JP6788565B2 - Fluorescence detection device using surface plasmon resonance and its operation method - Google Patents
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Description
本発明は、表面プラズモン共鳴を利用した蛍光検出装置及びその作動方法に関するものである。 The present invention relates to a fluorescence detection device using surface plasmon resonance and a method of operating the same.
バイオ測定等において、蛍光法を用いた蛍光検出装置が知られている(例えば特許文献1参照)。蛍光法は、被検物質と結合した蛍光標識に励起光を照射して、蛍光標識から生じる蛍光を検出して被検物質の分析を行う方法である。特許文献1に記載の蛍光検出装置は、表面プラズモン共鳴現象を利用して蛍光標識が発する蛍光を増強して被検物質の分析を行うものである。こうした蛍光検出装置は、表面プラズモン共鳴励起増強蛍光分光(SPFS:Surface Plasmon field-enhanced Fluorescence Spectroscopy)を用いた測定システムなどとも呼ばれる。
A fluorescence detection device using a fluorescence method is known in biomeasurement and the like (see, for example, Patent Document 1). The fluorescence method is a method of irradiating a fluorescent label bound to a test substance with excitation light, detecting fluorescence generated from the fluorescent label, and analyzing the test substance. The fluorescence detection device described in
こうした蛍光検出装置には、被検物質を含む検体溶液が流れる流路を備えた分析チップが用いられる。分析チップは、被検物質を含む検体溶液が流れる流路と、流路内に配置され、被検物質と特異的に反応する抗体が固定され検体溶液が接触する反応領域と、反応領域が設けられる金属膜と、金属膜において反応領域がある表面に対して反対側の裏面と接する主面を有し、励起光に対して透明な誘電体とを有している。流路の一端には検体溶液を注入する注入口が設けられる。 In such a fluorescence detection device, an analysis chip provided with a flow path through which a sample solution containing a test substance flows is used. The analysis chip is provided with a flow path through which the sample solution containing the test substance flows, a reaction region in which the antibody that specifically reacts with the test substance is fixed and the sample solution comes into contact with the reaction region, and a reaction region. It has a metal film to be formed and a main surface in contact with the back surface on the opposite side to the front surface having a reaction region in the metal film, and has a dielectric material transparent to excitation light. An injection port for injecting the sample solution is provided at one end of the flow path.
励起光は、誘電体を通じて主面の裏側から入射される。表面プラズモン共鳴を利用して蛍光を増強させるためには、表面プラズモン共鳴が生じて蛍光が極大となる共鳴角に、励起光の入射角を調整する必要がある。特許文献1においては、励起光の入射角を調整する入射角調整機構が設けられており、入射角調整機構で入射角を変化させて、蛍光が極大となる共鳴角を特定している。
The excitation light is incident from the back side of the main surface through the dielectric. In order to enhance the fluorescence by utilizing the surface plasmon resonance, it is necessary to adjust the incident angle of the excitation light to the resonance angle at which the surface plasmon resonance occurs and the fluorescence is maximized. In
しかしながら、特許文献1に記載されているような蛍光検出装置においては、共鳴角を特定した場合でも、特定した共鳴角が許容範囲内に入っていない場合には、何らかの異常が生じている場合が考えられる。異常の原因としては、例えば分析チップの装着不良などが考えられる。そうした異常が生じた場合には、測定終了後に測定結果を調べれば何らかの異常が生じたと判断できる場合もある。しかし、そうした場合には再検査が必要になることが多いため、ユーザとしては、測定結果を見なくても早期に異常を知る手だてが欲しいという要望があった。
However, in the fluorescence detection device as described in
本発明は、分析チップの装着不良などを早期にユーザに知らせることが可能な表面プラズモン共鳴を利用した蛍光検出装置及びその作動方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a fluorescence detection device using surface plasmon resonance and a method of operating the same, which can notify the user of improper mounting of an analysis chip at an early stage.
本発明の表面プラズモン共鳴を利用した蛍光検出装置は、被検物質を含む検体溶液が流れる流路と、流路内に配置され、被検物質と特異的に反応する抗体が固定され検体溶液が接触する反応領域と、反応領域が設けられる金属膜と、金属膜において反応領域がある表面に対して反対側の裏面と接する主面を有し、励起光に対して透明な誘電体とを有する分析チップを用い、誘電体を通じて励起光を主面の裏側から入射させて、励起光の入射に起因して、被検物質と結合した蛍光標識から生じる蛍光を検出する表面プラズモン共鳴を利用した蛍光検出装置において、光照射部、蛍光検出部、入射角調整機構、共鳴角特定部、判定部及び警告部を備えている。光照射部は、励起光を照射する。蛍光検出部は、蛍光を検出する。入射角調整機構は、励起光の主面に対する入射角を調整する。共鳴角特定部は、入射角調整機構で入射角を変化させて、蛍光検出部が検出する蛍光が極大となる共鳴角を特定する。判定部は、共鳴角特定部が特定した共鳴角が、予め設定された許容範囲内に存在するか否かを判定する。警告部は、判定部が、共鳴角が許容範囲内に存在しないと判定した場合に異常を警告する。 The fluorescence detection device using the surface plasmon resonance of the present invention has a flow path through which the sample solution containing the test substance flows and is arranged in the flow path, and an antibody that specifically reacts with the test substance is fixed to prepare the sample solution. It has a contact reaction region, a metal film provided with a reaction region, and a main surface in contact with the back surface opposite to the surface of the metal film where the reaction region is located, and has a dielectric material transparent to excitation light. Fluorescence using surface plasmon resonance, in which excitation light is incident from the back side of the main surface through a dielectric using an analysis chip and the fluorescence generated from the fluorescence label bonded to the test substance due to the incidence of the excitation light is detected. The detection device includes a light irradiation unit, a fluorescence detection unit, an incident angle adjusting mechanism, a resonance angle specifying unit, a determination unit, and a warning unit. The light irradiation unit irradiates the excitation light. The fluorescence detection unit detects fluorescence. The incident angle adjusting mechanism adjusts the incident angle of the excitation light with respect to the main surface. The resonance angle specifying unit changes the incident angle by the incident angle adjusting mechanism to specify the resonance angle at which the fluorescence detected by the fluorescence detecting unit is maximized. The determination unit determines whether or not the resonance angle specified by the resonance angle specifying unit exists within a preset allowable range. The warning unit warns of an abnormality when the determination unit determines that the resonance angle does not exist within the allowable range.
異常は、分析チップの装着不良または検体溶液の希釈倍率の異常であることが好ましい。 The abnormality is preferably an improper mounting of the analysis chip or an abnormality in the dilution ratio of the sample solution.
共鳴角の判定は、検体溶液を流路に注入した状態で行われることが好ましい。 The resonance angle is preferably determined in a state where the sample solution is injected into the flow path.
判定部は、検体溶液に含まれる検体の種類に応じて用意された判定用データに基づいて判定を行うことが好ましい。 It is preferable that the determination unit makes a determination based on the determination data prepared according to the type of the sample contained in the sample solution.
共鳴角特定部は、蛍光検出部が検出する蛍光の光量に応じた蛍光検出信号を取得し、蛍光検出信号の極大値に基づいて共鳴角が許容範囲内か否かを判定することが好ましい。 It is preferable that the resonance angle specifying unit acquires a fluorescence detection signal according to the amount of fluorescence detected by the fluorescence detecting unit, and determines whether or not the resonance angle is within an allowable range based on the maximum value of the fluorescence detection signal.
金属膜で反射する励起光の反射光を検出する反射光検出部を備えており、共鳴角特定部は、反射光検出部が検出する反射光の光量に応じた反射光検出信号に基づいて共鳴角を特定することが好ましい。 It is equipped with a reflected light detection unit that detects the reflected light of the excitation light reflected by the metal film, and the resonance angle identification unit resonates based on the reflected light detection signal according to the amount of reflected light detected by the reflected light detection unit. It is preferable to identify the corners.
表面プラズモン共鳴を利用した蛍光検出装置の作動方法は、被検物質を含む検体溶液が流れる流路と、流路内に配置され、被検物質と特異的に反応する抗体が固定され検体溶液が接触する反応領域と、反応領域が設けられる金属膜と、金属膜において反応領域がある表面に対して反対側の裏面と接する主面を有し、励起光に対して透明な誘電体とを有する分析チップを用い、誘電体を通じて励起光を主面の裏側から入射させて、励起光の入射に起因して、被検物質と結合した蛍光標識から生じる蛍光を検出する表面プラズモン共鳴を利用した蛍光検出装置の作動方法において、光照射ステップ、蛍光検出ステップ、共鳴角特定ステップ、判定ステップ、及び警告ステップを備える。光照射ステップは、励起光を照射する。蛍光検出ステップは、蛍光を検出する。共鳴角特定ステップは、励起光の主面に対する入射角を変化させながら、蛍光検出ステップにおいて検出される蛍光が極大となる共鳴角を特定する。判定ステップは、共鳴角特定ステップにおいて特定された共鳴角が、予め設定された許容範囲内に存在するか否かを判定する。警告ステップは、判定ステップにおいて、共鳴角が許容範囲内に存在しないと判定した場合に異常を警告する。
The method of operating the fluorescence detection device using surface plasmon resonance is that the sample solution is arranged in the flow path through which the sample solution containing the test substance flows and the antibody that specifically reacts with the test substance is fixed. It has a contact reaction region, a metal film provided with a reaction region, and a main surface in contact with the back surface opposite to the surface of the metal film where the reaction region is located, and has a dielectric material transparent to excitation light. Fluorescence using surface plasmon resonance, in which excitation light is incident from the back side of the main surface through a dielectric using an analysis chip and the fluorescence generated from the fluorescence label bonded to the test substance due to the incidence of the excitation light is detected. The method of operating the detection device includes a light irradiation step, a fluorescence detection step, a resonance angle specifying step, a determination step, and a warning step. The light irradiation step irradiates the excitation light. The fluorescence detection step detects fluorescence. In the resonance angle specifying step, the resonance angle at which the fluorescence detected in the fluorescence detection step is maximized is specified while changing the incident angle of the excitation light with respect to the main surface. The determination step determines whether or not the resonance angle specified in the resonance angle specifying step exists within a preset allowable range. The warning step warns of an abnormality when it is determined in the determination step that the resonance angle does not exist within the permissible range.
本発明によれば、分析チップの装着不良などを早期にユーザに知らせることができる。 According to the present invention, it is possible to notify the user at an early stage of improper mounting of the analysis chip.
[第1実施形態]
図1に示す蛍光検出装置100は、表面プラズモン共鳴を利用した蛍光検出装置100であり、より具体的には、抗原抗体反応などによる生体物質の検査を含む分析に用いられる装置である。
[First Embodiment]
The
蛍光検出装置100を用いて分析を行う際、図1に示す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、試薬セルおよびマイクロ流路が形成された分析チップ10が蛍光検出装置100にセットされる。なお、検体容器CB、ノズルチップNCおよび分析チップ10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100は検体を分析チップ10の流路15に注入して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。
When the analysis is performed using the
検体は、例えば血液であり、より具体的には、血清、血漿、又は全血である。なお、検体は血液以外でもよく、尿、鼻孔液、唾液、便、体腔液などでもよい。検体中に含有される被検物質としては、例えば、核酸、蛋白質、アミノ酸、糖質、脂質、またはこれらの修飾分子、複合体などである。複合体としては、例えば、腫瘍マーカー、シグナル伝達物質、ホルモンなどでもよい。 The sample is, for example, blood, more specifically serum, plasma, or whole blood. The sample may be other than blood, and may be urine, nostril fluid, saliva, stool, body cavity fluid, or the like. Examples of the test substance contained in the sample include nucleic acids, proteins, amino acids, sugars, lipids, modified molecules thereof, and complexes thereof. The complex may be, for example, a tumor marker, a signal transduction substance, a hormone, or the like.
図2に示すように、蛍光検出装置100は、装着部101、検体処理部20、測定部30、制御部40等を備えている。装着部101には、分析チップ10が装着される。検体処理部20は、ノズルチップNCを用いて検体容器CB(図1参照)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。また、検体処理部20は、生成した検体溶液を分析チップ10に注入する。
As shown in FIG. 2, the
検体処理部20は、具体的には、ノズル移動機構、ポンプなどを備えている。ノズル移動機構は、ノズルチップNCを上下方向及び左右方向に移動するための機構である。ポンプは、ノズルチップNCと配管を介して接続され、検体等の液体の吐出と吸引を行う。
Specifically, the
測定部30は、分析チップ10における、検体内の被検物質の反応状況を測定することで、被検物質の検体内の濃度などを測定する。測定部30は、光照射部31、入射角調整機構33、蛍光検出部32等を備えている。
The measuring
光照射部31は、分析チップ10に励起光Lを照射する。光照射部31は、励起光Lを照射する。入射角調整機構33は、分析チップ10に照射する励起光Lの入射角を調整する。蛍光検出部32は、分析チップ10において励起光Lによって励起された蛍光標識が発する蛍光を検出して蛍光検出信号を制御部40に出力する。蛍光検出部32は、フォトダイオード、フォトマルチプライヤ、CCD(Charge Coupled Device)イメージセンサ、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor Image Sensor)イメージセンサなどで構成される。
The
測定部移動機構36は、測定部30を移動させる移動機構である。後述するように、分析チップ10には、測定対象となる領域が複数設けられており、測定部移動機構36は、分析チップ10の複数の領域の測定が可能なように、測定部30を分析チップ10に対して移動する。
The measuring
制御部40は、蛍光検出装置100の各部を統括的に制御する。制御部40には、操作部51、及び表示部52が接続されている。また、制御部40には、各種の計時を行うタイマが内蔵されている。操作部51は、ボタンや十字キーなどで構成されており、制御部40に対して、測定開始指示などの操作指示を入力する。また、検体に係る患者情報などの入力も操作部51を通じて行われる。表示部52は、例えば、液晶パネルなどで構成されており、測定結果、動作状態を表すステータス、警告などのメッセージを表示する。
The
制御部40は、操作部51からの測定開始指示に従って、検体処理部20を制御して、検体溶液を分析チップ10に注入する。そして、測定部移動機構36や測定部30を作動させて測定を行う。測定において、制御部40は、蛍光検出部32から取得する蛍光検出信号に基づいて、データ分析を行い、分析結果を含む測定結果を表示部52に出力する。
The
図3は分析チップ10の一例を示す模式図である。分析チップ10は、光透過性の樹脂等の誘電体で形成された本体11に、注入口12、排出口13、試料セル14A、14B、流路15が形成された構造を有している。注入口12は流路15を介して排出口13に連通している。注入口12にはノズルチップNCが差し込まれる。検体処理部20は、ノズルチップNCを介して検体溶液を流路15に注入する。試料セル14A、14Bは検体容器CB内の検体に混合する蛍光試薬を収容する容器である。蛍光試薬は、例えばpH調整のために、検体内のタンパクなどに吸着しターゲットを乖離させるなどの前処理を行う。なお、試料セル14A、14Bの開口部はシール部材により封止されており、検体と蛍光試薬とを混合する際にシール部材が穿孔されるようになっている。
FIG. 3 is a schematic view showing an example of the
また、流路15内には検体内の被検物質を検出するための反応領域16が設けられている。反応領域16には、テスト領域TRおよびコントロール領域CRが形成されている。流路15において、注入口12がある側を反応領域16の上流側とした場合、コントロール領域CRは、テスト領域TRの下流側に設けられている。
Further, a
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。 The first antibody is immobilized on the test region TR, and the antibody labeled by the so-called sandwich method is captured. Further, the reference antibody is fixed in the control region CR, and the reference antibody captures the fluorescent substance by flowing the sample solution on the control region CR. Two control regions CR are formed, a so-called negative type control region CR for detecting non-specific adsorption and a so-called positive control region CR for detecting a difference in reactivity due to a sample difference. Is formed.
そして、測定開始が指示された際、検体処理部20は図4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、検体処理部20は図5に示すように試料セル14Aのシール部材を穿孔し試料セル14A内の試薬に検体を混合及び撹拌させた後、検体溶液を再びノズルチップNCを用いて吸引する。この動作を試料セル14Bについても同様に行う。試薬は、第2抗体B2が蛍光標識Fによって標識されたものである。第2抗体B2は、検体内に存在する被検物質(抗原)Aに特異的に結合する。そのため、検体と試薬を混合及び撹拌することにより、第2抗体B2と被検物質(抗原)Aとの結合により、第2抗体B2及び蛍光標識Fが、被検物質(抗原)Aの表面に修飾された検体溶液が生成される。
Then, when the measurement start is instructed, the
そして、図6に示すように、検体処理部20は、検体溶液SLを収容したノズルチップNCを注入口12に差し込む。そして、ポンプ22を作動させてノズルチップNCから検体溶液SLを吐出する吐出動作を行うことにより、ノズルチップNC内の検体溶液SLを流路15に注入する。上述したとおり、この注入口12からの吐出動作に同期して、排出口13から大気を吸引してもよい。こうすれば、流路15内によりスムーズに検体溶液SLを注入することができる。また、検体溶液SLが流路15に注入された後、ポンプ22は、吐出と吸引を繰り返して、検体溶液SLを第1方向と第2方向に往復させる。こうした検体溶液SLを往復させることにより、検体が少量の場合でも、被検物質と抗体との特異的結合を効率的に行わせることができる。
Then, as shown in FIG. 6, the
なお、検体処理部20が検体と試薬とを混合した検体溶液SLを流路15内に供給する場合について例示しているが、流路15内に予め試薬を充填させておき、検体処理部20が注入口12から検体のみを流入させるようにしてもよい。
Although the case where the
図7は、分析チップ10のテスト領域TRおよびコントロール領域CRと、分析チップ10に対して測定部30が移動する様子を示す説明図である。テスト領域TRおよび2つのコントロール領域CRは、流路15における検体溶液SLの流れ方向(X方向)に沿って配置されている。本体11には、テスト領域TRおよび2つのコントロール領域CRに対応して、励起光Lが入射する入射面を有するプリズム11Aが設けられている。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a test region TR and a control region CR of the
測定部30において、光照射部31は、装着部101に分析チップ10が装着された場合に、分析チップ10のプリズム11Aの入射面と対向する位置に配置される。一方、蛍光検出部32は、分析チップ10の流路15の上方において、テスト領域TRやコントロール領域CRと対向する位置に配置され、各領域TR、CRからの蛍光を検出可能な位置に配置されている。
In the measuring
測定部移動機構36は、光照射部31および蛍光検出部32を、流路15の流れ方向(X方向)、すなわち、テスト領域TR及びコントロール領域CRの配列方向に沿って直線的に移動させる。これにより、測定部30は、テスト領域TRおよび2つのコントロール領域CRの各領域のそれぞれと対向する位置に選択的に移動して、各領域の反応状況を測定することが可能となる。
The measuring
図8は、分析チップ10の反応領域16と、光照射部31及び蛍光検出部32との関係を、X方向から見た説明図である。なお、図8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についても同様である。分析チップ10の本体11は、誘電体プレート17を有している。誘電体プレート17は、表側の面17Aが流路15の底面を構成し、裏側の面17Bにプリズム11Aが設けられる。テスト領域TR、コントロール領域CRを構成する金属膜18が形成される。金属膜18の材料は、本例では金である。誘電体プレート17とプリズム11Aは一体に成形されており、プリズム11Aも誘電体である。
FIG. 8 is an explanatory view of the relationship between the
誘電体プレート17において、表側の面17Aは、金属膜18において反応領域に相当するテスト領域TRが設けられる表面とは反対側の裏面と接する主面に相当する。
In the
光照射部31は、金属膜18の裏面と接する誘電体プレート17の表側の面17Aの裏側から、プリズム11Aを介して励起光Lを面17Aに入射させる。面17Aに対する光軸の入射角θは、全反射条件を満足する臨界角以上の角度である。これにより、励起光Lがテスト領域TRやコントロール領域CRの金属膜18の裏面に照射される。光照射部31は、例えば、励起光Lを発する光源であるLD(Laser Diode)と、励起光Lを反射する反射ミラーなどで構成される。反射ミラーは回転移動が可能であり、光照射部31は、反射ミラーを回転移動させることで、励起光Lの入射角θを変化させることが可能である。入射角調整機構33は、レンズを併用するなどして反射ミラーを回転移動させることで、金属膜18の裏面における励起光Lの照射位置は変えずに、励起光Lの入射角を調整する。
The
光照射部31により励起光Lが金属膜18の裏面に対して臨界角以上の特定の入射角で入射されることにより、金属膜18上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18の表面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18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、金属膜18上に固着された第1抗体B1と結合した蛍光標識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Lfを発生する。蛍光検出部32は、増強された蛍光Lfを受光して、受光した蛍光Lfの光量に応じた蛍光検出信号を出力する。
When the excitation light L is incident on the back surface of the
ここで、表面プラズモン共鳴が生じて、増強された蛍光Lfが極大となる特定の入射角θを共鳴角と呼ぶ。共鳴角は、金属膜18の表面に接触する検体溶液SLの種類等によって変化する。より具体的には、共鳴角は検体溶液SLの屈折率に応じて変化する。こうした検体溶液SLの種類毎に共鳴角が変化するため、入射角調整機構33によって励起光Lの入射角θが調整される。
Here, a specific incident angle θ at which surface plasmon resonance occurs and the enhanced fluorescence Lf is maximized is called a resonance angle. The resonance angle changes depending on the type of the sample solution SL that comes into contact with the surface of the
図9から図13は、血清、血漿、及び全血の各種の検体の蛍光Lfのプラズモン増強度と入射角θとの関係を示すグラフである。図9から図13のプロファイルは、励起光Lの波長が658nm、金属膜18の厚みが36nm、金属膜18の材料が金、かつプリズム11Aの材料がPMMA(polymethyl methacrylate)の場合の例である。ここで、プラズモン増強度とは、増強が無い場合の蛍光Lfの光量を基準値として、その基準値に対して増強後の蛍光Lfの光量が何倍になっているかを示す指標である。プラズモン増強度は、蛍光検出部32が検出する蛍光Lfの光量は比例関係にあり、図9から図13において、縦軸を蛍光Lfの光量としても、入射角θとの関係は同じようなプロファイルとなる。
9 to 13 are graphs showing the relationship between the plasmon increasing intensity of fluorescent Lf and the incident angle θ of various samples of serum, plasma, and whole blood. The profiles of FIGS. 9 to 13 are examples in the case where the wavelength of the excitation light L is 658 nm, the thickness of the
図11から図13は全血のグラフであるが、各グラフは、血液中の血球の割合であるヘマトクリット(HCT)の値が異なる。HCTの平均的な値は、例えば男性と女性で異なるなど、個人差がある。同じ全血でもHCTの値によって共鳴角が変化する。 11 to 13 are graphs of whole blood, but each graph has a different value of hematocrit (HCT), which is the ratio of blood cells in blood. The average value of HCT varies from person to person, for example, it differs between men and women. Even in the same whole blood, the resonance angle changes depending on the HCT value.
各グラフにおいては、実線で示す蛍光Lfのプラズモン増強度の曲線に加えて、金属膜18で反射した励起光Lの反射光RLの反射率と入射角θとの関係を示す曲線を破線で示している。励起光Lは、プラズモン増強にエネルギが消費されるため、蛍光Lfのプラズモン増強度とは反対に、励起光Lの反射光RLは共鳴角付近において大きく減衰し、反射率は極小値を示す。
In each graph, in addition to the curve of plasmon intensification of fluorescence Lf shown by the solid line, the curve showing the relationship between the reflectance of the reflected light RL of the excitation light L reflected by the
図9から図13の各グラフにおいて、蛍光Lfのプラズモン増強度がピーク値を示して極大となる入射角θが共鳴角として特定される。各グラフにおいて、共鳴角を縦方向に延びる破線の直線で示す。図9に示す血清の共鳴角は72.4°であり、図10に示す血漿の共鳴角は73.6°である。図11に示す全血(HCT=36%)の共鳴角は76.86°であり、図12に示す全血(HCT=40%)の共鳴角は79.2°であり、図13に示す全血(HCT=80.82°)の共鳴角は80.82°である。 In each of the graphs of FIGS. 9 to 13, the incident angle θ at which the plasmon intensification of the fluorescence Lf shows a peak value and becomes maximum is specified as a resonance angle. In each graph, the resonance angle is indicated by a broken straight line extending in the vertical direction. The resonance angle of the serum shown in FIG. 9 is 72.4 °, and the resonance angle of the plasma shown in FIG. 10 is 73.6 °. The resonance angle of whole blood (HCT = 36%) shown in FIG. 11 is 76.86 °, and the resonance angle of whole blood (HCT = 40%) shown in FIG. 12 is 79.2 °, which is shown in FIG. The resonance angle of whole blood (HCT = 80.82 °) is 80.82 °.
入射角調整によって、図9から図13の各グラフに示すような、蛍光Lfのプラズモン増強度が極大値を示す共鳴角が特定される。 By adjusting the incident angle, the resonance angle at which the plasmon increasing intensity of the fluorescence Lf shows the maximum value is specified as shown in the graphs of FIGS. 9 to 13.
図8において、制御部40は、共鳴角特定部41と、判定部42、及びメモリ43を有している。制御部40は、入射角調整機構33を制御して、光照射部31が照射する励起光Lの入射角を変化させて、蛍光検出部32が検出する蛍光Lfが極大となる共鳴角を特定する。判定部42は、共鳴角特定部41が特定した共鳴角が、予め設定された許容範囲内に存在するか否かを判定する。メモリ43内には、判定に使用するための判定用データ61が格納されている。制御部40は、判定部42が、共鳴角が許容範囲内に存在しないと判定した場合に異常を警告する警告部として機能する。
In FIG. 8, the
入射角調整において、より具体的には、制御部40は、図14に示すような処理を行う。入射角調整機構33によって励起光Lが変化すると、各入射角に応じた蛍光検出信号が蛍光検出部32から共鳴角特定部41に入力される。共鳴角特定部41は、各入射角に応じた蛍光検出信号に基づいて、実測プロファイルを生成する。この実測プロファイルは、図9から図13に示したようなプラズモン増強度と入射角θとの関係を示すプロファイルと相似である。こうした実測プロファイルを生成することにより、プラズモン増強度が極大となる共鳴角や極大値の実測値が特定される。こうした実測プロファイルのデータは判定部42に入力される。
More specifically, in adjusting the incident angle, the
なお、共鳴角の特定に際して、例えば、分析チップ10の装着姿勢が適正姿勢から大きく逸脱しているような場合は、実測したプロファイルにおいてピーク値が存在せず、共鳴角が特定できない場合もある。この場合には、共鳴角特定部41は、その旨を判定部42に出力する。
When specifying the resonance angle, for example, if the mounting posture of the
一方、メモリ43内には、図15に示すような判定用データ61が格納されている。判定用データ61は、図9から図13に示したプラズモン増強度と入射角θとの関係を示す理論的なプロファイルデータである。このプロファイルデータには、図9から図13に示した共鳴角や極大値のデータが含まれる。プロファイルデータ1は、血清のデータであり、プロファイルデータ2は血漿のデータである。プロファイルデータ31から32は、全血のデータである。また、判定用データ61には、共鳴角が存在する範囲として許容される許容範囲として、予め設定された許容範囲RGを示すデータが含まれる。許容範囲RGのデータも、各プロファイルデータに応じて、許容範囲RG1、RG2、RG31〜33が格納されている。
On the other hand, the
判定部42には、操作部51から検体の種類(血清、血漿など)を表す検体種類情報が入力される。判定部42は、メモリ43にアクセスして、検体種類情報に基づいて、判定用データ61の中から検体種類に対応するプロファイルデータと許容範囲のデータを読み出す。例えば、判定部42は、検体種類情報が血清の場合には、判定用データ61内から血清のプロファイルデータと許容範囲のデータを読み出す。そして、判定部42は、実測プロファイルと、検体の種類に応じて用意された判定用データ61であるプロファイルデータとをデータ照合して、実測した共鳴角が、予め設定された許容範囲内に存在するか否かを判定する。
Sample type information indicating the type of sample (serum, plasma, etc.) is input from the
分析チップ10が装着部101に適正な姿勢で装着されている場合には、実測した共鳴角は、理論的なプロファイルデータと一致するはずである。しかし、装着不良などが生じている場合には、実測した共鳴角が理論的なプロファイルデータから外れてしまうおそれがある。このような状態で測定した場合には、測定結果の信頼性が確保できない。
When the
そのため、判定部42は、実測した共鳴角が予め設定された許容範囲内に存在しない場合には、異常という判定結果を出力し、許容範囲内に存在する場合には正常という判定結果を出力する。制御部40は、判定結果が異常の場合には、その判定結果を表示部52に出力して異常である旨を警告する。なお、警告は音声で行ってもよい。
Therefore, the
また、上述したとおり、分析チップ10の装着姿勢が適正姿勢から大きく外れている場合は共鳴角が特定できない場合もある。その場合には、共鳴角特定部41からその旨が判定部42に入力される。この場合も、判定部42は異常という判定結果を出力して、制御部40は異常である旨を警告する。
Further, as described above, the resonance angle may not be specified when the mounting posture of the
以下、上記構成による作用について、図16に示すフローチャートを参照しながら説明する。蛍光検出装置100を用いて分析を行う際は、まず、ステップ(S)1001が実行されて、分析チップ10及び検体が収容された検体容器CBが蛍光検出装置100にセットされる。分析チップ10は、装着部101に装着される。
Hereinafter, the operation of the above configuration will be described with reference to the flowchart shown in FIG. When performing analysis using the
次に、操作部51を通じて、例えば、患者情報などの検体情報が入力され、制御部40は、入力された検体情報を受け付ける(S1002)。検体情報には、検体の種類を表す検体種類情報も含まれる。制御部40は、操作部51からの測定開始指示の入力を待機する(S1003)。測定開始指示が入力されると(S1003でY)、制御部40は、検体処理部20の作動を開始させる。検体処理部20は、図4に示したように、ノズルチップNCで検体容器CBから検体を吸引する。そして、図5に示したように、吸引した検体をノズルチップNCから試料セル14Aに注入して、第2抗体B2と蛍光標識Fとを含む蛍光試薬と検体溶液SLを混合して、検体溶液SLを生成する。
Next, sample information such as patient information is input through the
そして、検体処理部20は、ノズルチップNCの先端を分析チップ10の注入口12に差し込み、生成した検体溶液SLを流路15に注入する(S1004)。検体処理部20は、検体溶液SLを流路15内で往復動作させて、反応領域16検体溶液SLを接触させる。このように反応領域16に対して検体溶液SLを往復させることにより、少量の検体溶液SLで、被検物質(抗原)Aと第1抗体B1の反応量を多くすることができる。
Then, the
制御部40は、検体溶液SLの往復動作を終了後、光照射部31の励起光Lの入射角調整を開始する(S1005)。制御部40は、光照射部31の励起光Lの入射角θを、予め設定された基準角に合わせる。基準角は、例えば、検体の種類に応じて決められている。そして、制御部40は、光照射部31から励起光Lを照射した状態で、基準角を基準として入射角θをプラス方向とマイナス方向に所定範囲内で変化させる(S1006)。この間、蛍光検出部32は、反応量に応じた蛍光Lfを検出する。蛍光検出部32は、検出した蛍光Lfの光量に応じた蛍光検出信号を制御部40に出力する。
After completing the reciprocating operation of the sample solution SL, the
制御部40において、共鳴角特定部41は、蛍光検出部32で検出した蛍光検出信号に基づいて、図15に示した手順で、プラズモン増強度が極大となる共鳴角を特定する(S1007)。共鳴角が特定できない場合は(S1007でN)、共鳴角特定部41は判定部42にその旨を出力し、制御部40は異常である旨の警告をするエラー処理を実行する(S1009)。
In the
一方、共鳴角が特定できた場合は(S1007でN)、実測プロファイルのデータが判定部42に入力される。判定部42は、図15に示したように、判定用データ61の中から検体種類に応じたプロファイルデータ及び許容範囲を読み出し、実測プロファイルとデータ照合する。そして、判定部42は、実測した共鳴角が、予め設定された許容範囲内に存在するか否かを判定する。分析チップ10の装着不良が生じている場合には、実測した共鳴角が許容範囲から外れてしまう。その場合には(S1008でN)、判定部42は、異常という判定結果を出力する。制御部40は、判定結果が異常の場合には、表示部52を通じて異常である旨を警告する(S1009)。この場合には、測定を行わずに終了する。
On the other hand, when the resonance angle can be specified (N in S1007), the data of the measured profile is input to the
一方、判定部42は、実測した共鳴角が、許容範囲内に存在する場合(S1008でY)には、正常という判定結果を出力する。制御部40は、正常という判定結果を受け取った場合は、入射角調整を終了する(S1010)。
On the other hand, when the measured resonance angle is within the permissible range (Y in S1008), the
入射角調整(S1010)が終了した後、測定が行われる(S1011)。光照射部31は、特定した共鳴角で励起光Lを所定時間照射して、その間、蛍光検出部32は、蛍光を検出する。こうした蛍光の検出が、測定部30を移動させながら、テスト領域TRとコントロール領域CRについて行われる。
After the incident angle adjustment (S1010) is completed, the measurement is performed (S1011). The
制御部40は、テスト領域TR及びコントロール領域CRのそれぞれで、蛍光検出部32が検出した蛍光検出信号を分析する。そして、被検物質(抗原)Aと第2抗体B2の反応量を算出して、被検物質(抗原)Aの検体内の濃度を測定して、これを測定結果として出力する(S1012)。測定結果は、表示部52に表示される他、メモリにデータとして記録される。また、測定結果をプリント出力してもよい。
The
以上説明したように、本例では、励起光Lの入射角調整を行って共鳴角を特定し、特定した共鳴角が許容範囲内に存在しない場合には、異常を警告するため、分析チップ10の装着不良などに起因する異常を早期にユーザに知らせることができる。これにより、信頼性の無い測定結果を早期に排除できるため、再検査などの手間が軽減される。 As described above, in this example, the incident angle of the excitation light L is adjusted to specify the resonance angle, and if the specified resonance angle does not exist within the permissible range, an abnormality is warned. It is possible to notify the user of an abnormality caused by improper mounting of the device at an early stage. As a result, unreliable measurement results can be eliminated at an early stage, which reduces the time and effort required for re-examination.
また、異常判定は、検体溶液SLを流路15に注入した状態で行われる。そのため、検体の種類に応じて適切な異常判定を行うことができる。
Further, the abnormality determination is performed in a state where the sample solution SL is injected into the
[第2実施形態]
図17及び図18に示す第2実施形態は、共鳴角の特定を反射光RLに基づいて行う例である。その他の構成や処理手順は第1実施形態と同様であるので、同じ構成要素には同じ符号を付して説明を省略する。
[Second Embodiment]
The second embodiment shown in FIGS. 17 and 18 is an example in which the resonance angle is specified based on the reflected light RL. Since other configurations and processing procedures are the same as those in the first embodiment, the same components are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
図17に示すように、第2実施形態には、励起光Lが金属膜18の裏面で反射した反射光RLを受光する光センサ66が設けられている。光センサ66は、例えば、CCDイメージセンサやCMOSイメージセンサである。光センサ66は、反射光検出部に相当する。光センサ66は、反射光RLの光量に応じた反射光検出信号を制御部40に出力する。
As shown in FIG. 17, the second embodiment is provided with an
共鳴角特定部41は、反射光検出信号を取得し、反射光検出信号に基づいて実測プロファイルを生成する。図9から図13に示したように、反射光RLは、蛍光Lfとは反対に、表面プラズモン共鳴が生じると、大きく減衰する。また、図18に示すように、反射光RLのプロファイルが示す極小値と、蛍光Lfの極大値には相関関係がある。そのため、反射光RLが極小値を示す入射角θを、蛍光Lfが極大値を示す入射角θに換算する。これにより、プラズモン増強度が極大となる共鳴角を求めることができる。その他の構成及び処理手順は、第1実施形態と同様であり、説明を省略する。
The resonance
[変形例1]
上記各実施形態において、検体を希釈せずに使用する例で説明したが、検体として血清や血漿を使用する場合は希釈を行う場合もある。希釈を行う態様としては、手動希釈と自動希釈の2つの態様が考えられる。手動希釈は、蛍光分析装置100に分析チップ10を装着する前に、ユーザが手動で検体の希釈を行って、手動希釈が行われた検体を使用する態様である。自動希釈は、蛍光分析装置100が希釈機能を備えている場合に、分析チップ10が装着された後に、蛍光分析装置100が指定された希釈倍率に従って検体の希釈処理を行う態様である。
[Modification 1]
In each of the above embodiments, the example in which the sample is used without being diluted has been described, but when serum or plasma is used as the sample, dilution may be performed. There are two possible modes of dilution, manual dilution and automatic dilution. The manual dilution is an embodiment in which the user manually dilutes the sample before mounting the
検体を希釈して測定を行う場合には、図19に示すように、希釈倍率に応じてプロファイルデータを用意しておくとよい。図19に示すように、希釈倍率によって共鳴角が変化する。例えば、血清の場合には、希釈無しの場合の共鳴角が72.04°に対して、希釈倍率が10倍の場合は、共鳴角が71.70°に変化する。また、血清の場合には、希釈無しの場合の共鳴角が73.60°であるのに対して、希釈倍率が10倍になると、共鳴角が71.68°に変化する。このように、共鳴角が変化すると、共鳴角が許容範囲内に存在するか否かの判定にも影響するため、希釈倍率毎にプロファイルデータを用意しておくとよい。 When the sample is diluted for measurement, it is advisable to prepare profile data according to the dilution ratio as shown in FIG. As shown in FIG. 19, the resonance angle changes depending on the dilution ratio. For example, in the case of serum, the resonance angle changes to 72.04 ° without dilution, while the resonance angle changes to 71.70 ° when the dilution ratio is 10 times. Further, in the case of serum, the resonance angle is 73.60 ° without dilution, whereas the resonance angle changes to 71.68 ° when the dilution ratio is 10 times. In this way, if the resonance angle changes, it also affects the determination of whether or not the resonance angle exists within the allowable range. Therefore, it is advisable to prepare profile data for each dilution ratio.
この場合には、ユーザによって入力された希釈倍率に基づいてプロファイルデータが選択される。自動希釈の場合には、希釈処理を行うために希釈倍率が入力される。手動希釈の場合は、ユーザが操作部51から検体種類情報を入力する際に、検体の種類に加えて、希釈倍率も入力する。こうして入力された希釈倍率がプロファイルデータの選択に用いられる。なお、図19の例では、血清と血漿のどちらも、希釈倍率が10倍の場合と100倍の場合は、共鳴角に変化が無いので、この場合には、プロファイルデータを別々に用意しなくてもよい。
In this case, profile data is selected based on the dilution factor entered by the user. In the case of automatic dilution, the dilution ratio is input to perform the dilution process. In the case of manual dilution, when the user inputs the sample type information from the
また、このように検体を希釈して使用する場合は、特定した共鳴角が予め設定した許容範囲内に存在するかを判定することで、検体溶液SLの希釈倍率が適正では無い場合も異常として検出することが可能となる。というのも、分析チップ10が適正に装着されており、装着不良が無い場合でも、検体溶液SLの希釈倍率が適正で無い場合には、共鳴角が許容範囲外になると考えられるためである。希釈倍率が不適正になるケースの原因としては、例えば、手動希釈の場合には、ユーザの希釈ミスと考えられ、自動希釈の場合は装置の希釈機能の不良が考えられる。
In addition, when the sample is diluted and used in this way, it is considered abnormal even if the dilution ratio of the sample solution SL is not appropriate by determining whether the specified resonance angle exists within the preset allowable range. It becomes possible to detect. This is because even if the
上記実施形態で示したとおり、異常判定は、検体溶液SLを流路15に注入した状態で行われる。そのため、検体溶液SLの希釈倍率の異常の判定も行うことができる。
As shown in the above embodiment, the abnormality determination is performed in a state where the sample solution SL is injected into the
[変形例2]
また、上記各実施形態においては、共鳴角のみで異常判定を行っているが、共鳴角に加えて、極大値を考慮して異常判定を行ってもよい。
[Modification 2]
Further, in each of the above embodiments, the abnormality determination is performed only by the resonance angle, but the abnormality determination may be performed in consideration of the maximum value in addition to the resonance angle.
「許容範囲の具体例」
図20から図23を参照しながら、共鳴角の許容範囲RGの求め方や数値の具体例を説明する。図20から図23に示す例は、血液検査において、検査項目としてTSH(Thyroid Stimulating Hormone:甲状腺刺激ホルモン)の濃度を測定する場合の許容範囲RGの求め方及び数値の例である。
"Specific example of allowable range"
With reference to FIGS. 20 to 23, a method of obtaining the allowable range RG of the resonance angle and a specific example of numerical values will be described. The examples shown in FIGS. 20 to 23 are examples of how to obtain the permissible range RG and numerical values when measuring the concentration of TSH (Thyroid Stimulating Hormone) as a test item in a blood test.
まず、図20に示すように、TSHの濃度がそれぞれ、0.25ng/mL、0.45ng/mL、0.74ng/mLの検体の測定例を用意する。TSH測定例は、測定時間と蛍光検出信号の信号値(以下、蛍光信号値と呼ぶ)との関係を示すものである。TSHの濃度が高いほど、また、測定時間が長いほど、蛍光信号値(digit)は高くなる。 First, as shown in FIG. 20, measurement examples of samples having TSH concentrations of 0.25 ng / mL, 0.45 ng / mL, and 0.74 ng / mL, respectively, are prepared. The TSH measurement example shows the relationship between the measurement time and the signal value of the fluorescence detection signal (hereinafter, referred to as the fluorescence signal value). The higher the TSH concentration and the longer the measurement time, the higher the fluorescence signal value (digit).
図21は、図20のTSH濃度の測定例の各グラフの傾きを、単位時間当たりの蛍光信号値であるレート信号(digit/分)として求めて、求めたレート信号を各濃度についてプロットしたグラフである。図21のグラフは、実際の測定に際して、蛍光検出部32が出力する蛍光検出信号からレート信号を把握し、把握したレート信号に基づいてTSH濃度を算出する際に用いられるものであり、検量線と呼ばれる。
FIG. 21 is a graph obtained by obtaining the slope of each graph of the TSH concentration measurement example of FIG. 20 as a rate signal (digit / minute) which is a fluorescence signal value per unit time, and plotting the obtained rate signal for each concentration. Is. The graph of FIG. 21 is used when a rate signal is grasped from the fluorescence detection signal output by the
図21に示す検量線のグラフから明らかなとおり、レート信号が大きいほどTSH濃度が高く、TSH濃度が高いほど、検量線の傾きはきつくなる。これはすなわち、TSH濃度が高い領域ほど、蛍光信号値の僅かな変化がTSH濃度に大きな影響を及ぼすことを意味する。蛍光信号値は、励起光Lの入射角θの変化で大きく変化する。結局、理論的な共鳴角に対する入射角θのずれが同じ場合には、TSH濃度が高い領域ほど、TSH濃度の誤差として大きく現れることになる。そのため、TSH濃度が高い領域ほど、許容範囲RGは狭くする必要がある。 As is clear from the graph of the calibration curve shown in FIG. 21, the larger the rate signal, the higher the TSH concentration, and the higher the TSH concentration, the steeper the slope of the calibration curve. This means that the higher the TSH concentration, the greater the influence of a slight change in the fluorescence signal value on the TSH concentration. The fluorescence signal value changes greatly with a change in the incident angle θ of the excitation light L. After all, when the deviation of the incident angle θ with respect to the theoretical resonance angle is the same, the higher the TSH concentration, the larger the error of the TSH concentration will appear. Therefore, it is necessary to narrow the permissible range RG in the region where the TSH concentration is high.
図22は、測定結果であるTSH濃度を評価する評価基準を示す表である。図22において、TSH濃度の適正範囲と認められる基準値の範囲は、0.44ng/mL〜4.95ng/mLであり、その範囲外になると、TSH濃度の上昇や下降が認められて不適正と評価される。 FIG. 22 is a table showing evaluation criteria for evaluating the TSH concentration as a measurement result. In FIG. 22, the range of the reference value recognized as the appropriate range of the TSH concentration is 0.44 ng / mL to 4.95 ng / mL, and if it is out of the range, an increase or decrease in the TSH concentration is observed, which is inappropriate. Is evaluated as.
上述したとおり、図21に示す検量線の上記の考察から、TSH濃度の高い領域ほど、入射角θのずれが測定結果の誤差に与える影響が大きい。そのため、TSH濃度の適正範囲において、入射角θのずれが同じ場合に、誤差が最も大きくなるワーストケースである、上限値4.95ng/mLの場合を基準に許容範囲RGを求める。 As described above, from the above consideration of the calibration curve shown in FIG. 21, the higher the TSH concentration, the greater the influence of the deviation of the incident angle θ on the error of the measurement result. Therefore, in the appropriate range of TSH concentration, when the deviation of the incident angle θ is the same, the allowable range RG is obtained based on the case of the upper limit value of 4.95 ng / mL, which is the worst case where the error is the largest.
TSH濃度の誤差として許容される範囲を例えば±5%に設定し、上限値4.95ng/mLの場合について、所定の計算式に従って、TSH濃度の誤差原因となるレート信号の誤差の許容範囲を求めると、例えば、±2.2%という範囲が得られる。レート信号の誤差は、プラズモン増強度の誤差に対応する。そして、この±2.2%という誤差の許容範囲が、入射角θのずれの許容範囲RGに換算される。 For example, set the permissible range for the error of TSH concentration to ± 5%, and for the case of the upper limit value of 4.95 ng / mL, set the permissible range of the error of the rate signal that causes the error of TSH concentration according to the predetermined calculation formula. When calculated, for example, a range of ± 2.2% can be obtained. The error of the rate signal corresponds to the error of plasmon augmentation. Then, the permissible range of the error of ± 2.2% is converted into the permissible range RG of the deviation of the incident angle θ.
図23は、プラズモン増強度が±2.2%ずれる場合の入射角θのずれの角度を計測した結果を示す。図23において、最もシビアな値は、血清の場合の−0.46°という値である。この結果から、許容範囲RGが±0.46°の範囲に設定される。 FIG. 23 shows the result of measuring the deviation angle of the incident angle θ when the plasmon increasing intensity deviates by ± 2.2%. In FIG. 23, the most severe value is −0.46 ° in the case of serum. From this result, the permissible range RG is set in the range of ± 0.46 °.
判定部42は、例えば、実測して特定された共鳴角と、プロファイルデータから読み出した理論的な共鳴角との差が±0.46°の範囲内であれば、正常と判定し、範囲外の場合は異常と判定する。より具体的には、検体が血清の場合の理論的な共鳴角は72.04°である(図15参照)。この場合は、実測して特定された共鳴角が71.58°〜72.50°の範囲であれば、正常と判定され、その範囲外の場合は異常と判定される。
For example, if the difference between the resonance angle identified by actual measurement and the theoretical resonance angle read from the profile data is within the range of ± 0.46 °, the
なお、本例では、複数種類の検体のうち最もシビアな値を、すべての検体の許容範囲RGとして設定しているが、もちろん、図15に示す許容範囲RG1、RG2・・・のように、検体毎に許容範囲RGの値を設定してもよい。 In this example, the most severe value among the plurality of types of samples is set as the permissible range RG of all the samples, but of course, as in the permissible range RG1, RG2 ... shown in FIG. The allowable range RG value may be set for each sample.
図20〜図23の例は、許容範囲の求め方の1例であり、他の方法で求めてもよい。また、図20〜図23の例は、TSH濃度を測定する場合の例であり、他の検査項目の値を測定する場合や、血液以外の検体を測定する場合には、適正な許容範囲が変化する可能性があるのはもちろんである。 The examples of FIGS. 20 to 23 are examples of how to obtain the permissible range, and may be obtained by other methods. Further, the examples of FIGS. 20 to 23 are examples of measuring the TSH concentration, and when measuring the values of other test items or measuring a sample other than blood, an appropriate permissible range is provided. Of course, it can change.
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、各実施形態や各変形例の組み合わせなど、本発明の要旨を逸脱しない限り種々の構成を採用し得ることはもちろんである。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and various configurations such as combinations of the respective embodiments and the respective modifications are provided as long as the gist of the present invention is not deviated. Of course, it can be adopted.
上記各実施形態において、例えば、制御部40などの電気信号の処理を実行する処理部(processing unit)のハードウェア的な構造は、次に示すような各種のプロセッサ(processor)である。
In each of the above embodiments, for example, the hardware structure of the processing unit that executes the processing of the electric signal such as the
各種のプロセッサには、CPU、プログラマブルロジックデバイス(Programmable Logic Device:PLD)、専用電気回路等が含まれる。CPUは、周知のとおりソフトウエア(プログラム)を実行して各種の処理部として機能する汎用的なプロセッサである。PLDは、FPGA(Field Programmable Gate Array) 等の、製造後に回路構成を変更可能なプロセッサである。専用電気回路は、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)等の特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである。 Various processors include a CPU, a programmable logic device (PLD), a dedicated electric circuit, and the like. As is well known, a CPU is a general-purpose processor that executes software (program) and functions as various processing units. PLD is a processor such as FPGA (Field Programmable Gate Array) whose circuit configuration can be changed after manufacturing. A dedicated electric circuit is a processor having a circuit configuration specially designed for executing a specific process such as an ASIC (Application Specific Integrated Circuit).
1つの処理部は、これら各種のプロセッサのうちの1つで構成されてもよいし、同種または異種の2つ以上のプロセッサの組み合せ(例えば、複数のFPGAや、CPUとFPGAの組み合わせ)で構成されてもよい。また、複数の処理部を1つのプロセッサで構成してもよい。複数の処理部を1つのプロセッサで構成する例としては、第1に、1つ以上のCPUとソフトウエアの組み合わせで1つのプロセッサを構成し、このプロセッサが複数の処理部として機能する形態がある。第2に、システムオンチップ(System On Chip:SoC)等に代表されるように、複数の処理部を含むシステム全体の機能を1つのICチップで実現するプロセッサを使用する形態がある。このように、各種の処理部は、ハードウェア的な構造として、上記各種のプロセッサを1つ以上用いて構成される。 One processing unit may be composed of one of these various processors, or may be composed of a combination of two or more processors of the same type or different types (for example, a plurality of FPGAs or a combination of a CPU and an FPGA). May be done. Further, a plurality of processing units may be configured by one processor. As an example of configuring a plurality of processing units with one processor, first, there is a form in which one processor is configured by a combination of one or more CPUs and software, and this processor functions as a plurality of processing units. .. Secondly, as typified by System On Chip (SoC) and the like, there is a form in which a processor that realizes the functions of the entire system including a plurality of processing units with one IC chip is used. As described above, the various processing units are configured by using one or more of the above-mentioned various processors as a hardware structure.
さらに、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造は、より具体的には、半導体素子等の回路素子を組み合わせた電気回路(circuitry)である。 Further, the hardware structure of these various processors is, more specifically, an electric circuit (circuitry) in which circuit elements such as semiconductor elements are combined.
また、上記以外にも、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。 In addition to the above, it goes without saying that various improvements and modifications may be made without departing from the gist of the present invention.
11 本体
11A プリズム
12 注入口
13 排出口
14A、14B 試料セル
15 流路
15A、15B 断面積変化部
16 反応領域
17 誘電体プレート
17A 表側の面
17B 裏側の面
18 金属膜
20 検体処理部
26 配管
30 測定部
31 光照射部
32 蛍光検出部
33 入射角調整機構
36 測定部移動機構
40 制御部
41 共鳴角特定部
42 判定部
43 メモリ
51 操作部
52 表示部
61 判定用データ
66 光センサ
100 蛍光検出装置
101 装着部
A 被検物質(抗原)
B1 第1抗体
B2 第2抗体
CB 検体容器
CR コントロール領域
Ew エバネッセント波
F 蛍光標識
L 励起光
Lf 蛍光
NC ノズルチップ
RL 反射光
RG 許容範囲
SL 検体溶液
TR テスト領域
θ 入射角
11
B1 1st antibody B2 2nd antibody CB Specimen container CR Control area Ew Evanescent wave F Fluorescent label L Excitation light Lf Fluorescent NC Nozzle tip RL Reflected light RG Tolerance range SL Specimen solution TR Test area θ Incident angle
Claims (7)
前記励起光を照射する光照射部と、
前記蛍光を検出する蛍光検出部と、
前記励起光の前記主面に対する入射角を調整する入射角調整機構と、
前記入射角調整機構で前記入射角を変化させて、前記蛍光検出部が検出する前記蛍光が極大となる共鳴角を特定する共鳴角特定部と、
前記共鳴角特定部が特定した前記共鳴角が、予め設定された許容範囲内に存在するか否かを判定する判定部と、
前記判定部が、前記共鳴角が前記許容範囲内に存在しないと判定した場合に異常を警告する警告部とを、
備え、
前記検体溶液は、前記被検分質を含む検体を、所定の希釈倍率で希釈した液体であり、
前記判定部は、前記希釈倍率に応じた前記許容範囲を用いて前記判定を行い、
前記異常は、前記希釈倍率の異常を含む
表面プラズモン共鳴を利用した蛍光検出装置。 The reaction region is provided with a flow path through which the sample solution containing the test substance flows, a reaction region arranged in the flow path, where an antibody that specifically reacts with the test substance is fixed, and the sample solution comes into contact with the sample solution. The dielectric material is used by using an analysis chip having a main surface in contact with the back surface opposite to the surface surface of the reaction region in the metal film and a dielectric material transparent to excitation light. In a fluorescence detection device using surface plasmon resonance, in which the excitation light is incident from the back side of the main surface through the surface to detect fluorescence generated from a fluorescent label bonded to the test substance due to the incident of the excitation light. ,
The light irradiation unit that irradiates the excitation light and
The fluorescence detection unit that detects the fluorescence and
An incident angle adjusting mechanism that adjusts the incident angle of the excitation light with respect to the main surface,
A resonance angle specifying unit that changes the incident angle with the incident angle adjusting mechanism to specify a resonance angle that maximizes the fluorescence detected by the fluorescence detecting unit.
A determination unit that determines whether or not the resonance angle specified by the resonance angle specifying unit exists within a preset allowable range.
A warning unit that warns of an abnormality when the determination unit determines that the resonance angle does not exist within the allowable range.
Provided,
The sample solution is a liquid obtained by diluting a sample containing the test substance at a predetermined dilution ratio.
The determination unit makes the determination using the allowable range according to the dilution ratio.
The abnormality includes the abnormality of the dilution ratio.
Fluorescence detection device using surface plasmon resonance.
前記共鳴角特定部は、前記反射光検出部が検出する前記反射光の光量に応じた反射光検出信号に基づいて前記共鳴角を特定する請求項1から4のいずれか1項に記載の表面プラズモン共鳴を利用した蛍光検出装置。 It is provided with a reflected light detection unit that detects the reflected light of the excitation light reflected by the metal film.
The surface according to any one of claims 1 to 4, wherein the resonance angle specifying unit specifies the resonance angle based on a reflected light detection signal corresponding to the amount of reflected light detected by the reflected light detecting unit. Fluorescence detection device using plasmon resonance.
前記励起光を照射する光照射ステップと、
前記蛍光を検出する蛍光検出ステップと、
前記励起光の前記主面に対する入射角を変化させながら、前記蛍光検出ステップにおいて検出される前記蛍光が極大となる共鳴角を特定する共鳴角特定ステップと、
前記共鳴角特定ステップにおいて特定された前記共鳴角が、予め設定された許容範囲内に存在するか否かを判定する判定ステップと、
前記判定ステップにおいて、前記共鳴角が前記許容範囲内に存在しないと判定した場合に異常を警告する警告ステップとを、
備え、
前記検体溶液は、前記被検分質を含む検体を、所定の希釈倍率で希釈した液体であり、
前記判定ステップでは、前記希釈倍率に応じた前記許容範囲を用いて前記判定を行い、
前記異常は、前記希釈倍率の異常を含む
表面プラズモン共鳴を利用した蛍光検出装置の作動方法。 The reaction region is provided with a flow path through which the sample solution containing the test substance flows, a reaction region arranged in the flow path, where an antibody that specifically reacts with the test substance is fixed, and the sample solution comes into contact with the sample solution. The dielectric material is used by using an analysis chip having a main surface in contact with the back surface opposite to the surface surface of the reaction region in the metal film and a dielectric material transparent to excitation light. A fluorescence detection device using surface plasmon resonance that causes the excitation light to be incident from the back side of the main surface through the surface to detect fluorescence generated from a fluorescent label bonded to the test substance due to the incident of the excitation light. In the operating method
The light irradiation step of irradiating the excitation light and
The fluorescence detection step for detecting the fluorescence and
A resonance angle specifying step for specifying a resonance angle at which the fluorescence is maximized, which is detected in the fluorescence detection step, while changing the incident angle of the excitation light with respect to the main surface.
A determination step for determining whether or not the resonance angle specified in the resonance angle specifying step exists within a preset allowable range, and a determination step.
In the determination step, a warning step for warning an abnormality when it is determined that the resonance angle does not exist within the allowable range is defined as a warning step.
Provided,
The sample solution is a liquid obtained by diluting a sample containing the test substance at a predetermined dilution ratio.
In the determination step, the determination is made using the allowable range according to the dilution ratio.
The abnormality includes the abnormality of the dilution ratio.
A method of operating a fluorescence detector using surface plasmon resonance.
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