JP2009276089A - Stirring method of liquid composition, detection method and detection kit - Google Patents

Stirring method of liquid composition, detection method and detection kit Download PDF

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Kazumichi Nakahama
数理 中浜
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a detection method for a magnetic biosensor for effectively stirr a liquid composition even if a reaction container is small and for outputting an inspection result of high reliability and high sensitivity in a short time. <P>SOLUTION: The detection method for detecting a magnetic marker using a detection element constituted of a detection part and a non-detection part includes the process (1) of bringing the detection element into contact with the liquid composition containing the magnetic marker and gel particles, the process (2) of subjecting the gel particles to volume phase transfer and the process (3) of detecting the magnetic marker present in the vicinity of the detection part. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、液体組成物の攪拌方法、また液体組成物中の標的物質を磁気検出する磁気バイオセンサにおいて、検出時間の短縮、及び検出感度を向上するための検出方法、及び検出キットに関する。   The present invention relates to a method for stirring a liquid composition, and a detection method and detection kit for shortening detection time and improving detection sensitivity in a magnetic biosensor that magnetically detects a target substance in the liquid composition.

バイオセンサは、生体や生体分子の持つ分子認識能を活用した計測デバイスである。生体内には、互いに親和性のある物質の組み合わせとして、例えば、酵素−基質、抗原−抗体、DNA−DNA等がある。バイオセンサでは、これらの組み合わせの一方を基材に固定もしくは担持して用いることによって、もう一方の物質を選択的に計測する。   A biosensor is a measurement device that utilizes the molecular recognition ability of a living body or a biomolecule. In vivo, examples of combinations of substances having affinity for each other include enzyme-substrate, antigen-antibody, DNA-DNA, and the like. In the biosensor, one of these combinations is selectively measured on the other substance by being used while being fixed or supported on a substrate.

近年、バイオセンサは医療分野のみならず、環境や食料品等への幅広い応用が期待され、その使用領域を広げるためにも、あらゆる場所に設置あるいは持ち運び可能な小型、軽量、高感度なバイオセンサが望まれている。
そして、現在、高感度センシング方式のひとつとして、磁気センサを用い、検出部の表面近傍に位置する磁性マーカーの有無、数を検知することにより、液体組成物中の標的物質の有無、濃度を検出するバイオセンサの研究が盛んに進められており、固相分析にも用いられている。
In recent years, biosensors are expected to have a wide range of applications not only in the medical field, but also in the environment and foodstuffs. To expand the range of use, small, lightweight, and highly sensitive biosensors that can be installed or carried anywhere. Is desired.
Currently, as one of the high-sensitivity sensing methods, a magnetic sensor is used to detect the presence and concentration of the target substance in the liquid composition by detecting the presence and number of magnetic markers located near the surface of the detection unit. Research on biosensors has been actively promoted and is also used for solid-phase analysis.

図6に、従来の磁性マーカーを用いた固相分析法の一例を示す。図6に示す方法においては、まず予め、検出部に、標的物質5(抗原抗体反応の場合はエピトープと呼ばれる)を特異的に認識し捕捉することができる第一の捕捉体成分3a(抗原抗体反応の場合は一次抗体と呼ばれる)を固定化する。次に、標的物質を含む液体組成物を接触させる。この操作により、標的物質が第一の捕捉体成分に特異的に捕捉される。次に、第一の捕捉体成分により特異的に捕捉された標的物質を特異的に認識し、捕捉することができる第二の捕捉体成分4a(抗原抗体反応の場合は二次抗体と呼ばれる)を有する磁性マーカー9を液中に投入する。この操作により、第二の捕捉体成分が、検出部に固定化された第一の捕捉体成分に特異的に捕捉された標的物質に捕捉され(サンドイッチ法)、結果的に図6のように、標的物質を介して、磁性マーカーが検出部近傍に固定化される。   FIG. 6 shows an example of a solid phase analysis method using a conventional magnetic marker. In the method shown in FIG. 6, first, the first capturing body component 3a (antigen antibody) capable of specifically recognizing and capturing the target substance 5 (referred to as an epitope in the case of an antigen-antibody reaction) in advance in the detection unit. In the case of reaction, this is called primary antibody). Next, the liquid composition containing the target substance is brought into contact. By this operation, the target substance is specifically captured by the first capturing component. Next, the second capture component 4a that can specifically recognize and capture the target substance specifically captured by the first capture component (referred to as a secondary antibody in the case of an antigen-antibody reaction) A magnetic marker 9 having By this operation, the second capturing body component is captured by the target substance specifically captured by the first capturing body component immobilized on the detection unit (sandwich method), and as a result, as shown in FIG. The magnetic marker is immobilized in the vicinity of the detection unit via the target substance.

また、異なる方法として、予め、標的物質を含む液体組成物中に、第二の捕捉体成分を有する磁性マーカーを加えて、“標的物質−第二の捕捉体成分”複合体を形成させる。その複合体を検出部に固定化された第一の捕捉体成分と接触させることによって、結果的に、図6のように、標的物質を介して、磁性マーカーを検出部近傍に固定化することも可能である。   As a different method, a magnetic marker having a second capture component is added to a liquid composition containing a target material in advance to form a “target substance-second capture component” complex. As a result, the magnetic marker is immobilized in the vicinity of the detection unit via the target substance as shown in FIG. 6 by bringing the complex into contact with the first capturing component immobilized on the detection unit. Is also possible.

そして、このような検出部に固定化された磁性マーカーの数を何らかの手法で測定する事で、目的とする標的物質の数、濃度を計算することが可能となる。
このような磁気検出の手法を用いたバイオセンサとして、以下の手法が提案されている。
Then, by measuring the number of magnetic markers immobilized on such a detection unit by some method, it is possible to calculate the number and concentration of target target substances.
The following methods have been proposed as biosensors using such a magnetic detection method.

標識としての磁性体を抗原抗体反応により液体組成物中に含まれる標的物質に結合させ、該標識を磁化した上で、磁気センサーとしてのSQUID(超電導量子干渉計)により該標識を検出する免疫検査方法が開示されている(特許文献1)。ここで使用される磁気マーカーは20から40nmの磁性粒子をポリマーで被覆し、40から100nmのサイズと規定することが前記SQUIDの感度向上に寄与することを開示している。前記SQUIDは、極めて高い検出感度を有するが、液体ヘリウムを用いて極低温環境下で検出を行う必要があり、小型化、軽量化が困難、高いランニングコストを必要とするという課題がある。   An immunoassay in which a magnetic substance as a label is bound to a target substance contained in a liquid composition by an antigen-antibody reaction, the label is magnetized, and the label is detected by a SQUID (superconducting quantum interferometer) as a magnetic sensor A method is disclosed (Patent Document 1). The magnetic marker used here discloses that the magnetic particles of 20 to 40 nm are coated with a polymer and that the size is defined as 40 to 100 nm contributes to the improvement of the sensitivity of the SQUID. Although the SQUID has extremely high detection sensitivity, it is necessary to perform detection in a cryogenic environment using liquid helium, and there is a problem that it is difficult to reduce the size and weight, and requires a high running cost.

そこで、上記問題を解決する為に、小型で且つ室温での測定が可能である磁気センサを用いたバイオセンサが提案されている。磁性粒子を検出可能な小型の磁気センサには、様々な種類が有り、例えばホール効果素子(特許文献2)、磁気抵抗効果素子(特許文献3)、磁気インピーダンス素子(特許文献4)等が挙げられる。
特開2001−033455号公報 WO03−067258号公報 米国特許5981297号明細書 特開平10‐234694号公報
Therefore, in order to solve the above problems, a biosensor using a magnetic sensor that is small and can be measured at room temperature has been proposed. There are various types of small magnetic sensors capable of detecting magnetic particles, such as Hall effect elements (Patent Document 2), magnetoresistive elements (Patent Document 3), and magnetic impedance elements (Patent Document 4). It is done.
JP 2001-033455 A WO03-067258 US Pat. No. 5,981,297 JP-A-10-234694

ところで、バイオセンサでは微量な標的物質を検知する目的や、ランニングコストの低減を実現するために1項目の検査に必要な液体組成物量の低減を進めている。低減された液体組成物量においても正確な検査結果を得るためには、検出部と液体組成物を接触させるための反応容器を可能な限り小さくすることが必要である。   By the way, in the biosensor, in order to realize a purpose of detecting a small amount of a target substance and a reduction in running cost, the amount of liquid composition necessary for one item of inspection is being reduced. In order to obtain an accurate test result even with a reduced amount of the liquid composition, it is necessary to make the reaction container for bringing the detection unit and the liquid composition into contact as small as possible.

しかし、このように小さな反応容器を使用するバイオセンサの場合、液体組成物を混合する攪拌棒の挿入、及び回転等の運動が物理的に困難となり、さらに、固液反応における反応効率の低さと相まって、検出時間や検出感度の点で致命的な問題が生じる場合がある。   However, in the case of a biosensor using such a small reaction vessel, it is physically difficult to insert and rotate a stirring rod for mixing the liquid composition, and the reaction efficiency in solid-liquid reaction is low. In combination, a fatal problem may occur in terms of detection time and detection sensitivity.

そこで本発明は、反応容器が小さくても液体組成物を攪拌することができる液体組成物の攪拌方法を提供するものである。
また、本発明は、反応容器が小さくても液体組成物を攪拌することができるため、信頼性の高い高感度な検査結果を短時間で出力することが可能な磁気バイオセンサのための検出方法、及び検出キットを提供するものである。
Therefore, the present invention provides a method for stirring a liquid composition that can stir the liquid composition even if the reaction vessel is small.
The present invention also provides a detection method for a magnetic biosensor capable of outputting a highly reliable and sensitive test result in a short time because the liquid composition can be stirred even when the reaction vessel is small. And a detection kit.

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、磁性マーカーとゲル粒子を含有する液体組成物においてゲル粒子を体積相転移させることで、反応容器が小さくても有効に液体組成物を攪拌することができ、磁気バイオセンサにおける検出時間の短縮や検出感度の向上が可能であることを見出し、本発明に至った。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor has obtained a liquid composition containing a magnetic marker and gel particles, and by transferring the volume phase of the gel particles, the liquid can be effectively liquid even if the reaction vessel is small. The present inventors have found that the composition can be agitated and that the detection time in the magnetic biosensor can be shortened and the detection sensitivity can be improved.

上記の課題を解決する液体組成物の攪拌方法は、磁性マーカーとゲル粒子とを含有する液体組成物の攪拌方法であって、前記ゲル粒子を体積相転移させることを特徴とする。
上記の課題を解決する検出方法は、検出部と非検出部とから構成される検出素子を用いて磁性マーカーを検出する検出方法において、(1)前記検出素子と、前記磁性マーカーとゲル粒子とを含有する液体組成物を接触させる工程、(2)前記ゲル粒子を体積相転移させる工程、(3)前記検出部近傍に存在する磁性マーカーを検出する工程とを有することを特徴とする。
A liquid composition stirring method that solves the above problem is a liquid composition stirring method containing a magnetic marker and gel particles, wherein the gel particles undergo volume phase transition.
A detection method for solving the above-described problem is a detection method for detecting a magnetic marker using a detection element including a detection unit and a non-detection unit. (1) The detection element, the magnetic marker, and a gel particle And (2) a step of volume phase transition of the gel particles, and (3) a step of detecting a magnetic marker present in the vicinity of the detection unit.

上記の課題を解決する検出キットは、検出部と非検出部とから構成される検出素子を用いて磁性マーカーを検出する検出方法に使用する検出キットであって、前記検出素子と、前記磁性マーカーとゲル粒子とを含有する液体組成物を有することを特徴とする。   A detection kit for solving the above-described problem is a detection kit used in a detection method for detecting a magnetic marker using a detection element including a detection unit and a non-detection unit, the detection element and the magnetic marker And a liquid composition containing gel particles.

本発明は、反応容器が小さくても液体組成物を攪拌することができる液体組成物の攪拌方法を提供することができる。
また、本発明は、反応容器が小さくても液体組成物を攪拌することができるため、信頼性の高い高感度な検査結果を短時間で出力することが可能な磁気バイオセンサのための検出方法、及び検出キットを提供することができる。
The present invention can provide a method for stirring a liquid composition that can stir the liquid composition even if the reaction vessel is small.
The present invention also provides a detection method for a magnetic biosensor capable of outputting a highly reliable and sensitive test result in a short time because the liquid composition can be stirred even when the reaction vessel is small. And a detection kit can be provided.

以下、本発明について詳細に説明する。
本発明に係る攪拌方法は、磁性マーカーとゲル粒子とを含有する液体組成物の攪拌方法であって、前記ゲル粒子を体積相転移させることを特徴とする。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The stirring method according to the present invention is a stirring method of a liquid composition containing a magnetic marker and gel particles, wherein the gel particles undergo volume phase transition.

本発明に係る検出方法は、検出部と非検出部とから構成される検出素子を用いて磁性マーカーを検出する検出方法において、(1)前記検出素子と、前記磁性マーカーとゲル粒子とを含有する液体組成物を接触させる工程、(2)前記ゲル粒子を体積相転移させる工程、(3)前記検出部近傍に存在する磁性マーカーを検出する工程とを有することを特徴とする。   The detection method according to the present invention is a detection method for detecting a magnetic marker using a detection element composed of a detection unit and a non-detection unit, and includes (1) the detection element, the magnetic marker, and gel particles. A step of contacting the liquid composition, (2) a step of volume phase transition of the gel particles, and (3) a step of detecting a magnetic marker present in the vicinity of the detection unit.

本発明に係る検出キットは、検出部と非検出部とから構成される検出素子を用いて磁性マーカーを検出する検出方法に使用する検出キットであって、前記検出素子と、前記磁性マーカーとゲル粒子とを含有する液体組成物を有することを特徴とする。   The detection kit according to the present invention is a detection kit for use in a detection method for detecting a magnetic marker using a detection element composed of a detection unit and a non-detection unit, the detection element, the magnetic marker, and a gel It has the liquid composition containing particle | grains, It is characterized by the above-mentioned.

前記磁性マーカーのゼータ電位φと、前記ゲル粒子のゼータ電位φの関係がφφ≧0であることが好ましい。
前記磁性マーカーの平均粒子径Dと、前記ゲル粒子の平均粒子径Dの関係がD≦Dであることが好ましい。
The relationship between the zeta potential φ 1 of the magnetic marker and the zeta potential φ 2 of the gel particles is preferably φ 1 φ 2 ≧ 0.
Wherein the average particle diameter D 1 of the magnetic marker, it is preferable that the average relationship particle diameter D 2 of the gel particles is D 1 ≦ D 2.

前記ゲル粒子がハイドロゲル粒子であることが好ましい。
前記ハイドロゲル粒子が温度応答性高分子を構成成分として含有することが好ましい。
図1または図2に本発明の検出方法に用いる磁性マーカー及び検出素子の一例の模式図を示す。2は磁性構造体、3は第一の標的物質補足体、4は第二の標的物質補足体、5は標的物質、7は検出部、8は非検出部を示す。
The gel particles are preferably hydrogel particles.
It is preferable that the hydrogel particles contain a temperature-responsive polymer as a constituent component.
FIG. 1 or FIG. 2 shows a schematic diagram of an example of a magnetic marker and a detection element used in the detection method of the present invention. 2 is a magnetic structure, 3 is a first target substance supplement, 4 is a second target substance supplement, 5 is a target substance, 7 is a detection unit, and 8 is a non-detection unit.

図1では磁性マーカー9が表面に第二の標的物質補足体4を有する形態であり、図2は磁性マーカー9が表面に標的物質5を有する形態である。
また、検出部と非検出部の構成としては、図3に示すような構造とすることもできる。図3に示す構造は、基材1が検出部の一部となる領域と非検出部の一部となる領域とを有する構造である。図3のような構造である場合、第一の標的物質補足体と、基材1のうち第一の標的物質補足体3を表面に形成した領域とから成る部分を検出部7とし、基材1のうちの前記検出部7以外の領域と、該領域の表面に形成される層とからなる部分を非検出部8とする構造である。なお、基材1のうち前記検出部7以外の領域の表面に形成する層が複数層である場合、前記複数の層のうちの最表面の層を被覆層としている。
In FIG. 1, the magnetic marker 9 has a form having the second target substance supplement 4 on the surface, and FIG. 2 shows the form in which the magnetic marker 9 has the target substance 5 on the surface.
Moreover, as a structure of a detection part and a non-detection part, it can also be set as a structure as shown in FIG. The structure shown in FIG. 3 is a structure in which the base material 1 has a region that becomes a part of the detection unit and a region that becomes a part of the non-detection unit. In the case of the structure as shown in FIG. 3, a portion consisting of the first target substance supplement and a region of the base material 1 where the first target substance supplement 3 is formed on the surface is used as the detection unit 7. 1 is a structure in which a non-detection unit 8 is a portion formed of a region other than the detection unit 7 in 1 and a layer formed on the surface of the region. In addition, when the layer formed in the surface of area | regions other than the said detection part 7 among the base materials 1 is multiple layers, the layer of the outermost surface among the said multiple layers is made into the coating layer.

また、磁性マーカーは、図4に示す構造のように磁性構造体の表面に被覆層16を形成し、該被覆層に第一の標的物質補足体を形成しても良い。
本発明は、検出部と非検出部とからなる検出素子を、磁性マーカーとゲル粒子を含有する液体組成物と接触させ、前記検出部の表面近傍に位置する磁性マーカーの有無、数を検知することにより液体組成物中の標的物質の有無、濃度を検出する検出方法に関するものである。
Further, the magnetic marker may be formed by forming a coating layer 16 on the surface of the magnetic structure as shown in FIG. 4 and forming a first target substance supplement on the coating layer.
In the present invention, a detection element including a detection unit and a non-detection unit is brought into contact with a liquid composition containing a magnetic marker and gel particles, and the presence / absence and number of magnetic markers located near the surface of the detection unit are detected. The present invention relates to a detection method for detecting the presence and concentration of a target substance in a liquid composition.

図5aはゲル粒子が存在する状態における、ゲル粒子の体積相転移による磁性標識の攪拌の一例を模式的に示す図である。また、5bはゲル粒子が存在しない状態における磁性標識の状態を模式的に示す図である。本発明は、図5(a)に示すように、ゲル粒子を体積相転移させることにより、ゲル粒子の体積変化にともなう機械的攪拌やゲル粒子内外への溶媒分子の交換に基づき生じる対流によって液体組成物中における磁性マーカーの運動性を高めることで、磁性マーカーと検出部の接触頻度を増加させ、ひいては検出時間を短縮し、検出感度を向上させることを特徴としている。   FIG. 5a is a diagram schematically showing an example of stirring of magnetic labels by volume phase transition of gel particles in the presence of gel particles. Moreover, 5b is a figure which shows typically the state of the magnetic label in the state in which a gel particle does not exist. In the present invention, as shown in FIG. 5 (a), a gel phase is subjected to volume phase transition, whereby liquid is generated by convection caused by mechanical stirring accompanying the volume change of the gel particles and exchange of solvent molecules into and out of the gel particles. By increasing the mobility of the magnetic marker in the composition, the contact frequency between the magnetic marker and the detection unit is increased, and thus the detection time is shortened and the detection sensitivity is improved.

(ゲル粒子)
本発明のゲル粒子とは、温度やpHなどの外部環境の変化によって、膨潤状態から収縮状態に急激に変化する現象(体積相転移)を示すことを特徴とする。
(Gel particles)
The gel particles of the present invention are characterized by exhibiting a phenomenon (volume phase transition) that suddenly changes from a swollen state to a contracted state due to changes in the external environment such as temperature and pH.

さらに本発明において、ゲル粒子がハイドロゲルであることが好ましい。一般にハイドロゲルとは、三次元的に架橋された高分子網目が多量の水を含有して膨潤した状態であると定義されるが、本発明においてはより広義に、多量の水を含有する親水性高分子の会合体を意味するものとする。   Furthermore, in this invention, it is preferable that a gel particle is a hydrogel. In general, a hydrogel is defined as a state in which a three-dimensionally crosslinked polymer network contains a large amount of water and swells, but in the present invention, in a broader sense, a hydrophilic network containing a large amount of water. It means an association of functional polymers.

ゲル粒子を体積相転移させるために付与する環境変化として、例えば温度変化、pH変化、光波長変化等が挙げられる。
温度変化によって体積相転移を示すゲル粒子について説明する。
Examples of the environmental change imparted for volume phase transition of the gel particles include temperature change, pH change, and light wavelength change.
The gel particles exhibiting a volume phase transition due to a temperature change will be described.

このようなゲル粒子を構成する高分子として、少なくとも温度変化に応答して水に対する親和性が変化する温度応答性高分子が含有されることが好ましい。
本発明における温度応答性高分子とは、下限臨界共溶温度を有する高分子化合物である。臨界共溶温度とはある物質の溶解度が低下しはじめる温度であり、特に、特定温度以上で溶解度が低下する場合を下限臨界共溶温度と呼ぶ。このような温度応答性高分子は、高分子鎖中に感熱部位を有し、前記感熱部位として、特にN置換アクリルアミド誘導体の重合体であるポリ(N置換アクリルアミド)を有することが好ましい。ただし、ポリ(N置換アクリルアミド)以外であっても、同様の効果が期待できる範囲において、別の物質を感熱部位とすることも可能である。
As the polymer constituting such gel particles, it is preferable to contain a temperature-responsive polymer whose affinity for water changes at least in response to a temperature change.
The temperature-responsive polymer in the present invention is a polymer compound having a lower critical solution temperature. The critical eutectic temperature is a temperature at which the solubility of a substance starts to decrease. In particular, a case where the solubility decreases at a specific temperature or higher is called a lower critical eutectic temperature. Such a temperature-responsive polymer preferably has a thermosensitive site in the polymer chain, and in particular, poly (N-substituted acrylamide), which is a polymer of an N-substituted acrylamide derivative, as the thermosensitive site. However, other than poly (N-substituted acrylamide), another substance can be used as a heat-sensitive site as long as the same effect can be expected.

次に、pHの変化によって体積相転移を示すゲル粒子について説明する。
このようなゲル粒子を構成する高分子として、少なくともアミノ基やカルボキシル基などの荷電性官能基を含有する荷電性高分子が好ましい。例えば、アミノ基、あるいはカルボキシル基を有する荷電性高分子の場合、それぞれの官能基は任意のpH領域を境に解離、あるいは未解離の状態となる。荷電性官能基が解離している場合には、浸透圧の増加に基づいてゲル粒子が膨潤し、逆に未解離の状態である場合には、浸透圧の減少に基づいてゲル粒子の収縮が生じる。一方、例えば、アミノ基とカルボキシル基を両方有するような両性の荷電性高分子である場合には、正に荷電する官能基と負に荷電する官能基の解離バランスによって、あるpH領域において等電点を有する。つまり、両性の荷電性高分子を構成成分とするゲル粒子の場合、等電点において収縮状態となり、それ以外の条件では膨潤状態となる。ただし、本発明における荷電性官能基や荷電性高分子は例示した化合物に限られるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲においていかなる化合物も適用可能である。
Next, gel particles that exhibit a volume phase transition due to a change in pH will be described.
As the polymer constituting such gel particles, a charged polymer containing at least a charged functional group such as an amino group or a carboxyl group is preferable. For example, in the case of a chargeable polymer having an amino group or a carboxyl group, each functional group is dissociated or undissociated at any pH region. When the charged functional group is dissociated, the gel particles swell based on the increase in osmotic pressure, and conversely, when the ionic pressure is not dissociated, the gel particles contract based on the decrease in osmotic pressure. Arise. On the other hand, for example, in the case of an amphoteric charged polymer having both an amino group and a carboxyl group, the isoelectricity in a certain pH range is due to the dissociation balance between the positively charged functional group and the negatively charged functional group. Has a point. That is, in the case of gel particles having an amphoteric chargeable polymer as a constituent component, the gel particles are in a contracted state at the isoelectric point, and in other conditions, the gel particles are in a swollen state. However, the charged functional group and the charged polymer in the present invention are not limited to the exemplified compounds, and any compound can be applied as long as the object of the present invention can be achieved.

次に、照射する光波長の変化によって体積相転移を示すゲル粒子について説明する。
このようなゲル粒子を構成する高分子として、少なくとも照射する光波長の変化に応答して水に対する親和性が変化する光応答性高分子が好ましい。このような高分子として、アゾベンゼン含有化合物およびその重合体を例として挙げることができる。通常置換基のないトランス(trans)体のアゾベンゼンは、疎水性を有する。前記trans体のアゾベンゼンは紫外光照射(λmax=320nm)によりアゾ基のπ結合が励起されてシス(cis)体への異性化が生じる。これにより、親水性を有する。アゾベンゼン含有化合物およびその重合体は、トランス体とシス体で分子極性が大きくことなるため、本発明における光応答性高分子として好ましく適用することができる。ただし、本発明における光応答性部位は、アゾベンゼン含有化合物およびその重合体に限られるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲においていかなる化合物も適用可能である。
Next, gel particles that exhibit volume phase transition due to changes in the wavelength of light to be irradiated will be described.
As the polymer constituting such gel particles, a photoresponsive polymer whose affinity for water changes at least in response to a change in the light wavelength to be irradiated is preferable. Examples of such a polymer include azobenzene-containing compounds and polymers thereof. Usually, trans azobenzene having no substituent has hydrophobicity. In the trans azobenzene, the π bond of the azo group is excited by ultraviolet light irradiation (λmax = 320 nm), and isomerization into a cis isomer occurs. Thereby, it has hydrophilicity. The azobenzene-containing compound and the polymer thereof can be preferably applied as the photoresponsive polymer in the present invention because the molecular polarity is greatly different between the trans isomer and the cis isomer. However, the photoresponsive site in the present invention is not limited to an azobenzene-containing compound and a polymer thereof, and any compound can be applied as long as the object of the present invention can be achieved.

(標的物質補足体)
本発明の標的物質捕捉体を説明する前に、本発明における標的物質について説明する。
標的物質は検出素子と反応させる液体組成物に含まれており、検出部が表面に有する標的物質捕捉体によって捕捉される。
(Target substance supplement)
Before describing the target substance capturing body of the present invention, the target substance in the present invention will be described.
The target substance is contained in the liquid composition that reacts with the detection element, and is captured by the target substance capturing body on the surface of the detection unit.

本発明では、標的物質を用いて検出対象を検出することができれば良い。したがって、検出対象自体が標的物質であり、捕捉体によって直接検出対象を捕捉することで検出しても良いし、標的物質と検出対象が異なっており、標的物質捕捉体によって標的物質を検出することで間接的に検出対象の検出を行っても良い。後者の例としては、検出対象が存在することによって、標的物質が生じる場合などである。したがって、検出対象は生物の体内に存在する化学物質(生体物質)に限るものではなく、またそのサイズも限定されるものではない。ただし、標的物質は糖、蛋白質、アミノ酸、抗体、抗原や疑似抗原、ビタミン、遺伝子などの生体物質、及び、その関連物質や人工的に合成された擬似生体物質であることが望ましい。更に、液体組成物は、検出対象物質を含む試料そのものであっても良く、試料に対して、標的物質の抽出処理、分離処理、希釈処理及び精製処理等の各種処理を経て調製したものであってもよい。液体組成物は、標的物質の種類に応じた液媒体、例えば水や緩衝液、水と水溶性の有機溶媒との混合物などを用いて調製される。   In the present invention, it is only necessary that the detection target can be detected using the target substance. Therefore, the detection target itself is the target substance, and it may be detected by directly capturing the detection target with the capture body, or the target substance and the detection target are different, and the target substance capture body detects the target substance. Alternatively, the detection target may be indirectly detected. An example of the latter is a case where a target substance is generated due to the presence of a detection target. Therefore, the detection target is not limited to a chemical substance (biological substance) present in the living body, and the size is not limited. However, it is desirable that the target substance is a biological substance such as sugar, protein, amino acid, antibody, antigen or pseudoantigen, vitamin, or gene, and related substances or artificially synthesized pseudobiological substances. Furthermore, the liquid composition may be a sample itself containing the detection target substance, and is prepared through various processes such as extraction, separation, dilution, and purification of the target substance. May be. The liquid composition is prepared using a liquid medium according to the type of the target substance, for example, water or a buffer solution, a mixture of water and a water-soluble organic solvent, or the like.

本発明に使用される標的物質捕捉体の例としては、前述した標的物質の例を捕捉できるものであり、酵素、抗体および抗原などのタンパク質、DNA、RNA、糖鎖などが挙げられるが、これに限る物ではない。   Examples of the target substance capturing body used in the present invention are those that can capture the above-described examples of the target substance, and include proteins such as enzymes, antibodies and antigens, DNA, RNA, sugar chains, etc. It is not limited to.

本発明における標的物質−標的物質捕捉体の組み合わせの例としては、抗原−抗体、酵素−基質、DNA−DNA、DNA−RNA、DNA−タンパク質、RNA−タンパク質、糖鎖−タンパク質等が挙げられるが、特異的に結合を有する関係のものであれば特に制限されるものではない。なお、これらは組み合わせを示しているものである。したがって、標的物質−標的物質捕捉体の組み合わせとして、「A−B」と記載する場合は、標的物質としてA、標的物質捕捉体としてBを用いる場合と、標的物質としてB、標的物質捕捉体としてAを用いる場合の両方を表しているものとする。   Examples of the target substance-target substance capturing body combination in the present invention include antigen-antibody, enzyme-substrate, DNA-DNA, DNA-RNA, DNA-protein, RNA-protein, sugar chain-protein and the like. There is no particular limitation as long as it has a specific binding relationship. Note that these are combinations. Therefore, when “A-B” is described as a target substance-target substance capturing body combination, when A is used as the target substance and B is used as the target substance capturing body, B is used as the target substance, and as the target substance capturing body. Both cases where A is used are shown.

(磁性マーカー)
本発明に用いる磁性マーカーは、少なくとも磁性構造体と、該磁性構造体の表面に存在する標的物質を捕捉する第二の標的物質捕捉体もしくは標的物質とを有している。このような磁性マーカーは、検出部が表面に有する捕捉体に標的物質を捕捉させる状態において、標的物質検出のための標識としての物性や特性を満たすものであればよい。したがって、磁性構造体には、通常用いられる常磁性、超常磁性を示す磁性微粒子(磁性ビーズ)などから選択して用いることができる。
(Magnetic marker)
The magnetic marker used in the present invention has at least a magnetic structure and a second target substance capturing body or target substance that captures a target substance present on the surface of the magnetic structure. Such a magnetic marker should just satisfy | fill the physical property and characteristic as a label | marker for target substance detection in the state which makes a capture body which the detection part has on the surface capture a target substance. Therefore, the magnetic structure can be selected from magnetic paraffin and magnetic paraffin (magnetic beads) exhibiting normal paramagnetism and superparamagnetism.

前記磁性構造体を構成する磁性体材料としては、例えば、金属酸化物を用いることができる。金属酸化物の中でも、磁性マーカーの磁性構造体として一般的に使用されているフェライトやマグネタイトといった鉄酸化物の粒子は、生理活性条件下で十分な磁性を有し、溶媒中で酸化等の劣化が起こりにくいことから好ましい。フェライトは、マグネタイト(Fe)、マグヘマイト(γ−Fe)、及びこれらのFeの一部を他の原子で置換した複合体から選択される。他の原子としては、Li、Mg、Al、Si、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Zr、Nb、Mo、Cd、In、Sn、Ta、Wの少なくともいずれかが挙げられる。 As a magnetic material constituting the magnetic structure, for example, a metal oxide can be used. Among metal oxides, iron oxide particles such as ferrite and magnetite, which are commonly used as magnetic structures for magnetic markers, have sufficient magnetism under physiological activity conditions, and deteriorate due to oxidation or the like in a solvent. Is preferable because it is difficult to occur. The ferrite is selected from magnetite (Fe 3 O 4 ), maghemite (γ-Fe 2 O 3 ), and a composite in which a part of these Fe is substituted with other atoms. Other atoms include Li, Mg, Al, Si, Ca, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, Zr, Nb, Mo, Cd, In, Sn, At least one of Ta and W can be mentioned.

また、磁性体材料から成る基体をコアとして、該基体に後述する被覆層(シェル)を形成することで積層構造の磁性構造体を得ることもできる。このようなコアシェル形状の磁性構造体としては、例えば金属酸化物からなる粒子を基体として、前記金属酸化物からなる基体の粒子の表面にスチレン系、デキストラン系、アクリルアミド系等の樹脂から選択されたポリマー層(樹脂層)を被覆したコアシェル粒子が挙げられる。ここで、スチレン系の樹脂とは、スチレンおよびスチレン誘導体からなる樹脂のことであり、デキストラン系樹脂やアクリルアミド系の樹脂についても同様のことを示すものとする。また、スチレン系樹脂、デキストラン系樹脂、アクリルアミド系樹脂を形成するそれぞれのモノマーのうち少なくとも2つを共重合させた樹脂も、スチレン系、デキストラン系、アクリルアミド系等の樹脂に含むものとする。   In addition, a magnetic structure having a laminated structure can be obtained by using a base made of a magnetic material as a core and forming a coating layer (shell) described later on the base. As such a core-shell magnetic structure, for example, a particle made of a metal oxide was used as a substrate, and the surface of the particle of the substrate made of the metal oxide was selected from resins such as styrene, dextran, and acrylamide. The core-shell particle which coat | covered the polymer layer (resin layer) is mentioned. Here, the styrene resin is a resin made of styrene and a styrene derivative, and the same applies to dextran resins and acrylamide resins. In addition, a resin obtained by copolymerizing at least two monomers among the respective monomers forming the styrene resin, the dextran resin, and the acrylamide resin is also included in the styrene resin, the dextran resin, the acrylamide resin, and the like.

また、金属酸化物と樹脂層からなる積層構造体を磁性構造体として磁性マーカーに用いることができる。例えば、前記コアシェル粒子を基体として、基体表面に更に被覆層を形成した積層構造体を磁性構造体として用いることができる。またコアシェルタイプ以外にも、磁性体材料からなる粒子をスチレン系、デキストラン系、アクリルアミド系等の樹脂内に分散させた粒子や、樹脂からなる粒子の表面に磁性体材料からなる微粒子が担持された粒子も本発明の磁性構造体として用いることができる。このような磁性構造体として、市販されているものでは、例えば、Dynal社から市販されているダイナビーズ、micromod社から市販されているmicromer−M、nanomag−D、メルク社から市販されているエスタポール等があり、これらを用いることもできる。   In addition, a laminated structure including a metal oxide and a resin layer can be used as a magnetic structure for a magnetic marker. For example, a laminated structure in which the core-shell particles are used as a substrate and a coating layer is further formed on the substrate surface can be used as a magnetic structure. In addition to the core-shell type, particles made of magnetic material are dispersed in styrene, dextran, acrylamide and other resins, and fine particles made of magnetic material are supported on the surface of the resin particles. Particles can also be used as the magnetic structure of the present invention. Examples of such magnetic structures that are commercially available include Dynabeads that are commercially available from Dynal, micromer-M and nanomag-D that are commercially available from Micromod, and Esters that are commercially available from Merck. There are poles etc., and these can also be used.

磁性構造体の大きさは、検出素子の形状、大きさ、或いは用途によって様々に選択する事が可能であるが、一般的に3nmから500μmの直径を有するものが好ましい。より好ましくは3nmから10μmであり、更に好ましくは5nmから1μmの直径を有するものである。なお、磁性構造体の直径もしくは平均粒径は、動的光散乱法で測定できる。   The size of the magnetic structure can be variously selected depending on the shape, size, or application of the detection element, but generally the one having a diameter of 3 nm to 500 μm is preferable. More preferably, it has a diameter of 3 nm to 10 μm, and still more preferably has a diameter of 5 nm to 1 μm. The diameter or average particle diameter of the magnetic structure can be measured by a dynamic light scattering method.

また、磁性マーカーは、磁性構造体の表面に標的物質を捕捉する捕捉体を有していることが好ましい。なお、検出部が有する標的物質捕捉体(以下、第一の標的物質捕捉体)が液体組成物中の標的物質における第一の領域を特異的に認識して捕捉し、磁性マーカーが有する標的物質捕捉体(以下、第二の標的物質捕捉体)が液体組成物中の標的物質における第二の領域を特異的に認識して捕捉することが好ましい。ここで、第二の領域とは、第一の領域とは別の領域のことであり、標的物質における第一の領域以外の領域の少なくとも一部のことを示す。このような場合、磁性マーカーおよび検出部の両方が標的物質捕捉体を表面に有していることにより、標的物質と検出部および標的物質と磁性マーカーが相互作用する。すなわち、磁性マーカーの表面に存在する第一の標的物質捕捉体と検出部表面に存在する第二の標的物質捕捉体の両者が標的物質を捕捉する。したがって、標的物質を介して磁性マーカーが検出部表面近傍に固定され、検出部が磁性マーカーを検出し、容易に標的物質の検出を行うことができる。   The magnetic marker preferably has a capturing body that captures the target substance on the surface of the magnetic structure. In addition, the target substance possessed by the magnetic marker that the target substance capturing body (hereinafter referred to as the first target substance capturing body) of the detection unit specifically recognizes and captures the first region of the target substance in the liquid composition. It is preferable that the capturing body (hereinafter, second target substance capturing body) specifically recognizes and captures the second region of the target substance in the liquid composition. Here, the second region is a region different from the first region, and indicates at least a part of a region other than the first region in the target substance. In such a case, since both the magnetic marker and the detection unit have the target substance capturing body on the surface, the target substance and the detection unit and the target substance and the magnetic marker interact with each other. That is, both the first target substance capturing body existing on the surface of the magnetic marker and the second target substance capturing body existing on the detection unit surface capture the target substance. Therefore, the magnetic marker is fixed in the vicinity of the surface of the detection unit via the target substance, and the detection unit can detect the magnetic marker and easily detect the target substance.

なお、磁性マーカーが表面に第二の標的物質捕捉体を有していなくても、磁性マーカーが標的物質を磁性構造体の表面に有し、該標的物質を検出部表面に存在する標的物質捕捉体が捕捉することにより標的物質の検出を行うことも可能である。このような場合、磁性マーカーが表面に有する標的物質は磁性マーカーに固定化される領域と、検出部表面に存在する標的物質捕捉体によって捕捉される領域の少なくとも2つの領域を有することが好ましい。   Even if the magnetic marker does not have the second target substance capturing body on the surface, the magnetic marker has the target substance on the surface of the magnetic structure, and the target substance is captured on the surface of the detection unit. It is also possible to detect the target substance by capturing the body. In such a case, it is preferable that the target substance that the magnetic marker has on the surface has at least two areas of an area that is immobilized on the magnetic marker and an area that is captured by the target substance capturing body present on the surface of the detection unit.

(被覆層)
本発明による磁性マーカーおよび検出素子は、前述したように、複数の層の積層体からなる構造とすることができる。複数の層からなる積層体は、例えば、基体の表面に少なくとも1つの層を形成することで得ることができる。このような場合、基体を含む複数の層からなる積層体の最表面の層を被覆層と呼ぶ。したがって、基体の表面に対して一つの層を形成する場合、前記層を被覆層と呼ぶ。
(Coating layer)
As described above, the magnetic marker and the detection element according to the present invention can have a structure composed of a laminate of a plurality of layers. A laminate comprising a plurality of layers can be obtained, for example, by forming at least one layer on the surface of the substrate. In such a case, the outermost layer of the laminate including a plurality of layers including the substrate is called a coating layer. Therefore, when forming one layer with respect to the surface of a base | substrate, the said layer is called a coating layer.

これらの被覆層の材質は、例えば、ガラス等無機材料、樹脂等有機材料、シリコン等半導体材料、金属材料等から目的に応じて選択した材料を用いることが可能である。
更には、標的物質もしくは標的物質捕捉体が生体物質である場合、これらの被覆層は親水性の層であることが望ましい。
As the material of these coating layers, for example, a material selected according to the purpose from an inorganic material such as glass, an organic material such as resin, a semiconductor material such as silicon, and a metal material can be used.
Furthermore, when the target substance or the target substance capturing body is a biological substance, it is desirable that these coating layers are hydrophilic layers.

一般的にタンパク質等の生体物質は疎水性であるため、被覆層が疎水性である場合には、「疎水性相互作用」により、被覆層への非特異的吸着が生じやすくなる場合がある。
例えば、検出部表面の第一の標的物質捕捉体以外に標的物質が非特異的に吸着した場合、非特異的に吸着した前記標的物質を磁性マーカーの表面に存在する第二の標的物質捕捉体が捕捉することで、前記磁性マーカーのシグナルがノイズとして発生する。このようなノイズは、検出感度や精度を下げる要因となりえる。また、磁性マーカーが表面に有する第二の標的物質捕捉体や、磁性マーカーが表面に有する標的物質が、標的物質を介することなく、直接、非検出部や検出部に非特異的に吸着した場合、同様に、検出感度や精度を下げる要因となりえる。
In general, biological substances such as proteins are hydrophobic, and therefore, when the coating layer is hydrophobic, non-specific adsorption to the coating layer may easily occur due to “hydrophobic interaction”.
For example, when the target substance is adsorbed non-specifically other than the first target substance-capturing body on the detection unit surface, the second target substance-capturing body in which the non-specifically adsorbed target substance exists on the surface of the magnetic marker Captures the magnetic marker signal as noise. Such noise can be a factor that lowers detection sensitivity and accuracy. In addition, when the second target substance capturing body on the surface of the magnetic marker or the target substance on the surface of the magnetic marker is adsorbed nonspecifically on the non-detection part or detection part directly without passing through the target substance Similarly, it can be a factor that lowers detection sensitivity and accuracy.

一方、被覆層が親水性である場合には、生体物質の非特異的な吸着の原因のひとつである「疎水性相互作用」を低減することができるため、生体物質の非特異吸着を低減することが可能となるのである。   On the other hand, when the coating layer is hydrophilic, it is possible to reduce “hydrophobic interaction”, which is one of the causes of non-specific adsorption of biological substances, thereby reducing non-specific adsorption of biological substances. It becomes possible.

(磁性マーカーとゲル粒子の関係)
ゼータ電位とは、表面電位によって形成された電気二重層のすべり面での電位と定義される物性値である。固体表面の帯電状態を表すことから、粒子同士の凝集や、粒子が界面へ吸着する際の駆動力を説明する際に重要な指標として用いることができる。
(Relationship between magnetic markers and gel particles)
The zeta potential is a physical property value defined as the potential at the sliding surface of the electric double layer formed by the surface potential. Since it represents the charged state of the solid surface, it can be used as an important index in explaining the aggregation of particles and the driving force when the particles adsorb to the interface.

本発明において、磁性マーカーのゼータ電位φと、前記ゲル粒子のゼータ電位φの関係がφφ≧0であることが特徴である。ゼータ電位が同符号である場合、磁性マーカーとゲル粒子には静電的な反発力が働くため、互いに凝集することなく液体組成物中に共分散させることが可能となる。逆に、ゼータ電位が異符号である場合には、磁性マーカーとゲル粒子には静電的な引力が働いて互いに会合することから、本発明の検出方法においてノイズを生じる可能性があり好ましくない。磁性マーカーとゲル粒子のゼータ電位が互いに0である場合には、粒子間に静電相互作用は生じないことから共分散させた場合の分散系が不安定になるが、分散系を維持するための何らかの措置が講じられる場合に限り適用可能である。分散系を維持するための何らかの措置の一例として、高分子分散剤や低分子分散剤を分散系に添加する方法が挙げられるが、本発明はこれに限られない。 In the present invention, the relationship between the zeta potential φ 1 of the magnetic marker and the zeta potential φ 2 of the gel particles is characterized by φ 1 φ 2 ≧ 0. When the zeta potential has the same sign, an electrostatic repulsive force acts on the magnetic marker and the gel particle, and thus it can be co-dispersed in the liquid composition without aggregating each other. On the contrary, when the zeta potential has an opposite sign, the magnetic marker and the gel particles are associated with each other due to electrostatic attraction, which may cause noise in the detection method of the present invention. . When the zeta potential of the magnetic marker and the gel particle is 0, there is no electrostatic interaction between the particles, so the dispersion system becomes unstable when co-dispersed, but the dispersion system is maintained. Applicable only if any measures are taken. As an example of any measures for maintaining the dispersion system, there is a method of adding a polymer dispersant or a low molecular dispersant to the dispersion system, but the present invention is not limited to this.

また本発明において、ゲル粒子のゼータ電位φと前記検出素子のゼータ電位φの関係がφφ≧0であることが特徴である。このようにゼータ電位が同符号である場合、ゲル粒子と検出素子には静電的な反発力が働くため、ゲル粒子が検出素子に非特異的に吸着することを抑制することが可能になる。さらに、磁性マーカーのゼータ電位とゲル粒子のゼータ電位とが同符号である場合には、磁性マーカーの検出素子への非特異吸着を抑制することができる。一方、ゼータ電位が異符号である場合には、ゲル粒子、及び磁性マーカーと検出素子には静電的な引力が働くため非特異吸着を抑制することが困難であり好ましくない。ゲル粒子、磁性マーカー、検出素子のいずれかのゼータ電位が0、あるいはいずれのゼータ電位も0である場合には、静電的に非特異吸着を抑制することが困難な場合があるが、非特異吸着を抑制する何らかの措置が講じられる場合に限り適用可能である。非特異吸着を抑制する何らかの措置の一例として、高分子分散剤や低分子分散剤を分散系に添加する方法が挙げられるが、本発明はこれに限られない。 In the present invention, the relationship between the zeta potential φ 2 of the gel particles and the zeta potential φ 3 of the detection element is φ 2 φ 3 ≧ 0. Thus, when the zeta potential has the same sign, an electrostatic repulsive force acts on the gel particles and the detection element, so that it is possible to suppress nonspecific adsorption of the gel particles to the detection element. . Furthermore, when the zeta potential of the magnetic marker and the zeta potential of the gel particle have the same sign, nonspecific adsorption of the magnetic marker to the detection element can be suppressed. On the other hand, when the zeta potential has an opposite sign, it is difficult to suppress non-specific adsorption because an electrostatic attractive force acts on the gel particles, the magnetic marker, and the detection element. When the zeta potential of any one of the gel particles, magnetic marker, and detection element is 0, or any zeta potential is 0, it may be difficult to suppress nonspecific adsorption electrostatically. It is applicable only when some measure to suppress specific adsorption is taken. An example of any measure for suppressing non-specific adsorption includes a method of adding a polymer dispersant or a low molecular dispersant to the dispersion system, but the present invention is not limited thereto.

本発明おいて、磁性マーカーの平均粒子径Dと、前記ゲル粒子の平均粒子径Dの関係が、D≦Dであることが特徴である。より好ましくは5D≦Dであり、さらに好ましくは10D≦Dである。本発明は、ゲル粒子を体積相転移させて液体組成物を攪拌することにより、液体組成物中の磁性マーカーの運動性を高めることが狙いであるため、ゲル粒子の粒子径が磁性マーカーの粒子径に対して小さい場合には、十分な攪拌効果を得ることが難しく好ましくない。ただし本発明におけるゲル粒子の平均粒子径は膨潤状態における粒子径を意味する。 In the present invention, the relationship between the average particle diameter D 1 of the magnetic marker and the average particle diameter D 2 of the gel particles is characterized by D 1 ≦ D 2 . More preferably, 5D 1 ≦ D 2 , and even more preferably 10D 1 ≦ D 2 . The purpose of the present invention is to increase the mobility of the magnetic marker in the liquid composition by stirring the liquid composition by volume phase transition of the gel particle. When the diameter is small, it is difficult and difficult to obtain a sufficient stirring effect. However, the average particle size of the gel particles in the present invention means the particle size in the swollen state.

(検出素子)
本発明に用いる検出素子は、標的物質捕捉体を表面に有する検出部と、非検出部と、からなるものである。標的物質捕捉体によって標的物質が捕捉されることによって、磁性マーカーが検出部近傍に固定される。磁性マーカーが検出部近傍に位置すると、検出部によって磁性マーカーが認識され、この際の磁性マーカーの有無によるシグナルの変化を利用して標的物質の検出を行う。
(Detection element)
The detection element used in the present invention comprises a detection unit having a target substance capturing body on its surface and a non-detection unit. When the target substance is captured by the target substance capturing body, the magnetic marker is fixed in the vicinity of the detection unit. When the magnetic marker is positioned in the vicinity of the detection unit, the detection unit recognizes the magnetic marker, and the target substance is detected by using a change in signal due to the presence or absence of the magnetic marker.

本発明において、検出素子の検出部は、磁性マーカーの有無、量によって、液体組成物中の標的物質の有無、量を測定する機能を有する部分のことであり、表面に標的物質を捕捉する標的物質捕捉体を有する。また、非検出部とは検出素子における検出部以外の部分を示す。検出素子が有する非検出部と検出部は隣接していれば良く、一部が接していても良いし、非検出部が検出部の周囲に位置していても良い。   In the present invention, the detection part of the detection element is a part having a function of measuring the presence / absence / amount of the target substance in the liquid composition according to the presence / absence / amount of the magnetic marker, and the target capturing the target substance on the surface It has a substance trap. In addition, the non-detection part indicates a part other than the detection part in the detection element. The non-detection part and detection part which a detection element has should just adjoin, a part may touch, and the non-detection part may be located in the circumference of a detection part.

検出部および非検出部は一層で構成されていても良く、複数の層の積層体で構成されていても良い。また、検出部もしくは非検出部の表面電位は、検出部もしくは非検出部表面の検出部は検出部表面に予め活性基を有する分子などを固定化し、その後活性基によって捕捉体を固定化することが好ましい。   The detection part and the non-detection part may be constituted by a single layer, or may be constituted by a laminate of a plurality of layers. In addition, the surface potential of the detection unit or non-detection unit may be such that the detection unit on the surface of the detection unit or non-detection unit immobilizes a molecule having an active group in advance on the surface of the detection unit, and then immobilizes the capturing body with the active group. Is preferred.

(検出キット)
本態様の検出キットは磁性マーカーおよび検出素子からなるものであり、前述した検出素子およびからなるものである。すなわち、液体組成物との接触による検出素子の検出部表面へ標的物質を取り込み、さらに検出部表面近傍に存在する磁性マーカーの有無、数を検知する事により、液体組成物中の標的物質の有無、濃度を検出することができるキットである。
(Detection kit)
The detection kit of this embodiment comprises a magnetic marker and a detection element, and comprises the above-described detection element. That is, the presence or absence of the target substance in the liquid composition is detected by taking the target substance into the detection unit surface of the detection element by contact with the liquid composition, and detecting the presence or number of magnetic markers present near the detection unit surface. The kit can detect the concentration.

(検出方法)
本発明の検出方式は、検出部表面近傍に位置する磁性マーカーの有無、数を検知し、予め作成した検量線と比較することにより、液体組成物中の標的物質の有無、濃度を検出する。以下、検出方法の例について以下に述べる。
(Detection method)
In the detection method of the present invention, the presence / absence and the number of magnetic markers located in the vicinity of the detection unit surface are detected, and the presence / absence and concentration of the target substance in the liquid composition are detected by comparison with a calibration curve prepared in advance. Hereinafter, an example of the detection method will be described below.

(第一の検出方法例)
検出部表面に第一の標的物質捕捉体を固定化する。その後、液体組成物を検出部に接触させる。この際、液体組成物中に所望の標的物質が存在するならば、第一の標的物質捕捉体が標的物質を捕捉する。検出部表面の液体組成物を洗浄し、不要な物質を除去した後、標的物質を捕捉する第二の標的物質捕捉体を表面に固定化させた磁性マーカーとゲル粒子を含む溶液を、前記洗浄後の検出素子の検出部表面に接触させる。次に前記ゲル粒子を温度変化、pH変化、照射する光波長の変化など、任意の環境変化によって体積相転移させる。なお、体積相転移の回数は、1回であっても複数回であっても本発明を効果的に実施可能な範囲において制限されない。
(First detection method example)
A first target substance capturing body is immobilized on the surface of the detection unit. Then, a liquid composition is made to contact a detection part. At this time, if the desired target substance is present in the liquid composition, the first target substance capturing body captures the target substance. After washing the liquid composition on the surface of the detection unit and removing unnecessary substances, the solution containing the magnetic marker and gel particles in which the second target substance capturing body for capturing the target substance is immobilized on the surface is washed. It contacts with the detection part surface of a subsequent detection element. Next, the gel particles are subjected to a volume phase transition by an arbitrary environmental change such as a temperature change, a pH change, or a change in light wavelength to be irradiated. It should be noted that the number of volume phase transitions is not limited as long as the present invention can be effectively implemented, even if it is one time or a plurality of times.

次に、検出部の表面を洗浄し、検出部に結合しなかった磁性マーカーとゲル粒子を除去する。その後、磁性マーカーを検出することによって、間接的に標的物質を検出することができる。   Next, the surface of the detection unit is washed to remove the magnetic marker and gel particles that are not bound to the detection unit. Thereafter, the target substance can be indirectly detected by detecting the magnetic marker.

このような系としては、例えば、標的物質が抗原であり、第一の標的物質捕捉体が一次抗体、第二の捕捉体が二次抗体である場合などが挙げられる。この際、第一の標的物質捕捉体における標的物質の捕捉とは、抗原抗体反応のことを意味する。   Examples of such a system include a case where the target substance is an antigen, the first target substance capturing body is a primary antibody, and the second capturing body is a secondary antibody. At this time, capturing of the target substance in the first target substance capturing body means an antigen-antibody reaction.

(第二の検出方法例)
第一の例と同様に、検出部表面に第一の標的物質捕捉体を固定化する。次に、磁性マーカーの表面に標的物質を固定化する。標的物質が固定化された磁性マーカーを含む液体組成物を検出部表面に接触させた後に、検出部表面を洗浄し、検出部に結合しなかった磁性マーカーを除去する。その後、磁性マーカーを検出することによって、間接的に標的物質を検出することができる。
(Second detection method example)
Similar to the first example, the first target substance capturing body is immobilized on the surface of the detection unit. Next, the target substance is immobilized on the surface of the magnetic marker. After the liquid composition containing the magnetic marker having the target substance immobilized thereon is brought into contact with the surface of the detection unit, the surface of the detection unit is washed to remove the magnetic marker that has not bound to the detection unit. Thereafter, the target substance can be indirectly detected by detecting the magnetic marker.

このような系としては、例えば、標的物質が抗原かつ第一の標的物質捕捉体が抗体である場合や、標的物質が抗体かつ第一の標的物質捕捉体が抗原である場合などが挙げられる。   Examples of such a system include a case where the target substance is an antigen and the first target substance capturing body is an antibody, and a case where the target substance is an antibody and the first target substance capturing body is an antigen.

なお、第一および第二のいずれの例においても、検出部表面近傍に存在する磁性マーカーを検出する方法であれば、検出手段には如何なる手段を用いても良い。中でも、検出部表面に磁性マーカーが存在する際の磁界効果を利用する方式が好ましく、特に、磁気抵抗効果素子、ホール効果素子、超電導量子干渉計素子が好適に用いることができる。   In any of the first and second examples, any means may be used as the detection means as long as it is a method for detecting a magnetic marker existing in the vicinity of the detection unit surface. Among them, a method using a magnetic field effect when a magnetic marker is present on the detection unit surface is preferable, and in particular, a magnetoresistive effect element, a Hall effect element, and a superconducting quantum interferometer element can be suitably used.

以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。
(磁性構造体の合成)
オレイン酸で疎水化したマグネタイト(粒子径8nm)をスチレンとグリシジルメタクリレートの混合溶液に分散させ、さらにその分散液をドデシル硫酸ナトリウム水溶液と混合して混合液とする。この混合液を超音波ホモジナイザーを用いて乳化した後、30分間の窒素バブリングを行い、2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン)ジハイドロクロライド(2,2’−Azobis(2−methylpropionamidine)dihydrochloride、以下、V−50と呼ぶ)を添加して70℃にて重合する。重合開始2時間後、グリシジルメタクリレートを添加して、さらに70℃にて20時間重合し磁性構造体1を得る。遠心分離法により磁性構造体1を精製した後、アミノエタンチオール水溶液に磁性構造体1を添加して、室温、pH9にて20時間反応し、表面にアミノ基と水酸基が混在する磁性構造体2を得る。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in detail, this invention is not limited to these Examples.
(Synthesis of magnetic structure)
Magnetite hydrophobized with oleic acid (particle size 8 nm) is dispersed in a mixed solution of styrene and glycidyl methacrylate, and the dispersion is further mixed with an aqueous sodium dodecyl sulfate solution to obtain a mixed solution. This mixture was emulsified using an ultrasonic homogenizer, and then subjected to nitrogen bubbling for 30 minutes, and 2,2′-azobis (2-methylpropionamidine) dihydrochloride (2,2′-Azobis (2-methylpropionamide) dihydrochloride (hereinafter referred to as V-50) is added and polymerized at 70 ° C. Two hours after the start of the polymerization, glycidyl methacrylate is added, and further polymerized at 70 ° C. for 20 hours to obtain the magnetic structure 1. After the magnetic structure 1 is purified by centrifugation, the magnetic structure 1 is added to an aminoethanethiol aqueous solution and reacted at room temperature and pH 9 for 20 hours. The magnetic structure 2 in which amino groups and hydroxyl groups coexist on the surface. Get.

また、磁性構造体1をメルカプト酢酸水溶液に添加して室温、pH9にて20時間反応し、表面にカルボキシル基と水酸基が混在する磁性構造体3を得る。DLS8000(大塚電子)にて磁性構造体2の水中における平均粒子径を評価したところ、275nmであることが確認される。また、ZEECOM(マイクロテックニチオン)によりゼータ電位を評価したところ、+12mVであることが確認される。同様に、磁性構造体3の水中における平均粒子径を評価したところ、283nmであることが確認される。また、ゼータ電位を評価したところ、−15mVであることが確認される。   Further, the magnetic structure 1 is added to an aqueous mercaptoacetic acid solution and reacted at room temperature and pH 9 for 20 hours to obtain a magnetic structure 3 in which carboxyl groups and hydroxyl groups are mixed on the surface. When the average particle diameter of the magnetic structure 2 in water is evaluated by DLS8000 (Otsuka Electronics), it is confirmed that the magnetic structure 2 is 275 nm. Further, when the zeta potential was evaluated by ZEECOM (Microtech Nithion), it was confirmed to be +12 mV. Similarly, when the average particle diameter of the magnetic structure 3 in water is evaluated, it is confirmed to be 283 nm. Moreover, when zeta potential was evaluated, it was confirmed that it was −15 mV.

(ハイドロゲル粒子の合成)
N−イソプロピルアクリルアミドとメチレンビスアクリルアミド、グリシジルメタクリレート、アゾビスイソブチロニトリルをトルエンに溶解させ、窒素バブリングにより30分間の窒素置換を行う。さらにこの溶液をドデシル硫酸ナトリウム水溶液と混合して混合液とする。この混合液をせん断式ホモジナイザーにて乳化した後、30分間の窒素バブリングを行い、60℃に昇温して重合する。重合開始2時間後、エタノールに溶解させたアクリルアミドとメチレンビスアクリルアミド、グリシジルメタクリレートを添加して、さらに60℃にて20時間重合してゲル粒子を得る。遠心分離法によりゲル粒子を精製した後、アミノエタンチオール水溶液にゲル粒子を添加して、室温、pH9にて20時間反応し、表面にアミノ基と水酸基が混在するアミノ化ゲル粒子を得る。また、ゲル粒子をメルカプト酢酸水溶液に添加して室温、pH9にて20時間反応し、表面にカルボキシル基と水酸基が混在するカルボキシル化ゲル粒子を得る。遠心分離法により精製した後、沈降法、及び遠心分離法により分級し以下のような評価結果を得る。
以下、せん断式ホモジナイザーのせん断速度を適宜変化させて作製した平均粒子径の異なるゲル粒子1からゲル粒子5の物性を示す。
(Synthesis of hydrogel particles)
N-isopropylacrylamide, methylenebisacrylamide, glycidyl methacrylate and azobisisobutyronitrile are dissolved in toluene, and nitrogen substitution is performed for 30 minutes by nitrogen bubbling. Further, this solution is mixed with a sodium dodecyl sulfate aqueous solution to obtain a mixed solution. The mixture is emulsified with a shearing homogenizer, then subjected to nitrogen bubbling for 30 minutes, and heated to 60 ° C. for polymerization. Two hours after the start of the polymerization, acrylamide, methylenebisacrylamide and glycidyl methacrylate dissolved in ethanol are added, and further polymerized at 60 ° C. for 20 hours to obtain gel particles. After the gel particles are purified by centrifugation, the gel particles are added to an aminoethanethiol aqueous solution and reacted at room temperature and pH 9 for 20 hours to obtain aminated gel particles in which amino groups and hydroxyl groups are mixed on the surface. Further, the gel particles are added to an aqueous mercaptoacetic acid solution and reacted at room temperature and pH 9 for 20 hours to obtain carboxylated gel particles in which carboxyl groups and hydroxyl groups are mixed on the surface. After purification by centrifugal separation, classification is performed by sedimentation and centrifugal separation to obtain the following evaluation results.
Hereinafter, physical properties of gel particles 1 to gel particles 5 having different average particle diameters produced by appropriately changing the shear rate of the shear type homogenizer will be shown.

(1)ゲル粒子1
34℃における水中の平均粒子径が12μmでゼータ電位が+8mV、38℃における水中の平均粒子径が5μmでゼータ電位が+19mVであることが確認される。
(2)ゲル粒子2
34℃における水中の平均粒子径が3μmでゼータ電位が+7mV、38℃における水中の平均粒子径が1.4μmでゼータ電位が+21mVであることが確認される。
(3)ゲル粒子3
34℃における水中の平均粒子径が1.5μmでゼータ電位が+7mV、38℃における水中の平均粒子径が0.8μmでゼータ電位が+21mVであることが確認される。
(4)ゲル粒子4
34℃における水中の平均粒子径が0.3μmでゼータ電位が+9mV、38℃における水中の平均粒子径が0.15μmでゼータ電位が+24mVであることが確認される。
(5)ゲル粒子5
34℃における水中の平均粒子径が9μmでゼータ電位が−12mV、38℃における水中の平均粒子径が5μmでゼータ電位が−29mVであることが確認される。
(1) Gel particle 1
It is confirmed that the average particle size in water at 34 ° C. is 12 μm and the zeta potential is +8 mV, the average particle size in water at 38 ° C. is 5 μm and the zeta potential is +19 mV.
(2) Gel particle 2
It is confirmed that the average particle size in water at 34 ° C. is 3 μm and the zeta potential is +7 mV, the average particle size in water at 38 ° C. is 1.4 μm and the zeta potential is +21 mV.
(3) Gel particle 3
It is confirmed that the average particle size in water at 34 ° C. is 1.5 μm and the zeta potential is +7 mV, the average particle size in water at 38 ° C. is 0.8 μm and the zeta potential is +21 mV.
(4) Gel particle 4
It is confirmed that the average particle size in water at 34 ° C. is 0.3 μm and the zeta potential is +9 mV, the average particle size in water at 38 ° C. is 0.15 μm and the zeta potential is +24 mV.
(5) Gel particle 5
It is confirmed that the average particle size in water at 34 ° C. is 9 μm and the zeta potential is −12 mV, the average particle size in water at 38 ° C. is 5 μm, and the zeta potential is −29 mV.

(ゲル粒子の体積相転移に基づく攪拌効果の確認)
磁性構造体2を蒸留水に分散させた分散液をスライドガラスに滴下し、カバーガラスをかぶせてホットプレートに置き、光学顕微鏡の暗視野モードにて観察する。ホットプレートの温度を34℃から38℃に昇温、38℃から34℃に降温した場合に、磁性構造体2の運動性に変化は観察されないことが確認される。
(Confirmation of stirring effect based on volume phase transition of gel particles)
A dispersion liquid in which the magnetic structure 2 is dispersed in distilled water is dropped on a slide glass, covered with a cover glass, placed on a hot plate, and observed in a dark field mode of an optical microscope. It is confirmed that no change is observed in the mobility of the magnetic structure 2 when the temperature of the hot plate is raised from 34 ° C. to 38 ° C. and lowered from 38 ° C. to 34 ° C.

磁性構造体2とゲル粒子1を蒸留水に分散させた分散液をスライドガラスに滴下し、カバーガラスをかぶせてホットプレートに置き、光学顕微鏡の暗視野モードにて観察する。ホットプレートの温度を34℃から38℃に昇温、38℃から34℃に降温した場合に、磁性構造体2の運動性に急激な変化が確認される。   A dispersion obtained by dispersing the magnetic structure 2 and the gel particles 1 in distilled water is dropped onto a slide glass, covered with a cover glass, placed on a hot plate, and observed in a dark field mode of an optical microscope. When the temperature of the hot plate is raised from 34 ° C. to 38 ° C. and lowered from 38 ° C. to 34 ° C., a rapid change in the mobility of the magnetic structure 2 is confirmed.

磁性構造体2とゲル粒子2を蒸留水に分散させた分散液をスライドガラスに滴下し、カバーガラスをかぶせてホットプレートに置き、光学顕微鏡の暗視野モードにて観察する。ホットプレートの温度を34℃から38℃に昇温、38℃から34℃に降温した場合に、磁性構造体2の運動性に急激な変化が確認される。   A dispersion in which the magnetic structure 2 and the gel particles 2 are dispersed in distilled water is dropped onto a slide glass, covered with a cover glass, placed on a hot plate, and observed in a dark field mode of an optical microscope. When the temperature of the hot plate is raised from 34 ° C. to 38 ° C. and lowered from 38 ° C. to 34 ° C., a rapid change in the mobility of the magnetic structure 2 is confirmed.

磁性構造体2とゲル粒子3を蒸留水に分散させた分散液をスライドガラスに滴下し、カバーガラスをかぶせてホットプレートに置き、光学顕微鏡の暗視野モードにて観察する。ホットプレートの温度を34℃から38℃に昇温、38℃から34℃に降温した場合に、磁性構造体2の運動性に緩やかな変化が確認される。   A dispersion liquid in which the magnetic structure 2 and the gel particles 3 are dispersed in distilled water is dropped on a slide glass, covered with a cover glass, placed on a hot plate, and observed in a dark field mode of an optical microscope. When the temperature of the hot plate is raised from 34 ° C. to 38 ° C. and lowered from 38 ° C. to 34 ° C., a gradual change is confirmed in the mobility of the magnetic structure 2.

磁性構造体2とゲル粒子4を蒸留水に分散させた分散液をスライドガラスに滴下し、カバーガラスをかぶせてホットプレートに置き、光学顕微鏡の暗視野モードにて観察する。ホットプレートの温度を34℃から38℃に昇温、38℃から34℃に降温した場合に、磁性構造体2の運動性に大きな変化は観察されないことが確認される。   A dispersion in which the magnetic structure 2 and the gel particles 4 are dispersed in distilled water is dropped onto a slide glass, covered with a cover glass, placed on a hot plate, and observed in a dark field mode of an optical microscope. When the temperature of the hot plate is raised from 34 ° C. to 38 ° C. and lowered from 38 ° C. to 34 ° C., it is confirmed that no significant change is observed in the mobility of the magnetic structure 2.

磁性構造体3とゲル粒子3を蒸留水に分散させた分散液をスライドガラスに滴下し、カバーガラスをかぶせてホットプレートに置き、光学顕微鏡の暗視野モードにて観察したところ、凝集塊が形成することが確認される。   When a dispersion liquid in which the magnetic structure 3 and the gel particles 3 are dispersed in distilled water is dropped on a slide glass, placed on a hot plate with a cover glass, and observed in the dark field mode of an optical microscope, an aggregate is formed. To be confirmed.

(磁性マーカーの作製)
磁性構造体2に水溶性カルボジイミド(WCS)の存在下、抗PSA抗体(二次抗体)を溶解したリン酸緩衝溶液を反応させて磁性構造体2表面に抗体を固定することで磁性マーカーを得、遠心分離法により精製する。磁性マーカーのゼータ電位を測定したところ+9mVであることが確認される。
(Preparation of magnetic marker)
In the presence of water-soluble carbodiimide (WCS), the magnetic structure 2 is reacted with a phosphate buffer solution in which an anti-PSA antibody (secondary antibody) is dissolved to obtain a magnetic marker by immobilizing the antibody on the surface of the magnetic structure 2 Purify by centrifugation. When the zeta potential of the magnetic marker is measured, it is confirmed to be +9 mV.

実施例1
本実施例では、本発明の磁性マーカーを用いて前立腺特異抗原(PSA)を検出するバイオセンサについて説明する。バイオセンサの検出方法として磁気抵抗効果素子を使用する。
Example 1
In this example, a biosensor that detects prostate specific antigen (PSA) using the magnetic marker of the present invention will be described. A magnetoresistive effect element is used as a biosensor detection method.

バイオセンサの検出部上に形成されるAu膜の表面に一次抗体を担持するために、Au膜の表面はまず親水下処理が施された後、アミノシランカップリング剤処理される。さらに、一次抗体を固定化させるためのグルタルアルデヒド等架橋剤を用いて、前記アミノシランカップリング剤由来のアミノ基とペプチド鎖間を結合させて所望の抗原を補足する一次抗体がバイオセンサの検出部に固定されている。このようにして一次抗体を固定化した検出部をゲル粒子1の分散液とゲル粒子5の分散液にそれぞれ一定時間、浸漬させたところ、ゲル粒子5のみ検出部に吸着することが観察され、前記検出部のゼータ電位の値が正であることが予測される。   In order to carry the primary antibody on the surface of the Au film formed on the detection part of the biosensor, the surface of the Au film is first subjected to hydrophilic pretreatment and then treated with an aminosilane coupling agent. Furthermore, a primary antibody that captures a desired antigen by binding between the amino group derived from the aminosilane coupling agent and the peptide chain using a cross-linking agent such as glutaraldehyde for immobilizing the primary antibody is a detection part of the biosensor. It is fixed to. Thus, when the detection part which fix | immobilized the primary antibody was immersed in the dispersion liquid of the gel particle 1 and the dispersion liquid of the gel particle 5 respectively for a fixed time, it was observed that only the gel particle 5 adsorb | sucks to a detection part, It is predicted that the zeta potential value of the detection unit is positive.

このバイオセンサを用い、以下のプロトコールに従って、前立腺癌のマーカーとして知られるPSA(等電点7.5)の検出を試みることができる。
(1)抗原(標的物質)であるPSAを含むリン酸緩衝生理食塩水に上記バイオセンサの検出部を浸し、5分間インキュベートする。
(2)未反応のPSAをリン酸緩衝生理食塩水で洗浄する。
(3)磁性マーカーと、ゲル粒子1からゲル粒子5をそれぞれ含有するリン酸緩衝液に工程(1)及び(2)が終了した上記バイオセンサの検出部を浸し、3分間インキュベートする。その間、ホットプレート上でリン酸緩衝液の温度を34℃から38℃に昇温、38℃から34℃に降温という操作を1サイクル行う。
(4)未反応の磁性マーカー、及びゲル粒子をリン酸緩衝液で洗浄する。
Using this biosensor, detection of PSA (isoelectric point 7.5) known as a marker for prostate cancer can be attempted according to the following protocol.
(1) The detection part of the biosensor is immersed in phosphate buffered saline containing PSA which is an antigen (target substance) and incubated for 5 minutes.
(2) Unreacted PSA is washed with phosphate buffered saline.
(3) The detection part of the biosensor after steps (1) and (2) is immersed in a magnetic marker and a phosphate buffer containing gel particles 1 to 5 respectively, and incubated for 3 minutes. Meanwhile, on the hot plate, the operation of raising the temperature of the phosphate buffer from 34 ° C. to 38 ° C. and lowering the temperature from 38 ° C. to 34 ° C. is performed for one cycle.
(4) Unreacted magnetic markers and gel particles are washed with a phosphate buffer.

また、比較実験として上記(3)の工程において、ゲル粒子を含まない磁性マーカーのみ含有するリン酸緩衝液についても同様の操作を行う。
上記プロトコールによって、ゲル粒子1からゲル粒子3を用いた実験においては、検出部に多数の磁性マーカーがほとんど凝集することなく固定されていることが確認される。ゲル粒子4を用いた実験とブランク実験においては、検出部への磁性マーカーの固定が確認されたが、ゲル粒子1からゲル粒子3を用いた実験とは明らかに固定された磁性マーカーの数が少ないことが確認される。ゲル粒子5を用いた実験では、磁性マーカーとゲル粒子5の凝集塊が検出部に付着していることが確認される。
As a comparative experiment, the same operation is performed for the phosphate buffer containing only the magnetic marker not containing gel particles in the step (3).
According to the above protocol, in the experiment using the gel particles 1 to the gel particles 3, it is confirmed that a large number of magnetic markers are fixed to the detection part with almost no aggregation. In the experiment using the gel particle 4 and the blank experiment, it was confirmed that the magnetic marker was fixed to the detection unit. However, the number of the magnetic marker clearly fixed was different from the experiment using the gel particle 1 to the gel particle 3. It is confirmed that there are few. In the experiment using the gel particles 5, it is confirmed that the magnetic marker and the aggregate of the gel particles 5 are attached to the detection part.

ゲル粒子1からゲル粒子4を用いた実験、及びブランク実験においては、磁気抵抗効果素子によって磁性マーカーからの妥当な信号強度を検知することが可能であり、標的物質であるPSAを検出できることが確認される。ただし、ゲル粒子1から粒子3を用いた実験では、ゲル粒子4を用いた実験、及びブランク実験と比較して磁性マーカーからの検知される信号強度が大きく、標的物質を短時間で高効率に検出できる可能性が示唆される。   In experiments using gel particles 1 to 4 and blank experiments, it is possible to detect the appropriate signal intensity from the magnetic marker by the magnetoresistive effect element, and to detect PSA as the target substance. Is done. However, in the experiment using the gel particles 1 to 3, the signal intensity detected from the magnetic marker is larger than the experiment using the gel particles 4 and the blank experiment, and the target substance can be made highly efficient in a short time. The possibility of being detected is suggested.

実施例2
検出方法を実施例1の磁気抵抗素子からホール効果素子に変更して、実施例1と同様に評価する。この結果、実施例1と同様の実験結果を得られることが確認される。
Example 2
The detection method is changed from the magnetoresistive element of Example 1 to the Hall effect element, and evaluation is performed in the same manner as in Example 1. As a result, it is confirmed that the same experimental result as in Example 1 can be obtained.

実施例3
検出方法を実施例1の磁気抵抗素子から超電導量子干渉計素子に変更して、実施例1と同様に評価する。この結果、実施例1と同様の実験結果を得られることが確認される。
Example 3
The detection method is changed from the magnetoresistive element of Example 1 to a superconducting quantum interferometer element, and evaluation is performed in the same manner as in Example 1. As a result, it is confirmed that the same experimental result as in Example 1 can be obtained.

本発明は、反応容器が小さくても液体組成物を攪拌することができるため、信頼性の高い高感度な検査結果を短時間で出力することができるので、磁気バイオセンサのための検出方法として利用することができる。   Since the present invention can stir a liquid composition even if the reaction vessel is small, and can output a highly reliable and highly sensitive test result in a short time, as a detection method for a magnetic biosensor. Can be used.

磁性標識と検出素子の関係の一例を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically an example of the relationship between a magnetic label | marker and a detection element. 非検出部と検出部からなる検出素子と、表面に標的物質を有する磁性標識の関係の一例を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically an example of the relationship between the detection element which consists of a non-detection part and a detection part, and the magnetic label | marker which has a target substance on the surface. 表面に被覆層を有する非検出部と検出部からなる検出素子と、磁性標識の関係の一例を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically an example of the relationship between the detection element which consists of a non-detection part which has a coating layer on the surface, and a detection part, and a magnetic label. 表面に被覆層を有する非検出部と検出部からなる検出素子と、被覆層を表面に有する磁性標識の関係の一例を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically an example of the relationship between the detection element which consists of a non-detection part which has a coating layer on the surface, and a detection part, and the magnetic label | marker which has a coating layer on the surface. ゲル粒子が存在する状態における、ゲル粒子の体積相転移による磁性標識の攪拌の一例を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically an example of the stirring of the magnetic label | marker by the volume phase transition of a gel particle in the state in which a gel particle exists. ゲル粒子が存在しない状態における磁性標識の状態を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the state of the magnetic label in the state where a gel particle does not exist. 従来の磁性標識を用いた固相分析法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the solid-phase analysis method using the conventional magnetic label | marker.

符号の説明Explanation of symbols

1 基材
2 磁性構造体
3 第一の標的物質捕捉体
3a 第一の捕捉体成分
4 第二の標的物質捕捉体
4a 第二の捕捉体成分
5 標的物質
7 検出部
8 非検出部
9 磁性マーカー
10 基体
14 第二の標的物質捕捉体
16 被覆層
17 収縮状態のゲル粒子
18 膨潤状態のゲル粒子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Base material 2 Magnetic structure 3 1st target substance capture body 3a 1st capture body component 4 2nd target substance capture body 4a 2nd capture body component 5 Target substance 7 Detection part 8 Non-detection part 9 Magnetic marker DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Substrate 14 Second target substance capturing body 16 Coating layer 17 Shrinked gel particles 18 Swelled gel particles

Claims (15)

磁性マーカーとゲル粒子とを含有する液体組成物の攪拌方法であって、前記ゲル粒子を体積相転移させることを特徴とする液体組成物の攪拌方法。   A method for stirring a liquid composition comprising a magnetic marker and gel particles, wherein the gel particles undergo volume phase transition. 前記磁性マーカーのゼータ電位φと、前記ゲル粒子のゼータ電位φの関係がφφ≧0であることを特徴とする請求項1記載の液体組成物の攪拌方法。 The method for stirring a liquid composition according to claim 1, wherein the relationship between the zeta potential φ 1 of the magnetic marker and the zeta potential φ 2 of the gel particles is φ 1 φ 2 ≧ 0. 前記磁性マーカーの平均粒子径Dと、前記ゲル粒子の平均粒子径Dの関係がD≦Dであることを特徴とする請求項1または2記載の液体組成物の攪拌方法。 Wherein the average particle diameter D 1 of the magnetic marker, stirring method according to claim 1 or 2 Liquid composition according average relationship particle diameter D 2 of the gel particles is characterized by a D 1 ≦ D 2. 前記ゲル粒子がハイドロゲル粒子であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかの項に記載の液体組成物の攪拌方法。   The method for stirring a liquid composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the gel particles are hydrogel particles. 前記ハイドロゲル粒子が温度応答性高分子を構成成分として含有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかの項に記載の液体組成物の攪拌方法。   The method for stirring a liquid composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the hydrogel particles contain a temperature-responsive polymer as a constituent component. 検出部と非検出部とから構成される検出素子を用いて磁性マーカーを検出する検出方法において、(1)前記検出素子と、前記磁性マーカーとゲル粒子とを含有する液体組成物を接触させる工程、(2)前記ゲル粒子を体積相転移させる工程、(3)前記検出部近傍に存在する磁性マーカーを検出する工程とを有することを特徴とする検出方法。   In the detection method of detecting a magnetic marker using a detection element comprising a detection unit and a non-detection unit, (1) a step of bringing the detection element into contact with a liquid composition containing the magnetic marker and gel particles (2) a step of volume phase transition of the gel particles, and (3) a step of detecting a magnetic marker existing in the vicinity of the detection unit. 前記磁性マーカーのゼータ電位φと、前記ゲル粒子のゼータ電位φの関係がφφ≧0であり、前記ゲル粒子のゼータ電位φと前記検出素子のゼータ電位φの関係がφφ≧0であることを特徴とする請求項6記載の検出方法。 And zeta potential phi 1 of the magnetic marker, the a is φ 1 φ 2 ≧ 0 relationship zeta potential phi 2 of the gel particles, the relationship of zeta potential phi 3 zeta potential phi 2 and the detection element of the gel particles The detection method according to claim 6, wherein φ 2 φ 3 ≧ 0. 前記磁性マーカーの平均粒子径Dと、前記ゲル粒子の平均粒子径Dの関係がD≦Dであることを特徴とする請求項6または7記載の検出方法。 Wherein the average particle diameter D 1 of the magnetic marker according to claim 6 or 7 detecting method, wherein the average relationship particle diameter D 2 of the gel particles is D 1 ≦ D 2. 前記ゲル粒子がハイドロゲル粒子であることを特徴とする請求項6乃至8のいずれかの項に記載の検出方法。   The detection method according to claim 6, wherein the gel particles are hydrogel particles. 前記ハイドロゲル粒子が温度応答性高分子を構成成分として含有することを特徴とする請求項6乃至9のいずれかの項に記載の検出方法。   The detection method according to claim 6, wherein the hydrogel particles contain a temperature-responsive polymer as a constituent component. 検出部と非検出部とから構成される検出素子を用いて磁性マーカーを検出する検出方法に使用する検出キットであって、前記検出素子と、前記磁性マーカーとゲル粒子とを含有する液体組成物を有することを特徴とする検出キット。   A detection kit for use in a detection method for detecting a magnetic marker using a detection element comprising a detection part and a non-detection part, the liquid composition comprising the detection element, the magnetic marker and gel particles A detection kit comprising: 前記磁性マーカーのゼータ電位φと、前記ゲル粒子のゼータ電位φの関係がφφ≧0であり、前記ゲル粒子のゼータ電位φと前記検出素子のゼータ電位φの関係がφφ≧0であることを特徴とする請求項11記載の検出キット。 And zeta potential phi 1 of the magnetic marker, the a is φ 1 φ 2 ≧ 0 relationship zeta potential phi 2 of the gel particles, the relationship of zeta potential phi 3 zeta potential phi 2 and the detection element of the gel particles The detection kit according to claim 11, wherein φ 2 φ 3 ≧ 0. 前記磁性マーカーの粒子径Dと、前記ゲル粒子の粒子径Dの関係がD≦Dであることを特徴とする請求項11または12記載の検出キット。 Wherein the particle diameter D 1 of the magnetic marker, claim 11 or 12 detection kit according relationships particle diameter D 2 of the gel particles is characterized by a D 1 ≦ D 2. 前記ゲル粒子がハイドロゲル粒子であることを特徴とする請求項11乃至13のいずれかの項に記載の検出キット。   The detection kit according to claim 11, wherein the gel particles are hydrogel particles. 前記ハイドロゲル粒子が温度応答性高分子を構成成分として含有することを特徴とする請求項11乃至14のいずれかの項に記載の検出キット。   The detection kit according to claim 11, wherein the hydrogel particles contain a temperature-responsive polymer as a constituent component.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012036273A1 (en) * 2010-09-17 2012-03-22 日東電工株式会社 Methods for manufacturing light-diffusing element and polarizing plate with light-diffusing element, and light-diffusing element and polarizing plate with light-diffusing element obtained by same methods
US8405794B2 (en) 2009-03-18 2013-03-26 Nitto Denko Corporation Light diffusing element, polarizing plate with light diffusing element, liquid crystal display apparatus using both, and manufacturing method for light diffusing element
JP2016517306A (en) * 2013-03-11 2016-06-16 ユニヴァーシティー オブ ユタ リサーチ ファウンデーション Sensor system

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8405794B2 (en) 2009-03-18 2013-03-26 Nitto Denko Corporation Light diffusing element, polarizing plate with light diffusing element, liquid crystal display apparatus using both, and manufacturing method for light diffusing element
WO2012036273A1 (en) * 2010-09-17 2012-03-22 日東電工株式会社 Methods for manufacturing light-diffusing element and polarizing plate with light-diffusing element, and light-diffusing element and polarizing plate with light-diffusing element obtained by same methods
JP2012083743A (en) * 2010-09-17 2012-04-26 Nitto Denko Corp Method for manufacturing light-diffusing element and polarizer with light-diffusing element, and light-diffusing element and polarizer with light diffusing element obtained by the same method
CN103109211A (en) * 2010-09-17 2013-05-15 日东电工株式会社 Methods for manufacturing light-diffusing element and polarizing plate with light-diffusing element, and light-diffusing element and polarizing plate with light-diffusing element obtained by same methods
TWI514012B (en) * 2010-09-17 2015-12-21 Nitto Denko Corp A light diffusion element and a method of manufacturing the polarizing element with the light diffusion element, and a method of manufacturing the polarizing plate
JP2016517306A (en) * 2013-03-11 2016-06-16 ユニヴァーシティー オブ ユタ リサーチ ファウンデーション Sensor system

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