JP7482887B2

JP7482887B2 - 検出方法および検出装置

Info

Publication number: JP7482887B2
Application number: JP2021548713A
Authority: JP
Inventors: 栄一大川; 英之藤井; 久美子星
Original assignee: Otsuka Pharmaceutical Co Ltd
Current assignee: Otsuka Pharmaceutical Co Ltd
Priority date: 2019-09-24
Filing date: 2020-08-28
Publication date: 2024-05-14
Anticipated expiration: 2040-08-28
Also published as: WO2021059859A1; US20220326234A1; EP4036555A1; JPWO2021059859A1; EP4036555A4

Description

本発明は、被検出物質を検出するための検出方法および検出装置に関する。

臨床検査などにおいて、血液のタンパク質やＤＮＡなどの微量の被検出物質（被測定物質）を高感度かつ定量的に検出（測定）することができれば、患者の状態を迅速に把握して治療を行うことが可能となる。このため、微量の被検出物質を高感度かつ定量的に検出できる方法が求められている。

微量の被検出物質を高感度に検出できる方法として、表面プラズモン共鳴法（Surface Plasmon Resonance：以下「ＳＰＲ」と略記する）および表面プラズモン励起増強蛍光分析法（Surface Plasmon-field enhanced Fluorescence Spectroscopy：以下「ＳＰＦＳ」と略記する）が知られている。これらの方法では、所定の条件で光を金属膜に照射すると表面プラズモン共鳴（ＳＰＲ）が生じることを利用する。ＳＰＲ法では、金属膜上の捕捉領域に被検出物質が結合すると、ＳＰＲが生じるように金属膜に光を入射させたときに反射光量が最も少なくなる入射角が変化することを利用して、被検出物質を検出する。ＳＰＦＳでは、金属膜上の反応領域に蛍光物質で標識された被検出物質が結合している状態で、ＳＰＲが生じるように金属膜に光を入射させたときに蛍光物質から生じる蛍光を検出して、被検出物質を検出する。

特許文献１には、ＳＰＲ法を利用して被検出物質（アナライト）を測定する方法が開示されている。特許文献１に記載の測定方法では、プリズムと、プリズム上に配置されている金属膜と、金属膜上に配置されている被検出物質を捕捉するための捕捉領域（リンカー膜）と、流路内に捕捉領域が露出するようにプリズムに固定されている流路部材とを有するセンサユニットを用いている。流路内に被検出物質を含む液体を導入することで、捕捉領域への被検出物質の結合反応を行わせ、流路内に洗浄液を導入することで、結合反応を終了させている。

特開２００７－０６４９４３号公報

しかしながら、特許文献１に記載の測定方法では、流路内において被検出物質を含む液体を滞留させた場合は、捕捉領域近傍の被検出物質の濃度が低下し、液体中の被検出物質の濃度に応じた結合反応を行わせることができず、測定精度が低下してしまう。測定精度を低下させないためには、流路内において被検出物質を含む液体を流し続ければよいが、この場合は、被検出物質を含む液体が大量に必要となる。また、特許文献１に記載の測定方法では、結合反応の反応時間を調整することが困難なため、測定結果の再現性を確保するためには、結合反応が飽和するまで流路内に被検出物質を含む液体を流し続けなければならない。

本発明の目的は、かかる点に鑑みてなされたものであり、検体の量が少なくても被検出物質を高精度かつ再現性よく検出できる検出方法および検出装置を提供することである。

上記課題を解決するため、本発明の一実施形態に係る検出方法は、上部に開口する第１開口および側部に開口する第２開口を有する収容部を含む容器と、プリズムと、前記プリズム上に配置されている金属膜と、前記金属膜上に配置されている被検出物質を捕捉するための捕捉領域とを含み、前記第２開口内に前記捕捉領域が露出するように前記容器に固定されている側壁部材と、を有する反応容器を用いて、検体中の被検出物質を検出する検出方法であって、前記収容部に前記検体を含む液体を提供する工程と、前記収容部内の前記液体を撹拌して、前記液体中の前記被検出物質を前記捕捉領域に捕捉させる工程と、前記金属膜において表面プラズモン共鳴が生じるように前記金属膜に光を照射するとともに、前記反応容器から放出される光であって、前記捕捉領域に捕捉されている前記被検出物質の量に応じて光量が変化する光を検出する工程と、を有し、前記収容部に前記液体を提供する工程では、前記収容部内の前記液体が静置されているときは前記液体が前記捕捉領域に接触せず、前記収容部内の前記液体が撹拌されているときは前記液体が前記捕捉領域に接触する量の前記液体を前記収容部に提供する。

また、上記課題を解決するため、本発明の一実施形態に係る検出装置は、上部に開口する第１開口および側部に開口する第２開口を有する収容部を含む容器と、プリズムと、前記プリズム上に配置されている金属膜と、前記金属膜上に配置されている被検出物質を捕捉するための捕捉領域とを含み、前記第２開口内に前記捕捉領域が露出するように前記容器に固定されている側壁部材と、を有する反応容器を用いて、検体中の被検出物質を検出する検出装置であって、前記反応容器を保持するための保持部と、前記保持部に保持された前記反応容器の前記収容部に前記検体を含む液体を提供する検体提供部と、前記金属膜において表面プラズモン共鳴が生じるように前記保持部に保持された前記反応容器の前記金属膜に光を照射する光源と、前記光源が前記金属膜に光を照射したときに、前記反応容器から放出される光であって、前記捕捉領域に捕捉されている被検出物質の量に応じて光量が変化する光を検出する検出部と、前記保持部に保持された前記反応容器の前記収容部内の前記液体を撹拌するための撹拌部と、を有し、前記検体提供部は、前記収容部内の前記液体が静置されているときは前記液体が前記捕捉領域に接触せず、前記収容部内の前記液体が撹拌されているときは前記液体が前記捕捉領域に接触する量の前記液体を前記収容部に提供する。

本願発明によれば、検体の量が少なくても被検出物質を高精度かつ再現性よく検出できる検出方法および検出装置を提供することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る検出装置の構成を示す模式図である。図２Ａは、本発明の一実施形態に係る反応容器の斜視図であり、図２Ｂは、本発明の一実施形態に係る反応容器の断面図であり、図２Ｃは、本発明の一実施形態に係る容器に固定される側壁部材の斜視図である。図３Ａおよび図３Ｂは、本発明の一実施形態に係る反応容器に入射する光と反応容器から出射する光を示す模式図である。図４は、図３Ａの断面図における捕捉領域を拡大した部分拡大断面図である。図５Ａは、本発明の一実施形態に係る反応容器の保持部を保持するための保持部の斜視図であり、図５Ｂは、反応容器を保持部に取り付ける様子を示す斜視図である。図６Ａは、保持部を取り付けた反応容器の底部を撹拌部に接触させている状態を示す斜視図であり、図６Ｂは、保持部を取り付けた反応容器の底部を撹拌部に接触させている状態の断面図である。図７Ａ～７Ｄは、本発明の一実施形態に係る反応容器の撹拌動作を示す斜視図である。図８は、本発明の一実施形態に係る検出方法のフローチャートであり、検出装置の動作手順の一例を示すフローチャートである。図９Ａは、反応容器を撹拌しているときの捕捉領域と液面との関係を示す模式図であり、図９Ｂは、反応容器を静置しているときの捕捉領域と液面との関係を示す模式図である。図１０Ａは、本発明の一実施形態に係る容器の保持部を保持するための保持部の変形例を示す平面図であり、図１０Ｂは、容器を保持部に取り付ける位置を示す斜視図であり、図１０Ｃは、保持部を取り付けた状態の反応容器の斜視図である。図１１は、保持部の上面に旋回軸を配置した状態を示す斜視図である。

以下、本願発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

［実施の形態］
図１は、本発明の一実施形態に係る検出装置１００の構成を示す模式図である。図１に示されるように、検出装置１００は、所定の位置（撹拌部）に反応容器２００を装着された状態で動作する。検出装置１００は、反応容器２００以外に、励起光照射ユニット１１０、蛍光検出ユニット１２０、送液ユニット１３０、撹拌部１４０、制御部１５０および保持部３００を有する。検出装置１００では、保持部３００に反応容器２００を装着した状態で、反応容器２００の金属膜２２５で表面プラズモン共鳴が発生するように反応容器２００に励起光αを照射し、金属膜２２５近傍において表面プラズモン共鳴に基づく増強電場を発生させる。そして、当該増強電場により金属膜２２５上の捕捉領域２２６に存在する蛍光物質を励起させ、蛍光物質が発する蛍光βを検出することで、検体中の被検出物質の有無や量を測定する。

以下では、反応容器２００について先に説明し、その後、検出装置１００およびその動作（検出方法）について説明する。

（反応容器）
図２Ａ～２Ｃは、本発明の一実施形態に係る反応容器２００の構成を示す模式図である。図２Ａは、反応容器２００の斜視図であり、図２Ｂは、反応容器２００の断面図であり、図２Ｃは、容器２１０に固定される側壁部材２２０の斜視図である。図３Ａおよび図３Ｂは、反応容器２００に入射する光（励起光α）と反応容器２００から出射する光（蛍光βおよびプラズモン散乱光γ）を示す模式図である。図３Ａは、反応容器２００の高さ方向に沿う断面図であり、図３Ｂは、図３Ａの水平断面図である。図３Ａおよび図３Ｂでは、収容部２１１内に液体（例えば測定用緩衝液）が収容されている状態を示している。図４は、図３Ａの断面図における捕捉領域２２６の近傍を拡大した部分拡大断面図である。

図２Ａおよび図２Ｂに示されるように、反応容器２００は、容器２１０および側壁部材２２０を有する。

容器２１０は、その内部に収容部２１１を有している。収容部２１１は、液体を収容できるように構成された有底の凹部であり、上部に設けられた第１開口２１２および側部に設けられた第２開口２１３により外部に開放されている。第１開口２１２は、収容部２１１内に液体を提供したり収容部２１１内の液体を除去したりする際に利用される。第２開口２１３は、後述する側壁部材２２０の捕捉領域２２６を収容部２１１内に露出させるために形成されている（図４参照）。第２開口２１３は、収容部２１１内に液体を収容できるように側壁部材２２０により閉塞される。本実施の形態では、図２Ｂ、図３Ｂに示されるように、第２開口２１３は、収容部２１１を構成する４つの側壁のうちの側壁部材２２０側の側壁に形成された貫通孔である。

また、容器２１０は、その上部から側方に突出する被保持部２１４を有している。被保持部２１４には、その一部が略直方形に切り抜かれることにより形成される凹部２１５を有する。凹部２１５は、被保持部２１４と外部の保持部３００（後述）とを固定するために形成されている。収容部２１１内の液体を撹拌する工程（後述）では、反応容器２００の被保持部２１４が保持部３００により保持された状態で行われる。

図２Ｂおよび図３Ａに示されるように、容器２１０の撹拌部１４０（後述）と接触する部位（容器２１０の底部２１６）は、略球欠状（例えば略半球状）の凸部または略円錐状の凹部であることが好ましい。容器２１０の底部２１６の形状は、撹拌部１４０の形状に合わせて適宜選択することができる。たとえば、撹拌部１４０の形状が略球欠状（例えば略半球状）の凸部であるときは、底部２１６の形状は略円錐状の凹部であることが好ましく、撹拌部１４０の形状が略円錐状であるときは、底部２１６の形状は略球欠状の凹部であることが好ましい。撹拌部１４０と接触する底部２１６とを上記組み合わせにすることにより、収容部２１１内で液体が渦を巻くような撹拌ができるので、液体が効率よく捕捉領域２２６に接触して、被検出物質が捕捉されやすくなる。

なお、収容部２１１の底部は、中心が窪んだ凹形状（例えば丸底）であることが好ましい。収容部２１１の底部の形状を中心が窪んだ凹形状（例えば丸底）とすることにより、収容部２１１内の液体をより確実に除去することが可能となり、検出精度を向上させることができる。

本実施の形態に係る反応容器２００では、捕捉領域２２６の近傍から放出された光（蛍光βまたはプラズモン散乱光γ）が、捕捉領域２２６と対向する側壁を透過し、検出部１２５（後述）により検出される（図３Ｂ参照）。したがって、検出されるべき光の屈折を抑制したい場合は、図３Ｂに示されるように、収容部２１１において捕捉領域２２６と対向する側壁の内面および外面は、いずれも平面であることが好ましい。なお、容器２１０の形状は、収容部２１１、第１開口２１２および第２開口２１３を有していれば特に限定されない。

容器２１０は、光（少なくとも励起光αの波長の光および蛍光βの波長の光）に対して透明な材料で形成されている。ただし、後述の検出方法における光の取り出しの妨げにならない限り、容器２１０の一部は光に対して不透明な材料で形成されていてもよい。少なくとも、収容部２１１を構成する４つの側壁のうちの捕捉領域２２６と対向する側壁は、光透過性を有している。光に対して透明な材料の例には、樹脂およびガラスが含まれる。

側壁部材２２０は、光学素子としてのプリズム２２１、金属膜２２５および捕捉領域２２６を有している（図２Ｃ参照）。ここで「捕捉領域」とは、金属膜２２５上に配置されている領域であり、第２開口２１３を介して収容部２１１内に露出している領域を意味する（図４参照）。図２Ｂ、図３Ａ、図３Ｂおよび図４に示されるように、側壁部材２２０は、捕捉領域２２６が収容部２１１内に露出するように、かつ側壁部材２２０が第２開口２１３の少なくとも一部を完全に閉塞するように容器２１０に固定されている。本実施の形態では、側壁部材２２０は、第２開口２１３の全部を閉塞するように、両面テープなどの接着層（図示せず）を介して容器２１０に接着されている。側壁部材２２０は、接着層を用いずに、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、容器２１０に接合されていてもよい。

プリズム２２１は、励起光αに対して透明な誘電体からなる光学素子であり、図３Ｂに示されるように、入射面２２２、反射面２２３および出射面２２４を有する。プリズム２２１は、収容部２１１を構成する側壁としても機能する。入射面２２２は、励起光照射ユニット１１０からの励起光αをプリズム２２１の内部に入射させるための面である。プリズム２２１の内部に入射した励起光αは、反射面２２３で反射する。この後説明するように、反射面２２３上には金属膜２２５および捕捉領域２２６が順に配置されている。出射面２２４は、反射面２２３で反射した反射光α’をプリズム２２１の外部に出射させるための面である。

プリズム２２１の形状は特に限定されないが、反射面２２３は平面であることが好ましい。プリズム２２１の形状の例には、台形を底面とする柱体、三角柱、半円柱が含まれる。本実施の形態では、プリズム２２１の形状は、台形を底面とする柱体である。台形の下底に対応する面が反射面２２３であり、一方の脚に対応する面が入射面２２２であり、他方の脚に対応する面が出射面２２４である。

入射面２２２は、励起光αが励起光照射ユニット１１０に戻らないように形成されることが好ましい。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２２２に垂直に入射しないように、入射面２２２の角度が設定されることが好ましい。ここで「共鳴角」とは、反射面２２３（金属膜２２５）に対する励起光αの入射角を走査した場合に、出射面２２４から出射される反射光α’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、反射面２２３（金属膜２２５）に対する励起光αの入射角を走査した場合に、捕捉領域２２６周辺から収容部２１１内に放出される励起光αと同一波長の散乱光（プラズモン散乱光）γ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２２２と反射面２２３との角度および反射面２２３と出射面２２４との角度は、いずれも約８０°である。

なお、反応容器２００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２２１の屈折率や、金属膜２２５の屈折率、金属膜２２５の膜厚、金属膜２２５の消衰係数、励起光αの波長などである。金属膜２２５上の捕捉領域２２６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。

プリズム２２１は、複屈折特性を少なからず有する。プリズム２２１の材料の例には、樹脂およびガラスが含まれる。プリズム２２１の材料は、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ことが好ましい。

金属膜２２５は、プリズム２２１の反射面２２３上に配置されている。これにより、反射面２２３に全反射条件で入射した励起光αの光子と、金属膜２２５中の自由電子との間で相互作用（ＳＰＲ）が生じ、金属膜２２５の表面上に局在する増強電場が生じる。

金属膜２２５の材料は、表面プラズモン共鳴を生じさせうる金属であれば特に限定されない。金属膜２２５の材料の例には、金、銀、銅、アルミニウムおよびこれらの合金が含まれる。金属膜２２５の形成方法は、特に限定されない。金属膜２２５の形成方法の例には、スパッタリング、蒸着、めっきが含まれる。金属膜２２５の厚みは、特に限定されないが、３０～７０ｎｍの範囲内であることが好ましい。

捕捉領域２２６は、収容部２１１内に露出している、被検出物質を捕捉するための領域である。前述のとおり、捕捉領域２２６は、金属膜２２５上に配置され、第２開口２１３を介して収容部２１１内に露出している領域を意味する。図４に示されるように、捕捉領域２２６の大きさが第２開口２１３を閉塞することが可能な大きさである場合、捕捉領域２２６の範囲は、第２開口２１３により規定される。このような構成とすることで、捕捉領域２２６の大きさを高精度かつ容易に調整することが可能となる。

捕捉領域２２６は、収容部２１１の内側面に配置される。このとき、捕捉領域２２６は、収容部２１１の最深部から離れた位置に配置されることが好ましい。このような構成とすることで、収容部２１１内に検体を含む液体を導入したときに、静置状態における捕捉領域２２６と液体との接触を防ぐことができる。また、蛍光βの検出時に、収容部２１１の底部に起因するノイズが検出結果に混じることを抑制することもできる。

上述したように、捕捉領域２２６は、金属膜２２５上において被検出物質を捕捉するための領域であり、第１の捕捉体が固定化されている領域である。第１の捕捉体は、検体中の被検出物質と特異的に結合するための認識部位を有する物質である。捕捉領域２２６に第１の捕捉体が固定されていると、収容部２１１内に検体を含む液体を導入し、捕捉領域２２６と液体とが接触したときに、第１の捕捉体に被検出物質が選択的に結合する。つまり、被検出物質が捕捉領域２２６に捕捉される。これにより、後述のように被検出物質を検出することが可能となる。第１の捕捉体の種類は、被検出物質に特異的に結合するための認識部位を有していれば特に制限されない。第１の捕捉体の例には、被検出物質に特異的に結合可能な抗体（１次抗体）またはその断片、被検出物質に特異的に結合可能な酵素などが含まれる。

検出精度を向上させる観点からは、捕捉領域２２６が配置されている面は、平面であることが好ましい。すなわち、本実施の形態のように捕捉領域２２６が金属膜２２５上に配置されている場合は、金属膜２２５の表面は平面であることが好ましい。

（保持部）
図５Ａは、本発明の一実施形態に係る反応容器２００の被保持部２１４を保持するための保持部３００の斜視図であり、図５Ｂは、反応容器２００の被保持部２１４を検出装置１００の保持部３００へ取り付ける様子を示す斜視図である。図６Ａは、反応容器２００を保持部３００に固定して検出装置１００の撹拌部１４０上に載置した状態を示す斜視図であり、図６Ｂは、図６ＡのＡ－Ａ線の断面図である。図７Ａ～７Ｄは、反応容器２００を撹拌部１４０で撹拌したときの保持部３００の動きを示す斜視図である。

図５Ａに示されるように、保持部３００は、第１の基板３１０と、第１の基板３１０の内側に配置される第２の基板３１１と、第２の基板３１１の内側に配置される第３の基板３１２と、を有する。第１の基板３１０および第２の基板３１１の間には、第１の基板３１０に対して第２の基板３１１が第１の回転方向３５０に回転可能となるように、第１の方向に延在する第１回転軸３１３が設けられている。第１回転軸３１３は、固定部材３１４で第１の基板３１０固定されており、第２の基板３１１は第１の回転軸３１３に回動可能に保持されている。同様に、第２の基板３１１および第３の基板３１２の間には、第２の基板３１１に対して第３の基板３１２が第２の回転方向３６０に回転可能となるように、第１の方向に直交する第２の方向に延在する第２回転軸３１５が設けられている。第２回転軸３１５も、固定部材３１４で第２の基板３１１に固定されており、第３の基板３１２は第２の回転軸３１５に回動可能に保持されている。第１回転軸３１３は、保持部３００が被保持部２１４を第１の回転方向３５０に回転可能に保持するために設けられており、第２回転軸３１５は、保持部３００が被保持部２１４を第２の回転方向３６０に回転可能に保持するために設けられている。また、第３の基板３１２の中央部には反応容器２００の第１開口２１２と略同形状の第３開口３１６が形成されている。本実施の形態では、第３開口３１６の大きさは、反応容器２００の第１開口２１２よりもわずかに大きい（図６Ｂ参照）。

図５Ｂに示されるように、第３の基板３１２の裏面側には、反応容器２００の被保持部２１４を固定するための複数の凸部３１７と、被保持部２１４の側面を保持するための固定板３１８が形成されている。反応容器２００の第１開口２１２と、保持部３００の第３開口３１６が一致するように、反応容器２００の被保持部２１４を、固定板３１８の間に矢印の方向に向かって差し込むことで、保持部３００に装着される。図６Ａおよび図６Ｂに示されるように、保持部３００に装着された状態で反応容器２００は、撹拌部１４０上に載置される。図７Ａ～７Ｄに示されるように、撹拌部１４０を作動（旋回）させることにより、撹拌部１４０と接している反応容器２００の底部２１６が旋回し、収容部２１１に提供されている液体が渦を描くように撹拌され、液体と捕捉領域２２６とが接触する（図９Ａ参照）。なお、保持部３００は、反応容器２００を装着した状態で撹拌に耐えうる強度があれば、保持部３００を構成する材料は特に限定されない。また、反応容器２２０の撹拌時に、反応容器２００と保持部３００とが外れなければ、その固定方法は特に限定されない。

（検出装置）
次に、検出装置１００の構成要素について説明する。前述のとおり、検出装置１００は、反応容器２００以外に、励起光照射ユニット１１０、蛍光検出ユニット１２０、送液ユニット１３０、撹拌部１４０、制御部１５０および保持部３００を有する（図１参照）。

励起光照射ユニット１１０は、反応容器２００に励起光αを照射する。蛍光βまたはプラズモン散乱光γの測定時には、励起光照射ユニット１１０は、プリズム２２１の反射面２２３（金属膜２２５）に対する入射角が金属膜２２５でＳＰＲを生じさせる角度となるように、反射面２２３（金属膜２２５）に対するＰ波のみをプリズム２２１の入射面２２２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２２１を介して反射面２２３（金属膜２２５）に金属膜２２５で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増強電場を金属膜２２５の表面上に生じさせる光である。励起光照射ユニット１１０は、光源ユニット１１１および第１角度調整部１１２を含む。

光源ユニット１１１は、コリメートされ、かつ波長および光量が一定の励起光αを、反射面２２３（金属膜２２５の表面）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。照射スポットの大きさは、反応容器２００の捕捉領域２２６よりも小さいことが好ましい。光源ユニット１１１は、例えば、励起光αの光源、ビーム整形光学系、ＡＰＣ機構および温度調整機構（いずれも不図示）を含む。なお、照射スポットの形状は略円形が好ましいが、略円形でなくても構わない。

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。

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、反射面２２３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、反射面２２３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。

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。

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。

第１角度調整部１１２は、反射面２２３に対する励起光αの入射角を調整する。第１角度調整部１１２は、プリズム２２１を介して反射面２２３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の光軸と反応容器２００とを相対的に回転させる。

たとえば、第１角度調整部１１２は、光源ユニット１１１を励起光αの光軸と直交する軸（反応容器２００の高さ方向に沿う軸）を中心として回動させる（図３Ｂ参照）。このとき、入射角を走査しても反射面２２３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。

前述のとおり、反射面２２３（金属膜２２５）に対する励起光αの入射角のうち、プラズモン散乱光γ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（例えば共鳴角）に設定することで、高強度の蛍光βを測定することが可能となる。反応容器２００のプリズム２２１の材料および形状、金属膜２２５の膜厚、収容部２１１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、使用する蛍光物質の種類および量、プリズム２２１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、検出ごとに最適な増強角を求めることが好ましい。

蛍光検出ユニット１２０は、光源ユニット１１１が反射面２２３（金属膜２２５）へ励起光αを照射したときに放出される蛍光βを検出する。本実施の形態では、蛍光βは、捕捉領域２２６に捕捉されている被検出物質の量に応じて光量が変化する光に相当する。また、必要に応じて、蛍光検出ユニット１２０は、光源ユニット１１１が反射面２２３（金属膜２２５）へ励起光αを照射したときに生じるプラズモン散乱光γも検出する。蛍光検出ユニット１２０は、第１レンズ１２１、光学フィルター１２２、第２レンズ１２３、位置切替部１２４および検出部１２５を含む。

第１レンズ１２１は、例えば、集光レンズであり、捕捉領域２２６近傍から出射される光を集光する。第２レンズ１２３は、例えば、結像レンズであり、第１レンズ１２１で集光された光を検出部１２５の受光面に結像させる。両レンズの間の光路は、略平行な光路になっている。光学フィルター１２２は、両レンズの間に配置されている。

光学フィルター１２２は、蛍光成分のみを検出部１２５に導き、高いＳ（シグナル）／Ｎ（ノイズ）比で蛍光βを検出するために、励起光成分（プラズモン散乱光γ）を除去する。光学フィルター１２２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１２２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。

位置切替部１２４は、光学フィルター１２２の位置を、第１レンズ１２１および第２レンズ１２３間の光路上または光路外に切り替える。具体的には、検出部１２５が蛍光βを検出する時には、光学フィルター１２２を光路上に配置し、検出部１２５がプラズモン散乱光γを検出する時には、光学フィルター１２２を光路外に配置する。

検出部１２５は、蛍光βおよびプラズモン散乱光γを検出する受光センサーである。検出部１２５は、微小量の被検出物質からの微弱な蛍光βを検出することが可能な、高い感度を有する。検出部１２５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。

図１および図３Ａに示されるように、本実施の形態では、光源ユニット１１１からの励起光αは水平方向に進行して、反応容器２００に到達する。また、捕捉領域２２６近傍から放出され、水平方向に進行した光（蛍光βまたはプラズモン散乱光γ）が検出部１２５により検出される。したがって、本実施の形態では、光源ユニット１１１および検出部１２５は、反応容器２００と同じ高さに配置されている。もちろん、ミラーなどを用いれば光源ユニット１１１および検出部１２５の位置は自由に変更可能であるが、小型化の観点からは、光源ユニット１１１および検出部１２５は、反応容器２００と同じ高さに配置されていることが好ましい。

送液ユニット１３０は、反応容器２００の収容部２１１内に各種液体を提供する。また、送液ユニット１３０は、反応容器２００の収容部２１１内から各種液体を除去する。本実施の形態では、送液ユニット１３０は、例えば検体を含む液体や、蛍光物質で標識された第２の捕捉体を含む標識液（以下「標識液」ともいう）、洗浄液、測定用緩衝液などの注入および吸引を行う。送液ユニット１３０は、保持部３００に保持された反応容器２００の収容部２１１に検体を含む液体を提供する検体提供部として機能する。送液ユニット１３０は、液体チップ１３１、ピペット１３２およびピペット制御部１３６を含む。

液体チップ１３１は、検体や標識液、洗浄液、測定用緩衝液などの液体をそれぞれ収容するための容器である。液体チップ１３１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。

ピペット１３２は、シリンジポンプ１３３と、シリンジポンプ１３３に接続されたノズルユニット１３４と、ノズルユニット１３４の先端に装着されたピペットチップ１３５とを有する。シリンジポンプ１３３内のプランジャーの往復運動によって、ピペットチップ１３５における液体の吸引および排出が定量的に行われる。

ピペット制御部１３６は、シリンジポンプ１３３の駆動装置、およびノズルユニット１３４の移動装置を含む。シリンジポンプ１３３の駆動装置は、シリンジポンプ１３３のプランジャーを往復運動させるための装置であり、例えば、ステッピングモーターを含む。ノズルユニット１３４の移動装置は、例えば、ノズルユニット１３４を、垂直方向と水平方向との二方向に自在に動かす。ノズルユニット１３４の移動装置は、例えば、ロボットアーム、２軸ステージまたは上下動自在なターンテーブルによって構成される。

ピペット制御部１３６は、シリンジポンプ１３３を駆動して、液体チップ１３１から各種液体をピペットチップ１３５内に吸引させる。そして、ピペット制御部１３６は、ノズルユニット１３４を移動させて、反応容器２００の収容部２１１内に第１開口２１２からピペットチップ１３５を挿入させるとともに、シリンジポンプ１３３を駆動して、ピペットチップ１３５内の液体を収容部２１１内に注入させる。また、液体の導入後、ピペット制御部１３６は、シリンジポンプ１３３を駆動して、収容部２１１内の液体をピペットチップ１３５内に吸引させる。このように収容部２１１内の液体を順次交換することによって、捕捉領域２２６において第１の捕捉体と被検出物質を反応させたり（１次反応）、被検出物質と蛍光物質で標識された第２の捕捉体とを反応させたりする（２次反応）。なお、この後説明するように、保持部３００に保持された反応容器２００の収容部２１１に検体を含む液体を提供するとき、ピペット制御部１３６は、制御部１５０の制御の下で、収容部２１１内の液体が静置されているときは液体が捕捉領域２２６に接触せず、収容部２１１内の液体が撹拌されているときは液体が捕捉領域２２６に接触するように、収容部２１１内に提供する液体の量を制御する。

撹拌部１４０は、保持部３００に保持された反応容器２００の収容部２１１内の液体を撹拌するために反応容器２００を旋回させる。前述のとおり、撹拌部１４０が容器２１０と接触する部位（容器２１０の底部２１６）は、略球欠状の凸部または略円錐状の凹部であることが好ましい。撹拌部１４０の形状は、容器２１０の底部２１６の形状に合わせて適宜選択することができる。たとえば、撹拌部１４０の形状が略球欠状の凸部であるときは、底部２１６の形状は略円錐状の凹部であることが好ましく、撹拌部１４０の形状が略円錐状であるときは、底部２１６の形状は略球欠状の凹部であることが好ましい。撹拌部１４０と接触する底部２１６とを上記組み合わせにすることにより、収容部２１１内で液体が渦を巻くような撹拌ができるので、液体が効率よく捕捉領域２２６に接触して、被検出物質が捕捉されやすくなる。撹拌部１４０を作動させて、反応容器２００を旋回させて収容部２１１内に提供されている液体を、渦を巻くように撹拌することで、捕捉領域２２６における１次反応や２次反応、洗浄などを効率的に行うことができる。撹拌部１４０は、例えばピエゾ素子や偏芯させた回転体などである。撹拌部１４０は、励起光α、蛍光βおよびプラズモン散乱光γの光路を妨げない位置に配置される。

反応容器２００を旋回させる回転速度は、１５００～３０００ｒｐｍであることが好ましい。回転速度を１５００～３０００ｒｐｍとすることにより、静置時には収容部２１１内に提供される液体の量が捕捉領域２２６に接触していない量であっても、撹拌時には接触させることが容易になる。収容部２１１内の液体を効率よく捕捉領域２２６と接触させる観点から、収容部２１１内に提供する液体量は、捕捉領域２２６が配置される高さの１～３ｍｍ下の位置にくる量であることが好ましい。

また、撹拌部１４０としての偏芯させた回転体（不図示）を反応容器２００の底部２１６に接触させた状態で回転体を回転させることで、反応容器２００に周方向の回転振動を加えて、収容部２１１内の液体を撹拌し、捕捉領域２２６と接触させてもよい。

制御部１５０は、光源ユニット１１１、第１角度調整部１１２、位置切替部１２４、検出部１２５、ピペット制御部１３６、撹拌部１４０を制御する。なお、この後説明するように、送液ユニット１３０が保持部３００に保持された反応容器２００の収容部２１１に検体を含む液体を提供するとき、制御部１５０は、収容部２１１内の液体が静置されているときは液体が捕捉領域２２６に接触せず、収容部２１１内の液体が撹拌されているときは液体が捕捉領域２２６に接触するように、収容部２１１内に提供する液体の量を制御するようにピペット制御部１３６に指示する。制御部１５０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。

なお、本実施の形態では、励起光αを照射されうる位置に配置された反応容器２００に対して、送液ユニット１３０による液体の導入および除去、ならびに撹拌部１４０による振動の印加を行うことができるように、送液ユニット１３０および撹拌部１４０が配置されているが、送液ユニット１３０および撹拌部１４０の位置はこれに限定されない。たとえば、反応容器２００が第１の位置に配置されている場合に、送液ユニット１３０による液体の導入および除去、ならびに撹拌部１４０による振動の印加が行われ、反応容器２００が第２の位置に配置されている場合に、励起光照射ユニット１１０による励起光αの照射および蛍光検出ユニット１２０による蛍光βの検出が行われてもよい。この場合は、検出装置１００は、反応容器２００を第１の位置および第２の位置に移動させるための搬送ユニットをさらに有する。

（検出方法）
次に、検出装置１００を用いた被検出物質の検出方法について説明する。図８は、本実施の形態の検出方法を行う際の検出装置１００の動作手順の一例を示すフローチャートである。

まず、検出の準備をする（工程Ｓ１０）。具体的には、保持部３００に反応容器２００を設置する。また、反応容器２００の捕捉領域２２６上に保護剤が存在する場合には、収容部２１１内を洗浄して捕捉領域２２６上の保護剤を除去する。

次いで、反応容器２００の収容部２１１内に検体を含む液体を提供し、捕捉領域２２６の第１の捕捉体に、液体中に含まれる被検出物質を特異的に結合させる（１次反応（工程Ｓ２０））。具体的には、制御部１５０は、ピペット制御部１３６を制御して、収容部２１１内に検体を含む液体を提供させる。また、制御部１５０は、撹拌部１４０を制御して、保持部３００により保持された反応容器２００を旋回させて収容部２１１内の液体を撹拌させる。これにより、捕捉領域２２６と液体とが接触して、捕捉領域２２６の第１の捕捉体に液体中に含まれる被検出物質が結合する（図９Ａ）。このとき、反応時間を適切に管理する観点からは、収容部２１１内の液体が撹拌されていない状態（静置されている状態）では、捕捉領域２２６は、収容部２１１内の液体の液面２３０よりも上に位置することが好ましい（図９Ｂ参照）。一方で、反応条件および反応時間を適切に管理する観点からは、収容部２１１内の液体が撹拌されている状態では、捕捉領域２２６は、収容部２１１内の撹拌中の液体の液面２３０よりも常に下に位置することが好ましい（図９Ｂ参照）。収容部２１１内の液体を効率よく捕捉領域２２６と接触させる観点から、収容部２１１内に提供する液体量は、捕捉領域２２６が配置される高さの１～３ｍｍ下の位置にくる量であることが好ましい。このようにすることで、撹拌時間を制御することで反応時間も制御できるようになる。したがって、制御部１５０は、収容部２１１内の液体が静置されているときは液体が捕捉領域２２６に接触せず、収容部２１１内の液体が撹拌されているときは液体が捕捉領域２２６に接触するように、収容部２１１内に提供する液体の量を制御するようにピペット制御部１３６に指示する。この後、制御部１５０が、ピペット制御部１３６を制御して、収容部２１１内の検体を除去させるとともに、収容部２１１内に洗浄液を提供させて、収容部２１１内を洗浄する。このときも、制御部１５０は、撹拌部１４０を制御して、反応容器２００を旋回させて収容部２１１内の洗浄液を撹拌させる。このとき、洗浄液は、静置状態で捕捉領域２２６が配置される高さよりも液面が上にくる量が好ましいが下でも構わない。この後、制御部１５０は、ピペット制御部１３６を制御して、収容部２１１内の洗浄液を除去させるとともに、収容部２１１内に測定用緩衝液を導入させる。測定用緩衝液は、静置状態でも測定用緩衝液の液面が捕捉領域２２６よりも上に位置するように導入される。

検体および被検出物質の種類は、特に限定されない。検体の例には、血液や血清、血漿、脳脊髄液、尿、鼻孔液、唾液、***などの体液、組織抽出液、およびこれらの希釈液が含まれる。またこれらの検体に含まれる被検出物質の例には、核酸（ＤＮＡやＲＮＡなど）、タンパク質（ポリペプチドやオリゴペプチドなど）、アミノ酸、糖質、脂質およびこれらの修飾分子が含まれる。

次いで、反応容器２００の反射面２２３（金属膜２２５）に対する励起光αの入射角を増強角に設定する（工程Ｓ３０）。具体的には、制御部１５０は、光源ユニット１１１および第１角度調整部１１２を制御して、励起光αを反射面２２３の捕捉領域２２６に対応する位置に照射させながら、反射面２２３に対する励起光αの入射角を走査する。これと同時に、制御部１５０は、検出部１２５を制御して、プラズモン散乱光γを検出させる。このとき、制御部１５０は、位置切替部１２４を制御して、光学フィルター１２２を光路外に移動させる。制御部１５０は、励起光αの入射角とプラズモン散乱光γの強度との関係を含むデータを得る。そして、制御部１５０は、データを解析して、プラズモン散乱光γの強度が最大となる入射角（増強角）を決定する。最後に、制御部１５０は、第１角度調整部１１２を制御して、反射面２２３に対する励起光αの入射角を増強角に設定する。

増強角は、プリズム２２１の素材および形状、金属膜２２５の厚み、収容部２１１内の液体の屈折率などにより決まるが、収容部２１１内の液体の種類および量、プリズム２２１の形状誤差などの各種要因によりわずかに変動する。このため、検出を行うたびに増強角を決定することが好ましい。増強角は、０.１°程度のオーダーで決定される。

次いで、光学ブランク値を測定する（工程Ｓ４０）。具体的には、制御部１５０は、光源ユニット１１１を制御して、励起光αを反射面２２３の捕捉領域２２６に対応する位置に照射させる。これと同時に、制御部１５０は、検出部１２５を制御して、蛍光βと同じ波長の背景光の光量を検出させる。このとき、制御部１５０は、位置切替部１２４を制御して、光学フィルター１２２を光路上に移動させる。制御部１５０は、測定された背景光の光量をブランク値として記録する。

次いで、金属膜２２５上の第１の捕捉体に結合した被検出物質に、蛍光物質で標識された第２の捕捉体を結合させる（２次反応（工程Ｓ５０））。ここで、第２の捕捉体は、被検出物質の、第１の捕捉体が特異的に結合する部位とは異なる部位に、特異的に結合する物質である。また、第２の捕捉体には、蛍光物質が結合している。したがって、標識液を収容部２１１内に提供すると、第１の捕捉体に結合している被検出物質に第２の捕捉体が特異的に結合し、被検出物質が、間接的に蛍光物質で標識される。第２の捕捉体は、第１の捕捉体が被検出物質に特異的に結合する部位とは異なる部位に、特異的に結合する物質であればよく、被検出物質に特異的な生体分子であってもよく、その断片などであってもよい。また、第２の捕捉体は、１分子からなるものであってもよく、２以上の分子が結合した複合体であってもよい。

具体的には、制御部１５０は、ピペット制御部１３６を制御して、収容部２１１内の測定用緩衝液を除去させるとともに、収容部２１１内に第２の捕捉体を含む標識液を導入させる。また、制御部１５０は、撹拌部１４０を制御して、反応容器２００を旋回させて収容部２１１内の標識液を撹拌させる。このときも、反応時間を適切に管理する観点からは、図９Ｂに示されるように、収容部２１１内の液体（標識液）が撹拌されていない状態（静置されている状態）では、捕捉領域２２６は、収容部２１１内の液体の液面２３０よりも上に位置することが好ましい。一方で、反応条件および反応時間を適切に管理する観点からは、収容部２１１内の液体が撹拌されている状態では、捕捉領域２２６は、収容部２１１内の撹拌中の液体の液面２３０よりも常に下に位置することが好ましい（図９Ａ参照）。収容部２１１内の液体を効率よく捕捉領域２２６と接触させる観点から、収容部２１１内に提供する液体量は、捕捉領域２２６が配置される高さの１～３ｍｍ下の位置にくる量であることが好ましい。このようにすることで、撹拌時間を制御することで反応時間も制御できるようになる。したがって、制御部１５０は、収容部２１１内の液体が静置されているときは液体が捕捉領域２２６に接触せず、収容部２１１内の液体が撹拌されているときは液体が捕捉領域２２６に接触するように、収容部２１１内に提供する液体の量を制御するようにピペット制御部１３６に指示する。この後、制御部１５０は、ピペット制御部１３６を制御して、収容部２１１内の標識液を除去させるとともに、収容部２１１内に洗浄液を提供させて、収容部２１１内を洗浄する。このときも、制御部１５０は、撹拌部１４０を制御して、反応容器２００を旋回させて収容部２１１内の洗浄液を撹拌させる。このとき、洗浄液は、静置状態で捕捉領域２２６が配置される高さよりも液面が上にくる量が好ましいが下でも構わない。さらに、制御部１５０は、ピペット制御部１３６を制御して、収容部２１１内の洗浄液を除去させるとともに、収容部２１１内に測定用緩衝液を提供させる。測定用緩衝液は、静置状態でも測定用緩衝液の液面が捕捉領域２２６よりも上に位置するように導入される。

次いで、被検出物質を標識する蛍光物質からの蛍光値を測定する（工程Ｓ６０）。具体的には、制御部１５０は、光源ユニット１１１を制御して、励起光αを反射面２２３の捕捉領域２２６に対応する位置に照射させる。これと同時に、制御部１５０は、検出部１２５を制御して、蛍光βと同じ波長の光の光量を検出させる。このとき、制御部１５０は、位置切替部１２４を制御して、光学フィルター１２２を光路上に移動させる。制御部１５０は、測定された光量を蛍光値として記録する。

最後に、被検出物質の存在または量を算出する（工程Ｓ７０）。蛍光値は、主として、被検出物質を標識する蛍光物質に由来する蛍光成分（シグナル値）と、光学ブランク値とを含む。したがって、制御部１５０は、工程Ｓ６０で得られた蛍光値から工程Ｓ４０で得られた光学ブランク値を引くことで、被検出物質の量に相関するシグナル値を算出することができる。そして、あらかじめ作成しておいた検量線により、被検出物質の量や濃度などに換算する。

以上の手順により、検体に含まれる被検出物質の存在または量を高精度かつ再現性よく検出することができる。

なお、上記の説明では、工程Ｓ３０において励起光αの入射角を増強角に設定したが、工程Ｓ３０では励起光αの入射角を共鳴角に設定してもよい。この場合は、反射面２２３に対する励起光αの入射角を走査するとともに、別途設置された反射光検出部により励起光の反射光α’の光量を検出する。そして、反射光α’の光量が最小となったときの励起光αの入射角を共鳴角として決定する。

（効果）
以上のように、本実施の形態に係る検出装置１００および検出方法によれば、反応容器２００の収容部２１１内に提供する検体を含む液体の量と、反応容器２００の捕捉領域２２６の位置を制御して、撹拌時のみ液体と捕捉領域２２６とが接触するようにすることにより、検体の量が少なくても、被検出物質を高精度かつ高精度かつ再現性よく検出することができる。

なお、本実施の形態では、ＳＰＦＳを利用した検出装置および検出方法について説明したが、本実施の形態に係る検出装置および検出方法は、これに限定されない。たとえば、本実施の形態に係る検出装置および検出方法は、ＳＰＲ法を利用して被検出物質を検出してもよい。この場合、検出部１２５は、反応容器２００から放出される光であって捕捉領域２２６に捕捉されている被検出物質の量に応じて光量が変化する光として、蛍光βではなくプリズム２２１の反射面２２３で反射した励起光α’を検出する。

［変形例］
上述の実施の形態では、第１の基板３１０と、第２の基板３１１と、第３の基板３１２とが別体である保持部３００を用いた検出装置および検出方法について説明したが、本発明の検出装置および検出方法は、これに限定されない。たとえば、図１０Ａに示されるような保持部５００を用いてもよい。

図１０Ａに示されるように、保持部５００は、一枚の板に複数の切り込み５１３を形成することで作製されている。複数の切り込み５１３は、反応容器２００の撹拌時に保持部３００と同様の動きを保持部５００ができるように、点線の円で囲んだ部分を残して、第１の基板５１０と第２の基板５１１との間、および第２の基板５１１と第３の基板５１２との間に形成されている。点線の円で囲んだ部分は、第１回転軸および第２回転軸として機能する。

反応容器２００は、図１０Ｂに示されるように、矢印の方向に向かって保持部５００の裏面側に装着され、図１０Ｃに示される状態で使用する。これにより、撹拌部１４０が容器２１０の底部２１６を旋回させると、保持部５００の各基板が容器２１０の動きに合わせて動くので、収容部２１１内の液体が渦を巻くように撹拌され、捕捉領域２２６と接触することができる。

なお、保持部５００を構成する板材の材料および厚みは、撹拌に耐えうる強度があれば特に限定されない。また、反応容器２００と保持部５００とは、反応容器２００の凹部２１５を保持部５００に形成されている凸部５１４に装着することにより固定されているが、反応容器２００と保持部５００との固定方法は、特に限定されない。

また、図１１に示されるように、保持部５００に装着された反応容器２００を旋回させる際には、旋回軸６００を用いてもよい。旋回軸６００を保持部５００上に載置して摺動させることにより、反応容器２００を旋回させて効率よく収容部２１１内の液体を撹拌させることができる。なお、図１１では、旋回軸６００の先端は略円形状になっているが、旋回軸６００の先端形状は、保持部５００の上面と点接触ができれば、特に限定されない。

本出願は、２０１９年９月２４日出願の特願２０１９－１７３２９９に基づく優先権を主張する。当該出願明細書および図面に記載された内容は、すべて本願明細書に援用される。

本発明に係る検出装置および検出方法は、例えば臨床検査などに有用である。

１００検出装置
１１０励起光照射ユニット
１１１光源ユニット
１１２第１角度調整部
１２０蛍光検出ユニット
１２１第１レンズ
１２２光学フィルター
１２３第２レンズ
１２４位置切替部
１２５検出部
１３０送液ユニット
１３１液体チップ
１３２ピペット
１３３シリンジポンプ
１３４ノズルユニット
１３５ピペットチップ
１３６ピペット制御部
１４０撹拌部
１５０制御部
２００反応容器
２１０容器
２１１収容部
２１２第１開口
２１３第２開口
２１４被保持部
２１５被保持部の凹部
２１６底部
２２０側壁部材
２２１プリズム
２２２入射面
２２３反射面
２２４出射面
２２５金属膜
２２６捕捉領域
２３０液面
３００、５００保持部
３１０、５１０第１の基板
３１１、５１１第２の基板
３１２、５１２第３の基板
３１３第１回転軸
３１４固定部材
３１５第２回転軸
３１６第３開口
３１７、５１４凸部
３１８固定板
３５０第１回転方向
３６０第２回転方向
５１３切り込み
６００旋回軸
α 励起光
α’ 励起光の反射光
β 蛍光
γ プラズモン散乱光

Claims

上部に開口する第１開口および側部に開口する第２開口を有する収容部を含む容器と、
プリズムと、前記プリズム上に配置されている金属膜と、前記金属膜上に配置されている被検出物質を捕捉するための捕捉領域とを含み、前記第２開口内に前記捕捉領域が露出するように前記容器に固定されている側壁部材と、
を有する反応容器を用いて、検体中の被検出物質を検出する検出方法であって、
前記収容部に前記検体を含む液体を提供する工程と、
前記収容部内の前記液体を撹拌して、前記液体中の前記被検出物質を前記捕捉領域に捕捉させる工程と、
前記金属膜において表面プラズモン共鳴が生じるように前記金属膜に光を照射するとともに、前記反応容器から放出される光であって、前記捕捉領域に捕捉されている前記被検出物質の量に応じて光量が変化する光を検出する工程と、
を有し、
前記収容部に前記液体を提供する工程では、前記収容部内の前記液体が静置されているときは前記液体が前記捕捉領域に接触せず、前記収容部内の前記液体が撹拌されているときは前記液体が前記捕捉領域に接触する量の前記液体を前記収容部に提供する、
検出方法。
前記反応容器は、前記容器の上部に接続された、外部の保持部により保持される被保持部をさらに有し、
前記保持部は、
前記被保持部を第１の回転方向に回転可能に保持するための、第１の方向に延在する第１回転軸と、
前記被保持部を第２の回転方向に回転可能に保持するための、前記第１の方向に直交する第２の方向に延在する第２回転軸と、
を有し、
前記収容部内の前記液体を撹拌する工程では、前記被保持部が前記保持部により保持された状態で、外部の撹拌部が前記容器の底部を旋回させることで、前記収容部内の前記液体を撹拌する、
請求項１に記載の検出方法。
前記容器の前記撹拌部と接触する部位は、略球欠状の凸部を含み、
前記撹拌部の前記容器と接触する部位は、略円錐状の凹部を含む、
請求項２に記載の検出方法。
前記容器の前記撹拌部と接触する部位は、略円錐状の凹部を含み、
前記撹拌部の前記容器と接触する部位は、略球欠状の凸部を含む、
請求項２に記載の検出方法。
前記光を検出する工程では、前記金属膜に光を照射したときに、前記捕捉領域に捕捉されている前記被検出物質を標識する蛍光物質から放出される蛍光を検出する、請求項１～４のいずれか一項に記載の検出方法。
上部に開口する第１開口および側部に開口する第２開口を有する収容部を含む容器と、
プリズムと、前記プリズム上に配置されている金属膜と、前記金属膜上に配置されている被検出物質を捕捉するための捕捉領域とを含み、前記第２開口内に前記捕捉領域が露出するように前記容器に固定されている側壁部材と、
を有する反応容器を用いて、検体中の被検出物質を検出する検出装置であって、
前記反応容器を保持するための保持部と、
前記保持部に保持された前記反応容器の前記収容部に前記検体を含む液体を提供する検体提供部と、
前記金属膜において表面プラズモン共鳴が生じるように前記保持部に保持された前記反応容器の前記金属膜に光を照射する光源と、
前記光源が前記金属膜に光を照射したときに、前記反応容器から放出される光であって、前記捕捉領域に捕捉されている被検出物質の量に応じて光量が変化する光を検出する検出部と、
前記保持部に保持された前記反応容器の前記収容部内の前記液体を撹拌するための撹拌部と、
を有し、
前記検体提供部は、前記収容部内の前記液体が静置されているときは前記液体が前記捕捉領域に接触せず、前記収容部内の前記液体が撹拌されているときは前記液体が前記捕捉領域に接触する量の前記液体を前記収容部に提供する、
検出装置。
前記反応容器は、前記容器の上部に接続された、前記保持部により保持される被保持部をさらに有し、
前記保持部は、
前記被保持部を第１の回転方向に回転可能に保持するための、第１の方向に延在する第１回転軸と、
前記被保持部を第２の回転方向に回転可能に保持するための、前記第１の方向に直交する第２の方向に延在する第２回転軸と、
を有し、
前記撹拌部は、前記被保持部が前記保持部により保持された状態で、前記容器の底部を旋回させることで、前記収容部内の前記液体を撹拌する、
請求項６に記載の検出装置。
前記容器の前記撹拌部と接触する部位は、略球欠状の凸部を含み、
前記撹拌部の前記容器と接触する部位は、略円錐状の凹部を含む、
請求項６または請求項７に記載の検出装置。
前記容器の前記撹拌部と接触する部位は、略円錐状の凹部を含み、
前記撹拌部の前記容器と接触する部位は、略球欠状の凸部を含む、
請求項６または請求項７に記載の検出装置。
前記検出部は、前記光源が前記金属膜に光を照射したときに、前記捕捉領域に捕捉されている前記被検出物質を標識する蛍光物質から放出される蛍光を検出する、請求項６～９のいずれか一項に記載の検出装置。