JPH06341957A - 生体物質センサ、生体物質検出装置及び生体物質の定量方法 - Google Patents
生体物質センサ、生体物質検出装置及び生体物質の定量方法Info
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- JPH06341957A JPH06341957A JP5133657A JP13365793A JPH06341957A JP H06341957 A JPH06341957 A JP H06341957A JP 5133657 A JP5133657 A JP 5133657A JP 13365793 A JP13365793 A JP 13365793A JP H06341957 A JPH06341957 A JP H06341957A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、生体触媒の固定化に包括法を利用
した光学的検出装置において、高分子化合物のゲル内へ
の物質の導入が早い装置を提供することを目的とする。 【構成】 本発明は、被検物質と特異的に結合する生体
物質が固定化されたゲル状の高分子化合物からなる薄膜
２２が、第１の電極２１の表面に形成されていることを
特徴とする生体物質センサと、被検物質を含んだ溶液を
蓄える容器１と、容器１に設けられる第２の電極３とを
備えている。
した光学的検出装置において、高分子化合物のゲル内へ
の物質の導入が早い装置を提供することを目的とする。 【構成】 本発明は、被検物質と特異的に結合する生体
物質が固定化されたゲル状の高分子化合物からなる薄膜
２２が、第１の電極２１の表面に形成されていることを
特徴とする生体物質センサと、被検物質を含んだ溶液を
蓄える容器１と、容器１に設けられる第２の電極３とを
備えている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、被検物質と生体物質と
の特異的な結合反応（抗原抗体反応）を利用した生体物
質（抗原）の定量分析に関するものである。
の特異的な結合反応（抗原抗体反応）を利用した生体物
質（抗原）の定量分析に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバーの端面に生体物質を固定化
した物質を設け、生体触媒の抗原抗体反応を利用して抗
原の定量分析をおこなう装置において、生体触媒を固定
化する方法としては、いくつかの方法があるがいずれも
以下に述べるような利点と欠点とを有する。
した物質を設け、生体触媒の抗原抗体反応を利用して抗
原の定量分析をおこなう装置において、生体触媒を固定
化する方法としては、いくつかの方法があるがいずれも
以下に述べるような利点と欠点とを有する。
【０００３】まず、物理的吸着法と呼ばれるものであ
る。これは、生体物質を水不溶性の担体に物理的に吸着
させて固定化する方法で、固定化条件も比較的緩和なた
め、活性中心の破壊あるいは高次元構造の変化が少ない
という利点を持つものである。しかし、物理的吸着法に
は、結合量が低いことや、生体物質との相互作用が弱い
ため、生体物質が担体から離脱し易いという欠点があ
る。そこで、このような欠点がない固定化方法として考
えられるものに架橋法と呼ばれるものがある。これは、
化学的結合によって生体物質を固定化する方法である
が、担体は使用されないで固定化される。すなわち、複
数の官能基を持つ試薬を用いて生体触媒同志を架橋する
ことによって固定化する方法である。しかし、架橋法に
おいても、結合過程で被固定化物質が失活したり、結合
後の結合活性が減少するという重大な欠点があった。
る。これは、生体物質を水不溶性の担体に物理的に吸着
させて固定化する方法で、固定化条件も比較的緩和なた
め、活性中心の破壊あるいは高次元構造の変化が少ない
という利点を持つものである。しかし、物理的吸着法に
は、結合量が低いことや、生体物質との相互作用が弱い
ため、生体物質が担体から離脱し易いという欠点があ
る。そこで、このような欠点がない固定化方法として考
えられるものに架橋法と呼ばれるものがある。これは、
化学的結合によって生体物質を固定化する方法である
が、担体は使用されないで固定化される。すなわち、複
数の官能基を持つ試薬を用いて生体触媒同志を架橋する
ことによって固定化する方法である。しかし、架橋法に
おいても、結合過程で被固定化物質が失活したり、結合
後の結合活性が減少するという重大な欠点があった。
【０００４】そこで、いずれの欠点もない方法として
は、包括法の格子型と呼ばれるものがある（例えば、特
開昭61-272,661）。これは、高分子化合物のゲルの格子
中に生体物質を包み込んで脱離できない状態にして固定
化する方法である。この方法では、比較的緩和に生体物
質を固定化でき、かつ、固定化された物質の安定性や結
合能がよく維持される。
は、包括法の格子型と呼ばれるものがある（例えば、特
開昭61-272,661）。これは、高分子化合物のゲルの格子
中に生体物質を包み込んで脱離できない状態にして固定
化する方法である。この方法では、比較的緩和に生体物
質を固定化でき、かつ、固定化された物質の安定性や結
合能がよく維持される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、包括法では、
ゲル内への物質の導入に拡散現象を利用するため、物質
の導入が遅く、抗原の定量に時間を要するという課題が
あった。
ゲル内への物質の導入に拡散現象を利用するため、物質
の導入が遅く、抗原の定量に時間を要するという課題が
あった。
【０００６】そこで、本発明は、生体物質の固定化に包
括法を利用した光学的検出装置において、高分子化合物
のゲル内への物質の導入が早く、抗原を短時間に定量す
る装置を提供することを目的とする。
括法を利用した光学的検出装置において、高分子化合物
のゲル内への物質の導入が早く、抗原を短時間に定量す
る装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく、
本発明の生体物質センサは、被検物質と特異的に結合す
る生体物質が固定化されたゲル状の高分子化合物からな
る薄膜が、電極の表面に形成されていることを特徴とす
る。また、電極は透明電極であり、電極の導電膜が形成
された反対面にはさらに光伝送部材の端面が密着してい
ることが望ましい。
本発明の生体物質センサは、被検物質と特異的に結合す
る生体物質が固定化されたゲル状の高分子化合物からな
る薄膜が、電極の表面に形成されていることを特徴とす
る。また、電極は透明電極であり、電極の導電膜が形成
された反対面にはさらに光伝送部材の端面が密着してい
ることが望ましい。
【０００８】さらに、上記課題を解決すべく、本発明の
生体物質検出装置は、被検物質と特異的に結合する生体
物質が固定化されたゲル状の高分子化合物からなる薄膜
が、光伝送部材の端面に形成された第１の電極の表面に
形成されている生体物質センサと、被検物質を含んだ溶
液を蓄える容器と、容器に設けられて溶液中に浸漬され
る第２の電極と、第１、第２の電極間に極性可逆の直流
バイアスを印加する電源手段とを備えていることを特徴
とする。
生体物質検出装置は、被検物質と特異的に結合する生体
物質が固定化されたゲル状の高分子化合物からなる薄膜
が、光伝送部材の端面に形成された第１の電極の表面に
形成されている生体物質センサと、被検物質を含んだ溶
液を蓄える容器と、容器に設けられて溶液中に浸漬され
る第２の電極と、第１、第２の電極間に極性可逆の直流
バイアスを印加する電源手段とを備えていることを特徴
とする。
【０００９】上記課題を解決すべく、本発明の生体物質
定量方法は、生体触媒を固定化したゲル状の高分子化合
物からなる薄膜が形成された電極を、濃度が未知である
被検物質と、濃度が知られており、被検物質と同極性の
蛍光標識物質とを含んだ混合液中に浸漬する第１ステッ
プと、電極に被検物質及び蛍光標識物質と逆極性の電圧
を印加し、混合液に電極と逆極性の電圧を印加して所定
の時間放置する第２ステップと、電極に被検物質及び蛍
光標識物質と同極性の電圧を印加させる第３ステップ
と、電極を混合液から取り出し、電極の表面にされた薄
膜に励起光を照射して、蛍光標識物質により生成された
蛍光量を測定する第４のステップとを有することを特徴
とする。
定量方法は、生体触媒を固定化したゲル状の高分子化合
物からなる薄膜が形成された電極を、濃度が未知である
被検物質と、濃度が知られており、被検物質と同極性の
蛍光標識物質とを含んだ混合液中に浸漬する第１ステッ
プと、電極に被検物質及び蛍光標識物質と逆極性の電圧
を印加し、混合液に電極と逆極性の電圧を印加して所定
の時間放置する第２ステップと、電極に被検物質及び蛍
光標識物質と同極性の電圧を印加させる第３ステップ
と、電極を混合液から取り出し、電極の表面にされた薄
膜に励起光を照射して、蛍光標識物質により生成された
蛍光量を測定する第４のステップとを有することを特徴
とする。
【００１０】
【作用】上記の構成によれば、電極の表面上には、生体
触媒を固定化したゲル状の高分子化合物からなる薄膜が
形成されている。従って、この薄膜を被検物質の含まれ
る溶液に浸漬し、被検物質と逆の電位を電極に与えれ
ば、被検物質を薄膜内に電気泳動させることができの
で、被検物質と生体触媒との結合反応を短時間に行うこ
とができる。
触媒を固定化したゲル状の高分子化合物からなる薄膜が
形成されている。従って、この薄膜を被検物質の含まれ
る溶液に浸漬し、被検物質と逆の電位を電極に与えれ
ば、被検物質を薄膜内に電気泳動させることができの
で、被検物質と生体触媒との結合反応を短時間に行うこ
とができる。
【００１１】また、電極を透明電極にし、薄膜の形成さ
れている面と反対側の面に光伝導部材を設ければ、光伝
導部材を介して被検物質に励起光を照射することがで
き、また、光伝導部材を介して蛍光を測定することがで
きる。
れている面と反対側の面に光伝導部材を設ければ、光伝
導部材を介して被検物質に励起光を照射することがで
き、また、光伝導部材を介して蛍光を測定することがで
きる。
【００１２】さらに、上記の構成によれば、生体物質セ
ンサに第１の電極が設けられ、容器に第２の電極が設け
られており、被検物質を含む溶液中で両電極間に電位差
を生じさせることができる。
ンサに第１の電極が設けられ、容器に第２の電極が設け
られており、被検物質を含む溶液中で両電極間に電位差
を生じさせることができる。
【００１３】上記の方法によれば、まず、電極に被検物
質および蛍光標識物質と逆極性の電圧を印加するので、
生体触媒を固定化したゲル状の高分子化合物内に、被検
物質および蛍光標識物質を電気泳動させて取込むことが
できる。次いで、電極に被検物質および蛍光標識物質と
同極性の電圧を印加するので、結合反応をおこさなかっ
た被検物質および蛍光標識物質をゲル状の高分子化合物
の外へ迅速に排出することができる。さらに、薄膜の励
起光を照射すれば、蛍光標識物質により蛍光が生成され
るので、この蛍光量を測定すれば、被検物質と蛍光標識
物質との量比の関係から、被検物質の濃度を計測するこ
とができる。
質および蛍光標識物質と逆極性の電圧を印加するので、
生体触媒を固定化したゲル状の高分子化合物内に、被検
物質および蛍光標識物質を電気泳動させて取込むことが
できる。次いで、電極に被検物質および蛍光標識物質と
同極性の電圧を印加するので、結合反応をおこさなかっ
た被検物質および蛍光標識物質をゲル状の高分子化合物
の外へ迅速に排出することができる。さらに、薄膜の励
起光を照射すれば、蛍光標識物質により蛍光が生成され
るので、この蛍光量を測定すれば、被検物質と蛍光標識
物質との量比の関係から、被検物質の濃度を計測するこ
とができる。
【００１４】また、このように被検物質を電気泳動させ
れば、微量の被検物質をゲル状の高分子化合物内に濃縮
できるので、従来の競合法の検出限界濃度よりもさらに
低い濃度で検出することが可能である。
れば、微量の被検物質をゲル状の高分子化合物内に濃縮
できるので、従来の競合法の検出限界濃度よりもさらに
低い濃度で検出することが可能である。
【００１５】
【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の実施例を
説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一
符号を付し、重複する説明を省略する。
説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一
符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１６】図１及び図２に基づいて、本発明の実施例
に係る光学的検出装置について説明する。本実施例に係
る光学的検出装置は、被検物質を含む電解液４を蓄える
電解液槽１と、一方の端面にセンサ部を有する光ファイ
バケーブル２とを備えている。光ファイバケーブル２の
センサ部と反対側はそれぞれ２分割され、分割された一
方の端面には励起光を発生する発光器５が設けられ、分
割されたもう一方の端面には、短波長の励起光をカット
するためのカットフィルタ６を介して蛍光強度測定器７
が設けられている。センサ部は、光ファイバ２の端面に
コーティングされた透明電極（ＩＴＯ）２１と、さら
に、この透明電極２１に塗膜されたゲル状担体の薄膜２
２とから構成される。透明電極２１と対をなすもう一方
の電極３は、電解液槽１の底部に構成される。
に係る光学的検出装置について説明する。本実施例に係
る光学的検出装置は、被検物質を含む電解液４を蓄える
電解液槽１と、一方の端面にセンサ部を有する光ファイ
バケーブル２とを備えている。光ファイバケーブル２の
センサ部と反対側はそれぞれ２分割され、分割された一
方の端面には励起光を発生する発光器５が設けられ、分
割されたもう一方の端面には、短波長の励起光をカット
するためのカットフィルタ６を介して蛍光強度測定器７
が設けられている。センサ部は、光ファイバ２の端面に
コーティングされた透明電極（ＩＴＯ）２１と、さら
に、この透明電極２１に塗膜されたゲル状担体の薄膜２
２とから構成される。透明電極２１と対をなすもう一方
の電極３は、電解液槽１の底部に構成される。
【００１７】ゲル状担体の薄膜２２は抗インシュリン抗
体βを取込んだポリアクリルアミドで形成されている。
すなわち、ゲル状担体の薄膜２２は、ポリアクリルアミ
ドのゲルの格子中に抗インシュリン抗体βを包み込んで
脱離できない状態にしたものである。ポリアクリルアミ
ドのゲルの格子の大きさは、重合反応に用いるモノマー
及び架橋剤の濃度によって異なるが、平均１０〜４０オ
ングストローム程度である。なお、センサ部に用いられ
るポリマーとしてポリアクリルアミドの替わりに、ポリ
ビニールアルコール、メタクリル酸と2-ヒドロキシメタ
クリル酸の共重合物、光架橋性樹脂、ウレタンポリマ
ー、ペクチン、デンプン、コンニャク粉等を用いてもよ
い。
体βを取込んだポリアクリルアミドで形成されている。
すなわち、ゲル状担体の薄膜２２は、ポリアクリルアミ
ドのゲルの格子中に抗インシュリン抗体βを包み込んで
脱離できない状態にしたものである。ポリアクリルアミ
ドのゲルの格子の大きさは、重合反応に用いるモノマー
及び架橋剤の濃度によって異なるが、平均１０〜４０オ
ングストローム程度である。なお、センサ部に用いられ
るポリマーとしてポリアクリルアミドの替わりに、ポリ
ビニールアルコール、メタクリル酸と2-ヒドロキシメタ
クリル酸の共重合物、光架橋性樹脂、ウレタンポリマ
ー、ペクチン、デンプン、コンニャク粉等を用いてもよ
い。
【００１８】次に本実施例に係る生体物質検出装置を用
いた抗原の定量方法を図３のフローチャートに従って説
明する。
いた抗原の定量方法を図３のフローチャートに従って説
明する。
【００１９】まず、図４に示すように、被検物質である
未知濃度のインシュリンα１（例えば、血清中に含まれ
ているもの等）を含む電解液４と、濃度が知られている
インシュリンに蛍光物質であるフルオレセインイソチオ
シアネート（以下、ＦＩＴＣという）を結合させた蛍光
標識抗原であるインシュリン−ＦＩＴＣ複合体α２を含
む電解液４とを所定の割合で混合して、混合液を作り、
この混合液を電解液槽１に注入する（ステップ３０
１）。
未知濃度のインシュリンα１（例えば、血清中に含まれ
ているもの等）を含む電解液４と、濃度が知られている
インシュリンに蛍光物質であるフルオレセインイソチオ
シアネート（以下、ＦＩＴＣという）を結合させた蛍光
標識抗原であるインシュリン−ＦＩＴＣ複合体α２を含
む電解液４とを所定の割合で混合して、混合液を作り、
この混合液を電解液槽１に注入する（ステップ３０
１）。
【００２０】次に、図５に示すように、光ファイバ２を
混合液に浸し、光ファイバ２のセンサ部を完全に電解液
４に浸して漬ける（ステップ３０２）。
混合液に浸し、光ファイバ２のセンサ部を完全に電解液
４に浸して漬ける（ステップ３０２）。
【００２１】センサ部の透明電極２１にプラスの電圧を
印加し、電解液槽１底部の電極３にマイナスの電圧を印
加する（ステップ３０３）。この結果、電解液槽１内に
電位差を生じるので、プラスに帯電しているインシュリ
ンα１及びインシュリン−ＦＩＴＣ複合体α２（以下、
インシュリン等という）がセンサ部のゲル状担体の薄膜
２２内に電気泳動させられる。
印加し、電解液槽１底部の電極３にマイナスの電圧を印
加する（ステップ３０３）。この結果、電解液槽１内に
電位差を生じるので、プラスに帯電しているインシュリ
ンα１及びインシュリン−ＦＩＴＣ複合体α２（以下、
インシュリン等という）がセンサ部のゲル状担体の薄膜
２２内に電気泳動させられる。
【００２２】図６に示すように、ゲル状担体の薄膜２２
内に取り込まれたインシュリン等は、ゲルの格子中に固
定された抗インシュリン抗体βと競合的に抗原抗体反応
を起こしそれぞれ一定の割合で結合する。ここで、結合
すべき抗インシュリン抗体βの量は限られており、イン
シュリン等の量は、結合すべき抗インシュリン抗体βの
量よりも多いので、インシュリン等の一部は抗インシュ
リン抗体βと結合することなく薄膜２２内に残留するこ
とになる。この状態の量比はインシュリンα１とインシ
ュリン−ＦＩＴＣ複合体α２との各々の量比及び結合能
の差によって決まる。
内に取り込まれたインシュリン等は、ゲルの格子中に固
定された抗インシュリン抗体βと競合的に抗原抗体反応
を起こしそれぞれ一定の割合で結合する。ここで、結合
すべき抗インシュリン抗体βの量は限られており、イン
シュリン等の量は、結合すべき抗インシュリン抗体βの
量よりも多いので、インシュリン等の一部は抗インシュ
リン抗体βと結合することなく薄膜２２内に残留するこ
とになる。この状態の量比はインシュリンα１とインシ
ュリン−ＦＩＴＣ複合体α２との各々の量比及び結合能
の差によって決まる。
【００２３】ここで、透明電極２１及び電極３に印加し
ていた電圧を切る（ステップ３０４）。次に、図７に示
すように、センサ部の透明電極２１にマイナスの電圧を
印加し、電解液槽１底部の電極３にプラスの電圧を印加
する（ステップ３０５）。この結果、電解液槽１内には
先の場合とは逆方向に電位差を生じるので、抗インシュ
リン抗体βと結合せずに薄膜２２内に残留したインシュ
リン等は、センサ部のゲル状担体の薄膜２２外へ移動さ
せられる。
ていた電圧を切る（ステップ３０４）。次に、図７に示
すように、センサ部の透明電極２１にマイナスの電圧を
印加し、電解液槽１底部の電極３にプラスの電圧を印加
する（ステップ３０５）。この結果、電解液槽１内には
先の場合とは逆方向に電位差を生じるので、抗インシュ
リン抗体βと結合せずに薄膜２２内に残留したインシュ
リン等は、センサ部のゲル状担体の薄膜２２外へ移動さ
せられる。
【００２４】透明電極２１及び電極３に印加していた電
圧を切った後、図８に示すように、光ファイバ２を電解
液槽１から取り出し、発光器より光ファイバ２を介して
センサ部に励起光を照射する。この励起光によりＦＩＴ
Ｃは励起されて長波長の蛍光を発し、蛍光強度測定器７
によりＦＩＴＣの蛍光量が定量される（ステップ３０
６）。なお、このとき、透明電極２１や薄膜２２によっ
て励起光の一部が反射されることがあるが、この励起光
はカットフィルタ６によりカットされて蛍光強度測定器
７には侵入しないので、励起光によるノイズが検出され
ることはない。
圧を切った後、図８に示すように、光ファイバ２を電解
液槽１から取り出し、発光器より光ファイバ２を介して
センサ部に励起光を照射する。この励起光によりＦＩＴ
Ｃは励起されて長波長の蛍光を発し、蛍光強度測定器７
によりＦＩＴＣの蛍光量が定量される（ステップ３０
６）。なお、このとき、透明電極２１や薄膜２２によっ
て励起光の一部が反射されることがあるが、この励起光
はカットフィルタ６によりカットされて蛍光強度測定器
７には侵入しないので、励起光によるノイズが検出され
ることはない。
【００２５】一般にインシュリン−ＦＩＴＣ複合体α２
とインシュリンα１との量比の大きさに比例して、抗イ
ンシュリン抗体βと反応するインシュリンα１の量は決
定される。すなわち、インシュリンα１の量を増加させ
れば、抗インシュリン抗体βと結合するインシュリン−
ＦＩＴＣ複合体α２の量は減少し、この結果、蛍光強度
も減少する。従って、インシュリンα１の量を横軸に、
抗インシュリン抗体βと結合したインシュリン−ＦＩＴ
Ｃ複合体α２の生成する蛍光量を縦軸にとると検量線
は、図９に示すようになる。このような関係から、蛍光
量を測定することにより、インシュリンα１の濃度を測
定することが可能となる。
とインシュリンα１との量比の大きさに比例して、抗イ
ンシュリン抗体βと反応するインシュリンα１の量は決
定される。すなわち、インシュリンα１の量を増加させ
れば、抗インシュリン抗体βと結合するインシュリン−
ＦＩＴＣ複合体α２の量は減少し、この結果、蛍光強度
も減少する。従って、インシュリンα１の量を横軸に、
抗インシュリン抗体βと結合したインシュリン−ＦＩＴ
Ｃ複合体α２の生成する蛍光量を縦軸にとると検量線
は、図９に示すようになる。このような関係から、蛍光
量を測定することにより、インシュリンα１の濃度を測
定することが可能となる。
【００２６】すなわち、本実施例においては、電解液槽
１に電極３が設けられ、センサ部に透明電極２１が設け
られているので、インシュリン等を含む溶液中で両電極
間に電位差を生じさせることができる。従って、インシ
ュリン等を電気泳動させて抗インシュリン抗体βを固定
化したゲル状のポリアクリルアミド内に取込むため、イ
ンシュリン等と抗インシュリン抗体βとの抗原抗体反応
を迅速に行うことが可能になる。一方、同様の理由か
ら、抗原抗体反応をおこさなかったインシュリン等をゲ
ル状のポリアクリルアミドの外へ迅速に排出することが
可能となる。これにより、問題とされたゲル状のポリア
クリルアミド内へのインシュリンの導入を迅速に行うこ
とが可能になるとともに、高度な定量を行うことができ
ることになる。この結果、臨床試験や食品分析、水質分
析等の幅広い分野での応用が可能になる。
１に電極３が設けられ、センサ部に透明電極２１が設け
られているので、インシュリン等を含む溶液中で両電極
間に電位差を生じさせることができる。従って、インシ
ュリン等を電気泳動させて抗インシュリン抗体βを固定
化したゲル状のポリアクリルアミド内に取込むため、イ
ンシュリン等と抗インシュリン抗体βとの抗原抗体反応
を迅速に行うことが可能になる。一方、同様の理由か
ら、抗原抗体反応をおこさなかったインシュリン等をゲ
ル状のポリアクリルアミドの外へ迅速に排出することが
可能となる。これにより、問題とされたゲル状のポリア
クリルアミド内へのインシュリンの導入を迅速に行うこ
とが可能になるとともに、高度な定量を行うことができ
ることになる。この結果、臨床試験や食品分析、水質分
析等の幅広い分野での応用が可能になる。
【００２７】本実施例で行った定量方法は、一般に競合
法と呼ばれるものであるが、このような競合法の欠点と
しては、超微量の定量が行えないことがあげられてい
る。これは、検出する蛍光体の割合は実際のデータのば
らつきを考慮すると５％がせいぜいなものになってしま
うことに起因するものである。その理由は、抗原抗体反
応の親和定数に競合法の感度が左右されるものであり、
この親和定数はせいぜい１０9 Ｍ-1くらいだからであ
る。
法と呼ばれるものであるが、このような競合法の欠点と
しては、超微量の定量が行えないことがあげられてい
る。これは、検出する蛍光体の割合は実際のデータのば
らつきを考慮すると５％がせいぜいなものになってしま
うことに起因するものである。その理由は、抗原抗体反
応の親和定数に競合法の感度が左右されるものであり、
この親和定数はせいぜい１０9 Ｍ-1くらいだからであ
る。
【００２８】従って、検出感度としては、抗原濃度はｐ
Ｍ単位のものが限界であった。しかし、本実施例では、
インシュリン等の量は増えるが、微量のインシュリン等
をゲル内に濃縮できるので、従来の競合法の検出限界濃
度よりもさらに低い濃度で検出することが可能となっ
た。
Ｍ単位のものが限界であった。しかし、本実施例では、
インシュリン等の量は増えるが、微量のインシュリン等
をゲル内に濃縮できるので、従来の競合法の検出限界濃
度よりもさらに低い濃度で検出することが可能となっ
た。
【００２９】また、本実施例ではタンパク質の一種であ
るインシュリンを検出する場合について述べたが、本発
明に係る装置を用いて特定の配列を有するＤＮＡや、特
定構造を有する酵素等の検出を行うことも可能である。
この場合には、生体物質としては抗ＤＮＡ抗体や、抗酵
素抗体等を用いることになる。
るインシュリンを検出する場合について述べたが、本発
明に係る装置を用いて特定の配列を有するＤＮＡや、特
定構造を有する酵素等の検出を行うことも可能である。
この場合には、生体物質としては抗ＤＮＡ抗体や、抗酵
素抗体等を用いることになる。
【００３０】
【発明の効果】以上、詳細に説明した通り、本発明は、
電極の表面上には、生体物質を固定化したゲル状の高分
子化合物からなる薄膜が形成されている。従って、この
薄膜を被検物質の含まれる溶液に浸漬し、被検物質と逆
の電位を電極に与えれば、被検物質を薄膜内に電気泳動
させることができので、被検物質と生体物質との結合反
応を短時間に行うことができる。
電極の表面上には、生体物質を固定化したゲル状の高分
子化合物からなる薄膜が形成されている。従って、この
薄膜を被検物質の含まれる溶液に浸漬し、被検物質と逆
の電位を電極に与えれば、被検物質を薄膜内に電気泳動
させることができので、被検物質と生体物質との結合反
応を短時間に行うことができる。
【００３１】すなわち、生体物質センサに第１の電極が
設けられ、容器に第２の電極が設けられているので、被
検物質を含む溶液で両電極間に電位差を生じさせること
ができる。従って、電極に被検物質と同極性の電圧を加
えれば、生体触媒を固定化したゲル状の高分子化合物内
に、被検物質を電気泳動させて取込むことができるの
で、被検物質と生体触媒との結合反応を迅速に行うこと
が可能になる。一方、同様の理由から、電極に被検物質
と同極性の電圧を加えれば、結合反応をおこさなかった
被検物質をゲル状の高分子化合物の外へ迅速に排出する
ことが可能となる。
設けられ、容器に第２の電極が設けられているので、被
検物質を含む溶液で両電極間に電位差を生じさせること
ができる。従って、電極に被検物質と同極性の電圧を加
えれば、生体触媒を固定化したゲル状の高分子化合物内
に、被検物質を電気泳動させて取込むことができるの
で、被検物質と生体触媒との結合反応を迅速に行うこと
が可能になる。一方、同様の理由から、電極に被検物質
と同極性の電圧を加えれば、結合反応をおこさなかった
被検物質をゲル状の高分子化合物の外へ迅速に排出する
ことが可能となる。
【００３２】また、このように被検物質を電気泳動させ
れば、微量の被検物質をゲル状の高分子化合物内に濃縮
できるので、従来の競合法の検出限界濃度よりもさらに
低い濃度で検出することが可能である。
れば、微量の被検物質をゲル状の高分子化合物内に濃縮
できるので、従来の競合法の検出限界濃度よりもさらに
低い濃度で検出することが可能である。
【００３３】さらに、電極を透明電極にし、薄膜の形成
されている面と反対側の面に光伝導部材を設ければ、光
伝導部材を介して被検物質に励起光を照射することがで
き、また、光伝導部材を介して蛍光量を測定することが
できる。この蛍光量を測定すれば、被検物質と蛍光標識
物質との量比の関係から、被検物質の濃度を計測するこ
とができる。
されている面と反対側の面に光伝導部材を設ければ、光
伝導部材を介して被検物質に励起光を照射することがで
き、また、光伝導部材を介して蛍光量を測定することが
できる。この蛍光量を測定すれば、被検物質と蛍光標識
物質との量比の関係から、被検物質の濃度を計測するこ
とができる。
【００３４】これにより、問題とされたゲル状の高分子
化合物内への物質の導入を迅速に行うことが可能になる
とともに、高度な定量を行うことができることになる。
この結果、臨床試験や食品分析、水質分析等の幅広い分
野での応用が可能になる。
化合物内への物質の導入を迅速に行うことが可能になる
とともに、高度な定量を行うことができることになる。
この結果、臨床試験や食品分析、水質分析等の幅広い分
野での応用が可能になる。
【図１】本実施例に係る装置の斜視図である。
【図２】本実施例に係る装置の概念図である。
【図３】本実施例に係る装置を用いた抗原の定量方法の
フローチャートである。
フローチャートである。
【図４】本実施例に係る装置の使用状態の説明図であ
る。
る。
【図５】本実施例に係る装置の使用状態の説明図であ
る。
る。
【図６】本実施例に係る装置の使用状態の説明図であ
る。
る。
【図７】本実施例に係る装置の使用状態の説明図であ
る。
る。
【図８】本実施例に係る装置の使用状態の説明図であ
る。
る。
【図９】蛍光強度と光源濃度の関係を示した検量線図で
ある。
ある。
１…電解液槽、２…光ファイバ、３…電極、２１…透明
電極、２２…ゲル状の薄膜、α１…インシュリン、α２
…インシュリン−ＦＩＴＣ複合体、β…抗インシュリン
抗体。
電極、２２…ゲル状の薄膜、α１…インシュリン、α２
…インシュリン−ＦＩＴＣ複合体、β…抗インシュリン
抗体。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０１Ｎ 33/545 Ｚ 8310−2Ｊ 33/548 Ｚ 8310−2Ｊ // Ｇ０１Ｎ 27/447
Claims (4)
- 【請求項１】 被検物質と特異的に結合する生体物質が
固定化されたゲル状の高分子化合物からなる薄膜が、電
極の表面に形成されていることを特徴とする生体物質セ
ンサ。 - 【請求項２】 前記電極は透明電極であり、前記電極の
前記導電膜が形成された反対面にはさらに光伝送部材の
端面が密着していることを特徴とする請求項１に記載の
生体物質センサ。 - 【請求項３】 被検物質と特異的に結合する生体物質が
固定化されたゲル状の高分子化合物からなる薄膜が、光
伝送部材の端面に形成された第１の電極の表面に形成さ
れている生体物質センサと、 前記被検物質を含んだ溶液を蓄える容器と、 前記容器に設けられて前記溶液中に浸漬される第２の電
極と、 前記第１、第２の電極間に極性が切り換えられる直流バ
イアスを印加する電源手段とを備えていることを特徴と
する生体物質検出装置。 - 【請求項４】 生体触媒を固定化したゲル状の高分子化
合物からなる薄膜が形成された電極を、濃度が未知であ
る被検物質と、濃度が知られており、前記被検物質と同
極性の蛍光標識物質とを含んだ前記混合液中に浸漬する
第１ステップと、 前記電極に前記被検物質及び前記蛍光標識物質と逆極性
の電圧を印加し、前記混合液に前記電極と逆極性の電圧
を印加して所定の時間放置する第２ステップと、 前記電極に前記被検物質及び前記蛍光標識物質と同極性
の電圧を印加させる第３ステップと、 前記電極を混合液から取り出し、前記電極の表面に形成
された薄膜に励起光を照射して、前記蛍光標識物質によ
り生成された蛍光量を測定する第４のステップとを有す
ることを特徴とする生体物質の定量方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5133657A JP2597073B2 (ja) | 1993-06-03 | 1993-06-03 | 生体物質センサ、生体物質検出装置及び生体物質の定量方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5133657A JP2597073B2 (ja) | 1993-06-03 | 1993-06-03 | 生体物質センサ、生体物質検出装置及び生体物質の定量方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06341957A true JPH06341957A (ja) | 1994-12-13 |
| JP2597073B2 JP2597073B2 (ja) | 1997-04-02 |
Family
ID=15109899
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5133657A Expired - Fee Related JP2597073B2 (ja) | 1993-06-03 | 1993-06-03 | 生体物質センサ、生体物質検出装置及び生体物質の定量方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2597073B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007263703A (ja) * | 2006-03-28 | 2007-10-11 | Casio Comput Co Ltd | 撮像装置、生体高分子分析チップ、遺伝子の発現解析方法、及び抗原の検出方法 |
| JP2007263701A (ja) * | 2006-03-28 | 2007-10-11 | Casio Comput Co Ltd | 撮像装置、生体高分子分析チップ、遺伝子の発現解析方法、及び抗原の検出方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63117253A (ja) * | 1986-11-05 | 1988-05-21 | Kanebo Ltd | 免疫センサ− |
-
1993
- 1993-06-03 JP JP5133657A patent/JP2597073B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63117253A (ja) * | 1986-11-05 | 1988-05-21 | Kanebo Ltd | 免疫センサ− |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007263703A (ja) * | 2006-03-28 | 2007-10-11 | Casio Comput Co Ltd | 撮像装置、生体高分子分析チップ、遺伝子の発現解析方法、及び抗原の検出方法 |
| JP2007263701A (ja) * | 2006-03-28 | 2007-10-11 | Casio Comput Co Ltd | 撮像装置、生体高分子分析チップ、遺伝子の発現解析方法、及び抗原の検出方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2597073B2 (ja) | 1997-04-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |