JPH037270B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH037270B2 JPH037270B2 JP57502805A JP50280582A JPH037270B2 JP H037270 B2 JPH037270 B2 JP H037270B2 JP 57502805 A JP57502805 A JP 57502805A JP 50280582 A JP50280582 A JP 50280582A JP H037270 B2 JPH037270 B2 JP H037270B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- analyte
- waveguide
- reactant
- signal
- solution
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000012491 analyte Substances 0.000 claims description 89
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 86
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 76
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 67
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 58
- 239000000376 reactant Substances 0.000 claims description 47
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 46
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 37
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 34
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 26
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 23
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 23
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 21
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 20
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 14
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 13
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 10
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 6
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 6
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 6
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 5
- 238000004925 denaturation Methods 0.000 claims description 4
- 230000036425 denaturation Effects 0.000 claims description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 claims description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 2
- 241001125929 Trisopterus luscus Species 0.000 claims 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 claims 1
- 239000012488 sample solution Substances 0.000 claims 1
- 102000036639 antigens Human genes 0.000 description 96
- 108091007433 antigens Proteins 0.000 description 96
- 239000000427 antigen Substances 0.000 description 93
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 56
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 48
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 37
- 239000000306 component Substances 0.000 description 24
- 239000010408 film Substances 0.000 description 23
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 22
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 19
- 239000000047 product Substances 0.000 description 19
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 15
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 15
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 14
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 13
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 13
- 241000894007 species Species 0.000 description 11
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 description 10
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 10
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 10
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 9
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 9
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 9
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 8
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 8
- 239000008363 phosphate buffer Substances 0.000 description 8
- 230000004044 response Effects 0.000 description 8
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 7
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 7
- 108060003951 Immunoglobulin Proteins 0.000 description 6
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 6
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 6
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 6
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 6
- 238000003018 immunoassay Methods 0.000 description 6
- 102000018358 immunoglobulin Human genes 0.000 description 6
- 238000002372 labelling Methods 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 241000283973 Oryctolagus cuniculus Species 0.000 description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 5
- MHMNJMPURVTYEJ-UHFFFAOYSA-N fluorescein-5-isothiocyanate Chemical compound O1C(=O)C2=CC(N=C=S)=CC=C2C21C1=CC=C(O)C=C1OC1=CC(O)=CC=C21 MHMNJMPURVTYEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 5
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 5
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 5
- 239000000700 radioactive tracer Substances 0.000 description 5
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 4
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 4
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 4
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 4
- 239000012459 cleaning agent Substances 0.000 description 4
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 4
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 4
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 4
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 4
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 4
- 238000000572 ellipsometry Methods 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 239000006193 liquid solution Substances 0.000 description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 4
- 108091003079 Bovine Serum Albumin Proteins 0.000 description 3
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 3
- 229940098773 bovine serum albumin Drugs 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 3
- 239000003599 detergent Substances 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000005556 hormone Substances 0.000 description 3
- 229940088597 hormone Drugs 0.000 description 3
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 3
- 238000009304 pastoral farming Methods 0.000 description 3
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- 210000002784 stomach Anatomy 0.000 description 3
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid Substances OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 2
- 241000257465 Echinoidea Species 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000287462 Phalacrocorax carbo Species 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920001213 Polysorbate 20 Polymers 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 2
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- GNBHRKFJIUUOQI-UHFFFAOYSA-N fluorescein Chemical compound O1C(=O)C2=CC=CC=C2C21C1=CC=C(O)C=C1OC1=CC(O)=CC=C21 GNBHRKFJIUUOQI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CPBQJMYROZQQJC-UHFFFAOYSA-N helium neon Chemical compound [He].[Ne] CPBQJMYROZQQJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000984 immunochemical effect Effects 0.000 description 2
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- NOESYZHRGYRDHS-UHFFFAOYSA-N insulin Chemical compound N1C(=O)C(NC(=O)C(CCC(N)=O)NC(=O)C(CCC(O)=O)NC(=O)C(C(C)C)NC(=O)C(NC(=O)CN)C(C)CC)CSSCC(C(NC(CO)C(=O)NC(CC(C)C)C(=O)NC(CC=2C=CC(O)=CC=2)C(=O)NC(CCC(N)=O)C(=O)NC(CC(C)C)C(=O)NC(CCC(O)=O)C(=O)NC(CC(N)=O)C(=O)NC(CC=2C=CC(O)=CC=2)C(=O)NC(CSSCC(NC(=O)C(C(C)C)NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(CC=2C=CC(O)=CC=2)NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(C)NC(=O)C(CCC(O)=O)NC(=O)C(C(C)C)NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(CC=2NC=NC=2)NC(=O)C(CO)NC(=O)CNC2=O)C(=O)NCC(=O)NC(CCC(O)=O)C(=O)NC(CCCNC(N)=N)C(=O)NCC(=O)NC(CC=3C=CC=CC=3)C(=O)NC(CC=3C=CC=CC=3)C(=O)NC(CC=3C=CC(O)=CC=3)C(=O)NC(C(C)O)C(=O)N3C(CCC3)C(=O)NC(CCCCN)C(=O)NC(C)C(O)=O)C(=O)NC(CC(N)=O)C(O)=O)=O)NC(=O)C(C(C)CC)NC(=O)C(CO)NC(=O)C(C(C)O)NC(=O)C1CSSCC2NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(NC(=O)C(CCC(N)=O)NC(=O)C(CC(N)=O)NC(=O)C(NC(=O)C(N)CC=1C=CC=CC=1)C(C)C)CC1=CN=CN1 NOESYZHRGYRDHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002605 large molecules Chemical class 0.000 description 2
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 2
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 239000000256 polyoxyethylene sorbitan monolaurate Substances 0.000 description 2
- 235000010486 polyoxyethylene sorbitan monolaurate Nutrition 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000004448 titration Methods 0.000 description 2
- 235000021419 vinegar Nutrition 0.000 description 2
- 239000000052 vinegar Substances 0.000 description 2
- ZSLUVFAKFWKJRC-IGMARMGPSA-N 232Th Chemical compound [232Th] ZSLUVFAKFWKJRC-IGMARMGPSA-N 0.000 description 1
- SHXWCVYOXRDMCX-UHFFFAOYSA-N 3,4-methylenedioxymethamphetamine Chemical compound CNC(C)CC1=CC=C2OCOC2=C1 SHXWCVYOXRDMCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000270281 Coluber constrictor Species 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 1
- 102000001554 Hemoglobins Human genes 0.000 description 1
- 108010054147 Hemoglobins Proteins 0.000 description 1
- 102000004877 Insulin Human genes 0.000 description 1
- 108090001061 Insulin Proteins 0.000 description 1
- 241000110847 Kochia Species 0.000 description 1
- VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N Methyl methacrylate Chemical compound COC(=O)C(C)=C VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920005372 Plexiglas® Polymers 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 108010071390 Serum Albumin Proteins 0.000 description 1
- 102000007562 Serum Albumin Human genes 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052776 Thorium Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000700605 Viruses Species 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000538 analytical sample Substances 0.000 description 1
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 1
- 238000001210 attenuated total reflectance infrared spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000002306 biochemical method Methods 0.000 description 1
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 1
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 1
- 210000000601 blood cell Anatomy 0.000 description 1
- 239000012503 blood component Substances 0.000 description 1
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 description 1
- 238000011088 calibration curve Methods 0.000 description 1
- 239000012482 calibration solution Substances 0.000 description 1
- 230000000711 cancerogenic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 238000004581 coalescence Methods 0.000 description 1
- 238000004737 colorimetric analysis Methods 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000010668 complexation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- AHUXYBVKTIBBJW-UHFFFAOYSA-N dimethoxy(diphenyl)silane Chemical compound C=1C=CC=CC=1[Si](OC)(OC)C1=CC=CC=C1 AHUXYBVKTIBBJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000011067 equilibration Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000013213 extrapolation Methods 0.000 description 1
- 239000005329 float glass Substances 0.000 description 1
- MUJOIMFVNIBMKC-UHFFFAOYSA-N fludioxonil Chemical compound C=12OC(F)(F)OC2=CC=CC=1C1=CNC=C1C#N MUJOIMFVNIBMKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007850 fluorescent dye Substances 0.000 description 1
- 238000001215 fluorescent labelling Methods 0.000 description 1
- OQZCSNDVOWYALR-UHFFFAOYSA-N flurochloridone Chemical compound FC(F)(F)C1=CC=CC(N2C(C(Cl)C(CCl)C2)=O)=C1 OQZCSNDVOWYALR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 238000004442 gravimetric analysis Methods 0.000 description 1
- 239000011440 grout Substances 0.000 description 1
- 101150027973 hira gene Proteins 0.000 description 1
- 229940098197 human immunoglobulin g Drugs 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 230000001900 immune effect Effects 0.000 description 1
- 230000028993 immune response Effects 0.000 description 1
- 229940072221 immunoglobulins Drugs 0.000 description 1
- 238000010324 immunological assay Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 229940125396 insulin Drugs 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 230000028161 membrane depolarization Effects 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 238000005375 photometry Methods 0.000 description 1
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000000711 polarimetry Methods 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 description 1
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000011002 quantification Methods 0.000 description 1
- 238000003127 radioimmunoassay Methods 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000011896 sensitive detection Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 1
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013595 supernatant sample Substances 0.000 description 1
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 1
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 239000012085 test solution Substances 0.000 description 1
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 1
- XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J titanium tetrachloride Chemical compound Cl[Ti](Cl)(Cl)Cl XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 238000004454 trace mineral analysis Methods 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
- G01N21/645—Specially adapted constructive features of fluorimeters
- G01N21/648—Specially adapted constructive features of fluorimeters using evanescent coupling or surface plasmon coupling for the excitation of fluorescence
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
- G01N21/645—Specially adapted constructive features of fluorimeters
- G01N21/6452—Individual samples arranged in a regular 2D-array, e.g. multiwell plates
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/75—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
- G01N21/77—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator
- G01N21/7703—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator using reagent-clad optical fibres or optical waveguides
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
- G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
- G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
- G01N33/543—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
- G01N33/551—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals the carrier being inorganic
- G01N33/553—Metal or metal coated
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S436/00—Chemistry: analytical and immunological testing
- Y10S436/805—Optical property
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Pathology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Urology & Nephrology (AREA)
- Hematology (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Cell Biology (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
Description
本発明は、液体溶液中の種（もしくは分析物）
がそれに対する特定の反応体、たとえば複合反応
（complexation reaction）の結合成分、と結合
しまたはそれから解離する速度（濃度に依存す
る）を測定することによつて当該種の濃度を測定
するために、導波体（waveguide）を使用するこ
とに関するものである。更に詳しくは、本発明は
溶液中の分析物の測定方法に関するものであり、
この方法では、分析物−反応体生成物の層が、全
体的にかつ多重に反射された電磁波シグナルを搬
送するリツト（lit）導波体、すなわち電磁エネ
ルギーにより活性化される導波体の表面で形成さ
れ、かつこのシグナルを変化させるように光学的
性質を変化させ、そしてこのシグナルの変化を測
定して上記の濃度測定のために利用する。このよ
うに、本発明は様々な化学的および生物学的系に
応用され、特に、免疫学的検定型反応、すなわち
抗体（AB）分子の抗原（AG）分子への付加に
よる複合体の生成に基づく反応もしくはその逆の
反応により低濃度の生物学的に活性な分子を測定
するのに応用される。 生化学の典型的な手法に基づいて上述の測定を
遂行するための分野には、すでに多くの方法が存
在している。たとえば、与えられた分析物を多く
の異なつた方法で検出するために化学反応を用い
ることができる。典型的なシステムには、着色生
成物または沈澱物を与える特定の試薬での滴定ま
たは特別の試薬との反応が含まれる。この検出シ
ステムに対して必要なことは、生成物が慣用的な
測光法、濁度測定法、比色測定法などによつて測
定できるように、試薬が等量もしくは過剰に存在
することである。この測定システムは、測定すべ
きシグナルの大小に従つて選択される。非常に低
い分析物の濃度では、検出は困難になり、より大
きな感度は、たとえば、反応生成物を局部的に、
たとえば溶媒抽出、遠心法などよつて、濃縮して
得ることができるが、それには手間がかかり、そ
して費用もかかるであろう。しかしながら前記の
不都合は、極度に低濃度の生化学的分析物の測定
用の実際的システムが1960年に利用可能になつて
から、非常に減少した。この微量分析システム
（ラジオイムノアツセイ）は、分子の識別用生物
学システム（抗原−抗体反応）の特性および放射
能測定の非常に高高い感度（放射性アイソトープ
標識化）を利用する。この大躍進の本質的特徴
は、試薬に結合した成分と遊離成分との間の測定
すべき分析物の分布を測定するために使われるト
レーサー標識を用いる限定された試薬分析の概念
である（たとえば、レビユー論文“飽和分析の理
論的側面”R.P.エキンズ著、“医学におけるラジ
オアイソトープでのイン・ビトロ操作”、国際原
子エネルギー機関、1970年６月参照）。免疫学的
検定法は、初めは限定された試薬分析として記載
されたけれども、等しく実際的なシステムが後に
試薬過剰法について記載された（ミレズら、
Biochem.J.108巻611ページ1968年参照）。 この方法には、容積および重量分析に加えて、
比色測光法および放射能測定のような非常に感度
の良い方法が含まれる。しかしながらこのような
技術の多くは、手間がかかり、正確にするには分
析物を相対的に多量に要し、準備が大変であり、
試薬を保存するのが困難であり、あるいは高価で
厄介な装置と非常に熟練したオペレーターを必要
とするので、時代遅れになりつつある。今や、も
つと敏感な方法であつて、より少ない試薬を要
し、中程度の熟練者によつて正確に、迅速に、か
つ安全に行うことができる方法が開発される傾向
にある。このような方法は、最近報告され、その
うちのあるものは反応体を含む光導波体の使用を
含む。分析するためには、導波体を溶液中の分析
物と接触させ、それにより導波体上で反応体との
反応を起こさせて、結果として導波体の光学的特
性を変性させる。このような変性の測定は、分析
物を測定するための必要なデータを提供する。い
くつかの最近の参考文献に基づくと（たとえば、
米国特許第4050895号明細書（ハーデイ）および
国際特許出願第81100912号明細書（ブツクレス）、
導波体は、反応体を含浸した多孔性の光透過コア
からなることができ（ブツクレス）、分析物は反
応中にその中へ拡散する。あるいは、導波体（ブ
ツクレスまたはハーデイ）は、反応体を含浸した
多孔性もしくは浸透性のある鞘でコーテイングさ
れた非多孔性の光透過コア（たとえばガラス）か
らなることができ、そしてこの鞘の中へ分析物が
拡散する。更に免疫学的検定法に応用された一つ
の特別な場合（ハーデイ、例３）には、棒状導波
体をジフエニルジメトキシシランによつて結合さ
れた抗体層でコーテイングし、抗原で処理された
ポリスチレンラツクス球と反応させる。抗原で処
理したビーズを導波体に付着させて後者の光シグ
ナル出力を変性させ、その変位を分析測定用に用
いる。 上記の手法は、有利な点があるが、しかし、反
応速度に関連する典型的分析にはうまく応用され
ない。実際に、速度が、特に自動化テストシステ
ムの場合に、本質的分析データを提供しうるこ
と、そして、浸透性もしくは多孔性物体内で起こ
る反応は常にその物体への分析物の予備的拡散を
伴うので、また、拡散の過程は一般的に化学反応
よりもはるかに遅いので、後者の速度は直接測定
することができないことはよく知られており、こ
のような場合、単に平衡データを得ることができ
るに過ぎない。その上、知られている従来技術の
実施態様では、明らかに低感度が結果として得ら
れると予想されるという理由で、コアの屈折率よ
り小さい屈折率を有する反応体の鞘でコーテイン
グされた透明なコアを使用することは避けられて
いる。実際にはこのような場合には、導波体の入
力側に入射した光シグナルの大部分は、全反射プ
ロセスによつてコア内を伝わり、そしてこのよう
な場合、一般に認められているように、そのシグ
ナルと鞘、すなわちコアの外側に局在している反
応生成物との相互作用は、ささいなものに過ぎな
いはずである。その結果として、従来技術におい
ては、鞘（反応が生ずる場所）の屈折率n2は、入
力側でコアに入射した光を鞘へ屈折させ、そして
その点から導波体の出力口まで都合よく鞘の中を
伝わり続けさせるために、コアの屈折率n1よりも
常に大きくするように注意が払われた。従来の開
示のいくつかに反して、出力シグナル（光が鞘内
における反応生成物すなわち反応体＋分析物を通
り抜けることによつて変性された結果）は、コア
に容易に再入せず、その後方端に達せず（この挙
動は、後に検討する基本的光学原理によつて生ず
る）、そして測定をするためには、出力光の検出
器をテストプローブのすぐ近くに位置させねばな
らない（すなわち鞘の後方端に）。このような配
置は必ずしも実際的な作製態様とは限らず、すな
わち導波体（および鞘）が溶液中の分析物を測定
するため液体に浸される場合に実際的なものでは
ない。 本発明は、多孔性コアもしくは鞘を含まず、ま
たマトリツクス構造（鞘もしくはコア）を通じて
の拡散を伴わないので、上記の欠点を改善する。
更に本発明においては、全反射により導波体内を
伝わる光シグナルは、反応体−分析物生成物によ
つて伝送もされずその中へ導波もされず、むし
ろ、シグナル入力のエバネツセント波成分（すな
わち全反射の場合にコアの領域外へ達する波の部
分）だけが関係する。従つて、エバネツセント波
の作用範囲は波長（λ）の分数（fraction）のみ
であるから、必要とされる生成物（反応体＋分析
物）の量は、極度に小さく、最大限の感度（分析
すべき種の全量について）を達成することができ
る。 このように、本発明の一つの目的は光学的導波
体を用いて、液体溶液中の分析物もしくは化学種
の濃度を迅速かつ正確に測定する方法を提供する
ことである。本発明のもう一つの目的は、顕著な
特性および感度を有する生物学的分析物を測定す
る分析方法を提供することである。別の目的は、
中程度の熟練者によつて容易に実施できる分析方
法であつて、少量の分析溶液のみを必要とする方
法を提供することである。更に本発明のもう一つ
の目的は、前述の方法を実施するに適合した多角
的な自動測定装置を提供することである。 それらの目的（なおかつこの説明を行う間に更
に出現する目的）は、導波体コアの屈折率n1が分
析物溶液の屈折率n2より大きくなるようにかつ、
導波体内を伝わる光シグナルと関連する電磁界の
溶液への透過深度が実際的に分析物−反応体生成
物の層の厚さに匹敵するかまたはそれを超えるよ
うなn1／n2比を提供するように選択された導波体
コアを用いることを含んでなる本発明の方法およ
び装置によつて、適切に満たされる。このよう
に、この方法はたとえば、分析物に対して特定的
な反応体の薄いフイルムでコーテイングされた、
電磁エネルギーにより活性化される（非多孔性）
導波体コアの区画を該分析物の溶液と接触させ、
それによつてこの分析物が上記フイルムの反応体
と反応して反応体−分析物生成物の層を形成する
のを可能にし、この生成物層の形成の結果として
コアを通じて伝送される光シグナルに生ずる対応
する光学的変化をコアの出力側において時間とと
ともに観測し、そして得られた速度データを同様
のやり方で当該分析物の検量用試料から得られた
標準対照データ比較するることを含むものであつ
て、上記コアの屈折率n1は上記溶液のそれn2より
も大きく、かつ、上記フイルムの厚さはシグナル
波長の分数（fraction）であるに過ぎない。 この段階でいわゆる全反射プロセスによるコア
内の光の伝送についてのいくつかの一般的な情報
を提供することは、有用なことであろう。これは
添付図面のうちの図１〜３の助けを借りてより良
く説明することができる。 図１は、臨界全反射角θcより大きい角度θの入
射ビームＮが密な媒質n1と疎な媒質n2との境界で
全反射するプロセスを図式的に示す。この図で
E0は、より疎な媒質のゼロの深さでの光の電界
成分の初期の大きさであり、Ｚは透過軸方向のさ
であり、dpは下記の検討で定義される。Ｒは反射
ビームである。 図２は、多くの界面に関して入射角に対する全
内部反射についてのより疎であるバルク媒質にお
ける電磁界のまちまちな透過深さを示す。透過深
さは、臨界角で無限に大きく、相対的に屈折率の
大きい媒質についてはすれすれの入射角で波長の
およそ十分の−である。λ1＝λ／n1は、より密で
ある媒質における波長である（N.Y.ハーリツク、
内部反射分光学、ウイレイ1967より引用）。 図３は、エバネツセント波と反応生成物の層と
の相互作用を示す。 屈折表面での相互作用機構への物理的洞察は、
マツクスウエル方程式の助けを借りてもつと根本
的なアプローチから得ることができる。この場合
には、すなわち疎な媒質との界面における密な媒
質での反射の場合には、次の疑問、すなわち反射
界面の向こう側のより疎な媒質における電磁界の
分布は全内部反射についてはどのようであるの
か、という疑問に対して解答が与えられなくては
ならない。 この場合、疎な媒質には界面に平行に伝わる波
の関数が存在する。電界の振幅は、表面からの距
離とともに指数関数的に減衰し（図１参照）、従
つて、エバネツセント波と呼ばれる。理想的な場
合、考慮されている波長で疎である方の媒質がそ
れ自体の吸収特性をもたないならば非吸収性の疎
である方の媒質へのエネルギーの正味の流れはな
い。なぜなら、ポインテイングベクトルによつて
説明されるエネルギーの時間平均（たとえばM.
ボルン、E.ウルフ共著、“光学の原理”パーガモ
ンプレス（1959）参照）は０であるからである。
数学的には、電界は、指数関数 で表すことができる。 電界の振幅について表面でのその値がe-1にな
るのに必要な距離として定義される透過深さdp
は、下式 dp＝λ1／2π（sin2θ−n2 2-1）1/2 によつて与えられる。この式において、λ1＝λ／
n1は、密である方の媒質における波長であり、
n2-1＝n2／n1は、より疎である媒質の屈折率をよ
り密な媒質の屈折率で除した比率である。これら
の関係の意義は、図２により説明され、この図に
は透過深さを入射および反射した波長λ1で割つた
ものが、多数の界面について（すなわち種々の
n2／n1比について）の入射角θに対してプロツト
されている。屈折率間の相違が大きくて、すなわ
ちn2／n1が小さくて、すれすれの角に近い（θ＝
90゜）場合、透過深さは波長の約十分の一である
ことに注目すべきである。この透過はθがθcに近
づくにつれて無限に大きくなる。一定の角度で
は、透過深さは、屈折率の相違が小さい場合に
（すなわち、n2-1が１に近づくにつれて）より大
きくなる。透過深さはまた、波長に比例し、より
長い波長でより大きくなる。例として、密な媒質
がガラス（n11.5）であり、疎な媒質が水性分
析物（n21.3）である場合、n2／n1＝0.867であ
り、図２の曲線１１にほぼ対応する。この場合、
透過深さはすれすれの角度で波長の約三分の一で
あり、理論的には臨界角（60゜）で無限大である
が、65゜ではもはや１より小さい。 Ｅは指数関数的に減少するので、境界面の向こ
うの、生成物と相互作用するためのエネルギー量
がまだ有意である領域は、電界の大きさがまだ
E0の相応の分散であり、たとえば少なくとも0.1E
の値である深さＺに対応し、より良くは、Ｅが
E0とE0／３の間にある領域である。このように、
相互作用効率が最適であるためには、反応生成物
フイルムの厚さは、上記の領域の深度におおよそ
匹敵すべきである。これは、図３によつて説明さ
れ、この図は、入射ビーム（Ｎ）、反射ビーム
（Ｒ）、エバネツセント波のゼロ深度ベルトルE0、
および反応体＋分析物の生成物のフイルム(A)を示
し、そしてこのフイルムの厚さはＥがおよそ
E0／３である透過深さdpにほぼ匹敵する。図３に
おいて、薄いフイルムＡの屈折率の影響は有意で
あるとは考えられない。なぜならこのフイルムの
厚さは、エバネツセント波の透過深さを越えるこ
とはないからである。実際に、反応域において分
析物−反応体フイルムの成長することによる疎な
媒質の屈折率の変化は非常に小さいので、反射の
臨界角の値の対応する変化は、反射するモードが
反射する角度にほぼ近い場合を除いて、実際に無
視しうる。従来技術術を越えた本発明に係る予期
しない有利性を構成するこの見解を支持するもの
を、たとえば前記記載のN.Y.ハーリツクスの文
献の51ページに見出すことができる。 従来技術との比較で強調すべきもう一つの点
は、反応生成物と光シグナルとの相互作用の効率
に関するものである。典型的な分光測定システム
においては、光シグナルは分析物を入れた透明な
ホルダー（ビーカーまたはキユベツト）を通過
し、そしてエネルギーの一部分は試料によつて吸
収され、結果としてある程度の吸収が測定され
る。けれどもこの方法は、通常の除件下に光シグ
ナルとの有意な相互作用を提供するためには分析
物の量が相対的に大であるべきであるので、特に
効率的ではない。対照的に、エバネツセント波
と、これの透過深さとおおよそ釣り合う厚さのフ
イルムとの相互作用が含まれている本発明では、
相互作用の領域に強い光増幅効果があるので、効
率はかなり高い。実際に、たとえば先に述べたハ
ーリツクの文献に示されたように、反応体−分析
物層との相互作用の範囲内におけるエバネツセン
ト波の界の強さは、はいつてくるシグナルのそれ
よりももつと強力である。これは現実には、はい
つてくるビームの界の振幅そして出ていくビーム
の界の振幅の両方が同時に存在することによるも
のである。 本発明の操作原理を理解するために有効な上記
で検討した光学的原理は、不偏光性光の使用に関
連している。実際問題として、０深さ（E0）で
の電界の初期の大きさが入射光の波の偏光の状態
に依存していることは注目に値する。このよう
に、ある場合には、本発明を実施する際に普通光
の代わりに偏光を有利に用いることができ（楕円
偏光測定法によつてシグナル変化を測定する場
合、偏光が不可欠であることは、下記に見られ
る）、そしてそのような場合、いろいろの光学パ
ラメーターを、最大の応答および感度を得るため
に調整および最適化することができ、たとえば、
E0を最大にするために適当な入射偏光角（たと
えば入射面に平行かもしくは垂直な偏光角）の選
択を行うことができる。 上記の考察を考慮すれば、以下に述べる従来技
術と比較した本発明の利点を十分に認識すること
ができる。このように、分析物に対して一つの特
別の特定反応体が含まれているテストの場合にお
いては、生成物層の厚さは、通常は生成物分子の
それぞれの大きさによつて決定される。たとえ
ば、典型的な免疫学的検定では、生成物層は、抗
体の第一のフイルムおよび抗原の第二のフイルム
から構成されよう。この厚さは、分子のタイプに
応じて数オングストロームから数百オングストロ
ームもしくはそれ以上の範囲に及びうる。そこ
で、層の厚さを考慮して、コアの屈折率そしてま
た場合によつては波長も、上記で検討したパラメ
ーターができるだけ適合されるように選択されよ
う。説明として例をあげれば、含まれる層が相対
的に薄い場合、高い屈折率をもつコアが選択され
（たとえば、サフアイア（ｎ＝1.8）、ケイ素（ｎ
＝3.4）、そして含まれる光学プロセス（すなわ
ち、吸収、散乱、蛍光など）と両立するならば、
より短い波長も選択される。これは、分析の反応
が起こる空間の厚さより深い分析物溶液の領域と
のエバネツセント波の相互作用を最小限にし、従
つて望ましくない外来因子（バツクグランドノイ
ズ、溶液中の不純物の存在、その他同種類のも
の）の影響を最少にするのを可能にする。明らか
に従来技術の方法は、このような可能性を達成す
ることはできない。鞘の厚さがエバネツセント波
の透過深さ以上に達し（それによつて、鞘の屈折
率n2は本発明において起こるのとは対照的に決定
因子となる）、かつn2がコアの屈折率n1よりも大
きくされた従来技術と本発明の相違を認識するに
は、最初にコアに入射しそして鞘へ屈折した光シ
グナルは容易にコアに再入せず、そしてコアの出
力口には、一部によつて（たとえば国際特許出願
第81100912号明細書参照）明らかに信じられてい
るようには存在しない。ということを記憶すべき
である。実際に、より密な媒質によつて囲まれた
より疎な媒質内を光シグナルが伝わる場合には、
この光シグナルの鞘への屈折が生ずる。次いで、
この屈折した波は鞘の外側境界によつて全反射さ
れ、コアに向かつてはね返る。この時、コアの屈
折率n1は鞘のそれより小さいので、波は、入射角
が臨界角より大きい場合には再び反射し、そして
鞘に限定的にとどまり、あるいは、入射角が臨界
角より小さい場合には、波はコアの中を進み、他
方の側で鞘の中へ透過する。従つて、コアに初め
に入射しそして鞘で屈折された波がコア内に単独
にもどり、そしてコアの出力側でそこに存在する
ことは、それがなお鞘によつて囲まれている限り
決してない。これは、米国特許第4050895号明細
書の図３Ｂで完全に説明される。基本的な光シグ
ナルがコア内を伝わるだけであり、反応体と分析
物とを含む外側層内に伝わらない本発明にあつて
は、この種の欠点は存在しない。 本発明の方法に含まれる光学的変化は、いろい
ろな種類の現象と関連させることができる。それ
らの現象には、たとえば、コア内に伝わる光の吸
収、反応生成物による光シグナルの散乱、コア内
の光シグナルによる励起に基づく反応生成物の蛍
光を含めることができる。更に、コアにおける励
起シグナルを偏光化することができ、また楕円偏
光因子に分析反応による変性を受けさせてこれを
監視してもよい。これらの可能性のそれぞれを、
以下において更に詳細に説明する。 本発明でなし遂げることのできる分析測定の種
類は非常に多いので、それらの全部を挙げること
は実際的に不可能である。しかしながら、図示に
よつて数例を以下に述べる。しかしながらこの方
に更にすすむ前に、生物学的および診断的分析に
おいて望ましく用いられる「限定された試薬」お
よび「過剰試薬」への本発明の応用に関する原理
についていくぶんか説明することが有効である。
このような検討の目的のために、慣例的に、分析
物を「抗原」AG、そして試薬を「抗体」ABと
呼ぶ。言うまでもなく、逆にした条件でもまた有
効である。 「過剰試薬」分析は、分析物に関して過剰の反
応体が用いられる場合に当てはまる。「限定され
た試薬」は、本質的には、テスト物質もしくは分
析物（測定すべき抗原を含む）を特定の試薬（抗
体）の限定量で処理し、分析物−反応体生成物
（たとえばAG−AB複合体）といくらかの残留分
析物とを与えるシステムの使用に関連する。反応
を完了するまでそのままにしておく場合、すなわ
ち、分析が平衡に向かい（「飽和分析」）、すなわ
ち限定結合試薬（AB）が分析物で飽和される場
合には、反応前に（または、続いての分析におい
て、最終的な平衡に達する前にある時点で、すな
わち測定前に）、テスト下にある反応混合物に、
固定量を標識化形態の分析物（AG*）を加える
ことが必要である。抗原を抗体試薬で分析する例
については、残留物中の未標識化抗原（未知）に
対する標識化抗原（AG*）の割合は、開始時の
それと同じである。用いられた既知量のABは、
既知量のAG＋AG*混合物と結合するので、試料
に初めから存在するAGの量を計算するためには
ABに結合したAG*または残留AG*を測定（標識
によつて）することで十分である。簡単な例を挙
げるために、AG−AB複合体（たとえば、両方
の成分が１：１分子比のもの）を生成する既知量
(g)の酵素結合体（AB）によつて測定される酵素
（AG）のｘ当量を含む試料を想定する。次いで、
反応の前に、ａ当量の、測定されるべき同じ酵素
であるが標識化形態（AG*）のものを上記の試
料に加える。こうして、反応中に、抗原（AG＋
AG*）のｇ当量の一部分がｇ当量の抗体によつ
て消費される。次に、混合物から複合体を除去し
てから、残留AG*を常法によつて確認する。残
留AG*について測定された値を減ずることによ
つて、実際に使用された量がｂ当量であることが
見出されたならば、AGおよびAG*は化学的に同
一であり同じ速度で消費されるので、消費された
AGに対する消費されたAG*の割合、すなわち
ｂ／ｇ−ｂは、初めの割合ａ／ｘに等しいことは
明らかであり、それよりｘ＝ａ（ｇ−ｂ）／ｂを
計算することができる。 この種のアプローチは、非常に興味深いけれど
も、先行技術の応用においてはいくつかの欠点に
悩まされ、それらのうちの一つは、反応媒質から
複合体（AG*−AB＋AG−ABの混合物）を分離
しなければならないという一般的な必要条件であ
つて、これは時として長たらしく、かつ可能性あ
る誤差源である。今や本発明を応用する際には、
生成する複合体は導波体へ付着するにつれて溶液
から分析物を自動的に除去するので、上記の欠点
を存在しなくなる。「飽和型分析」への本方法の
応用をを説明するために、再び導波体、たとえ
ば、特定の抗体ABでコーテイングした光フアイ
バーを緩衝液に浸し、それと平衡させたものから
始めることにする。測定される補体抗原AGの未
知量を、前述のように、しかしながら、この明細
書で説明される適切な光学的集成装置を用いてコ
ーテイングされたフアイバーの表面でエバネツセ
ント波との相互作用によつて検出しうる特定の光
学特性、たとえば光学吸収、蛍光などを有する分
子で標識化された同じ抗原（AG*）の既知少量
と同時に加える。標識化および未標識化AGの両
方ともABでコーテイングされた光フアイバーへ
の反応性においては本質的に同一であるが、標識
化種のみがその標識によつて検出することができ
るので、フアイバーを通して検出される光学的特
性における明らかな変化（たとえば吸収標識が用
いられる場合には吸収の減少）は、AGの未知濃
度に反比例し、そしてそれを適当な一連の既知の
標準に対照して測定することができる。この種の
応用は、以下の実施例の一つで説明する。 ここにおいて、生ずる反応を測定するに用いる
標識に関して明確に述べることが有益である。免
疫学的検定法においては、分析物および試薬の濃
度は極端に低いので、分析物を直接測定すること
は不可能である。限定された試薬分析における平
衡混合物は、分析物を直接測定することができず
かつ結合複合体が固定量である場合には、本質的
に、過剰分析物および固定量の結合複合体を単に
含有するに過ぎないから、初めの分析物濃度の量
的推定は、複合体および過剰の抗原の分離後です
ら得ることができない。加えられた標識化トレー
サー（少量の標識化分析物）を標識によつて、結
合した成分および遊離の成分間の標識の分布に従
つて測定をすることが必要である。 しかしながら、分析物が、それが局所的に、た
とえば光フアイバープローブの表面で、濃縮され
る（すなわちその場での分離およびその場での濃
縮）場合に検出できる固有の特性を有するなら
ば、標識化分析物トレーサーの添加はもはや必要
ではない。このように、本発明においては、分析
物−試薬複合体のその場での濃縮は、標識化トレ
ーサーに頼らずに分析物の検出を可能にしよう。
しかしながら分析物−試薬複合体の局所濃縮は、
分析物と試薬との間の反応が速度論的に測定され
ないかまたは分析物の全量が試薬結合部位の数よ
り少なくないならば、（試薬量は固定されている
ので）初めの分析物濃度の量的測定を可能能とす
ることはない。このように、分析物と結合した複
合体のその場での分離および濃縮を、本発明にお
けるような速度論様式の感度の良い検出システム
と組み合わせて用いることは、標識化トレーサー
に頼らずに限定された試薬システムでの分析物の
定量的検出を可能にする。 標識化システムに関する限りでは、分析物に標
識を付したものを反応に微少量加えたトレーサー
システムと特定試薬に標識を付した標識化試薬シ
ステムとの間に相違点を指摘することができる。
前者のトレーサー試薬は、通常、限定された試薬
分析で用いられ（たとえば標準ラジオイムノアツ
セイ）、一方後者は、通常、過剰試薬分析におい
て用いられ（たとえば標準サンドイツチ分析）、
そしてある種類の速度論的試薬に用いることがで
きるが（たとえばクロニツクら、米国特許第
3939350号明細書）、標識化分析物および標識化試
薬システムは、使用された標識が光学的導波体シ
ステムでもつて検出することができる（たとえば
吸収または蛍光標識）場合には、本発明に適して
いる。 次に掲げる部分での検討に当たつては、添付図
面のうちの下記のものを参照する。 図４は「直接型分析」と呼ばれる分析の第一の
型を示す図である。 図５は、競合式の「限定された試薬」型分析を
示す図である。 図６は、間接競合式の「限定された試薬」型分
析を示す図である。 図７は、逐次的「飽和」型分析を示す図であ
る。 図８は「サンドイツチ」型分析を示す図であ
る。 本発明を応用可能な最も簡単な分析の事例を図
４に図式化する。これは「直接」型分析といわれ
る。この分析においては、一部分のみが図示され
ている導波体コア１（屈折率n1）に抗体ABのフ
イルムを用意し、そしてこのコアを測定すべき抗
原AG？を含有している屈折率n2（n1＞n2）の分析
物溶液に浸す。抗原は、抗原濃度〔AG？〕に比
例する速度でAB分子に付着し（コア上のABフ
イルムの量は固定されたものであるので）、そし
て、この速度が測定されれば、それを検量用AG
溶液から得られた標準速度と相関させることがで
き、〔AG？〕を測定することができる。従つて、
利用されうるABの量は「限定」されていてもよ
く、あるいは過剰であつてもよく、そして反応は
平衡になることができる。コアに生じた光学的変
化によつてAB−AG複合体の生成を検出するた
めには、必要とされる光学的変化をAB−AGの
生成が生じさせるということを条件に、いろいろ
な前述の方法（すなわち吸収によるシグナルの減
少、散乱および蛍光現象など）を用いることがで
きる。このように、テストは、光を散乱でき、あ
るいはある波長により励起されて蛍光を放射し、
あるいは測定される波長で観察可能な特性を有す
る、大きな分子に特に良く適用される。このよう
な特性がない場合、テストはほとんど価値がな
く、「限定された試薬」の競合型テストが、一定
量の標識化AG（AG*）を分析物に加えて好まし
く用いられる。これは、図５に示されるが、この
図で用いられる符号（文字と数字）は図４におけ
るのと同様である。このテストで、AG*の量は、
標準化されている（すなわち一連の検量曲線およ
びテストについて常に一定である）ということを
条件に、知られている必要はなく、なぜならいろ
いろの量のAG？との分析反応の速度は、常に
AG*／AG？の比と直接的な関係があるからであ
る（導波体において観察可能な光学的変化は標準
化反応生成物AG*−ABにのみよるものであるこ
とは、当然記憶にとどめておく）。 「限定された試薬」型分析のもう一つの非常に
有用な変形においては、導波体コアを、分析試料
中の測定されるべきである既知もしくは固定量の
同一の抗原（好ましくは純粋な形態のもの）でコ
ーテイングし、その後コアを試料と接触させ、同
時に、遊離の検出可能な固定量の抗体を加える。
これは図６に示されており、この図中の符号は前
に用いたのと同じである。この図によつて、基準
量の抗体ABがコア上の参照AGおよび測定すべ
きAG？と同時に反応する、ということがわか
る。このように、観測された（コアにおいて生ず
る光学的変化によつて示された）速度はAB／
AG？モル比と関連しており、標準の対照速度曲
線との相関関係から所望の結果が得られる。明ら
かに、この事例においては、ABはこのテストに
用いた光学的方法でもつて観察可能な特性をもた
ねばならず、すなわち、ABは適当なλでの吸収
を示すかまたは散乱光もしくはその種の他のもの
に適合させうる。あるいはまた、ABがAGと反
応する際に導波体上で直接観測しえない場合に
は、それを標識化することができ、蛍光体もしく
はほかのいくつかの光学的に検出しうる標識と組
み合わせることができる。 更に別のシステムは、図７によつて示されたい
わゆる逐次テストに関連する。このテストにおい
ては、固定量のABを有するコアを用意し、この
量は、測定されるAG？に結合するに必要とされ
る対応する当量より過剰である。このように最初
の段階で、コーテイングされたコアを試料と接触
させ、それによつて、利用できるAG？は結合し
て試料から除去される。次いで、コアを標識化
AG*と接触させ、そしてこの標識化AG*がコア
上の抗体層における空〓を充たす。その後または
反応中に、AG*の標識により光学的変化を測定
して、初めのAG？量を計算するための必要なデ
ータが得られる。 最後に、本発明はまた、抗体のための結合部位
を二つ以上もつ抗原、すなわち１、２またはｎ個
の異なる抗体と結合できる(1)、(2)、…（ｎ）と番
号で区別された部位をもつ抗原の測定に関連す
る、「サンドイツチ」分析と呼ばれる分析事例に
も良く適用される。これは図式的に図８に示さ
れ、第一の抗体はAB１として示され、第二の抗
体はAB２として、そして二つの部位を有する抗
原は(2)AG(1)として表示されている。この場合
に、抗原は本来光学的に検出不能であり、一方
AB２はAGの適当な第二の部位で反応後に検出
可能である、ということを仮定する。従つて、(2)
AG(1)が測定されるこの図の場合には、第一の抗
体（AB１）の初めの対照コーテイングを有する
コアを使用して、抗原溶液と接触させる。後者
は、その第一結合部位によつてコアと結合し、そ
の後、基準量の第二の抗体AB２を加え、それが
抗原の部位２へ結合する速度を、この結合の結果
としてコアに生ずる光学的変化を観測して測定す
る。勿論、この操作中、第一の反応AB1＋(1)AG
(2)は、基準量のAB２を加える前に平衡にさせる
ことができ、あるいはまた、同時型のテストを行
うことができ、すなわちAB２を、AB１でコー
テイングされた導波体コアと接触させるのと同時
に溶液に加えることができる。これは特に、AB
１およびAB２が異なるモノクローナル抗体であ
る場合（たとえばウオテイラら、Journal of
lmmunological Methods 42巻（1981）11−15ペ
ージ参照）に適用可能である。しかも前述の分析
システムのいかなる変形も、本発明の精神からは
ずれることなく業者により応用可能であつて、そ
のような変形のいずれの操作パラメーターも分析
物の検量用の溶液試料に関係して定められる。 次に、光学的吸収、蛍光、および散乱ならびに
楕円偏光測定の分野における本発明の方法を実施
するための種々の装置の例を、添付図面のうちの
次に掲げるものを参照して提示する。 図９は、光フアイバーへ複合体フイルムが付着
することによりひき起こされた、光フアイバー中
を伝わる光シグナルのその場での変化を測定する
ための装置を図式的に表現する図である。 図１０は、図９の装置で用いることができる光
フアイバープローブを、拡大したスケールで図式
的に表示し、図１０ａは該プローブの部分的な平
面図であり、図１０ｂは図１０ａのＢ−Ｂ線側断
面図である。 図１１は、光モード変性測定用に特に応用した
拡大したスケールでのもう一つのプローブの態様
を図式的に示す図であり、図１１ａは正面図、図
１１ｂは側面図である。 図１２は、蛍光測定用に用いられることを除い
て図９の装置と同様な検出器における光シグナル
を図式的に表現する図である。図１２ａは、反応
が開始する前の状態に関するものである。図１２
ｂはテスト中かなりの時間での状態に関するもの
である。 図１３ａは、導波体内で光散乱によつてひき起
こされた光学的変化測定用装置を図式的に（平面
図）示す。 図１３ｂは、図１３ａの装置の部分的概略側面
図である。 図１４は図１３ａおよび１３ｂの態様を改変し
た部分を拡大したスケールで図式的に示す。 図１５は、上記の態様を改変したもう一つのも
のの部分を図式的に示す。 図１６は、導波体内で蛍光現象によつてひき起
こされた光学的変化測定用装置を図式的に示す。 図１７は、関連のある入射光の反射角度および
蛍光の角度を示すために図１６の装置の部分を非
常に拡張したスケールで図式的に示す。 図１８ａは光フアイバー上での複合体フイルム
の形成によりひき起こされた光フアイバーの光学
的変化を楕円偏光測定法により測定するための装
置を図式的に（上面図）示す。 図１８ｂは、図１８ａにおける装置の部分のＡ
−Ａ線横断面図である。 図９に図式的に示した装置は、本質的に次の成
分を含んでなる。 ａ 光学的フアイバー１。これの中央部分は測定
すべき液体分析物を保持するための容器または
キユベツト２の中を通つている。フアイバーの
液体に浸漬される部分のクラツデイングは、こ
の部分が操作前に、液体に溶解しておりかつ測
定すべきである種の特定複合試薬の薄いフイル
ムでコーテイングされうるように取り除かれて
いる。フアイバー１およびホルダー２の組立て
体は、装置のテストプローブを構成する。 ｂ モーター４によつて回転し、また相対して位
置するそれぞれフイルター５および６を有する
二つの窓と孔７とを備えたチヨツパーデイスク
３。 ｃ 主なる光源８、視準レンズ９、輪状アパーチ
ユアー１０および角度的に選択された光ビーム
をプローブのフアイバーコアへ入射させるため
の焦束レンズ１１。この特別な実施態様におい
て、フアイバーは多モードでありそしてアパー
チユアー１０は、以下に議論されるいくつかの
必要条件に基づいて、特定のモードの通過用に
配置する。しかしながら、後で更に検討される
別態様にあつては、この装置はもつと低次モー
ドのフアイバーたとえば単一モードフアイバー
と組み合わせて用いることもできる。この図で
図式的に表示された焦束レンズは、光路に沿つ
ての位置変更に加えて、フアイバー前方端の正
面で正確にビームの位置を定めるために横方向
および上下方向に調整することができることを
除いて、実際のところ顕微鏡対物レンズに類似
した光学的システムである。 ｄ 次に、この装置は、出口の光シグナルをコア
から電気シグナルに変換するための主光検出器
１２、ロツクイン増幅器１３および表示装置１
４を含んでいる。対照シグナルも、もう一つの
源１５によつて供給され、その光はチヨツパー
の孔７を通過することによつてパルス化されて
検出器１６に向かい、次いでこの検出器が対応
するパルスをロツクイン増幅器１３に供給す
る。 この装置で用いることのできる分析プローブの
一つの実施態様は、図１０（図１０ａ＋１０ｂ）
に示されており、この図はプラスチツクのホルダ
ータンク２を示し、そしてその二つの相対する側
にはＳ字形の差またはスロツト２１ａおよび２１
ｂがあけられている。クラツデイング２２を有す
る光フアイバー１の一部分は、この溝に挿入さ
れ、これによつて保持される。フアイバーの中間
部分のクラツデイングは、たとえば適当な溶剤で
のエツチングによつて除去され、そしてその後、
測定すべき種の特定複合体の薄フイルム２３で覆
われ、またそのような種は小さな正方形２４で表
されている。 この装置の操作について説明すれば、次のとお
りである。すなわち、最初に、コアを通過するよ
うにフイルター５の波長λ1を選択し、この波長は
フイルム２３と分析される溶解した分子２４との
間に生ずる複合体物質のコーテイングによるエバ
ネツセント波の一部分の吸収のために、各々の内
部反射部位での吸収によつて変性させられる。実
例で説明すれば、２３は抗体（AB）の非常に薄
い層を表し、２４は測定すべき特定抗原（AG）
の分子を表し、そして分析は図４で示したような
「直接型」の分析であるということができる。フ
イルター６は、このような複合体コーテイングに
よつて本質的に吸収されず従つて関連する免疫反
応によつて影響されない波長λ2にコアを通り抜け
させるように選択される。このように、チヨツパ
ー３が回転する場合、二つのシグナルλ1およびλ2
は交互にプローブのコアに供給され、一方のシグ
ナルλ1は漸次に、コーテイング２３＋２４の成長
ととともに吸収され、もう一方のシグナルλ2は、
対照シグナルとして、すなわち検量測定および調
整（セルまたはフアイバーの交換時等）のための
シグナルとして役立つ。プローブを、適切な長さ
の光フアイバー（第１０図に示した場合には多モ
ードのフアイバー）を選択し、これをその中間部
分がキユベツト２に水平に保持されるように溝２
１ａおよび２１ｂへ挿入して用意し、次いでこの
溝にゴムグラウトまたはセメント溶液を満たし、
乾燥させてて水密性にする。次いでこの中間部分
のクラツデイングをエツチングして取り去る。樹
脂クラツドフアイバーに関しては、このクラツデ
イングについて適切な有機溶剤でエツチングを行
い、ガラスクラツドフアイバーに関しては、エツ
チングは希フツ化水素酸で行。後者の場合、下記
において説明する理由によつて、クラツデイング
を完全にエツチングする必要はない。次いで溶解
またはエツチング溶液を除去してセルを蒸留水で
完全に洗浄した後、フアイバーコアは、常法によ
つて抗体（AB）のフイルムでコーテイングし、
すなわちABが均一層としてコア上に付着するよ
うにAB溶液でセルを満たすことによつてコーテ
イングする（万が一、フアイバーの表面がそこへ
付着させるべき分子に対して十分な親和力を有し
ない場合、それは当該分野で知られている特別な
処理、たとえば結合部位に合体（grafting）する
こと、中間反応層を適用することなどによつて、
前もつて結合させることができる）。これについ
ては、この問題に関する豊富な文献が存在する
（たとえば欧州特許出願第29411号明細書に開示さ
れたように）。セルを空にしそしてリンスした後、
セルをレンズ１１および検出器１２の間に示され
ている場所で装置へ取り付け、これに適切な緩衝
溶媒を入れる。次い装置を活性化させ、チヨツパ
ーを都合の良いスピードたとえば120rpmで回転
させる。シグナルλ1およびλ2をプローブのコアに
供給し、そしてそれらを検出器１２が、ロツクイ
ン増幅器１３へ供給されるほぼ方形の電気パルス
に変換する。対照ロツキングシグナルも、源１５
および検出器１６により、一回転ごとに一度孔７
を経て供給され、増幅器はλ1およびλ2からのパル
スを識別する（符号によつて）のを可能にする。
実際のところ、対照シグナルは、好ましくはこれ
らのパルスが反応開始前にほぼ同じ大きさを有す
るように設定する。次いで、ゼロ時点において、
分析すべき試料（AG溶液）をプローブ２のキユ
ベツトに加え、緩衝液と迅速に混合する（たとえ
ば、図示されていない撹拌器またはガスバブラー
を用いて）。次に、λ1によるシグナルは、分析物
AGの分子がフアイバーコアに結合し（AB−AG
複合体を形成するため）、そしてこの複合体が
AGの濃度に比例する速度でλ1のエバネツセント
波エネルギーの一部を吸収する結果として、プロ
ーブのコアの出口で漸次変化し始め、対応する変
化は検出器１２から対応する電気パルスの形で増
幅器に供給される。こうして、ロツクイン増幅器
１３に組み合わされた計算用回路は、λ1／λ2シグ
ナルの比率から得られたデータを計算し、表示シ
ステム１４に結果を、たとえばチヤートに記録さ
れた速度曲線の形で（勿論ながら、所望ならば他
のタイプの表示、すなわちデイジタルまたはオシ
ロスコープなどを用いることもできる）提供す
る。得られた速度データは、その後既知濃度の
AG溶液から得られた標準データと比較され、未
知濃度は、補間によつて与えられる。このような
計算は、手作業で行うか、または対照データがメ
モリーに記載されているマイクロコンピユーター
によつて行うことができる。反応の時間中の適当
な期間を選択することによつて、所望の反応速度
データを選択することができ、かつ、阻害する反
応および望まれざる反応が多かれ少なかれ同時に
しかし異なつた速度で進行することによる他の速
度データから区別することができる。付加的にま
たは別のやり方として、平衡条件は、外挿法によ
つて推論することができ、これによつて各々の測
定のために要する時間は、通常の平衡測定と比較
して減少する。更にこの問題についての考察は、
B.W.レノエらによる“平衡に対する動力学的分
析法”、フライスおよびスペンサー共著”臨床化
学における遠心分析”フレーザー（1980）、なら
びにAnal.Chemistry 50／02巻（1980）、1611−
1618ページに見られる。 この時点において、測定の感度がフアイバー入
力側に供給された光モードの次数に依存して、す
なわちアパーチユアー１０の輪状部の設定および
幅を変えることで、変化しうることに注目するこ
とは有益である。これは、コアの内側でこのコア
の外側のクラツデイングのため全反射されたビー
ムに関係する吸収の現象はこのビームのエバネツ
セント波成分、すなわちクラツデイングへ透過し
てゆく電気成分に影響を及ぼすに過ぎないという
ことを思い起こす場合に、容易に理解される。従
つて、選択されたモードの全反射角は、全反射を
確実にするためにはフアイバー軸に関して十分に
浅くしなければならないし（水溶液の屈折率がフ
アイバーコアをとり囲むコーテイングの成長によ
つてかすかに変化する場合でさえも）、フアイバ
ーに沿つた反射する部位の密度を十分なものにす
るために十分な急勾配にしなければならない（実
際、エバネツセント波が複合体コーテイングと相
互作用するのはこのような部位のみである）。こ
のように、テストの感度の最適化は、適切にアパ
ーチユアーのパラメーターを調整することによつ
て達成することができ、これは各々のコア、テス
ト溶液および複計体屈折率に存する。このような
調整は、測定の各々のタイプごとに当業者が決定
することができ、また現場操作員の意向を織り込
んで計画することができる。 アパーチユアー１０のパラメーターの設定を変
えることによつて、この装置は、異なつた「クラ
ス」で操作させることができるということに注目
することも興味深い。たとえば、そのようなアパ
ーチユアーを適当に調整することによつて、考え
られる開始システムについて全反射の臨界角θcの
付近の光モードで装置を操作させることができ
る。その時、テストを行う間に差△ｎ＝n1−n2が
複合体の生成とともに減少する場合には、コアと
コーテイングとの境界での成反射角は、モードの
うちの一部（または全部）が突然フアイバーの外
へ屈折しそしてシグナルの鋭い遮断が生ずるよう
に変化する。従つてこのような集成装置は、非常
に少量の分析物分子に対して最大感度を提供す
る。しかしながら定量測定には、あまり良く適用
されない。 ガラスクラツド光フアイバーを用いる場合、そ
のようなクラツデイングはこの用途のためには完
全にエツチングして除くことは必要でないという
ことは、先に述べたとおりである。実際、エバネ
ツセント波は操作中にクラツデイングへ現実に数
十nm透過してゆくので、エツチング操作におい
てそれほど厳重でない管理条件下に置かれるコア
の周囲の残留ガラスクラツデイングが、エバネツ
セント波が反応物質と有意に相互作用するのに必
要なだけの薄いものであることは、やはり可能で
ある。更に厚いフアイバーは薄いものよりもろく
ない。 テストの感度を大きく増加させるタイプのフア
イバーホルダーをを、図１１ａおよび１１ｂに図
式的に示す。このホルダーは、不活性プラスチツ
ク（たとえばプレキシガラスまたはポリエステ
ル）からなるらせん状に溝がほられた二つのフラ
ンジからなり、光フアイバーの一片は、それに巻
き付けられ、クランプ３３および３４で締められ
る。フアイバーの前方端３５および後方端３６
は、光入射レンズ１１および検出器１２とともに
用いることができるように横に曲げられる。フア
イバーの巻き（winding）の中間のまつすぐな区
画３７は裸であり、一方溝の中にある残りの曲が
つた区画３８は、初めの保護用クラツデイングを
持つている。裸の部分のエツチングは、まずホル
ダーの下の方のフランジに適当なシリコーンゴム
セメント溶液を塗布してそれを乾燥させて行う。
その後ホルダーは、上部のフランジの下方の面ま
でエツチング溶液に浸し、それによつてクラツデ
イングのすべての中間区画が除去され、下方のゴ
ムで保護されたフランジは接触しないままであ
る。テストをするためには、フアイバーの裸の部
分を前述のようにAGまたはABでコーテイング
した後、フツク３９の助けを借りてホルダーを装
置の光路に正確に配置する。次いで、反応媒質の
入つたキユベツトを下から持ち込み、試薬を加
え、前述のように測定する。 本発明に関するすべての前述の検討は、水性ま
たは有機媒質において使用される光フアイバーの
使用に関するものであり、屈折率は、水の屈折率
に近く（すなわち約1.3）、一方フアイバーのガラ
スコアの屈折率n1はむしろ1.5に近く、活性なコ
ーテイングの屈折率n2はそれらの間、言い換えれ
ば1.5より小さく、しかし1.3より大きい間にあ
る、ということを指摘すべきである。この条件
は、もしn2がn1より大きいならば光はクラツデイ
ングの中へ屈折し、その後コアへもどつてくるで
あろうから、ここでは不可欠である。前に示した
ように、このような方法は本来不可能でなく、た
とえばハーデイらによつて、Nature257巻
（1975）に開示されており、彼らはガラス棒の導
波体で研究し、埋めこまれたいくつかの測定すべ
き試薬を含有しているむしろ厚いポリマーコーテ
イングを用いなければならなかつたが、それは本
発明の場合においては、とり囲む溶液は常にフア
イバーコアの屈折率n1より小さい屈折率を有し、
かつ非常に薄い（数オングストロームから数十
nm程度の）コーテイングのみが含まれるので、
実際的でなかろう。対比すると、ハーデイらは空
気中で操作し、反応速度を測定しなかつた。 検討すべきもう一つの重要な点は、単一モード
フアイバーの問題である。実際に、当業界で知ら
れておりかつ主としてフアイバーへの光の入射に
関連する非常にわずかな変更とともに、本発明で
は更に単一モード光フアイバーを用いることがで
きる。一般的にこのようなフアイバーは、相対的
に厚いクラツデイングによつてかこまれた非常に
細いコア（数ミクロン）をもち、それらの透過性
は非常に波長依存性であり、たとえば850nmで１
ｍ当りの減衰率がわずか５％だけであるフアイバ
ーは、800nmおよび900nmでは約40％の減衰率を
示す（T.G.ギアロレンジによる、Proceeding of
the IEEE 66巻（1978）、748ページ参照）。今の
ところ、波長λでのフアイバーにおける単一モー
ド伝導については、式Ｖ＝8.9a√1△が
2.4以下の値とならなければならない（△ｎ＝n1
−n2であり、ａはミクロン単位でのフアイバーの
半径である）。Ｖが2.4より大きい場合、フアイバ
ーはもはや単一モードではない。Ｖの値が小さい
（たとえば１以下）場合、導波単一モードは、も
つとゆるく結合し、すなわち界は、フアイバーの
物理的コアをかなり越えて拡がる（たとえば、コ
アの直径の２もしくは３倍）。このように、単一
モードフアイバーの透過特性は、クラツデイング
の屈折率、すなわち本発明のテスト中に生ずる有
機コーテイグのそれにおけるごくわずかの変化
（△ｎ変化）に非常に敏感である。実際に、この
屈折率は、複合体層の厚さが反応中に成長するに
つれて単一モードフアイバーを用いて行われる本
分析に含まれる基本的な変数である。多モードフ
アイバーにおける内部反射は、反射境界の直ぐ付
近のエバネツセント波を各反射ごとにコアに平行
に非常に短い距離（これはマツクスウエルの方程
式によつて定義することができる）へ通過させる
が、その一方、単一モードフアイバーは、フアイ
バーの全有効長さに沿つてコアに平行にこのエバ
ネツセント波の一部（fraction）を通過させる。
従つて、この装置で単一モードを用いることは、
多モードフアイバーに比べて感度を増加させるの
を容易にする。 単一モードフアイバーは、初めのクラツデイン
グを完全にエツチングすることなしに用いること
ができる。なぜならば導波光の界は、有意にクラ
ツデイングに達し、かつ反応中に生成した複合体
層にも達するからである。 単一モードフアイバーを用いる場合、装置にな
さなければならない修正は、本質的には光学的性
質に関するもの、すなわちフアイバーへの光の入
射とシグナルを検出することとである。このよう
な光学的変形は、ここでは説明しないが当業者に
は知られていることであり、また文献に十分に記
載されている（たとえば上述のジアロケンジの論
文およびその中での引用文献参照）。 この装置は、吸収または屈折率の変化の代わり
に蛍光効果を利用する発明の方法を実施するのに
用いることもできる。これを行うためには、更に
次の修正がなされなければならない。 ａ 蛍光標識化抗原（AG*）を分析物AGに加え
る。こうして、先に検討したように「限定され
た試薬」の免疫学的検定法の条件下でこの方法
を実施する（図５参照）。 ｂ フイルター５を測定すべき蛍光を励起する特
定のλ1について選択し、フイルター６はλ1を遮
断するが蛍光放射波長λ2を通過させるように選
択する。 ｃ フイルター６と同一の光学的特性の追加のフ
イルターをフアイバー後方端と検出器１２との
間に挿入する。 更に、緩衝媒質を有するプローブであつてその
光フアイバーにABのフイルムをコーテイングし
た（通常のように）ものを取り付け、そして装置
を図１２ａに図式的に示したような応答に対して
調整する。この図には、検出器１２からの一連の
パルスが示されており、Ｒで指示されたパルス
は、フアイバー６がビーム中にある時に生じた対
照パルスであり、パルスＥは、フアイバーコア上
に生じる蛍光複合体AB−AG*分子によつて放射
されてフアイバーの中に入つた蛍光パルスであ
る。このように、開始時点では、蛍光からのＥレ
ベル（図１２ａ）はほぼ０かまたは残つているバ
ツクグランドノイズのみである。次に、測定すべ
き抗原を含む分析物と既知量の蛍光標識化AG*
とを加え、蛍光性コーテイングがAG濃度に比例
した速度で徐々に生じ、そして放射蛍光シグナル
がフアイバーに現れ、図１２ｂに示したように時
間とともに漸次増加する。この変化が検出され、
装置の増幅および計算区画に供給され、そして所
望の速度測定値として記録される。その上で、後
に、記録されたデータと標準対照データの視覚に
よるまたはコンピユーター化された比較を行つ
て、この比較から、先に検討した「限定された試
薬」分析に特有の手法を用いて、所望の分析結果
が得られる。 この実施態様においては、フアイバーコアの外
側のコーテイングによつて生じた蛍光は、実質的
にフアイバーに再入射して、テストのために用い
られるシグナルを提供する。関連した現象が、ガ
ラスブロツクに関して最近記載されている（the
Journal of Cell Biology 89巻、141−145ページ
（1981）参照）。 光フアイバーを用いる場合の好都合さは、フア
イバーの有効な長さは非常に小さい空間に制限さ
れかつ非常に少量の溶液を用いるけれども十分有
意にすることができるので、非常に感度が良いこ
とである。免疫学的検定法におけるコーテイング
の蛍光の測定は、すでに報告されているというこ
とも記述すべきである（M.N.クロニツクら、J.
Immunological Methods（1975）235−240ペー
ジ、参照）。しかしながらこのような事例におい
ては、蛍光は抗体溶液を通じて測定され、またた
だ一つの内部反射部位が用いられたが、このこと
は、全蛍光放射のうちの非常に限られた部分のみ
を処理することができるだけであるため感度が不
十分であつた。本発明におけるような光フアイバ
ーを用いる場合、横向きの蛍光の放射を、たとえ
ば、フアイバーを平らなコイルにしたものを用い
てこのコイルに対し軸方向に検出器を配置し、こ
うしてフアイバーにより放出される蛍光のより多
くの部分を集めることによつて、測定することも
できる。 この実施態様は、当該分野で知られている現在
のテスト方法および装置以上に多くの利点を提供
する。 たとえば、 ａ 感度は浸したフアイバー区画の長さに比例す
るので、寸法は小さいながらも非常に感度の良
いプローブを作ることができる。 ｂ 測定は、可視、紫外線および赤外線帯の広範
囲の波長にわたつて行うことができる。 ｃ 広範囲の種類の物質（生物学的または非生物
学的）をテストすることができ、それらの中に
は、薬剤、ハプテン、酵素、ペプチド、タンパ
ク質、ホルモン、バクテリア、ウイルスおよび
細胞を挙げることができる。検出可能な分析物
の更に完全なリストは、たとえば、米国特許第
3817837号および同4299916号明細書に見出すこ
とができる。 一つの興味ある特定の事例は、受血者における
可能性ある抗体に関連して輸血のために血液試料
をテストする場合である。たとえば、光フアイバ
ープローブを患者の血液構成成分を含有している
フイルムで調製し、そして可能性のある供給者の
血液細胞に対してテストすることができる。交差
反応性の場合、細胞はフアイバー上に付着し（な
ぜならそれら自身のAGの中心がフアイバーの
ABと反応するからである）、そしてこの反応は、
ヘモグロビンの典型的な吸収帯の１つによつて
（たとえば555nmで）容易に監視することができ
る。もう一つの興味ある特定の事例は、身体から
分泌したもしくは体内の分析物の定量もしくは定
性分析をするために生体内で（in vivo）導波体
検出器を用いる可能性である。たとえば、診断に
おいては、それはグルコース付加テストに応じて
循環するインシユリンの量を分析するのを可能と
するであろうし、またホルモン注射療法において
は、生体内の検出器が循環するホルモン濃度を検
出しよう。生体内で検出器を用いる可能性は、ブ
ツクレスによつて報告されているが、しかし、本
発明には、免疫学的検定様式における標識が存在
せず（多くの標識物は毒性もしくは発癌効果をも
つ可能性のある非常に活性な化合物である）、そ
して光の伝送が改善されて、従つてブツクレスに
よつて述べられているように検出器から出たりは
いつたりするシグナルを連結するための特別の伝
送フアイバーの必要性をなくすという付加的な有
利性がある。 図１３ａおよび１３ｂに図式的に示された装置
は、次の基本的な成分を含んでなる。 すなわち、光学的プローブは、ブランケツト
（図示されていない）によつて支えられた縁が斜
めになつた導波体プレート４１および導波体プレ
ート４１に関して平行して面するよう正確に調整
された関係に維持されたカウンタープレート４２
からなる。プレート４１は、正確にカツトされた
高品質のフロートガラスまたは石英から作ること
ができる。プレート４２は顕微鏡スライドでよ
い。プレート４１と４２との間の空間４１ａは１
mmの何分の一かのオーダーであつて、これは、分
析物溶液をこの空間に容易に導入することがで
き、そしてそれが毛細管作用によりそこに保持さ
れることを保証する。この装置は、更に、光源４
３（この特別な実施態様においては、光源は偏光
を供給するヘリウム−ネオンレーザーである）、
モーター４５によつて動かされかつ孔４６を備え
たチヨツパーデイスク４４を含んでなり、この孔
４６は光学的プローブに向けて送られるべきパル
ス化された光シグナルを、焦点レンズ４７および
４８、ミラー４９、偏光板５０、円柱レンズ５
１、そして迷光を最小限度にするための絞り５２
を含んでなる光学システムを通して供給する。な
ぜ光シグナルがパルス化されるのかという理由
は、検出されるシグナルの増幅をしやすい最終的
相を提供するためである。 この装置は更に、高圧電源５４をもつた光電子
増倍管検出器５３を含んでなり、そしてこれの出
口は、二路スイツチ５６を介してロツクイン増幅
器５５に接続される。光電子増倍管は、空間４１
ａを満たす分析物溶液と反応体との間に生ずる化
学反応の結果として空間４１ａにおいて導波体プ
レート上に生ずる生成物によつて散乱した光を集
めるために配置する。散乱光は、矢印５７によつ
て示されている。 この装置は更に、図に示したように、導波体コ
アで繰り返された反射の後に、導波体コアの出力
から出てくる光を集めるために検出器５８を含ん
でなる。この検出器の出力は、二者択一的に、ス
イツチ５６を通じてロツクイン増幅器５５に供給
される。この装置のための対照シグナルは、光源
の光の小部分を検出器６０へやる半透明ミラー５
９により供給され、そしてこの検出器６０は、供
給された対照シグナルの強度をアナログテイバイ
ダ６１に与えるが、これは測定中の源の可能性あ
る変動を補償するためである。パルス化ロツキン
グ対照シグナルは、ミラー６１、および検出器６
２によつて供給され、対応する電気シグナルが増
幅器５５に供給される。この装置は最後に、表示
要素（先の実施態様におけるのと同様な）および
出力データを記録するための記録計、そして任意
に、測定されたデータを計算し、また要求される
検量実験からの記憶された対照データとの比較を
果たすためのマイクロプロセツサーを含んでな
る。 実際には、この装置は次のように操作する。す
なわち、最初の段階は、空間４１ａを明瞭に示す
導波体４１の表面へ反応種のフイルムを付着させ
ることによつて光学的プローブを調製することで
ある。これをいかに行うかに関する詳細は、下記
において示される。次には、導波体４１およびプ
レート４２を装置に取りつけ、光学システムおよ
び電子システムを始動させる。数分のウオーミン
グアツプ後、光電子増倍管５３からのゼロ応答
（あるいはまた、検出器５８からの完全な透過）
に対して調製する。次いで分析物溶液（数μ）
を空間４１ａにピペツトで入れ、それによつて溶
液中の分析物の導波体４１上の反応フイルムとの
反応を開始させる。分析物−反応体生成物により
散乱部位（大きな分子、集合体など）が供給され
ると、散乱シグナルが光電子増倍管５３に達し、
そしてこのシグナルは増幅され、処理されて、ユ
ニツト６２に含まれている表示装置により時間と
ともに表示される。これは結果として速度曲線を
与え、勾配データは記録され、そして検量用試料
から得られた標準データと対照して計算され、電
子ユニツト６２のメモリーに記憶される。この計
算は、通常の手段によつて所望の分析結果（たと
えば、分析物溶液における未知種の濃度）を提供
する。検出器５８の出力を用いないならば、導波
体４１の縁４１ｂは後方散乱光の生成を最小にす
るために遮蔽することができる。遮蔽は、たとえ
ば黒い紙またはペイントで行うことができる。 前述の実施態様に対する改善を図１４に示す。
導波体４１に対して、完全に均一な操拶表面を用
いる代わりに、最初にその表面を処理してその表
面を不連続なものにすることができる。たとえ
ば、反応体に対する表面の固有の付着力を、ある
パターン（これはたとえば公知の写真石版術によ
つて得ることができる）に従つて改変することが
できる。図１４に表した場合では、導波体４１の
表面４１ｃは、数字の４１ｄによつて示された領
域でかすかにあらくされ、このような領域は、お
よそ１波長幅の平行な細長いストリツプとして存
在し、同程度の間隔をあけて離されている。この
ような格子様パターンは、初めに表面を光レジス
トで被覆し、格子の陰画像をもつ写真フイルムを
通じて該光レジススト層を露光し、現像し（すな
わち未露光部分を適切な溶剤に溶解させること）、
そして露光後に、たとえばHFで、裸の部分をか
すかにエツチングすることによつて得られる。光
レジストの最終的除去後、プレートは、タンパク
質（抗原もしくは抗体）に対する親和性がより高
い帯域およびより低い帯域が交互になつたストリ
ツプの格子パターンを有する。従つてこのプレー
トを反応体（AB）と接触させた場合、後者は主
として、図１４に文字ABにより示されたエツチ
ングされた領域に付着する。この段階でこのパタ
ーンの厚さは、散乱を提供するに十分ではないけ
れども、抗原（これは光を散乱する特有の性質の
あるものである）の存在下では、抗原がストリツ
プに結合する、すなわちこの図においてAGで示
されているようにストリツプへ抗原が結合する。
この不連続型の層は、上記の主なる態様の迷光散
乱モードと対比して明確な次数の固折散乱を提供
し、かくして散乱シグナルの指向性および収集効
率（光電子増倍管によるもの）が改善される。図
１４において、矢印６５は０次の回折を示し、矢
印６６は第一次の回折を示す。特定の次数（例え
ば第一次のもの）を集めることによつて、光電子
増倍管５４によるシグナル収集は非常に拡充さ
れ、そしてこの別態様においては、迷光散乱光
の、全散乱光のほぼ10％に過ぎない収集と比べて
SN比が上昇する。 図１５に見られるもう一つの態様においては、
導波体の完全に平らで規則的な表面４１ｃに抗体
（AB）の微小液滴をスプレイし、そして分析を
行う間に抗原AGがそのような選択的領域のみに
付着する。このような構造は、寸法および幾何学
的パラメーターが微小液滴の大きさおよび分布に
依存する円錐の形に光を散乱する統計的散乱器を
構成する。こように、ここにもまた、シグナル収
集の効率を増加することに寄与する指向性効果が
ある。回折された光シグナルを提供するもう一つ
の利点は、ガラスのより大きな寸法の（次の高次
モードの大きさ、すなわち約10λ又はそれ以上
の）塵粒子またはかき傷のような偶発的な散乱源
の重大影響を最小にすることであり、そのような
場合には、回折の角度はより小さくなり、そして
結果として得られた回折光は光電子増倍管に到達
しないので、その存在は無視することができる。 図１６に示された装置は、図１３に関連してす
でに検討したものと一般的に同様であるが、散乱
光測定の代わりに蛍光測定に対して適用される。
この装置は本質的に、図１３の装置において用い
られたシステムと実際上同一であるブロツク７０
によつて表された光学システムを含んでなる。従
つて詳細は、説明を簡素化するためにここでは繰
り返さない。このシステム７０はパルス化光源
と、導波体７１に適当に向けられた正確な励起波
長のテストシグナルおよび対照検出器８０への対
照シグナルを提供するための手段とを含む。他の
実施態様におけるように、分析物溶液を導入する
ための狭い空間７１ａを導波体７１とともに定め
るプレート７２があり、反応体の層は導波体７１
の上面に塗布されている。この装置は、副検出器
（光電子増倍管７３およびその備品７４）、コア出
力検出器７８および遮断フイルター７６および７
７（これらの品目は、先の実施態様においては欠
けている）を含んでなる。この装置の電子式構成
成分は、二つの積分計増幅器８１および８２、多
重チヤンネル８３、アナログ−デイジタル変換器
８４、マイクロプロセツサー８５、ならびに表示
レコーダー８６を含んでなる。すべてのこれらの
構成要素は慣用的なものであり、それらの操作
は、当業者の熟知するところである。 サイドピツクアツプ様式のこの装置の操作は、
散乱型実施態様について述べたものとまつたく同
様である。従つて、反応体の層を上面に有する導
波体７１とプレート７２とを用意した後、分析物
溶液を導入して蛍光性反応体−分析物生成物を提
供する。光学ユニツト７０は波長λ2の蛍光を励起
するために適当な波長λ1のテストシグナルを送
る。放射した蛍光はスクリーン７６を横切り、
（このスクリーンは、散乱励起光を含むすべての
他の波長を遮断除去する）、光電子増倍管７３に
行き当たり、それによつて蛍光に（そして反応の
程度に）比例したシグナルが生じる。このシグナ
ルは、検出器８０からの対照シグナルとともに、
それらを電子式構成要素の残りのものへ二者択一
的に供給する多重増幅器８３へ供給され、それに
よつて先に述べられたものと同様なプロセスが起
こる。 前述の操作と同時にまたは交互に、コア出力側
から出てきて検出器７８に向かうシグナルを監視
することもできる。いかにしてこれが可能である
かを理解するために、図１７を参照して説明を行
う。この図には、導波体７１、プレート７２、お
よびこれらの間の空間７１ａと、そして模式的に
AB−AG生成物の層（この生成物は反応体ABと
分析物AGとの反応の結果生じたものであつて、
そしてその反応の速度がテストでもつて測定され
る）が、部分的に示されている。この図は更に、
蛍光プロセスへの励起に関連するいろいろの光ビ
ームを示し、すなわち、Ｎはλ1での入射ビームで
あり、Ｒは波長λ1の反射ビームであり、Rfは生
成した後方および前方蛍光ビーム（λ2）である。
θiは入射角であり、θicはλ1に対する臨界入射角で
ある。θfcはλ2についての臨界角である。ここで
は、表されているように励起光Ｎは、臨界角θicよ
り大きい角θiで壁の内部表面に当たり、次いで反
射する（Ｒ）。しかしながら、エバネツセント波
の一部分は、AB−AG層によつて吸収され、エ
ネルギーはより短い波長λ2で再放射する。ここで
は、相反原理によつて（C.K.コルニグリアらに
よつて、J.O.S.A.62巻、４号、1972年、479−786
ページで量的に確認された）、励起された分子は、
入射エバネツセント波光子として正確に挙動する
エバネツセント光子を放射する。従つて、密疎界
面（dense−to−rare interface）（AB−AG層）
に接近した分子によつて放射された蛍光は、λ2に
ついての臨界角θfcより大きい角で密媒質へ伝搬
する。現実にθiがθicに接近したときおよびθfcに近
い角度であるときに、ピーク蛍光が観察される
（R.E.ブレンナーら、光フアイバー、Advances
in Ｒ＆Ｄ Providence，RI，USA；19−23ペー
ジ1978年６月、ニイフレナムプレス（1979）参
照）。このように、放射された蛍光の最大強度は、
相対的に小さい角度範囲内に集中し、そして導波
体に導波された場合、いくつかの相互作用部位で
の出力が加わつてコアの出力側においてより高い
強度シグナルを提供する。重要なる第二の点は、
屈折率は異なる波長に対しては異なつているの
で、励起シグナルおよび蛍光シグナルは、導波体
における異なる屈折角をもつ経路を進んでゆき、
そしてそれらはこれまた相互に異なる角度で出力
側から現れる、ということである。従つて、コア
の出力側では励起ビームから放射ビームが本質的
に光学的に分離されており、そして検出器７８
は、フイルター７７がない場合においてさえも残
留励起ビーム（λ1）を回避しながら蛍光シグナル
（λ2）の径路へ適当に配置することができる。 図１８ａおよび１８ｂで表された装置は、フア
イバーの表面での生成物の生成によつて提供され
た光フアイバー導波体において生ずる光学的変化
を測定しようとするものであり、この測定は、楕
円偏光測定の手段によつて実施される。生物学的
検定への楕円偏光測定の応用は、出願人ら関連あ
る欧州特許出願第81810255.0号明細書に詳細に詳
述されており、この分野の一般的考察については
この開示を参照されたい。上記の開示と本出願と
の主要な相違は、一般的に知られている平らな反
射表面の代わりに光フアイバーを用いることであ
る。楕円偏光測定法は、反射する表面に付着した
フイルム物質の存在によつてひき起こされた光の
楕円偏光の程度における変化を測定することに基
づく。平らな表面の導波体と比較して特別な光フ
アイバーの性質および形状寸法に鑑みて、付加的
構造を考慮しなければならない。第一に、フアイ
バーにおいて直線的に偏光した光のビームを維持
するために、特別な一群の光モードを用いなけれ
ばならない。これらのモードは、ｍ＝１、２、３
…ｎを用いてHEinモードとして定義される。（ｎ
は、考慮されるフアイバーの寸法および屈折率に
よつて限定される。E.スニツサアーおよびH.オ
スターベルグ、J.Opt.Soc.Am.51巻、499ページ
（1961）参照）。第二に、フアイバーの表面で生ず
る反応によつてひき起こさたどのような偏光の変
化の範囲をも十分測定できるためには、どのよう
な偏光方向のシグナルをも導波体に沿つて十分均
等に透過させることが重要である。従つて、フア
イバー上の機械的応力によりひき起こされるよう
な幾何学的摂動は、それが生じるような場合には
特定方向の偏光が偏重されかねないので、避ける
べきである。結果として、この装置においては、
光学的プローブ（その主要な構成要素は光フアイ
バーである）は、振動または他の可能性ある摂動
の望ましくない影響を最小限度にするため、短く
作られかつしつかりと固定される。 光フアイバーにおいてHE1nモードを選択的に
励起させるためには、輻射光強度はガウス分布、
たとえば基本モードでもつてレーザー輻射から得
られたもの、を有するべきであり、そしてビーム
は、軸方向にかつフアイバー末端で中心方向に向
けられるべきである。この結合は、顕微鏡対物レ
ンズによつて達成することができる。ここでは、
バツクグランド摂動を最小にするために一つのモ
ードのみで操作するよりむしろ同時にいくつかの
モードで操作することが好ましい。この装置で
は、HE11モード（最も低い単一モード）が簡単
のために選択された。原則としては、多モードフ
アイバーを、単一モードシグナルとともに用いる
ことができる。これは、フアイバー入力面におけ
る入射ビームの直径をフアイバーコアの直径の
0.65倍にすることによつて可能にすることができ
る（すなわち、適当なガウス分布が選択されう
る）。しかしながら、これは実際には満足すべき
ものでない。なぜならば、いろいろの偏光状態を
もつ他のモードもある程度励起され、そして部分
的に偏光されていないシグナルがプローブ出力側
で得られるからである。従つて、この実施態様に
おいては単一モードフアイバーを用いることが非
常に好ましい。これは本質的にHE11モードのみ
を伝送し、それによつて、より高い次数モードへ
の変換は起こらず、従つて偏光の減衰が生じない
からである。結果として、多モードフアイバーを
用いるのに比べてより大きなSN比が得られる。 この実施態様では、フアイバー長さは、前述の
理由のため好ましくは10cmまたはそれより短い。
偏光解消および複屈折特性に関しては、高品質の
単一モードフアイバーが好ましい。H.アウリツ
ヒら、Applied Optics.19巻、22、3735ページ
（1980）に開示されているようなCVD手法によつ
て得られたフアイバーがより好ましい。 図１８ａおよび１８ｂに表された装置は、光フ
アイバー１０１を部分的にエツチングした。コア
１０１ａおよび対称的に取り残されたクラツデイ
ング１０１ｂを有する部分を含んでなる光学的プ
ローブを含んでなる。クラツデイングを除去する
ための技術は、他の光フアイバーを応用するため
にこの明細書に開示されたものと同じである。フ
アイバーの両側の裸のフアイバーコアからごく短
い距離（１mmの何分の一か）に、Ｕ字形のブラケ
ツト１０３でしつかりと保持された２枚のガラス
プレート１０２を配置する。フアイバー導波体の
クラツド末端部分は、図示されていない調整可能
なラツクに取り付けられた図示されていないクラ
ンプによつて留められ、そしてこの調整可能なラ
ツクは、フアイバーの位置を横方向および上下方
向に正確に調節するのを可能にする。フアイバー
コアとプレート１０２との間の空間１０４は、反
応部位であり、テストされる液体は、フアイバー
とプレートとの間の毛細管力によつて保持され
る。 この装置は更に、二つの顕微鏡対物レンズ１０
５および１０６を、それぞれ、入力入射ビームと
フアイバーとの結合のためおよび出力楕円偏光シ
グナルと検出系との結合のために含んでなる。こ
の入射ビームは、光源１０７（この実施態様では
ヘリウム−ネオンレーザー）によつて発生され、
そしてその出力光は偏光板１０８と、モーター１
１０により駆動されかつシグナルをチヨツピング
するための孔１１１を有する回転チヨツパーデイ
スクとを横切つて進む。更にまた、この装置の検
出系は、四分の一波長板１１２、偏光分析器１１
３および光検出器１１４を含んでなり、それらの
構成要素は、関連のある欧州特許出願第
81810255.0号明細書に開示された対応する構成要
素と同種であり、同様に操作される。最後に、こ
の装置はロツクイン増幅器１１５、および関連構
成要素、すなわちマイクロコンピユーター１１６
およびレコーダー１１７を含んでなり、これらの
電子式構成要素の機能はこの明細書においてすで
に説明した対応する要素のそれと本質的に同様で
ある。更に、対照目的に用いられる、チヨツパー
モーター１１０に源を発しかつライン１１８によ
り増幅器１１５へ伝送されるチヨツピングされた
対照シグナルがこの図に表されていることに注目
すべきである。 この装置の操作は、関連のある欧州特許出願第
81810255.0号明細書に記載された装置の操作と併
せて先の実施態様において説明したものと本質的
に全く同様である。従つてテストをするために
は、初めにフアイバーの裸の部分を、図上にダツ
シユ模様で示したように適当な溶液で空間を満た
すことによつて、図上に番号１２０によつて示し
たように反応体（たとえば抗体）でコーテイング
する。次いで、通常のリンス工程および乾燥工程
の後に、ブランク緩衝液の存在下に偏光用要素１
１２および１１３を適当に選択的に回転すること
によつて計器の零点調整を行い（欧州特許出願第
81810255.0号明細書の記載参照）、そしてブラン
ク溶液を除去し、抗原分析物と抗体コーテイング
との反応を開始させるために試験すべき溶液を導
入し、そしてその結果として、導波体コア上で反
応体−分析物層が成長し、またそれによつて楕円
偏光出力に変化が生じる。光検出器１１４からの
対応する変化は、増幅され、電子式の関連構成要
素１１６および１１７で監視され、そして先の実
施態様におけるように正確に所望のデータを提供
する。 導波体コアへ抗体の（もしくは、測定されねば
ならないものが抗体であるならば勿論ながら抗原
の）フイルムを固定するためには、当該分野で知
られている多くの方法を、すでに述べたように用
いることができる。免疫学的検定に関連して本発
明を実施する際には、大抵の種類のガラスは、そ
の疎水性もしくは親水性領域によつてタンパク質
を強く吸着するという事実を利用することが一般
的に好ましい。だから、このような場合には、エ
ツチングしたフアイバーは最初に水性洗浄剤（た
とえば洗浄剤の２％水溶液）で洗浄される。次い
で、それを水道水でリンスし、一夜濃硫酸に浸
す。次にそれを蒸留水で洗浄し、暖かい空気で乾
燥させる。これで、それは溶液からのタンパク
質、たとえば緩衝液中のヒトlgGと容易に結合す
る。 別の好ましい方法においては、上述のように硫
酸で洗浄しそしてリンスした後の導波体の活性部
分を、四塩化チタンをアセトンもしくはエタノー
ルのような無水有機溶媒に溶解させた15％（ｗ／
ｖ）溶液に１時間浸す。次いで蒸留水および
0.1Mリン酸塩緩衝液（PH７）で洗浄し、その後、
ヒトlgG溶液（0.9％塩化ナトリウム溶液もしくは
0.1Mリン酸塩緩衝液（PH７）に２ｇ／）と接
触させる。こうしてAGに対するテスト用に準備
されたフアイバー（と言うよりもプローブ）は、
適切な緩衝液で湿らせて（または短時間乾燥させ
さえして）保存される。 次に例は、本発明の実際の側面を説明するもの
である。 実施例 １ 図１３ａおよび１３ｂに関連して記載された型
の導波体およびガラスのカウンタープレートを含
む光学的プローブを、免疫化学分析をするため次
のように準備した。すなわち、“Farbloses
Brillen−rohglass Ｂ−260、DESAG”のタイプ
のガラス（ｎ＝1.523）から作られたガラス物品
を、初めに温かい洗浄剤溶液で洗浄し、蒸留水で
リンスし、空気乾燥した。次いで、それらを95℃
で濃硫酸に５分間浸し、浄留水でリンスし、清浄
なテイツシユーで乾燥させた。その後の操作は細
心の注意を払つて行い、清浄なガラス表面には触
れないようにし、またプローブは端部の近くを持
つて取り扱つた。プレートを図１３ａおよび１３
ｂに図示した装置へ取り付け、それらの間に0.3
mmの空間を残した。コーテイングする目的のため
に、おおよそ（しかし、重量は正確に測定した）
１ｇ／の抗原溶液を、0.9％塩化ナトリウム溶
液に必要量の固形ヒトイムノグロブリン（***、
ハイデルベルグのSERVA BIOCHEMICALSよ
り入手）を溶解させて調製した。このような溶液
の約0.2mlを注射器によつてプローブのガラス要
素４１と４２との間に入れ、室温で２時間そのま
ま放置した。この期間中、試料中の有効なAGの
約１〜10％が導波体の表面に付着した（約２〜
20μｇ）。ついでセルを吸収物質で液体を吸収す
ることによつて空にし、そしてセルを蒸留水でリ
ンスし、前述のようにリンス水を取り除いた。次
いで牛血清アルブミン２ｇ／および液体洗浄剤
（TWEEN20）0.5ml／を含有する0.1Mリン酸
塩緩衝液（PH７）をセルに入れ、そのままで１時
間方置した。血清アルブミンは、抗原でコーテイ
ングした後にガラス上で空のままになつている
「ホール」を満たすであろう（すなわち抗原は、
標準的にガラス上のすべての有効な領域に付着す
るとは限らないし、テストされる抗体にも裸のガ
ラスに対する親和力があるので、コーテイングさ
れていない領域、すなわち導波体上の「ホール」
の存在は、結果として、測定値に誤差を生じさせ
るかもしれない）。抗体は牛血清アルブミンに対
して親和力をもたないので、この処理は、ガラス
の未使用である裸の部分を単純に無力にしよう。
洗浄剤は、自際にこのような作用を補う。 再び洗浄およびリンス後に、セルを純粋な暖空
気流で乾燥させた。これで実験のための準備がで
きた。すべての分析は室温で行つた。光電子増倍
管を除いて、いろいろの光学的および電子式構成
要素にスイツチを入れ、平衡化させ、抗体溶液の
試料（２ml）を同じやり方でセルに導入した。選
択された抗体は、デンマーク、コペンハーゲンの
DAKO IMMUNOCHEMICALS社より入手した
ウサギ抗−ヒトイムノグロブリンの0.9％塩化ナ
トリウム溶液であつた。入手したままの初めの溶
液は、900／mlの力価をもつ10ｇ／タンパク質
溶液であつた。すなわちこの数字（製造者によつ
て提示された）は、抗体溶液の各mlが、実際に
900μｇの抗原を中和することを意味する（ここ
での中和は、そのような相互の量の両方の成分が
反応した場合、溶液は、もはや識別できるほどの
AGもしくはABを含有していないことを意味す
る）。こうして、検量を目的として、都合良く希
釈した既知の抗体溶液をテストを行うために使用
した（表１参図）。セルを検量用溶液（ｎ−約
1.33）で満たしたら直ぐに、光電子増倍管の飽和
を避けるために部屋を暗くし、そして光電子増倍
管のスイツチを入れた。光電子増倍管によつてと
りあげられた散乱光シグナルから得られる速度曲
線は、数秒間の平衡化後に現れ始めた（おそらく
コーテイングのタンパク質を適当に湿らせるため
に要する時間のためである）。反応を約２〜５分
間進行させ、速度曲線の勾配（ほとんど直線）を
この期間を通じて平均した。 結果は下記の表にまとめられ、この表は抗血
清の試料の希釈値および対応する計算力価、なら
びに用いられた装置で測定された対応する速度曲
線の勾配を示す。
がそれに対する特定の反応体、たとえば複合反応
（complexation reaction）の結合成分、と結合
しまたはそれから解離する速度（濃度に依存す
る）を測定することによつて当該種の濃度を測定
するために、導波体（waveguide）を使用するこ
とに関するものである。更に詳しくは、本発明は
溶液中の分析物の測定方法に関するものであり、
この方法では、分析物−反応体生成物の層が、全
体的にかつ多重に反射された電磁波シグナルを搬
送するリツト（lit）導波体、すなわち電磁エネ
ルギーにより活性化される導波体の表面で形成さ
れ、かつこのシグナルを変化させるように光学的
性質を変化させ、そしてこのシグナルの変化を測
定して上記の濃度測定のために利用する。このよ
うに、本発明は様々な化学的および生物学的系に
応用され、特に、免疫学的検定型反応、すなわち
抗体（AB）分子の抗原（AG）分子への付加に
よる複合体の生成に基づく反応もしくはその逆の
反応により低濃度の生物学的に活性な分子を測定
するのに応用される。 生化学の典型的な手法に基づいて上述の測定を
遂行するための分野には、すでに多くの方法が存
在している。たとえば、与えられた分析物を多く
の異なつた方法で検出するために化学反応を用い
ることができる。典型的なシステムには、着色生
成物または沈澱物を与える特定の試薬での滴定ま
たは特別の試薬との反応が含まれる。この検出シ
ステムに対して必要なことは、生成物が慣用的な
測光法、濁度測定法、比色測定法などによつて測
定できるように、試薬が等量もしくは過剰に存在
することである。この測定システムは、測定すべ
きシグナルの大小に従つて選択される。非常に低
い分析物の濃度では、検出は困難になり、より大
きな感度は、たとえば、反応生成物を局部的に、
たとえば溶媒抽出、遠心法などよつて、濃縮して
得ることができるが、それには手間がかかり、そ
して費用もかかるであろう。しかしながら前記の
不都合は、極度に低濃度の生化学的分析物の測定
用の実際的システムが1960年に利用可能になつて
から、非常に減少した。この微量分析システム
（ラジオイムノアツセイ）は、分子の識別用生物
学システム（抗原−抗体反応）の特性および放射
能測定の非常に高高い感度（放射性アイソトープ
標識化）を利用する。この大躍進の本質的特徴
は、試薬に結合した成分と遊離成分との間の測定
すべき分析物の分布を測定するために使われるト
レーサー標識を用いる限定された試薬分析の概念
である（たとえば、レビユー論文“飽和分析の理
論的側面”R.P.エキンズ著、“医学におけるラジ
オアイソトープでのイン・ビトロ操作”、国際原
子エネルギー機関、1970年６月参照）。免疫学的
検定法は、初めは限定された試薬分析として記載
されたけれども、等しく実際的なシステムが後に
試薬過剰法について記載された（ミレズら、
Biochem.J.108巻611ページ1968年参照）。 この方法には、容積および重量分析に加えて、
比色測光法および放射能測定のような非常に感度
の良い方法が含まれる。しかしながらこのような
技術の多くは、手間がかかり、正確にするには分
析物を相対的に多量に要し、準備が大変であり、
試薬を保存するのが困難であり、あるいは高価で
厄介な装置と非常に熟練したオペレーターを必要
とするので、時代遅れになりつつある。今や、も
つと敏感な方法であつて、より少ない試薬を要
し、中程度の熟練者によつて正確に、迅速に、か
つ安全に行うことができる方法が開発される傾向
にある。このような方法は、最近報告され、その
うちのあるものは反応体を含む光導波体の使用を
含む。分析するためには、導波体を溶液中の分析
物と接触させ、それにより導波体上で反応体との
反応を起こさせて、結果として導波体の光学的特
性を変性させる。このような変性の測定は、分析
物を測定するための必要なデータを提供する。い
くつかの最近の参考文献に基づくと（たとえば、
米国特許第4050895号明細書（ハーデイ）および
国際特許出願第81100912号明細書（ブツクレス）、
導波体は、反応体を含浸した多孔性の光透過コア
からなることができ（ブツクレス）、分析物は反
応中にその中へ拡散する。あるいは、導波体（ブ
ツクレスまたはハーデイ）は、反応体を含浸した
多孔性もしくは浸透性のある鞘でコーテイングさ
れた非多孔性の光透過コア（たとえばガラス）か
らなることができ、そしてこの鞘の中へ分析物が
拡散する。更に免疫学的検定法に応用された一つ
の特別な場合（ハーデイ、例３）には、棒状導波
体をジフエニルジメトキシシランによつて結合さ
れた抗体層でコーテイングし、抗原で処理された
ポリスチレンラツクス球と反応させる。抗原で処
理したビーズを導波体に付着させて後者の光シグ
ナル出力を変性させ、その変位を分析測定用に用
いる。 上記の手法は、有利な点があるが、しかし、反
応速度に関連する典型的分析にはうまく応用され
ない。実際に、速度が、特に自動化テストシステ
ムの場合に、本質的分析データを提供しうるこ
と、そして、浸透性もしくは多孔性物体内で起こ
る反応は常にその物体への分析物の予備的拡散を
伴うので、また、拡散の過程は一般的に化学反応
よりもはるかに遅いので、後者の速度は直接測定
することができないことはよく知られており、こ
のような場合、単に平衡データを得ることができ
るに過ぎない。その上、知られている従来技術の
実施態様では、明らかに低感度が結果として得ら
れると予想されるという理由で、コアの屈折率よ
り小さい屈折率を有する反応体の鞘でコーテイン
グされた透明なコアを使用することは避けられて
いる。実際にはこのような場合には、導波体の入
力側に入射した光シグナルの大部分は、全反射プ
ロセスによつてコア内を伝わり、そしてこのよう
な場合、一般に認められているように、そのシグ
ナルと鞘、すなわちコアの外側に局在している反
応生成物との相互作用は、ささいなものに過ぎな
いはずである。その結果として、従来技術におい
ては、鞘（反応が生ずる場所）の屈折率n2は、入
力側でコアに入射した光を鞘へ屈折させ、そして
その点から導波体の出力口まで都合よく鞘の中を
伝わり続けさせるために、コアの屈折率n1よりも
常に大きくするように注意が払われた。従来の開
示のいくつかに反して、出力シグナル（光が鞘内
における反応生成物すなわち反応体＋分析物を通
り抜けることによつて変性された結果）は、コア
に容易に再入せず、その後方端に達せず（この挙
動は、後に検討する基本的光学原理によつて生ず
る）、そして測定をするためには、出力光の検出
器をテストプローブのすぐ近くに位置させねばな
らない（すなわち鞘の後方端に）。このような配
置は必ずしも実際的な作製態様とは限らず、すな
わち導波体（および鞘）が溶液中の分析物を測定
するため液体に浸される場合に実際的なものでは
ない。 本発明は、多孔性コアもしくは鞘を含まず、ま
たマトリツクス構造（鞘もしくはコア）を通じて
の拡散を伴わないので、上記の欠点を改善する。
更に本発明においては、全反射により導波体内を
伝わる光シグナルは、反応体−分析物生成物によ
つて伝送もされずその中へ導波もされず、むし
ろ、シグナル入力のエバネツセント波成分（すな
わち全反射の場合にコアの領域外へ達する波の部
分）だけが関係する。従つて、エバネツセント波
の作用範囲は波長（λ）の分数（fraction）のみ
であるから、必要とされる生成物（反応体＋分析
物）の量は、極度に小さく、最大限の感度（分析
すべき種の全量について）を達成することができ
る。 このように、本発明の一つの目的は光学的導波
体を用いて、液体溶液中の分析物もしくは化学種
の濃度を迅速かつ正確に測定する方法を提供する
ことである。本発明のもう一つの目的は、顕著な
特性および感度を有する生物学的分析物を測定す
る分析方法を提供することである。別の目的は、
中程度の熟練者によつて容易に実施できる分析方
法であつて、少量の分析溶液のみを必要とする方
法を提供することである。更に本発明のもう一つ
の目的は、前述の方法を実施するに適合した多角
的な自動測定装置を提供することである。 それらの目的（なおかつこの説明を行う間に更
に出現する目的）は、導波体コアの屈折率n1が分
析物溶液の屈折率n2より大きくなるようにかつ、
導波体内を伝わる光シグナルと関連する電磁界の
溶液への透過深度が実際的に分析物−反応体生成
物の層の厚さに匹敵するかまたはそれを超えるよ
うなn1／n2比を提供するように選択された導波体
コアを用いることを含んでなる本発明の方法およ
び装置によつて、適切に満たされる。このよう
に、この方法はたとえば、分析物に対して特定的
な反応体の薄いフイルムでコーテイングされた、
電磁エネルギーにより活性化される（非多孔性）
導波体コアの区画を該分析物の溶液と接触させ、
それによつてこの分析物が上記フイルムの反応体
と反応して反応体−分析物生成物の層を形成する
のを可能にし、この生成物層の形成の結果として
コアを通じて伝送される光シグナルに生ずる対応
する光学的変化をコアの出力側において時間とと
ともに観測し、そして得られた速度データを同様
のやり方で当該分析物の検量用試料から得られた
標準対照データ比較するることを含むものであつ
て、上記コアの屈折率n1は上記溶液のそれn2より
も大きく、かつ、上記フイルムの厚さはシグナル
波長の分数（fraction）であるに過ぎない。 この段階でいわゆる全反射プロセスによるコア
内の光の伝送についてのいくつかの一般的な情報
を提供することは、有用なことであろう。これは
添付図面のうちの図１〜３の助けを借りてより良
く説明することができる。 図１は、臨界全反射角θcより大きい角度θの入
射ビームＮが密な媒質n1と疎な媒質n2との境界で
全反射するプロセスを図式的に示す。この図で
E0は、より疎な媒質のゼロの深さでの光の電界
成分の初期の大きさであり、Ｚは透過軸方向のさ
であり、dpは下記の検討で定義される。Ｒは反射
ビームである。 図２は、多くの界面に関して入射角に対する全
内部反射についてのより疎であるバルク媒質にお
ける電磁界のまちまちな透過深さを示す。透過深
さは、臨界角で無限に大きく、相対的に屈折率の
大きい媒質についてはすれすれの入射角で波長の
およそ十分の−である。λ1＝λ／n1は、より密で
ある媒質における波長である（N.Y.ハーリツク、
内部反射分光学、ウイレイ1967より引用）。 図３は、エバネツセント波と反応生成物の層と
の相互作用を示す。 屈折表面での相互作用機構への物理的洞察は、
マツクスウエル方程式の助けを借りてもつと根本
的なアプローチから得ることができる。この場合
には、すなわち疎な媒質との界面における密な媒
質での反射の場合には、次の疑問、すなわち反射
界面の向こう側のより疎な媒質における電磁界の
分布は全内部反射についてはどのようであるの
か、という疑問に対して解答が与えられなくては
ならない。 この場合、疎な媒質には界面に平行に伝わる波
の関数が存在する。電界の振幅は、表面からの距
離とともに指数関数的に減衰し（図１参照）、従
つて、エバネツセント波と呼ばれる。理想的な場
合、考慮されている波長で疎である方の媒質がそ
れ自体の吸収特性をもたないならば非吸収性の疎
である方の媒質へのエネルギーの正味の流れはな
い。なぜなら、ポインテイングベクトルによつて
説明されるエネルギーの時間平均（たとえばM.
ボルン、E.ウルフ共著、“光学の原理”パーガモ
ンプレス（1959）参照）は０であるからである。
数学的には、電界は、指数関数 で表すことができる。 電界の振幅について表面でのその値がe-1にな
るのに必要な距離として定義される透過深さdp
は、下式 dp＝λ1／2π（sin2θ−n2 2-1）1/2 によつて与えられる。この式において、λ1＝λ／
n1は、密である方の媒質における波長であり、
n2-1＝n2／n1は、より疎である媒質の屈折率をよ
り密な媒質の屈折率で除した比率である。これら
の関係の意義は、図２により説明され、この図に
は透過深さを入射および反射した波長λ1で割つた
ものが、多数の界面について（すなわち種々の
n2／n1比について）の入射角θに対してプロツト
されている。屈折率間の相違が大きくて、すなわ
ちn2／n1が小さくて、すれすれの角に近い（θ＝
90゜）場合、透過深さは波長の約十分の一である
ことに注目すべきである。この透過はθがθcに近
づくにつれて無限に大きくなる。一定の角度で
は、透過深さは、屈折率の相違が小さい場合に
（すなわち、n2-1が１に近づくにつれて）より大
きくなる。透過深さはまた、波長に比例し、より
長い波長でより大きくなる。例として、密な媒質
がガラス（n11.5）であり、疎な媒質が水性分
析物（n21.3）である場合、n2／n1＝0.867であ
り、図２の曲線１１にほぼ対応する。この場合、
透過深さはすれすれの角度で波長の約三分の一で
あり、理論的には臨界角（60゜）で無限大である
が、65゜ではもはや１より小さい。 Ｅは指数関数的に減少するので、境界面の向こ
うの、生成物と相互作用するためのエネルギー量
がまだ有意である領域は、電界の大きさがまだ
E0の相応の分散であり、たとえば少なくとも0.1E
の値である深さＺに対応し、より良くは、Ｅが
E0とE0／３の間にある領域である。このように、
相互作用効率が最適であるためには、反応生成物
フイルムの厚さは、上記の領域の深度におおよそ
匹敵すべきである。これは、図３によつて説明さ
れ、この図は、入射ビーム（Ｎ）、反射ビーム
（Ｒ）、エバネツセント波のゼロ深度ベルトルE0、
および反応体＋分析物の生成物のフイルム(A)を示
し、そしてこのフイルムの厚さはＥがおよそ
E0／３である透過深さdpにほぼ匹敵する。図３に
おいて、薄いフイルムＡの屈折率の影響は有意で
あるとは考えられない。なぜならこのフイルムの
厚さは、エバネツセント波の透過深さを越えるこ
とはないからである。実際に、反応域において分
析物−反応体フイルムの成長することによる疎な
媒質の屈折率の変化は非常に小さいので、反射の
臨界角の値の対応する変化は、反射するモードが
反射する角度にほぼ近い場合を除いて、実際に無
視しうる。従来技術術を越えた本発明に係る予期
しない有利性を構成するこの見解を支持するもの
を、たとえば前記記載のN.Y.ハーリツクスの文
献の51ページに見出すことができる。 従来技術との比較で強調すべきもう一つの点
は、反応生成物と光シグナルとの相互作用の効率
に関するものである。典型的な分光測定システム
においては、光シグナルは分析物を入れた透明な
ホルダー（ビーカーまたはキユベツト）を通過
し、そしてエネルギーの一部分は試料によつて吸
収され、結果としてある程度の吸収が測定され
る。けれどもこの方法は、通常の除件下に光シグ
ナルとの有意な相互作用を提供するためには分析
物の量が相対的に大であるべきであるので、特に
効率的ではない。対照的に、エバネツセント波
と、これの透過深さとおおよそ釣り合う厚さのフ
イルムとの相互作用が含まれている本発明では、
相互作用の領域に強い光増幅効果があるので、効
率はかなり高い。実際に、たとえば先に述べたハ
ーリツクの文献に示されたように、反応体−分析
物層との相互作用の範囲内におけるエバネツセン
ト波の界の強さは、はいつてくるシグナルのそれ
よりももつと強力である。これは現実には、はい
つてくるビームの界の振幅そして出ていくビーム
の界の振幅の両方が同時に存在することによるも
のである。 本発明の操作原理を理解するために有効な上記
で検討した光学的原理は、不偏光性光の使用に関
連している。実際問題として、０深さ（E0）で
の電界の初期の大きさが入射光の波の偏光の状態
に依存していることは注目に値する。このよう
に、ある場合には、本発明を実施する際に普通光
の代わりに偏光を有利に用いることができ（楕円
偏光測定法によつてシグナル変化を測定する場
合、偏光が不可欠であることは、下記に見られ
る）、そしてそのような場合、いろいろの光学パ
ラメーターを、最大の応答および感度を得るため
に調整および最適化することができ、たとえば、
E0を最大にするために適当な入射偏光角（たと
えば入射面に平行かもしくは垂直な偏光角）の選
択を行うことができる。 上記の考察を考慮すれば、以下に述べる従来技
術と比較した本発明の利点を十分に認識すること
ができる。このように、分析物に対して一つの特
別の特定反応体が含まれているテストの場合にお
いては、生成物層の厚さは、通常は生成物分子の
それぞれの大きさによつて決定される。たとえ
ば、典型的な免疫学的検定では、生成物層は、抗
体の第一のフイルムおよび抗原の第二のフイルム
から構成されよう。この厚さは、分子のタイプに
応じて数オングストロームから数百オングストロ
ームもしくはそれ以上の範囲に及びうる。そこ
で、層の厚さを考慮して、コアの屈折率そしてま
た場合によつては波長も、上記で検討したパラメ
ーターができるだけ適合されるように選択されよ
う。説明として例をあげれば、含まれる層が相対
的に薄い場合、高い屈折率をもつコアが選択され
（たとえば、サフアイア（ｎ＝1.8）、ケイ素（ｎ
＝3.4）、そして含まれる光学プロセス（すなわ
ち、吸収、散乱、蛍光など）と両立するならば、
より短い波長も選択される。これは、分析の反応
が起こる空間の厚さより深い分析物溶液の領域と
のエバネツセント波の相互作用を最小限にし、従
つて望ましくない外来因子（バツクグランドノイ
ズ、溶液中の不純物の存在、その他同種類のも
の）の影響を最少にするのを可能にする。明らか
に従来技術の方法は、このような可能性を達成す
ることはできない。鞘の厚さがエバネツセント波
の透過深さ以上に達し（それによつて、鞘の屈折
率n2は本発明において起こるのとは対照的に決定
因子となる）、かつn2がコアの屈折率n1よりも大
きくされた従来技術と本発明の相違を認識するに
は、最初にコアに入射しそして鞘へ屈折した光シ
グナルは容易にコアに再入せず、そしてコアの出
力口には、一部によつて（たとえば国際特許出願
第81100912号明細書参照）明らかに信じられてい
るようには存在しない。ということを記憶すべき
である。実際に、より密な媒質によつて囲まれた
より疎な媒質内を光シグナルが伝わる場合には、
この光シグナルの鞘への屈折が生ずる。次いで、
この屈折した波は鞘の外側境界によつて全反射さ
れ、コアに向かつてはね返る。この時、コアの屈
折率n1は鞘のそれより小さいので、波は、入射角
が臨界角より大きい場合には再び反射し、そして
鞘に限定的にとどまり、あるいは、入射角が臨界
角より小さい場合には、波はコアの中を進み、他
方の側で鞘の中へ透過する。従つて、コアに初め
に入射しそして鞘で屈折された波がコア内に単独
にもどり、そしてコアの出力側でそこに存在する
ことは、それがなお鞘によつて囲まれている限り
決してない。これは、米国特許第4050895号明細
書の図３Ｂで完全に説明される。基本的な光シグ
ナルがコア内を伝わるだけであり、反応体と分析
物とを含む外側層内に伝わらない本発明にあつて
は、この種の欠点は存在しない。 本発明の方法に含まれる光学的変化は、いろい
ろな種類の現象と関連させることができる。それ
らの現象には、たとえば、コア内に伝わる光の吸
収、反応生成物による光シグナルの散乱、コア内
の光シグナルによる励起に基づく反応生成物の蛍
光を含めることができる。更に、コアにおける励
起シグナルを偏光化することができ、また楕円偏
光因子に分析反応による変性を受けさせてこれを
監視してもよい。これらの可能性のそれぞれを、
以下において更に詳細に説明する。 本発明でなし遂げることのできる分析測定の種
類は非常に多いので、それらの全部を挙げること
は実際的に不可能である。しかしながら、図示に
よつて数例を以下に述べる。しかしながらこの方
に更にすすむ前に、生物学的および診断的分析に
おいて望ましく用いられる「限定された試薬」お
よび「過剰試薬」への本発明の応用に関する原理
についていくぶんか説明することが有効である。
このような検討の目的のために、慣例的に、分析
物を「抗原」AG、そして試薬を「抗体」ABと
呼ぶ。言うまでもなく、逆にした条件でもまた有
効である。 「過剰試薬」分析は、分析物に関して過剰の反
応体が用いられる場合に当てはまる。「限定され
た試薬」は、本質的には、テスト物質もしくは分
析物（測定すべき抗原を含む）を特定の試薬（抗
体）の限定量で処理し、分析物−反応体生成物
（たとえばAG−AB複合体）といくらかの残留分
析物とを与えるシステムの使用に関連する。反応
を完了するまでそのままにしておく場合、すなわ
ち、分析が平衡に向かい（「飽和分析」）、すなわ
ち限定結合試薬（AB）が分析物で飽和される場
合には、反応前に（または、続いての分析におい
て、最終的な平衡に達する前にある時点で、すな
わち測定前に）、テスト下にある反応混合物に、
固定量を標識化形態の分析物（AG*）を加える
ことが必要である。抗原を抗体試薬で分析する例
については、残留物中の未標識化抗原（未知）に
対する標識化抗原（AG*）の割合は、開始時の
それと同じである。用いられた既知量のABは、
既知量のAG＋AG*混合物と結合するので、試料
に初めから存在するAGの量を計算するためには
ABに結合したAG*または残留AG*を測定（標識
によつて）することで十分である。簡単な例を挙
げるために、AG−AB複合体（たとえば、両方
の成分が１：１分子比のもの）を生成する既知量
(g)の酵素結合体（AB）によつて測定される酵素
（AG）のｘ当量を含む試料を想定する。次いで、
反応の前に、ａ当量の、測定されるべき同じ酵素
であるが標識化形態（AG*）のものを上記の試
料に加える。こうして、反応中に、抗原（AG＋
AG*）のｇ当量の一部分がｇ当量の抗体によつ
て消費される。次に、混合物から複合体を除去し
てから、残留AG*を常法によつて確認する。残
留AG*について測定された値を減ずることによ
つて、実際に使用された量がｂ当量であることが
見出されたならば、AGおよびAG*は化学的に同
一であり同じ速度で消費されるので、消費された
AGに対する消費されたAG*の割合、すなわち
ｂ／ｇ−ｂは、初めの割合ａ／ｘに等しいことは
明らかであり、それよりｘ＝ａ（ｇ−ｂ）／ｂを
計算することができる。 この種のアプローチは、非常に興味深いけれど
も、先行技術の応用においてはいくつかの欠点に
悩まされ、それらのうちの一つは、反応媒質から
複合体（AG*−AB＋AG−ABの混合物）を分離
しなければならないという一般的な必要条件であ
つて、これは時として長たらしく、かつ可能性あ
る誤差源である。今や本発明を応用する際には、
生成する複合体は導波体へ付着するにつれて溶液
から分析物を自動的に除去するので、上記の欠点
を存在しなくなる。「飽和型分析」への本方法の
応用をを説明するために、再び導波体、たとえ
ば、特定の抗体ABでコーテイングした光フアイ
バーを緩衝液に浸し、それと平衡させたものから
始めることにする。測定される補体抗原AGの未
知量を、前述のように、しかしながら、この明細
書で説明される適切な光学的集成装置を用いてコ
ーテイングされたフアイバーの表面でエバネツセ
ント波との相互作用によつて検出しうる特定の光
学特性、たとえば光学吸収、蛍光などを有する分
子で標識化された同じ抗原（AG*）の既知少量
と同時に加える。標識化および未標識化AGの両
方ともABでコーテイングされた光フアイバーへ
の反応性においては本質的に同一であるが、標識
化種のみがその標識によつて検出することができ
るので、フアイバーを通して検出される光学的特
性における明らかな変化（たとえば吸収標識が用
いられる場合には吸収の減少）は、AGの未知濃
度に反比例し、そしてそれを適当な一連の既知の
標準に対照して測定することができる。この種の
応用は、以下の実施例の一つで説明する。 ここにおいて、生ずる反応を測定するに用いる
標識に関して明確に述べることが有益である。免
疫学的検定法においては、分析物および試薬の濃
度は極端に低いので、分析物を直接測定すること
は不可能である。限定された試薬分析における平
衡混合物は、分析物を直接測定することができず
かつ結合複合体が固定量である場合には、本質的
に、過剰分析物および固定量の結合複合体を単に
含有するに過ぎないから、初めの分析物濃度の量
的推定は、複合体および過剰の抗原の分離後です
ら得ることができない。加えられた標識化トレー
サー（少量の標識化分析物）を標識によつて、結
合した成分および遊離の成分間の標識の分布に従
つて測定をすることが必要である。 しかしながら、分析物が、それが局所的に、た
とえば光フアイバープローブの表面で、濃縮され
る（すなわちその場での分離およびその場での濃
縮）場合に検出できる固有の特性を有するなら
ば、標識化分析物トレーサーの添加はもはや必要
ではない。このように、本発明においては、分析
物−試薬複合体のその場での濃縮は、標識化トレ
ーサーに頼らずに分析物の検出を可能にしよう。
しかしながら分析物−試薬複合体の局所濃縮は、
分析物と試薬との間の反応が速度論的に測定され
ないかまたは分析物の全量が試薬結合部位の数よ
り少なくないならば、（試薬量は固定されている
ので）初めの分析物濃度の量的測定を可能能とす
ることはない。このように、分析物と結合した複
合体のその場での分離および濃縮を、本発明にお
けるような速度論様式の感度の良い検出システム
と組み合わせて用いることは、標識化トレーサー
に頼らずに限定された試薬システムでの分析物の
定量的検出を可能にする。 標識化システムに関する限りでは、分析物に標
識を付したものを反応に微少量加えたトレーサー
システムと特定試薬に標識を付した標識化試薬シ
ステムとの間に相違点を指摘することができる。
前者のトレーサー試薬は、通常、限定された試薬
分析で用いられ（たとえば標準ラジオイムノアツ
セイ）、一方後者は、通常、過剰試薬分析におい
て用いられ（たとえば標準サンドイツチ分析）、
そしてある種類の速度論的試薬に用いることがで
きるが（たとえばクロニツクら、米国特許第
3939350号明細書）、標識化分析物および標識化試
薬システムは、使用された標識が光学的導波体シ
ステムでもつて検出することができる（たとえば
吸収または蛍光標識）場合には、本発明に適して
いる。 次に掲げる部分での検討に当たつては、添付図
面のうちの下記のものを参照する。 図４は「直接型分析」と呼ばれる分析の第一の
型を示す図である。 図５は、競合式の「限定された試薬」型分析を
示す図である。 図６は、間接競合式の「限定された試薬」型分
析を示す図である。 図７は、逐次的「飽和」型分析を示す図であ
る。 図８は「サンドイツチ」型分析を示す図であ
る。 本発明を応用可能な最も簡単な分析の事例を図
４に図式化する。これは「直接」型分析といわれ
る。この分析においては、一部分のみが図示され
ている導波体コア１（屈折率n1）に抗体ABのフ
イルムを用意し、そしてこのコアを測定すべき抗
原AG？を含有している屈折率n2（n1＞n2）の分析
物溶液に浸す。抗原は、抗原濃度〔AG？〕に比
例する速度でAB分子に付着し（コア上のABフ
イルムの量は固定されたものであるので）、そし
て、この速度が測定されれば、それを検量用AG
溶液から得られた標準速度と相関させることがで
き、〔AG？〕を測定することができる。従つて、
利用されうるABの量は「限定」されていてもよ
く、あるいは過剰であつてもよく、そして反応は
平衡になることができる。コアに生じた光学的変
化によつてAB−AG複合体の生成を検出するた
めには、必要とされる光学的変化をAB−AGの
生成が生じさせるということを条件に、いろいろ
な前述の方法（すなわち吸収によるシグナルの減
少、散乱および蛍光現象など）を用いることがで
きる。このように、テストは、光を散乱でき、あ
るいはある波長により励起されて蛍光を放射し、
あるいは測定される波長で観察可能な特性を有す
る、大きな分子に特に良く適用される。このよう
な特性がない場合、テストはほとんど価値がな
く、「限定された試薬」の競合型テストが、一定
量の標識化AG（AG*）を分析物に加えて好まし
く用いられる。これは、図５に示されるが、この
図で用いられる符号（文字と数字）は図４におけ
るのと同様である。このテストで、AG*の量は、
標準化されている（すなわち一連の検量曲線およ
びテストについて常に一定である）ということを
条件に、知られている必要はなく、なぜならいろ
いろの量のAG？との分析反応の速度は、常に
AG*／AG？の比と直接的な関係があるからであ
る（導波体において観察可能な光学的変化は標準
化反応生成物AG*−ABにのみよるものであるこ
とは、当然記憶にとどめておく）。 「限定された試薬」型分析のもう一つの非常に
有用な変形においては、導波体コアを、分析試料
中の測定されるべきである既知もしくは固定量の
同一の抗原（好ましくは純粋な形態のもの）でコ
ーテイングし、その後コアを試料と接触させ、同
時に、遊離の検出可能な固定量の抗体を加える。
これは図６に示されており、この図中の符号は前
に用いたのと同じである。この図によつて、基準
量の抗体ABがコア上の参照AGおよび測定すべ
きAG？と同時に反応する、ということがわか
る。このように、観測された（コアにおいて生ず
る光学的変化によつて示された）速度はAB／
AG？モル比と関連しており、標準の対照速度曲
線との相関関係から所望の結果が得られる。明ら
かに、この事例においては、ABはこのテストに
用いた光学的方法でもつて観察可能な特性をもた
ねばならず、すなわち、ABは適当なλでの吸収
を示すかまたは散乱光もしくはその種の他のもの
に適合させうる。あるいはまた、ABがAGと反
応する際に導波体上で直接観測しえない場合に
は、それを標識化することができ、蛍光体もしく
はほかのいくつかの光学的に検出しうる標識と組
み合わせることができる。 更に別のシステムは、図７によつて示されたい
わゆる逐次テストに関連する。このテストにおい
ては、固定量のABを有するコアを用意し、この
量は、測定されるAG？に結合するに必要とされ
る対応する当量より過剰である。このように最初
の段階で、コーテイングされたコアを試料と接触
させ、それによつて、利用できるAG？は結合し
て試料から除去される。次いで、コアを標識化
AG*と接触させ、そしてこの標識化AG*がコア
上の抗体層における空〓を充たす。その後または
反応中に、AG*の標識により光学的変化を測定
して、初めのAG？量を計算するための必要なデ
ータが得られる。 最後に、本発明はまた、抗体のための結合部位
を二つ以上もつ抗原、すなわち１、２またはｎ個
の異なる抗体と結合できる(1)、(2)、…（ｎ）と番
号で区別された部位をもつ抗原の測定に関連す
る、「サンドイツチ」分析と呼ばれる分析事例に
も良く適用される。これは図式的に図８に示さ
れ、第一の抗体はAB１として示され、第二の抗
体はAB２として、そして二つの部位を有する抗
原は(2)AG(1)として表示されている。この場合
に、抗原は本来光学的に検出不能であり、一方
AB２はAGの適当な第二の部位で反応後に検出
可能である、ということを仮定する。従つて、(2)
AG(1)が測定されるこの図の場合には、第一の抗
体（AB１）の初めの対照コーテイングを有する
コアを使用して、抗原溶液と接触させる。後者
は、その第一結合部位によつてコアと結合し、そ
の後、基準量の第二の抗体AB２を加え、それが
抗原の部位２へ結合する速度を、この結合の結果
としてコアに生ずる光学的変化を観測して測定す
る。勿論、この操作中、第一の反応AB1＋(1)AG
(2)は、基準量のAB２を加える前に平衡にさせる
ことができ、あるいはまた、同時型のテストを行
うことができ、すなわちAB２を、AB１でコー
テイングされた導波体コアと接触させるのと同時
に溶液に加えることができる。これは特に、AB
１およびAB２が異なるモノクローナル抗体であ
る場合（たとえばウオテイラら、Journal of
lmmunological Methods 42巻（1981）11−15ペ
ージ参照）に適用可能である。しかも前述の分析
システムのいかなる変形も、本発明の精神からは
ずれることなく業者により応用可能であつて、そ
のような変形のいずれの操作パラメーターも分析
物の検量用の溶液試料に関係して定められる。 次に、光学的吸収、蛍光、および散乱ならびに
楕円偏光測定の分野における本発明の方法を実施
するための種々の装置の例を、添付図面のうちの
次に掲げるものを参照して提示する。 図９は、光フアイバーへ複合体フイルムが付着
することによりひき起こされた、光フアイバー中
を伝わる光シグナルのその場での変化を測定する
ための装置を図式的に表現する図である。 図１０は、図９の装置で用いることができる光
フアイバープローブを、拡大したスケールで図式
的に表示し、図１０ａは該プローブの部分的な平
面図であり、図１０ｂは図１０ａのＢ−Ｂ線側断
面図である。 図１１は、光モード変性測定用に特に応用した
拡大したスケールでのもう一つのプローブの態様
を図式的に示す図であり、図１１ａは正面図、図
１１ｂは側面図である。 図１２は、蛍光測定用に用いられることを除い
て図９の装置と同様な検出器における光シグナル
を図式的に表現する図である。図１２ａは、反応
が開始する前の状態に関するものである。図１２
ｂはテスト中かなりの時間での状態に関するもの
である。 図１３ａは、導波体内で光散乱によつてひき起
こされた光学的変化測定用装置を図式的に（平面
図）示す。 図１３ｂは、図１３ａの装置の部分的概略側面
図である。 図１４は図１３ａおよび１３ｂの態様を改変し
た部分を拡大したスケールで図式的に示す。 図１５は、上記の態様を改変したもう一つのも
のの部分を図式的に示す。 図１６は、導波体内で蛍光現象によつてひき起
こされた光学的変化測定用装置を図式的に示す。 図１７は、関連のある入射光の反射角度および
蛍光の角度を示すために図１６の装置の部分を非
常に拡張したスケールで図式的に示す。 図１８ａは光フアイバー上での複合体フイルム
の形成によりひき起こされた光フアイバーの光学
的変化を楕円偏光測定法により測定するための装
置を図式的に（上面図）示す。 図１８ｂは、図１８ａにおける装置の部分のＡ
−Ａ線横断面図である。 図９に図式的に示した装置は、本質的に次の成
分を含んでなる。 ａ 光学的フアイバー１。これの中央部分は測定
すべき液体分析物を保持するための容器または
キユベツト２の中を通つている。フアイバーの
液体に浸漬される部分のクラツデイングは、こ
の部分が操作前に、液体に溶解しておりかつ測
定すべきである種の特定複合試薬の薄いフイル
ムでコーテイングされうるように取り除かれて
いる。フアイバー１およびホルダー２の組立て
体は、装置のテストプローブを構成する。 ｂ モーター４によつて回転し、また相対して位
置するそれぞれフイルター５および６を有する
二つの窓と孔７とを備えたチヨツパーデイスク
３。 ｃ 主なる光源８、視準レンズ９、輪状アパーチ
ユアー１０および角度的に選択された光ビーム
をプローブのフアイバーコアへ入射させるため
の焦束レンズ１１。この特別な実施態様におい
て、フアイバーは多モードでありそしてアパー
チユアー１０は、以下に議論されるいくつかの
必要条件に基づいて、特定のモードの通過用に
配置する。しかしながら、後で更に検討される
別態様にあつては、この装置はもつと低次モー
ドのフアイバーたとえば単一モードフアイバー
と組み合わせて用いることもできる。この図で
図式的に表示された焦束レンズは、光路に沿つ
ての位置変更に加えて、フアイバー前方端の正
面で正確にビームの位置を定めるために横方向
および上下方向に調整することができることを
除いて、実際のところ顕微鏡対物レンズに類似
した光学的システムである。 ｄ 次に、この装置は、出口の光シグナルをコア
から電気シグナルに変換するための主光検出器
１２、ロツクイン増幅器１３および表示装置１
４を含んでいる。対照シグナルも、もう一つの
源１５によつて供給され、その光はチヨツパー
の孔７を通過することによつてパルス化されて
検出器１６に向かい、次いでこの検出器が対応
するパルスをロツクイン増幅器１３に供給す
る。 この装置で用いることのできる分析プローブの
一つの実施態様は、図１０（図１０ａ＋１０ｂ）
に示されており、この図はプラスチツクのホルダ
ータンク２を示し、そしてその二つの相対する側
にはＳ字形の差またはスロツト２１ａおよび２１
ｂがあけられている。クラツデイング２２を有す
る光フアイバー１の一部分は、この溝に挿入さ
れ、これによつて保持される。フアイバーの中間
部分のクラツデイングは、たとえば適当な溶剤で
のエツチングによつて除去され、そしてその後、
測定すべき種の特定複合体の薄フイルム２３で覆
われ、またそのような種は小さな正方形２４で表
されている。 この装置の操作について説明すれば、次のとお
りである。すなわち、最初に、コアを通過するよ
うにフイルター５の波長λ1を選択し、この波長は
フイルム２３と分析される溶解した分子２４との
間に生ずる複合体物質のコーテイングによるエバ
ネツセント波の一部分の吸収のために、各々の内
部反射部位での吸収によつて変性させられる。実
例で説明すれば、２３は抗体（AB）の非常に薄
い層を表し、２４は測定すべき特定抗原（AG）
の分子を表し、そして分析は図４で示したような
「直接型」の分析であるということができる。フ
イルター６は、このような複合体コーテイングに
よつて本質的に吸収されず従つて関連する免疫反
応によつて影響されない波長λ2にコアを通り抜け
させるように選択される。このように、チヨツパ
ー３が回転する場合、二つのシグナルλ1およびλ2
は交互にプローブのコアに供給され、一方のシグ
ナルλ1は漸次に、コーテイング２３＋２４の成長
ととともに吸収され、もう一方のシグナルλ2は、
対照シグナルとして、すなわち検量測定および調
整（セルまたはフアイバーの交換時等）のための
シグナルとして役立つ。プローブを、適切な長さ
の光フアイバー（第１０図に示した場合には多モ
ードのフアイバー）を選択し、これをその中間部
分がキユベツト２に水平に保持されるように溝２
１ａおよび２１ｂへ挿入して用意し、次いでこの
溝にゴムグラウトまたはセメント溶液を満たし、
乾燥させてて水密性にする。次いでこの中間部分
のクラツデイングをエツチングして取り去る。樹
脂クラツドフアイバーに関しては、このクラツデ
イングについて適切な有機溶剤でエツチングを行
い、ガラスクラツドフアイバーに関しては、エツ
チングは希フツ化水素酸で行。後者の場合、下記
において説明する理由によつて、クラツデイング
を完全にエツチングする必要はない。次いで溶解
またはエツチング溶液を除去してセルを蒸留水で
完全に洗浄した後、フアイバーコアは、常法によ
つて抗体（AB）のフイルムでコーテイングし、
すなわちABが均一層としてコア上に付着するよ
うにAB溶液でセルを満たすことによつてコーテ
イングする（万が一、フアイバーの表面がそこへ
付着させるべき分子に対して十分な親和力を有し
ない場合、それは当該分野で知られている特別な
処理、たとえば結合部位に合体（grafting）する
こと、中間反応層を適用することなどによつて、
前もつて結合させることができる）。これについ
ては、この問題に関する豊富な文献が存在する
（たとえば欧州特許出願第29411号明細書に開示さ
れたように）。セルを空にしそしてリンスした後、
セルをレンズ１１および検出器１２の間に示され
ている場所で装置へ取り付け、これに適切な緩衝
溶媒を入れる。次い装置を活性化させ、チヨツパ
ーを都合の良いスピードたとえば120rpmで回転
させる。シグナルλ1およびλ2をプローブのコアに
供給し、そしてそれらを検出器１２が、ロツクイ
ン増幅器１３へ供給されるほぼ方形の電気パルス
に変換する。対照ロツキングシグナルも、源１５
および検出器１６により、一回転ごとに一度孔７
を経て供給され、増幅器はλ1およびλ2からのパル
スを識別する（符号によつて）のを可能にする。
実際のところ、対照シグナルは、好ましくはこれ
らのパルスが反応開始前にほぼ同じ大きさを有す
るように設定する。次いで、ゼロ時点において、
分析すべき試料（AG溶液）をプローブ２のキユ
ベツトに加え、緩衝液と迅速に混合する（たとえ
ば、図示されていない撹拌器またはガスバブラー
を用いて）。次に、λ1によるシグナルは、分析物
AGの分子がフアイバーコアに結合し（AB−AG
複合体を形成するため）、そしてこの複合体が
AGの濃度に比例する速度でλ1のエバネツセント
波エネルギーの一部を吸収する結果として、プロ
ーブのコアの出口で漸次変化し始め、対応する変
化は検出器１２から対応する電気パルスの形で増
幅器に供給される。こうして、ロツクイン増幅器
１３に組み合わされた計算用回路は、λ1／λ2シグ
ナルの比率から得られたデータを計算し、表示シ
ステム１４に結果を、たとえばチヤートに記録さ
れた速度曲線の形で（勿論ながら、所望ならば他
のタイプの表示、すなわちデイジタルまたはオシ
ロスコープなどを用いることもできる）提供す
る。得られた速度データは、その後既知濃度の
AG溶液から得られた標準データと比較され、未
知濃度は、補間によつて与えられる。このような
計算は、手作業で行うか、または対照データがメ
モリーに記載されているマイクロコンピユーター
によつて行うことができる。反応の時間中の適当
な期間を選択することによつて、所望の反応速度
データを選択することができ、かつ、阻害する反
応および望まれざる反応が多かれ少なかれ同時に
しかし異なつた速度で進行することによる他の速
度データから区別することができる。付加的にま
たは別のやり方として、平衡条件は、外挿法によ
つて推論することができ、これによつて各々の測
定のために要する時間は、通常の平衡測定と比較
して減少する。更にこの問題についての考察は、
B.W.レノエらによる“平衡に対する動力学的分
析法”、フライスおよびスペンサー共著”臨床化
学における遠心分析”フレーザー（1980）、なら
びにAnal.Chemistry 50／02巻（1980）、1611−
1618ページに見られる。 この時点において、測定の感度がフアイバー入
力側に供給された光モードの次数に依存して、す
なわちアパーチユアー１０の輪状部の設定および
幅を変えることで、変化しうることに注目するこ
とは有益である。これは、コアの内側でこのコア
の外側のクラツデイングのため全反射されたビー
ムに関係する吸収の現象はこのビームのエバネツ
セント波成分、すなわちクラツデイングへ透過し
てゆく電気成分に影響を及ぼすに過ぎないという
ことを思い起こす場合に、容易に理解される。従
つて、選択されたモードの全反射角は、全反射を
確実にするためにはフアイバー軸に関して十分に
浅くしなければならないし（水溶液の屈折率がフ
アイバーコアをとり囲むコーテイングの成長によ
つてかすかに変化する場合でさえも）、フアイバ
ーに沿つた反射する部位の密度を十分なものにす
るために十分な急勾配にしなければならない（実
際、エバネツセント波が複合体コーテイングと相
互作用するのはこのような部位のみである）。こ
のように、テストの感度の最適化は、適切にアパ
ーチユアーのパラメーターを調整することによつ
て達成することができ、これは各々のコア、テス
ト溶液および複計体屈折率に存する。このような
調整は、測定の各々のタイプごとに当業者が決定
することができ、また現場操作員の意向を織り込
んで計画することができる。 アパーチユアー１０のパラメーターの設定を変
えることによつて、この装置は、異なつた「クラ
ス」で操作させることができるということに注目
することも興味深い。たとえば、そのようなアパ
ーチユアーを適当に調整することによつて、考え
られる開始システムについて全反射の臨界角θcの
付近の光モードで装置を操作させることができ
る。その時、テストを行う間に差△ｎ＝n1−n2が
複合体の生成とともに減少する場合には、コアと
コーテイングとの境界での成反射角は、モードの
うちの一部（または全部）が突然フアイバーの外
へ屈折しそしてシグナルの鋭い遮断が生ずるよう
に変化する。従つてこのような集成装置は、非常
に少量の分析物分子に対して最大感度を提供す
る。しかしながら定量測定には、あまり良く適用
されない。 ガラスクラツド光フアイバーを用いる場合、そ
のようなクラツデイングはこの用途のためには完
全にエツチングして除くことは必要でないという
ことは、先に述べたとおりである。実際、エバネ
ツセント波は操作中にクラツデイングへ現実に数
十nm透過してゆくので、エツチング操作におい
てそれほど厳重でない管理条件下に置かれるコア
の周囲の残留ガラスクラツデイングが、エバネツ
セント波が反応物質と有意に相互作用するのに必
要なだけの薄いものであることは、やはり可能で
ある。更に厚いフアイバーは薄いものよりもろく
ない。 テストの感度を大きく増加させるタイプのフア
イバーホルダーをを、図１１ａおよび１１ｂに図
式的に示す。このホルダーは、不活性プラスチツ
ク（たとえばプレキシガラスまたはポリエステ
ル）からなるらせん状に溝がほられた二つのフラ
ンジからなり、光フアイバーの一片は、それに巻
き付けられ、クランプ３３および３４で締められ
る。フアイバーの前方端３５および後方端３６
は、光入射レンズ１１および検出器１２とともに
用いることができるように横に曲げられる。フア
イバーの巻き（winding）の中間のまつすぐな区
画３７は裸であり、一方溝の中にある残りの曲が
つた区画３８は、初めの保護用クラツデイングを
持つている。裸の部分のエツチングは、まずホル
ダーの下の方のフランジに適当なシリコーンゴム
セメント溶液を塗布してそれを乾燥させて行う。
その後ホルダーは、上部のフランジの下方の面ま
でエツチング溶液に浸し、それによつてクラツデ
イングのすべての中間区画が除去され、下方のゴ
ムで保護されたフランジは接触しないままであ
る。テストをするためには、フアイバーの裸の部
分を前述のようにAGまたはABでコーテイング
した後、フツク３９の助けを借りてホルダーを装
置の光路に正確に配置する。次いで、反応媒質の
入つたキユベツトを下から持ち込み、試薬を加
え、前述のように測定する。 本発明に関するすべての前述の検討は、水性ま
たは有機媒質において使用される光フアイバーの
使用に関するものであり、屈折率は、水の屈折率
に近く（すなわち約1.3）、一方フアイバーのガラ
スコアの屈折率n1はむしろ1.5に近く、活性なコ
ーテイングの屈折率n2はそれらの間、言い換えれ
ば1.5より小さく、しかし1.3より大きい間にあ
る、ということを指摘すべきである。この条件
は、もしn2がn1より大きいならば光はクラツデイ
ングの中へ屈折し、その後コアへもどつてくるで
あろうから、ここでは不可欠である。前に示した
ように、このような方法は本来不可能でなく、た
とえばハーデイらによつて、Nature257巻
（1975）に開示されており、彼らはガラス棒の導
波体で研究し、埋めこまれたいくつかの測定すべ
き試薬を含有しているむしろ厚いポリマーコーテ
イングを用いなければならなかつたが、それは本
発明の場合においては、とり囲む溶液は常にフア
イバーコアの屈折率n1より小さい屈折率を有し、
かつ非常に薄い（数オングストロームから数十
nm程度の）コーテイングのみが含まれるので、
実際的でなかろう。対比すると、ハーデイらは空
気中で操作し、反応速度を測定しなかつた。 検討すべきもう一つの重要な点は、単一モード
フアイバーの問題である。実際に、当業界で知ら
れておりかつ主としてフアイバーへの光の入射に
関連する非常にわずかな変更とともに、本発明で
は更に単一モード光フアイバーを用いることがで
きる。一般的にこのようなフアイバーは、相対的
に厚いクラツデイングによつてかこまれた非常に
細いコア（数ミクロン）をもち、それらの透過性
は非常に波長依存性であり、たとえば850nmで１
ｍ当りの減衰率がわずか５％だけであるフアイバ
ーは、800nmおよび900nmでは約40％の減衰率を
示す（T.G.ギアロレンジによる、Proceeding of
the IEEE 66巻（1978）、748ページ参照）。今の
ところ、波長λでのフアイバーにおける単一モー
ド伝導については、式Ｖ＝8.9a√1△が
2.4以下の値とならなければならない（△ｎ＝n1
−n2であり、ａはミクロン単位でのフアイバーの
半径である）。Ｖが2.4より大きい場合、フアイバ
ーはもはや単一モードではない。Ｖの値が小さい
（たとえば１以下）場合、導波単一モードは、も
つとゆるく結合し、すなわち界は、フアイバーの
物理的コアをかなり越えて拡がる（たとえば、コ
アの直径の２もしくは３倍）。このように、単一
モードフアイバーの透過特性は、クラツデイング
の屈折率、すなわち本発明のテスト中に生ずる有
機コーテイグのそれにおけるごくわずかの変化
（△ｎ変化）に非常に敏感である。実際に、この
屈折率は、複合体層の厚さが反応中に成長するに
つれて単一モードフアイバーを用いて行われる本
分析に含まれる基本的な変数である。多モードフ
アイバーにおける内部反射は、反射境界の直ぐ付
近のエバネツセント波を各反射ごとにコアに平行
に非常に短い距離（これはマツクスウエルの方程
式によつて定義することができる）へ通過させる
が、その一方、単一モードフアイバーは、フアイ
バーの全有効長さに沿つてコアに平行にこのエバ
ネツセント波の一部（fraction）を通過させる。
従つて、この装置で単一モードを用いることは、
多モードフアイバーに比べて感度を増加させるの
を容易にする。 単一モードフアイバーは、初めのクラツデイン
グを完全にエツチングすることなしに用いること
ができる。なぜならば導波光の界は、有意にクラ
ツデイングに達し、かつ反応中に生成した複合体
層にも達するからである。 単一モードフアイバーを用いる場合、装置にな
さなければならない修正は、本質的には光学的性
質に関するもの、すなわちフアイバーへの光の入
射とシグナルを検出することとである。このよう
な光学的変形は、ここでは説明しないが当業者に
は知られていることであり、また文献に十分に記
載されている（たとえば上述のジアロケンジの論
文およびその中での引用文献参照）。 この装置は、吸収または屈折率の変化の代わり
に蛍光効果を利用する発明の方法を実施するのに
用いることもできる。これを行うためには、更に
次の修正がなされなければならない。 ａ 蛍光標識化抗原（AG*）を分析物AGに加え
る。こうして、先に検討したように「限定され
た試薬」の免疫学的検定法の条件下でこの方法
を実施する（図５参照）。 ｂ フイルター５を測定すべき蛍光を励起する特
定のλ1について選択し、フイルター６はλ1を遮
断するが蛍光放射波長λ2を通過させるように選
択する。 ｃ フイルター６と同一の光学的特性の追加のフ
イルターをフアイバー後方端と検出器１２との
間に挿入する。 更に、緩衝媒質を有するプローブであつてその
光フアイバーにABのフイルムをコーテイングし
た（通常のように）ものを取り付け、そして装置
を図１２ａに図式的に示したような応答に対して
調整する。この図には、検出器１２からの一連の
パルスが示されており、Ｒで指示されたパルス
は、フアイバー６がビーム中にある時に生じた対
照パルスであり、パルスＥは、フアイバーコア上
に生じる蛍光複合体AB−AG*分子によつて放射
されてフアイバーの中に入つた蛍光パルスであ
る。このように、開始時点では、蛍光からのＥレ
ベル（図１２ａ）はほぼ０かまたは残つているバ
ツクグランドノイズのみである。次に、測定すべ
き抗原を含む分析物と既知量の蛍光標識化AG*
とを加え、蛍光性コーテイングがAG濃度に比例
した速度で徐々に生じ、そして放射蛍光シグナル
がフアイバーに現れ、図１２ｂに示したように時
間とともに漸次増加する。この変化が検出され、
装置の増幅および計算区画に供給され、そして所
望の速度測定値として記録される。その上で、後
に、記録されたデータと標準対照データの視覚に
よるまたはコンピユーター化された比較を行つ
て、この比較から、先に検討した「限定された試
薬」分析に特有の手法を用いて、所望の分析結果
が得られる。 この実施態様においては、フアイバーコアの外
側のコーテイングによつて生じた蛍光は、実質的
にフアイバーに再入射して、テストのために用い
られるシグナルを提供する。関連した現象が、ガ
ラスブロツクに関して最近記載されている（the
Journal of Cell Biology 89巻、141−145ページ
（1981）参照）。 光フアイバーを用いる場合の好都合さは、フア
イバーの有効な長さは非常に小さい空間に制限さ
れかつ非常に少量の溶液を用いるけれども十分有
意にすることができるので、非常に感度が良いこ
とである。免疫学的検定法におけるコーテイング
の蛍光の測定は、すでに報告されているというこ
とも記述すべきである（M.N.クロニツクら、J.
Immunological Methods（1975）235−240ペー
ジ、参照）。しかしながらこのような事例におい
ては、蛍光は抗体溶液を通じて測定され、またた
だ一つの内部反射部位が用いられたが、このこと
は、全蛍光放射のうちの非常に限られた部分のみ
を処理することができるだけであるため感度が不
十分であつた。本発明におけるような光フアイバ
ーを用いる場合、横向きの蛍光の放射を、たとえ
ば、フアイバーを平らなコイルにしたものを用い
てこのコイルに対し軸方向に検出器を配置し、こ
うしてフアイバーにより放出される蛍光のより多
くの部分を集めることによつて、測定することも
できる。 この実施態様は、当該分野で知られている現在
のテスト方法および装置以上に多くの利点を提供
する。 たとえば、 ａ 感度は浸したフアイバー区画の長さに比例す
るので、寸法は小さいながらも非常に感度の良
いプローブを作ることができる。 ｂ 測定は、可視、紫外線および赤外線帯の広範
囲の波長にわたつて行うことができる。 ｃ 広範囲の種類の物質（生物学的または非生物
学的）をテストすることができ、それらの中に
は、薬剤、ハプテン、酵素、ペプチド、タンパ
ク質、ホルモン、バクテリア、ウイルスおよび
細胞を挙げることができる。検出可能な分析物
の更に完全なリストは、たとえば、米国特許第
3817837号および同4299916号明細書に見出すこ
とができる。 一つの興味ある特定の事例は、受血者における
可能性ある抗体に関連して輸血のために血液試料
をテストする場合である。たとえば、光フアイバ
ープローブを患者の血液構成成分を含有している
フイルムで調製し、そして可能性のある供給者の
血液細胞に対してテストすることができる。交差
反応性の場合、細胞はフアイバー上に付着し（な
ぜならそれら自身のAGの中心がフアイバーの
ABと反応するからである）、そしてこの反応は、
ヘモグロビンの典型的な吸収帯の１つによつて
（たとえば555nmで）容易に監視することができ
る。もう一つの興味ある特定の事例は、身体から
分泌したもしくは体内の分析物の定量もしくは定
性分析をするために生体内で（in vivo）導波体
検出器を用いる可能性である。たとえば、診断に
おいては、それはグルコース付加テストに応じて
循環するインシユリンの量を分析するのを可能と
するであろうし、またホルモン注射療法において
は、生体内の検出器が循環するホルモン濃度を検
出しよう。生体内で検出器を用いる可能性は、ブ
ツクレスによつて報告されているが、しかし、本
発明には、免疫学的検定様式における標識が存在
せず（多くの標識物は毒性もしくは発癌効果をも
つ可能性のある非常に活性な化合物である）、そ
して光の伝送が改善されて、従つてブツクレスに
よつて述べられているように検出器から出たりは
いつたりするシグナルを連結するための特別の伝
送フアイバーの必要性をなくすという付加的な有
利性がある。 図１３ａおよび１３ｂに図式的に示された装置
は、次の基本的な成分を含んでなる。 すなわち、光学的プローブは、ブランケツト
（図示されていない）によつて支えられた縁が斜
めになつた導波体プレート４１および導波体プレ
ート４１に関して平行して面するよう正確に調整
された関係に維持されたカウンタープレート４２
からなる。プレート４１は、正確にカツトされた
高品質のフロートガラスまたは石英から作ること
ができる。プレート４２は顕微鏡スライドでよ
い。プレート４１と４２との間の空間４１ａは１
mmの何分の一かのオーダーであつて、これは、分
析物溶液をこの空間に容易に導入することがで
き、そしてそれが毛細管作用によりそこに保持さ
れることを保証する。この装置は、更に、光源４
３（この特別な実施態様においては、光源は偏光
を供給するヘリウム−ネオンレーザーである）、
モーター４５によつて動かされかつ孔４６を備え
たチヨツパーデイスク４４を含んでなり、この孔
４６は光学的プローブに向けて送られるべきパル
ス化された光シグナルを、焦点レンズ４７および
４８、ミラー４９、偏光板５０、円柱レンズ５
１、そして迷光を最小限度にするための絞り５２
を含んでなる光学システムを通して供給する。な
ぜ光シグナルがパルス化されるのかという理由
は、検出されるシグナルの増幅をしやすい最終的
相を提供するためである。 この装置は更に、高圧電源５４をもつた光電子
増倍管検出器５３を含んでなり、そしてこれの出
口は、二路スイツチ５６を介してロツクイン増幅
器５５に接続される。光電子増倍管は、空間４１
ａを満たす分析物溶液と反応体との間に生ずる化
学反応の結果として空間４１ａにおいて導波体プ
レート上に生ずる生成物によつて散乱した光を集
めるために配置する。散乱光は、矢印５７によつ
て示されている。 この装置は更に、図に示したように、導波体コ
アで繰り返された反射の後に、導波体コアの出力
から出てくる光を集めるために検出器５８を含ん
でなる。この検出器の出力は、二者択一的に、ス
イツチ５６を通じてロツクイン増幅器５５に供給
される。この装置のための対照シグナルは、光源
の光の小部分を検出器６０へやる半透明ミラー５
９により供給され、そしてこの検出器６０は、供
給された対照シグナルの強度をアナログテイバイ
ダ６１に与えるが、これは測定中の源の可能性あ
る変動を補償するためである。パルス化ロツキン
グ対照シグナルは、ミラー６１、および検出器６
２によつて供給され、対応する電気シグナルが増
幅器５５に供給される。この装置は最後に、表示
要素（先の実施態様におけるのと同様な）および
出力データを記録するための記録計、そして任意
に、測定されたデータを計算し、また要求される
検量実験からの記憶された対照データとの比較を
果たすためのマイクロプロセツサーを含んでな
る。 実際には、この装置は次のように操作する。す
なわち、最初の段階は、空間４１ａを明瞭に示す
導波体４１の表面へ反応種のフイルムを付着させ
ることによつて光学的プローブを調製することで
ある。これをいかに行うかに関する詳細は、下記
において示される。次には、導波体４１およびプ
レート４２を装置に取りつけ、光学システムおよ
び電子システムを始動させる。数分のウオーミン
グアツプ後、光電子増倍管５３からのゼロ応答
（あるいはまた、検出器５８からの完全な透過）
に対して調製する。次いで分析物溶液（数μ）
を空間４１ａにピペツトで入れ、それによつて溶
液中の分析物の導波体４１上の反応フイルムとの
反応を開始させる。分析物−反応体生成物により
散乱部位（大きな分子、集合体など）が供給され
ると、散乱シグナルが光電子増倍管５３に達し、
そしてこのシグナルは増幅され、処理されて、ユ
ニツト６２に含まれている表示装置により時間と
ともに表示される。これは結果として速度曲線を
与え、勾配データは記録され、そして検量用試料
から得られた標準データと対照して計算され、電
子ユニツト６２のメモリーに記憶される。この計
算は、通常の手段によつて所望の分析結果（たと
えば、分析物溶液における未知種の濃度）を提供
する。検出器５８の出力を用いないならば、導波
体４１の縁４１ｂは後方散乱光の生成を最小にす
るために遮蔽することができる。遮蔽は、たとえ
ば黒い紙またはペイントで行うことができる。 前述の実施態様に対する改善を図１４に示す。
導波体４１に対して、完全に均一な操拶表面を用
いる代わりに、最初にその表面を処理してその表
面を不連続なものにすることができる。たとえ
ば、反応体に対する表面の固有の付着力を、ある
パターン（これはたとえば公知の写真石版術によ
つて得ることができる）に従つて改変することが
できる。図１４に表した場合では、導波体４１の
表面４１ｃは、数字の４１ｄによつて示された領
域でかすかにあらくされ、このような領域は、お
よそ１波長幅の平行な細長いストリツプとして存
在し、同程度の間隔をあけて離されている。この
ような格子様パターンは、初めに表面を光レジス
トで被覆し、格子の陰画像をもつ写真フイルムを
通じて該光レジススト層を露光し、現像し（すな
わち未露光部分を適切な溶剤に溶解させること）、
そして露光後に、たとえばHFで、裸の部分をか
すかにエツチングすることによつて得られる。光
レジストの最終的除去後、プレートは、タンパク
質（抗原もしくは抗体）に対する親和性がより高
い帯域およびより低い帯域が交互になつたストリ
ツプの格子パターンを有する。従つてこのプレー
トを反応体（AB）と接触させた場合、後者は主
として、図１４に文字ABにより示されたエツチ
ングされた領域に付着する。この段階でこのパタ
ーンの厚さは、散乱を提供するに十分ではないけ
れども、抗原（これは光を散乱する特有の性質の
あるものである）の存在下では、抗原がストリツ
プに結合する、すなわちこの図においてAGで示
されているようにストリツプへ抗原が結合する。
この不連続型の層は、上記の主なる態様の迷光散
乱モードと対比して明確な次数の固折散乱を提供
し、かくして散乱シグナルの指向性および収集効
率（光電子増倍管によるもの）が改善される。図
１４において、矢印６５は０次の回折を示し、矢
印６６は第一次の回折を示す。特定の次数（例え
ば第一次のもの）を集めることによつて、光電子
増倍管５４によるシグナル収集は非常に拡充さ
れ、そしてこの別態様においては、迷光散乱光
の、全散乱光のほぼ10％に過ぎない収集と比べて
SN比が上昇する。 図１５に見られるもう一つの態様においては、
導波体の完全に平らで規則的な表面４１ｃに抗体
（AB）の微小液滴をスプレイし、そして分析を
行う間に抗原AGがそのような選択的領域のみに
付着する。このような構造は、寸法および幾何学
的パラメーターが微小液滴の大きさおよび分布に
依存する円錐の形に光を散乱する統計的散乱器を
構成する。こように、ここにもまた、シグナル収
集の効率を増加することに寄与する指向性効果が
ある。回折された光シグナルを提供するもう一つ
の利点は、ガラスのより大きな寸法の（次の高次
モードの大きさ、すなわち約10λ又はそれ以上
の）塵粒子またはかき傷のような偶発的な散乱源
の重大影響を最小にすることであり、そのような
場合には、回折の角度はより小さくなり、そして
結果として得られた回折光は光電子増倍管に到達
しないので、その存在は無視することができる。 図１６に示された装置は、図１３に関連してす
でに検討したものと一般的に同様であるが、散乱
光測定の代わりに蛍光測定に対して適用される。
この装置は本質的に、図１３の装置において用い
られたシステムと実際上同一であるブロツク７０
によつて表された光学システムを含んでなる。従
つて詳細は、説明を簡素化するためにここでは繰
り返さない。このシステム７０はパルス化光源
と、導波体７１に適当に向けられた正確な励起波
長のテストシグナルおよび対照検出器８０への対
照シグナルを提供するための手段とを含む。他の
実施態様におけるように、分析物溶液を導入する
ための狭い空間７１ａを導波体７１とともに定め
るプレート７２があり、反応体の層は導波体７１
の上面に塗布されている。この装置は、副検出器
（光電子増倍管７３およびその備品７４）、コア出
力検出器７８および遮断フイルター７６および７
７（これらの品目は、先の実施態様においては欠
けている）を含んでなる。この装置の電子式構成
成分は、二つの積分計増幅器８１および８２、多
重チヤンネル８３、アナログ−デイジタル変換器
８４、マイクロプロセツサー８５、ならびに表示
レコーダー８６を含んでなる。すべてのこれらの
構成要素は慣用的なものであり、それらの操作
は、当業者の熟知するところである。 サイドピツクアツプ様式のこの装置の操作は、
散乱型実施態様について述べたものとまつたく同
様である。従つて、反応体の層を上面に有する導
波体７１とプレート７２とを用意した後、分析物
溶液を導入して蛍光性反応体−分析物生成物を提
供する。光学ユニツト７０は波長λ2の蛍光を励起
するために適当な波長λ1のテストシグナルを送
る。放射した蛍光はスクリーン７６を横切り、
（このスクリーンは、散乱励起光を含むすべての
他の波長を遮断除去する）、光電子増倍管７３に
行き当たり、それによつて蛍光に（そして反応の
程度に）比例したシグナルが生じる。このシグナ
ルは、検出器８０からの対照シグナルとともに、
それらを電子式構成要素の残りのものへ二者択一
的に供給する多重増幅器８３へ供給され、それに
よつて先に述べられたものと同様なプロセスが起
こる。 前述の操作と同時にまたは交互に、コア出力側
から出てきて検出器７８に向かうシグナルを監視
することもできる。いかにしてこれが可能である
かを理解するために、図１７を参照して説明を行
う。この図には、導波体７１、プレート７２、お
よびこれらの間の空間７１ａと、そして模式的に
AB−AG生成物の層（この生成物は反応体ABと
分析物AGとの反応の結果生じたものであつて、
そしてその反応の速度がテストでもつて測定され
る）が、部分的に示されている。この図は更に、
蛍光プロセスへの励起に関連するいろいろの光ビ
ームを示し、すなわち、Ｎはλ1での入射ビームで
あり、Ｒは波長λ1の反射ビームであり、Rfは生
成した後方および前方蛍光ビーム（λ2）である。
θiは入射角であり、θicはλ1に対する臨界入射角で
ある。θfcはλ2についての臨界角である。ここで
は、表されているように励起光Ｎは、臨界角θicよ
り大きい角θiで壁の内部表面に当たり、次いで反
射する（Ｒ）。しかしながら、エバネツセント波
の一部分は、AB−AG層によつて吸収され、エ
ネルギーはより短い波長λ2で再放射する。ここで
は、相反原理によつて（C.K.コルニグリアらに
よつて、J.O.S.A.62巻、４号、1972年、479−786
ページで量的に確認された）、励起された分子は、
入射エバネツセント波光子として正確に挙動する
エバネツセント光子を放射する。従つて、密疎界
面（dense−to−rare interface）（AB−AG層）
に接近した分子によつて放射された蛍光は、λ2に
ついての臨界角θfcより大きい角で密媒質へ伝搬
する。現実にθiがθicに接近したときおよびθfcに近
い角度であるときに、ピーク蛍光が観察される
（R.E.ブレンナーら、光フアイバー、Advances
in Ｒ＆Ｄ Providence，RI，USA；19−23ペー
ジ1978年６月、ニイフレナムプレス（1979）参
照）。このように、放射された蛍光の最大強度は、
相対的に小さい角度範囲内に集中し、そして導波
体に導波された場合、いくつかの相互作用部位で
の出力が加わつてコアの出力側においてより高い
強度シグナルを提供する。重要なる第二の点は、
屈折率は異なる波長に対しては異なつているの
で、励起シグナルおよび蛍光シグナルは、導波体
における異なる屈折角をもつ経路を進んでゆき、
そしてそれらはこれまた相互に異なる角度で出力
側から現れる、ということである。従つて、コア
の出力側では励起ビームから放射ビームが本質的
に光学的に分離されており、そして検出器７８
は、フイルター７７がない場合においてさえも残
留励起ビーム（λ1）を回避しながら蛍光シグナル
（λ2）の径路へ適当に配置することができる。 図１８ａおよび１８ｂで表された装置は、フア
イバーの表面での生成物の生成によつて提供され
た光フアイバー導波体において生ずる光学的変化
を測定しようとするものであり、この測定は、楕
円偏光測定の手段によつて実施される。生物学的
検定への楕円偏光測定の応用は、出願人ら関連あ
る欧州特許出願第81810255.0号明細書に詳細に詳
述されており、この分野の一般的考察については
この開示を参照されたい。上記の開示と本出願と
の主要な相違は、一般的に知られている平らな反
射表面の代わりに光フアイバーを用いることであ
る。楕円偏光測定法は、反射する表面に付着した
フイルム物質の存在によつてひき起こされた光の
楕円偏光の程度における変化を測定することに基
づく。平らな表面の導波体と比較して特別な光フ
アイバーの性質および形状寸法に鑑みて、付加的
構造を考慮しなければならない。第一に、フアイ
バーにおいて直線的に偏光した光のビームを維持
するために、特別な一群の光モードを用いなけれ
ばならない。これらのモードは、ｍ＝１、２、３
…ｎを用いてHEinモードとして定義される。（ｎ
は、考慮されるフアイバーの寸法および屈折率に
よつて限定される。E.スニツサアーおよびH.オ
スターベルグ、J.Opt.Soc.Am.51巻、499ページ
（1961）参照）。第二に、フアイバーの表面で生ず
る反応によつてひき起こさたどのような偏光の変
化の範囲をも十分測定できるためには、どのよう
な偏光方向のシグナルをも導波体に沿つて十分均
等に透過させることが重要である。従つて、フア
イバー上の機械的応力によりひき起こされるよう
な幾何学的摂動は、それが生じるような場合には
特定方向の偏光が偏重されかねないので、避ける
べきである。結果として、この装置においては、
光学的プローブ（その主要な構成要素は光フアイ
バーである）は、振動または他の可能性ある摂動
の望ましくない影響を最小限度にするため、短く
作られかつしつかりと固定される。 光フアイバーにおいてHE1nモードを選択的に
励起させるためには、輻射光強度はガウス分布、
たとえば基本モードでもつてレーザー輻射から得
られたもの、を有するべきであり、そしてビーム
は、軸方向にかつフアイバー末端で中心方向に向
けられるべきである。この結合は、顕微鏡対物レ
ンズによつて達成することができる。ここでは、
バツクグランド摂動を最小にするために一つのモ
ードのみで操作するよりむしろ同時にいくつかの
モードで操作することが好ましい。この装置で
は、HE11モード（最も低い単一モード）が簡単
のために選択された。原則としては、多モードフ
アイバーを、単一モードシグナルとともに用いる
ことができる。これは、フアイバー入力面におけ
る入射ビームの直径をフアイバーコアの直径の
0.65倍にすることによつて可能にすることができ
る（すなわち、適当なガウス分布が選択されう
る）。しかしながら、これは実際には満足すべき
ものでない。なぜならば、いろいろの偏光状態を
もつ他のモードもある程度励起され、そして部分
的に偏光されていないシグナルがプローブ出力側
で得られるからである。従つて、この実施態様に
おいては単一モードフアイバーを用いることが非
常に好ましい。これは本質的にHE11モードのみ
を伝送し、それによつて、より高い次数モードへ
の変換は起こらず、従つて偏光の減衰が生じない
からである。結果として、多モードフアイバーを
用いるのに比べてより大きなSN比が得られる。 この実施態様では、フアイバー長さは、前述の
理由のため好ましくは10cmまたはそれより短い。
偏光解消および複屈折特性に関しては、高品質の
単一モードフアイバーが好ましい。H.アウリツ
ヒら、Applied Optics.19巻、22、3735ページ
（1980）に開示されているようなCVD手法によつ
て得られたフアイバーがより好ましい。 図１８ａおよび１８ｂに表された装置は、光フ
アイバー１０１を部分的にエツチングした。コア
１０１ａおよび対称的に取り残されたクラツデイ
ング１０１ｂを有する部分を含んでなる光学的プ
ローブを含んでなる。クラツデイングを除去する
ための技術は、他の光フアイバーを応用するため
にこの明細書に開示されたものと同じである。フ
アイバーの両側の裸のフアイバーコアからごく短
い距離（１mmの何分の一か）に、Ｕ字形のブラケ
ツト１０３でしつかりと保持された２枚のガラス
プレート１０２を配置する。フアイバー導波体の
クラツド末端部分は、図示されていない調整可能
なラツクに取り付けられた図示されていないクラ
ンプによつて留められ、そしてこの調整可能なラ
ツクは、フアイバーの位置を横方向および上下方
向に正確に調節するのを可能にする。フアイバー
コアとプレート１０２との間の空間１０４は、反
応部位であり、テストされる液体は、フアイバー
とプレートとの間の毛細管力によつて保持され
る。 この装置は更に、二つの顕微鏡対物レンズ１０
５および１０６を、それぞれ、入力入射ビームと
フアイバーとの結合のためおよび出力楕円偏光シ
グナルと検出系との結合のために含んでなる。こ
の入射ビームは、光源１０７（この実施態様では
ヘリウム−ネオンレーザー）によつて発生され、
そしてその出力光は偏光板１０８と、モーター１
１０により駆動されかつシグナルをチヨツピング
するための孔１１１を有する回転チヨツパーデイ
スクとを横切つて進む。更にまた、この装置の検
出系は、四分の一波長板１１２、偏光分析器１１
３および光検出器１１４を含んでなり、それらの
構成要素は、関連のある欧州特許出願第
81810255.0号明細書に開示された対応する構成要
素と同種であり、同様に操作される。最後に、こ
の装置はロツクイン増幅器１１５、および関連構
成要素、すなわちマイクロコンピユーター１１６
およびレコーダー１１７を含んでなり、これらの
電子式構成要素の機能はこの明細書においてすで
に説明した対応する要素のそれと本質的に同様で
ある。更に、対照目的に用いられる、チヨツパー
モーター１１０に源を発しかつライン１１８によ
り増幅器１１５へ伝送されるチヨツピングされた
対照シグナルがこの図に表されていることに注目
すべきである。 この装置の操作は、関連のある欧州特許出願第
81810255.0号明細書に記載された装置の操作と併
せて先の実施態様において説明したものと本質的
に全く同様である。従つてテストをするために
は、初めにフアイバーの裸の部分を、図上にダツ
シユ模様で示したように適当な溶液で空間を満た
すことによつて、図上に番号１２０によつて示し
たように反応体（たとえば抗体）でコーテイング
する。次いで、通常のリンス工程および乾燥工程
の後に、ブランク緩衝液の存在下に偏光用要素１
１２および１１３を適当に選択的に回転すること
によつて計器の零点調整を行い（欧州特許出願第
81810255.0号明細書の記載参照）、そしてブラン
ク溶液を除去し、抗原分析物と抗体コーテイング
との反応を開始させるために試験すべき溶液を導
入し、そしてその結果として、導波体コア上で反
応体−分析物層が成長し、またそれによつて楕円
偏光出力に変化が生じる。光検出器１１４からの
対応する変化は、増幅され、電子式の関連構成要
素１１６および１１７で監視され、そして先の実
施態様におけるように正確に所望のデータを提供
する。 導波体コアへ抗体の（もしくは、測定されねば
ならないものが抗体であるならば勿論ながら抗原
の）フイルムを固定するためには、当該分野で知
られている多くの方法を、すでに述べたように用
いることができる。免疫学的検定に関連して本発
明を実施する際には、大抵の種類のガラスは、そ
の疎水性もしくは親水性領域によつてタンパク質
を強く吸着するという事実を利用することが一般
的に好ましい。だから、このような場合には、エ
ツチングしたフアイバーは最初に水性洗浄剤（た
とえば洗浄剤の２％水溶液）で洗浄される。次い
で、それを水道水でリンスし、一夜濃硫酸に浸
す。次にそれを蒸留水で洗浄し、暖かい空気で乾
燥させる。これで、それは溶液からのタンパク
質、たとえば緩衝液中のヒトlgGと容易に結合す
る。 別の好ましい方法においては、上述のように硫
酸で洗浄しそしてリンスした後の導波体の活性部
分を、四塩化チタンをアセトンもしくはエタノー
ルのような無水有機溶媒に溶解させた15％（ｗ／
ｖ）溶液に１時間浸す。次いで蒸留水および
0.1Mリン酸塩緩衝液（PH７）で洗浄し、その後、
ヒトlgG溶液（0.9％塩化ナトリウム溶液もしくは
0.1Mリン酸塩緩衝液（PH７）に２ｇ／）と接
触させる。こうしてAGに対するテスト用に準備
されたフアイバー（と言うよりもプローブ）は、
適切な緩衝液で湿らせて（または短時間乾燥させ
さえして）保存される。 次に例は、本発明の実際の側面を説明するもの
である。 実施例 １ 図１３ａおよび１３ｂに関連して記載された型
の導波体およびガラスのカウンタープレートを含
む光学的プローブを、免疫化学分析をするため次
のように準備した。すなわち、“Farbloses
Brillen−rohglass Ｂ−260、DESAG”のタイプ
のガラス（ｎ＝1.523）から作られたガラス物品
を、初めに温かい洗浄剤溶液で洗浄し、蒸留水で
リンスし、空気乾燥した。次いで、それらを95℃
で濃硫酸に５分間浸し、浄留水でリンスし、清浄
なテイツシユーで乾燥させた。その後の操作は細
心の注意を払つて行い、清浄なガラス表面には触
れないようにし、またプローブは端部の近くを持
つて取り扱つた。プレートを図１３ａおよび１３
ｂに図示した装置へ取り付け、それらの間に0.3
mmの空間を残した。コーテイングする目的のため
に、おおよそ（しかし、重量は正確に測定した）
１ｇ／の抗原溶液を、0.9％塩化ナトリウム溶
液に必要量の固形ヒトイムノグロブリン（***、
ハイデルベルグのSERVA BIOCHEMICALSよ
り入手）を溶解させて調製した。このような溶液
の約0.2mlを注射器によつてプローブのガラス要
素４１と４２との間に入れ、室温で２時間そのま
ま放置した。この期間中、試料中の有効なAGの
約１〜10％が導波体の表面に付着した（約２〜
20μｇ）。ついでセルを吸収物質で液体を吸収す
ることによつて空にし、そしてセルを蒸留水でリ
ンスし、前述のようにリンス水を取り除いた。次
いで牛血清アルブミン２ｇ／および液体洗浄剤
（TWEEN20）0.5ml／を含有する0.1Mリン酸
塩緩衝液（PH７）をセルに入れ、そのままで１時
間方置した。血清アルブミンは、抗原でコーテイ
ングした後にガラス上で空のままになつている
「ホール」を満たすであろう（すなわち抗原は、
標準的にガラス上のすべての有効な領域に付着す
るとは限らないし、テストされる抗体にも裸のガ
ラスに対する親和力があるので、コーテイングさ
れていない領域、すなわち導波体上の「ホール」
の存在は、結果として、測定値に誤差を生じさせ
るかもしれない）。抗体は牛血清アルブミンに対
して親和力をもたないので、この処理は、ガラス
の未使用である裸の部分を単純に無力にしよう。
洗浄剤は、自際にこのような作用を補う。 再び洗浄およびリンス後に、セルを純粋な暖空
気流で乾燥させた。これで実験のための準備がで
きた。すべての分析は室温で行つた。光電子増倍
管を除いて、いろいろの光学的および電子式構成
要素にスイツチを入れ、平衡化させ、抗体溶液の
試料（２ml）を同じやり方でセルに導入した。選
択された抗体は、デンマーク、コペンハーゲンの
DAKO IMMUNOCHEMICALS社より入手した
ウサギ抗−ヒトイムノグロブリンの0.9％塩化ナ
トリウム溶液であつた。入手したままの初めの溶
液は、900／mlの力価をもつ10ｇ／タンパク質
溶液であつた。すなわちこの数字（製造者によつ
て提示された）は、抗体溶液の各mlが、実際に
900μｇの抗原を中和することを意味する（ここ
での中和は、そのような相互の量の両方の成分が
反応した場合、溶液は、もはや識別できるほどの
AGもしくはABを含有していないことを意味す
る）。こうして、検量を目的として、都合良く希
釈した既知の抗体溶液をテストを行うために使用
した（表１参図）。セルを検量用溶液（ｎ−約
1.33）で満たしたら直ぐに、光電子増倍管の飽和
を避けるために部屋を暗くし、そして光電子増倍
管のスイツチを入れた。光電子増倍管によつてと
りあげられた散乱光シグナルから得られる速度曲
線は、数秒間の平衡化後に現れ始めた（おそらく
コーテイングのタンパク質を適当に湿らせるため
に要する時間のためである）。反応を約２〜５分
間進行させ、速度曲線の勾配（ほとんど直線）を
この期間を通じて平均した。 結果は下記の表にまとめられ、この表は抗血
清の試料の希釈値および対応する計算力価、なら
びに用いられた装置で測定された対応する速度曲
線の勾配を示す。
【表】
未知の試料を分析するために、同様の手順に従
い、速度データを記録し、後で表の標準データ
と比較した。所望する分析データは、得られた分
析速度値を表のデータによつて与えられる対応
する力価に対してプロツトすることによつて得ら
れた。 実施例 ２ 実施例１で説明した実験の逆の実験を、同じ装
置を用いて同じ条件下で行つた。この場合、光学
的プローブの導波体は、力価900／mlの初めの溶
液0.2mlを用いて抗体（ウサギ抗−ヒトイムノグ
ロブリン）のフイルムでコーテイングした。すべ
ての他の操作は、実施例１で説明したのと同じで
あつた。検量用試料は、表に示されたように抗
原溶液の既知の希釈液から調製した。この表のま
た記録された速度曲線の勾配を要約する。
い、速度データを記録し、後で表の標準データ
と比較した。所望する分析データは、得られた分
析速度値を表のデータによつて与えられる対応
する力価に対してプロツトすることによつて得ら
れた。 実施例 ２ 実施例１で説明した実験の逆の実験を、同じ装
置を用いて同じ条件下で行つた。この場合、光学
的プローブの導波体は、力価900／mlの初めの溶
液0.2mlを用いて抗体（ウサギ抗−ヒトイムノグ
ロブリン）のフイルムでコーテイングした。すべ
ての他の操作は、実施例１で説明したのと同じで
あつた。検量用試料は、表に示されたように抗
原溶液の既知の希釈液から調製した。この表のま
た記録された速度曲線の勾配を要約する。
【表】
AGの未知試料を分析するために、すでに実施
例１で説明した手順に従い、すなわち、テスト下
に対応する速度曲線の勾配を測定し、得られた値
を、表に要約された値から用意したグラフと比
較して対応する抗原濃度と相関させた。 実施例 ３ この実施例では、導波体の後方端から現れて検
出器５８に行き当たる光から得られたシグナル
を、速度曲線を得るために用いた。光学的プロー
ブは、実施例２で用いたのと本質的に同じであつ
た。（AB、すなわちウサギ抗−ヒトイムノグロ
ブリンのコーテイングを有する）。抗原溶液の試
料（実施例２におけるのと同様）を使用した。そ
れらの濃度を下記表３に示す。操作の残りの部分
は、光電子増倍管５３を用いず、またシグナルが
実際に反応が進行するにつれて減少した（これ
は、導波体の出力側にとどかない光の割合が反応
の進行につれて増加するからである）という違い
はあるが、実施例１および２で説明したのと全く
同じように行つた。試料に存在するAGの量の関
数として記録された速度曲線の勾配を、表に示
す。
例１で説明した手順に従い、すなわち、テスト下
に対応する速度曲線の勾配を測定し、得られた値
を、表に要約された値から用意したグラフと比
較して対応する抗原濃度と相関させた。 実施例 ３ この実施例では、導波体の後方端から現れて検
出器５８に行き当たる光から得られたシグナル
を、速度曲線を得るために用いた。光学的プロー
ブは、実施例２で用いたのと本質的に同じであつ
た。（AB、すなわちウサギ抗−ヒトイムノグロ
ブリンのコーテイングを有する）。抗原溶液の試
料（実施例２におけるのと同様）を使用した。そ
れらの濃度を下記表３に示す。操作の残りの部分
は、光電子増倍管５３を用いず、またシグナルが
実際に反応が進行するにつれて減少した（これ
は、導波体の出力側にとどかない光の割合が反応
の進行につれて増加するからである）という違い
はあるが、実施例１および２で説明したのと全く
同じように行つた。試料に存在するAGの量の関
数として記録された速度曲線の勾配を、表に示
す。
【表】
実施例 ４
次の例は、図５に関して検討したタイプの競合
分析法を説明する。これについては、図１６に関
して開示した種類の蛍光測定型の装置を用いた。
光学的プローブは、実施例１で説明したのと同じ
手順によつてヒトイムノグロブリン（AG）のフ
イルムを対応する導波体７１にコーテイングして
調製した。用いた抗体AB*は、フルオレスセイ
ンイソチオシアネート（FITC）で標識化され、
かつ、テストされる抗原に特異的なものであつた
（それは、コペンハーゲンのDAKO
IMMUNOGLOBULINSより入手した）。対応す
る未標識化抗体ABも、同社から入手した。以下
の実験においては、導波体の出力面７１ｂは、散
乱した入射光を最小限にするために黒いペイント
でおおつた。 各々の実験で、固定した量のトレーサー抗体
AB*を加えた。この量は、PH−７の0.1Mリン酸
塩緩衝液で1/200に希釈したDAKO社の製品100μ
であり、そしてそれを表に示された希釈値の
未標識化ABのテスト溶液100μと混合した。操
作は、前述の実施例におけるように行い、混合し
た200μ分をプレート７１および７２の間に注
入した。結果は、表に対応する速度曲線の勾配
によつて報告される。
分析法を説明する。これについては、図１６に関
して開示した種類の蛍光測定型の装置を用いた。
光学的プローブは、実施例１で説明したのと同じ
手順によつてヒトイムノグロブリン（AG）のフ
イルムを対応する導波体７１にコーテイングして
調製した。用いた抗体AB*は、フルオレスセイ
ンイソチオシアネート（FITC）で標識化され、
かつ、テストされる抗原に特異的なものであつた
（それは、コペンハーゲンのDAKO
IMMUNOGLOBULINSより入手した）。対応す
る未標識化抗体ABも、同社から入手した。以下
の実験においては、導波体の出力面７１ｂは、散
乱した入射光を最小限にするために黒いペイント
でおおつた。 各々の実験で、固定した量のトレーサー抗体
AB*を加えた。この量は、PH−７の0.1Mリン酸
塩緩衝液で1/200に希釈したDAKO社の製品100μ
であり、そしてそれを表に示された希釈値の
未標識化ABのテスト溶液100μと混合した。操
作は、前述の実施例におけるように行い、混合し
た200μ分をプレート７１および７２の間に注
入した。結果は、表に対応する速度曲線の勾配
によつて報告される。
【表】
抗体の未知溶液を測定するために、同じ方法を
用いて（100μの標識化抗体を添加）、上に示し
た標準データに照応して結果が得られた。 実施例 ５ 前述の実施例をくり返したが、今回は、導波体
の後方端部で検出器７８からの出力を監視した。
表に示した同じテスト濃度を用いて、対応する
速度結果（mv／min）が得られた。それらを増
加する順番に示せば、2.9、4.8、6.1、6.6である。 実施例 ６ Quartz＆Silice SAより入手したタイプPCS
Fibrosil WSF・UVシリーズ（直径380μｍ、コ
ア200μｍ、350nmでの損失0.14db／ｍ、透過率97
％）のプラスチツククラツドシリカフアイバーの
一片を採用し、そしてその端部を図１０ａおよび
１０ｂに描かれたようにPVCセルの溝の中に挿
入して、プローブセルを用意した。クラツデイン
グはセルに濃硫酸を満たし、そのまま１時間放置
してエツチングして除き（クラツデイングなしの
部分の長さは約10cm）、次いで実施例の記載の前
の最後の複数の節に記載された第一の好ましい方
法によつてフアイバーを活性化させた。。 次に、***ハイデルベルグのServa
Biochemicals社から入手したヒトイムノグロブ
リンＧ（lgG）のフイルムを、次のようにしてフ
アイバー上に付着させた。すなわち、セルの内の
リン酸塩緩衝液を除去し、0.9％塩化ナトリウム
溶液に溶解させたlgG（10ml）の２ｇ／溶液で置
き換えた。２時間後、抗体溶液を除去し、フアイ
バーを上記の緩衝液でリンスし、その後、0.1M
リン酸塩緩衝液中にTWEEN 20（洗浄剤）0.5ml
mlを含む牛血清アルブミンの２ｇ／溶液を導入
し、そしてそのままで１時間放置した。次いで、
セルを再び緩衝液でリンスし、新しい緩衝液（10
ml）を満たした。このセルを、図９の、フイルタ
ー５がλ1＝280nm（タンパク質に吸収される）に
ついて選択されており、またフイルター６がλ2＝
340nm（タンパク質の吸収なし）を通過させる装
置の光学ベンチに取り付け、次いで、ビームを集
中させ、電子ユニツトの適当な応答を得、そして
システムを最小限の雑音と平衡させるために、調
整を行つた。次いで抗血清（コペンハーゲの
DAKO Immunochemicals社より入手した、ウ
サギで得られた抗lgG）の種々の希釈液50μを
加え、十分に空気をふきこむことによつて混合し
た。次に、記録計を計測時０時に始動させて、λ1
＝280nmでの吸収の変化を約10分間監視した。こ
の吸収シグナルにおける変化の平均速度をプロツ
トし、勾配を随意の単位で記録した。結果をAG
濃度の関数としして表に示す。
用いて（100μの標識化抗体を添加）、上に示し
た標準データに照応して結果が得られた。 実施例 ５ 前述の実施例をくり返したが、今回は、導波体
の後方端部で検出器７８からの出力を監視した。
表に示した同じテスト濃度を用いて、対応する
速度結果（mv／min）が得られた。それらを増
加する順番に示せば、2.9、4.8、6.1、6.6である。 実施例 ６ Quartz＆Silice SAより入手したタイプPCS
Fibrosil WSF・UVシリーズ（直径380μｍ、コ
ア200μｍ、350nmでの損失0.14db／ｍ、透過率97
％）のプラスチツククラツドシリカフアイバーの
一片を採用し、そしてその端部を図１０ａおよび
１０ｂに描かれたようにPVCセルの溝の中に挿
入して、プローブセルを用意した。クラツデイン
グはセルに濃硫酸を満たし、そのまま１時間放置
してエツチングして除き（クラツデイングなしの
部分の長さは約10cm）、次いで実施例の記載の前
の最後の複数の節に記載された第一の好ましい方
法によつてフアイバーを活性化させた。。 次に、***ハイデルベルグのServa
Biochemicals社から入手したヒトイムノグロブ
リンＧ（lgG）のフイルムを、次のようにしてフ
アイバー上に付着させた。すなわち、セルの内の
リン酸塩緩衝液を除去し、0.9％塩化ナトリウム
溶液に溶解させたlgG（10ml）の２ｇ／溶液で置
き換えた。２時間後、抗体溶液を除去し、フアイ
バーを上記の緩衝液でリンスし、その後、0.1M
リン酸塩緩衝液中にTWEEN 20（洗浄剤）0.5ml
mlを含む牛血清アルブミンの２ｇ／溶液を導入
し、そしてそのままで１時間放置した。次いで、
セルを再び緩衝液でリンスし、新しい緩衝液（10
ml）を満たした。このセルを、図９の、フイルタ
ー５がλ1＝280nm（タンパク質に吸収される）に
ついて選択されており、またフイルター６がλ2＝
340nm（タンパク質の吸収なし）を通過させる装
置の光学ベンチに取り付け、次いで、ビームを集
中させ、電子ユニツトの適当な応答を得、そして
システムを最小限の雑音と平衡させるために、調
整を行つた。次いで抗血清（コペンハーゲの
DAKO Immunochemicals社より入手した、ウ
サギで得られた抗lgG）の種々の希釈液50μを
加え、十分に空気をふきこむことによつて混合し
た。次に、記録計を計測時０時に始動させて、λ1
＝280nmでの吸収の変化を約10分間監視した。こ
の吸収シグナルにおける変化の平均速度をプロツ
トし、勾配を随意の単位で記録した。結果をAG
濃度の関数としして表に示す。
【表】
実施例 ７
この方法は、ウサギlgGを対応する標識化抗血
清で置き換えることを除いて、本質上前述の実施
例における記載のとおりであつた。標識化用化合
物は、フルオレスセイン−イソチオシアネート
“アイソマー１”（FITC）であり、この標識化抗
血清はDako社より入手した。この物質は、
492nmにおいて大きな吸収を示す（この波長は実
際にはフルオレスセインを励起させる波長でもあ
る）。この実験では、λ1＝492nmに対してフイル
ター５が、そして吸収が起こらないλ2＝600nmに
対してフイルター６が選択された。テストは、
FITCで標識化した種々の濃度のlgGを用い、か
つまたもう一組の測定においては活性区画が５cm
のみであるフアイバーを用いて、先に説明したよ
うに行つた。結果を表に報告する。
清で置き換えることを除いて、本質上前述の実施
例における記載のとおりであつた。標識化用化合
物は、フルオレスセイン−イソチオシアネート
“アイソマー１”（FITC）であり、この標識化抗
血清はDako社より入手した。この物質は、
492nmにおいて大きな吸収を示す（この波長は実
際にはフルオレスセインを励起させる波長でもあ
る）。この実験では、λ1＝492nmに対してフイル
ター５が、そして吸収が起こらないλ2＝600nmに
対してフイルター６が選択された。テストは、
FITCで標識化した種々の濃度のlgGを用い、か
つまたもう一組の測定においては活性区画が５cm
のみであるフアイバーを用いて、先に説明したよ
うに行つた。結果を表に報告する。
【表】
実施例 ８
先の例では、フルオレスセイン誘導体でのタツ
ピングを利用してタンパク質の吸収スペクトルを
変化させることができ、結果として、未標識化種
に関して本発明のテストの感度を増加させること
ができるということが分かつた。勿論、このシス
テムは、付加的に固定濃度の標識化ABを用いる
ことによつて、未標識化ヒトlgGの未知濃度を測
定（競合型測定）するために用いることもでき、
標識化種の割合以上の未標識化種の割合は、図６
に示した機構に従つて速度決定因子になる。この
実験では、標識化lgGの固定濃度は1μｇ／mlであ
つた。結果を表に報告する。初めの欄に示した
値が未標識化lgGの濃度である。
ピングを利用してタンパク質の吸収スペクトルを
変化させることができ、結果として、未標識化種
に関して本発明のテストの感度を増加させること
ができるということが分かつた。勿論、このシス
テムは、付加的に固定濃度の標識化ABを用いる
ことによつて、未標識化ヒトlgGの未知濃度を測
定（競合型測定）するために用いることもでき、
標識化種の割合以上の未標識化種の割合は、図６
に示した機構に従つて速度決定因子になる。この
実験では、標識化lgGの固定濃度は1μｇ／mlであ
つた。結果を表に報告する。初めの欄に示した
値が未標識化lgGの濃度である。
【表】
実施例 ９
図９の装置を蛍光測定条件下で操作した。すな
わち、励起光に対するフイルター５はλ1＝492nm
とし、フイルター６およびフアイバー後方端の背
後の付加的励起光遮断フイルターに対する値はλ2
＝518nmとした。 この実験は、吸収現象におけるシグナルの減少
のかわりにシグナルの増加（放射された蛍光）を
測定することを除いて、実際には実施例８と全く
同じように行つた。実施例８におけるように、分
析物は、蛍光IgG 1μｇ／mlのほかに表の左欄に
示したようにいろいろ濃度の未標識化ヒトlgGを
含有していた。
わち、励起光に対するフイルター５はλ1＝492nm
とし、フイルター６およびフアイバー後方端の背
後の付加的励起光遮断フイルターに対する値はλ2
＝518nmとした。 この実験は、吸収現象におけるシグナルの減少
のかわりにシグナルの増加（放射された蛍光）を
測定することを除いて、実際には実施例８と全く
同じように行つた。実施例８におけるように、分
析物は、蛍光IgG 1μｇ／mlのほかに表の左欄に
示したようにいろいろ濃度の未標識化ヒトlgGを
含有していた。
【表】
実施例１から９までに開示した結果は、未知濃
度の同様の試料と比較する目的のための標準とし
て用いたということを、明らかにしておくべきで
ある。比較および計算は、通常のように、視覚的
にもしくは、開示された装置に付属するマイクロ
コンピユーターで電子的に処理することによつて
行うことができる。
度の同様の試料と比較する目的のための標準とし
て用いたということを、明らかにしておくべきで
ある。比較および計算は、通常のように、視覚的
にもしくは、開示された装置に付属するマイクロ
コンピユーターで電子的に処理することによつて
行うことができる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 多重に全反射した光波シグナルを搬送する、
電磁エネルギーにより活性化される導波体の表面
に分析物−反応体生成物の層が成長し、この層の
形成が該光波シグナルを変性させる（modify）
ようにその光学的性質を変化させる効果を有し、
そして上記の変性が測定されかつ分析物を測定す
るために利用される、溶液中の分析物を測定する
ための方法であつて、分析物に対して特定的な反
応体を表面に有する上記導波体の区画を該分析物
の溶液と接触させ、それによつてこの分析物が上
記反応体と反応して反応体−分析物生成物の層を
形成するのを可能にし、この生成物層の形成の結
果として該導波体を通じて伝送される光波シグナ
ルに生ずる対応する光学的変化を導波体の出力側
において時間とともに測定し、そして得られた速
度データを同様のやり方で当該分析物の検量用試
料から得られた標準対照データと比較することを
含み、そして導波体として、該分析物溶液の屈折
率n2よりも大きい屈折率n1をもち、かつ、導波体
における光波シグナルと関連した光成分が該溶液
に透過する深さが上記分析物−反応体生成物の厚
さに実際に匹敵しまたはこれを超えるような値の
比率n1／n2を提供するものを用いることを含んで
なる、上記の測定方法。 ２ 前記導波体が反応体の薄いフイルムでコーテ
イングされている、請求の範囲第１項記載の方
法。 ３ 非多孔性導波体の区画を測定されるべき分析
物の基準量でコーテイングし、この区画の入力側
に光波シグナルを入射させ、光波シグナルの適用
された上記区画を分析物溶液と接触させ、一方こ
の分析物溶液には前もつてもしくは同時に基準量
の反応体を、この反応体を該溶液中および基準量
の上記導波体上の分析物と反応させるために加
え、この反応体と上記基準量の分析物との反応の
結果として上記導波体の区画の出力側で該光波シ
グナルに生じる対応する光学的変化を時間ととも
に観測し、そしてそのようにして得られた速度デ
ータを該分析物の検量用試料溶液から同様のやり
方で得られた標準対照速度データと比較すること
を含んでなる、請求の範囲第１項記載の方法。 ４ 標識化した形の微量の純粋な分析物を分析物
溶液に加え、導波体上の反応体−分析物生成物層
における該標識の存在が、導波体を伝わる光波シ
グナルに前記光学的変化をひき起こし、この変化
の大きさが溶液における分析物に対する標識化分
析物の割合と直接関係する、請求の範囲第２項記
載の方法。 ５ 測定すべき溶液における分析物と結合するの
に化学量論的に必要とされる反応体より過剰の反
応体でコーテイングした導波体を使用し、このコ
ーテイングした導波体を測定すべき該分析物と全
体的に結合させるために分析物溶液と接触させ、
この分析物溶液に純粋な標識化した形の基準量の
分析物を加えてなお未使用の過剰の反応体と反応
させることを含んでなり、反応体−分析物生成物
中の上記標識の存在が光波シグナルに生ずる前記
光学的変化をひき起こし、この変化の大きさが初
めから該溶液中にある分析物に対する標識化分析
物の割合に正比例する、請求の範囲第２項記載の
方法。 ６ 分析物が二種以上の反応体を特定的に結合さ
せるための二つ以上の結合部位を有しており、第
一の反応体でコーテイングされた前記導波体を前
記分析物溶液と接触させることと、該分析物の第
二の結合部位に第二の反応体を結合させるため基
準量の第二の反応体を加えることとを含んでな
り、前記光学的変化が前記導波体の第一の反応体
へ分析物の第一の結合部位によつて結合されてい
る分析物の第二の結合部位へ第二の反応体が結合
する結果である、請求の範囲第２項記載の方法。 ７ 前記速度データをテスト下に反応に関係する
速度曲線の勾配に関して内挿しまたは前記速度デ
ータを外挿して平衡条件が測定される、請求の範
囲第２項記載の方法。 ８ 前記導波体の光学的性質の変化が波シグナル
の吸収に関連しており、前記変性が結果として該
導波体の出力側で測定される光シグナルを時間と
ともに減少させる、請求の範囲第１項から第７項
までのいずれか１項に記載の方法。 ９ 前記導波体の光学的性質の変化が、蛍光シグ
ナルの発生に関係し、このシグナルが該導波体の
出力側でもしくはそれに対して横方向で測定され
るにつれて時間とともに増加する、請求の範囲第
１項から第６項までのいずれか１項に記載の方
法。 １０ 前記導波体の光学的性質の変化が、前記光
波シグナルの散乱に関係し、そのような散乱の程
度が時間とともに増加し、かつ、散乱領域に対し
て横方向で部分的に、そして導波体の出力側で部
分的に測定可能である、請求の範囲第１項から第
６項までのいずれか１項に記載の方法。 １１ 偏光シグナルが用いられ、かつ、前記導波
体の光学的性質の変化が該シグナルの楕円偏光パ
ラメーターに関係し、このパラメーターが前記導
波体の出力側で測定される、請求の範囲第１項か
ら第６項までのいずれか１項に記載の方法。 １２ 前記導波体が、少なくとも1.4の屈折率を
もつ透明プレート、棒またはフアイバー様品目か
ら選択される、請求の範囲第１項から第１０項ま
でのいずれか１項に記載の方法。 １３ 前記導波体が単一モードもしくは多モード
光フアイバーコアである、請求の範囲第１１項記
載の方法。 １４ 多モードフアイバーが用いられ、かつ、全
反射を確実にするためフアイバー軸に関して十分
に浅く、そして高い線密度の光信号−コーテイン
グ相互作用部位を確保するために十分に急勾配の
モードを用いることを含んでなる、請求の範囲第
１２項記載の方法。 １５ 前記導波体が多モードフアイバーであり、
かつ、臨界角に接近した初期の反射角を有するモ
ードが選択され、それによつて反応過程で、分析
物−反応体生成物の成長によつて生ずる疎媒質の
屈折率n2のわずかな変化の結果として、光が導波
体の外側へ部分的にもしくは全体的に屈折する、
請求の範囲第１２項記載の方法。 １６ 多重に全反射した光波シグナルを搬送す
る、電磁エネルギーにより活性化される導波体の
表面に分析物−反応体生成物の層を生成させ、こ
の層の形成が該光波シグナルを変性させるように
その光学的性質を変化させる効果を有し、そして
上記の変性が測定されかつ分析物を測定するため
に利用される装置であり、分析物に対して特定的
な反応体を表面に有する上記導波体の区画を該分
析物の溶液と接触させ、それによつてこの分析物
が上記反応体と反応して反応体−分析物生成物の
層を形成するのを可能にし、この生成物層の形成
の結果として導波体を通じて伝送される光シグナ
ルに生ずる対応する光学的変化を導波体の出力側
において時間とともに測定し、そして得られた速
度データを同様のやり方で当該分析物の検量用試
料から得られた標準対照データと比較して溶液中
の分析物を測定するための装置であつて、光源、
この光源からのシグナルを導波体の入力側へ入射
させるための手段、導波体を通つて伝わりそして
そこから現れる際に変化を受けている光シグナル
を検出しかつそれを電気信号に変換するための検
出手段、およびこのシグナルを処理して該反応に
関係する有用なデータにするための手段を含んで
なり、上記の導波体として、分析物溶液の屈折率
n2よりも大きい屈折率n1をもち、かつ、導波体に
おける光波シグナルと関連した光成分が該溶液に
透過する深さが分析物−反応体生成物の厚さに実
際に匹敵しまたはこれを越えるような値の比率
n1／n2を提供すにものを用いる、上記の測定装
置。 １７ 前記導波体が反応媒質の屈折率より高い屈
折率の物質から選択される、請求の範第１６項記
載の装置。 １８ 前記導波体が約1.4から約3.5までの範囲内
にある屈折率のフアイバーまたはプレートの形を
しており、かつ、光シグナルが多重全反射により
該導波体を通じて伝送されるのを保証する形にさ
れている、請求の範囲第１７項記載の装置。 １９ 変性された光シグナルが、散乱光シグナ
ル、蛍光シグナルまたは部分的に吸収された光シ
グナルとして出てくる、請求の範囲第１６項記載
の装置。 ２０ 前記導波体がらせん状に巻かれた光フアイ
バーの形をしている、請求の範囲第１６項記載の
装置。 ２１ 前記導波体プートと接触せずに接近した平
行関係でもつて配置されたカウンタープレートを
含んでなり、前記反応がこれらのプレート間に用
意された空間で起こり、反応媒質が毛細管力によ
つて所定の位置に保持される、請求の範囲第１８
項記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH81810385.5 | 1981-09-18 | ||
| EP81810385 | 1981-09-18 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58501481A JPS58501481A (ja) | 1983-09-01 |
| JPH037270B2 true JPH037270B2 (ja) | 1991-02-01 |
Family
ID=8188676
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57502805A Granted JPS58501481A (ja) | 1981-09-18 | 1982-09-08 | 光学的導波体による溶液中検査物の測定方法および装置 |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4608344A (ja) |
| EP (1) | EP0075353B1 (ja) |
| JP (1) | JPS58501481A (ja) |
| AU (1) | AU557816B2 (ja) |
| CA (1) | CA1189348A (ja) |
| DE (1) | DE3277030D1 (ja) |
| DK (1) | DK166639C (ja) |
| ES (2) | ES8401625A1 (ja) |
| FI (1) | FI76432C (ja) |
| WO (1) | WO1983001112A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005022155A1 (ja) * | 2003-08-29 | 2005-03-10 | Kabushiki Kaisha Toshiba | 発色試薬、濃度測定用キット、濃度測定方法及びそれに用いるセンサチップ |
| JP2008224524A (ja) * | 2007-03-14 | 2008-09-25 | Toshiba Corp | 光導波路型抗体チップ |
Families Citing this family (156)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4582809A (en) * | 1982-06-14 | 1986-04-15 | Myron J. Block | Apparatus including optical fiber for fluorescence immunoassay |
| US4447546A (en) * | 1982-08-23 | 1984-05-08 | Myron J. Block | Fluorescent immunoassay employing optical fiber in capillary tube |
| AU570425B2 (en) * | 1982-12-21 | 1988-03-17 | Applied Research Systems Ars Holding N.V. | Assay technique |
| GB8314523D0 (en) * | 1983-05-25 | 1983-06-29 | Lowe C R | Diagnostic device |
| US4558014A (en) * | 1983-06-13 | 1985-12-10 | Myron J. Block | Assay apparatus and methods |
| DE3344019C2 (de) * | 1983-12-06 | 1995-05-04 | Max Planck Gesellschaft | Vorrichtung zur optischen Messung der Konzentration einer in einer Probe enthaltenen Komponente |
| DE3582532D1 (de) * | 1984-06-13 | 1991-05-23 | Ares Serond Research & Dev Ltd | Vorrichtungen zur verwendung in chemischen analyseverfahren. |
| US4647544A (en) * | 1984-06-25 | 1987-03-03 | Nicoli David F | Immunoassay using optical interference detection |
| USRE33581E (en) * | 1984-06-25 | 1991-04-30 | Immunoassay using optical interference detection | |
| GB8423204D0 (en) * | 1984-09-14 | 1984-10-17 | Comtech Res Unit | Assay technique and equipment |
| US4668636A (en) * | 1984-11-06 | 1987-05-26 | Battelle Memorial Institute | Analytical assembly usable in apparatuses for optically determining species in solution |
| EP0185126B1 (en) * | 1984-12-10 | 1989-11-15 | Prutec Limited | Optical test probe and apparatus for optically determining species in solution |
| DE3481644D1 (de) * | 1984-12-10 | 1990-04-19 | Prutec Ltd | Verfahren zum optischen nachweis von parametern von substanzen in einem fluessigen analyt. |
| JPH0660876B2 (ja) * | 1985-03-30 | 1994-08-10 | 株式会社東芝 | 分析装置 |
| GB8509491D0 (en) * | 1985-04-12 | 1985-05-15 | Plessey Co Plc | Optic waveguide biosensors |
| CH665033A5 (fr) * | 1985-07-01 | 1988-04-15 | Prutec Ltd | Guide d'onde utilisable comme sonde optique dans l'analyse spectroscopique a reflexion interne. |
| DE3689095T2 (de) * | 1985-07-31 | 1994-01-27 | Ciba Corning Diagnostics Corp | Dielektrischer Wellenleiter zur Verwendung in einem Analyseverfahren. |
| US4716121A (en) * | 1985-09-09 | 1987-12-29 | Ord, Inc. | Fluorescent assays, including immunoassays, with feature of flowing sample |
| EP0221011A3 (de) * | 1985-09-26 | 1989-11-02 | Ciba-Geigy Ag | Analysenverfahren, unter Verwendung der abgeschwächten Totalreflexion |
| DE3543108A1 (de) * | 1985-12-06 | 1987-06-19 | Strahlen Umweltforsch Gmbh | Verfahren zur messung der wechselwirkung im wand/fluid-bereich |
| WO1987004247A1 (en) * | 1986-01-14 | 1987-07-16 | Levin Herman W | Evanescent wave background fluorescence/absorbance detection |
| US4945245A (en) * | 1986-01-14 | 1990-07-31 | Levin Herman W | Evanescent wave background fluorescence/absorbance detection |
| US4852967A (en) * | 1986-03-25 | 1989-08-01 | Ciba Corning Diagnostics Corp. | Evanescent wave sensors |
| EP0245206A1 (en) * | 1986-05-05 | 1987-11-11 | IntraCel Corporation | Analytical method for detecting and measuring specifically sequenced nucleic acid |
| JP2591750B2 (ja) * | 1986-06-26 | 1997-03-19 | オ−ソ・ダイアグノステイツク・システムズ・インコ−ポレ−テツド | 免疫分析システム |
| BE1000572A4 (fr) * | 1987-05-20 | 1989-02-07 | Block Myron J | Cellule rta, appareil et procede pour titrer un polynucleotide dans un liquide. |
| US4834496A (en) * | 1987-05-22 | 1989-05-30 | American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories | Optical fiber sensors for chemical detection |
| AT389590B (de) * | 1987-05-27 | 1989-12-27 | Avl Verbrennungskraft Messtech | Verfahren zur kontinuierlichen, quantitativen bestimmung von schwefeldioxid und anordnung zur durchfuehrung des verfahrens |
| US4909990A (en) * | 1987-09-02 | 1990-03-20 | Myron J. Block | Immunoassay apparatus |
| WO1989007254A1 (en) * | 1988-01-28 | 1989-08-10 | Spectran Corporation | Infrared transmitting probe and assays using same |
| US4827121A (en) * | 1988-02-24 | 1989-05-02 | Measurex Corporation | System for detecting chemical changes in materials by embedding in materials an unclad fiber optic sensor section |
| US4913519A (en) * | 1988-03-04 | 1990-04-03 | Fiberchem Inc. | Optical sensor for the detection of ice formation and other chemical species |
| GB8807488D0 (en) * | 1988-03-29 | 1988-05-05 | Ares Serono Res & Dev Ltd | Method of assay |
| US4893894A (en) * | 1988-04-29 | 1990-01-16 | Mine Safety Appliances Company | Evanescent sensor |
| GB8817710D0 (en) * | 1988-07-25 | 1988-09-01 | Ares Serono Res & Dev Ltd | Method of assay |
| GB2223841A (en) * | 1988-08-31 | 1990-04-18 | Red Kite Tech | Parameter measurement using refractive index change |
| US4940328A (en) * | 1988-11-04 | 1990-07-10 | Georgia Tech Research Corporation | Optical sensing apparatus and method |
| SE8902043L (sv) * | 1988-11-10 | 1990-05-11 | Pharmacia Ab | Foerfarande foer karakterisering av makromolekyler |
| US4892383A (en) * | 1989-02-17 | 1990-01-09 | Fiberchem Inc. | Reservoir fiber optic chemical sensors |
| US5266486A (en) * | 1989-05-12 | 1993-11-30 | Nvl Photronics Corporation | Method and apparatus for detecting biological activities in a specimen |
| US5082629A (en) * | 1989-12-29 | 1992-01-21 | The Board Of The University Of Washington | Thin-film spectroscopic sensor |
| US5377008A (en) * | 1990-09-20 | 1994-12-27 | Battelle Memorial Institute | Integrated optical compensating refractometer apparatus |
| CA2073344C (en) * | 1990-11-13 | 2001-08-21 | Myron J. Block | Fluorescence assay apparatus |
| US5212099A (en) * | 1991-01-18 | 1993-05-18 | Eastman Kodak Company | Method and apparatus for optically measuring concentration of an analyte |
| US5192510A (en) * | 1991-01-30 | 1993-03-09 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Apparatus for performing fluorescent assays which separates bulk and evanescent fluorescence |
| CA2069537A1 (en) * | 1991-06-07 | 1992-12-08 | Thomas A. Cook | Multiple output referencing system for evanescent wave sensor |
| FR2685086A1 (fr) * | 1991-12-17 | 1993-06-18 | Devienne Marcel | Procede d'observation sequentielle des etats successifs d'une reaction chimique. |
| EP0717779B1 (en) * | 1992-04-06 | 2001-10-31 | Abbott Laboratories | Method and device for detection of nucleic acid or analyte using total internal reflectance |
| US5777726A (en) * | 1992-05-12 | 1998-07-07 | Raytheon Company | Spectrophotometric supercritical fluid contamination monitor |
| GB9212305D0 (en) * | 1992-06-10 | 1992-07-22 | Applied Research Systems | Sensor for optical assay |
| US5326531A (en) * | 1992-12-11 | 1994-07-05 | Puritan-Bennett Corporation | CO2 sensor using a hydrophilic polyurethane matrix and process for manufacturing |
| DE4307042A1 (de) * | 1993-03-05 | 1994-09-08 | S & L Ges Fuer Wissenschaftlic | Verfahren zum optischen qualitativen und quantitativen Nachweis von Molekülen, Biomolekülen und Mikroorganismen |
| US5448071A (en) * | 1993-04-16 | 1995-09-05 | Bruce W. McCaul | Gas spectroscopy |
| US5625189A (en) * | 1993-04-16 | 1997-04-29 | Bruce W. McCaul | Gas spectroscopy |
| US5413939A (en) * | 1993-06-29 | 1995-05-09 | First Medical, Inc. | Solid-phase binding assay system for interferometrically measuring analytes bound to an active receptor |
| US6287850B1 (en) * | 1995-06-07 | 2001-09-11 | Affymetrix, Inc. | Bioarray chip reaction apparatus and its manufacture |
| US5599668A (en) * | 1994-09-22 | 1997-02-04 | Abbott Laboratories | Light scattering optical waveguide method for detecting specific binding events |
| US5814565A (en) * | 1995-02-23 | 1998-09-29 | University Of Utah Research Foundation | Integrated optic waveguide immunosensor |
| US5922534A (en) | 1995-03-28 | 1999-07-13 | Hewlett-Packard Company | Dry biochemical assay plate and method for making the same |
| US5633724A (en) * | 1995-08-29 | 1997-05-27 | Hewlett-Packard Company | Evanescent scanning of biochemical array |
| AP931A (en) * | 1995-10-23 | 2001-02-02 | Cytometrics Inc | Method and apparatus for reflected imaging analysis. |
| DE69733650T2 (de) * | 1996-03-01 | 2006-04-20 | Beckman Coulter, Inc., Fullerton | System zum simultanen Durchführen einer Vielzahl von Ligandenbindungs-Untersuchungen |
| US5854863A (en) * | 1996-03-15 | 1998-12-29 | Erb; Judith | Surface treatment and light injection method and apparatus |
| GB9609653D0 (en) * | 1996-05-09 | 1996-07-10 | Applied Research Ars Holding N | Method of assay |
| US6342349B1 (en) | 1996-07-08 | 2002-01-29 | Burstein Technologies, Inc. | Optical disk-based assay devices and methods |
| IL151635A0 (en) | 1996-07-08 | 2003-04-10 | Burstein Technologies Inc | Cleavable signal element device for diagnostic applications and assay method |
| US6331275B1 (en) | 1996-07-08 | 2001-12-18 | Burstein Technologies, Inc. | Spatially addressable, cleavable reflective signal elements, assay device and method |
| US20050214827A1 (en) * | 1996-07-08 | 2005-09-29 | Burstein Technologies, Inc. | Assay device and method |
| US6325978B1 (en) | 1998-08-04 | 2001-12-04 | Ntc Technology Inc. | Oxygen monitoring and apparatus |
| US20070225612A1 (en) * | 1996-07-15 | 2007-09-27 | Mace Leslie E | Metabolic measurements system including a multiple function airway adapter |
| US7335164B2 (en) | 1996-07-15 | 2008-02-26 | Ntc Technology, Inc. | Multiple function airway adapter |
| US6815211B1 (en) | 1998-08-04 | 2004-11-09 | Ntc Technology | Oxygen monitoring methods and apparatus (I) |
| US5982534A (en) * | 1997-06-18 | 1999-11-09 | The Regents Of The University Of California | Specimen illumination apparatus with optical cavity for dark field illumination |
| US6222619B1 (en) * | 1997-09-18 | 2001-04-24 | University Of Utah Research Foundation | Diagnostic device and method |
| DE19747572C1 (de) * | 1997-10-28 | 1999-04-08 | Inst Chemo Biosensorik | Vorrichtung und Verfahren zur Durchführung von Fluoreszenzimmuntests |
| US6224830B1 (en) * | 1998-01-30 | 2001-05-01 | The Governors Of The University Of Alberta | Absorbance cell for microfluid devices |
| US6326213B1 (en) * | 1998-02-09 | 2001-12-04 | The Boards Of Govenors For Higher Education, State Of Rhode Island And Providence Plantations | Acoustic standing-wave enhancement of a fiber-optic Salmonella biosensor |
| US6300082B1 (en) * | 1998-03-20 | 2001-10-09 | Ia, Inc. | Method and apparatus for measurement of the effect of test compounds on signal transduction at the level of biological receptors |
| US6251688B1 (en) * | 1998-03-20 | 2001-06-26 | Ia, Inc. | Method and apparatus for measurement of binding between a protein and a nucleotide |
| DE59912399D1 (de) * | 1998-05-25 | 2005-09-15 | Jennissen Herbert Peter | Durchfluss-scheranalysator für biologisch aktive moleküle in flüssigkeitsschichten auf oberflächen, verfahren zur analyse einer flüssigkeit und verfahren zur bestimmung der dicke einer ultradünnen flüssigkeitsschicht |
| US6429023B1 (en) | 1998-07-20 | 2002-08-06 | Shayda Technologies, Inc. | Biosensors with polymeric optical waveguides |
| AU5080699A (en) * | 1998-07-21 | 2000-02-14 | Burstein Laboratories, Inc. | Optical disc-based assay devices and methods |
| US6266998B1 (en) * | 1999-04-01 | 2001-07-31 | DRäGERWERK AKTIENGESELLSCHAFT | System for measuring the concentration of gases |
| EE04249B1 (et) * | 1999-04-21 | 2004-02-16 | Asper O� | Meetod biopolümeermaatriksi lugemiseks ja fluorestsentsdetektor |
| US8111401B2 (en) | 1999-11-05 | 2012-02-07 | Robert Magnusson | Guided-mode resonance sensors employing angular, spectral, modal, and polarization diversity for high-precision sensing in compact formats |
| US7167615B1 (en) | 1999-11-05 | 2007-01-23 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Resonant waveguide-grating filters and sensors and methods for making and using same |
| US6399295B1 (en) | 1999-12-17 | 2002-06-04 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Use of wicking agent to eliminate wash steps for optical diffraction-based biosensors |
| DE60143347D1 (de) * | 2000-03-22 | 2010-12-09 | Axela Inc | Verfahren und vorrichtung zur bestimmung mehrerer analyten |
| US6927851B2 (en) * | 2000-03-31 | 2005-08-09 | Neogen Corporation | Methods and apparatus to improve the sensitivity and reproducibility of bioluminescent analytical methods |
| AU2002213362A1 (en) * | 2000-10-19 | 2002-04-29 | Trans Photonics, L.L.C. | Novel substituted-polyaryl chromophoric compounds |
| US7371562B2 (en) | 2000-10-30 | 2008-05-13 | Sru Biosystems, Inc. | Guided mode resonant filter biosensor using a linear grating surface structure |
| US7217574B2 (en) * | 2000-10-30 | 2007-05-15 | Sru Biosystems, Inc. | Method and apparatus for biosensor spectral shift detection |
| US7300803B2 (en) * | 2000-10-30 | 2007-11-27 | Sru Biosystems, Inc. | Label-free methods for performing assays using a colorimetric resonant reflectance optical biosensor |
| US7142296B2 (en) * | 2000-10-30 | 2006-11-28 | Sru Biosystems, Inc. | Method and apparatus for detecting biomolecular interactions |
| US7175980B2 (en) * | 2000-10-30 | 2007-02-13 | Sru Biosystems, Inc. | Method of making a plastic colorimetric resonant biosensor device with liquid handling capabilities |
| US7264973B2 (en) * | 2000-10-30 | 2007-09-04 | Sru Biosystems, Inc. | Label-free methods for performing assays using a colorimetric resonant optical biosensor |
| US7153702B2 (en) * | 2000-10-30 | 2006-12-26 | Sru Biosystems, Inc. | Label-free methods for performing assays using a colorimetric resonant reflectance optical biosensor |
| US20030113766A1 (en) * | 2000-10-30 | 2003-06-19 | Sru Biosystems, Llc | Amine activated colorimetric resonant biosensor |
| US7575939B2 (en) | 2000-10-30 | 2009-08-18 | Sru Biosystems, Inc. | Optical detection of label-free biomolecular interactions using microreplicated plastic sensor elements |
| US7070987B2 (en) * | 2000-10-30 | 2006-07-04 | Sru Biosystems, Inc. | Guided mode resonant filter biosensor using a linear grating surface structure |
| US7306827B2 (en) * | 2000-10-30 | 2007-12-11 | Sru Biosystems, Inc. | Method and machine for replicating holographic gratings on a substrate |
| US7875434B2 (en) | 2000-10-30 | 2011-01-25 | Sru Biosystems, Inc. | Label-free methods for performing assays using a colorimetric resonant reflectance optical biosensor |
| US6951715B2 (en) * | 2000-10-30 | 2005-10-04 | Sru Biosystems, Inc. | Optical detection of label-free biomolecular interactions using microreplicated plastic sensor elements |
| US7101660B2 (en) * | 2000-10-30 | 2006-09-05 | Sru Biosystems, Inc. | Method for producing a colorimetric resonant reflection biosensor on rigid surfaces |
| US7118710B2 (en) * | 2000-10-30 | 2006-10-10 | Sru Biosystems, Inc. | Label-free high-throughput optical technique for detecting biomolecular interactions |
| US7023544B2 (en) | 2000-10-30 | 2006-04-04 | Sru Biosystems, Inc. | Method and instrument for detecting biomolecular interactions |
| US7202076B2 (en) * | 2000-10-30 | 2007-04-10 | Sru Biosystems, Inc. | Label-free high-throughput optical technique for detecting biomolecular interactions |
| US7615339B2 (en) * | 2000-10-30 | 2009-11-10 | Sru Biosystems, Inc. | Method for producing a colorimetric resonant reflection biosensor on rigid surfaces |
| US20030092075A1 (en) * | 2000-10-30 | 2003-05-15 | Sru Biosystems, Llc | Aldehyde chemical surface activation processes and test methods for colorimetric resonant sensors |
| US6937323B2 (en) * | 2000-11-08 | 2005-08-30 | Burstein Technologies, Inc. | Interactive system for analyzing biological samples and processing related information and the use thereof |
| US7026131B2 (en) * | 2000-11-17 | 2006-04-11 | Nagaoka & Co., Ltd. | Methods and apparatus for blood typing with optical bio-discs |
| US7087203B2 (en) * | 2000-11-17 | 2006-08-08 | Nagaoka & Co., Ltd. | Methods and apparatus for blood typing with optical bio-disc |
| AU2002239553A1 (en) * | 2000-12-08 | 2002-06-18 | Burstein Technologies, Inc. | Methods for detecting analytes using optical discs and optical disc readers |
| US6760298B2 (en) * | 2000-12-08 | 2004-07-06 | Nagaoka & Co., Ltd. | Multiple data layer optical discs for detecting analytes |
| DE60231960D1 (de) * | 2001-01-23 | 2009-05-28 | Univ Dublin City | Lumineszenz-detektor |
| EP1493014A2 (en) | 2001-04-11 | 2005-01-05 | Burstein Technologies, Inc. | Multi-parameter assays including analysis discs and methods relating thereto |
| WO2004010099A2 (en) * | 2001-05-16 | 2004-01-29 | Burstein Technologies, Inc. | Variable sampling for rendering pixelization of analysis results in optical bio-disc assembly |
| US7098041B2 (en) * | 2001-12-11 | 2006-08-29 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Methods to view and analyze the results from diffraction-based diagnostics |
| US7102752B2 (en) * | 2001-12-11 | 2006-09-05 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Systems to view and analyze the results from diffraction-based diagnostics |
| US7018842B2 (en) * | 2002-02-28 | 2006-03-28 | Agilent Technologies, Inc. | Reading dry chemical arrays through the substrate |
| SG104963A1 (en) * | 2002-04-03 | 2004-07-30 | Ntu Ventures Private Ltd | Fiber optic bio-sensor |
| US6620623B1 (en) * | 2002-05-06 | 2003-09-16 | The University Of Chicago | Biochip reader with enhanced illumination and bioarray positioning apparatus |
| US20030224370A1 (en) * | 2002-05-31 | 2003-12-04 | William Rassman | Method and apparatus for recognizing molecular compounds |
| US7927822B2 (en) | 2002-09-09 | 2011-04-19 | Sru Biosystems, Inc. | Methods for screening cells and antibodies |
| US7429492B2 (en) * | 2002-09-09 | 2008-09-30 | Sru Biosystems, Inc. | Multiwell plates with integrated biosensors and membranes |
| AU2003304150A1 (en) * | 2003-05-28 | 2005-01-21 | Maven Technologies, Llc | Method and apparatus for recognizing molecular compounds |
| JP4130391B2 (ja) * | 2003-08-28 | 2008-08-06 | 富士通株式会社 | 被検体評価装置、被検体評価方法および被検体評価装置の製造方法 |
| AU2003267176A1 (en) * | 2003-09-12 | 2005-04-27 | Maven Technologies, Llc | Method and apparatus for recognizing molecular compounds |
| US8298780B2 (en) | 2003-09-22 | 2012-10-30 | X-Body, Inc. | Methods of detection of changes in cells |
| CA2544836A1 (en) * | 2003-11-06 | 2005-05-26 | Guo Bin Wang | High-density amine-functionalized surface |
| SE529711C2 (sv) * | 2006-03-22 | 2007-11-06 | Aamic Ab | Fluorescensläsare |
| US20070235397A1 (en) * | 2006-03-30 | 2007-10-11 | Wannop George M | Storage bin and frame system |
| JP2010512534A (ja) | 2006-12-12 | 2010-04-22 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | ラベル粒子を検出するマイクロエレクトロニクスセンサデバイス |
| WO2008131314A1 (en) * | 2007-04-19 | 2008-10-30 | Sru Biosystems, Inc. | Method for employing a biosensor to detect small molecules that bind directly to immobilized targets |
| US9134307B2 (en) | 2007-07-11 | 2015-09-15 | X-Body, Inc. | Method for determining ion channel modulating properties of a test reagent |
| WO2009009718A1 (en) | 2007-07-11 | 2009-01-15 | Sru Biosystems, Inc. | Methods of identifying modulators of ion channels |
| US20100197038A1 (en) * | 2007-07-26 | 2010-08-05 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Microelectronic sensor device for optical examinations with total internal reflection |
| JP4970217B2 (ja) * | 2007-11-07 | 2012-07-04 | 株式会社東芝 | 物質の測定方法 |
| US8257936B2 (en) * | 2008-04-09 | 2012-09-04 | X-Body Inc. | High resolution label free analysis of cellular properties |
| EP2304500A1 (en) * | 2008-06-04 | 2011-04-06 | SRU Biosystems, Inc. | Detection of promiscuous small submicrometer aggregates |
| US8300993B2 (en) * | 2009-03-02 | 2012-10-30 | Mbio Diagnostics, Inc. | Waveguide with integrated lens |
| US8331751B2 (en) | 2009-03-02 | 2012-12-11 | mBio Diagnositcs, Inc. | Planar optical waveguide with core of low-index-of-refraction interrogation medium |
| US9658222B2 (en) | 2009-03-02 | 2017-05-23 | Mbio Diagnostics, Inc. | Planar waveguide based cartridges and associated methods for detecting target analyte |
| US9212995B2 (en) | 2009-03-02 | 2015-12-15 | Mbio Diagnostics, Inc. | System and method for detecting multiple molecules in one assay |
| CA2761114A1 (en) * | 2009-05-15 | 2010-11-18 | Sru Biosystems, Inc. | Detection of changes in cell populations and mixed cell populations |
| JP4948624B2 (ja) * | 2010-05-06 | 2012-06-06 | シャープ株式会社 | 濁度検知器 |
| TW201217783A (en) | 2010-09-15 | 2012-05-01 | Mbio Diagnostics Inc | System and method for detecting multiple molecules in one assay |
| US8218133B2 (en) * | 2010-09-16 | 2012-07-10 | Sondex Limited | Refractive index tool and method |
| KR101188344B1 (ko) * | 2011-01-14 | 2012-10-05 | 광주과학기술원 | 클래딩층 내 금속 나노 입자가 도핑된 광섬유, 코어리스 광섬유 및 이들의 제조 방법 |
| JP6010110B2 (ja) * | 2011-04-20 | 2016-10-19 | アクセス メディカル システムズ，リミティド | 発光重合体の反復増幅 |
| EP2522276A1 (en) * | 2011-05-13 | 2012-11-14 | General Electric Company | Airway adapter and gas analyzer for measuring oxygen concentration of a respiratory gas |
| CN103907010B (zh) * | 2011-11-03 | 2017-08-01 | 皇家飞利浦有限公司 | 样本的平行光学检测 |
| CN105283754A (zh) * | 2013-06-03 | 2016-01-27 | 文塔纳医疗***公司 | 用于组织检测的荧光成像*** |
| CN105445253B (zh) * | 2015-11-12 | 2018-05-18 | 北京农业智能装备技术研究中心 | 一种用于检测水中抗生素浓度的设备 |
| TWI565941B (zh) * | 2016-01-07 | 2017-01-11 | 國立交通大學 | 光學量測系統及其濃度感測裝置 |
| US11054577B1 (en) * | 2017-10-31 | 2021-07-06 | Shenzhen University | Hybrid fiber coupler and manufacturing method thereof |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4050895A (en) * | 1975-09-26 | 1977-09-27 | Monsanto Research Corporation | Optical analytical device, waveguide and method |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3939350A (en) * | 1974-04-29 | 1976-02-17 | Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Fluorescent immunoassay employing total reflection for activation |
| US4321057A (en) * | 1979-09-20 | 1982-03-23 | Buckles Richard G | Method for quantitative analysis using optical fibers |
-
1982
- 1982-09-08 AU AU89041/82A patent/AU557816B2/en not_active Expired
- 1982-09-08 EP EP82201107A patent/EP0075353B1/en not_active Expired
- 1982-09-08 DE DE8282201107T patent/DE3277030D1/de not_active Expired
- 1982-09-08 JP JP57502805A patent/JPS58501481A/ja active Granted
- 1982-09-08 WO PCT/EP1982/000195 patent/WO1983001112A1/en active IP Right Grant
- 1982-09-08 US US06/499,164 patent/US4608344A/en not_active Ceased
- 1982-09-15 CA CA000411516A patent/CA1189348A/en not_active Expired
- 1982-09-17 ES ES515787A patent/ES8401625A1/es not_active Expired
-
1983
- 1983-05-17 DK DK219683A patent/DK166639C/da not_active IP Right Cessation
- 1983-05-18 FI FI831745A patent/FI76432C/fi not_active IP Right Cessation
- 1983-07-15 ES ES524166A patent/ES8405523A1/es not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4050895A (en) * | 1975-09-26 | 1977-09-27 | Monsanto Research Corporation | Optical analytical device, waveguide and method |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005022155A1 (ja) * | 2003-08-29 | 2005-03-10 | Kabushiki Kaisha Toshiba | 発色試薬、濃度測定用キット、濃度測定方法及びそれに用いるセンサチップ |
| JP2008224524A (ja) * | 2007-03-14 | 2008-09-25 | Toshiba Corp | 光導波路型抗体チップ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FI831745A0 (fi) | 1983-05-18 |
| AU8904182A (en) | 1983-04-08 |
| ES515787A0 (es) | 1983-12-16 |
| ES524166A0 (es) | 1984-06-01 |
| US4608344A (en) | 1986-08-26 |
| ES8405523A1 (es) | 1984-06-01 |
| JPS58501481A (ja) | 1983-09-01 |
| FI831745L (fi) | 1983-05-18 |
| DK219683D0 (da) | 1983-05-17 |
| WO1983001112A1 (en) | 1983-03-31 |
| AU557816B2 (en) | 1987-01-08 |
| ES8401625A1 (es) | 1983-12-16 |
| FI76432B (fi) | 1988-06-30 |
| DK166639B (da) | 1993-06-21 |
| EP0075353A1 (en) | 1983-03-30 |
| FI76432C (fi) | 1988-10-10 |
| DK166639C (da) | 1993-11-08 |
| CA1189348A (en) | 1985-06-25 |
| EP0075353B1 (en) | 1987-08-19 |
| DK219683A (da) | 1983-05-17 |
| DE3277030D1 (en) | 1987-09-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH037270B2 (ja) | ||
| USRE33064E (en) | Method for the determination of species in solution with an optical wave-guide | |
| US4818710A (en) | Method for optically ascertaining parameters of species in a liquid analyte | |
| Andrade et al. | Remote fiber-optic biosensors based on evanescent-excited fluoro-immunoassay: concept and progress | |
| EP1047929B1 (en) | Method for qualitative and quantitative measurements | |
| US4447546A (en) | Fluorescent immunoassay employing optical fiber in capillary tube | |
| US4775637A (en) | An immunoassay apparatus having at least two waveguides and method for its use | |
| US5156976A (en) | Evanescent wave sensor shell and apparatus | |
| JP3474880B2 (ja) | 免疫分析を行うための光学装置 | |
| JPH0627741B2 (ja) | 免疫検定装置及び方法 | |
| CZ347296A3 (en) | Detection method of evanescently excited luminescence | |
| JPS6036963A (ja) | 検定の方法及び装置 | |
| Anderson et al. | Development of an evanescent wave fiber optic biosensor | |
| US5854863A (en) | Surface treatment and light injection method and apparatus | |
| JPH065213B2 (ja) | 溶液中の種を光学的に測定するための分折装置 | |
| JP2009192259A (ja) | センシング装置 | |
| JP2004125748A (ja) | センサ | |
| JP2012215420A (ja) | 測定装置及び測定プログラム | |
| JPS61184442A (ja) | 光学的免疫検定装置 | |
| US11499917B2 (en) | Biomarker detection apparatus | |
| Sutherland et al. | Interface immunoassays using the evanescent wave | |
| Ives et al. | Total internal reflection fluorescence surface sensors | |
| NO161945B (no) | Fremgangsmaate og apparat for bestemmelse av stoffer i opploesning med en optisk boelgeleder. | |
| Jiang et al. | Development of a new optical fiber epifluorescence biosensor system | |
| Walczak et al. | Sensitive fiber-optic immunoassay |