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JP6805637B2 - Hematocrit value measuring method, hematocrit value measuring device, amount of substance to be measured, and amount of substance to be measured - Google Patents

Hematocrit value measuring method, hematocrit value measuring device, amount of substance to be measured, and amount of substance to be measured Download PDF

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JP6805637B2 JP2016165649A JP2016165649A JP6805637B2 JP 6805637 B2 JP6805637 B2 JP 6805637B2 JP 2016165649 A JP2016165649 A JP 2016165649A JP 2016165649 A JP2016165649 A JP 2016165649A JP 6805637 B2 JP6805637 B2 JP 6805637B2
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Description

本発明は、血液を含む検体のヘマトクリット値を測定するための測定方法および測定装置、ならびに当該検体中の被測定物質の量を測定するための測定方法および測定装置に関する。 The present invention relates to a measuring method and a measuring device for measuring a hematocrit value of a sample containing blood, and a measuring method and a measuring device for measuring the amount of a substance to be measured in the sample.

臨床検査において、タンパク質やDNAなどの、検体中の微量の被測定物質を高感度かつ定量的に検出することができれば、患者の状態を迅速に把握して治療を行うことが可能となる。たとえば、血液中の抗原(被測定物質)を測定する場合、検体としては、患者から採取された全血、またはその全血から血球成分が分離された血漿もしくは血清が使用され得る。また、患者の状態を把握するためには、血漿または血清に対する被測定物質の量(濃度)を測定する必要がある。しかしながら、全血に対する血漿または血清の割合は患者ごとに異なるため、検体として全血を使用して被測定物質の量を示す測定値を取得した場合には、全血に対する血漿または血清の割合に応じて当該測定値を補正する必要がある。このとき、測定値の補正には、ヘマトクリット値が用いられ得る。 If a small amount of a substance to be measured in a sample, such as protein or DNA, can be detected with high sensitivity and quantitatively in a clinical test, it is possible to quickly grasp the patient's condition and perform treatment. For example, when measuring an antigen (substance to be measured) in blood, whole blood collected from a patient or plasma or serum in which a blood cell component is separated from the whole blood can be used as a sample. In addition, in order to grasp the patient's condition, it is necessary to measure the amount (concentration) of the substance to be measured with respect to plasma or serum. However, since the ratio of plasma or serum to whole blood varies from patient to patient, when whole blood is used as a sample and a measured value indicating the amount of the substance to be measured is obtained, the ratio of plasma or serum to whole blood is used. It is necessary to correct the measured value accordingly. At this time, the hematocrit value can be used to correct the measured value.

最も古典的であり、かつ精度が高いヘマトクリット値の測定方法として、ミクロヘマトクリット法がある。しかし、ミクロヘマトクリット法は、使用される遠心分離装置が大型であり、かつ測定工程の自動化が困難という問題がある。そこで、ヘマトクリット値を測定するための様々な方法が開発されている(例えば、特許文献1〜3参照)。 The microhematocrit method is the most classic and highly accurate method for measuring hematocrit values. However, the microhematocrit method has a problem that the centrifuge used is large and it is difficult to automate the measurement process. Therefore, various methods for measuring the hematocrit value have been developed (see, for example, Patent Documents 1 to 3).

特許文献1には、検体のバルク電導度に基づいてヘマトクリット値を測定する方法が記載されている。また、特許文献2には、検体の吸光度に基づいてヘマトクリット値を測定する方法が記載されている。さらに、特許文献3には、検体の粘度に基づいてヘマトクリット値を測定する方法が記載されている。特許文献3に記載の方法では、電圧が印加された状態で、検体を毛管空隙に供給したときに、検体を介した電流が検出されるまでの時間に基づいて、検体のヘマトクリット値を決定することができる。 Patent Document 1 describes a method of measuring a hematocrit value based on the bulk conductivity of a sample. Further, Patent Document 2 describes a method of measuring a hematocrit value based on the absorbance of a sample. Further, Patent Document 3 describes a method of measuring a hematocrit value based on the viscosity of a sample. In the method described in Patent Document 3, when a sample is supplied to the capillary space in a state where a voltage is applied, the hematocrit value of the sample is determined based on the time until a current through the sample is detected. be able to.

特開2011−002468号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-002468 特開2009−236487号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-236487 特開2011−137816号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-137816

特許文献1および特許文献3に記載のヘマトクリット値の測定方法では、ヘマトクリット値を測定する際に電流値(伝導度)を測定するための測定系が必要となる。また、特許文献2に記載のヘマトクリット値の測定方法では、ヘマトクリット値を測定する際に吸光度を測定するための測定系が必要となる。また、血液を含む検体中の被測定物質の量を示す測定値をヘマトクリット値で補正する場合に、測定装置がヘマトクリット値を測定するための測定系を有していないときは、別途、測定系を追加する必要がある。しかしながら、別途、測定系を追加すると、測定装置のコストが高くなってしまい、かつ測定装置が大型化してしまうという問題がある。 In the method for measuring a hematocrit value described in Patent Document 1 and Patent Document 3, a measuring system for measuring a current value (conductivity) is required when measuring a hematocrit value. Further, in the method for measuring a hematocrit value described in Patent Document 2, a measuring system for measuring the absorbance is required when measuring the hematocrit value. In addition, when correcting the measured value indicating the amount of the substance to be measured in the sample containing blood with the hematocrit value, if the measuring device does not have a measuring system for measuring the hematocrit value, a separate measuring system is provided. Need to be added. However, if a measuring system is added separately, there is a problem that the cost of the measuring device becomes high and the measuring device becomes large.

一方、液体を扱う測定装置は、通常、ピペットチップと、ピペットチップ内の圧力を検出するための圧力センサーとを有する。 On the other hand, a measuring device that handles a liquid usually has a pipette tip and a pressure sensor for detecting the pressure in the pipette tip.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、ピペットチップ内の圧力を検出するための圧力センサーを利用して、血液を含む検体のヘマトクリット値を測定するための測定方法および測定装置を提供することを目的とする。また、本発明は、新たな測定系を別途追加することなく、検体のヘマトクリット値を測定し、検体中の被測定物質の量を高精度に測定できる測定方法および測定装置を提供することも目的とする。 The present invention has been made in view of this point, and a measuring method and a measuring device for measuring a hematocrit value of a sample containing blood by using a pressure sensor for detecting the pressure in the pipette tip. The purpose is to provide. Another object of the present invention is to provide a measuring method and a measuring device capable of measuring the hematocrit value of a sample and measuring the amount of a substance to be measured in the sample with high accuracy without adding a new measuring system separately. And.

上記課題を解決するため、本発明の一実施の形態に係るヘマトクリット値の測定方法は、流路を有する測定チップを用いて、血液を含む検体のヘマトクリット値を測定するための、ヘマトクリット値の測定方法であって、ピペットチップ内の圧力を検出しつつ、前記ピペットチップから前記流路内に前記検体を注入するか、または前記流路から前記ピペットチップ内に前記検体を吸引したときの、前記ピペットチップ内の圧力の時間変化に関する情報を取得する工程と、前記情報に基づいて、前記検体のヘマトクリット値を決定する工程と、を含む。 In order to solve the above problem, the method for measuring the hematocrit value according to the embodiment of the present invention is to measure the hematocrit value for measuring the hematocrit value of a sample containing blood by using a measuring chip having a flow path. The method, wherein the sample is injected from the pipette tip into the flow path while detecting the pressure in the pipette tip, or the sample is sucked into the pipette tip from the flow path. It includes a step of acquiring information on a time change of pressure in a pipette tip and a step of determining a hematocrit value of the sample based on the information.

上記課題を解決するため、本発明の一実施の形態に係る被測定物質の量の測定方法は、血液を含む検体中の被測定物質の量を測定するための、前記被測定物質の量の測定方法であって、本発明に係るヘマトクリット値の測定方法により、前記検体のヘマトクリット値を測定する工程と、前記流路内に、前記検体中に含まれていた前記被測定物質が固定化され、かつ前記検体が存在しない状態で、前記検体中の前記被測定物質の量を示す測定値を取得する工程と、前記ヘマトクリット値に基づいて前記測定値を補正する工程と、を含む。 In order to solve the above problem, the method for measuring the amount of the substance to be measured according to the embodiment of the present invention is to measure the amount of the substance to be measured in a sample containing blood. According to the method for measuring the hematocrit value according to the present invention, the step of measuring the hematocrit value of the sample and the substance to be measured contained in the sample are immobilized in the flow path. In addition, the step of acquiring a measured value indicating the amount of the substance to be measured in the sample in the absence of the sample, and the step of correcting the measured value based on the hematocrit value are included.

上記課題を解決するため、本発明の一実施の形態に係るヘマトクリット値の測定装置は、血液を含む検体のヘマトクリット値を測定するための、ヘマトクリット値の測定装置であって、流路を有する測定チップを保持するためのチップホルダーと、ピペットチップと、前記ピペットチップ内の圧力を検出するための圧力センサーとを有し、前記圧力センサーにより前記ピペットチップ内の圧力を検出しつつ、前記ピペットチップから前記流路内に検体を注入するか、または前記流路から前記ピペットチップ内に検体を吸引するための液体取扱部と、前記圧力センサーにより取得された、前記ピペットチップ内の圧力の時間変化に関する情報に基づいて、前記検体のヘマトクリット値を決定する処理部と、を有する。 In order to solve the above problem, the hematocrit value measuring device according to the embodiment of the present invention is a hematocrit value measuring device for measuring the hematocrit value of a sample containing blood, and is a measurement having a flow path. The pipette tip has a tip holder for holding the tip, a pipette tip, and a pressure sensor for detecting the pressure in the pipette tip, and the pipette tip is detected by the pressure sensor while detecting the pressure in the pipette tip. The time change of the pressure in the pipette tip acquired by the pressure sensor and the liquid handling unit for injecting the sample into the flow path or sucking the sample from the flow path into the pipette tip. It has a processing unit for determining a hematoclit value of the sample based on the information regarding the sample.

上記課題を解決するため、本発明の一実施の形態に係る被測定物質の量の測定装置は、血液を含む検体中の被測定物質の量を測定するための、前記被測定物質の量の測定装置であって、本発明に係るヘマトクリット値の測定装置と、前記チップホルダーに保持された前記測定チップの前記流路内に、前記検体中に含まれていた前記被測定物質が固定化され、かつ前記検体が存在しない状態で、前記検体中の前記被測定物質の量を示す測定値を取得するための測定値取得部と、を有し、前記処理部は、さらに、前記ヘマトクリット値に基づいて前記測定値を補正する。 In order to solve the above problems, the device for measuring the amount of the substance to be measured according to the embodiment of the present invention is for measuring the amount of the substance to be measured in the sample containing blood. The substance to be measured contained in the sample is immobilized in the measuring device for measuring the hematocrit value according to the present invention and the flow path of the measuring chip held in the chip holder. And, in the absence of the sample, it has a measurement value acquisition unit for acquiring a measurement value indicating the amount of the substance to be measured in the sample, and the processing unit further obtains the hematocrit value. The measured value is corrected based on the above.

本発明によれば、液体を扱う装置が有しているピペットチップと、ピペットチップ内の圧力を検出するための圧力センサーとを利用してヘマトクリット値を測定することができるため、測定装置の高コスト化および大型化を抑制することができる。 According to the present invention, the hematocrit value can be measured by using the pipette tip of the device that handles the liquid and the pressure sensor for detecting the pressure in the pipette tip, so that the height of the measuring device is high. It is possible to suppress the increase in cost and size.

図1は、実施の形態に係るSPFS装置の構成の一例を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic view showing an example of the configuration of the SPFS apparatus according to the embodiment. 図2は、測定チップの構成の一例を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of the measuring chip. 図3は、実施の形態に係るSPFS装置の動作手順の一例を示すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing an example of the operation procedure of the SPFS device according to the embodiment. 図4は、図3に示される測定値の取得工程内の工程を示すフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart showing a process in the measurement value acquisition process shown in FIG. 図5は、図3に示されるヘマトクリット値の測定工程内の工程を示すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing a process in the process of measuring the hematocrit value shown in FIG. 図6A、Bは、ヘマトクリット値を決定する方法について説明するためのグラフである。6A and 6B are graphs for explaining a method of determining a hematocrit value. 図7は、検体を流路内に注入したときの、平衡状態に達するまでの時間からヘマトクリット値を決定するための検量線の一例を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing an example of a calibration curve for determining the hematocrit value from the time until the equilibrium state is reached when the sample is injected into the flow path. 図8は、粘度法によって血漿中の被測定物質の量を決定したときの精度を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing the accuracy when the amount of the substance to be measured in plasma is determined by the viscosity method.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。ここでは、本発明に係る測定装置の代表例として、表面プラズモン励起増強蛍光分光法(Surface Plasmon-field enhanced Fluorescence Spectroscopy:以下「SPFS」と略記する)を利用した測定装置(SPFS装置)について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Here, as a typical example of the measuring device according to the present invention, a measuring device (SPFS device) using surface plasmon-field enhanced Fluorescence Spectroscopy (hereinafter abbreviated as “SPFS”) will be described. ..

図1は、本実施の形態に係るSPFS装置100の構成の一例を示す模式図である。図1に示されるように、SPFS装置100は、励起光出射部110、シグナル検出部120、液体取扱部130、搬送部140および制御処理部(処理部)150を有する。本実施の形態では、励起光出射部110およびシグナル検出部120は、ともに検体中の被測定物質の量を示す測定値を取得するための測定値取得部を構成する。 FIG. 1 is a schematic view showing an example of the configuration of the SPFS device 100 according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the SPFS device 100 includes an excitation light emitting unit 110, a signal detecting unit 120, a liquid handling unit 130, a transport unit 140, and a control processing unit (processing unit) 150. In the present embodiment, the excitation light emitting unit 110 and the signal detecting unit 120 both form a measured value acquisition unit for acquiring a measured value indicating the amount of the substance to be measured in the sample.

SPFS装置100は、搬送部140のチップホルダー142に測定チップ10を装着した状態で使用される。そこで、先に測定チップ10について説明し、その後にSPFS装置100について説明する。なお、チップホルダー142、液体取扱部130および制御処理部150は、ともに検体のヘマトクリット値を測定するための、ヘマトクリット値の測定装置を構成する。 The SPFS device 100 is used with the measuring chip 10 mounted on the chip holder 142 of the transport unit 140. Therefore, the measuring chip 10 will be described first, and then the SPFS device 100 will be described. The chip holder 142, the liquid handling unit 130, and the control processing unit 150 all constitute a hematocrit value measuring device for measuring the hematocrit value of the sample.

(測定チップ)
図2は、測定チップ10の構成の一例を示す断面図である。図2は、図1の紙面に垂直であり、かつ流路41内の液体の流れ方向に沿う平面における断面図である。測定チップ10は、プリズム20、金属膜30および流路蓋40を有する。本実施の形態では、測定チップ10の流路蓋40は、後述の液体チップ50と一体化されている。
(Measuring chip)
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of the measuring chip 10. FIG. 2 is a cross-sectional view in a plane perpendicular to the paper surface of FIG. 1 and along the flow direction of the liquid in the flow path 41. The measuring chip 10 has a prism 20, a metal film 30, and a flow path lid 40. In the present embodiment, the flow path lid 40 of the measuring chip 10 is integrated with the liquid chip 50 described later.

プリズム20は、入射面21、成膜面22および出射面23を有する。入射面21は、励起光出射部110からの励起光αをプリズム20の内部に入射させる。成膜面22上には、金属膜30が配置されている。プリズム20の内部に入射した励起光αは、プリズム20と金属膜30との界面(成膜面22)で反射されて反射光となる。出射面23は、反射光をプリズム20の外部に出射させる。 The prism 20 has an incident surface 21, a film forming surface 22, and an emitting surface 23. The incident surface 21 causes the excitation light α from the excitation light emitting unit 110 to enter the inside of the prism 20. A metal film 30 is arranged on the film-forming surface 22. The excitation light α incident on the inside of the prism 20 is reflected at the interface (deposition surface 22) between the prism 20 and the metal film 30 to become reflected light. The exit surface 23 emits the reflected light to the outside of the prism 20.

プリズム20の形状は、特に限定されない。本実施の形態では、プリズム20の形状は、台形を底面とする柱体である。台形の一方の底辺に対応する面が成膜面22であり、一方の脚に対応する面が入射面21であり、他方の脚に対応する面が出射面23である。底面となる台形は、等脚台形であることが好ましい。これにより、入射面21と出射面23とが対称になり、励起光αのS波成分がプリズム20内に滞留しにくくなる。 The shape of the prism 20 is not particularly limited. In the present embodiment, the shape of the prism 20 is a pillar body having a trapezoidal bottom surface. The surface corresponding to one base of the trapezoid is the film forming surface 22, the surface corresponding to one leg is the incident surface 21, and the surface corresponding to the other leg is the exit surface 23. The trapezoid to be the bottom surface is preferably an isosceles trapezoid. As a result, the incident surface 21 and the exit surface 23 become symmetrical, and the S wave component of the excitation light α is less likely to stay in the prism 20.

入射面21は、励起光出射部110からの励起光αが入射面21で反射して励起光出射部110に戻らないように形成される。励起光αの光源がレーザーダイオード(以下「LD」ともいう)である場合、励起光αがLDに戻ると、LDの励起状態が乱れてしまい、励起光αの波長や出力が変動してしまう。そこで、理想的な共鳴角または増強角を中心とする走査範囲において、励起光αが入射面21に垂直に入射しないように、入射面21の角度が設定される。 The incident surface 21 is formed so that the excitation light α from the excitation light emitting unit 110 is not reflected by the incident surface 21 and returned to the excitation light emitting unit 110. When the light source of the excitation light α is a laser diode (hereinafter, also referred to as “LD”), when the excitation light α returns to the LD, the excited state of the LD is disturbed and the wavelength and output of the excitation light α fluctuate. .. Therefore, the angle of the incident surface 21 is set so that the excitation light α is not incident perpendicularly to the incident surface 21 in the scanning range centered on the ideal resonance angle or enhancement angle.

ここで「共鳴角」とは、金属膜30に対する励起光αの入射角を走査した場合に、出射面23から出射される反射光の光量が最小となるときの、入射角を意味する。また、「増強角」とは、金属膜30に対する励起光αの入射角を走査した場合に、測定チップ10の上方に放出される励起光αと同一波長の散乱光(以下「プラズモン散乱光」という)γの光量が最大となるときの、入射角を意味する。本実施の形態では、入射面21と成膜面22との角度および成膜面22と出射面23との角度は、いずれも約80°である。 Here, the "resonance angle" means the incident angle when the amount of reflected light emitted from the emitting surface 23 is minimized when the incident angle of the excitation light α with respect to the metal film 30 is scanned. Further, the "enhanced angle" is scattered light having the same wavelength as the excitation light α emitted above the measurement chip 10 when the incident angle of the excitation light α with respect to the metal film 30 is scanned (hereinafter, “plasmon scattered light””. It means the incident angle when the amount of light of γ is maximized. In the present embodiment, the angle between the incident surface 21 and the film forming surface 22 and the angle between the film forming surface 22 and the emitting surface 23 are both about 80 °.

なお、測定チップ10の設計により、共鳴角(およびその極近傍にある増強角)が概ね決まる。設計要素は、プリズム20の屈折率や、金属膜30の屈折率、金属膜30の厚み、金属膜30の消衰係数、励起光αの波長などである。金属膜30上に捕捉された被測定物質によって共鳴角および増強角がシフトするが、その量は数度未満である。 The resonance angle (and the augmentation angle in the immediate vicinity thereof) is roughly determined by the design of the measurement chip 10. The design elements include the refractive index of the prism 20, the refractive index of the metal film 30, the thickness of the metal film 30, the extinction coefficient of the metal film 30, the wavelength of the excitation light α, and the like. The substance to be measured captured on the metal film 30 shifts the resonance angle and the enhancement angle, but the amount is less than a few degrees.

プリズム20は、励起光αに対して透明な誘電体からなる。プリズム20は、複屈折特性を少なからず有する。プリズム20の材料の例には、樹脂およびガラスが含まれる。プリズム20を構成する樹脂の例には、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)、ポリカーボネート(PC)、およびシクロオレフィン系ポリマーが含まれる。プリズム20の材料は、好ましくは、屈折率が1.4〜1.6であり、かつ複屈折が小さい樹脂である。 The prism 20 is made of a dielectric material that is transparent to the excitation light α. The prism 20 has not a little birefringence characteristic. Examples of materials for the prism 20 include resin and glass. Examples of the resins constituting the prism 20 include polymethyl methacrylate (PMMA), polycarbonate (PC), and cycloolefin-based polymers. The material of the prism 20 is preferably a resin having a refractive index of 1.4 to 1.6 and a small birefringence.

金属膜30は、プリズム20の成膜面22上に配置されている。これにより、成膜面22に全反射条件で入射した励起光αの光子と、金属膜30中の自由電子との間で表面プラズモン共鳴(Surface Plasmon Resonance:以下「SPR」と略記する)が生じ、金属膜30の表面上に局在場光(一般に「エバネッセント光」または「近接場光」とも呼ばれる)を生じさせることができる。局在場光は、金属膜30の表面から励起光αの波長程度離れた距離まで及ぶ。金属膜30は、成膜面22上の全面に形成されていてもよいし、成膜面22上の一部に形成されていてもよい。本実施の形態では、金属膜30は、成膜面22の全面に形成されている。 The metal film 30 is arranged on the film forming surface 22 of the prism 20. As a result, surface plasmon resonance (hereinafter abbreviated as "SPR") occurs between the photons of the excitation light α incident on the film-forming surface 22 under total reflection conditions and the free electrons in the metal film 30. , Localized field light (generally also referred to as "evanescent light" or "proximity field light") can be generated on the surface of the metal film 30. The localized field light extends from the surface of the metal film 30 to a distance of about the wavelength of the excitation light α. The metal film 30 may be formed on the entire surface of the film-forming surface 22, or may be formed on a part of the film-forming surface 22. In the present embodiment, the metal film 30 is formed on the entire surface of the film-forming surface 22.

金属膜30には、被測定物質を捕捉するための捕捉体が固定化されている。金属膜30上において、捕捉体が固定化されている領域を、特に「反応場」という。本実施の形態では、捕捉体は、金属膜30上に亘って略均一に固定化されている。したがって、反応場は、金属膜30上に亘って形成されている。また、捕捉体は、被測定物質に特異的に結合する。このため、被測定物質は、捕捉体を介して金属膜30上に固定化され得る。 A trapping body for capturing the substance to be measured is immobilized on the metal film 30. The region on the metal film 30 where the trap is immobilized is particularly referred to as a "reaction field". In the present embodiment, the trap is fixed substantially uniformly over the metal film 30. Therefore, the reaction field is formed over the metal film 30. In addition, the trapping body specifically binds to the substance to be measured. Therefore, the substance to be measured can be immobilized on the metal film 30 via the trap.

捕捉体の種類は、被測定物質を捕捉することができれば特に限定されない。たとえば、捕捉体は、被測定物質に特異的に結合可能な抗体(1次抗体)またはその断片、被測定物質に特異的に結合可能な酵素などである。 The type of capture body is not particularly limited as long as it can capture the substance to be measured. For example, the trap is an antibody (primary antibody) or a fragment thereof that can specifically bind to the substance to be measured, an enzyme that can specifically bind to the substance to be measured, or the like.

金属膜30の材料は、表面プラズモン共鳴を生じさせうる金属であれば特に限定されない。金属膜30の材料の例には、金、銀、銅、アルミニウム、およびこれらの合金が含まれる。本実施の形態では、金属膜30は、金薄膜である。金属膜30の厚みは、特に限定されないが、SPRを効率的に発生させる観点から、20〜60nmの範囲内が好ましい。金属膜30の形成方法は、特に限定されない。金属膜30の形成方法の例には、スパッタリング、蒸着、メッキが含まれる。 The material of the metal film 30 is not particularly limited as long as it is a metal capable of causing surface plasmon resonance. Examples of materials for the metal film 30 include gold, silver, copper, aluminum, and alloys thereof. In the present embodiment, the metal film 30 is a gold thin film. The thickness of the metal film 30 is not particularly limited, but is preferably in the range of 20 to 60 nm from the viewpoint of efficiently generating SPR. The method for forming the metal film 30 is not particularly limited. Examples of methods for forming the metal film 30 include sputtering, vapor deposition, and plating.

流路蓋40は、金属膜30上に配置されている。金属膜30がプリズム20の成膜面22の一部にのみ形成されている場合、流路蓋40は、成膜面22上に配置されていてもよい。本実施の形態では、流路蓋40は、金属膜30の上に配置されている。金属膜30上に流路蓋40を配置することで液体を収容するための空洞である流路41が形成される。本実施の形態では、流路41は、底面と、天面と、当該底面および当該天面を接続する一対の側面とを有する。本明細書中、流路41のプリズム20側の面を「流路41の底面」といい、流路41の、流路41の底面と対向する面を「流路41の天面」という。詳細については後述するが、所望の流路抵抗を得る観点から、流路41の一対の側面の間の長さは、0.1mm以上5mm以下であることが好ましく、流路41の天面と、流路41の底面との間の長さは、0.1mm以上1mm以下であることが好ましく、検体の流れ方向(流路41の長手方向)における流路41の長さは、10mm以上50mm以下であることが好ましい。 The flow path lid 40 is arranged on the metal film 30. When the metal film 30 is formed only on a part of the film forming surface 22 of the prism 20, the flow path lid 40 may be arranged on the film forming surface 22. In the present embodiment, the flow path lid 40 is arranged on the metal film 30. By arranging the flow path lid 40 on the metal film 30, the flow path 41, which is a cavity for accommodating the liquid, is formed. In the present embodiment, the flow path 41 has a bottom surface, a top surface, and a pair of side surfaces connecting the bottom surface and the top surface. In the present specification, the surface of the flow path 41 on the prism 20 side is referred to as "the bottom surface of the flow path 41", and the surface of the flow path 41 facing the bottom surface of the flow path 41 is referred to as the "top surface of the flow path 41". The details will be described later, but from the viewpoint of obtaining the desired flow path resistance, the length between the pair of side surfaces of the flow path 41 is preferably 0.1 mm or more and 5 mm or less, and is equal to the top surface of the flow path 41. The length between the flow path 41 and the bottom surface is preferably 0.1 mm or more and 1 mm or less, and the length of the flow path 41 in the sample flow direction (longitudinal direction of the flow path 41) is 10 mm or more and 50 mm. The following is preferable.

図2に示されるように、流路蓋40は、枠体42、液体注入部被膜フィルム43および液体貯蔵部被膜フィルム44を有する。枠体42には、2つの貫通孔が形成されている。枠体42の裏面には、凹部(流路溝)が形成されている。金属膜30(およびプリズム20)上に流路蓋40(枠体42)が配置され、当該凹部の開口部が金属膜30により閉塞されることで、流路41が形成される。さらに、一方の貫通孔の開口部が液体注入部被膜フィルム43により閉塞されることで、液体注入部45が形成され、他方の貫通孔の開口部が液体貯蔵部被膜フィルム44により閉塞されることで、液体貯蔵部46が形成される。液体貯蔵部被膜フィルム44には、通気孔47が設けられている。 As shown in FIG. 2, the flow path lid 40 has a frame body 42, a liquid injection portion coating film 43, and a liquid storage portion coating film 44. Two through holes are formed in the frame body 42. A recess (flow path groove) is formed on the back surface of the frame body 42. The flow path lid 40 (frame body 42) is arranged on the metal film 30 (and the prism 20), and the opening of the recess is closed by the metal film 30 to form the flow path 41. Further, the opening of one through hole is closed by the liquid injection portion coating film 43 to form the liquid injection portion 45, and the opening of the other through hole is closed by the liquid storage portion coating film 44. Then, the liquid storage unit 46 is formed. The liquid storage portion coating film 44 is provided with ventilation holes 47.

局在場光が及ぶ領域を十分に確保する観点からは、流路41の高さ(流路溝の深さ)は、ある程度大きいことが好ましい。流路41内に混入する不純物の量を低減する観点からは、流路41の高さ(流路溝の深さ)は、小さいことが好ましい。このような観点から、流路41の高さは、0.05〜0.15mmの範囲内であることが好ましい。流路41の両端は、流路41内と外部とを連通させるように、流路蓋40に形成された液体注入部45および液体貯留部46とそれぞれ接続されている。 From the viewpoint of sufficiently securing the region covered by the localized field light, the height of the flow path 41 (depth of the flow path groove) is preferably large to some extent. From the viewpoint of reducing the amount of impurities mixed in the flow path 41, the height of the flow path 41 (depth of the flow path groove) is preferably small. From such a viewpoint, the height of the flow path 41 is preferably in the range of 0.05 to 0.15 mm. Both ends of the flow path 41 are connected to a liquid injection section 45 and a liquid storage section 46 formed in the flow path lid 40 so as to communicate the inside and the outside of the flow path 41, respectively.

枠体42は、金属膜30上から放出される光(蛍光βおよびプラズモン散乱光γ)に対して透明な材料からなることが好ましい。流路蓋40の材料の例には、ガラスおよび樹脂が含まれる。当該樹脂の例には、ポリメタクリル酸メチル樹脂(PMMA)が含まれる。また、上記の光に対して透明であれば、枠体42の他の部分は、不透明な材料で形成されていてもよい。枠体42は、例えば、両面テープや接着剤などによる接着や、レーザー溶着、超音波溶着、クランプ部材を用いた圧着などにより金属膜30またはプリズム20に接合されている。 The frame body 42 is preferably made of a material that is transparent to the light (fluorescent β and plasmon scattered light γ) emitted from the metal film 30. Examples of materials for the flow path lid 40 include glass and resin. Examples of such resins include polymethyl methacrylate resin (PMMA). Further, as long as it is transparent to the above light, the other portion of the frame body 42 may be formed of an opaque material. The frame body 42 is joined to the metal film 30 or the prism 20 by, for example, bonding with double-sided tape or an adhesive, laser welding, ultrasonic welding, crimping using a clamp member, or the like.

液体注入部被覆フィルム43は、ピペットチップ134を挿入可能であり、かつピペットチップ134を挿入した際には、ピペットチップ134の外周に隙間なく密着することが可能なフィルムである。たとえば、液体注入部被覆フィルム43は、弾性フィルムおよび粘着フィルムの2層フィルムである。液体注入部被覆フィルム43には、ピペットチップ134を挿入するための微細な貫通孔が設けられていてもよい。本実施の形態では、液体注入部被覆フィルム43に、外径が1.2mmのピペットチップ挿入用貫通孔48が設けられている。液体注入部被膜フィルム43がピペットチップ134の外周に隙間なく密着するように構成されていることにより、送液時において、液体注入部42側の流路41内を密封することができる。 The liquid injection portion coating film 43 is a film into which the pipette tip 134 can be inserted, and when the pipette tip 134 is inserted, the film can be brought into close contact with the outer periphery of the pipette tip 134 without a gap. For example, the liquid injection portion coating film 43 is a two-layer film of an elastic film and an adhesive film. The liquid injection portion covering film 43 may be provided with a fine through hole for inserting the pipette tip 134. In the present embodiment, the liquid injection portion covering film 43 is provided with a through hole 48 for inserting a pipette tip having an outer diameter of 1.2 mm. Since the liquid injection portion coating film 43 is configured to be in close contact with the outer periphery of the pipette tip 134 without a gap, the inside of the flow path 41 on the liquid injection portion 42 side can be sealed at the time of liquid feeding.

前述のとおり、液体貯留部被覆フィルム44は、通気孔47を有する。液体貯留部被覆フィルム44の構成は、特に制限されない。たとえば、液体貯留部被覆フィルム44は、前述の液体注入部被覆フィルム43と同様の2層フィルムであってもよい。 As described above, the liquid storage portion covering film 44 has ventilation holes 47. The structure of the liquid storage portion covering film 44 is not particularly limited. For example, the liquid storage portion covering film 44 may be a two-layer film similar to the liquid injection portion covering film 43 described above.

前述のとおり、本実施の形態では、測定チップ10および液体チップ50は、一体化されている(図1参照)。より具体的には、枠体42および液体チップ50が一体化されている。液体チップ50は、液体を収容するためのウェルを有する。ウェルの開口部は、液体を収容した状態でフィルムなどにより閉塞されていてもよい。ウェルの開口部を閉塞するフィルムは、液体チップ50の使用前にユーザーにより取り除かれてもよい。また、ピペットチップ134がフィルムを貫くことができる場合は、ウェルの開口部がフィルムで閉塞された状態で液体チップ50が使用されてもよい。 As described above, in the present embodiment, the measuring chip 10 and the liquid chip 50 are integrated (see FIG. 1). More specifically, the frame body 42 and the liquid chip 50 are integrated. The liquid chip 50 has a well for containing the liquid. The opening of the well may be closed with a film or the like while containing the liquid. The film that closes the well openings may be removed by the user prior to use of the liquid chip 50. If the pipette tip 134 can penetrate the film, the liquid tip 50 may be used with the well openings closed by the film.

液体チップ50に収容される液体の例には、血液を含む検体や、蛍光物質で標識された捕捉体を含む標識液、洗浄液(緩衝液)およびこれらの希釈液が含まれる。 Examples of the liquid contained in the liquid chip 50 include a sample containing blood, a labeling solution containing a catcher labeled with a fluorescent substance, a washing solution (buffer solution), and a diluted solution thereof.

測定チップ10および液体チップ50は、通常、測定のたびに交換される。また、測定チップ10は、好ましくは各片の長さが数mm〜数cmの構造物であるが、「チップ」の範疇に含まれないより小型の構造物またはより大型の構造物であってもよい。 The measuring tip 10 and the liquid tip 50 are usually replaced at each measurement. Further, the measuring chip 10 is preferably a structure having a length of several mm to several cm, but is a smaller structure or a larger structure that is not included in the category of “chip”. May be good.

(SPFS装置)
次に、SPFS装置100の各構成要素について説明する。前述のとおり、SPFS装置100は、励起光出射部110、シグナル検出部120、液体取扱部130、搬送部140および制御処理部(処理部)150を有する。
(SPFS device)
Next, each component of the SPFS apparatus 100 will be described. As described above, the SPFS device 100 includes an excitation light emitting unit 110, a signal detecting unit 120, a liquid handling unit 130, a transport unit 140, and a control processing unit (processing unit) 150.

励起光出射部110は、励起光αを出射する。蛍光βの検出時には、励起光出射部110は、金属膜30で表面プラズモン共鳴が発生するように、金属膜30に対するP波を入射面21に向けて出射する。ここで「励起光」とは、蛍光物質を直接もしくは間接に励起させる光である。たとえば、励起光αは、プリズム20を介して金属膜30に表面プラズモン共鳴が生じる角度で照射されたときに、蛍光物質を励起させる局在場光を金属膜30の表面上に生じさせる光である。励起光出射部110は、光源ユニット111、角度調整機構112および光源制御部113を含む。 The excitation light emitting unit 110 emits the excitation light α. When the fluorescence β is detected, the excitation light emitting unit 110 emits a P wave with respect to the metal film 30 toward the incident surface 21 so that surface plasmon resonance occurs in the metal film 30. Here, the "excitation light" is light that directly or indirectly excites a fluorescent substance. For example, the excitation light α is light that generates localized field light that excites a fluorescent substance on the surface of the metal film 30 when the metal film 30 is irradiated through the prism 20 at an angle at which surface plasmon resonance occurs. is there. The excitation light emitting unit 110 includes a light source unit 111, an angle adjusting mechanism 112, and a light source control unit 113.

光源ユニット111は、コリメートされ、かつ波長および光量が一定の光を、金属膜30の裏面における照射スポットの形状が略円形となるように出射する。光源ユニット111は、例えば、光源、ビーム整形光学系、APC機構および温度調整機構(いずれも不図示)を含む。 The light source unit 111 emits light that is collimated and has a constant wavelength and light amount so that the shape of the irradiation spot on the back surface of the metal film 30 is substantially circular. The light source unit 111 includes, for example, a light source, a beam shaping optical system, an APC mechanism, and a temperature adjusting mechanism (all not shown).

光源の種類は、特に限定されず、例えばレーザーダイオード(LD)である。光源の他の例には、発光ダイオードや水銀灯などのレーザー光源が含まれる。光源から出射される励起光αの波長は、例えば、400nm以上1000nm以下である。光源から出射される励起光αがビームでない場合は、励起光αは、レンズや鏡、スリットなどによりビームに変換される。また、光源から出射される励起光αが単色光でない場合は、励起光αは、回折格子などにより単色光に変換される。さらに、光源から出射される励起光αが直線偏光でない場合は、励起光αは、偏光子などにより直線偏光の光に変換される。 The type of light source is not particularly limited, and is, for example, a laser diode (LD). Other examples of light sources include laser light sources such as light emitting diodes and mercury lamps. The wavelength of the excitation light α emitted from the light source is, for example, 400 nm or more and 1000 nm or less. When the excitation light α emitted from the light source is not a beam, the excitation light α is converted into a beam by a lens, a mirror, a slit, or the like. When the excitation light α emitted from the light source is not monochromatic light, the excitation light α is converted into monochromatic light by a diffraction grating or the like. Further, when the excitation light α emitted from the light source is not linearly polarized light, the excitation light α is converted into linearly polarized light by a polarizer or the like.

ビーム整形光学系は、例えば、コリメーターやバンドパスフィルター、直線偏光フィルター、半波長板、スリット、ズーム手段などを含む。ビーム整形光学系は、これらのすべてを含んでいてもよいし、一部を含んでいてもよい。 The beam shaping optical system includes, for example, a collimator, a bandpass filter, a linear polarizing filter, a half-wave plate, a slit, a zoom means, and the like. The beam shaping optical system may include all of these, or may include some of them.

コリメーターは、光源から出射された励起光αをコリメートする。 The collimator collimates the excitation light α emitted from the light source.

バンドパスフィルターは、光源から出射された励起光αを中心波長のみの狭帯域光にする。光源から出射された励起光αは、若干の波長分布幅を有しているためである。 The bandpass filter converts the excitation light α emitted from the light source into narrow-band light having only a central wavelength. This is because the excitation light α emitted from the light source has a slight wavelength distribution width.

直線偏光フィルターは、光源から出射された励起光αを直線偏光の光にする。 The linearly polarized light filter converts the excitation light α emitted from the light source into linearly polarized light.

半波長板は、金属膜30にP波成分が入射するように光の偏光方向を調整する。 The half-wave plate adjusts the polarization direction of light so that the P wave component is incident on the metal film 30.

スリットおよびズーム手段は、金属膜30の裏面における照射スポットの形状が所定サイズの円形となるように、光源から出射された励起光αのビーム径や輪郭形状などを調整する。 The slit and zoom means adjust the beam diameter and contour shape of the excitation light α emitted from the light source so that the shape of the irradiation spot on the back surface of the metal film 30 becomes a circle of a predetermined size.

APC機構は、光源の出力が一定となるように光源を制御する。より具体的には、APC機構は、励起光αから分岐させた光の光量を不図示のフォトダイオードなどで検出する。そして、APC機構は、回帰回路で投入エネルギーを制御することで、光源の出力を一定に制御する。 The APC mechanism controls the light source so that the output of the light source is constant. More specifically, the APC mechanism detects the amount of light branched from the excitation light α with a photodiode (not shown) or the like. Then, the APC mechanism controls the output of the light source to be constant by controlling the input energy with the regression circuit.

温度調整機構は、例えば、ヒーターやペルチェ素子などである。光源から出射された励起光αの波長およびエネルギーは、温度によって変動することがある。このため、温度調整機構で光源の温度を一定に保つことにより、光源から出射された励起光αの波長およびエネルギーを一定に制御する。 The temperature adjusting mechanism is, for example, a heater or a Peltier element. The wavelength and energy of the excitation light α emitted from the light source may vary depending on the temperature. Therefore, by keeping the temperature of the light source constant by the temperature adjusting mechanism, the wavelength and energy of the excitation light α emitted from the light source are controlled to be constant.

角度調整機構112は、金属膜30(プリズム20と金属膜30との界面(成膜面22))に対する励起光αの入射角を調整する。角度調整機構112は、プリズム20を介して金属膜30の所定の位置に向けて所定の入射角で光を照射するために、光源から出射された励起光αの光軸とチップホルダー142とを相対的に回転させる。たとえば、角度調整機構112は、金属膜30上において励起光αの光軸と直交する軸(図1の紙面に対して垂直な軸)を中心として光源ユニット111を回動させる。このとき、入射角を走査しても金属膜30上での照射スポットの位置がほとんど変化しないように、回転軸の位置を設定する。特に、回転中心の位置を、入射角の走査範囲の両端における2つの光源から出射された励起光αの光軸の交点近傍(成膜面22上の照射位置と入射面21との間)に設定することで、照射位置のズレを極小化することができる。 The angle adjusting mechanism 112 adjusts the incident angle of the excitation light α with respect to the metal film 30 (the interface between the prism 20 and the metal film 30 (deposition surface 22)). The angle adjusting mechanism 112 connects the optical axis of the excitation light α emitted from the light source and the chip holder 142 in order to irradiate the metal film 30 with light at a predetermined angle of incidence toward a predetermined position via the prism 20. Rotate relatively. For example, the angle adjusting mechanism 112 rotates the light source unit 111 on the metal film 30 about an axis orthogonal to the optical axis of the excitation light α (the axis perpendicular to the paper surface of FIG. 1). At this time, the position of the rotation axis is set so that the position of the irradiation spot on the metal film 30 hardly changes even if the incident angle is scanned. In particular, the position of the center of rotation is set near the intersection of the optical axes of the excitation light α emitted from the two light sources at both ends of the scanning range of the incident angle (between the irradiation position on the film forming surface 22 and the incident surface 21). By setting, the deviation of the irradiation position can be minimized.

前述のとおり、光源から金属膜30に対して出射された励起光αの入射角のうち、プラズモン散乱光γの光量が最大となる角度が増強角である。光源から出射された励起光αの入射角を増強角またはその近傍の角度に設定することで、高強度の蛍光βおよびプラズモン散乱光γを検出することが可能となる。プリズム20の材料および形状、金属膜30の厚み、流路41内の液体の屈折率などにより、光源から出射された励起光αの基本的な入射条件が決まるが、流路41内の捕捉体の種類および量、プリズム20の形状誤差などにより、最適な入射条件はわずかに変動する。このため、測定ごとに最適な増強角を求めることが好ましい。 As described above, among the incident angles of the excitation light α emitted from the light source to the metal film 30, the angle at which the amount of plasmon scattered light γ is maximized is the enhancement angle. By setting the incident angle of the excitation light α emitted from the light source to an angle at or near the enhancement angle, it becomes possible to detect high-intensity fluorescent β and plasmon scattered light γ. The basic incident conditions of the excitation light α emitted from the light source are determined by the material and shape of the prism 20, the thickness of the metal film 30, the refractive index of the liquid in the flow path 41, and the like. The optimum incident conditions vary slightly depending on the type and amount of light sources, the shape error of the prism 20, and the like. Therefore, it is preferable to obtain the optimum enhancement angle for each measurement.

光源制御部113は、光源ユニット111に含まれる各種機器を制御して、光源ユニット111からの励起光αの出射を制御する。光源制御部113は、例えば、演算装置、制御装置、記憶装置、入力装置および出力装置を含む公知のコンピュータやマイコンなどによって構成される。 The light source control unit 113 controls various devices included in the light source unit 111 to control the emission of the excitation light α from the light source unit 111. The light source control unit 113 is composed of, for example, a known computer or microcomputer including an arithmetic unit, a control device, a storage device, an input device, and an output device.

シグナル検出部120は、金属膜30上に、検体に含まれていた被測定物質が固定化され、かつ検体が存在しない状態で、励起光出射部110がプリズム20を介して金属膜30に、表面プラズモン共鳴が生じる入射角で励起光αを出射したときに、測定チップ10で生じるシグナル(例えば、蛍光β、反射光またはプラズモン散乱光γ)を検出する。シグナル検出部120は、検出したシグナル量(例えば、蛍光βの光量、反射光の光量、またはプラズモン散乱光γの光量)を示す信号を制御処理部150に出力する。シグナル検出部120は、受光光学系ユニット121、位置切替え機構122およびセンサー制御部127を含む。 In the signal detection unit 120, the excitation light emitting unit 110 is transmitted to the metal film 30 via the prism 20 in a state where the substance to be measured contained in the sample is immobilized on the metal film 30 and the sample does not exist. When the excitation light α is emitted at an incident angle where surface plasmon resonance occurs, a signal (for example, fluorescence β, reflected light or plasmon scattered light γ) generated by the measuring chip 10 is detected. The signal detection unit 120 outputs a signal indicating the detected signal amount (for example, the light amount of fluorescent β, the light amount of reflected light, or the light amount of plasmon scattered light γ) to the control processing unit 150. The signal detection unit 120 includes a light receiving optical system unit 121, a position switching mechanism 122, and a sensor control unit 127.

受光光学系ユニット121は、測定チップ10の金属膜30の法線上に配置される。受光光学系ユニット121は、第1のレンズ123、光学フィルター124、第2のレンズ125および受光センサー126を含む。 The light receiving optical system unit 121 is arranged on the normal line of the metal film 30 of the measuring chip 10. The light receiving optical system unit 121 includes a first lens 123, an optical filter 124, a second lens 125, and a light receiving sensor 126.

位置切替え機構122は、光学フィルター124の位置を、受光光学系ユニット121における光路上または光路外に切り替える。具体的には、第1の受光センサー126が蛍光βを検出するときには、光学フィルター124を受光光学系ユニット121の光路上に配置し、第1の受光センサー126がプラズモン散乱光γを検出するときには、光学フィルター124を受光光学系ユニット121の光路外に配置する。 The position switching mechanism 122 switches the position of the optical filter 124 on or out of the optical path of the light receiving optical system unit 121. Specifically, when the first light receiving sensor 126 detects the fluorescence β, the optical filter 124 is arranged on the optical path of the light receiving optical system unit 121, and when the first light receiving sensor 126 detects the plasmon scattered light γ. , The optical filter 124 is arranged outside the optical path of the light receiving optical system unit 121.

第1のレンズ123は、例えば、集光レンズであり、金属膜30上から出射される光(シグナル)を集光する。第2のレンズ125は、例えば、結像レンズであり、第1のレンズ123で集光された光を第1の受光センサー126の受光面に結像させる。両レンズの間において、光は、略平行の光束となっている。 The first lens 123 is, for example, a condensing lens, which condenses light (signal) emitted from the metal film 30. The second lens 125 is, for example, an imaging lens, and the light collected by the first lens 123 is imaged on the light receiving surface of the first light receiving sensor 126. The light is a substantially parallel luminous flux between the two lenses.

光学フィルター124は、第1のレンズ123および第2のレンズ125の間に配置されている。光学フィルター124は、蛍光検出時においては、光学フィルター124に入射する光のうち、蛍光成分のみを透過させ、励起光成分(プラズモン散乱光γ)を除去する。これにより、蛍光成分のみを第1の受光センサー126に導き、高いS/N比で蛍光βを検出することができる。光学フィルター124の種類の例には、励起光反射フィルター、短波長カットフィルターおよびバンドパスフィルターが含まれる。光学フィルター124の例には、所定の光成分を反射する多層膜を含むフィルターと、所定の光成分を吸収する色ガラスフィルターとが含まれる。 The optical filter 124 is arranged between the first lens 123 and the second lens 125. At the time of fluorescence detection, the optical filter 124 transmits only the fluorescence component among the light incident on the optical filter 124, and removes the excitation light component (plasmon scattered light γ). As a result, only the fluorescent component can be guided to the first light receiving sensor 126, and the fluorescent β can be detected with a high S / N ratio. Examples of the types of optical filters 124 include excitation light reflection filters, short wavelength cut filters and bandpass filters. Examples of the optical filter 124 include a filter including a multilayer film that reflects a predetermined light component, and a colored glass filter that absorbs a predetermined light component.

受光センサー126は、蛍光βおよびプラズモン散乱光γを検出する。受光センサー126は、微量の被測定物質からの微弱な蛍光βを検出することが可能な、高い感度を有する。受光センサー126は、例えば、光電子増倍管(PMT)やアバランシェフォトダイオード(APD)、シリコンフォトダイオード(SiPD)などである。 The light receiving sensor 126 detects fluorescent β and plasmon scattered light γ. The light receiving sensor 126 has high sensitivity capable of detecting weak fluorescence β from a trace amount of the substance to be measured. The light receiving sensor 126 is, for example, a photomultiplier tube (PMT), an avalanche photodiode (APD), a silicon photodiode (SiPD), or the like.

センサー制御部127は、受光センサー126の出力値の検出や、当該出力値による受光センサー126の感度の管理、適切な出力値を得るための受光センサー126の感度の変更などを制御する。センサー制御部127は、例えば、演算装置、制御装置、記憶装置、入力装置および出力装置を含む公知のコンピュータやマイコンなどによって構成される。 The sensor control unit 127 controls detection of the output value of the light receiving sensor 126, management of the sensitivity of the light receiving sensor 126 based on the output value, change of the sensitivity of the light receiving sensor 126 in order to obtain an appropriate output value, and the like. The sensor control unit 127 is composed of, for example, a known computer or microcomputer including an arithmetic unit, a control device, a storage device, an input device, and an output device.

液体取扱部130は、チップホルダー142に保持された測定チップ10の流路41内に、検体などの液体を供給する。また、液体取扱部130は、測定チップ10の流路41内から液体を除去する。液体取扱部130は、ピペット131およびピペット制御部136を含む。 The liquid handling unit 130 supplies a liquid such as a sample into the flow path 41 of the measuring chip 10 held by the chip holder 142. Further, the liquid handling unit 130 removes the liquid from the flow path 41 of the measuring chip 10. The liquid handling unit 130 includes a pipette 131 and a pipette control unit 136.

ピペット131は、シリンジポンプ132と、シリンジポンプ132に接続されたノズルユニット133と、ノズルユニット133の先端に装着されたピペットチップ134と、シリンジポンプ132とノズルユニット133との間に接続された圧力センサー135とを有する。 The pipette 131 is a pressure connected between the syringe pump 132, the nozzle unit 133 connected to the syringe pump 132, the pipette tip 134 attached to the tip of the nozzle unit 133, and the syringe pump 132 and the nozzle unit 133. It has a sensor 135.

シリンジポンプ132内のプランジャーの往復運動によって、ピペットチップ134における液体の吸引および排出が定量的に行われる。ピペットチップ134の開口部の開口面積は、液体の流れ方向に垂直な流路41の断面積よりも大きい。流路41の流路抵抗は、ピペットチップ134から流路41内に注入されるときの抵抗と比較して、より大きくなる。これにより、流路41の断面積に応じて、流路抵抗が、調整され得る。 The reciprocating motion of the plunger in the syringe pump 132 quantitatively sucks and drains the liquid in the pipette tip 134. The opening area of the opening of the pipette tip 134 is larger than the cross-sectional area of the flow path 41 perpendicular to the liquid flow direction. The flow path resistance of the flow path 41 is larger than the resistance when the pipette tip 134 is injected into the flow path 41. As a result, the flow path resistance can be adjusted according to the cross-sectional area of the flow path 41.

圧力センサー135は、ピペットチップ134内の圧力を検出する。圧力センサー135の種類は、圧力センサー135によりピペットチップ134内の圧力を検出することができれば特に限定されない。圧力センサー135の種類の例には、歪みゲージ抵抗式圧力センサー、半導体ピエゾ抵抗式圧力センサー、静電容量式圧力センサーおよびシリコンレゾナント式圧力センサーが含まれる。 The pressure sensor 135 detects the pressure in the pipette tip 134. The type of the pressure sensor 135 is not particularly limited as long as the pressure in the pipette tip 134 can be detected by the pressure sensor 135. Examples of the types of pressure sensors 135 include strain gauge resistance pressure sensors, semiconductor piezoresistive pressure sensors, capacitive pressure sensors and silicon resonant pressure sensors.

ピペット制御部136は、シリンジポンプ132の駆動装置、およびノズルユニット133の移動装置を含む。シリンジポンプ132の駆動装置は、シリンジポンプ132のプランジャーを往復運動させるための装置であり、例えば、ステッピングモーターを含む。ノズルユニット133の移動装置は、例えば、ノズルユニット133を、垂直方向に自在に動かす。ノズルユニット133の移動装置は、例えば、ロボットアーム、2軸ステージまたは上下動自在なターンテーブルによって構成される。 The pipette control unit 136 includes a driving device for the syringe pump 132 and a moving device for the nozzle unit 133. The driving device of the syringe pump 132 is a device for reciprocating the plunger of the syringe pump 132, and includes, for example, a stepping motor. The moving device of the nozzle unit 133, for example, freely moves the nozzle unit 133 in the vertical direction. The moving device of the nozzle unit 133 is composed of, for example, a robot arm, a two-axis stage, or a vertically movable turntable.

ピペット制御部136は、シリンジポンプ132を駆動して、液体チップ50から各種液体をピペットチップ134内に吸引させる。そして、ピペット制御部136は、ノズルユニット133を移動させて、測定チップ10の流路41内にピペットチップ134を挿入させるとともに、シリンジポンプ132を駆動して、ピペットチップ134内の液体を流路41内に注入させる。また、液体の導入後、ピペット制御部136は、シリンジポンプ132を駆動して、流路41内の液体をピペットチップ134内に吸引させる。このように流路41内の液体を順次交換することによって、反応場において捕捉体と被測定物質を反応させたり(1次反応)、被測定物質と蛍光物質で標識された捕捉体とを反応させたりする(2次反応)。ピペット制御部136は、圧力センサー135によりピペットチップ134内の圧力を検出しつつ、流路41内に液体を注入するか、または流路41から液体を吸引する。 The pipette control unit 136 drives the syringe pump 132 to suck various liquids from the liquid tip 50 into the pipette tip 134. Then, the pipette control unit 136 moves the nozzle unit 133 to insert the pipette tip 134 into the flow path 41 of the measuring tip 10, and drives the syringe pump 132 to flow the liquid in the pipette tip 134. It is injected into 41. After introducing the liquid, the pipette control unit 136 drives the syringe pump 132 to suck the liquid in the flow path 41 into the pipette tip 134. By sequentially exchanging the liquid in the flow path 41 in this way, the trapped substance and the substance to be measured are reacted in the reaction field (primary reaction), or the substance to be measured is reacted with the trapped substance labeled with the fluorescent substance. (Secondary reaction). The pipette control unit 136 injects the liquid into the flow path 41 or sucks the liquid from the flow path 41 while detecting the pressure in the pipette tip 134 by the pressure sensor 135.

搬送部140は、測定チップ10を設置位置、測定位置または送液位置に搬送し、固定する。ここで「設置位置」とは、測定チップ10をSPFS装置100に設置するための位置である。また、「測定位置」とは、検体中の被測定物質の量を示す測定値を取得するための位置であり、励起光出射部110が測定チップ10に向けて励起光αを出射したときに、測定チップ10から放出されるシグナルをシグナル検出部120が検出する位置である。さらに、「送液位置」とは、液体取扱部130が測定チップ10の流路41内に液体を供給するか、または測定チップ10の流路41内の液体を除去する位置である。 The transport unit 140 transports and fixes the measuring chip 10 to the installation position, the measuring position, or the liquid feeding position. Here, the "installation position" is a position for installing the measuring chip 10 in the SPFS device 100. The "measurement position" is a position for acquiring a measured value indicating the amount of the substance to be measured in the sample, and when the excitation light emitting unit 110 emits the excitation light α toward the measurement chip 10. This is the position where the signal detection unit 120 detects the signal emitted from the measurement chip 10. Further, the “liquid feeding position” is a position where the liquid handling unit 130 supplies the liquid into the flow path 41 of the measuring chip 10 or removes the liquid in the flow path 41 of the measuring chip 10.

搬送部140は、搬送ステージ141およびチップホルダー142を含む。 The transport unit 140 includes a transport stage 141 and a tip holder 142.

搬送ステージ141は、チップホルダー142を一方向およびその逆方向に移動させる。搬送ステージ141も、励起光αや、励起光αの反射光、蛍光β、プラズモン散乱光γなどの光の光路を妨げない形状である。搬送ステージ141は、例えば、ステッピングモーターなどで駆動される。 The transport stage 141 moves the tip holder 142 in one direction and vice versa. The transport stage 141 also has a shape that does not obstruct the optical path of the excitation light α, the reflected light of the excitation light α, the fluorescence β, the plasmon scattered light γ, and the like. The transport stage 141 is driven by, for example, a stepping motor or the like.

チップホルダー142は、搬送ステージ141に固定されており、測定チップ10を着脱可能に保持する。チップホルダー142の形状は、測定チップ10を保持することができ、かつ励起光αや励起光αの反射光、蛍光β、プラズモン散乱光γなどの光の光路を妨げない形状である。たとえば、チップホルダー142には、上記の光が通過するための開口が設けられている。 The tip holder 142 is fixed to the transport stage 141 and holds the measuring tip 10 detachably. The shape of the chip holder 142 is a shape that can hold the measurement chip 10 and does not obstruct the optical path of light such as excitation light α, reflected light of excitation light α, fluorescence β, and plasmon scattered light γ. For example, the chip holder 142 is provided with an opening through which the above light passes.

制御処理部150は、角度調整機構112、光源制御部113、位置切替え機構122、センサー制御部127、ピペット制御部136および搬送ステージ141を制御する。制御処理部150は、シグナル検出部120(受光センサー126)および液体取扱部130(圧力センサー135)の検出結果を処理する処理部としても機能する。本実施の形態では、制御処理部150は、シグナル検出部120による蛍光βの検出結果に基づいて、検体中の被測定物質の量を示す測定値を決定する。また、制御処理部150は、液体取扱部130によるピペットチップ134内の圧力の時間変化に関する情報に基づいて、検体のヘマトクリット値を決定する。これとともに、制御処理部150は、ヘマトクリット値に基づいて上記測定値を補正する。これにより、制御処理部150は、血漿または血清中の被測定物質の量を決定する。 The control processing unit 150 controls the angle adjusting mechanism 112, the light source control unit 113, the position switching mechanism 122, the sensor control unit 127, the pipette control unit 136, and the transfer stage 141. The control processing unit 150 also functions as a processing unit that processes the detection results of the signal detection unit 120 (light receiving sensor 126) and the liquid handling unit 130 (pressure sensor 135). In the present embodiment, the control processing unit 150 determines a measured value indicating the amount of the substance to be measured in the sample based on the detection result of the fluorescence β by the signal detection unit 120. Further, the control processing unit 150 determines the hematocrit value of the sample based on the information regarding the time change of the pressure in the pipette tip 134 by the liquid handling unit 130. At the same time, the control processing unit 150 corrects the measured value based on the hematocrit value. Thereby, the control processing unit 150 determines the amount of the substance to be measured in plasma or serum.

また、制御処理部150には、上記の検出結果を処理する際に使用される所定の情報(例えば、種々の変換係数、検量線に関するデータ)などがあらかじめ記録されていてもよい。本実施の形態では、制御処理部150には、ピペットチップ134内の圧力の時間変化に関する情報に基づいてヘマトクリット値を決定するための検量線に関するデータがあらかじめ記録されている。制御処理部150は、例えば、演算装置、制御装置、記憶装置、入力装置および出力装置を含む公知のコンピュータやマイコンなどによって構成される。 In addition, predetermined information (for example, data related to various conversion coefficients and calibration curves) used when processing the above detection result may be recorded in advance in the control processing unit 150. In the present embodiment, the control processing unit 150 previously records data on a calibration curve for determining the hematocrit value based on information on the time change of the pressure in the pipette tip 134. The control processing unit 150 is composed of, for example, a known computer or microcomputer including an arithmetic unit, a control device, a storage device, an input device, and an output device.

(SPFS装置における光路)
図1に示されるように、励起光αは、入射面21からプリズム20内に入射する。プリズム20内に入射した励起光αは、金属膜30に全反射角度(SPRが生じる角度)で入射する。このように、金属膜30に対して励起光αをSPRが生じる角度で照射することで、金属膜30上に局在場光を発生させることができる。この局在場光により、金属膜30上に存在する被測定物質を標識する蛍光物質が励起され、蛍光βが放出される。SPFS装置100は、蛍光物質から放出された蛍光βの光量(強度)を検出する。なお、特に図示していないが、金属膜30での励起光αの反射光は、出射面23でプリズム20外に出射する。
(Optical path in SPFS device)
As shown in FIG. 1, the excitation light α is incident on the prism 20 from the incident surface 21. The excitation light α incident on the prism 20 is incident on the metal film 30 at a total reflection angle (angle at which SPR occurs). In this way, by irradiating the metal film 30 with the excitation light α at an angle at which SPR is generated, localized field light can be generated on the metal film 30. The localized field light excites the fluorescent substance that labels the substance to be measured existing on the metal film 30, and emits the fluorescent β. The SPFS device 100 detects the amount (intensity) of the fluorescent β emitted from the fluorescent substance. Although not particularly shown, the reflected light of the excitation light α on the metal film 30 is emitted to the outside of the prism 20 on the exit surface 23.

(SPFS装置の動作手順)
次に、本実施の形態に係るSPFS装置100の動作手順(本実施の形態に係る測定方法)について説明する。図3は、SPFS装置100の動作手順の一例を示すフローチャートである。本実施の形態では、検体中の被測定物質の量を示す測定値として、蛍光βの光量である蛍光値が測定される。図4は、図3に示される測定値を取得する工程(工程S120)内の工程を示すフローチャートである。図5は、図3に示されるヘマトクリット値を決定する工程(工程S130)内の工程を示すフローチャートである。
(Operation procedure of SPFS device)
Next, the operation procedure of the SPFS device 100 according to the present embodiment (measurement method according to the present embodiment) will be described. FIG. 3 is a flowchart showing an example of the operation procedure of the SPFS device 100. In the present embodiment, the fluorescence value, which is the amount of light of fluorescence β, is measured as a measurement value indicating the amount of the substance to be measured in the sample. FIG. 4 is a flowchart showing a process in the process (process S120) for acquiring the measured value shown in FIG. FIG. 5 is a flowchart showing a step in the step (step S130) for determining the hematocrit value shown in FIG.

本実施の形態に係る測定方法は、1)測定の準備をする工程(工程S110)と、2)測定値を取得する工程(工程S120)と、3)ヘマトクリット値を測定する工程(工程S130)と、4)測定値を補正する工程(工程S140)と、を含む。 The measuring methods according to the present embodiment are 1) a step of preparing for measurement (step S110), 2) a step of acquiring a measured value (step S120), and 3) a step of measuring a hematocrit value (step S130). And 4) a step of correcting the measured value (step S140).

1)測定の準備
まず、測定の準備をする(工程S110)。具体的には、SPFS装置100の設置位置に配置されたチップホルダー142に、測定チップ10を設置する。測定チップ10の金属膜30上に保存試薬が存在する場合は、捕捉体が適切に被測定物質を捕捉できるように、金属膜30上を洗浄して保存試薬を除去する。検体は、液体チップ50内に収容される。
1) Preparation for measurement First, preparation for measurement is performed (step S110). Specifically, the measuring chip 10 is installed in the chip holder 142 arranged at the installation position of the SPFS device 100. When the storage reagent is present on the metal film 30 of the measurement chip 10, the metal film 30 is washed to remove the storage reagent so that the trapping body can properly capture the substance to be measured. The sample is housed in the liquid chip 50.

2)測定値の取得
次いで、検体中の被測定物質の量を示す測定値を取得する(工程S120)。測定値を取得する工程(工程S120)は、入射角を増強角に設定する工程(工程S121)と、光学ブランク値を測定する工程(工程S122)と、1次反応を行う工程(工程S123)と、2次反応を行う工程(工程S124)と、蛍光値を測定する工程(工程S125)と、を含む。
2) Acquisition of measured value Next, a measured value indicating the amount of the substance to be measured in the sample is acquired (step S120). The step of acquiring the measured value (step S120) includes a step of setting the incident angle to the augmented angle (step S121), a step of measuring the optical blank value (step S122), and a step of performing a primary reaction (step S123). A step of performing the secondary reaction (step S124) and a step of measuring the fluorescence value (step S125) are included.

まず、金属膜30(成膜面22)に対する励起光αの入射角を増強角に設定する(工程S121)。具体的には、制御処理部150は、搬送ステージ141を制御して、測定チップ10を設置位置から送液位置に移動させる。制御処理部150は、ピペット制御部136を制御して、液体チップ50内の測定用の緩衝液を流路41内に提供する。制御処理部150は、搬送ステージ141を制御して、測定チップ10を送液位置から測定位置に移動させる。制御処理部150は、位置切替え機構122を制御して、光学フィルター124を受光光学系ユニット121の光路外に移動させる。制御処理部150は、光源制御部113、角度調整部112およびセンサー制御部127を制御して、光源ユニット111から励起光αを、金属膜30の所定の位置に、金属膜30に対する励起光αの入射角度を走査しながら照射するとともに、受光センサー126でプラズモン散乱光γを検出する。これにより、制御処理部150は、励起光αの入射角と、プラズモン散乱光γの光量との関係を含むデータを得る。得られたデータは、制御処理部150に記憶される。そして、制御処理部150は、データを解析して、プラズモン散乱光γの光量が最大となる入射角である増強角を決定する。最後に、制御処理部150は、角度調整部112を制御して、金属膜30(成膜面22)に対する励起光αの入射角を決定した増強角に設定する。 First, the incident angle of the excitation light α with respect to the metal film 30 (deposition surface 22) is set to the enhancement angle (step S121). Specifically, the control processing unit 150 controls the transfer stage 141 to move the measuring chip 10 from the installation position to the liquid feeding position. The control processing unit 150 controls the pipette control unit 136 to provide a buffer solution for measurement in the liquid chip 50 into the flow path 41. The control processing unit 150 controls the transfer stage 141 to move the measuring chip 10 from the liquid feeding position to the measuring position. The control processing unit 150 controls the position switching mechanism 122 to move the optical filter 124 out of the optical path of the light receiving optical system unit 121. The control processing unit 150 controls the light source control unit 113, the angle adjustment unit 112, and the sensor control unit 127 to send the excitation light α from the light source unit 111 to a predetermined position of the metal film 30 with respect to the metal film 30. While scanning the incident angle of the light source, the light receiving sensor 126 detects the plasmon scattered light γ. As a result, the control processing unit 150 obtains data including the relationship between the incident angle of the excitation light α and the amount of the plasmon scattered light γ. The obtained data is stored in the control processing unit 150. Then, the control processing unit 150 analyzes the data to determine the augmentation angle, which is the incident angle at which the amount of plasmon scattered light γ is maximized. Finally, the control processing unit 150 controls the angle adjusting unit 112 to set the incident angle of the excitation light α with respect to the metal film 30 (deposition surface 22) to a determined enhancement angle.

なお、増強角は、プリズム20の素材および形状、金属膜30の厚み、流路41内の液体の屈折率などにより決まるが、流路41内の捕捉体の種類および量、プリズム20の形状誤差などの各種要因によりわずかに変動する。このため、測定を行うたびに増強角を決定することが好ましい。増強角は、0.1°程度のオーダーで決定される。 The augmentation angle is determined by the material and shape of the prism 20, the thickness of the metal film 30, the refractive index of the liquid in the flow path 41, and the like, but the type and amount of the trapped body in the flow path 41 and the shape error of the prism 20. It fluctuates slightly due to various factors such as. Therefore, it is preferable to determine the enhancement angle each time the measurement is performed. The augmentation angle is determined on the order of about 0.1 °.

次いで、光学ブランク値を測定する(工程S122)。ここで、「光学ブランク値」とは、測定チップ10の上方に放出される蛍光βと同じ波長の光の光量を意味する。 Next, the optical blank value is measured (step S122). Here, the "optical blank value" means the amount of light having the same wavelength as the fluorescence β emitted above the measuring chip 10.

制御処理部150は、位置切替え機構122を制御して、光学フィルター124を受光光学系ユニット121の光路上に移動させる。ついで、制御処理部150は、光源制御部113を制御して、金属膜30(成膜面22)に向けて光源ユニット111から励起光αを出射させる。これと同時に、制御処理部150は、センサー制御部127を制御して、受光センサー126で蛍光βと同じ波長の光の光量を検出する。これにより、受光センサー126は、蛍光値の測定(工程S125)においてノイズとなる光の光量(光学ブランク値)を測定することができる。光学ブランク値は、制御処理部150に送信され、記録される。 The control processing unit 150 controls the position switching mechanism 122 to move the optical filter 124 on the optical path of the light receiving optical system unit 121. Next, the control processing unit 150 controls the light source control unit 113 to emit the excitation light α from the light source unit 111 toward the metal film 30 (film-forming surface 22). At the same time, the control processing unit 150 controls the sensor control unit 127, and the light receiving sensor 126 detects the amount of light having the same wavelength as the fluorescence β. As a result, the light receiving sensor 126 can measure the amount of light (optical blank value) that becomes noise in the measurement of the fluorescence value (step S125). The optical blank value is transmitted to the control processing unit 150 and recorded.

次いで、検体中の被測定物質と金属膜30上の捕捉体とを反応させる(1次反応;工程S123)。具体的には、制御処理部150は、搬送ステージ141を制御して、測定チップ10を測定位置から送液位置に移動させる。この後、制御処理部150は、ピペット制御部136を制御して、流路41内の緩衝液を排出した後に、液体チップ50内の検体をピペットチップ134に採取し、採取した検体を流路41内に注入する。これにより、検体中に被測定物質が存在する場合には、被測定物質の少なくとも一部は金属膜30上の捕捉体により捕捉される。この後、流路41内を緩衝液などで洗浄して、捕捉体に捕捉されなかった物質を除去する。 Next, the substance to be measured in the sample is reacted with the trapped material on the metal film 30 (primary reaction; step S123). Specifically, the control processing unit 150 controls the transfer stage 141 to move the measuring chip 10 from the measuring position to the liquid feeding position. After that, the control processing unit 150 controls the pipette control unit 136 to discharge the buffer solution in the flow path 41, collects the sample in the liquid tip 50 on the pipette tip 134, and collects the collected sample in the flow path. Inject into 41. As a result, when the substance to be measured is present in the sample, at least a part of the substance to be measured is captured by the trap on the metal film 30. After that, the inside of the flow path 41 is washed with a buffer solution or the like to remove substances that have not been captured by the trap.

次いで、金属膜30上の捕捉体に捕捉された被測定物質を蛍光物質で標識する(2次反応;工程S124)。具体的には、制御処理部150は、ピペット制御部136を制御して、液体チップ50内の蛍光標識液を流路41内に注入する。これにより、被測定物質を蛍光物質で標識することができる。蛍光標識液は、例えば、蛍光物質で標識された抗体(2次抗体)を含む緩衝液である。この後、流路41内を緩衝液などで洗浄し、遊離の蛍光物質などを除去する。 Next, the substance to be measured captured by the trap on the metal film 30 is labeled with a fluorescent substance (secondary reaction; step S124). Specifically, the control processing unit 150 controls the pipette control unit 136 to inject the fluorescent labeling liquid in the liquid chip 50 into the flow path 41. As a result, the substance to be measured can be labeled with a fluorescent substance. The fluorescent labeling solution is, for example, a buffer solution containing an antibody (secondary antibody) labeled with a fluorescent substance. After that, the inside of the flow path 41 is washed with a buffer solution or the like to remove free fluorescent substances or the like.

次いで、反応場の被測定物質を標識している蛍光物質から放出される蛍光βを検出して、蛍光値を測定する(工程S125)。具体的には、制御処理部150は、搬送ステージ141を制御して、測定チップ10を送液位置から測定位置に移動させる。この後、制御処理部150は、光源制御部113を制御して、検体中に含まれていた被測定物質が固定化され、かつ検体が存在しない状態で、励起光出射部110の光源ユニット111から励起光αを、プリズム20を介して捕捉体が固定化されている領域に対応する金属膜30の裏面に、表面プラズモン共鳴が生じる入射角で照射する。これとともに、制御処理部150は、センサー制御部127を制御して、測定チップ10内で生じる蛍光β(シグナル)を受光センサー126で検出する。これにより、受光センサー126は、蛍光βの光量である蛍光値(測定値)を取得する。蛍光値は、制御処理部150に送信され、記録される。なお、本明細書中、「検体が存在しない状態」とは、流路41内から検体を除去する操作が行われた状態をいう。すなわち、流路41内に検体が実質的に存在していなければよく、流路41内に除去しきれなかった検体がわずかに残存していてもよい。 Next, the fluorescence β emitted from the fluorescent substance labeling the substance to be measured in the reaction field is detected, and the fluorescence value is measured (step S125). Specifically, the control processing unit 150 controls the transfer stage 141 to move the measuring chip 10 from the liquid feeding position to the measuring position. After that, the control processing unit 150 controls the light source control unit 113, and the light source unit 111 of the excitation light emitting unit 110 is in a state where the substance to be measured contained in the sample is immobilized and the sample does not exist. The excitation light α is irradiated to the back surface of the metal film 30 corresponding to the region where the capture body is fixed via the prism 20 at an incident angle at which surface plasmon resonance occurs. At the same time, the control processing unit 150 controls the sensor control unit 127 to detect the fluorescence β (signal) generated in the measuring chip 10 with the light receiving sensor 126. As a result, the light receiving sensor 126 acquires the fluorescence value (measured value) which is the amount of light of the fluorescence β. The fluorescence value is transmitted to the control processing unit 150 and recorded. In the present specification, the "state in which the sample does not exist" means a state in which the operation of removing the sample from the flow path 41 is performed. That is, it suffices that the sample does not substantially exist in the flow path 41, and a small amount of the sample that cannot be completely removed may remain in the flow path 41.

3)ヘマトクリット値の測定
次いで、ヘマトクリット値を測定する(工程S130)。ヘマトクリット値を決定する工程(工程S130)は、検体を流路内に注入したときの、ピペットチップ134内の圧力の時間変化を検出する工程(工程S131)と、ヘマトクリット値を決定する工程(工程S132)と、を含む。
3) Measurement of hematocrit value Next, the hematocrit value is measured (step S130). The step of determining the hematocrit value (step S130) is a step of detecting a time change of the pressure in the pipette tip 134 when the sample is injected into the flow path (step S131) and a step of determining the hematocrit value (step S131). S132) and.

まず、検体を流路41内に注入するとともにピペットチップ134内の圧力の時間変化を検出する(工程S131)。具体的には、制御処理部150は、搬送ステージ141を制御して、測定チップ10を測定位置から送液位置に移動させる。制御処理部150は、ピペット制御部136を制御して、液体チップ50中の検体をピペットチップ134に採取する。本実施の形態では、制御処理部150は、液量100μLの検体をピペットチップ134に採取する。次いで、制御処理部150は、ピペット制御部136を制御して、ピペットチップ134の先端部の外周が液体注入部被膜フィルム43に密着するように、ピペットチップ134を液体注入部45に挿入する。次いで、採取した検体を、ピペットチップ134から流路41内にピペットチップ134内の圧力を検出しつつ、流路41内に注入する。このとき、ピペットチップ134および液体注入部皮膜フィルム43が互いに密着しているため、液体注入部45側の流路41が密封される。これにより、検体は、流路41内に入り込むことができる。圧力センサー135は、検体を流路41内に注入したときの、ピペットチップ134内の圧力の時間変化に関する情報を取得する。当該情報は、制御処理部150に送信され、記録される。 First, the sample is injected into the flow path 41 and the time change of the pressure in the pipette tip 134 is detected (step S131). Specifically, the control processing unit 150 controls the transfer stage 141 to move the measuring chip 10 from the measuring position to the liquid feeding position. The control processing unit 150 controls the pipette control unit 136 to collect the sample in the liquid tip 50 on the pipette tip 134. In the present embodiment, the control processing unit 150 collects a sample having a liquid volume of 100 μL on the pipette tip 134. Next, the control processing unit 150 controls the pipette control unit 136 to insert the pipette tip 134 into the liquid injection unit 45 so that the outer periphery of the tip end portion of the pipette tip 134 is in close contact with the liquid injection unit coating film 43. Next, the collected sample is injected into the flow path 41 while detecting the pressure in the pipette tip 134 from the pipette tip 134 into the flow path 41. At this time, since the pipette tip 134 and the liquid injection portion film 43 are in close contact with each other, the flow path 41 on the liquid injection portion 45 side is sealed. As a result, the sample can enter the flow path 41. The pressure sensor 135 acquires information on the time change of the pressure in the pipette tip 134 when the sample is injected into the flow path 41. The information is transmitted to the control processing unit 150 and recorded.

なお、圧力センサー135の測定レンジおよび分解能の観点から、液体取扱部130が検体を流路41内に注入するときの検体の流量は、10μL/分以上15000μL/分以下であることが好ましく、500μL/分以上10000μL/分以下であることがより好ましい。また、圧力センサー135の測定レンジおよびピペットチップ134の容量の観点から、液体取扱装置130が検体を流路41内に注入するときの検体の液量は、50μL以上500μL以下であることが好ましく、100μL以上200μL以下であることがより好ましい。 From the viewpoint of the measurement range and resolution of the pressure sensor 135, the flow rate of the sample when the liquid handling unit 130 injects the sample into the flow path 41 is preferably 10 μL / min or more and 15000 μL / min or less, preferably 500 μL. More preferably, it is 1/minute or more and 10000 μL / min or less. Further, from the viewpoint of the measurement range of the pressure sensor 135 and the volume of the pipette tip 134, the liquid volume of the sample when the liquid handling device 130 injects the sample into the flow path 41 is preferably 50 μL or more and 500 μL or less. More preferably, it is 100 μL or more and 200 μL or less.

次いで、ヘマトクリット値を決定する(工程S132)。制御処理部150は、圧力センサー135により取得された、流路41内に検体を注入したときの、ピペットチップ134内の圧力の時間変化に関する情報に基づいて検体のヘマトクリット値を決定する。 Next, the hematocrit value is determined (step S132). The control processing unit 150 determines the hematocrit value of the sample based on the information obtained by the pressure sensor 135 regarding the time change of the pressure in the pipette tip 134 when the sample is injected into the flow path 41.

図6A、Bは、ヘマトクリット値を決定する方法について説明するためのグラフである。図6A、Bにおいて、横軸は時間(秒)を示し、縦軸はピペットチップ134内の圧力(kPa)を示している。また、図6A、Bは、大きさ20mm×4.6mm×0.1mmの流路41内に検体(液量100μL、ヘマトクリット値68%)を注入したときの、ピペットチップ134内の圧力の時間変化を示すグラフである。図6A、Bにおいて、横軸は時間であり、縦軸はピペットチップ134内の圧力である。図6Aは、多い流量(10000μL/分)で流路41内に検体を注入したときのグラフであり、図6Bは、少ない流量(500μL/分)で流路41内に検体を注入したときのグラフである。 6A and 6B are graphs for explaining a method of determining a hematocrit value. In FIGS. 6A and 6B, the horizontal axis represents time (seconds) and the vertical axis represents pressure (kPa) in the pipette tip 134. 6A and 6B show the time of pressure in the pipette tip 134 when a sample (liquid volume 100 μL, hematocrit value 68%) is injected into a flow path 41 having a size of 20 mm × 4.6 mm × 0.1 mm. It is a graph which shows the change. In FIGS. 6A and 6B, the horizontal axis is time and the vertical axis is the pressure in the pipette tip 134. FIG. 6A is a graph when the sample is injected into the flow path 41 at a high flow rate (10000 μL / min), and FIG. 6B is a graph when the sample is injected into the flow path 41 at a low flow rate (500 μL / min). It is a graph.

ピペットチップ134から流路41内に検体が注入されると、検体は流路41の内壁面から抵抗(流路抵抗)を受ける。このため、図6A、Bに示されるように、ピペットチップ134内の圧力は、高くなる。また、前述のとおり、ピペットチップ134の開口部の開口面積は、液体の流れ方向に垂直な流路41の断面積よりも大きい。このため、上記流路抵抗の大きさは、検体の流れ方向に垂直な断面における流路41の断面積の大きさに応じて決定される。すなわち、流路41の断面積の大きさは、所望の流路41の流路抵抗に応じて決定され得る。 When the sample is injected into the flow path 41 from the pipette tip 134, the sample receives resistance (flow path resistance) from the inner wall surface of the flow path 41. Therefore, as shown in FIGS. 6A and 6B, the pressure in the pipette tip 134 becomes high. Further, as described above, the opening area of the opening of the pipette tip 134 is larger than the cross-sectional area of the flow path 41 perpendicular to the liquid flow direction. Therefore, the magnitude of the flow path resistance is determined according to the size of the cross-sectional area of the flow path 41 in the cross section perpendicular to the flow direction of the sample. That is, the size of the cross-sectional area of the flow path 41 can be determined according to the flow path resistance of the desired flow path 41.

流路41内に検体が注入されてから時間が経過するにつれて、ピペットチップ134内の圧力は低下し、平衡状態に達する。ピペットチップ134内の圧力がピークに達してから、平衡状態に達するまでの時間tは、検体の粘度が大きくなるほど長くなる。検体の粘度は、検体中の血球成分の割合が高くなるほど(ヘマトクリット値が大きくなるほど)高くなる。すなわち、時間tおよび検体のヘマトクリット値には相関がある。したがって、平衡状態に達するまでの時間tに基づいて、検体のヘマトクリット値を決定することができる。平衡状態に達したか否かを判断する基準は、必要に応じて適宜に決定され得る。たとえば、平衡状態に達するまでの時間tは、ピペットチップ134内の圧力がピーク値に達してから1%以下になるまでの時間であってもよいし、ピペットチップ134内の圧力の単位時間当たりの変化量がピーク値に対して2%以下になるまでの時間であってもよい。 As time passes after the sample is injected into the flow path 41, the pressure in the pipette tip 134 decreases and reaches an equilibrium state. The time t from the peak pressure in the pipette tip 134 to the equilibrium state becomes longer as the viscosity of the sample increases. The viscosity of the sample increases as the proportion of blood cell components in the sample increases (the higher the hematocrit value). That is, there is a correlation between the time t and the hematocrit value of the sample. Therefore, the hematocrit value of the sample can be determined based on the time t until the equilibrium state is reached. Criteria for determining whether or not equilibrium has been reached can be appropriately determined as needed. For example, the time t to reach the equilibrium state may be the time from when the pressure in the pipette tip 134 reaches the peak value to 1% or less, or per unit time of the pressure in the pipette tip 134. It may be the time until the amount of change of is 2% or less with respect to the peak value.

図7は、検体を流路41内に注入したときの、平衡状態に達するまでの時間tからヘマトクリット値Hctを決定するための検量線の一例を示すグラフである。図7において、横軸は平衡状態に達するまでの時間t(秒)を示し、縦軸はヘマトクリット値を示している。図7に示される検量線は、大きさ20mm×4.6mm×0.1mmの流路41内にヘマトクリット値Hctが既知である検体(液量100μL)を注入したときの、平衡状態に達するまでの時間tをそれぞれ測定し、時間tとヘマトクリット値Hctとをプロットすることにより作成された。図7において、黒丸(●)は、多い流量(10000μL/分)で流路41内に検体を注入したときの結果を示し、白丸(○)は、少ない流量(500μL/分)で流路41内に検体を注入したときの結果を示している。図7に示されるように、ヘマトクリット値Hctは、平衡状態に達するまでの時間tが長くなるほど大きくなる傾向がある。すなわち、測定された平衡状態に達するまでの時間tを測定することにより、測定された時間tとあらかじめ作成しておいた検量線とに基づいて、検体のヘマトクリット値Hctを決定することができる。 FIG. 7 is a graph showing an example of a calibration curve for determining the hematocrit value Hct from the time t until the equilibrium state is reached when the sample is injected into the flow path 41. In FIG. 7, the horizontal axis represents the time t (seconds) until the equilibrium state is reached, and the vertical axis represents the hematocrit value. The calibration curve shown in FIG. 7 is until an equilibrium state is reached when a sample (liquid volume 100 μL) having a known hematocrit value Hct is injected into a flow path 41 having a size of 20 mm × 4.6 mm × 0.1 mm. It was created by measuring each time t and plotting the time t and the hematocrit value Hct. In FIG. 7, black circles (●) indicate the results when the sample was injected into the flow path 41 at a high flow rate (10000 μL / min), and white circles (◯) indicate the results when the sample was injected into the flow path 41 at a low flow rate (500 μL / min). The result when the sample was injected into the inside is shown. As shown in FIG. 7, the hematocrit value Hct tends to increase as the time t to reach the equilibrium state becomes longer. That is, by measuring the time t until the measured equilibrium state is reached, the hematocrit value Hct of the sample can be determined based on the measured time t and the calibration curve prepared in advance.

なお、検体の粘度は、検体における血球成分の割合以外の他の要因によっても変動し得るが、検体の希釈率を調整することで上記他の要因による影響を低減することができる。 The viscosity of the sample may vary depending on factors other than the proportion of blood cell components in the sample, but the influence of the other factors can be reduced by adjusting the dilution rate of the sample.

また、ピペットチップ134から流路41内に検体を注入したとき、ピペットチップ134内の圧力がピークに達するまでの時間は、検体の流量が高いほど短くなることがわかる(図6Aおよび図6Bを比較参照)。一方で、平衡状態に達するまでの時間tは、検体の流量が異なってもほとんど同じである。すなわち、検体のヘマトクリット値Hctは、ピペットチップ134から流路41内に検体を注入するときの流量によることなく、決定され得る。 Further, it can be seen that when the sample is injected from the pipette tip 134 into the flow path 41, the time until the pressure in the pipette tip 134 reaches its peak becomes shorter as the flow rate of the sample increases (FIGS. 6A and 6B). See comparison). On the other hand, the time t to reach the equilibrium state is almost the same even if the flow rate of the sample is different. That is, the hematocrit value Hct of the sample can be determined without depending on the flow rate when the sample is injected into the flow path 41 from the pipette tip 134.

最後に、ヘマトクリット値に基づいて測定値を補正する(工程S140)。蛍光値は、被測定物質を標識する蛍光物質に由来する蛍光成分(シグナル成分)と、蛍光物質以外の要因に起因するノイズ成分(光学ブランク値)とを含む。したがって、制御処理部150は、工程S125で得られた蛍光値から、工程S122で得られた光学ブランク値を引くことで、検体中の被測定物質の量を示す測定値(シグナル成分)を算出することができる。さらに、制御処理部150は、算出された測定値に以下の式(1)で表される変換係数cを掛けることで、算出された測定値を血漿中の被測定物質の量に変換する。

Figure 0006805637
[上記式(1)において、Hctはヘマトクリット値(0〜100%)であり、dfは検体の希釈倍率である。] Finally, the measured value is corrected based on the hematocrit value (step S140). The fluorescence value includes a fluorescence component (signal component) derived from the fluorescence substance that labels the substance to be measured, and a noise component (optical blank value) caused by a factor other than the fluorescence substance. Therefore, the control processing unit 150 calculates a measured value (signal component) indicating the amount of the substance to be measured in the sample by subtracting the optical blank value obtained in the step S122 from the fluorescence value obtained in the step S125. can do. Further, the control processing unit 150 converts the calculated measured value into the amount of the substance to be measured in plasma by multiplying the calculated measured value by the conversion coefficient c represented by the following formula (1).
Figure 0006805637
[In the above formula (1), Hct is a hematocrit value (0 to 100%), and df is a dilution ratio of the sample. ]

以上の手順により、血漿中の被測定物質の量(濃度)を決定することができる。 By the above procedure, the amount (concentration) of the substance to be measured in plasma can be determined.

なお、上記実施の形態では、入射角を増強角に設定する工程(工程S121)、光学ブランク値を測定する工程(工程S122)および1次反応を行う工程(工程S123)をこの順番に行う態様について説明した。しかし、本発明に係る測定方法および測定装置では、この順番に限定されない。たとえば、1次反応を行った後に入射角を増強角に設定してもよいし、光学ブランク値を測定した後に1次反応を行ってもよい。 In the above embodiment, the step of setting the incident angle to the augmented angle (step S121), the step of measuring the optical blank value (step S122), and the step of performing the primary reaction (step S123) are performed in this order. Was explained. However, the measuring method and the measuring device according to the present invention are not limited to this order. For example, the incident angle may be set to the augmentation angle after the primary reaction is performed, or the primary reaction may be performed after the optical blank value is measured.

また、上記実施の形態では、1次反応(工程S123)の後に、2次反応(工程S124)を行った(2工程方式)。しかしながら、被測定物質を蛍光物質で標識するタイミングは、特に限定されない。たとえば、測定チップ10の流路41内に検体を導入する前に、検体に標識液を添加して被測定物質を予め蛍光物質で標識しておいてもよい。また、測定チップ10の流路41内に検体と標識液を同時に注入してもよい。前者の場合は、測定チップ10の流路41内に検体を注入することで、蛍光物質で標識されている被測定物質が捕捉体により捕捉される。後者の場合は、被測定物質が蛍光物質で標識されるとともに、被測定物質が捕捉体により捕捉される。いずれの場合も、測定チップ10の流路41内に検体を導入することで、1次反応および2次反応の両方を完了することができる(1工程方式)。 Further, in the above embodiment, a secondary reaction (step S124) was carried out after the primary reaction (step S123) (two-step method). However, the timing of labeling the substance to be measured with the fluorescent substance is not particularly limited. For example, before introducing the sample into the flow path 41 of the measurement chip 10, a labeling solution may be added to the sample to label the substance to be measured with a fluorescent substance in advance. Further, the sample and the labeling solution may be simultaneously injected into the flow path 41 of the measuring chip 10. In the former case, by injecting the sample into the flow path 41 of the measurement chip 10, the substance to be measured labeled with the fluorescent substance is captured by the capture body. In the latter case, the substance to be measured is labeled with a fluorescent substance, and the substance to be measured is captured by the trap. In either case, both the primary reaction and the secondary reaction can be completed by introducing the sample into the flow path 41 of the measurement chip 10 (one-step method).

(効果)
本実施の形態では、ピペットチップ134内の圧力を検出するための圧力センサー135を利用することで、ヘマトクリット値と相関がある検体の粘度に基づいて、ヘマトクリット値を測定することができる。通常、液体を取り扱う測定装置は、圧力センサーを有する。このため、本実施の形態に係る測定方法によれば、血液を含む検体中の被測定物質の量を示す測定値をヘマトクリット値で補正する場合に、測定装置がヘマトクリット値を測定するための測定系を有していないとしても、別途、測定系を追加する必要がない。このため、測定装置の高コスト化および大型化が抑制され得る。
(effect)
In the present embodiment, the hematocrit value can be measured based on the viscosity of the sample that correlates with the hematocrit value by using the pressure sensor 135 for detecting the pressure in the pipette tip 134. Measuring devices that handle liquids usually have a pressure sensor. Therefore, according to the measuring method according to the present embodiment, when the measured value indicating the amount of the substance to be measured in the sample containing blood is corrected by the hematocrit value, the measuring device measures the hematocrit value. Even if it does not have a system, it is not necessary to add a measurement system separately. Therefore, it is possible to suppress the increase in cost and size of the measuring device.

なお、上記実施の形態では、ピペットチップ134から流路41内に検体を注入したときの、ピペットチップ134内の圧力の時間変化に関する情報に基づいて検体のヘマトクリット値を決定する態様について説明したが、本発明はこの態様に限定されない。たとえば、流路41からピペットチップ134内に検体を吸引したときの、ピペットチップ134内の圧力の時間変化に関する情報に基づいて検体のヘマトクリット値を決定してもよい。 In the above embodiment, the mode in which the hematocrit value of the sample is determined based on the information on the time change of the pressure in the pipette tip 134 when the sample is injected into the flow path 41 from the pipette tip 134 has been described. , The present invention is not limited to this aspect. For example, the hematocrit value of the sample may be determined based on the information on the time change of the pressure in the pipette tip 134 when the sample is sucked into the pipette tip 134 from the flow path 41.

また、上記実施の形態では、測定値の取得工程(工程S120)の後にヘマトクリット値の測定工程(工程S130)を行う態様について説明したが、本発明はこの態様に限定されない。たとえば、1次反応を行う工程(工程S123)において、検体を流路41内に注入するときに、ピペットチップ134内の圧力の時間変化を検出してもよい。ピペットチップ134内の圧力の時間変化の検出と、1次反応とを同時に行うことで、測定時間を短縮化することができる。 Further, in the above-described embodiment, the embodiment in which the hematocrit value measurement step (step S130) is performed after the measurement value acquisition step (step S120) has been described, but the present invention is not limited to this embodiment. For example, in the step of performing the primary reaction (step S123), when the sample is injected into the flow path 41, the time change of the pressure in the pipette tip 134 may be detected. The measurement time can be shortened by simultaneously detecting the time change of the pressure in the pipette tip 134 and performing the primary reaction.

また、上記実施の形態では、SPFS法を利用し、測定値として蛍光物質からの蛍光βの蛍光値を測定する態様について説明したが、本発明はこの態様に限定されない。たとえば、SPR法を利用し、測定値として励起光αの反射光の光量を測定してもよい。または、本発明は、ELISA法やRIfS法、QCM法などを利用して測定値を取得してもよい。 Further, in the above embodiment, an embodiment in which the fluorescence value of fluorescence β from a fluorescent substance is measured as a measurement value by using the SPFS method has been described, but the present invention is not limited to this embodiment. For example, the SPR method may be used to measure the amount of reflected light of the excitation light α as a measured value. Alternatively, in the present invention, the measured value may be acquired by using an ELISA method, an RIfS method, a QCM method, or the like.

以下、本発明について実施例を参照して詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例により限定されない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

本実施例では、ミクロヘマトクリット法または粘度法(上記実施の形態に係るヘマトクリット値の測定方法)を利用して、ヘマトクリット値Hctをそれぞれ測定し、あらかじめ取得しておいた被測定物質の量を示す測定値を当該ヘマトクリット値Hctで補正し、それらの測定結果を比較した。 In this embodiment, the hematocrit value Hct is measured by using the micro hematocrit method or the viscosity method (the method for measuring the hematocrit value according to the above embodiment), and the amount of the substance to be measured obtained in advance is shown. The measured values were corrected by the hematocrit value Hct, and the measurement results were compared.

1.測定値の取得
検体としては、ヘパリンが添加された、心筋トロポニン(cTn)Iを含む24種類の全血を使用した。高感度自動免疫測定装置(上記実施の形態に係るSPFS装置)を用いて、検体中のcTnIの濃度を測定した。
1. 1. Acquisition of measured values As a sample, 24 kinds of whole blood containing myocardial troponin (cTn) I to which heparin was added were used. The concentration of cTnI in the sample was measured using a high-sensitivity automatic immunoassay device (SPFS device according to the above embodiment).

2.ミクロヘマトクリット法
上記検体をガラス製のキャピラリーに入れ、公知のヘマトクリット遠心分離機(センテック3220;株式会社久保田製作所製、「センテック」は同社の登録商標)を用いて、12000rpmで5分間、遠心した。ヘマトクリット遠心分離機に付属のヘマトクリット計測器を用いて、遠心後の検体のヘマトクリット値を測定した。次いで、測定したヘマトクリット値に基づいて、検体中のcTnIの濃度を、血漿中のcTnIの濃度に補正した。
2. 2. Microhematocrit method The above sample was placed in a glass capillary and centrifuged at 12000 rpm for 5 minutes using a known hematocrit centrifuge (Centec 3220; manufactured by Kubota Seisakusho Co., Ltd., “Centec” is a registered trademark of the same company). The hematocrit value of the sample after centrifugation was measured using the hematocrit measuring instrument attached to the hematocrit centrifuge. Then, based on the measured hematocrit value, the concentration of cTnI in the sample was corrected to the concentration of cTnI in plasma.

3.粘度法
高感度自動免疫測定装置を用いて、大きさが20mm×4.6mm×0.1mmの流路を有する測定チップの当該流路内に、開口径がφ1mmの開口部を有するピペットチップから上記検体(流量10000μL/分、液量100μL)を注入した。このとき、ピペットチップ内の圧力の時間変化に基づいて、検体を流路内に注入したときの、ピペットチップ内の圧力がピークから1%以下になるときの時間を測定し、当該時間に基づいて検体のヘマトクリット値を決定した。次いで、測定したヘマトクリット値に基づいて、検体中のcTnIの濃度を、血漿中のcTnIの濃度に補正した。
3. 3. Viscosity method Using a high-sensitivity automatic immunoassay device, from a pipette tip having an opening with an opening diameter of φ1 mm in the flow path of a measuring tip having a flow rate of 20 mm × 4.6 mm × 0.1 mm in size. The above sample (flow rate 10000 μL / min, liquid volume 100 μL) was injected. At this time, based on the time change of the pressure in the pipette tip, the time when the pressure in the pipette tip becomes 1% or less from the peak when the sample is injected into the flow path is measured, and based on the time. The hematocrit value of the sample was determined. Then, based on the measured hematocrit value, the concentration of cTnI in the sample was corrected to the concentration of cTnI in plasma.

検体No.と、検体中のcTnI濃度WB−cTnI、ミクロヘマトクリット法により得られたヘマトクリット値Hctおよび血漿中のcTnI濃度(補正値A(基準値))と、粘度度法により得られた平衡状態に達するまでの時間t、ヘマトクリット値Hct、血漿中のcTnI濃度(補正値B)および基準値に対する補正値Bのずれ量BiasBと、を表1に示す。表1において、BiasBは、下記式(2)により算出された値である。

Figure 0006805637
Specimen No. And the cTnI concentration in the sample WB-cTnI, the hematocrit value Hct obtained by the microhematocrit method, and the cTnI concentration in plasma (correction value A (reference value)) until the equilibrium state obtained by the viscosity method is reached. Table 1 shows the time t, the hematocrit value Hct, the cTnI concentration in plasma (correction value B), and the deviation amount BiasB of the correction value B with respect to the reference value. In Table 1, BiasB is a value calculated by the following formula (2).
Figure 0006805637

Figure 0006805637
Figure 0006805637

図8は、粘度法によって血漿中の被測定物質の量を決定したときの精度を示すグラフである。図8において、横軸は、平均cTnI濃度を示し、縦軸は、補正値A(基準値)に対する補正値Bのずれ量であるBiasBを示している。図8および表1に示されるように、BiasBは、本実施例で使用したいずれの検体においても5%以内であった。このように、粘度法によれば、ミクロヘマトクリット法と同等に血漿中の被測定物質の量を高精度に決定できることがわかる。ミクロヘマトクリット法と比較して、粘度法では、遠心分離装置のような装置を別途準備する必要がない。本発明によれば、ヘマトクリット値を測定するための装置を別途準備することなく、同一装置内で簡易に高精度なヘマトクリット値の測定が可能である。 FIG. 8 is a graph showing the accuracy when the amount of the substance to be measured in plasma is determined by the viscosity method. In FIG. 8, the horizontal axis represents the average cTnI concentration, and the vertical axis represents BiasB, which is the amount of deviation of the correction value B with respect to the correction value A (reference value). As shown in FIG. 8 and Table 1, BiasB was within 5% in all the samples used in this example. As described above, it can be seen that the viscosity method can determine the amount of the substance to be measured in plasma with high accuracy in the same manner as the microhematocrit method. Compared to the microhematocrit method, the viscosity method does not require a separate device such as a centrifuge. According to the present invention, it is possible to easily and accurately measure a hematocrit value in the same device without separately preparing a device for measuring the hematocrit value.

本発明によれば、ヘマトクリット値および被測定物質の量を高い信頼性で検出することができるため、例えば疾患の検査などに有用である。 According to the present invention, the hematocrit value and the amount of the substance to be measured can be detected with high reliability, which is useful for, for example, a disease test.

10 測定チップ
20 プリズム
21 入射面
22 成膜面
23 出射面
30 金属膜
40 流路蓋
41 流路
42 枠体
43 液体注入部被膜フィルム
44 液体貯蔵部被膜フィルム
45 液体注入部
46 液体貯蔵部
47 通気孔
48 ピペットチップ挿入用貫通孔
50 液体チップ
100 SPFS装置
110 励起光出射部
111 光源ユニット
112 角度調整機構
113 光源制御部
120 シグナル検出部
121 受光光学系ユニット
122 位置切替え機構
123 第1のレンズ
124 光学フィルター
125 第2のレンズ
126 受光センサー
127 センサー制御部
130 液体取扱部
131 ピペット
132 シリンジポンプ
133 ノズルユニット
134 ピペットチップ
135 圧力センサー
136 ピペット制御部
140 搬送部
141 搬送ステージ
142 チップホルダー
150 制御処理部
α 励起光
β 蛍光
γ プラズモン散乱光
10 Measuring chip 20 Prism 21 Incident surface 22 Film formation surface 23 Exit surface 30 Metal film 40 Flow path lid 41 Flow path 42 Frame 43 Liquid injection section coating film 44 Liquid storage section coating film 45 Liquid injection section 46 Liquid storage section 47 Pore 48 Through hole for inserting pipette tip 50 Liquid tip 100 SPFS device 110 Excitation light emission unit 111 Light source unit 112 Angle adjustment mechanism 113 Light source control unit 120 Signal detection unit 121 Light receiving optical system unit 122 Position switching mechanism 123 First lens 124 Optical Filter 125 Second lens 126 Light receiving sensor 127 Sensor control unit 130 Liquid handling unit 131 Pipette 132 Syringe pump 133 Nozzle unit 134 Pipette tip 135 Pressure sensor 136 Pipette control unit 140 Transfer unit 141 Transfer stage 142 Chip holder 150 Control processing unit α excitation Light β Fluorescent γ Plasmon scattered light

Claims (14)

チップホルダーに保持された、流路を有する測定チップと、
ピペットチップと、前記ピペットチップ内の圧力を検出するための圧力センサーとを有し、前記圧力センサーにより前記ピペットチップ内の圧力を検出しつつ、前記ピペットチップから前記流路内に検体を注入するか、または前記流路から前記ピペットチップ内に検体を吸引するための液体取扱部と、
を用いて、血液を含む検体のヘマトクリット値を測定するための、ヘマトクリット値の測定方法であって、
前記液体取扱部において、前記検体が前記測定チップの前記流路の内壁面から受ける抵抗に応じて変化する前記ピペットチップ内の圧力を検出しつつ、前記ピペットチップから前記流路内に前記検体を注入するか、または前記流路から前記ピペットチップ内に前記検体を吸引したときの、前記検体が前記測定チップの前記流路の内壁面から受ける抵抗に応じて変化する前記ピペットチップ内の圧力の時間変化に関する情報を取得する工程と、
前記情報に基づいて、予め取得しておいた、ピペットチップ内の圧力の時間変化に関する情報とヘマトクリット値との関係から前記検体のヘマトクリット値を決定する工程と、
を含む、ヘマトクリット値の測定方法。
A measuring tip with a flow path held in the tip holder,
It has a pipette tip and a pressure sensor for detecting the pressure in the pipette tip, and while detecting the pressure in the pipette tip by the pressure sensor, a sample is injected from the pipette tip into the flow path. Or, a liquid handling unit for sucking a sample from the flow path into the pipette tip,
Is a method for measuring a hematocrit value for measuring a hematocrit value of a sample containing blood using the above.
In the liquid handling unit, the sample is placed in the flow path from the pipette tip while detecting the pressure in the pipette tip that changes according to the resistance that the sample receives from the inner wall surface of the flow path of the measurement tip. The pressure in the pipette tip that changes according to the resistance that the sample receives from the inner wall surface of the flow path of the measurement tip when injecting or sucking the sample into the pipette tip from the flow path. The process of acquiring information on time changes and
Based on the above information, a step of determining the hematocrit value of the sample from the relationship between the hematocrit value and the information on the time change of the pressure in the pipette tip acquired in advance ,
How to measure the hematocrit value, including.
前記流路は、天面と、底面と、前記天面および前記底面を接続する一対の側面と、を有し、
前記一対の側面の間の長さは、0.1mm以上5mm以下であり、
前記天面および前記底面の間の長さは、0.1mm以上1mm以下であり、
前記検体の流れ方向における前記流路の長さは、10mm以上50mm以下である、
請求項1に記載のヘマトクリット値の測定方法。
The flow path has a top surface, a bottom surface, and a pair of side surfaces connecting the top surface and the bottom surface.
The length between the pair of side surfaces is 0.1 mm or more and 5 mm or less.
The length between the top surface and the bottom surface is 0.1 mm or more and 1 mm or less.
The length of the flow path in the flow direction of the sample is 10 mm or more and 50 mm or less.
The method for measuring a hematocrit value according to claim 1.
前記流路内に前記検体を注入するか、または前記流路から前記検体を吸引するときの前記検体の流量は、10μL/分以上15000μL/分以下である、請求項1または請求項2に記載のヘマトクリット値の測定方法。 The first or second aspect, wherein the flow rate of the sample when the sample is injected into the flow path or the sample is sucked from the flow path is 10 μL / min or more and 15,000 μL / min or less. How to measure the hematocrit value of. 前記流路内に前記検体を注入するか、または前記流路から前記検体を吸引するときの前記検体の液量は、50μL以上500μL以下である、請求項1〜3のいずれか一項に記載のヘマトクリット値の測定方法。 The liquid amount of the sample when the sample is injected into the flow path or the sample is sucked from the flow path is 50 μL or more and 500 μL or less, according to any one of claims 1 to 3. How to measure the hematocrit value of. 血液を含む検体中の被測定物質の量を測定するための、前記被測定物質の量の測定方法であって、
請求項1〜4のいずれか一項に記載のヘマトクリット値の測定方法により、前記検体のヘマトクリット値を測定する工程と、
前記流路内に、前記検体中に含まれていた前記被測定物質が固定化され、かつ前記検体が存在しない状態で、前記検体中の前記被測定物質の量を示す測定値を取得する工程と、
前記ヘマトクリット値に基づいて前記測定値を補正する工程と、
を含む、被測定物質の量の測定方法。
A method for measuring the amount of a substance to be measured, which is used to measure the amount of the substance to be measured in a sample containing blood.
A step of measuring the hematocrit value of the sample by the method for measuring the hematocrit value according to any one of claims 1 to 4.
A step of acquiring a measured value indicating the amount of the substance to be measured in the sample in a state where the substance to be measured contained in the sample is immobilized in the flow path and the sample is not present. When,
A step of correcting the measured value based on the hematocrit value, and
A method for measuring the amount of a substance to be measured, including.
前記測定チップは、プリズムと、前記プリズム上に配置されている金属膜と、前記金属膜上に配置されている前記流路と、を有し、
前記測定値を取得する工程では、前記金属膜上に、前記検体中に含まれていた前記被測定物質が固定化され、かつ前記検体が存在しない状態で、前記プリズムを介して前記金属膜に、表面プラズモン共鳴が生じる入射角で光を照射したときに生じる、前記被測定物質の量を示すシグナルを検出して、前記測定値を取得する、
請求項5に記載の被測定物質の量の測定方法。
The measuring chip has a prism, a metal film arranged on the prism, and a flow path arranged on the metal film.
In the step of acquiring the measured value, the substance to be measured contained in the sample is immobilized on the metal film, and the sample is not present on the metal film via the prism. , The measured value is obtained by detecting a signal indicating the amount of the substance to be measured, which is generated when light is irradiated at an incident angle at which surface plasmon resonance occurs.
The method for measuring the amount of a substance to be measured according to claim 5.
前記シグナルは、前記被測定物質を標識する蛍光物質から放出された蛍光である、請求項6に記載の被測定物質の量の測定方法。 The method for measuring the amount of a substance to be measured according to claim 6, wherein the signal is fluorescence emitted from a fluorescent substance that labels the substance to be measured. 血液を含む検体のヘマトクリット値を測定するための、ヘマトクリット値の測定装置であって、
流路を有する測定チップを保持するためのチップホルダーと、
ピペットチップと、前記ピペットチップ内の圧力を検出するための圧力センサーとを有し、前記圧力センサーにより、前記検体が前記測定チップの前記流路の内壁面から受ける抵抗に応じて変化する前記ピペットチップ内の圧力を検出しつつ、前記ピペットチップから前記流路内に検体を注入するか、または前記流路から前記ピペットチップ内に検体を吸引するための液体取扱部と、
前記圧力センサーにより取得された、前記ピペットチップ内の圧力の時間変化に関する情報に基づいて、予め取得しておいた、ピペットチップ内の圧力の時間変化に関する情報とヘマトクリット値との関係から前記検体のヘマトクリット値を決定する処理部と、
を有する、ヘマトクリット値の測定装置。
A hematocrit measuring device for measuring the hematocrit value of a sample containing blood.
A tip holder for holding a measuring tip having a flow path,
The pipette has a pipette tip and a pressure sensor for detecting the pressure in the pipette tip, and the pressure sensor changes according to the resistance that the sample receives from the inner wall surface of the flow path of the measurement tip. A liquid handling unit for injecting a sample from the pipette tip into the flow path or sucking the sample from the flow path into the pipette tip while detecting the pressure in the tip.
Based on the information on the time change of the pressure in the pipette tip acquired by the pressure sensor, the sample is based on the relationship between the information on the time change of the pressure in the pipette tip and the hematocrit value obtained in advance . The processing unit that determines the hematocrit value,
A device for measuring hematocrit values.
前記流路は、天面と、底面と、前記天面および前記底面を接続する一対の側面と、を有し、
前記一対の側面の間の長さは、0.1mm以上5mm以下であり、
前記天面および前記底面の間の長さは、0.1mm以上1mm以下であり、
前記検体の流れ方向における前記流路の長さは、10mm以上50mm以下である、
請求項8に記載のヘマトクリット値の測定装置。
The flow path has a top surface, a bottom surface, and a pair of side surfaces connecting the top surface and the bottom surface.
The length between the pair of side surfaces is 0.1 mm or more and 5 mm or less.
The length between the top surface and the bottom surface is 0.1 mm or more and 1 mm or less.
The length of the flow path in the flow direction of the sample is 10 mm or more and 50 mm or less.
The hematocrit value measuring device according to claim 8.
前記液体取扱部が前記流路内に前記検体を注入するか、または前記流路から前記検体を吸引するときの前記検体の流量は、10μL/分以上15000μL/分以下である、請求項8または請求項9に記載のヘマトクリット値の測定装置。 8. The flow rate of the sample when the liquid handling unit injects the sample into the flow path or sucks the sample from the flow path is 10 μL / min or more and 15000 μL / min or less. The hematocrit value measuring device according to claim 9. 前記液体取扱部が前記流路内に前記検体を注入するか、または前記流路から前記検体を吸引するときの前記検体の液量は、50μL以上500μL以下である、請求項8〜10のいずれか一項に記載のヘマトクリット値の測定装置。 Any of claims 8 to 10, wherein the liquid volume of the sample is 50 μL or more and 500 μL or less when the liquid handling unit injects the sample into the flow path or sucks the sample from the flow path. The hematocrit value measuring device according to item 1. 血液を含む検体中の被測定物質の量を測定するための、前記被測定物質の量の測定装置であって、
請求項8〜11のいずれか一項に記載のヘマトクリット値の測定装置と、
前記チップホルダーに保持された前記測定チップの前記流路内に、前記検体中に含まれていた前記被測定物質が固定化され、かつ前記検体が存在しない状態で、前記検体中の前記被測定物質の量を示す測定値を取得するための測定値取得部と、
を有し、
前記処理部は、さらに、前記ヘマトクリット値に基づいて前記測定値を補正する、
被測定物質の量の測定装置。
A device for measuring the amount of a substance to be measured for measuring the amount of the substance to be measured in a sample containing blood.
The hematocrit value measuring device according to any one of claims 8 to 11.
The substance to be measured contained in the sample is immobilized in the flow path of the measurement chip held in the chip holder, and the sample to be measured in the sample does not exist. A measurement value acquisition unit for acquiring a measurement value indicating the amount of a substance,
Have,
The processing unit further corrects the measured value based on the hematocrit value.
A device for measuring the amount of a substance to be measured.
前記測定チップは、プリズムと、前記プリズム上に配置されている金属膜と、前記金属膜上に配置されている前記流路と、を有し、
前記測定値取得部は、
光を出射するための光出射部と、
前記金属膜上に、前記検体に含まれていた前記被測定物質が固定化され、かつ前記検体が存在しない状態で、前記光出射部が前記プリズムを介して前記金属膜に、表面プラズモン共鳴が生じる入射角で光を照射したときに生じる、前記被測定物質の量を示すシグナルを検出するためのシグナル検出部と、
を有し、
前記処理部は、前記シグナル検出部の検出結果に基づいて前記測定値を取得する、
請求項12に記載の被測定物質の量の測定装置。
The measuring chip has a prism, a metal film arranged on the prism, and a flow path arranged on the metal film.
The measured value acquisition unit
A light emitting part for emitting light and
In a state where the substance to be measured contained in the sample is immobilized on the metal film and the sample does not exist, the light emitting portion causes surface plasmon resonance on the metal film via the prism. A signal detection unit for detecting a signal indicating the amount of the substance to be measured, which is generated when light is irradiated at the incident angle generated.
Have,
The processing unit acquires the measured value based on the detection result of the signal detection unit.
The device for measuring the amount of a substance to be measured according to claim 12.
前記シグナルは、前記被測定物質を標識する蛍光物質から放出された蛍光である、請求項13に記載の被測定物質の量の測定装置。 The device for measuring the amount of a substance to be measured according to claim 13, wherein the signal is fluorescence emitted from a fluorescent substance that labels the substance to be measured.
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