JP2545387B2 - 生体成分検出法 - Google Patents
生体成分検出法Info
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- JP2545387B2 JP2545387B2 JP62095367A JP9536787A JP2545387B2 JP 2545387 B2 JP2545387 B2 JP 2545387B2 JP 62095367 A JP62095367 A JP 62095367A JP 9536787 A JP9536787 A JP 9536787A JP 2545387 B2 JP2545387 B2 JP 2545387B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （１）技術分野 本発明は、生体中に含まれる成分の検出、とりわけ免
疫診断を行うための非常に簡便な免疫検出方法に関す
る。更に詳しくは、本発明は抗原−抗体反応を反射性基
板上で行わせることによる抗原物質や抗体タンパクの検
出方法に関する。
疫診断を行うための非常に簡便な免疫検出方法に関す
る。更に詳しくは、本発明は抗原−抗体反応を反射性基
板上で行わせることによる抗原物質や抗体タンパクの検
出方法に関する。
（２）従来技術 極めて特異的な生化学反応である抗原−抗体反応を用
いて免疫学的診断がこれまで行なわれてきた。具体的方
法としては、放射性元素標識免疫診断（以下、RIAと略
す）、酵素標識免疫診断（EIA）、ケイ光色素標識免疫
診断（FIA）及びラテックス凝集沈澱法、（LSA）などが
知られており、実用にも供されている。
いて免疫学的診断がこれまで行なわれてきた。具体的方
法としては、放射性元素標識免疫診断（以下、RIAと略
す）、酵素標識免疫診断（EIA）、ケイ光色素標識免疫
診断（FIA）及びラテックス凝集沈澱法、（LSA）などが
知られており、実用にも供されている。
しかしながら、これらの方法はいずれも解決されるべ
き技術的課題を抱えている。すなわち、RIAでは検出感
度は極めて良好であるが放射性元素を取扱う特別な設備
を要するし、EIAは検出完了までに長時間（通常、数時
間〜１日）を要し、またFIAは検出感度が充分ではな
く、LSAは非特異的な凝集反応が避け難く、特に極微量
成分の検出に於て信頼性が問題となっている。
き技術的課題を抱えている。すなわち、RIAでは検出感
度は極めて良好であるが放射性元素を取扱う特別な設備
を要するし、EIAは検出完了までに長時間（通常、数時
間〜１日）を要し、またFIAは検出感度が充分ではな
く、LSAは非特異的な凝集反応が避け難く、特に極微量
成分の検出に於て信頼性が問題となっている。
また、これらとは別の方法として、固体基板上での抗
原、抗体反応に伴うタンパクの厚み増加を、楕円偏光を
用いて検出するエリプソメトリー法が提案されている
（特開昭50−76226号公報参照）が、この方法も高価な
装置を必要とし、また膜厚の測定にも相当の熟練を要す
る。
原、抗体反応に伴うタンパクの厚み増加を、楕円偏光を
用いて検出するエリプソメトリー法が提案されている
（特開昭50−76226号公報参照）が、この方法も高価な
装置を必要とし、また膜厚の測定にも相当の熟練を要す
る。
こうした高価な装置を行うことなく、簡便に抗原−抗
体反応を目視により検出するための提案として、固体基
板上に蒸着された金粒子表面に抗体（又は抗原）を吸着
固体させ、抗原−抗体反応に伴なう固定化抗体（又は抗
原）の膜厚増加による反射光の色調変化を視認する方法
がある（特開昭59−160763号公報参照）。この方法によ
れば、確かに抗原／抗体反応により、固体基板上の金と
タンパク薄膜複合体は色調が変化するが、その変化は褐
色から暗褐色に移るもので非常に不明瞭であり、抗原−
抗体反応の判定が極めて主観的になる可能性が高い。
体反応を目視により検出するための提案として、固体基
板上に蒸着された金粒子表面に抗体（又は抗原）を吸着
固体させ、抗原−抗体反応に伴なう固定化抗体（又は抗
原）の膜厚増加による反射光の色調変化を視認する方法
がある（特開昭59−160763号公報参照）。この方法によ
れば、確かに抗原／抗体反応により、固体基板上の金と
タンパク薄膜複合体は色調が変化するが、その変化は褐
色から暗褐色に移るもので非常に不明瞭であり、抗原−
抗体反応の判定が極めて主観的になる可能性が高い。
また、相当以前にラングミュアーとブロジェット｛フ
ィジカル・レヴュー、51巻、964〜978頁（1937）｝やブ
ローマン｛Thromb.Diath.Haemorrhag.10巻、455〜493
（1964）｝によって報告されている様なデバイス構成、
すなわち金属クロムやタンタルの如き光高反射性基板の
上に設けられた誘電体層の上に抗原又は抗体を固定化
し、その表面上で抗原抗体反応を行った場合、抗原又は
抗体表面での反射は、空気とこれらとの間の複屈折率の
差が小さいので入射角０゜〜60゜では反射率が５％と極
めて低く、一方金属基板から反射されてくる光の割合は
20〜30％と極めて高いため、デバイス表面で生じている
光干渉色の検出か困難であった。この光干渉を効率よく
識別するためには、デバイス表面での光の反射角度を60
〜70゜以上にすることが必要となり、視覚で検出する際
の困難さを伴なう。
ィジカル・レヴュー、51巻、964〜978頁（1937）｝やブ
ローマン｛Thromb.Diath.Haemorrhag.10巻、455〜493
（1964）｝によって報告されている様なデバイス構成、
すなわち金属クロムやタンタルの如き光高反射性基板の
上に設けられた誘電体層の上に抗原又は抗体を固定化
し、その表面上で抗原抗体反応を行った場合、抗原又は
抗体表面での反射は、空気とこれらとの間の複屈折率の
差が小さいので入射角０゜〜60゜では反射率が５％と極
めて低く、一方金属基板から反射されてくる光の割合は
20〜30％と極めて高いため、デバイス表面で生じている
光干渉色の検出か困難であった。この光干渉を効率よく
識別するためには、デバイス表面での光の反射角度を60
〜70゜以上にすることが必要となり、視覚で検出する際
の困難さを伴なう。
このような問題点を解決するための別の提案（特開昭
58−195142号）によれば、光をあまり反射しない非金属
基板上に２種類の誘電体層を設け、基板表面からの反射
光量を誘電体層の表面からの反射光量とほぼ等量にする
ことによって光干渉が効率よく起こるとされている。
58−195142号）によれば、光をあまり反射しない非金属
基板上に２種類の誘電体層を設け、基板表面からの反射
光量を誘電体層の表面からの反射光量とほぼ等量にする
ことによって光干渉が効率よく起こるとされている。
しかしながら、このような条件を満たす基板としては
着色しているか光透過性の大なるものに限られ、光反射
率の高いものは使えない。しかるに基板が着色している
と、デバイス表面での光干渉色の色調に影響を与え検出
が困難となるし、基板の光透過率が大きいとデバイスの
色調は暗くなり鮮やかな可視光色を与える光干渉は起こ
り難い。また、表面反射率が30〜70％と比較的高い基板
を用いようとすれば、屈折率の異なる複数の誘電体層を
設けることが必須条件となりデバイス作成プロセスが複
雑になるという新たな問題点が発生する。
着色しているか光透過性の大なるものに限られ、光反射
率の高いものは使えない。しかるに基板が着色している
と、デバイス表面での光干渉色の色調に影響を与え検出
が困難となるし、基板の光透過率が大きいとデバイスの
色調は暗くなり鮮やかな可視光色を与える光干渉は起こ
り難い。また、表面反射率が30〜70％と比較的高い基板
を用いようとすれば、屈折率の異なる複数の誘電体層を
設けることが必須条件となりデバイス作成プロセスが複
雑になるという新たな問題点が発生する。
発明の開示： 本発明者らは従来のこうした問題点を有さず、かつ高
感度で目視による検出が容易に行える生体成分検出法を
鋭意検討の結果、被検知物質と反応した後のデバイス表
面に貴金属微粒子の薄膜を設けることにより、基板面か
らの反射光量とデバイス表面からの反射光量とをできる
だけ高い光量でバランスさせることによって上記の目的
を達成できることを見いだし本発明を完成するに致っ
た。
感度で目視による検出が容易に行える生体成分検出法を
鋭意検討の結果、被検知物質と反応した後のデバイス表
面に貴金属微粒子の薄膜を設けることにより、基板面か
らの反射光量とデバイス表面からの反射光量とをできる
だけ高い光量でバランスさせることによって上記の目的
を達成できることを見いだし本発明を完成するに致っ
た。
すなわち本発明は、実質的に乱反射のない光反射性基
板（Ｉ）、該基板（Ｉ）上に設けられた光干渉層（II）
及び該層（II）上の少くとも一部領域に設けられた生体
成分検知物質層（III）からなる積層体（Ａ）を、被検
知生体成分を含有する液と接触せしめ、生体成分検知物
質層（III）上の少くとも一部の領域で、被検知生体成
分と生体成分検知物質層（III）との複合体層（III′）
を形成した後、さらに、この上に半透過性光反射層（I
V）を形成し、入射角０゜〜50゜の範囲内でこれに光線
を照射し、反射光の光干渉色を検知することを特徴とす
る生体成分検出法である。
板（Ｉ）、該基板（Ｉ）上に設けられた光干渉層（II）
及び該層（II）上の少くとも一部領域に設けられた生体
成分検知物質層（III）からなる積層体（Ａ）を、被検
知生体成分を含有する液と接触せしめ、生体成分検知物
質層（III）上の少くとも一部の領域で、被検知生体成
分と生体成分検知物質層（III）との複合体層（III′）
を形成した後、さらに、この上に半透過性光反射層（I
V）を形成し、入射角０゜〜50゜の範囲内でこれに光線
を照射し、反射光の光干渉色を検知することを特徴とす
る生体成分検出法である。
本発明における光反射性基板（Ｉ）の材料としては、
通常の金属、例えば鉄、ニッケル、コバルト、亜鉛、チ
タン、ビスマス、鉛及びこれらの合金や、金、銀、銅、
アルミ等の光反射率の高い金属が挙げられ、これらはそ
れ自身の板状物として、あるいはガラス板やプラスチッ
ク板等の固体基板の上にこれらの金属を蒸着法又はスパ
ッタリング法により薄膜状に形成した形で用いることが
できる。
通常の金属、例えば鉄、ニッケル、コバルト、亜鉛、チ
タン、ビスマス、鉛及びこれらの合金や、金、銀、銅、
アルミ等の光反射率の高い金属が挙げられ、これらはそ
れ自身の板状物として、あるいはガラス板やプラスチッ
ク板等の固体基板の上にこれらの金属を蒸着法又はスパ
ッタリング法により薄膜状に形成した形で用いることが
できる。
また、本発明の光干渉層（II）としては次の要件を満
たすことが必要である。すなわち、（１）可視光（波長
300〜800nm）に対して、実質的に反射特性を有さないこ
と、（２）本発明のデバイスの表面に設けた、生体成分
検知層の生体成分検出反応に伴なう厚み増加が、光の干
渉色変化として表われるように光干渉層の膜厚が制御さ
れていること及び（３）その表面が、生体成分検知層と
充分な親和性を持つことである。
たすことが必要である。すなわち、（１）可視光（波長
300〜800nm）に対して、実質的に反射特性を有さないこ
と、（２）本発明のデバイスの表面に設けた、生体成分
検知層の生体成分検出反応に伴なう厚み増加が、光の干
渉色変化として表われるように光干渉層の膜厚が制御さ
れていること及び（３）その表面が、生体成分検知層と
充分な親和性を持つことである。
上記（１）〜（３）の要件を満たす材料のうち、有機
物質としては、可視光領域（300〜800nm）で実質的に反
射特性を有さず、かつ薄膜形成能のあるものなら使用可
能であるが、好ましくは後述の抗原抗体反応等の生体成
分検出反応によるタンパクの薄膜増加に伴なった光の干
渉色変化が効率よく起こるために、その膜厚を50〜100
Åオーダで制御できるものがよい。
物質としては、可視光領域（300〜800nm）で実質的に反
射特性を有さず、かつ薄膜形成能のあるものなら使用可
能であるが、好ましくは後述の抗原抗体反応等の生体成
分検出反応によるタンパクの薄膜増加に伴なった光の干
渉色変化が効率よく起こるために、その膜厚を50〜100
Åオーダで制御できるものがよい。
そのようなものとしては、長鎖カルボン酸、及びその
金属塩、さらに長鎖カルボン酸エステルのように水面上
で安定な凝縮単分子膜を形成する化合物、コーティング
や蒸着による2000Å以下の塗膜形成が可能な材料が好適
例として挙げられる。
金属塩、さらに長鎖カルボン酸エステルのように水面上
で安定な凝縮単分子膜を形成する化合物、コーティング
や蒸着による2000Å以下の塗膜形成が可能な材料が好適
例として挙げられる。
前者の具体例としては、パルミチン酸、ステアリン
酸、リグノセリン酸、オレイン酸、ω−トリコセン酸等
の長鎖飽和及び不飽和カルボン酸、そのエステル及び１
〜３価の金属塩等が挙げられ、後者の具体例としては、
ポリメチル（メタ）アクリレート、ポリスチレン、ポリ
アクリロニトリル、ポリ塩化ビニル等のビニル系重合
体、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ−４−メチル
ペンテン−１等のポリオレフィン、ポリアミド、ポリエ
ステル等の縮合系ポリマー等が挙げられる。
酸、リグノセリン酸、オレイン酸、ω−トリコセン酸等
の長鎖飽和及び不飽和カルボン酸、そのエステル及び１
〜３価の金属塩等が挙げられ、後者の具体例としては、
ポリメチル（メタ）アクリレート、ポリスチレン、ポリ
アクリロニトリル、ポリ塩化ビニル等のビニル系重合
体、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ−４−メチル
ペンテン−１等のポリオレフィン、ポリアミド、ポリエ
ステル等の縮合系ポリマー等が挙げられる。
一方、光干渉層として無機化合物を用いる場合も、上
記有機の場合と同様に可視光領域で反射がなく、かつそ
の膜厚が50〜100Åオーダで制御できることが必要であ
る。そのような特性を備えているものとしては、酸化ケ
イ素、酸化アルミ、酸化錫、酸化鉛、酸化タングステ
ン、酸化マグネシウム、酸化コバルト、酸化モリブデ
ン、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、酸化タ
ンタル等の金属酸化物、フッ化カルシウム、フッ化マグ
ネシウム、フッ化ルテチウム等の金属フッ化物、及びチ
ッ化ケイ素やガリウム−ヒ素等の金属間化合物などが挙
げられる。
記有機の場合と同様に可視光領域で反射がなく、かつそ
の膜厚が50〜100Åオーダで制御できることが必要であ
る。そのような特性を備えているものとしては、酸化ケ
イ素、酸化アルミ、酸化錫、酸化鉛、酸化タングステ
ン、酸化マグネシウム、酸化コバルト、酸化モリブデ
ン、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、酸化タ
ンタル等の金属酸化物、フッ化カルシウム、フッ化マグ
ネシウム、フッ化ルテチウム等の金属フッ化物、及びチ
ッ化ケイ素やガリウム−ヒ素等の金属間化合物などが挙
げられる。
これらは、蒸着法やスパッタリング法により所望の膜
厚に制御され光干渉層（II）として本発明の反射基板
（Ｉ）上に設けられる。
厚に制御され光干渉層（II）として本発明の反射基板
（Ｉ）上に設けられる。
これらの光干渉層（II）の表面は生体成分検知層の物
質（例えば抗原や抗体）と親和性を有することも必要で
あり、そのための表面処理として、アルキルシラン類に
よる疎水化処理や上記生体成分検知物質を化学固体でき
るような官能基を有する物質を塗布することが挙げられ
る。かかる物質としては、特願昭61−222058号記載のも
のが挙げられる。
質（例えば抗原や抗体）と親和性を有することも必要で
あり、そのための表面処理として、アルキルシラン類に
よる疎水化処理や上記生体成分検知物質を化学固体でき
るような官能基を有する物質を塗布することが挙げられ
る。かかる物質としては、特願昭61−222058号記載のも
のが挙げられる。
上記光干渉層（II）の膜厚としては、図１に示した本
発明の被検体における入射光の光路差： 光路差−1:n1×（▲▼＋▲▼）＋n3×（▲
▼＋▲▼）＋n4（▲▼＋▲▼） 光路差−2:n1×（▲▼＋▲▼）＋n2×（▲
▼＋▲▼）＋n3×（▲▼＋▲▼）＋n4×
（▲▼＋▲▼） が、入射角θ１及びθ２が０゜〜50゜の場合において、
入射光波長の整数倍になるように制御されなければなら
ない。
発明の被検体における入射光の光路差： 光路差−1:n1×（▲▼＋▲▼）＋n3×（▲
▼＋▲▼）＋n4（▲▼＋▲▼） 光路差−2:n1×（▲▼＋▲▼）＋n2×（▲
▼＋▲▼）＋n3×（▲▼＋▲▼）＋n4×
（▲▼＋▲▼） が、入射角θ１及びθ２が０゜〜50゜の場合において、
入射光波長の整数倍になるように制御されなければなら
ない。
さらに、図１における上記光路差も１と２では異なる
ことが、抗原抗体反応部位の識別のために好都合であ
る。ちなみに、光干渉層（II）の厚みは、この層の屈折
率が1.4〜2.0の範囲にあるときには、約500〜5000Å、
好ましくは700〜3000Åに制御することが必要になる。
そのような正確な膜厚制御法としては、ラングミュアブ
ロージェット法（水面上の単分子膜を固体基板上に累積
する方法）、スピンコート法、蒸着法及びスパッタ法な
どが挙げられる。
ことが、抗原抗体反応部位の識別のために好都合であ
る。ちなみに、光干渉層（II）の厚みは、この層の屈折
率が1.4〜2.0の範囲にあるときには、約500〜5000Å、
好ましくは700〜3000Åに制御することが必要になる。
そのような正確な膜厚制御法としては、ラングミュアブ
ロージェット法（水面上の単分子膜を固体基板上に累積
する方法）、スピンコート法、蒸着法及びスパッタ法な
どが挙げられる。
上記光干渉層（II）は、単一の材料でなっていてもよ
く、また複数の材料でなっていてもよい。また種類の違
う複数の層を組み合わせたものであってもよい。
く、また複数の材料でなっていてもよい。また種類の違
う複数の層を組み合わせたものであってもよい。
この光干渉層（II）の上に固定される生体成分検知物
質層（III）としては、抗体、抗原等の免疫反応に関す
るものや、核酸、ウイルス、菌などの層が好ましい。こ
れらの中でも、抗原又は抗体が好ましいものである。
質層（III）としては、抗体、抗原等の免疫反応に関す
るものや、核酸、ウイルス、菌などの層が好ましい。こ
れらの中でも、抗原又は抗体が好ましいものである。
かかる抗原の具体例としては、IgG、IgA、IgE、IgMな
どの免疫グロブリンや絨毛性性腺刺激ホルモン（HC
G）、ガン胎児性抗原（CEA）などが挙げられ、抗体とし
ては、これらの抗原に対するポリクローナル又はモノク
ローナルな抗体が用いられる。
どの免疫グロブリンや絨毛性性腺刺激ホルモン（HC
G）、ガン胎児性抗原（CEA）などが挙げられ、抗体とし
ては、これらの抗原に対するポリクローナル又はモノク
ローナルな抗体が用いられる。
これらの抗原や抗体を本発明のデバイス表面に固定化
するためには、上記抗原又は抗体水溶液中にデバイスを
0.5〜10時間、浸漬しておいたのち、物理的に付着して
いる抗原（又は抗体）分子を、充分に水洗すればこの吸
着処理により、抗原（又は抗体）が単分子層として前記
の光干渉層（II）上に固定化される。
するためには、上記抗原又は抗体水溶液中にデバイスを
0.5〜10時間、浸漬しておいたのち、物理的に付着して
いる抗原（又は抗体）分子を、充分に水洗すればこの吸
着処理により、抗原（又は抗体）が単分子層として前記
の光干渉層（II）上に固定化される。
かくしてデバイス表面に吸着された抗体又は／及び抗
原は一種でもよいし、二種以上でも構わない。二種以上
の抗原又は抗体を固定化する場合は、図２に示したよう
に光干渉層（II）を設けた反射性基板を、目的の抗原又
は抗体の溶液に浸漬する深さを、該溶液毎に変えればよ
い。
原は一種でもよいし、二種以上でも構わない。二種以上
の抗原又は抗体を固定化する場合は、図２に示したよう
に光干渉層（II）を設けた反射性基板を、目的の抗原又
は抗体の溶液に浸漬する深さを、該溶液毎に変えればよ
い。
このようにすれば、１種類の抗体（又は抗原）が付着
した部分には別の抗体（又は抗原）は一般に吸着しない
性質を持っているので、複数の抗体（又は抗原）を単分
子層として同一のチップ上に固定することが可能にな
る。これにより、例えば高価なモノクローナル抗体等を
効果的に固定化することが可能になる。
した部分には別の抗体（又は抗原）は一般に吸着しない
性質を持っているので、複数の抗体（又は抗原）を単分
子層として同一のチップ上に固定することが可能にな
る。これにより、例えば高価なモノクローナル抗体等を
効果的に固定化することが可能になる。
かくの如く、抗体（又は抗原）が固定された検出用デ
バイスは、引き続き抗原（又は抗体）等の被検知物質を
含有することが検証されるべき被検液に接触させ、所定
の生体反応を行わせることにより、前記生体成分検知物
質層（III）上の少くとも一部領域で被検知生体成分と
生体成分検知物質との複合体層（III′）が形成されう
る。
バイスは、引き続き抗原（又は抗体）等の被検知物質を
含有することが検証されるべき被検液に接触させ、所定
の生体反応を行わせることにより、前記生体成分検知物
質層（III）上の少くとも一部領域で被検知生体成分と
生体成分検知物質との複合体層（III′）が形成されう
る。
この場合、被検知生体成分は、該複合化による厚み増
加が30〜500Å、好ましくは50〜300Åになるよう選定さ
れるのが好ましい。かかる成分としては抗原又は抗体が
好ましいものとして挙げられる。
加が30〜500Å、好ましくは50〜300Åになるよう選定さ
れるのが好ましい。かかる成分としては抗原又は抗体が
好ましいものとして挙げられる。
本発明にあっては、更にこの被検体デバイスの表面
に、半透過性光反射層（IV）を設ける。かかる層（IV）
を設けることにより、上記生体反応が生じた部分とそう
でない部分との識別が各段に優れたものとなる。
に、半透過性光反射層（IV）を設ける。かかる層（IV）
を設けることにより、上記生体反応が生じた部分とそう
でない部分との識別が各段に優れたものとなる。
かかる半透過性光反射層（IV）を形成する物質として
は、貴金属が特に好ましく、中でも金、白金、銀などを
蒸着法その他の物理的蒸気沈着法や、コロイド粒子コー
ティングなどの方法により薄く形成させたものが好まし
い。
は、貴金属が特に好ましく、中でも金、白金、銀などを
蒸着法その他の物理的蒸気沈着法や、コロイド粒子コー
ティングなどの方法により薄く形成させたものが好まし
い。
これらにより形成される上記層（IV）の厚さは30〜30
0Å、好ましくは50〜100Åであり、これによる光反射率
は入射角０゜〜50゜において10〜40％、好ましくは20〜
30％である。
0Å、好ましくは50〜100Åであり、これによる光反射率
は入射角０゜〜50゜において10〜40％、好ましくは20〜
30％である。
上記の如くして形成された本発明の被検体に、例えば
０゜〜50゜の入射角で、例えば白金光を入射させるとそ
の反射光の光干渉色変化により抗原抗体反応部位が明確
に検出され、例えば単色光を入射されるとその反射光の
明暗を識別することにより抗原抗体反応部位を検出する
ことができる。
０゜〜50゜の入射角で、例えば白金光を入射させるとそ
の反射光の光干渉色変化により抗原抗体反応部位が明確
に検出され、例えば単色光を入射されるとその反射光の
明暗を識別することにより抗原抗体反応部位を検出する
ことができる。
本発明の被検体を用いれば、従来のものに比べて識別
性が各段に優れたものとなり、10-5〜10-12モル／の
抗体（又は抗原）が数分〜30分で目視により明瞭に検出
できる。
性が各段に優れたものとなり、10-5〜10-12モル／の
抗体（又は抗原）が数分〜30分で目視により明瞭に検出
できる。
以上述べた如く本発明に従えば稀薄な濃度の抗原又は
抗体を短時間で感度よく、かつ簡便に検出することが可
能となり、その実用上の意義は極めて大である。以下、
実施例を挙げ、本発明をさらに詳しく説明する。
抗体を短時間で感度よく、かつ簡便に検出することが可
能となり、その実用上の意義は極めて大である。以下、
実施例を挙げ、本発明をさらに詳しく説明する。
実施例１ 高周波スパッタリング装置内にSiO2ターゲット及び基
板であるクロムメッキしたステンレス板を装着したの
ち、チャンバー内圧力が１×10-5torrになるまで排気し
た。Ar100％ガスを導入しチャンバー内圧力1.0×10-3to
rrに保持し、500wでグロー放電させた。グロー放電を13
分行い、基板クロムメッキ面上に800ÅのSiO2層を形成
した、800ÅのSiO2層を有するクロムメッキしたステン
レス板をオクタデシルトリクロロシランの1.0×10-2wt
％クロロホルム溶液に２時間浸漬することによりSiO2表
面を疎水化した。
板であるクロムメッキしたステンレス板を装着したの
ち、チャンバー内圧力が１×10-5torrになるまで排気し
た。Ar100％ガスを導入しチャンバー内圧力1.0×10-3to
rrに保持し、500wでグロー放電させた。グロー放電を13
分行い、基板クロムメッキ面上に800ÅのSiO2層を形成
した、800ÅのSiO2層を有するクロムメッキしたステン
レス板をオクタデシルトリクロロシランの1.0×10-2wt
％クロロホルム溶液に２時間浸漬することによりSiO2表
面を疎水化した。
ついで、この基板を５×10-2mg/mlのヒトIgG液に12時
間浸漬した。さらに５×10-2mg/mlのヒツジ抗ヒトIgG
（Ｈ＆Ｌ鎖特異性）液に５分間浸漬した。
間浸漬した。さらに５×10-2mg/mlのヒツジ抗ヒトIgG
（Ｈ＆Ｌ鎖特異性）液に５分間浸漬した。
このような処理を施した基板を70゜の角度から目視す
ると、SiO2面は淡面色、ヒトIgG吸着面は黄色、抗ヒトI
gG反応面は赤色の干渉色を呈していることが確認され
た。このものを30゜の角度から目視すると、干渉色の判
断が非常に困難であった。
ると、SiO2面は淡面色、ヒトIgG吸着面は黄色、抗ヒトI
gG反応面は赤色の干渉色を呈していることが確認され
た。このものを30゜の角度から目視すると、干渉色の判
断が非常に困難であった。
ついでこの基板を、粒子径5nmの金コロイド溶液（6.5
×1014個/ml）に20分間浸漬したところ、30゜の角度の
目視により、SiO2面は黄色、ヒトIgG吸着面は橙色、抗
ヒトIgG反応面は紫色の干渉色が認められ、その見やす
さは格段に向上した。
×1014個/ml）に20分間浸漬したところ、30゜の角度の
目視により、SiO2面は黄色、ヒトIgG吸着面は橙色、抗
ヒトIgG反応面は紫色の干渉色が認められ、その見やす
さは格段に向上した。
実施例２ 実施例１と同様にして、クロムメッキしたステンレス
板上に高周波スパッタリング法で、500ÅのSiO2膜を作
成した。この基板に実施例１と同様にして、ヒトIgG吸
着面、抗ヒトIgG反応面を作成したところ、いずれの面
においても干渉色は認められなかった。
板上に高周波スパッタリング法で、500ÅのSiO2膜を作
成した。この基板に実施例１と同様にして、ヒトIgG吸
着面、抗ヒトIgG反応面を作成したところ、いずれの面
においても干渉色は認められなかった。
ついでこの基板上に50Å〜75Åの厚みの金の薄膜を蒸
着法、もしくは高周波スパッタリング法で作成したとこ
ろ、明瞭な干渉色が見られるようになった。
着法、もしくは高周波スパッタリング法で作成したとこ
ろ、明瞭な干渉色が見られるようになった。
実施例３ 実施例１において基板であるクロムメッキしたステン
レス板に代え、シリコンウエハーを用い、同様なデバイ
スを構築した。この場合も金コロイド溶液に浸漬するこ
とにより、干渉色変化の見やすさは著しく向上した。
レス板に代え、シリコンウエハーを用い、同様なデバイ
スを構築した。この場合も金コロイド溶液に浸漬するこ
とにより、干渉色変化の見やすさは著しく向上した。
実施例４ 実施例１において、基板であるクロムメッキしたステ
ンレス板に代え、アルミを1000Å蒸着したポリエチレン
テレフタレートフイルム（厚さ50μ）を用い、同様なデ
バイスを構築した。この場合も金コロイド溶液に浸漬す
ることによって干渉色変化の見やすさは著しく向上し
た。
ンレス板に代え、アルミを1000Å蒸着したポリエチレン
テレフタレートフイルム（厚さ50μ）を用い、同様なデ
バイスを構築した。この場合も金コロイド溶液に浸漬す
ることによって干渉色変化の見やすさは著しく向上し
た。
比較例１ 実施例１の生体成分被検体において、抗原・抗体反応
後のデバイスを金コロイド溶液に浸漬しなかった場合、
ヒトIgGのみが吸着した部位と抗原・抗体反応部位の干
渉色は識別し難く、被検体を約70゜に傾けて（入射角、
反射角を70゜にして）初めて視認できた。
後のデバイスを金コロイド溶液に浸漬しなかった場合、
ヒトIgGのみが吸着した部位と抗原・抗体反応部位の干
渉色は識別し難く、被検体を約70゜に傾けて（入射角、
反射角を70゜にして）初めて視認できた。
比較例２ 実施例３において、抗原・抗体反応後のデバイスを金
コロイド溶液に浸漬しなかった場合、被検体表面での光
干渉色の強度は弱く、鮮やかな色調とはならずに視認し
難かった。
コロイド溶液に浸漬しなかった場合、被検体表面での光
干渉色の強度は弱く、鮮やかな色調とはならずに視認し
難かった。
図１は本発明の生体成分被検体の光干渉の概念説明図で
ある。図中、各記号は下記内容を表わす。 I:光反射性基板、II:光干渉層、III:生体成分検知物質
層、III′：複合体層、IV:半透過性光反射層、n1:半透
過性光反射層の屈折率、n2:被検知生体成分の屈折率、n
3:生体成分検知物質の屈折率、n4:光干渉層の屈折率、
θ1,θ2:入射角又は反射角 図２はマルチ抗体の生体成分デバイスを作成する例を示
すものである。
ある。図中、各記号は下記内容を表わす。 I:光反射性基板、II:光干渉層、III:生体成分検知物質
層、III′：複合体層、IV:半透過性光反射層、n1:半透
過性光反射層の屈折率、n2:被検知生体成分の屈折率、n
3:生体成分検知物質の屈折率、n4:光干渉層の屈折率、
θ1,θ2:入射角又は反射角 図２はマルチ抗体の生体成分デバイスを作成する例を示
すものである。
Claims (5)
- 【請求項１】実質的に乱反射のない光反射性基板
（Ｉ）、該基板（Ｉ）上に設けられた光干渉層（II）及
び該層（II）上の少くとも一部領域に設けられた生体成
分検知物質層（III）からなる積層体（Ａ）を、被検知
生体成分を含有する液と接触せしめ、生体成分検知物質
層（III）上の少くとも一部の領域で被検知生体成分と
生体成分検知物質層（III）との複合体層（III′）を形
成した後、さらに、この上に半透過性光反射層（IV）を
形成し、入射角０゜〜50゜の範囲内でこれに光線を照射
し、反射光の光干渉色を検知することを特徴とする生体
成分検出法。 - 【請求項２】被検知生体成分が抗体であり、生体成分検
知物質層（III）が抗原からなる特許請求の範囲第１項
記載の生体成分検出法。 - 【請求項３】被検知生体成分が抗原であり、生体成分検
知物質層（III）が抗体からなる特許請求の範囲第１項
記載の生体成分検出法。 - 【請求項４】該半透過性光反射層（IV）の形成が、貴金
属の物理的蒸気沈着法又はコロイド粒子を含有する液体
との接触法により行なわれる特許請求の範囲第１項記載
の生体成分検出法。 - 【請求項５】光線が可視光である特許請求の範囲第１項
記載の生体成分検出法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62095367A JP2545387B2 (ja) | 1987-04-20 | 1987-04-20 | 生体成分検出法 |
| CA000547339A CA1317206C (en) | 1986-09-22 | 1987-09-21 | Method for detecting a component of a biological system and detection device and kit therefor |
| US07/099,906 US4820649A (en) | 1986-09-22 | 1987-09-22 | Method and kit having layered device for detecting biological component by interference color |
| EP87113842A EP0261642A3 (en) | 1986-09-22 | 1987-09-22 | Method for detecting a component of a biological system and detection device and a kit therefor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62095367A JP2545387B2 (ja) | 1987-04-20 | 1987-04-20 | 生体成分検出法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63262566A JPS63262566A (ja) | 1988-10-28 |
| JP2545387B2 true JP2545387B2 (ja) | 1996-10-16 |
Family
ID=14135655
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62095367A Expired - Lifetime JP2545387B2 (ja) | 1986-09-22 | 1987-04-20 | 生体成分検出法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2545387B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8537358B2 (en) * | 2009-05-22 | 2013-09-17 | 3M Innovative Properties Company | Multilayer colorimetric sensor arrays |
-
1987
- 1987-04-20 JP JP62095367A patent/JP2545387B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63262566A (ja) | 1988-10-28 |
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