JP2015102422A - 感知方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】一面側の電極42表面に感知対象物を吸着する吸着層46が形成された水晶振動子4に対し、前記感知対象物を含有した試料液を前記水晶振動子4の一面側に供給する工程と、前記感知対象物に結合する第1のビーズ群45を含有した液を前記水晶振動子4の一面側に供給する工程と、しかる後に前記第1のビーズ群45よりも粒子の直径が小さい第2のビーズ群47を含有した液を前記水晶振動子4の一面側に供給する工程とを行う。第2のビーズ群47を供給する工程により、第2のビーズ群47が第1のビーズ群45と水晶振動子4表面との間隙に入り込み、第1のビーズ群45が水晶振動子4上に固定される。従って第1のビーズ群45により感知対象物の検出感度を増大させることができる。
【選択図】図10
Description
試料液中の感知対象物を圧電振動子の周波数の変化に基づいて感知する方法において、
圧電振動子の一面側の電極表面に形成された、前記感知対象物を吸着する吸着層に対して試料液を供給する工程と、
しかる後に前記感知対象物に対応する部位に吸着する性質を有する第1の粒子の群を含む第1の液を前記圧電振動子の一面側に供給する工程と、
続いて前記第1の粒子よりも粒子径が小さくかつ前記感知対象物に対応する部位に吸着する性質を有する第2の粒子の群を含む第2の液を前記圧電振動子の一面側に供給して、前記第1の粒子と前記吸着層との間に第2の粒子を詰める工程と、
前記圧電振動子を発振回路により発振させ、前記第1の粒子を前記圧電振動子の一面側に供給する前後における各発振周波数を測定する工程と、を含むことを特徴とする。
圧電振動子の表面に対して質量が負荷される前後における、負荷質量と周波数との関係について、一般的には次式(1)で表される関係式(Sauerbreyの式)が成立する。背景技術の項にて述べた増感効果は当該関係式を利用している。
ここで、Δmは負荷質量(g)、Sは電極面積(cm2)、ρは圧電振動子の密度(g/cm3)、μは圧電振動子の剪断応力(g/cm・sec2)、Nはオーバートーン次数、Fは公称周波数(Hz)、ΔFは反応前後の圧電振動子における周波数変化(Hz)である。
しかし、圧電振動子に対して質量を負荷する物質がある程度の大きさを超えると、質量を負荷する物質が圧電振動子とは異なる固有の周波数にて振動するようになり、上述の(1)式の関係、即ち発振周波数の低下が成り立たなくなる現象が知られている。
図11のように、水晶振動子8に単に球体83を結合させた状態を考える。水晶振動子8の質量をM、球体83の質量をmとおき、水晶振動子8及び球体83の単体での振動について、夫々がばね定数K及びkであるばねの振動であると仮定する。水晶振動子8と球体83とは結合しているので、図11によって示すようにばねを2つ直列に結合させた状態の共振が発生する。
(評価試験)
ビオチン結合BSAを100μg/mL含有する試料液をセンサーユニットに供給し、一定時間経過後に直径1μmのアビジン結合磁気ビーズを含有したBSAからなる緩衝液をセンサーユニットに供給し、ビーズ供給前との周波数の変化を取得した。そしてさらに一定時間経過後に直径50nmのアビジン結合磁気ビーズを含有したBSAからなる緩衝液をセンサーユニット2に供給し、さらなる周波数の変化を取得した。
評価試験と同じ感知装置を用い、同濃度のビオチン結合BSA試料液をセンサーユニットに供給し、一定時間経過後に直径50nmのアビジン結合磁気ビーズを含有したBSAからなる緩衝液をセンサーユニットに供給し、ビーズ供給前との周波数の変化を取得した。そしてさらに一定時間経過後に直径1μmのアビジン結合磁気ビーズを含有したBSAからなる緩衝液をセンサーユニットに供給し、さらなる周波数の変化を取得した。
評価試験においては1μmのビーズを供給した後周波数が減少し(a1)、その後50nmのビーズを供給することにより、周波数が大きく減少し(a2)、上述した(1)式の効果が得られることが示された。一方、参照試験においては50nmのビーズを供給したところ周波数が減少したものの(b1)、その後1μmのビーズを供給したところ、周波数が増加した(b2)。このことは大きな(1μm)ビーズを供給する前に小さな(50nm)ビーズを供給しても、増感効果を得ることはできず、却って上述した水晶振動子と大きなビーズ(粒子)との結合共振が起きたものと推測される。従って本発明のビーズによる増感方法は水晶振動子とビーズの結合共振を有意に抑止し、所望の質量負荷効果による増感を実現することができるといえる。
2 センサーユニット
3 配線基板
4 水晶振動子
40 ビオチン化抗体
42 共通電極
45 第1のビーズの群
46 吸着層
47 第2のビーズの群
48 アビジン粒子
49 抗体
5 流路形成部材
71 抗原
Claims (9)
- 試料液中の感知対象物を圧電振動子の周波数の変化に基づいて感知する方法において、
圧電振動子の一面側の電極表面に形成された、前記感知対象物を吸着する吸着層に対して試料液を供給する工程と、
しかる後に前記感知対象物に対応する部位に吸着する性質を有する第1の粒子の群を含む第1の液を前記圧電振動子の一面側に供給する工程と、
続いて前記第1の粒子よりも粒子径が小さくかつ前記感知対象物に対応する部位に吸着する性質を有する第2の粒子の群を含む第2の液を前記圧電振動子の一面側に供給して、前記第1の粒子と前記吸着層との間に第2の粒子を詰める工程と、
前記圧電振動子を発振回路により発振させ、前記第1の粒子を前記圧電振動子の一面側に供給する前後における各発振周波数を測定する工程と、を含むことを特徴とする感知方法。 - 前記試料液を供給する工程を行った後、第1の液を前記圧電振動子の一面側に供給する工程の前に、前記感知対象物に吸着される中間物質を含む第3の液を前記圧電振動子の一面側に供給する工程を行い、
前記第1の粒子及び第2の粒子は、前記中間物質に吸着される性質を有することを特徴とする請求項1記載の感知方法。 - 前記第1の粒子は、粒子本体を構成する基体と、基体の外周面に付着し、感知対象物に対応する部位に吸着する性質を有すると共に前記基体よりも粒径が小さい吸着用粒子の群と、を備えたことを特徴とする請求項1または2記載の感知方法。
- 前記第1の粒子に備えられた吸着用粒子は、アビジン粒子であることを特徴とする請求項3記載の感知方法。
- 前記第2の粒子は、粒子本体を構成する基体と、基体の外周面に付着し、感知対象物に対応する部位に吸着する性質を有すると共に前記基体よりも粒径が小さい吸着用粒子の群と、を備えたことを特徴とする請求項1ないし4のいずれか一項に記載の感知方法。
- 前記第2の粒子に備えられた吸着用粒子は、アビジン粒子であることを特徴とする請求項5記載の感知方法。
- 前記試料液を供給する工程を行った後、第1の液を前記圧電振動子の一面側に供給する工程の前に、前記感知対象物に吸着される中間物質である、ビオチンが結合されたウシ血清アルブミンを含む第3の液を前記圧電振動子の一面側に供給する工程を行うことを特徴とする請求項4または6記載の感知方法。
- 前記第1の粒子及び第2の粒子は、粒子本体を構成する基体と、基体の外周面に付着すると共に前記基体よりも粒径が小さい吸着用粒子と、当該吸着用粒子に付着した中間物質と、を備え、
前記中間物質は、前記感知対象物に吸着される性質を有することを特徴とする請求項1記載の感知方法。 - 前記第1の粒子及び第2の粒子に備えられた吸着用粒子は、アビジン粒子であり、かつ前記中間物質は、ビオチン化抗体であることを特徴とする請求項8記載の感知方法。
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