JP2006105610A - 全反射減衰を利用した測定装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 カーブフィッティングに適した反応曲線を簡単に得られるようにする。
【解決手段】 測定装置は、まず、初期の濃度でアナライト溶液を調製し、このアナライト溶液をＳＰＲセンサに送液してリガンドとの反応状況を測定する測定処理を行う。そして、この測定処理で得られた測定データと、予め記憶した参照値とを比較して、測定データの適性を判定する。測定データが適当と判定された場合には、この測定データに基づいてカーブフィッティングを行って、反応速度定数が求められる。測定データが不適当と判定された場合には、この測定データに基づいて、次回の測定処理に使用するアナライト溶液の濃度を決定する。決定した濃度のアナライト溶液を調製し、その溶液で測定処理を行う。測定装置は、適当な測定データが得られるまでこうした手順を繰り返す。
【選択図】 図７

Description

本発明は、試料の反応状況を測定する全反射減衰を利用した測定装置及び方法に関するものである。

例えば、タンパク質やＤＮＡなどの生化学物質の相互作用を調べたり、薬品のスクリーニングを行う場合において、試料の反応を測定する測定装置として、全反射減衰を利用した測定装置が知られている。

全反射減衰を利用した測定装置は、透明な誘電体上に形成された薄膜の一方の面であるセンサ面上において試料の反応を生じさせ、前記センサ面の裏面の光入射面に全反射条件を満たすように光を入射させ、その反射光の減衰状況を検出することにより前記反応を測定する。こうした全反射減衰を利用した測定装置の１つに、表面プラズモン共鳴（Surface Plasmon Resonance）現象を利用した測定装置（以下、ＳＰＲ測定装置という）がある。表面プラズモンとは、金属中の自由電子が集団的に振動することによって生じ、その金属の表面に沿って進む自由電子の粗密波である。

ＳＰＲ測定装置は、透明な誘電体上に形成された薄膜として金属膜を使用し、この金属膜の一方の面をセンサ面として、このセンサ面にＳＰＲを発生させ、そこで生じる物質の反応状況をＳＰＲを検出することにより測定する。

金属膜のセンサ面の裏面から、全反射条件を満足するように（臨界角以上の入射角で）光を照射すると、その光入射面において全反射が起こるが、入射光のうちわずかな光は反射せずに金属膜内を通過して、センサ面に染み出す。この染み出した光波がエバネッセント波と呼ばれる。このエバネッセント波と表面プラズモンの振動数が一致して共鳴すると（ＳＰＲが発生すると）、反射光の強度が大きく減衰する。ＳＰＲ測定装置は、前記光入射面で反射する反射光の減衰を捉えることにより、その裏側のセンサ面で発生するＳＰＲを検出する。

ＳＰＲを発生させるための光の入射角（共鳴角）は、エバネッセント波および表面プラズモンが伝播する媒質の屈折率に依存する。言い換えると、媒質の屈折率が変化すれば、ＳＰＲを発生させる共鳴角が変化する。センサ面と接する物質は、エバネッセント波および表面プラズモンを伝播させる媒質となるので、例えば、センサ面において、２種類の分子間の結合や解離などの化学反応が生じると、それが媒質の屈折率の変化として顕れて、共鳴角が変化する。ＳＰＲ測定装置は、この共鳴角の変化を捉えることにより分子間の相互作用を測定する。

生化学分野の実験や研究においては、タンパク質、ＤＮＡ、薬品などが、リガンドやアナライトとして使用される。例えば、薬品のスクリーニングを行う場合には、リガンドとして、タンパク質などの生体物質を使用し、このセンサ面にアナライトとなる複数種類の薬品を接触させて、それらの相互作用を調べる。

下記特許文献１に記載のＳＰＲ測定装置は、金属膜に光を入射させるための光学系として、Ｋｒｅｔｓｃｈｍａｎｎ配置を採用している。Ｋｒｅｔｓｃｈｍａｎｎ配置では、金属膜の光入射面と、この光入射面に向けて全反射条件を満足するように照射された光を集光するプリズムとが接合される。センサ面には、リガンドが固定され、センサ面と対向する位置には、アナライトを流す流路が配置される。この流路にアナライトを送液して、アナライトとリガンドとを接触させ、そのときのＳＰＲの発生を検出することによりそれらの相互作用が測定される。

ＳＰＲ測定では、センサ面上におけるリガンドとアナライトの反応状況がＳＰＲ信号としてリアルタイムに出力されるので、このＳＰＲ信号の経時変化を表す反応曲線に基づいて反応速度定数を求めることで、リガンドとアナライトの相互作用を速度論的に解析することができる。反応速度定数は、測定によって得られた反応曲線に対して、非線形最小二乗法などの計算方法を駆使してカーブフィッティングを行うことにより求められる。

カーブフィッティングに適した反応曲線の形状は経験的に知られており、こうした適当な形状の反応曲線を得るために、段階的にアナライトの濃度を変化させて、繰り返しＳＰＲ信号の測定が行われる。

例えば、薬品のスクリーニングを行う場合など、未知の化合物を測定する場合には、そもそも反応するか否かも不明であることが多いので、まず、高濃度のアナライト溶液を作製して測定を行い、反応するか否かを確認する。反応が生じる場合には、１回目の測定時よりも低濃度の溶液を作製して２回目の測定を行う。そして、例えば、得られた反応曲線の反応初期の立ち上がりが大きすぎる場合には、さらに低濃度の溶液を作製して測定を行う。こうした作業が、適当な形状の反応曲線が得られるまで繰り返される。適当な反応曲線が得られた場合には、その反応曲線に基づいてカーブフィッティングを行って反応速度定数が求められる。

カーブフィッティングの計算手法自体はよく知られており、適当な反応曲線が得ることさえできれば、既存の計算ソフトウエアなどを使用して反応速度定数を比較的容易に求めることができる。
特開平６−１６７４４３号公報

しかしながら、カーブフィッティングに適当な反応曲線を得るためのアナライト溶液の濃度決定や、その濃度の溶液を調整する作業は、実験者による手作業が多く、非常に煩わしい。また、こうした作業を手作業に任せると、判断ミスや計算ミスが生じるおそれもあるため、徒に実験が長時間化したり、判断ミスや計算ミスによって謝った分析結果が生じる懸念もある。

本発明は、カーブフィッティングに適当な反応曲線を簡単に得ることができる全反射条件を利用した測定装置を提供することを目的とする。

本発明の全反射条件を利用した測定装置は、透明な誘電体上に形成され一方の面が試料の反応を検知するためのセンサ面となる薄膜を持つセンサを用い、前記センサ面へ前記試料を溶媒に溶かした試料溶液を送液するとともに、前記センサ面の裏側の光入射面に全反射条件を満たすように光を入射させ、前記光入射面における反射光を受光して、その減衰状況を検出する測定処理を行い、前記センサ面における試料の反応状況を表す測定データを出力する測定手段を備えた全反射条件を利用した測定装置において、前記試料溶液と希釈液とを混合させて指定された濃度の試料溶液を調整する溶液調整手段と、この溶液調製手段で調製された試料溶液を用いて前記測定処理を行い、予めメモリに記憶された参照値と前記測定部から出力された測定データとを比較して前記測定データの適性を判定する判定手段と、前記判定手段が不適当と判定した場合に、不適当と判定された前記測定データに基づいて、次回の測定処理の測定条件としてその測定処理に用いられる試料溶液の濃度を決定する濃度決定手段とを備えており、この濃度決定手段によって決定された濃度の前記試料溶液を、前記溶液調整手段によって調整し、調整された前記試料溶液を用いて前記測定処理を再度実行することを特徴とする。

前記判定手段が前記測定手段から出力される測定データを適当と判定するまでの間、前記測定手段に対して、前記濃度決定手段が決定した濃度の前記試料溶液を用いた前記測定処理を繰り返すように指示する制御手段を設けることが好ましい。

さらに、前記判定手段が前記測定データを適当と判定した場合に、当該測定データに基づいてカーブフィッティングを行って前記試料の反応速度定数を求める反応速度定数算出手段を設けることが好ましい。

前記溶液調整手段は、前記試料が保管される試料保管部と、前記希釈液が保管される希釈液保管部と、前記試料保管部と前記希釈液保管部とにアクセスして各液を吸引して混合する混合手段とからなることが好ましい。

前記参照値は、前記カーブフィッティングに適した反応曲線の傾きであることが好ましい。

前記判定手段は、前記参照値と前記測定データから得られる反応曲線の傾きとを比較して、前記測定データの適性を判定することが好ましい。

前記濃度決定手段は、前記測定データから得られる反応曲線の傾きをＡ、前記参照値に記憶された傾きをＢとしたときに、前回の濃度をＢ／Ａ倍して次回の濃度を決定することが好ましい。

本発明の全反射条件を利用した測定方法は、透明な誘電体上に形成され一方の面が試料の反応を検知するためのセンサ面となる薄膜を持つセンサを用い、前記センサ面へ前記試料を溶媒に溶かした試料溶液を送液するとともに、前記センサ面の裏側の光入射面に全反射条件を満たすように光を入射させ、前記光入射面における反射光を受光して、その減衰状況を検出する測定処理を行い、前記センサ面における試料の反応状況を表す測定データを測定手段を用いて出力する測定データ出力ステップと、判定手段によって、前記測定データと、予めメモリに記憶された参照値とを比較して、前記測定データが、前記試料の特性を解析するために適しているかどうかを判定するデータ適性判定ステップと、前記判定手段が不適当と判定した場合に、不適当と判定された前記測定データに基づいて、次回の測定処理の測定条件としてその測定処理に用いられる試料溶液の濃度を決定する濃度決定ステップと、溶液調製手段を用いて、試料溶液と希釈液とを混合させて、決定した濃度の試料溶液を調整する溶液調製ステップとからなり、前記溶液調整ステップで調整された前記試料溶液を用いて前記測定処理を再度実行することを特徴とする。

前記データ適性判定ステップで測定データが適当と判定されるまでの間、前記測定処理が繰り返し実行されることが好ましい。

さらに、前記判定手段が前記測定データを適当と判定した場合に、当該測定データに基づいてカーブフィッティングを行って前記試料の反応速度定数を求める反応速度定数算出ステップを設けることが好ましい。

本発明は、溶液調製手段によって、試料溶液と希釈液とを混合させて指定された濃度の試料溶液を調整し、測定手段によって、調製された試料溶液を用いて前記測定処理を行い、判定手段によって、予めメモリに記憶された参照値と前記測定部から出力された測定データとを比較して前記測定データの適性を判定し、前記判定手段が不適当と判定した場合に、不適当と判定された前記測定データに基づいて、次回の測定処理の測定条件としてその測定処理に用いられる試料溶液の濃度決定を行って、再び前記測定処理を行うようにしたから、カーブフィッティングに適当な反応曲線を簡単に得ることができる。

図１に示すように、ＳＰＲを利用した測定方法は、大きく分けて、固定工程と、測定工程（データ読み取り工程）と、データ解析工程との３つの工程からなる。ＳＰＲ測定装置は、固定工程を行う固定機１０と、測定工程を行う測定機１１と、測定機１１によって得られたデータを解析するデータ解析機９１（図４参照）からなる。

測定は、ＳＰＲセンサであるセンサユニット１２を用いて行われる。センサユニット１２は、一方の面が、ＳＰＲが発生するセンサ面１３ａとなる金属膜１３と、このセンサ面１３ａの裏面の光入射面１３ｂと接合されるプリズム１４と、前記センサ面１３ａと対向して配置され、リガンドやアナライトが送液される流路１６とを備えている。

金属膜１３としては、例えば、金が使用され、その膜厚は、例えば、５００オングストロームである。この膜厚は、金属膜の素材、照射される光の発光波長等に応じて適宜選択される。プリズム１４は、光入射面１３ｂに向けて、全反射条件を満たすように照射された光を集光する。流路１６は、略Ｕ字形に屈曲された送液管であり、液体を注入する注入口１６ａと、それを排出する排出口１６ｂとを持っている。流路１６の管径は、例えば、約１ｍｍ程度であり、注入口１６ａと排出口１６ｂの間隔は、例えば、約１０ｍｍ程度である。

また、流路１６の底部は、開放されており、この開放部位はセンサ面１３ａによって覆われて密閉される。これら流路１６とセンサ面１３ａによってセンサセル１７が構成される。後述するように、センサユニット１２は、こうしたセンサセル１７を複数個備えている（図２参照）。

固定工程は、センサ面１３ａにリガンドを固定する工程である。固定工程は、センサユニット１２を固定機１０にセットして行われる。固定機１０には、１対のピペット１９ａ，１９ｂからなるピペット対１９が設けられている。ピペット対１９は、各ピペット１９ａ，１９ｂが、注入口１６ａと排出口１６ｂのそれぞれに挿入される。各ピペット１９ａ，１９ｂは、それぞれが流路１６への液体の注入と、流路１６からの吸い出しを行う機能を備えており、一方が注入動作を行っているときには、他方が吸い出し動作を行うというように、互いに連動する。このピペット対１９を用いて、注入口１６ａから、リガンドを溶媒に溶かしたリガンド溶液２１が注入される。

センサ面１３ａのほぼ中央部には、リガンドと結合するリンカー膜２２が形成されている。このリンカー膜２２は、センサユニット１２の製造段階において予め形成される。リンカー膜２２は、リガンドを固定するための固定基となるので、固定するリガンドの種類に応じて適宜選択される。

リガンド溶液２１を注入するリガンド固定化処理を行う前に、前処理として、まず、リンカー膜２２に対して、固定用バッファ液を送液してリンカー膜２２を湿らせた後、リンカー膜２２へリガンドが結合しやすくするためにリンカー膜２２の活性化処理が施される。例えば、アミンカップリング法では、リンカー膜２２としてカルボキシメチルデキストランが使用され、リガンド内のアミノ基をこのデキストランに直接共有結合させる。この場合の活性化液としては、Ｎ’−（３−ジメチルアミノプロピル）カルボジイミドヒドロクロリド（ＥＤＣ）とＮ−ヒドロキシコハク酸イミド（ＮＨＳ）との混合液が使用される。この活性化処理の後、固定用バッファによって流路１６が洗浄される。

固定用バッファや、リガンド溶液２１の溶媒（希釈液）としては、例えば、各種のバッファ液（緩衝液）の他、生理的食塩水に代表される生理的塩類溶液や、純水が使用される。これらの各液の種類、ｐＨ値、混合物の種類及びその濃度等は、リガンドの種類に応じて適宜決められる。例えば、リガンドとして生体物質を使用する場合には、ｐＨ値を中性付近に調整した生理的食塩水が使用される場合が多い。しかし、上記アミンカップリング法では、リンカー膜２２は、カルボキシメチルデキストランにより負（マイナス）に帯電するので、このリンカー膜２２と結合しやすいようにタンパク質を陽（プラス）に帯電させるため、生理的とはいえない高濃度のリン酸塩を含む緩衝作用の強いリン酸緩衝溶液（ＰＢＳ：phosphatic−buffered，saline）等が使用される場合もある。

こうした活性化処理及び洗浄が行われた後、センサセル１７へリガンド溶液２１が注入されてリガンド固定化処理が行われる。リガンド溶液２１が流路１６へ注入されると、溶液中で拡散しているリガンド２１ａが徐々にリンカー膜２２へ近づいて、結合する。こうしてセンサ面１３ａにリガンド２１ａが固定される。固定化には、通常、約１時間程度かかり、この間、センサユニット１２は、温度を含む環境条件が所定の条件に設定された状態で、保管される。なお、固定化が進行している間、流路１６内のリガンド溶液２１を静置しておいてもよいが、流路１６内のリガンド溶液２１を攪拌して流動させることが好ましい。こうすることで、リガンドとリンカー膜２２との結合が促進され、リガンドの固定量を増加させることができる。

センサ面１３ａへのリガンド２１ａの固定化が完了すると、前記流路１６からリガンド溶液２１が排出される。リガンド溶液２１は、ピペット１９ｂによって吸い出されて排出される。固定化が完了したセンサ面１３ａは、流路１６へ洗浄液が注入されて洗浄処理が行われる。この洗浄後、必要に応じて、ブロッキング液を流路１６へ注入して、リンカー膜２２のうち、リガンドが結合しなかった反応基を失活させるブロッキング処理が行われる。ブロッキング液としては、例えば、エタノールアミン−ヒドロクロライドが使用される。このブロッキング処理の後、再び流路１６が洗浄される。この後、後述するように、流路１６には、乾燥防止液が注入される。こうして、センサユニット１２は、センサ面１３ａが乾燥防止液に浸された状態で、測定までの間、保管される。

測定工程は、センサユニット１２を測定機１１にセットして行われる。測定機１１にも、固定機１０のピペット対１９と同様のピペット対２６が設けられている。このピペット対２６によって、注入口１６ａから、流路１６へ各種の液が注入される。測定工程では、まず、流路１６へ測定用バッファが注入される。この後、アナライトを溶媒に溶かしたアナライト溶液２７を注入し、その後、再び測定用バッファが注入される。なお、最初に測定用バッファを注入する前に、いったん流路１６の洗浄を行ってもよい。データの読み取りは、基準となる信号レベルを検出するために、最初に測定用バッファを注入した直後から開始され、アナライト溶液２７の注入後、再び測定用バッファが注入されるまでの間行われる。これにより、基準レベルの検出、アナライトとリガンドの反応状況（結合状況）、測定用バッファ注入による結合したアナライトとリガンドの脱離までの信号を測定することができる。

また、図示しないが、リンカー膜２２上には、リガンドが固定されアナライトとリガンドとの反応が生じる反応領域（ａｃｔ）と、リガンドが固定されず、前記反応領域の信号測定に際しての参照信号を得るためのリファレンス領域（ｒｅｆ）とが形成される。このリファレンス領域は、上述したリンカー膜２２を製膜する際に形成される。形成方法としては、例えば、リンカー膜２２に対して表面処理を施して、リンカー膜２２の半分程度の領域について、リガンドと結合する結合基を失活させる。これにより、リンカー膜２２の半分が反応領域となり、残りの半分がリファレンス領域となる。

これら各領域のａｃｔ信号とｒｅｆ信号は、基準レベルの検出から結合反応を経て脱離に至るまで、同時に計測される。データ解析は、こうして得られたａｃｔ信号とｒｅｆ信号の差や比を求めて行われる。データ解析機９１は、例えば、ａｃｔ信号とｒｅｆ信号との差分データを求め、この差分データを測定データとし、これに基づいて解析を行う。こうすることで、センサユニットや各センサセルの個体差や、装置の機械的な変動や、液体の温度変化等、外乱に起因するノイズをキャンセルすることが可能となり、Ｓ／Ｎ比の良好な信号が得られる。

測定用バッファや、アナライト溶液２７の溶媒（希釈液）としては、例えば、各種のバッファ液（緩衝液）の他、生理的食塩水に代表される生理的塩類溶液や、純水が使用される。これらの各液の種類、ｐＨ値、混合物の種類及びその濃度等は、リガンドの種類に応じて適宜決められる。例えば、アナライトを溶けやすくするために、生理的食塩水にＤＭＳＯ（ジメチル−スルホ−オキシド）を含ませてもよい。このＤＭＳＯは、信号レベルに大きく影響する。上述したとおり測定用バッファは基準レベルの検出に用いられるので、アナライトの溶媒中にＤＭＳＯが含まれる場合には、そのＤＭＳＯ濃度と同程度のＤＭＳＯ濃度を持つ測定用バッファを使用することが好ましい。

なお、アナライト溶液２７は、長期間（例えば、１年）保管されることも多く、そうした場合には、経時変化によって、初期のＤＭＳＯ濃度と測定時のＤＭＳＯ濃度との間に濃度差が生じてしまう場合がある。厳密な測定を行う必要がある場合には、こうした濃度差をアナライト溶液２７を注入したときのｒｅｆ信号レベルから推定し、測定データに対して補正（ＤＭＳＯ濃度補正）が行われる。このＤＭＳＯ濃度補正のための補正データは、アナライト溶液２７を注入する前に、ＤＭＳＯ濃度が異なる複数種類の測定用バッファをセンサセル１７に注入して、このときのＤＭＳＯ濃度変化に応じた、ｒｅｆ信号レベルとａｃｔ信号レベルのそれぞれの変化量を調べることにより求められる。

測定部３１は、照明部３２と検出器３３からなる。上述したとおり、リガンドとアナライトの反応状況は、共鳴角（光入射面に対して照射された光の入射角）の変化として顕れるので、照明部３２は、全反射条件を満足する様々な入射角の光を光入射面１３ｂに対して照射する。照明部３２は、例えば、光源３４と、集光レンズ、拡散板、偏光板を含む光学系３６とからなり、配置位置及び設置角度は、照明光の入射角が、上記全反射条件を満足するように調整される。

光源３４としては、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode），ＬＤ（Laser Diode），ＳＬＤ（Super Luminescent Diode）等の発光素子が使用される。こうした発光素子を１個使用し、この単一光源から１つのセンサセルに向けて光が照射される。なお、複数のセンサセルを同時に測定するような場合には、単一光源からの光を分光して複数のセンサセルに照射してもよいし、各センサセルに対して発光素子が１つずつ割り当てられるように複数の発光素子を並べて使用してもよい。拡散板は、光源３４からの光を拡散して、発光面内の光量ムラを抑える。偏光板は、照射光のうち、ＳＰＲを生じさせるｐ偏光のみを通過させる。なお、ＬＤを使用する場合等、光源が発する光線自体の偏光の向きが揃っている場合には、偏光板は不要である。また、偏光が揃っている光源を使用した場合でも、拡散板を通過することにより、偏光の向きが不揃いになってしまう場合には、偏光板を使用して偏光の向きが揃えられる。こうして拡散及び偏光された光は、集光レンズによって集光されてプリズム１４に照射される。これにより、光強度にバラツキがなく様々な入射角を持つ光線を光入射面１３ｂに入射させることができる。

検出器３３は、光入射面１３ｂで反射する光を受光して、その光強度を検出する。光入射面１３ｂには、様々な角度で光線が入射するので、光入射面１３ｂでは、それらの光線が、それぞれの入射角に応じて様々な反射角で反射する。アナライトとリガンドの反応状況に応じて共鳴角が変化すると、光強度が減衰する反射角も変化する。検出器３３は、例えば、ＣＣＤエリアセンサが使用され、この反射角の変化を、受光面内における反射光の減衰位置の推移として捉える。検出器３３は、こうして得た、反応状況を表す測定データをＳＰＲ信号として、データ解析機９１に出力する。データ解析工程では、測定機１１で得た測定データを解析して、アナライトの特性を分析する。

なお、測定部３１の構成が明確になるように、便宜的に、図上、光入射面１３ｂへの入射光線及びそこで反射する反射光線の向きが、流路１６内の液体の流れ方向と平行になるように、照明部３２及び検出器３３を配置した形態で示しているが、本実施形態では、入射光線及び反射光線の向きが、前記流れ方向と直交する方向に照射されるように、照明部３２及び検出器３３が配置される（図４参照）。もちろん、測定部３１をこの図１に示しているように配置して測定してもよい。

図２は、センサユニット１２の分解斜視図である。センサユニット１２は、流路１６が形成される流路部材４１と、上面に金属膜１３が形成されたプリズム１４と、流路部材４１を、その底面をプリズム１４の上面と接合させた状態で、保持する保持部材４２と、保持部材４２の上方に配置される蓋部材４３とからなる。

流路部材４１には、例えば、３つの流路１６が形成されている。流路部材４１は、長尺状をしており、３つの流路１６は、その長手方向に沿って配列されている。この流路１６は、その底面に接合される金属膜１３とともにセンサセル１７（図１参照）を構成する。そのため、流路部材４１は、金属膜１３との密着性を高めるために、弾性部材、例えば、ゴムや、ＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）で形成されている。これにより、流路部材４１の底面をプリズム１４の上面に圧接すると、流路部材４１が弾性変形して金属膜１３との接合面の隙間が埋められて、各流路１６の開放された底部がプリズム１４の上面によって水密に覆われる。なお、本例では、流路１６の数が３つの例で説明したが、もちろん、流路１６の数は、３つに限らず、１つまたは２つであってもよいし、４つ以上でもよい。

プリズム１４には、その上面に、蒸着によって金属膜１３が形成される。この金属膜１３は、流路部材４１に形成された複数の流路１６と対向するように短冊状に形成される。さらに、この金属膜１３の上面（センサ面１３ａ）には、各流路１６に対応する部位に、リンカー膜２２が形成される。また、プリズム１４の長手方向の両側面には、保持部材４２の係合部４２ａと係合する係合爪１４ａが設けられている。これらの係合により、流路部材４１が保持部材４２とプリズム１４とによって挟み込まれ、その底面とプリズム１４の上面とが圧接した状態で保持される。こうして、流路部材４１、金属膜１３及びプリズム１４が一体化される。

また、プリズム１４の短辺方向の両端部には、突部１４ｂが設けられている。後述するように、センサユニット１２は、ホルダ５２（図３参照）に収納された状態で、固定が行われる。突部１４ｂは、ホルダ５２と係合することにより、センサユニット１２をホルダ内の所定の収納位置に位置決めするためのものである。

保持部材４２の上部には、各流路１６の注入口１６ａ及び排出口１６ｂに対応する位置に、ピペット（１９ａ，１９ｂ，２６ａ，２６ｂ）の先端が進入する受け入れ口４２ｂが形成されている。受け入れ口４２ｂは、ピペットから吐出される液体が各注入口１６ａへ導かれるように、漏斗形状をしている。保持部材４２が流路部材４１を挟み込んでプリズム１４と係合すると、受け入れ口４２ｂの下面は、注入口１６ａ及び排出口１６ｂと接合して、受け入れ口４２ｂと流路１６とが連結される。

また、これら各受け入れ口４２ｂの両脇には、円筒形のボス４２ｃが設けられている。これらのボス４２ｃは、蓋部材４３に形成された穴４３ａと嵌合して、蓋部材４３を位置決めするためのものである。蓋部材４３は、受け入れ口４２ｂ及びボス４２ｃに対応する位置に穴が空けられた両面テープ４４によって、保持部材４２の上面に貼り付けられる。

蓋部材４３は、流路１６に通じる受け入れ口４２ｂを覆うことで、流路１６内の液体の蒸発を防止する。蓋部材４３は、弾性部材、例えば、ゴムやプラスチックで形成されており、各受け入れ口４２ｂに対応する位置に、十字形のスリット４３ｂが形成されている。蓋部材４３は、流路１６内の液体の蒸発を防止するためのものであるから、受け入れ口４２ｂを覆う必要があるが、完全に覆ってしまっては、ピペットを受け入れ口４２ｂに挿入することができない。そこで、スリット４３ｂを形成することで、ピペットの挿入を可能とするとともに、ピペットを挿入していない状態では、受け入れ口４２ｂが塞がれるようにしている。スリット４３ｂは、ピペットが押し込まれると、スリット４３ｂの周辺が弾性変形（図１参照）して、スリット４３ｂの口が大きく開いて、ピペットを受け入れる。そして、ピペットを抜くと、弾性力によってスリット４３ｂが初期状態に復帰して、受け入れ口４２ｂを塞ぐ。

図３に示すように、固定機１０は、筐体のベースとなる筐体ベース５０上に、複数のセンサユニット１２を載置する載置スペース５１が確保されている。センサユニット１２は、この載置スペース５１で載置された状態で固定工程のすべての処理が施される。したがって、この載置スペース５１は、センサユニット１２に対して固定工程を実行する固定ステージとなる。

センサユニット１２は、ホルダ５２に収納された状態で固定機１０にセットされる。ホルダ５２は、センサユニット１２を複数個（例えば、８個）収納できるようになっている。ホルダ５２には、センサユニット１２の突部１４ｂと嵌合して、センサユニット１２を位置決めする嵌合部が設けられている。また、ホルダ５２の底部は、センサユニット１２の両端部を支持する支持部を除いて、開口になっている。後述するように、測定工程において、センサユニット１２をホルダ５２から取り出す場合には、この開口から押し上げ部材８１ａ（図４参照）が挿入されてセンサユニット１２が押し上げられる。

載置スペース５１には、ホルダ５２を、例えば、１０個並べて配置することができるようになっており、その数に応じた台座５３が設けられている。各台座５３上には、ホルダ５２を位置決めする位置決め用のボスが設けられている。

固定機１０には、ヘッド本体にピペット対１９を３組連装したピペットヘッド５４が設けられている。このピペットヘッド５４が、載置スペース５１に配列されたセンサユニット１２にアクセスして、液体の注入や排出を行う。ピペットヘッド５４には、ピペット対１９が３組設けられているので、１つのセンサユニット１２に含まれる３つのセンサセル１７に対して同時に液体を注入（及び排出）することができる。固定機１０には、図示しないコントローラが設けられており、このコントローラによって、各ピペット対１９の吸い込みや吐き出しの動作に関して、そのタイミング、吸い込み量及び吐き出し量等が、ピペットヘッド５４ごとにそれぞれ制御される。

筐体ベース５０には、このピペットヘッド５４をＸ、Ｙ、Ｚの３方向に移動させるヘッド移動機構５６が設けられている。ヘッド移動機構５６は、例えば、搬送ベルト、プーリ、キャリッジ、モータ等から構成される周知の移動機構であり、ピペットヘッド５４を上下させる昇降機構と、この昇降機構ごとピペットヘッド５４をＹ方向へ移動自在に保持するガイドレール５８を含むＹ方向移動機構と、前記ガイドレール５８を両端で保持し、ガイドレール５８毎、ピペットヘッド５４をＸ方向へ移動させるＸ方向移動機構とからなる。ヘッド移動機構５６は、コントローラによって制御されており、コントローラは、このヘッド移動機構５６を駆動して、ピペットヘッド５４の上下左右の位置を制御する。

筐体ベース５０上には、流路１６へ注入する種々の液体（リガンド溶液、洗浄液、固定用バッファ，乾燥防止液，活性化液，ブロッキング液等）を保管する複数の液保管部６１が設けられている。液保管部６１の数は、使用する液体の種類に応じて決定される。各液保管部６１には、挿入口が６個並べて設けられている。この挿入口の数及び配列ピッチは、ピペットヘッド５４のピペットの数と配列ピッチに応じて決められる。ピペットヘッド５４は、センサセル１７へ液体を注入する場合には、各液保管部６１へアクセスして、所望の液体を吸い込み、その後、載置スペース５１へ移動して、センサユニット１２へ注入する。

また、筐体ベース５０上には、ピペットチップ６２を保管するピペットチップ保管部６３が設けられている。ピペットチップ６２は、ピペット１９ａ，１９ｂの先端部に交換可能に取り付けられる。ピペットチップ６２は、液体と直接接触するので、このピペットチップ６２を介して異種の液体の混液が生じないように、使用する液体毎に交換される。各ピペット１９ａ，１９ｂには、ピペットチップ６２のピックアップとリリースを行う機構が設けられており、ピペットチップ６２の交換が自動的に行われるようになっている。ピペットチップ６２を交換する際には、ピペットヘッド５４は、まず、使用済みのピペットチップ６２を図示しない廃却部でリリースし、この後、ピペットチップ保管部６３にアクセスして未使用のピペットチップ６２をピックアップする。

また、符合６４は、複数のウエル状の升がマトリックスに配列されたウエルプレートであり、ピペットで吸い上げた液体を一時的に保管したり、複数種類の液体を混合して混合液を調整したりする際に用いられる。

固定を開始する際には、固定機１０の筐体はカバー（図示せず）によって覆われて、載置スペース５１を含む固定機１０の内部は、外部から遮蔽される。固定機１０内の温度は、温度調節器（図示せず）によって調節が可能になっている。センサセル１７にリガンドを注入後、センサ面１３ａへのリガンド２１ａの固定化が完了するまでの間、センサユニット１２は、載置スペース５１上で所定時間保管される。この保管中に、必要に応じて流路１６内のリガンド溶液２１が攪拌される。この間の固定化の進行度合いは、センサユニット１２の環境条件（温度）によって左右される。そのため、温度調節器によって固定機１０の内部温度が所定の温度に保たれる。設定される温度や静置時間等は、リガンド２１ａの種類等に応じて適宜決められる。

固定が完了すると、センサセル１７に対して、バッファ（洗浄液）が注入される。バッファは、センサセル１７をリガンド溶液で満たしたままの状態で、バッファを吸い込んだピペット１９ａをスリット４３ｂへ挿入して、センサセル１７へ注入される。バッファが注入口１６ａから流路へ吐き出されると、流路１６に注入済みのリガンド溶液が排出口１６ｂに向けて押し出されて、排出される。そして、ピペット１９ａの注入動作に連動して吸い込み動作を行うピペット１９ｂによって、排出されるバッファが吸い込まれる。これにより、センサセル１７内の液の置換（入れ替え）が行われる。

そして、洗浄が終了した後、上記と同様の手順によって、センサセル１７に対して、リガンド２１ａの乾燥を防止する乾燥防止液が注入されて、すでに注入済みのバッファと、新たに注入された乾燥防止液との置換が行われる。この置換が終了したセンサユニット１２は、リガンド２１ａが固定されたセンサ面１３ａが乾燥防止液に浸された状態で、ホルダ５２毎、測定機１１へ受け渡される。これにより、測定が開始されるまでの間、リガンドが乾燥してしまうことはない。

乾燥防止液としては、例えば、各種のバッファ液（緩衝液）の他、生理的食塩水に代表される生理的塩類溶液や、純水が使用される。これらの各液の種類、ｐＨ値、混合物の種類及びその濃度等は、リガンドの種類に応じて適宜決められる。この乾燥防止液は、リガンド２１ａの乾燥を防止するためのものであるから、センサ面１３ａ上のリガンド２１ａを浸すだけの量を注入すれば足りるが、蒸発する分を考慮して、少し多めに、例えば、流路１６を満たす程度の量を注入しておくとよい。

図４に示すように、測定機１１は、ホルダ搬送機構７１、ピックアップ機構７２、ヘッド移動機構７３、測定ステージ７４からなり、これらの各部が筐体７５に収容されている。ホルダ搬送機構７１は、搬送ベルト７６と、この搬送ベルト７６に取り付けられたキャリッジ７７と、このキャリッジ７７に取り付けられ、固定済みのセンサユニット１２が収納されたホルダ５２を載置するプレート７８とからなる。ホルダ搬送機構７１は、ホルダ５２が載置されたプレート７８をＸ方向へ移動させることにより、ホルダ５２内の各センサユニット１２を、ピックアップ機構７２がピックアップするピックアップ位置へ運ぶ。

ピックアップ機構７２は、ホルダ５２からセンサユニット１２をピックアップする機構であり、ホルダ５２に収納されたセンサユニット１２を下方から上方に向けて押し上げる押し上げ機構８１と、この押し上げ機構８１によってホルダ５２の上方に押し上げられたセンサユニット１２を両脇から挟み込んで保持するハンドリングヘッド８２とからなる。
上述したとおり、ホルダ５２の底部は開口になっており、また、プレート７８も、その開口に対応する位置が中空になっている。押し上げ機構８１は、プレート７８の下方から上昇して、プレート７８を通過し、ホルダ５２の開口へ進入してセンサユニット１２の底面と当接して、これを押し上げる押し上げ部材８１ａと、この押し上げ部材８１ａを駆動して上下に昇降させる押し上げ部材駆動機構８１ｂとからなる。

ハンドリングヘッド８２は、センサユニット１２を挟み込む１対の爪が設けられており、この爪でセンサユニット１２を掴んで保持する。ハンドリングヘッド８２は、ヘッド本体８２ａがナット８４を介してボールネジ８６に取り付けられており、ホルダ５３上方のピックアップ位置と、測定ステージ７４との間で移動自在に設けられている。ハンドリングヘッド８２は、ピックアップ位置でセンサユニット１２を掴み、それを保持した状態でＹ方向へ移動して、センサユニット１２を測定ステージ７４へ運ぶ。また、測定が終了した後、ピックアップ位置へ復帰して、使用済みのセンサユニット１２をホルダ５３上でリリースしてホルダ５３へ戻す。

測定ステージ７４には、センサユニット１２が配置される位置の下方に、照明部３２と、検出器３３とが配置されている。センサユニット１２は、複数のセンサセル１７を有しており、測定は各センサセル１７毎に行われる。測定ステージ７４では、センサユニット１２を各センサセル１７の配列ピッチでＹ方向に移動させることにより、各センサセル１７を、照明部３２の光路上の測定位置に順次進入させる。

なお、この図に示すように、センサユニット１２へ照射される入射光線及びセンサ面１３ａで反射する反射光線の向きと、センサセル１７の配列方向、すなわち、流路１６の水平部分の流れ方向とが直交するように、照明部３２及び検出器３３が配置される。

ヘッド移動機構７３は、ピペット対２６を有するピペットヘッド８７を、Ｘ，Ｙ，Ｚの３方向に移動させることにより、ピペットヘッド８７を測定位置にあるセンサユニット１２と、ウエルプレート８８〜９０が載置されたテーブル９２との間で、往復させる。ヘッド移動機構７３は、固定機１０のヘッド移動機構５６とほぼ同様の構成である。ピペットヘッド８７は、ピペット対２６が取り付けられるヘッド本体に、各ピペット２６ａ，２６ｂに吸引と吐出を行わせるピペット駆動部が設けられている。ピペット駆動部は、各ピペット２６ａ，２６ｂを駆動して、吸引及び吐出を行わせる。

メカコントローラ８５は、ホルダ搬送機構７１、ピックアップ機構７２、ヘッド移動機構７３、ピペットヘッド８７などの測定機１１のメカ機構を制御する。測定処理の際には、メカコントローラ８５は、ピペットヘッド８７をテーブル９２にアクセスさせて、所定量のアナライト溶液２７を吸引させ、この後、測定ステージ７４に移動させて、測定対象となるセンサセル１７に吸引したアナライト溶液２７を注入させる。ピペットヘッド８７は、測定対象となる特定のセンサセル１７に対して、１つずつ、液体の注入及び排出を行うものであるから、固定機１０のピペットヘッド５４とは異なり、ピペット対２６が１組だけ設けられている。

テーブル９２上には、液体を収容する複数のウエルがマトリックス状に形成されている３つのウエルプレート８８，８９，９０が載置されている。ウエルプレート８８は、アナライト溶液２７を収容するアナライト溶液保管部である。各ウエルには、例えば、異なる種類のアナライト溶液２７が収容される。また、ウエルプレート８９は、アナライト溶液２７の濃度を薄める希釈液を収容する希釈液保管部である。ウエルプレート９０は、これらアナライト溶液２７と希釈液とを混合させて濃度を薄める場合に使用される液混合部である。なお、図示しないが、測定機１１には、ピペット対２６がアクセス可能な位置に、測定用バッファや洗浄液を収容する液保管部、交換用ピペットチップを収容するピペットチップ保管部が設けられている。

上述したとおり、測定データの解析に際しては、アナライトの反応速度定数を求めるために、カーブフィッティングが行われるが、このカーブフィッティングを行うためには、それに適した形状の反応曲線が必要である。図５は、異なる濃度の複数のアナライト溶液の反応曲線を示すグラフである。例えば、反応曲線Ａが最も濃度が高く、反応曲線Ｂ、反応曲線Ｃと順に濃度が低くなり、反応曲線Ｄが最も濃度が低い。曲線Ａでは、反応初期の信号レベルの立ち上がり（傾き）が急で、その後、徐々に傾きが緩やかになってくる。濃度が低くなるにつれ、反応初期の立ち上がり方が緩やかになってくるとともに、信号レベルの絶対値も低くなる。また、曲線Ａ〜Ｄは、すべてリガンドとの反応を生じた場合の反応曲線であるが、未知の化合物の中には、反応しないものもあり、その場合には、信号レベルに変化が生じない。このように、濃度によって反応曲線の形状が異なる。カーブフィッティングに適した反応曲線の形状は、例えば、反応初期の傾きがある範囲内に収まっていなければならないというように、経験的に知られている。

そこで、未知の化合物の測定を行う場合には、まず、高濃度のアナライト溶液で測定処理を行って、反応するか否かを調べる。そして、反応が生じる場合には、段階的に濃度を薄めて測定処理を行って、カーブフィッティングに適した反応曲線を得る。測定機１１は、こうした作業、すなわち、高い濃度から薄い濃度へ段階的にアナライト溶液２７の濃度を調整しながら、カーブフィッティングに適した反応曲線が得られるまで、異なる濃度のアナライト溶液２７で測定処理を自動的に繰り返す機能を備えている。

ピペットヘッド８７は、測定処理に際して、各ウエルプレート８８〜９０にアクセスして、アナライト溶液２７の濃度調製を行う。アナライト溶液２７の濃度を薄める場合には、まず、ピペットヘッド８７がウエルプレート８８にアクセスして、所定量のアナライト溶液２７を吸引して、ウエルプレート９０の特定のウエルに運ぶ。次に、ピペットヘッド８７がウエルプレート８９にアクセスして所定量の希釈液を吸引した後、これを先にアナライト溶液２７を入れたウエルプレート９０の特定のウエルに吐き出して混合する。こうして、指定された濃度のアナライト溶液２７が調製される。

測定処理が行われると、検出器３３から出力された測定データ（ＳＰＲ信号）は、データ解析機９１に送信される。データ解析機９１は、この測定データに基づいて、アナライトとリガンドの反応状況を分析する。

図６に示すように、データ解析機９１は、通信Ｉ／Ｆ１０１、ＣＰＵ１０２、測定条件決定部１０３、メモリ１０４、反応速度定数算出部１０５、ディスプレイ１０６からなる。ＣＰＵ１０２は、データ解析機９１の各部を制御して、測定機１１から出力された測定データを解析するとともに、測定部３１に対して測定処理の実行指示をしたり、ピペットヘッド８７に対して、アナライト溶液２７のセンサユニット１２への注入処理や、アナライト溶液２７の濃度調製処理の実行指示をするなど、測定機１１の各部を統括的にコントロールする。通信Ｉ／Ｆ１０１は、データ解析機９１と測定機１１との間で測定データや制御信号を通信可能に接続するインターフェースである。

ＣＰＵ１０２は、データ解析に際して、まず、測定データがカーブフィッティングに適しているかどうかを判定する。メモリ１０４は、ＲＡＭやＲＯＭの他、ＨＤＤなどのデータストレージデバイスで構成されており、ＣＰＵ１０２が実行する制御プログラムなどの各種プログラムを記憶したり、作業用のメモリとして使用される。

また、メモリ１０４には、ＣＰＵ１０２が、測定データの適性（カーブフィッティングに対する）を判定する際の参照値を記憶する。参照値は、例えば、カーブフィッティングに適した反応曲線の反応初期の信号の立ち上がりの傾きである。ＣＰＵ１０２は、まず、測定部３１から送られた測定データに基づいて反応曲線を生成し、その反応初期の傾きを求める。測定処理によって実測された傾きをＡ、参照値として予め記憶している適性な傾きをＢとすると、ＣＰＵ１０２は、適性な傾きＢと、実測した傾きＡを比較して、その差が所定の範囲内に収まっている場合には、測定データがカーブフィッティングに適していると判定し、前記範囲外にある場合には、不適当と判定する。また、傾きＡが０の場合には、測定に使用したアナライトがリガンドと反応しない旨を測定結果としてディスプレイ１０６に出力し、その時点で以後の測定処理が中止される。

測定条件決定部１０３は、ＣＰＵ１０２が測定データを不適当と判定した場合に、次回の測定処理の測定条件であるアナライト溶液２７の濃度を決定する。測定条件決定部１０３は、例えば、初回の測定処理のアナライト溶液２７の濃度に対して、Ｂ／Ａ倍した値を、次回の測定処理の濃度として決定する。例えば、初回の濃度Ｄ１が２％で、その溶液で測定処理をした結果、実測された傾きＡが１０であり、適性な傾きＢが５であるとすると、次回の濃度Ｄ２＝初回の濃度Ｄ１×Ｂ／Ａで求められるので、２％×５／１０＝１％となる。

こうして決定された濃度情報（測定条件）は、通信Ｉ／Ｆ１０１を通じて、測定機１１に送られる。ＣＰＵ１０２は、測定機１１に対して、前記濃度情報を送信するとともに、その濃度のアナライト溶液２７を調製し、調製したアナライト溶液２７を使用して測定処理を行うように指示する。測定機１１は、ＣＰＵ１０２からの指示に基づいて、濃度調製処理と測定処理とを行い、その測定データを再びデータ解析機９１に出力する。こうした濃度調製処理と測定処理とが、ＣＰＵ１０２が、カーブフィッティングに適した測定データが得られるまで繰り返される。反応速度定数算出部１０５は、測定データに基づいて、カーブフィッティングを行って、反応速度定数を算出する。算出された反応速度定数に基づいて、アナライトの特性が分析される。

以下、上記構成による作用について図７のフローチャートを参照しながら説明する。データ解析機９１は、測定機１１に対して１回目の測定処理を指示する。初回の測定処理に使用されるアナライト溶液２７の濃度は、予め決められており、この初期の濃度のアナライト溶液２７がピペットヘッド８７によって調製される。この調製されたアナライト溶液２７で１回目の測定処理が行われる。測定機１１は、測定データをデータ解析機９１に出力する。ＣＰＵ１０２は、上述の手順により、測定データの適性を判定する。測定データが適当と判定された場合には、その測定データが反応速度定数算出部１０５に送られる。反応速度定数算出部１０５は、その測定データに基づいてカーブフィッティングを行って反応速度定数を求める。

他方、測定データが不適当と判定された場合には、その測定データに基づいて、測定条件決定部１０３が次回の測定処理の測定条件（濃度）を決定する。この濃度情報は、測定機１１に送られる。測定機１１は、濃度情報に基づいて指定された濃度のアナライト溶液２７を調製し、調製したアナライト溶液２７を使用して２回目の測定処理を実行する。この２回目の測定データは再びデータ解析機９１へ送られる。データ解析９１は、その測定データの適性を判定し、適当と判定した場合には、反応速度定数を求める。

不適当と判定した場合には、再度、次回の測定処理の濃度決定を行い、測定機１１に対して、その濃度のアナライト溶液２７の調製と、測定処理を指示する。こうした手順が、適当な測定データが得られるまで繰り返される。

このように、カーブフィッティングに適当な反応曲線を得るための、測定データの適性判断、不適当と判定された場合の次回のアナライト溶液の濃度決定処理、決定した濃度のアナライト溶液の調製処理、調製されたアナライト溶液を使用する再測定処理という一連のプロセスが自動的に行われるので、従来実験者が手作業で行わっていた煩わしい作業が解消される。また、自動化したことにより、実験者の判断ミスや計算ミスを防止することができるので、実験時間の短時間化や、謝った分析が回避される。

本実施形態においては、反応曲線の傾きを調べることにより、測定データの適性を判定しているが、判定基準としては、傾きに限られず、反応初期の信号レベルの絶対値、信号レベルが安定するまでに要する時間などを使用してもよい。

上記実施形態では、測定処理よって得られた測定データが適当と判断されるまでの間、データ適性判断を繰り返し実行するようにしているが、実際には、１回の濃度決定で適切な濃度が求められることも多い。そのような場合には、２回目の測定処理によって得られた測定データの適性判断を行うことなく、当該測定データが適性であると推定して、反応速度決定処理に進むようにしてもよい。

また、センサとして、金属膜、流路、プリズムを一体化したセンサユニットの例で説明したが、センサとしては、ガラス基板上に金属膜を形成したチップ型センサを用いてもよい。この場合には、センサ面へ送液する流路やプリズムは、装置側に組み込まれる。

なお、上記例では、測定処理、アナライト溶液調製処理を行う測定機と、測定データの適性判定処理と次回の濃度決定処理とを行うデータ解析機とを別々の筐体で構成した例で説明しているが、これらは１つの筐体で構成されていてもよい。また、データ解析機に反応速度定数算出部を設けた例で説明しているが、反応速度定数の算出を、データ解析機では行わず、他のコンピュータなどを使用して行うようにしてもよい。

なお、上記例では、試料としてアナライトとリガンドを使用し、アナライト溶液の濃度を調製して、両者の反応を測定する例で説明したが、センサ面におけるいずれか一方の試料の反応を測定する場合に適用してもよい。

なお、本実施形態では、ＳＰＲセンサを用いて、センサ面上にＳＰＲを発生させて、そのときの反射光の減衰を検出するＳＰＲ測定装置の例で説明したが、本発明は、ＳＰＲ測定装置に限らず、全反射減衰を利用した測定装置に適用することができる。ＳＰＲセンサの他に、全反射減衰を利用するセンサとしては、例えば、漏洩モードセンサが知られている。漏洩モードセンサは、誘電体と、この上に順に層設されたクラッド層と光導波層とによって構成された薄膜とからなり、この薄膜の一方の面がセンサ面となり、他方の面が光入射面となる。光入射面に全反射条件を満たすように光を入射させると、その一部が前記クラッド層を通過して前記光導波層に取り込まれる。そして、この光導波層において弾性表面波（surface acoustic wave，SAW）が生じると、前記光入射面における反射光が大きく減衰する。弾性表面波が生じる入射角は、ＳＰＲの共鳴角と同様に、センサ面上の媒質の屈折率に応じて変化する。この反射光の減衰を検出することにより、前記センサ面上の試料の反応が測定される。

ＳＰＲ測定方法の説明図である。 センサユニットの構成図である。 固定機の構成図である。 測定機の構成図である。 時間とＳＰＲ信号との相関図である。 データ解析機の電気構成を示すブロック図である。 カーブフィッティングに適した測定データの取得手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ 固定機
１１ 測定機
１２ センサユニット
１６ 流路
８５ メカコントローラ
８７ ピペットヘッド
８８，８９，９０ ウエルプレート
９１ データ解析機
１０１ 通信Ｉ／Ｆ
１０２ ＣＰＵ
１０３ 測定条件決定部
１０４ メモリ
１０５ 反応速度定数決定部

Claims (10)

1. 透明な誘電体上に形成され一方の面が試料の反応を検知するためのセンサ面となる薄膜を持つセンサを用い、前記センサ面へ前記試料を溶媒に溶かした試料溶液を送液するとともに、前記センサ面の裏側の光入射面に全反射条件を満たすように光を入射させ、前記光入射面における反射光を受光して、その減衰状況を検出する測定処理を行い、前記センサ面における試料の反応状況を表す測定データを出力する測定手段を備えた全反射減衰を利用した測定装置において、
   前記試料溶液と希釈液とを混合させて指定された濃度の試料溶液を調整する溶液調整手段と、
   この溶液調製手段で調製された試料溶液を用いて前記測定処理を行い、予めメモリに記憶された参照値と前記測定部から出力された測定データとを比較して前記測定データの適性を判定する判定手段と、
   前記判定手段が不適当と判定した場合に、不適当と判定された前記測定データに基づいて、次回の測定処理の測定条件としてその測定処理に用いられる試料溶液の濃度を決定する濃度決定手段とを備えており、
   この濃度決定手段によって決定した濃度の前記試料溶液を、前記溶液調整手段によって調整し、調整された前記試料溶液を用いて前記測定処理を再度実行することを特徴とする全反射減衰を利用した測定装置。
2. 前記判定手段が前記測定手段から出力される測定データを適当と判定するまでの間、前記測定手段に対して、前記濃度決定手段が決定した濃度の前記試料溶液を用いた前記測定処理を繰り返すように指示する制御手段とを設けたことを特徴とする全反射減衰を利用した請求項１記載の測定装置。
3. さらに、前記判定手段が前記測定データを適当と判定した場合に、当該測定データに基づいてカーブフィッティングを行って前記試料の反応速度定数を求める反応速度定数算出手段を設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の全反射減衰を利用した測定装置。
4. 前記溶液調整手段は、前記試料が保管される試料保管部と、前記希釈液が保管される希釈液保管部と、前記試料保管部と前記希釈液保管部とにアクセスして各液を吸引して混合する混合手段とからなることを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の全反射減衰を利用した測定装置。
5. 前記参照値は、前記カーブフィッティングに適した反応曲線の傾きであることを特徴とする請求項１〜４いずれか記載の全反射減衰を利用した測定装置。
6. 前記判定手段は、前記参照値と前記測定データから得られる反応曲線の傾きとを比較して、前記測定データの適性を判定す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装置。
7. 前記濃度決定手段は、前記測定データから得られる反応曲線の傾きをＡ、前記参照値に記憶された傾きをＢとしたときに、前回の濃度をＢ／Ａ倍して次回の濃度を決定することを特徴とする請求項５又は６記載の全反射減衰を利用した測定装置。
8. 透明な誘電体上に形成され一方の面が試料の反応を検知するためのセンサ面となる薄膜を持つセンサを用い、前記センサ面へ前記試料を溶媒に溶かした試料溶液を送液するとともに、前記センサ面の裏側の光入射面に全反射条件を満たすように光を入射させ、前記光入射面における反射光を受光して、その減衰状況を検出する測定処理を行い、前記センサ面における試料の反応状況を表す測定データを測定手段を用いて出力する測定データ出力ステップと、
   判定手段によって、前記測定データと、予めメモリに記憶された参照値とを比較して、前記測定データが、前記試料の特性を解析するために適しているかどうかを判定するデータ適性判定ステップと、
   前記判定手段が不適当と判定した場合に、不適当と判定された前記測定データに基づいて、次回の測定処理の測定条件としてその測定処理に用いられる試料溶液の濃度を決定する濃度決定ステップと、
   溶液調製手段を用いて、試料溶液と希釈液とを混合させて、決定した濃度の試料溶液を調整する溶液調製ステップとからなり、
   前記溶液調整ステップで調整された前記試料溶液を用いて前記測定処理を再度実行することを特徴とする全反射減衰を利用した測定方法。
9. 前記データ適性判定ステップで測定データが適当と判定されるまでの間、前記測定処理が繰り返し実行されることを特徴とする請求項８記載の全反射減衰を利用した測定方法。
   
10. さらに、前記判定手段が前記測定データを適当と判定した場合に、当該測定データに基づいてカーブフィッティングを行って前記試料の反応速度定数を求める反応速度定数算出ステップを設けたことを特徴とする請求項８又は９記載の全反射減衰を利用した測定方法。
    

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