JP2001059846A - バイオセンサの検出方法 - Google Patents
バイオセンサの検出方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高温下、長期間においても安定なバイオセン
サチップの保存法を提供することにある。 【解決手段】 捕捉物質が担持されたバイオセンサチッ
プを用いて、試料中の標的物質を検出するバイオセンサ
の検出方法において、バイオセンサチップ表面に試料、
好ましくは洗浄液を供給し、前記標的物質と前記捕捉物
質の結合量をセンサ出力値として検出する第1のモード
と、前記バイオセンサチップ表面に、前記捕捉物質の活
性を維持するための溶液を供給し、この溶液により前記
バイオセンサチップ表面を浸漬させる第２のモードと、
を有すること。
サチップの保存法を提供することにある。 【解決手段】 捕捉物質が担持されたバイオセンサチッ
プを用いて、試料中の標的物質を検出するバイオセンサ
の検出方法において、バイオセンサチップ表面に試料、
好ましくは洗浄液を供給し、前記標的物質と前記捕捉物
質の結合量をセンサ出力値として検出する第1のモード
と、前記バイオセンサチップ表面に、前記捕捉物質の活
性を維持するための溶液を供給し、この溶液により前記
バイオセンサチップ表面を浸漬させる第２のモードと、
を有すること。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、捕捉物質が担持さ
れたバイオセンサチップを用いて、試料中の標的物質を
検出するバイオセンサの検出方法に関する。
れたバイオセンサチップを用いて、試料中の標的物質を
検出するバイオセンサの検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】人間の病気には非常に穏やかに進行する
ものがある。例えば、糖尿病などの生活習慣病である。
これらの病気は、早期に治療することが必要であるにも
関わらず初期段階では自覚症状がないものが多い。かか
る病気を早期に発見するためには、定期的な検査を受け
入れることが必要となる。一方、これらの病気は治療に
よる効果も緩やかに現れる。従って、治療期間も長期に
亘り、その間、定期的に検査を受けることが必要とな
る。さらに、これらの病気は完全に治癒することが少な
く、いったん発病すると、症状が軽くなった後も、再発
予防のために引き続き定期的に検査を受けることが必要
となる。
ものがある。例えば、糖尿病などの生活習慣病である。
これらの病気は、早期に治療することが必要であるにも
関わらず初期段階では自覚症状がないものが多い。かか
る病気を早期に発見するためには、定期的な検査を受け
入れることが必要となる。一方、これらの病気は治療に
よる効果も緩やかに現れる。従って、治療期間も長期に
亘り、その間、定期的に検査を受けることが必要とな
る。さらに、これらの病気は完全に治癒することが少な
く、いったん発病すると、症状が軽くなった後も、再発
予防のために引き続き定期的に検査を受けることが必要
となる。
【０００３】検査は、血液検査や尿検査など種々の方法
により、専門機関によって行われる。検査によっては、
非常に高額の費用がかかる検査もある。生活習慣病など
の患者は、これらの検査を定期的に受けるために、時間
的な拘束を受けるとともに、金銭的な負担も被る。さら
に、血液検査では身体的な苦痛も伴う。生活習慣病など
の患者は、かかる負担の下で、一般には1年に数回程度
の検査を受けている。これは、糖尿病などの予防および
治療上、必ずしも十分な頻度とはいえない。
により、専門機関によって行われる。検査によっては、
非常に高額の費用がかかる検査もある。生活習慣病など
の患者は、これらの検査を定期的に受けるために、時間
的な拘束を受けるとともに、金銭的な負担も被る。さら
に、血液検査では身体的な苦痛も伴う。生活習慣病など
の患者は、かかる負担の下で、一般には1年に数回程度
の検査を受けている。これは、糖尿病などの予防および
治療上、必ずしも十分な頻度とはいえない。
【０００４】かかる事情に鑑み、専門機関によることな
く、患者の通常の用便行為において尿検査を実施可能と
する装置が提案されている。例えば特開昭 62-187253号
に記載の尿検査装置が挙げられる。この装置は、洋式便
器に着脱自在に装着されたスイングアームにより、通常
の用便時に尿を取得し、この尿を測定する装置である。
く、患者の通常の用便行為において尿検査を実施可能と
する装置が提案されている。例えば特開昭 62-187253号
に記載の尿検査装置が挙げられる。この装置は、洋式便
器に着脱自在に装着されたスイングアームにより、通常
の用便時に尿を取得し、この尿を測定する装置である。
【０００５】尿中には、糖、タンパク、潜血等、被験者
の健康状態に応じてその濃度が変動する様々な成分が含
まれている。従って、上記のような尿検査装置を利用す
れば、専門機関によらずとも患者は自らの健康状態を検
査することができる。
の健康状態に応じてその濃度が変動する様々な成分が含
まれている。従って、上記のような尿検査装置を利用す
れば、専門機関によらずとも患者は自らの健康状態を検
査することができる。
【０００６】また、専門機関での検査に伴う種々の支障
がないため、穏やかに進行するまたは改善する健康状態
を把握するのに十分な頻度で検査を実行することも可能
であるという利点がある。当然、糖尿病などを発病して
いない個人にとっても、その予防および早期発見が可能
になる利点がある。こうした利点は糖尿病などの生活習
慣病に限らず、個人の排泄物に基づいて診断可能な種々
の病気に共通の利点である。
がないため、穏やかに進行するまたは改善する健康状態
を把握するのに十分な頻度で検査を実行することも可能
であるという利点がある。当然、糖尿病などを発病して
いない個人にとっても、その予防および早期発見が可能
になる利点がある。こうした利点は糖尿病などの生活習
慣病に限らず、個人の排泄物に基づいて診断可能な種々
の病気に共通の利点である。
【０００７】上記のような尿検査装置では、多くの場
合、測定用素子として、酵素および抗体等のような被験
物質に特異性のある生体物質が用いられる。このような
生体分子の特異性を利用した測定機器はバイオセンサと
呼ばれている。 バイオセンサの素子（捕捉分子となる
生体物質）は、分析を重ねるに伴い活性を失うので、装
置本体から独立し、交換可能な部品として供給されるこ
とが望ましい。特開平 7-270377 ではフローセル全体を
交換可能にした使い捨て型のセンサセルが提案されてい
る。トイレットに設置される尿分析装置のように、一般
使用者によって管理される分析装置においては、消耗部
品の交換は出来るだけ簡単かつ安全に行えることが望ま
しく、使い捨て型センサセルは理に適ったものである。
このような使い捨て型センサセル（バイオセンサチッ
プ）は、捕捉分子の劣化後は、使用者が自ら簡単に交換
可能であることから、測定間誤差が少なく精度よい測定
が保証される。
合、測定用素子として、酵素および抗体等のような被験
物質に特異性のある生体物質が用いられる。このような
生体分子の特異性を利用した測定機器はバイオセンサと
呼ばれている。 バイオセンサの素子（捕捉分子となる
生体物質）は、分析を重ねるに伴い活性を失うので、装
置本体から独立し、交換可能な部品として供給されるこ
とが望ましい。特開平 7-270377 ではフローセル全体を
交換可能にした使い捨て型のセンサセルが提案されてい
る。トイレットに設置される尿分析装置のように、一般
使用者によって管理される分析装置においては、消耗部
品の交換は出来るだけ簡単かつ安全に行えることが望ま
しく、使い捨て型センサセルは理に適ったものである。
このような使い捨て型センサセル（バイオセンサチッ
プ）は、捕捉分子の劣化後は、使用者が自ら簡単に交換
可能であることから、測定間誤差が少なく精度よい測定
が保証される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
ような使い捨て型バイオセンサチップを長期間にわたっ
て日常環境下において保存、使用するのは、容易ではな
い。センサチップ上の捕捉分子としては主に、抗体や酵
素などが挙げられるが、一概にこれらの生体分子は、化
学的、物理的に脆弱なものである。臨床試薬などの分野
では、これらの物質は冷蔵保存し、使い捨てされている
のが現状である。従って、これらの生体分子を日常環境
で使用することが困難なことは想像するにに難くない。
ような使い捨て型バイオセンサチップを長期間にわたっ
て日常環境下において保存、使用するのは、容易ではな
い。センサチップ上の捕捉分子としては主に、抗体や酵
素などが挙げられるが、一概にこれらの生体分子は、化
学的、物理的に脆弱なものである。臨床試薬などの分野
では、これらの物質は冷蔵保存し、使い捨てされている
のが現状である。従って、これらの生体分子を日常環境
で使用することが困難なことは想像するにに難くない。
【０００９】溶液中での抗体や酵素などの生体分子の安
定化に関しては医薬、化粧品などに適用した多くの前例
がある。例えば特公平５−８２３９７、特公平１−１８
９２０では界面活性剤を添加することによる安定化効果
が、特公平６−７７０１９、特公昭６２−５５８３６、
特公昭６２−５５８３６、特開昭５９−１０４５５６、
US005621094Aでは、糖類を添加することによる効果が、
特開平５−１７８７１９ではEDTAを添加することによる
効果が記載されている。しかしながら、いずれの場合に
おいても、いわば経験的に得られたものであり、化学的
根拠が不明確である。
定化に関しては医薬、化粧品などに適用した多くの前例
がある。例えば特公平５−８２３９７、特公平１−１８
９２０では界面活性剤を添加することによる安定化効果
が、特公平６−７７０１９、特公昭６２−５５８３６、
特公昭６２−５５８３６、特開昭５９−１０４５５６、
US005621094Aでは、糖類を添加することによる効果が、
特開平５−１７８７１９ではEDTAを添加することによる
効果が記載されている。しかしながら、いずれの場合に
おいても、いわば経験的に得られたものであり、化学的
根拠が不明確である。
【００１０】さらに、生体分子の溶液中での保存安定性
と、バイオセンサチップ上に保持された状態での保存安
定性が同一とは言い難い。また、生体分子の溶液中での
保存安定性とバイオセンサチップの安定性向上とは大き
な違いがある。前者は低温で保存され、使用法等が比較
的管理された状況下での安定性の向上を目的としている
のに対して、後者は、生体分子にとって過酷と思われる
状況（例えばトイレット内）での数ヶ月間にも亘る安定
性の向上を目的としているからである。
と、バイオセンサチップ上に保持された状態での保存安
定性が同一とは言い難い。また、生体分子の溶液中での
保存安定性とバイオセンサチップの安定性向上とは大き
な違いがある。前者は低温で保存され、使用法等が比較
的管理された状況下での安定性の向上を目的としている
のに対して、後者は、生体分子にとって過酷と思われる
状況（例えばトイレット内）での数ヶ月間にも亘る安定
性の向上を目的としているからである。
【００１１】装置にペルチェ素子等を備え、バイオセン
サチップ部を常に低温管理下におくことも可能ではある
が、この場合、測定値に影響が出ると考えられる。例え
ば酵素センサの場合、活性の発現に十分でなく、また、
検出部に水晶振動子や表面プラズモン共鳴を用いたバイ
オセンサでは、溶液と素子との温度差により測定値が信
頼できなくなるといった問題を生じる事になる。
サチップ部を常に低温管理下におくことも可能ではある
が、この場合、測定値に影響が出ると考えられる。例え
ば酵素センサの場合、活性の発現に十分でなく、また、
検出部に水晶振動子や表面プラズモン共鳴を用いたバイ
オセンサでは、溶液と素子との温度差により測定値が信
頼できなくなるといった問題を生じる事になる。
【００１２】従って、本発明が解決しようとする課題
は、高温下、長期間においても安定なバイオセンサチッ
プの保存法を提供することにある。
は、高温下、長期間においても安定なバイオセンサチッ
プの保存法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】上
述の目的は、捕捉物質が担持されたバイオセンサチップ
を用いて、試料中の標的物質を検出するバイオセンサの
検出方法において、バイオセンサチップ表面に試料、好
ましくは洗浄液を供給し、前記標的物質と前記捕捉物質
の結合量をセンサ出力値として検出する第１のモード
と、前記バイオセンサチップ表面に、前記捕捉物質の活
性を維持するための溶液を供給し、この溶液により前記
バイオセンサチップ表面を浸漬させる第２のモードと、
を有することにより達成される。
述の目的は、捕捉物質が担持されたバイオセンサチップ
を用いて、試料中の標的物質を検出するバイオセンサの
検出方法において、バイオセンサチップ表面に試料、好
ましくは洗浄液を供給し、前記標的物質と前記捕捉物質
の結合量をセンサ出力値として検出する第１のモード
と、前記バイオセンサチップ表面に、前記捕捉物質の活
性を維持するための溶液を供給し、この溶液により前記
バイオセンサチップ表面を浸漬させる第２のモードと、
を有することにより達成される。
【００１４】好適には、アミン誘導体、アミノポリカル
ボン酸誘導体、N-置換グリシン誘導体、N-置換タウリン
誘導体、N-置換アミノプロパンスルホン酸誘導体、糖ア
ルコール、低分子有機酸、水溶性ビタミン、及びビタミ
ン様作用因子を系内水溶液中に含有することにより達成
される。
ボン酸誘導体、N-置換グリシン誘導体、N-置換タウリン
誘導体、N-置換アミノプロパンスルホン酸誘導体、糖ア
ルコール、低分子有機酸、水溶性ビタミン、及びビタミ
ン様作用因子を系内水溶液中に含有することにより達成
される。
【００１５】本発明において用いられるアミノポリカル
ボン酸誘導体としては、エチレンジアミン四酢酸 (EDTA
と略記）、グリコールエーテルジアミン四酢酸 ( EGTA
と略記）、トランス-1,2-シクロヘキサンジアミン四酢
酸 (CyDTAと略記）、 トリエチレンテトラミン六酢酸
(TTHA と略記）、ニトリロ三酢酸 (NTA と略記）および
それらの塩類が挙げられる。
ボン酸誘導体としては、エチレンジアミン四酢酸 (EDTA
と略記）、グリコールエーテルジアミン四酢酸 ( EGTA
と略記）、トランス-1,2-シクロヘキサンジアミン四酢
酸 (CyDTAと略記）、 トリエチレンテトラミン六酢酸
(TTHA と略記）、ニトリロ三酢酸 (NTA と略記）および
それらの塩類が挙げられる。
【００１６】本発明において用いられる N-置換グリシ
ン誘導体としては、トリス（ヒドロキシメチル）アミノ
メタン （Tris と略記）、N-トリス（ヒドロキシメチ
ル）メチルグリシン （Tricine と略記）、N-(2-アセ
トアミド）イミノドデカン酸(ADA と略記）、N,N-ビス
（2-ヒドロキシエチル）グリシン (Bicine と略記）、
ビス（2-ヒドロキシエチル）イミノトリス（ヒドロキシ
メチル）メタン (Bis-Tris と略記） およびそれらの塩
類が挙げられる。
ン誘導体としては、トリス（ヒドロキシメチル）アミノ
メタン （Tris と略記）、N-トリス（ヒドロキシメチ
ル）メチルグリシン （Tricine と略記）、N-(2-アセ
トアミド）イミノドデカン酸(ADA と略記）、N,N-ビス
（2-ヒドロキシエチル）グリシン (Bicine と略記）、
ビス（2-ヒドロキシエチル）イミノトリス（ヒドロキシ
メチル）メタン (Bis-Tris と略記） およびそれらの塩
類が挙げられる。
【００１７】本発明において用いられる N-置換タウリ
ン誘導体としては、N-(2-アセトアミド)-2-アミノエタ
ンスルホン酸 (ACES と略記）、 N,N-ビス（2-ヒドロキ
シエチル)-2-アミノエタンスルホン酸 （BES と略
記）、 N-シクロヘキシル-2-アミノエタンスルホン酸
(CHES と略記）、2[4-(2-ヒドロキシエチル)-1-ピペラ
ジニル]エタンスルホン酸 (HEPES と略記）、2-モルフ
ォリノエタンスルホン酸 (MESと略記）、ピペラジン-1,
4-ビス(2-エタンスルホン酸） (PIPES と略記）、Ｎ-ト
リス（ヒドロキシメチル）メチル-2-アミノエタンスル
ホン酸 (TES と略記）およびそれらの塩が挙げられ
る。
ン誘導体としては、N-(2-アセトアミド)-2-アミノエタ
ンスルホン酸 (ACES と略記）、 N,N-ビス（2-ヒドロキ
シエチル)-2-アミノエタンスルホン酸 （BES と略
記）、 N-シクロヘキシル-2-アミノエタンスルホン酸
(CHES と略記）、2[4-(2-ヒドロキシエチル)-1-ピペラ
ジニル]エタンスルホン酸 (HEPES と略記）、2-モルフ
ォリノエタンスルホン酸 (MESと略記）、ピペラジン-1,
4-ビス(2-エタンスルホン酸） (PIPES と略記）、Ｎ-ト
リス（ヒドロキシメチル）メチル-2-アミノエタンスル
ホン酸 (TES と略記）およびそれらの塩が挙げられ
る。
【００１８】本発明において用いられる N-置換アミノ
プロパンスルホン酸誘導体としては、N-シクロヘキシル
-3-アミノプロパンスルホン酸 (CAPS と略記）、N-シク
ロヘキシル-2-ヒドロキシ-3-アミノプロパンスルホン酸
(CAPSO と略記）、3-[N,N-ビス(2-ヒドロキシエチル）
アミノ]-2-ヒドロキシプロパンスルホン酸 DIPSOと略
記）、3-[4-(2-ヒドロキシエチル)-1-ピペラジニル] プ
ロパンスルホン酸（EPPS と略記）、2-ヒドロキシ-3-[4
-(2-ヒドロキシエチル)-1-ピペラジニル]プロパンスル
ホン酸 (HEPPSO と略記）、3-モルフォリノプロパンス
ルホン酸 (MOPS と略記）、 2-ヒドロキシ-3-モルフォ
リノプロパンスルホン酸 (MOPSO と略記）、 ピペラジ
ン-1,4-ビス(2-ヒドロキシル-3-プロパンスルホン酸）
(POPSO と略記）、 N-トリス(ヒドロキシメチル）メ
チル-3-アミノプロパンスルホン酸 (TAPS と略記）、
2-ヒドロキシ-N-トリス（ヒドロキシメチル）メチル-3-
アミノプロパンスルホン酸 （TAPSO と略記） および
その塩が挙げられる。
プロパンスルホン酸誘導体としては、N-シクロヘキシル
-3-アミノプロパンスルホン酸 (CAPS と略記）、N-シク
ロヘキシル-2-ヒドロキシ-3-アミノプロパンスルホン酸
(CAPSO と略記）、3-[N,N-ビス(2-ヒドロキシエチル）
アミノ]-2-ヒドロキシプロパンスルホン酸 DIPSOと略
記）、3-[4-(2-ヒドロキシエチル)-1-ピペラジニル] プ
ロパンスルホン酸（EPPS と略記）、2-ヒドロキシ-3-[4
-(2-ヒドロキシエチル)-1-ピペラジニル]プロパンスル
ホン酸 (HEPPSO と略記）、3-モルフォリノプロパンス
ルホン酸 (MOPS と略記）、 2-ヒドロキシ-3-モルフォ
リノプロパンスルホン酸 (MOPSO と略記）、 ピペラジ
ン-1,4-ビス(2-ヒドロキシル-3-プロパンスルホン酸）
(POPSO と略記）、 N-トリス(ヒドロキシメチル）メ
チル-3-アミノプロパンスルホン酸 (TAPS と略記）、
2-ヒドロキシ-N-トリス（ヒドロキシメチル）メチル-3-
アミノプロパンスルホン酸 （TAPSO と略記） および
その塩が挙げられる。
【００１９】本発明において用いられる糖アルコールと
しては、マンニトール、トレハロース、ラフィノース、
スタキオース、メレチトースが挙げられる。
しては、マンニトール、トレハロース、ラフィノース、
スタキオース、メレチトースが挙げられる。
【００２０】本発明において用いられる芳香族カルボン
酸誘導体としては、安息香酸、ヒドロキシ安息香酸、サ
リチル酸、ケイ皮酸、ヒドロキシフェニル酪酸、ヒドロ
キシフェニル乳酸、フェニル酢酸、フェニル乳酸、フェ
ニルピルビン酸、プロトカテク酸、ホモゲンチジン酸、
およびそれらの塩が挙げられる。
酸誘導体としては、安息香酸、ヒドロキシ安息香酸、サ
リチル酸、ケイ皮酸、ヒドロキシフェニル酪酸、ヒドロ
キシフェニル乳酸、フェニル酢酸、フェニル乳酸、フェ
ニルピルビン酸、プロトカテク酸、ホモゲンチジン酸、
およびそれらの塩が挙げられる。
【００２１】本発明において用いられる水溶性ビタミン
としては、チアミン、リボフラビン、ニコチン酸、 ニ
コチンアミド、ピリドキシン、パントテン、 ビオチ
ン、myo-イノシトール、 コリン、 葉酸、コバラミ
ン、 アスコルビン酸およびそれらの塩が、ビタミン様
作用因子としては、p-アミノ安息香酸およびその塩が挙
げられる。
としては、チアミン、リボフラビン、ニコチン酸、 ニ
コチンアミド、ピリドキシン、パントテン、 ビオチ
ン、myo-イノシトール、 コリン、 葉酸、コバラミ
ン、 アスコルビン酸およびそれらの塩が、ビタミン様
作用因子としては、p-アミノ安息香酸およびその塩が挙
げられる。
【００２２】本発明において用いられるアミノポリカル
ボン酸誘導体、N置換グリシン誘導体、N-置換タウリン
誘導体、N-置換アミノプロパンスルホン酸誘導体、アミ
ン誘導体の使用量は、水性溶液として、1〜 100 mM の
範囲が好ましい。
ボン酸誘導体、N置換グリシン誘導体、N-置換タウリン
誘導体、N-置換アミノプロパンスルホン酸誘導体、アミ
ン誘導体の使用量は、水性溶液として、1〜 100 mM の
範囲が好ましい。
【００２３】本発明において用いられる糖アルコールの
使用量は、水性溶液として 200 〜500 mM の範囲が好ま
しい本発明において用いられる芳香族カルボン酸、水溶
性ビタミン、ビタミン作用因子の使用量は、水性溶液と
して、1 〜 50 mM の範囲が好ましい。
使用量は、水性溶液として 200 〜500 mM の範囲が好ま
しい本発明において用いられる芳香族カルボン酸、水溶
性ビタミン、ビタミン作用因子の使用量は、水性溶液と
して、1 〜 50 mM の範囲が好ましい。
【００２４】バイオセンサチップ上には、酵素、蛋白
質、ペプチド、抗生物質、色素、核酸、農薬、ホルモ
ン、もしくはウイルス、またはそれらの構成成分の抗
原；これらの抗原を認識するポリクローナル、モノクロ
ーナル、もしくは組み換え抗体、または活性部位のシグ
ナル伝達に関わるレセプターリガンド等の被験物質を認
識可能な捕捉物質分子が支持されている。
質、ペプチド、抗生物質、色素、核酸、農薬、ホルモ
ン、もしくはウイルス、またはそれらの構成成分の抗
原；これらの抗原を認識するポリクローナル、モノクロ
ーナル、もしくは組み換え抗体、または活性部位のシグ
ナル伝達に関わるレセプターリガンド等の被験物質を認
識可能な捕捉物質分子が支持されている。
【００２５】これらの捕捉分子は不溶性固体（支持層）
上に、化学的、及び物理的に固定化することが可能であ
る。
上に、化学的、及び物理的に固定化することが可能であ
る。
【００２６】バイオセンサチップ上の捕捉物質が検出す
る生体分子としては、ヒト血清アルブミン、ヒトヘモグ
ロビン、α1-酸性タンパク質、α1-アンチトリプシン、
トランスフェリン、IgG、IgA、IgM、α1-マイクログロ
ブリン、β1-マイクログロブリン、レチノール結合蛋
白、リゾチーム、免疫グロブリンL鎖、FDP（フィブリン
分解物）、ミオグロビン、Tamm-Horsfallムコ蛋白、Ben
ce-Jonesタンパク質、免疫グロブリンH鎖（Fab, Fc）、
グルコース、クレアチニン、ビリルビン、ウロビリノー
ゲン、アミラーゼ、グルコース等が挙げられる。
る生体分子としては、ヒト血清アルブミン、ヒトヘモグ
ロビン、α1-酸性タンパク質、α1-アンチトリプシン、
トランスフェリン、IgG、IgA、IgM、α1-マイクログロ
ブリン、β1-マイクログロブリン、レチノール結合蛋
白、リゾチーム、免疫グロブリンL鎖、FDP（フィブリン
分解物）、ミオグロビン、Tamm-Horsfallムコ蛋白、Ben
ce-Jonesタンパク質、免疫グロブリンH鎖（Fab, Fc）、
グルコース、クレアチニン、ビリルビン、ウロビリノー
ゲン、アミラーゼ、グルコース等が挙げられる。
【００２７】測定においては、被験物質はこれらの捕捉
物質により特異的に認識される。この認識を伝達する手
段として様々な原理のバイオセンサが発明、開発されて
いるが、光学的、電気化学的、如何を問わずどのような
センシング法においても捕捉物質の安定化を行う本発明
は有効である。
物質により特異的に認識される。この認識を伝達する手
段として様々な原理のバイオセンサが発明、開発されて
いるが、光学的、電気化学的、如何を問わずどのような
センシング法においても捕捉物質の安定化を行う本発明
は有効である。
【００２８】生化学物質を長期にわたって、かつ高めら
れた温度で保存、もしくは使用することは前述したよう
に困難である。
れた温度で保存、もしくは使用することは前述したよう
に困難である。
【００２９】本発明者らは、過去の知見または研究によ
り、この不安定性が如何なる現象に起因するかが明確に
した。
り、この不安定性が如何なる現象に起因するかが明確に
した。
【００３０】捕捉物質の活性低下の原因は、蛋白質の場
合、化学的組成の変化、物理的性状の変化が挙げられ
る。
合、化学的組成の変化、物理的性状の変化が挙げられ
る。
【００３１】前者の場合、脱アミノ化、ラセミ化、加水
分解、酸化、ジスルフィド結合の解裂、後者の場合には
変性、凝集、沈殿が挙げられる。
分解、酸化、ジスルフィド結合の解裂、後者の場合には
変性、凝集、沈殿が挙げられる。
【００３２】室温程度で長期間保存した場合には、特に
脱アミノ化、加水分解が主因となり、より高められた温
度では更に、架橋反応も起こることが示唆された。
脱アミノ化、加水分解が主因となり、より高められた温
度では更に、架橋反応も起こることが示唆された。
【００３３】このような共有結合の変化は、蛋白質が持
つ基本的特性によるものである （Manning et al., Ph
armaceutical Research 6 903-918 [1989]"Stability o
f Protein Pharmaceuticals" )。
つ基本的特性によるものである （Manning et al., Ph
armaceutical Research 6 903-918 [1989]"Stability o
f Protein Pharmaceuticals" )。
【００３４】フリーフリーラジカル種の蛋白質に与える
損傷に関しては、アミノ酸の変化、架橋反応といったも
のが主因であることが報告されており（Stadtman Annu.
Rev.Biochem 62 797-821"Oxidation od free amino aci
ds residues in proteins byradiolysis and by metal-
catalyzed reactions"[1993])、より高温下でのタンパ
ク質の損傷は、水中に含まれる微量な金属により、フリ
ーラジカル種の発生によるものと示唆されてた。
損傷に関しては、アミノ酸の変化、架橋反応といったも
のが主因であることが報告されており（Stadtman Annu.
Rev.Biochem 62 797-821"Oxidation od free amino aci
ds residues in proteins byradiolysis and by metal-
catalyzed reactions"[1993])、より高温下でのタンパ
ク質の損傷は、水中に含まれる微量な金属により、フリ
ーラジカル種の発生によるものと示唆されてた。
【００３５】したがって、捕捉物質の安定化に有効な手
段としては、蛋白質のデコンポジションを妨害するよう
な効果がある物質を添加することが有効であると考えら
れる。
段としては、蛋白質のデコンポジションを妨害するよう
な効果がある物質を添加することが有効であると考えら
れる。
【００３６】以上のような観点から、スクリーニングを
行い、バイオセンサチップの安定性化を図るに適切であ
る物質を選定した。
行い、バイオセンサチップの安定性化を図るに適切であ
る物質を選定した。
【００３７】アミノポリカルボン酸誘導体はキレート剤
として知られているが、これは遷移金属イオンをキレー
トすることにより、フリーラジカルの発生を妨げている
と考察された。
として知られているが、これは遷移金属イオンをキレー
トすることにより、フリーラジカルの発生を妨げている
と考察された。
【００３８】N置換グリシン誘導体、N-置換タウリン誘
導体、N-置換アミノプロパンスルホン酸誘導体、一部の
糖アルコール、低分子有機酸、水溶性ビタミン、及びビ
タミン様作用因子は多くのものが、フリーラジカルスカ
ベンジャー若しくはフリーラジカル防御剤として知られ
ているものであるが、例えば N-置換グリシン誘導体の
Tris 等は、フリーラジカルに依存しないデコンポジ
ション反応 （脱アミノ化）を抑制することから、フリ
ーラジカルに無関係のデコンポジションを抑制する効果
があると考えている。
導体、N-置換アミノプロパンスルホン酸誘導体、一部の
糖アルコール、低分子有機酸、水溶性ビタミン、及びビ
タミン様作用因子は多くのものが、フリーラジカルスカ
ベンジャー若しくはフリーラジカル防御剤として知られ
ているものであるが、例えば N-置換グリシン誘導体の
Tris 等は、フリーラジカルに依存しないデコンポジ
ション反応 （脱アミノ化）を抑制することから、フリ
ーラジカルに無関係のデコンポジションを抑制する効果
があると考えている。
【００３９】アミノポリカルボン酸誘導体も同様の効果
を持っており、両者に共通することはアミノ基の存在で
ある。 従ってアミン誘導体の添加は、デコンポジショ
ン反応の抑制に有効である。
を持っており、両者に共通することはアミノ基の存在で
ある。 従ってアミン誘導体の添加は、デコンポジショ
ン反応の抑制に有効である。
【００４０】蛋白質のデコンポジションにおいてはアミ
ノ基、ペプチド結合中のN-残基がターゲットとされるこ
とから、これらのアミン誘導体は蛋白質中のアミンと変
わってデコンポジッションを受けているものと考えられ
る。
ノ基、ペプチド結合中のN-残基がターゲットとされるこ
とから、これらのアミン誘導体は蛋白質中のアミンと変
わってデコンポジッションを受けているものと考えられ
る。
【００４１】フリーラジカルスカベンジャーとフリーラ
ジカル防御物質との違いは、前者がフリーラジカルを捕
捉するのに対して、後者の効果は明確ではない。これら
の化合物は化学的に最も非反応性のものであり、フリー
ラジカルの作用に対して競合するとは到底考えられない
からである。
ジカル防御物質との違いは、前者がフリーラジカルを捕
捉するのに対して、後者の効果は明確ではない。これら
の化合物は化学的に最も非反応性のものであり、フリー
ラジカルの作用に対して競合するとは到底考えられない
からである。
【００４２】これらの炭化水素化合物は溶液中の蛋白質
と結合することができ、周りの溶媒中に生じたフリーラ
ジカルと蛋白質との間の緩衝剤として働くということの
方が有望であると考えられる。
と結合することができ、周りの溶媒中に生じたフリーラ
ジカルと蛋白質との間の緩衝剤として働くということの
方が有望であると考えられる。
【００４３】以上のように、フリーラジカル発生防止
剤、フリーラジカルスカベンジャー、ラジカル防御剤
は、蛋白質のデコンポジッションにおいて異なる抑制効
果を持っており、これらの添加物の複数の選択により、
更なるバイオセンサチップの安定化が図れるものであ
る。
剤、フリーラジカルスカベンジャー、ラジカル防御剤
は、蛋白質のデコンポジッションにおいて異なる抑制効
果を持っており、これらの添加物の複数の選択により、
更なるバイオセンサチップの安定化が図れるものであ
る。
【００４４】以下の実施例は本発明を例示するものであ
る。
る。
【００４５】
【発明の実施の形態】本発明を以下の実施例によってさ
らに詳細に説明するが、本発明は、これら実施例に限定
されるものではない。
らに詳細に説明するが、本発明は、これら実施例に限定
されるものではない。
【００４６】
【実施例１】本発明に用いたバイオセンサチップの構造
を 図１ に示した。このバイオセンサチップは表面プラ
ズモン共鳴を利用したバイオセンサに適用される。 フ
ローセルと一体型になったバイオセンサチップには、基
板上の支持層上に補足物質として、ウサギ抗ヒトアルブ
ミンポリクローナル抗体が一定量固定化されている。
を 図１ に示した。このバイオセンサチップは表面プラ
ズモン共鳴を利用したバイオセンサに適用される。 フ
ローセルと一体型になったバイオセンサチップには、基
板上の支持層上に補足物質として、ウサギ抗ヒトアルブ
ミンポリクローナル抗体が一定量固定化されている。
【００４７】このバイオセンサセンサチップのフローセ
ルを溶液で満たし、これを ２５、３５、 ５０ ℃で、
恒温放置した。時間毎に 10 μg/ml の人血清アルブミ
ンの測定をこのセンサチップにより行った。 フローセ
ル中の溶液は基本的には、66.6 mM リン酸緩衝液, 100
mM 塩化カリウム、 0.01 % アジ化ナトリウム、 0.1 %
TritonX-100を含有する。 この溶液に各種物質を適量
添加し, 各時間経過後の測定値の ０時間での測定値に
対する割合（％）を算出し、相対活性値とし、図２、図
３，図４に示した。
ルを溶液で満たし、これを ２５、３５、 ５０ ℃で、
恒温放置した。時間毎に 10 μg/ml の人血清アルブミ
ンの測定をこのセンサチップにより行った。 フローセ
ル中の溶液は基本的には、66.6 mM リン酸緩衝液, 100
mM 塩化カリウム、 0.01 % アジ化ナトリウム、 0.1 %
TritonX-100を含有する。 この溶液に各種物質を適量
添加し, 各時間経過後の測定値の ０時間での測定値に
対する割合（％）を算出し、相対活性値とし、図２、図
３，図４に示した。
【００４８】図中、各溶液の組成は以下の記号にて示
す。
す。
【００４９】 ◆：標準、 □：標準＋１００ｍＭ Ｔｒｉｓ、 ■：標準＋１００ｍＭ ＨＥＰＥＳ、 ●：標準＋５ｍＭ ＥＤＴＡ、 ▲：標準＋２５０ｍＭ Ｔｒｅｈａｌｏｓｅ、 △：標準＋５００ｍＭ Ｍａｎｎｉｔｏｌ。
【００５０】リン酸緩衝液と比較して、各種安定化剤を
含有する溶液では相対活性値の減少が少なく、放置温度
が高く、放置温度が高いほどその差はより明確となって
いる。
含有する溶液では相対活性値の減少が少なく、放置温度
が高く、放置温度が高いほどその差はより明確となって
いる。
【００５１】この結果から、上記各物質がバイオセンサ
チップ上の捕捉物質に対して安定化効果を持っているこ
とは明らかである。
チップ上の捕捉物質に対して安定化効果を持っているこ
とは明らかである。
【００５２】
【実施例２】実施例１と同様の試験を複数の添加物の存
在下、３５℃で行った。表-1 には各溶液の成分を示し
た。
在下、３５℃で行った。表-1 には各溶液の成分を示し
た。
【００５３】各時間経過後の測定値の ０時間での測定
値に対する割合（％）を算出し、相対活性値とし、図５
に示した。
値に対する割合（％）を算出し、相対活性値とし、図５
に示した。
【００５４】図中の各記号は以下に示す。
【００５５】 ◆：標準、 □：標準＋（100mM Tris、5mM EDTA、250mM Trehalos
e）、 ○：標準＋（100mM HEPES、5mM EDTA、250mM Trehalos
e）、 ▲：標準＋（100mM Tris、250mM Trehalose）、 △：標準＋（100mM Tris）。
e）、 ○：標準＋（100mM HEPES、5mM EDTA、250mM Trehalos
e）、 ▲：標準＋（100mM Tris、250mM Trehalose）、 △：標準＋（100mM Tris）。
【００５６】図５からわかるように、Tris、EDTA、Trehal
oseは相加的に安定化効果を示し、これら物質の安定化
における作用機構は異なったものと推察される。
oseは相加的に安定化効果を示し、これら物質の安定化
における作用機構は異なったものと推察される。
【００５７】したがって、複数の安定化剤を溶液中に含
有させることにより、安定化効果の更なる向上が見込ま
れる。
有させることにより、安定化効果の更なる向上が見込ま
れる。
【００５８】
【実施例３】実施例１と同様なバイオセンサチップを用
いて、使用する溶液（ランニングバッファー）の組成を
変化させ （表-2） 10 μg/mlのアルブミンを室温
にて繰り返し測定した。
いて、使用する溶液（ランニングバッファー）の組成を
変化させ （表-2） 10 μg/mlのアルブミンを室温
にて繰り返し測定した。
【００５９】各測定回数後の測定値の １回目の測定値
に対する割合 （％） を算出し、相対活性値として図
６に示した。
に対する割合 （％） を算出し、相対活性値として図
６に示した。
【００６０】図中の各記号は以下に示す。
【００６１】■：標準（66.6mMリン酸緩衝液、100mM塩化
カリウム、0.1％ Tween20、0.01％アジ化ナトリウム）、 ●：標準＋100mM Tris、 ○：標準＋（100mM Tris、5mM EDTA）。
カリウム、0.1％ Tween20、0.01％アジ化ナトリウム）、 ●：標準＋100mM Tris、 ○：標準＋（100mM Tris、5mM EDTA）。
【００６２】図６からわかるように、活性測定の際の溶
液においても、安定化剤を添加することにより大きな安
定化効果を得られることが判明した。
液においても、安定化剤を添加することにより大きな安
定化効果を得られることが判明した。
【図１】本発明を用いたバイオセンサチップフローセル
の構造図
の構造図
【図２】２５℃におけるバイオセンサチップの安定性。
【図３】３５℃におけるバイオセンサチップの安定性。
【図４】５０℃におけるバイオセンサチップの安定性。
【図５】複数の添加物存在下でのバイオセンサチップの
安定性。
安定性。
【図６】繰り返し測定におけるバイオセンサチップの安
定性。
定性。
１…捕捉物質、２…支持層、３…基板、４…フローセ
ル、５…プリズム、６…流入口、７…流出口
ル、５…プリズム、６…流入口、７…流出口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G045 AA16 AA36 BA11 BB30 BB50 BB52 BB54 CB03 DA12 DA13 DA14 DA20 DA36 DA54 FA11 FB01 FB03 FB05 HA09 HA14 4B063 QA01 QA19 QQ03 QQ35 QQ68 QQ79 QQ84 QQ86 QR01 QR31 QR41 QR44 QR48 QR51 QR53 QR66 QR68 QR79 QR80 QR84 QS08
Claims (16)
- 【請求項１】 捕捉物質が担持されたバイオセンサチ
ップを用いて、試料中の標的物質を検出するバイオセン
サの検出方法において、 バイオセンサチップ表面に試料を供給し、前記標的物質
と前記捕捉物質の結合量をセンサ出力値として検出する
第１のモードと、 前記バイオセンサチップ表面に、前記捕捉物質の活性を
維持するための溶液を供給し、この溶液により前記バイ
オセンサチップ表面を浸漬させる第２のモードと、を有
することを特徴とするバイオセンサの検出方法。 - 【請求項２】 前記溶液のｐＨが６〜７．５であるこ
とを特徴とする請求項１に記載のバイオセンサの検出方
法。 - 【請求項３】 前記溶液が緩衝成分を含有することを
特徴とする請求項１または２に記載のバイオセンサの検
出方法。 - 【請求項４】 前記溶液がアミン誘導体を含有するこ
とを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のバイオセ
ンサの検出方法。 - 【請求項５】 前記溶液がアミノポリカルボン酸を含
有することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の
バイオセンサの検出方法。 - 【請求項６】 前記溶液がＮ−置換グリシン誘導体を
含有することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載
のバイオセンサチップの安定化方法。 - 【請求項７】 前記溶液がＮ−置換アミノプロパンス
ルホン酸誘導体を含有することを特徴とする請求項１〜
３の何れかに記載のバイオセンサの検出方法。 - 【請求項８】 前記溶液がＮ−置換タウリン誘導体を
含有することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載
のバイオセンサの検出方法。 - 【請求項９】 前記溶液が糖アルコールを含有するこ
とを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のバイオセ
ンサの検出方法。 - 【請求項１０】 前記溶液が芳香族カルボン酸誘導体
を含有することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記
載のバイオセンサの検出方法。 - 【請求項１１】 前記溶液が水溶性ビタミン、及びビ
タミン様作用因子を含有することを特徴とする請求項１
〜３の何れかに記載のバイオセンサの検出方法。 - 【請求項１２】 バイオセンサチップ表面には捕捉物
質として、酵素、蛋白質、ペプチド、抗生物質、色素、
核酸、農薬、ホルモン、もしくはウイルス、またはそれ
らの構成成分の抗原；これらの抗原を認識するポリクロ
ーナル、モノクローナル、もしくは組み換え抗体、また
は活性部位のシグナル伝達に関わるレセプターリガンド
を有する事を特徴とする請求項１〜１１の何れかに記載
のバイオセンサの検出方法。 - 【請求項１３】 表面プラズモン共鳴を利用したセン
サに用いられる事を特徴とする請求項１〜１１の何れか
に記載のバイオセンサの検出方法。 - 【請求項１４】 電気化学的測定法を利用したセンサ
に用いられる事を特徴とする請求項１〜１１の何れかに
記載のバイオセンサの検出方法。 - 【請求項１５】 トイレ内での尿中成分の測定に用い
られる事を特徴とする請求項１〜１１の何れかに記載の
バイオセンサの検出方法。 - 【請求項１６】 ヒータ等により高められた温度での
使用に用いられる事を特徴とする請求項１〜１１の何れ
かに記載のバイオセンサの検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11238799A JP2001059846A (ja) | 1999-08-25 | 1999-08-25 | バイオセンサの検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11238799A JP2001059846A (ja) | 1999-08-25 | 1999-08-25 | バイオセンサの検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001059846A true JP2001059846A (ja) | 2001-03-06 |
Family
ID=17035471
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11238799A Pending JP2001059846A (ja) | 1999-08-25 | 1999-08-25 | バイオセンサの検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001059846A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001073419A1 (fr) * | 2000-03-29 | 2001-10-04 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Biocapteur |
| WO2004011925A1 (ja) * | 2002-07-31 | 2004-02-05 | Kabushiki Kaisha Toshiba | 塩基配列検出装置及び塩基配列自動解析装置 |
| US7745203B2 (en) | 2002-07-31 | 2010-06-29 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Base sequence detection apparatus and base sequence automatic analyzing apparatus |
-
1999
- 1999-08-25 JP JP11238799A patent/JP2001059846A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001073419A1 (fr) * | 2000-03-29 | 2001-10-04 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Biocapteur |
| US6911131B2 (en) | 2000-03-29 | 2005-06-28 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Biosensor |
| US7648617B2 (en) | 2000-03-29 | 2010-01-19 | Panasonic Corporation | Biosensor |
| US8673127B2 (en) | 2000-03-29 | 2014-03-18 | Panasonic Corporation | Biosensor |
| WO2004011925A1 (ja) * | 2002-07-31 | 2004-02-05 | Kabushiki Kaisha Toshiba | 塩基配列検出装置及び塩基配列自動解析装置 |
| US7745203B2 (en) | 2002-07-31 | 2010-06-29 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Base sequence detection apparatus and base sequence automatic analyzing apparatus |
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