JP3836647B2 - 多孔質材、それを用いた検出装置および検出方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体試料（尿、血清などの液体）内における被検物質の存否を、多孔質材の孔径の大小を利用して検出する多孔質材、それを用いた検出装置および検出方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液体中に含まれる目的物質を、孔径が均一な多孔質材を用いて、孔径の大きさに対応させてろ過分離する技術は、従来から存在する。このような技術は、大量の目的物質の分離、濃縮などには有用であるが、液体試料の中などに存在する少量の物質の有無を検出する場合には不向きである。
【０００３】
また、液体試料などの中に存在する少量の物質の有無を検出する手法として、異なる孔径を有する複数の多孔質材を、垂直方向に重ね合わせて、上下方向に液体試料を通過させ目的物質を捕捉、検出する技術もある。しかし、このような技術では、検出面積が広くなり、多くの試料が必要になるだけでなく、上流側の多孔質材が観察を邪魔するため、これを取り除いて観察する必要があり、その手間が発生する。なお、この技術は、重力による液体の移動を利用している。
【０００４】
また、液体試料などの中に存在する少量の物質の有無を検出するには、免疫クロマト法がある。これは、液体試料をクロマト的に移動させ、その途中で分離捕捉を行い、被検物質が捕捉されたか否かを観察することが非常に簡単で有用な手段である。この手法による従来の検出装置では、被検物質に対する特異反応成分を、多孔質材（メンブレン）に、移動できないように結合（固定）させていた。そして、被検物質を、多孔質材に固定された特異反応成分と結合させることにより、多孔質材に被検物質を捕捉し、検出を行っていた。
【０００５】
ところが、このような構成によると、多孔質材に結合できる特異反応成分の量（特異反応成分の多孔質材への吸着量）には限界があるので、感度が制限されたり、検出量にばらつきが発生するという問題点があった。
【０００６】
また、この種の検出法に用いられる多孔質材は、クロマト的な流動を一定にすることのみに着目して構成されており、必然的に、多孔質材の孔径は一様となっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
以上の事情に鑑みて、本発明は、少量の物質の検出に適し、上流側の多孔質材を取り除く必要がなく、しかも、高感度で検出量のばらつきの少ない多孔質材、これを用いた検出装置および検出方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の多孔質材では、下流部におけるクロマト的流れの途中に、液体試料中に含まれる被検物質を、直接的または間接的に捕捉する捕捉部を形成し、多孔質材において捕捉部の上流側の孔径と捕捉部の下流側の孔径とを捕捉部の孔径よりも大きくした。
【０００９】
この構成により、被検物質の検出感度を向上できるとともに、検出量のばらつきを少なくできる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
請求項１記載の多孔質材では、下流部におけるクロマト的流れの途中に、液体試料中に含まれる被検物質を、直接的または間接的に捕捉する捕捉部を形成し、多孔質材において捕捉部の上流側の孔径と捕捉部の下流側の孔径とを捕捉部の孔径よりも大きくした。
【００１１】
このように、捕捉部の孔径を、他の部分の孔径より小さくしているため、液体のクロマト的移動は一定でなくなる。即ち、上流部をクロマト的に移動してきた物質のうち、捕捉部の孔径より大きな物質は、捕捉部を通過できず、捕捉される。また、孔径よりも小さな物質は、捕捉部を通過する。これにより、被検物質または被検物質に所定粒子を結合させたものは、捕捉部に捕捉される。
【００１２】
即ち、従来の検出装置のように、多孔質材に固定した特異反応成分に依存しないので、特異反応成分の結合量の制限を受けることがなく、検出感度の向上を図ることができるとともに、検出量のばらつきを少なくできる。
【００１３】
請求項２記載の多孔質材では、捕捉部は、下流部の特定箇所に、粒子を埋め込むことにより形成される。粒子を埋め込むことにより、捕捉部の孔径を局所的に小さくできる。
【００１４】
請求項３記載の多孔質材では、捕捉部は、下流部の特定箇所を溶剤処理することにより形成される。溶剤処理することにより、捕捉部の孔径を局所的に小さくできる。
【００１５】
請求項４記載の多孔質材では、上流部は第一の部材からなり、下流部は、第二の部材からなり、第一の部材は、第二の部材よりも孔径が大きく、第一の部材は、第二の部材に接合され、この接合箇所が、捕捉部となる。第一、第二の部材を接合することにより、捕捉部の孔径を局所的に小さくできる。
【００１６】
次に、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における検出装置の側面図、図２は、同平面図である。図１および図２に示すように、実施の形態１における検出装置は、液体試料添加部１、粒子塗布パッド３およびメンブレン５からなる。メンブレン５は、上流部７および下流部９からなる。メンブレン５の下流部９には、液体試料に含まれる被検物質を捕捉する捕捉部１１が設けられる。
【００１７】
液体試料添加部１は、多孔質材からなる。粒子塗布パッド３は、多孔質材からなり、例えば、ガラス繊維コンジュゲートパッドを用いることができる。粒子塗布パッド３には、標識物質および検出に影響しない粒子が塗布されている。後で詳述するが、標識物質および検出に影響しない粒子は、液体試料に含まれる被検物質と結合して、反応生成物となる。粒子塗布パッド３においては、液体試料、標識物質、検出に影響しない粒子および反応生成物の移動が可能である。標識物質は、着色されており、粒子塗布パッド３、メンブレン５および捕捉部１１を容易に通過するサイズとなっている。このような条件の下で、標識物質としては、例えば、粒径が０．０２μｍ〜０．５μｍの金コロイドまたは着色ラテックスを用いることができる。検出に影響しない粒子は、粒子塗布パッド３およびメンブレン５（捕捉部１１を除く）は通過するが、捕捉部１１は、通過できないサイズである。このような条件の下で、検出に影響しない粒子としては、例えば、粒径が０．５μｍ〜５μｍの白ラテックスを用いることができる。
【００１８】
メンブレン５（捕捉部１１除く）の孔径（実質的ポアサイズ）は、液体試料、標識物質、検出に影響しない粒子および反応生成物の移動を可能にするサイズである。このような条件の下で、メンブレン５としては、孔径が、検出に影響しない粒子の粒径以上（１μｍ〜２０μｍなど）のものを用いることができる。なお、メンブレン５は、多孔質材の一つの例であり、その他の多孔質材を用いることができる。
【００１９】
メンブレン５の特定箇所に、粒子を塗布し、固定することで（粒子を埋め込むことで）、メンブレン５の特定箇所の孔径を、特定箇所を除くメンブレン５の孔径より小さくして、この特定箇所を捕捉部１１としている。このような手法で、捕捉部１１の孔径は、液体試料および標識物質は通過できるが、検出に影響しない粒子および反応生成物は通過できないサイズとなっている。このような条件の下で、メンブレン５に塗布、固定する粒子としては、例えば、粒径が０．５μｍ〜３μｍの白ラテックスを用いることができ、粒径が０．５μｍ〜５μｍの粒子を捕捉できるようにする。
【００２０】
次に、検出方法について説明する。まず、液体試料を液体試料添加部１に添加する。そして、液体試料は、液体試料添加部１を矢印Ａ方向にクロマト的に移動し、粒子塗布パッド３へ流入する。粒子塗布パッド３において、液体試料は、標識物質および検出に影響しない粒子とともに矢印Ｂ方向にクロマト的に移動する。この時、液体試料に被検物質が存在していれば、標識物質および検出に影響しない粒子は、被検物質と反応し（結合し）、反応生成物となる。
【００２１】
図３は、このようにして生成された反応生成物の模式図である。図３に示すように、被検物質１３は、標識物質１５および検出に影響しない粒子１７と結合し、反応生成物となっている。
【００２２】
液体試料に被検物質１３が存在している場合において、粒子塗布パッド３からメンブレン５へ流入してきた反応生成物は、矢印Ｃ方向にクロマト的に移動し、捕捉部１１に捕捉される。なぜなら、捕捉部１１の孔径は、反応生成物に含まれる検出に影響しない粒子の粒径より小さいからである。そして、反応生成物は、標識物質１５により着色されているので、反応生成物が捕捉されたこと、すなわち、液体試料に被検物質１３が存在することを肉眼で確認できる。なお、液体試料、反応生成物とならない標識物質１５および検出に影響しない粒子１７も、メンブレン５においてクロマト的に移動する。
【００２３】
一方、液体試料に被検物質１３が存在していない場合は、粒子塗布パッド３からメンブレン５へ流入してきた液体試料、標識物質１５および検出に影響しない粒子１７は、矢印Ｃ方向にクロマト的に移動する。そして、検出に影響しない粒子１７は、捕捉部１１に捕捉される。なぜなら、検出に影響しない粒子１７の粒径は、捕捉部１１の孔径より大きいからである。この場合、検出に影響しない粒子１７は無色であるため、捕捉部１１にサインは現れない。液体試料および標識物質１５は、捕捉部１１を通過し流れ去る。なぜなら、標識物質１５の粒径は、捕捉部１１の孔径より小さいからである。
【００２４】
以上のように、本発明の実施の形態１においては、メンブレン５（捕捉部１１を除く）の孔径を捕捉部１１の孔径より大きくしている。すなわち、メンブレン５の孔径を反応生成物が通過できる大きさにし、メンブレン５の特定箇所に粒子を固定することで、捕捉部１１を設け、捕捉部１１の孔径を、標識物１５の粒径より大きくするとともに、反応生成物のサイズより小さくしている。このような孔径の小さい捕捉部１１を設けることによって、被検物質１３を含む反応生成物を捕捉している。したがって、従来の検出装置のように、特異反応成分に依存しないから、特異反応成分の結合量の制限を受けることがなく、検出感度の向上を図ることができるとともに、検出量のばらつきを少なくできる。
【００２５】
また、メンブレン５の特定箇所に捕捉部１１を設けているため、捕捉部１１の面積を小さくすることができ、被検物質が少量であるときも、明瞭なサインが得られる。捕捉部１１は、外部に露呈しているから、別段メンブレンを剥がす必要はなく、検出結果を外部から容易に観察できる。さらに、被検物質１３、標識物質１５および検出に影響しない粒子１７を結合させた反応生成物を捕捉するので、被検物質が、無色で、捕捉部１１の孔径より小さい場合でも、検出が可能である。
【００２６】
次に、実施の形態１における検出装置を用いた第一の実験の結果を示す。なお、この実験は、色彩および粒径の異なる二種類の着色粒子の混合溶液を用いて、実施の形態１における検出装置が、上述した機能を果たすかどうかを確認するためのものであり、実際に、検出装置の検出の対象となる液体試料を用いているわけではない。実際に、検出装置の検出の対象となる液体試料を用いた実験の結果は後述する。
【００２７】
少なくとも５μｍ程度の粒子をクロマト的に移動させることができるニトロセルロースメンブレン（メンブレン５に相当し、商標名がＳＸＨＦであるミリポア社のニトロセルロースメンブレンを使用）に、１５％（１０〜２０％が可能）のポリスチレン性白ラテックス（粒径２．２μｍ（０．５μｍ〜５μｍが可能））溶液を、１ｃｍ当たり約１．３μｌの量でライン状に塗布、乾燥し吸着固定させ、ライン幅約１ｍｍで、メンブレン５の実質的孔径を小さくして、捕捉部１１を形成した。このニトロセルロースメンブレンを、粒子などの吸着を防ぐため、０．５％のカゼインを含む溶液に３０分程度漬け込み、処理した。これを、乾燥後、約５ｍｍ×３５ｍｍに切断した。
【００２８】
このような処理をしたニトロセルロースメンブレンにおいて、０．６μｍの粒径を持つ着色粒子（ポリスチレン性ブルーラテックス）と、０．０４μｍ程度の粒径を持つ金コロイド粒子との混合溶液を、クロマト的に移動させた。混合溶液を十分に展開させた後、ポリスチレン製白ラテックスを固定した部分（捕捉部１１に相当）を観察したところ、着色粒子（ポリスチレン性ブルーラテックス）のみが捕捉されて、青いラインが現れていた。一方、金コロイド粒子は、捕捉されずに流れたため、金コロイド由来の赤いラインは形成されなかった。以上の結果、０．０４μｍ程度の粒径を持つ金コロイド粒子は捕捉されず、０．６μｍの粒径を持つ着色粒子は捕捉され、容易に検出できることが確認された。
【００２９】
次に、実際に、検出装置の検出の対象となる液体試料を用いた第二の実験の結果を示す。粒径が０．６μｍ（０．５μｍ〜５μｍが可能）のポリスチレン製白ラテックス（検出に影響しない粒子１７に相当）に抗βーｈＣＧ抗体を結合させ、粒径が０．０４μｍ（０．０２μｍ〜０．５μｍが可能）の金コロイド粒子（標識物質１５に相当）に抗ｈＣＧ抗体を結合させた。結合の要領は、常法にしたがった。
【００３０】
次に、少なくとも１０μｍ程度の粒子をクロマト的に移動させることができるガラス繊維（粒子塗布パッド３に相当）を、５ｍｍ×１０ｍｍに切断して、上記の抗βーｈＣＧ抗体結合ポリスチレン製白ラテックスと、抗ｈＣＧ抗体結合金コロイド粒子とを適量混合し、塗布して乾燥させた。このガラス繊維（粒子塗布パッド３に相当）と、上述した第一の実験と同じ方法で得られたニトロセルロースメンブレン（メンブレン５に相当）とを３ｍｍ程度重なるように接触させ、テープで貼り合わせて、５ｍｍ幅のストリップとした。
【００３１】
８０μｌのｈＣＧを含む陽性試料を、ガラス繊維（粒子塗布パッド３に相当）下端から吸収させ、５分後に、捕捉部１１において金コロイド由来の発色を観察した。ｈＣＧを含む試料では、５０ｍｌＵ／ｍｌ〜１００００００ｍｌＵ／ｍｌの範囲で発色が現れ、よって、陽性と判定された。一方、８０μｌのｈＣＧを含まない陰性試料をガラス繊維（粒子塗布パッド３に相当）下端から吸収させたが、捕捉部１１に発色は観察できなかった。ｈＣＧを含まない試料については、陰性と判定された。
【００３２】
次に実施の形態１における検出装置の第１変形例について説明する。実施の形態１における検出装置では、被検物質１３が、捕捉部１１の孔径より小さく、かつ、無色の場合を対象としたが、第１変形例では、被検物質が、捕捉部１１の孔径より小さく、かつ、有色の場合を対象とする。
【００３３】
第１変形例が、上述の実施の形態１における検出装置と異なるのは、粒子塗布パッド３だけである。第１変形例では、粒子塗布パッド３には、検出に影響しない粒子１７だけが、塗布されている。すなわち、第１変形例では、実施の形態１における検出装置と比較して、標識物質１５が存在しないだけで、その他の構成は同じであり、粒子塗布パッド３、検出に影響しない粒子１７、メンブレン５および捕捉部１１の条件も同じである。
【００３４】
次に、第１変形例における検出方法について、主に、上述した検出方法と比較して異なる部分を説明する。なお、第１変形例における矢印Ｂ、Ｃ方向については、図１と同様であるので、図１を参照されたい。
【００３５】
粒子塗布パッド３において、液体試料は、検出に影響しない粒子とともに矢印Ｂ方向にクロマト的に移動する。この時、液体試料に被検物質が存在していれば、検出に影響しない粒子は、被検物質と結合し、反応生成物となる。
【００３６】
図４は、このようにして生成された反応生成物の模式図である。図４に示すように、被検物質１８は、検出に影響しない粒子１７と結合し、反応生成物となっている。
【００３７】
液体試料に被検物質１８が存在している場合においては、粒子塗布パッド３からメンブレン５へ流入してきた反応生成物は、矢印Ｃ方向にクロマト的に移動し、捕捉部１１に捕捉される。なぜなら、捕捉部１１の孔径は、反応生成物に含まれる検出に影響しない粒子の粒径より小さいからである。そして、被検物質１８は、有色であるため、反応生成物が捕捉されたこと、すなわち、液体試料に被検物質１８が存在することを肉眼で確認できる。
【００３８】
以上のような第１変形例は、捕捉部１１の孔径を他の部分の孔径より小さくすることで、被検物質を検出するため、実施の形態１における検出装置と同様の効果を奏する。また、粒径が捕捉部１１の孔径より大きい粒子１７と、被検物質とを結合させた反応生成物を捕捉するので、被検物質の粒径が、捕捉部１１の孔径より小さい場合でも、被検物質の検出が可能となる。
【００３９】
次に実施の形態１における検出装置の第２変形例について説明する。実施の形態１における検出装置では、被検物質１３が、捕捉部１１の孔径より小さく、かつ、無色の場合を対象としたが、第２変形例では、被検物質が、捕捉部１１の孔径より大きく、かつ、有色の場合を対象とする。
【００４０】
図５は、実施の形態１における検出装置の第２変形例の平面図である。なお、図１と同一の部分については、同一の符号を付している。図５に示すように、第２変形例は、メンブレン５により構成され、メンブレン５は、上流部７および下流部９を有する。メンブレン５の下流部９には、捕捉部１１が設けられている。
【００４１】
第２変形例が、上述の実施の形態１における検出装置と異なるのは、粒子塗布パッド３および液体試料添加部１を有しないことと、捕捉部１１の孔径を、被検物質の粒径より小さくしてあることである。なお、第２変形例においても、図１に示すような液体試料添加部１を設けることもできる。粒子塗布パッド３が不要なのは、被検物質の粒径が、捕捉部１１の孔径をより大きく、かつ、被検物質が有色であるため、捕捉部１１で被検物質を捕捉でき、被検物質が捕捉されたことを肉眼で確認できるからである。その他の構成については、第２変形例は、実施の形態１における検出装置と同様である。第２変形例における検出方法についても、反応生成物ではなく被検物質が、そのまま捕捉部１１に捕捉される点を除けば、上述した実施の形態１における検出方法と同様である。
【００４２】
なお、上述した第２変形例においては、被検物質は、捕捉部１１に捕捉された時、肉眼で直接観察できる有色物質であったが、そうでない場合は、前もって処理するなどして、着色・染色したり、蛍光や発光などの手段によるセンシングなどで検出することもできる。
【００４３】
以上のような第２変形例は、捕捉部１１の孔径を他の部分の孔径より小さくすることで、被検物質を検出するため、実施の形態１における検出装置と同様の効果を奏する。
【００４４】
次に実施の形態１における検出装置の第３変形例について説明する。実施の形態１における検出装置では、粒子塗布パッド３を設け、これに標識物質１５および検出に影響しない粒子１７を塗布し、粒子塗布パッド３におけるクロマト的流れの中で、被検物質１３と、標識物質１５と、検出に影響しない粒子１７とを反応させ、反応生成物を作っていたが、第３変形例では、粒子塗布パッド３を設けずに、検出装置の外部で、反応生成物を作り、これを検出装置に添加するものである。この第３変形例は、実施の形態１における検出装置と同様に、被検物質が、捕捉部の孔径より小さく、かつ、無色の場合を対象とする。
【００４５】
図６は、実施の形態１における検出装置の第３変形例の平面図である。なお、図１と同一の部分については、同一の符号を付している。図６に示すように、第３変形例は、メンブレン５により構成され、メンブレン５は、上流部７および下流部９を有する。メンブレン５の下流部９には、捕捉部１１が設けられている。メンブレン５および捕捉部１１の構成および条件は、図１に示した実施の形態１における検出装置のメンブレン５および捕捉部１１と同じである。また、標識物質および検出に影響しない粒子の条件も実施の形態１における検出装置の場合と同じである。なお、図１に示したように、液体試料添加部１を、メンブレン５の上流部７に接続することもできる。
【００４６】
次に、第３変形例における検出方法について、主に、実施の形態１における検出装置の場合と比較して異なる部分を説明する。図６に示すように、まず、試験管などの容器２０において、液体試料１９と、検出に影響しない粒子１７と、標識物質１５とを混合する。この時、液体試料に被検物質が存在すれば、図３に示すような反応生成物が作られる。このように、被検物質が無色の時は、化学反応や免疫反応などで、標識物質１５と結合させたり、発色させたりする。一方、液体試料に被検物質が存在しなければ、反応生成物は作られない。このような容器２０において作った混合液を、メンブレン５の上流部７に添加する。そして、メンブレン５において、この混合液は、クロマト的に矢印Ｃ方向に移動する。
【００４７】
液体試料に被検物質が存在すれば、反応生成物に含まれる検出に影響しない粒子の粒径は、捕捉部１１の孔径より大きいので、反応生成物が、捕捉部１１に捕捉され、サインがあらわれる。液体試料に被検物質が存在しなければ、標識物質１５は、捕捉部１１を通過し、無色の検出に影響しない粒子１７だけが、捕捉部１１に捕捉される。なお、混合液が、メンブレン５の上流部７に添加された後の検出機構は、実施の形態１における検出装置において、液体試料、反応生成物、標識物質および検出に影響しない粒子が、メンブレン５の上流部７に流入した後の検出機構と同じである。
【００４８】
以上のような第３変形例は、捕捉部１１の孔径を他の部分の孔径より小さくすることで、被検物質を検出するため、実施の形態１における検出装置と同様の効果を奏する。
【００４９】
次に実施の形態１における検出装置の第４変形例について説明する。上述の第３変形例は、実施の形態１における検出装置と同様に、被検物質が、捕捉部の孔径より小さく、かつ、無色の場合を対象としたが、第４変形例は、被検物質が、捕捉部の孔径より小さく、かつ、有色の場合を対象とする。
【００５０】
第４変形例が、第３変形例と異なる点について説明する。第３変形例では、図６に示すように、試験管などの容器２０において、液体試料１９と、検出に影響しない粒子１７と、標識物質１５とを混合するのに対して、第４変形例では、試験管などの容器において、液体試料と、検出に影響しない粒子とを混合する点で、両者は異なる。したがって、第４変形例では、液体試料に被検物質が存在すれば、図４に示すような反応生成物が作られる。その他の構成や検出方法については、第３変形例と同じである。
【００５１】
以上のような第４変形例は、メンブレンの上流部に設けられた捕捉部の孔径を他の部分の孔径より小さくすることで、被検物質を検出するため、実施の形態１における検出装置と同様の効果を奏する。また、被検物質および検出に影響しない粒子を結合させた反応生成物を捕捉するので、被検物質が、捕捉部１１の孔径より小さい場合でも、検出が可能である。
【００５２】
次に、実施の形態１における検出装置、第１変形例、第２変形例、第３変形例および第４変形例が、具体的にどのように利用されるかを、例を挙げながら説明する。
【００５３】
まず、第２変形例（被検物質の粒径が、捕捉部１１の孔径より大きく、かつ、有色の場合が対象）の利用性について説明する。上述の第１および第２の実験は、第２変形例にも同様に適用できる。ただし、第２変形例には、粒子塗布パッド３に相当するものはない。上述の第１および第２の実験におけるニトロセルロースメンブレンの処理条件、ならびに、上述の第１および第２の実験で用いたニトロセルロースメンブレンおよびポリスチレン製白ラテックスは、一つの例に過ぎず、これらの素材や処理条件を変化せることにより、捕捉部１１で捕捉できる物質のサイズおよび、捕捉せず通過できる物質のサイズは、ある程度自由に設定できる。
【００５４】
したがって、液体試料に、不溶性の粒子（例えば、植物の胞子、粉体顔料など）、血球成分、ココアまたは小麦粉などが含まれている場合、これらのサイズに応じて、液体試料添加部１、粒子塗布パッド３およびメンブレン５の素材、ならびに捕捉部１１の孔径を設定すれば、容易に捕捉部１１において、被検物質（目的物質）が、捕捉・分離され、その存在が明らかになる。また、少量の被検物質（目的物質）を、捕捉部１１に濃縮させることも可能である。さらに、捕捉部１１には、明らかなサイン（捕捉部１１の形状によるが、例えば、ライン状やスポット状のサイン）が現れるため、判定が非常に容易である。また、被検物質が、直接肉眼で観察できない場合は、前もって処理したり、染色したりすることもできる。
【００５５】
次に、第１変形例および第４変形例（被検物質の粒径が、捕捉部１１の孔径より小さく、かつ、有色の場合が対象）の利用性について説明する。例えば、蛋白などの生体成分を検出する際に、生体成分を、粒径が捕捉部１１の孔径より大きい粒子と特異的に反応させることにより、捕捉部１１において生体成分を分離・濃縮することが可能となる。
【００５６】
なお、上述の第１および第２の実験は、第１変形例および第４変形例にも同様に適用できる。ただし、第４変形例には、粒子塗布パッド３に相当するものはない。上述の第１および第２の実験におけるニトロセルロースメンブレンの処理条件、ならびに、上述の第１および第２の実験で用いたニトロセルロースメンブレン、ガラス繊維およびポリスチレン製白ラテックスは、一つの例に過ぎず、これらの素材や処理条件を変化せることにより、捕捉部１１で捕捉できる物質のサイズおよび、捕捉せず通過できる物質のサイズは、ある程度自由に設定できる。
【００５７】
次に、実施の形態１における検出装置および第３変形例（被検物質の粒径が、捕捉部１１の孔径より小さく、かつ、無色の場合が対象）の利用性について説明する。例えば、蛋白などの生体成分を検出する際に、生体成分を、粒径が捕捉部１１の孔径より大きい粒子および標識物質（色素や着色粒子、酵素など）と特異的に反応させることにより、生体成分の検出が可能となる。このように、生物化学的または免疫的な検出が容易に実施できる。
【００５８】
なお、上述の第１および第２の実験は、第３変形例にも同様に適用できる。ただし、第３変形例には、粒子塗布パッド３に相当するものはない。上述の第１および第２の実験におけるニトロセルロースメンブレンの処理条件、ならびに、上述の第１および第２の実験で用いたニトロセルロースメンブレン、ポリスチレン製白ラテックスおよび金コロイド粒子は、一つの例に過ぎず、これらの素材や処理条件を変化せることにより、捕捉部１１で捕捉できる物質のサイズおよび、捕捉せず通過できる物質のサイズは、ある程度自由に設定できる。
【００５９】
（実施の形態２）
図７は、本発明の実施の形態２における検出装置の側面図である。なお、図１と同一の部分については同一の符号を付している。図７に示すように、実施の形態２における検出装置は、液体試料添加部１、粒子塗布パッド３およびメンブレン５からなる。メンブレン５は、上流部７および下流部９からなる。メンブレン５の下流部９には、液体試料に含まれる被検物質を捕捉する捕捉部２１が設けられる。実施の形態２における検出装置が、実施の形態１における検出装置と異なるのは、捕捉部２１だけである。したがって、液体試料添加部１、粒子塗布パッド３、メンブレン５（捕捉部２１を除く）、標識物質および検出に影響しない粒子については、実施の形態１における検出装置の場合と同じである。また、検出方法についても、実施の形態１における検出装置の場合と同じである。したがって、実施の形態１における検出装置と異なる部分である捕捉部２１について詳しく説明する。
【００６０】
メンブレン５の特定箇所を有機溶剤（メタノール、アセトンなど）で処理することで、メンブレン５の特定箇所の孔径を、特定箇所を除くメンブレン５の孔径より小さくして、この特定箇所を捕捉部２１とする。このような手法で、捕捉部２１の孔径は、液体試料および標識物質は通過できるが、検出に影響しない粒子および反応生成物は通過できないサイズとなっている。このような条件を満足するように、有機溶剤としては、例えば、濃度３０〜５０％のアセトン（特に、濃度４０〜５０％のアセトン）または濃度９０〜９５％のメタノールなどを用いることができる。
【００６１】
以上のように、本発明の実施の形態２においては、メンブレン５（捕捉部２１を除く）の孔径を捕捉部２１の孔径より大きくしている。すなわち、メンブレン５の孔径を反応生成物が通過できる大きさにし、メンブレン５の特定箇所を溶剤処理することで、捕捉部２１を設け、捕捉部２１の孔径を、標識物の孔径より大きくするとともに、反応生成物のサイズより小さくしている。このような孔径の小さい捕捉部２１を設けることによって、被検物質を含む反応生成物を捕捉している。したがって、従来の検出装置のように、被検物質を捕捉する手段として、メンブレンに、特異反応成分を移動できないように結合させておらず、特異反応成分の結合量の制限を受けることがないので、検出感度の向上を図ることができるとともに、検出量のばらつきを少なくできる。
【００６２】
また、メンブレン５の特定箇所に捕捉部２１を設けているため、捕捉部２１の面積を小さくすることができ、被検物質が少量であるときも、明瞭なサインが得られる。捕捉部２１は、外部に露呈しているから、別段メンブレンを剥がす必要はなく、検出結果を外部から容易に観察できる。さらに、被検物質、標識物質および検出に影響しない粒子を結合させた反応生成物を捕捉するので、被検物質が、無色で、捕捉部２１の孔径より小さい場合でも、検出が可能である。
【００６３】
次に、実施の形態２における検出装置を用いた第三の実験の結果を示す。なお、この実験は、色彩および粒径の異なる二種類の着色粒子の混合溶液を用いて、実施の形態２における検出装置が、上述した機能を果たすかどうかを確認するためのものであり、実際に、検出装置の検出の対象となる液体試料を用いているわけではない。実際に、検出装置の検出の対象となる液体試料を用いた実験の結果は後述する。
【００６４】
少なくとも５μｍ程度の粒子をクロマト的に移動させることができるニトロセルロースメンブレン（メンブレン５に相当し、商標名がＳRＨＦであるミリポア社のニトロセルロースメンブレンを使用）に、溶剤であるアセトン４５％水溶液（アセトン３０〜５０％水溶液、または、メタノール９０〜９５％水溶液が可能）を、１ｃｍ当たり約１．３μｌの量でライン状に塗布し、ライン幅約１ｍｍで、メンブレン５の実質的孔径を小さくして、捕捉部２１を形成した。このニトロセルロースメンブレンを、粒子の吸着を防ぐため、０．５％のカゼインを含む溶液に３０分程度漬け込み、処理した。これを、乾燥後、約５ｍｍ×３５ｍｍに切断した。
【００６５】
このような処理をしたニトロセルロースメンブレンにおいて、０．６μｍの粒径を持つ着色粒子（ポリスチレン性ブルーラテックス）と、０．０４μｍ程度の粒径を持つ金コロイド粒子との混合溶液を、クロマト的に移動させた。混合溶液を十分に展開させた後、溶剤処理した部分（捕捉部２１に相当）を観察したところ、着色粒子（ポリスチレン性ブルーラテックス）のみが捕捉されて、青いラインが現れていた。一方、金コロイド粒子は、捕捉されずに流れたため、金コロイド由来の赤いラインは形成されなかった。以上の結果、０．０４μｍ程度の粒径を持つ金コロイド粒子は捕捉されず、０．６μｍの粒径を持つ着色粒子は捕捉され、容易に検出できることが確認された。
【００６６】
次に、実際に、検出装置の検出の対象となる液体試料を用いた第四の実験の結果を示す。粒径が０．６μｍ（０．５μｍ〜５μｍが可能）のポリスチレン性白ラテックス（検出に影響しない粒子１７に相当）に抗βーｈＣＧ抗体を結合させ、粒径が０．０４μｍ（０．０２μｍ〜０．５μｍが可能）の金コロイド粒子（標識物質１５に相当）に抗ｈＣＧ抗体を結合させた。結合の要領は、常法にしたがった。
【００６７】
次に、少なくとも１０μｍ程度の粒子をクロマト的に移動させることができるガラス繊維（粒子塗布パッド３に相当）を、５ｍｍ×１０ｍｍに切断して、上記の抗βーｈＣＧ抗体結合ポリスチレン性白ラテックスと、抗ｈＣＧ抗体結合金コロイド粒子とを適量混合し、塗布して乾燥させた。このガラス繊維（粒子塗布パッド３に相当）と、上述した第三の実験と同じ方法で得られたニトロセルロースメンブレン（メンブレン５に相当）とを３ｍｍ程度重なるように接触させ、テープで貼り合わせて、５ｍｍ幅のストリップとした。
【００６８】
８０μｌのｈＣＧを含む陽性試料を、ガラス繊維（粒子塗布パッド３に相当）下端から吸収させ、５分後に、捕捉部２１において金コロイド由来の発色を観察した。ｈＣＧを含む試料では、５０ｍｌＵ／ｍｌ〜１００００００ｍｌＵ／ｍｌの範囲で発色が現れ、よって、陽性と判定された。一方、８０μｌのｈＣＧを含まない陰性試料をガラス繊維（粒子塗布パッド３に相当）下端から吸収させたが、捕捉部２１に発色は観察できなかった。ｈＣＧを含まない試料については、陰性と判定された。
【００６９】
実施の形態２における検出装置と、実施の形態１における検出装置が異なるのは、メンブレン５に設ける捕捉部２１の形成方法だけである。したがって、実施の形態２における検出装置においても、実施の形態１における検出装置の第１から第４変形例を同様に適用できる。また、その利用性についても、同様である。
【００７０】
（実施の形態３）
図８は、本発明の実施の形態３における検出装置の側面図である。なお、図１と同一の部分については同一の符号を付している。図８に示すように、実施の形態３における検出装置は、液体試料添加部１、粒子塗布パッド２３およびメンブレン２５からなる。メンブレン２５は、クロマト的流れの下流部を構成し、粒子塗布パッド２３はクロマト的流れの上流部を構成する。メンブレン２５において、粒子塗布パッド２３から液体試料などが流入してくる部分、すなわち、メンブレン２５と粒子塗布パッド２３との接合箇所の近傍が、捕捉部２７となる。なお、捕捉部２７は、メンブレン２５の特定箇所を加工して形成するものではなく、このように接合するだけで、メンブレン２５の特定箇所がそのまま捕捉部となるのである。実施の形態３における検出装置が、実施の形態１における検出装置と異なるのは、粒子塗布パッド２３とメンブレン２５との関係である。以下、詳しく説明する。
【００７１】
液体試料添加部１は、実施の形態１における検出装置と同じである。粒子塗布パッド２３は、多孔質材からなり、例えば、ガラス繊維コンジュゲートパッド（アキュウイック（商標名）など）を用いることができる。粒子塗布パッド２３には、標識物質および検出に影響しない粒子が塗布されている。粒子塗布部２３においては、液体試料、標識物質、検出に影響しない粒子および反応生成物（図３参照）の移動が可能である。標識物質は、着色されており、粒子塗布パッド２３、メンブレン２５および捕捉部２７を容易に通過するサイズとなっている。このような条件の下で、標識物質としては、例えば、粒径が０．０２μｍ〜０．５μｍの金コロイドまたは着色ラテックスを用いることができる。検出に影響しない粒子は、粒子塗布パッド２３は通過するが、メンブレン２５（捕捉部２７含む）は、通過できないサイズである。このような条件の下で、検出に影響しない粒子としては、例えば、粒径が０．５μｍ〜５μｍ（特に１μｍ程度）の白ラテックスを用いることができる。
【００７２】
メンブレン２５（捕捉部２７を含む）の孔径は、液体試料および標識物質は通過できるが、検出に影響しない粒子および反応生成物は通過できずに捕捉されるサイズである。このような条件の下で、メンブレン２５としては、粒径が０．５μｍ〜５μｍの粒子を捕捉できるものを用いることができる。なお、メンブレン２５は、多孔質材の一つの例であり、その他の多孔質材を用いることができる。
【００７３】
次に、検出方法について説明する。まず、液体試料を液体試料添加部１に添加する。そして、液体試料は、液体試料添加部１を矢印Ａ方向にクロマト的に移動し、粒子塗布パッド２３へ流入する。粒子塗布パッド２３において、液体試料は、標識物質および検出に影響しない粒子とともに矢印Ｂ方向にクロマト的に移動する。この時、液体試料に被検物質が存在していれば、図３に示すように、標識物質１５および検出に影響しない粒子１７は、被検物質１３と結合し、反応生成物となる。
【００７４】
液体試料に被検物質１３が存在している場合においては、反応生成物が、メンブレン２５に流入し、メンブレン２５と粒子塗布パッド２３との接合箇所の近傍（捕捉部２７）に捕捉される。なぜなら、メンブレン２５（捕捉部２７を含む）の孔径は、反応生成物に含まれる検出に影響しない粒子の粒径より小さいからである。そして、反応生成物は、標識物質１５により着色されているので、反応生成物が捕捉されたこと、すなわち、液体試料に被検物質１３が存在することを肉眼で確認できる。なお、反応生成物とならない標識物質１５および液体試料は、メンブレン２５において矢印Ｃ方向にクロマト的に移動する。
【００７５】
一方、液体試料に被検物質１３が存在していない場合は、粒子塗布パッド２３からメンブレン２５へ流入してきた液体試料および標識物質１５は、矢印Ｃ方向にクロマト的に移動し、流れ去る。検出に影響しない粒子１７は、捕捉部２７に捕捉される。なせなら、検出に影響しない粒子１７の粒径は、捕捉部２７の孔径より大きいからである。この場合、検出に影響しない粒子１７は無色であるため、捕捉部２７にサインは現れない。
【００７６】
以上のように、本発明の実施の形態３においては、メンブレン２５の孔径を粒子塗布パッド２３の孔径より小さくしている。すなわち、粒子塗布パッド２３の孔径を反応生成物が通過できる大きさにするとともに、メンブレン２５の孔径を反応生成物が通過できない大きさにしている。このように、メンブレン２５の孔径を小さくすることによって、被検物質１３を含む反応生成物を捕捉している。したがって、従来の検出装置のように、被検物質を捕捉する手段として、メンブレンに、特異反応成分を移動できないように結合させておらず、特異反応成分の結合量の制限を受けることがないので、検出感度の向上を図ることができるとともに、検出量のばらつきを少なくできる。
【００７７】
また、メンブレン２５の特定箇所（メンブレン２５と粒子塗布パッド２３との接合箇所の近傍、すなわち、捕捉部２７）に反応生成物が捕捉されるため、捕捉部２７の面積を小さくすることができ、被検物質が少量であるときも、明瞭なサインが得られる。捕捉部２７は、外部に露呈しているから、別段メンブレンを剥がす必要はなく、検出結果を外部から容易に観察できる。さらに、被検物質１３、標識物質１５および検出に影響しない粒子１７を結合させた反応生成物を捕捉するので、被検物質が、無色で、メンブレン２５の孔径より小さい場合でも、検出が可能である。
【００７８】
次に、実施の形態３における検出装置を用いた第五の実験の結果を示す。なお、この実験は、色彩および粒径の異なる二種類の着色粒子の混合溶液を用いて、実施の形態３における検出装置が、上述した機能を果たすかどうかを確認するためのものであり、実際に、検出装置の検出の対象となる液体試料を用いているわけではない。実際に、検出装置の検出の対象となる液体試料を用いた実験の結果は後述する。
【００７９】
０．３μｍ程度の粒子を捕捉できるニトロセルロースメンブレン（メンブレン２５に相当し、商標名がプレデターであるポール社のニトロセルロースメンブレンを使用）を、粒子の吸着を防ぐため、０．５％のカゼインを含む溶液に３０分程度漬け込み、処理した。これを、乾燥後、約５ｍｍ×３５ｍｍに切断した。また、少なくとも１０μｍ程度の粒子をクロマト的に移動させることができるガラス繊維（粒子塗布パッド２３に相当）を、５ｍｍ×１５ｍｍに切断した。そして、このガラス繊維と上記のニトロセルロースメンブレンとを、３ｍｍ程度重なるように接触させ、テープで貼り合わせて、５ｍｍ幅のストリップとした。
【００８０】
０．３μｍの粒径を持つ着色粒子（ポリスチレン性ブルーラテックス）と、０．０２μｍ程度の粒径を持つ金コロイド粒子との混合溶液を、上記したストリップのガラス繊維（粒子塗布パッド２３に相当）側からクロマト的に移動させた。混合溶液を十分に展開させた後、ニトロセルロースメンブレン（メンブレン２５に相当）の特定箇所、すなわち、ガラス繊維（粒子塗布パッド２３に相当）とニトロセルロースメンブレン（メンブレン２５に相当）との接合箇所の近傍（捕捉部２７に相当）を観察したところ、着色粒子（ポリスチレン性ブルーラテックス）のみが捕捉されて、青いラインが現れていた。一方、金コロイド粒子は、捕捉されずに流れたため、金コロイド由来の赤いラインは形成されなかった。以上の結果、０．０２μｍ程度の粒径を持つ金コロイド粒子は捕捉されず、０．３μｍの粒径を持つ着色粒子は捕捉され、容易に検出できることが確認された。
【００８１】
次に、実際に、検出装置の検出の対象となる液体試料を用いた第六の実験の結果を示す。粒径が０．３μｍ（０．３μｍ〜５μｍが可能）のポリスチレン性白ラテックス（検出に影響しない粒子１７に相当）に抗βーｈＣＧ抗体を結合させ、粒径が０．０２μｍ（０．０２μｍ〜０．５μｍが可能）の金コロイド粒子（標識物質１５に相当）に抗ｈＣＧ抗体を結合させた。結合の要領は、常法にしたがった。
【００８２】
次に、少なくとも１０μｍ程度の粒子をクロマト的に移動させることができるガラス繊維（粒子塗布パッド２３に相当）を、５ｍｍ×１０ｍｍに切断して、上記の抗βーｈＣＧ抗体結合ポリスチレン製白ラテックスと、抗ｈＣＧ抗体結合金コロイド粒子とを適量混合し、塗布して乾燥させた。このガラス繊維（粒子塗布パッド２３に相当）と、上述した第五の実験と同じ方法で得られたニトロセルロースメンブレン（メンブレン２５に相当）とを３ｍｍ程度重なるように接触させ、テープで貼り合わせて、５ｍｍ幅のストリップとした。
【００８３】
８０μｌのｈＣＧを含む陽性試料を、ガラス繊維（粒子塗布パッド２３に相当）下端から吸収させ、捕捉部２７において金コロイド由来の発色を観察した。ｈＣＧを含む試料では、５０ｍｌＵ／ｍｌ〜１００００００ｍｌＵ／ｍｌの範囲で発色が現れ、よって、陽性と判定された。一方、８０μｌのｈＣＧを含まない陰性試料をガラス繊維（粒子塗布パッド２３に相当）下端から吸収させたが、捕捉部２７に発色は観察できなかった。ｈＣＧを含まない試料については、陰性と判定された。
【００８４】
なお、実施の形態３における検出装置においても、実施の形態１における検出装置の第１から第４変形例を同様に適用できる。また、その利用性についても、同様である。
【００８５】
【発明の効果】
本発明では、多孔質材におけるクロマト的流動が、意図的に不均一にされている。より詳しくは、捕捉部において、局所的に流動の一部が妨害される。即ち、孔径の小さい捕捉部により被検物質を捕捉することにより、検出感度の向上を図ることができるとともに、検出量のばらつきを少なくできる。また、被検物質の大きさが、直接捕捉できない大きさの場合でも、被検物質を、粒径が捕捉部の孔径より大きい粒子と結合させることにより、被検物質を検出できる。さらに、被検物質が無色の場合でも、被検物質を有色の標識物質と結合させることにより、被検物質を検出できる。加えて、本発明の多孔質材は、少量の物質検出に好適に用いられ、検出結果の確認時等に上流側の部分を除去したりする必要はない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における検出装置の側面図
【図２】本発明の実施の形態１における検出装置の平面図
【図３】被検物質（無色）、検出に影響しない粒子および標識物質が反応して生成される反応生成物の模式図
【図４】被検物質（有色）および検出に影響しない粒子が反応して生成される反応生成物の模式図
【図５】本発明の実施の形態１における検出装置の第２変形例の平面図
【図６】本発明の実施の形態１における検出装置の第３変形例の平面図
【図７】本発明の実施の形態２における検出装置の側面図
【図８】本発明の実施の形態３における検出装置の側面図
【符号の説明】
１ 液体試料添加部
３、２３ 粒子塗布パッド
５、２５ メンブレン
７ 上流部
９ 下流部
１１、２１、２７ 捕捉部
１３、１８ 被検物質
１５ 標識物質
１７ 検出に影響しない粒子
１９ 液体試料
２０ 容器
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体試料（尿、血清などの液体）内における被検物質の存否を、多孔質材の孔径の大小を利用して検出する多孔質材、それを用いた検出装置および検出方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液体中に含まれる目的物質を、孔径が均一な多孔質材を用いて、孔径の大きさに対応させてろ過分離する技術は、従来から存在する。このような技術は、大量の目的物質の分離、濃縮などには有用であるが、液体試料の中などに存在する少量の物質の有無を検出する場合には不向きである。
【０００３】
また、液体試料などの中に存在する少量の物質の有無を検出する手法として、異なる孔径を有する複数の多孔質材を、垂直方向に重ね合わせて、上下方向に液体試料を通過させ目的物質を捕捉、検出する技術もある。しかし、このような技術では、検出面積が広くなり、多くの試料が必要になるだけでなく、上流側の多孔質材が観察を邪魔するため、これを取り除いて観察する必要があり、その手間が発生する。なお、この技術は、重力による液体の移動を利用している。
【０００４】
また、液体試料などの中に存在する少量の物質の有無を検出するには、免疫クロマト法がある。これは、液体試料をクロマト的に移動させ、その途中で分離捕捉を行い、被検物質が捕捉されたか否かを観察することが非常に簡単で有用な手段である。この手法による従来の検出装置では、被検物質に対する特異反応成分を、多孔質材（メンブレン）に、移動できないように結合（固定）させていた。そして、被検物質を、多孔質材に固定された特異反応成分と結合させることにより、多孔質材に被検物質を捕捉し、検出を行っていた。
【０００５】
ところが、このような構成によると、多孔質材に結合できる特異反応成分の量（特異反応成分の多孔質材への吸着量）には限界があるので、感度が制限されたり、検出量にばらつきが発生するという問題点があった。
【０００６】
また、この種の検出法に用いられる多孔質材は、クロマト的な流動を一定にすることのみに着目して構成されており、必然的に、多孔質材の孔径は一様となっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
以上の事情に鑑みて、本発明は、少量の物質の検出に適し、上流側の多孔質材を取り除く必要がなく、しかも、高感度で検出量のばらつきの少ない多孔質材、これを用いた検出装置および検出方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の多孔質材では、下流部におけるクロマト的流れの途中に、液体試料中に含まれる被検物質を、直接的または間接的に捕捉する捕捉部を形成し、多孔質材において捕捉部の上流側の孔径と捕捉部の下流側の孔径とを捕捉部の孔径よりも大きくした。
【０００９】
この構成により、被検物質の検出感度を向上できるとともに、検出量のばらつきを少なくできる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
請求項１記載の多孔質材では、下流部におけるクロマト的流れの途中に、液体試料中に含まれる被検物質を、直接的または間接的に捕捉する捕捉部を形成し、多孔質材において捕捉部の上流側の孔径と捕捉部の下流側の孔径とを捕捉部の孔径よりも大きくした。
【００１１】
このように、捕捉部の孔径を、他の部分の孔径より小さくしているため、液体のクロマト的移動は一定でなくなる。即ち、上流部をクロマト的に移動してきた物質のうち、捕捉部の孔径より大きな物質は、捕捉部を通過できず、捕捉される。また、孔径よりも小さな物質は、捕捉部を通過する。これにより、被検物質または被検物質に所定粒子を結合させたものは、捕捉部に捕捉される。
【００１２】
即ち、従来の検出装置のように、多孔質材に固定した特異反応成分に依存しないので、特異反応成分の結合量の制限を受けることがなく、検出感度の向上を図ることができるとともに、検出量のばらつきを少なくできる。
【００１３】
請求項２記載の多孔質材では、捕捉部は、下流部の特定箇所に、粒子を埋め込むことにより形成される。粒子を埋め込むことにより、捕捉部の孔径を局所的に小さくできる。
【００１４】
請求項３記載の多孔質材では、捕捉部は、下流部の特定箇所を溶剤処理することにより形成される。溶剤処理することにより、捕捉部の孔径を局所的に小さくできる。
【００１５】
請求項４記載の多孔質材では、上流部は第一の部材からなり、下流部は、第二の部材からなり、第一の部材は、第二の部材よりも孔径が大きく、第一の部材は、第二の部材に接合され、この接合箇所が、捕捉部となる。第一、第二の部材を接合することにより、捕捉部の孔径を局所的に小さくできる。
【００１６】
次に、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における検出装置の側面図、図２は、同平面図である。図１および図２に示すように、実施の形態１における検出装置は、液体試料添加部１、粒子塗布パッド３およびメンブレン５からなる。メンブレン５は、上流部７および下流部９からなる。メンブレン５の下流部９には、液体試料に含まれる被検物質を捕捉する捕捉部１１が設けられる。
【００１７】
液体試料添加部１は、多孔質材からなる。粒子塗布パッド３は、多孔質材からなり、例えば、ガラス繊維コンジュゲートパッドを用いることができる。粒子塗布パッド３には、標識物質および検出に影響しない粒子が塗布されている。後で詳述するが、標識物質および検出に影響しない粒子は、液体試料に含まれる被検物質と結合して、反応生成物となる。粒子塗布パッド３においては、液体試料、標識物質、検出に影響しない粒子および反応生成物の移動が可能である。標識物質は、着色されており、粒子塗布パッド３、メンブレン５および捕捉部１１を容易に通過するサイズとなっている。このような条件の下で、標識物質としては、例えば、粒径が０．０２μｍ〜０．５μｍの金コロイドまたは着色ラテックスを用いることができる。検出に影響しない粒子は、粒子塗布パッド３およびメンブレン５（捕捉部１１を除く）は通過するが、捕捉部１１は、通過できないサイズである。このような条件の下で、検出に影響しない粒子としては、例えば、粒径が０．５μｍ〜５μｍの白ラテックスを用いることができる。
【００１８】
メンブレン５（捕捉部１１除く）の孔径（実質的ポアサイズ）は、液体試料、標識物質、検出に影響しない粒子および反応生成物の移動を可能にするサイズである。このような条件の下で、メンブレン５としては、孔径が、検出に影響しない粒子の粒径以上（１μｍ〜２０μｍなど）のものを用いることができる。なお、メンブレン５は、多孔質材の一つの例であり、その他の多孔質材を用いることができる。
【００１９】
メンブレン５の特定箇所に、粒子を塗布し、固定することで（粒子を埋め込むことで）、メンブレン５の特定箇所の孔径を、特定箇所を除くメンブレン５の孔径より小さくして、この特定箇所を捕捉部１１としている。このような手法で、捕捉部１１の孔径は、液体試料および標識物質は通過できるが、検出に影響しない粒子および反応生成物は通過できないサイズとなっている。このような条件の下で、メンブレン５に塗布、固定する粒子としては、例えば、粒径が０．５μｍ〜３μｍの白ラテックスを用いることができ、粒径が０．５μｍ〜５μｍの粒子を捕捉できるようにする。
【００２０】
次に、検出方法について説明する。まず、液体試料を液体試料添加部１に添加する。そして、液体試料は、液体試料添加部１を矢印Ａ方向にクロマト的に移動し、粒子塗布パッド３へ流入する。粒子塗布パッド３において、液体試料は、標識物質および検出に影響しない粒子とともに矢印Ｂ方向にクロマト的に移動する。この時、液体試料に被検物質が存在していれば、標識物質および検出に影響しない粒子は、被検物質と反応し（結合し）、反応生成物となる。
【００２１】
図３は、このようにして生成された反応生成物の模式図である。図３に示すように、被検物質１３は、標識物質１５および検出に影響しない粒子１７と結合し、反応生成物となっている。
【００２２】
液体試料に被検物質１３が存在している場合において、粒子塗布パッド３からメンブレン５へ流入してきた反応生成物は、矢印Ｃ方向にクロマト的に移動し、捕捉部１１に捕捉される。なぜなら、捕捉部１１の孔径は、反応生成物に含まれる検出に影響しない粒子の粒径より小さいからである。そして、反応生成物は、標識物質１５により着色されているので、反応生成物が捕捉されたこと、すなわち、液体試料に被検物質１３が存在することを肉眼で確認できる。なお、液体試料、反応生成物とならない標識物質１５および検出に影響しない粒子１７も、メンブレン５においてクロマト的に移動する。
【００２３】
一方、液体試料に被検物質１３が存在していない場合は、粒子塗布パッド３からメンブレン５へ流入してきた液体試料、標識物質１５および検出に影響しない粒子１７は、矢印Ｃ方向にクロマト的に移動する。そして、検出に影響しない粒子１７は、捕捉部１１に捕捉される。なぜなら、検出に影響しない粒子１７の粒径は、捕捉部１１の孔径より大きいからである。この場合、検出に影響しない粒子１７は無色であるため、捕捉部１１にサインは現れない。液体試料および標識物質１５は、捕捉部１１を通過し流れ去る。なぜなら、標識物質１５の粒径は、捕捉部１１の孔径より小さいからである。
【００２４】
以上のように、本発明の実施の形態１においては、メンブレン５（捕捉部１１を除く）の孔径を捕捉部１１の孔径より大きくしている。すなわち、メンブレン５の孔径を反応生成物が通過できる大きさにし、メンブレン５の特定箇所に粒子を固定することで、捕捉部１１を設け、捕捉部１１の孔径を、標識物１５の粒径より大きくするとともに、反応生成物のサイズより小さくしている。このような孔径の小さい捕捉部１１を設けることによって、被検物質１３を含む反応生成物を捕捉している。したがって、従来の検出装置のように、特異反応成分に依存しないから、特異反応成分の結合量の制限を受けることがなく、検出感度の向上を図ることができるとともに、検出量のばらつきを少なくできる。
【００２５】
また、メンブレン５の特定箇所に捕捉部１１を設けているため、捕捉部１１の面積を小さくすることができ、被検物質が少量であるときも、明瞭なサインが得られる。捕捉部１１は、外部に露呈しているから、別段メンブレンを剥がす必要はなく、検出結果を外部から容易に観察できる。さらに、被検物質１３、標識物質１５および検出に影響しない粒子１７を結合させた反応生成物を捕捉するので、被検物質が、無色で、捕捉部１１の孔径より小さい場合でも、検出が可能である。
【００２６】
次に、実施の形態１における検出装置を用いた第一の実験の結果を示す。なお、この実験は、色彩および粒径の異なる二種類の着色粒子の混合溶液を用いて、実施の形態１における検出装置が、上述した機能を果たすかどうかを確認するためのものであり、実際に、検出装置の検出の対象となる液体試料を用いているわけではない。実際に、検出装置の検出の対象となる液体試料を用いた実験の結果は後述する。
【００２７】
少なくとも５μｍ程度の粒子をクロマト的に移動させることができるニトロセルロースメンブレン（メンブレン５に相当し、商標名がＳＸＨＦであるミリポア社のニトロセルロースメンブレンを使用）に、１５％（１０〜２０％が可能）のポリスチレン性白ラテックス（粒径２．２μｍ（０．５μｍ〜５μｍが可能））溶液を、１ｃｍ当たり約１．３μｌの量でライン状に塗布、乾燥し吸着固定させ、ライン幅約１ｍｍで、メンブレン５の実質的孔径を小さくして、捕捉部１１を形成した。このニトロセルロースメンブレンを、粒子などの吸着を防ぐため、０．５％のカゼインを含む溶液に３０分程度漬け込み、処理した。これを、乾燥後、約５ｍｍ×３５ｍｍに切断した。
【００２８】
このような処理をしたニトロセルロースメンブレンにおいて、０．６μｍの粒径を持つ着色粒子（ポリスチレン性ブルーラテックス）と、０．０４μｍ程度の粒径を持つ金コロイド粒子との混合溶液を、クロマト的に移動させた。混合溶液を十分に展開させた後、ポリスチレン製白ラテックスを固定した部分（捕捉部１１に相当）を観察したところ、着色粒子（ポリスチレン性ブルーラテックス）のみが捕捉されて、青いラインが現れていた。一方、金コロイド粒子は、捕捉されずに流れたため、金コロイド由来の赤いラインは形成されなかった。以上の結果、０．０４μｍ程度の粒径を持つ金コロイド粒子は捕捉されず、０．６μｍの粒径を持つ着色粒子は捕捉され、容易に検出できることが確認された。
【００２９】
次に、実際に、検出装置の検出の対象となる液体試料を用いた第二の実験の結果を示す。粒径が０．６μｍ（０．５μｍ〜５μｍが可能）のポリスチレン製白ラテックス（検出に影響しない粒子１７に相当）に抗βーｈＣＧ抗体を結合させ、粒径が０．０４μｍ（０．０２μｍ〜０．５μｍが可能）の金コロイド粒子（標識物質１５に相当）に抗ｈＣＧ抗体を結合させた。結合の要領は、常法にしたがった。
【００３０】
次に、少なくとも１０μｍ程度の粒子をクロマト的に移動させることができるガラス繊維（粒子塗布パッド３に相当）を、５ｍｍ×１０ｍｍに切断して、上記の抗βーｈＣＧ抗体結合ポリスチレン製白ラテックスと、抗ｈＣＧ抗体結合金コロイド粒子とを適量混合し、塗布して乾燥させた。このガラス繊維（粒子塗布パッド３に相当）と、上述した第一の実験と同じ方法で得られたニトロセルロースメンブレン（メンブレン５に相当）とを３ｍｍ程度重なるように接触させ、テープで貼り合わせて、５ｍｍ幅のストリップとした。
【００３１】
８０μｌのｈＣＧを含む陽性試料を、ガラス繊維（粒子塗布パッド３に相当）下端から吸収させ、５分後に、捕捉部１１において金コロイド由来の発色を観察した。ｈＣＧを含む試料では、５０ｍｌＵ／ｍｌ〜１００００００ｍｌＵ／ｍｌの範囲で発色が現れ、よって、陽性と判定された。一方、８０μｌのｈＣＧを含まない陰性試料をガラス繊維（粒子塗布パッド３に相当）下端から吸収させたが、捕捉部１１に発色は観察できなかった。ｈＣＧを含まない試料については、陰性と判定された。
【００３２】
次に実施の形態１における検出装置の第１変形例について説明する。実施の形態１における検出装置では、被検物質１３が、捕捉部１１の孔径より小さく、かつ、無色の場合を対象としたが、第１変形例では、被検物質が、捕捉部１１の孔径より小さく、かつ、有色の場合を対象とする。
【００３３】
第１変形例が、上述の実施の形態１における検出装置と異なるのは、粒子塗布パッド３だけである。第１変形例では、粒子塗布パッド３には、検出に影響しない粒子１７だけが、塗布されている。すなわち、第１変形例では、実施の形態１における検出装置と比較して、標識物質１５が存在しないだけで、その他の構成は同じであり、粒子塗布パッド３、検出に影響しない粒子１７、メンブレン５および捕捉部１１の条件も同じである。
【００３４】
次に、第１変形例における検出方法について、主に、上述した検出方法と比較して異なる部分を説明する。なお、第１変形例における矢印Ｂ、Ｃ方向については、図１と同様であるので、図１を参照されたい。
【００３５】
粒子塗布パッド３において、液体試料は、検出に影響しない粒子とともに矢印Ｂ方向にクロマト的に移動する。この時、液体試料に被検物質が存在していれば、検出に影響しない粒子は、被検物質と結合し、反応生成物となる。
【００３６】
図４は、このようにして生成された反応生成物の模式図である。図４に示すように、被検物質１８は、検出に影響しない粒子１７と結合し、反応生成物となっている。
【００３７】
液体試料に被検物質１８が存在している場合においては、粒子塗布パッド３からメンブレン５へ流入してきた反応生成物は、矢印Ｃ方向にクロマト的に移動し、捕捉部１１に捕捉される。なぜなら、捕捉部１１の孔径は、反応生成物に含まれる検出に影響しない粒子の粒径より小さいからである。そして、被検物質１８は、有色であるため、反応生成物が捕捉されたこと、すなわち、液体試料に被検物質１８が存在することを肉眼で確認できる。
【００３８】
以上のような第１変形例は、捕捉部１１の孔径を他の部分の孔径より小さくすることで、被検物質を検出するため、実施の形態１における検出装置と同様の効果を奏する。また、粒径が捕捉部１１の孔径より大きい粒子１７と、被検物質とを結合させた反応生成物を捕捉するので、被検物質の粒径が、捕捉部１１の孔径より小さい場合でも、被検物質の検出が可能となる。
【００３９】
次に実施の形態１における検出装置の第２変形例について説明する。実施の形態１における検出装置では、被検物質１３が、捕捉部１１の孔径より小さく、かつ、無色の場合を対象としたが、第２変形例では、被検物質が、捕捉部１１の孔径より大きく、かつ、有色の場合を対象とする。
【００４０】
図５は、実施の形態１における検出装置の第２変形例の平面図である。なお、図１と同一の部分については、同一の符号を付している。図５に示すように、第２変形例は、メンブレン５により構成され、メンブレン５は、上流部７および下流部９を有する。メンブレン５の下流部９には、捕捉部１１が設けられている。
【００４１】
第２変形例が、上述の実施の形態１における検出装置と異なるのは、粒子塗布パッド３および液体試料添加部１を有しないことと、捕捉部１１の孔径を、被検物質の粒径より小さくしてあることである。なお、第２変形例においても、図１に示すような液体試料添加部１を設けることもできる。粒子塗布パッド３が不要なのは、被検物質の粒径が、捕捉部１１の孔径をより大きく、かつ、被検物質が有色であるため、捕捉部１１で被検物質を捕捉でき、被検物質が捕捉されたことを肉眼で確認できるからである。その他の構成については、第２変形例は、実施の形態１における検出装置と同様である。第２変形例における検出方法についても、反応生成物ではなく被検物質が、そのまま捕捉部１１に捕捉される点を除けば、上述した実施の形態１における検出方法と同様である。
【００４２】
なお、上述した第２変形例においては、被検物質は、捕捉部１１に捕捉された時、肉眼で直接観察できる有色物質であったが、そうでない場合は、前もって処理するなどして、着色・染色したり、蛍光や発光などの手段によるセンシングなどで検出することもできる。
【００４３】
以上のような第２変形例は、捕捉部１１の孔径を他の部分の孔径より小さくすることで、被検物質を検出するため、実施の形態１における検出装置と同様の効果を奏する。
【００４４】
次に実施の形態１における検出装置の第３変形例について説明する。実施の形態１における検出装置では、粒子塗布パッド３を設け、これに標識物質１５および検出に影響しない粒子１７を塗布し、粒子塗布パッド３におけるクロマト的流れの中で、被検物質１３と、標識物質１５と、検出に影響しない粒子１７とを反応させ、反応生成物を作っていたが、第３変形例では、粒子塗布パッド３を設けずに、検出装置の外部で、反応生成物を作り、これを検出装置に添加するものである。この第３変形例は、実施の形態１における検出装置と同様に、被検物質が、捕捉部の孔径より小さく、かつ、無色の場合を対象とする。
【００４５】
図６は、実施の形態１における検出装置の第３変形例の平面図である。なお、図１と同一の部分については、同一の符号を付している。図６に示すように、第３変形例は、メンブレン５により構成され、メンブレン５は、上流部７および下流部９を有する。メンブレン５の下流部９には、捕捉部１１が設けられている。メンブレン５および捕捉部１１の構成および条件は、図１に示した実施の形態１における検出装置のメンブレン５および捕捉部１１と同じである。また、標識物質および検出に影響しない粒子の条件も実施の形態１における検出装置の場合と同じである。なお、図１に示したように、液体試料添加部１を、メンブレン５の上流部７に接続することもできる。
【００４６】
次に、第３変形例における検出方法について、主に、実施の形態１における検出装置の場合と比較して異なる部分を説明する。図６に示すように、まず、試験管などの容器２０において、液体試料１９と、検出に影響しない粒子１７と、標識物質１５とを混合する。この時、液体試料に被検物質が存在すれば、図３に示すような反応生成物が作られる。このように、被検物質が無色の時は、化学反応や免疫反応などで、標識物質１５と結合させたり、発色させたりする。一方、液体試料に被検物質が存在しなければ、反応生成物は作られない。このような容器２０において作った混合液を、メンブレン５の上流部７に添加する。そして、メンブレン５において、この混合液は、クロマト的に矢印Ｃ方向に移動する。
【００４７】
液体試料に被検物質が存在すれば、反応生成物に含まれる検出に影響しない粒子の粒径は、捕捉部１１の孔径より大きいので、反応生成物が、捕捉部１１に捕捉され、サインがあらわれる。液体試料に被検物質が存在しなければ、標識物質１５は、捕捉部１１を通過し、無色の検出に影響しない粒子１７だけが、捕捉部１１に捕捉される。なお、混合液が、メンブレン５の上流部７に添加された後の検出機構は、実施の形態１における検出装置において、液体試料、反応生成物、標識物質および検出に影響しない粒子が、メンブレン５の上流部７に流入した後の検出機構と同じである。
【００４８】
以上のような第３変形例は、捕捉部１１の孔径を他の部分の孔径より小さくすることで、被検物質を検出するため、実施の形態１における検出装置と同様の効果を奏する。
【００４９】
次に実施の形態１における検出装置の第４変形例について説明する。上述の第３変形例は、実施の形態１における検出装置と同様に、被検物質が、捕捉部の孔径より小さく、かつ、無色の場合を対象としたが、第４変形例は、被検物質が、捕捉部の孔径より小さく、かつ、有色の場合を対象とする。
【００５０】
第４変形例が、第３変形例と異なる点について説明する。第３変形例では、図６に示すように、試験管などの容器２０において、液体試料１９と、検出に影響しない粒子１７と、標識物質１５とを混合するのに対して、第４変形例では、試験管などの容器において、液体試料と、検出に影響しない粒子とを混合する点で、両者は異なる。したがって、第４変形例では、液体試料に被検物質が存在すれば、図４に示すような反応生成物が作られる。その他の構成や検出方法については、第３変形例と同じである。
【００５１】
以上のような第４変形例は、メンブレンの上流部に設けられた捕捉部の孔径を他の部分の孔径より小さくすることで、被検物質を検出するため、実施の形態１における検出装置と同様の効果を奏する。また、被検物質および検出に影響しない粒子を結合させた反応生成物を捕捉するので、被検物質が、捕捉部１１の孔径より小さい場合でも、検出が可能である。
【００５２】
次に、実施の形態１における検出装置、第１変形例、第２変形例、第３変形例および第４変形例が、具体的にどのように利用されるかを、例を挙げながら説明する。
【００５３】
まず、第２変形例（被検物質の粒径が、捕捉部１１の孔径より大きく、かつ、有色の場合が対象）の利用性について説明する。上述の第１および第２の実験は、第２変形例にも同様に適用できる。ただし、第２変形例には、粒子塗布パッド３に相当するものはない。上述の第１および第２の実験におけるニトロセルロースメンブレンの処理条件、ならびに、上述の第１および第２の実験で用いたニトロセルロースメンブレンおよびポリスチレン製白ラテックスは、一つの例に過ぎず、これらの素材や処理条件を変化せることにより、捕捉部１１で捕捉できる物質のサイズおよび、捕捉せず通過できる物質のサイズは、ある程度自由に設定できる。
【００５４】
したがって、液体試料に、不溶性の粒子（例えば、植物の胞子、粉体顔料など）、血球成分、ココアまたは小麦粉などが含まれている場合、これらのサイズに応じて、液体試料添加部１、粒子塗布パッド３およびメンブレン５の素材、ならびに捕捉部１１の孔径を設定すれば、容易に捕捉部１１において、被検物質（目的物質）が、捕捉・分離され、その存在が明らかになる。また、少量の被検物質（目的物質）を、捕捉部１１に濃縮させることも可能である。さらに、捕捉部１１には、明らかなサイン（捕捉部１１の形状によるが、例えば、ライン状やスポット状のサイン）が現れるため、判定が非常に容易である。また、被検物質が、直接肉眼で観察できない場合は、前もって処理したり、染色したりすることもできる。
【００５５】
次に、第１変形例および第４変形例（被検物質の粒径が、捕捉部１１の孔径より小さく、かつ、有色の場合が対象）の利用性について説明する。例えば、蛋白などの生体成分を検出する際に、生体成分を、粒径が捕捉部１１の孔径より大きい粒子と特異的に反応させることにより、捕捉部１１において生体成分を分離・濃縮することが可能となる。
【００５６】
なお、上述の第１および第２の実験は、第１変形例および第４変形例にも同様に適用できる。ただし、第４変形例には、粒子塗布パッド３に相当するものはない。上述の第１および第２の実験におけるニトロセルロースメンブレンの処理条件、ならびに、上述の第１および第２の実験で用いたニトロセルロースメンブレン、ガラス繊維およびポリスチレン製白ラテックスは、一つの例に過ぎず、これらの素材や処理条件を変化せることにより、捕捉部１１で捕捉できる物質のサイズおよび、捕捉せず通過できる物質のサイズは、ある程度自由に設定できる。
【００５７】
次に、実施の形態１における検出装置および第３変形例（被検物質の粒径が、捕捉部１１の孔径より小さく、かつ、無色の場合が対象）の利用性について説明する。例えば、蛋白などの生体成分を検出する際に、生体成分を、粒径が捕捉部１１の孔径より大きい粒子および標識物質（色素や着色粒子、酵素など）と特異的に反応させることにより、生体成分の検出が可能となる。このように、生物化学的または免疫的な検出が容易に実施できる。
【００５８】
なお、上述の第１および第２の実験は、第３変形例にも同様に適用できる。ただし、第３変形例には、粒子塗布パッド３に相当するものはない。上述の第１および第２の実験におけるニトロセルロースメンブレンの処理条件、ならびに、上述の第１および第２の実験で用いたニトロセルロースメンブレン、ポリスチレン製白ラテックスおよび金コロイド粒子は、一つの例に過ぎず、これらの素材や処理条件を変化せることにより、捕捉部１１で捕捉できる物質のサイズおよび、捕捉せず通過できる物質のサイズは、ある程度自由に設定できる。
【００５９】
（実施の形態２）
図７は、本発明の実施の形態２における検出装置の側面図である。なお、図１と同一の部分については同一の符号を付している。図７に示すように、実施の形態２における検出装置は、液体試料添加部１、粒子塗布パッド３およびメンブレン５からなる。メンブレン５は、上流部７および下流部９からなる。メンブレン５の下流部９には、液体試料に含まれる被検物質を捕捉する捕捉部２１が設けられる。実施の形態２における検出装置が、実施の形態１における検出装置と異なるのは、捕捉部２１だけである。したがって、液体試料添加部１、粒子塗布パッド３、メンブレン５（捕捉部２１を除く）、標識物質および検出に影響しない粒子については、実施の形態１における検出装置の場合と同じである。また、検出方法についても、実施の形態１における検出装置の場合と同じである。したがって、実施の形態１における検出装置と異なる部分である捕捉部２１について詳しく説明する。
【００６０】
メンブレン５の特定箇所を有機溶剤（メタノール、アセトンなど）で処理することで、メンブレン５の特定箇所の孔径を、特定箇所を除くメンブレン５の孔径より小さくして、この特定箇所を捕捉部２１とする。このような手法で、捕捉部２１の孔径は、液体試料および標識物質は通過できるが、検出に影響しない粒子および反応生成物は通過できないサイズとなっている。このような条件を満足するように、有機溶剤としては、例えば、濃度３０〜５０％のアセトン（特に、濃度４０〜５０％のアセトン）または濃度９０〜９５％のメタノールなどを用いることができる。
【００６１】
以上のように、本発明の実施の形態２においては、メンブレン５（捕捉部２１を除く）の孔径を捕捉部２１の孔径より大きくしている。すなわち、メンブレン５の孔径を反応生成物が通過できる大きさにし、メンブレン５の特定箇所を溶剤処理することで、捕捉部２１を設け、捕捉部２１の孔径を、標識物の孔径より大きくするとともに、反応生成物のサイズより小さくしている。このような孔径の小さい捕捉部２１を設けることによって、被検物質を含む反応生成物を捕捉している。したがって、従来の検出装置のように、被検物質を捕捉する手段として、メンブレンに、特異反応成分を移動できないように結合させておらず、特異反応成分の結合量の制限を受けることがないので、検出感度の向上を図ることができるとともに、検出量のばらつきを少なくできる。
【００６２】
また、メンブレン５の特定箇所に捕捉部２１を設けているため、捕捉部２１の面積を小さくすることができ、被検物質が少量であるときも、明瞭なサインが得られる。捕捉部２１は、外部に露呈しているから、別段メンブレンを剥がす必要はなく、検出結果を外部から容易に観察できる。さらに、被検物質、標識物質および検出に影響しない粒子を結合させた反応生成物を捕捉するので、被検物質が、無色で、捕捉部２１の孔径より小さい場合でも、検出が可能である。
【００６３】
次に、実施の形態２における検出装置を用いた第三の実験の結果を示す。なお、この実験は、色彩および粒径の異なる二種類の着色粒子の混合溶液を用いて、実施の形態２における検出装置が、上述した機能を果たすかどうかを確認するためのものであり、実際に、検出装置の検出の対象となる液体試料を用いているわけではない。実際に、検出装置の検出の対象となる液体試料を用いた実験の結果は後述する。
【００６４】
少なくとも５μｍ程度の粒子をクロマト的に移動させることができるニトロセルロースメンブレン（メンブレン５に相当し、商標名がＳRＨＦであるミリポア社のニトロセルロースメンブレンを使用）に、溶剤であるアセトン４５％水溶液（アセトン３０〜５０％水溶液、または、メタノール９０〜９５％水溶液が可能）を、１ｃｍ当たり約１．３μｌの量でライン状に塗布し、ライン幅約１ｍｍで、メンブレン５の実質的孔径を小さくして、捕捉部２１を形成した。このニトロセルロースメンブレンを、粒子の吸着を防ぐため、０．５％のカゼインを含む溶液に３０分程度漬け込み、処理した。これを、乾燥後、約５ｍｍ×３５ｍｍに切断した。
【００６５】
このような処理をしたニトロセルロースメンブレンにおいて、０．６μｍの粒径を持つ着色粒子（ポリスチレン性ブルーラテックス）と、０．０４μｍ程度の粒径を持つ金コロイド粒子との混合溶液を、クロマト的に移動させた。混合溶液を十分に展開させた後、溶剤処理した部分（捕捉部２１に相当）を観察したところ、着色粒子（ポリスチレン性ブルーラテックス）のみが捕捉されて、青いラインが現れていた。一方、金コロイド粒子は、捕捉されずに流れたため、金コロイド由来の赤いラインは形成されなかった。以上の結果、０．０４μｍ程度の粒径を持つ金コロイド粒子は捕捉されず、０．６μｍの粒径を持つ着色粒子は捕捉され、容易に検出できることが確認された。
【００６６】
次に、実際に、検出装置の検出の対象となる液体試料を用いた第四の実験の結果を示す。粒径が０．６μｍ（０．５μｍ〜５μｍが可能）のポリスチレン性白ラテックス（検出に影響しない粒子１７に相当）に抗βーｈＣＧ抗体を結合させ、粒径が０．０４μｍ（０．０２μｍ〜０．５μｍが可能）の金コロイド粒子（標識物質１５に相当）に抗ｈＣＧ抗体を結合させた。結合の要領は、常法にしたがった。
【００６７】
次に、少なくとも１０μｍ程度の粒子をクロマト的に移動させることができるガラス繊維（粒子塗布パッド３に相当）を、５ｍｍ×１０ｍｍに切断して、上記の抗βーｈＣＧ抗体結合ポリスチレン性白ラテックスと、抗ｈＣＧ抗体結合金コロイド粒子とを適量混合し、塗布して乾燥させた。このガラス繊維（粒子塗布パッド３に相当）と、上述した第三の実験と同じ方法で得られたニトロセルロースメンブレン（メンブレン５に相当）とを３ｍｍ程度重なるように接触させ、テープで貼り合わせて、５ｍｍ幅のストリップとした。
【００６８】
８０μｌのｈＣＧを含む陽性試料を、ガラス繊維（粒子塗布パッド３に相当）下端から吸収させ、５分後に、捕捉部２１において金コロイド由来の発色を観察した。ｈＣＧを含む試料では、５０ｍｌＵ／ｍｌ〜１００００００ｍｌＵ／ｍｌの範囲で発色が現れ、よって、陽性と判定された。一方、８０μｌのｈＣＧを含まない陰性試料をガラス繊維（粒子塗布パッド３に相当）下端から吸収させたが、捕捉部２１に発色は観察できなかった。ｈＣＧを含まない試料については、陰性と判定された。
【００６９】
実施の形態２における検出装置と、実施の形態１における検出装置が異なるのは、メンブレン５に設ける捕捉部２１の形成方法だけである。したがって、実施の形態２における検出装置においても、実施の形態１における検出装置の第１から第４変形例を同様に適用できる。また、その利用性についても、同様である。
【００７０】
（実施の形態３）
図８は、本発明の実施の形態３における検出装置の側面図である。なお、図１と同一の部分については同一の符号を付している。図８に示すように、実施の形態３における検出装置は、液体試料添加部１、粒子塗布パッド２３およびメンブレン２５からなる。メンブレン２５は、クロマト的流れの下流部を構成し、粒子塗布パッド２３はクロマト的流れの上流部を構成する。メンブレン２５において、粒子塗布パッド２３から液体試料などが流入してくる部分、すなわち、メンブレン２５と粒子塗布パッド２３との接合箇所の近傍が、捕捉部２７となる。なお、捕捉部２７は、メンブレン２５の特定箇所を加工して形成するものではなく、このように接合するだけで、メンブレン２５の特定箇所がそのまま捕捉部となるのである。実施の形態３における検出装置が、実施の形態１における検出装置と異なるのは、粒子塗布パッド２３とメンブレン２５との関係である。以下、詳しく説明する。
【００７１】
液体試料添加部１は、実施の形態１における検出装置と同じである。粒子塗布パッド２３は、多孔質材からなり、例えば、ガラス繊維コンジュゲートパッド（アキュウイック（商標名）など）を用いることができる。粒子塗布パッド２３には、標識物質および検出に影響しない粒子が塗布されている。粒子塗布部２３においては、液体試料、標識物質、検出に影響しない粒子および反応生成物（図３参照）の移動が可能である。標識物質は、着色されており、粒子塗布パッド２３、メンブレン２５および捕捉部２７を容易に通過するサイズとなっている。このような条件の下で、標識物質としては、例えば、粒径が０．０２μｍ〜０．５μｍの金コロイドまたは着色ラテックスを用いることができる。検出に影響しない粒子は、粒子塗布パッド２３は通過するが、メンブレン２５（捕捉部２７含む）は、通過できないサイズである。このような条件の下で、検出に影響しない粒子としては、例えば、粒径が０．５μｍ〜５μｍ（特に１μｍ程度）の白ラテックスを用いることができる。
【００７２】
メンブレン２５（捕捉部２７を含む）の孔径は、液体試料および標識物質は通過できるが、検出に影響しない粒子および反応生成物は通過できずに捕捉されるサイズである。このような条件の下で、メンブレン２５としては、粒径が０．５μｍ〜５μｍの粒子を捕捉できるものを用いることができる。なお、メンブレン２５は、多孔質材の一つの例であり、その他の多孔質材を用いることができる。
【００７３】
次に、検出方法について説明する。まず、液体試料を液体試料添加部１に添加する。そして、液体試料は、液体試料添加部１を矢印Ａ方向にクロマト的に移動し、粒子塗布パッド２３へ流入する。粒子塗布パッド２３において、液体試料は、標識物質および検出に影響しない粒子とともに矢印Ｂ方向にクロマト的に移動する。この時、液体試料に被検物質が存在していれば、図３に示すように、標識物質１５および検出に影響しない粒子１７は、被検物質１３と結合し、反応生成物となる。
【００７４】
液体試料に被検物質１３が存在している場合においては、反応生成物が、メンブレン２５に流入し、メンブレン２５と粒子塗布パッド２３との接合箇所の近傍（捕捉部２７）に捕捉される。なぜなら、メンブレン２５（捕捉部２７を含む）の孔径は、反応生成物に含まれる検出に影響しない粒子の粒径より小さいからである。そして、反応生成物は、標識物質１５により着色されているので、反応生成物が捕捉されたこと、すなわち、液体試料に被検物質１３が存在することを肉眼で確認できる。なお、反応生成物とならない標識物質１５および液体試料は、メンブレン２５において矢印Ｃ方向にクロマト的に移動する。
【００７５】
一方、液体試料に被検物質１３が存在していない場合は、粒子塗布パッド２３からメンブレン２５へ流入してきた液体試料および標識物質１５は、矢印Ｃ方向にクロマト的に移動し、流れ去る。検出に影響しない粒子１７は、捕捉部２７に捕捉される。なせなら、検出に影響しない粒子１７の粒径は、捕捉部２７の孔径より大きいからである。この場合、検出に影響しない粒子１７は無色であるため、捕捉部２７にサインは現れない。
【００７６】
以上のように、本発明の実施の形態３においては、メンブレン２５の孔径を粒子塗布パッド２３の孔径より小さくしている。すなわち、粒子塗布パッド２３の孔径を反応生成物が通過できる大きさにするとともに、メンブレン２５の孔径を反応生成物が通過できない大きさにしている。このように、メンブレン２５の孔径を小さくすることによって、被検物質１３を含む反応生成物を捕捉している。したがって、従来の検出装置のように、被検物質を捕捉する手段として、メンブレンに、特異反応成分を移動できないように結合させておらず、特異反応成分の結合量の制限を受けることがないので、検出感度の向上を図ることができるとともに、検出量のばらつきを少なくできる。
【００７７】
また、メンブレン２５の特定箇所（メンブレン２５と粒子塗布パッド２３との接合箇所の近傍、すなわち、捕捉部２７）に反応生成物が捕捉されるため、捕捉部２７の面積を小さくすることができ、被検物質が少量であるときも、明瞭なサインが得られる。捕捉部２７は、外部に露呈しているから、別段メンブレンを剥がす必要はなく、検出結果を外部から容易に観察できる。さらに、被検物質１３、標識物質１５および検出に影響しない粒子１７を結合させた反応生成物を捕捉するので、被検物質が、無色で、メンブレン２５の孔径より小さい場合でも、検出が可能である。
【００７８】
次に、実施の形態３における検出装置を用いた第五の実験の結果を示す。なお、この実験は、色彩および粒径の異なる二種類の着色粒子の混合溶液を用いて、実施の形態３における検出装置が、上述した機能を果たすかどうかを確認するためのものであり、実際に、検出装置の検出の対象となる液体試料を用いているわけではない。実際に、検出装置の検出の対象となる液体試料を用いた実験の結果は後述する。
【００７９】
０．３μｍ程度の粒子を捕捉できるニトロセルロースメンブレン（メンブレン２５に相当し、商標名がプレデターであるポール社のニトロセルロースメンブレンを使用）を、粒子の吸着を防ぐため、０．５％のカゼインを含む溶液に３０分程度漬け込み、処理した。これを、乾燥後、約５ｍｍ×３５ｍｍに切断した。また、少なくとも１０μｍ程度の粒子をクロマト的に移動させることができるガラス繊維（粒子塗布パッド２３に相当）を、５ｍｍ×１５ｍｍに切断した。そして、このガラス繊維と上記のニトロセルロースメンブレンとを、３ｍｍ程度重なるように接触させ、テープで貼り合わせて、５ｍｍ幅のストリップとした。
【００８０】
０．３μｍの粒径を持つ着色粒子（ポリスチレン性ブルーラテックス）と、０．０２μｍ程度の粒径を持つ金コロイド粒子との混合溶液を、上記したストリップのガラス繊維（粒子塗布パッド２３に相当）側からクロマト的に移動させた。混合溶液を十分に展開させた後、ニトロセルロースメンブレン（メンブレン２５に相当）の特定箇所、すなわち、ガラス繊維（粒子塗布パッド２３に相当）とニトロセルロースメンブレン（メンブレン２５に相当）との接合箇所の近傍（捕捉部２７に相当）を観察したところ、着色粒子（ポリスチレン性ブルーラテックス）のみが捕捉されて、青いラインが現れていた。一方、金コロイド粒子は、捕捉されずに流れたため、金コロイド由来の赤いラインは形成されなかった。以上の結果、０．０２μｍ程度の粒径を持つ金コロイド粒子は捕捉されず、０．３μｍの粒径を持つ着色粒子は捕捉され、容易に検出できることが確認された。
【００８１】
次に、実際に、検出装置の検出の対象となる液体試料を用いた第六の実験の結果を示す。粒径が０．３μｍ（０．３μｍ〜５μｍが可能）のポリスチレン性白ラテックス（検出に影響しない粒子１７に相当）に抗βーｈＣＧ抗体を結合させ、粒径が０．０２μｍ（０．０２μｍ〜０．５μｍが可能）の金コロイド粒子（標識物質１５に相当）に抗ｈＣＧ抗体を結合させた。結合の要領は、常法にしたがった。
【００８２】
次に、少なくとも１０μｍ程度の粒子をクロマト的に移動させることができるガラス繊維（粒子塗布パッド２３に相当）を、５ｍｍ×１０ｍｍに切断して、上記の抗βーｈＣＧ抗体結合ポリスチレン製白ラテックスと、抗ｈＣＧ抗体結合金コロイド粒子とを適量混合し、塗布して乾燥させた。このガラス繊維（粒子塗布パッド２３に相当）と、上述した第五の実験と同じ方法で得られたニトロセルロースメンブレン（メンブレン２５に相当）とを３ｍｍ程度重なるように接触させ、テープで貼り合わせて、５ｍｍ幅のストリップとした。
【００８３】
８０μｌのｈＣＧを含む陽性試料を、ガラス繊維（粒子塗布パッド２３に相当）下端から吸収させ、捕捉部２７において金コロイド由来の発色を観察した。ｈＣＧを含む試料では、５０ｍｌＵ／ｍｌ〜１００００００ｍｌＵ／ｍｌの範囲で発色が現れ、よって、陽性と判定された。一方、８０μｌのｈＣＧを含まない陰性試料をガラス繊維（粒子塗布パッド２３に相当）下端から吸収させたが、捕捉部２７に発色は観察できなかった。ｈＣＧを含まない試料については、陰性と判定された。
【００８４】
なお、実施の形態３における検出装置においても、実施の形態１における検出装置の第１から第４変形例を同様に適用できる。また、その利用性についても、同様である。
【００８５】
【発明の効果】
本発明では、多孔質材におけるクロマト的流動が、意図的に不均一にされている。より詳しくは、捕捉部において、局所的に流動の一部が妨害される。即ち、孔径の小さい捕捉部により被検物質を捕捉することにより、検出感度の向上を図ることができるとともに、検出量のばらつきを少なくできる。また、被検物質の大きさが、直接捕捉できない大きさの場合でも、被検物質を、粒径が捕捉部の孔径より大きい粒子と結合させることにより、被検物質を検出できる。さらに、被検物質が無色の場合でも、被検物質を有色の標識物質と結合させることにより、被検物質を検出できる。加えて、本発明の多孔質材は、少量の物質検出に好適に用いられ、検出結果の確認時等に上流側の部分を除去したりする必要はない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における検出装置の側面図
【図２】本発明の実施の形態１における検出装置の平面図
【図３】被検物質（無色）、検出に影響しない粒子および標識物質が反応して生成される反応生成物の模式図
【図４】被検物質（有色）および検出に影響しない粒子が反応して生成される反応生成物の模式図
【図５】本発明の実施の形態１における検出装置の第２変形例の平面図
【図６】本発明の実施の形態１における検出装置の第３変形例の平面図
【図７】本発明の実施の形態２における検出装置の側面図
【図８】本発明の実施の形態３における検出装置の側面図
【符号の説明】
１ 液体試料添加部
３、２３ 粒子塗布パッド
５、２５ メンブレン
７ 上流部
９ 下流部
１１、２１、２７ 捕捉部
１３、１８ 被検物質
１５ 標識物質
１７ 検出に影響しない粒子
１９ 液体試料
２０ 容器
Claims (6)
- 上流部から下流部へ液体がクロマト的に移動する多孔質材であって、前記下流部におけるクロマト的流れの途中に、液体試料中に含まれる被検物質を直接的または間接的に捕捉する捕捉部を形成し、前記多孔質材において前記捕捉部の上流側の孔径と前記捕捉部の下流側の孔径とを前記捕捉部の孔径よりも大きくしたことを特徴とする多孔質材。
- 前記捕捉部は、前記下流部の特定箇所に、粒子を埋め込むことにより形成することを特徴とする請求項１記載の多孔質材。
- 前記捕捉部は、前記下流部の特定箇所を溶剤処理することにより形成することを特徴とする請求項１記載の多孔質材。
- 前記上流部は第一の部材からなり、前記下流部は、第二の部材からなり、前記第一の部材は、前記第二の部材よりも孔径が大きく、
前記第一の部材は、前記第二の部材に接合され、この接合箇所が、前記捕捉部となることを特徴とする請求項１記載の多孔質材。 - 請求項１から４のいずれかに記載の多孔質材を備えることを特徴とする検出装置。
- クロマト的流れの上流に位置する上流部に液体試料を注入し、上流部から下流部へ液体試料をクロマト的に移動させる方法であって、
前記下流部におけるクロマト的流れの途中に、液体試料中に含まれる被検物質を直接的または間接的に捕捉する捕捉部を形成し、前記多孔質材において前記捕捉部の上流側の孔径と前記捕捉部の下流側の孔径とを前記捕捉部の孔径よりも大きくしたことを特徴とする検出方法。
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