JPH1164338A

JPH1164338A - 免疫反応測定装置

Info

Publication number: JPH1164338A
Application number: JP23905597A
Authority: JP
Inventors: Kazuyasu Suzuki; 和保鈴木; Mitsuhiro Negami; 光弘根上
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 1997-08-20
Filing date: 1997-08-20
Publication date: 1999-03-05

Abstract

(57)【要約】【課題】少量の検体で多項目の測定を実時間（リアル
タイム）で行うことができる免疫反応測定装置を提供す
ること。【解決手段】一端部にＳＰＲセンサ部３を備えた光フ
ァイバ５ａと、この光ファイバ５ａの他端部側から所定
の白色光７を照射する光源９と、ＳＰＲセンサ部３から
反射する反射光１１の波長分布を分析する分光器１３
と、光源９及び分光器１３の動作を制御する主制御部１
５と、これら各部を収納する装置本体１７とを備え、光
ファイバ５ａを少なくとも２本装備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、免疫反応測定装置
に係り、特に、いわゆる表面プラズモン共鳴（Surface
Plasmon Resonance 、以下「ＳＰＲ」と略す）現象を利
用した免疫反応測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、生物化学分析の分野におい
て、検体中の極めて微量なタンパク質を検出する方法と
して、免疫法(immunoassay )が一般的に多く使われてい
る。この免疫法は、いわゆる抗原（検出しようとするタ
ンパク質）と抗体（抗原を用いて作られた抗体）との特
異的な免疫反応により、検体内の所定の抗原濃度を定量
するものである。この免疫法は、複数種類の抗原が混在
する検体であっても、検出しようとする抗原を単離する
ことなく測定することができる。この点が、化学的測定
法あるいは物理的測定法と異なる。

【０００３】また、免疫法の中には、下記のような種々
の手法がある。 radio immunoassay ：ＲＩＡ法（ラジオイムノアッセ
イ） enzyme immunoassay：ＥＩＡ法（酵素免疫法） fluoro immunoassay：ＦＩＡ法（蛍光免疫法）

【０００４】ＲＩＡ法は、アイソトープを用いる必要が
あるため、最近ではあまり使われていない。また、ＥＩ
Ａ法は、簡易に免疫反応を測定できるため現在広く使わ
れている。更に、ＦＩＡ法は、高感度、高精度な測定法
という位置づけである。ＥＩＡ法のうち、抗体測定のた
めに固相を用いる方法を、特にＥＬＩＳＡ(enzymelinke
d immunosorbent assay)法と呼び、更にＥＬＩＳＡには
２つの手法がある。

【０００５】ａ．間接法：固相に抗原を用いる方法ｂ．抗体捕獲法：固相に抗ＩｇＭ抗体を用いる方法

【０００６】上記ＥＬＩＳＡ法は、特定の病原体に対す
る抗体の定量、allergenに対する抗体の定量、およびモ
ノクローナル抗体のスクリーニングに使われている。Ｅ
ＬＩＳＡ法に用いられる測定キットは、一般的には９６
個の奥部が形成されたマイクロプレートを用い、このマ
イクロプレート上で行われる。従って、大量の検体を同
時に測定することができ、近年、多くの自動化された免
疫反応測定装置が市場に出回っている。

【０００７】ＥＬＩＳＡ法用の測定キットとしては、多
くの試薬メーカから種々の試薬が提供されている。例え
ば、ｔＰＡは、血液中の血液凝固および血栓に関わるフ
ィブリンを溶かす方向に間接的に働く酵素である。ま
た、ＰＡＩ−１は、ｔＰＡを抑制し、血液凝固や血栓を
造る方向に働く酵素である。

【０００８】ところで、免疫反応測定装置に用いられる
センサとして、いわゆるＳＰＲセンサが知られている。
このＳＰＲセンサとは、表面プラズモン共鳴現象を用い
たセンサであり、以下の原理で測定される。即ち、５０
ｎｍ程度の厚さを有する金属薄膜（金若しくは銀等）を
高屈折率のプリズムの底面に蒸着する。そして、プリズ
ム側から金属薄膜に向けて臨界角以上の角度で所定の光
を入射させる。金属薄膜は、５０ｎｍ程度では半透明で
あるので、プリズム側から入射した光は金属薄膜を透過
して、プリズムと反対側の金属薄膜の表面に到達し、プ
リズムと反対側の金属薄膜の表面にエバネッセント場を
発生する。

【０００９】光の入射角を調整することにより、エバネ
ッセント場の波数と表面プラズモン共鳴の波数を一致さ
せて、金属薄膜の表面に表面プラズモン共鳴を励起でき
る。この場合、表面プラズモン共鳴の波数は、金属薄膜
の誘電率と金属薄膜から見てプリズムと反対側の表面に
固定された検体との屈折率に依存している。従って、検
体の屈折率及び誘電率を調べることができる。このよう
に、光学系と検体とが金属薄膜を境にして相互に反対側
に位置していることにより、センサとして構築しやす
い。

【００１０】上記原理を応用して、光ファイバを用いた
免疫反応測定装置用のＳＰＲセンサが開発されている(B
IACORE社製−BIAcoreProbe )。この光ファイバを用いた
ＳＰＲセンサでは、先ず、光ファイバの先端の端面を磨
いた上で、この端面に銀がコーティングされている。ま
た、光ファイバの先端部外周面のクラッド(Clad)が除去
され、この部分に金属薄膜（金若しくは銀等）がコーテ
ィングされる。さらに、光ファイバの先端部外周面の金
属薄膜を誘電体膜で被い、この誘電体膜上に免疫反応測
定に用いる抗体が固定されている。また、光ファイバの
他端部側には所定の光源が配設されており、光ファイバ
内に白色光を導入できるようになっている。

【００１１】このように構成されたＳＰＲセンサの免疫
反応測定手法について説明する。先ず、光ファイバ内に
導入された白色光は、光ファイバの先端部で白色光の中
の特定の波長の波が表面プラズモン共鳴を励起する。こ
の表面プラズモン共鳴を励起する波長は、誘電体膜と抗
体との屈折率によって変化する。このため、免疫反応前
に最も減衰する波長と免疫反応後に最も減衰する波長を
比較することにより、免疫反応を測定することができ
る。図２１は、ＳＰＲセンサを用いた免疫反応測定装置
の原理実験を示す説明図である。この図２１に示すよう
に、抗原を含まない基準検査液（例えばリン酸バッフ
ァ）を検体とした場合と所定の検査液（抗原が含まれて
いる）を検体とした場合とで、減衰している波長が異な
っている。

【００１２】尚、光ファイバは、ファイバ自体が細く、
また、光ファイバ内を伝送される光の損失が少ない。従
って、免疫反応測定装置の小型化が可能であり、遠隔測
定も可能となる点が長所として挙げられる。そして、こ
れらは免疫反応測定装置の操作性の向上に繋がる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記各
従来例には以下のような不都合があった。即ち、ＥＬＩ
ＳＡなどの酵素免疫法では、測定のための行程が多数に
のぼり、また反応に長時間が必要である。このため、１
つの検体を測定するのに数時間から数十時間を要する場
合があり、測定効率を向上させることができない。ま
た、酵素免疫法では、多人数の検体について、一つ一つ
の項目毎に免疫反応の測定をする。このため、ある特定
の１人の検体について多項目を一度に測定するような用
途には不向きである、という不都合を生じていた。

【００１４】また、光ファイバからなるＳＰＲセンサを
用いた免疫反応測定装置についても、予め、免疫反応測
定に用いる特定の抗体を光ファイバの先端部に固定して
おき、測定したい検体内の抗原をこのＳＰＲセンサの抗
体と反応させるものである。このため、多項目を一度に
測定することはできない、という不都合を生じていた。
また、光ファイバは一体型であるので、測定項目を変え
る場合には光ファイバ全体を交換する必要がある、とい
う不都合を生じていた。

【００１５】更に、光ファイバを用いたＳＰＲセンサで
は、いわゆるバイオハザードに対する配慮が欠けてい
た。即ち、免疫反応測定には、血液等の感染性のある検
体を用いるため、本来、検体が直接接触する領域は、全
て新しいものを使用し、使い終わったものは廃棄すべき
である。しかし、現実には、洗浄などにより繰り返し使
用しているため、測定に用いられた抗原や抗体の一部が
ＳＰＲセンサに残留してしまう可能性がある、という不
都合を生じていた。

【００１６】

【発明の目的】本発明は、かかる従来例の有する不都合
を改善し、特に、少量の検体で多項目の測定を実時間
（リアルタイム）で行うことができる免疫反応測定装置
を提供することを、その目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、請求項１記載の発明では、一端部にＳＰＲセン
サ部を備えた光ファイバと、この光ファイバの他端部側
から所定の白色光を照射する光源と、ＳＰＲセンサ部か
ら反射する反射光の波長分布を分析する分光器と、光源
及び分光器の動作を制御する主制御部と、これら各部を
収納する装置本体とを備え、光ファイバを少なくとも２
本装備した。以上のように構成されたことにより、一度
に複数の反応を測定することができる。

【００１８】請求項２記載の発明では、光源と光ファイ
バの他端部との相互間に所定の光路選択手段を装備する
という構成を採り、その他の構成は請求項１記載の発明
と同様である。以上のように構成されたことにより、一
本の光ファイバについて免疫反応測定をしている場合に
他の光ファイバへの光路を遮断できる。

【００１９】請求項３記載の発明では、光路選択手段を
所定の液晶マスクにより構成し、液晶マスクを、各光フ
ァイバの内いずれか１のみに白色光を透過させる選択透
過機能を有するという構成を採り、その他の構成は請求
項２記載の発明と同様である。以上のように構成された
ことにより、液晶マスクを電気的に制御することで、複
数の光ファイバの内の１本にのみ白色光を照射できる。

【００２０】請求項４記載の発明では、ＳＰＲセンサ部
の近傍に、光ファイバを複数本同時に接続できるマルチ
ファイバコネクタを設けるという構成を採り、その他の
構成は請求項１記載の発明と同様である。以上のように
構成されたことにより、必要なＳＰＲセンサ部を迅速に
取り替えることができる。

【００２１】請求項５記載の発明では、各光ファイバの
他端部側領域に、白色光の透過及び遮断を切り替える光
スイッチを配設するという構成を採り、その他の構成は
請求項１記載の発明と同様である。以上のように構成さ
れたことにより、光スイッチの作用により、複数の光フ
ァイバのうちの１本の光ファイバにのみ白色光が入射さ
れる。

【００２２】請求項６記載の発明は、光源と各光スイッ
チの相互間に、白色光をＳＰＲセンサ部側と分光器側と
に分岐する分岐手段を配設するという構成を採り、その
他の構成は請求項５記載の発明と同様である。以上のよ
うに構成されたことにより、各光ファイバに入射された
白色光が分岐手段によって分光器に入射されると共に、
ＳＰＲセンサ部側にも照射される。

【００２３】請求項７記載の発明では、ＳＰＲセンサ部
の周囲部に当該ＳＰＲセンサ部を覆うキャップ部材を設
けると共に、このキャップ部材の一部に検体を吸引する
吸引口を形成し、装置本体内の所定箇所に、キャップ部
材内へ検体を吸引する吸引ポンプを装備するという構成
を採り、その他の構成は請求項１記載の発明と同様であ
る。以上のように構成されたことにより、免疫反応測定
の際に、キャップ部材内に一定量の検体を保持し、この
状態で測定をすることができる。

【００２４】請求項８記載の発明では、キャップ部材内
に予め保存バッファを充填しておくという構成を採り、
その他の構成は請求項５記載の発明と同様である。以上
のように構成されたことにより、ＳＰＲセンサ部の抗体
は変性が抑制される。また、保存バッファを充填したま
ま免疫反応測定をすることで、免疫反応測定装置のチェ
ックができる。

【００２５】請求項９記載の発明では、装置本体内に所
定の送信機を装備すると共に、この送信機に分光器の出
力を伝達し、送信機から所定の上位機に接続された受信
機へ分光器の出力を送信するという構成を採り、その他
の構成は請求項１記載の発明と同様である。以上のよう
に構成されたことにより、測定された結果は送信機によ
り上位機に送られ、種々のデータ処理に利用される。

【００２６】請求項１０記載の発明では、ＳＰＲセンサ
部にポジティブセンサとしての抗体及びネガティブセン
サとしての抗体をそれぞれ固定するという構成を採り、
その他の構成は請求項１記載の発明と同様である。以上
のように構成されたことにより、ポジティブコントロー
ルが適切に反応すれば、測定系が正常であると判断さ
れ、また、ネガティブコントロールが反応しなければ、
非特異的な反応が生じていないことが判断できる。

【００２７】

【発明の実施の形態】

［第１の実施形態］本発明の一実施形態を図面に基づい
て説明する。本実施形態にかかる免疫反応測定装置で
は、図１に示すように、一端部にＳＰＲセンサ部３を備
えた光ファイバ５ａと、この光ファイバ５ａの他端部側
から所定の白色光７を照射する光源９と、ＳＰＲセンサ
部３から反射する反射光１１の波長分布を分析する分光
器１３と、光源９及び分光器１３の動作を制御する主制
御部１５と、これら各部を収納する装置本体１７とを備
え、光ファイバ５ａを少なくとも２本装備している。以
下詳細に説明する。

【００２８】［ＳＰＲセンサ部］先ず、石英からなる複
数の光ファイバ５ａがまとめられて、マルチ光ファイバ
５が構成され、このマルチ光ファイバ５の先端部がＳＰ
Ｒセンサ部３となっている。ＳＰＲセンサ部３は、マル
チファイバコネクタ１９により、一度に全ての光ファイ
バ５ａについて接続が可能になっている。ＳＰＲセンサ
部３における各光ファイバ５ａの先端は、図１及び図２
に示すように、光ファイバ５ａのコア３ａの先端面が銀
でコーティングされ、当該部位が反射ミラー３ｂの役割
を担っている。また、先端部外周面には、光ファイバ５
ａのコア３ａの表面に銀もしくは金の金属薄膜３ｃがコ
ーティングされると共に、この金属薄膜３ｃの上に誘電
体膜３ｄが形成され、更にその上に抗体３ｅが固定され
ている。尚、光ファイバの構造としては種々のものがあ
る。即ち、コアが石英やプラスチック（ポリマー）であ
り、クラッド（Clad）が石英若しくはプラスチックのも
のである。また、ＳＰＲセンサ部は石英やプラスチック
を用いる。実際には、これらの材質を適切に組み合わせ
て用いる。

【００２９】誘電体膜３ｄは、金属薄膜３ｃに固定する
抗体３ｅを結合するための接着材としての役割を有して
いる。この誘電体膜３ｄの具体的構成には多くの提案が
なされている。本実施形態では、図３に示すように、金
属薄膜３ｃのすぐ上に、硫黄原子を含有する多員環３ｄ
１（スルフィド，ジスルフィド，チオール，イソニトリ
ル等）を被覆する。この多員環３ｄ１の上には、飽和炭
化水素鎖３ｄ２（枝分かれなくヘテロ原子により中断さ
れた１２〜３０原子）が被覆される。更に、飽和炭化水
素鎖３ｄ２の上には、活性基３ｄ３（アミノ基，アルデ
ヒド基，エポキシ基，カルボキシル基等）が被覆されて
いる。そして、この活性基３ｄ３に抗体３ｅが固定され
ている。

【００３０】誘電体膜３ｄに固定する抗体３ｅの種類
は、測定したい検体内の抗原３ｆによって種々の組み合
わせが考えられている。即ち、測定したい検体内の抗原
３ｆが決定されると、これに対応するタンパク質、ポジ
ティブコントロール、ネガティブコントロール等の複数
の抗体３ｅがそれぞれ別個に固定されたＳＰＲセンサ部
３を選択する。このＳＰＲセンサ部３は、上記したよう
に、マルチファイバコネクタ１９で接続されている。従
って、ＳＰＲセンサ部３側のみまとめて取り外し、別の
ＳＰＲセンサ部と交換することができる。実際に、この
ＳＰＲセンサ部３を用いた免疫反応測定装置１では、
癌，糖尿病，バクテリア（Ｏ−１５７），血栓／頭部外
傷，水質検査（毒素検査），各種内分泌検査をすること
ができる。

【００３１】以上のように、ＳＰＲセンサ部３に複数の
抗体３ｅ（図２においては、抗体Ａ，抗体Ｂ，抗体Ｃ，
抗体Ｐ，抗体Ｎの５種類を用いている）を固定すると、
一回の操作で同時に多項目の測定ができる。これは、Ｓ
ＰＲセンサ部３の複数の光ファイバ５ａの先端の誘電体
膜３ｄに固定された各種抗体３ｅが、検体中に含有され
るそれぞれの抗原３ｆとなるタンパク質と特異的に結合
することにより可能となる。例えば、癌の検査では、検
査用試薬として腫瘍マーカが一般的である。胃癌を考え
た場合、予後診断として、３〜４種類の腫瘍マーカを併
用する場合が多い。このような時に、各ＳＰＲセンサ部
３にこれらの腫瘍マーカを固定しておけば、一回の測定
で多項目の測定ができるため、測定効率向上の効果は大
きい。

【００３２】糖尿病の場合でも、内分泌の何に異常があ
って糖尿病の症状が出ているのか判断するには、検体中
のインスリンの濃度を調べただけでは不十分である。こ
のような場合にも、因果関係を示すタンパク質の分泌濃
度を測定（定量）することにより、その後の処置や薬の
投与が決めやすくなる。その他、バクテリア、血栓症、
毒素検査など、多項目の測定の利益は限りがない。

【００３３】また、本実施形態にかかる免疫反応測定装
置１では、測定の精度を向上させるべく、図２に示すよ
うに、抗体の一部にポジティブコントロール（抗体Ｐ）
とネガティブコントロール（抗体Ｎ）を用いている。こ
こで、ポジティブコントロールとは、検体内に抗原とし
て存在するタンパク質と特異的に反応する抗体を指して
いる。検体によって異なるが、血液、尿、唾液などに
は、人間の体調等の変化があっても濃度があまり変化し
ないタンパク質が含まれている場合がある。このタンパ
ク質に特異的に反応する抗体Ｐを、１つの光ファイバ５
ａの先端部に固定し、これをポジティブコントロールと
する。

【００３４】逆に、検体内に全く存在し得ない抗原に対
応する抗体Ｎを、ネガティブコントロールとする。この
ネガティブコントロールとして用いる抗体Ｎが反応した
場合には、非特異的反応が生じていると推定することが
できるので、種々の対策を講じることができる。尚、ネ
ガティブコントロールは、別の種の抗原（タンパク質）
に反応する抗体を用いることができるので、選択範囲は
豊富である。

【００３５】また、検体に適当なタンパク質が含まれて
いない場合には、検体に後から加えるという手法も考え
られる。即ち、相互に特異的に反応する抗原及び抗体で
あって簡単に手に入るタンパク質を用いる。そして、検
体の中に当該抗原を測定前に一定量加える。そして、Ｓ
ＰＲセンサ部には、この抗原に対応する抗体をポジティ
ブコントロールとして固定する。このとき、抗原は検体
（血液，唾液、尿など）と親和性があるものが好まし
い。当該手法は、作業自体は増大するものであるが定量
の精度は向上する。尚、ポジティブコントロール及びネ
ガティブコントロールは、両方同時に用いる場合の他、
いずれか一方のみ用いるようにしても良い。

【００３６】［キャップ部材］また、ＳＰＲセンサ部３
の周囲には、図４に示すように、所定のキャップ部材２
１が配設され、ＳＰＲセンサ部３の全体を覆うようにな
っている。このキャップ部材２１は、免疫反応測定に際
し、一定量の検体を一時保持しておくためのものであ
る。従って、キャップ部材２１の先端部には、検体を吸
引する吸引口２３２３が形成されている。また、キャッ
プ部材２１の内部空間には、装置本体１７内に設けられ
ている吸引ポンプ２５が接続されている。

【００３７】免疫反応測定の前に、キャップ部材２１内
には所定の保存バッファ２７が充填されている。この保
存バッファ２７は、免疫反応測定の前に抗体３ｅが変性
するのを抑制するためのものである。具体的には、リン
酸緩衝液や酢酸緩衝液を用いる。尚、保存バッファ２７
が充填されている状態では、キャップ部材２１の先端は
シールしておく。そして、免疫反応測定時にこのシール
を剥がして使用する。ここで、キャップ部材２１の吸引
口２３の径は小さいため、シールを剥がしても、簡単に
は保存バッファ２７はこぼれない。また、保存バッファ
２７がキャップ部材２１内に充填されている状態で免疫
反応測定をすることにより、各ＳＰＲセンサ部３の特性
やばらつきをチェックし補正することができる。

【００３８】［吸引ポンプ］キャップ部材２１の内部空
間に接続された吸引ポンプ２５は、検体を上記した吸引
口２３を介してキャップ部材２１内に吸引するためのも
のである。本実施形態の免疫反応測定装置１は、検体の
吸引を自動的に行うようになっている。これは、吸引さ
れる検体が一定量であることが測定の精度を保証するた
めに必要だからである。従って、吸引ポンプ２５は、吸
引容量が微小で精度の高い小型のものを用いる。また吸
引ポンプ２５の電源としては、二次電池２９を用いる。
二次電池２９には、ニッケル水素電池、リチウムイオン
電池、二酸化マンガンリチウム電池、ニッケルカドミウ
ム電池などがある。装置本体１７の小型化のために、エ
ネルギー密度の高い電池で構成する。

【００３９】［光源］光ファイバ５ａに白色光を照射す
る光源９は、ハロゲンランプが用いられている（図１参
照）。この光源のハロゲンランプには、種々の波長の光
が含まれており、免疫反応測定中は常時光ファイバ５ａ
に白色光７を照射している。尚、光源９としてはハロゲ
ンランプに限定されるものではない。即ち、所定の波長
帯域の光を含むものであればよい。また、予め、免疫反
応によって減衰する光の波長がある程度推測できる場合
には、その推測された波長の光のみを含む光源を用いる
ようにしても良い。尚、光源９の動作は、装置本体１７
内の主制御部１５によって制御される。

【００４０】光源９の下流側には、図１に示すように、
集光用の所定のレンズ３１，３３が配設されている。レ
ンズ３１は、光源９から放射状に照射される白色光７を
一旦収束させる役割を有している。そして、この収束さ
れた白色光７はレンズ３３に入射される。レンズ３３で
は、収束された白色光７を平行光にする役割を有してい
る。そして、この平行となった白色光７が、光ファイバ
５ａ側に照射される。尚、予め平行光を照射できる光源
を用いる場合には、これらレンズ３１，３３は不要であ
る。上記レンズ３３の下流側には、偏光板３５が設けら
れている。この偏光板３５は、白色光７をＰ(parallel)
偏光するものである。

【００４１】［光路選択手段］上記した光源９の下流側
であって、上記レンズ３１及びレンズ３３の更に下流側
には、図１及び図５に示すように、光路選択手段３７が
配設されている。この光路選択手段３７は、複数の光フ
ァイバ５ａに対して選択的に白色光７を透過させるため
の、選択透過機能を有している。これは、免疫反応測定
をする際に、ＳＰＲセンサ部３には複数の抗体３ｅが予
め固定されているが、これら各抗体３ｅの免疫反応を個
々に測定するためである。

【００４２】光路選択手段３７は、具体的には液晶マス
クから構成されている。この液晶マスクは、スポット的
に白色光７を透過させ、個々の光ファイバ５ａに順番に
入射させるよう制御される。即ち、１つの光ファイバ５
ａが選択されて白色光７が入射し、その波長分布（スペ
クトルパターン）を計測している間は、他の光ファイバ
ヘの白色光７は液晶により遮断されている。尚、図５に
示す各光ファイバ５ａは、円状に配列されているので、
光路選択手段３７もこれに対応して円状に透過位置が変
化してゆく。光路選択手段３７の動作は装置本体１７内
の主制御部１５によって制御される。液晶マスクを用い
た光路選択手段３７は、機械的な駆動部を有しないの
で、光路選択手段３７自体を小型化でき、また故障を低
減できる。また、光路を高精度で自由に位置設定でき
る。

【００４３】［スプリッタ］光路選択手段３７と光ファ
イバ５ａの相互間には、図１及び図５に示すように、ハ
ーフミラーからなるスプリッタ３９が配設されている。
このスプリッタ３９は、光源９からの白色光７を２方向
に分岐させるものである。このスプリッタ３９によっ
て、一部の光はそのまま光ファイバ５ａに入射されると
共に、他の一部はスプリッタ３９によって光ファイバ５
ａと異なる方向へ反射する。本実施形態では、スプリッ
タ３９で反射した白色光７は、そのまま後述する分光器
１３に入射されるようになっている。

【００４４】［分光器］本実施形態の免疫反応測定装置
１には、図１及び図４に示すように、所定の分光器１３
が装備されている。この分光器１３は、免疫反応測定に
用いる白色光７の波長分布（スペクトルパターン）を分
析するものである。ここで、この分光器１３に入射され
る光の１つは、光源９から出力されて上記したレンズ３
１，レンズ３３，偏光板３５、そして光路選択手段３７
を透過してスプリッタ３９によって反射された白色光７
である。これに加え、分光器１３には、光ファイバ５ａ
に入射されてＳＰＲセンサ部３から反射してきた反射光
１１も入射される。分光器３９では、入射された白色光
７と反射光１１との波長分布を比較することにより、反
射光１１内のいずれの波長が減衰しているのかを知るこ
とができる。尚、スプリッタ３９から分光器１３へは、
所定の集光用のレンズ４０ａ，４０ｂ及び導光管（光フ
ァイバ）４１ａ，４１ｂを介して白色光７及び反射光１
１が伝達される。

【００４５】［主制御部］装置本体１７内に設けられた
主制御部１５は、図１及び図４に示すように、光源９，
光路選択手段３７，分光器１３などの動作を制御してい
る。また、主制御部１５では、分光器１３により得られ
た反射光１１の波長分布に関する情報を取り込んで、こ
れを装置本体１７に装備されている表示部４３や送信機
４５に伝達する機能を有している。更に、主制御部１５
は、吸引ポンプ２５の動作等も併せて制御している。ま
た、送信機４５からは、上位機（医療機器、コンピュー
タ等）が接続された受信機に、分光器による分析結果の
情報が送信される（図１０参照）。

【００４６】次に、以上のように構成された免疫反応測
定装置１の動作を説明する。

【００４７】［全体的動作概要］先ず、光源９により照
射された白色光７は、図１に示すように、レンズ３１及
びレンズ３３によって平行光とされる。そして、Ｐ偏光
された後、光路選択手段３７が１本の光ファイバ５ａに
対応した位置のみがスポット的に白色光を透過させる。
その後、白色光７の一部はスプリッタ３９で反射して分
光器１３に入射され、残りの一部はそのままＳＰＲセン
サ部３へと分岐する。

【００４８】ＳＰＲセンサ部３に向かった白色光７は、
ＳＰＲセンサ部３の先端部外周面で反射しながら進み、
更にＳＰＲセンサ部３の端面の反射ミラー３ｂ（金若し
くは銀がコーティングされたミラー）で反射し、光ファ
イバ５ａの中を反射光１１となって戻る。このとき、Ｓ
ＰＲセンサ部３において、白色光７が表面プラズモン共
鳴を励起する。この表面プラズモン共鳴を励起するの
は、白色光７の内の特定の波長の光である。従って、当
該特定の波長の光の強度は減衰し、この一部の波長の光
が減衰した状態で反射光１１として戻る。

【００４９】戻った反射光１１は、再度スプリッタ３９
で分岐され、導光管（光ファイバ）４１ｂを介して分光
器１３に入射される。分光器１３では、ＳＰＲセンサ部
３に向かう前の白色光７と、ＳＰＲセンサ部３の反射ミ
ラー３ｂで反射してきた反射光１１を分析し、それぞれ
波長分布（スペクトルパターン）を測定する。反射前の
白色光７は、広帯域の波長を有するハロゲンランプその
ものの波長分布として測定される。しかし、反射光１１
は、上記したように、ＳＰＲセンサ部３の金属薄膜３ｃ
と誘電体膜３ｄとの間に発生する表面プラズモン共鳴に
よって、ある波長域において減衰が見られる。

【００５０】［キャリブレーション］免疫反応測定に先
だって、ＳＰＲセンサ部３のキャリブレーションを行う
必要がある。即ち、ＳＰＲセンサ部３の表面に、上記し
た誘電体膜３ｄ（図３参照）を形成しておく。ＳＰＲセ
ンサ部３からの反射光１１は、スプリッタ３９によって
分光器１３に入射される。分光器１３では、反射光１１
の波長分布を分析する。これによって、図６に示すよう
な波長分布の図を得ることができる。この図６に示すよ
うに、特定の波長帯域の強度が低くなる。

【００５１】求めた波長分布から、強度が最小となって
いる波長を求めると、この波長が表面プラズモン共鳴を
励起した波長である。これにより、誘電体膜３ｄに抗体
３ｅが固定されていない状態における、表面プラズモン
共鳴を励起する光の波長が明らかとなり、ＳＰＲセンサ
部３のキャリブレーションが行える。

【００５２】［データテーブルの作成］次に、ＳＰＲセ
ンサ部３を用いた免疫反応測定装置１のデータテーブル
を作成する。このデータテーブルとは、ＳＰＲセンサ部
３を用いた免疫反応測定装置１において、種々の抗体３
ｅに対する抗原３ｆの濃度依存性の関係を調べたもので
ある。即ち、検体内の抗原の濃度が高い場合には、この
濃度に応じて表面プラズモン共鳴を励起する光の波長が
変化する。従って、特定の抗体に対応する抗原の濃度と
減衰する波長との関係を予め調べておけば、実際に免疫
反応測定をする場合に検体内の抗原の濃度を推測できる
からである。

【００５３】［実際の免疫反応測定］実際に免疫反応測
定を行う場合には、ＳＰＲセンサ部３に固定する抗体３
ｅについて検討する必要がある。これは、測定使用とす
る検体内に含まれていると考えられる抗原に対応し、こ
の抗原に特異的に反応する抗体を用いる必要が有るから
である。また、本実施形態の免疫反応測定装置１では、
ＳＰＲセンサ部３にポジティブコントロールとネガティ
ブコントロールとして機能する抗体Ｐ及び抗体Ｎを用い
る。一般的に血清などの検体には、あまり量の変化しな
いタンパク質が含まれている場合がある。もし、適当な
タンパク質が含まれていない場合には、安価なタンパク
質（例えばアルブミン等）を選び、このタンパク質のモ
ノクローナル抗体をポジティブコントロールとして用い
る。

【００５４】一方、ネガティブコントロールとなるタン
パク質は、検体内に含まれていない抗原に対応する抗体
であればよいので、これは、種の異なる動物などの抗体
を用いればよい。そして、ＳＰＲセンサ部３にそれぞれ
別個に抗体Ｐ及び抗体Ｎが固定されると共に、他の光フ
ァイバ５ａに対応するＳＰＲセンサ部３に種々の抗体
Ａ，抗体Ｂ、抗体Ｃを固定したものを用いる（図２参
照）。各抗体Ａ，抗体Ｂ，抗体Ｃは、それぞれの検査項
目に対応した最適な抗体が選択されている。このよう
に、各種の抗体Ａ，抗体Ｂ，抗体Ｃ，抗体Ｐ，抗体Ｎが
固定されたＳＰＲセンサ部３を用いて実際の免疫反応測
定を行う。

【００５５】所定の検体の免疫反応測定は、図７に示す
ように、検査項目に対応するＳＰＲセンサ部３を光ファ
イバ５ａに接続する。このＳＰＲセンサ部３の接続は、
マルチファイバコネクタ１９によって一度に行うことが
できる。そして、キャップ部材２１内の保存バッファ２
７を外部に排出する。その後、検体４７が満たされてい
る検体チューブ４９を用意する。検体４７を検体チュー
ブ４９からキャップ部材２１内に吸引する。検体４７の
吸引には既に述べた吸引ポンプ２５を用いる。検体チュ
ーブ４９には、予め５００〔μｌ〕程度の検体４７が入
っている。しかし、実施にキャップ部材２１内に吸引す
るのは１００〔μｌ〕程度である（図８参照）。

【００５６】そして、検体４７がキャップ部材２１内に
充填された場合には、免疫反応測定をする。具体的に
は、１本の光ファイバ５ａに光路選択手段３９を介して
白色光７を照射する。そして、このときのＳＰＲセンサ
部３から反射する反射光１１の波長分布を分光器１３で
分析する。次に、別の光ファイバ５ａに光路選択手段３
９を介して白色光７を照射する。そして、このときのＳ
ＰＲセンサ部３から反射する反射光１１の波長分布も分
光器１３で分析する。このようにして、全ての光ファイ
バ５ａに対応するＳＰＲセンサ部３に対して測定を行
う。測定が終了した場合には、ＳＰＲセンサ部３を取り
外し、次の測定のために新たなＳＰＲセンサ部３を接続
する。

【００５７】［データ処理］次に、分光器１３から得ら
れた情報を基に、データ処理を行う場合について説明す
る。ここでは一例として、ポジティブコントロール及び
ネガティブコントロールとしての抗体Ｐと抗体Ｎ及び異
なる種類の抗体Ａ，Ｂ，Ｃが固定されたＳＰＲセンサ部
３を用いた免疫反応測定について説明する。図９は、あ
る検体についての免疫反応を測定した結果を示す図であ
る。図９（Ａ）と図９（Ｂ）は抗体Ｐ，抗体Ｎに対応す
る反射光の減衰波長と時間ｔとの関係を示している。ま
た、図９（Ｃ），図９（Ｄ），図９（Ｅ）は、各抗体
Ａ，抗体Ｂ，抗体Ｃに対応する反射光の減衰波長と時間
ｔとの関係を示している。尚、図９中のｔ１は、免疫反
応が終息する時間である。

【００５８】得られた情報は、主制御部１５内でＡ／Ｄ
変換されて所定のメモリに記憶される。そして、一通り
の測定が終わると、送信機４５を介して情報が上記機５
３（コンピュータ：図１０参照）に送信される。これら
の操作は、免疫反応測定装置１の操作パネル５１（図４
参照）のキーを用いて行われる。また、操作および測定
中の状態はその都度表示部４３に表示される。この表示
方法として、ＬＣＤもしくはＬＥＤを用いる。ブザーに
よる呈示も可能である。

【００５９】上位機５３では、受信した情報を解析（デ
ータの補正、校正、補償）し、その波長分布を表示する
と共に、得られた複数の波長分布から、検体４７中に含
まれる光源の濃度を定量し、これを表示する。上位機５
３は、ナースセンターに設置して（図１０参照）、その
場で測定内容を確認し、処置や薬剤投与を決める手だて
にする。また、往診や処置現場では、図１１に示すよう
に、携帯型コンピュータ５５と携帯電話５７とを併用し
て病院に測定結果を送信するようにする（図１１参
照）。

【００６０】図１２は、免疫反応測定装置１の主制御部
１５が各部の動作を制御する場合の、制御情報の流れを
示すブロック図である。この図に示すように、主制御部
１５は、光路選択手段の光路選択手段制御部及び分光器
の分光器制御部に働きかけて、光路の選択及び分光器に
よる反射光の波長分布の測定動作を制御する。また、主
制御部１５は、測定データ処理部に働きかけて、分光器
１３から得られた情報を基にデータ処理を行わせる。そ
して、処理されたデータはデータベースに格納される。
また、主制御部１５は、表示制御部に働きかけて、免疫
反応の測定結果を表示部４３に表示させると共に、送信
機４５の送信制御部に働きかけて情報を送信させる。

【００６１】図１３は、免疫反応測定の結果を表示する
上位機５３（コンピュータ）側の情報の流れを示すブロ
ック図である。受信機で受信した測定結果は、上位機５
３（コンピュータ）側のデータベースに格納されると共
に、データ計算部及び診断部に送られて、具体的な測定
結果の判断が行われる。また、その判断結果は、表示部
に表示されるようになっている。

【００６２】既に説明した図９に基づいて、免疫反応測
定の具体的な判断について説明する。図９は、正常な免
疫反応測定が行われた場合の結果である。これら各図の
縦軸は、表面プラズモン共鳴による減衰が最も大きかっ
た波長の時間に対する変化を示している。図９（Ａ）に
示すように、ポジティブコントロールとしての抗体Ｐの
減衰の波長が変化した場合に、この変化が予め計測され
ている抗体Ｎのデータテーブルの変化と同様であれば、
適正な測定がなされていると判断できる。逆に、データ
テーブルの値と大きな違いがある場合には、測定系に何
らかの欠陥が有るものと推測できる。

【００６３】また、図９（Ｂ）に示すように、抗体Ｎに
ついての減衰の波長が、ほとんど変化しない場合には、
適正な測定がなされていると判断される。検体に含まれ
るはずのない抗原に特異的に反応する抗体をネガティブ
コントロールとして用いているからである。従って、逆
に、抗体Ｎの減衰の波長が大きく変化した場合には、非
特異的反応が生じたものと推定され、測定精度に信頼性
がないと判断される。

【００６４】そして、各抗体Ａ，Ｂ，Ｃの減衰の波長が
図９（Ｃ），図９（Ｄ）、図９（Ｅ）のようになってい
る場合には、抗体Ｂについての減衰の波長が最も大きく
変化し、抗体Ｃについての減衰の波長はほとんど変化し
ていない。従って、この結果により、検体は抗体Ｂと特
異的に反応する抗原の濃度が高く、抗体Ａに反応する抗
原の濃度はそれに次ぐものであると判断できる。尚、抗
体Ｃに反応する抗原は含まれていないと推測できる。
尚、以上のような一連の測定は、一人の検体を一度で測
定することができる。また、その測定時間も３分程度で
済む。

【００６５】測定に用いる各種抗体としては、癌の診断
には多くの腫瘍マーカが使われている。癌ができると、
血中に分泌される特定のタンパク質に異常が起こるから
である。このタンパク質のモノクローナル抗体からでき
た腫瘍マーカを抗体として用いて、そのタンパク質を定
量する。複数の腫瘍マーカを併用すると、測定の信頼性
が向上する。また、糖尿病の場合でも、糖尿病に関わる
複数の内分泌タンパク質の濃度が変化するが、この内分
泌タンパク質を定量することにより、患者の処置や薬の
投与量が決められる。複数の抗体を用いて複数の抗原の
濃度を知ることができれば、糖尿病の症状が現れた原因
を迅速且つ性格に判断できるからである。更に、種々の
感染症や血液障害でも同等なことが云える。

【００６６】［第２の実施形態］次に、本発明の他の実
施形態について説明する。当該実施形態にかかる免疫反
応測定装置では、図１４に示すように、各光ファイバ５
ａの他端部側領域に、白色光７の透過及び遮断を切り替
える光スイッチ１０１，１０２，１０３……１０９が配
設されている。そして、各光スイッチ１０１，１０２，
１０３……１０９の下流側には、白色光７をＳＰＲセン
サ部３側と分光器１３側とに分岐するスプリッタ１１
１，１１２，１１３……１１８が配設されている。尚、
本実施形態は第１の実施形態と基本的な構成を共通とし
ているので、同様な構成については重複説明を避ける。

【００６７】図１４に示すように、免疫反応測定装置
は、第１の実施形態と異なり、光路選択手段は有してい
ない。即ち、各光スイッチ１０１，１０２，１０３……
１０９が光路選択手段に変わるものである。光スイッチ
１０１，１０２，１０３……１０９は、各光ファイバ５
ａの他端部側に配設されている。この光スイッチ１０
１，１０２，１０３……１０９は、主制御部１５（図１
５参照）によってその動作が制御される。本実施形態で
は、計９個の光スイッチ１０１，１０２，１０３……１
０９が各光ファイバ５ａに１個１個設けられている。ま
た、光スイッチ１０１，１０２，１０３……１０９の下
流側に配設されるスプリッタ１１１，１１２，１１３…
…１１８は、ハーフミラーで構成されている。

【００６８】光源９としてのハロゲンランプから出た白
色光７は、集光用のレンズ３１及びレンズ３３によって
光密度が向上する。但し、光度にばらつきが生じやすい
ので、光ファイバ５ａの手前に積分球３２を配設して密
度のばらつきを抑制している。積分球３２を出た白色光
７は、更に偏光板３５を通過して光ファイバ５ａに入射
される。上記したように、各光ファイバ５ａには光スイ
ッチ１０１，１０２，１０３……１０９が配設されてお
り、主制御部１５の制御により、このうちの１個の光ス
イッチ（例えば１０１）のみＯＮとされるようになって
いる。

【００６９】ＯＮとなっている光スイッチ１０１を通過
した白色光７は、スプリッタ１１１を介してＳＰＲセン
サ部３に到達する。このＳＰＲセンサ部３において、白
色光７は表面プラズモン共鳴による減衰を起こす。そし
て、ＳＰＲセンサ部３の端面で反射されてスプリッタ１
１１側に反射する。スプリッタ１１１では、反射光１１
の一部が他のスプリッタ３９ａを介して分光器１３に入
射される。また、図１４に示すように、複数の光ファイ
バのうち、光スイッチ１０９が配設されているものは直
接分光器１５側のスプリッタ３９ａに導入されている。
従って、光源９の白色光７とＳＰＲセンサ部３からの反
射光１１を比較することができる。

【００７０】尚、図１４では、各光ファイバ５ａが別々
に分割して記載されているが、実際には、図１５に示す
ように、全ての光ファイバ５ａが束ねられて、マルチ光
ファイバとなっている。また、免疫反応測定装置には、
第１の実施形態と同様に、所定の表示部４３が装備され
ている。

【００７１】［第３の実施形態］次に、第３の実施形態
について説明する。当該実施形態にかかる免疫反応測定
装置では、図１６に示すように、各光ファイバ５ａの他
端部側領域に、白色光７の透過及び遮断を切り替える光
スイッチ１２１が配設されている。そして、光源９と各
光スイッチ１２１の相互間には、白色光７をＳＰＲセン
サ部３側と分光器１３側とに分岐する分岐手段３７ａが
配設されている。

【００７２】分岐手段３７ａは、最も光源９に近い側に
第２の光スイッチ３７ｂを有し、この第２の光スイッチ
３７ｂは、ＳＰＲセンサ部３側と分光器１５側への白色
光７の照射を切り替えるものである。また、第２の光ス
イッチ３７ｂの下流側でＳＰＲセンサ部３側には、アイ
ソレータ３７ｅを介してスプリッタ３７ｄが配設されて
いる。一方、第２の光スイッチ３７ｂの分光器１３側の
下流にはスプリッタ３７ｃが配設されている。加えて、
ＳＰＲセンサ部３側のスプリッタ３７ｄと分光器１３側
のスプリッタ３７ｃとの相互間には、所定の光ファイバ
が配設されている。

【００７３】当該実施形態では、光スイッチ１２１を用
いてＳＰＲセンサの選択をするため、光スイッチ１２１
の上流側の経路は単芯の光ファイバで済む。即ち、光源
９から出た白色光７は、集光用のレンズ３１，レンズ３
３，積分球３２及び偏光板３５を透過して分岐手段３７
ａ内の単芯の光ファイバ５ｂに入射される。ここで、第
２の光スイッチ３７ｂによってＳＰＲセンサ部３側と分
光器１３側のいずれかの経路が選択される。ＳＰＲセン
サ部３側に向かった白色光７は、アイソレータ３７ｅ及
びスプリッタ３７ｄを介して、光スイッチ１２１に入射
される。この光スイッチ１２１では、１本の光ファイバ
のみが選択され白色光７がＳＰＲセンサ部３側に入射さ
れる。

【００７４】ＳＰＲセンサ部３では、表面プラズモン共
鳴により一部の波長が減衰した反射光１１が光スイッチ
１２１側に戻る。そして、光スイッチ１２１に戻った反
射光１１は、スプリッタ３７ｄによって分岐される。こ
のとき、分光器１３側へは反射光１１が伝達されるが、
第２の光スイッチ３７ｂ側にはアイソレータ３７ｅの作
用により戻らない。そして、分光器１３に入射された反
射光１１は、波長分析がなされる。また、第２の光スイ
ッチ３７ｂから入射された白色光７も分光器１３に入射
され、これによって白色光７と反射光１１の比較がなさ
れる。尚、図１７に示すように、本実施形態の免疫反応
測定装置にも、所定の制御部１５及び表示部４３が装備
されている。

【００７５】次に、分岐手段の変形例について説明す
る。先ず、図１８（Ａ）は、分光器１３の直ぐ上流側に
第３の光スイッチ３８ｃを設けた例である。このように
光スイッチ３８ｃを用いることにより、スプリッタの場
合と異なり、完全に一方からの光のみを選択するため、
他方の光の状態を考慮する必要がない。

【００７６】また、図１８（Ｂ）は、光の経路を切り替
えるサーキュレータ４０ｄを用いた例である。第２の光
スイッチ４０ｂの経路がサーキュレータ４０ｄによって
選択されると、白色光７はサーキュレータ４０ｄの端子
Ｔ１に入射されると共に、サーキュレータ４０ｄの端子
Ｔ２から出る。この白色光１１は、ＳＰＲセンサ部３
（図１８（Ｂ）では図示略）で反射し、サーキュレータ
４０ｄの端子Ｔ２に戻る。端子Ｔ２に戻った反射光１１
は、今度はサーキュレータ４０ｄの端子Ｔ３から出る。
そして、第３の光スイッチ４０ｃを介して分光器１３に
入射される。また、第２の光スイッチ４０ｂの切替によ
り、白色光７が直接分光器１３に入射される。尚、第２
の光スイッチ４０ｂ及び第３の光スイッチ４０ｃは同期
して作動する。これにより、白色光７と反射光１１の比
較を行うことができる。

【００７７】尚、本発明の免疫反応測定装置は、以上の
他、バクテリアなどの菌種の測定、川や海の水質検査，
毒物検査，肉、野菜などの食物の品質検査等にも応用す
ることができる。

【００７８】［第４の実施形態］次に、第４の実施形態
について説明する。当該実施形態にかかる免疫反応測定
装置では、図１９に示すように、光源から延設される光
ファイバの途中にサーキュレータ５１が配設されてい
る。このサーキュレータ５１は、光源からの白色光７を
２方向に分岐する役割を有しており、一方はＳＰＲセン
サ部３側であり、他方は分光器側である。そして、これ
らの光路を所定のタイミングで切り替えている。

【００７９】サーキュレータ５１の下流側で、ＳＰＲセ
ンサ部３が配設されている側には、光スイッチ５２が配
設されている。この光スイッチ５２は、１本の入射用の
光ファイバが接続されると共に、ＳＰＲセンサ部３側に
は多数の光ファイバが接続されている。この多数のＳＰ
Ｒセンサ側の光ファイバのうち１本を除いて、残りは全
てその先端部にＳＰＲセンサ部３が構成されている。Ｓ
ＰＲセンサ部３以外の１本は、光源の白色光７を分光器
側に伝達する役割を有するものである。

【００８０】一方、ＳＰＲセンサ部３から反射した反射
光１１は、光スイッチ５２の作用によって、サーキュレ
ータ５１に戻される。即ち、ＳＰＲセンサ部３の１本の
光ファイバから反射した反射光のみがサーキュレータ５
１に戻り、このサーキュレータ５１の作用によって、反
射光１１が分光器側に伝達される。

【００８１】光スイッチ５２から直接入射する白色光７
と、サーキュレータ５１から入射する反射光１１は、一
旦スプリッタ５３に入射される。このスプリッタ５３
は、分光器の直ぐ上流側に配設されているものである。
そして、このスプリッタ５３の下流側に配設された分光
器によって、白色光７と反射光１１の波長分布が分析さ
れる。尚、分光器の上流側のスプリッタ５３は、光スイ
ッチで代用することも可能である。

【００８２】次に、当該実施形態の変形例について説明
する。この変形例では、図２０に示すように、上記した
サーキュレータ５１に代えて、スプリッタ６２が設けら
れると共に、このスプリッタ６２の上流側にアイソレー
タ６１が配設されている。スプリッタ６２やアイソレー
タ６１の単体での機能は上記したものと同様である。

【００８３】アイソレータ６１及びスプリッタ６２を通
過した白色光７はＳＰＲセンサ部３側に伝達される。そ
して、ＳＰＲセンサ部３で反射した反射光１１はスプリ
ッタ６２側に戻る。このとき、スプリッタ６４の上流側
にはアイソレータ６１が配設されているので、光源側に
反射光１１は伝達されない。また、スプリッタ６２に戻
った反射光１１は、分光器の直ぐ上流側に配設されたス
プリッタ６４に入射される。

【００８４】一方、光スイッチ６３から出た白色光の
内、ＳＰＲセンサ部３側に伝達されないものは、直接ス
プリッタ６４に入射される。即ち、白色光７と反射光１
１とがスプリッタ６４を介して分光器に入射される。こ
れにより、スプリッタ６４の下流側の分光器によって、
白色光７と反射光１１の波長分布が分析される。

【００８５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の免疫反応
測定装置では、光ファイバを利用したＳＰＲセンサによ
って免疫反応を測定するので、実時間の測定が可能とな
り、また、少量の検体で免疫反応を測定することができ
る、という優れた効果を生じる。加えて、複数の光ファ
イバを用いて測定するので、多項目を短時間で測定でき
る、という優れた効果を生じる。

【００８６】また、光源と光ファイバとの相互間に光路
選択手段を設けたので、光路を各光ファイバに対応させ
て切り替えることができ、１つの分光器で多数項目の免
疫反応測定をすることができる、という優れた効果を生
じる。加えて、光路選択手段は液晶マスクにより構成さ
れているので、光路選択手段自体を小型に構成できると
共に、機械的な駆動部分を有しないので信頼性の高い光
路選択手段となる、という優れた効果を生じる。

【００８７】また、ＳＰＲセンサ部はマルチファイバコ
ネクタによって光ファイバに接続されているので、簡単
にＳＰＲセンサ部を取り外して交換することができる。
このため、別の検体の免疫反応測定をする場合に便利で
ある。また、検体の触れる部分を全て交換可能にするこ
とで、バイオハザードの観点からも優れている。

【００８８】また、各光ファイバの他端部側領域に、白
色光の透過及び遮断を切り替える光スイッチを配設した
ので、白色光の光路切替を容易且つ確実に行うことがで
きる。特に、液晶を用いた光路切替手段では、多少の光
が漏れてしまうが、光スイッチであれば、光を完全に遮
断できる、という優れた効果を生じる。

【００８９】また、光源と各光スイッチの相互間に、白
色光をＳＰＲセンサ部側と分光器側とに分岐する分岐手
段を配設した。このため、光スイッチの上流側を簡易な
構成とすることができると共に、各光ファイバ内にそれ
ぞれスプリッタを配設する場合と比較して構成を簡略化
することができる、という優れた効果を生じる。

【００９０】また、ＳＰＲセンサ部にキャップ部材を設
け、このキャップ部材の内部空間に検体を吸引する吸引
ポンプを装置本体に設けると共に、この吸引ポンプの動
作を主制御部で制御するので、免疫反応測定に必要な量
の検体を正確に吸引することができる、という優れた効
果を生じる。

【００９１】また、キャップ部材内には保存バッファが
予め充填されているので、ＳＰＲセンサ部に固定されて
いる抗体を安定的に保持することができる。また、セン
サヘッドの保存バッファを充填したまま免疫反応測定を
することにより、保存バッファを免疫反応測定装置の測
定精度の検証用に用いることができる、という優れた効
果を生じる。

【００９２】また、装置本体内に送信機を装備して、こ
の送信機から分光器の出力を上位機に送信するので、ケ
ーブル等による拘束を回避でき、免疫反応測定装置自体
の操作性を向上させることができる、という優れた効果
を生じる。

【００９３】また、ＳＰＲセンサ部にはこ、ポジティブ
コントロールおよびネガティブコントロールとしての抗
体が固定されているので、測定系自体の欠陥や抗原との
非特異的反応の可能性を容易に判断でき、測定精度の向
上を図ることができる、という優れた効果を生じる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施形態を示すブロック図であ
る。

【図２】図１に開示したＳＰＲセンサ部を示す一部を切
り欠いた側面図である。

【図３】図２に開示したＳＰＲセンサ部の表面構造を示
す断面図である。

【図４】図１に開示した免疫反応測定装置の全体構成を
示す断面図である。

【図５】図１に開示した免疫反応測定装置のマルチ光フ
ァイバの他端部近傍を示す斜視図である。

【図６】表面プラズモン共鳴によって特定の波長が減衰
することを説明する図である。

【図７】免疫反応測定の行程を示す説明図である。

【図８】図７に開示した免疫反応測定の行程の内、検体
をキャップ部材内に吸引する場合を示す説明図である。

【図９】免疫反応測定をした場合の減衰した波長の時間
に対する変化を示す図であり、図９（Ａ）は抗体Ｐの場
合を示し、図９（Ｂ）は抗体Ｎの場合を示し、図９
（Ｃ）は抗体Ａの場合を示し、図９（Ｄ）は抗体Ｂの場
合を示し、図９（Ｅ）は抗体Ｃの場合を示す。

【図１０】免疫反応測定装置と上位機との通信状態を説
明する説明図である。

【図１１】免疫反応測定装置と上位機との他の通信状態
を説明する説明図である。

【図１２】免疫反応測定装置での情報の流れを示すブロ
ック図である。

【図１３】上位機での情報の流れを示すブロック図であ
る。

【図１４】本発明の第２の実施形態を示すブロック図で
あり、特に光ファイバ及びＳＰＲセンサ部を拡大した図
である。

【図１５】図１４に開示した免疫反応測定装置の全体構
成を示すブロック図である。

【図１６】本発明の第３の実施形態を示すブロック図で
あり、特に光ファイバ及びＳＰＲセンサ部を拡大した図
である。

【図１７】図１６に開示した免疫反応測定装置の全体構
成を示すブロック図である。

【図１８】図１６に開示した分岐手段の変形例を示すブ
ロック図であり、図１８（Ａ）は光スイッチ，スプリッ
タ及びアイソレータを用いたものを示し、図１８（Ｂ）
は、光スイッチ，スプリッタ及びサーキュレータを用い
たものを示す。

【図１９】本発明の第４の実施形態であって、分岐手段
の他の例を示すブロック図である。

【図２０】図１９に開示した分岐手段の変形例を示すブ
ロック図である。

【図２１】表面プラズモン共鳴の原理を説明する図であ
る。

【符号の説明】

１免疫反応測定装置３ＳＰＲセンサ部５マルチ光ファイバ７白色光９光源１１反射光１３分光器１５主制御部１７装置本体１９マルチファイバコネクタ２１キャップ部材２３吸引口２５吸引ポンプ２７保存バッファ３７光路選択手段４５送信機５３上位機ＰポジティブコントロールＮネガティブコントロール

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一端部にＳＰＲセンサ部を備えた光ファ
イバと、この光ファイバの他端部側から所定の白色光を
照射する光源と、前記ＳＰＲセンサ部から反射する反射
光の波長分布を分析する分光器と、前記光源及び分光器
の動作を制御する主制御部と、これら各部を収納する装
置本体とを備え、前記光ファイバを少なくとも２本装備したことを特徴と
する免疫反応測定装置。
【請求項２】前記光源と光ファイバの他端部との相互
間に所定の光路選択手段を装備したことを特徴とする請
求項１記載の免疫反応測定装置。
【請求項３】前記光路選択手段を所定の液晶マスクに
より構成し、前記液晶マスクは、前記各光ファイバの内いずれか１の
みに白色光を透過させる選択透過機能を有することを特
徴とした請求項２記載の免疫反応測定装置。
【請求項４】前記ＳＰＲセンサ部の近傍に、前記光フ
ァイバを複数本同時に接続できるマルチファイバコネク
タを設けたことを特徴とする請求項１記載の免疫反応測
定装置。
【請求項５】前記各光ファイバの他端部側領域に、前
記白色光の透過及び遮断を切り替える光スイッチを配設
したことを特徴とする請求項１記載の免疫反応測定装
置。
【請求項６】前記光源と各光スイッチの相互間に、前
記白色光を前記ＳＰＲセンサ部側と分光器側とに分岐す
る分岐手段を配設したことを特徴とする請求項５記載の
免疫反応測定装置。
【請求項７】前記ＳＰＲセンサ部の周囲部に当該ＳＰ
Ｒセンサ部を覆うキャップ部材を設けると共に、このキ
ャップ部材の一部に検体を吸引する吸引口を形成し、前記装置本体内の所定箇所に、前記キャップ部材内へ前
記検体を吸引する吸引ポンプを装備したことを特徴とす
る請求項１記載の免疫反応測定装置。
【請求項８】前記キャップ部材内に予め保存バッファ
を充填しておくことを特徴とした請求項５記載の免疫反
応測定装置。
【請求項９】前記装置本体内に所定の送信機を装備す
ると共に、この送信機に前記分光器の出力を伝達し、前記送信機から所定の上位機に接続された受信機へ前記
分光器の出力を送信することを特徴とする請求項１記載
の免疫反応測定装置。
【請求項１０】前記ＳＰＲセンサ部にポジティブセン
サとしての抗体及びネガティブセンサとしての抗体を固
定したことを特徴とする請求項１記載の免疫反応測定装
置。