズＬＳ３よりも焦点距離の短い第２レンズＬＳ４とからなり、２つのレンズの焦点距離の比により所定の縮小率あるいは拡大率でビーム径の変更を行うことができる。なお、一方のレンズを複数のレンズ群より構成し、レンズ群中の一つのレンズを光軸方向に可動させる機構を設けて、レンズ群の焦点距離を変更することにより拡大縮小率を変更可能な構成としてもよい。
　なお図３から図５の構成を組み合わせたものをビーム形状変更部１３０としてもよい。また図４、図５においては球面レンズを用いているが、シリドンドリンカルレンズを適用することにより、縦横の拡大縮小比率を異ならせるようにしてもよい。また、図３から図５に示したビーム形状変更部の構成は一例であり、これらに限定されない。断面積、ビーム径その他のビーム形状を変更できる構成であればよい。
　［ビーム形状の制御フロー］
　図６から図８に基づいてビーム形状変更の制御について説明する。図６は制御手段１３により実行される制御フローを示す図である。
　［共鳴角スキャン工程におけるビーム形状］
　図６のステップＳ１１では、ビーム形状変更部１３０により、予め設定されているビーム形状となるよう励起光ｂ１に対して形状変更を行う。ステップＳ１２ではステップＳ１１で変更したビーム形状により、共鳴角スキャン工程を実行する。ここで、ステップＳ１１で設定されたビーム形状は共鳴角スキャン工程に最適化したビーム形状であり、以下、図７に基づいて説明する。
　図７（ａ）は共鳴角スキャン工程における励起光ｂ１３の金属薄膜１０２上での照射領域ｂ１３１と反応層１０４との位置関係を示す模式図であり、図７（ｂ）は同工程におけるビーム形状変更後の励起光ｂ１２の断面形状を示す模式図である。ステップＳ１２で実施する共鳴角スキャン工程は前述のとおり、受光手段１１６と光源１１２とを同期させて、金属薄膜１０２への入射角度を振って、全反射減衰の発生する入射角度（受光手段１１６、光源１１２の位置）を求めるものである。
　共鳴角θ１は金属薄膜１０２の表面の化学的な状態により変化するものである。共鳴角スキャン工程において精度良く共鳴角θ１を求めるためには、金属薄膜１０２の表面に一次抗体が固定化されている反応層１０４の領域内に対して励起光ｂ１３を照射する必要がある。励起光ｂ１３の金属薄膜１０２上の照射領域ｂ１３１の一部あるいは全部が反応層１０４の外側を照射した場合には、正確に共鳴角θ１を求めることができないからである。本実施形態においては、共鳴角スキャン工程の入射角度の変更範囲で励起光ｂ１３の照射領域ｂ１３１が反応層１０４の領域内部に収まるように、予めビーム形状変更部１３０により励起光ｂ１２のビーム形状の適正化を図っている。以下説明する。
　本実施形態においては、（１）誘電体部材１０６の屈折率はｎ＝１．５１５であり、その表面上に金属薄膜１０２が形成されている。また誘電体部材１０６は、１辺が２５ｍｍの６０度プリズム形状である。反応層１０４のサイズは１．０ｍｍ（Ｙ方向）×３．０ｍｍ（Ｘ方向）である。（２）励起光ｂ１は波長６３３ｎｍのレーザ光であり、共鳴角スキャン工程における励起光ｂ１の金属薄膜１０２への入射角度のスキャン範囲は７９度±３度である。ここでいう入射角度は、誘電体部材１０６への入射による屈折がなかった場合の入射角度を意味する。以下単に入射角度という場合には当該入射角度を示す。なお入射角度７９±３度での誘電体部材１０６表面での光路の屈曲した後の励起光ｂ１３の金属薄膜１０２への入射角度は、計算上で７０．４８～７４．３２度となる。
　図７（ａ）においては、入射角度のスキャン範囲上下限の８２度、７６度とその中間の７９度における励起光ｂ１３の照射領域ｂ１３１をそれぞれｘ１、ｘ３、ｘ２で示している。図７（ａ）に示すように入射角度の変更に伴い、金属薄膜１０２表面での励起光ｂ１３の照射領域ｂ１３１の大きさや照射位置が変化することになる。
　本実施形態においては、入射角度のスキャン範囲において励起光ｂ１３の照射領域ｂ１３１が反応層１０４の領域内部（１．０ｍｍ×３．０ｍｍ）に収まるためには、励起光ｂ１２はφ０．３ｍｍの円形が適正であるというのが予め算出できる。ステップＳ１１ではこのような形状となるように、制御手段１３ではビーム形状変更部１３０により形状変更を行うように制御している。ちなみにφ０．３ｍｍの励起光ｂ１２に対して、励起光ｂ１３の金属薄膜１０２表面での照射領域ｂ１３１の大きさはｘ１（８２度）で１．１６１ｍｍ（Ｘ方向直径）、ｘ３（７６度）で０．９１８ｍｍ（Ｘ方向直径）となる。
　［他の実施形態］
　また、前述のように励起光の入射角度の変更に対応して、金属薄膜表面での励起光ｂ１３の照射領域ｂ１３１の大きさ及び照射位置が変化する。他の実施形態においては、このうちの大きさの変化を相殺するように当該入射角度の変更に合わせてビーム形状変更部１３０により励起光ｂ１２のビーム形状を変更させることにより、金属薄膜１０２上の励起光ｂ１３の照射領域ｂ１３１の大きさを一定とするように制御することが可能である。例えば、ｘ１（８２度）からｘ３（７６度）の範囲で照射角度を変更させた場合であってもｘ方向直径は一定の０．９０ｍｍとなるように、入射角度の変更に合わせて励起光ｂ１２のビーム形状を変更する。
　このようにすることにより、常に同じ面積を照射することにより、照射面積の大小による蛍光ｂ３の光量への影響を避けることができる。
　［送液工程におけるビーム形状］
　送液工程においては、前述のように反応層１０４に検体液と蛍光標識されている二次抗体を含む試薬液の送液を行う。前述のとおり反応層１０４に接している金属薄膜１０２には、一次抗体が固定化されているので、検体液と試薬液を送液することにより一次抗体に特異的に反応する検体液に含まれる抗原が捕捉され、されに当該抗原に特異的に反応する二次抗体が捕捉されることになる。
　図６のステップＳ２１では、ビーム形状変更部１３０により、予め設定されているビーム形状となるよう励起光ｂ１に対して形状変更を行う。ステップＳ２２ではステップＳ２１で変更したビーム形状により、送液工程時における送液管理を行う。送液管理とは、検体液と試薬液が正常に送液されているかの送液状態を検出（観察）するものである。送液管理では、例えば液体が正常に送液されているかあるいは、気泡が流路中に発生していないかを検出する。
　送液管理においては、反応層１０４のみならず、その周辺の流路１４３も観察する必要がある。送液管理における照射領域は少なくとも反応層１０４の全域を覆うあるいは反応層１０４の内部及び外部にまたがるようなビーム形状の設定がなされている。そのため後述の検出工程（ステップＳ３２）の（金属薄膜１０２表面における）照射領域よりも、当該送液管理（ステップＳ２２）における照射領域の方が広くなるようにビーム形状の設定がなされている（ステップＳ２１）。このようにすることにより、反応層１０４のみならずその周辺の流路１４３での液体の送液状態を管理することができる。
　なお、送液管理時においては、必ずしも金属薄膜１０２表面における表面プラズモンにより発生する蛍光ｂ３により検出する必要はなく、金属薄膜１０２表面における反射光や散乱光を受光手段１１６により検出するようにしてもよい。その場合は、励起光ｂ１を共鳴角θ１で入射する必要はない。また検出時以外で蛍光物質に強いエネルギーを与えることによる色素の褪色が感度および定量精度の低下を引き起こすという問題が懸念されるので、表面プラズモンにより増強された電場で検出（観察）するよりも反射光や散乱光で検出する方が好ましい。また、励起光ｂ１の強度あるいは波長を変更するようにしてもよい。
　［検出工程におけるビーム形状］
　図６のステップＳ３１では、ビーム形状変更部１３０により、予め設定されているビーム形状となるよう励起光ｂ１に対して形状変更を行う。ステップＳ３２ではステップＳ３１で変更したビーム形状により、検出工程を実行する。ここで、ステップＳ３１で設定されたビーム形状は検出工程に最適化したビーム形状であり、以下、図８に基づいて説明する。
　図８（ａ）はアナライトの検出を行う検出工程における励起光ｂ１３の金属薄膜１０２上の照射領域ｂ１３１と反応層１０４との位置関係を示す模式図であり、図８（ｂ）は同工程におけるビーム形状変更後の励起光ｂ１２の断面形状を示す模式図である。
　前述のように共鳴角スキャン工程においては、励起光ｂ１３が反応層１０４の外側を照射しないようにそのサイズを絞る必要があった。一方で、検出工程においては、反応層１０４の全域に渡って捕捉されたアナライトに標識した蛍光物質の検出を行うためには、励起光ｂ１３は反応層１０４のなるべく広い領域に渡って照射することが好ましい。
　本実施形態においては、共鳴角スキャン工程時の照射領域よりも検出工程時の照射領域が広くなるように制御手段１３によりビーム形状変更部１３０の制御を行っている。具体的には、共鳴角スキャン工程では反応層１０４の一部の領域を照射するようにし、当該共鳴角スキャン工程で決定した金属薄膜１０２への入射角度（共鳴角）において検出工程時に励起光ｂ１３による照射領域ｂ１３１が、反応層１０４の概ね全域あるいは略一致する領域となるように、励起光ｂ１２の形状を決定している。図８（ｂ）においてはビーム形状変更部１３０により励起光ｂ１２の断面形状をφ１．０ｍｍの円形にしている。このような形状とすることにより、図８（ａ）に示すように励起光ｂ１３の照射領域ｂ１３１は、反応層１０４の大部分を照射していることがわかる。なお、共鳴角スキャン工程で決定した入射角度（共鳴角）の値により照射領域の位置が異なることになるが、入射角度のスキャン範囲の上下限でも反応層１０４の大部分を照射するようなビーム形状としている。また、図１に示した位置調整機構１４によりチップ構造体１０８をＺ軸方向に移動可能な構成とし、位置調整機構１４で共鳴角θ１に応じたＺ軸方向の調整をすることで、共鳴角θ１で入射した励起光の照射領域の中心と反応層１０４の中心を一致させることが望ましい。
　本実施形態によれば、ビーム形状変更部１３０を制御手段１３が制御して励起光のビーム形状の変更を適切に行うことにより、共鳴角スキャンと、標的物質の検出を共に精度よく行うことが可能となる。
　［変形例］
　図９は、図８の変形例である。図９に示す実施形態においては、ビーム形状変更部１３０は図３に示したような絞り機構であって、且つ、ビーム形状を矩形に整形することができるものである。図９（ｂ）に示す例においてはビーム形状変更部１３０により励起光ｂ１２の断面形状を１．０ｍｍ角の正方形にしている。このようにすることにより、図９（ａ）に示すように反応層１０４（反応領域）が矩形形状である場合には、その形状に近似したビーム形状とすることにより、検出工程時の励起光ｂ１３の照射領域ｂ１３１は反応層１０４の全域を容易に覆うことができ、図８よりも更に広範囲の蛍光物質からの信号を余すことなく捉えることが可能となる。
　［その他の実施形態］
　図１０は変形例として断面が半円形の誘電体部材１０６を用いた実施形態である。図１０に示す実施形態においては、以下説明するように、入射角度によらず励起光ｂ１３の金属薄膜１０２上の照射位置を固定化することができる。
　図１０（ｃ）に示すように半円形の誘電体部材１０６を用いた場合には、共鳴角スキャン工程において光源１１２、受光手段１１６を移動させて入射角度を変更させた場合であっても励起光ｂ１を誘電体部材１０６の半円の中心に向けて照射するようにすることにより、誘電体部材１０６表面で励起光ｂ１は常に法線方向から照射することになる。このような構成とすることにより誘電体部材１０６表面での光路の屈曲が生じないので、図１０（ａ）に示すように入射角度を変更することにより照射領域ｂ１３１がｘ１～ｘ３のように変化しても反応層１０４における励起光ｂ１３の照射領域ｂ１３１の中心は常に一定となる。
　図７（ａ）においては、入射角度の変更による、励起光ｂ１３の照射位置の変化と照射領域における大きさの変化の双方を考慮して、ビーム形状の設定を行っていたが、図１０に示す実施形態においては、照射領域における大きさの変化のみを考慮すればよい。その結果、ビーム形状変更部１３０により変更するビーム形状は図１０（ｂ）に示すように図７（ｂ）に比較してＸ方向の長さを拡大したφ０．８ｍｍ程度（誘電体部材１０６入射位置）の円形に設定することができる。但し半円形の誘電体部材１０６を用いた場合には、誘電体部材１０６内部の入射光（励起光ｂ１３）が平行光になるように、励起光ｂ１２は発散光とする必要がある。
　また、図１に示すような三角形状の誘電体部材１０６を用いた実施形態においても、共鳴角スキャン工程において位置調整機構１４により入射角と誘電体のサイズ・屈折率から計算される位置にチップ構造体１０８を連動させれば、入射角により移動する照射領域を反応場（反応層１０４）中心に維持することができ、入射角による励起光照射領域の面積変化のみを考慮したビーム形状に制御することが可能である。
　更に、その他の実施形態と、前述の他の実施形態のように励起光の入射角度の変更に合わせてビーム形状変更部１３０により励起光ｂ１２のビーム形状を変更させる構成を適用することにより、金属薄膜１０２上の励起光ｂ１３の照射領域ｂ１３１の中心の位置及び大きさを一定とするように制御することが可能である。
　１０　増強蛍光測定装置
　１３　制御手段
　１４　位置調整機構
　１３０、１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ　ビーム形状変更部
　ｂ１、ｂ１１、ｂ１２、ｂ１３　励起光
　ｂ１３１　照射領域
　ｂ２　金属薄膜反射光
　ｂ３　蛍光
　１０２　金属薄膜
　１０４　反応層
　１０６　誘電体部材
　１０８　チップ構造体

Claims (6)

  1. 　金属薄膜の一方側に励起光を照射し、前記金属薄膜上の電場を増強させることにより、前記金属薄膜の他方側に形成された反応層の蛍光物質を励起させ、これにより増強された蛍光を光検出手段にて検出するようにした表面プラズモン増強蛍光測定装置であって、
    　前記励起光のビーム形状を変更するビーム形状変更部と、
    　前記ビーム形状変更部を制御する制御手段と、を有することを特徴とする表面プラズモン増強蛍光測定装置。
  2. 　前記制御手段は前記ビーム形状変更部を制御して前記励起光のビーム形状を変更することにより前記励起光の前記金属薄膜に対する照射領域の拡大縮小を行い、
    　共鳴角を検出する共鳴角スキャン工程時の照射領域よりも、蛍光物質を検出する検出工程時の照射領域が広いことを特徴とする請求項１に記載の表面プラズモン増強蛍光測定装置。
  3. 　前記共鳴角スキャン工程時の照射領域は前記反応層の領域内の一部の領域であり、前記検出工程時の照射領域は前記反応層を覆う領域であることを特徴とする請求項２に記載の表面プラズモン増強蛍光測定装置。
  4. 　前記反応層に検体液及び蛍光物資が含まれる試薬液を送液される流路を有し、
    　前記制御手段は、前記反応層に検体液及び試薬液が送液される送液工程において送液状態の検出を行うために照射する前記励起光の照射領域が、前記検出工程時の照射領域よりも広くなるように制御することを特徴とする請求項２又は３に記載の表面プラズモン増強蛍光測定装置。
  5. 　前記反応層に検体液及び蛍光物資が含まれる試薬液を送液される流路を有し、
    　前記制御手段は前記ビーム形状変更部を制御することにより、
    　前記共鳴角スキャン工程時の照射領域を前記反応層の領域の一部とし、
    　前記検出工程時の照射領域を前記反応層の領域と略一致させ、
    　前記反応層に検体液及び試薬液が送液される送液工程時の照射領域を前記反応層の領域の内部及び外部にまたがる領域にする、
    　ことを特徴とする請求項２に記載の表面プラズモン増強蛍光測定装置。
  6. 　前記金属薄膜上における前記励起光の照射領域の、前記励起光の前記金属薄膜への入射角度の変更に対応する変化を相殺するように、
    　前記入射角度の変更に合わせて前記ビーム形状変更部により前記励起光のビーム形状を変更させることにより、前記金属薄膜上の前記励起光の照射領域を一定とするように制御することを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の表面プラズモン増強蛍光測定装置。
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012093437A1 (ja) * 2011-01-06 2012-07-12 コニカミノルタホールディングス株式会社 表面プラズモン共鳴蛍光分析装置、及びこの分析装置において用いられる分析チップ
WO2012157403A1 (ja) * 2011-05-19 2012-11-22 コニカミノルタホールディングス株式会社 表面プラズモン励起増強蛍光測定装置およびこれを用いた蛍光検出方法
JP2013002858A (ja) * 2011-06-14 2013-01-07 Konica Minolta Holdings Inc 計測装置及び計測方法
WO2013027544A1 (ja) * 2011-08-25 2013-02-28 コニカミノルタホールディングス株式会社 計測装置及びセンサーチップ
JP2013057580A (ja) * 2011-09-08 2013-03-28 Konica Minolta Holdings Inc 計測装置及び計測を行う方法
WO2014076926A1 (ja) * 2012-11-15 2014-05-22 コニカミノルタ株式会社 検出装置
JP2015099166A (ja) * 2015-03-02 2015-05-28 コニカミノルタ株式会社 計測装置及び計測方法
JP2015127719A (ja) * 2015-04-07 2015-07-09 コニカミノルタ株式会社 計測装置及び計測を行う方法
CN114965380A (zh) * 2022-05-22 2022-08-30 北京化工大学 一种便携式恒温型多参数表面等离子体共振生化分析仪

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013146615A1 (ja) * 2012-03-26 2013-10-03 コニカミノルタ株式会社 プリズム及びセンサーチップ
KR102277902B1 (ko) * 2014-09-05 2021-07-15 삼성전자주식회사 피검체 접촉압력 측정기와 그 제조 및 측정방법
WO2016063240A1 (en) * 2014-10-23 2016-04-28 Consiglio Nazionale Delle Ricerche Apparatus for spr detection capable of switching between imaging and angular resolved spectroscopy
JP6673336B2 (ja) * 2015-03-17 2020-03-25 コニカミノルタ株式会社 検出装置
CN109696419B (zh) * 2018-03-07 2021-06-25 长沙学院 一种检测深度可调的lrspr传感器折射率变化测量方法
CN108776126B (zh) * 2018-08-13 2020-11-27 长沙学院 表面等离子增强荧光传感器及折射率变化测量方法
WO2021192735A1 (ja) * 2020-03-27 2021-09-30 コニカミノルタ株式会社 検出装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3294605B2 (ja) 1988-11-10 2002-06-24 バイアコア・アクチエボラーグ 光学バイオセンサ装置
JP2005283560A (ja) * 2003-09-25 2005-10-13 Fujitsu Ltd 被検体評価装置および被検体評価方法
JP2008506969A (ja) * 2004-07-19 2008-03-06 ヘリコス バイオサイエンシーズ コーポレイション 光学顕微鏡で試料を分析するための機器および方法
JP2008102117A (ja) 2006-09-21 2008-05-01 Fujifilm Corp 表面プラズモン増強蛍光センサおよび蛍光検出方法
JP2009128012A (ja) * 2007-11-19 2009-06-11 Konica Minolta Holdings Inc 分析素子チップ及びこの分析素子チップを用いた表面プラズモン共鳴蛍光分析装置
JP2009204483A (ja) * 2008-02-28 2009-09-10 Fujifilm Corp センシング装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01267713A (ja) 1988-04-20 1989-10-25 Hitachi Ltd デイジタル周期波発生器
US6088800A (en) 1998-02-27 2000-07-11 Mosaid Technologies, Incorporated Encryption processor with shared memory interconnect
JP3249954B2 (ja) 1999-07-07 2002-01-28 科学技術振興事業団 蛍光免疫分析方法及び装置
JP2004156911A (ja) 2002-11-01 2004-06-03 Osaka Industrial Promotion Organization 表面プラズモン蛍光顕微鏡、および表面プラズモンにより励起された蛍光を測定する方法
JP2006017648A (ja) 2004-07-05 2006-01-19 Fuji Photo Film Co Ltd 測定装置
US7187446B2 (en) * 2004-07-26 2007-03-06 Fuji Photo Film Co., Ltd. Measuring apparatus
JP2006208294A (ja) 2005-01-31 2006-08-10 Canon Inc プラズモン共鳴および蛍光の同時イメージング装置及びイメージング方法
CN101688835B (zh) 2007-06-28 2014-01-29 皇家飞利浦电子股份有限公司 用于光学检查湿润表面的微电子传感器件
TWI381653B (zh) 2009-09-11 2013-01-01 Ind Tech Res Inst 二階重排多項式交織器位址產生裝置與方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3294605B2 (ja) 1988-11-10 2002-06-24 バイアコア・アクチエボラーグ 光学バイオセンサ装置
JP2005283560A (ja) * 2003-09-25 2005-10-13 Fujitsu Ltd 被検体評価装置および被検体評価方法
JP2008506969A (ja) * 2004-07-19 2008-03-06 ヘリコス バイオサイエンシーズ コーポレイション 光学顕微鏡で試料を分析するための機器および方法
JP2008102117A (ja) 2006-09-21 2008-05-01 Fujifilm Corp 表面プラズモン増強蛍光センサおよび蛍光検出方法
JP2009128012A (ja) * 2007-11-19 2009-06-11 Konica Minolta Holdings Inc 分析素子チップ及びこの分析素子チップを用いた表面プラズモン共鳴蛍光分析装置
JP2009204483A (ja) * 2008-02-28 2009-09-10 Fujifilm Corp センシング装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2487481A4 *

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2012093437A1 (ja) * 2011-01-06 2014-06-09 コニカミノルタ株式会社 表面プラズモン共鳴蛍光分析装置、及びこの分析装置において用いられる分析チップ
WO2012093437A1 (ja) * 2011-01-06 2012-07-12 コニカミノルタホールディングス株式会社 表面プラズモン共鳴蛍光分析装置、及びこの分析装置において用いられる分析チップ
WO2012157403A1 (ja) * 2011-05-19 2012-11-22 コニカミノルタホールディングス株式会社 表面プラズモン励起増強蛍光測定装置およびこれを用いた蛍光検出方法
US9551662B2 (en) 2011-05-19 2017-01-24 Konica Minolta, Inc Surface plasmon-field enhanced fluorescence measurement device and fluorescence detection method using the same
JP5971240B2 (ja) * 2011-05-19 2016-08-17 コニカミノルタ株式会社 表面プラズモン励起増強蛍光測定装置およびこれを用いた蛍光検出方法
JP2013002858A (ja) * 2011-06-14 2013-01-07 Konica Minolta Holdings Inc 計測装置及び計測方法
WO2013027544A1 (ja) * 2011-08-25 2013-02-28 コニカミノルタホールディングス株式会社 計測装置及びセンサーチップ
JPWO2013027544A1 (ja) * 2011-08-25 2015-03-19 コニカミノルタ株式会社 計測装置及びセンサーチップ
JP2013057580A (ja) * 2011-09-08 2013-03-28 Konica Minolta Holdings Inc 計測装置及び計測を行う方法
WO2014076926A1 (ja) * 2012-11-15 2014-05-22 コニカミノルタ株式会社 検出装置
JPWO2014076926A1 (ja) * 2012-11-15 2017-01-05 コニカミノルタ株式会社 検出装置
JP2015099166A (ja) * 2015-03-02 2015-05-28 コニカミノルタ株式会社 計測装置及び計測方法
JP2015127719A (ja) * 2015-04-07 2015-07-09 コニカミノルタ株式会社 計測装置及び計測を行う方法
CN114965380A (zh) * 2022-05-22 2022-08-30 北京化工大学 一种便携式恒温型多参数表面等离子体共振生化分析仪
CN114965380B (zh) * 2022-05-22 2024-05-28 北京化工大学 一种便携式恒温型多参数表面等离子体共振生化分析仪

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