JPH03505002A - ピロ電気的温度測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ピロ電気的温度測定装置 発明の背景 本発明は、さまざまな原料から特定の物質についてその存在や量を決定するため に用いられる分析化学または生化学の方法に関する。例えば、いくつかの場合、 酵素のように触媒作用を有する特定のタンパク質分子は、単糖類であるグルコー スの測定に用いることができる。グルコースオキシダーゼ酵素を用いることによ り、グルコースは定量的にグルコン酸と過酸化水素に転化される。ついで発生し た過酸化水素の量は直接測定されるかまたは他の定量法と結びつけることによっ て測定される。種々の酵素を基礎とする分析法は公知であり一般的な文献に記述 されている。

さらに重要なのは免疫化学的方法に用いられることである。それらの特異性のた めに、抗体が多くの種類の物質を作ることができる。これらの抗体はそれらの物 質へ特異的に結び付くことができ、抗原と称される。この抗体−抗原結合反応は 、検体が含有していると推定される種々の試料の中から特定の検体の存在を試験 するのに用いることができる。

基礎的な免疫学的方法は、放射標識免疫検定法、酵素標識免疫検定法、蛍光標識 免疫検定法およびこれらと類似の手法の基本をなす。

ピロ電気的材料の温度測定応答を基礎とする種々の分析手法に使用される装置を 提供することが望ましく、比較ないし参考でき、測定が試料測定に使用されるの と同一の装置内で行うことができ、試料または比較物の両者の条件が他の点では 同一であるという確実性を改良し、同様に特別な測定の精度を改良するものであ る。

一般的な形の装置は知られている。ポーラら（Ｔ　ｒ　ａ　ｎ５ｄｕｃｅｒｓ− ８５，１９８５１ｎｔｅｒｎａｔｉ。

ｎａｌ　　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　　ｏｎ　　５ｏｌｉｄ　　５ｔａｔｅ　　５ ｅｎｓｏｒＳ　ａｎｄ　　Ａｃｔｕｓｔｏｒｓ。

Ｄｉｇｅｓｔ　　ｏｆ　　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　　Ｐａｐｅｒｓ。

ＩＥＥＥ、ｐ、３３〜３６）表面が上面電極として白金膜で被覆されている酸化 亜鉛のピロ電気層の一方側をスパッタリングされているシリコンウェーハよりな る装置を開示シリコンにより形成されている。

発明の開示 ある種の材料は、ピロ電気的特性を発揮させることができ、ピロ電気については 結晶の熱吸収により電気分極を誘導するものと定義し、この分極は熱の変化に比 例する。ピロ電気の応答については、その膜が膜を横断する温度の変化の割合に 比例した電荷（そのような電位）を良く現す。

ピロ電気的薄い重合体膜、例えばポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）は、 ペンシルバニア州のキング・オブ・プロシアのベンワルト社（Ｐｅｎｎｗａｌｔ 　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、　Ｋｉｎｇｎｇ　ｏｆ　Ｐｒｕｓｓｉａ、　ＰＡ） から市販されている商品名ピエゾフィルム（Ｐｉｅｚｏｆｉｌｍ）が利用でき、 ＰＶＤＦ膜は電界中とツレから伝導性の金属膜、例えばニッケル、アルミニウム 、パラジウム等で被覆されたもので分極できる。金属を被覆したＰＶＤＦ膜の結 果、高いピエゾとピロ電気の共働作用を発揮する。そのような膜は、触媒的酵素 反応の熱の測定の特異的なセンサー装置として配置することができる。

電極中の金属膜を適当にエツチングすること、または装置によって、示差センサ ー素子は、続く化学反応を固定することができる。これは、それぞれの電極領域 または素子を覆う示差固定を可能にする幾つかの方法により達成される。

スピンコードによりアミンを導入したエポキシ膜の使用は、均一な化学的反応表 面を与える一つの方法であり、酵素と抗体のごときタンパク質に光化学反応結合 薬剤を用いて結合させることができる。

他の表面被覆方法においては、金属層は酸化され、選ばれた試薬は酸化物と結合 する。これらの膜は当業者において公知の光化学的技術を含む技術の種々の方法 によって、示差結合に応用できる。

相当するエツチングされた電極パターンへの電気重合反応の間に、モノマーによ る架橋によりタンパク質（例えば、膜中への酵素や抗体）に直接結合される種々 のモノマー溶液の制御された電気化学的重合である。

この装置は、任意に示す活性状態と非活性状態の二つの状態の一つの中の推測さ れる検体の存在を検知するのに利用することができる。

活性状態は、反応の間に現れる熱の変化の実原の測定に依存し、もうひとつの状 態は反応後に現れる表面層の熱伝導の変化に依存する。

活性状態では、検体を含むと推定される溶液の少量は、電極膜の上表面に載置さ れるだろう、この膜はしかしこの状態では赤外線が透過する必要はないが、それ は部分的に反応物（普通の状態では赤外線を透過しなければならないし、また一 般的である）特異的薬剤で被覆されて、また部分的には反応物非特異薬剤で被覆 される。もし推定される検体が存在すると、前述の二つの薬剤による反応熱は、 吸熱かまたは発熱でありそれは異なっている。発生した（または除去した）熱の 違いは、その段階でピロ電気膜によって電荷インパルスに転化され、検出電極の 適した素子により検知された示差信号は、示差増幅器により増幅され、定型の出 力により読み出される。

不活性状態では、推定される検体は、同様に１ＲＴ（ｉｎｆｒａ　ｒｅｄ　ｔｒ ａｎｓｐａｒｅｎｔ）電極の上表面に載置され、反応させて検体溶液を洗浄して 表面を乾燥させる。この洗浄と乾燥の工程は、絶対に必要であるという訳ではな い、しかしながら、この工程はより再現性の高い結果を生じる。その上表面は、 赤外線が照射され、これまで述べてきたように、熱伝導度の相違はそれらに発生 する電気信号の比較によって測定される。

赤外線の照射工程は、既知の限度の非常に短いインパルスと時間間隔の非常に短 いものを利用して行うのが好ましいことがわかった。

図面の簡単な説明 第１図は、本発明の装置の側面図である。

第２図は、本発明の検出電極セグメントの下向き平面図である。

第３図は、本発明の反応物反応領域の下向き平面図である。

第４図は、素子を備えた本発明の装置の分解横断面図である。

第５図は、この装置を利用した増幅手段と出力手段の概略図である。

図面の簡単な説明 第１図について、この装置は、非導電性の基板２０を覆っている非導電性のギャ ップ１８によりそれぞれ分離された二つの導電体１４．１６を有する検出電極１ ０よりなる。

第２図を用いて説明する好ましい態様において、二つの電極部位１４と１６は互 いに組合さっており、部位１４は特定検知器部位と称され、部位１６は非特定検 知器部位である。特異電極線３７は部位１４を示差増幅器３３に接続し、非特異 電極３９は部位１６を示差増幅器３３に接続し、そして通常出力器に接続されて いる。

ピロ電気的膜２０は、検知器部分１４．１６の上または露出している表面に接触 して、それの第１層または下の方の表面に配置される。導電性膜部位３４．３６ からなる赤外線透過電極（ＩＲＴ電極）３０は、第２層またはピロ電気的膜の上 表面に配置される。これらの部位は活性状態の時、赤外線を透過しない必要があ り非活性状態では赤外線を透過する。それらの部位は非導電部位３８により互い に分離されている。接地配線３５は金属部位と呼ばれる３４゜３６にそれぞれ接 続され接地される。

部位３４は、部分１４を補い、部位３６は部位１６を補っている。

上述の部分は、該装置の基本部材を構成している。この装置が作動するには、反 応物−反応性部位を保持していることが必要である。重合体の結合ベースは第２ 層または赤外線透過電極部位３４．３６の上表面に設けられている。

この重合体ベース４２はギャップ４８によって分離された、反応物特異薬剤部位 ４４と反応物非特異薬剤部位４６とよりなる。

好ましい具体例において、部位４４は部位１４を補い、部位４６は部位１６を補 っている。その部位４４は抗原を検出しようとする反応物特異薬剤運搬のＩＲＴ 電極部位３４に横たわっており、部位４６は反応物非特異薬剤運搬のＩＲＴ電極 部位３６に横たわっている。

好ましい実施態様の説明 第４図は、その作動環境、即ち分析物センサーセルにおける第１図のセンサーで 説明するものである。このセルにおいてはコンタクト手段の７５．７７および７ ９を持つアッセンブリ基板７０よりなり、その中に設けられ、該コンタクト手段 の上端は、センサーディスクの反対側の電気伝導体部位と電気的に接触しており 、またその他端は、保持用基板８０の中へ挿入できるようにまた電極ビンに適す るように形成される。具体的にいうと、外枠コンタクト７５はリード３５と接続 し、コンタクト７７はリード３７と接続し、コンタクト７９はリード３９と接続 されている。試料穴６０はその中に液体をためる容器６６と下端に接触に適合し た６４、電気配線を形成する３５および液体よりなり、センサーの表側の表面は 漏れ防止シールされている。

下端６４の開孔は、最小部分、好ましくはディスクの反対側の電気伝導部分より 上の表側の表面の大部分を囲むのに十分な大きさである。好ましくは、ねじ山６ ３は試料穴６０の下部の外側に設けられ、大きさは保持用ユニット８０のねじ山 と同等であり互いに作用しあう。よってこのときアッセンブリ基板７０は保持基 板ユニット６０の中に挿入され、センサー１０は該アッセンブリ基板７０に設置 され、試料穴６０に設けられる、設置された該センサーは保持基板ユニット６０ にねじ合され、上記漏れ防止シールをし、電気接触は安全である。

検圧素子１０の形成において、ＩＲＴ電極３０は最初ピロ電気的膜２０上の通常 の金属膜よりなる。この部位の金属はギャップの間のマスクによって保たれる、 即ちギャップ３８は一般的な方法のエツチングで取り去る。部位３４゜３５は装 置の作動中電気的に接続されたままであり、その後被覆材について以下のように 検討した。

金属被覆材として用いられるものはパラジウム、ニッケル、ニッケル／アルミニ ウム合金、アルミニウム、銅、銅／ニッケル、銀およびインジウム酸化スズがあ る。それらの物の内いくつかは他の物より近赤外に対し、より透明である。しか し、すべての物は用いられている厚みでは一部分を伝える、一般的には２００〜 ７００オングストロームの間である。

それぞれの金属は、種々のモノマー溶液中で特有のレドックス電位を持ち、電気 的に重合することができ、最良の電位による重合でも酸化とそれによる金属膜の 退化により過大な電圧が生じる。

本発明の確実な利用については、金属は金属酸化物に変化させる、それらはしば しば金属の自然酸化による。例えば、銀、ニッケル、アルミニウムおよびインジ ウム酸化スズは本質的に酸化金属膜である。酸化物の形成はＮａＯＨのような希 アルカリに浸すことにより加速することができる。

酸化物は直後に被覆材によりシラン、特にシランはアミノプロピルトリエトキシ シランと結合する。それは直後の結合反応によってタンパク質の固定を、例えば ２官能性結合薬剤としてのｐ〜ベンゾキノンを用いて行なうことができ、アミノ 基を提供する。

それら反応物である特異被覆材と反応物である非特異被覆材をＩＲＴ電極の金属 部分上に設置する異なる方法がある。以下に手順について述べるが、それらの形 態の中のものは単に実施例であり制限するものではない。

一つの形態としては、電極部分３４は低電圧直流の陰極に接続され、そして部位 ３６は同様に該電源の陽極に接続される。電極３０全体は、適当なモノマーと反 応物特異薬剤が求核結合するかまたは結合したものの電気伝導性溶液に浸積され る。電流の作用はモノマーを重合させ、それへ薬剤の結合した重合体層よりなる 部位４４を与え、該配合体はＩＲＴ素子３０の部位３４上を特異的に被覆する。

■ＲＴ電極３０は特有の溶液から取出された後、モノマーと求核の反応物非特異 薬剤およびそれとともに結合した溶液に配置される。

ここで、極性を逆にして部位３４に陽極を接続し、部位３６に陰極を接続する。

そして同様の方法で適当な被覆材４６を部位３６上に配置する。モノマーとして 使用することができるものとしては、１，３−フェニレンジアミン、１．４−フ ェニレンジアミン、ｐ−アミノ安息香酸、ｐ−アミノフェノールおよびヒドロキ シベンジルアルコールがある。

その他の被覆剤の具体例としては、重合体ベースは最初、部位３４に被覆され、 ついで適当な抗原は従来の結合手段により結合されて部位４４を与える。その後 、部位３６も同様に最初重合体ベースで被覆され、反応物非特異薬剤がそれに結 合したものが部位４６を与える。これらの重合体ベースは、通常、市販のエポキ シ−ポリアミン混合物である。アミンであるエポキシポリマー用アミンは一般的 にカンカキ−（Ｋａｎｋａｋｅｅ）のヘンケルコ−ポレーション（Ｈｅｎｋｅｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）により作られているような種々のポリアミンの混合物 である。最も顕著なものは、ジエンドアミド（Ｇｅｎｔａｉｉｄｅ）を含有する もの、アミドアミンとバーサミン（Ｖｅｒｓａｍｉｎｅ）によるものおよびケチ ミンである、すなわちアミド基が加水分解により水分に晒されアミンになるのを 保護している。

第３形態として、重合体被覆材は、ＩＲＴ電極の表面全体を覆い遮蔽と放射に適 するように配置され、反応物特異薬剤は部位３４の横たわっている部分と結合し て部位４４を与え、そして同様に反応物非特異薬剤は部位３６の横たわっている 部分と結合し部位４６を与える。

種々の反応条件で結合できかつ安定であるような薬剤に用いることができる材料 の限界は、不明である。しかしながら、別の利益および興味があるのは、酵素を 含めてタンパク質である。一般的にいかなる酵素も、反応によってか、または熱 の発生即ち発熱による分析的に重要なものの形成である。好ましく使われるもの は、グルコースオキンダーゼ、アルコールオキシダーゼ、コレステロールオキシ ダーゼ、カタラーゼ、ウレアーゼ、ペルオキシダーゼ、コレステロールエステラ ーゼ等である。

その他のタンパク質で一般に興味をひくものは、全ての種類の抗体（ＩｇＧ、Ｉ ｇＭ、ＩｇＥ、ｅｔｃ、）のような免疫特異結合タンパク質である。特異結合タ ンパク質はアビジンのような、遊離精製された細胞表面受容体などである。

実施例１　組合された電極の調製 ニッケルで覆われたピエゾ膜（Ｔ、　Ｍ、　）である、ポリフッ化ビニリデン重 合体膜のサンプルを、棒状のもので支え、ポジフォトレジストを両面に厚さ約１ 〜２μｍに噴霧被覆し、次いで、ニッケル電極の交互に組合されたパターンを与 えるマスクを、紫外線（約１０ｃｍの距離で３００Ｗ）を透過させ露光すると、 第１〜３図のような膜が両面に同じようにできる。露光後、露光されたレジスト は特有のアルカリリン酸塩（マサチューセッツ州　ニュートンのシブレイ社より 市販されているマイクロボシトＴ、　Ｍ、現像剤ＣＤ−３０）溶液で現像され、 そしてニッケルは塩化第２鉄溶液でＰＶＤＦ膜からエツチングされ（１リツトル 当たり６００ｇを水に溶かしたもの、室温で５〜１ｏ分間）パターンが現れてく る。残っているレジストは、溶剤によってニッケル電極からはがされる。

実施例２　組合された電極上のエポキシ被覆の調製実施例１によりパターニング されて制作された電極ＰＶＤＦ膜の片面をエポキシ樹脂混合物（５０％キシレン とジエンドアミド（０，５ｍ１）に希釈したダウ（Ｄｏν）３２４２ｍｌ、パー スアミン（０，５ｍ１）架橋樹脂およびＤＭＰ−３０反応促進剤（１２０ｍｇ） をキシレン（Ｑ、ｓ、ｖｉｔｈｘｙｌｅｎｅ）で全量６．２５ｍ１にしたもの） のスピンコーティングによる薄い（約０．０２ｍｍ）均一な膜で被覆する。

その後エポキシ樹脂を３０ｃｍ離した２００Ｗ赤外線ランプの下で４０分間加熱 して硬化させたのち、この表面をスクシンイミジルーアリールーニトレン（例え ばＮ−５−アジド−２−ニトロベンゾイルオキシスクシンイミド）の溶液（０， ０１モル炭酸塩１００ｍ１のｐＨ９，２緩衝液５ｍｇ）に接触させてエポキシ表 面膜を暗闇の中で室温で１６時間放置し、さらに変化させる。この薬剤、はとん ど硬化しているエポキシ樹脂中の非架橋アミンは過剰に反応する。この膜を塩性 溶液で洗浄する。

実施例３　電極の被覆と特異および非特異薬剤実施例２で製作したエポキシで表 面被覆した電極を浅いトレイの上に置き、グルコースオキシダーゼ（２０μｇ／ ｍ　１　）水溶液で電極が浸るまでトレイを一杯にし、これを一つのニッケル電 極上に光が照射されるようなマスクを通して紫外線（３００Ｗ、１０ｃｍ離して １〜５秒間フラッシュ）で露光する、それによりアリールニトレンを分離し、エ ポキシ膜の表面にグルコースオキシダーゼを選択的に結合させる。過剰の酵素溶 液は洗い落とされ、この膜は暗闇で牛血清アルブミン（２０μｇ／ｍｌ）に再び 設置され表面全体を上記と同様に紫外線で露光する。この膜を再び洗浄し過剰の タンパク質溶液を除去する。

実施例４　セルにおける装置の取付は 前記の実施例によって作られた酵素を特異的に固定した電極をエポキシ膜の下の ニッケル電極を共通の回路（電気的に接地する）に接続して適当なホルダー（第 ４図）に接続する、ところが反対側の同様にエツチングされ同じ電極パターンの ニッケル膜の表面（被覆されていない）は、分離して電極に接続される。その結 果、三つの電極装置は、高いインピーダンスの示差増幅回路の入力へ接続される 。

実施例５　装置の動作 実施例４により組みたてた特異的に固定したグルコースオキシダーゼエポキシニ ッケル膜ＰＶＤＦはグルコース（２０μｇ／ｍｌ）を含む水溶液にさらされ、グ ルコースオキシダーゼの反応は、提案されたグルコース基質の濃度で、組みたて た膜の電極素子の表面で熱を生じる。

実施例６　電気的重合による薬剤のコーティングパラジウムで覆ったピロ電気的 ＰＶＤＦ膜を、実施例１の特異な電極パターンに、同様なフォトレジストを用い 、同様な露光と現像の方法により一致させて製作する。パラジウムの露光された 領域は、４５％ＭＣＩと５％硝酸の混酸で５分間のケミカルエツチングによりＰ ＶＤＦ膜より保護されていないパラジウム膜は剥がされる。酵素のグルコースオ キシダーゼとカタラーゼは電気的重合によってパラジウム電極のベアーの片側に 特異的に固定される。

ニッケルークロムワイヤーの格子板（４”×４”、２４ゲージ、１６メツシユ） はカソードとして動作するように用いられ、アノードに接続されている特異なパ ラジウム電極の表面から１〜２ｃｍのところに配置され、その地金てのパラジウ ム電極は、回路のカソード側に接続される。比較電極としては標準的なカロメル 電極である。ポテンシオスタットは重合の間、一定の電極電圧を保持するのに用 いるられる。１，３−フェニレンジアミン−ジヒドロクロライド０．３６３ｇ、 アンモニウムハイドロゲンフォスファート１．３ｇおよびポリビニルピロリドン ０．１ｇのモノマー溶液はＮａＯＨでｐＨ９，０に調整され、純水で全量を１０ ０ｍ１に調整する。その溶液に、０．１５モルＮａＣｌ１００μｌに入ったグル コースオキシダーゼ酵素（Ｅ。

Ｃ，Ｌ　　１．３．４．）１ｍｇと一緒に０．１５モルＮａＣｌ２０μｍに入っ たカタラーゼ酵素（Ｅ、　Ｃ，１，１１゜１．６）０．０２ｍｇを加える。動作 電極電圧はカロメル比較電極を重視して＋０．６Ｖに調整され、適した接続をし たパラジウムＰＶＤＦサンプルをモノマー溶液に配置する。多様な電流の、モノ マー溶液中の純粋に電極領域だけを測定すると、最初の値から急に下がるのが見 られる。３０〜４０分後、適した架橋重合のタンパク質が金属被覆したアノード に形成される。どこでも同じようにイエローゴールドに反射して覆われているの が見られる。

パラジウムＰＶＤＦサンプルは、モノマー浴から出され純水で完全に洗浄される 。このとき２種の酵素と特に−緒に被覆されているその電極は再びカソードに接 続されるか、非接続で離されて、それより前に被覆されていない標準電極がアノ ードとして再び接続される。このパラジウムＰｖＤＦ膜は、グルコースオキシダ ーゼとカタラーゼ酵素が１ｍｇの牛血清アルブミンからのものであることを除い ては最初のものと同じモノマー溶液に再び浸される。この標準電極は３０〜４０ 分で均一に重合体で被覆されるまでに重合する。このサンプルは再びモノマー浴 からだされ、純水で完全に洗浄され、その後１０％グリセリンの０．１５モルＮ ａＣ１溶液で洗浄し、室温で乾燥される。

このようにして製作された特異的な電気化学的に酵素を固定されたパラジウムＰ ＶＤＦ膜は、適当なホルダーに（実施例４の）取付けられる。これは液状媒体に さらされ、所定の濃度のグルコース（全血中の）と接触すると（実施例５の）第 １表の結果を得た。

特異的なピロ電気応答は、この装置からの出力電荷の結果、電圧を負荷を通して 発生させる。これは時間とともに温度の変化の割合による作用である。出力は最 も良いものを評価する、それは、一定時間経過後の出力電圧応答を総合したもの である。グルコースオキシダーゼ固定膜からの出力は、３０秒間をまとめたもの と、５秒から２５秒の間（総合３０秒）のピーク出力である。

第１表 出力は、酵素による負荷や電気的重合の形はもちろん装置の負荷インピーダンス によっても電極表面部位の作用によって変化する。これらの結果は、同一の装置 によって得たものである。

実施例７　互いの酵素の結合 パラジウム被覆ピロ電気的ＰＶＤＦ膜のサンプルは実施例６によって調製された 。グルコースオキシダーゼ酵素は、コレステロールオキシダーゼ酵素（Ｅ、　Ｃ ，１，１，３゜６）と同様の濃度のモノマー溶液で、共電気的重合による固定に よって適当な電極部位の上に再配置される。

実施例８　抗体抗原検査 ピロ電気はＰＶＤＦ膜のパラジウム被覆サンプルは実施例５による方法によって 調製された。Ａ系統型のバクテリア属連鎖球菌Ａ　（ｂａｃｔｅｒｉｕｍ　５ｔ ｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ　ｔｙｐｅ　５ｔｒａｉｎ　Ａ）に存在する抗原に対し て特異的に抗体タンパク質が兎の免疫処置からの多クローンとして調製され既存 の技術と方法によって精製される。精製した抗体は、兎のＩｇＧとして、実施例 ５の電気的重合によりパラジウム電極対の片側に特異的に固定される。抗連鎖球 菌ＡのＩ　ｇＧｌｍｇを入れた０、１５モルＮａＣ１の１００μｌをモノマー溶 液に加える。同様にパラジウムＰＶＤＦ膜は、非特異的な兎のＩｇＧの同様な溶 液によって配置された抗連鎖球菌Ａ抗体以外は、最初と同じモノマー溶液に浸さ れる。

実施例９　赤外線パルス導電率の測定 この方法では、電極素子は、近赤外（９０４ｎｍ）照射源により電極素子の表面 に照射することによって評価される。レーザーダイオード（ＲＣＡ製最製出高出 力８Ｗ用いることによりＩＲパルスの連続（約毎秒２８０回）は制御され、その 膜の表面で熱エネルギーに変化することによって、ピロ電気出力を記録できる。

それは対になったそれぞれの素子の最高出力で、熱の持っているものと匹敵して 、その特異的な出力の最小のものも記録された。これは測定に十分なオンオフピ ークを発生させて応答するレーザーエネルギーによる。代表的な結果を第２表に しめす。

第２表 パルス赤外線熱導電率 ８Ｗ、９０４ｎｍ、パルス幅２００ｎｓｅｃ、　、名目上１７０パルスを６００ ミリ秒間２．５秒間隔で繰返した。出力は、それぞれ２．５秒間ごとの総合熱に 対応するピーク装置と装置の応答の食の相互関係の方法は、それぞれの電極への 第１結合タンパク質の電気重合を制御する必要がある。

実施例１０　単クローン抗体 実施例８の調製は繰返し用いられるが、しかし兎■ｇＧの代りに抗体タンパク質 のカクテルを利用し、多種多様な抗原は多くの種類と亜種および特異的なものを あらかじめ用意されたものに対して見つけ、それらの抗原は、良く知られた技術 と方法によってクローン、調製、分離および単クローン化されて用意されたバク テリア属腸炎菌（ｂａｃｔｅｒｉｕｓ　Ｓａｌｍｏｎｅｌｌａ　ｅｎｔｅｒｌｄ ｉｔｉｓ）の上に存在する。標準電極は、同様に、その種類、例えば、非特異な 、マウス単クローンＩｇＧなどの非特異単クローン抗原と一緒に好ましく電気的 重合される。再び、電極素子を実施例１０のレーザーダイオードを用いた近赤外 線源により電極素子の表面に照射して評価した。

閏腔刺審報牛 ｍｊ＋ｍＭＭＩ　Ａｓｅ＃（ｌｌｌｅ７．。ＰＣＴ／ＵＳ　８９１０１４３４国 際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．第１および第２の表面を有するピロ電気的膜（２０）と、該ピロ電気的膜（ ２０）の第１の表面の一部分と接触している第１の電極（１６）と、 該第１の表面が該膜の第２の表面と接触している第１および第２の表面を有する 赤外線透過性の第２の電極（３０）とよりなる反応物が含有されていると推測さ れている所定の反応物を検出する装置において、 該装置がさらに該ピロ電気的膜（２０）の第１の表面に接触している第３電極（ １４）と、 近接しているが非導電性のギャップ（１８）によりそれぞれ電気的に絶縁されて 第１および第３の電極と、少なくとも一つの部位（３４、３６）を有する第２の 電極（３０）と、 少なくとも一つの薬剤で被覆されたセグメント（４４，４６）からなる該電極（ ３０）の第２の表面に結合した重合体ベース（４２）とからなることを特徴とす る装置。 ２．間に非導電性ギャップ（３８）を有しかつ二つの薬剤被覆セグメント（４４ ，４６）を有し、該セグメント（４４）の一つは部位（３４）上で所定の反応物 に特異な薬剤で被覆され、また部位（４６）は非特異反応物により被覆されて部 位（３６）上にあり、該部位は非導電性ギャップ（４８）により分離されている 第２の電極（３０）を有してなる請求の範囲第１項に記載の装置。 ３．該第１の電極（１６）と該第３の電極（１４）の表面部位が実質的に等価で ある請求の範囲第１項に記載の装置。 ４．該第１の電極（１６）と該第３の電極（１４）が互いに組合さっている請求 の範囲第３項に記載の装置。 ５．該薬剤に被覆されたセグメント（４４，４６）の一つは、表面上で実質的に 互いに補い、第１の電極（１６）の外形と配置であり、また該他の一つの薬剤で 被覆されたセグメントは表面上で実質的に互いに補い、第３の電極（１４）の外 形と配置である請求の範囲第２項に記載の装置。 ６．ベース（４２）の重合体が実質的に水不溶性重合体である請求の範囲第１項 に記載の装置。 ７．ベース（４２）の重合体が重合前に該セグメント（４４，４６）のそれぞれ の薬剤へのモノマーの結合より得られる請求の範囲第１項に記載の装置。 ８．重合体は、該セグメント（４４，４６）のそれぞれの薬剤へ実質的に続いて 行なわれる重合で結合している請求の範囲第１項に記載の装置。 ９．該セグメント（４４，４６）の薬剤は、該第２の電極（３０）の第２の表面 に直接結合している請求の範囲第５項に記載の装置。 １０．該第２の電極（３０）の第２の表面は薬剤を結合する前に活性化されてな る請求の範囲第５項に記載の装置。 １１．電極の表面が金属酸化物である請求の範囲第１０項に記載の装置。 １２．該セグメント（４４）の薬剤は、所定の反応物と発熱反応を伴うことがで きる薬剤である請求の範囲第２項に記載の装置。 １３．該セグメント（４４）の薬剤は、所定の反応物と吸熱反応を伴うことがで きる薬剤である請求の範囲第２項に記載の装置。 １４．該セグメント（４４）の薬剤は、所定の反応物と結合反応を伴うことがで きる薬剤である請求の範囲第２項に記載の装置。 １５．該セグメント（４４）の薬剤は、適当な条件で特異的抗体の形成により免 疫応答を引きだすことができる酵素、単クローン抗体および多クローン抗体より なる酵素群から選ばれたいかなる物質または化合物である請求の範囲第２項に記 載の装置。 １６．さらに該第２の電極を接地点に接続するための手段（３５）と、 該第１および該第２の電極からの電気信号を検知するための手段と、 該第１および該第２の電極からの電気信号を増幅するための手段（３３）と、 該第１および該第２の電極からの増幅された信号を比較するための手段（３３） とからなる請求の範囲第２項に記載の装置。 １７．さらに該手段が示差増幅器（３３）である請求の範囲第１６項に記載の装 置。 １８．さらに加えて該増幅された示差信号を記録する手段を有してなる請求の範 囲第１７項に記載の装置。 １９．該薬剤で被覆されたセグメント（４４，４６）を流体と接触させかつ、該 第１の電極（１６）および第２の電極（１４）電極をよりそれぞれの配線（３９ ，３７）を経て発生した示差信号を測定することよりなる請求の範囲第１６項に 記載の装置を利用して、流体中に含有していると推測される所定の反応物の存在 を検出する方法。 ２０．それぞれの配線（３９，３７）を経て、該測定された示差信号をあらかじ め決められた標準と比較することよりなる請求の範囲第１６項に記載の装置を利 用して、流体中に含有していると推測される所定の反応物の存在量を検出する請 求の範囲第１９項に記載の方法。 ２１．該薬剤で被覆されたセグメント（４４，４６）を流体と接触させ、過剰の 流体より除去し、該薬剤で被覆されたセグメント（４４，４６）に赤外線を照射 し、該第１の電極（１６）および第２の電極（１４）を経てそれぞれの配線（３ ９，３７）により、発生した示差信号を測定することよりなる請求の範囲第１７ 項に記載の装置を利用して、流体中に含有していると推測される所定の反応物の 存在を検出する方法。 ２２．該照射は、膜（２０）によるピロ電気的応答を引きだし得る熱照射の源を 制御し、あらかじめ決められた量のパルスの利用からなる請求の範囲第２１項に 記載の方法。 ２３．該パルスは、あらかじめ決められた時間間隔による物である請求の範囲第 ２２項に記載の方法。 ２４．第２の電極（３０）を熱的ならびに電気的に互いに接触していない第１の 部位（３６）と第２（３４）部位とに分離し、 該第１の電極（１６）を補う第１のセクター（３６）を低電圧の直流電源の陰極 に接続し、 該第３電極（１４）を補う第２のセクター（３４）を低電圧の直流電源の陽極に 接続し、 そノマーと求核結合できる反応物特異薬剤およびモノマーと求核結合した反応物 特異薬剤よりなる溶液の群から選ばれた電気伝導性の溶液に第２の電極の少なく とも二つのセクター（３４，３６）を浸漬し、これにより該モノマーを重合させ 、かつ該第１のセクター（３６）と結合させて核反応物非特異薬剤セグメント（ ４６）を形成し、該第１の電極（１６）を補う第１の部位（３６）を低電圧の直 流電源の陽極に接続し、 該の第３電極（１４）を補う第２の部位（３４）を低電圧の直流電源の陰極に接 続し、 モノマーと求核結合できる反応物特異薬剤およびモノマーと求核結合した反応物 特異薬剤よりなる溶液の群から選ばれた電気伝導性の溶液に第２の電極の少なく とも二つのセクター（３４，３６）を浸漬し、これにより該モノマーを重合させ 、かつ該第２のセクター（３４）と結合させて該反応物特異薬剤セグメント（４ ６）を形成し、かつ第３の電極（３０）の該第１の部位と該第２の部位を電気的 に接続する段階よりなる核反応物特異セグメント（４４）および反応物非特異セ グメント（４６）の薬剤が適用される請求の範囲第２項に記載の装置の製造方法 。 ２５．第３の電極（３０）の二つの部位（３６，３４）の分離が、該第１の電極 （１６）および該第３の電極（１４）のパターンを補うパターンに前もってエッ チングすることにより達成される請求の範囲第２４項に記載の方法。