JP2005195488A - Method for manufacturing solid substrate - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a solid substrate for inhibiting a nonspecific adsorption, in particular a method for manufacturing a sensor substrate used for a surface plasmon resonance analysis and controlling the nonspecific adsorption. <P>SOLUTION: The method for manufacturing the sensor solid substrate includes a process for bringing the solid substrate into contact with a mixed liquid of two or more organic solvents not containing a polymer after the solid substrate is brought into contact with the hydrophobic polymer solution. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、固体基板の製造方法に関する。より詳細には本発明は、センサー用固体基板の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a solid substrate. More particularly, the present invention relates to a method for manufacturing a solid substrate for a sensor.

現在、臨床検査等で免疫反応など分子間相互作用を利用した測定が数多く行われている。例えば、表面プラズモン共鳴(SPR)測定技術、水晶発振子マイクロバランス(QCM)測定技術、金のコロイド粒子から超微粒子までの機能化表面を使用した測定技術である。   At present, many measurements using intermolecular interactions such as immune reactions are performed in clinical examinations. For example, surface plasmon resonance (SPR) measurement technology, quartz crystal microbalance (QCM) measurement technology, and measurement technology using functionalized surfaces from gold colloidal particles to ultrafine particles.

上記した技術においては、いずれの場合も、生理活性物質を固定化する表面が重要である。以下、当技術分野で最も使われている表面プラズモン共鳴(SPR)を例として、説明する。   In any of the above techniques, the surface on which the physiologically active substance is immobilized is important. Hereinafter, the surface plasmon resonance (SPR) most used in this technical field will be described as an example.

一般に使用される測定チップは、透明基板(例えば、ガラス)、蒸着された金属膜、及びその上に生体関連物質に不活性な薄膜、さらに生理活性物質を固定化できる官能基からなり、その官能基を介し、金属表面に生理活性物質を固定化する。該生理活性物質と生体関連物質間の特異的な結合反応を測定することによって、生体分子間の相互作用を分析する。   A commonly used measuring chip consists of a transparent substrate (for example, glass), a deposited metal film, a thin film that is inactive to a biological substance, and a functional group that can immobilize a physiologically active substance. The physiologically active substance is immobilized on the metal surface via the group. The interaction between biomolecules is analyzed by measuring a specific binding reaction between the physiologically active substance and the biological substance.

上記の技術においては、基板または粒子の表面上に生理活性物質を固定化して、生理活性物質と検体物質間の特異認識反応を行わせることで生体関連物質を検出する。一方、検体物質は必ずしも単一成分ではなく、例えば細胞抽出液中などのような不均一系で検体物質を測定することも要求される。その場合、種々の蛋白質、脂質などの夾雑物が検出表面に非特異的な吸着を起こすと、測定検出感度が著しく低下する。上記の検出表面では、非特異吸着が極めて起こりやすく問題があった。   In the above technique, a bioactive substance is detected by immobilizing a bioactive substance on the surface of a substrate or particle and causing a specific recognition reaction between the bioactive substance and the specimen substance. On the other hand, the sample substance is not necessarily a single component, and it is also required to measure the sample substance in a heterogeneous system such as in a cell extract. In that case, when various kinds of contaminants such as proteins and lipids cause nonspecific adsorption on the detection surface, the measurement and detection sensitivity is remarkably lowered. The above detection surface has a problem that non-specific adsorption is very likely to occur.

基板の検出表面への非特異吸着を抑制するため、いくつかの方法が検討されている。例えば、金属表面に自己組織化分子の膜を形成し、物理吸着を抑制する方法も使用されてきた(特許文献1を参照)。しかしながら、この方法は膜のピンホール発生、自己組織化分子の脱離の問題がある。   In order to suppress nonspecific adsorption to the detection surface of the substrate, several methods have been studied. For example, a method of forming a film of self-assembled molecules on a metal surface and suppressing physical adsorption has been used (see Patent Document 1). However, this method has problems of pinhole generation in the film and desorption of self-assembled molecules.

生体関連物質に不活性な疎水性ポリマー薄膜をセンサー基板表面に形成することでも、前記非特異吸着を抑制することができる。センサー基板上に疎水性ポリマー薄膜を形成する方法としては、従来、スピン塗布、エアナイフ塗布、キャスト塗布スプレー塗布などでポリマー溶液を基板上に塗布し、溶媒を乾燥除去する方法が行われてきたが、乾燥時に薄膜にピンホールや厚みの不均一が発生し易い問題があった。また、塗布ムラを発生させないために基板表面を平板にする制約があった。金属膜と、該金属膜の上に形成されたプラズマ重合膜が報告されているが、モノマー原料は塗布されるため、前述と同様の問題が残る(特許文献2を参照)。モノマー原料を蒸着し基板上で重合させる方法も報告されているが、モノマー種が限定される問題がある(特許文献3を参照)。   The non-specific adsorption can also be suppressed by forming a hydrophobic polymer thin film that is inert to the biological substance on the surface of the sensor substrate. As a method for forming a hydrophobic polymer thin film on a sensor substrate, conventionally, a method of applying a polymer solution on a substrate by spin coating, air knife coating, cast coating spray coating, etc., and drying and removing the solvent has been performed. There was a problem that pinholes and thickness non-uniformity were likely to occur in the thin film during drying. In addition, there is a restriction that the surface of the substrate is flat so as not to cause uneven coating. Although a metal film and a plasma polymerized film formed on the metal film have been reported, since the monomer raw material is applied, the same problem as described above remains (see Patent Document 2). Although a method of depositing a monomer raw material and polymerizing it on a substrate has also been reported, there is a problem that the type of monomer is limited (see Patent Document 3).

浸漬吸着法を用いてQCMのセンサー表面に疎水性ポリマーを単独溶剤溶液から吸着させる方法が報告されている(非特許文献1を参照)。しかし、単独溶剤では、ポリマーの溶液への溶解とセンサー表面への吸着を両立させる溶剤の探索が困難であり、種々の疎水性ポリマーへの適応が困難である。さらに、この表面を更に修飾し、生体分子間の相互作用の分析するための方法は現在のところ報告されていない。   There has been reported a method of adsorbing a hydrophobic polymer from a single solvent solution on the QCM sensor surface using the immersion adsorption method (see Non-Patent Document 1). However, with a single solvent, it is difficult to search for a solvent that achieves both dissolution of the polymer in the solution and adsorption onto the sensor surface, and it is difficult to adapt to various hydrophobic polymers. Furthermore, no method has been reported to date to further modify this surface and analyze interactions between biomolecules.

特開平8−193948号JP-A-8-193948 特開平9−264843号JP-A-9-264843 特開2003−212974号JP 2003-221974 A Langmuir 2001,17、5513−5519Langmuir 2001, 17, 5513-5519.

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、非特異吸着を抑制した固体基板の製造方法、特に、非特異吸着を制御した表面プラズモン共鳴分析などに使用するセンサー用基板の製造方法を提供することを解決すべき課題とした。   The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art. That is, the present invention has a problem to be solved by providing a method for producing a solid substrate in which non-specific adsorption is suppressed, particularly a method for producing a sensor substrate for use in surface plasmon resonance analysis in which non-specific adsorption is controlled. did.

本発明者らは上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、固体基板を疎水性ポリマー溶液に接触させた後に、前記ポリマーを含まない2種以上の有機溶剤の混合液に接触させる工程を含む表面形成方法により、種々の疎水性ポリマーを固体基板表面に吸着させ、非特異吸着を抑制した固体基板を提供できることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have made a process in which a solid substrate is brought into contact with a hydrophobic polymer solution and then brought into contact with a mixture of two or more organic solvents not containing the polymer. The present invention has been completed by discovering that a hydrophobic substrate can be provided by adsorbing various hydrophobic polymers to the surface of the solid substrate by the surface forming method including the above.

即ち、本発明によれば、固体基板を疎水性ポリマー溶液に接触させた後に前記ポリマーを含まない2種以上の有機溶剤の混合液に接触させる工程を含む、センサー用固体基板の製造方法が提供される。
好ましくは、得られた固体基板を表面修飾する工程をさらに含む、センサー用固体基板の製造方法が提供される。
That is, according to the present invention, there is provided a method for producing a solid substrate for a sensor, comprising the step of contacting a solid substrate with a hydrophobic polymer solution and then contacting with a mixed solution of two or more organic solvents not containing the polymer. Is done.
Preferably, there is provided a method for producing a solid substrate for a sensor, further comprising a step of surface modification of the obtained solid substrate.

好ましくは、前記ポリマーを含まない2種以上の有機溶剤の混合液は、前記ポリマーの良溶剤と貧溶剤とを含む混合液である。
好ましくは、前記ポリマーを含まない2種以上の有機溶剤の混合液は、前記混合液を前記疎水性ポリマー溶液と同じ疎水性ポリマー濃度とした場合に疎水性ポリマー沈殿物を発生させない下限液温に対して、1℃以上50℃以下高い液温で使用される。
さらに好ましくは、疎水性ポリマー溶液の溶剤とポリマーを含まない液の溶剤とが同一の溶剤である。好ましくは、前記表面修飾は、共有結合を生成することのできる官能基を導入する表面修飾である。好ましくは、疎水性ポリマー溶液に接触させる固体基板は、金属表面あるいは金属膜でコーティングされている固体基板である。好ましくは、上記センサー用固体基板は、表面プラズモン共鳴分析に使用される基板である。
Preferably, the mixed solution of two or more organic solvents not containing the polymer is a mixed solution containing a good solvent and a poor solvent for the polymer.
Preferably, the liquid mixture of two or more organic solvents not containing the polymer has a lower liquid temperature that does not generate a hydrophobic polymer precipitate when the liquid mixture has the same hydrophobic polymer concentration as the hydrophobic polymer solution. On the other hand, it is used at a liquid temperature higher by 1 ° C. or more and 50 ° C. or less.
More preferably, the solvent of the hydrophobic polymer solution and the solvent of the liquid not containing the polymer are the same solvent. Preferably, the surface modification is a surface modification that introduces a functional group capable of generating a covalent bond. Preferably, the solid substrate contacted with the hydrophobic polymer solution is a solid substrate coated with a metal surface or metal film. Preferably, the sensor solid substrate is a substrate used for surface plasmon resonance analysis.

本発明の別の側面によれば、上記した本発明の方法によりセンサー用固体基板を製造する工程、及び得られたセンサー用固体基板の表面に生理活性物質を接触させて固定化する工程を含む、生理活性物質が表面に結合したセンサー用固体基板の製造方法が提供される。   According to another aspect of the present invention, the method includes the steps of producing a sensor solid substrate by the above-described method of the present invention, and contacting and immobilizing a physiologically active substance on the surface of the obtained sensor solid substrate. A method for producing a solid substrate for a sensor in which a physiologically active substance is bound to a surface is provided.

本発明のさらに別の側面によれば、上記した本発明の方法によりセンサー用固体基板を製造する工程、得られたセンサー用固体基板の表面に生理活性物質を接触させて固定化する工程、及び得られた生理活性物質が表面に結合したセンサー用固体基板と被験物質とを接触させる工程を含む、該生理活性物質と相互作用する物質を検出または測定する方法が提供される。   According to still another aspect of the present invention, a step of producing a sensor solid substrate by the above-described method of the present invention, a step of contacting and immobilizing a physiologically active substance on the surface of the obtained sensor solid substrate, and Provided is a method for detecting or measuring a substance that interacts with a physiologically active substance, which comprises the step of bringing a solid substrate for a sensor having the obtained physiologically active substance bonded to the surface into contact with a test substance.

本発明の固体基板の製造方法により、種々の疎水性ポリマーを固体基板の表面に吸着させ、非特異吸着を抑制したセンサー用基板を提供することが可能になった。また、固体基板の平面形状に依らず非特異吸着を抑制したセンサー用基板を提供することが可能になった。   The method for producing a solid substrate of the present invention makes it possible to provide a sensor substrate in which various hydrophobic polymers are adsorbed on the surface of the solid substrate and non-specific adsorption is suppressed. Further, it has become possible to provide a sensor substrate that suppresses non-specific adsorption regardless of the planar shape of the solid substrate.

以下、本発明の実施の形態について説明する。
本発明のセンサー用固体基板の製造方法は、固体基板を疎水性ポリマー溶液に接触させた後に前記ポリマーを含まない2種以上の有機溶剤の混合液に接触させることによって表面を形成することを特徴とする。
Embodiments of the present invention will be described below.
The method for producing a solid substrate for a sensor according to the present invention is characterized in that a surface is formed by bringing a solid substrate into contact with a hydrophobic polymer solution and then contacting with a mixed solution of two or more organic solvents not containing the polymer. And

本発明で用いる疎水性ポリマーとは、水に実質的に不溶なものであり、具体的には、水に対する溶解度が0.1%未満のものである。本発明の疎水性ポリマーは、形成するモノマーの25℃の水に対する溶解度が0重量%以上20重量%以下であるモノマーを30重量%以上100重量%以下含有することが好ましい。   The hydrophobic polymer used in the present invention is substantially insoluble in water, and specifically has a solubility in water of less than 0.1%. The hydrophobic polymer of the present invention preferably contains 30% by weight or more and 100% by weight or less of a monomer whose solubility in water at 25 ° C. is 0% by weight or more and 20% by weight or less.

疎水性ポリマーを形成する疎水性モノマーとしては、ビニルエステル類、アクリル酸エステル類、メタクリル酸エステル類、オレフィン類、スチレン類、クロトン酸エステル類、イタコン酸ジエステル類、マレイン酸ジエステル類、フマル酸ジエステル類、アリル化合物類、ビニルエーテル類、ビニルケトン類等から任意に選ぶことができる。疎水性ポリマーとしては、1種類のモノマーから成るホモポリマーでも、2種類以上のモノマーから成るコポリマーでもよい。   Hydrophobic monomers that form hydrophobic polymers include vinyl esters, acrylic esters, methacrylic esters, olefins, styrenes, crotonic esters, itaconic diesters, maleic diesters, and fumaric diesters. , Allyl compounds, vinyl ethers, vinyl ketones and the like. The hydrophobic polymer may be a homopolymer composed of one kind of monomer or a copolymer composed of two or more kinds of monomers.

本発明で好ましく用いられる疎水性ポリマーとしては、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリビニルクロライド、ポリメチルメタクリレート、ポリエステル、ナイロンなどが挙げられる。   Examples of the hydrophobic polymer preferably used in the present invention include polystyrene, polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate, polyvinyl chloride, polymethyl methacrylate, polyester, and nylon.

本発明で用いるポリマー溶解用溶剤は特に限定されず、疎水性ポリマーの一部を溶解すれものであれば任意の溶剤を用いることができる。例えば、N,N−ジメチルホルムアミド等のホルムアミド系溶剤、アセトニトリル等のニトリル系溶剤、フェノキシエタノール等のアルコール系溶剤、2−ブタノン等のケトン系溶剤、トルエン等のベンゼン系溶剤などを使用することができるが、これらに限定されない。   The polymer dissolving solvent used in the present invention is not particularly limited, and any solvent can be used as long as it dissolves a part of the hydrophobic polymer. For example, a formamide solvent such as N, N-dimethylformamide, a nitrile solvent such as acetonitrile, an alcohol solvent such as phenoxyethanol, a ketone solvent such as 2-butanone, and a benzene solvent such as toluene can be used. However, it is not limited to these.

固体基板に接触させる疎水性ポリマー溶液は、ポリマーが完全に溶解しても、ポリマー不溶解成分を含む懸濁液でもよいが、完全に溶解している方が好ましい。液温は、疎水性ポリマーの一部が溶解する液体状態であれば特に制限はないが、ポリマーが沈殿物を発生する液温より高い液温が好ましい。基板を疎水性ポリマー溶液に接触させている間に液温を変動させてもよい。溶液のポリマー濃度に特に制限はないが、好ましくは0.01%以上30%以下、さらに好ましくは0.1%以上10%以下である。   The hydrophobic polymer solution to be brought into contact with the solid substrate may be a polymer completely dissolved or a suspension containing a polymer insoluble component, but it is preferable that the polymer is completely dissolved. The liquid temperature is not particularly limited as long as a part of the hydrophobic polymer is dissolved, but is preferably higher than the liquid temperature at which the polymer generates a precipitate. The liquid temperature may be varied while the substrate is in contact with the hydrophobic polymer solution. Although there is no restriction | limiting in particular in the polymer concentration of a solution, Preferably it is 0.01% or more and 30% or less, More preferably, it is 0.1% or more and 10% or less.

固体基板を疎水性ポリマー溶液に接触させる時間は特に制限されないが、好ましくは1秒以上24時間以下、さらに好ましくは3秒以上1時間以下である。   The time for contacting the solid substrate with the hydrophobic polymer solution is not particularly limited, but is preferably 1 second or longer and 24 hours or shorter, more preferably 3 seconds or longer and 1 hour or shorter.

本発明の方法では、固体基板を上記の疎水性ポリマー溶液に接触させた後に、上記ポリマーを含まない2種以上の有機溶剤の混合液に接触させる。本発明で言うポリマーを含まない2種以上の有機溶剤の混合液とは、ポリマーを含まない有機溶剤を意味する。好ましくは、ポリマーの良溶媒と貧溶媒の混合液である。ポリマーを含まない溶剤の好ましい液温は、ポリマー凝集物を発生させない下限液温に対して1℃以上50℃以下高い液温である。さらに、好ましくは、疎水性ポリマー溶液の溶剤とポリマーを含まない2種以上の有機溶剤の混合液とは、同一の溶剤組成である。   In the method of the present invention, after the solid substrate is brought into contact with the hydrophobic polymer solution, the solid substrate is brought into contact with a mixed solution of two or more organic solvents not containing the polymer. The mixed solution of two or more organic solvents not containing a polymer in the present invention means an organic solvent not containing a polymer. A mixed solution of a good solvent and a poor solvent of the polymer is preferable. The preferable liquid temperature of the solvent containing no polymer is a liquid temperature higher by 1 ° C. or more and 50 ° C. or less than the lower limit liquid temperature at which the polymer aggregate is not generated. Further preferably, the solvent of the hydrophobic polymer solution and the mixed solution of two or more organic solvents not containing the polymer have the same solvent composition.

本発明で言う良溶媒とは、ポリマーの溶解度が0.1%以上の溶剤であり、本発明で言う貧溶剤とはポリマーを実質的に溶解させない溶剤を示す。例えば、ポリマーとしてポリメチルメタクリレートを使用する場合には、良溶剤としてはアセトン、アセトニトリル、ベンゼン、2−ブタノン、テトラヒドロフラン、酢酸、酢酸エチル、クロロホルム、クロロベンゼン、メチレンクロライド、シクロヘキサノン、ジオキサン、2−エトキシエタノール、などが挙げられる。貧溶剤としては、シクロヘキサン、ジメチルエーテル、エチレングリコール、ホルムアミド、ヘキサン、メタノール、エタノール、四塩化炭素、クレゾール、ナフタレンなどが挙げられる。疎水性ポリマーの良溶媒と貧溶媒として、例えば、J.Brandrup、E.H.Immergut,E.A.Grulke編「POLYMER HANDBOOK FOURTH EDITION」第VII
章497〜545項、JOHN WILEY&SONS社(1999年)に記載のものなどが挙げられる。
The good solvent referred to in the present invention is a solvent having a polymer solubility of 0.1% or more, and the poor solvent referred to in the present invention refers to a solvent that does not substantially dissolve the polymer. For example, when polymethyl methacrylate is used as a polymer, acetone, acetonitrile, benzene, 2-butanone, tetrahydrofuran, acetic acid, ethyl acetate, chloroform, chlorobenzene, methylene chloride, cyclohexanone, dioxane, 2-ethoxyethanol are used as good solvents. , Etc. Examples of the poor solvent include cyclohexane, dimethyl ether, ethylene glycol, formamide, hexane, methanol, ethanol, carbon tetrachloride, cresol, naphthalene, and the like. Examples of good and poor solvents for hydrophobic polymers are J. Brandrup, E.I. H. Immergut, E .; A. Grulk edition "POLYMER HANDBOOK FOURTH EDITION" VII
Examples include those described in Chapters 497 to 545, JOHN WILEY & SONS (1999).

本発明におけるポリマーを含まない2種以上の有機溶剤の混合液の液温は特に制限されないが、当該混合液を、本発明でも用いる疎水性ポリマー溶液と同じ疎水性ポリマー濃度とした場合に、疎水性ポリマー沈殿物を発生させない液温が好ましい。具体的には、ポリマー沈殿物を発生させない下限液温に対して、1℃以上高い液温が好ましい。さらに、液温を高くすることで発生する疎水性ポリマーの固体基板からの脱離を防止する目的で、前記下限液温に対して50℃以下の高さの液温が好ましい。   The liquid temperature of the mixed liquid of two or more organic solvents not containing a polymer in the present invention is not particularly limited, but when the mixed liquid has the same hydrophobic polymer concentration as the hydrophobic polymer solution used in the present invention, A liquid temperature that does not generate a conductive polymer precipitate is preferred. Specifically, a liquid temperature higher by 1 ° C. or more than the lower limit liquid temperature at which no polymer precipitate is generated is preferable. Furthermore, for the purpose of preventing desorption of the hydrophobic polymer from the solid substrate generated by increasing the liquid temperature, a liquid temperature as high as 50 ° C. or less with respect to the lower limit liquid temperature is preferable.

基板を、ポリマーを含まない2種以上の有機溶剤の混合液に接触させる時間は特に制限されないが、好ましくは1秒以上24時間以下、さらに好ましくは3秒以上1時間以下である。液温は、溶剤が液体状態であれば特に制限はないが、−20℃以上100℃以下が好ましい。基板を溶剤に接触させている間液温を変動させてもよい。揮発させにくい溶剤を使用する場合、溶剤を除去する目的で、該溶媒に接触させた後、互いに溶解する揮発性溶剤で置換してもよい。   The time for bringing the substrate into contact with the mixed solution of two or more organic solvents not containing the polymer is not particularly limited, but is preferably 1 second to 24 hours, and more preferably 3 seconds to 1 hour. The liquid temperature is not particularly limited as long as the solvent is in a liquid state, but is preferably −20 ° C. or higher and 100 ° C. or lower. The liquid temperature may be varied while the substrate is in contact with the solvent. When using a solvent that is difficult to volatilize, for the purpose of removing the solvent, the solvent may be replaced with a volatile solvent that dissolves each other after contacting the solvent.

疎水性ポリマー層の厚さは特に限定されないが、好ましくは1オングストローム以上5000オングストローム以下であり、特に好ましくは10オングストローム以上3000オングストローム以下である。   The thickness of the hydrophobic polymer layer is not particularly limited, but is preferably 1 angstrom or more and 5000 angstrom or less, and particularly preferably 10 angstrom or more and 3000 angstrom or less.

本発明の方法においては、固体基板を疎水性ポリマー溶液に接触させた後に前記ポリマーを含まない液に接触させ、次いで、得られた固体基板を表面修飾する。表面修飾の方法としては、化学薬品、カップリング剤、界面活性剤、表面蒸着などを使用した化学処理、加熱、紫外線、放射線、プラズマ、イオンなどを使用した物理的処理から適宜選択することができる。   In the method of the present invention, the solid substrate is brought into contact with a hydrophobic polymer solution and then brought into contact with a liquid not containing the polymer, and then the resulting solid substrate is surface-modified. The surface modification method can be appropriately selected from chemical treatments using chemicals, coupling agents, surfactants, surface deposition, etc., and physical treatments using heating, ultraviolet rays, radiation, plasma, ions, etc. .

したがって、疎水性ポリマー層には、表面修飾により共有結合を生成することのできる官能基を導入することが好ましい。好ましい官能基としては−OH、−SH、−COOH、−NR12(式中、R1及びR2は互いに独立に水素原子又は低級アルキル基を示す)、−CHO、−NR3NR12(式中、R1、R2及びR3は互いに独立に水素原子又は低級アルキル基を示す)、−NCO、−NCS、エポキシ基、またはビニル基などが挙げられる。ここで、低級アルキル基における炭素数は特に限定されないが、一般的にはC1〜C10程度であり、好ましくはC1〜C6である。 Therefore, it is preferable to introduce a functional group capable of generating a covalent bond by surface modification into the hydrophobic polymer layer. Preferred functional groups include —OH, —SH, —COOH, —NR 1 R 2 (wherein R 1 and R 2 independently represent a hydrogen atom or a lower alkyl group), —CHO, —NR 3 NR 1. R 2 (wherein R 1 , R 2 and R 3 each independently represents a hydrogen atom or a lower alkyl group), —NCO, —NCS, an epoxy group, or a vinyl group can be mentioned. Here, the number of carbon atoms in the lower alkyl group is not particularly limited, but is generally about C1 to C10, preferably C1 to C6.

表面にそれらの官能基を導入する方法としては、それらの官能基の前駆体を含有する疎水性高分子を金属表面あるいは金属膜上にコーティングした後、化学処理により最表面に位置する前駆体からそれらの官能基を生成させる方法が挙げられる。例えば−COOCH3基を含有する疎水性高分子化合物であるポリメチルメタクリレートを金属膜上にコーティングした後、その表面をNaOH水溶液(1N)に40℃16時間接触させると、最表面に−COOH基が生成する。また、例えばポリスチレンコーティング層に、UVオゾン処理すると最表面に−COOH基および−OH基が発生する。 As a method for introducing these functional groups on the surface, a hydrophobic polymer containing precursors of these functional groups is coated on a metal surface or a metal film, and then a precursor located on the outermost surface is subjected to chemical treatment. A method for generating these functional groups can be mentioned. For example, after coating polymethyl methacrylate, which is a hydrophobic polymer compound containing —COOCH 3 groups, on a metal film, when the surface is brought into contact with an aqueous NaOH solution (1N) at 40 ° C. for 16 hours, —COOH groups are formed on the outermost surface. Produces. For example, when a polystyrene coating layer is treated with UV ozone, -COOH groups and -OH groups are generated on the outermost surface.

本発明で言う固体基板とは、最も広義に解釈され、機能を有する材料を支持する架台となるものを指し、硬質なものだけでなく、フィルム、シートなどフレキシブルなものも含む。   The solid substrate referred to in the present invention is interpreted in the broadest sense and refers to a base that supports a material having a function, and includes not only a hard substrate but also a flexible substrate such as a film or a sheet.

本発明で用いる固体基板は、金属表面、あるいは金属膜を疎水性ポリマーでコーティングしたものであることが好ましい。金属表面あるいは金属膜を構成する金属としては、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。好ましくは金、銀、銅、アルミニウム、白金等の自由電子金属が挙げられ、特に金が好ましい。それらの金属は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、基板と金属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。   The solid substrate used in the present invention is preferably a metal surface or a metal film coated with a hydrophobic polymer. The metal constituting the metal surface or metal film is not particularly limited as long as surface plasmon resonance can occur when, for example, a surface plasmon resonance biosensor is considered. Preferred examples include free electron metals such as gold, silver, copper, aluminum, and platinum, with gold being particularly preferred. These metals can be used alone or in combination. In consideration of adhesion to the substrate, an intervening layer made of chromium or the like may be provided between the substrate and the layer made of metal.

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、1オングストローム以上5000オングストローム以下であるのが好ましく、特に10オングストローム以上2000オングストローム以下であるのが好ましい。5000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、1オングストローム以上、100オングストローム以下であるのが好ましい。   Although the thickness of the metal film is arbitrary, for example, when considering the use for a surface plasmon resonance biosensor, it is preferably 1 angstrom or more and 5000 angstrom or less, and particularly preferably 10 angstrom or more and 2000 angstrom or less. If it exceeds 5000 angstroms, the surface plasmon phenomenon of the medium cannot be sufficiently detected. When an intervening layer made of chromium or the like is provided, the thickness of the intervening layer is preferably 1 angstrom or more and 100 angstrom or less.

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。   The metal film may be formed by a conventional method, for example, sputtering, vapor deposition, ion plating, electroplating, electroless plating, or the like.

金属膜は好ましくは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。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、一般的にはBK7等の光学ガラス、あるいは合成樹脂、具体的にはポリメチルメタクリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマー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。   The metal film is preferably disposed on the substrate. Here, “arranged on the substrate” means that the metal film is arranged so as to be in direct contact with the substrate, and that the metal film is not directly in contact with the substrate, but through other layers. This also includes the case where they are arranged. As a substrate that can be used in the present invention, for example, in the case of a surface plasmon resonance biosensor, generally, optical glass such as BK7, or synthetic resin, specifically polymethyl methacrylate, polyethylene terephthalate, polycarbonate A material made of a material transparent to laser light such as a cycloolefin polymer can be used. Such a substrate is preferably made of a material that does not exhibit anisotropy with respect to polarized light and has excellent processability.

本発明で言うセンサー用基板とは最も広義に解釈され、物質間の相互作用を電気的信号等の信号に変換して、対象となる物質を測定・検出するセンサーを意味する。本発明のセンサー用基板は、バイオセンサーとして使用することができる。通常のバイオセンサーは、検出対象とする化学物質を認識するレセプター部位と、そこに発生する物理的変化又は化学的変化を電気信号に変換するトランスデューサー部位とから構成される。生体内には、互いに親和性のある物質として、酵素/基質、酵素/補酵素、抗原/抗体、ホルモン/レセプターなどがある。バイオセンサーでは、これら互いに親和性のある物質の一方を基板に固定化して分子認識物質として用いることによって、対応させるもう一方の物質を選択的に計測するという原理を利用している。   The sensor substrate in the present invention is interpreted in the broadest sense, and means a sensor that measures and detects a target substance by converting an interaction between substances into a signal such as an electrical signal. The sensor substrate of the present invention can be used as a biosensor. A normal biosensor is composed of a receptor site for recognizing a chemical substance to be detected and a transducer site for converting a physical change or chemical change generated therein into an electrical signal. In the living body, there are enzymes / substrates, enzymes / coenzymes, antigens / antibodies, hormones / receptors and the like as substances having affinity for each other. Biosensors use the principle that one of these substances having affinity with each other is immobilized on a substrate and used as a molecular recognition substance, thereby selectively measuring the other substance to be matched.

上記のようにして得られたセンサー用基板は、上記の官能基を介して生理活性物質を共有結合させることによって、金属表面又は金属膜に生理活性物質を固定化することができる。   The sensor substrate obtained as described above can immobilize the physiologically active substance on the metal surface or metal film by covalently bonding the physiologically active substance via the functional group.

本発明のセンサー用基板に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。   The physiologically active substance immobilized on the sensor substrate of the present invention is not particularly limited as long as it interacts with the measurement object. For example, immune proteins, enzymes, microorganisms, nucleic acids, low molecular organic compounds, non-immune proteins And immunoglobulin binding proteins, sugar binding proteins, sugar chains that recognize sugars, fatty acids or fatty acid esters, polypeptides or oligopeptides having ligand binding ability, and the like.

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、IgM、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 、157 などに対する抗体等を使用することができる。   Examples of immunity proteins include antibodies and haptens that use the measurement target as an antigen. As the antibody, various immunoglobulins, that is, IgG, IgM, IgA, IgE, IgD can be used. Specifically, when the measurement target is human serum albumin, an anti-human serum albumin antibody can be used as the antibody. In addition, when using pesticides, insecticides, methicillin-resistant Staphylococcus aureus, antibiotics, narcotics, cocaine, heroin, cracks, etc. as antigens, for example, anti-atrazine antibodies, anti-kanamycin antibodies, anti-methamphetamine antibodies, or pathogenic E. coli Among them, antibodies against O antigens 26, 86, 55, 111, 157 and the like can be used.

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。   The enzyme is not particularly limited as long as it shows activity against the measurement object or a substance metabolized from the measurement object, and various enzymes such as oxidoreductase, hydrolase, isomerase , A desorbing enzyme, a synthesizing enzyme and the like can be used. Specifically, if the measurement object is glucose, glucose oxidase can be used, and if the measurement object is cholesterol, cholesterol oxidase can be used. In addition, when pesticides, insecticides, methicillin-resistant Staphylococcus aureus, antibiotics, narcotics, cocaine, heroin, cracks, etc. are used as measurement objects, they exhibit specific reactions with substances metabolized from them, such as acetylcholinesterase. Enzymes such as catecholamine esterase, noradrenaline esterase and dopamine esterase can be used.

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DNA、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る。
The microorganism is not particularly limited, and various microorganisms including Escherichia coli can be used.
As the nucleic acid, one that hybridizes complementarily with the nucleic acid to be measured can be used. As the nucleic acid, either DNA (including cDNA) or RNA can be used. The type of DNA is not particularly limited, and may be any of naturally derived DNA, recombinant DNA prepared by gene recombination technology, or chemically synthesized DNA.
Examples of the low molecular weight organic compound include any compound that can be synthesized by an ordinary organic chemical synthesis method.

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。
The non-immune protein is not particularly limited, and for example, avidin (streptavidin), biotin or a receptor can be used.
As the immunoglobulin-binding protein, for example, protein A or protein G, rheumatoid factor (RF) and the like can be used.
Examples of sugar-binding proteins include lectins.
Examples of the fatty acid or fatty acid ester include stearic acid, arachidic acid, behenic acid, ethyl stearate, ethyl arachidate, and ethyl behenate.

上記のようにして生理活性物質を固定化したバイオセンサーは、当該生理活性物質と相互作用する物質の検出及び/又は測定のために使用することができる。   The biosensor on which a physiologically active substance is immobilized as described above can be used for detection and / or measurement of a substance that interacts with the physiologically active substance.

本発明では、センサー用基板に固定化されている生理活性物質と被験物質との相互作用を非電気化学的方法により検出及び/又は測定することが好ましい。非電気化学的方法としては、表面プラズモン共鳴(SPR)測定技術、水晶発振子マイクロバランス(QCM)測定技術、金のコロイド粒子から超微粒子までの機能化表面を使用した測定技術などが挙げられる。   In the present invention, it is preferable to detect and / or measure the interaction between the physiologically active substance immobilized on the sensor substrate and the test substance by a non-electrochemical method. Non-electrochemical methods include surface plasmon resonance (SPR) measurement technology, quartz crystal microbalance (QCM) measurement technology, measurement technology using functionalized surfaces from gold colloidal particles to ultrafine particles.

本発明の好ましい態様によれば、本発明のバイオセンサーは、例えば、透明基板上に配置される金属膜を備えていることを特徴とする表面プラズモン共鳴用バイオセンサーとして用いることができる。   According to a preferred aspect of the present invention, the biosensor of the present invention can be used as a surface plasmon resonance biosensor characterized by including a metal film disposed on a transparent substrate, for example.

表面プラズモン共鳴用バイオセンサーとは、表面プラズモン共鳴バイオセンサーに使用されるバイオセンサーであって、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。   The surface plasmon resonance biosensor is a biosensor used in the surface plasmon resonance biosensor, and includes a part that transmits and reflects light emitted from the sensor, and a part that fixes a physiologically active substance. And may be fixed to the main body of the sensor or may be removable.

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。   The phenomenon of surface plasmon resonance is due to the fact that the intensity of monochromatic light reflected from the boundary between an optically transparent substance such as glass and the metal thin film layer depends on the refractive index of the sample on the metal exit side. Yes, so the sample can be analyzed by measuring the intensity of the reflected monochromatic light.

表面プラズモンが光波によって励起される現象を利用して、被測定物質の特性を分析する表面プラズモン測定装置としては、Kretschmann配置と称される系を用いるものが挙げられる(例えば特開平6−167443号公報参照)。上記の系を用いる表面プラズモン測定装置は基本的に、例えばプリズム状に形成された誘電体ブロックと、この誘電体ブロックの一面に形成されて試料液などの被測定物質に接触させられる金属膜と、光ビームを発生させる光源と、上記光ビームを誘電体ブロックに対して、該誘電体ブロックと金属膜との界面で全反射条件が得られるように種々の角度で入射させる光学系と、上記界面で全反射した光ビームの強度を測定して表面プラズモン共鳴の状態、つまり全反射減衰の状態を検出する光検出手段とを備えてなるものである。   As a surface plasmon measuring device for analyzing the characteristics of a substance to be measured using a phenomenon in which surface plasmons are excited by light waves, there is an apparatus using a system called Kretschmann arrangement (for example, JP-A-6-167443). See the official gazette). A surface plasmon measuring apparatus using the above system basically includes a dielectric block formed in a prism shape, for example, and a metal film formed on one surface of the dielectric block and brought into contact with a substance to be measured such as a sample liquid. A light source that generates a light beam; an optical system that causes the light beam to enter the dielectric block at various angles so that a total reflection condition is obtained at an interface between the dielectric block and the metal film; and It comprises light detecting means for detecting the surface plasmon resonance state, that is, the state of total reflection attenuation by measuring the intensity of the light beam totally reflected at the interface.

なお上述のように種々の入射角を得るためには、比較的細い光ビームを入射角を変化させて上記界面に入射させてもよいし、あるいは光ビームに種々の角度で入射する成分が含まれるように、比較的太い光ビームを上記界面に収束光状態であるいは発散光状態で入射させてもよい。前者の場合は、入射した光ビームの入射角の変化に従って、反射角が変化する光ビームを、上記反射角の変化に同期して移動する小さな光検出器によって検出したり、反射角の変化方向に沿って延びるエリアセンサによって検出することができる。一方後者の場合は、種々の反射角で反射した各光ビームを全て受光できる方向に延びるエリアセンサによって検出することができる。   In order to obtain various incident angles as described above, a relatively thin light beam may be incident on the interface by changing the incident angle, or a component incident on the light beam at various angles is included. As described above, a relatively thick light beam may be incident on the interface in a convergent light state or a divergent light state. In the former case, a light beam whose reflection angle changes according to the change in the incident angle of the incident light beam is detected by a small photodetector that moves in synchronization with the change in the reflection angle, or the direction in which the reflection angle changes Can be detected by an area sensor extending along the line. On the other hand, in the latter case, it can be detected by an area sensor extending in a direction in which each light beam reflected at various reflection angles can be received.

上記構成の表面プラズモン測定装置において、光ビームを金属膜に対して全反射角以上の特定入射角で入射させると、該金属膜に接している被測定物質中に電界分布をもつエバネッセント波が生じ、このエバネッセント波によって金属膜と被測定物質との界面に表面プラズモンが励起される。エバネッセント光の波数ベクトルが表面プラズモンの波数と等しくて波数整合が成立しているとき、両者は共鳴状態となり、光のエネルギーが表面プラズモンに移行するので、誘電体ブロックと金属膜との界面で全反射した光の強度が鋭く低下する。この光強度の低下は、一般に上記光検出手段により暗線として検出される。なお上記の共鳴は、入射ビームがp偏光のときにだけ生じる。したがって、光ビームがp偏光で入射するように予め設定しておく必要がある。   In the surface plasmon measuring apparatus having the above configuration, when a light beam is incident on a metal film at a specific incident angle that is greater than the total reflection angle, an evanescent wave having an electric field distribution is generated in the measured substance in contact with the metal film. The evanescent wave excites surface plasmons at the interface between the metal film and the substance to be measured. When the wave number vector of the evanescent light is equal to the wave number of the surface plasmon and the wave number matching is established, both are in a resonance state and the energy of the light is transferred to the surface plasmon. The intensity of the reflected light decreases sharply. This decrease in light intensity is generally detected as a dark line by the light detection means. The resonance described above occurs only when the incident beam is p-polarized light. Therefore, it is necessary to set in advance so that the light beam is incident as p-polarized light.

この全反射減衰(ATR)が生じる入射角、すなわち全反射減衰角(θSP)より表面プラズモンの波数が分かると、被測定物質の誘電率が求められる。この種の表面プラズモン測定装置においては、全反射減衰角(θSP)を精度良く、しかも大きなダイナミックレンジで測定することを目的として、特開平11−326194号公報に示されるように、アレイ状の光検出手段を用いることが考えられている。この光検出手段は、複数の受光素子が所定方向に配設されてなり、前記界面において種々の反射角で全反射した光ビームの成分をそれぞれ異なる受光素子が受光する向きにして配設されたものである。   If the wave number of the surface plasmon is known from the incident angle at which this total reflection attenuation (ATR) occurs, that is, the total reflection attenuation angle (θSP), the dielectric constant of the substance to be measured can be obtained. In this type of surface plasmon measurement apparatus, as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-326194, in order to measure the total reflection attenuation angle (θSP) with high accuracy and a large dynamic range, It is considered to use detection means. This light detection means is provided with a plurality of light receiving elements arranged in a predetermined direction, and arranged so that different light receiving elements receive light beam components totally reflected at various reflection angles at the interface. Is.

そしてその場合は、上記アレイ状の光検出手段の各受光素子が出力する光検出信号を、該受光素子の配設方向に関して微分する微分手段が設けられ、この微分手段が出力する微分値に基づいて全反射減衰角(θSP)を特定し、被測定物質の屈折率に関連する特性を求めることが多い。   In that case, there is provided differential means for differentiating the light detection signals output from the light receiving elements of the arrayed light detection means with respect to the arrangement direction of the light receiving elements, and based on the differential value output by the differential means. In many cases, the total reflection attenuation angle (θSP) is specified to obtain a characteristic related to the refractive index of the substance to be measured.

また、全反射減衰(ATR)を利用する類似の測定装置として、例えば「分光研究」第47巻 第1号(1998)の第21〜23頁および第26〜27頁に記載がある漏洩モード測定装置も知られている。この漏洩モード測定装置は基本的に、例えばプリズム状に形成された誘電体ブロックと、この誘電体ブロックの一面に形成されたクラッド層と、このクラッド層の上に形成されて、試料液に接触させられる光導波層と、光ビームを発生させる光源と、上記光ビームを上記誘電体ブロックに対して、該誘電体ブロックとクラッド層との界面で全反射条件が得られるように種々の角度で入射させる光学系と、上記界面で全反射した光ビームの強度を測定して導波モードの励起状態、つまり全反射減衰状態を検出する光検出手段とを備えてなるものである。   Moreover, as a similar measuring device using total reflection attenuation (ATR), for example, “Spectroscopic Research” Vol. 47, No. 1, (1998), pages 21 to 23 and pages 26 to 27 are described. Devices are also known. This leakage mode measuring device is basically a dielectric block formed in a prism shape, for example, a clad layer formed on one surface of the dielectric block, and formed on the clad layer to be in contact with the sample liquid. Optical waveguide layer to be generated, a light source for generating a light beam, and the light beam to the dielectric block at various angles so that a total reflection condition is obtained at the interface between the dielectric block and the cladding layer. The optical system includes an incident optical system and light detection means for detecting the excitation state of the waveguide mode, that is, the total reflection attenuation state by measuring the intensity of the light beam totally reflected at the interface.

上記構成の漏洩モード測定装置において、光ビームを誘電体ブロックを通してクラッド層に対して全反射角以上の入射角で入射させると、このクラッド層を透過した後に光導波層においては、ある特定の波数を有する特定入射角の光のみが導波モードで伝搬するようになる。こうして導波モードが励起されると、入射光のほとんどが光導波層に取り込まれるので、上記界面で全反射する光の強度が鋭く低下する全反射減衰が生じる。そして導波光の波数は光導波層の上の被測定物質の屈折率に依存するので、全反射減衰が生じる上記特定入射角を知ることによって、被測定物質の屈折率や、それに関連する被測定物質の特性を分析することができる。   In the leakage mode measuring apparatus having the above-described configuration, when a light beam is incident on the cladding layer through the dielectric block at an incident angle greater than the total reflection angle, the light waveguide layer transmits a specific wave number after passing through the cladding layer. Only light having a specific incident angle having a wave length propagates in the waveguide mode. When the waveguide mode is excited in this way, most of the incident light is taken into the optical waveguide layer, resulting in total reflection attenuation in which the intensity of light totally reflected at the interface is sharply reduced. Since the wave number of guided light depends on the refractive index of the substance to be measured on the optical waveguide layer, knowing the specific incident angle at which total reflection attenuation occurs, the refractive index of the substance to be measured and the measurement object related thereto The properties of the substance can be analyzed.

なおこの漏洩モード測定装置においても、全反射減衰によって反射光に生じる暗線の位置を検出するために、前述したアレイ状の光検出手段を用いることができ、またそれと併せて前述の微分手段が適用されることも多い。   In this leakage mode measuring apparatus, the above-mentioned array-shaped light detecting means can be used to detect the position of the dark line generated in the reflected light due to the total reflection attenuation, and the above-described differentiating means is applied in conjunction therewith. Often done.

また、上述した表面プラズモン測定装置や漏洩モード測定装置は、創薬研究分野等において、所望のセンシング物質に結合する特定物質を見いだすランダムスクリーニングへ使用されることがあり、この場合には前記薄膜層(表面プラズモン測定装置の場合は金属膜であり、漏洩モード測定装置の場合はクラッド層および光導波層)上に上記被測定物質としてセンシング物質を固定し、該センシング物質上に種々の被検体が溶媒に溶かされた試料液を添加し、所定時間が経過する毎に前述の全反射減衰角(θSP)の角度を測定している。   In addition, the surface plasmon measurement device and the leakage mode measurement device described above may be used for random screening to find a specific substance that binds to a desired sensing substance in the field of drug discovery research. In this case, the thin film layer A sensing substance is fixed on the sensing substance on the sensing substance (a metal film in the case of a surface plasmon measuring apparatus, a clad layer and an optical waveguide layer in the case of a leakage mode measuring apparatus), and various analytes are placed on the sensing substance. A sample solution dissolved in a solvent is added, and the total reflection attenuation angle (θSP) is measured every time a predetermined time elapses.

試料液中の被検体が、センシング物質と結合するものであれば、この結合によりセンシング物質の屈折率が時間経過に伴って変化する。したがって、所定時間経過毎に上記全反射減衰角(θSP)を測定し、該全反射減衰角(θSP)の角度に変化が生じているか否か測定することにより、被検体とセンシング物質の結合状態を測定し、その結果に基づいて被検体がセンシング物質と結合する特定物質であるか否かを判定することができる。このような特定物質とセンシング物質との組み合わせとしては、例えば抗原と抗体、あるいは抗体と抗体が挙げられる。具体的には、ウサギ抗ヒトIgG抗体をセンシング物質として薄膜層の表面に固定し、ヒトIgG抗体を特定物質として用いることができる。   If the analyte in the sample liquid binds to the sensing substance, the refractive index of the sensing substance changes with time due to this binding. Therefore, by measuring the total reflection attenuation angle (θSP) every predetermined time and measuring whether or not the total reflection attenuation angle (θSP) has changed, the binding state of the analyte and the sensing substance is determined. It is possible to determine whether or not the analyte is a specific substance that binds to the sensing substance based on the result. Examples of the combination of the specific substance and the sensing substance include an antigen and an antibody, or an antibody and an antibody. Specifically, a rabbit anti-human IgG antibody can be immobilized on the surface of the thin film layer as a sensing substance, and a human IgG antibody can be used as the specific substance.

なお、被検体とセンシング物質の結合状態を測定するためには、全反射減衰(θSP)の角度そのものを必ずしも検出する必要はない。例えばセンシング物質に試料液を添加し、その後の全反射減衰角(θSP)の角度変化量を測定して、その角度変化量の大小に基づいて結合状態を測定することもできる。前述したアレイ状の光検出手段と微分手段を全反射減衰を利用した測定装置に適用する場合であれば、微分値の変化量は、全反射減衰角(θSP)の角度変化量を反映しているため、微分値の変化量に基づいて、センシング物質と被検体との結合状態を測定することができる(本出願人による特願2000−398309号参照)。このような全反射減衰を利用した測定方法および装置においては、底面に予め成された薄膜層上にセンシング物質が固定されたカップ状あるいはシャーレ状の測定チップに、溶媒と被検体からなる試料液を滴下供給して、上述した全反射減衰角(θSP)の角度変化量の測定を行っている。   Note that in order to measure the binding state between the subject and the sensing substance, it is not always necessary to detect the angle of total reflection attenuation (θSP) itself. For example, a sample solution can be added to the sensing substance, and the amount of change in the total reflection attenuation angle (θSP) thereafter can be measured, and the binding state can be measured based on the magnitude of the angle change. If the above-described arrayed light detecting means and differentiating means are applied to a measuring device using total reflection attenuation, the change amount of the differential value reflects the angle change amount of the total reflection attenuation angle (θSP). Therefore, the binding state between the sensing substance and the analyte can be measured based on the amount of change in the differential value (see Japanese Patent Application No. 2000-398309 by the present applicant). In such a measurement method and apparatus using total reflection attenuation, a sample liquid consisting of a solvent and an analyte is placed on a cup-shaped or petri-shaped measuring chip in which a sensing substance is fixed on a thin film layer formed in advance on the bottom surface. The amount of change in angle of the total reflection attenuation angle (θSP) described above is measured.

さらに、ターンテーブル等に搭載された複数個の測定チップの測定を順次行うことにより、多数の試料についての測定を短時間で行うことができる全反射減衰を利用した測定装置が、特開2001−330560号公報に記載されている。   Furthermore, a measuring apparatus using total reflection attenuation capable of measuring a large number of samples in a short time by sequentially measuring a plurality of measuring chips mounted on a turntable or the like is disclosed in JP-A-2001-2001. No. 330560.

本発明のバイオセンサーを表面プラズモン共鳴分析に使用する場合、上記したような各種の表面プラズモン測定装置の一部として適用することができる。
以下の実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。
When the biosensor of the present invention is used for surface plasmon resonance analysis, it can be applied as a part of various surface plasmon measurement devices as described above.
The following examples further illustrate the present invention, but the scope of the present invention is not limited to these examples.

実施例1:PMMA/PStブロック(1)
(1)ポリメチルメタクリレート-ポリスチレンコポリマー溶液(0.1%PMMA/PSt(1))の調製
ポリメチルメタクリレート-ポリスチレンコポリマー(数平均分子量60000、ポリメチルメタクリレート:ポリスチレン=1:1(重量比))0.1gを2−ブタノン60mLとエタノール40mLの混合溶液に溶解、0.1%PMMA/PSt(1)を調製した。
この溶液のポリマー沈殿物を発生しない下限液温は、18℃であった。
Example 1: PMMA / PSt block (1)
(1) Preparation of polymethyl methacrylate-polystyrene copolymer solution (0.1% PMMA / PSt (1)) Polymethyl methacrylate-polystyrene copolymer (number average molecular weight 60000, polymethyl methacrylate: polystyrene = 1: 1 (weight ratio)) 0.1 g was dissolved in a mixed solution of 2-butanone 60 mL and ethanol 40 mL to prepare 0.1% PMMA / PSt (1).
The lower limit liquid temperature at which no polymer precipitate was generated in this solution was 18 ° C.

(2)金ブロックの作成
特開2001−330560号公報の図23に記載の誘電体ブロックに金膜の厚さが500オングストロームになるよう金を蒸着し、金ブロックを得た。
(2) Creation of gold block Gold was vapor-deposited on the dielectric block shown in FIG. 23 of JP 2001-330560 A so that the thickness of the gold film would be 500 angstroms to obtain a gold block.

(3)PMMA/PStブロック(1)の作成
金ブロックをModel-208UV−オゾンクリーニングシステム(TECHNOVISION INC.)で30分処理した後、金蒸着表面上に0.1%PMMA/PSt(1)を滴下し、15分間静置した。続いて、25℃の2−ブタノン30mLとエタノール20mLの混合溶液に1分間ずつ5回浸漬することにより、金蒸着表面の0.1%PMMA/PStを2−ブタノン30mLとエタノール20mLの混合溶液に置換した。置換後、ブロック表面の混合溶液を窒素ブローで除去し、真空下16時間乾燥した。エリプソメトリー法(In-Situ Ellipsometer MAUS-101、Five Lab製)により膜厚を測定したところ、PMMA/PSt膜の厚さは50オングストロームであった。このサンプルをPMMA/PStブロック(1)と呼ぶ。
(3) Preparation of PMMA / PSt block (1) After processing the gold block with Model-208 UV-ozone cleaning system (TECHNOVISION INC.) For 30 minutes, 0.1% PMMA / PSt (1) is applied on the gold deposition surface. The solution was dropped and allowed to stand for 15 minutes. Subsequently, 0.1% PMMA / PSt on the gold-deposited surface was immersed in a mixed solution of 30 mL of 2-butanone and 20 mL of ethanol by immersing in a mixed solution of 30 mL of 2-butanone and 20 mL of ethanol at 25 ° C. for 5 minutes. Replaced. After the replacement, the mixed solution on the block surface was removed by nitrogen blowing and dried under vacuum for 16 hours. When the film thickness was measured by ellipsometry (In-Situ Ellipsometer MAUS-101, manufactured by Five Lab), the thickness of the PMMA / PSt film was 50 Å. This sample is called a PMMA / PSt block (1).

実施例2:PMMA/PStブロック(2)
(1)ポリメチルメタクリレート-ポリスチレンコポリマー溶液(0.1%PMMA/PSt(2))の調製
ポリメチルメタクリレート-ポリスチレンコポリマー(数平均分子量60000、ポリメチルメタクリレート:ポリスチレン=1:1(重量比))0.1gを2−ブタノン45mLとアセトニトリル55mLの混合溶液に溶解、0.1%PMMA/PSt(2)を調製した。
この溶液のポリマー沈殿物を発生しない下限液温は、20℃であった。
Example 2: PMMA / PSt block (2)
(1) Preparation of polymethyl methacrylate-polystyrene copolymer solution (0.1% PMMA / PSt (2)) Polymethyl methacrylate-polystyrene copolymer (number average molecular weight 60000, polymethyl methacrylate: polystyrene = 1: 1 (weight ratio)) 0.1 g was dissolved in a mixed solution of 45 mL of 2-butanone and 55 mL of acetonitrile to prepare 0.1% PMMA / PSt (2).
The lower limit liquid temperature at which no polymer precipitate was generated in this solution was 20 ° C.

(2)PMMA/PStブロック(2)の作成
0.1%PMMA/PSt(1)の代わりに0.1%PMMA/PSt(2)、2−ブタノン30mLとエタノール20mLの混合溶液の代わりに2−ブタノン45mLとアセトニトリル55mLの混合溶液を使用した以外、実施例1(3)と同じ操作で、サンプルを作成した。エリプソメトリー法(In-Situ Ellipsometer MAUS-101、Five Lab製)により膜厚を測定したところ、PMMA/PSt膜の厚さは50オングストロームであった。このサンプルをPMMA/PStブロック(2)と呼ぶ。
(2) Preparation of PMMA / PSt block (2) Instead of 0.1% PMMA / PSt (1), 0.1% PMMA / PSt (2), 2 instead of a mixed solution of 2-butanone 30 mL and ethanol 20 mL A sample was prepared in the same manner as in Example 1 (3) except that a mixed solution of 45 mL of butanone and 55 mL of acetonitrile was used. When the film thickness was measured by an ellipsometry method (In-Situ Ellipsometer MAUS-101, manufactured by Five Lab), the thickness of the PMMA / PSt film was 50 Å. This sample is called a PMMA / PSt block (2).

実施例3:PMMA/PStブロック(3)
混合溶液の液温を60℃とした以外は、実施例1(3)の操作でサンプルを作成した。PMMA/PSt膜の厚さは30オングストロームであった。このサンプルをPMMA/PStブロック(3)と呼ぶ。
Example 3: PMMA / PSt block (3)
A sample was prepared by the operation of Example 1 (3) except that the temperature of the mixed solution was 60 ° C. The thickness of the PMMA / PSt film was 30 Å. This sample is called a PMMA / PSt block (3).

実施例4:PMMA/PSt/COOHブロック(1)
PMMA/PStブロック(1)をNaOH水溶液(1N)に40℃16時間浸漬した後、水で3回洗浄し、窒素ブローで水を除去した。エリプソメトリー法での測定により、PMMA/PSt/COOH膜の厚さは50オングストロームであった。このサンプルをPMMA/PSt/COOHブロック(1)と呼ぶ。
Example 4: PMMA / PSt / COOH block (1)
The PMMA / PSt block (1) was immersed in an aqueous NaOH solution (1N) at 40 ° C. for 16 hours, then washed with water three times, and water was removed by nitrogen blowing. The thickness of the PMMA / PSt / COOH film was 50 angstroms as measured by ellipsometry. This sample is called PMMA / PSt / COOH block (1).

実施例5:PMMA/PSt/COOHブロック(2)
PMMA/PStブロック(2)に実施例4の操作を実施し、PMMA/PSt/COOHブロック(2)を得た。エリプソメトリー法での測定により、PMMA/PSt/COOH膜の厚さは50オングストロームであった。
Example 5: PMMA / PSt / COOH block (2)
The operation of Example 4 was performed on the PMMA / PSt block (2) to obtain the PMMA / PSt / COOH block (2). The thickness of the PMMA / PSt / COOH film was 50 angstroms as measured by ellipsometry.

実施例6:PMMA/PSt/COOHブロック(3)
PMMA/PStブロック(3)を実施例4の操作を実施し、PMMA/PSt/COOHブロック(3)を得た。エリプソメトリー法での測定により、PMMA/PSt/COOH膜の厚さは10オングストロームであった。
Example 6: PMMA / PSt / COOH block (3)
The operation of Example 4 was performed on the PMMA / PSt block (3) to obtain a PMMA / PSt / COOH block (3). The thickness of the PMMA / PSt / COOH film was 10 angstroms as measured by ellipsometry.

比較例1:PMMA/PStブロック(4)
(1)ポリメチルメタクリレート-ポリスチレンコポリマー溶液(0.1%PMMA/PSt(4))の調製
ポリメチルメタクリレート-ポリスチレンコポリマー(数平均分子量60000、ポリメチルメタクリレート:ポリスチレン=1:1(重量比))0.1gを2−フェノキシエタノール100mLに溶解、0.1%PMMA/PSt(4)を調製した。
Comparative Example 1: PMMA / PSt block (4)
(1) Preparation of polymethyl methacrylate-polystyrene copolymer solution (0.1% PMMA / PSt (4)) Polymethyl methacrylate-polystyrene copolymer (number average molecular weight 60000, polymethyl methacrylate: polystyrene = 1: 1 (weight ratio)) 0.1 g was dissolved in 100 mL of 2-phenoxyethanol to prepare 0.1% PMMA / PSt (4).

(2)PMMA/PStブロックの作成
金ブロックをModel-208UV−オゾンクリーニングシステム(TECHNOVISION INC.)で30分処理した後、金蒸着表面上に0.1%PMMA/PStを滴下し、15分間静置した。続いて、50mLの2−フェノキシエタノールで1分間ずつ5回浸漬することにより、金蒸着表面の0.1%PMMA/PStを2−フェノキシエタノールに置換した。さらに、50mLのエタノールで1分間ずつ5回浸漬することにより、金蒸着表面の2−フェノキシエタノールをエタノールに置換した。置換後、ブロック表面のエタノールを窒素ブローで除去し、真空下16時間乾燥した。エリプソメトリー法(In-Situ Ellipsometer MAUS-101、Five Lab製)により膜厚を測定したところ、PMMA/PSt膜の厚さは10オングストロームであった。このサンプルをPMMA/PStブロック(4)と呼ぶ。
(2) Preparation of PMMA / PSt block After processing the gold block with Model-208UV-ozone cleaning system (TECHNOVISION INC.) For 30 minutes, 0.1% PMMA / PSt was dropped on the gold deposition surface and allowed to stand for 15 minutes. I put it. Subsequently, 0.1% PMMA / PSt on the gold-deposited surface was replaced with 2-phenoxyethanol by immersing in 50 mL of 2-phenoxyethanol 5 times for 1 minute each. Furthermore, 2-phenoxyethanol on the gold-deposited surface was replaced with ethanol by immersing it in 50 mL of ethanol 5 minutes each for 1 minute. After the replacement, ethanol on the block surface was removed by nitrogen blowing and dried under vacuum for 16 hours. When the film thickness was measured by ellipsometry (In-Situ Ellipsometer MAUS-101, manufactured by Five Lab), the thickness of the PMMA / PSt film was 10 angstroms. This sample is called a PMMA / PSt block (4).

比較例2:PMMA/PSt/COOHブロック(4)
PMMA/PStブロック(4)を用いて実施例4と同じ操作でサンプルを作成した。PMMA/PSt/COOH膜の厚さは10オングストロームであった。このサンプルをPMMA/PSt/COOHブロック(4)と呼ぶ。
Comparative Example 2: PMMA / PSt / COOH block (4)
A sample was prepared by the same operation as in Example 4 using the PMMA / PSt block (4). The thickness of the PMMA / PSt / COOH film was 10 angstroms. This sample is called PMMA / PSt / COOH block (4).

比較例3:SAMブロック
金蒸着膜が50nmの金ブロックをオゾンクリーナーで30分処理した後、1mMの7−カルボキシ−1−ヘプタンチオールのエタノール溶液に浸して、18時間表面処理を行った。その後、エタノール5回、エタノール/水混合溶媒で1回、水で5回洗浄した。この操作によりSAM化合物(7−カルボキシ−1−ヘプタンチオール)で被覆処理したSAMブロックを得た。
Comparative Example 3: A gold block having a SAM block gold-deposited film was treated with an ozone cleaner for 30 minutes, and then immersed in an ethanol solution of 1 mM 7-carboxy-1-heptanethiol for 18 hours. Then, it was washed 5 times with ethanol, once with an ethanol / water mixed solvent, and 5 times with water. By this operation, a SAM block coated with a SAM compound (7-carboxy-1-heptanethiol) was obtained.

比較例4:金ブロック
実施例1に記載の方法で作製した金ブロックを比較例4とした。
Comparative Example 4: Gold Block A gold block produced by the method described in Example 1 was used as Comparative Example 4.

評価1:蛋白質の非特異吸着
バイオセンサー表面に対する非特異的な蛋白質の吸着はノイズの原因となる為、極力少ないほうが好ましい。BSA(シグマ製)、アビジン(ナカライテスク製)の非特異吸着性を測定した。
Evaluation 1: Nonspecific adsorption of protein Adsorption of nonspecific protein to the biosensor surface causes noise, so it is preferable that the amount be as small as possible. Nonspecific adsorption properties of BSA (manufactured by Sigma) and avidin (manufactured by Nacalai Tesque) were measured.

エタノールブロック処理
PMMA/PSt/COOHブロックおよびSAMプロックを、特開2001−330560号公報の図22に記載の装置(以下、本発明の表面プラズモン共鳴測定装置と呼ぶ)に設置し、エタノールアミンでブロック処理した後測定を行った。エタノールアミンによるブロック処理は、ブロックのセンサー表面上に1−エチル−2,3−ジメチルアミノプロピルカルボジイミド(400mM)とN−ヒドロキシスクシンイミド(100mM)との混合液を滴下し、60分静置して実施した。さらに水で洗浄後、エタノールアミン・HCl溶液(1M、pH8.5)を各測定ブロックに添加し、20分間静置した。さらにHBS-EPバッファー(ビアコア社製、pH7.4)で洗浄した。なお、上記で用いたHBS-EPバッファーの組成は、HEPES(N-2-Hydroxyethylpiperazine-N'-2-ethanesulfonicAcid)0.01mol/l(pH7.4)、NaCl0.15mol/l、EDTA 0.003mol/l、Surfactant P20 0.005重量%である。
Ethanol block treatment The PMMA / PSt / COOH block and the SAM block are installed in the apparatus shown in FIG. 22 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-330560 (hereinafter referred to as the surface plasmon resonance measuring apparatus of the present invention) and blocked with ethanolamine Measurements were made after processing. In the block treatment with ethanolamine, a mixed solution of 1-ethyl-2,3-dimethylaminopropylcarbodiimide (400 mM) and N-hydroxysuccinimide (100 mM) was dropped on the sensor surface of the block, and left standing for 60 minutes. Carried out. Further, after washing with water, an ethanolamine / HCl solution (1 M, pH 8.5) was added to each measurement block and allowed to stand for 20 minutes. Further, it was washed with HBS-EP buffer (Biacore, pH 7.4). The composition of the HBS-EP buffer used above is HEPES (N-2-Hydroxyethylpiperazine-N'-2-ethanesulfonic Acid) 0.01 mol / l (pH 7.4), NaCl 0.15 mol / l, EDTA 0.003 mol / l. , Surfactant P20 0.005% by weight.

非特異吸着の測定
PMMA/PStブロックおよびエタノールアミンブロック処理を行った各ブロックを本発明の表面プラズモン共鳴測定装置に設置し、HBS-EPバッファーで洗浄した。その後、BSA溶液(2mg/ml、HBS-EPバッファー)あるいはアビジン溶液(2mg/ml、HBS-EPバッファー)を添加し、10分間静置した。その後、HBS-EPバッファーで洗浄し、3分後の共鳴シグナル変化量を測定した。変化量は金ブロック(比較例4)での変化量に対する相対値で評価した。
Measurement of non-specific adsorption Each block subjected to the PMMA / PSt block and ethanolamine block treatment was placed in the surface plasmon resonance measuring apparatus of the present invention and washed with an HBS-EP buffer. Thereafter, a BSA solution (2 mg / ml, HBS-EP buffer) or an avidin solution (2 mg / ml, HBS-EP buffer) was added and allowed to stand for 10 minutes. Thereafter, the plate was washed with HBS-EP buffer, and the amount of change in resonance signal after 3 minutes was measured. The amount of change was evaluated as a relative value to the amount of change in the gold block (Comparative Example 4).

Figure 2005195488
Figure 2005195488

評価2:蛋白質・検体化合物間の相互作用の測定
実施例4〜6、比較例2、3の各測定プロックにニュートラルアビジン(PIERCE製、以降N-アビジンと記す)を固定化し、D-ビオチン(ナカライテスク製)との相互作用測定を以下の方法で行った。
Evaluation 2: Measurement of interaction between protein and analyte compound Neutral avidin (PIERCE, hereinafter referred to as N-avidin) was immobilized on each measurement block of Examples 4 to 6 and Comparative Examples 2 and 3, and D-biotin ( Measurement of interaction with Nacalai Tesque was performed by the following method.

測定ブロックに、1−エチル−2,3−ジメチルアミノプロピルカルボジイミド(400mM)とN−ヒドロキシスクシンイミド(100mM)との混合液を添加し、20分間静置後、HBS-Nバッファー(ビアコア社製、pH7.4)で洗浄した。次に、N-アビジン溶液(100μg/ml、HBS-Nバッファー)を添加し、30分静置後、HBS-Nバッファーで洗浄した。以上の操作により、N-アビジンを各測定チップ表面に共有結合で固定化した。N-アビジンの添加前と洗浄後の共鳴シグナル変化量をN-アビジンの固定化量とし、SAMブロック(比較例3)での変化量に対する相対値で評価した。評価結果を表2に示した。変化量の相対値が大きいほど固定化量が多いことを示し、好ましい。なお、上記で用いたHBS-Nバッファーの組成は、HEPES(N-2-Hydroxyethylpiperazine-N'-2-ethanesulfonicAcid)0.01mol/l(pH7.4)、NaCl0.15mol/lである。   To the measurement block, a mixed solution of 1-ethyl-2,3-dimethylaminopropylcarbodiimide (400 mM) and N-hydroxysuccinimide (100 mM) was added, and after standing for 20 minutes, HBS-N buffer (Biacore, Washed with pH 7.4). Next, an N-avidin solution (100 μg / ml, HBS-N buffer) was added, allowed to stand for 30 minutes, and then washed with HBS-N buffer. By the above operation, N-avidin was immobilized on the surface of each measurement chip by a covalent bond. The amount of change in resonance signal before addition of N-avidin and after washing was defined as the amount of N-avidin immobilized, and was evaluated as a relative value to the amount of change in the SAM block (Comparative Example 3). The evaluation results are shown in Table 2. The larger the relative value of the change amount, the greater the amount of immobilization, which is preferable. The composition of the HBS-N buffer used above is HEPES (N-2-Hydroxyethylpiperazine-N′-2-ethanesulfonic Acid) 0.01 mol / l (pH 7.4) and NaCl 0.15 mol / l.

さらに、エタノールアミン・HCl溶液(1M、pH8.5)を測定ブロックに添加後、HBS-Nバッファーで洗浄することにより、N-アビジンと反応せずに残存したCOOH基をブロックした。   Further, an ethanolamine / HCl solution (1M, pH 8.5) was added to the measurement block, and then washed with HBS-N buffer to block the remaining COOH groups without reacting with N-avidin.

次に、測定ブロックを本発明の表面プラズモン共鳴測定装置に設置し、D-ビオチン(0.5μg/ml、HBS-Nバッファー))を測定ブロックに添加し、10分間静置後、HBS-Nバッファーで洗浄した。D-ビオチンの添加前と洗浄後の共鳴シグナル変化量をN-アビジンに対するD-ビオチンの結合量とし、SAMブロック(比較例3)での変化量に対する相対値で評価した。評価結果を表2に示した。変化量の相対値が大きいほど検出感度が高いことを示し、好ましい。   Next, the measurement block is placed in the surface plasmon resonance measurement apparatus of the present invention, D-biotin (0.5 μg / ml, HBS-N buffer)) is added to the measurement block, and after standing for 10 minutes, HBS-N Washed with buffer. The amount of change in resonance signal before addition of D-biotin and after washing was defined as the amount of D-biotin bound to N-avidin, and was evaluated as a relative value to the amount of change in the SAM block (Comparative Example 3). The evaluation results are shown in Table 2. A larger change amount relative value indicates higher detection sensitivity, which is preferable.

Figure 2005195488
Figure 2005195488

表1の結果から、本発明の表面形成方法は、極めて蛋白質の非特異吸着の少ない表面プラズモン共鳴基板を提供できることがわかる。各サンプル表面を蛍光標識基質FITC−アビジン溶液(1mg/mL、HBS−EPバッファー)に15分浸漬後、水洗、蛍光顕微鏡観察すると、SAMブロックはFITC由来の蛍光が観察されるのに対し、本発明のサンプルは蛍光が観察されず、本発明の表面形成方法は、非特異吸着の極めて少ない表面を提供することがわかった。   From the results in Table 1, it can be seen that the surface forming method of the present invention can provide a surface plasmon resonance substrate with very little nonspecific adsorption of protein. Each sample surface was immersed in a fluorescently labeled substrate FITC-avidin solution (1 mg / mL, HBS-EP buffer) for 15 minutes, then washed with water and observed with a fluorescence microscope, whereas the SAM block showed fluorescence derived from FITC. No fluorescence was observed in the inventive sample, and it was found that the surface forming method of the present invention provides a surface with very little nonspecific adsorption.

表2の結果から、本発明の表面形成方法により作製したセンサー基板は、蛋白質の固定化および検体化合物の検出が可能であった。   From the results shown in Table 2, the sensor substrate produced by the surface forming method of the present invention was able to immobilize proteins and detect analyte compounds.

また、単独溶剤を使用して作成した比較例1の測定プロックは、非特異吸着を抑制する表面を形成させるため、約50種の溶剤についてポリマーの溶解性、作成した測定ブロックの非特異吸着の評価が必要で、測定ブロックの開発に多大な作業を要した。一方、本発明の測定ブロック作成は、ポリマーの任意の良溶媒と貧溶媒を混合することで開発でき、開発時間および作業の大幅な削減が行われた。   In addition, the measurement block of Comparative Example 1 prepared using a single solvent forms a surface that suppresses nonspecific adsorption, so that the solubility of the polymer in about 50 types of solvents, the nonspecific adsorption of the prepared measurement block, and Evaluation was necessary, and a great deal of work was required to develop the measurement block. On the other hand, the measurement block creation of the present invention can be developed by mixing an arbitrary good solvent and poor solvent of the polymer, and the development time and work are greatly reduced.

Claims (10)

固体基板を疎水性ポリマー溶液に接触させた後に前記ポリマーを含まない2種以上の有機溶剤の混合液に接触させる工程を含む、センサー用固体基板の製造方法。 A method for producing a solid substrate for a sensor, comprising the step of bringing a solid substrate into contact with a hydrophobic polymer solution and then bringing the solid substrate into contact with a mixed solution of two or more organic solvents not containing the polymer. 得られた固体基板を表面修飾する工程をさらに含む、請求項1に記載の方法。 The method according to claim 1, further comprising the step of surface modifying the obtained solid substrate. 前記ポリマーを含まない2種以上の有機溶剤の混合液が、前記ポリマーの良溶剤と貧溶剤とを含む混合液である、請求項1又は2に記載の方法。 The method of Claim 1 or 2 that the liquid mixture of the 2 or more types of organic solvent which does not contain the said polymer is a liquid mixture containing the good solvent and poor solvent of the said polymer. 前記ポリマーを含まない2種以上の有機溶剤の混合液の液温が、前記混合液を前記疎水性ポリマー溶液と同じ疎水性ポリマー濃度とした場合に疎水性ポリマー沈殿物を発生させない下限液温に対して、1℃以上50℃以下高い液温である、請求項1から3の何れかに記載の方法。 The liquid temperature of a mixed liquid of two or more organic solvents not containing the polymer is set to a lower limit liquid temperature that does not generate a hydrophobic polymer precipitate when the mixed liquid has the same hydrophobic polymer concentration as the hydrophobic polymer solution. On the other hand, the method in any one of Claim 1 to 3 which is 1 to 50 degreeC high liquid temperature. 疎水性ポリマー溶液の溶剤と、ポリマーを含まない2種以上の有機溶剤の混合液の溶剤とが同一の有機溶剤組成である、請求項1から4の何れかに記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the solvent of the hydrophobic polymer solution and the solvent of the mixed liquid of two or more organic solvents not containing a polymer have the same organic solvent composition. 前記表面修飾が、共有結合を生成することのできる官能基を導入する表面修飾である、請求項1から5の何れかに記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the surface modification is a surface modification that introduces a functional group capable of generating a covalent bond. 疎水性ポリマー溶液に接触させる固体基板が、金属表面あるいは金属膜でコーティングされている固体基板である、請求項1から6の何れかに記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 6, wherein the solid substrate brought into contact with the hydrophobic polymer solution is a solid substrate coated with a metal surface or a metal film. センサー用固体基板が、表面プラズモン共鳴分析に使用される基板である、請求項1から7の何れかに記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the sensor solid substrate is a substrate used for surface plasmon resonance analysis. 請求項1から8の何れかに記載の方法によりセンサー用固体基板を製造する工程、及び得られたセンサー用固体基板の表面に生理活性物質を接触させて固定化する工程を含む、生理活性物質が表面に結合したセンサー用固体基板の製造方法。 A physiologically active substance comprising the steps of: producing a sensor solid substrate by the method according to any one of claims 1 to 8; and immobilizing the physiologically active substance in contact with the surface of the obtained sensor solid substrate. Of a solid substrate for a sensor in which is bonded to the surface. 請求項1から8の何れかに記載の方法によりセンサー用固体基板を製造する工程、得られたセンサー用固体基板の表面に生理活性物質を接触させて固定化する工程、及び得られた生理活性物質が表面に結合したセンサー用固体基板と被験物質とを接触させる工程を含む、該生理活性物質と相互作用する物質を検出または測定する方法。

A step of producing a sensor solid substrate by the method according to any one of claims 1 to 8, a step of bringing a physiologically active substance into contact with the surface of the obtained sensor solid substrate, and a physiological activity obtained. A method for detecting or measuring a substance that interacts with a physiologically active substance, comprising a step of bringing a test substance into contact with a solid substrate for sensors having a substance bonded to the surface.

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