バイオセンサー較正方法、測定方法、及び、バイオセンサー
【課題】 屈折率の異なる複数の較正液を用いてバイオセンサー較正する場合に、より正確に較正することを目的とする。
【解決手段】 ステップＳ１０で、液量算出プログラムにより、各較正液（第１較正液〜第５較正液）間で、バッファー液の濃度が等しくなるように、各較正液での、ＤＭＳＯ、バッファー液、水、の各々の液量が算出される。ステップＳ１２で、ヘッド７８Ｂへ、水の供給指示信号が出力され、較正液容器８６Ａ〜８６Ｅへ各々算出された量の水が供給される。ステップＳ１４で、バッファー液の供給指示信号が出力され、較正液容器８６Ａ〜８６Ｅへ各々算出された量のバッファー液が供給される。ステップＳ１６で、ＤＭＳＯの供給指示信号が出力され、較正液容器８６Ａ〜８６Ｅへ各々算出された量のＤＭＳＯが供給され、第１較正液Ａ〜第５較正液Ｅが調製される。
【解決手段】 ステップＳ１０で、液量算出プログラムにより、各較正液（第１較正液〜第５較正液）間で、バッファー液の濃度が等しくなるように、各較正液での、ＤＭＳＯ、バッファー液、水、の各々の液量が算出される。ステップＳ１２で、ヘッド７８Ｂへ、水の供給指示信号が出力され、較正液容器８６Ａ〜８６Ｅへ各々算出された量の水が供給される。ステップＳ１４で、バッファー液の供給指示信号が出力され、較正液容器８６Ａ〜８６Ｅへ各々算出された量のバッファー液が供給される。ステップＳ１６で、ＤＭＳＯの供給指示信号が出力され、較正液容器８６Ａ〜８６Ｅへ各々算出された量のＤＭＳＯが供給され、第１較正液Ａ〜第５較正液Ｅが調製される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被解析生体分子の固定された測定領域での光の屈折率を用いて被解析分子と解析分子との間の相互作用を測定するバイオセンサーを較正するバイオセンサー較正方法、このバイオセンサー較正方法を用いた測定方法、及び、前記バイオセンサー較正方法を用いて較正されるバイオセンサーに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、エバネッセント波を利用した測定装置の１つとして、表面プラズモンセンサーが知られている（特許文献１参照）。一般的に、表面プラズモンセンサーは、プリズムと、このプリズムの一面に配置され被解析分子が固定される金属膜と、光ビームを発生させる光源と、光ビームをプリズムに対して、プリズムと金属膜との界面で全反射条件が得られるように種々の角度で入射させる光学系と、界面で全反射した光ビームの強度を検出する光検出手段と、を備え、光検出手段の検出結果に基づいて、被解析分子についての解析を行なうものである。
【０００３】
この表面プラズモンセンサーによる測定では、金属膜の上に固定化された被解析分子に対して解析分子を含む反応液を供給すると共に、金属膜の反応液が供給されている側と逆側の面へ光ビームを入射し、その反射光から得られる屈折率から得られる情報に基づいて、被解析分子と反応液中の解析分子との相互作用が測定される。
【０００４】
このように、屈折率から得られる情報を用いて、被解析分子と反応液中の解析分子との相互作用を測定する場合には、通常、被解析分子の固定されている測定領域の他に、被解析分子の固定されていない参照領域を設け、参照領域から得られる屈折率情報を用いて、測定領域から得られる屈折率情報を補正し、解析分子と被解析分子との相互作用を示す正確なデータを得る。
【０００５】
ところで、前述の反応液を調製する際に、屈折率の大きい物質が用いられることがある。例えば、疎水性の解析分子を溶解させるために、有機溶剤として、ジメチル・スルホキシド（ＤＭＳＯ）が用いられるが、ＤＭＳＯは屈折率が大きく、また、測定領域には被解析分子の膜厚があることから、参照領域と測定領域とで、ＤＭＳＯ濃度の変化に対する屈折率変化が異なってしまう。そのため、非特許文献１では、ＤＭＳＯ濃度の異なる複数の較正液を用いて、測定セル毎に、ＤＭＳＯ濃度と屈折率との関係を求め、当該測定セルの初期較正が行なわれている。
【０００６】
この初期較正を行なうに際しては、複数のＤＭＳＯ濃度の異なる較正液を調製することが必要であり、非特許文献１には、この調整方法が示されている。非特許文献１に記載の方法で調整した複数の較正液では、ＤＭＳＯ濃度と共にバッファー能を有する物質の濃度も異なってしまっている。
【非特許文献１】Ｂｉａｃｏｒｅ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｔｒａｉｎｉｎｇテキスト
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
バッファー能を有する物質としては、通常、屈折率への影響が小さいものが選択されるが、バッファー能を有する物質が静電吸着などにより参照領域や測定領域に付着されることも考えられ、屈折率に変化をもたらすこともある。したがって、複数の較正液間においてバッファー能を有する物質の濃度が異なると、較正の精度が低下してしまう。
【０００８】
本発明は上記事実を考慮してなされたものであり、屈折率の異なる複数の較正液を用いてバイオセンサー較正する場合に、より正確に較正することの可能な、バイオセンサー較正方法、このバイオセンサー較正方法を用いた測定方法、及び、前記バイオセンサー較正方法を用いて較正される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】
【０００９】
請求項１に記載のバイオセンサー較正方法は、被解析生体分子の固定された測定領域での光の屈折率を用いて被解析分子と解析分子との間の相互作用を測定するバイオセンサーを、屈折率の異なる複数の較正液を用いて較正するバイオセンサー較正方法であって、較正液の屈折率の変化に寄与する屈折率変化物質、及び、バッファー能を有するバッファー能物質を含む複数の較正液を、各較正液間で、前記屈折率変化物質の濃度が異なる共に、前記バッファー能物質の濃度が等しくなるように調製し、調製した前記複数の較正液の各々について、前記測定領域及び被解析生体分子の固定されない参照領域における屈折率情報を取得し、
取得した複数の較正液の屈折率情報に基づいて、前記解析分子供給時における前記測定領域での光の屈折率を較正する、ものである。
【００１０】
また、請求項５に記載のバイオセンサーは、被解析生体分子の固定された測定領域での光の屈折率を用いて被解析分子と解析分子との間の相互作用を測定するバイオセンサーであって、較正液の屈折率の変化に寄与する屈折率変化物質、バッファー能を有するバッファー能物質を含む複数の較正液を、各較正液間で、前記屈折率変化物質の濃度が異なると共に、前記バッファー能物質の濃度が等しくなるように調製する、較正液調製手段と、調製した前記複数の較正液の各々について、前記測定領域及び被解析生体分子の固定されない参照領域における屈折率情報を取得する屈折率情報取得手段と、取得した複数の較正液の屈折率情報に基づいて、前記解析分子供給時における前記測定領域での光の屈折率を較正する屈折率較正手段と、を備えたものである。
【００１１】
ここで、屈折率の変化に寄与する屈折率変化物質とは、その物質自体の屈折率が大きく、較正液の調製に用いられた場合に、較正液の屈折率を大きくする物質をいう。また、バッファー能を有するバッファー能物質とは、ＰＨバッファー能を有するイオン性物質をいう。
【００１２】
請求項１に記載のバイオセンサー較正方法、及び、請求項５に記載のバイオセンサーによれば、調製された複数の較正液間でバッファー能物質の濃度が等しいので、参照領域と測定領域における、バッファー能物質の濃度に起因する較正の誤差がなくなり、正確に解析分子供給時における測定領域での光の屈折率を較正することができる。
【００１３】
請求項２に記載のバイオセンサー較正方法、及び、請求項６に記載のバイオセンサーは、前記屈折率変化物質の２５℃における屈折率が１．４以上であること、を特徴とするものである。
【００１４】
通常、屈折率を用いて被解析分子と解析分子との間の相互作用を測定する場合には、調液精度より屈折率の精度を高くする等の理由から、較正液の屈折率範囲を大きくしておく必要がある。そこで、少量の添加で屈折率が大きく変わるように、屈折率変化物質として、屈折率の大きいものを選択することが好ましい。
【００１５】
請求項３に記載のバイオセンサー較正方法、及び、請求項７に記載のバイオセンサーは、前記屈折率変化物質が、非イオン性物質であること、を特徴とするものである。
【００１６】
屈折率変化物質がイオン性物質であると、参照領域及び測定領域に付着して屈折率に影響を与えてしまうので、各較正液間で濃度を異ならせている屈折率変化物質は、非イオン性物質であることが好ましい。
【００１７】
請求項４に記載の測定方法は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のバイオセンサー較正方法を用いて、被解析分子と解析分子との間の相互作用を測定するものである。
【００１８】
請求項４に記載の測定方法によれば、正確な較正が行なわれているので、より高い精度の測定を行なうことができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は上記構成としたので、より正確な較正、測定を行なうことができる。
【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７０は、、金属膜の表面に発生する表面プラズモンを利用して、被解析分子Ｍの特性を測定する、いわゆる表面プラズモンセンサーである。バイオセンサー７０では、被解析分子Ｍに、各種の反応液を供給して、被解析分子Ｍと反応液中の物質との結合の有無、結合速度、結合量、等を測定する。被解析分子Ｍとしては、蛋白質、核酸、脂肪酸などの生理活性物質を解析対象とすることができる。
【００２２】
図１及び図２に示すように、バイオセンサー７０は、トレイ保持部７２、搬送部７４、反応液プレート保持部７６、液体供給部７８、光学測定部８０、較正液調整部８４、及び、制御部９０を備えている。
【００２３】
トレイ保持部７２は、載置台７２Ａ、及び、ベルト７２Ｂを含んで構成されている。載置台７２Ａは、矢印Ｉ方向に架け渡されたベルト７３に取り付けられており、ベルト７２Ｂの回転により矢印Ｉ方向に移動可能とされている。載置台７２Ａ上には、トレイ３０が２枚、位置決めして載置される。トレイ３０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、測定対象となる被解析分子Ｍ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７２Ａ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７４Ｃの位置まで押し上げる、押上機構７２Ｄが配置されている。
【００２４】
センサースティック４０は、被解析分子Ｍが固定されるものである。図３及び図４に示すように、センサースティック４０は、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５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７０で解析する解析分子が固定される。誘電体ブロック４２は、いわゆるプリズムとしても機能し、バイオセンサー７０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の表面の一部で、後述する液体流路４５に露出された部分の下流側に位置する測定領域Ｅ１には、図６にも示すように、被解析分子Ｍを固定するための固定化担体５０Ａが形成されている。固定化担体５０Ａの反応基との共有結合により、被解析分子Ｍがこの部分に固定される。固定化担体５０Ａとしては、デキストラン、カルボキシメチル基、ＮＴＡなどを用いることができ、被解析分子Ｍに応じて選択される。
【００２７】
金属膜５０上の液体流路４５に露出された部分の上流側に位置する領域は、参照領域Ｅ２とされている。参照領域Ｅ２は、被解析分子Ｍの固定された測定領域Ｅ１から得られる光の屈折率データを補正するために設けられた領域であり、この参照領域Ｅ２にも、光ビームが入射される。なお、参照領域Ｅ２は、各種のアナライトとの結合が阻止されるように、例えばアルキルチオール、アミノアルコール、アミノエーテル等で処理しておくことが好ましい。
【００２８】
プリズム部４２Ａの両側面には、上側の端辺に沿って保持部材５２と係合される係合凸部４２Ｃが、下側の端辺に沿ってプリズム部４２Ａの上面と垂直な仮想面の延長上に構成される垂直凸部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のプリズム部４２Ａと略同じ長さの棒状とされ、図５に示すように、誘電体ブロック４２の金属膜５０との間に、液体流路４５を構成する。液体流路４５は、流路部材４４の流路壁４４Ａと金属膜５０とで囲まれて構成されており、供給された液体を金属膜５０上で貯留可能とされている。流路部材４４には、液体流路４５と連通された供給口４５Ａ及び排出口４５Ｂが形成されている。液体流路４５は、流路部材４４の長手方向に６個並んで配置されている。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個の液体流路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４４Ａへので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。また、流路部材４４は、金属膜５０との密着性を確保して液漏れを防止するため、弾性を有することが好ましい。具体的にはシリコン、ポリプロピレン等を用いることができる。
【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。側面板４６Ｂには、誘電体ブロック４２の係合凸部４２Ｃと係合される係合孔４６Ｃが形成されている。保持部材４６は、流路部材４４を間に挟んで係合孔４６Ｃと係合凸部４２Ｃとが係合されて、誘電体ブロック４２に取り付けられる。これにより、流路部材４４は、誘電体ブロック４２に取り付けられる。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、隣り合うピペット挿入孔４６Ｄとピペット挿入孔４６Ｄとの間には、位置決め用のボス４６Ｅ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５２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４５Ｂ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】
なお、この蒸発防止部材５４も、スリット４９ＤからピペットチップＣＰを挿入できるように、弾性を有する材料で構成されることが好ましく、具体的にはシリコンまたはポリプロピレン等を用いることができる。
【００３４】
図１及び図２に示すように、バイオセンサー７０の搬送部７４は、上部ガイドレール７４Ａ、下部ガイドレール７４Ｂ、及び、スティック保持部材７４Ｃ、を含んで構成されている。上部ガイドレール７４Ａ及び下部ガイドレール７４Ｂは、トレイ保持部７２及び光学測定部８０の上部で、矢印Ｉ方向と直交する矢印Ｊ方向に水平に配置されている。上部ガイドレール７４Ａには、スティック保持部材７４Ｃが取り付けられている。スティック保持部材７４Ｃ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７４Ａに沿って移動可能とされている。スティック保持部材７４Ｃ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７４Ｂとが係合され、スティック保持部材７４Ｃが矢印Ｊ方向に移動することにより、図２に示すように、センサースティック４０が光学測定部８０上の測定部８２に搬送される。この測定部８２で、センサースティック４０に固定された被解析分子Ｍの測定が行われる。測定部８２では、下部ガイドレール７４Ｂが測定のために一部離間されている
反応液プレート保持部７６は、載置台７６Ａ、及び、ガイドレール７６Ｂを含んで構成されている。ガイドレール７６Ｂは、矢印Ｊ方向に沿って配置されている。載置台７６Ａは、ガイドレール７６Ｂに取り付けられ、反応液がセットされた反応液プレート７７を載置可能とされている。載置台７６Ａは、ガイドレール７６Ｂに沿って移動可能とされている。
【００３５】
液体供給部７８は、上部ガイドレール７４Ａ、及び、ガイドレール７６Ｂよりも上方で、矢印Ｉ方向に架け渡された横断レール７８Ａ、及び、ヘッド７８Ｂを含んで構成されている。ヘッド７８Ｂは、横断レール７８Ａに取り付けられ、図２に示すように、測定部８２と反応液プレート７７との間を移動可能とされている。また、ヘッド７８Ｂ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７８Ｂは、先端部に交換可能なピペットチップＣＰが取り付けられ、いわゆるピペットとしての機能を有している。
【００３６】
較正液調整部８４には、調製用トレイ８６、及び、原液用トレイ８８が載置されている。原液用トレイ８８には、水を貯留する水容器８８Ａ、バッファー液を貯留するバッファー液容器８８Ｂ、及び、有機溶剤を貯留する溶剤容器８８Ｃが、矢印Ｉ方向に並ぶように収納されている。本実施形態では、有機溶剤として、ジメチル・スルホキシド（ＤＭＳＯ）が用いられている。ＤＭＳＯの屈折率は、２５℃で１．４８程度である。各容器には、ヘッド７８に取り付けられたピペットチップＣＰを差し込んで容器内の液を吸引するための開口Ｈが形成されている。なお、バッファー液としては、リン酸緩衝食塩水（ＰＢＳ）などの、ＰＨバッファー能を有するものが、解析分子に応じて適宜選択され使用される。
【００３７】
調製用トレイ８６には、５種類のＤＭＳＯ濃度の異なる較正液を各々調製して貯留しておくことの可能な、５個の較正液容器８６Ａ〜８６Ｅが、矢印Ｉ方向に並ぶように収納されている。これらの容器にも、ヘッド７８に取り付けられたピペットチップＣＰを差し込んで容器内に液を注入、及び容器内の液を吸引するための開口Ｈが形成されている。
【００３８】
光学測定部８０は、図７に示すように、光源８０Ａ、第１光学系８０Ｂ、第２光学系８０Ｃ、受光部８０Ｄ、信号処理部８０Ｅ、を含んで構成されている。光源８０Ａからは、光ビームＬが出射される。光ビームＬは、第１光学系８０Ｂを介して、２本の光ビームＬ１、Ｌ２となり、測定部８２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。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んで、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８０Ｃを経て受光部８０Ｄ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８０Ｅへ出力される。信号処理部８０Ｅ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の全反射減衰角が屈折率データとして求められる。この屈折率データが制御部９０へ出力される。
【００３９】
制御部９０は、バイオセンサー７０の全体を制御する機能を有し、図７に示すように、光源８０Ａ、信号処理部８０Ｅ、及び、バイオセンサー７０の図示しない駆動系と接続されている。制御部９０は、図８に示すように、バスＢを介して互いに接続される、ＣＰＵ９０Ａ、ＲＯＭ９０Ｂ、ＲＡＭ９０Ｃ、メモリ９０Ｄ、及び、インターフェースＩ／Ｆ９０Ｅ、を有し、各種の情報を表示する表示部９２、各種の指示、情報を入力するための入力部９４と接続されている。
【００４０】
メモリ９０Ｄには、バイオセンサー７０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。また、メモリ９０Ｄには、後述する初期較正で使用する、複数の較正液を調製する際に、各液の量を算出するための液量算出プログラムが記憶されている。液量算出プログラムは、各較正液間でのバッファー濃度が一定になるように、較正液の調製に使用する各液の液量を算出するためのものである。本実施形態では、ＤＭＳＯ、及びバッファー液の原液情報、各較正液の使用量、ＤＭＳＯ濃度、バッファー濃度などの情報に基づいて、各較正液間におけるバッファー濃度が等しくなるように、ＤＭＳＯ、バッファー液、水、の各々の使用量が算出される。
【００４１】
なお、算出の基礎となる、ＤＭＳＯ、及びバッファー液の原液情報、各較正液の使用量、各較正液のＤＭＳＯ濃度、バッファー濃度などの情報は、ユーザーが入力部９４から入力してもよいし、予め登録しておいてもよい。
【００４２】
次に、バイオセンサー７０での、初期較正用の較正液の調製について説明する。初期較正用の較正液としては、ＤＭＳＯ濃度の異なる複数の較正液が調製される。
【００４３】
ユーザーは、予め、水容器８８Ａに水を、バッファー液容器８８Ｂにバッファー液を、溶剤容器８８ＣにＤＭＳＯを準備しておき、入力部９４から、原液となるＤＭＳＯ、及びバッファー液の情報を登録しておく。これらの情報は、メモリ９０Ｄに記憶される。
【００４４】
次に、入力部９４から、各較正液の使用量、ＤＭＳＯ濃度、バッファー液濃度を入力する。この入力は、例えば、表示部９２に表示される図９に示すような入力画面９６から行なうことができる。入力画面９６には、測定範囲を入力するための測定範囲ウインドウ９６Ａ、各較正液の使用量を入力するための使用量入力ウインドウ９６Ｂ、バッファー液の濃度を入力するためのバッファー液濃度入力ウインドウ９６Ｃ、複数の較正液についてのＤＭＳＯ濃度を入力するためのＤＭＳＯ濃度入力ウインドウ９６Ｄ、及び、予め登録されている汎用パターンを入力するための汎用パターン入力ウインドウ９６Ｅが表示されている。ユーザーは、使用量入力ウインドウ９６Ｂから各較正液の使用量を入力し、バッファー液濃度入力ウインドウ９６Ｃから所望のバッファー液濃度を入力し、ＤＭＳＯ濃度入力ウインドウ９６Ｄから各較正液のＤＭＳＯ濃度を入力する。
【００４５】
なお、ユーザーは、必ずしもＤＭＳＯ濃度入力ウインドウ９６ＤからＤＭＳＯ濃度を入力する必要はなく、測定範囲ウインドウ９６Ａから測定範囲を入力することにより、測定範囲に対応させて予め登録されているＤＭＳＯ濃度が自動的に選択されるようにすることもできる。また、すべての較正液についてのＤＭＳＯ濃度を入力するのではなく、測定の際に基準となるバッファー液（ランニングバッファー液）のＤＭＳＯ濃度を入力することにより、このＤＭＳＯ濃度の前後に所定値振られたＤＭＳＯ濃度が自動的に選択されるようにすることもできる。
【００４６】
また、ユーザーは、予め汎用のバッファー液濃度、ＤＭＳＯ濃度を対応させて汎用パターンとして登録しておき、この汎用パターンの登録番号を汎用パターン入力ウインドウ９６Ｅから入力することにより、バッファー液濃度、ＤＭＳＯ濃度の入力を省略することもできる。
【００４７】
入力の完了後、入力部９４から調製開始指示を入力すると、制御部９０では、図１０に示す較正液調製処理が実行される。
【００４８】
ステップＳ１０で、液量算出プログラムにより、各較正液（第１較正液〜第５較正液）間で、バッファー液の濃度が等しくなるように、各較正液での、ＤＭＳＯ、バッファー液、水、の各々の液量が算出される。例えば、図９に示すように、使用量１００ｍｌ、バッファー液濃度１０％、ＤＭＳＯ濃度４％、４．５％、５％（ランニングバッファー液）、５．５％、６％の情報が入力された場合には、図１１の表に示すように、各較正液に使用されるＤＭＳＯ、バッファー液、水、の量が算出される。
【００４９】
次に、ステップＳ１２で、ヘッド７８Ｂへ、水の供給指示信号が出力される。これにより、ヘッド７８Ｂで水容器８８Ａから較正液容器８６Ａ〜８６Ｅへ各々算出された量の水が供給される。
【００５０】
次に、ステップＳ１４で、ヘッド７８Ｂへ、バッファー液の供給指示信号が出力される。これにより、ヘッド７８Ｂでバッファー液容器８８Ｂから較正液容器８６Ａ〜８６Ｅへ各々算出された量のバッファー液が供給される。
【００５１】
次に、ステップＳ１６で、ヘッド７８Ｂへ、ＤＭＳＯの供給指示信号が出力される。これにより、ヘッド７８Ｂで溶剤容器８８Ｃから較正液容器８６Ａ〜８６Ｅへ各々算出された量のＤＭＳＯが供給され、較正液調製処理は終了する。各較正液容器８６Ａ〜８６Ｅには、ＤＭＳＯ濃度が異なり、バッファー液濃度が等しい、第１較正液Ａ〜第５較正液Ｅが調製される。
【００５２】
上記較正液調製処理によれば、自動的に各較正液間でバッファー液の濃度が等しくなるように、複数の較正液を調製することができる。
【００５３】
次に、バイオセンサー７０での、測定について説明する。
【００５４】
まず、バイオセンサー７０の載置台７２Ａに被解析分子Ｍの固定化されたセンサースティック４０入りのトレイ３０をセットする。また、載置台７６Ａに反応液の入った反応液プレート７７をセットする。反応液プレート７７には、各種の解析分子Ｎを含む反応液Ｓが貯留されている。
【００５５】
測定時には、押上機構７２Ｄにより、プレート３０にセットされた１のセンサースティック４０がスティック保持部材７４Ｃの位置まで押し上げられ、スティック保持部材７４Ｃにより保持される。そして、スティック保持部材７４Ｃ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７４Ｂに沿って移動して、センサースティック４０を測定部８２へ搬送する。
【００５６】
測定部８２での測定は、１つの液体流路４５ずつ順に行なわれる。そして、測定に先立ち、液体流路４５毎に初期較正が行なわれる。初期較正は、以下の手順で行なわれる。
【００５７】
入力部９４から初期較正の開始指示が入力されると、制御部９０では、まず、図１２に示す屈折率情報取得処理が実行される。屈折率情報取得処理は、光ビームＬを測定領域Ｅ１及び参照領域Ｅ２に入射させて、反射光から得られる各々の領域の屈折率に関する情報を得るものである。
【００５８】
まず、ステップＳ２２で、光源８０Ａへ光ビームＬの出射指示信号を出力する。これにより、光源８０Ａから光ビームＬが出射される。出射された光ビームＬは、第１光学系８０Ｂで２本の光ビームＬ１、Ｌ２となり、液体流路４５の測定領域Ｅ１、参照領域Ｅ２へ各々入射される。また、ステップＳ２４で、受光部８０Ｄ及び信号処理部８０Ｅへ、作動指示信号を出力する。これにより、測定領域Ｅ１、参照領域Ｅ２で全反射され第２光学系８０Ｃを経た光ビームＬ１、Ｌ２は、受光部８０Ｄで受光され、受光された光は、測定領域Ｅ１、参照領域Ｅ２毎に光電変換されて光検出信号が信号処理部８０Ｅへ出力される。信号処理部８０Ｅでは、光検出信号に所定の処理が加えられ、測定領域Ｅ１、参照領域Ｅ２の各々についての屈折率データが生成され、屈折率データが継続して制御部９０へ出力される。
【００５９】
制御部９０では、ステップＳ２６で、所定時間経過したかどうかを判断し、所定時間の経過後、ステップＳ２８で、入力された屈折率データを測定領域Ｅ１、参照領域Ｅ２毎にメモリ９０Ｄへ記憶する。これにより、測定領域Ｅ１、参照領域Ｅ２の屈折率データが時間毎に記録される。
【００６０】
一方、上記の屈折率情報取得処理中に、液体流路４５へ各較正液の供給が順に行なわれる。制御部９０は、屈折率情報取得処理中の所定のタイミングで、図１３に示す較正液供給処理を実行する。
【００６１】
まず、ステップＳ４０で、第１較正液Ａの供給指示信号をヘッド７８Ｂへ出力する。これにより、ヘッド７８Ｂで、屈折率情報取得処理実行中の液体流路４５へ第１較正液Ａが供給される。第１較正液Ａの供給は、具体的には以下のように行なわれる。まず、ヘッド７８Ｂが第１較正液Ａのセットされた較正液容器８６Ａ上部に移動すると共に下降して、ヘッド７８Ｂに取り付けられているピペットチップＣＰの先端を第１較正液Ａが貯留された較正液容器８６Ａの開口Ｈへ挿入し、ピペットチップＣＰ内に第１較正液Ａを吸引する。次に、ヘッド７８Ｂを上昇させて測定部８２の上部に移動すると共に下降して、ピペットチップＣＰの先端を液体流路４５の供給口４５Ａへ挿入する。そして、液体流路４５へ、吸引していた第１較正液Ａを注入する。これにより、液体流路４５に供給されていたバッファー液（被解析分子Ｍの維持用に予め充填されていたもの）が、排出口４５Ｂから排出され、バッファー液が第１較正液Ａで置換される。これにより、液体流路４５が第１較正液Ａで満たされ、第１較正液Ａについての、測定領域Ｅ１、参照領域Ｅ２での屈折率データが得られる。
【００６２】
ここで、供給口４５Ａから液体流路４５へ第１較正液Ａが注入されると、液体流路４５に充填されていたバッファー液は、排出口４５Ｂから排出され、センサースティック４０の上面に溢れる。そこで、ステップＳ４２で、廃液回収指示信号をヘッド７８Ｂへ出力する。これにより、ヘッド７８Ｂは、排出口４５Ｂの上部に移動し、溢れたバッファー液を吸引し、吸入された排出液を図示しない廃液セルへ廃棄する。
【００６３】
次に、ステップＳ４４で、第２較正液Ｂの供給指示信号をヘッド７８Ｂへ出力する。これにより、ヘッド７８Ｂで、第１較正液Ａで満たされている液体流路４５へ第２較正液Ｂが供給され、液体流路４５の第１較正液Ａは、第２較正液Ｂで置換される。第２較正液Ｂの供給は、第１較正液Ａの供給と同様にして行なわれる。これにより、液体流路４５が第２較正液Ａで満たされ、第２較正液Ａについての、測定領域Ｅ１、参照領域Ｅ２での屈折率データが得られる。そして、ステップＳ４６で、廃液回収信号を出力して、センサースティック４０上面に溢れた第１較正液Ａを回収する。回収は、ステップＳ４２と同様にして行なわれる。
【００６４】
次に、ステップＳ４８で、第４較正液Ｄの供給指示信号をヘッド７８Ｂへ出力する。これにより、ヘッド７８Ｂで、第２較正液Ｂで満たされている液体流路４５へ第４較正液Ｄが供給され、液体流路４５の第２較正液Ｂは、第４較正液Ｄで置換される。第４較正液Ｄの供給は、第１較正液Ａの供給と同様にして行なわれる。これにより、液体流路４５が第４較正液Ｄで満たされ、第４較正液Ｄについての、測定領域Ｅ１、参照領域Ｅ２での屈折率データが得られる。そして、ステップＳ５０で、廃液回収信号を出力して、センサースティック４０上面に溢れた第２較正液Ｂを回収する。回収は、ステップＳ４２と同様にして行なわれる。
【００６５】
次に、ステップＳ５２で、第５較正液Ｅの供給指示信号をヘッド７８Ｂへ出力する。これにより、ヘッド７８Ｂで、第４較正液Ｄで満たされている液体流路４５へ第５較正液Ｅが供給され、液体流路４５の第４較正液Ｄは、第５較正液Ｅで置換される。第５較正液Ｅの供給は、第１較正液Ａの供給と同様にして行なわれる。これにより、液体流路４５が第５較正液Ｅで満たされ、第５較正液Ｅについての、測定領域Ｅ１、参照領域Ｅ２での屈折率データが得られる。そして、ステップＳ５４で、廃液回収信号を出力して、センサースティック４０上面に溢れた第４較正液Ｄを回収する。回収は、ステップＳ４２と同様にして行なわれる。
【００６６】
次に、ステップＳ５６で、第３較正液Ｃ（ランニングバッファー液）の供給指示信号をヘッド７８Ｂへ出力する。これにより、ヘッド７８Ｂで、第５較正液Ｅで満たされている液体流路４５へ第３較正液Ｃが供給され、液体流路４５の第５較正液Ｅは、第３較正液Ｃで置換される。第３較正液Ｃの供給は、第１較正液Ａの供給と同様にして行なわれる。これにより、液体流路４５が第３較正液Ｃで満たされ、第３較正液Ｃについての、測定領域Ｅ１、参照領域Ｅ２での屈折率データが得られる。そして、ステップＳ５８で、廃液回収信号を出力して、センサースティック４０上面に溢れた第４較正液Ｄを回収する。回収は、ステップＳ４２と同様にして行なわれる。
【００６７】
すべての較正液の供給が終了したら、較正液供給処理を終了する。
【００６８】
図１２の屈折率情報取得処理では、ステップＳ３０で、較正液供給処理が終了したかどうかを判断し、終了した場合には、ステップＳ３２で、第１〜第５較正液の、測定領域Ｅ１、参照領域Ｅ２での屈折率データに基づいて、補正係数αを算出する。この補正係数αは、反応液を液体流路４５へ供給して測定する際に、参照領域Ｅ２から得られる屈折率データを補正するための係数である。
【００６９】
上記屈折率情報取得処理では、バッファー液濃度が等しい複数の較正液か用いられているので、正確な補正係数αを得ることができる。
【００７０】
次に、バイオセンサー７０での、被解析分子Ｍの測定処理について説明する。ここでの測定は、前述の初期較正に続いて行なわれる。
【００７１】
図１４に示す、ステップＳ２２〜ステップＳ２８については、前述の屈折率情報取得処理と同様に行なわれる。ステップＳ６０で、補正係数αで、参照領域Ｅ２からの光検出信号により得られる屈折率データを補正して補正後屈折率データを求め、ステップＳ６２で、測定領域Ｅ１からの光検出信号により得られる屈折率データを、補正後屈折率データで補正して、被解析分子Ｍと反応液中の物質との結合状態を示す結合状態データを生成する。そして、ステップＳ６４で、結合状態データを表示部９２へ出力する。これにより、所定時間毎の結合状態データがメモリ９０Ｄへ記憶されると共に、表示部９２へ表示される。この測定処理は、測定処理終了信号を受けるまで継続される。
【００７２】
一方、上記の測定処理中に、液体流路４５へ反応液Ｓの供給が行なわれる。制御部９０は、測定処理中の所定のタイミングで、図１５に示す反応液供給処理を実行する。
【００７３】
まず、ステップＳ７０で、反応液Ｓの供給指示信号をヘッド７８Ｂへ出力する。これにより、ヘッド７８Ｂで、測定中の液体流路４５へ反応液Ｓが供給される。
【００７４】
反応液Ｓの供給は、具体的には以下のように行なわれる。まず、ヘッド７８Ｂが反応液Ｓのセットされた反応液プレート７７の上部に移動すると共に下降して、ヘッド７８Ｂに取り付けられているピペットチップＣＰの先端を反応液Ｓが貯留されたセルへ挿入し、ピペットチップＣＰ内に反応液Ｓを吸引する。次に、ヘッド７８Ｂを上昇させて測定部８２の上部に移動すると共に下降して、ピペットチップＣＰの先端を液体流路４５の供給口４５Ａへ挿入する。そして、液体流路４５へ、吸引していた反応液Ｓを注入する（図１６（Ａ）参照）。これにより、被解析分子Ｍへ解析分子Ｎが供給され、相互作用を観察することができる。
【００７５】
ここで、供給口４５Ａから液体流路４５へ反応液Ｓが注入されると、液体流路４５に充填されていたランニングバッファー液は、排出口４５Ｂから排出され、センサースティック４０の上面に溢れる。そこで、ステップＳ７２で、廃液回収指示信号をヘッド７８Ｂへ出力する。これにより、ヘッド７８Ｂは、排出口４５Ｂの上部に移動し、溢れたバッファー液を吸引し、吸入された排出液を図示しない廃液セルへ廃棄する。
【００７６】
その後、ステップＳ７４で、所定の反応時間Ｔ１が経過するまで待機する。この反応時間Ｔ１は、反応液Ｓに含まれる解析分子Ｎと被解析分子Ｍとの相互作用が飽和状態となるのに十分な時間であり、予めメモリ９０Ｄへ記録しておいてもよいし、前述の結合状態データに基づいて相互作用が飽和状態かどうかを判断してもよい。反応時間Ｔ１中も、測定処理は実行されている。このとき、液体流路４５では、供給された反応液Ｓの流れが停止された状態（反応液Ｓの送液がない状態）で測定処理は行なわれている。
【００７７】
反応時間Ｔ１の経過後、ステップＳ７６で、測定終了指示信号を出力し、反応液供給処理を終了する。
【００７８】
一方、測定処理も、測定終了指示信号を受けて終了される。
【００７９】
本実施形態によれば、正確な補正係数αを用いて参照領域Ｅ２の屈折率データが補正され、補正後の屈折率データにより測定領域Ｅ１の屈折率データが補正されて結合状態データが求められているので、より正確な結合状態データを得て正確な測定を行なうことができる。
【００８０】
なお、本実施形態では、液体流路４５から排出された液体を、液体を供給したピペットチップＣＰを排出口４５Ｂまで移動させて吸引することにより回収したが、排出された液体の回収は他の方法で行なうこともできる。例えば、図１７に示すように、供給口４５Ａから１つのピペットチップＣＰを挿入して液体を供給すると共に、排出口４５Ｂへ他のピペットチップＣＰを挿入して液体を吸引することにより、液体流路４５内の液置換を行なうことができる。
【００８１】
また、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、表面プラズモンセンサーに限定されるものではなく、測定領域における屈折率を用いて測定を行なう、あらゆるバイオセンサー、例えば、二面偏波式干渉計を用いた解析装置などに、本実施形態での較正方法を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【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】本実施形態のバイオセンサーの全体斜視図において、ヘッドが測定部付近に位置している状態を示す図である。
【図３】本実施形態のセンサースティックの斜視図である。
【図４】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５】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６】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７】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８】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９】本実施形態の入力画面を示す図である。
【図１０】本実施形態の較正液調製処理のフローチャートである。
【図１１】本実施形態での液量算出結果の一例を示す表である。
【図１２】本実施形態の屈折率情報取得処理のフローチャートである。
【図１３】本実施形態の較正液供給処理のフローチャートである。
【図１４】本実施形態の測定処理のフローチャートである。
【図１５】本実施形態の反応液供給処理のフローチャートである。
【図１６】本実施形態での液体流路の反応液供給手順を説明する図である。
【図１７】液置換の他の方法を示す説明図である。
【符号の説明】
【００８３】
４０ センサースティック
４５ 液体流路
７０ バイオセンサー
８０ 光学測定部
８４ 較正液調整部
９０Ｄ メモリ
９０ 制御部
Ｌ 光ビーム
Ｅ１ 測定領域
Ｅ２ 参照領域
Ｓ 反応液
Ｍ 被解析分子
Ｎ 解析分子
α 補正係数
Ａ 第１較正液
Ｂ 第２較正液
Ｃ 第３較正液
Ｄ 第４較正液
Ｅ 第５較正液
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被解析生体分子の固定された測定領域での光の屈折率を用いて被解析分子と解析分子との間の相互作用を測定するバイオセンサーを較正するバイオセンサー較正方法、このバイオセンサー較正方法を用いた測定方法、及び、前記バイオセンサー較正方法を用いて較正されるバイオセンサーに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、エバネッセント波を利用した測定装置の１つとして、表面プラズモンセンサーが知られている（特許文献１参照）。一般的に、表面プラズモンセンサーは、プリズムと、このプリズムの一面に配置され被解析分子が固定される金属膜と、光ビームを発生させる光源と、光ビームをプリズムに対して、プリズムと金属膜との界面で全反射条件が得られるように種々の角度で入射させる光学系と、界面で全反射した光ビームの強度を検出する光検出手段と、を備え、光検出手段の検出結果に基づいて、被解析分子についての解析を行なうものである。
【０００３】
この表面プラズモンセンサーによる測定では、金属膜の上に固定化された被解析分子に対して解析分子を含む反応液を供給すると共に、金属膜の反応液が供給されている側と逆側の面へ光ビームを入射し、その反射光から得られる屈折率から得られる情報に基づいて、被解析分子と反応液中の解析分子との相互作用が測定される。
【０００４】
このように、屈折率から得られる情報を用いて、被解析分子と反応液中の解析分子との相互作用を測定する場合には、通常、被解析分子の固定されている測定領域の他に、被解析分子の固定されていない参照領域を設け、参照領域から得られる屈折率情報を用いて、測定領域から得られる屈折率情報を補正し、解析分子と被解析分子との相互作用を示す正確なデータを得る。
【０００５】
ところで、前述の反応液を調製する際に、屈折率の大きい物質が用いられることがある。例えば、疎水性の解析分子を溶解させるために、有機溶剤として、ジメチル・スルホキシド（ＤＭＳＯ）が用いられるが、ＤＭＳＯは屈折率が大きく、また、測定領域には被解析分子の膜厚があることから、参照領域と測定領域とで、ＤＭＳＯ濃度の変化に対する屈折率変化が異なってしまう。そのため、非特許文献１では、ＤＭＳＯ濃度の異なる複数の較正液を用いて、測定セル毎に、ＤＭＳＯ濃度と屈折率との関係を求め、当該測定セルの初期較正が行なわれている。
【０００６】
この初期較正を行なうに際しては、複数のＤＭＳＯ濃度の異なる較正液を調製することが必要であり、非特許文献１には、この調整方法が示されている。非特許文献１に記載の方法で調整した複数の較正液では、ＤＭＳＯ濃度と共にバッファー能を有する物質の濃度も異なってしまっている。
【非特許文献１】Ｂｉａｃｏｒｅ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｔｒａｉｎｉｎｇテキスト
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
バッファー能を有する物質としては、通常、屈折率への影響が小さいものが選択されるが、バッファー能を有する物質が静電吸着などにより参照領域や測定領域に付着されることも考えられ、屈折率に変化をもたらすこともある。したがって、複数の較正液間においてバッファー能を有する物質の濃度が異なると、較正の精度が低下してしまう。
【０００８】
本発明は上記事実を考慮してなされたものであり、屈折率の異なる複数の較正液を用いてバイオセンサー較正する場合に、より正確に較正することの可能な、バイオセンサー較正方法、このバイオセンサー較正方法を用いた測定方法、及び、前記バイオセンサー較正方法を用いて較正される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】
【０００９】
請求項１に記載のバイオセンサー較正方法は、被解析生体分子の固定された測定領域での光の屈折率を用いて被解析分子と解析分子との間の相互作用を測定するバイオセンサーを、屈折率の異なる複数の較正液を用いて較正するバイオセンサー較正方法であって、較正液の屈折率の変化に寄与する屈折率変化物質、及び、バッファー能を有するバッファー能物質を含む複数の較正液を、各較正液間で、前記屈折率変化物質の濃度が異なる共に、前記バッファー能物質の濃度が等しくなるように調製し、調製した前記複数の較正液の各々について、前記測定領域及び被解析生体分子の固定されない参照領域における屈折率情報を取得し、
取得した複数の較正液の屈折率情報に基づいて、前記解析分子供給時における前記測定領域での光の屈折率を較正する、ものである。
【００１０】
また、請求項５に記載のバイオセンサーは、被解析生体分子の固定された測定領域での光の屈折率を用いて被解析分子と解析分子との間の相互作用を測定するバイオセンサーであって、較正液の屈折率の変化に寄与する屈折率変化物質、バッファー能を有するバッファー能物質を含む複数の較正液を、各較正液間で、前記屈折率変化物質の濃度が異なると共に、前記バッファー能物質の濃度が等しくなるように調製する、較正液調製手段と、調製した前記複数の較正液の各々について、前記測定領域及び被解析生体分子の固定されない参照領域における屈折率情報を取得する屈折率情報取得手段と、取得した複数の較正液の屈折率情報に基づいて、前記解析分子供給時における前記測定領域での光の屈折率を較正する屈折率較正手段と、を備えたものである。
【００１１】
ここで、屈折率の変化に寄与する屈折率変化物質とは、その物質自体の屈折率が大きく、較正液の調製に用いられた場合に、較正液の屈折率を大きくする物質をいう。また、バッファー能を有するバッファー能物質とは、ＰＨバッファー能を有するイオン性物質をいう。
【００１２】
請求項１に記載のバイオセンサー較正方法、及び、請求項５に記載のバイオセンサーによれば、調製された複数の較正液間でバッファー能物質の濃度が等しいので、参照領域と測定領域における、バッファー能物質の濃度に起因する較正の誤差がなくなり、正確に解析分子供給時における測定領域での光の屈折率を較正することができる。
【００１３】
請求項２に記載のバイオセンサー較正方法、及び、請求項６に記載のバイオセンサーは、前記屈折率変化物質の２５℃における屈折率が１．４以上であること、を特徴とするものである。
【００１４】
通常、屈折率を用いて被解析分子と解析分子との間の相互作用を測定する場合には、調液精度より屈折率の精度を高くする等の理由から、較正液の屈折率範囲を大きくしておく必要がある。そこで、少量の添加で屈折率が大きく変わるように、屈折率変化物質として、屈折率の大きいものを選択することが好ましい。
【００１５】
請求項３に記載のバイオセンサー較正方法、及び、請求項７に記載のバイオセンサーは、前記屈折率変化物質が、非イオン性物質であること、を特徴とするものである。
【００１６】
屈折率変化物質がイオン性物質であると、参照領域及び測定領域に付着して屈折率に影響を与えてしまうので、各較正液間で濃度を異ならせている屈折率変化物質は、非イオン性物質であることが好ましい。
【００１７】
請求項４に記載の測定方法は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のバイオセンサー較正方法を用いて、被解析分子と解析分子との間の相互作用を測定するものである。
【００１８】
請求項４に記載の測定方法によれば、正確な較正が行なわれているので、より高い精度の測定を行なうことができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は上記構成としたので、より正確な較正、測定を行なうことができる。
【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７０は、、金属膜の表面に発生する表面プラズモンを利用して、被解析分子Ｍの特性を測定する、いわゆる表面プラズモンセンサーである。バイオセンサー７０では、被解析分子Ｍに、各種の反応液を供給して、被解析分子Ｍと反応液中の物質との結合の有無、結合速度、結合量、等を測定する。被解析分子Ｍとしては、蛋白質、核酸、脂肪酸などの生理活性物質を解析対象とすることができる。
【００２２】
図１及び図２に示すように、バイオセンサー７０は、トレイ保持部７２、搬送部７４、反応液プレート保持部７６、液体供給部７８、光学測定部８０、較正液調整部８４、及び、制御部９０を備えている。
【００２３】
トレイ保持部７２は、載置台７２Ａ、及び、ベルト７２Ｂを含んで構成されている。載置台７２Ａは、矢印Ｉ方向に架け渡されたベルト７３に取り付けられており、ベルト７２Ｂの回転により矢印Ｉ方向に移動可能とされている。載置台７２Ａ上には、トレイ３０が２枚、位置決めして載置される。トレイ３０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、測定対象となる被解析分子Ｍ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７２Ａ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７４Ｃの位置まで押し上げる、押上機構７２Ｄが配置されている。
【００２４】
センサースティック４０は、被解析分子Ｍが固定されるものである。図３及び図４に示すように、センサースティック４０は、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５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７０で解析する解析分子が固定される。誘電体ブロック４２は、いわゆるプリズムとしても機能し、バイオセンサー７０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の表面の一部で、後述する液体流路４５に露出された部分の下流側に位置する測定領域Ｅ１には、図６にも示すように、被解析分子Ｍを固定するための固定化担体５０Ａが形成されている。固定化担体５０Ａの反応基との共有結合により、被解析分子Ｍがこの部分に固定される。固定化担体５０Ａとしては、デキストラン、カルボキシメチル基、ＮＴＡなどを用いることができ、被解析分子Ｍに応じて選択される。
【００２７】
金属膜５０上の液体流路４５に露出された部分の上流側に位置する領域は、参照領域Ｅ２とされている。参照領域Ｅ２は、被解析分子Ｍの固定された測定領域Ｅ１から得られる光の屈折率データを補正するために設けられた領域であり、この参照領域Ｅ２にも、光ビームが入射される。なお、参照領域Ｅ２は、各種のアナライトとの結合が阻止されるように、例えばアルキルチオール、アミノアルコール、アミノエーテル等で処理しておくことが好ましい。
【００２８】
プリズム部４２Ａの両側面には、上側の端辺に沿って保持部材５２と係合される係合凸部４２Ｃが、下側の端辺に沿ってプリズム部４２Ａの上面と垂直な仮想面の延長上に構成される垂直凸部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のプリズム部４２Ａと略同じ長さの棒状とされ、図５に示すように、誘電体ブロック４２の金属膜５０との間に、液体流路４５を構成する。液体流路４５は、流路部材４４の流路壁４４Ａと金属膜５０とで囲まれて構成されており、供給された液体を金属膜５０上で貯留可能とされている。流路部材４４には、液体流路４５と連通された供給口４５Ａ及び排出口４５Ｂが形成されている。液体流路４５は、流路部材４４の長手方向に６個並んで配置されている。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個の液体流路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４４Ａへので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。また、流路部材４４は、金属膜５０との密着性を確保して液漏れを防止するため、弾性を有することが好ましい。具体的にはシリコン、ポリプロピレン等を用いることができる。
【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。側面板４６Ｂには、誘電体ブロック４２の係合凸部４２Ｃと係合される係合孔４６Ｃが形成されている。保持部材４６は、流路部材４４を間に挟んで係合孔４６Ｃと係合凸部４２Ｃとが係合されて、誘電体ブロック４２に取り付けられる。これにより、流路部材４４は、誘電体ブロック４２に取り付けられる。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、隣り合うピペット挿入孔４６Ｄとピペット挿入孔４６Ｄとの間には、位置決め用のボス４６Ｅ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５２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４５Ｂ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】
なお、この蒸発防止部材５４も、スリット４９ＤからピペットチップＣＰを挿入できるように、弾性を有する材料で構成されることが好ましく、具体的にはシリコンまたはポリプロピレン等を用いることができる。
【００３４】
図１及び図２に示すように、バイオセンサー７０の搬送部７４は、上部ガイドレール７４Ａ、下部ガイドレール７４Ｂ、及び、スティック保持部材７４Ｃ、を含んで構成されている。上部ガイドレール７４Ａ及び下部ガイドレール７４Ｂは、トレイ保持部７２及び光学測定部８０の上部で、矢印Ｉ方向と直交する矢印Ｊ方向に水平に配置されている。上部ガイドレール７４Ａには、スティック保持部材７４Ｃが取り付けられている。スティック保持部材７４Ｃ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７４Ａに沿って移動可能とされている。スティック保持部材７４Ｃ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７４Ｂとが係合され、スティック保持部材７４Ｃが矢印Ｊ方向に移動することにより、図２に示すように、センサースティック４０が光学測定部８０上の測定部８２に搬送される。この測定部８２で、センサースティック４０に固定された被解析分子Ｍの測定が行われる。測定部８２では、下部ガイドレール７４Ｂが測定のために一部離間されている
反応液プレート保持部７６は、載置台７６Ａ、及び、ガイドレール７６Ｂを含んで構成されている。ガイドレール７６Ｂは、矢印Ｊ方向に沿って配置されている。載置台７６Ａは、ガイドレール７６Ｂに取り付けられ、反応液がセットされた反応液プレート７７を載置可能とされている。載置台７６Ａは、ガイドレール７６Ｂに沿って移動可能とされている。
【００３５】
液体供給部７８は、上部ガイドレール７４Ａ、及び、ガイドレール７６Ｂよりも上方で、矢印Ｉ方向に架け渡された横断レール７８Ａ、及び、ヘッド７８Ｂを含んで構成されている。ヘッド７８Ｂは、横断レール７８Ａに取り付けられ、図２に示すように、測定部８２と反応液プレート７７との間を移動可能とされている。また、ヘッド７８Ｂ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７８Ｂは、先端部に交換可能なピペットチップＣＰが取り付けられ、いわゆるピペットとしての機能を有している。
【００３６】
較正液調整部８４には、調製用トレイ８６、及び、原液用トレイ８８が載置されている。原液用トレイ８８には、水を貯留する水容器８８Ａ、バッファー液を貯留するバッファー液容器８８Ｂ、及び、有機溶剤を貯留する溶剤容器８８Ｃが、矢印Ｉ方向に並ぶように収納されている。本実施形態では、有機溶剤として、ジメチル・スルホキシド（ＤＭＳＯ）が用いられている。ＤＭＳＯの屈折率は、２５℃で１．４８程度である。各容器には、ヘッド７８に取り付けられたピペットチップＣＰを差し込んで容器内の液を吸引するための開口Ｈが形成されている。なお、バッファー液としては、リン酸緩衝食塩水（ＰＢＳ）などの、ＰＨバッファー能を有するものが、解析分子に応じて適宜選択され使用される。
【００３７】
調製用トレイ８６には、５種類のＤＭＳＯ濃度の異なる較正液を各々調製して貯留しておくことの可能な、５個の較正液容器８６Ａ〜８６Ｅが、矢印Ｉ方向に並ぶように収納されている。これらの容器にも、ヘッド７８に取り付けられたピペットチップＣＰを差し込んで容器内に液を注入、及び容器内の液を吸引するための開口Ｈが形成されている。
【００３８】
光学測定部８０は、図７に示すように、光源８０Ａ、第１光学系８０Ｂ、第２光学系８０Ｃ、受光部８０Ｄ、信号処理部８０Ｅ、を含んで構成されている。光源８０Ａからは、光ビームＬが出射される。光ビームＬは、第１光学系８０Ｂを介して、２本の光ビームＬ１、Ｌ２となり、測定部８２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。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んで、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８０Ｃを経て受光部８０Ｄ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８０Ｅへ出力される。信号処理部８０Ｅ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の全反射減衰角が屈折率データとして求められる。この屈折率データが制御部９０へ出力される。
【００３９】
制御部９０は、バイオセンサー７０の全体を制御する機能を有し、図７に示すように、光源８０Ａ、信号処理部８０Ｅ、及び、バイオセンサー７０の図示しない駆動系と接続されている。制御部９０は、図８に示すように、バスＢを介して互いに接続される、ＣＰＵ９０Ａ、ＲＯＭ９０Ｂ、ＲＡＭ９０Ｃ、メモリ９０Ｄ、及び、インターフェースＩ／Ｆ９０Ｅ、を有し、各種の情報を表示する表示部９２、各種の指示、情報を入力するための入力部９４と接続されている。
【００４０】
メモリ９０Ｄには、バイオセンサー７０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。また、メモリ９０Ｄには、後述する初期較正で使用する、複数の較正液を調製する際に、各液の量を算出するための液量算出プログラムが記憶されている。液量算出プログラムは、各較正液間でのバッファー濃度が一定になるように、較正液の調製に使用する各液の液量を算出するためのものである。本実施形態では、ＤＭＳＯ、及びバッファー液の原液情報、各較正液の使用量、ＤＭＳＯ濃度、バッファー濃度などの情報に基づいて、各較正液間におけるバッファー濃度が等しくなるように、ＤＭＳＯ、バッファー液、水、の各々の使用量が算出される。
【００４１】
なお、算出の基礎となる、ＤＭＳＯ、及びバッファー液の原液情報、各較正液の使用量、各較正液のＤＭＳＯ濃度、バッファー濃度などの情報は、ユーザーが入力部９４から入力してもよいし、予め登録しておいてもよい。
【００４２】
次に、バイオセンサー７０での、初期較正用の較正液の調製について説明する。初期較正用の較正液としては、ＤＭＳＯ濃度の異なる複数の較正液が調製される。
【００４３】
ユーザーは、予め、水容器８８Ａに水を、バッファー液容器８８Ｂにバッファー液を、溶剤容器８８ＣにＤＭＳＯを準備しておき、入力部９４から、原液となるＤＭＳＯ、及びバッファー液の情報を登録しておく。これらの情報は、メモリ９０Ｄに記憶される。
【００４４】
次に、入力部９４から、各較正液の使用量、ＤＭＳＯ濃度、バッファー液濃度を入力する。この入力は、例えば、表示部９２に表示される図９に示すような入力画面９６から行なうことができる。入力画面９６には、測定範囲を入力するための測定範囲ウインドウ９６Ａ、各較正液の使用量を入力するための使用量入力ウインドウ９６Ｂ、バッファー液の濃度を入力するためのバッファー液濃度入力ウインドウ９６Ｃ、複数の較正液についてのＤＭＳＯ濃度を入力するためのＤＭＳＯ濃度入力ウインドウ９６Ｄ、及び、予め登録されている汎用パターンを入力するための汎用パターン入力ウインドウ９６Ｅが表示されている。ユーザーは、使用量入力ウインドウ９６Ｂから各較正液の使用量を入力し、バッファー液濃度入力ウインドウ９６Ｃから所望のバッファー液濃度を入力し、ＤＭＳＯ濃度入力ウインドウ９６Ｄから各較正液のＤＭＳＯ濃度を入力する。
【００４５】
なお、ユーザーは、必ずしもＤＭＳＯ濃度入力ウインドウ９６ＤからＤＭＳＯ濃度を入力する必要はなく、測定範囲ウインドウ９６Ａから測定範囲を入力することにより、測定範囲に対応させて予め登録されているＤＭＳＯ濃度が自動的に選択されるようにすることもできる。また、すべての較正液についてのＤＭＳＯ濃度を入力するのではなく、測定の際に基準となるバッファー液（ランニングバッファー液）のＤＭＳＯ濃度を入力することにより、このＤＭＳＯ濃度の前後に所定値振られたＤＭＳＯ濃度が自動的に選択されるようにすることもできる。
【００４６】
また、ユーザーは、予め汎用のバッファー液濃度、ＤＭＳＯ濃度を対応させて汎用パターンとして登録しておき、この汎用パターンの登録番号を汎用パターン入力ウインドウ９６Ｅから入力することにより、バッファー液濃度、ＤＭＳＯ濃度の入力を省略することもできる。
【００４７】
入力の完了後、入力部９４から調製開始指示を入力すると、制御部９０では、図１０に示す較正液調製処理が実行される。
【００４８】
ステップＳ１０で、液量算出プログラムにより、各較正液（第１較正液〜第５較正液）間で、バッファー液の濃度が等しくなるように、各較正液での、ＤＭＳＯ、バッファー液、水、の各々の液量が算出される。例えば、図９に示すように、使用量１００ｍｌ、バッファー液濃度１０％、ＤＭＳＯ濃度４％、４．５％、５％（ランニングバッファー液）、５．５％、６％の情報が入力された場合には、図１１の表に示すように、各較正液に使用されるＤＭＳＯ、バッファー液、水、の量が算出される。
【００４９】
次に、ステップＳ１２で、ヘッド７８Ｂへ、水の供給指示信号が出力される。これにより、ヘッド７８Ｂで水容器８８Ａから較正液容器８６Ａ〜８６Ｅへ各々算出された量の水が供給される。
【００５０】
次に、ステップＳ１４で、ヘッド７８Ｂへ、バッファー液の供給指示信号が出力される。これにより、ヘッド７８Ｂでバッファー液容器８８Ｂから較正液容器８６Ａ〜８６Ｅへ各々算出された量のバッファー液が供給される。
【００５１】
次に、ステップＳ１６で、ヘッド７８Ｂへ、ＤＭＳＯの供給指示信号が出力される。これにより、ヘッド７８Ｂで溶剤容器８８Ｃから較正液容器８６Ａ〜８６Ｅへ各々算出された量のＤＭＳＯが供給され、較正液調製処理は終了する。各較正液容器８６Ａ〜８６Ｅには、ＤＭＳＯ濃度が異なり、バッファー液濃度が等しい、第１較正液Ａ〜第５較正液Ｅが調製される。
【００５２】
上記較正液調製処理によれば、自動的に各較正液間でバッファー液の濃度が等しくなるように、複数の較正液を調製することができる。
【００５３】
次に、バイオセンサー７０での、測定について説明する。
【００５４】
まず、バイオセンサー７０の載置台７２Ａに被解析分子Ｍの固定化されたセンサースティック４０入りのトレイ３０をセットする。また、載置台７６Ａに反応液の入った反応液プレート７７をセットする。反応液プレート７７には、各種の解析分子Ｎを含む反応液Ｓが貯留されている。
【００５５】
測定時には、押上機構７２Ｄにより、プレート３０にセットされた１のセンサースティック４０がスティック保持部材７４Ｃの位置まで押し上げられ、スティック保持部材７４Ｃにより保持される。そして、スティック保持部材７４Ｃ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７４Ｂに沿って移動して、センサースティック４０を測定部８２へ搬送する。
【００５６】
測定部８２での測定は、１つの液体流路４５ずつ順に行なわれる。そして、測定に先立ち、液体流路４５毎に初期較正が行なわれる。初期較正は、以下の手順で行なわれる。
【００５７】
入力部９４から初期較正の開始指示が入力されると、制御部９０では、まず、図１２に示す屈折率情報取得処理が実行される。屈折率情報取得処理は、光ビームＬを測定領域Ｅ１及び参照領域Ｅ２に入射させて、反射光から得られる各々の領域の屈折率に関する情報を得るものである。
【００５８】
まず、ステップＳ２２で、光源８０Ａへ光ビームＬの出射指示信号を出力する。これにより、光源８０Ａから光ビームＬが出射される。出射された光ビームＬは、第１光学系８０Ｂで２本の光ビームＬ１、Ｌ２となり、液体流路４５の測定領域Ｅ１、参照領域Ｅ２へ各々入射される。また、ステップＳ２４で、受光部８０Ｄ及び信号処理部８０Ｅへ、作動指示信号を出力する。これにより、測定領域Ｅ１、参照領域Ｅ２で全反射され第２光学系８０Ｃを経た光ビームＬ１、Ｌ２は、受光部８０Ｄで受光され、受光された光は、測定領域Ｅ１、参照領域Ｅ２毎に光電変換されて光検出信号が信号処理部８０Ｅへ出力される。信号処理部８０Ｅでは、光検出信号に所定の処理が加えられ、測定領域Ｅ１、参照領域Ｅ２の各々についての屈折率データが生成され、屈折率データが継続して制御部９０へ出力される。
【００５９】
制御部９０では、ステップＳ２６で、所定時間経過したかどうかを判断し、所定時間の経過後、ステップＳ２８で、入力された屈折率データを測定領域Ｅ１、参照領域Ｅ２毎にメモリ９０Ｄへ記憶する。これにより、測定領域Ｅ１、参照領域Ｅ２の屈折率データが時間毎に記録される。
【００６０】
一方、上記の屈折率情報取得処理中に、液体流路４５へ各較正液の供給が順に行なわれる。制御部９０は、屈折率情報取得処理中の所定のタイミングで、図１３に示す較正液供給処理を実行する。
【００６１】
まず、ステップＳ４０で、第１較正液Ａの供給指示信号をヘッド７８Ｂへ出力する。これにより、ヘッド７８Ｂで、屈折率情報取得処理実行中の液体流路４５へ第１較正液Ａが供給される。第１較正液Ａの供給は、具体的には以下のように行なわれる。まず、ヘッド７８Ｂが第１較正液Ａのセットされた較正液容器８６Ａ上部に移動すると共に下降して、ヘッド７８Ｂに取り付けられているピペットチップＣＰの先端を第１較正液Ａが貯留された較正液容器８６Ａの開口Ｈへ挿入し、ピペットチップＣＰ内に第１較正液Ａを吸引する。次に、ヘッド７８Ｂを上昇させて測定部８２の上部に移動すると共に下降して、ピペットチップＣＰの先端を液体流路４５の供給口４５Ａへ挿入する。そして、液体流路４５へ、吸引していた第１較正液Ａを注入する。これにより、液体流路４５に供給されていたバッファー液（被解析分子Ｍの維持用に予め充填されていたもの）が、排出口４５Ｂから排出され、バッファー液が第１較正液Ａで置換される。これにより、液体流路４５が第１較正液Ａで満たされ、第１較正液Ａについての、測定領域Ｅ１、参照領域Ｅ２での屈折率データが得られる。
【００６２】
ここで、供給口４５Ａから液体流路４５へ第１較正液Ａが注入されると、液体流路４５に充填されていたバッファー液は、排出口４５Ｂから排出され、センサースティック４０の上面に溢れる。そこで、ステップＳ４２で、廃液回収指示信号をヘッド７８Ｂへ出力する。これにより、ヘッド７８Ｂは、排出口４５Ｂの上部に移動し、溢れたバッファー液を吸引し、吸入された排出液を図示しない廃液セルへ廃棄する。
【００６３】
次に、ステップＳ４４で、第２較正液Ｂの供給指示信号をヘッド７８Ｂへ出力する。これにより、ヘッド７８Ｂで、第１較正液Ａで満たされている液体流路４５へ第２較正液Ｂが供給され、液体流路４５の第１較正液Ａは、第２較正液Ｂで置換される。第２較正液Ｂの供給は、第１較正液Ａの供給と同様にして行なわれる。これにより、液体流路４５が第２較正液Ａで満たされ、第２較正液Ａについての、測定領域Ｅ１、参照領域Ｅ２での屈折率データが得られる。そして、ステップＳ４６で、廃液回収信号を出力して、センサースティック４０上面に溢れた第１較正液Ａを回収する。回収は、ステップＳ４２と同様にして行なわれる。
【００６４】
次に、ステップＳ４８で、第４較正液Ｄの供給指示信号をヘッド７８Ｂへ出力する。これにより、ヘッド７８Ｂで、第２較正液Ｂで満たされている液体流路４５へ第４較正液Ｄが供給され、液体流路４５の第２較正液Ｂは、第４較正液Ｄで置換される。第４較正液Ｄの供給は、第１較正液Ａの供給と同様にして行なわれる。これにより、液体流路４５が第４較正液Ｄで満たされ、第４較正液Ｄについての、測定領域Ｅ１、参照領域Ｅ２での屈折率データが得られる。そして、ステップＳ５０で、廃液回収信号を出力して、センサースティック４０上面に溢れた第２較正液Ｂを回収する。回収は、ステップＳ４２と同様にして行なわれる。
【００６５】
次に、ステップＳ５２で、第５較正液Ｅの供給指示信号をヘッド７８Ｂへ出力する。これにより、ヘッド７８Ｂで、第４較正液Ｄで満たされている液体流路４５へ第５較正液Ｅが供給され、液体流路４５の第４較正液Ｄは、第５較正液Ｅで置換される。第５較正液Ｅの供給は、第１較正液Ａの供給と同様にして行なわれる。これにより、液体流路４５が第５較正液Ｅで満たされ、第５較正液Ｅについての、測定領域Ｅ１、参照領域Ｅ２での屈折率データが得られる。そして、ステップＳ５４で、廃液回収信号を出力して、センサースティック４０上面に溢れた第４較正液Ｄを回収する。回収は、ステップＳ４２と同様にして行なわれる。
【００６６】
次に、ステップＳ５６で、第３較正液Ｃ（ランニングバッファー液）の供給指示信号をヘッド７８Ｂへ出力する。これにより、ヘッド７８Ｂで、第５較正液Ｅで満たされている液体流路４５へ第３較正液Ｃが供給され、液体流路４５の第５較正液Ｅは、第３較正液Ｃで置換される。第３較正液Ｃの供給は、第１較正液Ａの供給と同様にして行なわれる。これにより、液体流路４５が第３較正液Ｃで満たされ、第３較正液Ｃについての、測定領域Ｅ１、参照領域Ｅ２での屈折率データが得られる。そして、ステップＳ５８で、廃液回収信号を出力して、センサースティック４０上面に溢れた第４較正液Ｄを回収する。回収は、ステップＳ４２と同様にして行なわれる。
【００６７】
すべての較正液の供給が終了したら、較正液供給処理を終了する。
【００６８】
図１２の屈折率情報取得処理では、ステップＳ３０で、較正液供給処理が終了したかどうかを判断し、終了した場合には、ステップＳ３２で、第１〜第５較正液の、測定領域Ｅ１、参照領域Ｅ２での屈折率データに基づいて、補正係数αを算出する。この補正係数αは、反応液を液体流路４５へ供給して測定する際に、参照領域Ｅ２から得られる屈折率データを補正するための係数である。
【００６９】
上記屈折率情報取得処理では、バッファー液濃度が等しい複数の較正液か用いられているので、正確な補正係数αを得ることができる。
【００７０】
次に、バイオセンサー７０での、被解析分子Ｍの測定処理について説明する。ここでの測定は、前述の初期較正に続いて行なわれる。
【００７１】
図１４に示す、ステップＳ２２〜ステップＳ２８については、前述の屈折率情報取得処理と同様に行なわれる。ステップＳ６０で、補正係数αで、参照領域Ｅ２からの光検出信号により得られる屈折率データを補正して補正後屈折率データを求め、ステップＳ６２で、測定領域Ｅ１からの光検出信号により得られる屈折率データを、補正後屈折率データで補正して、被解析分子Ｍと反応液中の物質との結合状態を示す結合状態データを生成する。そして、ステップＳ６４で、結合状態データを表示部９２へ出力する。これにより、所定時間毎の結合状態データがメモリ９０Ｄへ記憶されると共に、表示部９２へ表示される。この測定処理は、測定処理終了信号を受けるまで継続される。
【００７２】
一方、上記の測定処理中に、液体流路４５へ反応液Ｓの供給が行なわれる。制御部９０は、測定処理中の所定のタイミングで、図１５に示す反応液供給処理を実行する。
【００７３】
まず、ステップＳ７０で、反応液Ｓの供給指示信号をヘッド７８Ｂへ出力する。これにより、ヘッド７８Ｂで、測定中の液体流路４５へ反応液Ｓが供給される。
【００７４】
反応液Ｓの供給は、具体的には以下のように行なわれる。まず、ヘッド７８Ｂが反応液Ｓのセットされた反応液プレート７７の上部に移動すると共に下降して、ヘッド７８Ｂに取り付けられているピペットチップＣＰの先端を反応液Ｓが貯留されたセルへ挿入し、ピペットチップＣＰ内に反応液Ｓを吸引する。次に、ヘッド７８Ｂを上昇させて測定部８２の上部に移動すると共に下降して、ピペットチップＣＰの先端を液体流路４５の供給口４５Ａへ挿入する。そして、液体流路４５へ、吸引していた反応液Ｓを注入する（図１６（Ａ）参照）。これにより、被解析分子Ｍへ解析分子Ｎが供給され、相互作用を観察することができる。
【００７５】
ここで、供給口４５Ａから液体流路４５へ反応液Ｓが注入されると、液体流路４５に充填されていたランニングバッファー液は、排出口４５Ｂから排出され、センサースティック４０の上面に溢れる。そこで、ステップＳ７２で、廃液回収指示信号をヘッド７８Ｂへ出力する。これにより、ヘッド７８Ｂは、排出口４５Ｂの上部に移動し、溢れたバッファー液を吸引し、吸入された排出液を図示しない廃液セルへ廃棄する。
【００７６】
その後、ステップＳ７４で、所定の反応時間Ｔ１が経過するまで待機する。この反応時間Ｔ１は、反応液Ｓに含まれる解析分子Ｎと被解析分子Ｍとの相互作用が飽和状態となるのに十分な時間であり、予めメモリ９０Ｄへ記録しておいてもよいし、前述の結合状態データに基づいて相互作用が飽和状態かどうかを判断してもよい。反応時間Ｔ１中も、測定処理は実行されている。このとき、液体流路４５では、供給された反応液Ｓの流れが停止された状態（反応液Ｓの送液がない状態）で測定処理は行なわれている。
【００７７】
反応時間Ｔ１の経過後、ステップＳ７６で、測定終了指示信号を出力し、反応液供給処理を終了する。
【００７８】
一方、測定処理も、測定終了指示信号を受けて終了される。
【００７９】
本実施形態によれば、正確な補正係数αを用いて参照領域Ｅ２の屈折率データが補正され、補正後の屈折率データにより測定領域Ｅ１の屈折率データが補正されて結合状態データが求められているので、より正確な結合状態データを得て正確な測定を行なうことができる。
【００８０】
なお、本実施形態では、液体流路４５から排出された液体を、液体を供給したピペットチップＣＰを排出口４５Ｂまで移動させて吸引することにより回収したが、排出された液体の回収は他の方法で行なうこともできる。例えば、図１７に示すように、供給口４５Ａから１つのピペットチップＣＰを挿入して液体を供給すると共に、排出口４５Ｂへ他のピペットチップＣＰを挿入して液体を吸引することにより、液体流路４５内の液置換を行なうことができる。
【００８１】
また、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、表面プラズモンセンサーに限定されるものではなく、測定領域における屈折率を用いて測定を行なう、あらゆるバイオセンサー、例えば、二面偏波式干渉計を用いた解析装置などに、本実施形態での較正方法を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【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】本実施形態のバイオセンサーの全体斜視図において、ヘッドが測定部付近に位置している状態を示す図である。
【図３】本実施形態のセンサースティックの斜視図である。
【図４】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５】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６】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７】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８】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９】本実施形態の入力画面を示す図である。
【図１０】本実施形態の較正液調製処理のフローチャートである。
【図１１】本実施形態での液量算出結果の一例を示す表である。
【図１２】本実施形態の屈折率情報取得処理のフローチャートである。
【図１３】本実施形態の較正液供給処理のフローチャートである。
【図１４】本実施形態の測定処理のフローチャートである。
【図１５】本実施形態の反応液供給処理のフローチャートである。
【図１６】本実施形態での液体流路の反応液供給手順を説明する図である。
【図１７】液置換の他の方法を示す説明図である。
【符号の説明】
【００８３】
４０ センサースティック
４５ 液体流路
７０ バイオセンサー
８０ 光学測定部
８４ 較正液調整部
９０Ｄ メモリ
９０ 制御部
Ｌ 光ビーム
Ｅ１ 測定領域
Ｅ２ 参照領域
Ｓ 反応液
Ｍ 被解析分子
Ｎ 解析分子
α 補正係数
Ａ 第１較正液
Ｂ 第２較正液
Ｃ 第３較正液
Ｄ 第４較正液
Ｅ 第５較正液
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被解析生体分子の固定された測定領域での光の屈折率を用いて被解析分子と解析分子との間の相互作用を測定するバイオセンサーを、屈折率の異なる複数の較正液を用いて較正するバイオセンサー較正方法であって、
較正液の屈折率の変化に寄与する屈折率変化物質、及び、バッファー能を有するバッファー能物質を含む複数の較正液を、各較正液間で、前記屈折率変化物質の濃度が異なる共に、前記バッファー能物質の濃度が等しくなるように調製し、
調製した前記複数の較正液の各々について、前記測定領域及び被解析生体分子の固定されない参照領域における屈折率情報を取得し、
取得した複数の較正液の屈折率情報に基づいて、前記解析分子供給時における前記測定領域での光の屈折率を較正する、バイオセンサー較正方法。
【請求項２】
前記屈折率変化物質の２５℃における屈折率が１．４以上であること、を特徴とする請求項１に記載のバイオセンサー較正方法。
【請求項３】
前記屈折率変化物質が、非イオン性物質であること、を特徴とする請求項１または請求項２に記載のバイオセンサー較正方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のバイオセンサー較正方法を用いて、被解析分子と解析分子との間の相互作用を測定する測定方法。
【請求項５】
被解析生体分子の固定された測定領域での光の屈折率を用いて被解析分子と解析分子との間の相互作用を測定するバイオセンサーであって、
較正液の屈折率の変化に寄与する屈折率変化物質、バッファー能を有するバッファー能物質を含む複数の較正液を、各較正液間で、前記屈折率変化物質の濃度が異なると共に、前記バッファー能物質の濃度が等しくなるように調製する、較正液調製手段と、
調製した前記複数の較正液の各々について、前記測定領域及び被解析生体分子の固定されない参照領域における屈折率情報を取得する屈折率情報取得手段と、
取得した複数の較正液の屈折率情報に基づいて、前記解析分子供給時における前記測定領域での光の屈折率を較正する屈折率較正手段と、
を備えた、バイオセンサー。
【請求項６】
前記屈折率変化物質の２５℃における屈折率が１．４以上であること、を特徴とする請求項５に記載のバイオセンサー。
【請求項７】
前記屈折率変化物質が、イオン性物質でないこと、を特徴とする請求項５または請求項６に記載のバイオセンサー。
【請求項１】
被解析生体分子の固定された測定領域での光の屈折率を用いて被解析分子と解析分子との間の相互作用を測定するバイオセンサーを、屈折率の異なる複数の較正液を用いて較正するバイオセンサー較正方法であって、
較正液の屈折率の変化に寄与する屈折率変化物質、及び、バッファー能を有するバッファー能物質を含む複数の較正液を、各較正液間で、前記屈折率変化物質の濃度が異なる共に、前記バッファー能物質の濃度が等しくなるように調製し、
調製した前記複数の較正液の各々について、前記測定領域及び被解析生体分子の固定されない参照領域における屈折率情報を取得し、
取得した複数の較正液の屈折率情報に基づいて、前記解析分子供給時における前記測定領域での光の屈折率を較正する、バイオセンサー較正方法。
【請求項２】
前記屈折率変化物質の２５℃における屈折率が１．４以上であること、を特徴とする請求項１に記載のバイオセンサー較正方法。
【請求項３】
前記屈折率変化物質が、非イオン性物質であること、を特徴とする請求項１または請求項２に記載のバイオセンサー較正方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のバイオセンサー較正方法を用いて、被解析分子と解析分子との間の相互作用を測定する測定方法。
【請求項５】
被解析生体分子の固定された測定領域での光の屈折率を用いて被解析分子と解析分子との間の相互作用を測定するバイオセンサーであって、
較正液の屈折率の変化に寄与する屈折率変化物質、バッファー能を有するバッファー能物質を含む複数の較正液を、各較正液間で、前記屈折率変化物質の濃度が異なると共に、前記バッファー能物質の濃度が等しくなるように調製する、較正液調製手段と、
調製した前記複数の較正液の各々について、前記測定領域及び被解析生体分子の固定されない参照領域における屈折率情報を取得する屈折率情報取得手段と、
取得した複数の較正液の屈折率情報に基づいて、前記解析分子供給時における前記測定領域での光の屈折率を較正する屈折率較正手段と、
を備えた、バイオセンサー。
【請求項６】
前記屈折率変化物質の２５℃における屈折率が１．４以上であること、を特徴とする請求項５に記載のバイオセンサー。
【請求項７】
前記屈折率変化物質が、イオン性物質でないこと、を特徴とする請求項５または請求項６に記載のバイオセンサー。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
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【図１０】
【図１１】
【図１２】
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【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２００６−２６６８５１（Ｐ２００６−２６６８５１Ａ）
【公開日】平成１８年１０月５日（２００６．１０．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−８４９９３（Ｐ２００５−８４９９３）
【出願日】平成１７年３月２３日（２００５．３．２３）
【出願人】（０００００５２０１）富士写真フイルム株式会社 (7,609)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月５日（２００６．１０．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月２３日（２００５．３．２３）
【出願人】（０００００５２０１）富士写真フイルム株式会社 (7,609)
【Ｆターム（参考）】
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