JP2528134B2 - 光学構造体の表面を処理する方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光学構造体として用いるのが適当なポリマー
塗布表面材を製造する方法に関する。特に例えば１対の
結合しているパートナーの１つがポリマー塗布光学構造
体の表面に用いられ、サンプル中の補足的成分の存在を
検出し、その後表面と接するようになる生物検出器のよ
うな検出器に用いるに適当な表面材を製造する方法に関
する。

簡単な光学構造体の性質は、長年周知であり、例えば
回折格子のような構造体は電磁線の波の特性の理解およ
び分析だけでなく、最近ではサンプル中の化学、生化学
あるいは生物種の検出のための検出器として広く用いら
れている。

US−3926564およびUS−3979184は共に補足的成分の結
合が、肉眼により検出できる方法で表面の光学特性を変
化させるような粗金属面への免疫的に反応性の蛋白質の
吸着を延べている。

EP−0112721は、検出すべき種（今後「リガンド」と
呼ぶ）と結合し、錯体を形成できる物質（今後「特異的
結合パートナー」と呼ぶ）で塗布した回折格子の生物検
出器としての製造と使用を延べている。そのような回折
格子の光学特性は、特異的結合パートナーとリガンドと
の間の錯体形成の結果変化し、この現象はその結果検出
システムの基礎を形成する。

生物検出器として塗布した光学構造体の使用だけでな
く実験物理学者による標準光学構造体の使用に共通する
問題は、その表面特性を調節することが困難なことであ
る。そのような光学構造体の支持体は、しばしばガラス
板あるいはプラスチック材料製であるが、その構造体の
表面は、例えば真空めっきにより形成される薄金属層を
含んでもよい。金属層の結合性を破壊してしまうような
腐蝕性環境における金属塗布表面材の使用について問題
が生じる。他の無機層、例えば酸化珪素も回折格子表面
材として述べられてきた（例えばEP−0112721およびEP
−0178083参照）。光学構造体の光学特性、例えば反射
および／または透過特性および表われるプラズマ共鳴効
果は、その表面層の組成、厚さ、および均一性により異
なり、表面層の組成も、その化学特性を支配している。
しかし、周知の無機層の化学的および物理的特性の範囲
は限定されている。さらに生物検出器としてそのような
光学構造体を用いた場合、生ずるであろう問題は、生物
的に活性な分子、例えば蛋白質が金属あるいはある種の
無機表面材に直接接触することにより、少なくとも部分
的に不活性化されるであろうということである。

対照的にかなり広い範囲の化学的および物理的特性が
適当な有機ポリマーを用いることにより得られ、化学
的、生化学的および生物的物質をそこに結合させ、ある
いは吸着させるため多くの技術が知られている。不幸に
も、ポリマー塗布回折格子を製造しようとする従来の試
みは、格子の固有の物理的特性を大きくゆがめることに
より、格子の表面浮上り面に十分適合するようなポリマ
ーの塗布は失敗におわった。

我々は今や「溶剤流延」として周知の特定の技術を用
いることによって、光学構造体の表面浮上り面によく適
合する均一に分布した有機ポリマーの表面層を有する光
学構造体を製造することが可能であることを発見した。

従って、その広い面において、本発明は溶剤流延技術
を用いて前記表面に有機ポリマーの薄層を形成すること
からなる光学構造体の表面を処理する方法を提供する。

通常、格子の表面に適用されたポリマーの層は、5nm
〜100nm、好ましくは15〜20nmの厚さを有している。こ
のポリマーは溶剤流延技術を用いて薄層に流延できるよ
うなどんな適当な材料でもよい。ポリマー層として例え
ば硝酸セルロースのようなセルロース誘導体の使用は特
に好ましいが、他のポリマー、例えばこの後述べるよう
なものを用いてもよい。

前述したように、光学表面の光学特性は、その物理的
浮上り面だけでなく、層の表面層の組成により異なる。
従って、本発明のプロセスは、実験物理学者等のための
有用な道具となることが判明するであろう新規塗布光学
構造体を製造するために用いられてもよい。さらに、例
えば表面プラズマ共鳴を支持できるもの、例えば銀のよ
うなある種の好ましい表面層は、例えば水性環境により
腐蝕されやすく、本発明は実際の使用状態においてその
結合性を維持するように、そのような層を不動態にする
方法を提供する。

しかし、本発明は特に光学構造体が従来の提案（例え
ばEP−0112721参照）と同様の方法で生物検出器として
用いようとする回折格子である点で有利である。生物的
に活性な物質、例えば抗体あるいは抗原と金属面の間の
直接の接触は、その生物活性の汚染あるいは破壊となる
であろう。この状態において、ポリマー層は都合のよい
ことにバリヤーとして働く。さらに、種々のポリマー表
面の広い範囲の化学特性（例えば、共有結合への遊離基
の利用可能性、親水性あるいは疎水性、表面変化および
誘電特性）は、あらゆる特定の結合パートナー、例えば
抗体あるいは抗原の結合あるいは吸着を効果的にするた
めの誘通性および範囲を与える。あらゆる非特異的結合
あるいは立体障害を最小にして、望ましい結合パートナ
ーの本来の構造および生物活性を維持し、光学構造体の
表面に十分固定するようにすることは重要である。

本発明の方法は、特に生物検出器の製造における用途
を有しており、従って本発明の実施態様の１つにより、
溶剤流延技術により光学構造体の表面に有機ポリマーの
薄層を適用することを含んでなる、リガンドを検出する
装置を製造し、前記有機ポリマーに直接あるいは間接的
に、検出を望むリガンドのための特定の結合パートナー
を吸着あるいは結合する方法を提供する。

本発明に従って製造された生物検出器は特に抗体ある
いは抗原の検出に有用であり（その場合、特定の結合パ
ートナーは抗原あるいは抗体であり、それぞれモノクロ
ーナルあるいはポリクローナルである）しかし他のリガ
ンドも、この後述べるようにして他の結合パートナーを
用いることにより検出されるであろう。しかし、本発明
によって製造される検出器は生物検出器に限定されず、
例えばポリマー層上あるいは内に特定の吸着がおこなわ
れる化学検知器のような化学検出器も含んでいる。

特定の結合パートナーを塗布した光学構造体の光学特
性は、特定の結合パートナーと補足的リガンドの間の錯
体形成により変化し、本発明の実施態様の１つにおいて
標準（未処理）部分と表面の処理した試験部分との光学
特性を比較により、結合反応が試験部分でおこっている
かどうかを定性的に調べることが可能である。例えば特
定の結合パートナーが抗体であるような他の実施態様に
おいては、試験される抗原に対する特定の抗体が、光学
構造物の表面の少なくとも１つの分離した試験部分に吸
着あるいは結合し、試験されるサンプル中に存在するよ
うな、どのリガンドに対する特定の結合パートナーでな
い蛋白（ここでは「非特異的蛋白質」とする）が前記表
面の少なくとも１つの分離した対照部分に吸着あるいは
結合する。この非特異的蛋白質は、例えば不活性化抗体
あるいは試験されるサンプル中に存在しないリガンドに
対し生じた抗体である。つまり試験されるサンプルが人
の血清であり、非特異的蛋白質が抗ネズミ抗体であるよ
うなものである。例えば特定の抗体あるいは非特異的蛋
白質への試験サンプル中に存在する蛋白質の非特異的結
合の間のあらゆる違いは、試験される抗原を含まないサ
ンプルに暴露した後、対照部位と試験部位の光学特性を
比較することにより、必要ならば、適当な補正を行ない
調べられる。試験されるサンプルに暴露する間およびそ
の後、同じ生物検出器の試験および標準部分の光学特性
の比較は、試験される抗原とその特異的抗体との間の錯
体形成の目安となる。各部分は特定の結合パートナーの
連続層を含んでおり、あるいは各結合パートナーは、不
連続層を形成するよう、与えられた部分で一定間隔で離
れて存在する。

本発明に従い製造される生物検出器は、例えばEP−01
12721およびEP−0178083に述べられているようなものと
同じ方法の分析に用いてよい。

従って本発明のその他の特徴により、サンプルと前記
規定の方法により製造された生物検出器が接触し、リガ
ンドと特異的結合パートナーとの間の錯体形成により、
この生物検出器の光学特性が変化するかどうか、および
所望によりその程度および／またはその速度を測定する
ことを含む、サンプル中のリガンドを検出する方法が提
供される。

さらに本発明は、溶剤流延技術により、光学構造体の
表面に適用された、有機ポリマーの薄層をつけた光学構
造体を含んでなるリガンドを検出するための生物検出器
を提供し、前記有機層には検出することを望むリガンド
に対する特異的結合パートナーが直接あるいは間接的に
吸着あるいは結合している。

固体あるいは液体表面へのポリマーの溶剤流延は、マ
ノおよびデュラオ（Mano and Durao）のJournal of Che
mical Education 50巻228頁1973年に示された周知の技
術である。Journal of Scientific Instruments.3巻.40
0〜404頁のジェームステーラー（James Taylar）による
「薄セルロイド製造技術」という論文は50nmのオーダー
の厚さを有するセルロイドフィルムの水面の形成を述べ
る。

好ましくは本発明に従って用いられる溶剤流延技術は
溶剤を用いた液体表面に薄ポリマーフィルムの形成を含
み、そしてその後フィルムが形成されている光学構造体
の表面と液体表面上の薄ポリマーフィルムの間に接触す
るように相対的移動がおこる。液体表面上のフィルムの
厚さは、大部分は光学構造体の表面上のフィルムの厚さ
を決定し、さらに液体表面上のフィルムの厚さはそれ自
身用いたポリマーの量および性質、表面積、および流延
技術の性質（ここで用いた「流延液体」という語は、ポ
リマーフィルムが流延される液体のことを言う）により
左右される。従って、例えば100mlのアルミアセテート
中の3gの硝酸セルロースの混合物の毛管からの１滴は、
十分多い水の表面に広がり、たった数ナノメーターの厚
さの硝酸セルロースのフィルムとなる。

流延液体を含む溶剤流延技術にかわるものとして、あ
る状況において、光学構造体の表面上に直接フィルムを
流延するか、あるいは他の固体表面上に流延し、その後
光学構造体の表面に移すことが可能である。

ここでさらに詳細に、この光学構造体が回折格子であ
る好ましい実施態様について述べる。しかし、例えば光
導波管、光ファイバーおよび表面プラズマ共鳴を示す正
確な形状の金属塗布プリズムのような他の光学構造体が
すべて本発明の範囲に含まれることは理解される。

前述したように、回折格子の支持体はガラスあるいは
プラスチック材料を含んでいてよく、ポリカーボネート
が特に好ましい。回折格子は、例えば銀、金、銅、ニッ
ケルあるいはアルミニウムのような金属フィルムで被覆
され、蒸着、電気めっき、スパッター、塗布、塗装、噴
霧あるいはその他の方法により形成された支持体の表面
に形成されてもよい。好ましくは、この金属表面が支持
表面プラズマ共鳴が可能であり、さらに、銀製であり、
真空めっきにより金属フィルムがめっきされることであ
る。

光透過性モードで回折格子が用いられるところでは、
金属フィルムは十分薄くなければならない。例えば銀の
場合、最大50nmであり、光の透過をあまり妨げないほど
である。反射モードで回折格子が用いられるところで
は、金属音は厚くてもよく、例えば銀の場合、最大500n
m、好ましくは100nm付近であり、プラスチックやガラス
のような支持体の表面の回折格子パターンに良好な反射
面を与えるよう十分密であることが好ましい。

金属化回折格子の表面にポリマーフィルムを適用する
特に好ましい方法は、以下のステップを含んでなる。

1. 金属化ポリカーボネート回折格子を流延液体、好ま
しくは脱イオン蒸留水を含む槽の中へ入れ、 2. 流延液体の表面上に望むポリマーの薄フィルムを形
成し、 3. 流延液体を通し回折格子をもち上げ、液体表面上の
ポリマーフィルムを付着させるか、あるいは流延液体を
この槽から排水し、液体レベルが下がるとともに液体の
表面のポリマーフィルムを落とし、金属化回折格子の表
面全体に付着させ、このどちらのケースにおいても回折
格子の表面から容易に流延液体を除くことができるよう
に、この回折格子は水平面に対し、わずかな角度をもっ
ておかれている。

上述したように、生物検出器として回折格子を用いよ
うとするところでは、特異的結合パートナーの溶液は、
温度、圧力、湿度等の調節された状態で、調節されてい
る間ポリマーと接触したままでいることが好ましい。こ
のプロセスは通常「クリーンルーム」条件下で行なわれ
るべきであり、特に結合パートナーが生物的に活性な物
質である場合、汚染および変性あるいは不活性化を避け
るため、そのような物質の取り扱いにはあらゆる通常の
用心をはらわなければならない。

余分な溶液はポリマー表面から除くことが好ましく、
吸引あるいは洗浄により回収してもよく、および循環し
てもよく、あるいは洗い流してもよい。

最終塗布回折格子は乾燥させてもよく、あるいは、
「クリーンルーム」条件下で他の処理および組合せをし
てもよい。

特異的結合パートナーを固体相支持体に結合させる技
術は文献に述べられている。この結合パートナーは、ポ
リマーに直接、あるいは間接的のどちらでも結合してよ
い。間接的結合は、例えば特異的結合パートナーで与え
られる薬剤Ｚと選択的に相互作用する薬剤Ｙのポリマー
への結合により行なわれてもよい。そのような場合、こ
の薬剤Ｚは、例えば特異的結合パートナー抗原が薬剤Ｙ
とすれば、抗体はＺに相当するようなものである。Ｚは
例えばイソチオシアン酸フルオレセイン、イソチオシア
ン酸ローダミン、2.4−ジニトロフルオロベンゼン、イ
ソチオシアン酸フェニル、あるいは塩化ダンシルであ
る。これとは別に薬剤ＹおよびＺは特異的結合蛋白質で
あり、例えばアビジンおよびビオチンのようなリガンド
に相当する。

本発明の本質的特徴ではないが、ポリマーへ結合パー
トナーの共有結合を与えることも望ましい。

直接あるいは間接どちらかのポリマーへのこの特異的
結合パートナーの結合はポリマー層を活性化することに
より容易になり、結合に遊離反応性基を与える。従っ
て、例えば硝酸セルロースは、pH10〜11の水溶液中で臭
化シアンによって活性化される。典型的には、セルロー
ス表面は調節された時間、典型的には数分間、上記の限
界内にpHを調節して臭化シアンと接触している。この反
応の後、回折格子を臭化シアン溶液からとり出し、冷蒸
留水で洗い、その後所望により乾燥し、抗体あるいは抗
原蛋白質のような結合パートナーに適用するまで保存す
る。

活性化ポリマー表面への特異的結合パートナーの結合
は、都合のよいことに、上述したような反応性基が与え
られることによってポリマーが活性化されたポリマー表
面に特異的結合パートナーの溶液が接触し、結合パート
ナーがポリマー表面の反応性基に付き、あるいは結合す
ることにより行なわれる。典型的には、この溶液の小滴
をポリマー表面につけ、調節環境下（特に乾燥を防ぐた
め湿気を調節した環境下）、およびクリーンルーム条件
下で調節時間（典型的には数時間のオーダー）そのまま
にしておくと、十分な量の結合パートナーがポリマーの
表面に結合する。

しかし、臭化シアンの使用は、ポリマーに結合する物
質が蛋白質以外、例えば抗原性多糖である場合適当でな
い。

本発明は広い用途を有し、単に１つの例として子供の
病気におけるＡ群の連鎖球菌性バクテリアあるいはバク
テリア抗原の検出に用いられてもよい。しかし塗布した
回折格子および本発明により製造される生物検出診断試
験装置は、どのようにもその用途に制限はなく、回折格
子の表面に適当な結合パートナーがつくような、どんな
診断試験に用いてもよい。

本発明は特にこの後、特異的結合パートナーあるいは
リガンドとして抗体あるいは抗原に関して述べる。しか
し、本発明は抗体あるいは抗原の検定に用いるに適当な
生物検出器の製造方法を限定しようとするものではな
く、サンプル中のあらゆる化学的生化学的、あるいは生
物的種を検出するため用いてよい、本発明の方法により
製造される検出器の範囲内に含まれる。本発明の方法に
より製造される光学構造物に固定される適当な結合パー
トナーと本発明の方法により検出されるリガンドの例を
以下の表Ｉに示す。

本発明の方法は広く適用できるが、特に以下のものの
検出に適当な生物検出器を提供するため用いられる。そ
れは、ペプチドホルモン（例えば甲状腺刺激ホルモン
（TSH）、黄体形成ホルモン（LH）、ヒト絨毛性性腺刺
激ホルモン（hCG）、卵胞刺激ホルモン（FSH）、インシ
ュリンおよびプロラクチン）および非ペプチドホルモン
（例えばコルチゾール、エストラジオール、プロゲステ
ロンおよびテストステロンのようなステロイドホルモン
あるいはチロキシン（T4）およびトリヨードチロニンの
ような甲状腺ホルモン）を含むホルモン蛋白質（例えば
癌胎児性抗原（CEA）およびアルファフェト蛋白（AF
P））、薬剤（例えばジゴキシン）、糖、毒素、ビタミ
ン、ビールス、バクテリア、あるいは微生物である。

ここで用いられた「抗原」という語は、以下の範囲を
含む。

ａ）あらゆる種類の綱あるいは亜綱の免疫グロブリン、
例えばIgG,IgM,であり、従来用いられたあらゆる動物、
例えば羊、ウサギ、ヤギあるいはマウスより誘導された
もの、 ｂ）モノクローナル抗体、 ｃ）モノクローナルあるいはポリクローナル抗体の完全
な分子あるいは「フラグメント」であり、そのフラグメ
ントは抗体結合部位を含み、すなわち、Fc部分（例えば
Fab,Fab′,F（ab′）_２）が全くないフラグメントであ
り、あるいはジスルフィドの還元開裂により得られる
「半分子」フラグメントが抗体中の重鎖成分と結合す
る。

抗体のフラグメントの調整方法は技術的に周知であ
り、ここでは述べない。

ここで用いた「抗原」という語は不変の抗原種（例え
ば、蛋白質、バクテリア、バクテリアフラグメント、細
胞、細胞フラグメントおよびビールス）および適当な条
件下で抗原になるヘプタンの両方を含む。

以下の実施例は硝酸セルロースフィルムの製造および
その後回折格子にうつし、そのようなポリマー塗布格子
の表面への生物物質の結合あるいは吸着を述べたもので
ある。

硝酸セルロースフィルムの製造および回折格子上への転
移 ポリマーフィルムの製造およびその回折格子上への転
移に用いるすべての溶液および流延液を濾過し不純物を
除き、すべての操作はクリーンルーム中で行なう。

好ましい方法において、流延タンクは、水面の面積が
覆うべき格子の面積より大きい（５倍あるいはそれ以
上）ように選ばれる。これは回折格子が流延ポリマーフ
ィルムの端で覆われないことを確かにする。とても薄い
ポリマー層が必要なところでは、流延タンクの表面は、
あらゆる端作用を避けるため流延フィルムの面積より十
分大きい、例えば５倍以上、ことが好ましい。しかし、
厚いフィルムに関しては、流延液の表面の環内にこのポ
リマーを流延することが好ましく、その面積は、ポリマ
ー層の厚さを調節して容易に合わせることができる。

タンクはきれいにし、特にグリース、界面活性剤ある
いは他の汚染物を除き、回折格子支持体をタンクの広に
おく。この支持体は、例えば流延フィルムと回折格子が
接触し、間から排水するよう水平に対し少しの角度で配
置されたワイヤーグリッドを含んでなる。

タンクに蒸留水を満たす。ポリマーフィルムを回折格
子によく接着させるため、この水のpHあるいはイオン強
度を調節することは有利ではあるが必須ではない。水の
レベルは、この支持体にのっている回折格子の表面上に
しなければならない。

回折格子は、格子側を上にして水を入れる前あるいは
後に支持体の上におく。回折格子は流延タンクに入れる
前に清潔にしておき、界面活性剤あるいは他の汚染物が
ないようにしておく。

水面が静置したら、硝酸セルロース溶液、例えば酢酸
アルミ中の硝酸セルロース、を１滴水面の中央に落と
す。水面に界面活性剤がないと、硝酸セルロース溶液は
円形面に広がり、数秒でこの液体フィルムは乾燥する。
このフィルムの乾燥速度は、流延タンクに、中央に小さ
な穴のあいたふたをし、そこからセルロース溶液を加え
ることによって調節してよい。均一のフィルム層で、反
射した光の干渉色が、フィルムが乾燥しうすくなるにつ
れて観察される。

約16nmの厚さのポリマーフィルムは10μの９％硝酸
セルロース溶液（100mlの酢酸アルミ中9gの硝酸セルロ
ース）を加えることにより製造される。

このフィルムが乾燥したら、タンクの底の栓より水を
排水し、乾燥したポリマーフィルムを回折格子の表面へ
おろす。回折格子と支持体をタンクから静かに除き、数
分間乾燥するよう放置する。

硝酸セルロースの銀塗布ポリカーボネート回折格子へ
の接着は、pHが、例えばNaOHの添加によって９に調節さ
れた蒸留水上でのポリマーフィルムの流延により増す。

その他のどの溶剤流延性ポリマーの使用も、正しい溶
剤および流延面の選択により可能である。従って、例え
ば酢酸セルロースフィルムは酢酸アルミより、ポリスチ
レンはキシレンより、ポリイソブチレンは石油エーテル
および塩化ポリビニルより流延してもよく、酢酸コポリ
マーフィルムは水面上でシクロヘキサンより流延するこ
とができる。ある環境下では、従来の技術を用いて、流
延液上の溶液の広がりを増すことが必要である。

フィルムの厚さは、以下のことの注意深い選択によっ
て調節される。

−ポリマー溶液濃度 −流延液表面に用いる材料の容積 −溶剤のタイプ 例えば酢酸アルミは両親媒性であり、きれいな水の表
面上に急速に広がる。他の溶剤はフイルム厚の増加を伴
ない、急速には広がらない。

この技術は水面上での流延に限定されず、他の液体も
流延面に用いてよく、用いられる溶剤はかなり不混和性
で、ポリマー含有溶液は流延液より密度が低い。従っ
て、例えばエチルセルロースは水銀上に流延することが
でき、ジイソシアネートはポリオールと共に水銀上に流
延することができ、ゼラチンは四塩化炭素上に水から流
延することができる。また、固体表面にポリマーを流延
する、溶剤流延技術を用いて、薄ポリマー層を製造する
ことが可能である。従って例えば、ポリエチレンテレフ
タレートはトリフルオロ酢酸より、ポリカーボネートは
ジクロロメタン、ポリビニルホルマールはジオキサンよ
り、ポリスルホンはクロロホルムより、酢酸セルロース
はアセトンより、ポリプロピレンはキシレンより流延す
ることができ、各ケースにおいて適当な支持体上でおこ
なわれる。ポリマーが流延液上で流延される場合、この
流延液は、その中に入れた回折格子の材料と相溶性でな
ければならず、ポリマーが固体表面に流延される場合、
流延の前に溶液中にポリマーを入れるために用いられる
溶剤は、固体表面の材料と相溶性でなければならないこ
とは理解できる。

ポリマー表面への生物物質の結合 回折格子上の硝酸セルロースポリマー面への生物分子
の３種類の異なる結合方法は、以下のように考えられ
る。

ａ）共有結合 ｂ）非共有吸着 ｃ）硝酸セルロース内に閉じ込められたポリマーへの生
物分子の共有結合 ａ）共有結合 セルロース材料への蛋白質のような生物物質の共有結
合のため確立した方法が存在する。公表された方法は、
ポリマーユニットを修飾し、例えば遊離アミノ基のよう
な典型的な蛋白質基に共有結合する反応性基を形成する
ような化学薬剤の使用を含む。

通常用いられる化学薬剤は以下のものを含む。

−臭化シアン −塩化トシル −チタン錯体 −カルボジイミド −塩化シアヌル −オキシラン −過沃素酸塩 ｂ）非共有吸着 生物分子、例えば羊の血清蛋白質、リボヌクレアーゼ
および免疫グロブリンはとても有効に硝酸セルロースに
結合することがわかった。単に室温あるいはそれ以下で
水性蛋白質溶液を加えるだけで、水、緩衝液、あるいは
洗浄液で洗っただけでは容易に除去できないような結合
した蛋白質となる。

例えば、硝酸セルロースを塗布した格子を、室温で２
時間、10mg/mlの牛γ−グロブリン、50mMのNaHCO₃,pH9
中でインキュベーションすると、回折格子に蛋白質が広
く付着する。種々の処理、例えば緩洗浄液（５％ツイー
ン20）、緩衝液（50mM NaHCO₃）、ｎ−ヘプタン、およ
びpH2からpH10.6の間のpH循環も蛋白の結合に影響を与
えなかった。より強い洗浄液処理（例えば２％SDS）は
硝酸セルロースフィルムに害を与えることがわかった。

ｃ）反応性ポリマー閉じ込め この方法は回折格子層の２つの重要な機能を分けてい
る。それは −格子表面に接合および配位 −蛋白質あるいは他の生物物質あるいは結合パートナー
への反応性、 そして各要求を分離ポリマーにみたす。

モノマー材料を、回折格子にはったポリマー中に拡散
させる。そしてモノマーを重合させ、第１の付着したポ
リマー中に第２のポリマーの網状構造を巻き込む。第２
のポリマーは、蛋白質あるいは他の生物分子と反応性の
化学基を有するよう選ばれる。

従って、例えば、ここで述べた方法に従って硝酸セル
ロースを塗布した回折格子を室温で30分間、１％水性グ
ルタルアルデヒドモノマー溶液pH5.5とインキュベート
する。次いでpHを10に合わせ、回折格子を30分間放置
し、グルタルアルデヒドを重合させる。重合は235nmの
光吸収測定で調べる。このような技術は以前に述べられ
ている（US−4001583参照）。ポリグルタルアルデヒド
中の遊離反応性カルボニル基をポリマー層の表面で暴露
する。

これらの回折格子を蛋白溶液、例えば5mg/mlの牛γ−
グロブリンあるいは5mg/mlのリボヌクレアーゼ、を50mM
のNaHCO₃,pH9中で１晩４℃で処理すると、蛋白質とポリ
グルタルアルデヒドの強力な結合となり、これはポリグ
ルタルアルデヒドのカルボニル基と蛋白質のアミノ基の
間の強力な結合の結果であると考えられる。

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】溶剤を用いて液体表面上に有機ポリマーの
   薄膜を形成し、次いで光学構造体と液体表面上の前記ポ
   リマーの薄膜とを相対的に移動させ接触させることを含
   む溶剤流延法を用いて、前記光学構造体の表面上に前記
   有機ポリマーの薄層を形成することを含む光学構造体の
   表面を処理する方法。
2. 【請求項２】前記光学構造体がリガンド検出装置の一部
   を形成し、前記有機ポリマーに直接もしくは間接的に検
   出を望むリガンドの特異的結合パートナーを吸着もしく
   は結合させることをさらに含む、請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】前記特異的結合パートナーが抗原もしくは
   抗体である、請求項２記載の方法。
4. 【請求項４】前記有機ポリマーが前記特異的結合パート
   ナーと接触される前に活性化され、それにより有機ポリ
   マーに対する特異的結合パートナーの結合が促進され
   る、請求項２又は３記載の方法。
5. 【請求項５】前記特異的結合パートナーが抗体であり、
   この抗体を前記有機ポリマー表面の少なくとも１つの領
   域に結合させて１以上の試験域を形成し、そして前記有
   機ポリマー表面の少なくとも１つの他の領域に、試験さ
   れるべきサンプル中に存在するであろうどのリガンドと
   も特異的結合をしない蛋白質を結合させ１以上の対照領
   域を形成することを含む、請求項２〜４のいずれか記載
   の方法。
6. 【請求項６】前記光学構造体が回折格子である、請求項
   １〜５のいずれか記載の方法。
7. 【請求項７】前記ポリマーが硝酸セルロースである、請
   求項１〜６のいずれか記載の方法。
8. 【請求項８】前記ポリマーの薄層が５〜100nmの厚さで
   ある、請求項１〜７のいずれか記載の方法。
9. 【請求項９】前記光学構造体の表面が金属フィルムを具
   備する、請求項１〜８のいずれか記載の方法。
10. 【請求項１０】前記金属フィルムが表面プラズマ共鳴を
    可能とする、請求項９記載の方法。
11. 【請求項１１】前記金属が銀である、請求項10記載の方
    法。
12. 【請求項１２】前記光学構造体が金属化された回折格子
    であり、前記溶剤流延法が以下の工程 ｉ）流延液を含む槽に金属化されたポリカーボネート回
    折格子を入れること、 ii）流延液の表面上に所望のポリマーの薄膜を形成する
    こと、 iii）流延液を通して回折格子を持ち上げポリマーのフ
    ィルムを格子の表面上に付着させ、又は槽から流延液を
    排水し、液体表面上のポリマーフィルムを流延液レベル
    の低下と共に低下させて回折格子の表面上に広げ付着さ
    せること、ここでいずれの場合においても回折格子の表
    面から流延液の排水を容易にするため、回折格子を水平
    面に対しわずかな角度で傾けて配置する、 を含む、請求項１記載の方法。