JP7032056B2 - センサデバイス - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、被検体から採取された試料中の被検物質を測定するための体外診断薬に関する。

免疫学測定法を用いて検体中のタンパク質を検出する際、このタンパク質と、抗体又は抗原との免疫反応には、抗体又は抗原の立体構造が関与していることが知られている。また、抗体又は抗原の立体構造が変化すると、タンパク質の検出精度が落ちることが知られている。そこで、この種の測定で用いられる体外診断薬は、支持体上に結合された抗原又は抗体の立体構造を安定させるため、支持体上にウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）、及びポリエチレングリコール（ＰＥＧ）等のブロッキング剤を固定化するようにしている。

また、免疫学測定法を用いた測定において特定のシグナルを検出する際、検体中のタンパク質と抗体又は抗原との非特異な結合、及び、検体中のタンパク質の支持体への非特異な吸着に由来する非特異シグナルは、特定のシグナルの検出に悪影響を与えることが知られている。そこで、非特異シグナルの発生を抑えるため、検体と試薬成分とが混和された測定液にブロッキング剤等を添加するようにしている。この場合のブロッキング剤は、ＢＳＡ、植物性タンパク質の加水分解質、免疫グロブリン、及びカゼイン等がある。なお、このブロッキング剤は、上記のように立体構造を安定させるためのブロッキング剤と同じものであっても、異なるものであっても構わない。

ところで、体外診断薬の支持体に抗体又は抗原の立体構造を安定させるためのブロッキング剤が固定化されていても、測定液にブロッキング剤の添加が無い場合、検体中のタンパク質と抗体又は抗原との非特異な結合、及び、検体中のタンパク質の支持体への非特異な吸着を完全には防げない。そのため、非特異シグナルの発生を抑えきることはできない。

一方、測定液にブロッキング剤を添加する場合、ブロッキング剤が測定液全体に撹拌される必要がある。そのため、反応にデッドボリュームがある場合でも、免疫反応量ではなく、使用液量に応じた多量のブロッキング剤を添加する必要がある。また、ブロッキング剤を測定液に添加する際、添加する前にブロッキング剤を緩衝液に混和させておくのが一般的である。しかしながら、ブロッキング剤の多くはタンパク質、又はその加水分解物であるため、液状での保存安定性が悪い。また、このようなブロッキング剤が添加された測定液は、室温での保存期間が短かったり、冷蔵保存を必要としたりする等、保存条件に制限がつくことが多い。さらに、このようなブロッキング剤が添加された測定液を冷蔵保存した場合、測定の前に、室温に戻す必要がある。

特許第５３２２２４２号公報 特許第４５０５２８１号公報

そこで目的は、保存が容易であり、かつ、少量の薬剤で高いブロッキング効果が望める体外診断薬を提供することにある。

実施形態によれば、体外診断薬は、収容部、格納部、及びブロッキング剤を具備する。収容部は、被検体から採取した試料に含まれる被検物質が含まれる液体を収容する。格納部は、前記被検物質と特異的に反応する物質を格納する。ブロッキング剤は、前記収容部と前記格納部とを隔てるように配置される。

図１は、第１の実施形態に係る体外診断薬が用いられる検体測定装置の構成を示す図である。 図２は、第１の実施形態に係るセンサデバイスの構成を示す図である。 図３は、図２に示される光導波路の表面構造を示す図である。 図４は、図２に示される反応室に測定液を収容した際のセンサデバイスを示す図である。 図５は、測定液が接触する際の光導波路の表面構造を示す図である。 図６は、図５に示されるコーティング層が測定液により溶解した際の光導波路の表面構造を示す図である。 図７は、第１の実施形態の変形例に係るブロッキング剤の構造を示す図である。 図８は、図７に示されるブロッキング剤及びコーティング剤を物質層の表面に被覆した光導波路の表面構造を示す図である。 図９は、図７に示されるブロッキング剤及びコーティング剤を物質層の表面に被覆した光導波路の表面構造のその他の例を示す図である。 図１０は、図７に示される脂質膜が溶解した際のブロッキング剤を示す図である。 図１１は、第２の実施形態に係る検査試薬の構成を示す断面図である。 図１２は、図１１に示される試薬保持部の構造を示す図である。 図１３は、図１１に示される試薬保持部の構造のその他の例を示す図である。 図１４は、図１１に示される検査試薬の使用手順を説明する図である。 図１５は、図１１に示される検査試薬の使用手順を説明する図である。 図１６は、第２の実施形態の変形例に係る試薬保持部の構造を示す図である。 図１７は、第２の実施形態の変形例に係る試薬保持部の構造のその他の例を示す図である。 図１８は、第２の実施形態の変形例に係る試薬保持部の構造のその他の例を示す図である。

以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る体外診断薬が用いられる検体測定装置１０の構成例を示す模式図である。図１に示される検体測定装置１０は、センサデバイス２０、及び検査試薬３０を用い、被検体から採取した試料に含まれる被検物質を測定する装置である。第１の実施形態では、センサデバイス２０が体外診断薬に相当する。

検査試薬３０は、センサデバイス２０へ収容させる測定液を生成するための器具である。検査試薬３０は、例えば、被検物質と特異的に反応する試薬成分、及び注入デバイスを有する。試薬成分は、例えば、注入デバイスで、緩衝液等の水溶液、及び被検体から採取した試料と混和される。試薬成分、水溶液、及び試料が混和された測定液は、センサデバイス２０に設けられる反応室２１に収容される。センサデバイス２０は、反応室２１の下面を担うように設けられる光導波路２２を有する。

図１に示される検体測定装置１０は、磁場発生器１１、光照射器１２、光検出器１３、信号処理回路１４、入力インタフェース１５、表示回路１６、及び記憶回路１７を具備する。

磁場発生器１１は、磁場を発生させる電磁石を、所定の距離だけ離して上下に有する。磁場発生器１１は、電磁石の間にセンサデバイス２０が載置されると、センサデバイス２０に対して下方向及び上方向への磁場を印加する。

光照射器１２は、センサデバイス２０の下方からレーザ又はＬＥＤ等の光を照射する。光検出器１３は、光照射器１２により照射されてセンサデバイス２０に設けられる光導波路２２を伝搬した光を検出する。

信号処理回路１４は、検体測定装置１０の中枢として機能するプロセッサである。信号処理回路１４は、記憶回路１７等に記憶されている処理プログラムを実行することにより、当該プログラムに対応する機能、すなわち、システム制御機能１４１、及び解析機能１４２を実現する。システム制御機能１４１は、入力インタフェース１５から入力される入力情報に基づき、検体測定装置１０における各部を統括して制御する機能である。解析機能１４２は、光検出器１３で検出される光に基づいて、試料に含まれる被検物質の量を算出する機能である。

入力インタフェース１５は、例えば、マウス、キーボード、及び、操作面へ触れることで指示が入力されるタッチパッド等により実現される。入力インタフェース１５は、操作者からの各種指示を受け付ける。入力インタフェース１５は、例えばバスを介して信号処理回路１４に接続され、操作者から入力される操作指示を電気信号へ変換する。入力インタフェース１５は、電気信号を信号処理回路１４へ出力する。なお、本明細書において入力インタフェース１５は、マウス、及びキーボード等の物理的な操作部品を備えるものだけに限られない。例えば、検体測定装置１０とは別体に設けられた外部の入力機器から入力される操作指示に対応する電気信号を受け取り、この電気信号を信号処理回路１４へ出力する電気信号の処理回路も入力インタフェース１５の例に含まれる。

表示回路１６は、例えば、表示インタフェースと表示機器とを有する。表示機器としては、例えば、ＣＲＴディスプレイ、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、ＬＥＤディスプレイ、プラズマディスプレイ、又は当技術分野で知られている他の任意のディスプレイが適宜利用可能である。表示インタフェースは、算出結果を表すデータをビデオ信号に変換する。表示機器は、算出結果を表すビデオ信号を表示する。

図２は、第１の実施形態に係るセンサデバイス２０の構成例を示す模式図である。図２に示されるセンサデバイス２０は、平板状の光導波路２２、外筐部２３、平板状の遮光膜２４、及び平板状の透明基板２５を備える。また、センサデバイス２０は、光導波路２２、外筐部２３、及び遮光膜２４により形成され、測定液が収容される反応室２１を備えている。

光導波路２２は、光が透過する素材、及び抗原抗体反応を行う基板としての素材等により形成される。光が透過する素材としては、例えば、ガラス、及び樹脂等が用いられる。抗原抗体反応を行う基板としての素材としては、例えば、ニトロセルロースメンブレン等のメンブレンが用いられる。光導波路２２は、透明基板２５から入射して透明基板２５へと出射する光の光路となる。すなわち、光導波路２２は、光ファイバーにおけるコア（心材）同様の役割を果たす。遮光膜２４、及び透明基板２５は、光導波路２２の素材とは異なった屈折率の素材で形成される。遮光膜２４、及び透明基板２５は、光導波路２２との境界面で光を全反射させ、光を光導波路２２内に閉じ込めるクラッドとしての役割を果たす。また、遮光膜２４、及び透明基板２５は、光導波路２２を物理的に保護する。

光導波路２２は、上側表面に、被検体から採取した試料に含まれる被検物質と特異的に反応する物質を結合させる支持体の役割も担う。図３は、図２に示される光導波路２２の上側表面を拡大した際の模式図である。光導波路２２の表面には、物質層が形成されている。なお、本実施形態では、光導波路２２の表面に形成され、被検物質と特異的に反応する物質Ｏ１と、ブロッキング剤Ｂ１とにより構成される層を物質層と称している。物質層は、被検物質と特異的に反応する物質を格納する格納部と換言することが可能である。また、本実施形態では、物質Ｏ１は、例えば、被検物質が抗体である場合には抗原を表し、被検物質が抗原である場合には抗体を表すものとする。また、物質Ｏ１は、ペプチドを表してもよい。物質Ｏ１は、光導波路２２の表面に結合されている。

ブロッキング剤Ｂ１は、光導波路２２の表面における、物質Ｏ１が結合されていない部分に固定化されている。ブロッキング剤Ｂ１は、例えば、ＢＳＡ、ＰＥＧ、及びＰＥＧ製剤等であり、単独で用いられても良いし、併用して用いられても構わない。ブロッキング剤Ｂ１は、物質Ｏ１の立体構造を安定させる作用を有する。また、ブロッキング剤Ｂ１は、物質Ｏ１を結合させた光導波路２２に対し、被検物質が非特異的に吸着して被検物質の測定が正確に行えなくなることを防ぐ作用を有する。

図３において、物質層の表面には、コーティング層が形成されている。なお、図３では、物質層はコーティング層よりも厚く描かれているが、実際には、コーティング層の方が物質層よりも圧倒的に厚くなる。コーティング層は、保存安定用のコーティング剤Ｃが乾燥されて成る乾燥膜である。コーティング剤Ｃは、例えば、スクロース、マルトース、トレハローズ、プルラン、ヒドロキシプロピルセルロース（ＨＰＣ）、及びデキストラン等の糖類が望ましい。コーティング層には、ブロッキング剤Ｂ２が含まれる。ブロッキング剤Ｂ２は、光導波路２２に結合された物質Ｏ１に対し、被検物質が非特異的に結合して被検物質の測定が正確に行えなくなることを防ぐ作用を有する。ブロッキング剤Ｂ２は、例えば、ＢＳＡ、カゼイン、セリシン、ブロッキングペプチドフラグメント（ＢＰＦ）、及びフィッシュコラーゲンペプチド（ＦＣＰ）等であり、測定液中で検体に作用するものが望ましい。なお、ブロッキング剤Ｂ２は、測定項目に応じて適宜選択される。

外筐部２３は、センサデバイス２０の筐体である。外筐部２３の下面には第１の凹部が形成されている。第１の凹部の上面の一部には反応室２１の上面及び側面を構成する第２の凹部が形成されている。第１の凹部には上から順に遮光膜２４、光導波路２２、及び透明基板２５が配置されている。また、第２の凹部の上面の一端部近傍に外筐部２３を上方に貫通して孔２３ａが形成され、他端部近傍に外筐部２３を上方に貫通して孔２３ｂが形成されている。

遮光膜２４は、外筐部２３の第２の凹部の位置に開口を有する。そして、遮光膜２４は、上面が外筐部２３の第１の凹部上面に密接して配置され、下面が光導波路２２の上面に密着して配置されている。

透明基板２５は、光照射器１２から照射された光が透過する素材により形成される。透明基板２５は、上面が光導波路２２の下面に密着して配置されている。

反応室２１は、測定液を収容するための収容部である。反応室２１は、上面が外筐部２３の第２の凹部の上面により構成される。反応室２１は、側面が外筐部２３の第２の凹部の側面、及び遮光膜２４の開口面により構成される。反応室２１は、下面が光導波路２２の上面により構成される。反応室２１は、下面に図３に示される物質層、及びコーティング層が固定されている。

次に、光導波路２２の表面に物質層及びコーティング層を形成する工程の一例を説明する。

まず、作成者は、コーティング剤Ｃに所定量のブロッキング剤Ｂ２を投入し、ブロッキング剤Ｂ２を含むコーティング剤Ｃを準備する。また、作成者は、化学修飾した支持体（光導波路２２）を準備する。そして、作成者は、準備した支持体を活性化剤等で活性化させた後、活性化させた支持体に物質Ｏ１をスポットし、支持体に物質Ｏ１を結合させる。作成者は、支持体における未反応活性基にブロッキング剤Ｂ１を作用させ、支持体に結合させた物質Ｏ１の立体構造の保持安定化を行う。これにより、支持体表面に物質層が形成される。

次に、作成者は、物質層の表面に、ブロッキング剤Ｂ２を含むコーティング剤Ｃを所定量塗布する。ここで、ブロッキング剤Ｂ２を含むコーティング剤Ｃの塗布量は測定項目によって異なるが、同一項目においては一定量である。作成者は、塗布したコーティング剤Ｃの水分を減圧乾燥、凍結乾燥、風乾燥、窒素乾燥のいずれかの方法で蒸発させ、支持体を乾燥させる。これにより、物質層表面にブロッキング剤Ｂ２が含まれるコーティング層が形成される。なお、物質Ｏ１を支持体に結合させた後、コーティング剤Ｃを塗布する前に、支持体表面をＰＢＳ等の緩衝液又は精製水で洗浄する過程が入っても構わない。

上記工程により、光導波路２２の表面に物質層が形成され、物質層の表面にブロッキング剤Ｂ２を含むコーティング層が形成された光導波路２２を製造することができる。

次に、第１の実施形態に係るセンサデバイス２０を用いる検体測定装置１０の動作の一例について説明する。以下では、検査試薬３０に含まれる試薬成分３１は、被検物質Ａを抗原として結合する第１の抗体と、第１の抗体が固定化された磁性粒子とを含むものとする。また、センサデバイス２０の光導波路２２の表面に結合された物質Ｏ１は、被検物質Ａを抗原として結合する第２の抗体であるとする。

まず、例えば、検査試薬３０が有する注入デバイスにおいて、緩衝液等の水溶液、試薬成分３１、及び被検体から採取した試料が混和される。水溶液、試薬成分３１、及び試料が混和された測定液が、注入デバイスからセンサデバイス２０の反応室２１へ、外筐部２３の孔２３ａを介して流入する。このとき、反応室２１の空気が外筐部２３の孔２３ｂから放出される。図４は、反応室２１に測定液が収容される際の反応室２１の様子を模式的に示す図である。なお、第１の実施形態では、反応空間の例として反応室２１を説明しているが、反応空間は、デバイスを流路とした管状のようなものでもよい。ただし、反応空間内が反応中に撹拌されないものが望ましい。

測定液が、図５に示されるように、反応室２１の下面に位置する光導波路２２上のコーティング層に接触すると、ブロッキング剤Ｂ２を含むコーティング層が速やかに溶解する。コーティング層の溶解により、ブロッキング剤Ｂ２も溶解し、溶解したブロッキング剤Ｂ２は、光導波路２２の表面に広がる。これにより、図６に示されるように、光導波路２２の表面から離れる程、濃度が低くなるような濃度勾配でブロッキング剤Ｂ２が分布するようになる。このため、光導波路２２の近傍に存在する被検物質Ａは、高濃度に分布するブロッキング剤Ｂ２に晒されることになる。この結果、光導波路２２に結合された第２の抗体と被検物質Ａとの非特異的な結合、及び、光導波路２２への被検物質Ａの非特異的な吸着が抑制される。

反応室２１が測定液で満たされると、光照射器１２から光が照射される。照射された光は、センサデバイス２０の透明基板２５を透過し、光導波路２２の一端部側から入射する。入射した光は偏向されてから、光導波路２２を他端部の方向へ伝播する。光は、光導波路２２における反応室２１の下面の領域を伝搬し、光導波路２２の他端部側で光導波路２２から出射可能な角度に偏向されてから出射する。光検出器１３は、光導波路２２から出射して透明基板２５を透過した光を検出する。

磁場発生器１１は、反応室２１に対して下方向への磁場を印加した後に上方向への磁場を印加する。反応室２１に収容された測定液中の試薬成分３１は、磁性粒子に固定化された第１の抗体との結合により被検物質Ａを捕捉する。そして、下方向への磁場の印加により、試薬成分３１に捕捉された被検物質Ａは、反応室２１下面に固定された第２の抗体と結合する。次いで、上方向への磁場の印加により、第２の抗体によって被検物質Ａを捕捉していない試薬成分３１のみが上方へ移動する。

試薬成分３１に捕捉された被検物質Ａが反応室２１下面に固定された第２の抗体と結合していると、光導波路２２を伝播する光の強度は、反応室２１下面の領域での光の散乱、及び吸収により低下する。光導波路２２から出射する光の強度は、反応室２１下面に固定された第２の抗体と結合する被検物質Ａの量に応じて変化する。信号処理回路１４は、上方向へ磁場が印加されているとき、光導波路２２から出射する光の強度に基づき、測定液中の被検物質Ａの量を算出する。表示回路１６は、信号処理回路１４で算出された被検物質Ａの量を表示する。

以上のように、第１の実施形態に係るセンサデバイス２０は、支持体と、前記支持体の表面に、被検物質と特異的に反応する物質が結合されて形成される物質層と、水溶性のコーティング剤、及びブロッキング剤を含み、前記物質層の表面を被覆する乾燥膜とを具備する。すなわち、光導波路２２に物質Ｏ１を結合させ、光導波路２２にブロッキング剤Ｂ１を固定化させることで物質層が形成される。そして、ブロッキング剤Ｂ２を含む水溶性のコーティング剤Ｃを物質層の表面に被覆し、コーティング剤Ｃで被覆された光導波路２２を乾燥させるようにしている。これにより、光導波路２２は、物質層の表面にブロッキング剤Ｂ２を含む水溶性の乾燥膜が形成されることになる。

また、光導波路２２に測定液が接触した際には、ブロッキング剤Ｂ２が速やかに溶解する。そして、光導波路２２の近くに存在する被検物質が、高濃度のブロッキング剤Ｂ２に晒されることになる。その結果、光導波路２２に結合された物質Ｏ１と被検物質との非特異的な結合、及び、光導波路２２への被検物質の非特異的な吸着を効率的に抑制することが可能となる。

したがって、第１の実施形態に係る体外診断薬によれば、保存が容易であり、かつ、少量の薬剤で高いブロッキング効果を望むことができる。また、安定性の良くない液体試薬の一部が乾燥されてセンサデバイス２０上で保持されるため、検査試薬３０側の成分を簡素化することが可能となる。これにより、センサデバイス２０、及び検査試薬３０を含む検査キット全体の保存安定性を高めることができる。

（変形例）
上記第１の実施形態では、ブロッキング剤Ｂ２を含むコーティング剤Ｃを、光導波路２２に形成される物質層の表面に被覆し、コーティング剤Ｃが被覆された光導波路２２を乾燥させる例を説明した。しかしながら、これに限定されない。ブロッキング剤Ｂ２を脂質膜等により内包したブロッキング剤Ｂ３を生成し、このブロッキング剤Ｂ３を含むコーティング剤Ｃを、光導波路２２に形成される物質層の表面に被覆する。そして、このコーティング剤Ｃが被覆された光導波路２２を乾燥させるようにしてもよい。図７は、本変形例に係るブロッキング剤Ｂ３の構造の例を模式的に示す。図７に示される脂質膜は、カプセル状の構造を形成する、例えば、脂質二分子膜構造のリポソームである。皮質膜の内部には、例えば、液状のブロッキング剤Ｂ２が内包される。

図８、及び図９は、ブロッキング剤Ｂ３、及びコーティング剤Ｃを物質層の表面に被覆した光導波路２２の上側表面を拡大した際の模式図である。図８に示されるブロッキング剤Ｂ３は、コーティング剤Ｃに分散された状態で光導波路２２に被覆されている。図９に示されるブロッキング剤Ｂ３は、コーティング剤Ｃの表面に被覆されている。

次に、光導波路２２の表面に物質層、及びコーティング層を形成する工程の一例を説明する。まず、図８に示される物質層、及びコーティング層を光導波路２２の表面に形成する工程の一例を説明する。

まず、作成者は、液状のブロッキング剤Ｂ２に、例えば、レシチン等のリン脂質を溶かすことでブロッキング剤Ｂ３を生成する。作成者は、生成したブロッキング剤Ｂ３を、コーティング剤Ｃに投入し、ブロッキング剤Ｂ３を含むコーティング剤Ｃを準備する。また、作成者は、化学修飾した支持体（光導波路２２）を準備する。

そして、作成者は、準備した支持体の表面に物質層を形成する。作成者は、形成した物質層の表面に、ブロッキング剤Ｂ３を含むコーティング剤Ｃを所定量塗布する。作成者は、塗布したコーティング剤Ｃの水分を所定の乾燥法で蒸発させ、支持体を乾燥させる。これにより、物質層表面にブロッキング剤Ｂ３が含まれるコーティング層が形成される。

続いて、図９に示される物質層、及びコーティング層を光導波路２２の表面に形成する工程の一例を説明する。
まず、作成者は、液状のブロッキング剤Ｂ２に、例えば、レシチン等のリン脂質を溶かすことでブロッキング剤Ｂ３を生成する。また、作成者は、化学修飾した支持体（光導波路２２）を準備する。

そして、作成者は、準備した支持体の表面に物質層を形成する。作成者は、形成した物質層の表面にコーティング剤Ｃを塗布する。作成者は、塗布したコーティング剤Ｃの水分を所定の乾燥法で蒸発させる。そして、作成者は、乾燥させたコーティング剤Ｃの表面に、ブロッキング剤Ｂ３を含む液体を塗布する。作成者は、塗布したブロッキング剤Ｂ３を含む液体の水分を、例えば、凍結乾燥等の乾燥法で蒸発させ、支持体を乾燥させる。これにより、物質層表面にブロッキング剤Ｂ３が含まれるコーティング層が形成される。なお、生成したブロッキング剤Ｂ３を緩衝液等に入れておき、乾燥させたコーティング剤Ｃの表面に、ブロッキング剤Ｂ３を含む緩衝液を塗布するようにしてもよい。

次に、変形例に係る光導波路２２において、ブロッキング剤Ｂ３が溶解される手順の一例について説明する。以下では、検査試薬３０の緩衝液に界面活性剤が含まれているものとする。

まず、検査試薬３０を生成するための注入デバイスにおいて、緩衝液等の水溶液、試薬成分３１、及び被検体から採取した試料が混和される。水溶液、試薬成分３１、及び試料が混和された測定液が、注入デバイスからセンサデバイス２０の反応室２１へ流入する。反応室２１へ流入した測定液は、図８、又は図９に示されるコーティング層と接触する。

コーティング層に測定液が接触すると、コーティング剤Ｃが速やかに溶解する。また、測定液に含まれる界面活性剤により、ブロッキング剤Ｂ３の脂質膜が図１０に示されるように溶解する。そして、脂質膜により内包されていたブロッキング剤Ｂ２が溶解する。これにより、光導波路２２の表面から離れる程、濃度が低くなるような濃度勾配で、ブロッキング剤Ｂ２が分布するようになる。このため、光導波路２２の近傍に存在する被検物質は、高濃度に分布するブロッキング剤Ｂ２に晒されることになる。この結果、光導波路２２に結合された物質Ｏ１と被検物質との非特異的な結合、及び、光導波路２２への被検物質の非特異的な吸着が抑制されることになる。

以上のように、第１の実施形態に係る変形例では、ブロッキング剤Ｂ２を脂質膜により内包したブロッキング剤Ｂ３を生成する。そして、生成したブロッキング剤Ｂ３を光導波路２２の表面に形成される物質層上に塗布して乾燥させるようにしている。これにより、光導波路２２を乾燥させても、ブロッキング剤Ｂ３の脂質膜に内包されるブロッキング剤Ｂ２の乾燥を防ぐことが可能となる。

したがって、ブロッキング剤Ｂ２が液状において効果を発揮する場合であっても、保存が容易であり、かつ、少量の薬剤で高いブロッキング効果を望むことできる体外診断薬を製造することができる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態では、図１に示される、センサデバイス２０へ収容させる測定液を生成するための器具である検査試薬３０が体外診断薬に相当する場合を説明する。

図１１は、第２の実施形態に係る検査試薬３０の構成例を示す断面図である。図１１に示される検査試薬３０は、試薬成分３１と、試薬成分３１を保持する注入デバイス３００とを備える。注入デバイス３００は、注入具３２、及び容器３３を有する。
注入具３２は、嵌着部３２１、つば３２２、及び吐出口３２４を有する。嵌着部３２１は、外径が容器３３の内径と略同一となるように形成されている。嵌着部３２１は、注入具３２を容器３３に挿入する際に、容器３３の内壁面３３３に嵌合する。
つば３２２は、外径が容器３３の外径よりも大径に形成されている。注入具３２を容器３３に挿入する際、つば３２２の下面と、容器３３の上面３３２とが当接する。注入具３２は、嵌着部３２１とつば３２２とにより容器３３に嵌着し、蓋として容器３３を密閉する。

嵌着部３２１の内側には、嵌着部３２１の内周壁に内接されて試薬保持部３２３が装填されている。具体的には、試薬保持部３２３は、例えば、円柱状であり、その外径が、嵌着部３２１の内径よりも大径に形成されている。試薬保持部３２３は、嵌着部３２１に圧入され、嵌着部３２１の内周面と当接する。試薬保持部３２３は、例えば、ポリエチレン等の樹脂から成る多孔質シートである。
吐出口３２４は、液体を吐出させるための筒口である。吐出口３２４は、センサデバイス２０の孔２３ａから、測定液を流入可能なように形成されている。なお、注入具３２には、嵌着部３２１の内周壁に内接されるように、フィルタが装填されていてもよい。このとき、試薬保持部３２３は、フィルタと、吐出口３２４との間に設けられる。

容器３３は、例えば、樹脂又は低密度ポリエチレン等からなり、可撓性及び透過性を有する。容器３３は、長手方向の一端部に開口部３３１を有し、有底である。容器３３には、緩衝液等の水溶液が所定量収容される。容器３３は、水溶液が外部に漏れないように開口部３３１が取り外し可能な封止材３３４で封止されている。容器３３は、測定時には、被検体から採取した試料が投入され、試料と水溶液とが混和された混和液が収容される収容部となる。

試薬保持部３２３は、被検物質と特異的に反応する試薬成分３１、及びブロッキング剤Ｂ２を保持する。図１２及び図１３は、図１１に示される試薬保持部３２３の構成例を示す模式図である。図１２に示される試薬保持部３２３は、第１のシート３２３１を有する。

第１のシート３２３１は、孔の内部に被検物質と特異的に反応する試薬成分３１を格納している。すなわち、第１のシート３２３１は、被検物質と特異的に反応する物質を格納する格納部である。試薬成分３１は、被検物質と特異的に反応する物質及びこの物質が固定化された微粒子により構成される。本実施形態では、試薬成分３１に含まれる物質は、例えば、被検物質が抗体である場合には抗原を表し、被検物質が抗原である場合には抗体を表すものとする。また、試薬成分３１に含まれる物質は、ペプチドを表してもよい。

第１のシート３２３１の開口方向の表面には、コーティング層が形成されている。コーティング層は、保存安定用のコーティング剤Ｃが乾燥されて成る乾燥膜である。コーティング剤Ｃは、例えば、スクロース、マルトース、トレハローズ、プルラン、ＨＰＣ、及びデキストラン等の糖類が望ましい。

コーティング層には、ブロッキング剤Ｂ２が含まれる。ブロッキング剤Ｂ２は、被検物質と特異的に反応する物質を固定化させた微粒子に対し、被検物質が非特異的に結合して被検物質の測定が正確に行えなくなることを防ぐ作用を有する。ブロッキング剤Ｂ２は、例えば、ＢＳＡ、カゼイン、セリシン、ＢＰＦ、及びＦＣＰ等であり、測定液中で検体に作用するものが望ましい。なお、ブロッキング剤Ｂ２は、測定項目に応じて適宜選択される。また、第２の実施形態においてコーティング層に含まれるブロッキング剤Ｂ２は、第１の実施形態においてコーティング層に含まれるブロッキング剤Ｂ２と同一の成分を有していても構わないし、異なる成分を有していても構わない。

図１３に示される試薬保持部３２３は、第２のシート３２３２、及び第３のシート３２３３を有する。

第２のシート３２３２は、孔の内部に被検物質と特異的に反応する試薬成分３１を格納している。すなわち、第２のシート３２３２は、被検物質と特異的に反応する物質を格納する格納部である。第２のシート３２３２の開口方向の表面には、第３のシート３２３３が積層さていれる。第３のシート３２３３は、孔の内部にブロッキング剤Ｂ２を格納している。なお、第２及び第３のシート３２３２，３２３３は上下の順序が逆であっても構わない。

次に、注入具３２に装填される試薬保持部３２３の製造工程の一例を説明する。まず、図１２に示される試薬保持部３２３の製造工程の一例を説明する。

まず、作成者は、乾燥重量が所定の重量のｎ倍（ｎは１よりも大きい正の数）の重量となる試薬成分３１を溶解した液状の試薬を準備する。また、作成者は、コーティング剤Ｃに所定量のブロッキング剤Ｂ２を投入し、ブロッキング剤Ｂ２を含むコーティング剤Ｃを準備する。また、作成者は、例えば、ポリエチレンにより構成され、面積が注入具３２の嵌着部３２１の内側断面積のｎ倍となるシート状の部材を準備する。なお、試薬保持部３２３を嵌着部３２１に圧入する場合には、シート状の部材の面積は、嵌着部３２１の内側断面積のｎ倍以上となる。また、作成者は、底面が平らな容器を準備する。

そして、作成者は、準備した部材の表面が水平になるように容器を配置した後、部材表面上で均一な層になるように液状の試薬を塗布する又は散布する。作成者は、塗布又は散布した液状の試薬の水分を蒸発させて乾燥させた後、シート部材を裏返し、部材表面に、ブロッキング剤Ｂ２を含むコーティング剤Ｃを所定量塗布する。作成者は、塗布したコーティング剤Ｃの水分を減圧乾燥、凍結乾燥、風乾燥、窒素乾燥のいずれかの方法で蒸発させて乾燥させた後、部材を所定の面積となるサイズにカットして第１のシート３２３１を作成する。これにより、試薬保持部３２３が製造される。

続いて、図１３に示される試薬保持部３２３の製造工程の一例を説明する。
まず、作成者は、乾燥重量が所定の重量のｎ倍の重量となる試薬成分３１を溶解した液状の試薬を準備する。また、作成者は、所定量の液状のブロッキング剤Ｂ２を準備する。また、作成者は、例えば、ポリエチレンにより構成され、面積が注入具３２の嵌着部３２１の内側断面積のｎ倍となるシート状の第１及び第２の部材を準備する。なお、試薬保持部３２３を嵌着部３２１に圧入する場合には、第１及び第２の部材の面積は、嵌着部３２１の内側断面積のｎ倍以上となる。また、作成者は、底面が平らな容器を準備する。

そして、作成者は、準備した第１の部材の表面が水平になるように容器を配置した後、第１の部材表面上で均一な層になるように液状の試薬を塗布する又は散布する。作成者は、塗布又は散布した液状の試薬の水分を蒸発させて乾燥させた後、第１の部材を所定の面積となるサイズにカットして第２のシート３２３２を作成する。

次に、作成者は、準備した第２の部材の表面が水平になるように容器を配置した後、第２の部材表面上で均一な層になるように液状のブロッキング剤Ｂ２を塗布する又は散布する。作成者は、塗布又は散布した液状のブロッキング剤Ｂ２の水分を蒸発させて乾燥させた後、第２の部材を所定の面積となるサイズにカットして第３のシート３２３３を作成する。作成者は、作成した第２のシート３２３２に、作成した第３のシート３２３３を積層する。これにより、試薬保持部３２３が製造される。

次に、測定液を注入デバイス３００からセンサデバイス２０の反応室２１へ収容させる手順の一例について説明する。以下では、検査試薬３０が備える試薬成分３１は、被検物質Ａを抗原として結合する第１の抗体と、第１の抗体が固定化された磁性粒子とを含むものとする。

まず、医師等の使用者は、注入デバイス３００の容器３３から封止材３３４を剥がす。次いで、図１４に示されるように、使用者は、容器３３内の水溶液に、被検体から採取した試料を投入する。試料を投入した後、使用者は、容器３３の開口部３３１に注入具３２を挿入する。これにより、容器３３が密閉される。

次いで、使用者は、図１５に示されるように、注入具３２が下を向くように、注入デバイス３００を逆さにする。すると、水溶液と試料とが混和された混和液が、試薬保持部３２３に接触する。試薬保持部３２３では、まず、混和液がブロッキング剤Ｂ２に接触し、混和液にブロッキング剤Ｂ２が混和液に溶解する。次いで、ブロッキング剤Ｂ２が溶解した混和液が試薬成分３１に接触し、この混和液に試薬成分３１が溶解する。これにより、ブロッキング剤Ｂ２を高濃度で含む混和液が試薬成分３１に接触することになる。このため、試薬成分３１は、高濃度に分布するブロッキング剤Ｂ２に晒されることになる。この結果、第１の抗体が固定化された磁性粒子への被検物質Ａの非特異的な結合が抑制されることになる。

次いで、使用者は、注入具３２の吐出口３２４をセンサデバイス２０の外筐部２３の孔２３ａへ挿入する。使用者は、図１５に示されるように、容器３３を挟持して矢印方向に圧迫する。この圧迫により、吐出口３２４から、混和液にブロッキング剤Ｂ２、及び試薬成分３１が溶解した測定液が、滴下する。吐出口３２４から滴下した測定液は、センサデバイス２０の反応室２１へ流入する。

以上のように、第２の実施形態に係る検査試薬３０は、所定の水溶液を収容する容器と、被検物質と特異的に反応する物質、及びブロッキング剤を保持する保持部と、前記保持部が装填され、前記保持部に接触した液体を吐出させるための吐出口を有する注入具とを具備する。すなわち、検査試薬３０の注入具３２に、ブロッキング剤Ｂ２及び試薬成分３１を乾燥して保持する試薬保持部３２３を装填するようにしている。これにより、試薬成分３１の近傍に乾燥されたブロッキング剤Ｂ２が配置されることになる。

また、試薬保持部３２３に液体が接触した際には、ブロッキング剤Ｂ２が速やかに溶解し、ブロッキング剤Ｂ２を高濃度に含む液体が試薬成分３１に接触することになる。その結果、被検物質に特異的に反応する物質が固定化された微粒子への被検物質の非特異的な結合を効率的に抑制することが可能となる。

したがって、第２の実施形態に係る体外診断薬によれば、保存が容易であり、かつ、少量の薬剤で高いブロッキング効果を望むことができる。また、安定性の良くない液体試薬の一部が乾燥されて検査試薬３０の注入具３２で保持されるため、センサデバイス２０、及び注入デバイスを含む検査キット全体の保存安定性を高めることができる。

（変形例）
上記第２の実施形態では、試薬保持部３２３が、乾燥させたブロッキング剤Ｂ２を保持する例を説明した。しかしながら、これに限定されない。ブロッキング剤Ｂ２を脂質膜等により内包したブロッキング剤Ｂ３を生成し、試薬保持部３２３がこのブロッキング剤Ｂ３を保持させるようにしてもよい。ブロッキング剤Ｂ３の構造は、図７に示されるものと同様である。

図１６乃至図１８は、図１１に示される試薬保持部３２３の構成例を示す模式図である。
図１６に示される試薬保持部３２３は、第４のシート３２３４を有する。第４のシート３２３４は、孔の内部に被検物質と特異的に反応する試薬成分３１を格納している。すなわち、第４のシート３２３４は、被検物質と特異的に反応する物質を格納する格納部である。第４のシート３２３４の開口方向の表面には、ブロッキング剤Ｂ３が被覆されている。

図１７に示される試薬保持部３２３は、第５のシート３２３５を有する。第５のシート３２３５は、孔の内部に試薬成分３１と、ブロッキング剤Ｂ３とを格納している。すなわち、第５のシート３２３５は、被検物質と特異的に反応する物質を格納する格納部である。
図１８に示される試薬保持部３２３は、第６及び第７のシート３２３６，３２３７を有する。第６のシート３２３６は、孔の内部に試薬成分３１を格納している。すなわち、第６のシート３２３６は、被検物質と特異的に反応する物質を格納する格納部である。第７のシート３２３７は、孔の内部にブロッキング剤Ｂ３を格納している。なお、第６及び第７のシート３２３６，３２３７は上下の順序が逆であっても構わない。

次に、注入具３２に装填される試薬保持部３２３の製造工程の一例を説明する。まず、図１６に示される試薬保持部３２３の製造工程の一例を説明する。

まず、作成者は、試薬成分３１を溶解した液状の試薬を準備する。また、作成者は、液状のブロッキング剤Ｂ２に、例えば、レシチン等のリン脂質を溶かすことでブロッキング剤Ｂ３を生成する。また、シート状の部材を準備する。

そして、作成者は、準備した部材表面上で均一な層になるように液状の試薬を塗布する又は散布する。作成者は、塗布又は散布した液状の試薬の水分を蒸発させて乾燥させた後、シート部材を裏返し、部材表面に、ブロッキング剤Ｂ３を含む液体を塗布する。作成者は、塗布したブロッキング剤Ｂ３を含む液体の水分を、例えば、凍結乾燥等の乾燥法で蒸発させて乾燥させる。その後、作成者は、部材を所定の表面積となるサイズにカットして第４のシート３２３４を作成する。これにより、試薬保持部３２３が製造される。

続いて、図１７に示される試薬保持部３２３の製造工程の一例を説明する。
まず、作成者は、試薬成分３１を溶解した液状の試薬を準備する。また、作成者は、液状のブロッキング剤Ｂ２に、リン脂質を溶かすことでブロッキング剤Ｂ３を生成する。また、作成者は、液状の試薬と、ブロッキング剤Ｂ３とを混和させた混和液を準備する。また、作成者は、シート状の部材を準備する。

そして、作成者は、準備した部材の表面上で均一な層になるように、試薬とブロッキング剤Ｂ３とが混和された混和液を塗布する又は散布する。作成者は、塗布又は散布した混和液の水分を蒸発させて乾燥させた後、部材を所定の表面積となるサイズにカットして第５のシート３２３５を作成する。これにより、試薬保持部３２３が製造される。
続いて、図１８に示される試薬保持部３２３の製造工程の一例を説明する。
まず、作成者は、試薬成分３１を溶解した液状の試薬を準備する。また、作成者は、液状のブロッキング剤Ｂ２に、リン脂質を溶かすことでブロッキング剤Ｂ３を生成する。また、作成者は、シート状の第１及び第２の部材を準備する。

そして、作成者は、準備した第１の部材の表面上で均一な層になるように液状の試薬を塗布する又は散布する。作成者は、塗布又は散布した液状の試薬の水分を蒸発させて乾燥させた後、第１の部材を所定の表面積となるサイズにカットして第６のシート３２３６を作成する。

次に、作成者は、準備した第２の部材の表面上で均一な層になるように、ブロッキング剤Ｂ３を含む液体を塗布する又は散布する。作成者は、塗布又は散布した液体の水分を蒸発させて乾燥させた後、第２の部材を所定の表面積となるサイズにカットして第７のシート３２３７を作成する。作成者は、作成した第６のシート３２３６に、作成した第７のシート３２３７を積層する。これにより、試薬保持部３２３が製造される。

次に、変形例に係る検査試薬３０において、ブロッキング剤Ｂ３が溶解される手順の一例について説明する。以下では、検査試薬３０の水溶液に界面活性剤が含まれているものとする。

図１５に示されるように、使用者が注入具３２が下を向くように注入デバイス３００を逆さにすると、水溶液と試料とが混和された混和液が、試薬保持部３２３に接触する。試薬保持部３２３では、まず、混和液がブロッキング剤Ｂ３に接触し、混和液に含まれる界面活性剤により、ブロッキング剤Ｂ３の脂質膜が溶解する。脂質膜が溶解すると、脂質膜により内包されていたブロッキング剤Ｂ２が混和液に溶解する。次いで、ブロッキング剤Ｂ２が溶解された混和液が試薬成分３１に接触し、この混和液に試薬成分３１が溶解する。これにより、ブロッキング剤Ｂ２を高濃度で含む混和液が試薬成分３１に接触することになる。このため、試薬成分３１は、高濃度に分布するブロッキング剤Ｂ２に晒されることになる。この結果、第１の抗体が固定化された磁性粒子への被検物質Ａの非特異的な結合が抑制されることになる。

以上のように、第２の実施形態に係る変形例では、ブロッキング剤Ｂ２を脂質膜により内包したブロッキング剤Ｂ３を生成する。そして、生成したブロッキング剤Ｂ３を乾燥させて試薬保持部３２３に保持させるようにしている。これにより、ブロッキング剤Ｂ３の脂質膜に内包されるブロッキング剤Ｂ２の乾燥を防ぐことが可能となる。

したがって、ブロッキング剤Ｂ２が液状において効果を発揮する場合であっても、保存が容易であり、かつ、少量の薬剤で高いブロッキング効果を望むことできる体外診断薬を製造することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１０…検体測定装置、１１…磁場発生器、１２…光照射器、１３…光検出器、１４…信号処理回路、１４１…システム制御機能、１４２…解析機能、１５…入力インタフェース、１６…表示回路、１７…記憶回路、２０…センサデバイス、２１…反応室、２２…光導波路、２３…外筐部、２３ａ，２３ｂ…孔、２４…遮光膜、２５…透明基板、３０…検査試薬、３００…注入デバイス、３１…試薬成分、３２…注入具、３２１…嵌着部、３２３…試薬保持部、３２３１…第１のシート、３２３２…第２のシート、３２３３…第３のシート、３２３４…第４のシート、３２３５…第５のシート、３２３６…第６のシート、３２３７…第７のシート、３２４…吐出口、３３…容器、３３１…開口部、３３２…上面、３３３…内壁面、３３４…封止材

Claims (12)

1. 被検体から採取した試料に含まれる被検物質が含まれる液体が収容される収容部と、 光導波路と、
   前記被検物質と特異的に反応する物質と、当該物質を支持する第１ブロッキング剤とを格納する層であって、前記光導波路の表面に結合される前記物質により形成される物質層と、
   水溶性のコーティング剤と、前記物質層および前記収容部の間を隔てる第２ブロッキング剤とを含み、前記物質を含まない、前記物質層の表面を被覆する乾燥膜と、
   を具備するセンサデバイス。
2. 前記第２ブロッキング剤は、前記乾燥膜に含まれる水溶性のコーティング剤中に分散されている請求項１記載のセンサデバイス。
3. 前記第２ブロッキング剤は、脂質膜により内包され、前記乾燥膜に含まれる水溶性のコーティング剤中に分散されている請求項１記載のセンサデバイス。
4. 前記第２ブロッキング剤は、脂質膜により内包され、前記乾燥膜の表面に付着されている請求項１記載のセンサデバイス。
5. 前記第２ブロッキング剤は、測定項目に応じて選択される請求項１乃至４のいずれかに記載のセンサデバイス。
6. 前記収容部は、前記試料と所定の水溶液が混和された混和液を収容するための容器であり、
   前記物質層は、前記物質を格納する第１のシートであり、
   前記第１のシートが装填され、前記第１のシートに接触した前記混和液を吐出させるための吐出口を有する注入具をさらに具備する請求項１記載のセンサデバイス。
7. 前記第２ブロッキング剤は、前記第１のシートの表面を被覆する請求項６記載のセンサデバイス。
8. 前記第２ブロッキング剤は、脂質膜により内包される請求項７記載のセンサデバイス。
9. 前記第２ブロッキング剤を格納し、前記第１のシートが前記吐出口との間に配置されるように前記注入具に装填される第２のシートをさらに具備する請求項６記載のセンサデバイス。
10. 前記第２ブロッキング剤は、脂質膜により内包される請求項９記載のセンサデバイス。
11. 前記第２ブロッキング剤は、脂質膜により内包され、前記第１のシートに格納される請求項６記載のセンサデバイス。
12. 前記第２ブロッキング剤は、測定項目に応じて選択される請求項６乃至１１のいずれかに記載のセンサデバイス。

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