JP2002531807A - ホトルミネセンス半導体材料 - Google Patents

ホトルミネセンス半導体材料

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Abstract

(57)【要約】 多孔質組織を有する半導体材料を認識要素で修飾してなる、電磁放射線の照射により発光応答を生じる光ルミネセンス材料。生体分子、有機及び無機成分からなる群から選択することができる認識要素は、標的分析物と相互作用して、認識要素のみで修飾された半導体材料と比較して、変調された発光応答を与える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、標的分析物を光検出及び同定するための材料、特に、発光特性を有
する材料、更に特に、標的分析物を光検出及び同定するためのホトルミネセンス
半導体材料に関する。
【０００２】
【発明の背景】
多孔質シリコン(PSi)は、1950年代末に発見されて以来、多くの半導体用途に
広く研究されてきた。最近、強い可視ルミネセンスを示すことがわかり(Canham
Appl Phys Lett 57:1046; 1990)、シリコン系オプトエレクトロニックデバイス
における用途に有望であることが示された。ガリウムヒ素のような他の多孔質半
導体材料もわずかに研究されている(SchmukiらAppl Phys Lett 72:1039; 1988)
。 米国特許第5,338,415号及び同第5,453,624号(Sailorら)には、各々PSiホトル
ミネセンスの可逆的消光によって化学薬品を検出する方法及びPSiホトルミネセ
ンスによる有機溶剤の検出用デバイスが記載されている。シリコンウエハは、50
:50のエタノール/フッ化水素酸(HF)溶液で電気化学的にエッチング(陽極酸化)し
てPSiウエハを製造したものである。PSiウエハをテトラヒドロフラン(THF)、ジ
エチルエーテル、塩化メチレン(MeCl2)、トルエン、o-キシレン、エタノール又
はメタノール(MeOH)のような有機化合物の存在下にレーザ光源で照射した場合、
PSiの固有の発光強度は顕著に低下した(即ち、PSiのホトルミネセンス応答が消
光した)。また、Sailorによってフェロセン(即ち、ジシクロペンタジエニルFe(I
I))のトルエン系溶液がルミネセンスを完全に消失することも見出された。
【０００３】 一般的には、ホトルミネセンス(PL)応答の消光度が、評価される化合物の双極
子モーメントと一致することがSailorによって示された。従って、これらの研究
によって、そのような評価法がある種の有機化合物間の双極子モーメントの差を
評価するのを援助し得ることが示された。しかしながら、Sailorは、双極子モー
メントは似ているがどのような方法で化学組成が非常に異なる2種以上の化合物
を区別するかは示していない。例えば、米国特許第5,338,415号では、MeCl2、Me
OH及びTHFの消光比がすべて約0.1以下であることがSailorによって見出された。
その結果、これらの化合物のそれぞれによって生じたPL応答曲線の差は小さいが
、それぞれの化学構造を比較的良く確認するために用いられている。また、PSi
がTHFに曝露されたときの可逆的波長（『λ』）シフトが約30ナノメートル(nm、
10-9m)、670nmから630nmにずれることがSailorによって開示されている。評価さ
れるその他の有機化合物も可逆的消光を生じることが示されているが、λシフト
がTHFに見られたλシフトに似ていることは示されていない。しかしながら、表
面上では、Sailorが評価されるすべての有機化合物の大きさと方向がかなり似て
いることを示していることは明かである。従って、この30nmの範囲によって、未
知化合物を分光学的に区別するための窓がいくぶん制限される。
【０００４】 Linらには、PSiの平坦な薄膜の可視光反射スペクトルのファブリペローの干渉
しまの誘導波長シフトに基づくバイオセンサが記載されている(Science 278:840
; 31 Oct 1997)。98％エタノールで電気化学的にエッチングすることにより調製
されたPSiの光学的に平坦な薄膜: 49％HF水溶液は、光学反射スペクトルのファ
ブリペローの干渉しまを示すのに十分透明である。認識要素は、平坦なPSi膜上
に固定されている。続いて、認識要素に分析物を結合することによってPSi膜の
屈折率が変化し、干渉パターンの対応するシフトとして検出される。干渉パター
ンは、白色光の反射率によって生じ、白色光の多重反射が溶液/PSi界面とPSi/バ
ルクシリコン界面に対して向けられる場合に干渉しまが生じる。空気/PSiとPSi/
バルクシリコン界面間の平面をほぼ完全に平行にし維持することは、干渉計スペ
クトルを精密かつ正確にするために重要である。結果として、この手法は、振動
、温度又は大気中のガスのような周囲の条件が正確に制御し得る用途に限定され
る。
【０００５】 Janshoffら(J Am Chem Soc 120:12108-12116; 1998)には、レセプタとして固
定化リガンドを含む溶液中の化合物の分子相互作用を検出する手段として空気/P
Si層とPSi/バルクシリコン界面上に照射した白色光の多重反射によって生じるフ
ァブリペローフリンジパターンのシフトを用いたバイオセンサ用PSiが記載され
ている。Janshoffらは、『光学干渉計バイオセンサとして多孔質シリコンを用い
る必要条件は適切なエッチングパラメーターを選択することにより孔のサイズと
幾何学的形を調整することである』と述べている(p.12108)。シリコン薄膜は、
孔の半径が3〜10nmであり、深さが一様であり、絶対表面積が1cm2パッチのシリ
コンにエッチングした試料の約0.1〜0.15m2である円筒形になる、電気化学的エ
ッチングを用いて多孔質にしたものである。Janshoffらのバイオセンサには不適
切である過度の多孔性が見られた。
【０００６】 干渉計の手法が物理的現象、即ち、干渉パターンを生じる2つの異なる平面に
よる反射率を利用していることから、分析物の存在下に検出する手段として干渉
パターンのシフトによるバイオセンサシステムは、典型的には、振動、温度及び
大気圧の変化に非常に敏感である。更に、膜又はウエハの反射面、即ち、空気/P
Si界面とPSi/バルクシリコン界面は平行でなければならず、さもないと干渉パタ
ーンの望ましくないシフトが生じてしまう。典型的には、PSi膜の反射面は、25
オングストローム(2.5nm)まで平行でなければならない。これにより、PSiウエハ
又は膜の製造において高レベルの完成が要求される。更に、最適性能として、PS
i膜又はウエハに向けられる照射光は反射板に垂直でなければならない。従って
、反射板に垂直でない孔は、PSi膜又はウエハの干渉パターンに影響を及ぼすの
で、そのようなバイオセンサから得られた結果に悪影響を及ぼしてしまう。 従って、多孔性半導体材料のホトルミネセンス特性を使用し得る、標的化合物
を検出するのに用いられる材料は望ましいものである。更に、そのような材料は
、低濃度の所定の標的化合物の定量的検出に高感度を与えるように修飾すること
もできる。
【０００７】
【発明の概要】
本発明の態様によれば、(a)多孔質構造をもつ少なくとも1種の半導体材料及び
(b)少なくとも1種の認識要素を含む修飾半導体組成物であって、約100nm〜約100
0nmの範囲の少なくとも1つの波長の電磁放射線で照射し、約200nm〜約800nmの範
囲の少なくとも1つの第1発光応答を生じる、前記組成物が提供される。 本発明の他の態様によれば、発光応答を生じる方法であって、(a)多孔質構造
をもつ半導体材料及び少なくとも1種の認識要素を含む修飾半導体組成物を準備
する段階; (b)少なくとも前記修飾半導体組成物に約100nm〜約1000nmの範囲の少
なくとも1つの波長の電磁放射線を照射して少なくとも1つの第1発光応答を生成
し、前記少なくとも1つの第1発光応答の少なくとも強度又は波長を測定する段階
、を含む前記方法が提供される。
【０００８】
【好ましい実施態様の詳細な説明】
本願明細書に記したように、本発明の多孔質半導体(PSc)材料は、ホトルミネ
センス(PL)特性を有し、かつ医学用途、環境用途、工業用途及び防衛の用途(例
えば、化学及び生物戦争用物質の検出／同定)、ゲノム、診断、並びに細胞の単
離／ソーティング、細胞微小構造の分析のようなその他の分子生物学的分野など
のためのバイオセンサーのようなバイオテクノロジーを含むが、これらに限定さ
れるものではないような、様々な分析検出用途において使用することができる。
本発明にのPSc材料は、少なくともひとつのPSc基板を有し、この基板は、少なく
とも1種の認識要素(recognition element)で修飾された多孔質組織(porous text
ure)を有する。このPSc基板は、標的分析物(すなわち検出されるべき関心のある
化合物)との相互作用のための認識要素で修飾されている。この認識要素は、常
ではないが典型的には、そのような認識要素を伴わないPSc基板と比べた場合にP
L強度におけるλシフト及び／又は変化を生じることにより、PSc基板のPL応答を
修飾するであろう。このような認識要素で修飾されたPSc基板("PSc/RE")は、標
的分析物と相互作用することができ、その結果PSc/REに対するPL応答に比例して
PL強度における波長のシフト及び／又は変化が形成され、以後これを簡略化のた
めに簡単にPL応答又はPL修飾の変調と称する。
【０００９】PSc基板 好ましくは、PSc基板は、ケイ素からなる。しかしPSc基板は、多孔質に製造し
た場合にホトルミネセンス特性を有するような、いずれかの半導体材料組成物を
含むことができる。例えばこのような半導体材料組成物は、カドミニウム、酸化
銅、ゲルマニウム、ガリウム、ヒ化ガリウム、セレン、ケイ素、炭化ケイ素、二
酸化ケイ素、リン化ケイ素ガリウム(silicon gallium phosphide)及びそれらの
組合せを含むが、これらに限定されるものではない。選択された半導体材料組成
物は更に、例えばエルビウム、ホウ素、リン、銅、イッテルビウム、ホルミウム
及びツリウムを含むランタノイド群の蛍リン光体、並びにそれらの組合せを含む
が、これらに限定されるものではないようなドーパントを混入してもよい。更に
選択された半導体材料組成物は、発光波長を変更するために、例えば臭素のよう
なハロゲンを含むがこれらに限定されるものではないような別の化合物で処理す
ることもできる(Bressersら、J. Electro-analytical Chemistry、406:131(1996
))。考察を容易にするために、「PSc」は、詳述のために先に説明されたものの
ような、いずれかの半導体材料組成物を含むが、これらに限定されるものではな
いと理解されるべきである。
【００１０】PSc構造 本発明者らは、「多孔質」又は「多孔質組織」により、半導体材料の総表面積
に寄与する半導体材料の中または表面の、陥凹、突起又はそれらの組合せのよう
な摂動(perturbation)を意味する。陥凹の例は、細孔、ピット、空隙、クレータ
ー、トレンチ、溝(furrow)及びそれらの組合せを含むが、これらに限定されるも
のではない。突起の例は、尾根、バンプ、隆起、ドーム、スパイク、マウント及
びそれらの組合せを含むが、これらに限定されるものではない。例えばこのよう
な突起は、円筒形もしくは多角形に形成された細孔で構成された整列したハチの
巣状の細孔構造又は珊瑚様もしくはスポンジ様のより無作為な細孔構造の形状で
あることができるが、これらに限定されるものではない。
【００１１】 半導体材料の摂動の形状及び幾何学的配置は、多様であることができる。陥凹
は、規則的に定義された形状及び幾何学的配置から、不規則的に定義された形状
及び幾何学的配置、並びにそれらの組合せまで変動することができる。突起も、
規則的に定義された形状及び幾何学的配置から、不規則的に定義された形状及び
幾何学的配置まで変動することができる。規則的に定義された形状は、円状、半
円状、楕円状、半楕円状、多角形、正方形、長方形、三角形、斜方形、台形及び
不等辺四辺形の形状を含むが、これらに限定されるものではない。不規則的に定
義された形状は、前述の摂動の形状の混合を含むが、これらに限定されるもので
はない。更に例えば摂動の3次元(3-D)幾何学的配置は、規則的に定義された3-D
幾何学的配置から不規則的に定義された3-D幾何学的配置まで変動することがで
きるが、これらに限定されるものではない。規則的に定義された3-D幾何学的配
置は、円筒、円錐、立方体、平行六面体、多面体、斜方六面体、楕円体、らせん
状、球面状、卵形体及び三角錐の形状を含むが、これらに限定されるものではな
い。不規則的に定義された3-D幾何学的配置は、前述の形状の混合を含むが、こ
れらに限定されるものではない。いずれの場合においても、半導体材料のこのよ
うな摂動は、PSc基板の表面積の増大を生じる。
【００１２】 全般的PSc基板の幾何学的配置の形状は、フィルム又はウェーハの形状である
か、もしくはフィルム又はウェーハに相対した3-D構造を有することができる。
本発明者らは、「3-D構造」で、該PSc基板の幾何学的配置が、単独又は非-PSc材
料の支持コア(supporting core)との組合せのいずれかにおいて、規則的に定義
された幾何学的配置から、不規則的に定義された幾何学的配置、並びにそれらの
組合せまで変動することができることを意味している。規則的に定義された形状
は、球、半球、楕円体、半楕円体、円筒、卵形体、半卵形体、棒状、円盤状、円
錐状、立方体、平行六面体、多面体、斜方六面体及び三角錐を含むが、これらに
限定されるものではない。不規則的に定義された形状の例は、前述のPSc基板の
形状の混合を含むが、これらに限定されるものではない。考察を容易にするため
に、本願明細書において「PSc構造(複数)」は、フィルム又はウェーハの形状で
あるような、もしくは前述の幾何学的形状の少なくともひとつの型及び詳述のた
めに先に説明された多孔質組織を有するようなPSc基板(複数)を意味するが、こ
れらに限定されるものではない。
【００１３】 図2から5は、本発明においてPSc基板の性能を増強するために使用される数種
類の表面摂動のみを例示している。当業者は、PSc基板の中又はその表面に生じ
得る摂動の広範な配列(array)が存在しうることを理解するであろう。以下によ
り詳細に説明するように、このような摂動の特定の形状又は幾何学的配置とは無
関係に、これらの摂動はPSc材料により最終的に生じたPL強度に寄与する因子で
あると考えられている。更に、理論と結びつけるものではないが、摂動の突起は
、PL強度に寄与する因子であると考えられる。
【００１４】 本発明の好ましい実施態様において、PSc基板は、その構造の及び／又はその
構造全体の1個以上の表面に多孔質組織を有する。 PSc構造の実際の形状及び／又は寸法は、PSc構造が使用される具体的な用途に
よって決まる。一部の用途では平板状PSc構造のものが望ましく、他の用途では3
-D PSc構造がより望ましい。PSc構造が3-D構造である場合、平均直径又は他の最
大平均寸法は、約100nm〜約1mmの範囲が好ましい。より好ましくは、該3-D PSc
構造は、平均直径又は他の最大平均寸法範囲約100nm〜約500μmを有する。最も
好ましくは、該3-D PSc構造は、平均直径又は他の最大平均寸法範囲約1μm〜約5
00μmを有する。更に、PSc構造が3-D PSc構造である場合、このPSc構造は、様々
な光検出装置構成に適用可能であり、特に小さい寸法の場合は、光検出器にとっ
て望ましい。例えば毛細流動カラム(capillary flow-through column)において
、3-D PSc構造の直径は、約5μm〜約15μmの範囲が好ましい。
【００１５】 本発明のPSc構造は、十分な力の約100nm〜約1000nmの間の少なくともひとつの
波長で電磁波が照射される場合には、約200nm〜約800nmの間の、好ましくは約35
0nm〜約700nmの範囲、及びより好ましくは約450nm〜約650nmの範囲のルミネセン
ス放射を発生する。
【００１６】 本発明のPSc構造は、当業者には明らかである様々な手法により製造すること
ができる。平板又はウェーハ様の半導体材料は、例えばSilicon Quest社(サンタ
クララ、カリフォルニア、米国)から市販されている。更に例えば、非孔質シリ
コン球(silicon sphere)が、国際公開公報第98/25090号(Ishikawa、1998年6月11
日)に開示された方法により製造することができる。更に、平板又はウェーハ様
の半導体材料は、不規則的に定義された幾何学的配置を有する細かい粒子を製造
するために、機械的に断片化することができる。いずれの場合においても、半導
体材料を製造するために選択された手法とは関係なく、このような材料は、詳述
を目的としてより詳細に以下に説明されているような当業者に公知の手法により
、多孔質に製造することができる。
【００１７】 実質的に非孔質の半導体構造が形成された後に、その半導体構造は多孔質とさ
れる。望ましい多孔質組織は、当業者に公知の多くの技術を用いて製造すること
ができる。例えば、多孔質組織はエピタキシャル付着(deposition)又はリソグラ
フィー(Canham、Appl. Phys. Lett、57:10:1046-1048(1990))、化学エッチング(
Sailorら、Adv. Mater.、9:10:783-793(1997))、HF溶液中でのアニオン性エッチ
ング(Canham、Appl. Phys. Lett、57:10:1046-1048(1990))、放電加工(Kurmaev
ら、J. of Physics Condensed Mater、9:2671(1997))、レーザー削摩(Yamadaら
、Japanese J. Appl. Physics Part I-Regular Papers Short Note、35:1361(19
95))、イオンビーム摩砕(Schmukiら、Phys. Rev. Lett.、80:18:4060-4063(1998
))、並びに制御されたアニーリング及びエッチング(Tsaiら、Appl. Phys. Lett.
、60:170(1992))により製造することができるが、これらに限定されるものでは
ない。更に、実質的平板の半導体材料上への多孔質組織の形成に使用される方法
がいくつかの変更を必要とし得ることは、当業者に理解されるであろう。例えば
3-D半導体構造は、望ましいPSc構造を形成するために全ての表面が高エネルギー
源、エッチング液又は他の手段と接触するように、不活性の気体又は液体環境中
に懸架することを必要とすることがある。更に、3-D PSc構造のためのエッチン
グの所要時間は大きく短縮することもできる。
【００１８】 更に、前述のPSc構造は、コア及びコーティングとしてコアに塗布されたPSc材
料により形成することができる。適当なコア材料の例は、ガラス、プラスチック
、セラミック、ゼオライト、金属、様々な半導体材料及びそれらの組合せを含む
が、これらに限定されるものではない。コア材料は、例えば、特定の用途のため
に望ましい浮遊密度を付与するように選択することができる。このようなコアは
、おそらく該構造が比較的大きい直径を有する場合により適しているであろう。
単独の半導体コーティングの場合に、このようなコーティングは、望ましい多孔
質組織を製造するのに十分な厚さであることが好ましい。
【００１９】 ＰＳｃ材料の被膜は種々の方法で非ＰＳｃ材料のコア上に支持される。例えば
、二酸化ケイ素又は炭化ケイ素の実質的に非多孔性被膜は、制御された酸化（Fa
uchet,J Luminescence 70,294;1996）又は高温熱分解法（Liuら,Solid State Co
mmunications 106:211;1998）によって生成されうる。その後、この半導体材料
は多孔性状態に変換され、それによって被膜コア材料がＰＳｃ構造に変換される
。代わりに、コア材料の表面への被膜塗布により、同時にＰＳｃ構造を形成する
ことができる。また、支持しているコア材料上に多層の異なるＰＳｃ組成物があ
ると望ましい。
【００２０】認識要素 本発明では、ＰＳｃ構造は少なくとも１個の認識要素、好ましくは複数個の認
識要素によって修飾される。参照を容易にするため、以後少なくとも１個の認識
要素で修飾されたＰＳｃ構造を “ＰＳｃ/ＲＥ”という。“修飾”とは、認識要
素が、標的分析物がＰＳｃ/ＲＥの該認識要素と相互作用する時、ＰＳｃ/ＲＥの
ＰＬ応答が調節されるように、ＰＳｃ構造と連絡することを意味する。このよう
な修飾の一例は認識要素のＰＳｃ構造への共有結合である。しかし、直接的又は
物理的な結合は必要でない。認識要素とＰＳｃ構造との間の電子若しくはエネル
ギー伝達を支えるのに十分な、認識要素とＰＳｃ構造との近接会合がありうる。
典型的に、必ずしもいつもというわけではないが、ＰＳｃ/ＲＥは認識要素によ
る修飾前のＰＳｃ構造に対するＰＬ応答と比較して増強されたＰＬ応答を示す。
【００２１】 一般的に、認識要素は有機、無機、生体分子部分及びそれらの混合物でありう
る。 好ましくは、認識要素は生体分子部分である。認識要素として使用しうる生体
分子部分の例は、限定ではなく、天然若しくは合成蛋白、核酸、オリゴヌクレオ
チド、レクチン、炭水化物、糖蛋白及び脂質であり、標的分析物と相互作用する
。蛋白は認識要素として好ましい。好適な蛋白の例は、限定ではなく、ポリクロ
ナール及びモノクロナール抗体のような免疫グロブリン、及び酵素である。認識
要素として好ましい蛋白は免疫グロブリン及び酵素である。好適な核酸の例とし
ては、１本鎖ＤＮＡ及び２本鎖ＤＮＡが挙げられる。認識要素は、それに連結さ
れたレドックス部分を持っていてもよい。レドックス部分の例としては、限定で
はなく、遷移金属とその複合体、及びＮＡＤ(Ｈ)又はＮＡＤＰ(Ｈ)のような共酵
素が挙げられる。レドックス部分は、電子供与体又は受容体のどちらかでよく、
認識要素への標的分析物の結合についてのＰＬ強度を変える。
【００２２】 認識要素として使用しうる無機部分の例は、限定ではなく、ドープされた又は
ドープされない結晶性無機化合物、例えばカルビン及びダイアモンド結晶を含む
炭素の直線状同素体である。 認識要素として使用しうる有機部分の例は、限定ではなく、ポリアニリンのよ
うな本質的に伝導性のポリマー（“ＩＣＰ”）、及びポリ[エチレンオキシド]の
ような高分子電解質であり、有利には、リチウムトリフレートドーパントを有す
る。 ＰＳｃ構造の認識要素による修飾は、界面活性剤を用いて認識要素を含有する
溶液の表面張力を下げることによって高められる。このような薬剤としては、限
定ではないが、該認識要素の構造又は該認識要素若しくはＰＳｃ/ＲＥの効力に
悪影響を及ぼすことなく溶液の表面張力を減らすのに十分な濃度のアルコール及
び洗浄剤が挙げられる。
【００２３】標的分析物 標的分析物は、ＰＬ応答が調節されるようにＰＳｃ/ＲＥと相互作用する。 “相互作用”とは、標的分析物が、ＰＳｃ/ＲＥのＰＬ応答が調節されるよう
に認識要素と連絡することを意味する。このような相互作用の例としては、限定
ではなく、共有結合、水素結合、ファンデルワールス結合及び親和性結合が挙げ
られる。しかし、直接的又は物理的な結合は必要でない。標的分析物とＰＳｃ/
ＲＥとの間の電子若しくはエネルギー伝達を支えるのに十分な、標的分析物とＰ
Ｓｃ/ＲＥとの近接会合がありうる。
【００２４】 標的分析物は有機、無機又は生体分子化合物若しくは部分でよい。標的分析物
の例としては、限定ではなく、（１)抗体が産生されうる抗原性化合物、例えば
限定ではなく、毒素、代謝制御因子、細菌、ウイルス、イースト、カビや菌の胞
子のような微生物、及び動物や植物の細胞／組織要素；（２）酵素に特異的な物
質、例えば限定ではなく、代謝生成物、神経性薬剤、農薬、殺虫剤；（３）相補
的なオリゴヌクレオチド配列；（４）１本鎖ＤＮＡ及びＲＮＡ；及び（５）ホル
モンレセプターやレクチンに対するリガンドが挙げられる。 標的分析物がＰＳｃ構造上の特異的な認識要素に結合すると、そのＰＳｃ構造
のＰＬ応答が、ＰＳｃ/ＲＥのＰＬ応答に関連して調節される。好ましくは、そ
のＰＬ応答はＰＳｃ/ＲＥ ＰＬ応答と比較して高められる。リアル−又はニアリ
アル−タイム様式におけるＰＬ応答の調節を決定することができる。
【００２５】ＰＳｃ構造の安定化／活性化 認識要素によるＰＳｃ構造の安定的かつ効率的な修飾を促進するため、ＰＳｃ
構造の表面は、まず非制御酸化に対して安定化される。 このような安定化手順は、例えば、限定ではないが、熱酸化（Petrova-Kochら
,Appl Phys Lett 61:943;1992）、化学酸化（Nakajimaら,Appl Phys Lett 61:46
;1992，Leeら,Mater Res Soc Symp Proc 338:125;1995，Andersonら,J Electloc
hem Soc 140:1393;1993，Duvault-Herreraら,Colloids Surf 50:197;1990，Yama
naらJ Electlochem Soc 137:2925;1990，Liら, Appl Phys Lett 62:3192;1993）
、及びオゾン酸化法（Janshoffら,J Am Chem Soc 120:12108;998）である。これ
らのプロセスが反応性ヒドロキシル基を生成する。化学酸化は、例えばペルオキ
シド、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）又はヨウ素チップを用いて行うことが
できる。
【００２６】共有結合 上述したように、本発明の１つの好ましい実施形態では、ＰＳｃ構造は認識要
素で共有結合によって修飾することができる。例えば、１個以上のリンカーを用
いて認識要素はＰＳｃ構造に共有結合させることができる。リンカーはＰＳｃ構
造上の反応基の官能性を認識要素の結合に適した官能基に転移させることができ
る。また、他の機能では、リンカーはスペーサーを提供し、認識要素及び／又は
ＰＳｃ/ＲＥと相互作用を求めている嵩高い標的分析物に起因する位置立体障害
問題を減らすことができる。 好ましくは、認識要素は、その認識要素及び／又はＰＳｃ/ＲＥが最大の効率
で標的分析物と相互作用できるようにリンカーに共有結合する。例えば、そのス
ルフヒドリル基によって連結されている特定の抗体のようないくつかの生体分子
部分は、標的分析物に対して良い結合力を示す。しかし、このような抗体がその
アミン基によってリンカーに連結されている場合、それらは標的分析物との相互
作用の能力が減少されうる。
【００２７】第１リンカー 本発明の別の好ましい実施形態では、ＰＳｃの酸化によって生じるドロキシル
基に第１リンカーが連結される。第１リンカーの一例は置換シランである。好適
な置換シランの例は、限定ではなくグルシドキシプロピルトリメトキシシランで
ある。この第１リンカーは、酸化されたＰＳｃ構造のヒドロキシル基と認識要素
のアミン基との間を直接連結する。他の好適な第１リンカーはヒドロシリル化ア
ルケン及びアルキンである。 酸化されたＰＳｃのヒドロキシル基及び認識要素のアミン基と反応性の他のリ
ンカーは、当業者には明かだろう。リンカーを選択して、認識要素のアミン基以
外の官能基と反応させうることは理解されるだろう。認識要素の他の官能基とし
ては、スルフヒドリル、炭水化物又はカルボキシル基が挙げられる。非ヒドロキ
シル基（他のＰＳｃ安定化法で生成される）及び選択された認識要素の官能基と
反応性である他のリンカーをＰＳｃ構造への結合のために選択できることも当業
者には理解されるだろう。
【００２８】第１及び第２リンカー 別の好ましい実施形態では、ＰＳｃの酸化によって生じるヒドロキシル基に第
１リンカーが連結され、それから該第１リンカーに第２リンカーが連結される。
第２リンカーと併用可能な第１リンカーの一例は置換シランである。このような
好適な置換シランの例は、限定ではなく、アミノプロピルトリエトキシシランで
ある。好適な第２リンカーの例は、限定ではなく、ホモ−及び／又はヘテロ−二
官能性架橋剤及びヒドロシリル化アルケン及びアルキンである。 第２リンカーは通常ＰＳｃに直接結合できないので、第１リンカーがＰＳｃ構
造と第２リンカーの反応基との間で直接相互作用する。従って、結合された第１
及び第２リンカーは、ＰＳｃ及び認識要素間の間接相互作用を与える。
【００２９】 また、第１リンカーを含む第２リンカーを使用して、第１リンカー単独に比べ
、幾分長いスペーサーを調製する。結果として、他の機能性において、第１およ
び第２リンカーの組合せは、認識要素および/またはPSc/REと相互作用させよう
とする異常に嵩高の標的分析物から生ずる潜在的立体障害問題を低減する。また
、第２リンカーは、認識要素の、例えばアミン、スルホニジリル、カルボハイド
ライトまたはカルボキシル基と反応性である官能基の選定において多大な柔軟性
も提供する。 ホモ-2官能性架橋剤は、2つの同じような反応性基を有する。例えば、ホモ-2
官能性架橋剤は、第１リンカーのアミン基と相互作用し得る第１反応性基と認識
要素のアミン基体と相互作用し得る第２反応性基を有し得る。ホモ-2官能性架橋
剤の例は、限定するものではないが、グルタルアルデヒド、ジスクシンイミジル
スベレート、そのスルホン化アナログ、およびビス(スルホスクシンイミジル)ス
ベレートである。
【００３０】 ヘテロ-2官能性架橋剤は、２つの異なる反応性基を有する。例えば、ヘテロ-2
官能性架橋剤は、第１リンカーのアミン基と相互作用し得る第１反応性基と認識
要素のスルフィジリル基体と相互作用し得る第２反応性基を有し得る。ヘテロ-2
官能性架橋剤の例は、スクシンイミジル4-(N-マレイミドメチル)-シクロヘキサ
ン-1-カルボキシレートおよびそのスルホン化アナログ、および4-(4-N-マレイミ
ドフェニル)酪酸ヒドラジド-HCl、および4-(p-アジドサリシルアミド)ブチルア
ミンである。 PScのヒドロキシル基および選択した認識要素の官能基と反応性である他のリ
ンカーは、当業者にとって自明であろう。また、当業者であれば、非ヒドロキシ
ル基(他のPSc安定化法によって調製した)および選択した認識要素の官能基と反
応性である他のリンカーがPSc構造体へ結合させるのにも使用できることを理解
すべきである。
【００３１】標的分析物とPSc/REの相互作用 標的分析物に対し特異的親和性を有する認識要素の使用は、サンプル混合物中
の非標的化合物が認識要素と相互作用する可能性を実質的に低減させる。また、
標的分析物PSc/REと相互作用するときのPSc/REのPL応答における特徴的調節を容
易にする認識要素の使用は、非標的化合物によって生ずる“偽”調節の可能性を
低減する。従って、PL応答に与えるサンプル混合物中の非標的化合物の影響は、
あったとしても、有意に低減させることができる。 同様に、認識要素が標的分析物に対する特異的親和性を有する好ましい実施態
様においては、標的分析物は、PSc構造体よりもむしろ認識要素と優先的に相互
作用する。
【００３２】 本発明のPSc構造体は、多くの種々の応用において、標的分析物を含有するサ
ンプルに暴露させることができ、その例を以下に説明する。幾つかの応用におい
ては、PSc/REを適切な担体中に懸濁させてPSc/REと標的分析物との相互作用を増
大させることが望ましい。その後、当業者にとって自明な接触手段を使用するこ
とにより、担体/PSc/RE混合物は、標的分析物および非標的分析物を含有する植
物または動物いずれかの化合物または生物間との接触度を増強させ得る。そのよ
うなカマー(camer)は、適切な場合担体の表面張力を低下させ、その親水性を増
大させ、或いは疎水性を増大させる薬剤を含む。そのような薬剤としては、限定
するものではないが、PSc/REの有効性に悪影響を及ぼさずに所望の効果を達成す
るのに十分な濃度のアルコール類、清浄剤および有機溶媒がある。
【００３３】リンカー処理 リンカー類は、(a)リンカーと認識要素間の優先的相互作用を助長させ、およ
び/または(b)未会合リンカー(即ち、認識要素と会合してなく依然としてPScに結
合しているリンカー)と非標的化合物および/または標的分析物との間の相互作用
を抑制させるために処理することができる。 リンカーと認識要素間の優先的相互作用は、認識要素とリンカー間により強力
な会合を与えることによりおよび/または認識要素を標的分析物とより良好に相
互作用するように配向させることにより助長させ得る。 未会合リンカーと非標的化合物および/または標的分析物との間の相互作用は
、未会合リンカーの反応性基をブロックすることによりおよび/または未会合リ
ンカーの反応性基に標的分析物組成物中には存在しない化合物に親和性を有する
成分を結合させることにより抑制できる。 そのようなリンカー処理の非限定的な例は、後でさらに十分に説明するが、(1
)免疫グロブリン結合性蛋白、(2)ビオチン反応性試薬、および(3)ブロッキング
溶液、例えば、アミン緩衝溶液である。
【００３４】免疫グロブリン結合性蛋白処理 1つの実施態様においては、PSc構造体に結合したリンカーは、免疫グロブリン
結合性蛋白(“IgBP”)(例えば、プロティンA、プロティンGまたはプロティンL)
によって処理できる。IgBPは、Fcドメインとして公知の抗体の１つの選択された
蛋白に対して特異的な親和性を有する。その結果、抗体のすべてがFcドメインを
有するので、抗体認識要素は、IgBPと優先的に相互作用する。従って、抗体認識
要素をPSc構造体に結合したIgBP処理リンカーと接触させた場合、抗体認識要素
のFcドメインは、IgBP処理リンカーと相互作用する。 IgBPは抗体のFcドメインに対して特異的な親和性を有するので、リンカーのIg
BP処理は、非標的化合物および標的分析物のリンカーへの結合性を低下させる(
勿論、そのような化合物および分析物がFcドメインを有さないと想定した場合で
ある)。IgBPリンカー処理のもう1つの利点は、抗体認識要素が抗体標的分析物と
の相互作用に向けて適切に配向されることである。とりわけ、抗体認識要素のFc
ドメインはIgBPに結合し、一方、抗体のFabドメインは抗原相互作用において利
用可能である。
【００３５】ビオチン反応性試薬処理 もう1つの実施態様においては、PScに結合したリンカーは、ビオチンに対して
親和性を有するビオチン反応性試薬(“BRA”)によって処理し得る。ビオチン反
応性試薬の非限定的な例は、ストレプタビジン、ニュートラビジンおよびアビジ
ンである。この場合、所望の認識要素をビオチンで処理してビオチン化認識要素
を調製する。従って、ビオチン化認識要素をPScに結合したBRA処理リンカーと接
触させた場合、認識要素上のビオチン成分は、BRAと優先的に相互作用する。 BRAはビオチンに対してのみ親和性を有するので、リンカーのBRA処理は、ビオ
チン成分を含まない非標的化合物および標的分析物のリンカーへの結合性を低下
させる。BRAリンカー処理のもう1つの利点は、認識要素とPSc構造体に結合した
リンカーとの僅かに強い会合である。さらにまた、ビオチン化認識要素は、標的
分析物と依然として相互作用可能である。
【００３６】ブロッキング溶液処理 さらなる実施態様においては、PSc/REは、ブロッキング溶液で処理して、非標
的化合物および標的分析物との結合性に対して未反応リンカーの反応性基を特異
的にブロックすることができる。ブロッキング溶液としては、例えば、グリシン
緩衝溶液のようなアミン緩衝溶緩衝溶液がある。このようにして、未反応リンカ
ーアミン反応性基は、ブロッキング溶液のアミン基によっていずれもブロックさ
れる。しかしながら、ブロッキング溶液は認識要素のレセプターまたはレセプタ
ー領域はブロックせず、標的分析物相互作用において利用可能である。
【００３７】PL検出 PLを検出するのに使用できる装置10の1つの実施態様を図1において図式的に示
す。サンプル19をサンプルホルダー20上に置く。所定波長の光をサンプル上でア
ルゴンイオンレーザー12から検出する。光は狭い帯状フィルター14を通り、レー
ザー室12内のガス蛍光によって生ずるノイズ放射線を低減させる。フィルター14
は、所定の波長を有する光を除いたすべての波長の放射線を吸収する。チョッパ
ー16を用いて、あり得る周辺光線により生ずる定常ノイズを削減する。チョッパ
ー16は、ある周波数を有するレーザー光線の時間調節を行い、増幅器42での背景
ノイズからのPL信号の分離を可能にする。チョッパー16の後、光はレンズ17を通
ってサンプル19に至る。サンプル19によって拡散した光線をレンズ18および広い
帯状フィルター22を通してモノクロメーター30内のインプットスリット32および
ミラー34に向ける。広い帯状フィルター22は、所定範囲外の波長の放射線を吸収
し、装置10の光学要素から反射したレーザー線を低減させる。
【００３８】 モノクロメーター30内部に位置させた回転回折格子36は、ミラー35に対する拡
散光スペクトルの種々の波長λ1、λ2、λ3およびλ4の角度分離を可能にする。
格子36の回転は、コンピュータ40によってコントロールし、モノクロメーター30
のアウトプットスリット33の種々のスペクトル成分λ1、λ2、λ3およびλ4を分
離する。スペクトル成分の強度をフォトダイオード38によって記録する。各信号
は、フォトダイオード38内の増幅器および増幅器42によって増幅されてコンピュ
ータ40によって獲得される。測定工程は、すべてコンピュータ40によってコント
ロールされる。 標的分析物の濃度の定量は、既知濃度の標的分析物のPL強度の較正曲線を使用
して或いはこの丸の独活の認識要素を使用して行い得る。
【００３９】応用例 PSc/RE構造物は単独で使用してもよく、医療、環境、工業および防衛（例えば
戦争用化学薬剤および生物薬剤検出／同定）用途のバイオセンサー、ゲノム科学
分野、診断分野、および細胞単離／ソーティング、細胞微小構造分析等の他の分
子／細胞生物学分野を含むバイオテクノロジー（これらに限定されない）を含む
、適用の多様性を支持する種々の装置と組み合わせてもよい。 例えば、ゲノムスクリーニングおよび診断スクリーニング用の高スループット
スクリーニング装置に対する需要が増加している。本発明においては、異なる認
識要素を有するPSc/RE構造物の別々のバッチを調製することができ、次にこれを
所定の比率で「バイオチップ」またはマイクロキャピラリアレイ構成に取り込む
こと、および／または、混合することができる。これらはより詳細に以下で論ず
る。サンプルはそのような構成の固定化した、または懸濁したPSc/RE構造物と接
触させることができ、標的分析物との相互作用を上述したように容易に測定する
ことができる。有利なことに、3-D PSc構造物は通常のハードウエア、例えば自
動微小用量ディスペンサーとともに使用して分析物検出および／または同定マイ
クロアレイを形成させることができる。
【００４０】 一つの実施態様において、PSc/RE構造物は、種々の認識要素を同じ装置の異な
る領域に設置することができる光子検出「バイオチップ」に有利に使用すること
ができる。 これまでに、複数の異なる認識要素を小さな半導体チップ上に有することの実
用上の問題は、１）標的分析物の相互作用検出のための信号強度が不十分である
こと、および、２）小さな領域内に複数の異なる認識要素を設置させることの困
難性、のために今だ充分に満足されていない。上述した小さな3-D PSc構造物は
、このタイプの応用に特に適している。従って、未知ではあるが多数の化合物の
１つを含むと疑われるサンプルは、その疑われる化合物に対する認識要素を有す
るバイオチップと接触させることによって同定することができる。バイオチップ
のある領域が変調されたPL応答を生じさせる場合、その化合物はその特定の領域
に使用された認識要素によって同定される。
【００４１】 PSc/RE構造物はまた、マイクロアレイに配列させることができ、各分離された
領域は特定の量のPSc/RE構造物を含み、各分離された領域は異なる標的分析物ま
たは同じ標的分析物に対する特異性を有し、標的分析物の結合がPL変調を、例え
ば、固有のパターンで生じさせる（パターン認識）ようにすることができる。 他の実施態様では、PSc/RE構造物は、１以上の標的分析物を含む液体担体を流
すことができるマイクロキャピラリカラム中の充填物として使用することができ
る。マイクロキャピラリカラムは標的分析物との相互作用によるPL変調を検出す
るために光学的に透明にすることができる。１以上の標的分析物を検出及び同定
するためにマイクロキャピラリカラムの並行または連続設置を利用することがで
きる。他の構成において、マイクロキャピラリカラムはそのようなPL変調の検出
ができるように光学繊維要素を取り込んでいてもよい。
【００４２】 他の実施態様では、標的分析物は生物若しくは生物の一部の中またはその上に
見いだされることがある。「生物」とは、微生物細胞、動物および植物細胞およ
び組織、微生物胞子、ウイルスその他を意味する。例えば、標的分析物はバクテ
リア、ウイルス、または微生物胞子であって良いが、これらに限定されない。そ
のような標的分析物には、炭疽菌胞子およびE.coli O157（ハンバーガー病の原
因因子）のような大腸菌が含まれる。そのような標的分析物の一つに対してアフ
ィニティーを有するPSc/RE構造物は、そのような標的分析物を含むことが疑われ
るサンプル、または、そのような標的分析物の存在について試験されるサンプル
と接触される。そのような標的分析物の存在下では、１以上の認識要素自体が細
胞の外部レセプターを介して細胞壁または被覆に接着する。これらのPSc構造物
は約100nmから約１μmの直径または最大寸法を有することが有利である。 PSc/REは内部または細胞間標的分析物を検出するため注射または別の方法で生
物に挿入することができる。例えば、内部または細胞間標的分析物を検出するた
めに食作用により生物がPSc/REを取り込むように誘導する、または生物がPSc/RE
を積極的に取り込むことが可能である。 本明細書でクレームされる本発明の以下の非限定的な実施態様の例は単に例示
的目的のために与えられるものである。
【００４３】 実施例 実施例１．PSi粒子の作製 シリコンの小さな粒子はSilicon Quest(Santa Clara, California, USA)から
入手した平面n-型シリコンの機械的断片化によって作製した。乳鉢及び乳棒をを
用いた機械的断片化によって不定形の顆粒状粒子を作製することによって粒子を
作製した。この手順により広範囲の大きさの粒子が作製された。30-1000μmの直
径または最大寸法の粒子をポリマーメッシュ膜を通して機械的にふるいにかけて
選別した。粒子はBET（ブルナウアー-エメット-トラー（Brunnauer-Emmett-Toll
er））分析法によって分析した。 BET分析はMICROMETRITICS ASAP 2000TM装置（Norcross, Georgia, USA）を用
いて行った。空のサンプル管の重さを量り、サンプルをそのサンプル管に移した
後に再計量した。サンプルを装置に設置し、180℃に加熱し真空下に一晩置くこ
とにより脱気した。脱気後、サンプルを装置から取りだし、再計量した。次にサ
ンプルを分析し、分析後に再計量した。最後に記録した重さを分析計算に使用し
た。体積吸収点(volume absorbed point)は相対圧力0.05から0.3でとった。
【００４４】 5-点BET表面積分析に基づく粒子のBET表面積は0.1724±0.0016 m2/gと決定さ
れ、相関係数0.999871であった。 シリコン粒子は化学的エッチング法により多孔質に作製し、ランダムな孔分布
を有していた。シリコン粒子を70％硝酸、50％フッ化水素酸および水の1:4:1酸
性溶液中に室温にて60秒間懸濁した。この反応は水素ガスを発生させ溶液の激し
い撹拌を起こし、そのため粒子を懸濁状態に維持するために更なる撹拌は全く要
しなかった。エッチング反応をこの酸性溶液を水で希釈することによって停止さ
せた。 得られたPSi粒子を走査電子顕微鏡(SEM)、BETおよびBJH（バレット-ジョイナ
ー-ハレンダ（Barett-Joyner-Halenda））分析法を用いて分析した。 図２および３はこの実施例の方法によって作製された多孔質シリコン(PSi)粒
子のSEM顕微鏡写真である。
【００４５】 ＢＥＴ及びＢＪＨ分析は、上述の方法を使用して、MICROMETRICS ASAP2000装
置(Norcross, Georgia, USA)を使用して行った。吸着及び脱着点は、０．０１〜
０．９９の相対圧を取った。 ５−ポイントのＢＥＴ表面積分析をベースとした粒子のＢＥＴ表面積は、０．
９９９９２６の相関係数で１．８５５９±０．０１２４ｍ２／ｇであると決定さ
れた。従って、粒子の表面積は上記のエッチング方法を使用して凡そ１１倍に増
加した。ＢＥＴで決定された細孔面積で割ったＢＥＴで決定された全細孔容積を
ベースとした平均細孔直径は４．７７０７５ｎｍであった。 ＢＪＨ吸着細孔分布分析の結果は以下の表１に示される。
【００４６】
【表１】 表１
【００４７】 ＢＪＨ脱着細孔分布分析の結果は、以下の表２に示される。
【００４８】
【表２】 表２
【００４９】 上記結果は、分析されたサンプル中にはインクつぼ又はその他の保持されてい
る細孔は存在しない事を示す。１．７〜３００ｎｍの細孔直径を有する細孔のＢ
ＪＨ累積吸着細孔容積は、０．００３８０２ｃｍ3／ｇであったが、ＢＪＨ累積
脱着細孔容積は０．００３６６３ｃｍ3／ｇであった。１．７〜３００ｎｍの細
孔直径を有する細孔のＢＪＨ累積吸着表面積は、２．２６３６ｍ2／ｇであった
が、ＢＪＨ累積脱着表面積は２．１８８９ｍ2／ｇであった。 ＢＪＨで決定された細孔容積で割ったＢＪＨで決定された全細孔容積をベース
とした平均吸着及び脱着細孔直径は、それぞれに、６．７１８５９ｎｍ及び６．
６９４０７ｎｍと決定された。
【００５０】 ＢＥＴとＢＪＨ分析の間の表面積と細孔直径の値における差は、ＢＪＨの為に
使用された計算方法によるものである事は明らかである。然しながら、出来上が
ったＳＥＭ顕微鏡写真は、粒子の細孔組織がシリンダーの束として厳密には特徴
付けられない事を示す。従って、ＢＥＴ表面積分析は、恐らく、より正確な表面
積の決定である。
【００５１】 実施例２−ＰＳｉ粒子の製造 ＰＳｉ粒子は、シリカ粒子が３０秒間酸性溶液に懸濁された以外は実施例１と
同様にして調製された。得られたＰＳｉ粒子はＢＥＴ分析で分析された。 ＢＥＴ分析は、上述の方法を使用して、MICROMETRICS ASAP2000装置(Norcross
, Georgia, USA)を使用して行った。容積吸収点は、０．０５〜０．３の相対圧
を取った。 ５−ポイントのＢＥＴ表面積分析をベースとした粒子のＢＥＴ表面積は、０．
９９９９３４の相関係数で０．６８５８±０．００３９ｍ2／ｇであると決定さ
れた。従って、粒子の表面積は上記のエッチング方法を使用して凡そ４倍に増加
した。 図４及び５は、この実施例の方法によって作られたＰＳｉ粒子のＳＥＭ顕微鏡
写真である。
【００５２】 実施例３ 過酸化物を用いたＰＳｉ粒子の酸化 実施例１で製造したＰＳｉ粒子を、過酸化物を用いた化学酸化に付した。ＰＳ
ｉ粒子を、３０％過酸化物の水溶液中、室温下で１時間インキュベートした。 実施例４ ＤＭＳＯを用いたＰＳｉ粒子の酸化 実施例１で製造したＰＳｉ粒子を、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）単独及
びフリーラジカル補足剤として５００ｍｇ／ｍｌの２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチ
ル−４−メチルフェノール（ＢＨＴ）を含有するＤＭＳＯ溶液を用いた化学酸化
に付した。ＰＳｉ粒子を、ＤＭＳＯ中では室温下で１時間インキュベートし、Ｄ
ＭＳＯ／ＢＨＴ溶液中では室温下で２時間インキュベートした。
【００５３】 実施例５ ヨウ素チップ（iodine chip）を用いたＰＳｉ粒子の酸化 実施例１で製造したＰＳｉ粒子を、ヨウ素チップを用いた化学酸化に付した。
ＰＳｉ粒子を、ヨウ素チップの存在下、（１）真空中又は（２）空気中のいずれ
かでインキュベートした。 真空中では、粒子を、ヨウ素チップを含む真空フラスコ中、真空下、室温で２
時間インキュベートした。次いで粒子を、室温下で空気へ一晩暴露した。 空気中では、粒子を、ヨウ素チップを含むストッパー付きフラスコ中、室温で
２時間インキュベートした。次いで粒子を、室温下で空気へ一晩暴露した。
【００５４】 実施例６ 第１リンカーの結合 実施例３で製造した酸化粒子を、第１リンカーとしての３−グリシドキシプロ
ピルトリメトキシシランの１０％（ｖ／ｖ）溶液に、水中、７５℃で４時間浸漬
した。続いて１１０℃で一晩アニールし、３−グリシドキシプロピルトリメトキ
シシランとＰＳｉ表面上のヒドロキシル基との間に共有結合を形成した。
【００５５】 実施例７ 第１及び第２スルホ−ＳＭＣＣリンカーの結合 実施例３で製造した酸化粒子を、第１リンカーとしてのアミノプロピルトリエ
トキシシランの１０％（ｖ／ｖ）溶液中に、水中、７５℃で４時間浸漬した。続
いて１１０℃で一晩アニールし、アミノプロピルトリエトキシシランとＰＳｉ表
面上のヒドロキシル基との間に共有結合を形成した。 次いで、粒子を、ヘテロ二官能性第２リンカーとしてのスルホスクシンイミジ
ル４−（Ｎ−マレイミドメチル）−シクロヘキサン−１−カルボキシレート（ス
ルホ−ＳＭＣＣ）を水１ｍｌあたり１０ｍｇ含む溶液中に、室温下で１時間浸漬
して、第１リンカーと第２リンカーとの間に共有結合を形成した。スルホ−ＳＭ
ＣＣ溶液を用いてインキュベートした後、粒子を水で洗浄した。
【００５６】 実施例８ 第１及び第２グルタルアルデヒドリンカーの結合 実施例３で製造した酸化粒子を、第１リンカーとしてのアミノプロピルトリエ
トキシシランの１０％（ｖ／ｖ）溶液に、水中、７５℃で４時間浸漬した。続い
て１１０℃で一晩アニールし、アミノプロピルトリエトキシシランとＰＳｉ表面
上のヒドロキシル基との間に共有結合を形成した。 次いで、粒子を、ホモ二官能性第２リンカーとしてのグルタルアルデヒドの溶
液（リン酸緩衝液中２．５％）中に、室温下で１時間浸漬して、第１リンカーと
第２リンカーとの間に共有結合を形成した。グルタルアルデヒド溶液を用いてイ
ンキュベートした後、粒子を水で洗浄した。
【００５７】 実施例９ 第１及び第２ＢＳ3リンカーの結合 実施例３で製造した酸化粒子を、第１リンカーとしてのアミノプロピルトリエ
トキシシランの１０％（ｖ／ｖ）溶液に、水中、７５℃で４時間浸漬した。続い
て１１０℃で一晩アニールし、アミノプロピルトリエトキシシランとＰＳｉ表面
上のヒドロキシル基との間に共有結合を形成した。 次いで、粒子を、ホモ二官能性第２リンカーとしてのビス（スルホスクシンイ
ミジル）スベレート（ＢＳ3）を水１ｍｌあたり５ｍｇの濃度で含む溶液中に、
室温下で１時間浸漬して、第１リンカーと第２リンカーとの間に共有結合を形成
した。ＢＳ3溶液を用いてインキュベートした後、粒子を水で洗浄した。
【００５８】 実施例１０ 抗体認識要素の結合 精製マウス免疫グロブリンＧ（ＩｇＧ）（Sigma-Aldrich Canada Ltd.（カナ
ダ、オンタリオ、オークビル）より入手）を、当該ＩｇＧをリン酸緩衝食塩水溶
液中、３７℃で９０分間インキュベートすることにより実施例６で製造した粒子
の第１リンカー（３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン）へ結合した。 抗体結合の可視化（顕微鏡的）及び定量（蛍光定量的）のために、Ｃｙ３蛍光
マーカー（赤色蛍光、Sigma-Aldrich Canada Ltd.より入手）とコンジュゲート
した特異的抗マウスＩｇＧ Ｆ（ａｂ’）2断片を、結合したＩｇＧ抗体を有す
る粒子と接触させた。リン酸緩衝食塩水溶液中の蛍光的に標識された抗マウスＩ
ｇＧ Ｆ（ａｂ’）2断片を、結合したＩｇＧ抗体を有する粒子の存在下、室温
で３０分間インキュベートした。アフィニティー結合によるマウスＩｇＧ／抗マ
ウスＩｇＧ Ｆ（ａｂ’）2断片複合体の形成を、エピ（epi）−蛍光顕微鏡によ
り調査し、蛍光定量法により定量した。図６は、倍率×２００におけるエピ−蛍
光顕微鏡写真（Nikon Diaphot 300 microscope）であり、ＩｇＧ抗体で修飾され
たＰＳｉ粒子に対する抗原の相互作用を示している。
【００５９】 実施例１１ 抗体認識要素の結合 精製マウス免疫グロブリンＧ（ＩｇＧ）（Sigma-Aldrich Canada Ltd.（カナ
ダ、オンタリオ、オークビル）より入手）を、Ｔｒｉｓ（２−カルボキシエチル
）ホスフィンハイドロクロライド（ＴＣＥＰ）を用いて、室温下で２５分間、部
分的に還元し、免疫グロブリンのスルフヒドリル基を暴露させた。還元されたＩ
ｇＧを、リン酸緩衝食塩水溶液中、３７℃で９０分間インキュベートすることに
より、実施例７で製造した粒子の第２リンカー（スルホ−ＳＭＣＣ）へ、スルフ
ヒドリル反応性基を介して結合した。 抗体結合の可視化（顕微鏡的）及び定量（蛍光定量的）のために、Ｃｙ３蛍光
マーカーとコンジュゲートした特異的抗マウスＩｇＧ Ｆ（ａｂ’）2断片を、
結合したＩｇＧ抗体を有する粒子と接触させた。リン酸緩衝食塩水溶液中の蛍光
的に標識された抗マウスＩｇＧ Ｆ（ａｂ’）2を、結合した還元ＩｇＧ抗体を
有する粒子の存在下、室温で３０分間インキュベートした。アフィニティー結合
によるマウスＩｇＧ／抗マウスＩｇＧ Ｆ（ａｂ’）2断片複合体の形成を、エ
ピ−蛍光顕微鏡により調査し、蛍光定量法により定量した。結果は、ＰＳｉ粒子
上の抗体認識要素の良好な被覆及び分布を示した。
【００６０】 実施例１２−抗体認識要素の連結 シグマ−アルドリッチカナダ社（Sigma−Aldrich Canada Ltd.）から得られた
精製したマウス免疫グロブリンＧ（IgG）を、リン酸緩衝生理食塩溶液中で３７
℃９０分間還元したIgGをインキュベートすることによって、実施例８で製造し
た粒子の第２リンカー（グルタルアルデヒド）に連結した。 抗体連結物を可視化（顕微鏡）しかつ定量的に測定（蛍光光度分析）するため
に、Ｃｙ３蛍光マーカーと共役した特定の抗−マウスIgG F(ab')2断片を、IgG抗
体を連結した粒子と接触させた。リン酸緩衝生理食塩溶液中の蛍光標識した抗−
マウスIgG F(ab')2断片を、室温で３０分間IgGを連結した粒子の存在下にインキ
ュベートした。マウスIgG／抗−マウスIgG F(ab')2断片複合体の親和性結合によ
る形成を、エピ蛍光顕微鏡で検査し蛍光定量法で定量した。 実施例４及び５で製造しかつ実施例８の第１及び第２リンカーで処理した酸化
粒子と比較可能な結果を得た。
【００６１】 実施例１３−酵素認識要素の連結 アセチルコリンエステラーゼ酵素（シグマ−アルドリッチカナダ社）を、実施
例８で製造した粒子のグルタルアルデヒド第２リンカーを介して、該酵素と該粒
子をリン酸緩衝生理食塩溶液中で９０分間室温でインキュベートすることによっ
て、連結した。 図７のグラフは、酵素−変性ＰＳｉに結合した酵素と対照酵素によるアセチル
コリンの加水分解を比較している。 実施例１４−蛋白Ａによる処理、マウスIgG抗体の連結 実施例８で製造した粒子を、リン酸緩衝生理食塩溶液中の蛋白Ａ溶液において
３時間３７℃でインキュベートすることによって、蛋白Ａで処理した。インキュ
ベーションの後、粒子をリン酸緩衝溶液で洗浄した。
【００６２】 精製したマウスIgG抗体（シグマ−アルドリッチカナダ社から入手したもの）
を、IgGのリン酸緩衝生理食塩溶液において、９０分間３７℃でインキュベート
することによって、蛋白Ａ処理粒子に連結した。 IgG連結を可視化（顕微鏡）しかつ定量的に測定（蛍光分光分析）するために
、Ｃｙ３蛍光マーカーと共役した特定の抗−マウスIgG F(ab')2断片を、IgG抗体
を連結した粒子と接触させた。リン酸緩衝生理食塩溶液中の蛍光標識した抗−マ
ウスIgG F(ab')2断片を、室温で３０分間IgGを連結した粒子の存在下にインキュ
ベートした。抗原として使用したIgG／抗−マウスIgG F(ab')2断片複合体の親和
性結合による形成を、エピ蛍光顕微鏡で検査し蛍光定量法で定量した。 エピ蛍光顕微鏡及び蛍光定量法の両者とも、ＰＳｉ粒子上における抗体認識要
素の良好な被覆及び分布を示した。 蛍光マーカーと共役した分析物も、蛋白Ａ−処理ＰＳｉ表面への生体分子の、
連結した免疫グロブリンを介する以外の非特異的な結合を、蛋白Ａによる処理が
最小化するかどうかを決定するために使用した。エピ蛍光顕微鏡及び蛍光定量法
の両者とも、免疫グロブリン以外の生体分子のインタクトなFc領域への顕著な非
−特異的結合がないことを示した。
【００６３】 実施例１５−蛋白Ａによる処理、マウスコラーゲンIVの連結 実施例８で製造した粒子を、リン酸緩衝生理食塩溶液中の蛋白Ａ溶液において
３時間３７℃でインキュベートすることによって、蛋白Ａで処理した。インキュ
ベーションの後、粒子をリン酸緩衝溶液で洗浄した。 精製したマウスコラーゲンIV抗体（シグマ−アルドリッチカナダ社から入手し
たもの）を、マウスコラーゲンIV抗体のリン酸緩衝生理食塩溶液において、９０
分間３７℃でインキュベートすることによって、蛋白Ａ処理粒子に連結した。
【００６４】 マウスコラーゲンIV抗体の連結を可視化（顕微鏡）しかつ定量的に測定（蛍光
分光分析）するために、フルオレセインイソシアナート（ＦＩＴＣ、緑色蛍光体
）蛍光マーカー（シグマ−アルドリッチカナダ社から入手したもの）と共役した
特定の抗−マウスIgG F(ab')2断片を、抗体を連結した粒子と接触させた。リン
酸緩衝生理食塩溶液中の蛍光標識した抗−マウスIgG F(ab')2断片を、室温で３
０分間抗体を連結した粒子の存在下にインキュベートした。マウスコラーゲンIV
抗体／抗−マウスIgG F(ab')2断片複合体の親和性結合による形成を、エピ蛍光
顕微鏡で検査し蛍光定量法で定量した。
【００６５】 エピ蛍光顕微鏡及び蛍光定量法の両者とも、ＰＳｉ粒子上における抗体認識要
素の良好な被覆及び分布を示した。 蛍光マーカーと共役した分析物も、蛋白Ａ−処理ＰＳｉ表面への生体分子の、
連結した免疫グロブリンを介する以外の非特異的な結合を、蛋白Ａによる処理が
最小化するかどうかを決定するために使用した。エピ蛍光顕微鏡及び蛍光定量法
の両者とも、免疫グロブリン以外の生体分子のインタクトなFc領域への顕著な非
−特異的結合がないことを示した。
【００６６】 実施例１６−ブロッキング液による処理 ブロッキング液を使用することによる非特異的結合の最小化が、実施例６、８
及び９で作られた粒子に関して試験された。その粒子は、グリシンバッファー（
５０mM又は２００mMであってそれぞれpH８．６、pH１０である）を用いて、３０
分間及び６０分間室温で試験された。グリシンバッファー中でのインキュベーシ
ョンの後、Cy3蛍光マーカーと結合させたマウス IgG（ここではアミン反応性基
を有する被験物質として使用される）を該粒子と３７℃で９０分間インキュベー
トした。蛋白質インキュベーションの後、粒子をリン酸塩緩衝生理食塩溶液で洗
浄した。グリシンバッファーのブロッキング効果の測定、すなわち該バッファー
が該リンカーに関しての蛋白質の結合を阻害する能力を、粒子に対する蛍光標識
したIgGの結合を評価することによって実施した。エピ蛍光顕微鏡及び蛍光光度
分析の両者は、処理したPSi粒子に対する抗体の結合が>70％の有意な減少を示す
ことを表した。同様の結果が実施例６、８及び９で作られた粒子について得られ
た。
【００６７】 図８は、倍率200×でのエピ蛍光顕微鏡写真であって、グリシンバッファーで
処理していないPSiへの抗体の結合を表している。図９は、倍率200×でのエピ蛍
光顕微鏡写真であって、グリシンバッファーで処理したPSiの抗体の結合の減少
を示している。 実際、認識要素はブロッキング液による処理前にPSc粒子に付着している。ブ
ロッキング液は、該認識要素への標的分析物の結合に干渉するのではなく、非標
的物質と標的分析物のPSc表面への直接的な結合を最小化するのである。 IgGが抗原と相互作用する能力に対して、グリシンバッファーが有害な効果を
持たないことを証明するために、フルオレスセイン イソチオシアネート蛍光マ
ーカーと結合させた特定の抗-マウスIgG F(ab')2フラグメントをIgGに加えて３
０分間室温でインキュベートした。グリシンバッファー中でのインキュベーショ
ンに続くIgGの結合活性を、エピ蛍光顕微鏡及び蛍光光度分析によって評価した
。その後のIgGの親和性結合活性に対して、グリシンバッファーの有害な効果は
観察されなかった。 図１０は、倍率200×でのエピ蛍光顕微鏡写真であって、図９における抗体の
結合活性が、グリシンバッファーによって不利な影響を受けないことを示してい
る。
【００６８】 実施例１７−ホトルミネセンスの特徴付け 図１に示された装置を使用して、上記の実施例で作られた多くのサンプルのホ
トルミネセンスを分析した。波長４８８nmの光をサンプルに当てた。光ダイオー
ドのスペクトル感度は約４２０nmから約１１００nmの範囲であった。 実施例１で作られたPSi粒子のホトルミネセンスを分析し、図１１にそのPL強
度を光子エネルギーと波長の関数として線図で表す。PL強度の最大値は約１．９
４eVで約６２５任意単位であった。 次いで、抗体認識要素が付着している実施例８で作られたPSi粒子のホトルミ
ネセンスを分析した。そのPL強度を図１２に光子エネルギーと波長の関数として
線図で表す。PL強度の最大値は約２．２４eVで約１０００任意単位であった。
【００６９】 抗体認識要素が付着している実施例８で作られたPSi粒子、及び該認識要素へ
付着している抗-マウスIgG標的分析物のホトルミネセンスを分析した。そのPL強
度を図１３に光子エネルギーと波長の関数として線図で表す。PL強度の最大値は
約２．２７eVで約１９００任意単位であった。 上述したホトルミネセンスパターンは有意に、明瞭な且つ再現性あるPLパター
ン変化を示している。実施例１のPSi粒子によって放射される、可視スペクトル
の橙-赤領域での低エネルギーの予測される発光シグナルは、認識要素の付着に
よってスペクトルの黄色領域でエネルギーの増加を示し、該認識要素への標的分
析物の付着によって発生したスペクトルの緑色領域において明瞭なより高いエネ
ルギーシグナルを示す。上記した図１の装置を使って測定されたホトルミネセン
ス放射は強烈で肉眼で容易に識別でき、すなわち強い可視光の放射があった。 本発明の好ましい実施態様が説明された。前述のものは例証の目的のみであっ
て、特許請求の範囲に記載されている発明の範囲から逸脱することなく他の実施
態様及び用途が採用され得ることが、理解されるであろう。
【００７０】
【産業上の利用可能性】
PSc/RE構造物は単独で、あるいは、制限なく例えば医療、環境、工業及び防衛
への適用（例えば化学的及び生物学的戦争の剤の検出／同定）のためのバイオセ
ンサーといったバイオテクノロジー、ゲノム、診断、及び他の分子／細胞生物学
的分野、例えば細胞単離／識別、微細構造細胞の分析などを含む種々の用途を支
えるデバイスの広範な配列との組合せで使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のホトルミネセンスデバイスからホトルミネセンスを検出するために使
用し得る装置の実施態様の概略図である。
【図２】 倍率が300Xの、実施例1で製造した多孔質シリコン粒子の走査型電子顕微鏡写
真である。
【図３】 倍率が800Xの、実施例1で製造した多孔質シリコン粒子の走査型電子顕微鏡写
真である。
【図４】 倍率が800Xの、実施例2で製造した多孔質シリコン粒子の走査型電子顕微鏡写
真である。
【図５】 倍率が5000Xの、実施例2で製造した多孔質シリコン粒子の走査型電子顕微鏡
写真である。
【図６】 実施例10に記載された、IgG抗体で修飾したPSi粒子に対する抗原の相互作用を
示す、倍率が200Xのエピ蛍光顕微鏡写真である。
【図７】 実施例13に記載された、対照酵素と酵素修飾PSiのアセチルコリン加水分解を
比較したグラフである。
【図８】 実施例16に記載された、グリシン緩衝液で処理されていないPSiに対する抗体
の結合を示す、倍率が200Xのエピ蛍光顕微鏡写真である。
【図９】 実施例16に記載された、グリシン緩衝液で処理されたPSiの抗体結合の減少を
示す、倍率が200Xのエピ蛍光顕微鏡写真である。
【図１０】 実施例16に記載された、図9の抗体の結合活性がグリシン緩衝液によって悪影
響を及ぼさないことを示す、倍率が200Xのエピ蛍光顕微鏡写真である。
【図１１】 実施例17に記載された多孔質シリコン粒子のホトルミネセンス強度のグラフ図
である。
【図１２】 実施例17に記載された認識要素が結合した多孔質シリコン粒子のホトルミネセ
ンス強度のグラフ図である。
【図１３】 実施例17に記載された認識要素に標的分析物が結合した多孔質シリコン粒子の
ホトルミネセンス強度のグラフ図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ， ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，Ｇ Ｅ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ， ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ， ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，Ｚ Ｗ (72)発明者 ラフランス マーティン エル カナダ オンタリオ ケイ２エイ １ジー ５ オタワ カーリング アヴェニュー 308−2045 Ｆターム(参考） 2G043 AA03 BA16 CA07 DA02 EA01 FA02 KA01 KA02 KA03 LA01 4B063 QA01 QA18 QQ42 QR82 QR90 QS02 QS36 QS39 QX02

Claims (30)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 （ａ）多孔質組織を有する少なくとも１種の半導体材料、及び （ｂ）少なくとも１種の認識要素を含む修飾半導体組成物であって、 該組成物を、約１００ｎｍ〜約１０００ｎｍの範囲の電磁放射線の少なくとも
    １種の波長で照射すると、該組成物が、約２００ｎｍ〜約８００ｎｍの範囲の少
    なくとも１種の第１発光応答を生じることを特徴とする半導体組成物。
  2. 【請求項２】 認識要素が、生体分子成分、有機成分、無機成分及びこれら
    の混合物からなる群から選ばれる請求項１記載の組成物。 たしょうじることを電磁放射線の少なくとも１種の波長で照射すると、ｓでょ鵜
  3. 【請求項３】 生体分子成分が、天然又は合成蛋白、核酸、オリゴヌクレオ
    チド、レクチン、炭水化物、糖蛋白、脂質及びこれらの混合物からなる群から選
    ばれる請求項２記載の組成物。
  4. 【請求項４】 さらに、半導体／分析物組成物を生成する少なくとも１種の
    標的分析物を含む請求項１記載の組成物。
  5. 【請求項５】 標的分析物が、無機、有機及び生体分子化合物からなる群か
    ら選ばれる請求項４記載の組成物。
  6. 【請求項６】 標的分析物の少なくとも一部が、修飾半導体組成物と相互作
    用する請求項４記載の組成物。
  7. 【請求項７】 標的分析物の少なくとも一部が、修飾半導体材料と相互作用
    する請求項４記載の組成物。
  8. 【請求項８】 標的分析物の少なくとも一部が、認識要素と相互作用する請
    求項４記載の組成物。
  9. 【請求項９】 該半導体／分析物組成物を、約１００ｎｍ〜約１０００ｎｍ
    の範囲の電磁放射線の少なくとも１種の波長で照射すると、該半導体／分析物組
    成物が、約２００ｎｍ〜約８００ｎｍの範囲の少なくとも１種の第２発光応答を
    生じることを特徴とする請求項４記載の組成物。
  10. 【請求項１０】 該少なくとも１種の第２発光応答が、該少なくとも１種の
    第１発光応答に対して、少なくとも強度又は波長が変調される請求項９記載の組
    成物。
  11. 【請求項１１】 半導体材料の最大平均寸法が約１００ｎｍ〜約１ｍｍの範
    囲にある請求項１記載の組成物。
  12. 【請求項１２】 認識要素が半導体材料に共有結合している請求項１記載の
    組成物。
  13. 【請求項１３】 さらに、認識要素と半導体材料の間に少なくとも１種の第
    １リンカーを含む請求項１記載の組成物。
  14. 【請求項１４】 さらに、第１リンカーと認識要素の間に少なくとも１種の
    第２リンカーを含む請求項１３記載の組成物。
  15. 【請求項１５】 さらに、リンカー処理組成物を含む請求項１３記載の組成
    物。
  16. 【請求項１６】 さらに、リンカー処理組成物を含む請求項１４記載の組成
    物。
  17. 【請求項１７】 リンカー処理組成物が、免疫グロブリン結合蛋白、ビオチ
    ン反応性試薬、ブロッキング溶液及びこれらの混合物からなる群から選ばれる請
    求項１５記載の組成物。
  18. 【請求項１８】 リンカー処理組成物が、免疫グロブリン結合蛋白、ビオチ
    ン反応性試薬、ブロッキング溶液及びこれらの混合物からなる群から選ばれる請
    求項１６記載の組成物。
  19. 【請求項１９】 半導体材料が、シリコン、炭化珪素、二酸化珪素、ゲルマ
    ニウム、ガリウム、ガリウム砒素、シリコンガリウムホスファイド、カドミウム
    、セレニウム、酸化銅及びこれらの混合物からなる群から選ばれる請求項１記載
    の組成物。
  20. 【請求項２０】 さらに、半導体材料のドーパントを含む請求項１記載の組
    成物。
  21. 【請求項２１】 ドーパントが、エルビウム、ホウ素、リン、銅、ランタニ
    ド系蛍光物質及びこれらの混合物からなる群から選ばれる請求項２０記載の組成
    物。
  22. 【請求項２２】 半導体材料がさらに、該半導体材料の支持体としてコア材
    料を含む請求項１記載の組成物。
  23. 【請求項２３】 コア材料が、ガラス、プラスチック、セラミックス、ゼオ
    ライト、金属及びこれらの混合物からなる群から選ばれる請求項２２記載の組成
    物。
  24. 【請求項２４】 標的分析物が生物体中にある請求項４記載の組成物。
  25. 【請求項２５】 標的分析物が生物体から得られたものである請求項４記載
    の組成物。
  26. 【請求項２６】 （ａ）多孔質組織を有する少なくとも１種の半導体材料と少なくとも１種の認識
    要素を含む修飾半導体組成物を準備する工程； （ｂ）少なくとも該修飾半導体組成物を、約１００ｎｍ〜約１０００ｎｍの範囲
    の電磁放射線の少なくとも１種の波長で照射して、少なくとも１種の第１発光応
    答を得る工程；及び （ｃ）該少なくとも１種の第１発光応答の少なくとも強度又は波長を測定する工
    程を含む、発光応答を得る方法。
  27. 【請求項２７】 認識要素が標的分析物に対して親和性を有する、標的分析
    物の存在を確認するための請求項２６記載の方法の使用であって、該方法がさら
    に、 （ａ）該修飾半導体組成物及び該標的分析物を接触させて半導体／分析物組成物
    を得る工程； （ｂ）少なくとも該半導体／分析物組成物を、約１００ｎｍ〜約１０００ｎｍの
    範囲の電磁放射線の少なくとも１種の波長で照射して、少なくとも１種の第２発
    光応答を得る工程； （ｃ）該少なくとも１種の第２発光応答の少なくとも強度又は波長を測定する工
    程； （ｄ）該少なくとも１種の第１発光応答と第２発光応答の少なくとも強度又は波
    長を比較して、該少なくとも１種の第１発光応答と第２発光応答の変調の程度を
    決定する工程；及び （ｅ）該標的分析物の存在を確認する工程を含むことを特徴とする上記使用。
  28. 【請求項２８】 標的分析物が、生物体中にある請求項２７記載の方法。
  29. 【請求項２９】 標的分析物が、生物体から採取されている請求項２７記載
    の方法。
  30. 【請求項３０】 標的分析物が、無機、有機及び生体分子化合物からなる群
    から選ばれる請求項２７記載の方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2016508213A (ja) * 2012-12-11 2016-03-17 クラリエント ダイアグノスティック サービシーズ， インコーポレイテッド 色素の光活性化型ケミカルブリーチング

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JP2016508213A (ja) * 2012-12-11 2016-03-17 クラリエント ダイアグノスティック サービシーズ， インコーポレイテッド 色素の光活性化型ケミカルブリーチング

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