JP2003075447A - 表面プラズモン共鳴バイオセンサー用測定チップ - Google Patents
表面プラズモン共鳴バイオセンサー用測定チップInfo
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- G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 良好な感度が得られ、かつ製造が容易な表面
プラズモン共鳴バイオセンサー用の測定チップを提供す
ること。 【解決手段】 透明基板、該透明基板上に配置された金
属膜、並びに該金属膜上に固定化された有機ケイ素膜を
有し、有機ケイ素膜が、金属表面の原子と結合しうる官
能基を介して該金属膜上に固定化されていることを特徴
とする表面プラズモン共鳴バイオセンサー用測定チッ
プ。
プラズモン共鳴バイオセンサー用の測定チップを提供す
ること。 【解決手段】 透明基板、該透明基板上に配置された金
属膜、並びに該金属膜上に固定化された有機ケイ素膜を
有し、有機ケイ素膜が、金属表面の原子と結合しうる官
能基を介して該金属膜上に固定化されていることを特徴
とする表面プラズモン共鳴バイオセンサー用測定チッ
プ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は表面プラズモン共鳴
バイオセンサー用測定チップ、その製造方法、並びにそ
の利用に関する。
バイオセンサー用測定チップ、その製造方法、並びにそ
の利用に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、臨床検査等で免疫反応を利用した
測定が数多く行われているが、従来法では煩雑な操作や
標識物質を必要とするため、標識物質を必要とすること
なく、リガンドの変化を高感度に検出することのできる
表面プラズモン共鳴（ＳＰＲ）を利用した免疫センサー
が使用されている。
測定が数多く行われているが、従来法では煩雑な操作や
標識物質を必要とするため、標識物質を必要とすること
なく、リガンドの変化を高感度に検出することのできる
表面プラズモン共鳴（ＳＰＲ）を利用した免疫センサー
が使用されている。
【０００３】このような表面プラズモン共鳴を利用した
測定装置（表面プラズモン共鳴バイオセンサー）で一般
的に使用される測定チップは、ガラス基板上に成膜され
た金属膜の上に、多孔性材料が形成されており、この多
孔性材料の表面及び内部に酵素、抗体等の生理活性物質
が担持又は固定されている。この多孔性材料としては、
例えば合成繊維、天然繊維、無機繊維等からなる織物、
編物、不織布や、多孔性の無機又は有機材料などが使用
される（特開平3-164195号公報参照）。また、市販品
（BIAcore 2000用，ファルマシアバイオセンサー社製）
では、この多孔性材料としてカルボキシメチルデキスト
ランが用いられている。
測定装置（表面プラズモン共鳴バイオセンサー）で一般
的に使用される測定チップは、ガラス基板上に成膜され
た金属膜の上に、多孔性材料が形成されており、この多
孔性材料の表面及び内部に酵素、抗体等の生理活性物質
が担持又は固定されている。この多孔性材料としては、
例えば合成繊維、天然繊維、無機繊維等からなる織物、
編物、不織布や、多孔性の無機又は有機材料などが使用
される（特開平3-164195号公報参照）。また、市販品
（BIAcore 2000用，ファルマシアバイオセンサー社製）
では、この多孔性材料としてカルボキシメチルデキスト
ランが用いられている。
【０００４】また、生理活性物質を金属膜に固定する方
法として、ＬＢ（Langmuir-Blodgett ）法が用いられる
場合もあるが（特開平5-288672号公報参照）、ＬＢ膜と
金属膜との結合が弱く、ＬＢ膜が生理活性物質と共に脱
落するという問題がある。
法として、ＬＢ（Langmuir-Blodgett ）法が用いられる
場合もあるが（特開平5-288672号公報参照）、ＬＢ膜と
金属膜との結合が弱く、ＬＢ膜が生理活性物質と共に脱
落するという問題がある。
【０００５】また、特開平１０−２６７８３４号公報に
はシランカップリング剤を用いて、金表面に有機ケイ素
膜を形成して、シランカップリング剤の官能基、例えば
アミノ基、カルボキシル基、メルカプト基からさらに二
官能性試薬を用いて、例えばタンパク質を金表面に化学
修飾して、ＳＰＲのセンサーチップを作成することが開
示されている。しかし、この方法では金表面とのシラン
カップリング剤との反応性が低く、再現性良く有機ケイ
素膜を作成することはできない。また、特許第２８１５
１２０号公報には金表面にメルカプト基を利用して、表
面に官能基、例えばカルボキシル基、アミノ基を導入す
る方法が開示されている。
はシランカップリング剤を用いて、金表面に有機ケイ素
膜を形成して、シランカップリング剤の官能基、例えば
アミノ基、カルボキシル基、メルカプト基からさらに二
官能性試薬を用いて、例えばタンパク質を金表面に化学
修飾して、ＳＰＲのセンサーチップを作成することが開
示されている。しかし、この方法では金表面とのシラン
カップリング剤との反応性が低く、再現性良く有機ケイ
素膜を作成することはできない。また、特許第２８１５
１２０号公報には金表面にメルカプト基を利用して、表
面に官能基、例えばカルボキシル基、アミノ基を導入す
る方法が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した従来
技術の問題点を解消することを解決すべき課題とした。
即ち、本発明は、良好な感度が得られ、かつ製造が容易
な表面プラズモン共鳴バイオセンサー用の測定チップを
提供することである。本発明者らは上記課題を解決する
ために鋭意検討した結果、金属膜上にメルカプト基を介
して固定化した有機ケイ素膜を形成し、該有機ケイ素膜
から官能基を介して、生理活性物質を固定化すれば、良
好な感度が得られることを見出し、本発明を完成した。
技術の問題点を解消することを解決すべき課題とした。
即ち、本発明は、良好な感度が得られ、かつ製造が容易
な表面プラズモン共鳴バイオセンサー用の測定チップを
提供することである。本発明者らは上記課題を解決する
ために鋭意検討した結果、金属膜上にメルカプト基を介
して固定化した有機ケイ素膜を形成し、該有機ケイ素膜
から官能基を介して、生理活性物質を固定化すれば、良
好な感度が得られることを見出し、本発明を完成した。
【０００７】即ち、本発明によれば、透明基板、該透明
基板上に配置された金属膜、並びに該金属膜上に固定化
された有機ケイ素膜を有し、有機ケイ素膜が、金属表面
の原子と結合しうる官能基を介して該金属膜上に固定化
されていることを特徴とする表面プラズモン共鳴バイオ
センサー用測定チップが提供される。
基板上に配置された金属膜、並びに該金属膜上に固定化
された有機ケイ素膜を有し、有機ケイ素膜が、金属表面
の原子と結合しうる官能基を介して該金属膜上に固定化
されていることを特徴とする表面プラズモン共鳴バイオ
センサー用測定チップが提供される。
【０００８】好ましくは、有機ケイ素膜は、金属表面の
原子と結合しうる官能基を含有する少なくとも１種類以
上のシランカップリング剤により形成された膜である。
好ましくは、有機ケイ素膜は、金属表面の原子と結合し
うる官能基を含有する少なくとも１種類以上のシランカ
ップリング剤と、生理活性物質と結合することができる
官能基を含有する少なくとも１種類以上のシランカップ
リング剤との混合物により形成された膜である。
原子と結合しうる官能基を含有する少なくとも１種類以
上のシランカップリング剤により形成された膜である。
好ましくは、有機ケイ素膜は、金属表面の原子と結合し
うる官能基を含有する少なくとも１種類以上のシランカ
ップリング剤と、生理活性物質と結合することができる
官能基を含有する少なくとも１種類以上のシランカップ
リング剤との混合物により形成された膜である。
【０００９】好ましくは、金属表面の原子と結合しうる
官能基は、ジスルフィド基、スルフィド基、ジセレニド
基、セレニド基、メルカプト基、ニトリル基、イソニト
リル基、ニトロ基、セレノール基、３価リン酸化合物に
由来する基、イソチオシアネート基、キサンテート基、
チオカルバメート基、ホスフィン基、チオ酸基、または
ジチオ酸基であり、特に好ましくは、メルカプト基であ
る。好ましくは、有機ケイ素膜は、メルカプト基を含有
する少なくとも１種類以上のシランカップリング剤と、
アミノ基を含有する少なくとも１種類以上のシランカッ
プリング剤との混合物により形成された膜である。
官能基は、ジスルフィド基、スルフィド基、ジセレニド
基、セレニド基、メルカプト基、ニトリル基、イソニト
リル基、ニトロ基、セレノール基、３価リン酸化合物に
由来する基、イソチオシアネート基、キサンテート基、
チオカルバメート基、ホスフィン基、チオ酸基、または
ジチオ酸基であり、特に好ましくは、メルカプト基であ
る。好ましくは、有機ケイ素膜は、メルカプト基を含有
する少なくとも１種類以上のシランカップリング剤と、
アミノ基を含有する少なくとも１種類以上のシランカッ
プリング剤との混合物により形成された膜である。
【００１０】本発明の別の態様によれば、有機ケイ素膜
にさらに二官能性試薬が結合している表面プラズモン共
鳴バイオセンサーが提供される。好ましい二官能性試薬
は、下記式： Ｘ1−ＳＯ2−Ｌ2−ＳＯ2−Ｘ2 ［上記の式において、Ｘ1およびＸ2は互いに独立に、−
ＣＲ1＝ＣＲ2Ｒ3、または−ＣＨＲ1−ＣＲ2Ｒ3Ｙを表わ
し；Ｒ1、Ｒ2及びＲ3は、互いに独立に、水素原子、炭
素原子数が１乃至６のアルキル基、炭素原子数が６乃至
２０のアリール基、及び炭素原子数が１乃至６のアルキ
ル鎖を有する合計炭素原子数が７乃至２６のアラルキル
基からなる群より選ばれる原子もしくは基を表わし；Ｙ
は、ハロゲン原子、−ＯＳＯ2Ｒ11、−ＯＣＯＲ12、−
ＯＳＯ3Ｍ、及び四級ピリジニウム基からなる群より選
ばれる原子もしくは基を表わし；Ｒ11は、炭素原子数が
１乃至６のアルキル基、炭素原子数が６乃至２０のアリ
ール基、及び炭素原子数が１乃至６のアルキル鎖を有す
る合計炭素原子数が７乃至２６のアラルキル基からなる
群より選ばれる基を表わし；Ｒ12は、炭素原子数が１乃
至６のアルキル基および炭素原子数が１乃至６のハロゲ
ン化アルキル基からなる群より選ばれる基を表わし；Ｍ
は、水素原子、アルカリ金属原子およびアンモニウム基
からなる群より選ばれる原子もしくは基を表わし；そし
て、Ｌ2は連結基を表わす］で表わされるジスルホン化
合物である。
にさらに二官能性試薬が結合している表面プラズモン共
鳴バイオセンサーが提供される。好ましい二官能性試薬
は、下記式： Ｘ1−ＳＯ2−Ｌ2−ＳＯ2−Ｘ2 ［上記の式において、Ｘ1およびＸ2は互いに独立に、−
ＣＲ1＝ＣＲ2Ｒ3、または−ＣＨＲ1−ＣＲ2Ｒ3Ｙを表わ
し；Ｒ1、Ｒ2及びＲ3は、互いに独立に、水素原子、炭
素原子数が１乃至６のアルキル基、炭素原子数が６乃至
２０のアリール基、及び炭素原子数が１乃至６のアルキ
ル鎖を有する合計炭素原子数が７乃至２６のアラルキル
基からなる群より選ばれる原子もしくは基を表わし；Ｙ
は、ハロゲン原子、−ＯＳＯ2Ｒ11、−ＯＣＯＲ12、−
ＯＳＯ3Ｍ、及び四級ピリジニウム基からなる群より選
ばれる原子もしくは基を表わし；Ｒ11は、炭素原子数が
１乃至６のアルキル基、炭素原子数が６乃至２０のアリ
ール基、及び炭素原子数が１乃至６のアルキル鎖を有す
る合計炭素原子数が７乃至２６のアラルキル基からなる
群より選ばれる基を表わし；Ｒ12は、炭素原子数が１乃
至６のアルキル基および炭素原子数が１乃至６のハロゲ
ン化アルキル基からなる群より選ばれる基を表わし；Ｍ
は、水素原子、アルカリ金属原子およびアンモニウム基
からなる群より選ばれる原子もしくは基を表わし；そし
て、Ｌ2は連結基を表わす］で表わされるジスルホン化
合物である。
【００１１】本発明のさらに別の態様によれば、有機ケ
イ素膜に直接または二官能性試薬を介して生理活性物質
が固定化されている上記した表面プラズモン共鳴バイオ
センサーが提供される。本発明のさらに別の態様によれ
ば、透明基板上に配置された金属膜を、金属表面の原子
と結合しうる官能基を含有する少なくとも１種類以上の
シランカップリング剤と、生理活性物質と結合すること
ができる官能基を含有する少なくとも１種類以上のシラ
ンカップリング剤との混合物で処理することにより、該
金属膜上に有機ケイ素膜を形成する工程を含む、表面プ
ラズモン共鳴バイオセンサー用測定チップの製造方法が
提供される。
イ素膜に直接または二官能性試薬を介して生理活性物質
が固定化されている上記した表面プラズモン共鳴バイオ
センサーが提供される。本発明のさらに別の態様によれ
ば、透明基板上に配置された金属膜を、金属表面の原子
と結合しうる官能基を含有する少なくとも１種類以上の
シランカップリング剤と、生理活性物質と結合すること
ができる官能基を含有する少なくとも１種類以上のシラ
ンカップリング剤との混合物で処理することにより、該
金属膜上に有機ケイ素膜を形成する工程を含む、表面プ
ラズモン共鳴バイオセンサー用測定チップの製造方法が
提供される。
【００１２】本発明のさらに別の態様によれば、本発明
の生理活性物質が固定化されている表面プラズモン共鳴
バイオセンサーと、目的物質を含む試料とを接触させ
て、該バイオセンサー上に固定化された生理活性物質と
目的物質との相互作用を検出および／または測定するこ
とを特徴とする、生理活性物質と相互作用する物質の検
出および／または測定する方法が提供される。
の生理活性物質が固定化されている表面プラズモン共鳴
バイオセンサーと、目的物質を含む試料とを接触させ
て、該バイオセンサー上に固定化された生理活性物質と
目的物質との相互作用を検出および／または測定するこ
とを特徴とする、生理活性物質と相互作用する物質の検
出および／または測定する方法が提供される。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施態様及び実施
方法について詳細に説明する。本発明のバイオセンサー
用測定チップは、透明基板、該透明基板上に配置された
金属膜、並びに該金属膜上に固定化された有機ケイ素膜
を有し、有機ケイ素膜が、金属表面の原子と結合しうる
官能基を介して該金属膜上に固定化されていることを特
徴とする
方法について詳細に説明する。本発明のバイオセンサー
用測定チップは、透明基板、該透明基板上に配置された
金属膜、並びに該金属膜上に固定化された有機ケイ素膜
を有し、有機ケイ素膜が、金属表面の原子と結合しうる
官能基を介して該金属膜上に固定化されていることを特
徴とする
【００１４】本発明のバイオセンサー用測定チップは、
表面プラズモン共鳴バイオセンサー用測定チップ等とし
て用いることができる。なお、表面プラズモン共鳴バイ
オセンサー用測定チップとは、表面プラズモン共鳴バイ
オセンサーに使用されるチップであって、該センサーよ
り照射された光を透過及び反射する部分、並びに生理活
性物質を固定する部分とを含む部材を言い、該センサー
の本体に固着されるものであってもよく、また脱着可能
なものであってもよい。
表面プラズモン共鳴バイオセンサー用測定チップ等とし
て用いることができる。なお、表面プラズモン共鳴バイ
オセンサー用測定チップとは、表面プラズモン共鳴バイ
オセンサーに使用されるチップであって、該センサーよ
り照射された光を透過及び反射する部分、並びに生理活
性物質を固定する部分とを含む部材を言い、該センサー
の本体に固着されるものであってもよく、また脱着可能
なものであってもよい。
【００１５】表面プラズモン共鳴の現象は、ガラス等の
光学的に透明な物質と金属薄膜層との境界から反射され
た単色光の強度が、金属の出射側にある試料の屈折率に
依存することによるものであり、従って、反射された単
色光の強度を測定することにより、試料を分析すること
ができる。
光学的に透明な物質と金属薄膜層との境界から反射され
た単色光の強度が、金属の出射側にある試料の屈折率に
依存することによるものであり、従って、反射された単
色光の強度を測定することにより、試料を分析すること
ができる。
【００１６】本発明のバイオセンサー用測定チップは、
金属膜を本明細書に定義するシランカップリング剤で処
理することにより製造される。本発明では金属膜は透明
基板上に配置されている。ここで、「基板上に配置され
る」とは、金属膜が基板上に直接接触するように配置さ
れている場合のほか、金属膜が基板に直接接触すること
なく、他の層を介して配置されている場合をも含む意味
である。
金属膜を本明細書に定義するシランカップリング剤で処
理することにより製造される。本発明では金属膜は透明
基板上に配置されている。ここで、「基板上に配置され
る」とは、金属膜が基板上に直接接触するように配置さ
れている場合のほか、金属膜が基板に直接接触すること
なく、他の層を介して配置されている場合をも含む意味
である。
【００１７】本発明で使用することができる基板として
は例えば、表面プラズモン共鳴バイオセンサー用を考え
た場合、固定化法に使用されるものであればどのような
ものでもよく、一般的にはガラス、ポリエチレンテレフ
タレート、ポリカーボネートなどのレーザー光に対して
透明な材料からなるものが使用できる。このような基板
は、好ましくは、偏光に対して異方性を示さずかつ加工
性の優れた材料が望ましい。基板の厚さは特には限定さ
れないが、通常0.1 〜20mm程度である。
は例えば、表面プラズモン共鳴バイオセンサー用を考え
た場合、固定化法に使用されるものであればどのような
ものでもよく、一般的にはガラス、ポリエチレンテレフ
タレート、ポリカーボネートなどのレーザー光に対して
透明な材料からなるものが使用できる。このような基板
は、好ましくは、偏光に対して異方性を示さずかつ加工
性の優れた材料が望ましい。基板の厚さは特には限定さ
れないが、通常0.1 〜20mm程度である。
【００１８】本発明のバイオセンサー用測定チップにお
ける金属膜としては、例えば、表面プラズモン共鳴バイ
オセンサー用を考えた場合、表面プラズモン共鳴が生じ
得るようなものであれば特に限定されない。この金属膜
に使用することのできる金属の種類としては、金、銀、
銅、アルミニウム、白金等が挙げられ、それらを単独又
は組み合わせて使用することができる。また、上記基板
への付着性を考慮して、基板と金、銀等からなる層との
間にクロム等からなる介在層を設けてもよい。
ける金属膜としては、例えば、表面プラズモン共鳴バイ
オセンサー用を考えた場合、表面プラズモン共鳴が生じ
得るようなものであれば特に限定されない。この金属膜
に使用することのできる金属の種類としては、金、銀、
銅、アルミニウム、白金等が挙げられ、それらを単独又
は組み合わせて使用することができる。また、上記基板
への付着性を考慮して、基板と金、銀等からなる層との
間にクロム等からなる介在層を設けてもよい。
【００１９】金属膜の膜厚は任意であるが、例えば、表
面プラズモン共鳴バイオセンサー用を考えた場合、１０
０ 〜２０００オングストロームであるのが好ましく、
特に２００〜６００オングストロームであるのが好まし
い。３０００オングストロームを超えると、媒質の表面
プラズモン現象を十分検出することができない。また、
クロム等からなる介在層を設ける場合、その介在層の厚
さは、５〜５０オングストロームであるのが好ましい。
面プラズモン共鳴バイオセンサー用を考えた場合、１０
０ 〜２０００オングストロームであるのが好ましく、
特に２００〜６００オングストロームであるのが好まし
い。３０００オングストロームを超えると、媒質の表面
プラズモン現象を十分検出することができない。また、
クロム等からなる介在層を設ける場合、その介在層の厚
さは、５〜５０オングストロームであるのが好ましい。
【００２０】金属膜の形成は常法によって行えばよく、
例えば、スパッタ法、蒸着法、イオンプレーティング
法、電気めっき法、無電解めっき法等によって行うこと
ができる。
例えば、スパッタ法、蒸着法、イオンプレーティング
法、電気めっき法、無電解めっき法等によって行うこと
ができる。
【００２１】本発明のバイオセンサー用測定チップで
は、有機ケイ素膜が金属膜上に固定化されており、具体
的には、金属表面の原子と結合しうる官能基を介して有
機ケイ素膜が金属膜上に固定化されている。
は、有機ケイ素膜が金属膜上に固定化されており、具体
的には、金属表面の原子と結合しうる官能基を介して有
機ケイ素膜が金属膜上に固定化されている。
【００２２】本発明において「金属表面の原子と結合し
うる官能基を介して該金属膜上に固定化されている」と
は、金属表面の第１層にメルカプト基などの金属表面の
原子と結合しうる官能基が存在し、さらにその上の第２
層上にＳｉ−Ｏ結合及びＳｉ−Ｃ結合を分子内に含む高
分子からなる膜が存在する状態を意味する。このような
有機ケイ素膜は、例えば、金属表面の原子と結合しうる
官能基を含有する少なくとも１種類以上のシランカップ
リング剤により形成することができる。シランカップリ
ング剤とは、その分子中にビニル基、エポキシ基、アミ
ノ基、メルカプト基のような有機材料と親和性のある有
機官能基と、メトキシ基、エトキシ基のような無機材料
と親和性のある加水分解基を有する有機ケイ素化合物の
ことをいう。
うる官能基を介して該金属膜上に固定化されている」と
は、金属表面の第１層にメルカプト基などの金属表面の
原子と結合しうる官能基が存在し、さらにその上の第２
層上にＳｉ−Ｏ結合及びＳｉ−Ｃ結合を分子内に含む高
分子からなる膜が存在する状態を意味する。このような
有機ケイ素膜は、例えば、金属表面の原子と結合しうる
官能基を含有する少なくとも１種類以上のシランカップ
リング剤により形成することができる。シランカップリ
ング剤とは、その分子中にビニル基、エポキシ基、アミ
ノ基、メルカプト基のような有機材料と親和性のある有
機官能基と、メトキシ基、エトキシ基のような無機材料
と親和性のある加水分解基を有する有機ケイ素化合物の
ことをいう。
【００２３】本発明における有機ケイ素膜は、好ましく
は、金属表面の原子と結合しうる官能基（例えば、メル
カプト基など）を含有する少なくとも１種類以上のシラ
ンカップリング剤と、生理活性物質と結合することがで
きる官能基（例えば、アミノ基など）を有する少なくと
も１種類以上のシランカップリング剤との混合物により
形成された膜である。金属表面の原子と結合しうる官能
基を含有する少なくとも１種類以上のシランカップリン
グ剤と、生理活性物質と結合することができる官能基を
有する少なくとも１種類以上のシランカップリング剤と
の混合比率（モル比率）は特に限定されないが、好まし
くは１：１０から１０：１の範囲内であり、より好まし
くは、１：５〜５：１の範囲内であり、さらに好ましく
は１：２〜２：１の範囲内である。
は、金属表面の原子と結合しうる官能基（例えば、メル
カプト基など）を含有する少なくとも１種類以上のシラ
ンカップリング剤と、生理活性物質と結合することがで
きる官能基（例えば、アミノ基など）を有する少なくと
も１種類以上のシランカップリング剤との混合物により
形成された膜である。金属表面の原子と結合しうる官能
基を含有する少なくとも１種類以上のシランカップリン
グ剤と、生理活性物質と結合することができる官能基を
有する少なくとも１種類以上のシランカップリング剤と
の混合比率（モル比率）は特に限定されないが、好まし
くは１：１０から１０：１の範囲内であり、より好まし
くは、１：５〜５：１の範囲内であり、さらに好ましく
は１：２〜２：１の範囲内である。
【００２４】本発明で用いる第１のシランカップリング
剤は、その分子中に金属表面の原子と結合しうる官能基
を含有する有機ケイ素化合物である。金属表面の原子と
結合しうる官能基としては、ジスルフィド基（−SS
−）、スルフィド（−S−）、ジセレニド（−SeSe
−）、セレニド（−Se−）、チオール（−SH）、ニトリ
ル（−CN）、イソニトリル、ニトロ（−NO2）、セレノ
ール（−SeH）、３価リン酸化合物、イソチオシアネー
ト、キサンテート、チオカルバメート、ホスフィン、チ
オ酸またはジチオ酸（−COSH、−CSSH）等が挙げられ、
特に好ましくはメルカプト基である。第１のシランカッ
プリング剤としては、具体的には、３−メルカプトプロ
ピルトリメトキシシラン、ジメトキシ−３−メルカプト
プロピルメチルシランなどを単独又は組み合わせて使用
することができる。
剤は、その分子中に金属表面の原子と結合しうる官能基
を含有する有機ケイ素化合物である。金属表面の原子と
結合しうる官能基としては、ジスルフィド基（−SS
−）、スルフィド（−S−）、ジセレニド（−SeSe
−）、セレニド（−Se−）、チオール（−SH）、ニトリ
ル（−CN）、イソニトリル、ニトロ（−NO2）、セレノ
ール（−SeH）、３価リン酸化合物、イソチオシアネー
ト、キサンテート、チオカルバメート、ホスフィン、チ
オ酸またはジチオ酸（−COSH、−CSSH）等が挙げられ、
特に好ましくはメルカプト基である。第１のシランカッ
プリング剤としては、具体的には、３−メルカプトプロ
ピルトリメトキシシラン、ジメトキシ−３−メルカプト
プロピルメチルシランなどを単独又は組み合わせて使用
することができる。
【００２５】本発明で用いる第２のシランカップリング
剤は、その分子中に生理活性物質と結合することができ
る官能基（例えば、アミノ基など）を有する有機ケイ素
化合物のことをいう。具体的には、３−アミノプロピル
トリエトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシ
シラン、３−アミノプロピルジエトキシメチルシラン、
３−（２−アミノエチルアミノプロピル）トリメトキシ
シラン、３−（２−アミノエチルアミノプロピル）ジメ
トキシメチルシランなどを単独又は組み合わせて使用す
ることができる。
剤は、その分子中に生理活性物質と結合することができ
る官能基（例えば、アミノ基など）を有する有機ケイ素
化合物のことをいう。具体的には、３−アミノプロピル
トリエトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシ
シラン、３−アミノプロピルジエトキシメチルシラン、
３−（２−アミノエチルアミノプロピル）トリメトキシ
シラン、３−（２−アミノエチルアミノプロピル）ジメ
トキシメチルシランなどを単独又は組み合わせて使用す
ることができる。
【００２６】また、生理活性物質を化学結合で固定化す
るために、生理活性物質と結合することができる官能基
を別途導入してもよい。例えば、金表面に３−メルカプ
トプロピルトリメトキシシランで処理後、３−アミノプ
ロピルトリエトキシシラン等のアミノ化シランカップリ
ング剤で再び処理して、表面にアミノ基を導入すること
もできる。アミノ化シランカップリング剤としては、３
−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロ
ピルジエトキシメチルシラン、３−（２−アミノエチル
アミノプロピル）トリメトキシシラン、３−（２−アミ
ノエチルアミノプロピル）ジメトキシメチルシランなど
が挙げられる。あるいは、例えば、金表面に３−メルカ
プトプロピルトリメトキシシランと３−アミノプロピル
トリエトキシシランの混合物を同時に処理することで、
１段階で、表面にアミノ基を導入を導入することができ
る。
るために、生理活性物質と結合することができる官能基
を別途導入してもよい。例えば、金表面に３−メルカプ
トプロピルトリメトキシシランで処理後、３−アミノプ
ロピルトリエトキシシラン等のアミノ化シランカップリ
ング剤で再び処理して、表面にアミノ基を導入すること
もできる。アミノ化シランカップリング剤としては、３
−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロ
ピルジエトキシメチルシラン、３−（２−アミノエチル
アミノプロピル）トリメトキシシラン、３−（２−アミ
ノエチルアミノプロピル）ジメトキシメチルシランなど
が挙げられる。あるいは、例えば、金表面に３−メルカ
プトプロピルトリメトキシシランと３−アミノプロピル
トリエトキシシランの混合物を同時に処理することで、
１段階で、表面にアミノ基を導入を導入することができ
る。
【００２７】有機ケイ素膜は、ケイ素原子が上下方向に
重ならない単分子層膜であることが好ましい。単分子層
膜にすることにより、生理活性物質と相互作用する測定
対象物と、入射した光が反射する面との距離を短くする
ことができ、良好な感度が得られるとともに、使用する
シランカップリング剤の量を必要最小限に抑え、コスト
の低減化を図ることができる。
重ならない単分子層膜であることが好ましい。単分子層
膜にすることにより、生理活性物質と相互作用する測定
対象物と、入射した光が反射する面との距離を短くする
ことができ、良好な感度が得られるとともに、使用する
シランカップリング剤の量を必要最小限に抑え、コスト
の低減化を図ることができる。
【００２８】さらにまた、有機ケイ素膜は、細密充填構
造をとるのが好ましい。細密充填構造とは、有機ケイ素
膜を構成するＳｉ及びＯの網目構造中に他の分子が貫入
する余地のないほど、網目構造が緻密であることをい
う。細密充填構造をとることにより、生理活性物質を高
い密度で均等に固定化することができ、測定感度を向上
させることができる。有機ケイ素膜が細密充填構造をと
るかどうかは、以下の方法により確認することができ
る。即ち、好適なプロピルエトキシシラン剤を用いて金
属膜上に有機ケイ素膜を形成させる。次いで、シリンジ
により蒸留水を滴下した際に表面が一様に水滴を弾くの
であれば有機ケイ素膜は細密充填構造をとっており、表
面が部分的にしか水を弾かないのであれば、細密充填構
造をとっておらず、Ｓｉ及びＯの網目構造に空隙が存在
することが推測される。
造をとるのが好ましい。細密充填構造とは、有機ケイ素
膜を構成するＳｉ及びＯの網目構造中に他の分子が貫入
する余地のないほど、網目構造が緻密であることをい
う。細密充填構造をとることにより、生理活性物質を高
い密度で均等に固定化することができ、測定感度を向上
させることができる。有機ケイ素膜が細密充填構造をと
るかどうかは、以下の方法により確認することができ
る。即ち、好適なプロピルエトキシシラン剤を用いて金
属膜上に有機ケイ素膜を形成させる。次いで、シリンジ
により蒸留水を滴下した際に表面が一様に水滴を弾くの
であれば有機ケイ素膜は細密充填構造をとっており、表
面が部分的にしか水を弾かないのであれば、細密充填構
造をとっておらず、Ｓｉ及びＯの網目構造に空隙が存在
することが推測される。
【００２９】有機ケイ素膜は、上記したようなシランカ
ップリング剤を用いることにより形成させることができ
る。具体的には、シランカップリング剤の飽和蒸気中に
金属膜を一定時間暴露する方法（飽和蒸気法）、シラン
カップリング剤を含む溶液中に金属膜を一定時間浸漬す
る方法（浸漬法）、スピンコータを用いる方法（スピン
コーティング法）、グラビア印刷機を用いる方法（グラ
ビア法）などにより成膜することができる。本発明にお
いては、これらのいずれの方法を用いてもよい。特に、
細密充填構造をとる単分子層膜を形成させるためには、
飽和蒸気法を用いるのが好ましい。
ップリング剤を用いることにより形成させることができ
る。具体的には、シランカップリング剤の飽和蒸気中に
金属膜を一定時間暴露する方法（飽和蒸気法）、シラン
カップリング剤を含む溶液中に金属膜を一定時間浸漬す
る方法（浸漬法）、スピンコータを用いる方法（スピン
コーティング法）、グラビア印刷機を用いる方法（グラ
ビア法）などにより成膜することができる。本発明にお
いては、これらのいずれの方法を用いてもよい。特に、
細密充填構造をとる単分子層膜を形成させるためには、
飽和蒸気法を用いるのが好ましい。
【００３０】飽和蒸気法においては、暴露時の温度、湿
度なども単分子層構造及び細密充填構造の形成に影響を
与えるが、暴露時間が最も重要な要素である。暴露時間
が長すぎると単分子層構造が得られず、また、暴露時間
が短すぎると細密充填構造が得られない。暴露時間は、
通常、１〜６００分とするのが好ましく、１５〜９０と
するのが更に好ましい。
度なども単分子層構造及び細密充填構造の形成に影響を
与えるが、暴露時間が最も重要な要素である。暴露時間
が長すぎると単分子層構造が得られず、また、暴露時間
が短すぎると細密充填構造が得られない。暴露時間は、
通常、１〜６００分とするのが好ましく、１５〜９０と
するのが更に好ましい。
【００３１】本発明で用いるシランカップリング剤は、
以下のような利点を有する。 （１）生理活性物質を金属膜に極めて近い位置に固定化
することができるので、従来の固定化法を使用する場合
よりも大幅に測定感度を向上させることができる。 （２）表面処理が容易であり、また、一度に大量の表面
処理ができる。 （３）生理活性物質と共有結合することができる官能基
である置換基Ｙを選択することにより表面改質、他官能
基導入などの化学修飾が可能となる。
以下のような利点を有する。 （１）生理活性物質を金属膜に極めて近い位置に固定化
することができるので、従来の固定化法を使用する場合
よりも大幅に測定感度を向上させることができる。 （２）表面処理が容易であり、また、一度に大量の表面
処理ができる。 （３）生理活性物質と共有結合することができる官能基
である置換基Ｙを選択することにより表面改質、他官能
基導入などの化学修飾が可能となる。
【００３２】バイオセンサー用測定チップにおいては、
シランカップリング剤で処理した金属表面に対し、直接
又は二官能性試薬を介して、生理活性物質を固定して使
用する。目的とする生理活性物質を固定化する手段とし
ては、二官能性試薬を介して共有結合にて行うことが好
ましい。
シランカップリング剤で処理した金属表面に対し、直接
又は二官能性試薬を介して、生理活性物質を固定して使
用する。目的とする生理活性物質を固定化する手段とし
ては、二官能性試薬を介して共有結合にて行うことが好
ましい。
【００３３】代表的な二官能性試薬としては、グルタル
アルデヒド、過ヨウ素酸、Ｎ，Ｎ'−ｏ−フェニレンジ
マレイミド、Ｎ−スクシニミジル−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、Ｎ
−スクシニミジルマレイミド酢酸、Ｎ−スクシニミジル
−４−マレイミド酪酸、Ｎ−スクシニミジル−６−マレ
イミドヘキサン酸、Ｎ−スルホスクシニミジル−４−マ
レイミドメチルシクロヘキサン−１−カルボン酸、Ｎ−
スルホスクシニミジル−３−マレイミド安息香酸、Ｎ−
（４−マレイミドブチリロキシ）スルホスクシンイミド
・ナトリウム塩、Ｎ−（６−マレイミドカプロイロキ
シ）スルホスクシンイミド・ナトリウム塩、Ｎ−（８−
マレイミドカプリロキシ）スルホスクシンイミド・ナト
リウム塩、Ｎ−（１１−マレイミドウンデカノイロキ
シ）スルホスクシンイミド・ナトリウム塩、Ｎ［２−
（１−ピペラジニル）エチル］マレイミド・二塩酸、ジ
スルホン化合物（例えば、ジビニルスルホン化合物な
ど）等が挙げられ、それぞれ単独で又は組み合わせて使
用することができる。
アルデヒド、過ヨウ素酸、Ｎ，Ｎ'−ｏ−フェニレンジ
マレイミド、Ｎ−スクシニミジル−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、Ｎ
−スクシニミジルマレイミド酢酸、Ｎ−スクシニミジル
−４−マレイミド酪酸、Ｎ−スクシニミジル−６−マレ
イミドヘキサン酸、Ｎ−スルホスクシニミジル−４−マ
レイミドメチルシクロヘキサン−１−カルボン酸、Ｎ−
スルホスクシニミジル−３−マレイミド安息香酸、Ｎ−
（４−マレイミドブチリロキシ）スルホスクシンイミド
・ナトリウム塩、Ｎ−（６−マレイミドカプロイロキ
シ）スルホスクシンイミド・ナトリウム塩、Ｎ−（８−
マレイミドカプリロキシ）スルホスクシンイミド・ナト
リウム塩、Ｎ−（１１−マレイミドウンデカノイロキ
シ）スルホスクシンイミド・ナトリウム塩、Ｎ［２−
（１−ピペラジニル）エチル］マレイミド・二塩酸、ジ
スルホン化合物（例えば、ジビニルスルホン化合物な
ど）等が挙げられ、それぞれ単独で又は組み合わせて使
用することができる。
【００３４】本発明で用いる二官能性試薬として用いる
ジスルホン化合物としては、下記の式（１）で表わされ
るジスルホン化合物が特に好ましい。 Ｘ1−ＳＯ2−Ｌ2−ＳＯ2−Ｘ2 （１）
ジスルホン化合物としては、下記の式（１）で表わされ
るジスルホン化合物が特に好ましい。 Ｘ1−ＳＯ2−Ｌ2−ＳＯ2−Ｘ2 （１）
【００３５】［上記の式において、Ｘ1およびＸ2は互い
に独立に、−ＣＲ1＝ＣＲ2Ｒ3、または−ＣＨＲ1−ＣＲ
2Ｒ3Ｙ（反応性前駆体基）を表わし；Ｒ1、Ｒ2及びＲ3
は、互いに独立に、水素原子、炭素原子数が１乃至６の
アルキル基、炭素原子数が６乃至２０のアリール基、及
び炭素原子数が１乃至６のアルキル鎖を有する合計炭素
原子数が７乃至２６のアラルキル基からなる群より選ば
れる原子もしくは基を表わし；Ｙは、ハロゲン原子、−
ＯＳＯ2Ｒ11、−ＯＣＯＲ12、−ＯＳＯ3Ｍ、及び四級ピ
リジニウム基からなる群より選ばれる原子もしくは基を
表わし；Ｒ11は、炭素原子数が１乃至６のアルキル基、
炭素原子数が６乃至２０のアリール基、及び炭素原子数
が１乃至６のアルキル鎖を有する合計炭素原子数が７乃
至２６のアラルキル基からなる群より選ばれる基を表わ
し；Ｒ12は、炭素原子数が１乃至６のアルキル基および
炭素原子数が１乃至６のハロゲン化アルキル基からなる
群より選ばれる基を表わし；Ｍは、水素原子、アルカリ
金属原子およびアンモニウム基からなる群より選ばれる
原子もしくは基を表わし；そして、Ｌ2は連結基を表わ
す］。
に独立に、−ＣＲ1＝ＣＲ2Ｒ3、または−ＣＨＲ1−ＣＲ
2Ｒ3Ｙ（反応性前駆体基）を表わし；Ｒ1、Ｒ2及びＲ3
は、互いに独立に、水素原子、炭素原子数が１乃至６の
アルキル基、炭素原子数が６乃至２０のアリール基、及
び炭素原子数が１乃至６のアルキル鎖を有する合計炭素
原子数が７乃至２６のアラルキル基からなる群より選ば
れる原子もしくは基を表わし；Ｙは、ハロゲン原子、−
ＯＳＯ2Ｒ11、−ＯＣＯＲ12、−ＯＳＯ3Ｍ、及び四級ピ
リジニウム基からなる群より選ばれる原子もしくは基を
表わし；Ｒ11は、炭素原子数が１乃至６のアルキル基、
炭素原子数が６乃至２０のアリール基、及び炭素原子数
が１乃至６のアルキル鎖を有する合計炭素原子数が７乃
至２６のアラルキル基からなる群より選ばれる基を表わ
し；Ｒ12は、炭素原子数が１乃至６のアルキル基および
炭素原子数が１乃至６のハロゲン化アルキル基からなる
群より選ばれる基を表わし；Ｍは、水素原子、アルカリ
金属原子およびアンモニウム基からなる群より選ばれる
原子もしくは基を表わし；そして、Ｌ2は連結基を表わ
す］。
【００３６】上記式（１）で表わされるジスルホン化合
物は、有機ケイ素膜を固定化した金属膜と、例えば水性
雰囲気にて、接触させることによって、該金属膜上に導
入することができる。
物は、有機ケイ素膜を固定化した金属膜と、例えば水性
雰囲気にて、接触させることによって、該金属膜上に導
入することができる。
【００３７】本発明で好ましく用いるジスルホン化合物
の代表例を下記に示す。なお、ジスルホン化合物は、二
種類以上を混合して用いてもよい。
の代表例を下記に示す。なお、ジスルホン化合物は、二
種類以上を混合して用いてもよい。
【００３８】
【化１】
【００３９】
【化２】
【００４０】上記式（１）で表わされるジスルホン化合
物の代表的な例としては、１，２−ビス（ビニルスルホ
ニルアセトアミド）エタン［上記のＳ１に相当する］を
挙げることができる。本発明で用いるジスルホン化合物
の合成法については、たとえば、特公昭４７−２４２９
号、同５０−３５８０７号、特開昭４９−２４４３５
号、同５３−４１５５１号、同５９−１８９４４号等の
各種公報に詳細が記載されている。
物の代表的な例としては、１，２−ビス（ビニルスルホ
ニルアセトアミド）エタン［上記のＳ１に相当する］を
挙げることができる。本発明で用いるジスルホン化合物
の合成法については、たとえば、特公昭４７−２４２９
号、同５０−３５８０７号、特開昭４９−２４４３５
号、同５３−４１５５１号、同５９−１８９４４号等の
各種公報に詳細が記載されている。
【００４１】本発明のバイオセンサー用測定チップにお
いて固定される生理活性物質としては、測定対象物と相
互作用するものであれば特に限定されず、例えば免疫蛋
白質、酵素、微生物、核酸、低分子有機化合物、非免疫
蛋白質、免疫グロブリン結合性蛋白質、糖結合性蛋白
質、糖を認識する糖鎖、脂肪酸もしくは脂肪酸エステ
ル、あるいはリガンド結合能を有するポリペプチドもし
くはオリゴペプチドなどが挙げられる。
いて固定される生理活性物質としては、測定対象物と相
互作用するものであれば特に限定されず、例えば免疫蛋
白質、酵素、微生物、核酸、低分子有機化合物、非免疫
蛋白質、免疫グロブリン結合性蛋白質、糖結合性蛋白
質、糖を認識する糖鎖、脂肪酸もしくは脂肪酸エステ
ル、あるいはリガンド結合能を有するポリペプチドもし
くはオリゴペプチドなどが挙げられる。
【００４２】免疫蛋白質としては、測定対象物を抗原と
する抗体やハプテンなどを例示することができる。抗体
としては、種々の免疫グロブリン、即ちＩｇＧ、Ｉｇ
Ｍ、ＩｇＡ、ＩｇＥ、ＩｇＤを使用することができる。
具体的には、測定対象物がヒト血清アルブミンであれ
ば、抗体として抗ヒト血清アルブミン抗体を使用するこ
とができる。また、農薬、殺虫剤、メチシリン耐性黄色
ブドウ球菌、抗生物質、麻薬、コカイン、ヘロイン、ク
ラック等を抗原とする場合には、例えば抗アトラジン抗
体、抗カナマイシン抗体、抗メタンフェタミン抗体、あ
るいは病原性大腸菌の中でＯ抗原26、86、55、111 、15
7 などに対する抗体等を使用することができる。
する抗体やハプテンなどを例示することができる。抗体
としては、種々の免疫グロブリン、即ちＩｇＧ、Ｉｇ
Ｍ、ＩｇＡ、ＩｇＥ、ＩｇＤを使用することができる。
具体的には、測定対象物がヒト血清アルブミンであれ
ば、抗体として抗ヒト血清アルブミン抗体を使用するこ
とができる。また、農薬、殺虫剤、メチシリン耐性黄色
ブドウ球菌、抗生物質、麻薬、コカイン、ヘロイン、ク
ラック等を抗原とする場合には、例えば抗アトラジン抗
体、抗カナマイシン抗体、抗メタンフェタミン抗体、あ
るいは病原性大腸菌の中でＯ抗原26、86、55、111 、15
7 などに対する抗体等を使用することができる。
【００４３】酵素としては、測定対象物又は測定対象物
から代謝される物質に対して活性を示すものであれば、
特に限定されることなく、種々の酵素、例えば酸化還元
酵素、加水分解酵素、異性化酵素、脱離酵素、合成酵素
等を使用することができる。具体的には、測定対象物が
グルコースであれば、グルコースオキシダーゼを、測定
対象物がコレステロールであれば、コレステロールオキ
シダーゼを使用することができる。また、農薬、殺虫
剤、メチシリン耐性黄色ブドウ球菌、抗生物質、麻薬、
コカイン、ヘロイン、クラック等を測定対象物とする場
合には、それらから代謝される物質と特異的反応を示
す、例えばアセチルコリンエステラーゼ、カテコールア
ミンエステラーゼ、ノルアドレナリンエステラーゼ、ド
ーパミンエステラーゼ等の酵素を使用することができ
る。
から代謝される物質に対して活性を示すものであれば、
特に限定されることなく、種々の酵素、例えば酸化還元
酵素、加水分解酵素、異性化酵素、脱離酵素、合成酵素
等を使用することができる。具体的には、測定対象物が
グルコースであれば、グルコースオキシダーゼを、測定
対象物がコレステロールであれば、コレステロールオキ
シダーゼを使用することができる。また、農薬、殺虫
剤、メチシリン耐性黄色ブドウ球菌、抗生物質、麻薬、
コカイン、ヘロイン、クラック等を測定対象物とする場
合には、それらから代謝される物質と特異的反応を示
す、例えばアセチルコリンエステラーゼ、カテコールア
ミンエステラーゼ、ノルアドレナリンエステラーゼ、ド
ーパミンエステラーゼ等の酵素を使用することができ
る。
【００４４】微生物としては、特に限定されることな
く、大腸菌をはじめとする種々の微生物を使用すること
ができる。核酸としては、測定の対象とする核酸と相補
的にハイブリダイズするものを使用することができる。
核酸は、ＤＮＡ（ｃＤＮＡを含む）、ＲＮＡのいずれも
使用できる。ＤＮＡの種類は特に限定されず、天然由来
のＤＮＡ、遺伝子組換え技術により調製した組換えＤＮ
Ａ、又は化学合成ＤＮＡの何れでもよい。低分子有機化
合物としては通常の有機化学合成の方法で合成すること
ができる任意の化合物が挙げられ、好ましくは、本発明
で使用する一般式Ｉのリンカー化合物と直接又は架橋性
化合物を介して結合することができるような官能基を有
する化合物である。
く、大腸菌をはじめとする種々の微生物を使用すること
ができる。核酸としては、測定の対象とする核酸と相補
的にハイブリダイズするものを使用することができる。
核酸は、ＤＮＡ（ｃＤＮＡを含む）、ＲＮＡのいずれも
使用できる。ＤＮＡの種類は特に限定されず、天然由来
のＤＮＡ、遺伝子組換え技術により調製した組換えＤＮ
Ａ、又は化学合成ＤＮＡの何れでもよい。低分子有機化
合物としては通常の有機化学合成の方法で合成すること
ができる任意の化合物が挙げられ、好ましくは、本発明
で使用する一般式Ｉのリンカー化合物と直接又は架橋性
化合物を介して結合することができるような官能基を有
する化合物である。
【００４５】非免疫蛋白質としては、特に限定されるこ
となく、例えばアビジン（ストレプトアビジン）、ビオ
チン又はレセプターなどを使用できる。免疫グロブリン
結合性蛋白質としては、例えばプロテインＡあるいはプ
ロテインＧ、リウマチ因子（ＲＦ）等を使用することが
できる。糖結合性蛋白質としては、レクチン等が挙げら
れる。脂肪酸あるいは脂肪酸エステルとしては、ステア
リン酸、アラキジン酸、ベヘン酸、ステアリン酸エチ
ル、アラキジン酸エチル、ベヘン酸エチル等が挙げられ
る。
となく、例えばアビジン（ストレプトアビジン）、ビオ
チン又はレセプターなどを使用できる。免疫グロブリン
結合性蛋白質としては、例えばプロテインＡあるいはプ
ロテインＧ、リウマチ因子（ＲＦ）等を使用することが
できる。糖結合性蛋白質としては、レクチン等が挙げら
れる。脂肪酸あるいは脂肪酸エステルとしては、ステア
リン酸、アラキジン酸、ベヘン酸、ステアリン酸エチ
ル、アラキジン酸エチル、ベヘン酸エチル等が挙げられ
る。
【００４６】以下の実施例により本発明をより具体的に
説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもの
ではない。
説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもの
ではない。
【００４７】
【実施例】実施例１：センサーチップの作成
３−メルカプトプロピルトリメトキシシランと３−アミ
ノプロピルトリエトキシシラン（信越化学社製）の１：
１の混合物の１％水溶液に、ビアコア社のSIAKit Auの
金薄膜チップを２４時間浸した。その後蒸留水で表面を
洗浄して、１１０℃で１５分間加熱した。５重量％１，
２−ビス（ビニルスルホニルアセトアミド）エタンのリ
ン酸緩衝液（ｐＨ８．５）溶液に１時間浸した後取り出
し、アセトニトリルで洗浄し、１時間減圧下乾燥し、表
面にビニルスルホニル基が導入されたセンサーチップを
得た。
ノプロピルトリエトキシシラン（信越化学社製）の１：
１の混合物の１％水溶液に、ビアコア社のSIAKit Auの
金薄膜チップを２４時間浸した。その後蒸留水で表面を
洗浄して、１１０℃で１５分間加熱した。５重量％１，
２−ビス（ビニルスルホニルアセトアミド）エタンのリ
ン酸緩衝液（ｐＨ８．５）溶液に１時間浸した後取り出
し、アセトニトリルで洗浄し、１時間減圧下乾燥し、表
面にビニルスルホニル基が導入されたセンサーチップを
得た。
【００４８】実施例２：測定
上記（１）で作製したセンサーチップを、市販の表面プ
ラズモン共鳴バイオセンサー（ファルマシアバイオセン
サー社製、BIAcore2000）のカートリッジブロック上に
設置した。このセンサーに１mg／mlの抗ヒトIgG抗体を
流速１μl/分で１時間流し込み、メルカプト／有機ケイ
素膜の表面に抗ヒトIgGを固定化した。その後、１０ｍ
Ｍエタノールアミンでブロッキングして、さらに、未反
応の抗体を洗い流すために、０．１Ｎの塩酸５μlを流
速５μl／分で測定セルに流し込んだ。
ラズモン共鳴バイオセンサー（ファルマシアバイオセン
サー社製、BIAcore2000）のカートリッジブロック上に
設置した。このセンサーに１mg／mlの抗ヒトIgG抗体を
流速１μl/分で１時間流し込み、メルカプト／有機ケイ
素膜の表面に抗ヒトIgGを固定化した。その後、１０ｍ
Ｍエタノールアミンでブロッキングして、さらに、未反
応の抗体を洗い流すために、０．１Ｎの塩酸５μlを流
速５μl／分で測定セルに流し込んだ。
【００４９】抗体を固定化した測定チップを設置した測
定セルに、0.01、0.1、１、10μg／ｍｌに稀釈したヒト
IgGを流速５μl／分で１０分間流しながら光強度を測定
し、共鳴シグナル(RU)を求めた。比較例として、市販の
Sensor Chip C1（ビアコア社製）を用いて同様の実験を
行った。結果を以下の表１に示す。表１の数値の単位は
共鳴シグナル(RU)である。表１の結果から分かるように
本発明のセンサーチップは比較例のセンサーチップより
も良好な感度で測定対象物質を測定することができ、特
に、固定化する生理活性物質が少量であっても、良好な
感度で測定対象物質を測定することができる。
定セルに、0.01、0.1、１、10μg／ｍｌに稀釈したヒト
IgGを流速５μl／分で１０分間流しながら光強度を測定
し、共鳴シグナル(RU)を求めた。比較例として、市販の
Sensor Chip C1（ビアコア社製）を用いて同様の実験を
行った。結果を以下の表１に示す。表１の数値の単位は
共鳴シグナル(RU)である。表１の結果から分かるように
本発明のセンサーチップは比較例のセンサーチップより
も良好な感度で測定対象物質を測定することができ、特
に、固定化する生理活性物質が少量であっても、良好な
感度で測定対象物質を測定することができる。
【００５０】
【表１】
【００５１】
【発明の効果】本発明のバイオセンサー用測定チップ
は、製造が容易であり、また、固定化する生理活性物質
が少量であっても、良好な感度で測定対象物質を測定す
ることができる。
は、製造が容易であり、また、固定化する生理活性物質
が少量であっても、良好な感度で測定対象物質を測定す
ることができる。
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 2G059 AA01 BB13 EE01 EE04 FF03
JJ21
Claims (11)
- 【請求項１】 透明基板、該透明基板上に配置された金
属膜、並びに該金属膜上に固定化された有機ケイ素膜を
有し、有機ケイ素膜が、金属表面の原子と結合しうる官
能基を介して該金属膜上に固定化されていることを特徴
とする表面プラズモン共鳴バイオセンサー用測定チッ
プ。 - 【請求項２】 有機ケイ素膜が、金属表面の原子と結合
しうる官能基を含有する少なくとも１種類以上のシラン
カップリング剤により形成された膜であることを特徴と
する、請求項１に記載の表面プラズモン共鳴バイオセン
サー用測定チップ。 - 【請求項３】 有機ケイ素膜が、金属表面の原子と結合
しうる官能基を含有する少なくとも１種類以上のシラン
カップリング剤と、生理活性物質と結合することができ
る官能基を含有する少なくとも１種類以上のシランカッ
プリング剤との混合物により形成された膜である、請求
項１または２に記載の表面プラズモン共鳴バイオセンサ
ー用測定チップ。 - 【請求項４】 金属表面の原子と結合しうる官能基が、
ジスルフィド基、スルフィド基、ジセレニド基、セレニ
ド基、メルカプト基、ニトリル基、イソニトリル基、ニ
トロ基、セレノール基、３価リン酸化合物に由来する
基、イソチオシアネート基、キサンテート基、チオカル
バメート基、ホスフィン基、チオ酸基、またはジチオ酸
基である、請求項１から３のいずれかに記載の表面プラ
ズモン共鳴バイオセンサー用測定チップ。 - 【請求項５】 金属表面の原子と結合しうる官能基がメ
ルカプト基である、請求項４に記載の表面プラズモン共
鳴バイオセンサー用測定チップ。 - 【請求項６】 有機ケイ素膜が、メルカプト基を含有す
る少なくとも１種類以上のシランカップリング剤と、ア
ミノ基を含有する少なくとも１種類以上のシランカップ
リング剤との混合物により形成された膜である、請求項
１に記載の表面プラズモン共鳴バイオセンサー用測定チ
ップ。 - 【請求項７】 有機ケイ素膜にさらに二官能性試薬が結
合していることを特徴とする、請求項１から６の何れか
に記載の表面プラズモン共鳴バイオセンサー用測定チッ
プ。 - 【請求項８】 二官能性試薬が、下記式： Ｘ1−ＳＯ2−Ｌ2−ＳＯ2−Ｘ2 ［上記の式において、Ｘ1およびＸ2は互いに独立に、−
ＣＲ1＝ＣＲ2Ｒ3、または−ＣＨＲ1−ＣＲ2Ｒ3Ｙを表わ
し；Ｒ1、Ｒ2及びＲ3は、互いに独立に、水素原子、炭
素原子数が１乃至６のアルキル基、炭素原子数が６乃至
２０のアリール基、及び炭素原子数が１乃至６のアルキ
ル鎖を有する合計炭素原子数が７乃至２６のアラルキル
基からなる群より選ばれる原子もしくは基を表わし；Ｙ
は、ハロゲン原子、−ＯＳＯ2Ｒ11、−ＯＣＯＲ12、−
ＯＳＯ3Ｍ、及び四級ピリジニウム基からなる群より選
ばれる原子もしくは基を表わし；Ｒ11は、炭素原子数が
１乃至６のアルキル基、炭素原子数が６乃至２０のアリ
ール基、及び炭素原子数が１乃至６のアルキル鎖を有す
る合計炭素原子数が７乃至２６のアラルキル基からなる
群より選ばれる基を表わし；Ｒ12は、炭素原子数が１乃
至６のアルキル基および炭素原子数が１乃至６のハロゲ
ン化アルキル基からなる群より選ばれる基を表わし；Ｍ
は、水素原子、アルカリ金属原子およびアンモニウム基
からなる群より選ばれる原子もしくは基を表わし；そし
て、Ｌ2は連結基を表わす］で表わされるジスルホン化
合物である、請求項７に記載の表面プラズモン共鳴バイ
オセンサー用測定チップ。 - 【請求項９】 有機ケイ素膜に直接または二官能性試薬
を介して生理活性物質が固定化されている、請求項１か
ら８の何れか１項に記載の表面プラズモン共鳴バイオセ
ンサー。 - 【請求項１０】 透明基板上に配置された金属膜を、金
属表面の原子と結合しうる官能基を含有する少なくとも
１種類以上のシランカップリング剤と、生理活性物質と
結合することができる官能基を含有する少なくとも１種
類以上のシランカップリング剤との混合物で処理するこ
とにより、該金属膜上に有機ケイ素膜を形成する工程を
含む、請求項１から８のいずれかに記載の表面プラズモ
ン共鳴バイオセンサー用測定チップの製造方法。 - 【請求項１１】 請求項９に記載の生理活性物質が固定
化されている表面プラズモン共鳴バイオセンサーと、目
的物質を含む試料とを接触させて、該バイオセンサー上
に固定化された生理活性物質と目的物質との相互作用を
検出および／または測定することを特徴とする、生理活
性物質と相互作用する物質の検出および／または測定す
る方法。
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|---|---|---|---|
| JP2001265483A JP2003075447A (ja) | 2001-09-03 | 2001-09-03 | 表面プラズモン共鳴バイオセンサー用測定チップ |
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|---|---|---|---|
| JP2001265483A JP2003075447A (ja) | 2001-09-03 | 2001-09-03 | 表面プラズモン共鳴バイオセンサー用測定チップ |
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|---|---|
| JP2003075447A true JP2003075447A (ja) | 2003-03-12 |
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|---|---|---|---|
| JP2001265483A Pending JP2003075447A (ja) | 2001-09-03 | 2001-09-03 | 表面プラズモン共鳴バイオセンサー用測定チップ |
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2001
- 2001-09-03 JP JP2001265483A patent/JP2003075447A/ja active Pending
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2002
- 2002-08-29 US US10/230,340 patent/US6726881B2/en not_active Expired - Lifetime
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