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JP2002277389A - Measuring method and measuring instrument using attenuated total reflectance - Google Patents

Measuring method and measuring instrument using attenuated total reflectance

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Publication number
JP2002277389A
JP2002277389A JP2001073608A JP2001073608A JP2002277389A JP 2002277389 A JP2002277389 A JP 2002277389A JP 2001073608 A JP2001073608 A JP 2001073608A JP 2001073608 A JP2001073608 A JP 2001073608A JP 2002277389 A JP2002277389 A JP 2002277389A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
sample liquid
total reflection
measuring
supply
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2001073608A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Nobufumi Mori
信文 森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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 Fuji Photo Film Co Ltd filed Critical Fuji Photo Film Co Ltd
Priority to JP2001073608A priority Critical patent/JP2002277389A/en
Publication of JP2002277389A publication Critical patent/JP2002277389A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the influence of a bulk effect or the like generated by change in the refractive index of a solvent when a sample solution is supplied to a measuring unit, so as to enhance measuring precision for interaction between a sensing substance and the sample solution, in a measuring instrument using attenuated total reflectance by surface plasmon resonance or the like. SOLUTION: The sample solution 15 is supplied droppingwisely to the measuring unit 10 fixed with the sensing substance 14, a light beam 30 gets incident to bring a total reflectance condition in an interface 12a between a dielectric block 11 and a metal film 12, the beam 30 total-reflected in the interface 12a is detected by an optical sensor 40, and a total reflectance attenuation angle in the beam 30 is detected. A detection value detected just after the supply of the sample solution is stored as a correction value at first, then the correction value is subtracted from a detection value after the lapse of a prescribed time, and a change with the lapse of time in the total reflectance attenuation angle is found based on the corrected detection value to measure an interaction state between the sensing substance and the sample solution. The measuring precision is enhanced since the correction value reflecting mainly a noise such as the bulk effect is subtracted from the detection value.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、表面プラズモンの
発生を利用して物質の特性を分析する表面プラズモン測
定等の全反射減衰を利用した測定方法および測定装置に
関し、特に詳細には、センシング物質と試料液との相互
作用の状態を測定する全反射減衰を利用した測定方法お
よび測定装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a measuring method and a measuring apparatus utilizing attenuated total reflection, such as a surface plasmon measurement for analyzing a characteristic of a substance utilizing generation of a surface plasmon, and more particularly to a sensing substance. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a measurement method and a measurement apparatus using attenuated total reflection for measuring an interaction state between a sample and a sample liquid.

【0002】[0002]

【従来の技術】金属中においては、自由電子が集団的に
振動して、プラズマ波と呼ばれる粗密波が生じる。そし
て、金属表面に生じるこの粗密波を量子化したものは、
表面プラズモンと呼ばれている。
2. Description of the Related Art In a metal, free electrons vibrate collectively to generate a compression wave called a plasma wave. And, the quantization of this compression wave generated on the metal surface is
It is called surface plasmon.

【0003】従来より、この表面プラズモンが光波によ
って励起される現象を利用して、被測定物質の特性を分
析する表面プラズモン測定装置が種々提案されている。
そして、それらの中で特に良く知られているものとし
て、 Kretschmann配置と称される系を用いるものが挙げ
られる(例えば特開平6−167443号参照)。
Conventionally, there have been proposed various surface plasmon measuring devices for analyzing characteristics of a substance to be measured by utilizing a phenomenon in which surface plasmons are excited by light waves.
Among them, a particularly well-known one uses a system called a Kretschmann configuration (see, for example, JP-A-6-167443).

【0004】上記の系を用いる表面プラズモン測定装置
は基本的に、例えばプリズム状に形成された誘電体ブロ
ックと、この誘電体ブロックの一面に形成されて液体試
料などの被測定物質に接触させられる金属膜と、光ビー
ムを発生させる光源と、上記光ビームを誘電体ブロック
に対して、該誘電体ブロックと金属膜との界面で全反射
条件が得られるように種々の角度で入射させる光学系
と、上記界面で全反射した光ビームの強度を測定して表
面プラズモン共鳴の状態、つまり全反射減衰の状態を検
出する光センサとを備えてなるものである。
A surface plasmon measuring apparatus using the above system basically has a dielectric block formed, for example, in the shape of a prism, and is formed on one surface of the dielectric block and brought into contact with a substance to be measured such as a liquid sample. A metal film, a light source for generating a light beam, and an optical system for causing the light beam to enter the dielectric block at various angles so as to obtain a total reflection condition at an interface between the dielectric block and the metal film. And an optical sensor for measuring the intensity of the light beam totally reflected at the interface to detect a surface plasmon resonance state, that is, a state of attenuated total reflection.

【0005】なお上述のように種々の入射角を得るため
には、比較的細い光ビームを入射角を変化させて上記界
面に入射させてもよいし、あるいは光ビームに種々の角
度で入射する成分が含まれるように、比較的太い光ビー
ムを上記界面に収束光状態であるいは発散光状態で入射
させてもよい。前者の場合は、入射した光ビームの入射
角の変化に従って、反射角が変化する光ビームを、上記
反射角の変化に同期して移動する小さな光検出器によっ
て検出したり、反射角の変化方向に沿って延びるエリア
センサによって検出することができる。一方後者の場合
は、種々の反射角で反射した各光ビームを全て受光でき
る方向に延びるエリアセンサによって検出することがで
きる。
In order to obtain various angles of incidence as described above, a relatively narrow light beam may be incident on the interface by changing the angle of incidence, or may be incident on the light beam at various angles. A relatively thick light beam may be incident on the interface in a convergent light state or a divergent light state so that the component is included. In the former case, the light beam whose reflection angle changes according to the change in the incident angle of the incident light beam is detected by a small photodetector that moves in synchronization with the change in the reflection angle, or the direction in which the reflection angle changes. Can be detected by an area sensor extending along. On the other hand, the latter case can be detected by an area sensor extending in a direction in which all light beams reflected at various reflection angles can be received.

【0006】上記構成の表面プラズモン測定装置におい
て、光ビームを金属膜に対して全反射角以上の特定入射
角で入射させると、該金属膜に接している被測定物質中
に電界分布をもつエバネッセント波が生じ、このエバネ
ッセント波によって金属膜と被測定物質との界面に表面
プラズモンが励起される。エバネッセント光の波数ベク
トルが表面プラズモンの波数と等しくて波数整合が成立
しているとき、両者は共鳴状態となり、光のエネルギー
が表面プラズモンに移行するので、誘電体ブロックと金
属膜との界面で全反射した光の強度が鋭く低下する。こ
の光強度の低下は、一般に上記光センサにより暗線とし
て検出される。
In the surface plasmon measuring apparatus having the above structure, when a light beam is incident on a metal film at a specific incident angle equal to or larger than the total reflection angle, an evanescent substance having an electric field distribution in a substance to be measured in contact with the metal film. A wave is generated, and surface plasmon is excited at the interface between the metal film and the substance to be measured by the evanescent wave. When the wave number vector of the evanescent light is equal to the wave number of the surface plasmon and the wave number matching is established, both are in a resonance state, and the energy of light is transferred to the surface plasmon. The intensity of the reflected light drops sharply. This decrease in light intensity is generally detected as a dark line by the optical sensor.

【0007】なお上記の共鳴は、入射ビームがp偏光の
ときにだけ生じる。したがって、光ビームがp偏光で入
射するように予め設定しておく必要がある。
[0007] The above resonance occurs only when the incident beam is p-polarized. Therefore, it is necessary to set in advance so that the light beam is incident as p-polarized light.

【0008】この全反射減衰(ATR)が生じる入射
角、すなわち全反射減衰角θSPより表面プラズモンの
波数が分かると、被測定物質の誘電率が求められる。す
なわち表面プラズモンの波数をKSP、表面プラズモン
の角周波数をω、cを真空中の光速、εとε
それぞれ金属、被測定物質の誘電率とすると、以下の関
係がある。
[0008] incident angle The attenuated total reflection (ATR) occurs, that is, the wave number of the surface plasmon is determined from the total reflection attenuation angle theta SP is known, the dielectric constant of a measured substance can be determined. That surface plasmon wave number K SP of the angular frequency of the surface plasmon omega, the speed of light in vacuum c, metal epsilon m and epsilon s respectively, when the dielectric constant of the measured substance, the following relationship.

【0009】[0009]

【数1】 すなわち、上記反射光強度が低下する入射角である全反
射減衰角θSPを知ることにより、被測定物質の誘電率
εs、つまりは屈折率に関連する特性を求めることがで
きる。
(Equation 1) That is, by knowing the attenuated total reflection angle θ SP which is the incident angle at which the reflected light intensity decreases, the dielectric constant ε s of the substance to be measured , that is, the characteristics related to the refractive index can be obtained.

【0010】なおこの種の表面プラズモン測定装置にお
いては、全反射減衰角θSPを精度良く、しかも大きな
ダイナミックレンジで測定することを目的として、特開
平11−326194号に示されるように、アレイ状の
光センサを用いることが考えられている。この光センサ
は、複数の受光素子が所定方向に配設されてなり、前記
界面において種々の反射角で全反射した光ビームの成分
をそれぞれ異なる受光素子が受光する向きにして配設さ
れたものである。
In this type of surface plasmon measuring apparatus, an array-like surface plasmon measuring apparatus, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-326194, is provided for the purpose of accurately measuring the total reflection attenuation angle θ SP with a large dynamic range. It has been considered to use an optical sensor. In this optical sensor, a plurality of light receiving elements are arranged in a predetermined direction, and are arranged such that components of light beams totally reflected at various angles at the interface are received by different light receiving elements. It is.

【0011】そしてその場合は、上記アレイ状の光セン
サの各受光素子が出力する光検出信号を、該受光素子の
配設方向に関して微分する微分手段が設けられ、この微
分手段が出力する微分値に基づいて被測定物質の屈折率
に関連する特性を求めることが多い。
In this case, differentiating means for differentiating a light detection signal output from each light receiving element of the array-shaped optical sensor with respect to the direction in which the light receiving element is provided is provided. In many cases, characteristics related to the refractive index of the substance to be measured are obtained based on

【0012】また、全反射減衰(ATR)を利用する類
似の測定装置として、例えば「分光研究」第47巻 第
1号(1998)の第21〜23頁および第26〜27
頁に記載がある漏洩モード測定装置も知られている。こ
の漏洩モード測定装置は基本的に、例えばプリズム状に
形成された誘電体ブロックと、この誘電体ブロックの一
面に形成されたクラッド層と、このクラッド層の上に形
成されて、試料液に接触させられる光導波層と、光ビー
ムを発生させる光源と、上記光ビームを上記誘電体ブロ
ックに対して、該誘電体ブロックとクラッド層との界面
で全反射条件が得られるように種々の角度で入射させる
光学系と、上記界面で全反射した光ビームの強度を測定
して導波モードの励起状態、つまり全反射減衰状態を検
出する光センサとを備えてなるものである。
Further, as a similar measuring apparatus utilizing the attenuated total reflection (ATR), for example, "Spectroscopy", Vol. 47, No. 1 (1998), pp. 21-23 and 26-27.
A leak mode measuring device described on the page is also known. This leak mode measurement device basically has a dielectric block formed, for example, in the shape of a prism, a clad layer formed on one surface of the dielectric block, and formed on the clad layer and brought into contact with the sample liquid. An optical waveguide layer, a light source for generating a light beam, and the light beam at various angles with respect to the dielectric block so as to obtain a total reflection condition at an interface between the dielectric block and the cladding layer. An optical system for incidence is provided, and an optical sensor for measuring the intensity of the light beam totally reflected at the interface and detecting the excited state of the waveguide mode, that is, the attenuated state of total reflection, is provided.

【0013】上記構成の漏洩モード測定装置において、
光ビームを誘電体ブロックを通してクラッド層に対して
全反射角以上の入射角で入射させると、このクラッド層
を透過した後に光導波層においては、ある特定の波数を
有する特定入射角の光のみが導波モードで伝搬するよう
になる。こうして導波モードが励起されると、入射光の
ほとんどが光導波層に取り込まれるので、上記界面で全
反射する光の強度が鋭く低下する全反射減衰が生じる。
そして導波光の波数は光導波層の上の被測定物質の屈折
率に依存するので、全反射減衰が生じる上記特定入射角
を知ることによって、被測定物質の屈折率や、それに関
連する被測定物質の特性を分析することができる。
[0013] In the leaky mode measuring device having the above configuration,
When the light beam is incident on the cladding layer through the dielectric block at an incident angle equal to or greater than the total reflection angle, only light having a specific wave number at a specific incident angle is transmitted through the cladding layer. The light propagates in a guided mode. When the waveguide mode is excited in this way, most of the incident light is taken into the optical waveguide layer, so that total reflection attenuation occurs in which the intensity of light totally reflected at the interface sharply decreases.
Since the wave number of the guided light depends on the refractive index of the substance to be measured on the optical waveguide layer, knowing the specific incident angle at which the total reflection attenuation occurs, the refractive index of the substance to be measured and the related The properties of the substance can be analyzed.

【0014】なおこの漏洩モード測定装置においても、
全反射減衰によって反射光に生じる暗線の位置を検出す
るために、前述したアレイ状の光センサを用いることが
でき、またそれと併せて前述の微分手段が適用されるこ
とも多い。
In this leak mode measuring apparatus,
In order to detect the position of a dark line generated in reflected light due to attenuated total reflection, the above-mentioned array-shaped optical sensor can be used, and in addition to this, the above-described differentiating means is often applied.

【0015】また、上述した表面プラズモン測定装置や
漏洩モード測定装置は、創薬研究分野等において、所望
のセンシング物質と試料液との相互作用の研究に用いら
れることがある。例えばセンシング物質と試料液中に含
まれる特定物質の結合作用や、逆に結合物質からの試料
液中への特定物質の解離作用等の相互作用の測定に用い
られている。
The above-described surface plasmon measuring device and leak mode measuring device may be used in the field of drug discovery research and the like to study the interaction between a desired sensing substance and a sample liquid. For example, it is used for measuring an interaction such as a binding action between a sensing substance and a specific substance contained in a sample liquid and a dissociation action of a specific substance from a binding substance into a sample liquid.

【0016】センシング物質に結合する特定物質を見い
だすランダムスクリーニングへ使用される場合であれ
ば、前記薄膜層(表面プラズモン測定装置の場合は金属
膜であり、漏洩モード測定装置の場合はクラッド層およ
び光導波層)上に上記被測定物質としてセンシング物質
を固定し、該センシング物質上に種々の被検体が溶媒に
溶かされた試料液を添加し、所定時間が経過する毎に前
述の全反射減衰角θSPの角度を測定している。試料液
中の被検体が、センシング物質と結合するものであれ
ば、この結合によりセンシング物質の屈折率が時間経過
に伴って変化する。したがって、所定時間経過毎に上記
全反射減衰角θSPを測定し、該全反射減衰角θSP
角度に変化が生じているか否か測定することにより、被
検体とセンシング物質の結合状態を測定し、その結果に
基づいて被検体がセンシング物質と結合する特定物質で
あるか否かを判定することができる。このような特定物
質とセンシング物質との組み合わせとしては、例えば抗
原と抗体、あるいは抗体と抗体が挙げられる。具体的に
は、ウサギ抗ヒトIgG抗体をセンシング物質として測
定ユニットに固定し、ヒトIgG抗体を特定物質として
用いることができる。
When used for random screening for finding a specific substance that binds to a sensing substance, the thin film layer (a metal film in the case of a surface plasmon measuring device, a cladding layer and an optical waveguide in the case of a leakage mode measuring device). On the wave layer), a sensing substance is fixed as the substance to be measured, and a sample solution in which various analytes are dissolved in a solvent is added to the sensing substance. The angle of θ SP is measured. If the analyte in the sample solution binds to the sensing substance, the binding changes the refractive index of the sensing substance with time. Therefore, the attenuated total reflection angle theta SP was measured every predetermined time, and it is determined whether or not a change in the attenuated total reflection angle theta SP occurs, measure a binding state between a test substance and a sensing substance Then, based on the result, it can be determined whether or not the subject is a specific substance that binds to the sensing substance. Examples of such a combination of the specific substance and the sensing substance include an antigen and an antibody, or an antibody and an antibody. Specifically, a rabbit anti-human IgG antibody can be immobilized on the measurement unit as a sensing substance, and a human IgG antibody can be used as the specific substance.

【0017】なお、被検体とセンシング物質の結合状態
を測定するためには、全反射減衰角θSPの角度そのも
のを必ずしも検出する必要はない。例えばセンシング物
質に試料液を添加し、その後の全反射減衰角θSPの角
度変化量を測定して、その角度変化量の大小に基づいて
結合状態を測定することもできる。前述したアレイ状の
光センサと微分手段を全反射減衰を利用した測定装置に
適用する場合であれば、微分値の変化量は、全反射減衰
角θSPの角度変化量を反映しているため、微分値の変
化量の大小に基づいて、センシング物質と被検体との間
の結合状態を測定することができる(本出願人による特
願2000-398309号参照)。
In order to measure the binding state between the subject and the sensing substance, it is not always necessary to detect the angle of the total reflection attenuation angle θ SP itself. For example, it is also possible to add a sample liquid to a sensing substance, measure the angle change of the total reflection attenuation angle θ SP thereafter, and measure the binding state based on the magnitude of the angle change. If the above-described array-shaped optical sensor and differentiating means are applied to a measuring device using attenuated total reflection, the amount of change in the differential value reflects the amount of change in the attenuated total reflection angle θ SP . The binding state between the sensing substance and the analyte can be measured based on the magnitude of the change in the differential value (see Japanese Patent Application No. 2000-398309 by the present applicant).

【0018】また上記のランダムスクリーニングは、多
数の被検体のスクリーニングを同時に実現するためにハ
イスループットスクリーニング装置を利用して行われる
こともある。このような場合には、例えばターンテーブ
ルなどに複数個の測定ユニットを配し、ターンテーブル
を回転させることにより、測定ユニットを順次上記の光
源、光学系および光センサからなる測定機構に対して、
所定に位置に移動させ、間欠的に各測定ユニットの測定
を行っている。
The above-described random screening may be performed using a high-throughput screening apparatus in order to simultaneously screen a large number of subjects. In such a case, for example, by arranging a plurality of measurement units on a turntable and the like, and by rotating the turntable, the measurement units are sequentially arranged with respect to the measurement mechanism including the light source, the optical system, and the optical sensor.
It is moved to a predetermined position and the measurement of each measurement unit is performed intermittently.

【0019】[0019]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来提供され
ている全反射減衰を利用した測定方法および装置におい
ては、底面に予め形成された薄膜層上にセンシング物質
が固定されたカップ状あるいはシャーレ状の測定ユニッ
トに、試料液を供給して、上述した全反射減衰角θSP
の角度変化量の測定を行っている。
However, in the conventional measuring method and apparatus utilizing attenuated total reflection, a cup-shaped or petri-shaped plate in which a sensing substance is fixed on a thin film layer previously formed on the bottom surface. The sample liquid is supplied to the measurement unit of, and the above-described total reflection attenuation angle θ SP
Is measured.

【0020】上記測定ユニットに試料液を供給し、セン
シング物質と被検体とが結合すると、センシング物質の
屈折率が変化し、全反射減衰角θSPの角度が変化す
る。しかし、測定ユニットに試料液を供給した直後の全
反射減衰角θSPの角度変化は、厳密にはセンシング物
質の屈折率の変化のみを反映したものではなく、センシ
ング物質の屈折率変化と、溶媒が添加されたことによる
屈折率の変化の総和を反映したものである。この溶媒が
添加されたことによる屈折率変化は、「バルク効果」と
呼ばれている。このバルク効果は、試料液中の溶媒の種
類等により変化する。したがって、このバルク効果の影
響により、センシング物質と被検体との結合状態の測定
精度が低下する恐れがあった。
When the sample liquid is supplied to the measurement unit and the sensing substance and the subject are combined, the refractive index of the sensing substance changes, and the angle of the attenuated total reflection angle θ SP changes. However, the angle change of the total reflection attenuation angle θ SP immediately after supplying the sample liquid to the measurement unit does not strictly reflect only the change in the refractive index of the sensing substance, but the change in the refractive index of the sensing substance and the solvent. Reflects the total change in the refractive index due to the addition of. The change in the refractive index due to the addition of the solvent is called "bulk effect". This bulk effect changes depending on the type of the solvent in the sample liquid and the like. Therefore, due to the influence of the bulk effect, there is a possibility that the measurement accuracy of the binding state between the sensing substance and the analyte is reduced.

【0021】また、上記測定ユニット内には、センシン
グ物質を保護するための保護液が予め入れられているこ
とも多いが、この場合でも溶媒が添加されると保護液の
屈折率が変化し、やはりバルク効果が生じる恐れがあっ
た。
In many cases, a protective solution for protecting the sensing substance is previously stored in the measuring unit. Even in this case, when a solvent is added, the refractive index of the protective solution changes. Again, there was a risk that a bulk effect would occur.

【0022】また上記バルク効果以外にも、上記センシ
ング物質が固定されている測定ユニットに試料液が供給
された直後に、液圧の増加等に起因して、結合あるいは
解離作用などの相互作用とは異なる現象が生じることが
あり、これらの現象により生じた全反射減衰角θSP
角度変化の影響で、センシング物質と試料液間の相互作
用の測定精度が低下する恐れもあった。
In addition to the bulk effect, immediately after the sample solution is supplied to the measurement unit to which the sensing substance is fixed, the interaction with the interaction such as binding or dissociation due to an increase in the fluid pressure or the like. In some cases, different phenomena may occur, and the measurement accuracy of the interaction between the sensing substance and the sample liquid may be reduced due to the influence of the angle change of the attenuated total reflection angle θ SP caused by these phenomena.

【0023】もし、一つの測定ユニットに対して、一つ
の光検出手段を設け、全反射減衰角θSPの角度変化を
常時モニタし、試料供給前からの全反射減衰角θSP
角度変化を継続的に表示するような場合であれば、上記
のようなバルク効果あるいは相互作用とは異なる現象に
より生じた全反射減衰角θSPの角度変化、すなわちノ
イズと、センシング物質と試料液との相互作用により生
じた全反射減衰角θ の角度変化とは容易に区別可能
である。
If one measuring unit is provided with one light detecting means, the change in the total reflection attenuation angle θ SP is constantly monitored, and the change in the total reflection attenuation angle θ SP before the sample is supplied is measured. In the case of continuous display, the angle change of the attenuated total reflection angle θ SP caused by a phenomenon different from the bulk effect or the interaction as described above, that is, the interaction between the noise and the sensing substance and the sample liquid. the angular change of attenuated total reflection angle theta S P caused by the action can be easily distinguished.

【0024】しかし、前述のランダムスクリーニング等
を行なう際には、多数の測定ユニットの測定を効率良く
行うために、ハイスループットスクリーニング装置を利
用する場合があり、このような場合には、個々の測定ユ
ニットの測定を順次行うため、全反射減衰角θSPの角
度変化は間欠的に検出される。例えばターンテーブルを
用いたハイスループットスクリーニング装置であれば、
複数個の測定ユニットが配置されたターンテーブルを回
転させることにより、測定ユニットを順次上記の光源、
光学系および光センサからなる光検出手段に対して、所
定の位置に移動させ、間欠的に各測定ユニットの測定を
行っている。
However, when performing the above-described random screening or the like, a high-throughput screening apparatus may be used in order to efficiently measure a large number of measurement units. Since the units are sequentially measured, the angle change of the total reflection attenuation angle θ SP is intermittently detected. For example, if it is a high-throughput screening device using a turntable,
By rotating a turntable on which a plurality of measurement units are arranged, the measurement units are sequentially turned on by the light source,
The light detecting means including the optical system and the optical sensor is moved to a predetermined position, and the measurement of each measuring unit is intermittently performed.

【0025】このため、全反射減衰角θSPの角度変化
の状態を継続的に検出できず、ノイズである全反射減衰
角θSPの角度変化と、センシング物質と被検体との相
互作用により生じた全反射減衰角θSPの角度変化とを
区別することが難しく、センシング物質と試料液との相
互作用の測定精度が低下する恐れがあった。
For this reason, the state of the angle change of the total reflection attenuation angle θ SP cannot be continuously detected, and the angle change of the total reflection attenuation angle θ SP which is noise is caused by the interaction between the sensing substance and the subject. It is difficult to distinguish the change in the total reflection attenuation angle θ SP from the change in angle, and there is a possibility that the measurement accuracy of the interaction between the sensing substance and the sample liquid may be reduced.

【0026】本発明は上記の事情に鑑みて、複数個の測
定ユニットの測定を順次行う全反射減衰を利用した測定
方法および装置において、測定ユニットに試料液が供給
された直後に生じるノイズの影響を低減し、センシング
物質と試料液との相互作用の測定精度を向上させること
のできる全反射減衰を利用した測定方法および装置を提
供することを目的とする。
In view of the above circumstances, the present invention relates to a measuring method and apparatus using attenuated total reflection for sequentially measuring a plurality of measuring units, wherein the influence of noise generated immediately after the sample liquid is supplied to the measuring units is provided. It is an object of the present invention to provide a measurement method and an apparatus using attenuated total reflection, which can reduce measurement and improve the measurement accuracy of the interaction between a sensing substance and a sample liquid.

【0027】[0027]

【課題を解決するための手段】本発明による全反射減衰
を利用した測定方法は、光ビームを発生させる光源と、
上記光ビームに対して透明な誘電体ブロック、この誘電
体ブロックの一面に形成された薄膜層、この薄膜層の表
面上に配されて、試料液と相互作用を生じるセンシング
物質、およびこのセンシング物質の表面上に上記試料液
を保持する試料液保持機構を備えてなる複数個の測定ユ
ニットと、上記光ビームを上記複数個の測定ユニットの
うち1つの測定ユニットの誘電体ブロックに対して、該
誘電体ブロックと上記薄膜層との界面で全反射条件が得
られるように種々の入射角で入射させる光学系と、上記
界面で全反射した光ビームの強度を検出する光センサと
からなる光検出手段と、上記複数個の測定ユニットを支
持する支持体と、上記複数の測定ユニットの各誘電体ブ
ロックに関して順次上記光ビームが上記種々の入射角で
入射し、上記光センサによる検出が行えるように、上記
支持体を上記光検出手段に対して相対的に移動させて、
各測定ユニットを上記光検出手段に対して所定位置に配
置する移動手段とを備えた全反射減衰を利用した測定装
置において、上記各測定ユニットの試料液保持機構への
試料液の供給直後および供給後所定時間経過時に、その
測定ユニットが上記光検出手段に対して上記所定位置に
配置されるように、上記支持体を上記光検出手段に対し
て相対的に移動させ、上記各測定ユニット毎に、上記試
料液保持機構への試料液の供給直後に上記光検出手段に
より検出された検出結果を記憶し、該記憶した検出結果
に基づいて、上記所定時間経過後に検出された検出結果
を補正し、該補正された検出結果に基づいて全反射減衰
の状態の経時変化を測定することを特徴とするものであ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION A measuring method using attenuated total reflection according to the present invention comprises a light source for generating a light beam;
A dielectric block transparent to the light beam, a thin film layer formed on one surface of the dielectric block, a sensing substance disposed on the surface of the thin film layer and interacting with a sample liquid, and the sensing substance A plurality of measurement units each including a sample liquid holding mechanism for holding the sample liquid on the surface of the plurality of measurement units, and applying the light beam to a dielectric block of one of the plurality of measurement units. An optical system that makes incident light at various angles so that total reflection conditions are obtained at the interface between the dielectric block and the thin film layer, and an optical sensor that detects the intensity of a light beam that is totally reflected at the interface. Means, a support for supporting the plurality of measurement units, and the light beam is sequentially incident on the dielectric blocks of the plurality of measurement units at the various incident angles. To allow detection by Sa, and the support is moved relative to said light detecting means,
In a measuring apparatus using attenuated total reflection provided with a moving means for arranging each measuring unit at a predetermined position with respect to the light detecting means, a supply of a sample liquid to and a supply of a sample liquid to a sample liquid holding mechanism of each measuring unit After the elapse of a predetermined time, the support is moved relative to the light detection means so that the measurement unit is disposed at the predetermined position with respect to the light detection means, and Storing the detection result detected by the light detection means immediately after the supply of the sample liquid to the sample liquid holding mechanism, and correcting the detection result detected after the lapse of the predetermined time based on the stored detection result. And measuring the change over time in the state of total reflection attenuation based on the corrected detection result.

【0028】また、本発明による全反射減衰を利用した
測定方法は、特に前述の表面プラズモン測定方法を対象
とすることもでき、その場合は、光ビームを発生させる
光源と、上記光ビームに対して透明な誘電体ブロック、
この誘電体ブロックの一面に形成された金属膜、この金
属膜の表面上に配されて、試料液と相互作用を生じるセ
ンシング物質、およびこのセンシング物質の表面上に上
記試料液を保持する試料液保持機構を備えてなる複数個
の測定ユニットと、上記光ビームを上記複数個の測定ユ
ニットのうち1つの測定ユニットの誘電体ブロックに対
して、該誘電体ブロックと上記金属膜との界面で全反射
条件が得られるように種々の入射角で入射させる光学系
と、上記界面で全反射した光ビームの強度を検出する光
センサとからなる光検出手段と、上記複数個の測定ユニ
ットを支持する支持体と、上記複数の測定ユニットの各
誘電体ブロックに関して順次上記光ビームが上記種々の
入射角で入射し、上記光センサによる検出が行えるよう
に、上記支持体を上記光検出手段に対して相対的に移動
させて、各測定ユニットを上記光検出手段に対して所定
位置に配置する移動手段とを備えた全反射減衰を利用し
た測定装置において、上記各測定ユニットの試料液保持
機構への試料液の供給直後および供給後所定時間経過時
に、その測定ユニットが上記光検出手段に対して上記所
定位置に配置されるように、上記支持体を上記光検出手
段に対して相対的に移動させ、上記各測定ユニット毎
に、上記試料液保持機構への試料液の供給直後に上記光
検出手段により検出された検出結果を記憶し、該記憶し
た検出結果に基づいて、上記所定時間経過後に検出され
た検出結果を補正し、該補正された検出結果に基づいて
全反射減衰の状態の経時変化を測定することを特徴とす
るものである。
The measuring method using attenuated total reflection according to the present invention can be particularly applied to the above-described surface plasmon measuring method. In this case, a light source for generating a light beam and a light source for the light beam are used. Transparent dielectric block,
A metal film formed on one surface of the dielectric block, a sensing substance arranged on the surface of the metal film to interact with the sample liquid, and a sample liquid holding the sample liquid on the surface of the sensing substance A plurality of measurement units each including a holding mechanism, and the light beam being applied to a dielectric block of one of the plurality of measurement units at an interface between the dielectric block and the metal film. It supports an optical system that makes incident light at various angles of incidence so as to obtain reflection conditions, an optical sensor that detects the intensity of a light beam that is totally reflected at the interface, and supports the plurality of measurement units. The support and the support so that the light beams are sequentially incident on the dielectric blocks of the plurality of measurement units at the various incident angles and can be detected by the optical sensor. A measuring unit using attenuated total reflection, comprising: a moving unit that moves relative to the light detecting unit and arranges each measuring unit at a predetermined position with respect to the light detecting unit. Immediately after the supply of the sample liquid to the sample liquid holding mechanism and at a predetermined time after the supply, the support is placed on the light detection means so that the measurement unit is disposed at the predetermined position with respect to the light detection means. Relative to the measuring unit, for each of the measurement units, storing the detection result detected by the light detecting means immediately after the supply of the sample liquid to the sample liquid holding mechanism, based on the stored detection result The detection result detected after the lapse of the predetermined time is corrected, and the change over time in the state of attenuated total reflection is measured based on the corrected detection result.

【0029】また、本発明による全反射減衰を利用した
測定方法は、特に前述の漏洩モード測定方法を対象とす
ることもでき、その場合は、光ビームを発生させる光源
と、上記光ビームに対して透明な誘電体ブロック、この
誘電体ブロックの一面に形成されたクラッド層、このク
ラッド層の上に形成された光導波層、この光導波層の表
面上に配されて、試料液と相互作用を生じるセンシング
物質、およびこのセンシング物質の表面上に上記試料液
を保持する試料液保持機構を備えてなる複数個の測定ユ
ニットと、上記光ビームを上記複数個の測定ユニットの
うち1つの測定ユニットの誘電体ブロックに対して、該
誘電体ブロックと上記薄膜層との界面で全反射条件が得
られるように種々の入射角で入射させる光学系と、上記
界面で全反射した光ビームの強度を検出する光センサと
からなる光検出手段と、上記複数個の測定ユニットを支
持する支持体と、上記複数の測定ユニットの各誘電体ブ
ロックに関して順次上記光ビームが上記種々の入射角で
入射し、上記光センサによる検出が行えるように、上記
支持体を上記光検出手段に対して相対的に移動させて、
各測定ユニットを上記光検出手段に対して所定位置に配
置する移動手段とを備えた全反射減衰を利用した測定装
置において、上記各測定ユニットの試料液保持機構への
試料液の供給直後および供給後所定時間経過時に、その
測定ユニットが上記光検出手段に対して上記所定位置に
配置されるように、上記支持体を上記光検出手段に対し
て相対的に移動させ、上記各測定ユニット毎に、上記試
料液保持機構への試料液の供給直後に上記光検出手段に
より検出された検出結果を記憶し、該記憶した検出結果
に基づいて、上記所定時間経過後に検出された検出結果
を補正し、該補正された検出結果に基づいて全反射減衰
の状態の経時変化を測定することを特徴とするものであ
る。
Further, the measuring method using attenuated total reflection according to the present invention can be particularly applied to the above-mentioned leak mode measuring method. In this case, a light source for generating a light beam and a light source for the light beam are used. Transparent dielectric block, a cladding layer formed on one surface of the dielectric block, an optical waveguide layer formed on the cladding layer, and disposed on the surface of the optical waveguide layer to interact with the sample liquid. , A plurality of measurement units each including a sample liquid holding mechanism for holding the sample liquid on the surface of the sensing substance, and one of the plurality of measurement units for transmitting the light beam. For the dielectric block, an optical system that is incident at various angles of incidence so that total reflection conditions are obtained at the interface between the dielectric block and the thin film layer, and the light is totally reflected at the interface A light detecting means comprising an optical sensor for detecting the intensity of the beam; a support for supporting the plurality of measuring units; and the light beams sequentially entering the various incident angles with respect to each dielectric block of the plurality of measuring units. In, the support is relatively moved with respect to the light detection means so that detection by the light sensor can be performed,
In a measuring apparatus using attenuated total reflection provided with a moving means for arranging each measuring unit at a predetermined position with respect to the light detecting means, a supply of a sample liquid to and a supply of a sample liquid to a sample liquid holding mechanism of each measuring unit After the elapse of a predetermined time, the support is moved relative to the light detection means so that the measurement unit is disposed at the predetermined position with respect to the light detection means, and Storing the detection result detected by the light detection means immediately after the supply of the sample liquid to the sample liquid holding mechanism, and correcting the detection result detected after the lapse of the predetermined time based on the stored detection result. And measuring the change over time in the state of total reflection attenuation based on the corrected detection result.

【0030】本発明による全反射減衰を利用した測定装
置においては、光ビームを発生させる光源と、上記光ビ
ームに対して透明な誘電体ブロック、この誘電体ブロッ
クの一面に形成された薄膜層、この薄膜層の表面上に配
されて、試料液と相互作用を生じるセンシング物質、お
よびこのセンシング物質の表面上に上記試料液を保持す
る試料液保持機構を備えてなる複数個の測定ユニット
と、上記光ビームを上記複数個の測定ユニットのうち1
つの測定ユニットの誘電体ブロックに対して、該誘電体
ブロックと上記薄膜層との界面で全反射条件が得られる
ように種々の入射角で入射させる光学系と、上記界面で
全反射した光ビームの強度を検出する光センサとからな
る光検出手段と、上記複数個の測定ユニットを支持する
支持体と、上記複数の測定ユニットの各誘電体ブロック
に関して順次上記光ビームが上記種々の入射角で入射
し、上記光センサによる検出が行えるように、上記支持
体を上記光検出手段に対して相対的に移動させて、各測
定ユニットを上記光検出手段に対して所定位置に配置す
る移動手段とを備えた全反射減衰を利用した測定装置に
おいて、上記移動手段が、上記各測定ユニットの試料液
保持機構への試料液の供給直後および供給後所定時間経
過時に、その測定ユニットが上記光検出手段に対して上
記所定位置に配置されるように、上記支持体を上記光検
出手段に対して相対的に移動させるものであり、上記各
測定ユニット毎に、上記試料液保持機構への試料液の供
給直後に上記光検出手段により検出された検出結果を記
憶し、該記憶した検出結果に基づいて、上記所定時間経
過後に検出された検出結果を補正し、該補正された検出
結果に基づいて全反射減衰の状態の経時変化を測定する
測定手段を備えたことを特徴とするものである。
In the measuring apparatus utilizing attenuation of total reflection according to the present invention, a light source for generating a light beam, a dielectric block transparent to the light beam, a thin film layer formed on one surface of the dielectric block, A sensing substance arranged on the surface of the thin film layer and interacting with the sample liquid, and a plurality of measurement units including a sample liquid holding mechanism for holding the sample liquid on the surface of the sensing substance; The light beam is transmitted to one of the plurality of measurement units.
An optical system that enters the dielectric block of one measurement unit at various angles of incidence so as to obtain total reflection conditions at an interface between the dielectric block and the thin film layer, and a light beam that is totally reflected at the interface A light detecting means comprising an optical sensor for detecting the intensity of the light, a support for supporting the plurality of measuring units, and the light beam sequentially with respect to each of the dielectric blocks of the plurality of measuring units at the various incident angles. And a moving means for moving the support relative to the light detecting means, and disposing each measuring unit at a predetermined position with respect to the light detecting means, so that the light can be detected by the light sensor. In the measuring apparatus using attenuated total reflection provided with the measuring unit, the moving unit may be configured to measure the measuring unit immediately after the supply of the sample liquid to the sample liquid holding mechanism of each of the measuring units and at a predetermined time after the supply. The support is moved relatively to the light detecting means so that the sample is disposed at the predetermined position with respect to the light detecting means. Immediately after the supply of the sample liquid to the holding mechanism, the detection result detected by the light detection unit is stored, and based on the stored detection result, the detection result detected after the lapse of the predetermined time is corrected. Measuring means for measuring a change over time in the state of attenuated total reflection based on the detected result.

【0031】また、本発明による全反射減衰を利用した
測定装置は、特に前述の表面プラズモン測定装置として
構成されたものを対象とすることもでき、その場合は、
光ビームを発生させる光源と、上記光ビームに対して透
明な誘電体ブロック、この誘電体ブロックの一面に形成
された金属膜、この金属膜の表面上に配されて、試料液
と相互作用を生じるセンシング物質、およびこのセンシ
ング物質の表面上に上記試料液を保持する試料液保持機
構を備えてなる複数個の測定ユニットと、上記光ビーム
を上記複数個の測定ユニットのうち1つの測定ユニット
の誘電体ブロックに対して、該誘電体ブロックと上記金
属膜との界面で全反射条件が得られるように種々の入射
角で入射させる光学系と、上記界面で全反射した光ビー
ムの強度を検出する光センサとからなる光検出手段と、
上記複数個の測定ユニットを支持する支持体と、上記複
数の測定ユニットの各誘電体ブロックに関して順次上記
光ビームが上記種々の入射角で入射し、上記光センサに
よる検出が行えるように、上記支持体を上記光検出手段
に対して相対的に移動させて、各測定ユニットを上記光
検出手段に対して所定位置に配置する移動手段とを備え
た全反射減衰を利用した測定装置において、上記移動手
段が、上記各測定ユニットの試料液保持機構への試料液
の供給直後および供給後所定時間経過時に、その測定ユ
ニットが上記光検出手段に対して上記所定位置に配置さ
れるように、上記支持体を上記光検出手段に対して相対
的に移動させるものであり、上記各測定ユニット毎に、
上記試料液保持機構への試料液の供給直後に上記光検出
手段により検出された検出結果を記憶し、該記憶した検
出結果に基づいて、上記所定時間経過後に検出された検
出結果を補正し、該補正された検出結果に基づいて表面
プラズモン共鳴による全反射減衰の状態の経時変化を測
定する測定手段を備えたことを特徴とするものである。
Further, the measuring apparatus using the total reflection attenuation according to the present invention can be particularly applied to the one configured as the above-mentioned surface plasmon measuring apparatus.
A light source for generating a light beam, a dielectric block transparent to the light beam, a metal film formed on one surface of the dielectric block, and disposed on the surface of the metal film to interact with the sample liquid. A plurality of measurement units including a generated sensing substance, and a sample liquid holding mechanism for holding the sample liquid on the surface of the sensing substance; and An optical system that enters the dielectric block at various angles of incidence so as to obtain the condition of total reflection at the interface between the dielectric block and the metal film, and the intensity of the light beam totally reflected at the interface is detected. Light detection means comprising an optical sensor
The support for supporting the plurality of measurement units, and the light beam is sequentially incident on each of the dielectric blocks of the plurality of measurement units at the various incident angles, so that the light sensor can detect the light beams. A moving means for moving a body relative to the light detecting means and disposing each measuring unit at a predetermined position with respect to the light detecting means; The support means is arranged such that the measurement unit is disposed at the predetermined position with respect to the light detection means immediately after the supply of the sample liquid to the sample liquid holding mechanism of each of the measurement units and at a predetermined time after the supply. The body is moved relatively to the light detection means, for each of the measurement units,
Immediately after the supply of the sample liquid to the sample liquid holding mechanism, the detection result detected by the light detection means is stored, and based on the stored detection result, the detection result detected after the lapse of the predetermined time is corrected, Measurement means for measuring a change over time in a state of attenuated total reflection by surface plasmon resonance based on the corrected detection result is provided.

【0032】また、本発明による全反射減衰を利用した
測定装置は、特に前述の漏洩モード測定装置として構成
されたものを対象とすつこともでき、その場合は、光ビ
ームを発生させる光源と、上記光ビームに対して透明な
誘電体ブロック、この誘電体ブロックの一面に形成され
たクラッド層、このクラッド層の上に形成された光導波
層、この光導波層の表面上に配されて、試料液と相互作
用を生じるセンシング物質、およびこのセンシング物質
の表面上に上記試料液を保持する試料液保持機構を備え
てなる複数個の測定ユニットと、上記光ビームを上記複
数個の測定ユニットのうち1つの測定ユニットの誘電体
ブロックに対して、該誘電体ブロックと上記薄膜層との
界面で全反射条件が得られるように種々の入射角で入射
させる光学系と、上記界面で全反射した光ビームの強度
を検出する光センサとからなる光検出手段と、上記複数
個の測定ユニットを支持する支持体と、上記複数の測定
ユニットの各誘電体ブロックに関して順次上記光ビーム
が上記種々の入射角で入射し、上記光センサによる検出
が行えるように、上記支持体を上記光検出手段に対して
相対的に移動させて、各測定ユニットを上記光検出手段
に対して所定位置に配置する移動手段とを備えた全反射
減衰を利用した測定装置において、上記移動手段が、上
記各測定ユニットの試料液保持機構への試料液の供給直
後および供給後所定時間経過時に、その測定ユニットが
上記光検出手段に対して上記所定位置に配置されるよう
に、上記支持体を上記光検出手段に対して相対的に移動
させるものであり、上記各測定ユニット毎に、上記試料
液保持機構への試料液の供給直後に上記光検出手段によ
り検出された検出結果を記憶し、該記憶した検出結果に
基づいて、上記所定時間経過後に検出された検出結果を
補正し、該補正された検出結果に基づいて上記光導波層
での導波モードの励起による全反射減衰の状態の経時変
化を測定する測定手段を備えたことを特徴とするもので
ある。
In addition, the measuring apparatus using the total reflection attenuation according to the present invention can be particularly applied to the one configured as the above-described leak mode measuring apparatus. In this case, a light source for generating a light beam is used. A dielectric block transparent to the light beam, a clad layer formed on one surface of the dielectric block, an optical waveguide layer formed on the clad layer, and disposed on a surface of the optical waveguide layer. A plurality of measurement units each including a sensing substance which interacts with a sample liquid, and a sample liquid holding mechanism for holding the sample liquid on the surface of the sensing substance; and An optical system for making the dielectric block of one of the measurement units incident at various angles of incidence such that the total reflection condition is obtained at the interface between the dielectric block and the thin film layer; A light detecting means comprising an optical sensor for detecting the intensity of the light beam totally reflected at the interface; a support for supporting the plurality of measurement units; and the light for each dielectric block of the plurality of measurement units. The beam is incident at the various angles of incidence, and the support is moved relatively to the light detecting means so that detection by the light sensor can be performed, and each measuring unit is moved relative to the light detecting means. In a measuring apparatus using attenuated total reflection having a moving means disposed at a predetermined position, the moving means is provided immediately after supply of the sample liquid to the sample liquid holding mechanism of each of the measurement units and at a predetermined time after the supply, The support is moved relatively to the light detecting means so that the measuring unit is disposed at the predetermined position with respect to the light detecting means. Each time, the detection result detected by the light detection means is stored immediately after the supply of the sample liquid to the sample liquid holding mechanism, and the detection result detected after the predetermined time has elapsed based on the stored detection result. And a measuring means for measuring a change with time in the state of total reflection attenuation due to excitation of the waveguide mode in the optical waveguide layer based on the corrected detection result.

【0033】上記各種の全反射減衰と利用する測定方法
および測定装置においては、供給直後としては、試料液
を測定ユニットへ供給後60秒経過するまでの間である
ことが好ましく、また、供給後30秒経過するまでの間
または供給後10秒経過するまでの間であってもよい。
また、上記所定時間としては、試料液を測定ユニットの
試料液保持機構へ供給した時点から供給直後までの経過
時間の5倍以上であることが好ましい。
In the measuring method and measuring apparatus utilizing the above-mentioned various types of attenuated total reflection, it is preferable that the time immediately after the supply is within a period of 60 seconds after the supply of the sample liquid to the measuring unit. It may be until 30 seconds elapse or until 10 seconds elapse after supply.
The predetermined time is preferably at least five times the elapsed time from when the sample liquid was supplied to the sample liquid holding mechanism of the measurement unit to immediately after the supply.

【0034】なお、上記光検出手段は、各測定ユニット
が光検出手段に対して所定位置に配置されると検出を行
なうものである。
The light detecting means detects when each measuring unit is arranged at a predetermined position with respect to the light detecting means.

【0035】また、上記「相互作用」には、タンパク質
−タンパク質相互作用、DNA−タンパク質相互作用、
糖−タンパク質相互作用、タンパク質−ペプチド相互作
用、脂質−タンパク質相互作用や化学物質間の相互作用
等が含まれている。
The “interaction” includes protein-protein interaction, DNA-protein interaction,
It includes sugar-protein interaction, protein-peptide interaction, lipid-protein interaction, chemical substance interaction, and the like.

【0036】[0036]

【発明の効果】本発明による全反射減衰を利用した測定
方法および測定装置において、支持体に支持された複数
個の測定ユニットを順次光検出手段に対して所定位置に
配置する全反射減衰を利用した測定装置においては、ま
ず各測定ユニット毎に、試料液保持機構の試料液を供給
した直後に上記光検出手段により検出を行い、その検出
結果を記憶する。試料液供給直後には、センシング物質
と試料液との相互作用はまだ進んでおらず、一方試料液
を供給した際、バルク効果や液圧によるノイズ現象は発
生しているため、この試料液供給直後の検出結果は、主
にノイズ現象を反映した検出結果であるとみなすことが
できる。
According to the measuring method and the measuring apparatus utilizing the attenuated total reflection according to the present invention, the attenuated total reflection is utilized by sequentially arranging a plurality of measuring units supported by a support at predetermined positions with respect to the light detecting means. In the measuring apparatus described above, first, for each measuring unit, immediately after the sample liquid of the sample liquid holding mechanism is supplied, detection is performed by the light detecting means, and the detection result is stored. Immediately after the supply of the sample liquid, the interaction between the sensing substance and the sample liquid has not yet progressed. On the other hand, when the sample liquid is supplied, the noise effect due to the bulk effect and the liquid pressure has occurred. The detection result immediately after can be regarded as a detection result mainly reflecting the noise phenomenon.

【0037】このため、試料液供給直後の検出結果に基
づいて、試料液を測定ユニットに供給後所定時間経過後
に検出された検出結果を補正し、これらの補正された検
出結果に基づいて全反射減衰の状態の経時変化を測定す
れば、測定ユニットに試料液が供給された直後に生じる
ノイズの影響を低減し、センシング物質と試料液との相
互作用の測定精度を向上させることができる。
For this reason, based on the detection results immediately after the supply of the sample liquid, the detection results detected a predetermined time after the supply of the sample liquid to the measuring unit are corrected, and the total reflection is performed based on the corrected detection results. By measuring the change over time in the state of attenuation, the influence of noise generated immediately after the sample liquid is supplied to the measurement unit can be reduced, and the accuracy of measurement of the interaction between the sensing substance and the sample liquid can be improved.

【0038】供給直後としては、試料液の供給後60秒
経過するまでの間を設定すれば、60秒間では、センシ
ング物質と試料液との相互作用はさほど進行していない
ため、このときの検出結果は、主にノイズ現象を反映し
た検出結果であるとみなせ、その後の経時変化の測定時
におけるセンシング物質と試料液との相互作用の測定精
度を向上させることができ、また試料液が供給された測
定ユニットを光検出手段に対して所定位置に配置する時
間が十分に設けられているため、移動手段などの構成の
変更も不要である。
If the time immediately after the supply is set to be 60 seconds after the supply of the sample liquid, the interaction between the sensing substance and the sample liquid has not progressed so much in 60 seconds. The result can be regarded as a detection result that mainly reflects the noise phenomenon, and the measurement accuracy of the interaction between the sensing substance and the sample liquid can be improved when the subsequent time-dependent change is measured. There is sufficient time to dispose the measurement unit at a predetermined position with respect to the light detecting means, so that there is no need to change the configuration of the moving means or the like.

【0039】また、供給直後として、供給後30秒経過
するまでの間を設定すれば、センシング物質と試料液と
の相互作用の進行がさらに少ないため、センシング物質
と試料液との相互作用の測定精度を一層向上させること
ができる。なお、上記供給直後として、供給後10秒経
過するまでの間を設定すれば、センシング物質と試料液
との相互作用がほとんど進んでいないため、センシング
物質と試料液との相互作用の測定精度をさらに向上させ
ることができる。
Further, if the time immediately after the supply is set to be 30 seconds after the supply, the progress of the interaction between the sensing substance and the sample liquid is further reduced, so that the measurement of the interaction between the sensing substance and the sample liquid is performed. Accuracy can be further improved. In addition, if the time immediately after the supply is set until 10 seconds elapse after the supply, the interaction between the sensing substance and the sample liquid hardly progresses. It can be further improved.

【0040】さらに、上記所定時間として、試料液を供
給した時点から上記供給直後までの経過時間の5倍以上
を設定すれば、経時変化を測定する際に生じる誤差が少
なく、測定結果の信頼度を向上させることができる。
Further, if the predetermined time is set to be five times or more the elapsed time from the time when the sample liquid is supplied to immediately after the supply, the error that occurs when measuring the change over time is small, and the reliability of the measurement result is low. Can be improved.

【0041】[0041]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図1は、本発明の第1の実
施形態による表面プラズモン測定装置の全体形状を示す
ものであり、また図2はこの装置の要部の側面形状を示
している。この表面プラズモン測定装置においては、表
面プラズモン共鳴による全反射減衰角θSPの角度変化
量を測定し、センシング物質と被検体の結合の有無、す
なわち被検体が特定物質であるか否かを判定している。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows an overall shape of a surface plasmon measuring device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a side shape of a main part of the device. In this surface plasmon measurement device, the amount of change in the total reflection attenuation angle θ SP due to surface plasmon resonance is measured, and it is determined whether or not the sensing substance and the analyte are bonded, that is, whether or not the analyte is a specific substance. ing.

【0042】図1に示す通りこの表面プラズモン測定装
置は、複数の測定ユニット10と、これら複数の測定ユニ
ット10を支持したターンテーブル20と、このターンテー
ブル20を間欠的に回動させる支持体移動手段21と、測定
用の光ビーム(レーザビーム)30を発生させる半導体レ
ーザ等のレーザ光源31と、入射光学系を構成する集光レ
ンズ32と、光センサ40と、上記レーザ光源31および支持
体移動手段21の駆動を制御するとともに、上記光センサ
40の出力信号Sを受けて後述の処理を行なうコントロー
ラ60と、試料液供給機構70とを有している。
As shown in FIG. 1, the surface plasmon measuring apparatus includes a plurality of measuring units 10, a turntable 20 supporting the plurality of measuring units 10, and a support body for rotating the turntable 20 intermittently. Means 21, a laser light source 31 such as a semiconductor laser for generating a measurement light beam (laser beam) 30, a condenser lens 32 constituting an incident optical system, an optical sensor 40, the laser light source 31, and a support. While controlling the driving of the moving means 21, the optical sensor
It has a controller 60 that receives the output signal S of 40 and performs processing described below, and a sample liquid supply mechanism 70.

【0043】上記測定ユニット10は図2に示す通り、例
えば概略四角錐形状とされた誘電体ブロック11と、この
誘電体ブロック11の一面(図中の上面)に形成された、
例えば金、銀、銅、アルミニウム等からなる金属膜12と
を有している。
As shown in FIG. 2, the measuring unit 10 has a dielectric block 11 having, for example, a substantially quadrangular pyramid shape, and is formed on one surface (the upper surface in the figure) of the dielectric block 11.
For example, it has a metal film 12 made of gold, silver, copper, aluminum or the like.

【0044】誘電体ブロック11は例えば透明樹脂等から
なり、金属膜12が形成された部分の周囲が嵩上げされた
形とされ、この嵩上げされた部分13は試料液15を貯える
試料液保持機構として機能する。なお本例では、金属膜
12の上にセンシング物質14が固定されるが、このセンシ
ング物質14については後述する。
The dielectric block 11 is made of, for example, a transparent resin, and has a raised portion around the portion where the metal film 12 is formed. The raised portion 13 serves as a sample liquid holding mechanism for storing the sample liquid 15. Function. In this example, the metal film
A sensing substance 14 is fixed on the top 12, and this sensing substance 14 will be described later.

【0045】ターンテーブル20上には、この測定ユニッ
ト10を嵌合保持する複数(本例では11個)の貫通穴22
が、ターンテーブル20の回動軸23を中心とする円周上に
等角度間隔で設けられている。測定ユニット10は、ター
ンテーブル20に対して交換可能な状態で保持される。支
持体移動手段21はステッピングモータ等から構成され、
ターンテーブル20を測定ユニット10の配置角度と等しい
角度ずつ間欠的に回動させる。
On the turntable 20, a plurality (11 in this example) of through-holes 22 for fitting and holding the measurement unit 10 are provided.
Are provided at equal angular intervals on the circumference of the turntable 20 around the rotation shaft 23. The measurement unit 10 is held in the turntable 20 in a replaceable state. The support moving means 21 is composed of a stepping motor or the like,
The turntable 20 is intermittently rotated by an angle equal to the arrangement angle of the measurement unit 10.

【0046】集光レンズ32は図2に示す通り、光ビーム
30を集光して収束光状態で誘電体ブロック11に通し、誘
電体ブロック11と金属膜12との界面12aに対して種々の
入射角が得られるように入射させる。この入射角の範囲
は、上記界面12aにおいて光ビーム30の全反射条件が得
られ、かつ、表面プラズモン共鳴が生じ得る角度範囲を
含む範囲とされる。
The condenser lens 32 has a light beam as shown in FIG.
30 is condensed and passed through the dielectric block 11 in a convergent light state, and is incident on the interface 12a between the dielectric block 11 and the metal film 12 so that various incident angles can be obtained. The range of the incident angle is a range including an angle range in which the condition of total reflection of the light beam 30 at the interface 12a is obtained and surface plasmon resonance can occur.

【0047】なお光ビーム30は、界面12aに対してp偏
光で入射する。そのようにするためには、予めレーザ光
源31をその偏光方向が所定方向となるように配設すれば
よい。その他、波長板や偏光板で光ビーム30の偏光の向
きを制御してもよい。
The light beam 30 enters the interface 12a as p-polarized light. In order to do so, the laser light source 31 may be disposed in advance so that the polarization direction thereof becomes a predetermined direction. Alternatively, the direction of polarization of the light beam 30 may be controlled by a wave plate or a polarizing plate.

【0048】光センサ40は、多数のフォトダイオードが
1列に配されてなるフォトダイオードアレイであり、フ
ォトダイオードの並び方向が図2中の矢印X方向となる
ように配されている。
The optical sensor 40 is a photodiode array in which a large number of photodiodes are arranged in one row, and the photodiodes are arranged so that the photodiodes are arranged in the direction indicated by the arrow X in FIG.

【0049】一方コントローラ60は、支持体移動手段21
からその回動停止位置を示すアドレス信号Aを受けると
ともに、所定のシーケンスに基づいてこの支持体移動手
段21を作動させる駆動信号Dを出力する。なお本実施の
形態においては、測定ユニット10に試料液が滴下供給さ
れた後60秒以内に、この測定ユニット10が集光レンズ32
および光センサ40が配置される所定位置に移動され、初
回の検出を行い、試料液15の供給後5分間隔で、経時変
化の測定が行われるように、上記シーケンスが作成され
ている。以後は所定時間間隔で順次検出が行われる。ま
たコントローラ60は、上記光センサ40の出力信号Sを受
ける測定手段61と、この測定手段61からの出力を受ける
表示部62とを備えている。
On the other hand, the controller 60 is
Receives an address signal A indicating the rotation stop position, and outputs a drive signal D for operating the support moving means 21 based on a predetermined sequence. In the present embodiment, within 60 seconds after the sample liquid is supplied dropwise to the measurement unit 10, the measurement unit 10
The above sequence is created so that the optical sensor 40 is moved to a predetermined position, the first detection is performed, and the change over time is measured at intervals of 5 minutes after the supply of the sample liquid 15. Thereafter, detection is sequentially performed at predetermined time intervals. Further, the controller 60 includes a measuring unit 61 that receives the output signal S of the optical sensor 40, and a display unit 62 that receives an output from the measuring unit 61.

【0050】測定手段61は、図3に示すように、光セン
サ40に接続された差動アンプアレイ63と、ドライバ64
と、コンピュータシステム等からなり測定値の補正等を
含む信号処理を行う信号処理部65とから構成されてい
る。
As shown in FIG. 3, the measuring means 61 includes a differential amplifier array 63 connected to the optical sensor 40 and a driver 64
And a signal processing unit 65 composed of a computer system or the like and performing signal processing including correction of measured values and the like.

【0051】図示の通り上記ドライバ64は、差動アンプ
アレイ63の各差動アンプ63a、63b、63c……の出力を
サンプルホールドするサンプルホールド回路52a、52
b、52c……、これらのサンプルホールド回路52a、52
b、52c……の各出力が入力されるマルチプレクサ53、
このマルチプレクサ53の出力をデジタル化して信号処理
部65に入力するA/D変換器54、マルチプレクサ53とサ
ンプルホールド回路52a、52b、52c……とを駆動する
駆動回路55、および信号処理部65からの指示に基づいて
駆動回路55の動作を制御する制御回路56から構成されて
いる。
As shown in the figure, the driver 64 samples and holds the outputs of the differential amplifiers 63a, 63b, 63c... Of the differential amplifier array 63.
b, 52c..., these sample and hold circuits 52a, 52
b, 52c,.
The A / D converter 54 that digitizes the output of the multiplexer 53 and inputs it to the signal processing unit 65, the driving circuit 55 that drives the multiplexer 53 and the sample and hold circuits 52a, 52b, 52c,. The control circuit 56 controls the operation of the drive circuit 55 based on the instruction.

【0052】試料液供給機構70は、試料液を所定量だけ
吸引保持するピペット71と、このピペット71を移動させ
る手段72とから構成されたものであり、所定位置にセッ
トされた試料液容器73から試料液をピペット71に吸引保
持し、ターンテーブル20上の所定の停止位置にある測定
ユニット10の試料液保持枠13内にその試料液を滴下供給
する。
The sample liquid supply mechanism 70 is composed of a pipette 71 for sucking and holding a predetermined amount of the sample liquid and a means 72 for moving the pipette 71, and a sample liquid container 73 set at a predetermined position. Then, the sample liquid is sucked and held by the pipette 71, and the sample liquid is dropped and supplied into the sample liquid holding frame 13 of the measurement unit 10 at a predetermined stop position on the turntable 20.

【0053】以下、上記構成の表面プラズモン測定装置
による表面プラズモン共鳴による全反射減衰角θSP
角度変化量の測定動作について説明する。まず、実際の
測定を行う前に、異なる被検体を含む試料液を複数種類
用意する。また試料液の種類と同数の測定ユニット10を
用意する。通常、測定ユニット10に固定されるセンシン
グ物質は、測定者により異なる。このため、測定者はセ
ンシング物質14の固定されていない測定ユニット(以下
測定カップと記載)を購入し、この測定カップにセンシ
ング物質14を固定する。例えばセンシング物質14が蛋白
質の一種であるストレプトアビジンである場合には、ま
ず測定カップにストレプトアビジン10μg/mLを10
分間液溜めした後、PBS(リン酸バッファ液)で洗浄
を行い、その後エタノールアミンを5分間液溜し、ブロ
ッキングを行う。PBSで洗浄し、非特異吸着剤である
1%BSA(Bovine Serum Albumin:牛血清アルブミ
ン)液を10分間液溜めして、再度PBSによる洗浄を
行い、最後にセンシング物質を保護するPBSを添加し
て、センシング物質であるストレプトアビシンが固定さ
れた測定ユニット10が作成される。これらの測定ユニッ
ト10、例えば96穴カセットに並べられる。その後不図
示の測定ユニット移動機構により、各測定ユニット10
は、順次ターンテーブル20上の貫通穴22に配置される。
The operation of the surface plasmon measuring device having the above-described configuration for measuring the amount of change in the total reflection attenuation angle θ SP due to surface plasmon resonance will be described. First, before performing an actual measurement, a plurality of types of sample liquids containing different analytes are prepared. Also, the same number of measurement units 10 as the types of the sample liquid are prepared. Normally, the sensing substance fixed to the measurement unit 10 differs depending on the measurer. For this reason, the measurer purchases a measurement unit to which the sensing substance 14 is not fixed (hereinafter referred to as a measurement cup) and fixes the sensing substance 14 to the measurement cup. For example, when the sensing substance 14 is streptavidin, which is a kind of protein, first, 10 μg / mL of streptavidin is added to the measuring cup.
After pooling for 5 minutes, washing with PBS (phosphate buffer solution) is performed, and then ethanolamine is pooled for 5 minutes to perform blocking. After washing with PBS, a 1% BSA (Bovine Serum Albumin: bovine serum albumin) solution as a non-specific adsorbent is pooled for 10 minutes, washed again with PBS, and finally PBS for protecting the sensing substance is added. Thus, a measurement unit 10 to which streptavicin as a sensing substance is fixed is created. These measuring units 10, for example, are arranged in a 96-well cassette. Thereafter, each measuring unit 10 is moved by a measuring unit moving mechanism (not shown).
Are sequentially arranged in the through holes 22 on the turntable 20.

【0054】試料液供給機構70は、順次試料液容器73か
ら試料液をピペット71に吸引保持し、測定ユニット10の
試料液保持枠13内にその試料液を滴下供給する。試料液
としては、例えば溶媒である0.1%BSA・PBS液
(0.1%BSAを含むPBS液)に被検体であるビオチ
ン化インスリンが含まれたもの等が用意される。
The sample liquid supply mechanism 70 sequentially suctions and holds the sample liquid from the sample liquid container 73 to the pipette 71, and drops the sample liquid into the sample liquid holding frame 13 of the measurement unit 10. As the sample liquid, for example, a liquid containing 0.1% BSA / PBS liquid (PBS liquid containing 0.1% BSA) as a solvent and biotinylated insulin as a subject is prepared.

【0055】試料液供給機構70により試料液が測定ユニ
ット10に滴下供給されると、ターンテーブル20が何回が
回動された後停止し、測定ユニット10は、その誘電体ブ
ロック11に上記光ビーム30が入射する測定位置(図2中
の右側の測定ユニット10の位置)に静止する状態とな
る。この状態のとき、コントローラ60からの指令でレー
ザ光源31が駆動され、そこから発せられた光ビーム30が
前述のように収束する状態で、誘電体ブロック11と金属
膜12との界面12aに入射する。この界面12aで全反射し
た光ビーム30は、光センサ40によって検出される。な
お、上記の動作は予めコントローラ60に設定されたシー
ケンスに従って実行され、測定ユニット10に試料液が滴
下注入されてから60秒以内に、その測定ユニット10は
測定位置に移動され、測定が行われる。
When the sample liquid is dropped and supplied to the measurement unit 10 by the sample liquid supply mechanism 70, the turntable 20 is stopped after rotating several times, and the measurement unit 10 It is in a state of resting at the measurement position where the beam 30 enters (the position of the measurement unit 10 on the right side in FIG. 2). In this state, the laser light source 31 is driven by a command from the controller 60, and the light beam 30 emitted from the laser light source 31 is incident on the interface 12a between the dielectric block 11 and the metal film 12 while being converged as described above. I do. The light beam 30 totally reflected at the interface 12a is detected by the optical sensor 40. Note that the above operation is performed according to a sequence set in the controller 60 in advance, and within 60 seconds after the sample liquid is dropped into the measurement unit 10, the measurement unit 10 is moved to the measurement position and measurement is performed. .

【0056】本例における光センサ40は、複数のフォト
ダイオード40a、40b、40c……が1列に配設されてな
るフォトダイオードアレイであり、図1の図示面内にお
いて、光ビーム30の進行方向に対してフォトダイオード
配設方向がほぼ直角となる向きに配設されている。した
がって、上記界面12aにおいて種々の反射角で全反射し
た光ビーム30の各成分を、それぞれ異なるフォトダイオ
ード40a、40b、40c……が受光することになる。
The optical sensor 40 in this embodiment is a photodiode array in which a plurality of photodiodes 40a, 40b, 40c... Are arranged in a line, and the light beam 30 travels within the plane shown in FIG. The direction in which the photodiodes are disposed is substantially perpendicular to the direction. Therefore, different components of the light beam 30 totally reflected at the interface 12a at various reflection angles are received by the different photodiodes 40a, 40b, 40c,.

【0057】上記フォトダイオード40a、40b、40c…
…の各出力は、差動アンプアレイ63の各差動アンプ63
a、63b、63c……に入力される。この際、互いに隣接
する2つのフォトダイオードの出力が、共通の差動アン
プに入力される。したがって各差動アンプ63a、63b、
63c……の出力は、複数のフォトダイオード40a、40
b、40c……が出力する光検出信号を、それらの配設方
向に関して微分したものと考えることができる。
The above photodiodes 40a, 40b, 40c ...
… Each output of the differential amplifier 63 of the differential amplifier array 63
a, 63b, 63c... At this time, outputs of two photodiodes adjacent to each other are input to a common differential amplifier. Therefore, each differential amplifier 63a, 63b,
The output of 63c is a plurality of photodiodes 40a, 40
It can be considered that the light detection signals output from b, 40c,... are differentiated with respect to their disposition directions.

【0058】各差動アンプ63a、63b、63c……の出力
は、それぞれサンプルホールド回路52a、52b、52c…
…により所定のタイミングでサンプルホールドされ、マ
ルチプレクサ53に入力される。マルチプレクサ53は、サ
ンプルホールドされた各差動アンプ63a、63b、63c…
…の出力を、所定の順序に従ってA/D変換器54に入力
する。A/D変換器54はこれらの出力をデジタル化して
信号処理部65に入力する。
The outputs of the differential amplifiers 63a, 63b, 63c... Are respectively sampled and held by circuits 52a, 52b, 52c.
.. Are sampled and held at a predetermined timing and input to the multiplexer 53. The multiplexer 53 is provided for each of the sampled and held differential amplifiers 63a, 63b, 63c,.
Are input to the A / D converter 54 in a predetermined order. The A / D converter 54 digitizes these outputs and inputs them to the signal processing unit 65.

【0059】図4は、界面12aで全反射した光ビーム30
の入射角θ毎の光強度と、差動アンプ63a、63b、63c
……の出力との関係を説明するものである。ここで、光
ビーム30の界面12aへの入射角θと上記光強度Iとの関
係は、同図(1)のグラフに示すようなものであるとす
る。
FIG. 4 shows a light beam 30 totally reflected at the interface 12a.
Light intensity for each incident angle θ and differential amplifiers 63a, 63b, 63c
This explains the relationship with the output of... Here, it is assumed that the relationship between the incident angle θ of the light beam 30 to the interface 12a and the light intensity I is as shown in the graph of FIG.

【0060】界面12aにある特定の入射角θSPで入射
した光は、金属膜12とセンシング物質14との界面に表面
プラズモンを励起させるので、この光については反射光
強度Iが鋭く低下する。つまりθSPが全反射減衰角で
あり、この角度θSPにおいて反射光強度Iは最小値を
取る。この反射光強度Iの低下は、図1にDで示すよう
に、反射光中の暗線として観察される。
The light incident on the interface 12a at a specific incident angle θ SP excites surface plasmons at the interface between the metal film 12 and the sensing substance 14, so that the intensity I of the reflected light sharply decreases. That is, θ SP is the total reflection attenuation angle, and the reflected light intensity I takes a minimum value at this angle θ SP . This decrease in the reflected light intensity I is observed as a dark line in the reflected light, as indicated by D in FIG.

【0061】また図4の(2)は、フォトダイオード40
a、40b、40c……の配設方向を示しており、先に説明
した通り、これらのフォトダイオード40a、40b、40c
……の配設方向位置は上記入射角θと一義的に対応して
いる。
FIG. 4B shows a photodiode 40.
a, 40b, 40c... indicate the directions in which the photodiodes 40a, 40b, 40c are arranged as described above.
.. Correspond to the incident angle θ uniquely.

【0062】そしてフォトダイオード40a、40b、40c
……の配設方向位置、つまりは入射角θと、差動アンプ
63a、63b、63c……の出力I’(反射光強度Iの微分
値)との関係は、同図(3)に示すようなものとなる。
Then, the photodiodes 40a, 40b, 40c
…… the direction of arrangement, that is, the incident angle θ, and the differential amplifier
The relationship between 63a, 63b, 63c... And the output I ′ (differential value of the reflected light intensity I) is as shown in FIG.

【0063】経時変化の測定を行なう前に、まず、各測
定ユニット10毎に、使用する差動アンプの選択処理およ
び微分値I’の補正値I’rの設定処理が行われる。信
号処理部65は、A/D変換器54から入力された微分値
I’の値に基づいて、差動アンプ63a、63b、63c……
の中から、反射光強度Iの変化の極大値、すなわち全反
射減衰角θSPに対応する微分値I’=0に最も近い微
分値I’minが得られている差動アンプを選択する。図
4の例では差動アンプ63eとなる。
Before measuring the change with time, first, for each measurement unit 10, a process of selecting a differential amplifier to be used and a process of setting a correction value I'r of the differential value I 'are performed. The signal processing unit 65 performs differential amplifiers 63a, 63b, 63c,... Based on the value of the differential value I ′ input from the A / D converter 54.
From the local maximum value of the change in reflected light intensity I, i.e. selects a differential amplifier closest differential value I'min on the differential value I '= 0 corresponding to the attenuated total reflection angle theta SP is obtained. In the example of FIG. 4, the differential amplifier 63e is used.

【0064】信号処理部65では、差動アンプ63eから出
力された微分値I’minをその測定ユニットに対応する
補正値I’rとして図示省略した記憶部に記憶するとと
もに0点を表示部62に表示する。すなわち、最初の測定
時には、差動アンプ63eが出力する微分値I’の大小に
かかわらず、表示される値は0となる。
The signal processing unit 65 stores the differential value I'min output from the differential amplifier 63e as a correction value I'r corresponding to the measurement unit in a storage unit not shown, and displays a zero point on the display unit 62. To be displayed. That is, at the time of the first measurement, the displayed value is 0 regardless of the magnitude of the differential value I ′ output from the differential amplifier 63e.

【0065】上記の測定ユニット10の最初の測定が終了
すると、ターンテーブル20が、支持体移動手段21によっ
て間欠的に回動され、以後、試料液15をこの測定ユニッ
ト10へ供給してから5分経過する毎に、この測定ユニッ
ト10は検出位置へ移動され検出が行われる。信号処理部
65では、この測定ユニットを測定する毎に、上記選択さ
れた差動アンプ63eが出力する微分値I’からその測定
ユニットに対応する補正値I’rを減算した値である変
化量ΔI’を算出し表示部62に表示する。各測定ユニッ
ト10に対して同様の処理が行われる。
When the first measurement of the measurement unit 10 is completed, the turntable 20 is intermittently rotated by the support moving means 21. Thereafter, after the sample liquid 15 is supplied to the measurement unit 10, the turntable 20 is rotated. Every time the minutes elapse, the measurement unit 10 is moved to the detection position and the detection is performed. Signal processing section
In 65, each time the measurement unit is measured, a change amount ΔI ′ which is a value obtained by subtracting the correction value I′r corresponding to the measurement unit from the differential value I ′ output from the selected differential amplifier 63e is calculated. The calculated value is displayed on the display unit 62. Similar processing is performed on each measurement unit 10.

【0066】微分値I’は、測定チップの金属膜12(図
1参照)に接している物質の誘電率つまりは屈折率が変
化して、図4(1)に示す曲線が左右方向に移動する形
で変化すると、それに応じて上下する。したがって、こ
の微分値I’の変化量ΔI’を時間の経過とともに測定
し続けることにより、金属膜12に接しているセンシング
物質14の屈折率変化を調べることができる。
The differential value I ′ is determined by the fact that the dielectric constant, that is, the refractive index of the substance in contact with the metal film 12 (see FIG. 1) of the measurement chip changes, and the curve shown in FIG. When it changes in the form of doing, it goes up and down accordingly. Therefore, by continuously measuring the variation ΔI ′ of the differential value I ′ with the passage of time, the change in the refractive index of the sensing substance 14 in contact with the metal film 12 can be checked.

【0067】試料液15の中の被検体が、センシング物質
14と結合する物質であれば、それらの結合状態に応じて
センシング物質14の屈折率が変化するので、上記変化量
ΔI’を測定し続けることにより、被検体とセンシング
物質14の結合状態を測定することができ、この測定結果
に基づいて、被検体がセンシング物質と結合する特定物
質であるか否かを判定することができる。
The analyte in the sample solution 15 is a sensing substance
If the substance binds to 14, the refractive index of the sensing substance 14 changes in accordance with the state of their binding. Therefore, by continuously measuring the above-mentioned change ΔI ′, the binding state of the subject and the sensing substance 14 is measured. Based on the measurement result, it can be determined whether or not the analyte is a specific substance that binds to the sensing substance.

【0068】すなわち、図5に示すように変化量ΔI’
の値が変化すれば、センシング物質14の屈折率が変化し
たと判定でき、すなわち試料液15に含まれる被検体は、
センシング物質14と結合する物質であると判定できる。
また、微分値I’の値に変化がない場合には、被検体が
センシング物質と結合する物質ではないと判定できる。
That is, as shown in FIG.
If the value of changes, it can be determined that the refractive index of the sensing substance 14 has changed, that is, the analyte contained in the sample liquid 15,
It can be determined that the substance binds to the sensing substance 14.
If the value of the differential value I 'does not change, it can be determined that the subject is not a substance that binds to the sensing substance.

【0069】また、本実施形態では、微分値I’そのも
のではなく、微分値I’から測定ユニット10に試料液15
を供給した直後に検出された補正値I’rを減算した変
化量ΔI’を測定し表示している。試料液供給直後に
は、センシング物質と試料液との相互作用はまだ進んで
おらず、一方バルク効果や液圧によるノイズ現象は発生
しているため、この補正値I’rは、主にノイズ現象を
反映した検出結果であるとみなすことができる。また、
その後に検出された微分値I’は、ノイズ現象と、セン
シング物質と試料液との相互作用の進行度とが反映され
ていると考えられる。このため、微分値I’から補正値
I’rを減算した変化量ΔI’には、センシング物質と
試料液との相互作用の進行度が主に反映されているとみ
なすことができる。したがって、これらのΔI’に基づ
いて全反射減衰角θSPの角度変化、すなわち全反射減
衰の状態の経時変化を測定すれば、測定ユニットに試料
液が供給された直後に生じるノイズの影響が低減され、
センシング物質と被検体との結合作用、すなわちセンシ
ング物質と試料液との相互作用の測定精度を向上するこ
とができる。
In the present embodiment, the sample liquid 15 is supplied to the measurement unit 10 from the differential value I ′ instead of the differential value I ′ itself.
Is measured and displayed as the amount of change ΔI ′ obtained by subtracting the correction value I′r detected immediately after the supply of. Immediately after the supply of the sample liquid, the interaction between the sensing substance and the sample liquid has not progressed yet, while the noise effect due to the bulk effect and the liquid pressure has occurred. It can be considered that the detection result reflects the phenomenon. Also,
It is considered that the differential value I ′ detected thereafter reflects the noise phenomenon and the progress of the interaction between the sensing substance and the sample liquid. Therefore, it can be considered that the change amount ΔI ′ obtained by subtracting the correction value I′r from the differential value I ′ mainly reflects the progress of the interaction between the sensing substance and the sample liquid. Therefore, if the angle change of the total reflection attenuation angle θ SP , that is, the change over time of the state of total reflection attenuation, is measured based on these ΔI ′, the influence of noise generated immediately after the sample liquid is supplied to the measurement unit is reduced. And
The measurement accuracy of the binding action between the sensing substance and the analyte, that is, the interaction between the sensing substance and the sample liquid can be improved.

【0070】また、補正値I’rの検出を、試料液を測
定ユニット10へ供給後60秒経過した時点で行えば、6
0秒間では、センシング物質と試料液との相互作用はさ
ほど進行していないため、その後の経時変化の測定時に
おけるセンシング物質と試料液との相互作用の測定精度
を向上させることができ、また試料液が供給された測定
ユニットを光検出手段に対して所定位置に配置する時間
が十分に設けられているため、従来の測定装置に使用さ
れている移動手段等の構成を変更する必要がない。
Further, if the detection of the correction value I′r is performed at a point of time 60 seconds after the supply of the sample liquid to the measuring unit 10,
At 0 seconds, the interaction between the sensing substance and the sample liquid has not progressed so much, so that it is possible to improve the measurement accuracy of the interaction between the sensing substance and the sample liquid at the time of measuring the change with time thereafter. There is sufficient time to arrange the measuring unit to which the liquid has been supplied at a predetermined position with respect to the light detecting means, so that it is not necessary to change the configuration of the moving means used in the conventional measuring apparatus.

【0071】なお、補正値I’rの検出を、試料液を測
定ユニット10へ供給後60秒経過した時点で行ったた
め、被検体がセンシング物質と結合するものである場合
には、厳密には補正値I’rにはセンシング物質と被検
体との結合作用による全反射減衰角θSPの角度変化も
含まれてしまう。しかし、最初の経時変化の測定を、試
料液15を測定ユニット10へ供給後5分経過した時点に行
ったため、この5分経過後の検出値には、補正値I’r
に含まれてしまうセンシング物質と被検体との結合作用
による全反射減衰角θSPの角度変化に比べ、十分大き
な角度変化が生じているので、十分な測定精度を得るこ
とができる。
Since the detection of the correction value I′r was performed at the point of time 60 seconds after the supply of the sample liquid to the measuring unit 10, strictly speaking, when the analyte binds to the sensing substance, The correction value I′r also includes the angle change of the attenuated total reflection angle θ SP due to the coupling action between the sensing substance and the subject. However, since the first measurement of the change with time was performed at the time when 5 minutes had elapsed after the sample liquid 15 was supplied to the measurement unit 10, the detected value after the lapse of 5 minutes includes the correction value I′r
Since the angle change of the total reflection attenuation angle θ SP caused by the binding action between the sensing substance and the subject included in the above is sufficiently large, a sufficient measurement accuracy can be obtained.

【0072】また、センシング物質と試料液の相互作用
の進行速度が早い可能性がある場合には、試料液供給後
から補正値I’rの検出までの経過時間を短縮すること
が望ましい。例えば、上記供給直後として、供給後30
秒経過するまでの間を設定すれば、センシング物質と試
料液との相互作用の進行が少ないため、センシング物質
と試料液との相互作用の測定精度を一層向上させること
ができる。また、上記供給直後として、供給後10秒経
過するまでの間を設定すれば、センシング物質と試料液
との相互作用がほとんど進んでいないため、センシング
物質と試料液との相互作用の測定精度をさらに向上させ
ることができる。
If there is a possibility that the speed of the interaction between the sensing substance and the sample solution may be high, it is desirable to shorten the elapsed time from the supply of the sample solution to the detection of the correction value I′r. For example, immediately after the supply, 30
If the time until the elapse of seconds is set, the progress of the interaction between the sensing substance and the sample liquid is small, so that the measurement accuracy of the interaction between the sensing substance and the sample liquid can be further improved. In addition, if the time immediately after the supply is set until 10 seconds elapse after the supply, the interaction between the sensing substance and the sample liquid hardly progresses. It can be further improved.

【0073】なお、試料液を測定ユニット10に供給直後
のノイズ現象が終了するまでに60秒以上の時間がかか
る場合等には、補正値I’rの検出はノイズ現象が終了
してから検出することが望ましい。すなわち、センシン
グ物質と試料液の相互作用の進行速度およびノイズ現象
が終了するタイミング等を配慮し、補正値I’rを検出
する最も望ましいタイミングを適宜決定すればよい。
When it takes more than 60 seconds for the noise phenomenon immediately after the sample liquid is supplied to the measuring unit 10 to be completed, the correction value I′r is detected after the noise phenomenon is completed. It is desirable to do. That is, the most desirable timing for detecting the correction value I′r may be appropriately determined in consideration of the progress speed of the interaction between the sensing substance and the sample liquid and the timing when the noise phenomenon ends.

【0074】また、複数の測定ユニット10をターンテー
ブル20上に配置し、このターンテーブル20を回転させ
て、各測定ユニット10を順次集光レンズ32および光セン
サ40に対して所定位置に配置できるように構成したた
め、複数の測定ユニット10における微分値を、上記ター
ンテーブル20の回転にともなって次々と測定することが
でき、多数の測定ユニット10についての測定を短時間で
行なうことが可能となる。
Further, a plurality of measurement units 10 are arranged on a turntable 20, and by rotating this turntable 20, each measurement unit 10 can be sequentially arranged at a predetermined position with respect to the condenser lens 32 and the optical sensor 40. With such a configuration, the differential values in the plurality of measurement units 10 can be measured one after another with the rotation of the turntable 20, and the measurement for a large number of measurement units 10 can be performed in a short time. .

【0075】また、以上説明した各実施形態では、測定
ユニット10を支持する支持体として回動するターンテー
ブル20が用いられているが、支持体の形状や移動方式は
これに限られるものではない。例えば、複数の測定ユニ
ットを支持した支持体を往復直線移動するように構成
し、その移動にともなって複数の測定ユニットを順次光
源31、集光レンズ32および光センサ40からなる光検出手
段にセットするようにしても構わない。
In each of the embodiments described above, the rotating turntable 20 is used as a support for supporting the measuring unit 10. However, the shape and the moving method of the support are not limited to this. . For example, a support that supports a plurality of measurement units is configured to reciprocate linearly, and with the movement, the plurality of measurement units are sequentially set on a light detection unit including a light source 31, a condenser lens 32, and an optical sensor 40. You may do it.

【0076】また、上記光検出手段を複数設けておけ
ば、支持体の移動にともなって測定ユニットが順次光検
出手段にセットされ、各測定部で測定を行なえるように
なる。あるいは、そのような測定部を1つだけ設け、支
持体を一方向に移動させて測定ユニットを光検出手段に
セットし、測定を行なった後、支持体を逆方向に移動さ
せてその測定ユニットを再度光検出手段にセットし、測
定を行なうようにしてもよい。
If a plurality of the light detecting means are provided, the measuring units are sequentially set on the light detecting means in accordance with the movement of the support, so that measurement can be performed in each measuring section. Alternatively, only one such measurement unit is provided, the support is moved in one direction, the measurement unit is set on the light detection means, and after the measurement is performed, the support is moved in the opposite direction, and the measurement unit is moved. May be set in the light detecting means again to perform the measurement.

【0077】このように支持体を正、逆方向に移動させ
る方式は、先に説明したターンテーブル20を用いる場合
にも適用可能である。またこのターンテーブル20を用い
る場合に、光検出手段を複数設けて、ターンテーブル20
が1回転する間に1つの測定ユニットに関して複数回測
定を行なうように構成することも可能である。
The method of moving the support in the normal and reverse directions can be applied to the case where the turntable 20 described above is used. When this turntable 20 is used, a plurality of light detecting means are provided, and the turntable 20 is provided.
It is also possible to configure so that one measurement unit performs measurements a plurality of times during one rotation.

【0078】さらに、上記第1の実施の形態の変型例と
して、支持体を固定し、光検出手段を移動させて、各測
定ユニット10の測定を順次行うものも考えられる。この
場合にも多数の測定ユニットについての測定を短時間で
行なうことが可能になる。
Further, as a modified example of the first embodiment, it is conceivable to fix the support, move the light detecting means, and measure each measuring unit 10 sequentially. Also in this case, it is possible to perform measurement on a large number of measurement units in a short time.

【0079】なお、上述のように、誘電体ブロック11、
金属膜12および試料液保持枠13が一体的に形成されたな
る測定ユニット10に限らず、金属膜12および試料保持枠
13が一体化され、誘電体ブロック11に対して交換可能に
形成された測定ユニットを適用することもできる。
As described above, the dielectric block 11,
The metal film 12 and the sample holding frame are not limited to the measurement unit 10 in which the metal film 12 and the sample holding frame 13 are integrally formed.
It is also possible to apply a measurement unit in which the dielectric block 13 is integrated and is exchangeably formed with the dielectric block 11.

【0080】次に、図1および図6を参照して本発明の
第2の実施形態について説明する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0081】第2の実施の形態の全体構成は第1の実施
例の形態とほぼ同様であるため、図1において、異なる
構成部の番号のみ図中に付記する。また図6において
は、図2中の要素と同等の要素には同番号を付してあ
り、それらについての説明は特に必要の無い限り省略す
る。
Since the overall configuration of the second embodiment is substantially the same as that of the first embodiment, only the numbers of the different components in FIG. 1 are added in the figure. Also, in FIG. 6, the same elements as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted unless otherwise required.

【0082】この第2実施形態の全反射減衰を利用した
センサーは、先に説明した漏洩モード測定装置であり、
測定ユニット90を用いるように構成されている。この測
定ユニット90の誘電体ブロック11の一面(図中の上面)
にはクラッド層91が形成され、さらにその上には光導波
層92が形成されている。
The sensor using the attenuated total reflection according to the second embodiment is the leak mode measuring device described above.
It is configured to use the measurement unit 90. One surface of the dielectric block 11 of this measurement unit 90 (the upper surface in the figure)
, A cladding layer 91 is formed thereon, and an optical waveguide layer 92 is further formed thereon.

【0083】誘電体ブロック11は、例えば合成樹脂やB
K7等の光学ガラスを用いて形成されている。一方クラ
ッド層91は、誘電体ブロック11よりも低屈折率の誘電体
や、金等の金属を用いて薄膜状に形成されている。また
光導波層92は、クラッド層91よりも高屈折率の誘電体、
例えばPMMAを用いてこれも薄膜状に形成されてい
る。クラッド層91の膜厚は、例えば金薄膜から形成する
場合で36.5nm、光導波層92の膜厚は、例えばPMMA
から形成する場合で700nm程度とされる。
The dielectric block 11 is made of, for example, synthetic resin or B
It is formed using an optical glass such as K7. On the other hand, the cladding layer 91 is formed in a thin film shape using a dielectric material having a lower refractive index than the dielectric block 11 or a metal such as gold. Further, the optical waveguide layer 92 is a dielectric having a higher refractive index than the cladding layer 91,
For example, this is also formed into a thin film using PMMA. The thickness of the cladding layer 91 is, for example, 36.5 nm when it is formed from a gold thin film, and the thickness of the optical waveguide layer 92 is, for example, PMMA.
Is formed to about 700 nm.

【0084】上記構成の漏洩モードセンサーにおいて、
レーザ光源31から出射した光ビーム30を誘電体ブロック
11を通してクラッド層91に対して全反射角以上の入射角
で入射させると、該光ビーム30が誘電体ブロック11とク
ラッド層91との界面91aで全反射するが、クラッド層91
を透過して光導波層92に特定入射角で入射した特定波数
の光は、該光導波層92を導波モードで伝搬するようにな
る。こうして導波モードが励起されると、入射光のほと
んどが光導波層92に取り込まれるので、上記界面91aで
全反射する光の強度が鋭く低下する全反射減衰が生じ
る。
In the leakage mode sensor having the above configuration,
Light beam 30 emitted from laser light source 31 is a dielectric block
When the light beam 30 is incident on the cladding layer 91 at an incident angle equal to or larger than the total reflection angle through the interface 11, the light beam 30 is totally reflected at the interface 91 a between the dielectric block 11 and the cladding layer 91.
The light of a specific wave number that has passed through the optical waveguide layer 92 and entered the optical waveguide layer 92 at a specific incident angle propagates through the optical waveguide layer 92 in a guided mode. When the waveguide mode is excited in this way, most of the incident light is taken into the optical waveguide layer 92, and thus the total reflection attenuation occurs in which the intensity of the light totally reflected at the interface 91a sharply decreases.

【0085】光導波層92における導波光の波数は、該光
導波層92の上のセンシング物質14の屈折率に依存するの
で、全反射減衰が生じる上記特定入射角を知ることによ
って、センシング物質14の屈折率を測定することができ
る。また、光センサ40の隣接したフォトダイオードの検
出値の差分である微分値I’に基づいて各測定ユニット
90における、微分値の経時変化すなわち全反射減衰の状
態の経時変化を測定し、被検体とセンシング物質14との
結合状態を測定することができる。
Since the wave number of the guided light in the optical waveguide layer 92 depends on the refractive index of the sensing substance 14 on the optical waveguide layer 92, knowing the specific incident angle at which the total reflection attenuation occurs gives the sensing substance 14 Can be measured. Further, each measurement unit is based on a differential value I ′ which is a difference between detection values of adjacent photodiodes of the optical sensor 40.
At 90, the change over time of the differential value, that is, the change over time in the state of attenuated total reflection, can be measured to measure the binding state between the subject and the sensing substance 14.

【0086】本実施形態でも、測定手段61において、補
正値I’rを記憶し、その後に検出した微分値I’から
この補正値I’rを減算した変化量ΔI’を測定して、
表示しているため、第1の実施形態と同様に、バルク効
果等の影響を低減し、センシング物質14と被検体との結
合状態を精度良く測定することができる。
Also in the present embodiment, the measuring means 61 stores the correction value I′r, and thereafter measures a change ΔI ′ obtained by subtracting the correction value I′r from the detected differential value I ′.
Since the information is displayed, the influence of the bulk effect and the like can be reduced and the binding state between the sensing substance 14 and the analyte can be accurately measured as in the first embodiment.

【0087】また、他の効果に関しても、第1の実施の
形態と同様の効果を得られる。
Further, with respect to other effects, the same effects as in the first embodiment can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施形態による表面プラズモン
測定装置の全体図
FIG. 1 is an overall view of a surface plasmon measuring device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の表面プラズモン測定装置の要部を示す一
部破断側面図
FIG. 2 is a partially broken side view showing a main part of the surface plasmon measuring device of FIG.

【図3】上記表面プラズモン測定装置に用いられる測定
手段のブロック図
FIG. 3 is a block diagram of measuring means used in the surface plasmon measuring device.

【図4】上記表面プラズモン測定装置における光ビーム
入射角と光センサによる検出光強度との関係、および光
ビーム入射角と光強度検出信号の微分値との関係を示す
概略図
FIG. 4 is a schematic diagram showing a relationship between an incident angle of a light beam and a light intensity detected by an optical sensor, and a relationship between a light beam incident angle and a differential value of a light intensity detection signal in the surface plasmon measuring device.

【図5】本発明の表面プラズモン共鳴測定方法による測
定結果の一例を示すグラフ
FIG. 5 is a graph showing an example of a measurement result by the surface plasmon resonance measurement method of the present invention.

【図6】本発明の第2の実施形態による漏洩モード測定
装置の要部を示す一部破断側面図
FIG. 6 is a partially cutaway side view showing a main part of a leakage mode measuring apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10、90 測定ユニット 11 誘電体ブロック 12 金属膜 12a 誘電体ブロックと金属膜との界面 13 試料液保持枠 14 センシング物質 15 試料液 20 ターンテーブル 21 支持体移動手段 30 光ビーム 31 レーザ光源 32 集光レンズ 40 光センサ 60 コントローラ 61 測定手段 62 表示部 70 試料液供給機構 91 クラッド層 91a 誘電体ブロックとクラッド層との界面 92 光導波層 10, 90 Measuring unit 11 Dielectric block 12 Metal film 12a Interface between dielectric block and metal film 13 Sample liquid holding frame 14 Sensing substance 15 Sample liquid 20 Turntable 21 Support moving means 30 Light beam 31 Laser light source 32 Focusing Lens 40 Optical sensor 60 Controller 61 Measurement means 62 Display section 70 Sample liquid supply mechanism 91 Cladding layer 91a Interface between dielectric block and cladding layer 92 Optical waveguide layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2G057 AB04 AB09 AC01 BA01 BC07 DA03 DB01 HA04 2G058 AA02 CA04 CB04 EA02 EA11 ED03 GA02 2G059 AA01 BB04 DD12 DD13 EE02 FF03 FF04 GG01 GG04 JJ11 KK04 MM01 MM09 NN10 PP01 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2G057 AB04 AB09 AC01 BA01 BC07 DA03 DB01 HA04 2G058 AA02 CA04 CB04 EA02 EA11 ED03 GA02 2G059 AA01 BB04 DD12 DD13 EE02 FF03 FF04 GG01 GG04 JJ11 KK10 MM10

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光ビームを発生させる光源と、 前記光ビームに対して透明な誘電体ブロック、この誘電
体ブロックの一面に形成された薄膜層、この薄膜層の表
面上に配されて、試料液と相互作用を生じるセンシング
物質、およびこのセンシング物質の表面上に前記試料液
を保持する試料液保持機構を備えてなる複数個の測定ユ
ニットと、 前記光ビームを前記複数個の測定ユニットのうち1つの
測定ユニットの誘電体ブロックに対して、該誘電体ブロ
ックと前記薄膜層との界面で全反射条件が得られるよう
に種々の入射角で入射させる光学系と、前記界面で全反
射した光ビームの強度を検出する光センサとからなる光
検出手段と、 前記複数個の測定ユニットを支持する支持体と、 前記複数の測定ユニットの各誘電体ブロックに関して順
次前記光ビームが前記種々の入射角で入射し、前記光セ
ンサによる検出が行えるように、前記支持体を前記光検
出手段に対して相対的に移動させて、各測定ユニットを
前記光検出手段に対して所定位置に配置する移動手段と
を備えた全反射減衰を利用した測定装置において、 前記各測定ユニットの試料液保持機構への試料液の供給
直後および供給後所定時間経過時に、その測定ユニット
が前記光検出手段に対して前記所定位置に配置されるよ
うに、前記支持体を前記光検出手段に対して相対的に移
動させ、 前記各測定ユニット毎に、前記試料液保持機構への試料
液の供給直後に前記光検出手段により検出された検出結
果を記憶し、該記憶した検出結果に基づいて、前記所定
時間経過後に検出された検出結果を補正し、該補正され
た検出結果に基づいて全反射減衰の状態の経時変化を測
定することを特徴とする全反射減衰を利用した測定方
法。
1. A light source for generating a light beam, a dielectric block transparent to the light beam, a thin film layer formed on one surface of the dielectric block, and a sample disposed on the surface of the thin film layer, A plurality of measurement units each including a sensing substance that interacts with a liquid, and a sample liquid holding mechanism that holds the sample liquid on the surface of the sensing substance; and An optical system for entering the dielectric block of one measurement unit at various angles of incidence so as to obtain a total reflection condition at an interface between the dielectric block and the thin film layer, and light totally reflected at the interface. Light detection means comprising an optical sensor for detecting the intensity of the beam; a support for supporting the plurality of measurement units; and a dielectric block for each of the plurality of measurement units. The support is moved relatively to the light detecting means so that the beam is incident at the various incident angles and the light sensor can perform detection, and each measuring unit is moved relative to the light detecting means. In a measuring apparatus using attenuated total reflection provided with a moving means arranged at a predetermined position, the measuring unit is configured to be connected to the sample liquid holding mechanism of each of the measuring units immediately after the supply of the sample liquid and at a predetermined time after the supply. The support is moved relatively to the light detecting means so as to be disposed at the predetermined position with respect to the light detecting means, and for each of the measuring units, the sample liquid is transferred to the sample liquid holding mechanism. Immediately after the supply, the detection result detected by the light detection means is stored, and based on the stored detection result, the detection result detected after the lapse of the predetermined time is corrected, and based on the corrected detection result. Measurement method using attenuated total reflection, characterized in that measuring the time course of condition of the attenuated total reflection.
【請求項2】 光ビームを発生させる光源と、 前記光ビームに対して透明な誘電体ブロック、この誘電
体ブロックの一面に形成された金属膜、この金属膜の表
面上に配されて、試料液と相互作用を生じるセンシング
物質、およびこのセンシング物質の表面上に前記試料液
を保持する試料液保持機構を備えてなる複数個の測定ユ
ニットと、 前記光ビームを前記複数個の測定ユニットのうち1つの
測定ユニットの誘電体ブロックに対して、該誘電体ブロ
ックと前記金属膜との界面で全反射条件が得られるよう
に種々の入射角で入射させる光学系と、前記界面で全反
射した光ビームの強度を検出する光センサとからなる光
検出手段と、 前記複数個の測定ユニットを支持する支持体と、 前記複数の測定ユニットの各誘電体ブロックに関して順
次前記光ビームが前記種々の入射角で入射し、前記光セ
ンサによる検出が行えるように、前記支持体を前記光検
出手段に対して相対的に移動させて、各測定ユニットを
前記光検出手段に対して所定位置に配置する移動手段と
を備えた全反射減衰を利用した測定装置において、 前記各測定ユニットの試料液保持機構への試料液の供給
直後および供給後所定時間経過時に、その測定ユニット
が前記光検出手段に対して前記所定位置に配置されるよ
うに、前記支持体を前記光検出手段に対して相対的に移
動させ、 前記各測定ユニット毎に、前記試料液保持機構への試料
液の供給直後に前記光検出手段により検出された検出結
果を記憶し、該記憶した検出結果に基づいて、前記所定
時間経過後に検出された検出結果を補正し、該補正され
た検出結果に基づいて表面プラズモン共鳴による全反射
減衰の状態の経時変化を測定することを特徴とする全反
射減衰を利用した測定方法。
2. A light source for generating a light beam, a dielectric block transparent to the light beam, a metal film formed on one surface of the dielectric block, and a sample disposed on the surface of the metal film, A plurality of measurement units each including a sensing substance that interacts with a liquid, and a sample liquid holding mechanism that holds the sample liquid on the surface of the sensing substance; and An optical system that enters the dielectric block of one measurement unit at various angles of incidence so as to obtain a total reflection condition at an interface between the dielectric block and the metal film, and light that is totally reflected at the interface. Light detection means comprising an optical sensor for detecting the intensity of the beam; a support for supporting the plurality of measurement units; and a dielectric block for each of the plurality of measurement units. The support is moved relatively to the light detecting means so that the beam is incident at the various incident angles and the light sensor can perform detection, and each measuring unit is moved relative to the light detecting means. In a measuring apparatus using attenuated total reflection provided with a moving means arranged at a predetermined position, the measuring unit is configured to be connected to the sample liquid holding mechanism of each of the measuring units immediately after the supply of the sample liquid and at a predetermined time after the supply. The support is moved relatively to the light detecting means so as to be disposed at the predetermined position with respect to the light detecting means, and for each of the measuring units, the sample liquid is transferred to the sample liquid holding mechanism. Immediately after the supply, the detection result detected by the light detection means is stored, and based on the stored detection result, the detection result detected after the lapse of the predetermined time is corrected, and based on the corrected detection result. Measurement method using attenuated total reflection, characterized by measuring the total reflection change with time of the attenuation state by surface plasmon resonance.
【請求項3】 光ビームを発生させる光源と、 前記光ビームに対して透明な誘電体ブロック、この誘電
体ブロックの一面に形成されたクラッド層、このクラッ
ド層の上に形成された光導波層、この光導波層の表面上
に配されて、試料液と相互作用を生じるセンシング物
質、およびこのセンシング物質の表面上に前記試料液を
保持する試料液保持機構を備えてなる複数個の測定ユニ
ットと、 前記光ビームを前記複数個の測定ユニットのうち1つの
測定ユニットの誘電体ブロックに対して、該誘電体ブロ
ックと前記薄膜層との界面で全反射条件が得られるよう
に種々の入射角で入射させる光学系と、前記界面で全反
射した光ビームの強度を検出する光センサとからなる光
検出手段と、 前記複数個の測定ユニットを支持する支持体と、 前記複数の測定ユニットの各誘電体ブロックに関して順
次前記光ビームが前記種々の入射角で入射し、前記光セ
ンサによる検出が行えるように、前記支持体を前記光検
出手段に対して相対的に移動させて、各測定ユニットを
前記光検出手段に対して所定位置に配置する移動手段と
を備えた全反射減衰を利用した測定装置において、 前記各測定ユニットの試料液保持機構への試料液の供給
直後および供給後所定時間経過時に、その測定ユニット
が前記光検出手段に対して前記所定位置に配置されるよ
うに、前記支持体を前記光検出手段に対して相対的に移
動させ、 前記各測定ユニット毎に、前記試料液保持機構への試料
液の供給直後に前記光検出手段により検出された検出結
果を記憶し、該記憶した検出結果に基づいて、前記所定
時間経過後に検出された検出結果を補正し、該補正され
た検出結果に基づいて前記光導波層での導波モードの励
起による全反射減衰の状態の経時変化を測定することを
特徴とする全反射減衰を利用した測定方法。
3. A light source for generating a light beam, a dielectric block transparent to the light beam, a cladding layer formed on one surface of the dielectric block, and an optical waveguide layer formed on the cladding layer A plurality of measurement units including a sensing substance arranged on the surface of the optical waveguide layer and interacting with the sample liquid, and a sample liquid holding mechanism for holding the sample liquid on the surface of the sensing substance. And transmitting the light beam to a dielectric block of one of the plurality of measurement units at various angles of incidence such that a total reflection condition is obtained at an interface between the dielectric block and the thin film layer. An optical system that makes the light incident on the optical interface; a light detection unit that includes an optical sensor that detects the intensity of the light beam that is totally reflected at the interface; For each dielectric block of the fixed unit, the light beam is sequentially incident at the various incident angles, and the support is relatively moved with respect to the light detection means so that detection by the light sensor can be performed. In a measuring apparatus using attenuated total reflection, comprising: a moving unit for arranging each measuring unit at a predetermined position with respect to the light detecting unit; After a lapse of a predetermined time, the support is moved relative to the light detection means so that the measurement unit is disposed at the predetermined position with respect to the light detection means. And storing the detection result detected by the light detection unit immediately after the supply of the sample liquid to the sample liquid holding mechanism, and detecting the detection result after the lapse of the predetermined time based on the stored detection result. Measurement using the total reflection attenuation, wherein the measurement result is corrected based on the corrected detection result, and the time-dependent change in the state of total reflection attenuation due to excitation of the waveguide mode in the optical waveguide layer is measured based on the corrected detection result. Method.
【請求項4】 前記供給直後が、前記供給後60秒経過
するまでの間であることを特徴とする請求項1から3い
ずれか1項記載の全反射減衰を利用した測定方法。
4. The measuring method using attenuated total reflection according to claim 1, wherein the time immediately after the supply is a time until 60 seconds elapse after the supply.
【請求項5】 前記供給直後が、前記供給後30秒経過
するまでの間であることを特徴とする請求項4記載の全
反射減衰を利用した測定方法。
5. The measuring method using attenuation of total reflection according to claim 4, wherein the time immediately after the supply is a time until 30 seconds elapse after the supply.
【請求項6】 前記供給直後が、前記供給後10秒経過
するまでの間であることを特徴とする請求項5記載の全
反射減衰を利用した測定方法。
6. The measuring method using attenuated total reflection according to claim 5, wherein the time immediately after the supply is until 10 seconds elapse after the supply.
【請求項7】 前記所定時間が、前記試料液を前記測定
ユニットの試料液保持機構へ供給した時点から前記供給
直後までの経過時間の5倍以上であることを特徴とする
請求項1から6いずれか1項記載の全反射減衰を利用し
た測定方法。
7. The apparatus according to claim 1, wherein the predetermined time is at least five times an elapsed time from the time when the sample liquid is supplied to the sample liquid holding mechanism of the measuring unit to immediately after the supply. A measurement method using attenuated total reflection according to any one of the preceding claims.
【請求項8】 光ビームを発生させる光源と、 前記光ビームに対して透明な誘電体ブロック、この誘電
体ブロックの一面に形成された薄膜層、この薄膜層の表
面上に配されて、試料液と相互作用を生じるセンシング
物質、およびこのセンシング物質の表面上に前記試料液
を保持する試料液保持機構を備えてなる複数個の測定ユ
ニットと、 前記光ビームを前記複数個の測定ユニットのうち1つの
測定ユニットの誘電体ブロックに対して、該誘電体ブロ
ックと前記薄膜層との界面で全反射条件が得られるよう
に種々の入射角で入射させる光学系と、前記界面で全反
射した光ビームの強度を検出する光センサとからなる光
検出手段と、 前記複数個の測定ユニットを支持する支持体と、 前記複数の測定ユニットの各誘電体ブロックに関して順
次前記光ビームが前記種々の入射角で入射し、前記光セ
ンサによる検出が行えるように、前記支持体を前記光検
出手段に対して相対的に移動させて、各測定ユニットを
前記光検出手段に対して所定位置に配置する移動手段と
を備えた全反射減衰を利用した測定装置において、 前記移動手段が、前記各測定ユニットの試料液保持機構
への試料液の供給直後および供給後所定時間経過時に、
その測定ユニットが前記光検出手段に対して前記所定位
置に配置されるように、前記支持体を前記光検出手段に
対して相対的に移動させるものであり、 前記各測定ユニット毎に、前記試料液保持機構への試料
液の供給直後に前記光検出手段により検出された検出結
果を記憶し、該記憶した検出結果に基づいて、前記所定
時間経過後に検出された検出結果を補正し、該補正され
た検出結果に基づいて全反射減衰の状態の経時変化を測
定する測定手段を備えたことを特徴とする全反射減衰を
利用した測定装置。
8. A light source for generating a light beam, a dielectric block transparent to the light beam, a thin film layer formed on one surface of the dielectric block, a sample disposed on the surface of the thin film layer, A plurality of measurement units each including a sensing substance that interacts with a liquid, and a sample liquid holding mechanism that holds the sample liquid on the surface of the sensing substance; and An optical system for entering the dielectric block of one measurement unit at various angles of incidence so as to obtain a total reflection condition at an interface between the dielectric block and the thin film layer, and light totally reflected at the interface. Light detection means comprising an optical sensor for detecting the intensity of the beam; a support for supporting the plurality of measurement units; and a dielectric block for each of the plurality of measurement units. The support is moved relatively to the light detecting means so that the beam is incident at the various incident angles and the light sensor can perform detection, and each measuring unit is moved relative to the light detecting means. In a measuring apparatus using attenuated total reflection provided with a moving means disposed at a predetermined position, the moving means, immediately after the supply of the sample liquid to the sample liquid holding mechanism of each of the measurement units and at a predetermined time after the supply,
The support is moved relatively to the light detection means so that the measurement unit is disposed at the predetermined position with respect to the light detection means, and the sample is provided for each of the measurement units. Immediately after the supply of the sample liquid to the liquid holding mechanism, the detection result detected by the light detection means is stored, and based on the stored detection result, the detection result detected after the predetermined time has elapsed is corrected, and the correction is performed. A measuring device using attenuated total reflection, comprising: a measuring means for measuring a change over time in a state of attenuated total reflection based on the detected result.
【請求項9】 光ビームを発生させる光源と、 前記光ビームに対して透明な誘電体ブロック、この誘電
体ブロックの一面に形成された金属膜、この金属膜の表
面上に配されて、試料液と相互作用を生じるセンシング
物質、およびこのセンシング物質の表面上に前記試料液
を保持する試料液保持機構を備えてなる複数個の測定ユ
ニットと、 前記光ビームを前記複数個の測定ユニットのうち1つの
測定ユニットの誘電体ブロックに対して、該誘電体ブロ
ックと前記金属膜との界面で全反射条件が得られるよう
に種々の入射角で入射させる光学系と、前記界面で全反
射した光ビームの強度を検出する光センサとからなる光
検出手段と、前記複数個の測定ユニットを支持する支持
体と、 前記複数の測定ユニットの各誘電体ブロックに関して順
次前記光ビームが前記種々の入射角で入射し、前記光セ
ンサによる検出が行えるように、前記支持体を前記光検
出手段に対して相対的に移動させて、各測定ユニットを
前記光検出手段に対して所定位置に配置する移動手段と
を備えた全反射減衰を利用した測定装置において、 前記移動手段が、前記各測定ユニットの試料液保持機構
への試料液の供給直後および供給後所定時間経過時に、
その測定ユニットが前記光検出手段に対して前記所定位
置に配置されるように、前記支持体を前記光検出手段に
対して相対的に移動させるものであり、 前記各測定ユニット毎に、前記試料液保持機構への試料
液の供給直後に前記光検出手段により検出された検出結
果を記憶し、該記憶した検出結果に基づいて、前記所定
時間経過後に検出された検出結果を補正し、該補正され
た検出結果に基づいて表面プラズモン共鳴による全反射
減衰の状態の経時変化を測定する測定手段を備えたこと
を特徴とする全反射減衰を利用した測定装置。
9. A light source for generating a light beam, a dielectric block transparent to the light beam, a metal film formed on one surface of the dielectric block, a sample disposed on the surface of the metal film, A plurality of measurement units each including a sensing substance that interacts with a liquid, and a sample liquid holding mechanism that holds the sample liquid on the surface of the sensing substance; and An optical system that enters the dielectric block of one measurement unit at various angles of incidence so as to obtain a total reflection condition at an interface between the dielectric block and the metal film, and light that is totally reflected at the interface. A light detecting means comprising an optical sensor for detecting the intensity of the beam; a support for supporting the plurality of measurement units; and the light for each dielectric block of the plurality of measurement units. The support is moved relatively to the light detecting means so that the beam is incident at the various incident angles and the light sensor can perform detection, and each measuring unit is moved relative to the light detecting means. In a measuring apparatus using attenuated total reflection having a moving means disposed at a predetermined position, the moving means is provided immediately after the supply of the sample liquid to the sample liquid holding mechanism of each of the measurement units and at a predetermined time after the supply,
The support is moved relatively to the light detection means so that the measurement unit is disposed at the predetermined position with respect to the light detection means, and the sample is provided for each of the measurement units. Immediately after the supply of the sample liquid to the liquid holding mechanism, the detection result detected by the light detection means is stored, and based on the stored detection result, the detection result detected after the predetermined time has elapsed is corrected. A measuring apparatus using attenuated total reflection, comprising: a measuring means for measuring a change over time in a state of attenuated total reflection due to surface plasmon resonance based on the detected result.
【請求項10】 光ビームを発生させる光源と、 前記光ビームに対して透明な誘電体ブロック、この誘電
体ブロックの一面に形成されたクラッド層、このクラッ
ド層の上に形成された光導波層、この光導波層の表面上
に配されて、試料液と相互作用を生じるセンシング物
質、およびこのセンシング物質の表面上に前記試料液を
保持する試料液保持機構を備えてなる複数個の測定ユニ
ットと、 前記光ビームを前記複数個の測定ユニットのうち1つの
測定ユニットの誘電体ブロックに対して、該誘電体ブロ
ックと前記薄膜層との界面で全反射条件が得られるよう
に種々の入射角で入射させる光学系と、前記界面で全反
射した光ビームの強度を検出する光センサとからなる光
検出手段と、 前記複数個の測定ユニットを支持する支持体と、 前記複数の測定ユニットの各誘電体ブロックに関して順
次前記光ビームが前記種々の入射角で入射し、前記光セ
ンサによる検出が行えるように、前記支持体を前記光検
出手段に対して相対的に移動させて、各測定ユニットを
前記光検出手段に対して所定位置に配置する移動手段と
を備えた全反射減衰を利用した測定装置において、 前記移動手段が、前記各測定ユニットの試料液保持機構
への試料液の供給直後および供給後所定時間経過時に、
その測定ユニットが前記光検出手段に対して前記所定位
置に配置されるように、前記支持体を前記光検出手段に
対して相対的に移動させるものであり、 前記各測定ユニット毎に、前記試料液保持機構への試料
液の供給直後に前記光検出手段により検出された検出結
果を記憶し、該記憶した検出結果に基づいて、前記所定
時間経過後に検出された検出結果を補正し、該補正され
た検出結果に基づいて前記光導波層での導波モードの励
起による全反射減衰の状態の経時変化を測定する測定手
段を備えたことを特徴とする全反射減衰を利用した測定
装置。
10. A light source for generating a light beam, a dielectric block transparent to the light beam, a cladding layer formed on one surface of the dielectric block, and an optical waveguide layer formed on the cladding layer A plurality of measurement units including a sensing substance arranged on the surface of the optical waveguide layer and interacting with the sample liquid, and a sample liquid holding mechanism for holding the sample liquid on the surface of the sensing substance. And transmitting the light beam to a dielectric block of one of the plurality of measurement units at various angles of incidence such that a total reflection condition is obtained at an interface between the dielectric block and the thin film layer. An optical system for causing the light to be incident on the optical interface; a light detection unit including an optical sensor for detecting the intensity of the light beam totally reflected at the interface; a support supporting the plurality of measurement units; The light beam is sequentially incident on the various dielectric blocks of the measurement unit at the various incident angles, so that the detection can be performed by the optical sensor, by moving the support relative to the light detection means, A measuring device using total reflection attenuation, comprising: a moving unit that arranges each measuring unit at a predetermined position with respect to the light detecting unit; Immediately after the supply and at the elapse of a predetermined time after the supply,
The support is moved relatively to the light detection means so that the measurement unit is disposed at the predetermined position with respect to the light detection means, and the sample is provided for each of the measurement units. Immediately after the supply of the sample liquid to the liquid holding mechanism, the detection result detected by the light detection means is stored, and based on the stored detection result, the detection result detected after the predetermined time has elapsed is corrected, and the correction is performed. A measuring device for measuring a change over time in a state of attenuated total reflection due to excitation of a waveguide mode in the optical waveguide layer based on the detected result.
【請求項11】 前記供給直後が、前記供給後60秒経
過するまでの間であることを特徴とする請求項8から1
0いずれか1項記載の全反射減衰を利用した測定装置。
11. The apparatus according to claim 8, wherein the time immediately after the supply is a time until 60 seconds elapse after the supply.
0. A measuring apparatus utilizing the total reflection attenuation according to any one of the above.
【請求項12】 前記供給直後が、前記供給後30秒経
過するまでの間であることを特徴とする請求項11記載
の全反射減衰を利用した測定装置。
12. The measuring apparatus using attenuated total reflection according to claim 11, wherein the time immediately after the supply is a time until 30 seconds elapse after the supply.
【請求項13】 前記供給直後が、前記供給後10秒経
過するまでの間であることを特徴とする請求項12記載
の全反射減衰を利用した測定装置。
13. The measuring apparatus using attenuated total reflection according to claim 12, wherein the time immediately after the supply is a time until 10 seconds elapse after the supply.
【請求項14】 前記所定時間が、前記試料液を前記測
定ユニットの試料液保持機構へ供給した時点から前記供
給直後までの経過時間の5倍以上であることを特徴とす
る請求項8から13いずれか1項記載の全反射減衰を利
用した測定装置。
14. The apparatus according to claim 8, wherein the predetermined time is at least five times the elapsed time from the time when the sample liquid is supplied to the sample liquid holding mechanism of the measurement unit to immediately after the supply. A measuring device using the attenuated total reflection according to any one of the preceding claims.
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