JP2007003490A - アナライト回収装置、及び、アナライト回収方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 所定量のアナライト溶液で効率よくアナライトをリガンドへ結合させて結合したアナライトを回収する、アナライト回収装置、及び、アナライト回収方法を提供する。
【解決手段】 測定処理で得られる結合状態データに基づいて、リガンドＤとアナライトＡとの結合が飽和状態かどうかを判断し、結合が飽和状態ではないと判断された場合には、ピペットチップＣＰＢに回収したアナライト溶液ＹＡを、排出口４５Ｂから液体流路４５へ注入すると共に、ピペットチップＣＰＡで供給口４５Ａ側から排出されるアナライト溶液ＹＡを回収する。これにより、液体流路４５内のアナライト溶液ＹＡが、ピペットチップＣＰＢ内に吸引されていたアナライト溶液ＹＡと置換される。この置換動作により、アナライト溶液ＹＡが攪拌され、液体流路４５内のアナライトＡの濃度のムラが解消され、リガンドＤとの結合が促進される。
【選択図】 図１３

Description

本発明は、リガンドへアナライトを含むアナライト溶液を供給して、リガンドとアナライトとを結合させ、リガンドと結合したアナライトを回収するアナライト回収装置、及び、アナライト回収方法に関する。

従来より、固定されたリガンドに、このリガンドと相互作用するアナライトを結合させ、その後、結合したアナライトをリガンドから解離して回収し、回収したアナライトに対して各種分析を実施することが行なわれている（特許文献１、特許文献２参照）。

例えば、特許文献１には、固定リガンドへアナライト（リガンド結合物質）を結合させた後、解離液でアナライトを解離し、解離したアナライトを容器で受けて回収する装置が開示されている。この装置では、固定化リガンドの上に流路部材で流路を形成し、この流路にアナライトを含む溶液を継続して送液することにより、固定リガンドへアナライトを供給している。

リガンドとアナライトとの結合が飽和状態になるには、ある程度の時間を要するため、特許文献１に記載の方法では、所定時間継続してアナライト溶液を送液し続ける必要があるが、送液されたアナライト溶液は流路を通過後に廃棄されるため、多量のアナライト溶液を必要としていた。廃棄されるアナライト溶液には、リガンドと結合しなかったアナライトが残っており、アナライト溶液を無駄に廃棄してしまうことになる。
特表平９−５００２０８号 特表平１１−５１２５１８号

本発明は上記事実を考慮してなされたものであり、所定量のアナライト溶液で効率よくアナライトをリガンドへ結合させて結合したアナライトを回収する、アナライト回収装置、及び、アナライト回収方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の第１の態様のアナライト回収装置は、リガンドの固定された平坦面との間に構成された流路へアナライトを含むアナライト溶液を供給して、前記リガンドと前記アナライト溶液中のアナライトとを結合させて、結合したアナライトを回収するアナライト回収装置であって、所定量の前記アナライト溶液を前記流路へ供給すると共に、供給されたアナライト溶液を回収するアナライト供給回収手段と、前記リガンドと前記アナライト溶液中のアナライトとの結合状態を測定する測定手段と、前記測定手段での測定結果に基づいて、前記リガンドと前記アナライト溶液中のアナライトとの結合が飽和状態かどうかを判断する判断手段と、前記判断手段で、前記リガンドと前記アナライトとの結合が飽和状態でないと判断された場合には、前記アナライト供給回収手段で回収したアナライト溶液を再度前記流路へ供給すると共に前記測定手段での前記測定及び判断手段での前記判断を行ない、前記判断手段で、前記リガンドと前記アナライトとの結合が飽和状態であると判断された場合には、前記リガンドと結合したアナライトを回収する回収処理を実行する。

上記構成のアナライト回収装置では、アナライト供給回収手段で流路へ供給されたアナライト溶液を回収することができる。そこで、供給したアナライト溶液中のアナライトと固定されているリガンドとの結合状態を測定手段で測定し、結合が飽和状態かどうかを判断手段で判断する。そして、リガンドとアナライトとの結合が飽和状態でない場合には、アナライト供給回収手段で回収したアナライト溶液を再度流路へ供給すると共に、測定手段での測定、及び、判断手段での判断を行なう。リガンドとアナライトとの結合が飽和状態であると判断された場合には、前記リガンドと結合したアナライトを回収する回収処理を実行する。

本発明によれば、一旦供給したアナライト溶液を回収して、再度リガンドと結合させるべく流路へ供給するので、アナライト溶液が無駄に廃棄されることがなく、少ない量のアナライト溶液で効率よくアナライトをリガンドへ結合させることができる。また、測定手段でリガンドとアナライトとの結合状態を測定して、測定結果から両者の結合が飽和状態かどうかを判断し、飽和状態である場合には、次のアナライト回収処理へ移行するので、アナライト溶液の供給が無駄に繰り返されることがない。

なお、本願においてリガンドとは、生理活性のある高分子物質をいい、タンパク質、ＤＮＡ、ＲＮＡ、糖類などが例示されるがそれらに限られない。

また、本願においてアナライトとは、リガンドと相互作用をするか否か試験される目的をもってリガンドに供給されるすべての化合物をいう。

また、アナライト供給回収手段としては、ピペット、送液ポンプに接続されたインジェクションチューブなどを用いることができる。

本発明の第１の態様のアナライト回収装置は、前記平坦面が金属膜で構成され、前記測定手段は、前記金属膜の前記流路が構成される側と逆側の面へ光ビームを入射させることにより発生する全反射減衰を利用して、前記リガンドと前記アナライトとの結合状態を測定すること、を特徴とすることができる。

このように、全反射減衰を利用して、リガンドとアナライトとの結合状態を測定することができる。

本発明の第１の態様のアナライト回収装置は、前記金属膜が、誘電体ブロックの光反射面に形成され、前記測定手段が、前記誘電体ブロックを介して前記金属膜へ光ビームを入射させると共に入射させた光ビームを反射させること、を特徴とすることができる。

上記構成によれば、金属膜が誘電体ブロック上に直接形成されるので、金属膜と誘電体ブロックとが別体とされている場合と比較して、光学的なロスを少なくすることができる。また、金属膜と誘電体ブロックとが別体とされている場合には、誘電体ブロックと金属膜の形成された板との間に屈折率マッチングオイル等を注入する必要があるが、上記構成であれば屈折率マッチングオイル等を注入する必要はなく、回収装置の構成を簡単にすることができると共に、取り扱いも簡単になり、利便性が高まる。

本発明の第１の態様のアナライト回収装置は、前記金属膜が、透明な平板の一面に形成され、前記測定手段が、前記平板の前記金属膜が形成された側と逆側の面と誘電体ブロックとを圧着させ、この誘電体ブロックを介して前記金属膜へ光ビームを入射させると共に入射させた光ビームを反射させること、を特徴とすることもできる。

上記構成によれば、金属膜の形成された平板を、誘電体ブロックと別体にして簡易な構成とすることができる。

本発明の第２の態様のアナライト回収方法は、リガンドの固定された平坦面との間に構成された流路へアナライトを含むアナライト溶液を供給して、前記リガンドと前記アナライト溶液中のアナライトとの相互作用を測定する測定方法であって、前記アナライト溶液を前記流路へ供給するアナライト供給ステップと、前記リガンドと前記アナライト溶液中のアナライトとの結合状態を測定する測定ステップと、前記流路へ供給されたアナライト溶液を回収するアナライト溶液回収ステップと、を有し、前記測定ステップでの測定結果に基づいて、前記リガンドと前記アナライト溶液中のアナライトとの結合が飽和状態かどうかを判断し、前記リガンドと前記アナライトとの結合が飽和状態でないと判断された場合には、前記アナライト供給ステップ、測定ステップ、及び、アナライト溶液回収ステップを繰り返し、前記リガンドと前記アナライトとの結合が飽和状態であると判断された場合には、前記リガンドと結合したアナライトを回収するものである。

上記アナライト回収方法では、所定量のアナライト溶液を流路へ供給して、リガンドとアナライト溶液中のアナライトとの結合状態を測定する。そして、測定結果に基づいて、リガンドとアナライト溶液中のアナライトとの結合が飽和状態かどうかを判断し、リガンドとアナライトとの結合が飽和状態でないと判断された場合には、アナライト供給ステップ、測定ステップ、及び、アナライト溶液回収ステップを繰り返す。また、リガンドとアナライトとの結合が飽和状態であると判断された場合には、リガンドと結合したアナライトを回収する。

本発明によれば、一旦供給したアナライト溶液を回収して、再度リガンドと結合させるべく流路へ供給するので、アナライト溶液が無駄に廃棄されることがなく、少ない量のアナライト溶液で効率よくアナライトをリガンドへ結合させることができる。また、リガンドとアナライトとの結合状態を測定して、測定結果から両者の結合が飽和状態かどうかを判断し、飽和状態である場合には、アナライトを回収するので、アナライト溶液の供給が無駄に繰り返されることがない。

本発明の第２の態様のアナライト回収方法は、前記リガンドと結合したアナライトの回収が、前記流路へ前記リガンドと前記アナライトとを解離させる解離溶液を供給し、供給した解離溶液の回収と共に行なわれること、を特徴とすることができる。

このように、解離液を用いてアナライトをリガンドから解離させて、解離液中にアナライトを溶解させ、解離液と共に前記リガンドから解離したアナライトを回収することができる。

本発明の第２の態様のアナライト回収方法は、前記平坦面が金属膜で構成され、前記測定は、前記金属膜の前記流路が構成される側と逆側の面へ光ビームを入射させることにより発生する全反射減衰を利用して、前記リガンドと前記アナライトとの結合状態を測定すること、を特徴とする。

このように、全反射減衰を利用して、リガンドとアナライトとの結合状態を測定することができる。

本発明の第２の態様のアナライト回収方法は、前記金属膜が、誘電体ブロックの光反射面に形成され、前記測定が、前記誘電体ブロックを介して前記金属膜へ光ビームを入射させると共に入射させた光ビームを反射させること、を特徴とすることができる。

上記構成によれば、金属膜が誘電体ブロック上に直接形成されるので、金属膜と誘電体ブロックとが別体とされている場合と比較して、光学的なロスを少なくすることができる。また、屈折率マッチングオイル等を用いる必要がなく、取り扱いも簡単になり、利便性が高まる。

本発明の第２の態様のアナライト回収方法は、前記金属膜が、透明な平板の一面に形成され、前記測定が、前記平板の前記金属膜が形成された側と逆側の面と誘電体ブロックとを圧着させ、この誘電体ブロックを介して前記金属膜へ光ビームを入射させると共に入射させた光ビームを反射させること、を特徴とすることもできる。

上記構成によれば、金属膜の形成された平板を、誘電体ブロックと別体にして簡易な構成とすることができる。

本発明は上記構成としたので、所定量のアナライト溶液で効率よくアナライトをリガンドへ結合させて結合したアナライトを回収することができる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

本発明のアナライト回収装置は、バイオセンサー１０として構成されている。バイオセンサー１０は、金属膜の表面に発生する表面プラズモン共鳴を利用して、リガンドＤとアナライトＡとの相互作用を測定する、いわゆる表面プラズモンセンサーである。

図１に示すように、バイオセンサー１０は、トレイ保持部1２、搬送部1４、容器載置台１６、液体吸排部２０、押さえ部２６、光学測定部５４、及び、制御部６０を備えている。

トレイ保持部1２は、載置台1２Ａ、及び、ベルト1２Ｂを含んで構成されている。載置台1２Ａは、矢印Ｙ方向に架け渡されたベルト１２Ｂに取り付けられており、ベルト１２Ｂの回転により矢印Ｙ方向に移動可能とされている。載置台１２Ａ上には、トレイＴが２枚、位置決めして載置される。トレイＴには、センサースティック４０が８本収納されている。センサースティック４０は、リガンドＤの固定されるチップであり、詳細については後述する。載置台１２Ａの下には、センサースティック４０を後述するスティック保持部材１４Ｃの位置まで押し上げる、押上機構１２Ｄが配置されている。

センサースティック４０は、図２及び図３に示すように、誘電体ブロック４２、流路部材４４、保持部材４６、接着部材４８、及び、蒸発防止部材４９、で構成されている。

誘電体ブロック４２は、光ビームに対して透明な透明樹脂等で構成されており、断面が台形の棒状とされたプリズム部４２Ａ、及び、プリズム部４２Ａの両端部にプリズム部４２Ａと一体的に形成された被保持部４２Ｂを備えている。プリズム部４２Ａの互いに平行な２面の内の広い側の上面には、図４にも示すように金属膜５０が形成されている。この金属膜５０上に、バイオセンサー１０で解析するリガンドＤが固定される。誘電体ブロック４２は、いわゆるプリズムとして機能し、バイオセンサー１０での測定の際には、プリズム部４２Ａの対向する互いに平行でない２つの側面の内の一方から光ビームが入射され、他方から金属膜５０との界面で全反射された光ビームが出射される。

金属膜５０の表面には、図４に示すように、リンカー層５０Ａが形成されている。リンカー層５０Ａは、リガンドＤを金属膜５０上に固定化するための層である。リンカー層５０Ａ上には、リガンドＤが固定されアナライトＡとリガンドＤとの反応が生じる測定領域（Ｅ１）と、リガンドＤが固定されず、前記測定領域Ｅ１の信号測定に際しての参照信号を得るための参照領域（Ｅ２）とが形成される。この参照領域Ｅ２は、上述したリンカー層５０Ａを製膜する際に形成される。形成方法としては、例えば、リンカー層５０Ａに対して表面処理を施して、リガンドＤと結合する結合基を失活させる。これにより、リンカー層５０Ａの半分が測定領域Ｅ１となり、残りの半分が参照領域Ｅ２となる。このように、結合基を失活させるためには、上記、ブロッキングに用いたエタノールアミン−ヒドロクロライドを用いることができる。参照領域Ｅ２の別の構成方法としては、参照領域Ｅ２にカルボキシルメチルデキストランの代わりに、例えば、アルキルチオールを配するようにすれば、アルキル基を表面に配することが出来、アルキル基は、アミノカップリング法でリガンド結合させることは出来ないので、参照領域Ｅ２として使うことができる。

図５にも示すように、液体流路４５に露出されたリンカー層５０Ａの、参照領域Ｅ２以外の部分には、リガンドＤが固定されている。参照領域Ｅ２にはリガンドＤは固定されていない。参照領域Ｅ２、及び、参照領域Ｅ２よりも上流側に位置する測定領域Ｅ１には、各々光ビームＬ２、Ｌ１が入射される。参照領域Ｅ２は、リガンドＤの固定された測定領域Ｅ１から得られるデータを補正するために設けられた領域である。

プリズム部４２Ａの両側面には、上側の端辺に沿って保持部材５２と係合される係合凸部４２Ｃが、下側の端辺に沿ってプリズム部４２Ａの上面と垂直な仮想面の延長上に構成される垂直凸部４２Ｄが、各々７箇所に形成されている。また、誘電体ブロック４２の下面の長手方向に沿った中央部には、係合溝４２Ｅが形成されている。

流路部材４４は、誘電体ブロック４２よりもわずかに狭幅の直方体状とされ、図３に示すように、誘電体ブロック４２の金属膜５０上に６個並べて配置されている。各々の流路部材４４の下面には流路溝４４Ａが形成されており、上面に形成された供給口４５Ａ及び排出口４５Ｂと連通されて、金属膜５０との間に、液体流路４５が構成される。したがって、１本のセンサースティック４０には、独立した６個の液体流路４５が構成される。流路部材４４の側壁には、保持部材４６の内側の図示しない凹部に圧入されて保持部材４６との密着性を確保するための凸部４４Ｂが形成されている。

なお、液体流路４５には、蛋白質を含む液体が供給されることが想定されるので、流路部材４４への蛋白質の固着を防止するため、流路部材４４の材料としては、蛋白質に対する非特異吸着性を有しないことが好ましい。

保持部材４６は、長尺とされ、上面板４６Ａ及び２枚の側面板４６Ｂで構成されている。側面板４６Ｂには、誘電体ブロック４２の係合凸部４２Ｃと係合される係合孔４６Ｃが形成されている。保持部材４６は、６個の流路部材４４を間に挟んで係合孔４６Ｃと係合凸部４２Ｃとが係合されて、誘電体ブロック４２に取り付けられる。これにより、流路部材４４は、誘電体ブロック４２に取り付けられる。上面板４６Ａには、流路部材４４の供給口４５Ａ及び排出口４５Ｂと対向する位置に、流路部材４４に向けて狭くなるテーパー状のピペット挿入孔４６Ｄが形成されている。また、隣り合うピペット挿入孔４６Ｄとピペット挿入孔４６Ｄとの間には、位置決め用のボス４６Ｅが形成されている。

保持部材４６の上面には、蒸発防止部材４９が接着部材４８を介して接着されている。接着部材４８のピペット挿入孔４６Ｄと対向する位置にはピペット挿入用の孔４８Ｄが形成され、ボス４６Ｅと対向する位置には位置決め用の孔４８Ｅが形成されている。また、蒸発防止部材４９のピペット挿入孔４６Ｄと対向する位置には十字状の切り込みであるスリット４９Ｄが形成され、ボス４６Ｅと対向する位置には位置決め用の孔４９Ｅが形成されている。ボス４６Ｅを孔４８Ｅ及び４９Ｅに挿通させて、蒸発防止部材４９を保持部材５２の上面に接着することにより、蒸発防止部材４９のスリット４９Ｄと流路部材４４の供給口４５Ａ及び排出口４５Ｂとが対向するように構成される。ピペットチップＣＰの非挿入時には、スリット４９Ｄ部分が供給口４５Ｂを覆い、液体流路４５に供給されている液体の蒸発が防止される。

図１に示すように、バイオセンサー１０の搬送部１４は、上部ガイドレール１４Ａ、下部ガイドレール１４Ｂ、及び、スティック保持部材１４Ｃ、を含んで構成されている。上部ガイドレール１４Ａ及び下部ガイドレール１４Ｂは、トレイ保持部１２及び光学測定部５４の上部で、矢印Ｙ方向と直交する矢印Ｘ方向に水平に配置されている。上部ガイドレール１４Ａには、スティック保持部材１４Ｃが取り付けられている。スティック保持部材１４Ｃは、センサースティック４０の両端部の被保持部４２Ｂを保持可能とされていると共に、上部ガイドレール１４Ａに沿って移動可能とされている。スティック保持部材１４Ｃに保持されたセンサースティック４０の係合溝４２Ｅと下部ガイドレール１４Ｂとが係合され、スティック保持部材１４Ｃが矢印Ｘ方向に移動することにより、センサースティック４０が光学測定部５４上の測定部５６に搬送される。また、測定部５６には、測定時にセンサースティック４０を押さえる押さえ部材５８が備えられている。押さえ部材５８は、図示しない駆動機構によりＺ方向に移動可能とされ、測定部５６に配置されたセンサースティック４０を上側から押圧する。

容器載置台１６には、アナライト溶液プレート１７、回収液ストック容器１８、解離液ストック容器１９が載置されている。アナライト溶液プレート１７は、９６に区画されており、各種のアナライト溶液をストック可能とされている。回収液ストック容器１８は、回収容器１８Ａ〜１８Ｅで構成されており、回収容器１８Ａ〜１８Ｅには、後述するピペットチップＣＰを挿入可能な開口Ｋが形成されている。解離液ストック容器１９は、複数のストック容器１９Ａ〜１９Ｅで構成されており、回収容器と同様にピペットチップＣＰを挿入可能な開口Ｋが形成されている。

液体吸排部２０は、上部ガイドレール１４Ａ、及び、ガイドレール１６Ｂよりも上方で、矢印Ｙ方向に架け渡された横断レール２２、及び、ヘッド２４を含んで構成されている。横断レール２２は、図示しない駆動機構により、矢印Ｘ方向移動可能とされている。また、ヘッド２４は、横断レール２２に取り付けられ、矢印Ｙ方向に移動可能とされている。また、ヘッド２４は、図示しない駆動機構により、鉛直方向（矢印Ｚ方向）にも移動可能とされている。ヘッド２４は、図６に示すように、２本のピペット部２４Ａ、２４Ｂを備えている。ピペット部２４Ａ、２４Ｂには、先端部にピペットチップＣＰが取り付けられ、個々にＺ方向の長さを調整可能とされている。ピペットチップＣＰは、図示しないピペットチップストッカーに多数ストックされており、必要に応じて交換可能とされている。

なお、本実施形態においてはセンサースティック４０への液体供給はピペットチップＣＰにより行われるが、ピペットチップの代わりに、一端が上記各溶液プレートに接続され、他端がセンサースティック４０に接続可能とされたインジェクションチューブを設け、送液ポンプにより液体の供給を行ってもよい。

光学測定部５４は、図７に示すように、光源５４Ａ、第１光学系５４Ｂ、第２光学系５４Ｃ、受光部５４Ｄ、信号処理部５４Ｅ、を含んで構成されている。光源５４Ａからは、発散状態の光ビームＬが出射される。光ビームＬは、第１光学系５４Ｂを介して、２本の光ビームＬ１、Ｌ２となり、測定部５６に配置された誘電体ブロック４２の測定領域Ｅ１と参照領域Ｅ２に入射される。測定領域Ｅ１及び参照領域Ｅ２において、光ビームＬ１、Ｌ２は、金属膜５０と誘電体ブロック４２との界面に対して種々の入射角成分を含み、かつ全反射角以上の角度で入射される。光ビームＬ１、Ｌ２は、誘電体ブロック４２と金属膜５０との界面で全反射される。全反射された光ビームＬ１、Ｌ２も、種々の反射角成分をもって反射される。この全反射された光ビームＬ１、Ｌ２は、第２光学系５４Ｃを経て受光部５４Ｄで受光されて、各々光電変換され、光検出信号が信号処理部５４Ｅへ出力される。信号処理部５４Ｅでは、入力された光検出信号に基づいて所定の処理が行なわれ、測定領域Ｅ１及び参照領域Ｅ２の全反射減衰角のデータ（以下「全反射減衰角データ」という）が求められる。この全反射減衰角データが制御部６０へ出力される。

制御部６０は、バイオセンサー１０の全体を制御する機能を有し、図７に示すように、光源５４Ａ、信号処理部５４Ｅ、及び、バイオセンサー１０の図示しない駆動系と接続されている。制御部６０は、図８示すように、バスＢを介して互いに接続される、ＣＰＵ６０Ａ、ＲＯＭ６０Ｂ、ＲＡＭ６０Ｃ、メモリ６０Ｄ、及び、インターフェースＩ／Ｆ６０Ｅ、を有し、各種の情報を表示する表示部６２、各種の指示、情報を入力するための入力部６４と接続されている。

メモリ６０Ｄには、バイオセンサー１０を制御するための各種プログラムや、各種データが記録されている。

次に、バイオセンサー１０での、アナライト回収手順について説明する。ここでは、センサースティック４０のリガンドＤにアナライトＡを結合させ、その後、結合したアナライトＡのみをリガンドＤから解離させて回収する。

バイオセンサー１０の載置台１２Ａには、リガンドＤが固定化され、液体流路４５に保存液Ｃが充填されたセンサースティック４０入りのトレイがセットされている。また、アナライト溶液プレート１７、解離液ストック容器１９には、所定のアナライト溶液、供給液（バッファー液、解離液、洗浄液、など）がセットされている。

まず、押上機構１２Ｄにより、１のセンサースティック４０がスティック保持部材１４Ｃの位置まで押し上げられ、スティック保持部材１４Ｃにより保持される。そして、スティック保持部材１４Ｃは、センサースティック４０を保持したまま下部ガイドレール１４Ｂに沿って移動して、センサースティック４０を測定部５６へ搬送する。測定部５６へ搬送されたセンサースティック４０は、所定の測定位置に位置決めされて押さえ部材５８により、上部から押圧され固定される。

入力部６４から測定開始の指示が入力されると、制御部６０では、図９に示す測定処理が実行される。

まず、ステップＳ１２で、光源５４Ａへ光ビームＬの出射指示信号を出力する。これにより、光源５４Ａから光ビームＬが出射される。出射された光ビームＬは、第１光学系５４Ｂで２本の光ビームＬ１、Ｌ２となり、液体流路４５の測定領域Ｅ１、参照領域Ｅ２へ各々入射される。また、ステップＳ１４で、受光部５４Ｄ及び信号処理部５４Ｅへ、作動指示信号を出力する。これにより、測定領域Ｅ１、参照領域Ｅ２で全反射され第２光学系５４Ｃを経た光ビームＬ１、Ｌ２は、受光部５４Ｄで受光され、受光された光は、測定領域Ｅ１、参照領域Ｅ２毎に光電変換されて光検出信号が信号処理部５４Ｅへ出力される。信号処理部５４Ｅでは、光検出信号に所定の処理が加えられ、全反射減衰角データが生成され、制御部６０へ出力される。

制御部６０では、ステップＳ１６で、所定時間経過したかどうかを判断し、所定時間の経過後、ステップＳ１８で、入力された全反射減衰角データをメモリ６０Ｄへ記憶する。そして、ステップＳ２０で、測定領域Ｅ１からの光検出信号により得られる全反射減衰角データを、参照領域Ｅ２からの光検出信号により得られる全反射減衰角データで補正して、リガンドＤとアナライト溶液ＹＡ中のアナライトＡとの結合状態を示す結合状態データを生成する。そして、ステップＳ２２で、結合状態データを表示部６２へ出力する。これにより、所定時間毎の結合状態データがメモリ６０Ｄへ記憶されると共に、表示部６２へ表示される。表示部６２へは、図１０に示すように、時間毎の結合状態データがグラフ化されて出力される。この測定処理は、測定処理終了信号を受けるまで継続される。

一方、入力部６４からアナライト結合回収処理開始の指示が入力されると、制御部６０では、図１１に示すアナライト結合回収処理が実行される。

まず、ステップＳ３０で、アナライト溶液ＹＡの供給指示信号を出力する。これにより、ヘッド２４で、液体流路４５へアナライト溶液ＹＡが供給されると共に、液体流路４５に充填されていた保存液が排出される。アナライト溶液ＹＡの供給、及び、保存液の排出は、具体的には以下のように行なわれる。まず、ヘッド２４がアナライト溶液ＹＡのセットされたアナライト溶液プレート１７の上部に移動し、ピペット部２４Ａが下側に長く、ピペット部２４Ｂが短くなるように段差がつけられる（図６（Ｃ）参照）。そして、ヘッド２４を下降させて、ピペット部２４Ａに取り付けられているピペットチップＣＰＡの先端のみをアナライト溶液ＹＡが貯留されたセルへ挿入し、ピペットチップＣＰＡ内にアナライト溶液ＹＡを吸引する。次に、ヘッド２４を上昇させて測定部５６の上部に移動させ、ピペット部２４Ａとピペット部２４Ｂとが同じ高さになるように長さを調整する。そして、ヘッド２４を下降させて、ピペット部２４Ａ側のピペットチップＣＰＡの先端を液体流路４５の供給口４５Ａへ挿入し、ピペット部２４Ｂ側のピペットチップＣＰＢの先端を液体流路４５の排出口４５Ｂへ挿入する（図１２(Ａ)参照）。そして、ピペットチップＣＰＡから液体流路４５へアナライト溶液ＹＡを注入すると共に、ピペットチップＣＰＢで液体流路４５から押し出される保存液を吸引する（図１２(Ｂ)参照）。これにより、リガンドＤへアナライトＡが供給されると共に、保存液が排出される。そして、リガンドＤとアナライトＡとが結合して、表示部６２には、例えば、図１０に示すような反応曲線Ｓ１が出力される。

ステップＳ３２で、ピペットチップＣＰＢに吸引した保存液の回収容器１８Ａへの廃棄を指示する保存液廃棄指示信号を出力する。ここでの廃棄は、ヘッド２４を回収液ストック容器１８上に移動させて、ピペット部２４Ｂが下側に長く、ピペット部２４Ａが短くなるように段差をつけ（図６（Ｂ）参照）、ピペット部２４Ｂに取り付けられたピペットチップＣＰＢのみを、回収容器１８Ａの開口Ｋへ挿入して、保存液を排出することにより行われる。

次に、ステップＳ３４で、再び、アナライト溶液ＹＡの供給指示信号を出力する。これにより、今度は、液体流路４５へアナライト溶液ＹＡが供給されると共に、ピペットチップＣＰＢにより液体流路４５に充填されていたアナライト溶液ＹＡが回収される。

その後、ステップＳ３６で、反応のための所定時間Ｔ１待機し、所定時間Ｔ１の経過後に、ステップＳ３８で、前記測定処理で得られる結合状態データに基づいて、リガンドＤとアナライトＡとの結合が飽和状態かどうかを判断する。ここでの判断は、アナライト溶液の供給から所定時間Ｔ１が経過するまでに、結合の増加が所定割合以上（例えば１０％以上）であれば、結合が進行中で飽和状態ではないと判断し、結合の増加が所定割合未満であれば、結合は飽和状態であると判断することができる。

ステップＳ３８での判断が否定された場合には、ステップＳ４０で、アナライト溶液逆供給信号を出力し、図１３（Ａ）に示すように、ピペットチップＣＰＢに回収したアナライト溶液ＹＡを、排出口４５Ｂから液体流路４５へ注入すると共に、ピペットチップＣＰＡで供給口４５Ａ側から排出されるアナライト溶液ＹＡを回収する。これにより、液体流路４５内のアナライト溶液ＹＡが、ピペットチップＣＰＢ内に吸引されていたアナライト溶液ＹＡと置換される。この置換動作により、アナライト溶液ＹＡが攪拌され、液体流路４５内のアナライトＡの濃度のムラが解消されてリガンドＤとの結合が促進される。
ステップＳ４０の終了後は、ステップＳ３６へ戻って上記の処理を繰り返す。この繰り返しにより、例えば、図１０の反応曲線Ｓ１、Ｓ２に示すように、アナライトＡとリガンドＤとの結合度が上昇してゆく。

ステップＳ３８での判断が肯定された場合には、リガンドＤとアナライトＡとの結合が飽和状態であるため、リガンドＤと結合したアナライトＡを回収するために、ステップＳ４２で、解離液供給信号を出力する。これにより、ピペットチップＣＰＡで解離液Ｊのストックされている解離液ストック容器１９から解離液Ｊが吸引され、吸引された解離液Ｊが供給口４５Ａから液体流路４５へ供給される。このとき、ピペットチップＣＰＢは排出口４５Ｂへ挿入されており、液体流路４５から押し出されるアナライト溶液ＹＡが吸引される（図１３（Ｂ）参照）。

ステップＳ４４で、ピペットチップＣＰＢに吸引したナライト溶液ＹＡの回収容器１８Ｂへの廃棄を指示するアナライト溶液廃棄指示信号を出力する。これにより、ステップ３２での保存液廃棄と同様にして、アナライト溶液ＹＡが回収容器１８Ｂに注入される。

解離液の供給されている液体流路４５では、リガンドＤと結合したアナライトＡがリガンドＤから解離され、表示部６２には、例えば、図１０に示す反応曲線Ｓ２が出力される。

ステップＳ４６で、前記測定処理で得られる結合状態データに基づいて、リガンドＤとアナライトＡとの解離が完了したかどうかを判断する。ここでの判断は、結合の変化率が所定値以下（例えば１０％以下）となれば、解離が完了したと判断することができる。判断が否定された場合には、ステップ４６の判断を繰り返す。

判断が肯定された場合には、ステップＳ４８で、再び解離液供給信号を出力し、供給口４５Ａから解離液を注入すると共に排出口４５Ｂから押し出される解離液を回収する。回収された解離液には、リガンドＤから解離されたアナライトＡが含まれている（以下「アナライト含有解離液」という）。ステップＳ５０で、アナライト含有解離液の回収信号を出力し、ピペットチップＣＰＢに吸引されていたアナライト含有解離液を、回収容器１８Ｃに注入して回収する。

その後、ステップＳ５２で、測定終了指示信号を出力し、アナライト結合回収処理を終了する。

一方、測定処理も、測定終了指示信号を受けて終了される。

本実施形態によれば、液体流路４５に供給された後に排出されたアナライト溶液ＹＡを、再度液体流路４５に戻してリガンドＤとアナライトＡとを結合させるので、アナライト溶液ＹＡの使用量を少なくすることができる。

また、一旦液体流路４５にアナライト溶液ＹＡを供給した後、さらにアナライト溶液ＹＡを供給するので、アナライト溶液ＹＡ中アナライトＡが攪拌され、アナライトＡの濃度のバラツキが解消されて、リガンドＤとの結合を促進することができる。

また、リガンドＤとアナライトＡとの結合が飽和状態かどうかを測定により得られる結合データから判断し、飽和状態であると判断された場合には、リガンドＤからアナライトＡを解離して回収する処理へ移行するので、アナライト溶液ＹＡの供給が無駄に繰り返されることがなく、効率よく処理を行うことができる。

また、本実施形態では、交換後の流路部材４４の流路溝４４Ａを交換前のものよりも幅広としたが、必ずしも幅広とする必要はない。特に、このような構成とすることにより、流路部材４４の交換により液体流路４５の位置が多少ずれても、リガンドＤの固定位置をカバーするように液体流路４５を構成することができる。したがって、流路部材４４を交換する際の流路部材４４とリガンドＤとの相対位置の位置決め精度を高精度にする必要がなく、容易に流路部材４４を交換することができる。

また、本実施形態では、リガンドＤと結合したアナライトＡの回収は、液体流路４５に解離液Ｊを供給することにより行ったが、他の方法、例えば、流路部材４４を誘電体ブロック４２から取り外し、結合状態のアナライトＡに直接回収液を供給して回収してもよいし、金属膜５０に付着したまま回収して質量分析を行ってもよい。

なお、本実施形態では、リガンドＤの固定される金属膜５０が、プリズムとして機能する誘電体ブロック４２上に形成されているセンサースティック４０を用いたが、図１４に示すように、金属膜７０が透明な平板７２の一面に形成されているセンサーチップ７４を用いてもよい。この場合には、光学プリズムＰを平版７２の金属膜７０が形成されていない面と密着させ、この光学プリズムＰを介して金属膜７０へ光ビームＬを入射させると共に入射させた光ビームＬを反射させる。この構成によれば、金属膜７０の形成される平板７２を、光学プリズムＰと別体にして、センサーチップ７４を簡易な構成とすることができる。

一方、本実施形態のように、金属膜５０が誘電体ブロック４２上に形成された構成とすることにより、光学的なロスを少なくすることができる。また、金属膜と誘電体ブロックとが別体とされている場合には、プリズムと金属膜の形成された板との間に屈折率マッチングオイル等を注入する必要があるが、本実施形態のように、金属膜５０が誘電体ブロック４２上に形成された構成であれば、屈折率マッチングオイル等を注入する必要はなく、バイオセンサーの構成を簡単にすることができると共に、取り扱いも簡単になり、利便性が高まる。

また、本実施形態では、バイオセンサーとして、表面プラズモンセンサーを一例として説明したが、バイオセンサーとしては、表面プラズモンセンサーに限定されるものではない。その他の例えば、水晶発振子マイクロバランス（ＱＣＭ）測定技術、金のコロイド粒子から超微粒子までの機能化表面を使用した光学的測定技術など、あらゆるバイオセンサーを用いてのアナライトの回収に本発明は適用することができる。

また、全反射減衰を利用する他のバイオセンサーとしては、漏洩モード検出器をあげることができる。漏洩モードセンサは、誘電体と、この上に順に層設されたクラッド層と光導波層とによって構成された薄膜とからなり、この薄膜の一方の面がセンサ面となり、他方の面が光入射面となる。光入射面に全反射条件を満たすように光を入射させると、その一部が前記クラッド層を透過して前記光導波層に取り込まれる。そして、この光導波層において、導波モードが励起されると、前記光入射面における反射光が大きく減衰する。導波モードが励起される入射角は、表面プラズモン共鳴角と同様に、センサ面上の媒質の屈折率に応じて変化する。この反射光の減衰を検出することにより、前記センサ面上の反応を測定することができる。

本実施形態のバイオセンサーの全体斜視図である。 本実施形態のセンサースティックの斜視図である。 本実施形態のセンサースティックの分解斜視図である。 本実施形態のセンサースティックの１の液体流路部分の断面図である。 本実施形態のセンサースティックの測定領域及び参照領域へ光ビームが入射している状態を示す図である。 本実施形態の液体供給部を構成するピペット部の側面図である。 本実施形態のバイオセンサーの光学測定部付近の概略図である。 本実施形態の制御部とその周辺の概略ブロック図である。 本実施形態の測定処理のフローチャートである。 本実施形態での測定結果の一例を示すグラフである。 本実施形態のアナライト供給回収処理のフローチャートである。 本実施形態の液体流路での液供給動作を説明する図である。 本実施形態の液体流路での液排出手順を説明する図である。 本発明が実施される他の形態のセンサーチップの概略断面図である。

符号の説明

１０ バイオセンサー
２０ 液体供給部
２４Ａ ピペット部
２４Ｂ ピペット部
２４ ヘッド
４０ センサースティック
４２ 誘電体ブロック
４４ 流路部材
４５ 液体流路
５０ 金属膜
６０ 制御部
７０ 金属膜
７２ 平板
７４ センサーチップ
ＣＰＡ ピペットチップ
ＣＰＢ ピペットチップ

Claims (9)

1. リガンドの固定された平坦面との間に構成された流路へアナライトを含むアナライト溶液を供給して、前記リガンドと前記アナライト溶液中のアナライトとを結合させて、結合したアナライトを回収するアナライト回収装置であって、
   所定量の前記アナライト溶液を前記流路へ供給すると共に、供給されたアナライト溶液を回収するアナライト供給回収手段と、
   前記リガンドと前記アナライト溶液中のアナライトとの結合状態を測定する測定手段と、
   前記測定手段での測定結果に基づいて、前記リガンドと前記アナライト溶液中のアナライトとの結合が飽和状態かどうかを判断する判断手段と、
   前記判断手段で、前記リガンドと前記アナライトとの結合が飽和状態でないと判断された場合には、前記アナライト供給回収手段で回収したアナライト溶液を再度前記流路へ供給すると共に前記測定手段での前記測定及び判断手段での前記判断を行ない、
   前記判断手段で、前記リガンドと前記アナライトとの結合が飽和状態であると判断された場合には、前記リガンドと結合したアナライトを回収する回収処理を実行する、
   アナライト回収装置。
2. 前記平坦面は金属膜で構成され、
   前記測定手段は、前記金属膜の前記流路が構成される側と逆側の面へ光ビームを入射させることにより発生する全反射減衰を利用して、前記リガンドと前記アナライトとの結合状態を測定すること、
   を特徴とする請求項１に記載のアナライト回収装置。
3. 前記金属膜は、誘電体ブロックの光反射面に形成され、
   前記測定手段は、前記誘電体ブロックを介して前記金属膜へ光ビームを入射させると共に入射させた光ビームを反射させること、を特徴とする請求項２に記載のアナライト回収装置。
4. 前記金属膜は、透明な平板の一面に形成され、
   前記測定手段は、前記平板の前記金属膜が形成された側と逆側の面と誘電体ブロックとを圧着させ、この誘電体ブロックを介して前記金属膜へ光ビームを入射させると共に入射させた光ビームを反射させること、を特徴とする請求項２に記載のアナライト回収装置。
5. リガンドの固定された平坦面との間に構成された流路へアナライトを含むアナライト溶液を供給して、前記リガンドと前記アナライト溶液中のアナライトとの相互作用を測定する測定方法であって、
   所定量の前記アナライト溶液を前記流路へ供給するアナライト供給ステップと、
   前記リガンドと前記アナライト溶液中のアナライトとの結合状態を測定する測定ステップと、
   前記流路へ供給されたアナライト溶液を回収するアナライト溶液回収ステップと、
   を有し、
   前記測定ステップでの測定結果に基づいて、前記リガンドと前記アナライト溶液中のアナライトとの結合が飽和状態かどうかを判断し、前記リガンドと前記アナライトとの結合が飽和状態でないと判断された場合には、前記アナライト供給ステップ、測定ステップ、及び、アナライト溶液回収ステップを繰り返し、前記リガンドと前記アナライトとの結合が飽和状態であると判断された場合には、前記リガンドと結合したアナライトを回収する、アナライト回収方法。
6. 前記リガンドと結合したアナライトの回収は、前記流路へ前記リガンドと前記アナライトとを解離させる解離溶液を供給し、供給した解離溶液の回収と共に行なわれること、を特徴とする請求項５に記載のアナライト回収方法。
7. 前記平坦面は金属膜で構成され、
   前記測定は、前記金属膜の前記流路が構成される側と逆側の面へ光ビームを入射させることにより発生する全反射減衰を利用して、前記リガンドと前記アナライトとの結合状態を測定すること、
   を特徴とする請求項５または請求項６に記載のアナライト回収方法。
8. 前記金属膜は、誘電体ブロックの光反射面に形成され、
   前記測定は、前記誘電体ブロックを介して前記金属膜へ光ビームを入射させると共に入射させた光ビームを反射させること、を特徴とする請求項７に記載のアナライト回収方法。
9. 前記金属膜は、透明な平板の一面に形成され、
   前記測定は、前記平板の前記金属膜が形成された側と逆側の面と光学プリズムとを圧着させ、この光学プリズムを介して前記金属膜へ光ビームを入射させると共に入射させた光ビームを反射させること、を特徴とする請求項７に記載のアナライト回収方法。

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