WO2016039149A1 - Detection method and detection apparatus - Google Patents

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    • G01N21/63Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64Fluorescence; Phosphorescence

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  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of the SPFS apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating an example of an operation procedure of the SPFS apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a graph showing the relationship between the incident angle of excitation light and the amount of plasmon scattered light.
  • 4A and 4B are graphs showing the relationship between the incident angle of excitation light and the amount of plasmon scattered light.
  • FIG. 5 is a graph showing the relationship between the incident angle of excitation light and the coefficient of variation.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of an SPR device according to a modification of the first embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of the SPFS apparatus according to the second embodiment.
  • the prism 20 has a considerable amount of birefringence.
  • Examples of the material of the prism 20 include resin and glass.
  • the material of the prism 20 is preferably a resin having a refractive index of 1.4 to 1.6 and a small birefringence.
  • the channel lid 40 is preferably made of a material that is transparent to signals such as fluorescence ⁇ emitted from the metal film 30 and plasmon scattered light ⁇ .
  • An example of the material of the flow path lid 40 includes a resin.
  • the other portion of the channel lid 40 may be formed of an opaque material.
  • the flow path lid 40 is bonded to the metal film 30 or the prism 20 by, for example, adhesion using a double-sided tape or an adhesive, laser welding, ultrasonic welding, or pressure bonding using a clamp member.
  • the first lens 134 is, for example, a condensing lens, and condenses light emitted from the metal film 30.
  • the second lens 136 is, for example, an imaging lens, and forms an image of the light collected by the first lens 134 on the light receiving surface of the first light receiving sensor 137.
  • the optical path between both lenses is a substantially parallel optical path.
  • the optical filter 135 is disposed between both lenses.
  • the control unit 160 calculates the physical property of the specimen (the liquid to be detected), that is, the hematocrit value of the blood, based on the detection result of the light detection unit 130. Specifically, the amount of plasmon scattered light ⁇ of the specimen is calculated by subtracting the reference value from the detection value. Next, the control unit 160 applies the amount of the plasmon scattered light ⁇ of the specimen described above to a calibration curve prepared in advance, and calculates the hematocrit value of blood contained in the specimen. In addition, the control part 160 can also calculate the density
  • the white circle symbol indicates the experimental result when blood having a hematocrit value of 60% is used, and the black triangular symbol indicates the experimental result when blood having a hematocrit value of 43% is used.
  • the white triangle symbol indicates the experimental result when blood with a hematocrit value of 35% is used, and the black circle symbol indicates the experimental result when serum (hematocrit value is 0%) is used. Yes.
  • the SPFS device 100 when the SPFS device 100 according to the present embodiment detects physical properties (particle concentration, particle size, etc., hematocrit value in this embodiment) of a specimen (liquid to be detected) containing particles.
  • the incident angle (first incident angle) of the excitation light ⁇ is made smaller than the incident angle (second incident angle) of the excitation light ⁇ when detecting the amount of the substance to be detected in the specimen.
  • the physical properties (hematocrit value in the present embodiment) of the specimen (the liquid to be detected) and the amount of the substance to be detected in the specimen can be detected with high accuracy, and as a result, the hematocrit value is corrected.
  • the amount of the substance to be detected can be calculated with high accuracy.
  • the SPFS apparatus 100 according to the present embodiment does not require a new apparatus for detecting the hematocrit value. Thereby, the apparatus cost can also be suppressed without increasing the size of the SPFS apparatus 100.
  • the example is shown in which the SPRS device 300 and the SPR device 400 using SPR are used as the detection device, but the analysis chip in which the metal film 30 is not disposed. You may apply to the detection system which uses. In this case, the detection apparatus detects (measures) the total reflection measurement (ATR) method or the like without using SPR, but the same effects as those of the second embodiment and the modification of the second embodiment can be obtained.
  • ATR total reflection measurement

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Abstract

Provided are a detection method and a detection apparatus by which a physical property of a liquid for detection containing particles or the amount of a substance to be detected can be detected quantitatively at a high S/N ratio with high accuracy. The detection method is a method for detecting a physical property of a liquid for detection which contains particles. The liquid for detection is supplied onto a total reflection surface of an analysis chip having a prism comprising a dielectric and including the total reflection surface, and, with the liquid for detection present on the total reflection surface, the total reflection surface is irradiated with light from the prism side at an incident angle equal to or greater than a critical angle so as to detect the quantity of scattered light emitted from the liquid for detection. The physical property of the liquid for detection is computed on the basis of the quantity of the scattered light.

Description

検出方法および検出装置Detection method and detection apparatus
 本発明は、粒子を含む被検出液の物性または検体中の被検出物質の量を検出するための検出方法および検出装置に関する。 The present invention relates to a detection method and a detection apparatus for detecting physical properties of a liquid to be detected containing particles or an amount of a substance to be detected in a specimen.
 臨床検査などにおいて、血液のタンパク質やDNAなどの微量の被検出物質(被測定物質)を高感度かつ定量的に検出(測定)することができれば、患者の状態を迅速に把握して治療を行うことが可能となる。このため、微量の被検出物質を高感度かつ定量的に検出できる方法が求められている。 If it is possible to detect (measure) a very small amount of a substance to be detected (a substance to be measured) such as blood protein or DNA in a clinical test or the like, the patient's condition is quickly grasped and treated. It becomes possible. For this reason, a method capable of detecting a minute amount of a substance to be detected with high sensitivity and quantity is demanded.
 微量の被検出物質を高感度かつ定量的に検出するための方法として、全反射減衰(Attenuated total reflection:以下、「ATR」ともいう)法が知られている。この方法では、全反射面を有するプリズムを利用する。また、被検出物質は、当該全反射面上に配置される。プリズムに入射した光が全反射面で全反射するとき、全反射面からプリズムの外に光のしみ出しが起こる。ATR法は、このしみ出した光(一般に「エバネッセント光」または「近接場光」とも呼ばれる)が被検出物質により吸収されることを利用する(例えば、特許文献1参照)。 As a method for detecting a minute amount of a substance to be detected with high sensitivity and quantitatively, an attenuated total reflection (hereinafter also referred to as “ATR”) method is known. In this method, a prism having a total reflection surface is used. Further, the substance to be detected is arranged on the total reflection surface. When light incident on the prism is totally reflected by the total reflection surface, light oozes out of the prism from the total reflection surface. The ATR method utilizes the fact that this exuded light (generally called “evanescent light” or “near-field light”) is absorbed by a substance to be detected (see, for example, Patent Document 1).
 特許文献1に記載の測定装置(検出装置)は、入射面、全反射面および出射面を含むATRプリズムを有し、コレステロール濃度を測定することができる。ATRプリズムの全反射面には、被験者の腕などが密着される。光源から出射された光は、ATRプリズムの入射面で入射する。入射光は、ATRプリズム内で全反射を繰り返しながら進み、出射面で出射する。この間、全反射面に密着した腕などの皮膚では、皮膚固有の局在場光の吸収が起こる。また、この局在場光の吸収は、被験者のコレステロール濃度に応じて変化する。その結果、特許文献1に記載の測定装置は、出射面からの光を検出することで、被験者のコレステロール濃度を測定することができる。 The measurement device (detection device) described in Patent Document 1 has an ATR prism including an entrance surface, a total reflection surface, and an exit surface, and can measure cholesterol concentration. The arm of the subject is in close contact with the total reflection surface of the ATR prism. Light emitted from the light source is incident on the incident surface of the ATR prism. Incident light travels while repeating total reflection in the ATR prism and exits on the exit surface. During this time, the skin such as the arm that is in close contact with the total reflection surface absorbs the localized field light unique to the skin. In addition, the absorption of the localized field light varies depending on the cholesterol concentration of the subject. As a result, the measuring device described in Patent Document 1 can measure the cholesterol concentration of the subject by detecting light from the exit surface.
 また、微量の被検出物質を高感度に検出できる方法として、表面プラズモン共鳴(Surface Plasmon Resonance:以下「SPR」と略記する)法および表面プラズモン励起増強蛍光分析法(Surface Plasmon-field enhanced Fluorescence Spectroscopy:以下「SPFS」と略記する)が知られている。これらの方法では、所定の条件で光を金属膜に照射すると表面プラズモン共鳴(SPR)が生じることを利用する(例えば特許文献2参照)。 Further, as a method capable of detecting a very small amount of a substance to be detected with high sensitivity, surface plasmon resonance (hereinafter referred to as “SPR”) method and surface plasmon excitation enhanced fluorescence analysis method (Surface Plasmon-field enhanced Fluorescence Spectroscopy: (Hereinafter abbreviated as “SPFS”). These methods utilize the fact that surface plasmon resonance (SPR) occurs when a metal film is irradiated with light under predetermined conditions (see, for example, Patent Document 2).
 特許文献2には、プリズムと、プリズムの一面に形成された金属膜と、金属膜上に固定された捕捉体とを有する分析チップを用いて、SPR法またはSPFSを行う検出装置が記載されている。この検出装置は、プリズムを介して金属膜の裏面に光を照射して金属膜にSPRを発生させ、このSPRを利用して被検出物質を検出する。特許文献1に記載の検出装置は、金属膜に対する光の入射角を所定の角度範囲内で走査する角度調整部を有しており、角度調整部が金属膜に対する光の入射角を走査することでSPRが最大となる入射角(以下「共鳴角」ともいう)を決定している。 Patent Document 2 describes a detection device that performs SPR or SPFS using an analysis chip having a prism, a metal film formed on one surface of the prism, and a capturing body fixed on the metal film. Yes. This detection device irradiates light on the back surface of the metal film through the prism to generate SPR in the metal film, and detects the substance to be detected using this SPR. The detection apparatus described in Patent Document 1 includes an angle adjustment unit that scans the incident angle of light on the metal film within a predetermined angle range, and the angle adjustment unit scans the incident angle of light on the metal film. The incident angle (hereinafter also referred to as “resonance angle”) that maximizes the SPR is determined.
特開2012-132745号公報JP 2012-132745 A 国際公開第2014/076926号International Publication No. 2014/076926
 しかしながら、特許文献1に記載の測定装置では、ATRプリズムからの出射光を検出しているため、バックグラウンドノイズの影響を受けてしまうという問題があり、特に被検出物質が微量なとき、その影響は顕著になる。 However, since the measuring apparatus described in Patent Document 1 detects the light emitted from the ATR prism, there is a problem that it is affected by background noise, particularly when the amount of a substance to be detected is very small. Becomes prominent.
 そこで、本発明の第1の目的は、バックグラウンドノイズの影響を受けることなく、粒子を含む被検出液の物性または検体中の被検出物質の量を検出できる検出方法(測定方法)および検出装置(測定装置)を提供することである。 Accordingly, a first object of the present invention is to provide a detection method (measurement method) and a detection apparatus capable of detecting the physical properties of a liquid to be detected containing particles or the amount of a substance to be detected in a specimen without being affected by background noise. (Measuring device) is to be provided.
 また、特許文献2に記載の検出装置において、様々な理由により、角度調整部の走査範囲外の領域からレーザー光を照射したい場合が生じうる。このような場合、角度調整部の走査範囲を広くすることで対応することが考えられる。しかし、角度調整部の走査範囲を広くすると、装置が大型化してしまうとともに、装置の製造コストおよび検出コストが増大してしまうという問題がある。また、入射角の走査範囲が広くなるため、検出時間が長くなってしまうという問題がある。 Further, in the detection apparatus described in Patent Document 2, there may be a case where it is desired to irradiate laser light from a region outside the scanning range of the angle adjustment unit for various reasons. In such a case, it is conceivable to cope with the problem by widening the scanning range of the angle adjusting unit. However, when the scanning range of the angle adjusting unit is widened, there is a problem that the apparatus becomes large and the manufacturing cost and detection cost of the apparatus increase. Moreover, since the scanning range of an incident angle becomes wide, there exists a problem that detection time will become long.
 そこで、本発明の第2の目的は、分析チップの所定の領域に対する光の入射角を走査する角度調整部を有する検出装置であって、角度調整部の走査範囲外からも検出チップの所定の領域に光を照射することができる検出装置を提供することである。 Therefore, a second object of the present invention is a detection device having an angle adjustment unit that scans the incident angle of light with respect to a predetermined region of the analysis chip, and the detection chip has a predetermined value from outside the scanning range of the angle adjustment unit. To provide a detection device capable of irradiating light to an area.
 上述した第1の目的を実現するめに、本発明の第1の実施の形態に係る検出方法は、粒子を含む被検出液の物性を検出する方法であって、誘電体からなり、全反射面を含むプリズムを有する分析チップの前記全反射面上に前記被検出液を提供する工程と、前記全反射面上に前記被検出液が存在する状態で、前記プリズム側から前記全反射面に臨界角以上の入射角で光を照射し、前記被検出液から放出された散乱光の光量を検出する工程と、前記散乱光の光量に基づいて、前記被検出液の物性を算出する工程と、を有する。 In order to realize the first object described above, a detection method according to the first embodiment of the present invention is a method for detecting physical properties of a liquid to be detected including particles, which is made of a dielectric material, and is a total reflection surface. Providing the liquid to be detected on the total reflection surface of the analysis chip having a prism including: the critical reflection from the prism side to the total reflection surface in a state where the liquid to be detected exists on the total reflection surface Irradiating light at an incident angle equal to or greater than the angle, detecting the amount of scattered light emitted from the liquid to be detected, calculating the physical properties of the liquid to be detected based on the amount of scattered light, and Have
 また、上述した第1の目的を実現するために、本発明の第1の実施の形態に係る検出装置は、粒子を含む被検出液の物性を検出する装置であって、誘電体からなり、全反射面を含むプリズムを有する分析チップを着脱可能に保持するチップホルダーと、前記プリズム側から前記全反射面に向かって臨界角以上の入射角で光を照射する光照射部と、前記被検出液から放出された散乱光の光量を検出する光検出部と、前記光検出部の検出結果に基づいて、前記被検出液の物性を算出する処理部と、を含む。 In order to achieve the first object described above, the detection device according to the first embodiment of the present invention is a device that detects the physical properties of the liquid to be detected including particles, and is made of a dielectric. A chip holder that detachably holds an analysis chip having a prism including a total reflection surface, a light irradiation unit that irradiates light from the prism side toward the total reflection surface at an incident angle greater than a critical angle, and the detection target A light detection unit that detects the amount of scattered light emitted from the liquid; and a processing unit that calculates physical properties of the liquid to be detected based on a detection result of the light detection unit.
 さらに、上述した第2の目的を実現するために、本発明の第2の実施の形態に係る検出装置は、被検出物質が付着した分析チップに光を照射して、前記分析チップにおいて生じたシグナルを検出することで、被検出物質の存在またはその量を検出する検出装置であって、前記分析チップを着脱可能に保持するチップホルダーと、前記分析チップの所定の領域に光を照射する光源と、前記チップホルダーと前記光源とを相対的に移動させて、前記所定の領域に対して所定の角度範囲内で前記光源から出射された光の入射角を走査する角度調整部と、前記光源から出射された光が前記所定の領域に前記所定の角度範囲より小さい入射角で入射するように、前記所定の領域に対する前記光源から出射された光の入射角を切り替える角度切り替え部と、前記分析チップにおいて生じたシグナルを検出するためのシグナル検出部と、を有する。 Furthermore, in order to realize the second object described above, the detection apparatus according to the second embodiment of the present invention is generated in the analysis chip by irradiating light to the analysis chip to which the substance to be detected is attached. A detection device that detects the presence or amount of a substance to be detected by detecting a signal, a chip holder that detachably holds the analysis chip, and a light source that irradiates light to a predetermined region of the analysis chip An angle adjustment unit that relatively moves the chip holder and the light source to scan an incident angle of light emitted from the light source within a predetermined angle range with respect to the predetermined region; and the light source An angle switching unit that switches the incident angle of the light emitted from the light source with respect to the predetermined region so that the light emitted from the light enters the predetermined region with an incident angle smaller than the predetermined angle range. , Having a signal detection section for detecting a signal generated in the analysis chip.
 本発明の第1の実施の形態によれば、高いS/N比で高精度かつ定量的に粒子を含む被検出液の物性または検体中の被検出物質の量を検出することができる。 According to the first embodiment of the present invention, it is possible to detect the physical property of the liquid to be detected containing the particles with high accuracy and quantitatively or the amount of the substance to be detected in the specimen with a high S / N ratio.
 また、本発明の第2の実施の形態によれば、装置の大型化、装置の製造コストの増大、検出コストの増大および検出時間の増大を抑制しつつ、角度調整部の走査範囲外からも分析チップの所定の領域に光を照射することができる検出装置を提供することができる。 Further, according to the second embodiment of the present invention, it is possible to suppress the increase in the size of the apparatus, the increase in the manufacturing cost of the apparatus, the increase in the detection cost, and the increase in the detection time, and from outside the scanning range of the angle adjusting unit. It is possible to provide a detection device that can irradiate a predetermined region of the analysis chip with light.
図1は、実施の形態1に係るSPFS装置の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of the SPFS apparatus according to the first embodiment. 図2は、実施の形態1に係るSPFS装置の動作手順の一例を示すフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart illustrating an example of an operation procedure of the SPFS apparatus according to the first embodiment. 図3は、励起光の入射角と、プラズモン散乱光の光量との関係を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing the relationship between the incident angle of excitation light and the amount of plasmon scattered light. 図4A、Bは、励起光の入射角と、プラズモン散乱光の光量との関係を示すグラフである。4A and 4B are graphs showing the relationship between the incident angle of excitation light and the amount of plasmon scattered light. 図5は、励起光の入射角と、変動係数との関係を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing the relationship between the incident angle of excitation light and the coefficient of variation. 図6は、実施の形態1の変形例に係るSPR装置の構成を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of an SPR device according to a modification of the first embodiment. 図7は、実施の形態2に係るSPFS装置の構成を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of the SPFS apparatus according to the second embodiment. 図8A、Bは、角度切り替え部による光の入射角の切り替えを説明するための図である。8A and 8B are diagrams for explaining switching of the incident angle of light by the angle switching unit. 図9は、実施の形態2に係るSPFS装置の動作手順の一例を示すフローチャートである。FIG. 9 is a flowchart illustrating an example of an operation procedure of the SPFS apparatus according to the second embodiment. 図10は、実施の形態2の変形例に係るSPR装置の構成を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration of an SPR device according to a modification of the second embodiment.
 以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。ここでは、本発明に係る検出装置(測定装置)の代表例として、SPFSを利用した表面プラズモン励起増強蛍光分析装置(SPFS装置)について説明する。本実施の形態に係るSPFS装置は、検体中の被検出物質の量を検出することに加えて、粒子を含む被検出液の物性(被検出液中の粒子の濃度および粒子の大きさ)を検出することもできる。たとえば、本実施の形態に係るSPFS装置は、赤血球(粒子)を含む検体を被検出液とした場合、血液のヘマトクリット値を検出することができる。そこで、以下の実施の形態では、血液の少なくとも一部を含む検体を使用した場合に、検体中の被検出物質の量を検出するだけでなく、ヘマトクリット値により補正された被検出物質の量を算出することができるSPFS装置について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Here, a surface plasmon excitation enhanced fluorescence analyzer (SPFS apparatus) using SPFS will be described as a representative example of the detection apparatus (measurement apparatus) according to the present invention. In addition to detecting the amount of the substance to be detected in the specimen, the SPFS device according to the present embodiment determines the physical properties of the liquid to be detected (particle concentration and particle size in the liquid to be detected). It can also be detected. For example, the SPFS device according to the present embodiment can detect the hematocrit value of blood when a specimen containing red blood cells (particles) is used as the liquid to be detected. Therefore, in the following embodiment, when a sample containing at least a part of blood is used, not only the amount of the detected substance in the sample is detected but also the amount of the detected substance corrected by the hematocrit value is calculated. An SPFS device that can be calculated will be described.
 [実施の形態1]
 実施の形態1では、バックグラウンドノイズの影響を受けることなく、粒子を含む被検出液の物性または検体中の被検出物質の量を検出するための検出装置(SPFS装置)および検出方法について説明する。図1は、本発明の実施の形態1に係るSPFS装置100の構成を示す模式図である。図1に示されるように、SPFS装置100は、励起光照射ユニット110(光照射部)、光検出ユニット130(第1の光検出部および第2の光検出部)、送液ユニット140、搬送ユニット150および制御部160を有する。SPFS装置100は、搬送ユニット150のチップホルダー154に分析チップ10を装着した状態で使用される。そこで、分析チップ10について先に説明し、その後にSPFS装置100の各構成要素について説明する。
[Embodiment 1]
In the first embodiment, a detection apparatus (SPFS apparatus) and a detection method for detecting the physical properties of a liquid to be detected including particles or the amount of a substance to be detected in a specimen without being affected by background noise will be described. . FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an SPFS apparatus 100 according to Embodiment 1 of the present invention. As shown in FIG. 1, the SPFS device 100 includes an excitation light irradiation unit 110 (light irradiation unit), a light detection unit 130 (first light detection unit and second light detection unit), a liquid feeding unit 140, and a conveyance. A unit 150 and a control unit 160 are included. The SPFS apparatus 100 is used with the analysis chip 10 mounted on the chip holder 154 of the transport unit 150. Therefore, the analysis chip 10 will be described first, and then each component of the SPFS device 100 will be described.
 分析チップ10は、入射面21、全反射面22および出射面23を有するプリズム20と、全反射面22に形成された金属膜30と、全反射面22または金属膜30上に配置された流路蓋40とを有する。通常、分析チップ10は、分析のたびに交換される。 The analysis chip 10 includes a prism 20 having an incident surface 21, a total reflection surface 22, and an output surface 23, a metal film 30 formed on the total reflection surface 22, and a flow disposed on the total reflection surface 22 or the metal film 30. And a road lid 40. Usually, the analysis chip 10 is replaced for each analysis.
 プリズム20は、励起光αに対して透明な誘電体からなる。前述のとおり、プリズム20は、入射面21、全反射面22および出射面23を有する。入射面21は、励起光照射ユニット110からの励起光αをプリズム20の内部に入射させる。全反射面22上には、金属膜30が配置されている。プリズム20の内部に入射した励起光αは、金属膜30の裏面で反射して反射光β(図示せず)となる。より具体的には、励起光αは、プリズム20と金属膜30との界面(全反射面22)で反射して反射光βとなる。出射面23は、反射光βをプリズム20の外部に出射させる。 The prism 20 is made of a dielectric that is transparent to the excitation light α. As described above, the prism 20 has the entrance surface 21, the total reflection surface 22, and the exit surface 23. The incident surface 21 causes the excitation light α from the excitation light irradiation unit 110 to enter the prism 20. A metal film 30 is disposed on the total reflection surface 22. The excitation light α incident on the inside of the prism 20 is reflected on the back surface of the metal film 30 and becomes reflected light β (not shown). More specifically, the excitation light α is reflected at the interface (total reflection surface 22) between the prism 20 and the metal film 30 to become reflected light β. The emission surface 23 emits the reflected light β to the outside of the prism 20.
 プリズム20の形状は、特に限定されない。本実施の形態では、プリズム20の形状は、台形を底面とする柱体である。台形の一方の底辺に対応する面が全反射面22であり、一方の脚に対応する面が入射面21であり、他方の脚に対応する面が出射面23である。底面となる台形は、等脚台形であることが好ましい。これにより、入射面21と出射面23とが対称になり、励起光αのS波成分がプリズム20内に滞留しにくくなる。なお、プリズム20の形状は、特に限定されない。本実施の形態では、プリズム20は、底面である台形の上底が8mmであり、高さが3mmである。 The shape of the prism 20 is not particularly limited. In the present embodiment, the shape of the prism 20 is a column having a trapezoidal bottom surface. The surface corresponding to one base of the trapezoid is the total reflection surface 22, the surface corresponding to one leg is the incident surface 21, and the surface corresponding to the other leg is the emission surface 23. The trapezoid serving as the bottom surface is preferably an isosceles trapezoid. Thereby, the entrance surface 21 and the exit surface 23 are symmetric, and the S wave component of the excitation light α is less likely to stay in the prism 20. The shape of the prism 20 is not particularly limited. In the present embodiment, the prism 20 has a trapezoidal upper base of 8 mm at the bottom and a height of 3 mm.
 入射面21は、励起光αが励起光照射ユニット110に戻らないように形成される。励起光αの光源がレーザーダイオード(以下「LD」ともいう)である場合、励起光αがLDに戻ると、LDの励起状態が乱れてしまい、励起光αの波長や出力が変動してしまう。そこで、共鳴角または増強角を中心とする理想的な走査範囲において、励起光αが入射面21に垂直に入射しないように、入射面21の角度が設定される。ここで「共鳴角」とは、金属膜30に対する励起光αの入射角を走査した場合に、出射面23から出射される反射光βの光量が最小となるときの、入射角を意味する。また、「増強角」とは、金属膜30に対する励起光αの入射角を走査した場合に、分析チップ10の上方に放出される励起光αと同一波長の散乱光(以下「プラズモン散乱光」という)δの光量が最大となるときの、入射角を意味する。本実施の形態では、入射面21と全反射面22との角度および全反射面22と出射面23との角度は、いずれも約80°である。 The incident surface 21 is formed so that the excitation light α does not return to the excitation light irradiation unit 110. When the light source of the excitation light α is a laser diode (hereinafter also referred to as “LD”), when the excitation light α returns to the LD, the excitation state of the LD is disturbed, and the wavelength and output of the excitation light α change. . Therefore, the angle of the incident surface 21 is set so that the excitation light α does not enter the incident surface 21 perpendicularly in an ideal scanning range centered on the resonance angle or the enhancement angle. Here, the “resonance angle” means the incident angle when the amount of the reflected light β emitted from the emission surface 23 is minimum when the incident angle of the excitation light α with respect to the metal film 30 is scanned. The “enhancement angle” refers to scattered light having the same wavelength as the excitation light α emitted above the analysis chip 10 when the incident angle of the excitation light α with respect to the metal film 30 is scanned (hereinafter referred to as “plasmon scattered light”). It means the incident angle when the light quantity of δ is maximized. In the present embodiment, the angle between the incident surface 21 and the total reflection surface 22 and the angle between the total reflection surface 22 and the output surface 23 are both about 80 °.
 なお、分析チップ10の設計により、共鳴角(およびその極近傍にある増強角)が概ね決まる。設計要素は、プリズム20の屈折率や、金属膜30の屈折率、金属膜30の膜厚、金属膜30の消衰係数、励起光αの波長などである。金属膜30上に捕捉された被検出物質(被測定物質)によって共鳴角および増強角がシフトするが、その量は数度未満である。 Note that the resonance angle (and the enhancement angle near the pole) is generally determined by the design of the analysis chip 10. The design factors are the refractive index of the prism 20, the refractive index of the metal film 30, the film thickness of the metal film 30, the extinction coefficient of the metal film 30, the wavelength of the excitation light α, and the like. The resonance angle and the enhancement angle are shifted by the substance to be detected (measurable substance) trapped on the metal film 30, but the amount is less than a few degrees.
 プリズム20は、複屈折特性を少なからず有する。プリズム20の材料の例には、樹脂およびガラスが含まれる。プリズム20の材料は、好ましくは、屈折率が1.4~1.6であり、かつ複屈折が小さい樹脂である。 The prism 20 has a considerable amount of birefringence. Examples of the material of the prism 20 include resin and glass. The material of the prism 20 is preferably a resin having a refractive index of 1.4 to 1.6 and a small birefringence.
 金属膜30は、プリズム20の全反射面22上に配置されている。これにより、全反射面22に全反射条件で入射した励起光αの光子と、金属膜30中の自由電子との間で相互作用(表面プラズモン共鳴:Surface Plasmon Resonance(以下、「SPR」と略記する))が生じ、金属膜30の表面上に局在場光(エバネッセント光)を生じさせることができる。 The metal film 30 is disposed on the total reflection surface 22 of the prism 20. As a result, interaction between the photon of the excitation light α incident on the total reflection surface 22 under the total reflection condition and free electrons in the metal film 30 (surface plasmon resonance: hereinafter abbreviated as “SPR”). And local field light (evanescent light) can be generated on the surface of the metal film 30.
 金属膜30の材料は、表面プラズモン共鳴(SPR)を生じさせうる金属であれば特に限定されない。金属膜30の材料の例には、金、銀、銅、アルミ、これらの合金が含まれる。本実施の形態では、金属膜30は、金薄膜である。金属膜30の形成方法は、特に限定されない。金属膜30の形成方法の例には、スパッタリング、蒸着、メッキが含まれる。金属膜30の厚みは、特に限定されないが、30~70nmの範囲内が好ましい。 The material of the metal film 30 is not particularly limited as long as it is a metal that can cause surface plasmon resonance (SPR). Examples of the material of the metal film 30 include gold, silver, copper, aluminum, and alloys thereof. In the present embodiment, the metal film 30 is a gold thin film. The method for forming the metal film 30 is not particularly limited. Examples of the method for forming the metal film 30 include sputtering, vapor deposition, and plating. The thickness of the metal film 30 is not particularly limited, but is preferably in the range of 30 to 70 nm.
 また、金属膜30は、被検出物質を直接的または間接的に結合させる。図1では図示しないが、金属膜30のプリズム20と対向しない面(金属膜30の表面)には、被検出物質を捕捉するための捕捉体が固定化されている。これにより、金属膜30は、被検出物質を間接的に捕捉しうる。捕捉体を固定化することで、被検出物質を選択的に検出することが可能となる。本実施の形態では、金属膜30上の所定の領域(反応場)に、捕捉体が均一に固定化されている。捕捉体の種類は、被検出物質を捕捉することができれば特に限定されない。本実施の形態では、捕捉体は、被検出物質に特異的に結合可能な抗体またはその断片である。 Also, the metal film 30 binds the substance to be detected directly or indirectly. Although not shown in FIG. 1, a capturing body for capturing a substance to be detected is immobilized on the surface of the metal film 30 that does not face the prism 20 (the surface of the metal film 30). Thereby, the metal film 30 can indirectly capture the substance to be detected. By immobilizing the capturing body, it becomes possible to selectively detect the substance to be detected. In the present embodiment, the capturing body is uniformly fixed in a predetermined region (reaction field) on the metal film 30. The type of capturing body is not particularly limited as long as it can capture the substance to be detected. In the present embodiment, the capturing body is an antibody or a fragment thereof that can specifically bind to the substance to be detected.
 流路蓋40は、金属膜30上に配置されている。金属膜30がプリズム20の全反射面22の一部にのみ形成されている場合は、流路蓋40は、全反射面22上に配置されていてもよい。流路蓋40の裏面には、流路溝が形成されており、流路蓋40は、金属膜30(およびプリズム20)とともに、液体を収容し、かつ液体が流れる流路(収容部)41を形成する。液体の例には、被検出物質を含む検体(全血、血漿、血清またはこれらの希釈液)や、蛍光物質で標識された捕捉体を含む標識液、基準液、洗浄液などが含まれる。金属膜30は、流路41内に露出し、金属膜30に固定化されている捕捉体は、流路41内に露出している。流路41の両端は、流路蓋40の上面に形成された不図示の注入口および排出口とそれぞれ接続されている。流路41内へ液体が注入されると、液体は捕捉体に接触する。 The flow path lid 40 is disposed on the metal film 30. When the metal film 30 is formed only on a part of the total reflection surface 22 of the prism 20, the flow path cover 40 may be disposed on the total reflection surface 22. A channel groove is formed on the back surface of the channel lid 40, and the channel lid 40 accommodates the liquid together with the metal film 30 (and the prism 20) and a channel (accommodating portion) 41 through which the liquid flows. Form. Examples of the liquid include a specimen (whole blood, plasma, serum, or a diluted solution thereof) containing a substance to be detected, a labeled liquid containing a capturing body labeled with a fluorescent substance, a reference liquid, a washing liquid, and the like. The metal film 30 is exposed in the flow channel 41, and the capturing body fixed to the metal film 30 is exposed in the flow channel 41. Both ends of the channel 41 are respectively connected to an inlet and an outlet (not shown) formed on the upper surface of the channel lid 40. When the liquid is injected into the flow path 41, the liquid contacts the capturing body.
 流路蓋40は、金属膜30上から放出される蛍光γおよびプラズモン散乱光δのようなシグナルに対して透明な材料からなることが好ましい。流路蓋40の材料の例には、樹脂が含まれる。蛍光γおよびプラズモン散乱光δを外部に取り出す部分が蛍光γおよびプラズモン散乱光δに対して透明であれば、流路蓋40の他の部分は、不透明な材料で形成されていてもよい。流路蓋40は、例えば、両面テープや接着剤などによる接着や、レーザー溶着、超音波溶着、クランプ部材を用いた圧着などにより金属膜30またはプリズム20に接合されている。 The channel lid 40 is preferably made of a material that is transparent to signals such as fluorescence γ emitted from the metal film 30 and plasmon scattered light δ. An example of the material of the flow path lid 40 includes a resin. As long as the portion from which the fluorescent γ and the plasmon scattered light δ are extracted is transparent to the fluorescent γ and the plasmon scattered light δ, the other portion of the channel lid 40 may be formed of an opaque material. The flow path lid 40 is bonded to the metal film 30 or the prism 20 by, for example, adhesion using a double-sided tape or an adhesive, laser welding, ultrasonic welding, or pressure bonding using a clamp member.
 図1に示されるように、励起光αは、入射面21からプリズム20内に入射する。プリズム20内に入射した励起光αは、金属膜30に全反射角度(SPRが生じる角度)で入射する。このように金属膜30に対して励起光αをSPRが生じる角度で照射することで、金属膜30上に局在場光を発生させることができる。この局在場光により、金属膜30上に存在する被検出物質を標識する蛍光物質が励起され、蛍光γが出射される。SPFS装置100は、蛍光物質から放出された蛍光γの光量を検出(測定)することで、被検出物質の量を検出(測定)する。 As shown in FIG. 1, the excitation light α enters the prism 20 from the incident surface 21. The excitation light α that has entered the prism 20 enters the metal film 30 at a total reflection angle (an angle at which SPR occurs). By irradiating the metal film 30 with the excitation light α at an angle at which SPR occurs in this way, localized field light can be generated on the metal film 30. This localized field light excites a fluorescent substance that labels the substance to be detected present on the metal film 30, and emits fluorescence γ. The SPFS apparatus 100 detects (measures) the amount of the substance to be detected by detecting (measuring) the amount of the fluorescent γ emitted from the fluorescent substance.
 次に、SPFS装置100の各構成要素について説明する。前述のとおり、SPFS装置100は、励起光照射ユニット110、光検出ユニット130、送液ユニット140、搬送ユニット150および制御部160を有する。 Next, each component of the SPFS device 100 will be described. As described above, the SPFS device 100 includes the excitation light irradiation unit 110, the light detection unit 130, the liquid feeding unit 140, the transport unit 150, and the control unit 160.
 励起光照射ユニット110は、チップホルダー154に保持された分析チップ10に励起光αを照射する光照射部として機能する。ここで「励起光」とは、蛍光物質を直接的または間接的に励起させる光である。たとえば、励起光αは、プリズム20を介して金属膜30にSPRが生じる角度で照射されたときに、蛍光物質を励起させる局在場光を金属膜30の表面上に生じさせる光である。詳細については後述するが、励起光照射ユニット110は、プリズム20側から全反射面22に第1の入射角または第2の入射角で光を照射する。ここで、第1の入射角は、ヘマトクリット値を算出するためにプラズモン散乱光δの光量を検出するときの入射角であり、第2の入射角は、被検出物質の量を算出するために蛍光γの光量を検出するときの入射角である。第1の入射角および第2の入射角は、いずれも臨界角以上であるが、第1の入射角は、第2の入射角より小さい。蛍光γまたはプラズモン散乱光δの検出(測定)時には、励起光照射ユニット110は、金属膜30に対する入射角がSPRを生じさせる角度となるように、金属膜30に対するP波のみを入射面21に向けて出射する。励起光照射ユニット110は、光源ユニット111、第1角度調整部112および光源制御部113を含む。 The excitation light irradiation unit 110 functions as a light irradiation unit that irradiates the analysis chip 10 held by the chip holder 154 with the excitation light α. Here, “excitation light” is light that directly or indirectly excites a fluorescent substance. For example, the excitation light α is light that generates localized field light on the surface of the metal film 30 that excites the fluorescent material when the metal film 30 is irradiated through the prism 20 at an angle at which SPR occurs. Although details will be described later, the excitation light irradiation unit 110 irradiates the total reflection surface 22 with light at the first incident angle or the second incident angle from the prism 20 side. Here, the first incident angle is an incident angle when the amount of plasmon scattered light δ is detected in order to calculate the hematocrit value, and the second incident angle is used to calculate the amount of the substance to be detected. This is the incident angle when detecting the amount of fluorescence γ. The first incident angle and the second incident angle are both greater than or equal to the critical angle, but the first incident angle is smaller than the second incident angle. When detecting (measuring) the fluorescent γ or the plasmon scattered light δ, the excitation light irradiation unit 110 applies only the P wave on the metal film 30 to the incident surface 21 so that the incident angle on the metal film 30 is an angle causing SPR. Exit toward. The excitation light irradiation unit 110 includes a light source unit 111, a first angle adjustment unit 112, and a light source control unit 113.
 光源ユニット111は、コリメートされ、かつ波長および光量が一定の励起光αを、金属膜30の裏面における照射スポットの形状が略円形となるように出射する。光源ユニット111は、例えば、励起光αの光源、ビーム整形光学系、APC機構および温度調整機構(いずれも不図示)を含む。 The light source unit 111 emits collimated excitation light α having a constant wavelength and light amount so that the shape of the irradiation spot on the back surface of the metal film 30 is substantially circular. The light source unit 111 includes, for example, a light source of excitation light α, a beam shaping optical system, an APC mechanism, and a temperature adjustment mechanism (all not shown).
 光源の種類は、特に限定されず、例えばレーザーダイオード(LD)である。光源の他の例には、発光ダイオード、水銀灯、その他のレーザー光源が含まれる。光源から出射される光がビームでない場合は、光源から出射される光は、レンズや鏡、スリットなどによりビームに変換される。また、光源から出射される光が単色光でない場合は、光源から出射される光は、回折格子などにより単色光に変換される。さらに、光源から出射される光が直線偏光でない場合は、光源から出射される光は、偏光子などにより直線偏光の光に変換される。 The type of the light source is not particularly limited, and is, for example, a laser diode (LD). Other examples of light sources include light emitting diodes, mercury lamps, and other laser light sources. When the light emitted from the light source is not a beam, the light emitted from the light source is converted into a beam by a lens, a mirror, a slit, or the like. When the light emitted from the light source is not monochromatic light, the light emitted from the light source is converted into monochromatic light by a diffraction grating or the like. Furthermore, when the light emitted from the light source is not linearly polarized light, the light emitted from the light source is converted into linearly polarized light by a polarizer or the like.
 ビーム整形光学系は、例えば、コリメーターやバンドパスフィルター、直線偏光フィルター、半波長板、スリット、ズーム手段などを含む。ビーム整形光学系は、これらのすべてを含んでいてもよいし、一部を含んでいてもよい。コリメーターは、光源から出射された励起光αをコリメートする。バンドパスフィルターは、光源から出射された励起光αを中心波長のみの狭帯域光にする。光源からの励起光αは、若干の波長分布幅を有しているためである。直線偏光フィルターは、光源から出射された励起光αを完全な直線偏光の光にする。半波長板は、金属膜30にP波成分が入射するように励起光αの偏光方向を調整する。スリットおよびズーム手段は、金属膜30の裏面における照射スポットの形状が所定サイズの円形となるように、励起光αのビーム径や輪郭形状などを調整する。 The beam shaping optical system includes, for example, a collimator, a band pass filter, a linear polarization filter, a half-wave plate, a slit, and a zoom means. The beam shaping optical system may include all of these or a part thereof. The collimator collimates the excitation light α emitted from the light source. The band-pass filter turns the excitation light α emitted from the light source into narrowband light having only the center wavelength. This is because the excitation light α from the light source has a slight wavelength distribution width. The linear polarization filter turns the excitation light α emitted from the light source into completely linearly polarized light. The half-wave plate adjusts the polarization direction of the excitation light α so that the P-wave component is incident on the metal film 30. The slit and zoom means adjust the beam diameter, contour shape, and the like of the excitation light α so that the shape of the irradiation spot on the back surface of the metal film 30 is a circle of a predetermined size.
 APC機構は、光源の出力が一定となるように光源を制御する。より具体的には、APC機構は、励起光αから分岐させた光の光量を不図示のフォトダイオードなどで検出する。そして、APC機構は、回帰回路で投入エネルギーを制御することで、光源の出力を一定に制御する。 The APC mechanism controls the light source so that the output of the light source is constant. More specifically, the APC mechanism detects the amount of light branched from the excitation light α with a photodiode (not shown) or the like. The APC mechanism controls the input energy by a regression circuit, thereby controlling the output of the light source to be constant.
 温度調整機構は、例えば、ヒーターやペルチェ素子などである。光源の出射光の波長およびエネルギーは、温度によって変動することがある。このため、温度調整機構で光源の温度を一定に保つことにより、光源の出射光の波長およびエネルギーを一定に制御する。 The temperature adjustment mechanism is, for example, a heater or a Peltier element. The wavelength and energy of the light emitted from the light source may vary depending on the temperature. For this reason, the wavelength and energy of the light emitted from the light source are controlled to be constant by keeping the temperature of the light source constant by the temperature adjusting mechanism.
 第1角度調整部112は、金属膜30(プリズム20と金属膜30との界面(全反射面22))に対する励起光αの入射角を調整する。第1角度調整部112は、プリズム20を介して金属膜30の所定の位置に向けて所定の入射角で励起光αを照射するために、光源ユニット111とチップホルダー154とを相対的に回転させる。 The first angle adjustment unit 112 adjusts the incident angle of the excitation light α with respect to the metal film 30 (the interface between the prism 20 and the metal film 30 (total reflection surface 22)). The first angle adjustment unit 112 relatively rotates the light source unit 111 and the chip holder 154 to irradiate the excitation light α at a predetermined incident angle toward a predetermined position of the metal film 30 via the prism 20. Let
 たとえば、第1角度調整部112は、光源ユニット111を励起光αの光軸と直交する軸(図1の紙面に対して垂直な軸)を中心として回動させる。このとき、入射角を走査しても金属膜30上での照射スポットの位置がほとんど変化しないように、回転軸の位置を設定する。回転中心の位置を、入射角の走査範囲の両端における2つの励起光αの光軸の交点近傍(全反射面22上の照射位置と入射面21との間)に設定することで、照射位置のズレを極小化することができる。 For example, the first angle adjustment unit 112 rotates the light source unit 111 around an axis orthogonal to the optical axis of the excitation light α (an axis perpendicular to the paper surface of FIG. 1). At this time, the position of the rotation axis is set so that the position of the irradiation spot on the metal film 30 hardly changes even when the incident angle is scanned. By setting the position of the rotation center near the intersection of the optical axes of the two excitation lights α at both ends of the scanning range of the incident angle (between the irradiation position on the total reflection surface 22 and the incident surface 21), the irradiation position Can be minimized.
 前述のとおり、金属膜30に対する励起光αの入射角のうち、プラズモン散乱光δの光量が最大となる角度が増強角である。励起光αの入射角を増強角またはその近傍の角度に設定することで、高強度の蛍光γを検出(測定)することが可能となる。分析チップ10のプリズム20の材料および形状、金属膜30の膜厚、流路41内の液体の屈折率などにより、励起光αの基本的な入射条件が決まるが、流路41内の蛍光物質の種類および量、プリズム20の形状誤差などにより、最適な入射条件はわずかに変動する。このため、蛍光γの検出(測定)ごとに最適な増強角を求めることが好ましい。 As described above, of the incident angles of the excitation light α to the metal film 30, the angle at which the amount of plasmon scattered light δ is maximum is the enhancement angle. By setting the incident angle of the excitation light α to the enhancement angle or an angle in the vicinity thereof, it becomes possible to detect (measure) high-intensity fluorescence γ. The basic incident condition of the excitation light α is determined by the material and shape of the prism 20 of the analysis chip 10, the thickness of the metal film 30, the refractive index of the liquid in the flow channel 41, etc. The optimum incident condition varies slightly depending on the type and amount of the light and the shape error of the prism 20. For this reason, it is preferable to obtain an optimal enhancement angle for each detection (measurement) of fluorescence γ.
 光源制御部113は、光源ユニット111に含まれる各種機器を制御して、光源ユニット111からの励起光αの出射を制御する。光源制御部113は、例えば、演算装置、制御装置、記憶装置、入力装置および出力装置を含む公知のコンピュータやマイコンなどによって構成される。 The light source control unit 113 controls various devices included in the light source unit 111 to control the emission of the excitation light α from the light source unit 111. The light source control unit 113 includes, for example, a known computer or microcomputer including an arithmetic device, a control device, a storage device, an input device, and an output device.
 光検出ユニット130は、金属膜30への励起光αの照射によって生じた蛍光γと、金属膜30への励起光αの照射によって生じたプラズモン散乱光δとを検出する。光検出ユニット130は、受光ユニット131、位置切替機構132および第1センサー制御部133を含む。本実施の形態では、1つの光検出ユニット130が、金属膜30への励起光αの照射によって生じたプラズモン散乱光δを検出する第1の光検出部として機能するとともに、金属膜30への励起光αの照射によって生じた蛍光γを検出する第2の光検出部としても機能する。 The light detection unit 130 detects fluorescence γ generated by irradiating the metal film 30 with the excitation light α and plasmon scattered light δ generated by irradiating the metal film 30 with the excitation light α. The light detection unit 130 includes a light receiving unit 131, a position switching mechanism 132, and a first sensor control unit 133. In the present embodiment, one light detection unit 130 functions as a first light detection unit that detects plasmon scattered light δ generated by irradiation of the excitation light α to the metal film 30, and It also functions as a second light detection unit that detects fluorescence γ generated by irradiation with excitation light α.
 受光ユニット131は、分析チップ10の金属膜30の法線方向に配置される。受光ユニット131は、第1レンズ134、光学フィルター135、第2レンズ136および第1受光センサー137を含む。 The light receiving unit 131 is arranged in the normal direction of the metal film 30 of the analysis chip 10. The light receiving unit 131 includes a first lens 134, an optical filter 135, a second lens 136, and a first light receiving sensor 137.
 第1レンズ134は、例えば、集光レンズであり、金属膜30上から出射される光を集光する。第2レンズ136は、例えば、結像レンズであり、第1レンズ134で集光された光を第1受光センサー137の受光面に結像させる。両レンズの間の光路は、略平行な光路になっている。光学フィルター135は、両レンズの間に配置されている。 The first lens 134 is, for example, a condensing lens, and condenses light emitted from the metal film 30. The second lens 136 is, for example, an imaging lens, and forms an image of the light collected by the first lens 134 on the light receiving surface of the first light receiving sensor 137. The optical path between both lenses is a substantially parallel optical path. The optical filter 135 is disposed between both lenses.
 光学フィルター135は、蛍光成分のみを第1受光センサー137に導き、高いS/N比で蛍光γを検出するために、励起光成分(プラズモン散乱光δ)を除去する。光学フィルター135の例には、励起光反射フィルター、短波長カットフィルターおよびバンドパスフィルターが含まれる。光学フィルター135は、例えば、所定の光成分を反射する多層膜を含むフィルター、または所定の光成分を吸収する色ガラスフィルターである。 The optical filter 135 guides only the fluorescence component to the first light receiving sensor 137 and removes the excitation light component (plasmon scattered light δ) in order to detect the fluorescence γ with a high S / N ratio. Examples of the optical filter 135 include an excitation light reflection filter, a short wavelength cut filter, and a band pass filter. The optical filter 135 is, for example, a filter including a multilayer film that reflects a predetermined light component, or a color glass filter that absorbs a predetermined light component.
 第1受光センサー137は、蛍光γおよびプラズモン散乱光δを検出する。第1受光センサー137は、微量の被検出物質を標識する蛍光物質からの微弱な蛍光γを検出することが可能であり、高い感度を有する。第1受光センサー137は、例えば、光電子増倍管(PMT)やアバランシェフォトダイオード(APD)などである。 The first light receiving sensor 137 detects fluorescence γ and plasmon scattered light δ. The first light receiving sensor 137 can detect a weak fluorescence γ from a fluorescent substance that labels a very small amount of a substance to be detected, and has high sensitivity. The first light receiving sensor 137 is, for example, a photomultiplier tube (PMT) or an avalanche photodiode (APD).
 位置切替機構132は、光学フィルター135の位置を、受光ユニット131における光路上または光路外に切り替える。具体的には、第1受光センサー137が蛍光γを検出するときには、光学フィルター135を受光ユニット131の光路上に配置し、第1受光センサー137がプラズモン散乱光δを検出するときには、光学フィルター135を受光ユニット131の光路外に配置する。 The position switching mechanism 132 switches the position of the optical filter 135 on or off the optical path in the light receiving unit 131. Specifically, when the first light receiving sensor 137 detects fluorescence γ, the optical filter 135 is disposed on the optical path of the light receiving unit 131, and when the first light receiving sensor 137 detects plasmon scattered light δ, the optical filter 135 is disposed. Is arranged outside the optical path of the light receiving unit 131.
 第1センサー制御部133は、第1受光センサー137の出力値の検出や、検出した出力値による第1受光センサー137の感度の管理、適切な出力値を得るための第1受光センサー137の感度の変更などを制御する。第1センサー制御部133は、例えば、演算装置、制御装置、記憶装置、入力装置および出力装置を含む公知のコンピュータやマイコンなどによって構成される。 The first sensor control unit 133 detects the output value of the first light receiving sensor 137, manages the sensitivity of the first light receiving sensor 137 based on the detected output value, and the sensitivity of the first light receiving sensor 137 for obtaining an appropriate output value. Control changes and so on. The first sensor control unit 133 is configured by, for example, a known computer or microcomputer including an arithmetic device, a control device, a storage device, an input device, and an output device.
 送液ユニット140は、チップホルダー154に保持された分析チップ10の流路41内に、検体や標識液、基準液、洗浄液などを供給する。送液ユニット140は、液体チップ141、シリンジポンプ142および送液ポンプ駆動機構143を含む。 The liquid feeding unit 140 supplies a sample, a labeling liquid, a reference liquid, a cleaning liquid, and the like into the flow path 41 of the analysis chip 10 held by the chip holder 154. The liquid feeding unit 140 includes a liquid chip 141, a syringe pump 142, and a liquid feeding pump drive mechanism 143.
 液体チップ141は、検体や標識液、基準液、洗浄液などの液体を収容する容器である。液体チップ141としては、通常、複数の容器が液体の種類に応じて配置されるか、または複数の容器が一体化したチップが配置される。 The liquid chip 141 is a container for storing a liquid such as a specimen, a labeling liquid, a reference liquid, or a cleaning liquid. As the liquid chip 141, a plurality of containers are usually arranged according to the type of liquid, or a chip in which a plurality of containers are integrated is arranged.
 シリンジポンプ142は、シリンジ144と、シリンジ144内を往復動作可能なプランジャー145とによって構成される。プランジャー145の往復運動によって、液体の吸引および吐出が定量的に行われる。シリンジ144が交換可能であると、シリンジ144の洗浄が不要となる。このため、不純物の混入などを防止する観点から好ましい。シリンジ144が交換可能に構成されていない場合は、シリンジ144内を洗浄する構成をさらに付加することにより、シリンジ144を交換せずに使用することが可能となる。 The syringe pump 142 includes a syringe 144 and a plunger 145 that can reciprocate inside the syringe 144. By the reciprocating motion of the plunger 145, the liquid is sucked and discharged quantitatively. If the syringe 144 can be replaced, the syringe 144 need not be cleaned. For this reason, it is preferable from the viewpoint of preventing contamination of impurities. When the syringe 144 is not configured to be replaceable, it is possible to use the syringe 144 without replacing it by adding a configuration for cleaning the inside of the syringe 144.
 送液ポンプ駆動機構143は、プランジャー145の駆動装置、およびシリンジポンプ142の移動装置を含む。シリンジポンプ142の駆動装置は、プランジャー145を往復運動させるための装置であり、例えば、ステッピングモーターを含む。ステッピングモーターを含む駆動装置は、シリンジポンプ142の送液量や送液速度を管理できるため、分析チップ10の残液量を管理する観点から好ましい。シリンジポンプ142の移動装置は、例えば、シリンジポンプ142を、シリンジ144の軸方向(例えば垂直方向)と、軸方向を横断する方向(例えば水平方向)との二方向に自在に動かす。シリンジポンプ142の移動装置は、例えば、ロボットアーム、2軸ステージまたは上下動自在なターンテーブルによって構成される。 The liquid feed pump driving mechanism 143 includes a driving device for the plunger 145 and a moving device for the syringe pump 142. The drive device of the syringe pump 142 is a device for reciprocating the plunger 145, and includes, for example, a stepping motor. The drive device including the stepping motor is preferable from the viewpoint of managing the remaining liquid amount of the analysis chip 10 because it can manage the liquid feeding amount and liquid feeding speed of the syringe pump 142. For example, the moving device of the syringe pump 142 freely moves the syringe pump 142 in two directions, ie, an axial direction (for example, a vertical direction) of the syringe 144 and a direction crossing the axial direction (for example, a horizontal direction). The moving device of the syringe pump 142 is configured by, for example, a robot arm, a two-axis stage, or a turntable that can move up and down.
 送液ユニット140は、液体チップ141より各種液体を吸引し、分析チップ10の流路41内に供給する。このとき、プランジャー145を動かすことで、分析チップ10中の流路41内を液体が往復し、流路41内の液体が撹拌される。これにより、液体の濃度の均一化や、流路41内における反応(例えば抗原抗体反応)の促進などを実現することができる。このような操作を行う観点から、分析チップ10の注入口は多層フィルムで保護されており、かつシリンジ144がこの多層フィルムを貫通した時に注入口を密閉できるように、分析チップ10およびシリンジ144が構成されていることが好ましい。 The liquid feeding unit 140 sucks various liquids from the liquid chip 141 and supplies them to the flow path 41 of the analysis chip 10. At this time, by moving the plunger 145, the liquid reciprocates in the flow path 41 in the analysis chip 10, and the liquid in the flow path 41 is stirred. As a result, it is possible to achieve a uniform concentration of the liquid and promotion of a reaction (for example, an antigen-antibody reaction) in the channel 41. From the viewpoint of performing such an operation, the analysis chip 10 and the syringe 144 are protected by a multilayer film, and the analysis chip 10 and the syringe 144 can be sealed when the syringe 144 penetrates the multilayer film. It is preferable to be configured.
 流路41内の液体は、再びシリンジポンプ142で吸引され、液体チップ141などに排出される。これらの動作の繰り返しにより、各種液体による反応、洗浄などを実施し、流路41内の反応場に、蛍光物質で標識された被検出物質を配置することができる。 The liquid in the channel 41 is again sucked by the syringe pump 142 and discharged to the liquid chip 141 and the like. By repeating these operations, reaction with various liquids, washing, and the like can be performed, and a target substance labeled with a fluorescent substance can be placed in the reaction field in the flow path 41.
 搬送ユニット150は、分析チップ10を検出位置または送液位置に搬送し、固定する。ここで「検出位置(測定位置)」とは、励起光照射ユニット110が分析チップ10に励起光αを照射し、それに伴い発生する反射光βを第2受光センサー221が検出する位置(実施の形態1の変形例参照)、または蛍光γもしくはプラズモン散乱光δを光検出ユニット130が検出する位置である。また、「送液位置」とは、送液ユニット140が分析チップ10の流路41内に液体を供給するか、または分析チップ10の流路41内の液体を除去する位置である。搬送ユニット150は、搬送ステージ152およびチップホルダー154を含む。チップホルダー154は、搬送ステージ152に固定されており、分析チップ10を着脱可能に保持する。チップホルダー154の形状は、分析チップ10を保持することが可能であり、かつ励起光α、反射光β、蛍光γおよびプラズモン散乱光δの光路を妨げない形状である。たとえば、チップホルダー154には、励起光αおよび反射光βが通過するための開口部が設けられている。搬送ステージ152は、チップホルダー154を一方向およびその逆方向に移動させる。搬送ステージ152も、励起光α、反射光β、蛍光γおよびプラズモン散乱光δの光路を妨げない形状である。搬送ステージ152は、例えば、ステッピングモーターなどで駆動される。 The transport unit 150 transports and fixes the analysis chip 10 to the detection position or the liquid feeding position. Here, the “detection position (measurement position)” is a position where the excitation light irradiation unit 110 irradiates the analysis chip 10 with the excitation light α and the reflected light β generated thereby is detected by the second light receiving sensor 221 (implementation). This is a position where the light detection unit 130 detects fluorescence γ or plasmon scattered light δ. The “liquid feeding position” is a position where the liquid feeding unit 140 supplies a liquid into the flow channel 41 of the analysis chip 10 or removes the liquid in the flow channel 41 of the analysis chip 10. The transfer unit 150 includes a transfer stage 152 and a chip holder 154. The chip holder 154 is fixed to the transfer stage 152 and holds the analysis chip 10 in a detachable manner. The shape of the chip holder 154 is a shape that can hold the analysis chip 10 and does not obstruct the optical paths of the excitation light α, reflected light β, fluorescence γ, and plasmon scattered light δ. For example, the chip holder 154 is provided with an opening through which excitation light α and reflected light β pass. The transfer stage 152 moves the chip holder 154 in one direction and the opposite direction. The transport stage 152 also has a shape that does not obstruct the optical paths of the excitation light α, reflected light β, fluorescence γ, and plasmon scattered light δ. The transfer stage 152 is driven by, for example, a stepping motor.
 制御部160は、第1角度調整部112、光源制御部113、位置切替機構132、第1センサー制御部133、送液ポンプ駆動機構143および搬送ステージ152を制御する。また、制御部160は、光検出ユニット130の検出結果に基づいて、検体が血液を含む検体であるか否か、すなわち血液または血液の希釈液であるか否かを判定する処理部としても機能する。さらに、制御部160は、光検出ユニット130の検出結果に基づいて、検体に含まれる血液のヘマトクリット値を算出する処理部としても機能する。制御部160は、例えば、演算装置、制御装置、記憶装置、入力装置および出力装置を含む公知のコンピュータやマイコンなどによって構成される。 The control unit 160 controls the first angle adjustment unit 112, the light source control unit 113, the position switching mechanism 132, the first sensor control unit 133, the liquid feed pump drive mechanism 143, and the transport stage 152. The control unit 160 also functions as a processing unit that determines whether the sample is a sample containing blood, that is, whether the sample is blood or a diluted solution of blood, based on the detection result of the light detection unit 130. To do. Furthermore, the control unit 160 also functions as a processing unit that calculates the hematocrit value of blood contained in the sample based on the detection result of the light detection unit 130. The control unit 160 includes, for example, a known computer or microcomputer including an arithmetic device, a control device, a storage device, an input device, and an output device.
 次に、SPFS装置100の検出動作(本発明の実施の形態1に係る検出方法)について説明する。前述のとおり、実施の形態1に係るSPFS装置100は、赤血球(粒子)を含む検体(被検出液)の物性(血液のヘマトクリット値)を検出するとともに、検体中の被検出物質の量を検出する。また、SPFS装置100は、検体中の被検出物質の量を、ヘマトクリット値を用いて補正する。 Next, the detection operation of the SPFS device 100 (detection method according to Embodiment 1 of the present invention) will be described. As described above, the SPFS device 100 according to the first embodiment detects the physical property (blood hematocrit value) of a specimen (a liquid to be detected) containing red blood cells (particles) and detects the amount of a substance to be detected in the specimen. To do. The SPFS apparatus 100 corrects the amount of the substance to be detected in the specimen using the hematocrit value.
 図2は、SPFS装置100の動作手順の一例を示すフローチャートである。工程S20~S30(主として工程S30)は、実施の形態1に係る被検出液の物性の検出方法に該当する。工程S20~S80(主として工程S30およびS60~S80)は、実施の形態1に係る被検出物質の検出方法(測定方法)に該当する。 FIG. 2 is a flowchart showing an example of an operation procedure of the SPFS device 100. Steps S20 to S30 (mainly step S30) correspond to the physical property detection method for the liquid to be detected according to the first embodiment. Steps S20 to S80 (mainly steps S30 and S60 to S80) correspond to the detection target substance detection method (measurement method) according to the first embodiment.
 まず、検出の準備をする(工程S10)。具体的には、SPFS装置100のチップホルダー154に分析チップ10を設置する。また、分析チップ10の流路41内に保湿剤が存在する場合は、捕捉体が適切に被検出物質を捕捉できるように、流路41内を洗浄して保湿剤を除去する。 First, preparation for detection is performed (step S10). Specifically, the analysis chip 10 is installed in the chip holder 154 of the SPFS device 100. Further, when a humectant is present in the flow channel 41 of the analysis chip 10, the humectant is removed by washing the flow channel 41 so that the capturing body can appropriately capture the substance to be detected.
 次いで、ヘマトクリット値の算出(工程S30)で使用する基準値を検出する(工程S20)。具体的には、制御部160は、搬送ステージ152を操作して、分析チップ10を送液位置に移動させる。この後、制御部160は、送液ユニット140を操作して、液体チップ141内の基準液を分析チップ10の流路41内に導入する。基準液は、例えばリン酸緩衝生理食塩水(PBS)やTween20含有トリス緩衝生理食塩水(TBS-T)、HEPES緩衝生理食塩水(HBS)などの緩衝液である。次いで、制御部160は、搬送ステージ152を操作して、分析チップ10を検出位置に移動させる。そして、制御部160は、励起光照射ユニット110および光検出ユニット130を操作して、金属膜30の裏面(全反射面22)に励起光αを照射するとともに、基準液のプラズモン散乱光δの光量を検出する。このとき、金属膜30(全反射面22)に対する励起光αの入射角(第1の入射角)は、工程S70における励起光αの入射角(第2の入射角)より小さい。より具体的には、金属膜30(全反射面22)に対する励起光αの入射角(第1の入射角)は、臨界角以上かつ増強角(例えば71°)未満であることが好ましく、臨界角以上かつ64°以下であることがより好ましい。この後説明するように、励起光αの入射角を臨界角以上かつ増強角未満とすることで、より好ましくは臨界角以上かつ64°以下とすることで、ヘマトクリット値を高精度で検出することができるからである。制御部160は、光学フィルター135を受光ユニット131の光路外に配置する。制御部160は、励起光照射ユニット110を操作して、所定の入射角(第1の入射角)で励起光αを照射させつつ、光検出ユニット130を操作して基準液のプラズモン散乱光δの光量を検出させる。この検出値は、基準液のプラズモン散乱光δの光量(基準値)として制御部160に記録される。 Next, a reference value used in the calculation of the hematocrit value (step S30) is detected (step S20). Specifically, the control unit 160 operates the transfer stage 152 to move the analysis chip 10 to the liquid feeding position. Thereafter, the control unit 160 operates the liquid feeding unit 140 to introduce the reference liquid in the liquid chip 141 into the flow path 41 of the analysis chip 10. The reference solution is a buffer solution such as phosphate buffered saline (PBS), Tween 20-containing Tris buffered saline (TBS-T), HEPES buffered saline (HBS), or the like. Next, the control unit 160 operates the transfer stage 152 to move the analysis chip 10 to the detection position. Then, the control unit 160 operates the excitation light irradiation unit 110 and the light detection unit 130 to irradiate the back surface (total reflection surface 22) of the metal film 30 with the excitation light α and the plasmon scattered light δ of the reference liquid. Detect the amount of light. At this time, the incident angle (first incident angle) of the excitation light α with respect to the metal film 30 (total reflection surface 22) is smaller than the incident angle (second incident angle) of the excitation light α in step S70. More specifically, the incident angle (first incident angle) of the excitation light α with respect to the metal film 30 (total reflection surface 22) is preferably greater than the critical angle and less than the enhancement angle (for example, 71 °). It is more preferable that the angle is not less than 64 ° and not more than 64 °. As will be described later, the hematocrit value can be detected with high accuracy by setting the incident angle of the excitation light α to be not less than the critical angle and less than the enhancement angle, more preferably not less than the critical angle and not more than 64 °. Because you can. The control unit 160 arranges the optical filter 135 outside the light path of the light receiving unit 131. The controller 160 operates the excitation light irradiation unit 110 to irradiate the excitation light α at a predetermined incident angle (first incident angle), and operates the light detection unit 130 to operate the plasmon scattered light δ of the reference liquid. The amount of light is detected. This detection value is recorded in the control unit 160 as the light amount (reference value) of the plasmon scattered light δ of the reference liquid.
 次いで、検体に含まれる血液のヘマトクリット値を算出する(工程S30)。また、この工程を行うことにより、流路41内では、抗原抗体反応によって、金属膜30上に被検出物質が捕捉される(1次反応)。 Next, the hematocrit value of blood contained in the specimen is calculated (step S30). Further, by performing this step, the substance to be detected is captured on the metal film 30 by the antigen-antibody reaction in the flow path 41 (primary reaction).
 具体的には、制御部160は、搬送ステージ152を操作して、分析チップ10を送液位置に移動させる。この後、制御部160は、送液ユニット140を操作して、分析チップ10の流路41内の基準液を除去するとともに、液体チップ141内の検体を流路41内に導入(全反射面22および金属膜30上に提供)する。流路41内では、抗原抗体反応によって、金属膜30上に被検出物質が捕捉される(1次反応)。次いで、制御部160は、搬送ステージ152を操作して、分析チップ10を検出位置に移動させる。この後、制御部160は、励起光照射ユニット110および光検出ユニット130を操作して、全反射面22および金属膜30上に検体(粒子を含む被検出液)が存在する状態で、金属膜30の裏面(全反射面22)に励起光αを照射するとともに、検体のプラズモン散乱光δの光量を検出する。この検出値は、検体のプラズモン散乱光δの光量(検出値)として制御部160に記録される。このとき、金属膜30に照射される励起光αの入射角(第1の入射角)は、基準値を検出したとき(工程S20)の入射角と同じである。なお、前述のとおり、検体のプラズモン散乱光δの光量の検出においても、金属膜30(全反射面22)に対する励起光αの入射角(第1の入射角)は、工程S70における励起光αの入射角(第2の入射角)より小さい。より具体的には、金属膜30(全反射面22)に対する励起光αの入射角(第1の入射角)は、臨界角以上かつ増強角未満であることが好ましく、臨界角以上かつ64°以下であることがより好ましい。 Specifically, the control unit 160 operates the transfer stage 152 to move the analysis chip 10 to the liquid feeding position. Thereafter, the controller 160 operates the liquid feeding unit 140 to remove the reference liquid in the flow channel 41 of the analysis chip 10 and introduce the sample in the liquid chip 141 into the flow channel 41 (total reflection surface). 22 and the metal film 30). In the flow channel 41, the substance to be detected is captured on the metal film 30 by the antigen-antibody reaction (primary reaction). Next, the control unit 160 operates the transfer stage 152 to move the analysis chip 10 to the detection position. Thereafter, the control unit 160 operates the excitation light irradiation unit 110 and the light detection unit 130 so that the specimen (a liquid to be detected containing particles) is present on the total reflection surface 22 and the metal film 30. The back surface (total reflection surface 22) 30 is irradiated with excitation light α, and the amount of plasmon scattered light δ of the specimen is detected. This detection value is recorded in the control unit 160 as the light amount (detection value) of the plasmon scattered light δ of the specimen. At this time, the incident angle (first incident angle) of the excitation light α applied to the metal film 30 is the same as the incident angle when the reference value is detected (step S20). As described above, also in the detection of the amount of plasmon scattered light δ of the specimen, the incident angle (first incident angle) of the excitation light α with respect to the metal film 30 (total reflection surface 22) is the excitation light α in step S70. Is smaller than the incident angle (second incident angle). More specifically, the incident angle (first incident angle) of the excitation light α with respect to the metal film 30 (total reflection surface 22) is preferably greater than the critical angle and less than the enhancement angle, and is greater than the critical angle and greater than 64 °. The following is more preferable.
 この後、制御部160は、光検出ユニット130の検出結果に基づいて、検体(被検出液)の物性、すなわち血液のヘマトクリット値を算出する。具体的には、検出値から基準値を差し引いて、検体のプラズモン散乱光δの光量を算出する。次いで、制御部160は、あらかじめ準備されている検量線に前述の検体のプラズモン散乱光δの光量を当てはめて、検体に含まれる血液のヘマトクリット値を算出する。なお、適切な検量線を用いることで、制御部160は、検体(被検出液)に含まれる粒子(赤血球)の濃度および大きさも算出することができる。 Thereafter, the control unit 160 calculates the physical property of the specimen (the liquid to be detected), that is, the hematocrit value of the blood, based on the detection result of the light detection unit 130. Specifically, the amount of plasmon scattered light δ of the specimen is calculated by subtracting the reference value from the detection value. Next, the control unit 160 applies the amount of the plasmon scattered light δ of the specimen described above to a calibration curve prepared in advance, and calculates the hematocrit value of blood contained in the specimen. In addition, the control part 160 can also calculate the density | concentration and magnitude | size of the particle | grains (red blood cell) contained in a sample (detected liquid) by using a suitable calibration curve.
 次いで、光学ブランク値の測定(工程S50)および蛍光γの検出(工程S70)で使用する増強角を測定する(工程S40)。具体的には、制御部160は、搬送ステージ152を操作して、分析チップ10を送液位置に移動させる。この後、制御部160は、送液ユニット140を操作して、分析チップ10から検体を除去した後、液体チップ141内の基準液を分析チップ10の流路41内に導入する。次いで、制御部160は、搬送ステージ152を操作して分析チップ10を検出位置に移動させる。制御部160は、励起光照射ユニット110を操作して励起光αを金属膜30(全反射面22)の所定の位置に照射しながら、第1角度調整部112により金属膜30(全反射面22)に対する励起光αの入射角(例えば71°±3°)を走査する。また、制御部160は、第1受光センサー137が金属膜30(全反射面22)の近傍からのプラズモン散乱光δを検出するように、第1センサー制御部133を制御する。金属膜30(全反射面22)の近傍からのプラズモン散乱光δは、第1受光センサー137に到達する。これにより、制御部160は、励起光αの入射角とプラズモン散乱光δの強度との関係を含むデータを得る。そして、制御部160は、データを解析して、プラズモン散乱光δの強度が最大となる入射角(増強角;実施の形態1では71°)を決定する。 Next, the enhancement angle used in the measurement of the optical blank value (step S50) and the detection of fluorescence γ (step S70) is measured (step S40). Specifically, the control unit 160 operates the transfer stage 152 to move the analysis chip 10 to the liquid feeding position. Thereafter, the control unit 160 operates the liquid feeding unit 140 to remove the sample from the analysis chip 10, and then introduces the reference liquid in the liquid chip 141 into the flow channel 41 of the analysis chip 10. Next, the control unit 160 operates the transfer stage 152 to move the analysis chip 10 to the detection position. The controller 160 operates the excitation light irradiation unit 110 to irradiate a predetermined position of the metal film 30 (total reflection surface 22) with the excitation light α, and the first angle adjustment unit 112 causes the metal film 30 (total reflection surface) to be irradiated. The incident angle (for example, 71 ° ± 3 °) of the excitation light α with respect to 22) is scanned. In addition, the control unit 160 controls the first sensor control unit 133 so that the first light receiving sensor 137 detects the plasmon scattered light δ from the vicinity of the metal film 30 (total reflection surface 22). Plasmon scattered light δ from the vicinity of the metal film 30 (total reflection surface 22) reaches the first light receiving sensor 137. As a result, the control unit 160 obtains data including the relationship between the incident angle of the excitation light α and the intensity of the plasmon scattered light δ. Then, control unit 160 analyzes the data and determines an incident angle (intensification angle; 71 ° in the first embodiment) at which the intensity of plasmon scattered light δ is maximized.
 次いで、蛍光γの検出(工程S70)で使用する光学ブランク値を測定する(工程S50)。ここで「光学ブランク値」とは、蛍光γの検出(工程S70)において分析チップ10の上方に放出される背景光の光量を意味する。具体的には、光検出ユニット130を操作して、金属膜30に励起光αを照射するとともに、第1受光センサー137の出力値(光学ブランク値)を記録する。このとき、制御部160は、第1角度調整部112を操作して、励起光αの入射角を増強角(第2の入射角)に設定する。また、制御部160は、位置切替機構132を制御して、光学フィルター135を受光ユニット131の光路内に配置する。この検出値は、光学ブランク値として制御部160に記録される。 Next, the optical blank value used in the detection of fluorescence γ (step S70) is measured (step S50). Here, the “optical blank value” means the amount of background light emitted above the analysis chip 10 in the detection of the fluorescence γ (step S70). Specifically, the light detection unit 130 is operated to irradiate the metal film 30 with the excitation light α, and the output value (optical blank value) of the first light receiving sensor 137 is recorded. At this time, the control unit 160 operates the first angle adjustment unit 112 to set the incident angle of the excitation light α to the enhancement angle (second incident angle). Further, the control unit 160 controls the position switching mechanism 132 to arrange the optical filter 135 in the optical path of the light receiving unit 131. This detected value is recorded in the control unit 160 as an optical blank value.
 次いで、金属膜30上に捕捉されている被検出物質を蛍光物質で標識する(2次反応;工程S60)。具体的には、制御部160は、搬送ステージ152を操作して、分析チップ10を送液位置に移動させる。この後、制御部160は、送液ユニット140を操作して、分析チップ10から基準液を除去した後、蛍光物質で標識された捕捉体を含む液体(標識液)を分析チップ10の流路41内に導入する。流路41内では、抗原抗体反応によって、金属膜30上に捕捉されている被検出物質が蛍光物質で標識される。この後、流路41内の標識液は除去され、流路41内は洗浄液で洗浄される。 Next, the target substance captured on the metal film 30 is labeled with a fluorescent substance (secondary reaction; step S60). Specifically, the control unit 160 operates the transfer stage 152 to move the analysis chip 10 to the liquid feeding position. Thereafter, the control unit 160 operates the liquid feeding unit 140 to remove the reference solution from the analysis chip 10, and then removes the liquid (labeled solution) containing the capture body labeled with the fluorescent substance from the flow path of the analysis chip 10. 41. In the flow channel 41, the detection target substance captured on the metal film 30 is labeled with a fluorescent substance by the antigen-antibody reaction. Thereafter, the labeling liquid in the flow path 41 is removed, and the inside of the flow path 41 is cleaned with a cleaning liquid.
 次いで、蛍光γの光量を検出して、検体中の被検出物質の量を示す検出値(第1のシグナル値)を得る(工程S70)。具体的には、制御部160は、搬送ステージ152を操作して、分析チップ10を検出位置に移動させる。この後、制御部160は、励起光照射ユニット110および光検出ユニット130を操作して、金属膜30の裏面(全反射面22)に励起光αを照射するとともに、第1受光センサー137の出力値を記録する。このとき、制御部160は、第1角度調整部112を操作して、励起光αの入射角(第2の入射角)を増強角に設定する。また、制御部160は、位置切替機構132を制御して、光学フィルター135を受光ユニット131の光路内に配置する。制御部160は、検出値から光学ブランク値を引き、検体中の被検出物質の量を示す蛍光γの光量を算出する。 Next, the amount of fluorescence γ is detected to obtain a detection value (first signal value) indicating the amount of the substance to be detected in the specimen (step S70). Specifically, the control unit 160 operates the transfer stage 152 to move the analysis chip 10 to the detection position. Thereafter, the control unit 160 operates the excitation light irradiation unit 110 and the light detection unit 130 to irradiate the back surface (total reflection surface 22) of the metal film 30 with the excitation light α, and outputs the first light receiving sensor 137. Record the value. At this time, the control unit 160 operates the first angle adjustment unit 112 to set the incident angle (second incident angle) of the excitation light α to the enhancement angle. Further, the control unit 160 controls the position switching mechanism 132 to arrange the optical filter 135 in the optical path of the light receiving unit 131. The controller 160 subtracts the optical blank value from the detection value, and calculates the amount of fluorescence γ indicating the amount of the substance to be detected in the sample.
 算出された蛍光γの光量は、工程S30で算出された血液のヘマトクリット値を用いて、検体の液体成分中の被検出物質の量を示す蛍光γの光量に変換する(工程S80)。具体的には、検体が希釈をしていない血液の場合は、算出された蛍光γの光量に、以下の式(1)で表される変換係数cを掛けることで、算出された蛍光γの光量を被検出物質の量を示す蛍光γの光量に変換する。一方、検体が血液の希釈液の場合は、算出された蛍光γに、以下の式(2)で表される変換係数cを掛けることで、算出された蛍光γの光量を被検出物質の量を示す蛍光γの光量に変換する。最後に、蛍光γの光量に対応する検体の液体成分中の被検出物質の量(第2のシグナル値)を求める。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 ここで、Htはヘマトクリット値であり、dfは希釈液の希釈率である。
The calculated amount of fluorescence γ is converted into the amount of fluorescence γ indicating the amount of the substance to be detected in the liquid component of the specimen using the blood hematocrit value calculated in step S30 (step S80). Specifically, in the case where the specimen is undiluted blood, the calculated fluorescence γ is calculated by multiplying the calculated amount of fluorescence γ by the conversion coefficient c 1 represented by the following equation (1). Is converted into the amount of fluorescence γ indicating the amount of the substance to be detected. On the other hand, when the specimen is a diluted blood solution, the calculated fluorescence γ is multiplied by the conversion coefficient c 2 represented by the following equation (2), so that the calculated light intensity of the fluorescence γ It converts into the light quantity of fluorescence (gamma) which shows quantity. Finally, the amount (second signal value) of the substance to be detected in the liquid component of the specimen corresponding to the amount of fluorescence γ is obtained.
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
Here, Ht is a hematocrit value, and df is a dilution rate of the diluent.
 以上の手順により、検体の液体成分中の被検出物質の量(第2のシグナル値)を検出することができる。 By the above procedure, the amount (second signal value) of the substance to be detected in the liquid component of the specimen can be detected.
 上記の説明では、基準値の検出(工程S20)の後に、検体を導入した状態でのプラズモン散乱光δの光量の検出を行った。しかしながら、基準値の検出(工程S20)の前に、検体を導入した状態でのプラズモン散乱光δの光量の検出を行ってもよい。また、基準値の検出(工程S20)は、1次反応(工程S30)または光学ブランク値の測定(工程S50)の後に行ってもよい。また、光学ブランク値の測定(工程S50)は、基準値の検出(工程S20)の後に行ってもよい。 In the above description, after the detection of the reference value (step S20), the light quantity of the plasmon scattered light δ with the sample introduced is detected. However, before the reference value is detected (step S20), the amount of plasmon scattered light δ in a state where the sample is introduced may be detected. The detection of the reference value (step S20) may be performed after the primary reaction (step S30) or the measurement of the optical blank value (step S50). Further, the measurement of the optical blank value (step S50) may be performed after the detection of the reference value (step S20).
 [実験1]
 実験1では、金属膜30への励起光αの入射角と、ヘマトクリット値がそれぞれ異なる検体におけるプラズモン散乱光δの光量との関係について調べた。なお、比較のため、金属膜30への励起光αの入射角と、赤血球を含まない検体(血清)におけるプラズモン散乱光δの光量との関係についても調べた。図3は、金属膜30への励起光αの入射角と、プラズモン散乱光δの光量との関係を示すグラフである。図3の横軸は金属膜30への励起光αの入射角(°)であり、縦軸はプラズモン散乱光δの光量(count)である。図3において、白抜き丸シンボルは、ヘマトクリット値が60%の血液を使用したときの実験結果を示しており、黒三角シンボルは、ヘマトクリット値が43%の血液を使用したときの実験結果を示しており、白抜き三角シンボルは、ヘマトクリット値が35%の血液を使用したときの実験結果を示しており、黒丸シンボルは、血清(ヘマトクリット値が0%)を使用した場合の実験結果を示している。
[Experiment 1]
In Experiment 1, the relationship between the incident angle of the excitation light α to the metal film 30 and the amount of plasmon scattered light δ in samples having different hematocrit values was examined. For comparison, the relationship between the incident angle of the excitation light α to the metal film 30 and the amount of plasmon scattered light δ in the specimen (serum) not containing red blood cells was also examined. FIG. 3 is a graph showing the relationship between the incident angle of the excitation light α to the metal film 30 and the amount of plasmon scattered light δ. The horizontal axis of FIG. 3 is the incident angle (°) of the excitation light α to the metal film 30, and the vertical axis is the light quantity (count) of the plasmon scattered light δ. In FIG. 3, the white circle symbol indicates the experimental result when blood having a hematocrit value of 60% is used, and the black triangular symbol indicates the experimental result when blood having a hematocrit value of 43% is used. The white triangle symbol indicates the experimental result when blood with a hematocrit value of 35% is used, and the black circle symbol indicates the experimental result when serum (hematocrit value is 0%) is used. Yes.
 図3に示されるように、金属膜30への励起光αの入射角が増強角(71°)以上の場合、各検体の間でプラズモン散乱光δの光量差が小さかった。一方、励起光αの入射角が臨界角以上かつ増強角(71°)未満の場合、ヘマトクリット値がそれぞれ異なる検体の間でプラズモン散乱光δの光量差が大きかった。この結果から、ヘマトクリット値を検出する場合の励起光αの入射角は、増強角よりも小さい方が好ましいことがわかる。 As shown in FIG. 3, when the incident angle of the excitation light α to the metal film 30 is not less than the enhancement angle (71 °), the light amount difference of the plasmon scattered light δ is small between the samples. On the other hand, when the incident angle of the excitation light α was not less than the critical angle and less than the enhancement angle (71 °), the light amount difference of the plasmon scattered light δ was large between samples having different hematocrit values. From this result, it is understood that the incident angle of the excitation light α when detecting the hematocrit value is preferably smaller than the enhancement angle.
 [実験2]
 実験2では、金属膜30への励起光αの入射角が増強角よりも小さい場合についてより詳細に、金属膜30への励起光αの入射角と、ヘマトクリット値がそれぞれ異なる検体におけるプラズモン散乱光δの光量との関係について調べた。本実験でも、比較のため、金属膜30への励起光αの入射角と、血漿におけるプラズモン散乱光δの光量との関係についても調べた。図4Aおよび図4Bは、金属膜30への励起光αの入射角と、プラズモン散乱光δの光量との関係を示すグラフである。図4Aおよび図4Bの横軸は金属膜30への励起光αの入射角(°)であり、縦軸はプラズモン散乱光δの光量(count)である。図4Bは、図4Aにおける各プラズモン散乱光δの光量からTween20含有トリス緩衝生理食塩水(TBS-T)を使用した場合のプラズモン散乱光δの光量を引いたグラフである。図4Aに示される黒丸シンボルは、Tween20含有トリス緩衝生理食塩水(TBS-T)を使用した場合の実験結果を示している。図4Aおよび図4Bに示される白抜き丸シンボルは、血漿を使用した場合の実験結果を示しており、黒三角シンボルは、ヘマトクリット値が50%の血液を使用したときの実験結果を示しており、白抜き三角シンボルは、ヘマトクリット値が40%の血液を使用したときの実験結果を示している。
[Experiment 2]
In Experiment 2, the case where the incident angle of the excitation light α to the metal film 30 is smaller than the enhancement angle will be described in more detail. The incident angle of the excitation light α to the metal film 30 and the plasmon scattered light in the samples having different hematocrit values. The relationship between δ and the amount of light was examined. Also in this experiment, for comparison, the relationship between the incident angle of the excitation light α to the metal film 30 and the amount of plasmon scattered light δ in plasma was also examined. 4A and 4B are graphs showing the relationship between the incident angle of the excitation light α to the metal film 30 and the amount of plasmon scattered light δ. 4A and 4B, the horizontal axis represents the incident angle (°) of the excitation light α to the metal film 30, and the vertical axis represents the light quantity (count) of the plasmon scattered light δ. FIG. 4B is a graph obtained by subtracting the light amount of plasmon scattered light δ when Tween20-containing Tris buffered saline (TBS-T) is used from the light amount of each plasmon scattered light δ in FIG. 4A. The black circle symbols shown in FIG. 4A show the experimental results when using Tween20-containing Tris-buffered saline (TBS-T). The white circle symbols shown in FIGS. 4A and 4B show the experimental results when using plasma, and the black triangular symbols show the experimental results when using blood with a hematocrit value of 50%. The white triangle symbol indicates the experimental result when blood having a hematocrit value of 40% is used.
 図4Bに示されるように、金属膜30への励起光αの入射角が小さくなるほど、ヘマトクリット値が異なる検体の間でプラズモン散乱光δの光量差が大きかった。この結果から、ヘマトクリット値を検出する場合の励起光αの入射角は、臨界角以上であれば小さい方が好ましいことがわかる。 As shown in FIG. 4B, the smaller the incident angle of the excitation light α to the metal film 30, the greater the difference in the amount of plasmon scattered light δ between specimens having different hematocrit values. From this result, it can be seen that the incident angle of the excitation light α when detecting the hematocrit value is preferably smaller if it is equal to or greater than the critical angle.
 [実験3]
 実験3では、金属膜30への励起光αの入射角と、ヘマトクリット値が同一の検体におけるプラズモン散乱光δの光量のばらつきとの関係について調べた。実験3では、ヘマトクリット値を50%に調整した5つの検体について、金属膜30への励起光αの入射角を62°、64°、66°および68°にした場合におけるプラズモン散乱光δのばらつきについて調べた。なお、実験3では、ばらつきの指標として変動係数CVを用いた。図5は、金属膜30への励起光αの入射角と、変動係数CVとの関係を示すグラフである。図5の横軸は、金属膜30への励起光αの入射角(°)であり、縦軸は、変動係数CV(%)を示している。
[Experiment 3]
In Experiment 3, the relationship between the incident angle of the excitation light α to the metal film 30 and the variation in the amount of plasmon scattered light δ in the specimen having the same hematocrit value was examined. In Experiment 3, for five specimens having a hematocrit value adjusted to 50%, the plasmon scattered light δ varies when the incident angle of the excitation light α on the metal film 30 is 62 °, 64 °, 66 °, and 68 °. Investigated about. In Experiment 3, the coefficient of variation CV was used as an index of variation. FIG. 5 is a graph showing the relationship between the incident angle of the excitation light α to the metal film 30 and the coefficient of variation CV. The horizontal axis of FIG. 5 is the incident angle (°) of the excitation light α to the metal film 30, and the vertical axis indicates the coefficient of variation CV (%).
 図5に示されるように、金属膜30への励起光αの入射角が64°以下であれば、変動係数CVが10%(図5の破線)以下であった。この結果から、ヘマトクリット値を検出する場合の励起光αの入射角は、臨界角以上であれば64°よりも小さい方が好ましいことがわかる。 As shown in FIG. 5, when the incident angle of the excitation light α to the metal film 30 is 64 ° or less, the coefficient of variation CV is 10% or less (broken line in FIG. 5). From this result, it is understood that the incident angle of the excitation light α when detecting the hematocrit value is preferably smaller than 64 ° if it is equal to or larger than the critical angle.
 このように、増強角より小さい入射角で励起光αを金属膜30に照射することにより、ヘマトクリット値を精度良く検出できる。この理由としては、以下のことが推察される(これに限定されるわけではない)。 Thus, the hematocrit value can be accurately detected by irradiating the metal film 30 with the excitation light α at an incident angle smaller than the enhancement angle. The reason is presumed as follows (not limited to this).
 まず、励起光αの電場Eの金属膜30に平行な方向(x方向;図1参照)の成分Exは、式(3)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 ここで、θ(°)は金属膜30への励起光αの入射角である。したがって、金属膜30上における励起光αの金属膜30に平行な方向の成分の光強度比Rは、式(4)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
 すなわち、金属膜30に対する励起光αの入射角θが小さくなると、照射領域における電場Eの金属膜30に平行な方向の成分Exは、大きくなる。
First, the component Ex in the direction parallel to the metal film 30 of the electric field E of the excitation light α (x direction; see FIG. 1) is expressed by Expression (3).
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
Here, θ (°) is an incident angle of the excitation light α to the metal film 30. Therefore, the light intensity ratio R of the component in the direction parallel to the metal film 30 of the excitation light α on the metal film 30 is expressed by the formula (4).
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
That is, when the incident angle θ of the excitation light α with respect to the metal film 30 decreases, the component Ex in the direction parallel to the metal film 30 of the electric field E in the irradiation region increases.
 また、励起光αの電場Eの金属膜30に垂直な方向(z方向;図1参照)の成分Ezは、式(5)で表される因子に比例する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
 ここで、ω(1/s)は励起光αの角周波数、z(m)は金属膜30に垂直な方向における金属膜30からの距離、vは検体中の光速(m/s)、nは検体のプリズムに対する屈折率である。すなわち、金属膜30に対する励起光αの入射角θが小さくなると、照射領域における電場Eの金属膜30に垂直な方向の成分Ezの減衰は、小さくなる。すなわち、金属膜30に垂直な方向における電場Ezの到達範囲は、増大する。
Further, the component Ez of the electric field E of the excitation light α in the direction perpendicular to the metal film 30 (z direction; see FIG. 1) is proportional to the factor expressed by the equation (5).
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
Here, ω (1 / s) is the angular frequency of the excitation light α, z (m) is the distance from the metal film 30 in the direction perpendicular to the metal film 30, v is the speed of light in the specimen (m / s), n Is the refractive index of the specimen with respect to the prism. That is, when the incident angle θ of the excitation light α with respect to the metal film 30 decreases, the attenuation of the component Ez in the direction perpendicular to the metal film 30 of the electric field E in the irradiation region decreases. That is, the reach of the electric field Ez in the direction perpendicular to the metal film 30 increases.
 これらにより、散乱光(プラズモン散乱光δ)の光量が増大する。また、励起光αの波長程度以上の粒径の散乱体(本実施の形態では、赤血球)が金属膜30近傍に存在すると、Mie散乱理論により第1受光センサー137方向へ向かう散乱光の成分が増大する。これらによって、第1受光センサー137方向に向かう散乱光(プラズモン散乱光δ)の光量が多くなると考えられる。 As a result, the amount of scattered light (plasmon scattered light δ) increases. In addition, when a scatterer (red blood cell in the present embodiment) having a particle size of about the wavelength of the excitation light α or more is present in the vicinity of the metal film 30, the component of the scattered light traveling toward the first light receiving sensor 137 according to the Mie scattering theory. Increase. As a result, it is considered that the amount of scattered light (plasmon scattered light δ) directed toward the first light receiving sensor 137 increases.
 以上のように、本実施の形態に係るSPFS装置100では、粒子を含む検体(被検出液)の物性(粒子の濃度や粒子の大きさなど。本実施の形態ではヘマトクリット値)を検出する時の励起光αの入射角(第1の入射角)を、検体中の被検出物質の量を検出する時の励起光αの入射角(第2の入射角)よりも小さくする。これにより、検体(被検出液)の物性(本実施の形態ではヘマトクリット値)および検体中の被検出物質の量を、それぞれ高精度に検出することができ、その結果としてヘマトクリット値で補正された被検出物質の量を高精度に算出することができる。また、本実施の形態に係るSPFS装置100は、ヘマトクリット値の検出のために、新たな装置を別途設ける必要がない。これにより、SPFS装置100を大型化させることなく、かつ装置コストも抑制することができる。 As described above, when the SPFS device 100 according to the present embodiment detects physical properties (particle concentration, particle size, etc., hematocrit value in this embodiment) of a specimen (liquid to be detected) containing particles. The incident angle (first incident angle) of the excitation light α is made smaller than the incident angle (second incident angle) of the excitation light α when detecting the amount of the substance to be detected in the specimen. As a result, the physical properties (hematocrit value in the present embodiment) of the specimen (the liquid to be detected) and the amount of the substance to be detected in the specimen can be detected with high accuracy, and as a result, the hematocrit value is corrected. The amount of the substance to be detected can be calculated with high accuracy. Further, the SPFS apparatus 100 according to the present embodiment does not require a new apparatus for detecting the hematocrit value. Thereby, the apparatus cost can also be suppressed without increasing the size of the SPFS apparatus 100.
 [実施の形態1の変形例]
 実施の形態1の変形例に係る検出装置は、SPR法を利用したSPR装置200である。そこで、実施の形態1に係るSPFS装置100の各構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
[Modification of Embodiment 1]
The detection device according to the modification of the first embodiment is an SPR device 200 using the SPR method. Therefore, the same components as those of the SPFS device 100 according to Embodiment 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
 図6は、実施の形態1の変形例に係るSPR装置200の構成を示す図である。図6に示されるように、実施の形態1の変形例に係るSPR装置200は、励起光照射ユニット110(光照射部)、反射光検出ユニット220(第2の光検出部)、光検出ユニット130(第1の光検出部)、送液ユニット140、搬送ユニット150および制御部160を有する。実施の形態1の変形例では、実施の形態1と異なり、光検出ユニット130は、金属膜30への励起光αの照射によって生じたプラズモン散乱光δを検出する第1の光検出部のみとして機能する(第2の光検出部としては機能しない)。実施の形態1の変形例では、新たに設けられた反射光検出ユニット220が、金属膜30への励起光αの照射によって生じた反射光βを検出する第2の光検出部として機能する。 FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of an SPR device 200 according to a modification of the first embodiment. As shown in FIG. 6, the SPR device 200 according to the modification of the first embodiment includes an excitation light irradiation unit 110 (light irradiation unit), a reflected light detection unit 220 (second light detection unit), and a light detection unit. 130 (first light detection unit), a liquid feeding unit 140, a transport unit 150, and a control unit 160. In the modification of the first embodiment, unlike the first embodiment, the light detection unit 130 is only the first light detection unit that detects the plasmon scattered light δ generated by the irradiation of the excitation light α to the metal film 30. Functions (does not function as a second light detection unit). In the modification of the first embodiment, the newly provided reflected light detection unit 220 functions as a second light detection unit that detects the reflected light β generated by irradiating the metal film 30 with the excitation light α.
 反射光検出ユニット220は、共鳴角の測定などを行うために、分析チップ10への励起光αの照射によって生じた反射光βの光量を検出する。反射光検出ユニット220は、第2受光センサー221、第2角度調整部222および第2センサー制御部223を含む。 The reflected light detection unit 220 detects the amount of the reflected light β generated by irradiating the analysis chip 10 with the excitation light α in order to measure the resonance angle. The reflected light detection unit 220 includes a second light receiving sensor 221, a second angle adjustment unit 222, and a second sensor control unit 223.
 第2受光センサー221は、分析チップ10で反射した光の光路上に配置され、反射光βの光量を検出する。第2受光センサー221の種類は、特に限定されない。たとえば、第2受光センサー221は、フォトダイオード(PD)である。 The second light receiving sensor 221 is arranged on the optical path of the light reflected by the analysis chip 10 and detects the amount of the reflected light β. The type of the second light receiving sensor 221 is not particularly limited. For example, the second light receiving sensor 221 is a photodiode (PD).
 第2角度調整部222は、金属膜30に対する励起光αの入射角に応じて、第2受光センサー221の位置(角度)を調整する。第2角度調整部222は、反射光βが第2受光センサー221に入射するように、第2受光センサー221とチップホルダー154とを相対的に移動させる。 The second angle adjustment unit 222 adjusts the position (angle) of the second light receiving sensor 221 according to the incident angle of the excitation light α with respect to the metal film 30. The second angle adjustment unit 222 relatively moves the second light receiving sensor 221 and the chip holder 154 so that the reflected light β is incident on the second light receiving sensor 221.
 第2センサー制御部223は、第2受光センサー221の出力値の検出や、検出した出力値による第2受光センサー221の感度の管理、適切な出力値を得るための第2受光センサー221の感度の変更などを制御する。第2センサー制御部223は、例えば、演算装置、制御装置、記憶装置、入力装置および出力装置を含む公知のコンピュータやマイコンなどによって構成される。 The second sensor control unit 223 detects the output value of the second light receiving sensor 221, manages the sensitivity of the second light receiving sensor 221 based on the detected output value, and the sensitivity of the second light receiving sensor 221 for obtaining an appropriate output value. Control changes and so on. The second sensor control unit 223 includes, for example, a known computer or microcomputer including an arithmetic device, a control device, a storage device, an input device, and an output device.
 実施の形態1の変形例に係るSPR装置200は、検体中の被検出物質の量を検出するために、実施の形態1に係るSPFS装置100と異なり、全反射面22で反射された反射光βの光量を検出する。具体的には、制御部160は、励起光照射ユニット110および反射光検出ユニット220を操作して、金属膜30の裏面に励起光αを照射するとともに、第2受光センサー221の出力値を記録する。一方、本実施の形態に係るSPR装置200は、粒子を含む検体(被検出液)の物性を検出するためには、実施の形態1に係るSPFS装置100と同様に、検体からの散乱光の光量を検出する。このように、光検出ユニット130は、蛍光γの光量を検出せず、散乱光(プラズモン散乱光δ)のみを検出するため、位置切替機構132および光学フィルター135を有していない。 Unlike the SPFS device 100 according to the first embodiment, the SPR device 200 according to the modification of the first embodiment reflects the reflected light reflected by the total reflection surface 22 in order to detect the amount of the substance to be detected in the specimen. The amount of β light is detected. Specifically, the control unit 160 operates the excitation light irradiation unit 110 and the reflected light detection unit 220 to irradiate the back surface of the metal film 30 with the excitation light α and records the output value of the second light receiving sensor 221. To do. On the other hand, the SPR device 200 according to the present embodiment detects scattered light from the specimen in the same manner as the SPFS apparatus 100 according to the first embodiment in order to detect the physical properties of the specimen (liquid to be detected) containing particles. Detect the amount of light. As described above, the light detection unit 130 does not detect the light amount of the fluorescence γ and detects only the scattered light (plasmon scattered light δ), and thus does not include the position switching mechanism 132 and the optical filter 135.
 実施の形態1の変形例に係るSPR装置200でも金属膜30に対する励起光αの入射角を小さくすることにより、ヘマトクリット値を高精度に検出することができる。なお、実施の形態1の変形例では、実施の形態1における光学ブランク値の測定(工程S50)および2次反応(工程S60)は不要である。 Even in the SPR device 200 according to the modification of the first embodiment, the hematocrit value can be detected with high accuracy by reducing the incident angle of the excitation light α to the metal film 30. In the modification of the first embodiment, the measurement of the optical blank value (step S50) and the secondary reaction (step S60) in the first embodiment are not necessary.
 以上のように、実施の形態1の変形例に係るSPR装置200は、実施の形態1に係るSPFS装置100と同様の効果を有する。 As described above, the SPR device 200 according to the modification of the first embodiment has the same effect as the SPFS device 100 according to the first embodiment.
 なお、上記各実施の形態においては、表面プラズモン共鳴(SPR)を利用するために、金属膜30を有する分析チップ10を用いるSPFS装置100およびSPR装置200について説明したが、本発明に係る検出装置および検出方法は、金属膜30を有しない分析チップ10を用いる検出装置および検出方法であってもよい。この場合は、検体(被検出液)は、金属膜30上ではなく、全反射面22上に提供される。この場合であっても、全反射面22での光の全反射により形成される局在場によって、全反射面22上の検体(被検出液)から散乱光が放出される。被検出物質の量についての情報を含む反射光β(第1のシグナル)は、SPRを利用せずに全反射測定(ATR)法などにより検出される。また、被検出液の物性(例えばヘマトクリット値)の検出を行う場合、ATR法では、背景光を含む光を検出するのに対し、本発明に係る検出方法では、被検出液から放出される散乱光を検出する。このため、本発明に係る検出方法は、ATR法などと比較して、バックグラウンドノイズの影響を排除することができ、より高精度に被検出液の物性および被検出物質の量を検出することができる。 In each of the above embodiments, the SPFS device 100 and the SPR device 200 using the analysis chip 10 having the metal film 30 in order to use surface plasmon resonance (SPR) have been described. However, the detection device according to the present invention is described. The detection method may be a detection device and a detection method using the analysis chip 10 that does not have the metal film 30. In this case, the specimen (the liquid to be detected) is provided not on the metal film 30 but on the total reflection surface 22. Even in this case, the scattered light is emitted from the specimen (the liquid to be detected) on the total reflection surface 22 by the localized field formed by the total reflection of light on the total reflection surface 22. The reflected light β (first signal) including information about the amount of the substance to be detected is detected by the total reflection measurement (ATR) method or the like without using SPR. In addition, when detecting the physical property (eg, hematocrit value) of the liquid to be detected, the ATR method detects light including background light, whereas in the detection method according to the present invention, scattering emitted from the liquid to be detected is detected. Detect light. Therefore, the detection method according to the present invention can eliminate the influence of background noise as compared with the ATR method and the like, and can detect the physical properties of the liquid to be detected and the amount of the substance to be detected with higher accuracy. Can do.
 また、上記各実施の形態では、検体(粒子を含む被検出液)の物性としてヘマトクリット値を検出する例について説明したが、本発明に係る検出方法および検出装置では、検出対象となる被検出液の物性はこれに限定されない。本発明に係る検出方法および検出装置では、例えば、被検出液の物性として粒子の大きさや被検出液中の粒子の濃度を検出することができる。 Further, in each of the above embodiments, an example in which a hematocrit value is detected as a physical property of a specimen (a liquid to be detected including particles) has been described. The physical properties are not limited to this. In the detection method and the detection apparatus according to the present invention, for example, the particle size and the concentration of particles in the liquid to be detected can be detected as the physical properties of the liquid to be detected.
 [実施の形態2]
 実施の形態2に係る検出装置は、励起光照射ユニット310が角度切り替え部114を含む点において実施の形態1に係る検出装置と異なる。そこで、実施の形態1に係るSPFS装置100の各構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。実施の形態3に係る検出装置は、光を照射することによって生じたシグナルを検出することで、被検出物質を検出する検出装置である。
[Embodiment 2]
The detection apparatus according to the second embodiment is different from the detection apparatus according to the first embodiment in that the excitation light irradiation unit 310 includes the angle switching unit 114. Therefore, the same components as those of the SPFS device 100 according to Embodiment 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. The detection device according to Embodiment 3 is a detection device that detects a substance to be detected by detecting a signal generated by irradiating light.
 図7は、本発明の実施の形態3に係る表面プラズモン励起増強蛍光分析装置(SPFS装置)300の構成を示す模式図である。図7に示されるように、SPFS装置300は、角度切り替え部114を含む励起光照射ユニット310と、光検出ユニット(シグナル検出部)130と、送液ユニット140と、搬送ユニット150と、制御部160とを有する。 FIG. 7 is a schematic diagram showing a configuration of a surface plasmon excitation enhanced fluorescence analyzer (SPFS apparatus) 300 according to Embodiment 3 of the present invention. As shown in FIG. 7, the SPFS device 300 includes an excitation light irradiation unit 310 including an angle switching unit 114, a light detection unit (signal detection unit) 130, a liquid feeding unit 140, a transport unit 150, and a control unit. 160.
 励起光照射ユニット310の角度切り替え部114は、金属膜30に対する励起光αの入射角を切り替える。角度切り替え部114は、第1角度調整部112が励起光αの入射角を走査していないときに使用される。角度切り替え部114は、光源から出射された励起光αが金属膜30の所定の領域に、第1角度調整部112が走査する角度範囲より小さい入射角で入射するように、光源から出射された励起光αの、金属膜30の所定の領域に対する入射角を切り替える。 The angle switching unit 114 of the excitation light irradiation unit 310 switches the incident angle of the excitation light α with respect to the metal film 30. The angle switching unit 114 is used when the first angle adjusting unit 112 is not scanning the incident angle of the excitation light α. The angle switching unit 114 is emitted from the light source so that the excitation light α emitted from the light source enters a predetermined region of the metal film 30 with an incident angle smaller than the angle range scanned by the first angle adjustment unit 112. The incident angle of the excitation light α with respect to a predetermined region of the metal film 30 is switched.
 図8は、角度切り替え部114による光の入射角の切り替えを説明するための図である。図8Aは、角度切り替え部114を光源側に配置した場合の説明図であり、図8Bは、角度切り替え部114を光源と反対側に配置した場合の説明図である。角度切り替え部114は、光源ユニット111から出射された励起光αを、第1角度調整部112が走査する角度範囲より小さい入射角で金属膜30に入射させる。角度切り替え部114により光路が切り替えられた励起光αは、後述するヘマトクリット値の検出に使用される。 FIG. 8 is a diagram for explaining switching of the incident angle of light by the angle switching unit 114. FIG. 8A is an explanatory diagram when the angle switching unit 114 is arranged on the light source side, and FIG. 8B is an explanatory diagram when the angle switching unit 114 is arranged on the side opposite to the light source. The angle switching unit 114 causes the excitation light α emitted from the light source unit 111 to enter the metal film 30 at an incident angle smaller than the angle range scanned by the first angle adjustment unit 112. The excitation light α whose optical path is switched by the angle switching unit 114 is used for detection of a hematocrit value to be described later.
 角度切り替え部114の位置は、第1角度調整部112の走査範囲より小さい入射角で光源ユニット111から出射された励起光αを金属膜30に入射させることができれば、特に限定されない。角度切り替え部114は、光源側に配置されていてもよいし、光源と反対側に配置されていてもよい。具体的には、本実施の形態では、図8Aに示されるように、角度切り替え部114は、光源側に配置されている。すなわち、本実施の形態では、角度切り替え部114は、光源ユニット111とプリズム20との間の励起光αの光路上に配置される。光源ユニット111から出射された励起光αは、角度切り替え部本体115によって、金属膜30に対する入射角が第1角度調整部112の走査範囲より小さくなるように切り替えられて金属膜30に照射される。図8Bに示されるように、角度切り替え部114は、反射光βの光路上に配置されていてもよい。この場合、金属膜30で反射した反射光βは、第1角度調整部112の走査範囲のうち最も小さい入射角で入射した励起光αの反射光βの反射角より小さい入射角で、再び金属膜30に入射するように、その光路を切り替えられる。 The position of the angle switching unit 114 is not particularly limited as long as the excitation light α emitted from the light source unit 111 can be incident on the metal film 30 at an incident angle smaller than the scanning range of the first angle adjustment unit 112. The angle switching part 114 may be arrange | positioned at the light source side, and may be arrange | positioned at the opposite side to a light source. Specifically, in the present embodiment, as shown in FIG. 8A, the angle switching unit 114 is arranged on the light source side. That is, in the present embodiment, the angle switching unit 114 is disposed on the optical path of the excitation light α between the light source unit 111 and the prism 20. The excitation light α emitted from the light source unit 111 is switched by the angle switching unit main body 115 so that the incident angle with respect to the metal film 30 is smaller than the scanning range of the first angle adjusting unit 112 and is irradiated to the metal film 30. . As illustrated in FIG. 8B, the angle switching unit 114 may be disposed on the optical path of the reflected light β. In this case, the reflected light β reflected by the metal film 30 is again incident on the metal at an incident angle smaller than the reflected angle of the reflected light β of the excitation light α incident at the smallest incident angle in the scanning range of the first angle adjustment unit 112. The optical path can be switched so as to enter the film 30.
 角度切り替え部114は、角度切り替え部本体115および移動機構116を有する。角度切り替え部本体115は、光源ユニット111から出射された励起光αの金属膜30に対する入射角を切り替える。角度切り替え部本体115は、複数の反射面を有する。光源ユニット111から出射された励起光αは、1つめの反射面で光路から外れるように反射され、2つ目の反射面で第1角度調整部112の走査範囲外であって、走査範囲より小さい入射角で入射するようにさらに反射される。角度切り替え部本体115の構成は、複数の反射面を有し、前述のように励起光αの光路を切り替えることができれば、特に限定されない。角度切り替え部本体115の例には、プリズムおよび複数のミラー(鏡面)が含まれる。本実施の形態では、角度切り替え部本体115は、複数のミラーである。 The angle switching unit 114 includes an angle switching unit main body 115 and a moving mechanism 116. The angle switching unit main body 115 switches the incident angle of the excitation light α emitted from the light source unit 111 with respect to the metal film 30. The angle switching unit main body 115 has a plurality of reflecting surfaces. The excitation light α emitted from the light source unit 111 is reflected off the optical path by the first reflecting surface, and is outside the scanning range of the first angle adjustment unit 112 by the second reflecting surface, and from the scanning range. It is further reflected to enter at a small incident angle. The configuration of the angle switching unit main body 115 is not particularly limited as long as it has a plurality of reflecting surfaces and can switch the optical path of the excitation light α as described above. Examples of the angle switching unit main body 115 include a prism and a plurality of mirrors (mirror surfaces). In the present embodiment, the angle switching unit main body 115 is a plurality of mirrors.
 移動機構116は、角度切り替え部本体115の位置を、光源から出射された励起光αの光路上または光路外に切り替える。具体的には、励起光αの光路を切り替える時には、移動機構116は、角度切り替え部本体115を光源ユニット111から出射された励起光αの光路上に配置する。また、励起光αの光路を切り替えない時には、移動機構116は、角度切り替え部本体115を光源ユニット111から出射された励起光αの光路外に配置する。 The moving mechanism 116 switches the position of the angle switching unit main body 115 on or off the optical path of the excitation light α emitted from the light source. Specifically, when switching the optical path of the excitation light α, the moving mechanism 116 arranges the angle switching unit main body 115 on the optical path of the excitation light α emitted from the light source unit 111. When the optical path of the excitation light α is not switched, the moving mechanism 116 arranges the angle switching unit main body 115 outside the optical path of the excitation light α emitted from the light source unit 111.
 次に、SPFS装置300の検出動作について説明する。図9は、SPFS装置300の動作手順の一例を示すフローチャートである。 Next, the detection operation of the SPFS device 300 will be described. FIG. 9 is a flowchart illustrating an example of an operation procedure of the SPFS apparatus 300.
 まず、検出の準備をする(工程S110)。具体的には、SPFS装置300のチップホルダー154に分析チップ10を設置する。また、分析チップ10の流路41内に保湿剤が存在する場合は、捕捉体が適切に被検出物質を捕捉できるように、流路41内を洗浄して保湿剤を除去する。 First, preparation for detection is performed (step S110). Specifically, the analysis chip 10 is installed in the chip holder 154 of the SPFS apparatus 300. Further, when a humectant is present in the flow channel 41 of the analysis chip 10, the humectant is removed by washing the flow channel 41 so that the capturing body can appropriately capture the substance to be detected.
 次いで、制御部160は、移動機構116を操作して、角度切り替え部本体115を励起光αの光路上に配置する(工程S120)。そして、ヘマトクリット値の算出(工程S150)で使用する基準値を検出する(工程S130)。 Next, the control unit 160 operates the moving mechanism 116 to place the angle switching unit main body 115 on the optical path of the excitation light α (step S120). Then, the reference value used in the calculation of the hematocrit value (step S150) is detected (step S130).
 具体的には、制御部160は、移動機構116を操作して、角度切り替え部本体115を励起光αの光路上に配置する。また、制御部160は、搬送ステージ152を操作して、分析チップ10を送液位置に移動させる。この後、制御部160は、送液ユニット140を操作して、液体チップ141内の基準液を分析チップ10の流路41内に導入する。基準液は、例えばリン酸緩衝生理食塩水(PBS)やTween20含有トリス緩衝生理食塩水(TBS-T)、HEPES緩衝生理食塩水(HBS)などの緩衝液である。次いで、制御部160は、搬送ステージ152を操作して、分析チップ10を検出位置に移動させる。そして、制御部160は、光検出ユニット130を操作して、基準液のプラズモン散乱光δの光量を検出する。このとき、金属膜30に照射される励起光αの入射角は、第1角度調整部112の走査角度より小さい角度である。より具体的には、金属膜30に照射される励起光αの入射角は、増強角(例えば71°)未満であることが好ましく、臨界角以上かつ64°以下であることがより好ましい。前述したように、励起光αの入射角を増強角未満とすることで、より好ましくは臨界角以上かつ64°以下とすることで、ヘマトクリット値を高精度で検出することができるからである。制御部160は、光学フィルター135を受光ユニット131の光路外に配置する。制御部160は、第1角度調整部112の走査角度より小さい所定の入射角で励起光αを照射させつつ、光検出ユニット130を操作してプラズモン散乱光δの光量を検出させる。この検出値は、基準液のプラズモン散乱光δの光量(基準値)として制御部160に記録される。 Specifically, the control unit 160 operates the moving mechanism 116 to place the angle switching unit main body 115 on the optical path of the excitation light α. Further, the control unit 160 operates the transport stage 152 to move the analysis chip 10 to the liquid feeding position. Thereafter, the control unit 160 operates the liquid feeding unit 140 to introduce the reference liquid in the liquid chip 141 into the flow path 41 of the analysis chip 10. The reference solution is a buffer solution such as phosphate buffered saline (PBS), Tween 20-containing Tris buffered saline (TBS-T), HEPES buffered saline (HBS), or the like. Next, the control unit 160 operates the transfer stage 152 to move the analysis chip 10 to the detection position. And the control part 160 operates the light detection unit 130, and detects the light quantity of the plasmon scattered light (delta) of a reference | standard liquid. At this time, the incident angle of the excitation light α irradiated on the metal film 30 is smaller than the scanning angle of the first angle adjustment unit 112. More specifically, the incident angle of the excitation light α irradiated on the metal film 30 is preferably less than the enhancement angle (for example, 71 °), more preferably not less than the critical angle and not more than 64 °. This is because, as described above, the hematocrit value can be detected with high accuracy by setting the incident angle of the excitation light α to be less than the enhancement angle, and more preferably by setting the incident angle to be not less than the critical angle and not more than 64 °. The control unit 160 arranges the optical filter 135 outside the light path of the light receiving unit 131. The controller 160 operates the light detection unit 130 to detect the light amount of the plasmon scattered light δ while irradiating the excitation light α with a predetermined incident angle smaller than the scanning angle of the first angle adjustment unit 112. This detection value is recorded in the control unit 160 as the light amount (reference value) of the plasmon scattered light δ of the reference liquid.
 次いで、流路41内では、抗原抗体反応によって、金属膜30上に被検出物質を捕捉する(1次反応;工程S140)。その後、検体に含まれる全血のヘマトクリット値を算出する(工程S150)。 Next, in the flow channel 41, a substance to be detected is captured on the metal film 30 by an antigen-antibody reaction (primary reaction; step S140). Thereafter, a hematocrit value of whole blood contained in the sample is calculated (step S150).
 具体的には、制御部160は、搬送ステージ152を操作して、分析チップ10を送液位置に移動させる。この後、制御部160は、送液ユニット140を操作して、分析チップ10の流路41内の基準液を除去するとともに、液体チップ141内の検体を流路41内に導入する。流路41内では、抗原抗体反応によって、金属膜30上に被検出物質が捕捉される(1次反応)。次いで、制御部160は、搬送ステージ152を操作して、分析チップ10を検出位置に移動させる。この後、制御部160は、光検出ユニット130を操作して、プラズモン散乱光δの光量を検出する。この検出値は、制御部160に記録される。なお、このプラズモン散乱光δの光量の検出においても、金属膜30に照射される励起光αの入射角は、第1角度調整部112の走査角度より小さい角度である。前述のとおり、金属膜30に照射される励起光αの入射角は、臨界角以上であって、64°以下であることが好ましい。 Specifically, the control unit 160 operates the transfer stage 152 to move the analysis chip 10 to the liquid feeding position. Thereafter, the controller 160 operates the liquid feeding unit 140 to remove the reference liquid in the flow channel 41 of the analysis chip 10 and introduce the sample in the liquid chip 141 into the flow channel 41. In the flow channel 41, the substance to be detected is captured on the metal film 30 by the antigen-antibody reaction (primary reaction). Next, the control unit 160 operates the transfer stage 152 to move the analysis chip 10 to the detection position. Thereafter, the control unit 160 operates the light detection unit 130 to detect the amount of plasmon scattered light δ. This detected value is recorded in the control unit 160. In the detection of the amount of the plasmon scattered light δ, the incident angle of the excitation light α applied to the metal film 30 is smaller than the scanning angle of the first angle adjustment unit 112. As described above, the incident angle of the excitation light α applied to the metal film 30 is preferably not less than the critical angle and not more than 64 °.
 この後、制御部160は、この検出値から全血のヘマトクリット値を算出する。具体的には、前述の検出値から前述の基準値を差し引いて、全血のプラズモン散乱光δの光量を算出する。次いで、制御部160は、あらかじめ準備されている検量線に前述の全血のプラズモン散乱光δの光量を当てはめて、検体に含まれる全血のヘマトクリット値を算出する。 Thereafter, the control unit 160 calculates a hematocrit value of whole blood from the detected value. Specifically, the light quantity of the plasmon scattered light δ of the whole blood is calculated by subtracting the reference value from the detection value. Next, the control unit 160 calculates the hematocrit value of the whole blood contained in the specimen by applying the above-described light amount of the plasmon scattered light δ of the whole blood to a calibration curve prepared in advance.
 次いで、制御部160は、移動機構116を操作して、角度切り替え部本体115を励起光αの光路外に配置する(工程S160)。次いで、制御部160は、分析チップ10から検体を除去した後、送液ユニット140を操作して液体チップ141内の基準液を分析チップ10の流路内に導入する。この後、制御部160は、増強角を測定する(工程S170)。励起光αを金属膜30(全反射面22)の所定の位置に照射しながら、第1角度調整部112により金属膜30(全反射面22)に対する励起光αの入射角(71°±3°)を走査する。また、制御部160は、第1受光センサー137が金属膜30上(金属膜30表面およびその近傍)からのプラズモン散乱光δを検出するように、第1センサー制御部133を制御する。金属膜上(金属膜30表面およびその近傍)からのプラズモン散乱光δは、第1受光センサー137に到達する。これにより、制御部160は、励起光αの入射角とプラズモン散乱光δの強度との関係を含むデータを得る。そして、制御部160は、データを解析して、プラズモン散乱光δの強度が最大となる入射角(増強角;71°)を決定する。 Next, the control unit 160 operates the moving mechanism 116 to arrange the angle switching unit main body 115 outside the optical path of the excitation light α (step S160). Next, after removing the specimen from the analysis chip 10, the control unit 160 operates the liquid feeding unit 140 to introduce the reference liquid in the liquid chip 141 into the flow path of the analysis chip 10. Thereafter, the control unit 160 measures the enhancement angle (step S170). While irradiating the predetermined position of the metal film 30 (total reflection surface 22) with the excitation light α, the incident angle (71 ° ± 3) of the excitation light α with respect to the metal film 30 (total reflection surface 22) by the first angle adjustment unit 112. Scan °). In addition, the control unit 160 controls the first sensor control unit 133 so that the first light receiving sensor 137 detects the plasmon scattered light δ from the metal film 30 (the surface of the metal film 30 and its vicinity). Plasmon scattered light δ from the metal film (the surface of the metal film 30 and its vicinity) reaches the first light receiving sensor 137. As a result, the control unit 160 obtains data including the relationship between the incident angle of the excitation light α and the intensity of the plasmon scattered light δ. Then, the control unit 160 analyzes the data and determines an incident angle (intensification angle: 71 °) at which the intensity of the plasmon scattered light δ is maximized.
 次いで、光学ブランク値を測定する(工程S180)。ここで「光学ブランク値」とは、蛍光γの検出(工程S200)において分析チップ10の上方に放出される背景光の光量を意味する。具体的には、制御部160は、励起光照射ユニット310を操作して、金属膜30に励起光αを照射するとともに、第1受光センサー137の出力値(光学ブランク値)を記録する。このとき、制御部160は、第1角度調整部112を操作して、励起光αの入射角を増強角に設定する。また、制御部160は、位置切替機構132を制御して、光学フィルター135を受光ユニット131の光路内に配置する。この検出値は、光学ブランク値として制御部160に記録される。 Next, the optical blank value is measured (step S180). Here, the “optical blank value” means the amount of background light emitted above the analysis chip 10 in the detection of fluorescence γ (step S200). Specifically, the control unit 160 operates the excitation light irradiation unit 310 to irradiate the metal film 30 with the excitation light α and records the output value (optical blank value) of the first light receiving sensor 137. At this time, the control unit 160 operates the first angle adjustment unit 112 to set the incident angle of the excitation light α to the enhancement angle. Further, the control unit 160 controls the position switching mechanism 132 to arrange the optical filter 135 in the optical path of the light receiving unit 131. This detected value is recorded in the control unit 160 as an optical blank value.
 次いで、金属膜30上に捕捉されている被検出物質を蛍光物質で標識する(2次反応;工程S190)。具体的には、制御部160は、搬送ステージ152を操作して、分析チップ10を送液位置に移動させる。この後、制御部160は、送液ユニット140を操作して、蛍光物質で標識された捕捉体を含む液体(標識液)を分析チップ10の流路41内に導入する。流路41内では、抗原抗体反応によって、金属膜30上に捕捉されている被検出物質が蛍光物質で標識される。この後、流路41内の標識液は除去され、流路内は洗浄液で洗浄される。 Next, the substance to be detected captured on the metal film 30 is labeled with a fluorescent substance (secondary reaction; step S190). Specifically, the control unit 160 operates the transfer stage 152 to move the analysis chip 10 to the liquid feeding position. Thereafter, the control unit 160 operates the liquid feeding unit 140 to introduce a liquid (labeled liquid) containing a capturing body labeled with a fluorescent substance into the flow channel 41 of the analysis chip 10. In the flow channel 41, the detection target substance captured on the metal film 30 is labeled with a fluorescent substance by the antigen-antibody reaction. Thereafter, the labeling liquid in the flow path 41 is removed, and the inside of the flow path is cleaned with a cleaning liquid.
 次いで、蛍光γの光量を検出して、検体中の被検出物質の量を示す検出値を得る(工程S200)。具体的には、制御部160は、搬送ステージ152を操作して、分析チップ10を検出位置に移動させる。この後、制御部160は、励起光照射ユニット310および光検出ユニット130を操作して、金属膜30に励起光αを照射するとともに、第1受光センサー137の出力値を記録する。このとき、制御部160は、第1角度調整部112を操作して、励起光αの入射角を増強角に設定する。また、制御部160は、位置切替機構132を制御して、光学フィルター135を受光ユニット131の光路内に配置する。制御部160は、検出値から光学ブランク値を引き、検体中の被検出物質の量を示す蛍光γの光量を算出する。 Next, the amount of fluorescence γ is detected to obtain a detection value indicating the amount of the substance to be detected in the sample (step S200). Specifically, the control unit 160 operates the transfer stage 152 to move the analysis chip 10 to the detection position. Thereafter, the control unit 160 operates the excitation light irradiation unit 310 and the light detection unit 130 to irradiate the metal film 30 with the excitation light α and record the output value of the first light receiving sensor 137. At this time, the control unit 160 operates the first angle adjustment unit 112 to set the incident angle of the excitation light α to the enhancement angle. Further, the control unit 160 controls the position switching mechanism 132 to arrange the optical filter 135 in the optical path of the light receiving unit 131. The controller 160 subtracts the optical blank value from the detection value, and calculates the amount of fluorescence γ indicating the amount of the substance to be detected in the sample.
 算出された蛍光γの光量は、工程S140で算出された全血のヘマトクリット値を用いて、検体の液体成分中の被検出物質の量を示す蛍光γの光量に変換する(工程S210)。具体的には、検体が希釈をしていない全血の場合は、算出された蛍光γの光量に、前述の式(1)で表される変換係数cを掛けることで、算出された蛍光γの光量を被検出物質の量を示す蛍光γの光量に変換する。一方、検体が全血の希釈液の場合は、算出された蛍光γに、前述の式(2)で表される変換係数cを掛けることで、算出された蛍光γの光量を被検出物質の量を示す蛍光γの光量に変換する。最後に、蛍光γの光量に対応する被検出物質の量を求める。以上の手順により、検体の液体成分中の被検出物質の量を検出することができる。 The calculated amount of fluorescence γ is converted into the amount of fluorescence γ indicating the amount of the substance to be detected in the liquid component of the specimen using the hematocrit value of whole blood calculated in step S140 (step S210). Specifically, in the case where the specimen is whole blood that has not been diluted, the calculated fluorescence is obtained by multiplying the calculated amount of fluorescence γ by the conversion coefficient c 1 represented by the above formula (1). The amount of γ is converted into the amount of fluorescence γ indicating the amount of the substance to be detected. On the other hand, when the sample is a diluted solution of whole blood, the calculated fluorescence γ is multiplied by the conversion coefficient c 2 represented by the above-described equation (2), thereby calculating the light amount of the calculated fluorescence γ. It converts into the light quantity of the fluorescence (gamma) which shows the quantity. Finally, the amount of the substance to be detected corresponding to the amount of fluorescence γ is obtained. With the above procedure, the amount of the substance to be detected in the liquid component of the specimen can be detected.
 上記の説明では、基準値の検出(工程S130)の後に、検体を導入した状態でのプラズモン散乱光δの光量の検出を行った。しかしながら、基準値の検出(工程S130)の前に、検体を導入した状態でのプラズモン散乱光δの光量の検出を行ってもよい。また、基準値の検出(工程S130)は、1次反応(工程S140)または光学ブランク値の測定(工程S180)の後に行ってもよい。また、光学ブランク値の測定(工程S180)は、基準値の検出(工程S130)の後に行ってもよい。 In the above description, after the detection of the reference value (step S130), the light quantity of the plasmon scattered light δ in the state where the specimen is introduced is detected. However, the light quantity of the plasmon scattered light δ in a state where the specimen is introduced may be detected before the detection of the reference value (step S130). The detection of the reference value (step S130) may be performed after the primary reaction (step S140) or the measurement of the optical blank value (step S180). Further, the measurement of the optical blank value (step S180) may be performed after the detection of the reference value (step S130).
 以上のように、本実施の形態に係るSPFS装置300によれば、光源ユニット111から照射される励起光αの光路上に励起光αの角度を、第1角度調整部112の走査範囲より小さい角度に切り替える角度切り替え部114を配置することができる。これにより、SPFS装置300を大型化させることなく走査範囲外からも分析チップ10の所定の領域に光を照射させることができる。また、ヘマトクリット値を高精度に検出することができ、当該ヘマトクリット値を用いて高精度に被検出物質の量を補正することができる。 As described above, according to the SPFS apparatus 300 according to the present embodiment, the angle of the excitation light α is smaller than the scanning range of the first angle adjustment unit 112 on the optical path of the excitation light α irradiated from the light source unit 111. An angle switching unit 114 that switches to an angle can be arranged. Thereby, it is possible to irradiate a predetermined region of the analysis chip 10 from outside the scanning range without increasing the size of the SPFS device 300. Further, the hematocrit value can be detected with high accuracy, and the amount of the substance to be detected can be corrected with high accuracy using the hematocrit value.
 [実施の形態2の変形例]
 実施の形態2の変形例に係る検出装置は、SPR法を利用したSPR装置400である。そこで、実施の形態2の変形例に係るSPFS装置300の各構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
[Modification of Embodiment 2]
The detection device according to the modification of the second embodiment is an SPR device 400 using the SPR method. Therefore, the same components as those of the SPFS device 300 according to the modification of the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
 図10は、実施の形態2の変形例に係るSPR装置400の構成を示す図である。図10に示されるように、実施の形態2の変形例に係るSPR装置400は、励起光照射ユニット310、反射光検出ユニット220、光検出ユニット130、送液ユニット140、搬送ユニット150および制御部160を有する。 FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration of an SPR device 400 according to a modification of the second embodiment. As shown in FIG. 10, the SPR device 400 according to the modification of the second embodiment includes an excitation light irradiation unit 310, a reflected light detection unit 220, a light detection unit 130, a liquid feeding unit 140, a transport unit 150, and a control unit. 160.
 反射光検出ユニット220は、共鳴角の測定などを行うために、分析チップ10への励起光αの照射によって生じた反射光βの光量を検出する。反射光検出ユニット220は、第2受光センサー221、第2角度調整部222および第2センサー制御部223を含む。 The reflected light detection unit 220 detects the amount of the reflected light β generated by irradiating the analysis chip 10 with the excitation light α in order to measure the resonance angle. The reflected light detection unit 220 includes a second light receiving sensor 221, a second angle adjustment unit 222, and a second sensor control unit 223.
 第2受光センサー221は、分析チップ10で反射した光の光路上に配置され、反射光βの光量を検出する。第2受光センサー221の種類は、特に限定されない。たとえば、第2受光センサー221は、フォトダイオード(PD)である。 The second light receiving sensor 221 is arranged on the optical path of the light reflected by the analysis chip 10 and detects the amount of the reflected light β. The type of the second light receiving sensor 221 is not particularly limited. For example, the second light receiving sensor 221 is a photodiode (PD).
 第2角度調整部222は、金属膜30に対する励起光αの入射角に応じて、第2受光センサー221の位置(角度)を調整する。第2角度調整部222は、反射光βが第2受光センサー221に入射するように、第2受光センサー221とチップホルダー154とを相対的に回転させる。 The second angle adjustment unit 222 adjusts the position (angle) of the second light receiving sensor 221 according to the incident angle of the excitation light α with respect to the metal film 30. The second angle adjusting unit 222 relatively rotates the second light receiving sensor 221 and the chip holder 154 so that the reflected light β is incident on the second light receiving sensor 221.
 第2センサー制御部223は、第2受光センサー221の出力値の検出や、検出した出力値による第2受光センサー221の感度の管理、適切な出力値を得るための第2受光センサー221の感度の変更などを制御する。第2センサー制御部223は、例えば、演算装置、制御装置、記憶装置、入力装置および出力装置を含む公知のコンピュータやマイコンなどによって構成される。 The second sensor control unit 223 detects the output value of the second light receiving sensor 221, manages the sensitivity of the second light receiving sensor 221 based on the detected output value, and the sensitivity of the second light receiving sensor 221 for obtaining an appropriate output value. Control changes and so on. The second sensor control unit 223 includes, for example, a known computer or microcomputer including an arithmetic device, a control device, a storage device, an input device, and an output device.
 このように、実施の形態4に係るSPR装置400でも角度切り替え部114により金属膜30に対する励起光αの入射角を小さくすることにより、ヘマトクリット値を高精度に検出することができる。 Thus, even in the SPR device 400 according to the fourth embodiment, the hematocrit value can be detected with high accuracy by reducing the incident angle of the excitation light α to the metal film 30 by the angle switching unit 114.
 実施の形態2の変形例においても、角度切り替え部114は、光源ユニット111と反対側に配置されていてもよい。この場合、金属膜30で反射した反射光βは、第1角度調整部112の走査範囲のうち最も小さい入射角で入射した励起光αの反射光βより小さい角度で、再び金属膜30の裏面に入射するように、その光路を切り替えられる。 Also in the modification of the second embodiment, the angle switching unit 114 may be disposed on the opposite side to the light source unit 111. In this case, the reflected light β reflected by the metal film 30 is again at a smaller angle than the reflected light β of the excitation light α incident at the smallest incident angle in the scanning range of the first angle adjustment unit 112, and the back surface of the metal film 30 again. The optical path can be switched so as to be incident on.
 以上のように、本実施の形態に係るSPR装置400は、実施の形態3に係るSPFS装置100と同様の効果を有する。 As described above, the SPR device 400 according to the present embodiment has the same effects as the SPFS device 100 according to the third embodiment.
 なお、実施の形態2および実施の形態2の変形例においては、検出装置としてSPRを利用したSPFS装置300およびSPR装置400に適用した例を示したが、金属膜30を配置していない分析チップを用いる検出系に適用してもよい。この場合は、SPRを利用せずに全反射測定(ATR)法などにより検出(測定)する検出装置となるが、実施の形態2および実施の形態2の変形例と同様の効果を得られる。 In the second embodiment and the modification of the second embodiment, the example is shown in which the SPRS device 300 and the SPR device 400 using SPR are used as the detection device, but the analysis chip in which the metal film 30 is not disposed. You may apply to the detection system which uses. In this case, the detection apparatus detects (measures) the total reflection measurement (ATR) method or the like without using SPR, but the same effects as those of the second embodiment and the modification of the second embodiment can be obtained.
 本出願は、2014年9月10日出願の特願2014-184189および2014年9月10日出願の特願2014-184197に基づく優先権を主張する。当該出願明細書および図面に記載された内容は、すべて本願明細書に援用される。 This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2014-184189 filed on September 10, 2014 and Japanese Patent Application No. 2014-184197 filed on September 10, 2014. The contents described in the application specification and the drawings are all incorporated herein.
 本発明に係る検出(測定装置)は、例えば、血液中の被検出物質(被測定物質)を高い信頼性で検出(測定)することができるため、例えば臨床検査などに有用である。 The detection (measuring device) according to the present invention can detect (measure) a substance to be detected (measurable substance) in blood with high reliability, and is useful for clinical examinations, for example.
 10 分析チップ
 20 プリズム
 21 入射面
 22 全反射面
 23 出射面
 30 金属膜
 40 流路蓋
 41 流路
 100、300 SPFS装置
 110、310 励起光照射ユニット
 111 光源ユニット
 112 第1角度調整部
 113 光源制御部
 114 角度切り替え部
 115 角度切り替え部本体
 116 移動機構
 130 光検出ユニット
 131 受光ユニット
 132 位置切替機構
 133 第1センサー制御部
 134 第1レンズ
 135 光学フィルター
 136 第2レンズ
 137 第1受光センサー
 140 送液ユニット
 141 液体チップ
 142 シリンジポンプ
 143 送液ポンプ駆動機構
 144 シリンジ
 145 プランジャー
 150 搬送ユニット
 152 搬送ステージ
 154 チップホルダー
 160 制御部
 200、400 SPR装置
 220 反射光検出ユニット
 221 第2受光センサー
 222 第2角度調整部
 223 第2センサー制御部
 α 励起光
 β 反射光
 γ 蛍光
 δ プラズモン散乱光
 
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Analysis chip 20 Prism 21 Incident surface 22 Total reflection surface 23 Output surface 30 Metal film 40 Channel cover 41 Channel 100, 300 SPFS apparatus 110, 310 Excitation light irradiation unit 111 Light source unit 112 First angle adjustment unit 113 Light source control unit 114 angle switching unit 115 angle switching unit main body 116 moving mechanism 130 light detection unit 131 light receiving unit 132 position switching mechanism 133 first sensor control unit 134 first lens 135 optical filter 136 second lens 137 first light receiving sensor 140 liquid feeding unit 141 Liquid chip 142 Syringe pump 143 Liquid feed pump drive mechanism 144 Syringe 145 Plunger 150 Transport unit 152 Transport stage 154 Chip holder 160 Control unit 200, 400 SPR device 220 Shako detection unit 221 second light receiving sensor 222 second angle adjusting section 223 second sensor controller α excitation light β reflected light γ fluorescent δ plasmon scattered light

Claims (22)

  1.  粒子を含む被検出液の物性を検出する方法であって、
     誘電体からなり、全反射面を含むプリズムを有する分析チップの前記全反射面上に前記被検出液を提供する工程と、
     前記全反射面上に前記被検出液が存在する状態で、前記プリズム側から前記全反射面に臨界角以上の入射角で光を照射し、前記被検出液から放出された散乱光の光量を検出する工程と、
     前記散乱光の光量に基づいて、前記被検出液の物性を算出する工程と、
     を有する、検出方法。
    A method for detecting physical properties of a liquid to be detected containing particles,
    Providing the liquid to be detected on the total reflection surface of the analysis chip made of a dielectric and having a prism including the total reflection surface;
    In the state where the liquid to be detected is present on the total reflection surface, light is irradiated from the prism side to the total reflection surface at an incident angle greater than a critical angle, and the amount of scattered light emitted from the liquid to be detected is calculated. Detecting step;
    Calculating physical properties of the liquid to be detected based on the amount of scattered light;
    A detection method.
  2.  前記分析チップは、前記全反射面上に配置された金属膜をさらに有し、
     前記被検出液は、前記金属膜上に提供される、
     請求項1に記載の検出方法。
    The analysis chip further includes a metal film disposed on the total reflection surface,
    The liquid to be detected is provided on the metal film;
    The detection method according to claim 1.
  3.  前記被検出液の物性は、前記被検出液中の前記粒子の濃度である、請求項1または請求項2に記載の検出方法。 The detection method according to claim 1 or 2, wherein the physical property of the liquid to be detected is a concentration of the particles in the liquid to be detected.
  4.  前記被検出液は、少なくとも血液の一部を含み、
     前記被検出液の物性は、前記被検出液における血液のヘマトクリット値である、
     請求項3に記載の検出方法。
    The liquid to be detected includes at least a part of blood,
    The physical property of the liquid to be detected is a hematocrit value of blood in the liquid to be detected.
    The detection method according to claim 3.
  5.  前記被検出液の物性は、前記被検出液中の前記粒子の大きさである、請求項1または請求項2に記載の検出方法。 The detection method according to claim 1 or 2, wherein the physical property of the liquid to be detected is the size of the particles in the liquid to be detected.
  6.  血液の少なくとも一部を含む検体中の被検出物質の量を検出する方法であって、
     誘電体からなり、全反射面を含むプリズムを有する分析チップの前記全反射面上に前記検体を提供して、前記検体に含まれる前記被検出物質を前記全反射面上に直接的または間接的に結合させる工程と、
     前記全反射面上に前記検体が存在する状態で、前記プリズム側から前記全反射面に臨界角以上の第1の入射角で光を照射し、前記検体から放出された散乱光の光量を検出し、前記散乱光の光量の検出値を用いて前記血液のヘマトクリット値を求める工程と、
     前記被検出物質が前記全反射面に直接的または間接的に結合しており、かつ前記全反射面上に前記検体が存在しない状態で、前記プリズム側から前記全反射面に臨界角以上の第2の入射角で光を照射し、前記被検出物質を標識する蛍光物質から放出された蛍光の光量、または前記全反射面で反射された反射光の光量を検出し、前記検体中の前記被検出物質の量を示す第1のシグナル値を得る工程と、
     前記血液のヘマトクリット値を用いて、前記第1のシグナル値を前記検体の液体成分中の前記被検出物質の量を示す第2のシグナル値に変換する工程と、
     を有し、
     前記第1の入射角は、前記第2の入射角より小さい、
     検出方法。
    A method for detecting an amount of a substance to be detected in a specimen containing at least a part of blood,
    The analyte is provided on the total reflection surface of an analysis chip made of a dielectric and having a prism including a total reflection surface, and the target substance contained in the sample is directly or indirectly provided on the total reflection surface. Bonding to
    In the state where the sample is present on the total reflection surface, light is irradiated from the prism side to the total reflection surface at a first incident angle equal to or greater than a critical angle, and the amount of scattered light emitted from the sample is detected. And determining a hematocrit value of the blood using a detection value of the amount of the scattered light,
    In a state where the substance to be detected is directly or indirectly bonded to the total reflection surface and the sample is not present on the total reflection surface, a first angle greater than a critical angle is formed from the prism side to the total reflection surface. Irradiating light at an incident angle of 2, and detecting the amount of fluorescent light emitted from the fluorescent substance that labels the substance to be detected or the amount of reflected light reflected by the total reflection surface, and detecting the quantity of the target in the specimen. Obtaining a first signal value indicative of the amount of the detection substance;
    Using the hematocrit value of the blood to convert the first signal value into a second signal value indicating the amount of the substance to be detected in the liquid component of the specimen;
    Have
    The first incident angle is smaller than the second incident angle;
    Detection method.
  7.  前記分析チップは、前記全反射面上に配置された金属膜をさらに有し、
     前記検体は、前記金属膜上に提供され、
     前記第1の入射角は、前記全反射面に対する臨界角以上であって、かつ前記金属膜からのプラズモン散乱光量が最大となる増強角未満である、請求項6に記載の検出方法。
    The analysis chip further includes a metal film disposed on the total reflection surface,
    The specimen is provided on the metal film;
    The detection method according to claim 6, wherein the first incident angle is equal to or greater than a critical angle with respect to the total reflection surface and less than an enhancement angle at which a plasmon scattered light amount from the metal film is maximized.
  8.  前記第1の入射角は、前記全反射面に対する臨界角以上かつ64°以下である、請求項7に記載の検出方法。 The detection method according to claim 7, wherein the first incident angle is not less than a critical angle with respect to the total reflection surface and not more than 64 °.
  9.  粒子を含む被検出液の物性を検出する装置であって、
     誘電体からなり、全反射面を含むプリズムを有する分析チップを着脱可能に保持するチップホルダーと、
     前記プリズム側から前記全反射面に向かって臨界角以上の入射角で光を照射する光照射部と、
     前記被検出液から放出された散乱光の光量を検出する光検出部と、
     前記光検出部の検出結果に基づいて、前記被検出液の物性を算出する処理部と、
     を含む、検出装置。
    An apparatus for detecting physical properties of a liquid to be detected containing particles,
    A chip holder made of a dielectric material and detachably holding an analysis chip having a prism including a total reflection surface;
    A light irradiator that irradiates light at an incident angle greater than a critical angle from the prism side toward the total reflection surface;
    A light detection unit for detecting the amount of scattered light emitted from the liquid to be detected;
    A processing unit that calculates physical properties of the liquid to be detected based on a detection result of the light detection unit;
    Including a detection device.
  10.  前記被検出液の物性は、前記被検出液中の前記粒子の濃度である、請求項9に記載の検出装置。 The detection apparatus according to claim 9, wherein the physical property of the liquid to be detected is a concentration of the particles in the liquid to be detected.
  11.  前記被検出液は、少なくとも血液の一部を含み、
     前記被検出液の物性は、前記被検出液における血液のヘマトクリット値である、
     請求項10に記載の検出装置。
    The liquid to be detected includes at least a part of blood,
    The physical property of the liquid to be detected is a hematocrit value of blood in the liquid to be detected.
    The detection device according to claim 10.
  12.  前記被検出液の物性は、前記被検出液中の前記粒子の大きさである、請求項9に記載の検出装置。 10. The detection device according to claim 9, wherein the physical property of the liquid to be detected is the size of the particles in the liquid to be detected.
  13.  血液の少なくとも一部を含む検体中の被検出物質の量を検出する装置であって、
     誘電体からなり、全反射面を含むプリズムを有する分析チップを着脱可能に保持するチップホルダーと、
     前記プリズム側から前記全反射面に対して臨界角以上の第1の入射角または第2の入射角で光を照射する光照射部と、
     前記全反射面の近傍から放出された散乱光の光量を検出する第1の光検出部と、
     前記被検出物質を標識する蛍光物質から放出された蛍光の光量、または前記全反射面で反射された反射光の光量を検出する第2の光検出部と、
     前記第1の光検出部の検出結果に基づいて、前記検体中の血液のヘマトクリット値を算出し、かつ前記第2の光検出部の検出結果に基づいて、前記検体中の前記被検出物質の量を示す第1のシグナル値を算出するとともに、前記ヘマトクリット値に基づいて、前記第1のシグナル値を前記検体の液体成分中の前記被検出物質の量を示す第2のシグナル値に変換する処理部と、
     を有し、
     前記処理部は、
     前記検体が前記全反射面上に存在する状態で、前記光照射部が前記プリズム側から前記全反射面に前記第1の入射角で光を入射したときに、前記第1の光検出部が検出した前記全反射面の近傍から放出された前記散乱光の光量に基づいて、前記ヘマトクリット値を算出し、
     前記被検出物質が前記全反射面に直接的または間接的に結合しており、かつ前記全反射面上に前記検体が存在しない状態で、前記光照射部が前記プリズム側から前記全反射面に前記第2の入射角で光を入射したときに、前記第2の光検出部が検出した前記全反射面の近傍から放出された前記蛍光の光量、または前記全反射面で反射された前記反射光の光量に基づいて、前記第1のシグナル値を算出し、
     前記第1の入射角は、前記第2の入射角より小さい、
     検出装置。
    An apparatus for detecting the amount of a substance to be detected in a specimen containing at least a part of blood,
    A chip holder made of a dielectric material and detachably holding an analysis chip having a prism including a total reflection surface;
    A light irradiation unit configured to irradiate light from the prism side at a first incident angle or a second incident angle that is greater than a critical angle with respect to the total reflection surface;
    A first light detection unit for detecting the amount of scattered light emitted from the vicinity of the total reflection surface;
    A second light detection unit that detects the amount of fluorescent light emitted from the fluorescent substance that labels the substance to be detected, or the amount of reflected light reflected by the total reflection surface;
    Based on the detection result of the first light detection unit, the hematocrit value of the blood in the sample is calculated, and based on the detection result of the second light detection unit, the detection target substance in the sample is calculated. A first signal value indicating the amount is calculated, and the first signal value is converted into a second signal value indicating the amount of the substance to be detected in the liquid component of the sample based on the hematocrit value. A processing unit;
    Have
    The processor is
    When the light is incident on the total reflection surface from the prism side at the first incident angle in a state where the specimen is present on the total reflection surface, the first light detection unit is Based on the amount of scattered light emitted from the vicinity of the detected total reflection surface, the hematocrit value is calculated,
    In a state where the substance to be detected is directly or indirectly bonded to the total reflection surface and the sample is not present on the total reflection surface, the light irradiation unit is moved from the prism side to the total reflection surface. The amount of fluorescence emitted from the vicinity of the total reflection surface detected by the second light detection unit when light is incident at the second incident angle, or the reflection reflected by the total reflection surface Calculate the first signal value based on the amount of light,
    The first incident angle is smaller than the second incident angle;
    Detection device.
  14.  前記第1の光検出部および前記第2の光検出部は、同一の光検出部である、請求項13に記載の検出装置。 The detection device according to claim 13, wherein the first light detection unit and the second light detection unit are the same light detection unit.
  15.  前記分析チップは、前記全反射面上に配置された金属膜をさらに含み、
     前記被検出物質は、前記金属膜に直接的または間接的に結合し、
     前記第1の入射角は、前記全反射面に対する臨界角以上であって、かつ前記金属膜からのプラズモン散乱光量が最大となる増強角未満である、
     請求項13または請求項14に記載の検出装置。
    The analysis chip further includes a metal film disposed on the total reflection surface,
    The substance to be detected binds directly or indirectly to the metal film,
    The first incident angle is equal to or greater than a critical angle with respect to the total reflection surface and less than an enhancement angle at which the amount of plasmon scattered light from the metal film is maximized.
    The detection device according to claim 13 or claim 14.
  16.  前記第1の入射角は、前記全反射面に対する臨界角以上かつ64°以下である、請求項15に記載の検出装置。 The detection device according to claim 15, wherein the first incident angle is not less than a critical angle with respect to the total reflection surface and not more than 64 °.
  17.  被検出物質が付着した分析チップに光を照射して、前記分析チップにおいて生じたシグナルを検出することで、被検出物質の存在またはその量を検出する検出装置であって、
     前記分析チップを着脱可能に保持するチップホルダーと、
     前記分析チップの所定の領域に光を照射する光源と、
     前記チップホルダーと前記光源とを相対的に移動させて、前記所定の領域に対して所定の角度範囲内で前記光源から出射された光の入射角を走査する角度調整部と、
     前記光源から出射された光が前記所定の領域に前記所定の角度範囲より小さい入射角で入射するように、前記所定の領域に対する前記光源から出射された光の入射角を切り替える角度切り替え部と、
     前記分析チップにおいて生じたシグナルを検出するためのシグナル検出部と、
     を有する、検出装置。
    A detection device that detects the presence or amount of a substance to be detected by irradiating light to the analysis chip to which the substance to be detected is attached and detecting a signal generated in the analysis chip,
    A chip holder for detachably holding the analysis chip;
    A light source for irradiating light on a predetermined region of the analysis chip;
    An angle adjustment unit that relatively moves the chip holder and the light source and scans an incident angle of light emitted from the light source within a predetermined angle range with respect to the predetermined region;
    An angle switching unit that switches an incident angle of the light emitted from the light source with respect to the predetermined region so that the light emitted from the light source enters the predetermined region with an incident angle smaller than the predetermined angle range;
    A signal detection unit for detecting a signal generated in the analysis chip;
    A detection device.
  18.  前記角度切り替え部は、前記光源と前記分析チップとの間の光路上に配置されるか、または前記分析チップで反射した光の光路上に配置される、請求項17に記載の検出装置。 The detection device according to claim 17, wherein the angle switching unit is disposed on an optical path between the light source and the analysis chip, or is disposed on an optical path of light reflected by the analysis chip.
  19.  前記角度切り替え部は、複数の反射面を有する、請求項18に記載の検出装置。 The detection device according to claim 18, wherein the angle switching unit has a plurality of reflection surfaces.
  20.  前記角度切り替え部は、複数の鏡面、またはプリズムである、請求項19に記載の検出装置。 The detection device according to claim 19, wherein the angle switching unit is a plurality of mirror surfaces or prisms.
  21.  前記分析チップは、プリズムと、プリズムの一面に配置され、前記プリズムと対向する面と反対側に前記被検出物質が直接的または間接的に付着する金属膜とを有し、
     前記光源は、前記プリズムを介して前記金属膜の裏面に光を照射し、
     前記角度調整部は、前記金属膜の裏面に対して前記所定の角度範囲内で前記光源から出射された光の入射角を走査し、
     前記角度切り替え部は、前記光源から出射された光が前記金属膜の裏面に前記所定の角度範囲より小さい入射角で入射するように、前記金属膜の裏面に対する前記光源から出射された光の入射角を切り替え、
     前記シグナル検出部は、前記金属膜近傍から放出されたプラズモン散乱光および前記被検出物質を標識する蛍光物質から放出された蛍光を検出する、
     請求項17~20のいずれか一項に記載の検出装置。
    The analysis chip includes a prism and a metal film that is disposed on one surface of the prism and to which the detection target material is directly or indirectly attached on the opposite side of the surface facing the prism.
    The light source irradiates light on the back surface of the metal film through the prism,
    The angle adjustment unit scans an incident angle of light emitted from the light source within the predetermined angle range with respect to a back surface of the metal film,
    The angle switching unit is configured to make the light emitted from the light source incident on the back surface of the metal film so that the light emitted from the light source is incident on the back surface of the metal film at an incident angle smaller than the predetermined angle range. Switch corners,
    The signal detection unit detects plasmon scattered light emitted from the vicinity of the metal film and fluorescence emitted from a fluorescent substance that labels the substance to be detected.
    The detection device according to any one of claims 17 to 20.
  22.  前記角度切り替え部によって切り替えられた、前記金属膜の裏面に対する光の入射角は、臨界角以上であって、64°以下である、請求項21に記載の検出装置。 The detection apparatus according to claim 21, wherein an incident angle of light with respect to the back surface of the metal film switched by the angle switching unit is not less than a critical angle and not more than 64 °.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018034143A1 (en) * 2016-08-18 2018-02-22 コニカミノルタ株式会社 Measurement method, measurement apparatus, and measurement system
WO2018034208A1 (en) * 2016-08-18 2018-02-22 コニカミノルタ株式会社 Measurement method
JP2018031730A (en) * 2016-08-26 2018-03-01 コニカミノルタ株式会社 Measuring method of hematocrit value, measuring apparatus of hematocrit value, measuring method of quantity of substance to be measured, and measuring apparatus of quantity of substance to be measured
WO2018051863A1 (en) * 2016-09-14 2018-03-22 コニカミノルタ株式会社 Measurement method

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020204540A (en) * 2019-06-18 2020-12-24 矢崎総業株式会社 Metal corrosion detection device and corrosion detection method

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004042403A2 (en) * 2002-11-04 2004-05-21 Ludwig-Maximilian-Uni Versität München Methods, device and instrument for detection of analytes
US20050185186A1 (en) * 2004-02-20 2005-08-25 The University Of Maryland Far-field optical microscope with a nanometer-scale resolution based on the in-plane image magnification by surface plasmon polaritons
WO2011152064A1 (en) * 2010-06-04 2011-12-08 コニカミノルタホールディングス株式会社 Surface plasmon resonance fluorescence analysis device and surface plasmon resonance fluorescence analysis method
WO2012042805A1 (en) * 2010-09-30 2012-04-05 コニカミノルタホールディングス株式会社 Surface plasmon resonance fluorometry device and surface plasmon resonance fluorometry method
WO2014061743A1 (en) * 2012-10-18 2014-04-24 コニカミノルタ株式会社 Assay method using surface plasmon-field enhanced fluorescence spectroscopy

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5640873B2 (en) * 2011-04-07 2014-12-17 コニカミノルタ株式会社 Surface plasmon excitation fluorescence measurement apparatus and surface plasmon excitation fluorescence measurement method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004042403A2 (en) * 2002-11-04 2004-05-21 Ludwig-Maximilian-Uni Versität München Methods, device and instrument for detection of analytes
US20050185186A1 (en) * 2004-02-20 2005-08-25 The University Of Maryland Far-field optical microscope with a nanometer-scale resolution based on the in-plane image magnification by surface plasmon polaritons
WO2011152064A1 (en) * 2010-06-04 2011-12-08 コニカミノルタホールディングス株式会社 Surface plasmon resonance fluorescence analysis device and surface plasmon resonance fluorescence analysis method
WO2012042805A1 (en) * 2010-09-30 2012-04-05 コニカミノルタホールディングス株式会社 Surface plasmon resonance fluorometry device and surface plasmon resonance fluorometry method
WO2014061743A1 (en) * 2012-10-18 2014-04-24 コニカミノルタ株式会社 Assay method using surface plasmon-field enhanced fluorescence spectroscopy

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MOCK J J ET AL.: "Distance-Dependent Plasmon Resonant Coupling between a Gold Nanoparticle and Gold Film", NANO LETTERS, vol. 8, no. 8, pages 2245 - 2252 *

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018034143A1 (en) * 2016-08-18 2018-02-22 コニカミノルタ株式会社 Measurement method, measurement apparatus, and measurement system
WO2018034208A1 (en) * 2016-08-18 2018-02-22 コニカミノルタ株式会社 Measurement method
JPWO2018034143A1 (en) * 2016-08-18 2019-06-13 コニカミノルタ株式会社 Measuring method, measuring device and measuring system
JPWO2018034208A1 (en) * 2016-08-18 2019-06-13 コニカミノルタ株式会社 Measuring method
US11047798B2 (en) 2016-08-18 2021-06-29 Konica Minolta, Inc. Measurement method, measurement apparatus, and measurement system
JP2018031730A (en) * 2016-08-26 2018-03-01 コニカミノルタ株式会社 Measuring method of hematocrit value, measuring apparatus of hematocrit value, measuring method of quantity of substance to be measured, and measuring apparatus of quantity of substance to be measured
WO2018051863A1 (en) * 2016-09-14 2018-03-22 コニカミノルタ株式会社 Measurement method
JPWO2018051863A1 (en) * 2016-09-14 2019-06-27 コニカミノルタ株式会社 Measuring method
US11169089B2 (en) 2016-09-14 2021-11-09 Konica Minolta, Inc. Surface plasmon resonance measurement method for measuring amount of substance in a specimen including whole blood

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