WO2018235332A1 - 検体検出装置及び検体検出方法 - Google Patents

検体検出装置及び検体検出方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2018235332A1
WO2018235332A1 PCT/JP2018/004792 JP2018004792W WO2018235332A1 WO 2018235332 A1 WO2018235332 A1 WO 2018235332A1 JP 2018004792 W JP2018004792 W JP 2018004792W WO 2018235332 A1 WO2018235332 A1 WO 2018235332A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
unit
excitation light
fluorescence
detection
sample detection
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/004792
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
野田　哲也
Original Assignee
コニカミノルタ株式会社
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by コニカミノルタ株式会社 filed Critical コニカミノルタ株式会社
Priority to US16/615,028 priority Critical patent/US11353401B2/en
Priority to JP2019525069A priority patent/JP7050776B2/ja
Priority to EP18820402.8A priority patent/EP3644046A4/en
Publication of WO2018235332A1 publication Critical patent/WO2018235332A1/ja

Links

Images

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
    • G01N21/6428—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes"
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/508—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes rigid containers not provided for above
    • 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
    • G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • G01N21/03—Cuvette constructions
    • G01N21/05—Flow-through cuvettes
    • 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
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/27—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands using photo-electric detection ; circuits for computing concentration
    • G01N21/274—Calibration, base line adjustment, drift correction
    • 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
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/55—Specular reflectivity
    • G01N21/552—Attenuated total reflection
    • G01N21/553—Attenuated total reflection and using surface plasmons
    • G01N21/554—Attenuated total reflection and using surface plasmons detecting the surface plasmon resonance of nanostructured metals, e.g. localised surface plasmon resonance
    • 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
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/06—Auxiliary integrated devices, integrated components
    • B01L2300/0627—Sensor or part of a sensor is integrated
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/06—Auxiliary integrated devices, integrated components
    • B01L2300/0681—Filter
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0809—Geometry, shape and general structure rectangular shaped
    • B01L2300/0819—Microarrays; Biochips
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/12—Specific details about materials
    • 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
    • G01N21/6428—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes"
    • G01N2021/6439—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes" with indicators, stains, dyes, tags, labels, marks
    • 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
    • G01N2021/6463—Optics
    • G01N2021/6471—Special filters, filter wheel
    • 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
    • G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • G01N21/13—Moving of cuvettes or solid samples to or from the investigating station
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
    • G01N2201/12—Circuits of general importance; Signal processing
    • G01N2201/127—Calibration; base line adjustment; drift compensation
    • G01N2201/12723—Self check capacity; automatic, periodic step of checking

Definitions

  • the present invention relates to an analyte detection system and an analyte detection method for detecting a substance to be measured contained in a sensor chip, and more specifically, to an individual difference in an optical system included in an analyte detection device and a fluorescent dye for labeling a substance to be measured
  • the present invention relates to an analyte detection system and an analyte detection method capable of detecting a substance to be measured with high accuracy regardless of the type of the object.
  • analyte detection method which make it possible to detect such substances by applying the physical phenomenon of the substance when detecting a very small substance.
  • an analyte detection method for example, the presence or absence of a substance to be measured or its antigen using an antigen which is a substance to be measured contained in a sample solution and an antibody or antigen labeled with a labeling substance is used.
  • Immunoassays immunoassays that measure amounts are known.
  • the immunoassay includes enzyme-linked immunosorbent assay (EIA) using an enzyme as a labeling substance, and fluorescence immunoassay (FIA) using a fluorescent substance as a labeling substance.
  • EIA enzyme-linked immunosorbent assay
  • FIA fluorescence immunoassay
  • an analyte detection apparatus using a fluorescence immunoassay method a phenomenon in which high light output is obtained by resonance of electrons and light in a minute area such as nanometer level (Surface Plasmon Resonance (SPR: Surface Plasmon Resonance)
  • SPR device A surface plasmon resonance device (hereinafter, also referred to as “SPR device”) adapted to detect a very minute alanite in a living body by applying the phenomenon).
  • SPFS surface plasmon excitation-enhanced fluorescence spectroscopy
  • SPR surface plasmon resonance
  • analyte detection can be performed with higher accuracy than that of the SPR device based on the principle of surface plasmon-field enhanced fluorescence spectroscopy (SPFS)
  • SPFS device The surface plasmon excitation enhanced fluorescence spectrometer (hereinafter, also referred to as “SPFS device”) is one of such an analyte detection device.
  • a sensor chip including a dielectric member, a metal film adjacent to the top surface of the dielectric member, and a liquid holding member disposed on the top surface of the metal film is used.
  • a reaction section having a ligand for capturing an analyte is provided on a metal film.
  • the analyte is captured by the ligand by supplying the sample liquid containing the analyte to the liquid holding member (primary reaction).
  • a liquid (labeling liquid) containing a secondary antibody labeled with a fluorescent substance is introduced into the liquid holding member.
  • the analyte captured by the ligand is labeled with a fluorescent substance by an antigen-antibody reaction (secondary reaction).
  • the excitation light wavelength, the incident angle, the immune reaction efficiency, and the like vary for each sample detection apparatus due to the variation or assembly variation of the parts used. There are individual differences among devices.
  • the correction coefficient of the device individual difference according to the type of the substance to be measured is stored in advance in the storage means of the sample detection device, and identification information on the type of the substance to be measured is obtained from the sensor chip.
  • the device individual difference is corrected by correcting the fluorescence signal obtained by irradiating the sensor chip with the excitation light using the correction coefficient extracted from the storage unit according to the identification information.
  • the calibration operation described above generally needs to be performed for each sample detection device (sample detection unit) because individual differences exist in the sample detection device (sample detection unit). For this reason, in a sample detection device using a plurality of sample detection devices in combination or mounting a plurality of sample detection units, calibration work must be performed for each sample detection device or sample detection unit.
  • An object of the present invention is to provide an analyte detection apparatus and an analyte detection method.
  • An analyte detection apparatus for detecting an analyte based on the intensity of fluorescence emitted from the fluorescent substance by irradiating excitation light to a sensor chip containing the analyte labeled with the fluorescent substance, ,
  • An analyte detection unit comprising an excitation light irradiation unit for irradiating the excitation light, and a fluorescence detection unit for detecting the fluorescence;
  • a control unit configured to detect the analyte based on a detection value dependent on the intensity of the fluorescence detected by the fluorescence detection unit; The control unit corrects the detection value and calculates a correction detection value using the individual difference information stored in advance based on the individual difference of the sample detection unit and the correction coefficient for each of the sensor chips. Configured as.
  • a sample detection method reflecting one aspect of the present invention is A sensor chip including an analyte labeled with a fluorescent substance using an analyte detection unit including an excitation light irradiation unit for irradiating excitation light and a fluorescence detection unit for detecting fluorescence
  • an analyte detection unit including an excitation light irradiation unit for irradiating excitation light and a fluorescence detection unit for detecting fluorescence
  • the fluorescence emitted from the fluorescent substance is detected by the fluorescence detection unit, and the analyte is detected based on the detected value depending on the intensity of the detected fluorescence.
  • Sample detection method to perform A correction detection value is calculated by correcting the detection value using individual difference information acquired in advance based on the individual difference of the sample detection unit and a correction coefficient for each of the sensor chips.
  • an individual difference information which differs depending on the optical system of the sample detection apparatus independently of the substance to be measured and a fluorescent substance different depending on the fluorescent substance labeling the substance to be measured independently of the optical system of the sample detection apparatus
  • correction values are calculated for each sample detection device based on information and each other's individual differences are reduced
  • calibration is performed for each test item (measurement target substance) for all sample detection devices (sample detection units). Since it is not necessary to carry out work and obtain correction values, it is possible to reduce the effort of the user in calibration work.
  • sample detection unit sample detection unit
  • the correction value is set for each sample detection apparatus only by providing only the fluorescent substance information of the fluorescent substance used in the new test item. Since it is possible to calculate and reduce individual differences between each other, it is not necessary to store the correction value again in the sample detection apparatus, so it is possible to cope with a new examination item without burdening the user.
  • FIG. 1 is a schematic view for explaining the configuration of a surface plasmon excitation enhanced fluorescence spectrometer (SPFS device) which is an embodiment of the sample detection device of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic view for explaining the configuration of a sample detection unit in the SPFS device of FIG.
  • FIG. 3 is a schematic view for explaining the configuration of a sensor chip used in the sample detection unit of FIG.
  • FIG. 4 is a flow chart showing an example of the operation procedure of the SPFS device of FIG.
  • FIG. 5 is a graph showing an example of absorption spectra of fluorescent substance X and fluorescent substance Y.
  • FIG. 6 is a graph showing an example of the emission spectra of the fluorescent substance X and the fluorescent substance Y, and the transmittance with respect to the wavelength of the optical filter.
  • FIG. 1 is a schematic view for explaining the configuration of a surface plasmon excitation enhanced fluorescence spectrometer (SPFS device) which is an embodiment of the sample detection device of the present invention
  • FIG. 2 is an analyte detection in the SPFS device of FIG.
  • FIG. 3 is a schematic view for explaining the configuration of a unit
  • FIG. 3 is a schematic view for explaining the configuration of a sensor chip used in the sample detection unit of FIG.
  • the SPFS apparatus 10 of this embodiment detects a sample based on the detection values obtained by the plurality of sample detection units 10A, 10B and 10C and the respective sample detection units 10A, 10B and 10C. And an identification information acquisition unit 18 for acquiring information stored in an identification information storage unit 118 provided in a sensor chip 100 described later.
  • Each of the sample detection units 10A, 10B, and 10C includes an excitation light irradiation unit 20, a fluorescence detection unit 30, a liquid transfer unit 40, and a transport unit 50, as shown in FIG.
  • Each of the sample detection units 10A, 10B, and 10C is used in a state where the sensor chip 100 is mounted on the chip holder 54 of the transport unit 50.
  • the sensor chip 100 includes a dielectric member 102 having an incident surface 102a, a film forming surface 102b and an emitting surface 102c, a metal film 104 formed on the film forming surface 102b, and a film forming surface 102b or And a flow path forming member 106 fixed on the metal film 104.
  • the sensor chip 100 is replaced for each sample test.
  • the sensor chip 100 is preferably a structure having a length of about several mm to several cm on each side, but is a smaller structure or a larger structure that is not included in the category of “chip”. It does not matter.
  • the dielectric member 102 can be a prism made of a dielectric that is transparent to the excitation light ⁇ .
  • the incident surface 102 a of the dielectric member 102 is a surface on which the excitation light ⁇ emitted from the excitation light irradiation unit 20 is incident on the inside of the dielectric member 102.
  • the metal film 104 is formed on the film formation surface 102 b.
  • the excitation light ⁇ incident on the inside of the dielectric member 102 is reflected at the interface between the metal film 104 and the film forming surface 102 b of the dielectric member 102 (hereinafter referred to as “the back surface of the metal film 104 for convenience”).
  • the excitation light ⁇ is emitted to the outside of the dielectric member 102 through 102 c.
  • the shape of the dielectric member 102 is not particularly limited, and the dielectric member 102 shown in FIG. 2 is a prism formed of a hexahedron (truncated square pyramid shape) having a substantially trapezoidal vertical cross section, for example, the vertical
  • the cross-sectional shape may be a triangular (so-called triangular prism), semicircular, or semi-elliptical prism.
  • the incident surface 102 a is formed so that the excitation light ⁇ does not return to the excitation light irradiation unit 20.
  • the light source of the excitation light ⁇ is, for example, a laser diode (hereinafter also referred to as “LD”)
  • LD laser diode
  • the angle of the incident surface 102a is set so that the excitation light ⁇ does not perpendicularly enter the incident surface 102a in the scanning range centered on the ideal enhancement angle.
  • the design of the sensor chip 100 substantially determines the resonance angle (and the enhancement angle in the vicinity of the pole).
  • the design elements are the refractive index of the dielectric member 102, the refractive index of the metal film 104, the film thickness of the metal film 104, the extinction coefficient of the metal film 104, the wavelength of the excitation light ⁇ , and the like.
  • the analytes immobilized on the metal film 104 shift the resonance angle and the enhancement angle, but the amount is less than a few degrees.
  • the dielectric member 102 has some birefringence characteristics.
  • the material of the dielectric member 102 includes, for example, various inorganic substances such as glass and ceramics, natural polymers, synthetic polymers, etc., and is a material excellent in chemical stability, manufacturing stability, optical transparency, and low birefringence. Is preferred.
  • the material is not particularly limited as described above as long as it is at least formed of a material optically transparent to excitation light ⁇ and low in birefringence.
  • it is preferable to be formed of a resin material.
  • the method of manufacturing the dielectric member 102 is not particularly limited, but injection molding using a mold is preferable from the viewpoint of manufacturing cost.
  • the dielectric member 102 is formed of a resin material, for example, polyolefins such as polyethylene (PE) and polypropylene (PP), cyclic olefin copolymer (COC), polycyclic olefins such as cyclic olefin polymer (COP), polystyrene, Polycarbonate (PC), acrylic resin, triacetyl cellulose (TAC), etc.
  • PE polyethylene
  • PP polypropylene
  • COC cyclic olefin copolymer
  • COP cyclic olefin polymer
  • PC Polycarbonate
  • acrylic resin triacetyl cellulose
  • the metal film 104 is formed on the film formation surface 102 b of the dielectric member 102.
  • an interaction surface plasmon resonance
  • photons of the excitation light ⁇ incident on the film formation surface 102 b under total reflection conditions and free electrons in the metal film 104 and It is possible to generate a light at the place.
  • the material of the metal film 104 is not particularly limited as long as it is a metal capable of causing surface plasmon resonance.
  • a metal capable of causing surface plasmon resonance.
  • Such a metal is suitable as the metal film 104 because it is stable against oxidation and the electric field enhancement by surface plasmon light becomes large.
  • the method for forming the metal film 104 is not particularly limited, but, for example, sputtering method, evaporation method (resistance heating evaporation method, electron beam evaporation method, etc.), electrolytic plating, electroless plating method, etc. may be mentioned.
  • sputtering method evaporation method (resistance heating evaporation method, electron beam evaporation method, etc.), electrolytic plating, electroless plating method, etc.
  • the thickness of the metal film 104 is not particularly limited, but is preferably in the range of 5 to 500 nm, and from the viewpoint of the electric field enhancing effect, more preferably gold, silver, copper, It is preferably in the range of 20 to 70 nm in the case of platinum, 10 to 50 nm in the case of aluminum, and 10 to 70 nm in the case of these alloys.
  • the thickness of the metal film 104 is within the above range, surface plasmon light is easily generated, which is preferable. Moreover, if it is the metal film 104 which has such thickness, the magnitude
  • a ligand for capturing an analyte is immobilized on the surface of the metal film 104 not facing the dielectric member 102 (hereinafter referred to as “surface of the metal film 104” for convenience). It is done. By immobilizing the ligand, it is possible to selectively detect the analyte.
  • the ligand is uniformly immobilized on a predetermined region (reaction field 116) on the metal film 104.
  • the type of ligand is not particularly limited as long as it can capture the analyte.
  • the ligand is an antibody specific to the analyte or a fragment thereof.
  • the flow path forming member 106 is disposed on the film forming surface 102 b of the dielectric member 102 or on the metal film 104 as shown in FIG. 3.
  • the flow path forming member 106 is bonded to the dielectric member 102 or the metal film 104 by the adhesive sheet (flow path seal 114) in which the through holes are formed, and the dielectric member 102, the flow path forming member 106, A space surrounded by the flow path seal 114, that is, a through hole of the flow path seal 114 is used as the flow path 112.
  • the channel forming member 106 is not limited to this, and for example, a channel groove is formed on the surface facing the film forming surface 102 b or the metal film 104, and the channel forming member 106 is formed on the metal film 104. Is disposed to cover the reaction field 116, the space surrounded by the flow path forming member 106 and the dielectric member 102, that is, the flow path grooves, for sending the sample liquid, the labeling liquid, the cleaning liquid, and the like. It can be used as the flow path 112.
  • the flow path forming member 106 may be bonded to the dielectric member 102 or the metal film 104 by, for example, adhesion using an adhesive or a transparent adhesive sheet, laser welding, ultrasonic welding, or pressure bonding using a clamp member. it can.
  • the width of the flow path 112 thus formed is preferably 0.1 mm to 5 mm, and the length thereof is preferably 10 mm to 50 mm.
  • the height of the flow path 112 in the vicinity of the first through hole 110a is preferably 50 ⁇ m to 500 ⁇ m.
  • the flow path forming member 106 has a first through hole 110 a formed at one end of the flow path 112 and a second through hole 110 b formed at the other end of the flow path 112.
  • each of the first through holes 110a and the second through holes 110b has a substantially cylindrical shape.
  • the first through holes 110a and the second through holes 110b are used as an inlet for injecting a sample solution, a labeling solution, a washing solution and the like into the flow channel 112, and an outlet for taking out a sample solution, a labeling solution, a washing solution and the like. Function.
  • the material of the flow path forming member 106 is not particularly limited as long as it is formed of a material optically transparent to at least fluorescence ⁇ described later, but the sensor chip 100 which is inexpensive and excellent in handleability is For provision, for example, it is preferable to be formed of a resin material.
  • the method for manufacturing the flow path forming member 106 is not particularly limited, but injection molding using a mold is preferable from the viewpoint of manufacturing cost.
  • polyesters such as polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate, polyolefins such as polyethylene (PE), polypropylene (PP), cyclic olefin copolymer (COC), Polycyclic olefins such as cyclic olefin polymer (COP), vinyl resins such as polyvinyl chloride and polyvinylidene chloride, polystyrene, polyetheretherketone (PEEK), polysulfone (PSF), polyethersulfone (PES), polycarbonate (PC), polyamide, polyimide, acrylic resin, triacetyl cellulose (TAC), etc.
  • PET polyethylene terephthalate
  • PE polyethylene naphthalate
  • polyolefins such as polyethylene (PE), polypropylene (PP), cyclic olefin copolymer (COC)
  • COC cyclic olefin polymer
  • vinyl resins such as polyvinyl chloride
  • the identification information storage unit 118 is provided in the sensor chip 100 at a position where the excitation light ⁇ and the fluorescence ⁇ described later are not blocked.
  • the identification information storage unit 118 identifies a correction coefficient for each sensor chip 100, such as fluorescent substance information described later such as information for identifying an inspection item or information for identifying a fluorescent substance used in the sensor chip 100. Identification information is stored. For example, a barcode, a two-dimensional code, an RFID (radio frequency identifier), or the like may be used as the identification information storage unit 118, and information on an inspection item or a fluorescent substance can be described as characters.
  • the sensor chip 100 configured as described above is mounted on the chip holder 54 of the transport unit 50 of the SPFS apparatus 10 as shown in FIG. 2, and the sample detection is performed by each of the sample detection units 10A, 10B, and 10C.
  • the identification information acquisition unit 18 acquires the identification information stored in the identification information storage unit 118 of the sensor chip 100 and causes the control unit 12 to store the identification information.
  • the identification information acquisition unit 18 can be appropriately selected according to the mode of the identification information storage unit 118, and can be, for example, a barcode reader, a two-dimensional code reader, an RFID reader, etc. It can also be a keyboard or mouse for direct input.
  • each component of each sample detection unit 10A, 10B, 10C will be described based on FIG.
  • the sample detectors 10A, 10B, and 10C basically have the same configuration. Therefore, in FIG. 2, only the configuration of the sample detector 10A will be described.
  • the specimen detection unit 10A in the present embodiment includes the excitation light irradiation unit 20, the fluorescence detection unit 30, the liquid delivery unit 40, and the transport unit 50.
  • the excitation light irradiation unit 20 irradiates the sensor chip 100 held by the chip holder 54 with the excitation light ⁇ . As described later, at the time of measurement of the fluorescence ⁇ , the excitation light irradiation unit 20 directs only the P wave to the metal film 104 to the incident surface 102 a so that the incident angle to the metal film 104 becomes an angle that causes surface plasmon resonance. To emit.
  • excitation light is light which excites a fluorescent substance directly or indirectly.
  • the excitation light ⁇ generates localized field light on the surface of the metal film 104 that excites the fluorescent substance when the metal film 104 is irradiated at an angle where surface plasmon resonance occurs via the dielectric member 102. It is light.
  • the excitation light irradiation unit 20 includes a configuration for emitting the excitation light ⁇ toward the dielectric member 102 and a configuration for scanning the incident angle of the excitation light ⁇ with respect to the back surface of the metal film 104.
  • the excitation light irradiation unit 20 includes a light source unit 21, an angle adjustment mechanism 22, and a light source control unit 23.
  • the light source unit 21 irradiates excitation light ⁇ which is collimated and has a constant wavelength and light quantity to the back surface of the metal film 104 so that the shape of the irradiation spot becomes substantially circular.
  • the light source unit 21 includes, for example, a light source of excitation light ⁇ , a beam shaping optical system, an APC (Automatic Power-Control) mechanism, and a temperature adjustment mechanism (all not shown).
  • the type of light source is not particularly limited, and includes, for example, a laser diode (LD), a light emitting diode, a mercury lamp, and other laser light sources.
  • LD laser diode
  • the light emitted from the light source is converted into a beam by a lens, a mirror, a slit or the like.
  • the light emitted from the light source is not monochromatic light
  • the light emitted from the light source is converted to monochromatic light by a diffraction grating or the like.
  • the light emitted from the light source is not linearly polarized light
  • the light emitted from the light source is converted to linearly polarized light by a polarizer or the like.
  • the beam shaping optical system includes, for example, a collimator, a band pass filter, a linear polarization filter, a half wave plate, a slit, a zoom unit, and the like.
  • the beam shaping optical system may include all of these or may include only a part.
  • the collimator collimates the excitation light ⁇ emitted from the light source.
  • the band pass filter converts the excitation light ⁇ emitted from the light source into narrow band light of only the central wavelength.
  • the excitation light ⁇ from the light source has a slight wavelength distribution width.
  • the linear polarizing filter turns the excitation light ⁇ emitted from the light source into light of completely linear polarization.
  • the half-wave plate adjusts the polarization direction of the excitation light ⁇ such that the P-wave component is incident on the metal film 104.
  • the slit and zoom means adjust the beam diameter, contour shape, etc. of the excitation light ⁇ so that the shape of the irradiation spot on the back surface of the metal film 104 becomes a circle of a predetermined size.
  • the APC mechanism controls the light source so that the output of the light source is constant. More specifically, the APC mechanism detects the light quantity of light branched from the excitation light ⁇ by a photodiode or the like (not shown). Then, the APC mechanism controls the output of the light source to a constant level by controlling the input energy with the regression circuit.
  • the temperature control mechanism is, for example, a heater or a peltier element.
  • the wavelength and energy of the light emitted from the light source may vary with temperature. Therefore, by keeping the temperature of the light source constant by the temperature adjustment mechanism, the wavelength and energy of the light emitted from the light source are controlled to be constant.
  • the angle adjustment mechanism 22 adjusts the incident angle of the excitation light ⁇ to the metal film 104. In order to irradiate the excitation light ⁇ at a predetermined incident angle toward a predetermined position of the metal film 104 through the dielectric member 102, the angle adjustment mechanism 22 makes the optical axis of the excitation light ⁇ relative to the chip holder 54. Rotate.
  • the angle adjustment mechanism 22 rotates the light source unit 21 about an axis orthogonal to the optical axis of the excitation light ⁇ (an axis perpendicular to the paper surface of FIG. 2).
  • the position of the rotation axis is set so that the position of the irradiation spot on the metal film 104 hardly changes even when the incident angle is scanned.
  • the irradiation position is set by setting the position of the rotation center near the intersection of the optical axes of the two excitation lights ⁇ at both ends of the scanning range of the incident angle (between the irradiation position on the film forming surface 102b and the incident surface 102a). Can be minimized.
  • the angle at which the maximum light quantity of the plasmon scattered light can be obtained is the enhancement angle.
  • the basic incident conditions of the excitation light ⁇ are determined by the material and shape of the dielectric member 102 of the sensor chip 100, the film thickness of the metal film 104, the refractive index of the sample liquid in the flow channel 112, etc.
  • the optimum incidence conditions slightly fluctuate due to the type and amount of analyte in the flow path 112, the shape error of the dielectric member 102, and the like. For this reason, it is preferable to determine the optimum enhancement angle for each sample test.
  • the light source control unit 23 controls various devices included in the light source unit 21 to control the irradiation of the excitation light ⁇ of the light source unit 21.
  • the light source control unit 23 is configured by, for example, a known computer or microcomputer including an arithmetic device, a control device, a storage device, an input device, and an output device.
  • the fluorescence detection unit 30 detects the fluorescence ⁇ generated from the fluorescent substance excited by the irradiation of the metal film 104 with the excitation light ⁇ . Further, as necessary, the fluorescence detection unit 30 also detects plasmon scattered light generated by the irradiation of the excitation light ⁇ to the metal film 104.
  • the fluorescence detection unit 30 includes, for example, a light receiving unit 31, a position switching mechanism 37, and a sensor control unit 38.
  • the light receiving unit 31 is disposed in the normal direction (z-axis direction in FIG. 2) of the metal film 104 of the sensor chip 100.
  • the light receiving unit 31 includes a first lens 32, an optical filter 33, a second lens 34, and a light receiving sensor 35.
  • the first lens 32 is, for example, a condensing lens, and condenses the light generated from the metal film 104.
  • the second lens 34 is, for example, an imaging lens, and causes the light collected by the first lens 32 to form an image on the light receiving surface of the light receiving sensor 35.
  • the light path between the two lenses 32 and 34 is a substantially parallel light path.
  • the optical filter 33 is disposed between the two lenses 32 and 34.
  • the optical filter 33 guides only the fluorescence component to the light receiving sensor 35 and removes the excitation light component (plasmon scattered light) in order to detect the fluorescence ⁇ with high S / N.
  • the optical filter 33 includes, for example, an excitation light reflection filter, a short wavelength cut filter, and a band pass filter.
  • the optical filter 33 is, for example, a filter including a multilayer film that reflects a predetermined light component, but may be a color glass filter that absorbs the predetermined light component.
  • the light receiving sensor 35 detects the fluorescence ⁇ .
  • the light receiving sensor 35 is not particularly limited as long as it has high sensitivity capable of detecting the weak fluorescence ⁇ from the fluorescent substance labeled with a minute amount of analyte, for example, photoelectron A multiplier tube (PMT), an avalanche photodiode (APD), a low noise folio diode (PD), etc. can be used.
  • PMT photoelectron A multiplier tube
  • APD avalanche photodiode
  • PD low noise folio diode
  • the position switching mechanism 37 switches the position of the optical filter 33 to the light path in the light receiving unit 31 or out of the light path. Specifically, when the light receiving sensor 35 detects fluorescence ⁇ , the optical filter 33 is disposed on the optical path of the light receiving unit 31, and when the light receiving sensor 35 detects plasmon scattered light, the optical filter 33 is used as the light receiving unit 31. Arranged outside the light path.
  • the position switching mechanism 37 is constituted of, for example, a rotational drive unit and a known mechanism (a turntable, a rack and pinion, etc.) for moving the optical filter 33 in the horizontal direction using rotational movement.
  • the sensor control unit 38 controls detection of an output value of the light receiving sensor 35, management of sensitivity of the light receiving sensor 35 based on the detected output value, and control of change of sensitivity of the light receiving sensor 35 for obtaining an appropriate output value.
  • the sensor control unit 38 is configured by, for example, a known computer or microcomputer including an arithmetic device, a control device, a storage device, an input device, and an output device.
  • the liquid transfer unit 40 supplies a sample solution, a labeling solution, a washing solution, and the like into the flow path 112 of the sensor chip 100 mounted on the chip holder 54.
  • the liquid delivery unit 40 includes a syringe pump 41, a pipette nozzle 46, a pipette tip 45 and a liquid feed pump drive mechanism 44.
  • the liquid delivery unit 40 is used with the pipette tip 45 attached to the tip of the pipette nozzle 46. If the pipette tip 45 is replaceable, cleaning of the pipette tip 45 becomes unnecessary, and contamination of impurities can be prevented.
  • the syringe pump 41 includes a syringe 42 and a plunger 43 capable of reciprocating in the syringe 42.
  • the reciprocation of the plunger 43 quantitatively sucks and discharges the liquid.
  • the liquid feed pump drive mechanism 44 includes a drive unit of the syringe pump 41 and a moving unit of the pipette nozzle 46 to which the pipette tip 45 is attached.
  • the drive device of the syringe pump 41 is a device for reciprocating the plunger 43, and includes, for example, a stepping motor.
  • the driving device including the stepping motor can control the amount of liquid delivery and the liquid feeding speed of the syringe pump 41, and thus is preferable from the viewpoint of managing the amount of residual liquid of the sensor chip 100.
  • the moving device of the pipette nozzle 46 freely moves, for example, the pipette nozzle 46 in two directions of an axial direction (for example, the vertical direction) of the pipette nozzle 46 and a direction transverse to the axial direction (for example, the horizontal direction).
  • the moving device of the pipette nozzle 46 is constituted by, for example, a robot arm, a two-axis stage or a turntable which can move up and down.
  • the liquid delivery unit 40 has a tip of the pipette tip 45 It is preferable to further have a mechanism for detecting the position.
  • the liquid transfer unit 40 sucks various liquids from a liquid storage unit (not shown) and supplies the liquid into the flow path 112 of the sensor chip 100. At this time, by moving the plunger 43, the liquid reciprocates in the flow path 112 of the sensor chip 100, and the liquid in the flow path 112 is agitated. Thereby, equalization
  • the inlet (first through hole 110a) of the sensor chip 100 is protected by the multilayer film 111 or the like, and when the pipette chip 45 penetrates the multilayer film, the first through hole is formed. It is preferable that the sensor chip 100 and the pipette tip 45 be configured to be able to seal the 110 a.
  • the second through hole 110b has a lid seal 120 attached to the upper opening thereof, and the second through hole 110b becomes a reservoir portion in which the injected liquid passes through the flow path and is temporarily stored.
  • the lid seal 120 has a small hole for air escape.
  • the liquid in the flow path 112 is again sucked by the syringe pump 41 and discharged to a waste liquid portion (not shown) or the like.
  • a waste liquid portion not shown
  • reactions with various liquids, washing, and the like can be performed, and the fluorescent substance-labeled analyte can be immobilized on the reaction site in the flow path 112.
  • the transport unit 50 transports and fixes the sensor chip 100 mounted on the chip holder 54 by the user to the liquid delivery position or the measurement position.
  • the “liquid transfer position” is a position at which the liquid transfer unit 40 supplies a liquid into the flow path 112 of the sensor chip 100 or removes the liquid in the flow path 112.
  • the “measurement position” is a position at which the excitation light irradiation unit 20 irradiates the sensor chip 100 with the excitation light ⁇ and the fluorescence detection unit 30 detects the fluorescence ⁇ generated accordingly.
  • the transport unit 50 includes a transport stage 52 and a chip holder 54.
  • the chip holder 54 is fixed to the transfer stage 52 and holds the sensor chip 100 in a detachable manner.
  • the shape of the chip holder 54 is not particularly limited as long as it can hold the sensor chip 100 and does not interfere with the optical paths of the excitation light ⁇ and the fluorescence ⁇ .
  • the chip holder 54 is provided with an opening through which the excitation light ⁇ and the fluorescence ⁇ pass.
  • the transfer stage 52 is configured to be able to move the chip holder 54 in one direction (x-axis direction in FIG. 2) and the opposite direction.
  • the transfer stage 52 is driven by, for example, a stepping motor.
  • the sample detection units 10A, 10B, and 10C configured as described above are connected to the control unit 12.
  • the control unit 12 controls the angle adjustment mechanism 22, the light source control unit 23, the position switching mechanism 37, the sensor control unit 38, the transport stage 52, and a detection value depending on the intensity of the fluorescence ⁇ detected by the fluorescence detection unit 30. And detect the analyte, and calculate the amount, concentration, etc. of the analyte as necessary.
  • the control unit 12 is configured by, for example, a known computer or microcomputer including an arithmetic device, a control device, a storage device, an input device, and an output device.
  • a detection value what quantified the intensity
  • the control unit 12 controls each of the sample detection units 10A, 10B, and 10C to detect a sample contained in the sensor chip 100 as described below.
  • FIG. 4 is a flowchart showing an example of the operation procedure of the sample detection unit 10A.
  • the identification information storage unit 118 of the sensor chip 100 is a barcode
  • the identification information acquisition unit 18 is a barcode reader
  • the user mounts the sensor chip 100 on the chip holder 54 of the transport unit 50 (S100).
  • the control unit 12 operates the identification information acquisition unit 18 to acquire the identification information stored in the identification information storage unit 118 of the sensor chip 100 mounted on the chip holder 54 and stores the identification information in the control unit 12 (S110). .
  • control unit 12 operates the transfer stage 52 to move the sensor chip 100 mounted on the chip holder 54 to the liquid transfer position (S120).
  • control unit 12 operates the liquid transfer unit 40 to introduce the cleaning liquid stored in the liquid storage unit (not shown) into the flow path 112, cleans the flow path 112, and stores the storage reagent in the flow path 112. It removes (S130).
  • the washing liquid used for washing is discharged by the liquid feeding unit 40, and instead, the measurement liquid stored in the liquid storage unit (not shown) is introduced into the flow path 112. If there is no influence on the result of the enhancement angle detection (S150) in the later step, the preservation reagent washing solution and the measuring solution can also be used, and the enhancement angle measurement can be performed without discharging the washing solution.
  • control unit 12 operates the transfer stage 52 to transfer the sensor chip 100 mounted on the chip holder 54 to the measurement position (S140). Then, the control unit 12 operates the excitation light irradiation unit 20 and the fluorescence detection unit 30 to irradiate the sensor chip 100 with excitation light ⁇ , and detects and enhances plasmon scattered light of the same wavelength as the excitation light ⁇ . A corner is detected (S150).
  • control unit 12 operates the excitation light irradiation unit 20 to scan the incident angle of the excitation light ⁇ with respect to the metal film 104 and operate the fluorescence detection unit 30 to detect plasmon scattered light. At this time, the control unit 12 operates the position switching mechanism 37 to place the optical filter 33 outside the optical path of the light receiving unit 31. Then, the control unit 12 determines the incident angle of the excitation light ⁇ when the light amount of the plasmon scattered light is maximum as the enhancement angle.
  • control unit 12 operates the excitation light irradiation unit 20 and the fluorescence detection unit 30 to irradiate the sensor chip 100 disposed at the measurement position with the excitation light ⁇ , and the output value of the light receiving sensor 35 (optical blank value ) Is recorded (S160).
  • control unit 12 operates the angle adjustment mechanism 22 to set the incident angle of the excitation light ⁇ to the enhancement angle. Further, the control unit 12 operates the position switching mechanism 37 to arrange the optical filter 33 in the optical path of the light receiving unit 31.
  • control unit 12 operates the transfer stage 52 to move the sensor chip 100 to the liquid transfer position (S170). Then, the control unit 12 operates the liquid transfer unit 40 to discharge the measurement liquid in the flow path 112 and introduce the sample liquid stored in the liquid storage portion (not shown) into the flow path 112. In the flow path 112, the analyte is captured at the reaction site on the metal film 104 by the antigen-antibody reaction (primary reaction) (S180).
  • the sample liquid used here is a liquid prepared using a sample, and for example, the sample and the reagent are mixed and treated for binding the fluorescent substance to the analyte contained in the sample.
  • a sample include blood, serum, plasma, urine, nostril fluid, saliva, stool, body cavity fluid (such as spinal fluid, ascites fluid, pleural fluid) and the like.
  • the analyte contained in the sample may be, for example, a nucleic acid (DNA, which may be single-stranded or double-stranded, RNA, polynucleotide, oligonucleotide, PNA (peptide nucleic acid), etc., or nucleoside , Nucleotides and their modified molecules), proteins (polypeptides, oligopeptides etc), amino acids (including modified amino acids), carbohydrates (oligosaccharides, polysaccharides, sugar chains etc), lipids, or modified molecules thereof,
  • the complex may, for example, be a carcinoembryonic antigen such as AFP ( ⁇ -fetoprotein), a tumor marker, a signal transduction substance, a hormone or the like without particular limitation.
  • the control unit 12 operates the liquid transfer unit 40 to introduce the labeling solution stored in the liquid storage unit (not shown) into the flow path 112.
  • the analyte captured on the metal film 104 is labeled with a fluorescent substance by an antigen-antibody reaction (secondary reaction) (S200).
  • a fluid containing a secondary antibody labeled with a fluorescent substance can be used as the labeling solution.
  • the labeling solution in the flow path 112 is removed, the inside of the flow path 112 is washed with the washing liquid, and after the washing liquid is removed, the measurement liquid is introduced into the flow path 112 (S210).
  • control unit 12 operates the transfer stage 52 to move the sensor chip 100 to the measurement position (S220).
  • control unit 12 operates the excitation light irradiation unit 20 and the fluorescence detection unit 30 to irradiate the sensor chip 100 disposed at the measurement position with the excitation light ⁇ and label the analyte captured by the ligand.
  • the fluorescence ⁇ emitted from the fluorescent substance to be detected is detected (S230).
  • the controller 12 can convert the amount and concentration of the analyte, etc., as necessary, based on the detected intensity of the fluorescence ⁇ .
  • the control unit 12 generates individual difference information which differs depending on the optical system of the specimen detection units 10A, 10B, and 10C, and fluorescent material information which varies depending on the fluorescent material labeling the analyte, which is a correction coefficient for each sensor chip.
  • the intensity (detection value) of the fluorescence ⁇ detected by each of the sample detection units 10A, 10B, and 10C is corrected based on the individual difference correction value. (S240).
  • the individual difference information is information obtained when the SPFS device 10 is manufactured, and is stored in advance in the individual difference information storage unit 14 of the control unit 12.
  • Information on the wavelength of the excitation light emitted from the excitation light irradiation unit 20 (excitation light wavelength individual difference information such as reference wavelength or excitation light wavelength of each specimen detection unit 10A, 10B, 10C) as individual difference information, light receiving unit
  • the information on the wavelength band of the fluorescence passed by the optical filter 33 of 31 reference wavelength and wavelength individual difference information of the optical filter 33 of each of the specimen detection units 10A, 10B, and 10C) is included.
  • the individual difference information storage unit 14 of the control unit 12 has individual difference information for each sample detection unit. It is memorized.
  • the fluorescent substance information is information that differs depending on the type of fluorescent dye, and the change rate of the absorption coefficient with respect to individual differences in the wavelength of excitation light (for example, how% the absorption coefficient differs when the wavelength shifts by 1 nm), the optical filter 33 The change rate of the amount of fluorescent light with respect to individual differences in the wavelength (for example, how much the detected value differs when the wavelength shifts by 1 nm).
  • a plurality of pieces of fluorescent substance information are associated with identification information and stored in advance in the fluorescent substance information storage unit 16 (correction coefficient storage unit) of the control unit 12. Based on the identification information acquired by the identification information acquisition unit 18, the control unit 12 selects, from the fluorescent material information storage unit 16, fluorescent substance information on the fluorescent substance included in the sensor chip 100.
  • the fluorescent substance information storage unit 16 only needs to store information for the number of types of fluorescent substances smaller than the number of types of inspection items, so that separate information is stored for each inspection item. There is no need to store such a large amount of information, and means with a small storage capacity can be used. Also, even if a new test item is added, it is not necessary to store additional information if the fluorescent substance used is the same as the already registered fluorescent substance, and it is newly added only when a new fluorescent substance is adopted. It is only necessary to associate new fluorescent substance information with identification information and store it in the fluorescent substance information storage section 16, such as installing the provided fluorescent substance information file in the fluorescent substance information storage section 16.
  • the fluorescent substance information may be stored in the identification information storage unit 118 provided in the sensor chip 100, and may be acquired by the identification information acquisition unit 18 for each inspection of the sensor chip 100.
  • the method of storing fluorescent substance information in the fluorescent substance information storage unit 16 of the control unit 12 and the method of storing fluorescent substance information in the identification information storage unit 118 of the sensor chip 100 may be used in combination. It is possible.
  • the fluorescent substance information corresponding to the identification information is selected from the fluorescent substance information storage unit 16 of the control unit 12 and used for correction.
  • the fluorescent substance information can be calibrated to be used for correction.
  • the individual difference information storage unit 14 of the control unit 12 information on the wavelength of excitation light is stored as individual difference information.
  • the wavelength stored here is a peak wavelength at which the intensity of the excitation light is maximum.
  • a reference wavelength ⁇ of excitation light, an excitation light wavelength ⁇ A of the specimen detection unit 10A, an excitation light wavelength ⁇ B of the specimen detection unit 10B, and an excitation light wavelength ⁇ C of the specimen detection unit 10C are stored.
  • the excitation light wavelength sensitivity coefficient ⁇ X of the fluorescent substance X and the excitation light wavelength sensitivity coefficient ⁇ Y of the fluorescent substance Y are stored as fluorescent substance information.
  • the excitation light wavelength sensitivity coefficient is a value representing how% the detected value differs when the excitation light wavelength shifts by 1 nm.
  • the inclination of the absorption spectrum at the reference wavelength ⁇ eg, the reference wavelength ⁇ ⁇ 5 nm is the excitation light wavelength It becomes a sensitivity factor.
  • the detection value S is corrected as in the following equation (1).
  • n is any one of A, B and C.
  • Transmission wavelength range is generally as L s nm ⁇ L l nm, expressed by the two wavelengths of shorter wavelength side wavelength L s and the long wavelength side wavelength L l.
  • the transmission band wavelength of the optical filter when the transmission spectrum of the optical filter 33 has the characteristic as shown in FIG. Although defined, for example, a wavelength having an arbitrary transmittance such as a wavelength at which the transmittance is 20% or a wavelength at which the transmittance is 80% may be defined as the transmission band wavelength.
  • the short wavelength side wavelength L s of the transmission wavelength band is a region where the fluorescence intensity is high.
  • the fluctuation of the value is large. Therefore, by storing a transmission band wavelength corresponding to the short wavelength side wavelength L s of the transmission wavelength band, and corrects the detection value.
  • the reference wavelength ⁇ and the transmission band wavelength of each optical filter are stored for both the short wavelength side wavelength L s and the long wavelength side wavelength L 1 of the transmission wavelength band.
  • the correction detection value can be calculated more accurately by performing the correction.
  • the fluorescent substance information storage unit 16 of the control unit 12 stores the filter wavelength sensitivity coefficient ⁇ X of the fluorescent substance X and the filter wavelength sensitivity coefficient ⁇ Y of the fluorescent substance Y as fluorescent substance information.
  • the filter wavelength sensitivity coefficient is a value representing how% the detected value differs when the cut wavelength of the optical filter 33 is shifted by 1 nm.
  • the emission spectra of the fluorescent substance X and the fluorescent substance Y and the transmittance for the wavelength of the optical filter 33 have the characteristics as shown in FIG. That is, it is represented by an integral value (area) obtained by multiplying the light emission spectrum by the transmittance of the optical filter 33.
  • the transmission band wavelength changes in a range of ⁇ ⁇ 2 nm
  • the rate of change of the amount of fluorescence light (the rate of change of the integrated value (area)) of the optical filter 33 is the filter It becomes a wavelength sensitivity coefficient.
  • the detection value S is corrected as shown in the following equation (2).
  • n is any one of A, B and C.
  • the detection value S is corrected as shown in the following formula (3) the detection value S C is calculated.
  • the individual difference information of each sample detection unit 10A, 10B, 10C is shown in Table 1 below.
  • correction coefficients for each sensor chip are shown in Table 2 below.
  • the correction coefficient in the case where the test of the test item 1 is performed in the sample detection unit 10A is 0.979 as described below.
  • the correction coefficient is 1.030 when the test item 1 is tested in the sample detection unit 10C, 0.989 when the test item 3 is tested in the sample detection unit 10A, and the sample detection unit 10C is The correction coefficient in the case where the inspection item 3 is inspected in the above is 1.010.
  • the fact that the correction coefficients are different in this way means that about 5% of the individual differences of the sample detection units are present for the sample detection unit 10A and the sample detection unit 10C with respect to the test of the same test item 1 It means that you are
  • the influence of the individual difference of the specimen detection part is about 2% between the specimen detection part 10A and the specimen detection part 10C, and the examination item (fluorescent substance) is different even in the same sample detection part For example, it means that the influence of the individual difference of the sample detection unit is different.
  • the sample detection units are used. It is only necessary to store a total of 12 correction coefficients, i.e., 8 individual difference information and 4 correction coefficients for each sensor chip. Furthermore, as the number of specimen detection units and the number of examination items increase, the present invention can reduce the numerical values to be stored relatively in comparison with the conventional case.
  • the enhancement angle detection (S140) and the optical blank value measurement (S150) are performed before the primary reaction (S170), but the enhancement angle detection is performed after the primary reaction (S170).
  • the optical blank value measurement (S150) may be performed.
  • the detection of the enhancement angle (S140) may be omitted.
  • a secondary reaction (S190) in which the analyte is labeled with a fluorescent substance is performed (two-step system).
  • the timing at which the analyte is labeled with a fluorescent substance is not particularly limited.
  • a labeling solution can be added to the sample solution to label the analyte in advance with a fluorescent substance. Further, by simultaneously injecting the sample solution and the labeling solution into the flow channel 112, the analyte labeled with the fluorescent substance is captured by the ligand. In this case, the analyte is labeled with a fluorescent substance and the analyte is captured by the ligand.
  • both the primary reaction and the secondary reaction can be completed by introducing the sample solution into the flow channel 112 (one-step system).
  • enhanced angle detection S140 is performed before the antigen-antibody reaction.
  • the present invention is not limited to this.
  • the detection value is corrected based on the individual difference information and the fluorescent substance information stored in advance in the control unit 12 without providing the identification information acquisition unit.
  • the correction detection value may be calculated.
  • the sample detection apparatus can be applied to a sample detection apparatus using fluorescence immunoassay (FIA) such as an SPR apparatus, etc.
  • FIA fluorescence immunoassay

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
  • Optical Measuring Cells (AREA)

Abstract

［課題］各検体検出装置について全ての検査項目についての較正作業を行う必要がなく、検体検出装置の製造時のコストを低減させることができるとともに、検体検出装置を新たな検査項目に対応させる場合にも、改めて較正作業を行う必要がなく、また、ユーザーの負担無く、新たな検査項目に対応させることができる検体検出装置及び検体検出方法を提供する。 ［解決手段］励起光を照射するための励起光照射ユニットと、蛍光を検出するための蛍光検出ユニットとからなる検体検出部を用いて、蛍光物質で標識されたアナライトを含むセンサーチップに対して、励起光照射ユニットから励起光を照射することで、蛍光物質から放出される蛍光を蛍光検出ユニットにより検出し、検出された蛍光の強度に依存する検出値に基づき、アナライトの検出を行う際に、検体検出部の個体差に基づき事前に取得された個体差情報と、センサーチップ毎の補正係数とを用いて、検出値を補正して補正検出値を算出する。

Description

検体検出装置及び検体検出方法
　本発明は、センサーチップ内に含まれる測定対象物質の検出を行う検体検出システム及び検体検出方法に関し、より詳しくは、検体検出装置に含まれる光学系の個体差や測定対象物質を標識する蛍光色素の種類などによらず、高精度に測定対象物質を検出できる検体検出システム及び検体検出方法に関する。
　従来、極微少な物質の検出を行う場合において、物質の物理的現象を応用することでこのような物質の検出を可能とした様々な検体検出方法が提案されている。
　このような検体検出方法としては、例えば、試料液に含まれる測定対象物質である抗原と、標識物質で標識された抗体または抗原との抗原抗体反応を利用して、測定対象物質の有無やその量を測定する免疫測定法（イムノアッセイ）が知られている。
　免疫測定法には、標識物質として酵素を用いた酵素免疫測定法（ＥＩＡ）や、標識物質として蛍光物質を用いた蛍光免疫測定法（ＦＩＡ）などがある。
　例えば、蛍光免疫測定法を利用した検体検出装置としては、ナノメートルレベルなどの微細領域中で電子と光が共鳴することにより、高い光出力を得る現象（表面プラズモン共鳴（ＳＰＲ：Surface Plasmon Resonance）現象）を応用し、例えば、生体内の極微少なアラナイトの検出を行うようにした表面プラズモン共鳴装置（以下、「ＳＰＲ装置」とも言う）が挙げられる。
　また、表面プラズモン共鳴（ＳＰＲ）現象を応用した、表面プラズモン励起増強蛍光分光法（ＳＰＦＳ：Surface Plasmon-field enhanced Fluorescence Spectroscopy）の原理に基づき、ＳＰＲ装置よりもさらに高精度にアナライト検出を行えるようにした表面プラズモン励起増強蛍光分光測定装置（以下、「ＳＰＦＳ装置」とも言う）も、このような検体検出装置の一つである。
　このようなＳＰＦＳ装置では、誘電体部材と、誘電体部材の上面に隣接する金属膜と、金属膜の上面に配置される液保持部材とを備えるセンサーチップが用いられる。このようなセンサーチップでは、金属膜上に、アナライトを捕捉するためのリガンドを有する反応部が設けられている。
　液保持部材に、アナライトを含む試料液を供給することにより、アナライトがリガンドにより捕捉される（１次反応）。この状態で、蛍光物質で標識された２次抗体を含む液体（標識液）を液保持部材に導入する。溶液保持部材内では、抗原抗体反応（２次反応）によって、リガンドにより捕捉されているアナライトが蛍光物質で標識される。
　この状態で、誘電体部材を介して表面プラズモン共鳴が生じる角度で励起光を金属膜に照射すると、金属膜表面近傍に発生した表面プラズモン光により蛍光物質が励起され、蛍光物質から蛍光が生じる。この蛍光を検出することにより、アナライトの有無やその量を測定することができる。
　ところで、光学式の検体検出装置では、使用する部品のバラツキや組立てバラツキにより、検体検出装置毎に励起光波長や入射角度、免疫反応効率などにバラツキが生じ、このような様々な要因により検体検出装置の個体差が生じる。
　特に、励起光の投光手段であるレーザーダイオードの個体差や、励起光を遮断し蛍光を透過するバンドパスフィルターの個体差などにより、同じ試料であっても、異なる測定結果となってしまう。
　このため、従来は、濃度が既知の試薬を用いて免疫反応及び光学測定を行い、正しい値が算出させるように「補正係数」を検体検出装置に記憶させる較正作業を検体検出装置毎に実施することで、検体検出装置の個体差を低減させるようにしている。
　例えば、特許文献１では、測定対象物質の種類に応じた装置個体差の補正係数を予め検体検出装置の記憶手段に記憶しておき、センサーチップから測定対象物質の種類に関する識別情報を取得し、識別情報に応じて記憶手段から引き出した補正係数を用いて、センサーチップに励起光を照射することにより得られる蛍光信号を補正することにより、装置個体差を補正している。
特開２０１４－１１９４１８号公報
　検体検出の作業では、複数の検査を同時並行で実施し、迅速に多数の検査結果を出すことが求められる場合がある。このため、複数の検体検査装置を併用する、あるいは、一つの検体検査装置内に複数の検体検出ユニットを搭載した検体検査装置を用いて、同時に多数の検査を実施することが考えられる。
　この場合、前述した較正作業は、一般的に検体検出装置（検体検出ユニット）には個体差が存在するため、検体検出装置（検体検出ユニット）毎に実施する必要がある。このため、複数の検体検出装置を併用する、あるいは、複数の検体検出ユニットを搭載した検体検出装置では、検体検出装置あるいは検体検出ユニット毎に較正作業を行わなければならない。
　また、較正作業は、検査項目（測定対象物）毎に行わなければならないため、検体検出装置（検体検出ユニット）毎に、検査項目毎の較正作業を行うことは、非常に大きなユーザー負担となる。
　本発明では、複数の検体検出装置あるいは複数の検体検出ユニットを搭載した検体検出装置について、全ての検体検出ユニットについての較正作業を行うことなく、検体検出ユニット間の個体差を低減させることができる検体検出装置及び検体検出方法を提供することを目的とする。
　これにより、複数の検体検出装置あるいは複数の検体検出ユニットを搭載した検体検出装置を利用するユーザーの較正作業の負担を低減させることができる。
　また、複数の検体検出ユニットを搭載可能な検体検出装置に対して、検体検出ユニット追加・増設しても、追加した検体検出ユニットに対して改めて較正作業を行う必要がなく、ユーザーあるいは装置組立作業者の作業負担の軽い検体検出装置及び検体検出方法を提供することを目的とする。
　さらに、本発明では、新たな検査項目を追加する場合にも、簡易な方法で検体検出ユニット間の個体差を低減することができる検体検出装置及び検体検出方法を提供することを目的とする。
　本発明は、前述したような従来技術における課題を解決するために発明されたものであって、上述した目的のうち少なくとも一つを実現するために、本発明の一側面を反映した検体検出装置は、
　蛍光物質で標識されたアナライトを含むセンサーチップに対して、励起光を照射することで、前記蛍光物質から放出される蛍光の強度に基づき、前記アナライトの検出を行う検体検出装置であって、
　前記励起光を照射するための励起光照射ユニットと、前記蛍光を検出するための蛍光検出ユニットと、からなる検体検出部と、
　前記蛍光検出ユニットにより検出された蛍光の強度に依存する検出値に基づき、前記アナライトの検出を行う制御部と、を備え、
　前記制御部は、前記検体検出部の個体差に基づき事前に記憶された個体差情報と、前記センサーチップ毎の補正係数と、を用いて、前記検出値を補正して補正検出値を算出するように構成される。
　また、本発明の一側面を反映した検体検出方法は、
　励起光を照射するための励起光照射ユニットと、蛍光を検出するための蛍光検出ユニットと、からなる検体検出部を用いて、蛍光物質で標識されたアナライトを含むセンサーチップに対して、前記励起光照射ユニットから前記励起光を照射することで、前記蛍光物質から放出される蛍光を前記蛍光検出ユニットにより検出し、検出された蛍光の強度に依存する検出値に基づき、前記アナライトの検出を行う検体検出方法であって、
　前記検体検出部の個体差に基づき事前に取得された個体差情報と、前記センサーチップ毎の補正係数と、を用いて、前記検出値を補正して補正検出値を算出する。
　本発明によれば、測定対象物質に依存せず、検体検出装置の光学系により異なる個体差情報と、検体検出装置の光学系に依存せず、測定対象物質を標識する蛍光物質により異なる蛍光物質情報と、に基づき、検体検出装置毎に補正値を算出し互いの個体差を低減しているため、全ての検体検出装置（検体検出ユニット）に対して検査項目（測定対象物質）毎に較正作業を行って補正値を取得する必要がないため、ユーザーの較正作業の手間を軽減することができる。
　さらに本発明によれば、検体検出装置（検体検出ユニット）を新たに追加・増設される場合にも、追加した検体検出装置（検体検出ユニット）に対して改めて較正作業を行う必要が無いため、ユーザーあるいは装置組立作業者の作業負担を軽減することができる。
　さらに本発明によれば、検体検出装置を新たな検査項目に対応させる場合にも、新たな検査項目で使用する蛍光物質の蛍光物質情報のみを提供するだけで、検体検出装置毎に補正値を算出し互いの個体差を低減することができるため検体検出装置に改めて補正値を記憶させる必要がないため、ユーザー負担無く、新たな検査項目に対応させることができる。
図１は、本発明の検体検出装置の一実施例である表面プラズモン励起増強蛍光分光測定装置（ＳＰＦＳ装置）の構成を説明するための模式図である。 図２は、図１のＳＰＦＳ装置における検体検出部の構成を説明するための模式図である。 図３は、図２の検体検出部で用いられるセンサーチップの構成を説明するための模式図である。 図４は、図１のＳＰＦＳ装置の動作手順の一例を示すフローチャートである。 図５は、蛍光物質Ｘ及び蛍光物質Ｙの吸光スペクトルの一例を示すグラフである。 図６は、蛍光物質Ｘ及び蛍光物質Ｙの発光スペクトルと、光学フィルターの波長に対する透過率の一例を示すグラフである。
　以下、本発明の実施の形態（実施例）を図面に基づいて、より詳細に説明する。
　図１は、本発明の検体検出装置の一実施例である表面プラズモン励起増強蛍光分光測定装置（ＳＰＦＳ装置）の構成を説明するための模式図、図２は、図１のＳＰＦＳ装置における検体検出部の構成を説明するための模式図、図３は、図２の検体検出部で用いられるセンサーチップの構成を説明するための模式図である。
　図１，２に示すように、本実施例のＳＰＦＳ装置１０は、複数の検体検出部１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃと、各検体検出部１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃにより得られた検出値に基づき、検体検出を実施する制御部１２と、後述するセンサーチップ１００に設けられた識別情報記憶部１１８に記憶された情報を取得する識別情報取得部１８と、を備えている。
　また、各検体検出部１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、図２に示すように、励起光照射ユニット２０、蛍光検出ユニット３０、送液ユニット４０、搬送ユニット５０を備えている。なお、各検体検出部１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、搬送ユニット５０のチップホルダー５４にセンサーチップ１００を装着した状態で使用される。
　センサーチップ１００は、図３に示すように、入射面１０２ａ、成膜面１０２ｂ及び出射面１０２ｃを有する誘電体部材１０２と、成膜面１０２ｂに形成された金属膜１０４と、成膜面１０２ｂまたは金属膜１０４上に固着された流路形成部材１０６とを有する。通常、センサーチップ１００は、検体検査毎に交換されるものである。
　センサーチップ１００は、好ましくは各辺の長さが数ｍｍ～数ｃｍ程度の構造物であるが、「チップ」の範疇に含まれないようなより小型の構造物又はより大型の構造物であっても構わない。
　誘電体部材１０２は、励起光αに対して透明な誘電体からなるプリズムとすることができる。誘電体部材１０２の入射面１０２ａは、励起光照射ユニット２０から照射される励起光αが誘電体部材１０２の内部に入射される面である。また、成膜面１０２ｂ上には、金属膜１０４が形成されている。誘電体部材１０２の内部に入射した励起光αは、この金属膜１０４と誘電体部材１０２の成膜面１０２ｂとの界面（以下、便宜上「金属膜１０４の裏面」という）において反射され、出射面１０２ｃを介して、励起光αは誘電体部材１０２の外部に出射される。
　誘電体部材１０２の形状は特に限定されるものではなく、図２に示す誘電体部材１０２は、鉛直断面形状が略台形の六面体（截頭四角錐形状）からなるプリズムであるが、例えば、鉛直断面形状を三角形（いわゆる、三角プリズム）、半円形、半楕円形としたプリズムとすることもできる。
　入射面１０２ａは、励起光αが励起光照射ユニット２０に戻らないように形成される。励起光αの光源が、例えば、レーザーダイオード（以下、「ＬＤ」ともいう）である場合、励起光αがＬＤに戻ると、ＬＤの励起状態が乱れてしまい、励起光αの波長や出力が変動してしまう。このため、理想的な増強角を中心とする走査範囲において、励起光αが入射面１０２ａに対して垂直に入射しないように、入射面１０２ａの角度が設定される。
　なお、センサーチップ１００の設計により、共鳴角（及びその極近傍にある増強角）が概ね決定される。設計要素は、誘電体部材１０２の屈折率、金属膜１０４の屈折率、金属膜１０４の膜厚、金属膜１０４の消衰係数、励起光αの波長などである。金属膜１０４上に固定化されたアナライトによって共鳴角及び増強角がシフトするが、その量は数度未満である。
　誘電体部材１０２は、複屈折特性を少なからず有する。誘電体部材１０２の材料は、例えば、ガラス、セラミックスなどの各種の無機物、天然ポリマー、合成ポリマーなどが含まれ、化学的安定性、製造安定性、光学的透明性、低複屈折性に優れる材料が好ましい。
　少なくとも、励起光αに対して光学的に透明で、かつ低複屈折な材料から形成されていれば、その材質は、上記のように特に限定されないが、安価で取り扱い性に優れるセンサーチップ１００を提供する上で、例えば、樹脂材料から形成されていることが好ましい。なお、誘電体部材１０２の製造方法は、特に限定されるものではないが、製造コストの観点から、金型を用いた射出成形が好ましい。
　誘電体部材１０２を樹脂材料から形成する場合、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）などのポリオレフィン類、環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）、環状オレフィンポリマー（ＣＯＰ）などのポリ環状オレフィン類、ポリスチレン、ポリカーボネート（ＰＣ）、アクリル樹脂、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）などを用いることができる。
　金属膜１０４は、誘電体部材１０２の成膜面１０２ｂ上に形成される。これにより、成膜面１０２ｂに全反射条件で入射した励起光αの光子と、金属膜１０４中の自由電子との間で相互作用（表面プラズモン共鳴）が生じ、金属膜１０４の表面上に局在場光を生じさせることができる。
　金属膜１０４の材料は、表面プラズモン共鳴を生じさせうる金属であれば、特に限定されるものではなく、例えば、金、銀、アルミニウム、銅、および白金からなる群から選ばれる少なくとも１種の金属からなり、より好ましくは金からなり、さらに、これら金属の合金から構成してもよい。このような金属は、酸化に対して安定であり、かつ、表面プラズモン光による電場増強が大きくなるため、金属膜１０４として好適である。
　また、金属膜１０４の形成方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、スパッタリング法、蒸着法（抵抗加熱蒸着法、電子線蒸着法など）、電解メッキ、無電解メッキ法などが挙げられる。好ましくは、スパッタリング法、蒸着法を使用するのが、金属膜形成条件の調整が容易であるので望ましい。
　金属膜１０４の厚さとしては、特に限定されるものではないが、好ましくは、５～５００ｎｍの範囲内とするのが好ましく、電場増強効果の観点から、より好ましくは、金、銀、銅、白金の場合には２０～７０ｎｍ、アルミニウムの場合には、１０～５０ｎｍ、これらの合金の場合には１０～７０ｎｍの範囲内であることが好ましい。
　金属膜１０４の厚さが上記範囲内であれば、表面プラズモン光が発生し易く好適である。また、このような厚さを有する金属膜１０４であれば、大きさ（縦×横）の寸法、形状は、特に限定されない。
　また、図１～３では図示しないが、金属膜１０４の誘電体部材１０２と対向しない面（以下、便宜上「金属膜１０４の表面」という）には、アナライトを捕捉するためのリガンドが固定化されている。リガンドを固定化することで、アナライトを選択的に検出することが可能となる。
　本実施形態では、金属膜１０４上の所定の領域（反応場１１６）に、リガンドが均一に固定化されている。リガンドの種類は、アナライトを捕捉することができれば特に限定されない。本実施形態では、リガンドは、アナライトに特異的な抗体またはその断片である。
　流路形成部材１０６は、図３に示すように、誘電体部材１０２の成膜面１０２ｂまたは金属膜１０４上に配置されている。本実施形態において、流路形成部材１０６は、貫通孔が形成された粘着シート（流路シール１１４）により誘電体部材１０２または金属膜１０４と接合され、誘電体部材１０２、流路形成部材１０６、流路シール１１４に囲繞された空間、すなわち、流路シール１１４の貫通孔を流路１１２として用いている。
　流路形成部材１０６としては、これに限定されるものではなく、例えば、成膜面１０２ｂまたは金属膜１０４と対向する面に流路溝を形成し、流路形成部材１０６は、金属膜１０４上の反応場１１６を覆うように配置することで、流路形成部材１０６と誘電体部材１０２に囲繞された空間、すなわち、流路溝を、試料液や標識液、洗浄液などを送液するための流路１１２として用いることができる。
　この場合、流路形成部材１０６は、例えば、接着剤や透明な粘着シートによる接着、レーザー溶着、超音波溶着、クランプ部材を用いた圧着などにより誘電体部材１０２または金属膜１０４と接合することができる。
　このように形成される流路１１２の幅は０．１ｍｍ～５ｍｍ、長さは１０ｍｍ～５０ｍｍとすることが好ましい。また、流路１１２の第１貫通孔１１０ａ近傍における高さは５０μｍ～５００μｍとすることが好ましい。
　また、流路形成部材１０６は、流路１１２の一端に形成された第１貫通孔１１０ａと、流路１１２の他端に形成された第２貫通孔１１０ｂとを有する。本実施形態において、第１貫通孔１１０ａ及び第２貫通孔１１０ｂは、それぞれ略円柱形状である。また、第１貫通孔１１０ａ及び第２貫通孔１１０ｂは、流路１１２へ試料液や標識液、洗浄液などを注入するための注入口及び試料液や標識液、洗浄液などを取り出すための取出口として機能する。
　流路形成部材１０６の材料としては、少なくとも後述する蛍光γに対して光学的に透明な材料から形成されていれば、特に限定されるものではないが、安価で取り扱い性に優れるセンサーチップ１００を提供する上で、例えば、樹脂材料から形成されていることが好ましい。なお、流路形成部材１０６の製造方法は、特に限定されるものではないが、製造コストの観点から、金型を用いた射出成形が好ましい。
　流路形成部材１０６を樹脂材料から形成する場合、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレートなどのポリエステル類、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）などのポリオレフィン類、環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）、環状オレフィンポリマー（ＣＯＰ）などのポリ環状オレフィン類、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデンなどのビニル系樹脂、ポリスチレン、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリサルホン（ＰＳＦ）、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアミド、ポリイミド、アクリル樹脂、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）などを用いることができる。
　識別情報記憶部１１８は、センサーチップ１００において、励起光αや後述する蛍光γを遮らない位置に設けられる。識別情報記憶部１１８には、検査項目を特定するための情報やセンサーチップ１００で用いられる蛍光物質を特定するための情報など、後述する蛍光物質情報など、センサーチップ１００毎の補正係数を特定するための識別情報が記憶される。識別情報記憶部１１８としては、例えば、バーコードや２次元コード、ＲＦＩＤ（radio frequency identifier）などを用いてもよいし、検査項目や蛍光物質に関する情報を文字として記載することもできる。
　このように構成されるセンサーチップ１００は、図２に示すように、ＳＰＦＳ装置１０の搬送ユニット５０のチップホルダー５４に装着され、各検体検出部１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃによって検体検出が行われる。
　また、識別情報取得部１８は、センサーチップ１００の識別情報記憶部１１８に記憶された識別情報を取得し、制御部１２に記憶させる。識別情報取得部１８としては、識別情報記憶部１１８の態様に応じて適宜選択することができ、例えば、バーコードリーダーや２次元コードリーダー、ＲＦＩＤリーダーなどとすることができ、また、ユーザーが情報を直接入力するためのキーボードやマウスなどとすることもできる。
　次に、図２に基づいて、各検体検出部１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの各構成要素について説明する。なお、各検体検出部１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、基本的には同一の構成であるため、図２では、検体検出部１０Ａの構成についてのみ説明する。
　前述するように、本実施形態における検体検出部１０Ａは、励起光照射ユニット２０、蛍光検出ユニット３０、送液ユニット４０、搬送ユニット５０を備えている。
　励起光照射ユニット２０は、チップホルダー５４に保持されたセンサーチップ１００に励起光αを照射する。後述するように、蛍光γの測定時には、励起光照射ユニット２０は、金属膜１０４に対する入射角が表面プラズモン共鳴を生じさせる角度となるように、金属膜１０４に対するＰ波のみを入射面１０２ａに向けて出射する。
　ここで「励起光」とは、蛍光物質を直接または間接的に励起させる光である。例えば、励起光αは、誘電体部材１０２を介して金属膜１０４に表面プラズモン共鳴が生じる角度で照射されたときに、蛍光物質を励起させる局在場光を金属膜１０４の表面上に生じさせる光である。
　励起光照射ユニット２０は、励起光αを誘電体部材１０２に向けて出射するための構成と、金属膜１０４の裏面に対する励起光αの入射角度を走査するための構成とを含む。本実施形態では、励起光照射ユニット２０は、光源ユニット２１、角度調整機構２２及び光源制御部２３を含む。
　光源ユニット２１は、コリメートされ、かつ波長及び光量が一定の励起光αを、金属膜１０４裏面に対して照射スポットの形状が略円形となるように照射する。光源ユニット２１は、例えば、励起光αの光源、ビーム整形光学系、ＡＰＣ（Automatic Power-Control）機構及び温度調整機構（いずれも不図示）を含む。
　光源の種類は、特に限定されるものではなく、例えば、レーザーダイオード（ＬＤ）、発光ダイオード、水銀灯、その他のレーザー光源が含まれる。光源から照射される光がビームでない場合には、光源から照射される光は、レンズや鏡、スリットなどによりビームに変換される。また、光源から照射される光が単色光でない場合には、光源から照射される光は、回折格子などにより単色光に変換される。さらに、光源から照射される光が直線偏光でない場合には、光源から照射される光は、偏光子などにより直線偏光の光に変換される。
　ビーム整形光学系は、例えば、コリメーターやバンドパスフィルター、直線偏光フィルター、半波長板、スリット、ズーム手段などを含む。ビーム整形光学系は、これらの全てを含んでいてもよいし、一部のみを含んでいてもよい。
　コリメーターは、光源から照射された励起光αをコリメートする。バンドパスフィルターは、光源から照射された励起光αを中心波長のみの狭帯域光にする。光源からの励起光αは、若干の波長分布幅を有しているためである。
　直線偏光フィルターは、光源から照射された励起光αを完全な直線偏光の光にする。半波長板は、金属膜１０４にＰ波成分が入射するように励起光αの偏光方向を調整する。スリット及びズーム手段は、金属膜１０４裏面における照射スポットの形状が所定サイズの円形となるように、励起光αのビーム径や輪郭形状などを調整する。
　ＡＰＣ機構は、光源の出力が一定となるように光源を制御する。より具体的には、ＡＰＣ機構は、励起光αから分岐させた光の光量を不図示のフォトダイオードなどで検出する。そして、ＡＰＣ機構は、回帰回路で投入エネルギーを制御することで、光源の出力を一定に制御する。
　温度調整機構は、例えば、ヒーターやペルチェ素子などである。光源の出射光の波長及びエネルギーは、温度によって変動することがある。このため、温度調整機構で光源の温度を一定に保つことにより、光源の出射光の波長及びエネルギーを一定に制御する。
　角度調整機構２２は、金属膜１０４への励起光αの入射角を調整する。角度調整機構２２は、誘電体部材１０２を介して金属膜１０４の所定の位置に向けて所定の入射角で励起光αを照射するために、励起光αの光軸とチップホルダー５４とを相対的に回転させる。
　例えば、角度調整機構２２は、光源ユニット２１を励起光αの光軸と直交する軸（図２の紙面に対して垂直な軸）を中心として回動させる。このとき、入射角を走査しても金属膜１０４上での照射スポットの位置がほとんど変化しないように、回転軸の位置を設定する。回転中心の位置を、入射角の走査範囲の両端における２つの励起光αの光軸の交点近傍（成膜面１０２ｂ上の照射位置と入射面１０２ａとの間）に設定することで、照射位置のズレを極小化することができる。
　金属膜１０４に対する励起光αの入射角のうち、プラズモン散乱光の最大光量を得られる角度が増強角である。増強角またはその近傍の角度に励起光αの入射角を設定することで、高強度の蛍光γを測定することが可能となる。
　なお、センサーチップ１００の誘電体部材１０２の材料及び形状、金属膜１０４の膜厚、流路１１２内の試料液の屈折率などにより、励起光αの基本的な入射条件が決定されるが、流路１１２内のアナライトの種類及び量、誘電体部材１０２の形状誤差などにより、最適な入射条件はわずかに変動する。このため、検体検査毎に最適な増強角を求めることが好ましい。
　光源制御部２３は、光源ユニット２１に含まれる各種機器を制御して、光源ユニット２１の励起光αの照射を制御する。光源制御部２３は、例えば、演算装置、制御装置、記憶装置、入力装置及び出力装置を含む公知のコンピュータやマイコンなどによって構成される。
　蛍光検出ユニット３０は、金属膜１０４への励起光αの照射により励起された蛍光物質から生じる蛍光γを検出する。また、必要に応じて、蛍光検出ユニット３０は、金属膜１０４への励起光αの照射によって生じたプラズモン散乱光も検出する。蛍光検出ユニット３０は、例えば、受光ユニット３１、位置切替機構３７及びセンサー制御部３８を含む。
　受光ユニット３１は、センサーチップ１００の金属膜１０４の法線方向（図２におけるｚ軸方向）に配置される。受光ユニット３１は、第１レンズ３２、光学フィルター３３、第２レンズ３４及び受光センサー３５を含む。
　第１レンズ３２は、例えば、集光レンズであり、金属膜１０４上から生じる光を集光する。第２レンズ３４は、例えば、結像レンズであり、第１レンズ３２で集光された光を受光センサー３５の受光面に結像させる。両レンズ３２，３４の間の光路は、略平行な光路となっている。光学フィルター３３は、両レンズ３２，３４の間に配置されている。
　光学フィルター３３は、蛍光成分のみを受光センサー３５に導き、高いＳ／Ｎで蛍光γを検出するために、励起光成分（プラズモン散乱光）を除去する。光学フィルター３３は、例えば、励起光反射フィルター、短波長カットフィルター及びバンドパスフィルターが含まれる。光学フィルター３３は、例えば、所定の光成分を反射する多層膜を含むフィルターであるが、所定の光成分を吸収する色ガラスフィルターであってもよい。
　受光センサー３５は、蛍光γを検出する。受光センサー３５は、微少量のアナライトを標識した蛍光物質からの微弱な蛍光γを検出することが可能な、高い感度を有するものであれば、特に限定されるものではないが、例えば、光電子倍増管（ＰＭＴ）やアバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）、低ノイズのフォロダイオード（ＰＤ）などを用いることができる。
　位置切替機構３７は、光学フィルター３３の位置を、受光ユニット３１における光路上または光路外に切り替える。具体的には、受光センサー３５が蛍光γを検出する時には、光学フィルター３３を受光ユニット３１の光路上に配置し、受光センサー３５がプラズモン散乱光を検出する時には、光学フィルター３３を受光ユニット３１の光路外に配置する。位置切替機構３７は、例えば、回転駆動部と、回転運動を利用して光学フィルター３３を水平方向に移動させる公知の機構（ターンテーブルやラックアンドピニオンなど）とによって構成される。
　センサー制御部３８は、受光センサー３５の出力値の検出や、検出した出力値による受光センサー３５の感度の管理、適切な出力値を得るための受光センサー３５の感度の変更などを制御する。センサー制御部３８は、例えば、演算装置、制御装置、記憶装置、入力装置及び出力装置を含む公知のコンピュータやマイコンなどによって構成される。
　送液ユニット４０は、チップホルダー５４に装着されたセンサーチップ１００の流路１１２内に、試料液や標識液、洗浄液などを供給する。送液ユニット４０は、シリンジポンプ４１、ピペットノズル４６、ピペットチップ４５及び送液ポンプ駆動機構４４を含む。
　送液ユニット４０は、ピペットノズル４６の先端にピペットチップ４５を装着した状態で使用される。ピペットチップ４５が交換可能であると、ピペットチップ４５の洗浄が不要となり、不純物の混入などを防止することができる。
　シリンジポンプ４１は、シリンジ４２と、シリンジ４２内を往復動作可能なプランジャー４３とによって構成される。プランジャー４３の往復運動によって、液体の吸引及び排出が定量的に行われる。
　送液ポンプ駆動機構４４は、シリンジポンプ４１の駆動装置及びピペットチップ４５が装着されたピペットノズル４６の移動装置を含む。シリンジポンプ４１の駆動装置は、プランジャー４３を往復運動させるための装置であり、例えば、ステッピングモーターを含む。ステッピングモーターを含む駆動装置は、シリンジポンプ４１の送液量や送液速度を管理できるため、センサーチップ１００の残液量を管理する観点から好ましい。ピペットノズル４６の移動装置は、例えば、ピペットノズル４６を、ピペットノズル４６の軸方向（例えば垂直方向）と、軸方向を横断する方向（例えば水平方向）との二方向に自在に移動させる。ピペットノズル４６の移動装置は、例えば、ロボットアーム、２軸ステージまたは上下動自在なターンテーブルによって構成される。
　ピペットチップ４５とセンサーチップ１００との相対的な高さを一定に調整し、センサーチップ１００内での残液量を一定に管理する観点からは、送液ユニット４０は、ピペットチップ４５の先端の位置を検出する機構をさらに有することが好ましい。
　送液ユニット４０は、図示しない液貯留部より各種液体を吸引し、センサーチップ１００の流路１１２内に供給する。このとき、プランジャー４３を動かすことで、センサーチップ１００の流路１１２内を液体が往復し、流路１１２内の液体が攪拌される。これにより、液体の濃度の均一化や、流路１１２内における反応（例えば抗原抗体反応）の促進などを実現することができる。
　このような操作を行うことから、センサーチップ１００の注入口（第１貫通孔１１０ａ）は、多層フィルム１１１等により保護されており、かつピペットチップ４５がこの多層フィルムを貫通した時に第１貫通孔１１０ａを密閉できるように、センサーチップ１００及びピペットチップ４５が構成されていることが好ましい。
　一方で、第２貫通孔１１０ｂは、その上部開口に蓋をする蓋シール１２０が貼られており、注入された液体が流路を通過して一時的に貯留される貯留部となる。なお、蓋シール１２０には空気抜け用の微小な穴が空けられている。
　流路１１２内の液体は、再びシリンジポンプ４１により吸引され、図示しない廃液部などに排出される。これらの動作の繰り返しにより、各種液体による反応、洗浄などを実施し、流路１１２内の反応場に、蛍光物質で標識されたアナライトを固定化することができる。
　搬送ユニット５０は、ユーザーによりチップホルダー５４に装着されたセンサーチップ１００を送液位置または測定位置に搬送し、固定する。ここで「送液位置」とは、送液ユニット４０がセンサーチップ１００の流路１１２内に液体を供給したり、流路１１２内の液体を除去したりする位置である。また、「測定位置」とは、励起光照射ユニット２０がセンサーチップ１００に励起光αを照射し、それに伴い発生する蛍光γを蛍光検出ユニット３０が検出する位置である。
　搬送ユニット５０は、搬送ステージ５２及びチップホルダー５４を含む。チップホルダー５４は、搬送ステージ５２に固定されており、センサーチップ１００を着脱可能に保持する。チップホルダー５４の形状は、センサーチップ１００を保持することが可能であり、かつ、励起光α及び蛍光γの光路を妨げない形状であれば、特に限定されるものではない。例えば、チップホルダー５４には、励起光α及び蛍光γが通過するための開口が設けられている。
　搬送ステージ５２は、チップホルダー５４を一方向（図２におけるｘ軸方向）及びその逆方向に移動可能に構成される。搬送ステージ５２は、例えば、ステッピングモーターなどにより駆動される。
　このように構成される各検体検出部１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、制御部１２に接続されている。制御部１２は、角度調整機構２２、光源制御部２３、位置切替機構３７、センサー制御部３８、搬送ステージ５２を制御するとともに、蛍光検出ユニット３０により検出された蛍光γの強度に依存する検出値に基づき、アナライトの検出を行い、必要に応じてアナライトの量や濃度などを算出する。制御部１２は、例えば、演算装置、制御装置、記憶装置、入力装置及び出力装置を含む公知のコンピュータやマイコンなどによって構成される。
　なお、検出値としては、蛍光γの強度を数値化したものであってもよいし、蛍光γの強度を正規化した数値であってもよい。
　制御部１２では、以下に示すように、各検体検出部１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを制御して、センサーチップ１００に含まれる検体の検出が行われる。図４は、検体検出部１０Ａの動作手順の一例を示すフローチャートである。
　なお、本実施形態では、センサーチップ１００の識別情報記憶部１１８はバーコード、識別情報取得部１８はバーコードリーダーである場合を例として説明する。
　先ずユーザーは、センサーチップ１００を、搬送ユニット５０のチップホルダー５４に装着する（Ｓ１００）。
　制御部１２は、識別情報取得部１８を操作して、チップホルダー５４に装着されたセンサーチップ１００の識別情報記憶部１１８に記憶された識別情報を取得し、制御部１２に記憶する（Ｓ１１０）。
　また、制御部１２は、搬送ステージ５２を操作して、チップホルダー５４に装着されたセンサーチップ１００を送液位置まで移動する（Ｓ１２０）。
　次いで、制御部１２は、送液ユニット４０を操作して、図示しない液貯留部に貯留される洗浄液を流路１１２内に導入し、流路１１２を洗浄し、流路１１２内の保存試薬を除去する（Ｓ１３０）。洗浄に用いられた洗浄液は、送液ユニット４０により排出され、代わりに図示しない液貯留部に貯留される測定液を流路１１２内に導入する。なお、後工程の増強角検出（Ｓ１５０）の結果に影響がなければ、保存試薬洗浄液と測定液を兼用し、洗浄液を排出せずそのまま増強角測定を行うこともできる。
　次いで、制御部１２は、搬送ステージ５２を操作して、チップホルダー５４に装着されたセンサーチップ１００を測定位置まで搬送する（Ｓ１４０）。そして、制御部１２は、励起光照射ユニット２０及び蛍光検出ユニット３０を操作して、センサーチップ１００に励起光αを照射するとともに、励起光αと同一波長のプラズモン散乱光を検出して、増強角を検出する（Ｓ１５０）。
　具体的には、制御部１２は、励起光照射ユニット２０を操作して、金属膜１０４に対する励起光αの入射角を走査しつつ、蛍光検出ユニット３０を操作してプラズモン散乱光を検出する。この時、制御部１２は、位置切替機構３７を操作して、光学フィルター３３を受光ユニット３１の光路外に配置する。そして、制御部１２は、プラズモン散乱光の光量が最大の時の励起光αの入射角を増強角として決定する。
　次いで、制御部１２は、励起光照射ユニット２０及び蛍光検出ユニット３０を操作して、測定位置に配置されたセンサーチップ１００に励起光αを照射するとともに、受光センサー３５の出力値（光学ブランク値）を記録する（Ｓ１６０）。
　この時、制御部１２は、角度調整機構２２を操作して、励起光αの入射角を増強角に設定する。また、制御部１２は、位置切替機構３７を操作して、光学フィルター３３を受光ユニット３１の光路内に配置する。
　次いで、制御部１２は、搬送ステージ５２を操作して、センサーチップ１００を送液位置に移動させる（Ｓ１７０）。
　そして制御部１２は、送液ユニット４０を操作して、流路１１２内の測定液を排出し、図示しない液貯留部に貯留される試料液を流路１１２内に導入する。流路１１２内では、抗原抗体反応（１次反応）によって、金属膜１０４上の反応場にアナライトが捕捉される（Ｓ１８０）。
　なお、ここで用いられる試料液は、検体を用いて調製された液体であり、例えば、検体と試薬とを混合して検体中に含有されるアナライトに蛍光物質を結合させるための処理をしたものが挙げられる。このような検体としては、例えば、血液、血清、血漿、尿、鼻孔液、唾液、便、体腔液（髄液、腹水、胸水等）などが挙げられる。
　また、検体中に含有されるアナライトは、例えば、核酸（一本鎖であっても二本鎖であってもよいＤＮＡ、ＲＮＡ、ポリヌクレオチド、オリゴヌクレオチド、ＰＮＡ（ペプチド核酸）等、またはヌクレオシド、ヌクレオチドおよびそれらの修飾分子）、タンパク質（ポリペプチド、オリゴペプチド等）、アミノ酸（修飾アミノ酸も含む。）、糖質（オリゴ糖、多糖類、糖鎖等）、脂質、またはこれらの修飾分子、複合体などが挙げられ、具体的には、ＡＦＰ（αフェトプロテイン）等のがん胎児性抗原や腫瘍マーカー、シグナル伝達物質、ホルモンなどであってもよく、特に限定されない。
　その後、流路１１２内の試料液は除去され、流路１１２内は洗浄液で洗浄される（Ｓ１９０）。
　次いで、制御部１２は、送液ユニット４０を操作して、図示しない液貯留部に貯留される標識液を流路１１２内に導入する。流路１１２内では、抗原抗体反応（２次反応）によって、金属膜１０４上に捕捉されているアナライトが蛍光物質で標識される（Ｓ２００）。なお、標識液としては、蛍光物質で標識された２次抗体を含む液体を用いることができる。その後、流路１１２内の標識液は除去され、流路１１２内は洗浄液で洗浄され、洗浄液除去後、流路１１２内に測定液を導入する（Ｓ２１０）。
　次いで、制御部１２は、搬送ステージ５２を操作して、センサーチップ１００を測定位置に移動させる（Ｓ２２０）。
　次いで、制御部１２は、励起光照射ユニット２０及び蛍光検出ユニット３０を操作して、測定位置に配置されたセンサーチップ１００に励起光αを照射するとともに、リガンドに捕捉されているアナライトを標識する蛍光物質から放出された蛍光γを検出する（Ｓ２３０）。
　制御部１２は、検出された蛍光γの強度に基づき、必要に応じて、アナライトの量や濃度などに換算することができる。
　このとき、制御部１２は、検体検出部１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの光学系により異なる個体差情報と、センサーチップ毎の補正係数である、アナライトを標識する蛍光物質により異なる蛍光物質情報と、に基づき、検体検出部１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ毎の個体差補正値を算出し、各検体検出部１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃにより検出された蛍光γの強度（検出値）を個体差補正値に基づいて補正している（Ｓ２４０）。
　個体差情報は、ＳＰＦＳ装置１０が製造された際に得られる情報であって、制御部１２の個体差情報記憶部１４に事前に記憶されている。個体差情報としては、励起光照射ユニット２０から照射される励起光の波長に関する情報（基準波長や各検体検出部１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの励起光波長などの励起光波長個体差情報）、受光ユニット３１の光学フィルター３３が通過する蛍光の波長帯域に関する情報（基準波長や各検体検出部１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの光学フィルター３３の波長個体差情報）が含まれる。
　なお、本実施形態のように、ＳＰＦＳ装置１０が複数の検体検出部１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを備える場合には、制御部１２の個体差情報記憶部１４は、検体検出部毎の個体差情報が記憶される。
　蛍光物質情報は、蛍光色素の種類により異なる情報であって、励起光の波長個体差に対する吸収係数の変化率（例えば、波長が１ｎｍずれると吸収係数が何％異なるかなど）や、光学フィルター３３の波長個体差に対する蛍光光量の変化率（例えば、波長が１ｎｍずれると検出値が何％異なるかなど）に関する情報である。
　本実施形態においては、制御部１２の蛍光物質情報記憶部１６（補正係数記憶部）に複数の蛍光物質情報が識別情報に関連付けられて事前に記憶されている。制御部１２は、識別情報取得部１８によって取得された識別情報に基づき、蛍光物質情報記憶部１６からセンサーチップ１００に含まれる蛍光物質に関する蛍光物質情報を選択する。
　このように構成することにより、蛍光物質情報記憶部１６には、検査項目の種類数よりも少ない蛍光物質の種類数だけ情報を記憶させるだけで良いので、検査項目毎に別々の情報を記憶させるような多くの情報を記憶させる必要が無く、記憶容量の少ない手段を使用することができる。また、新たな検査項目が追加された場合でも、使用する蛍光物質が、既に登録済みの蛍光物質と同一なら追加情報の記憶は不要であり、新たな蛍光物質を採用する場合にのみ、新たに提供する蛍光物質情報ファイルを蛍光物質情報記憶部１６にインストールするなど、新たな蛍光物質情報を識別情報に関連付けて蛍光物質情報記憶部１６に記憶するだけでよい。
　一方で、蛍光物質情報は、センサーチップ１００に設けられた識別情報記憶部１１８に記憶しておき、識別情報取得部１８によって、センサーチップ１００の検査毎に取得するようにしてもよい。
　このように構成することにより、制御部１２の蛍光物質情報記憶部１６を設ける必要がなくなる。また、蛍光物質情報を事前に制御部１２に記憶させる必要がないため、新たな検査項目についても、容易に対応することができる。
　また、蛍光物質情報を制御部１２の蛍光物質情報記憶部１６に記憶しておく方法と、蛍光物質情報をセンサーチップ１００の識別情報記憶部１１８に記憶しておく方法と、を併用することも可能である。
　すなわち、センサーチップ１００の識別情報記憶部１１８に識別情報のみが記憶されている場合には、制御部１２の蛍光物質情報記憶部１６から識別情報に対応する蛍光物質情報を選択して補正に用い、一方で、センサーチップ１００の識別情報記憶部１１８に蛍光物質情報が記憶されている場合には、この蛍光物質情報を補正に用いるように較正することもできる。
　以下、個体差情報及び蛍光物質情報を用いて検出値を補正する方法を具体的に説明する。
　制御部１２の個体差情報記憶部１４には、個体差情報として、励起光の波長に関する情報が記憶されている。ここで記憶されている波長は、励起光の強度が最大となるピーク波長とする。励起光の基準波長λ、検体検出部１０Ａの励起光波長λA、検体検出部１０Ｂの励起光波長λB、検体検出部１０Ｃの励起光波長λCが記憶されている。
　また、制御部１２の蛍光物質情報記憶部１６には、蛍光物質情報として、蛍光物質Ｘの励起光波長感度係数αX、蛍光物質Ｙの励起光波長感度係数αYが記憶されている。
　ここで、励起光波長感度係数とは、励起光波長が１ｎｍずれた場合に検出値が何％異なるかを表した値である。
　例えば、蛍光物質Ｘ及び蛍光物質Ｙの吸光スペクトルが図５に示されるような特性を有している場合、基準波長λ近傍、例えば、基準波長λ±５ｎｍでの吸収スペクトルの傾きが励起光波長感度係数となる。
　このとき、検出値Ｓは、下記式（１）のようにして補正される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 　ここで、ｍはＸ，Ｙのいずれか、ｎはＡ，Ｂ，Ｃのいずれかである。
　また、制御部１２の個体差情報記憶部１４には、個体差情報として、光学フィルター３３の透過波長帯域に関する情報が記憶されている。透過波長帯域は、一般的にＬsｎｍ～Ｌlｎｍのように、短波長側波長Ｌsと長波長側波長Ｌlの２つの波長で表される。ここでは、２つの波長のうち短波長側波長Ｌsに注目し、光学フィルター３３の基準波長Λ、検体検出部Ａの光学フィルター３３の透過帯域波長ΛA、検体検出部Ｂの光学フィルター３３の透過帯域波長ΛB、検体検出部Ｃの光学フィルター３３の透過帯域波長ΛCが記憶されている。
　なお、本実施形態において光学フィルターの透過帯域波長としては、光学フィルター３３の透過スペクトルが図６に示されるような特性を有している場合、透過率が５０％となる波長を透過帯域波長と定義しているが、例えば、透過率が２０％となる波長や、８０％となる波長など、任意の透過率となる波長を透過帯域波長と定義してもよい。
　図６に示すように、蛍光スペクトルと光学フィルター３３の透過スペクトルとの重なりを考慮すると、透過波長帯域の短波長側波長Ｌsが蛍光強度の強い領域であるため、わずかな波長個体差でも検出値の変動が大きい。このため、透過波長帯域の短波長側波長Ｌsに対応する透過帯域波長を記憶させておくことにより、検出値の補正を行う。
　もちろん、記憶させる値が２倍にはなるが、透過波長帯域の短波長側波長Ｌs、長波長側波長Ｌlの両方に対して、基準波長Λ及び各光学フィルターの透過帯域波長を記憶し、補正を行うことにより、より正確に補正検出値を算出することができる。
　また、制御部１２の蛍光物質情報記憶部１６には、蛍光物質情報として、蛍光物質Ｘのフィルター波長感度係数βX、蛍光物質Ｙのフィルター波長感度係数βYが記憶されている。
　ここで、フィルター波長感度係数とは、光学フィルター３３のカット波長が１ｎｍずれた場合に検出値が何％異なるかを表した値である。
　例えば、蛍光物質Ｘ及び蛍光物質Ｙの発光スペクトルと、光学フィルター３３の波長に対する透過率が図６に示されるような特性を有している場合、検出値は光学フィルター３３を通過した透過光量、すなわち、発光スペクトルに光学フィルター３３の透過率を掛け合わせた積分値（面積）で表される。光学フィルター３３の透過帯域波長Λ近傍、例えば、透過帯域波長がΛ±２ｎｍの範囲で変化した時の光学フィルター３３を透過する蛍光光量の変化率（上記積分値（面積）の変化率）がフィルター波長感度係数となる。
　このとき、検出値Ｓは、下記式（２）のようにして補正される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 　ここで、ｍはＸ，Ｙのいずれか、ｎはＡ，Ｂ，Ｃのいずれかである。
　通常、励起光照射ユニット２０の個体差に基づく補正と、光学フィルター３３の個体差に基づく補正は両方行わなければならないため、検出値Ｓは、下記式（３）のようにして補正され、補正検出値ＳCが算出される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　以上の手順により、算出された補正検出値ＳCに基づき、試料溶液中のアナライトの存在またはその量を検出することができる。
　以下、より具体的な数値を用いた実施例について説明する。
　各検体検出部１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの個体差情報を下記表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　また、センサーチップ毎（検査項目毎）の補正係数を下記表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
　検体検出部１０Ａにおいて検査項目１の検査を行う場合の補正係数は、下記のように、０．９７９となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
　また同様に、検体検出部１０Ｃにおいて検査項目１の検査を行う場合の補正係数は１．０３０、検体検出部１０Ａにおいて検査項目３の検査を行う場合の補正係数は０．９８９、検体検出部１０Ｃにおいて検査項目３の検査を行う場合の補正係数は１．０１０となる。
　すなわち、このように補正係数が異なるということは、同じ検査項目１の検査に対して、検体検出部の個体差の影響が、検体検出部１０Ａと検体検出部１０Ｃとで、約５％も存在しているということを意味している。
　また、検査項目３の検査では、検体検出部１０Ａと検体検出部１０Ｃとで、検体検出部の個体差の影響が約２％程度となり、同じ検体検出部でも、検査項目（蛍光物質）が異なれば、検体検出部の個体差の影響が異なることを意味している。
　従来は、検体検出部の個体差を低減するために、全ての検体検出部について、全ての検査項目で較正作業を行い、補正係数を取得・記憶させていたが、本発明では、各検体検出部の波長情報と、蛍光物質毎の補正係数を取得・記憶させるだけで、複数の検査項目に対して個体差を低減する補正を行うことができる。
　具体的には、３種類の検体検出部、５種類の検査項目について、従来であれば、１５の補正係数を取得・記憶させる必要があるのに対して、本実施例においては、検体検出部の個体差情報を８つ、センサーチップ毎の補正係数を４つ、合計１２の補正係数を記憶させるだけでよい。さらには、検体検出部の数や検査項目の数が増えれば増えるほど、本発明では従来に比べ相対的に記憶させる数値を少なくすることができる。
　なお、本実施形態では、１次反応（Ｓ１７０）の前に、増強角検出（Ｓ１４０）、光学ブランク値測定（Ｓ１５０）を実施しているが、１次反応（Ｓ１７０）の後に、増強角検出（Ｓ１４０）、光学ブランク値測定（Ｓ１５０）を実施するようにしてもよい。
　また、励起光αの入射角があらかじめ決まっている場合は、増強角の検出（Ｓ１４０）を省略してもよい。
　また、上記の説明では、アナライトとリガンドとを反応させる１次反応（Ｓ１７０）の後に、アナライトを蛍光物質で標識する２次反応（Ｓ１９０）を行っている（２工程方式）。しかしながら、アナライトを蛍光物質で標識するタイミングは、特に限定されるものではない。
　例えば、流路１１２内に試料液を導入する前に、試料液に標識液を添加してアナライトを予め蛍光物質で標識しておくこともできる。また、流路１１２内に試料液と標識液を同時に注入することで、蛍光物質で標識されたアナライトがリガンドに捕捉されることとなる。この場合、アナライトが蛍光物質で標識されるとともに、アナライトがリガンドに捕捉される。
　いずれの場合も、流路１１２内に試料溶液を導入することで、１次反応及び２次反応の両方を完了することができる（１工程方式）。このように１工程方式を採用する場合は、抗原抗体反応の前に増強角検出（Ｓ１４０）が実施される。
　以上、本発明の好ましい実施の態様を説明してきたが、本発明はこれに限定されることはなく、例えば、上記実施例では、１台のＳＰＦＳ装置１０に複数の検体検出部１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを備える構成で説明したが、１台のＳＰＦＳ装置１０に１つの検体検出部のみを備える構成としてもよい。
　また、１台のＳＰＦＳ装置１０が備える検体検出部間の個体差の補正のみならず、複数のＳＰＦＳ装置間の個体差を補正することにも利用できることは言うまでもない。
　なお、検査項目を１種類に限定する場合には、識別情報取得部を設けずに、制御部１２に事前に記憶されている個体差情報と蛍光物質情報とに基づき、検出値を補正して、補正検出値を算出するようにしてもよい。
　さらには、上記実施例ではＳＰＦＳ装置について説明したが、本発明に係る検体検出装置は、ＳＰＲ装置などの蛍光免疫測定法（ＦＩＡ）を利用した検体検出装置などにも適用することができるなど、本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
１０　　　ＳＰＦＳ装置
１０Ａ　　検体検出部
１０Ｂ　　検体検出部
１０Ｃ　　検体検出部
１２　　　制御部
１４　　　個体差情報記憶部
１６　　　蛍光物質情報記憶部
１８　　　識別情報取得部
２０　　　励起光照射ユニット
２１　　　光源ユニット
２２　　　角度調整機構
２３　　　光源制御部
３０　　　蛍光検出ユニット
３１　　　受光ユニット
３２　　　第１レンズ
３３　　　光学フィルター
３４　　　第２レンズ
３５　　　受光センサー
３７　　　位置切替機構
３８　　　センサー制御部
４０　　　送液ユニット
４１　　　シリンジポンプ
４２　　　シリンジ
４３　　　プランジャー
４４　　　送液ポンプ駆動機構
４５　　　ピペットチップ
４６　　　ピペットノズル
５０　　　搬送ユニット
５２　　　搬送ステージ
５４　　　チップホルダー
１００　　センサーチップ
１０２　　誘電体部材
１０２ａ　入射面
１０２ｂ　成膜面
１０２ｃ　出射面
１０４　　金属膜
１０６　　流路形成部材
１１０ａ　貫通孔
１１０ｂ　貫通孔
１１１　　多層フィルム
１１２　　流路
１１４　　流路シール
１１６　　反応場
１１８　　識別情報記憶部
１２０　　蓋シール

Claims (10)

  1. 　蛍光物質で標識されたアナライトを含むセンサーチップに対して、励起光を照射することで、前記蛍光物質から放出される蛍光の強度に基づき、前記アナライトの検出を行う検体検出装置であって、
    　前記励起光を照射するための励起光照射ユニットと、前記蛍光を検出するための蛍光検出ユニットと、からなる検体検出部と、
    　前記蛍光検出ユニットにより検出された蛍光の強度に依存する検出値に基づき、前記アナライトの検出を行う制御部と、を備え、
    　前記制御部は、前記検体検出部の個体差に基づき事前に記憶された個体差情報と、前記センサーチップ毎の補正係数と、を用いて、前記検出値を補正して補正検出値を算出するように構成される検体検出装置。
  2. 　前記個体差情報は、前記励起光照射ユニットが照射する励起光の波長が含まれる請求項１に記載の検体検出装置。
  3. 　前記蛍光検出ユニットは、光学フィルターを備え、
    　前記個体差情報は、前記光学フィルターの透過波長帯域情報が含まれる請求項１または２に記載の検体検出装置。
  4. 　前記センサーチップに設けられた識別情報記憶部に記憶される識別情報を取得するための識別情報取得部をさらに備え、
    　前記制御部は、前記識別情報取得部により取得された識別情報に基づき、前記センサーチップ毎の補正係数を決定する請求項１から３のいずれかに記載の検体検出装置。
  5. 　前記制御部は、前記センサーチップ毎の補正係数が前記識別情報に関連付けられて記憶される補正係数記憶部を備え、
    　前記制御部は、前記識別情報取得部により取得された識別情報に基づき、前記補正係数記憶部から該当する補正係数を選択するように構成される請求項４に記載の検体検出装置。
  6. 　前記識別情報記憶部に、前記センサーチップ毎の補正係数が記憶され、
    　前記制御部は、前記識別情報取得部により取得された前記識別情報記憶部に記憶された補正係数を用いて、前記検出値を補正して前記補正検出値を算出するように構成される請求項４または５に記載の検体検出装置。
  7. 　前記センサーチップ毎の補正係数は、前記蛍光物質により異なる蛍光物質情報である請求項１から６のいずれかに記載の検体検出装置。
  8. 　前記検体検出部を複数備え、
    　前記制御部は、検体検出部毎に前記個体差情報が記憶される請求項１から７のいずれかに記載の検体検出装置。
  9. 　前記センサーチップが、
    　誘電体部材と、
    　前記誘電体部材の上面に隣接する金属膜と、
    　前記金属膜の上面に隣接する反応場と、
    　前記反応場の上面に配置される液保持部材と、を備え、
    　前記励起光照射ユニットから、前記金属膜に前記誘電体部材を介して前記励起光を照射するとともに、前記金属膜に照射された前記励起光により、前記反応場に捕捉された蛍光標識された前記アナライトから生じる蛍光を前記蛍光検出ユニットにより検出するように構成する請求項１から８のいずれかに記載の検体検出装置。
  10. 　励起光を照射するための励起光照射ユニットと、蛍光を検出するための蛍光検出ユニットと、からなる検体検出部を用いて、蛍光物質で標識されたアナライトを含むセンサーチップに対して、前記励起光照射ユニットから前記励起光を照射することで、前記蛍光物質から放出される蛍光を前記蛍光検出ユニットにより検出し、検出された蛍光の強度に依存する検出値に基づき、前記アナライトの検出を行う検体検出方法であって、
    　前記検体検出部の個体差に基づき事前に取得された個体差情報と、前記センサーチップ毎の補正係数と、を用いて、前記検出値を補正して補正検出値を算出する検体検出方法。
PCT/JP2018/004792 2017-06-23 2018-02-13 検体検出装置及び検体検出方法 WO2018235332A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/615,028 US11353401B2 (en) 2017-06-23 2018-02-13 Specimen detection device and specimen detection method
JP2019525069A JP7050776B2 (ja) 2017-06-23 2018-02-13 検体検出装置及び検体検出方法
EP18820402.8A EP3644046A4 (en) 2017-06-23 2018-02-13 SAMPLING DEVICE AND SAMPLING METHOD

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017122954 2017-06-23
JP2017-122954 2017-06-23

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018235332A1 true WO2018235332A1 (ja) 2018-12-27

Family

ID=64735921

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2018/004792 WO2018235332A1 (ja) 2017-06-23 2018-02-13 検体検出装置及び検体検出方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11353401B2 (ja)
EP (1) EP3644046A4 (ja)
JP (1) JP7050776B2 (ja)
WO (1) WO2018235332A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022543930A (ja) * 2019-07-19 2022-10-17 アドバンスド インストゥルメント プライベート リミテッド 光学システム、及びサンプル面の照明方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113930331A (zh) * 2021-10-09 2022-01-14 苏州国科均豪生物科技有限公司 荧光免疫检测分析仪温育温度控制方法、介质、pcr检测***

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62188920A (ja) * 1987-01-31 1987-08-18 Minolta Camera Co Ltd 光電色彩計
JP2010216982A (ja) * 2009-03-17 2010-09-30 Fujifilm Corp 検出方法および検出システム
JP2011242161A (ja) * 2010-05-14 2011-12-01 Konica Minolta Holdings Inc 表面プラズモン共鳴蛍光分析用の分析素子チップ、この分析素子チップを用いて検体の分析を行う表面プラズモン共鳴蛍光分析装置、及び表面プラズモン共鳴蛍光分析方法
JP2012211811A (ja) * 2011-03-31 2012-11-01 Fujifilm Corp 光学的測定方法および光学的測定装置
JP2014119418A (ja) 2012-12-19 2014-06-30 Fujifilm Corp 測定装置および測定方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100494983C (zh) * 2005-08-12 2009-06-03 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 利用红外光吸收特性自动校准和测量气体浓度的方法和装置
JP5114024B2 (ja) * 2005-08-31 2013-01-09 オリンパス株式会社 光イメージング装置
KR101152615B1 (ko) * 2007-08-30 2012-06-07 미쯔이 죠센 가부시키가이샤 형광공명에너지이동 검출 방법 및 장치
US8269192B2 (en) * 2010-02-02 2012-09-18 Mote Marine Laboratory, Inc. Method and apparatus for determining the presence of optical brighteners in water samples
JP5062301B2 (ja) * 2010-06-22 2012-10-31 コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 画像形成装置および画像濃度適正化方法
JP5666277B2 (ja) * 2010-12-10 2015-02-12 富士フイルム株式会社 分析チップ
JP5904127B2 (ja) 2011-02-18 2016-04-13 コニカミノルタ株式会社 表面プラズモン励起増強蛍光分光法を用いた蛍光検出方法
JP5668736B2 (ja) * 2012-09-25 2015-02-12 コニカミノルタ株式会社 画像形成装置
US9778184B2 (en) * 2014-02-25 2017-10-03 Konica Minolta, Inc. Measurement method and measurement device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62188920A (ja) * 1987-01-31 1987-08-18 Minolta Camera Co Ltd 光電色彩計
JP2010216982A (ja) * 2009-03-17 2010-09-30 Fujifilm Corp 検出方法および検出システム
JP2011242161A (ja) * 2010-05-14 2011-12-01 Konica Minolta Holdings Inc 表面プラズモン共鳴蛍光分析用の分析素子チップ、この分析素子チップを用いて検体の分析を行う表面プラズモン共鳴蛍光分析装置、及び表面プラズモン共鳴蛍光分析方法
JP2012211811A (ja) * 2011-03-31 2012-11-01 Fujifilm Corp 光学的測定方法および光学的測定装置
JP2014119418A (ja) 2012-12-19 2014-06-30 Fujifilm Corp 測定装置および測定方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3644046A4

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022543930A (ja) * 2019-07-19 2022-10-17 アドバンスド インストゥルメント プライベート リミテッド 光学システム、及びサンプル面の照明方法
JP7357618B2 (ja) 2019-07-19 2023-10-06 アドバンスド インストゥルメント プライベート リミテッド 光学システム、及びサンプル面の照明方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20200200680A1 (en) 2020-06-25
EP3644046A4 (en) 2020-07-08
JPWO2018235332A1 (ja) 2020-04-23
EP3644046A1 (en) 2020-04-29
US11353401B2 (en) 2022-06-07
JP7050776B2 (ja) 2022-04-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10495576B2 (en) Surface-plasmon enhanced fluorescence measurement method, surface-plasmon enhanced fluorescence measurement device, and analytical chip
JP7093766B2 (ja) 検体検出システム
EP3321688B1 (en) Detection device and detection method
WO2017082069A1 (ja) 反応方法
WO2017057136A1 (ja) 表面プラズモン励起増強蛍光分光測定方法、および測定用キット
JP7050776B2 (ja) 検体検出装置及び検体検出方法
JPWO2018051863A1 (ja) 測定方法
JPWO2018034208A1 (ja) 測定方法
JP6520950B2 (ja) 反応方法、検出方法および検出装置
JP6885458B2 (ja) 検体検出システム用センサーチップ
JP7121742B2 (ja) 回折光除去スリットを用いた光学式検体検出システム
JP7093727B2 (ja) 光学式検体検出システムにおけるセンサーチップの位置検出方法及び位置検出装置
JPWO2019221040A1 (ja) 検体検出チップ及びこれを用いた検体検出装置
JP6658752B2 (ja) 検出チップ、検出方法、検出装置および検出システム
JP6399089B2 (ja) 表面プラズモン共鳴蛍光分析方法、表面プラズモン共鳴蛍光分析装置および位置合わせ方法
JP6493412B2 (ja) 検出装置および検出方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18820402

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019525069

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2018820402

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2018820402

Country of ref document: EP

Effective date: 20200123