JP6372186B2 - Detection device, detection method, detection chip and kit - Google Patents

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    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
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    • G01N21/645—Specially adapted constructive features of fluorimeters
    • G01N21/648—Specially adapted constructive features of fluorimeters using evanescent coupling or surface plasmon coupling for the excitation of fluorescence

Description

本発明は、表面プラズモン共鳴を利用することにより被検出物質の存在または量を検出するための検出装置および検出方法に関する。また、本発明は、この検出装置および検出方法に用いられうる検出チップおよびキットに関する。 The present invention relates to a detection apparatus and a detection method for detecting the presence or amount of a substance to be detected by utilizing surface plasmon resonance. The present invention also relates to a detection chip and a kit that can be used in the detection apparatus and the detection method.

臨床検査などにおいて、検体中のタンパク質やＤＮＡなどの微量の被検出物質を高感度かつ定量的に検出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、検体中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 a minute amount of a substance to be detected such as protein or DNA in a sample can be detected with high sensitivity and quantitative value in a clinical test or the like, it becomes possible to quickly grasp the patient's condition and perform treatment. Therefore, there is a need for a method that can detect a substance to be detected in a sample with high sensitivity and quantitative.

被検出物質を高感度に検出できる検出装置として、表面プラズモン励起増強蛍光分光法（Surface Plasmon-field enhanced Fluorescence Spectroscopy：以下「ＳＰＦＳ」と略記する）を利用する装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。   As a detection device that can detect a substance to be detected with high sensitivity, a device using surface plasmon-field enhanced fluorescence spectroscopy (hereinafter abbreviated as “SPFS”) is known (for example, a patent). Reference 1).

特許文献１に記載の検出装置では、誘電体からなるプリズムと、プリズム上に配置されている、液体を収容するための収容部と、収容部上に配置されている収容部の蓋と、収容部内に露出するようにプリズム上に配置され、かつ捕捉体（例えば１次抗体）が固定されている金属膜と、を有する検出チップが使用される。金属膜上に被検出物質を含む液体を提供すると、被検出物質は、捕捉体により捕捉される（１次反応）。次いで、蛍光物質で標識された捕捉体（例えば２次抗体）を金属膜上に提供すると、被検出物質は、蛍光物質で標識される（２次反応）。この状態で金属膜に励起光を照射すると、被検出物質を標識する蛍光物質は、ＳＰＲにより増強された電場により励起され、蛍光を放出する。ＳＰＦＳ装置は、この放出された蛍光を検出することで、被検出物質の存在または量を検出することができる。   In the detection device described in Patent Document 1, a prism made of a dielectric, a storage unit that is disposed on the prism and that stores liquid, a lid of the storage unit that is disposed on the storage unit, and storage A detection chip having a metal film that is disposed on the prism so as to be exposed in the unit and to which a capturing body (for example, a primary antibody) is fixed is used. When the liquid containing the substance to be detected is provided on the metal film, the substance to be detected is captured by the capturing body (primary reaction). Next, when a capturing body (for example, a secondary antibody) labeled with a fluorescent substance is provided on the metal film, the target substance is labeled with the fluorescent substance (secondary reaction). When the metal film is irradiated with excitation light in this state, the fluorescent substance that labels the substance to be detected is excited by the electric field enhanced by SPR and emits fluorescence. The SPFS device can detect the presence or amount of the substance to be detected by detecting the emitted fluorescence.

一般的に、被検出物質や蛍光物質、捕捉体などが含まれる液体の収容部への提供、および液体の収容部からの回収は、ピペットを用いて行われる。ピペットを自動で操作する検出装置では、ピペットの先端を収容部の底面近傍に配置し、収容部内の液体を回収する。しかし、ピペットの長さは、個体毎にばらつきがある。このため、ピペットを交換すると、収容部の底面に対するピペットの先端部の位置が変わってしまい、その結果として、収容部内の残液量も変わってしまう。収容部内の残液量は、その後の反応に影響を与えうる。したがって、残液量の違いは、微量な被検出物質の検出結果に影響を与えるおそれがある。   In general, provision of a liquid containing a substance to be detected, a fluorescent substance, a capturing body, and the like to a container and recovery of the liquid from the container are performed using a pipette. In a detection device that automatically operates a pipette, the tip of the pipette is disposed in the vicinity of the bottom surface of the storage section, and the liquid in the storage section is collected. However, the pipette length varies from individual to individual. For this reason, when the pipette is replaced, the position of the tip of the pipette with respect to the bottom surface of the storage section changes, and as a result, the amount of remaining liquid in the storage section also changes. The amount of the remaining liquid in the container can affect the subsequent reaction. Therefore, the difference in the amount of residual liquid may affect the detection result of a very small amount of the substance to be detected.

そこで、特許文献１に記載の検出装置では、ピペットの先端部を収容部の蓋の上面に当接させることで、ピペットの先端部の位置を事前に調整する。これにより、ピペット毎の長さが異なっていても、再現性よく収容部から液体を回収することができる。これにより、被検出物質の検出の精度を向上させることができる。   Therefore, in the detection device described in Patent Literature 1, the position of the tip of the pipette is adjusted in advance by bringing the tip of the pipette into contact with the upper surface of the lid of the housing. Thereby, even if the length for each pipette is different, the liquid can be recovered from the container with good reproducibility. Thereby, the precision of detection of a to-be-detected substance can be improved.

特開２０１３−１８６０１９号公報JP 2013-186019 A

しかしながら、特許文献１に記載の検出装置では、ピペットの形状（例えば、ピペットの長さなど）のばらつきに起因する収容部の底面とピペットの先端部との間隔のばらつきは解消できるものの、検出チップの形状（例えば、収容部の蓋の上面の位置や金属膜の厚みなど）のばらつきに起因する収容部の底面とピペットの先端部との間隔のばらつきは解消できない。したがって、特許文献１に記載の検出装置では、ピペットの先端部の位置の調整について、精度を向上させるために改善の余地がある。   However, in the detection device described in Patent Document 1, although the variation in the distance between the bottom surface of the housing portion and the tip of the pipette due to the variation in the shape of the pipette (for example, the length of the pipette) can be eliminated, the detection chip The variation in the distance between the bottom surface of the housing part and the tip of the pipette due to the variation in the shape (for example, the position of the upper surface of the lid of the housing part and the thickness of the metal film) cannot be eliminated. Therefore, in the detection apparatus described in Patent Document 1, there is room for improvement in order to improve the accuracy in adjusting the position of the tip of the pipette.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、ＳＰＲを利用する検出装置および検出方法であって、ピペットの先端部の位置を事前に調整し、被検出物質を高い精度で検出することができる検出装置および検出方法を提供することを目的とする。また、本発明は、この検出装置および検出方法に用いられうる検出チップおよびキットを提供することも目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and is a detection apparatus and detection method using SPR, in which the position of the tip of a pipette is adjusted in advance and a substance to be detected is detected with high accuracy. It is an object of the present invention to provide a detection device and a detection method capable of performing the above. Another object of the present invention is to provide a detection chip and a kit that can be used in this detection apparatus and detection method.

本発明者らは、ＳＰＲを利用する検出装置および検出方法において、検体中の被検出物質の存在または量を検出する際に、検出チップの金属膜を利用してピペットの先端部の位置を調整できることを見出し、さらに検討を加えて本発明を完成させた。   In the detection apparatus and detection method using SPR, the present inventors adjust the position of the tip of the pipette using the metal film of the detection chip when detecting the presence or amount of the substance to be detected in the specimen. The present invention was completed by finding out what can be done and further studying it.

すなわち、本発明は、以下の検出装置に関する。   That is, the present invention relates to the following detection apparatus.

［１］液体を収容するための収容部と、前記収容部に露出するように配置され、かつ捕捉体が固定されている金属膜とを有する検出チップを用いて、表面プラズモン共鳴を利用することにより被検出物質の存在または量を検出するための装置であって、少なくともその先端部が導電性を有し、前記収容部に液体を提供するか、または前記収容部から液体を回収するためのピペットと、前記ピペットを移動させるピペット移動部と、前記金属膜と、前記ピペットの先端部との間の電気的特性を測定する電気的特性測定部と、前記金属膜において表面プラズモン共鳴が発生するように前記金属膜に光を照射する光照射部と、前記光照射部が前記金属膜に光を照射したときに、前記金属膜の前記収容部側の面の近傍から放出される蛍光の光量、または前記金属膜で反射された光の光量を検出する光検出部と、前記電気的特性測定部の測定結果に基づいて前記金属膜に対する前記ピペットの先端部の位置を判断する処理部と、を有する、検出装置。
［２］前記電気的特性測定部は、前記金属膜と前記ピペットの先端部との間のインピーダンスを測定する、［１］に記載の検出装置。
［３］前記処理部は、前記電気的特性測定部により測定されたインピーダンスが所定値以下の場合、前記金属膜と前記ピペットの先端部とが接触していると判断する、［２］に記載の検出装置。
［４］前記処理部が、前記金属膜と前記ピペットの先端部とが接触していると判断した場合、前記ピペット移動部は、前記ピペットの先端部を前記金属膜から所定の間隔で離間させる、［１］〜［３］のいずれか一つに記載の検出装置。
［５］前記電気的特性測定部は、前記金属膜と前記ピペットの先端部との間の静電容量を測定する、［１］に記載の検出装置。
［６］前記処理部は、前記電気的特性測定部により測定された静電容量が所定値以上の場合、前記金属膜と前記ピペットの先端部とが所定値以下の距離に近接していると判断する、［５］に記載の検出装置。
［７］前記ピペットは、先端部側に装着されるピペットチップを有し、前記ピペットチップは、導電性カーボンを含む、［１］〜［６］のいずれか一つに記載の検出装置。
［８］前記ピペットは、先端部側に装着されるピペットチップを有し、前記ピペットチップは、金属からなる導電部を有する、［１］〜［６］のいずれか一つに記載の検出装置。 [1] Utilizing surface plasmon resonance using a detection chip having a storage portion for storing a liquid and a metal film disposed so as to be exposed to the storage portion and to which a capturing body is fixed. A device for detecting the presence or amount of a substance to be detected, wherein at least a tip of the device has conductivity, and provides liquid to the storage unit or recovers liquid from the storage unit Surface plasmon resonance occurs in the pipette, a pipette moving section that moves the pipette, an electrical characteristic measuring section that measures electrical characteristics between the metal film and the tip of the pipette, and the metal film. In this way, the light irradiation unit that irradiates the metal film with light, and the amount of fluorescence emitted from the vicinity of the surface of the metal film on the housing unit side when the light irradiation unit irradiates the metal film with light. ,Also A light detection unit that detects the amount of light reflected by the metal film, and a processing unit that determines the position of the tip of the pipette relative to the metal film based on the measurement result of the electrical characteristic measurement unit. , Detection device.
[2] The detection device according to [1], wherein the electrical characteristic measurement unit measures an impedance between the metal film and a tip portion of the pipette.
[3] The processing unit determines that the metal film and the tip of the pipette are in contact with each other when the impedance measured by the electrical characteristic measurement unit is a predetermined value or less. Detection device.
[4] When the processing unit determines that the metal film and the tip of the pipette are in contact, the pipette moving unit moves the tip of the pipette away from the metal film at a predetermined interval. , [1] to [3].
[5] The detection device according to [1], wherein the electrical characteristic measurement unit measures a capacitance between the metal film and a tip portion of the pipette.
[6] When the capacitance measured by the electrical characteristic measurement unit is equal to or greater than a predetermined value, the processing unit is configured such that the metal film and the tip of the pipette are close to a distance equal to or less than the predetermined value. The detection device according to [5], wherein the determination is performed.
[7] The detection device according to any one of [1] to [6], wherein the pipette includes a pipette tip attached to a tip end side, and the pipette tip includes conductive carbon.
[8] The detection device according to any one of [1] to [6], wherein the pipette has a pipette tip attached to a tip end side, and the pipette tip has a conductive portion made of metal. .

また、本発明は、以下の検出方法に関する。   The present invention also relates to the following detection method.

［９］液体を収容するための収容部と、前記収容部に露出するように配置され、かつ捕捉体が固定されている金属膜とを有する検出チップを用いて、表面プラズモン共鳴を利用することにより被検出物質の存在または量を検出するための方法であって、前記金属膜とピペットの先端部との間の電気的特性を測定する工程と、前記電気的特性の測定結果に基づいて前記金属膜に対する前記ピペットの先端部の位置を判断する工程と、前記ピペットの先端部の位置の判断結果に基づいて前記ピペットの先端部の位置を調整する工程と、前記先端部の位置を調整された前記ピペットにより前記収容部の前記金属膜上に検体を提供し、前記被検出物質を前記捕捉体に結合させる工程と、前記被検出物質と前記捕捉体とが結合している状態で、前記金属膜において表面プラズモン共鳴が発生するように前記金属膜に光を照射して、前記金属膜の前記収容部側の面の近傍から放出される蛍光の光量、または前記金属膜で反射された光の光量を検出する工程と、を有する、検出方法。
［１０］前記電気的特性を測定する工程では、前記金属膜と前記ピペットの先端部との間のインピーダンスを測定する、［９］に記載の検出方法。
［１１］前記ピペットの先端部の位置を判断する工程では、測定されたインピーダンスが所定値以下の場合、前記金属膜と前記ピペットの先端部とが接触していると判断する、［１０］に記載の検出方法。
［１２］前記ピペットの先端部の位置を判断する工程において前記金属膜と前記ピペットの先端部とが接触していると判断した場合、前記ピペットの先端部の位置を調整する工程では、前記ピペットの先端部を前記金属膜から所定の間隔で離間させる、［１１］に記載の検出方法。
［１３］前記電気的特性を測定する工程は、前記金属膜と前記ピペットの先端部との間の静電容量を測定する、［９］に記載の検出方法。
［１４］前記ピペットの先端部の位置を判断する工程では、測定された静電容量が所定値以上の場合、前記金属膜と前記ピペットの先端部とが所定値以下に近接していると判断する、［１３］に記載の検出方法。 [9] Utilizing surface plasmon resonance using a detection chip having a storage portion for storing a liquid and a metal film disposed so as to be exposed to the storage portion and to which a capturing body is fixed. A method for detecting the presence or amount of a substance to be detected by measuring an electrical characteristic between the metal film and the tip of a pipette, and based on a measurement result of the electrical characteristic Determining the position of the tip of the pipette relative to the metal film, adjusting the position of the tip of the pipette based on the determination result of the position of the tip of the pipette, and adjusting the position of the tip. Providing a specimen on the metal film of the container by the pipette, binding the substance to be detected to the capturing body, and in a state where the substance to be detected and the capturing body are bound, metal Irradiates the metal film with light so that surface plasmon resonance occurs in the substrate, and the amount of fluorescence emitted from the vicinity of the surface of the metal film on the housing portion side, or the amount of light reflected by the metal film Detecting the method.
[10] The detection method according to [9], wherein in the step of measuring the electrical characteristics, an impedance between the metal film and a tip portion of the pipette is measured.
[11] In the step of determining the position of the tip of the pipette, if the measured impedance is a predetermined value or less, it is determined that the metal film and the tip of the pipette are in contact with each other. The detection method described.
[12] In the step of determining the position of the tip of the pipette, if it is determined that the metal film and the tip of the pipette are in contact with each other, the step of adjusting the position of the tip of the pipette [11] The detection method according to [11], wherein a tip portion of is separated from the metal film at a predetermined interval.
[13] The detection method according to [9], wherein the step of measuring the electrical characteristics measures a capacitance between the metal film and a tip portion of the pipette.
[14] In the step of determining the position of the tip of the pipette, if the measured capacitance is greater than or equal to a predetermined value, it is determined that the metal film and the tip of the pipette are close to a predetermined value or less. The detection method according to [13].

また、本発明は、以下の検出チップおよびキットに関する。 The present invention also relates to the following detection chip and kit .

［１５］表面プラズモン共鳴を利用して、被検出物質の存在または量を検出するためのチップであって、入射面、出射面、および成膜面を含む絶縁体からなるプリズムと、前記成膜面上に配置されている、液体を収容するための収容部と、前記収容部に露出するように前記成膜面上に配置され、かつその表面の少なくとも一部に捕捉体が固定されている金属膜と、前記成膜面上に配置されており、前記金属膜に電気的に接続され、外部から接触可能な、捕捉体が固定されていない導電接続部と、を有する、検出チップ。
［１６］表面プラズモン共鳴を利用して、被検出物質の存在または量を検出するためのチップであって、液体を収容するための収容部と、前記収容部に露出するようにされ、回折格子を含み、かつその表面の少なくとも一部に捕捉体が固定されている金属膜と、前記金属膜に電気的に接続され、外部から接触可能な、捕捉体が固定されていない導電接続部と、を有する、検出チップ。
［１７］前記金属膜の少なくとも一部と対向するように配置された、前記収容部と連通する注入口をさらに有する、［１５］または［１６］に記載の検出チップ。
［１８］表面プラズモン共鳴を利用して、被検出物質の存在または量を検出するための検出チップと、前記検出チップに液体を提供するためのピペットチップと、を有するキットであって、前記検出チップは、液体を収容するための収容部と、前記収容部に露出するように配置され、かつ捕捉体が固定されている金属膜と、前記金属膜に電気的に接続され、外部から接触可能な導電接続部と、を有し、前記ピペットチップは、少なくともその先端部が導電性を有する、キット。 [15] A chip for detecting the presence or amount of a substance to be detected using surface plasmon resonance , comprising a prism made of an insulator including an entrance surface, an exit surface, and a film formation surface, and the film formation A receiving portion for storing a liquid , disposed on the surface , and disposed on the film formation surface so as to be exposed to the receiving portion, and a capturing body is fixed to at least a part of the surface thereof and the metal film is disposed on the deposition surface, it is electrically connected to the metal film, having contactable from the outside, and a conductive connection portion which capturer is not fixed, and detection chip.
[16] A chip for detecting the presence or amount of a substance to be detected using surface plasmon resonance, a housing for housing a liquid, a chip exposed to the housing, and a diffraction grating a metal film viewing containing and captor at least a portion of its surface is fixed to be electrically connected to the metal film, which can be contacted from the outside, and a conductive connection portion which capturer is not fixed , Having a detection chip.
[17] The detection chip according to [15] or [16], further including an injection port arranged to face at least a part of the metal film and communicating with the housing portion.
[18] A kit having a detection chip for detecting the presence or amount of a substance to be detected using surface plasmon resonance, and a pipette chip for providing a liquid to the detection chip, wherein the detection The chip is configured to be exposed to the container, a metal film disposed so as to be exposed to the container, and to which the capturing body is fixed. The chip is electrically connected to the metal film and can be contacted from the outside. A conductive connection part, and at least the tip of the pipette tip has conductivity.

本発明によれば、大型化することなく、かつ低コストに製造しうる検出装置および検出方法を用いて、ピペットの先端部の位置を調整し、被検出物質の存在または量を高い精度で検出することができる。   According to the present invention, by using a detection device and a detection method that can be manufactured at low cost without increasing the size, the position of the tip of the pipette is adjusted, and the presence or amount of a substance to be detected is detected with high accuracy. can do.

図１は、実施の形態に係る表面プラズモン励起増強蛍光分析装置（ＳＰＦＳ装置）の構成を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a surface plasmon excitation enhanced fluorescence analyzer (SPFS apparatus) according to an embodiment. 図２は、図１に示される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 showing an example of an operation procedure of the SPFS apparatus shown in FIG. 図３は、ピペットの先端部の位置を調整する工程（工程Ｓ２０）を説明するためのフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart for explaining the step of adjusting the position of the tip of the pipette (step S20). 図４は、金属膜およびピペットの先端部の間の間隔（ｄ）と、金属膜およびピペットの先端部の間のインピーダンス（Ｚ）との関係を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing the relationship between the distance (d) between the metal film and the tip of the pipette and the impedance (Z) between the metal film and the tip of the pipette. 図５Ａは、金属膜およびピペットの先端部の間の間隔（ｄ）と、金属膜およびピペットの先端部の間の静電容量（Ｃ）との関係を示すグラフであり、図５Ｂは、金属膜およびピペットの先端部の間の間隔（ｄ）と、金属膜およびピペットの先端部の間の共振周波数（ω０）との関係を示すグラフである。FIG. 5A is a graph showing the relationship between the distance (d) between the metal film and the tip of the pipette and the capacitance (C) between the metal film and the tip of the pipette, and FIG. It is a graph which shows the relationship between the space | interval (d) between the front-end | tip part of a film | membrane and a pipette, and the resonant frequency ((omega) 0 ) between the front-end | tip part of a metal film and a pipette.

以下、本発明の一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の代表例として、検体に含まれる被検出物質の存在または量を検出する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。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Here, as a representative example of the detection apparatus according to the present invention, a surface plasmon excitation enhanced fluorescence analyzer (SPFS apparatus) that detects the presence or amount of a substance to be detected contained in a specimen will be described.

図１は、本発明の一実施の形態に係る表面プラズモン励起増強蛍光分析装置（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、送液部１１０、検出チップ搬送部１２０、光照射部１３０、反射光検出部１４０、蛍光検出部１５０および制御部１６０を有する。ＳＰＦＳ装置１００は、検出チップ搬送部１２０のチップホルダー１２２に検出チップ１０を装着した状態で使用される。そこで、検出チップ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。   FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a surface plasmon excitation enhanced fluorescence analyzer (SPFS apparatus) 100 according to an embodiment of the present invention. As illustrated in FIG. 1, the SPFS device 100 includes a liquid feeding unit 110, a detection chip transport unit 120, a light irradiation unit 130, a reflected light detection unit 140, a fluorescence detection unit 150, and a control unit 160. The SPFS device 100 is used in a state where the detection chip 10 is mounted on the chip holder 122 of the detection chip transport unit 120. Therefore, the detection chip 10 will be described first, and then each component of the SPFS device 100 will be described.

図１に示されるように、検出チップ１０は、入射面２１、成膜面２２および出射面２３を有するプリズム２０と、金属膜３０と、導電接続部４０と、流路蓋５０とを有する。金属膜３０、導電接続部４０および流路蓋５０は、成膜面２２上に配置されている。プリズム２０、金属膜３０および流路蓋５０により、液体を収容するための収容部が形成される。本実施の形態では、収容部は、液体が流れる流路５１である。流路５１（収容部）は、プリズム２０の成膜面上に配置されている。液体の例には、被検出物質を含む検体（例えば、血液や血清、血漿、尿、鼻孔液、唾液、***など）や、蛍光物質で標識された捕捉体を含む標識液、洗浄液などが含まれる。   As shown in FIG. 1, the detection chip 10 includes a prism 20 having an incident surface 21, a film formation surface 22, and an emission surface 23, a metal film 30, a conductive connection portion 40, and a flow path lid 50. The metal film 30, the conductive connection portion 40, and the flow path lid 50 are disposed on the film formation surface 22. The prism 20, the metal film 30, and the flow path lid 50 form a storage portion for storing a liquid. In the present embodiment, the accommodating portion is a flow path 51 through which a liquid flows. The channel 51 (accommodating portion) is disposed on the film formation surface of the prism 20. Examples of liquids include specimens containing the substance to be detected (for example, blood, serum, plasma, urine, nasal fluid, saliva, semen, etc.), labeling liquids containing fluorescent substances and capturing liquids, washing liquids, etc. It is.

プリズム２０は、励起光αに対して透明な絶縁体からなる。プリズム２０は、入射面２１、成膜面２２および出射面２３を有する。入射面２１は、光照射部１３０からの励起光αをプリズム２０の内部に入射させる。成膜面２２上には、金属膜３０が配置されている。本実施の形態では、プリズム２０の内部に入射した励起光αは、被検出物質が捕捉される金属膜３０に照射される。励起光αは、金属膜３０の裏面で反射して反射光β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（成膜面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 an insulator that is transparent to the excitation light α. The prism 20 has an incident surface 21, a film forming surface 22, and an exit surface 23. The incident surface 21 causes the excitation light α from the light irradiation unit 130 to enter the prism 20. A metal film 30 is disposed on the film formation surface 22. In the present embodiment, the excitation light α incident on the inside of the prism 20 is applied to the metal film 30 where the substance to be detected is captured. The excitation light α is reflected on the back surface of the metal film 30 to become reflected light β. More specifically, the excitation light α is reflected at the interface (deposition 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成膜面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。   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 film formation 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.

入射面２１は、励起光αが光照射部１３０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、理想的な共鳴角または増強角を中心とする走査範囲において、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、検出チップ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と成膜面２２との角度および成膜面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 light irradiation unit 130. 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 a scanning range centered on an ideal resonance angle or 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 detection 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 film formation surface 22 and the angle between the film formation surface 22 and the emission surface 23 are both about 80 °.

なお、検出チップ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。   It should be noted that the resonance angle (and the enhancement angle in the vicinity thereof) is generally determined by the design of the detection 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 trapped on the metal film 30, but the amount is less than a few degrees.

一方で、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、絶縁性の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。   On the other hand, the prism 20 has not a few birefringence characteristics. Examples of the material of the prism 20 include insulating 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の成膜面２２上に流路５１に露出するように配置されている。金属膜３０により、成膜面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（ＳＰＲ）が生じ、金属膜３０の表面上に局在場光（一般に「エバネッセント光」または「近接場光」とも呼ばれる）を生じさせることができる。   The metal film 30 is disposed on the film formation surface 22 of the prism 20 so as to be exposed to the flow path 51. The metal film 30 causes an interaction (SPR) between the photon of the excitation light α incident on the film formation surface 22 under total reflection conditions and the free electrons in the metal film 30, and is locally on the surface of the metal film 30. In-situ light (commonly referred to as “evanescent light” or “near-field light”) can be generated.

金属膜３０の材料は、後述する金属膜３０とピペット１１１の先端部との間のインピーダンス測定のための電極として用いることができ、かつＳＰＲを生じさせることができ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 can be used as an electrode for impedance measurement between the metal film 30 described later and the tip of the pipette 111 and can generate 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、特に図示しないが、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されている。捕捉体を固定することで、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上の所定の領域に、捕捉体が均一に固定されている。捕捉体が固定されている領域は、後述する一次反応および二次反応が起こる反応場となる。金属膜３０に固定されている捕捉体は、流路５１内に露出している。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。   Although not shown in particular, a capture body for capturing a substance to be detected is fixed on the surface of the metal film 30. By fixing the capturing body, it becomes possible to selectively detect the substance to be detected. In the present embodiment, the capturing body is uniformly fixed to a predetermined region on the metal film 30. The region where the capturing body is fixed serves as a reaction field where a primary reaction and a secondary reaction described later occur. The capturing body fixed to the metal film 30 is exposed in the flow path 51. 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.

導電接続部４０は、成膜面２２上に配置され、金属膜３０に電気的に接続されている。導電接続部４０は、検出チップ１０の外部に露出しており、金属膜３０は、外部から導電接続部４０を介して外部機器などに電気的に接続されうる。本実施の形態では、導電接続部４０は、後述する電気的特性測定部１１８と電気的に接続される。導電接続部４０の材料は、導電性を有していれば特に限定されない。導電接続部４０の材料の例には、金、銀、銅、アルミ、これらの合金が含まれる。導電接続部４０の形状および厚さは、特に限定されない。また、導電接続部４０の形成方法も特に限定されず、金属膜３０と同様の方法により形成されうる。また、導電接続部４０は、金属膜３０と一体として形成されてもよいし、別体として形成されてもよい。本実施の形態では、導電接続部４０は、金属膜３０に含まれ、金属膜３０と同じ材料により同時に金属膜３０と一体として形成される。   The conductive connection portion 40 is disposed on the film formation surface 22 and is electrically connected to the metal film 30. The conductive connection part 40 is exposed to the outside of the detection chip 10, and the metal film 30 can be electrically connected to an external device or the like via the conductive connection part 40 from the outside. In the present embodiment, the conductive connection part 40 is electrically connected to an electrical characteristic measurement part 118 described later. The material of the conductive connection portion 40 is not particularly limited as long as it has conductivity. Examples of the material of the conductive connection portion 40 include gold, silver, copper, aluminum, and alloys thereof. The shape and thickness of the conductive connection part 40 are not particularly limited. Also, the method for forming the conductive connection portion 40 is not particularly limited, and the conductive connection portion 40 can be formed by the same method as that for the metal film 30. Further, the conductive connection part 40 may be formed integrally with the metal film 30 or may be formed as a separate body. In the present embodiment, the conductive connection portion 40 is included in the metal film 30 and is formed integrally with the metal film 30 at the same time using the same material as the metal film 30.

流路蓋５０は、成膜面２２上に配置されている。流路蓋５０は、２つの貫通孔を有する薄板である。流路蓋５０の裏面には、流路溝が形成されている。２つの貫通孔は、それぞれ注入口および排出口となる。流路５１の両端は、注入口および排出口にそれぞれ接続されている。また、本実施の形態では、導電接続部４０は、注入口を介して電気的特性測定部１１８に接続されている。流路溝は、プリズム２０、金属膜３０および流路蓋５０をこの順に積層することで流路５１（収容部）となる。   The channel lid 50 is disposed on the film formation surface 22. The channel lid 50 is a thin plate having two through holes. A channel groove is formed on the back surface of the channel lid 50. The two through holes serve as an inlet and an outlet, respectively. Both ends of the channel 51 are connected to the inlet and the outlet, respectively. Further, in the present embodiment, the conductive connection part 40 is connected to the electrical characteristic measurement part 118 through the injection port. The channel groove becomes the channel 51 (accommodating portion) by stacking the prism 20, the metal film 30, and the channel lid 50 in this order.

流路蓋５０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に対して透明な材料からなることが好ましい。流路蓋５０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５０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５０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プリズム２０または金属膜３０に接合されている。   The channel lid 50 is preferably made of a material that is transparent to the fluorescence γ emitted from the metal film 30 and the plasmon scattered light δ. An example of the material of the flow path lid 50 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 50 may be formed of an opaque material. The flow path lid 50 is bonded to the prism 20 or the metal film 30 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でプリズム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）で照射される。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が放出される。ＳＰＦＳ装置１００は、蛍光物質から放出された蛍光γの光量を測定することで、被検出物質の存在または量を検出する。   As shown in FIG. 1, the excitation light α enters the prism 20 at the incident surface 21. The excitation light α that has entered the prism 20 is applied to 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 device 100 detects the presence or amount of the substance to be detected by measuring the amount of the fluorescent γ emitted from the fluorescent substance.

次に、本実施の形態に係る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、送液部１１０、検出チップ搬送部１２０、光照射部１３０、反射光検出部１４０、蛍光検出部１５０および制御部１６０を有する。検出チップ１０は、検出チップ搬送部１２０に含まれるチップホルダー１２２に保持されうる。   Next, each component of the SPFS device 100 according to the present embodiment will be described. As described above, the SPFS device 100 includes the liquid feeding unit 110, the detection chip transport unit 120, the light irradiation unit 130, the reflected light detection unit 140, the fluorescence detection unit 150, and the control unit 160. The detection chip 10 can be held by a chip holder 122 included in the detection chip transport unit 120.

送液部１１０は、ピペット１１１、液体チップ１１５、ピペット移動部１１６、送液ポンプ駆動機構１１７、電気的特性測定部１１８および送液制御部１１９を含む。送液部１１０は、チップホルダー１２２に保持された検出チップ１０の流路５１内に、検体や標識液、洗浄液などの液体を供給したり、流路５１から液体を回収したりする。   The liquid feeding unit 110 includes a pipette 111, a liquid tip 115, a pipette moving unit 116, a liquid feeding pump drive mechanism 117, an electrical characteristic measuring unit 118, and a liquid feeding control unit 119. The liquid feeding unit 110 supplies a liquid such as a specimen, a labeling liquid, and a cleaning liquid into the flow path 51 of the detection chip 10 held by the chip holder 122, and collects the liquid from the flow path 51.

ピペット１１１は、流路５１（収容部）に液体を提供したり、流路５１（収容部）から液体を回収したりする際に液体を収容する。ピペット１１１は、シリンジ１１２と、シリンジ１１２内を往復動作可能なプランジャー１１３とによって構成される。ピペット１１１は、その先端部側に装着されるピペットチップ１１４を有していてもよい。すなわち、ここで「ピペット１１１の先端部」とは、ピペット１１１がピペットチップ１１４を有する場合は、ピペットチップ１１４の先端部をいい、ピペット１１１がピペットチップ１１４を有しない場合は、シリンジ１１２（ピペット１１１）の先端部をいう。ピペット１１１は、少なくともその先端部が導電性を有する。図１に示されるように、ピペット１１１の先端部は、後述する電気的特性測定部１１８に電気的に接続されている。また、ピペット１１１は、プランジャー１１３の往復運動によって、液体の吸引および排出を定量的に行うことができる。これによりピペット１１１は、流路５１に液体を提供したり、流路５１から液体を回収したりすることができる。不純物の混入などを防止する観点から、ピペットチップ１１４は交換可能であることが好ましい。   The pipette 111 accommodates the liquid when providing the liquid to the channel 51 (accommodating portion) or collecting the liquid from the channel 51 (accommodating portion). The pipette 111 includes a syringe 112 and a plunger 113 that can reciprocate inside the syringe 112. The pipette 111 may have a pipette tip 114 mounted on the tip side. That is, here, the “tip portion of the pipette 111” means the tip portion of the pipette tip 114 when the pipette 111 has the pipette tip 114, and the syringe 112 (pipette 112) when the pipette 111 does not have the pipette tip 114. 111). The pipette 111 has conductivity at least at its tip. As shown in FIG. 1, the tip of the pipette 111 is electrically connected to an electrical characteristic measuring unit 118 described later. The pipette 111 can quantitatively suck and discharge the liquid by the reciprocating motion of the plunger 113. As a result, the pipette 111 can provide the liquid to the flow path 51 and collect the liquid from the flow path 51. From the viewpoint of preventing impurities from being mixed, the pipette tip 114 is preferably exchangeable.

ピペット１１１の材料は、特に限定されない。ピペット１１１の材料の例には、樹脂およびガラスが含まれる。ピペット１１１の材料は、通常、ポリプロピレンが用いられる。ピペット１１１の先端部に導電性を付与する方法は、特に限定されず、例えば、樹脂からなるピペットチップ１１４が導電性を付与するための添加剤を含んでいてもよいし、金属からなる導電部を含んでいてもよい。導電性を付与するための添加剤の例には、炭素繊維（ＣＦ）やカーボンブラック（ＣＢ）などの導電性カーボンからなる炭素系の添加剤；および繊維や粉末、ガラス繊維などに金属をコーティングした金属系の添加剤が含まれる。   The material of the pipette 111 is not particularly limited. Examples of the material of the pipette 111 include resin and glass. As the material of the pipette 111, polypropylene is usually used. The method for imparting conductivity to the tip of the pipette 111 is not particularly limited. For example, the pipette tip 114 made of resin may contain an additive for imparting conductivity, or the conductive part made of metal. May be included. Examples of additives for imparting electrical conductivity include carbon-based additives made of conductive carbon such as carbon fiber (CF) and carbon black (CB); and metal coating on fibers, powders, glass fibers, etc. Metal based additives.

液体チップ１１５は、検体や標識液、洗浄液などの液体を収容する容器である。液体チップ１１５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 115 is a container for storing a liquid such as a specimen, a labeling liquid, or a cleaning liquid. As the liquid chip 115, 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.

ピペット移動部１１６は、ピペット１１１を移動させる。ピペット移動部１１６は、例えば、ピペット１１１をシリンジ１１２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。ピペット移動部１１６は、例えば、ソレノイドアクチュエーターおよびステッピングモーターを含む。   The pipette moving unit 116 moves the pipette 111. For example, the pipette moving unit 116 freely moves the pipette 111 in two directions: an axial direction (for example, a vertical direction) of the syringe 112 and a direction (for example, a horizontal direction) that crosses the axial direction. The pipette moving unit 116 includes, for example, a solenoid actuator and a stepping motor.

送液ポンプ駆動機構１１７は、プランジャー１１３を移動させて、ピペット１１１内の液体を外部に吐出させたり、外部の液体をピペット１１１内に収容させたりする。送液ポンプ駆動機構１１７は、ステッピングモーターなどのプランジャー１１３を往復運動させるための装置を含む。ステッピングモーターは、ピペット１１１の送液量や送液速度を管理できるため、検出チップ１０の残液量を管理する観点から好ましい。   The liquid feed pump drive mechanism 117 moves the plunger 113 to discharge the liquid in the pipette 111 to the outside, or to store the external liquid in the pipette 111. The liquid feed pump drive mechanism 117 includes a device for reciprocating the plunger 113 such as a stepping motor. The stepping motor is preferable from the viewpoint of managing the remaining liquid amount of the detection chip 10 because it can manage the liquid feeding amount and the liquid feeding speed of the pipette 111.

電気的特性測定部１１８は、チップホルダー１２２に保持された検出チップ１０の金属膜３０と、ピペット１１１の先端部とに接続されており、金属膜３０とピペット１１１の先端部との間の電気的特性を測定する。電気的特性の例には、インピーダンスおよび静電容量が含まれる。本実施の形態では、検出チップ１０の金属膜３０と、ピペット１１１の先端部との間のインピーダンス特性を測定する。電気的特性測定部１１８は、金属膜３０とピペット１１１の先端部との間に電圧を印加する電源と、金属膜３０とピペット１１１の先端部との間に流れる電流を測定する電流計を有する。電源および電流計の種類は、特に限定されない。電源の例には、所望の電圧を印加することができる直流電源および交流電源が含まれる。電流計の例には、直流電流計、交流電流計および電流力計型電流計が含まれる。   The electrical characteristic measurement unit 118 is connected to the metal film 30 of the detection chip 10 held by the chip holder 122 and the tip of the pipette 111, and the electrical property between the metal film 30 and the tip of the pipette 111 is connected. The mechanical characteristics. Examples of electrical characteristics include impedance and capacitance. In the present embodiment, impedance characteristics between the metal film 30 of the detection chip 10 and the tip of the pipette 111 are measured. The electrical characteristic measuring unit 118 includes a power source that applies a voltage between the metal film 30 and the tip of the pipette 111, and an ammeter that measures a current flowing between the metal film 30 and the tip of the pipette 111. . The types of power supply and ammeter are not particularly limited. Examples of the power source include a DC power source and an AC power source that can apply a desired voltage. Examples of the ammeter include a DC ammeter, an AC ammeter, and an ammeter ammeter.

送液制御部１１９は、送液部１１０に含まれる各種機器を制御して、ピペット１１１からの、およびピペット１１１への液体の送液を制御する。また、送液制御部１１９は、電気的特性測定部１１８の測定結果に基づいて、金属膜３０に対するピペット１１１の先端部の位置を判断する処理部としても機能する。送液制御部１１９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 liquid feeding control unit 119 controls various devices included in the liquid feeding unit 110 to control liquid feeding from and to the pipette 111. The liquid feeding control unit 119 also functions as a processing unit that determines the position of the tip of the pipette 111 relative to the metal film 30 based on the measurement result of the electrical characteristic measurement unit 118. The liquid feeding control unit 119 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.

送液部１１０は、液体チップ１１５より各種液体を吸引し、検出チップ１０の流路５１内に供給する。このとき、プランジャー１１３を動かすことで、検出チップ１０中の流路５１内を液体が往復し、流路５１内の液体が攪拌される。これにより、液体の濃度の均一化や、流路５１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、検出チップ１０の注入口は多層フィルムで保護されており、かつピペット１１１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、検出チップ１０およびピペット１１１が構成されていることが好ましい。   The liquid feeding unit 110 sucks various liquids from the liquid chip 115 and supplies them to the flow path 51 of the detection chip 10. At this time, by moving the plunger 113, the liquid reciprocates in the flow path 51 in the detection chip 10, and the liquid in the flow path 51 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 flow channel 51. From the viewpoint of performing such an operation, the detection chip 10 and the pipette 111 are sealed so that the injection port of the detection chip 10 is protected by a multilayer film and the injection port can be sealed when the pipette 111 penetrates the multilayer film. It is preferable to be configured.

流路５１内の液体は、再びピペット１１１で吸引され、液体チップ１１５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や洗浄などを実施し、流路５１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 51 is again sucked by the pipette 111 and discharged to the liquid chip 115 or the like. By repeating these operations, reaction with various liquids, washing, and the like can be performed, and a detection target substance labeled with a fluorescent substance can be arranged in the reaction field in the flow path 51.

検出チップ搬送部１２０は、検出チップ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」とは、光照射部１３０が検出チップ１０に励起光αを照射し、それに伴い発生する反射光β、蛍光γまたはプラズモン散乱光δを反射光検出部１４０または蛍光検出部１５０が検出する位置である。また、「送液位置」とは、送液部１１０が検出チップ１０の流路５１内に液体を供給するか、または検出チップ１０の流路５１内の液体を除去する位置である。検出チップ搬送部１２０は、搬送ステージ１２１およびチップホルダー１２２を含む。チップホルダー１２２は、搬送ステージ１２１に固定されており、検出チップ１０を着脱可能に保持する。チップホルダー１２２の形状は、検出チップ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１２２には、励起光α、反射光β、蛍光γおよびプラズモン散乱光δが通過するための開口が設けられている。搬送ステージ１２１は、チップホルダー１２２を一方向およびその逆方向に移動させる。搬送ステージ１２１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１２１は、例えば、ステッピングモーターなどで駆動される。   The detection chip conveyance unit 120 conveys and fixes the detection chip 10 to the detection position or the liquid feeding position. Here, the “detection position” means that the light irradiation unit 130 irradiates the detection chip 10 with the excitation light α, and the reflected light β, fluorescence γ or plasmon scattered light δ generated accordingly is reflected light detection unit 140 or fluorescence detection unit. 150 is a position to detect. Further, the “liquid feeding position” is a position where the liquid feeding unit 110 supplies the liquid into the flow channel 51 of the detection chip 10 or removes the liquid in the flow channel 51 of the detection chip 10. The detection chip transfer unit 120 includes a transfer stage 121 and a chip holder 122. The chip holder 122 is fixed to the transfer stage 121 and holds the detection chip 10 in a detachable manner. The shape of the chip holder 122 is a shape that can hold the detection chip 10 and does not obstruct the optical paths of the excitation light α, the reflected light β, the fluorescence γ, and the plasmon scattered light δ. For example, the chip holder 122 is provided with an opening through which excitation light α, reflected light β, fluorescence γ, and plasmon scattered light δ pass. The transfer stage 121 moves the chip holder 122 in one direction and the opposite direction. The transport stage 121 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 121 is driven by, for example, a stepping motor.

光照射部１３０は、チップホルダー１２２に保持された検出チップ１０の入射面２１に向かって励起光αを照射する。蛍光γまたはプラズモン散乱光δの測定時には、光照射部１３０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。ここで「励起光」とは、蛍光物質を直接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。光照射部１３０は、光源ユニット１３１、角度調整機構１３２および光源制御部１３３を含む。   The light irradiation unit 130 irradiates the excitation light α toward the incident surface 21 of the detection chip 10 held by the chip holder 122. At the time of measuring the fluorescence γ or the plasmon scattered light δ, the light irradiation unit 130 emits only the P wave toward the incident surface 21 so that the incident angle with respect to the metal film 30 becomes an angle causing SPR. . Here, the “excitation light” is light that directly or indirectly excites the fluorescent material. 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. The light irradiation unit 130 includes a light source unit 131, an angle adjustment mechanism 132, and a light source control unit 133.

光源ユニット１３１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１３１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 131 emits the 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 131 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 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 unit. 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.

角度調整機構１３２は、金属膜３０（プリズム２０と金属膜３０との界面（成膜面２２））に対する励起光αの入射角を調整する。角度調整機構１３２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、励起光αの光軸とチップホルダー１２２とを相対的に回転させる。   The angle adjustment mechanism 132 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 (film formation surface 22)). In order to irradiate the excitation light α at a predetermined incident angle toward a predetermined position of the metal film 30 through the prism 20, the angle adjustment mechanism 132 relatively places the optical axis of the excitation light α and the chip holder 122. Rotate.

たとえば、角度調整機構１３２は、光源ユニット１３１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（成膜面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 angle adjustment mechanism 132 rotates the light source unit 131 about an axis (axis perpendicular to the paper surface of FIG. 1) orthogonal to the optical axis of the excitation light α. 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 center of rotation 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 film forming 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を測定することが可能となる。検出チップ１０のプリズム２０の材料および形状、金属膜３０の膜厚、流路５１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５１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、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, among 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 measure the 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 detection chip 10, the film thickness of the metal film 30, the refractive index of the liquid in the flow channel 51, 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 measurement.

光源制御部１３３は、光源ユニット１３１に含まれる各種機器を制御して、光源ユニット１３１からの励起光αの出射を制御する。光源制御部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 light source control unit 133 controls various devices included in the light source unit 131 to control the emission of the excitation light α from the light source unit 131. The light source 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.

反射光検出部１４０は、共鳴角の測定を行うために、光照射部１３０が検出チップ１０の金属膜３０に励起光αの照射したときに、金属膜３０での反射光βの光量を測定する。反射光検出部１４０は、照射スポットを通る、金属膜３０に対する法線を挟んで、光照射部１３０の反対側に配置されている。反射光検出部１４０は、受光センサー１４１、角度調整機構１４２およびセンサー制御部１４３を含む。なお、後述する蛍光検出部１５０がプラズモン散乱光δの光量を測定することにより増強角を決定する場合は、反射光検出部１４０は、無くてもよい。   The reflected light detection unit 140 measures the amount of reflected light β at the metal film 30 when the light irradiation unit 130 irradiates the metal film 30 of the detection chip 10 with the excitation light α in order to measure the resonance angle. To do. The reflected light detection unit 140 is disposed on the opposite side of the light irradiation unit 130 with a normal to the metal film 30 passing through the irradiation spot. The reflected light detection unit 140 includes a light receiving sensor 141, an angle adjustment mechanism 142, and a sensor control unit 143. In addition, when the fluorescence detection part 150 mentioned later determines the enhancement angle by measuring the light quantity of the plasmon scattered light (delta), the reflected light detection part 140 does not need to be provided.

受光センサー１４１は、反射光βが入射する位置に配置され、反射光βの光量を測定する。受光センサー１４１の種類は、特に限定されない。たとえば、受光センサー１４１は、フォトダイオード（ＰＤ）である。   The light receiving sensor 141 is disposed at a position where the reflected light β is incident, and measures the amount of the reflected light β. The type of the light receiving sensor 141 is not particularly limited. For example, the light receiving sensor 141 is a photodiode (PD).

角度調整機構１４２は、金属膜３０に対する励起光αの入射角に応じて、受光センサー１４１の位置（角度）を調整する。角度調整機構１４２は、反射光βが受光センサー１４１に入射するように、受光センサー１４１とチップホルダー１２２とを相対的に回転させる。   The angle adjustment mechanism 142 adjusts the position (angle) of the light receiving sensor 141 according to the incident angle of the excitation light α with respect to the metal film 30. The angle adjustment mechanism 142 relatively rotates the light receiving sensor 141 and the chip holder 122 so that the reflected light β enters the light receiving sensor 141.

センサー制御部１４３は、受光センサー１４１の出力値の検出や、検出した出力値による受光センサー１４１の感度の管理、適切な出力値を得るための受光センサー１４１の感度の変更などを制御する。センサー制御部１４３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 sensor control unit 143 controls detection of an output value of the light receiving sensor 141, management of sensitivity of the light receiving sensor 141 based on the detected output value, change of sensitivity of the light receiving sensor 141 for obtaining an appropriate output value, and the like. The sensor control unit 143 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.

蛍光検出部１５０は、光照射部１３０が検出チップ１０の金属膜３０に励起光αを照射したときに、金属膜３０の流路５１（収容部）側の面の近傍から放出される蛍光γの光量を検出する。また、必要に応じて、蛍光検出部１５０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も検出する。蛍光検出部１５０は、受光ユニット１５１、位置切り替え機構１５２およびセンサー制御部１５３を含む。   When the light irradiation unit 130 irradiates the metal film 30 of the detection chip 10 with the excitation light α, the fluorescence detection unit 150 emits fluorescence γ emitted from the vicinity of the surface of the metal film 30 on the flow channel 51 (accommodating unit) side. The amount of light is detected. Further, as necessary, the fluorescence detection unit 150 also detects plasmon scattered light δ generated by the irradiation of the excitation light α to the metal film 30. The fluorescence detection unit 150 includes a light receiving unit 151, a position switching mechanism 152, and a sensor control unit 153.

受光ユニット１５１は、検出チップ１０の金属膜３０の法線方向に配置される。受光ユニット１５１は、第１レンズ１５４、光学フィルター１５５、第２レンズ１５６および受光センサー１５７を含む。   The light receiving unit 151 is disposed in the normal direction of the metal film 30 of the detection chip 10. The light receiving unit 151 includes a first lens 154, an optical filter 155, a second lens 156, and a light receiving sensor 157.

第１レンズ１５４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１５６は、例えば、結像レンズであり、第１レンズ１５４で集光された光を受光センサー１５７の受光面に結像させる。両レンズの間の光路は、略平行になっている。   The first lens 154 is, for example, a condensing lens, and condenses light emitted from the metal film 30. The second lens 156 is an imaging lens, for example, and forms an image of the light collected by the first lens 154 on the light receiving surface of the light receiving sensor 157. The optical path between both lenses is substantially parallel.

光学フィルター１５５は、両レンズの間に配置されている。光学フィルター１５５は、蛍光成分のみを受光センサー１５７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１５５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１５５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 155 is disposed between both lenses. The optical filter 155 guides only the fluorescence component to the light receiving sensor 157 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 155 include an excitation light reflection filter, a short wavelength cut filter, and a band pass filter. The optical filter 155 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.

受光センサー１５７は、蛍光γおよびプラズモン散乱光δを検出する。受光センサー１５７は、微量の被検出物質からの微弱な蛍光γを検出することが可能な、高い感度を有する。受光センサー１５７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 light receiving sensor 157 detects fluorescence γ and plasmon scattered light δ. The light receiving sensor 157 has high sensitivity capable of detecting weak fluorescence γ from a very small amount of a substance to be detected. The light receiving sensor 157 is, for example, a photomultiplier tube (PMT) or an avalanche photodiode (APD).

位置切り替え機構１５２は、光学フィルター１５５の位置を、受光ユニット１５１における光路上または光路外に切り替える。具体的には、受光センサー１５７が蛍光γを検出する時には、光学フィルター１５５を受光ユニット１５１の光路上に配置し、受光センサー１５７がプラズモン散乱光δを検出する時には、光学フィルター１５５を受光ユニット１５１の光路外に配置する。   The position switching mechanism 152 switches the position of the optical filter 155 on or off the optical path in the light receiving unit 151. Specifically, when the light receiving sensor 157 detects the fluorescence γ, the optical filter 155 is disposed on the optical path of the light receiving unit 151, and when the light receiving sensor 157 detects the plasmon scattered light δ, the optical filter 155 is placed on the light receiving unit 151. Placed outside the optical path.

センサー制御部１５３は、受光センサー１５７の出力値の検出や、検出した出力値による受光センサー１５７の感度の管理、適切な出力値を得るための受光センサー１５７の感度の変更、などを制御する。センサー制御部１５３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 sensor control unit 153 controls detection of an output value of the light receiving sensor 157, management of sensitivity of the light receiving sensor 157 based on the detected output value, change of sensitivity of the light receiving sensor 157 for obtaining an appropriate output value, and the like. The sensor control unit 153 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.

制御部１６０は、送液制御部１１９、搬送ステージ１２１、角度調整機構１３２、光源制御部１３３、角度調整機構１４２、センサー制御部１４３、位置切り替え機構１５２、およびセンサー制御部１５３を制御する。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 liquid feeding control unit 119, the transport stage 121, the angle adjustment mechanism 132, the light source control unit 133, the angle adjustment mechanism 142, the sensor control unit 143, the position switching mechanism 152, and the sensor control unit 153. 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に係る検出方法）について説明する。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。図３は、ピペット１１１の先端部の位置を調整する工程（工程Ｓ２０）を説明するためのフローチャートである。図４は、金属膜３０とピペット１１１の先端部との間の間隔（ｄ）、および金属膜３０とピペット１１１の先端部との間のインピーダンス（Ｚ）の関係を示すグラフである。   Next, the detection operation of the SPFS device 100 (the detection method according to the embodiment of the present invention) will be described. FIG. 2 is a flowchart illustrating an example of an operation procedure of the SPFS apparatus 100. FIG. 3 is a flowchart for explaining the step of adjusting the position of the tip of the pipette 111 (step S20). FIG. 4 is a graph showing the relationship between the distance (d) between the metal film 30 and the tip of the pipette 111 and the impedance (Z) between the metal film 30 and the tip of the pipette 111.

まず、測定の準備をする（工程Ｓ１０）。具体的には、ＳＰＦＳ装置１００のチップホルダー１２２に検出チップ１０を設置する。また、ピペット１１１の先端部側にピペットチップ１１４を装着する。なお、検出チップ１０の流路５１内に保湿剤が存在する場合は、流路５１内をあらかじめ洗浄し、保湿剤を除去しておくことが好ましい。   First, preparation for measurement is performed (step S10). Specifically, the detection chip 10 is installed in the chip holder 122 of the SPFS device 100. A pipette tip 114 is attached to the tip end side of the pipette 111. In addition, when a humectant exists in the flow path 51 of the detection chip 10, it is preferable to wash the inside of the flow path 51 in advance and remove the humectant.

次いで、ピペット１１１の先端部の位置を調整する（工程Ｓ２０）。具体的には、制御部１６０は、送液制御部１１９を介してピペット移動部１１６を操作して、ピペット１１１の先端部を金属膜３０に向かって移動させる。次いで、電気的特性測定部１１８は、金属膜３０とピペット１１１の先端部との間に電圧を印加して、金属膜３０とピペット１１１の先端部との間のインピーダンス特性を測定する（工程Ｓ２１）。図４は、金属膜３０およびピペット１１１の先端部の間の間隔（ｄ）と、金属膜３０およびピペット１１１の先端部の間のインピーダンス（Ｚ）との関係を示すグラフである。金属膜３０と、ピペット１１１の先端部とが接触したとき、金属膜３０と、ピペット１１１の先端部とは導通する。これにより、図４に示されるように、金属膜３０と、ピペット１１１の先端部との間のインピーダンスは、急激に減少する。測定結果は、送液制御部（処理部）１１９に出力される。次いで、送液制御部（処理部）１１９は、インピーダンスの測定結果に基づいて金属膜３０に対するピペット１１１の先端部の位置を判断する（工程Ｓ２２）。送液制御部１１９は、電気的特性測定部１１８により測定されたインピーダンスが所定値以下の場合、金属膜３０とピペット１１１の先端部とが接触していると判断する。なお、工程Ｓ２１と工程Ｓ２２は並行して行ってもよい。たとえば、金属膜３０とピペット１１１の先端部との間隔を近づけながら金属膜３０とピペット１１１の先端部との間のインピーダンス特性を測定し（工程Ｓ２１）、同時にピペット１１１の先端部の位置を判断してもよい（工程Ｓ２２）。次いで、送液制御部（処理部）１１９は、ピペット１１１の先端部の位置の判断結果に基づいてピペット１１１の先端部の位置を調整する（工程Ｓ２３）。本実施の形態では、送液制御部１１９が、金属膜３０とピペット１１１の先端部とが接触していると判断した場合、ピペット移動部１１６は、ピペット１１１の先端部を金属膜３０から所定の間隔に離間させる。これにより、この後の液体の提供および回収を適切に行うことができる。このとき、金属膜３０と、ピペット１１１の先端部との間隔は、その後の液体の提供および回収に適切な間隔であれば特に限定されない。また、液体の提供時および回収時では、金属膜３０とピペット１１１の先端部との間隔は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。金属膜３０と、ピペット１１１の先端部との間隔は、例えば、０．１〜０．３ｍｍ程度であることが好ましい。液体の回収時では液残りを低減する上で、金属膜３０と、ピペット１１１の先端部との間隔をさらに小さくしてもよい。これらの工程を行うことにより、ピペット１１１の先端部の位置を適切な位置に調整することができる。このように、使用される検出チップ１０毎にピペット１１１の先端部の位置を調整することによって、検出チップ１０毎の流路蓋５０の大きさや金属膜３０の厚みなどのばらつきが被検出物質の検出結果に与える影響を無くすことができる。   Next, the position of the tip of the pipette 111 is adjusted (step S20). Specifically, the control unit 160 operates the pipette moving unit 116 via the liquid feeding control unit 119 to move the tip of the pipette 111 toward the metal film 30. Next, the electrical characteristic measuring unit 118 applies a voltage between the metal film 30 and the tip of the pipette 111 to measure impedance characteristics between the metal film 30 and the tip of the pipette 111 (step S21). ). FIG. 4 is a graph showing the relationship between the distance (d) between the metal film 30 and the tip of the pipette 111 and the impedance (Z) between the metal film 30 and the tip of the pipette 111. When the metal film 30 and the tip of the pipette 111 are in contact, the metal film 30 and the tip of the pipette 111 are electrically connected. Thereby, as FIG. 4 shows, the impedance between the metal film 30 and the front-end | tip part of the pipette 111 reduces rapidly. The measurement result is output to the liquid feeding control unit (processing unit) 119. Next, the liquid feeding control unit (processing unit) 119 determines the position of the tip of the pipette 111 relative to the metal film 30 based on the impedance measurement result (step S22). The liquid feeding control unit 119 determines that the metal film 30 and the tip of the pipette 111 are in contact when the impedance measured by the electrical characteristic measurement unit 118 is equal to or less than a predetermined value. Note that step S21 and step S22 may be performed in parallel. For example, the impedance characteristic between the metal film 30 and the tip of the pipette 111 is measured while reducing the distance between the metal film 30 and the tip of the pipette 111 (step S21), and the position of the tip of the pipette 111 is determined at the same time. You may do (process S22). Next, the liquid feeding control unit (processing unit) 119 adjusts the position of the tip of the pipette 111 based on the determination result of the position of the tip of the pipette 111 (step S23). In the present embodiment, when the liquid feeding control unit 119 determines that the metal film 30 and the tip of the pipette 111 are in contact, the pipette moving unit 116 moves the tip of the pipette 111 from the metal film 30 to a predetermined value. It is made to space apart. Thereby, provision and collection | recovery of the subsequent liquid can be performed appropriately. At this time, the distance between the metal film 30 and the tip of the pipette 111 is not particularly limited as long as it is appropriate for the subsequent provision and recovery of the liquid. Further, at the time of providing and collecting the liquid, the distance between the metal film 30 and the tip of the pipette 111 may be the same or different. The distance between the metal film 30 and the tip of the pipette 111 is preferably about 0.1 to 0.3 mm, for example. At the time of collecting the liquid, the distance between the metal film 30 and the tip of the pipette 111 may be further reduced in order to reduce the remaining liquid. By performing these steps, the position of the tip of the pipette 111 can be adjusted to an appropriate position. In this way, by adjusting the position of the tip of the pipette 111 for each detection chip 10 to be used, variations such as the size of the flow path lid 50 and the thickness of the metal film 30 for each detection chip 10 may cause the detection target substance to vary. The influence on the detection result can be eliminated.

次いで、ピペット１１１により流路５１（収容部）の金属膜３０上に検体を提供し、被検出物質を捕捉体に結合させる（工程Ｓ３０）。具体的には、制御部１６０は、搬送ステージ１２１を操作して、検出チップ１０を送液位置に移動させる。このとき、ピペット１１１の先端部の位置は、事前に調整されているため、金属膜３０と、ピペット１１１の先端部とが衝突することを防止することができる。この後、制御部１６０は、送液部１１０を操作して、液体チップ１１５内の検体を流路５１内に導入する。流路５１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；工程Ｓ３０）。次いで、制御部１６０は、搬送ステージ１２１を操作して、検出チップ１０を検出位置に移動させる。   Next, the specimen is provided on the metal film 30 in the flow channel 51 (accommodating section) by the pipette 111, and the substance to be detected is bound to the capturing body (step S30). Specifically, the control unit 160 operates the transport stage 121 to move the detection chip 10 to the liquid feeding position. At this time, since the position of the tip portion of the pipette 111 is adjusted in advance, it is possible to prevent the metal film 30 and the tip portion of the pipette 111 from colliding with each other. Thereafter, the control unit 160 operates the liquid feeding unit 110 to introduce the sample in the liquid chip 115 into the flow channel 51. In the flow channel 51, the substance to be detected is captured on the metal film 30 by the antigen-antibody reaction (primary reaction; step S30). Next, the control unit 160 operates the transfer stage 121 to move the detection chip 10 to the detection position.

次いで、光学ブランク値を測定する（工程Ｓ４０）。ここで「光学ブランク値」とは、蛍光γの測定（工程Ｓ６０）において検出チップ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、搬送ステージ１２１を操作して、検出チップ１０を送液位置に移動させる。この後、制御部１６０は、送液部１１０を操作して、検出チップ１０の流路５１内の検体を除去するとともに、液体チップ１１５内の洗浄液を用いて流路５１内を洗浄する。洗浄液は、ピペット１１１により回収され、流路５１から除去される。このとき、ピペット１１１の先端部の位置は、事前に調整されている。このため、ピペット１１１は、検出チップ１０毎の流路蓋５０の大きさや金属膜３０の厚みなどのばらつきに関わらず、金属膜３０とピペット１１１の先端部とを十分に近く、かつ一定の間隔に調整し、洗浄液を回収することができる。このため、流路５１内の残液量を、十分に少なく、かつ一定にすることができる。したがって、この後の二次反応において、流路５１に提供される液体が意図せずに希釈されるのを防ぐことができる。次いで、制御部１６０は、搬送ステージ１２１を操作して、検出チップ１０を検出位置に移動させる。この後、制御部１６０は、光照射部１３０および蛍光検出部１５０を操作して、捕捉体が固定されている領域に対応した金属膜３０の裏面に入射面２１を介して励起光αを照射するとともに、受光センサー１５７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、角度調整機構１３２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、位置切り替え機構１５２を制御して、光学フィルター１５５を受光ユニット１５１の光路内に配置する。測定された光学ブランク値は、制御部１６０に記録される。   Next, the optical blank value is measured (step S40). Here, the “optical blank value” means the amount of background light emitted above the detection chip 10 in the measurement of fluorescence γ (step S60). Specifically, the control unit 160 operates the transport stage 121 to move the detection chip 10 to the liquid feeding position. Thereafter, the control unit 160 operates the liquid feeding unit 110 to remove the sample in the flow channel 51 of the detection chip 10 and cleans the flow channel 51 using the cleaning liquid in the liquid chip 115. The cleaning liquid is collected by the pipette 111 and removed from the flow path 51. At this time, the position of the tip of the pipette 111 is adjusted in advance. For this reason, the pipette 111 is sufficiently close to the metal film 30 and the tip of the pipette 111 at a constant interval regardless of variations in the size of the flow path lid 50 and the thickness of the metal film 30 for each detection chip 10. The cleaning liquid can be recovered. For this reason, the amount of residual liquid in the flow path 51 can be made sufficiently small and constant. Therefore, in the subsequent secondary reaction, it is possible to prevent the liquid provided to the channel 51 from being unintentionally diluted. Next, the control unit 160 operates the transfer stage 121 to move the detection chip 10 to the detection position. Thereafter, the control unit 160 operates the light irradiation unit 130 and the fluorescence detection unit 150 to irradiate the back surface of the metal film 30 corresponding to the region where the capturing body is fixed via the incident surface 21 with the excitation light α. At the same time, the output value (optical blank value) of the light receiving sensor 157 is recorded. At this time, the control unit 160 operates the angle adjustment mechanism 132 to set the incident angle of the excitation light α to the enhancement angle. Further, the control unit 160 controls the position switching mechanism 152 to arrange the optical filter 155 in the optical path of the light receiving unit 151. The measured optical blank value is recorded in the control unit 160.

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Ｓ５０）。具体的には、制御部１６０は、搬送ステージ１２１を操作して、検出チップ１０を送液位置に移動させる。この後、制御部１６０は、送液部１１０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）を検出チップ１０の流路５１内に導入する。流路５１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５１内の標識液は除去され、流路５１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 S50). Specifically, the control unit 160 operates the transport stage 121 to move the detection chip 10 to the liquid feeding position. Thereafter, the control unit 160 operates the liquid feeding unit 110 to introduce a liquid (labeled liquid) containing a capturing body labeled with a fluorescent substance into the flow channel 51 of the detection chip 10. In the flow channel 51, 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 51 is removed, and the inside of the flow path 51 is cleaned with a cleaning liquid.

次いで、金属膜３０の流路５１（収容部）側の面の近傍から放出される蛍光γの光量を測定して、検体中の被検出物質の存在または量を示すシグナル値を得る（工程Ｓ６０）。具体的には、制御部１６０は、搬送ステージ１２１を操作して、検出チップ１０を検出位置に移動させる。この後、制御部１６０は、光照射部１３０および蛍光検出部１５０を操作して、被検出物質と捕捉体とが結合しており、かつ金属膜３０上に検体が存在しない状態で、プリズム２０側から捕捉体が固定されている領域に対応した金属膜３０の裏面に入射面２１を介して励起光αを照射するとともに、受光センサー１５７の出力値を記録する。このとき、前述のとおり、ピペット１１１の先端部の位置は、事前に調整されている。このため、検出チップ１０毎に流路蓋５０の大きさや金属膜３０の厚みなどが異なっていても、蛍光γの光量を測定するとき、標識液や洗浄液などの残液量を十分に少なく、かつ一定にすることができる。制御部１６０は、角度調整機構１３２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、位置切り替え機構１５２を制御して、光学フィルター１５５を受光ユニット１５１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存在または量を示すシグナル値を算出する。シグナル値は、必要に応じて、被検出物質の量や濃度などに換算される。   Next, the amount of fluorescent γ emitted from the vicinity of the surface of the metal film 30 on the flow path 51 (accommodating portion) side is measured to obtain a signal value indicating the presence or amount of the substance to be detected in the specimen (step S60). ). Specifically, the control unit 160 operates the transfer stage 121 to move the detection chip 10 to the detection position. Thereafter, the control unit 160 operates the light irradiation unit 130 and the fluorescence detection unit 150 so that the substance to be detected and the capturing body are combined and the prism 20 is not present on the metal film 30. The back surface of the metal film 30 corresponding to the region where the capturing body is fixed from the side is irradiated with the excitation light α via the incident surface 21 and the output value of the light receiving sensor 157 is recorded. At this time, as described above, the position of the tip of the pipette 111 is adjusted in advance. For this reason, even when the size of the flow path lid 50 and the thickness of the metal film 30 are different for each detection chip 10, when measuring the amount of fluorescent γ, the amount of residual liquid such as a labeling liquid and a washing liquid is sufficiently small, And can be made constant. The control unit 160 operates the angle adjustment mechanism 132 to set the incident angle of the excitation light α to the enhancement angle. Further, the control unit 160 controls the position switching mechanism 152 to arrange the optical filter 155 in the optical path of the light receiving unit 151. The control unit 160 subtracts the optical blank value from the detection value, and calculates a signal value indicating the presence or amount of the substance to be detected in the sample. The signal value is converted into the amount or concentration of the substance to be detected as necessary.

以上の手順により、検体の液体成分中の被検出物質の存在または量を検出することができる。   By the above procedure, the presence or amount of the substance to be detected in the liquid component of the specimen can be detected.

本実施の形態に係るＳＰＦＳ装置１００では、検出チップ１０に設けられた金属膜３０を利用してピペット１１１の先端部の位置を事前に調整することができる。本実施の形態に係るＳＰＦＳ装置１００は、大型化することなく、かつ低コストに製造されうる。また、ピペット１１１の先端部の位置の調整は、実際に液体を提供する際に対向する金属膜３０を利用して行われる。このため、検出チップ１０毎に流路蓋５０の大きさや金属膜３０の厚みなどが異なっていても、正確にピペット１１１の先端部の位置を調整することができる。これにより、流路５１から液体を回収した後の残液量を少なく、かつ一定にすることができる。したがって、本実施の形態に係るＳＰＦＳ装置では、被検出物質の存在または量を高い精度で検出することができる。   In the SPFS device 100 according to the present embodiment, the position of the tip of the pipette 111 can be adjusted in advance using the metal film 30 provided on the detection chip 10. The SPFS device 100 according to the present embodiment can be manufactured at a low cost without being increased in size. The position of the tip of the pipette 111 is adjusted using the metal film 30 that is opposed when the liquid is actually provided. For this reason, even if the size of the flow path lid 50 and the thickness of the metal film 30 are different for each detection chip 10, the position of the tip of the pipette 111 can be accurately adjusted. Thereby, the remaining liquid amount after recovering the liquid from the flow path 51 can be made small and constant. Therefore, the SPFS apparatus according to the present embodiment can detect the presence or amount of the substance to be detected with high accuracy.

また、本実施の形態に係るＳＰＦＳ装置１００では、金属膜３０と、ピペット１１１の先端部との間のインピーダンスを測定することでピペット１１１の先端部の位置の調整が行われる。これにより、ＳＰＦＳ装置１００では、検出チップ１０に荷重を加えることなく、ピペット１１１の先端部の位置を判断し、調整することができる。このため、金属膜３０を傷付けるおそれもない。   In the SPFS device 100 according to the present embodiment, the position of the tip of the pipette 111 is adjusted by measuring the impedance between the metal film 30 and the tip of the pipette 111. Thereby, in the SPFS apparatus 100, the position of the tip of the pipette 111 can be determined and adjusted without applying a load to the detection chip 10. For this reason, there is no possibility of damaging the metal film 30.

なお、本実施の形態では、金属膜３０とピペット１１１の先端部との間のインピーダンスを測定することによって、ピペット１１１の先端部の位置を調整する検出装置および検出方法について説明した。しかし、本発明に係る検出装置および検出方法は、インピーダンス以外の電気的特性を測定することによって、ピペット１１１の先端部の位置を調整してもよい。たとえば、本発明に係る検出装置および検出方法では、金属膜３０と、ピペット１１１の先端部との間の静電容量や共振周波数などを測定することによって、ピペット１１１の先端部の位置を調整してもよい。   In the present embodiment, the detection device and the detection method for adjusting the position of the tip of the pipette 111 by measuring the impedance between the metal film 30 and the tip of the pipette 111 have been described. However, the detection device and the detection method according to the present invention may adjust the position of the tip of the pipette 111 by measuring electrical characteristics other than impedance. For example, in the detection apparatus and detection method according to the present invention, the position of the tip of the pipette 111 is adjusted by measuring the capacitance, resonance frequency, etc. between the metal film 30 and the tip of the pipette 111. May be.

図５Ａは、金属膜およびピペットの先端部の間の間隔（ｄ）と、金属膜およびピペットの先端部の間の静電容量（Ｃ）との関係を示すグラフであり、図５Ｂは、金属膜およびピペットの先端部の間の間隔（ｄ）と、金属膜およびピペットの先端部の間の共振周波数（ω０）との関係を示すグラフである。 FIG. 5A is a graph showing the relationship between the distance (d) between the metal film and the tip of the pipette and the capacitance (C) between the metal film and the tip of the pipette, and FIG. It is a graph which shows the relationship between the space | interval (d) between the front-end | tip part of a film | membrane and a pipette, and the resonant frequency ((omega) 0 ) between the front-end | tip part of a metal film and a pipette.

静電容量Ｃは、以下の式（１）で算出される。

Figure 0006372186
ここで、Ｃは金属膜３０とピペット１１１の先端部との間の静電容量（Ｆ）、εは金属膜３０とピペット１１１の先端部との間の誘電率（Ｆ／ｍ）、Ｓは金属膜３０に対向するピペット１１１の先端部の面積（ｍ２）、ｄは金属膜３０とピペット１１１の先端部との間の距離（ｍ）である。この場合、図５Ａに示されるように、測定された静電容量が所定値以上の場合、金属膜３０とピペット１１１の先端部とが所定値以下に近接していると判断することができる。これにより、金属膜３０とピペット１１１とを接触させることなく、ピペット１１１の先端部の位置を調整することができる。 The capacitance C is calculated by the following formula (1).
Figure 0006372186
 Here, C is a capacitance (F) between the metal film 30 and the tip of the pipette 111, ε is a dielectric constant (F / m) between the metal film 30 and the tip of the pipette 111, and S is The area (m 2 ) of the tip of the pipette 111 facing the metal film 30, and d is the distance (m) between the metal film 30 and the tip of the pipette 111. In this case, as shown in FIG. 5A, when the measured capacitance is equal to or greater than a predetermined value, it can be determined that the metal film 30 and the tip of the pipette 111 are close to the predetermined value or less. Thereby, the position of the front-end | tip part of the pipette 111 can be adjusted, without making the metal film 30 and the pipette 111 contact.

また、共振周波数ω０は、上記の静電容量Ｃから以下の式（２）で算出される。

Figure 0006372186
ここで、ω０は共振周波数（ｒａｄ／ｓ）、Ｌはインダクタンス（Ｈ）、Ｃは前述の静電容量（Ｆ）である。式（１）および式（２）から共振周波数ω０は、以下の式（３）で表される。
Figure 0006372186
 この場合、図５Ｂに示されるように、測定された共振周波数が所定値以下の場合、金属膜３０とピペット１１１の先端部とが所定値以下に近接していると判断することができる。これにより、金属膜３０とピペット１１１とを接触させることなく、ピペット１１１の先端部の位置を調整することができる。 The resonance frequency ω 0 is calculated from the above-described capacitance C by the following formula (2).
Figure 0006372186
 Here, ω 0 is the resonance frequency (rad / s), L is the inductance (H), and C is the aforementioned capacitance (F). From the equations (1) and (2), the resonance frequency ω 0 is expressed by the following equation (3).
Figure 0006372186
 In this case, as shown in FIG. 5B, when the measured resonance frequency is equal to or lower than the predetermined value, it can be determined that the metal film 30 and the tip of the pipette 111 are close to the predetermined value or lower. Thereby, the position of the front-end | tip part of the pipette 111 can be adjusted, without making the metal film 30 and the pipette 111 contact.

また、上記実施の形態では、流路蓋５０の注入口を介して導電接続部４０と電気的特性測定部１１８とが接続される検出チップ１０について説明した。しかし、本発明に係る検出チップ１０では、流路蓋５０は、導電接続部４０と外部機器とを接触させるために、別途、貫通孔を有していてもよい。この場合、導電接続部は、この貫通孔を介して外部に露出する。外部機器は、貫通孔を介して導電接続部に電気的に接続される。   Further, in the above-described embodiment, the detection chip 10 in which the conductive connection unit 40 and the electrical characteristic measurement unit 118 are connected via the inlet of the flow path lid 50 has been described. However, in the detection chip 10 according to the present invention, the flow path lid 50 may have a separate through hole in order to bring the conductive connection portion 40 into contact with the external device. In this case, the conductive connection portion is exposed to the outside through the through hole. The external device is electrically connected to the conductive connection portion through the through hole.

また、上記実施の形態では、プリズム２０と金属膜３０の界面において励起光を全反射させることで、励起光と表面プラズモンとを結合させる検出装置および検出方法について説明した。しかし、本発明に係る検出装置および検出方法は、回折格子を利用して励起光と表面プラズモンとを結合させてもよい。この場合、ＳＰＦＳ装置１００では、金属膜３０は、プリズム２０上に配置されていなくてもよく、代わりに回折格子を含んでいてもよい。   In the above-described embodiment, the detection apparatus and the detection method that combine excitation light and surface plasmon by totally reflecting excitation light at the interface between the prism 20 and the metal film 30 have been described. However, the detection apparatus and detection method according to the present invention may combine excitation light and surface plasmon using a diffraction grating. In this case, in the SPFS device 100, the metal film 30 may not be disposed on the prism 20, and may include a diffraction grating instead.

さらに、上記実施の形態では、ＳＰＦＳを利用する検出装置および検出方法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、ＳＰＦＳを利用する検出装置および検出方法に限定されない。たとえば、本発明に係る検出装置および検出方法は、ＳＰＲ法を利用する検出装置および検出方法であってもよい。この場合、ＳＰＦＳ装置１００は、蛍光γの光量を測定せずに、シグナル値として反射光βの光量を測定することで被検出物質を測定する。したがって、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。   Furthermore, although the detection apparatus and detection method using SPFS have been described in the above embodiment, the detection apparatus and detection method according to the present invention are not limited to the detection apparatus and detection method using SPFS. For example, the detection device and the detection method according to the present invention may be a detection device and a detection method using the SPR method. In this case, the SPFS device 100 measures the substance to be detected by measuring the amount of reflected light β as a signal value without measuring the amount of fluorescence γ. Therefore, measurement of the optical blank value (step S50) and secondary reaction (step S60) are unnecessary.

本発明に係る検出装置および検出方法は、被検出物質を高い信頼性で検出することができるため、例えば疾患の検査などに有用である。   The detection apparatus and the detection method according to the present invention can detect a substance to be detected with high reliability, and are useful for, for example, examination of diseases.

１０ 検出チップ
２０ プリズム
２１ 入射面
２２ 成膜面
２３ 出射面
３０ 金属膜
４０ 導電接続部
５０ 流路蓋
５１ 流路
１００ ＳＰＦＳ装置
１１０ 送液部
１１１ ピペット
１１２ シリンジ
１１３ プランジャー
１１４ ピペットチップ
１１５ 液体チップ
１１６ ピペット移動部
１１７ 送液ポンプ駆動機構
１１８ 電気的特性測定部
１１９ 送液制御部
１２０ 検出チップ搬送部
１２１ 搬送ステージ
１２２ チップホルダー
１３０ 光照射部
１３１ 光源ユニット
１３２ 角度調整機構
１３３ 光源制御部
１４０ 反射光検出部
１４１ 受光センサー
１４２ 角度調整機構
１４３ センサー制御部
１５０ 蛍光検出部
１５１ 受光ユニット
１５２ 位置切り替え機構
１５３ センサー制御部
１５４ 第１レンズ
１５５ 光学フィルター
１５６ 第２レンズ
１５７ 受光センサー
１６０ 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 Detection chip | tip 20 Prism 21 Incident surface 22 Film-forming surface 23 Output surface 30 Metal film 40 Conductive connection part 50 Channel cover 51 Channel 100 SPFS apparatus 110 Liquid supply part 111 Pipette 112 Syringe 113 Plunger 114 Pipette chip 115 Liquid chip 116 Pipette moving unit 117 Liquid feed pump drive mechanism 118 Electrical characteristic measurement unit 119 Liquid feed control unit 120 Detection chip transport unit 121 Transport stage 122 Chip holder 130 Light irradiation unit 131 Light source unit 132 Angle adjustment mechanism 133 Light source control unit 140 Reflected light detection 140 Unit 141 light receiving sensor 142 angle adjusting mechanism 143 sensor control unit 150 fluorescence detecting unit 151 light receiving unit 152 position switching mechanism 153 sensor control unit 154 first lens 155 optical filter 156 second label 'S 157 receiving sensor 160 controller α excitation light β reflected light γ fluorescent δ plasmon scattered light

Claims (18)

液体を収容するための収容部と、前記収容部に露出するように配置され、かつ捕捉体が固定されている金属膜とを有する検出チップを用いて、表面プラズモン共鳴を利用することにより被検出物質の存在または量を検出するための装置であって、
少なくともその先端部が導電性を有し、前記収容部に液体を提供するか、または前記収容部から液体を回収するためのピペットと、
前記ピペットを移動させるピペット移動部と、
前記金属膜と、前記ピペットの先端部との間の電気的特性を測定する電気的特性測定部と、
前記金属膜において表面プラズモン共鳴が発生するように前記金属膜に光を照射する光照射部と、
前記光照射部が前記金属膜に光を照射したときに、前記金属膜の前記収容部側の面の近傍から放出される蛍光の光量、または前記金属膜で反射された光の光量を検出する光検出部と、
前記電気的特性測定部の測定結果に基づいて前記金属膜に対する前記ピペットの先端部の位置を判断する処理部と、
を有する、検出装置。 Detected by utilizing surface plasmon resonance using a detection chip having a storage portion for storing a liquid and a metal film disposed so as to be exposed to the storage portion and to which a capturing body is fixed A device for detecting the presence or amount of a substance,
A pipette for at least the tip thereof to be electrically conductive and to provide liquid to the container or to collect liquid from the container;
A pipette moving section for moving the pipette;
An electrical property measuring unit for measuring electrical properties between the metal film and the tip of the pipette;
A light irradiation unit for irradiating the metal film with light so that surface plasmon resonance occurs in the metal film;
When the light irradiation unit irradiates the metal film with light, the amount of fluorescence emitted from the vicinity of the surface of the metal film on the container side or the amount of light reflected by the metal film is detected. A light detection unit;
A processing unit that determines the position of the tip of the pipette with respect to the metal film based on the measurement result of the electrical property measuring unit;
A detection device. 前記電気的特性測定部は、前記金属膜と前記ピペットの先端部との間のインピーダンスを測定する、請求項１に記載の検出装置。   The detection device according to claim 1, wherein the electrical property measurement unit measures an impedance between the metal film and a tip portion of the pipette. 前記処理部は、前記電気的特性測定部により測定されたインピーダンスが所定値以下の場合、前記金属膜と前記ピペットの先端部とが接触していると判断する、請求項２に記載の検出装置。   3. The detection device according to claim 2, wherein the processing unit determines that the metal film and the tip of the pipette are in contact with each other when the impedance measured by the electrical characteristic measurement unit is a predetermined value or less. . 前記処理部が、前記金属膜と前記ピペットの先端部とが接触していると判断した場合、前記ピペット移動部は、前記ピペットの先端部を前記金属膜から所定の間隔で離間させる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の検出装置。   When the processing unit determines that the metal film and the tip of the pipette are in contact, the pipette moving unit separates the tip of the pipette from the metal film at a predetermined interval. The detection apparatus as described in any one of 1-3. 前記電気的特性測定部は、前記金属膜と前記ピペットの先端部との間の静電容量を測定する、請求項１に記載の検出装置。   The detection device according to claim 1, wherein the electrical characteristic measurement unit measures a capacitance between the metal film and a tip portion of the pipette. 前記処理部は、前記電気的特性測定部により測定された静電容量が所定値以上の場合、前記金属膜と前記ピペットの先端部とが所定値以下の距離に近接していると判断する、請求項５に記載の検出装置。   The processing unit determines that the metal film and the tip of the pipette are close to a distance of a predetermined value or less when the capacitance measured by the electrical characteristic measurement unit is a predetermined value or more, The detection device according to claim 5. 前記ピペットは、先端部側に装着されるピペットチップを有し、
前記ピペットチップは、導電性カーボンを含む、
請求項１〜６のいずれか一項に記載の検出装置。 The pipette has a pipette tip attached to the tip side,
The pipette tip includes conductive carbon,
The detection device according to any one of claims 1 to 6. 前記ピペットは、先端部側に装着されるピペットチップを有し、
前記ピペットチップは、金属からなる導電部を有する、
請求項１〜６のいずれか一項に記載の検出装置。 The pipette has a pipette tip attached to the tip side,
The pipette tip has a conductive part made of metal,
The detection device according to any one of claims 1 to 6. 液体を収容するための収容部と、前記収容部に露出するように配置され、かつ捕捉体が固定されている金属膜とを有する検出チップを用いて、表面プラズモン共鳴を利用することにより被検出物質の存在または量を検出するための方法であって、
前記金属膜とピペットの先端部との間の電気的特性を測定する工程と、
前記電気的特性の測定結果に基づいて前記金属膜に対する前記ピペットの先端部の位置を判断する工程と、
前記ピペットの先端部の位置の判断結果に基づいて前記ピペットの先端部の位置を調整する工程と、
前記先端部の位置を調整された前記ピペットにより前記収容部の前記金属膜上に検体を提供し、前記被検出物質を前記捕捉体に結合させる工程と、
前記被検出物質と前記捕捉体とが結合している状態で、前記金属膜において表面プラズモン共鳴が発生するように前記金属膜に光を照射して、前記金属膜の前記収容部側の面の近傍から放出される蛍光の光量、または前記金属膜で反射された光の光量を検出する工程と、
を有する、検出方法。 Detected by utilizing surface plasmon resonance using a detection chip having a storage portion for storing a liquid and a metal film disposed so as to be exposed to the storage portion and to which a capturing body is fixed A method for detecting the presence or amount of a substance, comprising:
Measuring electrical properties between the metal film and the tip of the pipette;
Determining the position of the tip of the pipette relative to the metal film based on the measurement result of the electrical characteristics;
Adjusting the position of the tip of the pipette based on the determination result of the position of the tip of the pipette;
Providing a specimen on the metal film of the container by the pipette whose position of the tip is adjusted, and binding the substance to be detected to the capturing body;
In a state where the substance to be detected and the capturing body are bonded, the metal film is irradiated with light so that surface plasmon resonance occurs in the metal film, and the surface of the metal film on the container side is irradiated. Detecting the amount of fluorescent light emitted from the vicinity or the amount of light reflected by the metal film;
A detection method. 前記電気的特性を測定する工程では、前記金属膜と前記ピペットの先端部との間のインピーダンスを測定する、請求項９に記載の検出方法。   The detection method according to claim 9, wherein, in the step of measuring the electrical characteristics, an impedance between the metal film and a tip of the pipette is measured. 前記ピペットの先端部の位置を判断する工程では、測定されたインピーダンスが所定値以下の場合、前記金属膜と前記ピペットの先端部とが接触していると判断する、請求項１０に記載の検出方法。   The detection according to claim 10, wherein in the step of determining the position of the tip of the pipette, it is determined that the metal film and the tip of the pipette are in contact if the measured impedance is equal to or less than a predetermined value. Method. 前記ピペットの先端部の位置を判断する工程において前記金属膜と前記ピペットの先端部とが接触していると判断した場合、前記ピペットの先端部の位置を調整する工程では、前記ピペットの先端部を前記金属膜から所定の間隔で離間させる、請求項１１に記載の検出方法。   In the step of determining the position of the tip of the pipette, if it is determined that the metal film and the tip of the pipette are in contact, the step of adjusting the position of the tip of the pipette The detection method according to claim 11, wherein a distance from the metal film is separated at a predetermined interval. 前記電気的特性を測定する工程は、前記金属膜と前記ピペットの先端部との間の静電容量を測定する、請求項９に記載の検出方法。   The detection method according to claim 9, wherein the step of measuring the electrical characteristics measures a capacitance between the metal film and a tip portion of the pipette. 前記ピペットの先端部の位置を判断する工程では、測定された静電容量が所定値以上の場合、前記金属膜と前記ピペットの先端部とが所定値以下に近接していると判断する、請求項１３に記載の検出方法。   The step of determining the position of the tip portion of the pipette determines that the metal film and the tip portion of the pipette are close to a predetermined value or less when the measured capacitance is a predetermined value or more. Item 14. The detection method according to Item 13. 表面プラズモン共鳴を利用して、被検出物質の存在または量を検出するためのチップであって、
入射面、出射面、および成膜面を含む絶縁体からなるプリズムと、
前記成膜面上に配置されている、液体を収容するための収容部と、
前記収容部に露出するように前記成膜面上に配置され、かつその表面の少なくとも一部に捕捉体が固定されている金属膜と、
前記成膜面上に配置されており、前記金属膜に電気的に接続され、外部から接触可能な、捕捉体が固定されていない導電接続部と、
を有する、検出チップ。 A chip for detecting the presence or amount of a substance to be detected using surface plasmon resonance,
A prism made of an insulator including an entrance surface, an exit surface, and a film formation surface;
An accommodating portion for accommodating a liquid disposed on the film-forming surface;
A metal film that is disposed on the film-formation surface so as to be exposed to the accommodating portion, and a capturing body is fixed to at least a part of the surface ;
A conductive connecting portion that is disposed on the film-forming surface, is electrically connected to the metal film, and can be contacted from the outside , and the capturing body is not fixed ;
Having a detection chip. 表面プラズモン共鳴を利用して、被検出物質の存在または量を検出するためのチップであって、
液体を収容するための収容部と、
前記収容部に露出するようにされ、回折格子を含み、かつその表面の少なくとも一部に捕捉体が固定されている金属膜と、
前記金属膜に電気的に接続され、外部から接触可能な、捕捉体が固定されていない導電接続部と、
を有する、検出チップ。 A chip for detecting the presence or amount of a substance to be detected using surface plasmon resonance,
An accommodating portion for accommodating liquid;
Is to be exposed in the accommodation section, a metal film viewing including the diffraction grating, and captor at least a portion of its surface is fixed,
A conductive connection that is electrically connected to the metal film and is accessible from the outside, and the capturing body is not fixed;
Having a detection chip. 前記金属膜の少なくとも一部と対向するように配置された、前記収容部と連通する注入口をさらに有する、請求項１５または請求項１６に記載の検出チップ。The detection chip according to claim 15 or 16, further comprising an injection port arranged to face at least a part of the metal film and communicating with the housing portion. 表面プラズモン共鳴を利用して、被検出物質の存在または量を検出するための検出チップと、
前記検出チップに液体を提供するためのピペットチップと、
を有するキットであって、
前記検出チップは、液体を収容するための収容部と、前記収容部に露出するように配置され、かつ捕捉体が固定されている金属膜と、前記金属膜に電気的に接続され、外部から接触可能な導電接続部と、を有し、
前記ピペットチップは、少なくともその先端部が導電性を有する、
キット。 A detection chip for detecting the presence or amount of a substance to be detected using surface plasmon resonance;
A pipette tip for providing liquid to the detection tip;
A kit comprising:
The detection chip includes a storage unit for storing a liquid, a metal film that is disposed so as to be exposed to the storage unit and to which a capturing body is fixed, and is electrically connected to the metal film, from the outside. A conductive connection that can be contacted,
The pipette tip has conductivity at least at its tip.
kit.
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