生命科学関連特許情報

タイトル:公開特許公報(A)_測定方法、及び、バイオセンサー
出願番号:2005360952
年次:2007
IPC分類:G01N 21/27,G01N 33/543


特許情報キャッシュ

来馬 浩二 江副 利秀 JP 2007163323 公開特許公報(A) 20070628 2005360952 20051214 測定方法、及び、バイオセンサー 富士フイルム株式会社 306037311 中島 淳 100079049 加藤 和詳 100084995 西元 勝一 100085279 福田 浩志 100099025 来馬 浩二 江副 利秀 G01N 21/27 20060101AFI20070601BHJP G01N 33/543 20060101ALN20070601BHJP JPG01N21/27 CG01N33/543 595 8 11 OL 18 2G059 2G059AA01 2G059BB04 2G059BB12 2G059CC16 2G059DD20 2G059EE02 2G059FF08 2G059JJ12 2G059MM02 2G059MM10 2G059MM12 2G059MM14 本発明は、測定領域で得られた測定信号を参照領域で得られた参照信号で補正して、生理活性物質と検体物質との間の相互作用を測定する測定方法、及び、この測定方法を用いたバイオセンサーに関する。 従来より、エバネッセント波を利用した測定装置の1つとして、表面プラズモンセンサーが知られている(特許文献1参照)。一般的に、表面プラズモンセンサーは、プリズムと、このプリズムの一面に配置され生理活性物質が固定される金属膜と、光ビームを発生させる光源と、光ビームをプリズムに対して、プリズムと金属膜との界面で全反射条件が得られるように種々の角度で入射させる光学系と、界面で全反射した光ビームの強度を検出する光検出手段と、を備え、光検出手段の検出結果に基づいて、生理活性物質についての解析を行なうものである。 この表面プラズモンセンサーによる測定では、金属膜の上に固定化された生理活性物質に対して検体物質を含む反応液を供給すると共に、金属膜の反応液が供給されている側と逆側の面へ光ビームを入射し、その反射光から得られる屈折率から得られる信号情報に基づいて、生理活性物質と反応液中の検体物質との相互作用が測定される。 このように、屈折率から得られる信号情報を用いて、生理活性物質と反応液中の検体物質との相互作用を測定する場合には、通常、生理活性物質の固定されている測定領域の他に、生理活性物質の固定されていない参照領域を設け、参照領域から得られる信号情報を用いて、測定領域から得られる信号情報を較正し、検体物質と生理活性物質との相互作用を示す正確なデータを得る。 ところで、前述の反応液を調製する際に、屈折率の大きい物質が用いられることがある。例えば、疎水性の解析分子を溶解させるために、有機溶剤として、ジメチル・スルホキシド(DMSO)が用いられるが、DMSOは屈折率が大きく、また、測定領域には生理活性物質の膜厚があることから、参照領域と測定領域とで、DMSO濃度の変化によって屈折率信号変化が異なってしまう。そのため、非特許文献1では、DMSO濃度の異なる複数の較正液の、測定領域における信号変化(測定信号)と、参照領域における信号変化(参照信号)との対応関係を求め、使用する測定セルの初期較正が行なわれている。 複数の較正液についての測定信号と参照信号変化との対応関係は、ほぼ直線関係を示すため、この初期較正では、複数の対応関係について最小自乗法等を用いて、近似直線を算出し、算出された近似直線に基づいて較正している。 しかしながら、測定信号と参照信号変化との対応関係は、装置の癖などに起因してバラツキを生じることがあるため、近似直線から離れた測定信号−参照信号の対応関係の方が、較正値として適当な場合もある。表面プラズモンセンサーによる測定の際の測定領域、参照領域における信号変化は、屈折率1×10−6の変化に伴う信号変化を示すRVの単位のごく僅かな量の信号変化であるため、より正確な較正が求められる。特許第2758904号公報Biacore Application Training 本発明は上記事実を考慮してなされたものであり、測定領域で得られる測定信号をより正確に参照信号に基づいて較正することの可能な、測定方法、及び、バイオセンサー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、請求項1に記載の測定方法は、3種類以上の異なる較正液の各々について、測定領域において得られる測定信号と、参照領域において得られる参照信号との間の、サンプル対応関係を求め、前記測定領域に固定される生理活性物質へ供給される検体物質の前記参照領域における参照信号を検体物質参照信号として求め、前記サンプル対応関係の中から、前記検体物質参照信号に最も近似する参照信号を有する2つの前記サンプル対応関係を選択対応関係として選択し、前記2つの選択対応関係の間の直線関係、及び、前記検体物質参照信号に基づいて、前記測定信号を較正するものである。 また、請求項5に記載のバイオセンサーは、3種類以上の異なる較正液の各々について、測定領域において得られる測定信号と、参照領域において得られる参照信号との間の、サンプル対応関係を求めるサンプル取得手段と、前記測定領域に固定される生理活性物質へ供給される検体物質の前記参照領域における参照信号を検体物質参照信号として求める検体物質参照信号取得手段と、前記サンプル対応関係の中から、前記検体物質参照信号に最も近似する参照信号を有する2つの前記サンプル対応関係を選択対応関係として選択する選択手段と、前記2つの選択対応関係の間の直線関係、及び、前記検体物質参照信号に基づいて、前記測定信号を較正する較正手段と、を備えたものである。 上記では、まず、3種類以上の異なる較正液の各々について、測定領域において得られる測定信号と、参照領域において得られる参照信号との間のサンプル対応関係を求める。次に、使用する検体物質についての参照信号を検体物質参照信号として求める。次に、サンプル対応関係の中から、検体物質参照信号に最も近似する参照信号を有する2つのサンプル対応関係を選択対応関係として選択する。そして、2つの選択対応関係の間の直線関係と、前記検体物質参照信号とで、測定信号を較正する。 本発明の測定方法、バイオセンサーによれば、実際に使用する検体物質の信号値に近い信号値で、測定信号と参照信号との対応関係を決定する較正直線が採用されるので、より正確に測定信号を較正することができる。 なお、本発明の測定方法、バイオセンサーは、請求項2、6に記載のように、前記検体物質参照信号の値が、前記3種類以上のサンプル対応関係についての参照信号の値の範囲内であること、が好ましい。 また、本発明の測定方法、バイオセンサーは、請求項3、7に記載のように、前記測定信号及び前記参照信号が、屈折率変化を示す信号であること、を特徴とすることができる。 このような測定信号及び参照信号を用いる測定方法として、表面プラズモン測定、漏洩モード測定をあげることができる。 また、本発明の測定方法、バイオセンサーは、請求項4、8に記載のように、前記3種類以上のサンプル対応関係における参照信号の屈折率の差が0.000001以上0.01以下であること、が好ましい。 サンプル対応関係における参照信号の屈折率の差は、小さいほど、測定時の参照信号の値に近いものを選択対応関係として用いることができ、正確に較正することができる。一方、あまり小さいと、参照信号の値の範囲内のサンプル対応関係を得るために、多くのサンプル対応関係を求める必要が生じる。そこで、両者のバランスを考慮して、屈折率の差は0.000001以上0.01以下であることが好ましく、0.00001以上0.005以下であることがさらに好ましく、0.00001以上0.0005以下であることが最も好ましい。測定信号と参照信号の関係の乱れは、光学的な要因によるものと考えられるため、光学的な乱れの周期に沿うように屈折率の差を設定することが好ましいが、上記の数値範囲は、この周期に沿ったものである。 本発明は上記構成としたので、より正確に測定信号を較正して、正確な測定を行なうことができる。 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。 本実施形態のバイオセンサー70は、金属膜の表面に発生する表面プラズモンを利用して、生理活性物質としてのリガンドDと検体物質としてのアナライトAの間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。バイオセンサー70では、リガンドDに、各種の反応液を供給して、リガンドDと反応液中のアナライトAとの結合の有無、結合速度、結合量、等を測定する。 図1に示すように、バイオセンサー70は、トレイ保持部72、搬送部74、アナライト溶液プレート保持部76、液体供給部78、光学測定部80、較正液調整部84、及び、制御部90を備えている。 トレイ保持部72は、載置台72A、及び、ベルト72Bを含んで構成されている。載置台72Aは、矢印I方向に架け渡されたベルト73に取り付けられており、ベルト72Bの回転により矢印I方向に移動可能とされている。載置台72A上には、トレイ30が2枚、位置決めして載置される。トレイ30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、測定対象となるリガンド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72A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74Cの位置まで押し上げる、押上機構72Dが配置されている。 センサースティック40は、リガンドDが固定されるものである。図2及び図3に示すように、センサースティック40は、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70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も機能し、バイオセンサー70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との相互作用を測定する測定領域E1と、リガンドDが固定されないか、または、リガンドDが失活されている参照領域E2とが形成されている。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することができる。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。 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46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のプリズム部42Aと略同じ長さの棒状とされ、図4に示すように、誘電体ブロック42の金属膜50との間に、液体流路45を構成する。液体流路45は、流路部材44の流路壁44Aと金属膜50とで囲まれて構成されており、供給された液体を金属膜50上で貯留可能とされている。流路部材44には、液体流路45と連通された供給口45A及び排出口45Bが形成されている。液体流路45は、流路部材44の長手方向に6個並んで配置されている。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。 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、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46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70の搬送部74は、上部ガイドレール74A、下部ガイドレール74B、及び、スティック保持部材74C、を含んで構成されている。上部ガイドレール74A及び下部ガイドレール74Bは、トレイ保持部72及び光学測定部80の上部で、矢印I方向と直交する矢印J方向に水平に配置されている。上部ガイドレール74Aには、スティック保持部材74Cが取り付けられている。スティック保持部材74C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74Aに沿って移動可能とされている。スティック保持部材74C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74Bとが係合され、スティック保持部材74Cが矢印J方向に移動することにより、図2に示すように、センサースティック40が光学測定部80上の測定部82に搬送される。この測定部82で、センサースティック40に固定されたリガンドDとアナライトAとの相互作用が測定される。測定部82では、下部ガイドレール74Bが測定のために一部離間されている アナライト溶液プレート保持部76は、載置台76A、及び、ガイドレール76Bを含んで構成されている。ガイドレール76Bは、矢印J方向に沿って配置されている。載置台76Aは、ガイドレール76Bに取り付けられ、アナライト溶液YAがセットされたアナライト溶液プレート77を載置可能とされている。載置台76Aは、ガイドレール76Bに沿って移動可能とされている。 液体供給部78は、上部ガイドレール74A、及び、ガイドレール76Bよりも上方で、矢印I方向に架け渡された横断レール78A、及び、ヘッド78Bを含んで構成されている。ヘッド78Bは、横断レール78Aに取り付けられ、測定部82とアナライト溶液プレート77との間を移動可能とされている。また、ヘッド78B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78Bは、先端部に交換可能な2本のピペットチップCPが取り付けられ、いわゆるピペットとしての機能を有している。 較正液調整部84には、調製用トレイ86、及び、原液用トレイ88が載置されている。原液用トレイ88には、水を貯留する水容器88A、バッファー液を貯留するバッファー液容器88B、及び、有機溶剤を貯留する溶剤容器88Cが、矢印I方向に並ぶように収納されている。本実施形態では、有機溶剤として、ジメチル・スルホキシド(DMSO)が用いられている。DMSOの屈折率は、25℃で1.48程度である。各容器には、ヘッド78Bに取り付けられたピペットチップCPを差し込んで容器内の液を吸引するための開口Hが形成されている。なお、バッファー液としては、リン酸緩衝食塩水(PBS)などの、PHバッファー能を有するものが、適宜選択され使用される。 調製用トレイ86には、DMSO濃度の異なる5種類の較正液を各々調製して貯留しておくことの可能な、5個の較正液容器86A〜86Eが、矢印I方向に並ぶように収納されている。これらの容器にも、ヘッド78Bに取り付けられたピペットチップCPを差し込んで容器内に液を注入、及び容器内の液を吸引するための開口Hが形成されている。 光学測定部80は、図6に示すように、光源80A、第1光学系80B、第2光学系80C、受光部80D、信号処理部80E、を含んで構成されている。光源80Aからは、光ビームLが出射される。光ビームLは、第1光学系80Bを介して、2本の光ビームL1、L2となり、測定部82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(図5参照)。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んで、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80Cを経て受光部80D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80Eへ出力される。信号処理部80E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における全反射減衰角の屈折率の変化に対応する信号変化が、測定信号S1、参照信号S2として求められる。測定信号S1、参照信号S2は、制御部90へ出力される。 なお、バイオセンサー70は、センサースティック40、および異なる濃度のブドウ糖溶液を使用して、予め屈折率の変化に対応する信号変化を測定し、屈折率10−6の変化が1RVになるよう補正を行っている。測定信号S1、参照信号S2は、RVで表示する。使用するブドウ糖溶液は予め旋光度を測定することで、正確な濃度を得ることができる。 制御部90は、バイオセンサー70の全体を制御する機能を有し、図6に示すように、光源80A、信号処理部80E、及び、バイオセンサー70の図示しない駆動系と接続されている。制御部90は、図7に示すように、バスBを介して互いに接続される、CPU90A、ROM90B、RAM90C、メモリ90D、及び、インターフェースI/F90E、を有し、各種の情報を表示する表示部92、各種の指示、情報を入力するための入力部94と接続されている。 メモリ90Dには、バイオセンサー70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。また、メモリ90Dには、後述する初期較正で使用する、較正係数算出のための各種プログラムが記憶されている。較正係数算出プログラムは、信号変化に応じて参照信号を較正するための較正係数を算出するためのものである。 次に、バイオセンサー70での、測定について説明する。 まず、較正液調整部84で、水、DMSO、PBSを用いて、較正液K1〜K5の順にDMSO濃度が高くなる5種類の較正液を調製し、較正液容器86A〜86Eへ貯留する。ここでは、較正液K3をランニングバッファーとして使用するため、較正液K3の測定信号S1、参照信号S2をベース(0)として、この信号との変化量を求める。較正液K1〜K5は、測定時に使用するアナライト溶液YAについての参照信号S2が内挿されるように調製する。すなわち、アナライト溶液YAについての参照信号S2が、較正液K1〜K5の参照信号S2の範囲内になるように調製する。 なお、使用する較正液は、その数が多い程、あるいは、較正液間の屈折率の差が狭いほど、正確な較正を行うことができる。ただし、数が多いと、測定に長時間を要するため、3種類以上、100種類以下が好ましく、5種類以上、20種類以下が更に好ましい。また、較正液K1〜K5の屈折率の差は、0.000001以上0.01以下であることが好ましく、0.00001以上0.005以下であることがさらに好ましく、0.00001以上0.0005以下であることが最も好ましい。 次に、較正液K1〜K5についての、測定信号S1と参照信号S2を求める。測定信号S1及び参照信号S2は、以下のようにして測定される。 まず、測定に用いるセンサースティック40を測定部82へ搬送して、1の液体流路45を所定の測定位置に配置する。 入力部94からサンプル対応関係取得の開始指示が入力されると、制御部90では、図8に示す信号取得処理が実行される。信号取得処理は、較正液K1〜K5で満たされる液体流路45の測定領域E1及び参照領域E2へ光ビームLを入射させて、反射光から得られる各々の領域の測定信号S1と参照信号S2を得て、これらをメモリ90Dへ記憶しておく処理である。 まず、ステップS22で、光源80A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80A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80B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S24で、受光部80D及び信号処理部80E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80Cを経た光ビームL1、L2は、受光部80D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80Eへ出力される。信号処理部80Eでは、光検出信号に所定の処理が加えられ、測定領域E1、参照領域E2についての測定信号S1、参照信号S2が生成され、これらが継続して制御部90へ出力される。 制御部90では、ステップS26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S28で、入力された測定信号S1、参照信号S2をメモリ90Dへ記憶する。ステップS26、S28は、すべての較正液の供給が終了するまで繰り返される。これにより、測定信号S1、参照信号S2が時間毎に記録される。 一方、上記の信号取得処理中に、液体流路45へ較正液K1〜K5の供給が順に行なわれる。制御部90は、信号取得処理中の所定のタイミングで、図9に示す較正液供給処理を実行する。 まず、ステップS40で、較正液K1の供給指示信号をヘッド78Bへ出力する。これにより、ヘッド78Bで、信号取得処理実行中の液体流路45へ較正液K1が供給される。較正液K1の供給は、具体的には以下のように行なわれる。まず、ヘッド78Bが較正液K1のセットされた較正液容器86A上部に移動すると共に下降して、ヘッド78Bに取り付けられている一方のピペットチップCPの先端を較正液K1が貯留された較正液容器86Aの開口Hへ挿入し、ピペットチップCP内に較正液K1を吸引する。次に、ヘッド78Bを上昇させて測定部82の上部に移動すると共に下降して、当該ピペットチップCPの先端を液体流路45の供給口45Aへ挿入する。同時に、他方のピペットチップCPを排出口45Bへ挿入する。液体流路45へ、吸引していた較正液K1を注入すると共に、排出口45B側のピペットチップCPで保存液を吸引する。これにより、液体流路45に供給されていた保存液(リガンドD維持用に予め充填されていたもの)が、排出口45Bから排出され、保存液が較正液K1で置換される。ここでは、保存液として、較正液K3と同様のものが使用されている。これにより、液体流路45が較正液K1で満たされ、較正液K1についての、測定信号S1、参照信号S2が得られる。 次にステップS42で、所定時間が経過したかどうかを判断する。ここでの所定時間は、較正液K1の測定信号S1、参照信号S2を得るために十分な時間をいう。 次に、ステップS44で、すべての較正液の供給が終了したかどうかを判断し、判断が否定された場合には、ステップS46で、次の較正液の供給指示信号をヘッド78Bへ出力し、ステップS42へ戻る。これにより、較正液K1のときと同様にして次の較正液の供給が行われる。ステップS44での判断が肯定された場合には、本処理を終了する。 図8の信号取得処理では、ステップS30で、較正液供給処理が終了したかどうかを判断し、終了した場合には信号取得処理を終了する。 上記の信号取得処理、及び、較正液供給処理により、較正液K1〜K5についてのサンプル対応関係が得られる。図10には、サンプル対応関係の例が示されている。横軸を参照信号S2、縦軸を測定信号S1としたグラフ上に、較正液K1〜K5についてのサンプル対応関係SA1〜SA5がプロットされている。サンプル対応関係SA1〜SA5に基づいて、近似直線を求めることもできるが、サンプル対応関係SA1〜SA5は、バラツキを有している。 次に、リガンドDとアナライトAとの相互作用を測定する測定処理を行う。測定処理と同時に、較正係数SLを求めるための較正係数算出処理が行われる。ここで、較正係数SLは、屈折率変化に伴う測定信号S1と参照信号S2との対応関係を較正するための係数である。 まず、図11に示すように、前述の信号取得処理と同様にして、ステップS22〜24を実行する。そして、ステップS60で、アナライトAを含んだアナライト溶液YAを供給するための供給指示信号をヘッド78Bへ出力する。これにより、アナライト溶液YAが液体流路45へ供給される。 ステップS62で、アナライト溶液YAについての測定信号S1−0、参照信号S2−0、を取得する。次に、ステップS64で、メモリ90Dに記憶されているサンプル対応関係SA1〜SA5の中から、参照信号S2−0に最も近似する参照信号S2を有するものを2つ選択して読み出す。そして、ステップS66で、選択した2つのサンプル対応関係間の直線関係、すなわち、傾きSLを求める。例えば、サンプル対応関係SA3、SA4が選択された場合には、図10に示すように、SA3とSA4との間の直線関係、すなわち、傾きSL(3−4)が求められる。この傾きSL(3−4)が、参照信号S2を較正するための較正係数となる。 ステップS68で、傾きSL(3−4)、参照信号S2を用いて、測定信号S1を較正し結合量Tを求める。ここでの較正は、数式1により行われる。 T = (測定信号S1)−(参照信号S2)×(傾きSL)… 数式1 ステップS70で、終了指示があったかどうかを判断し、終了指示があれば、本処理を終了する。終了指示がない場合には、ステップS72で所定時間の経過を待って、ステップS74で、測定信号S1−0、参照信号S2−0を取得し、ステップS68へ戻って、上記処理を繰り返す。これにより、所定時間毎の結合データTを取得することができる。 本実施形態によれば、較正係数SLを、実際に測定する際のアナライト溶液YAにおける参照信号S2−0に最も近い参照信号を有する2つサンプル対応関係SAに基づいて算出するので、より正確な較正係数SLを求めることができる。 なお、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。 上記実施形態で説明したバイオセンサーでの実施例について説明する。 (1)デキストラン測定チップの作製 金属膜50として50nmの金が蒸着された本発明の誘電体ブロック42をModel−208UV−オゾンクリーニングシステム(TECHNOVISION INC.)で30分間処理した後、エタノール/水(80/20)中16−ヒドロキシ−1−ウンデカンチオールの5.0mM溶液を金属膜に接触するように添加し、25℃で18時間表面処理を行った。その後、エタノールで5回、エタノール/水混合溶媒で1回、水で5回洗浄を行った。 次に、16−ヒドロキシ−1−ウンデカンチオールで被覆した表面を10質量%のエピクロロヒドリン溶液(溶媒:0.4M水酸化ナトリウム及びジエチレングリコールジメチルエーテルの1:1混合溶液)に接触させ、25℃の振盪インキュベーター中で4時間反応を進行させた。表面をエタノールで2回、水で5回洗浄した。 次に、25質量%のデキストラン(T500,Pharmacia)水溶液40.5mlに4.5mlの1M水酸化ナトリウムを添加し、その溶液をエピクロロヒドリン処理表面上に接触させた。次に振盪インキュベーター中で25℃で20時間インキュベートした。表面を50℃の水で10回洗浄した。 続いて、ブロモ酢酸3.5gを27gの2M水酸化ナトリウム溶液に溶解した混合物を上記デキストラン処理表面に接触させて、28℃の振盪インキュベーターで16時間インキュベートした。表面を水で洗浄し、その後上述の手順を1回繰り返した。 (2)CA固定チップの作成 上記のデキストラン上の溶液を除去した後、200mM EDC(N−エチル−N’−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド ハイドロクロライド)と50mM NHS(N−ヒドロキシスクシンイミド)の混合溶液70μlを添加し、10分間放置した。混合溶液を除去した後、100μlの水で3回、100μlのAcetate5.0バッファー(BIAcore社製)で3回洗浄した。Acetate5.0バッファーを100μl入れた状態から、測定チップ上の液をCA溶液(SIGMA社製Bovine Carbonic Anhydrase(以下CAと略す)が100mg/mlになるようAcetate5.0に溶解したもの)に入れ替え15分間放置し、CAを固定した。液体流路内を1M エタノールアミン溶液に置き換え、10分間放置した後、100μlのAcetate5.0バッファーで10回洗浄し、CA固定チップを作成した。 また、参照領域E2に対応する部分については、CAを失活させて、アナライトとの結合を阻止しておく。(3)流路系の作成 CA固定チップを構成する誘電体ブロック42に対し、流路部材44、保持部材46、接着部材48、及び、蒸発防止部材49を配置してセンサースティック40を構成した。CA固定領域(測定領域E1)から得られる信号を測定信号S1、参照領域E2から得られる信号を参照信号S2とする。(4)較正液K1〜K5の調製 10×PBS(pH7.4)(和光純薬製)、DMSO(SIGMA社製)を使用し、表1に記載の比率で混合して較正液K1〜K5を調製した。較正液K3をランニングバッファーとする。各較正液の25℃での屈折率を屈折率計(ATAGO製RX−5000α)を使用して測定した。結果を表1に示す。(5)Indapamide溶液1〜12の調製 10×PBS(pH7.4)、DMSO、Indapamide(SIGMA製)の100uM DMSO溶液、純水をそれぞれ100ul, 99ul, 1ul, 800ul混合し、1mlのIndapamide溶液1(1uM)を作成した。この操作を同様に繰り返してIndapamide溶液2〜12を作成した。(6)較正液の測定 液体流路45内をランニングバッファーで満たした。続いて較正液K1で液体流路45を満たし、測定信号S1、参照信号S2、それぞれのランニングバッファーとの信号差を測定した。較正液K2、K4、K5についても同様に測定を行った。測定値を表1に示す。 (7)Indapamideの測定 液体流路45をランニングバッファーで満たした。続いて液体流路45をIndapamide溶液1に置き換えた。置き換え開始5秒前から置き換え2分後の測定信号S1−1、参照信号S2−1それぞれを測定した。Indapamide溶液2〜12についても同様に測定を行った。 (8)Indapamide結合量の算出1(比較例1) ランニングバッファーを基準とした較正液K1〜K5の参照信号S2を横軸に、測定信号S1を縦軸にプロットし、最小自乗法にて傾き(SL)を求めた(図12(A)参照)。続いて、Indapamide溶液1での結合量T1を、ndapamide溶液1での測定信号S1をS1−1、参照信号S2をS2−1として、式1に基づいて算出した。 T1 =(S1−1)−((S2−1)× SL) … 式1 Indapamide溶液2〜12についても同様に算出した。 (9)Indapamide結合量の算出2(比較例2) 較正液K1およびK5の参照信号S2を横軸に、測定信号S1を縦軸にプロットし、2点間の傾き(SL1−4)を求めた(図12(B)参照)。続いて、Indapamide溶液1での結合量T2を、式2に基づいて算出した。 T2 =(S1−1)−((S2−1)×(SL1−4)) … 式2Indapamide溶液2〜12についても同様に算出した。 (10)Indapamide結合量の算出3(実施例) ランニングバッファーを基準とした較正液K1〜K5の参照信号S2を横軸に、測定信号S1を縦軸にプロットし、較正液K1−K2間の傾き(SL1−2)、較正液K2−ランニングバッファーK3間の傾き(SL2−3)、ランニングバッファーK3−較正液K4間の傾き(SL3−4)、較正液K4−K5間の傾き(SL4−5)をそれぞれ求めた(図12(C)参照)。続いて、Indapamide溶液1での結合量T3を、式3に基づいて算出した。 T3 =(S1−1)−((S2−1)×(SL2−3)) … 式3 Indapamide溶液1の参照信号S2−1に最も近似する参照信号S2を有する2つの較正液が、較正液K2、及びランニングバッファーK3であるため、較正液K2−ランニングバッファーK3間の傾き(SL2−3)を使用した。 Indapamide溶液2〜12についても同様に、参照信号S2−1に最も近似する参照信号S2を有する2つの較正液間の傾き(SL1−2, SL2−3, SL3−4, SL4−5いずれか)を使用して結合量T3を算出した。 信頼性の高いデータを得るには、Indapamide溶液の信号値はバラツキが小さいほど好ましく、結合量のCV値が10%以下であることが好ましい。 表2に、比較例1、2、及び、実施例で用いる傾きの一覧を示し、表3に、Indapamide溶液1〜12についての、測定信号S1、参照信号S2、CAとの結合量Tの算出結果を示す。 表3に示されるIndapamide溶液1〜12についての、測定信号S1、参照信号S2のバラツキより、同様の調合を行っても調合誤差が生じていることが確認できる。このようにバラツキを有するIndapamide溶液1〜12であっても、実施例では、結合量TのCV値が8.4%と最も小さく、精度良く結合量を測定できることがわかる。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。本実施形態の信号取得処理のフローチャートである。本実施形態の較正液供給処理のフローチャートである。本実施形態のサンプル対応関係の一例を示すグラフである。本実施形態の測定処理のフローチャートである。(A)(B)は、比較例で用いる傾き(較正係数)を示すグラフであり、(C)は、本実例で用いる傾き(較正係数)を示すグラフである。符号の説明70 バイオセンサー40 センサースティック50 金属膜78 液体供給部80 光学測定部84 較正液調整部90 制御部E1 測定領域E2 参照領域K1 較正液K2 較正液K3 較正液K4 較正液S1 測定信号S2 参照信号SA サンプル対応関係SL 較正係数 3種類以上の異なる較正液の各々について、測定領域において得られる測定信号と、参照領域において得られる参照信号との間の、サンプル対応関係を求め、 前記測定領域に固定される生理活性物質へ供給される検体物質の前記参照領域における参照信号を検体物質参照信号として求め、 前記サンプル対応関係の中から、前記検体物質参照信号に最も近似する参照信号を有する2つの前記サンプル対応関係を選択対応関係として選択し、 前記2つの選択対応関係の間の直線関係、及び、前記検体物質参照信号に基づいて、前記測定信号を較正する、測定方法。 前記検体物質参照信号の値は、前記3種類以上のサンプル対応関係についての参照信号の値の範囲内であること、を特徴とする請求項1に記載の測定方法。 前記測定信号及び前記参照信号は、屈折率変化を示す信号であること、を特徴とする請求項1または請求項2に記載の測定方法。 前記3種類以上のサンプル対応関係における参照信号の屈折率の差が0.000001以上0.01以下であること、を特徴とする、請求項3に記載の測定方法。 3種類以上の異なる較正液の各々について、測定領域において得られる測定信号と、参照領域において得られる参照信号との間の、サンプル対応関係を求めるサンプル取得手段と、 前記測定領域に固定される生理活性物質へ供給される検体物質の前記参照領域における参照信号を検体物質参照信号として求める検体物質参照信号取得手段と、 前記サンプル対応関係の中から、前記検体物質参照信号に最も近似する参照信号を有する2つの前記サンプル対応関係を選択対応関係として選択する選択手段と、 前記2つの選択対応関係の間の直線関係、及び、前記検体物質参照信号に基づいて、前記測定信号を較正する較正手段と、 を備えた、バイオセンサー。 前記検体物質参照信号の値は、前記3種類以上のサンプル対応関係についての参照信号の値の範囲内であること、を特徴とする請求項5に記載のバイオセンサー。 前記測定信号及び前記参照信号は、屈折率変化を示す信号であること、を特徴とする請求項5または請求項6に記載のバイオセンサー。 前記3種類以上のサンプル対応関係における参照信号の屈折率の差が0.000001以上0.01以下であること、を特徴とする、請求項7に記載のバイオセンサー。 【課題】参照領域における信号を用いて測定領域における信号をより正確に較正することを目的とする。【解決手段】アナライト溶液YAについての測定信号S1−0、参照信号S2−0、を取得し、メモリ90Dに記憶されているサンプル対応関係SA1〜SA5の中から、参照信号S2−0に最も近似する参照信号S2を有するものを2つ選択して読み出す。そして、選択した2つのサンプル対応関係間の直線関係、すなわち、傾きSLを求め、この傾きSLを参照信号S2を較正するための較正係数とする。【選択図】図11


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