JP6026262B2 - 測定装置および測定方法 - Google Patents

Description

本発明は、表面プラズモン共鳴を利用した測定装置および測定方法に関するものである。

引用文献１には、表面プラズモン共鳴を利用した測定装置に使用するための、流路を有する分析チップが開示されている。この分析チップには、流路に流した検体中の被検物質の内、プラズモン共鳴が生じる表面に結合した被検物質のみを検出できるという特徴がある。この分析チップの流路内には検体中の被検物質を検出するためのテスト領域およびコントロール領域が形成されている。テスト領域上には第１抗体が固定されており、第１抗体は、蛍光物質により標識化された第２抗体に１次反応で捕捉された抗原を捕捉して、抗原の量を反映した蛍光信号を発生させる（いわゆるサンドイッチ法）。一方、コントロール領域には参照抗体が固定されており、参照抗体は抗原の有無にかかわらず蛍光物質により標識化された第２抗体を捕捉してポジ信号を発生させる。

図１６はサンドイッチ法および競合法の原理を説明するための図、図１７はサンドイッチ法および競合法における多層膜モデルを説明するための図である。なお、これらの図においては、Ａｕ膜２００、第１抗体２０１、参照抗体２０２、抗原ラベルタンパク質２０３、抗原２０４、キャプチャー抗体を固定した蛍光粒子２０５である。まず図１６のサンドイッチ法（１）に示すように、サンドイッチ法の場合、テスト領域の第１抗体２０１もコントロール領域の参照抗体２０２も、抗原認識部位の構造が異なりはするが、物質としてはタンパク複合体である同じ免疫グロブリンである。また、表面プラズモン共鳴を利用した分析チップの全反射減衰や電場増強度において、このようなタンパク複合体を主とするＡｕ膜２００上に固定化された分子による膜は、図１７に示すように、Ａｕ膜２００上の１層の誘電体膜としてモデル化できる。

ここで、検出対象である抗原２０４ａの大きさが無視できるほど小さい場合には、図１７のサンドイッチ法（１）に示すように、テスト領域、コントロール領域には同じ物質が固定され、また抗原２０４ａの大きさは無視できるほど小さいため、誘電体膜としてモデル化した膜の光学定数（屈折率ｎ×膜厚ｄ）は同じである。

従って、例えば、検体毎の屈折率バラツキのように、テスト領域の表面プラズモン共鳴にもコントロール領域の表面プラズモン共鳴にも同じ変化をもたらすバラツキがあったとしても、このポジ信号で規格化することによって、原理上はそれを相殺して高精度の測定を行うことができる。

また、引用文献２には、上記のような分析チップを使用する蛍光検出装置として、励起光の位置を調整する手段を有する装置が開示されている。この蛍光検出装置は、テスト領域に対し位置をズラしながら励起光を照射した時に生じる蛍光を複数の調整用蛍光信号として検出し、それらに基づいてテスト領域に対する励起光の照射位置のズレを調整することにより、分析チップの固体差による分析精度の劣化を防止する手段を備えている。引用文献２に記載は無いが、このような手段を備えて分析チップの固体差による励起光の照射位置のズレを調整したとしても、複数の装置を製造すると、装置の部品や組立てにより励起光照射部全体の角度がズレる場合や、使用する励起光源の部品バラツキで励起光の波長がズレる場合がある。

励起光照射部全体の角度が他の装置とズレた装置で照射位置が自動調整されると、分析チップ内で全反射する角度が他の装置と変わり、表面プラズモン共鳴状態が変わるので、蛍光信号も他の装置と異なるものとなる。なお、このような現象は励起光波長に関しても同様である。

ただし、これらの変化は上記引用文献１と同様、サンドイッチ法において励起光がテスト領域とコントロール領域に共通の入射方法で入射し、かつＡｕ膜上の膜の光学定数が略等しい場合には、ポジ信号で規格化することによって、原理上はそれを相殺することができる。

特開２０１２−１２２９７７号公報 特開２０１１−２１５０２１号公報 特開２０１１−０５９００３号公報

一方、サンドイッチ法でアッセイすることが出来ない低分子化合物の抗原を検出する方法として競合法が知られている。競合法の一例として、引用文献３では、蛍光物質により標識化された抗体（引用文献３ではこちらを第１抗体としている）を調整し、基板上のテスト領域には被検物質そのもの、または被検物質と類似な部位を持ち被検物質と同様の（蛍光物質により標識化された抗体に対する）エピトープを持つ化合物を固定する。検体と蛍光物質により標識化された抗体とを混合して基板上に固定された被検物質または類似物質に接触させると、検体が被検物質を含まない場合には蛍光物質により標識化された抗体が基板上のテスト領域に固定された被検物質と結合してテスト領域に蛍光信号を発生させる。検体が被検物質を含む場合は、蛍光物質により標識化された抗体は検体中の被検物質と結合して、基板上のテスト領域に固定された被検物質とは結合しないため、テスト領域にプラズモン増強による蛍光信号を発生させない。競合法の場合でもコントロール領域には参照抗体が固定され得る。コントロール領域と参照抗体の機能はサンドイッチ法と全く同じである。

しかしながら、上記の競合法の一例の場合、テスト領域には被検物質そのもの、または図１６の競合法に示すように被検物質類似物質（２０３＋２０４ｃ）が固定されるため、コントロール領域に固定される参照抗体２０２の免疫グロブリンとは物質が異なり多様で、図１７の競合法に示すように、誘電体膜としてモデル化した場合の光学定数（屈折率ｎ×膜厚ｄ）も異なる。

なお、サンドイッチ法であっても、図１７のサンドイッチ法（２）に示すように、検出対象である抗原２０４ｂの大きさが無視できないほど大きい場合には、誘電体膜としてモデル化した場合の光学定数（屈折率ｎ×膜厚ｄ）が異なることが起こり得る。

図１３は表面プラズモン増強蛍光法における励起光入射角と検出信号との関係を示すグラフであるが、このグラフに示すように、Ａｕ膜上の誘電体膜の光学定数がコントロール領域とテスト領域で異なると、テスト領域の蛍光信号をコントロール領域の蛍光信号で規格化したとしても、測定装置の励起光波長、励起光入射角が製造バラツキによって測定装置毎に異なる場合に規格化された蛍光信号が装置毎にずれてしまう。図１３の例で詳細に説明すると、テスト領域の蛍光信号をコントロール領域の蛍光信号で規格化したときの値（図中一点鎖線）は、７５．５°を基準に装置の個体差によって±０．５°の範囲で入射角の差が出るとすると、±３％程度の誤差が生じることになる。

また、図１４は被検物質の種類による装置個体差の違いを示すグラフ、図１５は被検物質の種類によるＡｕ膜上の誘電体膜の光学定数の違いを示すグラフであり、図１４に示すグラフは、３台の装置において、Ｔ４用とＴＳＨ用の分析チップの各々について、測定対象粒子を固定した基準チップのテスト領域の蛍光信号をコントロール領域の蛍光信号で規格化したときの値と、実際に検体を測定した分析チップのテスト領域の蛍光信号をコントロール領域の蛍光信号で規格化したときの値とを相対比較した結果である。

図１５に示すように、Ｔ４のテスト領域とコントロール領域の光学定数は異なり、ＴＳＨのテスト領域とコントロール領域の光学定数はほぼ同じであるが、このようにある被検物質でのコントロール領域とテスト領域の光学定数の関係と、別の被検物質のコントロール領域とテスト領域の光学定数の関係が異なった場合、装置個体差の現れ方が被検物質によって異なってしまう。

なお、ＴＳＨは、テスト領域とコントロール領域の誘電体膜の光学定数がほぼ同じであるため、上記のような規格化をすることにより原理的には装置個体差が出ないはずであるが、誘電体膜の光学定数以外（分析チップの設置精度や励起光照射部全体の角度精度の個体差等）に起因する別の誤差があるため、若干の装置個体差が見られた。

このような装置個体差の問題を解消するために、蛍光信号と被験物質の検量線を装置専用の分析チップ毎に作成し、分析チップの製造時にバーコードなどで情報として添付することが考えられるが、検体や分析チップは消耗品であり、同じ品質のものを供給するのは困難であるため、再現性よく装置個体差を把握することは難しく、さらに検量線を装置毎に作成することは煩雑であり現実的でない。

本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、表面プラズモン共鳴を利用した測定装置において、被検物質毎に異なる装置個体差を補正し、高精度の測定を行うことが可能な測定装置および測定方法を提供することを目的とする。

本発明の測定装置は、検体中の被検物質と結合または競合する物質を固定したセンサ領域と、被検物質の種類に関する識別情報を担持する識別情報担持部とを備え、センサ領域が表面プラズモン共鳴を生じさせ蛍光性の標識を励起するように構成された分析チップを使用する測定装置であって、被検物質によって異なる装置個体差情報および／またはそれを基に算出された補正係数を記憶する記憶手段と、分析チップから識別情報を取得する情報取得手段と、センサ領域における結合または競合の状態を検出する検出手段と、識別情報に応じて記憶手段から引き出した装置個体差情報および／または補正係数に基づいて、検出手段により検出された結果に対して装置個体差を補正する演算手段とを備えたことを特徴とする。

本発明の測定装置において、装置個体差情報および／または補正係数は、センサ領域上に屈折率既知の液体を保持させた再利用可能な基準分析チップを用いて取得されたものとすることが好ましい。

この場合、基準分析チップは、被検物質を測定可能な分析チップの前記センサ領域上に屈折率既知の液体を保持させたものであることが好ましい。なお、「被検物質を測定可能な分析チップ」とは、被検物質に対して通常の検査を行う分析チップそのもの、もしくはこの分析チップと同等の構成を有する分析チップを意味する。

また、分析チップを、検体中の被検物質と結合または競合する第１物質を固定した第１センサ領域と、前記被検物質と結合または競合した標識物質と結合する第２物質を固定した第２センサ領域とを備えたものとし、演算手段を、第１センサ領域において取得された第１信号を前記第２センサ領域において取得された第２信号で規格化して第３信号を算出し、第３信号に対して装置個体差を補正するものとすることが好ましい。

本発明の測定方法は、検体中の被検物質と結合または競合する物質を固定したセンサ領域と、被検物質の種類に関する識別情報を担持する識別情報担持部とを備え、センサ領域が表面プラズモン共鳴を生じさせ蛍光性の標識を励起するように構成された分析チップを使用する測定方法であって、被検物質によって異なる装置個体差情報および／またはそれを基に算出された補正係数を記憶しておき、分析チップから識別情報を取得し、センサ領域における結合または競合の状態を検出し、識別情報に応じて引き出した装置個体差情報および／または補正係数に基づいて、検出手段により検出された結果に対して装置個体差を補正することを特徴とする。

本発明の測定方法において、装置個体差情報および／または補正係数は、センサ領域上に屈折率既知の液体を保持させた再利用可能な基準分析チップを用いて取得されたものとすることが好ましい。

この場合、基準分析チップは、被検物質を測定可能な分析チップの前記センサ領域上に屈折率既知の液体を保持させたものであることが好ましい。なお、「被検物質を測定可能な分析チップ」とは、被検物質に対して通常の検査を行う分析チップそのもの、もしくはこの分析チップと同等の構成を有する分析チップを意味する。

また、分析チップを、検体中の被検物質と結合または競合する第１物質を固定した第１センサ領域と、前記被検物質と結合または競合した標識物質と結合する第２物質を固定した第２センサ領域とを備えたものとし、第１センサ領域において取得された第１信号を前記第２センサ領域において取得された第２信号で規格化して第３信号を算出し、第３信号に対して装置個体差を補正することが好ましい。

本発明の測定装置および測定方法によれば、識別情報による被検物質の種類に応じた装置個体差の補正係数を予め記憶しておき、分析チップから識別情報を取得し、識別情報に応じて引き出した装置個体差情報および／または補正係数に基づいて、検出手段により検出された結果に対して装置個体差を補正するようにしたので、被検物質毎に異なる装置個体差を補正し、高精度の測定を行うことが可能となる。

また、装置個体差情報および／または補正係数について、センサ領域上に屈折率既知の液体を保持させた再利用可能な基準分析チップを用いて取得されたものとすれば、同一の基準分析チップを使用して複数の装置間の装置個体差を取得しているため、検体や分析チップの個体差に影響されず、再現性が高く正確な装置個体差情報を取得することができる。

この場合、基準分析チップを、被検物質を測定可能な分析チップの前記センサ領域上に屈折率既知の液体を保持させたものとすれば、実際の測定に即した正確な装置個体差情報を取得できるため、装置個体差の補正をより正確に行うことが可能となる。

また、分析チップを、検体中の被検物質と結合または競合する第１物質を固定した第１センサ領域と、前記被検物質と結合または競合した標識物質と結合する第２物質を固定した第２センサ領域とを備えたものとし、第１センサ領域において取得された第１信号を前記第２センサ領域において取得された第２信号で規格化して第３信号を算出し、第３信号に対して装置個体差を補正するようにすれば、装置個体差の補正のみならず、検体毎の屈折率バラツキ等も補正できるため、より正確な結果を得ることができる。

本発明の測定装置の一実施の形態である蛍光検出装置の概略構成図 上記蛍光検出装置の好ましい実施形態を示すブロック図 図１の蛍光検出装置に用いられる分析チップの一例を示す模式図 図２の検体処理手段によりノズルチップを用いて検体が検体容器から抽出される様子を示す模式図 図２の検体処理手段によりノズルチップ内の検体が試薬セルに注入・撹拌される様子を示す模式図 図２の光照射手段および蛍光検出手段の一例を示す模式図 図２のデータ分析手段においてレート法により定量的または定性的な分析が行われる様子を示すグラフ 図２の照射位置調整手段の一例を示す模式図 図８の照射位置調整手段により励起光の照射位置が矢印Ｙ方向に移動する様子を示す模式図 照射位置のずらし量と調整用蛍光信号の強度の一例を示すグラフ 図２の走査駆動手段の一例を示す模式図 図８の走査駆動手段により励起光の照射位置が矢印Ｘ方向に移動する様子を示す模式図 表面プラズモン増強蛍光法における励起光入射角と検出信号との関係を示すグラフ 被検物質の種類による装置個体差の違いを示すグラフ 被検物質の種類によるＡｕ膜上の誘電体膜の光学定数の違いを示すグラフ サンドイッチ法および競合法の原理を説明するための図 サンドイッチ法および競合法における多層膜モデルを説明するための図

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は本発明の測定装置の一実施の形態である蛍光検出装置１の概略構成図であって、例えば表面プラズモン共鳴を利用した免疫解析装置である。蛍光検出装置１により分析を行う際、図１に示す検体が収容された検体容器ＣＢと、検体および試薬を抽出する際に用いられるノズルチップＮＣと、試薬セルおよびマイクロ流路が形成された分析チップ１０が装填される。なお、検体容器ＣＢ、ノズルチップＮＣおよび分析チップ１０はいずれも一度使用したら破棄される使い捨てのものである。そして、蛍光検出装置１は検体を分析チップ１０のマイクロ流路１５に流しながら検体内の被検物質について定量的もしくは定性的な分析を行う。

この蛍光検出装置１は、検体処理手段２０、光照射手段３０、蛍光検出手段４０、データ分析手段５０、情報取得手段９０、記憶手段１００等を備えている。検体処理手段２０は、ノズルチップＮＣを用いて検体を収容した検体容器ＣＢ内から検体を抽出し、抽出した検体を試薬と混合撹拌した検体溶液を生成するものである。

ここで、図３は分析チップ１０の一例を示す模式図である。分析チップ１０は、サンドイッチ法に対応したものであって、光透過性の樹脂からなる本体１１に注入口１２、排出口１３、試料セル１４ａ、１４ｂ、流路１５が形成された構造を有している。本体１１の上面に形成された注入口１２は流路１５を介して排出口１３に連通しており、同じく本体１１の上面に形成された排出口１３から負圧をかけることにより検体は注入口１２から注入されて流路１５内に流れ排出口１３から排出される。試料セル１４ａ、１４ｂは検体容器ＣＢ内の検体に混合する蛍光試薬（第２抗体）を収容する容器である。なお、試料セル１４ａ、１４ｂの開口部はシール部材により封止されており、検体と蛍光試薬とを混合する際にシール部材が穿孔されるようになっている。

また、流路１５内には検体内の被検物質を検出するためのテスト領域（第１センサ領域）ＴＲおよびテスト領域ＴＲの上流側および下流側に設けられた２つのコントロール領域ＣＲが形成されている。このテスト領域ＴＲ上には第１抗体（第１物質）が固定されており、いわゆるサンドイッチ方式により標識化された抗体を捕捉する。また、コントロール領域ＣＲには参照抗体（第２物質）が固定されており、コントロール領域ＣＲ上に検体溶液が流れることにより参照抗体が蛍光物質を捕捉する。なお、非特異吸着を検出するためのいわゆるネガ型コントロール領域ＣＲが、テスト領域ＴＲの上流側に配置され、検体差による反応性の違いを検出するためのいわゆるポジ型コントロール領域（第２センサ領域）ＣＲが、テスト領域ＴＲの下流側に配置されている。

そして、分析の開始が指示された際、検体処理手段２０は図４に示すようにノズルチップＮＣを用いて検体容器ＣＢから検体を吸引する。その後、検体処理手段２０は図５に示すように試料セル１４ａのシール部材を穿孔し試料セル１４ａ内の試薬に検体を混合・撹拌させた後、検体溶液を再びノズルチップＮＣを用いて吸引する。この動作を試料セル１４ｂについても同様に行う。すると、検体内に存在する被検物質（抗原）Ａに試薬内の特異的に結合する第２の結合物質である第２抗体Ｂ２が表面に修飾された検体溶液が生成される。そして、検体処理手段２０は、検体溶液を収容したノズルチップＮＣを注入口１２上に設置し、排出口１３からの負圧によりノズルチップＮＣ内の検体溶液が流路１５内に流入する。

なお、検体処理手段２０が検体と試薬とを混合した検体溶液を流路１５内に供給する場合について例示しているが、流路１５内に予め試薬を充填させておき、検体処理手段２０が注入口１２から検体のみを流入させるようにしてもよい。

さらに、分析チップ１０の本体１１の下面には、被検物質の種類に関する識別情報を担持する識別情報担持部としての不図示のバーコードが印刷されている。なお、バーコードについては１次元バーコードでもよいし２次元バーコードでもよい。

図６は光照射手段３０および蛍光検出手段４０の一例を示す模式図である。なお、図６においてはテスト領域ＴＲに着目して説明するが、コントロール領域ＣＲについても同様に励起光Ｌが照射されるものである。図２の光照射手段３０は、分析チップ１０の裏面側から励起光Ｌを全反射条件となる入射角度でプリズムを介してテスト領域ＴＲの誘電体プレート１７と金属膜１６に照射するものである。蛍光検出手段４０は、たとえばフォトダイオード、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等からなり、光照射手段３０の励起光Ｌの照射によりテスト領域ＴＲから生じる蛍光を蛍光信号ＦＳとして検出するものである。

そして、光照射手段３０により励起光Ｌが誘電体プレート１７と金属膜１６との界面に対して全反射角以上の特定の入射角度で入射されることにより、金属膜１６上の試料Ｓ中にエバネッセント波Ｅｗが滲み出し、このエバネッセント波Ｅｗによって金属膜１６中に表面プラズモンが励起される。この表面プラズモンにより金属膜１６表面に電界分布が生じ、電場増強領域が形成される。すると、結合した蛍光標識物質Ｆはエバネッセント波Ｅｗにより励起され増強された蛍光を発生する。

図２のデータ分析手段５０は、蛍光検出手段４０により検出された蛍光信号ＦＳの経時変化に基づいて被検物質の分析を行うものである。具体的には、蛍光強度は蛍光標識物質Ｆの結合した量によって変化するため、図７に示すように時間経過とともに蛍光強度は変化する。データ分析手段５０は、複数の蛍光信号ＦＳを所定期間（たとえば５分間）において所定のサンプリング周期（たとえば５秒周期）で取得し、蛍光強度の時間変化率を解析することにより検体内の被検物質について定量的な分析を行う（レート法）。そして分析結果は、モニタやプリンタ等からなる情報出力手段４から出力される。

ここで、蛍光検出装置１は、上述した被検物質の分析を行う前に蛍光検出装置１の個体差に合わせて励起光Ｌの照射位置ＲＲを調整する機能を有している。詳細に説明すると、蛍光検出装置１の個体毎に、部品精度や組立て精度に起因して光照射手段３０全体の角度がズレる場合があり、そのような場合には分析チップ１０のテスト領域ＴＲもしくはコントロール領域ＣＲに対する励起光Ｌの照射面積等が異なることになる。上述した電場増強場（エバネッセント波）は励起光の照射量に応じて強度が変化するものであるため、照射面積が異なれば電場増強場の強度およびそれに伴う蛍光量も異なる。結果として蛍光強度が蛍光検出装置１の個体差によってばらつき、分析精度が劣化するという問題がある。そこで、蛍光検出装置１は、製造時において調整用チップを使用して、装置個体差に合わせて励起光Ｌの照射位置を自動的に調整する機能を有している。

この調整用チップとしては、分析チップ１０の本体１１と同じ材質で同じ形状の調整用チップを用いる。調整用チップにおいて分析チップ１０のセンサ領域に相当する部分を含む領域は、ブラスト処理ですりガラス状にするか、白色塗料を塗布し、入射した励起光が散乱して入射光位置が判るようになっている。

図２に示すように、蛍光検出装置１は、照射位置調整手段６０、照射位置制御手段７０、走査駆動手段８０を備えている。照射位置調整手段６０は、光照射手段３０によるテスト領域ＴＲに対する励起光Ｌの照射位置ＲＲを調整するものである。図８は光照射手段３０および照射位置調整手段６０の一例を示す模式図である。図８において、光照射手段３０は、光源３１、凹レンズ３２ａおよび凸レンズ３２ｂからなる光学系３２、絞り３３を有している。そして、光源３１から射出された励起光Ｌが光学系３２により集光され絞り３４を介してプリズムに入射される。照射位置調整手段６０は、光学系３２を光軸に略垂直（矢印α方向）かつ励起光Ｌの入射面に略平行する方向に移動させることにより、図９に示すように励起光Ｌの照射位置ＲＲをテスト領域ＴＲの面に略平行かつ励起光Ｌの入射面に略平行な方向（矢印Ｙ方向）に調整する。なお、光学系３２は励起光Ｌを集光させる場合について例示しているが、平行光や広がり光にするものであってもよい。

図２の照射位置制御手段７０は、照射位置調整手段６０を駆動させてテスト領域ＴＲに対し照射位置ＲＲをずらしながら励起光Ｌを照射させた際に、蛍光検出手段４０により検出される複数の調整用蛍光信号ＡＦＳに基づいて被検物質を分析する際のテスト領域ＴＲに対する励起光Ｌの照射位置ＲＲを決定するものである。具体的には、照射位置制御手段７０は、励起光Ｌの照射位置ＲＲを矢印Ｙ方向にたとえば０．１ｍｍずつずらしながら１．５ｍｍの走査範囲内において走査させるように照射位置調整手段６０を制御する。すると、図１０に示すように蛍光検出手段４０が異なる照射位置ＲＲ毎の複数の調整用蛍光信号ＡＦＳを検出する。なお、図１０においてずらし量０は予め設定された初期位置であることを示す。

そして、照射位置制御手段７０は、複数の調整用蛍光信号ＡＦＳのうち、最も大きい調整用蛍光信号ＡＦＳｍａｘを検出する。そして、照射位置制御手段７０は、最大の調整用蛍光信号ＡＦＳｍａｘが取得された照射位置ＲＲを分析に最適な照射位置ＲＲであると判断し、当該照射位置ＲＲにおいて上記分析を行うように照射位置調整手段６０を制御する。あるいは、照射位置制御手段７０は、最も大きい調整用蛍光信号ＡＦＳｍａｘの５０％を超えた走査範囲の中央の照射位置ＲＲにおいて上記分析を行うように照射位置調整手段６０を制御してもよい。この照射位置ＲＲの調整作業を蛍光検出装置１の製造時に行うことにより、蛍光検出装置１の個体毎の光照射手段３０全体の角度ズレを無くすことができる。

ところで、上述したように分析チップ１０にはテスト領域ＴＲの他に２つのコントロール領域ＣＲが設けられており、このコントロール領域ＣＲについても蛍光検出が行われる。このテスト領域ＴＲおよびコントロール領域ＣＲに対する励起光Ｌの照射は光照射手段３０を走査させることにより行われる。図１１は走査駆動手段８０の一例を示す模式図である。走査駆動手段８０は、流路の形成方向（矢印Ｘ方向）に沿って光照射手段３０を移動させるものであって、たとえば５秒周期でテスト領域ＴＲとコントロール領域ＣＲとの間を往復運動させる。

ここで、蛍光検出装置１の個体差により、Ｙ方向のみならずＸ方向にも位置ずれが生じる場合がある。このため、照射位置制御手段７０はＸ方向についても走査駆動手段８０を用いて照射位置ＲＲの調整を行う。具体的には、照射位置制御手段７０は、図１２に示すように、走査駆動手段８０を駆動させてテスト領域ＴＲに対し照射位置ＲＲをずらしながら励起光Ｌを照射する。すると、蛍光検出手段４０は照射位置ＲＲ毎の複数の調整用蛍光信号ＡＦＳを検出する。照射位置制御手段７０は、上述した矢印Ｙ方向における照射位置の決定手法と同様の手法を用いて、Ｘ方向についての励起光Ｌの照射位置を決定する。

なお、Ｘ方向については走査駆動手段８０を用いて照射位置ＲＲを調整し、Ｙ方向いついて照射位置調整手段６０を用いて調整する場合について例示しているが、Ｘ方向についても照射位置調整手段６０を用いて調整するようにしてもよい。このとき、照射位置調整手段６０は、光学系３２を矢印α方向およびそれに直交する方向に移動させることにより照射位置ＲＲを調整することになる。また、図８においてテスト領域ＴＲについて照射位置ＲＲを調整する場合について例示しているが、コントロール領域ＣＲについても同様に照射位置ＲＲの調整が行われる。さらに、光照射手段３０について矢印Ｘ方向に走査させる場合について例示しているが、蛍光検出手段４０も光照射手段３０の移動に同期して移動させるようにしてもよいし、テスト領域ＴＲおよびコントロール領域ＣＲ毎にそれぞれ対応して光検出部を設けるようにしてもよい。

次に、本発明の蛍光検出方法の好ましい実施形態について説明する。
予備段階として、まず蛍光検出装置１での使用が想定される被検物質の種類毎に、被検物質を固定したテスト領域ＴＲと、被検物質を固定しないコントロール領域ＣＲとを備え、これらテスト領域ＴＲおよびコントロール領域ＣＲ上に標識物質を含まない屈折率既知の液体または固体を保持させた基準分析チップを作成する。

所定の基準蛍光検出装置において被検物質の種類毎に基準分析チップの測定を行うことにより、テスト領域ＴＲおよびコントロール領域ＣＲの表面プラズモン共鳴量の比に関する情報を取得する。

次に、蛍光検出装置１において被検物質の種類毎に基準分析チップの測定を行うことにより、テスト領域ＴＲおよびコントロール領域ＣＲの表面プラズモン共鳴量の比に関する情報を取得し、この蛍光検出装置１における表面プラズモン共鳴量の比と基準蛍光検出装置における表面プラズモン共鳴量の比との比に関する情報を取得して、図２に示す記憶手段１００に補正係数として記憶しておく。

実際の測定時には、まず蛍光検出装置１に分析チップ１０、検体容器ＣＢ、ノズルチップＮＢが装填される。すると、情報取得手段９０（具体的にはバーコードリーダー）により分析チップ１０の下面に印刷されたバーコードが読み取られ、分析チップ１０の被検物質の種類に関する識別情報が取得される。

次に、検体処理手段２０により検体と試薬とを混合した検体溶液が生成され、この検体溶液が分析チップ１０の流路に流下され、テスト領域ＴＲおよびコンロトール領域ＣＲに調整に必要な強度の蛍光が生じるまで適切な時間待機する。

次に、被検物質の定量分析のための励起光Ｌの照射が行われる。このとき、光照射手段３０が矢印Ｘ方向に走査することにより、テスト領域ＴＲおよびコントロール領域ＣＲに対し励起光Ｌの照射が行われる。そして、図７に示すように、上述した蛍光信号ＦＳの取得がたとえば所定の期間に所定のサンプリング周期で行われる。

その後、データ分析手段（検出手段、演算手段）５０においてレート法により定量分析が行われ、テスト領域（第１センサ領域）ＴＲにおける測定結果を第１信号、ポジ型コントロール領域（第２センサ領域）ＣＲにおける測定結果を第２信号として検出する。次に、第１信号を第２信号で規格化して第３信号を算出する。なお、ここでの規格化処理としては、例えば第１信号を第２信号で除算する等、どのような手法を用いてもよい。さらに、測定初期段階で取得した識別情報に応じて記憶手段１００から引き出した補正係数を第３信号と演算して蛍光検出装置１の装置個体差を補正し、最終的な結果を得る。なお、ここでの補正処理としては、第３信号に補正係数を乗算する等、どのような手法を用いてもよい。そして、最終的に得られた分析結果は、プリントアウトもしくは画面表示される。

このような態様とすることにより、被検物質毎に異なる装置個体差を補正し、高精度の測定を行うことが可能となる。

以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、例えば、本発明におけるアッセイ方法は、被検出物質の存在の有無の検出や被検出物質の量の測定（すなわち、定量）などを含む、最も広い概念として解釈されるものとして、通常知られている免疫学的な測定方法を制限なく包含するものであり、上記実施の形態で説明したサンドイッチ法に限らず、競合法等、種々の方式を含むものである。

また、反応によって蛍光信号が時間とともに変化するレート法について実施形態を記述したが、洗浄を行って反応を止めた後の定常的な蛍光信号を測定するエンドポイント法による分析チップでも同様の調整により分析精度の劣化を防止することができる。

また、被検物質の種類に関する識別情報を担持する識別情報担持部としては、バーコードに限らず、外部から情報を読取可能なＩＣチップ等を分析チップに取り付けてもよい。

また、第１センサ領域の測定および第２センサ領域の測定を行う手法についても、上記実施の形態のような、いわゆる表面プラズモン増強蛍光法に限らず、各センサ領域の表面プラズモン共鳴の状態に基づいて検出するようにしてもよい。

上記以外にも、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行なってもよいのは勿論である。

１ 蛍光検出装置
１０ 分析チップ
２０ 検体処理手段
３０ 光照射手段
４０ 蛍光検出手段
５０ 照射位置調整手段
５０ データ分析手段
６０ 照射位置調整手段
７０ 照射位置制御手段
８０ 走査駆動手段
９０ 情報取得手段
１００ 記憶手段
ＡＦＳ 調整用蛍光信号
ＣＲ コントロール領域
ＦＳ 蛍光信号
Ｌ 励起光
ＲＲ 照射位置
ＴＲ テスト領域

Claims (8)

1. 検体中の被検物質と結合または競合する物質を固定したセンサ領域と、前記被検物質の種類に関する識別情報を担持する識別情報担持部とを備え、前記センサ領域が表面プラズモン共鳴を生じさせ蛍光性の標識を励起するように構成された分析チップを使用する測定装置であって、
   被検物質によって異なる装置個体差情報および／またはそれを基に算出された補正係数を記憶する記憶手段と、
   前記分析チップから前記識別情報を取得する情報取得手段と、
   前記センサ領域における結合または競合の状態を検出する検出手段と、
   前記識別情報に応じて前記記憶手段から引き出した前記装置個体差情報および／または前記補正係数に基づいて、前記検出手段により検出された結果に対して装置個体差を補正する演算手段と
   を備えたことを特徴とする測定装置。
2. 前記装置個体差情報および／または前記補正係数が、前記センサ領域上に屈折率既知の液体を保持させた再利用可能な基準分析チップを用いて取得されたものであることを特徴とする請求項１記載の測定装置。
3. 前記基準分析チップは、被検物質を測定可能な分析チップの前記センサ領域上に屈折率既知の液体を保持させたものであることを特徴とする請求項２記載の測定装置。
4. 前記分析チップが、検体中の被検物質と結合または競合する第１物質を固定した第１センサ領域と、前記被検物質と結合または競合した標識物質と結合する第２物質を固定した第２センサ領域とを備え、
   前記演算手段が、前記第１センサ領域において取得された第１信号を前記第２センサ領域において取得された第２信号で規格化して第３信号を算出し、該第３信号に対して装置個体差を補正するものであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の測定装置。
5. 検体中の被検物質と結合または競合する物質を固定したセンサ領域と、前記被検物質の種類に関する識別情報を担持する識別情報担持部とを備え、前記センサ領域が表面プラズモン共鳴を生じさせ蛍光性の標識を励起するように構成された分析チップを使用する測定方法であって、
   被検物質によって異なる装置個体差情報および／またはそれを基に算出された補正係数を記憶しておき、
   前記分析チップから前記識別情報を取得し、
   前記センサ領域における結合または競合の状態を検出し、
   前記識別情報に応じて引き出した前記装置個体差情報および／または前記補正係数に基づいて、前記センサ領域における結合または競合の状態の検出結果に対して装置個体差を補正する
   ことを特徴とする測定方法。
6. 前記装置個体差情報および／または前記補正係数が、前記センサ領域上に屈折率既知の液体を保持させた再利用可能な基準分析チップを用いて取得されたものであることを特徴とする請求項５記載の測定方法。
7. 前記基準分析チップは、被検物質を測定可能な分析チップの前記センサ領域上に屈折率既知の液体を保持させたものであることを特徴とする請求項６記載の測定方法。
8. 前記分析チップが、検体中の被検物質と結合または競合する第１物質を固定した第１センサ領域と、前記被検物質と結合または競合した標識物質と結合する第２物質を固定した第２センサ領域とを備え、
   前記第１センサ領域において取得された第１信号を前記第２センサ領域において取得された第２信号で規格化して第３信号を算出し、該第３信号に対して装置個体差を補正することを特徴とする請求項５から７のいずれか１項記載の測定方法。

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