JP2007093395A - Sensor unit and measurement method using total reflection attenuation - Google Patents
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Abstract
【課題】 センサユニットのハイスループット化を妨げることなく、非特異吸着の影響を抑える。
【解決手段】 センサユニット10は、複数の流路20が形成された流路部材12と、上面に金属膜25が形成されたプリズム14とを有している。流路部材12の本体12aは、略直方体状に成形されている。各流路20は、流路部材12の底面に形成された略直線状の溝部20cと、この溝部20cの両端から流路部材12の上面に貫通して各出入口20a、20bを形成する各送排液管20d、20eとによって、略コの字型に形成されている。この流路20を、溝部20cが本体12aの短手方向に沿うように形成するとともに、本体12aの長手方向に所定の間隔を隔てて並べて配置するようにした。
【選択図】 図2
PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress the influence of non-specific adsorption without hindering high throughput of a sensor unit.
A sensor unit includes a flow path member having a plurality of flow paths and a prism having a metal film formed on an upper surface thereof. The main body 12a of the flow path member 12 is formed in a substantially rectangular parallelepiped shape. Each flow path 20 includes a substantially straight groove portion 20c formed on the bottom surface of the flow path member 12, and each feed 20a and 20b that penetrates the upper surface of the flow path member 12 from both ends of the groove portion 20c to form the respective entrances 20a and 20b. The drainage pipes 20d and 20e are formed in a substantially U shape. The channel 20 is formed so that the groove 20c is along the short direction of the main body 12a, and is arranged side by side at a predetermined interval in the longitudinal direction of the main body 12a.
[Selection] Figure 2
Description
本発明は、試料の反応を検出するための薄膜層が形成された誘電体ブロックと、薄膜層に試料が溶解した試料溶液を送液する流路が形成された流路部材とからなるセンサユニットと、このセンサユニットを用いて試料の反応を測定する全反射減衰を利用した測定方法とに関するものである。 The present invention relates to a sensor unit comprising a dielectric block in which a thin film layer for detecting a reaction of a sample is formed, and a flow path member in which a flow path for feeding a sample solution in which the sample is dissolved in the thin film layer is formed. And a measuring method using total reflection attenuation for measuring the reaction of a sample using this sensor unit.
タンパク質やDNAなどの生化学物質間における相互作用の測定や、薬品のスクリーニングなどを行う際に、全反射減衰を利用して試料の反応を測定する測定装置が知られている。 2. Description of the Related Art There are known measuring apparatuses that measure the reaction of a sample by using total reflection attenuation when measuring an interaction between biochemical substances such as proteins and DNA, screening drugs, and the like.
このような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測定装置と称す)がある。なお、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。 One of the measuring devices that use such total reflection attenuation is a measuring device that uses a surface plasmon resonance phenomenon (hereinafter referred to as an SPR measuring device). The surface plasmon is generated by the collective vibration of free electrons in the metal, and is a density wave of free electrons traveling along the surface of the metal.
例えば、特許文献1などで知られるKretschmann配置を採用したSPR測定装置では、透明な誘電体(以下、プリズムと称す)上に形成された金属膜の表面をセンサ面として、このセンサ面上で試料を反応させた後、プリズムを介してセンサ面の裏面側から全反射条件を満たすように金属膜を照射し、その反射光を測定している。 For example, in an SPR measurement apparatus that employs a Kretschmann arrangement known from Patent Document 1 or the like, a surface of a metal film formed on a transparent dielectric (hereinafter referred to as a prism) is used as a sensor surface, and a sample is formed on the sensor surface. After reacting, the metal film is irradiated from the back side of the sensor surface through the prism so as to satisfy the total reflection condition, and the reflected light is measured.
全反射条件を満たすように金属膜に照射された光のうち、エバネッセント波と呼ばれるわずかな光は、反射せずに金属膜内を透過してセンサ面側に染み出す。この際、エバネッセント波の振動数と表面プラズモンの振動数とが一致するとSPRが発生し、反射光の強度を大きく減衰させる。また、この減衰が発生する光の入射角度(共鳴角)は、金属膜上の屈折率に応じて変化する。すなわち、SPR測定装置は、金属膜からの反射光を捉えて共鳴角を検出することにより、センサ面上の試料の反応状況を測定する。 Of the light irradiated to the metal film so as to satisfy the total reflection condition, a small amount of light called an evanescent wave passes through the metal film without being reflected and oozes out to the sensor surface side. At this time, if the frequency of the evanescent wave coincides with the frequency of the surface plasmon, SPR is generated and the intensity of the reflected light is greatly attenuated. In addition, the incident angle (resonance angle) of light at which this attenuation occurs varies depending on the refractive index on the metal film. That is, the SPR measurement device measures the reaction state of the sample on the sensor surface by capturing the reflected light from the metal film and detecting the resonance angle.
ところで、タンパク質やDNAなどの生体試料は、乾燥による変性や失活を防ぐため、生理的食塩水や純水、または各種のバッファ液などの溶媒に溶かされた試料溶液として扱われることが多い。特許文献1記載のSPR測定装置は、こうした生体試料の相互作用などを調べるものであり、センサ面の上には試料溶液を送液するための流路が設けられている。また、センサ面にはリガンドとなる試料を固定させるためのリンカー膜が設けられており、流路にリガンド溶液を注入してリンカー膜にリガンドを固定(固定工程)させた後、アナライト溶液を注入してリガンドとアナライトとを接触(測定工程)させることにより、その相互作用を測定する。 By the way, biological samples such as proteins and DNA are often handled as sample solutions dissolved in a solvent such as physiological saline, pure water, or various buffer solutions in order to prevent denaturation and inactivation due to drying. The SPR measurement device described in Patent Document 1 is for examining such interaction between biological samples, and a flow path for feeding a sample solution is provided on the sensor surface. The sensor surface is provided with a linker film for immobilizing the ligand sample. After injecting the ligand solution into the flow path to immobilize the ligand on the linker film (an immobilization process), the analyte solution is By injecting and contacting the ligand and the analyte (measurement step), the interaction is measured.
流路とプリズムは、装置本体に設けられた測定ステージに配置されている。前述の測定は、ガラス基板上に金属膜を形成したチップ型のセンサユニットを測定ステージにセットすることで行われる。流路には、配管(ゴムチューブなどを含む)やバルブなどを介してポンプが接続されており、このポンプによって容器に保管された試料溶液を流路内に送り込むようにしているが、この方法では、配管内に付着した試料が後に注入する試料溶液中に混入してしまう、いわゆるコンタミネーションが生じやすいという問題があった。 The flow path and the prism are arranged on a measurement stage provided in the apparatus main body. The above-described measurement is performed by setting a chip-type sensor unit in which a metal film is formed on a glass substrate on a measurement stage. A pump is connected to the flow path via pipes (including rubber tubes) and valves, and the sample solution stored in the container is sent into the flow path by this pump. However, there has been a problem that so-called contamination easily occurs, in which a sample adhering to the pipe is mixed into a sample solution to be injected later.
この問題を解決するため、本出願人は、先端に小孔が形成された略円錐筒状のピペットチップと、このピペットチップを着脱自在に保持するヘッド部とからなるピペットを用いて、容器に保管された試料溶液などの液体を流路に送液するSPR測定装置を提案している(例えば、特願2004−288534号明細書参照)。このSPR測定装置では、送液する液体毎にピペットチップを交換することで、流路に液体を送り込む際に生じるコンタミネーションを防止することができる。 In order to solve this problem, the present applicant uses a pipette consisting of a substantially conical cylindrical pipette tip with a small hole formed at the tip and a head portion that detachably holds the pipette tip, and attaches it to the container. An SPR measurement device that sends a liquid such as a stored sample solution to a flow path has been proposed (see, for example, Japanese Patent Application No. 2004-288534). In this SPR measurement device, contamination occurring when liquid is fed into the flow path can be prevented by exchanging the pipette tip for each liquid to be fed.
また、このSPR測定装置では、流路が形成された流路部材と、上面に金属膜が形成されたプリズムと、流路部材の底面とプリズムの上面とを接合させた状態(流路と金属膜とを対面させた状態)で保持する保持部材とからなるセンサユニットを用いている。このセンサユニットの金属膜上にも、前述と同様のリンカー膜が設けられており、リガンド溶液やアナライト溶液などの試料溶液をピペットで流路内に送り込むことによって測定が行われる。 Further, in this SPR measurement device, the flow path member in which the flow path is formed, the prism having the metal film formed on the upper surface, and the bottom surface of the flow path member and the upper surface of the prism are joined (the flow path and the metal A sensor unit including a holding member that holds the film in a state of facing the film is used. A linker film similar to that described above is also provided on the metal film of the sensor unit, and measurement is performed by feeding a sample solution such as a ligand solution or an analyte solution into the flow path with a pipette.
リンカー膜には、リガンドとの結合基を有する測定領域と、結合基を失活させた参照領域とが形成されている。上述のSPR測定装置は、光源から測定領域と参照領域とに光を照射し、それぞれの領域からの反射光を検出器で光電変換して測定信号と参照信号とを取得している。こうして得られた2つの信号の差や比を求めて補正を行うことにより、センサユニットの個体差や液体の温度変化などの外乱に起因するノイズをキャンセルした精度の高い測定結果を得ることができる。また、タンパク質やDNAなどの生体試料では、目的としない物質がリンカー膜上に結合してしまう、いわゆる非特異吸着が問題になるが、前述の補正を行うことによって、こうした非特異吸着の影響をも抑えることができる。
しかしながら、結合基を有する測定領域と、結合基を失活させた参照領域とでは、表面の性質が異なるため非特異吸着の量にも差が生じてしまうことがあった。このように、測定領域と参照領域との間に生じた差は、前述の補正を行ったとしても除去することができない。 However, the measurement region having a binding group and the reference region in which the binding group is deactivated may have a difference in the amount of non-specific adsorption due to the difference in surface properties. As described above, the difference generated between the measurement region and the reference region cannot be removed even if the above-described correction is performed.
また、測定領域と参照領域とを別々に形成し、それぞれ個別の流路で送液するようにすると、測定領域にのみリガンド溶液を送液できるようになる。これにより、参照領域の結合基を失活させることなく、各領域の表面の性質を合わせて非特異吸着の量に差が生じることを抑えることができるが、単に流路を分けると、センサユニットの大型化を招いてしまう。生体試料を扱うSPR測定装置では、測定精度の向上とともに、一度にたくさんの試料を測定する、いわゆるハイスループット化が大きな課題の1つであり、センサユニットの大型化は、このハイスループット化の妨げとなってしまう。 In addition, when the measurement region and the reference region are formed separately and are sent through individual flow paths, the ligand solution can be sent only to the measurement region. As a result, it is possible to suppress the difference in the amount of non-specific adsorption by combining the surface properties of each region without deactivating the binding group in the reference region. Will lead to an increase in size. In an SPR measurement apparatus that handles biological samples, improvement of measurement accuracy and measurement of a large number of samples at one time, so-called high throughput is one of the major issues, and the increase in the size of the sensor unit hinders this high throughput. End up.
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、ハイスループット化を妨げることなく、非特異吸着の影響を抑えることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to suppress the influence of non-specific adsorption without hindering high throughput.
上記課題を達成するため、本発明のセンサユニットは、全反射条件を満たすように光が照射された際に、その反射光の光強度を減衰させる薄膜層が形成された誘電体ブロックと、前記薄膜層に底面を当接させて配置される略直方体状の本体に、試料が溶解した試料溶液を前記薄膜層に接触させながら送液する流路が複数形成された流路部材とからなり、前記各流路を、前記本体の短手方向に沿うように前記底面に形成された略直線状の溝部と、前記本体の上面から前記溝部の両端に接続される一対の出入口とから構成するとともに、前記本体の長手方向に所定の間隔を隔てて並べて配置したことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a sensor unit according to the present invention comprises a dielectric block having a thin film layer that attenuates the light intensity of reflected light when irradiated with light so as to satisfy the total reflection condition, A substantially rectangular parallelepiped main body disposed with the bottom surface in contact with the thin film layer, and a flow path member in which a plurality of flow paths for feeding a sample solution in contact with the thin film layer are provided. Each of the flow paths includes a substantially linear groove formed on the bottom surface along the short direction of the main body, and a pair of entrances connected to both ends of the groove from the upper surface of the main body. The main body is arranged side by side at a predetermined interval in the longitudinal direction of the main body.
なお、前記各溝部の中心は、前記本体の長手方向の中心線上にあることが好ましい。 In addition, it is preferable that the center of each said groove part exists on the centerline of the longitudinal direction of the said main body.
また、前記各溝部と対面する前記薄膜層上には、前記試料を固定するための高分子膜が設けられていることが好ましい。 Moreover, it is preferable that a polymer film for fixing the sample is provided on the thin film layer facing each groove.
さらに、本発明の全反射減衰を利用した測定方法は、全反射条件を満たすように光が照射された際に、その反射光の光強度を減衰させる薄膜層が形成された誘電体ブロックと、前記薄膜層に底面を当接させて配置される略直方体状の本体に、試料が溶解した試料溶液を前記薄膜層に接触させながら送液する流路が複数形成された流路部材とからなり、前記各流路を、前記本体の短手方向に沿うように前記底面に形成された略直線状の溝部と、前記本体の上面から前記溝部の両端に接続される一対の出入口とから構成するとともに、前記本体の長手方向に所定の間隔を隔てて並べて配置したセンサユニットを着脱自在にセットし、光源から前記薄膜層に向けて前記全反射条件を満たす光を照射し、その反射光を検出器で受光して光電変換することにより、前記薄膜層上での前記試料の反応状況に応じた測定信号を取得する際に、前記各流路の少なくとも1つに前記試料溶液を送液して前記測定信号を取得するとともに、残りの前記各流路の少なくとも1つを利用して前記測定信号のノイズを除去するための参照信号を取得することを特徴とする。 Furthermore, the measurement method using total reflection attenuation according to the present invention includes a dielectric block formed with a thin film layer that attenuates the light intensity of the reflected light when light is irradiated so as to satisfy the total reflection condition; A substantially rectangular parallelepiped main body disposed with the bottom surface in contact with the thin film layer, and a flow path member formed with a plurality of flow paths for feeding a sample solution in which a sample is dissolved while contacting the thin film layer Each of the flow paths is configured by a substantially linear groove formed on the bottom surface along the short direction of the main body and a pair of entrances connected to both ends of the groove from the upper surface of the main body. In addition, a sensor unit that is arranged in the longitudinal direction of the main body at a predetermined interval is detachably set, and light that satisfies the total reflection condition is irradiated from the light source toward the thin film layer, and the reflected light is detected. Receive the light and convert it photoelectrically. When acquiring a measurement signal according to the reaction state of the sample on the thin film layer, the sample solution is sent to at least one of the flow paths to acquire the measurement signal, and the rest A reference signal for removing noise of the measurement signal is obtained using at least one of the flow paths.
なお、前記試料に、前記薄膜層上の高分子膜に予め固定されるリガンドと、このリガンドに接触させて反応を調べるアナライトとを含めて、前記各流路の少なくとも1つに前記リガンドが溶解したリガンド溶液を注入して、前記高分子膜に前記リガンドを固定させた後、前記アナライトが溶解したアナライト溶液を注入して前記リガンドと前記アナライトとを接触させ、前記リガンドと前記アナライトとの反応状況に応じた信号を前記測定信号として取得し、残りの前記各流路の少なくとも1つに前記アナライト溶液を注入して、前記高分子膜に前記アナライトのみを接触させた際の信号を前記参照信号として取得することが好ましい。 In addition, the sample includes a ligand that is preliminarily immobilized on the polymer film on the thin film layer, and an analyte that is brought into contact with the ligand to check a reaction, and the ligand is present in at least one of the channels. After injecting a dissolved ligand solution and fixing the ligand to the polymer membrane, the analyte solution in which the analyte is dissolved is injected to contact the ligand with the analyte, and the ligand and the analyte are contacted. A signal corresponding to the reaction state with the analyte is acquired as the measurement signal, the analyte solution is injected into at least one of the remaining channels, and only the analyte is brought into contact with the polymer film. It is preferable to acquire a signal at the time as the reference signal.
また、前記光源と前記検出器とを、少なくとも2つの前記流路と対面する2箇所の前記薄膜層への前記光の照射と前記反射光の受光とが行えるように構成して、前記測定信号と前記参照信号とを同時に取得することが好ましい。 The light source and the detector may be configured to perform irradiation of the light and reception of the reflected light on the two thin film layers facing at least two of the flow paths, and the measurement signal. And the reference signal are preferably acquired simultaneously.
本発明によれば、流路部材に含まれる複数の流路を、略直線状の溝部が本体の短手方向に沿うように形成するとともに、本体の長手方向に所定の間隔を隔てて並べて配置するようにしたので、流路部材の本体内に各流路を高密度に配置することが可能になる。これにより、測定領域と参照領域とで流路を個別に分けたとしてもセンサユニットの大型化を招く心配が無いので、ハイスループット化を妨げることなく、非特異吸着の影響を抑えることが可能になる。 According to the present invention, the plurality of flow paths included in the flow path member are formed so that the substantially straight groove portions are along the short direction of the main body, and are arranged side by side with a predetermined interval in the longitudinal direction of the main body. Since it was made to do, it becomes possible to arrange | position each flow path in the main body of a flow path member at high density. As a result, even if the flow path is divided into the measurement area and the reference area, there is no fear of increasing the size of the sensor unit, so the influence of non-specific adsorption can be suppressed without hindering high throughput. Become.
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。測定は、SPRセンサであるセンサユニット10を用いて行われる。センサユニット10は、一方の面がSPRが発生するセンサ面25aとなる金属膜(薄膜層)25と、このセンサ面25aの裏面の光入射面25bと接合されるプリズム(誘電体ブロック)14と、前記センサ面25a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20が形成された流路部材12とを備えている。
As shown in FIG. 1, the measurement method using SPR is roughly divided into three steps: a fixing step, a measurement step (data reading step), and a data analysis step. The measurement is performed using the sensor unit 10 that is an SPR sensor. The sensor unit 10 includes a metal film (thin film layer) 25 whose one surface becomes a
金属膜25としては、例えば、金や銀などが使用され、その膜厚は、例えば、50nm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などに応じて適宜選択される。プリズム14は、その上面に前記金属膜25が形成される透明な誘電体であり、全反射条件を満たすように照射された光を光入射面25bに集光する。流路20は、略コの字型に屈曲された送液管であり、液体の注入と排出とが行われる出入口20a、20bを有している。また、流路20の底部は、開放されており、この開放部位はセンサ面25aによって覆われて密閉される。これにより、流路20は、各出入口20a、20bの一方から注入された液体をセンサ面25aに接触させながら送液し、各出入口20a、20bの他方から排出するようになる。以降、これら流路20とセンサ面25aとによって構成される部分を、センサセル18と称す。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18を複数個備えている(図2参照)。
As the
固定工程は、センサ面25aにリガンドを固定する工程である。SPR測定装置30には、1対のピペット46a、46bからなるピペット対46が設けられている。各ピペット46a、46bは、各出入口20a、20bにそれぞれ挿入されるように、その間隔が合わせられている。各ピペット46a、46bは、それぞれが流路20への液体の注入と、流路20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46によって、各出入口20a、20bの一方からリガンドを溶媒に溶かしたリガンド溶液LSが注入される。
The fixing step is a step of fixing the ligand to the
センサセル18にあたるセンサ面25aのほぼ中央には、リガンドと結合するリンカー膜(高分子膜)26が形成されている。このリンカー膜26は、センサユニット10の製造段階において予め形成される。リンカー膜26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。
A linker film (polymer film) 26 that binds to a ligand is formed in the approximate center of the
リガンド溶液LSを注入するリガンド固定化処理を行う前には、まず、リンカー膜26に固定用バッファ液が送液され、リンカー膜26を湿らせてリガンドを結合しやすくするリンカー膜26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26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、固定用バッファ液によって流路20が洗浄される。
Before performing the ligand immobilization process for injecting the ligand solution LS, first, the immobilization buffer solution is sent to the
固定用バッファ液や、リガンド溶液LS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などは、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26が、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26と結合しやすいようにタンパク質を正(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)などが使用される場合もある。
As the buffer solution for fixation and the solvent (diluent) of the ligand solution LS, for example, various buffer solutions (buffer solutions), physiological salt solutions represented by physiological saline, and pure water are used. The The type of each of these liquids, the pH value, the type of mixture and its concentration, etc. are appropriately determined according to the type of ligand. For example, when a biological substance is used as a ligand, physiological saline whose pH is adjusted to near neutral is often used. However, in the amine coupling method, since the
こうした活性化処理及び洗浄が行われた後、流路20へリガンド溶液LS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LSが流路20へ注入されると、溶液中で拡散しているリガンドLGが徐々にリンカー膜26へ近づいて結合する。こうしてセンサ面25aにリガンドLG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10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20内のリガンド溶液LSを静置しておいてもよいが、流路20内のリガンド溶液LS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LGとリンカー膜26との結合が促進され、リガンドLGの固定量を増加させることができる。
After such activation treatment and washing are performed, the ligand solution LS is injected into the
センサ面25aへのリガンドLGの固定化が完了すると、前記流路20からリガンド溶液LSが排出される。リガンド溶液LSは、ピペット46a、46bのいずれか一方に吸い出されて排出される。固定化が完了すると、流路20へ洗浄液が注入されて、センサ面25aの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20へ注入して、リンカー膜26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20が洗浄される。この後、流路20には、乾燥防止液が注入される。こうして、センサユニット10は、センサ面25a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。
When the immobilization of the ligand LG on the
測定工程では、まず、流路20へ測定用バッファ液が注入される。この後、アナライトを溶媒に溶かしたアナライト溶液ASを注入し、その後、再び測定用バッファ液が注入される。なお、最初に測定用バッファ液を注入する前に、いったん流路20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AS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(ベースライン)の検出、アナライトとリガンドの反応状況(結合状況)、測定用バッファ液の注入による結合したアナライトとリガンドとの脱離までのSPR信号を測定することができる。
In the measurement step, first, a measurement buffer solution is injected into the
測定用バッファ液や、アナライト溶液AS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液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液を使用することが好ましい。 As the buffer solution for measurement and the solvent (diluent solution) of the analyte solution AS, for example, various buffer solutions (buffer solutions), physiological salt solutions represented by physiological saline, and pure water are used. Is done. The type of each of these liquids, the pH value, the type of mixture, its concentration, etc. are appropriately determined according to the type of ligand. For example, DMSO (dimethyl-sulfo-oxide) may be included in physiological saline in order to facilitate the dissolution of the analyte. This DMSO greatly affects the signal level. As described above, the measurement buffer solution is used for detection of the reference level. Therefore, when DMSO is contained in the solvent of the analyte, the measurement buffer solution having a DMSO concentration similar to the DMSO concentration should be used. Is preferred.
なお、アナライト溶液AS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ASを注入したときの参照信号のレベルから推定し、測定データに対して補正(DMSO濃度補正)を行う。詳細は後述するが、参照信号とは、センサ面25a上のリガンドが固定されていない参照領域に対応するSPR信号であり、リガンドが固定されてアナライトとの反応を生じる測定領域の測定信号と比較参照される信号である。測定に際しては、これら測定信号と参照信号との2つの信号が検出される。
The analyte solution AS is often stored for a long period of time (for example, one year). In such a case, a concentration difference occurs between the initial DMSO concentration and the DMSO concentration at the time of measurement due to a change over time. May end up. When strict measurement is required, such a concentration difference is estimated from the level of the reference signal when the analyte solution AS is injected, and the measurement data is corrected (DMSO concentration correction). Although the details will be described later, the reference signal is an SPR signal corresponding to a reference region where the ligand is not fixed on the
DMSO濃度補正のための補正データは、アナライト溶液AS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液を流路20に注入して、このときのDMSO濃度変化に応じた、参照信号のレベルと測定信号の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。
Correction data for correcting the DMSO concentration is obtained by injecting a plurality of types of buffer solutions for measurement having different DMSO concentrations into the
測定部31は、照明40と検出器42とからなる。リガンドとアナライトとの反応状況は、共鳴角(光入射面25bに対して照射された光の入射角)の変化として表れるので、照明40は、全反射条件を満足する様々な入射角の光を光入射面25bに対して照射する。照明40は、例えば、光源43と、集光レンズ(シリンドリカルレンズなど)、拡散板、偏光板を含む光学系44とからなり、配置位置および設置角度は、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。
The
光源43としては、例えば、LED(Light Emitting Diode)、LD(Laser Diode)、SLD(Super Luminescent Diode)などの発光素子が使用される。拡散板は、光源43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を使用する場合など、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。こうして拡散および偏光された光は、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が、光入射面25bに入射される。
As the
検出器42は、光入射面25bで反射する光を受光して、その光強度に応じたレベルの電気信号を出力する。光入射面25bには、様々な角度で光線が入射するので、光入射面25b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。検出器42は、これらの様々な反射角の光線を受光する。センサ面25a上の媒質に変化が生じると屈折率が変化して、反射光の光強度が減衰する光の入射角(SPRが発生する共鳴角)も変化する。センサ面25a上にアナライトを送液すると、アナライトとリガンドの反応状況に応じてセンサ面25a上の屈折率が変化するため、それに応じて共鳴角も変化する。
The
検出器42は、例えば、CCDエリアセンサやフォトダイオードアレイが使用され、光入射面25bにおいて様々な反射角で反射する反射光を受光し、それらを光電変換してSPR信号として出力する。リガンドとアナライトの反応状況は、この受光面内における反射光の減衰位置の推移として表れる。例えば、アナライトがリガンドと接触する前後では、センサ面25a上の屈折率が異なり、SPRが発生する共鳴角が異なる。そして、アナライトがリガンドと接触して反応を開始すると、それに応じて共鳴角が変化を開始し、前記受光面内における反射光の減衰位置が移動し始める。このように、測定工程では、リガンドとアナライトとの反応状況を表すSPR信号が取得される。データ解析工程では、測定工程で得られたSPR信号を解析して、アナライトの特性を分析する。
The
また、検出器42は、センサ面25a上の測定領域に対応した測定信号と、参照領域に対応した参照信号とを取得する。データ解析では、こうして得られた測定信号と参照信号との差や比が求められる。データ解析工程は、例えば、測定信号と参照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10の個体差や、装置の機械的な変動、及び液体の温度変化など、外乱に起因するノイズをキャンセルした精度の高い測定結果を得ることができる。
The
図2は、センサユニット10の構成を概略的に示す分解斜視図である。センサユニット10は、6つの流路20が形成された流路部材12と、上面に金属膜25が形成されたプリズム14と、流路部材12の底面とプリズム14の上面とを接合させた状態で保持する保持部材16とから構成されている。このセンサユニット10では、流路部材12とプリズム14とによって6つのセンサセル18が形成されるので、1つのセンサユニット10で6つのSPR信号を取得することができる。
FIG. 2 is an exploded perspective view schematically showing the configuration of the sensor unit 10. In the sensor unit 10, the flow path member 12 in which the six
流路部材12は、略直方体状に成形された本体12aを有している。この本体12aに形成された各流路20は、本体12aの長手方向に所定の間隔を隔てて並べて配置されている。略コの字型に形成された各流路20は、流路部材12の底面に形成された略直線状の溝部20cと、この溝部20cの一端から流路部材12の上面に貫通して出入口20aを形成する送排液管20dと、溝部20cの他端から流路部材12の上面に貫通して出入口20bを形成する送排液管20eとからなり、溝部20cが本体12aの短手方向に沿うようにされている。また、各流路20は、溝部20cの中心が本体12aの長手方向の中心線CL上に位置するように、本体12aに一列に並べられている。なお、流路20の管径は、例えば、1mm程度であり、各出入口20a、20bの間隔は、例えば、10mm程度である。
The flow path member 12 has a
各流路20は、その底面に接合される金属膜25とともにセンサセル18(図1参照)を構成する。このため、流路部材12には、金属膜25との密着性を高めるために、例えば、ゴムやPDMS(ポリジメチルシロキサン)などといった弾性材料が用いられる。流路部材12の底面をプリズム14の上面に圧接させると、流路部材12が弾性変形して金属膜25との接合面の隙間を埋める。これにより、各流路20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。
Each
プリズム14の上面に形成された金属膜25は、流路部材12に形成された各流路20と対面するように、例えば、蒸着法などによって短冊状に成形されている。また、金属膜25の上面には、各流路20のそれぞれに対応した6つのリンカー膜26が設けられている。なお、本例では、各流路20のそれぞれに対応した6つのリンカー膜26を製膜するようにしているが、これに限らず、例えば、金属膜25の全面に1つのリンカー膜を製膜するようにしてもよい。
The
プリズム14の長手方向の両側面には、保持部材16の係合部16a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、各流路部材12が保持部材16とプリズム14とによって挟み込まれ、流路部材12の底面とプリズム14の上面とが圧接された状態で保持される。こうして、各流路部材12、プリズム14、保持部材16の各部が一体化し、センサユニット10が構成される。
Engaging
なお、プリズム14には、例えば、ホウケイクラウン(BK7)やバリウムクラウン(Bak4)などに代表される光学ガラスや、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリカーボネイト(PC)、非晶性ポリオレフィン(APO)などに代表される光学プラスチックなどを用いることができる。
The
保持部材16の上面には、流路20の各出入口20a、20bのそれぞれに対応する位置に、各ピペット46a、46bの先端が進入する受け入れ口16bが形成されている。各受け入れ口16bは、各ピペット46a、46bから吐出された液体を各流路20内に導くように、漏斗形状をしている。保持部材16が各流路部材12を挟み込んでプリズム14と係合すると、各受け入れ口16bの下面と、各出入口20a、20bとが接合し、各受け入れ口16bと各流路20とが連結される。
On the upper surface of the holding member 16, receiving
なお、センサユニット10のプリズム14や保持部材16などに、例えば、非接触式のICメモリであるRFID(Radio Frequency IDentification)タグなどを取り付けるようにしてもよい。例えば、読み込み専用のRFIDタグにセンサユニット10毎の固有のID番号を書き込んでおき、各工程を行う前にこのID番号を読み込むことで、センサユニット10の識別を行うことができる。これにより、複数のセンサユニット10に対して同時に測定を行う場合にも、間違ったアナライトの注入や、測定結果の取り違えなどといった問題の発生を防止することができる。さらには、読み書き可能なRFIDタグを用いて、例えば、固定したリガンドの種類やリガンドを固定させた日時、及び反応させたアナライトの種類などを、各工程毎に書き込んでいくようにしてもよい。
For example, an RFID (Radio Frequency IDentification) tag that is a non-contact type IC memory may be attached to the
図3は、全反射減衰を利用した測定装置としてのSPR測定装置30の構成を概略的に示す説明図である。SPR測定装置30は、センサユニット10の金属膜25上での試料の反応状況に応じたSPR信号を取得する測定部31と、センサユニット10の各流路20に種々の液体を送液する送液ヘッド32とから構成されている。また、これらの各部は、図示を省略したコントローラによって統括的に制御される。
FIG. 3 is an explanatory diagram schematically showing the configuration of the SPR measurement device 30 as a measurement device using total reflection attenuation. The SPR measurement device 30 includes a
測定部31は、前述のように、センサユニット10に全反射条件を満足するように光を照射する照明40と、センサユニット10によって全反射した光を受光して電気信号に光電変換する検出器42とからなる。照明40と検出器42とは、図示を省略した測定ステージに固定される。測定ステージは、例えば、台形状に成形された台座であって、照明40と検出器42とを全反射条件を満足する所定の角度で固定するとともに、センサユニット10を着脱自在に保持して照明40の光路上にセンサユニット10を位置決めする。
As described above, the
照明40は、プリズム14に応じた幅の光を照射する、いわゆるライン照明であって、センサユニット10に含まれる6つのセンサセル18に同時に照明光を入射させる。また、検出器42もプリズム14に応じた幅を有しており、照明40から照射され、プリズム14の上面で反射した光を全て受光する。例えば、検出器42としてCCDエリアセンサを用いた場合、反射光を受光することによって得られた信号を画像処理することにより、各センサセル18のそれぞれに対応したSPR信号を認識することができる。このように、測定部31は、各センサセル18のSPR信号を同時に測定する。
The
なお、本例では、プリズム14の幅に応じた光を照射する1つの照明40で各センサセル18を照射するようにしているが、これに限ることなく、例えば、各センサセル18のそれぞれに応じた数の照明を設けて各センサセル18を照射するようにしてもよいし、単一光源からの光を分光して各センサセル18を照射するようにしてもよい。また、本例では、1つの検出器42で各センサセル18のSPR信号を同時に測定するようにしているが、各センサセル18のそれぞれに応じた数の検出器を設けて、各センサセル18のSPR信号を同時に測定するようにしてもよい。
In this example, each
送液ヘッド32には、流路20の各出入口20a、20bのそれぞれにアクセスするピペット46a、ピペット46bからなるピペット対46が設けられている。図3では省略されているが、ピペット対46は、各センサセル18のそれぞれに対応して設けられており、送液ヘッド32は、各センサセル18の流路20に同時に液体の注入及び排出を行うことができる。各ピペット46a、46bのそれぞれには、例えば、シリンジポンプが接続されており、各シリンジポンプの駆動に応じて液体の吸引と吐出とが制御される。また、送液ヘッド32には、ヘッド移動機構33が接続されている。ヘッド移動機構33は、例えば、搬送ベルト、プーリ、キャリッジ、モータなどから構成される周知の移動機構であり、図示を省略したコントローラの制御の下、送液ヘッド32を前後左右上下の3方向に移動させる。
The
各ピペット46a、46bの先端部は、交換可能なチップ状(以下、「ピペットチップ」と称す)にされている。ピペットチップは、送液する液体と直接接触するので、各ピペット46a、46bを介して異種の液体の混液が生じないように、送液毎に交換される。SPR測定装置30には、複数のピペットチップを保管するピペットチップ保管部(図示は省略)が設置されている。ピペットチップの交換は、ヘッド移動機構33を駆動して送液ヘッド32をピペットチップ保管部にアクセスさせることによって行われる。
The tip of each
また、SPR測定装置30には、各流路20へ注入する種々の液体(リガンド溶液、アナライト溶液、洗浄液、バッファ液など)を保管するウエルプレート34が設置されている。ヘッド移動機構33は、送液ヘッド32を移動させて、ウエルプレート34や測定ステージにセットされたセンサユニット10などにアクセスさせる。
In addition, the SPR measurement device 30 is provided with a
送液ヘッド32には、各ピペット46a、46bのそれぞれを独立に突出させるピペット突出機構(図示は省略)が組み込まれている。送液ヘッド32は、ウエルプレート34にアクセスして各ウエル内の液体を吸引する際、図4(a)に示すように、液体を吸引するピペットのみを突出させて、ウエル内の液体に浸す。これにより、例えば、他方のピペットがウエル内に侵入して、異なる液体に浸されてしまうことなどが防止される。なお、本例では、1つのウエルプレート34の各ウエルに異なる液体を保管するようにしているが、保管する液毎に個別のウエルプレートを設けるようにしてもよい。
The
一方、送液ヘッド32で各流路20に液体を送液する際には、図4(b)に示すように、各ピペット46a、46bを、流路20の各出入口20a、20bに挿し込む。送液ヘッド32は、この状態で各ピペット46a、46bの一方から吸引した液体を吐出し、他方から各流路20内の流体(空気や予め注入されていた液体など)を吸引することにより、各流路20内の流体を入れ換えるようにして送液を行う。
On the other hand, when the liquid is fed to each
SPR測定装置30は、固定工程を行う際、各センサセル18のうち少なくとも1つには、リガンドの固定を行わないようにする。これにより、リガンドが固定されたセンサセル18のリンカー膜26が前述の測定領域となり、リガンドが固定されなかったセンサセル18のリンカー膜26が前述の参照領域となる。リンカー膜26上の屈折率は、アナライト溶液の送液によっても当然変化するので、必要となる参照領域の数は、アナライトの種類が異なるか否かによって決まる。
When performing the fixing process, the SPR measuring device 30 does not fix the ligand to at least one of the
例えば、薬剤のスクリーニングなど、複数種類のリガンドに対する1種類のアナライトの反応を見たい場合には、1箇所の参照領域を用意すればよい。つまり本例では、5つのセンサセル18のリンカー膜26に異なる種類のリガンドを固定させてそれぞれを測定領域とし、残り1つのセンサセル18のリンカー膜26を参照領域とする。データ解析にあっては、各測定領域の測定信号から1つの参照信号を差し引くようにすればよい。
For example, when it is desired to see the reaction of one type of analyte to a plurality of types of ligands, such as drug screening, one reference region may be prepared. In other words, in this example, different types of ligands are fixed to the
反対に、タンパク質の同定など、1種類のリガンドに対する複数種類のアナライトの反応を見たい場合には、送液するアナライト毎に参照領域を用意する。つまり本例では、3つのセンサセル18のリンカー膜26に同じリガンドを固定させてそれぞれを測定領域とし、残り3つのセンサセル18のリンカー膜26をアナライト毎の参照領域とする。データ解析にあっては、測定信号から同じアナライト溶液を送液した参照領域の参照信号を差し引くようにすればよい。なお、測定領域とするセンサセル18と参照領域とするセンサセル18との位置や組み合わせなどは、任意でよく、データ解析の際に対応する測定信号と参照信号とが判別できるようにしておけばよい。
On the other hand, when it is desired to see the reactions of multiple types of analytes to one type of ligand, such as protein identification, a reference region is prepared for each analyte to be fed. In other words, in this example, the same ligand is fixed to the
次に、図5に示すフローチャートを参照しながら、1種類のリガンドに対する複数種類のアナライトの反応を見る場合を例に、上記構成によるSPR測定装置30の作用について説明する。リガンドとアナライトとの反応状況を測定する際には、まず、センサユニット10を測定ステージにセットし、照明40の光路上に各センサセル18が来るように位置決めする。前述のように、SPR測定装置30は、センサユニット10にリガンドを固定する固定工程と、固定したリガンドにアナライトを接触させて、その際のSPR信号を取得する測定工程と、取得したSPR信号を解析するデータ解析工程とを行って、リガンドとアナライトとの反応状況を測定する。
Next, referring to the flowchart shown in FIG. 5, the operation of the SPR measurement device 30 configured as described above will be described by taking as an example the case of viewing the reactions of a plurality of types of analytes with respect to one type of ligand. When measuring the reaction state between the ligand and the analyte, first, the sensor unit 10 is set on the measurement stage and positioned so that each
SPR測定装置30は、センサユニット10がセットされた後、オペレータからの固定開始指示が入力されたことに応じて固定工程を開始する。SPR測定装置30のコントローラは、固定開始指示が入力されたことに応答してヘッド移動機構33を駆動し、送液ヘッド32をウエルプレート34に移動させる。送液ヘッド32をウエルプレート34にアクセスさせたコントローラは、ピペット突出機構を駆動してピペット46aを突出させ、リガンド溶液を保管するウエル内にピペット46aを進入させる。この際、コントローラは、送液ヘッド32に含まれる6つのピペット46aのうち、測定領域とすべき3つのセンサセル18に対応した3つのピペット46aのみを突出させる。ウエル内に進入してリガンド溶液に浸された各ピペット46aは、所定量のリガンド溶液を吸引する。ピペット46aにリガンド溶液を吸引させたコントローラは、送液ヘッド32をセンサユニット10に移動させ、各ピペット46a、46bを、各流路20の出入口20a、20bに挿し込む。
After the sensor unit 10 is set, the SPR measurement device 30 starts the fixing process in response to the input of the fixing start instruction from the operator. The controller of the SPR measurement device 30 drives the
各ピペット46a、46bを挿し込んだコントローラは、ピペット46aが吐出、ピペット46bが吸引を行うように、リガンド溶液を吸引保持した各ピペット対46を駆動し、対応する流路20内にリガンド溶液を注入する。これにより、測定領域となるセンサユニット18のリンカー膜26にリガンドが固定され、固定工程が終了する。なお、流路20にリガンド溶液を注入する前には、前述のように、各流路20内の洗浄やリンカー膜26の活性化処理などが行われる。また、固定化が進行している間、各流路20内のリガンド溶液を静置しておいてもよいが、各ピペット46a、46bの吸引と吐出とを交互に駆動し、流路20内のリガンド溶液を攪拌して流動させるようにしてもよい。
The controller into which each
測定領域となる各センサセル18のリンカー膜26にリガンドを固定させたSPR測定装置30は、温度などの環境条件を一定に保った状態でセンサユニット10を保持し、オペレータからの測定開始指示が入力されたことに応じて測定工程を開始する。コントローラは、測定開始指示が入力されたことに応答して、照明40と検出器42とによるデータ読み取りを開始させる。また、これと同時に、ヘッド移動機構33を駆動して送液ヘッド32をウエルプレート34に移動させる。ウエルプレート34に送液ヘッド32を移動させたコントローラは、ピペット突出機構を駆動して各ピペット46aを突出させ、各ピペット46aに所定量のアナライト溶液を吸引させる。この際、コントローラは、測定領域に対応するピペット46aと参照領域に対応するピペット46bとを1組として、各組のピペット46a毎に異なる3種類のアナライト溶液を吸引させる。
The SPR measurement device 30 in which a ligand is fixed to the
各ピペット46aにそれぞれのアナライト溶液を吸引させたコントローラは、送液ヘッド32をセンサユニット10に移動させ、各流路20の出入口20a、20bに、各ピペット46a、46bを挿し込む。各ピペット46a、46bを挿し込んだコントローラは、ピペット46aが吐出、ピペット46bが吸引を行うように各ピペット対46を駆動し、各流路20内にアナライト溶液を注入する。
The controller that sucks each analyte solution into each
リガンドが固定された測定領域用のリンカー膜26上では、アナライト溶液の注入に応じてリガンドとアナライトとが反応を始める。これにより、測定領域用の各リンカー膜26からの反射光に応じたSPR信号が、測定信号として取得される。一方、リガンドが固定されていない参照領域用のリンカー膜26上では、当然、アナライトの反応が生じない。これにより、参照領域用の各リンカー膜26からの反射光に応じたSPR信号が、アナライト溶液の送液にともなうリンカー膜26上の屈折率の変化に応じた参照信号として取得される。
On the
各信号を取得したSPR測定装置30は、照明40と検出器42とによるデータ読み取りを停止し、測定工程を終了する。なお、本例では省略したが、測定工程では、データ読み取りを開始した後、アナライト溶液を送液する前後に測定用バッファ液を各流路20に送液する。これにより、検出器42は、基準レベル(ベースライン)の検出、アナライトとリガンドの反応状況(結合状況)、結合したアナライトとリガンドとの脱離までの各SPR信号を取得する。
The SPR measurement device 30 that has acquired each signal stops data reading by the
測定工程を終了したSPR測定装置30は、各測定信号から対応する各参照信号を差し引いて測定データを算出し、この測定データを基にしてリガンドとアナライトとの反応状況を解析する。この際、本例では、測定信号と参照信号とを、それぞれ個別のセンサセル18のリンカー膜26から取得するようにしたので、表面の性質が同じリンカー膜26から各信号が取得され、各信号間に非特異吸着の差が生じることを抑えることができる。これにより、上記測定データの算出を行うことによって、非特異吸着の影響が確実に防止される。
The SPR measurement device 30 that has completed the measurement process calculates measurement data by subtracting each corresponding reference signal from each measurement signal, and analyzes the reaction state between the ligand and the analyte based on this measurement data. At this time, in this example, since the measurement signal and the reference signal are obtained from the
また、各流路20を、溝部20cが本体12aの短手方向に沿うように形成して、本体12aの長手方向に所定の間隔を隔てて並べて配置するようにしたので、各流路20を流路部材12内に高密度に配置することができる。これにより、流路20を分けて測定信号と参照信号とを取得するようにした際にも、センサユニット10の大型化が防止されので、ハイスループット化の妨げになることがない。
In addition, each
さらに、溝部20cの中心が本体12aの長手方向の中心線CL上に位置するように各流路20を形成したので、各ピペット対46を各流路20に挿し込む際の力が左右均等にバランスよく加わり、センサユニット10の長手方向を軸とした傾きを防止して、傾きに起因する各SPR信号の変動を抑えることができる。
Further, since each
なお、上記実施形態のセンサユニット10は、6つのセンサセル18を有しているが、センサセル18は、測定領域用と参照領域用との少なくとも2つがあればよい。また、上記実施形態では、照明40と検出器42とによって、6つのセンサセル18のSPR信号を同時に取得するようにしているが、これに限ることなく、照明40と検出器42とをそれぞれ測定信号用と参照信号用との2チャンネル分だけ設けて、センサユニット10、もしくは測定部31を移動させながら、センサユニット10に含まれる複数のセンサセル18の測定を行うようにしてもよい。
In addition, although the sensor unit 10 of the said embodiment has the six
また、上記実施形態では、各工程を一つのSPR測定装置30で行うようにしているが、各工程毎に装置を分けるようにしてもよい。こうすることで、複数のセンサユニット10を同時に処理することが可能となり、処理効率を向上させることができる。 In the above embodiment, each step is performed by one SPR measuring device 30, but the device may be divided for each step. By doing so, it becomes possible to process a plurality of sensor units 10 at the same time, and the processing efficiency can be improved.
また、上記実施形態では、誘電体ブロックとしてプリズム14を示しているが、誘電体ブロックには、この他に、光学ガラスや光学プラスチックなどを板状にしたものや、これらの板状のものとプリズムとを光学面平滑剤(例えば、光学マッチングオイル)で一体化させたものなどを含めるものとする。
In the above-described embodiment, the
さらに、上記実施形態では、全反射減衰を利用した測定装置の一例として、SPR測定装置を示したが、全反射減衰を利用した測定装置としては、この他に、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透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、導波モードが励起されると、前記光入射面における反射光が大きく減衰する。導波モードが励起される入射角は、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。この反射角の減衰を検出することにより、前記センサ面上の化学反応が測定される。 Furthermore, in the above-described embodiment, an SPR measurement device is shown as an example of a measurement device using total reflection attenuation. However, for example, a leakage mode sensor is also known as a measurement device using total reflection attenuation. ing. The leakage mode sensor is composed of a dielectric, and a thin film composed of a clad layer and an optical waveguide layer that are sequentially layered thereon. One surface of the thin film serves as a sensor surface, and the other surface receives light. It becomes a surface. When light is incident on the light incident surface so as to satisfy the total reflection condition, a part of the light is transmitted through the cladding layer and taken into the optical waveguide layer. In this optical waveguide layer, when the waveguide mode is excited, the reflected light at the light incident surface is greatly attenuated. The incident angle at which the waveguide mode is excited changes according to the refractive index of the medium on the sensor surface, similar to the resonance angle of SPR. By detecting the attenuation of the reflection angle, the chemical reaction on the sensor surface is measured.
10 センサユニット
12 流路部材
12a 本体
14 プリズム(誘電体ブロック)
18 センサセル
20 流路
20a 出入口
20b 出入口
20c 溝部
25 金属膜(薄膜層)
26 リンカー膜(高分子膜)
30 SPR測定装置
40 照明
42 検出器
43 光源
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Sensor unit 12
18
26 Linker membrane (polymer membrane)
30
Claims (6)
前記各流路を、前記本体の短手方向に沿うように前記底面に形成された略直線状の溝部と、前記本体の上面から前記溝部の両端に接続される一対の出入口とから構成するとともに、前記本体の長手方向に所定の間隔を隔てて並べて配置したことを特徴とするセンサユニット。 When light is irradiated so as to satisfy the total reflection condition, a dielectric block having a thin film layer formed to attenuate the light intensity of the reflected light, and a substantially rectangular parallelepiped arranged with the bottom surface in contact with the thin film layer In a sensor unit comprising a channel member in which a plurality of channels for feeding a sample solution in which a sample is dissolved in contact with the thin film layer is formed in a shaped body,
Each of the flow paths includes a substantially linear groove formed on the bottom surface along the short direction of the main body, and a pair of entrances connected to both ends of the groove from the upper surface of the main body. A sensor unit, which is arranged side by side at a predetermined interval in the longitudinal direction of the main body.
光源から前記薄膜層に向けて前記全反射条件を満たす光を照射し、
その反射光を検出器で受光して光電変換することにより、前記薄膜層上での前記試料の反応状況に応じた測定信号を取得する全反射減衰を利用した測定方法において、
前記各流路の少なくとも1つに前記試料溶液を送液して前記測定信号を取得するとともに、残りの前記各流路の少なくとも1つを利用して前記測定信号のノイズを除去するための参照信号を取得することを特徴とする全反射減衰を利用した測定方法。 When light is irradiated so as to satisfy the total reflection condition, a dielectric block having a thin film layer formed to attenuate the light intensity of the reflected light, and a substantially rectangular parallelepiped arranged with the bottom surface in contact with the thin film layer And a flow path member in which a plurality of flow paths for feeding a sample solution in which a sample is dissolved is brought into contact with the thin film layer, and the flow paths are arranged along the short direction of the main body. And a pair of doorways connected to both ends of the groove portion from the top surface of the main body, and arranged at a predetermined interval in the longitudinal direction of the main body. Set the placed sensor unit to be detachable
Irradiating light from the light source toward the thin film layer satisfying the total reflection condition,
In the measurement method using total reflection attenuation that receives the reflected light with a detector and photoelectrically converts it to obtain a measurement signal according to the reaction state of the sample on the thin film layer,
Reference for removing the noise of the measurement signal using at least one of the remaining flow paths while obtaining the measurement signal by sending the sample solution to at least one of the flow paths A measurement method using total reflection attenuation, characterized by acquiring a signal.
前記各流路の少なくとも1つに前記リガンドが溶解したリガンド溶液を注入して、前記高分子膜に前記リガンドを固定させた後、前記アナライトが溶解したアナライト溶液を注入して前記リガンドと前記アナライトとを接触させ、前記リガンドと前記アナライトとの反応状況に応じた信号を前記測定信号として取得し、
残りの前記各流路の少なくとも1つに前記アナライト溶液を注入して、前記高分子膜に前記アナライトのみを接触させた際の信号を前記参照信号として取得す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。 The sample includes a ligand that is preliminarily immobilized on the polymer film on the thin film layer, and an analyte that is contacted with the ligand to examine a reaction.
After injecting a ligand solution in which the ligand is dissolved into at least one of the channels and fixing the ligand to the polymer membrane, injecting an analyte solution in which the analyte is dissolved Contacting the analyte, obtaining a signal corresponding to a reaction state of the ligand and the analyte as the measurement signal;
The analyte solution is injected into at least one of the remaining channels, and a signal when only the analyte is brought into contact with the polymer film is obtained as the reference signal. 4. A measuring method using total reflection attenuation described in item 4.
The light source and the detector are configured to perform irradiation of the light and reception of the reflected light to the two thin film layers facing at least two of the flow paths, and the measurement signal 6. The measuring method using total reflection attenuation according to claim 4, wherein the reference signal is acquired simultaneously.
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