JPH07509565A - 光干渉による分析対象の検出装置およびその方法 - 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】 本出願は下記アメリカ特許出願のうちのいずれか一以上の一部継続出願である： 　ＧａｒｒｅｔＭｏｄｄｅｌらが１９９２年７月３１日に出願したアメリカ出願 筒０７／９２４．３４３号、Ｇａｒｒｅｔ　Ｍｏｄｄｅｌらが１９８９年９月１ ８日に出願し現在放棄しているアメリカ出願筒０７／４０８、２９１号の一部継 続出願であり現在係属中の、Ｇａｒｒｅｔ　Ｍｏｄｄｅｌらの１９９２年４月２ ４日出願になるアメリカ出願筒０７／８７３．０９７号；　Ｊｅｆｆｒｅｙ　Ｅ ｔｔｅｒらが１９９１年２月１１日に出願し現在係属中の、アメリカ出願筒０７ ／６５３．０６４号；　Ｊｅｆｆｒｅｙ　Ｅｔｔｅｒらが１９８６年２月２５日 に出願し現在係属中の、アメリカ出願筒０７／６５３．０５２号ＨＮｙｇｒｅｎ らが１９８６年２月２５日に出願し現在放棄しているアメリカ出願筒０７／８３ ２．６８２号の一部継続出願であって現在継続中の、Ｎｙｇｒｅｎらの１９８８ 年１０月２０日出願になるアメリカ出願筒０７／２６０．３１７号：現在放棄し ているアメリカ出願筒０７／４０８．２９６号の一部継続出願であり、１９９１ 年３月２０日に出願（アメリカ合衆国を指定）のＰＣＴ出願ＵＳ　９１１０１７ ８１号に基づきＪｅｆｆｒｅｙ　Ｅｔｔｅｒらが１９９２年７月３１日に出願し た、アメリカ出願（連続番号）：そして本出願はＤｉａｎａ　Ｍａｕｌらが１９ ９１年１０月１日に出願し現在継続中の、ヨーロッパ出願筒ＥＰ９１３０８９６ ８．６号から外国への優先権主張の権利を有する。上記出願（図面を含めて）は すべて本出願の一部を構成しており、参考までにここに纏めて記載する。

発明の分野 本発明は本装置に衝突する光のスペクトル特性を薄膜現象により検知可能に減衰 させる装置に関する。

ｒＡｐｐｌｉｅｄ　０ｐｔｉｃｓＪ　２４巻の４７２頁（１９８５年）でＳａｎ ｄｓｔｒｏｍらは、誘電膜として作られた−酸化ケイ素および二酸化ケイ素をケ イ素の光学的基板に使用することが記載しである。彼らは、膜厚を変えると光学 的基板の性質が変わり、膜厚により異なる色調が得られると指摘している。すな わち、膜厚はその色調に関連があり、光学的基板の上部に設ける膜は目に見える 色調の変化を生じる。彼らは、数理モデルを使用して色調の変化を定量化するこ とが可能であこと、および「コンピューターモデルを使用して実施した計算によ れば、多層構造にしても光学的性能には殆んど得るところがない・・・・しかし 、表面上の生物層（ｂｉｏｌａｙｅｒ）の構造は、光学的性質が主として多層構 造内部の界面で決まるので、このような構造での反射は極（僅かしか変化しない ・・・・結論をいえば、やや驚くべきことに、生物層を検出するための最も敏感 な系は単一層コーチングであり、他方その他の大抵の用途には誘電層を追加すれ ば性能を改善することが可能である。」と指摘している。

５ａｎｄｓｔｒｏ＋ｉらはさらに、金属酸化物で作った金属上のスライドには欠 点があること、および金属イオンの存在すると生化学的用途にはまた有害になる 可能性が多いと指摘している。彼らは、理想的な表面上部の誘電膜は一酸化ケイ 素の膜が周辺雰囲気中で析出する時自然的に形成される２〜３止厚の二酸化ケイ 素であること、および４０〜６０ｒ＋ａ＋厚の一酸化ケイ素層上の７０〜９５止 厚の二酸化ケイ素層がガラスまたはプラスチック基板に使用可能であることを指 摘している。また彼らは、−酸化ケイ素を選択的にエツチングすること、ジクロ ロジメチルシランで二酸化ケイ素表面を処理すること、および抗原および抗体の 生物層を適用することにより、−酸化ケイ素のウエツヂを形成すると記述してい る。このウェッヂ構造により彼らは偏光解析計で膜厚を測定することでき、そし て“最大のコントラストは干渉色が紫から青色に変わる約６５ｎｍの変域で見ら れた”と記載している。このような系の感度は、抗体によりタンパク質の抗原を 検出する場合に適用しても充分高い値であると指摘している。“デザインは広範 囲の用途には充分な感度である。

材料のガラス、ケイ素および酸化ケイ素は化学的に不活性で、生化学反応には影 響を及ぼさない。上記の算定法を使用すれば別の用途に最適なスライドをデザイ ンすることができる。このスライドは製造可能で、その品質は保証でき、そして 二つのデザインが現在市販されている。感度が良く、融通性があり、かつ低廉な これらの道具により、免疫学および生化学において簡単な方法の開発が促進され るだろうことを希望している。′と彼らは結論づけている。

ｒＪ、　Ｉ＋ｕ＋ｕｎｏ１．ＭｅｔｈｏｄｓＪ　５９巻の１４５頁（１９８３年 ）でＮｙｇｒｅｎらは上記のものと同じ系につき記述している。それには、抗人 血清（ＵＳＡ）の検出に特定の抗人血清抗体を使用している。この出版物中の第 ２図によれば、１０−’ａｇ／ｍｌのＵＳＡは１６時間の培養で検出可能である が、１０−’ｍｇ／■１のｌｌ５Ａはこの系では検出不可能であったと指摘して いる。また、彼らは“７２時間の培養後、検出限界は低く　（１ｍｇ／ｍｌに低 下）なったが、しかし反応はその後非特定反応には感度がより良好になった”と 述べている。アメリカ特許第４．５５８．０１２号において、Ｎｙｇｒｅｎらは 、５２５〜６００ｎＭ範囲の波長の非単色または白色につき層の総合配列を反射 を低減させるようにする以外は同じ系について記述している。

発明の要約 本発明は、試料中の分析対象の存在有無または量を検出するための装置の改良、 およびこのような装置を使用する方法の改良を特徴とするものである。従来の装 置とは対照的に、本発明の装置は試料中の極く少量の分析対象を検出することが できる。僅か０．１ｎＭ、Ｏ，ｌｎｇ／ＴＭｌまたは２ＸｌＯ’の生物、あるい は数分間だけの迅速測定で僅か５０ｆｇの量まで測定できる。測定の総所要時間 は測定手続きの開始から（すなわち、分析対象が装置に接触する時点から）一時 間から数分間である。事実、本発明の装置によれば、従来の装置と方法とで連鎖 球菌Ａ抗原の測定等で可能であったより３０％以上もより多くの試料を検出でき る。本発明は、５ａｎｄｓｔｒｏａ＋ら（上記参照）の記載のものと比較して、 より優秀な構成のものを見つけた結果によるものであり、その詳細を以下に説明 する。この装置は機器で構成されている。また、これらは色の変化が目視できる 場合、特にその色変化が、例えば金色から暗紫色または青色に変化する等、非常 に説明し易い場合は有用である。

このように、第一の本発明の特徴は、分析対象の量または存在有無を検知する装 置を提供することである。この装置には、これに衝突する光で第一の色調を示す 、光学的に活性な表面を有する基板を備えている。この第一の色は光のスペクト ル分布によると定義される。また、基板は第一の色とは違った第二の色調を示す （第一の包中に存在する組合わせとは違った光の波長の組合わせであるか、違っ たスペクトル分布であるか、または第一の包中に存在するのとは違った一以上の 波長の強度を有する）。このような装置により、０．　ｌｎｇ、０．１ｎＭ、０ ．ｌｎｇ／ｍＬ　５０ｆｇまたは２Ｘ１０”の生物の量の検出に際し感度良好な 方法が得られるのである。事実、好適な具体例による検出量は１０倍、１００倍 または１．０００倍とかなり少量まで検出可能である。ある色から他の色への変 色は計器または肉眼を使用して測定できる。このような好感度の検出結果は上記 ＳａｎｄｓｔｒｏｍおよびＮｙｇｒｅｎで記述した装置と比較して可成り進歩し ており、かつこの装置を使用しても商売上競争できる。

事実、この装置の感度は現行の技術を遥かに凌いでおり、本発明の装置および方 法が勝っている。

“光学的に活性な表面”とは、表面に衝突する光が何かで変えられるような、光 学的効果の発生に関与する表面のことである。このような光学的に活性な表面は 多色光（例えば白色）のみでなく、単色光（例えば、本質的に偏光されるレーザ ー光）にも反応するようにできる。本発明の装置は好適にも、不反応テスト表面 および反応テスト表面の背景の干渉色と明確な対照を示す、色のシグナルを生じ る。テスト面には、試料中の分析対照の濃度の半定量的測定に対応する、色の種 々のンエードまたは強度が生じ、そして目視または計器で測定できる。このよう な装置により薄膜測定系の定量的に機器分析できる。

−具体例として、光学的に活性な表面は非鏡面であるか、または光学的に活性な 表面を目視できる非鏡面で透明な層を備える。表面があまり重要に見えない角度 を形成するので本発明でこの具体例は有用である。用語の゛非鏡面”とは表面が 鏡のようには作用せず、光に対し散乱することを意味する。一般的に、高さが１ １００ｎから１００μｍの間で変動する不規則表面からなるものである。第一の 利点は、乱反射により光に関し広範囲の角度にわたる色変化が目視できることで ある。

さらに具体例として、基板には窒化ケイ素、酸化ケイ素、二酸化チタン、オキシ 窒化ケイ素または硫化カドミウム等から作った干渉膜が含まれている。この膜は 光を干渉させるように作用して特定の光を基板表面に生じさせる。この膜は基板 上の他の層と相互に作用し、分析対照が装置上にある時は色変化または波長強度 の変化が観察できる。より好適な具体例として、分析対照に特有の受容分子を結 合させる取付は層を設けられる。シグナルが装置上で得られるように、この取付 は層に可成の受容材料を取付けできるということは本発明では重要である。その 他の関連する具体例として、一旦分析対照が取付は層に取付けられると、その池 の層が対照物に特定の方法で装置上に析出され、色のシグナルまたはより明確な 色のシグナルが得られるような方法で本装置が使用できる。

目視で分析できる装置であることが好ましいが、本発明の装置はまた偏光解析計 、反射計、プロフィロメータ、改良形偏光解析計等が使用可能である。

他の関連する面から（下記でより詳細に記述する）、本発明の特徴は、上記の装 置や本発明で使用する特定の装置を使用する方法、および、各層の最も望ましい 厚みが即座に決定できるように、各成分層が種々の厚みで光学的に活性な表面を 有する基板を形成することにより本発明の装置を最適使用する方法を提供するこ とにある。

特に、本発明は基板がデンドリマー、スターポリマー、分子状自己集合ポリマー 、重合ノロキサン、および膜形成ラテックスからなる群がら選んだ化学品から作 製した取付は層を有する装置を特徴とする；基板自体は単結晶性ケイ素、ガラス 上に不定形ケイ素、プラスチク上に不定形ケイ素、セラミック、多結晶性ケイ素 およびこれら材料の複合物からなる群から選んだ材料で作製する；そして基板に は窒化ケイ素、ケイ素／二酸化ケイ素の複合物、オキシ窒化ケイ素、二酸化チタ ン、チタン酸塩、ダイアモンド、ジルコニウムの酸化物および炭化ケイ素から選 んだ材料で作製した光学的薄膜を有する。

特に好適な具体例として、第二の色は分析対象が装置と接触した後一時間以内に 識別できる：分析対象物が０．１ｎＭ、　０．１ｎｇ／ｍｌ　５０ｆｇ、　２　 ＸＩＯ３の生物から選んだ量だけ表面に存在する時は、光に対する反応が観察さ れる；表面は鏡面であるか、鏡面でないか、または光学的活性面が見られるよう にした鏡面でない表面を有する透明層である；基板は固体の支持体、可撓性支持 体、プラスチック、ガラス、金属および非金属からなる群から選ばれる：基板は 光反射性か光透過性である：光は単色光、多色光、紫外光、赤外光である；分析 対象はリウマチ因子、樺花粉に特有のＩｇＥ抗体、癌胚抗原、連鎖球菌群Ａ抗原 、ウィルス性抗原、自己免疫性病気に関連する抗原、アレルギー、腫瘍または感 染性微生物、連鎖球菌群Ｂ抗原、ＨＩＶ　ＩまたはｆｌＩＶ　ＩＩの抗原、また は前記ウィルスに対する抗体、Ｒ８Ｖに特有の抗原またはウィルスに対する抗体 、抗体、抗原、酵素、ホルモン、多糖類、蛋白質、脂質、炭水化物、麻薬または 核酸、髄膜炎の誘因生物、ナイセリア髄膜炎群Ａ、Ｂ、Ｃ，ＹおよびＷ１３６、 連鎖球菌肺炎、Ｅ、　ｃｏｌｉ　Ｋｌ、　ｔエモヒラス流感型Ｂ１微生物から誘 導した抗原、ハブテン、麻薬（許可または免許なしで不法に使用する麻薬を含む ）、治療薬、環境用薬剤、および肝炎に特有の抗原からなる群から選ばれる。鏡 面でない表面はプロフィロメータで２７００から３２９５の読みである。この値 は表面構造の平均ピーク高さでＲＭＳ粗さを除したものであり、そしてＨｅＮｅ レーザ光源により測定した鏡面反射率は約５０％以下である：基板はガラス、プ ラスチックからなる群から選ばれ、その表面に不定形ケイ素の層を設ける。この ようにして光学的活性表面が形成される。光学的活性表面は多結晶性ケイ素また には金属が含まれる９さらに基板は不定形ケイ素の層を有する金属である；分析 対象を受容する受容層は分析対象に特定の結合相手を備えている。受容層は抗原 、抗体、オリゴヌクレオチド、キレート化剤、酵素、バクテリア、バクテリアの 繊毛、バクテリアの鞭毛、核酸、多糖類、脂質、蛋白質、炭水化物、金属、ウィ ルス、ホルモン、および前記材料の受容体からなる群から選んだ材料で作製され る：第一の色は外観が金色で、第二の色は肉眼で外観は紫色または青色である。

他の好適な具体例において、本装置は多色光に対し肉眼で検出できるようなシン ボルが得られるよう配列されている：そして光学的膜は装置に４８０人から５２ ０人の厚みにコートされている：そして分析対象は受容材料と結合剤との間に挟 まれている。

その他、本発明の特徴は分析対象の光学的測定で使用する装置を提供することで あり、基本材の層、アルミニウム、クロムまたは透明な伝導性酸化物の伝導性金 属層、および不定形ケイ素の層、で作られた多層基質が含まれる。ここで金属層 は不定形ケイ素の付近に配置される。その他、本装置は、基本材の層（光学的活 性層を設けた固体材料）と基本材付近の不定形ケイ素の層とを有する多層構造の 基板を備えている。好適な具体例において本装置には基板上面に非反射層を付着 させる。この層は、基板上面に付着可能な光学的材料と、基板上面から最も離し て位置させかつテストされる流体中で分析対象を結合させる特定の材料から選ば れた受容材料と、を備えている：基本材はガラス、シリカ、プラスチック、半導 体、セラミックおよび金属の群から選ばれ、そして堅いか可撓性かである：そし て取付は層は光材料と受容材料の間に挿入される。

その他、本発明の特徴はガラス、プラスチック、ケイ素および不定形ケイ素から 選んだ基板、窒化ケイ素、ケイ素／酸化ケイ素の複合物、チタン酸塩、炭化ケイ 素、ダイアモンド、硫化カドミウムおよび酸化チタンから選んだ非反射層、重合 シラン、重合シロキサン、膜形成ラテックスまたはデンドリマーから選んだ取付 は層、および分析対象に特定の結合層で作製された、分析対象を検出する光学的 測定装置を提供することである。

好適な具体例において、不定形ケイ素層は約９００から１ｌ１００ｎの厚みを有 する；約１８００と２２００人の間の厚みのアルミニウム層がガラス上に設けら れる；窒化ケイ素、ケイ素／酸化ケイ素の複合物、チタン酸塩または二酸化チタ ンの膜は約４８０から５１５Ａの間の厚みを有する：取付は層は約９０から１１ ０人の間の厚みを有する、アミノアルキル−Ｔ−構造の有枝シロキサンである； そして受容材料は約３０から６０人の間の厚みを有する抗体層である。

より好適な具体例で、基板は第一の色から第二の色への変化がいずれも偏光解析 計等の計器の出力で指示されるように配列されている：表面から反射または透過 する光の強度が変化する：衝突する光は装置で反射され、この反射光は楕円状ま たは直線的に偏光させられる；単色、多色、非偏光、可視、紫外または赤外また はこれらの組合わせた光である：基板は光学的に活性な表面を支持するか、それ 自身光学的に活性である。

その他、本発明の特徴は試料中の分析対象の存在有無またはその量を検出する方 法を提供するものであり、その方法には上記装置を用意する行程と、光学的に活 性な表面を分析対象を含んだ試料に接触させる行程とが含まれる。分析対象が活 性表面と相互に作用して活性面に第二色が表わされる。第二の色の変化の測定に 光学的読取り装置が使用される。光学的読取り装置は下記計器群のうちの−から なる：偏光解析計、反射計、比較反射計、プロフィロメータ、薄膜分析器または その改良品である。

好適な具体例につき、分析対象を受容材料（例えば、抗体または抗原）および第 二結合剤（例えば、抗体または抗原）の間に挟ませる：分析対象は結合して直接 検出される１分析対象は間接的なノブナルの発生で検出される：試料は尿、血清 、血漿、を髄液、痰、全血、唾液、尿生殖器分泌物、便の抽出物、心腹、胃（ｇ ａｓｔｒｉｃ）　、ベリトンール、胸膜洗浄物、膣分泌物、および喉の綿棒、か らなる群から選ばれる；そしてこの方法では反射計を使用して色または強度の測 定を行う。

特に好適な具体例による方法では、基板を分析対象を含むテスト試料と接触させ る。基板は第二の色を表わすものとする。そしてこの装置は、第一の色が特定の 波長または光の波長範囲の背景の強度を表わし、第二色が第−色に対する一以上 の光の波長の強度の変化を表わす反射計のセットである。またこの装置は、第− 色が分析器を通り検出器まで透過する光の背景の強度を表わし、第二の色が第− 色に関連して分析器を通り検出器に透過する光の強度の変化を表わす薄膜分析計 のセットである。またこの装置は、第−色が目視可能な干渉光で、第二色が第− 色に対する色の変化を表わすものである。

その池、本発明の特徴は基板、−以上の光学的層、取付は層および受容層を有し 、これらの層の一以上をスピンコーティングした光学的測定装置を提供すること にある。

好適な具体例として、この方法は基板の表面に光学的薄膜をスピンコーティング する。この膜は：ボリシリザン、酸化アルミニウム、珪酸塩、チタン酸塩、ジル コン酸塩およびＴ−樹脂シロキサン、からなる群に一以上から作製され、そして この膜は２５０から５５０人の厚みがある；この方法では装置の米表面に取付は 層をスピンコーティングし、最も好適には非線形有枝重合シロキサン、膜形成ラ テックスおよびデドリマーからなる群の一以上から選んで作製し、厚さが２５か ら２５０人であればよい；そして受容材料を取付は層にスピンコードまたは溶液 コートする。

他の観点から、本発明の特徴は台上に支持されかつ第一コンテナ内に保持された 活性受容面を有する光学的測定装置を提供することである：ここで第一コンテナ は、台の基礎に設けられ、かつ表面からの液ドレンを吸収するように配列された 第一吸収材料を備え、第二コンテナは第一コンテナの一側部にヒンジ連結されて いて第二吸収材料を備えている。ここで第二コンテナはヒンジで回して第一コン テナに閉止することができ、このように閉止することにより第二吸収材料をその 表面に接触させる。

好適な具体例として、第二コンテナにはさらに第二吸収材料をこれが表面と接触 する位置に対し移動させるように配列したハンドルが設けられている；この装置 はさらに第二コンテナ内に可動式フラップを備えており、第二吸収材料が第二コ ンテナから移動しないように配列されている：フラップは第一または第二コンテ ナにヒンジ連結され、表面または第二吸収材料に接近できるように一以上の隙間 が設けられている。

これに関連して、本発明の特徴はベース上に支持されて複数の光学的活性表面を 有する光学的測定装置を提供することである。このベースには表面からの液ドレ ンを吸収するように配列した第一吸収材料が設けられ、そして摺動可能な蓋には 装置使用中に光学的活性表面に接触するように配列した一以上の吸収区域が設け られている。

好適な具体例の装置では、ベースに対して蓋を階段的移動させるための手段が設 けられている：蓋には一連の開口が設けられ、装置を使用時には表面に選択的に 接近できるようにする；蓋には細長い開口がある。ここでベースは一連の印しか 設けられ、かつ細長開口は印しと協働して装置の使用法を指示する；分析対象は 免疫不全ビールス（ｌｌｍＩ、ＩＩまたはその組合わせ、連鎖球菌群Ａ１連鎖球 菌群Ｂ、　Ｒ３Ｖ、　Ｂ型肝炎、クラミデア種、ｎｓｖ、抗体、抗原、核酸、オ リゴヌクレオチド、キレート化剤、酵素、バクテリア、ウィルス、ホルモンまた はこれらの受容体である。そして装置は連鎖球菌群Ａ抗原、連鎖球菌群Ｂ５Ｒ５ ％’、クラミデアまたは肝炎の抗原の存在量を測定できるように配列される；そ して光学的活性受容表面を有する。

その他、本発明の光学的測定装置は、−分析対象に対し表面の複数の試料の同時 測定ができるように配列した光学的活性受容表面と、表面に試料および薬剤の溶 液を分配するように配列した自動液取扱い装置（例えばピペット装置）とを有す ることを特徴とする。

好適な装置にはさらに各測定の結果の光学的読取り装置を備えている。そして装 置には表面を乾燥させるように配列したブロ一手段を備えている：そしえ装置は かけられた試料の定量的かつ定性的評価を提供する。

他の観点から、本発明の特徴は分析対象を検出する方法を提供することである。

この方法の行程は、取付は層で一以上の層（特に分析対象と接触する受容材料を 添える）を支持して光を反射または透過する基板を有する検出装置を準備し、分 析対象が受容材料と結合する条件で分析対象を含んだ試料と装置を反応させ、そ してこの結合分析対象を装置の表面で質量変化させる薬剤と反応させるのである 。

好適な具体例において、装置は免疫学的に活性な材料の取付は層を支持する平た い反射性材料の基板を有する：この基板は平坦な反射性材料からなる。基板およ び取付は層は反射時に放線を偏光させる：薬剤は装置上の質量を増減させる。

例えば、薬剤は酵素であるか、または分析対象に特有の第二受容材料に付着され る膜形成スチレンブタジェンコポリマー等の重合ラテックスがある：最も好適に は、薬剤は抗バクテリア−抗体−酵素の錯体を含む共役酵素がよい；薬剤は例え ば３．３’　、　５．５’−テトラメチルベンチヂンを含む酵素の基板等の沈殿 剤により沈殿させる。

これに関連して、本発明の特徴は、分析対象と反応する光学的活性表面を備える テスト装置を有する分析対象の光学的測定装置を提供することであり、分析対象 と反応するようにした薬剤は表面に結合して表面の質量を変える。好適にはこの 薬剤は共役酵素または重合ラテックスにする。

その他の観点から、本発明の特徴は試料中の分析対象を検出する方法を提供する ことにある。その行程は；基板を有し、上下面を有し、かつ基板に結合した抗体 の層、試料の分析対象を含んだ一以上の層、分析対象と錯体を形成した共役酵素 を有する層を少なくとも一層支持した分析対象含有層、をその上面で支持する薄 膜の光学的免疫測定装置を準備し、共役酵素を沈殿剤と接触させ；沈殿剤と酵素 との相互作用から生成物を沈殿させるに充分な時間だけ放置し；テスト試料中の 分析対象の量の指標として、共役酵素層および抗体層の質量変化を光学的に測定 する。

好適には、共役酵素にはパーオキサイド、または抗バタテリアー抗体セイヨウワ サビパーオキサイドの錯体がよい：またはこの共役酵素はアルカリ性ホスファタ ーゼであり、抗バクテリア−抗体アルカリ性ホスファターゼの錯体を構成する； そして沈殿剤は５−ブロモ−４−クロロ−３−インドリル燐酸塩を含む基板であ る。

他の観点から、本発明の特徴は分析対象の存在有無またはその量を検出するため 光学的装置の基板上に配列した計器を提供することにある。この計器には、基板 に対しブリュースタの角度以外の角度で配置されて直線的に偏光する単色光源、 および基板からの反射偏光を検知するに適する位置と基板に関連する角度とで配 置された分析器を有する。この分析器は、質量変化が非反応面に関する基板で生 じる時、分析器を通して透過された基板からの反射光の強度をほぼ最大にするよ うに構成されている。

その他、本発明の特徴は分析対象の光学的測定装置を最適化する方法を提供する ことにある。その方法の行程は；光学的活性層の選ばれた厚みを有する基板を設 け、コーティング上に選ばれた厚みの取付は層を設け；分析対象１こ対し選１ｆ れた厚みを有する受容層を設け（ここで、光学的活性層、取付は層および受容層 の厚さの少なくとも一層を複数の層厚が得られるように変更する。）；受容層の 質量増加が得られるような条件で分析対象を受容層と接触させ；そして−以上の 層の厚さの光学的厚さを測定する。好適には光学的コーチングの厚さは基板の長 さにより変化する。

出願人は、クレームした装置の最適化のために有用な一つの特徴は基板上面に取 付けた非反射層を有しカリ屈折率が解っている、基板を使用することであること を知った。この非反射層は基板上面に付着できる材料による一以上の層、上面か ら最も離して配置しかつテストされる流体中で分析対象と特に結合する材料から 選んだ受容材料の一以上の層から構成される。非反射層はそれに近接する基板表 面材料の既知の屈折率のほぼ平方根である屈折率を有することおよび装置上の光 の波長の１７４の奇数倍以下の厚みを有することが大切である。

すなわち、本発明の装置を最適化するためには以前から開発されている数学的ア ナゴリズム（−ｔ［ａｎｄｂｏｏｋ　ｏｆ　０ｐｔｉｃｓ”の第３表参照、Ｗａ ｔｅｒ　Ｇ、　Ｄｒｉｓｃｏｌｌとｆｉｌｌｉａｍ　Ｖａｕｇｈａｎ、出版人Ｍ ａｃＧｒａｖ−日ｉｌｌ　Ｂｏｏｋ　Ｃｏ、、８−４８から８−４９頁）力＼ら 離れることが必要であることを出願人は知見した（「発明の背景」参照）。この よう（こ、数学的公式はむしろ感度のよくない装置に有用であろう一般的な厚み の指標を提供するが、本発明の方法は可成りかつ驚くほど高い感度の装置を提供 するものである。

本発明の光学的テスト表面の構成に有用な最適の材料および方法が得られる方法 論の指標を下記にて説明する。概して、肉眼で検出できる着色シグナルの発生に よるかまたは機器分析によるかに拘わらず、本発明では分析対象を直接検出する ための新規な光学的活性テスト面が存在する。これらのテスト面には取付は層を 介してテスト面に結合される特定の受容材料が設けられる。このように、本発明 では、光学的基板を選定し、分析対象に特有の受容材料を基板上面に取付け、こ の受容材料を分析対象を含む試料流体と接触させ、それから、第一の色の変化を 観察することによりコートされた表面に生じる反射と透過の変化を試験する。

本発明は広範囲に応用でき、そして種々の特定の測定法に採用できる。例えば、 本発明の装置は抗原または抗体を検出する免疫測定法に使用可能である。本装置 は直接、間接または比較検出計画に使用して、核酸の検出のみならず、酵素活性 度の測定、有機性小分子の検出（例えば麻薬、環境薬剤）にも利用できる。

本発明の特徴はテスト表面が測定を実施するに適していることである。この表面 は種々の基板、非反射性材料、取付は材料および受容材料から開発可能である。

このような材料はユーザが広範囲にかつ手短かに採用可能である。単一の測定か らでも多くのテスト結果が得られ、しかもテストされる多（の分析対象が単一の 試料で簡単に得られる。

本発明の装置はまたこの程度の感度を必要としない測定に対しても貢献する性能 を提供する。この改善された性能は測定時間の短縮、説明の容易さ、および測定 法や手続きの融通性をもたらすように貢献する。

本発明のその他の特徴および利点は下記の好適な具体例の説明およびクレームか ら明白になるであろう。

最初にまず図面について簡単に説明する。

Ａ皿 第１図は本発明の装置および方法の中枢をなす干渉現象の略図である。

第２図は鏡面、および非鏡面または散乱性の基板表面の略図である。

第３図は本発明の装置で使用する最適な干渉膜を選定する方法の略図である。

第４図は光学的表面への３−アミノプロピルトリエトキシ／ランの取付は状態を 表示したものである。

第５図は本発明の装置の作製に有用な多価ノロキサンの取付は状態の略図である 、ここで、Ｒは化学的に活性な基の光学的表面に存在するケイ素原子への付着に 干渉せず、かつ受容体く生物学的）部分の付着にも干渉しない、多数の基のいず れか一つであり、例えば、このようなＲ基には第一、第二、第三アミン、アルコ ール類、エトキシ基、フェニル基および芳香族基等がある。

第６図は計器読取り結果または目視読取り結果に有用である本発明の装置の略断 面図である。

第７図は、光学的表面に薬剤を付与することにより光シグナルが得られかつ強化 される本発明の方法の略図である１例えば、ラテックスビードを有する抗体を使 用するか、または酵素の抗体を使用して基板上に生成物を析出させる。

第８Ａ〜８Ｇ図は本発明の装置の斜視図および分解組立て図である。特に、第８ ＾、８Ｂ、８Ｃおよび８ｐ図はそれぞれ装置の平面図、底面図、斜視側面図およ び側面図、第８Ｅ図は測定のために開放した装置の斜視図、第８Ｆ図は装置のテ スト面分解組立て図、そして第８Ｇ図は装置内部の各種構成品を示す分解組立て 図である。

第９八〜９Ｅ図は本発明の多重テスト装置の斜視図およびその他であり、特に、 第９＾、９Ｂおよび９０図はそれぞれ装置の平面図、斜視図および分解組立て図 、第９Ｄ図は装置の前面蓋の背部を示し、そして第９Ｅ図は前面蓋を外した装置 の平面図である。

第１０図は第８Ａ〜８Ｇ図に示した装置を使用する方法の各行程を示す略図であ る。

第１１図は第９Ａ〜９Ｅ図に示したと同じ装置を使用する方法を示す略図である 。

第１２図は回分サンプリング方式の略図である。

第１３図は従来の偏光解析針の光路の略図である。

第１４Ａ図は本発明に有用な薄膜分析計の略図であり、単色光源および感光性半 導体素子またはアレイを使用する。

第１４Ｂ図は多色光源および光電子倍増管検出計の略図である。

第１５図は従来の偏光解析針の光路の改造型の略図であり、ノブナル検出の新規 の方法を表示する。

第１６図は光路長の短い偏光解析針の略図である。

第１７図は従来の蛍光法に対する蛍光測定法における反射性基板の利点の略図で ある。

第１８図は第５世代スターポリマーまたはデンドリマー（分子状自己集合ポリマ ー）の略図である。

テスト装置 偏光解析法、多角反射解析法、干渉分光学器使用術、プロフィロメトリー、表面 プラスモン共鳴、消散波、およびその他の方式や偏光分析法、反射解析法、分光 学と分光測定法の組合わせ、を含めた多（のタイプの光学的薄膜測定技術が本発 明には有用である。本発明はこれらの技術の応用に関するもので、適宜選定した 結合材料表面上の分析対象の濃縮固定化による薄膜の厚み、密度または質量の変 化を検出し測定するものである。かかる薄膜測定技術は対象物を直接検出または 定量化し、従来の固相測定に取って替わるものである。薄膜の技術的課題は、従 来の診断その他の測定用具市場の競合に値するような測定用具の開発を妨害して いた。

特定の結合層と光学的材料を組合わせる本発明の装置のテスト表面の構造には種 々の重要な特徴がある。より詳細には、特定の結合層を非反射性または干渉性膜 と組合わせるには特別の配慮が要求される。これらの特徴を下記で検討するが、 概して、最終的な測定装置への要求ばかりでなく、光学的基板、任意の光学的薄 膜や干渉膜や非反射性膜および取付は相と、複合テスト表面に使用される受容材 料との間の相互関係をも評価しなければならない。目視／定性的、計器的／定量 的、計器的／定性的等のエンドユーザーの所望要素は適当な感度と性能特性の有 用なテスト装置の製造時に選択される。

第１図について説明すると、本発明の一具体例の効用の中枢をなす光干渉の一般 的現象を示しである。この現象は通常テスト装置の顕微鏡的な表面特性とは無関 係である。例えば、この装置により表面から反射する光を変化させるということ のみが重要で、表面に回折格子その他の何か特別のパターンを設ける必要がない 。このように、概して表面は平坦であり、特別のパターンは何ら備えていない。

しかし、表面は人間の目に有効であるような形やデザインにする。非反応テスト 面では装置に入射する白色光を金色光で反射させるが、他方、分析対象と結合す る付加物にり、反応テスト面は入射白色光を紫または青色で反射させる。金色か ら紫または青色への変化は反応および非反応テスト表面の干渉の差を表わしてい る。

第６図は本発明を採用した装置のテスト面の種々の一般的構造を略図で示しであ る。計器読取り装置の場合は表面に基板、取付は層、および受容材料層が設けら れ、そして任意に不定形ケイ素および／または金属膜も設けられる。これに対し 、目視で読み取りできる装置では、取付は層および受容材料層と共に、複合干渉 膜を形成した光学的薄膜（または干渉膜）を設ける必要がある。これら種々の層 およびその相互作用を具体例を使用して検討する。

醇 表面上の一以上の薄膜はその表面で入射光を減衰させ、反射または透過で測定さ れる入射光を変化させる。反射は光が付近の媒体でな（異なる屈折率の媒体に遭 遇するときに生じる。この付近の媒体は通常屈折率が１．０の空気である。透過 なる一般用語は入射光が入射面以外の側の表面または媒体から離れるプロセスの 二とである。媒体の透過率は入射光に対する透過光の割合である。反射光と透過 光とは共に肉眼で検知でき、また計器で測定できる。本発明では試料中の分析対 象の量の尺度として装置内のかかる光の減衰を使用することができる。しかし、 装置の実際の構造は反射または透過のモードを所望するかどうか、およびその結 果の分析を肉眼でか計器でするかによって決まる。このような特定の組合わせは 基板の選定と関係があり、下記で記述する。

反射モード、肉眼による解明 本発明で使用する現象の一例として、アスファルト面で水の上の油を見る時に観 察される干渉色がある。このような干渉効果は至極一般的なことであり、−片の 多層構造雲母、−片の氷、引伸ばしたプラスチック鞄またはセッケンの膜で見ら れる。色の変化は材料の厚さの局所的変化によるものである。水上の油で観察さ れる色は特に濃く、水と油の屈折率の差により肉眼で容易に観察される。水は鏡 面反射するので色はさらの濃くなる。アスファルト表面は透過光を吸収し逆反射 を抑えて、観察される色調を和らげる傾向がある。肉眼は強度の変化よりコント ラストに敏感であり、このため、材料を選定する場合は表面にける質量たは厚み の変化の結果として良好な対照を示すような色が得られるようすべきである。

材料の表面に膜を形成して一以上の波長または波長の帯の反射率を変えるのであ る。このよなタイプの材料はサングラス、カメラのレンズおよび窓ガラスの製造 で使用されている。

テスト面が肉眼で見えるようにデザインされている場合は、光学的基板は屈折率 が既知のもので、かつその表面は最上面でのみ反射するものでなければならない 。研磨した単結晶性のケイ素、金属およびあるセラミックや黒色ガラスの表面は この用途に直接適用できる。このような材料は目に見えるシグナルを発生させて 、光学的に活性であると考えられる。

ガラスまたはプラスチック等の材料は、この方法で有効に利用する前に別に処理 しておく必要がある。ガラス等の材料は上面と背面とで反射する。これを回避し かつこのような材料を使用するため、最上面に膜を付加させねばならない。不定 形ケイ素、金属の薄膜、またはこれらの材料の組合わせが使用できる。この場合 ガラスは固体の支持体として作用し、観察される色の発生には本質的に関与しな い。このため光学的には受け身であると考えられる。

単一の基板材料またはより複雑な構造を使用する時、光学的薄膜または非反射予 め選定した基板に適合する非反射性材料は“Ｈａｎｂｏｏｋ　ｏｆ　０ｐｔｉｃ ｓ”第３表の８−４８から８−４９頁の計算を参考にすべきである。単結晶性ケ イ素はこれを最上面に、透明ガラスはこの表面を無定形ケイ素その他の材料でコ ートする。非反射性膜の膜厚の調整は下記のウェッジの実験結果を使用して行な う。肉眼で識別できる色の変化を得るために反射性基板を使用する場合、適当な 屈折率および厚みの膜を付加することが絶対に必要である。

光学的基板材料は鏡面反射を形成し、またはシグナルを見る場合に角度に依らな い乱反射を生じるように処理できる。

透過モード、肉眼による解明 この方法では、光が表面を透過するので色は反射光中には見られない。このよう な異なる波長の光の選択的透過はサングラス、カメラレンズ、窓ガラスおよびｎ ａｒｒｏｖｂａｎｄｐａｓｓフィルターの製造に使用されている。材料が異なる 波長の光を選択的に反射および透過する。このフィルターは光の波長の大きな束 を反射し、特定の一波長を中心した波長の小さな束のみを選択的に透過する。こ のフィルターは一側面を光の多くの波長を反射する材料でコートした光学的ガラ スで構成されている。このガラスにコートした材料の厚みの変化はフィルターの 有用な範囲を変更させる。

このため、光学的基板は光の可視波長に対し透過性がなければならない。このた め、単結晶性ケイ素、金属、あるプラスチックおよびセラミックは、極度に薄く 透明でなければ適用できない。ガラスおよびある種の透明プラスチックはこの用 途には最も有用である。この方法では基板は光学的に活性である。目視できる色 の変化を生じさせるためであるので、基板の屈折率は非反射性タイプの膜には逆 効果を与える。−以上の透過面でのシグナルの散乱を避けるするためこの用途に は表面は均一で円滑でなければならない。

不定形ケイ素層が充分薄ければ、この不定形ケイ素層でコートした基板はある角 度で可視光線を透過できる。このことはガラス基板上の非常に薄い金属層でも事 実である。このタイプのテスト表面は不定形ケイ素がテストピースの背面（すな わち、目視面の反対側）にあるように配置しなければならない。

反射モード、計器による解明 計器による検出を採用する場合は、非反射性または光学的薄膜を使用することは 任意である。反射計ではシグナルを生じせるために色が変化するか、または光度 （強度）が変化することが要求される。計器では強度の変化を記録し、コントラ ストのための最大限の変化を必要としないので、この色の変化は目視可能なよう に選択する場合の色の変化とは異なることである。非反射性膜厚は、分析対象結 合の要因としての強度の最大の変化が得られるように調整することが好ましい。

さらに、反射計を採用すればまたこれで鏡面反射または乱反射面での色７強度の 変化が測定できる。

偏光解析針タイプの計器を使用する場合は、光学的基板は鏡面反射するものにす べきである。反射は最上表面からのみ生じる。既に検討したように、ガラスはこ の場合支持体としてのみ作用し、光学的に受け身であるか、検出されるシグナル の発生には関与しない。計器による検出では薄膜との相互作用による光の強度変 化を測定する。光はそれがどのような波長の単色光、多色光でも楕円状または直 線的に偏光する。

透過モード、計装解釈 入射光に対し透過的であればどの光学基板でも、その入射光が多色光か単色光か 、線形偏光か楕円偏光か、あるいは望ましいどの波長であろうと関係な（、この 用途に使用することができる。この用途におけるＡＲ膜の使用は任意であるが、 屈折計用に必要な場合は、目による解釈のために提示した規則がここでも適用さ れる。したがって、光学基板の屈折率はＡＲ被被膜選択に影響する。屈折計の設 計は、反射測定または透過測定を行なえるように容易に変更することができる。

色に関係なく透過光を変化させるときには、ＡＲ膜は必要ない。この用途におけ る基板の唯一の要件は、入射光の１つまたは複数の成分が透過することであり、 試験片の最上部表面の質量または特性が変化すると、透過光が検出可能な方法で 変化することである。イーストマン・コダックによって製造されているＩｒｔｒ ａｎシリーズなどの材料は、これらの膜の赤外（ＩＲ）特性の変化を監視するた めに、この用途に使用することができる。

したがって、「基板」という用語は、以下で述べる層を保持するための固体表面 だけでな（、光学薄膜をはじめとする光学活性基板をも含む。明瞭性を期すため に、基板のこれらの２つの部分を別個に論じるが、本発明で重要なことは、層（ アタッチメント層およびその他の層が接着される層）が光学的に活性であって、 上述のようにこれらの層の厚さまたは質量の検出可能な変化を提供することであ ることを、当業者は認識されよう。

光学基板は固体材料であるか、あるいは光学的に作用する１層の材料を支持する かのいずれかである。これらの材料は、光学薄膜と結合して干渉効果を生起させ る場合には、既知の屈折率を持たなければならない。したがって、後で述べるよ うに、これは、反射性または反射性にされるどのような所望の材料からでも形成 することができる。計器に使用する場合、透過光が分析されるように、基板を透 明（例えばガラスやプラスチック）にすることができる。

本発明は、最終使用者のニーズに適合する様々な光学基板の材料および形態の使 用に適している。光学基板は、拡散反射または鏡面反射をする材料から形成する か、あるいはそうした材料を基板上に塗布することができ、剛性または可撓性、 反射性または透過性のどちらでもよく、試験表面の光学機能コンポーネントを形 成することができ、あるいはまた光学的に受動的な支持体として作用すること（ および光学活性層を設けること）ができる。計装分析用に設計されたデバイスは 基板上に反射防止被膜（光学薄膜）を必要とせず、目視観察用に設計されたもの はそうした被膜が必要である。計装用途、または色信号発生用途の目視観察用の 光学基板を選択するのに有用な判断基準を、以下に提示する。

ガラス、溶融ンリカ、プラスチック、セラミック、金属、および半導体材料をは じめとする広範囲の剛性材料で、光学基板を形成することができる。可撓性光学 基板としては、プラスチック等の薄板がある。大半の基板は、その後の層を基板 上に沈積する前に、当業者にとって周知である標準溶剤、プラズマ・エツチング 、または酸洗浄が必要なだけである。

目視可能な色信号を発生する場合、反射防止被覆材が必要である。マイラー（ポ リエチレン・テレフタレート）および表面エネルギの低いその他の材料のポリマ ー膜は、そうした材料にはよく接着しないことがあり、この層が沈積できるよう にするには、その前に追加処理が必要になることがある。接着力を改善するため に、これらの光学基板は、半導体処理における酸素プラズマ洗浄で標準的な条件 下で、酸素プラズマでエツチングすることができる。

ガラスや、けい素などの半導体材料、金属等の多くの固体材料の表面は、研磨す ると充分に滑らかになり、鏡面反射が得られる。反射による分析に使用する場合 、光学基板の選択における重要な要件は、上面だけで反射が発生するか、または 発生させられることである。これは、干渉膜を含み、目視観察されるデ／くイス の場合、特に重要である。これは、当業者に周知の技法で、基板上に薄い金属膜 を蒸着し、その後の層を接着を行なうことによって、容易に達成される。例えば 、ガラス基板の最上部表面は、下層表面からの望ましくない反射を防止するため に、層を被覆することができる。

禽！！ 基板を反射モードで使用する場合、基板が部分的または完全に透明であるときは 、透過光を遮断し、上部表面だけで反射が起きるようにするために、不透明材料 を被覆することができる。例えば、ガラス基板は、アルミニウムを充填したタン グステン・ポートに向けて真空チャンバ内に取り付けることによって、アルミニ ウム、クロム、またはその他の透明な導電性酸化物の層を被覆することができる 。チャンバは、ｌＸｌ０−６トルの圧力にまで真空排気される。タングステン・ ホードに電流が流れ、ボードの温度が上昇する。アルミニウムが２０人／秒の率 で基板に沈積する温度で１００秒間沈積させ、ガラスに２０００人の厚さを持つ 不透明なアルミニウムの層を被覆する。背面反射を防止するために、これより薄 いアルミニウムまたはクロムの層を用いることもできる。金属膜の沈積には非導 電沈積技法を使用することもできる。

アモルファス・シリコン 上述のアルミ被膜ガラスは、光学的に受動的と考えられる。したがって、水素添 加アモルファス・ノリコン（ａ−５ｉ：Ｈ）の層を被覆すると、基板の光学特性 がａ−３ｉ：Ｈのみから誘導される。アルミニウム被覆ガラスが必要なのは、ア モルファス・シリコン沈積プロセスに導電性表面が必要な場合だけである。アモ ルファス・シリコンの沈積に導電性表面の使用を必要としない技術が知られてい る。この基板を生成するには、プラズマ・エンハンス化学蒸着システム内の２つ の対置する電極の一方に、アルミニウム被覆カラスを取り付ける。システムを真 空排気し、基板を２５０℃に加熱する。チャンバ内への一定流量のシラン（Ｓｉ Ｈ４）ガスを０．５トルの圧力に上昇する。１０ｍＷ／ｃｍ”のＲＦ電力を電極 に印加することによってプラズマが衝突する。ａ−３ｉ：Ｈの膜が基板に沈積し 、約７５分間で約１１０００ｎの厚さにまで成長する。こうして形成されたａ− ５ｌ：Ｈは、試験表面の最初の光学機能層を形成することができる。

ａ−５ｉ：Ｈだけを被覆した（アルミニウム層を持たない）ガラス基板も本発明 に有用である。ガラス、溶融ンリカ、サファイヤ、および多くのプラスチックな どの透明な基板は、追加修正を行なわずに、計器透過測定に使用することができ る。目視可能な色信号生成は透過性基板を用いて達成でき、被膜の反射防止特性 は透過光から決定される。

薄膜測定に充分な反射表面を持つ基板の多くは、金属から形成される。これらの 金属の例として、鉄、ステンレス鋼、ニッケル、コバルト、亜鉛、金、胴、アル ミニウム、銀、チタン等、およびこれらの合金がある。金属は、計器検出法を採 用するときに、特に有用な基板である。計装測定システムの場合、生な要件は、 基板が反射し、平面であることである。対照的に、目視可能な色信号生成の場合 、金属の反射率に適切な反射防止被覆を整合させることは、不可能ではないが、 非常に難しい。最適な干渉色の生成するために、光学基板の反射率と使用される 光学薄膜とを整合させなければならない。したがって、色生成用に設計されるデ バイスは一般に、他の基板から、または前に述べたようにアモルファス・シリコ ン被覆金属基板から形成される。

悲−面 図２を参照すると、鏡面基板（表面が鏡状またはほぼ鏡状である基板）を提供す るのではなく、むしろ図２に図解的に示し、かつ符号Ｂで表わすように、表面が 不規則な隆起を形成するような方法で製造される本発明の一般概念の略図を示す 。これらの隆起は、図ではかなり誇張されているが、一般にはｌｎｍから１００ μｍの間の大きさであり、最も望ましくは約１１００ｎがら１００μｍの間であ る。繰り返すが、これらの隆起は（回折格子の形のように）規則的に設けられた ものではなく、表面に入射した光の一般散乱が生じるように設けられたにすぎな い。このような隆起を設けることにより、光がどの角度方向から基板に入射する かは重要でなくなり、図１に示す色変化は、基板を入射光または観察する目に対 し任意の角度で保持することによって、観察することができる。計器表面および 目視可能な色信号生成表面はどちらも、鏡面基板または拡散反射基板により構成 することができる。

拡散反射を行なう表面は、物理的研磨、化学的研磨、または材料の塗布など、様 々な方法で得ることができる。鏡面基板は、炭化けい素の粒子を含む化合物を用 いる物理的研磨によって荒削りして、拡散表面を形成することができる。代替的 に、材料を化学的に研磨することもできる。例えば、単結晶シリコン・ウェハは 、８０℃の３０％水酸化カリウム（重量）の水溶液でエツチングして、ピラミッ ド構造から成る粗表面を形成することができる。研磨工程の後で、当業者に周知 の等方性エツチングにより、拡散反射を生じる不規則表面を形成することができ る。

基板の拡散特性は、被覆によって生起することもできる。例えば、直径２ミクロ ンのポリスチレン球を、ポリアミド含有溶液などの流体中に浮遊させる。ガラス ・スライドをスピン・コータに真空搭載し、スライドの中心部が溶液で覆われる ようにする。スピン・コータのスイッチを３０００ｒｐｍで数秒間オンにし、溶 液中の球を表面全体に均等に分散させる。流体を乾燥させると、拡散反射を生じ る表面が得られる。

本発明の実施例は、拡散光反射を生じる不規則表面を持つ光学基板の使用を含む 。また、光拡散材料またはテクスチャード・プラスチック（ｔｅｘｔｕｒｅｄ　 ｐｌａｓｔｉｃ）などの光変更材料を被覆したり、上にかぶせたり、またはそれ らを介して観察される滑らかな光学基板の使用も含む。そうしたプラスチックを 介して観察すると、上述と同様の効果が得られる。　−例として、光学基板は単 結晶から形成され、単結晶を成長させて直径４インチに押し出した後、ダイヤモ ンド・ソーで切断してウェハにする。このウェハを化学エツチング液で処理して 、表面を円滑にし、傷を減少する。このウェハを、タルク・スラリー内のアルミ ニウム酸化物、チタン酸化物、または炭化けい素の粒子で研磨または研削する。

初期粒径は大きく、徐々に小さい粒径を用いて、徐々により円滑な表面にしてい く。ウェハの両面にこの処理を施す。最終研磨工程の後、非常に強度の拡散反射 表面が得られる。

ウェハの研磨が終了した後、次の工程またはその既知の変形法を用いてウェハを 洗浄する。すなわち、ウェハを、陽イオン活性剤で音波洗浄し、その後１８メガ オームの水ですすぎ洗浄する。次に、それらを陰イオン活性剤で洗浄した後、１ ８メカオームの水てすすぎ洗浄する。これらを、３７０ｍ１の３０％Ｈ２Ｏ２， ２５０ｍ１のアンモニア水、および９ガロンの水から成るアンモニア水溶液で超 音波洗浄し、０１ミクロンの濾過水を最終すすぎ水とする多段階の水ですすぎ洗 浄する。次にこれらをスピン乾燥させ、光学被覆できるようにする。この方法に 代わる別の方法として、Ｐｏｌｙｍｅｒ　５ｕｒｆａｃｅｓ　ａｎｄ　Ｉｎｔｅ ｒｆａｃｅｓ　（ｅｄｉｔｅｄ　ｂｙ　Ｙ、　Ｊ。

Ｆｅａｓｔ　ａｎｄ　Ｈ，Ｓ、　Ｍｕｎｒｏ、　Ｊｏｈｏｎ　Ｖｉｌｅｙ　ａｎ ｄ　５ｏｎｓ、　Ｎ、Ｙ、、　Ｎ、　Ｙ、、　ｐａｇｅ　２P２．１９８７） に記述されているｒＲＣＡ洗浄」がある。

ガラスの場合、表面特性の程度つまり不規則性は、光沢で論議される。ここで述 べる表面の拡散反射能力とは、反射が純粋鏡面反射に比べて散乱する程度である 。拡散性は表面トポグラフィの関数であり、相対トポグラフィは干渉膜またはバ イオフィルムよりずっと大きいので、あいまいさくｆｕｚｚｉｎｅｓｓ）は、異 なる特定の結合剤に対し大きく変化するとは考えられない。目視可能な色信号生 成の場合、膜は反射光の明度または色に影響するが、その拡散特性には影響しな い。色信号を生成する拡散表面は、反射計に特に便利である。

表面トポグラフィは、デク−タフ＋（カリフォルニア州すンタモニカ、ソローン ・テクノロジー社）などの表面プロフィロメータによって特性化することができ 、したがってあいまいさまたは不規則性もしかりである。デク−タフ１は、表面 特徴間の分離または距離に関する読み、および表面の定義された領域における表 面特徴の高さの平均値を提供する。表面の一つの有効な尺度は、二乗平均平方根 （ＲＭＳ）または平均表面粗度をを平均ピーク間隔で割った値であり、ピークは ＲＭＳ粗度の少なくとも５０％の高さを持つ突起と定義する。粗度は反射率対角 度の関数であるので、反射率の角度依存性を測定することによって定量化するこ とができる。法線から３０度で入射する光源の場合、フォトダイオードの反射光 の強度は、０度から９０度までの角度の関数として測定しなければならない。

選択されたウェハは、観察角度範囲全体にわたり円滑に変化する反射率を示すの が最適である。ＨｅＮｅレーザ光源を使用した場合、本発明で有用な荒い表面か らの表面鏡面反射率は、研磨ウェハが１００％反射すると仮定して、５％未満で なければならない。

本発明の一実施例では、非鏡面つまり不規則な表面を持つ品物は、約２７００か ら３２９５の間のピーク値によって特徴付けられ、好適な測定値は約２９９５で ある。この値は、ＲＭＳ粗度をテクスチャの平均ピークで割った値を表わす。

研磨処理の他に、広範囲な化学またはプラズマ・エツチング技術が、基板の拡散 特性を得るのに適している。例えば、ガラスは、つや消しガラスの製造時に使用 されるＨＦエツチングを利用して、拡散光反射表面に変えることができる。

色信号生成の場合、基板選択は、その後の被覆段階に使用される反射防止材の特 性を決定する。以下に、初期基板選択に基づく反射防止材の選択について述べ基 板材料は、切断、ソーイング、スクライビング、レーザ・スクライビング、また はその他の方法で処理して所望の試験片の形状にすることができる。単独使用分 析に適した試験片は、０．５ｃｍ２ないし１ｃｍ２であり、好適には０．７５ｃ ｍ２である。代替形態で実質的に多少反応性試験表面が必要になることがあるの で、試験片の大きさは上記に限定されない。

任意選択的光学薄膜材料 図１を参照すると、単層光学薄膜の最も単純な説明として、基板を薄い層の材料 で被覆し、膜の外表面からの反射と基板の外表面からの反射が、破壊的干渉によ って相互に打ち消すようにする。第１に、反射は１８０度ずれていなければなら ず、第２に、これらは同一振幅または同一強度でなければならない。

反射モードでは、本発明のデバイスの被覆の光学薄膜特性は、ある波長の光の反 射を抑制し、別の波長の光の反射を増強する。これにより、入射光の抑制された 波長は、基板または基板上の不透明の被覆に入り、そこで吸収される。反射が抑 制されない他の波長の光の多くは被覆された基板には入らず、反射するが、幾つ かの成分は吸収される。被覆の光学厚さが変化すると、反射光の波長の範囲が変 化する。透過モードでは、被覆の特性は、反射モードの場合と同様に、幾つかの 波長の光の反射を抑制し、他の波長の光の反射を増強する。これにより、入射光 の抑制された波長は基板に入り、透過する。反射があまり太き（抑制されない他 の波長の光は反射し、透過の程度は小さくなる。被覆の光学厚さが変化すると、 透過光の波長の範囲が変化する。

目視可能な色信号生成が必要な場合（図６の右側参照）、最終分析結果は計器に よって測定することもできる。理想的には、以下で述べる特定の結合剤だけおよ び光学基板を使用して完全干渉膜を生成するには、基板は、受容体層（以下参照 ）の屈折率の二乗の屈折率、つまり（１，５）２つまり２．２５を持たなければ ならない。この数字が異なっても、以下で述べるように、本発明の有用なデバイ スが得られる。選択される材料は、以後の工程に対し機械的に安定しており、反 射し、既知の屈折率でなければならない。光学基板を、例えば生物学的膜など特 定の膜に整合させることは、常に可能なわけではない。そのような場合、適切な 光学基板の欠如を補償するために、中間光学薄膜を使用しなければならない。

目視可能な色信号生成の場合、基板材料は次の２つの制約を受ける。第１に、そ れは光学薄膜材料に接着しなければならない。第２に、最も単純な例では、基板 の屈折率がその直接上の材料の屈折率の二乗にほぼ等しくなければならず、より 複雑な試験表面では、基板の屈折率が「光学ハンドブック」のｐｐ８−４８ない しｐｐ８−４９の表３の式の一つにほぼ当てはまるように選択しなければならな い。例えば、約４．１の屈折率を持つシリコン・ウェハを使用すると、試験表面 は、広範囲の対応する光学薄膜または反射防止材料を用いて設計することができ る。この材料は、減衰させる波長の４分の１波長の厚さに、または表３に示す式 の変化例の厚さにまで被覆しなければならない。当業者は、様々なその他の材料 が、上記基準を満たすならば、試験表面として使用するのに同様に適しているこ とを理解されよう。

光学薄膜被覆は、既知の被覆技術によって基板の表面に沈積する。例えば、真空 チャンバ内でのスパッタリングや蒸着などによって実行する。様々なその他の便 利な被覆技術が当業者には周知である。光学薄膜被覆として有用な材料は、利用 される厚さでかなり透過的な透明材料から形成され、基板を被覆したときに、あ る波長の反射光を抑制する。膜は、いったん光学基板に沈積されると、その後の 工程にも安定である。

この試験表面は少数の光学層を有することが望ましいが、以下に述べる変化によ って、表３に示す式に対応するより多くの層を有するより複雑な試験表面を設け ることもできる。すでに述べた通り、材料選択の出発点は、理論計算である。

理論的な考慮点を用いて、どの材料が事前に選択された基板と互換性があるかを 決定することができる。被覆の厚さは、予め決められた４分の１波長の厚さに、 または事前に選択された干渉色に合わせて設定することができる。しかし、本発 明の特定の結合剤光学膜複合物を構成するには、初期被覆に多数の調整が必要で ある。これらの調整を以下で述べる。

例えば、研磨シリコン・ウェハなどの基板は、約４．１の屈折率を持つ。表１の 第１方程式に従って、試験表面の効用を最大にするには、選択される光学薄膜材 料が２．０２（つまり、４．１の二乗平方根）の屈折率を持たなければならない 。最大「みかけの」色変化は、シリコンの場合、窒化けい素（ＳｉａＮｎ）また はけい素／二酸化けい素抜合体など、はぼ２．　０の屈折率を持つ材料により達 成される。同様の屈折率を持つ他の光学薄膜材料として、酸化すず、酸化亜鉛、 酸化クロム、チタン酸バリウム、硫化カドミウム、酸化マンガン、硫化鉛、硫化 亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化ニッケル、酸化アルミニウム、窒化はう素、フッ 化マグネシウム、酸化鉄、シリコン・オキシニトリド（Ｓ　ｉ、ｏ、Ｎ、）　、 酸化はう素、フン化リチウム、および酸化チタンなどがある。

窒化けい素 窒化けい素の沈積の１つの方法として、前にａ−Ｓｉ：Ｈの沈積で述べたのと同 様のプラズマ・エンハンス化学蒸着法がある。この技術およびこの技術の変形は 、多数の材料の沈積に適することが認識されている。例えば、５ｊ３Ｎ４を生成 する場合、アンモニア（ＮＨ３）ガスを７ラン・ガスに添加する。窒化けい素は 、単結晶ノリコンや多結晶シリコンの基板上の光学薄膜として、または光学的に 受動的な基板上のアモルファス・ノリコンや多結晶シリコン上の光学薄膜として 、よく機能する。　窒化けい素沈積工程とａ−３ｉ：Ｈ沈積工種との互換性は、 非常に費用効率のよい組合せを達成する。２つの膜を次のように沈積することが できる。ガラス基板を蒸着システムに取り付け、前に述べたように、厚さ２００ ０人のアルミニウムの層をガラスに沈積する。次に、基板をプラズマ・エンハン ス化学蒸着システムに取り付け、前に述べたように、厚さ１ミクロンのａ−５ｉ ・Ｈの層を沈積した後、窒化けい素の層を沈積する。この方法により、安価な反 射モード試験表面がガラス基板上に形成される。この方法は、１９６２年１２月 １２日にコールマンに発行された米国特許第３．０６８，５１０号に記載された 誘電体および可撓性基板上の被覆の沈積に延長することができる。　窒化けい素 の屈折率、または類推によりけい素／二酸化けい素抜合体の屈折率は、蒸着工程 で制御することができる。ガスの比率を変化させることができ、あるいは沈積率 を変化させることができ、当業界に周知の様々な他の方法を用いて、沈積する光 学薄膜の屈折率を制御または選択することができる。

芝員凹 多層光学薄膜被覆は、電子ビーム蒸着によって沈積することができる。基板を真 空蒸着室に取り付け、蒸着される様々な材料の２つまたはそれ以上のるつぼの上 に懸下させる。次に、各るつぼを電子ビーム銃で加熱し、結晶厚さモニタで蒸着 率を監視する。各るつぼは、可動ツヤツタで覆われている。シャッタを交互に開 閉することにより、所望の多層の積重ねが沈積されるまで、または多重成分膜が 沈積されるまで、基板は各蒸気流に順次露出される。上述の手順は、複数層の様 々な光学薄膜材料または特定の屈折率が得られるように特別調整した多重成分膜 を沈積するために、３つ以上のるつぼを使用するように普遍化することができる 。

窒化けい素膜を特定の厚さに被覆した試験表面は、可視光の青領域の特定の波長 を抑制し、したがって黄−全干渉色を反射する。以下の例では黄−全干渉色を用 いるが、試験表面の干渉色は、光のスペクトルにおけるどの適切な色にもするこ とができる。色は、選択された基板材料、選択された光学層の化学成分および屈 折率、ならびに被覆層の厚さおよび数に依存する。これらの設計技術を用いて、 光のスペクトルの紫外または赤外領域の信号または背景を持つ試験表面を生成す る二とができるが、これらの試験表面は、結合分析（ｂｏｕｎｄ　ａｎａｌｙｔ ｅ）の計装検出でしか使用できない。

例えば、フッ化リチウムは、多層積重ねの１成分を形成することができる。これ は可視光に対し１．３９の屈折率を持ち、したがって９２５人の厚さで縁先に対 する４分の１の波長層を形成する。これは、約９００℃のプラナするつぼから蒸 着することができる。

チタン膜 チタン膜は、光学膜の形成に特に有用である。こうした膜は、ＳｉＨ，など、他 の光学材料より安全に処理され沈積される材料を使用するので、有利である。

この適用方法も、必要な計装が少な（てすみ、費用効果が高く、高速である。

二酸化チタンは可視光に対し約２．２の屈折率を持ち、したがって５８５人の厚 さで緑光に対して４分の１波長層を形成する。二酸化チタンは加熱するとより低 級な酸化物に分解するので、蒸着膜は化学量論的（ｓｔｏｉｃｈｉｏｍｅｔｒｉ ｃ）ではない。

化学量論的二酸化チタンを蒸着するには、電子ビームのパルスを発生させなけれ ばならない。蒸着は約２０００℃で発生する。

有機チタン酸塩は、早期重合やチタン酸塩の凝縮を防止する条件下で加水分解し て、二酸化チタン（Ｔｉｌｔ）とすることができる。後者の反応（早期重合やチ タン酸塩のＵ縮）は塩基触媒作用である。有機チタン酸塩は、水溶性溶媒システ ムや界面活性剤と混合することができる。選択された溶媒／界面活性剤システム は高い固体含有量に耐え、すぐれた平滑化または展着能力を持ち、水と相互溶解 しなければならない。アルコールや３Ｍ（ミネソタ州）によって製造されるフル オロサーファクタントは、この方法に特に有用である。有機チタン酸塩の加水分 解は、重合や凝縮の前に発生しなければならず、溶媒システムは、望ましくない 重合反応を防止するために酸性でなければならない。酸によって供給される対立 イオンは、チタン−酢酸の溶解性を改良するために使用することができ、塩化水 素酸が望ましい。非水溶性溶媒システムは使用できるが、有機チタン酸塩が早期 加水分解しないようにしなければならない。溶媒は、被覆溶液の安定性を改良す るために、無水物でなければならない。適切な溶媒として、トルエン、ヘプタン 、およびヘキサンがある。界面活性剤はぐ水溶性溶媒システムの場合のように） 使用する必要は無いが、被覆の特性をさらに改善することがある。

有機チタン酸塩および溶媒システムを混合した後、スピン塗布技術を用いて、こ の溶液の予め決められた量を光学基板に塗布する。有機チタン酸塩を非水溶性溶 媒システムと混合する場合は、溶液を動的送出しによって光学基板に塗布する。

動的送出し法で、基板をスピン・コータに取り付け、４０００ないし５０００ｒ ｐｍで回転させる。溶液は旋回する基板に塗布され、基板は均等な膜が得られる まで旋回し続ける。水溶性溶媒システムの場合、溶液の動的または静的送出しが 可能である。静的送出しの場合、溶液が基板に塗布された後、旋回が開始される 。

必要な旋回速度は、溶液の固体含有率（パーセント）、基板に塗布される量、お よび基板の大きさによって異なる。生成されるチタン層の厚さは、固体含有率、 塗布される量、および旋回速度の関数である。

二酸化チタン層は、多くの技術によって基板に硬化することができる。二酸化チ タン層の屈折率は、硬化時の基板の温度、およびそれより程度は低いが硬化工程 の長さによって制御される。硬化工程は炉、赤外加熱ランプ、ホット・プレート 、または電子レンジを使用することができる。

二酸化チタンは、この用途に多数の利点を提供する。

１、広範囲の光学基板に安価にかつ容易に適用でき、また製造における危険性が 無い。

２、屈折率を制御することができ、１．６から２．２の範囲を網羅する。したが って、これを用いることにより２．０の屈折率を持つ窒化けい素と同等の材料を 得ることができる。

３、表面に形成されるチタノールは、その後の誘導プロセス（ｄｅｒｉｖａｔｉ ｚａｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ）におけるシラノールと同様に化学反応する。

チタン酸塩の他に、けい酸塩、酸化アルキル・アルミニウム、およびジルコニウ ムの対応する類似物を用いて、この方法によって光学薄膜を生成することができ る。

二酸化チタンのスピン・コーティングの他に、ポリシラザン（ｐｏｌｙｓｉｌａ ｚａｎｅｓ）を用いて、スピン・コーティングによる窒化けい素被覆を生成する ことができる。

これらのプロトコルは、この技術に適用することもできる。光学薄膜を生成する ために、ポリメチルシルセスキオキサン（ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｓｉｌｓｅｓｑ ｕｉｏｘａｎｅ）やポリフェニルシルセスキオキサン（ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｓ ｉｌｓｅｓｑｕｉｏｘａｎｅ）　（一般式Ｒ３ｉ○１５）などのＴ樹脂を光学基 板または支持板上にスピン・コーティングし、炭化けい素の表面に適切な屈折率 を得ることができる。

最適化手順 基板、光学薄膜（ＡＲ膜）、付着層及び受容性材料の特別な組合せのため、最適 な背景干渉色を選択するためのモデルが開発された。現在までに開発された数学 的モデルは本発明の有用な装置を提供するのに効果的ではないので、これらのモ デルは装置構築の開始点としてのみ利用される。最適化は本発明の装置を提供す るために必要である。説明目的のためだけではあるが、選択される基板はシリコ ンウェーハとして、選択される最適材料は窒化ケイ素とした。観察された最もコ ントラストの高い色は、テスト表面上の質量の増加につれてマゼンタに変化する イエローゴールドであった。

図３において、本発明の装置に対する各層の最適の厚みを選択する方法が、シリ コン上の窒化ケイ素膜のために開示されている。ステップ１において、シリコン 基板が鏡面もしくは非鏡面のいずれかで設けられる。窒化ケイ素膜はステ・ツブ ２．３に示すようにこの表面上に設けられ、加熱及び適切な溶液内でかき混ぜる ことにより段階的に浸食される。各ステップのタイミングは最長期間侵食に賦さ れる部分が青白い金色を呈するように、他方侵食に曝されない部分が濃い青色を 呈するように選択される。ステップ５．６では各々検出される検体用の付着層及 び受容性材料層が窒化ケイ素上に設けられる。これらの層は経験に基づいて決定 されてもよいし、あるいは所望であれば、同様に（例えば、この段階的な方法で ）最適化することもできる。ステップ７において、陰性の応答、弱い応答及び強 い応答を記録できるように、ストリップの３つの部分が異なる方法で処理される 分析評価が実施される。その結果がステップ７に示され、テストにおいて最強の 弱い陽性の応答を提供するセクションによって、発明における有用な窒化ケイ素 の厚みを決定することができる。

特に、シリコンウェーハを、ウェーッ幼り濃い青に見えるように、窒化ケイ素の 厚いコーティング（８００Ａ）で調製した。それから干渉色の光学くさびを作る ために、光学薄膜材料を熱い燐酸浴の中でウェーッ幼１ら離してエツチングした 。

光学材料は、３００人が光学くさびの一端に残り、７００八が光学くさびの他端 に残るようにエツチングした。（１８０℃で窒化ケイ素はおよそ毎分２０人で除 去された。） エツチングされ、くさびで止められたテスト表面を付着材料で被覆し、その後受 容性材料で被覆した。反応性表面を陰性の、弱い陽性の、そして強い陽性の試料 で分析した。そして光学材料の厚みを、最も際だった色変化もしくは視覚的コン トラストを提供するように思われる光学くさびセグメントで測定した。最適膜厚 は複合テスト表面分析に基づいて最も簡単に選択される。このプロセスは特別な 検体のために得られる視覚的コントラストを最大限活用する。

この経験的評価に必要な厚みの光学くさびを作るために、窒化ケイ素は容品にエ ツチングできる。多くの材料は酸エツチングもしくは塩基エツチングプロセスに 影響されやすい。材料をエツチングする他の化学的方法も可能である。膜が簡単 に破壊されるので、特別な光学基板から所望の光学膜を容易に取り除けない場合 、あるいは光学基板が必要なエソチンダ液に対して安定しない場合、光学くさび を生じさせる別の方法も使用できる。例えば、単結晶性シリコンは塩基性溶液に 長時間曝されると安定しない。シリコン上の光学膜が塩基性工・ソチンダ液を必 要とする場合、光学くさびは化学的アプローチを用いて発生させることができな い。

いくつかの代替案がある：　（１）光学膜を光学基板上に溶着させ、時間をかけ て段階的に被覆チャンバーに導入する。新たに露出される各セクションは前に露 出されたセクションより薄いコーティングを受け入れる。（２）基板にマスキン グを施し、時間をかけて段階的にマスクを取り除く。（３）各々異なる厚みの光 学材料を作り出す幾つかの異なる被覆作業を行ってもよい。（４）特定の材料を エツチングするためにイオンミリングを使用しても良い。

所定の光学基板及び元の光学薄膜と同じ屈折率の代替光学薄膜のために、この最 適化を繰り返す必要はない。上記の方法を使用して、屈折率２．０を持つ窒化ケ イ素（ＳｉｓＮ＜）の４８０−５２０人膜が結合分析評価において使用されるシ リコンウェーハ（光学基板）用に必要であると設定した（実施例２を参照）。同 じ付着層と受容性材料を用いて、二酸化チタン（Ｔ　ｉ　Ｏｘ）が屈折率２．０ で４８０−５２０人の被覆を必要とすることが示された。屈折率が元の材料のも のと正確に同じでない場合、わずかな厚み調節が必要であるかもしれない。

このように、光学薄膜の被覆のために設定される方式が、特定の結合分析評価に ふされしいテスト表面の製造のためだけのガイドラインとして使用される。予め 選択された基板用に、光学薄膜の平方根従属を用いて適切な光学材料を選別する 。本発明にとっては、完全な平方根従属からの少しばかりの逸脱は受け入れられ る。光学被覆の四分の一波長の使用は被覆の厚みに対する初期ガイドにすぎない 。光学薄膜の厚みはこのように特別な結合材料を考慮して経験的に引き出されな ければならない。本発明の特異的な複合結合光学薄膜は該かる膜を製造するため に理論上必要な条件を満たしていない。厚み及び屈折率の規則にも従わない。

驚Ｘべきことに、これらの受け入れられる方式からの該かる逸脱は、質量の変化 あるいは厚みの変化に対して非常に敏感なテスト表面を結果的に生じる。

あまり重要ではないが、特別な付着層及び受容性材料層用の最終テスト装置を最 適化するために、光学薄膜層だけでなく各層の相対的厚みを上述したように変更 させてもよい。

付着層 本発明は更に光学基板もしくは光学薄膜に特異的な結合層を付着させる層を作り 出すための材料及び方法に関する。特に、発明は官能性密度、安定度、及びその 層に固定される受容性材料の実行可能性を最適にする付着層を作り出す方法に関 係する。選択される付着材料は生物学的材料もしくは受容性材料と両立しなけれ ばならず、（光学薄膜が含まれていようと、なかろうと）上部テスト表面に物理 的に粘着もしくは共有的に付着しなければならず、好ましくはテスト表面の所望 の薄膜特性を妨げないものでなければならず、また次に続く処理ステップに充分 耐え得るものでなければならない。

固定される受容性材料（もしくは、ある場合には、酵素）の密度及び安定度は、 分析評価テスト表面の性能を最適化するように制御されねばならない。

本発明の有用な装置を得る際の問題点の１つは、他の従来の固相分析評価材料の 微視的回旋状の表面特徴と比較して、薄膜分析評価に使用されるテスト膜の非常 に制限された巨視的及び／もしくは微視的表面領域であると、出願人は判断した 。多くの場合、光学基板は反射的基板の有毒な影響から受容性材料を保護する連 続付着層で均一に被覆されなければならない。

従来の固相分析評価では、マイクロタイター井戸等の一般に使用される大きなテ スト表面は、薄膜基板に対してより大きな全体表面領域及び微視的回旋状の表面 を持つ。このように、固定される受容性材料の量が、固定化プロセスにより生じ る構造上のあるいは化学的変化から生じる視野の希薄、あるいは実行可能性（検 体を結合する能力）の損失を補償する。更にそれは乏しい配向ゆえに結合のため に利用できないかもしれない受容性材料も補償する。こうして、出願人は、直接 的な薄膜分析評価において、表面領域の制限は受容性材料の官能性密度、実行可 能性、安定度及び入手のしやすさを最大限活用するために計画される特別な材料 及び手順の使用もしくは開発を必要とすることを見い出した。

特異的な結合分子の保持のためにケイ質材料を応用するための初期作業の多くは 、親和クロマトグラフィーの応用及び使用されるシリカ（ＳｉＯ２）ゲル、及び ガラス等の固体支持台に起因する。シリカの結合材料に対する初期活性化は、ジ クロロジメチルシランを用いた処理によって達成された。シランを適用するため に使用されるプロセスの如何に関わらず、シラン化は化学的手段によって分子を 共有付着させることができる基を導入することができる。

以前は、光学的活性表面は、２個のメチル基をその表面に付着させるために、シ リカ表面で水酸基と結合するジクロロジメチルシラン（ＣｚＨａＣ］２）を使用 して、疎水性にされていた。こうして、わずかな疎水性が生じる。出願人は該が る反応は最適な表面反応度を生じないと判断した。図４において、基板上に存在 するシリカ基に結合するはるかに有用なシラン材料の結合を図式で示している。

表面に対する該かるシラン分子の結合だけが、受容性分子との結合用のアミン基 等の利用可能な基を提供する。この図から、この方法で結合できる生物学的分子 の最大数は、シランとの相互作用に利用できるシリカ基の数に等しいことが明ら かである。対象的に、図５に示すように、本発明のはるかに有用な付着分子は基 板上に存在する（こうして、より強い結合を提供する）シリカ基に関して多価で あるだけでなく、図に示したＲ基の各々が多価であることができるので、受容性 分子に結合でき、また更に所望であれば、シロキサンで結合することもできる基 に関しても多価である。当業者であれば、特別なシリコン含有基板もしくは他の 基板上で結合され得る受容体分子の量を増加させるために、付着層として使用で きる等価ノロキサンもしくは他の分子を容易に判断することができるであろう。

出願人は、シリコンが次に行われる付着用の固体支持台もしくは基板としてシリ カと置き代わる時、本発明においては従来のシラン化は不適切であることを発見 した。シランは表面に付着するためにシラノール残渣の存在が必要である。単結 晶性ノリコンと共に、シラノール密度は固定反応のために望ましい官能基の密度 を生じるためには不十分であり、従って、最適の受容性材料でないものがテスト 表面に付着されるであろう（図４参照）。シリカ及び多くのガラスは高いシラノ ール含有量を持ち、あるいは高いシラノール含有量を提供するように容易に処理 できる。しかしながら、シリコンも、シリカもしくはガラスでは見られない、生 体分子にとって有害もしくは不利益である表面の影響を持ち込む。該がるシラン 化プロセスも処分を必要とし、多くの場合、監視及び制御するのが退屈で困難で ある危険な材料を生じさせる。このシラン化プロセスはあるレベルの反応度を提 供する一方、多くの応用に必要なレベルの感度を提供しない。それに加えて、ア ミン含有シランは多くの独特の困難を導き出す。その１つはアミン官能化シラン が水溶性であり、アミン基が改質表面がらシランの加水分解を触媒することであ る。出願人は、重合体で改質されたシラン、例えば、ＰＥＩ改質シランまたはそ の当量は、本発明の装置において官能的に優れていることを発見した（図５）。

好ましい態様において、付着層は均一の方法でスピンコードもしくはエーロゾル スプレーコートされる。様々な中間材料が５人がら５００Ａの間の厚み（それよ り多い量も使用できる）で基板に被覆される。該かる層は以下の機能を果たし、 以下の特徴を持つ材料で形成することができる：受容性材料のために好ましい環 境を作り、受容性材料が（好ましくは費用効果的な方法によって）活発な官能度 で結合されるようにし、光学基板にしっかりと粘着し、均一に被覆され得る。

直接的な目視による検出方法論のために理想的には、表面活性化技術は基板の表 面に非常に緻密な均一もしくは等角の膜を導入する一方で、安定性のために表面 の共有改質を提供するべきである。共有付着のない強く吸着された等角膜が適切 であるかもしれない、例えば、単結晶性シリコン、巨視的に平面で均一の光学ガ ラス、金属化ガラス及びプラスチック等の適当な基板は、光学層（つまり、５ｉ ０ＳＳｉＯ，，５１ｘＮ、等）で被覆されていようとなかろうと、共有付着のた めに利用できる反応基力坏足しているが、本発明では有用である。一度塗布され ると、付着層は共有もしくは吸着性相互作用により、緻密で機能的である特異的 な結合層の粘着を支える環境を提供すべきである。この付着層は初期光学基板の 有毒な影響から特異的な結合層を分離するため、充分な厚みを持っていなければ ならない。

このテスト表面の製造に使用できるであろう材料の３種類の例について説明する 。図５において、非線形分岐重合体シロキサンが基板に対する共有付着の要件を 満たすことができ、反応性及び安定性膜において受容性材料を粘着させるであろ う。これらの重合体は典型的に、（ベトラルカシステムによって製造される）ア ミノアルキル、カルボキシプロピル、クロロプロピル、エポキシシクロヘキシル エチル、メルカプトプロピル、フェネチル、フェネチルスルホナート、ビニル、 メチル、及びメタクリロキシプロピルを含む、多くの異なる官能性（Ｒ）を表面 に導入することができる２〜３の分岐点を含む。少しばかりのシラノールでも付 着に利用できるので、これらの重合体シロキサンは窒化ケイ素層が上部表面であ る時に特に有益である。分岐の末端で官能性を有するＴ構造のポリジメチルシロ キサンはカルボキシ、プロピル、及びビニル基（ペトラルカシステム）を含む。

これら材料の代表的な例が米国特許４．２０＆　５０６．３．５３０．１５９． ４．３６９．２６８に記載されており、参照のためここに挿入した。

これらのテスト表面の製造において有用性を示す材料の第２群は、一般にスチレ ン／ポリブタジェンの混合物で構成される共重合体で、等角の表面活性剤もしく は膜形成ラテックスである。これらの調製品は溶液中では粒子として作用するが 、表面で、あるいは乾燥された時に、粒子状の性質を保持してはいない。これら の材料は表面の微視構造に強く粘着するように作られる。５ｅｒａｄｙｎが販売 するＴｅ３及びＴＣ３粒子、及びＢａｎｇｓ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓもしく はＲｈｏｎｅ−Ｐｏｕｌｅｎｃが販売する表面活性剤（アミドもしくはカルボン 酸）は、本出願に特に良く適合する。

類似する膜形成ラテックスもしくはスチレン／ブタジェン／他の共重合体も使用 できる。

この種のテスト表面の製造に有用である別の綱の化合物は、デンドリマー、スタ ーポリマー、もしくは分子自己組立ポリマーである。これらの重合体は一度乾燥 させた表面に強く粘着する。これらの材料は周期的な方法で作り出され、各周期 が材料の新しい世代を作り出す。どの材料世代も本出願において使用することが できるが、（図１７に図式的に示す）世代５は最良の反応性を提供することを示 している。これらの材料は米国特許＃４．５０７．４６６；　＃４．５８８．１ ２０；　＃４．５６８．７３７；　＃４゜５８７、３２９に記載された材料で作 られ、これらの材料で構成される。三元デンドリマーの代表は図１７に示したポ リアミドアミンである。この図において、Ｙは二価アミド部分を表す。−ＣＨｚ ＣＨ２ＣＯＮＨＣＨ２ＣＨ２−及びＹＮが反復単位である。末端基は図１７に示 すようにアミンであってもよいが、次の世代のために樹脂状結晶分岐として作用 する活性基であれば何であってもよい。他の適当な二価部分はアルキレン、酸化 アルキレン、アルキレンアミン等を含み、末端はアミン、カルボキシ、アジリジ ニル、オキサゾリニル、ハロアルキル、オキシラン、ヒドロキシ、カルボン酸エ ステル、もしくはイソシアナト基である。

これらの材料の全ては、固体支持台上の展伸能力を改善する有機溶剤に対して安 定している。これにより、付着層が制御しやすく、大量に製造できるスピンコー ド技術により作られるようになる。別の塗布方法はディップコート、スプレーコ ート、もしくは他のエーロゾル技術を含む。硬化プロセス（一般的に熱処理）の 後、受容性材料と接触する有機溶剤が残らないので、有機溶剤の使用も可能であ る。硬化プロセスは光学テスト表面に対する付着層の粘着を向上させ、重合及び 凝結プロセスの操作を助ける。これらの材料及びこれらの付着層の正確な製造方 法の各々の評価を下記の実施例５．６．７に示す。

シロキサンは本出願において有益である材料の一般的な綱を指している。シロキ サンは水溶性ではなく、水性コーティング溶液もしくは試料と接触しても加水分 解しない。分岐構造及び重合体という特徴の故に、重合体構造はシランとして単 一の孤立した島を形成する（図４）のではなく、テスト表面上に連続膜（図５） を形成する。シロキサンの高度に交差結合した構造は全体の表面視野を増加させ る。シロキサン膜の屈折率は制御することができ、あるいはシロキサンの側鎖の 中に組み込まれる官能基と共に変化することができ、それによって他の層と相互 作用させて適切な干渉膜を作り上げる。

シロキサンは基板を共有改質するが、その後の眉間剥離なしに表面に粘着し、機 械的操作に対して安定であるその他の材料も有用であるので、これは本質的な特 徴ではない。重合体を基板に被覆する方法は半導体製造業者の間で公知である。

必要ではないが、所望の特性を伝える付加的な材料を付着層に付着させてもよい 。この層は受容性材料の配向、例えば抗体を配向するためにタンパク質Ａ及びタ ンパク質Ｇの使用を改善することができるであろう。他に使用できる材料として は、アビジン・ビオチン、合成タンパク質もしくは組換えタンパク質Ａ／タンパ ク質Ｇ断片、あるいはペプチドまたは結合Ａ／Ｇペプチド等がある。

受容性材料を付着層に付着させるための固定化化学は付着層及び受容性材料両方 の特性に基づいて選択される。受容性材料はこの材料に共有的あるいは受動的に 付着することができる。付着層が共有付着のために特に適合される場合、付着層 を活性化させるための付加的なステップが必要となろう。様々な活性化及び結合 手順を使用することができ、例えば、受容性材料を粘着させるために光活性ビオ チンを使用できる。通常、それは受容性材料を付着層に受動的に吸着させるのに 充分であり、従って、固定化化学手順の時間と費用を節約する。

受容性材料 受容性材料は特異的な結合対の一部分として限定され、次のものを含むが、それ らに限定されることはない、抗原／抗体、酵素／基板、オリゴヌクレオチド／Ｄ ＮＡ、キレータ−／金属、酵素／抑制剤、細菌／受容体、ウィルス／受容体、ホ ルモン／受容体、ＤＮＡ／ＲＮＡ、ＲＮＡ／ＲＮＡ、オリゴヌクレオチド／ＲＮ Ａ、及び他の化学種に対するこれらの化学種の結合と共に、無機化学種とこれら の化学種の相互作用。

付着層に結合される受容性材料は特に関係のある検体を結び付ける能力によって 特徴付けられる。受容性材料として使用できる種々の材料は、二次的パートナ− と（選ばれる試料に関して）選択的に結合するであろう材料の種類によってのみ 制限される。受容性材料の全体的な綱に含まれる材料の亜綱には、毒素、抗体、 抗原、ホルモン受容体、寄生虫、細胞、ハブテン、代謝産物、アレルゲン、核酸 、核材料、自己抗体、血液タンパク質、細胞の残骸、酵素、組織タンパク質、酵 素基板、補酵素、ニューロン伝達子、ウィルス、ウィルス粒子、微生物、タンパ ク質、多糖類、キレータ−１薬剤、及び特異的な結合対の他のメンバーがある。

このリストは薄膜分析評価システムを作るために、付着層に被覆することができ る多くの異なる材料の幾つかを含むだけである。関係のある選択された検体がど のようなものであれ、受容性材料は特に関係のある検体と結合するように計画さ れる。関係のある検体を含むマトリックスは、流体、固体、気体、もしくは粘液 、唾液、尿、排せつ物、組織、骨髄、脳螺旋流体、リンノく液、血しよう、全血 、たん、緩衝液、抽出液、精液、膣の分泌液、及び心腹の、胃の、腹膜の、胸膜 の、あるいは他の洗浄剤等であってよい。関係のある検体は抗原、抗体、酵素、 ＤＮＡの断片、損なわれていない遺伝子、ＲＮＡの断片、小分子、金属、毒素、 環境動因、核酸、細胞質成分、毛または鞭毛の成分、タンパク質、多糖類、薬剤 、あるいは表Ａに記したような他の材料であってよい。例えば、表Ａに記した細 菌のための受容性材料は、特に表面薄膜成分−タンパク質もしくは脂質、多糖類 、核酸あるいは酵素を結合することができる。細菌に対する特異的な検体は多糖 類、酵素、核酸、薄膜成分、あるいは細菌に応じて宿主により作られる抗体であ ってよい。検体の存在は（細菌性もしくはウィルス性の）伝染病、癌もしくは他 の代謝障害または状態を指示するかもしれない。検体の存在は食品中毒もしくは 他の有毒曝露を示すものであるかもしれない。検体は薬剤の濫用を指示し、ある （−は治療剤のレベルを監視することができる。

この技術を利用できる最も一般的に遭遇する分析評価プロトコールは免疫分析評 価である。下記の受容性材料層の構築のために為された議論は特に免疫分析評価 を重点的に取り上げている。しかしながら、一般的な研究は核酸消息子、酵素／ 基板、及び池の配位子／受容体分析評価フォーマットに適用される。免疫分析評 価のために、抗体は受容性材料として作用してもよいし、あるいは関係のある検 体であってもよい。受容性材料、例えば抗体は安定した、緻密な反応層をテスト 装置の付着層に形成しなければならない。抗原が検出されることになっており、 抗体が受容性材料である場合、抗体は関係のある抗原にとって特異的なものでな ければならないし：抗体（受容性材料）はテスト表面に抗原を保持する充分な結 合性で抗原（検体）を結合しなければならない。ある場合には、検体は受容性材 料を単に結合するだけではなく、受容性材料の検出可能な改質を発生させるかも しれない。この相互作用はテスト表面で質量の増加を引き起こすか、あるいはテ スト表面上で受容性材料の量の減少を引き起こすことができるであろう。後者の 例は、分解性酵素または材料の特異的な固定化基板との相互作用であり、実施例 １３を参照のこと。結合、異種交配、あるいは検体の受容性材料との相互作用が 発生する特異なメカニズムは、本発明にとって重要ではないが、最終的な分析評 価プロトコールにおいて使用される反応条件に衝撃を与えるかもしれない。

一般に、受容性材料は付着層に受動的に粘着され得る。必要であれば、付着層に よりテスト表面上に導入される遊離官能基を、受容性材料のテスト表面への共有 付着のために使用することができる。受容性材料の付着のために利用できる化学 は、当業者に公知である。

受容性材料を付着層に粘着させるために広範囲の技術を使用することができる。

テスト表面は、所定期間の間溶液に全体的に浸漬することにより；不連続な配列 またはパターンで溶液の塗布により、スプレー、インクジェットまたは他の刻印 づけ方法により；あるいは適切な溶剤系からのスピンコードにより、受容性材料 で被覆することができる。選択される技術は、多数のテスト表面を被覆するため に必要な受容性材料の量を最小にし、塗布中に受容性材料の安定性／官能性を維 持すべきである。更に技術は非常に均一かつ再生可能な方法で、付着層に受容性 材料を塗布または粘着しなければならない。

コーティング溶液の組成は塗布方法及び利用される受容性材料の種類に依存する 。スピンコード技術を使用する場合、界面活性剤は光学基板または支持台全体に 亙って受容性材料の均一性を向上させることができる。一般に、コーティング溶 液は受容性材料の付着層に対する受動的粘着を増進するようなｐＨ，組成、及び イオン強度での緩衝水溶液であろう。選択される正確な条件は開発中の分析評価 のために使用される受容性材料の種類に依存するであろう。一旦特別な種類の受 容性材料、例えば、多クローン性抗体のためにコーティング条件が設定されると 、これらの条件は該かる受容性材料に基づく全ての分析評価にとって適切なもの となる。しかしながら、化学的に独特な受容性材料、例えば、多クローン性抗体 及び核酸は、同じ緩衝及び塗布条件の下では付着層に均等にうまく被覆しないか もしれない。

受容性材料が抗体である時、付着層がＴ構造のシロキサンである場合、適切な粘 着が得られることが示されてきた。Ｔ構造のシロキサンは抗体の相互作用のため に非常に均一な疎水性表面を提供する。実施例６を参照のこと。

驚くべきことに、膜形成ラテックスは一般にシロキサンよりも、抗原に対するは るかに良好な付着を提供する。固体化抗原との抗体の相互作用はシロキサン改質 表面上で改善される一方、基板との酵素反応はシロキサン改質表面に対して、ラ テックス改質表面上で改善される。

上記の材料及び方法は特異的な結合テスト表面の構築を可能にする。テスト表面 は光学基板または支持台、任意の光学薄膜、付着層、及び最後に受容性材料層で 構成される。特異的な結合発生または相互作用の視覚的測定のため、複合干渉膜 が光学薄膜、付着層及び受容性材料を含むように実際上設計される。付着層及び 受容性材料が光学薄膜に被覆される時、選択される初期干渉色が維持されなけれ ばならない。図３を参照のこと。一度表面が受容性材料で被覆されると、関係の ある検体を含む調製品の小さなスポットが表面に塗布される。これは数分間培養 され、すすいだ後、窒素流の下で乾燥される。これは分析評価される試料が陽性 であろうと陰性であろうと、展開される手順管理を発生させる。この管理により エンドユーザーに対して、正確に分析評価プロトコールに従い、キット内の全て の試薬が正しく作用していることが保証される。手順管理はあらゆる所望のパタ ーンにおいて適用できる。

手順管理と同様に、受容性材料をパターンに適用することができる。このように 、装置は光学薄膜が光学基板に塗布された時に、多色光に応じて目視により検出 可能な記号を提供する。受容性材料を含むコーティング溶液はマスクで覆われた 表面に塗布されてよい。マスクはコーティング溶液に曝されている部分において のみ、受容性材料が付着層に固定化されるようにする。受容性材料で均一に被覆 される表面をマスクで覆い、受容性材料を選択的に不活性化することができる。

受容性材料の不活性化にとって適切な多くの技術がある。生物学的材料にとって 最も簡単な技術の１つは、その材料を不活性化するために充分な時間の間、受容 性材料の部分を紫外線放射に曝すことである。マスクは結果の解釈においてエン ドユーザーを助けるであろうパターンならどのような／（ターンにも設計できる 。

受容性材料のパターンを発生させるために、押印、インクジェット印刷、超音波 ディスペンサー、及び他の液体調剤装置等の技術が適切である。受容性材料はこ れらの技術によってパターンに塗布され、所定期間培養され、その後表面からす すがれる。付着材料の露出部分は受容性材料に類似する不活性材料で被覆するこ とができる。

干渉色の特に有益な組合せは、テスト表面背景もしくは開始点のための黄色／金 色の干渉色を頼りとする。−変質量の増加が表面で発生すると、質量は厚み及び 濃度の直接的な関数であるが、反応領域は干渉色を紫／青色に変化させる。上述 したように、生物学的テスト表面の構築において必要な層を補い、所望の開始干 渉色を維持するために、光学薄膜を調節・最適化することができる。

質量の増大 特異的な結合対の直接的判定を行う薄膜検出方法は、蛍光、発光、及び熱量の測 定等による検出計画、もしくは他のタグ依存検出計画を含む、放射性もしくは酵 素的手段に関して重大な利点を提供する。薄膜システムは小分子の検出に応用で きる。しかしながら、該かる検体は直接目視による、あるいは器具による検出に 対して充分な厚みもしくは光学的密度を作り出せない。出願人は、質量増大のた めの手段が必要であることを発見した。しかしながら、薄膜検出システムは膜の 完全性が維持される時、最適に作用する。このように、該かるシステムにおける 拡大のための方法は、検出システムにより課される制限条件を満たす、最も簡単 な可能性のある構造であるべきであると共に、厚みもしくは質量の増加を提供し 、膜の完全性を維持するべきである。

Ｃ，Ｆｒｅｄｒｉｋ　Ｍａｎｄｅｎｉｒｅｓ及びに、　ｌ１ｏｓｂａｃｈ、　１ ７０　Ａｎａｌ、　Ｂｉｏｃｈｅｍ、　６ｇ、１９８８は楕~ 偏光法的分析評価において、コンカナバリンＡもしくは耐−ＩｇＧ抗体で被覆さ れた微小シリカ粒子を用いる方法を説明している。シリカ粒子は濃度依存方法で 生物層の見掛は厚みを増すような、生物層に充分近い屈折率を提供する。これら の粒子は性質上硬質であるが、膜の完全性を維持しない。従って、光散乱が発生 する。

拡大技術は関係のある検体の濃度に直接関係してもよいし、あるいは拮抗的もし くは阻害分析評価フォーマットにおけるように、関係のある検体の濃度に反比例 してもよい。質量増大もしくは拡大試薬の結合は、テスト表面に対する検体結合 の特異的な関数であり、信号発生試薬の一部として考慮してもよい。

図７において、本発明の装置上の検体の存在を信号増幅により検出できる２つの 方法を図式的に示している。例えば、受容性材料をラテックス粒子で分類された 検体に接触させることにより、あるいはその２つを結合させると、受容体検体層 の厚みを増大させる他の手段により、信号を増幅することができよう。あるいは その代わりに、検体は二次的結合剤を通して酵素で分類されてもよ（、その場合 、その酵素に対する基板の準備によって受容体−検体−酵素の組合せが検出され ないかもしれないが、テスト装置の上に製品を置き、目視で検出できる。出願人 は、基板からの製品の配置を促進するように装置表面が帯電されることを保証す ることが有利であることを発見した。

質量増大試薬は二次的受容性材料に受動的もしくは共有付着ができなけばならな い。質量増大試薬に対する受動的付着の例は、表面活性剤粒子上への抗体の吸着 である。質量増大試薬の二次的受容性材料に対する共有付着の例は、抗体に対す るセイヨウワサビ・ペルオキシダーゼ（ＨＲＰ、または別の酵素）の接合である 。使用するメカニズムに関わりなく、質量増大試薬は二次的受容性材料と共に安 定した製品または付加物を形成すべきである。選択される結合プロトコールは非 特異的な結合効果をテスト表面に残すべきではないし、導入すべきでもない。

質量増大試薬は更に検体との直接的かつ特異的な相互作用が可能である。

このように、発明は薄膜検出方法に依存する分析評価システムにおいて、信号増 幅のための方法を特徴とする。該かる方法には、楕円偏光法、干渉効果、プロフ ィルメトリー、走査トンネル顕微鏡法、原子力顕微鏡法、インターフェロメトリ ー、光散乱、全反射、もしくは反射率計技術等があるが、それらに制限されない 。これらのタイプのシステムにおける使用のために選択される材料は、好ましく は溶液中である程度の粒子状特性を維持し、表面もしくは支持台と接触すると同 時に安定した薄膜を形成する。膜は基板の所望の滑らかさまたは組織を維持する ために、好ましくはテスト表面に対して等角である。表面組織の特徴は使用する 検出方法に依存する。選択される材料も共有または受動的相互作用を通して、受 容性材料または特異的な結合対の一部を粘着させることができなければならない 。二次的受容性材料もしくは結合試薬は、その二次的受容性材料の反応性及び安 定性を保持する方法で、信号増幅材料または粒子に粘着されることが好ましい。

粒子に塗布される二次的受容性材料は、テスト表面に固定化される受容性材料と 同じであってもよいし、あるいは適合するものであってよい。二次的受容性材料 または結合試薬と付加的材料との組合せは、粒子、酵素等であれ、質量増大また は信号発生試薬を形成する。

一般に、増幅を必要とする光学分析評価は、その特性及び特徴が使用される検出 方法のタイプにより決定される基板、光学的二次光学材料、付着層、受容性材料 層、及び質量増大試薬で構成される。一般的な分析評価プロトコールは、関係の ある検体を含むと考えられる試料が、細胞質抗原の抽出等の必要な処理を通して 処理され、その後二次的試薬または増幅試薬と混合されることをめる。この混合 物のアリコートは受容性材料被覆基板に塗布される。適当な培養期間の後、物理 的すすぎ／乾燥プロトコールにより、あるいはすすぎ／乾燥ステップを含む装置 で、未結合の材料が反応膜から分離される。その後目視または器具により信号を 判断する。二次的試薬もしくは増幅試薬の導入は、試料採集もしくは塗布装置に おいて凍結乾燥された材料、または分析評価装置に埋め込まれた材料として、試 料に対する試薬の添加により達成される。

重合体固体 本発明において有用な重合体は等角（膜形成）であり、特別な特徴を表面に持ち 込まない。広範囲のスチレン−ブタジェン共重合体は凝集分析評価、免疫分析評 価、及びクロマトグラフィーの応用において利用できる。一般に使用されるラテ ックスは高度に交差結合された、硬質の共重合体である。これらの応用における ラテックス粒子の最も一般的な使用法は、所望の検体の捕獲及び分離のための固 体支持台としてである。低い交差結合によるスチレン−ブタジェン共重合体は表 面活性剤または膜形成ラテックス粒子と指定されている。これらの調製品は溶液 の中では粒子としてふるまうが、表面と接触すると等角膜に対して乾燥状態にな る。これらの膜形成スチレン−ブタジェン共重合体は広範囲に亙る官能性結合基 を含むことができる。

更に、硬質のポリスチレン粒子も染料の添加による信号発生のために使用されて きた。これらの粒子は信号発生のためのタグまたはラベルの導入のための代替方 法にすぎない。凝集分析評価及びメンブレンを基礎とする分析評価用の着色また は染色されたラテックスの使用は、広く利用されてきた（再検討のために、Ｌ。

Ｂ、　Ｂａｎｇｓ、　ＡＩＩ＋ｅｒｉｃａｎ　Ｃ１１ｎｉｃａｌ　Ｌａｂｏｒａ ｔｏｒｙ　Ｎｅｗｓ、Ｍａｙ　１９９０を参照）。前者の場合、これらの粒子の ための主要な要件は、凝集分析評価において視認性のためにそれらの構造を維持 し、メンブレンを基礎とするテストの細孔を遮断するようにゆがまないことであ る。共有付着が特定の相互作用する化学種に特別な利点を提供する一方、ラテッ クスに対する受容性材料の受動的吸着が適切であることがしばしばある。

適当な拡大膜形成ラテックス粒子の製造においては、捕獲される検体の見掛は厚 みまたは密度を増すために、膜形成粒子、もしくは二次的反応種と両立し充分な 大きさを持つ表面活性剤の選択が必要である。

二次的反応種は所定時間、適切な温度での培養により、表面活性剤粒子上に固定 化できる。選択される温度は二次的反応種を粒子に付着させるために利用される 化学、反応種の性質、及び粒子の組成により影響される。温度に加えて、培養期 間の長さ、固定化化学、緩衝液組成（ｐＨ及びイオン強度）、及び二次的反応材 料の量が特定の応用のために最適化されなければならない。

下記に示す特殊な例（１４，１５）は膜形成拡大試薬の製造に使用される方法の タイプを示すためのものである。記載された条件は該かる拡大試薬の製造１こＩ Ｉ限を加えるためのものではない。スチレン／ブタジェン／ビニル共重合体１ま 好ましい膜形成ラテックスの組成である。しかしながら、膜形成特性を維持する 如何なるスチレン／ブタジェン共重合体も使用できる。官能基は二次的結合試薬 の粘着または相互作用を支持するであろう化学組成のものであればよく、二次的 結合試薬は関係のある検体と本質的に結合するであろう。５ｅｒａｄｙｎが販売 するＴｅ３及びＴｅ３の調合物、及びＢａｎｇｓ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓま たはＲｈｏｎｅ−Ｐｏｕｌｅｎｃが販売する表面活性剤調合物が好ましい（その カタログを参照のため挿入する）。従来力）らのラテックス粒子（Ｓ／Ｂ／Ｖ− ＣＯＮ）！　２、Ｓ／Ｂ／Ｖ−ＣＤＯＢ、　Ｓ／Ｖ−ＣＯＮＨ２、Ｓ／Ｒ−１１ Ｈ，、Ｓ／ＩＩＹＤＲ八Ｚh ＨＥ、へＳ／Ｖ−ＣＯＯ）Ｉ、　Ｓ／Ｂ−ＣＯＯＩＩ、　Ｓ／Ｂ−Ｃｏ聞２、Ｐ Ｓ、　Ｓ／ＶＢＣ，Ｓ／Ａ／Ｂ−Ｃｏｏ！Ｉ、　ｐＨ）ＩＡ|ＣＯＯＩＩ、　Ｓ ／Ａ −ＯＬ　Ｓ／Ｒ−０）！、及びＳ／Ｒ−！ＪＯと称する）は本発明においである 種の有用性を表示したが、膜形成ラテックスより散漫な信号を作り出す傾向があ る。

固体の触媒製造 出願人は、薄膜表面に不溶解性の析出生成物を作る酵素／基板の対によって、よ り感度の高い光学薄膜分析評価を得ることができることを発見した。この拡大技 術の触媒性は該方法の感度を改善する。本発明において有用な酵素（叡グルコー スオキシダーゼ、ガラクトノダーゼ、アルカリホスファターゼ等である。しかし ながら、受容性材料に付着され得る特殊な成分を提供し、析出膜生成物への基板 の転化を触媒することができるプロセスであれば、何でもこの技術（ことって適 当である。テスト表面に固定化された抗体−抗原一抗体−ＨＲＰの錯体力（存在 する時、不溶解性の反応生成物が生じる。生成物はアルギン酸、硫酸デキストラ ン、メチルビニルエーテル／無水マレイン酸共重合体、もしく（ヨカラゲーニン 等と、ＴＭＢ　（３，３”　、５．５°−テトラメチルベンジジン）と酸素遊離 基との相互作用により形成される生成物との組合せ等の析出剤の作用によって析 出される。

この特別な基板は遊離基がＴＭＢと接触する時はいつでも不溶解性の生成物を形 成する。他にクロロナフトール、ジアミノベンジジン、テトラ塩酸塩、アミノエ チルカルバゾール、オルトフェニレンジアミン等の物質も使用できる。これらは 約１０〜１００ｍＭの濃度で使用される。質量の測定可能な増加は酵素共役層と 共に発生する。色信号は基板溶液中に存在する発色団の基本色による影響を受け ない。表面に析出される質量を増加させる種々の酵素基板系または触媒系が使用 できる。

髄膜症や連鎖球菌等、人における細菌感染に対して一般的に責任のある細菌群か ら引き出された多糖類抗原の低レベルの検出のために、薄膜分析評価における酵 素により分類されたこのような抗体方法の例を実施例１６．１７．１８に示す。

図６において、その上部表面に様々な層が被覆された基板を持つ多層装置の横断 面を表すグラフが示されている。１例では、これらの層は上部光学基板層に直接 隣接する窒化ケイ素の層、重合体シロキサン等の付着層、及び細菌抗原分析評価 に対する抗体である受容性材料を含む。図７において、検体が存在する場合、酵 素により分類された抗体及び検体を持つ錯体がテスト表面に同時に形成される。

前述の生成物析出物を形成させるために基板が加えられるのはこの塊の上である 。

所望であれば、関係のある検体は同時または連続添加プロセスのいずれかにおい て、質量増大試薬及び固定化された受容性材料と組み合わされてもよい。いずれ のメカニズムもテスト表面に固定化される検体／質量増大試薬錯体の形成を生じ る。このように、質量増大試薬は試料と直接混合されてもよい。この混合物は次 に反応性テスト表面に塗布され、必要な期間培養される。これは同時分析評価あ る場合には、付加的な感度は試料の連続添加を行い、続いて質量増大試薬を添加 することにより得られる。如何なるメカニズムあるいは特異的な相互作用も、質 量増大試薬の発生のため利用できる。例えば、核酸は金属等の多数の材料及びあ る種の染料をしっかりと結合する、あるいは挿入することが知られている。これ らの材料は特別に固定化される核酸に質量を導入する働きをするであろう。

生成物層の増加は視覚的手段、もしくは楕円偏光法等の器具の使用や光強度差が 増加した厚みにより生じている場所等により判定することができる。受容性材料 酵素錯体はこのように、関係のある検体との直接的相互作用が可能であり、より 詳細には、抗原等の検体の証拠である。この変化は光学厚みを測定することによ り検出でき、必ずしも基板材料の光反射力に依存しない。該かる器具の１つは、 米国特許４．３３２．４７６．４．６５５．５９５．４．６４７．２０７．４． ５５８．０１２に記載されているＳａｇａｘＥ１１ｉｐｓｏａ＋ｅｔｅｒであり 、その開示を完全に挿入し、この明細書の一部とする。

装置 装置フォーマットにおいて上記の多層テスト表面の幾つかの配列が可能である。

最も簡単な分析評価フォーマットは単一使用、単一試料装置である。より複雑な 装置は１つの試料が多数の検体の存在のために審査されるようにする。付加的な 装置は多数の試料を１つの検体またはバッチテストのために審査できるようにす る。

単一使用装置は、感染症テスト、妊娠または多産反応等の広範囲の分析評価に適 合可能なフォーマットを使用しやすくする。これらの単一テスト装置を使用する ためのプロトコールは非常に簡単である。密閉された装置が開けられ、反応性テ スト表面を露出させる。試料がテスト表面に塗布され、短時間の間、例えば２分 間培養される。試料は例えば細菌からの抗原抽出等の前処理を必要としても、し な（でもよい。テスト表面への塗布の前に試料に二次的試薬を添加することが必 要であってもよい。培養期間が完了すると、無反応の試料が水ですすぐことによ り除去される。装置はテスト表面を乾燥させるために吸い取られる。使用される テスト及び質量増大／拡大方法に応じて、分析評価が完了し、あるいは分析評価 は付加的な培養／洗浄／乾燥サイクルを必要とするかもしれない。テスト装置及 びプロトコールは医師の事務所、臨床研究室、家庭またはフィールドテスト用環 境にうま（適合する。装置のまわりに、例えばポリスチレン、ポリプロピレン、 ポリエチレン等、成形装置または射出成形装置に容易に形成される材料で構成さ れる保護シェルが設けられることが好ましい。多検体もしくは多試料装置は同様 のプロセスを用いて、同様の材料で作ることができる。

単−使用装置 該かる装置の特定の例を図に示す。

例えば、一般的に図８Ａ−８Ｇにおいて、単一使用装置は如何なる大きさの成形 装置にも納められるが、この例では、装置を閉じた時の大きさは長さ１．７４イ ンチ、幅２゜２２インチ、深さ０．３７５インチである。装置はテスト表面を保 持する基部と、洗浄液と余分な試料を保持するための吸収性パッドで構成される 。装置の蓋はテスト表面から過度の湿気を取り除くプロッターパッドを保持する ように設計される。装置の基部にある吸収性パッドあるいは蓋の中のプロッター を固定するため、プラスチックの薄片がリビングヒンジによって装置の各部に付 けられる。

装置の基部と蓋はリビングヒンジによってつながれる。しかしながら、多数の開 閉サイクルを可能にする如何なる留め金または蝶番の組合せも使用できる。吸収 性パッド及びプロッターを装置の中に厘き、これらのカバーを閉じて材料をしっ かりと締める。これらのプラスチックカバーは、吸収性材料の中に含まれる洗浄 液及び余分な試料の露出を防止することにより、エンドユーザーに対する保護を 提供する。装置の蓋は留め金が付いていても付いていなくてもよいが、密閉シー ルがあることが好ましい。装置は容易に配置され、あるいは貯蔵のために便利な 大きさであるべきである。装置の全ての構成要素は、反応性テスト表面を除き、 必要であれば殺菌できる。

上部プロッターパッドには幾つかの独得の要件がある。複合プロッター材料はテ スト表面の真上に装置の蓋の中に設置されなければならない。蓋が閉じられ、す すがれたテスト表面がブロック−パッドと接触すると、テスト表面はプロッター パッドに充分圧縮され、テスト表面から溶液を垂直に選択的に吸い取らなければ ならない。ブロック−パッドは、付加的な洗浄／乾燥ステップのために、新鮮な 乾燥材料がテスト表面に補給されるように、小さなプラスチックスライドの上に 取り付けることができる。プロッターの初期材料は表面から水を垂直に急速に吸 い取るように、つまり紙が高い吸収率を持つように選択される一方、次の材料は 高い吸収能力を持ち、テスト表面から水平に溶液を取り除く。表面の隣のプロッ ター材料は光学テスト表面を流してはならないし、こすってもいけない。Ｔｈａ ｔｍａｎのグレードＩＣｈｒペーパーはこの機能を非常にうまく果たすが、代わ りの材料でもよい。高度に吸収性のある材料がプロッターパッドの付加層として 使用され得る。２つの付加パッドがグレードＩＣｈｒ層との組合せで、２段階乾 燥プロセスにとって最適であることが見い出された。層は遊離していても、共に 積層されていてもよい。多段すすぎ／乾燥が必要な場合、プロッティング材料を 支持するスライドがテスト表面の上に新しいブロック−を置くためのハンドルを 持つ。

このハンドルは、プロッターがテスト表面と接触する時に、移動するのを防止す るため、装置の基部の上の保護シールドの中の開口部に収められる。

反応性テスト表面は装置の基部の上に伸びるピラミッド型の支持台の上に取り付 けられる。すすぎ溶液はテスト表面上を流れ、支持台の表面を下り、吸収性パッ ドに捕らえられる。更に、支持台は蓋が閉じられた時に、テスト表面がプロッテ ィング材料の中に圧縮されるように、テスト表面を配置する。支持台の上に取り 付けられるテスト表面は０．５ｃｍ２〜１．０ｃｍ２の大きさであり、好ましく は０゜７５ｃｍ２である。目視分析評価のためのテスト表面の大きさに関する唯 一の制限は、無反応のテスト表面が反応領域と対照して目に見えることである。

干渉色変化もしくは陽性の応答に対して生み出される他の信号は永久的であるの で、テスト装置を密閉し、永久記録として保存することができる。

図８Ａ−８Ｇにおいて、本発明の単一使用装置を示す。特に、装置２０は容易に 成形可能な硬質プラスチック材（クリップ２２付き）で形成され、装置内にある テスト表面に対する損傷を防止し、装置の構成要素の適切な配置を確実にする。

テスト表面が（図８Ｆに示すように）他の内部構成要素に対して浮揚するように 、装置の下部表面がくぼみ２４にくぼませられ、そこでテスト表面２６がピラミ ッド状構造物２８の上に乗せられる。縁の向かい合ったクリップ２２の上に蝶番 ３０が設けられ、装置の上半分３２を下半分３４に対して上下できるようにする 。

特に図８Ｅにおいて、テスト表面２６は前述のようにピラミッド２８の上に乗せ られて、装置の下半分３４に設けられ、表面２６の上に置かれた液体が表面から ピラミッド２８の下へと流れ、回りの壁３８と同じ高さで配置される上表面を持 つプレート３６の下の囲まれた領域に流れ込む。プレート３６は下半分３４の１ 方の側４２に蝶番４０によって取り付けられる。

装置の上半分３２には、１方の縁５０に沿った上半分３２に蝶番４８によって取 り付けられる第２のプレート４６が設けられる。２つのアパーチャ４７と４８が プレート４６の中に設けられる。プレート４６の下には、矢印５８で示すように 、アパーチャ４８　（１）の右手側の位置からそのアパーチャ内の左手位置（Ｉ ■）へと移動させることができるハンドル５６を備えた可動プレートに沿って濾 過紙５２がある。このような動きは濾過紙５２の移動を引き起こす。

次に図８Ｇにおいて、プレート３６及び４６はそれぞれ蝶番４０と４４のまわり の回転により、図８Ｅに示した位置から取り除くことができる。プレート３６の 下には、ピラミッド２８から流れる液体を吸収するための厚いフィルターパッド （吸収材）６０がある。アパーチャ６２はプレート３６の中に設けられ、プレー ト３６がピラミッド２８の上に当てはめられるようにする。プレート４６の下に は、濾過紙５２．５４及び６４が設けられる。濾過紙５２．５４．６４は前述の ように図８Ｅにおける位置Ｉから１１へと、ハンドル５６の動きにより蝶番４８ に対して左から右へと動かされる。アパーチャ４２．４４はプレート３６の中に 設けられ、位置■と位置ＩＩにある時、ハンドル５６と協動し、装置１０が装置 の使用中閉じられるようにする。特に、濾過紙５２の露出度は、装置が閉じられ ている時、濾過紙５２の表面がテスト装置２６の表面と接触し、その表面上の液 体を吸収するような程度である。ハンドル５６（及び装着されたプレート６６） の動きは、装置を再度閉じた時に、濾過紙５２の新しい部分がテスト表面２６と 接触できるようにする。

この装置は標準の手順を用いて製造できる。特に、一度プラスチック鋳型が形成 されると、濾過紙５２．５４．６４は装置の上部部分内に置かれ、プレート４６ がこれらの紙の上に固定されて、上部部分３２内にこれらの紙を保持する。同様 に、プレート３６を固定することにより、濾過紙６０を下部部分３４内に固定す ることができる。両プレート３６．４６には、これらのプレートを適所に保持す るために、各々リップ部分６８．７０と係合するように適合される（図示しない ）縁に沿って、複数の小さな突き出しが設けられる。更に、上部部分３２内に棚 ７２が設けられ、プレート４６がその棚の上に乗せられ、内部空間７４の中で濾 過紙５２．５４．６４が動けるようにする。テスト表面２６は接着剤または他の 手段により、ピラミッド２８に容易に取り付けられる。

匡里迭 図１０において、本発明の方法において装置２０を使用できる方法が示されてい る。特に、ステップ１において、試料が適切な方法で得られ、処理されて、テス ト表面への塗布のために準備される。このような塗布は装置を開いて行われる。

ステップ２において、試料は、試料に存在する検体が受容体層と反応できるよう に培養される。ステップ３において、試料はテスト表面が洗浄され、余分な液体 はテスト装置を保持するピラミッドの下のフィルターの中へ流される。この段階 で、上部フィルター材料の位置はＩである。ステップ４において装置は閉じられ が、フィルターがテスト表面を吸い取るように締められる。ステップ５において 、適切な基板が加えられ、培養されて、再び上述のようにすすがれる。この時点 で、上部フィルター材は位置Ｉから位置ＩＩへと動かされ、装置は再び閉じられ て、テスト表面が乾燥される。この時点で、装置は再び開かれ、結果が読み取ら れる。

多重テスト装置 一般的に図９Ａ−９Ｅ及び１１において、多検体用に１つの試料を調べる装置は 単一使用装置の特徴の多くを具備している。装置の最初の位置は多くのテスト表 面を露出させ、各々が異なる受容性材料で均一に被覆される。装置はエンドユー ザーを助けるために、上部表面上に刻印されるテストプロトコールを有する。

装置にはテスト表面が幾つでも取り付けられるが、５つの独立した分析評価が非 常に簡単に行われる。試料はテスト表面の各々に塗布され、培養される。培養期 間の後、テスト表面は水ですすがれる。テスト表面はすすぎ液と余分な試料を装 置の下部にある吸収性パッドに排水する傾斜した凹地の上に取り付けられる。蓋 が持ち上げられて、第２の位置に進められる。これはプロッターパッドを各テス ト表面と接触させ、単一使用装置において説明したように、それらを乾燥させる 。

蓋が持ち上げられ、テスト表面が再び露出される。単一使用装置の場合と同様に 、テストはこの時点で結果が読まれてもよく、あるいは付加的な培養／すすぎ／ 乾燥サイクルを必要としてもよい。装置は必要な多数のステップを収容するため に容易に延長することができる。このタイプの装置は薬品の濫用、アレルギー審 査、脳膜炎審査、性的伝染病、ＴＯＲＣＨパネル等のために患者を調べる際に特 に有用であろう。テストプロトコールはかなり簡単であり、医師の事務所、医療 研究所及び関連研究所のテストに適しているであろう。フィールド使用は、尿も しくは全血が被審査試料である場合なら可能であろう。この例のために、各反応 性テスト表面が受容性材料で均一に被覆された別個の０．７５　ｃｍ２のテスト 片として装置内に表示される。各受容性材料をテスト片の表面を横切る不連続な 線またはスポットで塗布することが可能である。そうすればテスト装置は単一使 用装置のサイズに近付くであろう。

更に、単一使用装置に非常に近い多数の架台を持つ装置を設計することも可能で ある。この場合、リビングヒンジで留められた蓋は架台の上に取り付けられた各 テスト表面の上に正確に位置付けられる特定の入口を含むであろう。洗浄液と余 分な試料は各架台を囲む吸収性パッドの中に集められるか、あるいは多孔質の固 体架台を通り下に置かれた貯水槽に流れることができよう。

光学基板もしくは支持台は所望の如何なるサイズにも切断することができ、こう して反応性テスト片は必要な如何なるサイズであってもよＬ％。均一（こ被覆さ れたテスト表面は標準のマイクロタイター井戸フォーマ・ノトカ（設計され得る 充分な大きさであることができる。井戸は相互汚染の無い試料塗布のために貯水 槽を提供し、現在のＥＩＡ分析評価自動化技術を開拓する。テスト装置は、予め 設定されたｘ、ｙ座標に受容性材料が配置される、如何なる大きさでもよ０、簡 単ｌヨプレートであってよく、試料の塗布がこれらの座標から離れて行われる。

試料間の相互汚染は、反応領域を囲む疎水性井戸、他のタイプの物理的障壁、あ るｌ、Ａｔ！マイクロスポットサンプリング技術によって制御できるであろう。

これらのタイプの多試料・車検体テスト装置は、半自動化もしくは完全に自動化 された器具使用に適合されるであろう。図１２を参照。〕く・ソチテスト用には 、目視による判１断より器具を使用しての判断が勧められる。ノ（・ソチテスト 表面はプロ・ツタ−デザイン、ヒートランプまたは他のこのような装置を用いて 乾燥させてもよＩ、ｚシ、あるｔＸｔｔ強制空気または窒素乾燥方法を具備して もよい。試料の残渣及び汚染されｔこすすぎ液は貯水槽に排水し、そこで処分さ れる前に処理することができるであろう。

あるいは、余分な試料とすすぎ液をテスト装置の密閉されたセタン３ン番ご引つ 張ることもできるであろう。

バッチもしくは多試料装置は定性、半定量、もしくは定量テストフォーマットで 設計することができる。Ｊ１ツチテスト用表面は如何なるサイズであってもよＬ Ｘ０サイズは単一分析評価で行われるべきコントロール及び試料の数によって決 定される。自動化試料処理装置及び試料塗布装置がテスト表面のサイズに強Ｌ１ 影響を与える。自動化試料処理及びバッチテストの応用には、血液銀行用の血液 審査と共に医療及び関連研究所用のものが含まれる。これらの研究所は大量かつ 限度のあるテストメニュー、大量かつ大きなテストメニュー；あるいは少量かつ 大きなテストメニューを必要とするかもしれない。テスト表面デザイン上の柔軟 性（まこれらの要件全てが単一光学検出方法で満たされることを可能にする。試 料の１もしくは実施されるテスト数を増加させるために、付加的な試料処理及び テスト装置操作が必要とされるかもしれない。

特に、図９Ａ−９Ｅにおいて、本発明の多テスト装置が図式で表示されて（＼る 。

この特殊な例は、大腸菌、連鎖球菌Ｂ１連鎖球菌肺炎、Ｈ，インフルエンザ、Ｎ 。

髄膜症の存在を突き止めるためのテスト用に設計された。一般に、この装置は複 数のテスト装置、つまり５個のテスト装置、１００．１０２．１０４．１０６、 及び１０８で構成される。装置は上部の摺動可能なカッく−１１０、及びワイヤ ーループ１１６を使用してセクション１１２から取り外し可能な、大きな分厚い フィルター材料１１４を含む下部の棚部分１１２を有する。上部カッ（−には５ 個のアパーチャが連続したものが３個、１２０．１２２．１２４と、大きな方形 のア／く−チャ１２６が設けられる。その下面には、フィルター材料で作られる ２つの吸収性スポンジ１２８と１３０が設けられ、カバー１１０の下部表面に接 着剤で固着される。１４６．１４８．１５０で示すような一般的な標識をカッく 一表面に設けてもよい。

更に、カバー１１０の内部表面からおよそ４ｍｍ伸びる、１３２．１３４．１３ ６．１３８．１４０．１４２で分類される、３個づつ連続した円筒形伸張部分が 設けられる。上部カバーの各列のアパーチャがテスト装置の上に、あるいは必要 に応じて、下部部分１１２にある他の標識の上に特別に配置できるように、円筒 形伸張部分は部分１１２の下部部分に設けられた空間１５２と係合するように適 合される。この動きは図９Ｂにおいて一般的に矢印１５４と１５６で示される。

下部部分１１２には更に、テスト表面１００．１０２．１０４．１０６及び１０ ８上の余分な液体が部分１１２内に排水され、フィルター１１４によって吸収さ れるように配！されるアパーチャ１５８が設けられる。下部部分１１２には更に 、１６０で示される一連の指令が設けられ、それらは摺動可能な部分１６４に沿 った空間１５２に対する、円筒形の伸張部分１３２．１３４．１３６．１３８． １４０及び１４２の係合により指図されるような段階的な方法でカッく−１１０ が移動するにつれて順に現れ、装置のユーザーが発明の分析評価を実施するため にどのようなステップが必要であるかの指示を得られるようにする。上部及び下 部部分は、濾過紙１２８．１３０を分析評価手順において適切な時に、各テスト 装置の表面と接触させるように構成される。

図１１において、図９に示した多分折装置の使用法を図式で示している（上部部 分対下部部分の伸張部分は特に示していない）。ステップ１では、試料が集めら れ、適切な試薬がそれに混合される。試料は各テスト装置に塗布され、装置はテ スト表面が該かる塗布に賦されるように１刻み動かされる（つまり、１つの円筒 形伸張部分が矢印１５６に沿って次の空間１５２に動かされる）。ステップ２に おいて、第１のフィルター材料１３０がテスト表面と接触するように、表面が再 び動かされる。このステップの前に、テスト表面が洗浄され、洗浄液はアパーチ ャ１５８を通りフィルター１１４に排水されるようになる。プロッティングの後 、装置は再び１刻み動かされ、テスト表面へのアクセスを可能にし、基板が塗布 される。もう一度、適切な培養期間の後、これらの表面は洗い流され、洗浄液は フィルター１１４に排水される。次に、上部表面が１刻み動かされ、フィルター １２８がテスト表面と接触する。２つの表面がお互いに対してもう一度移動する と、結果の判別が可能になる。プロセスの各ステップにおいて、アパーチャ１２ ６はユーザーが取るべきステップを指示し、こうして装置の誤った使用を防止す る。

図１２は本発明において有用な３つのバッチサンプリングコンセットを図式で示 している。第１の装置（図１２の上部）は前述したように準備された、光学的に 活性な検体反応性テスト表面＃１を含む。テスト表面＃１は個々の試料井戸＃３ を作り出すプラスチック装置＃２に溶融接合されるか、糊付けされる。最終的な 装置は９６の井戸マイクロタイタープレートと全く同じ方法で形成され処理され る。このテスト表面＃１の配置は如何なる市販のマイクロタイターに基づく処理 システムにも容易に適合され得る。

バッチテスト用の第２の配置は単一使用装置に非常に類似した装！であり、クイ ックパネル審査分析評価（図１２の中間を参照）において特に有用であろう。装 置は蝶番＃７によって底部容器＃５に蝶番式に取り付けられる蓋＃１を含むよう に形成される。底部容器＃５は余分な試料と洗浄液を吸収するための吸収材＃６ を保持する。蓋＃１は分析評価プロトコールにおいてテスト表面＃４を乾燥させ るために使用されるブロック−＃２を含む。テスト表面は架台＃３の上に装着さ れ、洗浄工程を容易にする。保護カバー＃８と＃９がブロック−＃２と吸収材＃ ６を装置内の適所に保持する。

第３のコンセットは＃２で表される反応性領域を含む、光学的に活性な検体反応 性テスト表面＃１を含む（図１２の下部参照）。反応性領域＃２はスポットコー ティングにより、受容性層の選択的不活性化、もしくは反応領域間の物理的障壁 により作ることができる。試料は反応領域（＃２）に塗布され、次にすすぎ液と 余分な試料が排水口＃３を通して流し出される。

別の配置では、テスト表面は縦の縁の片方もしくは両方にあるフィルター材で一 連の縦のストリップとして作ることができ、９６井戸の配置の中に適合するよう に配置される。

器具使用 試料がテスト装置の表面と接触した後、器具を用いて検体結合を検出することが できる。該かる器具の１つはＳａｇａｘ　Ｅｌｌｉｐｓｏｍｅｔｅｒである（米 国特許４．３３２．４７６．４、６５５．５９５．４．６４７．２０７、及び４ ．５５８．０１２を参照、その開示をここに完全に挿入し、本明細書の一部とす る）。この技術にふされしい別の器具は伝統的なナル楕円偏光計、薄膜アナライ ザー（図１４参照）、プロフィルメーター、偏光計等を含む。

干渉膜がテスト表面構造に含まれる場合、定量分析には単純な反射率計（図１４ 参照）が適切である。

図１３において、光とテスト表面の相互作用を検出する先行技術の方法が示され ている。先行技術においては、該かる検出を可能にするために２つの偏光子が設 けられる。特に、＃１はこの先行技術の器具において使用される白い光源に相当 する。多色光を発生させるために標準的なハロゲンランプが使用される。光は位 置＃２において偏光子に入射し、次に直線的に偏光される。直線偏光された光は 、テスト表面＃４に対して７０°である基準表面＃３に衝突する。直線偏光され た光は楕円形に偏光された光として、基準表面＃３から反射される。次に光はテ スト表面（＃４）に衝突し、位置＃５にある第２の偏光子に反射される。テスト 表面（＃４）と光の相互作用は楕円形に偏光された光のＳ−及びｐ−成分を逆転 させる。位置＃２と＃５における偏光子は調和し、＃５は＃２に対して９０゜回 転される。基準表面＃３から反射されたものと調和するテスト表面＃４から反射 された光は、偏光子＃５を通過し、検出器（＃６）において完全に消される。

表面＃４と＃３の表面特性に何等かの差があれば、残りの楕円率が強度の増加を 生じさせ、検出器＃６で測定されるであろう。

薄膜及び膜特性の変化の分析に有用である該かる器具は、米国特許４゜３３２． ４７６．４、６５５．５９５、及び４．６４７．２０７に記載されたＣｏｍｐａ ｒｉｓｏｎ　Ｅｌｌｉｐｓｏｍｅｔｅｒ　（比較楕円偏光計）である。該かる器 具の光路は前述のように、図１３に示されている。この器具は表面を横切る厚み の光学くさびを含む基準表面を使用することができる。

厚みの値が光学（さび上に刻みつけられると、テスト表面の厚みは光学くさびに 対して決定される。テスト表面の厚みは光が検出器において消される点における 光学くさびの厚みに等しい。

器具は直線偏光多色光の反射により生じる楕円形の偏光度を２つの表面間で比較 することに基づいて操作される。入射多色光はコリメートされ、直線偏光される 。偏光された光は、テスト片のものと同様の、または全（同じ光学特性を持つ反 射基板である、基準表面から斜角で反射される。反射光は次に反射の結果、楕円 形に偏光される。楕円形に偏光された光はその後テスト表面から反射される。

テスト表面及び基準表面はお互いに対して垂直に配置され、テスト表面からの反 射の後、光が再び直線偏光され、そこでテスト表面と基準表面が光学的に同一に なる。それらの厚み、及び／もしくは屈折率が同一でなければ、その光はある種 の楕円形の性質を保持している。楕円率は屈折率及び厚みの差の関数である。次 に第２の偏光子を使用して光を濾過し、同−膜に対応する直線偏光された光を取 り除く。楕円率の増加は第２の偏光子を通過する光通過の増大を招（。こうして 、厚みもしくは屈折率の変化は光度の変化に変換され、それは次に従来の技術を 用いて測定できる。この方法で比較楕円偏光計を使用して、十／−５Ａまでの解 像度が達成できる。従来からの楕円偏光計と異なり、比較楕円偏光計は幅広い視 野測定を可能にするように設計されている。この特徴は反応領域全体の同時測定 を可能にする。従って、異質結合もしくは反応パターンによる測定誤差は生じな い。

本発明の応用にとって、より有用な基準表面は均一なものである。分析されるテ スト表面が視覚的解釈のために着色信号発生用の全ての要素を持っている場合、 基準表面も光学薄膜コーティングを包含しなければならない。この付加的なコー ティングは器具を使用する分析には不必要である。テスト表面上の厚みもしくは 質量の変化により生じる信号を最大限活用するために、基準規格はテスト表面、 基板、付着層、及び受容性材料よりおよそ５０〜１００Ａ薄くするべきである。

これら２つの表面があまりに近接して調和すると、厚みもしくは質量の小さな変 化が強度に生じさせるのは、元の背景強度に対してわずかな増加だけである。背 景強度がある最低より上であるか、あるいは充分に明るい時、わずかな厚み変化 に対して強度の変化は劇的に増加する。この基準表面で、厚みもしくは質量の全 ての変化は、テスト表面の初期の読みに対して検出器で測定される光の強度にお いて劇的な変化を生じさせる。強度の変化は塗布次第で厚みの増加あるいは減少 を反映することができる。実施例８．１２．１３．１６、及び１７を参照。器具 を使用した読みプロトコールは実施例２１に示している。

テスト表面上での特異的な結合反応の分析のために、多数の修正により比較楕円 偏光計の性能が大いに改善される。元のデザインは表面検査のために観察者の目 に頼っている。

図１４において、偏光子が全く設けられない２つの装置が示され、その場合薄膜 は１つのフォトダイオード、フォトダイオードアレイ、もしくはＣＣＤ検出器配 列か、あるいは反射率計、光電子増倍検出器のいずれかにより分析できる。

検出器は接眼レンズが元の器具に配置される場所に取り付けられる。更にそれは 光の一部を検出器に反射させ、残りを試料の視覚的配列のために接眼レンズに反 射させるため、部分的に銀めっきされた鏡またはビームスプリッタ−セットを４ ５°に組み込むことにより、光路側に対して９０°に取り付けられる。鏡が光路 に挿入された場合、検出器に達するスポット強度は利用できる光の断片にすぎな くなる。検出器が鏡なしに光路の中に直接置かれる場合、試料強度の１００％が 検出器に達する。ビームスプリッタ−及び接眼レンズが装置の中に含まれる場合 、注意しないと、検出器上の光学信号入射を低下させる漂遊光が導入されること がある。

フォトダイオードアレイは個々のフォトダイオードを反応領域もしくはスポット の強度を測定するために供するようにプログラムすることができる一方、他のフ ォトダイオードアレイが背景を測定したり、あるいは領域を制御する。スポット 強度及び背景強度の同時測定により、テスト表面背景のために各々の読みが正確 に訂正される。

線形アレイもしくはマトリックスアレイのいずれも使用することができる。線形 アレイはアレイにおいて利用できるサイズ及び解像度に依存する、１つの予め設 定された試料スポットの軸に沿った測定だけを行うことができる。マトリックス アレイは全反応スポットと背景の測定を行うことができょう。

器具は更に、如何なる背景信号も捕らえることなく、異なるスポットがフォトダ イオードを満たすことができるように、可変拡大機能もしくはズームレンズを含 むように修正することができる。

特に、２つの該かる器具が図１４ａ及び１４ｂに図式的に示されている。薄膜ア ナライザー（図１４ａ）は単色光源＃１を使用する。光が充分直線偏光されない 場合、位置＃２にある偏光子が光を偏光するために使用される。偏光子＃２は光 の最大強度がテスト表面＃３へと通過できるようにするために配置されなければ ならない。初期偏光子を相殺することにより、入射面に対して垂直に偏光された 光成分が、入射面に対して平行に偏光された光に加えて、表面と相互作用できる ようになる。光は法線から５０〜７５°外れ、ブルースター角から充分に外され た角度でテスト表面＃３に衝突する。偏光子／検出器はテスト表面に対する入射 光源と同じ法線からの角度で設定される。偏光子は全体の光の吸光度のために偏 光子を配列するセツティングを越える２°〜１５°に設定される。法線から３０ °〜４０°外れた入射角は非常に希釈した試料の適切な解像度を提供するが、全 ての応用に対して充分な範囲を提供することはできないかもしれない。第２の偏 光子、もしくはアナライザー偏光子は、光が６５°以上の角度で表面に入射する 場合、背景信号を適切に最小限にすることはできない。しかしながら、動的範囲 は背景信号に於ける電子的減少のために準備するのに充分である。光は検出器＃ ５で測定される前に、テスト表面＃３から位置＃４において偏光子／アナライザ ーを通って反射される。検出器は１つのフォトダイオードであっても、あるいは フォトダイオードアレイであってもよい。ブランクのテスト表面が試料位置に置 かれ、第２の偏光子を配列するために使用される。第２の偏光子は、最低限（検 出器への光の最大吸光度）から少しだけ外れるように、第１の偏光子に対する角 度で配置されるべきである。このように、テスト表面の背景は低い検出可能な信 号を生み出すが、光強度の変化は今や厚みの変化の関数である。実施例２６を参 照。

反射率計（図１４ｂ）は色の変化または強度の変化の測定を可能にする非常に簡 単な器具である。位置＃１において、標準的なハロゲン光源が使用される。これ は多色光を提供する。光源＃１は最大強度の入射光がテスト表面＃２に衝突する ように、テスト表面＃２に対して配置される。検出器＃３は増倍型光電管等であ ってよい。光がテスト表面＃２に衝突する角度は、検出器＃３がテスト表面＃２ に対して配置される角度を決定する。

図１５において、１つの特殊な例では、半反射鏡がズームレンズと接眼レンズの 間に４５°で導入された。視野の中間に、焦点を合わせて適切に配置された接眼 レンズ内に、楕円の十字線が設定された。十字線は平均試料スポットサイズに合 うように選択された。光路の中心線上に、光学軸から９０”反射されて、十字線 のサイズに合うマスクが設定された。十字線に対する鏡の中心からの距離は、マ スクに対する鏡の中心からの距離に等しい。鏡は、十字線内に見られる画像がマ スク内に現れる画像と同一であるように、ねじを調節して取り付けられた。数ミ リメートルの距離で、マスクの背後に、マスクを通過する光、及び従って選択さ れた画像からの光を読み取るためにだけ配置される光電性セルが装着された。

半反射鏡は二次画像が第２の表面から現れるような厚みのものである。これはビ ームスプリッタ−として適切に被覆された薄いマイラーメンブレンを用いて除去 される。

内光または単色の一定の光源が、フィードバック能力を持つ電源を用いて提供さ れる。ランプの光出力を監視するフォトレジスターが、元の器具のランプハウス ／ヒートシンクの内部に装着される。光出力が変化すると、対応する抵抗変化が 発生し、それによりランプに送られる電流／電圧に影響を与える。

電源はフォトレジスターが遮断される間に、ランプに＋１５Ｖｏｃを送るように 設定される。フォトレジスターが接続されると、電源は＋１５Ｖの電源で作られ るレベルで光出力を維持する。器具が定量分析に使用される場合、一定の光源が 必要である。更に、器具はフォトダイオード検出器増幅器の出力が、コンピュー ターまたは他の専用装置におけるアナログ・デジタル変換機ボードに出力できる ようにする、ＢＮＣポートで修正されてもよい。専用装置もしくはコンピュータ ーは入力信号を読み、指名し、入力を記憶し、指名された入力を操作し、つまり 、統計的分析等を行い、そして入力データ及び入力から引き出されたその他の必 要な計算を印刷する。

特に、図１５は図１３に示した先行技術の器具の修正を図式的に示している。

一定の電源が位置＃１で使用される。電源は白い光源＃２と検出器＃１２の両方 に供給する。白い光源は標準的なハロゲンランプであり、多色光を提供する。前 述したように、光は位置＃３で偏光子を通過し、直線偏光される。偏光子＃６は 位置＃３にある偏光子に対して適合し、交差するように！かれる。基準表面＃４ とテスト表面＃５は前述した通りである。この器具では、光が偏光子＃６を通過 する時、光は位置＃７にあるビームスプリッタ−に衝突する。このビームスプリ ッタ−は、光の一部が検出器＃１２で受け取られ、一部が位置＃１１にあるＣＣ Ｄカメラで受け取られるように、光を分離させる。ＣＣＩ）＃１１はユーザーが テスト表面＃５を器具の視野の中心に配置できるようにする。検出器に分離され る光は位置＃９でマスクに衝突する。マスクはテスト表面＃５上の試料スポット が十字線＃１０の中心に正しく置かれる時、マスク＃９を通り検出器＃１２へと 通過する光が試料スポットからのみ反射されるように、位置＃１０で十字線に合 わされる。位置＃８のズームレンズは十字線に対する試料スポットの位置付けを 助ける。

上述の比較器具のために使用される光路は多数の応用のために望まれるものより 大きい。以下の修正案では光路を減少させることが可能である。レーザー光源（ ガスレーザーまたはレーザーダイオード）から放出される光は既にコリメートさ れ、偏光されているので、コリメーティングレンズシステムは簡略化もしくは省 略できる。直線偏光子が光源に近接して配！される。この偏光子はレーザーがし ばしば偏光されるので必要でないかもしれない。基準表面は試料表面に対して６ ０°〜７０°に配置される。基準表面及び試料表面の入射面はお互いに直交する 。アナライザー偏光子は最大吸光度が基準位置と試料位置に置がれる２つの同じ 表面のために発生するように配向される。両偏光子はそれらの表面が光ビームに 対して垂直に配置されることが重要である。信号を集め、処理し、記憶するため に、適切に小さな検出器とエレクトロニクスを使用することができる。高精度を 得るために、偏光子は１０５の吸光度以上を供給するべきである。図１６を参照 。偏光子は光源と検出器の表側に建てられているが、図ではラベルによる分類は されていない。

薄いアナライザーは前述の器具の基準表面の要件を取り除き、サイズの縮小を容 易にする。比較に基づく器具は特別な基準表面が使用される各タイプのテスト表 面のために設計されることをめる。基準表面を変化させるる手段が提供されない 限り、これは光学基板の範囲、及び所定の器具と互換性のある光学薄膜の範囲を 制限する。この新しい器具はアナライザーの簡単な調節により、薄膜と光学基板 の如何なる組合せをも容易に収容する。器具は厚みの優れた解像度を提供するか もしれない。この器具と修正された比較楕円偏光計では、９ｖの電池もしくは他 の再充電可能な電源により電力を供給することができる。このプロトタイプは開 口数、画像の明るさ及び焦点における増加を可能にする。そのため、使用される 倍率のレベルをより高くすることができ、それはより小さなスポットサイズでの 作業にとって重要である。更に、試料は比較楕円偏光計で可能であるよりもっと お互いに近接して塗布されてもよい。

特に、図１６は図１３の先行技術による器具の改良を図式的に示している。この 場合、多色光源＃１が使用される。小型レーザーが使用される。偏光子は位置＃ １において光源の真横に置かれる。図１３においてテスト表面＃４の視覚検査を 提供するために、先行技術の器具において使用されるレンズ系は取り除がれ、全 光路において減少を達成できるようにする。テスト表面は位置２において試料台 に休止するように配置される。光は基準表面＃３に衝突し、図１３の先行技術の 器具に関して前述したように、楕円状に偏光される。光は基準表面＃３がら、試 料台＃２の上に置かれたテスト表面に反射する。一定の電源を供給し、検出器＃ ５を制御するために、小さなエレクトロニクス制御ユニット（＃４）が組み込ま れる。１つのフォトダイオードが検出器＃５として使用される。位置＃６にある ダイヤルは試料台＃２を動かし、テスト表面の位置を制御するために使用される 。試料台＃２は試料スポットを検出器＃５に整列させる予め決められた停止位置 を持っている。試料スポットからの信号だけが検出器により測定されるように、 試料スポットが配置され、検出器＃５がマスクで覆われる。第２の偏光子が検出 器＃５の直前に置かれる。

蛍光方法 更に、これらの光学的に活性な基板、もしくは固体支持台が重点的に取り上げら れる、器具を使用する態様は反射蛍光方法である。ブルームは均質フォーマット 、異質フォーマット、拮抗的フォーマット、もしくは直接的フォーマットにおけ る免疫分析評価、酵素分析評価、核酸分析評価において生み出される。信号発生 はこの方法において膜厚に依存しないが、該方法は現在の入射光の経路長を二倍 にすると共に、検出器における収集効率を高める。光学的に活性の基板、もしく は固体支持台はシリコンウェーハ等の磨かれた反射材料であってよい。

標準的な蛍光分光学において、励起光は一度試料を通過する。図１７を参照。

反射基板が使用される場合、蛍光種の励起は入射点及び反射点で発生する。一般 に、主として検出器のデザインを簡略化するため、蛍光放射があらゆる方向に放 射されても、放射（ブルーム）は励起軸から９０°外れて検出される。例えば、 ポイント検出器では、励起エネルギーは検出器に突き当たらないようにされるべ きである。回折格子が励起源と共にしばしば使用され、最大ブルームは励起波長 から区別される程度に動かすことはできない。これは高強度の励起源からの影響 、及び溶液と細胞壁からの散乱を減少させるために要求される。反射基板では、 検出器及び入射光は法線から等しい角度である。

試料を通る励起光の通過数を増加させることにより、蛍光分析評価の感度を高め るための試みが為されてきた。このアプローチは焦点調節のためにより複雑な光 学、高い出力光源、及び大きな収集光学を必要とする。この方法は更に細胞から の背景ブルーム、及び干渉生分子または固有の生分子を増加させる傾向がある。

試料の容量及び／もしくは光路長を増加させることにより、感度の向上も達成で きる。本発明の方法はこれらの方法に見られる複雑さなしに、感度の向上を提供 する。

英国特許ＧＢ　２０６５２９８　Ａは、蒸発工程により生じる反射性金属基板を 使用する、蛍光分析評価について記載している。検体の結合及び蛍光ラベルに結 合される第３の生物種のために、捕獲層には特に反応性生物粒子を使用している 。金属基板は励起粒子をトラップ（多重反射）に向けさせ、検出器から遠ざける ように向は直すために配置される。

この特許は、励起粒子が金属基板により暗い囲いに向けて反射されるようにする ため、光子計数システムを基板から離して配置する。囲いは囲いを打つ全ての光 子を吸収し、それは検出器におけるノイズを減少させる一方、基板から誘導され る多（の信号が反射のために光子計数システムに移動する。検体は湿気のある培 養において反応させられる。

このアプローチのため、光源から始まり、暗い囲いの壁で終わる励起格子の通路 には、高い反射性の金属表面と生物粒子以外は何も存在してはならない。入射角 が反射角に等しく、信号検出システムが基板に対して垂直で、基板からある距離 を置いて配置されることにより、励起粒子は検出システムに向かって散乱しない であろう。

本発明は反射基板と受容性の生物層の間の付着層に依存する。この基板と生物層 の間の重合体層は蛍光信号の発生に影響を与えない。付着層は次の化学薬品から 選択することができる：デンドリマー、スターポリマー、分子自己組立ポリマー 、重合体ンロキサン、及び膜形成ラテックス。これらの表面の製造方法は実施例 ５に記載されている。反射基板もしくは支持台（光学的に活性な表面）は、単結 晶性シリコン、ガラス／アモルファスシリコン複合材、金属、セラミック、多結 晶性シリコン、プラスチック／アモルファスシリコン複合材、及びこれらの材料 の複合材から選択できる。これらの材料の製造方法は上述した通りである。この 方法は試料の量を二倍にすることなく、励起通路長を二倍にする。それに加えて 、反射基板を励起光に対して耐反射性材料で被覆することで、蛍光方法に関連し てしばしば発生するノイズを除去するが、吸光度が空気と膜の界面のみで発生す るので、励起を可能にする。適切な材料としては、窒化ケイ素、ケイ素／二酸化 ケイ素複合材、オキシ窒化ケイ素、二酸化チタン、チタン酸塩、ダイヤモンド、 ジルコニウムの酸化物、及び炭化ケイ素がある。材料及び材料の厚みは励起波長 の光を抑制するように選択される。選択される励起波長は特殊な染料（発蛍光団 ）もしくは使用されるラベルに依存する。これらの材料は上述したように製造さ れる。入射励起の角度が険しくなると、検出器に達する励起光の量を減少させる 助けをする。

本態様では如何なる数の蛍光分子も使用できる。フルオレセイン、ローダミン、 及びローダミンを含むキサンチン染料等の蛍光分子は本出願に適している。それ に加えて、これらの染料のアミノ及びカルボン酸、もしくはイソチオシアネート 代理品も適している。１−ジメチルアミノナフチル−５−スルホナート、１−ア ニリノ−８−ナフタレンスルホナート、及び２−ｐ−トルビジニル−６−ナフタ レンスルホナート等のナフチルアミンも有用である。生物分子に対するこれらの 化合物用の接合プロトコールは、当業者に公知である。二次抗体、酵素基板、核 酸プローブに対して、あるいは関係のある検体用の適切に選択される、特異的な 受容性材料に対してラベルを添付してもよい。

本発明において、光学的に活性な、もしくは反射性支持台は、光学コーティング またはＡＲ膜があろうとなかろうと、適切な重合体で被覆されるであろう。次に 重合体層は関係のある検体、つまり抗体に対して特異的な受容性材料で被覆され るであろう。生物学的に反応性かつ反射性基板は関係のある検体を含むと思われ る試料と接触させられ、検体を表面に結合するのに充分な時間の間培養されるで あろう。検体は表面に接触すると同時に、あるいは逐次、蛍光材料のラベルが付 けられた二次的受容性材料と混合されてもよい。いずれの場合にも、ラベルは検 体ブリッジを通り表面に固定化される。固定化されたラベルは励起光源に露出さ れ、検出器が蛍光度を測定するであろう。ブルームの量は関係のある検体の濃度 に対して直接的に、逆に、あるいは間接的に測定できる。酵素の活動もしくは核 酸の検出のための同様の計画が当業者によって容易に考えられるであろう。光源 及び検出器は標準的な蛍光光学要素の組合せから選択できる。

連鎖体菌属 グループＢ連鎖球菌（ＧＢＳ）、煉乳症連鎖球菌は新生児及び母親の症病率、死 亡率の主要な原因である。新生児の感染は敗血症及び髄膜炎を含む一方、分娩後 の生体は子宮内膵炎、しゅう毛羊膜炎、及び敗血症を含む。新生児にとって、初 期発病疾患が誕生から１週間の間に発生する。疾患は呼吸困難、敗血症、及びシ ョックにより特徴付けられる。米国だけで１０００人の出生当り１．９〜３゜７ 例があり、死亡率は２６％〜５０％であり、感染した幼児の３０％が髄膜炎を起 こしている。後者のグループでは、５０％が持続的な神経的損傷に苦しんでいる 。年間約２０００人の新生児の死亡の原因がＣＢＳの感染であり、米国だけで年 間へルスケアにかかる費用は５億ドルを越えると概算されている。母親の頚部／ 膣のＣＢＳ運搬と幼児の感染との直接的な相互関係が論証されている。

ＣＢＳは更に、誕生後３力月以内に発生する末期発病疾患を発生させる。これら の場合の病気は中枢神経系の障害、髄膜炎、及び菌血症によって特徴付けられる 。これらの疾患による死亡が幼児死亡率の約２０％を占めている。

母親の感染は主として頚部／膣及び肛門である。妊娠中の婦人の５％〜３０％が ＣＢＳで感染されている。母親の感染は早産、難産、早期羊膜破裂、分娩時の熱 、未熟児出産と共に初期発病疾患の原因となることがある。母親の出産前の処置 が新生児の結果を大きく改善し、ＣＢＳの垂直伝染を除去することができる。

しかしながら、母親の頻繁な再感染のため、診断／治療プログラムが妊娠初期で あれば、母親のＣＢＳ感染の診断、及びその後の処置は垂直伝染を除去すること ができないかもしれない。初期診断はＣＢＳ感染のため危険に曝されている新生 児を特定することができる。しかし、分娩時にＣＢＳの素早い、敏感かつ正確な 診断のために文書化する必要がある。該かる診断上の道具が利用できれば、母親 の予防処置が分娩発生時に開始でき、幼児に対する処置は誕生時に始めることが できるであおう。これは新生児に対する危険をかなり減少させることが論証され ている。

ＣＢＳは５つの血清型から成る。これらはＩａ、Ｉｂ、Ｉｃ、ＩＩ、ＩＩＩと称 される。５つ全ての血清型は臨床感染に包含されている。５つ全ての血清型は独 得である特異的な多糖類属を含み、加えて血清型を唯一特定する抗原をも含む。

特異的な多糖類属が全ての血清型を特定するにつれて、この抗原はＣＢＳの特定 のための免疫学的方法の焦点となってきた。ＣＢＳ診断のための「ゴールドスタ ンダード」はいまだに培養特定である。このプロセスはＣＢＳの正確な特定のた めに２４〜７２時間かかる。危険の大きい妊娠はしばしば培養結果が利用できる ずっと前に分娩を完了するであろう。

ＣＢＳの検出のために多くの市販されている様々な免疫学的テストがある。これ らの方法の臨床評価は１２％〜９２．３％の範囲の臨床感度を実証し、平均臨床 感度は５０％〜６０％である。分析的感度は７．６Ｘ１０’〜２．ｌＸｌ０？セ ルの範囲であると報告されている。これらの方法は素早い診断を提供する一方、 時機を得たＣＢＳの特定のために臨床上の必要性を重点的に取り上げるために必 要な感度を備えてはいない。

例えば、１０９２１９９６９はＣＢＳ用の分析評価を記載しており、そこでは固 体支持台がグループＢの特異的な多糖類の１エピトープである、トリラムノース エピトープと特に相互作用する単クローン性抗体で被覆される。モノラムノース エピトープに対して特異的である多クローン性抗体が１つの発生ラベルに接合さ れる。

この方法の分析的感度は３Ｘ１０’セルに設定される。感度は捕獲剤の厳重な選 択性を通してのみ得られる。該方法はＣＢＳの優勢なエピトープにのみ専念する 。

「抗原捕獲剤はＣＢＳ多糖類抗原のトリラムノースエピトープに特に結合するた めの親和力を持つ」、そしてこの抗原捕獲剤は更に「独占的もしくは少な（とも 優勢的にトリラムノースエピトープと相互作用することができ、この捕獲剤とグ ループＢ連鎖球菌多糖類抗原の他の成分との間の相互作用は、非常に低率である か、もしくは無視できる程度である（つまり、トリラムノースエピトープとの相 互作用はＣＢＳ多糖類抗原またはＣＢＳ感染の検出及び／診断目的のために充分 特異的である」。分析評価は綿棒を抗原捕獲剤で被覆された容器の中に置くこと を必要とする。容器は非常に高い領域／容量率を持つ。抗原は酸抽出プロトコー ルを用いて、５〜２０分かけて綿棒から抽出される。トリス及びトウイーンを含 む緩衝液がそれに添加され、綿棒が取り除かれる。抗原マーカー剤が添加され、 混合物は更に１０〜１５分間培養される。次に容器は完全に洗浄され、基板が１ ０〜２０分間添加される。それから反応が停止され、その結果が分光測光法によ り読み取られる。

本発明において記載されるＣＢＳ検出演出法３０分以内で得られる感度を達成す る。テスト結果は解釈しやす（、病床あるいは分娩室での使用に適している。

本発明の光学テスト表面は独特な付着層の故に改良された感度を提供し、如何な る属の特異的な多クローン性抗体あるいは単クローン性抗体ともうま（作用する 。

抗体は必要な臨床感度を達成するために異なるエピトープ特異性を呈する必要が ない。ＣＢＳ抗原に対する様々な特異性及び親和性の組合せである抗体調製品は 、サンドイッチフォーマットの両サイドとうまく作用する。しかしながら、異な るエピトープ特異性を持つ抗原が本発明においては有用である。

クラミジア クラミジアトラコーマティスは生きている細胞で培養されなければならない、つ まり組織培養が必要な真正細胞内生物である。クラミジアは１５の５ｅｒｏｖａ ｒを持ち、主としてトラコーマ、結膜炎、リンパ肉芽腫、性病、非淋菌の尿道炎 及び肛門炎等の、人の眼の疾患及び性殖器の疾患を起こさせる。米国で年間およ そ３〜４００万のクラミジアの症例がある。非常に専門的な研究所のみがクラミ ジアを培養するのに成功しているが、収率は低く、汚染問題が深刻である。貯蔵 状態が培養のための生物の生存能力に影響を及ぼす。推薦される培養プロトコー ルはＭｃＣｏｙ細胞で処理された／クロヒキシミドの接種、盲通路、及び封入体 の蛍光着色を含む。接種前に試料の渦化及びソニケーノヨンは陽性の培養収率を 増加させる。サンプリングはサンプリング場所を囲む細胞及び粘液を含む。

培養技術に加えて、多くの直接的な免疫蛍光法及びＥＬＩ　ＳＡ法が開発されて いる。これらの技術は低レベルのクラミジア感染をしている患者を検出するため 、もしくは無症候性である個人にとっては不適切な感度を提供する。１００ＩＦ ｔＪ（包接形成単位）以下を含む試料に対して、培養に対する４４％の全体的な 感度が報告されている。利用可能な方法は１００ＩＦＵ以上を含む試料に対して ８２％の感度を実証している。

更に、多くのグラム随性細菌も、クラミジアによって作られるものに類似する生 物特異的リポ多糖類（ＬＰＳ）を作り出す。生物の検出及び特定はこの抗原の免 疫学的反応に基づいて為される。生物特異的多糖類も有用であるかもしれない。

グラム陰性細菌はクラミジアプシタチ、大腸菌、プソイドモナス蛍光、アゾトバ クターヴイネランディ、アイロゲネス菌、淋菌、トレポネーマパリードス、葡萄 状球菌、シゲラ、ヒドロゲノモナス種、サルモネラ、ヘモフィルスインフルエン ザ、カンピロバクタ−、ヘリオバクター、及びレジオネラを含むが、それらに限 定されない。

米国特許４．４９７．８９９は、シリカ、シリコーン、ガラス、金属、もしくは プラスチックビーズ等の露出した固体支持台に対する抗原の非特異的吸着に基づ く分析評価を記載している。固体支持台に対する抗原の化学的もしくは免疫学的 結合はない。分析評価プロトコールは抗原を遊離させるために溶解された試料と ビーズの混合を含む。抗原のビーズに対する吸着の後、ビーズはすすがれ、新し い担体に送られる。クラミジア抗原に特異的な抗体が添加され、所定の時間培養 され、ビーズがすすぎ落とされる。信号発生ラベルに接合される、耐クラミジア 抗体に対して特異的な別の抗体がビーズと混合され、培養され、すすぎステップ が続き、その後基板で培養される。

米国特許４．４９７．９００は非特異的抗原吸着のために露出した固体支持台を 用いた、淋菌のための分析評価を記載している。固体支持台は好ましくは炭化水 素重合体、ポリスチレン、シリカ、シリコーン、ガラスまたは金属の、露出され た、未処理の、被覆されていない支持台である。

米国特許４．９５９．３０３はグラム陰性細菌の検出方法を記載している。使用 される固体支持台は特異的な結合タンパク質がなく、本質的にタンパク質がない 。固体支持台は正の電荷を所有することができる、露出した疎水性支持台である 。分析評価プロトコールは、抗原が非特異的に表面上に捕獲された耐クラミジア 抗体と混合されることをめる。耐クラミジア抗体に対して特異的であり、信号発 生器に接合される抗体が添加され、次に基板が添加され、その後検出が行われる 。支持台は水分を吸収しやすい、無孔質の水に不溶な材料であれば何であっても よい。

米国特許５．０３０．５６１はアミジン改質ラテックス粒子もしくはポリスチレ ンを固体支持台として使用することによる上記アプローチの修正を記載している 。抗原は非特異的に支持台に粘着し、粒子が濾過を通して液体相から固体相を分 離するために使用される。濾過工程において使用されるメンブレンは、分析評価 において使用される前に、界面活性剤及びカゼインで洗浄されなければならない 。基板の視認性はメンブレンに発生する。

米国特許第５．０４７．３２５号には、プラス電荷が印加される露出式あるいは 被膜式固支持体を使ってクラミジアや淋菌の抗原菌を検出する方法が詳細に記述 されている。その固支持体は、ガラス、セルロース、ポリマーなどから成る。

プラス電荷体は、幅広いＰＨ値において電荷を維持できるような原子塩が好まし い。前記面支持体上には、非特定抗体捕捉源が載置されており、陽イオン界面活 性剤にてその表面を洗浄して除去する必要がある。なおサンプルは、細胞片を取 り除くための予備フィルター処理しておく必要がある。

また、米国特許第５．０７５．２２０号では、固支持体のＬＰＳ抗原のイオン相 互活動作用を支援できるよう陽イオン面基をもつポリマー支持体が利用されてい る。支持体は、抗原菌の反応測定動作前には、抗体や生物化合物などで汚れてい ないよう注意する必要がある。

本発明のクラミジア試験では、ＬＰＳや抗原菌を非特定に捕捉することができる ような疎水性面を作成するため、重合シロキサン被膜をもつ固支持体が使われる 。この構成により、ＬＰＳ源の確認もできる。しかも、実験から、抗原菌の捕捉 動作前に少量の抗体またはタンパク質のような非特定の生物質で疎水性面を被膜 した場合、均一で最良の反応が行なえることが判明した。この追加の被膜処理は 、ＥＩＡ、ＦＩＡＸＲＩＡなどの検知方法にも利用できる。本発明の方法におい ては、この非特定の生物質層により、沈着基体系との均一接着が可能となる。

特に、疎水性支持体などの固支持体と沈着基体系の組合せに依存するようないが なるシステム装備にも、本測定試験構成の利点が適用できる。

凡旦ｙ 呼吸系合胞ウィルス（ＲＳ　Ｖ）つまりミクソウィルスは、幼児や児童などの下 部呼吸気道の疾病に関与している。成人の場合、ＲＳＶは通常、良性で無熱性の 上部呼吸気道感染である。幼児期の最初の６力月間において、細気管支炎全体の ３２〜７５％、そして肺炎の３〜３９％はＲＳＶが原因で起こっている。これら のウィルスは、しばしば生命を脅かすものである。その有機物はまた、気管支炎 や咽頭炎のような急性発熱性の呼吸系疾病に関与している。そのような有機物は 冷凍保存あるいは高温射熱される前の所定のサンプルを培養して生成され、鼻中 または咽頭内の分泌液から検出されるものである。そのサンプルはＨｅＬａ、あ るいはＨｅｐ２細胞の接種に使用され、結果がでるまで３〜１４日を必要とする 。

なお、ＲＳＶは晩秋から初冬、そして晩冬から初春にがけて発生し、各発生ごと に３〜５力月間生存する。

初期のウィルスの診断で、医師たちは患者の症状を推察し、呼吸系疾病の病因を 確認することができる。ウィルス性疾病の確認には３種類の診断法を用いること が可能である。まず第一は、プロトコル確認に従った培養隔離法である。第二に 、ウィルス感染に対する宿主反応を検知する血清学的測定法、そして第三には直 接ウィルス抗原検知法がある。

ＲＳＶの培養方法は、サンプルの収集およびガラスピーズとの混合からなる。

それには、通常には気管の分泌物と気管支肺胞の洗浄サンプルが利用される。ビ ーズは、搬送媒体へのにウィルスの分散のため、音波破壊や渦巻効果によるサン プル細胞の破壊に利用される。このサンプルの一部分は、細胞培養の育成に使わ れる。利用する試験法には、補体結合反応作用と中和反応作用とが含まれる。

血清学的測定法は、ウィルスに対する宿主反応、つまりＩｐＧの生成に基づ（も のである。しかし、ＩｐＧは数週間では生成できず、さらに感染が数か月から数 年は持続するため、診断確認が困難になる。直接抗原検知法は、進行性感染に対 してはより効果的であるが、ＲＳＶに対しては前記の培養法や確認測定法と比較 して反応が悪い。直接検知法には、免疫蛍光検査法、電子顕微鏡検査法、酵素連 結免疫吸着剤法（ＥＬＩＳＡ）　、および培養処理が含まれる。

ＨＩＶ 免疫不全ウィルス（ＨＩＶ）には、ｇｐ４１、ｇｐ１６０、ｇｐ１２０、ｐ６６ 、ｐ２４、およびｐ１８で示されるいくつかの特徴がある。ｐ２４ペプチドはＨ ＩＶ−１の核を備える４つのヌクレオカプシドのうちのひとつであり、２４．０ ００ダルトンの分子量を有する。ＨＩＶウィルスの特定感染性は、ｇｐ１２０抗 原に関係あるが、ｇｐ４１は、宿生細胞内へのウィルスの直接侵入を特徴とする 特徴をもつ。現在のスクリーニング測定法は、これらマーカのうち一つ以上に対 する宿主反応、つまり抗体生成検知法に依存している。現存する免疫学的検定法 は、直接抗原検知法に十分な過敏性を与えるものではない。

現在では、ＨＩＶ感染の最終的な確定は、ウェスタン（免疫性）プロット分析法 が基本となっているが、これらの試験は、判断の難しさはもちろんのこと、多く の費用、および技術力が必要とされる。また、これらの方法が、現場条件にて実 施される場合、関連実験施設での実施条件と比べて、通常その作用は劣っている 。ウェスタンプロット分析法は、ウィルス殻間ロタンパク質ｐ１７、ｐ２４、あ るいはｐ５５、ポリメラーゼタンパク質ｐ３Ｌ　ｐ５１、あるいはｐ６６、そし てエンベロープタンパク質ｇｐ４１、ｇｐ１２０、あるいはｇｐ１６０からそれ ぞれ一つ以上を検知できるように構成されている。赤十字検査では、各グループ につき１つ、３つの陽性群が必要とされる。陽性結果を報告するためには、ＣＤ Ｃ検査ではｐ２４．ｐ３１．ｇｐ４１および／あるいはｇｐ１２０／１６０を含 む少なくとも２つの陽性群が必要とされるが、一方、ＦＤＡ検査はｐ２４、ｐ３ １、ｐｇ４１、および／あるいはｇｐ１２０／１６０が陽性となることが必要で ある。本発明は、１つ以上のＨＩＶの特定抗原に対する宿主反応の検知のための 、適切な光学プラットホームを提供するものである。なお、抗原は、組合せある いは個別に試験表面上に付与される。

肝炎ウィルス 臨床的には、多種のウィルス性肝炎を区別することは困難である。それゆえ、原 因となる因子の診断には、血清学的測定法が必須である。肝炎には５種類の分離 型ウィルスが関与しており、それぞれＡ型、Ｂ型、Ｃ型、Ｄ型、そしてＥ型と称 されている。本来は、Ｃ型肝炎が非Ａ型、非Ｂ型として見なされていたが、最近 では非Ａ１非Ｂ型の肝炎として認知されている。Ａ型、および、Ｅ型肝炎は排泄 物や経口から感染し、急性感染を起こす。Ｂ型、Ｃ型、Ｄ型の肝炎は経口以外か ら感染し、急性や慢性の感染を起こす。ＨＣＶは、多くの場合には輸血による肝 炎の原因となっている。個体に感染した多くのＨＢＶは、無症候性で感染しゃす く、またＨＢＶ感染は肝硬変や肝臓症とも関連がある。肝炎における血清学的測 定法の一例が、「学外薬学」誌、９２巻、５５〜６８ページ、１９９２年に掲載 されている。肝炎所有（Ａｇｓ）抗原の各形態はウィルスの各形態と比べると独 特で、ＨＡＶはＨＡＶＡｇを、ＨＢＶは表面抗原（ＨＢｓＡｇ）、膜抗原（ＨＢ ｃＡｇ）、そしてヌクレオカプシドの内的構成要素（ＨＥｂＡｇ）を有し、ＨＣ ｖは膜抗原の主要抗原性領域である殻ペプチドのＮ終端とともに、Ｃ１００，５ −１−１、Ｃ２２−３（殻）、Ｃ３３ｃ　（殻）を有する。さらに、ＨＤＶはデ ルタ抗原を備えているので、ＨＢｓＡｇの陽性反応から検知できる。ＨＥＶに関 しては、その特性はあまり明らかになっていない。肝炎の形態は抗原検知、ある いは宿主抗体反応に基づいて決定判断されるものである。直接抗原検知法では過 敏性が必要とされるため、現在の診断測定法では、特定抗原に対する抗体反応性 により検知される。宿主反応はＩｇＭまたは／あるいはＩｇＧを生成し、感染の 活性状態を作るため、抗体反応からの分離を必要とする。例えば、ＴｇＭ抗ＨＡ ■は急性感染を示すが、ＩｐＧ抗ＨＡＶは既往感染を示す。

本発明は、肝炎の診断のための有益なプラットホーム検知法を提供するものであ る。まず、抗原の一つの組合せを、それら抗原に対する宿主反応を検知するため 、試験表面上で不動化処理する。表面抗原、膜抗原、あるいは、ｅ抗原などの一 つ、あるいはそれ以上を被膜処理した試験表面により、ＨＢＶなどの肝炎ウィル スを特定する抗原群を検知する。または、単一サンプルを使用しているＨＡＶ。

ＨＢＶ、ＨＣＶ、ＨＤＶ、およびＨＥＶ間を識別できる１種類以上の抗原で、試 翳パネルを被膜処理してもよい。そのようなスクリーニング試験は、可視法、定 性分析法、あるいは全自動装置のいずれの方法ででも実施することができる。抗 体検知は、特にＩｇＧ、ｒｇＭ、または両方に対処できる。

以下の実施例は、本発明の試験装置を最善に作動させるための方法であって、機 器や目視読取記録に利用できる前記のそれぞれの被膜の効果的な組合せ作用例が 記述されている。それら方法が、本発明と同様の結果をもたらすような試験装置 を最適に動作させるのに適用できるのは、当業者にとっては明白であろう。

実施例１：拡散面 多様なレベルの拡散反射を生成するための異なったサイズの粒子で覆われたシリ コンウェファを、窒化シリコンで被膜して、厚さが５００オングストロームで屈 折率が２．０のＡＲウェファを作成した。この結果、金色の干渉色層が生成でき る。最初に、ウェファの反射量と残留鏡面特性とを調べた。次に、これらウェフ ァに下記のようにアミノシレンを塗布してから、抗Ａ型連鎖球菌ポリクローン性 抗体で抗体被膜を作成する。

試験面を、下記のような方法で、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピ ルトリメソキシレンを添加することにより化学的活性化した。

１、前記のＡＲウェファを、ＤＣ１７５ミリアンペアで２５０ＲＦワツトの陽極 電流にて、０．７ｔｏｒｒの酸素圧力で真空中で５分間酸素エツチング処理した 。

２、ウェファを水晶ラックに載置して、５マイクロ１ノツクのＮ−（２−アミノ エチル）−３−アミノプロピルトリメソキシレンの入った容器で真空乾燥器るこ 挿入した。真空を３０分０．０６ｔｏｒｒにして、１時間のあ（１だ乾燥器の温 度を１００度に上げて、アミノシレンの蒸着層を作成した。

３．２０ｍ１のＰＢＳ　（燐酸塩緩衝す１ル）溶液内の２０マイクログラム／ｍ ｌのポリクローン性抗Ａ型連鎖球菌と、１０ｍＭの燐酸カリウムと、０．８％の ＮａＣｌ　（ｐＨ７，２）と、１容量％のグルタルアルデヒドとを混合して、受 容剤溶液を作成した。ウェファをペトリ皿上に置（箋て、前記の受容液を加えた 。

４、そして、室温（約２０℃）で攪拌浴内で１５時間ウェファを培養した。

５、培養の後、ウェファを脱イオン水で洗浄して、不要な抗体を除去した。

６、安定化溶液で培養してから、試験面を１時間攪拌浴内で培養した。安定溶液 は、ＰＢＳ内の２％（Ｗ／　Ｖ　）のスクロースと、２％ｇ／ｍｌの酸性加水分 解カセインと、１％の（Ｖ／Ｖ）のグリセロールとから作成されてＬ）る。

７、安定化処理の後、試験面を脱イオン水で洗浄して窒素噴流で乾燥させた。

ウェファを、室温で２分間培養して、実施例１４および１５に記述されて（する ラテックス２次試薬と、多様なレベルのＡ型連鎖球菌群抗原を備えるサンプルと を反応させた。スライド部は、脱イオン水で洗浄して、窒素噴流で乾燥させた。

混合したシラン、あるいは加えられた抗体の容量には、何の変化も見られな力１ つだ。

その結果は、表１および表２に示されており、それによる非鏡面（よ、どの角度 からでも鏡面以上の高い感度で観察することが可能であることカベ分力する。

裏　１ 表２ 各種の重ねたウェーハ表面上でのストレップＡ検定の目視判定結果ストレップグ ループＡ抗原の濃度 ウェーハ　０．０００　０．００８　０．０１６　０．０３２　０．０６４　０ ．１２８　０．２５０　０．５００　１．０００１５　ａ＋１ｃｒｏｎ　、、、 、痕跡　＋　＋＋　＋＋　＋＋＋　＋＋＋　＋＋＋＋　＋＋＋＋３０　ｍ１ｃｒ ｏｎ　、、、、、、、、痕跡　＋　＋＋　＋＋　＋＋　＋＋＋　＋＋＋５０　ｍ １ｃｒｏｎ　、、、、、、、、痕跡　痕跡　＋　＋＋　＋＋　＋＋　＋＋＋９Ｄ ｍｉｃｒｏｎ、、、、、、、、、、、、、、、、　、、、、＋　＋　＋＋　＋＋ ＋＋＋例２．ガラス基板 直径４インチのホウケイ酸塩ナトリウムのガラスに、そのガラスの反射量を効果 的に増加させて、後面反射を遮断できるよう、厚さが１０〜５０オングストロー ムのアルミニウム（クロムでも可）の薄膜層を塗布した。その上に前記のような 熱蒸着法によ−て無定形シリコンを被膜して、厚さが５００±３％オングストロ ームの窒化シリコンの層を作成した。

前記の試験表面上に、実施例１１にて記述されているような抗体被膜層を作った 。本実施例では、その試験表面の抗体被膜層には、Ａ型連鎖球菌群（ＧＡＳ）に 対するポリクローン性抗体を使用した。１００μｌのＧＡＳ抗原希釈液あるいは 非希釈液と、５０μｍの非ＧＡＳ表面活性剤粒子とを混合して、実施例１１にて 記述されるような方法で検査した。それからＧＡＳ測定法により、シリコンウェ ファ上の窒化シリコン被膜に対する試験面との比較を行なった。その結果は、表 ３に示されており、ガラスはシリコンと同様に基板として利用できることが分か る。

表３ 直接　＋＋＋　＋＋＋ 実施例３：ＡＲ試験面の作成 本実施例では単結晶シリコンの光学的基板を、ＡＲフィルムに必要な平方根依存 性値に近似した窒化シリコンなどの厚膜層（７５０〜８００オングストローム） で被膜した。その厚膜層を、前記のように基質に対して約５０オングストローム の厚さの化学エツチング処理を数回行なって選択的に除去した。つまり、基板表 面全体に干渉色段階のくさび形状を生成した（図３参照）。それから基板を装着 層と受容剤で被膜し、陰性、低陽性、および中間陽性のサンプルを使用して測定 を行なった。

装着層、受容剤、測定プロトコルのどのような組合わせでも、この分析方法を行 なうことができる。本発明の実施例において、実施例５で記述されるように、Ｔ 構造をもつンロクサンで被膜したシリコン上にある窒化シリコンのくさび形状を 使用した。そしてＡＲフィルムを覆うシロクサンを、実施例１１で記述されるよ うに、ポリクローン性Ａ型非連鎖球菌抗体で被膜処理した。その測定プロトコル については、実施例１９にて記述されている。測定サンプルは、各くさび形状（ 異なる厚膜層）の中心部に配置した。本測定の終了後、単数あるいは複数のくさ び形状の選定のため基板全体を検査した。それらくさび形状の特性は、１）最明 瞭陰性反応性、つまり最も検知しにくい非特定結合性、２）最高感度性、そして 、３）最強視覚コントラスト性である。５０オングストロームの厚膜を選択した 場合、基板を均一に被膜することにより、最初の実験で選択した最も厚い厚膜（ ５５０オングストローム）では、１０オングストロームの厚さでエツチング処理 が行なわれたものに比べて、より高い解像度が得られた。この方法では、生物質 の組合せに因る最も「明確」な色変化が得られる必要光学厚膜の選択が速やかに できる。

実施例４　：ＴｊＯ光学被膜の作成 すべての測定法は、使用物質の容量が基本となっている。有機チタン酸塩はデュ ポン社から入手でき、その製品名はタイザー（Ｔｙｚｏｒ）ＴＰＥ　（テトライ ソプロピルチタネート）であるが、その代わりにテトラｎブチルチタネートを使 うこともできる。１ｍｌのＴＰＴと、３ｍｌの氷酢酸と、３ｍｌのアルコールと ３ｍ１の脱イオン水と、１０μｍの３ＭのＦＣ１７１フルオロサーファクタント とを混合した。本出願例では、インプロパツール、ｔ−アミル、アルコール、エ タノール、あるいはアセトンを水と共に使用してもかまわない。エタノールはチ タンの沈澱の原因となるため、避けたほうがよい。

３００〜５００マイクロリツタの混合液を、静電スピン被膜作成法により形成し た均一フィルムと光学基板に加えた。フィルムの厚さは、４９５±１５オングス トロームとする。そして基板を２５０℃で２時間のあいだ加熱するか、あるいは ４００ワツトで２分間マイクロウェーブ熱処理することで、そのフィルムを硬化 させた。本実施例では、光学基板として、単結晶体シリコンウェファを使用した 。そのため、許容温度限度値も使用される光学基板の種類によって異なる。プラ スチックの場合、２５０℃硬化処理に耐えられないが、ガラスでは耐えられる。

ここて選択された硬化条件においては、本出願例にて適切とされる屈折率が２゜ ０（±３％）のフィルムが作成される。

光学基板は清浄な状態、つまり不要な微粒子の無い状態でなければならず、被膜 溶液内に微粒子が存在しないよう注意する必要がある。スピン被膜作成法を実施 する場合、微粒子がフィルムの被膜不良を起こすためである。

実施例５−装着層の生成 ここで説明する装着層材料の名称の定義は、以下のとおりである。

１、ＰＥｌ−（）リメトオキシリブロピル）ポリエチレンイミン。

２、ＰＥＩ／ＤＭＤＣ５−ＰＥＩ＋ジメチルジクロシラン。

３、ポリスチレン ４、ＭＳＡ−スターバースト、第５世代。

５、　Ｔポリマー・アミノアルキルＴ構造ブランチ点ポリジメチルシロキサン。

６、ＴＣ７Ａ−フィルム形成ラテックス。

７、ＤＭＤＰＳ−シメチルジフェニルンロキサン共重合体。

８、Ｍｅｒｃａｐｔｏ−メルカプトプロピルメチルジメチルシロキサン。

９、ＲＡＳ−Ｎ−（２−アミノエチル−３−アミノプロピル）−トリメトオキシ ノラン。

１０、ＰＢＤ−１−リメトオキシンリル調製ポリブタジェン。

１１、ＰＡＰＤＳ−（メチルフェニル）メチルドデシル−メチルアミノプロビル −メチルノロキサン。

これら化学物質を、以下の装着層を形成するため使用した。

１、ＰＥＩ　（ベトラルカ、ペンシルバニア州ブリストル）備蓄７ランの１：５ ００の希釈液をメタノールで生成した。３００マイクロ１ルツクのこの溶液を、 １００ｍｍの処女使用ノリコンウェファ上にマイクロノ（ぺ・メトで点滴した。

この場合、自動のエアロゾル装置やスプレー装置を使ってもよいけれども、ウェ ファがフォトレジストスピン被膜装置上を７、ＯＯＯｒｐｍで回転しているので 、マイクロバペットを使用すべきである。スピン被膜装置は、多数の基板を迅速 かつ簡単に自動加工処理することが可能である。ここでは、前記の装着層を作成 するためにスピン被膜装置を使っているが、本発明においては、それに限定され るものではない。その他の溶解沈着や真空沈着などの方法が利用できるのも、当 業者にとっては明白であろう。ＰＥＩ被膜基板は、１００℃で０゜ｌｍｍＨｇ条 件にて６０分で硬化した。周知の楕円偏光測定法で測定する最終装着層は、８０ オングストロームが好ましいが、その他の厚さでも構わない。

２、ＰＥＩ／ＤＭＤＣ５；　（シグマ化学、ミズリー州セントルイス）ＰＥＩ被 膜基板は、さらにＤＭＤＣ３で加工処理される。これにより、線状ＰＥＩ鎖にそ ったブランチ点が生成され、Ｔポリマー被膜面の働きをもつ試験表面が形成でき る。２％のＤＭＤＣ３の１００ミリリツタ溶液を、１．１．１−トリクロロエタ ン（Ｖ／Ｖ）に作成した。ＰＥＩ被膜基板を、２５℃のＤＭＤＣ３被膜溶液に６ ０分のあいだ浸漬した。浸漬後、前記基板をＤＭＤＣＳ被膜溶液から取出し、９ ５％のＪ゛ノール洗浄して、窒素噴流で乾燥させた。周知の楕円偏光測定法で測 定する最終装着層は、２００オングストロームの厚さが望ましいが他の厚さでも かまわない。

３、ポリスチレン（ベクトン　ディッキンソン、カリフォルニア州オックスフォ ード） 約１０５グラムのポリスチレンを、２ミリリツタのトルエンで溶解した。その溶 液を、前記スピン被膜技術にて処理した。基板は、その使用前に２５℃で６０分 のあいだ硬化処理を行なった。最終装着層は、２００オングストロームの厚さに なることが望ましいが、他の厚さでもかまわない。

４、ＭＳＡ−スターバーストポリマー（ポリサイエンス、ペンシルバニア州ワー リントン） 第５世代スターバースト（０，５％固体）の１４希釈液をメタノールで生成した 。２００ミリリツタのその希釈液を、回転速度３５００ｒｐｍのスピン被膜作成 法にて基板に付着させた。この装着層を、２５℃で１２０分間のあいだ硬化処理 を行なった。最終装着層は、４０オングストロームの厚さになることが望ましい が他の厚さでもかまわない。

５．　Ｔポリマー（ペトラーチ、ペンシルバニア州ブリストル）Ｔポリマーの１ 　：　３００　（ｖ／ｖ）希釈液を２−メチル−２−ブタノールで生成した。装 着層は、スピン被膜作成法にて基板に被膜され、さらに使用前に、１４０℃で２ ４時間のあいだ硬化処理を行なった。最終装着層は、１００〜１６０オングスト ロームの厚さになることが望ましい。

６、ＴＣ７Ａ　（セラディン、インディアナ州インディアナポリス）３０％の保 存溶液をメタノールの固体０．５％に希釈した。３００マイクロリツタのその溶 液を、スピン被膜作成法にて基板に付着させ、さらに使用前に、３７℃で１２０ 分間のあいだ硬化処理を行なった。この物質の最終的な厚さは２４０オングスト ロームになることが望ましい。

７、ＤＭＤＰＳ　（ペトラーチ） シロキサンの１　：　１００　（ｖ／ｖ）保存溶液をトルエンで生成し、スピン 被膜作成法にて基板に付着させ、さらに使用前に３７℃で１２０分間のあいだ硬 化処理を行なった。最終装着層の厚さは、２００オングストロームになることが 望ましい。

８、メルカプト（ベトラーチ） シロキサンの１　：　３００　（Ｖ／Ｖ）保存溶液をトルエンで生成した。被膜 、および硬化処理プロトコルは、ＰＥＩで記述したのと同じように実行した。最 終装着層の厚さは、２００オングストロームになることが望ましい。

９、ＢＡＳ　（ベトラーチ） シランの１　：　１００　（ｖ／ｖ）溶液をトルエンで生成した。２００マイク ロリツタのこの溶液を、前記のスピン被膜プロトコルにて処理した。さらにウェ ファを１４０℃の０．ｌｍｍＨｇ状況下で２時間のあいだ硬化処理した。最終装 着層の厚さは、３０オングストロームになることが望ましい。

１０、ＰＢＤ　（ペトラーチ） ２７５マイクロリツタの保存シランを、３２７５マイクロリツタのトルエンと混 合した。３００マイクロリツタのこの溶液をスピン被膜処理し、さらにウェファ を１２０℃で６０分のあいだ硬化処理した。最終装着層の厚さは、１００オング ストロームになることが望ましい。

１１、ＰＡＰＤＳ　（ペトラーチ） シロキサンの１　：　１００　（ｖ／ｖ）の希釈液をトルエンで生成し、２ｏｏ マイクロリツタのこの溶液をスピン被膜処理し、さらに使用前にウェファを１０ ０”Ｃで１２０分間のあいだ硬化処理した。最終装着層の厚さは、２００オング ストロームになることが望ましい。

前記の濃度、容量、重量、スピン被膜速度、緩衝剤、培養時間、および培養状態 、その他すべての試薬や処理方法は、本発明の好適実施例として記述されており 、本発明を限定するものではない。

実施例６・抗原の装着層材の比較 受容材としての抗体の単結晶シリコン基板への装着における装着層材の効率性の 分析測定を行った。この方法を使えば、本発明のその他の装置を最適に利用する ことができる。高濃度な抗体の反応層を作成するのは、厳格な配向条件が必要な せいで受容材の層を作成するより難しいことが判明している。装着層の評価を行 えるのが、ＥＬＩＳＡ法である。単りローン性抗西洋ワサビ過酸化酵素（ＨＲＰ ）を試験受容材として装着層に添付して、その試験表面に異なったレベル値の西 洋ワサビ過酸化酵素（ＨＲＰ）を載置して標準曲線を作成した。同様条件にて微 細滴定孔に制御剤としての抗体被膜処理を施した。

全試験表面を、２０ｇｇ／ｍｌの単りローン性抗ＨＲＰ　（シグマ化学、ミズリ ー州セントルイス）を含む７．４ｐＨの領　０５ＭのＰＢＳ溶液で２５℃で１６ 時間のあいだ抗体被膜処理した。前記の被膜処理基板は、その被膜溶液に浸漬さ せた。その過酸化酵素（シグマ化学、ミズリー州セントルイス）の濃縮分を、３ ７℃で３０分のあいだ試験表面つまり微細滴定孔と反応させてから、脱イオン水 で洗浄して不要な過酸化酵素を除去した。そして試験表面上の各点からの流体物 を、停止試薬を有する被膜されてない微細滴定孔に移して、４５０ｎｍにおける 光学濃度値を記録した。停止試薬を、比較基板の微細滴定孔に直接添加して、同 様に測定値を読み取った。

本実験例の結果は、表４に示されているとおりである。それには、試験表面のダ イナミックレンジと感度（負制御値に対する低濃度の分解能）が評価されている 。制御処理を行うため、各装着層をウサギのＩｇＧで被膜して、過酸化酵素法に て検査した。その結果、ウサギのＩｇＧで被膜した装着層では、過酸化酵素の著 しい相互作用は観察されなかった。同じ条件で未処理シリコン基板も試験したが 、試験表面に付着した活性受容剤はわずかなものであった。（前記データは、４ ５０ｎｍでの光学濃度測定に基づ（ものである。）表４ ベルオキシダーゼの濃度（ｎｇ／ｍｌ）試験面　０．０　１５．６　３１．２５ 　６２．５　１２５．０　２５０．０　５００．０　１００００．０Ｎｕｎｃ　 、　０．００５　０．６３４　０．６４６　０．８６３　０．８７６　１．２５ ２　１．５６１　１．４１３Ｄｙｎａｔｅｒｃｈ、　０．０１７　０．１６１　 ０．１５０　０．２７９　０．６６２　１．１７３　１．４６５　１．５９８Ｐ ＥＩ／ＤＭＤＣ３Ｏ，００７０，１３６０，２６４０，３７１０，４２ｇ　０． ７１４　１．１１８　１．４９３■−ポリマー’　０．０３０　０．０７６　０ ．１０７　０．１１１　０．２７６　０．４９ｇ　０．７３０　０．８５０丁− ポリマーｂＯ，０１５０，１３７０，３２ｇ　０．３６５　０．４７３　０．６ ８２　０．９４６　０．８１０Ｍ５Ａ　Ｏ，００３０，０３７０，１０００，１ ６６０，３０５０，３７３０，５１１０，４２８ＰＥＩ’　０．００８　０．１ ７５　０．２３８　０．６３６　０．６５１　０．７０２　０．８１７　０．７ ４３ＴＣ７’　０．０１６　０．０６５　０．１０９　０．１５９　０．１７９ 　０．３９９　０．３２４　０．２１５ＭＥＲＣＡＰＴＯＯ，００００，２５９ ０，５１４０，６５８０，８８１０，９５７１，１４３１，５５８ＤＭＤＰＳ　 Ｏ，０１５０，０３９０，０３６０，１６６０，１０００，１５２０，２５９０ ，４４２ポリスチレン　０．０００　０．２４８　０．３４３　０．４４４　０ ．６３１　０．７５６　０．７９５　０．８７８Ｂ、Ａ、Ｓ’　０．００２　０ ．００８　０．０１２　０．０２６　０．０５５　０．１００　０．１２０　０ ．２１０ＰＢＤ　Ｏ，０１１０，０１３０，０４７０，０４１０，０７２０，１ ０８０，１２４０，１４３ＰＡＰＤＳ　Ｏ，００４０，３＋４　０．５５９　０ ．５１５　０．７９０　０．８２２　１．２５９　１．１８６″Ｔ−ポリマーは 最終厚み２４０Ａまで基板に塗布した”Ｔ−ポリマーは最終厚み５５Ａまで基板 に塗布した’ＴＣ７Ａは最終厚み２４６Ａまで塗布した、これらのメーカーから 入手した微量滴定ウェルを光学的試験面と比較するのに用いた 本実験例では、基板をＰＥＩまたはＢＡＳで処理する作用における、薄膜基板上 の装着層のシロキサンの有効性が示されている。同様に、各シロキサンの利用に おいての多様性があるため、シロキサンの作用基は受容材の反応特性に影響する ことが判る。また、分子自己結合ポリマーも、ＢＡＳに対する装着層としての作 用機能の増加を示しているが、シロキサン材はど有効ではない。ＴＣ７Ａ表面活 性剤はこの測定方法ではあまり作用してないが、以下の実験例では有効性が見ら れる。

実施例７　抗体の装着層材の比較 本分析実験では、異なった装着層を、７．４ｐＨの０．０５ＭのＰＢＳのウサギ のＩｇＧ（シグマ化学、ミズリー州セントルイス）の２０ｇｇ／ｍｌ溶液に２５ ℃で１６時間のあいだ浸漬して被膜処理した。また、ヤギ用抗（全分子）ウサギ ＩｇＧ抗体というラベルの付いた異なったレベル値のＨＲＰ　（シグマ化学、ミ ズリー州セントルイス）にて、３７℃で１５分のあいだ試験表面を培養した。そ れから、脱イオン水で洗浄して不要物を除去した。試験表面にＴＭＢ基板溶液を 塗布して、２５℃で２分のあいだ反応させてから、溶液を停止剤を有する被膜の ない微細滴定孔に移した。（この実験での光学濃度値は、４５０ｍｍで測定され ている。）その結果は、表５に示したとおりである。

点−五 ヤギ抗ウサギＨＲＰの濃度（ｎｇ／ｍｌ）卑情　基　遅痕り盪謁Ｉ鋸Ｉ暉Ｉ旦 ＰＥＩ／ＤＭＤＣＳ　Ｏ，０１００，０３５０，０８５０，１２３０，２９００ ，２８９０，４６９０，５７２Ｔ−ポ’Ｊ７−’　０．０１５　０．０６０　０ ．０６１　０．１３６　０．４２４　０．４３７　０．５８５　０．７１５Ｍ５ Ａ　Ｏ，０７３０，０１９０，０３３０，０８５０，１５３０，２２７０，６１ ６０，７９９原料ノリコ戸　０．０００　０．０００　０．００１　０．０１２ 　０．０２６　０．０３７　０．１２８　０．２８０°Ｔ−ポリマーは最終厚み ５３Ａまで基板に塗布した５原料シリコンは基板材料のみを意味するこの実験例 では、抗体補足の検知における装置の有効性が、様々な試験表面を使って確認さ れている。ここでは、ノロキサン装着層と分子自己結合装着層のどちらもが同様 に作用結果が良かった。装着層の被膜のない基板では、受容剤の有効作用つまり 反応がわずかしかなく、装着層の必要性が判明した。

実施例８：比較方法の形式 ＤＮＰは、小さな分子体であって、治療用薬品、有害薬品、殺虫薬残留物、有機 残留物などのような分子範囲における特異なものではない。そのような小さな分 子体を測定するために、比較形式測定法が使われている。

本実験例では、Ｄ　Ｎ　Ｐの濃度の定量測定とその結果を説明している。まず試 験表面を、ハプテン、または、ハプテンと結合した担体にて被膜処理した。ハプ テンは、適当な化学薬品が入手可能なら直接に試験表面に固定するか、あるいは 、受動的に表面に添付するか、いずれでもかまわない。同じことが、ノＡブテン ／担体を利用した場合もいえる。

試験サンプルを、その中の自由ハブテンとだけでなく固定ハブテンとも反応する ような物質と混合した。最も普通に使われる物質のひとつに、ハブテン特有抗体 がある。抗体の代わりに、南北結合試薬を使ってもよい。そのような試薬の補足 作用は、元の試験サンプル内の自由ハブテンの濃度に反比例する。本実験例は定 量または定性の分析結果を作成することを目的としている。

下記のような材料と試薬とを準備した。

１、直径が４インチで、ｎ＝４．０２、処女試験品質、片側研磨、１−０−０結 晶配向の単結晶／リコンウエファを、屈折率が２０（±０．０５）で最終厚さが ５５０オングストローム（±１０）の−酸化シリコンにて被膜処理した。この材 料から作成された薄膜の干渉色層は金色であった。ウェファへの一酸化シリコン の被膜は、従来の化学蒸着法にて行った。

２、ウェファを、実施例１に記述しであるビスアミノシレン蒸着処理にて活性化 させた。

実施例９：微細分子の検知 ３、そのアミン誘導処理試験表面を、ファルコン製１００ｍｍ組織培養皿内の、 人体血清アルブミン（ＩＳＡ）と結合した５ｍｇ／ｍｌのＤＮＰ　（ＤＮＰ−Ｉ ＳＡ）と７．２ｐＨの燐酸塩緩衝サリン（ＰＢＳ）とを含む３０ｍ１溶液内に置 いた。そして、試験表面上に４０オングストロームのＤＮＰ−）（ＳＡが装着す るまで、湿度９８％で３７℃（±２）の温度でウェファを被膜処理した。作成層 の厚さの測定には、ガードナー類の楕円偏光測定器を使用した。ウェファの被膜 処理溶液を除去して、脱イオン水で洗浄して、窒素噴流にて乾燥させた。

４、ヤギ用抗ＤＮＰをＰＢＳと混合して、１．２ｍｇ／ｍｌの濃度にしてから、 ＤＮＰを水に溶かした。そして抗体とＤＮＰとを、１．１の割合で混合した。続 いて、その混合物の２０μｍを被膜表面に塗布して、１０分のあいだ室温で培養 した。脱イオン水で不要物を試験表面から洗浄除去して、窒素噴流で乾燥した。

スライド部を目視検査してから、サガックス製の比較楕円偏光測定器の改良型を 使って光量を変化させて、試験表面の質量変化を測定した（図１５参照）。その 読取用プロトコルは、実施例２１に記述されている。目視検査の結果、試験物を 基準曲線と比較した場合の濃度の半定量値の測定評価が得られた。

その結果は、表６に記載しである。

０、０３１　４０．４　＋ ０、０６２　３４．０　＋ ５　ｍ　ｇ　／　ｍ　］の濃度でｐ　Ｈ４に調整された１モル酢酸に溶かした。

そして、２０所定波長における屈折率が４．０２の４インチ単結晶シリコンのウ ェファを、オキシ窒化ノリコンで被膜処理した。このオキシ窒化シリコン層の屈 折率ｔ′！、約５４０オングストロームの厚さにおいて１．９８であった。

次にウェファを、フォトレンスト効果を作成できる従来のウェファスピン被膜μ ｇ／ｍｌの酸溶解コラーゲンを含んだｐＨ６，８の０．　１モル燐酸塩緩衝サリ ンを生成した。この溶液を使って、ウェファを室温で２時間のあいだ被膜処理し た。この溶液３０ｍ１をファルコン製組織培養皿に入れて、ウェファをそれに浸 漬した。その後、ウェファを水で洗浄して圧縮空気で乾燥した。ウェファの色は 実施例１１：装着層の評価 シリコン基板は、ラップ処理などの当業者には周知の作成方法により単結晶シリ コンのインゴットからウェファをダイアモンド刃で切り出して作成した。切り出 したウェファに、研磨材によるラップ処理、均一平坦表面作成のための酸または その他腐食溶液を使ったエツチング処理、および、さらに微細表面粗さ仕上げの ためのラップ処理を施した。この実験例では、平均が１５ミクロンであるような １２〜２１ミクロンの酸化アルミニウムの粉末の研磨剤を使って、拡散性反射表 面を作成した。また、この実験例では、上記の方法で作成された基板上に、５５ ０オングストロームの厚さの窒化シリコンの被膜を形成した。前記の材料の組合 せは自由であって、本発明におけるＡＲ材の厚さを変更しても構わない。そして 試験表面に、実施例５に記述されているように複数の装着層を形成させた。

前記の試験表面を、ｐＨ６，５の領　ＩＭのＨＥ　Ｐ　Ｅ　Ｓ内のウサギＡ型抗 連鎖球菌体（ストレッグＡ）の抗体の２０μｇ／ｍｌ溶液にて２５℃で６０分の あいだ被膜処理した。そして、試験表面を、ラテックス質量増加試薬（実施例１ ４参照）と同じストレップＡ抗原を含む、あるいは、含まない１０マイクロリツ タの制御溶液に入れて、室温で２分のあいだ培養させて反応をみた。試験表面を 脱イオン水で洗浄してから、窒素噴流で乾燥させた。

１部の２ＭのＮａＮ０　の１部の２Ｍの酢酸を混ぜて、０．６６ＮのＮａＯＨで 中性化して陰性制御剤を作成した。陽性制御剤は、市販されている培養ストレッ プＡ細胞から抽出された抗原の緩衝調整剤を使い、使用前に抽出媒体液で希釈し た。試験表面に添付する前に、サンプルを２次うテンクス試薬と１＝２の割合で 混合した。その結果は表８に記載されており、陰性制御剤上で可視化可能な陽性 制御剤の高度希釈液としての特徴が見られる。

麦一旦 試験面　最高に検出可能な希釈率 Ｔ−ポリマー　１：２５６ ＴＣ７Ａ　１：８ ＲＡＳ　目視反応なし ＰＥＩ　目視反応なし ＰＥＩ／ＤＭＤＣ３１：１６ ＤＰｈＤＭＳ　目視反応なし ＭＳＡ　１：６４ 本実験例では、結果が拡散反射基板上の可視信号として示される抗原捕捉方法に おける装着層の有効性が判明した。ＲＡＳやＰＥＩの場合、作用上の受容材結合 はあまり見られなかった。個々のシロキサンでは、受容材に付着する様々な能力 を示した。最高反応結果を示したのは、Ｔポリマーシロキサンであった。分子自 己結合装着層とＴＣ７Ａの表面活性剤のどちらも、やはり本方法の実験例装置に おいての有効性をもっている。

実施例１２．器材利用 この実験例での単結晶シリコン基板は、研磨表面をもつウェファである。装着層 を実験例５と同じように処理してから、実験例１１のように、抗体を付着させた 。この評価測定も、実験例１１と同じである。使用した陽性制御剤は、Ａストレ ップ抗原の希釈液を含んでいる。乾燥させた後、反応試験表面をサガックス製数 値で記録した。（表９参照）。

表９ 試験面　負の制御（ｍＶ）　正の制御（ｍＶ）ＰＥＩ　３６．０　１３３．Ｏ Ｐ　Ｂ　Ｄ　２１．２　３７．７ Ｔ　Ｃ７Ａ　Ｏ，０５６，Ｏ Ｔ−ポリマー　１５．５　２８６．４ Ｍ　Ｓ　Ａ　Ｏ，０１３６，０ 試験した装着層はすべて、ＰＥＩ、ＭＳＡ、Ｔポリマーにての実験例法の有効性 を示し、最良結果を生み出した。

実験例１３：コラゲナーゼ活動 実験例５のような方法でＴＣ７Ａ試験表面を作成して、単結晶シリコンウェファ を直接被膜処理した。その試験表面を、４．９μｇ／ｍｌの１型人体コラーゲン を含むｐＨ９，０のＯ，ＩＭのＴｒｉｓ−ＨＣＩ溶液（シグマ化学、ミズリー州 セントルイス）内に浸漬した。試験表面は、２５℃で６０分のあいだ被膜処理さ せた。そして、脱イオン水で表面を洗浄して、使用前に窒素噴流で乾燥した。そ の結果、不動化コラーゲンの１４３オングストロ一ム層が作成された。０．００ ５ＭのＣａＣｌ　とｐＨ７，６の０．ＩＭのＴｒｉｓ−ＨＣＩとを含んだ緩衝剤 で、コラゲナーゼ（ホーリンジャー・マンヘイム、インディアナ州インディアナ ポリス）の異なった割合の希釈液を調整した。コラゲナーゼの希釈液を　５マイ クロリツタ、それぞれ試験表面に点適して室温で５分のあいだ培養させた。

反応試験表面を脱イオン水で洗浄して、窒素噴流で乾燥した。その反応試験表面 をサガノクス製の比較楕円偏光測定器で調べて、反射光の強度を記録した。本実 験例では、受容材の層がコラゲナーゼにて劣化され、コラゲナーゼの活動や濃度 を増加させるような作用を示す陰性信号である孔が受容材に形成された。コラゲ ナーゼの活動は、１０　／ｍｌの単位で記録されている。活動測定の光強度の単 位はミリボルトである。（表１０参照）煮−川 コラゲナーゼ　試験＃１　試験＃２　試験＃３　平均値　Ｓ、　Ｄ、　％ｃＶＯ ，０−１５−１２−４，７９，０２００，０１００，０６０５５６８６１，０９ ，６１０，８２００，０１２５９３１０８１０８，７１６，０１４，７３００， ０１８１１１８１８８１６２Ｊ　３８．６　２３．４５００．０　２７１　２２ ８　２２８　２４０．０　２７．１　１１．３本実験例では、酵素活動を検知で きる試験表面の作成例が示されている。この場合、その活動状況は低下している が、合成的活動の観点からの酵素活動を測定できる構成の存在が確認できる。こ の実験例では、ＴＣ７Ａ装着層におけるＴポリマーノロキサンに対する受容材の 受容度合は、３倍はど増加していることが判る（ただし、結果は図示されていな い）。

実施例１４・質量強大 本実験例では、質量ラベル付は抗体の使用と質量作成試薬の選定について説明し ている。本発明の他の構成においての最適質量ラベル決定の際にも、前記の選択 方法利用できる。

そのような表面活性剤粒子は、インディアナ州カルメルのバング研究所の、アミ ド粒子、ロット番号Ｌ９１０１０８　（ＳＡ−０１５／７５８）やロット番号９ ０１０１５Ｊ　（Ｂ７−０１５ＦＦ１８１）　、カルボキシル酸塩粒子、ロット 番号９００４１０８　（Ｂ７−０１５ＦＦ／７８７）などが入手できる。その他 、インディアナ州インディアナポリスのセラディン社のＴｅ３、ＴＣ３Ｘ、Ｔｅ ３、ＴＣ７Ｘのフィルム形成粒子も同様に適用できる。それらＴＣ型の薬剤はす べて、スチレン−ブタジェン−コポリマーを含むカルボキシル酸である。これら 薬剤のうちＴＣ７だけを、特に詳しく調べた。ＴＣ３は、タンパク色フィルムを 形成するので使用しなかった。検査したセラディン社の粒子材は、ＴＣ−７Ａ、 製品番号ＣＭＬ、ロット番号ＩＫ３０、ＴＣ−７Ｘ、口・メト番号ＩＭ９２、Ｔ Ｃ−７、（Ｌｙ　ト番号ＩＶ１８　（ＦＯ４０６９０）　、ＴＣ−３Ｘ、Ｔ：Ｊ ・ｙｈ番ｌＲ３５、ＴＣ−３、ロット番号ＩＪ４４である。表面活性剤処理の結 果、カルボキシル酸塩とアミドの両方の粒子が存在するため、化学的不動状態が よりフレキシブル（こなった。米国特許第４．４２１．８９６号に記載されてい るように、アミノ粒子１よ簡単にヒドラジド粒子に変換できる。

この実験例では、単結晶シリコンの処女試験ウェファを直接に使用した。それら ウェファには、スピン被膜装置を使って保存ンロキサンの２メチル２ブタノール での１　＋　３００　（ｖ／ｖ）希釈液３００マイクロリ・ンタを添加して、Ｔ ポリマーシロキサン（ベトラーチ・システム、ペンシルｌくニア州ブリストル、 カタログ番号ＰＳ４０１）の被膜処理をした。モしてＴポリマーを、１２０℃で １２０分のあいだ熱処理して硬化させて、ウェファ試験表面を形成した。活性化 させｔこ基板を、ｐＨ６，０の０．１ＭのＨＥＰＥＳ緩衝液内の、Ａ型連鎖球菌 に対するウサギポリクローン性抗体が２０マイクログラム／ｍｌ含まれた溶液に 浸漬した。

そして、そのウェファを２５℃で６０分のあいだ前記抗体溶液に浸した後、脱イ オン水で洗浄して窒素噴流で乾燥させた。サガ・ソクス製の比較楕円偏光測定器 １こで反応ウェファを検査したら、層厚つまり光学濃度の変化が確認された。

前記のさまざまな被膜をもつフィルム形成粒子材の検査結果が、表１１に示され ている。表１１では、抗体濃縮、粒子濃縮、必要に応じたプロ・ツク剤の添加を 説明している。フィルム形成粒子を被膜処理するのに使われた抗体は、楕円偏光 測定ウェファ上の受容材に使われたものと同じである。粒子材表面への抗体の被 膜処理は、２５℃で１６時間のあいだ混合物を培養することにより行った。ＴＣ Ｔ材を、保存溶液の希釈液として準備し、水に対して透析して、抗体との反応作 用前に混合ベッドレンンで処理した。

表１１ Ｔノア’１７ｙ（ア　固形分％　抗体の濃度　＾、Ｓ、比率　ブ０）ｈ−数値負 　正 ＴＣ７３１５０１：１　−　４５６０ ＴＣ７（透析）　３　１１５　１：１　−　４５４５ＴＣ７３７，７１：１　− 　９８１１０７Ｃ７（イオン交換）　３　１１５　１：１　−　４３　５０ＴＣ ７３１５０１：１　０．００５％　６３６０Ｓｌ）Ｓ Ｓ＾：Ｃ０ＯＨ３１５０１：１　−　１４５１８１Ｓ＾：Ｃ０ＯＨ３１５０１： １．−　１４３１８０Ｓ＾：Ｃ００Ｅｌ　１　１５０　１：１　−　７４８０Ｓ ＾：Ｃ０ＯＨ３１５０１：１　力ぞイノ　５０　５０１．５１５μｇ／ｍｌ Ｓ＾：Ｃ０ＯＨ３７，７１＋１　−　１３２１５０Ｓ＾：Ｃ０ＯＨ１７，７１： １　−　８７９７Ｓ＾：Ｃ０ＯＨ３１５０２：１　−　１２２１４７Ｓ＾：Ｃ０ ＯＨ３１５０１：４　−　４２　５１Ｓ＾：Ｃ０ＯＨ２１５０１：１　−　４７ ５８Ｓ＾：Ｃ００）１　２　１５０　１：４　−　５５　６１Ｓ＾：Ｃ０ＯＨ２ １５０，１：２　−　３４６８Ｓ＾：Ｃ０ＯＨ／■２ｏ　７　１５０　１：１　 −　５６　６０ＳＡ：Ｃ００Ｂ／１２０　７　２００　１：１　−　５６６３Ｓ ＾：Ｃ０ＯＨ／ＥＤＣ／ＩｈＯ７１５０１：１　−　３８　４２Ｓ＾：Ｃ００ｔ ｌ／ＥＤＣ／！ｈｏ　７　２００　１：４　−　４８５１Ｓ＾：ｃｏｏｎ−界面 活性剤１　１５０　１：１　−　１２２　８２ＳＡ：Ｃ００Ｈ−界面活性剤１　 １５０　１：１０　−　８５　９０８＾：ＣＤ０）ｌ−界面活性剤２０　３７０ 　１：１　−　２８３１５０ＳＡ：Ｃ００Ｈ−界面活性剤２０　３７０　１：４ 　−、　２８０　２３ＩＳＡ：Ｃ００Ｈ−界面活性剤２０　３７０　１：１　１ ：１１％　２１３　１３３ＢＳ＾ Ｓ＾：Ｃ００Ｈ−界面活性剤５　１５０　１：１　−　１１７　９１Ｓ＾：Ｎ＝ Ｎ／ＧｌｕｔＨ２０４１５０１：１　−　５５　１０１Ｓ＾：Ｎ＝ＮＨ１０１５ ０１：４　−　２８１１３５Ｓ＾：Ｎ＝Ｎｌ（１０１５０１：１０　−　２４２ １１１ＳＡ：Ｎ＝Ｎｔ（Ｂｉｃｉｎｅ　３　１５０　１：１　−　１９　２５Ｓ Ａ：Ｎ＝ＮＨＨ２０４１５０１：２　−　４１　６３ＳＡ：Ｎ＝Ｎｔ（１１２０ １０１５０１：１　−　１２５２１７ＳＡ：Ｃ０８口２　３　１５０　１：４　 −　６６５５ＳＡ：ＣＯＮＨ２１０１５０１：４　−　６６　６３ＳＡ：Ｎ＝Ｎ Ｈ”　３　３００　１：２　−　０６１３ＳＡ・Ｃ０ＮＢ２”　３　３００　１ ：２　−　０　３２０、アンブリファイア、試料の比率 °この粒子製剤中のヒドラジドの最終濃度は３Ｍであった。そして抗体はその粒 子に５０ｍ１ｌ　ＭＥＳ　（ｐＨ＝６．０）中３０分間に５６℃最終濃度１％（ Ｗ／Ｖ）のカルボジイミド（１−シクロへキシル−３−（２−モルホリノエチル カルボジイミドメト−ｐ−トルエンスルホネート；　Ａｌｄｒｉｃｈ　Ｃｈｅ＋ ＋＋１ｃａ１．　Ｃｏ、、　Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ、　Ｔ１．カタログＮｏ、　Ｃ １０，６４０−２、ロットＮｏ、　０９９１５　ＰＷ）を加えることにより、抗 体の共有結合形付加をカルボキシレート粒子に関して検討した。抗体を添加する 前にカルボジイミドを加えた。抗体を加える直前にヒドラジド処理したアミド粒 子を最終濃度０．０５％のグルタルアルデヒドて処理して、粒子表面への抗体の 共有結合形付加を導くこともできる。特に記載がない限り、ｐＨ７，２の０．Ｏ ＩＭリン酸緩衝生理食塩水中において粒子を抗体で被覆した。

陽性対照の作製のために使用したストレブＡ抗体試料は市販のものであった。

この抗体を２Ｍ　ＮａＮＯ２，２Ｍ酢酸、０．６６　Ｎ　ＮａＯＨの１：１：１ 混合物中で１−６００の希釈レベルまで希釈した。同じ試料の抗体を含まないも のを陰性対照として用いた。増幅試薬を表１１に示したような様々な比率で陽性 および陰性対照と混合し、５μｌを抗体被覆したオブラートの表面に塗布した。

サンプルを２５℃で２分間インキュベートして洗浄し、その後窒素流下で乾燥さ せた。反応させたオブラートを修正Ｓａｇａｘ　Ｅｌｌｉｐｓｏｍｅｔｅｒで検 査し、その厚さをミリポルトで測定した強度の変化として記録した。

これらのデータは、増幅試薬中の極めて高い粒子密度はその試薬と被検表面との 非特異的結合を導くことを示している。補助たんばくあるいは界面活性剤を加え ても抗体被覆した粒子の成績は改善されない。表面活性剤よりもわずかに硬性で あるＴＣ−７粒子も同様にこの特定適用に関して作用しないが、他のいくつかの ラテックス製剤に比べると、ＴＣ−７粒子は有意の反応性を示す。温度上昇は粒 子への抗体の取り込みのレベルを改善する、従って遊離抗体のレベルを低下させ ると思われる。これらの粒子から遊離抗体は取り除かれなかったが、限外濾過の ような技法によって非結合抗体を除去することは有用であると考えられる。アミ ド粒子も良好に作用するが、ヒドラジド誘導アミド粒子は最良の全体的反応性を 与えると思われる。表面活性剤であるカルボキシレート粒子はアミド粒子はどに は働かない。

実施例１５・ラテックス この試験では、増幅フィルム形成粒子を実施例１４におけると同様にして調製し 、実施例１４と同様にして検定を行なった。使用した基質は、１２〜２０ミクロ ン（平均粒子サイズ１５ミクロン）の酸化アルミニウム粒子で被覆して、半導体 産業の当業者には周知の工程を用いて粗構造の表面を創造した、半結晶性珪素オ ブラートであった。この基質を窒化珪素の薄膜で被覆した。３５０〜５５０人の 窒化珪素フィルムはこの適用のための標準品であるが、どのような厚さのフィル ムも使用可能である。光学的スライドガラスのＴポリマー処理は実施例５および １４の中で述べた。

結果を表１２に示す。視覚的結果は楕円体測定システムで行なった観察とは異な っている。非常に高い粒子密度は明らかな陰性結果をもたらすが、強い陽性の視 覚的シグナルは生じない。粒子に取り込まれたより高濃度の抗体は、機器を用い た検定で認められるように、より低レベルの抗体よりも強いシグナルを生じる。

この試験は、粒子の抗体被覆が不十分であると、ラテックス粒子と被検表面との 非特異的結合が生じることを示唆している。ひとたび抗体被覆が十分になると、 しかしながら、陽性および陰性の結果は容易に検出可能且つ識別可能となる。

青−井 視覚反応 携暢烈　異体Ｘ　抗体濃度　Ａｓｓ比、　腺牲　導性ＳＡ：Ｎ＝ＮＨ）１２０１ ０　１５０　１：１　−　十Ｓ＾：Ｎ＝ＮＨＨｚ０１０　１５０　１：１　＋Ｓ ＾・Ｎ＝ＮＨＨ２０１０１５０１＋２　−　＋ＳＡ：Ｎ＝ＮＩ’１）１２０　１ ０　１５０　１：３　−　＋ＳＡ：Ｎ＝ＮＨＲ２０１０１５０１：４　−　十十 ＳＡ：Ｎ＝ＮＨＨ２０１０１５０１：５　−　十／−５Ａ：Ｎ＝ＮＨＩ＋２０　 ３　１５０　１：１　＋／　−＋十ＳＡ：Ｎ＝Ｎｔｌｌ（２０３１，５０１：５ 　＋／−十ＳＡ：Ｎ＝ＮＨ’　３　３００　１：２　−　＋十＋ＳＡ：ＣＯＮＨ ２°　３　３００　１：２　−　十十、増幅剤対サンプルの比率 １最終ヒドラジド濃度は３Ｍで、５０ｍＭ　ＭＥＳ、ｐＨ＝６．０中、５６℃で ３０分間抗体を粒子に付加する。これらの実験において最終ｐＨを８．０にする ため２゜５Ｍ　ＭＯＰＳを中和剤として使用した。

実施例１６：酵素増幅 ホースラディツシュペルオキシダーゼ（ＳｉｇｍａグレードＶＩ）を、髄膜炎菌 Ａ１Ｃ，ＹＳＷ１３５の培養物からの細胞懸濁液をあらかじめ注射しておいたウ サギの貯留高力価血清からのカプリル酸沈降反応によって精製した免疫グロブリ ンに化学的に結合した。結合は、試薬Ｓ−アセチルチオ酢酸Ｎ−ヒドロキシスク シニミドを使用し、Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ　Ｂｉｏ−ｃｈｅｍｉｓｔｒｙｌ旦２ 　（１９８，３）６８−７３に述べられている方法に従って行なった。結果とし て生じた複合体は、ＭＯＰＳ緩衝液、５ＱｍＭ、　ｐｔｌ　７．０中でペルオキ シダーゼ（１０４μＭ）と免疫グロブリン（３５μＭ）を含んでいた。ペルオキ シダーゼ−免疫グロブリン複合体をカゼイン（５ｍｇ／ｍｌ）と共にＭＯＰＳ緩 衝液中で希釈し、等量の髄膜炎菌培養物からの細胞不含濾液の希釈溶液と混合し た。

該混合物（２５μｍ）を、窒化珪素、Ｔポリマーシロキサンおよび同じ髄膜炎菌 に対するウサギ抗体試料からの精製免疫グロブリンの層で被覆した珪素オブラー トの表面にピペットで滴下した。抗体を、５０ｍＭ　ＭＯＰＳ、ｐＨ７，０中１ ０μｇ／ｍｌの抗体を含む溶液から、Ｔポリマー／珪素オブラートに被覆した。

オブラートを室温で１時間抗体中に放置し、脱イオン水で洗浄して、窒素流下で 乾燥させた。抗体被覆した基質を、室温で１時間、５０ｍＭＭ０ＰＳ、ｐＨ７， ０中１５ｍｇ１０１の加水分解したカゼインと共にインキュベートし、その後洗 浄して乾燥させた。

サンプルを１：１の割合で複合体と混合した。１０μｍを被検表面に塗布した。

２分後、サンプルを水で洗い流し、オブラートを窒素流下で乾燥させるか、もし くは濾過装置で吸い取った。７Ｍブルー沈降基質（７Ｍブルーは市販の製品で、 Ｔｒａｎｓｇｅｎｉｃ　５ｃｉｅｎｃｅｓ、　Ｉｎｃ、の商標であり、米国特許 ５．０１３．６４６に開示されている）をオブラートの同じ部分に適用し、５分 間そのまま放置した。オブラートを洗浄し、乾燥させた。反応が起こった部分で は紫色の斑点が見えた。その後、この生じた沈殿物を肉眼と偏光解析装置で読取 り、髄膜炎菌の存在を確認した。

抗体の１：２０．０００の希釈溶液は肉眼で陰性の結果から明瞭に解像される（ 表１３参照）。

表１３ 髄膜炎菌の結果 １　：　１０．０００　＋　１５２．０１・５．０００　＋十＋２３８．５ １　：　２．５００　＋＋＋　３９５．７１　：　１．０００　＋＋＋＋＋　６ ３５．０、抗体原液試料の５０μｍＭＭＯＰＳ中への希釈。

上記の検定に基づき試験キットが作製できる。このキットは５０回までの光学的 迅速免疫測定法を実施するために必要なすべての成分を含んでいる。キットは、 必要とされる適切な洗浄と乾燥のステップを容易にするようにデザインされた固 体支持試験拠点を特徴とする。対象とする複合分析物に特異的な１〜５（または それ以上）の非反応性試験表面を含むスライドガラスを試験拠点上に置（。最初 の反応が終了すると、スライドは操作者から離れて前方に傾く。試験表面は洗浄 液で力強く洗浄され、その洗浄液は傾いた表面から下の貯水槽内に流れ込む。（ 貯水槽は殺菌剤で処理された酢酸セルロースの固体吸収塊を含む）。スライドは その後水平位置に戻り、１枚の吸取り紙が試験表面上に直接置かれる。数秒間の 接触時間によって十分な吸取りが可能になる。吸取り紙は、試験キットの前面に 便利に位置する個々の切り離し紙のパッドとして供給されるが、洗浄／乾燥工程 は毛細管作用のようなその他の手段によって実現することもできる。さらに、酵 素標識物質、すなわち対象とする分析物（抗原など）に特異的な酵素標識抗体が 、適切に緩衝され、希釈されて供給される。最後に、市販の７Ｍブルー液の容器 のような沈降手段が、１〜３滴またはそれ以上が１滴づつ滴下されて酵素的にも たらされる質量変化を引き起こし、洗浄前に沈降反応を生じさせることができる ように、都合のよい容量で供給される。該表面に基質を添加することにより第２ のインキュベーションが開始され、洗浄／乾燥工程が繰り返されて試験が完了す る。

２つの異なるタイプの珪素オブラートを使用した；１つは金色の窒化珪素で被覆 したオブラートであり、もう１つは窒化物被覆なしの銀色の珪素オブラートであ った。１つの可能性は、窒化珪素上のペルオキシダーゼ／沈降基質系に関して認 められた可視色が、厳密に表面上に沈殿した染料の吸光度によるものであるとい うことである。この場合に相当し、且つ沈殿した染料が薄層として働かなければ 、銀色の珪素オブラートは７Ｍブルーのみの深青色の視覚的シグナルを生じさせ ることになる。

Ｔポリマー被覆したオブラートを５つの別個の試験のために抗体で処理した。

髄膜炎菌Ａ、　Ｃ，Ｙ、　Ｗ、３．；髄膜炎菌Ｂ９連鎖球菌Ｂ、インフルエンザ 菌Ｂ；肺炎連鎖球菌。各々の試験のために作製した最初の試薬は、先に述べたよ うに付着層（Ｔポリマーシロキサン）で被覆した金色と銀色のオブラートであっ た。オブラートを適切な溶液中に室温で１時間液浸して、５個の抗体全部を５Ｑ ａ＋ＭＭＯＰＳ、ｐＨ７，０中１０μｇ／ｍｌの抗体濃度でこれらのタイプのオ ブラートに被覆した。実施例１に述べたようにしてオブラートを洗浄し、乾燥さ せ、ブロックした。

必要な第二の試薬は、上に述べた方法を用いて抗体−ホースラディツシュベルオ キシダーゼ複合物を作製するため、同じ５個の抗体試料を使用した。複合体の原 液試料ヲ用いて、５ｍｇ／ｍｌノカセインヲ含ｔｊ５０ｍ１ｉ　ＭＯＰ　Ｓ、　 ｐｎ　７．０中で最終的な複合体比率１　：　１００に希釈することにより作業 用複合体を作製した。作業用複合体溶液を標準抗原試料と１．１の割合で混合し 、２０μｌサンプルを適当な抗体被覆オブラートに塗布した。

２分間のインキュベーション、次いで洗浄と乾燥、その後オブラート表面上に産 物を形成させるために５分間の基質インキュベーションを用いて迅速なプロトコ ールを実施した。洗浄と吸取り乾燥後、サンプルを裸眼と偏光解析装置で読み取 った。肉眼で著明に見える紫色の斑点が金色の窒化珪素被覆したオブラート上に 発現し、窒化物被覆していない銀色の珪素オブラートで灰色の斑点を認めた。

窒化珪素被覆した表面上では、非常に強い陽性が白色の干渉色を生じさせた。厚 さの上昇は偏光解析装置を用いて直ちに測定することができた。すべての場合に 銀色オブラート上に発現した可視色は、沈殿した産物が真の薄膜として働き、Ａ Ｒ被被覆しでも干渉効果を生じさせることを示している。発現する色は染料の吸 光度特性には依存しない。

色素原が認められる可視反応の産生に寄与しないことのさらなる証拠が次の実験 によって得られた。ＴＭＢ／Ｈ２０□産物を反応停止試薬、Ｈ２ＳＯ，で処理す ると黄色の沈殿物が生じる。ここで検討している光学的支持体に関して観察され る可視反応が単に色素原のみによるものであれば、表面の沈殿物を反応停止試薬 で処理すれば黄色の斑点が生じるはずである。固定化した表面沈殿物を硫酸で処 理しても、窒化珪素被覆したオブラート上に生じる強い紫色あるいは青色の斑点 には変化を及ぼさない。従って、生じるノブナルは全面的に薄膜の形成に依存す る。

窒化珪素の表面から沈殿物を取り除く接着剤の細片を用いて追加的な確認が得ら れた。接着剤で除去した沈殿物は、赤色成分を含まない微灰色／青色であった。

認められる干渉効果は、強い赤色成分を伴う明紫色／青色を呈する。このことは 、薄膜形成が認められる呈色作用産生の原因であることを裏付けている。

表１４は、細菌抗原検定の全範囲について、質量増大検定とｔｅｌｌｃｏｍｅ　 Ｄｉａｇｎ。

５ｔｉｃｓが製造しているラテックス凝集検定との比較から得られた結果を示し ている。

０ＩＡとラテックス凝集との感受性比較緩衝液に希釈したキット陽性　２０　１ ６０　８細胞上清液　２５Ｋ　２００Ｋ　８ インフルエンザ菌Ｂ　キット陽性　１０　８０　８連鎖球菌Ｂ　キット陽性　１ ０５０５ 細胞懸濁液のプロナーゼ抽出物　１０Ｋ　４０Ｋ　４肺炎連鎖球菌キット陽性　 １００　陰性　−４型多糖類　２００　４００　２ ９型多糖類　５０　５０　１ １２型多糖類　５０　１０　０．２ 連鎖球菌Ａ　陽性抗原　８０　１６００　２０゛　ラテックス凝集検定、市販品 ５　′Ｍ量増大触媒 エ　ラテックス凝集と比較してＯＩＡによって達成される感受性の相対的上昇を 示す。

注・ １）ＯＩＡについては、希釈溶液は可視の陽性結果を生じる最終的希釈溶液であ る。

２）ここに示す細胞上清液は、０５％ホルマリンの生理食塩水中で作製した濃い 細胞懸濁液を＋４℃で１晩放置した後取り出した上清液である。これは高い含量 の多糖類を含み、従ってかなりの希釈を必要とする。

３）ラテックス試験は、使用期限の来ていなし）市販の製品１こ関して実施した 。

表１５ａと１５ｂに示した結果は、触媒性質量増大法と酵素結合免疫吸着検定法 （ＥＬＩＳＡ）との比較である。データは、ＴＭＢを基質として使用し、髄膜炎 菌Ａ、　Ｃ，Ｙ、　Ｗ１３５に関してＥＬＩＳＡに比べ酵素増幅検定法の高し） 効率を示している。ＥＬＩ　ＳＡの試験表面と光学試験表面の作製を以下（こ述 べる。

これらの技法には２つの大きな違いがある。まず第一；こ、本発明の方法力（抗 体の固相吸着のために研磨した珪素オブラートを使用するの；二対し、ＥＬＩＳ Ａｔｔ透明なポリスチレンのマイクロタイタープレートを用し）る。第二；二、 そしてより重要な相違として、この触媒法の場合には、反応を発現させるため（ こ使用する基質は研磨珪素オブラートの表面上に沈着する不溶性産物を生じる力 （、ＥＬＩＳＡの基質はマイクロタイタープレートのウェル中に着色した溶液を 生じる。この触媒法によって得られる結果の感受性がより高いのは、この重要な 相違のためである。ＥＬＩＳＡが色素原から生じる可視色に依存するのに対し、 本発明の装置（′１装置上に沈着する色素原の薄層にのみ依存する。

詳しく述べると、一方の表面は研磨した珪素オブラート（ＯＩＡ）であり、他方 の表面は透明ポリスチレンのマイクロタイタープレート（ＥＬＩＳＡ）である。

両方の表面に１０μｇ／ｍｌの抗体溶液を室温で１時間適用し、脱イオン化水で 洗浄して、Ｑ、　５ｍｇ７ｍ１のカゼイン阻止溶液を室温で１０分間適用し、最 後に脱イオン化水で洗浄する。

検定において、抗原の希釈は次の通りであった：１：５．０００；１：１０，０ ００＋１：２０，０００；１：４０．０００；１：８０．０００：１：１６０， ０００、また複合体溶液は、５　ｍｇ／ｍｌのカゼインと５０ｍＭ　ＭＯＰＳＯ ，ｐＨ７，０を含むＨＲＰ標識抗体の１１００希釈溶液であった。使用の直前に 各々の抗原希釈溶液を複合体溶液と１１の割合で混合し、各表面に適用した。こ れを室温で２分間反応させ、次に各表面を脱イオン化水で洗浄した。その後各表 面１こ基質を添加した。珪素オブラートに７Ｍブルー、ＥＬＩＳＡプレートにＴ ＭＢを添加した。

これを室温で５分間反応させた。この時点で反応を終了させ、珪素オブラートを 脱イオン化水で洗浄し、窒素で乾燥させた。ＥＬＩＳＡはＨｇＳＯ４で停止させ た。

視覚的読取りを行なって、陰性と識別しうる最小抗原希釈を判定し、表面上に沈 着した不溶性産物を含む試験表面を偏光解析装置に入れてそれぞれの電圧量を測 定した。　１：１０．０００〜１：２０．ＯＯＯの希釈までしか読取れなかった ＥＬＩＳＡ（停止せず）に比べ、ＯＩＡは１：４０．０００の抗原希釈溶液まで 読取ることができた。一方ＥＬＴＳＡ（停止）は肉眼で１：５，０００〜１：１ ０゜０００希釈までしか読取れなかった。　機器を用いた読取りの結果を表１５ ａと１５ｂに示す。

表１５ａ 触媒性質量増大法（ＯＩ　Ａ）の結果 ０ＢＳＡ　抗原希釈倍数　強度の変化ユ２　領０００　０．００６ ２　５、０００　領３３９ ２　１０、　０００　０．　１５４ ２　２０、０００　領０５９ ２　４０、０００　領０２３ ２　８０、　０００　０．　０１３ ２　１６０．０００　０．０１１ ８　実施した観察回数 、強度の変化は、実際の強度から比較偏光解析装置で記録された背景強度を差し 引いたものである。

点亜互 ＥＬＩＳＡの結果 ０　０　０．０１３　０．００３　− １：１６０，０００　０　０　０．００ｇ　０．０１５１：８０．０００　０． ００６　０．０３６　０．０３７　０．０４５１：４０．０００　０．００６　 ０．００５　０．０２７　０．００１１：２０．０００　０．０１５　０．０１ ２　０．０１２　０．０４１１：１０．０００　０．０３０　０．０４３　０． ０６８　０．０５３］、：５，０００　０．０８１　０．０８５　０．０９７　 ０．１２３ｔ：５．ｏｏｏ　Ｏ，０６３０，０６４０，０９４０，０８ｇ実施例 １７・ラテックスと触媒性増大検定酵素標識検定を用いて連鎖球菌Ａがら抗原を 検出し、アミド変性表面活性剤ラテックス、０．１６１　μｍ　（Ｒｈｏｎｅ− Ｐｏｕｌｅｎｃ）を使用した検定と同じ珪素オブラートに関して比較した。

いずれの技法も、抗原の１．８０希釈を限界とする市販（Ｗｅｌｌｃｏｍｅ　Ｄ ｉａｇｎｏｓｔｉｃＳ）のラテックス凝集技法よりは感受性が高い。２つの技法 の直接機器読取りの比較を以下の表１６に示す。ここに示したミリボルト読取り は、修正Ｓａｇａｘ　Ｃｏｌ１ｐａｒｉｓｏｎ　Ｅｌｌｉｐｓｏｍｅｔｅｒで記 録された光の強さの変化の関数である。

青−赳 １：３２０　３２．０　２０３．０ １：１６０　６３．０　２９０．０ １：８０　１１３．０　２７２．０ １：４０　１９５．０　１９４．０ １：２０　３１６．０　１６８．０ １：１０　４２８．Ｏ２５８，０ 実施例１計複数分析物プロトコール 試験表面と複合抗体試料を、次の微生物のそれぞれについて実施例１６で述べた ように作製した：髄膜炎菌、インフルエンザ菌Ｂ群、肺炎連鎖球菌、連鎖球菌Ｂ 群、大腸菌に１゜試験装置をこれら５つの試験表面を収容するようにデザインし 、試験表面を装置内の高くなった台上にのせた（図９および１１参照）。次の微 生物のそれぞれについて一定量の各複合体試料を調製した：髄膜炎菌、インフル エンザ菌Ｂ群、肺炎連鎖球菌、連鎖球菌Ｂ群、大腸菌に１゜等量（７５μｍ）の 脳を髄液（ＣＳ　Ｆ）サンプルとこの複合体試料を混合し、５つの抗体被覆した 試験表面のそれぞれにピペットで１滴（２５μｌ）滴下した。

Ｃ３Ｆサンプルは、実施例１６で述べたように、試験微生物から誘導した抗原の 既知レベルおよび既知の組合せに関して調製した。サンプルを２分間インキュベ ートし、その後試験オブラートを脱イオン化水で洗浄して吸取り乾燥させた。基 質（ＴＭＢ沈降反応試薬）を各表面に添加して、５分間インキュベートした。オ ブラートを脱イオン化水で洗浄し、吸取り乾燥して、読取りを行なった。このよ うに、１またはそれ以上の分析物が存在する場合でも単一サンプルが容易に分析 できた。この複数特異的試薬は単一特異的試薬に関して認められる特異性を保持 していた。偽陽性反応は認めず、また陽性反応は単一特異的試験工程で生じるシ グナルと同等であった。

実施例１９：ストレブＡ検定装置 図８Ａ〜８Ｇに示した装置の作製の詳細をここで述べる。直径ＩＱＱｍｍ、一方 の側を研磨した２０ミル±２ミルの単結晶性珪素オブラートを半導体供給業者か ら購入した。オブラートを、上に述べた工程を用いて４９５人±１５人の窒化珪 素または二酸化チタンで被覆した。各々のオブラートに、０．７５ｃｗ”切片の パターンを作りながら３．５ミルの深さまで切り目を入れた。これによってオブ ラートはその後のプロセシングの間も無傷のままとなる。次にオブラートを実施 例５で述べたようにＴポリマーソロキサンで被覆した。最終的なポリマーの厚さ １００人±５人を使用する。ポリマー被覆したオブラートを１４５℃±５℃で２ ４±２時間保存する。

ポリマー被覆したオブラートを、０．１Ｍ　ＨＥＰＥＳ　（Ｎ−［２−ヒドロキ シエチルコピペラジン−Ｎ’−［２−エタンスルホン酸］）、ｐＨ８，０中５μ ｇ／ｍｌの親和性精製ウサギ抗ストレブＡ抗体を含む溶液中に浸した。オブラー トを２℃〜８℃で１６〜２０時間、抗体溶液により被覆した。オブラートを脱イ オン化水で洗浄し、その後窒素流下で乾燥させた工程上の対照を、Ｘ、ｙ翻訳段 階を用いてそれぞれの０．７５ｃｍ２の中心に適用した。１〜２μｌの斑点を適 用し、室温（２００Ｃ）で３分間インキュベートした。使用した抗原の濃度は、 中間的な色の変化を生じるように経験的に決定した。抗原を脱イオン化水中に混 合した。抗原溶液を脱イオン化水で表面から洗い流し、その後窒素流下で乾燥さ せた。次にオブラートを、５ＱｍＭ　ＭＯＰＳ　（３［Ｎ−モルホリノ］プロパ ンスルホン酸）　、ｐＨ７０中０５％の分解したゼラチンを含む溶液中に室温で ２０分間浸した。オブラートを溶液から取り出し、窒素流下で乾燥させた。ゼラ チン層は抗体被覆を安定化させる役割を果たし、装置の保存を助ける。オブラー トは紫色である。オブラートを３０秒間蒸気に接触させてゼラチン層を十分に水 化させた。次にオブラートを空気乾燥させた。オブラートはもとの金色に戻るは ずである。その後読オブラートを各０．７５ｃｍ２の試験片に解体した。

図８Ａ〜８Ｇを参照すると、成形した試験装置はあらかじめ切断した吸収パッド が底に置かれており、その保護カバーがしっかりはめ込まれている。装置の蓋に は吸取り材料が上部に積層されており、保護カバーがきっちりとはまっている。

装置の中心の高くなった台座に小量のエポキシを適用し、試験表面を適用する。

接着剤を固まらせ、その後装置を閉じてキット内に入れる。

表面を被覆するのに使用した抗体試料あるいは別個の抗体試料を、ナヵネが述べ ている標準過ヨウ素酸化学作用を用いてＨＲＰに結合した。質量増大試薬におい て使用する結合抗体の正確な希釈は、ＨＲＰの取り込みのレベルならびに使用す る抗体試料の親和性と抗体結合力に依存する。複合体試料を、５ＱＩｎＭＭＯＰ Ｓｏ　（３−［Ｎ−モルホリノコー２−ヒドロキシプロパンスルホン酸）　、ｐ Ｈ７，０゜標準アルカリ処理カゼイン２０ｍｇ／ｍｌ　０．３％（ｖ／ｖ）　ト ウイー：／２０．および０．５％（ｖ／ｖ）ブロクリン３００　（Ｒｏｈｍ　ａ ｎｄ　Ｂａａｓ）を含む中で希釈した。複合体溶液をｆｈｅａｔｏｎ　Ｎａｔｕ ｒａｌのポリエチレン点滴びんに入れた。供給される滴の大きさは約３０μｍて あった。他のすべての試薬も同様にＹｈｅａｔｏｎ　Ｎａｔｕｒａ１点滴びんに 入れた。

２．３Ｍ　ＮａＮＯ２と０．０１％イソプロパツールを含む溶液１００μｌをポ リエチレンチューブに入れ、溶液をチューブ上で乾燥させることにより、抽出チ ューブを作製した。これは循環空気の下に室温で、または４５℃で乾燥させるこ とにより達成されうる。

試薬の組成は次の通りであった： 試薬Ｎｏ、１：０．２５Ｍ酢酸と０．０３５ＩＩｇ／ｌのブロムクレゾールグリ ーン試薬Ｎｏ、　２　：　１．５Ｍ　ＭＯＰＳＯ，ｐＦｌ＝７．３と０．２％（ ｖ／ｖ）　トゥイーン２０゜０．５％（Ｖ／Ｖ）ブロクリン３００および２０ｍ Ｍ　ＥＤＴＡ試薬Ｎｏ、　３　複合体 試薬ＮＯ，４＋０．１％ブロクリン３００を含む脱イオン化水試Ｎ　Ｎｏ、　５ 　：沈降反応Ｔｈ１Ｂの市販製剤この装置の使用のための試験工程は次の通りで あった。

１．試薬を低温保存から取り出し、室温に暖まるまで放置する。

２、キットから乾燥試薬を含む抽出チューブを取り出し、それをラックまたはホ ールグーに垂直に立てる。

３、抽出チューブおよび試験装置に適切な患者情報のラベルを貼付する。検定を 実施している間は試験装置を水平な表面上に置く。

４、試薬１を３滴抽出チューブ内に添加し、静かに振盪して底にある乾燥試薬を 溶解させる。溶解し、適切に混合した時には液体は淡緑色になるはずである。血 液の混じった標本の場合には抽出チューブの色の変化が明白でないこともあるが 、検定の成績には影響を及ぼさない。

５．１分以内に、標本または陽性対照を含む管口スワブをチューブ内に入れる。

液体がファイバーチップから中に移動していくように、スワブを回しながらチュ ーブの側面にスワブを押しつける。スワブを抽出液中で２分間以上インキュベー トさせる。

６、スワブの柄を側面に保持し、試薬２を３滴直接抽出チューブに加える。溶液 の色が緑色から青色に変わるまで、スワブを使って試薬と抽出物を混合する。

７、スワブを引き出す時、チューブの側面を押しながら抽出チューブの壁にスワ ブを押し当てて回すことにより、スワブから抽出液を分離する。スワブを廃棄し 、チューブの内容物を取っておく。スワブからできるだけ多くの液体から取って おくようにする。

８、試薬３を１滴抽出物に加え、十分に混合する。３０分間以上放置してはなら ない。

９、ｍ潔なピペットを使って該溶液１滴を対応する試験装置の表面の中心上に直 接移す。試験装置の表面全体をおおってはならない。

１０、試験表面上の滴を２〜５分間インキュベートする。

１１．１〜２秒間力強く洗浄することが重要である。装置の周囲の吸収性物質の 容量を超えないように注意しながら、試薬４の洗浄液を使って装置の表面を洗い 流す。

１２、吸取り装置がＮｏ、　ｌの位置にあることを確認する。少しの間装室の蓋 を閉じ、残存する湿気を表面から除去する。吸取りのたびに清潔な表面で吸取る ことが必要である。初めて吸取りを行う時には、吸取り紙はＩの位置にあるはず である。ＩＩの位置にあれば、２回目の吸取りのためにＩの位置まで動かす。同 じ位置で吸取りを反復することは試験結果を損なう可能性がある。

１３、蓋を開き、試薬５を１滴直接試験装置の表面の中心に適用し、４〜１０分 間インキュベートする。最初の滴下が直接装置の中心上に行われなかった場合に は、試薬５の滴を最初の滴下部分に直接移動させる。

１４　試薬４の洗浄液を用いて１〜２秒間装置の表面を力強く洗い流す。

１５、吸取り紙を装置の上部のＮｏ、　２の位置まで動かし、少しの間装室の蓋 を閉じて表面から残存する湿気を除去する。蓋を開き、試験表面を色の変化に関 して検査する。

陽性結果・ いかなる強さであっても一様な青色／紫色の反応円が装置表面の中心部に現われ る。

陰性結果。

いかなる強さでも、青色／紫色の反応円が試験表面上に現われない。

工程上の対照は各試験表面上に存在する。各々の陽性または陰性試験の終了時に 試験表面の中心に小さな青色／紫色の点として現われる。陰性試験結果は工程対 照のみを示す。陽性対照結果は反応円の中に工程対照を示す。非常に強い陽性結 果の場合には、工程対照は反応円内であまり明白でないこともある。

工程対照が現われなければ、指示に従って工程を反復することができる。反応し た試験表面および陽性反応に結びついた色の変化は時間が経過しても劣化しない 。従って、試験装置は永続的記録とみなしうる。試験装置を参考のために取って お（場合には、蓋の中の吸取り材料を取り出して、生物災害容器に廃棄する。

保存のため装置は閉じておくべきである。

実施例２０・ＯＩＡ装置の感受性 スト１ブＡＯＩＡの分析感受性を、既知の濃度の細胞懸濁液を使用し、各々のキ ットの検定プロトコールに従ってこの懸濁液の一部を抽出することにより、市販 のストレブＡキットと比較した。化膿連鎖球菌、ランスフィールド分類Ａ群を、 斜面培養管での一次培養として＾ｍｅｒｉｃａｎ　Ｔｙｐｅ　Ｃｕ１ｔｕｒｅ　 Ｃｏ１１ｅｃｔｉｏｎ　（ＡＴＣＣＮｏ、１２３４４）から入手した。細胞懸濁 液は滅菌通常生理食塩水から作製し、通常生理食塩水で無菌的に希釈した。試験 からの結果は、本発明のＯＩＡ装置が少な（とも６種類の市販試験キットと比べ て少なくとも１０〜１００倍感受性が高いことを示している。

表１７は、ストーブＡＯＩＡの臨床的感受性をいくつかの市販の迅速ストレプＡ 検定の製品取り扱い説明書の記載と比較したものである。これらの迅速検定の大 部分は、ストレブＡコロニー計数が２０未満のサンプルはすべて切り捨てるが、 ストレブＡＯＩＡ検定で示された数字においては、いかなるサンプルも差し引か れなかった。スト１ブＡＯｊＡはこれらの迅速試験に比べて感受性の有意の改善 を示す。

表１７ 管口スワブからの直接のＡ群連鎖球菌抗原検出についての試験キットの比較Ｉス トーブＡＯＩ＾　ケイ素表面上での質量増　２〜１０分　６分　１０Ｃ１％！　 ９８．９％　９９１％　１００％９８９％ＯＩＡストレブ＾　ケイ素表面上の＾ ｂ被被覆　２〜１０分　２分　０３％”　９７．４％　９４７％　８８＾９６１ ％ＢｉｏＳｔａｒ　ｌ１ｅｄｉｃａｌ　たラテックスＰｒｏｄｕｃｔｓ、　Ｉｎ ｃ 試験パック＋　膜上の＾ｂ被被覆たコロ　１〜３０分　５分　９３７％　９４５ ％　９４３％　８９７炉９６．７％５Ｃａｒｄｓ−ＯＳストレプ膜上のＡｂ被被 覆着色し　２〜６０分　５分　９６６％４９６８％　９６．７％　９５．５１！ 　９７．６％Ａ　Ｐａｃｉｆｉｃ　たラテックス Ｂｉｏｔｅｃｈ、　Ｉｎｃ Ｄｉｒｅｅｔｉｇｅｎｌ、　２．３　膜上の＾ｂ被被覆着色し　３〜１２０分記 動し９０％　９２％　９１．２％　７５％＄９７％１ストレブ＾　たラテックス Ｂｅｃｔｏｎ−Ｄｉｃｋｉｎｓｏｎ Ｒｅｖｅａｌ　Ｃｏ１ｏｕｒ　Ａｂ被被覆着色したラテ　２分　３分　８６％　 ９４％　９４％　８１％　９６％ストレプ＾　ツクス、凝集 ｆｅｌｌｃｏｓｅ　Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｓｌ、製造業者の製品取扱い説明書か ら得たデータ２、すべての標本に基づく ３　製品取扱い説明書の中の表から計算したデータ４、標本プレートのコロニー 計数が製品取扱い説明書に示されていないスワブ１本と標準採集技法を用いて咽 頭炎の症状を呈する患者からスワブを収集した。この試験では、４つの独立した 検査施設を使用した。標本採集後直ちにスワブを輸送チューブに戻し、輸送媒体 を含むカプセルを押し砕いた。各施設で５％ヒツジ血液寒天（ＳＢＡ）プレート に標本を接種し、次に３５℃〜３７℃でインキュベートした。４施設の内２施設 では嫌気的条件下でプレートを２４〜４８時間インキュベートし、２施設では二 酸化炭素強化環境でプレートをインキュベートした。各施設は結果を陰性または 陽性として報告し、陽性に関してはセロタイピング法によって確認した。

接種後、スワブを輸送チューブに戻し、ストレブＡ　ＯＩＡ試験工程に従って検 定した。溶液を生じる酸を３滴抽出チューブに加え、よく混合して乾燥試薬を溶 解した。スワブを抽出チューブに入れ、抽出試薬で十分に飽和させ、溶液中で２ 分間インキュベートした。中和溶液３滴を抽出チューブに加え、スワブを使って 試薬を混合した。抽出したスワブをチューブの側面に押しつけて絞りだし、その 後廃棄した。この抽出技法はほとんどの迅速ＧＡＳ試験に共通するもので、細菌 からＧＡＳ抗原を遊離させる。

触媒１滴を抽出物に加え、十分に混合した。この溶液１滴を試験片（図８Ａ〜８ Ｇ）の中心に適用した。サンプルを試験表面上で２分間インキュベートし、その 後試験表面を水で洗い流し、蓋を閉じて吸取り乾燥した。質量増大剤１滴を試験 表面の中心に適用し、４分間インキュベートした。表面を再び水で洗い流し、先 と同様に吸取った。試験結果は培養結果の知識なしに判定した。

増大培養法を、細菌の存在を確認するようにデザインした。この方法では、すべ ての輸送チューブから外科用綿撒糸（輸送媒体とスワブを分離する栓子）を取り 出し、トッド・ヒユーウィツト培地に入れて、３５℃〜３７℃で２４〜４８時間 インキュベートした。細菌に一致する増殖パターンが認められれば、コロニーを 選択し、必要であれば再分離して、市販の連鎖球菌七ロタイピングキットを用い て確認した。

臨床試験では、４施設から合計７７８サンプルを検査した。ＳＢＡ培養法は７０ 標本を陽性と判定し、これらの標本の内４つは増大培養法によると陰性と判定さ れた。増大培養法は９２標本を陽性と判定した。ＳＢＡ培養の感受性は、検討し た頻度と個体群に関して増大培養法に比し７１．７％であった。これらのデータ は、従来のＳＢＡ培養法が増大培 養法よりも感受性が低いことを示す先の文献の結果を裏付けている。従って、従 来のＳＢＡ培養法を「ゴールドスタンダード」とみなすことは再評価されるべき である。

０１Ａの結果をＳＢＡ培養法と増大培養法の両方に関して評価した。ストレブＡ 　ＯＩＡは検討した頻度と個体群について９２．９％の感受性、９４．８％の特 異性、９４．６％の正確度を生じた。ストレプＡ　ＯＩＡはＳＢＡ培養法に比べ 特異性が低いと思われる。しかしながら、ストレブＡ　ＯＩＡでの２６の見かけ 上の偽陽性は実際には真性陽性であったので、本当の限界はＳＢＡ培養技法の方 に存在する。培養に関するストレブＡ　ＯＩＡの感受性は、４つのＳＢＡ陽性結 果がストレプＡ　ＯＩＡでは陰性であったために低いように思われる。これらの 結果はその後増大培養法で培養非分離株であると判定された。ストレブＡ　０１ Ａは９２の増大培養陽性のうち９１を検出し、９８．９％の感受性を生じた。能 率結果はコロニー計数にかかわりな（収集したすべてのデータを含むことに注意 することが重要である。

実施例２１：機器による読取りのプロトコール１）フォトダイオード修正比較偏 光解析装置上記に述べたように比較偏光解析装置を修正した。接眼鏡をＣＣＤカ メラに接続し、サンプルを楕円十字線内の中心に置いた。サンプルの斑点が楕円 内に完全に納まるようにズームを調節した。

検定に使用した試験細片は幅ＩＣＪ長さ４〜５ｃｍであった。これらの寸法は手 で取り扱いやすい。適切なデザインのサンプル位置定め装置があればどのような 寸法の試験片も使用できる。サンプルを、スライドの長さに沿って均一な間隔で ２０μｍの滴として適用した。試験表面の背景測定のために１切片を残した。サ ンプルをこれまでの実施例の中でで述べたように検定した。

試験細片を機器のサンプル台の上に乗せ、表面の背景切片を楕円の中心に置いた 。サンプル台はｘ、ｙ位置付は能力を持つ。試験表面が位置付けられれば、フォ トダイオードで背景の読取りを行った。ＬＥＤは背景切片の背景強度をボルトで 表示する。コンピュータのソフトウェアも背景強度を記録するようにデザインさ れていることもある。この測定が終了した後、台を進めて陰性サンプルからの読 取りを記録した。電圧量を直接記録したが、サンプルから背景を差し引いたもの を記録してもよい。すべてのサンプルが測定されるまで台を前進させた。

機器による読取りは、あらかじめセットされたシグナルに関してイエスまたはノ ーの定性的回答を与えることができる。検定は陰性対照と低陽性、あるいは遮断 濃度を含み、この閾値に関してサンプルを客観的に評価する。

検定が定量的であれば、試験表面あるいは試験装！は陰性対照と１またはそれ以 上の既知の陽性対照を測定することができる。定量のためにサンプルの数値をこ の曲線と比較する。考慮している適用に半定量的回答が適していれば、陽性対照 はいくつかの広範囲をカバーしうる。

単色光源比較偏光解析装置 この機器は、照準を合わせた光源の使用によるより小さな光路、より小さな参考 表面、より小さなサンプル台、光源のすぐ隣に位置する偏光子、および検出器を 有しており、表面の視覚検査に必要なレンズ系が排除されている。

この特殊機器の読取りのプロトコールは、５つの別個のサンプル、あるいは４つ の対照と１サンプル、２対照と３サンプル、等々に適応する。サンプルスライド を、スライドの位置を制御する回転柱に接続する。整列は視覚による位置付けで はなく、試験表面上へのサンプルの配置と台の前進によって達成される。Ｘ。

ｙ位置付は台を修正することにより、試験表面のどのような配列も使用できる、 このことは、多数のサンプルを検査することのできる試験表面の使用を可能にす る。

この機器は、一定のサンプルサイズに適合するように遮蔽されたフォトダイオー ド検出器を使用しており、スライドの位置付けとサンプル適用によってサンプル の斑点が遮蔽を満たす。読取りは機器のカバーのＬＥＤ表示から行う。読取りは ミリボルトである。

実施例２２：Ｂ群連鎖球菌 多クローン性または単クローン性のいずれかの抗ＧＢＳ抗体を前に述べたシロキ サン被覆表面に固定化することにより、光学的に活性な試験表面を作製した。

抗体は群特異的であったが、ＣＢＳ多糖類に関して認められる群特異的エピトー プのいずれに対しても特異的であると考えられる。使用した多クローン性試料は 、全細胞に吸着させたＧたんばく精製ＩｇＧ分画であった。被覆抗体濃度は１０ ０ｍオブラートにつき抗体１５０〜５００μｇの範囲であり、２〜８℃で１２〜 １６時間被覆した。１００ｍｍオブラートは４９５人窒化珪素被覆があってもな くてもよい。特に、単クローン性抗体は５Ｑ＋ｓＭ酢酸ナトリウム、ｐＨ５，０ を含む緩衝液中２００〜３００μｇ／オブラートで最も良好に被覆することを認 めた。多クローン性抗体は、同様であるが０．１Ｍ　ＨＥＰＥＳＳｐＨ８，０を 含む緩衝液中で良好に表面被覆することを認めた。５．０〜９．０のｐＨ範囲を カバーする緩衝液は有効な抗体被覆を与えることが示されている。

ひとたび抗体が試験表面上に固定化されれば、５０＋ａＭ　ＭＯＰＳ、　ｐＨ７ ，０中０゜５％分解ゼラチンのオーバーコートを前に述べたように適用する。抗 体被覆した試験表面を使用前に試験装置のひとつに置いた。

ＣＢＳ検定の質量増大のため、ナカネの過ヨウ素酸塩法を用いて群特異的多クロ ーン性抗体試料をＨＲＰに結合した。９．７５以上の高いｐＨでのＨＲＰへの抗 体の結合は、非特異的結合の上昇を生じた。最適の結合ｐ■は９．０〜９．７５ と確認された。

ＧＰＳ群特異的抗原を、酸抽出プロトコールを用いて微生物から抽出した。０゜ ２５Ｍ酢酸と２．３Ｍ亜硝酸ナトリウムの混合物を使用して次亜硝酸を生成した 。

酢酸は０．１Ｍ〜１．０Ｍの範囲でＣＢＳ抗原を有効に抽出することを認めた。

２分間抗原を微生物から抽出した。ここで述べるすべての結果はＡＴＣＣ菌株Ｎ ｏ。

１２３８６を使用シタ。１．５Ｍ　ＭＯＰＳＯ，ｐＨ７，３，０，２％トウィー ン２０．０．５％ブロクリン３００および２０ｍＭＥＧＴＡを含む緩衝液を使用 し、等量の中和緩衝液を加えることのよって溶液を中和した。最終的なｐＨの範 囲は６゜０〜７．５が望ましい。

抽出シタ抗原ヲ、５０ｍＭ　ＭＯＰＳＯ，ｐＨ７，０，フル力り処理カゼイ：／ ２０１１ｇ／ａｌ、０，３％トウィーン２ｏおよび０．５％ブロクリン３００を 含む複合体試料の１＋１５０希釈溶液と５：１の割合（サンプル：複合体）で混 合した。３：１から１０：１の間のサンプル、複合体比率が受け入れ可能であっ た。サンプル／複合体混合物を室温で５分間インキュベートし、その後混合物２ ０μｌを試験装置に適用して、室温で５分間インキュベートした。装置を前に述 べたように使用して試験表面を洗浄し、乾燥させた。試験表面が乾いた後、ＴＭ Ｂ沈降反応基質１滴を装置に適用し、室温で５分間インキュベートした。洗浄／ 乾燥プロトコールが完了した後、試験結果を解釈した。機器による結果が望まし い時には、試験表面を脱イオン化水流の下で洗浄し、窒素流下で乾燥することに より洗浄／乾燥プロトコールを実施する。サンプル／複合体の最初のインキュベ ーションは必要ではなかったが、検定の感受性を上昇させることが認められた。

インキュベーションの時間を追加すれば検定の感受性はさらに上昇すると考えら れた。

現行のＣＢＳ検定は最終抽出ｐＨの変化に対してすぐれた耐性を示した。低陽性 の視覚化は６．７５から８．０の範囲にゎたるｐＨの変化によって影響されなか った。表１９参照。評点結果のために視覚尺度を確立した。１＋または２＋は金 色の背景に非常に弱い紫色の斑点であった。１ｏ＋の数値は非常に強い青色の結 果である。

青−刊 検定時間の関数としてのＣＢＳ感受感 受性感受性は細胞／スワブの数で表わされている。

５　時間は分である。

３　インキュベーションの時間は、サンプル／複合体については１分間、表面上 のサンプルについては２分間、基質については２分間であった。

６　インキュベーションの時間は、試験表面上のサンプルと基質に関してそれぞ れ５分間であった。

゛　インキュベーションの時間は、サンプル／複合体、表面上のサンプル、基質 に関してそれぞれ５分間であった。

青−則 最終検定ｐＨの関数としてのＣＢＳ検出即　ｐ　Ｈ６，７５ｐ町、ＯｐＨ７，２ ５ｐＨ７，７５ｐ耶」３Ｘ１０’　１０＋　１０＋　１０＋　１０＋　１０＋３ ｘｌＯ５７＋　７＋　７＋　７＋　７＋３Ｘ１０’　２＋　２＋　２＋　２＋　 ２＋０　−−−　−一 実施例２３：クラミジアの検出 ４９５人窒化珪素被覆を施した、または施さない光学的に活性な試験表面を、前 に述べたように重合体シロキサン、Ｔポリマーで被覆した。これらの重合体被覆 した支持体を、１００ｍＭ炭酸ナトリウム、ｐＨ９，６中１〜１０μｇ／ｍｌの ウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）溶液により、２〜８℃で１２〜１６時間さらに被 覆した。次に試験表面を５０ｍＭ　ＭＯＰＳ、ｐＨ７，０中０．５％分解ゼラチ ンにより室温で２０分間被覆し、その後窒素流下で乾燥させた。被覆した試験表 面を前に述べた単回使用試験装置に乗せた。

サンプルの採集に使用した合成ファイバースワブを０．１％（Ｗ／Ｖ）ケノデオ キシコール酸（ＣＤＯＣ）とナトリウム塩を含む０．ＯＬＭ　ＰＢＳ溶液（約１ ２０μｍ）中に液浸することにより、スワブからクラミジア特異的ＬＰＳ抗原を 抽出した。前記の溶液は、あらかじめ１．ＱＮ　ＮａＯＨの緩衝液１０μｍ７ｍ １で最終ｐＨ１１，５にアルカリ化しておいた。最初に、ＣＤ０Ｃを無水メタノ ール中０．２ｇ／ｍｌで可溶化した。スワブを、理想的にはこの溶液中で約１０ 秒間渦状攪拌し、その後室温で５分間インキュベートした。次に弾性抽出チュー ブ（ポリプロピレン）に圧迫を加えてスワブから残留溶液を絞り出した。０．１ ％ＣＤ０Ｃを含む等量の１００ｍＭ　Ｎａ２ＨＰＯ２、ｐＨ７，０を加えて最終 ｐＨを７．０〜７゜５に調整した。

ナカネの方法を用いて抗りラミジアＬＰＳ抗体をＨＲＰに結合することにより、 質量増大試薬を調製した。複合体原液を、５０ｍＭ　ＭＯＰＳＯ，ｐＨ７，０、 アルカリ処理カゼイン２０ｍｇ１０１．０．３％トウィーン２０および０．５％ ブロクリン５００を含む希釈剤中で１ニア５〜１：２００に希釈した。

抽出したサンプル約３０μｍをＢＳＡ／重合体シロキサンの試験表面上に乗せ、 室温で５〜１０分間インキュベートした。次に、ＨＲＰに結合した抗りラミジア ＬＰＳ抗体約３０μｍを試験表面上のサンプル斑点に添加し、室温で１〜５分間 インキュベートした。試験表面を水１〜２１１１で洗浄し、前に述べたように装 置内で乾燥させた。ＴＭＢ沈降反応基質約３０μｌを表面に適用し、室温で１０ 〜１５分間インキュベートした。試験装置を前に述べたように洗浄し、乾燥させ た。

上記の代ワリニ、抗原試料を０．０１Ｍ　ＰＢＳ、ｐＨ７，４中でｌ　：　１０ ０〜１３２０に連続的に希釈した。これらの希釈溶液５μｌを、１０ｍＭ　Ｎａ ＯＨを含む０．ＯＩＭＰＢＳ中０１％ヶノデオキシコール酸５００μｌに加えた （最終ｐＨは１１．５であった）。これらを渦状攪拌し、室温で５分間放置した 。１００＋ｍＭリン酸緩衝液（−塩基と二塩基混合）５００μｌを加えて抽出緩 衝液を中和し、この溶液１５μｌをオブラート表面に添加した。これを室温で１ ０分間、表面上でインキュベートした。抗ＬＰＳ抗体−ＨＲＰ複合体の１＝７５ 希釈溶液の部分標本１５μｌを表面上の抗原斑点に直接加え、指定された時間室 温でインキュベートした。オブラートを脱イオン化水で洗浄し、窒素流下で吹付 乾燥した。

基質（３０μｍ）を抗原／複合体斑点に適用し、指定された時間インキュベート した。オブラートを前記のように洗浄して乾燥させ、捕獲した抗原の強度をフォ トダイオード修正比較偏光解析装置で記録した。データを背景に関して矯正した 。

読取りはミリボルトで、２回の読取りの平均値である。表２０参照。表２０は検 定の感受性への培養時間上昇の影響を示したものである。

５　５　１０　０　１２．４　− １：３２０　５２．５　１＋ １：１６０　８６．０　１＋ １：４０　１０９．５　３＋ １：２０　７０８．０　°５十 １０　５　１５　０　−６．３　− １：３２０　１８１．５　２＋ １：１６０　１７２．９　２＋ １＋４０　８６１．１　５＋ １：２０　１６０１．４　１０＋ 直径１００１１１１の珪素オブラートを前に述べたようにしてポリブタジェン（ ＰＢＤ）で被覆した。ＰＢＤ被覆した光学的試験表面を、ウシ血清アルブミン（ ＢＳＡ）に結合したＨＩＶウィルスのＧＰ４１に相当する合成ペプチド２０μｇ ／ａ＋１で被覆した。この抗原試料をｌＱｍＭリン酸カリウム、０．８５％Ｎａ Ｃ］、ｐＨ７゜０中で希釈し、試験表面を室温で２〜３時間、攪拌しながら抗原 で被覆した。試験表面を被覆溶液から取り出し、脱イオン化水で洗浄して、窒素 流下で乾燥させた。ＧＰ４またんばくは非常に疎水性が高（、疎水性ＰＢＤ表面 によく結合する。

一連の漿液陰性および漿液陽性のヒト血清サンプルを使用してＧＰ４１／ＢＳＡ 被覆表面を試験した。血清の５μｍサンプルを試験表面に適用し、室温で１５分 間インキュベートした。ＣＣＤカメラの付いた修正比較偏光解析装置を用いて抗 原表面上の抗体捕獲を測定した。結果はグレースケール単位で報告した。

表２１ ＧＰ４１表面上での宿主抗体捕獲 漿液陽性血清のグレースケール　漿液陰性血清のグレースケール９３、　０７　 ８．　８３ ６０、　２９　７．　６４ ６５、　３６　３．　６２ １２１５グレ一スケール単位（陰性＋３標準偏差）の数値を陽性反応とし、漿液 陰性血清について報告された平均値は５．８５±２．１グレ一スケール単位であ った。漿液陽性サンプルについて報告された様々なレベルのグレースケールは様 々な抗体力価を反映している。

ＨＩＶウィルスのＧＰ４１とＰ２４の融合である組換え抗原試料も同様に、本発 明の光学的試験表面のための被覆材料として評価した。直径１００ｍｍの珪素オ ブラートを前に述べたようにしてＰＥＩで被覆した。５ＱｍＭ炭酸ナトリウム、 ｐＨ８，０中２．５μｇ／ｍｌの融合たんばくを含む被覆溶液中にこの光学的試 験表面を浸し、室温で３時間インキュベートした。その後光学的試験表面を脱イ オン化水で洗浄し、窒素流下で乾燥させた。光学的試験表面を血清対照に対する 反応に関して試験した　陰性、低度、中等度、および高度陽性抗ＨＩＶ０各血清 サンプル５μｍを表面に適用し、室温で１５分間インキュベートした。表面を脱 イオン化水で洗い流し、窒素流下で乾燥させた。上記に述べたようにして修正比 較偏光解析装置で結果を得た。

陰性　０．０ 低度　２９．　２８ 中等度　４１．　２２ 高度　５２．９４ 実施例２５：Ｒ３Ｖ検出 光学的に活性な試験表面を前に述べたようにして重合体シロキサンで被覆した。

これらの表面を多クローン性抗ＲＳＶ抗体溶液１０μｇ／ｍｌ中に入れた。次の ものを含めた多数の緩衝液を抗体被覆ステップにおいて検討した：ＨＥＰＥＳ、 ｐＨ８，０：アセテート、ｐＨ５，０：炭酸塩、ｐＨ９，５；ホウ酸塩、ｐＨ８ ゜０；およびリン酸塩、ｐＨ７，４゜緩衝液はすべてＯ，ＬＭの濃度であった。

１１Ｍ炭酸ナトリウム、ｐＨ９，５が最適であることを認めた。系列検定を用い て表面試料を分析した。陽性対照の部分標本２０μｌを表面に適用し、室温で１ ０分間インキュベートした。表面を脱イオン化水で洗い流し、窒素流下で乾燥さ せた。抗体−ＨＲＰ複合体（２０μｍ）を試験表面に適用し、１０分間インキュ ベートして洗浄・乾燥し、次に沈降反応基質２０μｌを１０分間適用して洗浄／ 乾燥ステップを行った。２〜８℃で１２〜１６時間抗体を被覆した。表面を洗い 流し、０．５％分解ゼラチン、５０ｍＭ　ＭＯＰＳ、ｐＨ７，０を含む溶液中室 温で２０分間インキュベートして、その後窒素流下で乾燥させた。

質量増大試薬をナカネの方法によって調製した。Ｒ５Ｖの核ペプチドに対する単 クローン性抗体をＨＲＰに結合した。複合体原液を、５０ｍＭ　ＭＯＰＳＯ，ｐ Ｈ７，０、アルカリ処理カゼイン２０　ｍｇ／ｍｌ、０．３％トウィーン２０お よび０．５％ブロクリン３００を含む溶液中で１３０〜１：２５０に希釈した。

もうひとつの検定プロトコールは、鼻腔洗浄液３０μｍとＰＢＳ中１０％トウィ ーン２０を３０μｍ、複合体の１・４０希釈溶液３０μｍを十分に混合すること を含んだ。このサンプルの部分標本３０μｌを試験表面に適用し、室温で１２分 間インキュベートした。単回使用試験装置について述べた洗浄と乾燥のプロトコ ールを使用した。ＴＭＢ沈降反応基質を表面に適用し、室温で８分間インキュベ ートして、洗浄し、乾燥させて解釈した。

１：１２８０　ｏ、０２４４　− １　：　６４０　０．０２５６　＋ １：３２０　０．０３５６　１＋ １　：１６０　０．０６９４　２＋ １８０　１０５７８　２＋ １：４０　ｏ、１１９８　３十 １：２０　ｏ、２２３６　４＋ １：１０　０．５２３５　５＋ １：５　０．８８３３ Ｒ５Ｖの長菌株からのＵ■不活性化抗原試料を購入した。これは合計２×１０５ ＰＦＵを含んだ。この抗原試料を緩衝液中１：１に希釈し、上記に述べたように 検定した。それぞれのサンプル１５μｍを表面に適用し、これは使用しつる総抗 原の７．５％に相当した。

０　０、　００７９ ＩＸＩＯ５１，０２２１ １ＸＩＯ’　０．３１２４ ２Ｘ１０３　０．０４６６ 実施例２６　薄膜アナライザー（Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ａｎａｌｙｚｅｒ）の波 長依存性Ｌｕｎｄｓｔｒｏｍらの米国特許第４．５２１．５２２号には、入射光 が偏光子を通過し、測定される物質に対してブルースター角で膜から構成される 装置が記載されている。その入射光は入射面と入射角に対し平行に偏光される。

この装置は一つの偏光子しか使用する必要がないが、第二の偏光子を用いる場合 は、第二偏光子は第一偏光子に対して正確に９０°に設置しなければならない。

入射光が反射されるとき偏り（ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）に変化が全くないの で、単一の偏光子が必要なもののすべてである。この偏りについて、入射角に対 する偏りに変化がないということは、偏光子が入射光または反射光のいづれかに 設ければよいということによって実証される。試料に対する入射光および入射面 に対して平行に偏光された反射光の両者のごく一部だけが測定される。

この方法は、入射面に平行に偏光された光が、誘電媒体間の界面に入射するとき 、この角度て観察される反射率が最小であることに基づいている。この現象はブ ルースター角においてのみ観察される。屈折率が高い基板が必要である。反射性 は高いが屈折率が低い金属は、この方法に対してレフレクンヨンミニマム（ｒｅ ｆｌｅｃｔｉｏｎ　ｍｉｎｉｍｕｍ）が浅すぎる。

小さい厚みの変化のよりすぐれたシグナルレゾリューンヨン（Ｓｉｇｎａｏ　ｒ ｅｓｏｌｕｔｉｏｎ）を得るには、上記の方法には、最小の読取り値を偏光につ いて観察される反射曲線に容認できる状態にシフトして、小さな厚みの変化で反 射光強度の大きな変化を起こさせるため、基板を酸化物の層で覆う必要がある。

接着層がある場合は、この層はレフレフタンスミニマム（ｒｅｆｌｅｃｔａｎｃ ｅ　ｍｉｎｉｍｕＩｌｌ）に対して基板を最適化するために設けられているもの で受容材料（ｒｅｃｅｐｔｉｖｅ　ｍａｔｅｒｉａｌ）の性能を増大するための ものではない。

Ｌｕｎｄｓｔｒｏｍが報告している純粋な平行偏光（ｐ−偏光）を用いると、被 検体（ａｎａｌｙｔｅ）を取付けた場合の反射率（％）の変化が非常に小さいこ とが観察され、光偏りに変化が全くない。本発明では、入射光には、ｐ−偏光に 加えて直角偏光（ｓ−偏光）の成分がある。薄膜との相互作用によって偏光の回 転に非常に大きな変化がみとめられ、そして偏光の回転のこれらの変化は強度の 変化とともに測定される。

入射光の角度が非常に大きい場合、本発明を使用すると、試験面から反射される 光にある程度の楕円偏光性（ｅｌｌｉｐｔｉｃｉｔｙ）が生じる場合がある。本 発明によれば、付加された集合体（ｍａｓｓ）によって反射される場合の偏りの 回転の変化が最大になり、これに伴い、反射率が最小になることはない。本発明 によって観察される反射時の偏りの回転は、純粋平行偏光の場合全（ない。本発 明の別の利点は、本発明はブルースター角には依存していないので、はとんどす べての基板と誘電薄膜を用いることができるということである。また入射光の角 度は重要ではな（、かつ基板の材料の種類によって変える必要がない。

本発明は、レーザーのような単色平行光源を用いる。また本発明には、光源と試 験面との間に、ｐ−偏光成分とＳ−偏光成分の両者が試験面上に入射するように 配置された偏光子が含まれている。その光源が充分に偏光されている場合はこの 偏光子は不要である。試験面から反射された光は第二の偏光子（アナライザー） を通過してホトダイオードに入る。Ｓ−偏光の一部分が選択されて、そのシグナ ル変化を厚みの関数として最大にい、一方低いバックグランド光の強度を維持す る。

その光は反射時に楕円偏光され、偏りの楕円偏光性と回転角はその面の光学的特 性に非常に鋭敏に依存している。次にその光は、米国特許第４．３３２．４７６ 号、同第４゜６６５、５９５号および同第４．６４７．２０７号に記載されてい るような比較エリプソメーター（ｃｏＩｉｐａｒｉｓｏｎ　ｅｌｌｉｐｓｏｍｅ ｔｅｒ）内で参照面で反射され、その参照面は、試料の面と光学的に同一である 領域で楕円偏光性を消去する。本発明は、与えられた材料の正確な物理的な厚み または屈折率を確かめるよう設計されていないので参照面を必要としない。かわ りに、アナライザーを通過した光の強度が、楕円偏光性には付随する偏りの回転 の尺度になり、その結果、その面の光学的特性の相対的尺度になる。したがって 上記光の強度は、表面材料の厚みと屈折率の変化を測定するための簡単な手段に なる。

測定のプロトコルは、読取りを行う場所を決定するｘ、ｙ位置決めプラットホー ムを用いる上記装置の場合、はとんど変えなくてもよい。しかし分析を行う偏光 子（ａｎａｌｙｚｉｎｇ　ｐｏｌａｒｉｚｅｒ）は、初期読取りを行う前にバッ クグランドに対して予め選択された値まで回転させねばならない。好ましい実施 態様ではアナライザーの近くに偏光子を備えている。光はアナライザーを通過し て検出器に入る。

読取り値は、ボルトもしくはミリポルトの単位で記録される。読取り値は、ＬＥ Ｄもしくは他の表示装置に表示してもよく、またはデータ処理パッケージで捕獲 してもよい。

薄膜の明度に対する衝撃および、シリコンから反射される光の波長依存性を、コ ンピュータシミュレーションでモデル化した。屈折率が１４５９の薄膜の応答を 、シリコンの表面を用い、かつ厚みを０から１２ｎｍまで変えてモデル化した。

試験した波長の範囲は、４００〜４２０ｎｍ、５４０〜５６０ｎＩａおよび６８ ０〜７００ｎ１１であった。最小明度から最大明度まで明度が増大することは、 厚みの増大の関数として光の強度が増大することを示す。明度は光の強度の対数 関数である。このデータから、厚みの関数として最大の感度の変化は５４０〜５ ６０ｎｍの光源で得られた。これらのデータは７０°の入射角を用いて得たが、 その値は入射角によってわずかに変化する。

４００〜４２０　−６．５　−４．５　−２．０５４０〜５６０　−４．２　− １．７　−２゜５６８０〜７００　−６．０　−４．３　−１．７これらの観察 結果を確認するため、実施例２８に記載されている９分間抗原検定法（９ｍ１ｎ ｕｔｅ　ａｓｓａｙ）を用いて、標準抗原希釈曲線を作成した。その抗原希釈曲 線からの強度を、ホトダイオードを改変した比較エリプソメーター（ｃｏｍｐａ ｒｉｓｏｎＥｌｌｉｐｓｏｍｅｔｅｒ）を用いて、入射光の波長の関数として測 定した。薄膜アナライザーは比較エリプソメーターを簡略化したものであるから 、類似の試験結果が得られるであろう。各種の波長の入射光は、白色光を狭い帯 域フィルターでフィルター腰特定の波長光を選択することによって得た。フィル ターはすべてＣｏｒｉｎＰ７０ンリーズのフィルターであった。

表２６ 白色光　０３１゜ １・９６００　３１７ １　：４８００　３１９ １：２４００　３７１ １：１６００　４８３ １：１０００　７８０ １　：４００　１１２８ ５５０ｎｍ　０　２８ １：９６００　２９ １：４８００　３０ １：２４００　３６ １：１６００　５６ １　：　１０００　９３ １：４００　１７６ ６００ｎｍ　０　３３ １：９６００　３３ １：４８００３４ １：２４００　４２ １：１６００　６６ ４５０ｎｍ　０　９ １：９６００９ １：４８００　９ １：４００　５０ 実施例２７　薄膜アナライザーの角度依存性図１４ａに示す薄膜アナライザーは 、６７２ｎ＋＊のダイオード光源およびセ・ソトア・ツブダイアグラム化された 二元偏光子（ｄｕａｌ　ｐｏｌａｒｉｚｅｒ　５ｅｔ−ｕｐ　ｄｉａｇｒａ＋ｕ ＋ｅｄ）を使用した。レーザーダイオードとホトダイオードはともに、入射光の 法線角（ｎｏｒｍａｌ　ａｎｇｌｅ　ｏｆ　１ｎｃｉｄｅｎｃｅ）に対して入射 と検出の角度を正確に測定するよう設置した。ストレッグＡ　（ｓｏｒｅｐ＾： 　（連鎖状球菌Ａ）抗原の希釈曲線を使用してアナライザーの角度依存性につい て試験した。薄膜アナライザーとともに使用した検出器は予め飽和し、実際のダ イナミッレンジは３５００４ｍＶである。参考のため上記抗原曲線も、６７２ｎ ｍのレーザーダイオード源を備えた小型の比較エリプソメーターで試験した。

０　１６０．３　９．６９　１５０．６〜１７０．０１：９６００　１９０．４ 　５．５８　１８４．８〜１９５．９１：２４００　３６７．４　１５．９　３ ５１．１〜３８３．３１・１０００　７６６．０　２６．３　７３９．７〜７９ ２．３］：４００　１６２３．７　１．４　１６２２．３〜１６２５．１表２８ ３０°、　０　１２．０ １：９６００　６８．０ １：２４００　９０．０ １：１０００　１８８．０ １：４００　２０４．０ ４０°、　０　６４．０ １：９６００　７８．０ １：２４００　８４．０ １：１０００　１９７．０ １：４００　３４３．０ ５０°　０　２２１．３　７．９５　２１３．４〜２２９．３１：９６００　２ ６３．４　１３．２　２５０．２〜２７６、６１＋２４００　３７０．９　２８ ．２　３４２．７〜３９９．１１＋１０００　５７４．２　５４．０　５２０． ２〜６２８．２１：４００　１０６３．７　７６．８　９８６．９〜１１４０． ５５６°　０　１３３．３　９．０　１２４．３〜１４２．３１：９６００　１ ５８．０　１１．７　１４６．３〜１６９．７１：２４００　３４０．１　４４ ．４　２９５．７〜３８４．５１：１０００　５５４．８　１１０．１　４４４ ．７〜６６４．９１：４００　１０２５．２　８４．６　９４０．７〜１１０９ ．８６０°　０　３０８．９　１８．６　２９０Ｊ〜３２７．５１：９６００　 ３５２．３　９．６　３４２．７〜３６１．９１＋２４００　５６９．９　３６ ．６　５３３．３〜６０６．５１：１０００　１０７０．７　１５９．０　９１ １．７〜１２２９．７１：４００　１６５１．０　０．０　１６５１．０７０° 　０　１３００．０ １：９６００　１３７２゜０ １：２４００　１４８２．０ １：１０００　１６４９．０ １：４００　１６４９．０ ″：１０個の別個の読取り値の平均ｍＶソングル、：これらの角度での一回の測 定値を示す３０°〜４０゛の範囲の入射角で薄膜アナライザーは優れた感度を示 し、そして観察されたダイナミックレンジは、限定された範囲の必要条件での検 定に適している。

５０°〜６０°の角度が感度とダイナミックレンジの両者の必要条件に適合して いる。

バックグランドは、６５°を超える角度の場合、単一の偏光子では充分最小にす ることはできない。このバックグランドは電子的手段によって減らすことができ る。

これらの角度のダイナミックレンジはかような修正機構を作動させるのに充分な ものである。

実施例２８：ストレンジＡ検定に対する比較エリプソメーターの感度低陽性の試 料の読取り易さをさらに高めるストレンジＡ検定法のプロトコルが開発された。

試料（ストレンジＡ抗原）を接合体（ｃｏｎｊｕｇａｔｅ）と混合し、次に室温 で３分間インキュベートした。この混合物の２０μｌを試験面に塗布し、３分間 インキュベートした。すすぎ／乾燥のプロトコルを先に述べたようにして、−回 使用の器具もしくは窒素気流下で行った。基質を塗布し、３分間インキュベート し、続いてずすぎ／乾燥のプロトコルを実施した。抗原希釈曲線についての試験 結果を、窒素ケイ素がある場合とない場合（可視：非可視）について試験面で得 た。可視の試験結果は、パープルが薄いパープルから暗青色に色相が濃（なるの を採点した。窒素ケイ素なしの面は反応させ、すすぎ、次いで一回使用の器具内 に入れることなく乾燥した。これらの面を、ホトダイオードを改変した比較エリ プソメーターで試験した。読取り値はｍＶの単位で報告し、かつバックグランド 測定値について修正した。抗原希釈試験に基づいた装置による検出によって、ス トレツジＡ　ＯＩＡ検定法の性能が８倍に増大することが観察された。合計５個 の曲線を試験した。

表２９ ０　２．５　３．０　−０．５−５．５１：３８４００　−　１６．８　６．６ 　１０．２−２３．４１：１９２００　−　３８．４　１２．３　２６．１−５ ０．７１：９６００　５４．５　１１．７　４２．８−６６．２１：４８００　 １＋　１６１．３ １：２４００　２＋ １：１６００　５＋ １　：　１０００　７＋ １：４０００　１０４ 本願に記載された試験キット、免疫検定装置、下塗りコーティングおよび検出法 は、記載された検定方式、または各種の試薬に対照物、キャリブレータ（ｃａｌ ｉｂｒａｔｏｒ）について示した容積、濃度もしくは特定の成分によって限定さ れない。

また層、層コーティングまたは各種の試薬、添加物、対照物およびキャリブレー タのいずれかに使用した成分の類似の化学的機能もしくは他の機能を有する均等 物は、本発明の範囲内で利用できると解すべきである。

上記の実施例は、基板、ＡＲ材料、活性化剤および受容材料からなる予め作製し たスライドを使用して各種の被検体を検出し、被検体結合のシグナルとして干渉 色を変化させる上記の方法の効率を有用性を示すのに役立っている。

先行実施例で利用した基板の形態もしくは材料に束縛されることなく、その表面 にＡＲ材料を結合させることができるかまたは、活性化されて受容材料を結合す ることができる機能的に均等な代替品である基板形態および基板材料の多様な組 合わせを利用することができる。

本願に記載の発明の懸念は異なる実施態様をもっており、後記の特許請求の範囲 は、本発明のこのような別の実施態様のすべてを、従来技術によって限定されて いるものを除いて含んでいると解すべきである。

未反応の試験面 反応した試験面 正反射 拡散反射 Ｆｉｇｕｒｅ　３ ３−７ミノブロピルトリ工トキシラン Ｆｉｇ・４ Ｔｅ１Ｉ造シロキサン類に関する接着機構＋ ＋ 測定話による　視覚による Ｆｉｇ、　６ ＦＩＧ、８Ａ ＦＩＧ、８８ ＦＩＧ、　８Ｇ ＦＩＧ、　９Ｅ Ｆｉｇｕｒｅ　１２゜ ＃１　単色光源 Ｆｉｇ、　１４Ａ Ｆｉｇ、　１４Ｂ ← 本 試料セル 正励起 収集効率 一面からの反射による 基準 Ｆｉｇ、　１７ フロントページの続き （７２）発明者　モウル、ダイアナ・エムアメリカ合衆国８０２２１コロラド、 トーントン、ウェスト・ワンハンドレッドファースト・コート、１９７１番 （７２）発明者　イッター、ジェフリー・ビーアメリカ合衆国８０３０２コロラ ド、ボウルグー、ディアー・トライル・ロード１３１８番（７２）発明者　クロ スビー、マーク アメリカ合衆国８０３０１コロラド、ボウルグー、ルックアウト・ロード６６５ ５番 （７２）発明者　ミラー、ジョン・ビーアメリカ合衆国８０３０１コロラド、ボ ウルグー、フォー・リバース・ロード７２２３番（７２）発明者　プレッシング 、ジェームズアメリカ合衆国８０３０１コロラド、ボウルグー、ケイ１０１、シ ンキング・ヒル・ドライブ７４１２番 （７２）発明者　ケリー、ハワード アメリカ合衆国８０３０１コロラド、ボウルグー、フォー・リバース・ロード７ １８１番（７２）発明者　サンドストレム、トールビョルンスウェーデン国ニス −４３５４３モールニユルケ、バーンヴエーゲン５６番 （７２）発明者　スティブレルト、ラーシュスウェーデン国ニス−４１２７０イ エーテボリ、デルショーベーゲン５１番

Claims (128)

【特許請求の範囲】
1. １．下記の手段（ｉ）および（ｉｉ）を具備し、光学器具の基体上の被検体の存 在もしくは量を検出するような構成で配置される装置：（ｉ）基体に対してブル ースター角以外の角度で配置された単色直線偏光源、および （ｉｉ）基体から反射される偏光を検出するのに適した位置に、基体に対して該 角度で配置されたアナライザー （この場合、該アナライザーは、未反応表面に対して該基体上において質量変化 が起きたときにアナライザーを透過する該基体からの反射光の強度変化をほぼ最 大にするような構成で配置される）。
2. ２．入射光の角度が、光学活性表面に対する法線から３０°〜７０°の範囲にあ る請求項１記載の装置。
3. ３．検出器の角度が、光学活性表面に対する法線から３０°〜７０°の範囲にあ る請求項１記載の装置。
4. ４．偏光子が、光源に対する全消光点から０°〜１５°離れて配設された請求項 １記載の装置。
5. ５．単色光源の波長が６７２ｎｍである請求項１記載の装置。
6. ６．光源が５４０〜６５０ｎｍの範囲の単波長を有する請求項１記載の装置。
7. ７．光源が多色であって、フィルターにより単色光源となる請求項１記載の装置 。
8. ８．検出器が単一のフォトダイオードである請求項１記載の装置。
9. ９．検出器がフォトダイオードアレイである請求項１記載の装置。
10. １０．光源が本来的に直線偏光される請求項１記載の装置。
11. １１．光源が、偏光手段を通して直線偏光される請求項１記載の装置。
12. １２．入射光線と検出器の角度がほぼ等しい請求項１記載の装置。
13. １３．下記の手段（ｉ）および（ｉｉ）を具備する光学装置を、光学器具の基体 上の被検体の存在もしくは量を検出するような構成で配置させる工程を含む光学 表面の分析法： （ｉ）基体に対してブルースター角以外の角度で配置された単色直線偏光源、お よび （ｉｉ）基体から反射される偏光を検出するのに適した位置に、基体に対して該 角度で配置されたアナライザー （この場合、該アナライザーは、未反応表面に対して該基体上において質量変化 が起きたときにアナライザーを透過する該基体からの反射光の強度変化をほぼ最 大にするような構成で配置される）。
14. １４．下記の手段（ｉ）および（ｉｉ）を具備する光学アッセイ装置：（ｉ）台 上に支持されて第１容器内に保持された活性受容面（この場合、第１容器は、該 台の基板上に配設されて該受容面から流出する液体を吸収するような構成で配置 された第１吸収材を有する）、および（ｉｉ）第１容器の一方の側に丁番状に連 結され、第２吸収材を有する第２容器（この場合、第２容器は、丁番のまわりの 回転によって第１容器へ接近させることができ、これによって第２吸収材は該受 容面と接触する）。
15. １５．第２容器が、第２吸収材が該受容面と接触する位置に関して第２吸収材を 移動させるような構成で配置されたハンドルをさらに具有する請求項１４記載の 装置。
16. １６．第１容器からの第２吸収材の移動を防止するような構成で配置された可動 性フラップを第１容器内にさらに具有する請求項１４または１５記載の装置。
17. １７．第２容器からの第２吸収材の移動を防止するような構成で配置された可動 性フラップを第２容器内にさらに具有する請求項１４または１５記載の装置。
18. １８．フラップが丁番状に第１容器または第２容器に連結される請求項１６また は１７記載の装置。
19. １９．各々のフラップが、該受容面もしくは第２吸収材との接触を可能にする開 口部を１個または２個以上有する請求項１６または１７記載の装置。
20. ２０．下記の手段（ｉ）および（ｉｉ）を具備する光学アッセイ装置：（ｉ）光 学活性表面から流出する液体を吸収するような構成で配設された第１吸収材を有 する台上に支持された複数の光学活性表面、および（ｉｉ）使用時に該光学活性 表面と接触するような構成で配設された１または２以上の吸収領域を有する摺動 性リッド。
21. ２１．該台に対するリッドの段状運動を可能にするステップ手段を具有する請求 項２０記載の装置。
22. ２２．リッドが、使用時に該表面への選択的接触を可能にする一連の開口部を有 する請求項２０記載の装置。
23. ２３．リッドが細長開口部を有し、台が一連の表示手段を有し、該細長開口部が 該表示手段と協同して装置の使用法を表示する請求項２０記載の装置。
24. ２４．被検体がヒト免疫不全ウイルス（ＨＩＶ）Ｉおよび／またはＩＩである請 求項２４記載の装置。
25. ２５．被検体が連鎖球菌群Ａである請求項１４記載の装置。
26. ２６．被検体が連鎖球菌群Ｂである請求項１４記載の装置。
27. ２７．被検体がＲＳＶである請求項１４記載の装置。
28. ２８．被検体がヘパチチスＢである請求項１４記載の装置。
29. ２９．被検体がクラミジア種である請求項１４記載の装置。
30. ３０．被検体がＨＳＶである請求項１４記載の装置。
31. ３１．被検体が抗原、抗体、核酸、オリゴヌクレオチド、キレート剤、酵素、バ クテリア、ウイルス、ホルモン、環境保全剤、金属、およびこれらの物質に対す る受容体である請求項１４記載の装置。
32. ３２．光学活性受容面を有する請求項１４または２０記載の装置。
33. ３３．連鎖球菌群Ａ抗原、連鎖球菌群Ｂ抗原、ＲＳＶ、クラミジアもしくはヘバ チチス抗原の存在もしくは量を測定するような構成で配置される請求項１４また は２０記載の装置。
34. ３４．下記の手段（ｉ）および（ｉｉ）を具備する光学アッセイ装置：（ｉ）１ 種の被検体に関して光学活性受容面上の複数の試料を同時にアッセイできるよう な構成で配置された光学活性受容面、および（ｉｉ）該受容面に対する試料と試 薬溶液を調合するような構成で配置された自動化液体処理装置。
35. ３５．各々のアッセイの結果を測定するための光学読み取り装置をさらに具備す る請求項３４記載の装置。
36. ３６．該受容面を乾燥するような構成で配置された吸取手段もしくは通風手段を さらに具備する請求項３４記載の装置。
37. ３７．該装置に適用された試料を定量的に評価する請求項１４、２０または３４ 記載の装置。
38. ３８．該装置に適用された試料を定性的に評価する請求項１４、２０、または３ ４記載の装置。
39. ３９．基体並びに１または２以上の光学層、付属層および受容層を具備する光学 アッセイ装置の製法であって、該層の１つをスピンコーティングする工程を含む 該装置の製法。
40. ４０．基体表面上に光学薄膜をスピンコーティングする工程を含む請求項３９記 載の製法。
41. ４１．光学薄膜が二酸化チタン、チタン酸塩、炭化珪素、ポリシリザン、アルミ ニウムアルキルオキシド、シリケート、ジルコニウム酸化物または窒化珪素から 成る請求項４０記載の製法。
42. ４２．薄膜の厚さが２５〜６００Ａである請求項４０記載の製法。
43. ４３．下記の工程（ｉ）および（ｉｉ）を含む被検体の存在または量の検知方法 ：（ｉ）突き当たる光線に応答して第１色を発色し、かつ、第１色とは異なる合 成光波長を有するかまたは被検体を含有する徴生物が光学活性表面上に５０ｆｇ もしくは２×１０３個存在するときに第１色と異なる少なくとも１つの光波長の 強度を有する第２色を発色する光学活性表面を有する基体を具備する装置を準備 し（この場合、第２色は被検体と該装置の接触後、１時間以内に識別可能である ）、次いで、 （ｉｉ）被検体を潜在的に含有する試料と該基体を、該基体が前記の量の被検体 を含有して前記時間内に第２色を発色する条件下で接触させる（この場合、該装 置は、第１色がアナライザーから検出器へ透過する光のバックグラウンド強度に なるように配設された薄膜アナライザーであり、第２色は、第１色に対するアナ ライザーから検出器へ透過する光の強度変化となる）。
44. ４４．被検体が下記の群から選択される請求項４３記載の方法：リューマチ因子 、カバノキの花粉に特異的なＩｇＥ抗体、癌胎児抗原、連鎖球菌群Ａ抗原、ウイ ルス抗原、自己免疫疾患に関係する抗原、アレルゲン、腫瘍もしくは伝染病徴生 物、連鎖球菌群Ｂ抗原、ＨＩＶＩもしくはＨＩＶＩＩ抗原または該ウイルスに応 答するホスト、ＲＳＶに対して特異的な抗原または該ウイルスに応答するホスト 、ヘパチチスに対して特異的な抗原または該微生物に応答するホスト。
45. ４５．突き当たる光線に応答して第１色を発色し、かつ、第１色とは異なる合成 光波長を有するかまたは光学活性表面上に被検体が存在するときに該光に応答し て第１色とは異なる少なくとも１つの光波長の強度を有する第２色を発色する光 学活性表面を有する基体を具備し、該基体が、二酸化チタン、チタン酸塩、炭化 珪素、ポリシリザン、アルミニウムアルキルオキシド、シリケート、ジルコニウ ム酸化物または窒化珪素から成るスピンコーティングされた材料から選択された 材料を含む光学薄膜を有する、被検体の存在または量の検出装置。
46. ４６．突き当たる光線に応答して第１色を発色し、かつ、第１色とは異なる合成 光波長を有するかまたは光学活性表面上に被検体が存在するときに該光に応答し て第１色とは異なる少なくとも１つの光波長の強度を有する第２色を発色する光 学活性表面を有する基体を具備し、該基体が、デンドリマー、星形高分子、分子 自己集合高分子、高分子シロキサンおよび膜形成性ラテックスから成る群から選 択される材料を含む付属層を具有し、該基体材料が単結晶性シリコン、ガラス、 ガラス／無定形シリコン複合材、金属、セラミック、多結晶性シリコン、および これらの材料の複合材から成る群から選択され、また、該基体が、二酸化チタン 、チタン酸塩、炭化珪素、ポリシリザン、アルミニウムアルキルオキシド、シリ ケート、ジルコニウム酸化物または窒化珪素から成るスピンコーティングされた 材料から選択される材料を含む光学薄膜を具有する、被検体の存在もしくは量の 検出装置。
47. ４７．下記の手段（ｉ）〜（ｉｖ）を具備する被検体の光学アッセイ装置：（ｉ ）ガラス、プラスチック、シリコンおよび無定形シリコンから選択される基体、 （ｉｉ）窒化珪素、シリコン／二酸化珪素複合材、チタン酸塩、炭化珪素、ダイ ヤモンド、硫化カドミウムおよび二酸化チタンから選択される反射防止層、（ｉ ｉｉ）高分子シラン、シロキサン、膜形成性ラテックスおよびデンドリマーから 選択される付属層、および （ｉｖ）被検体に対して特異的な結合層。
48. ４８．光学基体がガラスであり、無定形シリコン層の厚さが９００〜１０００ｎ ｍであり、該ガラス上に配設されたアルミニウム層の厚さが１９００〜２１００ Åであり、窒化珪素層、シリコン／二酸化珪素複合材層、チタン酸塩層または二 酸化チタン層の厚さが４８０〜５２０Åであり、付属層が厚さ９０〜１１０Åの 丁形分枝状アミノアルキルシロキサン層であり、受容材が厚さ３０〜６０Åの抗 体層である請求項４６または４７記載の装置。
49. ４９．光学基体が単結晶性シリコンであり、窒化珪素層、シリコン／二酸化珪素 複合材層、チタン酸塩層または二酸化チタン層の厚さが４８０〜５２０Åであり 、付属層が厚さ９０〜１１０Åの丁形分枝状アミノアルキルシロキサン層であり 、受容材が厚さ３０〜６０Åの抗体層である請求項４６または４７記載の装置。
50. ５０．光学基体がガラスであり、無定形シリコン層の厚さが９００〜１０００ｎ ｍであり、窒化珪素層、シリコン／二酸化珪素複合材層、チタン酸塩層または二 酸化チタン層の厚さが４８０〜５２０Åであり、付属層が厚さ９０〜１１０Åの 丁形分枝状アミノアルキルシロキサン層であり、受容材が厚さ３０〜６０Åの抗 体層である請求項４６または４７記載の装置。
51. ５１．光学基体がプラスチックであり、無定形シリコン層の厚さが９００〜１０ ００ｎｍであり、窒化珪素層、シリコン／二酸化珪素複合材層、チタン酸塩層ま たは二酸化チタン層の厚さが４８０〜５２０Åであり、付属層が厚さ９０〜１１ ０Åの丁形分枝状アミノアルキルシロキサン層であり、受容材が厚さ３０〜６０ Åの抗体層である請求項４６または４７記載の装置。
52. ５２．光学基体がプラスチックであり、無定形シリコン層の厚さが９００〜１０ ００ｎｍであり、ガラス上のアルミニウム層の厚さが１９００〜２１００Åであ り、窒化珪素層、シリコン／二酸化珪素複合材層、チタン酸塩層または二酸化チ タン層の厚さが４８０〜５２０Åであり、付属層が厚さ９０〜１１０Åの丁形分 枝状アミノアルキルシロキサン層であり、受容材が厚さ３０〜６０Åの抗体層で ある請求項４６または４７記載の装置。
53. ５３．基材層、アルミニウム、クロムまたは透明な伝導性酸化物を含有する伝導 性金属層、および無定形シリコン層を有し、該金属層が無定形シリコン層に隣接 した多層基体を具備する被検体の光学アッセイ用装置。
54. ５４．基材層および該基材層に隣接した無定形シリコン層を具有する被検体の光 学アッセイ用装置。
55. ５５．基体の上部面に付着し得る光学材料を含有する該上部面に付着した反射防 止層、および該上部面から最も離れた位置に配設された材料であって、被検流体 中の被検体に対して特異的に結合する材料から選択される受容材をさらに具有す る請求項５３または５４記載の装置。
56. ５６．付属層が光学材料と受容材の間に介在する請求項５５記載の装置。
57. ５７．突き当たる光線に応答して第１色を発色し、かつ、第１色とは異なる合成 光波長を有するかまたは被検体を含有する微生物が光学活性表面上に５０ｆｇも しくは２×１０３個存在するときに第１色と異なる少なくとも１つの光波長の強 度を有する第２色を該光に応答して発色する光学活性表面を有する基体を具備す る被検体の存在または量の検出装置。
58. ５８．突き当たる光線に応答して第１色を発色し、かつ、第１色とは異なる合成 光波長を有するかまたは光学活性表面上に被検体が存在するときに該光に応答し て第１色とは異なる少なくとも１つの光波長の強度を有する第２色を発色する光 学活性表面を有する基体を具備し、該基体がガラス／無定形シリコン複合材また はプラスチック／無定形シリコン複合材から成る群から選択される材料である被 検体の存在または量の検出装置。
59. ５９．基体が光学活性表面を保持するか、またはそれ自体が光学的に活性である 請求項５８記載の装置。
60. ６０．基体がガラスおよびプラスチックから成る群から選択され、その表面上に 無定形シリコン層を有することによって光学活性表面が形成される請求項５８記 載の装置。
61. ６１．光学活性表面が単結晶性のシリコンまたは金属を含む請求項５８記載の装 置。
62. ６２．金属を含む基体が無定形シリコン層をさらに具有する請求項５８記載の装 置。
63. ６３．基体の上部面に付着し得る光学材料を含んで該上部面に付着した反射防止 層、および該上部面から最も離れた位置に配設された材料であって、被検流体中 の被検体に対して特異的に結合する材料から選択される受容材をさらに具有する 請求項５２または５３記載の装置。
64. ６４．反射防止層が窒化珪素、シリコン／二酸化珪素複合材、ダイヤモンド、炭 化珪素、硫化カドミウムおよびシリコンオキシニトライドから成る群から選択さ れる材料を含む請求項６３記載の装置。
65. ６５．基材がガラス、溶融シリカ、プラスチック、半導体、セラミックおよび金 属から成る群から選択される材料であって、硬質または可撓性であってもよい材 料である請求項５３または５４記載の装置。
66. ６６．基体が光学活性表面を保持するか、またはそれ自体が光学的に活性である 請求項５３または５４記載の装置。
67. ６７．基体がガラスおよびプラスチックから成る群から選択される材料であって 、無定形シリコン層をさらに具有する請求項５３または５４記載の装置。
68. ６８．光学活性表面が単結晶性のシリコンまたは金属を含む請求項５３または５ ４記載の装置。
69. ６９．金属を含む基体が無定形シリコン層をさらに具有する請求項５３または５ ４記載の装置。
70. ７０．被検試料が下記の群から選択される請求項４３記載の方法：尿、血清、血 漿、脊髄液、たん、全血、唾液、泌尿生殖器系分泌液、糞便抽出液、肋膜洗浄物 、胃洗浄物、腹膜洗浄物、肋膜洗浄物、結腸洗浄物、鼻腔／咽喉洗浄物、呼吸器 官排出物および膣分泌物。
71. ７１．被検体が下記の群から選択される請求項４６記載の装置：連鎖球菌群Ｂ、 ＲＳＶ、クラミジア科、１または２以上のヘバチチス抗原、ＨＡＶ、ＨＢＶ、Ｈ ＣＶ、ＨＤＶもしくはＨＥＶ、１または２以上のＨＩＶ抗原、ＬＰＳ抗原、クラ ミジアに対して特異的なＬＰＳ、ヘパチチス、ＨＡＶ、ＨＢＶ、ＨＣＶ、ＨＤＶ もしくはＨＥＶに対する１または２以上の抗体、ＨＩＶに対する１または２以上 の抗体。
72. ７２．基体が、沈澱試薬の付着を促進する非特異性タンパク質層をさらに具有す る請求項４６記載の装置。
73. ７３．基体が、信号の発生を改良する非特異性タンパク質層をさらに具有する請 求項４６記載の装置。
74. ７４．被検体の結合が変色によって検知される請求項７２または７３記載の装置 。
75. ７５．被検体の結合がＥＬＩＳＡによって検知される請求項７２または７３記載 の装置。
76. ７６．被検体の結合がＲＩＡによって検知される請求項７２または７３記載の装 置。
77. ７７．被検体の結合が蛍光または化学発光によって検知される請求項７２または ７３記載の装置。
78. ７８．被検体が、基体との非特異的相互作用によって捕獲される請求項４６記載 の装置。
79. ７９．（ｉ）光学活性表面に対する疎水的相互作用による抗原の付着を促進する 膜形成性ラテックス、高分子シロキサン、分子自己集合性高分子、星形高分子お よびデンドリマーから成る群から選択される付属層および（ｉｉ）非特異性タン パク質層を具有する、クラミジアもしくはグラム陰性バクテリア抗原の測定用装 置。
80. ８０．抽出抗原を潜在的に含有する試料を、下記の層（ｉ）および（ｉｉ）をさ らに具有する光学活性表面と接触させることを含む、クラミジアもしくはグラム 陰性バクテリア抗原の測定方法： （ｉ）光学活性表面に対する疎水的相互作用による抗原の付着を促進する膜形成 性ラテックス、高分子シロキサン、分子自己集合性高分子、星形高分子およびデ ンドリマーから成る群から選択される付属層および（ｉｉ）非特異性タンパク質 層。
81. ８１．抗原がＬＰＳである請求項７９または８０記載の装置。
82. ８２．抗原が主要な外層膜タンパク質である請求項７９または８０記載の装置。
83. ８３．発生信号が変色である請求項７９または８０記載の装置。
84. ８４．信号がＥＬＩＳＡから発生される請求項７９または８０記載の装置。
85. ８５．信号がＲＩＡから発生される請求項７９または８０記載の装置。
86. ８６．信号が蛍光または化学発光標識から発生される請求項７９または８０記載 の装置。
87. ８７．被検体が光学活性表面へ非特異的に吸着される請求項４６記載の方法。
88. ８８．下記の工程（ｉ）〜（ｖｉ）を含むクラミジアもしくはグラム陰性バクテ リア抗原の測定方法： （ｉ）被検体を含有すると推定される試料を抗原抽出試薬と混合することによっ て抽出処理を５〜１０分間おこない、 （ｉｉ）系の最終的なｐＨを７．０〜７．５に調整するのに十分な量の中和緩衝 液を添加し、 （ｉｉｉ）該試料を室温下で光学活性表面と５〜１０分間接触させ、（ｉｖ）光 学活性表面上の試料スポットに２次抗体複合体を１〜１０分間接触させた後、洗 浄と乾燥処理をおこない、 （ｖ）基体を室温下で光学活性表面と１０〜１５分間接触させた後、洗浄と乾燥 処理をおこない、次いで、 （ｖｉ）変色を測定する。
89. ８９．変色が干渉効果によって引き起こされる請求項８８記載の方法。
90. ９０．変色をエリプソメーターによって観測する請求項８８記載の方法。
91. ９１．変色を比較エリプソメーターによって観測する請求項８８記載の方法。
92. ９２．変色を薄膜アナライザーによって観測する請求項８８記載の方法。
93. ９３．変色を反射率計によって観測する請求項８８記載の方法。
94. ９４．抽出試薬が、ケノデオキシコール酸（ＣＤＯＣ）を約０．１％含有するリ ン酸塩緩衝液食塩水から成り、ＮａＯＨで最終ｐＨが約１１．５になるようにア ルカリ性化された試薬である請求項８８記載の方法。
95. ９５．中和試薬がリン酸塩緩衝液である請求項８８記載の方法。
96. ９６．下記の工程（ｉ）および（ｉｉ）を含む光学表面の分析法：（ｉ）偏光子 を、光学試験表面に対してあらかじめ決められた角度で検出器に平行に配置させ 、次いで、 （ｉｉ）未反応光学試験表面を用いて予備検出器の偏光子を入射光に対してゼロ にセットする。
97. ９７．反射性固体、光学支持体、および適当な光源による励起によって蛍光信号 を発生する標識を具備し、該支持体が、デンドリマー、星形高分子、分子自己集 合性高分子、高分子シロキサンおよび膜形成性ラテックスから成る群から選択さ れる材料を含む付属層を有し、また、該支持体が、固定化された蛍光標識化合物 に対して高準位の励起光子を付与し、さらに、該支持体が蛍光信号の捕獲性を高 める、被検体の存在または量の検出装置。
98. ９８．反射性固体、光学支持体、および適当な光源による励起によって蛍光信号 を発生する標識を具備し、該支持体が、窒化珪素、シリコン／二酸化珪素複合材 、シリコンオキシニトライド、二酸化チタン、チタン酸塩、ダイヤモンド、ジル コニウム酸化物および炭化珪素から成る群から選択される材料を含む光学薄膜ま たはＡＲ膜を有し、該膜が励起光の反射を防止するように選定され、該支持体が 固定化された蛍光標識に対して高準位の励起光子を付与し、また、該支持体が蛍 光信号の捕獲性を高める、被検体の存在または量の検出装置。
99. ９９．反射性固体、光学支持体、および適当な光源による励起によって蛍光信号 を発生する標識を具備し、該支持体が、デンドリマー、星形高分子、分子自己集 合性高分子、高分子シロキサンおよび膜形成性ラテックスから成る群から選択さ れる材料を含む付属層を有し、また、該支持体が、窒化珪素、シリコン／二酸化 珪素複合材、シリコンオキシニトライド、二酸化チタン、チタン酸塩、ダイヤモ ンド、ジルコニウム酸化物および炭化珪素から成る群から選択される材料を含む 光学薄膜またはＡＲ膜を有し、さらに、該支持体が、単結晶性シリコン、ガラス 、ガラス／無定形シリコン複合材、金属、セラミック、多結晶性シリコンおよび これらの複合材から成る群から選択される材料から成り、該膜が励起光の反射を 防止するように選定され、さらにまた、該支持体が、固定化された蛍光標識に対 して高準位の励起光子を付与すると共に、蛍光信号の捕獲性を高める、被検体の 存在または量の検出装置。
100. １００．蛍光標識が、生物学的に活性な受容材に導入された染料である請求項９ ７から９９いずれかに記載の装置。
101. １０１．支持体が、デンドリマー、星形高分子、分子自己集合性高分子、高分子 シロキサンおよび膜形成性ラテックスから成る群から選択される材料を含む付属 層を具有する請求項９７から９９いずれかに記載の装置。
102. １０２．支持体が、窒化珪素、シリコン／二酸化珪素複合材、シリコンオキシニ トライド、二酸化チタン、チタン酸塩、ダイヤモンド、ジルコニウム酸化物およ び炭化珪素から成る群から選択される材料を含む光学薄膜またはＡＲ膜を具有す る請求項９７から９９いずれかに記載の装置。
103. １０３．支持体が、単結晶性シリコン、ガラス／無定形シリコン複合材、セラミ ック、多結晶性シリコン、ガラス、金属およびこれらの複合材から成る群から選 択される材料である請求項９７から９９いずれかに記載の装置。
104. １０４．支持体が光反射性である請求項１０３記載の装置。
105. １０５．被検体を受容する受容層であって、被検体に対して特異的に結合するパ ートナーを含む受容層をさらに具有する請求項９７から９９いずれかに記載の装 置。
106. １０６．受容層が抗体である請求項１０５記載の装置。
107. １０７．受容層が核酸である請求項１０５記載の装置。
108. １０８．受容層が酸素基質である請求項１０５記載の装置。
109. １０９．受容層が下記の群から選択される物質から形成される請求項１０５記載 の装置： 抗原、抗体、オリゴヌクレオチド、キレート剤、酵素、バクテリア、細菌性ピリ 、細菌性鞭毛状物、核酸、ポリサッカライド、脂質、タンパク質、炭水化物、金 属、ウイルス、ホルモン、およびこれらの物質に対するレセプター。
110. １１０．被検体が、抗体、抗原、酵素、ホルモン、ポリサッカライド、タンパク 質、脂質、炭水化物、薬剤および核酸から成る群から選択される物質である請求 項９７から９９いずれかに記載の装置。
111. １１１．被検体が受容材と２次結合試薬との間に介在された請求項１０６記載の 装置。
112. １１２．２次結合試薬が蛍光標識を含有する請求項１１１記載の装置。
113. １１３．検出器および光源が、試験支持体に対して等角度で配置された請求項９ ７から９９いずれかに記載の装置。
114. １１４．光源が単色性または多色性である請求項９７から９９いずれかに記載の 装置。
115. １１５．ＡＲ膜が、発蛍光団に対して特異的な励起波長を消失させるように選定 される請求項９７から９９いずれかに記載の装置。
116. １１６．入射光源と検出器の角度が等角度である請求項９７から９９いずれかに 記載の装置。
117. １１７．検出器が試験表面に対して任意の角度で配置された請求項９７から９９ いずれかに記載の装置。
118. １１８．下記の工程（ｉ）および（ｉｉ）を含む試料中の被検体の存在または量 の検出法： （ｉ）反射性固体、光学支持体、および適当な光源による励起によって蛍光信号 を発生する標識を準備し（この場合、該支持体は、デンドリマー、星型高分子、 分子自己集合性高分子、高分子シロキサンおよび膜形成性ラテックスから成る群 から選択される材料を含む付属層を具有し、また、蛍光信号の捕獲性と励起準位 を高める）、次いで、 （ｉｉ）該支持体および被検体を潜在的に含有する試料を、該被検体と支持体と の相互作用によって支持体と標識に蛍光信号を発生させる条件下において接触さ せる。
119. １１９．被検体を受容材と２次結合試薬との間に介在させる請求項１１８記載の 方法。
120. １２０．被検体をその結合性によって直接的に検出する請求項１１８記載の方法 。
121. １２１．被検体を、受容材に対する信号発生試薬との比較によって検出する請求 項１１８記載の方法。
122. １２２．被検体を間接的な信号発生によって検出する請求項１１８記載の方法。
123. １２３．試料が下記の群から選択される請求項１１８記載の方法：尿、血清、血 漿、脊髄液、たん、全血、唾液、泌尿生殖器系分泌液、糞便抽出液、肋膜洗浄物 、胃洗浄物、腹膜洗浄物、肋膜洗浄物、結腸洗浄物、鼻腔／咽頭洗浄物、呼吸器 系分泌物および膣分泌物。
124. １２４．ＡＲ膜を、発蛍光団に対して特異的な励起波長を消失させるように選定 する請求項１１８記載の方法。
125. １２５．入射光源と検出器の角度が等角度である請求項１１８記載の方法。
126. １２６．蛍光性標識が抗体と複合化される請求項１１８記載の方法。
127. １２７．蛍光性標識が酸素基質を含有する請求項１１８記載の方法。
128. １２８．蛍光性標識が核酸プローブを含有する請求項１１８記載の方法。