分析チップ
【課題】単体で１次反応から２次反応までを効率よく行うことが可能な分析チップを提供する。
【解決手段】分析チップ１０を、透光性を有する下側部材１１と上側部材１２との間に流路１５が形成される流路部材１１、１２と、流路部材の上側部材１２側から嵌合するカバー部材１３とで構成する。上側部材１２の上面側には、流路１５内と連通し、流路１５内に検体溶液を注入するための注入口１２ａと、流路１５内と連通し、注入口１２ａから注入された検体溶液を下流側から吸引するための吸引孔１２ｂとを形成する。カバー部材１３の上面側には、検体溶液に対して所定の前処理を行うための前処理用ポット１３ａと、検体溶液中の被検物質と光応答性標識物質とを結合させるための１次反応処理用ポット１３ｂと、注入口１２ａを挿入する注入口挿入孔１３ｃと、吸引孔１２ｂを挿入する吸引孔挿入孔１３ｄとを直線状に配置するよう形成する。
【解決手段】分析チップ１０を、透光性を有する下側部材１１と上側部材１２との間に流路１５が形成される流路部材１１、１２と、流路部材の上側部材１２側から嵌合するカバー部材１３とで構成する。上側部材１２の上面側には、流路１５内と連通し、流路１５内に検体溶液を注入するための注入口１２ａと、流路１５内と連通し、注入口１２ａから注入された検体溶液を下流側から吸引するための吸引孔１２ｂとを形成する。カバー部材１３の上面側には、検体溶液に対して所定の前処理を行うための前処理用ポット１３ａと、検体溶液中の被検物質と光応答性標識物質とを結合させるための１次反応処理用ポット１３ｂと、注入口１２ａを挿入する注入口挿入孔１３ｃと、吸引孔１２ｂを挿入する吸引孔挿入孔１３ｄとを直線状に配置するよう形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検物質と結合した光応答性標識物質から生じる光を検出して被検物質の分析を行う光検出法に使用される分析チップ、特に血液などの被検物質に対する１次反応処理と検出用の２次反応処理を行う機能を兼ね備えた分析チップに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来からエバネッセント波を用いた表面プラズモン共鳴現象の原理を用いて試料中の物質を定量分析するプラズモンセンサーが知られている（たとえば特許文献１参照）。特許文献１には、プリズムとプリズムの一面に設けられた試料に接触する金属膜との界面に光ビームが全反射角で照射し、界面で全反射した光ビームの反射角を検出することにより試料中の物質を定量分析することが開示されている。さらに、特許文献１においては、サンプル内に収容された複数の試料の定量分析を行うために、光源と光検出部とが移動可能に設けられている。
【０００３】
また、上述したエバネッセント波を利用した蛍光検出装置も提案されている（たとえば特許文献２参照）。特許文献２には、サンプル容器内の蛍光標識化された被検物質等をエバネッセント波により励起したときの蛍光を検出することにより被検物質の定量分析を行うことが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２３９２３３号公報
【特許文献２】特開２００９−１２８１５２号公報
【特許文献３】特開２００９−２２２４７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献２に示すような蛍光検出装置において生化学分析を行う場合、一般的には予め検体溶液内の被検物質と蛍光標識とを結合させる１次反応処理を行った後、蛍光標識化された被検物質を化学的に結合補足させる２次反応処理を行う必要がある。
【０００６】
ここで、生体から採取する検体溶液量を少なくするためや検出速度を速くするために、特許文献３に示されているようなμＴＡＳ（Micro Total Analysis Systems）技術を採用することを考える。このとき、２次反応処理については所望の効果が得られるが、１次反応処理については不都合も生じる。すなわち、検体溶液内の被検物質と蛍光標識とは十分に結合されている必要があるが、流路内において十分な撹拌、溶解を行うことは困難であり、結果として、被検物質の検出精度が低下するという問題がある。
【０００７】
このように１次反応処理と２次反応処理とでは好ましい処理方法が各々異なるため、従来の方法では効率的な測定を行うことが難しかった。
【０００８】
そこで、本発明は、単体で１次反応から２次反応までを効率よく行うことが可能な分析チップを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の分析チップは、被検物質と結合した光応答性標識物質から生じる光を検出して被検物質の分析を行う光検出法に使用される分析チップであって、検体溶液を貯留し、検体溶液に対して所定の処理を行うためのポットと、光応答性標識物質から生じる光を検出するための検出領域を有し、検体溶液が流下される流路と、流路の上流側に設けられ、流路に検体溶液を注入するための注入口と、流路の下流側に設けられ、注入口から注入された検体溶液を下流側から吸引するための吸引孔とを備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
ここで、検出領域は、エバネッセント波を生じさせるための励起光を入射させるための誘電体プレートと、誘電体プレートの検体溶液接触面側の所定領域に設けられた金属層とを備えているものとすることが好ましい。
【００１１】
また、ポットは、検体溶液に対して所定の前処理を行うための前処理用ポットや、検体溶液中の被検物質と光応答性標識物質とを結合させるための１次反応処理用ポットを含むことが好ましい。
【００１２】
なお、前処理用ポットおよび１次反応処理用ポットの少なくともいずれか一方の内面には、所定の乾燥試薬が固着されていることが好ましい。このとき、乾燥試薬の固着部には、乾燥試薬の剥離を防止するための凹凸が形成されていることが好ましい。
【００１３】
また、内面に乾燥試薬が固着されているポットの開口部は、封止されていることが好ましい。
【００１４】
また、注入口、吸引孔およびポットは、直線状に配置されていることが好ましい。
【００１５】
また、検出領域は、直線状に配置された複数の検出領域から構成されていることが好ましい。
【００１６】
また、下側部材と上側部材とからなり、下側部材と上側部材との間に流路が形成されるとともに、少なくとも検出領域に対する光の光路部分は透光性を有する流路部材と、ポットが形成され、流路部材の上側部材側から嵌合するカバー部材とから構成されたものとしてもよい。
【００１７】
また、下側部材の下面および上側部材の上面の少なくともいずれか一方の面において、下側部材と上側部材とを超音波溶着するためのホーンの当接部分は平坦とすることが好ましい。
【００１８】
また、カバー部材は、光検出領域と対向する領域に開口が設けられたものとすることが好ましい。
【００１９】
また、流路部材およびカバー部材の少なくともいずれか一方の表面に、所定の情報を表すバーコードを表示してもよい。
【００２０】
ここで「バーコード」とは、１次元バーコードでもよいし２次元バーコードでもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の分析チップによれば、検体溶液を貯留し、検体溶液に対して所定の処理を行うためのポットと、光応答性標識物質から生じる光を検出するための検出領域を有し、検体溶液が流下される流路と、流路の上流側に設けられ、流路に検体溶液を注入するための注入口と、流路の下流側に設けられ、注入口から注入された検体溶液を下流側から吸引するための吸引孔とを単体の分析チップに備えたものとし、１次反応処理等をポットで行い、２次反応処理を流路で行えるようにしたので、単体の分析チップで１次反応から２次反応までを効率よく行うことが可能となる。
【００２２】
ここで、検出領域を、エバネッセント波を生じさせるための励起光を入射させるための誘電体プレートと、誘電体プレートの検体溶液接触面側の所定領域に設けられた金属層とを備えているものとすれば、エバネッセント波を利用した高感度の測定に用いることができるようになる。
【００２３】
また、ポットを、検体溶液に対して所定の前処理を行うための前処理用ポットや、検体溶液中の被検物質と光応答性標識物質とを結合させるための１次反応処理用ポットを含むものとすれば、各処理毎に専用のポッドを用いて適切な処理を行うことができる。
【００２４】
ここで、前処理用ポットおよび１次反応処理用ポットの少なくともいずれか一方の内面に、所定の乾燥試薬を固着しておけば、各処理用の試薬をユーザーに別途用意させる必要がなくなり、効率的な測定を行わせることができる。
【００２５】
このとき、乾燥試薬の固着部に、乾燥試薬の剥離を防止するための凹凸を形成しておけば、分析チップの移動時等に乾燥試薬が剥離して所定位置から移動するのを防止できるため、特に検出装置においてポッド内に検体溶液を自動的に分注して前処理や１次反応処理を行う場合に、安定した処理を行わせることができる。
【００２６】
また、内面に乾燥試薬が固着されているポットの開口部を封止することにより、乾燥試薬の吸湿や変質等を防止することができる。
【００２７】
また、注入口、吸引孔およびポットを直線状に配置すれば、検出装置において分注ユニットを移動させて１次反応処理から２次反応処理までを自動的に行わせる場合に、分注ユニットを直線状に移動させるだけでよくなるので、本発明の分析チップに対応した自動検出装置の実現が容易となる。
【００２８】
また、検出領域が複数ある場合、複数の検出領域を直線状に配置すれば、検出装置において測定ユニットを移動させて光検出処理を自動的に行わせる場合に、測定ユニットを直線状に移動させるだけでよくなるので、本発明の分析チップに対応した自動検出装置の実現が容易となる。
【００２９】
また、下側部材と上側部材とからなり、下側部材と上側部材との間に流路が形成されるとともに、少なくとも検出領域に対する光の光路部分は透明とした流路部材と、ポットが形成され、流路部材の上側部材側から嵌合するカバー部材とから構成すれば、各部材の形状を簡素化することができるとともに、製作性も良好であるため、製作コストを下げることができる。
【００３０】
また、下側部材の下面および上側部材の上面の少なくともいずれか一方の面において、下側部材と上側部材とを超音波溶着するためのホーンの当接部分を平坦とすれば、下側部材と上側部材とを超音波溶着する場合の製造上の信頼性を向上させることができる。
【００３１】
また、カバー部材について、流路部材の検出領域と対向する領域に開口を設け、この開口部分から光を検出するようにすれば、開口付近のカバー部材の厚さ分だけ流路部材の光検出部が低い位置となり、流路部材の光検出部が直接手で触れにくくなるため、指紋付着防止効果を得ることができる。
【００３２】
また、流路部材およびカバー部材の少なくともいずれか一方の表面に、分析チップの個体差や製造年月日等の所定の情報を表すバーコードを表示すれば、このような情報を用いて分析チップから取得された測定結果に対して分析チップの個体差に起因する誤差の補正処理や、品質管理等を行うことができるようになるので、分析チップの商品性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の分析チップの好ましい実施の形態を示す斜視図
【図２】上記分析チップの上面図
【図３】上記分析チップの下面図
【図４】上記分析チップの上方から見た分解斜視図
【図５】上記分析チップの下方から見た分解斜視図
【図６】図２中のＶＩ−ＶＩ線断面図
【図７】上記分析チップを用いた蛍光検出装置の一例を示す模式図
【図８】上記蛍光検出装置の測定部の概略構成図
【図９】上記蛍光検出装置のブロック図
【図１０】上記分析チップの模式図
【図１１】図９の検体処理手段によりノズルチップを用いて検体が検体容器から抽出される様子を示す模式図
【図１２】図９の検体処理手段によりノズルチップ内の検体が試薬セルに注入・撹拌される様子を示す模式図
【図１３】図９の光照射手段および蛍光検出手段の一例を示す模式図
【図１４】図９のデータ分析手段においてレート法により定量的または定性的な分析が行われる様子を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の分析チップの好ましい実施の形態を示す斜視図、図２は上記分析チップの上面図、図３は上記分析チップの下面図、図４は上記分析チップの上方から見た分解斜視図、図５は上記分析チップの下方から見た分解斜視図、図６は図２中のＶＩ−ＶＩ線断面図、図１０は上記分析チップの模式図である。
【００３５】
本実施の形態の分析チップ１０は、透光性を有する下側部材１１と上側部材１２とからなり、下側部材１１と上側部材１２との間に流路１５が形成される流路部材と、流路部材の上側部材１２側から嵌合するカバー部材１３とから構成される。
【００３６】
図４に示すように下側部材１１の上面側には流路１５を形成するための凹部１１ａおよび１１ｂが形成されており、図５に示すように上側部材１２の下面側には流路１５を形成するための凹部１２ｃが形成されており、これにより下側部材１１と上側部材１２とを結合させた際に、両者間に流路１５が形成されることになる。
【００３７】
下側部材１１および上側部材１２は透明樹脂等の誘電体材料から構成されるとともに、両者は超音波溶着により結合されるが、図４、５に示すように下側部材１１の下面および上側部材１２の上面の流路１５と重なる領域は平坦に構成されており、これにより超音波溶着用ホーンを密着させられるため、超音波溶着の信頼性を向上させることができ、特に流路１５からの液漏れが生じさせないようにすることができる。
【００３８】
また、上側部材１２の上面側には、流路１５内と連通し、流路１５内に検体溶液を注入するための注入口１２ａと、流路１５内と連通し、注入口１２ａから注入された検体溶液を下流側から吸引するための吸引孔１２ｂとが形成されている。
【００３９】
カバー部材１３の上面側には、検体溶液に対して所定の前処理を行うための前処理用ポット１３ａと、検体溶液中の被検物質と光応答性標識物質とを結合させるための１次反応処理用ポット１３ｂと、注入口１２ａを挿入する注入口挿入孔１３ｃと、吸引孔１２ｂを挿入する吸引孔挿入孔１３ｄとが形成されている。
【００４０】
前処理用ポット１３ａは、検体に対して下流の反応に適したｐＨに調整する等の前処理を行うための乾燥試薬を収容する容器であり、１次反応処理用ポット１３ｂは、検体と結合する蛍光（第２抗体）乾燥試薬を収容する容器である。これらのポットは、いずれも流路１５とは連通しない独立した容器である。
【００４１】
図１２に示すように乾燥試薬ＤＣの固着部には、乾燥試薬ＤＣの剥離を防止するための凹凸１３ｇが形成されており、これにより分析チップ１０の移動時等に乾燥試薬ＤＳが剥離して所定位置から移動するのを防止できるため、特に検出装置においてポッド内に検体溶液を自動的に分注して前処理や１次反応処理を行う場合に、安定した処理を行わせることができる。
【００４２】
また、前処理用ポット１３ａおよび１次反応処理用ポット１３ｂの開口部はシール部材Ｓにより封止されており、検体に対して所定の処理を行う際にシール部材が穿孔されるようになっている。これにより、乾燥試薬の吸湿や変質等を防止することができる。
【００４３】
これらの前処理用ポット１３ａ、１次反応処理用ポット１３ｂ、注入口挿入孔１３ｃ、および吸引孔挿入孔１３ｄは互いに近接して直線状に配置されており、これにより検出装置において分注ユニットを移動させて１次反応処理から２次反応処理までを自動的に行わせる場合に、分注ユニットを直線状に短距離移動させるだけでよくなるので、本発明の分析チップに対応した自動検出装置の実現が容易となる。しかも、前処理用ポット１３ａ、１次反応処理用ポット１３ｂ、２次反応処理用の流路１５内への注入口１２ａ（注入口挿入孔１３ｃ）の順に並んでいるため、各処理の段階が進む毎に分注ユニットを一方向に移動させるだけでよく、非常に効率的な測定を行うことができる。
【００４４】
なお、本実施の形態では前処理用ポット１３ａと１次反応処理用ポット１３ｂの２つのポットを備えたものとしているが、必ずしもこのような態様に限定されるものではなく、前処理用ポット１３ａを設けないで、前処理については分析チップ１０とは別の場所で行うようにしてもよい。
【００４５】
図１０に模式的に示すように、注入口１２ａは流路１５を介して吸引孔１２ｂに連通しており、吸引孔１２ｂから負圧をかけることにより検体は注入口１２ａから注入されて流路１５内に流れ吸引孔１２ｂから排出される。
【００４６】
また、流路１５内には検体内の被検物質を検出するためのテスト領域ＴＲおよびテスト領域ＴＲの下流側に設けられたコントロール領域ＣＲが形成されている。このテスト領域ＴＲ上には第１抗体が固定されており、いわゆるサンドイッチ方式により標識化された抗体を捕捉する。また、コントロール領域ＣＲには参照抗体が固定されており、コントロール領域ＣＲ上に検体溶液が流れることにより参照抗体が蛍光物質を捕捉する。なお、コントロール領域ＣＲは２つ形成されており、非特異吸着を検出するためのいわゆるネガ型のコントロール領域ＣＲと、検体差による反応性の違いを検出するためのいわゆるポジ型のコントロール領域ＣＲとが形成されている。これらのテスト領域ＴＲおよび２つのコントロール領域ＣＲが、２次反応領域として機能する。
【００４７】
なお、テスト領域ＴＲおよび２つのコントロール領域ＣＲは直線状に配置されており、これにより検出装置において測定ユニットを移動させて光検出処理を自動的に行わせる場合に、測定ユニットを直線状に移動させるだけでよくなるので、本発明の分析チップに対応した自動検出装置の実現が容易となる。
【００４８】
また、流路１５は、テスト領域ＴＲおよび２つのコントロール領域ＣＲを含む直線状の検出領域部と、検出領域部の上流端から注入口１２ａまでを結ぶ導入部と、検出領域部の下流端から吸引孔１２ｂまでを結ぶ排出部とからなる略コ字形状となっており、また注入口１２ａと吸引孔１２ｂとの間に、前処理用ポット１３ａおよび１次反応処理用ポット１３ｂが配置されている。前処理用ポット１３ａ、１次反応処理用ポット１３ｂ、注入口挿入孔１３ｃ、および吸引孔挿入孔１３ｄの並び方向と、直線状の検出領域部とは、互いに平行となる。このような配置態様とすることにより、分析チップ１０の大きさを最小限に抑えることができる。
【００４９】
図１に示すように、カバー部材１３の検出領域部と重なる領域には４つの開口部１３ｅが設けられている。この内の３つの開口部１３ｅは上記のテスト領域ＴＲおよび２つのコントロール領域ＣＲに対応したものであり、これらの下流側にはさらに１つの開口部１３ｅが設けられている。
【００５０】
この、最下流の開口部１３ｅは、検体溶液の先端が到達したかどうかをＬＥＤの光透過によって見るためのものである。例えば、分析チップ１０の下方から上方に向けてＬＥＤによって光を照射し、上部でＬＥＤの光量を検出すると、検体溶液が最下流の開口部１３ｅの位置まで到達していない場合は、流路部材を構成する下側部材１１と流路との境界および流路と上側部材１２との境界で各々ＬＥＤ光の一部（約４％程度）が反射して最終的に約８％程度光量が低下し、検体溶液が最下流の開口部１３ｅまで到達している場合は、検体溶液と透明樹脂の屈折率が近くＬＥＤ光が反射しないため光量の低下をほとんど生じない。従って、検体溶液が最下流の開口部１３ｅまで到達している場合には、到達していない場合と比較して、ＬＥＤの検出光量が約８％高くなる。このようにして、ＬＥＤの検出光量の変化により、検体溶液の先端が最下流の開口部１３ｅまで到達したか（すなわち、検出領域部を全て通過したか）を知ることができる。
【００５１】
また、このようにテスト領域ＴＲや２つのコントロール領域ＣＲおよびＬＥＤ光検出部に対応した開口部１３ｅを設けた場合、開口部１３ｅ付近のカバー部材１３の厚さ分だけ流路部材の光検出部が低い位置となり、流路部材の光検出部が直接手で触れにくくなるため、流路部材に対する指紋付着防止効果を得ることができる。
【００５２】
図６に示すように、カバー部材１３の下面側には２つの掛合ピン１３ｆが形成されている。また、流路部材の上側部材１２には掛合ピン１３ｆを挿入するとともに端辺において掛合ピン１３ｆと掛合する掛合部１２ｄが形成されており、下側部材１１には掛合ピン１３ｆを挿入する挿入孔１１ｃが形成されている。このような構成とすることにより、下側部材１１と上側部材１２とを溶着により結合させて流路部材を製造し、この流路部材に後からカバー部材１３を嵌合させるだけで分析チップ１０を製造できる。そのため、各部材の形状を簡素化することができるとともに、製作性も良好であるため、製作コストを下げることができる。
【００５３】
また、流路部材とカバー部材１３とは別体であるため、流路部材の流路１５内に固着させる試薬と、カバー部材１３の前処理用ポット１３ａおよび１次反応処理用ポット１３ｂ内に固着させる試薬とは、乾燥時間や温度等の条件が異なる環境下で生成できるため、各々に最適な生成環境とすることができる。
【００５４】
また、例えば下側部材１１の下面等、分析チップ１０の表面に、分析チップ１０の個体差や製造年月日等の所定の情報を表すバーコードＢＣを表示するようにしてもよい。このような態様とすれば、上記の情報を用いて分析チップ１０から取得された測定結果に対して分析チップの個体差に起因する誤差の補正処理や、品質管理等を行うことができるようになるので、分析チップの商品性を向上させることができる。
【００５５】
次に、本実施の形態の分析チップ１０を使用する蛍光検出装置について説明する。
図７は上記分析チップを用いた蛍光検出装置の一例を示す模式図、図８は上記蛍光検出装置の測定部の概略構成図、図９は上記蛍光検出装置のブロック図、図１０は上記分析チップの模式図、図１１は図９の検体処理手段によりノズルチップを用いて検体が検体容器から抽出される様子を示す模式図、図１２は図９の検体処理手段によりノズルチップ内の検体が試薬セルに注入・撹拌される様子を示す模式図、図１３は図９の光照射手段および蛍光検出手段の一例を示す模式図、図１４は図９のデータ分析手段においてレート法により定量的または定性的な分析が行われる様子を示すグラフである。
【００５６】
この蛍光検出装置１はたとえば表面プラズモン共鳴を利用した免疫解析装置である。蛍光検出装置１により分析を行う際、図７および図８に示すように検体が収容された検体容器ＣＢと、検体および試薬を抽出する際に用いられるノズルチップＮＣと、分析チップ１０がテーブル６１上に装填される。なお、検体容器ＣＢ、ノズルチップＮＣ、分析チップ１０およびテーブル６１はいずれも一度使用したら破棄される使い捨てのものである。そして、蛍光検出装置１は検体を分析チップ１０のマイクロ流路１５に流しながら検体内の被検物質について定量的もしくは定性的な分析を行う。
【００５７】
この蛍光検出装置１は、検体処理手段２０、光照射手段３０、蛍光検出手段４０、データ分析手段５０等を備えている。検体処理手段２０は、ノズルチップＮＣを用いて検体を収容した検体容器ＣＢ内から検体を抽出し、抽出した検体を試薬と混合撹拌した検体溶液を生成するものである。
【００５８】
図８に示すように、検体容器ＣＢ、ノズルチップＮＣおよび分析チップ１０が装填されたテーブル６１は、装填位置から所定の測定位置まで移動する。また測定位置では、分析チップ１０を挟んで、検体処理手段２０が搭載された分注ユニット６２と、光照射手段３０および蛍光検出手段４０が搭載された測定ユニット６３が、前処理用ポット１３ａ、１次反応処理用ポット１３ｂ、注入口挿入孔１３ｃ、および吸引孔挿入孔１３ｄの並び方向に対して各々平行に移動し、下記で説明する所定の処理を自動的に実行可能に構成されている。
【００５９】
分析の開始が指示された際、検体処理手段２０は図１１に示すようにノズルチップＮＣを用いて検体容器ＣＢから検体を吸引する。その後、検体処理手段２０は図１２に示すように前処理用ポット１３ａのシール部材Ｓを穿孔し前処理用ポット１３ａ内に対して検体の吐出・吸引を繰り返すことにより、処理用ポット１３ａ内の試薬ＤＣと検体とをよく混合・撹拌させた後、検体溶液を再びノズルチップＮＣを用いて吸引する。この動作を１次反応処理用ポット１３ｂについても同様に行う。すると、検体内に存在する被検物質（抗原）Ａに試薬内の特異的に結合する第２の結合物質である第２抗体Ｂ２が表面に修飾された検体溶液が生成される。そして、検体処理手段２０は、検体溶液を収容したノズルチップＮＣを注入口１２ａ上に設置した後、吸引孔１２ｂに負圧を生じさせてノズルチップＮＣ内の検体溶液を２次反応処理用の流路１５内に流入させる。
【００６０】
図１３は光照射手段３０および蛍光検出手段４０の一例を示す模式図である。なお、図１３においてはテスト領域ＴＲに着目して説明するが、コントロール領域ＣＲについても同様に励起光Ｌが照射されるものである。図９の光照射手段３０は、分析チップ１０の流路部材（下側部材１１）の側面側から励起光Ｌを全反射条件となる入射角度でテスト領域ＴＲの下側部材１１（誘電体プレート）と金属膜１６に照射するものである。蛍光検出手段４０は、たとえばフォトダイオード、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等からなり、光照射手段３０の励起光Ｌの照射によりテスト領域ＴＲから生じる蛍光Ｌｆを蛍光信号ＦＳとして検出するものである。
【００６１】
そして、光照射手段３０により励起光Ｌが下側部材１１（誘電体プレート）と金属膜１６との界面に対して全反射角以上の特定の入射角度で入射されることにより、金属膜１６上の試料Ｓ中にエバネッセント波Ｅｗが滲み出し、このエバネッセント波Ｅｗによって金属膜１６中に表面プラズモンが励起される。この表面プラズモンにより金属膜１６表面に電界分布が生じ、電場増強領域が形成される。すると、結合した蛍光標識物質Ｆはエバネッセント波Ｅｗにより励起され増強された蛍光を発生する。
【００６２】
図９のデータ分析手段５０は、蛍光検出手段４０により検出された蛍光信号ＦＳの経時変化に基づいて被検物質の分析を行うものである。具体的には、蛍光強度は蛍光標識物質Ｆの結合した量によって変化するため、図１４に示すように時間経過とともに蛍光強度は変化する。データ分析手段５０は、複数の蛍光信号ＦＳを所定期間（たとえば５分間）において所定のサンプリング周期（たとえば５秒周期）で取得し、蛍光強度の時間変化率を解析することにより検体内の被検物質について定量的な分析を行う（レート法）。そして分析結果は、モニタやプリンタ等からなる情報出力手段４から出力される。
【００６３】
以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行なってもよいのは勿論である。
【符号の説明】
【００６４】
１ 蛍光検出装置
４ 情報出力手段
１０ 分析チップ
１１ 下側部材
１２ 上側部材
１３ カバー部材
１３ａ 前処理用ポット
１３ｂ １次反応処理用ポット
１５ 流路
２０ 検体処理手段
３０ 光照射手段
４０ 蛍光検出手段
５０ 照射位置調整手段
５０ データ分析手段
ＡＳ 凹凸
ＢＣ バーコード
ＣＲ コントロール領域
ＤＳ 乾燥試薬
ＴＲ テスト領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検物質と結合した光応答性標識物質から生じる光を検出して被検物質の分析を行う光検出法に使用される分析チップ、特に血液などの被検物質に対する１次反応処理と検出用の２次反応処理を行う機能を兼ね備えた分析チップに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来からエバネッセント波を用いた表面プラズモン共鳴現象の原理を用いて試料中の物質を定量分析するプラズモンセンサーが知られている（たとえば特許文献１参照）。特許文献１には、プリズムとプリズムの一面に設けられた試料に接触する金属膜との界面に光ビームが全反射角で照射し、界面で全反射した光ビームの反射角を検出することにより試料中の物質を定量分析することが開示されている。さらに、特許文献１においては、サンプル内に収容された複数の試料の定量分析を行うために、光源と光検出部とが移動可能に設けられている。
【０００３】
また、上述したエバネッセント波を利用した蛍光検出装置も提案されている（たとえば特許文献２参照）。特許文献２には、サンプル容器内の蛍光標識化された被検物質等をエバネッセント波により励起したときの蛍光を検出することにより被検物質の定量分析を行うことが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２３９２３３号公報
【特許文献２】特開２００９−１２８１５２号公報
【特許文献３】特開２００９−２２２４７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献２に示すような蛍光検出装置において生化学分析を行う場合、一般的には予め検体溶液内の被検物質と蛍光標識とを結合させる１次反応処理を行った後、蛍光標識化された被検物質を化学的に結合補足させる２次反応処理を行う必要がある。
【０００６】
ここで、生体から採取する検体溶液量を少なくするためや検出速度を速くするために、特許文献３に示されているようなμＴＡＳ（Micro Total Analysis Systems）技術を採用することを考える。このとき、２次反応処理については所望の効果が得られるが、１次反応処理については不都合も生じる。すなわち、検体溶液内の被検物質と蛍光標識とは十分に結合されている必要があるが、流路内において十分な撹拌、溶解を行うことは困難であり、結果として、被検物質の検出精度が低下するという問題がある。
【０００７】
このように１次反応処理と２次反応処理とでは好ましい処理方法が各々異なるため、従来の方法では効率的な測定を行うことが難しかった。
【０００８】
そこで、本発明は、単体で１次反応から２次反応までを効率よく行うことが可能な分析チップを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の分析チップは、被検物質と結合した光応答性標識物質から生じる光を検出して被検物質の分析を行う光検出法に使用される分析チップであって、検体溶液を貯留し、検体溶液に対して所定の処理を行うためのポットと、光応答性標識物質から生じる光を検出するための検出領域を有し、検体溶液が流下される流路と、流路の上流側に設けられ、流路に検体溶液を注入するための注入口と、流路の下流側に設けられ、注入口から注入された検体溶液を下流側から吸引するための吸引孔とを備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
ここで、検出領域は、エバネッセント波を生じさせるための励起光を入射させるための誘電体プレートと、誘電体プレートの検体溶液接触面側の所定領域に設けられた金属層とを備えているものとすることが好ましい。
【００１１】
また、ポットは、検体溶液に対して所定の前処理を行うための前処理用ポットや、検体溶液中の被検物質と光応答性標識物質とを結合させるための１次反応処理用ポットを含むことが好ましい。
【００１２】
なお、前処理用ポットおよび１次反応処理用ポットの少なくともいずれか一方の内面には、所定の乾燥試薬が固着されていることが好ましい。このとき、乾燥試薬の固着部には、乾燥試薬の剥離を防止するための凹凸が形成されていることが好ましい。
【００１３】
また、内面に乾燥試薬が固着されているポットの開口部は、封止されていることが好ましい。
【００１４】
また、注入口、吸引孔およびポットは、直線状に配置されていることが好ましい。
【００１５】
また、検出領域は、直線状に配置された複数の検出領域から構成されていることが好ましい。
【００１６】
また、下側部材と上側部材とからなり、下側部材と上側部材との間に流路が形成されるとともに、少なくとも検出領域に対する光の光路部分は透光性を有する流路部材と、ポットが形成され、流路部材の上側部材側から嵌合するカバー部材とから構成されたものとしてもよい。
【００１７】
また、下側部材の下面および上側部材の上面の少なくともいずれか一方の面において、下側部材と上側部材とを超音波溶着するためのホーンの当接部分は平坦とすることが好ましい。
【００１８】
また、カバー部材は、光検出領域と対向する領域に開口が設けられたものとすることが好ましい。
【００１９】
また、流路部材およびカバー部材の少なくともいずれか一方の表面に、所定の情報を表すバーコードを表示してもよい。
【００２０】
ここで「バーコード」とは、１次元バーコードでもよいし２次元バーコードでもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の分析チップによれば、検体溶液を貯留し、検体溶液に対して所定の処理を行うためのポットと、光応答性標識物質から生じる光を検出するための検出領域を有し、検体溶液が流下される流路と、流路の上流側に設けられ、流路に検体溶液を注入するための注入口と、流路の下流側に設けられ、注入口から注入された検体溶液を下流側から吸引するための吸引孔とを単体の分析チップに備えたものとし、１次反応処理等をポットで行い、２次反応処理を流路で行えるようにしたので、単体の分析チップで１次反応から２次反応までを効率よく行うことが可能となる。
【００２２】
ここで、検出領域を、エバネッセント波を生じさせるための励起光を入射させるための誘電体プレートと、誘電体プレートの検体溶液接触面側の所定領域に設けられた金属層とを備えているものとすれば、エバネッセント波を利用した高感度の測定に用いることができるようになる。
【００２３】
また、ポットを、検体溶液に対して所定の前処理を行うための前処理用ポットや、検体溶液中の被検物質と光応答性標識物質とを結合させるための１次反応処理用ポットを含むものとすれば、各処理毎に専用のポッドを用いて適切な処理を行うことができる。
【００２４】
ここで、前処理用ポットおよび１次反応処理用ポットの少なくともいずれか一方の内面に、所定の乾燥試薬を固着しておけば、各処理用の試薬をユーザーに別途用意させる必要がなくなり、効率的な測定を行わせることができる。
【００２５】
このとき、乾燥試薬の固着部に、乾燥試薬の剥離を防止するための凹凸を形成しておけば、分析チップの移動時等に乾燥試薬が剥離して所定位置から移動するのを防止できるため、特に検出装置においてポッド内に検体溶液を自動的に分注して前処理や１次反応処理を行う場合に、安定した処理を行わせることができる。
【００２６】
また、内面に乾燥試薬が固着されているポットの開口部を封止することにより、乾燥試薬の吸湿や変質等を防止することができる。
【００２７】
また、注入口、吸引孔およびポットを直線状に配置すれば、検出装置において分注ユニットを移動させて１次反応処理から２次反応処理までを自動的に行わせる場合に、分注ユニットを直線状に移動させるだけでよくなるので、本発明の分析チップに対応した自動検出装置の実現が容易となる。
【００２８】
また、検出領域が複数ある場合、複数の検出領域を直線状に配置すれば、検出装置において測定ユニットを移動させて光検出処理を自動的に行わせる場合に、測定ユニットを直線状に移動させるだけでよくなるので、本発明の分析チップに対応した自動検出装置の実現が容易となる。
【００２９】
また、下側部材と上側部材とからなり、下側部材と上側部材との間に流路が形成されるとともに、少なくとも検出領域に対する光の光路部分は透明とした流路部材と、ポットが形成され、流路部材の上側部材側から嵌合するカバー部材とから構成すれば、各部材の形状を簡素化することができるとともに、製作性も良好であるため、製作コストを下げることができる。
【００３０】
また、下側部材の下面および上側部材の上面の少なくともいずれか一方の面において、下側部材と上側部材とを超音波溶着するためのホーンの当接部分を平坦とすれば、下側部材と上側部材とを超音波溶着する場合の製造上の信頼性を向上させることができる。
【００３１】
また、カバー部材について、流路部材の検出領域と対向する領域に開口を設け、この開口部分から光を検出するようにすれば、開口付近のカバー部材の厚さ分だけ流路部材の光検出部が低い位置となり、流路部材の光検出部が直接手で触れにくくなるため、指紋付着防止効果を得ることができる。
【００３２】
また、流路部材およびカバー部材の少なくともいずれか一方の表面に、分析チップの個体差や製造年月日等の所定の情報を表すバーコードを表示すれば、このような情報を用いて分析チップから取得された測定結果に対して分析チップの個体差に起因する誤差の補正処理や、品質管理等を行うことができるようになるので、分析チップの商品性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の分析チップの好ましい実施の形態を示す斜視図
【図２】上記分析チップの上面図
【図３】上記分析チップの下面図
【図４】上記分析チップの上方から見た分解斜視図
【図５】上記分析チップの下方から見た分解斜視図
【図６】図２中のＶＩ−ＶＩ線断面図
【図７】上記分析チップを用いた蛍光検出装置の一例を示す模式図
【図８】上記蛍光検出装置の測定部の概略構成図
【図９】上記蛍光検出装置のブロック図
【図１０】上記分析チップの模式図
【図１１】図９の検体処理手段によりノズルチップを用いて検体が検体容器から抽出される様子を示す模式図
【図１２】図９の検体処理手段によりノズルチップ内の検体が試薬セルに注入・撹拌される様子を示す模式図
【図１３】図９の光照射手段および蛍光検出手段の一例を示す模式図
【図１４】図９のデータ分析手段においてレート法により定量的または定性的な分析が行われる様子を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の分析チップの好ましい実施の形態を示す斜視図、図２は上記分析チップの上面図、図３は上記分析チップの下面図、図４は上記分析チップの上方から見た分解斜視図、図５は上記分析チップの下方から見た分解斜視図、図６は図２中のＶＩ−ＶＩ線断面図、図１０は上記分析チップの模式図である。
【００３５】
本実施の形態の分析チップ１０は、透光性を有する下側部材１１と上側部材１２とからなり、下側部材１１と上側部材１２との間に流路１５が形成される流路部材と、流路部材の上側部材１２側から嵌合するカバー部材１３とから構成される。
【００３６】
図４に示すように下側部材１１の上面側には流路１５を形成するための凹部１１ａおよび１１ｂが形成されており、図５に示すように上側部材１２の下面側には流路１５を形成するための凹部１２ｃが形成されており、これにより下側部材１１と上側部材１２とを結合させた際に、両者間に流路１５が形成されることになる。
【００３７】
下側部材１１および上側部材１２は透明樹脂等の誘電体材料から構成されるとともに、両者は超音波溶着により結合されるが、図４、５に示すように下側部材１１の下面および上側部材１２の上面の流路１５と重なる領域は平坦に構成されており、これにより超音波溶着用ホーンを密着させられるため、超音波溶着の信頼性を向上させることができ、特に流路１５からの液漏れが生じさせないようにすることができる。
【００３８】
また、上側部材１２の上面側には、流路１５内と連通し、流路１５内に検体溶液を注入するための注入口１２ａと、流路１５内と連通し、注入口１２ａから注入された検体溶液を下流側から吸引するための吸引孔１２ｂとが形成されている。
【００３９】
カバー部材１３の上面側には、検体溶液に対して所定の前処理を行うための前処理用ポット１３ａと、検体溶液中の被検物質と光応答性標識物質とを結合させるための１次反応処理用ポット１３ｂと、注入口１２ａを挿入する注入口挿入孔１３ｃと、吸引孔１２ｂを挿入する吸引孔挿入孔１３ｄとが形成されている。
【００４０】
前処理用ポット１３ａは、検体に対して下流の反応に適したｐＨに調整する等の前処理を行うための乾燥試薬を収容する容器であり、１次反応処理用ポット１３ｂは、検体と結合する蛍光（第２抗体）乾燥試薬を収容する容器である。これらのポットは、いずれも流路１５とは連通しない独立した容器である。
【００４１】
図１２に示すように乾燥試薬ＤＣの固着部には、乾燥試薬ＤＣの剥離を防止するための凹凸１３ｇが形成されており、これにより分析チップ１０の移動時等に乾燥試薬ＤＳが剥離して所定位置から移動するのを防止できるため、特に検出装置においてポッド内に検体溶液を自動的に分注して前処理や１次反応処理を行う場合に、安定した処理を行わせることができる。
【００４２】
また、前処理用ポット１３ａおよび１次反応処理用ポット１３ｂの開口部はシール部材Ｓにより封止されており、検体に対して所定の処理を行う際にシール部材が穿孔されるようになっている。これにより、乾燥試薬の吸湿や変質等を防止することができる。
【００４３】
これらの前処理用ポット１３ａ、１次反応処理用ポット１３ｂ、注入口挿入孔１３ｃ、および吸引孔挿入孔１３ｄは互いに近接して直線状に配置されており、これにより検出装置において分注ユニットを移動させて１次反応処理から２次反応処理までを自動的に行わせる場合に、分注ユニットを直線状に短距離移動させるだけでよくなるので、本発明の分析チップに対応した自動検出装置の実現が容易となる。しかも、前処理用ポット１３ａ、１次反応処理用ポット１３ｂ、２次反応処理用の流路１５内への注入口１２ａ（注入口挿入孔１３ｃ）の順に並んでいるため、各処理の段階が進む毎に分注ユニットを一方向に移動させるだけでよく、非常に効率的な測定を行うことができる。
【００４４】
なお、本実施の形態では前処理用ポット１３ａと１次反応処理用ポット１３ｂの２つのポットを備えたものとしているが、必ずしもこのような態様に限定されるものではなく、前処理用ポット１３ａを設けないで、前処理については分析チップ１０とは別の場所で行うようにしてもよい。
【００４５】
図１０に模式的に示すように、注入口１２ａは流路１５を介して吸引孔１２ｂに連通しており、吸引孔１２ｂから負圧をかけることにより検体は注入口１２ａから注入されて流路１５内に流れ吸引孔１２ｂから排出される。
【００４６】
また、流路１５内には検体内の被検物質を検出するためのテスト領域ＴＲおよびテスト領域ＴＲの下流側に設けられたコントロール領域ＣＲが形成されている。このテスト領域ＴＲ上には第１抗体が固定されており、いわゆるサンドイッチ方式により標識化された抗体を捕捉する。また、コントロール領域ＣＲには参照抗体が固定されており、コントロール領域ＣＲ上に検体溶液が流れることにより参照抗体が蛍光物質を捕捉する。なお、コントロール領域ＣＲは２つ形成されており、非特異吸着を検出するためのいわゆるネガ型のコントロール領域ＣＲと、検体差による反応性の違いを検出するためのいわゆるポジ型のコントロール領域ＣＲとが形成されている。これらのテスト領域ＴＲおよび２つのコントロール領域ＣＲが、２次反応領域として機能する。
【００４７】
なお、テスト領域ＴＲおよび２つのコントロール領域ＣＲは直線状に配置されており、これにより検出装置において測定ユニットを移動させて光検出処理を自動的に行わせる場合に、測定ユニットを直線状に移動させるだけでよくなるので、本発明の分析チップに対応した自動検出装置の実現が容易となる。
【００４８】
また、流路１５は、テスト領域ＴＲおよび２つのコントロール領域ＣＲを含む直線状の検出領域部と、検出領域部の上流端から注入口１２ａまでを結ぶ導入部と、検出領域部の下流端から吸引孔１２ｂまでを結ぶ排出部とからなる略コ字形状となっており、また注入口１２ａと吸引孔１２ｂとの間に、前処理用ポット１３ａおよび１次反応処理用ポット１３ｂが配置されている。前処理用ポット１３ａ、１次反応処理用ポット１３ｂ、注入口挿入孔１３ｃ、および吸引孔挿入孔１３ｄの並び方向と、直線状の検出領域部とは、互いに平行となる。このような配置態様とすることにより、分析チップ１０の大きさを最小限に抑えることができる。
【００４９】
図１に示すように、カバー部材１３の検出領域部と重なる領域には４つの開口部１３ｅが設けられている。この内の３つの開口部１３ｅは上記のテスト領域ＴＲおよび２つのコントロール領域ＣＲに対応したものであり、これらの下流側にはさらに１つの開口部１３ｅが設けられている。
【００５０】
この、最下流の開口部１３ｅは、検体溶液の先端が到達したかどうかをＬＥＤの光透過によって見るためのものである。例えば、分析チップ１０の下方から上方に向けてＬＥＤによって光を照射し、上部でＬＥＤの光量を検出すると、検体溶液が最下流の開口部１３ｅの位置まで到達していない場合は、流路部材を構成する下側部材１１と流路との境界および流路と上側部材１２との境界で各々ＬＥＤ光の一部（約４％程度）が反射して最終的に約８％程度光量が低下し、検体溶液が最下流の開口部１３ｅまで到達している場合は、検体溶液と透明樹脂の屈折率が近くＬＥＤ光が反射しないため光量の低下をほとんど生じない。従って、検体溶液が最下流の開口部１３ｅまで到達している場合には、到達していない場合と比較して、ＬＥＤの検出光量が約８％高くなる。このようにして、ＬＥＤの検出光量の変化により、検体溶液の先端が最下流の開口部１３ｅまで到達したか（すなわち、検出領域部を全て通過したか）を知ることができる。
【００５１】
また、このようにテスト領域ＴＲや２つのコントロール領域ＣＲおよびＬＥＤ光検出部に対応した開口部１３ｅを設けた場合、開口部１３ｅ付近のカバー部材１３の厚さ分だけ流路部材の光検出部が低い位置となり、流路部材の光検出部が直接手で触れにくくなるため、流路部材に対する指紋付着防止効果を得ることができる。
【００５２】
図６に示すように、カバー部材１３の下面側には２つの掛合ピン１３ｆが形成されている。また、流路部材の上側部材１２には掛合ピン１３ｆを挿入するとともに端辺において掛合ピン１３ｆと掛合する掛合部１２ｄが形成されており、下側部材１１には掛合ピン１３ｆを挿入する挿入孔１１ｃが形成されている。このような構成とすることにより、下側部材１１と上側部材１２とを溶着により結合させて流路部材を製造し、この流路部材に後からカバー部材１３を嵌合させるだけで分析チップ１０を製造できる。そのため、各部材の形状を簡素化することができるとともに、製作性も良好であるため、製作コストを下げることができる。
【００５３】
また、流路部材とカバー部材１３とは別体であるため、流路部材の流路１５内に固着させる試薬と、カバー部材１３の前処理用ポット１３ａおよび１次反応処理用ポット１３ｂ内に固着させる試薬とは、乾燥時間や温度等の条件が異なる環境下で生成できるため、各々に最適な生成環境とすることができる。
【００５４】
また、例えば下側部材１１の下面等、分析チップ１０の表面に、分析チップ１０の個体差や製造年月日等の所定の情報を表すバーコードＢＣを表示するようにしてもよい。このような態様とすれば、上記の情報を用いて分析チップ１０から取得された測定結果に対して分析チップの個体差に起因する誤差の補正処理や、品質管理等を行うことができるようになるので、分析チップの商品性を向上させることができる。
【００５５】
次に、本実施の形態の分析チップ１０を使用する蛍光検出装置について説明する。
図７は上記分析チップを用いた蛍光検出装置の一例を示す模式図、図８は上記蛍光検出装置の測定部の概略構成図、図９は上記蛍光検出装置のブロック図、図１０は上記分析チップの模式図、図１１は図９の検体処理手段によりノズルチップを用いて検体が検体容器から抽出される様子を示す模式図、図１２は図９の検体処理手段によりノズルチップ内の検体が試薬セルに注入・撹拌される様子を示す模式図、図１３は図９の光照射手段および蛍光検出手段の一例を示す模式図、図１４は図９のデータ分析手段においてレート法により定量的または定性的な分析が行われる様子を示すグラフである。
【００５６】
この蛍光検出装置１はたとえば表面プラズモン共鳴を利用した免疫解析装置である。蛍光検出装置１により分析を行う際、図７および図８に示すように検体が収容された検体容器ＣＢと、検体および試薬を抽出する際に用いられるノズルチップＮＣと、分析チップ１０がテーブル６１上に装填される。なお、検体容器ＣＢ、ノズルチップＮＣ、分析チップ１０およびテーブル６１はいずれも一度使用したら破棄される使い捨てのものである。そして、蛍光検出装置１は検体を分析チップ１０のマイクロ流路１５に流しながら検体内の被検物質について定量的もしくは定性的な分析を行う。
【００５７】
この蛍光検出装置１は、検体処理手段２０、光照射手段３０、蛍光検出手段４０、データ分析手段５０等を備えている。検体処理手段２０は、ノズルチップＮＣを用いて検体を収容した検体容器ＣＢ内から検体を抽出し、抽出した検体を試薬と混合撹拌した検体溶液を生成するものである。
【００５８】
図８に示すように、検体容器ＣＢ、ノズルチップＮＣおよび分析チップ１０が装填されたテーブル６１は、装填位置から所定の測定位置まで移動する。また測定位置では、分析チップ１０を挟んで、検体処理手段２０が搭載された分注ユニット６２と、光照射手段３０および蛍光検出手段４０が搭載された測定ユニット６３が、前処理用ポット１３ａ、１次反応処理用ポット１３ｂ、注入口挿入孔１３ｃ、および吸引孔挿入孔１３ｄの並び方向に対して各々平行に移動し、下記で説明する所定の処理を自動的に実行可能に構成されている。
【００５９】
分析の開始が指示された際、検体処理手段２０は図１１に示すようにノズルチップＮＣを用いて検体容器ＣＢから検体を吸引する。その後、検体処理手段２０は図１２に示すように前処理用ポット１３ａのシール部材Ｓを穿孔し前処理用ポット１３ａ内に対して検体の吐出・吸引を繰り返すことにより、処理用ポット１３ａ内の試薬ＤＣと検体とをよく混合・撹拌させた後、検体溶液を再びノズルチップＮＣを用いて吸引する。この動作を１次反応処理用ポット１３ｂについても同様に行う。すると、検体内に存在する被検物質（抗原）Ａに試薬内の特異的に結合する第２の結合物質である第２抗体Ｂ２が表面に修飾された検体溶液が生成される。そして、検体処理手段２０は、検体溶液を収容したノズルチップＮＣを注入口１２ａ上に設置した後、吸引孔１２ｂに負圧を生じさせてノズルチップＮＣ内の検体溶液を２次反応処理用の流路１５内に流入させる。
【００６０】
図１３は光照射手段３０および蛍光検出手段４０の一例を示す模式図である。なお、図１３においてはテスト領域ＴＲに着目して説明するが、コントロール領域ＣＲについても同様に励起光Ｌが照射されるものである。図９の光照射手段３０は、分析チップ１０の流路部材（下側部材１１）の側面側から励起光Ｌを全反射条件となる入射角度でテスト領域ＴＲの下側部材１１（誘電体プレート）と金属膜１６に照射するものである。蛍光検出手段４０は、たとえばフォトダイオード、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等からなり、光照射手段３０の励起光Ｌの照射によりテスト領域ＴＲから生じる蛍光Ｌｆを蛍光信号ＦＳとして検出するものである。
【００６１】
そして、光照射手段３０により励起光Ｌが下側部材１１（誘電体プレート）と金属膜１６との界面に対して全反射角以上の特定の入射角度で入射されることにより、金属膜１６上の試料Ｓ中にエバネッセント波Ｅｗが滲み出し、このエバネッセント波Ｅｗによって金属膜１６中に表面プラズモンが励起される。この表面プラズモンにより金属膜１６表面に電界分布が生じ、電場増強領域が形成される。すると、結合した蛍光標識物質Ｆはエバネッセント波Ｅｗにより励起され増強された蛍光を発生する。
【００６２】
図９のデータ分析手段５０は、蛍光検出手段４０により検出された蛍光信号ＦＳの経時変化に基づいて被検物質の分析を行うものである。具体的には、蛍光強度は蛍光標識物質Ｆの結合した量によって変化するため、図１４に示すように時間経過とともに蛍光強度は変化する。データ分析手段５０は、複数の蛍光信号ＦＳを所定期間（たとえば５分間）において所定のサンプリング周期（たとえば５秒周期）で取得し、蛍光強度の時間変化率を解析することにより検体内の被検物質について定量的な分析を行う（レート法）。そして分析結果は、モニタやプリンタ等からなる情報出力手段４から出力される。
【００６３】
以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行なってもよいのは勿論である。
【符号の説明】
【００６４】
１ 蛍光検出装置
４ 情報出力手段
１０ 分析チップ
１１ 下側部材
１２ 上側部材
１３ カバー部材
１３ａ 前処理用ポット
１３ｂ １次反応処理用ポット
１５ 流路
２０ 検体処理手段
３０ 光照射手段
４０ 蛍光検出手段
５０ 照射位置調整手段
５０ データ分析手段
ＡＳ 凹凸
ＢＣ バーコード
ＣＲ コントロール領域
ＤＳ 乾燥試薬
ＴＲ テスト領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検物質と結合した光応答性標識物質から生じる光を検出して前記被検物質の分析を行う光検出法に使用される分析チップであって、
検体溶液を貯留し、該検体溶液に対して所定の処理を行うためのポットと、
光応答性標識物質から生じる光を検出するための検出領域を有し、前記検体溶液が流下される流路と、
前記流路の上流側に設けられ、該流路に前記検体溶液を注入するための注入口と、
前記流路の下流側に設けられ、前記注入口から注入された前記検体溶液を前記下流側から吸引するための吸引孔とを備えたことを特徴とする分析チップ。
【請求項２】
前記検出領域が、エバネッセント波を生じさせるための励起光を入射させるための誘電体プレートと、該誘電体プレートの検体溶液接触面側の所定領域に設けられた金属層とを備えていることを特徴とする請求項１記載の分析チップ。
【請求項３】
前記ポットが、前記検体溶液に対して所定の前処理を行うための前処理用ポットを含むことを特徴とする請求項１または２記載の分析チップ。
【請求項４】
前記ポットが、前記検体溶液中の被検物質と光応答性標識物質とを結合させるための１次反応処理用ポットを含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の分析チップ。
【請求項５】
前記前処理用ポットおよび前記１次反応処理用ポットの少なくともいずれか一方の内面に、所定の乾燥試薬が固着されていることを備えたことを特徴とする請求項３または４記載の分析チップ。
【請求項６】
前記乾燥試薬の固着部に、前記乾燥試薬の剥離を防止するための凹凸が形成されていることを特徴とする請求項５記載の分析チップ。
【請求項７】
前記前処理用ポットおよび前記１次反応処理用ポットの少なくともいずれか一方の開口部が、封止されていることを特徴とする請求項５または６記載の分析チップ。
【請求項８】
前記注入口、前記吸引孔および前記ポットが、直線状に配置されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項記載の分析チップ。
【請求項９】
前記検出領域が、直線状に配置された複数の検出領域から構成されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項記載の分析チップ。
【請求項１０】
下側部材と上側部材とからなり、前記下側部材と前記上側部材との間に前記流路が形成されるとともに、少なくとも前記検出領域に対する光の光路部分は透光性を有する流路部材と、
前記ポットが形成され、前記流路部材の前記上側部材側から嵌合するカバー部材とから構成されたことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項記載の分析チップ。
【請求項１１】
前記下側部材の下面および前記上側部材の上面の少なくともいずれか一方の面において、前記下側部材と前記上側部材とを超音波溶着するためのホーンの当接部分が平坦であることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項記載の分析チップ。
【請求項１２】
前記カバー部材が、前記光検出領域と対向する領域に開口が設けられたものであることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項記載の分析チップ。
【請求項１３】
前記流路部材および前記カバー部材の少なくともいずれか一方の表面に、所定の情報を表すバーコードが表示されていることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項記載の分析チップ。
【請求項１】
被検物質と結合した光応答性標識物質から生じる光を検出して前記被検物質の分析を行う光検出法に使用される分析チップであって、
検体溶液を貯留し、該検体溶液に対して所定の処理を行うためのポットと、
光応答性標識物質から生じる光を検出するための検出領域を有し、前記検体溶液が流下される流路と、
前記流路の上流側に設けられ、該流路に前記検体溶液を注入するための注入口と、
前記流路の下流側に設けられ、前記注入口から注入された前記検体溶液を前記下流側から吸引するための吸引孔とを備えたことを特徴とする分析チップ。
【請求項２】
前記検出領域が、エバネッセント波を生じさせるための励起光を入射させるための誘電体プレートと、該誘電体プレートの検体溶液接触面側の所定領域に設けられた金属層とを備えていることを特徴とする請求項１記載の分析チップ。
【請求項３】
前記ポットが、前記検体溶液に対して所定の前処理を行うための前処理用ポットを含むことを特徴とする請求項１または２記載の分析チップ。
【請求項４】
前記ポットが、前記検体溶液中の被検物質と光応答性標識物質とを結合させるための１次反応処理用ポットを含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の分析チップ。
【請求項５】
前記前処理用ポットおよび前記１次反応処理用ポットの少なくともいずれか一方の内面に、所定の乾燥試薬が固着されていることを備えたことを特徴とする請求項３または４記載の分析チップ。
【請求項６】
前記乾燥試薬の固着部に、前記乾燥試薬の剥離を防止するための凹凸が形成されていることを特徴とする請求項５記載の分析チップ。
【請求項７】
前記前処理用ポットおよび前記１次反応処理用ポットの少なくともいずれか一方の開口部が、封止されていることを特徴とする請求項５または６記載の分析チップ。
【請求項８】
前記注入口、前記吸引孔および前記ポットが、直線状に配置されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項記載の分析チップ。
【請求項９】
前記検出領域が、直線状に配置された複数の検出領域から構成されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項記載の分析チップ。
【請求項１０】
下側部材と上側部材とからなり、前記下側部材と前記上側部材との間に前記流路が形成されるとともに、少なくとも前記検出領域に対する光の光路部分は透光性を有する流路部材と、
前記ポットが形成され、前記流路部材の前記上側部材側から嵌合するカバー部材とから構成されたことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項記載の分析チップ。
【請求項１１】
前記下側部材の下面および前記上側部材の上面の少なくともいずれか一方の面において、前記下側部材と前記上側部材とを超音波溶着するためのホーンの当接部分が平坦であることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項記載の分析チップ。
【請求項１２】
前記カバー部材が、前記光検出領域と対向する領域に開口が設けられたものであることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項記載の分析チップ。
【請求項１３】
前記流路部材および前記カバー部材の少なくともいずれか一方の表面に、所定の情報を表すバーコードが表示されていることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項記載の分析チップ。
【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】
【公開番号】特開２０１２−１２２９７７（Ｐ２０１２−１２２９７７Ａ）
【公開日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７６３７６（Ｐ２０１０−２７６３７６）
【出願日】平成２２年１２月１０日（２０１０．１２．１０）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１０日（２０１０．１２．１０）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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