表面プラズモン共鳴測定用マイクロチップ及び表面プラズモン共鳴測定装置
【課題】マイクロチップを構成する基板の厚みにばらつきが存在する場合でも、観測結果に誤差が生じないようにするとともに、効率的かつ短時間で測定を可能とすること。
【解決手段】溝部が形成されている第１のマイクロチップ基板１１と、金属薄膜１３が成膜されている第２のマイクロチップ基板１２とを接合したマイクロチップ１０において、両側の側面に突出部１６を形成し、その一方の面を第１、第２のマイクロチップ基板の接合面ＬＬと同一平面とする。ＳＰＲセンサ装置は測定基準面Ｌが下面側に設定された試料固定部２４を有し、この測定基準面Ｌにマイクロチップ１０の突出部分１６を押付けてマイクロチップ１０を保持・固定する。このため、接合面ＬＬは第２のマイクロチップ基板１２の厚みのばらつきに左右されることなく測定基準面Ｌに一致し、金属薄膜１３の裏面で反射した反射光のＣＣＤ受光面上での到達位置もばらつかない。
【解決手段】溝部が形成されている第１のマイクロチップ基板１１と、金属薄膜１３が成膜されている第２のマイクロチップ基板１２とを接合したマイクロチップ１０において、両側の側面に突出部１６を形成し、その一方の面を第１、第２のマイクロチップ基板の接合面ＬＬと同一平面とする。ＳＰＲセンサ装置は測定基準面Ｌが下面側に設定された試料固定部２４を有し、この測定基準面Ｌにマイクロチップ１０の突出部分１６を押付けてマイクロチップ１０を保持・固定する。このため、接合面ＬＬは第２のマイクロチップ基板１２の厚みのばらつきに左右されることなく測定基準面Ｌに一致し、金属薄膜１３の裏面で反射した反射光のＣＣＤ受光面上での到達位置もばらつかない。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面プラズモン共鳴を用いて内部に保持された検査体を測定をするために用いられるマイクロチップ、および、該チップ内に保持された検査体を測定するための表面プラズモン共鳴測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、表面プラズモン共鳴（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｐｌａｓｍｏｎ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ：以下、ＳＰＲともいう）現象を利用した様々な表面プラズモン共鳴測定装置（以下、ＳＰＲセンサ装置ともいう）が提案されている。
ＳＰＲ現象は、金属薄膜上に存在する表面プラズモンと呼ばれるプラズマ波と金属薄膜裏面から照射した光が全反射した際に当該金属表面に生じるエバネッセント波との共鳴により、ある角度（共鳴角度）における反射光強度が減衰する現象である。この共鳴角度は金属表面の屈折率に依存する。
【０００３】
図１７は、Ｋｒｅｔｓｃｈｍａｎｎにより提案されたＳＰＲセンサ装置の基本構成を説明するための図である。
センサ本体は、大気中より屈折率の高いガラスからなるプリズム２１上に金属薄膜１３が設けられた構造を有する。そしてプリズム２１と金属薄膜１３との境界面に対して、レーザ光等の単色光が入射される。光の入射角θｉは、境界面にて全反射が発生する臨界角θｃ以上の角度に設定される。単色光は境界面にて全反射されてプリズム２１外へと進行するが、このときエバネッセント波が金属薄膜１３の表面に滲み出す。上記エバネッセント波の波数が、金属表面で発生し得る表面プラズモンの波数と一致した場合、両者の共鳴（以下、表面プラズモン共鳴ともいう）が発生し、入射光のエネルギーの一部が表面プラズモン波のエネルギーに変化する。結果として上記境界面からの反射光が減衰する。
なお、表面プラズモンは金属表面に平行な方向に電子の疎密波として伝播するので、表面プラズモン共鳴を発生させるためには、この方向に電場の振動成分を有するＰ偏光の光を入射する必要がある。
【０００４】
表面プラズモン共鳴は、入射する光の波長、入射角、金属薄膜１３の表面の屈折率分布等に依存する。よって、金属薄膜表面に試料Ｓが設置された場合、金属薄膜表面の屈折率が変化するので、表面プラズモン共鳴が発生する際の上記入射する光の入射角も変化する。すなわち、反射光強度をモニタして、反射光強度が減衰するときの入射角（以下、共鳴角ともいう）を測定し解析することにより、金属薄膜表面の状態を特定することが可能となる。
【０００５】
このようなＳＰＲセンサ装置は様々な測定に利用されている。例えば特許文献１に記載されているように、ＳＰＲセンサ装置は、誘電体物質の表面近傍の情報や誘電体薄膜の膜厚分布を高感度で測定する顕微鏡として使用される。
また、特許文献２に記載されているように、ＳＰＲセンサ装置は、金属薄膜に接触した溶液（例えば、血液、尿等の試料）などの屈折率やその変動を検出し溶液中の物質量の変動を観測したり、金属薄膜上に固定された抗体が特異的に結合するタンパク質、核酸、その他の生体関連物質などを検出・定量する（抗体抗原反応をモニタリングする）のにも使用される。すなわち、ＳＰＲセンサ装置は、生化学や分子生物学や医療検査等の分野で使用されるバイオセンサとして使用される。
【０００６】
以下、抗体抗原反応をモニタリングするバイオセンサを例に取り、ＳＰＲセンサ装置の構成例を説明する。図１８にＳＰＲセンサ装置の構成例を示す。
【０００７】
被検査体は、マイクロチップ１０として構成される。マイクロチップ１０は、典型的には一対の基板（第１のマイクロチップ基板１１、第２のマイクロチップ基板１２）が対向して接合された構造を有し、少なくとも１つの上記基板の表面に微細な流路１４（マイクロチャンネル：例えば、幅１０〜数１００μｍ、深さ１０〜数１００μｍ程度）が形成されている。
第２のマイクロチップ基板１２に金属薄膜１３が施され、当該金属薄膜１３上に抗体Ｉｇ（抗原受容体）が固定される。図１８においては流路１４が第１のマイクロチップ基板１１に形成されている。第１のマイクロチップ基板１１と第２のマイクロチップ基板１２とを接合して構成されるマイクロチップにおいて、金属薄膜１３および金属薄膜１３に固定された抗体Ｉｇは、上記流路１４内に存在する。
【０００８】
上記マイクロチップ１０は、ＳＰＲセンサ装置２０の試料保持部２７に設置される。上記したように、表面プラズモン共鳴を用いて測定するには、大気中より屈折率の高いガラスからなるプリズム上に金属薄膜が設けられる。よって、本来は図１８における第２のマイクロチップ基板１２はプリズムである必要がある。しかし、この場合、各マイクロチップ毎にプリズムを用意する必要があり、コストが増大する。
よって、第２のマイクロチップ基板１２はプリズム２１と同じ材質のガラス基板とし、第２のマイクロチップ基板１２とプリズム２１との間に、ガラスと同一の屈折率をもった媒質であるマッチングオイルＭＯを介在させる。このようにして、マイクロチップ１０とプリズム２１とは光学的に接合される。本構成によれば、各マイクロチップ毎にプリズムを用意する必要がなく、複数の測定を行う場合、マイクロチップを交換するだけでよい。
【０００９】
なお、第２のマイクロチップ基板１２ならびにプリズム２１の材質は必ずしもガラスである必要はなく、大気中より屈折率の高い樹脂であってもよい。具体的には、シクロオレフィンポリマー (Ｃｙｃｌｏ Ｏｌｅｆｉｎ Ｐｏｌｙｍｅｒ：ＣＯＰ)、環状オレフィンコポリマー（Ｃｙｃｌｉｃ Ｏｌｅｆｉｎ Ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ：ＣＯＣ）といった環状オレフィン構造を有する樹脂を採用してもよい。この場合、マッチングオイルとしては、当該マッチングオイルの屈折率が環状オレフィン構造を有する樹脂の屈折率と同一となるようなものを使用する。
マッチングオイルＭＯとしては、例えば、オリンパス社製、米国ＣＡＲＧＩＬＬＥ研究所製のものが使用される。上記製造メーカからは所望の屈折率に応じたマッチングオイルを入手可能であり、対応可能範囲は、例えば、屈折率＝１．５１５〜１．７００である。
【００１０】
金属薄膜１３に対して光を照射する光源２２は例えば半導体レーザ装置であり、例えば波長７６０ｎｍのレーザビームが放出される。光源２２からの光照射は制御部４０により制御される。光源２２から放出されるレーザビームは、図示を省略した偏光素子を通過後Ｐ偏光のレーザビームとなり金属薄膜１３に照射される。
金属薄膜１３からの反射光はＣＣＤ２３により受光される。ＣＣＤ２３からの画像情報は制御部４０に送出され、ＣＣＤ２３からの画像情報を受信した制御部４０は、当該画像情報を解析して抗体抗原反応をモニタリングする。
【００１１】
光源２２およびＣＣＤ２３の位置、レーザビームの出射方向、試料保持部２７の基準面の高さは、試料保持部２７の所定位置（マイクロチップの測定位置）にマイクロチップ１０が載置して光源２２からレーザビームを出射した際、当該レーザビームがマイクロチップ１０の流路１４内に位置する金属薄膜１３に照射され、その反射光がＣＣＤ２３の受光面に到達するようにそれぞれ設定されている。特に、試料保持部２７の基準面の高さは、第２のマイクロチップ基板１２の厚みを考慮して設定されている。
【００１２】
抗体Ｉｇが固定された金属薄膜１３表面に対して光源２２からのＰ偏光レーザビームを照射すると、当該金属薄膜１３からの反射光がＣＣＤ２３の受光面に到達する。
このとき、抗体Ｉｇが固定された金属薄膜１３の表面の屈折率に対応した共鳴角にて入射したレーザビームによる反射光は、表面プラズモン共鳴が発生するのでその強度が減衰する。すなわち、このように強度が減衰した反射光のＣＣＤ２３の受光面上の位置は、ある特定された位置となる。ここで、上記した抗体Ｉｇが固定された金属薄膜１３の表面の屈折率は、マイクロチップ１０の流路１４に細菌、ウイルスや微生物に感染した細胞等の検体が注入される前の屈折率である。
そして、上記検体（試薬）がマイクロチップ１０の検体流入口１４ａより流路１４に注入されると、抗体Ｉｇは検体を抗原として認識して結合し抗体抗原反応が起こる。そのため金属薄膜１３に固定された抗体Ｉｇの状態が変化するので金属薄膜１３の表面の屈折率が変化し、この屈折率変化に伴い共鳴角も変化する。よって、強度が減衰した反射光のＣＣＤ受光面上の位置も変化する。
【００１３】
制御部４０は、ＣＣＤ受光面における強度が減衰した反射光の受光位置変化情報を画像情報として受信し、共鳴角の変化を求め解析することにより、金属薄膜表面にて発生した抗体抗原反応の状態（抗体と抗原との結合特性等）を特定する。
以上のように、上記したＳＰＲセンサ装置は、マイクロチップを用いたマイクロ・トータル・アナリシス・システム（μＴＡＳ）として機能し、高速かつ高精度の反応分析を行い、コンパクトで自動化されたシステムを実現することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開平６−１６７４４３号公報
【特許文献２】特開２０００−５５８０５号公報
【特許文献３】特開２００６−１８７７３０号公報
【特許文献４】特許３７１４３３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上記したように、ＳＰＲセンサ装置に使用するマイクロチップ１０は、例えば、第１のマイクロチップ基板１１と、表面の一部に金属薄膜が施されているガラス基板である第２のマイクロチップ基板１２とを接合して構成される。図１８に示すように、上記マイクロチップ１０は、第２のマイクロチップ基板１２の下面（金属薄膜が施されている面と反対側の面）がＳＰＲセンサ装置の試料保持部２７の基準面と接触するように保持される。この基準面の高さは、第２のマイクロチップ基板１２の厚みを考慮して設定されている。
すなわち、このように設定された基準面上にマイクロチップを保持した場合、マイクロチップの第２のマイクロチップ基板１２側に照射される光源からの光は、金属薄膜１３の裏面の所定位置に到達し、金属薄膜１３によって反射され、ＣＣＤ２３の受光面に到達する。
光源２２の光出射方向、ＣＣＤ２３の位置は固定されており、第２のマイクロチップ基板１２の厚みや金属表面上の抗体Ｉｇ等の検査体の状態が同一であるならば、任意のマイクロチップを設置しても、ＳＰＲにより強度が減衰した反射光のＣＣＤ受光面上での到達位置は同一となる。
しかしながら、第２のマイクロチップ基板１２を構成するガラス基板の厚みは必ずしも同一ではなく、ある程度のばらつきが存在する。
【００１６】
同一材質の金属薄膜１３上に同種の抗体Ｉｇが固定された検査体を有し、第２のマイクロチップ基板１２の厚みのばらつきがΔｔであるマイクロチップ１０を計測する場合を考える。ここで、ＳＰＲセンサ装置の光源２２、ＣＣＤ２３の配置は一定である。
図１９（ａ）（ｂ）に示すように、両マイクロチップの共鳴角θｉは同一であるものの、第２のマイクロチップ基板１２の厚みのばらつきのため金属薄膜１３の上下方向の位置が互いに相違する。よって、金属薄膜１３の裏面に到達後、ＳＰＲにより強度が減衰した反射光のＣＣＤ受光面上での到達位置はΔｘだけずれてしまう。すなわち、同一状態の検査体を有するマイクロチップを観測しても、観測結果データに誤差が生じてしまうという不具合が発生する。
【００１７】
ところで、マイクロチップに構成する流路の数は１つでも複数でもよい。しかしながら、複数回の測定を行う場合、流路が１つの場合は測定の都度マイクロチップを交換する必要があるので測定に要する時間が長くなる。一方、１つのマイクロチップに複数の流路を設ける場合は、マイクロチップの複数回の測定を短時間で行うことが可能となる。また、第１の基板に溝部を１箇所成型する場合も複数箇所成型する場合も製造コストに差はあまりなく、１つのマイクロチップに複数の流路を設ける場合、マイクロチップの接合工程が１回でよいので、流路が１つのマイクロチップを複数個用意するよりもコストダウンとなる。よって、マイクロチップには複数個の流路が形成される場合が多い。
しかしながら従来は、１枚のマイクロチップを用いて複数回測定を行う際、具体的にどのように複数の流路を配置し、どのように測定をすれば、効率的に短時間で測定できるか検討されていなかった。
【００１８】
本発明は上記事情によりなされたものであり、その課題はマイクロチップを構成する基板の厚みにばらつきが存在する場合でも、ＳＰＲセンサ装置による観測結果に誤差が生じないようにすることができ、また、効率的かつ短時間で測定が可能なマイクロチップ、および当該マイクロチップを使用する表面プラズモン共鳴測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
図１に本発明のマイクロチップの断面構造と、当該マイクロチップのＳＰＲセンサ装置への固定方法を示す。なお、図１（ａ）（ｂ）は、第２のマイクロチップ基板１２の厚さが違うマイクロチップをＳＰＲセンサ装置に固定した場合を示している。
図１に示すように、本発明のマイクロチップ１０は、第１のマイクロチップ基板１１とガラス基板である第２のマイクロチップ基板１２とが接合されて構成され、第２のマイクロチップ基板１２の第１のマイクロチップ基板１１との接合面ＬＬの一部に金属薄膜１３が施されていて、上記接合面ＬＬが突出した突出部１６が設けられている。すなわち、上記第２のマイクロチップ基板１２の両側の側面が突出した突出部１６が形成され、該突出部１６の上側の面は、上記接合面ＬＬと同一平面となっている。
従来のＳＰＲセンサ装置は、前記図１８、図１９に示すように、測定基準面Ｌが上面側に設定された試料保持部２７によってマイクロチップを保持・固定する構造であった。
これに対し、図１に示すように、本発明のマイクロチップを使用するＳＰＲセンサ装置は測定基準面Ｌが下面側に設定された試料固定部２４を有し、当該試料固定部２４の測定基準面Ｌに押付け機構３５によって本発明のマイクロチップの突出部分１６を押付けることにより、上記マイクロチップを保持・固定する。
【００２０】
図１から明らかなように、第１のマイクロチップ基板１１と第２のマイクロチップ基板１２の接合面ＬＬが測定基準面Ｌに押付けられるので、上記接合面ＬＬは第２のマイクロチップ基板１２の厚みのばらつきに左右されることなく測定基準面Ｌに一致する。金属薄膜１３は上記接合面ＬＬ上に設けられるので、金属薄膜１３の上下方向の位置もばらつかず一定となる。そのため、金属薄膜１３の裏面に到達後、ＳＰＲにより強度が減衰した反射光のＣＣＤ受光面上での到達位置もばらつかず、観測結果データの誤差の発生を抑制することができる。
【００２１】
ここで、図１に示した例では、本願発明のマイクロチップ１０の突出部１６は、第１のマイクロチップ基板１１に対して第２のマイクロチップ基板１２を突出させることにより形成しているが、必ずしもこれに限るものではない。
例えば、図２に示すように第２のマイクロチップ基板１２に対して第１のマイクロチップ基板１１を突出させることにより、マイクロチップの突出部１６を形成してもよい。なお、図２（ａ）（ｂ）は図１と同様、第２のマイクロチップ基板１２の厚さが違うマイクロチップをＳＰＲセンサ装置に固定した場合を示しており、図１に示したものと同一のものには同一の符号が付されている。
この場合に使用されるＳＰＲセンサ装置は、従来のＳＰＲセンサ装置と同様、測定基準面Ｌが上面側に設定された試料固定部２４によってマイクロチップ１０を保持・固定する構造となる。
【００２２】
図２から明らかなように、本構成においても第１のマイクロチップ基板１１と第２のマイクロチップ基板１２の接合面ＬＬは第２のマイクロチップ基板１２の厚みのばらつきに左右されることなく測定基準面Ｌに一致する。よって、図１に示した例と同様、上記接合面ＬＬ上に設けられた金属薄膜１３の上下方向の位置もばらつかず一定となる。そのため、金属薄膜１３の裏面に到達後、ＳＰＲにより強度が減衰した反射光のＣＣＤ受光面上での到達位置もばらつかず、観測結果データの誤差の発生を抑制することができる。
以上のように、本発明のマイクロチップ１０は、マイクロチップ１０の流路が設けられた面の両側の側面を突出させて突出部１６を形成し、該突出部１６の一方の面が上記接合面ＬＬと同一平面となるように構成している。
すなわち、上記突出部１６は、第１のマイクロチップ基板１１と第２のマイクロチップ基板１２を接合させた状態において、流路が設けられた面の両側の側面において、いずれか一方の基板が他方の基板より突出し、突出した表面が上記接合面ＬＬと同一平面であるように構成されている。なお、本発明のマイクロチップ１０において、上記突出部１６を除いた部分をマイクロチップ本体部１５という。
【００２３】
なお、図２のように第１のマイクロチップ基板１１の突出した接合面ＬＬに測定基準面が上面側に設定された試料固定部２４を接触させてマイクロチップ１０を保持する場合、第１のマイクロチップ基板１１の材質に注意する必要がある。
図２に示す構成の場合、マイクロチップ１０の支持は第１のマイクロチップ基板１１とＳＰＲセンサ装置の試料固定部２４より行われる。ここで、例えば、第１のマイクロチップ基板１１の材質がポリジメチルシロキサン（Ｐｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ：ＰＤＭＳ）のような柔らかい材質である場合、マイクロチップに作用する重力の影響により、ＳＰＲセンサ装置にマイクロチップを設置した後で第１のマイクロチップ基板１１が徐々に変形し、結果として第２のマイクロチップ基板１２上にある金属薄膜１３の位置が測定基準面からずれてしまう可能性がある。
【００２４】
また、第２のマイクロチップ基板１２の下にマッチングオイルＭＯを介してプリズム２１を光学的に接合する場合や、マイクロチップ１０に設けられた流路１４の検体流入口に外部から図示を省略した検体供給手段の検体送液用チューブを接続する場合にも、プリズム２１やチューブを介してマイクロチップに対してある程度の力が作用する。この場合においても、マイクロチップに作用した力の影響で第１のマイクロチップ基板１１が変形し、第２のマイクロチップ基板１２上の金属薄膜１３の位置が測定基準面からずれてしまう可能性がある。
【００２５】
一方、図１のような第２のマイクロチップ基板１２の突出した接合面ＬＬを測定基準面Ｌに一致させる構造においては、第２のマイクロチップ基板１２がＰＤＭＳ樹脂よりも硬いガラスや環状オレフィン構造を有する樹脂で作られるため、上記したようなマイクロチップ基板の変形に伴い金属薄膜１３の位置が測定基準面からずれるという問題が起こる可能性は極めて小さい。
したがって、第１のマイクロチップ基板１１を変形する可能性のある柔らかい材質で作る場合においては、図１に示すように、ガラスや環状オレフィン構造を有する樹脂といった比較的硬い材質からなる第２のマイクロチップ基板１２とＳＰＲセンサ装置の試料固定部２４とによりマイクロチップの支持を行うような構造にすることが望ましい。
【００２６】
以上のように、マイクロチップ１０に突出部１６を設け、突出部１６の一方の面がマイクロチップの接合面ＬＬと同一平面となるように構成し、ＳＰＲセンサ装置の試料固定部２４の測定基準面Ｌに、上記突出部１６の接合面ＬＬと同一平面となっている面を押しつけることで、上記接合面ＬＬは第２のマイクロチップ基板１２の厚みのばらつきに左右されることなく測定基準面Ｌに一致させることができる。
本発明においては、上記構成のマイクロチップにおいて、さらに、以下のように構成することで、効率的かつ短時間での測定を可能とする。
すなわち、後述する図１２に示すように、マイクロチップ本体部１５が矩形状のマイクロチップ１０に複数の流路１４を設け、各流路１４に含まれる複数の金属薄膜１３を、上記マイクロチップ本体部１５の接合面ＬＬ上において、マイクロチップ１０から突出部１４を除いたマイクロチップ本体部１５の該突出部が設けられた両側の辺に平行で、該辺に等距離にある中央線上の点に対して、点対称となるような位置に配列する。そして、本発明のマイクロチップを用いて、以下のように測定を行う。
【００２７】
図３は図１２に示すマイクロチップを用いて流路内に保持された検体の測定を行う手順の概略を示した図である。図３に示すマイクロチップ１０では、行列状に２０の流路が設けられ、Ａ列、Ｂ列の２つの流路（例えばａ１，ｂ１）を組みとして測定対象とし、２つの流路ａ１，ｂ１のうち、一方の流路を比較参照部として用い、他方の流路を検体中の抗原濃度を測定するための測定部として用いる。なお、一つの流路を測定対象とするようにしてもよい。
（１）測定１回目
図３（ａ）に示すように、マイクロチップ１０の測定したい個所（同図の矢印で示す流路ａ１，ｂ１）をＳＰＲセンサ装置の試料固定部２４の測定領域Ｒ（同図の線で囲った領域）に位置決めする。測定領域の下側（裏側）には、前記図１に示したように、光源２２とＣＣＤ２３が設けられている。上記流路の真下にマッチングオイルＭＯを塗り、プリズム２１を取り付けて、流路ａ１に検体を注入し、前記したように、光源２２からの光を測定領域Ｓの金属薄膜１３に照射し、その反射光をＣＣＤ２３で受光する。
なお、
【００２８】
（２）測定２〜５回目
図３（ｂ）に示すようにマイクロチップ１０の位置をずらし、上記（１）と同様に次の測定対象となるＡ列、Ｂ列の流路ａ２，ｂ２を測定領域Ｒに位置決めし、上記と同様の測定を行う。
以下同様に、マイクロチップ１０の位置をずらしながら、測定対象となるＡ列、Ｂ列の各流路ａ３，ｂ３−ａ５，ｂ５の測定を行う。
（３）測定６〜１０回目
図３（ｃ）に示すように５回目の測定が終わったら、図３（ｄ）に示すようマイクロチップ１０を取り出して、１８０°回転させる。前記したように、マイクロチップの金属薄膜１３は、前記接合面ＬＬ上であって、突出部１６が設けられたマイクロチップ本体部１５の辺に平行で、該辺に等距離にある中央線上の点に対して、点対称となるような位置に配列されており、上記のように１８０°回転させることで、測定済みのＡ列、Ｂ列と未測定のＣ列、Ｄ列が上下段で入れ替わる。
そして、図３（ｅ）のように試料固定部２４上に位置決めし、上記（１）（２）の同様に、Ｃ列、Ｄ列の測定対象となる流路ｃ５，ｄ５−ｃ１，ｄ１の測定を行う。
【００２９】
本発明においては、上記のようにマイクロチップをＳＰＲセンサ装置の試料固定部２４上で少しずつ移動させて位置決めすることにより、ＳＰＲセンサ装置に複数の光源２２，ＣＣＤ２３の組を設けることなく、測定対象となる各流路の測定を迅速かつ効率的に行うことができる。また、マイクロチップ１０の金属薄膜１３を上記のように点対称に配列することにより、該点対称となる点を中心にマイクロチップを１８０°回転させることで、測定済みの行と未測定の行を上下段で入れ替えることができ、効率的かつ短時間での測定が可能となる。
【００３０】
以上に基づき、本発明においては、以下のようにして前記課題を解決する。
（１）一方の面に溝部が形成されている第１のマイクロチップ基板と、表面に金属薄膜が成膜されている第２のマイクロチップ基板とからなり、第１のマイクロチップ基板の溝部が形成されている面と第２のマイクロチップ基板の金属薄膜が成膜されている側の面とが接合され、第１のマイクロチップ基板の溝部と第２のマイクロチップ基板表面とにより形成される流路内に上記金属薄膜が内包され、上記第２のマイクロチップ基板の上記金属薄膜が形成されている面とは反対側の面から上記金属薄膜に対して光照射し、上記金属薄膜上の試料に対して表面プラズモン共鳴測定を行う際に使用されるマイクロチップにおいて、上記流路が設けられた面の両側の側面に突出部を形成し、該突出部の一方の面を、上記第１のマイクロチップ基板と第２のマイクロチップ基板の接合面と同一平面とする。
（２）上記（１）において、第２のマイクロチップ基板がガラスもしくは環状オレフィン構造を持つ樹脂から成り、第１のマイクロチップ基板と比較して第２のマイクロチップ基板の方が大きく、該第２のマイクロチップ基板の一部が上記突出部を形成し、上記突出部の一方の面は、第２のマイクロチップ基板の第１のマイクロチップ基板との接合面と同一平面とする。
（３）上記（１）（２）において、第２のマイクロチップ基板上に、複数の金属薄膜を設け、複数の金属薄膜を１乃至複数の行列状に配列し、各行および列を構成する各金属薄膜の光照射される位置がほぼ同一直線上にあるように配列する。
（４）上記（１）（２）（３）において、上記マイクロチップから前記突出部を除いた部分であるマイクロチップ本体部の金属薄膜が設けられる面は矩形状であって、複数の金属薄膜の光照射される位置は、上記マイクロチップ本体部において、突出部が設けられた辺に平行で、該辺に等距離にある中央線上の点に対して、点対称となるような位置に配列されている
（５）上記（１）（２）（３）のマイクロチップを保持する板状の試料固定部と、光源と、プリズムと、光検出器とを備え、該光源から放出される光を上記マイクロチップの金属薄膜に対して照射し、上記金属薄膜からの反射光を上記光検出器で検出して金属薄膜上の試料特性を求める表面プラズモン共鳴センサ装置において、上記試料固定部のいずれか一方の面が、上記マイクロチップの接合面と同一平面である突出部の一方の面と接触する測定基準面として設定され、この測定基準面は、上記マイクロチップを、上記突出部の上記一方の面が該測定基準面と接触するように上記試料固定部に保持させたとき、上記マイクロチップの金属薄膜に対して上記光源からの光を光照射可能であって、かつ、上記金属薄膜からの反射光を上記光検出器で検出可能な位置に設定されている。
（６）上記（５）において、マイクロチップを上記試料固定部に保持させる際、該マイクロチップの接合面と同一平面である突出部の一方の面と上記試料固定部に設定された測定基準面とが一致するように、上記突出部の他方の面に、上記測定基準面に垂直でかつ上記測定基準面に向かう方向の力を作用させる加圧機構を設ける。
（７）上記（５）（６）において、上記試料固定部には、上記試料固定部の測定基準面に平行な平面上において、上記マイクロチップを位置決めするための位置決め機構が設けられる。該位置決め機構により、上記マイクロチップの各金属薄膜が、上記光源からの光を光照射可能であって、かつ、該金属薄膜からの反射光を上記光検出器で検出可能な位置に位置決めされる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明においては、以下の効果を得ることができる。
（１）マイクロチップの流路が設けられた面の両側の側面に突出部を形成し、該突出部の一方の面を、上記第１のマイクロチップ基板と第２のマイクロチップ基板の接合面と同一平面としたので、突出部の接合面同一平面となっている面をＳＰＲセンサ装置の測定基準面と一致させることにより、第２のマイクロチップ基板の厚みのばらつきに関係なく、第２のマイクロチップ基板上の金属薄膜の上下方向の位置を一定の位置に設定することができる。
このため、金属薄膜裏面に到達後、ＳＰＲにより強度が減衰した反射光のＣＣＤ受光面上での到達位置もばらつかず、観測結果データの誤差の発生を抑制することができる。
（２）第２のマイクロチップ基板に、ガラスもしくは環状オレフィン構造を持つ樹脂等の比較的硬い材質のものを用い、第１のマイクロチップ基板より第２のマイクロチップ基板を大きくし、第２のマイクロチップ基板の一部が上記突出部を形成するように構成することにより、重力の影響を受けても変形せず、またプリズム接合時や、検体供給手段の検体送液用チューブを流路に接続する際にマイクロチップに対してある程度の力が作用しても変形しない。そのため、第２のマイクロチップ基板上にある金属薄膜の位置が測定基準面からずれてしまうことを防ぐことができる。
（３）第２のマイクロチップ基板上に、複数の金属薄膜を設け、複数の金属薄膜を１乃至複数の行列状に配列し、各行および列を構成する各金属薄膜の光照射される位置がほぼ同一直線上にあるように配列することにより、各流路における測定を行う場合のマイクロチップの位置決めは、この同一直線と同じ方向にずらすことにより行うことができ、位置決めが容易となる。
（４）マイクロチップから前記突出部を除いた部分であるマイクロチップ本体部の金属薄膜が設けられる面を矩形状とし、複数の金属薄膜の光照射される位置を、マイクロチップ本体部において、突出部が設けられた辺に平行で、該辺に等距離にある中央線上の点に対して、点対称となるような位置に配列することにより、マイクロチップを１８０°反転させることで、ＳＰＲセンサ装置の測定領域に、異なった列の流路を配置することができ、効率的かつ短時間での測定が可能となる。
（５）ＳＰＲセンサ装置において、試料固定部のいずれか一方の面を、マイクロチップの接合面と同一平面である突出部の一方の面と接触する測定基準面として設定し、マイクロチップを、上記突出部の上記一方の面が該測定基準面と接触するように上記試料固定部に保持させたとき、マイクロチップの金属薄膜に対して光源からの光を光照射可能であって、かつ、上記金属薄膜からの反射光を上記光検出器で検出可能な位置に設定することにより、突出部の接合面同一平面となっている面をＳＰＲセンサ装置の測定基準面と一致させることにより、第２のマイクロチップ基板の厚みのばらつきに関係なく、第２のマイクロチップ基板上の金属薄膜の上下方向の位置を一定の位置に設定することができる。
（６）ＳＰＲセンサ装置において、突出部の他方の面に、上記測定基準面に垂直でかつ上記測定基準面に向かう方向の力を作用させる加圧機構を設けることにより、確実に第２のマイクロチップ基板上の金属薄膜の上下方向の位置を一定の位置に設定することができる。
（７）ＳＰＲセンサ装置の試料固定部に、試料固定部の測定基準面に平行な平面上において、上記マイクロチップを位置決めするための位置決め機構を設けることにより、マイクロチップの各金属薄膜が、上記光源からの光を光照射可能であって、かつ、該金属薄膜からの反射光を上記光検出器で検出可能な位置に確実に位置決めすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明のマイクロチップの断面構造と、ＳＰＲセンサ装置への固定方法を示す図である。
【図２】図１において、第１のマイクロチップ基板を突出させて突出部を形成した場合を示す図である。
【図３】各流路に含まれる金属薄膜を点対称となるように配置したマイクロチップを用いて、流路内に保持された検体の測定を行う手順の概略を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施例のマイクロチップの外観図である。
【図５】図４に示すマイクロチップ各部分の詳細を示す図である。
【図６】第１の実施例のマイクロチップを用いるＳＰＲセンサ装置の構成例を示す図である。
【図７】位置決め機構の詳細構成を示す図である。
【図８】第１の実施例のマイクロチップを用いた測定の手順を説明する図である。
【図９】本発明のマイクロチップの変形例を示す図である。
【図１０】プリズムや光源、ＣＣＤを上側に配置した場合を示す図である。
【図１１】プリズムや光源、ＣＣＤを上側に配置したＳＰＲセンサ装置の概略構成を示す図である。
【図１２】第２の実施例のマイクロチップの外観図である。
【図１３】図１２に示すマイクロチップの各部分の詳細を示す図である。
【図１４】第２の実施例のマイクロチップを用いるＳＰＲセンサ装置の構成例を示す図である。
【図１５】第２の実施例のマイクロチップを用いた測定の手順（１）を説明する図である。
【図１６】第２の実施例のマイクロチップを用いた測定の手順（２）を説明する図である
【図１７】ＳＰＲセンサ装置の基本構成を説明するための図である。
【図１８】ＳＰＲセンサ装置の構成例を示す図である。
【図１９】第２のマイクロチップ基板の厚みのばらつきにより金属薄膜の上下方向の位置が相違することを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
（１）第１の実施例
図４に本発明の第１の実施例のマイクロチップの外観図、図５に図４に示すマイクロチップ各部分の詳細説明図を示す。図５（ａ）は本実施例のマイクロチップの断面図であり、同図（ｃ）のＣ−Ｃ断面図を示す。図５（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ断面図、同図（ｃ）は同図）（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
従来のマイクロチップと同様、本実施例のマイクロチップ１０は一対の基板（第１のマイクロチップ基板１１、第２のマイクロチップ基板１２）が対向して接合された構造を有する。
本実施例のマイクロチップ１０は、図４に示すように第１のマイクロチップ基板１１に比べて第２のマイクロチップ基板１２の方が大きい。これにより、同図に示すように、流路が形成された面の両側の側面が突出した突出部１６が形成され、突出部１６の一方の面は、上記第１のマイクロチップ基板１１と第２のマイクロチップ基板１２の接合面ＬＬと同一平面を有する。なお、以下では、マイクロチップ１０において、上記突出部１６を除いた部分をマイクロチップ本体部１５という。
【００３４】
第１のマイクロチップ基板１１は、例えば、ポリジメチルシロキサン（Ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ：ＰＤＭＳ）などのシリコーンからなる。一方、上記したように第２のマイクロチップ基板１２は、プリズム２１と同じ材質のガラス基板からなる。なお、第２のマイクロチップ基板１２、プリズム２１の材質として環状オレフィン構造を有する樹脂を採用してもよい。
前記したように、第２のマイクロチップ基板１２とプリズム２１とは同じ材質のものが採用されるが、必ずしも両者の材質が同じである必要はない。但し、入射光に対する両者の屈折率の違いが大きいと、第２のマイクロチップ基板１２の厚みのばらつきによる入射光の光路のばらつきが無視できなくなる場合もある。よって、第２のマイクロチップ基板１２の材質とプリズム２１の材質とが相違する場合、両者の屈折率の差はできるだけ小さい方が望ましい。
【００３５】
マイクロチップ基板１１，１２の接合は、第１のマイクロチップ基板１１の接合側表面に真空紫外光を照射して当該表面を活性化させた後、第２のマイクロチップ基板１２を貼り合わせて行われる。具体的には、例えば特許文献３や特許文献４に示されているように、第１のマイクロチップ基板１１に波長１７２ｎｍに輝線を有するエキシマランプからの光を照射して当該表面に改質処理（酸化処理）を施し、ガラス基板である第２のマイクロチップ基板１２を第１のマイクロチップ基板１１の被改質処理表面に密着させて、両基板を接合する。
【００３６】
図４、図５（ａ）に示すマイクロチップにおいて、第１のマイクロチップ基板１１の表面に、例えば幅１０〜数１００μｍ、深さ１０〜数１００μｍ程度の微細な溝部（流路１４）が複数個形成されている。具体的には、第１のマイクロチップ基板１１に形成された微細な溝部と第２のマイクロチップ基板１２表面とにより、上記流路１４が構成される。
ここでマイクロチップに構成する流路１４の数は１つでも複数でもよい。しかしながら複数回の測定を行う場合、流路１４が１つの場合は測定の都度マイクロチップを交換する必要があるので測定に要する時間が長くなる。一方、１つのマイクロチップに複数の流路１４を設ける場合は、マイクロチップの測定位置を都度ずらすだけで複数回の測定を短時間で行うことが可能となる。また、第１のマイクロチップ基板１１に溝部を１箇所成型する場合も複数箇所成型する場合も製造コストに差はあまりなく、１つのマイクロチップに複数の流路１４を設ける場合、マイクロチップの接合工程が１回でよいので、流路１４が１つのマイクロチップを複数個用意するよりもコストダウンとなる。よって、マイクロチップには複数個の流路１４が形成される場合が多い。
【００３７】
図５（ａ）に示すように、本実施例のマイクロチップには１０個の流路１４が設けられている。詳細には、上記マイクロチップには、１列５個の流路１４が２行設けられおり（ここでは横方向の並びを「列」、縦方向の並びを「行」と呼ぶこととする）、各行、列の流路１４は等間隔、かつ、ほぼ直線状に配置されている。後で述べる測定例のように１回の測定で２つの流路１４を使用する場合、このマイクロチップでは５回の測定を行うことが可能となっている。この場合、一方の流路１４は比較参照部として用いられ、他方の流路１４は検体中の抗原濃度を測定するための測定部として用いられる。なお、以下では比較参照部の流路１４をａ１〜ａ５といい、測定部の流路１４をｂ１〜ｂ５という。
図５（ｂ）に示すように、流路１４内には金属薄膜１３が設置される。金属薄膜１３は流路１４内の第２のマイクロチップ表面（すなわち、第１および第２のマイクロチップ基板１１，１２の接合面ＬＬ）上に設けられる。金属薄膜１３はクロム（Ｃｒ）薄膜上に金（Ａｕ）薄膜が積層された構造を有する。抗体抗原反応をモニタリングする場合、金属薄膜１３上に抗体（抗原受容体）が設置される。なお、以下の説明では、比較参照部として使用される金属薄膜１３をｃ１〜ｃ５といい、測定部として使用される金属薄膜１３をｄ１〜ｄ５という。
まず上記したＡｕ薄膜と例えばアルカンチオールとを反応させて当該Ａｕ薄膜上に自己組織化膜（Ｓｅｌｆ−Ａｓｓｅｍｂｌｅｄ Ｍｏｎｏｌａｙｅｒ：ＳＡＭ膜）が形成される。そしてこのＳＡＭ膜と抗体とを化学的に結合させることにより、抗体がＳＡＭ膜上に固定される。すなわち、金属薄膜１３上に抗体が固定される。
【００３８】
図４、図５（ａ）、図５（ｃ）に示すように第２のマイクロチップ基板１２は第１のマイクロチップ基板１１よりも大きく、両者を接合した際、第２のマイクロチップ基板１２の接合面ＬＬは第１のマイクロチップ基板１１から突出した状態となる。すなわち、前記したように図４、図５（ａ）、図５（ｃ）に示す本発明のマイクロチップは、第１、第２のマイクロチップ基板１１，１２の接合面ＬＬが突出した突出部１６が設けられている。
後述する図６に示すＳＰＲセンサ装置の測定基準面Ｌにこの突出部１６の接合面ＬＬ側表面を接触させるようにして当該マイクロチップ１０を保持することにより、抗体Ｉｇが固定された金属薄膜１３が設けられた上記接合面ＬＬは第２のマイクロチップ基板１２の厚みのばらつきに左右されることなく測定基準面Ｌに一致し、金属薄膜１３の上下方向の位置はばらつかず一定となる。
すなわち、図４、図５に示すマイクロチップを使用する図６に示すＳＰＲセンサ装置は、図４に示すようなガラスや環状オレフィン構造を有する樹脂といった比較的硬い材質からなる第２のマイクロチップ基板１２とＳＰＲセンサ装置の試料固定部２４とによりマイクロチップの支持を行う方式を採用している。なお、図６に示すＳＰＲセンサ装置にて上記マイクロチップを保持させる具体的な構造については後で述べる。
【００３９】
図５（ａ）に戻り、本発明のマイクロチップの突出部１６（第２のマイクロチップ基板１２の突出部分）には、位置決め用穴部１７が設けられている。これは図６に示すＳＰＲセンサ装置に図４，５に示す複数個の流路１４を有するマイクロチップ１０を搭載して複数回測定を行う場合、各測定におけるマイクロチップ１０の位置を図６に示すＳＰＲセンサ装置の所定の位置に位置決めするためのものである。なお、マイクロチップ１０の位置決めについての具体的な手順は後で述べる。
【００４０】
図６に、本実施例のマイクロチップを用いたＳＰＲセンサ装置の構成例を示す。なおここでは、上記ＳＰＲセンサ装置を、抗体抗原反応をモニタリングするバイオセンサとして使用する場合を例に取る。
ここで図６（ａ）はＳＰＲセンサ装置の側面図、図６（ｂ）はＳＰＲセンサ装置の上面図、図６（ｃ）は図６（ｄ）のＢ−Ｂ断面図、図６（ｄ）は図６（ｂ）のＡ−Ａ断面図である。
【００４１】
図６に示すＳＰＲセンサ装置は、底面側に設けられた底板３３（図６（ｃ）（ｄ）参照）と、側面側に設けられた２枚の長手方向側板３２（図６（ｂ）（ｃ）参照）およびマイクロチップ搬入・退出部３４が設けられた２枚の側板３１（図６（ａ）（ｂ）参照）と、上面側に設けられた２枚の試料固定部２４（図６（ｂ）（ｃ）参照）とから構成される筐体構造を有する。
なお、２枚の試料固定部２４の間隔は、マイクロチップ挿入時、マイクロチップ１０の第１のマイクロチップ基板１１上面（マイクロチップ本体部１５）が露出し、マイクロチップ１０の突出部１６の少なくとも一部は露出しないように設定されている。
すなわち、２枚の試料固定部２４の間隔は、試料固定部２４の下面とマイクロチップの突出部１６の表面（第２のマイクロチップ基板１２の上面）とが接触可能であるように設定されている。
この筐体構造の内部には、２枚の長手方向側板３２の内側に各々設けられた押付け機構保持部３５ａ（図６（ｃ）参照）が設けられる。押付け機構保持部３５ａ上には、例えば、ボールプランジャーからなる押付け機構３５が、押付け機構保持部３５ａの長手方向に沿って複数設けられる（図６（ｄ）参照）。
また、筐体構造の内部には、光源２２と偏光子２２ａとレンズ２２ｂとＣＣＤ２３が設けられ、該光源２２から出射し、偏光子２２ａで偏光されたＰ偏光レーザビームはレンズ２２ｂを介して測定領域Ｒに配置された金属薄膜１３に照射され、その反射光がＣＣＤ２３で受光される。
また、プリズム２１を保持するプリズム保持部２１ａと、マイクロチップの下面にプリズム２１を取り付けるためのプリズム駆動機構２１ｂが設けられる。
【００４２】
マイクロチップ１０は側板３１に設けられたマイクロチップ搬入・退出部３４より、ＳＰＲセンサ装置内に挿入される。挿入後、マイクロチップ１０の下面（図４に示す第２のマイクロチップ基板１２の下面）は、押付け機構保持部３５ａに設けられた押付け機構３５（ボールプランジャー）により上方向へ力を受ける。よって、マイクロチップ１０の突出部１６上面の一部（接合面ＬＬ）は、試料固定部２４の下面と接触する。試料固定部２４の下面を測定基準面Ｌに設定したとき、マイクロチップにおける第１のマイクロチップ基板１１と第２のマイクロチップ基板１２との接合面ＬＬは、第２のマイクロチップ基板１２の厚みのばらつきに左右されることなく測定基準面Ｌに一致する。よって、上記接合面ＬＬ上に設けられた金属薄膜１３の上下方向の位置もばらつかず一定となる。
【００４３】
マイクロチップ搬入・退出部３４よりＳＰＲセンサ装置内に挿入されたマイクロチップ１０は、マイクロチップ１０に設けられた流路１４が所定の測定領域Ｒに位置するよう位置決めされる。ここで所定の測定領域Ｒとは、光源２２からの光がマイクロチップ１０に設けられた複数の流路１４のうちの特定の流路１４内の金属薄膜１３に照射される位置である。
図５（ａ）に示すように、本実施例のマイクロチップには１０個の流路１４が設けられている。図６に示す例においては、１０個の流路１４のうちの２つの流路１４内の金属薄膜１３に光が照射されるように、上記測定領域Ｒは設定されている。すなわち、１つのマイクロチップで５回の測定が可能となっている。
【００４４】
マイクロチップの位置決めは位置決め機構２５によって行われる。
図７に位置決め機構の詳細図を示す。位置決め機構２５は、位置決め機構本体２５ａと位置決めピン２５ｂと固定用ねじ２５ｃとからなる。位置決めピン２５ｂは位置決め機構本体２５ａに嵌め込まれており、位置決めピン２５ｂの一部は位置決め機構本体２５ａの下面より突出している。ここで、位置決めピン２５ｂの突出長さをｄ、試料固定部２４の厚みをｔ１、第２のマイクロチップ基板１２の厚みをｔ２としたとき、これら３つの長さにはｔ１＜ｄ＜ｔ１＋ｔ２なる関係がある。一方、固定用ねじ２５ｃは位置決め機構本体２５ａに設けられた固定用ねじ穴部２４ａに挿入される。
【００４５】
図４、図５（ａ）に示すように、マイクロチップ１０の両側に各々設けられた突出部１６において、一方の突出部１６には位置決め用穴部１７（ここでは、この突出部の位置決め用穴部をＡ（Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５）という）が所定の間隔Ｄで複数個設けられ、他方の突出部には位置決め用穴部１７（ここでは、この突出部の位置決め用穴部をＢ（Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５）という）が所定の間隔Ｄで複数個設けられている。位置決め用穴部Ａと位置決め用穴部Ｂは、それぞれ１個づつ、各穴部の中心が同一直線上にほぼ位置するように設定されている。すなわち、位置決め用穴部Ａ１と位置決め用穴部Ｂ１との中心、位置決め用穴部Ａ２と位置決め用穴部Ｂ２との中心、位置決め用穴部Ａ３と位置決め用穴部Ｂ３との中心、位置決め用穴部Ａ４と位置決め用穴部Ｂ４との中心、位置決め用穴部Ａ５と位置決め用穴部Ｂ５との中心が、それぞれ、同一直線上にほぼ位置するように設定されている。この同一直線上の位置決め用穴部Ａと位置決め用穴部Ｂを、以下、一対の位置決め用穴部１７と称することにする。
【００４６】
図５（ａ）に示すように、一対の位置決め用穴部１７と流路１４中の金属薄膜１３との位置関係は一定に設定されている。すなわち、一対の位置決め穴部Ａ１，Ｂ１と流路ａ１中の金属薄膜ｃ１，流路ｂ１中の金属薄膜ｄ１との位置関係と、一対の位置決め穴部Ａ２，Ｂ２と流路ａ２中の金属薄膜ｃ２，流路ｂ２中の金属薄膜ｄ２との位置関係とは同一である。同様に、これら２つの位置関係は、一対の位置決め穴部Ａ３，Ｂ３と流路ａ３中の金属薄膜ｃ３，流路ｂ３中の金属薄膜ｄ３との位置関係、一対の位置決め穴部Ａ４，Ｂ４と流路ａ４中の金属薄膜ｃ４，流路ｂ４中の金属薄膜ｄ４との位置関係、一対の位置決め穴部Ａ５，Ｂ５と流路ａ５中の金属薄膜ｃ５，流路ｂ５中の金属薄膜ｄ５との位置関係と同一である。
【００４７】
一方、図７に示すように、ＳＰＲセンサ装置の試料固定部２４には、位置決めピン貫通穴部２４ｂと固定用ねじ穴部２４ａが設けられている。これらの穴部はマイクロチップ１０の両側に配置される各試料固定部２４に、それぞれ一箇所づつ設けられている。そして図６（ｂ）に示すように、２つの位置決めピン貫通穴部２４ｂの中心が同一直線上にほぼ位置するように、各試料固定部２４における上記位置決めピン貫通穴部２４ｂの位置が設定されている。
この各試料固定部２４に設けられたほぼ同一直線上にある２つの位置決めピン貫通穴部２４ｂの各中心位置と、マイクロチップ１０に設けられた一対の位置決め用穴部１７の各中心位置とを略一致させることにより、マイクロチップの位置決めが行われる。
【００４８】
マイクロチップ１０の位置決めは以下のように行われる。まず、ＳＰＲセンサ装置内に挿入されたマイクロチップ１０の一対の位置決め用穴部１７と各試料固定部２４にそれぞれ設けられた位置決めピン貫通穴部２４ｂとの位置を合わせる。次に、位置決め機構本体２５ａの下面から突出した位置決めピン２５ｂを位置決めピン貫通穴部２４ｂに挿入し、当該位置決めピン２５ｂが位置決めピン貫通穴部２４ｂおよび位置決め用穴部１７の双方に挿入されるように、マイクロチップ１０の位置を調整する。この後、固定用ねじ２５ｃと試料固定部２４に設けられている固定用ねじ穴部２４ａとにより各位置決め機構をねじ止めする。
【００４９】
ここで、マイクロチップ１０に設けられた一対の位置決め用穴部１７の位置と試料固定部２４に設けられた位置決めピン貫通穴部２４ｂの位置は、マイクロチップ１０が位置決めされたときこのマイクロチップ１０の２つの流路１４が測定領域Ｒに位置するように各々設定されている。
すなわち、一対の位置決め用穴部Ａ１およびＢ１と各位置決めピン貫通穴部２４ｂとが位置決めされると、比較参照部に相当する流路ａ１内の金属薄膜ｃ１と測定部に相当する流路ｂ１内の金属薄膜ｄ１とが測定領域Ｒ内に位置決めされる。
同様に、一対の位置決め用穴部Ａ２およびＢ２と各位置決めピン貫通穴部２４ｂとが位置決めされると流路ａ２内の金属薄膜ｃ２と流路ｂ２内の金属薄膜ｄ２とが測定領域Ｒ内に位置決めされ、一対の位置決め用穴部Ａ３およびＢ３と各位置決めピン貫通穴部２４ｂとが位置決めされると流路ａ３内の金属薄膜ｃ３と流路ｂ３内の金属薄膜ｄ３とが測定領域Ｒ内に位置決めされ、一対の位置決め用穴部Ａ４およびＢ４と各位置決めピン貫通穴部２４ｂとが位置決めされると流路ａ４内の金属薄膜ｃ４と流路ｂ４内の金属薄膜ｄ４とが測定領域Ｒ内に位置決めされ、一対の位置決め用穴部Ａ５およびＢ５と各位置決めピン貫通穴部２４ｂとが位置決めされると流路ａ５内の金属薄膜ｃ５と流路ｂ５内の金属薄膜ｄ５とが測定領域Ｒ内に位置決めされる。
【００５０】
以下、ＳＰＲセンサ装置を用いて、試薬中の抗原濃度を測定する場合の測定手順の例を示す。
測定には２つの流路１４を用いる。前述したように測定領域Ｒに位置する２つの流路１４のうち、一方の流路１４は比較参照部として用いられ、他方の流路１４は検体中の抗原濃度を測定するための測定部として用いられる。
【００５１】
（１）まず、図示を省略した検体供給手段により、濃度が既知である抗原を含有する液体状の検体を比較参照部に相当する流路１４の検体流入口１４ａより注入し、検体流出口１４ｂより排出させる。これにより、流路１４中の金属薄膜１３上に固定されている抗原Ｉｇと検体中の抗原とが反応して結合する。
（２）一方、同じく図示を省略した検体供給手段により、濃度が未知である抗原を含有する液体状の検体を測定部に相当する流路１４の検体流入口１４ａより注入し、検体流出口１４ｂより排出させる。これにより、流路１４中の金属薄膜１３上に固定されている抗原Ｉｇと検体中の抗原とが反応して結合する。
【００５２】
（３）次にプリズム保持部に設置されたプリズム２１表面にマッチングオイルＭＯを塗布する。
（４）制御部４０によりプリズム駆動機構２１ｂの駆動を制御して、プリズム保持部２１ａの位置を上方に移動させ、マッチングオイルＭＯが塗布されたプリズム２１表面と、マイクロチップ１０の下面（第２のマイクロチップ基板１２の下面）とを接触させる。上記したように、第２のマイクロチップ基板１２はプリズム２１と同じ材質のガラス基板であり、マッチングオイルはこのガラス材料と同一の屈折率をもった媒質であるので、マイクロチップとプリズム２１とは光学的に接合される。
【００５３】
（５）制御部４０により光源２２を駆動する。光源２２は、例えば、半導体レーザ光源（以下、ＬＤ光源ともいう）であり、例えば波長７６０ｎｍの光を放出する。このＬＤ光源から放出された光は偏光素子２２ａによりＰ偏光の光となり、レンズ２２ｂによって平行光にコリメートされる。
この平行光は、測定領域Ｒにある比較参照部に相当する流路１４内の金属薄膜１３と測定部に相当する流路１４内の金属薄膜１３とに照射され、両金属薄膜１３による反射光がＣＣＤ２３に到達する。ここで比較参照部、測定部に注入・排出する検体は、含有する抗原の濃度が相違するので、比較参照部、測定部の各々の金属薄膜１３に固定された抗体Ｉｇの状態も相違する。よって、各金属薄膜１３表面での屈折率変化や表面プラズモン共鳴角も相違するので、ＳＰＲにより強度が減衰した反射光のＣＣＤ受光面上の位置も互いに相違する。制御部４０は、ＣＣＤ２３の受光面に到達した２つの強度が減衰した反射光の位置情報を画像情報として受信し、それらを比較・解析して、金属薄膜１３表面にて発生した抗体抗原反応の状態（抗体と抗原との結合特性等）を特定し、例えば、測定部に注入した検体内の抗原濃度を算出する。
【００５４】
（６）流路ａ１およびｂ１の隣に位置する流路ａ２およびｂ２を用いて２回目の測定を行う場合は、以下の手順で行う。まず、制御部４０によりプリズム駆動機構２１ｂの駆動を制御して、プリズム保持部２１ａの位置を下方に移動させ、マッチングオイルＭＯが塗布されたプリズム２１表面と、マイクロチップ１０の下面（第２のマイクロチップ基板１２の下面）とを離間させる。
（７）次に、マイクロチップ１０の位置決めを行う。図８に２回目以降の位置決め手順を示す。
図８（ａ）は１回目の測定におけるマイクロチップ１０の配置を示す。測定領域Ｒには、測定部用および比較参照部用の流路１４に相当する流路ａ１およびｂ１が位置している。図８（ｂ）に示すように、まず位置決め機構２５が解除され、次に流路ａ２およびｂ２が測定領域Ｒに位置するようマイクロチップ１０が矢印方向に移動する。
そして、一対の位置決め用穴部Ａ２およびＢ２（図５（ａ）参照）の各中心位置と、各試料固定部２４に設けられた２つの位置決めピン貫通穴部２４ｂ（図６（ａ）、図７参照）の各中心位置とを略一致させる。次に、図８（ｃ）に示すように、位置決め機構２５により、マイクロチップ１０の位置決めを行う。
【００５５】
（７）その後、上記した手順（１）〜（５）を実行することにより２回目の測定が行われる。
（８）流路ａ３およびｂ３を用いた３回目の測定、流路ａ４およびｂ４を用いた４回目の測定、流路ａ５５およびｂ５を用いた５回目の測定も、上記した２回目の測定と同様な手順を経て行われる。すなわち、試料固定部２４の長さは、マイクロチップの流路ａ１およびｂ１を測定する場合も、マイクロチップの流路ａ５およびｂ５を測定する場合もマイクロチップの突出した接合面ＬＬと上記試料固定部２４の測定基準面とを一致させることが可能な長さとなっている。
【００５６】
２回目〜５回目の測定においても、本発明のマイクロチップは、ＳＰＲセンサ装置の押付け機構保持部３５ａに設けられた押付け機構３５（ボールプランジャー）により上方向へ力を受ける。よって、マイクロチップ１０の突出部１６上面の一部（接合面ＬＬ）の一部は、試料固定部２４の下面（測定基準面Ｌ）と接触し、第１のマイクロチップ基板１１と第２のマイクロチップ基板１２との接合面ＬＬは、第２のマイクロチップ基板１２の厚みのばらつきに左右されることなく測定基準面Ｌに一致する。よって、上記接合面ＬＬ上に設けられた金属薄膜１３の上下方向の位置もばらつかず一定となる。
【００５７】
上記した実施例に示したマイクロチップ１０は、図１に示すような第２のマイクロチップ基板１２と試料固定部２４とによりマイクロチップ１０の支持を行う方式を採用するため、第２のマイクロチップ基板１２が第１のマイクロチップ基板１１よりも大きく、第１のマイクロチップ基板１１の長手方向の長さと第２のマイクロチップ基板１２の長手方向の長さとが同じとなっているが、必ずしも両基板の形状は必ずしもこれに限るものではない。
例えば、図９（ａ）に示すように、第１のマイクロチップ基板１１の長手方向の長さが第２のマイクロチップ基板１２の長手方向の長さより長くてもよい。また、図９（ｂ）に示すように、第１のマイクロチップ基板１１の長手方向の長さが第２のマイクロチップ基板１２の長手方向の長さより短くてもよい。更には、図９（ｃ）に示すように、第１のマイクロチップ基板１１を複数個に分割して構成してもよい。すなわち、第２のマイクロチップ基板１２が第１のマイクロチップ基板１１よりも大きければよい。なお、図９に示す構成のマイクロチップ１０においても、上記突出部１６を除いた部分をマイクロチップ本体部１５という。図９では、突出部１６と本体部１５の境界を点線で示している。
【００５８】
なお、図１０のように、プリズム２１や光源２２、ＣＣＤ２３を上側に配置して、試料固定部２４の測定基準面Ｌとマイクロチップ１０の第２のマイクロチップ基板１２が突出した接合面ＬＬとを一致させる場合は、図６に示すような押付け機構を設けなくても確実に第２のマイクロチップ基板１２上の金属薄膜１３の上下方向の位置を一定の位置に設定することができる。
【００５９】
このような構成を採用したＳＰＲセンサ装置の例を図１１に示す。図６に示すＳＰＲセンサ装置と一部の構成要素の位置が相違するだけなので、詳細な説明は省略する。上記したように、図１１に示すＳＰＲセンサ装置は、押付け機構を設けなくても確実に第２のマイクロチップ基板１２上の金属薄膜１３の上下方向の位置を一定の位置に設定することができるが、位置決め機構２５を下側から取り付けることになるので、図６に示すＳＰＲセンサ装置と比べて作業性にやや劣る。
【００６０】
以上のように、本実施例のマイクロチップ１０は、一方の面に溝部が形成されている第１のマイクロチップ基板１１と第２のマイクロチップ基板１２とを接合した構造であって、第２のマイクロチップ基板１２の接合面ＬＬ上に表面プラズモン共鳴を用いた測定用の金属薄膜１３が施されていて、第１のマイクロチップ基板１１と第２のマイクロチップ基板１２の接合面ＬＬが突出した構造を有しているので、突出した接合面ＬＬをＳＰＲセンサ装置の測定基準面Ｌと一致させることにより、第２のマイクロチップ基板１２の厚みのばらつきに関係なく、第２のマイクロチップ基板１２上の金属薄膜１３の上下方向の位置を一定の位置に設定することができる。そのため、金属薄膜１３裏面に到達後、ＳＰＲにより強度が減衰した反射光のＣＣＤ受光面上での到達位置もばらつかず、観測結果データの誤差の発生を抑制することができる。
【００６１】
特に、第２のマイクロチップ基板１２がガラスもしくは環状オレフィン構造を持つ樹脂からなり、第１のマイクロチップ基板１１と比較して第２のマイクロチップ基板１２の方が大きくなるように構成すると、両者を接合した際、第２のマイクロチップ基板１２の接合面ＬＬは第１のマイクロチップ基板１１から突出した状態となる。この突出した接合面ＬＬとＳＰＲセンサ装置の試料固定部２４の測定基準面Ｌとを一致させると、マイクロチップ１０の支持は、第２のマイクロチップ基板１２と試料固定部２４とにより行われる。第２のマイクロチップ基板１２はガラスや環状オレフィン構造を有する樹脂といった比較的硬い材質からなるので、マイクロチップ１０に作用する重力の影響を受けても変形せず、また、マッチングオイルＭＯを介したプリズム接合時や検体供給手段の検体送液用チューブをマイクロチップ流路１４に接続する際にプリズム２１やチューブを介してマイクロチップに対してある程度の力が作用しても変形しない。そのため、第２のマイクロチップ基板１２上にある金属薄膜１３の位置が測定基準面からずれてしまう可能性は生じない。
【００６２】
ここで、マイクロチップに金属薄膜１３を内部に内包する流路１４を複数設ける場合、各流路１４内の金属薄膜１３の位置が同一直線上に配置されていると、各測定を行う場合のマイクロチップの位置決めは、この同一直線と同じ方向にずらすことにより行うことができる。すなわち、図５（ａ）に示すように、金属薄膜ｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４、ｃ５の位置をほぼ同一線上に配置し、金属薄膜ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５の位置をほぼ同一線上に配置することにより、マイクロチップをこの直線と同方向の一次元方向に移動させることにより、金属薄膜ｃ１とｄ１、ｃ２とｄ２、ｃ３とｄ３、ｃ４とｄ４、ｃ５とｄ５をそれぞれ測定領域Ｒ内に配置することができる。
【００６３】
本実施例のマイクロチップ１０を使用するＳＰＲセンサ装置は、測定基準面Ｌを有する試料固定部２４を有している。そして、上記測定基準面Ｌと上記したマイクロチップ１０の突出した接合面ＬＬとを接触させて、測定基準面Ｌと上記接合面ＬＬを一致させることが可能となっている。よって、マイクロチップ１０の第２のマイクロチップ基板１２の厚みのばらつきに関係なく、第２のマイクロチップ基板１２上の金属薄膜１３の上下方向の位置を一定の位置に設定することができる。そのため、金属薄膜１３裏面に到達後、ＳＰＲにより強度が減衰した反射光のＣＣＤ２３の受光面上での到達位置もばらつかず、観測結果データの誤差の発生を抑制することができる。
【００６４】
また、本実施例のＳＰＲセンサ装置において、第２のマイクロチップ基板１２の接合面ＬＬが第１のマイクロチップ基板１１から突出した状態の本実施例のマイクロチップを使用する場合、第２のマイクロチップ基板１２が突出した接合面ＬＬと上記試料固定部２４に設定された測定基準面Ｌとを一致させる際、第２のマイクロチップ基板１２の測定基準面Ｌと一致する面とは反対側の第２のマイクロチップ基板１２の面に、上記測定基準面Ｌに垂直かつ上記測定基準面Ｌに向かう方向の力を作用させる押し付け機構３５を設けることにより、より確実に第２のマイクロチップ基板１２上の金属薄膜１３の上下方向の位置を一定の位置に設定することができる。
【００６５】
ここで、第２のマイクロチップ基板１２上の複数の金属薄膜１３の光照射される位置がほぼ同一線上にあるように配置されているマイクロチップを用いて、マイクロチップを測定の都度、金属薄膜１３が配置されている同一直線と同方向の一次元方向に移動させる場合を考える。
ＳＰＲセンサ装置において、マイクロチップ１０を金属薄膜１３が配置されている同一直線と同方向の一次元方向に移動させてもマイクロチップ１０の突出部１６が試料固定部２４の測定基準面Ｌと一致しているように、上記試料固定部２４の長さを設定しておくことにより、いかなる測定時においても確実に第２のマイクロチップ基板１２上の金属薄膜１３の上下方向の位置を一定の位置に設定することができる。
【００６６】
（２）第２の実施例
次に、マイクロチップの複数の金属薄膜の光照射される位置を、突出部が設けられた辺に平行で、該辺に等距離にある中央線上の点に対して、点対称となるような位置に配置し、点対称となる点を中心にマイクロチップを１８０°回転させることで、測定済みの行と未測定の行を上下段で入れ替え、複数の流路の測定を迅速に行うことができるようにした実施例について説明する。
【００６７】
図１２に本実施例のマイクロチップの外観図、図１３にマイクロチップ各部分の詳細説明図を示す。図１３（ａ）は本実施例のマイクロチップの断面図であり、同図（ｃ）のＣ−Ｃ断面図を示す。図１３（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ断面図、同図（ｃ）は同図）（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
本実施例のマイクロチップは、流路の数が相違するだけで、基本的に第１の実施例のマイクロチップと同様の構成を有する。
すなわち、本実施例のマイクロチップ１０は、図１２に示すように一対の基板（第１のマイクロチップ基板１１、第２のマイクロチップ基板１２）が対向して接合された構造を有し、図１３（ｃ）にも示すように、第１のマイクロチップ基板１１に比べて第２のマイクロチップ基板１２の方が大きく、マイクロチップ本体部１５の流路が形成された面の両側の側面が突出し、突出部１６が形成されている。突出部１６の一方の面は、上記第１のマイクロチップ基板１１と第２のマイクロチップ基板１２の接合面ＬＬと同一平面を有する。
第１の実施例と同様、第１のマイクロチップ基板１１は、例えば、ポリジメチルシロキサン（ＰｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉＬｏｘａｎｅ：ＰＤＭＳ）などのシリコーンからなる。一方、上記したように第２のマイクロチップ基板１２は、プリズム２１と同じ材質のガラス基板からなる。
【００６８】
図１２、図１３（ａ）に示すように、第１のマイクロチップ基板１１に形成された微細な溝部と第２のマイクロチップ基板１２表面とにより、流路１４が構成され、本実施例のマイクロチップには２０個の流路１４が設けられている。具体的には、上記マイクロチップ１０には、１列５個の流路１４が４行設けられおり、各行、列の流路１４は等間隔、かつ、ほぼ直線状に配置されている。
各列の流路１４は間隔Ｄで、等間隔に配置されている。後で述べる測定例のように１回の測定で２つの流路１４を使用する場合、このマイクロチップでは１０回の測定を行うことが可能となっている。すなわち、列Ａ，列Ｂの対で５回の測定、列Ｃ，列Ｄの対で５回の測定が可能となる。ここで、列Ａ、列Ｂの対と列Ｃ，列Ｄの対は、マイクロチップ本体部１５の突出部１６が設けられた辺に平行で、該辺に等距離にある中央線上の点に対して、点対称となるように配置されている。
【００６９】
図１３（ｂ）に示すように、流路１４内には第１の実施例と同様、金属薄膜１３が設置される。金属薄膜１３は流路１４内の、第１および第２のマイクロチップ基板１２の接合面ＬＬ上に設けられる。抗体抗原反応をモニタリングする場合、金属薄膜１３上に抗体（抗原受容体）が設置される。ここで、列Ａ、列Ｂ、列Ｃ，列Ｄの各流路の金属薄膜１３の光照射される位置は、マイクロチップ本体部１５の突出部１６が設けられた辺に平行で、該辺に等距離にある中央線上の点に対して、点対称となるように配置されている。
マイクロチップ１０の突出部１６には、長手方向に沿って位置決め用穴部１７が設けられている。
【００７０】
図１４に、本実施例のマイクロチップを用いたＳＰＲセンサ装置の構成例を示す。なお、前記したように上記ＳＰＲセンサ装置を、抗体抗原反応をモニタリングするバイオセンサとして使用する場合を例に取る。
ここで図１４（ａ）はＳＰＲセンサ装置の上面図、図１４（ｂ）は図１４（ｃ）のＢ−Ｂ断面図、図１４（ｃ）は図１４（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
図１４に示すＳＰＲセンサ装置は、一対の試料固定部２４が本実施例のマイクロチップを搭載できる間隔に配置されている点を除き、前記第１の実施例で説明したものと基本的に同じ構成を有し、以下簡単に説明する。
図６に示したものと同様、ＳＰＲセンサ装置は、底板３３と長手方向側板３２およびマイクロチップ搬入・退出部３４が設けられた２枚の側板３１と、上面側に設けられた２枚の試料固定部２４とから構成される筐体構造を有する。
この筐体構造の内部には、押付け機構保持部３５ａが設けられ、その上に押付け機構３５が、複数設けられる。また、筐体構造の内部には、光源２２と偏光子２２ａとレンズ２２ｂとＣＣＤ２３が設けられ、また、プリズム２１を保持するプリズム保持部２１ａと、マイクロチップの下面にプリズム２１を取り付けるためのプリズム駆動機構２１ｂが設けられる。
【００７１】
ＳＰＲセンサ装置内に挿入されたマイクロチップ１０は、マイクロチップ１０に設けられた流路１４が所定の測定領域Ｒに位置するよう位置決めされる。ここで所定の測定領域Ｒとは、光源２２からの光がマイクロチップ１０に設けられた複数の流路１４のうちの特定の流路１４内の金属薄膜１３に照射される位置である。
マイクロチップの位置決めをするために、位置決め機構２５が設けられ、前記したように、試料固定部２４に設けられた位置決めピン貫通穴部２４ｂと、マイクロチップ１０に設けられた位置決め用穴部１７とを、位置決めピン２５ｂにより位置合わせすることにより行われる。
【００７２】
以下、上記ＳＰＲ装置を用いて、試薬中の抗原濃度を測定する場合の測定手順の例を示す。なお、以下の（１）〜（５）までの手順は、前記第１の実施例の（１）〜（８）の手順と同じであり、簡単に説明する。
測定には、前記したように２つの流路を用いる。図１３（ａ）には、列Ａならびに列Ｂに配置されている流路を用いる例が示されている。測定領域に位置する２つの流路のうち、一方の流路は比較参照部として用いられ、他方の流路は検体中の抗原濃度を測定するための測定部として用いられる。
（１）図示を省略した検体供給手段により、濃度が既知である抗原を含有する液体状の検体を比較参照部に相当する流路ｂ１の検体流入口より注入し、検体流出口より排出させる。これにより、流路ｂ１中の金属薄膜１３上に固定されている抗体と検体中の抗原とが反応して結合する。また、抗原濃度が未知である抗原を含有する液体状の検体を測定部に相当する流路ａ１の検体流入口より注入し、検体流出口より排出させる。これにより、流路ａ１中の金属薄膜１３上に固定されている抗体と検体中の抗原とが反応して結合する。
【００７３】
（２）次にプリズム保持部２１ａに設置されたプリズム２１表面にマッチングオイルＭＯを塗布し、制御部４０によりプリズム駆動機構２１ｂの駆動を制御して、前記したように、マッチングオイルＭＯが塗布されたプリズム２１表面と、マイクロチップ１０の下面とを接触させる。
（３）制御部４０により光源２２を駆動し、Ｐ偏光の光を測定領域にある比較参照部に相当する流路ｂ１内の金属薄膜１３と、測定部に相当する流路ａ１内の金属薄膜１３とに照射し、両金属薄膜１３による反射光がＣＣＤ２３に到達する。
制御部４０は、ＣＣＤ２３受光面に到達した２つの強度が減衰した反射光の位置情報を画像情報として受信し、それらを比較・解析して、金属薄膜表面にて発生した抗体抗原反応の状態を特定し、例えば、測定部に注入した検体内の抗原濃度を算出する。
【００７４】
（４）流路ａ１およびｂ１の隣に位置する流路ａ２およびｂ２を用いて２回目の測定を行う。
まず、制御部４０によりプリズム保持部２１ａの位置を下方に移動させ、プリズム２１表面と、マイクロチップ１０の下面とを離間させる。次に、マイクロチップの位置決めを行う。
図１５に２回目以降の位置決め手順を示す。図１５（ａ）は１回目の測定におけるマイクロチップの配置を示す。測定領域Ｒには、測定部用および比較参照部用の流路に相当する流路ａ１およびｂ１が位置している。次に、まず位置決めピン２５ｂを取り外し、図１５（ｂ）に示すように、流路ａ２およびｂ２が測定領域Ｒに位置するようマイクロチップ１０を矢印方向に移動させる。そして、前記したように、位置決めピン２５ｂを一対の位置決め用穴部１７および位置決めピン貫通穴部２４ｂ（図７参照）に挿入してマイクロチップ１０の位置決めを行う。
【００７５】
（５）その後、上記した手順（１）〜（３）を実行することにより２回目の測定が行われる。流路ａ３およびｂ３を用いた３回目の測定、流路ａ４およびｂ４を用いた４回目の測定、流路ａ５およびｂ５を用いた５回目の測定も、上記した２回目の測定と同様な手順を経て行われる。
（６）６回目以降の測定は、マイクロチップの列Ｃにある流路（ｃ１，Ｃ２，ｃ３，Ｃ４，Ｃ５）と、列Ｄにある流路（ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４，ｄ５）とを用いて行われる。６回目の測定を行う場合は、以下の手順で行う。
まず、制御部４０によりプリズム保持部２１ａの位置を下方に移動させ、プリズム２１表面と、マイクロチップ１０の下面とを離間させる。
【００７６】
（７）次に、図１６（ａ）に示すように、位置決めピンを取り外した後にマイクロチップを１８０度反転させ、図１６（ｂ）に示すように、ＳＰＲ装置の試料固定部２４に設置する。そして、前記したように、位置決め機構２５によりマイクロチップ１０を位置決めする。これにより、測定領域Ｒには、流路ｃ５、ｄ５が位置決めされる。
（８）その後、上記した手順（１）〜（３）の手順を実行することにより６回目の測定が行われる。
（９）７回目の測定は、マッチングオイルが塗布されたプリズム２１表面と、マイクロチップ１０の下面とを離間させ、図１６（ｃ）に示すように、流路ｃ４およびｄ４が測定領域に位置するようマイクロチップを矢印方向に移動させ、位置決め機構２５により、マイクロチップ１０を位置決めする。これにより、測定領域Ｒには、流路ｃ４、ｄ４が位置決めされる。
（１０）その後、上記した手順（１）〜（３）の手順を実行することにより６回目の測定が行われる。
（１１）流路ｃ３およびｄ３を用いた８回目の測定、流路ｃ２およびｄ２を用いた９回目の測定、流路ｃ１およびｄ１を用いた１０回目の測定も、上記した７回目の測定と同様な手順を経て行われる。
【００７７】
以上のように、本実施例のマイクロチップは、前記第１の実施例と同様、第１のマイクロチップ基板とガラスからなる第２のマイクロチップ基板とを接合した構造であって、第２のマイクロチップ基板の接合面上に表面プラズモン共鳴を用いた測定用の金属薄膜が施されていて、マイクロチップに金属薄膜を内部に内包する流路を複数設けられている。
そして、前記第１の実施例と同様、各流路内の金属薄膜の位置が同一直線上に配置されており、複数回の測定を行う場合、上記同一直線状と同方向の一次元方向にマイクロチップを移動させるという単純な移動動作だけで、各金属薄膜をそれぞれ測定領域内に配置することができる。また、各金属薄膜の位置を等間隔に配置しておくとマイクロチップの上記移動量も等間隔となるので、自動でマイクロチップの移動を実施する場合においては移動量の制御が容易となる。
【００７８】
さらに、本実施例のマイクロチップは、測定対象である同一直線上に配置された金属薄膜が内包された複数の流路の列について、マイクロチップ本体部の突出部が設けられた両側の辺に平行で該辺に等距離にある中央線上の点に対して、点対称となるような位置に当該列と同様の複数の流路の列を設けているので、ある列に属する流路を用いた測定終了後、マイクロチップを１８０度反転させて、他の列に属する流路を用いた測定を実施することができる。このため、効率的かつ短時間での測定が可能となる。
【符号の説明】
【００７９】
１０ マイクロチップ
１１ 第１のマイクロチップ基板
１２ 第２のマイクロチップ基板
１３ 金属薄膜
１４ 流路
１４ａ 検体流入口
１４ｂ 検体流出口
１５ マイクロチップ本体部
１６ 突出部
１７ 位置決め用穴部
２０ ＳＰＲセンサ装置（表面プラズモン共鳴測定装置）
２１ プリズム
２１ａ プリズム保持部
２２ 光源
２２ａ 偏光子
２２ｂ レンズ
２３ ＣＣＤ
２４ 試料固定部
２４ａ 固定用ねじ穴部
２４ｂ 位置決めピン貫通穴部
２５ 位置決め機構
２５ａ 位置決め機構本体
２５ｂ 位置決めピン
２５ｃ 固定用ねじ
２５ｄ 固定用ねじ貫通穴部
３１ 側板
３２ 長手方向側板
３３ 底板
３４ マイクロチップ搬入・退出部
３５ 押付け機構
３５ａ 押付け機構保持部
４０ 制御部
Ｉｇ 抗体
Ｌ 測定基準面
ＬＬ 接合面
ＭＯ マッチングオイル
Ｒ 測定領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面プラズモン共鳴を用いて内部に保持された検査体を測定をするために用いられるマイクロチップ、および、該チップ内に保持された検査体を測定するための表面プラズモン共鳴測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、表面プラズモン共鳴（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｐｌａｓｍｏｎ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ：以下、ＳＰＲともいう）現象を利用した様々な表面プラズモン共鳴測定装置（以下、ＳＰＲセンサ装置ともいう）が提案されている。
ＳＰＲ現象は、金属薄膜上に存在する表面プラズモンと呼ばれるプラズマ波と金属薄膜裏面から照射した光が全反射した際に当該金属表面に生じるエバネッセント波との共鳴により、ある角度（共鳴角度）における反射光強度が減衰する現象である。この共鳴角度は金属表面の屈折率に依存する。
【０００３】
図１７は、Ｋｒｅｔｓｃｈｍａｎｎにより提案されたＳＰＲセンサ装置の基本構成を説明するための図である。
センサ本体は、大気中より屈折率の高いガラスからなるプリズム２１上に金属薄膜１３が設けられた構造を有する。そしてプリズム２１と金属薄膜１３との境界面に対して、レーザ光等の単色光が入射される。光の入射角θｉは、境界面にて全反射が発生する臨界角θｃ以上の角度に設定される。単色光は境界面にて全反射されてプリズム２１外へと進行するが、このときエバネッセント波が金属薄膜１３の表面に滲み出す。上記エバネッセント波の波数が、金属表面で発生し得る表面プラズモンの波数と一致した場合、両者の共鳴（以下、表面プラズモン共鳴ともいう）が発生し、入射光のエネルギーの一部が表面プラズモン波のエネルギーに変化する。結果として上記境界面からの反射光が減衰する。
なお、表面プラズモンは金属表面に平行な方向に電子の疎密波として伝播するので、表面プラズモン共鳴を発生させるためには、この方向に電場の振動成分を有するＰ偏光の光を入射する必要がある。
【０００４】
表面プラズモン共鳴は、入射する光の波長、入射角、金属薄膜１３の表面の屈折率分布等に依存する。よって、金属薄膜表面に試料Ｓが設置された場合、金属薄膜表面の屈折率が変化するので、表面プラズモン共鳴が発生する際の上記入射する光の入射角も変化する。すなわち、反射光強度をモニタして、反射光強度が減衰するときの入射角（以下、共鳴角ともいう）を測定し解析することにより、金属薄膜表面の状態を特定することが可能となる。
【０００５】
このようなＳＰＲセンサ装置は様々な測定に利用されている。例えば特許文献１に記載されているように、ＳＰＲセンサ装置は、誘電体物質の表面近傍の情報や誘電体薄膜の膜厚分布を高感度で測定する顕微鏡として使用される。
また、特許文献２に記載されているように、ＳＰＲセンサ装置は、金属薄膜に接触した溶液（例えば、血液、尿等の試料）などの屈折率やその変動を検出し溶液中の物質量の変動を観測したり、金属薄膜上に固定された抗体が特異的に結合するタンパク質、核酸、その他の生体関連物質などを検出・定量する（抗体抗原反応をモニタリングする）のにも使用される。すなわち、ＳＰＲセンサ装置は、生化学や分子生物学や医療検査等の分野で使用されるバイオセンサとして使用される。
【０００６】
以下、抗体抗原反応をモニタリングするバイオセンサを例に取り、ＳＰＲセンサ装置の構成例を説明する。図１８にＳＰＲセンサ装置の構成例を示す。
【０００７】
被検査体は、マイクロチップ１０として構成される。マイクロチップ１０は、典型的には一対の基板（第１のマイクロチップ基板１１、第２のマイクロチップ基板１２）が対向して接合された構造を有し、少なくとも１つの上記基板の表面に微細な流路１４（マイクロチャンネル：例えば、幅１０〜数１００μｍ、深さ１０〜数１００μｍ程度）が形成されている。
第２のマイクロチップ基板１２に金属薄膜１３が施され、当該金属薄膜１３上に抗体Ｉｇ（抗原受容体）が固定される。図１８においては流路１４が第１のマイクロチップ基板１１に形成されている。第１のマイクロチップ基板１１と第２のマイクロチップ基板１２とを接合して構成されるマイクロチップにおいて、金属薄膜１３および金属薄膜１３に固定された抗体Ｉｇは、上記流路１４内に存在する。
【０００８】
上記マイクロチップ１０は、ＳＰＲセンサ装置２０の試料保持部２７に設置される。上記したように、表面プラズモン共鳴を用いて測定するには、大気中より屈折率の高いガラスからなるプリズム上に金属薄膜が設けられる。よって、本来は図１８における第２のマイクロチップ基板１２はプリズムである必要がある。しかし、この場合、各マイクロチップ毎にプリズムを用意する必要があり、コストが増大する。
よって、第２のマイクロチップ基板１２はプリズム２１と同じ材質のガラス基板とし、第２のマイクロチップ基板１２とプリズム２１との間に、ガラスと同一の屈折率をもった媒質であるマッチングオイルＭＯを介在させる。このようにして、マイクロチップ１０とプリズム２１とは光学的に接合される。本構成によれば、各マイクロチップ毎にプリズムを用意する必要がなく、複数の測定を行う場合、マイクロチップを交換するだけでよい。
【０００９】
なお、第２のマイクロチップ基板１２ならびにプリズム２１の材質は必ずしもガラスである必要はなく、大気中より屈折率の高い樹脂であってもよい。具体的には、シクロオレフィンポリマー (Ｃｙｃｌｏ Ｏｌｅｆｉｎ Ｐｏｌｙｍｅｒ：ＣＯＰ)、環状オレフィンコポリマー（Ｃｙｃｌｉｃ Ｏｌｅｆｉｎ Ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ：ＣＯＣ）といった環状オレフィン構造を有する樹脂を採用してもよい。この場合、マッチングオイルとしては、当該マッチングオイルの屈折率が環状オレフィン構造を有する樹脂の屈折率と同一となるようなものを使用する。
マッチングオイルＭＯとしては、例えば、オリンパス社製、米国ＣＡＲＧＩＬＬＥ研究所製のものが使用される。上記製造メーカからは所望の屈折率に応じたマッチングオイルを入手可能であり、対応可能範囲は、例えば、屈折率＝１．５１５〜１．７００である。
【００１０】
金属薄膜１３に対して光を照射する光源２２は例えば半導体レーザ装置であり、例えば波長７６０ｎｍのレーザビームが放出される。光源２２からの光照射は制御部４０により制御される。光源２２から放出されるレーザビームは、図示を省略した偏光素子を通過後Ｐ偏光のレーザビームとなり金属薄膜１３に照射される。
金属薄膜１３からの反射光はＣＣＤ２３により受光される。ＣＣＤ２３からの画像情報は制御部４０に送出され、ＣＣＤ２３からの画像情報を受信した制御部４０は、当該画像情報を解析して抗体抗原反応をモニタリングする。
【００１１】
光源２２およびＣＣＤ２３の位置、レーザビームの出射方向、試料保持部２７の基準面の高さは、試料保持部２７の所定位置（マイクロチップの測定位置）にマイクロチップ１０が載置して光源２２からレーザビームを出射した際、当該レーザビームがマイクロチップ１０の流路１４内に位置する金属薄膜１３に照射され、その反射光がＣＣＤ２３の受光面に到達するようにそれぞれ設定されている。特に、試料保持部２７の基準面の高さは、第２のマイクロチップ基板１２の厚みを考慮して設定されている。
【００１２】
抗体Ｉｇが固定された金属薄膜１３表面に対して光源２２からのＰ偏光レーザビームを照射すると、当該金属薄膜１３からの反射光がＣＣＤ２３の受光面に到達する。
このとき、抗体Ｉｇが固定された金属薄膜１３の表面の屈折率に対応した共鳴角にて入射したレーザビームによる反射光は、表面プラズモン共鳴が発生するのでその強度が減衰する。すなわち、このように強度が減衰した反射光のＣＣＤ２３の受光面上の位置は、ある特定された位置となる。ここで、上記した抗体Ｉｇが固定された金属薄膜１３の表面の屈折率は、マイクロチップ１０の流路１４に細菌、ウイルスや微生物に感染した細胞等の検体が注入される前の屈折率である。
そして、上記検体（試薬）がマイクロチップ１０の検体流入口１４ａより流路１４に注入されると、抗体Ｉｇは検体を抗原として認識して結合し抗体抗原反応が起こる。そのため金属薄膜１３に固定された抗体Ｉｇの状態が変化するので金属薄膜１３の表面の屈折率が変化し、この屈折率変化に伴い共鳴角も変化する。よって、強度が減衰した反射光のＣＣＤ受光面上の位置も変化する。
【００１３】
制御部４０は、ＣＣＤ受光面における強度が減衰した反射光の受光位置変化情報を画像情報として受信し、共鳴角の変化を求め解析することにより、金属薄膜表面にて発生した抗体抗原反応の状態（抗体と抗原との結合特性等）を特定する。
以上のように、上記したＳＰＲセンサ装置は、マイクロチップを用いたマイクロ・トータル・アナリシス・システム（μＴＡＳ）として機能し、高速かつ高精度の反応分析を行い、コンパクトで自動化されたシステムを実現することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開平６−１６７４４３号公報
【特許文献２】特開２０００−５５８０５号公報
【特許文献３】特開２００６−１８７７３０号公報
【特許文献４】特許３７１４３３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上記したように、ＳＰＲセンサ装置に使用するマイクロチップ１０は、例えば、第１のマイクロチップ基板１１と、表面の一部に金属薄膜が施されているガラス基板である第２のマイクロチップ基板１２とを接合して構成される。図１８に示すように、上記マイクロチップ１０は、第２のマイクロチップ基板１２の下面（金属薄膜が施されている面と反対側の面）がＳＰＲセンサ装置の試料保持部２７の基準面と接触するように保持される。この基準面の高さは、第２のマイクロチップ基板１２の厚みを考慮して設定されている。
すなわち、このように設定された基準面上にマイクロチップを保持した場合、マイクロチップの第２のマイクロチップ基板１２側に照射される光源からの光は、金属薄膜１３の裏面の所定位置に到達し、金属薄膜１３によって反射され、ＣＣＤ２３の受光面に到達する。
光源２２の光出射方向、ＣＣＤ２３の位置は固定されており、第２のマイクロチップ基板１２の厚みや金属表面上の抗体Ｉｇ等の検査体の状態が同一であるならば、任意のマイクロチップを設置しても、ＳＰＲにより強度が減衰した反射光のＣＣＤ受光面上での到達位置は同一となる。
しかしながら、第２のマイクロチップ基板１２を構成するガラス基板の厚みは必ずしも同一ではなく、ある程度のばらつきが存在する。
【００１６】
同一材質の金属薄膜１３上に同種の抗体Ｉｇが固定された検査体を有し、第２のマイクロチップ基板１２の厚みのばらつきがΔｔであるマイクロチップ１０を計測する場合を考える。ここで、ＳＰＲセンサ装置の光源２２、ＣＣＤ２３の配置は一定である。
図１９（ａ）（ｂ）に示すように、両マイクロチップの共鳴角θｉは同一であるものの、第２のマイクロチップ基板１２の厚みのばらつきのため金属薄膜１３の上下方向の位置が互いに相違する。よって、金属薄膜１３の裏面に到達後、ＳＰＲにより強度が減衰した反射光のＣＣＤ受光面上での到達位置はΔｘだけずれてしまう。すなわち、同一状態の検査体を有するマイクロチップを観測しても、観測結果データに誤差が生じてしまうという不具合が発生する。
【００１７】
ところで、マイクロチップに構成する流路の数は１つでも複数でもよい。しかしながら、複数回の測定を行う場合、流路が１つの場合は測定の都度マイクロチップを交換する必要があるので測定に要する時間が長くなる。一方、１つのマイクロチップに複数の流路を設ける場合は、マイクロチップの複数回の測定を短時間で行うことが可能となる。また、第１の基板に溝部を１箇所成型する場合も複数箇所成型する場合も製造コストに差はあまりなく、１つのマイクロチップに複数の流路を設ける場合、マイクロチップの接合工程が１回でよいので、流路が１つのマイクロチップを複数個用意するよりもコストダウンとなる。よって、マイクロチップには複数個の流路が形成される場合が多い。
しかしながら従来は、１枚のマイクロチップを用いて複数回測定を行う際、具体的にどのように複数の流路を配置し、どのように測定をすれば、効率的に短時間で測定できるか検討されていなかった。
【００１８】
本発明は上記事情によりなされたものであり、その課題はマイクロチップを構成する基板の厚みにばらつきが存在する場合でも、ＳＰＲセンサ装置による観測結果に誤差が生じないようにすることができ、また、効率的かつ短時間で測定が可能なマイクロチップ、および当該マイクロチップを使用する表面プラズモン共鳴測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
図１に本発明のマイクロチップの断面構造と、当該マイクロチップのＳＰＲセンサ装置への固定方法を示す。なお、図１（ａ）（ｂ）は、第２のマイクロチップ基板１２の厚さが違うマイクロチップをＳＰＲセンサ装置に固定した場合を示している。
図１に示すように、本発明のマイクロチップ１０は、第１のマイクロチップ基板１１とガラス基板である第２のマイクロチップ基板１２とが接合されて構成され、第２のマイクロチップ基板１２の第１のマイクロチップ基板１１との接合面ＬＬの一部に金属薄膜１３が施されていて、上記接合面ＬＬが突出した突出部１６が設けられている。すなわち、上記第２のマイクロチップ基板１２の両側の側面が突出した突出部１６が形成され、該突出部１６の上側の面は、上記接合面ＬＬと同一平面となっている。
従来のＳＰＲセンサ装置は、前記図１８、図１９に示すように、測定基準面Ｌが上面側に設定された試料保持部２７によってマイクロチップを保持・固定する構造であった。
これに対し、図１に示すように、本発明のマイクロチップを使用するＳＰＲセンサ装置は測定基準面Ｌが下面側に設定された試料固定部２４を有し、当該試料固定部２４の測定基準面Ｌに押付け機構３５によって本発明のマイクロチップの突出部分１６を押付けることにより、上記マイクロチップを保持・固定する。
【００２０】
図１から明らかなように、第１のマイクロチップ基板１１と第２のマイクロチップ基板１２の接合面ＬＬが測定基準面Ｌに押付けられるので、上記接合面ＬＬは第２のマイクロチップ基板１２の厚みのばらつきに左右されることなく測定基準面Ｌに一致する。金属薄膜１３は上記接合面ＬＬ上に設けられるので、金属薄膜１３の上下方向の位置もばらつかず一定となる。そのため、金属薄膜１３の裏面に到達後、ＳＰＲにより強度が減衰した反射光のＣＣＤ受光面上での到達位置もばらつかず、観測結果データの誤差の発生を抑制することができる。
【００２１】
ここで、図１に示した例では、本願発明のマイクロチップ１０の突出部１６は、第１のマイクロチップ基板１１に対して第２のマイクロチップ基板１２を突出させることにより形成しているが、必ずしもこれに限るものではない。
例えば、図２に示すように第２のマイクロチップ基板１２に対して第１のマイクロチップ基板１１を突出させることにより、マイクロチップの突出部１６を形成してもよい。なお、図２（ａ）（ｂ）は図１と同様、第２のマイクロチップ基板１２の厚さが違うマイクロチップをＳＰＲセンサ装置に固定した場合を示しており、図１に示したものと同一のものには同一の符号が付されている。
この場合に使用されるＳＰＲセンサ装置は、従来のＳＰＲセンサ装置と同様、測定基準面Ｌが上面側に設定された試料固定部２４によってマイクロチップ１０を保持・固定する構造となる。
【００２２】
図２から明らかなように、本構成においても第１のマイクロチップ基板１１と第２のマイクロチップ基板１２の接合面ＬＬは第２のマイクロチップ基板１２の厚みのばらつきに左右されることなく測定基準面Ｌに一致する。よって、図１に示した例と同様、上記接合面ＬＬ上に設けられた金属薄膜１３の上下方向の位置もばらつかず一定となる。そのため、金属薄膜１３の裏面に到達後、ＳＰＲにより強度が減衰した反射光のＣＣＤ受光面上での到達位置もばらつかず、観測結果データの誤差の発生を抑制することができる。
以上のように、本発明のマイクロチップ１０は、マイクロチップ１０の流路が設けられた面の両側の側面を突出させて突出部１６を形成し、該突出部１６の一方の面が上記接合面ＬＬと同一平面となるように構成している。
すなわち、上記突出部１６は、第１のマイクロチップ基板１１と第２のマイクロチップ基板１２を接合させた状態において、流路が設けられた面の両側の側面において、いずれか一方の基板が他方の基板より突出し、突出した表面が上記接合面ＬＬと同一平面であるように構成されている。なお、本発明のマイクロチップ１０において、上記突出部１６を除いた部分をマイクロチップ本体部１５という。
【００２３】
なお、図２のように第１のマイクロチップ基板１１の突出した接合面ＬＬに測定基準面が上面側に設定された試料固定部２４を接触させてマイクロチップ１０を保持する場合、第１のマイクロチップ基板１１の材質に注意する必要がある。
図２に示す構成の場合、マイクロチップ１０の支持は第１のマイクロチップ基板１１とＳＰＲセンサ装置の試料固定部２４より行われる。ここで、例えば、第１のマイクロチップ基板１１の材質がポリジメチルシロキサン（Ｐｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ：ＰＤＭＳ）のような柔らかい材質である場合、マイクロチップに作用する重力の影響により、ＳＰＲセンサ装置にマイクロチップを設置した後で第１のマイクロチップ基板１１が徐々に変形し、結果として第２のマイクロチップ基板１２上にある金属薄膜１３の位置が測定基準面からずれてしまう可能性がある。
【００２４】
また、第２のマイクロチップ基板１２の下にマッチングオイルＭＯを介してプリズム２１を光学的に接合する場合や、マイクロチップ１０に設けられた流路１４の検体流入口に外部から図示を省略した検体供給手段の検体送液用チューブを接続する場合にも、プリズム２１やチューブを介してマイクロチップに対してある程度の力が作用する。この場合においても、マイクロチップに作用した力の影響で第１のマイクロチップ基板１１が変形し、第２のマイクロチップ基板１２上の金属薄膜１３の位置が測定基準面からずれてしまう可能性がある。
【００２５】
一方、図１のような第２のマイクロチップ基板１２の突出した接合面ＬＬを測定基準面Ｌに一致させる構造においては、第２のマイクロチップ基板１２がＰＤＭＳ樹脂よりも硬いガラスや環状オレフィン構造を有する樹脂で作られるため、上記したようなマイクロチップ基板の変形に伴い金属薄膜１３の位置が測定基準面からずれるという問題が起こる可能性は極めて小さい。
したがって、第１のマイクロチップ基板１１を変形する可能性のある柔らかい材質で作る場合においては、図１に示すように、ガラスや環状オレフィン構造を有する樹脂といった比較的硬い材質からなる第２のマイクロチップ基板１２とＳＰＲセンサ装置の試料固定部２４とによりマイクロチップの支持を行うような構造にすることが望ましい。
【００２６】
以上のように、マイクロチップ１０に突出部１６を設け、突出部１６の一方の面がマイクロチップの接合面ＬＬと同一平面となるように構成し、ＳＰＲセンサ装置の試料固定部２４の測定基準面Ｌに、上記突出部１６の接合面ＬＬと同一平面となっている面を押しつけることで、上記接合面ＬＬは第２のマイクロチップ基板１２の厚みのばらつきに左右されることなく測定基準面Ｌに一致させることができる。
本発明においては、上記構成のマイクロチップにおいて、さらに、以下のように構成することで、効率的かつ短時間での測定を可能とする。
すなわち、後述する図１２に示すように、マイクロチップ本体部１５が矩形状のマイクロチップ１０に複数の流路１４を設け、各流路１４に含まれる複数の金属薄膜１３を、上記マイクロチップ本体部１５の接合面ＬＬ上において、マイクロチップ１０から突出部１４を除いたマイクロチップ本体部１５の該突出部が設けられた両側の辺に平行で、該辺に等距離にある中央線上の点に対して、点対称となるような位置に配列する。そして、本発明のマイクロチップを用いて、以下のように測定を行う。
【００２７】
図３は図１２に示すマイクロチップを用いて流路内に保持された検体の測定を行う手順の概略を示した図である。図３に示すマイクロチップ１０では、行列状に２０の流路が設けられ、Ａ列、Ｂ列の２つの流路（例えばａ１，ｂ１）を組みとして測定対象とし、２つの流路ａ１，ｂ１のうち、一方の流路を比較参照部として用い、他方の流路を検体中の抗原濃度を測定するための測定部として用いる。なお、一つの流路を測定対象とするようにしてもよい。
（１）測定１回目
図３（ａ）に示すように、マイクロチップ１０の測定したい個所（同図の矢印で示す流路ａ１，ｂ１）をＳＰＲセンサ装置の試料固定部２４の測定領域Ｒ（同図の線で囲った領域）に位置決めする。測定領域の下側（裏側）には、前記図１に示したように、光源２２とＣＣＤ２３が設けられている。上記流路の真下にマッチングオイルＭＯを塗り、プリズム２１を取り付けて、流路ａ１に検体を注入し、前記したように、光源２２からの光を測定領域Ｓの金属薄膜１３に照射し、その反射光をＣＣＤ２３で受光する。
なお、
【００２８】
（２）測定２〜５回目
図３（ｂ）に示すようにマイクロチップ１０の位置をずらし、上記（１）と同様に次の測定対象となるＡ列、Ｂ列の流路ａ２，ｂ２を測定領域Ｒに位置決めし、上記と同様の測定を行う。
以下同様に、マイクロチップ１０の位置をずらしながら、測定対象となるＡ列、Ｂ列の各流路ａ３，ｂ３−ａ５，ｂ５の測定を行う。
（３）測定６〜１０回目
図３（ｃ）に示すように５回目の測定が終わったら、図３（ｄ）に示すようマイクロチップ１０を取り出して、１８０°回転させる。前記したように、マイクロチップの金属薄膜１３は、前記接合面ＬＬ上であって、突出部１６が設けられたマイクロチップ本体部１５の辺に平行で、該辺に等距離にある中央線上の点に対して、点対称となるような位置に配列されており、上記のように１８０°回転させることで、測定済みのＡ列、Ｂ列と未測定のＣ列、Ｄ列が上下段で入れ替わる。
そして、図３（ｅ）のように試料固定部２４上に位置決めし、上記（１）（２）の同様に、Ｃ列、Ｄ列の測定対象となる流路ｃ５，ｄ５−ｃ１，ｄ１の測定を行う。
【００２９】
本発明においては、上記のようにマイクロチップをＳＰＲセンサ装置の試料固定部２４上で少しずつ移動させて位置決めすることにより、ＳＰＲセンサ装置に複数の光源２２，ＣＣＤ２３の組を設けることなく、測定対象となる各流路の測定を迅速かつ効率的に行うことができる。また、マイクロチップ１０の金属薄膜１３を上記のように点対称に配列することにより、該点対称となる点を中心にマイクロチップを１８０°回転させることで、測定済みの行と未測定の行を上下段で入れ替えることができ、効率的かつ短時間での測定が可能となる。
【００３０】
以上に基づき、本発明においては、以下のようにして前記課題を解決する。
（１）一方の面に溝部が形成されている第１のマイクロチップ基板と、表面に金属薄膜が成膜されている第２のマイクロチップ基板とからなり、第１のマイクロチップ基板の溝部が形成されている面と第２のマイクロチップ基板の金属薄膜が成膜されている側の面とが接合され、第１のマイクロチップ基板の溝部と第２のマイクロチップ基板表面とにより形成される流路内に上記金属薄膜が内包され、上記第２のマイクロチップ基板の上記金属薄膜が形成されている面とは反対側の面から上記金属薄膜に対して光照射し、上記金属薄膜上の試料に対して表面プラズモン共鳴測定を行う際に使用されるマイクロチップにおいて、上記流路が設けられた面の両側の側面に突出部を形成し、該突出部の一方の面を、上記第１のマイクロチップ基板と第２のマイクロチップ基板の接合面と同一平面とする。
（２）上記（１）において、第２のマイクロチップ基板がガラスもしくは環状オレフィン構造を持つ樹脂から成り、第１のマイクロチップ基板と比較して第２のマイクロチップ基板の方が大きく、該第２のマイクロチップ基板の一部が上記突出部を形成し、上記突出部の一方の面は、第２のマイクロチップ基板の第１のマイクロチップ基板との接合面と同一平面とする。
（３）上記（１）（２）において、第２のマイクロチップ基板上に、複数の金属薄膜を設け、複数の金属薄膜を１乃至複数の行列状に配列し、各行および列を構成する各金属薄膜の光照射される位置がほぼ同一直線上にあるように配列する。
（４）上記（１）（２）（３）において、上記マイクロチップから前記突出部を除いた部分であるマイクロチップ本体部の金属薄膜が設けられる面は矩形状であって、複数の金属薄膜の光照射される位置は、上記マイクロチップ本体部において、突出部が設けられた辺に平行で、該辺に等距離にある中央線上の点に対して、点対称となるような位置に配列されている
（５）上記（１）（２）（３）のマイクロチップを保持する板状の試料固定部と、光源と、プリズムと、光検出器とを備え、該光源から放出される光を上記マイクロチップの金属薄膜に対して照射し、上記金属薄膜からの反射光を上記光検出器で検出して金属薄膜上の試料特性を求める表面プラズモン共鳴センサ装置において、上記試料固定部のいずれか一方の面が、上記マイクロチップの接合面と同一平面である突出部の一方の面と接触する測定基準面として設定され、この測定基準面は、上記マイクロチップを、上記突出部の上記一方の面が該測定基準面と接触するように上記試料固定部に保持させたとき、上記マイクロチップの金属薄膜に対して上記光源からの光を光照射可能であって、かつ、上記金属薄膜からの反射光を上記光検出器で検出可能な位置に設定されている。
（６）上記（５）において、マイクロチップを上記試料固定部に保持させる際、該マイクロチップの接合面と同一平面である突出部の一方の面と上記試料固定部に設定された測定基準面とが一致するように、上記突出部の他方の面に、上記測定基準面に垂直でかつ上記測定基準面に向かう方向の力を作用させる加圧機構を設ける。
（７）上記（５）（６）において、上記試料固定部には、上記試料固定部の測定基準面に平行な平面上において、上記マイクロチップを位置決めするための位置決め機構が設けられる。該位置決め機構により、上記マイクロチップの各金属薄膜が、上記光源からの光を光照射可能であって、かつ、該金属薄膜からの反射光を上記光検出器で検出可能な位置に位置決めされる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明においては、以下の効果を得ることができる。
（１）マイクロチップの流路が設けられた面の両側の側面に突出部を形成し、該突出部の一方の面を、上記第１のマイクロチップ基板と第２のマイクロチップ基板の接合面と同一平面としたので、突出部の接合面同一平面となっている面をＳＰＲセンサ装置の測定基準面と一致させることにより、第２のマイクロチップ基板の厚みのばらつきに関係なく、第２のマイクロチップ基板上の金属薄膜の上下方向の位置を一定の位置に設定することができる。
このため、金属薄膜裏面に到達後、ＳＰＲにより強度が減衰した反射光のＣＣＤ受光面上での到達位置もばらつかず、観測結果データの誤差の発生を抑制することができる。
（２）第２のマイクロチップ基板に、ガラスもしくは環状オレフィン構造を持つ樹脂等の比較的硬い材質のものを用い、第１のマイクロチップ基板より第２のマイクロチップ基板を大きくし、第２のマイクロチップ基板の一部が上記突出部を形成するように構成することにより、重力の影響を受けても変形せず、またプリズム接合時や、検体供給手段の検体送液用チューブを流路に接続する際にマイクロチップに対してある程度の力が作用しても変形しない。そのため、第２のマイクロチップ基板上にある金属薄膜の位置が測定基準面からずれてしまうことを防ぐことができる。
（３）第２のマイクロチップ基板上に、複数の金属薄膜を設け、複数の金属薄膜を１乃至複数の行列状に配列し、各行および列を構成する各金属薄膜の光照射される位置がほぼ同一直線上にあるように配列することにより、各流路における測定を行う場合のマイクロチップの位置決めは、この同一直線と同じ方向にずらすことにより行うことができ、位置決めが容易となる。
（４）マイクロチップから前記突出部を除いた部分であるマイクロチップ本体部の金属薄膜が設けられる面を矩形状とし、複数の金属薄膜の光照射される位置を、マイクロチップ本体部において、突出部が設けられた辺に平行で、該辺に等距離にある中央線上の点に対して、点対称となるような位置に配列することにより、マイクロチップを１８０°反転させることで、ＳＰＲセンサ装置の測定領域に、異なった列の流路を配置することができ、効率的かつ短時間での測定が可能となる。
（５）ＳＰＲセンサ装置において、試料固定部のいずれか一方の面を、マイクロチップの接合面と同一平面である突出部の一方の面と接触する測定基準面として設定し、マイクロチップを、上記突出部の上記一方の面が該測定基準面と接触するように上記試料固定部に保持させたとき、マイクロチップの金属薄膜に対して光源からの光を光照射可能であって、かつ、上記金属薄膜からの反射光を上記光検出器で検出可能な位置に設定することにより、突出部の接合面同一平面となっている面をＳＰＲセンサ装置の測定基準面と一致させることにより、第２のマイクロチップ基板の厚みのばらつきに関係なく、第２のマイクロチップ基板上の金属薄膜の上下方向の位置を一定の位置に設定することができる。
（６）ＳＰＲセンサ装置において、突出部の他方の面に、上記測定基準面に垂直でかつ上記測定基準面に向かう方向の力を作用させる加圧機構を設けることにより、確実に第２のマイクロチップ基板上の金属薄膜の上下方向の位置を一定の位置に設定することができる。
（７）ＳＰＲセンサ装置の試料固定部に、試料固定部の測定基準面に平行な平面上において、上記マイクロチップを位置決めするための位置決め機構を設けることにより、マイクロチップの各金属薄膜が、上記光源からの光を光照射可能であって、かつ、該金属薄膜からの反射光を上記光検出器で検出可能な位置に確実に位置決めすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明のマイクロチップの断面構造と、ＳＰＲセンサ装置への固定方法を示す図である。
【図２】図１において、第１のマイクロチップ基板を突出させて突出部を形成した場合を示す図である。
【図３】各流路に含まれる金属薄膜を点対称となるように配置したマイクロチップを用いて、流路内に保持された検体の測定を行う手順の概略を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施例のマイクロチップの外観図である。
【図５】図４に示すマイクロチップ各部分の詳細を示す図である。
【図６】第１の実施例のマイクロチップを用いるＳＰＲセンサ装置の構成例を示す図である。
【図７】位置決め機構の詳細構成を示す図である。
【図８】第１の実施例のマイクロチップを用いた測定の手順を説明する図である。
【図９】本発明のマイクロチップの変形例を示す図である。
【図１０】プリズムや光源、ＣＣＤを上側に配置した場合を示す図である。
【図１１】プリズムや光源、ＣＣＤを上側に配置したＳＰＲセンサ装置の概略構成を示す図である。
【図１２】第２の実施例のマイクロチップの外観図である。
【図１３】図１２に示すマイクロチップの各部分の詳細を示す図である。
【図１４】第２の実施例のマイクロチップを用いるＳＰＲセンサ装置の構成例を示す図である。
【図１５】第２の実施例のマイクロチップを用いた測定の手順（１）を説明する図である。
【図１６】第２の実施例のマイクロチップを用いた測定の手順（２）を説明する図である
【図１７】ＳＰＲセンサ装置の基本構成を説明するための図である。
【図１８】ＳＰＲセンサ装置の構成例を示す図である。
【図１９】第２のマイクロチップ基板の厚みのばらつきにより金属薄膜の上下方向の位置が相違することを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
（１）第１の実施例
図４に本発明の第１の実施例のマイクロチップの外観図、図５に図４に示すマイクロチップ各部分の詳細説明図を示す。図５（ａ）は本実施例のマイクロチップの断面図であり、同図（ｃ）のＣ−Ｃ断面図を示す。図５（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ断面図、同図（ｃ）は同図）（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
従来のマイクロチップと同様、本実施例のマイクロチップ１０は一対の基板（第１のマイクロチップ基板１１、第２のマイクロチップ基板１２）が対向して接合された構造を有する。
本実施例のマイクロチップ１０は、図４に示すように第１のマイクロチップ基板１１に比べて第２のマイクロチップ基板１２の方が大きい。これにより、同図に示すように、流路が形成された面の両側の側面が突出した突出部１６が形成され、突出部１６の一方の面は、上記第１のマイクロチップ基板１１と第２のマイクロチップ基板１２の接合面ＬＬと同一平面を有する。なお、以下では、マイクロチップ１０において、上記突出部１６を除いた部分をマイクロチップ本体部１５という。
【００３４】
第１のマイクロチップ基板１１は、例えば、ポリジメチルシロキサン（Ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ：ＰＤＭＳ）などのシリコーンからなる。一方、上記したように第２のマイクロチップ基板１２は、プリズム２１と同じ材質のガラス基板からなる。なお、第２のマイクロチップ基板１２、プリズム２１の材質として環状オレフィン構造を有する樹脂を採用してもよい。
前記したように、第２のマイクロチップ基板１２とプリズム２１とは同じ材質のものが採用されるが、必ずしも両者の材質が同じである必要はない。但し、入射光に対する両者の屈折率の違いが大きいと、第２のマイクロチップ基板１２の厚みのばらつきによる入射光の光路のばらつきが無視できなくなる場合もある。よって、第２のマイクロチップ基板１２の材質とプリズム２１の材質とが相違する場合、両者の屈折率の差はできるだけ小さい方が望ましい。
【００３５】
マイクロチップ基板１１，１２の接合は、第１のマイクロチップ基板１１の接合側表面に真空紫外光を照射して当該表面を活性化させた後、第２のマイクロチップ基板１２を貼り合わせて行われる。具体的には、例えば特許文献３や特許文献４に示されているように、第１のマイクロチップ基板１１に波長１７２ｎｍに輝線を有するエキシマランプからの光を照射して当該表面に改質処理（酸化処理）を施し、ガラス基板である第２のマイクロチップ基板１２を第１のマイクロチップ基板１１の被改質処理表面に密着させて、両基板を接合する。
【００３６】
図４、図５（ａ）に示すマイクロチップにおいて、第１のマイクロチップ基板１１の表面に、例えば幅１０〜数１００μｍ、深さ１０〜数１００μｍ程度の微細な溝部（流路１４）が複数個形成されている。具体的には、第１のマイクロチップ基板１１に形成された微細な溝部と第２のマイクロチップ基板１２表面とにより、上記流路１４が構成される。
ここでマイクロチップに構成する流路１４の数は１つでも複数でもよい。しかしながら複数回の測定を行う場合、流路１４が１つの場合は測定の都度マイクロチップを交換する必要があるので測定に要する時間が長くなる。一方、１つのマイクロチップに複数の流路１４を設ける場合は、マイクロチップの測定位置を都度ずらすだけで複数回の測定を短時間で行うことが可能となる。また、第１のマイクロチップ基板１１に溝部を１箇所成型する場合も複数箇所成型する場合も製造コストに差はあまりなく、１つのマイクロチップに複数の流路１４を設ける場合、マイクロチップの接合工程が１回でよいので、流路１４が１つのマイクロチップを複数個用意するよりもコストダウンとなる。よって、マイクロチップには複数個の流路１４が形成される場合が多い。
【００３７】
図５（ａ）に示すように、本実施例のマイクロチップには１０個の流路１４が設けられている。詳細には、上記マイクロチップには、１列５個の流路１４が２行設けられおり（ここでは横方向の並びを「列」、縦方向の並びを「行」と呼ぶこととする）、各行、列の流路１４は等間隔、かつ、ほぼ直線状に配置されている。後で述べる測定例のように１回の測定で２つの流路１４を使用する場合、このマイクロチップでは５回の測定を行うことが可能となっている。この場合、一方の流路１４は比較参照部として用いられ、他方の流路１４は検体中の抗原濃度を測定するための測定部として用いられる。なお、以下では比較参照部の流路１４をａ１〜ａ５といい、測定部の流路１４をｂ１〜ｂ５という。
図５（ｂ）に示すように、流路１４内には金属薄膜１３が設置される。金属薄膜１３は流路１４内の第２のマイクロチップ表面（すなわち、第１および第２のマイクロチップ基板１１，１２の接合面ＬＬ）上に設けられる。金属薄膜１３はクロム（Ｃｒ）薄膜上に金（Ａｕ）薄膜が積層された構造を有する。抗体抗原反応をモニタリングする場合、金属薄膜１３上に抗体（抗原受容体）が設置される。なお、以下の説明では、比較参照部として使用される金属薄膜１３をｃ１〜ｃ５といい、測定部として使用される金属薄膜１３をｄ１〜ｄ５という。
まず上記したＡｕ薄膜と例えばアルカンチオールとを反応させて当該Ａｕ薄膜上に自己組織化膜（Ｓｅｌｆ−Ａｓｓｅｍｂｌｅｄ Ｍｏｎｏｌａｙｅｒ：ＳＡＭ膜）が形成される。そしてこのＳＡＭ膜と抗体とを化学的に結合させることにより、抗体がＳＡＭ膜上に固定される。すなわち、金属薄膜１３上に抗体が固定される。
【００３８】
図４、図５（ａ）、図５（ｃ）に示すように第２のマイクロチップ基板１２は第１のマイクロチップ基板１１よりも大きく、両者を接合した際、第２のマイクロチップ基板１２の接合面ＬＬは第１のマイクロチップ基板１１から突出した状態となる。すなわち、前記したように図４、図５（ａ）、図５（ｃ）に示す本発明のマイクロチップは、第１、第２のマイクロチップ基板１１，１２の接合面ＬＬが突出した突出部１６が設けられている。
後述する図６に示すＳＰＲセンサ装置の測定基準面Ｌにこの突出部１６の接合面ＬＬ側表面を接触させるようにして当該マイクロチップ１０を保持することにより、抗体Ｉｇが固定された金属薄膜１３が設けられた上記接合面ＬＬは第２のマイクロチップ基板１２の厚みのばらつきに左右されることなく測定基準面Ｌに一致し、金属薄膜１３の上下方向の位置はばらつかず一定となる。
すなわち、図４、図５に示すマイクロチップを使用する図６に示すＳＰＲセンサ装置は、図４に示すようなガラスや環状オレフィン構造を有する樹脂といった比較的硬い材質からなる第２のマイクロチップ基板１２とＳＰＲセンサ装置の試料固定部２４とによりマイクロチップの支持を行う方式を採用している。なお、図６に示すＳＰＲセンサ装置にて上記マイクロチップを保持させる具体的な構造については後で述べる。
【００３９】
図５（ａ）に戻り、本発明のマイクロチップの突出部１６（第２のマイクロチップ基板１２の突出部分）には、位置決め用穴部１７が設けられている。これは図６に示すＳＰＲセンサ装置に図４，５に示す複数個の流路１４を有するマイクロチップ１０を搭載して複数回測定を行う場合、各測定におけるマイクロチップ１０の位置を図６に示すＳＰＲセンサ装置の所定の位置に位置決めするためのものである。なお、マイクロチップ１０の位置決めについての具体的な手順は後で述べる。
【００４０】
図６に、本実施例のマイクロチップを用いたＳＰＲセンサ装置の構成例を示す。なおここでは、上記ＳＰＲセンサ装置を、抗体抗原反応をモニタリングするバイオセンサとして使用する場合を例に取る。
ここで図６（ａ）はＳＰＲセンサ装置の側面図、図６（ｂ）はＳＰＲセンサ装置の上面図、図６（ｃ）は図６（ｄ）のＢ−Ｂ断面図、図６（ｄ）は図６（ｂ）のＡ−Ａ断面図である。
【００４１】
図６に示すＳＰＲセンサ装置は、底面側に設けられた底板３３（図６（ｃ）（ｄ）参照）と、側面側に設けられた２枚の長手方向側板３２（図６（ｂ）（ｃ）参照）およびマイクロチップ搬入・退出部３４が設けられた２枚の側板３１（図６（ａ）（ｂ）参照）と、上面側に設けられた２枚の試料固定部２４（図６（ｂ）（ｃ）参照）とから構成される筐体構造を有する。
なお、２枚の試料固定部２４の間隔は、マイクロチップ挿入時、マイクロチップ１０の第１のマイクロチップ基板１１上面（マイクロチップ本体部１５）が露出し、マイクロチップ１０の突出部１６の少なくとも一部は露出しないように設定されている。
すなわち、２枚の試料固定部２４の間隔は、試料固定部２４の下面とマイクロチップの突出部１６の表面（第２のマイクロチップ基板１２の上面）とが接触可能であるように設定されている。
この筐体構造の内部には、２枚の長手方向側板３２の内側に各々設けられた押付け機構保持部３５ａ（図６（ｃ）参照）が設けられる。押付け機構保持部３５ａ上には、例えば、ボールプランジャーからなる押付け機構３５が、押付け機構保持部３５ａの長手方向に沿って複数設けられる（図６（ｄ）参照）。
また、筐体構造の内部には、光源２２と偏光子２２ａとレンズ２２ｂとＣＣＤ２３が設けられ、該光源２２から出射し、偏光子２２ａで偏光されたＰ偏光レーザビームはレンズ２２ｂを介して測定領域Ｒに配置された金属薄膜１３に照射され、その反射光がＣＣＤ２３で受光される。
また、プリズム２１を保持するプリズム保持部２１ａと、マイクロチップの下面にプリズム２１を取り付けるためのプリズム駆動機構２１ｂが設けられる。
【００４２】
マイクロチップ１０は側板３１に設けられたマイクロチップ搬入・退出部３４より、ＳＰＲセンサ装置内に挿入される。挿入後、マイクロチップ１０の下面（図４に示す第２のマイクロチップ基板１２の下面）は、押付け機構保持部３５ａに設けられた押付け機構３５（ボールプランジャー）により上方向へ力を受ける。よって、マイクロチップ１０の突出部１６上面の一部（接合面ＬＬ）は、試料固定部２４の下面と接触する。試料固定部２４の下面を測定基準面Ｌに設定したとき、マイクロチップにおける第１のマイクロチップ基板１１と第２のマイクロチップ基板１２との接合面ＬＬは、第２のマイクロチップ基板１２の厚みのばらつきに左右されることなく測定基準面Ｌに一致する。よって、上記接合面ＬＬ上に設けられた金属薄膜１３の上下方向の位置もばらつかず一定となる。
【００４３】
マイクロチップ搬入・退出部３４よりＳＰＲセンサ装置内に挿入されたマイクロチップ１０は、マイクロチップ１０に設けられた流路１４が所定の測定領域Ｒに位置するよう位置決めされる。ここで所定の測定領域Ｒとは、光源２２からの光がマイクロチップ１０に設けられた複数の流路１４のうちの特定の流路１４内の金属薄膜１３に照射される位置である。
図５（ａ）に示すように、本実施例のマイクロチップには１０個の流路１４が設けられている。図６に示す例においては、１０個の流路１４のうちの２つの流路１４内の金属薄膜１３に光が照射されるように、上記測定領域Ｒは設定されている。すなわち、１つのマイクロチップで５回の測定が可能となっている。
【００４４】
マイクロチップの位置決めは位置決め機構２５によって行われる。
図７に位置決め機構の詳細図を示す。位置決め機構２５は、位置決め機構本体２５ａと位置決めピン２５ｂと固定用ねじ２５ｃとからなる。位置決めピン２５ｂは位置決め機構本体２５ａに嵌め込まれており、位置決めピン２５ｂの一部は位置決め機構本体２５ａの下面より突出している。ここで、位置決めピン２５ｂの突出長さをｄ、試料固定部２４の厚みをｔ１、第２のマイクロチップ基板１２の厚みをｔ２としたとき、これら３つの長さにはｔ１＜ｄ＜ｔ１＋ｔ２なる関係がある。一方、固定用ねじ２５ｃは位置決め機構本体２５ａに設けられた固定用ねじ穴部２４ａに挿入される。
【００４５】
図４、図５（ａ）に示すように、マイクロチップ１０の両側に各々設けられた突出部１６において、一方の突出部１６には位置決め用穴部１７（ここでは、この突出部の位置決め用穴部をＡ（Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５）という）が所定の間隔Ｄで複数個設けられ、他方の突出部には位置決め用穴部１７（ここでは、この突出部の位置決め用穴部をＢ（Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５）という）が所定の間隔Ｄで複数個設けられている。位置決め用穴部Ａと位置決め用穴部Ｂは、それぞれ１個づつ、各穴部の中心が同一直線上にほぼ位置するように設定されている。すなわち、位置決め用穴部Ａ１と位置決め用穴部Ｂ１との中心、位置決め用穴部Ａ２と位置決め用穴部Ｂ２との中心、位置決め用穴部Ａ３と位置決め用穴部Ｂ３との中心、位置決め用穴部Ａ４と位置決め用穴部Ｂ４との中心、位置決め用穴部Ａ５と位置決め用穴部Ｂ５との中心が、それぞれ、同一直線上にほぼ位置するように設定されている。この同一直線上の位置決め用穴部Ａと位置決め用穴部Ｂを、以下、一対の位置決め用穴部１７と称することにする。
【００４６】
図５（ａ）に示すように、一対の位置決め用穴部１７と流路１４中の金属薄膜１３との位置関係は一定に設定されている。すなわち、一対の位置決め穴部Ａ１，Ｂ１と流路ａ１中の金属薄膜ｃ１，流路ｂ１中の金属薄膜ｄ１との位置関係と、一対の位置決め穴部Ａ２，Ｂ２と流路ａ２中の金属薄膜ｃ２，流路ｂ２中の金属薄膜ｄ２との位置関係とは同一である。同様に、これら２つの位置関係は、一対の位置決め穴部Ａ３，Ｂ３と流路ａ３中の金属薄膜ｃ３，流路ｂ３中の金属薄膜ｄ３との位置関係、一対の位置決め穴部Ａ４，Ｂ４と流路ａ４中の金属薄膜ｃ４，流路ｂ４中の金属薄膜ｄ４との位置関係、一対の位置決め穴部Ａ５，Ｂ５と流路ａ５中の金属薄膜ｃ５，流路ｂ５中の金属薄膜ｄ５との位置関係と同一である。
【００４７】
一方、図７に示すように、ＳＰＲセンサ装置の試料固定部２４には、位置決めピン貫通穴部２４ｂと固定用ねじ穴部２４ａが設けられている。これらの穴部はマイクロチップ１０の両側に配置される各試料固定部２４に、それぞれ一箇所づつ設けられている。そして図６（ｂ）に示すように、２つの位置決めピン貫通穴部２４ｂの中心が同一直線上にほぼ位置するように、各試料固定部２４における上記位置決めピン貫通穴部２４ｂの位置が設定されている。
この各試料固定部２４に設けられたほぼ同一直線上にある２つの位置決めピン貫通穴部２４ｂの各中心位置と、マイクロチップ１０に設けられた一対の位置決め用穴部１７の各中心位置とを略一致させることにより、マイクロチップの位置決めが行われる。
【００４８】
マイクロチップ１０の位置決めは以下のように行われる。まず、ＳＰＲセンサ装置内に挿入されたマイクロチップ１０の一対の位置決め用穴部１７と各試料固定部２４にそれぞれ設けられた位置決めピン貫通穴部２４ｂとの位置を合わせる。次に、位置決め機構本体２５ａの下面から突出した位置決めピン２５ｂを位置決めピン貫通穴部２４ｂに挿入し、当該位置決めピン２５ｂが位置決めピン貫通穴部２４ｂおよび位置決め用穴部１７の双方に挿入されるように、マイクロチップ１０の位置を調整する。この後、固定用ねじ２５ｃと試料固定部２４に設けられている固定用ねじ穴部２４ａとにより各位置決め機構をねじ止めする。
【００４９】
ここで、マイクロチップ１０に設けられた一対の位置決め用穴部１７の位置と試料固定部２４に設けられた位置決めピン貫通穴部２４ｂの位置は、マイクロチップ１０が位置決めされたときこのマイクロチップ１０の２つの流路１４が測定領域Ｒに位置するように各々設定されている。
すなわち、一対の位置決め用穴部Ａ１およびＢ１と各位置決めピン貫通穴部２４ｂとが位置決めされると、比較参照部に相当する流路ａ１内の金属薄膜ｃ１と測定部に相当する流路ｂ１内の金属薄膜ｄ１とが測定領域Ｒ内に位置決めされる。
同様に、一対の位置決め用穴部Ａ２およびＢ２と各位置決めピン貫通穴部２４ｂとが位置決めされると流路ａ２内の金属薄膜ｃ２と流路ｂ２内の金属薄膜ｄ２とが測定領域Ｒ内に位置決めされ、一対の位置決め用穴部Ａ３およびＢ３と各位置決めピン貫通穴部２４ｂとが位置決めされると流路ａ３内の金属薄膜ｃ３と流路ｂ３内の金属薄膜ｄ３とが測定領域Ｒ内に位置決めされ、一対の位置決め用穴部Ａ４およびＢ４と各位置決めピン貫通穴部２４ｂとが位置決めされると流路ａ４内の金属薄膜ｃ４と流路ｂ４内の金属薄膜ｄ４とが測定領域Ｒ内に位置決めされ、一対の位置決め用穴部Ａ５およびＢ５と各位置決めピン貫通穴部２４ｂとが位置決めされると流路ａ５内の金属薄膜ｃ５と流路ｂ５内の金属薄膜ｄ５とが測定領域Ｒ内に位置決めされる。
【００５０】
以下、ＳＰＲセンサ装置を用いて、試薬中の抗原濃度を測定する場合の測定手順の例を示す。
測定には２つの流路１４を用いる。前述したように測定領域Ｒに位置する２つの流路１４のうち、一方の流路１４は比較参照部として用いられ、他方の流路１４は検体中の抗原濃度を測定するための測定部として用いられる。
【００５１】
（１）まず、図示を省略した検体供給手段により、濃度が既知である抗原を含有する液体状の検体を比較参照部に相当する流路１４の検体流入口１４ａより注入し、検体流出口１４ｂより排出させる。これにより、流路１４中の金属薄膜１３上に固定されている抗原Ｉｇと検体中の抗原とが反応して結合する。
（２）一方、同じく図示を省略した検体供給手段により、濃度が未知である抗原を含有する液体状の検体を測定部に相当する流路１４の検体流入口１４ａより注入し、検体流出口１４ｂより排出させる。これにより、流路１４中の金属薄膜１３上に固定されている抗原Ｉｇと検体中の抗原とが反応して結合する。
【００５２】
（３）次にプリズム保持部に設置されたプリズム２１表面にマッチングオイルＭＯを塗布する。
（４）制御部４０によりプリズム駆動機構２１ｂの駆動を制御して、プリズム保持部２１ａの位置を上方に移動させ、マッチングオイルＭＯが塗布されたプリズム２１表面と、マイクロチップ１０の下面（第２のマイクロチップ基板１２の下面）とを接触させる。上記したように、第２のマイクロチップ基板１２はプリズム２１と同じ材質のガラス基板であり、マッチングオイルはこのガラス材料と同一の屈折率をもった媒質であるので、マイクロチップとプリズム２１とは光学的に接合される。
【００５３】
（５）制御部４０により光源２２を駆動する。光源２２は、例えば、半導体レーザ光源（以下、ＬＤ光源ともいう）であり、例えば波長７６０ｎｍの光を放出する。このＬＤ光源から放出された光は偏光素子２２ａによりＰ偏光の光となり、レンズ２２ｂによって平行光にコリメートされる。
この平行光は、測定領域Ｒにある比較参照部に相当する流路１４内の金属薄膜１３と測定部に相当する流路１４内の金属薄膜１３とに照射され、両金属薄膜１３による反射光がＣＣＤ２３に到達する。ここで比較参照部、測定部に注入・排出する検体は、含有する抗原の濃度が相違するので、比較参照部、測定部の各々の金属薄膜１３に固定された抗体Ｉｇの状態も相違する。よって、各金属薄膜１３表面での屈折率変化や表面プラズモン共鳴角も相違するので、ＳＰＲにより強度が減衰した反射光のＣＣＤ受光面上の位置も互いに相違する。制御部４０は、ＣＣＤ２３の受光面に到達した２つの強度が減衰した反射光の位置情報を画像情報として受信し、それらを比較・解析して、金属薄膜１３表面にて発生した抗体抗原反応の状態（抗体と抗原との結合特性等）を特定し、例えば、測定部に注入した検体内の抗原濃度を算出する。
【００５４】
（６）流路ａ１およびｂ１の隣に位置する流路ａ２およびｂ２を用いて２回目の測定を行う場合は、以下の手順で行う。まず、制御部４０によりプリズム駆動機構２１ｂの駆動を制御して、プリズム保持部２１ａの位置を下方に移動させ、マッチングオイルＭＯが塗布されたプリズム２１表面と、マイクロチップ１０の下面（第２のマイクロチップ基板１２の下面）とを離間させる。
（７）次に、マイクロチップ１０の位置決めを行う。図８に２回目以降の位置決め手順を示す。
図８（ａ）は１回目の測定におけるマイクロチップ１０の配置を示す。測定領域Ｒには、測定部用および比較参照部用の流路１４に相当する流路ａ１およびｂ１が位置している。図８（ｂ）に示すように、まず位置決め機構２５が解除され、次に流路ａ２およびｂ２が測定領域Ｒに位置するようマイクロチップ１０が矢印方向に移動する。
そして、一対の位置決め用穴部Ａ２およびＢ２（図５（ａ）参照）の各中心位置と、各試料固定部２４に設けられた２つの位置決めピン貫通穴部２４ｂ（図６（ａ）、図７参照）の各中心位置とを略一致させる。次に、図８（ｃ）に示すように、位置決め機構２５により、マイクロチップ１０の位置決めを行う。
【００５５】
（７）その後、上記した手順（１）〜（５）を実行することにより２回目の測定が行われる。
（８）流路ａ３およびｂ３を用いた３回目の測定、流路ａ４およびｂ４を用いた４回目の測定、流路ａ５５およびｂ５を用いた５回目の測定も、上記した２回目の測定と同様な手順を経て行われる。すなわち、試料固定部２４の長さは、マイクロチップの流路ａ１およびｂ１を測定する場合も、マイクロチップの流路ａ５およびｂ５を測定する場合もマイクロチップの突出した接合面ＬＬと上記試料固定部２４の測定基準面とを一致させることが可能な長さとなっている。
【００５６】
２回目〜５回目の測定においても、本発明のマイクロチップは、ＳＰＲセンサ装置の押付け機構保持部３５ａに設けられた押付け機構３５（ボールプランジャー）により上方向へ力を受ける。よって、マイクロチップ１０の突出部１６上面の一部（接合面ＬＬ）の一部は、試料固定部２４の下面（測定基準面Ｌ）と接触し、第１のマイクロチップ基板１１と第２のマイクロチップ基板１２との接合面ＬＬは、第２のマイクロチップ基板１２の厚みのばらつきに左右されることなく測定基準面Ｌに一致する。よって、上記接合面ＬＬ上に設けられた金属薄膜１３の上下方向の位置もばらつかず一定となる。
【００５７】
上記した実施例に示したマイクロチップ１０は、図１に示すような第２のマイクロチップ基板１２と試料固定部２４とによりマイクロチップ１０の支持を行う方式を採用するため、第２のマイクロチップ基板１２が第１のマイクロチップ基板１１よりも大きく、第１のマイクロチップ基板１１の長手方向の長さと第２のマイクロチップ基板１２の長手方向の長さとが同じとなっているが、必ずしも両基板の形状は必ずしもこれに限るものではない。
例えば、図９（ａ）に示すように、第１のマイクロチップ基板１１の長手方向の長さが第２のマイクロチップ基板１２の長手方向の長さより長くてもよい。また、図９（ｂ）に示すように、第１のマイクロチップ基板１１の長手方向の長さが第２のマイクロチップ基板１２の長手方向の長さより短くてもよい。更には、図９（ｃ）に示すように、第１のマイクロチップ基板１１を複数個に分割して構成してもよい。すなわち、第２のマイクロチップ基板１２が第１のマイクロチップ基板１１よりも大きければよい。なお、図９に示す構成のマイクロチップ１０においても、上記突出部１６を除いた部分をマイクロチップ本体部１５という。図９では、突出部１６と本体部１５の境界を点線で示している。
【００５８】
なお、図１０のように、プリズム２１や光源２２、ＣＣＤ２３を上側に配置して、試料固定部２４の測定基準面Ｌとマイクロチップ１０の第２のマイクロチップ基板１２が突出した接合面ＬＬとを一致させる場合は、図６に示すような押付け機構を設けなくても確実に第２のマイクロチップ基板１２上の金属薄膜１３の上下方向の位置を一定の位置に設定することができる。
【００５９】
このような構成を採用したＳＰＲセンサ装置の例を図１１に示す。図６に示すＳＰＲセンサ装置と一部の構成要素の位置が相違するだけなので、詳細な説明は省略する。上記したように、図１１に示すＳＰＲセンサ装置は、押付け機構を設けなくても確実に第２のマイクロチップ基板１２上の金属薄膜１３の上下方向の位置を一定の位置に設定することができるが、位置決め機構２５を下側から取り付けることになるので、図６に示すＳＰＲセンサ装置と比べて作業性にやや劣る。
【００６０】
以上のように、本実施例のマイクロチップ１０は、一方の面に溝部が形成されている第１のマイクロチップ基板１１と第２のマイクロチップ基板１２とを接合した構造であって、第２のマイクロチップ基板１２の接合面ＬＬ上に表面プラズモン共鳴を用いた測定用の金属薄膜１３が施されていて、第１のマイクロチップ基板１１と第２のマイクロチップ基板１２の接合面ＬＬが突出した構造を有しているので、突出した接合面ＬＬをＳＰＲセンサ装置の測定基準面Ｌと一致させることにより、第２のマイクロチップ基板１２の厚みのばらつきに関係なく、第２のマイクロチップ基板１２上の金属薄膜１３の上下方向の位置を一定の位置に設定することができる。そのため、金属薄膜１３裏面に到達後、ＳＰＲにより強度が減衰した反射光のＣＣＤ受光面上での到達位置もばらつかず、観測結果データの誤差の発生を抑制することができる。
【００６１】
特に、第２のマイクロチップ基板１２がガラスもしくは環状オレフィン構造を持つ樹脂からなり、第１のマイクロチップ基板１１と比較して第２のマイクロチップ基板１２の方が大きくなるように構成すると、両者を接合した際、第２のマイクロチップ基板１２の接合面ＬＬは第１のマイクロチップ基板１１から突出した状態となる。この突出した接合面ＬＬとＳＰＲセンサ装置の試料固定部２４の測定基準面Ｌとを一致させると、マイクロチップ１０の支持は、第２のマイクロチップ基板１２と試料固定部２４とにより行われる。第２のマイクロチップ基板１２はガラスや環状オレフィン構造を有する樹脂といった比較的硬い材質からなるので、マイクロチップ１０に作用する重力の影響を受けても変形せず、また、マッチングオイルＭＯを介したプリズム接合時や検体供給手段の検体送液用チューブをマイクロチップ流路１４に接続する際にプリズム２１やチューブを介してマイクロチップに対してある程度の力が作用しても変形しない。そのため、第２のマイクロチップ基板１２上にある金属薄膜１３の位置が測定基準面からずれてしまう可能性は生じない。
【００６２】
ここで、マイクロチップに金属薄膜１３を内部に内包する流路１４を複数設ける場合、各流路１４内の金属薄膜１３の位置が同一直線上に配置されていると、各測定を行う場合のマイクロチップの位置決めは、この同一直線と同じ方向にずらすことにより行うことができる。すなわち、図５（ａ）に示すように、金属薄膜ｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４、ｃ５の位置をほぼ同一線上に配置し、金属薄膜ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５の位置をほぼ同一線上に配置することにより、マイクロチップをこの直線と同方向の一次元方向に移動させることにより、金属薄膜ｃ１とｄ１、ｃ２とｄ２、ｃ３とｄ３、ｃ４とｄ４、ｃ５とｄ５をそれぞれ測定領域Ｒ内に配置することができる。
【００６３】
本実施例のマイクロチップ１０を使用するＳＰＲセンサ装置は、測定基準面Ｌを有する試料固定部２４を有している。そして、上記測定基準面Ｌと上記したマイクロチップ１０の突出した接合面ＬＬとを接触させて、測定基準面Ｌと上記接合面ＬＬを一致させることが可能となっている。よって、マイクロチップ１０の第２のマイクロチップ基板１２の厚みのばらつきに関係なく、第２のマイクロチップ基板１２上の金属薄膜１３の上下方向の位置を一定の位置に設定することができる。そのため、金属薄膜１３裏面に到達後、ＳＰＲにより強度が減衰した反射光のＣＣＤ２３の受光面上での到達位置もばらつかず、観測結果データの誤差の発生を抑制することができる。
【００６４】
また、本実施例のＳＰＲセンサ装置において、第２のマイクロチップ基板１２の接合面ＬＬが第１のマイクロチップ基板１１から突出した状態の本実施例のマイクロチップを使用する場合、第２のマイクロチップ基板１２が突出した接合面ＬＬと上記試料固定部２４に設定された測定基準面Ｌとを一致させる際、第２のマイクロチップ基板１２の測定基準面Ｌと一致する面とは反対側の第２のマイクロチップ基板１２の面に、上記測定基準面Ｌに垂直かつ上記測定基準面Ｌに向かう方向の力を作用させる押し付け機構３５を設けることにより、より確実に第２のマイクロチップ基板１２上の金属薄膜１３の上下方向の位置を一定の位置に設定することができる。
【００６５】
ここで、第２のマイクロチップ基板１２上の複数の金属薄膜１３の光照射される位置がほぼ同一線上にあるように配置されているマイクロチップを用いて、マイクロチップを測定の都度、金属薄膜１３が配置されている同一直線と同方向の一次元方向に移動させる場合を考える。
ＳＰＲセンサ装置において、マイクロチップ１０を金属薄膜１３が配置されている同一直線と同方向の一次元方向に移動させてもマイクロチップ１０の突出部１６が試料固定部２４の測定基準面Ｌと一致しているように、上記試料固定部２４の長さを設定しておくことにより、いかなる測定時においても確実に第２のマイクロチップ基板１２上の金属薄膜１３の上下方向の位置を一定の位置に設定することができる。
【００６６】
（２）第２の実施例
次に、マイクロチップの複数の金属薄膜の光照射される位置を、突出部が設けられた辺に平行で、該辺に等距離にある中央線上の点に対して、点対称となるような位置に配置し、点対称となる点を中心にマイクロチップを１８０°回転させることで、測定済みの行と未測定の行を上下段で入れ替え、複数の流路の測定を迅速に行うことができるようにした実施例について説明する。
【００６７】
図１２に本実施例のマイクロチップの外観図、図１３にマイクロチップ各部分の詳細説明図を示す。図１３（ａ）は本実施例のマイクロチップの断面図であり、同図（ｃ）のＣ−Ｃ断面図を示す。図１３（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ断面図、同図（ｃ）は同図）（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
本実施例のマイクロチップは、流路の数が相違するだけで、基本的に第１の実施例のマイクロチップと同様の構成を有する。
すなわち、本実施例のマイクロチップ１０は、図１２に示すように一対の基板（第１のマイクロチップ基板１１、第２のマイクロチップ基板１２）が対向して接合された構造を有し、図１３（ｃ）にも示すように、第１のマイクロチップ基板１１に比べて第２のマイクロチップ基板１２の方が大きく、マイクロチップ本体部１５の流路が形成された面の両側の側面が突出し、突出部１６が形成されている。突出部１６の一方の面は、上記第１のマイクロチップ基板１１と第２のマイクロチップ基板１２の接合面ＬＬと同一平面を有する。
第１の実施例と同様、第１のマイクロチップ基板１１は、例えば、ポリジメチルシロキサン（ＰｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉＬｏｘａｎｅ：ＰＤＭＳ）などのシリコーンからなる。一方、上記したように第２のマイクロチップ基板１２は、プリズム２１と同じ材質のガラス基板からなる。
【００６８】
図１２、図１３（ａ）に示すように、第１のマイクロチップ基板１１に形成された微細な溝部と第２のマイクロチップ基板１２表面とにより、流路１４が構成され、本実施例のマイクロチップには２０個の流路１４が設けられている。具体的には、上記マイクロチップ１０には、１列５個の流路１４が４行設けられおり、各行、列の流路１４は等間隔、かつ、ほぼ直線状に配置されている。
各列の流路１４は間隔Ｄで、等間隔に配置されている。後で述べる測定例のように１回の測定で２つの流路１４を使用する場合、このマイクロチップでは１０回の測定を行うことが可能となっている。すなわち、列Ａ，列Ｂの対で５回の測定、列Ｃ，列Ｄの対で５回の測定が可能となる。ここで、列Ａ、列Ｂの対と列Ｃ，列Ｄの対は、マイクロチップ本体部１５の突出部１６が設けられた辺に平行で、該辺に等距離にある中央線上の点に対して、点対称となるように配置されている。
【００６９】
図１３（ｂ）に示すように、流路１４内には第１の実施例と同様、金属薄膜１３が設置される。金属薄膜１３は流路１４内の、第１および第２のマイクロチップ基板１２の接合面ＬＬ上に設けられる。抗体抗原反応をモニタリングする場合、金属薄膜１３上に抗体（抗原受容体）が設置される。ここで、列Ａ、列Ｂ、列Ｃ，列Ｄの各流路の金属薄膜１３の光照射される位置は、マイクロチップ本体部１５の突出部１６が設けられた辺に平行で、該辺に等距離にある中央線上の点に対して、点対称となるように配置されている。
マイクロチップ１０の突出部１６には、長手方向に沿って位置決め用穴部１７が設けられている。
【００７０】
図１４に、本実施例のマイクロチップを用いたＳＰＲセンサ装置の構成例を示す。なお、前記したように上記ＳＰＲセンサ装置を、抗体抗原反応をモニタリングするバイオセンサとして使用する場合を例に取る。
ここで図１４（ａ）はＳＰＲセンサ装置の上面図、図１４（ｂ）は図１４（ｃ）のＢ−Ｂ断面図、図１４（ｃ）は図１４（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
図１４に示すＳＰＲセンサ装置は、一対の試料固定部２４が本実施例のマイクロチップを搭載できる間隔に配置されている点を除き、前記第１の実施例で説明したものと基本的に同じ構成を有し、以下簡単に説明する。
図６に示したものと同様、ＳＰＲセンサ装置は、底板３３と長手方向側板３２およびマイクロチップ搬入・退出部３４が設けられた２枚の側板３１と、上面側に設けられた２枚の試料固定部２４とから構成される筐体構造を有する。
この筐体構造の内部には、押付け機構保持部３５ａが設けられ、その上に押付け機構３５が、複数設けられる。また、筐体構造の内部には、光源２２と偏光子２２ａとレンズ２２ｂとＣＣＤ２３が設けられ、また、プリズム２１を保持するプリズム保持部２１ａと、マイクロチップの下面にプリズム２１を取り付けるためのプリズム駆動機構２１ｂが設けられる。
【００７１】
ＳＰＲセンサ装置内に挿入されたマイクロチップ１０は、マイクロチップ１０に設けられた流路１４が所定の測定領域Ｒに位置するよう位置決めされる。ここで所定の測定領域Ｒとは、光源２２からの光がマイクロチップ１０に設けられた複数の流路１４のうちの特定の流路１４内の金属薄膜１３に照射される位置である。
マイクロチップの位置決めをするために、位置決め機構２５が設けられ、前記したように、試料固定部２４に設けられた位置決めピン貫通穴部２４ｂと、マイクロチップ１０に設けられた位置決め用穴部１７とを、位置決めピン２５ｂにより位置合わせすることにより行われる。
【００７２】
以下、上記ＳＰＲ装置を用いて、試薬中の抗原濃度を測定する場合の測定手順の例を示す。なお、以下の（１）〜（５）までの手順は、前記第１の実施例の（１）〜（８）の手順と同じであり、簡単に説明する。
測定には、前記したように２つの流路を用いる。図１３（ａ）には、列Ａならびに列Ｂに配置されている流路を用いる例が示されている。測定領域に位置する２つの流路のうち、一方の流路は比較参照部として用いられ、他方の流路は検体中の抗原濃度を測定するための測定部として用いられる。
（１）図示を省略した検体供給手段により、濃度が既知である抗原を含有する液体状の検体を比較参照部に相当する流路ｂ１の検体流入口より注入し、検体流出口より排出させる。これにより、流路ｂ１中の金属薄膜１３上に固定されている抗体と検体中の抗原とが反応して結合する。また、抗原濃度が未知である抗原を含有する液体状の検体を測定部に相当する流路ａ１の検体流入口より注入し、検体流出口より排出させる。これにより、流路ａ１中の金属薄膜１３上に固定されている抗体と検体中の抗原とが反応して結合する。
【００７３】
（２）次にプリズム保持部２１ａに設置されたプリズム２１表面にマッチングオイルＭＯを塗布し、制御部４０によりプリズム駆動機構２１ｂの駆動を制御して、前記したように、マッチングオイルＭＯが塗布されたプリズム２１表面と、マイクロチップ１０の下面とを接触させる。
（３）制御部４０により光源２２を駆動し、Ｐ偏光の光を測定領域にある比較参照部に相当する流路ｂ１内の金属薄膜１３と、測定部に相当する流路ａ１内の金属薄膜１３とに照射し、両金属薄膜１３による反射光がＣＣＤ２３に到達する。
制御部４０は、ＣＣＤ２３受光面に到達した２つの強度が減衰した反射光の位置情報を画像情報として受信し、それらを比較・解析して、金属薄膜表面にて発生した抗体抗原反応の状態を特定し、例えば、測定部に注入した検体内の抗原濃度を算出する。
【００７４】
（４）流路ａ１およびｂ１の隣に位置する流路ａ２およびｂ２を用いて２回目の測定を行う。
まず、制御部４０によりプリズム保持部２１ａの位置を下方に移動させ、プリズム２１表面と、マイクロチップ１０の下面とを離間させる。次に、マイクロチップの位置決めを行う。
図１５に２回目以降の位置決め手順を示す。図１５（ａ）は１回目の測定におけるマイクロチップの配置を示す。測定領域Ｒには、測定部用および比較参照部用の流路に相当する流路ａ１およびｂ１が位置している。次に、まず位置決めピン２５ｂを取り外し、図１５（ｂ）に示すように、流路ａ２およびｂ２が測定領域Ｒに位置するようマイクロチップ１０を矢印方向に移動させる。そして、前記したように、位置決めピン２５ｂを一対の位置決め用穴部１７および位置決めピン貫通穴部２４ｂ（図７参照）に挿入してマイクロチップ１０の位置決めを行う。
【００７５】
（５）その後、上記した手順（１）〜（３）を実行することにより２回目の測定が行われる。流路ａ３およびｂ３を用いた３回目の測定、流路ａ４およびｂ４を用いた４回目の測定、流路ａ５およびｂ５を用いた５回目の測定も、上記した２回目の測定と同様な手順を経て行われる。
（６）６回目以降の測定は、マイクロチップの列Ｃにある流路（ｃ１，Ｃ２，ｃ３，Ｃ４，Ｃ５）と、列Ｄにある流路（ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４，ｄ５）とを用いて行われる。６回目の測定を行う場合は、以下の手順で行う。
まず、制御部４０によりプリズム保持部２１ａの位置を下方に移動させ、プリズム２１表面と、マイクロチップ１０の下面とを離間させる。
【００７６】
（７）次に、図１６（ａ）に示すように、位置決めピンを取り外した後にマイクロチップを１８０度反転させ、図１６（ｂ）に示すように、ＳＰＲ装置の試料固定部２４に設置する。そして、前記したように、位置決め機構２５によりマイクロチップ１０を位置決めする。これにより、測定領域Ｒには、流路ｃ５、ｄ５が位置決めされる。
（８）その後、上記した手順（１）〜（３）の手順を実行することにより６回目の測定が行われる。
（９）７回目の測定は、マッチングオイルが塗布されたプリズム２１表面と、マイクロチップ１０の下面とを離間させ、図１６（ｃ）に示すように、流路ｃ４およびｄ４が測定領域に位置するようマイクロチップを矢印方向に移動させ、位置決め機構２５により、マイクロチップ１０を位置決めする。これにより、測定領域Ｒには、流路ｃ４、ｄ４が位置決めされる。
（１０）その後、上記した手順（１）〜（３）の手順を実行することにより６回目の測定が行われる。
（１１）流路ｃ３およびｄ３を用いた８回目の測定、流路ｃ２およびｄ２を用いた９回目の測定、流路ｃ１およびｄ１を用いた１０回目の測定も、上記した７回目の測定と同様な手順を経て行われる。
【００７７】
以上のように、本実施例のマイクロチップは、前記第１の実施例と同様、第１のマイクロチップ基板とガラスからなる第２のマイクロチップ基板とを接合した構造であって、第２のマイクロチップ基板の接合面上に表面プラズモン共鳴を用いた測定用の金属薄膜が施されていて、マイクロチップに金属薄膜を内部に内包する流路を複数設けられている。
そして、前記第１の実施例と同様、各流路内の金属薄膜の位置が同一直線上に配置されており、複数回の測定を行う場合、上記同一直線状と同方向の一次元方向にマイクロチップを移動させるという単純な移動動作だけで、各金属薄膜をそれぞれ測定領域内に配置することができる。また、各金属薄膜の位置を等間隔に配置しておくとマイクロチップの上記移動量も等間隔となるので、自動でマイクロチップの移動を実施する場合においては移動量の制御が容易となる。
【００７８】
さらに、本実施例のマイクロチップは、測定対象である同一直線上に配置された金属薄膜が内包された複数の流路の列について、マイクロチップ本体部の突出部が設けられた両側の辺に平行で該辺に等距離にある中央線上の点に対して、点対称となるような位置に当該列と同様の複数の流路の列を設けているので、ある列に属する流路を用いた測定終了後、マイクロチップを１８０度反転させて、他の列に属する流路を用いた測定を実施することができる。このため、効率的かつ短時間での測定が可能となる。
【符号の説明】
【００７９】
１０ マイクロチップ
１１ 第１のマイクロチップ基板
１２ 第２のマイクロチップ基板
１３ 金属薄膜
１４ 流路
１４ａ 検体流入口
１４ｂ 検体流出口
１５ マイクロチップ本体部
１６ 突出部
１７ 位置決め用穴部
２０ ＳＰＲセンサ装置（表面プラズモン共鳴測定装置）
２１ プリズム
２１ａ プリズム保持部
２２ 光源
２２ａ 偏光子
２２ｂ レンズ
２３ ＣＣＤ
２４ 試料固定部
２４ａ 固定用ねじ穴部
２４ｂ 位置決めピン貫通穴部
２５ 位置決め機構
２５ａ 位置決め機構本体
２５ｂ 位置決めピン
２５ｃ 固定用ねじ
２５ｄ 固定用ねじ貫通穴部
３１ 側板
３２ 長手方向側板
３３ 底板
３４ マイクロチップ搬入・退出部
３５ 押付け機構
３５ａ 押付け機構保持部
４０ 制御部
Ｉｇ 抗体
Ｌ 測定基準面
ＬＬ 接合面
ＭＯ マッチングオイル
Ｒ 測定領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の面に溝部が形成されている第１のマイクロチップ基板と、表面に金属薄膜が成膜されている第２のマイクロチップ基板とからなり、第１のマイクロチップ基板の溝部が形成されている面と第２のマイクロチップ基板の金属薄膜が成膜されている側の面とが接合されてなり、第１のマイクロチップ基板の溝部と第２のマイクロチップ基板表面とにより形成される流路内に上記金属薄膜が内包されていて、
上記第２のマイクロチップ基板の上記金属薄膜が形成されている面とは反対側の面から上記金属薄膜に対して光照射し、上記金属薄膜上の試料に対して表面プラズモン共鳴測定を行う際に使用されるマイクロチップであって、
上記マイクロチップにおいて、上記流路が設けられた面の両側の側面に突出部が形成され、該突出部の一方の面は、上記第１のマイクロチップ基板と第２のマイクロチップ基板の接合面（ＬＬ）と同一平面である
ことを特徴とする表面プラズモン共鳴測定用マイクロチップ。
【請求項２】
第２のマイクロチップ基板がガラスもしくは環状オレフィン構造を持つ樹脂から成り、第１のマイクロチップ基板と比較して第２のマイクロチップ基板の方が大きく、該第２のマイクロチップ基板の一部が上記突出部を形成し、上記突出部の一方の面は、第２のマイクロチップ基板の第１のマイクロチップ基板との接合面（ＬＬ）と同一平面である
ことを特徴とする請求項１記載の表面プラズモン共鳴測定用マイクロチップ。
【請求項３】
第２のマイクロチップ基板上には、複数の金属薄膜が設けられており、複数の金属薄膜は１乃至複数の行列状に配列され、各行および列を構成する各金属薄膜の光照射される位置がほぼ同一直線上にあるように配列されている、
ことを特徴とする請求項１もしくは請求項２のいずれかに記載のマイクロチップ。
【請求項４】
上記マイクロチップから前記突出部を除いた部分であるマイクロチップ本体部の金属薄膜が設けられる面は矩形状であって、複数の金属薄膜の光照射される位置は、上記マイクロチップ本体部において、突出部が設けられた辺に平行で、該辺に等距離にある中央線上の点に対して、点対称となるような位置に配列されている
ことを特徴とする請求項１，２もしくは３のいずれかに記載の表面プラズモン共鳴測定用マイクロチップ。
【請求項５】
請求項１，２，３もしくは請求項４に記載のマイクロチップを保持する板状の試料固定部と、光源と、プリズムと、光検出器とを備え、該光源から放出される光を上記マイクロチップの金属薄膜に対して照射し、上記金属薄膜からの反射光を上記光検出器で検出して金属薄膜上の試料特性を求める表面プラズモン共鳴センサ装置において、
上記試料固定部のいずれか一方の面は、上記マイクロチップの接合面（ＬＬ）と同一平面である突出部の一方の面と接触する測定基準面（Ｌ）として設定され、
上記測定基準面（Ｌ）は、上記マイクロチップを、上記突出部の上記一方の面が該測定基準面（Ｌ）と接触するように上記試料固定部に保持させたとき、上記マイクロチップの金属薄膜に対して上記光源からの光を光照射可能であって、かつ、上記金属薄膜からの反射光を上記光検出器で検出可能な位置に設定されている
ことを特徴とする表面プラズモン共鳴測定装置。
【請求項６】
マイクロチップを上記試料固定部に保持させる際、該マイクロチップの接合面（ＬＬ）と同一平面である突出部の一方の面と上記試料固定部に設定された測定基準面（Ｌ）とが一致するように、上記突出部の他方の面に、上記測定基準面（Ｌ）に垂直でかつ上記測定基準面（Ｌ）に向かう方向の力を作用させる加圧機構を備える
ことを特徴とする請求項５に記載の表面プラズモン共鳴測定装置。
【請求項７】
上記試料固定部には、上記試料固定部の測定基準面（Ｌ）に平行な平面上において、上記マイクロチップを位置決めするための位置決め機構が設けられ、該位置決め機構により、上記マイクロチップの各金属薄膜が、上記光源からの光を光照射可能であって、かつ、該金属薄膜からの反射光を上記光検出器で検出可能な位置に位置決めされる
ことを特徴とする請求項５もしくは請求項６にいずれか記載の表面プラズモン共鳴測定装置。
【請求項１】
一方の面に溝部が形成されている第１のマイクロチップ基板と、表面に金属薄膜が成膜されている第２のマイクロチップ基板とからなり、第１のマイクロチップ基板の溝部が形成されている面と第２のマイクロチップ基板の金属薄膜が成膜されている側の面とが接合されてなり、第１のマイクロチップ基板の溝部と第２のマイクロチップ基板表面とにより形成される流路内に上記金属薄膜が内包されていて、
上記第２のマイクロチップ基板の上記金属薄膜が形成されている面とは反対側の面から上記金属薄膜に対して光照射し、上記金属薄膜上の試料に対して表面プラズモン共鳴測定を行う際に使用されるマイクロチップであって、
上記マイクロチップにおいて、上記流路が設けられた面の両側の側面に突出部が形成され、該突出部の一方の面は、上記第１のマイクロチップ基板と第２のマイクロチップ基板の接合面（ＬＬ）と同一平面である
ことを特徴とする表面プラズモン共鳴測定用マイクロチップ。
【請求項２】
第２のマイクロチップ基板がガラスもしくは環状オレフィン構造を持つ樹脂から成り、第１のマイクロチップ基板と比較して第２のマイクロチップ基板の方が大きく、該第２のマイクロチップ基板の一部が上記突出部を形成し、上記突出部の一方の面は、第２のマイクロチップ基板の第１のマイクロチップ基板との接合面（ＬＬ）と同一平面である
ことを特徴とする請求項１記載の表面プラズモン共鳴測定用マイクロチップ。
【請求項３】
第２のマイクロチップ基板上には、複数の金属薄膜が設けられており、複数の金属薄膜は１乃至複数の行列状に配列され、各行および列を構成する各金属薄膜の光照射される位置がほぼ同一直線上にあるように配列されている、
ことを特徴とする請求項１もしくは請求項２のいずれかに記載のマイクロチップ。
【請求項４】
上記マイクロチップから前記突出部を除いた部分であるマイクロチップ本体部の金属薄膜が設けられる面は矩形状であって、複数の金属薄膜の光照射される位置は、上記マイクロチップ本体部において、突出部が設けられた辺に平行で、該辺に等距離にある中央線上の点に対して、点対称となるような位置に配列されている
ことを特徴とする請求項１，２もしくは３のいずれかに記載の表面プラズモン共鳴測定用マイクロチップ。
【請求項５】
請求項１，２，３もしくは請求項４に記載のマイクロチップを保持する板状の試料固定部と、光源と、プリズムと、光検出器とを備え、該光源から放出される光を上記マイクロチップの金属薄膜に対して照射し、上記金属薄膜からの反射光を上記光検出器で検出して金属薄膜上の試料特性を求める表面プラズモン共鳴センサ装置において、
上記試料固定部のいずれか一方の面は、上記マイクロチップの接合面（ＬＬ）と同一平面である突出部の一方の面と接触する測定基準面（Ｌ）として設定され、
上記測定基準面（Ｌ）は、上記マイクロチップを、上記突出部の上記一方の面が該測定基準面（Ｌ）と接触するように上記試料固定部に保持させたとき、上記マイクロチップの金属薄膜に対して上記光源からの光を光照射可能であって、かつ、上記金属薄膜からの反射光を上記光検出器で検出可能な位置に設定されている
ことを特徴とする表面プラズモン共鳴測定装置。
【請求項６】
マイクロチップを上記試料固定部に保持させる際、該マイクロチップの接合面（ＬＬ）と同一平面である突出部の一方の面と上記試料固定部に設定された測定基準面（Ｌ）とが一致するように、上記突出部の他方の面に、上記測定基準面（Ｌ）に垂直でかつ上記測定基準面（Ｌ）に向かう方向の力を作用させる加圧機構を備える
ことを特徴とする請求項５に記載の表面プラズモン共鳴測定装置。
【請求項７】
上記試料固定部には、上記試料固定部の測定基準面（Ｌ）に平行な平面上において、上記マイクロチップを位置決めするための位置決め機構が設けられ、該位置決め機構により、上記マイクロチップの各金属薄膜が、上記光源からの光を光照射可能であって、かつ、該金属薄膜からの反射光を上記光検出器で検出可能な位置に位置決めされる
ことを特徴とする請求項５もしくは請求項６にいずれか記載の表面プラズモン共鳴測定装置。
【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１９】
【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１９】
【公開番号】特開２０１２−９８２４６（Ｐ２０１２−９８２４６Ａ）
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４８３５１（Ｐ２０１０−２４８３５１）
【出願日】平成２２年１１月５日（２０１０．１１．５）
【出願人】（０００１０２２１２）ウシオ電機株式会社 (1,414)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月５日（２０１０．１１．５）
【出願人】（０００１０２２１２）ウシオ電機株式会社 (1,414)
【Ｆターム（参考）】
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