JP2014106215A - Sensor chip and measuring apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、センサーチップ及び測定装置に関する。 The present invention relates to a sensor chip and a measuring device.
従来、抗原抗体反応などの生体分子同士の分子間相互作用や、有機高分子同士の分子間相互作用などの結合の測定は、一般的に、放射性物質や蛍光体などの標識を用いることで行われてきた。この標識には手間がかかり、特にタンパク質への標識は方法が煩雑な場合や標識によりタンパク質の性質が変化する場合があった。そこで、近年では、生体分子や有機高分子間の結合を、簡便に標識を用いることなく直接的に検出する手段として、光学薄膜の干渉色変化を利用したＲＩｆＳ方式（Reflectometric interference spectroscopy：反射型干渉分光法）が知られている（特許文献１、非特許文献１参照）。
Conventionally, the measurement of bonds such as intermolecular interactions between biomolecules such as antigen-antibody reactions and intermolecular interactions between organic macromolecules is generally performed by using labels such as radioactive substances and phosphors. I have been. This labeling takes time, and in particular, labeling a protein may involve complicated methods or the property of the protein may change depending on the labeling. Therefore, in recent years, as a means for directly detecting a bond between a biomolecule and an organic polymer directly without using a label, the RIfS method (Reflectometric interference spectroscopy) using interference color change of an optical thin film is used. Spectroscopy) is known (see
ＲＩｆＳ方式について簡単に説明すると、この方式では、図９に示すように、基板１０２の上面に光学薄膜１０４が設けられたセンサーチップ１０１が用いられる。図９（ａ）に示すように、基板１０２上の光学薄膜１０４に対し白色光を照射した場合、図１０の典型的な一例に示すとおり、白色光そのものの分光強度は実線１０６で表され、その反射光の分光強度は実線１０８で表される。照射した白色光とその反射光との各分光強度から反射率を求めると、図１１に示すとおり、実線で表されたボトムピーク（スペクトル曲線における極小部）を有する反射スペクトル１１０が得られる。
The RIfS method will be briefly described. In this method, as shown in FIG. 9, a
分子間相互作用を検出するにあたっては、図９（ｂ）に示すとおり、光学薄膜１０４上にリガンド１２０が設けられる。光学薄膜１０４上にリガンド１２０を設けると、リガンド１２０が設けられた部位における光学的厚さ１１２が変化して光路長が変化し、反射干渉効果により干渉波長も変化する。すなわち、反射光の分光強度分布のピーク位置がシフトし、その結果、図１１に示すとおり、反射スペクトル１１０が反射スペクトル１２２（点線部参照）にシフトする。この状態において、光学薄膜１０４上にサンプル溶液を流すと、図９（ｃ）に示すとおり、リガンド１２０とサンプル溶液中のアナライト１３０とが結合する。リガンド１２０とアナライト１３０とが結合すると、アナライト１３０が結合した部位における光学的厚さ１１２がさらに変化する。リガンド１２０に対してアナライト１３０が部分的に付着することによって不均質な層が生成されるが、この不均質層は巨視的にみればアナライト１３０の付着量に応じた所定の光学的厚さを有する均質層に置き換えられる。従って、入射光の通過する均質層の光学的厚さがアナライト１３０の付着量に応じて変化することとなる。これによって、図１１に示すとおり、反射スペクトル１２２が反射スペクトル１３２（１点鎖線部参照）にシフトする。そして、反射スペクトル１２２のボトムピーク波長（反射率が極小値となる波長）に対する反射スペクトル１３２のボトムピーク波長の変化を検出することにより、分子間相互作用の有無を検出することができる。また、反射スペクトル１２２のボトムピーク波長に対する反射スペクトル１３２のボトムピーク波長の変化量（Δλ）を検出することにより、分子間相互作用の進捗度を検出することができるようになっている。
In detecting the intermolecular interaction, a
ボトムピーク波長の変化の推移を経時的に観測すると、図１２に示すとおり、曲線上の第１のショルダー部である時点１４０において、リガンド１２０によるボトムピーク波長の変化を確認することができ、曲線上の第２のショルダー部である時点１４２において、リガンド１２０とアナライト１３０との結合によるボトムピーク波長の変化を確認することができる。
When the transition of the change in the bottom peak wavelength is observed with time, the change in the bottom peak wavelength due to the
ところで、相互作用の測定対象であるアナライトは主にタンパク質や核酸であり、大きさが１〜１０ｎｍオーダーと微小である。 By the way, the analyte which is the measurement target of the interaction is mainly a protein or a nucleic acid, and its size is as small as 1 to 10 nm.
しかしながら、従来の分子間相互作用の測定装置では、アナライトが１〜１０ｎｍオーダーで微小であると、相互作用に伴う波長変化が小さくなってしまい、感度不足になりやすい。そして、感度不足の場合には、サンプル溶液の使用量を多くする必要が生じ、サンプル溶液の購入や調整にコストや手間がかかってしまう。
また、従来の分子間相互作用の測定装置に対しては、測定精度のいっそうの向上が望まれている。
However, in the conventional intermolecular interaction measuring apparatus, if the analyte is very small on the order of 1 to 10 nm, the wavelength change associated with the interaction becomes small, and the sensitivity tends to be insufficient. If the sensitivity is insufficient, it is necessary to increase the amount of the sample solution used, and cost and labor are required to purchase and adjust the sample solution.
Further, for a conventional intermolecular interaction measuring apparatus, further improvement in measurement accuracy is desired.
そこで、本発明の目的は、従来より高感度かつ高精度に分子間相互作用を測定することのできるセンサーチップ及び測定装置を提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to provide a sensor chip and a measuring apparatus that can measure an intermolecular interaction with higher sensitivity and higher accuracy than before.
以上の課題を解決するための請求項１に係る発明は、
サンプル溶液との接触面に薄膜が設けられた基板を有し、分子間相互作用の測定装置で用いられるセンサーチップにおいて、
前記測定装置は、
光源と、
受光する光の分光強度を検出する分光器と、
前記光源からの照射光を伝達して当該センサーチップに照射させる第一の光伝達経路、及び、前記照射光に起因する当該センサーチップからの反射光を前記分光器に伝達する第二の光伝達経路を有する光伝達部と、を備え、
当該センサーチップは、
前記照射光の分光強度が最大となる波長λ１［ｎｍ］に対し、
前記反射光の反射率が最小となる波長λ０［ｎｍ］が、
（λ１−１０）≦λ０≦（λ１＋１０）
を満たすことを特徴とする。
The invention according to
In a sensor chip that has a substrate provided with a thin film on the contact surface with a sample solution and is used in a measurement device for intermolecular interaction,
The measuring device is
A light source;
A spectroscope that detects the spectral intensity of the received light;
A first light transmission path for transmitting irradiation light from the light source to irradiate the sensor chip, and a second light transmission for transmitting reflected light from the sensor chip due to the irradiation light to the spectrometer A light transmission part having a path,
The sensor chip is
For the wavelength λ 1 [nm] at which the spectral intensity of the irradiation light is maximum,
The wavelength λ 0 [nm] at which the reflectance of the reflected light is minimized is
(Λ 1 −10) ≦ λ 0 ≦ (λ 1 +10)
It is characterized by satisfying.
請求項２記載の発明は、請求項１記載のセンサーチップにおいて、
前記光源は、
可視光を照射することを特徴とする。
The invention according to
The light source is
It is characterized by irradiating visible light.
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載のセンサーチップにおいて、
前記光源は、
白色光を照射することを特徴とする。
The invention described in
The light source is
It is characterized by irradiating white light.
請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載のセンサーチップにおいて、
前記基板は、
シリコンまたはゲルマニウムによって形成されていることを特徴とする。
The invention according to
The substrate is
It is characterized by being formed of silicon or germanium.
請求項５記載の発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載のセンサーチップにおいて、
前記薄膜は、
窒化シリコン、二酸化チタン、五酸化タンタル、五酸化ニオブ、酸化ハフニウムまたはインジウムスズ酸化物によって形成されていることを特徴とする。
The invention according to
The thin film is
It is formed of silicon nitride, titanium dioxide, tantalum pentoxide, niobium pentoxide, hafnium oxide or indium tin oxide.
請求項６記載の発明は、分子間相互作用の測定装置において、
サンプル溶液との接触面に薄膜が設けられた基板を有するセンサーチップと、
光源と、
受光する光の分光強度を検出する分光器と、
前記光源からの照射光を伝達して前記センサーチップに照射させる第一の光伝達経路、及び、前記照射光に起因する前記センサーチップからの反射光を前記分光器に伝達する第二の光伝達経路を有する光伝達部と、を備え、
前記照射光の分光強度が最大となる波長λ１［ｎｍ］と、
前記反射光の反射率が最小となる波長λ０［ｎｍ］とが（λ１−１０）≦λ０≦（λ１＋１０）を満たすことを特徴とする。
The invention according to
A sensor chip having a substrate provided with a thin film on the contact surface with the sample solution;
A light source;
A spectroscope that detects the spectral intensity of the received light;
A first light transmission path for transmitting irradiation light from the light source to irradiate the sensor chip, and a second light transmission for transmitting reflected light from the sensor chip due to the irradiation light to the spectrometer A light transmission part having a path,
A wavelength λ 1 [nm] at which the spectral intensity of the irradiation light is maximized;
The wavelength λ 0 [nm] at which the reflectance of the reflected light is minimum satisfies (λ 1 −10) ≦ λ 0 ≦ (λ 1 +10).
請求項７記載の発明は、請求項６記載の測定装置において、
前記光源は、
可視光を照射することを特徴とする。
The invention according to
The light source is
It is characterized by irradiating visible light.
請求項８記載の発明は、請求項６または７記載の測定装置において、
前記光源は、
白色光を照射することを特徴とする。
The invention according to
The light source is
It is characterized by irradiating white light.
請求項９記載の発明は、請求項６〜８の何れか一項に記載の測定装置において、
前記基板は、
シリコンまたはゲルマニウムによって形成されていることを特徴とする。
The invention according to claim 9 is the measuring apparatus according to any one of
The substrate is
It is characterized by being formed of silicon or germanium.
請求項１０記載の発明は、請求項６〜９の何れか一項に記載の測定装置において、
前記薄膜は、
窒化シリコン、二酸化チタン、五酸化タンタル、五酸化ニオブ、酸化ハフニウムまたはインジウムスズ酸化物によって形成されていることを特徴とする。
A tenth aspect of the present invention is the measuring apparatus according to any one of the sixth to ninth aspects,
The thin film is
It is formed of silicon nitride, titanium dioxide, tantalum pentoxide, niobium pentoxide, hafnium oxide or indium tin oxide.
本発明によれば、従来より高感度かつ高精度に分子間相互作用を測定することができる。 According to the present invention, intermolecular interactions can be measured with higher sensitivity and higher accuracy than in the past.
以下に本発明の一実施形態につき図面を参照して説明する。以下は本発明の一実施形態であって本発明を限定するものではない。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The following is one embodiment of the present invention and does not limit the present invention.
図１に示すとおり、分子間相互作用の測定システム１００は、測定装置１及び制御演算装置５０を備えている。
As shown in FIG. 1, the intermolecular
測定装置１は、検出器１０，光源２０，分光器３０，光伝達部４０を備えており、分子間相互作用が進捗する光学薄膜からの反射光の分光特性を検出するようになっている。
The measuring
このうち、検出器１０は基本的にはセンサーチップ１２，フローセル１４から構成されている。
ここで、図２、図３に検出器１０と、光伝達部４０とによる検出の様子を斜視図で示す。
Among these, the
Here, FIGS. 2 and 3 are perspective views showing detection by the
これらの図に示すように、センサーチップ１２は、サンプル溶液６０を流すための密閉流路１４ｂの少なくとも一部を画成する矩形状の部材である。このセンサーチップ１２は、図１に示すように、基板１２ａと、当該基板１２ａにおけるサンプル溶液６０との接触面（本実施形態においては上面）に設けられた光学薄膜（以下、薄膜とする）１２ｂとを有している。
As shown in these drawings, the
基板１２ａは、シリコンまたはゲルマニウムによって形成されており、本実施の形態においてはシリコンによって形成されている。
The
薄膜１２ｂは、窒化シリコン、二酸化チタン、五酸化タンタル、五酸化ニオブ、酸化ハフニウムまたはインジウムスズ酸化物によって形成されており、本実施の形態においては、窒化シリコンによって形成されている。
The
この薄膜１２ｂの表層部には、サンプル溶液６０中のアナライト６２を捕捉するリガンドの層が含まれていても良い（図１参照）。なお、アナライト６２とは、リガンドと特異的に結合する物質であり、検出しようとする目的の分子である。アナライト６２としては、例えばタンパク質，核酸，脂質，糖などの生体分子や、薬剤物質，内分泌錯乱化学物質などの生体分子と結合する外来物質などが使用される。
The surface layer portion of the
ここで、光源２０からの照射光がセンサーチップ１２で反射したときの反射光の反射率の最小波長（つまりボトムピーク波長。以下、反射率最小波長とする）λ０［ｎｍ］は、薄膜１２ｂの光学膜厚ｎｄ（＝薄膜１２ｂの屈折率n×物理膜厚d）によって決定される。λ０についての計算上の値と測定値とは異なる可能性があるものの、一般的には、基板１２ａや薄膜１２ｂはそれぞれ光を波長ごとに分散させる光学特性を持ち、反射率最小波長λ０はλ０／４＝ｎｄの関係を満たす。そして、本発明における薄膜１２ｂの膜厚ｄは、光源２０からの照射光の分光強度の最大波長（以下、光源ピーク波長とする）λ１［ｎｍ］に対し、λ０が（λ１−１０）≦λ０≦（λ１＋１０）を満たすように設計されている。
Here, the minimum wavelength (that is, the bottom peak wavelength; hereinafter referred to as the minimum reflectance wavelength) λ 0 [nm] of the reflected light when the light emitted from the
フローセル１４はシリコーンゴム製の透明な部材である。フローセル１４には溝１４ａが形成されている。フローセル１４をセンサーチップ１２の上面に密着させると、密閉流路１４ｂが形成される（図１参照）。溝１４ａの両端部はフローセル１４の表面から露出しており、一方の端部がサンプル溶液６０の流入口１４ｃとして、他方の端部がその流出口１４ｄとしてそれぞれ機能する。溝１４ａの底部には、リガンド１６が結合されていても良い。
The
以上の検出器１０では、センサーチップ１２に対しフローセル１４を貼り替え可能となっており、フローセル１４はディスポーザブル（使い捨て）使用が可能となっている。センサーチップ１２の表面には、シランカップリング剤などにより表面修飾をおこなってもよく、この場合にはフローセル１４の貼り替えが容易となる。
In the
図１に示すとおり、フローセル１４の密閉流路１４ｂの上方には光伝達部４０が設置されている。
As shown in FIG. 1, a
この光伝達部４０は、光ファイバー４０Ａ，４０Ｂを有している。
光ファイバー４０Ａは、一端がプローブ４１（図２，図３参照）内に配設され密閉流路１４ｂに向けて設置されるとともに、他端が光源２０に接続されている。これにより光ファイバー４０Ａは光源２０からの照射光を伝達してセンサーチップ１２に照射させるようになっている。
The
One end of the
一方、光ファイバー４０Ｂは、一端がプローブ４１内に配設され密閉流路１４ｂに向けて設置されるとともに、他端が分光器３０に接続されている。これにより光ファイバー４０Ｂは光源２０からの照射光に起因するセンサーチップ１２からの反射光を分光器３０に伝達するようになっている。
On the other hand, one end of the
光源２０は、可視光を照射するようになっており、より具体的には白色光を照射するようになっている。このような光源２０としては、例えばハロゲン光源が使用される。
The
分光器３０は、受光する光の分光強度を検出するものである。
以上の光伝達部４０、光源２０及び分光器３０によれば、光源２０が点灯すると、その光が光ファイバー４０Ａを介して密閉流路１４ｂに照射され、その反射光が光ファイバー４０Ｂを介して分光器３０で検出される。
The
According to the
制御演算装置５０は、測定装置１に接続され、光源２０や分光器３０などの制御や、アナライト６２の検出情報の演算、情報の出入力などを行うようになっている。
The control
続いて、測定システム１００の動作及び測定方法について説明する。
図１に示すとおり、アナライト６２を含みうるサンプル溶液６０を、流入口１４ｃから密閉流路１４ｂを経て流出口１４ｄに流通させる。このとき制御演算装置５０は、サンプル溶液６０の送液駆動装置（図示せず）の制御を行う。
Next, the operation of the
As shown in FIG. 1, the
制御演算装置５０は、サンプル溶液６０が密閉流路１４ｂを流通している間に、光源２０を点灯させる。白色光はフローセル１４を透過してセンサーチップ１２に照射され、その反射光が分光器３０で検出される。分光器３０により検出された反射光の検出強度は制御演算装置５０に送信される。
The control
この場合に、図４に示すとおり、サンプル溶液６０中のアナライト６２がリガンド１６と結合すると、光学的厚さ７０が変化し、干渉色（反射率最小波長λ０）が変化する。制御演算装置５０は、分光器３０から、分子間相互作用の開始前や進捗中、終了後の反射光の分光特性の入力を得る。制御演算装置５０は、入力された反射光の分光特性に基づき各種測定値を算出する。この測定値としては、例えば、分光反射率の反射率最小波長λ０や、その変化量である。
In this case, as shown in FIG. 4, when the
以上の測定システム１００によれば、光源ピーク波長λ１［ｎｍ］に対し、センサーチップ１２の反射率最小波長λ０［ｎｍ］が（λ１−１０）≦λ０≦（λ１＋１０）を満たすので、反射率最小波長λ０の周辺波長が、光源ピーク波長λ１の周辺波長でもあることとなる。従って、反射率最小波長λ０の周辺波長では、照射光の光強度が時間変動に対して揺らがずに安定する結果、反射光の光強度も時間変動に対して揺らがずに安定することとなる。よって、分子間相互作用を検出するにあたっての測定対象波長である反射率最小波長λ０付近において、時間変動によるノイズが光強度に生じてしまうのを防止することができるため、従来よりも高精度に分子間相互作用の測定を行うことができる（後述の実施例１を参照）。
また、従来よりも高感度に分子間相互作用の測定を行うことができる（後述の実施例２を参照）。
According to the
In addition, intermolecular interactions can be measured with higher sensitivity than in the past (see Example 2 described later).
以上に本発明の実施形態及び変形例について説明した。本発明の技術的範囲は上述した実施形態や変形例に限定されない。また、本発明の適用可能な実施形態は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で上述の実施形態や変形例から適宜変更可能である。 The embodiment and the modification of the present invention have been described above. The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications. In addition, the applicable embodiments of the present invention can be appropriately changed from the above-described embodiments and modifications without departing from the spirit of the present invention.
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.
［１．センサーチップの作製］
センサーチップの試料として、１８ｍｍ×２６ｍｍにダイシングされたシリコン基板（イープライズ社製）上に５６．５ｎｍの厚みで窒化シリコンの薄膜が成膜されたセンサーチップ（以下、試料（１）とする）を入手した。
[1. Fabrication of sensor chip]
As a sensor chip sample, a sensor chip (hereinafter referred to as sample (1)) in which a silicon nitride thin film having a thickness of 56.5 nm is formed on a silicon substrate (manufactured by E-Price) diced to 18 mm × 26 mm. Was obtained.
また、同様にして、センサーチップの他の試料として、１８ｍｍ×２６ｍｍにダイシングされたシリコン基板（イープライズ社製）上に６６．５ｎｍ、７１．５ｎｍ、７６．６ｎｍ、８６．５ｎｍの厚みで窒化シリコンの薄膜が成膜されたセンサーチップ（以下、試料（２）〜（５）とする）をそれぞれ入手した。 Similarly, another sample of the sensor chip is nitrided at a thickness of 66.5 nm, 71.5 nm, 76.6 nm, and 86.5 nm on a silicon substrate (manufactured by E-Price) diced to 18 mm × 26 mm. Sensor chips (hereinafter referred to as samples (2) to (5)) each having a silicon thin film were obtained.
［２．反射率最小波長λ０の測定］
分子間相互作用の測定装置として、コニカミノルタテクノロジーセンター株式会社製のMI-Affinity（商品名）を用いた。この測定装置に用いられている光源はハロゲンランプであり、図５に示すように、光源ピーク波長λ１が６１０ｎｍとなっている。
[2. Measurement of minimum reflectance λ 0 ]
MI-Affinity (trade name) manufactured by Konica Minolta Technology Center Co., Ltd. was used as an intermolecular interaction measuring device. The light source used in this measuring apparatus is a halogen lamp, and the light source peak wavelength λ 1 is 610 nm as shown in FIG.
以上の測定装置におけるセンサーチップ用ステージの上に上述の試料（１）〜（５）をそれぞれセットし、２５℃のdry条件下において反射率最小波長λ０の測定を５０回（１秒間隔で５０秒間）行ったところ、図６に示すような結果が得られた。なお、図６では、縦軸方向の所定目盛（＝０．１ｎｍ）と比較して反射率最小波長λ０がどれだけ変動しているかを各グラフで示しており、変動の度合いを比較し易いよう、各試料についてのグラフを上下に離間させて描画している。 The above samples (1) to (5) are set on the sensor chip stage in the above measuring apparatus, and the measurement of the minimum reflectance wavelength λ 0 is performed 50 times (at intervals of 1 second under a dry condition of 25 ° C. 50 seconds), a result as shown in FIG. 6 was obtained. In FIG. 6, each graph shows how much the minimum reflectance wavelength λ 0 varies compared to a predetermined scale (= 0.1 nm) in the vertical axis direction, and the degree of variation can be easily compared. As shown, the graphs for each sample are drawn vertically apart.
この結果から、反射率最小波長λ０の標準偏差と反射率最小波長λ０の平均値とを求めたところ、以下の表１に示す通りとなった。また、各試料（１）〜（５）での反射率と波長との関係は、図７に示す通りとなった。 The results were determined the standard deviation of the reflectance minimum wavelength lambda 0 and the average value of the reflectance minimum wavelength lambda 0, it was as shown in Table 1 below. Further, the relationship between the reflectance and the wavelength in each of the samples (1) to (5) is as shown in FIG.
［３．センサーチップの評価］
以上の結果から、試料（１）〜（５）のうち、試料（３）（窒化シリコンの膜厚：７１．５ｎｍ）で反射率最小波長λ０（分子間相互作用の測定時に対象とする波長）付近の光強度が時間変動に対して最も安定することが分かる。
[3. Sensor chip evaluation]
From the above results, among samples (1) to (5), sample (3) (silicon nitride film thickness: 71.5 nm) and reflectance minimum wavelength λ 0 (wavelength to be used when measuring intermolecular interaction) ) It can be seen that the light intensity in the vicinity is most stable against time fluctuation.
ここで、光源ピーク波長λ１（＝６１０ｎｍ）と、各センサーチップの反射率最小波長λ０とが（λ１−１０）≦λ０≦（λ１＋１０）の条件式を満たすか否かを検討したところ、試料（３）の反射率最小波長λ０（＝６０４ｎｍ）は条件式を満たしており、試料（１），（２），（４），（５）の反射率最小波長λ０（＝４９７ｎｍ，５７３ｎｍ，６６１ｎｍ，７３４ｎｍ）は条件式を満たしていなかった。 Here, whether or not the light source peak wavelength λ 1 (= 610 nm) and the minimum reflectance wavelength λ 0 of each sensor chip satisfy the conditional expression (λ 1 −10) ≦ λ 0 ≦ (λ 1 +10). was examined, the sample reflectance minimum wavelength lambda 0 (= 604 nm) (3) meets the condition, the sample (1), (2), (4), the reflectance minimum wavelength lambda 0 (5) (= 497 nm, 573 nm, 661 nm, 734 nm) did not satisfy the conditional expression.
以上のことから、光源ピーク波長λ１と反射率最小波長λ０とを調整し、（λ１−１０）≦λ０≦（λ１＋１０）を満たすように薄膜の厚みを設計することで、時間変動によるノイズの発生が防止され、高精度な分子間相互作用の測定が可能になることが分かる。 From the above, by adjusting the light source peak wavelength λ 1 and the minimum reflectance wavelength λ 0 and designing the thickness of the thin film so as to satisfy (λ 1 −10) ≦ λ 0 ≦ (λ 1 +10), It can be seen that the generation of noise due to time fluctuations is prevented, and the intermolecular interaction can be measured with high accuracy.
実施例１と同様の測定装置におけるチップ用ステージの上に、実施例１と同様の試料（１）〜（５）をそれぞれセットし、フローセル（コニカミノルタテクノロジーセンター株式会社製）をセンサーチップ上に装着し、密閉流路を形成した。測定温度は２５℃にセットし、ランニングバッファーとして１０ｍＭのＰＢＳ（Phosphate buffered saline）バッファー（ｐＨ７．４）をシリンジポンプ（harvard apparatus社製）により２０μｌ／ｍｉｎの流量にて送液させた。 The same samples (1) to (5) as in Example 1 are set on the chip stage in the same measuring apparatus as in Example 1, and the flow cell (manufactured by Konica Minolta Technology Center Co., Ltd.) is placed on the sensor chip. Mounted to form a sealed channel. The measurement temperature was set to 25 ° C., and 10 mM PBS (Phosphate buffered saline) buffer (pH 7.4) was fed as a running buffer at a flow rate of 20 μl / min by a syringe pump (manufactured by Harvard apparatus).
２０分ほど送液を行い、反射率最小波長λ０（分子間相互作用の測定時に対象とする波長）付近の光強度の安定を確認した後に、分子間相互作用の測定を開始した。測定開始から１０分後に、マニュアルインジェクターを介して１００μｇ／ｍＬのタンパク質「NeutrAvidin」（Thermo Scientific社製）１００μＬをインジェクトしてランニングバッファーとともに密閉流路に流した。なお、「NeutrAvidin」はセンサーチップの表面に吸着されて薄膜を形成する性質を有している。 The solution was fed for about 20 minutes, and after confirming the stability of the light intensity near the minimum reflectance wavelength λ 0 (the target wavelength when measuring the intermolecular interaction), measurement of the intermolecular interaction was started. Ten minutes after the start of measurement, 100 μL of 100 μg / mL protein “NeutrAvidin” (manufactured by Thermo Scientific) was injected through a manual injector and allowed to flow along with the running buffer in a closed channel. “NeutrAvidin” has the property of forming a thin film by being adsorbed on the surface of the sensor chip.
そして、インジェクトを行ってからの経過時間と、反射光の反射率最小波長λ０の変化量（Δλ）との関係を調べたところ、図８に示す通りとなった。また、インジェクトを行ってから１０分後での変化量（Δλ）は、以下の表２に示す通りとなった。 Then, when the relationship between the elapsed time after the injection and the amount of change (Δλ) in the reflectance minimum wavelength λ 0 of the reflected light was examined, it was as shown in FIG. Further, the amount of change (Δλ) 10 minutes after the injection was as shown in Table 2 below.
このことから、試料（１）〜（５）のうち、試料（３）（窒化シリコンの膜厚：７１．５ｎｍ）では、試料（１），（２），（４），（５）と比較して、同量のアナライトに対する反射率最小波長λ０の変化量（Δλ）が大きいことが分かる。 Therefore, of the samples (1) to (5), the sample (3) (silicon nitride film thickness: 71.5 nm) is compared with the samples (1), (2), (4), and (5). Thus, it can be seen that the change amount (Δλ) of the minimum reflectance wavelength λ 0 for the same amount of analyte is large.
よって、光源ピーク波長λ１と反射率最小波長λ０とを調整し、（λ１−１０）≦λ０≦（λ１＋１０）を満たすように薄膜の厚みを設計することで、高感度な分子間相互作用の測定が可能になることが分かる。 Therefore, by adjusting the light source peak wavelength λ 1 and the minimum reflectance wavelength λ 0 and designing the thickness of the thin film so as to satisfy (λ 1 −10) ≦ λ 0 ≦ (λ 1 +10), high sensitivity is achieved. It can be seen that intermolecular interactions can be measured.
１ 測定装置
１２ センサーチップ
１２ａ 基板
１２ｂ 薄膜
１４ｂ 密閉流路
２０ 光源
３０ 分光器
４０ 光伝達部
４０Ａ 光ファイバー（第一の光伝達経路）
４０Ｂ 光ファイバー（第二の光伝達経路）
DESCRIPTION OF
40B optical fiber (second optical transmission path)
Claims (10)
前記測定装置は、
光源と、
受光する光の分光強度を検出する分光器と、
前記光源からの照射光を伝達して当該センサーチップに照射させる第一の光伝達経路、及び、前記照射光に起因する当該センサーチップからの反射光を前記分光器に伝達する第二の光伝達経路を有する光伝達部と、を備え、
当該センサーチップは、
前記照射光の分光強度が最大となる波長λ１［ｎｍ］に対し、
前記反射光の反射率が最小となる波長λ０［ｎｍ］が、
（λ１−１０）≦λ０≦（λ１＋１０）
を満たすことを特徴とするセンサーチップ。 In a sensor chip that has a substrate provided with a thin film on the contact surface with a sample solution and is used in a measurement device for intermolecular interaction,
The measuring device is
A light source;
A spectroscope that detects the spectral intensity of the received light;
A first light transmission path for transmitting irradiation light from the light source to irradiate the sensor chip, and a second light transmission for transmitting reflected light from the sensor chip due to the irradiation light to the spectrometer A light transmission part having a path,
The sensor chip is
For the wavelength λ 1 [nm] at which the spectral intensity of the irradiation light is maximum,
The wavelength λ 0 [nm] at which the reflectance of the reflected light is minimized is
(Λ 1 −10) ≦ λ 0 ≦ (λ 1 +10)
Sensor chip characterized by satisfying
前記光源は、
可視光を照射することを特徴とするセンサーチップ。 The sensor chip according to claim 1,
The light source is
A sensor chip that emits visible light.
前記光源は、
白色光を照射することを特徴とするセンサーチップ。 The sensor chip according to claim 1 or 2,
The light source is
A sensor chip that emits white light.
前記基板は、
シリコンまたはゲルマニウムによって形成されていることを特徴とするセンサーチップ。 In the sensor chip according to any one of claims 1 to 3,
The substrate is
A sensor chip formed of silicon or germanium.
前記薄膜は、
窒化シリコン、二酸化チタン、五酸化タンタル、五酸化ニオブ、酸化ハフニウムまたはインジウムスズ酸化物によって形成されていることを特徴とするセンサーチップ。 In the sensor chip according to any one of claims 1 to 4,
The thin film is
A sensor chip formed of silicon nitride, titanium dioxide, tantalum pentoxide, niobium pentoxide, hafnium oxide or indium tin oxide.
サンプル溶液との接触面に薄膜が設けられた基板を有するセンサーチップと、
光源と、
受光する光の分光強度を検出する分光器と、
前記光源からの照射光を伝達して前記センサーチップに照射させる第一の光伝達経路、及び、前記照射光に起因する前記センサーチップからの反射光を前記分光器に伝達する第二の光伝達経路を有する光伝達部と、を備え、
前記照射光の分光強度が最大となる波長λ１［ｎｍ］と、
前記反射光の反射率が最小となる波長λ０［ｎｍ］とが（λ１−１０）≦λ０≦（λ１＋１０）を満たすことを特徴とする測定装置。 In a measurement device for intermolecular interactions,
A sensor chip having a substrate provided with a thin film on the contact surface with the sample solution;
A light source;
A spectroscope that detects the spectral intensity of the received light;
A first light transmission path for transmitting irradiation light from the light source to irradiate the sensor chip, and a second light transmission for transmitting reflected light from the sensor chip due to the irradiation light to the spectrometer A light transmission part having a path,
A wavelength λ 1 [nm] at which the spectral intensity of the irradiation light is maximized;
The wavelength λ 0 [nm] at which the reflectance of the reflected light is minimum satisfies (λ 1 −10) ≦ λ 0 ≦ (λ 1 +10).
前記光源は、
可視光を照射することを特徴とする測定装置。 The measuring device according to claim 6.
The light source is
A measuring apparatus that emits visible light.
前記光源は、
白色光を照射することを特徴とする測定装置。 The measuring apparatus according to claim 6 or 7,
The light source is
A measuring apparatus that emits white light.
前記基板は、
シリコンまたはゲルマニウムによって形成されていることを特徴とする測定装置。 In the measuring device according to any one of claims 6 to 8,
The substrate is
A measuring apparatus formed of silicon or germanium.
前記薄膜は、
窒化シリコン、二酸化チタン、五酸化タンタル、五酸化ニオブ、酸化ハフニウムまたはインジウムスズ酸化物によって形成されていることを特徴とする測定装置。 In the measuring apparatus as described in any one of Claims 6-9,
The thin film is
A measuring apparatus formed of silicon nitride, titanium dioxide, tantalum pentoxide, niobium pentoxide, hafnium oxide or indium tin oxide.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012261901A JP2014106215A (en) | 2012-11-30 | 2012-11-30 | Sensor chip and measuring apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2012261901A JP2014106215A (en) | 2012-11-30 | 2012-11-30 | Sensor chip and measuring apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2014106215A true JP2014106215A (en) | 2014-06-09 |
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ID=51027813
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| JP (1) | JP2014106215A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017135303A1 (en) * | 2016-02-02 | 2017-08-10 | コニカミノルタ株式会社 | Measurement device |
-
2012
- 2012-11-30 JP JP2012261901A patent/JP2014106215A/en active Pending
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|---|---|---|---|---|
| WO2017135303A1 (en) * | 2016-02-02 | 2017-08-10 | コニカミノルタ株式会社 | Measurement device |
| JPWO2017135303A1 (en) * | 2016-02-02 | 2018-11-22 | コニカミノルタ株式会社 | measuring device |
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