JP5152917B2 - 検出方法、検出用試料セルおよび検出用キット - Google Patents
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Description
誘電体プレートの一面に、この誘電体プレートに隣接する金属層を含む積層構造からなるセンサ部を備えるセンサチップを用い、
センサ部に試料を接触させることにより、この試料に含有される被検出物質の量に応じた量の、蛍光標識とこの蛍光標識に標識された結合物質とからなる蛍光標識結合物質を、センサ部上に結合させ、
センサ部に励起光を照射することにより、センサ部上に増強した光電場を発生せしめ、
増強した光電場により、蛍光標識を励起し、この励起に起因して生じる光の量に基づいて、被検出物質の量を検出する検出方法において、
蛍光標識として、複数の第1の蛍光色素分子と、複数の第1の蛍光色素分子から生じる蛍光を透過する透光材料からなりかつ複数の第1の蛍光色素分子を包含する第1の粒子とから構成される蛍光物質を用い、
センサ部に対する蛍光標識結合物質の非特異的吸着性により蛍光標識結合物質がセンサ部に吸着することを防ぐためのブロッキング剤として、第1の蛍光色素分子を含まずかつ上記結合物質の特異的結合性を有さないブロッキング物質であって、蛍光標識結合物質の非特異的吸着性と同等の非特異的吸着性を有するブロッキング物質を用いることを特徴とするものである。
(1)励起光の照射により金属層にプラズモンを励起し、プラズモンによって増強した光電場を発生せしめ、蛍光標識の励起に起因して生じる光として、この励起によって蛍光標識から生じる蛍光を検出する方法。
(2)励起光の照射により金属層にプラズモンを励起し、プラズモンによって増強した光電場を発生せしめ、蛍光標識の励起に起因して生じる光として、この励起によって蛍光標識から生じる蛍光が金属層に新たにプラズモンを誘起することにより、誘電体プレートに対し上記一面と対向する他面側へ放射される、新たに誘起されたプラズモンからの放射光を検出する方法。
(3)センサチップとして、積層構造が光導波層を備えるものを用い、励起光の照射により光導波層に光導波モードを励起し、光導波モードによって増強した光電場を発生せしめ、蛍光標識の励起に起因して生じる光として、この励起によって蛍光標識から生じる蛍光を検出する方法。
(4)センサチップとして、積層構造が光導波層を備えるものを用い、励起光の照射により光導波層に光導波モードを励起し、光導波モードによって増強した光電場を発生せしめ、蛍光標識の励起に起因して生じる光として、この励起によって蛍光標識から生じる蛍光が金属層に新たにプラズモンを誘起することにより、誘電体プレートに対し上記一面と対向する他面側へ放射される、新たに誘起されたプラズモンからの放射光を検出する方法。
液体試料が流下される流路を有する基台と、
流路の上流側に設けられた流路に液体試料を注入するための注入口と、
流路の下流側に設けられた、注入口から注入された液体試料を下流側に流すための空気孔と、
注入口と空気孔との間の流路に設けられたセンサチップ部であって、流路の内壁面の一部として設けられた誘電体プレート、および誘電体プレートの試料接触面の所定領域に設けられたセンサ部を備えるセンサチップ部とを備え、
センサ部が、誘電体プレートに隣接する金属層を含む積層構造からなり、かつセンサ部の表面にブロッキング物質によるブロッキング処理を施されたものであることを特徴とするものである。
液体試料が流下される流路を有する基台と、流路の上流側に設けられたこの流路に液体試料を注入するための注入口と、流路の下流側に設けられた、注入口から注入された液体試料を下流側に流すための空気孔と、注入口と空気孔との間の流路に設けられたセンサチップ部であって、流路の内壁面の一部として設けられた誘電体プレート、および誘電体プレートの試料接触面の所定領域に設けられたセンサ部を備えるセンサチップ部と、被検出物質と特異的に結合する第1の結合物質であって、センサ部上に固定された第1の結合物質とを備え、センサ部が、誘電体プレートに隣接する金属層を含む積層構造からなり、かつセンサ部の表面にブロッキング物質によるブロッキング処理を施されたものであり、センサチップとして使用される検出用試料セル、および
液体試料と同時もしくは液体試料の流下後に流路内に流下される、蛍光標識結合物質を含む標識用溶液を備えてなることを特徴とするものである。
液体試料が流下される流路を有する基台と、流路の上流側に設けられたこの流路に液体試料を注入するための注入口と、流路の下流側に設けられた、注入口から注入された液体試料を下流側に流すための空気孔と、注入口と空気孔との間の流路に設けられたセンサチップ部であって、流路の内壁面の一部として設けられた誘電体プレート、および誘電体プレートの試料接触面の所定領域に設けられたセンサ部を備えるセンサチップ部と、被検出物質と特異的に結合する第1の結合物質であって、センサ部上に固定された第1の結合物質とを備え、センサ部が、誘電体プレートに隣接する金属層を含む積層構造からなるものであり、センサチップとして使用される検出用試料セル、
液体試料と同時もしくは液体試料の流下後に流路内に流下される、蛍光標識結合物質を含む標識用溶液、および
標識用溶液と同時もしくは標識用溶液の流下前に流路内に流下される、ブロッキング物質を含むブロッキング用溶液を備えてなることを特徴とするものである。
液体試料が流下される流路を有する基台と、流路の上流側に設けられたこの流路に液体試料を注入するための注入口と、流路の下流側に設けられた、注入口から注入された液体試料を下流側に流すための空気孔と、注入口と空気孔との間の流路に設けられたセンサチップ部であって、流路の内壁面の一部として設けられた誘電体プレート、および誘電体プレートの試料接触面の所定領域に設けられたセンサ部を備えるセンサチップ部と、被検出物質と特異的に結合する第1の結合物質であって、センサ部上に固定された第1の結合物質とを備え、センサ部が、誘電体プレートに隣接する金属層を含む積層構造からなるものであり、センサチップとして使用される検出用試料セル、および
液体試料と同時もしくは液体試料の流下後に流路内に流下される、蛍光標識結合物質とブロッキング物質とを含む標識用およびブロッキング用の兼用溶液を備えてなることを特徴とするものである。
<第1の実施形態>
本発明に係る検出方法は、例えば図1に示すように、誘電体プレート11の一面に金属層12を含むセンサ部14であって、ブロッキング物質(図示略)によってブロッキング処理を施されたセンサ部14を有してなるセンサチップ10を用い、センサ部14に試料を接触させることにより、該試料に含有される被検出物質Aの量に応じた量の蛍光標識結合物質BFを該センサ部14上に結合させ、センサ部14に励起光Loを照射し、励起光Loの照射によりセンサ部14上の光電場を増強させ、該増強された光電場D内における、蛍光標識結合物質BFの蛍光標識である蛍光物質Fの励起に起因して生じる光の量に基づいて、被検出物質Aの量を検出する検出方法である。
次に、第1の蛍光色素分子(林原生物化学研究所、NK−2014、励起波長:780nm)0.3mgの酢酸エチル溶液(1mL)を作製する。
上記ポリスチレン溶液と蛍光色素溶液を混合し、エバポレートしながら含浸を行った後、遠心分離(15000rpm、4℃、20分を2回)を行い、上清を除去する。
ここでは、一例として、試料Sに含まれる被検出物質として抗原Aを検出する場合について説明する。
上述の各実施形態においては励起光Loとして、例えば界面に所定の角度θで入射する平行光を入射するものとしたが、励起光としては、角度θを中心に角度幅Δθを持つファンビーム(集束光)を用いてもよい。ファンビームの場合、プリズムとプリズム上の金属膜との界面に対して、角度θ−Δθ/2〜θ+Δθ/2の範囲の入射角度で入射することになり、この角度範囲内に共鳴角があれば、金属膜に表面プラズモンを励起することができる。金属膜上への試料供給の前後において、金属膜上の溶媒の屈折率が変化し、そのために表面プラズモンが生じる共鳴角が変化する。上述の実施形態のように平行光を励起光として用いる場合、共鳴角が変化するたびに平行光の入射角度を調整する必要がある。しかし、界面に入射する入射角度に幅を持たせたファンビームを用いることにより、入射角度の調整をすることなく、共鳴角の変化に対応することができる。なお、ファンビームは入射角度による強度変化が少ないフラットな分布を持つものであることがより好ましい。
第2の実施形態である検出方法および装置について図4を参照して説明する。図4は第2の実施形態の検出装置の概略構成を示す全体図である。本実施形態の検出方法および検出装置は、局在プラズモン共鳴により光電場を増強させ、増強された光電場において励起された蛍光を検出する検出方法および装置である。なお、以下においては、第1の実施形態と同じ構成要素には同じ参照符号を付してある。
第3の実施形態の検出方法および装置について図6を参照して説明する。図6は第3の実施形態の検出装置の概略構成を示す全体図である。本実施形態の検出方法および装置は、表面プラズモン共鳴により光電場を増強させ、増強された光電場において励起された蛍光が金属層に新たにプラズモンを誘起することにより、誘電体プレートに対して金属層形成面と反対の面側へ放射される、新たに誘起されたプラズモンからの放射光を検出する検出方法および装置である。
本実施形態では、センサ部14の表面がブロッキング物質(図示略)によりブロッキング処理されている。これにより、蛍光標識結合物質BFのセンサ部14への非特異的な吸着が防止される。このように、蛍光標識結合物質BFの非特異的な吸着の影響を低減した状態で、第1の実施形態と同様に、励起光照射光学系20により励起光Loを照射する。励起光照射光学系20により励起光Loが誘電体プレート11と金属膜12との界面に対して全反射角以上の特定の入射角度で入射されることにより、金属膜上12の試料S中にエバネッセント光が滲み出し、このエバネッセント光によって金属膜12中に表面プラズモンが励起される。この表面プラズモンにより金属膜12表面に電界分布が生じ、電場増強領域Dが形成される。そして、蛍光物質F中の蛍光色素分子fが励起されて蛍光Lfが発生する。このとき、表面プラズモンによる電場増強の効果により蛍光は増強されたものとなる。金属膜12上で生じたこの蛍光Lfが、金属膜12に表面プラズモンを新たに誘起し、この表面プラズモンによりセンサチップ10の金属膜形成面と反対側へ特定の角度で放射光Lpが射出される。光検出器30によって、この放射光Lpを検出することにより、蛍光標識結合物質と結合した被検出物質の有無および/または量を検出することができる。
第4の実施形態の検出方法および装置について図7を参照して説明する。図7は第4の実施形態の検出装置の概略構成を示す全体図である。本実施形態の検出方法および装置は、金属層上に光導波層を備えたセンサチップを用い、励起光の照射により光導波層に光導波モードを励起し、光導波モードにより電場を増強させ、増強された電場において励起された蛍光を検出する検出方法および装置である。
本実施形態では、センサ部14の表面がブロッキング物質(図示略)によりブロッキング処理されている。これにより、蛍光標識結合物質BFのセンサ部14への非特異的な吸着が防止される。このように、蛍光標識結合物質BFの非特異的な吸着の影響を低減した状態で、第1の実施形態と同様に、励起光照射光学系20により励起光Loを照射する。励起光照射光学系20により励起光Loが誘電体プレート11と金属層12aとの界面に対して全反射角以上の特定の入射角度で入射されることにより、金属層12a上にエバネッセント光が滲み出し、このエバネッセント光が光導波層12bの光導波モードと結合し、光導波モードが励起されることにより、光導波層12b上の電界分布が生じ、電場増強領域Dが形成される。そして、蛍光物質F中の蛍光色素分子fが励起されて蛍光Lfが発生する。このとき、表面プラズモンによる電場増強の効果により蛍光は増強されたものとなる。光検出器30によって、この蛍光Lfを検出することにより、蛍光標識結合物質と結合した被検出物質の有無および/または量を検出することができる。
第5の実施形態の検出方法および装置について図8を参照して説明する。図8は第5の実施形態の検出装置の概略構成示す全体図である。本実施形態の検出方法および装置は、金属層上に光導波層を備えたセンサチップを用い、励起光の照射により光導波層に光導波モードを励起し、光導波モードにより電場を増強させ、増強された電場において励起された蛍光が金属層に新たにプラズモンを誘起することにより、誘電体プレートの金属層形成面と反対の面側から放射される、新たに誘起されたプラズモンからの放射光を検出する検出方法および装置である。
本実施形態では、センサ部14の表面がブロッキング物質(図示略)によりブロッキング処理されている。これにより、蛍光標識結合物質BFのセンサ部14への非特異的な吸着が防止される。このように、蛍光標識結合物質BFの非特異的な吸着の影響を低減した状態で、第1の実施形態と同様に、励起光照射光学系20により励起光Loを照射する。励起光照射光学系20により励起光Loが誘電体プレート11と金属層12aとの界面に対して全反射角以上の特定の入射角度で入射されることにより、金属層12a上にエバネッセント光が滲み出し、このエバネッセント光が光導波層12bの光導波モードと結合し、光導波モードが励起されることにより、光導波層12b上の電界分布が生じ、電場増強領域Dが形成される。そして、蛍光物質F中の蛍光色素分子fが励起されて蛍光Lfが発生する。このとき、表面プラズモンによる電場増強の効果により蛍光Lfは増強されたものとなる。光導波層12b上で生じたこの蛍光Lfが、金属膜12に表面プラズモンを新たに誘起し、この表面プラズモンによりセンサチップ10”の金属膜形成面と反対側へ特定の角度で放射光Lpが射出される。光検出器30によって、この放射光Lpを検出することにより、蛍光標識Fが標識された被検出物質の有無および/または量を検出することができる。
なお、第1から第5の実施形態においては、蛍光標識として、図9に示すように、さらに、透光材料16の表面に蛍光を透過する厚みの金属被膜Mcが設けられたものを用いてもよい。金属被膜Mcは、透光材料16の全表面を覆うものであってもよいし、全表面を覆うものでなく、一部表面が露出するように設けられたものであってもよい。金属被膜Mcの材料としては、上述の金属層と同様の金属材料を用いることができる。この場合、ブロッキング物質についても同様の金属被膜を設けることが好ましい。
まず、前述手順により消光防止性蛍光物質を作製し、その表面にポリエチレンイミン(PEI)(エポミン、日本触媒社)を修飾する。
次に、粒子表面のPEIに粒径15nmのPdナノ粒子(平均粒径19nm、徳力本社)を吸着させる。
Pdナノ粒子が吸着したポリスチレン粒子を無電解金メッキ液(HAuCl4、小島化学薬品社)に浸漬させることで、Pdナノ粒子を触媒とする無電界メッキを利用して、ポリスチレン粒子表面に金膜を作製する。
本発明の検出方法のセンサチップとして使用される検出用試料セルについて説明する。
<第1の実施形態の検出用試料セル>
図10Aは、第1の実施形態の検出用試料セル50の構成を示す平面図、図10Bは検出用試料セル50の側断面図である。
図11は、サンドイッチ法によるアッセイに適した第2の実施形態の検出用試料セルの側断面を示すものである。本実施形態の検出用試料セル50Aにおいては、基台51上に流路52上流側から、被検出物質である抗原と特異的に結合する2次抗体(第2の結合物質)B2と該2次抗体B2が表面修飾された蛍光物質Fとからなる標識2次抗体BF(蛍光標識結合物質)を物理吸着させてある標識2次抗体吸着エリア57、被検出物質である抗原と特異的に結合する1次抗体(第1の結合物質)B1が固定された第1の測定エリア58、被検出物質である抗原Aとは結合せず標識2次抗体BFと特異的に結合する1次抗体B0が固定された第2の測定エリア59が順に設けられている。また、この第1および第2の測定エリア58,59は、ブロッキング物質Rによってブロッキング処理されている。本例では、センサ部に2つの測定エリアを設けた例を挙げているが、測定エリアは1つのみであってもよい。
step2:血液Soはメンブレンフィルター55により濾過され、赤血球、白血球などの大きな分子が残渣となる。
step3:血漿S(メンブレンフィルター55で血球分離された血液)が毛細管現象で流路52に染み出す。または反応を早め、検出時間を短縮するために、空気孔54bにポンプを接続し、血漿Sをポンプの吸引、押し出し操作によって流下させてもよい。図12中において血漿Sは斜線領域で示している。
step4:流路52に染み出した血漿Sと2次抗体B2が付与された蛍光物質とが混ぜ合わされ、血漿S中の抗原Aが標識2次抗体BFと結合する。
step5:血漿Sは流路52に沿って空気孔54b側へと徐々に流れ、標識2次抗体BFと結合した抗原Aが、第1の測定エリア58上に固定されている1次抗体B1と結合し、抗原Aが1次抗体B1と標識2次抗体BFで挟み込まれたいわゆるサンドイッチが形成される。このとき、標識2次抗体BFのセンサ部への非特異的な吸着の影響は、ブロッキング物質Rによって低減される。
step6:抗原Aと結合しなかった標識2次抗体BFの一部は第2の測定エリア59上に固定されている1次抗体B0と結合する。さらに抗原Aまたは1次抗体B0と結合しなかった標識2次抗体BFが測定エリア上に残っている場合があっても、後続の血漿Sが洗浄の役割を担い、プレート上に浮遊および非特異吸着していた標識2次抗体BFを洗い流す。
図13は、競合法によるアッセイに適した第3の実施形態の検出用試料セルを示すものである。本実施形態の検出用試料セル50Bにおいては、基台51上には流路52上流側から、抗原Aとは結合せず後述の1次抗体と特異的に結合する2次抗体C3(第3の結合物質)と該2次抗体C3が表面修飾された蛍光物質Fとからなる標識2次抗体CF(蛍光標識結合物質)を物理吸着させてある標識2次抗体吸着エリア57’、被検出物質である抗原Aおよび2次抗体C3と競合して特異的に結合する1次抗体C1(第1の結合物質)が固定された第1の測定エリア58’、被検出物質である抗原Aとは結合せず標識2次抗体CFと特異的に結合する1次抗体C0が固定された第2の測定エリア59’が順に設けられている。また、この第1および第2の測定エリア58’,59’は、ブロッキング物質によってブロッキング処理されている。本例では、センサ部に2つの測定エリアを設けた例を挙げているが、測定エリアは1つのみであってもよい。
step2:血液Soはメンブレンフィルター55により濾過され、赤血球、白血球などの大きな分子が残渣となる。
step3:血漿S(メンブレンフィルター55で血球分離された血液)が毛細管現象で流路52に染み出す。または反応を早め、検出時間を短縮するために、空気孔54bにポンプを接続し、血漿Sをポンプの吸引、押し出し操作によって流下させてもよい。図14において血漿Sは斜線領域で示している。
step4:流路52に染み出した血漿Sと標識2次抗体CFが付与された蛍光物質Fとが混ぜ合わされる。
step5:血漿Sは流路52に沿って空気孔54b側へと徐々に流れ、抗原Aと標識2次抗体CFとが競合して、第1の測定エリア58’上に固定されている1次抗体C1と結合する。このとき、標識2次抗体CFのセンサ部への非特異的な吸着の影響は、ブロッキング物質Rによって低減される。
step6:第1の測定エリア58’上の1次抗体C1と結合しなかった標識2次抗体CFの一部は、第2の測定エリア59’上に固定されている1次抗体C0と結合する。さらに1次抗体C1またはC0と結合していない標識2次抗体CFが測定エリア上に残っている場合があっても、後続の血漿Sが洗浄の役割を担い、プレート上に浮遊および非特異吸着していた標識2次抗体CFを洗い流す。
光導波モードによる電場増強を利用する検出方法および装置に用いる検出用試料セルの断面図を図15に示す。図10に示した第1の実施形態の検出用試料セルの構成と略同一であるが、センサ部の金属層58a、59a上にさらに光導波層58b、59bを備えている。この場合、ブロッキング物質によるブロッキング処理は、光導波層58b、59bの上に施される。
<第1の実施形態>
本発明の検出方法に使用される第1の実施形態の検出用キットについて説明する。
検出用キット60aは、センサ部がブロッキング物質によるブロッキング処理を施された検出用試料セル61と、液体試料と同時もしくは液体試料の流下後に流路内に流下される、蛍光標識結合物質BFを含む標識用溶液63とを備えている。ここで、例えば図16Aでは、標識用溶液63はアンプル62に入れられ密閉されている。
step2:血液Soはメンブレンフィルター55により濾過され、赤血球、白血球などの大きな分子が残渣となる。引き続き、血漿S(メンブレンフィルター55で血球分離された血液)が毛細管現象で流路52に染み出す。または反応を早め、検出時間を短縮するために、空気孔にポンプを接続し、血漿Sをポンプの吸引、押し出し操作によって流下させてもよい。図17において血漿Sは斜線領域で示している。
step3:血漿Sは流路52に沿って空気孔54b側へと徐々に流れ、血漿S中の抗原Aが、第1の測定エリア58上に固定されている1次抗体B1と結合する。
step4:2次抗体B2が修飾された蛍光物質Fを含む標識用溶液63を供給口54aから注入する。
step5:2次抗体B2が修飾された蛍光物質Fが毛細管現象により流路52に染み出す。または反応を早め、検出時間を短縮するために、空気孔にポンプを接続し、標識用溶液63をポンプの吸引、押し出し操作によって流下させてもよい。
step6:蛍光物質Fは徐々に下流側に流れ、標識2次抗体BFが抗原Aと結合し、抗原Aが1次抗体B1と標識2次抗体BFで挟み込まれたいわゆるサンドイッチが形成される。抗原Aと結合しなかった2次抗体B2の一部は第2の測定エリア59上に固定されている1次抗体B0と結合する。このとき、標識2次抗体BFのセンサ部への非特異的な吸着の影響は、ブロッキング物質Rによって低減される。さらに抗原Aまたは1次抗体B0と結合しなかった標識2次抗体(蛍光物質)が測定エリア上に残っている場合があっても、後続の血漿が洗浄の役割を担い、プレート上に浮遊および非特異吸着していた標識2次抗体を洗い流す。
次に、400mg/mLのWSC(品番01−62−0011、和光純薬)水溶液を加え室温で攪拌する。
さらに、2mol/L Glycine水溶液を添加し撹拌した後、遠心分離にて、粒子を沈降させる。
最後に、上清を取り除き、PBS(pH7.4)を加え、超音波洗浄機により、表面修飾された蛍光物質を再分散させる。さらに遠心分離を行い、上清を除いた後、1%BSAのPBS(pH7.4)溶液500μL加え、表面修飾された蛍光物質を再分散させて標識用溶液とする。
本発明の検出方法に使用される第2の実施形態の検出用キットについて説明する。
検出用キット60bは、ブロッキング処理されていない検出用試料セル61と、液体試料と同時もしくは液体試料の流下後に流路内に流下される、蛍光標識結合物質BFを含む標識用溶液63と、標識用溶液63と同時もしくは標識用溶液の流下前に流路内に流下される、ブロッキング物質Rを含むブロッキング用溶液65を備えている。ここで、例えば図16Bでは、標識用溶液63はアンプル62に入れられ、ブロッキング用溶液65はアンプル64に入れられ密閉されている。
本発明の検出方法に使用される第3の実施形態の検出用キットについて説明する。
検出用キット60cは、ブロッキング処理されていない検出用試料セル61と、液体試料と同時もしくは液体試料の流下後に流路内に流下される、蛍光標識結合物質BFとブロッキング物質Rとを含む標識用およびブロッキング用の兼用溶液67とを備えている。ここで、例えば図16Cでは、兼用溶液67はアンプル66に入れられ密閉されている。
本発明に係る検出用キットは、付属の検出用試料セルとして、光導波層を有する図13に示す検出用試料セルを用いることにより、競合法によるアッセイを行う検出装置および方法に好適なものとなる。
図18Aは、ブロッキング物質によるブロッキング処理がない場合の、蛍光標識結合物質の金膜上への非特異的吸着の様子を表す図である。一方、図18Bは、ブロッキング物質によるブロッキング処理がある場合の、蛍光標識結合物質の金膜上への非特異的吸着の様子を表す図である。図からわかるようにノイズが1桁改善された。これらの図より、ブロッキング物質によるブロッキング処理を施すことにより、蛍光標識結合物質のセンサ部上への非特異的な吸着による影響を低減可能であることが実証された。
10、10’、10” センサチップ
11 誘電体プレート
12 金属層(金属膜)
12’ 金属層(金属微細構造体)
16 第1の粒子(透光材料)
16’ 第2の粒子
20、20’ 励起光照射光学系
30 光検出器
35 磁界印加手段
50、50A、50B、61 検出用試料セル
51 誘電体プレート
52 流路
53 スペーサ
54 上板
57 蛍光物質吸着エリア
58、59 検出エリア
60 検出用キット
63 検出用標識溶液
BF、CF 標識2次抗体(蛍光標識結合物質)
F 蛍光物質
f 蛍光色素分子
Lo 励起光
Lf 蛍光
Lp 放射光
Mc 金属被膜
R ブロッキング物質
r 生体物質によるブロッキング剤
Claims (19)
- 誘電体プレートの一面に、該誘電体プレートに隣接する金属層を含む積層構造からなるセンサ部を備えるセンサチップを用い、
前記センサ部に試料を接触させることにより、該試料に含有される被検出物質の量に応じた量の、蛍光標識と該蛍光標識に標識された結合物質とからなる蛍光標識結合物質を、前記センサ部上に結合させ、
前記センサ部に励起光を照射することにより、該センサ部上に増強した光電場を発生せしめ、
該増強した光電場により、前記蛍光標識を励起し、該励起に起因して生じる光の量に基づいて、前記被検出物質の量を検出する検出方法において、
前記蛍光標識として、複数の第1の蛍光色素分子と、該複数の第1の蛍光色素分子から生じる蛍光を透過する透光材料からなりかつ該複数の第1の蛍光色素分子を包含する第1の粒子とから構成される蛍光物質を用い、
前記センサ部に対する前記蛍光標識結合物質の非特異的吸着性により該蛍光標識結合物質が前記センサ部に吸着することを防ぐためのブロッキング剤として、前記第1の蛍光色素分子を含まずかつ前記結合物質の特異的結合性を有さないブロッキング物質であって、前記蛍光標識結合物質の非特異的吸着性と同等の非特異的吸着性を有するブロッキング物質を用いることを特徴とする検出方法。 - 前記ブロッキング物質が、少なくとも表面が前記透光材料と同等な材料により構成されている第2の粒子を有するものであることを特徴とする請求項1に記載の検出方法。
- 前記ブロッキング物質が、前記第2の粒子の表面に表面修飾されかつ前記特異的結合性を有さない修飾物質を有するものであることを特徴とする請求項2に記載の検出方法。
- 前記第2の粒子が、前記第1の粒子の粒経よりも小さい粒径を有するものであることを特徴とする請求項2または3に記載の検出方法。
- 前記ブロッキング物質と前記蛍光標識結合物質とを同時に前記センサ部上に流下することを特徴とする請求項4に記載の検出方法。
- 前記第2の粒子が、該第2の粒子内に、前記第1の蛍光色素分子が発する蛍光とは異なる波長の蛍光を発する複数の第2の蛍光色素分子を有するものであることを特徴とする請求項2から5いずれかに記載の検出方法。
- 前記第2の粒子が、該第2の粒子内に、蛍光を発する物質を含まないものであることを特徴とする請求項2から5いずれかに記載の検出方法。
- 前記励起光の照射により前記金属層にプラズモンを励起し、該プラズモンによって前記増強した光電場を発生せしめ、
前記蛍光標識の励起に起因して生じる前記光として、該励起によって該蛍光標識から生じる蛍光を検出することを特徴とする請求項1から7いずれかに記載の検出方法。 - 前記励起光の照射により前記金属層にプラズモンを励起し、該プラズモンによって前記増強した光電場を発生せしめ、
前記蛍光標識の励起に起因して生じる前記光として、該励起によって該蛍光標識から生じる蛍光が前記金属層に新たにプラズモンを誘起することにより、前記誘電体プレートに対し前記一面と対向する他面側へ放射される、前記新たに誘起されたプラズモンからの放射光を検出することを特徴とする請求項1から7いずれかに記載の検出方法。 - 前記センサチップとして、前記積層構造が光導波層を備える前記センサチップを用い、
前記励起光の照射により前記光導波層に光導波モードを励起し、該光導波モードによって前記増強した光電場を発生せしめ、
前記蛍光標識の励起に起因して生じる前記光として、該励起によって該蛍光標識から生じる蛍光を検出することを特徴とする請求項1から7いずれかに記載の検出方法。 - 前記センサチップとして、前記積層構造が光導波層を備えるも前記センサチップを用い、
前記励起光の照射により前記光導波層に光導波モードを励起し、該光導波モードによって前記増強した光電場を発生せしめ、
前記蛍光標識の励起に起因して生じる前記光として、該励起によって該蛍光標識から生じる蛍光が前記金属層に新たにプラズモンを誘起することにより、前記誘電体プレートに対し前記一面と対向する他面側へ放射される、前記新たに誘起されたプラズモンからの放射光を検出することを特徴とする請求項1から7いずれかに記載の検出方法。 - 請求項1から4、6から11いずれかに記載の検出方法において前記センサチップとして使用される検出用試料セルであって、
液体試料が流下される流路を有する基台と、
前記流路の上流側に設けられた該流路に前記液体試料を注入するための注入口と、
前記流路の下流側に設けられた、前記注入口から注入された前記液体試料を該下流側に流すための空気孔と、
前記注入口と前記空気孔との間の前記流路に設けられたセンサチップ部であって、前記流路の内壁面の一部として設けられた誘電体プレート、および該誘電体プレートの試料接触面の所定領域に設けられたセンサ部を備えるセンサチップ部とを備え、
前記センサ部が、前記誘電体プレートに隣接する金属層を含む積層構造からなり、かつ該センサ部の表面に前記ブロッキング物質によるブロッキング処理を施されたものであることを特徴とする検出用試料セル。 - 前記被検出物質と特異的に結合する第1の結合物質であって、前記センサ部上に固定されているものを備えることを特徴とする請求項12に記載の検出用試料セル。
- 前記センサ部より上流側の前記流路内に配置された前記蛍光標識結合物質を備えることを特徴とする請求項13に記載の検出用試料セル。
- 前記積層構造が、光導波層を備えることを特徴とする請求項12から14いずれかに記載の検出用試料セル。
- 請求項1から4、6から11いずれかに記載の検出方法において使用される検出用キットであって、
液体試料が流下される流路を有する基台と、前記流路の上流側に設けられた該流路に前記液体試料を注入するための注入口と、前記流路の下流側に設けられた、前記注入口から注入された前記液体試料を該下流側に流すための空気孔と、前記注入口と前記空気孔との間の前記流路に設けられたセンサチップ部であって、前記流路の内壁面の一部として設けられた誘電体プレート、および該誘電体プレートの試料接触面の所定領域に設けられたセンサ部を備えるセンサチップ部と、前記被検出物質と特異的に結合する第1の結合物質であって、前記センサ部上に固定された前記第1の結合物質とを備え、前記センサ部が、前記誘電体プレートに隣接する金属層を含む積層構造からなり、かつ該センサ部の表面に前記ブロッキング物質によるブロッキング処理を施されたものであり、前記センサチップとして使用される検出用試料セル、および
前記液体試料と同時もしくは前記液体試料の流下後に前記流路内に流下される、前記蛍光標識結合物質を含む標識用溶液を備えてなることを特徴とする検出用キット。 - 請求項1から11いずれかに記載の検出方法において使用される検出用キットであって、
液体試料が流下される流路を有する基台と、前記流路の上流側に設けられた該流路に前記液体試料を注入するための注入口と、前記流路の下流側に設けられた、前記注入口から注入された前記液体試料を該下流側に流すための空気孔と、前記注入口と前記空気孔との間の前記流路に設けられたセンサチップ部であって、前記流路の内壁面の一部として設けられた誘電体プレート、および該誘電体プレートの試料接触面の所定領域に設けられたセンサ部を備えるセンサチップ部と、前記蛍光標識結合物質を前記センサ部上に固定するための第1の結合物質であって、前記センサ部上に固定された前記第1の結合物質とを備え、前記センサ部が、前記誘電体プレートに隣接する金属層を含む積層構造からなるものであり、前記センサチップとして使用される検出用試料セル、
前記液体試料と同時もしくは前記液体試料の流下後に前記流路内に流下される、前記蛍光標識結合物質を含む標識用溶液、および
前記標識用溶液と同時もしくは前記標識用溶液の流下前に前記流路内に流下される、前記ブロッキング物質を含むブロッキング用溶液を備えてなることを特徴とする検出用キット。 - 請求項5に記載の検出方法において使用される検出用キットであって、
液体試料が流下される流路を有する基台と、前記流路の上流側に設けられた該流路に前記液体試料を注入するための注入口と、前記流路の下流側に設けられた、前記注入口から注入された前記液体試料を該下流側に流すための空気孔と、前記注入口と前記空気孔との間の前記流路に設けられたセンサチップ部であって、前記流路の内壁面の一部として設けられた誘電体プレート、および該誘電体プレートの試料接触面の所定領域に設けられたセンサ部を備えるセンサチップ部と、前記蛍光標識結合物質を前記センサ部上に固定するための第1の結合物質であって、前記センサ部上に固定された前記第1の結合物質とを備え、前記センサ部が、前記誘電体プレートに隣接する金属層を含む積層構造からなるものであり、前記センサチップとして使用される検出用試料セル、および
前記液体試料と同時もしくは前記液体試料の流下後に前記流路内に流下される、前記蛍光標識結合物質と前記ブロッキング物質とを含む標識用およびブロッキング用の兼用溶液を備えてなることを特徴とする検出用キット。 - 前記積層構造が、光導波層を備えることを特徴とする請求項16から18いずれかに記載の検出用キット。
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