JP2014520264A - 再生可能な表面を伴う、表面プラズモンを用いる検体監視のための方法およびシステム - Google Patents
再生可能な表面を伴う、表面プラズモンを用いる検体監視のための方法およびシステム Download PDFInfo
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Abstract
Description
Y=Y0[1−exp(−kCt)](k>0) (式1)
ΔY/Δt=kCY0exp(−kCt) (式2)
tC=3/kC (式3)
最初は、時間t=0でSPR共鳴角のシフトはゼロである。t>0では、当初はSPR共鳴角の変化率は大であるが、次いで検体に対する有効な結合部位が使い果たされるにつれて、ゼロに近づくまで低下する。t=tCのとき、式3で示されるように、合計の角度変化が終値の約95パーセントに達する。このとき、角度変化の割合は初期値の約5パーセントである。さらなる実施形態では、システム、検体、溶液などの設計必要性に応じて、95パーセント/5パーセントとは別の割合が用いられてもよいことに留意されたい。SPR共鳴角のシフトおよびその変化率を監視することにより、最終的なSPR共鳴角を推測することができる。それに加えて、SPR共鳴角の変化率は、吸着質Cの濃度を表す。
Claims (15)
- 少なくとも1つの検体を検出する方法であって、
前記少なくとも1つの検体について監視される溶液を用意することと、
前記監視される溶液を、表面プラズモン共鳴(SPR)生成システムの作用面に接触させて配置することであって、前記作用面が、ガラス表面上に配置された金属表面を備え、前記金属表面が、前記検体に対する結合部位をもたらすように構成された第1の結合物質を含むことと、
前記金属表面に対して、ある期間にわたって複数の角度で光を照射することと、
前記複数の角度のそれぞれにおいて光の反射率を測定してSPR角度を求めることと、
前記期間にわたって前記SPR角度の変化を監視して、前記監視されている溶液の中の前記検体の量が前記検体の所定の閾値を超過したかどうか判断することであって、前記SPR角度の変化率の検出された低下が、所定の閾値時間より早く起こる場合には、前記監視される溶液の中の前記検体の前記量が、前記検体の前記所定の閾値を超過することと、
前記SPR生成システムの前記作用面上に前記第1の結合物質の新規の層を堆積することにより、前記SPR生成システムの前記作用面を再生することとを含む方法。 - 前記SPR生成システムの前記作用面に接触して対照溶液を配置することと、
前記金属表面が前記対照溶液に接している間に前記金属表面に光を照射することによって生成された反射率曲線の形状が、前記作用面におけるSPRの存在を示しているかどうか判断することと、
前記反射率曲線の形状が、前記作用面におけるSPRの存在と矛盾していないと判断した後に、前記監視される溶液を前記作用面に接触させて配置することとをさらに含む請求項1に記載の方法。 - 前記SPR角度の前記変化率の前記低下が、前記所定の閾値時間より早く生じるのが検出されるのに応答して通知を発することであって、前記所定の閾値時間が、対照溶液に関するSPR角度の変化率の予期された低下に基づいて求められることをさらに含む請求項1または2に記載の方法。
- 前記金属表面上に前記結合物質を堆積することをさらに含み、前記金属表面上に前記結合物質を堆積することは、前記金属表面を、前記結合物質を含んでいる溶液に接触させて配置することを含む請求項1から3のいずれかに記載の方法。
- 前記期間にわたって、前記複数の角度のそれぞれにおいて前記光の前記反射率を測定することにより、反射率曲線を生成することと、前記反射率曲線からSPR反射率の最低角度を求めることとをさらに含む請求項1から4のいずれかに記載の方法。
- 前記SPR角度の前記変化率が、前記結合物質に対する前記検体の吸着の変化率に相当する請求項1から5のいずれかに記載の方法。
- 前記SPR生成システムの前記作用面を再生することは、前記SPR角度の前記変化率の減少率が前記変化率の第2の所定の減少率の閾値を下回るのに応じて遂行される請求項1から6のいずれかに記載の方法。
- 前記SPR生成システムの前記作用面を再生することが、
前記監視される溶液を前記作用面との接触から除去することと、
前記作用面に結合している前記検体に対して不可逆的に結合するように構成される第2の結合物質を前記作用面上に堆積することと、
前記第2の結合物質の上に第2の金属表面を堆積することと、
前記第2の金属表面上に前記第1の結合物質を堆積することとを含む請求項1から7のいずれかに記載の方法。 - 第2の結合物質を堆積することが、前記作用面に第2の溶液を導入することを含み、前記第2の溶液が前記第2の結合物質を含み、第2の金属表面を堆積することが、前記第2の結合物質の上に金属ナノ粒子のコロイドを堆積することを含み、前記第1の結合物質および前記第2の結合物質のうち少なくとも1つがポリビニルピロリドンを含む請求項8に記載の方法。
- 表面プラズモン共鳴(SPR)生成システムの作用面を再生する方法であって、
監視される溶液を、前記SPR生成システムの作用面との接触から除去することであって、前記作用面が、ガラス表面上に配置された金属表面を備え、前記金属表面が、前記検体に対する結合部位をもたらすように構成された第1の結合物質を含み、前記SPR生成システムは、前記金属表面に対して、光をある期間にわたって複数の角度で照射し、前記複数の角度のそれぞれにおいて前記光の反射率を測定してSPR角度を求めるように構成された光源をさらに備えていることと、
前記作用面に結合している前記検体に対して不可逆的に結合するように構成される第2の結合物質を前記作用面上に堆積することと、
前記第2の結合物質の上に第2の金属表面を堆積することと、
前記第2の金属表面上に前記第1の結合物質を堆積することとを含む方法。 - ガラス表面の上に配置された第1の金属表面と、
前記ガラス表面を通して前記第1の金属表面に光を放射するように構成された光源と、
前記第1の金属表面から反射された光を検出するように構成された検出システムと、
監視される少なくとも1つの検体に対する結合部位をもたらすように構成された第1の結合物質を含むように構成されたチャンバと、
制御システムであって、
監視される溶液が前記第1の金属表面に接触して配置されるようにし、
前記光源が、前記第1の金属表面に、光を複数の角度である期間にわたって放射するようにし、
前記検出システムが、前記複数の角度のそれぞれにおいて前記光の反射率を測定してSPR角度を求め、前記期間にわたって前記SPR角度の変化を監視するようにし、
前記SPR角度の変化率が所定の閾値時間より早く低下するのが検出されるのに応答して、前記監視される溶液の中の前記監視される検体の量が所定の閾値を超過したと判断し、
前記SPR生成システムの前記作用面上に前記第1の結合物質の新規の層を堆積させることにより、前記SPR生成システムの前記作用面を再生するように構成された制御システムとを備える装置。 - 前記第1の金属表面が第1のチャンバの中にあって、前記ガラス表面が第2の気密チャンバに密閉されており、前記第1の金属表面が、金、銀、アルミニウム、または銅のうちの少なくとも1つを含み、前記第1の結合物質がポリビニルピロリドンを含む請求項11に記載の装置。
- 前記制御システムは、前記SPR角度の前記変化率が前記所定の閾値時間より早く低下するのを検出するのに応答して通知を発するようにさらに構成されており、前記SPR角度の前記変化率が、前記監視される検体の前記結合物質に対する吸着の変化率に相当する請求項11または12に記載の装置。
- 前記制御システムが、
前記期間にわたって、前記複数の角度のそれぞれにおいて前記光の前記反射率を測定することにより、反射率曲線を生成し、
前記反射率曲線からSPR反射率の最小角度を求めるようにさらに構成される請求項11から13のいずれかに記載の装置。 - 前記制御システムが、
前記監視される溶液が前記第1の金属表面との接触から除去されるようにし、
前記第1の金属表面に前もって結合している前記監視される検体に対して不可逆的に結合するように構成される第2の結合物質を、前記第1の金属表面上に堆積させ、
前記第2の結合物質の上に第2の金属表面を堆積させ、
前記第2の金属表面上に前記第1の結合物質を堆積させるようにさらに構成される請求項11から14のいずれかに記載の装置。
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