JP2003523514A - 液晶アッセイ用の生化学的ブロッキング層 - Google Patents

液晶アッセイ用の生化学的ブロッキング層

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Abstract

(57)【要約】 液晶アッセイ装置用の摩擦された支持体構造は、生化学的ブロッキング層を形成する支持体の一面の表面に化学的に固定された生化学的ブロッキング化合物、及び生化学的ブロッキング層を含む支持体の面に付着された生物分子認識剤を含む。生物分子認識剤は液晶アッセイ装置により検出すべき標的種を選択的に認識することができる認識部位を含む。更に、生化学的ブロッキング層を含む支持体の側の表面は液晶が生化学的ブロッキング層を含む支持体の面と接触する場合にそれが液晶の一様な固定を誘導する特徴を有するように摩擦される。液晶アッセイ装置用の摩擦された支持体構造の調製方法、液晶アッセイ用の光学セル、液晶アッセイ装置、液晶アッセイ装置用のキット、及び液晶アッセイ装置を使用する標的種の存在の検出方法がまた開示される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （技術分野） 本発明は一般に生物学的物質及び化学物質に関するアッセイの分野、更に詳し
くは液晶アッセイ用のブロッキング層に関する。
【０００２】 （背景技術） サンプル中の生物学的物質及び化学化合物の存在の検出方法は分析化学及び生
化学の分野における連続の発達の領域であった。環境の如き源又は生きている生
物から採取されたサンプル中の種々の標的種の検出を可能にする種々の方法が開
発されていた。標的種の検出は処理の規定された方法が試みられ、病気が診断さ
れる前に臨床状況でしばしば必要である。 多くの通常のアッセイ方法が標的種の存在を検出するのに非常に良く作用する
が、多くの通常のアッセイ方法は高価であり、しかも装置及び高度に訓練した個
人をしばしば必要とし、これがそれらをその分野でルーチンで使用することを困
難にする。こうして、使用するのに一層容易であり、かつ離れた位置でサンプル
の評価を可能にするアッセイ装置及びシステムに対する要望が存する。
【０００３】 最近、液晶を使用するアッセイ装置が開示された。例えば、ガラスに斜めに付
着された異方性金フィルムで支持されたオクタンチオール及びビオチンを含む混
合自己集合単層(SAM)を使用する液晶アッセイ装置が最近報告されていた（Gupra
, V. K.; Skaife, J. J.; Dubrovsky, T. B., Abbott N. L. Science, 279, (19
98), pp. 2077-2079）。加えて、1999年12月９日に公開されたPCT公開WO 99/633
29は支持体に付着されたSAM及びSAMにより固定される液晶層を使用するアッセイ
装置を開示している。 異方性金フィルムを使用する開示された液晶をベースとするアッセイ装置は標
的種がサンプル中に存在するか否かを測定するのに使用するのに適しているが、
斜めの付着による異方性金フィルムの調製が困難である。例えば、斜めに付着さ
れた金フィルムの調製は複雑な洗浄工程及び高真空付着を必要とする。それ故、
調製するのに容易であり、かつ擬陽性試験結果を生じ得るタンパク質による非特
異的吸着に抵抗する支持体構造に対する要望が存する。
【０００４】 （発明の開示） 本発明は液晶アッセイ装置用の摩擦された（rubbed）支持体構造、摩擦された
支持体構造を使用して調製された光学セル、摩擦された支持体構造の調製方法、
液晶アッセイ用のキット、及び液晶アッセイ装置を使用する標的種の検出方法を
提供する。 本発明の液晶アッセイ装置用の摩擦された支持体構造は生化学的ブロッキング
層を形成する支持体の一面の表面に化学的に固定された生化学的ブロッキング化
合物及び生化学的ブロッキング層を含む支持体の面に付着された生物分子認識剤
を含む。生物分子認識剤は液晶アッセイ装置により検出すべき標的種を選択的に
認識することができる認識部位を含む。生化学的ブロッキング層及び付着された
生物分子認識剤を含む支持体の面の表面は摩擦され、その結果、それは液晶が生
化学的ブロッキング層及び付着された生物分子認識剤を含む支持体の面と接触す
る場合に液晶の一様な固定を誘導する特徴を有する。別の好ましい摩擦された支
持体構造において、生化学的ブロッキング層を含む支持体の面の表面が摩擦され
、その結果、それは液晶が生化学的ブロッキング層を含む支持体の面と接触し、
生物分子認識剤が生化学的ブロッキング層を含む摩擦された表面に付着される場
合に液晶の一様な固定を誘導する特徴を有する。
【０００５】 本発明の液晶アッセイ装置用の別の摩擦された支持体構造は、生化学的物質を
有する生化学的ブロッキング層；第一末端及び第二末端を有する二官能性スペー
サー化合物；第一末端及び第二末端を有する表面修飾化合物；及び生化学的ブロ
ッキング層を含む少なくとも一つの面を有する支持体を含む。生化学的物質の少
なくとも一種は第一化学反応の前の生化学的物質の反応性基と第一化学反応の前
の二官能性スペーサー化合物の第一末端の反応性基の間の第一化学反応により二
官能性スペーサー化合物の第一末端に共有結合される。表面修飾化合物は第二化
学反応の前の表面修飾化合物の第一末端の反応性基と第二化学反応の前の二官能
性スペーサー化合物の第二末端の反応性基の間の第二化学反応により二官能性ス
ペーサー化合物の第二末端に共有結合される。更に、表面修飾化合物は第三化学
反応の前の表面の反応性基と第三化学反応の前の表面修飾化合物の第二末端の反
応性基の間の第三化学反応により生化学的ブロッキング層を含む支持体の面の表
面に共有結合される。最後に、生化学的ブロッキング層を含む支持体の面が摩擦
され、その結果、それは液晶が生化学的ブロッキング層を含む支持体の面と接触
する場合に液晶の一様な固定を誘導する特徴を有する。
【０００６】 上記の好ましい摩擦された支持体構造はまた生化学的ブロッキング層を含む支
持体の面に付着された生物分子認識剤を含む。生物分子認識剤は液晶アッセイ装
置により検出すべき標的種を選択的に認識することができる認識部位を有する。 好ましい摩擦された支持体構造において、二官能性スペーサー化合物は第一化
学反応及び第二化学反応の前に下記の式を有する有機化合物である。
【０００７】
【化３】
【０００８】 式中、ｎは１から20までの範囲、更に好ましくは２から10までの範囲、又は更
に好ましくは５から８までの範囲の値を有する整数である。二官能性活性化化合
物はジスクシンイミジルスベレートであることが最も好ましい。 別の好ましい摩擦された支持体構造において、第三化学反応の前の表面修飾化
合物の第二末端の反応性基はハロゲン-ケイ素結合又はアルコキシ-ケイ素結合で
あり、一方、別の好ましい摩擦された支持体構造において、第二化学反応及び第
三化学反応の前の表面修飾化合物はケイ素原子；酸素-ケイ素結合によりケイ素
原子に結合されたアルコキシ基；及び炭素-ケイ素結合によりケイ素原子に結合
されたアミノアルキル基を含むケイ素化合物である。更に好ましい摩擦された支
持体構造において、第二化学反応及び第三化学反応の前の表面修飾化合物はアミ
ノアルキルトリアルコキシシランであり、更に好ましくはアミノプロピルトリエ
トキシシランである。
【０００９】 更に別の好ましい摩擦された支持体構造において、生化学的ブロッキング層の
生化学的物質は血清アルブミン、更に好ましくはウシ血清アルブミンである。 更に別の好ましい摩擦された支持体構造において、生物分子認識剤は免疫グロ
ブリン又は免疫グロブリンの部分であり、一方、別の好ましい摩擦された支持体
構造において、生物分子認識剤はペプチドもしくは炭水化物又はペプチドもしく
は炭水化物の配列、或いはDNA又はRNAの配列である。更に別の好ましい摩擦され
た支持体構造において、生物分子認識剤はペプチド、炭水化物、DNA、RNAもしく
はこれらのフラグメント、又はタンパク質、ウイルス、細菌、もしくは顕微鏡的
病原体と関連する結合ドメインを認識することができる。 生化学的ブロッキング層を含む支持体の面の表面の少なくとも二つの領域が異
なる圧力下又は異なる長さにわたって摩擦され、その結果、生化学的ブロッキン
グ層を含む支持体の面の表面の少なくとも二つの領域が標的種に対して異なる感
度を有する更に別の好ましい摩擦された支持体が提供される。
【００１０】 液晶アッセイ装置用に適した摩擦された支持体構造の調製方法は少なくとも一
つの反応性基を有する生化学的ブロッキング化合物を支持体の活性化された修飾
された表面と反応させることを含む。支持体の活性化された修飾された表面は生
化学的ブロッキング化合物の反応性基と反応することができる少なくとも一つの
官能基を有し、その結果、共有結合が生化学的物質と支持体の間に形成されて生
化学的ブロッキング化合物を含む表面を有する支持体を生じる。その方法はまた
支持体の生化学的ブロッキング化合物を含む表面を摩擦して液晶が摩擦された表
面と接触する場合に液晶の一様な固定を誘導する特徴を有する摩擦された表面を
生じることを含む。 液晶アッセイ装置用に適した摩擦された支持体構造の好ましい調製方法はまた
第一末端及び第二末端を有する表面修飾化合物を支持体と反応させることを含み
、その結果、支持体と表面修飾化合物の第一末端の間の共有結合が形成されて表
面修飾された支持体を生じる。好ましい方法はまた第一末端及び第二末端を有す
る二官能性活性剤を表面修飾された支持体と反応させることを含み、その結果、
共有結合が表面修飾化合物の第二末端と二官能性活性剤の第一末端の反応により
形成されて支持体の活性化された修飾された表面を生じる。
【００１１】 液晶アッセイ装置用の光学セルは二つの摩擦された支持体構造及び二つの摩擦
された支持体構造の生化学的ブロッキング層の間に配置されたスペーシング材料
を含み、その結果、摩擦された支持体構造の生化学的ブロッキング層の面は互い
に面するが、液晶で充填し得るキャビティにより分離される。 本発明の液晶アッセイ装置は摩擦された支持体構造；液晶を一様に固定する表
面；及び摩擦された支持体構造の生化学的ブロッキング層の面と液晶を一様に固
定する表面の間に配置されたスペーシング材料を含む。摩擦された支持体構造の
表面は生化学的ブロッキング層及び生物分子認識剤の両方を含む。好ましい液晶
アッセイ装置において、液晶を一様に固定する表面は生化学的ブロッキング層及
び生物分子認識剤を有する別の摩擦された支持体構造；生物分子認識剤を含まな
い摩擦された支持体構造；オクタデシルトリクロロシランで処理されたガラスス
ライド；摩擦された未被覆ガラススライド；その上にせん断付着されたテフロン
（登録商標）を有するガラススライド；又はその上に斜めに付着された金フィル
ムを有するガラススライドであってもよい。
【００１２】 液晶アッセイ用のキットは摩擦された支持体構造；液晶を一様に固定する表面
；摩擦された支持体構造と液晶を一様に固定する表面の間に置かれるのに適した
スペーシング材料、好ましくはフィルム；及び液晶化合物を含む。液晶アッセイ
用の好ましいキットにおいて、液晶を一様に固定する表面は別の摩擦された支持
体構造である。別の好ましいキットにおいて、摩擦された支持体構造、液晶を一
様に固定する表面、及びスペーシング材料はそれらの間に置かれたスペーシング
材料を有するセルに前もって組み立てられる。このようなキットにおいて、可能
な標的種を含むサンプルが時間の前もって決められた量にわたってセル中にフラ
ッシされるであろう。次に、液晶がセルに入れられ、セル中にフラッシされ、こ
うしてキットは標的種がサンプル中に存在したか否かを測定するのに使用し得る
。
【００１３】 液晶アッセイ装置を使用する標的種の存在の検出方法は摩擦された支持体構造
を標的種の存在について試験すべきサンプルとともにインキュベートし、スペー
シング材料、好ましくはフィルムをインキュベートされた摩擦された支持体構造
と液晶を一様に固定する表面の間に置き、その結果、摩擦された支持体構造の生
化学的ブロッキング層の面が液晶を一様に固定する表面と面し、液晶をインキュ
ベートされた摩擦された支持体構造と液晶を一様に固定する表面の間の領域に吸
込み、そして液晶が摩擦された支持体構造に一様に固定されるか否かを測定する
ことを含む。
【００１４】 サンプル中の一種より多い標的種の存在の検出装置が提供される。その装置は
生化学的ブロッキング層を有する摩擦された表面を有する支持体を含む。その装
置はまた生化学的ブロッキング層を有する支持体の第一部分上に第一標的種検出
領域を含み、第一標的種検出領域は第一標的種を結合することができる第一生物
分子認識剤を有する。更にその装置は生化学的ブロッキング層を有する支持体の
少なくとも一つの別の部分上に少なくとも一つの別の標的種検出領域を含み、そ
の少なくとも一つの別の標的種検出領域は少なくとも一種の別の標的種を結合す
ることができる少なくとも一種の別の生物分子認識剤を有する。第一標的種検出
領域は標的種の不在下で液晶を一様に固定し、少なくとも一つの別の標的種検出
領域は少なくとも一種の別の標的種の不在下で液晶を一様に固定する。第一標的
種検出領域中の液晶の一様な固定は第一標的種検出領域が第一標的種に暴露され
る場合に乱され、また少なくとも一つの別の標的種検出領域中の液晶の一様な固
定は少なくとも一つの別の標的種検出領域が少なくとも一種の別の標的種に暴露
される場合に乱される。
【００１５】 第一生物分子認識剤及び少なくとも一種の別の生物分子認識剤が第一標的種検
出領域及び少なくとも一つの別の標的種検出領域中に夫々存在する間に表面が摩
擦されるサンプル中の標的種の存在の測定に特に好ましい装置が含まれる。 更に、本発明はサンプル中の標的種の検出用のキットを提供し、そのキットは
少なくとも一つの摩擦された支持体構造及び液晶化合物を含む。この型のキット
を使用するサンプル中の標的種の存在の検出方法がまた提供される。その方法は
キットの摩擦された支持体の部分を或る量のサンプルと接触させ、キットの液晶
をサンプルと接触した摩擦された支持体構造のその部分の上に置き、液晶の一様
な固定が乱されたか否かを測定することを含む。 本発明の更なる目的、特徴及び利点は添付図面と一緒にされた場合に以下の詳
細な説明から明らかであろう。
【００１６】 （発明を実施するための最良の形態） 下記の略号がこの出願中に使用される。 APES： 3-アミノプロピルトリエトキシシラン BSA： ウシ血清アルブミン DMSO： ジメチルスルホキシド DSS： ジスクシンイミジルスベレート OTS： オクタデシルトリクロロシラン PBS： 食塩加リン酸緩衝液 5CB： 4-シアノ-4'-ペンチルビフェニル 本明細書に記載される全ての範囲はその範囲の限界内に含まれる全ての組み合
わせ及び準組み合わせを含む。それ故、“5-92％”の範囲は“5-84％”、“16-7
5％”等の範囲を含む。“1000Pa未満”の範囲は“400Pa未満”、“250Pa未満”
等を含むであろう。
【００１７】 一般に、本発明は液晶アッセイ装置用の摩擦された支持体構造、摩擦された支
持体構造の調製方法、摩擦された支持体構造から調製された光学セル、摩擦され
た支持体構造を含むキット、及び液晶アッセイ装置を使用する標的種の存在の検
出方法を提供する。 摩擦された支持体はそれらが生物学的標的分子を特異的に結合するのに有益で
ある場合に特定の特徴を有し、液晶中の再配向を誘導すべきである。液晶の再配
向は必要である。何とならば、これは摩擦された支持体構造から組み立てられた
アッセイ装置が標的種が所定のサンプル中に存在するか否かを測定するのに使用
されることを可能にするものであるからである。好適な摩擦された支持体が有す
べきである特徴の幾つかとして、非特異的吸着に抵抗する能力、液晶を一様に配
向させる能力、及び標的種の特異的結合が部分的又は完全に消去し得る異方性構
造の所有が挙げられる。後者の特徴は標的種がサンプル中に存在することを示す
液晶の非一様の固定を誘導する。
【００１８】 摩擦された生化学的ブロッキング層、例えば、摩擦されたBSAはタンパク質の
如き別の種の非特異的吸着に抵抗する。更に、このような摩擦されたブロッキン
グ層を含む摩擦された支持体は標的種が表面で生物分子認識剤に結合する場合に
乱される液晶の一様なアライメントを与える。 液晶アッセイ装置用の摩擦された支持体構造は一般に支持体の少なくとも一つ
の面の表面に固定された生化学的ブロッキング化合物を含む。支持体上の生化学
的ブロッキング化合物の固定は支持体上に生化学的ブロッキング層を形成する。
【００１９】 多種の材料が当業者に明らかであるように本発明の摩擦された支持体構造中の
支持体として使用し得る。好ましい支持体として、表面修飾化合物又は表面修飾
剤との反応のためのヒドロキシル基を含むポリマー及びシリカを含む材料が挙げ
られる。ポリマー支持体の例として、ポリスチレン、ポリカーボネート、及びポ
リメチルメタクリレート（これらはヒドロキシル官能基又はカルボン酸官能基を
呈するためにプラズマ処理されることが好ましい）が挙げられるが、これらに限
定されない。支持体としての使用に適したその他の材料として、金属酸化物、例
えば、酸化インジウム、酸化スズ、及び酸化マグネシウム（これらに限定されな
い）並びに金属、例えば、金、銀、及び白金（これらはヒドロキシル基又はカル
ボン酸基の如き反応性官能基を含む硫黄含有化合物と反応させられることが好ま
しい）（これらに限定されない）が挙げられる。支持体として使用し得る更に別
の材料として、セルロース材料、例えば、ニトロセルロース、木材、紙、及び板
紙並びにゾル-ゲル材料が挙げられる。特に好ましい支持体として、ガラス、石
英、及びシリカが挙げられ、最も好ましい支持体として、ガラススライド及びシ
リカウェハが挙げられる。このような支持体は使用前に洗浄されることが好まし
い。例えば、ガラススライドは“ピランハ溶液”（70％H2SO4/30％H2O2）中の１
時間の処理により洗浄され、次いで脱イオン水ですすがれ、その後に窒素の流れ
のもとに乾燥されることが好ましい。“ピランハ溶液”は取扱に注意を要する。
何とならば、それは有機化合物と激しく反応するからであり、密閉容器中で貯蔵
されるべきではない。
【００２０】 種々の材料、例えば、血清アルブミン、双性イオンポリマー、吸着された脂質
層、デキストラン及びその他の糖、架橋された脂質、ポリエチレンオキサイド、
ポリオキサゾリン、並びにヒドロゲル（これらに限定されない）が生化学的ブロ
ッキング層用の生化学的化合物としての使用に適しているかもしれない。生化学
的ブロッキング化合物としての使用に好ましい材料として、血清アルブミン、例
えば、ウシ血清アルブミン、ヒト血清アルブミン、げっ歯類血清アルブミン、イ
ヌ血清アルブミン、ネコ血清アルブミン、ブタ血清アルブミン、ウマ血清アルブ
ミン、及びウサギ血清アルブミンが挙げられるが、これらに限定されない。ウシ
血清アルブミンが本発明の摩擦された支持体構造中の生化学的ブロッキング層を
形成するのに使用するのに特に好ましい生化学的ブロッキング化合物である。 液晶アッセイ装置用の摩擦された支持体構造は生化学的ブロッキング層を含む
支持体の面に付着される生物分子認識剤を含むことが好ましい。生物分子認識剤
は標的種がサンプル中に存在する場合に液晶アッセイ装置により検出すべき標的
種を認識し、好ましくは結合することができる認識部位を含む。
【００２１】 生化学的ブロッキング化合物は生化学的ブロッキング化合物を支持体に化学的
に固定しないで物理吸着を使用して支持体上に置かれてもよい。例えば、ガラス
スライド又はシリコンウェハ支持体が一夜にわたってPBS緩衝BSA溶液中に浸漬さ
れ、次いで乾燥されてもよい。このようなBSA被覆支持体は未処理のきれいなガ
ラススライド及びOTS処理ガラススライドを含むが、これらに限定されない種々
の支持体を使用して調製し得る。生化学的ブロッキング層は支持体の表面に化学
的に固定されることが更に好ましい。これは支持体に物理吸着された生化学的ブ
ロッキング層を架橋剤、例えば、グルタルアルデヒド（これに限定されない）で
処理することにより行ない得る。表面修飾剤が二官能性スペーサー化合物又は活
性剤と一緒に使用されて生化学的ブロッキング化合物を支持体の表面に固定する
ことが更に好ましい。
【００２２】 図１は生化学的ブロッキング層を液晶アッセイ装置用の支持体の表面に化学的
に固定する方法に使用されることが好ましい工程を示す反応スキームである。図
１に示されるように、支持体は一般に最初に支持体の表面の官能基と反応するこ
とができる反応性基を有する一つの末端及び二官能性スペーサー化合物の一つの
末端の反応性基と反応することができる反応性基を有する別の末端を有する表面
修飾剤で処理される。好ましい表面修飾化合物において、支持体の官能基と反応
することができる反応性基として、官能基、例えば、ハロゲン-ケイ素結合又は
アルコキシ-ケイ素結合が挙げられるが、これらに限定されない。これらの官能
基は支持体、例えば、シリカウェハ又はガラスのヒドロキシル基と反応してケイ
素化合物を支持体の表面につなぎ留める共有結合を形成する。好ましい表面修飾
化合物はまた二官能性スペーサー化合物の一つの末端の反応性基と反応すること
ができる反応性基を有する末端を含む。表面修飾化合物の好ましいこのような反
応性基として、アルキルアミンが挙げられるが、これらに限定されない。こうし
て、好ましい表面修飾剤はケイ素原子；酸素-ケイ素結合によりケイ素原子に結
合された少なくとも一つのアルコキシ基；及び炭素-ケイ素結合によりケイ素原
子に結合されたアミノアルキル基を含むケイ素化合物である。更に好ましい表面
修飾化合物として、アミノアルキルトリアルコキシシラン、例えば、２個から８
個までの炭素原子を有するアミノアルキル基を有するものが挙げられる。特に好
ましいこのような化合物はアミノプロピルトリエトキシシラン(APES)である。
【００２３】 当業者はアルコキシ基、例えば、メトキシ、プロポキシ、ブトキシ、及びペン
トキシがエトキシ基に代えて使用し得ることを認めるであろう。更に、当業者は
その他のシラン、例えば、アミノアルキルジアルキルクロロシラン、スルフヒド
リル末端シラン、例えば、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、及び二重
結合を有するシラン、例えば、アリルトリクロロシラン及びアリルトリアルコキ
シシラン（これらに限定されない）がまた表面修飾化合物として使用し得ること
を認めるであろう。当業者はスルフヒドリル基を有するシラン、例えば、3-メル
カプトプロピルトリメトキシシランが支持体の表面ヒドロキシル基及びシランの
スルフヒドリル基とタンパク質のスルフヒドリル基の間のジスルフィド結合の形
成により生化学的ブロッキング化合物の両方と反応することを認めるであろう。
こうして、二官能性スペーサー化合物はこのような表面修飾化合物が使用された
場合には必要ではないかもしれない。しかしながら、所望により、ヘテロ二官能
性架橋剤、例えば、n-スクシンイミジル3-(2-ピリジルチオ)プロピオネート(SPD
P)もしくはスクシンイミジルオキシカルボニル-メチル-(2-ピリジルチオ)トルエ
ン(SMPT)、又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(SMCC)或いはマレイミドベンゾイル-N-ヒドロキシスクシンイ
ミドエステル(MBS)がこのようなスルフヒドリル含有表面修飾化合物とともに使
用し得る。
【００２４】 表面修飾化合物と支持体の間の反応は二官能性スペーサー化合物との反応によ
り活性化し得る修飾された表面を有する支持体を生じる。反応混合物中の水は表
面修飾化合物との望ましくない反応を生じるかもしれないので、表面修飾化合物
と支持体の間の反応は無水の溶媒及び条件を使用して行なわれることが好ましい
が、当業者は若干の水の存在が寛容されることを認めるであろう。 生化学的ブロッキング層を支持体の表面に化学的に固定するための方法におい
て、二官能性スペーサー化合物又は二官能性活性剤の一つの末端の反応性基は典
型的には修飾された表面と反応させられてその表面を活性化して支持体の活性化
された修飾された表面を形成する。好ましい二官能性スペーサー化合物は同様又
は異なる官能基を有してもよい二つの末端を有する。好ましいこのような二官能
性スペーサー化合物は二つの末端の夫々に脱離基を有し、その結果、一つの末端
は生化学的ブロッキング化合物のアミンの如き基と反応し、別の末端はつなぎ留
められた表面修飾化合物のアミン基の如き基と反応するであろう。好ましい二官
能性スペーサー化合物又は活性剤は下記の式：
【００２５】
【化４】
【００２６】 （式中、ｎは１から20までの範囲、更に好ましくは２から10までの範囲、又は更
に好ましくは５から８までの範囲の値を有する整数である） を有する構造を含む。二官能性スペーサー化合物又は活性剤はｎが６の値を有す
る場合のジスクシンイミジルスベレートであることが最も好ましい。 当業者は多種の二官能性スペーサー化合物が上記ジスクシンイミジル種に代え
て使用されてもよく、生化学的ブロッキング化合物を支持体の表面に固定するの
に有効と判明することを認めるであろう。表面修飾化合物のアミン及び生化学的
ブロッキング層の生化学的化合物のアミンと反応するホモ二官能性スペーサー化
合物の例として、ジスクシンイミジルスベレート、ビス（スルホスクシンイミジ
ル）スベレート、ジスクシンイミジルグルタレート、ジメチルアジピミデート、
ジメチルスベリミデート、ジメチルピペリミデート、ジメチル3,3-ジチオビスプ
ロピオンイミデート、メチルN-スクシンイミジルアジペート、及び1,5-ジフルオ
ロ-2,4-ニトロベンゼンが挙げられるが、これらに限定されない。表面修飾化合
物のスルフヒドリル基及び生化学的ブロッキング層の生化学的化合物のスルフヒ
ドリル基と反応するホモ二官能性スペーサー化合物の例として、1,11-ビス-マレ
イミドテトラエチレングリコール、ビスマレイミドヘキサン、1,6-ヘキサン-ビ
ス-ビニルスルホン、1,8-ビス-マレイミドトリエチレングリコール、1,4-ビス-
マレイミドブタン、及びビスマレイミドエタンが挙げられるが、これらに限定さ
れない。
【００２７】 上記ホモ二官能性スペーサー化合物に加えて、ヘテロ二官能性スペーサー化合
物を本発明に使用することが可能である。アミンと反応することができる一つの
末端及びスルフヒドリルと反応することができる一つの末端を有する二官能性ス
ペーサー化合物の例として、N-(κ-マレイミドウンデカノイルオキシ)スルホス
クシンイミドエステル、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-(6-アミド-カプロエート)、N-(κ-マレイミドウンデカン酸)
、スクシンイミジル4-〔p-マレイミドフェニル〕ブチレート、スクシンイミジル
-6〔（β-マレイミドプロピオンアミド）ヘキサノエート〕、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、N-スクシンイミジ
ル(4-ヨードアセチル)アミノベンゾエート、N-〔γ-マレイミドブチリルオキシ
〕スクシンイミドエステル、m-マレイミドベンゾイル-N-ヒドロキシスクシンイ
ミドエステル、N-ε-マレイミドカプロン酸、N-〔ε-マレイミドカプロイルオキ
シ〕スクシンイミドエステル、N-スクシンイミジル-〔4-ビニルスルホニル〕ベ
ンゾエート、N-〔β-マレイミドプロピルオキシ〕-スクシンイミドエステル、ス
クシンイミジル3-〔ブロモアセトアミド〕プロピオネート、N-β-マレイミドプ
ロピオン酸、N-〔α-マレイミドアセトキシ〕スクシンイミドエステル、N-スク
シンイミジルS-アセチルチオプロピオネート、及びN-スクシンイミジルヨードア
セテートが挙げられるが、これらに限定されない。アミンと反応することができ
る一つの末端及びカルボキシル基と反応することができる一つの末端を有する二
官能性スペーサー化合物として、1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)カル
ボジイミド塩酸塩が挙げられる。スルフヒドリル基と反応することができる一つ
の末端及びヒドロキシル基と反応することができる一つの末端を有するヘテロ二
官能性スペーサー化合物の例として、N-〔p-マレイミドフェニル〕イソシアネー
トが挙げられる。
【００２８】 生化学的ブロッキング化合物は二官能性スペーサー化合物との反応により生じ
た支持体の活性化された修飾された表面と反応させられることが好ましい。例え
ば、アミン基、好ましくはリシン残基のε-アミノ基の如きアミンの一つが二官
能性スペーサー化合物の未反応の末端と反応させられて生化学的ブロッキング化
合物を支持体の表面に固定する共有アミド結合を形成するであろう。 上記のように、生物分子認識剤は生化学的ブロッキング層を含む面に付着され
る。生物分子認識剤は生化学的ブロッキング層が支持体の表面に固定される前、
その間、又はその後に付着されてもよい。生物分子認識剤は支持体の表面に吸着
されてもよいが、それはまた支持体の表面に化学的に固定され、又は結合その他
により生化学的ブロッキング層に付着されるであろう。好ましい生物分子認識剤
として、IgGの如き免疫グロブリン又は免疫グロブリンの部分（これらはエピト
ープを認識し、結合することができ、またタンパク質、ウイルス、細菌、及びそ
の他の顕微鏡的病原体と関連するドメインを結合することができることが更に好
ましい）が挙げられる。その他の好ましい生物分子認識剤として、ペプチドもし
くはペプチドの配列、タンパク質、炭水化物又は炭水化物の配列、RNA及びDNAが
挙げられる。その他の好ましい生物分子認識剤はペプチド配列、タンパク質、炭
水化物及び炭水化物の配列、DNA、RNA、又はRNAもしくはDNAのフラグメントを認
識し、結合することができる。生物分子認識剤のアミン基は支持体の活性化され
た修飾された表面と反応させられ、次いで生化学的ブロッキング化合物が添加さ
れ、支持体の表面に固定されることが好ましい。小分子が生物分子認識剤として
利用し得る。例えば、ビオチンの如き小分子がBSAの如き生化学的ブロッキング
層の摩擦された表面につなぎ留められてタンパク質を特異的に結合し得る。こう
して、このような生物分子認識剤を含む摩擦された支持体が薬物発見方法に有益
である小分子-タンパク質相互作用をスクリーニングするのに使用し得る。
【００２９】 上記のように、生物分子認識剤は種々の方法を使用して摩擦された支持体構造
の表面に置かれてもよい。例えば、DSSを含む活性化された表面が最初に免疫グ
ロブリンで処理され、続いてブロッキング層を構成する生化学的化合物と反応さ
せられてもよい。別の操作において、DSSを含む活性化された表面がBSAの如き生
化学的ブロッキング化合物と反応させられ、次いで摩擦されてもよい。このよう
な摩擦された表面はその後にDSS及びアミン基、例えば、ビオチン、ペプチド、
ポリペプチド、及びDNA又はRNA並びにこれらの断片配列で終端されたリガンドで
処理されてもよい。これらはその後に摩擦されたBSA表面に固定されるであろう
。更に別の操作において、結合されたDSSを含む活性化された表面がBSAと部分反
応させられ、次いで摩擦されてもよい。得られる構造はその後に免疫グロブリン
を含む溶液中に浸漬し得る。更に別の操作において、DSS活性化された表面がタ
ンパク質と反応させられる。その上にタンパク質を有する表面が免疫グロブリン
を含む溶液中に浸漬され、次いでBSAの如き生化学的ブロッキング化合物を含む
溶液中に浸漬される。特に好ましい操作において、活性剤、例えば、DSS（これ
に限定されない）を含む活性化された表面が生物分子認識剤、例えば、ビオチニ
ル化BSA（これに限定されない）に結合される生化学的ブロッキング化合物と反
応させられる。これは生化学的ブロッキング化合物及び生物分子認識剤の両方を
含む支持体を生じ、これは摩擦されて液晶、例えば、5CB（これに限定されない
）の一様な固定を誘導し得る。ビオチン-BSAから調製されたような摩擦された支
持体は抗ビオチンIgGの存在を検出するための光学セル及びキットを調製するの
に使用し得る。種々の生物分子認識剤及び生化学的ブロッキング化合物が上記様
式で支持体に付着されて支持体（これは摩擦されてもよく、その後に生物分子認
識剤に結合する特定の標的種への暴露後に液晶の非一様な固定を示すであろう）
を生じることが当業者に明らかであろう。
【００３０】 一つの好ましい操作によれば、それに付着された生物分子認識剤を含む生化学
的ブロッキング化合物が液滴として活性化された表面の特定部分に送出される。
この様式において、特別な生物分子認識剤を含む生化学的ブロッキング化合物が
表面の特別な局在化領域に閉じ込められる。第一液滴とは異なる認識剤で官能化
された生化学的ブロッキング剤を含む第二液滴が表面の第二位置に置かれる。こ
の操作は表面が領域（これらの夫々がブロッキング剤及び異なる認識剤により覆
われる）のアレイを支持するまで繰り返される。次いで全表面が摩擦し得る。こ
の操作は生化学的ミクロアレイとしての使用に適した表面を与え、サンプル内の
多種の種の検出を可能にする。当業者は上記操作の変化がまたマルチアレイを生
じるのに使用し得ることを認めるであろう。一つのこのような好ましい操作にお
いて、液滴を表面に“スポッティング”するのではなく、液体チャンネル（例え
ば、ミクロ成形されたポリジメチルシロキサンからつくられる）が液体を表面の
局在化領域に送出するのに使用される。一般に、液体を表面の局在化領域に送出
するのに当業者に知られているあらゆる方法が多種の標的種の検出に好ましいミ
クロアレイ装置を製造するのに使用し得る。
【００３１】 上記ミクロアレイはサンプル中の一種より多い標的種の存在を検出するための
装置を与える。その装置は生化学的ブロッキング層を有する摩擦された表面を有
する支持体を含む。装置はまた生化学的ブロッキング層を有する支持体の第一部
分に第一標的種検出領域を含み、第一標的種検出領域は第一標的種を結合するこ
とができる第一生物分子認識剤を有する。装置は生化学的ブロッキング層を有す
る支持体の少なくとも一つの別の部分に少なくとも一つの別の標的種検出領域を
更に含み、少なくとも一つの別の標的種検出領域は少なくとも一種の別の標的種
を結合することができる少なくとも一種の別の生物分子認識剤を有する。第一標
的種検出領域は標的種の不在下で液晶を一様に固定し、少なくとも一つの別の標
的種検出領域は少なくとも一種の別の標的種の不在下で液晶を一様に固定する。
第一標的種検出領域における液晶の一様な固定は第一標的種検出領域が第一標的
種に暴露される場合に乱され、また少なくとも一つの別の標的種検出領域におけ
る液晶の一様な固定は少なくとも一つの別の標的種検出領域が少なくとも一種の
別の標的種に暴露される場合に乱される。
【００３２】 第一生物分子認識剤及び少なくとも一種の別の生物分子認識剤が第一標的種検
出領域及び少なくとも一つの別の標的種検出領域に夫々存在する間に表面が摩擦
される、サンプル中の標的種の存在を検出するのに特に好ましい装置が含まれる
。 生化学的ブロッキング層を含む支持体の表面は、好ましくは、一方向（これに
限定されない）に摩擦される。或る操作について、生化学的ブロッキング層の異
なる領域を異なる方向に摩擦することが望ましい。これは認識部分への生化学的
物質の結合後に液晶中のパターンの発生を可能にする。このパターンは情報を使
用者に与えるのに使用し得る。或る操作について、夫々の領域で異なる摩擦条件
を使用して生化学的ブロッキング層を小部分で摩擦することがまた望ましい。こ
れは結合された標的生化学的物質に対する或る範囲の感度が存在する表面の調製
を可能にする。一般に、支持体の表面はその表面が表面に結合し、液晶が生化学
的ブロッキング層を含む支持体の面と接触する場合に液晶の一様な固定を乱す物
質の不在下で液晶の一様な固定を誘導する特徴を有するように摩擦される。当業
者は支持体構造の摩擦が種々の装置及びベルベット型ポリエステル布、シルク、
ベルベット、綿、ウール、ティッシュペーパー、キャンバス、ナイロン、及びポ
リエステルを含むが、これらに限定されない種々の摩擦材料を使用して行ない得
ることを認めるであろう。
【００３３】 好ましい摩擦材料はベルベット型ポリエステル布である。摩擦の方法として、
手で持った布を支持体の表面を横切って押し付けること、木材を布でサンディン
グするのに使用される機械サンダーと同様の装置をフィットし、それを支持体の
表面に対し保持すること、及び円筒形ローラーに取り付けられた布を支持体の上
で回転させ、次いで回転シリンダーを支持体に下げることが挙げられるが、これ
らに限定されない。当業者は液晶をベースとするコンピュータディスプレイ用の
表面の摩擦に開発された方法を含む、表面が液晶を一様に配向させるように表面
を摩擦するのに使用し得る多くの方法があることを認めるであろう。一般に、支
持体の摩擦は布が表面と接触する間に布又はその他の材料を支持体表面を横切っ
て押しやることを伴う。
【００３４】 生化学的ブロッキング層を含む支持体の表面の一つの摩擦方法は図２に示され
るような改良ストリップチャートレコーダーを使用する。図２に示されるように
、スライド１が典型的には改良ストリップチャートレコーダー２の上に置かれ、
その結果、生化学的ブロッキング層を含むスライド１の面が摩擦材料３に下に面
した。次いでアルミニウム錘４がスライドの上に置かれて固定停止装置５で適所
に保持されたスライド１に圧力を与えた。両面テープ６が典型的に使用されて摩
擦材料を移動ガイドとして使用されるチャート紙７の上に固定した。摩擦が約25
0Paから約1,000Paまでの適用圧力を使用して行なわれることが好ましかった。摩
擦材料の移動は典型的には約5mm/秒から約2.1mm/秒までであり、摩擦は典型的に
は約１分から約30秒までの期間にわたって行なわれた。当業者は種々の圧力、時
間、及び速度が支持体構造を摩擦するのに使用し得ることを認めるであろう。し
かしながら、以下に記載されるように、摩擦された支持体から調製された生化学
的検出用の光学セルの感度は摩擦速度、摩擦長さ、及び摩擦圧力を変化すること
により有意に改良し得ることが驚くことに、かつ予期しないで発見された。特に
、摩擦圧力及び摩擦長さが感度に影響することがわかった。支持体を摩擦するの
に使用される圧力の低下は検出すべき種の所定の濃度で液晶の固定に関する摩擦
された支持体の感度を大いに増大することがわかった。同じことが摩擦長さに関
して当てはまる。
【００３５】 生化学的ブロッキング層は非標的種の非特異的吸着に抵抗する。生じる非標的
種の非特異的吸着は、表面における液晶の配向を変化せず、その結果、それは標
的種の結合を推定するように液晶の配向の解読を妨げる。例えば、ウシ血清アル
ブミンから形成された生化学的ブロッキング層を含むシリコンウェハ又はガラス
スライド上の摩擦された支持体構造はフィブリノーゲン、リゾチーム、抗FITC、
及び抗ストレプトアビジンの非特異的吸着に抵抗した。生化学的ブロッキング層
のこの重要な特徴は液晶アッセイ装置用の摩擦された支持体構造で重要である。
何とならば、非標的種の非特異的吸着は表面と接触された液晶の一様の固定を乱
し、これが擬陽性試験結果を生じるからである。特に好ましい生化学的ブロッキ
ング層は非特異的吸着に抵抗するBSAを含み、生物分子認識剤の付着のための多
くの部位を有し、支持体の活性化された表面と容易に反応し、摩擦して5CBの如
き液晶の一様な固定を生じる。
【００３６】
【表１】
【００３７】 種々の型の液晶が摩擦された支持体構造と一緒に使用し得る。これらの例とし
て、ネマチック液晶及びスメクチック液晶の両方が挙げられる。本発明に従って
使用し得る液晶のその他のクラスとして、ポリマー液晶、リオトロピック液晶、
サーモトロピック液晶、柱状液晶、ネマチックディスコチック液晶、カラミチッ
クネマチック液晶、強誘電型液晶、ディスコイド液晶、及びコレステリック液晶
が挙げられるが、これらに限定されない。使用し得る液晶の丁度幾つかの例が表
１に先に示される。本発明における使用に特に好ましい液晶として、4-シアノ-4
'ペンチルビフェニルが挙げられる。 液晶アッセイ装置用の光学セルは上記の二つの摩擦された支持体及び二つの摩
擦された支持体の間に配置されて液晶で充填し得るキャビティを生じるスペーシ
ング材料、好ましくはフィルムを含むことが好ましい。本発明のその他の好まし
い光学セルは上記されたような摩擦された支持体構造；液晶を一様に固定する表
面；及び摩擦された支持体構造の生化学的ブロッキング層の面と液晶を一様に固
定する表面の間に配置されたスペーシング材料を含む。こうして、光学セルの両
方の表面が摩擦された支持体であることは必要とされない。スペーシング材料は
液晶材料の存在下で安定であることが更に好ましく、取り扱い易く、しかも液晶
を汚染しない特定の厚さのフィルムであることが好ましい。当業者に明らかであ
るように、種々のフィルムが本発明の光学セル中のスペーシング材料としての使
用に好適であり得る。しかしながら、好ましいフィルムスペーシング材料はポリ
マー材料、例えば、マイラー（登録商標）フィルム又はサラン（登録商標）ラッ
プからつくられることが好ましい。フィルムスペーシング材料は典型的には摩擦
された支持体の間に置かれ、その結果、生化学的ブロッキング層を含む摩擦され
た支持体の夫々の表面が別の摩擦された支持体の別のこのような表面と面する。
スペーシング材料はまた光学セルを形成する二つの表面を分離するように液晶に
分散される特定の直径の微小球又はロッドを含んでもよい。
【００３８】 本発明の液晶アッセイ装置は上記のような摩擦された支持体構造；液晶を一様
に固定する表面；及び摩擦された支持体構造の生化学的ブロッキング層の面と液
晶を一様に固定する表面の間に配置されたスペーシング材料を含む。摩擦された
支持体構造の表面は生化学的ブロッキング層及び生物分子認識剤の両方を含む。
生化学的ブロッキング層を含む摩擦された支持体構造の面及び液晶を一様に固定
する表面は互いに面しており、それらの間に配置されたスペーシング材料により
分離される。液晶は摩擦された支持体構造と液晶を一様に固定する表面の間の領
域に吸込まれる。好ましいアッセイ装置において、液晶を一様に固定する表面は
また生物分子認識剤をまた含んでもよい摩擦された支持体構造であるが、これは
必要ではない。液晶を一様に固定する表面としての使用に適したその他の材料と
して、オクタデシルトリクロロシランとの反応により修飾されたガラス表面及び
斜めに付着された金フィルムを有するガラス表面が挙げられる。液晶を一様に固
定するその他の好適な表面として、摩擦されたガラススライド及びせん断付着さ
れたテフロン（登録商標）を有するガラススライドが挙げられる。表面が液晶を
一様に固定する限り、サンプル中の標的種の存在が生物分子認識剤を有する摩擦
された支持体構造中で液晶の固定を乱し、こうして検出されるであろう。
【００３９】 液晶アッセイ用のキットは典型的には本発明の摩擦された支持体構造；液晶を
一様に固定する表面；摩擦された支持体構造と液晶を一様に固定する表面の間に
入れられるのに適したフィルムの如きスペーシング材料（その結果、上記アッセ
イ装置が製造し得る）；及び液晶を含む。液晶を一様に固定する表面は上記のよ
うな摩擦された支持体又は液晶を一様に固定するその他の表面であってもよい。
このようなキットは標的種の検出のための指示を含んでもよい。このような指示
は典型的には検出すべき標的種をおそらく含むサンプルとともに摩擦された支持
体をインキュベートするための指示を含むであろう。それはまた標的種の存在が
同定される方法を説明する指示を含み、またサンプル中の標的種の濃度を測定す
るのに使用し得る工程を含んでもよい。更に、好ましいキットは種々の濃度の標
的種の存在を検出するのに使用し得る種々の摩擦条件を使用して調製された摩擦
された支持体を含んでもよい。或る好ましいキットにおいて、摩擦された支持体
構造、液晶を一様に固定する表面（これは別の摩擦された支持体構造であっても
よい）、及びスペーシング材料が光学セルに前もって組み立てられる。このよう
なキットにおいて、標的種について試験すべきサンプルが前もって組み立てられ
たセル中に吸込まれ、又は流入され、続いて液晶が吸込まれ、又は流入される。
このようなキットはこうしてまた標的種の検出による使用のための一つ以上のシ
リンジを含んでもよい。
【００４０】 本発明の別のキットは少なくとも一つの摩擦された支持体及び液晶を含む。こ
れらのキットはまたサンプル中の標的種の存在を検出するのに使用し得る。その
方法はキットの摩擦された支持体の部分を或る量のサンプルと接触させ、キット
の液晶をサンプルと接触した摩擦された支持体構造の部分に置き、液晶の一様な
固定が乱されたか否かを測定することを含む。液晶の一様な固定が乱された場合
、標的種がサンプル中に存在する。液晶の一様な固定が乱されたか否かの測定は
種々の方法により行ない得る。一つのこのような方法は交差偏光子により摩擦さ
れた支持体を見ることを含む。
【００４１】 上記のような液晶アッセイ装置を使用する標的種の存在の検出方法は幾つかの
工程を含む。第一に、摩擦された支持体構造が標的種の存在について試験すべき
サンプルとともにインキュベートされる。典型的には、インキュベーション期間
は約２時間であるが、これは特別な標的種及び標的種を特異的に認識し、結合す
ることができる生物分子認識剤に応じて変化し得る。第二に、フィルムの如きス
ペーシング材料がインキュベートされた摩擦された支持体構造と液晶を一様に固
定する表面の間に置かれ、その結果、摩擦された支持体構造の生化学的ブロッキ
ング層の面が液晶を一様に固定する表面と面する。第三に、5CBの如き液晶がイ
ンキュベートされた摩擦された支持体構造と液晶を一様に固定する表面の間の領
域に吸込まれる。典型的には、液晶はこの工程中に等方性期にある。液晶はそれ
をインキュベートされた摩擦された支持体構造と液晶を一様に固定する表面の間
に吸込む前に加熱されることを必要とすることがある。液晶はまたネマチック期
にセルに吸込まれてもよい。最後に、そのアッセイを行なう人が液晶が摩擦され
た支持体構造に一様に固定されるか否かを測定する。液晶が摩擦された支持体構
造に一様に固定される場合、サンプルは標的種を含まないことがわかるであろう
。一方、液晶が摩擦された構造に一様に固定されない場合、サンプルは標的種を
含むことがわかるであろう。
【００４２】 上記方法に加えて、本発明に従って使用されるキット及びアッセイ装置はまた
試験すべきサンプルが摩擦された支持体構造、スペーシング材料、及び液晶を一
様に固定する表面を含む前もって組み立てられたセルに直接通され、又はその中
に維持されるように設計し得る。充分な時間が一旦経過すると、サンプルが除去
され、続いて液晶が添加されて標的種がサンプル中に存在したか否かを測定し得
る。 上記方法に加えて、本発明に従って使用されるキット及びアッセイ装置はまた
液晶がインキュベートされた摩擦された支持体構造の表面に直接置かれ、液晶の
配向が空気との表面である摩擦された支持体上の液晶の一つの表面で観察される
ように設計されてもよい。即ち、液晶が表面に単に置かれる。例えば、5CBの配
向は液晶空気界面でホメオトロピックであることが公知である。こうして、液晶
の自由表面は液晶を一様に固定する第二表面を置換し得る。この型のキットがパ
ターン化認識グループのミクロアレイに特に有益である。
【００４３】 （実施例） 下記の材料及び方法を以下に更に詳しく説明される実施例に利用した。 材料 実験に使用したガラス顕微鏡スライドはマークされたプレミアムグレードであ
り、フィッシャー・サイエンティフィック（ピッツバーグ、PA）から入手し、摩
擦されたシリコン(100)ウェハをシリコン・センス（ナシュア、NH）から入手し
た。ガラススライド及びシリコンウェハを“ピランハ溶液”（70％H2SO4/30％H2 O2）で処理することにより使用前に洗浄した。“ピランハ溶液”を極めて注意し
て取り扱うべきである。何とならば、それは有機物質と激しく反応し、密閉容器
中で貯蔵すべきではないからである。“ピランハ溶液”中で80℃で１時間洗浄し
た後、スライド及びシリコンウェハを多量の脱イオン水ですすぎ、窒素の流れの
もとに乾燥させた。使用前に、きれいな支持体を120℃で加熱したオーブン中で
少なくとも３時間貯蔵した。
【００４４】 種々の薬品を実験に使用した。オクタデシルトリクロロシラン(OTS)及び3-ア
ミノプロピルトリエトキシシラン(APES)の両方をゲレスト（タリィタウン、PA）
から購入した。OTSを使用してガラス顕微鏡スライドをシリル化するための溶液
を溶媒として無水トルエン（アルドリッチ、ミルウォーキー、WI）を使用して調
製し、一方、APESを使用してガラス顕微鏡スライドをシリル化するための溶液を
10mMの酢酸ナトリウム-酢酸緩衝液（pH 5.0）を使用して調製した。ジスクシン
イミジルスベレート(DSS)をピアス（ロックフォード、IL）から入手した。無水
メタノール及びジメチルスルホキシド(DMSO)（これらをアルドリッチ（ミルウォ
ーキー、WI）から入手した）を使用してDSSの溶液を調製した。ウシ血清アルブ
ミン（BSA、無IgG、凍結乾燥粉末）、抗BSA（ウサギ中で発生した）、抗ストレ
プトアビジン（ウサギ中で発生した）、抗FITC（モノクローナル、クローンFL-D
6、マウス腹水）、フィブリノーゲン（フラクションＩ、ヒト血漿からの型III）
、リゾチーム（EC3.2.1.17、グレードIII：ニワトリ卵白から）、及び抗ビオチ
ンIgG（ポリクローナル、ヤギ中で発生した）をシグマ（セントルイス、MO）か
ら入手し、受け取ったままで使用した。ビオチニル化ウシ血清アルブミン（ビオ
チン-BSA、ビオチンのモル数／BSAのモル数=8）をピアス（ロックフォード、IL
）から入手した。研究に使用した全てのタンパク質をpH 7.2で食塩加リン酸緩衝
液(PBS)に溶解した。ミリポア（ベッドフォード、MA）から入手したミリ-Qフ゜ラス 銘柄の脱イオン水（18.2MΩ・cm）を使用して全ての水溶液を調製した。分析グ
レードの試薬を使用して緩衝液を調製した。BDHにより製造されたネマチック液
晶、4-シアノ-4'-ペンチルビフェニル(5CB)をEMインダストリィズ（ハウソーン
、NY）から購入した。
【００４５】 BSAの物理吸着層を有する支持体の調製 疎水性支持体及び親水性支持体をこれらの表面へのBSAの物理吸着の研究のた
めに調製した。きれいなガラススライド及びシリコンウェハを親水性支持体とし
て使用した。疎水性支持体をOTS溶液（無水トルエン中３％のOTS）によるガラス
スライド及びシリコンウェハの一夜の処理により調製した。加水分解の可能性を
排除するために、OTSによるシリル化をグローブボックス（モデルCC-40、バキュ
ーム・アトモスフェアーズ社、ハウソーン、CA）中で窒素雰囲気下で行なった。
OTSでシリル化された支持体をトルエンですすぎ、更なる使用の前に120℃で少な
くとも３時間乾燥させた。親水性支持体及び疎水性支持体をPBS緩衝液（pH 7.2
）中1mg/mlのBSA溶液に一夜浸漬することによりBSAをそれらに物理吸着させた。
【００４６】 BSAの化学的に固定された層を有する支持体の調製 図１に図示された実験操作を使用してBSAの化学的に固定された層を有する支
持体を調製した。きれいなガラススライドを80℃で３時間にわたる酢酸ナトリウ
ム-酢酸緩衝液（10mM、pH 5.0）中10％のAPESとの反応によりアミノプロピル化
した。アミノプロピル化支持体を脱イオン水ですすぎ、次いで120℃で少なくと
も３時間乾燥させ、その後にそれらをスクシンイミドエステル架橋剤(DSS)で活
性化してアミド結合形成による表面へのBSAのカップリングを促進した。アミノ
プロピル化支持体を無水メタノール中に浸漬し、次いで無水DMSO中の50mMのDSS
原液を充分な量で添加して1mMのDSS溶液を生成した。その混合物を１時間撹拌し
、メタノールで洗浄し、直ちにBSAのアミン基にカップリングさせた。BSAカップ
リングをPBS緩衝液（pH 7.2）中1mg/mlのBSA溶液中のDSS活性化ガラススライド
の一夜の浸漬により行なった。
【００４７】 BSAの摩擦されたフィルムを有する支持体の調製 図２に示されるように摩擦について改良されたストリップチャートレコーダー
（モデル番号SR-255A/B、ヒース社）を使用して摩擦材をBSA固定ガラススライド
を横切ってスライドさせることにより摩擦されたBSAフィルムを調製した。ロガ
ンテックス社（ニューヨーク、NY）から入手したベルベット型ポリエステル布（
90％のポリエステル／10％のスパンデックス）をこの研究で摩擦材として使用し
た。両面テープを使用して摩擦材を移動ガイド（チャート紙）の上に取り付け、
BSA固定ガラススライドを摩擦材の上に置いた。ガラススライドが適所に固定し
得るので、摩擦をチャート紙により案内された摩擦材の移動により行なった。チ
ャートレコーダーで5mm/秒の速度を使用して摩擦時間は１分であった。適用圧力
は約103Paであり、錘（約2.54cm（１インチ）x7.62cm（３インチ）の寸法を有す
る約200gのアルミニウムブロック）でガラススライドに負荷をかけることにより
それを得た。
【００４８】 ビオチン-BSAの化学的に固定された層を有する支持体の調製 図１に図示された実験操作を使用してBSAに代えてビオチニル化BSAを使用して
ビオチン-BSAの化学的に固定された層を有する支持体を調製した。きれいなガラ
ススライドを80℃で３時間にわたる酢酸ナトリウム-酢酸緩衝液（10mM、pH 5.0
）中５％のAPESとの反応によりアミノプロピル化した。アミノプロピル化支持体
を音波処理浴中で10分間にわたって80℃で酢酸ナトリウム-酢酸緩衝液で３回洗
浄し、脱イオン水ですすぎ、次いで120℃で少なくとも３時間乾燥させ、その後
にそれらをスクシンイミドエステル架橋剤(DSS)で活性化してアミド結合形成に
よる表面へのビオチン-BSAのカップリングを促進した。アミノプロピル化支持体
を無水メタノール中に浸漬し、次いで無水DMSO中の50mMのDSS原液を充分な量で
添加して1mMのDSS溶液を生成した。支持体をその撹拌混合物中に１時間浸漬し、
メタノール及び脱イオン水で洗浄し、直ちにビオチン-BSAのアミン基にカップリ
ングさせた。ビオチン-BSAカップリングをPBS緩衝液（pH 7.2）中1mg/mlのビオ
チン-BSA溶液中のDSS活性化ガラススライドの浸漬により行なった。
【００４９】 ビオチン-BSAの摩擦されたフィルムを有する支持体の調製 ロガンテックス社（ニューヨーク、NY）から入手したベルベット型布（90％の
ポリエステル／10％のスパンデックス）を上記のように調製されたビオチン-BSA
被覆支持体を横切ってスライドさせることによりビオチン-BSAの摩擦されたフィ
ルムを調製した。図２に示されるように摩擦について改良されたストリップチャ
ートレコーダー（モデル番号SR-255A/B、ヒース社）を使用して摩擦を行なった
。両面テープを使用して布を移動ガイド（チャート紙）の上に取り付け、（ビオ
チン-BSA）固定ガラススライドを布の上に面を下にして置いた。ガラススライド
が適所に固定し得るので、摩擦をチャート紙により案内された摩擦材の移動によ
り行なった。摩擦速度及び長さをチャートレコーダーの供給速度及び摩擦時間を
夫々変化させることにより調節した。異なる質量のアルミニウムブロックを摩擦
の前に支持体に置くことにより摩擦圧力を調節した。標準条件として、約2.1mm/
秒（５インチ/分）の摩擦速度、約127mm（１分の摩擦時間）の摩擦長さ、及び約
1,000Paの摩擦圧力（約200gの質量及び2.54cmx7.62cmの寸法を有するアルミニウ
ムブロック）を使用した。
【００５０】 生物分子認識剤を含む摩擦されたBSAフィルムの一般的な調製 生物分子認識剤、免疫グロブリン又はそのフラグメントを修飾された活性化さ
れた表面をBSAで処理する前にDSSと反応させる以外は図１に図示された実験操作
を使用して、BSAの化学的に固定された層及び化学的に固定された生物分子認識
剤を有する支持体を調製する。きれいなガラススライドを80℃で３時間にわたる
酢酸ナトリウム-酢酸緩衝液（10mM、pH 5.0）中10％のAPESとの反応によりアミ
ノプロピル化する。アミノプロピル化支持体をその後に脱イオン水ですすぎ、12
0℃で少なくとも３時間乾燥させ、その後にそれらをスクシンイミドエステル架
橋剤(DSS)で活性化してアミド結合形成による表面への免疫グロブリン又は免疫
グロブリンフラグメント及びBSAのカップリングを促進する。アミノプロピル化
支持体を無水メタノール中に浸漬し、次いで無水DMSO中の50mMのDSS原液を充分
な量で添加して1mMのDSS溶液を生成する。混合物を１時間撹拌し、メタノールで
洗浄し、直ちに免疫グロブリン又は免疫グロブリンのフラグメントのアミン基に
カップリングさせる。免疫グロブリン又はそのフラグメントを免疫グロブリン又
はそのフラグメントの100ng/mlのPBS緩衝溶液中のDSS活性化ガラススライドの一
夜の浸漬により得る。次いでスライドを脱イオン水ですすぎ、BSAで処理して摩
擦に供する最終支持体表面を生じる。BSAカップリングをPBS緩衝液（pH 7.2）中
1mg/mlのBSA溶液中のガラススライドの一夜の浸漬により行なう。固定されたBSA
及び免疫グロブリン又はそのフラグメントを含む支持体の表面をその後に先に概
説された操作に従って摩擦する。
【００５１】 BSA層を含まない摩擦された支持体 BSA層を含まない摩擦されたガラススライド及びそれらにせん断付着したテフ
ロン（登録商標）フィルムを有するガラススライドを摩擦されたフィルムへのタ
ンパク質吸着の予備研究のために調製した。BSAを含まないガラススライドをBSA
を含むスライドに関して上記されたのと同じ条件下で機械摩擦することにより、
BSA層を含まない摩擦されたガラススライドを調製した。それらにせん断付着し
たテフロン（登録商標）フィルムを有するガラススライドを平らなテフロン（登
録商標）ブロックをモーター付き機械で溶融ガラススライドを横切ってスライド
させることにより得た。約100℃の温度をテフロン（登録商標）をガラススライ
ドにせん断付着するのに使用した。何とならば、これは低温が使用された場合に
得られたよりも完全かつ再現性の表面被覆を与えたからである。また、適用圧力
及び速度を調節し、夫々約103Pa及び15秒間について0.5mm/秒であった。
【００５２】 タンパク質吸着 種々の生化学物質によるタンパク質吸着を研究するために、化学的に固定され
たBSAの摩擦されたフィルムをPBS緩衝液（pH 7.2）中で２時間にわたって種々の
タンパク質溶液とともにインキュベートした。このような溶液は特異的結合のた
めの100nMのポリクローナル抗BSA IgG溶液；BSAの付加的な吸着を研究するため
の10mg/mlのBSA溶液；100nMの抗FITC IgG溶液；0.2mg/mlのフィブリノーゲン溶
液；及び0.2mg/mlのリゾチーム溶液を含んでいた。抗FITC溶液、フィブリノーゲ
ン溶液、及びリゾチーム溶液を調製して化学的に固定されたBSA支持体による非
特異的吸着を調べた。
【００５３】 ビオチン-BSAの摩擦されたフィルムによる抗ビオチンIgGの結合 上記のように調製したビオチン-BSAの摩擦されたフィルムを抗ビオチンIgGのP
BS溶液中で異なる濃度でpH 7.2で90分間インキュベートした。インキュベーショ
ン中に、磁気撹拌棒を使用してIgGの溶液を撹拌した。タンパク質溶液からの除
去後に、支持体を脱イオン水ですすぎ、乾燥窒素の流れのもとに乾燥させた。
【００５４】 光学セル 二つのガラススライドを対にすることにより、かつデュポン・フィルムズ（ウ
ィルミントン、DE）から入手したマイラー（登録商標）ブランドのフィルムの厚
さ約10μmのフィルムを使用してそれらの一面を離して隔置することにより、光
学セルを調製した。摩擦されたフィルムをそれらが互いに面するように配列し、
その結果、フィルムの摩擦方向がセル内で平行であった。ガラス顕微鏡スライド
の端部に沿って置かれた“ブルドッグ”クリップを使用してセルを一緒に保持し
た。セルを40℃のホットプレートの上に置き、約10秒間熱空気で加熱した。5CB
のネマチック液晶をガラスシリンジ中でその等方性相まで加熱した（約35℃）。
次いで5CBの液滴をホットプレート上の夫々のセルの端部に置いた。次いで5CBを
毛細管作用により光学セル中に吸込んだ。光学セルが5CBで一旦充填されると、
セルをホットプレートから除去し、空気中で室温に冷却した。冷却後に、5CBの
等方性相がネマチック相に変換した。
【００５５】 偏光顕微鏡 偏光顕微鏡（BX60、オリンパス、東京、日本）を使用して5CBで充填された光
学セル中を透過された光により形成された光学組織を観察した。交差偏光子の間
の550μmの視野を有する20倍の対物レンズを使用して、摩擦されたビオチン-BSA
支持体を使用した像以外の全ての像を得た。交差偏光子の間の1.0mmの視野を有
する10倍の対物レンズを使用して摩擦されたビオチン-BSA支持体からつくられた
セルの像を得た。摩擦されたビオチン-BSA支持体から調製した液晶光学セルの光
学外観の像を偏光顕微鏡に取り付けられたデジタルカメラ（C-2020Z、オリンパ
ス・アメリカ社（メルビル、NY）から入手した）で捕獲した。f1 1の口径及び1/
160秒のシャッター速度で高品質様式（1600x1200ピクセルの解像度）を使用して
、摩擦されたビオチン-BSA支持体を使用して調製された光学セルの写真を得た。
フォトショップソフトウェア（アドーブ・システムズ社、サンホセ、CA）を使用
して色からグレースケールへの像の変換後に像の平均輝度（0-255のスケールに
おける平均ピクセル値）を計算して、摩擦されたビオチン-BSA支持体からつくら
れたセルの光学組織の分析を行なった。全ての光学セルに関する液晶の方位配向
を光路へのクォーターウェーブプレート（ノルマルスキィ・プリズム、147.3nm
）の挿入後の干渉色の変化により測定した。全ての光学セルを偏光子の軸に対す
る光学セルの45°の回転に相当するクォーターウェーブプレートの遅い軸に平行
の摩擦方向で顕微鏡中に置いた。干渉シフトの方向を観察することにより遅い軸
を測定した。即ち、干渉色は液晶の遅い軸及びクォーターウェーブプレートが一
致した場合にミッシェル-レビィチャートで一層高い遅延に向かってシフトした
。
【００５６】 光学セルの透過率 夫々の光学セル中を透過した光の強さを交差偏光子間のサンプルの回転中に記
録した。交差偏光子中を透過した光のバックグラウンド強さ（Ｉハ゛ックク゛ラウント゛） 及び平行偏光子中を透過した光の最大強さ（Ｉ平行）を空の光学セル（5CBを充
填しない）について記録した。報告された強さ値を交差偏光子中を通った光のバ
ックグラウンド強さについて修正し、平行偏光子間を通る測定された光の強さに
より標準化する（両方とも空のセル）。即ち、修正され、標準化された、分数透
過率は下記の式により示される。 分数透過率＝Ｉ−Ｉハ゛ックク゛ラウント゛ (1) Ｉ平行 透過した光の全ての強さをシリコンフォトダイオード（シリコンフォトダイオ
ードFDS100、ソーラブズ社、ニュートン、NJ）により測定した。
【００５７】 楕円偏光法による厚さ 楕円偏光法的測定について、シリコンウェハをガラススライドに代えて支持体
として使用した。光学的測定のためにガラススライドを調製するのに使用したの
と同じ操作を使用して測定用のサンプル支持体を調製した。ルドルフ・オートEL
楕円偏光計（フランダース、NJ）を6320Åの波長及び70°の入射角で使用して楕
円偏光法による厚さを夫々のサンプルについて３点で測定した。結合されたタン
パク質の楕円偏光法による厚さを解読するために、簡単な２層モデル（SiO2/Si
の有機層/有効支持体）を使用した。計算を行なうために、1.46の屈折率をシリ
コンウェハ上に形成された有機フィルムについて使用した。
【００５８】 5CBの面外配向 自家製光学装置を使用して光学セル内の5CBの面外配向（傾斜角）を測定した
。その装置は10mW He-Neレーザー、偏光子、サンプルの回転を可能にするコンピ
ュータ制御ステージ、分析装置、及びフォトダイオードを含んでいた。光学セル
を交差偏光子の間に置き、偏光He-Neレーザーを使用して直角の入射で照射し、
次いで直角に対し-20°から+20°まで回転させた。入射角に対するセル中を通過
した光の強さのプロットを使用してセルの表面からの液晶の光学軸の傾斜を推定
した。
【００５９】 実験結果の検討 摩擦に対する生化学的ブロッキング層の安定性 上記のように、BSAの如き生化学的ブロッキング化合物を共有結合により支持
体に固定することが好ましいが、これは必要とされない。固定されていない生化
学的ブロッキング層を有する支持体構造の安定性を調べるために、きれいなガラ
ススライド及びOTSとの反応により修飾された疎水性スライドを使用して支持体
構造を調製した。次いでBSAをスライドの表面に物理吸着させ、続いて図２に示
された装置を使用して摩擦した。図３に示されるように、楕円偏光法による厚さ
の測定は支持体がきれいなガラススライド又はOTSで処理されたスライドである
かにかかわらず、物理吸着されたBSAの50％以上が摩擦後に損失されることを示
した。一方、図３に示されるように、図１に示されたスキームに従って調製され
た支持体構造が摩擦された場合、楕円偏光法による厚さの変化は殆ど観察されな
かった。こうして、図１に示された方法を使用する生化学的ブロッキング層の固
定は生化学的ブロッキング層の摩擦のための厚さの損失を解消することが示され
た。
【００６０】 固定されたBSAの摩擦されたフィルムに関する液晶の配向 種々の光学セルの光学組織を調べて摩擦が光学セルに吸込まれた液晶の固定後
に有する効果を測定した。詳しくは、図１に示されたように調製された固定され
たBSAを含むガラススライド支持体の間にサンドイッチにされた5CBの交差偏光子
間の光学組織を観察し、写真で記録した。摩擦の前に、BSA固定層と接触する5CB
の光学組織は非一様であった。BSA固定層の摩擦は5CBが摩擦された支持体構造を
使用して調製された光学セルに吸込まれた場合にそれの一様なアライメントを生
じた。摩擦されたBSA層中の液晶の方位配向を光路へのクォーターウェーブプレ
ートの挿入後の干渉色の変化により容易に測定した（実験部分における詳細を参
照のこと）。クォーターウェーブプレートの挿入後の干渉色は色を一層高い遅延
に向かってシフトし、これは液晶のアライメントが摩擦方向に平行であることを
示した。 上記分析に利用したのと同じセルを使用して、表面上に支持された5CBの面外
配向（傾斜角）をまた測定した。セルを結晶回転装置に取り付けることにより（
実験部分における詳細を参照のこと）、摩擦されたBSA層を含む平面からの5CBの
光学軸の傾斜角は1.5±0.5°であると測定された。それ故、これらの測定は固定
されたBSAのフィルムの摩擦が摩擦方向に対し5CBの“平面”かつ“平行”の配向
を誘導することを示す。
【００６１】 光透過率を使用する液晶の一様性分析 光学セルが回転された場合に生じた暗い像と明るい像の間の消光は交差偏光子
間の光学セル中を通過した光により生じられる。摩擦方向が偏光子又は分析装置
に平行である場合に観察される暗い像は液晶が一様なアライメントを有すること
を示す。サンプルが交差偏光子間を回転させられた場合に夫々の光学セル中を通
過した光の強さを記録した。この技術を使用して固定されたBSAの摩擦されたフ
ィルムに関する液晶の固定の一様性を特性決定した（図４中の○）。分数透過率
測定（実験部分の詳細を参照のこと）に反映されるような偏光子に対するセルの
回転中の交差偏光子中を透過した光の強さの強い変調は、摩擦された固定された
BSA支持体構造中の液晶の一様な固定を示した。一方、摩擦されなかった固定さ
れたBSA支持体（図４中の●）（これは液晶の非一様の固定を示した）について
、透過光の強さはサンプルの回転の角度に独立であった。これは交差偏光子間の
摩擦された固定されたBSA支持体構造から調製された光学セルの回転中に測定さ
れた光透過率の強い変調が固定されたBSAの摩擦されたフィルム上の5CBの一様な
固定から生じることの更なる確認である。
【００６２】 摩擦されたフィルムの異方性及びタンパク質吸着の効果 上記のように、固定されたBSAの摩擦されたフィルムは液晶が摩擦された支持
体構造と接触する場合に5CBを一様に配列する。実験を行なってタンパク質の結
合がアライメント層の異方性を消去するか否かを測定した。この目的のために、
BSA層を有しない摩擦されたフィルムを調製した。生化学的ブロッキング化合物
をそれらの上に有しないガラススライドを摩擦することにより、またせん断付着
されたテフロン（登録商標）フィルムをそれらの上に有したガラススライドを使
用することにより、これを行なった。それらの上にせん断付着されたフィルムを
有するガラススライドは液晶の一様なアライメントを誘導することが知られてい
る（Dennis, J.R.; Vogel, V.J. J. App. Phys. 83 (1998) p. 5195）。BSAは殆
どの表面に容易に吸着するので、BSAは物理吸着により摩擦された表面を完全に
覆うと予想された。摩擦されたガラススライド及びせん断付着されたテフロン（
登録商標）フィルム上の液晶はBSAの溶液中の浸漬の前に表面に一様に整列する
ことが観察された。
【００６３】 しかしながら、0.1mg/mlのBSA溶液中の浸漬後に、摩擦されたガラススライド
及びせん断付着されたテフロン（登録商標）層に支持された5CBのネマチック相
は偏光子に対するサンプルのあらゆる角度でセル中を通過した光を消光しない。
換言すれば、組織が完全に非一様であり、方位固定の好ましい方向がない。こう
して、摩擦されたガラススライド及びせん断付着されたテフロン（登録商標）フ
ィルム上のBSAの吸着により生じた形態の変化が表面の異方性を乱し、液晶の非
一様の固定をもたらした。こうして、摩擦されたガラススライド及びせん断付着
されたテフロン（登録商標）フィルム上のBSAの吸着は表面の異方性を乱し、液
晶の非一様の固定をもたらした。それ故、アライメント又はタンパク質吸着に選
択性を有する生化学的ブロッキング層が液晶アッセイ装置用の支持体構造として
好適であるべきであると結論し得る。これらの結果はまたきれいなガラス又はテ
フロン（登録商標）フィルムがタンパク質の非特異的吸着に抵抗しないので、非
特異的タンパク質吸着に抵抗する生化学的ブロッキング層が液晶アッセイ装置に
必要であることを示す。
【００６４】 BSA層中のタンパク質の非特異的吸着 上記のように、生化学的ブロッキング層はそれが有効である場合にはタンパク
質の非特異的吸着に有効に抵抗すべきである。10mg/mlのBSAを含む水溶液中の摩
擦されたフィルムの浸漬後の固定されたBSAの摩擦されたフィルムに支持された
液晶の光学組織を観察し、写真で記録した。浸漬しないBSAの摩擦されたフィル
ム上の液晶の外観と比較した場合、液晶の光学外観はBSAの溶液中のBSAの摩擦さ
れたフィルムの浸漬により殆ど変化されない。この結果はBSAの水溶液中の浸漬
後のテフロン（登録商標）の摩擦されたフィルム及びガラスの上の液晶の光学外
観とは対照的である。BSAのフィルムの楕円偏光法による厚さをBSAの溶液中の浸
漬後の摩擦を用いて、又は用いずに測定した（図５）。図５の検査はBSAの共有
結合により固定されたフィルム（摩擦されていない）がBSAを含む水溶液に浸漬
され、取り出された場合に測定可能な量のBSAを吸着しないことを明らかにする
。対照的に、摩擦された場合、BSAの共有結合により固定された層は約15ÅのBSA
を吸着する。それ故、BSAの非特異的吸着のレベルは摩擦されなかったBSAのフィ
ルムと較べてBSAの摩擦されたフィルムで大きいことが結論された。しかしなが
ら、摩擦されたフィルム上のBSAの非特異的吸着のレベルは液晶の一様な固定を
乱すのに不十分であった。以下に示されるように、この結果はBSAの摩擦された
フィルムに関する抗BSA IgGの特異的結合の効果とは対照的である。この場合、
抗BSA IgGの特異的結合はBSAの摩擦されたフィルム上の液晶の非一様の固定を誘
発することが観察された。
【００６５】 また、フィブリノーゲン及びリゾチームを含む水溶液に浸漬され、それから取
り出されたBSAの摩擦されたフィルムに固定された5CBの光学外観を調べた。リゾ
チームへのBSAの摩擦されたフィルムの浸漬は観察され、写真で記録されたよう
に液晶の一様な配向をもたらしが、幾つかの欠陥（ループ回位）がフィブリノー
ゲンに浸漬された摩擦されたBSAのフィルムで支持された液晶の光学組織中に現
れた。欠陥はフィブリノーゲンに浸漬された摩擦されたBSAのフィルムで支持さ
れた液晶の光学外観で明らかであったが、液晶の本体が一様に配向されたままで
あったことが注目されるべきである。以下に示されるように、一様性のレベル（
分数透過率の測定による）が定量され、それは摩擦されたフィルムへの抗BSA Ig
Gの特異的結合が起きる場合の液晶の外観とは明らかに区別できることを示す。B
SA及びフィブリノーゲンの水溶液中の摩擦されたフィルムの浸漬後の液晶の光学
外観はフィブリノーゲン中の浸漬後の摩擦されたフィルムで支持された液晶の光
学組織中の小欠陥のために互いに異なったが、非特異的に吸着されたBSA及びフ
ィブリノーゲンの楕円偏光法による厚さ測定は吸着の非常に同様のレベルを明ら
かにする（図５）。この結果は液晶が楕円偏光法により特性決定される場合に区
別できない吸着されたタンパク質層の間で異なり得ることを実証する。フィブリ
ノーゲンの非特異的吸着（約15Å）を固定されたBSAのフィルムについて更に測
定し、それはフィルムが摩擦されたか否かにとは独立であることがわかった。
【００６６】 また、液晶の傾斜角をBSAの摩擦されたフィルム上のBSA及びフィブリノーゲン
の非特異的吸着後に測定した。測定された傾斜角はBSA及びフィブリノーゲンに
ついて夫々3.8±0.8°及び3.5±0.5°であった。上記のように、液晶の傾斜はBS
A又はフィブリノーゲンの水溶液へのBSAの摩擦されたフィルムの浸漬の前に1.5
±0.5°であった。この結果は非特異的吸着が液晶の傾斜の小さい変化（２°以
下）を生じることを示唆する。それ故、固定されたBSAの摩擦されたフィルムはB
SAの摩擦の方向に平行である方向の5CBの一様な平面配向を大いに持続するレベ
ルでタンパク質の非特異的吸着に抵抗すると結論された。
【００６７】 摩擦されたBSA層中のタンパク質の特異的結合 液晶アッセイ装置用に好適であるために、ブロッキング層はサンプル中の検出
すべき標的種への特異的結合により消去される異方性構造を有するべきである。
固定されたBSAの摩擦されたフィルムを２時間にわたって種々のPBS緩衝100nM抗
体に浸漬した。抗BSAの溶液中の浸漬後に、摩擦された固定されたBSAを含む光学
セルの組織は殆ど非一様の組織を有していた。こうして、摩擦された支持体構造
上のBSAブロッキング層による抗BSAの結合は摩擦された表面の異方性を消去した
。対照的に、抗FITC及び抗ストレプトアビジンの如き抗体の溶液中の摩擦された
固定されたBSA支持体構造の浸漬は摩擦された支持体がBSAの水溶液中に入れられ
た場合に得られた結果と同様に一様な組織を全く変化させなかった。図５に示さ
れるように、楕円偏光法による厚さ測定は抗BSAによる特異的結合及び特異的結
合により生じた非一様の組織への変化を明らかに示した。BSA溶液、フィブリノ
ーゲン溶液、及び抗FITC溶液中の浸漬と較べて、抗BSA溶液中の浸漬から生じる
特異的結合は厚さの大きな増大を示した（40Å以上）。これはたとえBSA及びフ
ィブリノーゲン中の浸漬から生じる光学セルが実質的に高い濃度のタンパク質を
使用したとしても真実である。更に、厚さ増大は摩擦とは独立であるので、抗原
-抗体反応のためのBSAの結合部位が摩擦により損傷されないことが演繹された。
それ故、BSAの摩擦されたフィルムは非特異的吸着に抵抗し、異方性が特異的結
合により消去される表面を与えることが発見された。
【００６８】 特異的吸着及び非特異的吸着に関する透過率分析 上記の種々の溶液中の浸漬後の摩擦された固定されたBSA支持体構造の透過率
分析を行なって摩擦された支持体構造による特異的結合と非特異的結合の間の定
量的比較を得た。図６は抗BSAとの特異的結合がセルを回転させることにより消
光を消去するだけでなく、摩擦されたBSA層の周期的透過性を消去することを示
す。表２は浸漬実験による夫々のタンパク質に関する最大値（IMax）及び最小値
（IMin）の分数強さを要約し、最大透過率と最小透過率の間の消光の差異（〔IM ax -IMin〕/ IMax）を標準化し、これは特異的吸着と非特異的吸着の間の比較に
一層有益である。抗BSAとの特異的結合に関する〔IMax-IMin〕/ IMaxは約0.33で
あることを測定した。こうして、著しい減少が特異的結合後に生じる。これは固
定されたBSAの摩擦されたフィルムに関する〔IMax-IMin〕/ IMaxの値が約0.94で
あることを考えると特に真実である。非特異的吸着の場合でさえも、標準化され
た分数透過率の値はフィブリノーゲンによる場合を除いて0.90以上である。たと
えフィブリノーゲン吸着に関する〔IMax-IMin〕/ IMaxがその他の非特異的吸着
と較べて比較的低い（約0.84）としても、その値は抗BSAによるような特異的吸
着の値ではなく非特異的吸着の値に極めて近い。また、図６に示されるように、
フィブリノーゲン中に浸漬された摩擦された固定されたBSA支持体表面の光透過
率の周期的性質が明らかに持続し、抗BSA溶液中の浸漬から生じる特異的結合か
らの光透過率とは明らかに異なる。それ故、光学組織及び楕円偏光法による厚さ
による観察に加えて、透過率測定から得られた結果は摩擦された固定されたBSA
支持体構造が液晶を一様に配向させ、非特異的吸着に抵抗し、特異的結合により
消去し得る異方性構造を有することを示す。
【００６９】
【表２】 タンパク質吸着aによる液晶セルの分数透過率
【００７０】a 分数透過率を交差偏光子と２時間のタンパク質溶液中の浸漬後のBSAの摩擦され
たフィルムに固定された5CBの間で測定した。b,c偏光子と光学セルの摩擦方向の
間の角度が45°、135°、225°及び315°である場合に分数透過率の最大値（IMa x ）を測定した。その角度が0°、90°、180°及び270°である場合に最小値（IM in ）を得た。d〔IMax IMin〕/IMaxの値を（0°、45°）、（90°、135°）、（
180°、225°）及び（270°、315°）における対の分数透過率から計算した。e
基準はタンパク質吸着の前の固定されたBSAの摩擦されたフィルムを示す。
【００７１】 ビオチン-BSAの摩擦されたフィルム 摩擦されたビオチン-BSA支持体及び摩擦されなかったビオチン-BSAから調製さ
れた光学セル中の5CBの光学組織の変化を上記のように観察し、写真で記録した
。交差偏光子間で回転させた場合、光学組織中のあったとしてもわずかな変調が
摩擦されなかったビオチン-BSAのフィルムで観察され、5CBの一様な固定を示さ
なかった。対照的に、摩擦されたフィルム間で固定された5CBの光学外観はセル
を交差偏光子間で回転させることにより明暗の間で変調することが観察された。
これらの差異を図７にグラフで示す。図４と図７の比較は摩擦されたビオチン-B
SA支持体及び摩擦されなかったビオチン-BSA支持体から調製された光学セルが液
晶を一様に固定する能力に関して摩擦されたBSA支持体及び摩擦されなかったBSA
支持体から調製されたものと同様に挙動したことを示す。BSA支持体から調製さ
れた光学セルの場合のように、ネマチック相の光学軸がビオチニル化BSAから調
製された光学セルについて偏光子又は分析装置と整列する場合に、液晶が暗く見
える。摩擦の方向（即ち、5CBのネマチック相の光学軸）が偏光子又は分析装置
と平行に整列された場合、入射光の偏光はセル中の透過により変化されなかった
。それ故、液晶の光学外観は交差偏光子により見た場合に一様に暗かった。しか
しながら、セルの回転は光の偏光を変化させることにより入射光を交差偏光子中
を通過させ、通過した光の強さは偏光子に対し摩擦方向の45°の回転で最大に達
した。図７はセルの回転角度の関数としてのビオチン-BSAフィルムの平均輝度の
傾向を要約する。図７に示されるように、摩擦前のサンプルはセルが回転させら
れた場合に変調を示さなかったが、摩擦されたサンプルにおける顕著な周期的か
つ強い変調が観察された。最大輝度が45°、135°、225°、及び315°で観察さ
れ、最小輝度が０°、90°、180°、及び270°で観察された。
【００７２】 ビオチン-BSAの摩擦されたフィルムに関する結合された抗ビオチンIgGによる
液晶の光学組織 最初に、標準摩擦条件（約2.1mm/秒の摩擦速度及び約1,000Paの適用圧力によ
る１分の摩擦）を使用して化学的に固定されたビオチン-BSA支持体を評価した。
これらの条件下で、摩擦されたビオチン-BSA支持体から調製された光学セルの光
学組織は支持体が浸漬された溶液中の抗ビオチンIgGの濃度に依存することがわ
かった。分析物溶液中の抗ビオチンIgGの濃度が増大するにつれて、液晶の光学
外観が一層複雑かつ非一様になった。低濃度では、一様なアライメントが光を散
乱させる回位線の出現により最初に観察された。たとえ回位ループの数が濃度に
より増大するとしても、サンプルの回転は光学セル中を通過した光の強さの実に
強い変調を依然として生じた。抗ビオチンIgGの濃度が更に増大するにつれて、
最後に、これらのサンプルの回転がセル中を透過した光の強さの測定できる変調
を殆どもたらさなくなるまで、支持された液晶の高度に非一様の組織の外観が観
察された。液晶の高度に非一様の外観は、5CBのネマチック相がこれらのフィル
ム上の好ましい方位配向を生じないで固定されることを示す。
【００７３】 溶液中の抗ビオチンIgGの結合に対する光学組織の感度を調査した。詳しくは
、ビオチン-BSAのフィルムを異なる条件で摩擦して、あったとしたら、摩擦条件
が感度に対してどのような役割を有するのかを発見した。IgGの検出における感
度の調節が重要である。検出感度が変化し得る場合、バイオアッセイ適用におけ
る検出範囲の融通性が与えられる。最初に、その他の摩擦パラメーターを変化さ
せないで適用圧力を1,000Paから250Paに低下した。低質量によるビオチン-BSA支
持体の摩擦の結果は5CBの一様な固定が抗ビオチンIgGの低濃度で消去されること
であった。例えば、低下された圧力（約250Pa）で摩擦されたビオチン-BSA支持
体は20nMの濃度の抗ビオチンIgGの溶液に暴露された場合に高度に非一様の組織
を示した。対照的に、約1,000Paの圧力による以外は同じ条件下で摩擦された同
様の支持体が28nMの濃度の抗ビオチンIgG溶液中でインキュベートされた場合、5
CBの一様なアライメントが保持された。こうして、摩擦された支持体から調製さ
れた検出系及び光学セルの感度は摩擦圧力を低下することにより増大し得る。そ
の他の摩擦条件を変化させると同様に感度を変更することがわかった。例えば、
250Paの適用摩擦圧力を使用することに加えて摩擦時間を60秒から24秒に減少す
ると感度を更に増大した。これらの結果は摩擦されたフィルムの感度が摩擦条件
を単に変化させることにより調節し得ることを実証する。
【００７４】 対照実験として、３種の摩擦条件を使用してビオチン-BSAの摩擦されたフィル
ムを調製した。これらの実験における摩擦速度、長さ、及び圧力は約2.1mm/秒、
127mm、及び1,000Pa；2.1mm/秒、127mm、及び250Pa；並びに2.1mm/秒、51mm、及
び250Paであった。これらの条件を使用して調製した摩擦されたビオチン-BSA支
持体を抗ビオチンIgGを含まないPBS緩衝液中でインキュベートした。摩擦は5CB
の光学組織を一様（無特性）にし、摩擦された支持体から調製された光学セルは
差別し難かった。若干の回位ループの外観が摩擦圧力及び長さを減少した摩擦さ
れた支持体から調製された光学セルで観察されたが、光学組織は充分な一様のア
ライメントを保持し、その結果、それらは抗ビオチンIgGの特異的結合から生じ
る非一様性を有する光学セルとは区別し得る。これは感度が擬陽性試験結果を生
じないで増大し得ることを示す。
【００７５】 抗ビオチンIgGの結合により誘導される5CBの光学外観の定量分析 或る濃度の抗BSA免疫グロブリンへの暴露後のビオチン-BSAの摩擦された支持
体から形成された光学セルの光学外観の変化を、上記方法を使用して光学組織の
平均輝度を測定することにより定量化した。修正され、標準化された光出力は下
記の式により表し得る。 標準化出力＝S SMin (1) SMax SMin 式中、Ｓはセルを回転させることから得られた暗い像と明るい像の間の最大輝度
比（LMin/LMax）であり、LMinは摩擦方向が交差偏光子間で偏光子に平行である
場合の組織の平均輝度であり、LMaxは摩擦方向が偏光子に対し45°回転させられ
た場合に得られ、かつSMax及びSMinは摩擦の前及び後のビオチン-BSAのフィルム
を使用して得られる。輝度比(S)及び基準セルを使用する標準化光出力は、種々
の量の抗ビオチンIgGを含む溶液中のインキュベーションから生じた非一様性の
程度に関する定量的情報を与えた。点から点へ、又はサンプルからサンプルへと
見られる変化の量がまた最小にし得る。図８は免疫グロブリンの濃度の関数とし
ての抗ビオチンIgGの特異的結合後のビオチン-BSAの摩擦されたフィルムで支持
された液晶の像から得られた標準化光出力を示す。図８は摩擦時間及び長さの減
少が液晶の一様のアライメントと非一様のアライメントの間の閾値を低濃度の免
疫グロブリンに移動したことを実証する。光出力を使用する非一様の特徴の更に
詳しい検査が以下に記載されるように摩擦されたフィルムに関する結合された抗
ビオチンIgGの量を測定することにより行ない得る。
【００７６】 ビオチン-BSAの摩擦されたフィルムに関する結合された抗ビオチンIgG 摩擦されたビオチン-BSA層に関する特異的に結合された抗ビオチンIgGの量を
評価するために、上記のように楕円偏光法による厚さ測定を使用して、シリコン
ウェハに固定されたビオチン-BSAの摩擦されたフィルムに関する結合されたIgG
から生じる厚さ増大を測定した（図９）。図９は抗ビオチンIgGの結合から生じ
る厚さの増大が異なる摩擦条件にもかかわらず支持体の夫々について殆ど同じで
あったことを示す。これは、たとえ、先に注目され、図８に示されたように、標
準化光出力が摩擦条件の変化により強く影響されたとしても真実であった。図９
に示されるように、結合された抗ビオチンIgGの厚さは次第に増大し、約10nmで
飽和に達した。一般に4nmx10nmx14nmであると推定される、IgGのサイズを考慮す
ると、約10nmの飽和厚さ増大はその表面が飽和で抗ビオチンIgGにより殆ど完全
に覆われることを示した。
【００７７】 上記され、図８に示されたように、記載された光学組織及び標準化光出力測定
は液晶の一様なアライメントを消去する量で抗ビオチンIgGの濃度を与えた。ま
た上記され、図９に示されたように、結合された抗ビオチンIgGの厚さの測定は
結合されたIgGにより5CBの一様なアライメントを保持又は消去するレベルで閾値
量を与えた。こうして、図８及び９の検査は摩擦されたフィルムに固定された液
晶の配向性を変化させるのに必要とされる結合された抗ビオチンIgGの量を示す
。図10はビオチン-BSA摩擦された支持体表面上のビオチンへの特異的結合から生
じる結合された抗ビオチンIgGの量が摩擦された支持体上の液晶の非一様の固定
の増大を誘発することを実証する。標準摩擦条件（2.1mm/秒、127mm（１分の摩
擦時間）、及び約1,000Paの圧力（約200gの質量及び2.54cmx7.62cmの寸法を有す
るアルミニウムブロック））では、光出力の急激な変化が5nm付近の結合された
抗ビオチンIgGで観察された。摩擦強さの低下は閾値を結合された抗ビオチンIgG
の低レベルにシフトした。摩擦圧力を250Paに低下した場合、閾値厚さが4nm付近
の結合された抗ビオチンIgGにシフトした。1,000Paから約250Paへの摩擦圧力及
び60秒から24秒への摩擦時間の両方の減少は閾値量を約5nmから2nm未満へと結合
された抗ビオチンIgGをシフトした。それ故、結合されたタンパク質による液晶
の光出力の感度の調節は摩擦条件を単に変化させることにより行ない得る。こう
して、摩擦された支持体が種々の濃度の標的種における定量的かつ定性的使用の
ために調製し得る。
【００７８】 摩擦条件を変化させることによる光学応答の感度 系統的アプローチを使用して、摩擦条件に関する液晶のアライメントの性質を
調べた。これを行なうために、摩擦速度、摩擦圧力及び摩擦長さ（即ち、摩擦時
間）を再度変化させた。上記標準摩擦条件を基準として使用した。一つの摩擦パ
ラメーターを一度に変化させ、その結果、感度及び厚さに関するその効果を独立
に観察することができた。摩擦条件を図11及び12に示された範囲にわたって変化
した場合、摩擦は5CBへの暴露後（標的とする分析物と一緒のインキュベーショ
ンの前）に非常に一様な組織を与えた支持体を生じた。更に、強い変調を図４及
び７に示されたのと同様のセルを回転させた時に観察した。摩擦条件の関数とし
ての抗ビオチンIgGの特異的結合により生じた標準化光出力を観察するために、
摩擦された支持体を20nMの濃度の抗ビオチンIgGの溶液中でインキュベートし、
これらは標準条件下で摩擦された支持体についての光出力の中間の状態を示した
。これは摩擦条件を変えることによる光学像の変化が特別に調べられることを可
能にした。
【００７９】 図11は厚さ増大及び標準化光出力により示されるような結合された抗ビオチン
IgGの量が摩擦中に適用された圧力の関数として20nMの濃度の抗ビオチンIgGの溶
液中のインキュベーション後にどのように変化したのかを示す。図12は摩擦長さ
が同パラメーターにどのように影響したのかを示す。標準摩擦条件を使用した場
合、20nMの抗ビオチンIgG溶液中のビオチン-BSAの摩擦されたフィルムのインキ
ュベーションは約4nmの結合されたIgG（図９）、若干の回位ループの出現、及び
0.2付近の標準化光出力（図８）を生じた。図11及び12に示されるように、抗ビ
オチンIgG溶液中のインキュベーション後に、厚さの検出可能な変化が摩擦中に
使用された圧力又は摩擦長さの変化の結果として生じなかった。しかしながら、
光出力は摩擦された支持体を調製するのに使用した摩擦条件により強く影響され
た。それ故、摩擦プロセス中に適用される圧力は摩擦された支持体から調製され
る光学セルの感度を変化させるのに使用し得る。図12は摩擦長さが摩擦長さの短
い範囲にわたって光学外観に有意に影響するが厚さが影響されないことを示す。
摩擦長さの減少は光学組織の非一様性を増大し、完全に非一様の特徴が2.54mmの
摩擦長さで得られた。摩擦長さの増大は摩擦されたフィルムを5CBの非一様の固
定に抵抗させた。こうして、摩擦長さを約508mmに増大した場合、抗ビオチンIgG
とともにインキュベートされた摩擦されたフィルムの光学外観は完全に一様の組
織を示し、その標準化光出力がまた殆どゼロであった。これは抗ビオチンIgGの2
0nMの溶液中のインキュベーションが摩擦された支持体の光学組織の変化を殆ど
生じなかったことを意味する。厚さ増大及び標準化出力に関する摩擦速度の効果
をまた調べた。しかしながら、光出力の変化が摩擦速度の関数として殆ど観察さ
れなかった。これらの結果は摩擦圧力及び摩擦長さが摩擦された支持体を使用し
て調製された光学セルの感度を調節し、改良するのに使用し得る非常に有効なパ
ラメーターであることを実証する。
【００８０】 上記結果に基づいて、ビオチン-BSAの摩擦されたフィルムに関する液晶の光出
力の像分析が摩擦されたビオチン-BSA支持体の表面に結合された抗ビオチンIgG
の量を定量的に測定するのに使用し得る。更に、このような支持体は抗ビオチン
IgGで実証されたようにこのようなサンプル中の物質の存在及び量を測定するの
に使用し得る。更に、光出力の感度が摩擦された支持体を調製するのに使用され
る摩擦条件を変更することにより容易に調節し得る。こうして、摩擦された支持
体は液晶と一緒に使用された場合に特定の生物分子相互作用を像形成するのに有
益である。
【００８１】 抗体を含む摩擦された支持体の調製 上記のように、種々の操作が生物分子認識剤として抗体を含む摩擦された支持
体を調製するのに使用し得る。６種のこのような操作の要約は以下のとおりであ
る。 操作１ 1. 活性化されたガラスを抗体の水溶液に浸漬することによりDSS活性化され
たガラススライドを使用してガラス顕微鏡スライドの表面に抗体を共有結合によ
り固定する。 2. 改良チャートレコーダーを使用して固定された抗体を含むスライドの表面
を機械摩擦する。 3. 摩擦されたタンパク質フィルムを１時間にわたって10mg/mlのBSA水溶液に
浸漬することによりそれをブロックする。
【００８２】 操作２ 1. 活性化されたガラスを抗体の水溶液に浸漬することによりDSS活性化され
たガラススライドを使用してガラス顕微鏡スライドの表面に抗体を共有結合によ
り固定する。 2. 支持体を１時間にわたって10mg/mlのBSA水溶液に浸漬することによりそれ
をブロックする。 3. 改良チャートレコーダーを使用して固定された抗体/BSA表面を機械摩擦す
る。 4. 摩擦されたタンパク質フィルムを１時間にわたって10mg/mlのBSA水溶液に
浸漬することによりそれをブロックする。 操作３ 1. 活性化されたガラススライドをタンパク質の水溶液に浸漬することにより
タンパク質をDSS活性化されたガラス顕微鏡に共有結合により固定する。 2. 支持体を抗体の水溶液に浸漬することにより固定されたタンパク質に特異
的な抗体を固定されたタンパク質に結合する。 3. 改良されたチャートレコーダーを使用して固定された抗体及びタンパク質
を含む支持体の表面を機械摩擦する。 4. 支持体を１時間にわたって10mg/mlのBSAの水溶液に浸漬することにより支
持体上の摩擦されたタンパク質表面をブロックする。
【００８３】 操作４ 1. 活性化されたガラス顕微鏡スライドをタンパク質の水溶液に浸漬すること
によりタンパク質をDSS活性化されたガラス顕微鏡に共有結合により固定する。 2. 改良されたチャートレコーダーを使用して固定されたタンパク質を含む表
面を機械摩擦する。 3. スライドを抗体の水溶液に浸漬することにより固定されたタンパク質に特
異的な抗体を固定されたタンパク質に結合する。 4. 摩擦されたタンパク質フィルムを１時間にわたって10mg/mlのBSA水溶液に
浸漬することによりそれをブロックする。
【００８４】 操作５ 1. スライドをBSAの水溶液に浸漬することによりBSAをDSS活性化されたガラ
ス顕微鏡スライドに共有結合により固定する。 2. 改良されたチャートレコーダーを使用して固定されたBSAの表面を機械摩
擦する。 3. DSSを使用して抗体を固定されたBSAに共有結合により固定して表面を活性
化する。 4. 摩擦された支持体を１時間にわたって10mg/mlのBSA水溶液に浸漬すること
によりそれの表面をブロックする。 操作６ 1. スライドをBSAを含む水溶液に浸漬することによりBSAをDSS活性化された
ガラス顕微鏡スライドに共有結合により固定する。 2. DSSを使用して抗体を固定されたBSA表面に共有結合により固定して表面を
活性化する。 3. 改良されたチャートレコーダーを使用して固定された抗体及びBSAを含む
表面を機械摩擦する。 4. 摩擦された支持体を10mg/mlのBSA水溶液に１時間浸漬してその表面をブロ
ックする。
【００８５】 ニトリロトリアセテート/Ni+2を有する摩擦されたタンパク質支持体の調製 幾つかの操作がニトリロトリアセテート(NTA)/Ni+2を有する摩擦された支持体
を調製するのに使用し得る。このような摩擦された支持体はヒスチジン融合タン
パク質を検出するのに有益である。 第一操作において、スライドを１時間の期間にわたって10mg/mlのNTS官能化BS
Aを含む溶液に浸漬することによりDSSを使用してNTA官能化BSAをガラス顕微鏡ス
ライドに共有結合により固定する。次いでスライドを乾燥させ、上記のような改
良されたチャートレコーダーを使用して機械摩擦する。次いでNTS-BSAフィルム
をNi+2を含む水溶液に浸漬して錯体を生成する。
【００８６】 第二操作において、最初にスライドを10mg/mlのBSAの溶液に１時間浸漬するこ
とによりBSAをガラス顕微鏡スライドの表面に共有結合により固定する。次いで
改良されたストリップチャートレコーダーを使用してスライドの表面を摩擦する
。次いで摩擦された表面をDSSで活性化し、約1mMの濃度を有するNTA-リガンドの
溶液を使用して活性化された支持体をキアゲンから入手し得るアミノ末端NTAの
如きNTA-リガンドとともに約６時間インキュベートする。次いで得られる支持体
をBSAの10mg/ml溶液に１時間浸漬して表面をブロックする。次いで得られる支持
体を約10mMの濃度のNi+2を含む水溶液に３時間浸漬する。
【００８７】 第三操作において、最初にスライドを約10mg/mlのBSAを含む水溶液に１時間浸
漬することによりBSAをガラススライドの表面に共有結合により固定する。次に
、上記のようにDSSを使用してBSA被覆支持体の表面を活性化する。次いで活性化
されたBSA被覆支持体を約６時間の期間にわたってNTA-リガンドの1mM溶液中でイ
ンキュベートする。続いて、支持体をBSAの10mg/mlの水溶液に浸漬して表面をブ
ロックする。表面をブロックした後、支持体を約３時間の期間にわたって約10mM
のNi+2の濃度を有する水溶液に浸漬する。最後に、上記操作を使用して得られる
支持体の表面を機械摩擦する。 当業者は本発明の摩擦された支持体が多種の標的種を検出するのに使用し得る
こと及び多種の生物分子認識剤が摩擦された支持体中に使用し得ることを直ちに
認めるであろう。本発明の使用のための生物分子認識剤及び標的種の丁度幾つか
の非排他的リストは以下のとおりである。
【００８８】 生物分子認識剤 標的種 抗Ras IgG Ras RAF1のヒスチジン融合 活性化Ras RAF1 活性化Ras RAF1のGST融合 活性化Ras シアル酸 インフルエンザウイルス 抗活性p38, pAb,ウサギ(pTGpY) p38 抗pT183 MAPK pAb,ウサギ MAPK 抗活性MAPK, pAb,ウサギ, (pTEpY) 活性化MAPK 抗ERK 1/2 pAb,ウサギ ERK 抗活性JNK pAb,ウサギ, (pTPpY) 活性化JNK 抗活性CaM KII pAb,ウサギ, (pT286) 活性化CaM KII 抗pS473 Akt, pAb Akt 抗ホスホチロシンpAb ホスホチロシン ロバ抗ウサギIgG ウサギIgG マンノース コンカバリンＡ 抗Ｃ型肝炎IgG Ｃ型肝炎ウイルス 抗Ｂ型肝炎IgG Ｂ型肝炎ウイルス 抗活性p38 pAb 活性化p38 抗CNP mAb CNP
【００８９】 抗GBP pAb GBP 抗ヒトBDNF pAb BDNF 抗ヒトGDNF pAb GDNF 抗ヒトNT-3 pAb NT-3 抗ヒトNT-4 pAb NT-4 抗ヒトp75 pAb p75 抗ヒトトリプターゼmAb トリプターゼ 抗NGF mAb NGF 抗Pan Trk pAb Trk 抗ラットCNTF pAb CNTF 抗TrkB In pAb TrkB 抗TGF-b1 pAb TGF-b1 抗VACht pAb VACht 抗GFP 緑色蛍光タンパク質 NTA-Ni ヒスチジン融合タンパク質 グルタチオン GST融合タンパク質
【００９０】 本発明は説明のために本明細書に示された実施態様に限定されないが、特許請
求の範囲内に入るような全てのこのような形態を含むことが理解される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ウシ血清アルブミン(BSA)をガラスプレートに化学的に結合するのに使用され
る種々の工程を示す略図である。第一に、きれいな乾燥したガラススライドが3-
アミノプロピルトリエトキシシランでシリル化される。第二に、ジスクシンイミ
ジルスベレート(DSS)の如き二官能性架橋剤の一つの側がシリル化されたガラス
スライドと反応させられてウシ血清アルブミンのアミン基との反応のための活性
化された表面を得る。最後に、BSAが付着されたDSSの遊離側及び反応性側と反応
させられて図に示されたようにBSAをガラスに固定する安定なアミド結合を得る
。
【図２】 図１に示された操作を使用して調製されたガラススライド及びシリコンウェハ
を摩擦するのに使用される装置を示す線図である。装置の種々の部分はガラスス
ライド１；モーター付き摩擦機２（改良されたストリップチャートレコーダー）
；ベルベット型ポリエステル布摩擦材料３；アルミニウムブロック錘４；固定ス
トッパー５；両面テープ６；及び移動ガイド７としてのチャート紙を含む。
【図３】 図２に示された装置を使用して摩擦する前（陰影なし）及び後（陰影付き）の
ガラススライドの上のBSA層の楕円偏光法による厚さを示す棒グラフである。BSA
層をきれいな、未処理のガラススライド及びOTS処理ガラススライドに物理的に
吸着させた。BSAをAPESとの反応、続いて図１に示されたようなDSSとの反応によ
り修飾されたガラススライドに化学的に固定した。BSAの摩擦されたフィルムを
１分間にわたって103Paの適用圧力で5mm/秒の速度で調製した。棒グラフは化学
的に固定されたBSAを有するガラススライドが摩擦される場合にその他のスライ
ド上のBSA層と較べて有意に少ないBSA層が失われることを示す。
【図４】 図１に従って調製された化学的に固定されたBSAを含む摩擦されたガラススラ
イド（○）及び摩擦されなかったガラススライド（●）上に固定された5CBと交
差偏光子の間の分数透過率を示すグラフである。分数透過率がサンプルと偏光子
の間の角度の関数として示される。分数透過率は交差偏光子の間で液晶を含む光
学セルを透過した光の強さ対平行な偏光子の下で空のセルを透過した光の最大強
さの比である。
【図５】 種々の溶液中の浸漬後の表面に化学的に固定されたBSAを有する摩擦されたシ
リコンウェハ（陰影付き）及び摩擦されなかったシリコンウェハ（陰影なし）の
楕円偏光法による厚さの増大を示す棒グラフである。BSA固定支持体の楕円偏光
法による厚さの増大を10mg/mlのBSA；0.2mg/mlのフィブリノーゲン；100nMの抗B
SA；及び100nMの抗FITCを含むPBS緩衝液中の２時間の浸漬後に測定した。図はBS
A固定支持体が抗BSA PBS緩衝液に浸漬される場合に生じる厚さの有意な増大を示
す。
【図６】 セルの摩擦方向と偏光子の間の角度の関数としてのタンパク質溶液中の浸漬後
のBSAの摩擦されたフィルムに固定された5CBと交差偏光子の間の光の分数透過率
を示すグラフである。基準として、固定されたBSAの摩擦されたフィルムに関す
る分数透過率を更なる溶液中の浸漬なしに測定した（○）。タンパク質による非
特異的吸着について、固定されたBSAの摩擦されたフィルムを10mg/mlのBSA（●
）及び0.2mg/mlのフィブリノーゲン（□）のPBS緩衝液中で２時間インキュベー
トした。抗体による特異的結合について、固定されたBSAの摩擦されたフィルム
を100nMの抗BSA（■）及び100nMの抗FITC（△）のPBS緩衝液中で２時間インキュ
ベートした。
【図７】 BSAではなくビオチン-BSAを使用して図１に従って調製された化学的に固定さ
れたビオチン-BSAを含む摩擦されなかったガラススライド（○）及び摩擦された
ガラススライド（●）に固定された5CBと交差偏光子の間の光の分数透過率を示
すグラフである。分数透過率はサンプルと偏光子の間の角度の関数として示され
る。分数透過率は交差偏光子の間で液晶を含む光学セルを透過した光の強さ対平
行な偏光子の下で空のセルを透過した光の最大強さの比である。
【図８】 抗ビオチンIgGの濃度の関数としてのビオチン-BSAの摩擦されたフィルムに固
定された5CBの標準化光出力を示すグラフである。摩擦速度、長さ、及び圧力は
約2.1mm/秒、127mm、及び1,000Pa（○）；2.1mm/秒、127mm、及び250Pa（●）；
並びに2.1mm/秒、51mm、及び250Pa（△）であった。
【図９】 溶液中の抗ビオチンIgGの濃度の関数としてのシリコンウェハ（天然酸化物を
含む）の表面に共有結合により固定されたビオチン-BSAのフィルムの楕円偏光法
による厚さを示すグラフである。摩擦速度、長さ、及び圧力は約2.1mm/秒、127m
m、及び1,000Pa（○）；2.1mm/秒、127mm、及び250Pa（●）；並びに2.1mm/秒、
51mm、及び250Pa（△）であった。
【図１０】 ビオチン-BSAのフィルムに結合された抗ビオチンIgGの量の関数としてのビオ
チン-BSAの摩擦されたフィルムに固定された5CBの標準化光出力を示すグラフで
ある。摩擦速度、長さ、及び圧力は約2.1mm/秒、127mm、及び1,000Pa（○）；2.
1mm/秒、127mm、及び250Pa（●）；並びに2.1mm/秒、51mm、及び250Pa（△）で
あった。
【図１１】 摩擦圧力の関数としてのビオチン-BSAの摩擦されたフィルムの上の5CBのフィ
ルムの標準化光出力（●）及びその相当する厚さの増大（○）を示すグラフであ
る。摩擦速度及び長さは夫々約2.1mm/秒及び127mmであった。摩擦されたフィル
ムを90分間にわたって20nMの抗ビオチンIgGのPBS緩衝液中で撹拌しながら浸漬し
た。
【図１２】 摩擦長さの関数としてのビオチン-BSAの摩擦されたフィルムの上の5CBのフィ
ルムの標準化光出力（●）及びその相当する厚さの増大（○）を示すグラフであ
る。摩擦速度及び圧力は夫々約2.1mm/秒及び1,000Paであった。摩擦されたフィ
ルムを90分間にわたって20nMの抗ビオチンIgGのPBS緩衝液中で撹拌しながら浸漬
した。
【手続補正書】
【提出日】平成１５年１月２８日（２００３．１．２８）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９０】 本発明の具体的な態様を以下に示す。 １． (a) 生化学物質を含む生化学的ブロッキング層、 (b) 第一末端及び第二末端を含む二官能性スペーサー化合物、 (c) 第一末端及び第二末端を含む表面修飾化合物、及び (d) 生化学的ブロッキング層を含む少なくとも一つの面を含む支持体、 を含む液晶アッセイ装置用の摩擦された支持体構造であって、 前記生化学物質の少なくとも一種が、第一化学反応の前の生化学物質の反応性
基と第一化学反応の前の前記二官能性スペーサー化合物の第一末端の反応性基の
間の第一化学反応により前記二官能性スペーサー化合物の第一末端に共有結合さ
れ、前記表面修飾化合物が、第二化学反応の前の該表面修飾化合物の第一末端の
反応性基と第二化学反応の前の前記二官能性スペーサー化合物の第二末端の反応
性基の間の第二化学反応により前記二官能性スペーサー化合物の第二末端に共有
結合され、前記表面修飾化合物が、第三化学反応の前の表面の反応性基と第三化
学反応の前の表面修飾化合物の第二末端の反応性基の間の第三化学反応により生
化学的ブロッキング層を含む支持体の面の表面に共有結合され、更に生化学的ブ
ロッキング層を含む支持体の面が摩擦され、その結果、液晶が生化学的ブロッキ
ング層を含む支持体の面と接触する場合にその面が液晶の一様な固定を誘導する
特徴を有することを特徴とする摩擦された支持体構造。 ２．前記生化学的ブロッキング層を含む支持体の面に付着された生物分子認識剤
を更に含み、該生物分子認識剤が、液晶アッセイ装置により検出すべき標的種を
選択的に認識することができる認識部位を含む上記１項記載の液晶アッセイ装置
用の摩擦された支持体構造。 ３．前記生物分子認識剤が、前記生化学的ブロッキング層を含む支持体の面に化
学的に固定される上記２項記載の液晶アッセイ装置用の摩擦された支持体構造。 ４．前記生物分子認識剤が、前記生化学的ブロッキング層の前記生化学物質の少
なくとも幾つかに共有結合される上記３項記載の液晶アッセイ装置用の摩擦され
た支持体構造。 ５．前記生物分子認識剤が、前記二官能性スペーサー化合物の少なくとも幾つか
に共有結合される上記３項記載の液晶アッセイ装置用の摩擦された支持体構造。 ６．前記生化学的ブロッキング層の生化学物質が、血清アルブミンを含み、かつ
前記生物分子認識剤が、免疫グロブリン、免疫グロブリンの部分、ペプチド、ポ
リペプチド、炭水化物、RNAのフラグメント、又はDNAのフラグメントである上記
３項記載の液晶アッセイ装置用の摩擦された支持体構造。 ７．前記生化学的ブロッキング層が、ウシ血清アルブミンを含み、かつ前記生物
分子認識剤が、ペプチド、ポリペプチド、DNA、RNA、DNAフラグメント、RNAフラ
グメント又はタンパク質、ウイルス、細菌、もしくは顕微鏡的病原体と関連する
結合ドメインを認識し、結合することができる上記３項記載の液晶アッセイ装置
用の摩擦された支持体構造。 ８．前記生化学物質の反応性基が、アミンである上記１項記載の液晶アッセイ装
置用の摩擦された支持体構造。 ９．前記第一化学反応及び第二化学反応の前の二官能性活性剤が式
【化５】 （式中、ｎは１から20までの範囲の値を有する整数である） の有機化合物を含む上記１項記載の液晶アッセイ装置用の摩擦された支持体構造
。 １０．ｎが５から８までの範囲の値を有する整数である上記９項記載の液晶アッ
セイ装置用の摩擦された支持体構造。 １１．前記第一化学反応及び第二化学反応の前の二官能性スペーサー化合物が、
ジスクシンイミジルスベレートである上記１項記載の液晶アッセイ装置用の摩擦
された支持体構造。 １２．前記表面修飾化合物の第二末端の反応性基が、ハロゲン-ケイ素結合、及
びアルコキシ-ケイ素結合からなる群から選ばれる上記１項記載の液晶アッセイ
装置用の摩擦された支持体構造。 １３．前記第二化学反応及び第三化学反応の前の前記表面修飾化合物が、ケイ素
原子、酸素-ケイ素結合によりケイ素原子に結合されたアルコキシ基、及び炭素-
ケイ素結合によりケイ素原子に結合されたアミノアルキル基を含むケイ素化合物
である上記１項記載の液晶アッセイ装置用の摩擦された支持体構造。 １４．前記第二化学反応及び第三化学反応の前の前記表面修飾化合物が、アミノ
アルキルトリアルコキシシランである上記１項記載の液晶アッセイ装置用の摩擦
された支持体構造。 １５．前記第二化学反応及び第三化学反応の前の前記表面修飾剤が、アミノプロ
ピルトリエトキシシランである上記１項記載の液晶アッセイ装置用の摩擦された
支持体構造。 １６． (a) 生化学的ブロッキング層を形成する支持体の一面の表面に化学的に固定
された生化学的ブロッキング化合物であって、非標的種の非特異的吸着に抵抗す
る生化学的ブロッキング化合物、及び (b) 生化学的ブロッキング層と同一の支持体の面に付着された生物分子認識
剤であって、液晶アッセイ装置により検出すべき標的種を選択的に認識すること
ができる認識部位を含む生物分子認識剤、 を含む液晶アッセイ装置用の摩擦された支持体構造であって、 前記生化学的ブロッキング層の表面が、摩擦され、摩擦された表面を提供し、
その結果、液晶が摩擦された面と接触する場合に液晶の一様な固定を誘導する特
徴を有することを特徴とする液晶アッセイ装置用の摩擦された支持体構造。 １７．前記生物分子認識剤が、前記生化学的ブロッキング層を含む支持体の面の
摩擦された表面に付着される上記１６項記載の液晶アッセイ装置用の摩擦された
支持体構造。 １８．前記生化学的ブロッキング層を含む支持体の面の表面が摩擦される前に、
前記生物分子認識剤が、生化学的ブロッキング層を含む支持体の面の表面に付着
される上記１６項記載の液晶アッセイ装置用の摩擦された支持体構造。 １９．前記生化学的ブロッキング化合物が、架橋剤による架橋により前記支持体
に固定される上記１６項記載の液晶アッセイ装置用の摩擦された支持体構造。 ２０．前記架橋剤が、グルタルアルデヒドである上記１９項記載の液晶アッセイ
装置用の摩擦された支持体構造。 ２１．前記生化学的ブロッキング化合物が、二官能性スペーサー化合物に結合さ
れることにより支持体に固定され、前記二官能性スペーサー化合物が、表面修飾
化合物に結合され、かつ該表面修飾化合物が、前記支持体の表面の官能基に結合
される上記１６項記載の液晶アッセイ装置用の摩擦された支持体構造。 ２２．前記生物分子認識剤が、二官能性スペーサー化合物に結合されることによ
り支持体に固定され、該二官能性スペーサー化合物が、表面修飾化合物に結合さ
れ、かつ該表面修飾化合物が、支持体の表面の官能基に結合される上記１６項記
載の液晶アッセイ装置用の摩擦された支持体構造。 ２３．前記生物分子認識剤が、前記生化学的ブロッキング化合物に結合されるこ
とにより支持体に固定される上記１６項記載の液晶アッセイ装置用の摩擦された
支持体構造。 ２４．前記生化学的ブロッキング化合物が、血清アルブミンを含み、生物分子認
識剤が免疫グロブリン、免疫グロブリンの部分、ペプチド、ポリペプチド、炭水
化物、RNAのフラグメント、又はDNAのフラグメントである上記１６項記載の液晶
アッセイ装置用の摩擦された支持体構造。 ２５．前記生化学的ブロッキング化合物が、ウシ血清アルブミンを含み、かつ生
物分子認識剤がペプチド、ポリペプチド、DNA、RNA、DNAフラグメント、RNAフラ
グメント又はタンパク質、ウイルス、細菌、もしくは顕微鏡的病原体と関連する
結合ドメインを認識し、結合することができる上記１６項記載の液晶アッセイ装
置用の摩擦された支持体構造。 ２６．前記生化学的ブロッキング層を含む支持体の面の表面の少なくとも二つの
領域が、異なる圧力のもとに又は異なる長さにわたって摩擦され、それにより前
記生化学的ブロッキング層を含む支持体の面の表面の少なくとも二つの領域が標
的種に対し異なる感度を有する上記１６項記載の液晶アッセイ装置用の摩擦され
た支持体構造。 ２７． (a) 少なくとも一つの反応性基を含む生化学的ブロッキング化合物を支持体
の活性化された修飾表面と反応させる工程であって、該支持体の活性化された修
飾表面が生化学的ブロッキング化合物の反応性基と反応することができる少なく
とも一つの官能基を含み、共有結合が生化学的ブロッキング化合物と支持体の間
に形成されて生化学的ブロッキング化合物を含む表面を有する支持体を生じる工
程、そして (b) 前記生化学的ブロッキング化合物を含む表面を摩擦して、液晶が摩擦さ
れた表面と接触する場合に液晶の一様な固定を誘導する特徴を有する摩擦された
表面を生じる工程、 を有することを特徴とする液晶アッセイ装置用に適した摩擦された支持体構造の
調製方法。 ２８．前記生化学的ブロッキング化合物が、血清アルブミンである上記２７項記
載の液晶アッセイ装置用に適した摩擦された支持体の調製方法。 ２９．前記生化学的ブロッキング化合物が、ウシ血清アルブミンである上記２７
項記載の液晶アッセイ装置用に適した摩擦された支持体の調製方法。 ３０． (c) 第一末端及び第二末端を含む表面修飾化合物を支持体と反応させる工程
であって、前記支持体と前記表面修飾化合物の第一末端の間の共有結合が形成さ
れて表面修飾された支持体を生じる工程、そして (d) 第一末端及び第二末端を有する二官能性活性剤を表面修飾された支持体
と反応させる工程であって、共有結合が表面修飾剤の第二末端と二官能性活性剤
の第一末端の反応により形成されて支持体の活性化された修飾された表面を生じ
る工程、 を更に含む上記２７項記載の液晶アッセイ装置用に適した摩擦された支持体の調
製方法。 ３１．前記表面修飾化合物が、前記支持体の表面のヒドロキシル基と反応するこ
とができる上記３０項記載の液晶アッセイ装置用に適した摩擦された支持体構造
の調製方法。 ３２．前記二官能性活性剤が、前記生化学物質のアミンと反応することができる
上記３０項記載の液晶アッセイ装置用に適した摩擦された支持体構造の調製方法
。 ３３．前記表面修飾剤の第一末端が、ハロゲン-ケイ素結合及びアルコキシ-ケイ
素結合からなる群から選ばれる上記３０項記載の液晶アッセイ装置用に適した摩
擦された支持体構造の調製方法。 ３４．前記表面修飾剤が、ケイ素原子、酸素-ケイ素結合によりケイ素原子に結
合されたアルコキシ基、及び炭素-ケイ素結合によりケイ素原子に結合されたア
ミノアルキル基を含むケイ素化合物である上記３０項記載の液晶アッセイ装置用
に適した摩擦された支持体構造の調製方法。 ３５．前記表面修飾剤が、アミノアルキルトリアルコキシシランである上記３０
項記載の液晶アッセイ装置用に適した摩擦された支持体構造の調製方法。 ３６．前記表面修飾剤が、アミノプロピルトリエトキシシランである上記３５項
記載の液晶アッセイ装置用に適した摩擦された支持体構造の調製方法。 ３７．前記二官能性活性剤が、式
【化６】 （式中、ｎは１から20までの範囲の値を有する整数である） の有機化合物を含む上記３０項記載の液晶アッセイ装置用に適した摩擦された支
持体構造の調製方法。 ３８．ｎが５から８までの範囲の値を有する整数からなる群から選ばれる上記３
７項記載の液晶アッセイ装置用に適した摩擦された支持体構造の調製方法。 ３９．前記二官能性活性剤が、ジスクシンイミジルスベレートを含む上記３０項
記載の液晶アッセイ装置用に適した摩擦された支持体構造の調製方法。 ４０．反応性部位及びアッセイ装置により検出すべき標的種を選択的に認識し、
結合することができる認識部位を含む生物分子認識剤を支持体の活性化された修
飾された表面と反応させる工程を更に含み、共有結合が生物分子認識剤と活性化
された修飾された支持体の間に形成されてアッセイ装置により検出すべき標的種
を選択的に認識し、結合することができる認識部位を有する生物分子認識剤を含
む支持体を生じる上記２７項記載の液晶アッセイ装置用に適した摩擦された支持
体構造の調製方法。 ４１．前記生物分子認識剤を支持体の活性化された修飾された表面と反応させ、
その後に生化学的ブロッキング化合物を含むその表面を摩擦する上記４０項記載
の液晶アッセイ装置用に適した摩擦された支持体構造の調製方法。 ４２．前記生化学的ブロッキング化合物を含むその表面を摩擦した後に、生物分
子認識剤を支持体の活性化された修飾された表面と反応させる上記４０項記載の
液晶アッセイ装置用に適した摩擦された支持体構造の調製方法。 ４３．前記生化学的ブロッキング化合物を含む表面の少なくとも二つの領域を異
なる圧力を使用して、又は異なる長さにわたって摩擦する上記４０項記載の液晶
アッセイ装置用に適した摩擦された支持体構造の調製方法。 ４４．反応性部位及びアッセイ装置により検出すべき標的種を選択的に認識し、
結合することができる認識部位を含む生物分子認識剤を支持体の活性化された修
飾された表面と反応させることを更に含み、共有結合が生物認識剤と生化学的ブ
ロッキング化合物の間に形成されてアッセイ装置により検出すべき標的種を選択
的に認識し、結合することができる認識部位を有する生物分子認識剤を含む支持
体を生じる上記２７項記載の液晶アッセイ装置用に適した摩擦された支持体構造
の調製方法。 ４５． (c) 第一反応性部位及び第一認識部位を含む第一生物分子認識剤を支持体の
活性化された修飾された表面の第一領域と反応させる工程であって、共有結合が
第一領域中で第一生物分子認識剤と活性化された修飾された支持体の間に形成さ
れる工程、そして (d) 第二反応性部位及び第二認識部位を含む第二生物分子認識剤を支持体の
活性化された修飾された表面と反応させる工程であって、共有結合が第二領域中
で第二生物分子認識剤と活性化された修飾された支持体の間に形成される工程、
を更に含む上記２７項記載の液晶アッセイ装置用に適した摩擦された支持体構造
の調製方法。 ４６．前記第一及び第二の生物分子認識剤を第一及び第二の領域中で支持体の活
性化された修飾された表面と反応させ、その後に生化学的ブロッキング化合物を
含むその表面を摩擦する上記４５項記載の液晶アッセイ装置用に適した摩擦され
た支持体構造の調製方法。 ４７． (a) 上記２又は１６項記載の二つの摩擦された支持体構造、及び (b) 二つの摩擦された支持体構造の生化学的ブロッキング層の間に配置され
たスペーシング材料、 を含む液晶アッセイ用の光学セルであって、摩擦された支持体構造の生化学的ブ
ロッキング層の面が互いに面しているが、液晶で充填し得るキャビティにより分
離されていることを特徴とする液晶アッセイ用の光学セル。 ４８． (a) 上記２又は１６項記載の摩擦された支持体構造、 (b) 液晶を一様に固定する表面、及び (c) 摩擦された支持体構造の生化学的ブロッキング層の面と液晶を一様に固
定する表面の間に配置されたスペーシング材料、 を含むことを特徴とする液晶アッセイ装置。 ４９． (a) 上記２又は１６項記載の少なくとも一つの摩擦された支持体構造、 (b) 液晶を一様に固定する表面、 (c) 摩擦された支持体と液晶を一様に固定する表面の間に置かれるのに適し
たスペーシング材料、及び (d) 液晶化合物、 を含むことを特徴とする液晶アッセイ用のキット。 ５０．前記液晶が4-シアノ-4'-ペンチルビフェニルである上記４９項記載の液晶
アッセイ用のキット。 ５１．少なくとも一つの摩擦された支持体構造、液晶を一様に固定する表面、及
びスペーシング材料が光学セルに前もって組み立てられる上記４９項記載の液晶
アッセイ用のキット。 ５２．液晶アッセイ装置を使用する標的種の存在の検出方法であって、以下の工
程、 (a) 上記２又は１６項記載の摩擦された支持体構造を標的種の存在について
試験すべきサンプルとともにインキュベートする工程、 (b) スペーシング材料をインキュベートされた摩擦された支持体構造の生化
学的ブロッキング層と液晶を一様に固定する表面の間に置き、その結果、摩擦さ
れた支持体構造の生化学的ブロッキング層の面が液晶を一様に固定する表面に面
する工程、 (c) 液晶をインキュベートされた摩擦された支持体構造と液晶を一様に固定
する表面の間の領域に吸込む工程、そして (d) 液晶が摩擦された支持体構造に一様に固定されるか否かを測定する工程
、 を含むことを特徴とする検出方法。 ５３． (a) 生化学的ブロッキング層を含む摩擦された表面を有する支持体、 (b) 前記生化学的ブロッキング層を含む支持体の第一部分の第一標的種検出
領域であって、第一標的種を結合することができる第一生物分子認識剤を含む第
一標的種検出領域、及び (c) 前記生化学的ブロッキング層を含む支持体の少なくとも一つのその他の
部分の少なくとも一つの別の標的種検出領域であって、少なくとも一つの別の標
的種を結合することができる少なくとも一つの別の生物分子認識剤を含む少なく
とも一つの別の標的種検出領域、 を含むサンプル中の一種より多い標的種の存在の検出装置であって、 前記第一標的種検出領域が、標的種の不在下で液晶を一様に固定し、かつ少な
くとも一つの別の標的種検出領域が少なくとも一つの別の標的種の不在下で液晶
を一様に固定し、更に第一標的種検出領域が第一標的種に暴露される場合に第一
標的種検出領域中の液晶の一様な固定が乱され、また少なくとも一つの別の標的
種検出領域が少なくとも一つの別の標的種に暴露される場合に少なくとも一つの
別の標的種検出領域中の液晶の一様な固定が乱されることを特徴とする検出装置
。 ５４．前記表面が摩擦され、第一生物分子認識剤及び少なくとも一つの別の生物
分子認識剤が、第一標的種認識領域及び少なくとも一つの別の標的種検出領域に
夫々存在する上記５３項記載の装置。 ５５．サンプル中の標的種の存在の検出用のキットであって、キットが上記２又
は１６項記載の少なくとも一つの摩擦された支持体構造及び液晶化合物を含むこ
とを特徴とするキット。 ５６． (a) 上記５５項記載のキットの摩擦された支持体構造の部分を或る量のサン
プルと接触させる工程、 (b) 上記５５項記載のキットの液晶をサンプルと接触させられた摩擦された
支持体構造の部分の上に置く工程、そして (c) 液晶の一様な固定が乱されたか否かを測定する工程、 を有することを特徴とする上記５５項記載のキットを使用するサンプル中の標的
種の存在の検出方法。 本発明は、説明のために上記された実施態様に限定されないが、特許請求の範
囲内に入るようなその全てのこのような形態を包含することが理解される。
───────────────────────────────────────────────────── 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，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｃ Ａ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ， ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，Ｋ Ｅ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ， ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，Ｒ Ｕ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ， ＺＷ (72)発明者 キム セウン−リェオル アメリカ合衆国 ウィスコンシン州 53705 マディソン イーグル ハイツ 926 アパートメント ビー Ｆターム(参考） 2G054 AA06 AB05 FA31 GB10 JA01

Claims (56)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 (a) 生化学物質を含む生化学的ブロッキング層、 (b) 第一末端及び第二末端を含む二官能性スペーサー化合物、 (c) 第一末端及び第二末端を含む表面修飾化合物、及び (d) 生化学的ブロッキング層を含む少なくとも一つの面を含む支持体、 を含む液晶アッセイ装置用の摩擦された支持体構造であって、 前記生化学物質の少なくとも一種が、第一化学反応の前の生化学物質の反応性
    基と第一化学反応の前の前記二官能性スペーサー化合物の第一末端の反応性基の
    間の第一化学反応により前記二官能性スペーサー化合物の第一末端に共有結合さ
    れ、前記表面修飾化合物が、第二化学反応の前の該表面修飾化合物の第一末端の
    反応性基と第二化学反応の前の前記二官能性スペーサー化合物の第二末端の反応
    性基の間の第二化学反応により前記二官能性スペーサー化合物の第二末端に共有
    結合され、前記表面修飾化合物が、第三化学反応の前の表面の反応性基と第三化
    学反応の前の表面修飾化合物の第二末端の反応性基の間の第三化学反応により生
    化学的ブロッキング層を含む支持体の面の表面に共有結合され、更に生化学的ブ
    ロッキング層を含む支持体の面が摩擦され、その結果、液晶が生化学的ブロッキ
    ング層を含む支持体の面と接触する場合にその面が液晶の一様な固定を誘導する
    特徴を有することを特徴とする摩擦された支持体構造。
  2. 【請求項２】 前記生化学的ブロッキング層を含む支持体の面に付着された
    生物分子認識剤を更に含み、該生物分子認識剤が、液晶アッセイ装置により検出
    すべき標的種を選択的に認識することができる認識部位を含む請求の範囲第１項
    記載の液晶アッセイ装置用の摩擦された支持体構造。
  3. 【請求項３】 前記生物分子認識剤が、前記生化学的ブロッキング層を含む
    支持体の面に化学的に固定される請求の範囲第２項記載の液晶アッセイ装置用の
    摩擦された支持体構造。
  4. 【請求項４】 前記生物分子認識剤が、前記生化学的ブロッキング層の前記
    生化学物質の少なくとも幾つかに共有結合される請求の範囲第３項記載の液晶ア
    ッセイ装置用の摩擦された支持体構造。
  5. 【請求項５】 前記生物分子認識剤が、前記二官能性スペーサー化合物の少
    なくとも幾つかに共有結合される請求の範囲第３項記載の液晶アッセイ装置用の
    摩擦された支持体構造。
  6. 【請求項６】 前記生化学的ブロッキング層の生化学物質が、血清アルブミ
    ンを含み、かつ前記生物分子認識剤が、免疫グロブリン、免疫グロブリンの部分
    、ペプチド、ポリペプチド、炭水化物、RNAのフラグメント、又はDNAのフラグメ
    ントである請求の範囲第３項記載の液晶アッセイ装置用の摩擦された支持体構造
    。
  7. 【請求項７】 前記生化学的ブロッキング層が、ウシ血清アルブミンを含み
    、かつ前記生物分子認識剤が、ペプチド、ポリペプチド、DNA、RNA、DNAフラグ
    メント、RNAフラグメント又はタンパク質、ウイルス、細菌、もしくは顕微鏡的
    病原体と関連する結合ドメインを認識し、結合することができる請求の範囲第３
    項記載の液晶アッセイ装置用の摩擦された支持体構造。
  8. 【請求項８】 前記生化学物質の反応性基が、アミンである請求の範囲第１
    項記載の液晶アッセイ装置用の摩擦された支持体構造。
  9. 【請求項９】 前記第一化学反応及び第二化学反応の前の二官能性活性剤が
    式 【化１】 （式中、ｎは１から20までの範囲の値を有する整数である） の有機化合物を含む請求の範囲第１項記載の液晶アッセイ装置用の摩擦された支
    持体構造。
  10. 【請求項１０】 ｎが５から８までの範囲の値を有する整数である請求の範
    囲第９項記載の液晶アッセイ装置用の摩擦された支持体構造。
  11. 【請求項１１】 前記第一化学反応及び第二化学反応の前の二官能性スペー
    サー化合物が、ジスクシンイミジルスベレートである請求の範囲第１項記載の液
    晶アッセイ装置用の摩擦された支持体構造。
  12. 【請求項１２】 前記表面修飾化合物の第二末端の反応性基が、ハロゲン-
    ケイ素結合、及びアルコキシ-ケイ素結合からなる群から選ばれる請求の範囲第
    １項記載の液晶アッセイ装置用の摩擦された支持体構造。
  13. 【請求項１３】 前記第二化学反応及び第三化学反応の前の前記表面修飾化
    合物が、ケイ素原子、酸素-ケイ素結合によりケイ素原子に結合されたアルコキ
    シ基、及び炭素-ケイ素結合によりケイ素原子に結合されたアミノアルキル基を
    含むケイ素化合物である請求の範囲第１項記載の液晶アッセイ装置用の摩擦され
    た支持体構造。
  14. 【請求項１４】 前記第二化学反応及び第三化学反応の前の前記表面修飾化
    合物が、アミノアルキルトリアルコキシシランである請求の範囲第１項記載の液
    晶アッセイ装置用の摩擦された支持体構造。
  15. 【請求項１５】 前記第二化学反応及び第三化学反応の前の前記表面修飾剤
    が、アミノプロピルトリエトキシシランである請求の範囲第１項記載の液晶アッ
    セイ装置用の摩擦された支持体構造。
  16. 【請求項１６】 (a) 生化学的ブロッキング層を形成する支持体の一面の表面に化学的に固定
    された生化学的ブロッキング化合物、及び (b) 生化学的ブロッキング層を含む支持体の面に付着された生物分子認識剤
    であって、液晶アッセイ装置により検出すべき標的種を選択的に認識することが
    できる認識部位を含む生物分子認識剤、 を含む液晶アッセイ装置用の摩擦された支持体構造であって、 前記生化学的ブロッキング層を含む支持体の面の表面が、摩擦され、その結果
    、液晶が前記生化学的ブロッキング層を含む支持体の面と接触する場合にその表
    面が液晶の一様な固定を誘導する特徴を有することを特徴とする液晶アッセイ装
    置用の摩擦された支持体構造。
  17. 【請求項１７】 前記生物分子認識剤が、前記生化学的ブロッキング層を含
    む支持体の面の摩擦された表面に付着される請求の範囲第１６項記載の液晶アッ
    セイ装置用の摩擦された支持体構造。
  18. 【請求項１８】 前記生化学的ブロッキング層を含む支持体の面の表面が摩
    擦される前に、前記生物分子認識剤が、生化学的ブロッキング層を含む支持体の
    面の表面に付着される請求の範囲第１６項記載の液晶アッセイ装置用の摩擦され
    た支持体構造。
  19. 【請求項１９】 前記生化学的ブロッキング化合物が、架橋剤による架橋に
    より前記支持体に固定される請求の範囲第１６項記載の液晶アッセイ装置用の摩
    擦された支持体構造。
  20. 【請求項２０】 前記架橋剤が、グルタルアルデヒドである請求の範囲第１
    ９項記載の液晶アッセイ装置用の摩擦された支持体構造。
  21. 【請求項２１】 前記生化学的ブロッキング化合物が、二官能性スペーサー
    化合物に結合されることにより支持体に固定され、前記二官能性スペーサー化合
    物が、表面修飾化合物に結合され、かつ該表面修飾化合物が、前記支持体の表面
    の官能基に結合される請求の範囲第１６項記載の液晶アッセイ装置用の摩擦され
    た支持体構造。
  22. 【請求項２２】 前記生物分子認識剤が、二官能性スペーサー化合物に結合
    されることにより支持体に固定され、該二官能性スペーサー化合物が、表面修飾
    化合物に結合され、かつ該表面修飾化合物が、支持体の表面の官能基に結合され
    る請求の範囲第１６項記載の液晶アッセイ装置用の摩擦された支持体構造。
  23. 【請求項２３】 前記生物分子認識剤が、前記生化学的ブロッキング化合物
    に結合されることにより支持体に固定される請求の範囲第１６項記載の液晶アッ
    セイ装置用の摩擦された支持体構造。
  24. 【請求項２４】 前記生化学的ブロッキング化合物が、血清アルブミンを含
    み、生物分子認識剤が免疫グロブリン、免疫グロブリンの部分、ペプチド、ポリ
    ペプチド、炭水化物、RNAのフラグメント、又はDNAのフラグメントである請求の
    範囲第１６項記載の液晶アッセイ装置用の摩擦された支持体構造。
  25. 【請求項２５】 前記生化学的ブロッキング化合物が、ウシ血清アルブミン
    を含み、かつ生物分子認識剤がペプチド、ポリペプチド、DNA、RNA、DNAフラグ
    メント、RNAフラグメント又はタンパク質、ウイルス、細菌、もしくは顕微鏡的
    病原体と関連する結合ドメインを認識し、結合することができる請求の範囲第１
    ６項記載の液晶アッセイ装置用の摩擦された支持体構造。
  26. 【請求項２６】 前記生化学的ブロッキング層を含む支持体の面の表面の少
    なくとも二つの領域が、異なる圧力のもとに又は異なる長さにわたって摩擦され
    、それにより前記生化学的ブロッキング層を含む支持体の面の表面の少なくとも
    二つの領域が標的種に対し異なる感度を有する請求の範囲第１６項記載の液晶ア
    ッセイ装置用の摩擦された支持体構造。
  27. 【請求項２７】 (a) 少なくとも一つの反応性基を含む生化学的ブロッキング化合物を支持体
    の活性化された修飾表面と反応させる工程であって、該支持体の活性化された修
    飾表面が生化学的ブロッキング化合物の反応性基と反応することができる少なく
    とも一つの官能基を含み、共有結合が生化学的ブロッキング化合物と支持体の間
    に形成されて生化学的ブロッキング化合物を含む表面を有する支持体を生じる工
    程、そして (b) 前記生化学的ブロッキング化合物を含む表面を摩擦して、液晶が摩擦さ
    れた表面と接触する場合に液晶の一様な固定を誘導する特徴を有する摩擦された
    表面を生じる工程、 を有することを特徴とする液晶アッセイ装置用に適した摩擦された支持体構造の
    調製方法。
  28. 【請求項２８】 前記生化学的ブロッキング化合物が、血清アルブミンであ
    る請求の範囲第２７項記載の液晶アッセイ装置用に適した摩擦された支持体の調
    製方法。
  29. 【請求項２９】 前記生化学的ブロッキング化合物が、ウシ血清アルブミン
    である請求の範囲第２７項記載の液晶アッセイ装置用に適した摩擦された支持体
    の調製方法。
  30. 【請求項３０】 (c) 第一末端及び第二末端を含む表面修飾化合物を支持体と反応させる工程
    であって、前記支持体と前記表面修飾化合物の第一末端の間の共有結合が形成さ
    れて表面修飾された支持体を生じる工程、そして (d) 第一末端及び第二末端を有する二官能性活性剤を表面修飾された支持体
    と反応させる工程であって、共有結合が表面修飾剤の第二末端と二官能性活性剤
    の第一末端の反応により形成されて支持体の活性化された修飾された表面を生じ
    る工程、 を更に含む請求の範囲第２７項記載の液晶アッセイ装置用に適した摩擦された支
    持体の調製方法。
  31. 【請求項３１】 前記表面修飾化合物が、前記支持体の表面のヒドロキシル
    基と反応することができる請求の範囲第３０項記載の液晶アッセイ装置用に適し
    た摩擦された支持体構造の調製方法。
  32. 【請求項３２】 前記二官能性活性剤が、前記生化学物質のアミンと反応す
    ることができる請求の範囲第３０項記載の液晶アッセイ装置用に適した摩擦され
    た支持体構造の調製方法。
  33. 【請求項３３】 前記表面修飾剤の第一末端が、ハロゲン-ケイ素結合及び
    アルコキシ-ケイ素結合からなる群から選ばれる請求の範囲第３０項記載の液晶
    アッセイ装置用に適した摩擦された支持体構造の調製方法。
  34. 【請求項３４】 前記表面修飾剤が、ケイ素原子、酸素-ケイ素結合により
    ケイ素原子に結合されたアルコキシ基、及び炭素-ケイ素結合によりケイ素原子
    に結合されたアミノアルキル基を含むケイ素化合物である請求の範囲第３０項記
    載の液晶アッセイ装置用に適した摩擦された支持体構造の調製方法。
  35. 【請求項３５】 前記表面修飾剤が、アミノアルキルトリアルコキシシラン
    である請求の範囲第３０項記載の液晶アッセイ装置用に適した摩擦された支持体
    構造の調製方法。
  36. 【請求項３６】 前記表面修飾剤が、アミノプロピルトリエトキシシランで
    ある請求の範囲第３５項記載の液晶アッセイ装置用に適した摩擦された支持体構
    造の調製方法。
  37. 【請求項３７】 前記二官能性活性剤が、式 【化２】 （式中、ｎは１から20までの範囲の値を有する整数である） の有機化合物を含む請求の範囲第３０項記載の液晶アッセイ装置用に適した摩擦
    された支持体構造の調製方法。
  38. 【請求項３８】 ｎが５から８までの範囲の値を有する整数からなる群から
    選ばれる請求の範囲第３７項記載の液晶アッセイ装置用に適した摩擦された支持
    体構造の調製方法。
  39. 【請求項３９】 前記二官能性活性剤が、ジスクシンイミジルスベレートを
    含む請求の範囲第３０項記載の液晶アッセイ装置用に適した摩擦された支持体構
    造の調製方法。
  40. 【請求項４０】 反応性部位及びアッセイ装置により検出すべき標的種を選
    択的に認識し、結合することができる認識部位を含む生物分子認識剤を支持体の
    活性化された修飾された表面と反応させる工程を更に含み、共有結合が生物分子
    認識剤と活性化された修飾された支持体の間に形成されてアッセイ装置により検
    出すべき標的種を選択的に認識し、結合することができる認識部位を有する生物
    分子認識剤を含む支持体を生じる請求の範囲第２７項記載の液晶アッセイ装置用
    に適した摩擦された支持体構造の調製方法。
  41. 【請求項４１】 前記生物分子認識剤を支持体の活性化された修飾された表
    面と反応させ、その後に生化学的ブロッキング化合物を含むその表面を摩擦する
    請求の範囲第４０項記載の液晶アッセイ装置用に適した摩擦された支持体構造の
    調製方法。
  42. 【請求項４２】 前記生化学的ブロッキング化合物を含むその表面を摩擦し
    た後に、生物分子認識剤を支持体の活性化された修飾された表面と反応させる請
    求の範囲第４０項記載の液晶アッセイ装置用に適した摩擦された支持体構造の調
    製方法。
  43. 【請求項４３】 前記生化学的ブロッキング化合物を含む表面の少なくとも
    二つの領域を異なる圧力を使用して、又は異なる長さにわたって摩擦する請求の
    範囲第４０項記載の液晶アッセイ装置用に適した摩擦された支持体構造の調製方
    法。
  44. 【請求項４４】 反応性部位及びアッセイ装置により検出すべき標的種を選
    択的に認識し、結合することができる認識部位を含む生物分子認識剤を支持体の
    活性化された修飾された表面と反応させることを更に含み、共有結合が生物認識
    剤と生化学的ブロッキング化合物の間に形成されてアッセイ装置により検出すべ
    き標的種を選択的に認識し、結合することができる認識部位を有する生物分子認
    識剤を含む支持体を生じる請求の範囲第２７項記載の液晶アッセイ装置用に適し
    た摩擦された支持体構造の調製方法。
  45. 【請求項４５】 (c) 第一反応性部位及び第一認識部位を含む第一生物分子認識剤を支持体の
    活性化された修飾された表面の第一領域と反応させる工程であって、共有結合が
    第一領域中で第一生物分子認識剤と活性化された修飾された支持体の間に形成さ
    れる工程、そして (d) 第二反応性部位及び第二認識部位を含む第二生物分子認識剤を支持体の
    活性化された修飾された表面と反応させる工程であって、共有結合が第二領域中
    で第二生物分子認識剤と活性化された修飾された支持体の間に形成される工程、
    を更に含む請求の範囲第２７項記載の液晶アッセイ装置用に適した摩擦された支
    持体構造の調製方法。
  46. 【請求項４６】 前記第一及び第二の生物分子認識剤を第一及び第二の領域
    中で支持体の活性化された修飾された表面と反応させ、その後に生化学的ブロッ
    キング化合物を含むその表面を摩擦する請求の範囲第４５項記載の液晶アッセイ
    装置用に適した摩擦された支持体構造の調製方法。
  47. 【請求項４７】 (a) 請求の範囲第２項又は第１６項記載の二つの摩擦された支持体構造、及
    び (b) 二つの摩擦された支持体構造の生化学的ブロッキング層の間に配置され
    たスペーシング材料、 を含む液晶アッセイ用の光学セルであって、摩擦された支持体構造の生化学的ブ
    ロッキング層の面が互いに面しているが、液晶で充填し得るキャビティにより分
    離されていることを特徴とする液晶アッセイ用の光学セル。
  48. 【請求項４８】 (a) 請求の範囲第２項又は第１６項記載の摩擦された支持体構造、 (b) 液晶を一様に固定する表面、及び (c) 摩擦された支持体構造の生化学的ブロッキング層の面と液晶を一様に固
    定する表面の間に配置されたスペーシング材料、 を含むことを特徴とする液晶アッセイ装置。
  49. 【請求項４９】 (a) 請求の範囲第２項又は第１６項記載の少なくとも一つの摩擦された支持
    体構造、 (b) 液晶を一様に固定する表面、 (c) 摩擦された支持体と液晶を一様に固定する表面の間に置かれるのに適し
    たスペーシング材料、及び (d) 液晶化合物、 を含むことを特徴とする液晶アッセイ用のキット。
  50. 【請求項５０】 前記液晶が4-シアノ-4'-ペンチルビフェニルである請求の
    範囲第４９項記載の液晶アッセイ用のキット。
  51. 【請求項５１】 少なくとも一つの摩擦された支持体構造、液晶を一様に固
    定する表面、及びスペーシング材料が光学セルに前もって組み立てられる請求の
    範囲第４９項記載の液晶アッセイ用のキット。
  52. 【請求項５２】 液晶アッセイ装置を使用する標的種の存在の検出方法であ
    って、その方法が (a) 請求の範囲第２項又は第１６項記載の摩擦された支持体構造を標的種の
    存在について試験すべきサンプルとともにインキュベートする工程、 (b) スペーシング材料をインキュベートされた摩擦された支持体構造の生化
    学的ブロッキング層と液晶を一様に固定する表面の間に置き、その結果、摩擦さ
    れた支持体構造の生化学的ブロッキング層の面が液晶を一様に固定する表面に面
    する工程、 (c) 液晶をインキュベートされた摩擦された支持体構造と液晶を一様に固定
    する表面の間の領域に吸込む工程、そして (d) 液晶が摩擦された支持体構造に一様に固定されるか否かを測定する工程
    、 を含むことを特徴とする検出方法。
  53. 【請求項５３】 (a) 生化学的ブロッキング層を含む摩擦された表面を有する支持体、 (b) 前記生化学的ブロッキング層を含む支持体の第一部分の第一標的種検出
    領域であって、第一標的種を結合することができる第一生物分子認識剤を含む第
    一標的種検出領域、及び (c) 前記生化学的ブロッキング層を含む支持体の少なくとも一つのその他の
    部分の少なくとも一つの別の標的種検出領域であって、少なくとも一つの別の標
    的種を結合することができる少なくとも一つの別の生物分子認識剤を含む少なく
    とも一つの別の標的種検出領域、 を含むサンプル中の一種より多い標的種の存在の検出装置であって、 前記第一標的種検出領域が、標的種の不在下で液晶を一様に固定し、かつ少な
    くとも一つの別の標的種検出領域が少なくとも一つの別の標的種の不在下で液晶
    を一様に固定し、更に第一標的種検出領域が第一標的種に暴露される場合に第一
    標的種検出領域中の液晶の一様な固定が乱され、また少なくとも一つの別の標的
    種検出領域が少なくとも一つの別の標的種に暴露される場合に少なくとも一つの
    別の標的種検出領域中の液晶の一様な固定が乱されることを特徴とする検出装置
    。
  54. 【請求項５４】 前記表面が摩擦され、第一生物分子認識剤及び少なくとも
    一つの別の生物分子認識剤が、第一標的種認識領域及び少なくとも一つの別の標
    的種検出領域に夫々存在する請求の範囲第５３項記載の装置。
  55. 【請求項５５】 サンプル中の標的種の存在の検出用のキットであって、キ
    ットが請求の範囲第２項又は第１６項記載の少なくとも一つの摩擦された支持体
    構造及び液晶化合物を含むことを特徴とするキット。
  56. 【請求項５６】 (a) 請求の範囲第５５項記載のキットの摩擦された支持体構造の部分を或る
    量のサンプルと接触させる工程、 (b) 請求の範囲第５５項記載のキットの液晶をサンプルと接触させられた摩
    擦された支持体構造の部分の上に置く工程、そして (c) 液晶の一様な固定が乱されたか否かを測定する工程、 を有することを特徴とする請求の範囲第５５項記載のキットを使用するサンプル
    中の標的種の存在の検出方法。
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