JP5563789B2 - 検出方法 - Google Patents
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Description
金属微粒子が標識として付与された標識結合物質を添加した液体試料を前記センサ部に接触させ、
該センサ部に励起光を照射して、該センサ部の表面に存在する前記金属微粒子の表面に局在プラズモンを生じさせ、
該局在プラズモンと前記センサ部との相互作用に起因して前記誘電体プレートの裏面から出射される放射光を検出し、
該放射光の検出量に基づいて被検出物質の量を求めることを特徴とする。
前記励起光の照射を、前記第1の結合物質に、直接または前記被検出物質を介して、前記被検出物質の量に応じた量の前記標識結合物質を結合させた状態で行うことが望ましい。
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前記流路の下流側に設けられた空気孔と、
前記流路の、前記注入口と前記空気孔との間において、前記流路の壁面の少なくとも一部を構成する誘電体プレートの試料接触面に設けられた金属膜を少なくとも含み、最上層に前記被検出物質と特異的に結合する第1の結合物質が固定されてなるセンサ部を備えたセンサチップ領域とを備え、
前記被検出物質と特異的に結合する第2の結合物質および前記被検出物質と競合して前記第1の結合物質と特異的に結合する第3の結合物質のうちのいずれか一方の結合物質に、金属微粒子からなる標識が付与されてなる標識結合物質が、前記流路内の、前記センサ部より上流側に固定されてい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、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前記流路の下流側に設けられた空気孔と、前記流路の、前記注入口と前記空気孔との間において、前記流路の内壁面の少なくとも一部を構成する誘電体プレートの試料接触面に設けられた金属膜を少なくとも含み、最上層に被検出物質と特異的に結合する第1の結合物質が固定されてなるセンサ部を備えたセンサチップ領域とを備えた試料セル、および
前記液体試料の流下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、前記被検出物質と特異的に結合する第2の結合物質および前記被検出物質と競合して前記第1の結合物質と特異的に結合する第3の結合物質のうちのいずれか一方の結合物質に、金属微粒子からなる標識が付与されてなる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が好ましい。
本発明の第1の実施形態にかかる検出方法は、被検出物質である抗原が検査対象である生体試料(尿、血液、鼻水など)に含まれているか否か、および/またはその量(濃度)を検出するバイオセンシング方法である。図2Aは、本センシング方法を実施するための表面プラズモン放射光検出装置1の概略構成を示す全体図、図2Bは、装置1の底面図である。
第2の実施形態の検出方法およびその検出方法を実施するための表面プラズモン放射光検出装置2を図3から図5を参照して説明する。以下の図面において、第1実施形態と同じ構成要素には同じ参照符号を付し、詳細な説明を省略する。
試料セル50は、基台51と、該基台51上に液体試料Sを保持し、液体試料Sの流路52を形成するスペーサ53と、試料Sを注入する注入口54aおよび排出する排出口となる空気孔54bを備えたガラス板からなる上板54とを備えている。また、流路52下流の空気孔54bに接続する部分には廃液だめ56が形成されている。なお、本実施形態では、スペーサ53により構成された流路を上部に有する基台51は誘電体プレートで構成されており、センサチップ部の誘電体プレートを兼ねている。基台はセンサチップ部となる部分のみ誘電体プレートで構成されたものであってもよい。流路52の高さhは例えば、30μm程度である。
step1:注入口54aから検査対象である血液(全血)S0を注入する。ここでは、この血液S0に被検出物質である抗原Aが含まれている場合について説明する。
step2:血液S0は毛細管現象で流路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、血液をポンプの吸引、押し出し操作によって流下させてもよい。
step3:流路52に染み出した血液S0と標識2次抗体BMとが混ぜ合わされ、抗原Aが2次抗体B2と結合する。
step4-5:血液S0は流路52に沿って空気孔54b側へと徐々に流れ、2次抗体B2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、第1の測定エリア(センサ部)58上に抗原Aが1次抗体B1と2次抗体B2で挟み込まれたいわゆるサンドイッチが形成される。
第3の実施形態の検出方法として、本発明の一実施形態の検出用キットを用いた方法について図6A、図6Bおよび図7を参照して説明する。図6A、6Bおよび7において、上述の試料セルと同一の要素には同一符号を付し、詳細な説明を省略する。
検出用キット60は、試料セル61と、表面プラズモン放射光検出測定を行うにあたり、液体試料と同時もしくは液体試料の流下後に、試料セル61の流路内に流下される、標識結合物質BMを含む標識用溶液63とを備えている。
step1:注入口54aから検査対象である血液(全血)S0を注入する。ここでは、この血液S0中に被検出物質である抗原Aが含まれている場合について説明する。
step2:血液S0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、血液をポンプの吸引、押し出し操作によって流下させてもよい。
step3:血液S0は流路52に沿って空気孔54b側へと徐々に流れ、血液S0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:標識2次抗体BMを含む標識用溶液63を注入口54aから注入する。
step5:標識2次抗体BMが毛細管現象により流路52に染み出す。
step6:標識2次抗体BMは徐々に下流側に流れ、標識2次抗体BMの2次抗体B2が抗原Aと結合し、第1の測定エリア(センサ部)58上に抗原Aが1次抗体B1と2次抗体B2で挟み込まれたいわゆるサンドイッチが形成される。
第4の実施形態の検出方法およびその検出方法を実施するための検出装置4について図8を参照して説明する。図8に示す第4の実施形態の検出装置4の構成は、第1の実施形態の検出装置1の構成と同じであるが、用いられるセンサチップが異なり、このセンサチップの違いにより、光電場増強および放射光発生のメカニズムが異なる。
第5の実施形態の検出方法およびその検出方法を実施するための検出装置5について図10を参照して説明する。本実施形態の検出方法においては、金属微粒子表面に局在プラズモンを励起する方法が上記各実施形態とは異なる。それに応じて検出装置5においては、励起光照射光学系の配置構成が上記各実施形態のものとは異なる。
また、検出装置5は、放射光Lを誘電体プレート11裏面側から取り出すためにプリズム22を備える構成であるが、誘電体プレート11から放射光Lを取り出すことができるように構成されていればよく、プリズム22を備えず、誘電体プレート11を導波板として、放射光Lを該プレート11の内部で全反射を繰り返して導波させて、誘電体プレート11の側面から放射光Lを外部に取り出すように構成されていてもよい。
10、10’ センサチップ
11 誘電体プレート
12 金属膜
13 固定層
14 センサ部
15 光導波層
20 励起光照射光学系
21 光源
22 プリズム
30 光検出器
50、50’61 試料セル
51 誘電体プレート
52 流路
53 スペーサ
54 上板
57 標識2次抗体吸着エリア
58、59 検出エリア
A 抗原(被検出物質)
B1 1次抗体(第1の結合物質)
B2 2次抗体(第2の結合物質)
BM 標識2次抗体(標識結合物質)
L0 レーザ光
L 放射光
M 金属微粒子
Claims (8)
- 誘電体プレートの表面に、成膜された金属膜を含むセンサ部を備えたセンサチップを用意し、
金属微粒子が標識として付与された標識結合物質を添加した液体試料を前記センサ部に接触させ、
該センサ部に励起光を照射して、該センサ部の表面に存在する前記金属微粒子の表面に局在プラズモンを生じさせ、
該局在プラズモンと前記センサ部との相互作用に起因して前記誘電体プレートの裏面から特定の角度で出射される放射光を検出し、
該放射光の検出量に基づいて被検出物質の量を求めることを特徴とする検出方法。 - 前記センサチップとして、前記金属膜上に光導波層が形成されたセンサ部を備えたものを用いることを特徴とする請求項1記載の検出方法。
- 前記励起光として、前記誘電体プレートと前記金属膜との界面に、前記誘電体プレートの裏面から全反射条件で光を照射することにより該金属膜の表面側に生じるエバネッセント光を用いることを特徴とする請求項1または2記載の検出方法。
- 前記センサチップとして、前記センサ部の最上層に、前記被検出物質と特異的に結合する第1の結合物質が固定されたものを用い、
前記励起光の照射を、前記第1の結合物質に、直接または前記被検出物質を介して、前記被検出物質の量に応じた量の前記標識結合物質を結合させた状態で行うことを特徴とする請求項1から3いずれか1項記載の検出方法。 - 請求項1から4いずれか1項に記載の検出方法に用いら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前記流路の下流側に設けられた空気孔と、
前記流路の、前記注入口と前記空気孔との間において、前記流路の壁面の少なくとも一部を構成する誘電体プレートの試料接触面に設けられた金属膜を少なくとも含み、最上層に前記被検出物質と特異的に結合する第1の結合物質が固定されてなるセンサ部を備えたセンサチップ領域とを備え、
前記被検出物質と特異的に結合する第2の結合物質および前記被検出物質と競合して前記第1の結合物質と特異的に結合する第3の結合物質のうちのいずれか一方の結合物質に、金属微粒子からなる標識が付与されてなる標識結合物質が、前記流路内の、前記センサ部より上流側に固定されていることを特徴とする検出用試料セル。 - 前記センサ部において、前記金属膜上に光導波層が備えられていることを特徴とする請求項5記載の検出用試料セル。
- 請求項1から4のいずれか1項に記載の検出方法に用いら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前記流路の下流側に設けられた空気孔と、前記流路の、前記注入口と前記空気孔との間において、前記流路の内壁面の少なくとも一部を構成する誘電体プレートの試料接触面に設けられた金属膜を少なくとも含み、最上層に被検出物質と特異的に結合する第1の結合物質が固定されてなるセンサ部を備えたセンサチップ領域とを備えた試料セル、および
前記液体試料の流下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、前記被検出物質と特異的に結合する第2の結合物質および前記被検出物質と競合して前記第1の結合物質と特異的に結合する第3の結合物質のうちのいずれか一方の結合物質に、金属微粒子からなる標識が付与されてなる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。 - 前記センサ部において、前記金属膜上に光導波層が備えられていることを特徴とする請求項7記載の検出用キット。
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