JP2020051830A - Inorganic fiber sheet for immobilizing test substance fluorescence sensor in fret method - Google Patents

Inorganic fiber sheet for immobilizing test substance fluorescence sensor in fret method Download PDF

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Abstract

To provide an inorganic fiber sheet for immobilizing a test substance fluorescence sensor for use in an FRET (fluorescence resonance energy transfer) method that analyzes a test substance using FRET.SOLUTION: The present invention relates to a carrier for immobilizing a test substance fluorescence sensor having a wide detection range and capable of acquiring data with low background in an FRET method of analyzing a test substance, in which FRET method: uses a test substance fluorescence sensor that comprises a test substance binding part capable of specifically binding to the test substance and a first fluorescent substance; causes the test substance labeled with a second fluorescent substance to react with the test substance fluorescence sensor, or alternatively causes the test substance and a competitive substance bindable to the test substance binding part in competition with the test substance and labeled with the second fluorescent substance to react with the test substance fluorescence sensor; and analyzes a signal of fluorescence resonance energy transfer (FRET) generated by the interaction between the first fluorescent substance and the second fluorescent substance to thereby analyze the test substance.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)を利用して被検物質を分析するFRET法に用いる被検物質蛍光センサーを固定するための無機系繊維シートに関する。
なお、本明細書における「分析」には、被検物質の量を定量的又は半定量的に決定する「測定」と、被検物質の存在の有無を判定する「検出」との両方が含まれる。
The present invention relates to an inorganic fiber sheet for fixing a test substance fluorescent sensor used in a FRET method for analyzing a test substance using fluorescence resonance energy transfer (FRET).
In this specification, the term "analysis" includes both "measurement" for quantitatively or semi-quantitatively determining the amount of a test substance and "detection" for determining the presence or absence of a test substance. It is.

FRETを利用して被検物質を分析する方法が公知である(特許文献1)。FRETとは、蛍光エネルギー供与体であるドナーチャネル(ドナー分子あるいはドナー蛍光分子)および蛍光エネルギー受容体であるアクセプターチャネル(アクセプター分子あるいはアクセプター蛍光分子)という2つの蛍光物質が近接した位置に存在する場合において、ドナーチャネルを光励起することによりそのエネルギーがアクセプターチャネルへ無輻射的に移動し、アクセプターチャネルが発光する非放射的なエネルギー移動現象をいう。   A method for analyzing a test substance using FRET is known (Patent Document 1). FRET means that two fluorescent substances, a donor channel (donor molecule or donor fluorescent molecule) which is a fluorescent energy donor and an acceptor channel (acceptor molecule or acceptor fluorescent molecule) which is a fluorescent energy acceptor, are present at adjacent positions. In this case, a non-radiative energy transfer phenomenon in which the energy is transferred to the acceptor channel non-radiatively by photoexcitation of the donor channel and the acceptor channel emits light.

FRET法では、被検物質と特異的に結合可能な被検物質結合部と、第1の蛍光物質とを有する被検物質蛍光センサーを使用することにより、試料中の被検物質の有無や量を分析することができる。
例えば、非競合FRETでは、試料中の被検物質をあらかじめ第2の蛍光物質で標識しておき、前記試料と被検物質蛍光センサーとを反応させる。試料中に被検物質が存在すると、被検物質が被検物質蛍光センサーの被検物質結合部に結合するため、2つの蛍光物質が近接し、この状態でドナー蛍光物質を光励起すると、FRET現象によりアクセプター蛍光物質の蛍光が生じるため、試料中の被検物質の有無や量を分析することができる。
In the FRET method, the presence or absence and amount of a test substance in a sample are determined by using a test substance fluorescent sensor having a test substance binding portion capable of specifically binding to the test substance and a first fluorescent substance. Can be analyzed.
For example, in non-competitive FRET, a test substance in a sample is labeled in advance with a second fluorescent substance, and the sample is reacted with a test substance fluorescent sensor. If the test substance is present in the sample, the test substance binds to the test substance binding part of the test substance fluorescent sensor, so that two fluorescent substances come close to each other, and when the donor fluorescent substance is optically excited in this state, the FRET phenomenon occurs. As a result, the fluorescence of the acceptor fluorescent substance is generated, so that the presence or absence and the amount of the test substance in the sample can be analyzed.

一方、競合FRETでは、被検物質を含む可能性のある試料の他に、前記被検物質と競合して被検物質蛍光センサーの被検物質結合部と結合可能で、且つ第2の蛍光物質で標識した競合物質を用意する。試料と競合物質と被検物質蛍光センサーとを反応させると、試料中の被検物質が競合物質と競合しながら、被検物質蛍光センサーの被検物質結合部に結合する。競合物質と被検物質蛍光センサーの結合では、2つの蛍光物質が近接し、この状態でドナー蛍光物質を光励起すると、FRET現象によりアクセプター蛍光物質の蛍光が生じる。一方、蛍光物質を有さない被検物質と被検物質蛍光センサーの結合ではFRET現象が起こらない。被検物質結合部に結合する競合物質の量は、試料中の被検物質の量と逆相関するため、前記蛍光を分析することにより、試料中の被検物質の有無や量、および、被検物質結合部への結合に対する被検物質と競合物質との競合の程度を分析することができる。   On the other hand, in the competitive FRET, in addition to the sample that may contain the test substance, the second fluorescent substance can compete with the test substance and bind to the test substance binding part of the test substance fluorescent sensor. Prepare a competitor labeled with. When the sample, the competitor, and the analyte fluorescence sensor are reacted, the analyte in the sample competes with the competitor and binds to the analyte binding portion of the analyte fluorescence sensor. In the binding between the competitor and the test substance fluorescent sensor, the two fluorescent substances come close to each other, and when the donor fluorescent substance is optically excited in this state, the FRET phenomenon causes the acceptor fluorescent substance to emit fluorescence. On the other hand, the FRET phenomenon does not occur in the binding between the test substance having no fluorescent substance and the test substance fluorescent sensor. Since the amount of the competitor that binds to the test substance binding portion is inversely correlated with the amount of the test substance in the sample, the presence or absence and amount of the test substance in the sample and the amount The degree of competition between the test substance and the competitor for binding to the test substance binding portion can be analyzed.

FRET法では、被検物質蛍光センサーを適当な担体に固定して使用することが可能であるが、前記担体としては、ガラス板等の平板、アガロース等の粒子、天然又は合成繊維等が知られている(特許文献1)。   In the FRET method, it is possible to use the analyte fluorescence sensor immobilized on an appropriate carrier, and as the carrier, a flat plate such as a glass plate, particles such as agarose, and natural or synthetic fibers are known. (Patent Document 1).

特開2015−232558号公報JP-A-2013-232558

しかしながら、ガラス板などの平板担体は、被検物質蛍光センサーを固定化するための反応場が少なく、検出レンジが狭いという欠点がある。
代表的な粒子担体であるアガロース粒子では、粒子内部への蛍光物質の染み込みが発生し、バックグラウンドが高くなる欠点がある。また、個々の粒子上でのシグナルは、特殊装置で検出する必要があった。
繊維からなる固定化用担体の検討は少なく、例えば、気相におけるFRET法においてセルロースエステル等の有機系繊維を用いることが公知である(特開2010−14637号公報)が、蛍光物質などのFRET法で使用する試薬類が意図せず有機系繊維と反応するおそれや有機系繊維へ浸透するおそれがあり、意図せずFRET法を用いた分析の検出レンジが狭くバックグランドが高くなるなど精度が下がることがあった。
However, a flat carrier such as a glass plate has the drawback that the reaction field for immobilizing the analyte fluorescence sensor is small and the detection range is narrow.
Agarose particles, which are typical particle carriers, have a drawback that a fluorescent substance penetrates into the inside of the particles and the background becomes high. In addition, signals on individual particles had to be detected with a special device.
There are few studies on carriers for immobilization consisting of fibers. For example, it is known to use organic fibers such as cellulose ester in the FRET method in the gas phase (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-14637). There is a possibility that the reagents used in the method may unintentionally react with the organic fiber or may penetrate into the organic fiber. It could go down.

従って、本発明の課題は、FRET法に用いる被検物質蛍光センサーを固定化するための担体であって、検出レンジが広く、バックグランドが低いデータを取得することのできる固定化用担体を提供することにある。   Therefore, an object of the present invention is to provide a carrier for immobilizing an analyte fluorescent sensor used in the FRET method, which has a wide detection range and can acquire data with a low background. Is to do.

前記課題は、以下の本発明により解決することができる:
[1]被検物質と特異的に結合可能な被検物質結合部と、第1の蛍光物質とを含む被検物質蛍光センサーを使用し、
第2の蛍光物質で標識した被検物質と、前記被検物質蛍光センサーとを反応させるか、あるいは、被検物質と、前記被検物質と競合して前記被検物質結合部と結合可能で、且つ第2の蛍光物質で標識した競合物質と、前記被検物質蛍光センサーとを反応させ、
前記第1蛍光物質と前記第2蛍光物質との相互作用により発生する蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)のシグナルを分析することにより、前記被検物質を分析するFRET法において、
前記FRET法において使用する、前記被検物質蛍光センサーを固定するための無機系繊維シート。
[2]無機系繊維シートを構成する無機系繊維が、
シリカ繊維と前記シリカ以外の金属酸化物を有すると共に、前記シリカ繊維の表面に前記金属酸化物が存在している、無機系繊維であって、ESCA分析により測定される無機系繊維表面における、珪素原子(atomic%)に占める前記金属酸化物由来の金属原子(atomic%)の比率が、0.00よりも大きく0.70以下である、[1]の無機系繊維シート。
[3]前記[1]のFRET法において、無機系繊維シートに固定化された被検物質蛍光センサーに含まれる第1蛍光物質と第2蛍光物質との相互作用により発生する蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)のシグナルを分析することにより、被検物質を分析する方法。
[4]前記[1]のFRET法において、被検物質蛍光センサーを固定するための担体として無機系繊維シートを使用する方法。
[5](1)被検物質と特異的に結合可能な被検物質結合部と、第1の蛍光物質とを含む被検物質蛍光センサー、及び(2)前記被検物質蛍光センサーを担持する無機系繊維シートを含む、蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)分析装置。
The problem can be solved by the present invention described below:
[1] using a test substance fluorescence sensor including a test substance binding portion capable of specifically binding to a test substance and a first fluorescent substance,
The test substance labeled with the second fluorescent substance is allowed to react with the test substance fluorescent sensor, or the test substance and the test substance compete with the test substance and can bind to the test substance binding portion. And reacting a competitor labeled with a second fluorescent substance with the test substance fluorescent sensor,
A FRET method for analyzing the test substance by analyzing a signal of fluorescence resonance energy transfer (FRET) generated by an interaction between the first fluorescent substance and the second fluorescent substance,
An inorganic fiber sheet used in the FRET method, for fixing the fluorescence sensor of the test substance.
[2] The inorganic fibers constituting the inorganic fiber sheet are:
A silica fiber and a metal oxide other than the silica, and the metal oxide is present on the surface of the silica fiber, an inorganic fiber, the silicon on the surface of the inorganic fiber measured by ESCA analysis, The inorganic fiber sheet according to [1], wherein a ratio of the metal atom derived from the metal oxide (atomic%) to the atom (atomic%) is more than 0.00 and 0.70 or less.
[3] In the FRET method of [1], the fluorescence resonance energy transfer generated by the interaction between the first fluorescent substance and the second fluorescent substance contained in the test substance fluorescent sensor immobilized on the inorganic fiber sheet ( A method of analyzing a test substance by analyzing a signal of FRET).
[4] The method according to [1] above, wherein an inorganic fiber sheet is used as a carrier for fixing the analyte fluorescent sensor.
[5] (1) a test substance fluorescence sensor including a test substance binding portion capable of specifically binding to a test substance and a first fluorescent substance, and (2) carrying the test substance fluorescence sensor A fluorescence resonance energy transfer (FRET) analyzer including an inorganic fiber sheet.

本発明の[1]の無機系繊維シートによれば、表面積が大きいため、検出レンジが広い固定化用担体を提供することができる。また、本発明の無機系繊維シートによれば、蛍光物質などのFRET法で使用する試薬類が意図せず繊維と反応するのを抑制でき、繊維へ浸透するのを抑制できるため、意図せずFRET法を用いた分析の検出レンジが狭くバックグランドが高くなるなど精度が下がることを抑制できる。その結果、精度の高いデータを取得できる固定化用担体を提供することができる。   According to the inorganic fiber sheet of [1] of the present invention, since the surface area is large, a carrier for immobilization having a wide detection range can be provided. Further, according to the inorganic fiber sheet of the present invention, the reagents used in the FRET method, such as a fluorescent substance, can be prevented from reacting unintentionally with the fiber, and can be suppressed from penetrating into the fiber. It is possible to suppress a decrease in accuracy such as a narrow detection range and a high background in the analysis using the FRET method. As a result, it is possible to provide an immobilization carrier from which highly accurate data can be obtained.

また、本発明の好適態様である[2]の無機繊維シートによれば、構造の安定性をより高めることができ、更には、より良好なハンドリング性を達成することができるため、FRET法に用いる被検物質蛍光センサーを固定化するために、より適した担体を提供することができる。   In addition, according to the inorganic fiber sheet of [2], which is a preferred embodiment of the present invention, the stability of the structure can be further improved, and further, a better handling property can be achieved. A more suitable carrier can be provided for immobilizing the analyte fluorescent sensor to be used.

実施例1で調製したFAM蛍光修飾ペプチド付加Al被覆シリカ繊維不織布と、比較例1で調製したFAM蛍光修飾ペプチド付加アガロースビーズにおける、蛍光観察像(上図)と、同視野における透過像(下図)である。Fluorescence observation images (upper figure) and transmission images (lower figure) in the same field of view of the FAM fluorescence-modified peptide-added Al-coated silica fiber nonwoven fabric prepared in Example 1 and the FAM fluorescence-modified peptide-added agarose beads prepared in Comparative Example 1. It is. 実施例4で調製した無機系繊維不織布における、不織布表面の電子顕微鏡写真である。9 is an electron micrograph of the surface of the nonwoven fabric of the inorganic fiber nonwoven fabric prepared in Example 4. 実施例4で調製した無機系繊維不織布における、繊維表面の電子顕微鏡写真である。9 is an electron micrograph of the fiber surface of the inorganic fiber nonwoven fabric prepared in Example 4. 実施例5で調製した無機系繊維不織布における、不織布表面の電子顕微鏡写真である。9 is an electron micrograph of the nonwoven fabric surface of the inorganic fiber nonwoven fabric prepared in Example 5. 実施例6で調製した無機系繊維不織布における、不織布表面の電子顕微鏡写真である。9 is an electron micrograph of the nonwoven fabric surface of the inorganic fiber nonwoven fabric prepared in Example 6. 実施例7で調製した無機系繊維不織布における、不織布表面の電子顕微鏡写真である。9 is an electron micrograph of the surface of the nonwoven fabric of the inorganic fiber nonwoven fabric prepared in Example 7. 実施例8で調製した無機系繊維不織布における、不織布表面の電子顕微鏡写真である。13 is an electron micrograph of the nonwoven fabric surface of the inorganic fiber nonwoven fabric prepared in Example 8. 比較例3で調製した無機系繊維不織布における、不織布表面の電子顕微鏡写真である。9 is an electron micrograph of the surface of the nonwoven fabric of the inorganic fiber nonwoven fabric prepared in Comparative Example 3. 超音波処理を施し乾燥した後の実施例4で調製した無機系繊維不織布における、不織布表面の電子顕微鏡写真である。It is an electron micrograph of the nonwoven fabric surface in the inorganic fiber nonwoven fabric prepared in Example 4 after performing ultrasonic treatment and drying. 超音波処理を施し乾燥した後の実施例5で調製した無機系繊維不織布における、不織布表面の電子顕微鏡写真である。It is an electron micrograph of the nonwoven fabric surface in the inorganic fiber nonwoven fabric prepared in Example 5 after performing ultrasonic treatment and drying. 超音波処理を施し乾燥した後の実施例6で調製した無機系繊維不織布における、不織布表面の電子顕微鏡写真である。It is an electron micrograph of the nonwoven fabric surface in the inorganic fiber nonwoven fabric prepared in Example 6 after performing ultrasonic treatment and drying. 超音波処理を施し乾燥した後の実施例7で調製した無機系繊維不織布における、不織布表面の電子顕微鏡写真である。It is an electron micrograph of the nonwoven fabric surface in the inorganic fiber nonwoven fabric prepared in Example 7 after performing ultrasonic treatment and drying. 超音波処理を施し乾燥した後の実施例8で調製した無機系繊維不織布における、不織布表面の電子顕微鏡写真である。It is an electron micrograph of the nonwoven fabric surface in the inorganic fiber nonwoven fabric prepared in Example 8 after performing ultrasonic treatment and drying. 超音波処理を施し乾燥した後の比較例3で調製した無機系繊維不織布における、不織布表面の電子顕微鏡写真である。9 is an electron micrograph of the nonwoven fabric surface of the inorganic fiber nonwoven fabric prepared in Comparative Example 3 after being subjected to ultrasonic treatment and dried.

本発明の無機系繊維シート又は本発明に用いることのできる無機系繊維シート(以下、本発明における無機系繊維シートと称します)は、FRET法に用いる被検物質蛍光センサーを固定化するための担体として用いることができる。本明細書においてFRET法とは、FRETを利用して被検物質を分析する方法を意味し、例えば、液相や気相における非競合FRET法あるいは競合FRET法であることができる。   The inorganic fiber sheet of the present invention or the inorganic fiber sheet that can be used in the present invention (hereinafter, referred to as the inorganic fiber sheet in the present invention) is used for immobilizing a fluorescence sensor of a test substance used in the FRET method. It can be used as a carrier. In the present specification, the FRET method means a method of analyzing a test substance using FRET, and can be, for example, a non-competitive FRET method or a competitive FRET method in a liquid phase or a gas phase.

より具体的には、例えば、被検物質と特異的に結合可能な被検物質結合部と、第1の蛍光物質とを含む被検物質蛍光センサーを使用し、第2の蛍光物質で標識した被検物質と、前記被検物質蛍光センサーとを反応させるか、あるいは、被検物質と、前記被検物質と競合して前記被検物質結合部と結合可能で、且つ第2の蛍光物質で標識した競合物質と、前記被検物質蛍光センサーとを反応させ、前記第1蛍光物質と前記第2蛍光物質との相互作用により発生する蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)のシグナルを分析することにより、前記被検物質を分析するFRET法を挙げることができる。   More specifically, for example, a test substance fluorescent sensor including a test substance binding portion capable of specifically binding to a test substance and a first fluorescent substance was used, and labeled with a second fluorescent substance. The test substance reacts with the test substance fluorescent sensor, or the test substance competes with the test substance and can bind to the test substance binding portion, and the second fluorescent substance By reacting the labeled competitor with the analyte fluorescence sensor and analyzing a signal of fluorescence resonance energy transfer (FRET) generated by the interaction between the first fluorescent substance and the second fluorescent substance, The FRET method for analyzing the test substance can be mentioned.

本発明における無機系繊維シートに固定する前記被検物質蛍光センサーは、(1)被検物質と特異的に結合可能な被検物質結合部と、(2)第1の蛍光物質とを含む。
前記「被検物質結合部」は、試料中に含まれる可能性のある被検物質(すなわち、分析対象物質)と特異的に結合可能な物質であれば、特に限定されるものではなく、被検物質と被検物質結合部との組合せとしては、例えば、抗原とそれに特異的な抗体(又は抗原認識部位を有する抗体断片)との組合せ、抗体と抗体結合タンパク質(例えば、プロテインA、プロテインG、プロテインL等)との組合せ、受容体とそのリガンドとの組合せ、ビオチンとアビジン又はストレプトアビジンとの組合せ、酵素とその基質との組合せ、ヒスチジン残基と金属イオン(例えば、ニッケル、コバルト、銅、亜鉛等)との組合せ等を挙げることができる。
The analyte fluorescence sensor fixed to the inorganic fiber sheet according to the present invention includes (1) an analyte binding portion capable of specifically binding to the analyte, and (2) a first fluorescent substance.
The “test substance binding portion” is not particularly limited as long as it is a substance that can specifically bind to a test substance (that is, a substance to be analyzed) that may be contained in a sample. Examples of the combination of the test substance and the test substance binding portion include a combination of an antigen and an antibody specific thereto (or an antibody fragment having an antigen recognition site), and a combination of an antibody and an antibody-binding protein (eg, protein A, protein G). , Protein L, etc.), a combination of a receptor and its ligand, a combination of biotin and avidin or streptavidin, a combination of an enzyme and its substrate, a histidine residue and a metal ion (eg, nickel, cobalt, copper) , Zinc, etc.).

本発明で用いることのできる「蛍光物質」(第1の蛍光物質および第2の蛍光物質を含む)としては、FRETにおけるドナーチャネル(ドナー分子)またはアクセプターチャネル(アクセプター分子)となり得る蛍光物質であれば特に限定されず、そのような蛍光物質としては、例えば、蛍光タンパク質やタンパク質蛍光標識物質を挙げることができる。そのような蛍光タンパク質としては、例えば、CFP、YEP、GFP、RFP、BFP、DsRedなどの蛍光タンパク質を挙げることができ、これら蛍光タンパク質の変異体などを利用してもよい。そのような変異体としては、ECFP、EYFP、EGFP、ERFP、EBFPおよびこれらの円順列置換体(円順列変異体)などを挙げることができる。   The “fluorescent substance” (including the first fluorescent substance and the second fluorescent substance) that can be used in the present invention is a fluorescent substance that can be a donor channel (donor molecule) or an acceptor channel (acceptor molecule) in FRET. There is no particular limitation as long as it is present, and examples of such a fluorescent substance include a fluorescent protein and a protein fluorescent labeling substance. Examples of such a fluorescent protein include fluorescent proteins such as CFP, YEP, GFP, RFP, BFP, and DsRed, and mutants of these fluorescent proteins may be used. Examples of such mutants include ECFP, EYFP, EGFP, ERFP, EBFP, and circular permutants thereof (circular permutants).

また、「タンパク質蛍光標識物質」としては低分子蛍光物質を挙げることができ、例えば、ドナーチャネル(ドナー分子)としての低分子蛍光物質である1,5−IAEDANS、IAANS、MIANSなどのナフタレン誘導体;ピレンマレイミド、ピレンヨードアセタミドなどのピレン誘導体;CPM、DCIA、DACIA、DACM(N−(7−Dimethylamino−4−methylcoumarinyl)maleimide)、MDCC、IDCCなどのクマリン誘導体;フルオロセインイソチオシアネート(FITC)、フルオレセインマレイミド、5−ヨードアセタミドフルオレセイン、5−ブロモメチルフルオレセイン、オレゴングリーン488マレイミド、オレゴングリーン488ヨードアセタミドなどのフロレセイン誘導体;アレクサ488マレイミド、アレクサ532マレイミド、アレクサ546マレイミド、アレクサ568マレイミド、アレクサ594マレイミド、アレクサ555マレイミドなどのアレクサ誘導体;BODIPY493/503ブロモメチル、BODIPY499/508マレイミド、BODIPY507/545ヨードアセタミド、BODIPY530/550ヨードアセタミドなどのBODIPY誘導体;テトラメチルローダミンマレイミド、テトラメチルローダミンヨードアセタミド、ローダミンレッドマレイミドなどのローダミン誘導体;テキサスレッドマレイミド、テキサスレッドヨードアセタミドなどのテキサスレッド誘導体;などを挙げることができ、アクセプターチャネル(アクセプター分子)としての低分子蛍光物質であるフルオロセインイソチオシアネート(FITC)、フルオレセインマレイミド、5−ヨードアセタミドフルオレセイン、5−ブロモメチルフルオレセイン、オレゴングリーン488マレイミド、オレゴングリーン488ヨードアセタミドなどのフロレセイン誘導体;アレクサ488マレイミド、アレクサ532マレイミド、アレクサ546マレイミド、アレクサ568マレイミド、アレクサ594マレイミド、アレクサ555マレイミド、アレクサ633マレイミド、アレクサ647マレイミド、アレクサ660マレイミド、アレクサ680マレイミドなどのアレクサ誘導体;BODIPY493/503ブロモメチル、BODIPY499/508マレイミド、BODIPY507/545ヨードアセタミド、BODIPY530/550ヨードアセタミド、BODIPY577/618マレイミド、BODIPY630/650マレイミドなどのBODIPY誘導体;テトラメチルローダミンマレイミド、テトラメチルローダミンヨードアセタミド、ローダミンレッドマレイミドなどのローダミン誘導体;テキサスレッドマレイミド、テキサスレッドヨードアセタミドなどのテキサスレッド誘導体;などを挙げることができる。また、FAM(カルボキシフルオレセインハイドレート)なども使用できる。   Examples of the "protein fluorescent labeling substance" include low-molecular fluorescent substances. For example, naphthalene derivatives such as 1,5-IAEDANS, IAANS, and MIANS which are low-molecular fluorescent substances as donor channels (donor molecules); Pyrene derivatives such as pyrene maleimide and pyrene iodoacetamide; coumarin derivatives such as CPM, DCIA, DACIA, DACM (N- (7-dimethylamino-4-methylcoumarinyl) maleimide), MDCC, IDCC; and fluorescein isothiocyanate (FITC) Fluorescein maleimide, 5-iodoacetamide fluorescein, 5-bromomethylfluorescein, Oregon Green 488 maleimide, Oregon Green 488 iodoacetamide, etc. Alexa 488 Maleimide, Alexa 532 Maleimide, Alexa 546 Maleimide, Alexa 568 Maleimide, Alexa 594 Maleimide, Alexa 555 Maleimide, etc. Alexa Derivatives; BODIPY derivatives such as tetramethyl rhodamine maleimide, tetramethyl rhodamine iodoacetamide and rhodamine red maleimide; and Texas red derivatives such as Texas red maleimide and Texas red iodoacetamide. Low as a sceptor channel (acceptor molecule) Fluoroscein isothiocyanate (FITC), fluorescein maleimide, 5-iodoacetamide fluorescein, 5-bromomethyl fluorescein, Oregon Green 488 maleimide, Oregon Green 488 iodoacetamide, and other fluororesin derivatives; Alexa 488 maleimide, Alexa 532 Alexa derivatives such as maleimide, Alexa 546 maleimide, Alexa 568 maleimide, Alexa 594 maleimide, Alexa 555 maleimide, Alexa 633 maleimide, Alexa 647 maleimide, Alexa 660 maleimide, Alexa 680 maleimide, etc .; 545 Iodoacetamide, BODIP BODIPY derivatives such as Y530 / 550 iodoacetamide, BODIPY577 / 618 maleimide, BODIPY630 / 650 maleimide; rhodamine derivatives such as tetramethylrhodamine maleimide, tetramethylrhodamine iodoacetamide, rhodamine redmaleimide; Texas red maleimide, Texas red iodoacetamide And Texas red derivatives. Further, FAM (carboxyfluorescein hydrate) or the like can be used.

第1の蛍光物質と被検物質結合部との結合、すなわち、被検物質蛍光センサーの調製は、選択した蛍光物質と被検物質結合部との組合せに従って、それ自体公知の結合方法を適宜選択することができ、例えば、第1の蛍光物質は、被検物質結合部に含まれる、もしくは修飾されたアミノ基、SH基、アルデヒド基、カルボキシル基、水酸基などに化学結合させることができる。また、第1の蛍光物質にNHSエステル(アミン反応性)、イソシアナート(アミン反応性)、マレイミド(SH反応性)、ヒドラジド(アルデヒド反応性)などが含まれる場合、アミノ酸配列構造を有する被検物質結合部への結合が容易となり好ましい。
また第1の蛍光物質として蛍光タンパク質を用いる場合は、被検物質結合部をコードする遺伝子のいずれかの部位に蛍光タンパク質の遺伝子を付加あるいは挿入したキメラタンパク質遺伝子を作製し、その遺伝子を用いて細胞に被検物質蛍光センサーを発現させてもよい。
The binding between the first fluorescent substance and the test substance binding part, that is, the preparation of the test substance fluorescent sensor, is appropriately selected according to a combination of the selected fluorescent substance and the test substance binding part, according to a combination method known per se. For example, the first fluorescent substance can be chemically bonded to an amino group, an SH group, an aldehyde group, a carboxyl group, a hydroxyl group, or the like contained in or modified in the test substance binding portion. When the first fluorescent substance contains an NHS ester (amine-reactive), isocyanate (amine-reactive), maleimide (SH-reactive), hydrazide (aldehyde-reactive) or the like, a test substance having an amino acid sequence structure It is preferable because it can be easily bonded to the substance bonding portion.
When a fluorescent protein is used as the first fluorescent substance, a chimeric protein gene is prepared by adding or inserting a fluorescent protein gene to any site of the gene encoding the test substance binding portion, and using the gene. The test substance fluorescent sensor may be expressed in the cells.

本発明で用いることのできる「競合物質」は、被検物質と競合して被検物質結合部と結合可能であれば、特に限定されるものではなく、被検物質あるいはそれらのアナログ等を挙げることができる。   The “competitive substance” that can be used in the present invention is not particularly limited as long as it can compete with the test substance and bind to the test substance binding portion, and examples thereof include the test substance or an analog thereof. be able to.

第2の蛍光物質による被検物質の標識化、あるいは、第2の蛍光物質による競合物質の標識化は、選択した蛍光物質と被検物質又は競合物質との組合せに従って、それ自体公知の標識化方法を適宜選択することができ、例えば、先述した、第1の蛍光物質と被検物質結合部との結合方法を用いることができる。   The labeling of the test substance with the second fluorescent substance or the labeling of the competitor with the second fluorescent substance can be performed by a known labeling method according to the combination of the selected fluorescent substance and the test substance or the competitor. The method can be appropriately selected. For example, the above-described method for bonding the first fluorescent substance and the test substance bonding portion can be used.

例えば、非競合FRET法では、第2の蛍光物質で標識した被検物質と、被検物質蛍光センサーとを接触させた後、あるいは、例えば、競合FRET法では、被検物質と、第2の蛍光物質で標識した競合物質と、被検物質蛍光センサーとを接触させた後、ドナーチャネルとして機能する第1の蛍光物質または第2の蛍光物質のいずれか一方を励起させることのできる励起光、すなわち、所望の光源を用いて、ドナーチャネルの励起極大波長又はその近傍の波長を含む範囲の光を照射する。光源としては、ブロードな紫外光や可視光をフィルターや分光器を用いて所望の波長範囲とした光源の他、レーザーなどの単色光を用いてもよい。
例えばCFPやDACMをドナーとして用いる場合のレーザー光源としては、ヘリウムカドミウムレーザー(442nm)の他、ブルーダイオードレーザー(405nm)、アルゴンイオンレーザー(457nm)、LD励起固体レーザー(diode−pumped solid−state laser)(430nm)などを用いることができ、二光子励起法の場合は800nm付近のパルスレーザーを用いることができる。
なお、レーザー光源の波長は蛍光物質を励起できるよう適宜調整できるものであり、使用する蛍光物質にあわせて上述したよりも長波長のレーザー光源を採用してもよい。
For example, in the non-competitive FRET method, after the test substance labeled with the second fluorescent substance is brought into contact with the test substance fluorescent sensor, or, for example, in the competitive FRET method, the test substance and the second Excitation light capable of exciting either one of the first fluorescent substance or the second fluorescent substance that functions as a donor channel after contacting the fluorescent substance-labeled competitor with the analyte fluorescent sensor; That is, using a desired light source, light in a range including the excitation maximum wavelength of the donor channel or a wavelength in the vicinity thereof is irradiated. As a light source, a monochromatic light such as a laser may be used in addition to a light source in which broad ultraviolet light or visible light is adjusted to a desired wavelength range using a filter or a spectroscope.
For example, as a laser light source when using CFP or DACM as a donor, in addition to a helium cadmium laser (442 nm), a blue diode laser (405 nm), an argon ion laser (457 nm), and an LD-excited solid-state laser (diode-pumped solid-state laser) ) (430 nm) and the like, and in the case of the two-photon excitation method, a pulse laser of about 800 nm can be used.
The wavelength of the laser light source can be appropriately adjusted so as to excite the fluorescent substance, and a laser light source having a longer wavelength than that described above may be employed according to the fluorescent substance to be used.

FRETのシグナル、すなわち、蛍光は、ドナーチャネル及び/又はアクセプターチャネルの蛍光極大波長又はその近傍の波長を含む範囲(例えば200〜800nmの範囲)となるよう適宜調整できるものであり、FRETによるそれらの蛍光強度の変化を測定することにより分析することができる。更に、試料中の被検物質の定量は、常法に従って、既知濃度の被検物質を用いて予め検量線を作成しておくことで算出することができる。   The FRET signal, that is, the fluorescence, can be appropriately adjusted so as to be in a range including the fluorescence maximum wavelength of the donor channel and / or the acceptor channel or a wavelength in the vicinity thereof (for example, in the range of 200 to 800 nm). Can be analyzed by measuring the change in the fluorescence intensity. Furthermore, the quantification of the test substance in the sample can be calculated by preparing a calibration curve in advance using a test substance of known concentration according to a conventional method.

本発明においては、これまで説明したFRET法に用いる被検物質蛍光センサーを固定化するための担体(以下、センサー固定化用担体と称することがある)として、無機系繊維シートを使用する。
無機系繊維シートとしては、無機系繊維からなるシート状の繊維構造体を用いることができ、前記繊維構造体としては、例えば、繊維ウェブ、不織布、織物、編物等を挙げることができるが、空隙率や繊維間距離などの諸構成や諸物性を調整し易く、また、反応溶液などが不必要に溜まる繊維の交点が少なくできるため、検出レンジが広くバックグランドが低いデータを取得することのできる固定化用担体を実現し易いことから、無機系繊維不織布が好ましい。前記無機系繊維不織布は、公知の静電紡糸法、好ましくは、ゾルゲル法と中和紡糸法とを組み合わせた静電紡糸法、例えば,特開2010−185164号公報に記載の製造方法により製造することができる。
In the present invention, an inorganic fiber sheet is used as a carrier (hereinafter, sometimes referred to as a sensor-immobilizing carrier) for immobilizing the analyte fluorescent sensor used in the FRET method described above.
As the inorganic fiber sheet, a sheet-like fiber structure made of inorganic fibers can be used. Examples of the fiber structure include a fiber web, a nonwoven fabric, a woven fabric, and a knitted fabric. It is easy to adjust various configurations and physical properties such as the ratio and the distance between fibers, and the number of intersections of fibers where the reaction solution etc. unnecessarily accumulates can be reduced, so that data with a wide detection range and low background can be acquired. Inorganic fiber nonwoven fabrics are preferred because they can easily realize a carrier for immobilization. The inorganic fiber nonwoven fabric is manufactured by a known electrostatic spinning method, preferably by an electrostatic spinning method combining a sol-gel method and a neutralization spinning method, for example, a manufacturing method described in JP-A-2010-185164. be able to.

無機系繊維シートの構成繊維の材料としては、例えば、SiO、Al、B、TiO、ZrO、CeO、FeO、Fe、Fe、VO、V、SnO、CdO、LiO、WO、Nb、Ta、In、GeO、PbTi、LiNbO、BaTiO、PbZrO、KTaO、Li、NiFe、SrTiOなどを挙げることができ、これらの一成分の酸化物から構成されていても、二成分以上の酸化物から構成されていても良い。例えば、SiO−Alの二成分から構成することができる。 As the material of the constituent fibers of the inorganic fiber sheet, for example, SiO 2 , Al 2 O 3 , B 2 O 3 , TiO 2 , ZrO 2 , CeO 2 , FeO, Fe 3 O 4 , Fe 2 O 3 , VO 2 , V 2 O 5, SnO 2 , CdO, LiO 2, WO 3, Nb 2 O 5, Ta 2 O 5, In 2 O 3, GeO 2, PbTi 4 O 9, LiNbO 3, BaTiO 3, PbZrO 3, KTaO 3 , Li 2 B 4 O 7 , NiFe 2 O 4 , SrTiO 3, etc., and may be composed of a single component oxide or two or more components. . For example, it can be composed of two components of SiO 2 —Al 2 O 3 .

本発明において、センサー固定化用担体として使用する無機系繊維シートは、シート状の繊維構造体であるため、表面積が大きく、検出レンジが広い固定化用担体を提供することができる。また、無機系繊維からなるため、担体への蛍光物質の染み込みを抑制することができ、バックグランドの低いデータを取得できる固定化用担体を提供することができる。   In the present invention, since the inorganic fiber sheet used as the carrier for immobilizing the sensor is a sheet-like fibrous structure, the immobilization carrier having a large surface area and a wide detection range can be provided. In addition, since the carrier is made of inorganic fibers, it is possible to suppress the infiltration of the fluorescent substance into the carrier, and to provide a carrier for immobilization capable of acquiring data with a low background.

本発明において、センサー固定化用担体として使用する無機系繊維シートは、無機系繊維からなるシート状の繊維構造体である限り、特に限定されるものではないが、無機系繊維シートを構成する無機系繊維が、「シリカ繊維と前記シリカ以外の金属酸化物を有すると共に、前記シリカ繊維の表面に前記金属酸化物が存在している、無機系繊維であって、ESCA分析により測定される無機系繊維表面における、珪素原子(atomic%)に占める前記金属酸化物由来の金属原子(atomic%)の比率が、0.00よりも大きく0.70以下である」という構成を備えると、無機系繊維同士の交点に他の金属酸化物が水掻き状に存在していない無機系繊維シートを提供でき、その結果、構造の安定性をより高めることができ、更には、より良好なハンドリング性を達成することができるため、FRET法に用いる被検物質蛍光センサーを固定化するために、より適した担体を提供することができる。   In the present invention, the inorganic fiber sheet used as the sensor-immobilizing carrier is not particularly limited as long as it is a sheet-shaped fiber structure made of inorganic fibers, but the inorganic fiber constituting the inorganic fiber sheet is not particularly limited. The system fiber is an inorganic fiber having a silica fiber and a metal oxide other than the silica, and the metal oxide is present on the surface of the silica fiber, wherein the inorganic fiber is measured by ESCA analysis. When the ratio of the metal atom derived from the metal oxide (atomic%) to the silicon atoms (atomic%) on the fiber surface is greater than 0.00 and 0.70 or less, "the inorganic fiber It is possible to provide an inorganic fiber sheet in which other metal oxides are not present in the form of webs at the intersections of each other, and as a result, the stability of the structure can be further increased, and further, Ri it is possible to achieve good handling properties, in order to immobilize the analyte fluorescent sensor using the FRET method, it is possible to provide a suitable carrier.

無機系繊維を構成可能なシリカ繊維とは、繊維構成物の質量に占める珪素酸化物であるシリカの含有量が50mass%以上である繊維のことを指すものである。シリカ繊維に占めるシリカの含有量が多いほど、無機系繊維に構造の安定性やハンドリング性の向上をもたらすことができるため、シリカ繊維が実質的にシリカのみから構成されているのが好ましい。なお、シリカ繊維に含まれているシリカの百分率は、後述するESCA分析方法へ供することによって算出できる。   The silica fiber that can constitute an inorganic fiber refers to a fiber in which the content of silica, which is silicon oxide, in the mass of the fiber component is 50 mass% or more. The greater the content of silica in the silica fiber, the more the structural stability and handleability of the inorganic fiber can be improved. Therefore, it is preferable that the silica fiber be substantially composed of only silica. The percentage of silica contained in the silica fiber can be calculated by subjecting it to an ESCA analysis method described later.

具体的には、シリカ繊維をX線光電子分光分析装置(JPS−9010MK、JEOL(登録商標))へ供し、全元素スキャンを行った後、検出された元素と存在が予想される元素についてナロースキャンを行うことで、珪素原子(atomic%)と、他の原子(atomic%)の測定値の比率を元に、算出することができる。   Specifically, the silica fiber was subjected to an X-ray photoelectron spectroscopy analyzer (JPS-9010MK, JEOL (registered trademark)), and after performing a full element scan, a narrow scan was performed for the detected element and the element expected to be present. Is performed, it can be calculated based on the ratio of the measured value of the silicon atom (atomic%) to the measured value of another atom (atomic%).

また、シリカ繊維を構成するシリカの結晶状態は適宜選択でき、結晶質や非晶質あるいは結晶質と非晶質が混在する態様であっても良い。特に、シリカ繊維が非晶質のシリカ(以降、アモルファスシリカと称することがある)を含んでいると、シリカ繊維が柔軟性に優れるものとなり好ましい。   The crystalline state of the silica constituting the silica fiber can be appropriately selected, and may be in a form of crystalline or amorphous or a mixture of crystalline and amorphous. In particular, it is preferable that the silica fiber contains amorphous silica (hereinafter sometimes referred to as amorphous silica) because the silica fiber has excellent flexibility.

シリカ繊維の繊維長は適宜選択できるが、短繊維や長繊維、あるいは、実質的に繊維長を測定することが困難な程度の長さの繊維長を有する連続繊維であることができる。柔軟性に優れた無機系繊維あるいは無機系繊維シートを提供できることから、シリカ繊維の繊維長は連続長であるのが好ましい。連続長を有するシリカ繊維は、後述する直接紡糸法を用いて調製することができる。   The fiber length of the silica fiber can be appropriately selected, and may be a short fiber, a long fiber, or a continuous fiber having a fiber length of such a length that it is substantially difficult to measure the fiber length. The fiber length of the silica fiber is preferably a continuous length because an inorganic fiber or an inorganic fiber sheet having excellent flexibility can be provided. The silica fiber having a continuous length can be prepared by using a direct spinning method described later.

シリカ繊維の繊維径は適宜選択できる。柔軟性やハンドリングに優れ、表面積が大きく、検出レンジが広くなるように、シリカ繊維の繊維径は3μm以下であるのが好ましく、2μm以下であるのが好ましく、1μm以下であるのが好ましい。なお、繊維径の下限値も適宜選択するが、100nm以上であるのが現実的である。   The fiber diameter of the silica fiber can be appropriately selected. The fiber diameter of the silica fiber is preferably 3 μm or less, more preferably 2 μm or less, and preferably 1 μm or less so that the silica fiber has excellent flexibility and handling, and has a large surface area and a wide detection range. The lower limit of the fiber diameter is appropriately selected, but it is realistically 100 nm or more.

本発明でいう「繊維長」および「繊維径」は、繊維あるいは繊維を含有する測定対象物を撮影した5000倍の電子顕微鏡写真をもとに測定できる。繊維の繊維長が長すぎて測定が困難である場合には、5000倍より低い倍率の電子顕微鏡写真をもとに測定することができる。また、繊維の繊維径が細過ぎて測定が困難である場合には、5000倍よりも高い倍率の電子顕微鏡写真をもとに測定することができる。なお、繊維の断面形状が非円形である場合には、断面積と同じ面積の円の直径を繊維径とみなす。
また、上述のようにして測定した50点の繊維における、各繊維径の算術平均値を「平均繊維径」とし、各繊維長の算術平均値を「平均繊維長」とする。
The “fiber length” and “fiber diameter” in the present invention can be measured based on a 5000 × electron micrograph of a fiber or a measurement object containing the fiber. When the measurement is difficult because the fiber length of the fiber is too long, it can be measured based on an electron micrograph at a magnification of less than 5000 times. When the measurement is difficult because the fiber diameter of the fiber is too small, it can be measured based on an electron micrograph at a magnification higher than 5000 times. When the cross-sectional shape of the fiber is non-circular, the diameter of a circle having the same area as the cross-sectional area is regarded as the fiber diameter.
The arithmetic average value of each fiber diameter at 50 points of the fibers measured as described above is defined as “average fiber diameter”, and the arithmetic average value of each fiber length is defined as “average fiber length”.

後述する無機系繊維シートは、シリカ繊維を含み構成されたシリカ繊維シートを用いて調製することができる。   The inorganic fiber sheet described below can be prepared using a silica fiber sheet configured to contain silica fiber.

シリカ繊維シートの目付と厚さは適宜選択できる。シリカ繊維シートの目付は、最も面積の広い面(主面)の面積と重量を測定し、該主面1m当たりの重量に換算した値を目付とする。また、シリカ繊維シートの主面からもう一方の主面に向けて、主面上へ30g/cmの荷重を付加した時の、両主面間の長さを高精度デジタル測長機で測定し、その長さを厚さとする。 The basis weight and thickness of the silica fiber sheet can be appropriately selected. Basis weight of the silica fiber sheet, most area of the area and weight of the wide surface (main surface) was measured, the value converted into weight per main surface 1 m 2 and basis weight. In addition, when a load of 30 g / cm 2 is applied on the main surface from the main surface of the silica fiber sheet to the other main surface, the length between the two main surfaces is measured by a high-precision digital length measuring machine. And its length as the thickness.

シリカ繊維シートの空隙率は適宜選択できるが、センサー固定化用担体として好適に使用できる無機系繊維シートを提供できるように、その空隙率は70%以上の高い空隙率(嵩高)を有するのが好ましい。好ましい空隙率は75%以上であり、より好ましくは80%以上であり、更に好ましくは85%以上であり、更に好ましくは90%以上である。上限は特に限定するものではないが、形態安定性の点から99.9%以下であるのが好ましい。   Although the porosity of the silica fiber sheet can be appropriately selected, the porosity should be as high as 70% or more (bulk) so as to provide an inorganic fiber sheet which can be suitably used as a carrier for fixing a sensor. preferable. The preferred porosity is 75% or more, more preferably 80% or more, further preferably 85% or more, and further preferably 90% or more. The upper limit is not particularly limited, but is preferably 99.9% or less from the viewpoint of form stability.

なお、「空隙率」は次の式から算出することができる。
P=[1−Wf/(V×SG)]×100
ここで、Pは空隙率(%)、Wfは繊維重量(g)、Vは体積(cm)、SGは繊維の比重(g/cm)をそれぞれ表す。
例えば、不織布のように厚さが均一なシートの場合、次の式から算出することができる。
P=[1−Wn/(t×SG)]×100
ここで、Pは空隙率(%)、Wnは目付(g/m)、tは厚さ(μm)、SGは繊維の比重(g/cm)をそれぞれ表す。
The “porosity” can be calculated from the following equation.
P = [1-Wf / (V × SG)] × 100
Here, P represents the porosity (%), Wf represents the fiber weight (g), V represents the volume (cm 3 ), and SG represents the specific gravity of the fiber (g / cm 3 ).
For example, in the case of a sheet having a uniform thickness such as a nonwoven fabric, it can be calculated from the following equation.
P = [1−Wn / (t × SG)] × 100
Here, P represents the porosity (%), Wn represents the basis weight (g / m 2 ), t represents the thickness (μm), and SG represents the specific gravity of the fiber (g / cm 3 ).

他の金属酸化物を構成可能な金属の種類は、用途に応じ適宜選択できるものであるが、例えば、リチウム、ベリリウム、ホウ素、炭素、ナトリウム、マグネシウム、アルミニウム、リン、硫黄、カリウム、カルシウム、スカンジウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ガリウム、ゲルマニウム、ヒ素、セレン、ルビジウム、ストロンチウム、イットリウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、カドミウム、インジウム、スズ、アンチモン、テルル、セシウム、バリウム、ランタン、ハフニウム、タンタル、タングステン、水銀、タリウム、鉛、ビスマス、セリウム、プラセオジム、ネオジム、プロメチウム、サマリウム、ユウロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、又はルテチウムなどを挙げることができる。   The types of metals that can constitute other metal oxides can be appropriately selected depending on the application.For example, lithium, beryllium, boron, carbon, sodium, magnesium, aluminum, phosphorus, sulfur, potassium, calcium, scandium , Titanium, vanadium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, copper, zinc, gallium, germanium, arsenic, selenium, rubidium, strontium, yttrium, zirconium, niobium, molybdenum, cadmium, indium, tin, antimony, tellurium, cesium , Barium, lanthanum, hafnium, tantalum, tungsten, mercury, thallium, lead, bismuth, cerium, praseodymium, neodymium, promethium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium , Mention may be made of erbium, thulium, ytterbium, lutetium or the like.

そして、他の金属酸化物の具体例として、Al、B、TiO、ZrO、CeO、FeO、Fe、Fe、VO、V、SnO、SnO、SnO、ZnO、CdO、LiO、WO、Nb、Ta、In、GeO、PbTi、LiNbO、BaTiO、PbZrO、KTaO、Li、NiFe、SrTiOなどを挙げることができる。なお、他の金属酸化物は一成分から構成されていても二成分以上の多成分から構成されていても良い。 As specific examples of other metal oxides, Al 2 O 3 , B 2 O 3 , TiO 2 , ZrO 2 , CeO 2 , FeO, Fe 3 O 4 , Fe 2 O 3 , VO 2 , V 2 O 5 , SnO, SnO 2, SnO 3 , ZnO, CdO, LiO 2, WO 3, Nb 2 O 5, Ta 2 O 5, In 2 O 3, GeO 2, PbTi 4 O 9, LiNbO 3, BaTiO 3, PbZrO 3 , KTaO 3 , Li 2 B 4 O 7 , NiFe 2 O 4 , SrTiO 3 and the like. The other metal oxide may be composed of one component or may be composed of two or more components.

本発明でいうシリカ繊維の表面に他の金属酸化物が存在しているとは、シリカ繊維の表面の一部あるいは全面に、他の金属酸化物がシリカ繊維の表面を被覆するように存在している、および/または、他の金属酸化物がシリカ繊維の表面に、繊維状、針状、粒子状などの態様をなし存在していることを意味する。   In the present invention, the phrase "other metal oxide is present on the surface of the silica fiber" means that the other metal oxide covers the surface of the silica fiber over part or all of the surface of the silica fiber. And / or other metal oxides are present on the surface of the silica fiber in the form of fibrous, acicular, or particulate.

シリカ繊維の表面に他の金属酸化物が存在する態様は適宜選択できるが、繊維表面から他の金属酸化物が脱落し難く、また、繊維表面全体で均一的に他の金属酸化物に由来する機能が発揮された無機系繊維を提供できることから、シリカ繊維の表面の一部あるいは全面に、他の金属酸化物がシリカ繊維の表面を被覆するように存在しているのが好ましい。   The mode in which the other metal oxide is present on the surface of the silica fiber can be appropriately selected, but it is difficult for the other metal oxide to fall off from the fiber surface, and the other fiber is uniformly derived from the other metal oxide on the entire fiber surface. It is preferable that another metal oxide be present on a part or the entire surface of the silica fiber so as to cover the surface of the silica fiber, since an inorganic fiber exhibiting its function can be provided.

シリカ繊維の表面に存在する他の金属酸化物の態様は、無機系繊維を撮影した100000倍の電子顕微鏡写真をもとに判断することができる。
なお、後述するESCA分析方法によって算出された珪素原子(atomic%)に占める他の金属酸化物由来の金属原子(atomic%)の比率が、0.00よりも高い無機系繊維あるいは無機系繊維シートを撮影した電子顕微鏡写真において、シリカ繊維の表面の一部あるいは全面に、他の金属酸化物がシリカ繊維の表面を被覆するように存在している、および/または、他の金属酸化物がシリカ繊維の表面に、繊維状、針状、粒子状、シリカ繊維同士の交点やシリカ繊維間に存在する水掻き状などの態様をなし存在しているのが確認できない場合には、シリカ繊維の表面の一部あるいは全面に、他の金属酸化物がシリカ繊維の表面を被覆するように存在していると判断する。
The aspect of the other metal oxide present on the surface of the silica fiber can be determined based on a 100,000 magnification electron micrograph of the inorganic fiber.
In addition, the ratio of the metal atom (atomic%) derived from another metal oxide to the silicon atom (atomic%) calculated by the ESCA analysis method described later is higher than 0.00 for the inorganic fiber or the inorganic fiber sheet. In an electron micrograph taken of, another metal oxide is present so as to cover the surface of the silica fiber on a part or the entire surface of the silica fiber, and / or the other metal oxide is present on the silica fiber. On the surface of the fiber, fibrous, needle-like, particle-like, the intersection of the silica fibers and the presence of a form such as a web-like existing between the silica fibers can not be confirmed that the presence of the silica fiber surface It is determined that another metal oxide is present on part or the entire surface so as to cover the surface of the silica fiber.

シリカ繊維の内部と表面に存在する他の金属酸化物の質量およびその質量比率は、適宜選択できるが、繊維表面全体で均一的に他の金属酸化物に由来する機能が発揮された無機系繊維を提供できるように、他の金属酸化物は主としてシリカ繊維の表面に存在しているのが好ましい。
つまり、シリカ繊維の内部に存在する他の金属酸化物の質量よりも、シリカ繊維の表面に存在する他の金属酸化物の質量の方が多い無機系繊維であるのが好ましく、実質的にシリカ繊維表面のみに他の金属酸化物が存在してなる無機系繊維であるのが好ましい。
実質的にシリカ繊維表面のみに他の金属酸化物が存在している無機系繊維は、例えば、後述する「無機系繊維の製造方法」の項目で説明する方法によって調製できる。
The mass of the other metal oxide and the mass ratio of the other metal oxide present on the inside and the surface of the silica fiber can be appropriately selected, but the inorganic fiber exhibiting a function derived from the other metal oxide uniformly on the entire fiber surface. Preferably, the other metal oxide is mainly present on the surface of the silica fiber so as to provide the following.
In other words, it is preferable that the inorganic fiber has a larger mass of the other metal oxide present on the surface of the silica fiber than the mass of the other metal oxide present inside the silica fiber. It is preferably an inorganic fiber in which another metal oxide is present only on the fiber surface.
The inorganic fiber in which the other metal oxide is substantially present only on the surface of the silica fiber can be prepared, for example, by the method described in the section of “Method for producing inorganic fiber” described below.

本発明にかかるESCA分析とは、無機系繊維あるいは無機系繊維シートの表面にX線を照射し、生じた光電子のエネルギーを測定することで、無機系繊維の表面に存在する元素を分析する方法である。
具体的には、以下の測定方法によって、無機系繊維の表面に存在する元素を分析できる。
(ESCA分析)
無機系繊維をX線光電子分光分析装置(JPS−9010MK、JEOL(登録商標))へ供し、全元素スキャンを行った後、検出された元素と存在が予想される元素についてナロースキャンを行うことで、「Si:無機系繊維の表面に存在する珪素原子(atomic%)」、および、「M:無機系繊維の表面に存在する他の金属酸化物由来の金属原子(換言すれば珪素以外の金属原子、atomic%)」の各々の測定値を求める。
そして、得られた測定値からM/Siを算出することで、珪素原子(atomic%)に占める他の金属酸化物由来の金属原子(atomic%)の比率(以降、M/Si比率と称することがある)を算出する。なお、M/Si比率は算出結果の小数点第3位を四捨五入した値である。
The ESCA analysis according to the present invention is a method for irradiating the surface of an inorganic fiber or an inorganic fiber sheet with X-rays and measuring the energy of the generated photoelectrons to analyze the elements present on the surface of the inorganic fiber. It is.
Specifically, the elements present on the surface of the inorganic fiber can be analyzed by the following measurement method.
(ESCA analysis)
The inorganic fiber is supplied to an X-ray photoelectron spectroscopy analyzer (JPS-9010MK, JEOL (registered trademark)), and after performing all element scans, a narrow scan is performed for the detected elements and the elements expected to be present. , “Si: silicon atom (atomic%) existing on the surface of inorganic fiber”, and “M: metal atom derived from another metal oxide existing on the surface of inorganic fiber (in other words, metal other than silicon) Atom, atomic%) ".
Then, by calculating M / Si from the obtained measured values, the ratio of metal atoms (atomic%) derived from other metal oxides to silicon atoms (atomic%) (hereinafter, referred to as M / Si ratio) Is calculated). The M / Si ratio is a value obtained by rounding off the third decimal place of the calculation result.

M/Si比率が低いほど、繊維表面に占める他の金属酸化物が少ないことを意味しており、M/Si比率が高いほど、繊維表面に占める他の金属酸化物が多いことを意味する。
繊維表面に占める他の金属酸化物が少ないほど、柔軟性に優れる、および/または、脆くない無機系繊維であるものの、繊維表面に占める他の金属酸化物が少な過ぎると、他の金属酸化物の存在による無機系繊維の機能が発揮され難くなる恐れがある。
そのため、M/Si比率は0.01〜0.70であるのが好ましく、0.03〜0.60であるのが好ましく、0.05〜0.50であるのが好ましい。
The lower the M / Si ratio, the less the other metal oxide occupies the fiber surface, and the higher the M / Si ratio, the more the other metal oxide occupies the fiber surface.
The less the other metal oxide occupying the fiber surface, the better the flexibility and / or the inorganic fiber which is not brittle, but if the other metal oxide occupying the fiber surface is too small, the other metal oxide There is a possibility that the function of the inorganic fiber becomes difficult to be exhibited due to the presence of the carbon.
Therefore, the M / Si ratio is preferably 0.01 to 0.70, preferably 0.03 to 0.60, and more preferably 0.05 to 0.50.

無機系繊維はその用途に応じて、例えば、無機系繊維の内部や表面に、ポリマーなどの有機化合物や別の金属といった他の組成物を備えていてもよいが、構造の安定性をより高めることができ、更には、より良好なハンドリング性を達成することができ、その結果、センサー固定化用担体として好適に使用できる無機系繊維シートを提供できることから、無機系繊維は実質的にシリカ繊維と他の金属酸化物のみで構成されているのが好ましい。   The inorganic fiber may be provided with another composition such as an organic compound such as a polymer or another metal, for example, inside or on the surface of the inorganic fiber, depending on its use, but further increases the stability of the structure. Can further achieve better handling properties, and as a result, it is possible to provide an inorganic fiber sheet that can be suitably used as a sensor-immobilizing carrier. And other metal oxides only.

無機系繊維の繊維径は適宜選択できる。無機系繊維の繊維径が細いほど表面積が大きく、検出レンジが広い固定化用担体を提供できることから、無機系繊維の繊維径は3μm以下であるのが好ましく、2μm以下であるのが好ましく、1μm以下であるのが好ましい。なお、繊維径の下限値も適宜選択するが、100nm以上であるのが現実的である。   The fiber diameter of the inorganic fibers can be appropriately selected. As the fiber diameter of the inorganic fiber is smaller, the surface area is larger, and a carrier for immobilization with a wider detection range can be provided. Therefore, the fiber diameter of the inorganic fiber is preferably 3 μm or less, more preferably 2 μm or less, and preferably 1 μm It is preferred that: The lower limit of the fiber diameter is appropriately selected, but it is realistically 100 nm or more.

本発明における無機系繊維は、温度80℃の水中といった過酷な条件下においても、無機系繊維から他の金属酸化物が脱落し難いなど、より構造の安定性に優れる無機系繊維であるのが好ましい。なお、ここでいう水とは、蒸留水を指す。
具体的には、「A:無機系繊維のM/Si比率」に占める、「B:該無機系繊維を温度80℃の水中に30分間浸漬した後の無機系繊維をESCA分析へ供し算出されるM/Si比率」の各々の測定値から、100×B/Aを算出することで算出された百分率(%、以降、残存百分率と称することがある)の値が高い無機系繊維であるのが好ましい。なお、残存百分率は算出結果の小数点第1位を四捨五入した値である。
このような無機系繊維を含むことで、温度80℃の水中といった過酷な条件下においても無機系繊維から他の金属酸化物が脱落し難いなど、より構造の安定性に優れる無機系繊維シートを提供できるため、FRET法に用いる被検物質蛍光センサーを固定化するために、更により適した担体を提供することができる。
The inorganic fiber in the present invention is an inorganic fiber that is more excellent in structural stability, for example, even under severe conditions such as water at a temperature of 80 ° C., such that it is difficult for other metal oxides to fall off from the inorganic fiber. preferable. Here, the water refers to distilled water.
Specifically, “A: M / Si ratio of inorganic fiber”, “B: the inorganic fiber after immersing the inorganic fiber in water at a temperature of 80 ° C. for 30 minutes, is subjected to ESCA analysis and calculated. From the respective measured values of the “M / Si ratio”, a percentage (%, hereinafter sometimes referred to as a residual percentage) calculated by calculating 100 × B / A is high. Is preferred. The remaining percentage is a value obtained by rounding off the first decimal place of the calculation result.
By including such an inorganic fiber, an inorganic fiber sheet having more excellent structural stability, such as another metal oxide hardly falling off from the inorganic fiber even under severe conditions such as water at a temperature of 80 ° C. Therefore, it is possible to provide an even more suitable carrier for immobilizing the analyte fluorescent sensor used in the FRET method.

残存百分率が高い無機系繊維であるほど過酷な条件下においても構造の安定性に優れる無機系繊維であり、また、過酷な条件下においても構造の安定性に優れた無機系繊維シートを提供できることから、残存百分率は10%以上であるのが好ましく、15%以上であるのが好ましく、20%以上であるのが好ましく、25%以上であるのが好ましく、特に、30%以上であるのが好ましく、35%以上であるのが好ましく、40%以上であるのが好ましく、45%以上であるのが好ましく、50%以上であるのが好ましく、55%以上であるのが好ましく、60%以上であるのが好ましく、65%以上であるのが好ましく、70%以上であるのが好ましく、75%以上であるのが好ましく、80%以上であるのが好ましく、85%以上であるのが好ましく、90%以上であるのが好ましい。   The inorganic fiber having a higher residual percentage is an inorganic fiber having excellent structural stability even under severe conditions, and an inorganic fiber sheet having excellent structural stability even under severe conditions can be provided. Therefore, the residual percentage is preferably at least 10%, more preferably at least 15%, preferably at least 20%, preferably at least 25%, particularly preferably at least 30%. Preferably, it is 35% or more, preferably 40% or more, more preferably 45% or more, preferably 50% or more, preferably 55% or more, and preferably 60% or more. , Preferably at least 65%, more preferably at least 70%, preferably at least 75%, preferably at least 80%, and at least 85% It is preferred, preferably at least 90%.

本発明における無機系繊維シートは、無機系繊維からなるシート状の繊維構造体であり、好適にはこれまで説明した無機系繊維を備えたシートである。
無機系繊維シートを構成する無機系繊維の平均繊維径は、柔軟性に優れ、また、センサー固定化担体として好適に使用できるよう、3μm以下であるのが好ましく、2μm以下であるのが好ましく、1μm以下であるのが好ましい。なお、平均繊維径の下限値も適宜選択するが、100nm以上であるのが現実的である。
The inorganic fiber sheet in the present invention is a sheet-like fiber structure made of inorganic fibers, and is preferably a sheet provided with the inorganic fibers described above.
The average fiber diameter of the inorganic fibers constituting the inorganic fiber sheet is excellent in flexibility, and is preferably 3 μm or less, preferably 2 μm or less, so that it can be suitably used as a sensor-immobilizing carrier. It is preferably 1 μm or less. The lower limit of the average fiber diameter is appropriately selected, but it is practically 100 nm or more.

無機系繊維シートの目付と厚さは適宜選択できる。なお、無機系繊維シートの目付は、最も面積の広い面(主面)の面積と重量を測定し、該主面の1m当たりの重量に換算した値を目付とする。また、無機系繊維シートの主面からもう一方の主面に向けて、主面上へ30g/cmの荷重を付加した時の、両主面間の長さを高精度デジタル測長機で測定し、その長さを厚さとする。 The basis weight and thickness of the inorganic fiber sheet can be appropriately selected. The basis weight of the inorganic fiber sheet is determined by measuring the area and weight of the surface (principal surface) having the largest area, and converting the value into the weight per 1 m 2 of the principal surface. In addition, when a load of 30 g / cm 2 is applied on the main surface from the main surface of the inorganic fiber sheet to the other main surface, the length between the two main surfaces is measured with a high-precision digital measuring machine. Measure and make the length the thickness.

無機系繊維シートの空隙率は適宜選択できるが、センサー固定化用担体として好適に使用できるように、その空隙率は70%以上の高い空隙率(嵩高)を有するのが好ましい。好ましい空隙率は75%以上であり、より好ましくは80%以上であり、更に好ましくは85%以上であり、更に好ましくは90%以上である。上限は特に限定するものではないが、形態安定性の点から99.9%以下であるのが好ましい。   Although the porosity of the inorganic fiber sheet can be appropriately selected, it is preferable that the porosity has a high porosity (bulk) of 70% or more so as to be suitably used as a carrier for fixing the sensor. The preferred porosity is 75% or more, more preferably 80% or more, further preferably 85% or more, and further preferably 90% or more. The upper limit is not particularly limited, but is preferably 99.9% or less from the viewpoint of form stability.

本発明における前記無機系繊維によって、無機系繊維同士の交点に他の金属酸化物が水掻き状に存在していない無機系繊維シートを提供できる。
なお、本発明では、以下の方法で他の金属酸化物が水掻き状で存在しているか否かを目視で判断する。
(1)無機系繊維シートの、5000倍の電子顕微鏡写真を撮影する。
(2)撮影した電子顕微鏡写真中で無機系繊維同士が交差している部分において、交差している各無機系繊維のうち、繊維径の大きい方の無機系繊維の繊維径(C繊維径)を算出する。
(3)該各繊維同士が交差している部分において、各繊維の繊維径方向における端部同士が重なっている点を中心として、C繊維径の2倍の長さの半径を有する円を電子顕微鏡写真上に描画する。
(4)電子顕微鏡写真中の繊維同士が交差している部分全てにおいて、(2)〜(3)のようにして電子顕微鏡写真上に円を描画する。
(5)描画した円の円周とその中心点(各繊維の繊維径方向における端部同士が重なっている点)、そして、各繊維の繊維径方向における端部に囲まれた、最小面積を有する範囲全てに金属酸化物が存在している場合、無機系繊維シートに他の金属酸化物が水掻き状に存在していると判断する。
The inorganic fiber sheet according to the present invention can provide an inorganic fiber sheet in which other metal oxides are not present in the form of webs at intersections between the inorganic fibers.
In the present invention, it is visually determined whether or not another metal oxide is present in the form of a web by the following method.
(1) A 5000-fold electron micrograph of the inorganic fiber sheet is taken.
(2) At the portion where the inorganic fibers intersect in the photographed electron micrograph, the fiber diameter (C fiber diameter) of the larger inorganic fiber fiber diameter of the intersecting inorganic fibers. Is calculated.
(3) In a portion where the fibers intersect, a circle having a radius twice as long as the diameter of the C fiber is formed around the point where the ends in the fiber diameter direction of the fibers overlap each other. Draw on the micrograph.
(4) A circle is drawn on the electron micrograph as shown in (2) to (3) in all the portions where the fibers cross each other in the electron micrograph.
(5) The circumference of the drawn circle and its center point (the point where the ends in the fiber radial direction of each fiber overlap), and the minimum area surrounded by the ends in the fiber radial direction of each fiber are If the metal oxide is present in the entire range, it is determined that another metal oxide is present in the inorganic fiber sheet in a web-like manner.

あるいは、以下の方法で他の金属酸化物が水掻き状で存在しているか否かを判断する。
(1)無機系繊維シートの、5000倍の電子顕微鏡写真を撮影する。
(2)撮影した電子顕微鏡写真中で無機系繊維同士が交差せず隣り合い存在している部分において、両無機系繊維同士の間に膜状をなす態様で他の金属酸化物が存在しているか確認する。
両無機系繊維同士の間に膜状をなす態様で他の金属酸化物が存在している場合、無機系繊維シートに他の金属酸化物が水掻き状に存在していると判断する。
Alternatively, it is determined whether or not another metal oxide is present in a web form by the following method.
(1) A 5000-fold electron micrograph of the inorganic fiber sheet is taken.
(2) In a portion where the inorganic fibers do not intersect and are adjacent to each other in the photographed electron micrograph, another metal oxide is present in a film-like manner between the inorganic fibers. Make sure that
When another metal oxide is present between the two inorganic fibers in a film-like manner, it is determined that the other metal oxide is present in the inorganic fiber sheet in a web-like manner.

また、それ以外の場合、無機系繊維シートに他の金属酸化物が水掻き状に存在していないと判断する。   In other cases, it is determined that no other metal oxide is present in the inorganic fiber sheet in a web-like shape.

次に、本発明における無機系繊維の製造方法を説明する。
(無機系繊維の製造方法)
本発明における無機系繊維の製造方法は適宜選択できるが、例えば、
(1)シリカ繊維を紡糸する工程、
(2)シリカ繊維に金属イオン溶液を付与する工程、
(3)金属イオン溶液を付与したシリカ繊維から、金属イオン溶液を除去する工程、
を備える、無機系繊維の製造方法を採用できる。
Next, a method for producing an inorganic fiber according to the present invention will be described.
(Method of producing inorganic fibers)
The method for producing the inorganic fiber in the present invention can be appropriately selected, for example,
(1) a step of spinning silica fibers,
(2) a step of applying a metal ion solution to the silica fiber,
(3) removing the metal ion solution from the silica fiber to which the metal ion solution has been applied;
And a method for producing an inorganic fiber.

まず、(1)シリカ繊維を紡糸する工程について説明する。
シリカ繊維を紡糸する方法は適宜選択できるが、例えば、溶融紡糸法、乾式紡糸法、湿式紡糸法、直接紡糸法(メルトブロー法、スパンボンド法、静電紡糸法、遠心力を用いて紡糸する方法、特開2011−012372号公報などに記載の随伴気流を用いて紡糸する方法、特開2005−264374号公報などに記載の静電紡糸法の一種である中和紡糸法など)、複合繊維から一種類以上の樹脂成分を除去することで繊維径が細い繊維を抽出する方法など公知の方法により得ることができる。
First, the step (1) of spinning silica fibers will be described.
The method of spinning the silica fiber can be appropriately selected, and examples thereof include a melt spinning method, a dry spinning method, a wet spinning method, and a direct spinning method (melt blow method, spunbond method, electrostatic spinning method, a method of spinning using centrifugal force). A method of spinning using an associated airflow described in JP-A-2011-012372, a neutralization spinning method which is a kind of an electrostatic spinning method described in JP-A-2005-264374, and the like. It can be obtained by a known method such as a method of extracting a fiber having a small fiber diameter by removing one or more resin components.

特に、静電紡糸法を用いてシリカ繊維を調製すると、平均繊維径が細いと共に繊維径の均一なシリカ繊維やシリカ繊維シートを調製でき好ましい。特に、静電紡糸法の一種である中和紡糸法を用いると、空隙率が高く嵩高のシリカ繊維シートを調製でき、センサー固定化用担体として好適に使用可能な無機系繊維シートを提供できるため好ましい。
静電紡糸法を採用する場合には、使用する紡糸溶液として、シリカアルコキシドが縮重合した縮合物を含む紡糸溶液(特には、後述する「紡糸溶液の曳糸性有無の判断方法」の項目において、曳糸性を有すると判断された紡糸溶液)を用いることで、繊維径が均一かつ細いシリカ繊維を調製できるため好ましい。
In particular, when the silica fiber is prepared by using the electrostatic spinning method, a silica fiber or a silica fiber sheet having a small average fiber diameter and a uniform fiber diameter is preferably prepared. In particular, when a neutralization spinning method, which is a kind of electrostatic spinning method, is used, a bulky silica fiber sheet having a high porosity can be prepared, and an inorganic fiber sheet that can be suitably used as a carrier for fixing a sensor can be provided. preferable.
When the electrospinning method is employed, as a spinning solution to be used, a spinning solution containing a condensate obtained by condensation polymerization of silica alkoxide (especially, in the item of "Method of determining spinning property of spinning solution" described later) , A spinning solution determined to have spinnability) is preferable because silica fibers having a uniform and fine fiber diameter can be prepared.

なお、「曳糸性」の判定は、以下に示す条件で実際に静電紡糸を行い、以下の判断基準により判定することができる。
(紡糸溶液の曳糸性有無の判断方法)
アースしたアルミ板に対し、水平方向に配置した金属ノズル(内径:0.4mm)から曳糸性を判断する紡糸溶液(固形分濃度:20〜50wt%)を押出する(押出量:0.5〜1.0g/hr)と共に、ノズルに電圧を印加(電界強度:1〜3kV/cm、極性:プラス印加又はマイナス印加)し、ノズルの先端に溶液の固化を生じさせることなく、1分間以上、連続して紡糸し、アルミ板上に極細繊維不織布を形成することを試みる。
この形成した極細繊維の走査電子顕微鏡写真を撮り、観察し、液滴がなく、極細繊維の平均繊維径(50点の算術平均値)が5μm以下、アスペクト比が100以上の極細繊維不織布を製造できる条件が存在する場合には、その溶液は「曳糸性あり」と判断する。
これに対して、前記条件(すなわち、固形分濃度、押出量、電界強度、及び/又は極性)を変え、いかに組み合わせても、液滴がある場合、一定した繊維形態でない場合、あるいは、アスペクト比が100未満の場合(例えば、粒子状)で、前記極細繊維不織布を製造できる条件が存在しない場合には、その溶液は「曳糸性なし」と判断する。
The "spinnability" can be determined by actually performing the electrospinning under the following conditions and determining the following criteria.
(Method of judging spinning property of spinning solution)
A spinning solution (solid content: 20 to 50% by weight) for judging spinnability is extruded from a horizontally arranged metal nozzle (inner diameter: 0.4 mm) to the grounded aluminum plate (extrusion amount: 0.5). (1.0 to 1.0 g / hr) and a voltage is applied to the nozzle (electric field strength: 1 to 3 kV / cm, polarity: positive or negative) to cause the solution to solidify at the tip of the nozzle for 1 minute or more. Continuously spun to try to form a microfiber nonwoven fabric on an aluminum plate.
A scanning electron microscope photograph of the formed ultrafine fiber is taken and observed, and there is no droplet, and an ultrafine fiber nonwoven fabric having an average fiber diameter (arithmetic average value at 50 points) of 5 μm or less and an aspect ratio of 100 or more is produced. If there are conditions available, the solution is considered "spinnable".
In contrast, the above conditions (ie, solid content concentration, extrusion rate, electric field strength, and / or polarity) are changed, and no matter how they are combined, when there are droplets, when the fiber shape is not constant, or when the aspect ratio is changed. Is less than 100 (for example, in the form of particles), and if there is no condition that can produce the ultrafine fiber nonwoven fabric, the solution is determined to be "not spinnable".

紡糸溶液を調製するため使用するシリカアルコキシドは、一般式SiR2m(OR1)4−mで表され、R1、R2はそれぞれ独立したアルキル基を表し、mは0〜2の整数をそれぞれ表す。なお、アルキル基R1、R2は同一でも異なっていても良く、R1、R2は炭素数4以下のアルキル基であるのが好ましく、例えば、メチル基CH、エチル基C、プロピル基C、イソプロピル基i−C、ブチル基C、イソブチル基i−C等の低級アルキル基を例示できる。
また、加水分解反応及び縮重合反応が起こりうる部位を有する限り、このようなシリカアルコキシドはメチル基やエポキシ基で有機修飾されていても良い。
The silica alkoxide used to prepare the spinning solution is represented by the general formula SiR2m (OR1) 4-m , wherein R1 and R2 each represent an independent alkyl group, and m represents an integer of 0 to 2, respectively. The alkyl groups R1 and R2 may be the same or different, and R1 and R2 are preferably alkyl groups having 4 or less carbon atoms. For example, methyl group CH 3 , ethyl group C 2 H 5 , propyl group C 3 H 7, isopropyl i-C 3 H 7, butyl group C 4 H 9, it can be exemplified lower alkyl groups such as isobutyl group i-C 4 H 9.
Such silica alkoxide may be organically modified with a methyl group or an epoxy group as long as it has a site where a hydrolysis reaction and a condensation polymerization reaction can occur.

シリカアルコキシドは安定化するために、溶媒で希釈することができる。このような安定化のための溶媒としては、シリカアルコキシドを溶解することができ、かつ水と均一に混合できるものであれば良く、特に限定するものではないが、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、エチレングリコール、プロピレングリコールなどの脂肪族の低級アルコール、ジメチルホルムアミド、水などを挙げることができる。なお、これらの混合溶媒とすることもできる。   The silica alkoxide can be diluted with a solvent to stabilize. The solvent for such stabilization is not particularly limited as long as it can dissolve the silica alkoxide and can be uniformly mixed with water, but is not particularly limited. For example, methanol, ethanol, propanol, Examples thereof include aliphatic lower alcohols such as isopropanol, butanol, isobutanol, ethylene glycol and propylene glycol, dimethylformamide, and water. In addition, these mixed solvents can also be used.

シリカアルコキシドが縮重合した縮合物を形成するための反応液には、加水分解のための水を含有している。なお、シリカアルコキシドの構造、求めるシリカ繊維やシリカ繊維シートの態様によって、最適な水の量が異なるため、反応液における水の含有量は特に限定されるものではないが、例えば、テトラエトキシシランを用いて、シリカ繊維を得る場合には、水の量がアルコキシドの4倍(モル比)を超えると、曳糸性を有する紡糸溶液を得ることが困難になるため、アルコキシドの4倍(モル比)以下であるのが好ましい。   A reaction solution for forming a condensate obtained by condensation polymerization of silica alkoxide contains water for hydrolysis. In addition, since the optimal amount of water varies depending on the structure of the silica alkoxide and the mode of the desired silica fiber or silica fiber sheet, the content of water in the reaction solution is not particularly limited. For example, tetraethoxysilane may be used. When the silica fiber is used, if the amount of water exceeds 4 times (molar ratio) the alkoxide, it becomes difficult to obtain a spinning solution having spinnability. It is preferred that:

また、シリカアルコキシドが縮重合した縮合物を形成するための反応液には、加水分解反応が円滑に進行するように、触媒を含んでいることができる。シリカアルコキシドの構造、求めるシリカ繊維やシリカ繊維シートの態様によって、最適な触媒が異なるため、特に限定するものではないが、例えば、塩酸、硝酸、水酸化ナトリウム、アンモニアなどを挙げることができる。より具体的には、曳糸性を有する前記紡糸溶液を得るためには、酸性の触媒を用いるのが好ましい。   Further, the reaction solution for forming a condensate obtained by condensation polymerization of the silica alkoxide may contain a catalyst so that the hydrolysis reaction proceeds smoothly. Although the optimum catalyst varies depending on the structure of the silica alkoxide and the mode of the desired silica fiber or silica fiber sheet, the catalyst is not particularly limited, and examples thereof include hydrochloric acid, nitric acid, sodium hydroxide, and ammonia. More specifically, it is preferable to use an acidic catalyst in order to obtain the spinning solution having spinnability.

更に、反応液は、例えばシリカアルコキシドを安定化させるキレート剤、シランカップリング剤、圧電性などの各種機能を付与することができる化合物、接着性改善、柔軟性、有機化合物(例えば、ポリメチルメタクリレート)、あるいは染料などの添加剤を含んでいることができる。なお、これらの添加剤は、加水分解を行う際、又は加水分解後に添加することもできる。   Further, the reaction solution may include, for example, a chelating agent for stabilizing a silica alkoxide, a silane coupling agent, a compound capable of imparting various functions such as piezoelectricity, adhesion improvement, flexibility, and an organic compound (for example, polymethyl methacrylate). ) Or additives such as dyes. In addition, these additives can be added at the time of performing the hydrolysis or after the hydrolysis.

更に、反応液は無機系又は有機系の微粒子を含んでいることができる。無機系微粒子としては、例えば、酸化チタン、二酸化マンガン、酸化銅、二酸化珪素、活性炭、金属(例えば、白金)を挙げることができ、有機系微粒子として、色素又は顔料などを挙げることができる。微粒子の粒径や形状は目的とするシートの形やサイズなどによるため、特に限定されるものではなく、目的に応じて適宜選定することができる。このような微粒子を含んでいることによって、最終的に得られる無機系繊維や無機系繊維シートに、例えば、光学機能、多孔性、吸着機能などの付加機能を付与することができる。   Further, the reaction solution may contain inorganic or organic fine particles. Examples of the inorganic fine particles include titanium oxide, manganese dioxide, copper oxide, silicon dioxide, activated carbon, and a metal (for example, platinum). Examples of the organic fine particles include a dye or a pigment. The particle size and shape of the fine particles depend on the shape and size of the target sheet, and are not particularly limited, and can be appropriately selected according to the purpose. By including such fine particles, it is possible to impart additional functions such as an optical function, porosity, and adsorption function to the finally obtained inorganic fiber or inorganic fiber sheet.

シリカアルコキシドが縮重合した縮合物は、前述のような反応液を加熱し、加水分解反応を進行させることによって得ることができる。なお、加熱は反応液を構成する溶媒の沸点以下の温度で行なうのが好ましい。例えば、溶媒が水の場合には、100℃未満の温度で加熱して加水分解反応を進行させることができる。なお、あまり温度が低すぎても加水分解反応が進行しにくいため、10℃以上であるのが好ましい。   The condensate in which the silica alkoxide is polycondensed can be obtained by heating the reaction solution as described above and allowing the hydrolysis reaction to proceed. The heating is preferably performed at a temperature equal to or lower than the boiling point of the solvent constituting the reaction solution. For example, when the solvent is water, the hydrolysis reaction can be advanced by heating at a temperature lower than 100 ° C. Note that the temperature is preferably 10 ° C. or higher because the hydrolysis reaction hardly proceeds even when the temperature is too low.

このようにして形成した縮合物を含む反応液は、紡糸できるように粘度が0.1ポイズ以上であるのが好ましく、0.5ポイズ以上であるのがより好ましく、1ポイズ以上であるのが更に好ましい。なお、繊維径が3μm以下の細繊維を紡糸する場合には、細径化できるように、100ポイズ以下であるのが好ましく、20ポイズ以下であるのがより好ましく、10ポイズ以下であるのが更に好ましく、5ポイズ以下であるのが更に好ましい。
なお、ノズルを使用する場合には、ノズル先端部分における雰囲気を反応液の溶媒と同様の溶媒ガス雰囲気とすることにより、100ポイズを超える場合であっても紡糸可能な場合がある。
The reaction solution containing the condensate thus formed preferably has a viscosity of 0.1 poise or more, more preferably 0.5 poise or more, and more preferably 1 poise or more so as to be spun. More preferred. When spinning a fine fiber having a fiber diameter of 3 μm or less, it is preferably 100 poise or less, more preferably 20 poise or less, and preferably 10 poise or less so that the diameter can be reduced. More preferably, it is 5 poise or less.
In the case where a nozzle is used, spinning may be possible even in the case of exceeding 100 poise by setting the atmosphere at the tip of the nozzle to the same solvent gas atmosphere as the solvent of the reaction liquid.

上述のようにして紡糸して得られるシリカ繊維は、例えば、布帛(織物、編物、不織布、繊維ウェブなど)の態様で得ることができる。   The silica fiber obtained by spinning as described above can be obtained, for example, in the form of a fabric (woven fabric, knitted fabric, nonwoven fabric, fiber web, etc.).

このように形成したシリカ繊維に熱処理を実施してもよい。熱処理を施すことによって、一般的にシラノール基の縮合反応が進み、シリカ繊維やシリカ繊維シート全体の強度を高めることができる。例えば、シリカ繊維シートが布帛からなる場合には、熱処理によって、強度が向上するとともに保形性に優れる布帛を提供できる。なお、熱処理条件は、柔軟性に優れたシリカ繊維あるいはシリカ繊維シートを提供することができるよう適宜選択するが、例えばオーブン、焼結炉等を用いて実施することができ、その温度は200℃以上であることができ、300℃以上であることができる。上限値は特に限定するものではないが、熱処理温度があまりにも高温であると、シリカ繊維に含まれているアモルファスシリカの結晶化がおこる恐れがある。そのため、非特許文献(Journal of the Ceramic Society of Japan 105 [5] 385−390 (1997))などに開示されているように、熱処理温度が600℃から1200℃の範囲であれば、純水なシリカは結晶化を示さないことが知られていることから、アモルファスシリカの結晶化を防止して柔軟性に優れたシリカ繊維あるいはシリカ繊維シートを提供できるよう、シリカ繊維の加熱温度は1200℃以下であるのが好ましく、1000℃以下であるのが好ましい。   A heat treatment may be performed on the silica fiber thus formed. By performing the heat treatment, the condensation reaction of the silanol group generally proceeds, and the strength of the silica fiber or the silica fiber sheet as a whole can be increased. For example, when the silica fiber sheet is made of a fabric, the heat treatment can provide a fabric having improved strength and excellent shape retention. The heat treatment conditions are appropriately selected so as to provide a silica fiber or a silica fiber sheet having excellent flexibility. For example, the heat treatment can be performed using an oven, a sintering furnace, or the like. Or more, and can be 300 ° C. or more. Although the upper limit is not particularly limited, if the heat treatment temperature is too high, there is a possibility that the amorphous silica contained in the silica fiber may be crystallized. Therefore, as disclosed in Non-Patent Document (Journal of the Ceramic Society of Japan 105 [5] 385-390 (1997)) and the like, if the heat treatment temperature is in the range of 600 ° C to 1200 ° C, pure water is not used. Since silica is known not to exhibit crystallization, the heating temperature of the silica fiber is 1200 ° C. or less so that the crystallization of amorphous silica can be prevented to provide a silica fiber or a silica fiber sheet having excellent flexibility. It is preferably 1000 ° C. or less.

また、上述のようにして調製したシリカ繊維シートへ、特開2013−194341号公報に記載されているようなシリカゾル溶液(接着剤)を付与し加熱処理へ供することで、シリカ繊維の交点を接着剤由来のシリカで接着したシリカ繊維シートを調製できる。
なお、この際の加熱処理条件も上述と同様の理由から、その温度は200℃以上であることができ、300℃以上であることができ、また、1200℃以下であるのが好ましく、1000℃以下であるのが好ましい。
Further, by applying a silica sol solution (adhesive) as described in JP-A-2013-194341 to the silica fiber sheet prepared as described above and subjecting it to a heat treatment, the intersection of the silica fibers is bonded. A silica fiber sheet bonded with silica derived from the agent can be prepared.
For the same heat treatment conditions as above, the temperature can be 200 ° C. or higher, 300 ° C. or higher, and preferably 1200 ° C. or lower, and preferably 1000 ° C. or lower. It is preferred that:

次いで、(2)シリカ繊維に金属イオン溶液を付与する工程について説明する。
上述のようにして調製したシリカ繊維あるいはシリカ繊維シートに対して、金属イオン溶液を付与する。ここでいう金属イオン溶液とは、本発明に係る他の金属酸化物を構成し得る金属のイオンを有する溶液である。具体的には金属イオン溶液として、金属無機塩(塩酸塩、硫酸塩、硝酸塩など)又は金属有機塩(アセテート、クエン酸塩など)などを、水もしくは、水を主成分とし、水に可溶な、例えばアルコールを含む溶媒に溶解させた溶液を使用でき、金属イオン溶液として金属カチオン溶液を使用するのが好ましい。
Next, the step (2) of applying the metal ion solution to the silica fiber will be described.
A metal ion solution is applied to the silica fiber or silica fiber sheet prepared as described above. Here, the metal ion solution is a solution containing ions of a metal that can constitute another metal oxide according to the present invention. Specifically, as a metal ion solution, a metal inorganic salt (hydrochloride, sulfate, nitrate, or the like) or a metal organic salt (acetate, citrate, or the like) or the like is soluble in water or water-based water. For example, a solution dissolved in a solvent containing alcohol can be used, and a metal cation solution is preferably used as the metal ion solution.

シリカ繊維あるいはシリカ繊維シートに金属イオン溶液を付与する方法は適宜選択できるが、スプレーなどを用いて金属イオン溶液を散布あるいは塗布する方法、金属イオン溶液中に浸漬する方法などを採用することができる。   The method of applying the metal ion solution to the silica fiber or the silica fiber sheet can be appropriately selected, but a method of spraying or applying the metal ion solution using a spray or the like, a method of dipping in the metal ion solution, and the like can be adopted. .

シリカ繊維あるいはシリカ繊維シートと金属イオン溶液が接触している時間(例えば、金属イオン溶液中への浸漬時間)や、使用する金属イオン溶液の濃度や温度(処理温度)は適宜選択するが、前記時間が長すぎたり、金属イオン溶液の濃度が高すぎたり、処理温度が高すぎると、無機系繊維のM/Si比率が0.70よりも高くなるおそれがある。また、前記時間が短かすぎたり、金属イオン溶液の濃度が低すぎたり、処理温度が低すぎると、他の金属酸化物の存在による無機系繊維の機能が意図する程度に発揮されない恐れがある。そのため、処理時間は1分〜72時間であるのが好ましく、1時間〜48時間であるのが好ましく、3時間〜24時間であるのが好ましい。金属イオン溶液の濃度は、0.1mmol/L〜50mmol/L未満であるのが好ましく、0.5mmol/L〜40mmol/Lであるのが好ましく、1mmol/L〜30mmol/Lであるのが好ましい。また、処理温度は10℃〜50℃であるのが好ましく、15℃〜40℃であるのが好ましく、20℃〜30℃であるのが好ましい。   The time during which the silica fiber or the silica fiber sheet is in contact with the metal ion solution (for example, the immersion time in the metal ion solution), and the concentration and temperature (treatment temperature) of the metal ion solution to be used are appropriately selected. If the time is too long, the concentration of the metal ion solution is too high, or the processing temperature is too high, the M / Si ratio of the inorganic fibers may be higher than 0.70. In addition, when the time is too short, the concentration of the metal ion solution is too low, or the treatment temperature is too low, the function of the inorganic fiber due to the presence of other metal oxides may not be exhibited to an intended degree. . Therefore, the processing time is preferably from 1 minute to 72 hours, preferably from 1 hour to 48 hours, and more preferably from 3 hours to 24 hours. The concentration of the metal ion solution is preferably from 0.1 mmol / L to less than 50 mmol / L, more preferably from 0.5 mmol / L to 40 mmol / L, and preferably from 1 mmol / L to 30 mmol / L. . Further, the processing temperature is preferably from 10 ° C to 50 ° C, more preferably from 15 ° C to 40 ° C, and preferably from 20 ° C to 30 ° C.

そして、(3)金属イオン溶液を付与したシリカ繊維から、金属イオン溶液を除去する工程について説明する。
上述のようにして調製した、金属イオン溶液を付与したシリカ繊維あるいはシリカ繊維シートから、余剰な金属イオン溶液を除去する。除去方法は適宜選択できるが、溶媒で洗浄する方法、サクションするなどによって金属イオン溶液を吸引除去する方法などを採用することができる。
Then, (3) the step of removing the metal ion solution from the silica fiber to which the metal ion solution has been applied will be described.
Excess metal ion solution is removed from the silica fiber or the silica fiber sheet provided with the metal ion solution prepared as described above. The removal method can be selected as appropriate, but a method of washing with a solvent, a method of suction-removing a metal ion solution by suction, or the like can be employed.

洗浄に使用できる溶媒は適宜選択できるが、金属イオン溶液に含まれている溶媒と同じ溶媒を用いると、効果的に余剰な金属イオン溶液を除去でき好ましい。このときの溶媒の温度は、無機系繊維あるいは無機繊維シートの構造安定性やハンドリング性が意図せず低下しないよう適宜選択する。   The solvent that can be used for washing can be appropriately selected, but it is preferable to use the same solvent as the solvent contained in the metal ion solution, because the excess metal ion solution can be effectively removed. The temperature of the solvent at this time is appropriately selected so that the structural stability and handleability of the inorganic fiber or the inorganic fiber sheet do not unintentionally decrease.

次いで、例えば、オーブンドライヤー、遠赤外線ヒーター、乾熱乾燥機などの加熱機へ供し加熱する、室温雰囲気下や減圧雰囲気下に静置するなどして、無機系繊維あるいは無機繊維シートに残留している洗浄に使用した溶媒を除去してもよい。溶媒を除去する際の加熱温度は溶媒が揮発可能な温度であると共に、無機系繊維あるいは無機繊維シートの構造安定性やハンドリング性が意図せず低下しないよう、加熱温度の上限温度を選択する。   Then, for example, an oven dryer, a far infrared heater, a heater such as a dry heat dryer to be heated, such as standing at room temperature atmosphere or under reduced pressure atmosphere, remaining on the inorganic fiber or inorganic fiber sheet. The solvent used for washing may be removed. The heating temperature at the time of removing the solvent is a temperature at which the solvent can be volatilized, and an upper limit temperature of the heating temperature is selected so that the structural stability and handling properties of the inorganic fibers or the inorganic fiber sheet are not unintentionally reduced.

上述の工程を備える製造方法によって無機系繊維を製造することができるが、更に、上述の工程の後に、
(4)無機系繊維を少なくとも80℃以上で加熱する工程、
へ供しても良い。
この工程を備える製造方法によって、温度80℃の水中といった過酷な条件下においても、無機系繊維から他の金属酸化物が脱落し難いなど、より構造の安定性に優れる無機系繊維あるいは無機繊維シートを製造することができる。
Although inorganic fibers can be produced by a production method including the above-described steps, further, after the above-described steps,
(4) heating the inorganic fibers at least at 80 ° C. or higher;
May be served.
Due to the production method including this step, even under severe conditions such as water at a temperature of 80 ° C., inorganic metal fibers or inorganic fiber sheets that are more excellent in structural stability such that other metal oxides do not easily fall off the inorganic fibers. Can be manufactured.

無機系繊維を加熱する方法は適宜選択でき、例えば、オーブンドライヤー、遠赤外線ヒーター、乾熱乾燥機などの加熱機を使用することができる。
無機系繊維が加熱される温度(加熱温度)は無機系繊維の構成や物性、無機系繊維あるいは無機繊維シートを構成している他の金属酸化物の種類などにより適宜選択するが、一例として、他の金属酸化物がアルミニウムの酸化物である場合、加熱温度は201℃以上が好ましく、250℃以上が好ましく、300℃以上が好ましい。上限値は特に限定するものではないが、熱処理温度があまりにも高温であると、無機系繊維を構成しているシリカ繊維に含まれているアモルファスシリカの結晶化がおこる恐れがある。そのため、無機系繊維の加熱温度は1200℃以下であるのが好ましく、1000℃以下であるのが好ましい。また、他の金属酸化物の結晶構造などが意図しないものに変化することがないよう、加熱温度の上限温度を適宜選択するのが好ましい。
The method for heating the inorganic fibers can be appropriately selected, and for example, a heater such as an oven dryer, a far-infrared heater, and a dry heat dryer can be used.
The temperature at which the inorganic fiber is heated (heating temperature) is appropriately selected depending on the configuration and physical properties of the inorganic fiber, the type of the inorganic fiber or the other metal oxide constituting the inorganic fiber sheet, and, as an example, When the other metal oxide is an oxide of aluminum, the heating temperature is preferably at least 201 ° C, more preferably at least 250 ° C, and preferably at least 300 ° C. Although the upper limit value is not particularly limited, if the heat treatment temperature is too high, there is a possibility that amorphous silica contained in the silica fibers constituting the inorganic fibers may be crystallized. Therefore, the heating temperature of the inorganic fibers is preferably 1200 ° C or lower, and more preferably 1000 ° C or lower. Further, it is preferable to appropriately select the upper limit of the heating temperature so that the crystal structure of another metal oxide does not change to an unintended one.

上述の製造方法を用いることで、構造の安定性をより高めることができ、更には、より良好なハンドリング性を達成することができ、その結果、FRET法に用いる被検物質蛍光センサーを固定化するために、より好適に使用可能な無機系繊維や無機系繊維シートを提供することができ、更に、繊維径が細いことで繊維表面積が広く、検出レンジが広い無機系繊維や無機系繊維シートを提供することができる。   By using the above-described manufacturing method, the stability of the structure can be further improved, and further, better handling can be achieved. As a result, the fluorescent substance to be detected used in the FRET method can be immobilized. Therefore, it is possible to provide an inorganic fiber or an inorganic fiber sheet that can be used more suitably, furthermore, the fiber diameter is small, the fiber surface area is wide, the detection range is wide, and the inorganic fiber or the inorganic fiber sheet is wide. Can be provided.

センサー固定化用担体と被検物質蛍光センサーとの結合は、選択した無機系繊維シートと被検物質蛍光センサーとの組合せに従って、それ自体公知の結合方法を適宜選択することができ、例えば、センサー固定化担体に被検物質蛍光センサーを直接化学結合させる方法や、末端に被検物質蛍光センサーと化学結合可能な官能基を有する化合物、例えば、シランカップリング剤やホスホン酸誘導体などを修飾した後、センサー固定化担体を間接的に化学結合させる方法がある。各々の結合過程では、触媒を用いてもよい。
また、プラズマ方法、エキシマ方法、紫外線照射法などを用いることによって、無機性繊維の表面を改質・活性化させ、被検物質蛍光センサーを結合してもよい。
The binding between the carrier for sensor immobilization and the analyte fluorescence sensor can be appropriately selected according to the combination of the selected inorganic fiber sheet and the analyte fluorescence sensor, and a known binding method can be appropriately selected. After directly modifying the test substance fluorescent sensor to the immobilized carrier, or after modifying a compound having a functional group capable of chemically bonding to the test substance fluorescent sensor at the end, such as a silane coupling agent or a phosphonic acid derivative. There is a method of indirectly chemically bonding the sensor-immobilized carrier. In each bonding process, a catalyst may be used.
Further, the surface of the inorganic fiber may be modified and activated by using a plasma method, an excimer method, an ultraviolet irradiation method, or the like, and the analyte fluorescent sensor may be coupled.

以下、実施例、比較例、試験例によって本発明を具体的に説明するが、これらは本発明の範囲を限定するものではない。   Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to Examples, Comparative Examples, and Test Examples, but these do not limit the scope of the present invention.

(実施例1)
紡糸工程及び繊維の集積工程
金属化合物としてのテトラエトキシシラン、溶媒としてのエタノール、加水分解のための水、及び触媒として1規定の塩酸を、1:5:2:0.003のモル比で混合し、温度78℃で10時間の還流操作を行い、次いで、溶媒をロータリーエバポレーターにより除去して濃縮した後、温度60℃に加熱して、粘度が2ポイズのゾル溶液を形成した。得られたゾル溶液を紡糸液として用い、中和紡糸法を用いてゲル状シリカ繊維ウエブを作製した。
なお、前記中和紡糸法は、特開2005−264374号公報の実施例8と同じ紡糸条件で実施した。詳細を以下に示す。
紡糸ノズル:内径0.4mmの金属製注射針(先端カット)
紡糸ノズルと対向電極との距離:200mm
対向電極及びイオン発生電極(両電極を兼ねる):ステンレス板(誘起電極)上に厚さ1mmのアルミナ膜(誘電体基板)を溶射し、その上に直径30μmのタングステンワイヤ(放電電極)を10mmの等間隔で張った沿面放電素子(タングステンワイヤ面を紡糸ノズルと対向させると共に接地し、ステンレス板とタングステンワイヤ間に交流高電圧電源により50Hzの交流高電圧を印加)
第1高電圧電源:−16kV
第2高電圧電源:±5kV(交流沿面のピーク電圧:5kV、50Hz)
気流:水平方向25cm/sec、鉛直方向15cm/sec
紡糸室内の雰囲気:温度25℃、湿度40%RH以下
連続紡糸時間:30分以上
(Example 1)
Spinning step and fiber accumulation step Tetraethoxysilane as a metal compound, ethanol as a solvent, water for hydrolysis, and 1N hydrochloric acid as a catalyst are mixed in a molar ratio of 1: 5: 2: 0.003. Then, a reflux operation was performed at a temperature of 78 ° C. for 10 hours. Then, the solvent was removed by a rotary evaporator and concentrated, and then heated to a temperature of 60 ° C. to form a sol solution having a viscosity of 2 poise. Using the obtained sol solution as a spinning solution, a gel-like silica fiber web was produced by a neutralization spinning method.
In addition, the said neutralization spinning method was implemented on the same spinning conditions as Example 8 of Unexamined-Japanese-Patent No. 2005-264374. Details are shown below.
Spinning nozzle: 0.4 mm inner diameter metal injection needle (cut at the tip)
Distance between spinning nozzle and counter electrode: 200 mm
Opposite electrode and ion generating electrode (also used as both electrodes): A 1 mm thick alumina film (dielectric substrate) is sprayed on a stainless steel plate (induction electrode), and a 30 μm diameter tungsten wire (discharge electrode) is 10 mm thick thereon. Creeping discharge elements (tungsten wire surface is opposed to the spinning nozzle and grounded, and AC high voltage of 50 Hz is applied between the stainless steel plate and tungsten wire by AC high voltage power supply)
First high-voltage power supply: -16 kV
Second high-voltage power supply: ± 5 kV (peak voltage on AC creepage: 5 kV, 50 Hz)
Airflow: 25cm / sec in horizontal direction, 15cm / sec in vertical direction
Atmosphere in spinning chamber: temperature 25 ° C, humidity 40% RH or less Continuous spinning time: 30 minutes or more

ゲル状シリカ繊維ウエブの熱処理工程
得られたゲル状シリカ繊維ウエブを、電気炉へ供し500℃で熱処理することにより、シリカ繊維ウエブ(目付:8g/m)を作製した。
Heat treatment step of gel silica fiber web The obtained gel silica fiber web was subjected to a heat treatment at 500 ° C in an electric furnace to prepare a silica fiber web (basis weight: 8 g / m 2 ).

繊維間の接着工程
繊維間接着のために用いる接着用無機系ゾル溶液として、金属化合物としてテトラエトキシシラン、溶媒としてエタノール、加水分解のための水、及び触媒として硝酸を、1:7.2:7:0.0039のモル比で混合し、温度25℃(室温)、攪拌条件300rpmで15時間反応させた。反応後、酸化ケイ素の固形分濃度が0.25%となるようにエタノールで希釈し、シリカゾル希薄溶液とした。
得られたシリカ繊維ウエブを前記シリカゾル希薄溶液に浸漬した後、吸引により余剰のシリカゾル希薄溶液を除去することにより、シリカゾル希薄溶液含有シリカ繊維ウエブを作製した。
シリカゾル希薄溶液含有シリカ繊維ウエブを110℃の雰囲気中に30分保持することで、残留するシリカゾル希薄溶液に含まれる溶媒を乾燥除去させた。続いて、電気炉へ供し500℃で熱処理することによりシリカ繊維の交点をシリカゾル希薄溶液由来のシリカで接着させ、シリカ繊維不織布を作製した。
Bonding step between fibers As an inorganic sol solution for bonding used for bonding between fibers, tetraethoxysilane as a metal compound, ethanol as a solvent, water for hydrolysis, and nitric acid as a catalyst, 1: 7.2: The mixture was mixed at a molar ratio of 7: 0.0039, and reacted at a temperature of 25 ° C. (room temperature) under stirring conditions of 300 rpm for 15 hours. After the reaction, the resultant was diluted with ethanol so that the solid content of silicon oxide became 0.25% to obtain a silica sol diluted solution.
After the obtained silica fiber web was immersed in the silica sol diluted solution, excess silica sol diluted solution was removed by suction to prepare a silica sol diluted solution-containing silica fiber web.
By holding the silica fiber web containing the silica sol diluted solution in an atmosphere at 110 ° C. for 30 minutes, the solvent contained in the remaining silica sol diluted solution was dried and removed. Subsequently, the resultant was subjected to a heat treatment at 500 ° C. in an electric furnace to bond the intersections of the silica fibers with silica derived from a silica sol dilute solution to prepare a silica fiber nonwoven fabric.

シリカ繊維不織布のAl被覆工程
シリカ繊維不織布をHSO:30%H=3:1の混合溶液中に室温で30分間浸漬することによりピラニア処理を実施した後、純水で洗浄した。
続いて、濃度がNaClおよびAlClともに1mmol/Lの水溶液(温度:25℃)を用意し、NaOHを加え水溶液をpH7に調整した。そして該水溶液へ、ピラニア処理を実施したシリカ繊維不織布を室温で24時間浸漬した。その後、シリカ繊維不織布を引き上げ、精製水で洗浄して25℃で乾燥することで、アルミニウムの酸化物がシリカ繊維の表面を被覆するシリカ繊維不織布(以下、Al被覆シリカ繊維不織布と称する)を調製した。
Al coating step of silica fiber nonwoven fabric The silica fiber nonwoven fabric is immersed in a mixed solution of H 2 SO 4 : 30% H 2 O 2 = 3: 1 at room temperature for 30 minutes to perform piranha treatment, and then washed with pure water. did.
Subsequently, an aqueous solution (temperature: 25 ° C.) having a concentration of 1 mmol / L for both NaCl and AlCl 3 was prepared, and the pH of the aqueous solution was adjusted to 7 by adding NaOH. Then, the silica fiber nonwoven fabric subjected to the piranha treatment was immersed in the aqueous solution at room temperature for 24 hours. Thereafter, the silica fiber nonwoven fabric is pulled up, washed with purified water, and dried at 25 ° C. to prepare a silica fiber nonwoven fabric (hereinafter, referred to as an Al-coated silica fiber nonwoven fabric) in which an oxide of aluminum covers the surface of the silica fiber. did.

Al被覆シリカ繊維不織布の蛍光標識工程
繊維表面にカルボキシル基を導入するために、前記Al被覆シリカ繊維不織布を、ホスホン酸誘導体である10−CDPA(10−carboxydecylphosphonic acid)の1mmol/L濃度のメタノール溶液に浸漬し、室温で一晩処理した後、メタノール洗浄を行い、120℃、3時間の熱処理を行うことにより、COOH基付与Al被覆シリカ繊維不織布を調製した。
Fluorescent labeling step of Al-coated silica fiber nonwoven fabric In order to introduce a carboxyl group into the fiber surface, the Al-coated silica fiber nonwoven fabric was treated with a 10 mmol / L methanol solution of 10-CDPA (10-carboxydecylphosphonic acid), a phosphonic acid derivative. And treated at room temperature overnight, followed by methanol washing, and heat treatment at 120 ° C. for 3 hours to prepare a COOH group-provided Al-coated silica fiber nonwoven fabric.

カルボキシル基−アミノ基間架橋剤(カルボン酸活性化試薬および脱水縮合剤の組合せ)として、100mmol/LのEDC(1−ethyl−3−(3−dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride):100mmol/LのNHS(N−hydroxysuccinimide)=1:1の混合緩衝溶液(pH 4.5)を、前記COOH基付与Al被覆シリカ繊維不織布に付与し、室温で10分間処理した後、純水洗浄を行った。
続いて、洗浄したCOOH基付与Al被覆シリカ繊維不織布に対し、純水を用いて1mg/mLの濃度に調整したFAM蛍光修飾ペプチド(30個のアミノ酸から構成されるペプチドであって、蛍光色素はFAM(Fluorescein)である)を添加して、室温で2時間処理した後、純水で洗浄することにより、FAM蛍光修飾ペプチド付加Al被覆シリカ繊維不織布を調製した。
なお、得られたFAM蛍光修飾ペプチド付加Al被覆シリカ繊維不織布の繊維表面におけるESCA分析によるAl/Si比は0.14であった。
As a carboxyl group-amino group cross-linking agent (combination of a carboxylic acid activating reagent and a dehydration condensing agent), 100 mmol / L EDC (1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride): 100 mmol / L NHS ( A mixed buffer solution (pH 4.5) of N-hydroxysuccinimide = 1: 1 was applied to the COOH group-coated Al-coated silica fiber nonwoven fabric, treated at room temperature for 10 minutes, and then washed with pure water.
Subsequently, a FAM fluorescence-modified peptide (a peptide composed of 30 amino acids, which is a peptide composed of 30 amino acids, which is adjusted to a concentration of 1 mg / mL using pure water, is applied to the washed COOH group-provided Al-coated silica fiber nonwoven fabric, FAM (Fluorescein) was added, the mixture was treated at room temperature for 2 hours, and then washed with pure water to prepare a FAM fluorescence-modified peptide-added Al-coated silica fiber nonwoven fabric.
The Al / Si ratio by ESCA analysis on the fiber surface of the obtained FAM fluorescence-modified peptide-added Al-coated silica fiber nonwoven fabric was 0.14.

(比較例1)
直径50〜120μmのアガロースビーズ(有機物担体:抗DYKDDDDKタグ抗体ビーズ)を用意した。そして、用意したアガロースビーズに1%ウシ血清アルブミンを含むハンクス・ヘペス緩衝液を付与して30分間処理した後、同緩衝液を用いてアガロースビーズを洗浄した。
続いて、洗浄したアガロースビーズに対し、同緩衝液を用いて1μMの濃度に調整したFAM蛍光修飾ペプチド(30個のアミノ酸から構成されるペプチドであって、蛍光色素はFAM(Fluorescein)である)を添加して、室温で1時間処理した後、同緩衝液で洗浄することにより、FAM蛍光修飾ペプチド付加アガロースビーズを調製した。
(Comparative Example 1)
Agarose beads (organic carrier: anti-DYKDDDDK tag antibody beads) having a diameter of 50 to 120 μm were prepared. Then, a Hanks-Hepes buffer containing 1% bovine serum albumin was applied to the prepared agarose beads, treated for 30 minutes, and then the agarose beads were washed using the same buffer.
Subsequently, the washed agarose beads were adjusted to a concentration of 1 μM using the same buffer solution to a FAM fluorescence-modified peptide (a peptide composed of 30 amino acids, and the fluorescent dye was FAM (Fluorescein)). Was added and treated at room temperature for 1 hour, followed by washing with the same buffer to prepare FAM fluorescence-modified peptide-added agarose beads.

(試験例1)
実施例1で調製したFAM蛍光修飾ペプチド付加Al被覆シリカ繊維不織布、比較例1で調製したFAM蛍光修飾ペプチド付加アガロースビーズについて、共焦点レーザー顕微鏡(ニコン C1 システム;顕微鏡:ニコン ECLIPSE TE2000E;レンズ:Plan Apo VC ×60 oil(NA=1.4))を用いて、FAMの蛍光を励起する励起光(励起波長(Ex):488nm)を照射したときに放出されるFAMの蛍光(蛍光波長(Em):500〜540nm)を観察した。
(Test Example 1)
For the FAM fluorescence-modified peptide-added Al-coated silica fiber nonwoven fabric prepared in Example 1 and the FAM fluorescence-modified peptide-added agarose beads prepared in Comparative Example 1, a confocal laser microscope (Nikon C1 system; microscope: Nikon ECLIPSE TE2000E; lens: Plan) Apo VC × 60 oil (NA = 1.4)) is used to irradiate FAM fluorescence (excitation wavelength (Ex): 488 nm) to irradiate FAM fluorescence (fluorescence wavelength (Em). ): 500-540 nm).

結果を図1に示す。図1の上図は蛍光観察像であり、図1の下図は同視野における透過像であり、各像の一辺は21.2μmである。
担体内部への蛍光色素の染み込みの程度は、比較例1のアガロースビーズからなる有機物担体では、染み込み長が5μmと染み込みが顕著であったが、実施例1のシリカ繊維不織布からなる無機物担体では、染み込み長が繊維径よりも浅い1μm未満であり、染み込みが抑制されていた。担体への染み込みが発生すると、バックグランドが高くなることがあり、本発明における無機系繊維シートは、FRET分析に用いる被検物質蛍光センサーを固定する担体用途に適することが確認された。
The results are shown in FIG. The upper diagram in FIG. 1 is a fluorescence observation image, and the lower diagram in FIG. 1 is a transmission image in the same visual field, and one side of each image is 21.2 μm.
The degree of penetration of the fluorescent dye into the inside of the carrier was significant for the organic carrier composed of agarose beads of Comparative Example 1 with a penetration length of 5 μm, but for the inorganic carrier composed of the silica fiber nonwoven fabric of Example 1, The permeation length was less than 1 μm, which was shallower than the fiber diameter, and permeation was suppressed. When permeation into the carrier occurs, the background may increase, and it has been confirmed that the inorganic fiber sheet of the present invention is suitable for use as a carrier for fixing a test substance fluorescent sensor used for FRET analysis.

(実施例2)
実施例1で用いたFAM蛍光修飾ペプチドに代えて、実施例1で使用したペプチドをDACMで修飾したDACM蛍光修飾ペプチドを用いたこと以外は、実施例1の操作に従って、DACM蛍光修飾ペプチド付加Al被覆シリカ繊維不織布を調製した。
更に、実施例1で用いたFAM蛍光修飾ペプチドに代えて、実施例1で使用したペプチドをFAM及びDACMで同時に修飾した二重蛍光修飾ペプチドを用いたこと以外は、実施例1の操作に従って、二重蛍光修飾ペプチド付加Al被覆シリカ繊維不織布を調製した。
(Example 2)
According to the procedure of Example 1, except that the peptide used in Example 1 was modified with DACM fluorescence modified peptide instead of the FAM fluorescence modified peptide used in Example 1, the DACM fluorescence modified peptide-added Al was added. A coated silica fiber nonwoven fabric was prepared.
Further, in place of the FAM fluorescently modified peptide used in Example 1, a double fluorescently modified peptide obtained by simultaneously modifying the peptide used in Example 1 with FAM and DACM was used. A double-fluorescent modified peptide-added Al-coated silica fiber nonwoven fabric was prepared.

(参考例1)
また、後述する測定に使用するため、実施例1で用いたFAM蛍光修飾ペプチドに代えて、実施例1および実施例2で使用したペプチド(蛍光色素は修飾されていない)を用いたこと以外は、実施例1の操作に従って、非蛍光のペプチド付加Al被覆シリカ繊維不織布を調製した。
(Reference Example 1)
Also, except that the peptide used in Examples 1 and 2 (the fluorescent dye was not modified) was used in place of the FAM fluorescence-modified peptide used in Example 1 for use in the measurement described below. According to the procedure of Example 1, a non-fluorescent peptide-added Al-coated silica fiber nonwoven fabric was prepared.

(比較例2)
実施例1および実施例2のシリカ繊維不織布の調製工程において行った処理と同様の処理を、石英ガラス板の主面(面積:0.3cm、円形)に対して施すことで、FAM蛍光修飾ペプチド付加Al被覆石英ガラス板、DACM蛍光修飾ペプチド付加Al被覆石英ガラス板、二重蛍光修飾ペプチド付加Al被覆石英ガラス板を調製した。
更に、参考例1のシリカ繊維不織布の調製工程において行った処理と同様の処理を、石英ガラス板の主面(面積:0.3cm、円形)に対して施すことで、非蛍光のペプチド付加Al被覆石英ガラス板を調製した。
(Comparative Example 2)
The same process as that performed in the preparation process of the silica fiber nonwoven fabric of Example 1 and Example 2 was performed on the main surface (area: 0.3 cm 2 , circle) of the quartz glass plate, thereby performing FAM fluorescence modification. Peptide-added Al-coated quartz glass plates, DACM fluorescence-modified peptide-added Al-coated quartz glass plates, and double fluorescence-modified peptide-added Al-coated quartz glass plates were prepared.
Further, the same treatment as that performed in the preparation process of the silica fiber nonwoven fabric of Reference Example 1 was performed on the main surface (area: 0.3 cm 2 , circular) of the quartz glass plate to add a non-fluorescent peptide. An Al-coated quartz glass plate was prepared.

(試験例2)
実施例1および実施例2ならびに参考例1において調製した、各種ペプチド付加Al被覆シリカ繊維不織布、比較例2で調製した各種ペプチド付加Al被覆石英ガラス板について、蛍光プレートリーダー(コロナ電気社製、SH−9000)を用いて、Ex/Em=390nm/450nm、390nm/520nm、490nm/520nmで蛍光測定を行った。なお、蛍光測定条件は、温度37℃、フォトマル高圧high、測定感度×10、半値幅5nmで行った。
そして、測定により得られた(表1)記載の各シグナル強度から、以下の算出方法に基づき、担体として無機系繊維シートを用いた実施例、および、担体として石英ガラス板を用いた比較例における、各FRETシグナル強度を算出した。
(Test Example 2)
For the various peptide-added Al-coated silica fiber nonwoven fabrics prepared in Examples 1 and 2 and Reference Example 1, and for the various peptide-added Al-coated quartz glass plates prepared in Comparative Example 2, a fluorescent plate reader (SH, manufactured by Corona Electric Co., Ltd.) -9000), fluorescence measurement was performed at Ex / Em = 390 nm / 450 nm, 390 nm / 520 nm, and 490 nm / 520 nm. The fluorescence measurement was performed at a temperature of 37 ° C., high pressure of photomultiplier high, measurement sensitivity × 10, and a half width of 5 nm.
Then, based on the signal intensities described in (Table 1) obtained by the measurement, based on the following calculation method, in an example using an inorganic fiber sheet as a carrier and in a comparative example using a quartz glass plate as a carrier. The intensity of each FRET signal was calculated.

そして、No.11のシグナル強度から(A+B+No.2)を引いた値を、FRETシグナル強度とした。 And No. The value obtained by subtracting (A + B + No. 2) from the signal intensity of No. 11 was defined as the FRET signal intensity.

なお、FAMの励起波長(Ex)/蛍光波長(Em、検出波長)は490nm/520nm、DACMの励起波長(Ex)/蛍光波長(Em、検出波長)は390nm/450nmであるため、Ex390nm/Em520nmの測定条件では、本来、蛍光検出されないが、FRET現象が発生するため、FAMが励起され、FAM蛍光が検出される。
また、本試験系は、非競合FRETを想定したFRET測定の簡易評価系であるが、担体に固定する被検物質蛍光センサー部分に2種類の蛍光物質を設けることにより、必ずFRETが生じる構成とし、非競合FRETの代替評価も行えたものである。
Since the excitation wavelength (Ex) / fluorescence wavelength (Em, detection wavelength) of FAM is 490 nm / 520 nm and the excitation wavelength (Ex) / fluorescence wavelength (Em, detection wavelength) of DACM is 390 nm / 450 nm, Ex390 nm / Em520 nm Under the measurement conditions described above, fluorescence is not originally detected, but a FRET phenomenon occurs, so that FAM is excited and FAM fluorescence is detected.
In addition, this test system is a simple evaluation system for FRET measurement assuming non-competitive FRET. However, by providing two types of fluorescent substances in the fluorescent sensor part of the test substance fixed to the carrier, FRET always occurs. In addition, alternative evaluation of non-competitive FRET was also performed.

結果を表2に示す。表2に示す結果はN=5の平均である。なお、算出結果は、担体を直上から見た主面面積:0.3cmの円形範囲に換算した結果で比較している。
実施例2のシリカ繊維不織布からなる無機系繊維シートは、比較例2の石英ガラス板からなる担体と比較して、約10倍のシグナル強度を示し、更に、繊維シートであるため、取扱い性にも優れていた。本発明における無機系繊維シートは、FRET分析に用いる被検物質蛍光センサーを固定する担体用途に適することが確認された。
なお、担体の違いによるFRET効率の優位な差異は認められなかった。
Table 2 shows the results. The results shown in Table 2 are the average of N = 5. In addition, the calculation result is compared with a result obtained by converting the carrier into a circular range of 0.3 cm 2 of the main surface area as viewed from directly above.
The inorganic fiber sheet made of the silica fiber nonwoven fabric of Example 2 shows about 10 times the signal intensity as compared with the carrier made of the quartz glass plate of Comparative Example 2, and furthermore, since it is a fiber sheet, it is difficult to handle. Was also excellent. It was confirmed that the inorganic fiber sheet according to the present invention is suitable for use as a carrier for fixing a fluorescent sensor of a test substance used for FRET analysis.
In addition, there was no significant difference in FRET efficiency due to the difference in carrier.

(実施例3)
実施例1においてAl被覆を行わないこと以外は、実施例1の操作に従って、FAM蛍光修飾ペプチド付加シリカ繊維不織布を調製した。
(Example 3)
A FAM fluorescence-modified peptide-added silica fiber nonwoven fabric was prepared in the same manner as in Example 1 except that Al coating was not performed.

(試験例3)
実施例3で調製したFAM蛍光修飾ペプチド付加シリカ繊維不織布と、実施例1で調製したFAM蛍光修飾ペプチド付加Al被覆シリカ繊維不織布を、それぞれ、リン酸緩衝生理食塩水(PBS)中、4℃で6日間保管したところ、繊維シート表面のFAM蛍光修飾ペプチドの残存割合は、前者(Al被覆なし)が47%であり、後者(Al被覆あり)が65%であった。
この結果から、本発明における無機系繊維シートの好適態様である、シリカ以外の金属酸化物がシリカ繊維の表面に存在する無機系繊維シートは、FRET分析に用いる被検物質蛍光センサーを固定する担体用途に、より適することが確認された。
(Test Example 3)
The FAM fluorescence-modified peptide-added silica fiber nonwoven fabric prepared in Example 3 and the FAM fluorescence-modified peptide-added Al-coated silica fiber nonwoven fabric prepared in Example 1 were each incubated at 4 ° C. in phosphate buffered saline (PBS). After storage for 6 days, the remaining ratio of the FAM fluorescence-modified peptide on the fiber sheet surface was 47% for the former (without Al coating) and 65% for the latter (with Al coating).
From these results, the inorganic fiber sheet in which a metal oxide other than silica is present on the surface of the silica fiber, which is a preferred embodiment of the inorganic fiber sheet according to the present invention, is a carrier on which an analyte fluorescent sensor used for FRET analysis is fixed. It has been confirmed that it is more suitable for use.

(実施例4)
濃度がNaClおよびAlClともに1mmol/Lの水溶液(温度:25℃)を用意し、NaOHを加え水溶液をpH7に調整した。そして該水溶液へ、実施例1において調製したシリカ繊維不織布を室温で24時間浸漬した。その後、シリカ繊維不織布を引き上げ、精製水で洗浄して25℃で乾燥することで、アルミニウムの酸化物がシリカ繊維の表面を被覆するように存在してなる無機系繊維不織布(平均繊維径:800nm、目付:8g/m、空隙率:95%、M/Si比率:0.17、アルミニウムの酸化物が水掻き状に存在していない)を調製した。
実施例4で調製した不織布表面の、5000倍の電子顕微鏡写真を撮影し図2に図示した。また、前記不織布を構成する無機系繊維表面の、100000倍の電子顕微鏡写真を撮影し図3に図示した。
(Example 4)
An aqueous solution (temperature: 25 ° C.) having a concentration of 1 mmol / L for both NaCl and AlCl 3 was prepared, and the aqueous solution was adjusted to pH 7 by adding NaOH. Then, the silica fiber nonwoven fabric prepared in Example 1 was immersed in the aqueous solution at room temperature for 24 hours. Thereafter, the silica fiber nonwoven fabric is pulled up, washed with purified water and dried at 25 ° C., whereby an inorganic fiber nonwoven fabric (average fiber diameter: 800 nm) in which aluminum oxide is present so as to cover the surface of the silica fiber , The basis weight: 8 g / m 2 , the porosity: 95%, the M / Si ratio: 0.17, and the aluminum oxide was not present in the form of webs).
A 5000-fold electron micrograph of the surface of the nonwoven fabric prepared in Example 4 was taken and shown in FIG. Further, a 100,000-fold electron micrograph of the surface of the inorganic fibers constituting the nonwoven fabric was taken and shown in FIG.

また、無機系繊維不織布を構成している無機系繊維の破損し易さを確認することで、無機系繊維および無機系繊維不織布の構造の安定性を評価するため、調製した無機系繊維不織布へ次の超音波処理を施した。
調製した無機系繊維不織布を蒸留水中に浸漬し、蒸留水中で無機系繊維不織布へ超音波(100kHz)を2分間作用させた。そして、超音波を作用させた無機系繊維不織布を蒸留水中から引き上げ、室温雰囲気下で乾燥した。
このようにして超音波処理を施した後の、無機系繊維不織布表面の5000倍の電子顕微鏡写真を撮影し図9に図示した。
In addition, by confirming the susceptibility of the inorganic fibers constituting the inorganic fiber nonwoven fabric to breakage, to evaluate the structural stability of the inorganic fibers and the inorganic fiber nonwoven fabric, the prepared inorganic fiber nonwoven fabric was prepared. The following sonication was performed.
The prepared inorganic fiber nonwoven fabric was immersed in distilled water, and ultrasonic waves (100 kHz) were applied to the inorganic fiber nonwoven fabric in the distilled water for 2 minutes. Then, the inorganic fiber nonwoven fabric subjected to the ultrasonic wave was pulled out of the distilled water and dried in a room temperature atmosphere.
An electron micrograph of the surface of the inorganic fiber nonwoven fabric at a magnification of 5000 after being subjected to the ultrasonic treatment in this manner was taken and shown in FIG.

(実施例5)
濃度がNaClおよびAlClともに5mmol/Lの水溶液(温度:25℃)を用いたこと以外は、実施例4と同様にしてアルミニウムの酸化物がシリカ繊維の表面を被覆するように存在してなる無機系繊維不織布(平均繊維径:800nm、目付:8g/m、空隙率:95%、M/Si比率:0.25、アルミニウムの酸化物が水掻き状に存在していない)を調製した。
実施例5で調製した不織布表面の、5000倍の電子顕微鏡写真を撮影し図4に図示した。
(Example 5)
Except for using an aqueous solution (temperature: 25 ° C.) having a concentration of 5 mmol / L for both NaCl and AlCl 3 , aluminum oxide is present to cover the surface of the silica fiber in the same manner as in Example 4. An inorganic fiber nonwoven fabric (average fiber diameter: 800 nm, basis weight: 8 g / m 2 , porosity: 95%, M / Si ratio: 0.25, and no aluminum oxide in the form of webs) were prepared.
A 5,000-fold electron micrograph of the surface of the nonwoven fabric prepared in Example 5 was taken and shown in FIG.

また、無機系繊維不織布を構成している無機系繊維の破損し易さを確認することで、無機系繊維および無機系繊維不織布の構造の安定性を評価するため、調製した無機系繊維不織布へ次の超音波処理を施した。
調製した無機系繊維不織布を蒸留水中に浸漬し、蒸留水中で無機系繊維不織布へ超音波(100kHz)を2分間作用させた。そして、超音波を作用させた無機系繊維不織布を蒸留水中から引き上げ、室温雰囲気下で乾燥した。
このようにして超音波処理を施した後の、無機系繊維不織布表面の5000倍の電子顕微鏡写真を撮影し図10に図示した。
In addition, by confirming the susceptibility of the inorganic fibers constituting the inorganic fiber nonwoven fabric to breakage, to evaluate the structural stability of the inorganic fibers and the inorganic fiber nonwoven fabric, the prepared inorganic fiber nonwoven fabric was prepared. The following sonication was performed.
The prepared inorganic fiber nonwoven fabric was immersed in distilled water, and ultrasonic waves (100 kHz) were applied to the inorganic fiber nonwoven fabric in the distilled water for 2 minutes. Then, the inorganic fiber nonwoven fabric subjected to the ultrasonic wave was pulled out of the distilled water and dried in a room temperature atmosphere.
An electron micrograph of the surface of the inorganic fiber non-woven fabric at a magnification of 5,000 was taken after the ultrasonic treatment in this manner, and is shown in FIG.

(実施例6)
濃度がNaClおよびAlClともに10mmol/Lの水溶液(温度:25℃)を用いたこと以外は、実施例4と同様にしてアルミニウムの酸化物がシリカ繊維の表面を被覆するように存在してなる無機系繊維不織布(平均繊維径:800nm、目付:8g/m、空隙率:95%、M/Si比率:0.27、アルミニウムの酸化物が水掻き状に存在していない)を調製した。
実施例6で調製した不織布表面の、5000倍の電子顕微鏡写真を撮影し図5に図示した。
(Example 6)
Except for using an aqueous solution (temperature: 25 ° C.) having a concentration of 10 mmol / L for both NaCl and AlCl 3, an aluminum oxide is present to cover the surface of the silica fiber in the same manner as in Example 4. An inorganic fiber nonwoven fabric (average fiber diameter: 800 nm, basis weight: 8 g / m 2 , porosity: 95%, M / Si ratio: 0.27, and no aluminum oxide in a web-like form) was prepared.
An electron microscope photograph of the surface of the nonwoven fabric prepared in Example 6 at a magnification of 5000 was taken and shown in FIG.

また、無機系繊維不織布を構成している無機系繊維の破損し易さを確認することで、無機系繊維および無機系繊維不織布の構造の安定性を評価するため、調製した無機系繊維不織布へ次の超音波処理を施した。
調製した無機系繊維不織布を蒸留水中に浸漬し、蒸留水中で無機系繊維不織布へ超音波(100kHz)を2分間作用させた。そして、超音波を作用させた無機系繊維不織布を蒸留水中から引き上げ、室温雰囲気下で乾燥した。
このようにして超音波処理を施した後の、無機系繊維不織布表面の5000倍の電子顕微鏡写真を撮影し図11に図示した。
In addition, by confirming the susceptibility of the inorganic fibers constituting the inorganic fiber nonwoven fabric to breakage, to evaluate the structural stability of the inorganic fibers and the inorganic fiber nonwoven fabric, the prepared inorganic fiber nonwoven fabric was prepared. The following sonication was performed.
The prepared inorganic fiber nonwoven fabric was immersed in distilled water, and ultrasonic waves (100 kHz) were applied to the inorganic fiber nonwoven fabric in the distilled water for 2 minutes. Then, the inorganic fiber nonwoven fabric subjected to the ultrasonic wave was pulled out of the distilled water and dried in a room temperature atmosphere.
An electron micrograph of the surface of the inorganic fiber nonwoven fabric at a magnification of 5000 after being subjected to the ultrasonic treatment in this manner was taken and shown in FIG.

(実施例7)
濃度がNaClおよびAlClともに30mmol/Lの水溶液(温度:25℃)を用いたこと以外は、実施例4と同様にしてアルミニウムの酸化物がシリカ繊維の表面を被覆するように存在してなる無機系繊維不織布(平均繊維径:800nm、目付:8g/m、空隙率:95%、M/Si比率:0.33、アルミニウムの酸化物が水掻き状に存在していない)を調製した。
実施例7で調製した不織布表面の、5000倍の電子顕微鏡写真を撮影し図6に図示した。
(Example 7)
Except for using an aqueous solution (temperature: 25 ° C.) having a concentration of 30 mmol / L for both NaCl and AlCl 3 , aluminum oxide is present to cover the surface of the silica fiber in the same manner as in Example 4. An inorganic fiber nonwoven fabric (average fiber diameter: 800 nm, basis weight: 8 g / m 2 , porosity: 95%, M / Si ratio: 0.33, and oxides of aluminum not present in a web-like form) were prepared.
A 5000 × electron micrograph of the surface of the nonwoven fabric prepared in Example 7 was taken and shown in FIG.

また、無機系繊維不織布を構成している無機系繊維の破損し易さを確認することで、無機系繊維および無機系繊維不織布の構造の安定性を評価するため、調製した無機系繊維不織布へ次の超音波処理を施した。
調製した無機系繊維不織布を蒸留水中に浸漬し、蒸留水中で無機系繊維不織布へ超音波(100kHz)を2分間作用させた。そして、超音波を作用させた無機系繊維不織布を蒸留水中から引き上げ、室温雰囲気下で乾燥した。
このようにして超音波処理を施した後の、無機系繊維不織布表面の5000倍の電子顕微鏡写真を撮影し図12に図示した。
In addition, by confirming the susceptibility of the inorganic fibers constituting the inorganic fiber nonwoven fabric to breakage, to evaluate the structural stability of the inorganic fibers and the inorganic fiber nonwoven fabric, the prepared inorganic fiber nonwoven fabric was prepared. The following sonication was performed.
The prepared inorganic fiber nonwoven fabric was immersed in distilled water, and ultrasonic waves (100 kHz) were applied to the inorganic fiber nonwoven fabric in the distilled water for 2 minutes. Then, the inorganic fiber nonwoven fabric subjected to the ultrasonic wave was pulled out of the distilled water and dried in a room temperature atmosphere.
An electron microscope photograph of the surface of the inorganic fiber nonwoven fabric at a magnification of 5,000 was taken after the ultrasonic treatment in this manner, and is shown in FIG.

(実施例8)
濃度がNaClおよびAlClともに40mmol/Lの水溶液(温度:25℃)を用いたこと以外は、実施例4と同様にしてアルミニウムの酸化物がシリカ繊維の表面を被覆するように存在してなる無機系繊維不織布(平均繊維径:800nm、目付:8g/m、空隙率:95%、M/Si比率:0.45、アルミニウムの酸化物が水掻き状に存在していない)を調製した。
実施例8で調製した不織布表面の、5000倍の電子顕微鏡写真を撮影し図7に図示した。
(Example 8)
Except for using an aqueous solution (temperature: 25 ° C.) having a concentration of 40 mmol / L for both NaCl and AlCl 3, an aluminum oxide is present to cover the surface of the silica fiber in the same manner as in Example 4. An inorganic fiber nonwoven fabric (average fiber diameter: 800 nm, basis weight: 8 g / m 2 , porosity: 95%, M / Si ratio: 0.45, and aluminum oxide not present in a web-like shape) were prepared.
A 5000 × electron micrograph of the surface of the nonwoven fabric prepared in Example 8 was taken and shown in FIG.

また、無機系繊維不織布を構成している無機系繊維の破損し易さを確認することで、無機系繊維および無機系繊維不織布の構造の安定性を評価するため、調製した無機系繊維不織布へ次の超音波処理を施した。
調製した無機系繊維不織布を蒸留水中に浸漬し、蒸留水中で無機系繊維不織布へ超音波(100kHz)を2分間作用させた。そして、超音波を作用させた無機系繊維不織布を蒸留水中から引き上げ、室温雰囲気下で乾燥した。
このようにして超音波処理を施した後の、無機系繊維不織布表面の5000倍の電子顕微鏡写真を撮影し図13に図示した。
In addition, by confirming the susceptibility of the inorganic fibers constituting the inorganic fiber nonwoven fabric to breakage, to evaluate the structural stability of the inorganic fibers and the inorganic fiber nonwoven fabric, the prepared inorganic fiber nonwoven fabric was prepared. The following sonication was performed.
The prepared inorganic fiber nonwoven fabric was immersed in distilled water, and ultrasonic waves (100 kHz) were applied to the inorganic fiber nonwoven fabric in the distilled water for 2 minutes. Then, the inorganic fiber nonwoven fabric subjected to the ultrasonic wave was pulled out of the distilled water and dried in a room temperature atmosphere.
An electron microscope photograph of the surface of the inorganic fiber non-woven fabric at a magnification of 5,000 was taken after the ultrasonic treatment in this manner, and is shown in FIG.

(比較例3)
濃度がNaClおよびAlClともに50mmol/Lの水溶液(温度:25℃)を用いたこと以外は、実施例4と同様にしてアルミニウムの酸化物がシリカ繊維の表面を被覆するように存在してなる無機系繊維不織布(平均繊維径:800nm、目付:8g/m、空隙率:93%、M/Si比率:0.71、アルミニウムの酸化物が水掻き状に存在している)を調製した。
比較例3で調製した不織布表面の、5000倍の電子顕微鏡写真を撮影し図8に図示した。
(Comparative Example 3)
Except for using an aqueous solution (temperature: 25 ° C.) having a concentration of 50 mmol / L for both NaCl and AlCl 3 , aluminum oxide is present to cover the surface of the silica fiber in the same manner as in Example 4. An inorganic fiber nonwoven fabric (average fiber diameter: 800 nm, basis weight: 8 g / m 2 , porosity: 93%, M / Si ratio: 0.71, and aluminum oxide present in a web-like shape) was prepared.
An electron microscope photograph of 5000 times of the surface of the nonwoven fabric prepared in Comparative Example 3 was taken and shown in FIG.

また、無機系繊維不織布を構成している無機系繊維の破損し易さを確認することで、無機系繊維および無機系繊維不織布の構造の安定性を評価するため、調製した無機系繊維不織布へ次の超音波処理を施した。
調製した無機系繊維不織布を蒸留水中に浸漬し、蒸留水中で無機系繊維不織布へ超音波(100kHz)を2分間作用させた。そして、超音波を作用させた無機系繊維不織布を蒸留水中から引き上げ、室温雰囲気下で乾燥した。
このようにして超音波処理を施した後の、無機系繊維不織布表面の5000倍の電子顕微鏡写真を撮影し図14に図示した。
In addition, by confirming the susceptibility of the inorganic fibers constituting the inorganic fiber nonwoven fabric to breakage, to evaluate the structural stability of the inorganic fibers and the inorganic fiber nonwoven fabric, the prepared inorganic fiber nonwoven fabric was prepared. The following sonication was performed.
The prepared inorganic fiber nonwoven fabric was immersed in distilled water, and ultrasonic waves (100 kHz) were applied to the inorganic fiber nonwoven fabric in the distilled water for 2 minutes. Then, the inorganic fiber nonwoven fabric subjected to the ultrasonic wave was pulled out of the distilled water and dried in a room temperature atmosphere.
An electron micrograph of the surface of the inorganic fiber nonwoven fabric at a magnification of 5,000 was taken after the ultrasonic treatment in this manner, and is shown in FIG.

(実施例9)
実施例4で調製した無機系繊維不織布を、80℃の水中に30分間浸漬した。
その後、水中から引き上げ25℃で乾燥することで、アルミニウムの酸化物がシリカ繊維の表面を被覆するように存在してなる無機系繊維不織布(平均繊維径:800nm、目付:8g/m、空隙率:95%、M/Si比率:0.04、アルミニウムの酸化物が水掻き状に存在していない)を調製した。
なお、残存百分率は24%であった。
(Example 9)
The inorganic fiber nonwoven fabric prepared in Example 4 was immersed in water at 80 ° C. for 30 minutes.
After that, the inorganic fiber nonwoven fabric (average fiber diameter: 800 nm, basis weight: 8 g / m 2 , voids) in which aluminum oxide is present so as to cover the surface of the silica fiber by lifting from water and drying at 25 ° C. Ratio: 95%, M / Si ratio: 0.04, and aluminum oxide was not present in the form of webs).
The residual percentage was 24%.

(実施例10)
実施例4で調製した無機系繊維不織布を、温度200℃に設定した電気炉に供給し3時間熱処理を行い、アルミニウムの酸化物がシリカ繊維の表面を被覆するように存在してなる無機系繊維不織布(平均繊維径:800nm、目付:8g/m、空隙率:95%、M/Si比率:0.16、アルミニウムの酸化物が水掻き状に存在していない)を調製した。
(Example 10)
The inorganic fiber non-woven fabric prepared in Example 4 was supplied to an electric furnace set at a temperature of 200 ° C. and heat-treated for 3 hours, and an inorganic fiber in which an oxide of aluminum was present to cover the surface of the silica fiber A nonwoven fabric (average fiber diameter: 800 nm, basis weight: 8 g / m 2 , porosity: 95%, M / Si ratio: 0.16, and no aluminum oxide in the form of webs) was prepared.

(実施例11)
実施例10で調製した無機系繊維不織布を用いたこと以外は、実施例9と同様にしてアルミニウムの酸化物がシリカ繊維の表面を被覆するように存在してなる無機系繊維不織布(平均繊維径:800nm、目付:8g/m、空隙率:95%、M/Si比率:0.05、アルミニウムの酸化物が水掻き状に存在していない)を調製した。
なお、残存百分率は31%であった。
(Example 11)
In the same manner as in Example 9, except that the inorganic fiber nonwoven fabric prepared in Example 10 was used, an inorganic fiber nonwoven fabric (average fiber diameter) in which an oxide of aluminum was present so as to cover the surface of the silica fiber was used. : 800 nm, basis weight: 8 g / m 2 , porosity: 95%, M / Si ratio: 0.05, and aluminum oxide not present in the form of webs).
The residual percentage was 31%.

(実施例12)
実施例4で調製した無機系繊維不織布を、温度300℃に設定した電気炉に供給し3時間熱処理を行い、アルミニウムの酸化物がシリカ繊維の表面を被覆するように存在してなる無機系繊維不織布(平均繊維径:800nm、目付:8g/m、空隙率:95%、M/Si比率:0.14、アルミニウムの酸化物が水掻き状に存在していない)を調製した。
(Example 12)
The inorganic fiber non-woven fabric prepared in Example 4 was supplied to an electric furnace set at a temperature of 300 ° C. and heat-treated for 3 hours, and an inorganic fiber in which an aluminum oxide was present so as to cover the surface of the silica fiber. A nonwoven fabric (average fiber diameter: 800 nm, basis weight: 8 g / m 2 , porosity: 95%, M / Si ratio: 0.14, and no aluminum oxide in the form of webs) was prepared.

(実施例13)
実施例12で調製した無機系繊維不織布を用いたこと以外は、実施例9と同様にしてアルミニウムの酸化物がシリカ繊維の表面を被覆するように存在してなる無機系繊維不織布(平均繊維径:800nm、目付:8g/m、空隙率:95%、M/Si比率:0.13、アルミニウムの酸化物が水掻き状に存在していない)を調製した。
なお、残存百分率は93%であった。
(Example 13)
In the same manner as in Example 9, except that the inorganic fiber nonwoven fabric prepared in Example 12 was used, an inorganic fiber nonwoven fabric (average fiber diameter) in which an oxide of aluminum was present so as to cover the surface of the silica fiber was used. : 800 nm, basis weight: 8 g / m 2 , porosity: 95%, M / Si ratio: 0.13, and oxides of aluminum were not present in the form of webs).
The residual percentage was 93%.

実施例4〜13と比較例3を比較した結果、実施例の無機系繊維不織布にはいずれも、アルミニウムの酸化物が水掻き状に存在していないものであったのに対し、比較例3の無機系繊維不織布にはアルミニウムの酸化物が水掻き状に存在していた。
また、実施例と比較例3で調製した無機系繊維不織布に対し超音波処理を施し乾燥した後の、各無機系繊維不織布表面の5000倍の電子顕微鏡写真を確認した結果、実施例の無機系繊維および無機系繊維不織布には、アルミニウムの酸化物の剥落や破損は認められなかった。一方、比較例3の無機系繊維および無機系繊維不織布には、アルミニウムの酸化物の剥落や破損が生じた箇所が認められた。このことから実施例で調製した無機系繊維で構成された無機系不織布は、構造の安定性に優れるものであることが判明した。
As a result of comparing Examples 4 to 13 with Comparative Example 3, the inorganic fiber nonwoven fabrics of Examples did not have aluminum oxide in the form of webs, whereas Comparative Example 3 Aluminum oxide was present in a web-like form in the inorganic fiber nonwoven fabric.
In addition, as a result of confirming an electron micrograph of the surface of each inorganic fiber nonwoven fabric at a magnification of 5000 after performing ultrasonic treatment and drying on the inorganic fiber nonwoven fabric prepared in Example and Comparative Example 3, the inorganic fiber nonwoven fabric of Example was confirmed. No exfoliation or breakage of aluminum oxide was observed in the fibers and the inorganic fiber nonwoven fabric. On the other hand, in the inorganic fiber and the inorganic fiber non-woven fabric of Comparative Example 3, a portion where aluminum oxide was peeled or damaged was observed. This proved that the inorganic nonwoven fabric composed of the inorganic fibers prepared in the examples had excellent structural stability.

そのため、実施例4〜13の無機系繊維不織布は、繊維径が3μm以下であるなど繊維径の細い場合であったとしても、構造の安定性に劣るという問題や、ハンドリング性が悪いという問題を改善し、FRET分析に用いる被検物質蛍光センサーを固定する担体用途に、より適することが確認された。   Therefore, the inorganic fiber nonwoven fabrics of Examples 4 to 13 have a problem that even if the fiber diameter is small such as a fiber diameter of 3 μm or less, the stability of the structure is poor and the handling property is poor. It was confirmed that it was improved and more suitable for use as a carrier for immobilizing a fluorescence sensor of a test substance used for FRET analysis.

また、実施例4と実施例9〜13の結果から、以下のことが判明した。
実施例10と実施例11を比較した結果、実施例10で調製した無機系繊維不織布の残存百分率は31%であり、温度80℃の水中という過酷な条件下においても無機系繊維不織布(無機系繊維)から他の金属酸化物が脱落し難いものであった。
更に、実施例12と実施例13を比較した結果、実施例12で調製した無機系繊維不織布の残存百分率は93%と高く、温度80℃の水中という過酷な条件下においてもより無機系繊維不織布(無機系繊維)から他の金属酸化物が脱落し難いものであった。
一方、実施例4と実施例9を比較した結果、実施例4で調製した無機系繊維不織布の残存百分率は24%であり、温度80℃の水中という過酷な条件下において無機系繊維不織布(無機系繊維)から他の金属酸化物が脱落し易いものであった。
In addition, the results of Example 4 and Examples 9 to 13 revealed the following.
As a result of comparison between Example 10 and Example 11, the residual percentage of the inorganic fiber nonwoven fabric prepared in Example 10 was 31%, and the inorganic fiber nonwoven fabric (inorganic fiber nonwoven fabric) was obtained even under the harsh condition of 80 ° C. in water. Other metal oxides hardly fell off from the fibers.
Furthermore, as a result of comparing Example 12 and Example 13, the residual percentage of the inorganic fiber nonwoven fabric prepared in Example 12 was as high as 93%, and the inorganic fiber nonwoven fabric was more remarkable even under severe conditions of water at a temperature of 80 ° C. (Inorganic fibers) other metal oxides were difficult to fall off.
On the other hand, as a result of comparing Example 4 with Example 9, the remaining percentage of the inorganic fiber nonwoven fabric prepared in Example 4 was 24%, and the inorganic fiber nonwoven fabric (inorganic fiber nonwoven fabric) Other metal oxides were likely to fall off from the base fiber).

そのため、実施例10および実施例11で調製した無機系繊維不織布を構成する無機系繊維は、より構造の安定性に優れる無機系繊維であり、前記無機系繊維不織布は、FRET分析に用いる被検物質蛍光センサーを固定する担体用途に、より適することが確認された。   Therefore, the inorganic fibers constituting the inorganic fiber nonwoven fabric prepared in Example 10 and Example 11 are inorganic fibers having more excellent structural stability, and the inorganic fiber nonwoven fabric is a test sample used for FRET analysis. It was confirmed that it was more suitable for use as a carrier for immobilizing a substance fluorescence sensor.

更に、実施例に係る無機系繊維を構成するシリカ繊維は、その製造工程で1200℃を超える温度で加熱されることなく製造された。そのため、実施例に係る無機系繊維は、アモルファスシリカを含んでいるシリカ繊維を備えていることで、より柔軟性に優れていると考えられた。   Further, the silica fibers constituting the inorganic fibers according to the examples were manufactured without being heated at a temperature exceeding 1200 ° C. in the manufacturing process. Therefore, the inorganic fibers according to the examples were considered to be more excellent in flexibility by being provided with the silica fibers containing amorphous silica.

本発明における無機系繊維シートは、蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)を利用して被検物質を分析するFRET法に用いる被検物質蛍光センサーを固定するための担体として利用することができる。   The inorganic fiber sheet according to the present invention can be used as a carrier for fixing a test substance fluorescent sensor used in a FRET method for analyzing a test substance using fluorescence resonance energy transfer (FRET).

Claims (5)

被検物質と特異的に結合可能な被検物質結合部と、第1の蛍光物質とを含む被検物質蛍光センサーを使用し、
第2の蛍光物質で標識した被検物質と、前記被検物質蛍光センサーとを反応させるか、あるいは、被検物質と、前記被検物質と競合して前記被検物質結合部と結合可能で、且つ第2の蛍光物質で標識した競合物質と、前記被検物質蛍光センサーとを反応させ、
前記第1蛍光物質と前記第2蛍光物質との相互作用により発生する蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)のシグナルを分析することにより、前記被検物質を分析するFRET法において、
前記FRET法において使用する、前記被検物質蛍光センサーを固定するための無機系繊維シート。
Using a test substance fluorescence sensor including a test substance binding portion capable of specifically binding to the test substance and a first fluorescent substance,
The test substance labeled with the second fluorescent substance is allowed to react with the test substance fluorescent sensor, or the test substance and the test substance compete with the test substance and can bind to the test substance binding portion. And reacting a competitor labeled with a second fluorescent substance with the test substance fluorescent sensor,
A FRET method for analyzing the test substance by analyzing a signal of fluorescence resonance energy transfer (FRET) generated by an interaction between the first fluorescent substance and the second fluorescent substance,
An inorganic fiber sheet used in the FRET method, for fixing the fluorescence sensor of the test substance.
無機系繊維シートを構成する無機系繊維が、
シリカ繊維と前記シリカ以外の金属酸化物を有すると共に、前記シリカ繊維の表面に前記金属酸化物が存在している、無機系繊維であって、ESCA分析により測定される無機系繊維表面における、珪素原子(atomic%)に占める前記金属酸化物由来の金属原子(atomic%)の比率が、0.00よりも大きく0.70以下である、請求項1に記載の無機系繊維シート。
Inorganic fibers constituting the inorganic fiber sheet,
A silica fiber and a metal oxide other than the silica, and the metal oxide is present on the surface of the silica fiber, an inorganic fiber, the silicon on the surface of the inorganic fiber measured by ESCA analysis, The inorganic fiber sheet according to claim 1, wherein a ratio of the metal atom (atomic%) derived from the metal oxide to the atom (atomic%) is more than 0.00 and 0.70 or less.
請求項1に記載のFRET法において、無機系繊維シートに固定化された被検物質蛍光センサーに含まれる第1蛍光物質と第2蛍光物質との相互作用により発生する蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)のシグナルを分析することにより、被検物質を分析する方法。   2. The FRET method according to claim 1, wherein a fluorescence resonance energy transfer (FRET) generated by an interaction between the first fluorescent substance and the second fluorescent substance contained in the fluorescent substance to be detected immobilized on the inorganic fiber sheet. A method for analyzing a test substance by analyzing a signal of the test substance. 請求項1に記載のFRET法において、被検物質蛍光センサーを固定するための担体として無機系繊維シートを使用する方法。   2. The method according to claim 1, wherein an inorganic fiber sheet is used as a carrier for fixing the analyte fluorescence sensor. (1)被検物質と特異的に結合可能な被検物質結合部と、第1の蛍光物質とを含む被検物質蛍光センサー、及び(2)前記被検物質蛍光センサーを担持する無機系繊維シートを含む、蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)分析装置。   (1) a test substance fluorescent sensor including a test substance binding portion capable of specifically binding to a test substance, and a first fluorescent substance; and (2) an inorganic fiber carrying the test substance fluorescent sensor. A fluorescence resonance energy transfer (FRET) analyzer comprising a sheet.
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