測(cè)定用設(shè)備以及使用其的被測(cè)定物的特性測(cè)定方法
【專利摘要】本發(fā)明的測(cè)定用設(shè)備具備：設(shè)備主體(21)，其具備至少1個(gè)用于收容包含被測(cè)定物的檢體的凹部(20)；和空隙配置結(jié)構(gòu)體(1)，其具有在與主面垂直的方向上貫通的多個(gè)空隙部(10)，特征在于，按照所述空隙配置結(jié)構(gòu)體(1)的一部分或全部位于所述凹部(20)的內(nèi)部的方式，固定所述空隙配置結(jié)構(gòu)體(1)。
【專利說明】測(cè)定用設(shè)備以及使用其的被測(cè)定物的特性測(cè)定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及測(cè)定用設(shè)備以及使用其的被測(cè)定物的特性測(cè)定方法。
【背景技術(shù)】
[0002]過去，為了分析物質(zhì)的特性，使用將被測(cè)定物保存在空隙配置結(jié)構(gòu)體，并用電磁波照射保持該被測(cè)定物的空隙配置結(jié)構(gòu)體，解析其透過率光譜來測(cè)定被測(cè)定物的特性的方法。具體地，例如能舉出對(duì)附著被測(cè)定物的蛋白質(zhì)等的金屬網(wǎng)過濾器照射太赫茲波來解析透過率光譜的手法。
[0003]另一方面，作為高靈敏度地測(cè)定微量的被測(cè)定物的方法，已知用太赫茲波等的電磁波照射金屬網(wǎng)等的空隙配置結(jié)構(gòu)體的測(cè)定方法。例如，在專利文獻(xiàn)I (特開2007—010366號(hào)公報(bào))中公開了如下方法:將被測(cè)定物保持在具有空隙部的空隙配置結(jié)構(gòu)體(例如金屬網(wǎng))、和緊貼空隙配置結(jié)構(gòu)體的基材上，向保持被測(cè)定物空隙配置結(jié)構(gòu)體照射電磁波，檢測(cè)透過空隙配置結(jié)構(gòu)體的電磁波，由此基于因被測(cè)定物的存在而使得頻率特性發(fā)生的變化來測(cè)定被測(cè)定物的特性。
[0004]但是，在這樣的使用空隙配置結(jié)構(gòu)體的測(cè)定方法中，需要檢體向空隙配置結(jié)構(gòu)體的滴下、干燥、洗凈等的前處理。在醫(yī)療機(jī)構(gòu)進(jìn)行血液檢查等的情況下，期望不需要花費(fèi)進(jìn)行這樣的處理的工夫的測(cè)定方法。
[0005]另外，在專利文獻(xiàn)2 (特開2007—163170號(hào)公報(bào))中，公開了如下方法:在檢體為包含被測(cè)定物(溶質(zhì))的液體的情況下，將包含被測(cè)定物的液體以及空隙配置結(jié)構(gòu)體收容在相同的容器內(nèi)，對(duì)收容兩者的容器照射電磁波，來測(cè)定被測(cè)定物的特性。
[0006]但是，在專利文獻(xiàn)2記載的方法中，由于用于收容液體以及空隙配置結(jié)構(gòu)體的容器的容量一般較大，因此有需要大量的檢體(液體)這樣的問題。
[0007]另外，在專利文獻(xiàn)2中，作為探測(cè)器的電磁波不僅需要透過空隙配置結(jié)構(gòu)體，還需要透過包含被測(cè)定物的液體和容器這2個(gè)物體。一般而言，由于液體和容器反射或吸收電磁波，因此透過電磁波的信號(hào)變?nèi)?，存在得到的?shù)據(jù)的解析變得復(fù)雜的問題。
[0008]進(jìn)而，在專利文獻(xiàn)I和專利文獻(xiàn)2公開的方法中，在測(cè)定次數(shù)或被測(cè)定物的種類多的情況下，每次測(cè)定都要準(zhǔn)備新的空隙配置結(jié)構(gòu)體，都需要使被測(cè)定物附著、或?qū)ζ溥M(jìn)行前處理的作業(yè)。
[0009]另外，作為與測(cè)定相關(guān)的誤差要因，考慮空隙配置結(jié)構(gòu)體的尺寸偏差等。這樣的誤差要因在被測(cè)定物的量少、頻率特性的變化微小的情況下，不會(huì)帶來特別大的影響。另外，空隙配置結(jié)構(gòu)體的尺寸偏差，按照同一空隙配置結(jié)構(gòu)體內(nèi)、空隙配置結(jié)構(gòu)體的個(gè)體間、空隙配置結(jié)構(gòu)體的制造批次間的順序變大。
[0010]先行技術(shù)文獻(xiàn)
[0011]專利文獻(xiàn)
[0012]專利文獻(xiàn)I JP特開2007— 010366號(hào)公報(bào)
[0013]專利文獻(xiàn)2 JP特開2007—163170號(hào)公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]發(fā)明的概要
[0015]發(fā)明要解決的課題
[0016]本發(fā)明為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的課題而提出，目的在于提供能不需要大量的檢體(含有被測(cè)定物的液體)而以少量的檢體測(cè)定被測(cè)定物的特性的高靈敏度的測(cè)定用設(shè)備、以及使用其的被測(cè)定物的特性測(cè)定方法。
[0017]用于解決課題的手段
[0018]本發(fā)明是一種測(cè)定用設(shè)備，具備:設(shè)備主體，其具備至少I個(gè)用于收容包含被測(cè)定物的檢體的凹部；和空隙配置結(jié)構(gòu)體，其具有在與主面垂直的方向上貫通的多個(gè)空隙，
[0019]所述測(cè)定用設(shè)備的特征在于，按照使所述空隙配置結(jié)構(gòu)體的一部分或全部位于所述凹部的內(nèi)部的方式，固定所述空隙配置結(jié)構(gòu)體。
[0020]優(yōu)選所述檢體是液體。另外優(yōu)選所述空隙配置結(jié)構(gòu)體能從所述設(shè)備主體拆裝。
[0021]優(yōu)選所述設(shè)備主體具備陣列化的多個(gè)所述凹部。該情況下，所述測(cè)定用設(shè)備具備:I個(gè)所述空隙配置結(jié)構(gòu)體，其包含配置在多個(gè)所述凹部各自的內(nèi)部的多個(gè)有效區(qū)域，所述空隙配置結(jié)構(gòu)體，按照多個(gè)所述有效區(qū)域各自位于多個(gè)所述凹部各自內(nèi)部的方式，被固定在所述設(shè)備主體。
[0022]優(yōu)選所述設(shè)備主體由第I部件和第2部件構(gòu)成，所述空隙配置結(jié)構(gòu)體被夾持在所述第I部件與所述第2部件間。該情況下，所述空隙配置結(jié)構(gòu)體具備用于保持所述空隙配置結(jié)構(gòu)體的框部件，通過所述框部件、與所述第I部件以及所述第2部件嵌合，來將所述空隙配置結(jié)構(gòu)體夾持在所述第I部件與所述第2部件間。另外，優(yōu)選，所述設(shè)備主體的材料含有磁性體。
[0023]優(yōu)選所述測(cè)定用設(shè)備用于:對(duì)所述測(cè)定用設(shè)備照射電磁波，檢測(cè)在所述空隙配置結(jié)構(gòu)體前方散射或后方散射的電磁波的頻率特性，由此來測(cè)定包含在所述檢體的被測(cè)定物的特性。
[0024]另外，本發(fā)明是一種被測(cè)定物的特性測(cè)定方法，是使用了上述的測(cè)定用設(shè)備的被測(cè)定物的特性測(cè)定方法，其中，所述被測(cè)定物的特性測(cè)定方法具備:第I步驟，將包含所述被測(cè)定物的檢體收容在所述凹部的內(nèi)部;第2步驟，將所述空隙配置結(jié)構(gòu)體從所述設(shè)備主體取下；和第3步驟，對(duì)所述空隙配置結(jié)構(gòu)體照射電磁波，并檢測(cè)在所述空隙配置結(jié)構(gòu)體前方散射或后方散射的電磁波的頻率特性，由此來測(cè)定包含在所述檢體的被測(cè)定物的特性。
[0025]發(fā)明的效果
[0026]在本發(fā)明的測(cè)定用設(shè)備中，由于能使得用于收容含有被測(cè)定物的檢體的凹部的容量較小，因此能實(shí)現(xiàn)能不需要大量的檢體(含有被測(cè)定物的液體)而以少量的檢體測(cè)定被測(cè)定物的特性的高靈敏度的測(cè)定。
[0027]另外，在本發(fā)明的測(cè)定用設(shè)備中空隙配置結(jié)構(gòu)體為能拆裝的情況下，由于能在使空隙配置結(jié)構(gòu)體與檢體和容器分離的狀態(tài)下進(jìn)行測(cè)定，因此能不受檢體和容器的影響地實(shí)現(xiàn)高靈敏度的測(cè)定。
[0028]另外，本發(fā)明的測(cè)定用設(shè)備具備陣列化的多個(gè)凹部的情況下，由于在測(cè)定次數(shù)或被測(cè)定物的種類多的情況下也能同時(shí)進(jìn)行作業(yè)，因此能縮短作業(yè)時(shí)間，能提升測(cè)定的吞吐量。另外，不再需要對(duì)被測(cè)定物的每個(gè)種類洗凈容器內(nèi)這一工序，還降低了生物危害的危險(xiǎn)性。
[0029]另外，通過使本發(fā)明的測(cè)定設(shè)備為在多個(gè)凹部的內(nèi)部配置公共的I個(gè)空隙配置結(jié)構(gòu)體的各部分的結(jié)構(gòu)，能降低空隙配置結(jié)構(gòu)體的制造批次間以及個(gè)體間的尺寸偏差引起的測(cè)定誤差，能實(shí)現(xiàn)高靈敏度的測(cè)定。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]圖1是用于說明本發(fā)明的測(cè)定方法的概要的示意圖。
[0031]圖2是在本發(fā)明中使用的空隙配置結(jié)構(gòu)體的一例的主視圖。
[0032]圖3是表示實(shí)施方式I的測(cè)定用設(shè)備的一個(gè)構(gòu)成的示意圖。
[0033]圖4是表示實(shí)施方式I的測(cè)定用設(shè)備的另一構(gòu)成的示意圖。
[0034]圖5是表示實(shí)施方式2的測(cè)定用設(shè)備的立體圖。
[0035]圖6是與實(shí)施方式2的測(cè)定用設(shè)備的制造方法、或空隙配置結(jié)構(gòu)體的拆裝方法相關(guān)的說明圖。
[0036]圖7是與實(shí)施方式2的測(cè)定用設(shè)備的制造方法、或空隙配置結(jié)構(gòu)體的拆裝方法相關(guān)的另一說明圖。
[0037]圖8是與實(shí)施方式2的測(cè)定用設(shè)備的制造方法、或空隙配置結(jié)構(gòu)體的拆裝方法相關(guān)的再另一說明圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038]首先，使用圖1來說明本發(fā)明的測(cè)定方法的一例的概略。圖1是示意表示在本發(fā)明的測(cè)定方法中使用的測(cè)定裝置的整體結(jié)構(gòu)的圖。該測(cè)定裝置利用通過將從激光器7(例如短光脈沖激光器)照射的激光照射到半導(dǎo)體材料而產(chǎn)生的電磁波(例如具有20GHz?120THz的頻率的太赫茲波)脈沖。
[0039]在圖1的構(gòu)成中，使從激光器7出射的激光在半反射鏡70分歧成2條路徑。一方照射到電磁波產(chǎn)生側(cè)的光傳導(dǎo)元件77，另一方通過使用多個(gè)反射鏡71 (相同的功能省去標(biāo)號(hào)添加)而經(jīng)過時(shí)間延遲臺(tái)76照射到接收側(cè)的光傳導(dǎo)元件78。作為光傳導(dǎo)元件77、78，一般使用在LT一GaAs (低溫生長GaAs)形成帶有間隙部的偶極天線的構(gòu)成。另外，作為激光器7，能使用利用了光纖型激光器或鈦藍(lán)寶石等的固體的激光器等。進(jìn)而，在電磁波的產(chǎn)生、檢測(cè)中，也可以無天線地使用半導(dǎo)體表面，或使用ZnTe晶體這樣的電光學(xué)晶體。在此，由電源80對(duì)成為產(chǎn)生側(cè)的光傳導(dǎo)元件77的間隙部施加合適的偏置電壓。
[0040]產(chǎn)生的電磁波被拋物面反射鏡72變成平行波束，通過拋物面反射鏡73照射空隙配置結(jié)構(gòu)體I。在此，空隙配置結(jié)構(gòu)體既可以保持位于后述的測(cè)定用設(shè)備(微板)的凹部的內(nèi)部的狀態(tài)不變，也可以從測(cè)定用設(shè)備(微板)取下。
[0041]透過空隙配置結(jié)構(gòu)體I的電磁波通過拋物面反射鏡74、75而由光傳導(dǎo)元件78接收。被光傳導(dǎo)兀件78接收的電磁波信號(hào)在被放大器84放大后通過鎖相放大器82而取得。然后，在用包含計(jì)算單元的PC (個(gè)人計(jì)算機(jī))83進(jìn)行過傅立葉變換等的信號(hào)處理后，計(jì)算出平板狀的空隙配置結(jié)構(gòu)體I的透過率光譜等。對(duì)為了在鎖相放大器82取得而以振蕩器81的信號(hào)施加在產(chǎn)生側(cè)的光傳導(dǎo)元件77的間隙的來自電源80的偏置電壓進(jìn)行調(diào)制(振幅5V到30V)。由此，能通過進(jìn)行同步檢波來提升S / N比。
[0042]以上說明的測(cè)定方法是一般被稱作太赫茲時(shí)域分光法(THz — TDS)的方法。除了THz-TDS以外，還可以利用傅立葉變換紅外分光法(FT — IR)。
[0043]在圖1示出了測(cè)定電磁波的透過率的情況，但在本發(fā)明中也可以測(cè)定電磁波的反射率。優(yōu)選地，測(cè)定O階方向的透過下的透過率、O階方向的反射下的反射率。
[0044]另外,一般來說,在將衍射柵格(diffraction grating)的柵格間隔設(shè)為S、將入射角設(shè)為1、將衍射角設(shè)為Θ、將波長設(shè)為λ時(shí)，因衍射柵格而衍射的光譜能表征為
[0045]s (sin i—sin Θ ) =η λ …(1)。
[0046]上述“O階方向”的O階是指上述式⑴的η為O的情況。由于s以及λ不會(huì)成為0，因此η=0的成立的僅有sin i — Sine=O的情況。因此，上述所謂“O階方向”是指入射角與衍射角相等時(shí)、即電磁波的行進(jìn)方向不改變的方向。
[0047]在本發(fā)明的測(cè)定方法中使用的電磁波優(yōu)選是波長λ為0.3μm~15mm(頻率:20GHz~IPHz)的電磁波(太赫茲波)。為了進(jìn)行更高靈敏度的測(cè)定，優(yōu)選使照射到空隙配置結(jié)構(gòu)體的電磁波的波長λ較短，優(yōu)選使波長λ為300 μ m以下(頻率:1ΤΗz以上)。
[0048]作為具體 的電磁波，例如能舉出以短光脈沖激光器為光源、通過ZnTe等的電光學(xué)晶體的光整流效果而產(chǎn)生的太赫茲波。另外，例如，能舉出以短光脈沖激光器為光源、通過在光傳導(dǎo)天線激發(fā)自由電子、用施加在光傳導(dǎo)天線的電壓瞬時(shí)產(chǎn)生電流而產(chǎn)生的太赫茲波。另外，例如能舉出從高壓水銀燈或高溫陶瓷發(fā)出的太赫茲波。另外，作為具體的電磁波，例如能舉出從半導(dǎo)體激光器或光電二極管出射的可見光。
[0049]另外，在本發(fā)明的測(cè)定方法中照射到空隙配置結(jié)構(gòu)體的電磁波優(yōu)選是直線偏振的電磁波。直線偏振的電磁波既可以是從無偏振、圓偏振等的光源出射的電磁波(直線)通過偏振片后的直線偏振的電磁波，也可以是從偏振光源出射的直線偏振的電磁波。作為直線偏振片，能使用線柵等。
[0050]在本發(fā)明中，所謂“被測(cè)定物的特性測(cè)定”是指進(jìn)行成為被測(cè)定物的化合物的定量或各種定性等，例如能舉出測(cè)定溶液中等的微量的被測(cè)定物的含有量的情況、或進(jìn)行被測(cè)定物的辨識(shí)的情況。具體地，能舉出如下方法:例如將空隙配置結(jié)構(gòu)體浸潰在溶解了被測(cè)定物的溶液中，在使被測(cè)定物附著在空隙配置結(jié)構(gòu)體的表面后將溶媒和多余的被測(cè)定物洗凈、并使空隙配置結(jié)構(gòu)體干燥，然后再使用后述的測(cè)定裝置來測(cè)定被測(cè)定物的特性。
[0051]在本發(fā)明中，在求取被測(cè)定物的量的情況下，優(yōu)選通過與以預(yù)先測(cè)定各種量的被測(cè)定物而得到的頻率特性為基礎(chǔ)而作成的校正曲線進(jìn)行比較，來算出被測(cè)定物的量。
[0052]<測(cè)定用設(shè)備>
[0053]接下來，詳細(xì)說明本發(fā)明的測(cè)定用設(shè)備。本發(fā)明的測(cè)定用設(shè)備具備設(shè)備主體和空隙配置結(jié)構(gòu)體，特征在于，按照空隙配置結(jié)構(gòu)體的一部分或全部位于凹部的內(nèi)部的方式，固定空隙配置結(jié)構(gòu)體。
[0054](設(shè)備主體)
[0055]設(shè)備主體是具備至少I個(gè)用于收容包含被測(cè)定物的檢體的凹部的部件。另外，檢體優(yōu)選是液體。
[0056]所述設(shè)備主體，也可以是僅具備I個(gè)凹部的容器狀的部件，但優(yōu)選具備陣列化的多個(gè)凹部。具備這樣的陣列化的多個(gè)凹部的設(shè)備主體通常被稱作微板(micro plate)。微板是一直以來在生物化學(xué)的分析或臨床檢查等中為了測(cè)定血液等的檢體中的被測(cè)定物而使用的形成有多個(gè)井(凹部)的板。本發(fā)明的測(cè)定設(shè)備特征在于，按照空隙配置結(jié)構(gòu)體的一部分或全部位于微板的井的內(nèi)部的方式，固定所述空隙配置結(jié)構(gòu)體。若使用具備眾多井的微板，則在相同條件下能得到眾多的數(shù)據(jù)，能謀求作業(yè)的省力化，實(shí)現(xiàn)了能一次處理眾多樣本、信息的高吞吐化。
[0057]這種情況下，井的容量通常為數(shù)微升到數(shù)毫升程度，能實(shí)現(xiàn)檢體(包含被測(cè)定物的液體等)的少量化。另外，微板由于通常是一次性使用，不再如過去那樣需要洗凈容器內(nèi)等的步驟。
[0058]這種情況下，本發(fā)明的測(cè)定用設(shè)備具備包含配置在多個(gè)井(凹部)各自內(nèi)部的多個(gè)有效區(qū)域的I個(gè)空隙配置結(jié)構(gòu)體，空隙配置結(jié)構(gòu)體優(yōu)選按照多個(gè)有效區(qū)域各自位于設(shè)備主體的多個(gè)凹部各自內(nèi)部的方式，被固定在設(shè)備主體。由此，能降低空隙配置結(jié)構(gòu)體的尺寸偏差引起的測(cè)定誤差，能實(shí)現(xiàn)高靈敏度測(cè)定。
[0059]本發(fā)明的測(cè)定用設(shè)備，優(yōu)選具備用于固定設(shè)備主體與空隙配置結(jié)構(gòu)體的相對(duì)位置的固定單元。進(jìn)而，該固定單元優(yōu)選是以能在設(shè)備主體拆裝空隙配置結(jié)構(gòu)體的狀態(tài)進(jìn)行固定的單元。由此，由于能以使空隙配置結(jié)構(gòu)體與檢體和容器分離的狀態(tài)進(jìn)行測(cè)定，因此能不受檢體和容器的影響地實(shí)現(xiàn)高靈敏度的測(cè)定。另外，在空隙配置結(jié)構(gòu)體能從設(shè)備主體拆裝的情況下，能容易地進(jìn)行用于再利用構(gòu)成空隙配置結(jié)構(gòu)體的金屬(特別是貴金屬)的回收。
[0060]本發(fā)明的測(cè)定用設(shè)備優(yōu)選用于:對(duì)測(cè)定用設(shè)備照射電磁波，并檢測(cè)在空隙配置結(jié)構(gòu)體前方散射或后方散射的電磁波的頻率特性，由此測(cè)定包含在檢體中的被測(cè)定物的特性。
[0061]作為設(shè)備主體的材質(zhì)，例如能舉出聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、丙烯酸樹脂等樹脂、玻璃、陶瓷、半導(dǎo)體。優(yōu)選對(duì)所使用的電磁波反射率小、吸收小的材料。作為井(well)的形狀，例如除了能舉出平底、圓底以外，還能舉出組合大量細(xì)長微管的形式(深井板)等。能對(duì)應(yīng)于測(cè)定目的適宜地區(qū)分使用。
[0062](空隙配置結(jié)構(gòu)體)
[0063]構(gòu)成本發(fā)明的測(cè)定用設(shè)備的空隙配置結(jié)構(gòu)體，是具有在與主面垂直的方向上貫通的多個(gè)空隙部的空隙配置結(jié)構(gòu)體。整體的形狀通常為平板狀或薄膜狀。
[0064]在本發(fā)明中使用的空隙配置結(jié)構(gòu)體是在上述主面上的至少一個(gè)方向上周期性配置在與主面垂直的方向上貫通的多個(gè)空隙部的結(jié)構(gòu)體。例如，能舉出在空隙配置結(jié)構(gòu)體的主面方向上矩陣狀地配置多個(gè)空隙部的結(jié)構(gòu)體。但是，并不需要在空隙配置結(jié)構(gòu)體的整體上周期性配置空隙部，只要在至少一部周期性地配置空隙部即可。
[0065]空隙配置結(jié)構(gòu)體優(yōu)選是準(zhǔn)周期結(jié)構(gòu)體或周期結(jié)構(gòu)體。所謂準(zhǔn)周期結(jié)構(gòu)體是雖不具有平移對(duì)稱性但在排列中保持了秩序性的結(jié)構(gòu)體。作為準(zhǔn)周期結(jié)構(gòu)體，例如作為一維準(zhǔn)周期結(jié)構(gòu)體能舉出斐波納契結(jié)構(gòu)，作為二維準(zhǔn)周期結(jié)構(gòu)體能舉出彭羅斯結(jié)構(gòu)。所謂周期結(jié)構(gòu)體是具有以平移對(duì)稱性為代表的各種空間對(duì)稱性的結(jié)構(gòu)體，對(duì)應(yīng)于其對(duì)稱的維數(shù)而分類為一維周期結(jié)構(gòu)體、二維周期結(jié)構(gòu)體、三維周期結(jié)構(gòu)體。一維周期結(jié)構(gòu)體例如能舉出線柵結(jié)構(gòu)、一維衍射柵格等。二維周期結(jié)構(gòu)體例如能舉出網(wǎng)過濾器、二維衍射柵格等。這些周期結(jié)構(gòu)體中也適當(dāng)?shù)厥褂枚S周期結(jié)構(gòu)體，更優(yōu)選使用空隙部在縱向以及橫向規(guī)則地排列(方形排列)的二維周期結(jié)構(gòu)體。[0066]作為方形排列空隙部的二維周期結(jié)構(gòu)體，例如能舉出圖2所示的矩陣狀地以恒定間隔配置空隙部10的板狀結(jié)構(gòu)體(柵格狀結(jié)構(gòu)體)。圖2所示的空隙配置結(jié)構(gòu)體1，是從其主面?zhèn)扔^察正方形的空隙部10在與該正方形的各邊平行的2個(gè)排列方向(圖2中的縱向和橫向)上以相等的間隔設(shè)置的板狀結(jié)構(gòu)體?？障恫坎⒉幌薅ㄓ谶@樣的形狀，例如也可以是長方形、圓形或橢圓形等。另外，并不限定于具有這樣的對(duì)稱性的形狀，也可以是在空隙部的一部分具有突起部或切口部的形狀等。另外，在空隙部的排列為方形排列的情況下，2個(gè)排列方向的間隔也可以不相等，例如可以為長方形排列。
[0067]另外，空隙配置結(jié)構(gòu)體的厚度(t)優(yōu)選為測(cè)定中使用的電磁波的波長λ幾分之一以下。例如，在照射的電磁波的波長λ為300 μ m的情況下，優(yōu)選t為150 μ m以下。在結(jié)構(gòu)體的厚度大于該范圍時(shí)，透過或反射的電磁波的強(qiáng)度變?nèi)醵袝r(shí)會(huì)難以檢測(cè)出信號(hào)。
[0068]另外，空隙配置結(jié)構(gòu)體的空隙部的尺寸(例如圖2所示的d)優(yōu)選為在測(cè)定中使用的電磁波的波長λ的十分之一以上、10倍以下。在空隙部的尺寸為該范圍以外時(shí)，透過的電磁波的強(qiáng)度變?nèi)醵袝r(shí)會(huì)難以檢測(cè)出信號(hào)。
[0069]另外，空隙部的柵格間隔(間距)(例如圖2所示的s)，優(yōu)選為在測(cè)定中使用的電磁波的波長的十分之一以上、10倍以下。在空隙部的柵格間隔成為該范圍外時(shí)，有時(shí)會(huì)難以發(fā)生透過。
[0070]其中，空隙配置結(jié)構(gòu)體、空隙部的形狀和寸法對(duì)應(yīng)于測(cè)定方法、空隙配置結(jié)構(gòu)體的材質(zhì)特性、所使用的電磁波的頻率等而適宜設(shè)計(jì)，其范圍難以一般化，并不限定于上述的范圍。
[0071]空隙配置結(jié)構(gòu)體優(yōu)選由金屬構(gòu)成。作為金屬能舉出能與具有羥基、硫醇基、羧基等官能基的化合物的官能基鍵合的金屬；能在表面被覆羥基、氨基等的官能基的金屬；還有這些金屬的合金。具體地，能舉出金、銀、銅、鐵、鎳、鈦、鉻、娃、鍺等，優(yōu)選金、銀、銅、鎳、鈦、鉻，更優(yōu)選鎳、金。
[0072]在使用金、鎳的情況下，特別是在被測(cè)定物具有硫醇基(-SH基)的情況下，由于能使該硫醇基與空隙配置結(jié)構(gòu)體的表面鍵合，因此有利。另外，在使用鎳的情況下，特別在被測(cè)定物具有羥基(-0Η)或羧基(-C00H)的情況下，由于能使該官能基與空隙配置結(jié)構(gòu)體的表面鍵合，因此有利。
[0073]該空隙配置結(jié)構(gòu)體能用各種公知的方法來制作，但優(yōu)選在板狀或薄膜狀的支承基材的表面通過圖案形成來形成。圖案形成能通過通常的半導(dǎo)體上電極制作工序(例如抗蝕齊U涂布、圖案印刷、抗蝕劑圖案形成、金屬蒸鍍、抗蝕劑除去)等進(jìn)行。
[0074]<被測(cè)定物的特性測(cè)定方法>
[0075]本發(fā)明所涉及的被測(cè)定物的特性測(cè)定方法具備以下的第I步驟、第2步驟以及第3步驟，在該測(cè)定方法中使用上述的測(cè)定用設(shè)備。
[0076](第I步驟)
[0077]在該步驟，將包含被測(cè)定物的檢體收容在測(cè)定設(shè)備的凹部的內(nèi)部。收容在該測(cè)定設(shè)備的凹部的檢體中的被測(cè)定物，通常保持在空隙配置結(jié)構(gòu)體(位于測(cè)定設(shè)備的凹部的內(nèi)部的有效區(qū)域)。
[0078]作為將被測(cè)定物保持在空隙配置結(jié)構(gòu)體的方法，能使用各種公知的方法，例如既可以直接附著在空隙配置結(jié)構(gòu)體，也可以隔著支承膜等附著。從通過提升測(cè)定靈敏度、抑制測(cè)定的偏差來進(jìn)行重現(xiàn)性高的測(cè)定的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選使被測(cè)定物直接附著在空隙配置結(jié)構(gòu)體的表面。
[0079]作為使被測(cè)定物直接附著在空隙配置結(jié)構(gòu)體的情況，不僅包括在空隙配置結(jié)構(gòu)體的表面與被測(cè)定物間直接形成化學(xué)鍵合等的情況，還包括對(duì)預(yù)先在表面鍵合了主分子的空隙配置結(jié)構(gòu)體，使被測(cè)定物鍵合在該主分子的情況。作為化學(xué)鍵合，能舉出共價(jià)鍵合(例如金屬-硫醇基間的共價(jià)鍵合等)、范德瓦爾斯鍵合、離子鍵合、金屬鍵合、氫鍵合等，優(yōu)選為共價(jià)鍵合。另外，所謂主分子是指能特異地使被測(cè)定物鍵合的分子等，作為主分子和被測(cè)定物的組合，例如能舉出抗原和抗體、糖鏈和蛋白質(zhì)、脂肪和蛋白質(zhì)、低分子化合物(配合體)和蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)和蛋白質(zhì)、單鏈DNA和單鏈DNA等。
[0080](第2步驟)
[0081]在該步驟，將空隙配置結(jié)構(gòu)體從設(shè)備主體取下。在將空隙配置結(jié)構(gòu)體從設(shè)備主體取下前，通常由于將空隙配置結(jié)構(gòu)體固定在設(shè)備主體，因此需要解除固定單元。但是，在由第I部件以及第2部件構(gòu)成的設(shè)備主體、和空隙配置結(jié)構(gòu)體通過磁力來固著的情況下等，能保持固定的狀態(tài)不變地，容易地以手工作業(yè)將空隙配置結(jié)構(gòu)體從設(shè)備主體分離。
[0082](第3步驟)
[0083]在該步驟，用電磁波照射在第2步驟取下的空隙配置結(jié)構(gòu)體，并檢測(cè)在空隙配置結(jié)構(gòu)體前方散射或后方散射的電磁波的頻率特性，由此測(cè)定包含在檢體中的被測(cè)定物的特性。
[0084]在本發(fā)明的測(cè)定方法中，基于在上述空隙配置結(jié)構(gòu)體散射的電磁波的與頻率特性相關(guān)的至少I個(gè)參數(shù)來測(cè)定被測(cè)定物的特性。例如，在空隙配置結(jié)構(gòu)體前方散射(透過)的電磁波的頻率特性中產(chǎn)生的谷底波形、在后方散射(反射)的電磁波的頻率特性中產(chǎn)生的峰值波形等，會(huì)因被測(cè)定物的存在而變化，能基于此來測(cè)定被測(cè)定物的特性。
[0085]在此，所謂谷底波形是在檢測(cè)到的電磁波相對(duì)于所照射的電磁波的比率(例如電磁波的透過率)相對(duì)變大的頻率范圍內(nèi)，在平板狀的周期的結(jié)構(gòu)體的頻率特性(例如透過率光譜)部分地看到的谷型(向下凸)的部分的波形。另外，所謂峰值波形是在檢測(cè)到的電磁波相對(duì)于所照射的電磁波的比率(例如電磁波的反射率)相對(duì)變小的頻率范圍內(nèi)，在平板狀的周期的結(jié)構(gòu)體的頻率特性(例如反射率光譜)部分地看到的峰型(向上凸)的波形。
[0086]下面舉出具體的實(shí)施方式來更詳細(xì)說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不限定于此。
[0087]<實(shí)施方式I >
[0088]圖3是表示本實(shí)施方式的測(cè)定用設(shè)備的I個(gè)構(gòu)成的示意圖。如圖3所示，在本實(shí)施方式的測(cè)定用設(shè)備2中，空隙配置結(jié)構(gòu)體I (或其一部分)配置在凹部(井)20內(nèi)。
[0089]空隙配置結(jié)構(gòu)體1，優(yōu)選能從構(gòu)成凹部20的設(shè)備主體21拆裝。由于能在使空隙配置結(jié)構(gòu)體與檢體和容器分離的狀態(tài)下進(jìn)行測(cè)定，因此能不受檢體和容器的影響地實(shí)現(xiàn)高靈敏度的測(cè)定。
[0090]另外，設(shè)備主體(容器)21的材質(zhì)期望對(duì)所使用的電磁波吸收小。另外，設(shè)備主體(容器)21的材質(zhì)期望對(duì)所使用的電磁波反射率小。由此，能降低對(duì)設(shè)備主體進(jìn)行的測(cè)定的影響，能進(jìn)行高靈敏度的測(cè)定。
[0091]在圖3，空隙配置結(jié)構(gòu)體I配置在凹部20的中間位置，但空隙配置結(jié)構(gòu)體I也可以如圖4所示那樣配置在凹部20的底部。
[0092]在測(cè)定被測(cè)定物的特性時(shí)，首先將含有被測(cè)定物的液體投入到容器2的凹部20內(nèi)，通過進(jìn)行靜置、攪拌等適當(dāng)?shù)奶幚韥硎贡粶y(cè)定物附著在空隙配置結(jié)構(gòu)體I。接下來，在從測(cè)定用設(shè)備2取下空隙配置結(jié)構(gòu)體I后用電磁波照射空隙配置結(jié)構(gòu)體1，根據(jù)電磁波的透過特性等來進(jìn)行被測(cè)定物的特性測(cè)定。如此，通過使空隙配置結(jié)構(gòu)體I與檢體和容器分離，能實(shí)現(xiàn)高靈敏度測(cè)定。
[0093]另外，期望在用電磁波照射空隙配置結(jié)構(gòu)體I來進(jìn)行測(cè)定前，排除附著于空隙配置結(jié)構(gòu)體I的多余的溶質(zhì)。另外，在需要用于洗凈附著于空隙配置結(jié)構(gòu)體I的被測(cè)定物以外的附著物的洗凈工序的情況下，也是只要在取下空隙配置結(jié)構(gòu)體I后實(shí)施洗凈工序，就能與洗凈容器內(nèi)的情況相比省去洗凈液的分注等的工夫，能簡(jiǎn)便地進(jìn)行洗凈。
[0094]〈實(shí)施方式2>
[0095]圖5是表示本實(shí)施方式的測(cè)定用設(shè)備的立體圖。如圖5所示，在本實(shí)施方式中，構(gòu)成收容含有被測(cè)定物的液體的凹部20的設(shè)備主體21，具備陣列化的多個(gè)凹部20。由此，能實(shí)現(xiàn)能一次處理大量的樣本、信息的高吞吐的測(cè)定。
[0096]另外，在圖5中，空隙配置結(jié)構(gòu)體I配置為:被夾持在構(gòu)成凹部(井)20的底部側(cè)的第I部件(井底部部件)211、與構(gòu)成井20的上部側(cè)的第2部件(井上部部件)212間，空隙配置結(jié)構(gòu)體I的有效區(qū)域位于井20的內(nèi)部?？障杜渲媒Y(jié)構(gòu)體I既可以如圖3所示那樣與各個(gè)井20的底部分尚，也可以如圖4所不那樣與各個(gè)井20的底部相接,優(yōu)選與各個(gè)井20的底部分離。進(jìn)而，空隙配置結(jié)構(gòu)體I與各個(gè)井20的底部的距離，優(yōu)選為與距被空隙配置結(jié)構(gòu)體I增強(qiáng)電磁場(chǎng)的范圍的空隙配置結(jié)構(gòu)體I的主面的距離相同程度以上。這是因?yàn)楸豢障杜渲媒Y(jié)構(gòu)體I增強(qiáng)的電磁場(chǎng)區(qū)域不包括井20的底部，提升了測(cè)定靈敏度。
[0097]在本實(shí)施方式中，由于位于各個(gè)井20內(nèi)的空隙配置結(jié)構(gòu)體I的有效區(qū)域分別為同一個(gè)體的空隙配置結(jié)構(gòu)體I的一部分，因此各有效區(qū)域的尺寸偏差小于空隙配置結(jié)構(gòu)體的個(gè)體間、和制造批次間的尺寸偏差。為此，能降低尺寸偏差引起的測(cè)定誤差，能實(shí)現(xiàn)高靈敏度測(cè)定。
[0098](測(cè)定用設(shè)備的制造方法、空隙配置結(jié)構(gòu)體的拆裝方法)
[0099]圖6、圖7、圖8是與本實(shí)施方式的測(cè)定用設(shè)備的制造方法、或空隙配置結(jié)構(gòu)體的拆裝方法相關(guān)的說明圖。
[0100]圖6是用第I部件(井底部部件)211和第2部件(井上部部件)212夾著空隙配置結(jié)構(gòu)體I而構(gòu)成的測(cè)定用設(shè)備(微板)的分解圖。
[0101]第I部件(井底部部件)211和第2部件(井上部部件)212優(yōu)選含磁性體材料。這是因?yàn)?，在這種情況下能使含金屬材料的空隙配置結(jié)構(gòu)體I容易地固著、且能從微板主體(第I部件211以及第2部件212)拆裝空隙配置結(jié)構(gòu)體I。通過在測(cè)定時(shí)使空隙配置結(jié)構(gòu)體I與含有被測(cè)定物的液體(檢體)和容器(設(shè)備主體)分離，能不受檢體和容器的影響地實(shí)現(xiàn)高靈敏度的測(cè)定或陣列掃描測(cè)定。
[0102]在圖7中，以使空隙配置結(jié)構(gòu)體I的拆裝容易為目的，而在空隙配置結(jié)構(gòu)體I設(shè)置框部件(支承材料)12。然后，通過讓設(shè)于框部件12的兩面的陽模部件(突起部)31(在圖7中僅圖示單面)、和設(shè)于第I部件211以及第2部件212的空隙配置結(jié)構(gòu)體I側(cè)的陰模部件(凹部)32(圖7中僅圖示了設(shè)于第I部件211的陰模部件)卡合，來進(jìn)行固定，以將空隙配置結(jié)構(gòu)體I配置在第I部件211與第2部件212間的給定位置。另外，在如此具有卡合單元來作為固定單元的情況下，也可以使第I部件211和第2部件212含磁性體材料。
[0103]在圖8中，以防止井間的液滲(泄漏)為目的，在第I部件211以及第2部件212的空隙配置結(jié)構(gòu)體I側(cè)的井周圍設(shè)置橡膠制的環(huán)4(圖8中僅圖示設(shè)于第I部件211的環(huán)
4)。通過這種具備井結(jié)構(gòu)以及環(huán)4的結(jié)構(gòu)，能防止井間的污染。
[0104]作為用作利用了本實(shí)施方式的測(cè)定用設(shè)備(微板)的測(cè)定的設(shè)備，用于使用微板來檢測(cè)、測(cè)定吸光、突光、發(fā)光的微板讀取器(Microplate reader)尤為重要，由此能同時(shí)進(jìn)行微量且眾多的樣本的測(cè)定。除此以外，還可用在微板用的離心機(jī)、自動(dòng)進(jìn)行樣本的出入、洗凈等的裝置。
[0105]標(biāo)號(hào)的說明
[0106]I空隙配置結(jié)構(gòu)體
[0107]10空隙部
[0108]12框部件
[0109]2測(cè)定用設(shè)備(微板)
[0110]20 凹部
[0111]21設(shè)備主體(微板主體)
[0112]211 第 I 部件
[0113]212 第 2 部件
[0114]31突起部(陽模部件)
[0115]32凹部(陰模部件)
[0116]4 環(huán)
[0117]7激光器
[0118]70半反射鏡
[0119]71反射鏡
[0120]72、73、74、75拋物面反射鏡
[0121]76時(shí)間延遲臺(tái)
[0122]77,78光電導(dǎo)元件
[0123]80 電源
[0124]81振蕩器
[0125]82鎖相放大器
[0126]83 PC (個(gè)人計(jì)算機(jī))
[0127]84放大器
【權(quán)利要求】
1.一種測(cè)定用設(shè)備，具備: 設(shè)備主體(21)，其具備至少I個(gè)用于收容包含被測(cè)定物的檢體的凹部(20);和 空隙配置結(jié)構(gòu)體(I)，其具有在與主面垂直的方向上貫通的多個(gè)空隙部(10)， 所述測(cè)定用設(shè)備的特征在于， 按照使所述空隙配置結(jié)構(gòu)體(I)的一部分或全部位于所述凹部(20)的內(nèi)部的方式，固定所述空隙配置結(jié)構(gòu)體(I)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)定用設(shè)備，其中， 所述檢體是液體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)定用設(shè)備，其中， 所述空隙配置結(jié)構(gòu)體(I)能從所述設(shè)備主體(21)拆裝。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)定用設(shè)備，其中， 所述設(shè)備主體(21)具備陣列化的多個(gè)所述凹部(20)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的測(cè)定用設(shè)備，其中， 所述測(cè)定用設(shè)備具備: I個(gè)所述空隙配置結(jié)構(gòu)體(I)，其包含配置在多個(gè)所述凹部(20)各自的內(nèi)部的多個(gè)有效區(qū)域， 所述空隙配置結(jié)構(gòu)體(I)，按照多個(gè)所述有效區(qū)域各自位于多個(gè)所述凹部(20)各自內(nèi)部的方式，被固定在所述設(shè)備主體(21)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)定用設(shè)備，其中， 所述設(shè)備主體(21)由第I部件(211)和第2部件(212)構(gòu)成， 所述空隙配置結(jié)構(gòu)體(I)被夾持在所述第I部件(211)與所述第2部件(212)間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的測(cè)定用設(shè)備，其中， 所述空隙配置結(jié)構(gòu)體(I)具備用于保持所述空隙配置結(jié)構(gòu)體(I)的框部件， 通過所述框部件、與所述第I部件(211)以及所述第2部件(212)嵌合，來將所述空隙配置結(jié)構(gòu)體(I)夾持在所述第I部件(211)與所述第2部件(212)間。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的測(cè)定用設(shè)備，其中， 所述設(shè)備主體(21)的材料含有磁性體。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)定用設(shè)備，其中， 所述測(cè)定用設(shè)備用于: 對(duì)所述測(cè)定用設(shè)備照射電磁波，檢測(cè)在所述空隙配置結(jié)構(gòu)體(I)前方散射或后方散射的電磁波的頻率特性，由此來測(cè)定包含在所述檢體的被測(cè)定物的特性。
10.一種被測(cè)定物的特性測(cè)定方法，是使用了權(quán)利要求3所述的測(cè)定用設(shè)備的被測(cè)定物的特性測(cè)定方法，其中，所述被測(cè)定物的特性測(cè)定方法具備: 第I步驟，將包含所述被測(cè)定物的檢體收容在所述凹部(20)的內(nèi)部； 第2步驟，將所述空隙配置結(jié)構(gòu)體(I)從所述設(shè)備主體(21)取下；和第3步驟，對(duì)所述空隙配置結(jié)構(gòu)體(I)照射電磁波，并檢測(cè)在所述空隙配置結(jié)構(gòu)體(I)前方散射或后方散射的電磁波的頻率特性，由此來測(cè)定包含在所述檢體的被測(cè)定物的特性。
【文檔編號(hào)】G01N21/03GK103814288SQ201280043425
【公開日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2012年4月12日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月6日
【發(fā)明者】近藤孝志, 神波誠治 申請(qǐng)人:株式會(huì)社村田制作所