JP2008145369A - Sensing method, sensor for the same, and sensing apparatus - Google Patents

Sensing method, sensor for the same, and sensing apparatus Download PDF

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雄一 都丸
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance a bond density of a labeling material to a sensor in a sensing method for detecting a to-be-detected material by labeling the to-be-detected material using the labeling material selectively bonded to the to-be-detected material if a sample liquid contains the to-be-detected material. <P>SOLUTION: The method includes and implements: a process (A) for bringing the sample liquid into contact with a sensing surface of the sensor; a process (B) for preparing a labeling material containing liquid containing the charged labeling material; a process (C) for applying a voltage to the labeling material containing liquid, and electrophoresing the charged labeling material within the labeling material containing liquid to the sensing surface in a state that the sample liquid is brought into contact with the sensing surface of the sensor; a process (F) for cleaning the sensing surface; and a process (G) for detecting a physical characteristic varied in response to the existence and the quantity of the charged labeling material bonded to the sensing surface. The sample liquid and the labeling material may be simultaneously brought into contact with the sensing surface of the sensor. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、被検出物質を該被検出物質と選択的に結合する標識物質にて標識して、被検出物質の検出を行うセンシング方法と、該方法を実施するに用いて好適なセンサ及びセンシング装置とに関するものである。   The present invention relates to a sensing method for detecting a substance to be detected by labeling the substance to be detected with a labeling substance that selectively binds to the substance to be detected, a sensor suitable for use in implementing the method, and sensing Device.

免疫反応の特異結合性を利用して被検出物質の有無及び/又は濃度を検出する免疫測定法として、イムノクロマトグラフィ法が知られている(特許文献1及び2)。イムノクロマトグラフィ法は、妊娠検査薬やインフルエンザウイルス抗原検出試薬等の定性分析の分野で利用されている。   An immunochromatography method is known as an immunoassay method for detecting the presence and / or concentration of a substance to be detected by utilizing the specific binding property of an immune reaction (Patent Documents 1 and 2). The immunochromatography method is used in the field of qualitative analysis such as pregnancy test drugs and influenza virus antigen detection reagents.

一般に、イムノクロマトグラフィ法では、被検出物質と特異結合反応するように表面修飾されたセンシング面を有するセンサを用い、被検出物質を該被検出物質と選択的に結合する標識物質にて標識し、標識物質による呈色を検出して、センシングを行っている。   In general, in immunochromatography, a sensor having a sensing surface that is surface-modified so as to have a specific binding reaction with a substance to be detected is used, and the substance to be detected is labeled with a labeling substance that selectively binds to the substance to be detected, Sensing is performed by detecting the coloration caused by the labeling substance.

従来のイムノクロマトグラフィ法には、標識物質として金粒子を利用し、金粒子の局在プラズモン散乱による発色を検出する方法や、標識物質として色素等で粒子に特定の色を付与したものを利用し、その付与された色を検出する方法等がある。
特開2005−214670号公報 特願平5−10950号公報
In conventional immunochromatography, gold particles are used as a labeling substance, and a method of detecting color development by localized plasmon scattering of gold particles, or a labeling substance that gives a specific color to a particle with a dye or the like is used. And a method of detecting the assigned color.
JP 2005-214670 A Japanese Patent Application No. 5-10950

従来のイムノクロマトグラフィ法では、検出される色があまり濃くなく、目視感度があまり良くない。この原因としては、イムノクロマトグラフィ法に用いられるセンサに対する被検出物質及び標識物質の結合密度が充分でないことが挙げられる。   In the conventional immunochromatography method, the detected color is not so dark and the visual sensitivity is not so good. This is because the binding density of the substance to be detected and the labeling substance to the sensor used in the immunochromatography method is not sufficient.

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、被検出物質を該被検出物質と選択的に結合する標識物質にて標識して被検出物質の検出を行うに際して、試料液中に被検出物質が含まれている場合の標識物質のセンサに対する結合密度を高めることができ、高感度な検出が可能なセンシング方法を提供することを目的とするものである。
本発明はまた、上記のセンシング方法を実施するに用いて好適なセンサ及びセンシング装置とを提供することを目的とするものである。
The present invention has been made in view of such circumstances, and when a substance to be detected is labeled with a labeling substance that selectively binds to the substance to be detected to detect the substance to be detected, the substance to be detected is detected in a sample solution. An object of the present invention is to provide a sensing method capable of increasing the binding density of a labeling substance to a sensor when a substance is contained and capable of highly sensitive detection.
Another object of the present invention is to provide a sensor and a sensing device suitable for use in carrying out the sensing method described above.

本発明の第1のセンシング方法は、特定の被検出物質のみが結合可能なセンシング面を有するセンサを用い、前記被検出物質を該被検出物質と選択的に結合する標識物質にて標識して、センシングを行うセンシング方法において、
センシング対象である試料液を前記センサの前記センシング面と接触させる工程(A)と、
前記標識物質として帯電性標識物質を含む標識物質含有液を用意する工程(B)と、
前記標識物質含有液を前記センサの前記センシング面と接触させた状態で、該標識物質含有液に対して電圧を印加して、該標識物質含有液中の前記帯電性標識物質を前記センシング面側に電気泳動させる工程(C)と、
前記センシング面の洗浄を実施する工程(F)と、
前記センシング面上に結合された前記帯電性標識物質の有無又は量に応じて変化する物理特性を検出する工程(G)とを有することを特徴とするものである。
The first sensing method of the present invention uses a sensor having a sensing surface capable of binding only a specific substance to be detected, and labels the substance to be detected with a labeling substance that selectively binds to the substance to be detected. In the sensing method for sensing,
A step (A) of bringing a sample liquid to be sensed into contact with the sensing surface of the sensor;
Preparing a labeling substance-containing liquid containing a chargeable labeling substance as the labeling substance (B);
In a state where the labeling substance-containing liquid is in contact with the sensing surface of the sensor, a voltage is applied to the labeling substance-containing liquid, and the chargeable labeling substance in the labeling substance-containing liquid is moved to the sensing surface side. Electrophoresing (C),
A step (F) of cleaning the sensing surface;
And (G) detecting a physical property that varies depending on the presence or absence or amount of the chargeable labeling substance bound on the sensing surface.

本発明の第2のセンシング方法は、特定の被検出物質のみが結合可能なセンシング面を有するセンサを用い、前記被検出物質を該被検出物質と選択的に結合する標識物質にて標識して、センシングを行うセンシング方法において、
センシング対象である試料液に対して、前記標識物質として帯電性標識物質を含有させた標識物質含有試料液を用意する工程(D)と、
前記標識物質含有試料液を前記センサの前記センシング面と接触させた状態で、該標識物質含有試料液に対して電圧を印加して、該標識物質含有試料液中の前記帯電性標識物質を前記センシング面側に電気泳動させる工程(E)と、
前記センシング面の洗浄を実施する工程(F)と、
前記センシング面上に結合された前記帯電性標識物質の有無又は量に応じて変化する物理特性を検出する工程(G)とを有することを特徴とするものである。
The second sensing method of the present invention uses a sensor having a sensing surface capable of binding only a specific substance to be detected, and labels the substance to be detected with a labeling substance that selectively binds to the substance to be detected. In the sensing method for sensing,
Preparing a labeling substance-containing sample liquid containing a chargeable labeling substance as the labeling substance for the sample liquid to be sensed (D);
In a state where the labeling substance-containing sample liquid is in contact with the sensing surface of the sensor, a voltage is applied to the labeling substance-containing sample liquid, and the chargeable labeling substance in the labeling substance-containing sample liquid is A step (E) of electrophoresis to the sensing surface side;
A step (F) of cleaning the sensing surface;
And (G) detecting a physical property that varies depending on the presence or absence or amount of the chargeable labeling substance bound on the sensing surface.

本発明の第1のセンサは、上記の本発明の第1又は第2のセンシング方法に用いられる前記センサであって、
内部に複数の微細孔を有し、且つ少なくとも前記センシング面側の表面にて該複数の微細孔が開口した誘電体を備えると共に、
前記誘電体の前記複数の微細孔内に導電性物質が充填され、該充填された導電性物質の表面に前記被検出物質と選択的に結合可能な表面修飾が施されたものであることを特徴とするものである。
The first sensor of the present invention is the sensor used in the first or second sensing method of the present invention described above,
A dielectric having a plurality of micropores therein and having at least a plurality of micropores open on the surface on the sensing surface side;
The plurality of micropores of the dielectric are filled with a conductive material, and the surface of the filled conductive material is subjected to surface modification capable of selectively binding to the detected material. It is a feature.

本発明の第2のセンサは、上記の本発明の第1又は第2のセンシング方法に用いられる前記センサであって、
内部に複数の微細孔を有し、且つ少なくとも前記センシング面側の表面にて該複数の微細孔が開口した誘電体を備えると共に、
前記誘電体の前記複数の微細孔内に前記誘電体の表面よりも突出するまで導電性物質が充填され、該充填された導電性物質の表面に前記被検出物質と選択的に結合可能な表面修飾が施されたものであることを特徴とするものである。
A second sensor of the present invention is the sensor used in the first or second sensing method of the present invention described above,
A dielectric having a plurality of micropores therein and having at least a plurality of micropores open on the surface on the sensing surface side;
A surface in which the conductive material is filled in the plurality of micropores of the dielectric until it protrudes from the surface of the dielectric, and the surface of the filled conductive material can be selectively bonded to the detected material. It is characterized by being modified.

本発明の第1及び第2のセンサは、前記誘電体の裏面に、前記帯電性標識物質を前記センシング面側に電気泳動させる際に電極として機能する導電体を備えたものであることが好ましい。   The first and second sensors of the present invention preferably include a conductor that functions as an electrode when the chargeable labeling substance is electrophoresed on the sensing surface side on the back surface of the dielectric. .

本発明の第1のセンシング装置は、特定の被検出物質のみが結合可能なセンシング面を有するセンサを用い、前記被検出物質を該被検出物質と選択的に結合する標識物質にて標識して、センシングを行うセンシング装置において、
内部に、前記標識物質として帯電性標識物質を含む標識物質含有液が充填又は流下され、かつ、あらかじめ前記センシング面にセンシング対象である試料液が接触させられた前記センサが、前記センシング面が前記標識物質含有液に接触するように取り付けられる液セルと、
前記液セル内の前記標識物質含有液に対して電圧を印加して、該標識物質含有液中の前記帯電性標識物質を前記センサの前記センシング面側に電気泳動させる電圧印加手段とを備えたことを特徴とするものである。
The first sensing device of the present invention uses a sensor having a sensing surface capable of binding only a specific substance to be detected, and labels the substance to be detected with a labeling substance that selectively binds to the substance to be detected. In a sensing device that performs sensing,
The sensor, in which a labeling substance-containing liquid containing a chargeable labeling substance as the labeling substance is filled or flowing down, and the sample liquid that is the sensing target is previously brought into contact with the sensing surface, the sensing surface is the sensor A liquid cell attached so as to come into contact with the labeling substance-containing liquid;
Voltage applying means for applying a voltage to the labeling substance-containing liquid in the liquid cell and causing the chargeable labeling substance in the labeling substance-containing liquid to be electrophoresed on the sensing surface side of the sensor. It is characterized by this.

本発明の第2のセンシング装置は、特定の被検出物質のみが結合可能なセンシング面を有するセンサを用い、前記被検出物質を該被検出物質と選択的に結合する標識物質にて標識して、センシングを行うセンシング装置において、
内部に、センシング対象である試料液に対して前記標識物質として帯電性標識物質を含有させた標識物質含有試料液が充填又は流下され、かつ、前記センサが、前記センシング面が前記標識物質含有試料液に接触するように取り付けられる液セルと、
前記液セル内の前記標識物質含有試料液に対して電圧を印加して、前記標識物質含有試料液中の前記帯電性標識物質を前記センサの前記センシング面側に電気泳動させる電圧印加手段とを備えたことを特徴とするものである。
The second sensing device of the present invention uses a sensor having a sensing surface capable of binding only a specific substance to be detected, and labels the substance to be detected with a labeling substance that selectively binds to the substance to be detected. In a sensing device that performs sensing,
A sample substance-containing sample liquid containing a chargeable labeling substance as the labeling substance is filled or flowed into the sample liquid to be sensed, and the sensor has the sensing surface on the labeling substance-containing sample. A liquid cell attached to contact the liquid;
Voltage applying means for applying a voltage to the labeling substance-containing sample liquid in the liquid cell and causing the chargeable labeling substance in the labeling substance-containing sample liquid to be electrophoresed on the sensing surface side of the sensor; It is characterized by having.

本発明の第1のセンシング方法では、センサのセンシング面に対して試料液を接触させてから、帯電性標識物質を含む標識物質含有液を接触させる。
本発明の第2のセンシング方法では、試料液に対して帯電性標識物質を含有させた標識物質含有試料液を用意し、センサのセンシング面に対して試料液と帯電性標識物質とを同時に接触させる。
いずれの方法においても、標識物質として帯電性標識物質を用い、電気泳動を利用して標識物質をセンシング面側に電気泳動させる工程を有する構成としている。かかる構成では、電気泳動によって標識物質を効果的にセンシング面側に引き寄せることができるので、試料液中に被検出物質が含まれている場合の標識物質とセンシング面との結合を促進することができる。その結果、試料液中に被検出物質が含まれている場合の標識物質のセンサに対する結合密度を高めることができ、高感度な検出が可能となる。
In the first sensing method of the present invention, the sample liquid is brought into contact with the sensing surface of the sensor, and then the labeling substance-containing liquid containing the chargeable labeling substance is brought into contact therewith.
In the second sensing method of the present invention, a labeling substance-containing sample liquid containing a charging labeling substance is prepared for the sample liquid, and the sample liquid and the charging labeling substance are simultaneously brought into contact with the sensing surface of the sensor. Let
In any of the methods, a charged labeling substance is used as the labeling substance, and the process includes electrophoresis of the labeling substance to the sensing surface side using electrophoresis. In such a configuration, since the labeling substance can be effectively attracted to the sensing surface side by electrophoresis, it is possible to promote the binding between the labeling substance and the sensing surface when the target substance is contained in the sample solution. it can. As a result, it is possible to increase the binding density of the labeling substance to the sensor when the substance to be detected is contained in the sample solution, and highly sensitive detection is possible.

「センシング方法」
本発明の第1のセンシング方法は、特定の被検出物質のみが結合可能なセンシング面を有するセンサを用い、前記被検出物質を該被検出物質と選択的に結合する標識物質にて標識して、センシングを行うセンシング方法において、
センシング対象である試料液を前記センサの前記センシング面と接触させる工程(A)と、
前記標識物質として帯電性標識物質を含む標識物質含有液を用意する工程(B)と、
前記標識物質含有液を前記センサの前記センシング面と接触させた状態で、該標識物質含有液に対して電圧を印加して、該標識物質含有液中の前記帯電性標識物質を前記センシング面側に電気泳動させる工程(C)と、
前記センシング面の洗浄を実施する工程(F)と、
前記センシング面上に結合された前記帯電性標識物質の有無又は量に応じて変化する物理特性を検出する工程(G)とを有することを特徴とするものである。
"Sensing method"
The first sensing method of the present invention uses a sensor having a sensing surface capable of binding only a specific substance to be detected, and labels the substance to be detected with a labeling substance that selectively binds to the substance to be detected. In the sensing method for sensing,
A step (A) of bringing a sample liquid to be sensed into contact with the sensing surface of the sensor;
Preparing a labeling substance-containing liquid containing a chargeable labeling substance as the labeling substance (B);
In a state where the labeling substance-containing liquid is in contact with the sensing surface of the sensor, a voltage is applied to the labeling substance-containing liquid, and the chargeable labeling substance in the labeling substance-containing liquid is moved to the sensing surface side. Electrophoresing (C),
A step (F) of cleaning the sensing surface;
And (G) detecting a physical property that varies depending on the presence or absence or amount of the chargeable labeling substance bound on the sensing surface.

本発明の第1のセンシング方法において、工程(A)と工程(B)の順序はいずれが先でも構わない。但し、工程(A)及び(B)の実施が終了した後、工程(C)、(F)、(G)を順次実施する必要がある。   In the first sensing method of the present invention, the order of the step (A) and the step (B) may be any first. However, after the steps (A) and (B) are completed, the steps (C), (F), and (G) must be sequentially performed.

工程(B)において、「帯電性標識物質」としては、元々帯電性を有する物質を用いてもよいし、帯電性を有しない物質に対して帯電処理を施して用いてもよい。帯電性を有しない物質に対して帯電処理を施す場合、帯電処理のタイミングは特に制限なく、標識物質含有液を調製する前でも調製後でもよい。   In the step (B), as the “chargeable labeling substance”, a substance having originally chargeability may be used, or a substance having no chargeability may be used after being charged. When a charging process is performed on a substance having no charging property, the timing of the charging process is not particularly limited, and may be before or after preparing the labeling substance-containing liquid.

本発明の第1のセンシング方法で用いるセンサは、特定の被検出物質のみが結合可能なセンシング面を有するものであるので、試料液中に被検出物質が含まれていれば、工程(A)において、センシング面に被検出物質が結合され、工程(C)において、センシング面に結合した被検出物質に帯電性標識物質が結合され、工程(F)の洗浄を実施してもセンシング面に結合された帯電性標識物質は脱落せず、工程(G)で帯電性標識物質が検出される。工程(F)の洗浄では、センシング面に結合されていない不要な帯電性標識物質は除去される。試料液中に被検出物質が含まれていなければ、センシング面に帯電性標識物質が結合されないので、工程(F)の洗浄を実施すればセンシング面上に付着した帯電性標識物質は脱落して、工程(G)で帯電性標識物質は検出されない。   Since the sensor used in the first sensing method of the present invention has a sensing surface capable of binding only a specific substance to be detected, if the substance to be detected is contained in the sample liquid, the process (A) In step (C), a substance to be detected is bonded to the sensing surface, and in step (C), a chargeable labeling substance is bonded to the substance to be detected bonded to the sensing surface. The charged labeling substance is not dropped off, and the charged labeling substance is detected in step (G). In the cleaning in the step (F), unnecessary chargeable labeling substances not bonded to the sensing surface are removed. If the sample liquid does not contain the substance to be detected, the charged labeling substance will not be bound to the sensing surface. Therefore, if the cleaning in the step (F) is performed, the charged labeling substance attached on the sensing surface will fall off. In step (G), no chargeable labeling substance is detected.

本発明の第2のセンシング方法は、特定の被検出物質のみが結合可能なセンシング面を有するセンサを用い、前記被検出物質を該被検出物質と選択的に結合する標識物質にて標識して、センシングを行うセンシング方法において、
センシング対象である試料液に対して、前記標識物質として帯電性標識物質を含有させた標識物質含有試料液を用意する工程(D)と、
前記標識物質含有試料液を前記センサの前記センシング面と接触させた状態で、該標識物質含有試料液に対して電圧を印加して、該標識物質含有試料液中の前記帯電性標識物質を前記センシング面側に電気泳動させる工程(E)と、
前記センシング面の洗浄を実施する工程(F)と、
前記センシング面上に結合された前記帯電性標識物質の有無又は量に応じて変化する物理特性を検出する工程(G)とを有することを特徴とするものである。
The second sensing method of the present invention uses a sensor having a sensing surface capable of binding only a specific substance to be detected, and labels the substance to be detected with a labeling substance that selectively binds to the substance to be detected. In the sensing method for sensing,
Preparing a labeling substance-containing sample liquid containing a chargeable labeling substance as the labeling substance for the sample liquid to be sensed (D);
In a state where the labeling substance-containing sample liquid is in contact with the sensing surface of the sensor, a voltage is applied to the labeling substance-containing sample liquid, and the chargeable labeling substance in the labeling substance-containing sample liquid is A step (E) of electrophoresis to the sensing surface side;
A step (F) of cleaning the sensing surface;
And (G) detecting a physical property that varies depending on the presence or absence or amount of the chargeable labeling substance bound on the sensing surface.

本発明の第2のセンシング方法においては、工程(D)、(E)、(F)、(G)を順次実施する必要がある。   In the second sensing method of the present invention, steps (D), (E), (F), and (G) need to be performed sequentially.

工程(D)において、「帯電性標識物質」としては、元々帯電性を有する物質を用いてもよいし、帯電性を有しない物質に対して帯電処理を施して用いてもよい。帯電性を有しない物質に対して帯電処理を施す場合、帯電処理のタイミングは特に制限なく、標識物質含有試料液を調製する前でも調製後でもよい。   In the step (D), as the “chargeable labeling substance”, a substance having originally chargeability may be used, or a substance having no chargeability may be used after being charged. When a charging process is performed on a substance having no charging property, the timing of the charging process is not particularly limited, and may be before or after preparing the labeling substance-containing sample solution.

試料液中に被検出物質が含まれていれば、工程(D)において、標識物質含有試料液中で被検出物質と帯電性標識物質との結合体が生成される。本発明の第2のセンシング方法で用いるセンサは、特定の被検出物質のみが結合可能なセンシング面を有するものであるので、試料液中に被検出物質が含まれていれば、工程(E)において、センシング面に被検出物質と帯電性標識物質との結合体が結合され、工程(F)の洗浄を実施してもセンシング面に結合された帯電性標識物質は脱落せず、工程(G)で帯電性標識物質が検出される。工程(F)の洗浄では、センシング面に結合されていない不要な帯電性標識物質は除去される。試料液中に被検出物質が含まれていなければ、センシング面に帯電性標識物質が結合されないので、工程(F)の洗浄を実施すればセンシング面上に付着した帯電性標識物質は脱落して、工程(G)で帯電性標識物質は検出されない。   If the detected substance is contained in the sample liquid, in the step (D), a conjugate of the detected substance and the charged labeling substance is generated in the labeled substance-containing sample liquid. Since the sensor used in the second sensing method of the present invention has a sensing surface to which only a specific substance to be detected can bind, if the substance to be detected is contained in the sample liquid, the step (E) In FIG. 5, the conjugate of the substance to be detected and the chargeable labeling substance is bound to the sensing surface, and the chargeable labeling substance bound to the sensing surface does not fall off even after the cleaning in the step (F). ) To detect the charged labeling substance. In the cleaning in the step (F), unnecessary chargeable labeling substances not bonded to the sensing surface are removed. If the sample liquid does not contain the substance to be detected, the charged labeling substance will not be bound to the sensing surface. Therefore, if the cleaning in the step (F) is performed, the charged labeling substance attached on the sensing surface will fall off. In step (G), no chargeable labeling substance is detected.

本発明の第1及び第2のセンシング方法において、前記帯電性標識物質として、少なくとも表面が金属からなる金属粒子,少なくとも表面が蛍光性を有する蛍光粒子,及び少なくとも表面が着色された着色粒子のうちいずれかからなる帯電性粒子を用いることが好ましい。   In the first and second sensing methods of the present invention, as the chargeable labeling substance, at least a metal particle having a surface made of metal, a fluorescent particle having at least a surface having fluorescence, and a colored particle having at least a surface colored It is preferable to use any one of the chargeable particles.

本発明の第1及び第2のセンシング方法において、前記センシング面に対して測定光を照射し、前記センシング面上における前記帯電性標識物質の有無又は量に応じて変化する、前記センシング面からの出射光の光学特性を検出することが好ましい。   In the first and second sensing methods of the present invention, the sensing surface is irradiated with measurement light, and changes depending on the presence or amount of the chargeable labeling substance on the sensing surface. It is preferable to detect the optical characteristics of the emitted light.

例えば、標識物質として少なくとも表面が金属からなる金属粒子を用いる場合、その局在プラズモン散乱による発色を検出することができる。
例えば、標識物質として少なくとも表面が蛍光性を有する蛍光粒子を用いる場合、その蛍光色を検出することができる。
例えば、標識物質として少なくとも表面が着色された着色粒子を用いる場合、その着色を検出することができる。
For example, when metal particles having at least a surface made of metal are used as the labeling substance, color development due to localized plasmon scattering can be detected.
For example, when fluorescent particles having at least a surface having fluorescence are used as the labeling substance, the fluorescent color can be detected.
For example, when colored particles having at least a surface colored are used as the labeling substance, the coloration can be detected.

本発明の第1のセンシング方法では、センサのセンシング面に対して試料液を接触させてから、帯電性標識物質を含む標識物質含有液を接触させる。
本発明の第2のセンシング方法では、試料液に対して帯電性標識物質を含有させた標識物質含有試料液を用意し、センサのセンシング面に対して試料液と帯電性標識物質とを同時に接触させる。
いずれの方法においても、標識物質として帯電性標識物質を用い、電気泳動を利用して標識物質をセンシング面側に電気泳動させる工程を有する構成としている。かかる構成では、電気泳動によって標識物質を効果的にセンシング面側に引き寄せることができるので、試料液中に被検出物質が含まれている場合の標識物質とセンシング面との結合を促進することができる。
In the first sensing method of the present invention, the sample liquid is brought into contact with the sensing surface of the sensor, and then the labeling substance-containing liquid containing the chargeable labeling substance is brought into contact therewith.
In the second sensing method of the present invention, a labeling substance-containing sample liquid containing a charging labeling substance is prepared for the sample liquid, and the sample liquid and the charging labeling substance are simultaneously brought into contact with the sensing surface of the sensor. Let
In any of the methods, a charged labeling substance is used as the labeling substance, and the process includes electrophoresis of the labeling substance to the sensing surface side using electrophoresis. In such a configuration, since the labeling substance can be effectively attracted to the sensing surface side by electrophoresis, it is possible to promote the binding between the labeling substance and the sensing surface when the target substance is contained in the sample solution. it can.

本発明の第1のセンシング方法では、試料液中に被検出物質が含まれている場合、センサのセンシング面に対して先に被検出物質が結合され、これに対して標識物質を含む標識物質含有液を接触させる。本発明では、電気泳動によって標識物質を効果的にセンシング面側に引き寄せることができるので、先に結合された多数の被検出物質に対してより多くの標識物質を結合させることができる。その結果、試料液中に被検出物質が含まれている場合の標識物質のセンサに対する結合密度を高めることができ、高感度な検出が可能となる。   In the first sensing method of the present invention, when a substance to be detected is contained in the sample liquid, the substance to be detected is first bound to the sensing surface of the sensor, and a labeling substance containing the labeling substance is bound thereto. Contact the containing liquid. In the present invention, since the labeling substance can be effectively attracted to the sensing surface side by electrophoresis, a larger number of labeling substances can be bound to many previously detected substances. As a result, it is possible to increase the binding density of the labeling substance to the sensor when the substance to be detected is contained in the sample solution, and highly sensitive detection is possible.

あらかじめ試料液に対して標識物質を含有させる本発明の第2のセンシング方法では、試料液中に被検出物質が含まれている場合、標識物質含有試料液中で被検出物質と標識物質との結合体が生成される。本発明では、電気泳動によって標識物質を効果的にセンシング面側に引き寄せることができるので、被検出物質と標識物質との結合体とセンシング面との結合を促進することができ、センシング面に対して、被検出物質と標識物質との結合体をより多く結合させることができる。その結果、試料液中に被検出物質が含まれている場合の標識物質のセンサに対する結合密度を高めることができ、高感度な検出が可能となる。   In the second sensing method of the present invention in which the labeling substance is previously contained in the sample solution, when the detected substance is contained in the sample liquid, the detected substance and the labeled substance in the labeled substance-containing sample liquid A conjugate is generated. In the present invention, since the labeling substance can be effectively attracted to the sensing surface side by electrophoresis, the binding between the conjugate of the substance to be detected and the labeling substance and the sensing surface can be promoted. As a result, more conjugates of the substance to be detected and the labeling substance can be bound. As a result, it is possible to increase the binding density of the labeling substance to the sensor when the substance to be detected is contained in the sample solution, and highly sensitive detection is possible.

「センサ、センシング装置」
図面を参照して、本発明に係る実施形態のセンサ及びセンシング装置の構成について、説明する。図1は本発明に係る一実施形態の装置の全体図、図2(a)〜(d)は本発明に係る第1〜第4実施形態のセンサの構成を示す図、図3はセンサに対して被検出物質と標識物質とが結合している様子を示す図である。
"Sensors and sensing devices"
With reference to the drawings, a configuration of a sensor and a sensing device according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is an overall view of an apparatus according to an embodiment of the present invention, FIGS. 2A to 2D are diagrams showing the configuration of sensors according to the first to fourth embodiments of the present invention, and FIG. On the other hand, it is a figure which shows a mode that the to-be-detected substance and the labeling substance have couple | bonded.

本実施形態のセンシング装置1は、特定の被検出物質Rのみが結合可能なセンシング面20sを有するセンサ20を用い、被検出物質Rを被検出物質Rと選択的に結合する標識物質Mにて標識して、センシングを行うセンシング装置である。本実施形態では、標識物質Mとして帯電性標識物質が使用される。   The sensing device 1 of the present embodiment uses a sensor 20 having a sensing surface 20s to which only a specific target substance R can be bound, and uses a labeling substance M that selectively binds the target substance R to the target substance R. A sensing device that performs labeling and sensing. In the present embodiment, a chargeable labeling substance is used as the labeling substance M.

センシング装置1は、内部に所定の液13が充填又は流下される液セル10と、液セル10内の液13に接触するように配置され、センシング面20sに測定光L1が照射される板状のセンサ20と、センサ20のセンシング面20sに測定光L1を照射する測定光照射光学系30と、センシング面20sからの出射光L2の光学特性を検出する検出手段40とを備えている。   The sensing device 1 is disposed so as to be in contact with the liquid cell 10 in which a predetermined liquid 13 is filled or flows down, and the liquid 13 in the liquid cell 10, and the sensing surface 20s is irradiated with the measurement light L1. Sensor 20, a measuring light irradiation optical system 30 for irradiating the sensing surface 20s of the sensor 20 with the measuring light L1, and a detecting means 40 for detecting the optical characteristic of the outgoing light L2 from the sensing surface 20s.

液セル10内に充填又は流下される液13としては、上記の本発明の第1のセンシング方法で用いられる標識物質含有液、あるいは上記の本発明の第2のセンシング方法で用いられる標識物質含有試料液が使用される。   The liquid 13 filled or flowed into the liquid cell 10 includes a labeling substance-containing liquid used in the first sensing method of the present invention or a labeling substance used in the second sensing method of the present invention. A sample solution is used.

測定光照射光学系30は、センシング面20sに対して測定光L1を照射する光学系であり、光源31、及び必要に応じて光源31から出射される光を導光するミラー,レンズ等の導光系(図示略)により構成されている。
測定光L1は特に制限なく、レーザ等の光源から出射される単波長光でもよいし、白色光源等から出射されるブロード光でもよく、検出方法に応じて選択される。
The measurement light irradiation optical system 30 is an optical system that irradiates the measurement surface L1 with respect to the sensing surface 20s, and introduces a light source 31, and a mirror, a lens, and the like that guide light emitted from the light source 31 as necessary. It is constituted by an optical system (not shown).
The measurement light L1 is not particularly limited, and may be single-wavelength light emitted from a light source such as a laser or broad light emitted from a white light source or the like, and is selected according to the detection method.

検出手段40は、測定光L1の照射によってセンサ20のセンシング面20sで生じる反射光と散乱光とを含む出射光L2が入射し、センシング面20s上における帯電性標識物質Mの有無又は量に応じて変化する、出射光L2の光学特性を検出する検出器である。   The detection means 40 receives the outgoing light L2 including reflected light and scattered light generated on the sensing surface 20s of the sensor 20 by the irradiation of the measurement light L1, and depends on the presence or amount of the chargeable labeling substance M on the sensing surface 20s. It is a detector that detects the optical characteristics of the emitted light L2 that changes.

液セル10は、互いに対向して離間配置された底板11及び上板12を備えた角型等の箱状セルである。液セル10は、絶縁性材料により構成されている。液セル10の上下は便宜上定めたものであり、液セル10の上下は適宜設計できる。本実施形態において、液セル10には、液セル10内の液13に対して電圧を印加する電圧印加手段50が備えられている。   The liquid cell 10 is a rectangular cell or the like having a bottom plate 11 and a top plate 12 that are spaced apart from each other. The liquid cell 10 is made of an insulating material. The upper and lower sides of the liquid cell 10 are determined for convenience, and the upper and lower sides of the liquid cell 10 can be designed as appropriate. In the present embodiment, the liquid cell 10 is provided with a voltage applying unit 50 that applies a voltage to the liquid 13 in the liquid cell 10.

図2(a)〜(d)に示すように、本実施形態において、センサ20は、電極21と、電極21上に形成され、内部に複数の微細孔22aを有する誘電体22と、複数の微細孔22a内に成長された導電性物質23とからなるデバイス構造を有している。   As shown in FIGS. 2A to 2D, in this embodiment, the sensor 20 includes an electrode 21, a dielectric 22 formed on the electrode 21 and having a plurality of micro holes 22a therein, and a plurality of It has a device structure composed of a conductive material 23 grown in the fine hole 22a.

センサ20は、センシング面20sが液セル10内の液13に接触するよう、電極21が液セル10の底板11に嵌め込まれて、液セル10に固定されている。センサ20の液セル10への固定態様については、適宜設計できる。   The sensor 20 is fixed to the liquid cell 10 with the electrode 21 fitted into the bottom plate 11 of the liquid cell 10 so that the sensing surface 20 s contacts the liquid 13 in the liquid cell 10. About the fixation aspect to the liquid cell 10 of the sensor 20, it can design suitably.

液セル10の上板12には、液13を介してセンサ20に対して正面に対向配置された対向電極51が嵌め込まれている。液セル10の外側に、センサ20の一部をなす電極21と対向電極51とに電圧を印加するための電源52及び配線53が配設されている。本実施形態では、センサ20の一部をなす電極21と対向電極51と電源52と配線53とにより、電圧印加手段50が構成されている。   The upper electrode 12 of the liquid cell 10 is fitted with a counter electrode 51 disposed in front of the sensor 20 via the liquid 13. A power source 52 and wiring 53 for applying a voltage to the electrode 21 and the counter electrode 51 that form a part of the sensor 20 are disposed outside the liquid cell 10. In the present embodiment, the voltage application means 50 is configured by the electrode 21, the counter electrode 51, the power source 52, and the wiring 53 that form part of the sensor 20.

図2を参照して、センサ20の好適な態様20A〜20Dについて説明する。
図2(a)に示すセンサ20Aは、図4(a)〜(c)に製造プロセスを示すように(図4(a),(b)は斜視図、図4(c)は断面図)、被陽極酸化金属体(Al等)60の一部を陽極酸化して金属酸化物(Al等)からなる誘電体22を得、陽極酸化の過程で形成される誘電体22の複数の微細孔22a内に各々金属等の導電性物質23をメッキ等により成長させて得られたデバイスである。このデバイスでは、誘電体22の微細孔22a内に、誘電体22の表面と面一な位置まで導電性物質23を充填してある。図2(a)に示すセンサ20Aでは、電極21が被陽極酸化金属体60の非陽極酸化部分(Al等)からなる導電体により構成されている。
With reference to FIG. 2, the suitable aspects 20A-20D of the sensor 20 are demonstrated.
As shown in FIGS. 4A to 4C, the sensor 20A shown in FIG. 2A shows the manufacturing process (FIGS. 4A and 4B are perspective views, and FIG. 4C is a sectional view). A part of the anodized metal body (Al, etc.) 60 is anodized to obtain a dielectric 22 made of a metal oxide (Al 2 O 3 etc.), and a plurality of dielectrics 22 formed in the process of anodization This is a device obtained by growing a conductive material 23 such as metal in each of the fine holes 22a by plating or the like. In this device, the conductive material 23 is filled in the fine holes 22 a of the dielectric 22 up to a position flush with the surface of the dielectric 22. In the sensor 20 </ b> A shown in FIG. 2A, the electrode 21 is made of a conductor made of a non-anodized portion (such as Al) of the anodized metal body 60.

図示するように、陽極酸化により生成される誘電体22は、複数の平面視略正六角形状の微細柱状体22bが隙間なく配列した構造を有し、各微細柱状体22bの略中心部に微細孔22aが開孔した構造を有する。また、各微細柱状体22bの底面は、丸みを帯びた形状となる。陽極酸化により生成される金属酸化物体の構造は、益田秀樹、「陽極酸化法によるメソポーラスアルミナの調製と機能材料としての応用」、材料技術Vol.15,No.10、1997年、p.34等に記載されている。微細孔22aを略規則的なパターンで開孔させることができるので、導電性物質23は略規則的なパターンで配列させることができる。   As shown in the figure, the dielectric 22 produced by anodic oxidation has a structure in which a plurality of substantially regular hexagonal fine columnar bodies 22b in a plan view are arranged without gaps, and is finely formed at a substantially central portion of each fine columnar body 22b. It has a structure in which the holes 22a are opened. Moreover, the bottom surface of each fine columnar body 22b has a rounded shape. The structure of the metal oxide body produced by anodization is Hideki Masuda, “Preparation of mesoporous alumina by anodization and application as a functional material”, Material Technology Vol.15, No.10, 1997, p.34, etc. It is described in. Since the fine holes 22a can be formed in a substantially regular pattern, the conductive materials 23 can be arranged in a substantially regular pattern.

図2(b)に示すセンサ20Bは図2(a)に示すセンサ20Aと基本構成は同様であるが、複数の微細孔22a内に、誘電体22の表面よりも突出するまで導電性物質23を充填したものである。   The sensor 20B shown in FIG. 2B has the same basic configuration as the sensor 20A shown in FIG. 2A, but the conductive material 23 is protruded from the surface of the dielectric 22 into the plurality of fine holes 22a. Is filled.

図2(c),(d)に示すセンサ20C,20Dは、図4(a)〜(c)と同様に陽極酸化を実施した後、被陽極酸化金属体60の非陽極酸化部分及びその近傍部分を除去して、微細孔22aが貫通孔である誘電体22を得、その裏面側に電極21を形成し、その後、誘電体22の複数の微細孔22a内に各々金属等の導電性物質23をメッキ等により成長させて得られたデバイスである。センサ20Cでは、誘電体22の微細孔22a内に、誘電体22の表面と面一な位置まで導電性物質23を充填し、センサ20Dでは、誘電体22の微細孔22a内に、誘電体22の表面よりも突出するまで導電性物質23を充填してある。センサ20C,20Dでは、導電性物質23と電極21とが導通している。   The sensors 20C and 20D shown in FIGS. 2C and 2D are subjected to anodization in the same manner as in FIGS. 4A to 4C, and then the non-anodized portion of the metal body 60 to be anodized and its vicinity. The portion is removed to obtain the dielectric 22 in which the fine hole 22a is a through hole, and the electrode 21 is formed on the back side thereof. Thereafter, a conductive material such as metal is provided in each of the fine holes 22a of the dielectric 22 This is a device obtained by growing 23 by plating or the like. In the sensor 20C, the conductive material 23 is filled in the fine holes 22a of the dielectric 22 up to a position flush with the surface of the dielectric 22, and in the sensor 20D, the dielectric 22 is filled in the fine holes 22a of the dielectric 22. The conductive material 23 is filled until it protrudes from the surface. In the sensors 20C and 20D, the conductive material 23 and the electrode 21 are electrically connected.

図2(a)〜(d)に示すセンサ20A〜20Dでは、図3に示すように、微細孔22a内に充填された導電性物質23の表面に被検出物質Rと選択的に結合可能な表面修飾A1が施されており、導電性物質23の表面がセンシング面20sとなっている(図3では代表として、センサ20Aについて図示してある)。   In the sensors 20A to 20D shown in FIGS. 2A to 2D, as shown in FIG. 3, the detection target substance R can be selectively bonded to the surface of the conductive substance 23 filled in the micro holes 22a. Surface modification A1 is applied, and the surface of the conductive material 23 is the sensing surface 20s (in FIG. 3, the sensor 20A is shown as a representative).

例えば被検出物質Rが抗原である場合、図3に示すように、導電性物質23の表面は被検出物質Rと特異結合する第1の抗体により修飾し(表面修飾A1)、標識物質Mは被検出物質Rと特異的に結合する第2の抗体により表面修飾しておけばよい(表面修飾A2)。この場合、図3に示すように、導電性物質23に表面修飾される第1の抗体と標識物質Mに表面修飾される第2の抗体とは、抗原である被検出物質Rに対して互いに別の部位に結合するものが用いられる。   For example, when the detected substance R is an antigen, as shown in FIG. 3, the surface of the conductive substance 23 is modified with a first antibody that specifically binds to the detected substance R (surface modification A1), and the labeling substance M is The surface may be modified with a second antibody that specifically binds to the substance to be detected R (surface modification A2). In this case, as shown in FIG. 3, the first antibody that is surface-modified to the conductive substance 23 and the second antibody that is surface-modified to the labeling substance M are mutually connected to the substance to be detected R that is an antigen. Those that bind to another site are used.

図2(a)〜(d)に示すセンサ20A〜20Dでは、陽極酸化を利用して形成された誘電体22を有する場合について説明したが、内部に複数の微細孔22aを有する誘電体22は、樹脂等の基体の表面にナノインプリント技術により規則配列した複数の凹部を形成する、金属等の基体の表面に、集束イオンビーム(FIB)や電子ビーム(EB)等の電子描画技術により規則配列した複数の凹部を描画する等の微細加工技術によっても得られる。かかる方法では、任意のパターンで微細孔22aを開孔することができる。   In the sensors 20A to 20D shown in FIGS. 2A to 2D, the case of having the dielectric 22 formed by utilizing anodization has been described. However, the dielectric 22 having a plurality of fine holes 22a inside is described. A plurality of concave portions regularly arranged by a nanoimprint technique are formed on the surface of a substrate such as a resin. The surfaces of the substrate such as a metal are regularly arranged by an electron drawing technique such as a focused ion beam (FIB) or an electron beam (EB). It can also be obtained by a fine processing technique such as drawing a plurality of recesses. In this method, the fine holes 22a can be formed in an arbitrary pattern.

本実施形態のセンシング装置1は、上記の本発明の第1のセンシング方法と第2のセンシング方法のいずれの方法を実施する際にも用いることができる。   The sensing device 1 of the present embodiment can be used when performing any one of the first sensing method and the second sensing method of the present invention.

上記の本発明の第1のセンシング方法を実施する場合には、液セル10内に充填又は流下する液13として、帯電性標識物質Mを含む標識物質含有液を用い、あらかじめセンシング面20sにセンシング対象である試料液が接触させられたセンサ20を液セル10に取り付け、電圧印加手段50により、液セル10内の標識物質含有液13に対して電圧を印加して、標識物質含有液13中の帯電性標識物質Mをセンサ20のセンシング面20s側に電気泳動させる。   When the first sensing method of the present invention described above is performed, a sensing substance-containing liquid containing a chargeable labeling substance M is used as the liquid 13 filled or flowing down in the liquid cell 10, and sensing is performed on the sensing surface 20s in advance. The sensor 20 brought into contact with the target sample liquid is attached to the liquid cell 10, and a voltage is applied to the labeling substance-containing liquid 13 in the liquid cell 10 by the voltage applying means 50, so that the labeling substance-containing liquid 13 Is charged to the sensing surface 20 s side of the sensor 20.

試料液中に被検出物質Rが含まれていれば、先にセンサ20のセンシング面20sに被検出物質Rが結合されているので、標識物質含有液13中の帯電性標識物質Mをセンサ20のセンシング面20s側に電気泳動させると、図3に示すように、帯電性標識物質Mがセンシング面20sに結合された被検出物質Rに結合する。   If the sample substance R is contained in the sample liquid, the substance R to be detected is bound to the sensing surface 20 s of the sensor 20 first, so that the charged labeling substance M in the labeling substance-containing liquid 13 is replaced with the sensor 20. As shown in FIG. 3, the charged labeling substance M binds to the substance R to be detected bound to the sensing face 20s.

上記の本発明の第2のセンシング方法を実施する場合には、液セル10内に充填又は流下する液13として、試料液に対して帯電性標識物質Mを含有させた標識物質含有試料液を用い、特に前処理を行っていないセンサ20を液セル10に取り付け、電圧印加手段50により、液セル10内の標識物質含有試料液13に対して電圧を印加して、標識物質含有試料液13中の帯電性標識物質Mをセンサ20のセンシング面20s側に電気泳動させる。   When the second sensing method of the present invention described above is carried out, a labeling substance-containing sample liquid in which the charged labeling substance M is contained in the sample liquid is used as the liquid 13 that fills or flows down in the liquid cell 10. The sensor 20 that is used and not pretreated is attached to the liquid cell 10, and a voltage is applied to the labeling substance-containing sample liquid 13 in the liquid cell 10 by the voltage application means 50, thereby the labeling substance-containing sample liquid 13. The charged labeling substance M therein is electrophoresed on the sensing surface 20 s side of the sensor 20.

試料液中に被検出物質Rが含まれていれば、先に標識物質含有試料液13中で被検出物質Rと帯電性標識物質Mとの結合体が生成されているので、標識物質含有試料液13中の帯電性標識物質Mをセンサ20のセンシング面20s側に電気泳動させると、標識物質含有試料液中で生成した被検出物質Rと帯電性標識物質Mとの結合体がセンシング面20sに結合する。   If the sample substance R is contained in the sample liquid, since the conjugate of the substance R to be detected and the chargeable label substance M has been generated in the sample substance-containing sample liquid 13, the label substance-containing sample When the chargeable labeling substance M in the liquid 13 is electrophoresed on the sensing surface 20s side of the sensor 20, the conjugate of the substance R to be detected and the chargeable labeling substance M generated in the sample substance-containing sample liquid becomes the sensing surface 20s. To join.

いずれの方法を実施する場合にも、電極21が陽極であれば標識物質Mを負荷電状態に調整し、電極21が陰極であれば標識物質Mを正荷電状態に調整すれば、センサ20のセンシング面20s側に標識物質Mを引き寄せることができる。   In any case, if the electrode 21 is an anode, the labeling substance M is adjusted to a negatively charged state, and if the electrode 21 is a cathode, the labeling substance M is adjusted to a positively charged state. The labeling substance M can be attracted to the sensing surface 20s side.

いずれの方法を実施する場合にも、標識物質Mの電気泳動後に液セル10内を洗浄し、空セルの状態、あるいは水等の測定に支障のない液を充填した状態で、センシング面20sに対して測定光L1の照射と出射光L2の検出とを実施する。標識物質Mの種類と検出する光学特性の組み合わせの例については、先に説明したので、省略する。   In any of the methods, the sensing cell 20 s is washed on the sensing surface 20 s after the inside of the liquid cell 10 after electrophoresis of the labeling substance M and filled with a liquid that does not hinder measurement such as water. On the other hand, the measurement light L1 is irradiated and the emission light L2 is detected. Since the example of the combination of the type of the labeling substance M and the optical property to be detected has been described above, it will be omitted.

本実施形態のセンシング装置1を用いることにより、上記の本発明の第1のセンシング方法あるいは上記の本発明の第2のセンシング方法を実施することができる。本実施形態のセンシング装置1を用いることで、試料液中に被検出物質Rが含まれている場合の標識物質Mのセンサ20に対する結合密度を高めることができ、高感度な検出が可能となる。   By using the sensing device 1 of the present embodiment, the above first sensing method of the present invention or the above second sensing method of the present invention can be implemented. By using the sensing device 1 of the present embodiment, the binding density of the labeling substance M to the sensor 20 when the sample substance R is contained in the sample liquid can be increased, and highly sensitive detection is possible. .

本実施形態では、センサ20が、電極21と、電極21上に形成され、内部に複数の微細孔22aを有する誘電体22と、複数の微細孔22a内に成長された導電性物質23とからなるデバイス構造を有する場合について説明した。   In the present embodiment, the sensor 20 includes an electrode 21, a dielectric 22 formed on the electrode 21 and having a plurality of micro holes 22a therein, and a conductive material 23 grown in the plurality of micro holes 22a. The case where the device structure is as described above has been described.

センサ20としては、表面修飾A1が施された単なる金属板(表面凹凸があってもなくてもよい。)のようなものを使用することもできる。   As the sensor 20, a simple metal plate (with or without surface irregularities) to which the surface modification A1 is applied can be used.

ただし、以下の理由から、本実施形態で挙げた構成のセンサ20が好ましく用いられる。本実施形態で挙げたセンサ20では、被検出物質Rと選択的に結合する表面修飾A1が施された複数の導電性物質23が微細柱状体22bを介して互いに隔離された構造を有している。かかる構成では、センシング面20s上のある箇所で被検出物質Rと標識物質Mとの結合体が凝集してしまうことなどを抑制することができ、センシング面20s上に被検出物質Rと標識物質Mとの結合体をきれいに配列させることができ、センシング面20s全体で均一にセンシングを行うことができ、好ましい。   However, the sensor 20 having the configuration described in this embodiment is preferably used for the following reason. The sensor 20 described in the present embodiment has a structure in which a plurality of conductive materials 23 to which a surface modification A1 that selectively binds to a detected substance R is applied are isolated from each other through a fine columnar body 22b. Yes. In such a configuration, it is possible to prevent the conjugate of the substance R to be detected and the labeling substance M from being aggregated at a certain location on the sensing surface 20s, and to detect the substance R to be detected and the labeling substance on the sensing surface 20s. A combination with M can be arranged neatly, and sensing can be performed uniformly over the entire sensing surface 20s, which is preferable.

本発明の技術は、被検出物質を該被検出物質と選択的に結合する標識物質にて標識して、被検出物質の検出を行うバイオセンシング等に好ましく利用できる。   The technology of the present invention can be preferably used for biosensing or the like in which a substance to be detected is labeled with a labeling substance that selectively binds to the substance to be detected and the substance to be detected is detected.

本発明に係る一実施形態のセンシング装置の全体図1 is an overall view of a sensing device according to an embodiment of the present invention. (a)〜(d)は本発明に係る第1〜第4実施形態のセンサの構成を示す図(A)-(d) is a figure which shows the structure of the sensor of 1st-4th embodiment which concerns on this invention. センサに対して被検出物質と標識物質とが結合している様子を示す図The figure which shows a mode that the to-be-detected substance and the labeling substance have couple | bonded with respect to the sensor. (a)〜(c)は図2(a)に示すセンサの製造プロセス図(A)-(c) is a manufacturing process figure of the sensor shown to Fig.2 (a).

符号の説明Explanation of symbols

1 センシング装置
10 液セル
13 液セル内の液(標識物質含有液又は標識物質含有試料液)
20、20A〜20D センサ
20s センシング面
21 電極(導電体)
22 誘電体
22a 微細孔
23 導電性物質
30 測定光照射光学系
40 検出手段
50 電圧印加手段
51 対向電極
L1 測定光
L2 出射光
R 被検出物質
M 帯電性標識物質
A1、A2 表面修飾
1 Sensing device 10 Liquid cell 13 Liquid in liquid cell (labeling substance-containing liquid or labeling substance-containing sample liquid)
20, 20A to 20D Sensor 20s Sensing surface 21 Electrode (conductor)
22 Dielectric 22a Micropore 23 Conductive substance 30 Measurement light irradiation optical system 40 Detection means 50 Voltage application means 51 Counter electrode L1 Measurement light L2 Emission light R Detected substance M Chargeable labeling substance A1, A2 Surface modification

Claims (14)

特定の被検出物質のみが結合可能なセンシング面を有するセンサを用い、
前記被検出物質を該被検出物質と選択的に結合する標識物質にて標識して、センシングを行うセンシング方法において、
センシング対象である試料液を前記センサの前記センシング面と接触させる工程(A)と、
前記標識物質として帯電性標識物質を含む標識物質含有液を用意する工程(B)と、
前記標識物質含有液を前記センサの前記センシング面と接触させた状態で、該標識物質含有液に対して電圧を印加して、該標識物質含有液中の前記帯電性標識物質を前記センシング面側に電気泳動させる工程(C)と、
前記センシング面の洗浄を実施する工程(F)と、
前記センシング面上に結合された前記帯電性標識物質の有無又は量に応じて変化する物理特性を検出する工程(G)とを有することを特徴とするセンシング方法。
Using a sensor with a sensing surface that can bind only specific substances to be detected,
In the sensing method of sensing by labeling the detected substance with a labeling substance that selectively binds to the detected substance,
A step (A) of bringing a sample liquid to be sensed into contact with the sensing surface of the sensor;
Preparing a labeling substance-containing liquid containing a chargeable labeling substance as the labeling substance (B);
In a state where the labeling substance-containing liquid is in contact with the sensing surface of the sensor, a voltage is applied to the labeling substance-containing liquid, and the chargeable labeling substance in the labeling substance-containing liquid is moved to the sensing surface side. Electrophoresing (C),
A step (F) of cleaning the sensing surface;
And (G) detecting a physical property that changes depending on the presence or amount of the chargeable labeling substance bound on the sensing surface.
特定の被検出物質のみが結合可能なセンシング面を有するセンサを用い、
前記被検出物質を該被検出物質と選択的に結合する標識物質にて標識して、センシングを行うセンシング方法において、
センシング対象である試料液に対して、前記標識物質として帯電性標識物質を含有させた標識物質含有試料液を用意する工程(D)と、
前記標識物質含有試料液を前記センサの前記センシング面と接触させた状態で、該標識物質含有試料液に対して電圧を印加して、該標識物質含有試料液中の前記帯電性標識物質を前記センシング面側に電気泳動させる工程(E)と、
前記センシング面の洗浄を実施する工程(F)と、
前記センシング面上に結合された前記帯電性標識物質の有無又は量に応じて変化する物理特性を検出する工程(G)とを有することを特徴とするセンシング方法。
Using a sensor with a sensing surface that can bind only specific substances to be detected,
In the sensing method of sensing by labeling the detected substance with a labeling substance that selectively binds to the detected substance,
Preparing a labeling substance-containing sample liquid containing a chargeable labeling substance as the labeling substance for the sample liquid to be sensed (D);
In a state where the labeling substance-containing sample liquid is in contact with the sensing surface of the sensor, a voltage is applied to the labeling substance-containing sample liquid, and the chargeable labeling substance in the labeling substance-containing sample liquid is A step (E) of electrophoresis to the sensing surface side;
A step (F) of cleaning the sensing surface;
And (G) detecting a physical property that changes depending on the presence or amount of the chargeable labeling substance bound on the sensing surface.
前記帯電性標識物質として、少なくとも表面が金属からなる金属粒子,少なくとも表面が蛍光性を有する蛍光粒子,及び少なくとも表面が着色された着色粒子のうちいずれかからなる帯電性粒子を用いることを特徴とする請求項1又は2に記載のセンシング方法。   The chargeable labeling substance is characterized by using a chargeable particle comprising at least one of metal particles having a surface made of metal, at least a fluorescent particle having a surface having fluorescence, and a colored particle having at least a surface colored. The sensing method according to claim 1 or 2. 前記センシング面に対して測定光を照射し、前記センシング面上における前記帯電性標識物質の有無又は量に応じて変化する、前記センシング面からの出射光の光学特性を検出することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のセンシング方法。   Irradiating measurement light to the sensing surface, and detecting optical characteristics of light emitted from the sensing surface, which changes depending on the presence or amount of the chargeable labeling substance on the sensing surface. The sensing method in any one of Claims 1-3. 請求項1〜4のいずれかのセンシング方法に用いられる前記センサであって、
内部に複数の微細孔を有し、且つ少なくとも前記センシング面側の表面にて該複数の微細孔が開口した誘電体を備えると共に、
前記誘電体の前記複数の微細孔内に導電性物質が充填され、該充填された導電性物質の表面に前記被検出物質と選択的に結合可能な表面修飾が施されたものであることを特徴とするセンサ。
The sensor used in the sensing method according to any one of claims 1 to 4,
A dielectric having a plurality of micropores therein and having at least a plurality of micropores open on the surface on the sensing surface side;
The plurality of micropores of the dielectric are filled with a conductive material, and the surface of the filled conductive material is subjected to surface modification capable of selectively binding to the detected material. A featured sensor.
請求項1〜4のいずれかのセンシング方法に用いられる前記センサであって、
内部に複数の微細孔を有し、且つ少なくとも前記センシング面側の表面にて該複数の微細孔が開口した誘電体を備えると共に、
前記誘電体の前記複数の微細孔内に前記誘電体の表面よりも突出するまで導電性物質が充填され、該充填された導電性物質の表面に前記被検出物質と選択的に結合可能な表面修飾が施されたものであることを特徴とするセンサ。
The sensor used in the sensing method according to any one of claims 1 to 4,
A dielectric having a plurality of micropores therein and having at least a plurality of micropores open on the surface on the sensing surface side;
A surface in which the conductive material is filled in the plurality of micropores of the dielectric until it protrudes from the surface of the dielectric, and the surface of the filled conductive material can be selectively bonded to the detected material. A sensor characterized by being modified.
前記誘電体の裏面に、前記帯電性標識物質を前記センシング面側に電気泳動させる際に電極として機能する導電体を備えたものであることを特徴とする請求項5又は6に記載のセンサ。   7. The sensor according to claim 5, wherein a conductor functioning as an electrode when the chargeable labeling substance is electrophoresed on the sensing surface side is provided on the back surface of the dielectric. 特定の被検出物質のみが結合可能なセンシング面を有するセンサを用い、
前記被検出物質を該被検出物質と選択的に結合する標識物質にて標識して、センシングを行うセンシング装置において、
内部に、前記標識物質として帯電性標識物質を含む標識物質含有液が充填又は流下され、かつ、あらかじめ前記センシング面にセンシング対象である試料液が接触させられた前記センサが、前記センシング面が前記標識物質含有液に接触するように取り付けられる液セルと、
前記液セル内の前記標識物質含有液に対して電圧を印加して、該標識物質含有液中の前記帯電性標識物質を前記センサの前記センシング面側に電気泳動させる電圧印加手段とを備えたことを特徴とするセンシング装置。
Using a sensor with a sensing surface that can bind only specific substances to be detected,
In a sensing device that performs sensing by labeling the detected substance with a labeling substance that selectively binds to the detected substance,
The sensor, in which a labeling substance-containing liquid containing a chargeable labeling substance as the labeling substance is filled or flowing down, and the sample liquid that is the sensing target is previously brought into contact with the sensing surface, the sensing surface is the sensor A liquid cell attached so as to come into contact with the labeling substance-containing liquid;
Voltage applying means for applying a voltage to the labeling substance-containing liquid in the liquid cell and causing the chargeable labeling substance in the labeling substance-containing liquid to be electrophoresed on the sensing surface side of the sensor. Sensing device characterized by that.
特定の被検出物質のみが結合可能なセンシング面を有するセンサを用い、
前記被検出物質を該被検出物質と選択的に結合する標識物質にて標識して、センシングを行うセンシング装置において、
内部に、センシング対象である試料液に対して前記標識物質として帯電性標識物質を含有させた標識物質含有試料液が充填又は流下され、かつ、前記センサが、前記センシング面が前記標識物質含有試料液に接触するように取り付けられる液セルと、
前記液セル内の前記標識物質含有試料液に対して電圧を印加して、前記標識物質含有試料液中の前記帯電性標識物質を前記センサの前記センシング面側に電気泳動させる電圧印加手段とを備えたことを特徴とするセンシング装置。
Using a sensor with a sensing surface that can bind only specific substances to be detected,
In a sensing device that performs sensing by labeling the detected substance with a labeling substance that selectively binds to the detected substance,
A sample substance-containing sample liquid containing a chargeable labeling substance as the labeling substance is filled or flowed into the sample liquid to be sensed, and the sensor has the sensing surface on the labeling substance-containing sample. A liquid cell attached to contact the liquid;
Voltage applying means for applying a voltage to the labeling substance-containing sample liquid in the liquid cell and causing the chargeable labeling substance in the labeling substance-containing sample liquid to be electrophoresed on the sensing surface side of the sensor; A sensing device characterized by comprising.
前記センサの前記センシング面に前記測定光を照射する測定光照射光学系と、前記センシング面上における前記帯電性標識物質の有無又は量に応じて変化する、前記センシング面からの出射光の光学特性を検出する検出手段とをさらに備えたことを特徴とする請求項8又は9に記載のセンシング装置。   Measuring light irradiation optical system for irradiating the sensing surface of the sensor with the measuring light, and optical characteristics of light emitted from the sensing surface, which changes depending on the presence or amount of the chargeable labeling substance on the sensing surface The sensing device according to claim 8, further comprising a detecting unit that detects s. 前記センサは、
内部に複数の微細孔を有し、且つ少なくとも前記センシング面側の表面にて該複数の微細孔が開口した誘電体を備えると共に、
前記誘電体の前記複数の微細孔内に導電性物質が充填され、該充填された導電性物質の表面に前記被検出物質と選択的に結合可能な表面修飾が施されたものであることを特徴とする請求項8〜10のいずれかに記載のセンシング装置。
The sensor is
A dielectric having a plurality of micropores therein and having at least a plurality of micropores open on the surface on the sensing surface side;
The plurality of micropores of the dielectric are filled with a conductive material, and the surface of the filled conductive material is subjected to surface modification capable of selectively binding to the detected material. The sensing device according to any one of claims 8 to 10.
前記センサは、
内部に複数の微細孔を有し、且つ少なくとも前記センシング面側の表面にて該複数の微細孔が開口した誘電体を備えると共に、
前記誘電体の前記複数の微細孔内に前記誘電体の表面よりも突出するまで導電性物質が充填され、該充填された導電性物質の表面に前記被検出物質と選択的に結合可能な表面修飾が施されたものであることを特徴とする請求項8〜10のいずれかに記載のセンシング装置。
The sensor is
A dielectric having a plurality of micropores therein and having at least a plurality of micropores open on the surface on the sensing surface side;
A surface in which the conductive material is filled in the plurality of micropores of the dielectric until it protrudes from the surface of the dielectric, and the surface of the filled conductive material can be selectively bonded to the detected material. The sensing device according to any one of claims 8 to 10, wherein the sensing device is modified.
前記センサは、前記誘電体の裏面に導電体を備えたものであることを特徴とする請求項11又は12に記載のセンシング装置。   The sensing device according to claim 11 or 12, wherein the sensor includes a conductor on a back surface of the dielectric. 前記電圧印加手段は、前記センサに備えられた前記導電体からなる電極と、前記センサに対して対向配置された対向電極とを備えたものであることを特徴とする請求項13に記載のセンシング装置。   14. The sensing according to claim 13, wherein the voltage applying means includes an electrode made of the conductor provided in the sensor and a counter electrode disposed to face the sensor. apparatus.
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JP2010019766A (en) * 2008-07-14 2010-01-28 Fujifilm Corp Detection method, detector, detecting sample cell and detecting kit
JP2010048756A (en) * 2008-08-25 2010-03-04 Fujifilm Corp Detection method, detection device, detecting sample cell and kit

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