JP7353666B2 - バイオアナライザー検証用標準材料組成物、及びそれを用いた標準ストリップ - Google Patents

Description

本発明は、バイオ分析装置の分析精度を検証する（verifying）（校正する(correcting)）ことが可能な標準材料組成物、及びそれを用いた標準ストリップに関する。

物体によって伝達、反射、又は屈折する放射エネルギーを波長の関数として測定する光学的検出法は、使いやすく、正確で、小型、或いは携帯性があり、さらに、低価格で様々な反応に対して用いることができるという長所を有している。そのため、前記光学的検出法は、例えば化学、物理学、生化学、免疫学、酵素学、分子生物学、食品学、等々といった様々な分野で適用されている。

前記光学的検出法の一例は、光学的部分を備えたバイオ分析装置にラテラルフローストリップ又はマイクロ流体チップが適用されている検出（分析）法を含みうる。

しかしながら、分析装置の生産においては、各分析装置に組み込まれるハードウエアの構成を同じに設計しても、例えば部品の電磁的特性の偏差、及び各構成の結合における偏差といった様々な変数に起因して、生産される多数の分析装置において、理想的な蛍光信号に関して同じデータが得られない、という問題がある。このことにより、蛍光強度測定による検出材料の定量的な診断及び分析の結果における分析精度（信頼性）が損なわれる。

ゆえに、多数の分析装置によって検出がなされる際には、必要とする蛍光信号の強度を示す標準材料を参照試料（reference）として、分析装置の蛍光強度の偏差を校正する（correct）検証プロセス（verification process）が必要である。そのため、先行技術では、金、ラテックス、又は等々を混合したインク、或いは、例えばユーロピウム等の蛍光体（fluorescent substance）を標準材料として、分析装置の検証プロセスが実行されてきた。

しかしながら、前記インクは、カラーダイアグラムに基づいた印刷プロセスを通じて標準材料として生産されるため、印刷プロセスが実行される際にはいつでも色表現の誤差が生じ、また外部に露出されたときに汚染されやすいので、その寿命は長くない、という問題を有する。さらに、前記蛍光体は、標準材料の生産プロセスの最中に光退色現象が生じることから、或いは、光、温度又は湿度の変化に対して敏感であることから、再現性に劣るという問題を有している。

それゆえに、バイオ分析装置の分析精度を向上させるために、改善された標準材料の開発が望まれている。

本発明の１つの目的は、バイオ分析装置の分析精度を検証する（verify）（校正する(correct)）バイオ分析装置検証（verifying）用標準材料組成物を提供することである。
本発明の別の目的は、前記標準材料組成物から作製された標準ストリップを提供することである。
本発明のまた別の目的は、前記標準材料組成物から作製された標準トレイを提供することである。
本発明のまた別の目的は、前記標準ストリップ及び／又は前記標準トレイを用いるバイオ分析装置の検証方法を提供することである。

上記の目的を達成するために、本発明は、量子ドット含有ナノ粒子を含む、バイオ分析装置検証（verifying）用標準材料組成物を提供する。

前記量子ドット含有ナノ粒子は、コア部、コア部の表面に結合する量子ドット部、並びにコア部及び量子ドット部を保護するためのシェル部、を含んでいてもよい。

前記量子ドット部は、複数の量子ドット埋め込み層を含んでいてもよい。
前記シェル部は、複数のシリカシェル層を含んでいてもよい。
前記量子ドット含有ナノ粒子は、コア部とシェル部との結合を支持するための支持部をさらに含んでいてもよい。

また、本発明は、バイオ分析装置検証用標準材料組成物で形成される、１つ又は複数の発光線を含む標準ストリップを提供する。
前記発光線は複数備わっていてもよく、量子ドットの濃度は、複数の発光線によって異なっていてもよい。
前記発光線は複数備わっていてもよく、蛍光の信号強度は、複数の発光線によって異なっていてもよい。

さらに、本発明は、バイオ分析装置検証用標準材料組成物で形成される発光部を含む、標準トレイを提供する。

さらに、本発明は、バイオ分析装置検証用標準材料組成物で形成される発光部を含む標準トレイに光源を照射するステップ；照射光源により発光部から発せられる蛍光強度値が、バイオ分析装置の光学部に入力された標準蛍光強度値の範囲に入っているか否かを判定するステップ；及び、前記判定により、前記蛍光強度値が標準蛍光強度値の範囲に入るように、光学部に入力された標準蛍光強度値の範囲に対して第一の校正を行う（first correcting）ステップを含む、バイオ分析装置の検証方法を提供する。

本発明のバイオ分析装置の検証方法は、バイオ分析装置検証用標準材料組成物で形成される１つ又は複数の発光線を有する標準ストリップによって、光学部に入力された標準蛍光強度値に対して第二の校正を行う（secondarily correcting）ステップ、をさらに含んでいてもよい。

本発明によって、量子ドット含有ナノ粒子を含む標準材料組成物から作製される標準ストリップ及び／又は標準トレイを用いて、バイオ分析装置における光学部の校正を行うことにより、バイオ分析装置の分析精度が向上し得る。ゆえに、本発明は、信頼度の高いバイオ検出（分析）の結果をもたらすことに貢献し得る。

図１～４は、本発明に係る量子ドット含有ナノ粒子の断面図である。 図１～４は、本発明に係る量子ドット含有ナノ粒子の断面図である。 図１～４は、本発明に係る量子ドット含有ナノ粒子の断面図である。 図１～４は、本発明に係る量子ドット含有ナノ粒子の断面図である。 図５は、本発明に係る標準ストリップの斜視図である。 図６及び図７は、本発明に係る標準ストリップの作成プロセスを示すフローチャートである。 図６及び図７は、本発明に係る標準ストリップの作成プロセスを示すフローチャートである。 図８は、本発明に係る標準トレイの斜視図である。 図９は、本発明に係る標準アセンブリの模式図である。 図１０は、本発明に係るバイオ分析装置の検証のプロセスを説明するための参考図である。 図１１は、本発明に係る実験例１を説明するための参考図である。

本発明の明細書及び請求項で用いる用語及び単語は、従来の又は辞書的な意味に限定されると解釈されるのではなく、発明者は自身の発明を最良の方法で表現するために用語の概念を適宜定義することができるという原則に基づき、本発明の技術的思想と整合する意味又は概念であると解釈されるべきである。

本発明は、光退色現象がほとんどなく、かつ光、温度、及び湿度の変化に敏感でない量子ドットをバイオ分析装置の検証（校正）用標準材料に導入することによって、バイオ分析装置の分析精度を上げつつ寿命が向上した標準材料を提供することを意図するものであり、詳細は図を参照して以下に示される。

本発明は、量子ドット含有ナノ粒子を含むバイオ分析装置の検証用標準材料組成物（以下、「標準材料組成物」と称する）を提供する。本発明に係る前記標準材料組成物は、バイオ分析装置によってバイオ試料（生物学的試料）を検出（分析）する前に、前記バイオ分析装置が正確な検出値（分析値）を示すことができるように、前記バイオ分析装置を検証する（校正する）ために用いられる組成物、として定義されてもよい。

本発明に係る前記標準材料組成物中に含まれる量子ドット含有ナノ粒子は、量子ドットを含む限りは特に限定されなくてもよい。すなわち、前記量子ドット含有ナノ粒子は、量子ドット粒子のみで構成されていてもよく、或いは、量子ドット粒子と他の成分とが組み合わさったものでもよい。ここにおいて、本発明における量子ドットは半導体であり、原子が球状層を約５～１０層形成してその半径は通常１０ｎｍ以下であって、そのサイズがある値以下になった場合にバルク状態の半導体材料中における電子の動特性がさらに限定されるために発光波長がバルク状態とは異なった値になる、量子閉じ込め効果を示す材料として定義されてもよい。この量子ドットは、励起光源からの光を受けることによってエネルギー励起状態に達した場合、対応するエネルギーバンドギャップに応じてエネルギーを自発的に発するという発光特性を示してもよい。

本発明の量子ドット含有ナノ粒子は、特に、量子ドットそのものであってもよいし、或いは、図１に示すようにコア部１０、量子ドット部２０、及びシェル部３０を含む量子ドット含有ナノ粒子であってもよい。コア部１０、量子ドット部２０、及びシェル部３０を含む前記量子ドット含有ナノ粒子については、以下に詳細を示す。

本発明の量子ドット含有ナノ粒子に含まれるコア部１０は、有機粒子又は無機粒子を含んでいてもよい。前記無機粒子は、具体的には、シリカ、アルミナ、二酸化チタン、及び二酸化亜鉛からなる群から選ばれる１つ又は複数の成分からなるものでもよい。これらの無機粒子は高い安定性を有するので、それらがコア部１０に適用される場合、量子ドット含有ナノ粒子のサイズは、コア部１０のサイズと同様に、容易に制御でき、このことに起因して、様々な粒子サイズを有しながら光学特性（発光特性）にも優れた量子ドット含有ナノ粒子が得られうる。

前記コア部１０の直径は１０～１００，０００ｎｍであってもよく、特に、８０～１，０００ｎｍであってもよい。コア部１０の直径が上記範囲内にある場合、量子ドット含有ナノ粒子の取り扱い及び後処理を、容易に行いうる。

本発明の量子ドット含有ナノ粒子に含まれる前記量子ドット部２０は、コア部１０の表面に結合しており、量子ドット含有ナノ粒子に光学特性を発揮させるものであってもよい。特に、前記量子ドット部２０は、複数の量子ドットがコア部１０の表面全体を包囲する構造（単一量子ドット埋め込み層）を有していてもよい。さらに、量子ドット部２０に含まれる量子ドットは、シェル部３０の成分であるシリカと架橋を形成していてもよく、量子ドットがランダムに又は均一にシェル部３０の成分であるシリカと架橋結合している構造が現れてもよい。

例えば、前記量子ドット部２０の量子ドットが均一に分散して、両端に官能基を有する材料で修飾されるプロセスを経てコア部１０の表面と結合してもよく、このことによって量子ドット部２０が形成されてもよい。前記両端に官能基を有する材料は、具体的には、硫黄、窒素、及びリンからなる群から選ばれる１つ又は複数の原子を含む官能基が一端に結合し、シラン基、アミノ基、スルホン基、カルボキシ基、及びヒドロキシ基からなる群から選ばれる１つ又は複数の官能基が他端に結合しているものであってもよい。特に、両端に官能基を有する材料は、メルカプトプロピルトリメトキシシラン、メルカプトメチルジエトキシシラン、メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、又はメルカプトプロピルトリエトキシシランであってもよい。

一方、量子ドット部２０に含まれる量子ドットは、ＩＩ－ＶＩ族半導体成分、ＩＩＩ－Ｖ族半導体成分、又はＩＶ－ＩＶ族半導体成分からなる単一コア構造を有していてもよく、或いは、単一コア上にＩＩ－ＩＶ族半導体成分をコーティングすることでコーティング層が形成された構造を有していてもよい。このことは、上記の量子ドット粒子に対して適用されてもよい。

前記ＩＩ－ＶＩ族半導体は、周期表のＩＩＢ族元素の少なくとも１つとＶＩＢ族元素の少なくとも１つとが結合しているものであってもよい。特に、前記ＩＩ－ＶＩ族半導体は、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＺｎＳｅ、ＺｎＳ、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、ＨｇＳ、ＨｇＳｅ、ＨｇＴｅ、ＣｄＨｇＴｅ、及びＣｄＳｅ_ｘＴｅ_１－ｘからなる群から選ばれるものでもよい。前記ＩＩＩ－Ｖ族半導体は、特に、ＧａＡｓ、ＩｎＡｓ、及びＩｎＰからなる群から選ばれるものでもよい。

ここで、発光効率の点で、前記量子ドットは、単一コア構造よりむしろ、単一コア上にコーティング層が形成された構造を有するものがより好ましい。このことは、コーティング層が不働態化（パッシベーション）層として作用して単一コアを保護し、それによって前記量子ドットの安定性が向上することによる。特に、前記量子ドットとして、ＣｄＳｅ又はＣｄＳの単一コア上にＺｎＳのコーティング層が形成されているもの、或いはＣｄＳｅの単一コア構造上にＣｄＳｅ又はＺｎＳｅのコーティング層が形成されているもの（１型量子ドット）、が用いられてもよい。

さらに、前記量子ドットとして、単一コア構造又は単一コア構造上にコーティング層が形成された構造を有する量子ドット上に、疎水性有機化合物（例えばオレイン酸）がコーティングされた構造を有するものが用いられてもよい。

これらの量子ドットの直径は、１～５０ｎｍでもよく、特に１～２０ｎｍでもよい。さらに、量子ドットが単一コア上にコーティング層が形成された構造を有する場合、単一コアの直径は、１～２０ｎｍでもよく、特に２～１０ｎｍでもよい。

図２に示すように、量子ドットを含む量子ドット部２０は、複数の量子ドット埋め込み層（量子ドットコーティング層）２１、２２、２３を含んでいてもよい。特に、前記量子ドット部２０は、コア部１０の表面を包囲する第一量子ドット埋め込み層２１、前記第一量子ドット埋め込み層２１を包囲する第二量子ドット埋め込み層２２、及び前記第二量子ドット埋め込み層２２を包囲する第三量子ドット埋め込み層２３を含んでいてもよい。ここで、量子ドット埋め込み層２１、２２、及び２３の数は、図２に示された数に限定されず、量子ドット含有ナノ粒子に求められる物理的特性及びサイズに応じて調整されてもよい。このように、量子ドット部２０が複数の量子ドット埋め込み層２１、２２，２３を含む場合、前記量子ドット含有ナノ粒子は、多層の多量子ドットを含み、それによって高い発光効率（量子収率）と向上した明るさを示す。このことは、本発明に係る標準材料組成物の光学特性（発光特性）の向上をもたらしうる。

本発明の量子ドット含有ナノ粒子に含まれる前記シェル部３０は、量子ドット部２０と結合して取り囲んでおり、コア部１０及び量子ドット部２０を保護するよう働いてもよい。シェル部３０は主にシリカで作られていてもよい。

前記シェル部３０の厚さは、１～１，０００ｎｍであってもよく、特に１～３００ｎｍであってもよい。前記シェル部３０の厚さが上記の範囲内にあれば、前記量子ドット含有ナノ粒子が、コア部１０及び量子ドット部２０を保護しながらも重くなりすぎることを防ぐことができ、それにより前記量子ドット含有ナノ粒子の適用可能性が増す。

図３に示すように、そのようなシェル部３０は、複数のシリカシェル層３１、３２、３３を含んでいてもよい。特に、前記シェル部３０は、量子ドット部２０を包囲する第一シリカシェル層３１、前記第一シリカシェル層３１を包囲する第二シリカシェル層３２、及び前記第二シリカシェル層３２を包囲する第三シリカシェル層３３を含んでいてもよい。ここで、シリカシェル層３１、３２、及び３３の数は、図３に示された数に限定されず、量子ドット含有ナノ粒子に求められる物理的特性及びサイズに応じて調整されてもよい。このように、シェル部３０が複数のシリカシェル層３１、３２，３３を含む場合、シェル部３０のキャッピング密度（capping density）が高くなり、前記量子ドット含有ナノ粒子の安定性が増す。さらに、シリカシェル層３１、３２、３３の数を調整することにより、前記量子ドット含有ナノ粒子のサイズを所望のレベルまで自在に制御してもよい。ここで、シェル部３０中に含まれるシリカシェル層３１、３２，３３の数を調整することに加えて、シェル部３０の形成における反応材料の量（volume）を調整することによって厚さを制御することで、ナノ粒子のサイズ制御を実行してもよい。

一方では、（ａ）コア部１０の直径と（ｂ）シェル部３０の厚さとの比（ａ：ｂ、長さ比）は、１２０～３：１～７．５でもよく、特に６～３：１～２でもよい。シェル部３０の厚さに対するコア部１０の直径の比が上記の範囲内にある場合、量子ドット含有ナノ粒子の光学特性及び安定性が向上しうる。

そのような量子ドット含有ナノ粒子は、コア部１０及びシェル部３０のそれぞれと結合して、コア部１０とシェル部３０との結合を保護する支持部４０をさらに含んでもよい。すなわち、図４を参照すると、前記量子ドット含有ナノ粒子は、コア部１０とシェル部３０との間に架橋構造を有する支持部４０をさらに含む。そのような支持部４０がさらに含まれている場合、コア部１０とシェル部３０との結合密度（架橋密度）が増加し得、前記量子ドット含有ナノ粒子の安定性が向上し得、これによって卓越した光学特性を有する量子ドット含有ナノ粒子が提供されうる。このことは、本発明に係る標準材料組成物の光学特性（発光特性）の向上をもたらしうる。

前記支持部４０は、コア部１０と結合した第一の官能基を一端に有し、及びシェル部３０と結合した第二の官能基を他端に有する炭素支持体（carbon supporter）で形成されていてもよい。ここで、前記第一の官能基は、ニトロ基、イミド基、エステル基、マレイミド基、ヨードアセトアミド基、Ｎ－ヒドロキシスクシンイミド基、及びトシル基からなる群から選ばれてもよい。さらに、前記第二の官能基は、トリメトキシシラン基、トリエトキシシラン基、ジメトキシシラン基、ジエトキシシラン基、メトキシシラン基、及びエトキシシラン基からなる群から選ばれてもよい。

特に、前記炭素支持体（carbon supporter）は、オリゴエチレングリコール又はポリエチレングリコールが主鎖構造を形成し、前記第一の官能基が主鎖構造の一端に結合し、前記第二の官能基が主鎖構造の他端に結合しているものでもよい。さらに、前記炭素支持体（carbon supporter）の分子量は１００～１５，０００ｇ／ｍｏｌであってもよい。前記炭素支持体（carbon supporter）が、例えばオリゴエチレングリコール又はポリエチレングリコールを主鎖とする構造を有する場合、量子ドット含有ナノ粒子の調製プロセスにおいて溶剤（例えばエタノール）への分散性が増し、このことに起因して、結合密度（架橋密度）及び安定性が向上した量子ドット含有ナノ粒子が提供されてもよい。

これらの量子ドット含有ナノ粒子は、前記標準材料組成物の光学特性、加工性、成型性等を考慮すると、前記標準材料組成物中に、前記標準材料組成物１００重量部に対して１～８０重量部、特に１～４０重量部の含有量で含まれていてもよい。

一方で、本発明に係る標準材料組成物は、様々な形に成型されるために、バインダー樹脂、硬化剤、添加物、及び溶剤をさらに含んでいてもよい。

本発明に係る標準材料組成物にさらに含まれる前記バインダー樹脂は、光学分野で使用される樹脂である限りは、特に限定されない。特に、前記バインダー樹脂は、アクリレート系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、及びシリコーン系樹脂からなる群から選ばれる１つ又は複数のものであってもよい。

そのようなバインダー樹脂は、前記標準材料組成物の加工性、成型性、分散性等の特性を考慮すると、前記標準材料組成物中に、前記標準材料組成物１００重量部に対して１０～５０重量部、特に２５～５０重量部の含有量で含まれていてもよい。

本発明に係る標準材料組成物にさらに含まれる前記硬化剤は、前記バインダー樹脂の硬化反応を起こすものである限りは、特に限定されない。特に、前記硬化剤は、オキサゾリン系硬化剤、ポリイソシアネート系硬化剤、メラミン系硬化剤、及びカルボジイミド系硬化剤からなる群から選ばれる１つ又は複数のものであってもよい。

これらの硬化剤は、前記標準材料組成物の硬化性、加工性等を考慮すると、前記標準材料組成物中に、前記標準材料組成物１００重量部に対して１～１０重量部、特に１～５重量部の含有量で含まれていてもよい。

本発明に係る標準材料組成物にさらに含まれる前記添加剤は、光学分野で使用される添加剤である限りは、特に限定されない。特に、前記添加剤は、無機フィラー、レベリング剤、消泡剤、分散安定剤、粘度調整剤、酸化防止剤、及び耐熱安定化剤からなる群から選ばれる１つ又は複数のものであってもよい。

これらの添加剤は、前記標準材料組成物の加工性、光学特性等を考慮すると、前記標準材料組成物中に、前記標準材料組成物１００重量部に対して５～５０重量部、特に２０～５０重量部の含有量で含まれていてもよい。

本発明に係る標準材料組成物にさらに含まれる前記溶剤は、光学分野で使用される溶剤である限りは、特に限定されない。特に、前記溶剤は、ベンゼン、トルエン、キシレン、及びエチルベンゼンを例とする芳香族炭化水素系溶剤、ペンタン、ヘキサン、及びヘプタンを例とする脂肪族炭化水素系溶剤、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、シクロヘキサノール、ベンジルアルコール、オクタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、及びグリセロールを例とするアルコール系溶剤、アセトン、メチルエチルケトン、ジイソブチルケトン、及びメチルアミルケトンを例とするケトン系溶剤、エチルアセテート、イソプロピルアセテート、ブチルアセテート、及びエチルアセトアセテートを例とするエステル系溶剤、エチルエーテル、ブチルエーテル、テトラヒドロフランなどを例とするエーテル系溶剤、からなる群から選ばれる１つ又は複数のものであってもよい。

これらの溶剤は、前記標準材料組成物の加工性、成型性等を考慮すると、前記標準材料組成物中に、前記標準材料組成物１００重量部に対して１～５０重量部、特に１０～２０重量部の含有量で含まれていてもよい。

本発明に係る上記標準材料組成物は、検証デバイスに応じた硬化及び成型のプロセスを経て、バイオ分析装置の検証（校正）に適用されてもよい。特に、本発明は、検証デバイスとして、標準ストリップ、標準トレイ、又は標準アセンブリを提供するものであり、これらについては以下に詳細に説明する。

本発明は、上記の標準材料組成物で形成され、１つ又は複数の発光線を含む標準ストリップを提供する。具体的には、図５を参照すると、本発明に係る標準ストリップは、ストリップ本体部１００及び１つ又は複数の発光線２００を含んでいてもよい。

本発明に係る標準ストリップに含まれるストリップ本体部１００は、バイオストリップの分野で一般的に用いられている材料及び構造によって構成されていてもよい。

本発明に係る標準ストリップに含まれる発光線２００は、上記の標準材料組成物で形成されており、ストリップ本体部１００上に、１つ又は複数が備えられていてもよい。前記発光線２００は、上記の量子ドット含有ナノ粒子を含んでおり、光源からの光によって発光しうる。

特に、図５に示すように、発光線２００は、第一の発光線２０１、第二の発光線２０２、及び第三の発光線２０３という複数の形で備わっていてもよく、この場合、各発光線間で量子ドットの濃度が互いに異なっていてもよい。すなわち、各発光線が形成される際に、量子ドット（量子ドット含有ナノ粒子）の含有量が異なった標準材料組成物がそれぞれ適用されて、量子ドットの濃度が異なる発光線が形成される。例えば、第一の発光線２０１における量子ドット濃度が低く（Ｃ_ｌｏｗ）、第二の発光線２０２における量子ドット濃度が第一の発光線２０１に含まれる量子ドット濃度よりも高く（Ｃ_ｌｏｗ＜Ｃ_{ｍｅｄｉｕｍ}）、第三の発光線２０３における量子ドット濃度が第二の発光線２０２に含まれる量子ドット濃度よりも高く（Ｃ_ｌｏｗ＜Ｃ_{ｍｅｄｉｕｍ}＜Ｃ_ｈｉｇｈ）なるように、各標準材料組成物の量子ドットの濃度（含有量）を設定する（調整する）ことによって、複数の発光線２０１、２０２、２０３が形成されてもよい。

さらに、発光線２００は複数備わっていてもよく、発光線２０１、２０２、及び２０３それぞれの間で蛍光信号強度が異なっていてもよい。すなわち、異なった蛍光信号強度を示す複数の発光線２０１、２０２、及び２０３が、発光線２０１、２０２、及び２０３のそれぞれから発せられる蛍光信号の透過プロセス（透過率）を制御することによって形成されてもよい。

ここで、発光線２００の数は、図５に示された数に限定されるものではなく、分析条件に応じて適切に調整されてもよい。

このように、本発明に係る標準ストリップは量子ドット濃度の勾配を有するか、又は、異なった蛍光信号強度を有する複数の発光線２０１、２０２、及び２０３を備えており、そのため、バイオ分析装置の検証プロセスにおいて、分析装置の誤差（偏差）がより正確に校正され得、このことによって前記バイオ分析装置の分析精度が向上しうる。

本発明に係るこの標準ストリップは、図６又は図７に示すプロセスで作製されてもよい。

具体的には、図６に示すように、異なる含有量の量子ドット（又は量子ドット含有ナノ粒子）を有する標準材料組成物の各々を、従来の光学フィルム（Optics film）上に付与し（コートし）、カバーフィルムで覆い、そして硬化プロセスを経ることで量子ドット濃度の勾配を有する複数のＱＤフィルム（例えば、Ｃ_ｌｏｗ、Ｃ_{ｍｅｄｉｕｍ}、及びＣ_ｈｉｇｈという濃度を有する３つのＱＤフィルム）を作製し、作製した各ＱＤフィルムを、ＰＶＣバッキングカードの線位置に合わせてＰＶＣバッキングカードに取り付け、次に、パターン入りのブラックテープ（又はフィルム）をＰＶＣバッキングカード上にＱＤフィルムの線を露出するように配置し及び取り付けることで未切断の標準カードを作製し、前記標準カードを必要なサイズに切断することで本発明に係る標準ストリップを作製する。

さらに、図７に示すように、標準材料組成物で形成されるＱＤシートを作製し、光学フィルムの片面を印刷法によってパターン化することで異なる光透過率を有する複数の線が形成されたマスキングフィルムを作製し、作製したＱＤシートを作製したマスキングフィルムで覆い、硬化することで未切断の標準カードを作製し、前記標準カードを必要なサイズに切断することで本発明に係る標準ストリップを作製する。

本発明に係る標準ストリップは上記の標準材料組成物で形成された発光線２００を含むので、バイオ分析装置の検証（校正）に都合よく用いられ得、バイオ分析装置の分析精度が向上しうる。さらに、標準ストリップの作製中の品質管理プロセスにおいて光退色現象は大きくは起きず、たとえ貯蔵環境（遮光、温度、湿度、その他の項目）が変化した場合でも安定した性能が実現される。さらに、前記標準ストリップは光学フィルムを用いて作製されるため、ＵＶ露光及び外部汚染が防止され、それゆえ長い耐用年数を確保しうる。

本発明は、上記標準材料組成物で形成された発光部を含む標準トレイを提供する。具体的には、図８を参照すると、本発明に係る標準トレイは、トレイ本体部３００、参照部４００、及び発光部５００を含んでいてもよい。ここで、本発明に係る前記標準トレイは、バイオストリップを備えたバイオキットをマウントするよう働くトレイであってもよい。

本発明に係る標準トレイに含まれるトレイ本体部３００は、バイオトレイの分野で通常用いられる材料及び構造で形成されていてもよい。

本発明に係る標準トレイに含まれる参照部４００は、発光部５００の蛍光信号の分析における参照点を提供するよう働き、通常用いられる材料で形成されていてもよい。

本発明に係る標準トレイに含まれる発光部５００は、上記の標準材料組成物で形成されて、光源によって発光してもよい。この発光部５００は、上記の標準材料組成物を硬化してペースト状にするプロセスを経て形成されてもよい。

本発明に係る標準トレイが上記標準材料組成物で形成された発光部５００を含むので、標準トレイは、バイオ分析装置の検証（校正）に都合よく用いられ得、バイオ分析装置の分析精度が向上しうる。

本発明は、上記標準ストリップ及び標準トレイが組み合わさった標準アセンブリを提供する。すなわち、図９を参照すると、本発明は、上記標準ストリップを備えた標準キット、及び前記標準キットが据え付けられた標準トレイを含む標準アセンブリを提供してもよい。この標準アセンブリは、後述するバイオ分析装置の第一及び第二の校正に効率よく使用されうる。

一方で、本発明は、上記の標準ストリップ及び／又は標準トレイを使用してバイオ分析装置を検証する方法を提供するものであり、その詳細を以下に説明する。ここで、本発明に係るバイオ分析装置の検証とは、バイオ試料（例えば、抗原、受容体、ウイルス、酵素、感染性免疫グロブリン、サイトカイン、又は他の感染性因子）を前記バイオ分析装置によって分析する前に行われるものであってもよい。さらに、標準トレイの発光部５００又は標準ストリップの発光線２００以外の部分の蛍光強度は、バックグラウンド値として定義され、検証と分析は、定量的／定性的な分析において、発光部５００又は発光線２００の蛍光強度からバックグラウンド値を引いて得られた値を用いて行われてもよい。

最初に、光源を、上記標準材料組成物で形成された発光部５００を含む前記標準トレイに照射する。この場合、光源は、外部光源でも分析装置内に備えられた光源でもよく、その波長は、紫外線（ブルーライト、４２０ｎｍ未満）でもよい。

次に、照射光源により発光部５００が発する蛍光強度値が、前記バイオ分析装置の光学部に入力された標準蛍光強度値の範囲内に入るか否かが判定される。すなわち、前記標準トレイに備えられた発光部５００から発せられる蛍光信号は、前記バイオ分析装置の光学部に受光され、受光された前記信号の強度が、光学部へ入力（セット）された標準蛍光強度値の範囲内に入るか否かが、光学部のソフトウエアによって判定される。ここで、前記光学部に入力される標準蛍光強度値の範囲は、分析対象の生物サンプルを表しうる、量子収率又はフォトルミネッセンスによる数値を基に決定されてもよい。

次に、前記判定により、前記蛍光強度値が標準蛍光強度値の範囲内となるように、前記光学部へ入力された標準蛍光強度値の範囲に対して第一の校正を行うプロセスによって、前記バイオ分析装置の検証が実行されてもよい。ここで、発光部５００の蛍光強度値が前記光学部に入力された標準発光強度値の範囲内となることが判定プロセスにおいて確認されれば、第一の校正は省略してもよい。さらに、前記第一の校正は、発光部５００を含む標準トレイに代わって発光線２００を含む標準ストリップを使って行ってもよい。

本発明に係るバイオ分析装置の検証方法は、上記標準材料組成物で形成された１つ又は複数の発光線２００を含む標準ストリップによって、光学部に入力された標準発光強度値の値に対して第二の校正を行うプロセスをさらに行ってもよい。すなわち、１つ又は複数の発光線２００を含む標準ストリップに光源が照射され、照射光源により発光線２００から発せられる蛍光強度値が、バイオ分析装置の光学部に設定された前記第一の校正済みの標準蛍光強度値の範囲内に入るか否かが判定される。前記値が前記標準蛍光強度値（第一の校正済みの標準蛍光強度値）の範囲内でない場合、バイオ分析装置の光学部に設定された前記標準蛍光強度値に対して第二の校正が行われる。

一例として、発光線２００を含む標準ストリップによる前記バイオ分析装置の光学部の校正は、図１０に示すように相関係数（ｃ）を適用することによって、実行されてもよい。すなわち、式Ｙ_０＝ａ_０Ｘ＋ｂ_０で表される蛍光強度値を有するように作製された標準ストリップにより、前記バイオ分析装置の光学部に入力された標準蛍光強度値を分析及び数式化した場合、式Ｙ_１＝ａ_１Ｘ＋ｂ_１を得ることができる。ここで、Ｙ_０とＹ_１との相関係数（ｃ）を得て、それをＹ_１に適用した場合、校正された式Ｙ_１‘＝ｃ（ａ_１Ｘ＋ｂ_１）を得ることができる。校正式Ｙ_１‘＝ｃ（ａ_１Ｘ＋ｂ_１）によって光学部の誤差（偏差）を校正することで、本発明は、各バイオ分析装置が前記標準ストリップの蛍光強度として同じ値を有することを保証しうる。

本発明における前記第一の校正及び／又は第二の校正は、所定の期間（１か月から６か月）ごとに行われ、それにより、バイオ分析装置の検証プロセスが更新されうる。

このように、本発明は、前記第一の校正プロセス及び／又は第二の校正プロセスによってバイオ分析装置の検証（校正）を行うものであるので、バイオ分析装置の分析誤差（偏差）をさらに最小化し得、このことによって、バイオ分析装置の分析精度が向上しうる。

本発明における前記バイオ分析装置は、光学部を有し蛍光強度値の分析が可能なソフトウエアがプログラムされるバイオ分析装置である限りは、特に限定されず、携帯電話、バイオリーダー、等々を含みうる。さらに、本発明におけるバイオ分析装置の光学部の誤差とは、各バイオ分析装置の光学部（ＣＣＤ、ＣＭＯＳ）自体同士の間に起因する誤差、光学部の動作環境（周辺環境の照度）に起因する誤差、光源（ＵＶ）に起因する誤差、等々を意味し、本発明は、これらの誤差を検証（校正）することによって、バイオ分析装置の分析精度を向上させてもよい。

以下において、本発明を実施例によってより詳細に示す。しかしながら、以下の実施例は本発明を例示するためだけのものであり、本発明の分野及び技術的精神の範囲の中において、様々な変形や改変がなされてもよいことは、当業者にとって明らかであり、本発明の範囲がそれに限定されるものではない。

［実施例１］
ポリエステル樹脂、芳香族炭化水素系溶剤、及び添加剤（消泡剤、分散安定剤）に、オレイン酸でコーティングされた量子ドット粒子（ＣｄＳｅ／ＺｎＳ、１０ｎｍ）を加えて混合し、それから硬化剤を添加するプロセスを行って、標準材料組成物を調製した。このとき、量子ドット粒子は、組成物１００重量部に対して５重量部となるように加えた。

［実施例２］
量子ドット粒子を、組成物１００重量部に対して１０重量部となるように加えたこと以外は、実施例１と同じプロセスで標準材料組成物を調製した。

［実施例３］
量子ドット粒子を、組成物１００重量部に対して２０重量部となるように加えたこと以外は、実施例１と同じプロセスで標準材料組成物を調製した。

［実施例４］
１）量子ドット含有ナノ粒子の調製
直径１２０ｎｍのシリカ粒子で形成されるコア部（１０ｍｇ／ｍｌ）に、１％（体積／体積）のメルカプトプロピルトリメトキシシラン（ＭＰＴＭＳ）１００μｌを加え、２５℃で１２時間攪拌して、シリカ粒子の表面にチオール基を導入した。

次に、前記チオール基が導入されたシリカ粒子に対して、オレイン酸（疎水性）によりコーティングするプロセスを施した量子ドット粒子（ＣｄＳｅ／ＺｎＳ、１００ｍｇ／ｍｌ）４ｍｇを添加し、ボルテックスで激しく攪拌することによって、前記量子ドット粒子をシリカ粒子のチオール基に結合させた。そして、疎水性溶剤であるジクロロメタン８ｍｌをさらに加えて１０分間攪拌して、未結合の量子ドット粒子をさらに結合させた。そして、メルカプトプロピルトリエトキシシラン（ＭＰＴＥＳ）１００μｌを加えて１５分間攪拌し、そして、塩基として２５％のアンモニア水（ＮＨ_４ＯＨ（ａｑ））１００μｌを加えて３時間攪拌し、３層の量子ドット埋め込み層が積層した構造を有する量子ドット部を得た。

次に、コア部と量子ドット部が形成された前記ナノ粒子を、エタノールで３回洗浄し、そして１００μｌテトラエチルオルソシリケートと２５％のアンモニア水を加えて、４００ｒｐｍで２０時間攪拌し、シェル部を形成した。その後、エタノールでの３回洗浄プロセスを行って、シリカのコア部、３層の量子ドット埋め込み層が積層した量子ドット部、及びシリカのシェル部を含む量子ドット含有ナノ粒子１を製造した。

２）標準材料組成物の調製
上記プロセスで得られる量子ドット含有ナノ粒子１を、前記量子ドット粒子に代わって用いたことを除いて、実施例１と同じプロセスで標準材料組成物を作製した。

［実施例５］
１）量子ドット含有ナノ粒子の調製
直径１２０ｎｍのシリカ粒子で形成されるコア部（１０ｍｇ／ｍｌ）に、１％（体積／体積）のメルカプトプロピルトリメトキシシラン（ＭＰＴＭＳ）１００μｌを加え、２５℃で１２時間攪拌して、シリカ粒子の表面にチオール基を導入した。

次に、前記チオール基が導入されたシリカ粒子に対して、オレイン酸（疎水性）でコーティングするプロセスを施した量子ドット粒子（ＣｄＳｅ／ＺｎＳ、１００ｍｇ／ｍｌ）４ｍｇを添加し、ボルテックスで激しく攪拌することによって、前記量子ドット粒子をシリカ粒子のチオール基と結合させた。そして、疎水性溶剤であるジクロロメタン８ｍｌをさらに加えて１０分間攪拌して、未結合の量子ドット粒子をさらに結合させた。

次に、両端にそれぞれ結合したマレイミド基及びトリエトキシシラン基を有し、ポリエチレングリコールの主鎖を有する炭素支持体（carbon supporter）（分子量１０００ｇ／ｍｏｌ）１５０μｌを加えて１５分間攪拌し、続いて、メルカプトプロピルトリエトキシシラン（ＭＰＴＥＳ）１００μｌを加えて１５分間攪拌し、そして、塩基として２５％のアンモニア水（ＮＨ_４ＯＨ（ａｑ））１００μｌを加えて３時間攪拌し、３層の量子ドット埋め込み層が積層した構造を有する量子ドット部を形成しつつ、炭素支持体（carbon supporter）をコア部の表面に結合させた。

次に、コア部、量子ドット部、及び炭素支持体（carbon supporter）が結合した前記ナノ粒子を、エタノールで３回洗浄し、そして１００μｌのテトラエチルオルソシリケートと２５％のアンモニア水を加えて、４００ｒｐｍで２０時間攪拌し、支持部とシェル部を形成した。その後、エタノールでの３回洗浄プロセスを行って、シリカのコア部、３層の量子ドット埋め込み層が積層した量子ドット部、炭素の支持部、及びシリカのシェル部を含む量子ドット含有ナノ粒子２を製造した。

２）標準材料組成物の調製
上記プロセスで作製された量子ドット含有ナノ粒子２を、前記量子ドット粒子に代わって用いたことを除いて、実施例１と同じプロセスで標準材料組成物を作製した。

［調製例１］
実施例１～３で調製した各標準材料組成物から、標準ストリップを作製した（図６のプロセスを適用）。具体的には、実施例１～３で調製した標準材料組成物のそれぞれを光学フィルム（Optics film）上に付与し、カバーフィルムで覆い、その後硬化プロセスに供して、それぞれ量子ドット濃度の異なる３つのＱＤフィルム（８×３００ｎｍ）を作製した。そして、作製されたそれぞれのＱＤフィルムを、ＰＶＣバッキングカード（６０×３００ｎｍ）の線位置に合わせてＰＶＣバッキングカードに取り付け、パターン入りのブラックテープ（６０×３００ｎｍ）をＰＶＣバッキングカード上に３つのＱＤフィルムの線が露出するように配置して取り付け、それにより未切断の標準カードを作製した。そして、作製した標準カードを切断して、標準ストリップを作製した。

［実験例１］
調整例１で得られた標準ストリップをバイオキット中に取り付けた後、ＵＶ光を照射して量子ドット発光線の色を目視でチェックし、バイオオンリー（bio-only）リーダーで分析した。目視確認及びリーダーによる分析の結果を図１１に示す。

図１１を見ると、第一の線Ａの信号のみが目視で確認されたが、リーダーで分析すると、線Ａとともに、線Ｂ及び線Ｃの両方とも確認できたことが分かった。このようにして確認された３つの線の蛍光強度値を用いて、本発明に係るバイオ分析装置の検証プロセスによって（図１０の式校正プロセスによって）バイオ分析装置の光学部及び光源の校正が実行できた。

Claims (10)

1. コア部、前記コア部の表面に結合した量子ドット部、及び前記コア部及び前記量子ドット部を保護するためのシェル部を含む量子ドット含有ナノ粒子を含み、前記コア部の直径が８０～１，０００ｎｍであり、前記量子ドット部に含まれる量子ドットは、量子ドットがオレイン酸でコーティングされた構造を含む、バイオ分析装置検証用標準材料組成物。
2. 前記量子ドット部が、複数の量子ドット埋め込み層を含む、請求項１に記載のバイオ分析装置検証用標準材料組成物。
3. 前記シェル部が、複数のシリカシェル層を含む、請求項１に記載のバイオ分析装置検証用標準材料組成物。
4. 前記量子ドット含有ナノ粒子が、前記コア部と前記シェル部との結合を支持する支持部をさらに含む、請求項１に記載のバイオ分析装置検証用標準材料組成物。
5. 請求項１～４のいずれか１項に記載のバイオ分析装置検証用標準材料組成物で形成される発光線を１つ又は複数含む、標準ストリップ。
6. 前記発光線を複数備え、複数の発光線の間で量子ドットの濃度が異なっている、請求項５に記載の標準ストリップ。
7. 前記発光線を複数備え、複数の発光線の間で蛍光信号強度が異なっている、請求項５に記載の標準ストリップ。
8. 請求項１～４のいずれか１項に記載のバイオ分析装置検証用標準材料組成物で形成される発光部を含む、標準トレイ。
9. 請求項１に記載のバイオ分析装置検証用標準材料組成物で形成される発光部を含む標準トレイに光源を照射するステップ；
   照射光源により発光部から発せられる蛍光強度値が、バイオ分析装置の光学部に入力された標準蛍光強度値の範囲内であるか否かを判定するステップ；及び
   前記判定により、前記蛍光強度値が前記標準蛍光強度値の範囲内となるように、光学部に入力された標準蛍光強度値の範囲に対して第一の校正を行うステップ、
   を含む、バイオ分析装置の検証方法。
10. 請求項１に記載のバイオ分析装置検証用標準材料組成物で形成される発光線を１つ又は複数含む標準ストリップによって、光学部に入力された標準蛍光強度値に対して第二の校正を行うステップ、をさらに含む、請求項９に記載のバイオ分析装置の検証方法。