JP2013220066A - センサチップ及びそれを用いた測定方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】細胞・細菌程度の大きさの区画を複数有し,特定の細菌に対する選択性を持たせるために,ドーナツ型の感応部201と円形の感応部202の間を特定の細菌に対する抗体205で修飾した。感応部201はセンサチップ内の計測部203に,感応部202はセンサチップ内の計測部204に配線で接続されている。計測は交流インピーダンス測定もしくは直流の酸化還元電流測定を用いて、交流インピーダンスの変化もしくは酸化還元電流の変化として細菌を検出できる。
【選択図】図3
Description
図1は,細菌の有無を検知するセンサと基質の代謝物を測定するセンサが一つの区画102(黒丸)に共存しており,その区画が2次元アレイ状に複数配置されたセンサチップ101の一例を示す模式図である。図2は一つの区画の模式図であり,図2(a)が平面模式図,図2(b)が断面模式図である。ドーナツ型をした細菌の有無を検知するセンサの感応部201に囲まれるようにして,円形をした基質の代謝物を測定するセンサの感応部202が配置されている。感応部201はセンサチップ内の計測部203に,感応部202はセンサチップ内の計測部204に配線で接続されている。計測部203が交流インピーダンスの計測部である場合,図2に示したように,感応部201と計測部203との配線をなるべく短くすることが望ましい。なぜならば,交流インピーダンスの計測において配線長が長くなると寄生容量が増大し,計測の感度が低下するためである。その結果,図2に示したように,感応部201と計測部203との配線が感応部202と計測部204との配線よりも短くなる。これは,感応部201に要求される大きさが細菌の大きさ程度の数μmであるのに対し,通常,計測部203,204はそれよりも大きい面積を必要とするためである。
図11は,酵素センサアレイの一例を示す模式図である。センサチップ601には黒丸で示す複数の区画602があり,一つの区画602には,ビーズの有無を検知するセンサとビーズに固定化された酵素で生じる酵素反応により生成される産物を測定するセンサが共存している。また,センサチップ601は演算部603,記憶部604を有する。
102,602…区画
201,202,401,402,403,501,502,701,702,801,802,803…感応部
203,204,404,405,406,503,504,704,705,805,806,807…計測部
205,304,407,505…抗体
302…電極
303…配線
210,310,408,506…細菌
320…電極チップ
321…セル
322…測定溶液
323…対向電極
324…インピーダンスアナライザ
603…演算部
604…記憶部
703,804…ウェル
706…酵素固定化ビーズ
605…ウェル層
606…流路
901…測定器
902…表示部
Claims (15)
- 基板と,
前記基板の表面に設けられた複数の区画と,
前記複数の区画に設けられた複数種類の感応部と,
前記複数種類の感応部にそれぞれ接続された複数の検出部と
を有することを特徴とするセンサチップ。 - 請求項1記載のセンサチップにおいて,前記区画は測定対象程度の大きさであることを特徴とするセンサチップ。
- 請求項2記載のセンサチップにおいて,前記測定対象は細胞又は細菌であることを特徴とするセンサチップ。
- 請求項2記載のセンサチップにおいて,前記複数の感応部のうち一つは前記測定対象の有無を検知する検出部に接続されていることを特徴とするセンサチップ。
- 請求項1記載のセンサチップにおいて,前記区画は前記基板上に設けられたウェルであることを特徴とするセンサチップ。
- 請求項1記載のセンサチップにおいて,前記複数の感応部は一方が他方を包含するように配置されていることを特徴とするセンサチップ。
- 請求項1記載のセンサチップにおいて,前記複数の感応部はそれぞれ形状が異なることを特徴とするセンサチップ。
- 請求項1記載のセンサチップにおいて,前記感応部は,貴金属,カーボン,酸化膜,窒化膜,又はイオン感応膜を備えることを特徴とするセンサチップ。
- 請求項1記載のセンサチップにおいて,前記検出部は,交流インピーダンス計測部,直流酸化還元電流計測部,又は電位計測部であることを特徴とするセンサチップ。
- 請求項3記載のセンサチップにおいて,前記区画は少なくとも一部が前記測定対象を捕捉するための抗体で修飾されていることを特徴とするセンサチップ。
- 基板の表面に複数の区画が設定され,各区画に測定対象の有無を検知するための第1の感応部と基質の代謝物を測定するための第2の感応部とが設けられたセンサチップ上に,測定対象を含む溶液を導入する工程と,
前記第1の感応部により各区画における測定対象の有無を検知する工程と,
前記センサチップ上に基質を導入する工程と,
前記第2の感応部により前記測定対象による前記基質の代謝物を測定する工程と
を有することを特徴とする測定方法。 - 請求項11記載の測定方法において,前記測定対象は細胞又は細菌であり,前記区画は少なくとも一部が前記測定対象を捕捉するための抗体で修飾されていることを特徴とする測定方法。
- 基板の表面に複数のウェルが形成され,各ウェルにビーズの有無を検知するための第1の感応部と基質の代謝物を測定するための第2の感応部とが設けられたセンサチップ上に第1の酵素が固定化された第1のビーズを含む溶液を導入する工程と,
各ウェルの前記第1の感応部により前記第1のビーズの有無を検知する工程と,
ウェルに入らなかった余剰の前記第1のビーズを除去する工程と,
前記第1のビーズが検知されたウェルと前記第1の酵素とを対応付けて記憶する工程と,
前記センサチップ上に,第2の酵素が固定化された第2のビーズを含む溶液を導入する工程と,
ウェルに入らなかった余剰の前記第2のビーズを除去する工程と,
前記第1のビーズが検知されたウェルを除く各ウェルにおいて,前記第1の感応部により前記第2のビーズの有無を検知する工程と,
前記第2のビーズが検知されたウェルと前記第2の酵素とを対応付けて記憶する工程と,
前記センサチップ上に検体と基質の混合物を導入する工程と,
前記第2の感応部により前記第1の酵素又は前記第2の酵素による反応産物を測定する工程と,
前記記憶したウェルと第1の酵素あるいは第2の酵素との対応関係を参照して,前記第2の感応部で測定した測定項目に関する情報を得る工程と,
を含むことを特徴とする測定方法。 - 基板の表面に複数のウェルが形成され,各ウェルにビーズの有無を検知するための第1の感応部と基質の代謝物を測定するための第2の感応部とが設けられたセンサチップ上に第1の抗体が固定化された第1のビーズを含む溶液を導入する工程と,
各ウェルの前記第1の感応部により前記第1のビーズの有無を検知する工程と,
ウェルに入らなかった余剰の前記第1のビーズを除去する工程と,
前記第1のビーズが検知されたウェルと前記第1の抗体とを対応付けて記憶する工程と,
前記センサチップ上に,第2の抗体が固定化された第2のビーズを含む溶液を導入する工程と,
ウェルに入らなかった余剰の前記第2のビーズを除去する工程と,
前記第1のビーズが検知されたウェルを除く各ウェルにおいて,前記第1の感応部により前記第2のビーズの有無を検知する工程と,
前記第2のビーズが検知されたウェルと前記第2の抗体とを対応付けて記憶する工程と,
前記センサチップ上に測定対象物質を含む検体を導入し,前記測定対象物質を前記第1のビーズに固定化された前記第1の抗体あるいは前記第2のビーズに固定化された前記第2の抗体に捕捉させる工程と,
前記第1の抗体あるいは前記第2の抗体に捕捉された測定対象物質に,酵素標識された二次抗体を反応させる工程と,
前記二次抗体に標識された酵素と反応させるための基質を含む溶液を導入する工程と,
前記第2の感応部により前記酵素による反応産物を測定する工程と,
前記記憶したウェルと第1の抗体あるいは第2の抗体との対応関係を参照して,前記第2の感応部で測定した測定項目に関する情報を得る工程と,
を含むことを特徴とする測定方法。 - 請求項13又は14記載の測定方法において,前記第1の感応部では,交流インピーダンス又は直流酸化還元電流を測定することを特徴とする測定方法。
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