測定セル保持機構、及び、バイオセンサー
【課題】 測定時における測定セルのリガンドが固定された平坦面の移動を防止すると共に、流路部材の変形を防止することの可能な測定セル保持機構、及び、この測定セル保持機構を備えたバイオセンサーを提供する。
【解決手段】 押圧スティック２７Ａ及びスプリング部２７Ｃでの誘電体ブロック４２の挟持部分Ｋは、誘電体ブロック４２の上部側とされている。プリズム押さえ２６Ｋの先端部２６Ｐは、尖った形状とされており、誘電体ブロック４２に食い込み、誘電体ブロック２６を保持する。
【解決手段】 押圧スティック２７Ａ及びスプリング部２７Ｃでの誘電体ブロック４２の挟持部分Ｋは、誘電体ブロック４２の上部側とされている。プリズム押さえ２６Ｋの先端部２６Ｐは、尖った形状とされており、誘電体ブロック４２に食い込み、誘電体ブロック２６を保持する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リガンドへアナライトを含むアナライト溶液を供給するための流路を備えた測定セルを測定位置で保持する測定セル保持機構、及び、この測定セル保持機構を備えたバイオセンサーに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、測定セル上にリガンドを固定し、リガンドの固定された部分に流路を構成して、この流路にアナライトを含んだアナライト溶液を供給すると共に、流路の逆側から光ビームを入射させることにより、リガンドとアナライトとの相互作用を測定することが行われている（特許文献１参照）。このような測定は、測定セルが測定中に動くことのないように、しっかりと測定セルを保持しておく必要がある。
【特許文献１】特許第３２９４６０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、流路へのアナライト溶液などの液体の供給が、流路へ直接アクセスすることにより行われる場合には、このアクセス時に測定セルが動きやすくなる。特に、リガンドの固定された測定面の移動は測定に影響を与えるため、測定面の移動を抑制する必要がある。
【０００４】
本発明は上記事実を考慮してなされたものであり、測定時における測定セルの移動を効率よく抑制することの可能な測定セル保持機構、及び、この測定セル保持機構を備えたバイオセンサーを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様の測定セル保持機構は、リガンドの固定される平坦面の形成された誘電体ブロックと、この誘電体ブロックの前記平坦面上に密着されこの平坦面との間に流路を構成すると共に前記流路と連通され上側に開口された開口部の形成された流路部材と、を含んで構成された測定セルと、前記測定セルが載置されるベース部材と、前記開口部に上方から進入して前記流路へ液体を供給する液体供給部材と、前記ベース部材と前記開口部との間の距離を距離Ｓとして、前記ベース部材から距離Ｓの３０％の高さ位置よりも前記開口部側で前記誘電体ブロックを測定位置に保持する誘電体ブロック保持手段と、を備えている。
【０００６】
本発明の測定セル保持機構では、誘電体ブロック保持手段で誘電体ブロックが保持される。誘電体ブロックの保持は、ベース部材に近い側での保持よりも、開口部側での保持の方が、測定面（リガンドの固定される平坦面）の移動を小さい力で規制できる。
【０００７】
なお、本願においてリガンドとは、生理活性のある高分子物質をいい、タンパク質、ＤＮＡ、ＲＮＡ、糖類などが例示されるがそれらに限られない。
【０００８】
そこで、本発明では、保持位置をベース部材と開口部との間の距離Ｓの３０％の高さ位置よりも開口部側とする。この保持位置で誘電体ブロックを保持することで、より小さい保持力で効率的に誘電体ブロックを保持することができる。
【０００９】
なお、前記誘電体ブロック保持手段は、前記誘電体ブロックの対向する２つの側面を水平方向に挟み込む挟持部材、を含んで構成することができる。
【００１０】
このように、挟持部材で誘電体ブロックの２つの側面を挟み込んで保持することにより、挟み込んだ水平方向の移動を抑制することができる。
【００１１】
また、前記誘電体ブロック保持手段は、前記誘電体ブロックの前記平坦面へ押圧力により食い込む食い込み部材、を含んで構成することもできる。
【００１２】
ここで、誘電体ブロックの平坦面への食い込みとは、平坦面を変形させて食い込み部材の一部が内側へ入り込むことをいう。このように、食い込み部材を誘電体ブロックの平坦面に食い込ませることにより、誘電体ブロックと誘電体ブロック保持手段との間の滑りによる誘電体ブロックのズレを抑制することができ、効率的に誘電体ブロックの移動を抑制することができる。
【００１３】
また、前記誘電体ブロック保持手段は、前記流路部材を前記誘電体ブロックの配置されている側の逆側から押圧する流路押圧部材、を含んで構成することもできる。
【００１４】
流路押圧部材で流路部材を押圧することにより、誘電体ブロックは流路部材とベース部材との間に保持され、誘電体ブロックの鉛直方向の移動を抑制することができる。
【００１５】
なお、前記流路押圧部材は、前記流路部材へ押圧力により食い込むことを特徴とすることもできる。
【００１６】
このように、流路押圧部材を流路部材へ食い込ませることにより、流路部材と流路保持部材との間の滑りによる誘電体ブロックのズレを抑制することができる。
【００１７】
本発明の第２の態様のバイオセンサーは、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載された測定セル保持機構と、記測定セルの前記平坦面に前記誘電体ブロックを介して光ビームを入射させる光源と、前記平坦面で反射された光ビームの反射光を受光する受光部材と、を備えている。
【００１８】
上記構成によれば、誘電体ブロックを、より小さい力で効率よく保持することができ、正確な測定を行うことができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は上記構成としたので、測定時における測定セルの移動を効率よく抑制でき、正確な測定を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【００２１】
本実施形態のバイオセンサー１０は、金属膜の表面に発生する表面プラズモン共鳴を利用して、リガンドＤとアナライトＡとの相互作用を測定する、いわゆる表面プラズモンセンサーである。
【００２２】
図１に示すように、バイオセンサー１０は、トレイ保持部１２、搬送部１４、容器載置台１６、液体吸排部２０、押さえ部２６、光学測定部５４、及び、制御部６０を備えている。
【００２３】
トレイ保持部１２は、載置台１２Ａ、及び、ベルト１２Ｂを含んで構成されている。載置台１２Ａは、矢印Ｙ方向に架け渡されたベルト１２Ｂに取り付けられており、ベルト１２Ｂの回転により矢印Ｙ方向に移動可能とされている。載置台１２Ａ上には、トレイＴが２枚、位置決めして載置される。トレイＴには、センサースティック４０が８本収納されている。センサースティック４０は、リガンドＤの固定されるチップであり、詳細については後述する。載置台１２Ａの下には、センサースティック４０を後述するスティック保持部材１４Ｃの位置まで押し上げる、押上機構１２Ｄが配置されている。
【００２４】
センサースティック４０は、図２及び図３に示すように、誘電体ブロック４２、流路部材４４、保持部材４６、接着部材４８、及び、蒸発防止部材４９、で構成されている。
【００２５】
誘電体ブロック４２は、光ビームに対して透明な透明樹脂等で構成されており、断面が台形の棒状とされたプリズム部４２Ａ、及び、プリズム部４２Ａの両端部にプリズム部４２Ａと一体的に形成された被保持部４２Ｂを備えている。プリズム部４２Ａの互いに平行な２面の内の広い側の上面には、図４にも示すように金属膜５０が形成されている。この金属膜５０上に、バイオセンサー１０で解析するリガンドＤが固定される。誘電体ブロック４２は、いわゆるプリズムとして機能し、バイオセンサー１０での測定の際には、プリズム部４２Ａの対向する互いに平行でない２つの側面の内の一方から光ビームが入射され、他方から金属膜５０との界面で全反射された光ビームが出射される。
【００２６】
金属膜５０の表面には、図４に示すように、リンカー層５０Ａが形成されている。リンカー層５０Ａは、リガンドＤを金属膜５０上に固定化するための層である。リンカー層５０Ａ上には、リガンドＤが固定されアナライトＡとリガンドＤとの反応が生じる測定領域Ｅ１と、リガンドＤが固定されず、前記測定領域Ｅ１の信号測定に際しての参照信号を得るための参照領域Ｅ２とが形成される。この参照領域Ｅ２は、上述したリンカー層５０Ａを製膜する際に形成される。形成方法としては、例えば、リンカー層５０Ａに対して表面処理を施して、リガンドＤと結合する結合基を失活させる。これにより、リンカー層５０Ａの半分が測定領域Ｅ１となり、残りの半分が参照領域Ｅ２となる。このように、結合基を失活させるためには、上記、ブロッキングに用いたエタノールアミン−ヒドロクロライドを用いることができる。参照領域Ｅ２の別の構成方法としては、参照領域Ｅ２にカルボキシルメチルデキストランの代わりに、例えば、アルキルチオールを配するようにすれば、アルキル基を表面に配することができ、アルキル基は、アミノカップリング法でリガンド結合させることは出来ないので、参照領域Ｅ２として使うことができる。
【００２７】
図５にも示すように、液体流路４５に露出されたリンカー層５０Ａの、参照領域Ｅ２以外の部分には、リガンドＤが固定されている。参照領域Ｅ２にはリガンドＤは固定されていない。参照領域Ｅ２、及び、参照領域Ｅ２よりも上流側に位置する測定領域Ｅ１には、各々光ビームＬ２、Ｌ１が入射される。参照領域Ｅ２は、リガンドＤの固定された測定領域Ｅ１から得られるデータを補正するために設けられた領域である。
【００２８】
プリズム部４２Ａの両側面には、上側の端辺に沿って、プリズム部４２Ａの上面と垂直な垂直凸部４２Ｄが、各々７箇所に形成されている。また、誘電体ブロック４２の下面の長手方向に沿った中央部には、係合溝４２Ｅが形成されている。
【００２９】
流路部材４４は、誘電体ブロック４２よりもわずかに狭幅の直方体状とされ、図３に示すように、誘電体ブロック４２の金属膜５０上に、互いに離間されて６個配置されている。各々の流路部材４４の下面には流路溝４４Ａが形成されており、上面に形成された供給口４５Ａ及び排出口４５Ｂと連通されて、金属膜５０との間に、液体流路４５が構成される。したがって、１本のセンサースティック４０には、独立した６本の液体流路４５が構成される。流路部材４４の側壁には、保持部材４６の内側の図示しない凹部に圧入されて保持部材４６との密着性を確保するための凸部４４Ｂが形成されている。
【００３０】
なお、液体流路４５には、蛋白質を含む液体が供給されることが想定されるので、流路壁への蛋白質の固着を防止するため、流路部材４４の材料としては、蛋白質に対する非特異吸着性を有しないことが好ましい。
【００３１】
保持部材４６は、長尺とされ、上面板４６Ａ及び２枚の側面板４６Ｂで構成されている。保持部材４６は、６個の流路部材４４を間に挟んで誘電体ブロック４２上に被せられる。なお、必要に応じて誘電体ブロック４２と保持部材４６とが係合されるように係合部（例えば、保持部材４６の側面板４６Ｂに係合孔を形成し、この係合孔に係合される係合凸部を誘電体ブロックに形成する）を設けてもよい。本実施形態では、保持部材４６が誘電体ブロック４２上に被せられることにより、流路部材４４が誘電体ブロック４２に粘着されて取り付けられる。上面板４６Ａには、流路部材４４の供給口４５Ａ及び排出口４５Ｂと対向する位置に、流路部材４４に向けて狭くなるテーパー状のピペット挿入孔４６Ｄが形成されている。また、１つの流路部材４４の供給口４５Ａ及び排出口４５Ｂと対向する位置に配置された２つのピペット挿入孔４６Ｄの間には、位置決め用のボス４６Ｅが形成されている。さらに、流路部材４４が離間されて配置されている離間部分に対向する位置には、後述するプリズム押さえ部材２６Ｋを挿入可能な押さえ孔４６Ｆが形成されている。
【００３２】
保持部材４６の上面には、蒸発防止部材４９が接着部材４８を介して接着されている。接着部材４８のピペット挿入孔４６Ｄと対向する位置にはピペット挿入用の孔４８Ｄが形成され、ボス４６Ｅと対向する位置には位置決め用の孔４８Ｅが形成され、押さえ孔４６Ｆと対向する位置には孔４８Ｆが形成されている。また、蒸発防止部材４９のピペット挿入孔４６Ｄと対向する位置には十字状の切り込みであるスリット４９Ｄが形成され、ボス４６Ｅと対向する位置には位置決め用の孔４９Ｅが形成され、押さえ孔４６Ｆと対向する位置には、孔４９Ｆが形成されている。ボス４６Ｅを孔４８Ｅ及び４９Ｅに挿通させて、蒸発防止部材４９を保持部材４６の上面に接着することにより、蒸発防止部材４９のスリット４９Ｄと流路部材４４の供給口４５Ａ及び排出口４５Ｂとが対向するように構成される。ピペットチップＣＰの非挿入時には、スリット４９Ｄ部分が供給口４５Ａを覆い、液体流路４５に供給されている液体の蒸発が防止される。
【００３３】
図１に示すように、バイオセンサー１０の搬送部１４は、上部ガイドレール１４Ａ、下部ガイドレール１４Ｂ、及び、スティック保持部材１４Ｃ、を含んで構成されている。上部ガイドレール１４Ａ及び下部ガイドレール１４Ｂは、トレイ保持部１２及び光学測定部５４の上部で、矢印Ｙ方向と直交する矢印Ｘ方向に水平に配置されている。上部ガイドレール１４Ａには、スティック保持部材１４Ｃが取り付けられている。スティック保持部材１４Ｃは、センサースティック４０の両端部の被保持部４２Ｂを保持可能とされていると共に、上部ガイドレール１４Ａに沿って移動可能とされている。スティック保持部材１４Ｃに保持されたセンサースティック４０の係合溝４２Ｅと下部ガイドレール１４Ｂとが係合され、スティック保持部材１４Ｃが矢印Ｘ方向に移動することにより、センサースティック４０が光学測定部５４上の測定部５６に搬送される。
【００３４】
測定部５６の下部ガイドレール１４Ｂを挟んでスティック保持部材１４Ｃと逆側には、測定時にセンサースティック４０を押さえるための押さえ部２６が備えられている。押さえ部２６は、図６及び図７に示すように、支持部２６Ａを備え、支持部２６Ａには、ステージ２６Ｂが取り付けられている。ステージ２６Ｂの側面には、駆動ガイド２６Ｃが取り付けられている。駆動ガイド２６Ｃは、ステージ２６Ｂの上部に配置された駆動モータ２６Ｄの駆動力により、ステージ２６Ｂの側面に沿ってＺ方向（鉛直方向）に移動可能とされている。駆動ガイド２６Ｃには、連結部材２６Ｅを介して押さえ用スプリング２６Ｆが取り付けられている。押さえ用スプリング２６Ｆの下側にはスティック２６Ｇが配置され、スティック２６Ｇの下側には板部材２６Ｈが取り付けられ、板部材２６Ｈの下部側面には、押さえ板２６Ｉが取り付けられている。スティック２６Ｇの上方には、図７に示すように、水平方向に孔Ｈが穿孔されており、連結部材２６Ｅに突設されたピンＰが孔Ｈに挿通されている。孔Ｈは、孔Ｈ内でピンＰが下側に移動可能なように下側へ長孔とされている。スティック２６Ｇ、板部材２６Ｈ、及び、押さえ板２６Ｉは、駆動ガイド２６Ｃの下降により押さえ用スプリング２６Ｆで押圧されて下方に移動する。押さえ用スプリング２６Ｆは、所定量縮むことによって後述するプリズム押さえ２６Ｋが所定の押圧力で誘電体ブロック４２を押圧するように設定されている。ここで、所定の押圧力とは、プリズム押さえ２６Ｋの先端部２６Ｐが誘電体ブロック４２に食い込み、プリズム押さえ２６で誘電体ブロック４２を保持できる程度の押圧力をいう。また、スティック２６Ｇ、板部材２６Ｈ、及び、押さえ板２６Ｉは、駆動ガイド２６Ｃの上昇によりピンＰで持ち上げられる。
【００３５】
押さえ板２６Ｉは、長方形板状とされ、板面がセンサースティック４０と対向し長手方向が下部ガイドレール１４Ｂと平行になるように配置されている。押さえ板２６Ｉには、後述するピペットチップＣＰを挿通可能な２個の孔２６Ｊが形成されている。
【００３６】
また、押さえ板２６Ｉの下側には、図８に示すように、プリズム押さえ２６Ｋ、及び、流路押さえ２６Ｌが設けられている。プリズム押さえ２６Ｋは、センサースティック４０の保持部材４６に形成された押さえ孔４６Ｆに対応する位置に２本設けられ、押さえ孔４６Ｆに挿通されてプリズム部４２Ａに当接可能な長さとされている。プリズム押さえ２６Ｋの先端部２６Ｐは、誘電体ブロック４２の表面に食い込み可能に尖った形状とされている。流路押さえ２６Ｌは、図９に示すように、基端部が板部材２６Ｈに取り付けられＺ方向に弾性変形可能な板バネで構成されている。流路押さえ２６Ｌの板バネがボス４６Ｅに当接して、押さえ用スプリング２６Ｆよりも小さい押圧力でボス４６Ｅを押圧するように設定されている。
【００３７】
プリズム押さえ２６Ｋ、及び、流路押さえ２６Ｌによる押圧力は、下部ガイドレール１４Ｂによって受けられる。
【００３８】
測定部５６の下側には、挟持部材２７が設けられている。挟持部材２７は、下部ガイドレール１４Ｂの押さえ部２６側に配置された押圧スティック２７Ａ、押圧スティック２７Ａを保持する保持部材２７Ｂ、及び、下部ガイドレール１４Ｂを挟んで押圧スティック２７Ａと逆側に配置されたスプリング部２７Ｃ、を含んで構成されている。スプリング部２７Ｃは、ボール２７Ｄ及びスプリング２７Ｅ（図１４参照）を含んで構成されており、押圧スティック２７Ａの押圧力を受ける。押圧スティック２７Ａとスプリング部２７Ｃとの間でセンサースティック４０が挟持され、Ｙ方向の移動が規制される。
【００３９】
ここで、押圧スティック２７Ａ及びスプリング部２７Ｃでの誘電体ブロック４２の挟持位置Ｋは、図１４にも示すように、誘電体ブロック４２の上部側、すなわち、測定領域Ｅ１、参照領域Ｅ２が配置された側に近い位置とされている。具体的には、下部ガイドレール１４Ｂとピペット挿入孔４６Ｄとの間の距離を距離Ｓとすると、距離Ｓの３０％の高さ位置Ｈよりも上側とする。
【００４０】
これは、図１５（Ｂ）に示すように誘電体ブロック４２の下側の挟持位置Ｋ０で保持するよりも、図１５（Ａ）に示すように上部側の挟持位置Ｋで保持した方が、誘電体ブロック４２のＹ方向の回転ＹＲを小さい力で規制できるためである。挟持位置Ｋで保持した場合には、ピペットアクセスによる外乱力Ｆ２がそのまま誘電体ブロック４２を回転させるのに対し、挟持位置Ｋ０で保持した場合には、外乱力Ｆ２による回転挙動が発生する際に、下部ガイドレール１４Ｂと接している底面が外乱力Ｆ２と逆方向に水平移動し、この水平移動には底面と下部ガイドレール１４Ｂとの間の摩擦力Ｆ３＝Ｆ１（押さえ板２６Ｉによる押圧力）×μ（摩擦係数）よりも大きい力が必要とされるからである。
【００４１】
また、下部ガイドレール１４Ｂから挟持位置Ｋまでの距離をＳ２、挟持位置Ｋからピペット挿入孔４６Ｄまでの距離をＳ１とすると、Ｓ２・Ｆ３≧Ｓ１・Ｆ２のときに、誘電体ブロック４２は外乱力Ｆ２による影響を受けずに静止していると考えられる。ここで、Ｆ１は１０００ｇｆ（９．８Ｎ）、摩擦係数μは０．１５程度とすると、摩擦力Ｆ３＝１５０ｇｆ（１．４７Ｎ）となり、外乱力Ｆ２は３０ｇｆ（０．２９４Ｎ）程度であると考えられることから、安全率を考慮してＦ２＝３０ｇｆ×２＝６０ｇｆ（０．５８８Ｎ）とすると、Ｓ２≧（Ｓ１・６０）／１５０＝０．４Ｓ１、となる。したがって、距離Ｓ２は、距離Ｓに対して、３０％程度より大きい距離（Ｓ１≧０．３Ｓ）であれば、誘電体ブロック４２の静止状態が保たれることになる。
【００４２】
なお、距離Ｓ２が大きい程、より小さい保持力で効率的に誘電体ブロックを保持することができ、距離Ｓに対して５０％より大きい距離（距離Ｓの中央より上側）であることが好ましい。
【００４３】
また、外乱力Ｆ２がＹ方向にはたらく場合の力量Ｆ４は、
６０ｇｆ（０．５８８Ｎ）／（Ｓ２／Ｓ）＝２１０ｇｆ（２．０５８Ｎ）であることから、押圧スティック２７Ａでの押圧力は、２１０ｇｆ（２．０５８Ｎ）以上であることが必要になる。
【００４４】
図１に示すように、容器載置台１６には、アナライト溶液プレート１７、回収液ストック容器１８、供給液ストック容器１９が載置されている。アナライト溶液プレート１７は、マトリクス状に区画されており、各種のアナライト溶液をストック可能とされている。回収液ストック容器１８は、複数の回収容器で構成されており、各々の回収容器には、後述するピペットチップＣＰを挿入可能な開口Ｋが形成されている。供給液ストック容器１９は、複数のストック容器で構成されており、回収容器と同様にピペットチップＣＰを挿入可能な開口Ｋが形成されている。
【００４５】
液体吸排部２０は、上部ガイドレール１４Ａ、及び、ガイドレール１６Ｂよりも上方で、矢印Ｙ方向に架け渡された横断レール２２、及び、ヘッド２４を含んで構成されている。横断レール２２は、図示しない駆動機構により、矢印Ｘ方向移動可能とされている。また、ヘッド２４は、横断レール２２に取り付けられ、矢印Ｙ方向に移動可能とされている。また、ヘッド２４は、図示しない駆動機構により、鉛直方向（矢印Ｚ方向）にも移動可能とされている。ヘッド２４には、２本のピペットチップＣＰが取り付けられている。
【００４６】
光学測定部５４は、図１０に示すように、光源５４Ａ、第１光学系５４Ｂ、第２光学系５４Ｃ、受光部５４Ｄ、信号処理部５４Ｅ、を含んで構成されている。光源５４Ａからは、発散状態の光ビームＬが出射される。光ビームＬは、第１光学系５４Ｂを介して、２本の光ビームＬ１、Ｌ２となり、測定部５６に配置された誘電体ブロック４２の測定領域Ｅ１と参照領域Ｅ２に入射される（図５参照）。測定領域Ｅ１及び参照領域Ｅ２において、光ビームＬ１、Ｌ２は、金属膜５０と誘電体ブロック４２との界面に対して種々の入射角成分を含み、かつ全反射角以上の角度で入射される。光ビームＬ１、Ｌ２は、誘電体ブロック４２と金属膜５０との界面で全反射される。全反射された光ビームＬ１、Ｌ２も、種々の反射角成分をもって反射される。この全反射された光ビームＬ１、Ｌ２は、第２光学系５４Ｃを経て受光部５４Ｄで受光されて、各々光電変換され、光検出信号が信号処理部５４Ｅへ出力される。信号処理部５４Ｅでは、入力された光検出信号に基づいて所定の処理が行なわれ、測定領域Ｅ１及び参照領域Ｅ２の全反射減衰角のデータ（以下「全反射減衰データ」という）が求められる。この全反射減衰データが制御部６０へ出力される。
【００４７】
制御部６０は、バイオセンサー１０の全体を制御する機能を有し、図１０に示すように、光源５４Ａ、信号処理部５４Ｅ、及び、バイオセンサー１０の図示しない駆動系と接続されている。制御部６０は、図１１示すように、バスＢを介して互いに接続される、ＣＰＵ６０Ａ、ＲＯＭ６０Ｂ、ＲＡＭ６０Ｃ、メモリ６０Ｄ、及び、インターフェースＩ／Ｆ６０Ｅ、を有し、各種の情報を表示する表示部６２、各種の指示、情報を入力するための入力部６４と接続されている。
【００４８】
メモリ６０Ｄには、バイオセンサー１０を制御するための各種プログラムや、各種データが記録されている。
【００４９】
次に、センサースティック４０の、測定部５６への固定手順について説明する。
【００５０】
バイオセンサー１０の載置台１２Ａには、リガンドＤが固定化され、液体流路４５に保存液Ｃが充填されたセンサースティック４０入りのトレイがセットされている。また、アナライト溶液プレート１７、供給液ストック容器１９には、所定のアナライト溶液、供給液（バッファー液、解離液、洗浄液、など）がセットされている。
【００５１】
まず、押上機構１２Ｄにより、１のセンサースティック４０がスティック保持部材１４Ｃの位置まで押し上げられ、スティック保持部材１４Ｃにより保持される。そして、スティック保持部材１４Ｃは、センサースティック４０を保持したまま下部ガイドレール１４Ｂに沿って移動して、センサースティック４０を測定部５６へ搬送する。
【００５２】
測定部５６の測定位置でスティック保持部材１４Ｃは停止し、センサースティック４０がプリズム部４２Ａの側面の垂直凸部４２Ｄで挟持部材２７の押圧スティック２７Ａとスプリング部２７Ｃとで挟持される。
【００５３】
また、押さえ部２６の駆動ガイド２６Ｃが下側に移動され、押さえ用スプリング２６Ｆに押されてスティック２６Ｇ、板部材２６Ｈ、及び、押さえ板２６Ｉが下降する。これにより、プリズム押さえ２６Ｋが、押さえ孔４６Ｆに挿通されて、図１２（Ｂ）、図１６に示すように先端部２６Ｐがプリズム部４２Ａに食い込む。このとき、図１２（Ａ）に示すように、孔２６Ｊは、液体流路４５と重なり合う位置に配置される。なお、図１２（Ａ）（Ｂ）では、センサースティック４０を構成する部材の誘電体ブロック４２及び流路部材４４以外の部材を省略している。
【００５４】
駆動ガイド２６Ｃは、あらかじめ設定された所定量だけ押さえ用スプリング２６Ｆが縮むようにＺ方向下側へ移動して停止する。これにより、誘電体ブロック４２がプリズム押さえ２６Ｋに所定の押圧力で押圧されて固定される。また、流路部材４４が保持部材４６を介して流路押さえ２６Ｌに所定の押圧力で押圧される。流路部材４４への押圧力は誘電体ブロック４２への押圧力よりも小さく設定されている。
【００５５】
上記のようにして固定されたセンサースティック４０へアナライト溶液などの液体を供給したり、供給した液体を回収（廃棄）したりする際には、図１３に示すように、ピペットチップＣＰが上部から挿入孔４６Ｄを経て流路部材４４の液体流路４５へ挿入されたり、引き抜かれたりする。このとき、ピペットチップＣＰが保持部材４６及び流路部材４４に接触することにより外乱力が加えられるが、挟持部材２７により誘電体ブロック４２の上部か挟持され、プリズム押さえ２６Ｋの先端部２６Ｐが誘電体ブロック４２に食い込んで下側へ押圧しており、さらに流路押さえ２６Ｌにより下側へ押圧されて固定されているので、測定中の誘電体ブロック４２の移動を防止することができる。
【００５６】
また、流路部材４４は、誘電体ブロック４２よりも小さい押圧力で押圧されているので、流路部材４４が強い力で押圧されることに起因して測定時にドリフト状態の信号変動が発生するなどの不都合を防止することができる。
【００５７】
なお、本実施形態では、プリズム押さえ２６Ｋを、隣り合う流路部材４４の間に構成される離間部に配置したが、プリズム押さえは、他の位置に配置することもできる。
【００５８】
例えば、図１７に示すように、流路部材４４を誘電体ブロック４２の短手方向であるＹ方向に跨ぐように配置したプリズム押さえ２６Ｍとしてもよい。この場合には、保持部材４６の上面のプリズム押さえ２６Ｍに対応する位置にプリズム押さえ２６Ｍを挿通するための孔を穿孔する。
【００５９】
また、本実施形態では、プリズム押さえ２６Ｋの先端部２６Ｐが誘電体ブロック４２に食い込む例について説明したが、必ずしも食い込む必要はない。特に、食い込むことにより、単に当接させて保持する場合と比較して、より効率的に誘電体ブロック４２の移動を抑制することができる。
【００６０】
また、本実施形態では、流路押さえ２６Ｌは、ボス４６Ｅに当接して保持部材４６を介して誘電体ブロック４２を押圧したが、図１８に示すように、ボス４６Ｅへ食い込ませて押圧してもよい。この場合には、流路押さえ２６Ｌの先端部を尖らせることにより、容易にボス４６Ｅへ食い込ませることができる。このように、ボス４６Ｅへ食い込ませることにより、誘電体ブロック４２と流路押さえ２６Ｌとの間の滑りによる誘電体ブロック４２のズレを抑制することができ、効率的に誘電体ブロック４２の移動を抑制することができる。
【００６１】
なお、本実施形態では、バイオセンサーとして、表面プラズモンセンサーを一例として説明したが、バイオセンサーとしては、全反射減衰を利用する、漏洩モードセンサーにも適用することができる。漏洩モードセンサーは、誘電体と、この上に順に層設されたクラッド層と光導波層とによって構成された薄膜とからなり、この薄膜の一方の面がセンサ面となり、他方の面が光入射面となる。光入射面に全反射条件を満たすように光を入射させると、その一部が前記クラッド層を透過して前記光導波層に取り込まれる。そして、この光導波層において、導波モードが励起されると、前記光入射面における反射光が大きく減衰する。導波モードが励起される入射角は、表面プラズモン共鳴角と同様に、センサ面上の媒質の屈折率に応じて変化する。この反射光の減衰を検出することにより、前記センサ面上の反応を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本実施形態のバイオセンサーの全体斜視図である。
【図２】本実施形態のセンサースティックの斜視図である。
【図３】本実施形態のセンサースティックの分解斜視図である。
【図４】本実施形態のセンサースティックの１の液体流路部分の断面図である。
【図５】本実施形態のセンサースティックの測定領域及び参照領域へ光ビームが入射している状態を示す図である。
【図６】本実施形態の押さえ部の斜視図である。
【図７】本実施形態の押さえ部の正面である。
【図８】本実施形態の押さえ部での押さえ位置付近の正面図である。
【図９】本実施形態の押さえ部での押さえ位置付近の側面図である。
【図１０】本実施形態のバイオセンサーの光学測定部付近の概略図である。
【図１１】本実施形態の制御部とその周辺の概略ブロック図である。
【図１２】本実施形態のプリズム押さえを誘電体ブロックへ食い込ませて押さえている状態を示す（Ａ）は上面図であり、（Ｂ）は側面図である。
【図１３】本実施形態でピペットチップが液体流路へ挿入されている状態を示す図である。
【図１４】本実施形態の挟持部材で誘電体ブロックを押さえている状態を示す、誘電体ブロックの長手方向からみた図である。
【図１５】本実施形態の誘電体ブロックの挟持位置と回転との関係を説明する図である。
【図１６】本実施形態のプリズム押さえ部材を誘電体ブロックへ食い込ませている状態を示す、誘電体ブロックの長手方向からみた図である。
【図１７】本実施形態の変形例のプリズム押さえで誘電体ブロックを押さえている状態を示す（Ａ）は上面図であり、（Ｂ）は側面図である。
【図１８】本実施形態の変形例の流路押さえをボスへ食い込ませて押さえている状態を示すは長手方向からみた図である。
【符号の説明】
【００６３】
１０ バイオセンサー
２６Ｐ 先端部
２６Ｋ プリズム押さえ部材
２７Ｃ スプリング部
２７Ａ 押圧スティック
２７ 挟持部材
４０ センサースティック
４２Ａ プリズム部
４２ 誘電体ブロック
４４ 流路部材
４６Ｅ ボス
４６ 保持部材
５４ 光学測定部
５４Ａ 光源
５４Ｄ 受光部
５６ 測定部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リガンドへアナライトを含むアナライト溶液を供給するための流路を備えた測定セルを測定位置で保持する測定セル保持機構、及び、この測定セル保持機構を備えたバイオセンサーに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、測定セル上にリガンドを固定し、リガンドの固定された部分に流路を構成して、この流路にアナライトを含んだアナライト溶液を供給すると共に、流路の逆側から光ビームを入射させることにより、リガンドとアナライトとの相互作用を測定することが行われている（特許文献１参照）。このような測定は、測定セルが測定中に動くことのないように、しっかりと測定セルを保持しておく必要がある。
【特許文献１】特許第３２９４６０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、流路へのアナライト溶液などの液体の供給が、流路へ直接アクセスすることにより行われる場合には、このアクセス時に測定セルが動きやすくなる。特に、リガンドの固定された測定面の移動は測定に影響を与えるため、測定面の移動を抑制する必要がある。
【０００４】
本発明は上記事実を考慮してなされたものであり、測定時における測定セルの移動を効率よく抑制することの可能な測定セル保持機構、及び、この測定セル保持機構を備えたバイオセンサーを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様の測定セル保持機構は、リガンドの固定される平坦面の形成された誘電体ブロックと、この誘電体ブロックの前記平坦面上に密着されこの平坦面との間に流路を構成すると共に前記流路と連通され上側に開口された開口部の形成された流路部材と、を含んで構成された測定セルと、前記測定セルが載置されるベース部材と、前記開口部に上方から進入して前記流路へ液体を供給する液体供給部材と、前記ベース部材と前記開口部との間の距離を距離Ｓとして、前記ベース部材から距離Ｓの３０％の高さ位置よりも前記開口部側で前記誘電体ブロックを測定位置に保持する誘電体ブロック保持手段と、を備えている。
【０００６】
本発明の測定セル保持機構では、誘電体ブロック保持手段で誘電体ブロックが保持される。誘電体ブロックの保持は、ベース部材に近い側での保持よりも、開口部側での保持の方が、測定面（リガンドの固定される平坦面）の移動を小さい力で規制できる。
【０００７】
なお、本願においてリガンドとは、生理活性のある高分子物質をいい、タンパク質、ＤＮＡ、ＲＮＡ、糖類などが例示されるがそれらに限られない。
【０００８】
そこで、本発明では、保持位置をベース部材と開口部との間の距離Ｓの３０％の高さ位置よりも開口部側とする。この保持位置で誘電体ブロックを保持することで、より小さい保持力で効率的に誘電体ブロックを保持することができる。
【０００９】
なお、前記誘電体ブロック保持手段は、前記誘電体ブロックの対向する２つの側面を水平方向に挟み込む挟持部材、を含んで構成することができる。
【００１０】
このように、挟持部材で誘電体ブロックの２つの側面を挟み込んで保持することにより、挟み込んだ水平方向の移動を抑制することができる。
【００１１】
また、前記誘電体ブロック保持手段は、前記誘電体ブロックの前記平坦面へ押圧力により食い込む食い込み部材、を含んで構成することもできる。
【００１２】
ここで、誘電体ブロックの平坦面への食い込みとは、平坦面を変形させて食い込み部材の一部が内側へ入り込むことをいう。このように、食い込み部材を誘電体ブロックの平坦面に食い込ませることにより、誘電体ブロックと誘電体ブロック保持手段との間の滑りによる誘電体ブロックのズレを抑制することができ、効率的に誘電体ブロックの移動を抑制することができる。
【００１３】
また、前記誘電体ブロック保持手段は、前記流路部材を前記誘電体ブロックの配置されている側の逆側から押圧する流路押圧部材、を含んで構成することもできる。
【００１４】
流路押圧部材で流路部材を押圧することにより、誘電体ブロックは流路部材とベース部材との間に保持され、誘電体ブロックの鉛直方向の移動を抑制することができる。
【００１５】
なお、前記流路押圧部材は、前記流路部材へ押圧力により食い込むことを特徴とすることもできる。
【００１６】
このように、流路押圧部材を流路部材へ食い込ませることにより、流路部材と流路保持部材との間の滑りによる誘電体ブロックのズレを抑制することができる。
【００１７】
本発明の第２の態様のバイオセンサーは、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載された測定セル保持機構と、記測定セルの前記平坦面に前記誘電体ブロックを介して光ビームを入射させる光源と、前記平坦面で反射された光ビームの反射光を受光する受光部材と、を備えている。
【００１８】
上記構成によれば、誘電体ブロックを、より小さい力で効率よく保持することができ、正確な測定を行うことができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は上記構成としたので、測定時における測定セルの移動を効率よく抑制でき、正確な測定を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【００２１】
本実施形態のバイオセンサー１０は、金属膜の表面に発生する表面プラズモン共鳴を利用して、リガンドＤとアナライトＡとの相互作用を測定する、いわゆる表面プラズモンセンサーである。
【００２２】
図１に示すように、バイオセンサー１０は、トレイ保持部１２、搬送部１４、容器載置台１６、液体吸排部２０、押さえ部２６、光学測定部５４、及び、制御部６０を備えている。
【００２３】
トレイ保持部１２は、載置台１２Ａ、及び、ベルト１２Ｂを含んで構成されている。載置台１２Ａは、矢印Ｙ方向に架け渡されたベルト１２Ｂに取り付けられており、ベルト１２Ｂの回転により矢印Ｙ方向に移動可能とされている。載置台１２Ａ上には、トレイＴが２枚、位置決めして載置される。トレイＴには、センサースティック４０が８本収納されている。センサースティック４０は、リガンドＤの固定されるチップであり、詳細については後述する。載置台１２Ａの下には、センサースティック４０を後述するスティック保持部材１４Ｃの位置まで押し上げる、押上機構１２Ｄが配置されている。
【００２４】
センサースティック４０は、図２及び図３に示すように、誘電体ブロック４２、流路部材４４、保持部材４６、接着部材４８、及び、蒸発防止部材４９、で構成されている。
【００２５】
誘電体ブロック４２は、光ビームに対して透明な透明樹脂等で構成されており、断面が台形の棒状とされたプリズム部４２Ａ、及び、プリズム部４２Ａの両端部にプリズム部４２Ａと一体的に形成された被保持部４２Ｂを備えている。プリズム部４２Ａの互いに平行な２面の内の広い側の上面には、図４にも示すように金属膜５０が形成されている。この金属膜５０上に、バイオセンサー１０で解析するリガンドＤが固定される。誘電体ブロック４２は、いわゆるプリズムとして機能し、バイオセンサー１０での測定の際には、プリズム部４２Ａの対向する互いに平行でない２つの側面の内の一方から光ビームが入射され、他方から金属膜５０との界面で全反射された光ビームが出射される。
【００２６】
金属膜５０の表面には、図４に示すように、リンカー層５０Ａが形成されている。リンカー層５０Ａは、リガンドＤを金属膜５０上に固定化するための層である。リンカー層５０Ａ上には、リガンドＤが固定されアナライトＡとリガンドＤとの反応が生じる測定領域Ｅ１と、リガンドＤが固定されず、前記測定領域Ｅ１の信号測定に際しての参照信号を得るための参照領域Ｅ２とが形成される。この参照領域Ｅ２は、上述したリンカー層５０Ａを製膜する際に形成される。形成方法としては、例えば、リンカー層５０Ａに対して表面処理を施して、リガンドＤと結合する結合基を失活させる。これにより、リンカー層５０Ａの半分が測定領域Ｅ１となり、残りの半分が参照領域Ｅ２となる。このように、結合基を失活させるためには、上記、ブロッキングに用いたエタノールアミン−ヒドロクロライドを用いることができる。参照領域Ｅ２の別の構成方法としては、参照領域Ｅ２にカルボキシルメチルデキストランの代わりに、例えば、アルキルチオールを配するようにすれば、アルキル基を表面に配することができ、アルキル基は、アミノカップリング法でリガンド結合させることは出来ないので、参照領域Ｅ２として使うことができる。
【００２７】
図５にも示すように、液体流路４５に露出されたリンカー層５０Ａの、参照領域Ｅ２以外の部分には、リガンドＤが固定されている。参照領域Ｅ２にはリガンドＤは固定されていない。参照領域Ｅ２、及び、参照領域Ｅ２よりも上流側に位置する測定領域Ｅ１には、各々光ビームＬ２、Ｌ１が入射される。参照領域Ｅ２は、リガンドＤの固定された測定領域Ｅ１から得られるデータを補正するために設けられた領域である。
【００２８】
プリズム部４２Ａの両側面には、上側の端辺に沿って、プリズム部４２Ａの上面と垂直な垂直凸部４２Ｄが、各々７箇所に形成されている。また、誘電体ブロック４２の下面の長手方向に沿った中央部には、係合溝４２Ｅが形成されている。
【００２９】
流路部材４４は、誘電体ブロック４２よりもわずかに狭幅の直方体状とされ、図３に示すように、誘電体ブロック４２の金属膜５０上に、互いに離間されて６個配置されている。各々の流路部材４４の下面には流路溝４４Ａが形成されており、上面に形成された供給口４５Ａ及び排出口４５Ｂと連通されて、金属膜５０との間に、液体流路４５が構成される。したがって、１本のセンサースティック４０には、独立した６本の液体流路４５が構成される。流路部材４４の側壁には、保持部材４６の内側の図示しない凹部に圧入されて保持部材４６との密着性を確保するための凸部４４Ｂが形成されている。
【００３０】
なお、液体流路４５には、蛋白質を含む液体が供給されることが想定されるので、流路壁への蛋白質の固着を防止するため、流路部材４４の材料としては、蛋白質に対する非特異吸着性を有しないことが好ましい。
【００３１】
保持部材４６は、長尺とされ、上面板４６Ａ及び２枚の側面板４６Ｂで構成されている。保持部材４６は、６個の流路部材４４を間に挟んで誘電体ブロック４２上に被せられる。なお、必要に応じて誘電体ブロック４２と保持部材４６とが係合されるように係合部（例えば、保持部材４６の側面板４６Ｂに係合孔を形成し、この係合孔に係合される係合凸部を誘電体ブロックに形成する）を設けてもよい。本実施形態では、保持部材４６が誘電体ブロック４２上に被せられることにより、流路部材４４が誘電体ブロック４２に粘着されて取り付けられる。上面板４６Ａには、流路部材４４の供給口４５Ａ及び排出口４５Ｂと対向する位置に、流路部材４４に向けて狭くなるテーパー状のピペット挿入孔４６Ｄが形成されている。また、１つの流路部材４４の供給口４５Ａ及び排出口４５Ｂと対向する位置に配置された２つのピペット挿入孔４６Ｄの間には、位置決め用のボス４６Ｅが形成されている。さらに、流路部材４４が離間されて配置されている離間部分に対向する位置には、後述するプリズム押さえ部材２６Ｋを挿入可能な押さえ孔４６Ｆが形成されている。
【００３２】
保持部材４６の上面には、蒸発防止部材４９が接着部材４８を介して接着されている。接着部材４８のピペット挿入孔４６Ｄと対向する位置にはピペット挿入用の孔４８Ｄが形成され、ボス４６Ｅと対向する位置には位置決め用の孔４８Ｅが形成され、押さえ孔４６Ｆと対向する位置には孔４８Ｆが形成されている。また、蒸発防止部材４９のピペット挿入孔４６Ｄと対向する位置には十字状の切り込みであるスリット４９Ｄが形成され、ボス４６Ｅと対向する位置には位置決め用の孔４９Ｅが形成され、押さえ孔４６Ｆと対向する位置には、孔４９Ｆが形成されている。ボス４６Ｅを孔４８Ｅ及び４９Ｅに挿通させて、蒸発防止部材４９を保持部材４６の上面に接着することにより、蒸発防止部材４９のスリット４９Ｄと流路部材４４の供給口４５Ａ及び排出口４５Ｂとが対向するように構成される。ピペットチップＣＰの非挿入時には、スリット４９Ｄ部分が供給口４５Ａを覆い、液体流路４５に供給されている液体の蒸発が防止される。
【００３３】
図１に示すように、バイオセンサー１０の搬送部１４は、上部ガイドレール１４Ａ、下部ガイドレール１４Ｂ、及び、スティック保持部材１４Ｃ、を含んで構成されている。上部ガイドレール１４Ａ及び下部ガイドレール１４Ｂは、トレイ保持部１２及び光学測定部５４の上部で、矢印Ｙ方向と直交する矢印Ｘ方向に水平に配置されている。上部ガイドレール１４Ａには、スティック保持部材１４Ｃが取り付けられている。スティック保持部材１４Ｃは、センサースティック４０の両端部の被保持部４２Ｂを保持可能とされていると共に、上部ガイドレール１４Ａに沿って移動可能とされている。スティック保持部材１４Ｃに保持されたセンサースティック４０の係合溝４２Ｅと下部ガイドレール１４Ｂとが係合され、スティック保持部材１４Ｃが矢印Ｘ方向に移動することにより、センサースティック４０が光学測定部５４上の測定部５６に搬送される。
【００３４】
測定部５６の下部ガイドレール１４Ｂを挟んでスティック保持部材１４Ｃと逆側には、測定時にセンサースティック４０を押さえるための押さえ部２６が備えられている。押さえ部２６は、図６及び図７に示すように、支持部２６Ａを備え、支持部２６Ａには、ステージ２６Ｂが取り付けられている。ステージ２６Ｂの側面には、駆動ガイド２６Ｃが取り付けられている。駆動ガイド２６Ｃは、ステージ２６Ｂの上部に配置された駆動モータ２６Ｄの駆動力により、ステージ２６Ｂの側面に沿ってＺ方向（鉛直方向）に移動可能とされている。駆動ガイド２６Ｃには、連結部材２６Ｅを介して押さえ用スプリング２６Ｆが取り付けられている。押さえ用スプリング２６Ｆの下側にはスティック２６Ｇが配置され、スティック２６Ｇの下側には板部材２６Ｈが取り付けられ、板部材２６Ｈの下部側面には、押さえ板２６Ｉが取り付けられている。スティック２６Ｇの上方には、図７に示すように、水平方向に孔Ｈが穿孔されており、連結部材２６Ｅに突設されたピンＰが孔Ｈに挿通されている。孔Ｈは、孔Ｈ内でピンＰが下側に移動可能なように下側へ長孔とされている。スティック２６Ｇ、板部材２６Ｈ、及び、押さえ板２６Ｉは、駆動ガイド２６Ｃの下降により押さえ用スプリング２６Ｆで押圧されて下方に移動する。押さえ用スプリング２６Ｆは、所定量縮むことによって後述するプリズム押さえ２６Ｋが所定の押圧力で誘電体ブロック４２を押圧するように設定されている。ここで、所定の押圧力とは、プリズム押さえ２６Ｋの先端部２６Ｐが誘電体ブロック４２に食い込み、プリズム押さえ２６で誘電体ブロック４２を保持できる程度の押圧力をいう。また、スティック２６Ｇ、板部材２６Ｈ、及び、押さえ板２６Ｉは、駆動ガイド２６Ｃの上昇によりピンＰで持ち上げられる。
【００３５】
押さえ板２６Ｉは、長方形板状とされ、板面がセンサースティック４０と対向し長手方向が下部ガイドレール１４Ｂと平行になるように配置されている。押さえ板２６Ｉには、後述するピペットチップＣＰを挿通可能な２個の孔２６Ｊが形成されている。
【００３６】
また、押さえ板２６Ｉの下側には、図８に示すように、プリズム押さえ２６Ｋ、及び、流路押さえ２６Ｌが設けられている。プリズム押さえ２６Ｋは、センサースティック４０の保持部材４６に形成された押さえ孔４６Ｆに対応する位置に２本設けられ、押さえ孔４６Ｆに挿通されてプリズム部４２Ａに当接可能な長さとされている。プリズム押さえ２６Ｋの先端部２６Ｐは、誘電体ブロック４２の表面に食い込み可能に尖った形状とされている。流路押さえ２６Ｌは、図９に示すように、基端部が板部材２６Ｈに取り付けられＺ方向に弾性変形可能な板バネで構成されている。流路押さえ２６Ｌの板バネがボス４６Ｅに当接して、押さえ用スプリング２６Ｆよりも小さい押圧力でボス４６Ｅを押圧するように設定されている。
【００３７】
プリズム押さえ２６Ｋ、及び、流路押さえ２６Ｌによる押圧力は、下部ガイドレール１４Ｂによって受けられる。
【００３８】
測定部５６の下側には、挟持部材２７が設けられている。挟持部材２７は、下部ガイドレール１４Ｂの押さえ部２６側に配置された押圧スティック２７Ａ、押圧スティック２７Ａを保持する保持部材２７Ｂ、及び、下部ガイドレール１４Ｂを挟んで押圧スティック２７Ａと逆側に配置されたスプリング部２７Ｃ、を含んで構成されている。スプリング部２７Ｃは、ボール２７Ｄ及びスプリング２７Ｅ（図１４参照）を含んで構成されており、押圧スティック２７Ａの押圧力を受ける。押圧スティック２７Ａとスプリング部２７Ｃとの間でセンサースティック４０が挟持され、Ｙ方向の移動が規制される。
【００３９】
ここで、押圧スティック２７Ａ及びスプリング部２７Ｃでの誘電体ブロック４２の挟持位置Ｋは、図１４にも示すように、誘電体ブロック４２の上部側、すなわち、測定領域Ｅ１、参照領域Ｅ２が配置された側に近い位置とされている。具体的には、下部ガイドレール１４Ｂとピペット挿入孔４６Ｄとの間の距離を距離Ｓとすると、距離Ｓの３０％の高さ位置Ｈよりも上側とする。
【００４０】
これは、図１５（Ｂ）に示すように誘電体ブロック４２の下側の挟持位置Ｋ０で保持するよりも、図１５（Ａ）に示すように上部側の挟持位置Ｋで保持した方が、誘電体ブロック４２のＹ方向の回転ＹＲを小さい力で規制できるためである。挟持位置Ｋで保持した場合には、ピペットアクセスによる外乱力Ｆ２がそのまま誘電体ブロック４２を回転させるのに対し、挟持位置Ｋ０で保持した場合には、外乱力Ｆ２による回転挙動が発生する際に、下部ガイドレール１４Ｂと接している底面が外乱力Ｆ２と逆方向に水平移動し、この水平移動には底面と下部ガイドレール１４Ｂとの間の摩擦力Ｆ３＝Ｆ１（押さえ板２６Ｉによる押圧力）×μ（摩擦係数）よりも大きい力が必要とされるからである。
【００４１】
また、下部ガイドレール１４Ｂから挟持位置Ｋまでの距離をＳ２、挟持位置Ｋからピペット挿入孔４６Ｄまでの距離をＳ１とすると、Ｓ２・Ｆ３≧Ｓ１・Ｆ２のときに、誘電体ブロック４２は外乱力Ｆ２による影響を受けずに静止していると考えられる。ここで、Ｆ１は１０００ｇｆ（９．８Ｎ）、摩擦係数μは０．１５程度とすると、摩擦力Ｆ３＝１５０ｇｆ（１．４７Ｎ）となり、外乱力Ｆ２は３０ｇｆ（０．２９４Ｎ）程度であると考えられることから、安全率を考慮してＦ２＝３０ｇｆ×２＝６０ｇｆ（０．５８８Ｎ）とすると、Ｓ２≧（Ｓ１・６０）／１５０＝０．４Ｓ１、となる。したがって、距離Ｓ２は、距離Ｓに対して、３０％程度より大きい距離（Ｓ１≧０．３Ｓ）であれば、誘電体ブロック４２の静止状態が保たれることになる。
【００４２】
なお、距離Ｓ２が大きい程、より小さい保持力で効率的に誘電体ブロックを保持することができ、距離Ｓに対して５０％より大きい距離（距離Ｓの中央より上側）であることが好ましい。
【００４３】
また、外乱力Ｆ２がＹ方向にはたらく場合の力量Ｆ４は、
６０ｇｆ（０．５８８Ｎ）／（Ｓ２／Ｓ）＝２１０ｇｆ（２．０５８Ｎ）であることから、押圧スティック２７Ａでの押圧力は、２１０ｇｆ（２．０５８Ｎ）以上であることが必要になる。
【００４４】
図１に示すように、容器載置台１６には、アナライト溶液プレート１７、回収液ストック容器１８、供給液ストック容器１９が載置されている。アナライト溶液プレート１７は、マトリクス状に区画されており、各種のアナライト溶液をストック可能とされている。回収液ストック容器１８は、複数の回収容器で構成されており、各々の回収容器には、後述するピペットチップＣＰを挿入可能な開口Ｋが形成されている。供給液ストック容器１９は、複数のストック容器で構成されており、回収容器と同様にピペットチップＣＰを挿入可能な開口Ｋが形成されている。
【００４５】
液体吸排部２０は、上部ガイドレール１４Ａ、及び、ガイドレール１６Ｂよりも上方で、矢印Ｙ方向に架け渡された横断レール２２、及び、ヘッド２４を含んで構成されている。横断レール２２は、図示しない駆動機構により、矢印Ｘ方向移動可能とされている。また、ヘッド２４は、横断レール２２に取り付けられ、矢印Ｙ方向に移動可能とされている。また、ヘッド２４は、図示しない駆動機構により、鉛直方向（矢印Ｚ方向）にも移動可能とされている。ヘッド２４には、２本のピペットチップＣＰが取り付けられている。
【００４６】
光学測定部５４は、図１０に示すように、光源５４Ａ、第１光学系５４Ｂ、第２光学系５４Ｃ、受光部５４Ｄ、信号処理部５４Ｅ、を含んで構成されている。光源５４Ａからは、発散状態の光ビームＬが出射される。光ビームＬは、第１光学系５４Ｂを介して、２本の光ビームＬ１、Ｌ２となり、測定部５６に配置された誘電体ブロック４２の測定領域Ｅ１と参照領域Ｅ２に入射される（図５参照）。測定領域Ｅ１及び参照領域Ｅ２において、光ビームＬ１、Ｌ２は、金属膜５０と誘電体ブロック４２との界面に対して種々の入射角成分を含み、かつ全反射角以上の角度で入射される。光ビームＬ１、Ｌ２は、誘電体ブロック４２と金属膜５０との界面で全反射される。全反射された光ビームＬ１、Ｌ２も、種々の反射角成分をもって反射される。この全反射された光ビームＬ１、Ｌ２は、第２光学系５４Ｃを経て受光部５４Ｄで受光されて、各々光電変換され、光検出信号が信号処理部５４Ｅへ出力される。信号処理部５４Ｅでは、入力された光検出信号に基づいて所定の処理が行なわれ、測定領域Ｅ１及び参照領域Ｅ２の全反射減衰角のデータ（以下「全反射減衰データ」という）が求められる。この全反射減衰データが制御部６０へ出力される。
【００４７】
制御部６０は、バイオセンサー１０の全体を制御する機能を有し、図１０に示すように、光源５４Ａ、信号処理部５４Ｅ、及び、バイオセンサー１０の図示しない駆動系と接続されている。制御部６０は、図１１示すように、バスＢを介して互いに接続される、ＣＰＵ６０Ａ、ＲＯＭ６０Ｂ、ＲＡＭ６０Ｃ、メモリ６０Ｄ、及び、インターフェースＩ／Ｆ６０Ｅ、を有し、各種の情報を表示する表示部６２、各種の指示、情報を入力するための入力部６４と接続されている。
【００４８】
メモリ６０Ｄには、バイオセンサー１０を制御するための各種プログラムや、各種データが記録されている。
【００４９】
次に、センサースティック４０の、測定部５６への固定手順について説明する。
【００５０】
バイオセンサー１０の載置台１２Ａには、リガンドＤが固定化され、液体流路４５に保存液Ｃが充填されたセンサースティック４０入りのトレイがセットされている。また、アナライト溶液プレート１７、供給液ストック容器１９には、所定のアナライト溶液、供給液（バッファー液、解離液、洗浄液、など）がセットされている。
【００５１】
まず、押上機構１２Ｄにより、１のセンサースティック４０がスティック保持部材１４Ｃの位置まで押し上げられ、スティック保持部材１４Ｃにより保持される。そして、スティック保持部材１４Ｃは、センサースティック４０を保持したまま下部ガイドレール１４Ｂに沿って移動して、センサースティック４０を測定部５６へ搬送する。
【００５２】
測定部５６の測定位置でスティック保持部材１４Ｃは停止し、センサースティック４０がプリズム部４２Ａの側面の垂直凸部４２Ｄで挟持部材２７の押圧スティック２７Ａとスプリング部２７Ｃとで挟持される。
【００５３】
また、押さえ部２６の駆動ガイド２６Ｃが下側に移動され、押さえ用スプリング２６Ｆに押されてスティック２６Ｇ、板部材２６Ｈ、及び、押さえ板２６Ｉが下降する。これにより、プリズム押さえ２６Ｋが、押さえ孔４６Ｆに挿通されて、図１２（Ｂ）、図１６に示すように先端部２６Ｐがプリズム部４２Ａに食い込む。このとき、図１２（Ａ）に示すように、孔２６Ｊは、液体流路４５と重なり合う位置に配置される。なお、図１２（Ａ）（Ｂ）では、センサースティック４０を構成する部材の誘電体ブロック４２及び流路部材４４以外の部材を省略している。
【００５４】
駆動ガイド２６Ｃは、あらかじめ設定された所定量だけ押さえ用スプリング２６Ｆが縮むようにＺ方向下側へ移動して停止する。これにより、誘電体ブロック４２がプリズム押さえ２６Ｋに所定の押圧力で押圧されて固定される。また、流路部材４４が保持部材４６を介して流路押さえ２６Ｌに所定の押圧力で押圧される。流路部材４４への押圧力は誘電体ブロック４２への押圧力よりも小さく設定されている。
【００５５】
上記のようにして固定されたセンサースティック４０へアナライト溶液などの液体を供給したり、供給した液体を回収（廃棄）したりする際には、図１３に示すように、ピペットチップＣＰが上部から挿入孔４６Ｄを経て流路部材４４の液体流路４５へ挿入されたり、引き抜かれたりする。このとき、ピペットチップＣＰが保持部材４６及び流路部材４４に接触することにより外乱力が加えられるが、挟持部材２７により誘電体ブロック４２の上部か挟持され、プリズム押さえ２６Ｋの先端部２６Ｐが誘電体ブロック４２に食い込んで下側へ押圧しており、さらに流路押さえ２６Ｌにより下側へ押圧されて固定されているので、測定中の誘電体ブロック４２の移動を防止することができる。
【００５６】
また、流路部材４４は、誘電体ブロック４２よりも小さい押圧力で押圧されているので、流路部材４４が強い力で押圧されることに起因して測定時にドリフト状態の信号変動が発生するなどの不都合を防止することができる。
【００５７】
なお、本実施形態では、プリズム押さえ２６Ｋを、隣り合う流路部材４４の間に構成される離間部に配置したが、プリズム押さえは、他の位置に配置することもできる。
【００５８】
例えば、図１７に示すように、流路部材４４を誘電体ブロック４２の短手方向であるＹ方向に跨ぐように配置したプリズム押さえ２６Ｍとしてもよい。この場合には、保持部材４６の上面のプリズム押さえ２６Ｍに対応する位置にプリズム押さえ２６Ｍを挿通するための孔を穿孔する。
【００５９】
また、本実施形態では、プリズム押さえ２６Ｋの先端部２６Ｐが誘電体ブロック４２に食い込む例について説明したが、必ずしも食い込む必要はない。特に、食い込むことにより、単に当接させて保持する場合と比較して、より効率的に誘電体ブロック４２の移動を抑制することができる。
【００６０】
また、本実施形態では、流路押さえ２６Ｌは、ボス４６Ｅに当接して保持部材４６を介して誘電体ブロック４２を押圧したが、図１８に示すように、ボス４６Ｅへ食い込ませて押圧してもよい。この場合には、流路押さえ２６Ｌの先端部を尖らせることにより、容易にボス４６Ｅへ食い込ませることができる。このように、ボス４６Ｅへ食い込ませることにより、誘電体ブロック４２と流路押さえ２６Ｌとの間の滑りによる誘電体ブロック４２のズレを抑制することができ、効率的に誘電体ブロック４２の移動を抑制することができる。
【００６１】
なお、本実施形態では、バイオセンサーとして、表面プラズモンセンサーを一例として説明したが、バイオセンサーとしては、全反射減衰を利用する、漏洩モードセンサーにも適用することができる。漏洩モードセンサーは、誘電体と、この上に順に層設されたクラッド層と光導波層とによって構成された薄膜とからなり、この薄膜の一方の面がセンサ面となり、他方の面が光入射面となる。光入射面に全反射条件を満たすように光を入射させると、その一部が前記クラッド層を透過して前記光導波層に取り込まれる。そして、この光導波層において、導波モードが励起されると、前記光入射面における反射光が大きく減衰する。導波モードが励起される入射角は、表面プラズモン共鳴角と同様に、センサ面上の媒質の屈折率に応じて変化する。この反射光の減衰を検出することにより、前記センサ面上の反応を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本実施形態のバイオセンサーの全体斜視図である。
【図２】本実施形態のセンサースティックの斜視図である。
【図３】本実施形態のセンサースティックの分解斜視図である。
【図４】本実施形態のセンサースティックの１の液体流路部分の断面図である。
【図５】本実施形態のセンサースティックの測定領域及び参照領域へ光ビームが入射している状態を示す図である。
【図６】本実施形態の押さえ部の斜視図である。
【図７】本実施形態の押さえ部の正面である。
【図８】本実施形態の押さえ部での押さえ位置付近の正面図である。
【図９】本実施形態の押さえ部での押さえ位置付近の側面図である。
【図１０】本実施形態のバイオセンサーの光学測定部付近の概略図である。
【図１１】本実施形態の制御部とその周辺の概略ブロック図である。
【図１２】本実施形態のプリズム押さえを誘電体ブロックへ食い込ませて押さえている状態を示す（Ａ）は上面図であり、（Ｂ）は側面図である。
【図１３】本実施形態でピペットチップが液体流路へ挿入されている状態を示す図である。
【図１４】本実施形態の挟持部材で誘電体ブロックを押さえている状態を示す、誘電体ブロックの長手方向からみた図である。
【図１５】本実施形態の誘電体ブロックの挟持位置と回転との関係を説明する図である。
【図１６】本実施形態のプリズム押さえ部材を誘電体ブロックへ食い込ませている状態を示す、誘電体ブロックの長手方向からみた図である。
【図１７】本実施形態の変形例のプリズム押さえで誘電体ブロックを押さえている状態を示す（Ａ）は上面図であり、（Ｂ）は側面図である。
【図１８】本実施形態の変形例の流路押さえをボスへ食い込ませて押さえている状態を示すは長手方向からみた図である。
【符号の説明】
【００６３】
１０ バイオセンサー
２６Ｐ 先端部
２６Ｋ プリズム押さえ部材
２７Ｃ スプリング部
２７Ａ 押圧スティック
２７ 挟持部材
４０ センサースティック
４２Ａ プリズム部
４２ 誘電体ブロック
４４ 流路部材
４６Ｅ ボス
４６ 保持部材
５４ 光学測定部
５４Ａ 光源
５４Ｄ 受光部
５６ 測定部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リガンドの固定される平坦面の形成された誘電体ブロックと、この誘電体ブロックの前記平坦面上に密着されこの平坦面との間に流路を構成すると共に前記流路と連通され上側に開口された開口部の形成された流路部材と、を含んで構成された測定セルと、
前記測定セルが載置されるベース部材と、
前記開口部に上方から進入して前記流路へ液体を供給する液体供給部材と、
前記ベース部材と前記開口部との間の距離を距離Ｓとして、前記ベース部材から距離Ｓの３０％の高さ位置よりも前記開口部側で前記誘電体ブロックを測定位置に保持する誘電体ブロック保持手段と、
を備えた測定セル保持機構。
【請求項２】
前記誘電体ブロック保持手段は、前記誘電体ブロックの対向する２つの側面を水平方向に挟み込む挟持部材、を含んで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の測定セル保持機構。
【請求項３】
前記誘電体ブロック保持手段は、前記誘電体ブロックの前記平坦面へ押圧力により食い込む食い込み部材、を含んで構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の測定セル保持機構。
【請求項４】
前記誘電体ブロック保持手段は、前記流路部材を前記誘電体ブロックの配置されている側の逆側から押圧する流路押圧部材、を含んで構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の測定セル保持機構。
【請求項５】
前記流路押圧部材は、前記流路部材へ押圧力により食い込むことを特徴とする請求項４に記載の測定セル保持機構。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載された測定セル保持機構と、
前記測定セルの前記平坦面に前記誘電体ブロックを介して光ビームを入射させる光源と、
前記平坦面で反射された光ビームの反射光を受光する受光部材と、
を備えたバイオセンサー。
【請求項１】
リガンドの固定される平坦面の形成された誘電体ブロックと、この誘電体ブロックの前記平坦面上に密着されこの平坦面との間に流路を構成すると共に前記流路と連通され上側に開口された開口部の形成された流路部材と、を含んで構成された測定セルと、
前記測定セルが載置されるベース部材と、
前記開口部に上方から進入して前記流路へ液体を供給する液体供給部材と、
前記ベース部材と前記開口部との間の距離を距離Ｓとして、前記ベース部材から距離Ｓの３０％の高さ位置よりも前記開口部側で前記誘電体ブロックを測定位置に保持する誘電体ブロック保持手段と、
を備えた測定セル保持機構。
【請求項２】
前記誘電体ブロック保持手段は、前記誘電体ブロックの対向する２つの側面を水平方向に挟み込む挟持部材、を含んで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の測定セル保持機構。
【請求項３】
前記誘電体ブロック保持手段は、前記誘電体ブロックの前記平坦面へ押圧力により食い込む食い込み部材、を含んで構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の測定セル保持機構。
【請求項４】
前記誘電体ブロック保持手段は、前記流路部材を前記誘電体ブロックの配置されている側の逆側から押圧する流路押圧部材、を含んで構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の測定セル保持機構。
【請求項５】
前記流路押圧部材は、前記流路部材へ押圧力により食い込むことを特徴とする請求項４に記載の測定セル保持機構。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載された測定セル保持機構と、
前記測定セルの前記平坦面に前記誘電体ブロックを介して光ビームを入射させる光源と、
前記平坦面で反射された光ビームの反射光を受光する受光部材と、
を備えたバイオセンサー。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２００７−７１５４２（Ｐ２００７−７１５４２Ａ）
【公開日】平成１９年３月２２日（２００７．３．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２５５４３７（Ｐ２００５−２５５４３７）
【出願日】平成１７年９月２日（２００５．９．２）
【出願人】（０００００５２０１）富士フイルムホールディングス株式会社 (7,609)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年３月２２日（２００７．３．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月２日（２００５．９．２）
【出願人】（０００００５２０１）富士フイルムホールディングス株式会社 (7,609)
【Ｆターム（参考）】
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