JP2001504582A

JP2001504582A - 分析装置

Info

Publication number: JP2001504582A
Application number: JP52330698A
Authority: JP
Inventors: パーキンズ，イレイン・アン
Original assignee: UK Secretary of State for Defence
Current assignee: UK Secretary of State for Defence
Priority date: 1996-11-16
Filing date: 1997-11-05
Publication date: 2001-04-03
Also published as: DE69721808D1; AU737114B2; AU4875297A; KR20000053341A; PT938661E; EP0938661B1; DE69721808T2; ZA979734B; CN1244919A; NO992326D0; US6268125B1; ATE239911T1; DK0938661T3; IL129923A; NO992326L; US20020016011A1; EP0938661A1; TW400432B; CA2271886A1; WO1998022808A1

Abstract

(57)【要約】（ａ）センサを受け入れるように構成され、センサが、例えば分析物を結合させることができる金属被覆されたセンサ表面を有するセンサスライドであるセンサブロックと、（ｂ）センサブロック上のセンサスライドのセンサ表面でエバネッセント波を発生させることの可能な光源と、（ｃ）センサ表面から内部に反射される光源からの光を検出し得る第１検出器と、（ｄ）結合された分析物から散乱または放射される光を検出し得る（ビデオカメラなどの）第２検出器とを備える可溶性の分析物（例えば、タンパク質）または微粒子分析物（例えば、細胞）を検出するための表面プラズモン共鳴装置。任意に、装置は、さらに、センサ表面に結合される分析物から散乱または放射される光の輝度を強めるための第２光源を備え、好ましくは、これは、第１検出器により検出され、そこから伝搬される光の量を最小限に抑えるように配置される。また、装置の中で使用するように構成されたセンサ、および試料を装置のセンサ表面にさらすことを含む、試料中の分析物を検出する方法も開示される。

Description

【発明の詳細な説明】分析装置技術分野本発明は、広く、分析物の検出用の装置に関する。本発明は、さらに、このような装置を利用する方法に関する。背景技術小さな可溶性の分析物の溶液から検出を行うための表面プラズモン共鳴（ＳＰＲ）の使用は、公知である（例えば、ロンドン、出版ジャイプレス社（Ｐｕｂ．ＪａｉＰｒｅｓｓＬｔｄ．，Ｌｏｎｄｏｎ）のＥｄ．ＡＰＦターナー（Ｅｄ．ＡＰＦＴｕｒｎｅｒ）の「バイオセンサの進展−研究年報１９９１年第１巻（ＡｄｖａｎｃｅｓｉｎＢｉｏｓｅｎｓｏｒｓ−ＡＲｅｓｅａｒｃｈＡｎｎｕａｌＶｏｌ．１１９９１）」を参照のこと）。簡単に説明すると、ＳＰＲ装置は、一般的に、偏光を発生させるための光源、外側が金属被覆され、試料溶液と接触することがあるセンサ、および内側センサ表面から内部に反射される光を検出するための手段を備える。結合した分析物が存在しない場合、光は、センサおよび試料溶液の屈折率（ＲＩ）の入射角度特性で内部に全反射される。ある特定の入射角（「ＳＰＲ角度」）で、偏光の内部反射によりもたらされたエバネッセント波との金属の相互作用が、反射された光の輝度の低下を引き起こす。この低下は、光検出器を使用して観察することができる。エバネッセント波域内での分析物のセンサ表面への結合は、センサのＲＩを変え、これがＳＰＲ角度を摂動させる。この摂動は観察することが可能で、分析物の表面濃度に関係付けられる。文献中のＳＰＲ検出は、一般的に、例えばタンパク質などの生体分子、および適切なリガンドを使用してエバネッセント域内で特に結合される核酸などの可溶性の分子サイズの分析物との使用に制限されてきた。しかしながら、今日までの技術におけるＳＰＲ装置は、その中に可溶性分析物および不溶性分析物の両方を含む試料物質を正確に検出するには不適切であった。特に、（例えば）直径が数μｍのおおよそ球形の細胞がエバネッセント域と相互作用するさらに制限された方法のために、ＳＰＲを使用すると、かなり高い濃度（例えば、１０⁷−１０⁸／ｍｌ）だけがＳＰＲを使って検出可能であった。したがって、（例えば）タンパク質抗原とは対照的に、細胞を検出するためには、さらなる装置、したがってさらに多くの費用、時間、および実験が必要とされてきた。例えば、細胞は、頻繁に、特殊な検出が引き続き行われる培養技術を使用して検出されてきた。発明の開示本発明の第１態様においては、可溶性のおよび／または微粒子の分析物を検出するための表面プラズモン共鳴装置が開示され、この装置は、（ａ）センサを受け入れるように構成されたセンサブロックであって、前記センサが分析物を結合させることを可能にする金属被覆を有するセンサ表面を提供するセンサブロックと、（ｂ）センサブロック上のセンサのセンサ表面でエバネッセント波を発生させることができる光源と、（ｃ）センサ表面から内部に反射される光源からの光を検出することができる第１検出器と、（ｄ）センサ表面で結合した分析物から散乱または放射される光を検出することができる第２検出器とを備える。適切なセンサは、スライドである。考えられる分析物は、例えば、バクテリアやそれ以外の細胞、胞子、ウィルスまたはビリオンなどの生体高分子、あるいは例えばタンパク質やポリヌクレオチドなどの生体高分子自体を含む、またはそれらから成り立つ、それらの微粒子のまたは不溶性の分析物を含む。考えられるターゲット細菌は、クリプトスポリジウム族、大腸菌、サルモネア属などである。したがって、装置は、分析物を含むことが推測される、または知られる多岐に渡る試料とともに使用されてもよい。例えば、水のような環境試料、あるいは生物学上の試料である。広義に言えば、装置は以下のように動作する。使用中、第１検出器は、センサ表面から内部に反射される光の輝度での変化を検出することにより可溶性分析物のセンサ表面への結合を検出するが、第２検出器は結合する分析物から散乱または放射される光を検出することにより、センサ表面への微粒子分析物の結合を検出する。したがって、本発明の装置は、可溶性分析物と微粒子分析物の両方の感度の高い検出を可能とし、したがって当該技術分野で現在使用されている方法および装置に比べ、迅速、安価、あるいはより感度が高い代替策を提供する。装置内の検出器の異なる機能を強調することが重要である。第１検出器は、センサ表面から内部に反射される光を検出するために配列さなければならす、この光の輝度は、分析物（特に可溶性の分析物）がセンサ／試料界面の屈折率を変えるセンサ表面で結合するときに発生するＳＰＲ効果に依存している。検出器は、以下の例でさらにより詳細に記述される２−Ｄアレイ検出器であってもよい。対照的に、第２検出器は、センサ表面にあるエバネッセントフィールドと相互作用する分析物（特に微粒子分析物）から散乱されるか、それ以外の場合（任意で蛍光により）放射される光を検出する。これは、純粋なＳＰＲを使用して得られるであろうよりも数桁高い、大きい微粒子分析物を検出するための感度を示すことがある。使用される第２検出器の性質が、検出の感度および鋭敏さを決定するが、好ましい実施態様においては、エバネッセンス域内で結合される単一細胞が、第２検出器を使用して検出、分解されるが、可溶性分子バルク結合効果は第１を使用して検出されることがある。好ましくは、第２検出器は、ビデオカメラ（電荷結合検出器［ＣＣＤ］カメラ）であるが、例えば、２−Ｄダイオードアレイ、光電子増倍管などの分析物から散乱または放射される光を検出するために割り当てられたいかなる種類の光検出器を使用してよい。第１態様の１つの実施態様においては、第２検出器は、分析物がそれに結合するときに後方散乱または放射される光を検出することができるような光源と、表面の同じ側に位置する。本文中に使用される「光源」という用語は、適切な場合には、遠隔発光光源に取り付けられる光ファイバーの先端を含む、発光の光源を意味する。異なる実施態様においては、第２検出器は、例えば、分析物が結合するときに散乱または放射される光を検出することができるような光源検出器として表面の反対側に位置する。どちらのケースでも、実質的には標準的にセンサ表面に対し所定の角度で散乱または放射される光を検出することができるように第２検出器が位置することが望ましい。これは、表面から内部に全反射されている光からの干渉を最小限に抑える。一般的には、センサブロックは、ＳＰＲ検出の技術での当業者には公知であるような角柱または半円筒形を備える。センサブロックは、金属被覆された表面を提供する取外し可能なセンサを受け入れるように構成される。この構成は、単に、スライドなどのセンサを取り付けるための一般的な領域を提供することからなるか、あるいはブロックは、例えば溝や適切に特定の寸法に作られたウェルの中に、それを受け入れるように特に形作られるか、構成されてもよい。ブロックおよび／またはセンサは、更に、液体試料が金属被覆された表面と液体接触して流れることができるフローチャネルの１つの壁のすべてまたは部分を形成するように構成されてもよい。このようなフローチャネルを備える装置は、本発明の第１態様の１つの実施態様を形成する。その他の場合においては、好ましくは、金属被覆されたセンサ表面は、特にそれに生体高分子を結合させることができる高分子の不動化を助長するように構成される。例えば、センサは親水性のデキストラン表面を有してもよい。その場合、特に抗原性の分析物を結合するために、抗体はそれらに固定されてもよい。代わりに、ポリヌクレオチドプローブが、特にポリヌクレオチド分析物を結合するために固定されてもよい。好ましくは、例えば抗体は、分析物がそれに結合されるときに散乱または放射される検出する光を促進するために表面の別個の部分だけに結合される。それから、これらの部分は、高分子がそれらに結合されていない表面のより暗い部分に対して引き立たせる別個の明るい領域として、第２検出器によつて視覚化（そして、おそらくさらに分解）される。表面は、１種類より多い抗原を結合するために、そこに１種類より多い高分子を固定させてもよい。例えば、別の種類の抗体が、どの抗原が結合されているのかを容易に識別するために既知の別個の領域内で結合されてもよい。本発明のさらに１つの実施態様においては、装置は第２光源を含む。これは、分析物がそれに結合されるときにセンサ表面から散乱または放射される光の輝度を強めるために使用されるる。この実施態様は追加構成要素を必要とするが、それには、光散乱および／または蛍光のために光源を最適化することができる（例えば、波長、センサ表面に対する入射角、輝度）という利点がある。第１検出器により検出され、そこから放射される迷光の量を最小限に抑えるために、第２光源を配置することが望ましいことがある。これは、そこから放射される光が同じ光経路に沿ってではあるが、以下の図に示されるように、センサ表面から第１検出器に内部に反射される第１光源からの光と反対の方向で移動するように第２光源を配置して行ってもよい。使用される光源（複数の場合がある）は、当業者が容易に選択することができる。輝度を最大限にし、したがって感度を高めるために、その光源またはそれそれの光源はレーザ光源、または発光ダイオードであってもよい。発明の第２態様は、装置のセンサ表面を前述したように試料にさらすことを含む、試料内の分析物を検出する方法を開示する。その場合、分析物は、第１検出器または第２検出器によって検出され得る。例えば、試料中の可溶性分析物は、センサ表面から内部に反射される光の輝度の変化を検出することにより検出され得る。試料中のある特定の分析物は、センサ表面に結合する分析物から散乱または放射される光を検出することにより検出され得る。好ましくは、装置は、可溶性分析物または微粒子分析物が同時に検出されるように配列される。本発明の第３態様においては、分析物を検出するための表面プラズモン共鳴装置が開示され、この装置は、（ａ）センサを受け入れるように構成されたセンサブロックであって、前記センサが分析物を結合させることができる金属被覆されたセンサ表面を有するセンサブロックと、（ｂ）センサブロック上のセンサのセンサ表面でエバネッセント波を発生させ得る光源と、（ｃ）センサ表面から内部に反射される光源から光を検出することの可能な第１検出器と、（ｄ）センサ表面で結合される分析物から散乱または放射される光を検出することの可能な第２検出器器を固定するように構成される手段とを備える。第３態様の装置は、第１態様の装置を容易に作るために使用できるという利点を有する。特に、第２検出器を固定するように構成される手段は、それがセンサ表面から散乱または放射される光を検出することができるように、例えばビデオカメラおよび関連する光学部品を受け入れるために配置され、かつ／または特定の寸法に作られるホルダーまたはクランプを備えることができる。ホルダーまたはクランプは、集光を可能にするように適所に置かれるときに、第２検出器の機能を高めるような所定の方法で可動とすることができる。好ましくは、この手段は、センサ表面に対し所定の角度、例えば実質的には垂直に放射される光を検出することができるように第２検出器を固定する。装置の第１検出器も、第２光源を受け入れるように構成することができる。この構成は、第２光源が、適所に置かれたときに前述したように第１検出器から離すことにより第１検出器との干渉を最小限に抑えるように構成されるようなものであってよい。本発明の第４態様は、（例えば、その組立ておよび特定の寸法に合わせて作ることなどにより）第３態様の装置で使用するために構成される第２検出器を含む。第５態様は、特に、センサ表面から放射または散乱される光を第２検出器に伝搬できるようにするために、金属被覆された表面を有し、装置に適合するセンサである。センサはスライドを備えることがあり、その表面は、前述したように分離セクション内で機能する。図第１図は、例１でより詳細に説明されるように、可溶性のまたは微粒子の分析物を検出するための表面プラズモン共鳴装置の概略図を示す。第２図は、例１の完全な装置のブロック図を示す。第３図は、複数の分析物を検出するために装置がどのように使用されるのかを示す。第３（ａ）図および第３（ｂ）図は、光源、半円筒形（検出面を加えたもの）、およびＣＣＤアレイ検出器を概略的に示す。第３（ｃ）図は、ＣＣＤアレイの詳細を示す。第４図は、半円筒形のセンサの金属被覆された検出表面から光を散乱する結合された微粒子を示す。光は、ビデオカメラ（図示されていない）により検出することができる。第５図は、銀の表面上の細菌微粒子からの散乱を示す。光の点は、Ｅｒｗｎｉａｈｅｒｂｉｃｏｌａからの散乱される光を表す。実施例実施例１：可溶性または微粒子の分析物を検出するための表面プラズモン共鳴装置第１図は、当業者により（本発明の開示の範囲で）組立てられる可溶性または微粒子の分析物を検出するための表面プラズモン共鳴装置の概略図を示す。装置の構成要素のブロック図は、第２図に示される。このシステムは、必要に応じて、配置し直されることがあり、例えば、偏光子は、必要とされる場合には半円筒形の後に置かれる。第１図を参照すると、第１検出器（「ＣＣＤアレイ」）への光経路は、左側にある光源から、（１つの部分を基準検出器に分割する）ビームスプリッタを通り、偏光子および集光レンズを通り、半円筒形の内部表面を離れ、視準レンズを通りＣＣＤアレイに至る。光経路は、第３（ａ）図に概略的に図示される。延長されたコリメート光源は、第３（ｂ）図に図示されるように、入射角の範囲で連続して半円筒形表面を照射するために使用される。ＣＣＤアレイは、それそれが異なる反射された角度を検出するか、第（ｃ）３図に示されるように（この場合には４つの異なる試料の中で）異なる試料分析物を検出するために使用される、個別光センサの画素アレイから構成されている。これにより、パーツを移動させることなく、迅速な監視を行うことが可能になる。第１図を参照すると、第２検出器（「ＣＣＤカメラ」）への光経路は、左側にある光源から、（１つの部分を基準検出器に分割する）ビームスプリッタを通り、偏光子および集光レンズを通り、半円筒形に至る。この態様では、輝度は、ＣＣＤアレイから離れて進む、右側にあるコリメートレンズを通り、半円筒形へ移動する右側にある可視レーザーダイオードからの光により、強められる。半円筒形の上部、金属被覆済みの半円筒形の表面で発生したエバネッセントフィールドは、そこに結合される微粒子に、第４図に示されるように光を散乱させる。散乱された光はレンズを通して集光され、ＣＣＤカメラにより検出される。当然のことながら、微粒子が、当業者に公知の試薬（例えば蛍光剤）および方法を使用して蛍光を放つラベルを付加されると、ＣＣＤカメラは、微粒子がエバネッセントフィールドにより励起されるときに放射される光を検出することができる。例１に従った装置は、既存のＳＰＲ装置であってもよいが、前述の追加構成要素を有してもよい。機械および構成要素は、市販されているものでよい。例えば、光源は、光ファイバー通信で使用されるような端面発光ＬＥＤ（例えば、ＥＧ＆ＧＳ８６０１８型）であるのが有利である。安定化電源を、変動を最小限に押さえるために使用してもよい。センサは、屈折率が、類似の屈折率の流体と半円筒形に整合した金属被覆された顕微鏡スライド（または同様の厚さの誘電体）であってもよい。半円筒形の部分は、スライドを収容するために削り落とされてもよい。（約２０μｍ²の「ピクセル」を有する）ＣＣＤアレイは、ビデオ用途のために開発された型であってよい。ＣＣＤからの読出しは、試料領域列を読出しまたは列レジスタに転送することにより達成される。雑音を排除するためには、相関関係二重サンプリング（ＣＤＳ）を使用してよい。アナログ出力は、ＡＤＣを介してデジタル信号プロセッサに供給することができる。適切なプロセッサは、アナログデバイスＡＤＳＰ−２１０５である。これは、双方向並列ポートを介して外部ホストＰＣと通信することができる。ＣＣＤビデオカメラは、例えばハママツ（Ｈａｍａｍａｔｓｕ）（日本）により販売されるような従来の市販されているものでよい。実施例２：表面プラズモン共鳴装置の使用方法使用中、コリメートされたビームに沿って光源輝度での差異を補正するために、実験の前に較正を実施することができる。それから、センサ表面は試料（複数の場合がある）にさらされる。ホストは、反射率対角度スキャンを使用することにより監視角度を選択する。データは、設定された時間内に得られ、ホストＰＣにより表示される。例３第２検出器を使用する微粒子分析物の検出光散乱技術を示すために、ガラス顕微鏡スライドを、最適表面プラズモン共鳴（４８ｎｍ）で被覆した。次に、スライドをガラス半円筒形角柱の上に取り付け、３ｍＷのへリウムネオンレーザで照射した。スライドを、燐酸塩で緩衝された塩分を含んだ溶液中の１ｘ１０⁶／ｍｌでバクテリア（Ｅｒｗｉｎｉａｈｅｒｂｉｃｏｌａ）の膜により被覆した。バクテリアは、銀の顕微鏡スライドの表面上に吸着された。次に、バクテリアは、銀の顕微鏡スライドの表面上に吸着された。ＳＰＲ表面上のＣＣＤアレイからの出力は、２５６レべルの明度を備える標準ビデオ出力である。銀表面上での観察から、最初は、ＣＣＤカメラ上の全ピクセルが低い読取値（１− ２０）を示し、表面が暗く見えることが判明した。バクテリアが表面に近づくに従って、バクテリアが表面にいる領域に沿ったピクセルの明度が増加した。表面でバクテリアにより散乱された光から記録された最大明度レベルは２３０であった。表面の外観は、表面上のバクテリアに対応する明るい斑点のある暗い背景の外観であった（第５図を参照のこと）。制御手段として、バクテリアを含まない燐酸塩で緩衝された塩水の膜を、同様の顕微鏡スライドの銀の表面を被覆するために使用した。このとき、表面からの散乱が観察された。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】平成１０年１０月２３日（１９９８．１０．２３）【補正内容】しかしながら、今日までの技術におけるＳＰＲ装置は、その中に可溶性分析物および不溶性分析物の両方を含む試料物質を正確に検出するには不適切であった。特に、（例えば）直径が数ミクロンのおおよそ球形の細胞がエバネッセント波と相互作用するさらに制限された方法のために、ＳＰＲを使用すると、かなり高い濃度（例えば、１０⁷−１０⁸／ｍｌ）だけがＳＰＲを使って検出可能であった。したがって、（例えば）タンパク質抗原とは対照的に、細胞を検出するためには、さらなる装置、したがってさらに多くの費用、時間、および実験か必要とされてきた。例えば、細胞は、頻繁に、特殊な検出が引き続き行われる培養技術を使用して検出されてきた。発明の開示１．単一微粒子分析物を検出するための表面プラズモン共鳴装置であって、（ａ）センサ、またはセンサを受け入れるための手段であって、分析物を結合させることができる金属被覆された表面を提供するセンサと、（ｂ）センサ表面でエバネッセント波を発生させることの可能な光源と、（ｃ）前記光源からの光が入射するセンサ表面の反対側に位置し、センサ表面で結合された単一微粒子分析物から散乱または放射される光を検出することの可能な検出器とを、備える表面プラズモン装置。適切なセンサは、スライドである。考えられる分析物は、例えば、バクテリアやそれ以外の細胞、胞子、ウィルスまたはビリオンなどの生体高分子、あるいは例えばタンパク質やポリヌクレオチドなどの生体高分子自体を含む、またはそれらから成り立つ、微粒子のまたは不溶性の分析物である。考えられるターゲット細菌は、クリプトスポリジウム族、大腸菌、サルモネア属などである。請求の範囲１．単一微粒子分析物を検出するための表面プラズモン共鳴装置であって、（ａ）センサ、またはセンサを受け入れるための手段であって、分析物を結合させることができる金属被覆された表面を提供するセンサと、（ｂ）センサ表面でエバネッセント波を発生させることの可能な光源と、（ｃ）前記光源からの光が入射するセンサ表面の反対側に位置し、センサ表面で結合された単一微粒子分析物から散乱または放射される光を検出し得る検出器とを、備える表面プラズモン共鳴装置。２．前記検出器がレンズを含む請求項１に記載の装置。３．金属被覆された表面から内部に反射される光源からの光を検出し得る第２検出器を含む請求項１または２に記載の装置。４．分析物が、原核細胞、真核細胞、ウィルスまたはビリオンタンパク質、核酸を含むリストから選択される請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。５．検出器がビデオカメラである請求項１から４のいずれか一項に記載の装置。６．前記検出器が、センサ表面に対し所定の角度で散乱または放出される光を検出できるように配置される請求項１から５に記載の装置。７．更に、センサ表面に結合する分析物から散乱または放射される光の輝度を強めるための第２光源を備えることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の装置。８．第２光源が、第１検出器によって検出され、そこから伝搬される光の量を最小限に抑えるために位置する請求項１から７のいずれか一項に記載の装置。９．第２光源が、そこから伝搬される光が、同じ光経路に沿ってではあるが、センサ表面から第１検出器の内部に反射される第１光源からの光と反対方向に移動するように位置する請求項１から８のいずれかに記載の装置。１０．第２光源が、第１光源に異なる波長の光を伝搬する請求項１から９のいずれか一項に記載の装置。１１．ａ）分析物を結合させることができる金属被覆された表面を備えたセンサに分析物を結合させ、ｂ）センサ表面でエバネッセント波を発生させることの可能な光源を提供し、ｃ）光が入射するセンサ表面の反対側で、前記分析物から散乱または放射される光を検出する、こととを含む、単一の微粒子分析物を検出する方法。【手続補正書】【提出日】平成１１年５月２０日（１９９９．５．２０）【補正内容】明細書分析装置技術分野本発明は、広く、分析物の検出用の装置に関する。本発明は、さらに、このような装置を利用する方法に関する。背景技術小さな可溶性の分析物の溶液から検出を行うための表面プラズモン共鳴（ＳＰＲ）の使用は、公知である（例えば、ロンドン、出版ジャイプレス社（Ｐｕｂ．ＪａｉＰｒｅｓｓＬｔｄ．，Ｌｏｎｄｏｎ）のＥｄ．ＡＰＦターナー（Ｅｄ．ＡＰＦＴｕｒｎｅｒ）の「バイオセンサの進展−研究年報１９９１年第１巻（ＡｄｖａｎｃｅｓｉｎＢｉｏｓｅｎｓｏｒｓ−ＡＲｅｓｅａｒｃｈＡｎｎｕａｌＶｏｌ．１１９９１）」を参照のこと）。簡単に説明すると、ＳＰＲ装置は、一般的に、偏光を発生させるための光源、外側が金属被覆され、試料溶液と接触することがあるセンサ、および内側センサ表面から内部に反射される光を検出するための手段を備える。結合した分析物が存在しない場合、光は、センサおよび試料溶液の屈折率（ＲＩ）の入射角度特性で内部に全反射される。ある特定の入射角（「ＳＰＲ角度」）で、偏光の内部反射によりもたらされたエバネッセント波との金属の相互作用が、反射された光の輝度の低下を引き起こす。この低下は、光検出器を使用して観察することができる。エバネッセント波域内での分析物のセンサ表面への結合は、センサのＲＩを変え、これがＳＰＲ角度を摂動させる。この摂動は観察することが可能で、分析物の表面濃度に関係付けられる。文献中のＳＰＲ検出は、一般的に、例えばタンパク質などの生体分子、および適切なリガンドを使用してエバネッセント域内で特に結合される核酸などの可溶性の分子サイズの分析物との使用に制限されてきた。ＷＯ−Ａ−９００５２９５号、ＵＳ−Ａ−５４８５２７７号、および光学通信（ＯｐｔｉｃｓＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）の１９９６年１０月１日、第４／０６号、第１３０巻、２６０−２６６ページのＰｅｔｅｒｌｉｎｚらによる、諭文「表面プラズモン共鳴分光法を使用して薄膜の厚さおよび誘電率を求めるための２色アプローチ（Ｔｗｏ−ｃｏｌｏｒａｐｐｒｏａｃｈｆｏｒｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｔｈｉｃｋｎｅｓｓａｎｄｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｃｏｎｓｔａｎｔｏｆｔｈｉｎｆｉｌｍｓｕｓｉｎｇｓｕｒｆａｃｅｐｌａｓｍｏｎｒｅｓｏｎａｎｃｅｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）」は、多様な種類の表面プラズモン共鳴（ＳＰＲ）機器を説明する。ＵＳ−Ａ−５４３７８４０号は、屈折率における変化または共鳴周波数の変化を検出することにより分析物の量を求めるＳＰＲに基づかない装置を説明する。好ましくは、検出器は、光源からの光が入射するセンサ表面の反対側に位置する。適当なセンサはスライドである。好ましくは、機器は、センサ表面から内部に反射される光源からの光を検出することができる第２検出器を備える。しかしながら、今日までの技術におけるＳＰＲ装置は、その中に可溶性分析物および不溶性分析物の両方を含む試料物質を正確に検出するには不適切であった。特に、（例えば）直径が数ミクロンのおおよそ球形の細胞がエバネッセント波と相互作用するさらに制限された方法のために、ＳＰＲを使用すると、かなり高い濃度（例えば、１０⁷−１０⁸／ｍｌ）だけがＳＰＲを使って検出可能であった。したがって、（例えば）タンパク質抗原とは対照的に、細胞を検出するためには、さらなる装置、したがってさらに多くの費用、時間、および実験が必要とされてきた。例えば、細胞は、頻繁に、特殊な検出が引き続き行われる培養技術を使用して検出されてきた。発明の開示１．単一微粒子分析物を検出するための表面プラズモン共鳴装置であって、（ａ）センサ、またはセンサを受け入れるための手段であって、分析物を結合させることができる金属被覆された表面を提供するセンサと、（ｂ）センサ表面でエバネッセント波を発生させることの可能な光源と、（ｃ）前記光源からの光が入射するセンサ表面の反対側に位置し、センサ表面で結合された単一微粒子分析物から散乱または放射される光を検出することの可能な検出器とを、備える表面プラズモン装置。適切なセンサは、スライドである。考えられる分析物は、例えば、バクテリアやそれ以外の細胞、胞子、ウィルスまたはビリオンなどの生体高分子、あるいは例えばタンパク質やポリヌクレオチドなどの生体高分子自体を含む、またはそれらから成り立つ、微粒子のまたは不溶性の分析物である。考えられるターゲット細菌は、クリプトスポリジウム族、大腸菌、サルモネア属などである。したがって、装置は、分析物を含むことが推測される、または知られる多岐に渡る試料とともに使用されてもよい。例えば、水のような環境試料、あるいは生物学上の試料である。広義に言えば、装置は以下のように動作する。使用中、第１検出器は、センサ表面から内部に反射される光の輝度での変化を検出することにより可溶性分析物のセンサ表面への結合を検出するが、第２検出器は結合する分析物から散乱または放射される光を検出することにより、センサ表面への微粒子分析物の結合を検出する。したがって、本発明の装置は、可溶性分析物と微粒子分析物の両方の感度の高い検出を可能とし、したがって当該技術分野で現在使用されている方法および装置に比べ、迅速、安価、あるいはより感度が高い代替策を提供する。装置内の検出器の異なる機能を強調することが重要である。第１検出器は、センサ表面から内部に反射される光を検出するために配列さなければならず、この光の輝度は、分析物（特に可溶性の分析物）がセンサ／試料界面の屈折率を変えるセンサ表面で結合するときに発生するＳＰＲ効果に依存している。検出器は、以下の例でさらにより詳細に記述される２−Ｄアレイ検出器であってもよい。対照的に、第２検出器は、センサ表面にあるエバネッセントフィールドと相互作用する分析物（特に微粒子分析物）から散乱されるか、それ以外の場合（任意で蛍光により）放射される光を検出する。これは、純粋なＳＰＲを使用して得られるであろうよりも数桁高い、大きい微粒子分析物を検出するための感度を示すことがある。使用される第２検出器の性質が、検出の感度および鋭敏さを決定するが、好ましい実施態様においては、エバネッセンス域内で結合される単一細胞が、第２検出器を使用して検出、分解されるが、可溶性分子バルク結合効果は第１を使用して検出されることがある。好ましくは、第２検出器は、ビデオカメラ（電荷結合検出器［ＣＣＤ］カメラ）であるが、例えば、２−Ｄダイオードアレイ、光電子増倍管などの分析物から散乱または放射される光を検出するために割り当てられたいかなる種類の光検出器を使用してよい。第１態様の１つの実施態様においては、第２検出器は、分析物がそれに結合するときに後方散乱または放射される光を検出することができるような光源と、表面の同じ側に位置する。本文中に使用される「光源」という用語は、適切な場合には、遠隔発光光源に取り付けられる光ファイバーの先端を含む、発光の光源を意味する。異なる実施態様においては、第２検出器は、例えば、分析物が結合するときに散乱または放射される光を検出することができるような光源検出器として表面の反対側に位置する。どちらのケースでも、実質的には標準的にセンサ表面に対し所定の角度で散乱または放射される光を検出することができるように第２検出器が位置することが望ましい。これは、表面から内部に全反射されている光からの干渉を最小限に抑える。一般的には、センサブロックは、ＳＰＲ検出の技術での当業者には公知であるような角柱または半円筒形を備える。センサブロックは、金属被覆された表面を提供する取外し可能なセンサを受け入れるように構成される。この構成は、単に、スライドなどのセンサを取り付けるための一般的な領域を提供することからなるか、あるいはブロックは、例えば溝や適切に特定の寸法に作られたウェルの中に、それを受け入れるように特に形作られるか、構成されてもよい。ブロックおよび／またはセンサは、更に、液体試料が金属被覆された表面と液体接触して流れることができるフローチャネルの１つの壁のすべてまたは部分を形成するように構成されてもよい。このようなフローチャネルを備える装置は、本発明の第１態様の１つの実施態様を形成する。その他の場合においては、好ましくは、金属被覆されたセンサ表面は、特にそれに生体高分子を結合させることができる高分子の不動化を助長するように構成される。例えば、センサは親水性のデキストラン表面を有してもよい。その場合、特に抗原性の分析物を結合するために、抗体はそれらに固定されてもよい。代わりに、ボリヌクレオチドプローブが、特にポリヌクレオチド分析物を結合するために固定されてもよい。好ましくは、例えば抗体は、分析物がそれに結合されるときに散乱または放射される検出する光を促進するために表面の別個の部分だけに結合される。それから、これらの部分は、高分子がそれらに結合されていない表面のより暗い部分に対して引き立たせる別個の明るい領域として、第２検出器によって視覚化（そして、おそらくさらに分解）される。表面は、１種類より多い抗原を結合するために、そこに１種類より多い高分子を固定させてもよい。例えば、別の種類の抗体が、どの抗原が結合されているのかを容易に識別するために既知の別個の領域内で結合されてもよい。本発明のさらに１つの実施態様においては、装置は第２光源を含む。これは、分析物がそれに結合されるときにセンサ表面から散乱または放射される光の輝度を強めるために使用されるる。この実施態様は追加構成要素を必要とするが、それには、光散乱および／または蛍光のために光源を最適化することができる（例えば、波長、センサ表面に対する入射角、輝度）という利点がある。第１検出器により検出され、そこから放射される迷光の量を最小限に抑えるために、第２光源を配置することが望ましいことがある。これは、そこから放射される光が同じ光経路に沿ってではあるが、以下の図に示されるように、センサ表面から第１検出器に内部に反射される第１光源からの光と反対の方向で移動するように第２光源を配置して行ってもよい。使用される光源（複数の場合がある）は、当業者が容易に選択することができる。輝度を最大限にし、したがって感度を高めるために、その光源またはそれそれの光源はレーザ光源、または発光ダイオードであってもよい。発明の第２態様は、装置のセンサ表面を前述したように試料にさらすことを含む、試料内の分析物を検出する方法を開示する。その場合、分析物は、第１検出器または第２検出器によって検出され得る。例えば、試料中の可溶性分析物は、センサ表面から内部に反射される光の輝度の変化を検出することにより検出され得る。試料中のある特定の分析物は、センサ表面に結合する分析物から散乱または放射される光を検出することにより検出され得る。好ましくは、装置は、可溶性分析物または微粒子分析物が同時に検出されるように配列される。本発明の第３態様においては、分析物を検出するための表面プラズモン共鳴装置が開示され、この装置は、（ａ）センサを受け入れるように構成されたセンサブロックであって、前記センサが分析物を結合させることができる金属被覆されたセンサ表面を有するセンサブロックと、（ｂ）センサブロック上のセンサのセンサ表面でエバネッセント波を発生させ得る光源と、（ｃ）センサ表面から内部に反射される光源から光を検出することの可能な第１検出器と、（ｄ）センサ表面で結合される分析物から散乱または放射される光を検出することの可能な第２検出器器を固定するように構成される手段とを備える。第３態様の装置は、第１態様の装置を容易に作るために使用できるという利点を有する。特に、第２検出器を固定するように構成される手段は、それがセンサ表面から散乱または放射される光を検出することができるように、例えばビデオカメラおよび関連する光学部品を受け入れるために配置され、かつ／または特定の寸法に作られるホルダーまたはクランプを備えることができる。ホルダーまたはクランプは、集光を可能にするように適所に置かれるときに、第２検出器の機能を高めるような所定の方法で可動とすることができる。好ましくは、この手段は、センサ表面に対し所定の角度、例えば実質的には垂直に放射される光を検出することができるように第２検出器を固定する。装置の第１検出器も、第２光源を受け入れるように構成することができる。この構成は、第２光源が、適所に置かれたときに前述したように第１検出器から離すことにより第１検出器との干渉を最小限に抑えるように構成されるようなものであってよい。本発明の第４態様は、（例えば、その組立ておよび特定の寸法に合わせて作ることなどにより）第３態様の装置で使用するために構成される第２検出器を含む。第５態様は、特に、センサ表面から放射または散乱される光を第２検出器に伝搬できるようにするために、金属被覆された表面を有し、装置に適合するセンサである。センサはスライドを備えることがあり、その表面は、前述したように分離セクション内で機能する。図第１図は、例１でより詳細に説明されるように、可溶性のまたは微粒子の分析物を検出するための表面プラズモン共鳴装置の概略図を示す。第２図は、例１の完全な装置のブロック図を示す。第３図は、複数の分析物を検出するために装置がどのように使用されるのかを示す。第３（ａ）図および第３（ｂ）図は、光源、半円筒形（検出面を加えたもの）、およびＣＣＤアレイ検出器を概略的に示す。第３（ｃ）図は、ＣＣＤアレイの詳細を示す。第４図は、半円筒形のセンサの金属被覆された検出表面から光を散乱する結合された微粒子を示す。光は、ビデオカメラ（図示されていない）により検出することができる。第５図は、銀の表面上の細菌微粒子からの散乱を示す。光の点は、Ｅｒｗｎｉａｈｅｒｂｉｃｏｌａからの散乱される光を表す。実施例実施例１：可溶性または微粒子の分析物を検出するための表面プラズモン共鳴装置第１図は、当業者により（本発明の開示の範囲で）組立てられる可溶性または微粒子の分析物を検出するための表面プラズモン共鳴装置の概略図を示す。装置の構成要素のブロック図は、第２図に示される。このシステムは、必要に応じて、配置し直されることがあり、例えば、偏光子は、必要とされる場合には半円筒形の後に置かれる。第１図を参照すると、第１検出器（「ＣＣＤアレイ」）への光経路は、左側にある光源から、（１つの部分を基準検出器に分割する）ビームスプリッタを通り、偏光子および集光レンズを通り、半円筒形の内部表面を離れ、視準レンズを通りＣＣＤアレイに至る。光経路は、第３（ａ）図に概略的に図示される。延長されたコリメート光源は、第３（ｂ）図に図示されるように、入射角の範囲で連続して半円筒形表面を照射するために使用される。ＣＣＤアレイは、それそれが異なる反射された角度を検出するか、第（ｃ）３図に示されるように（この場合には４つの異なる試料の中で）異なる試料分析物を検出するために使用される、個別光センサの画素アレイから構成されている。これにより、パーツを移動させることなく、迅速な監視を行うことが可能になる。第１図を参照すると、第２検出器（「ＣＣＤカメラ」）への光経路は、左側にある光源から、（１つの部分を基準検出器に分割する）ビームスプリッタを通り、偏光子および集光レンズを通り、半円筒形に至る。この態様では、輝度は、ＣＣＤアレイから離れて進む、右側にあるコリメートレンズを通り、半円筒形へ移動する右側にある可視レーザーダイオードからの光により、強められる。半円筒形の上部、金属被覆済みの半円筒形の表面で発生したエバネッセントフィールドは、そこに結合される微粒子に、第４図に示されるように光を散乱させる。散乱された光はレンズを通して集光され、ＣＣＤカメラにより検出される。当然のことながら、微粒子が、当業者に公知の試薬（例えば蛍光剤）および方法を使用して蛍光を放つラベルを付加されると、ＣＣＤカメラは、微粒子がエバネッセントフィールドにより励起されるときに放射される光を検出することができる。例１に従った装置は、既存のＳＰＲ装置であってもよいが、前述の追加構成要素を有してもよい。機械および構成要素は、市販されているものでよい。例えば、光源は、光ファイバー通信で使用されるような端面発光ＬＥＤ（例えば、ＥＧ＆ＧＳ８６０１８型）であるのが有利である。安定化電源を、変動を最小限に押さえるために使用してもよい。センサは、屈折率が、類似の屈折率の流体と半円筒形に整合した金属被覆された顕微鏡スライド（または同様の厚さの誘電体）であってもよい。半円筒形の部分は、スライドを収容するために削り落とされてもよい。（約２０μｍ²の「ピクセル」を有する）ＣＣＤアレイは、ビデオ用途のために開発された型であってよい。ＣＣＤからの読出しは、試料領域列を読出しまたは列レジスタに転送することにより達成される。雑音を排除するためには、相関関係二重サンプリング（ＣＤＳ）を使用してよい。アナログ出力は、ＡＤＣを介してデジタル信号プロセッサに供給することができる。適切なプロセッサは、アナログデバイスＡＤＳＰ−２１０５である。これは、双方向並列ポートを介して外部ホストＰＣと通信することができる。ＣＣＤビデオカメラは、例えばハママツ（Ｈａｍａｍａｔｓｕ）（日本）により販売されるような従来の市販されているものでよい。実施例２：表面プラズモン共鳴装置の使用方法使用中、コリメートされたビームに沿って光源輝度での差異を補正するために、実験の前に較正を実施することができる。それから、センサ表面は試料（複数の場合がある）にさらされる。ホストは、反射率対角度スキャンを使用することにより監視角度を選択する。データは、設定された時間内に得られ、ホストＰＣにより表示される。例３第２検出器を使用する微粒子分析物の検出光散乱技術を示すために、ガラス顕微鏡スライドを、最適表面プラズモン共鳴（４８ｎｍ）で被覆した。次に、スライドをガラス半円筒形角柱の上に取り付け、３ｍＷのへリウムネオンレーザで照射した。スライドを、燐酸塩で緩衝された塩分を含んだ溶液中の１ｘ１０⁶／ｍｌでバクテリア（Ｅｒｗｉｎｉａｈｅｒｂｉｃｏｌａ）の膜により被覆した。バクテリアは、銀の顕微鏡スライドの表面上に吸着された。次に、バクテリアは、銀の顕微鏡スライドの表面上に吸着された。ＳＰＲ表面上のＣＣＤアレイからの出力は、２５６レべルの明度を備える標準ビデオ出力である。銀表面上での観察から、最初は、ＣＣＤカメラ上の全ピクセルが低い読取値（１−２０）を示し、表面が暗く見えることが判明した。バクテリアが表面に近づくに従って、バクテリアが表面にいる領域に沿ったピクセルの明度が増加した。表面でバクテリアにより散乱された光から記録された最大明度レベルは２３０であった。表面の外観は、表面上のバクテリアに対応する明るい斑点のある暗い背景の外観であった（第５図を参照のこと）。制御手段として、バクテリアを含まない燐酸塩で緩衝された塩水の膜を、同様の顕微鏡スライドの銀の表面を被覆するために使用した。このとき、表面からの散乱が観察された。請求の範囲１．単一微粒子分析物を検出するための表面プラズモン共鳴機器であって、（ａ）分析物を結合させることの可能な金属で被覆された表面を備えるセンサと、（ｂ）センサ表面でエバネッセント波を発生させることの可能な光源と、（ｃ）センサ表面で結合した単一微粒子分析物により散乱される光を検出するための検出器とを備える表面プラズモン共鳴装置。２．前記検出器は、前記光源からの光が入射するセンサ表面の反対側に位置する請求項１に記載の機器。３．前記検出器が、光学集光手段を含む請求項１に記載の機器。４．金属被覆された表面から内部に反射される光源からの光を検出することの可能な第２検出器を含む請求項１または２に記載の機器。５．検出器がビデオカメラである請求項１から４のいずれか一項に記載の機器。６．前記検出器が、センサ表面に所定の角度で散乱または放射される光を検出し得るように配置される請求項１から５のいずれか一項に記載の機器。７．更にセンサ表面に結合した分析物から散乱または放射される光の輝度を強めるための第２光源を備えることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の機器。８．第２光源が、伝搬される光が、同じ光経路に沿ってではあるが、センサ表面から第１検出器へ内部に反射される第１光源からの光とは反対の方向で移動するように位置する請求項１から７のいずれか一項に記載の機器。９．第２光源が、第１光源に異なる波長の光を伝搬する請求項１から８のいずれか一項に記載の機器。１０．ａ）分析物を結合させ得る金属で被覆された表面を備えるセンサに分析物を結合させ、ｂ）センサ表面でエバネッセント波を発生させることの可能な光源を設け、ｃ）前記分析物から散乱または放射される光を検出することを含み、前記検出が、光が入射するセンサ表面の反対側で実行される単一微粒子分析物の検出方法。１１．分析物が、原核生物細胞、真核生物細胞、ウィルス、またはビリオンタンパク質、核酸から構成されるリストから選択される請求項１０に記載の方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims

【特許請求の範囲】１．（ａ）センサを受け入れるように構成され、前記センサが分析物を結合させることの可能な金属被覆された表面を備えるセンサブロックと、（ｂ）センサブロック上に配置されるときにセンサ表面でエバネッセント波を発生させることの可能な光源と、（ｃ）前記金属被覆された表面から内部に反射される光源から光を検出し得る第１検出器とを備える、可溶性または微粒子の分析物を検出するための表面プラズモン共鳴装置であって、さらに、（ｄ）センサ表面で結合した分析物から散乱または放出される光を検出することの可能な第２検出器を備えたことを特徴とする表面プラズモン共鳴装置。２．微粒子分析物が、原核生物細胞、真核生物細胞、ウィルス、またはビリオンを含むリストから選択される請求項１に記載の装置。３．可溶性分析物が、タンパク質、核酸を含むリストから選択される生体高分子である請求項１または請求項２に記載の装置。４．第２検出器がビデオカメラである請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。５．分析物が結合したときに後方散乱または放出される光を検出することを可能とするために、第２検出器が光源とセンサ表面の同じ側に位置する請求項１から４のいずれか一項に記載の装置。６．分析物が結合したときに散乱または放出される光を検出することを可能とするために、第２検出器が光源と表面の反対側に位置する請求項１から４のいずれか一項に記載の装置。７．第２検出器が、センサ表面に対し所定の角度で散乱または放出される光を検出することを可能にする位置に置かれる請求項５または６に記載の装置。８．センサブロックが、液体試料が流れることができるフローチャネルのすべてまたは一部を規定する請求項１から７のいずれか一項に記載の装置。９．センサ表面に結合される分析物から散乱または放射される光の輝度を強めるための第２光源を更に備えることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の装置。１０．第２光源が、第１検出器により検出され、そこから伝搬される光の量を最小限に抑えるために配置される請求項９に記載の装置。１１．第２光源が、同じ光経路に沿ってではあるが、センサ表面から第１検出器に内部に反射される第１光源からの光と反対の方向で移動するように位置する請求項１０に記載の装置。１２．第２光源が、第１光源に異なる波長の光を伝搬する請求項９から１１のいずれか一項に記載の装置。１３．光源または各光源がレーザ光源である請求項１から１２のいずれか一項に記載の装置。１４．光源または各光源が発光ダイオードである請求項１から１３のいずれか一項に記載の装置。１５．センサブロックが、センサスライドを受け入れるように構成される請求項１から１５のいずれか一項に記載の装置。１６．（ａ）センサを受け入れるように構成され、前記センサが分析物を結合させることの可能な金属被覆されたセンサ表面を有するセンサブロックと、（ｂ）センサがセンサブロック上に存在するときに、前記金属被覆されたセンサ表面でエバネッセント波を発生させることの可能な光源と、（ｃ）センサ表面から内部に反射される光源からの光を検出し得る第１検出器とを備え、分析物を検出するための表面プラズモン共鳴装置であって、さらに、（ｄ）センサ表面で結合した分析物から散乱または放出される光を検出することの可能な第２検出器を固定するように構成された手段を備えることを特徴とする表面プラズモン共鳴装置。１７．センサ表面に実質的には垂直に散乱または放射される光を検出することができるように、第２検出器が固定される請求項１６に記載の装置。１８．センサ表面で結合した分析物から散乱または放射される光を検出することができるように、請求項１６または１７に記載の装置により固定されるように構成された第２検出器。１９．請求項１から１８のいずれか一項に記載の装置で使用するように構成されたセンサ。２０．スライドを備える請求項１９に記載のセンサ。２１．生体高分子を結合させ、それに対する高分子の不動化を促進するために、親水性のデキストラン表面を有する請求項１９または２０に記載のセンサ。２２．使用中、液体サンプルが流れることができるフローチャネルのすべてまたは一部を規定するように、構成される請求項１９から２１のいずれか一項に記載のセンサ。２３．抗原性の分析物を結合させるためにその表面に抗体が固定される請求項１９から２２のいずれか一項に記載のセンサ。２４．抗体が、分析物が結合されるときに散乱または放射される検出光を促進するために、表面の互いに分離された部分だけに結合される請求項２３に記載のセンサ。２５．表面が、１つ以上の種類の抗原を結合させるために固定される１つ以上の種類の抗体を有する請求項２３に記載のセンサ。２６．さらにセンサを備える請求項１から１７のいずれか一項に記載の装置。２７．センサが、請求項１８から２３に記載のセンサである請求項２４に記載の装置。２８．請求項２６または２７に記載の装置のセンサ表面に試料をさらすことを含む、試料中の分析物を検出する方法。２９．センサ表面から内部に反射される光の輝度の変化が検出される請求項２８に記載の方法の使用を含む、試料中の可溶性分析物を検出する方法。３０．センサ表面に結合される分析物から散乱または放射される光が検出される請求項２８に記載の方法の使用を含む、試料中の微粒子分析物を検出する方法。３１．可溶性分析物および微粒子分析物が同時に検出される請求項２８から３０のいずれか一項に記載の方法。３２．図面に関してここに実質的に説明される請求項１から１８、あるいは請求項２６または２７のいずれか一項に記載の装置。