JPH11502617A - 多重アレイの多重特異的な電気化学発光試験 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 電気化学発光に基づく試験で使用するためのパターン付けされた多重アレイ、多重特異的表面の製造するための、材料と方法が提供される。平面パネルディスプレーおよび多重特異的試験法で使用するための導電性ドメインおよび試薬沈着の化学的および／または物理的制御のための、材料と方法が提供される。

Description

【発明の詳細な説明】 多重アレイの多重特異的な電気化学発光試験 本出願は、１９９５年３月１０日に出願の同時係属中出願第０８／４０２，０ ７６号および１９９５年３月１０日に出願の同時係属中出願第０８／４０２，２ ７７号の一部継続出願であり、この２件は各々、その全体が参考のため本発明に 引用される。 １．緒言 本発明は、電気化学発光（electrochemiluminescence）に基づく試験のための パターン付けした多重アレイの多重特異的な表面（ＰＭＡＭＳ）、さらにはＰＭ ＡＭＳの製造法と使用法を提供する。 ２．発明の背景 ２．１．診断用測定法 迅速で感度の高い診断技術に対する強い経済的なニーズが存在する。診断技術 は、医療、研究、農業、獣医学、および工業市場などの種々の経済的市場におい て重要である。感度、必要時間、使用の簡便さ、頑丈さ、またはコストを改良す れば、これまでいずれの技術でも市場ニーズに応えることのできなかった、全く 新規な診断市場を開発することができるであろう。高感度を有する診断技術もあ るが、市場ニーズに応えるには高価過ぎる。また他の技術は、費用効果が高くて も、種々の市場にとって頑丈さが足りない。これらの品質を組合せることのでき る新規な診断技術は、診断薬事業において顕著な進歩であり好機である。 診断応用では多くの異なる分析技術が使用されている。これらの技術は、放射 性標識、酵素結合免疫測定法、化学比色法、蛍光標識、化学発光標識、および電 気化学発光標識を含む。これらの各技術は、異なる診断市場における有用性を規 定し限定する、感度レベル、使用の簡便さ、頑丈さ、迅速さおよびコストの独特 の組合せを有する。これらの差は、部分的には、各技術に本来的な物理的制約に よるものである。例えば放射性標識は、この標識物自体が崩壊するため、本質的 に頑丈ではなく、そして生じる放射性廃棄物の処分は、多くの応用にとって経済 的、安全上および環境的なコストを生み出す。 今日使用されている多くの高感度診断技術は、第一に、試験を実施するのに熟 練した技術者を必要とするため、市場が限定されている。例えば今日使用されて いる電気化学発光法は、熟練技術者を必要とするだけでなく、洗浄の繰り返しや 準備段階を必要とする。このため、コストと廃棄物処分の必要の両方が高まる。 試験法を単純にし、同時に試験当たりのコストを低下させる新規な診断法は、新 規な市場を開発する上にも、既存の市場の性能を改善する上にも非常に重要で有 用となるであろう。 ２．２．電気化学発光測定法 電気化学発光（「ＥＣＬ」）は、電気的に励起した分子種が、光子を放射する 現象である（例えば、リーランド（Leland）とパウエル（Powell）、１９９０， Ｊ．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１３７（１０）：３１２７−３１３１を 参照のこと）。このような分子種はＥＣＬ標識物と呼ばれ、本明細書においては ＴＡＧとも呼ぶ。一般に使用されるＥＣＬ標識は、例えば金属がＲｕ含有および Ｏｓ含有有機金属化合物［例えば、バード（Bard）ら（米国特許第５，２３８， ８０８号）により開示されている、Ｒｕ（２，２’−ビピリジン）３＋残基（「 Ｒｕｂｐｙ」とも呼ばれる）］を含む第VIII族の貴金属由来の有機金属化合物を 含む。ＥＣＬ標識物により発生する光は、診断法におけるレポーターシグナルと して使用することができる（バード（Bard）ら、米国特許第５，２２１，６０５ 号）。例えばあるＥＣＬ標識物は、抗体または核酸プローブのような結合物質に 共有結合することができる。このＥＣＬ標識／結合物質複合体は、種々の物質の 測定のために使用することができる（バード（Bard）ら、米国特許第５，２３８ ，８０８号）。ＥＣＬに基づく検出系の基本は、光子を放射させるためにＥＣＬ 標識物を励起させる電位が必要なことである。ある電位波形が、電極表面（典型 的には金属表面）と対電極にわたるＥＣＬ測定溶液に適用される（例えば、米国 特許第５，０６８，０８８号、５，０９３，２６８号、５，０６１，４４５号、 ５，２３８，８０８号、５，１４７，８０６号、５，２４７，２４３号、５，２ ９６，１９１号、５，３１０，６８７号、５，２２１，６０５号を参照のこと） 。 当該分野で公知の種々の装置が、ＥＣＬ反応を行い検出するのに利用可能であ る。例えば、ジャン（Zhang）ら（米国特許第５，３２４，４５７号）は、ＥＣ Ｌを行うための電気化学的セルにおいて使用するための電極の例を開示している 。レヴァンティス（Levantis）ら（米国特許第５，０９３，２６８号）は、ＥＣ Ｌ反応を実施するのに使用するための電気化学的セルを開示している。カミン（ Kamin）ら（米国特許第５，１４７，８０６号）は、電位制御装置を含む、ＥＣ Ｌ反応を行い検出するための装置を開示している。ゾスキ（Zoski）ら（米国特 許第５，０６１，４４５号）は、ＥＣＬ反応を誘導するための電位波形線図、デ ィジタルからアナログへの変換器、制御装置、電子制御装置にフィードバック情 報を提供するため作用電極でＥＣＬ反応により発生する電流を検出するための、 検出装置および方法を含む、ＥＣＬ反応を行い検出するための装置を開示してい る。 ＥＣＬ技術は、例えば、米国特許第５，０９３，２６８号により詳細に総説さ れている。簡単に述べると、ＥＣＬ技術は、ある容量の試料中で、比較的低濃度 で試料中に存在している目的のアナライトを検出するための方法である。 上に引用されている発行された特許ではＴＡＧと呼ばれるＥＣＬ残基は、アナ ライトに結合してもしなくてもよいが、いずれの場合にも、作用電極から受ける 電気エネルギーにより引き起こされる一連の化学反応の結果として、励起状態に させられる。ＴＡＧのＥＣＬを促進する分子としては、有利には、シュウ酸塩、 またはさらに好ましくは、トリプロピルアミン（米国特許第５，３１０，６８７ 号を参照）が提供される。 ２．３．工業用のＥＣＬ測定法 現在までのところ、全ての工業用のＥＣＬ反応は、センチメートルのスケール の電極表面で行われている。センチメートルスケールの電極は、より大きな電極 から生じるＥＣＬシグナルの増強された大きさと、各測定に必要な全試料容量を 低く抑える必要性との間で比較検討されている。しかし、センチメートルスケー ルの電極でさえ、多くの測定に必要とされる感度を達成できない。この問題を克 服するために、全ての工業用のＥＣＬ系は、コーティングした磁性ビーズを使用 してＥＣＬアナライトまたは試薬を捕捉することにより感度をさらに増強してい る。こうしてビーズは作用電極近くに移動して感度が増強される。 しかし、磁性ビーズの使用は多くの限界を有する。ビーズはこれら自体が、経 時的に脱落し分解するタンパク質でコーティングされているため、シグナル変動 を引き起こす。ビーズに基づく測定法の操作およびフォーマット化が複雑なため 、工業用のＥＣＬ診断は、所定の試料で行われる各測定について複雑な逐次行わ れる一連の手順を必要とし、このため実施すべき各試験についての時間とコスト が増大する。５ミクロンの大きさのビーズは、作用電極に隣り合う薄膜にビーズ 結合ＥＣＬ ＴＡＧの大部分が到達するのを防止して、ＥＣＬ ＴＡＧの励起を 非効率的なものにする。 レベンティス（Leventis）ら（米国特許第５，０９３，２６８号）は、各アナ ライトについて異なるＥＣＬ標識物を使用することにより、２つ以上の異なるア ナライトを同時に測定する方法を提案している（１回の測定で、各異なるアナラ イトに対して、異なる波長で光子を放射する）。しかし、この技術は、例えば、 異なる波長で放射する有効なＥＣＬ標識物が十分な数だけ利用できないこと、お よび各ＥＣＬ標識について化学的条件を最適化する必要があることにより、制限 されている。これらの実用上の制約により、このような多重波長、多重アナライ トＥＣＬ検出系の工業化が妨げられている。 ＥＣＬ感度を上昇させる別のアプローチは、電極技術を改良することである。 ジャン（Zhang）ら（米国特許第５，３２４，４５７号）は、種々の金属および 半導体表面上にＥＣＬ分子種のフィルムを直接沈積した。電極表面の大半の飽和 を利用するジャン（Zhang）とバード（Bard）の技術により、高感度測定には適 していない一様でなくつぎはぎ状の被覆が生じた（著者らにより記載されている 通り）。 ＥＣＬ測定を行うための以前の方法はまた、電極を含むアッセイセルを、例え ば米国特許第５，１４７，８０６号により開示されているように、希酸、希塩基 、界面活性剤溶液などの使用を含む多くの方法の１つにより洗浄する必要がある 。 従って本発明の目的は、複数のＥＣＬ反応を逐次または同時に行うための新規 で費用効果の高い測定法を提供することであり、好適な実施態様においては、正 確性の改善のために組み込まれた対照標準物質を提供することである。 本発明のさらなる目的は、これもまた処分可能な、複数の同時または逐次ＥＣ Ｌ反応を行うのに適した１つまたはそれ以上の支持体からなるカセットを提供す ることである。 本発明のさらに別の関連する目的は、生物学的試料中の目的のアナライトに関 する個々の測定を行う時間とコストを低減することである。 本発明のなおさらに別の関連する目的は、単一の生物学的試料中の複数の目的 のアナライトについて複数の同時測定を行うための方法と装置を提供することで ある。 ３．発明の要約 本発明は、支持体に固定化されている複数の別々の結合ドメインからなるＥＣ Ｌ反応および測定を行うためのカセットに関し、この別々の結合ドメインは、１ つまたはそれ以上の電極と１つまたはそれ以上の対電極の対と共に間を空けて整 列している。このカセットは、好ましくは、表面に固定化されている複数の別々 の結合ドメインを有する第１の支持体を含む。これは、１つまたはそれ以上の電 極と１つまたはそれ以上の対電極の対を有していてよい。電極と対電極の対は、 電気化学発光を引き起こすのに有効な電位波形の形の電気エネルギー源により、 別々にアドレスが可能である。このカセットはまた、第１の支持体に近接して配 置されてその間に試料含有手段を提供することができるように、および／または 電極として機能するように、第２の支持体を含んでもよい。結合ドメインは、支 持体表面状にパターン付けされて、目的のアナライトまたは試薬を結合するよう に作成される。 本発明はさらに、支持体またはカセット操作手段、電気化学発光を引き起こす のに有効な制御された電位波形をかけるように適合させた電位制御手段、試料か らの電気化学発光を検出するための光子検出手段、および試料操作手段を提供す る、試料の電気化学発光を測定するための装置に関する。 本発明はさらに、カセットの複数の結合ドメインを、複数の目的のアナライト を含有する試料にＥＣＬ測定条件下で接触させて、次に複数の電極と対電極の対 の各々に電気化学発光を引き起こすのに有効な電位波形をかけて、引き起こされ る電気化学発光を検出または測定することにより、試料中の電気化学発光を測定 するためのカセットの使用法に関する。広い意味で、本発明は、試料が電極に接 触しないＥＣＬ測定法を提供する。さらに、電極と対電極の対の使用の代替法と して、本発明は、結合ドメイン上の電極と対電極の走査を提供する。 本発明はまた、同時に複数の電気化学発光反応を測定するのに適したカセット 、その上に複数のドメインが固定化されている支持体表面、および化学反応を行 うＥＣＬ測定の実施のための測定用媒体を含む成分からなるキットを提供する。 本発明はまた、黒鉛ナノチューブから作成された電極を提供する。 ４．図面の説明 図１は、複数の結合ドメイン１４が支持体１０上に存在し、複数の対応する電 極１６が支持体１２上に存在しているため、支持体の接近により、電極対が各結 合ドメインに近接するように配置される、本発明のカセットを形成する２つの支 持体を例示する。 図１Ａは、複数の結合ドメイン１４が支持体１０上に存在し、複数の対応する 電極１６が支持体１２上に存在しているため、支持体の接近により、電極が各結 合ドメインに近接するように配置される、本発明のカセットを形成する２つの支 持体を例示する。 図２は、支持体２６上の複数の結合ドメイン３０が、各単一の電極３２に近接 しているため、支持体２６と２８の接近により、各対電極３８が各結合ドメイン ３０に近接するように配置される、本発明のカセットを形成する２つの支持体を 例示する。 図３は、複数の結合ドメイン４８が、支持体４４上でこれらに近接する電極と 対電極の対を有する、本発明のカセットを形成する２つの支持体を例示する。支 持体４６は、場合により支持体４４に近接して配置されて、このため、支持体４ ６が結合ドメイン４８と電極５０に近接する試料含有手段を提供してもよい。 図４は、支持体６０上の複数の結合ドメイン６４が、アナライトを含有するこ とが疑われる試料と接触される、本発明のカセットを形成する２つの支持体を例 示する。支持体６２は、目的のアナライトを検出または測定するための反応媒体 を含有する領域６６を有しているため、支持体６０と支持体６２の接近により、 結合ドメイン６４と領域６６が相互に接触する。 図５Ａは、多重アレイの多重特異的な結合表面のためにパターン付けされた結 合ドメインの平面図を例示する。幾何学図形の三角形、四角形および円形は、異 なるアナライトに特異的な結合ドメインを表す。結合ドメインは、疎水性であっ ても親水性であってもよい。周囲の表面は、結合ドメインからの結合試薬または アナライトの拡散を少なくするために、結合ドメインの反対の性質（親水性また は疎水性）を有していてよい。 図５Ｂは、別々の結合ドメインに結合試薬および／またはアナライトを送達す るための微量流体ガイド（microfluidic guide）の平面図を例示する。各ドット は、微量流体ガイド（例えば、毛細管）の断面図を例示する。 図５Ｃは、微量流体ガイドの側面図を例示しており、パターン付けされた結合 ドメインの多重アレイに結合試薬および／またはアナライトを送達するための、 合わせたまたは整列させた微量流体ガイドの接近を示す。各微量流体ガイドは、 別々の結合ドメインに異なる結合試薬を送達してもよい。 図６Ａは、パターン付けした多重アレイの多重特異的な結合ドメインを有する 表面との、合わせた電極の多重アレイの接近を例示する。取り外し可能な電極保 護バリアが、電極アレイと結合表面アレイとの間に示される。全体の組立品は、 複数のＥＣＬ反応を実施するためのカセットからなる。 図６Ｂは、合わせたまたは整列させた、アドレスが可能な作用電極と対電極の アレイの接近を例示する。電極は、結合ドメインと相補的な形であっても他の形 （例えば、相互にかみ合う形）であってもよい。 図７は、合わせたまたは整列させた、アドレスが可能な作用電極と対電極、お よび相補的な結合表面の、接近したアレイの側面図を例示しており、ここで、導 電性ポリマーが電極の表面から、電極アレイと結合ドメインの間の間隙を横切っ て成長して、試料のＥＣＬ標識周囲の電位の場を拡大してＥＣＬ反応の効率を増 大させる。 図８は、合わせたまたは整列させた、アドレスが可能な作用電極と対電極、お よび相補的な結合表面の、接近したアレイの側面図を例示しており、ここで導電 性粒子が両方の成分の間に散在して電位の場を拡大する。試料のＥＣＬ標識の周 囲の電位の場を拡大することにより、ＥＣＬ反応の効率は増強される。導電性粒 子は、容易な操作が可能になるよう磁気を帯びていてもよい。 図９は、合わせたまたは整列させた、アドレスが可能な作用電極と対電極、お よび相補的な結合表面の、接近したアレイの側面図を例示しており、ここで電極 は、電極表面と結合ドメインとの間の間隙中に延びる微細な突起を有して、これ により試料のＥＣＬ標識の周囲の電位の場を拡大してＥＣＬ反応の効率を増大さ せる。 図１０は、合わせたまたは整列させた、アドレスが可能な作用電極と対電極、 および相補的な結合表面の、接近したアレイの側面図を例示しており、ここでこ れらの表面は、平行ではないが、代わりに相補的な形で一方を他方に適合させて いる。 図１１は、その上に、カセットの形で単一の電極と結合表面組立品を提供する 金属層を有する支持体の側面図を例示する。金属層上に自己組立単層（self-ass embled monolayers）（「ＳＡＭ」）のアレイがパターン付けられている。 図１２は、カセットの形で単一の電極と結合表面組立品を提供する金属層をそ の上に有する支持体の側面図を例示する。金属層上にＳＡＭのアレイがパターン 付けられており、導電性微粒子がパターン付けされたＳＡＭの間の散在が示され 、これにより、試料のＥＣＬ標識の周囲の電位の場を拡大して、ＥＣＬ反応の効 率を増大させる。 図１３は、カセットの形で単一の電極と結合表面組立品を提供する金属層をそ の上に有する支持体の側面図を例示する。金属層上に自己組立単層すなわちＳＡ Ｍのアレイがパターン付けられており、試料のＥＣＬ標識の周囲の電位の場を拡 大してＥＣＬ反応の効率を増大させるように、ＥＣＬ標識からの導電性ポリマー および／または繊維の成長が例示される。 図１４は、コンピュータにより制御される電極対のアレイを有する支持体の線 図である。 図１５は、電極対のアレイを有する支持体の線図である。 図１６は、電極対のアレイを有する支持体、および各電極対のエネルギー補給 を制御するためのコンピュータシステムの線図である。 図１７は、電極対のアレイを有する支持体、および各電極対のエネルギー補給 を制御するための、複数の電位供給源とマルチプレクサーを有するコンピュータ システムの線図である。 図１８は、電極対のアレイを有する支持体、および各電極対のエネルギー補給 を制御するための、複数の切り替え電位供給源を有するコンピュータシステムの 線図である。 図１９（ａ）〜（ｅ）は、いくつかの代替の電極−対電極の対の組合せの平面 図である。 図２０は、サンドイッチ測定法が完了した支持体を例示する。 図２１は、支持体上の２つの逆のＰＭＡＭＳ表面を例示する。 図２２Ａは、微量流体ガイド（２２０１）と小繊維マット（２２００）のアレ イを例示する。 図２２Ｂは、結合ドメイン（２２０２）を例示する。 図２３Ａは、真空濾過により小繊維マットを形成するための装置を例示する。 図２３Ｂは、濾過膜（２３０３）上の小繊維マット（２３０４）を例示する。 図２４は、小繊維マットを製造するためのローラーの使用を例示する。 図２５は、上層が測定のために使用される結合ドメインを有する、多層小繊維 マットの略図を示す。 図２６は、非特異的な結合を増強する残基で誘導体化した小繊維の略図を示し ており、生物学的および非生物学的ないくつかの種が表面に結合する。 図２７は、非特異的な結合を増強する残基で誘導体化した小繊維の略図を示し ており、誘導体化した小繊維に結合したいくつかの種を示し、いくつかの種はさ らにリガンドに結合している。 図２８は、小繊維に共有結合したいくつかの種を例示しており、いくつかの種 は、さらに追加の物質に結合する。 図２９は、マット上またはマット内の光の供給源の位置に依存して、光を通過 させるか、および／または光を吸収するか、および／または光を散乱することが できる光学フィルターとしての、多層小繊維マットの使用を例示する。 図３０Ａは、炭素小繊維マット電極上の電気化学的測定からの周期的ボルタン モグラムを例示する。 図３０Ｂは、金箔電極上の電気化学的測定からの周期的ボルタンモグラムを例 示する。 図３１は、マットの厚さの関数としての小繊維マットの電気化学的性質と、走 査速度を比較する。 図３２は、小繊維上の非特異的な結合は、タンパク質溶液中の小繊維の濃度が 上昇するに従い、一般に上昇することを例示するプロットを示す。 図３３は、界面活性剤の使用により、ＥＣＬ−ＴＡＧ１標識タンパク質と炭素 小繊維との間の非特異的な結合を低減させることができることを証明する。 図３４は、電気化学的性質および小繊維マット電極上のＥＣＬを測定するのに 使用される、実験的セルの平面略図を示す。 図３５は、電極として小繊維マットおよび１０００pMのＴＡＧ１（実線）溶液 を使用して得られたＥＣＬシグナル、および測定緩衝液からのシグナル（ＴＡＧ １なし）（点線）を示す。 図３６は、支持される電極の２つのアレイが、パターン付けされた誘電層によ り分離されている、２つの表面のＰＭＡＭＳ装置の略図を示す。 図３７は、一方の支持体上に複数の結合ドメイン（３７０２）を、そしてもう 一方の支持体上に電極と対電極を有する装置を例示する。 図３８は、結合ドメインが、対電極上に支持された別個の物体の表面に提示さ れている、カセットを示す。 図３９は、作用電極および対電極と接触するゲルを示す。 図４０は、作用電極および対電極と接触するＥＣＬ標識ゲルからの、ＥＣＬ強 度と周期的ボルタンモグラムを示す。 図４１は、作用電極および対電極と接触する非ＥＣＬ標識ゲルからの、ＥＣＬ 強度と周期的ボルタンモグラムを示す。 図４２は、ＥＣＬに使用される２つの表面のカセットの略図を示す。 図４３は、小繊維マットが、マットに吸着した抗体−ＴＡＧ１のＥＣＬのため の電極として使用することができることを証明する。 図４４Ａは、電極に固定化されたＴＡＧ１標識タンパク質のＥＣＬ強度を示す 。 図４４Ｂは、コーティングされた電極の周期的ボルタンモグラムを示す。 図４５Ａは、固定化ＥＣＬ ＴＡＧ１標識タンパク質からのＥＣＬシグナルの 準可逆的反復発生を示す。 図４５Ｂは、コーティングの部分的保存を示す、コーティングされた電極の周 期的ボルタンモグラムを示す。 図４６Ａは、固定化ＥＣＬ ＴＡＧ１標識タンパク質からのＥＣＬシグナルの 不可逆的発生を示す。 図４６Ｂは、コーティングの実質的な消失を示す、コーティングされた電極の 周期的ボルタンモグラムを示す。 図４７は、多重アレイのＥＣＬ装置と、ＥＣＬシグナルの発生および分析のた めのコントローラー手段を有するマイクロプロセッサーを示す。 ５．発明の詳細な説明 従って本発明は、広い意味で、複数の電気化学発光測定を実施するためのカセ ットを含む。このカセットは、１つまたはそれ以上の目的のアナライトと特異的 に結合することができる複数の結合ドメインを、その上に有する支持体より形成 される。結合ドメインは、支持体上に、パターン付けされた、多重アレイの多重 特異的な表面（「ＰＭＡＭＳ」）として作成される。ＰＭＡＭＳは、例えば、実 施できる測定の密度の大きな上昇、および迅速にまたは同時に複数の異なる測定 を実施することを可能にしたことにより、既知のＥＣＬ測定法からの有意な改良 を提供する。カセットは、結合ドメインに結合したＥＣＬ標識試薬からの光のＥ ＣＬ放出を選択的に引き起こしうる、複数の電極を含んでもよい。図４７は、導 線４７１０〜４７１６により接続された、電極４７００、４７０４、結合ドメイ ン４７０６を有するマトリックス４７０２、およびＥＣＬシグナルを発生および 分析するためのコントローラー４７２０手段を含有するマイクロプロセッサーを 有する、多重アレイのＥＣＬ装置を示している。 図１に示される本発明の実施態様において、カセットは、複数の結合ドメイン １４が第１の支持体１０の表面上に存在して、複数の電極／対電極の対１６が第 ２の支持体１２の表面上に存在する、２つの支持体１０、１２からなる。結合ド メインと電極／対電極の対は、第１および第２支持体の１０、１２を一緒にした ときに、複数の電極／対電極の対１６の各々が、複数の結合ドメイン１４の異な る１つに近接するように、整列している。結合ドメイン１４の下の第１の支持体 １０は、好ましくは、金フィルム表面と透明結合ドメインを有するＰＭＡＭＳで ある。第２の支持体１２は、好ましくは、透明電極／対電極の対１６をその上に 有する透明な平面プラスチックシートである。結合ドメイン１４は、好ましくは 、有機自己組立単層（個々のモノマーよりなる）パターンを支持体表面上に微小 型押し（microstamp）することにより作成される（ここで、モノマーは、ビオチ ンまたは結合残基を有する）。次に暴露されたビオチンに、アビジンまたはスト レプトアビジンが結合する（例えば、米国特許第５，０９３，２６８号を参照の こと）。次に結合試薬は、ビオチン標識抗体のような、目的のアナライトに選択 的に結合することができる、明確な量の適切なビオチン標識結合試薬を、単層が 型押しされている支持体表面上の位置に適用することにより適用される。図１Ａ は、ハウジング（１１）中に含有されるカセット（図１）を含ぬシステムを例示 する。 本発明のいくつかの実施態様において、規定量または前もって決められた量の １つまたはそれ以上の試薬を表面上に再現可能に固定化することが望ましい。固 定化は、試薬が表面に結合している任意の方法に広く適用され、これらの方法は ：共有化学結合；非特異的吸着；表面上の試薬の乾燥；静電相互作用；疎水性お よび／または親水性相互作用；液体またはゲル中の封じ込めまたは巻き込み；生 物特異的結合（例えば、リガンド／受容体相互作用またはオリゴヌクレオチドの ハイブリダイゼーション）；金属／リガンド結合；キレート化、および／または ポリマー中の巻き込み、を含むがこれらに限定されない。 表面上に固定化される試薬の量は、いくつかの方法で前もって決めることがで きる。例えば、表面上の試薬の量は、試薬が存在する、１つまたはそれ以上の容 量および／または面積要素により規定することができる。また、表面上に固定化 される試薬の個々の分子の数により規定することもできる。試薬の量は、所定の 領域の特定の試薬の密度によって規定することができる。試薬の量は、表面の全 面積に関して、または表面上に存在する他の試薬の量に対しての、特定の試薬を 有する表面の百分率として規定することができる。試薬の量はまた、測定が目的 の特異性を達成するのに十分なＥＣＬ強度を与えるために、特定の表面上に存在 する必要のある試薬の量として定義することができる。具体例では、金表面の１ cm²の面積がアルカンチオールの単層でコーティングされていてもよい。 試薬はまた、コーティングされた表面上に再現可能に固定化されていてもよい 。コーティングは、いくつかの試薬の固定化を増強するのに役立ち、および／ま たは他の試薬の固定化を低減または妨害するのに役立つことがある。表面は完全 にコーティングされるか、または表面は部分的にコーティング（すなわち、パタ ーン付けされたコーティング）することができる。コーティングは、組成が均一 であるか、または異なる組成の要素を含有してもよい。具体例において、コーテ ィングは、ある領域では免疫グロブリンＧを共有化学結合により固定化し、他の 領域ではその固定化を防止する、パターン付けされた単層フィルムであってよい 。 コーティングはまた、後の工程またはプロセスにおいて表面上に固定化される １つまたはそれ以上の試薬の量を前もって決めるのにも役立つ。あるいは、特定 試薬の量は、沈積される試薬の量を制限することにより制御することができる。 定量的に再現可能な方法で固定化された試薬（またはコーティング）を有する 表面であれば、試料からのＥＣＬシグナルを再現可能かつ定量的に測定する能力 が得られ、こうして較正が可能になる。 好ましくは、電極／対電極の対１６は、センチメートル未満のサイズであり、 そして液晶ディスプレイおよびエレクトロクロミックディスプレイパネルの組立 に関して周知の方法により、電極導線２０（例えば、透明金属フィルムの）と共 に組み立てられる。電極導線２０は、電気接続線１９により波形発生手段１８に 接続される。有利には、電極／対電極の対は、電位を選択的に別々の結合ドメイ ンに適用することができるように、コンピュータ制御下で個々にアドレスが可能 である。光検出手段２２およびディジタルコンピュータ手段２４は、結合ドメイ ンに結合した適切なラベルからＥＣＬ発光が促進されたとき、結果を記録し解析 するために提供される。 図１Ａは、ハウジング１１に含有されている、図１に記載された、カセット、 導線、波形発生器、光検出手段およびディジタルコンピュータからなるシステム を例示する。カセットは、開口部１５によりハウジング内に挿入される。 別の実施態様において、１つの作用電極が、同時に複数の結合ドメインでＥＣ Ｌシグナルを生成するために使用される。この実施態様において、各結合ドメイ ンからのＥＣＬシグナルは、光イメージング装置の使用により同定される。 概して、本発明のカセットを使用して実施される測定は、複数の別々の結合ド メインの使用が有効な測定である。例えば、このようなカセットの使用により、 広い範囲の目的のアナライトの迅速および／または同時の検出または測定が可能 になる。好適な実施態様において、本発明の測定法はまた、ＥＣＬ標識試薬、ア ナライトまたは結合表面の使用が有効な測定法である。本発明のＥＣＬ測定は、 複数の結合ドメインを、目的のアナライトを含有することが疑われる試料と接触 させて、結合したＥＣＬ標識物からのＥＣＬ発光を引き起こすことを含んでなり 、ここでＥＣＬ標識物は、アナライト上にあるか、またはアナライトの競合物質 上にある、または複数の結合ドメインの上にある。 本発明はまた、（ａ）１つまたはそれ以上の支持体の表面に固定化されている 、１つまたはそれ以上の複数の別々の結合ドメインを、電気化学発光標識物に結 合した分子からなる試料と接触させて（ここで、前記試料は、前記接触の工程中 、電極または対電極のいずれにも接触しない）；（ｂ）電極を前記１つまたはそ れ以上の複数の結合ドメインに接近させて；（ｃ）前記１つまたはそれ以上の複 数の結合ドメインにＥＣＬを引き起こすのに有効な電位波形を適用して；そして ＥＣＬを検出または測定することからなる、目的のアナライトを検出または測定 するためのＥＣＬ測定法を提供する。 別の実施態様において、本発明は、（ａ）（ｉ）１つまたはそれ以上の支持体 の表面に固定化されており、そして（ii）複数の電極と対電極の対と共に、これ らと接近させて、間を空けて整列している１つまたはそれ以上の複数の別々の結 合ドメインを、電気化学発光標識に結合した分子からなる試料と接触させて；（ ｂ）電極と対電極を、前記１つまたはそれ以上の複数の結合ドメインに接近させ て；（ｃ）前記１つまたはそれ以上の複数の結合ドメインに電気化学発光を引き 起こすのに有効な電位波形を適用して；そして（ｄ）電気化学発光を検出または 測定するための、ＥＣＬ測定法を提供する。 支持体上の複数の結合ドメインを、測定すべき試料と相互作用させる。ＰＭＡ ＭＳはさらに、測定を完了するのに必要な試薬を含有する溶液と接触してもよい 。次に結合表面は、相補的な電極（好ましくは、清浄な、または新しい電極）の 表 面と接触（例えば、圧力をかけて）させて、次にこれは、ＥＣＬを促進するため の電位をかけるのに使用される。 図１の装置を使用して測定を行う好適な方法において、目的のアナライトを含 有することが疑われる試料は、アナライトを検出するのに適切なＥＣＬ標識試薬 と共に複数の結合ドメイン１４に適用される。次に支持体１１と支持体１２は、 各々の複数の結合ドメイン１４が、複数の電極／対電極の対１６の異なる１つの 電極と対電極の間に位置するように一緒にして、そして試料はこれらの間に含有 させる。電極と対電極の対は、電極と対電極の対にわたって適切な電位がかけら れるとき、ＥＣＬを促進するために結合ドメインと機械的に接触させる必要はな い。ＥＣＬ発光を引き起こすのに適切な電位波形は、電気接続線１９を介して波 形発生手段１８から複数の電極／対電極の対１６に適用される。複数の結合ドメ イン１４上に存在するＥＣＬ標識物により放出されるどのシグナルも、光検出手 段２２により検出されて、ディジタルコンピュータ手段２４により記録および解 析される。 本発明は、多成分の液体試料のある容量中の、試料中に種々の濃度で存在する かもしれな（泪的の複数のアナライトを検出する方法を提供する。 概して、複数のアナライトは、１０^-3モル濃度未満で多成分試料から検出する ことができる。好ましくは、複数のアナライトは、多成分試料から１０^-12モル 濃度未満で検出することができる。 本発明は、不均一系測定法、すなわち、結合した標識試薬を電気化学エネルギ ーに暴露する前に、複数の非標識試薬が複数の結合標識試薬から分離される測定 法、および均一系測定法、すなわち、複数の非結合標識試薬と結合標識試薬が、 一緒に電気化学エネルギーに暴露される測定法として実施することができる、多 成分試料からの検出法を提供する。 本発明の測定において、特定のアナライトを検出するために使用される電磁線 は、ＰＭＡＭＳ内の結合ドメインのパターンに対応するパターンの１つまたはそ れ以上の特徴としてその位置および／または配置を同定することにより、他のア ナライトに対応する電磁線から識別可能である。 本発明の均一系測定において、電磁線は、非結合試薬に比較した結合標識試薬 により放出される電磁線の量の増加または減少として結合標識試薬により放出さ れる、あるいはＰＭＡＭＳ内の結合ドメインのパターンに対応するパターンの１ つまたはそれ以上の特徴に空間的に対応する、光源から放出される電磁線の検出 により、測定される。 図２０に示される本発明の方法の具体例において、サンドイッチ測定法は、特 定のアナライト（Ａｎ）の結合に特異的な複数の結合ドメイン（ＢＤ）をその表 面上に有する支持体（５）上で行われる。アナライトを含有することが疑われる 試料が結合ドメインに適用されると、アナライトは結合ドメインに結合する。ア ナライト（Ａｎ）を選択的に結合するのに適切で、かつＥＣＬ残基（ＴＡＧ）で 標識されてＡｂ−ＴＡＧを形成する抗体（Ａｂ）は、次に結合ドメイン上のアナ ライトに適用される。過剰の未結合Ａｂ−ＴＡＧを結合ドメインから洗浄後、電 気化学発光を引き起こすのに適切な電位波形を電極によりＴＡＧに適用して（示 していない）、結合ドメイン上の任意のＴＡＧからのＥＣＬ発光を引き起こす。 ＥＣＬシグナルは、光検出手段により検出されて、ディジタルコンピュータ手段 により記録される（例えば、図１の２２および２４で図示されるように）。 本発明のさらなる実施態様、特徴および変法は、後述のように提供される。 ５．１．結合表面の作成 本発明をさらに理解するために、支持体上の結合ドメインの作成をさらに詳細 に説明する。複数のアナライトに特異的な、表面上の結合ドメインのパターン付 けされたアレイは、本明細書ではパターン付けした多重アレイの多重特異的な表 面またはＰＭＡＭＳと呼ばれる。ＰＭＡＭＳは、例えば、自己組立単層（「ＳＡ Ｍ」）のパターン付けにより、支持体上に作成される（ファーガソン（Ferguson ）ら，１９９３，Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ ２６（２２）：５８７０−５ ８７５；プライム（Prime）ら，１９９１，Ｓｃｉｅｎｃｅ ２５２：１１６４ −１１６７；ライビニス（Laibinis）ら，１９８９，Ｓｃｉｅｎｃｅ ２４５： ８４５−８４７；クマール（Kumar ）ら，１９８４，Ｌａｎｇｍｕｉｒ １０（ ５）：１４９８−１５１１；バイン（Bain）ら，１９８９，Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅ ｍ．１０１：５２２−５２８）。表面パターン付け法はまた、物理的エッチング （例えば、ミクロ機械加工）（アボット（Abbott）ら，１９９２， Ｓｃｉｅｎｃｅ ２５７：１３８０−１３８２；アボット，１９９４，Ｃｈｅｍ ．Ｍａｔｅｒ．６（５）：５９６−６０２）、ミクロ石版術（microlithography ）（ライビニス（Laibinis）ら，１９８９，Ｓｃｉｅｎｃｅ ２４５：８４５− ８４７）、光活性化化学の使用による表面への化学基の結合（サンドバーグ（Su ndberg）ら，１９９５，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１１７（４９）：１２０ ５０−１２０５７）、および微小型押し法（micro-stamping techniques）（ク マール（Kumar ）ら，１９９４，Ｌａｎｇｍｕｉｒ １０（５）：１４９８−１ ５１１；クマールら，１９９３，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．６３（１４） ：２００２−２００４）の使用を含む。その他の表面パターン付け法は、流体ま たは粒子の空間的に制御された分散のための方法（例えば、マイクロペン沈積（ micropen deposition）（例えば、Ｘ−Ｙ平行移動を使用する表面上に送達する ための微量流体ガイドを使用して））、毛細管充填（キム（Kim ）ら，１９９５ ，Ｎａｔｕｒｅ ３７６：５８１）、インクジェット法（Ink-Jet technology） 、またはシリンジディスペンサーを含む。これらの方法の組合せを使用して複雑 な表面パターンを提供することができる。図５Ａにおいて、異なる結合特異性が 、単一の支持体上に存在してもよいことを示す、単に説明目的で幾何学図形６０ ２として表される形非依存性結合ドメインを有する支持体６００が示される。結 合ドメイン間の表面６０４は、結合試薬の沈積物を閉じこめて結合ドメインを形 成するために、疎水性であるか、あるいは親水性であってよい。結合ドメインお よび／または結合ドメイン間の表面は、非特異的結合に対して交互に感受性であ るか耐性であり、および／またはこれらは共有または非共有相互作用により結合 試薬の付加に対して交互に感受性または耐性でもよい。疎水性相互作用による非 特異的結合が、表面に結合化学種を結合させる所望の付加方法でない場合、偶発 的な非特異的結合が起こるのを防止するために、洗浄剤を添加してもよい。 結合ドメインは、このドメインの幾何学形状に依存して、大体０．１μm〜１m mの幅または直径または最も大きな寸法である。表面は、例えば、ＥＣＬ測定溶 液に暴露される特異的な結合成分を有するように、選択的に誘導体化される。さ らには、結合ドメインでの非特異的相互作用は、別々の結合ドメインの暴露され た表面上にポリエチレングリコールのような残基を導入することにより、特異的 結合残基を維持しながら低下する（プライム（Prime ）ら，１９９３，Ｊ．Ｃｈ ｅｍ．Ｓｏｃ．１１５：１０７１４−１０７２１；プライムら，１９９１ Ｓｃ ｉｅｎｃｅ ２５２：１１６４−１１６７；パレーグロスデマンゲ（Pale-Grosd emange ）ら，１９９１，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１１３：１２−２０） 。 ＰＭＡＭＳは、大体２〜１０８の結合ドメインを含有してよい。好ましくは、 結合ドメインの数は、５０〜５００である。さらに他の実施態様において、結合 ドメインの数は、２５〜１００である。 支持体は、ガラス、プラスチック、セラミック、ポリマー材料、エラストマー 材料、金属、合金、複合箔（composite foils ）、半導体、絶縁体、ケイ素およ び／または積層材料（layered materials ）などを含むが、これらに限定されな い、種々の材料であってよい。誘導体化エラストマー支持体は、例えば、ファー ガソン（Ferguson）ら，１９９３，Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ ２６：５８ ７０−５８７５；ファーガソンら，１９９１，Ｓｃｉｅｎｃｅ ２５３：７７６ −７７８；ショウドハリー（Chaudhury ）ら，１９９２，Ｓｃｉｅｎｃｅ ２５ ５：１２３０−１２３２）に記載されているように作成することができる。 ＰＭＡＭＳがその上に作成される支持体の表面は、種々の材料、例えば、網、 フェルト、繊維材料、ゲル、固体（例えば、金属から形成される）、エラストマ ーなどを含有してもよい。支持体表面は、種々の構造的、化学的および／または 光学的性質を有してもよい。例えば、表面は、剛性または可撓性、扁平であるか または変形しており、透明、半透明、部分的にまたは完全に反射するかまたは不 透明であってよく、そして複合性、異なる性質の領域を有してもよく、そして２ つ以上の材料の複合体であってもよい。表面は、パターン付けした表面の結合領 域、および／または１つまたはそれ以上の表面上で本発明の触媒作用が起こるパ ターン付けした領域、および／または１つまたはそれ以上の表面上の電極のアド レスが可能なアレイを有してもよい。支持体の表面は、平面状、球状、立方体状 、および円筒状を含む、任意の適切な形に形作ることができる。具体例において 、ＰＭＡＭＳを有する支持体は、ディップスティックである。別の具体例におい て、 ＰＭＡＭＳを有する支持体は、炭素、例えば、黒鉛、グラッシーカーボンまたは カーボンブラックを含有している。 １つの実施態様において、ＰＭＡＭＳを有する支持体は、１つまたはそれ以上 の炭素繊維を含有している。これらの繊維は、無定形炭素または黒鉛炭素であっ てよい。これらはまた、カーボンナノチューブ（carbon nanotubes）、バッキー チューブ（buckeytubes ）またはフラーレン（fullerene ）ファミリーのメンバ ーであってもよい。 好適な実施態様において、ＰＭＡＭＳを有する支持体は、１つまたはそれ以上 の炭素小繊維（ハイパーイオン・小繊維（Hyperion Fibrils）（登録商標））を 含有する（米国特許第４，６６３，２３０号）。個々の炭素小繊維（米国特許第 ４，６６３，２３０号、５，１６５，９０９号、および５，１７１，５６０号に 開示されるようなもの）は、約３．５nm〜７０nmの範囲の直径と、直径の１０² 倍より大きい長さ、順序付けられた炭素原子の多くの本質的に連続的な層の外部 領域および明確な内部コア領域を有してもよい。単に例示目的で述べると、炭素 小繊維の典型的な直径は、約７〜２５nmの間であり、そして典型的な範囲の長さ は、１μm〜１０μmであろう。 炭素材料は、凝集体を形成するように製造してもよい。米国特許第５，１１０ ，６９３号とその引用文献に開示されるように、２つまたはそれ以上の個々の炭 素小繊維は、もつれた小繊維の微視的凝集体を形成する。これらの凝集体は、５ nm〜数cmの範囲の寸法を有してよい。単に説明目的で述べると、微視的凝集体の １つの型（「綿菓子（cotton candy）またはＣＣ」）は、５nm〜２０μmの範囲 の直径と、０．１μm〜１０００μmの範囲の長さを有する、もつれた繊維の紡錘 または棒に似ている。再び例示目的で述べると、小繊維の微視的凝集体の別の型 （「鳥の巣（birds nest）、またはＢＮ」）は、０．１μm〜1０００μmの範囲 の直径を有するほぼ球形であってもよい。各型のさらに大きな凝集体（ＣＣおよ び／またはＢＮ）または各々の混合物が形成されることもある（下記を参照のこ と）。 支持体に使用することができる小繊維は、個々の小繊維、１つまたはそれ以上 の小繊維の凝集体、１つまたはそれ以上の小繊維の懸濁液、小繊維の分散液、小 繊維と他の材料（例えば、油、パラフィン、蝋、ポリマー、ゲル、プラスチック 、接着剤、エポキシド、テフロン、金属、有機液体、有機固体、酸、塩基、セラ ミック、ガラス、ゴム、エラストマー、生体分子および媒体など）との混合物、 並びにこれらの組合せを含むが、これらに限定されない。 小繊維は、ある場合には磁性であり、別の場合には磁性でない。小繊維が磁性 または非磁性に作られる程度は、米国特許第４，６６３，２３０号、５，１６５ ，９０９号、および５，１７１，５６０号に開示されるような、小繊維製造プロ セスの結果として小繊維中にある触媒の量により制御される。ＰＭＡＭＳは、上 述の支持体の上、中、またはこれに接近させて配置される。 ＰＭＡＭＳは、異なる型の表面結合基から生成することができる。これらが結 合する表面上の単層を形成するのに使用することができる自己組立単層は、アル カンチオール（金および他の金属に結合する）、アルキルトリクロロシラン（例 えば、ケイ素／二酸化ケイ素に結合する）、アルカンカルボン酸（例えば、酸化 アルミニウムに結合する）、並びにこれらの組合せを含むが、これらに限定され ない。この単層は最初に形成され、次に結合化学種が結合試薬を付加するのに使 用される。自己組立後の誘導体化により、さらにピンホールまたは欠陥の少ない 、支持体表面上の単層のより完全な二次元結晶性パッキングが生成する。単層は 、自己組立の前にまたは後に、結合試薬により誘導体化することができる。単層 における規則的な欠陥は望ましく、そして単層または支持体表面の自己組立の前 の誘導体化により得ることができる。結合試薬上の誘導体基（例えば、暴露され る結合基）が立体的に大きいなら、暴露される末端で密にパッキングされた表面 を作り出すが、金属表面に規則的な間隙を作り出す。このことは、電荷が、これ らの規則的な間隙を通って、試料溶液と接触している部分に結合したＥＣＬ標識 残基まで流れさせるのに有用である。 不完全な単層の作成法は、当該分野で公知である。不完全な単層の作成のため のその他の方法は、結合試薬の希釈溶液からの単層の形成、完了前の単層形成反 応の停止、照射（例えば、イオン性粒子）、光試薬または化学試薬によるより完 全な単層に損傷を与えることを含むが、これらに限定されない。１つの実施態様 において、再び型押しに墨入れすることなく反復型押し操作を行うと、ある範囲 の欠陥のある単層が得られる（ウィルバー（Wilbur）ら，１９９５，Ｌａｎｇｍ ｕｉｒ，１１：８２５）。 ＰＭＡＭＳは、マトリックスの表面上で生成することができる。マトリックス は、非常に導電性の高い、例えば、金属電極または導電性ポリマーフィルムであ るか；またはマトリックスは、絶縁体であるか；またはマトリックスは、半導体 および／または中程度の導電性の材料であってよい。マトリックス材料は、イオ ン導電体または多孔性材料であってよい。このような多孔性材料は、支持体材料 および／または導電性材料および／またはフィルター材料および／またはチャネ リング材料（例えば、流体、イオン性分子種の通過を可能にする）として利用す ることができる。 多孔性材料は、さらなる材料と組合せてもよい。例えば、さらなる多孔性材料 、導電性材料、半導体材料、チャネリング構造および／または溶液（例えば、イ オン性流体）と共に多孔性材料から複合構造を組み立てることができる。このよ うな複合体は、積層構造、サンドイッチ構造、および／または分散した複合体で あってよい。金属電極上に支持された多孔性材料である、固体マトリックスを使 用することができる。あるいは、多孔性材料は、導電性材料、半導体材料、また は半導体材料と導電性材料の組合せたものの間にサンドイッチされる。１つまた はそれ以上の結合ドメインは、多孔性材料の１つの連続するスラブ上に封じ込め るか、および／または各々１つまたはそれ以上の結合ドメインを有する支持体上 の複数の別々の物体に配置してもよい。多孔性材料（例えば、ゲル）の表面は、 平面状、半球上であっても、または任意の規則的な若しくは不規則な形をとって もよく、および／または種々の物理的な性質（例えば、エラストマー性、剛性、 低密度、高密度、密度の勾配、乾燥、湿潤など）および／または光学的性質（例 えば、透明、半透明、不透明、反射性、屈折性など）および／または電気的性質 （例えば、導電性、半導体性、絶縁性、可変導電性、例えば、湿潤対乾燥など） を有してもよい。 チャネルのパターンは、マトリックス中に形成されてよい。多孔性材料層は、 厚さ５ミクロン〜２０００ミクロンであってよい。多孔性材料層はまた、２mmよ り厚い場合もある。 孔は、部分的および／または材料全体に拡大しているか、または孔の網の一部 であってもよい。これらの孔は、５０Å〜１００００μmの広い範囲の寸法を有 してよい。好適な実施態様において、この材料は、２００Å〜５００Åの範囲の 寸法のいくつかの孔と、０．５μm〜１００μmの範囲の寸法のいくつかの孔を有 する。 材料の多孔度は、材料全体で一定であるか、または材料の位置の関数として増 大または減少していてもよい。材料は、無秩序におよび／またはランダムに分配 された異なるサイズの種々の孔を有してもよい。 多孔性材料は、２つ以上の材料の複合体であってもよい。 例えば、材料は、生物の細胞のように大きな物体を通過させるのに十分なほど 大きいいくつかの孔、タンパク質または抗体のような大きな生物学的媒体を通過 させることのできるいくつかの孔、有機低分子（分子量＜１０００）のみを通過 させることのできるいくつかの孔、および／またはこれらの組合せを有してよい 。 材料の多孔度は、１つまたはそれ以上の分子、液体、固体、エマルション、懸 濁液、気体、ゲルおよび／または分散液が、材料の中に、材料の中で、および／ または材料を通り抜けて拡散することができる程度であってよい。材料の多孔度 は、生物学的媒体が、材料の中に、材料の中で、および／または材料を通り抜け て（能動的にまたは受動的に）拡散することができるか、あるいは何らかの手段 により強制的にこれを起こすことのできる程度である。生物学的媒体の例は、全 血、分画血液、血漿、血清、尿；タンパク質、抗体またはその断片、細胞、細胞 より小さい粒子、ウイルス、核酸、抗原、リポタンパク質、リポサッカリド、脂 質、糖タンパク質、炭水化物、ペプチド、ホルモンまたは薬剤の溶液を含むが、 これらに限定されない。多孔性材料は、生物学的媒体が、１つまたはそれ以上の 層を通過できるが、その他の層は通過できないような、異なる多孔度の１つまた はそれ以上の層を有してもよい。 多孔性材料はまた、イオン性分子種の流れによる電流を維持することができる 。さらに詳細には、多孔性材料は、多孔性の水膨潤性ゲル、例えば、ポリアクリ ルアミドまたは寒天である。種々のその他のゲル組成物も利用可能である（例え ば、ディー・エス・ソーン（Soane，D.S．）の「バイオテクノロジーへのポリマ ー応 用（Polymer Applications for Biotechnology）」；ディー・エス・ソーン編； サイモンとシュスター（Simon & Schuster）：エングルウッド・クリフス（Engl ewood Cliffs）、ニュージャージー州、１９９２年、または「医学および薬学に おけるヒドロゲル（Hydrogels in Medicine and Pharmacy）」第Ｉ巻〜III 巻； エヌ・エイ・ペッパス（Peppas，N.A.）編；シーアールシー出版（CRC Press ） ；ボカレイトン（Boca Raton）、フロリダ州、１９８７年を参照のこと）。結合 ドメインは、共有および非共有結合によりマトリックスに結合させることができ る。（この主題に関する多くの総説および本が書かれている；数例をあげれば、 ジェイ・タンピオン（Tampion J.）およびエム・ディー・タンピオン（Tampion M.D.）の「固定化細胞：原理と応用（Immobilized Cells: Principles and Appl ications ）」ケンブリッジ大学出版（Cambridge University Press）：ニュー ヨーク州、１９８７年；「固相生化学：分析および合成の側面（Solid Phase Bi ochemistry: Analytical and Synthetic Aspects ）」、ダブリュー・エイチ・ スカウテン（Scouten，W.H．）編、ジョンワイリーとサンズ（John Wiley and S ons ）：ニューヨーク州、１９８３年；「酵素学の方法、固定化酵素および細胞 （Methods in Enzymology，Immobilized Enzymes and Cells）」、パートＢ、ケ イ・モスバッハ（Mosbach，K．）編、エルゼビア・アプライド・サイエンス（El sevier Applied Science）：ロンドン、１９８８年；「酵素学の方法、固定化酵 素および細胞（Methods in Enzymology, Immobilized Enzymes and Cells）」、 パートＣ、ケイ・モスバッハ（Mosbach, K．）編、エルゼビア応用科学（Elsevi er Applied Science）：ロンドン、１９８７年；「酵素学の方法、固定化酵素お よび細胞（Methods in Enzymology，Immobilized Enzymes and Cells）」、パー トＣ、ケイ・モスバッハ（Mosbach，K．）編、エルゼビア・アプライド・サイエ ンス（Elsevier Applied Science）：ロンドン、１９８７年；また、「医学およ び薬学におけるヒドロゲル（Hydrogels in Medicine and Pharmacy）」、上記文 献も参照のこと）。例えば、タンパク質はポリアクリルアミドとＮ−アクリロイ ルスクシンイミドの架橋コポリマーに、タンパク質の溶液による処理によって結 合させることができる。結合ドメインはまた、重合またはゲル化の前の工程にお いて多孔性マトリックス中に 組み込むことができる。１つの実施態様において、結合ドメインは、種々のカッ プリング化学種を使用することにより、架橋していないポリマーに結合すること ができる。次にこのポリマーを架橋させることができる（例えば、アミド結合、 ジスルフィド、エポキシドへの求核攻撃などを含む化学種を使用して）（例えば 、ポラック（Pollack）ら，１９８０，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１０２（ ２０）：６３２４−３６を参照のこと）。結合ドメインは、モノマー分子種に結 合することができ、次にこれは重合の間にポリマー鎖に組み込まれる（オー・ア ダルスタインソン（Adalsteinsson，O．），１９７９，Ｊ．Ｍｏｌ．Ｃａｔａｌ ．６（３）：１９９−２２５を参照のこと）。さらに別の実施態様において、結 合ドメインは、重合／ゲル化の間に孔に結合ドメインを捕捉することにより、ま たは多孔性マトリックスおよび／またはフィルム中への結合ドメインの浸透によ り、ゲル中に取り込まれてもよい。さらに、結合ドメインは、例えば、疎水性お よび／またはイオン性相互作用により引き起こされる非特異的な吸着により、多 孔性マトリックス（例えば、ポリマーゲルおよびフィルム）の表面上に吸着され てもよい。架橋または結合剤として、有利にはビオチンが使用される。アビジン 、ストレプトアビジンまたは他のビオチン結合物質も結合ドメイン中に取り込む ことができる。 ＰＭＡＭＳは、種々の孔サイズおよび溶媒含量を有する多孔性材料（例えば、 ゲル）上に生成することができる。例えば、種々の孔サイズのポリアクリルアミ ドゲルは、アクリルアミドの濃度と架橋の程度を変化させることにより調製する ことができる。 アナライトよりも小さな孔サイズを有するＰＭＡＭＳ上では、結合反応は実質 的にゲルの表面上で起こる。この場合、ゲルによる濾過および／または電気泳動 を利用して、ゲルの表面でアナライトを濃縮し、結合反応の速度を調節する（例 えば、速度を増大させる）ことができる。速度を高めると迅速な測定（例えば、 結果が出るまで短時間）において有利であり、短い時間で高感度が得られる。 アナライトよりも大きな孔サイズのＰＭＡＭＳでは、結合反応は、大量のゲル の中と同様に表面上で起こりうる。この場合に、濾過および／または電気泳動を 利用して、結合の速度を増大させて、表面から未結合種を除去することができる 。 ゲル上に形成されるＰＭＡＭＳは、湿潤状態で保存しても、および／または乾 燥状態で保存して測定の間に再構成してもよい。ＥＣＬ測定法に必要な試薬は、 保存の前にゲルに組み込まれるか（ゲル中への浸透またはゲルの形成中の取り込 みにより）、および／またはこれらは測定中に添加してもよい。 ＰＭＡＭＳのパターン付けした結合ドメインは、液体のマトリックス中に各結 合ドメインを含有する液滴または微小液滴の基質への適用により、生成すること ができる。次に液体の凝固および／またはゲル化は、種々の公知の方法（重合、 架橋、ゲル化遷移点以下の冷却、加熱）により引き起こすことができる。凝固ま たはゲル化を引き起こす物質がこの液滴に含まれているため、適用後のある時点 で、この液滴は凝固および／またはゲル化する。次の処理（例えば、光、放射線 および／または酸化還元電位への暴露）を利用して凝固および／またはゲル化を 起こしてもよい。その他の実施態様において、このような液滴または微小液滴は 、スラリー、重合前混合物、粒子群、および／または実質的に固体の液滴であっ てよい。さらに気相析出（vapor phase deposition）を利用することができる。 パターン付けはまた、各々１つまたはそれ以上の結合ドメインを含有するマト リックスの積層構造を形成することにより、達成することができる。例えば、抗 体に結合（標準的化学による）したアガロースを容器に注ぎ入れて、冷却するこ とによりゲル化させた。次に他の抗体を含有する次の層を最初の層上に注ぎ入れ て、ゲル化させた。この積層構造の横断面は、複数の別々の結合ドメインを提示 する連続表面を与える。このような横断面を積み重ねて、もう１つの横断面を切 断してさらに高密度の結合ドメインを有するＰＭＡＭＳ表面を作り出すことがで きる。あるいは、所定の結合要素を含有するマトリックスの線を相互に接近させ て作るか、かつ／あるいは積み重ねる。このような構造はまた、横断面で切断し て、ＰＭＡＭＳ表面として使用することができる。 パターン付けはまた、分離を達成するいくつかのマトリックスの能力を利用す ることにより達成することができる。例えば、核酸プローブの混合物を、ポリア クリルアミドスラブ中での電気泳動により分離して、複数の別々の結合ドメイン を提示する表面を生成することができるであろう。 微量流体ガイド（microfluidic guide）も、支持体上のＰＭＡＭＳ結合ドメイ ンを作成するのに使用することができる。微量流体ガイドの部分的な一覧は、中 空毛細管、マトリックス（例えば、多孔性または溶媒膨潤性媒体）から作られた か、および／またはマトリックスで充填された毛細管、薄膜または液滴を支持す ることができる固体支持体を含む。毛細管は固体であってよく、そして試薬は毛 細管の外表面に沿って流れ、試薬流体リザーバーは、ＰＭＡＭＳ表面と接触させ られる多孔性マトリックス先端に露出してもよい。例えば、試薬リザーバーは、 所定の多孔性マトリックス先端が、何回も試薬（例えば、単層および／または結 合試薬などを形成するためのアルカンチオール）を再現可能に沈積することがで きるように、連続的にまたは周期的に再充填される。さらに、この先端の多孔度 を変化させると、表面への試薬の流れを制御することができる。異なるかまたは 同一の結合試薬は、複数の毛細管中に存在してもよく、および／または多数の別 別の結合物質は、所定の毛細管中に存在してもよい。毛細管をＰＭＡＭＳ（例え ば、パターン付けしたＳＡＭ）表面と接触させて、そのため、ある領域が結合試 薬に暴露されて、別々の結合ドメインが作り出される。各々異なる微量流体ガイ ド中に存在する異なる結合試薬は、同時に流体ガイドアレイから、必要に応じて 金属表面、ＳＡＭなどに送達される。微量流体ガイドはまた、支持体表面への適 用の前に、微小型押しに目的の分子を補充するために使用することができる。例 えば、個々の微量流体ガイドは、支持体の表面への吸着を促進してＰＭＡＭＳを 形成する残基（例えば、炭化水素リンカー上の遊離チオールであり、これは金へ の吸着を促進する）に結合した、異なる結合試薬を適用するために使用すること ができる。すなわち、例えば、微量流体ガイドの使用により異なる特異性の抗体 を充填した微小型押しは、金表面上の目的の領域にこのような抗体を適用して、 ＰＭＡＭＳの別々の結合ドメインを形成するために使用することができる。 パターン付けした流体送達への別のアプローチは、小さなオリフィスを通って 液滴の放出による流体の微小液滴を送達するミクロプリント装置（例えば、イン クジェットプリンタ（Ink-Jet printer））の使用に関する。これらの装置の放 出液滴は、加熱、静電荷、および／またはピエゾ装置からの圧力などの異なる機 構により引き起こされる。２つ以上の液体のパターン付けは、多数のオリフィス および／または１つのオリフィスおよび適切なバルブ調節の使用により達成する ことができる。 ＰＭＡＭＳの１つの作成方法において、微量流体ガイドを使用して、表面上の 別々の領域に、目的の結合試薬を含有する液滴を直接（好ましくは同時に）送達 して別々の結合ドメインを形成する。結合試薬は、これが適用される表面上の化 学基と結合する化学官能基を含有してもよい。別の変法において、液滴中の結合 試薬は、表面に非特異的に吸着または結合される（例えば、表面上で乾燥する） 。 あるいは、表面上に沈積した液滴は、マトリックスを形成することができる試 薬を含有してもよい。このマトリックスは、固体、ポリマーまたはゲルであって よい。マトリックスの形成は、溶媒の留去によってもよい。モノマー分子種の重 合でもよい。前もって形成されたポリマーの架橋でもよい。温度の調節（例えば 、冷却および／または加熱）でもよい。他の方法でもよい。例えば、ポリマー分 子種を冷却遷移（cooling transition）により、またはゲル化を起こす試薬の添 加により冷却してもよい。固体マトリックスの形成は、光（または他の放射線） 、凝固またはゲル化を誘導する試薬の添加、冷却または加熱による、電極での反 応性分子種（基質を含む）の生成により誘導することができる。さらに、表面は 、マトリックス形成（例えば、ゲル化または重合）を開始することができる触媒 を含有してもよい。 好適な方法において、適用した流体またはゲルの拡散を防止するために、パタ ーン付けした親水性／疎水性領域を使用することができる。このような流体また はゲルは、支持体の表面に結合してＰＭＡＭＳの結合ドメインを形成する結合試 薬を含有してもよい。この場合、このような親水性／疎水性境界の使用は、別々 の領域に生成した結合ドメインを閉じこめる助けとなる。あるいは、流体は、表 面上にマトリックスを形成することができる試薬を含有し、そして結合試薬は、 表面上に沈積されるとき規定される領域内に含有される。例えば、親水性／疎水 性境界の助けは、液滴を規定される領域に閉じこめるために使用することができ る。さらに、親水性または疎水性領域のいずれかは、マトリックスに組み込まれ て（例えば、共有または非共有結合して）、基質へのマトリックスのより安定な 接着を可能にする基を提示することができる（イタヤ（Itaya ）とバード（Bard ），１９７８，Ａｎａｌ．Ｃｈｅｍ．５０（１１）：１４８７−１４８ ９）。別の方法において、適用される流体またはゲルは、目的のアナライトを含 有する試料であり、この試料を作成したＰＭＡＭＳに適用する。１つの好適な例 において、親水性溶液を含有する毛細管を使用して溶液を別々の領域に沈積して 、疎水性領域に囲まれた親水性ドメインを作り出すことができる。あるいは、親 水性領域に囲まれた疎水性結合ドメインを、結合試薬あるいはアナライトを含有 する疎水性流体と共に使用することができる。疎水性および親水性とは、相互に ついて、および／または適用される試料についての、すなわち、結合ドメインに 適用される流体あるいはゲル試料の拡散または湿潤が制御されるための、相対的 な用語である。さらに、微量流体アレイからの制御された溶液の沈積は、物理的 表面の特徴（例えば、表面上のウェルまたはチャネル）を使用して達成すること ができる。微量流体ガイドは、カセットに含まれ、またはさらに好ましくは、使 用の前に支持体に特異的な試薬を適用するのに使用することができる。 多数の型押しを使用して、同じ支持体表面に２つ以上の結合化学種を適用する ことができるか、および／または親水性および疎水性結合ドメインの両方を有す る表面を作り出すことができる。例えば、親水性結合ドメインを位置１に、そし て疎水性結合ドメインを位置２に必要とする領域は、以下の通り作成することが できる。最初の親水性型押しは、位置１に円盤を、そして位置２により大きな環 を有するように作られる。第２の疎水性型押しは、位置２に型押し１により残さ れる環状単層の内側に適合する円盤を有するように作られる。最後に、表面を単 層成分の疎水性溶液で洗浄する。 詳細には、ＰＭＡＭＳは、ミクロコンタクトプリンティング、すなわち、型押 しにより生成する。こうして適用された単層は、表面結合基から構成され、これ は、例えば、金表面については、アルカン（（ＣＨ₂）_n）スペーサーを有するチ オール基が好適である。スペーサー基は、結合基Ａに結合（好ましくは共有結合 ）される。「Ａ」は、例えば、アビジン、ストレプトアビジンまたはビオチン、 あるいは利用可能な相補的結合パートナーの「Ｂ」との任意の他の適切な結合試 薬であってよい。Ａ：Ｂ結合は、共有または非共有であってよく、使用可能な当 該分野で公知のいくつかの結合化学種は、例えば、バード（Bard）ら（米国特許 第５，２２１，６０５号および５，３１０，６８７号）により開示されている。 「Ｂ」はさらに、抗体、抗原、核酸、薬剤、または試験すべき試料中の目的の１ つまたはそれ以上のアナライトに結合することができる結合ドメインを形成する ために適切な他の物質のような、結合試薬に結合している。Ｂはまた、ＥＣＬ ＴＡＧまたは標識物に結合していてもよい。結合基Ｂは、異なる結合表面特異性 を有する複数の「Ｂ」試薬を、単層「Ａ」結合上に配置することができる、毛細 管または微量流体ガイドアレイ（図５Ａ〜５Ｃ）によりＳＡＭに送達することが できる。ＡとＢはまた、単層に結合する前に結合することができる。図５Ａでは 、考察したように単に例示の目的で幾何学図形６０２として、異なる結合特異性 が、単一支持体６００上に存在しうることを示すために、形に非依存性の結合ド メインが表される。図５Ｂは、微量流体ガイド（例えば、毛細管）アレイ６０６ の平面図を提供する。ドット６１０は、横断面のガイドである。図５Ｃは、微量 流体ガイドアレイ６０８の側面図を提供する。上部と底部から出ている線は、個 々の微量流体ガイド６１０である。下面の幾何学図形６１２は、個々の毛細管か らの結合試薬の送達により形成される特異的な結合ドメインを表す。 例として、上述の最初の型押し後、露出した表面（例えば、金）領域は、結合 化学種Ａを含まず、上記最初の単層と反対の親水性／疎水性である、第２のアル カンチオールと反応することができる。このように、特異的結合ドメインは表面 上に作成される。 １つの目的のアナライトに特異的な結合試薬を各結合ドメインに使用すること ができるか、または多数の目的のアナライトに特異的に結合する結合試薬を使用 することができる。 さらに別の変法において、支持体表面は、上記図５Ａに示されるように、異な る結合化学種および／または結合残基を有する物質（例えば、結合試薬、ＥＣＬ 標識、ＳＡＭ）により何度も型押しすることができる。 パターン付けした結合試薬は、安定であるか、および／または頑丈な化学基（ 例えば、これらが受ける条件に耐えて残る基）であってよく、これが後であまり 安定でないかまたは強い結合基に結合する。ＰＭＡＭＳ表面の作成における各工 程の条件を最適化するために、および／またはＰＭＡＭＳ表面の製造法を単純化 するために、多数の結合の仕方を利用することができる。例えば、最初のＰＭ ＡＭＳ表面は、一般的な方法で組み立てて、次に異なるＰＭＡＭＳ表面を作り出 すために修飾してもよい。別の例において、一般的なＰＭＡＭＳ表面を、それ自 体がＰＭＡＭＳ表面上の特定領域（例えば、結合ドメイン）に向ける結合ドメイ ンを含有する結合試薬の溶液混合物と反応させることができる。例えば、各々異 なるオリゴ（ヌクレオチド）配列を提示する結合ドメインのパターンを表面に結 合する。次にこの表面を、各々表面上の配列に相補的なオリゴ（ヌクレオチド） 配列に結合している、二次結合試薬の混合物を含有する溶液で処理する。このよ うに、これらの二次結合要素のパターン付けを達成することができる。好ましく は、オリゴ（ヌクレオチド）配列は、６〜３０量体のＤＮＡである。あるセット の６〜３０量体配列は、実質的に同様な配列相補性を有するため、ハイブリダイ ゼーションのおよその結合定数は、所定のセット内で同様であり、相補性の低い 配列とは識別可能に異なっている。別の実施態様において、二次結合要素はタン パク質（例えば、抗体）である。 下記セクション５．１３に記載されるように、表面上に適用された試薬または 試料の湿潤または拡散を阻害するための記載された方法はまた、ＰＭＡＭＳの作 成（および／または試料の適用）においても使用することができる。適用される 電位（例えば、電極／対電極の対から）を使用して、試薬および／または試料の 沈積および／または拡散をさらに制御することができる（例えば、アボット（Ab bott）ら，１９９１，Ｌａｎｇｍｕｉｒ １０（５）：１４９３−１４９７を参 照のこと）。 ＰＭＡＭＳ結合試薬は、炭素を含有する材料上に存在してもよい。これらはま た、個々の炭素小繊維に存在するか、またはＰＭＡＭＳ結合試薬は、１つまたは それ以上の小繊維の凝集体に存在してもよい。多くの実施態様において、ＰＭＡ ＭＳ結合試薬は、１つまたはそれ以上の小繊維の懸濁液、小繊維の分散液、小繊 維と他の材料との混合物（例として上に記載されるような）並びにその組合せに 存在してもよい。 ＰＭＡＭＳ結合試薬は、支持体上にまたは支持体内にまたはこれに接近して存 在する複数の個々の小繊維および／または小繊維の凝集体に存在してもよい。１ つの例において、結合試薬は、分散した個々の小繊維または小繊維凝集体に存在 する。これらの小繊維または小繊維の凝集体は、支持体上の別々のドメイン中に 間を空けて配置することができ、そして本出願で定義される結合ドメインを構成 することができる。 別の例において、個々のこのような結合ドメインまたは複数のこのような結合 ドメインは、支持体の間の空いた別々の領域内に存在する。非限定的な例として 、個々のこのような結合ドメインまたは結合ドメインの集合は、支持体の凹部、 くぼみおよび／または穴に存在してもよい。さらに別の例において、個々の結合 ドメインまたは複数のドメインは、支持体の表面上に局在化している、水、ゲル 、エラストマー、プラスチック、油などの液滴に存在してもよい。また別の例に おいて、個々の結合ドメインは、異なる結合試薬および／または結合試薬／小繊 維全体に対して異なる結合親和性を有するコーティング（パターン付けされてい てもよい）により、支持体上に局在化してもよい。 結合ドメインは望ましくは、複数の個々の小繊維上に配置されるか、および／ または小繊維の凝集体は、１つまたはそれ以上の微量流体ガイド（例えば、毛細 管）により支持体上に作成することができる。異なるかまたは同一の結合試薬は 、複数の微量流体ガイドの中または上に存在するか、および／または多数の別々 の結合試薬が、所定の微量流体ガイドの中または上に存在してもよい。毛細管は 、支持体と接触（スポット付け）させるか、および／または、微量流体ガイドお よび／または表面をもう一方に対して走査または移動させながら（すなわち、字 を書くときのペン様の方法）、試薬を送達することができる。微量流体ガイドは 、小繊維上に存在する結合試薬を支持体に送達して、別々の結合ドメインを作り 出すように、支持体のある領域が小繊維結合試薬複合体に暴露されるようにして もよい。好適な面において、各々異なる微量流体ガイドに存在する異なる結合試 薬は、ガイドアレイから同時に支持体に送達される。１つの例において、結合試 薬および／またはこれらが局在化される小繊維は、支持体の表面への結合（例え ば、共有または非共有相互作用）を形成する化学官能基により誘導体化される。 いくつかの実施態様において、結合試薬と小繊維は、表面に非特異的に結合する か、または吸着される。さらに別の面において、小繊維上に局在化される結合試 薬は、支持体の表面の凹部、くぼみおよび／または穴に送達することができる。 別の例 において、結合試薬は、ある結合試薬または結合試薬／小繊維全体に対してより 強いかまたは弱い結合親和性を有するため、他の結合試薬と間を空けて別々に局 在化される試薬のドメインを作り出す、材料でコーティングされている表面に送 達される。 結合試薬は、磁性の１つまたはそれ以上の個々の小繊維または小繊維の凝集体 上に局在化される。このような場合、磁性支持体は、磁性小繊維上に局在化した 結合試薬を支持体に引きつけることができる。 支持体は、磁性でない領域に囲まれている、磁性であるいくつかの別々の領域 を含有することができる。磁性小繊維上に局在化される結合試薬は、支持体の磁 性領域上に局在化することができる。１つの例において、支持体は、かつ磁性で ない領域に囲まれている、磁性である１つまたはそれ以上の領域を含有してよく 、磁性領域の磁界の強さは調節するか、または切り替えることができる。この面 において、このような調節された、または切り替え可能な磁界の使用は、支持体 の表面から小繊維上に局在化される結合試薬を付加または放出する際に助けとな り、このため、前記ドメインを撹拌または混合するのに役立つ。 大体２〜１０⁸の結合ドメインが存在し、好ましくは２５〜５００ドメインが 存在する。 結合ドメインは、作用電極および／または対電極上に存在することができる。 異なる型のＰＭＡＭＳ、支持体、および電極並びにそれらの配置について本明 細書に記載される異なる実施態様はまた、相互の組合せで実施することができる 。 ＰＭＡＭＳ支持体は、後の使用のために保存（例えば、保護表面コーティング 、表面の乾燥、真空下または不活性雰囲気下の頑丈な包装、冷蔵および関連方法 ）することができる。 ５．２．結合試薬 本発明の結合ドメインは、少なくとも１つの目的のアナライト（リガンド）に 特異的に結合する結合試薬を含有するように作成される。別々の結合ドメイン内 の結合試薬は、結合ドメインが目的の結合特異性を有するように選択される。結 合試薬は、目的のアナライトを特異的に結合することができるか、またはできる ことが推定されることが当該分野で公知の任意の分子の中から選択することがで きる。目的のアナライトは、下記セクション５．１０の「実施することができる ＥＣＬ測定法」に記載されるものの中から選択することができる。すなわち、結 合試薬は、受容体、受容体のリガンド、抗体またはその結合部分（例えば、Ｆａ ｂ、（Ｆａｂ）’₂）、タンパク質またはその断片、核酸、オリゴヌクレオチド 、糖タンパク質、多糖、抗原、エピトープ、細胞および細胞成分、細胞内粒子、 炭水化物残基、酵素、酵素基質、レクチン、プロテインＡ、プロテインＧ、有機 化合物、有機金属化合物、ウイルス、プリオン、ウイロイド、脂質、脂肪酸、リ ポ多糖、ペプチド、細胞内代謝物、ホルモン、薬剤、トランキライザー、バルビ ツール酸、アルカロイド、ステロイド、ビタミン、アミノ酸、糖類、非生物学的 ポリマー、ビオチン、アビジン、ストレプトアビジン、ポリマー樹脂のような有 機結合化合物、リポタンパク質、サイトカイン、リンホカイン、ホルモン、合成 ポリマー、有機および無機分子などを含むが、これらに限定されない。核酸とオ リゴヌクレオチドは、ＤＮＡ、ＲＮＡおよび／またはオリゴヌクレオチド類似体 を意味し、これらには、修飾塩基または修飾糖を含有するオリゴヌクレオチド、 ホスホジエステル結合以外の基本骨格化学種を含有するオリゴヌクレオチド（例 えば、ピー・イー・ニールセン（Nielsen，P.E．）（１９９５）Ａｎｎｕ Ｒｅ ｖ．Ｂｉｏｐｈｙｓ．Ｂｉｏｍｃｌ．Ｓｔｒｅｅｔ．２４ １６７−１８３を参 照のこと）、および／または他の分子への結合（共有または非共有）を形成する のに使用することができる化学基を提示するように合成または修飾されているオ リゴヌクレオチドを含むが、これらに限定されない（ここで、我々は核酸または オリゴ（ヌクレオチド）を２つまたはそれ以上の核酸塩基および／または核酸塩 基の誘導体を含有するとして定義している）。 本発明のＰＭＡＭＳは、異なる結合ドメインにより目的の異なるアナライトの 結合を与えるために、相互に同一であり、かつ他の結合ドメインに含まれる結合 試薬とは特異性の異なる結合試薬を含有する、少なくとも１つの結合ドメインか らなる、複数の別々の結合ドメインを有してもよい。例として、このようなＰＭ ＡＭＳは、甲状腺刺激ホルモン（ＴＳＨ）に対する抗体を含有する結合ドメイン 、Ｃ型肝炎ウイルス（ＨＣＶ）にハイブリダイズするオリゴを含有する結合ドメ イン、ＨＩＶにハイブリダイズするオリゴヌクレオチドを含有する結合ドメイン 、 ＨＩＶタンパク質または糖タンパク質に対する抗体を含有する結合ドメイン、前 立腺特異抗原（ＰＳＡ）に対する抗体を含有する結合ドメイン、およびＢ型肝炎 ウイルス（ＨＢＶ）に対する抗体を含有する結合ドメイン、または前記の任意の 部分集合からなる。 ＰＭＡＭＳは、単一の結合ドメインが多数の目的のアナライトに結合すること ができるように、結合特異性の異なる結合試薬をその中に含有する、少なくとも １つの結合ドメインからなる、複数の結合ドメインを有してよい。例として、こ のようなＰＭＡＭＳは、Ｔ細胞抗原受容体に対する抗体とＣＤ４のようなＴ細胞 表面抗原に対する抗体の両方を含有する、結合ドメインからなる。 ＰＭＡＭＳは、（ｉ）相互に同一であり、かつ他の結合ドメインに含まれる少 なくとも１つの結合試薬とは特異性の異なる結合試薬を含有する、少なくとも１ つの結合ドメイン；および（ii）結合特異性が異なる結合試薬をその中に含有す る少なくとも１つの結合ドメインからなる、複数の別々の結合ドメインを有して よい。例として、（ａ）単一の本体（例えば、Ｔ細胞抗原受容体、例えば、α、 β−Ｔ細胞抗原受容体またはγ、δ−Ｔ細胞抗原受容体に対する抗体）の結合試 薬を含有するため、この少なくとも１つの結合ドメインが、このＴ細胞抗原受容 体を発現する全ての細胞に結合することができる、少なくとも１つの結合ドメイ ン；および（ｂ）２つの異なる結合試薬、例えば、Ｔ細胞抗原受容体に対する抗 体とＣＤ４に対する抗体を含有するため、その少なくとも１つの結合ドメインが 、そのＴ細胞抗原受容体を発現するＣＤ４⁺Ｔリンパ球（すなわち、Ｔリンパ球 の部分集団）に結合することができる、少なくとも１つの結合ドメインを有する ＰＭＡＭＳが製造される。 別の実施態様において、少なくとも１つの結合ドメインは、異なる分子である が同じ結合特異性を有する結合試薬（例えば、上皮成長因子と上皮成長因子受容 体に対する抗体のような結合試薬）を含有する。 複数の結合試薬は、これらの試薬が、異なっており、異なる結合特異性を有す るとしても、同じアナライトを認識するように、選択することができる（別の実 施態様においては、異なるアナライトが認識される）。例えば、アナライトが、 多くの結合残基を有するアナライト（例えば、異なる細胞表面抗原を有する細胞 ） である場合は、異なる結合残基に結合する異なる結合試薬は、同じアナライトを 認識するであろう。別の例として、単一細胞上の異なる細胞表面抗原に対する抗 体は同じ細胞を認識するであろう。さらに別の例として、単一抗原の異なるエピ トープに対する抗体は、その抗原を認識するための結合試薬として使用すること ができる。 なおさらなる実施態様において、目的の単一アナライトに特異的に結合する結 合試薬のみが、１つまたはそれ以上の結合ドメインに存在する。あるいは、２つ 以上の目的のアナライトに特異的に結合する結合試薬は、１つまたはそれ以上の 結合ドメインに存在する（例えば、交差反応性抗体）。特定の設計において、あ るクラス（例えば、同様の特徴を有する）のアナライトに結合する結合試薬を使 用することができる。 結合ドメインはまた、目的の標準的アナライトに特異的で、内部標準として利 用される結合試薬を含有するＰＭＡＭＳ中に組み込むことができる（例えば、結 合試薬が結合するアナライトの明確な量を含有する試料と接触させることのでき る結合ドメイン）。同じアナライトに特異的な結合試薬を含有する多数の結合ド メインはまた、分析結果の統計的平均化が可能になるように、ＰＭＡＭＳ中に組 み込むことができる。結合試薬は、同じアナライトに特異的であるだけでなく、 同一であり、このため、アナライト上の同じ結合残基を認識する。すなわち、Ｅ ＣＬの読みを変量について照合し、正確度を改善するために統計的に平均化する ことができるように、同じ結合残基に特異的に結合する複数の結合ドメイン（例 えば、２〜１０⁸個の範囲内の）を作成することができる。ＰＭＡＭＳ上の複数 の結合ドメインは、単一の支持体上の、対照のアナライトまたは目的のアナライ ト、あるいは両方に特異的であってもよい。 別の例として、１つまたはそれ以上の別々の結合ドメインは、既知の初期濃度 数のＥＣＬ標識物で作成することができる。組み込まれたＥＣＬ層は、例えば、 標識物の分解および温度効果をモニターするための対照として役立つ。 基質（この基質は、目的のアナライトである）に対して特異的な酵素である結 合試薬を使用することができ、そして基質上のこの酵素反応の産物は、レポータ ー物質（検出可能な物質）、例えば、ＥＣＬ反応を引き起こす産物、蛍光分子、 適切な酵素との接触により色を変化する基質（例えば、西洋ワサビペルオキシダ ーゼの発色性基質）などである。このような実施態様の例において、結合試薬と して使用される酵素は、グルコースデヒドロゲナーゼ（ＧＤＨ）であり、これは 、試料中のグルコースを検出または測定するために使用することができる。ＥＣ Ｌ標識物は、ＧＤＨを含有する結合ドメイン内、またはその近くに位置する。Ｎ ＡＤＨは、グルコースへの酵素の作用により産生し、ＮＡＤＨはＥＣＬ標識と反 応して、ＥＣＬを促進することができる（マーティン（Martin）ら，１９９３， Ａｎａｌ．Ｃｈｉｍ．Ａｃｔａ ２８１：４７５）。 バックグラウンド結合を増大させる結合試薬（すなわち、目的のアナライトだ けでなく試料中の他のアナライト上に存在する結合残基にも結合する）を含有す る結合ドメインを、電気化学発光の検出または測定の間のシグナル対ノイズ比を 増大させるために使用することができる。例として、目的のアナライトが特異的 な細胞の部分集団（例えば、ＣＤ４⁺細胞）であり、かつ試料が患者からの細胞 を含有する液体試料（例えば、血液）である場合、シアル酸に対する抗体を試料 中の実質的に全ての細胞に対するバックグラウンド結合を増大させる結合試薬と して使用し（シアル酸は、実質的に全ての細胞表面糖タンパク質の成分であるた め）、そしてその細胞の部分集団に対して特異的な細胞表面糖タンパク質に対す る抗体（例えば、ＣＤ４に対する抗体）を結合試薬（シアル酸に対する抗体を含 有する結合ドメインと同じかまたは異なる結合ドメイン中の）として使用するこ とができる。 ５．３．電位波形 ＥＣＬセルの複数の電極および対電極の対にかけられる電位波形（電位／時間 の変化）は、ＥＣＬ反応を引き起こすのに十分なものである必要がある。この電 位波形は通常、第１の電位で開始して、着実に第２の電位に移行し、第１の電位 を通過して第３の電位に移行し、再度第１の電位に戻す、一定の掃引電位の形で ある。例えば、波形は、−０．５〜０．５ボルトの範囲の第１の電位で開始し、 １〜２．５ボルトに上げて、第１の電位を通過して、０．０〜−１ボルトの範囲 の第３の電位に移行してもよい。別の例として、より単純な波形で、電位を０． ０〜＋３．５〜０．０に変更することができる。電位波形は、線形傾斜路、階段 関数、および／またはその他の関数を組み込むことができる。電位波形は、電位 が１つの電位に固定されて留まる時間を組み込むことができる。適用される電位 は、１つまたはそれ以上の参照電極に対して制御されるか、または参照電極を使 用しなくてもよい。さらに、負電位を使用することができる。従って、本発明の カセットからのＥＣＬ発光を誘導するために使用される電位は、ＥＣＬラベルに 対する最適なＥＣＬシグナル強度と特異性、および測定媒体について、容易に選 択されるであろう。 いくつかの適用において、電位は、好ましくは結合ドメインから放出される光 が測定されるにつれ変化する。このことは、結合ドメインに光を放出させるのに 必要な電場の閾値を決定するために特に重要である。この場合、結合ドメインに 適用される電位は、光を放出するのに必要な閾値以下であると考えられる値で開 始して、最初の測定が放出される光により行われる。光が測定されなければ、ま たは光が、前もって決めた閾値以下であるならば、電極対間に適用される電位は 、コンピュータ制御電位供給源によるなどして、コンピュータ制御下で増大させ て、もう一度光測定を行う。このプロセスは、前もって決めた適切な量の光が受 けられるまで、反復することができる。このように、適用される電位は、測定シ グナルとして使用することができる。 ＥＣＬシグナルは、電極対に適用されるＡＣ電位から生成することができる。 例えば、米国特許第５，３２４，４５７号および５，０６８，０８８号に開示 されるような、電位および電流の設定に詳しい普通の技術者であれば、ＥＣＬ発 光を引き起こすための最適な操作電位および掃引電位を容易に選択することがで きるであろう。 ＥＣＬを生成するために要する電位は、作用電極が半導体であるか、または光 に応答して電流を生成する別の残基を含有するならば、作用電極表面の発光によ り生成することができる。 ５．４．アドレスが可能な電極およびその使用法 複数の電極／対電極の対をアドレスするために多くの方法を使用することがで きる。このような方法のいくつかを図１４〜１８に例示する。これらの図面に例 として４つの電極／対電極の対１０１、１０２、１０３、１０４、および典型的 にはディジタルコンピュータであり、かつ検出手段により検出されるＥＣＬを処 理するために使用されるのと同じコンピュータである波形発生器が示される。 図１４において、各電極／対電極の対１０１〜１０４は、波形発生器に接続さ れる線の対により個々にアドレスされている。例として、線１０５、１０６は、 電極／対電極の対１０１にアクセスしている。適切な波形は、種々の電極／対電 極の対に接続されている任意の１つまたはそれ以上の線の対に、任意の所定の時 間に適用することができる。 電極対をアドレスするのに要する接続部の数を低減するために、図１４の直接 接続概略図の代替法が提供される。例えば、いくつかのまたは全ての電極に電気 的エネルギーを与えるための、行と列のアクセス概略図が図１５に例示されてい る。この概略図において、複数の電極／対電極の対の各行の１つの電極２０１、 ２０２は、支持体２００上の共通の導電体２０５に接続されており、複数の電極 ／対電極の対の各行の対電極の各々は、支持体２００上の導電体２０７、２０８ に接続されている。導電体２０５、２０６は、支持体２００の縁で各々接続部Ｃ １、Ｃ２に接続し、そして導電体２０７、２０８は、各々接続部Ｒ１、Ｒ２に接 続する。これらの各接続部は、次に、別々の線により波形発生器に接続されてい る。この結果、図１５の構成において、必要な接続部および波形発生器からのシ グナル線の数は、８から４に減少した。 各電極対の迅速で一連のエネルギー付与を可能にするために、コンピュータ制 御切り替え装置は有益である。図１６の構成は、第１のマルチプレクサー３１０ に接続した複数の電極を示している。複数の対電極は第２のマルチプレクサー３ ２０に接続している。第１のマルチプレクサーはまた、典型的には後述される時 間変動電位を供給する、電位供給源３３０の第１の極にも接続されている。第２ のマルチプレクサーも、電位供給源の第２の極にも接続されている。各マルチプ レクサーに電気的に接続され、ラッチ３４０に接続されている線Ａ０〜Ａ３のア ドレスを使用して、コンピュータプロセッサー３５０は、任意のまたは全ての第 １電極を電位供給源の第１の極に、任意のまたは全ての第２の電極を電位供給源 の第２の極に選択的に接続するために、マルチプレクサーを管理することができ る。 図１７に示されるように、複数の電位供給源が、各電極への別々のセットのマ ルチプレクサーにより接続されている。第１の電位または電位の範囲が特定の電 極対で必要であれば、その電位を提供する電位供給源４３０につながったマルチ プレクサー４１０、４２０が、典型的にはラッチ３４０により、コンピュータプ ロセッサー３５０にアドレスされて、こうして問題の電極対にその特定の電位供 給源を接続する。別々の電極対に異なる電位または電位の範囲が必要であるなら ば、異なる電位供給源４６０につながったマルチプレクサー４４０、４５０がコ ンピュータプロセッサーによりアドレスされて、こうして電位供給源が、つなが ったマルチプレクサー４４０、４５０により、電極対に接続される。 この実施態様の電極アレイが、独立に駆動可能な電極対の少なくとも一部を有 するならば、図１４または１５に示されるように、例えば、１つの電極対は、１ つの電位供給源により駆動することができ、一方もう１つの電極対は同時に別の 電位供給源で駆動される。あるいは、図１７の２つの電位供給源は、両方のセッ トのマルチプレクサーと並列に接続された単一の電位供給源で置換されて、同じ 電位供給源から２つの電極対が駆動可能であってもよい。 図１７に示される各電位供給源の二重のセットのマルチプレクサーの代わりに 、図１８に示されるように複数の電位供給源５２０、５３０を提供することがで きる。これらの電位供給源は、コンピュータ制御電気スイッチ５１０または１セ ットのマルチプレクサー３１０、３２０に対するスイッチにより接続することが できる。図１８に示されるように、コンピュータは、特定の電位供給源をマルチ プレクサーに接続するようにスイッチ５１０を管理し、また、選択される電位供 給源を目的の特定の電極対に接続するようにマルチプレクサーを管理する（これ らのアドレス線Ａ０〜Ａ３にシグナルを送ることにより）。 あるいは、任意の実施態様において各電極対に適用される電位を変化させるこ とができる。これは、複数の異なる結合ドメインを有するカセットが使用される ときには特に有益である。このようなカセットは、異なる結合ドメインで異なる 範囲の適用電位を必要とするかもしれない。各電極に適用される電位を変化させ ることのできるいくつかの異なる実施態様が企図される。 有利には、コンピュータ制御電位供給源が使用される。コンピュータ制御電位 供給源は、コンピュータによりアドレスを行って供給すべき特定の電位を選択す ることができるものである。あるいは、前もって決めた時間にわたり、特定の範 囲の電位を順に適用するようにプログラムすることができる。このようなシステ ムにおいて、コンピュータに接続されるアドレス線および電位供給源は、コンピ ュータが、エネルギーを与えるべき電極対に適用される特定の電位を生成するよ うに電位供給源をプログラムすることを可能にする。 複数の電極対をアドレスするためのさらなる方法も使用することができる。例 えば、そこに適用される電位を検知するように、複数の参照電極を、各複数の電 極と対電極の対に接近させて配置することができる。このように、電位波形のさ らなる制御を維持することができる。 図３６は、本発明の別の実施態様を示している；電極のアレイ（３６００、３ ６０１）は、絶縁体３６０４中の間隙のパターン（例えば、穴３６０５を開けた プラスチックのシート）により分離される各々２つの表面（３６０２、３６０３ ）上に支持されている。各電極は、複数の間隙を横切ってもよい。各表面上の１ つの電極間に電位が適用されるならば、電流は、両方の電極に接触している間隙 を通過できるだけであり、このため、発生する任意の電気化学すなわちＥＣＬの 位置を限定することになる。図に示される好適な実施態様において、電極（３６ ００、３６０１）は、支持体上の線のアレイである。この２つの表面上の２セッ トの電極は、相互に垂直に向いている。絶縁シートの間隙は、各表面からの電極 の交差部分にのみ位置する。 この実施態様は、導電性の低い導線を必要とする電極を個々にアドレスするに は有利である。 別の実施態様において、絶縁体３６０４は省かれ、表面は２つの表面の間に狭 い間隙のみが存在するように、非常に接近させて配置される。この実施態様にお いて、各表面上の電極間に適用される電位は、優先的に電極の交差部分で電流を 通過させ（すなわち、電極間の距離が最小である場合）、このため、発生する任 意の電気化学すなわちＥＣＬの位置を限定することになる。 ５．５．光の検出 引き起こされたＥＣＬ発光により生成される光は、本発明の装置に隣接して置 かれる適切な光検出器により検出される。光検出器は、例えば、フィルム、光電 子増倍管、フォトダイオード、アバランシェフォトダイオード、電荷結合素子（ 「ＣＣＤ」）あるいは他の光検出器またはカメラであってよい。光検出器は、順 に発光を検出するための単一の検出器であっても、または放出光の単一または多 数の波長での同時放出を検出し空間的に解像するために複数の検出器であっても よい。放出され検出される光は、可視光であっても、または赤外線または紫外線 のような非可視光として放出されてもよい。検出器は、静置型であってもまたは 移動可能であってもよい。放出される光または他の放射線は、カセットの結合表 面の上、またはこれに隣接して位置する、レンズ、鏡および光ファイバーのガイ ドまたは光コンジット（単一の、多数の、固定の、または移動可能な）により、 検出器に導くことができるか、あるいは検出器は光を直接受けることができる。 さらに、支持体、ＰＭＡＭＳおよび電極表面自体を利用して、光の伝搬をガイド するか、または可能にすることができる。 ＰＭＡＭＳは、各検出器が、１つの結合ドメインからの光のみを受けるように 、光検出器のアレイの表面上に形成することができる。光検出器のアレイは、Ｃ ＣＤチップであってよく、そして結合ドメインは、半導体装置の表面に結合され ていてもよい（標準的なカップリング化学種を使用して）。 結合ドメイン上、または近くの第２の表面上に沈積される液滴は、放出される 光を管理または制御するためのマイクロレンズとして使用することができる。あ るいは、光検出器は、カセットの前に直接向けることができ；そして、放物面反 射装置またはレンズのような種々の光焦点調整装置を、任意の複数の結合ドメイ ンからの光を検出器に向けるために光コンジットの代わりに利用することができ る。少なくとも２つの別々の結合ドメインから放出される光は、同時にまたは順 に測定することができる。 熱ドリフト、装置の老化、または光検出器に固有の電気的ノイズによるエラー は、光測定装置と測定される結合ドメインの間の「チョッパー」手段により制御 することができる。チョッパーは、光の通過を可能にする溝穴または切り抜き部 を有する回転円盤のような、当業者には周知の普通の機械的なチョッパーの任意 のものであってよい。あるいは光は、ＬＣＤシャッター、ＬＣＤシャッターのア レイ、固体光弁などによりチョップすることができる。あるいはＬＣＤシャッタ ーの平面アレイ、または光学計算の分野で公知の固体光弁を使用することができ る。これらの装置は、好ましくはカセットの面と、光コンジット（単数または複 数）または結合ドメインからの光を光検出器に向ける光焦点調整装置との間に配 置される。ある実施態様において、シャッターは、各結合ドメインの上に配置さ れる。ＬＣＤシャッターまたは光弁を使用するとき、シャッターは、異なる光放 出結合ドメインについて異なるチョッピング速度を同時に提供するために、異な る周波数で調節することができる。この方法を使用して、複数の異なる光シグナ ルを重ね合わせて、単一の検出器により同時に測定することができる。次に光検 出器に電気的に接続した電子帯通過フィルターを使用して、電気的な単一シグナ ルを、各々複数の個々の光成分の１つに対応する、いくつかの電気的成分に分離 することができる。上記のように、または当該分野で公知の他の機構を使用して 、光をチョップすることにより、ＡＣ光波形が作り出され、これでＤＣノイズ成 分を電子的に取り除くことが可能になる。 また、ＥＣＬシグナルは、試薬の消耗によるシグナル変調を修正するため、標 準試薬で前に測定した結果と比較して較正することができる。 ５．６．ＥＣＬシグナルの解析 所定の結合ドメインから発生するシグナルは、ある範囲の値を有しており、こ れらの値は、「アナログ」シグナルを提供する定量測定と相関している。別の方 法において、各ドメインから、アナライトが存在するかまたは存在しないかのい ずれかを示す「ディジタル」シグナルが得られる。 統計解析は、両方の方法について使用され、そして定量的な結果を提供するた めに複数のディジタルシグナルを変換するのに特に有用である。しかしいくつか のアナライトは、閾値濃度を示すディジタルの存在／非存在のシグナルを必要と する。「アナログ」および／または「ディジタル」フォーマットは、別々にまた は組合せて利用することができる。他の統計的方法をＰＭＡＭＳで利用すること ができる。例えば、表面上のＰＭＡＭＳの濃度勾配を作ることが可能である（シ ョウドハリー（Chaudhury ）ら，１９９２，Ｓｃｉｅｎｃｅ ２５６：１５３９ −１５４１）。この方法は、濃度勾配にわたる結合の統計解析により濃度を決定 するのに使用される。濃度勾配を有するＰＭＡＭＳの多数の線形アレイは、非常 に多数の異なる特異的結合試薬により生成することができる。濃度勾配は、異な る濃度の結合試薬を提示する、別々の結合ドメインよりなっていてよい。 カセットの結合表面上の対照測定システムの存在もまた、シグナル変動（例え ば、カセットおよび他の成分の、分解、揺らぎ、老化、温度シフト、電気回路の ノイズおよび光検出装置のノイズなど）に関して対照に対する各解析の均一性を 確保するために重要である。例えば、同じアナライトについての多数の重複する 結合ドメイン（同じアナライトに特異的な、同一の結合試薬または異なる結合試 薬を含有する）を使用することができる。別の例において、既知濃度のアナライ トを使用するか、またはＰＭＡＭＳの対照ドメインを既知量のＥＣＬ標識に共有 結合させるか、または溶液中の既知量のＥＣＬ標識を使用する。 本発明により実施される測定により、迅速かつ効率的に大量のデータを集め、 そしてこれらを、例えば、臨床情報または研究情報の集合よりなるデータベース の形で保存することができる。集められるデータはまた、迅速な法医学的または 個人的な同定に使用することができる。例えば、ヒトＤＮＡ試料に暴露されると きに複数の核酸プローブを使用すると、臨床試料または研究試料を同定するため に容易に使用することができる、署名（signature ）のＤＮＡフィンガープリン トに使用することができる。 ５．７．マルチ電極アレイの作成 電極は、大体０．００１〜１０mmの幅または直径であってよい。電極対の好適 な範囲では、０．０１〜１mmの大きさ（幅または直径または電極対の形状に依存 して最も広い寸法）である。 好ましくは、電極は、透明金属フィルムまたは半導体（例えば、各々、金また はインジウム−酸化スズ）のような適切な導電性材料から、当該分野で周知のよ うに、例えば、液晶ディスプレイなどの組立のように、組み立てられる。カセッ トの組立た形において、例えば、薄膜または湿潤表面のように、第１支持体と第 ２支持体の間に、分析用試料を含有するのに十分な空間が残る。 電極は、炭素、炭素繊維、カーボンナノチューブおよび／または上記の凝集体 を含有する材料から組み立てることができる。 電極は、炭素小繊維から組み立てることができる。１つまたはそれ以上の個々 の小繊維および／または１つまたはそれ以上の小繊維の凝集体は、より大きな凝 集体を形成するために加工することができる（米国特許第５，１２４，０７５号 ）。 この大きな凝集体は、小繊維がもつれているかまたは絡み合っている、マット または網である（本明細書で以降「小繊維マット」と呼ぶ）。小繊維マットは典 型的には５０〜４００M²／グラムの間の表面積を有する。 例として、小繊維マットは、分析用および／または分取用の電気化学において 、作用電極、対電極または参照電極として使用することができる。１つの例にお いて、小繊維マットは、電気化学発光（ＥＣＬ）用の電極として使用される。 ＰＭＡＭＳの結合ドメインは、小繊維マットにより支持されてよい。本発明の ＰＭＡＭＳは、複数の別々の結合ドメインを有し、この内２つまたはそれ以上は 、相互に同一であっても、または異なっていてもよい。小繊維マットは、１つま たはそれ以上の結合ドメインを支持する。 １つまたはそれ以上の微量流体ガイドを使用して、小繊維マット上に複数の結 合ドメインを作成することができる。異なるかまたは同一の結合試薬が、複数の 微量流体ガイドに存在しても、および／または多数の別々の結合試薬が微量流体 ガイドに存在してもよい。 図２２Ａおよび２２Ｂにおいて、複数の微量流体ガイド２２０１（好ましくは アレイ内）は、小繊維マット２２００の領域に、目的の結合試薬を含有する液滴 を（好ましくは同時に）送達するために使用して、別々の結合ドメイン２２０２ を形成する。結合試薬は、小繊維マット上に存在する残基との結合する。結合試 薬は、マットに非特異的に吸着しても、または表面上で乾燥してもよい。 目的の結合試薬は、マットに吸引濾過を適用しながら、小繊維マットに送達さ れる。この場合に、吸引濾過は、結合試薬を全く引かないか、少しまたは全ての 結合試薬をマット中にまたはマットを通して吸引し、そうすることで、パターン 付けプロセス中のマットの表面上の結合試薬の横への拡散の量を低下させる。 小繊維マットは、懸濁液の液体が通り抜けることのできる基質（例えば、フィ ルター）上に炭素小繊維の懸濁液を圧縮することにより、作成される。小繊維マ ットを形成するのに使用することができるフィルターの例は、濾紙、ポリマー性 （例えば、ナイロン）膜から形成されるフィルター、金属マイクロメッシュ、セ ラミックフィルター、ガラスフィルター、エラストマーフィルター、ガラス繊維 フィルターおよび／またはこのようなフィルター材料の２つまたはそれ以上の組 合せを含む。濾過の分野の当業者であれば、これらの材料が、固体の懸濁液の濾 過に適した多くの可能な材料の一例にすぎないことを認識するであろう。 図２３Ａおよび２３Ｂは、小繊維マットが、吸引濾過により作成される実施態 様を例示する。炭素小繊維の分散液および／または懸濁液２３０１を、場合によ りフィルター膜２３０３および／またはフィルター支持体２３０２を取りつけた フィルター２３００を使用して濾過する。懸濁液は、例えばフィルターフラスコ ２３０６によって、真空供給源２３０５によりフィルターに適用される吸引を使 用して濾過される。小繊維マット２３０４は、フィルター膜２３０３および／ま たはフィルター支持体２３０２のいずれかまたは両方の上に集まる。小繊維マッ ト２３０４は、フィルター膜２３０３と共にまたは膜なしに、フィルターから除 去することができる。 別の実施態様において、小繊維の懸濁液は、圧力の使用によりフィルターを通 過させられる。１つの例において、懸濁液の上の空気および／または液体の閉じ こめられた層をピストンで圧縮することにより、小繊維の閉じこめられた懸濁液 上に圧力がかけられる。具体例において、小繊維の懸濁液は、シリンジ内に閉じ こめられ、ピストンがシリンジプランジャーであり、そしてフィルターは、使い 捨てのシリンジフィルターである（多くのこのようなフィルターは、当業者には 周知である）。 小繊維の懸濁液は、毛細管作用によりフィルターを通過させられるか、または フィルター中へのまたはフィルターを通っての懸濁液の吸上作用により濾過され る。 別の実施態様において、個々の小繊維または小繊維の凝集体は、マット中に共 有結合で架橋結合される。露光されると重合する光感受性残基で誘導体化した小 繊維に、光を照射する。 フィルターは、その孔に小繊維を捕捉するために使用して、フィルターが支持 体として作用する複合マットを形成することができる。図２４において、小繊維 マット２４００は、供給源２４０２により２つの大きなローラー２４０３の間に 送達される小繊維のスラリー２４０１を通過させることにより作成することがで きる。紙またはポリマーシートの作成において見い出されるプロセスに類似して いる、このプロセスにおいて、ローラーは、懸濁液から液体を絞り出して、小繊 維の大きな連続したマットが生成して、ここから小さなマットを切り出すことが できる。 小繊維マットは、自立構造（例えば、支持されていない）であるか、または支 持されている。 濾過の速度は、マットにおける目的の性質を達成するために変化させることが できる。例えば、変化させうる性質は、構造の均一性または非均一性、小繊維ま たは小繊維の凝集体のもつれの程度、厚み、マットの多孔度、および／またはこ れらの組合せを含む。 炭素小繊維の懸濁液は閉じこめられて、小繊維が懸濁している液体は除去され る。１つの例において、小繊維が懸濁している液体は蒸発除去させられる。別の 例において、液体は加熱により除去される。さらに別の例において、懸濁液は遠 心分離にかけられて、生じた液体（例えば、上清）は除去される。別の例におい て、液体は吸引により除去される。 懸濁液は、上述の１つまたはそれ以上のフィルター上に置かれて、懸濁液を蒸 発により乾燥させる。懸濁液は、加熱またはオーブンで加熱乾燥して乾燥させる か、または液体は、凍結および液体の抽出により除去することができる。さらに 別の例において、液体は、ポンプで排気して除去される。当業者には周知の多く の他の方法が、懸濁液から液体を除去するために利用可能である。 濾過により小繊維マットを形成するのに適した小繊維の懸濁液は、１つまたは それ以上の炭素小繊維を適切な液体、半固体またはゲルに分散させることにより 形成することができる。適切な液体の例は、水、エタノール、メタノール、ヘキ サン、塩化メチレン、緩衝液、界面活性剤、有機溶媒、生物学的媒体を含有する 溶液（例えば、タンパク質、抗体またはその断片、抗原、リポタンパク質、リポ サッカリド、脂質、糖タンパク質、炭水化物、ペプチド、ホルモンまたは薬剤、 低分子の溶液、ポリマー前駆体、酸または塩基の溶液、油および／またはこれら の組合せ）を含むが、これらに限定されない。 小繊維の懸濁液は、音波破砕により、炭素小繊維を水性溶液に分散させること により調製することができる。別の実施態様において、界面活性剤および／また は洗浄剤を添加してもよい。 小繊維マットは、大体０．０１μm〜１０，０００μmの間の厚みを有してよい 。 好適な実施態様において、小繊維マットは、１μm〜1００μmの間の厚みを有 する。特に好適な実施態様において、小繊維マットは、幅または直径が１０mm〜 ２００mmの範囲である。 小繊維マットは、懸濁液から残った残渣物質を除去するために、繰り返し洗浄 し再濾過することができる。 濾過または蒸発により作成される小繊維マットは、加熱（例えば、オーブン内 で）して、濾過により除去されない懸濁液からの残渣の液体を除去する。 連続濾過工程を使用して、１つまたはそれ以上の別々の層からなる小繊維のマ ットを形成することができる。層は、多孔度、密度、厚み、個々の小繊維および ／または小繊維の微視的凝集体の粒度分布、型、小繊維凝集体の数および／また はサイズ、小繊維の化学的誘導体化（下記を参照のこと）、および／または小繊 維に結合している他の物質の存在を含むが、これらに限定されない、いくつかの 性質により区別することができる。 図２５の多層小繊維マット２５００は、連続濾過工程により作成される。未処 理の小繊維の０．５μm〜１００μmの厚さの層２５０１が第１の層を形成し；ポ リ−（エチレングリコール）のような残基を組み込み、タンパク質および他の分 子の吸着に抵抗する、小繊維の０．５〜１０μmの厚さの層２５０２が第２の層 を形成し；１つまたはそれ以上の結合ドメイン（上記を参照のこと）を組み込む 、０．５〜５μmの厚さの層２５０３が第３の層を形成する。結合ドメインは、 １つまたはそれ以上の抗体２５０４を含有し、この抗体がアナライト２５０５に 結合しうる。この抗体／アナライト複合体は、標識抗体に結合することができる 。標識物は、ＥＣＬ標識物であってよい。他の実施態様において、標識物は、本 出 願の他の部分で記載される、１つまたはそれ以上の複数の標識物であってよい。 このような多層マットは、自立構造であるか、または上述の複数の可能な支持体 の１つの上に支持されていてもよい。 層の組合せが存在し、いくつかのまたは全ての層が異なる多層マットが形成さ れてよい。 小繊維マットを形成するのに使用されるフィルター、小繊維、および／または 小繊維マットは、コーティングされていてもよい。特定の実施態様において、コ ーティングは金属である。これらのコーティングは、ある部分がコーティングさ れ、その他の部分がコーティングされないように、パターン付けしてもよい。１ つの例において、コーティングは電着により適用される。別の例において、コー ティングは無電解メッキにより適用される。 フィルターは、金属でコーティングされ、そして小繊維は、前記金属と結合を 形成する化学官能基で誘導体化される。フィルターは、金属スクリーンまたは金 属シートである。 小繊維マットは、平板であるかまたは変形され、規則的であるかまたは不規則 であり、円形、楕円形、長方形、または多くの形の１つ、剛性または可撓性、透 明、半透明、部分的にまたは完全に不透明であってよく、かつ複合性または異な る個々のまたは複合性の領域を有してもよい。 マットは、円盤状であるか、またはシートから取られる断片であってよい。 複数の小繊維マットは、好ましくは同時に、かつ好ましくは１つのアレイに組 み立てることができる。１つの例において、微量流体ガイドのアレイは、上述の ように、支持体上に複数の小繊維マットを形成する。別の例において、フィルタ ーのアレイまたはパターン付けしたフィルター（例えば、異なる多孔度の領域を 有する）が、小繊維マットのアレイを作成するのに使用される。 穴のアレイを有するマスク（例えば、スクリーン）が、フィルターまたは支持 体のある部分を覆うために使用され、複数の別々の小繊維マットが濾過および／ または蒸発のいずれかにより同時に作られる。 小繊維マットは、０．１〜３．０グラム／cm²の密度を有してよい。マットは 、可変的な密度を有してもよい。例えば、機械的な力または圧力を、異なる時間 に マットに適用して、密度を増大または減少させることができる。 小繊維マットは孔を有してもよい。これらの孔は、部分的におよび／またはマ ット全体に拡張されてもよく、または孔の網の一部であってもよい。これらの孔 は、大体５０Å〜１０００μmの範囲の寸法を有してよい。好適な実施態様にお いて、小繊維物質は、２００Å〜５００Åの範囲の寸法の孔を有する。マットの 多孔度は、他の因子の中でも、マットの密度に依存するようである。 マットの多孔性はマット全体で一定であるか、またはマット内の位置の関数と して増加または減少する。小繊維マットは、不規則におよび／またはランダムに 分散した異なるサイズの広範囲の多孔を有する。 小繊維マットは異なる多孔性の明確な領域を含有する。例えば、小繊維マット は、それぞれが異なる多孔性を有する１つまたはそれ以上の層を有する。小繊維 マットは、マット全体の異なる多孔性のカラムを有してもよい。 マットの多孔性は、異なるサイズ、形、組成、または組合せを有する、炭素小 繊維の凝集物の異なる量を含有させることにより変化させてもよい。具体例にお いて、マットはＣＣ小繊維（前述）およびＢＮ小繊維（前述）、または異なる組 合せである各小繊維から作成される。例えば、小繊維マットのある孔は生物細胞 のような大きな物体を通過させるのに充分なほど大きく、ある孔はタンパク質ま たは抗体の大きさの生物学的媒体を通過させることができ、ある孔は小さな（＜ １０００分子量）有機分子のみを通過させることができ、および／またはこれら の組合せである。 マットの多孔性は、１つまたはそれ以上の分子、液体、固体、エマルジョン、 懸濁物、気体、ゲルおよび／または分散物が、マット中に、この内部、および／ またはこれを通過するようなものである。小繊維マットの多孔性は、生物学的媒 体がマット内、この内部、および／またはこれを通過して分散する（能動的にま たは受動的に）か、または何らかの手段で強制されるようなものである。生物学 的媒体の例としては、分画した血液、血漿、血清、尿、タンパク質溶液、抗体ま たはその断片、細胞、細胞内粒子、ウイルス、核酸、抗原、リポタンパク質、リ ポ多糖、脂質、糖タンパク質、炭水化物、ペプチド、ホルモンまたは薬剤がある が、これらに限定されない。小繊維マットは、物質が１つまたはそれ以上の層を 通過し、他の層は通過しないように、多孔性の異なる１つまたはそれ以上の層を 含有してもよい。 小繊維マットは、別の物質によりまたはその上で支持される。例えば、支持体 物質は、金属、プラスチック、ポリマー、エラストマー、ゲル、紙、セラミック 、ガラス、液体、蝋、油、パラフィン、有機固体、炭素、またはこれらの２つま たはそれ以上の混合物であってよい。物質は固体または液体である。固体の場合 は、１つまたは複数の穴または孔を有する。具体例では、支持体は金属メッシュ 、ナイロン濾過膜または濾紙がある。支持体は、導電体、半導体および／または 絶縁体でもよい。 米国特許第５，３０４，３２６号および５，０９８，７７１号に開示の実施態 様では、小繊維は別の物質に分散される。例えば、小繊維は、油、蝋、パラフィ ン、プラスチック（例えば、ＡＢＳ、ポリスチレン、ポリエチレン、アクリロニ トリルなど）、セラミックス、テフロン、ポリマー、エラストマー、ゲル、およ び／またはこれらの組合せ中に分散される。他の物質中の小繊維の分散物は、成 形、圧縮、二次成形、注型、遠心分離、編み込み、および／または投入により、 所望の形および／または型に成形される。小繊維マットは、マットの導電性を上 げるために別の物質、例えば金属の薄い線維、破片、または球を含有してもよい 。別の例では、小繊維マットは、小繊維単独で得られるものとは異なる多孔性を 作成するために、種々のサイズ、形および密度の炭素、ガラスおよび／または金 属線維を含有してよい。別の面において、マットは磁気ビーズ（例えば、ダイナ ル（DYNAL）ビーズ）を含有する。後の例で、ビーズはマットの多孔性を変化さ せるのに有用であるか、またはそれ自身が結合ドメインを固定化するための支持 体として使用される。 他の炭素線維（例えば、炭素ナノストラクチャー、炭素ナノチューブ、バック ミンスターフラーレン、バッキーチューブ、フラーレン、またはこれらの組合せ ）が、炭素小繊維の代わりに使用できる。 炭素小繊維は、その表面に共有結合した化学官能基を用いて作成される。国際 特許公報第９０／１４２２１号に記載のように、これらの官能基は、ＣＯＯＨ、 ＯＨ、ＮＨ₂、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミド（ＮＨＳ）−エステル、ポリ− （エチレングリコール）、チオール、アルキル（（ＣＨ₂））_n）基、および／ま たはこれらの組合せがあるが、これらに限定されない。これらおよび他の化学官 能基が、小繊維の表面に他の物質を結合させるのに利用できる。 ある化学官能基（例えば、ＣＯＯＨ、ＮＨ₂、ＳＨ、ＮＨＳ−エステル）が、 小繊維に他の小分子を結合させるのに利用できる。このような化学的官能基と小 分子の複数の可能な組合せがある。 多くの実施態様においてＮＨＳ−エステル基は、求核性化学官能基が、天然の および／または化学的修飾により、生体分子上および／またはその中に存在する 。適当な生体分子の例には、アミノ酸、タンパク質およびその断片、抗体、抗体 の結合性断片、酵素、核酸、およびこれらの組合せがあるが、これらに限定され ない。これは多くの可能な方法の１つであり、本明細書に記載の例および他の類 似の物質および／または生体分子に一般的に適用できる。好適な実施態様におい て、ＥＣＬに使用される試薬は、ＮＨＳ−エステル基を介して小繊維に結合して よい。 ＥＣＬ測定法に使用できる抗体は、共有結合（例えば、ＮＨＳ−エステルとの 反応）により、適当なリンカー（上記）により、非特異結合により、および／ま たはこれらの組合せにより、１つまたはそれ以上の小繊維または小繊維マットに 結合することができる。小繊維に結合したＮＨＳ−エステルに共有結合により、 小繊維または小繊維マットに、核酸および／または細胞を結合することができる 。 小繊維および／または小繊維マットへの物質の非特異結合の程度を調節するこ とが好ましいことがある。非限定例として、タンパク質、抗体、抗体の断片、細 胞、細胞内粒子、ウイルス、血清および／または１つまたはそれ以上のその成分 、ＥＣＬ標識物（例えば、Ｒｕ¹¹（ｂｐｙ）₃およびＲｕ¹¹¹（ｂｐｙ）₃誘導体 ）、シュウ酸塩、トリアルキルアミン、Ａｇ、アナライトおよび／またはこれら の組合せの非特異結合吸着を低下または防止することが好ましい。別の例では、 生体分子の結合を増強させることが好ましい。 非特異結合を低下または防止する１つまたはそれ以上の化学残基が、１つまた はそれ以上の小繊維、１つまたはそれ以上の小繊維凝集物および／または小繊維 マットの中、上または近傍に存在してもよい。非特異結合は、１つまたはそれ以 上の小繊維および／または小繊維マットにＰＥＧを共有結合することにより調節 される。荷電残基（例えば、リン酸塩、アンモニウムイオン）が、１つまたはそ れ以上の小繊維または小繊維マットに共有結合してもよい。 支持体、電極および／または結合ドメインに使用される物質は、非特異結合を 低下させるために、界面活性剤で処理される。例えば、小繊維または小繊維マッ トは、当業者に公知の界面活性剤および／または洗浄剤で処理される（例えば、 ツイーンシリーズ、トリトン、スパン、ブリジ（Brij））。小繊維または小繊維 マットは、界面活性剤および／または洗浄剤の溶液で洗浄、浸漬、インキュベー ション、音波処理、またはこれらの組合せ処理を行われる。ＰＥＧおよびＰＥＧ と同様の挙動を示す分子（例えば、オリゴ糖または多糖、他の親水性オリゴマー またはポリマー）（「ポリエチレングリコールの化学：生体工学および生体医学 的応用（Polyethylene glycol chemistry: Biotechnical and biomedical appli cations）」、ジェイ・エム・ハリス（Harris，J.M.）編、１９９２、プレヌム プレス（Prenum Press））の溶液を、界面活性剤および／または洗浄剤の代わり におよび／またはこれとともに使用することができる。 前記したようなある物質の好ましくない非特異吸着は、競合的非特異吸着によ り阻止される。この競合的結合種は、ウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）免疫グロブ リンＧ（ＩｇＧ）でもよい。 ＥＣＬ−ＴＡＧの非特異結合は、ＴＡＧの化学修飾により低下させることがで きる。例えば、親水性を上昇させて（例えば、親水性結合、極性結合、水素結合 、および／または荷電官能基を、Ｒｕ（ｂｐｙ₃）中のビピリジルリガンドに付 加することにより）、こうして他の表面へのＴＡＧの非特異結合を低下させるよ うに、修飾してもよい。 小繊維または小繊維マットに生体分子または他の媒体を固定化することが好適 であり得る。抗体、抗体の断片、タンパク質、酵素、酵素基質、インヒビター、 補助因子、抗原、ハプテン、リポタンパク質、リポ糖、細胞、細胞成分、細胞受 容体、ウイルス、核酸、抗原、脂質、糖タンパク質、炭水化物、ペプチド、アミ ノ酸、ホルモン、タンパク質結合リガンド、薬剤、および／またはこれらの組合 せを結合させてもよい。 エラストマー、ゲル、コーティング、ＥＣＬ標識物、酸化還元活性種（例えば 、 トリプロピルアミン、シュウ酸塩）、無機物質、キレート化剤、リンカーなどの 物質（但し、これらに限定されない）を、小繊維に結合させることが好ましい。 １つまたはそれ以上のすなわち複数の種を、小繊維または小繊維マットの表面 に非特異的に結合（例えば、吸着）してもよい。 生体分子または他の媒体を、非特異的吸着により小繊維または小繊維マットに 結合することができる。特定の小繊維についての非特異的吸着の程度は、それぞ れの性質により決定される。小繊維上に存在するある化学官能基または生体分子 は、非特異結合を低下または上昇させることができる。タンパク質の表面上の疎 水性および／または親水性斑点の存在は、小繊維または小繊維マットへのタンパ ク質の非特異結合を上昇または低下させる。親水性および／または疎水性斑点は 、調節された場所での非特異結合を調節するのに使用される。 小繊維はアルキル（ＣＨ₂）鎖および／またはカルボン酸基で誘導体化して、 生体分子または媒体もしくは他の物質の非特異結合を上昇させることができる。 図２６は、単一の小繊維の場合の前記実施態様の略図である。小繊維２６００ はアルキル鎖２６０１により誘導体化される。生体分子２６０２、２６０３、お よび２６０４は、アルキル鎖に非特異的に結合する。ポリマー／エラストマー２ ６０５もまた結合する。 誘導体化していない小繊維、小繊維凝集物および／または小繊維マットは、非 特異結合により生体分子、生物学的媒体、および他の物質の固定化に使用される 。 ＥＣＬ ＴＡＧは荷電残基を含有する。ＥＣＬ ＴＡＧは、支持体および／ま たは電極に選択的に結合するように作成される。例えば、正味の陰性荷電を有す る誘導体化したＥＣＬ ＴＡＧは、より還元性の電位の電極には親和性が比較的 小さく、電極電位がより酸化性になると電極に対する親和性が大きくなる。電極 に対するＥＣＬ ＴＡＧおよび／または結合試薬の親和性は、調節できるように 作成される（例えば、結合および／または洗浄工程で親和性を低下させ、そして ＥＣＬ ＴＡＧおよび／または結合試薬の親和性を増加させて、ＥＣＬ読みとり 時のＥＣＬ ＴＡＧにより感知される有効電位を増加させる）。 図２８では、共有結合により分子（生物学的または非生物学的）が小繊維に結 合される。ＮＨＳ−エステル化学官能基を有する小繊維２８００は、生体分子ま たは生物学的媒体２８０２、２８０３に対する共有結合２８０１を形成する。こ れらの生物学的媒体はＮＨＳ−エステル基との反応により共有結合を形成するた めにアミノ基を使用する。当業者は、分子のカプリング剤としてのＮＨＳ−エス テル基の一般性を認識し、固定化を達成するための適切な生体分子および適切な 反応条件を選択することができる。 一対の残基および／または分子「Ｍ１」と「Ｓ１」（このうち１つまたはそれ 以上は小繊維に結合している）は、共通の親和性または結合能力を示す。Ｍ１／ Ｓ１は、抗体／抗原、抗体／ハプテン、酵素／基質、酵素／補助因子、酵素／イ ンヒビター、レクチン／炭水化物、受容体／ホルモン、受容体／エフェクター、 核酸／核酸、タンパク質／核酸、ウイルス／リガンド、細胞／細胞受容体などで あってよい。「結合対」Ｍ１／Ｓ１の多くの組合せは、所望の結合を達成するた めの組合せの選択を可能にする。Ｍ１とＳ１のいずれかまたは両方が、１つまた はそれ以上の小繊維に結合してもよい。 図２７と２８は、本例で可能な多くの可能な配置の一部を例示する。図２７で は、アルキル鎖２７０１で非特異的に誘導体化された小繊維２７００は、別の分 子２７０３に対して共通の親和性または結合能力を有する分子２７０２に結合す る。分子２７０３はまた、別の分子２７０４に結合している。阻止分子２７０５ は、非特異的に小繊維に吸着される。分子２７０９に対して親和性を有するリガ ンド２７０８を有する阻止ポリマー２７０６および／またはポリマー２７０７は 、非特異的に吸着される。 図２８では、小繊維２８００は２８０１を介して、生体分子２８０２と２８０ ３、およびリンカー分子２８０４に共有結合している。リンカー分子２８０４は 、別の生体分子２８０５に対して共通の親和性または結合能力を有する。生体分 子２８０３は、別のリンカー分子２８０６に対して共通の親和性または結合能力 を有し、これは２８０７に共有結合している。結合パートナー２８０９に対して 特異的なリガンド２８１２を有するポリマー２８０８は、小繊維に共有結合して いる。阻止分子（例えば、ＢＳＡ）２８１１および阻止ポリマー２８１０は、共 有結合している。 小繊維は、ビオチンおよび／またはビオチン化リンカーにより誘導体化され、 アビジンおよび／またはストレプトアビジンがこのリンカーに結合してもよい。 アビジンおよび／またはストレプトアビジンは、小繊維に結合し、ビオチン化抗 体および／またはタンパク質が結合してもよい。アビジンおよび／またはストレ プトアビジンは、非特異結合、共有結合、別のもしくは同じカプリング対、また はこれらの組合せにより、小繊維上に固定化されてよい。「結合対」としての（ ストレプト）アビジンおよびビオチンの使用は、生体分子または生物学的媒体を 他の物質に結合するために広く応用されている方法であり、当業者に公知である （スピンケ（Spinke）ら、１９９３、ラングミュア（Langmuir）９：１８２１） 。 結合対は、モノクローナル抗体とこの抗体に結合する抗原であってよい。 複数の結合対（例えば、Ｍ１／Ｓ１／Ｍ２）が形成されてよい。Ｍ１はモノク ローナル抗体、Ｓ１はＭ１に対する抗原、そしてＭ２はＳ１に結合する抗体であ る。この複合体は、抗体／抗原／抗体「サンドイッチ」複合体（そのような抗体 は、モノクローナル抗体であってもでなくてもよい）でもよい。Ｍ２はＥＣＬ活 性標識物（前述）、蛍光標識物、放射性標識物、酵素標識物、および／またはこ れらの組合せでもよい。 Ｍ１は、金属、金属イオン、または有機金属化合物（「キレート化剤」）と複 合体を形成する残基であり、Ｓ１はＭ１と複合体を形成する金属、金属イオン、 または有機金属化合物（「キレート物質」）であり、そしてＭ２はＭ１／Ｓ１複 合体に結合する生体分子上の残基であってよい（ゲルション（Gershon）とキル コ（Khilko）、１９９５、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｉｍｍｕｎｏｌｏｇｉｃａｌ Ｍｅｔｈｏｄｓ、７３７１）。 表面上の電極に電流を分配するための金属性電極パターンと導電性成分の作成 は、当該分野で公知の方法により行われる（例えば、レベンティス（Leventis） ら、米国特許第５，１８９，５４９号を参照）。透明な表面上の金属フィルムの 作成は、液晶ディスプレイを製造するために使用されており、本発明の電極の作 成に容易に適用できる。ハネコ（Haneko）、１９８７、液晶テレビディスプレイ 、液晶ディスプレイの原理と応用（Liquid Crystal TV Displays，Principles a nd Applications of Liquied Crystal Displays ）、ケーティーケー・サイエン テ ィフックパバリッシャーズ（KTK Scientific Publishers ）、トーキョー、ディ ー・レイデルパブリシング（D．Reidel Publishing）。透明電極表面もまた、例 えばディミラ（DiMilla ）らの方法（１９９４、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ． １１６（５）：２２２５−２５２６）に従って作成できる。０．５nmのチタンと ５nmの金を透明な基板（ガラスまたはプラスチック）の上に沈積させる。ディミ ラ（DiMilla ）らの方法（前述）により作成した薄い金の層を用いて、クマール （Kumar ）の方法により透明な電気的構造を作成する。透明性を維持しながら、 電流運搬性の改良のために導電性層の厚さを増加させるようにこの方法を修飾す ることが好ましく、これは当業者に公知である。そのような方法は、ＰＭＡＭＳ の別々の結合ドメインに整列または近傍にある電極表面の作成に使用される。 さらにフィルムおよび／または単層は、ジャン（Zhang ）とバード（Bard）の 教示するような絶縁残基（例えば、アルキル鎖）を用いるより、電極表面からＥ ＣＬ標識物への電位の移動を促進する残基よりなる。例えば、広範な共役系のパ イ軌道重複は電子移動に使用される。このようなパイ軌道電子移動は、ポリ−ピ ロール又は他の結合環または２重結合構造により提供される。 オリゴヌクレオチドは、電子移動を調節するために使用される。例えば、２本 鎖ＤＮＡ中の重複パイ結合は、電子移動速度を増加させるために使用される。電 極表面に結合したオリゴヌクレオチドは、結合ドメイン中の結合物質として使用 される。相補的なオリゴヌクレオチド配列に結合すると、整然とした重複パイ結 合を有する２重結合が形成される。具体例において、第１のまたは第２の固定化 （例えば、支持体への共有結合）されたオリゴヌクレオチドがＥＣＬ標識される 。別の実施態様において、第１のオリゴヌクレオチドに相補的な第２のオリゴヌ クレオチドまたは部分的に相補的なオリゴヌクレオチド配列がＥＣＬ標識する。 第２のオリゴヌクレオチドに相補的なまたは部分的に相補的な三次オリゴヌクレ オチドが標識される（例えば、サンドイッチ測定法）。分岐したオリゴヌクレオ チド鎖も使用することができる。種々のオリゴヌクレオチドおよび／またはオリ ゴヌクレオチド模倣物が使用できる（例えば、修飾塩基、および／または例えば 窒素及び／もしくはイオウを有する修飾骨格を有するオリゴヌクレオチド）。差 別的試験を行ってもよい。オリゴヌクレオチドおよび／またはオリゴヌクレオチ ド 複合体中のパイ重複の安定性の変動は、電子移動により追跡できる。パイ結合で 安定したＥＣＬ標識２重らせんオリゴヌクレオチド対から生成するシグナル（例 えば、発生するＥＣＬ光および／またはインピーダンス測定）は、より不規則な １本鎖オリゴヌクレオチドからのシグナルまたは予測されるシグナルに対して相 関付けられる。完全に相補的なＥＣＬ標識２本鎖オリゴヌクレオチドと部分的に 相補的なＥＣＬ標識２本鎖オリゴヌクレオチドの間のＥＣＬシグナルは相関し得 る。さらに複数オリゴヌクレオチドのオリゴヌクレオチド複合体が利用できる。 例えば、三重らせんが利用できる。 電子移動速度の変化は、ＥＣＬ検出並びに電子的手段を用いて測定される。Ｅ ＣＬ標識物は、オリゴヌクレオチド鎖に共有結合するか、および／または非共有 結合的に会合（例えば、挿入）してよい。ＤＮＡから電極への電子移動に対する 小さい抵抗を確保するために、ＤＮＡはリンカーを使わずに（例えば、５’チオ ール化ＤＮＡまたは金）または短い（＜１０原子）リンカーを用いて電極に結合 されてよい。電極からＤＮＡ鎖に効率的に電子を運搬できる結合鎖が使用される （例えば、ポリアセチレン鎖）。 場合により単層またはフィルムの少なくとも１つの成分が電位の移動を促進す る、混合単層および／またはフィルムが使用される。あるいは、電位の移動を促 進する分子または粒子が、単層またはフィルムに吸着される。前記の例として、 電極表面に吸着するかおよび／またはそれに近いパイ共役単層および／または導 電性微粒子が、使用される。パターン付けされた規則的な間隙が単層および／も しくはフィルム中で形成される。ＥＣＬ標識物が次に結合される長鎖アルカンチ オール（すなわち、絶縁性）からなる規則的な実質的に直角のＳＡＭ中の間隙の 調節パターンを用いて、ＥＣＬ標識物に付加される有効な電位が調節される。例 えば図１１は、金属層１２０４を有する１つの支持体１２０２から形成されるカ セット１２００、ＳＡＭパターン１２０６およびＳＡＭパターンの間の間隙１２ ０８を示す。 ＥＣＬ標識タンパク質は、単層表面に非共有結合してもよい。ＥＣＬ標識タン パク質は、メチルが末端にあるアルカンチオールで誘導体化した金表面に吸着し てもよい。金表面は、作用電極または対電極として作用する。図１１〜１３に記 載のように、複数の結合ドメインが１つの支持体に導入されてよい。好適な実施 態様では、結合ドメインは標識および／または非標識タンパク質および／または 核酸および／または細胞および／または化学的分子種を含有する。 あるいは、単層の成分の長さ（例えば、アルカンチオール単層中のアルカン鎖 の長さ）を変えて、単層の予測される表面の有効電位を調節できる。 広い意味でアルカンチオールは、１炭素〜１００炭素の長さの炭素鎖を有して もよい。好適な実施態様において、アルカンチオールの炭素の長さは、２〜２４ 炭素を含有する。アルカンチオールの炭素鎖の長さは、２〜１８炭素である。炭 素鎖の長さは７〜１１炭素である。このようなアルカンチオールは、測定媒体に 暴露された種々の頭部の基（例えば、メチル基、水酸基、アミン、カルボン酸、 オリゴ（エチレングリコール）、リン酸基、ホスホリル基、ビオチン、ニトリロ 三酢酸、グルタチオン、エポキシド、ジニトロフェニル、および／またはＮＨＳ −エステル）を含有する。他の頭部の基には、組換え融合蛋白の精製と固定化に 通常使用されるリガンドがある（例えば、サッセンフェルト（Sassenfeld）、１ ９９０、ＴＩＢＴＥＣＨ ８：８８−９３）。結合ドメインは、種々の密度の結 合試薬を得るために、種々の程度に誘導体化される。例えば、異なる密度の活性 化可能な化学種が使用されるか、および／または種々の程度に誘導体化が行われ る。所望の結合密度を作成するために、種々の化学が使用される。活性化可能な 基および／または結合試薬の密度を調節するために、種々の単層を使用してもよ い。結合基の密度は、ＥＣＬシグナル対ノイズ比を最適化するために調節される 。他の結合ドメインからの他のＥＣＬ光シグナルに関して（そのＥＣＬ光シグナ ルが順番にまたは同時に、および／または光検出手段で検出されようが）、電気 化学的光シグナルの強度を最適化するために、結合ドメイン内の結合部位の総数 が調節される。 ＰＭＡＭＳ内の結合ドメインに関連するＥＣＬ標識物を１回またはそれ以上活 性化するために、電位波形が適用される。複数のＥＣＬ光シグナルを生成するた めに、ＥＣＬ標識物が結合した同じアルカンチオール誘導体化表面に、ＥＣＬ光 生成を活性化するのに充分な電位が複数回適用される。電位は、ＥＣＬを可逆的 に生成するのに充分なだけ適用される。電位は、ＥＣＬを擬可逆的に生成するよ うに適用される。電位波形の擬可逆シリーズにおいて、その中でＥＣＬ標識物が 会合（例えば、結合）する結合ドメインは、化学的および／または物理的に改変 されてよい。適用される電位波形シリーズは、不可逆性のＥＣＬ光生成を与える 。 さらに、単層の成分を放出するのに充分な電位が適用される。電極表面上の容 量が小さい単層成分を放出することが好ましい（例えば、電極表面上の他の支持 体またはプレート）。こうして単層が破壊されると、効率的に励起されていない 一部のＥＣＬ標識物さえ電極表面で励起されて電気化学発光シグナルが生成し、 ＥＣＬ標識物は小さな容量に限定され、電極からの拡散が制限される。ある電位 の単層破壊の程度を調節するために、種々の単層組成が使用される。強い成分間 親和性を有する成分を有する単層は、単層破壊に対してより耐性がある。長いア ルカン鎖チオールは、短いアルカン鎖チオールより、有効に破壊に耐える。鎖の 長さを変えることにより、所望の安定性が達成される。 ＥＣＬシグナルを調節するために、ＰＭＡＭＳ内の結合ドメインの修飾を行っ てもよい。複数のＥＣＬシグナルを生成するために、一連の電位波形が適用され る。上記複数のＥＣＬシグナルは、追加のおよび／またはより良い結果を得るた めに使用される。ＥＣＬシグナルの変化速度の統計解析では、１つまたはそれ以 上の結合ドメインの全体の質に関連付けられる。さらに上記複数のＥＣＬシグナ ルは、例えばあるシリーズのうちのあるＥＣＬシグナルをフィルターして、シグ ナル対ノイズ比を上げるのに使用される。さらに複数電位波形パルスは、非特異 結合による好ましくないシグナルの調節を低下させるために使用される。ある荷 電分子種の非特異結合を防ぐために電位が加えられる。さらに、あるアナライト または目的の化学分子種の結合ドメインの近くの局在化を促進するために、電位 が加えられる。加えられるブイ電位波形が大きな過電位（例えば、ＥＣＬの生成 に必要な以上の高い電位）を与える。電位波形シリーズのまたは単一の電位波形 パルスのＥＣＬシグナルを調節するために、過電位が加えられる。さらに、ＥＣ Ｌ反応動力学および／または結合電位を化学的および／または物理的に調節する ために、過電位が使用される。さらに、電極の性質および／または電子的性質に 関する情報を評価および／または関連付けおよび／または外挿するために、当業 者に公知の１つまたはそれ以上の電位波形および／または他の電子的プローブが 使用される。 好ましくは、電極と接触する追加の導電性手段を用いて、作用電極表面積を拡 大することにより、ＥＣＬ反応の効率を上昇させられる。導電性物質または導電 性粒子の電極の突起部分または延長部分（例えば、ワイヤーまたは針電極）は、 電界がより密接にＥＣＬ標識に近づくように、電極表面積を増加させるのに使用 してもよい。あるいは、電極構造のへこみまたは穴は同じ目的に役立つ。 特に、図１２に示すように、ＥＣＬ標識物の周りの電界の絶対値が増加するよ うに、導電性粒子は電極表面の間隙を埋めるかおよび／または支持体または単層 をカバーする。これらの導電性粒子は、電極表面積を拡大し、従ってＥＣＬ反応 の効率を増加させる。図１２は、金属層１３０４上のパターン付けしたＳＡＭ１ ３０６を有する支持体１３０２を有するカセット１３００を示し、ＳＡＭパター ンの間の間隙を埋める導電性微粒子（例えば、図１１の１２０８）を示し、およ び金属表面上に拡大していることを示す。磁性導電性粒子については、磁石また は磁界を、粒子を表面に引きつけるために使用できる。導電性粒子はまた、電極 表面と２つの近接した支持体を有するＰＭＡＭＳの結合ドメインの間の電位を拡 大するために使用することもできる。図８では、カセット９００は、多重アレイ の電極を有する第１の支持体９０２から構成され、第２の支持体９０４は、ＰＭ ＡＭＳを有する。導電性微粒子９０６は、電位を結合ドメイン上のＥＣＬ標識物 に拡大するために、反対の表面の間に位置する（データは示していない）。 あるいは、導電性ポリマーは、図１３に示すＳＡＭのＥＣＬ標識物の周りの電 位の拡大を促進するために、電極表面上の露出した間隙から成長する。図１３は 、パターン付けしたＳＡＭ表面１４０６上に金属層１４０４を有する支持体１４ ０２を有するカセット１４００を示す。導電性ポリマー１４０８は、多重アレイ の電極（示していない）により提供される電界を、ＳＡＭ表面上の結合ドメイン （示していない）に拡大するために、ＳＡＭ表面上で成長する。導電性ポリマー はまた、前述のように図７に示す２つの近接する支持体の電極表面とＰＭＡＭＳ の間の電位を拡大するために使用される。図７では、カセット８００は、近接す る支持体８０２と８０４からなる。導電性ポリマー８０６は、結合ドメイン（示 していない）上のＥＣＬ標識物に向けて電位を拡大するために、反対の表面の間 で成長する。 図９は、複数電極アレイを有する第１の支持体１００２を有する形成されるカ セット１０００を例示し、第２の支持体１００４はＰＭＡＭＳ結合表面を有し、 ここで作用電極の導電性突起部分（１００６）（例えば、細いワイアーまたは他 の突起部分）は、ＰＭＡＭＳ結合ドメイン中のＥＣＬ標識物の周りの電界を拡大 する。 電極対は、種々の構成で作成される。最も簡単な構成（本明細書の添付図面に 記載されている）は、非導電性の平らな表面上の金属および／または金属酸化物 フィルムおよび／または半導体フィルムで作成される。これらの電極対の電極は 、好ましくはこれらの間の比較的一定の幅の領域を規定し、こうして比較的一定 の電界を提供する。 電極の他の構成が提供される。これらの構成のいくつかは、図１９（ａ）〜（ ｅ）に示される。図１９（ａ）は、互いにかみ合った櫛様の電極対を示す。この 構造では、各電極は、導電体から延びる複数の指を有し、櫛様構造を形成してい る。電極と対電極の対は、結合ドメインに隣接して位置するか、または結合ドメ インが電極と対電極の間に位置してもよい。図１９（ｂ）は、１対の同心円電極 （１つは環状で１つは半環状である）を示す。図１９（ｃ）は、その直線的な端 が互いに向かい合っている２つの半環状電極を示す。図１９（ｄ）は、１対の長 方形の電極を示す。図１９（ｅ）は、相補的な反対に曲がった表面を有してその 間に波形の間隙を形成している互いにかみ合った１対の電極を示す。 電極／対電極対はまた、整列のためのＰＭＡＭＳ結合表面上の形に相補的な特 異的な形に作成されてもよい。形の例を図６Ｂに示す。電極対７１４−７２０を 有する支持体７１２を示す。電極対は例えば、環状７１４、互いにかみ合う７１ ６、三角にかみ合う７１８、または複数の電極が互いにかみ合う７２０でもよい 。 前記した図１４〜１９に示す実施態様において、電極対は１つの支持体の上に 位置する。あるいは、図２に示すように電極対は第１および第２の反対の支持体 上に位置する。 ５．８．カセット カセットは、本発明の１つまたはそれ以上の支持体を含有する。カセットは、 複数の結合ドメインおよび１つまたはそれ以上の作用電極を含有してもよい。 図２は、支持体２６上の複数の結合ドメイン３０のそれぞれが複数の電極３２ の異なる１つに隣接しているカセットを示す。対電極３８は、第２の支持体２８ 上で形成される。ＥＣＬ測定は、前述のように試料を結合ドメイン３０の上に置 き、次に支持体２６と２８を一緒に動かして対電極３８が結合ドメイン３０のそ れぞれに隣接するようにして、前述のように導線３４を介して波形発生手段によ りＥＣＬ反応を開始させ、ＥＣＬシグナルを光検出手段４０、ワイアー４１、お よびデジタルコンピューター手段４２を用いて検出し記録する。 図３は、複数の結合ドメイン４８のそれぞれが、支持体４４上で複数の電極／ これに隣接する対電極対５０の異なる１つを有するカセットを示す。支持体４６ は、支持体４６が、複数の結合ドメイン４８と複数の電極５０に隣接する試料封 じ込め手段を形成するように、随時支持体４４に隣接して置かれる。すなわち、 ＥＣＬ反応は、電気的接続５２を介して波形発生手段５４により開始させ、ＥＣ Ｌシグナルを光検出手段５６を用いて検出し、デジタルコンピューター手段４２ を用いて記録する。 図２１に示す１つまたはそれ以上の支持体を含有するカセットが提供され、各 対の支持体は、結合ドメインを含有する第１の支持体１５０１の表面が、第２の 支持体１５０２の上に結合ドメインを含有する表面に向かい合うように位置し、 ここで各表面は電極１５０４と結合ドメイン１５０６を含有し；そのため、第１ の支持体上の各結合ドメインが第２の支持体上の電極に向かい合いこれと整列し 、第２の支持体の各結合ドメインは第１の支持体上の電極と向かい合いこれと整 列する。 図４は、ＥＣＬ電極が随時提供されるカセットを例示する。支持体６０上の結 合ドメイン６４を、アナライトを含有することが疑われる試料と接触させる。支 持体６２上の領域６６は、目的のアナライトを検出もしくは測定するためまたは 目的の反応を実施するための反応媒体を含有する。支持体６０と支持体６２は、 一緒に近づけ、そのため結合ドメイン６４と領域６６は接触し、アナライトまた は反応生成物の存在は、レポーター系（例えば、フォト検出手段６８により検出 される光学的、化学発光もしくは蛍光シグナル）により測定され、疑似コンピュ ーター手段７０により分析される。 好適な実施態様において、本発明のカセットまたは装置は、複数の別々の結合 ドメイン上への試料送達のための手段からなる（例えば、米国特許第５，１４７ ，８０６号の図１の要素１；米国特許第５，０６８，０８８号の図１の要素１を 参照のこと；いずれもその全体が引用により本明細書に組み込まれる）。試料送 達の手段は、静置型であってもまたは移動可能であってもよく、かつ１つまたは それ以上の入口、穴、孔、チャネル、パイプ、微量流体ガイド（例えば、毛細管 ）、チューブ、スピゴットなどを含むが、これらに限定されない当該分野で公知 の任意のものであってよい。流体は、例えば、ポンプ、ピペット、シリンジ、落 下流、毛細管作用、吸上作用、電気泳動、圧力、真空などの種々の周知の方法に より、システムを移動することができる。流体移動の手段は、カセット上に配置 しても、または分離したユニット上に配置してもよい。試料は、全ての結合ドメ イン上に一緒に置くことができる。あるいは、試料は、支持体上のＰＭＡＭＳへ 直接流体試料を送達するための自動ピペッターにより支持体上に載せるか、また は結合表面へ後から直接送達するためのカセットまたはカセットホルダー内のリ ザーバー中に入れることができる。 支持体は、ガラス、プラスチック、セラミック、重合性材料、エラストマー材 料、金属、炭素または炭素含有材料、合金、複合箔、ケイ素および／または積層 材料を含む材料から調製することができるが、これらに限定されない。支持体は 、非常に多様な構造的、化学的および／または光学的性質を有してよい。これら は、剛性または可撓性であり、平面であるかまたは変形しており、透明、半透明 、部分的にまたは完全に反射性または不透明であってよく、そして複合性、異な る性質を有する領域を有してよく、２つ以上の材料の複合材料であってもよい。 測定を実施するための試薬は、カセット上で、かつ／または分離した容器中で 保存することができる。試薬は、乾燥および／または湿潤状態で保存することが できる。１つの実施態様において、カセット内の乾燥試薬は、試験試料の添加に より再水和される。別々の実施態様において、試薬は、移動可能なローラーまた はピストンからの圧力により破裂開封される「ブリスターパック」中の溶液で保 存される。カセットは、測定の終了後の廃棄物区画または液体廃棄物の保存用の スポンジを含有してよい。１つの実施態様において、カセットは、試験すべき生 物学的試料の調製用の装置を含む。血液から細胞を除去するためのフィルターを 含んでもよい。別の例において、カセットは、試料の計量用の精密毛細管のよう な装置を含んでもよい。 支持体上の、複数の結合ドメインおよび複数の電極／対電極は、典型的には機 械的手段、例えば、ガイドポスト、整列ピン、ヒンジ（各支持体間の）またはガ イドエッジにより、登録された相互に近い位置に置かれる。光学ガイド手段は、 支持体上に画定された光学ガイドマークを利用する支持体と電子的手段の両方の 位置決めに使用することができる。電気的または磁気的登録手段を使用する他の システムも利用可能である。 カセットの支持体は、ＥＣＬ反応を引き起こす必要が生じるまで、電極対が試 料に接触するのを保護するように配列することができる。例えば、電極は、取り 外し可能な電極保護手段のような種々の機械的手段を使用することにより、電極 の試料との接触が必要となるまで、結合ドメイン表面から分離して維持すること ができる。 本発明のカセットまたは装置は、参照電極、例えば、Ａｇ／ＡｇＣｌまたは飽 和カロメル電極（ＳＣＥ）からなる。 支持体は、クリップ、接着剤、リベット、ピンまたは任意の他の適切な機械的 保持機構により結合させることができる。これらはまた、液体試料の表面張力に より、または２つの支持体の反対側に取り外し可能に置かれた圧縮手段により結 合させることができる。 カセットはまた、例えば、結合ドメインと電極の交互の層、または結合表面と 電極表面の両方を単一支持体上に含んでなる多数の支持体を有する、３つ以上の 支持体を含んでなってもよい。これは、ＥＣＬ分析セルの三次元アレイを形成す る。カセットの前記の全ての成分は、場合により結合ドメイン間のいくつかの領 域を除いて透明である。例えば、多数の透明結合表面、電極表面、および支持体 を積み重ねることができる。 第１および第２の支持体は、平面状でかつその間に試料保持容量を規定するよ うに向かい合わせることができる。あるいは、第１および第２の支持体層は、２ つの支持体およびその任意の他の成分の形が一致するならば、球形、立方体、円 筒形を含む他の適切な形に構成させることができる。例えば、図１０は、２つの 隣接する非平面状支持体１１０２および１１０４から形成されるカセット１１０ ０を示している。各支持体は、形態がもう一方に対して相補的な表面を有する。 いずれかの支持体も、ＰＭＡＭＳ表面または多数の電極アレイまたはその両方を 有してよい。支持体の一方または両方が、もう一方の支持体の形に一致するよう に、エラストマー性であってよい。支持体またはカセットはまた、プレカット（ precut）型に作成されても、または回転ディスペンサーから適切な長さに提供し てもよい。カセットは、試料保持容量のような試料受容手段および試料分配溝、 チャネル、くぼみなどをさらに含んでもよい。 図３７は、マトリックス（３７０３）の中および／または上の結合ドメイン（ ３７０２）が表面（３７０１）上に提示されているカセットを示す。作用電極（ ３７０４）および対電極（３７０５）を支持する第２の表面（３７００）は、結 合ドメインが作用電極にかなり近づくように置かれる。結合ドメインに結合した ＥＣＬ標識から光生成をもたらす条件下で、光はいずれかの表面または両方の表 面から検出することができる。光検出器のアレイ（３７０６、例えば、ＣＣＤア レイ、増強ＣＣＤアレイ、またはアバランシェフォトダイオードアレイ）は、同 時に各結合ドメインからの複数の光シグナルを測定するのに使用される。光検出 器アレイは、結合ドメインから生成する光を撮像する。レンズ、反射器および／ または光学ガイドを利用して撮像を増強することができる。他の例において、光 検出器（例えば、光検出ピクセル）のゾーンまたは領域から検出される光は、結 合ドメインに相関する。画像分析を使用して、検出される光の結合ドメインとの 相関を促進することができる。１つの好ましい実施態様において、表面は、エラ ストマー性すなわち柔軟であり、このため、電極表面と密接な接触を作ることが できる。結合ドメインは、対電極から作用電極にイオン電流を運ぶことができる ポリマーに結合している。さらに好ましい実施態様において、この物体は、対電 極から作用電極にイオン電流を運ぶことができる水膨潤性ポリマーである。 図３８は、結合ドメイン（３８０５、３８０６、３８０７）が、対電極（３８ ００）上に支持される別々の物体（３８０８、３８０９、３８１０）の表面上に 提示されるカセットを示している。作用電極（３８０１）は、この物体の表面に 接近して置かれる。結合ドメインに結合したＴＡＧ標識した基からＥＣＬを導く 条件下で、光は、いずれかまたは両方の電極（もし一方または両方の電極が透明 または半透明であれば）を通して、かつ／または側面から検出することができる 。光検出器のアレイ（３８０２）は、各結合ドメインからの複数の光シグナルを 同時に測定するのに使用される。この物体は、エラストマー性であるか、かつ／ または柔軟であり、このため、作用電極と密接な接触を形成することができる。 この物体は、対電極から作用電極にイオン電流を運ぶことができるポリマーであ ってよい。この物体は、対電極から作用電極にイオン電流を運ぶことができる水 膨潤性ポリマーであってよい。 １つまたはそれ以上の結合ドメインを含有する透明支持体を、小繊維マット電 極に接触させる。試薬は、支持体／結合ドメインと小繊維マットの間を、または マットを通って結合ドメインに流れることができる。光は、結合ドメインから、 透明支持体を通って検出器まで通過することができる。 別の好適な実施態様において、電極は、電極の有効表面積が増大するように、 光学的に半透明または透明な炭素小繊維の層でコーティングされる。 本発明のＰＭＡＭＳ支持体および／またはカセットは、キットとして包装する ことが有利である。キットは、測定物、対照などを含む、ＥＣＬ反応を実施する ための、本発明により調製される１つまたはそれ以上のＰＭＡＭＳ支持体からな る。対照試薬、ＥＣＬ測定用および較正用試薬などを含む試薬は、場合によりキ ットに含まれる。複数の異なるアナライトに特異的な複数の結合試薬を含有する 試薬混合物が含まれてもよい。 ５．９．ＥＣＬを行うための装置反応 １つの実施態様において、支持体上のＰＭＡＭＳ、およびこれを含有するカセ ットは、ＰＭＡＭＳ結合ドメイン上に１つまたはそれ以上の試験試料を適用する ための手段、および複数のＥＣＬ反応を開始させるための手段を含有する装置中 に挿入されるように設計される。このような装置は、支持体またはカセットに基 づいて複数のＥＣＬ測定を行うために、本発明により適切に変更された従来型の 装置から得ることができる。本発明は、上述のセクションに記載されたＰＭＡＭ Ｓの各具体的な実施態様を使用して、ＥＣＬ測定を行うために適合させた種々の 装置を提供する。ＥＣＬ反応を行うための装置は、ゾスキ（Zoski ）ら（米国特 許第５，０６１，４４５号）により開示されている。必要とされる変更は、支持 体および／またはカセットの操作、多数の試料送達、電圧波形の供給源による多 数の電極のアドレス呼び出しおよび多数のＥＣＬシグナルの獲得および処理のた めの手段を含む。 本発明の例示的装置の要素は図６Ａに示される。このような装置７００は、上 部および下部支持体７０２、７０４、および電極ガード７１０からなる。上部支 持体は、複数の電極／対電極の対（図示していない）を有する。下部支持体は、 結合ドメイン７０６を有する。この装置は、カセットから電極ガードを取り外し 、結合ドメインに結合したアナライトと接触させるように電極／対電極を配置す ることができる。試薬または流体の流路空間７０８は、結合ドメインを有する支 持体の隣にある。この装置はまた、同一または個々の決められた電圧波形を、複 数の各電極／対電極の対に同時または順に送って、カセット内のＥＣＬ反応を引 き起こし、次に放出されるＥＣＬ放射を光子検出器（例えば、光検出手段）によ り測定することができる。装置はさらに、支持体および／またはカセット、また はその周囲の温度を維持し、ＥＣＬ反応条件を最適化するために必要に応じて温 度を調整するための温度制御手段を含んでもよい。温度制御手段は、好ましくは 加熱および冷却手段、例えば、電気抵抗性発熱体、冷却ファン、冷凍手段、およ び加熱もしくは冷却の任意の他の適切な供給源である。温度制御手段はまた、温 度センサー、例えば、サーモスタットまたは熱電対装置、および検出される温度 変化に応答して加熱または冷却手段のスイッチを入れるかまたは切るための手段 をも含む。 この装置はまた、ＥＣＬ反応を行うため、１つまたはそれ以上の支持体または カセットを保持、移動および操作するための手段を提供する。装置はさらに、カ セットについて上述したように、ＰＭＡＭＳ結合ドメイン上に試料を載せるため の、静置型または移動可能な試料送達手段を含んでもよい。 装置はまた、カセットの別々にアドレス呼び出し可能な電極接続部のアレイを 、 電子的電圧波形発生手段、例えば、ポテンシオスタットに電気的に接続すること ができる電極接触手段を含んでもよい（例えば、米国特許第５，０６８，０８８ 号の図５を参照のこと）。波形発生手段は、順にまたは同時に、カセット内の複 数のＥＣＬ反応を独立に引き起こすための、シグナルを送達する。 ＥＣＬ測定の間、作用電極と対電極の間のイオン電流は、イオンにより導電性 になった液体（例えばイオン性塩を含有する水）を通って、このような液体の薄 膜を通って、かつ／またはイオンにより導電性の固体マトリックスを通って流れ ることができる。 すなわち、試料中の電気化学発光を測定するための装置は、少なくとも１つの 試料を保持するための複数のセル（ここで、セルは、１つまたはそれ以上の電極 と１つまたはそれ以上の対電極から形成することができる）、および複数の別々 の結合ドメインからなる第１の支持体を含んでよい。電極と対電極は、第１の支 持体の表面上に、または第２の支持体（ここで、第２の支持体は、第１の支持体 上の結合ドメインに非常に接近している）の表面上に提供することができる。電 極と対電極は対で存在してもよい。セルはさらに、作用電極に近い電圧を検出す るための複数の検出電極を含んでもよい。カセットはさらに、参照電極を含有す るセルを含んでもよい。 装置はさらに、例えば、１つまたはそれ以上の検出手段により、カセット内で 行われるＥＣＬ反応を検出することができる光検出手段を含んでもよい。このよ うな検出手段は、単に例として、光検出手段のアレイに接続された、または放出 されるとＥＣＬシグナルのアレイを走査することができる単一の光検出手段に接 続された電極アレイに合い、これと隣接する位置に置かれる光ファイバーチャネ ルのアレイを含む。 装置は、場合により、装置の種々の部品の機能を制御するために、デジタルコ ンピュータまたはマイクロプロセッサーを含んでもよい。 装置はまた、シグナル処理手段も含む。１つの実施態様において、かつ単に例 として、シグナル処理手段は、各ＥＣＬ測定の結果の移動、記録、分析および／ または表示のためのデジタルコンピュータを含む。 あるいは、装置は、例えば、結合表面上にわたって順にＥＣＬを引き起こすた めに、１つまたはそれ以上の電極／対電極の対を走査するための、電極移行手段 を含む。 ＰＭＡＭＳの平行アレイにおいてサイズ排除フィルターを使用することができ る。 ５．１０．実施することができるＥＣＬ測定法 本発明で使用されるＥＣＬ標識物は、当該分野で公知のＥＣＬ標識物から選択 される（前記セクション２．２、および米国特許第５，３１０，６８７号を参照 ）。ＥＣＬ標識物は例えば、金属含有有機化合物からなり、ここで金属は、ルテ ニウム、オスミウム、レニウム、イリジウム、ロジウム、白金、パラジウム、モ リブデン、テクネチウムおよびタングステンよりなる群から選択される。ＥＣＬ ＴＡＧ試薬を調製するのに適した結合化学は公知であり、例えばバード（Bard ）ら（米国特許第５，３１０，６８７号および第５，２２１，６０５号）により 開示されている。結合試薬へのＥＣＬ標識物の結合手段は、共有結合および／ま たは非共有結合でもよい。ＥＣＬ標識物は結合試薬に非共有結合（例えば、疎水 性作用またはイオン性相互作用）をしてもよい。非共有結合の他の例では、ＥＣ Ｌ標識物が（共有結合または非共有結合で）複合体に結合し、次にこれが非共有 結合で結合試薬に結合する。より具体的な例は、Ｒｕ（ｂｐｙ）₃がリンカーを 介してＮｉ（II）−トリニトリロ三酢酸錯体に共有結合することであろう。この 分子は、複数のヒスチジンを含有するペプチド配列などの結合試薬に結合する。 他の受容体リガンド対は、当該分野で公知であり、同様に使用することができる （サセンフェルト（Sassenfeld）、１９９０、ＴＩＢＴＥＣＨ ８：８８−９３ ）。さらに、分岐ネットワーク（例えば、炭化水素リンカーを介して）として構 成されている複数の有機金属化合物（例えば、Ｒｕ−含有）を含有するＥＣＬ標 識物が使用できる。ＥＣＬが可能な複数の有機金属化合物残基を含有するこのよ うな分岐ネットワークは、ＥＣＬ標識される分子上で１回または複数の位置で結 合してもよい。別の実施態様において、化合物は、ポリマー鎖の長さに沿う複数 の位置で結合する有機金属基を有する線状ポリマーである（例えば、線状、分岐 または環状ポリマー）。 当該分野で公知の種々の追加ＥＣＬ測定フォーマットで、複数の結合ドメイン を使用することができる。定量測定では、既知量のＥＣＬ標識試薬が使用され、 測定されるＥＣＬの量は、存在するアナライトの量を計算するために既知の標準 物質に対する関係を計算する。当業者に公知の方法で前進（forward）、後退（r everse）、競合およびサンドイッチ測定法を行うことができる。競合測定法では 例えば、ある量の多成分液体試料中の目的のアナライトの定量は以下のように行 われる。結合表面を、同時に（ａ）結合ドメイン上に存在する結合試薬への結合 において、目的のアナライトと競合することができる既知量のＥＣＬ標識リガン ド、および（ｂ）目的のアナライトを含有することが疑われる試料と接触させ、 ここでこの接触は、目的のアナライトとリガンドが結合試薬に対して競合して結 合できる適切な条件下で行われる。試料中にアナライトが存在すると、結合ドメ インに結合する競合性のＥＣＬ標識リガンドの量が減少し、このため得られるＥ ＣＬの量が（試料中にアナライトが存在しない場合に比較して）減少する。得ら れる結合ドメイン中のＥＣＬの反応を開始させ、放出される光の量を定量的に測 定し、こうして試料中に存在するアナライトの量を定量する。あるいは、試料を 結合表面と接触させ、次に結合表面をＥＣＬ標識リガンドに接触させてもよく、 次にＥＣＬ標識リガンドは、ＰＭＡＭＳ表面上で試料からのあらかじめ結合した アナライトと競合し、あらかじめ結合したアナライトの一部を置換する。別の実 施態様では、ＥＣＬ標識した物質／分子を含有するように試料を処理し、標準量 の非標識アナライトを結合表面と接触させ、次にまたは同時に結合表面を試料と 接触させて競合測定を行う。 サンドイッチ測定法では、ＥＣＬ標識リガンドは、目的のアナライト上の２つ の結合残基に特異的に結合する結合パートナーである。すなわち、ＰＭＡＭＳの 結合ドメイン中の結合試薬に特異的に結合するアナライトが試料中に存在すると 、ＥＣＬ標識結合パートナーに結合した、試料からのアナライトに結合した、結 合ドメイン上の結合試薬から構成される「サンドイッチ」が形成される。別の競 合サンドイッチ測定法では、アナライト自身のコピーが多重アレイ結合表面の結 合ドメインに結合し、次に試料と接触される。次に試料を結合表面と接触させる 。ＥＣＬ標識した結合パートナー（これはアナライトに特異的に結合する）は、 測定溶液中に遊離のアナライト（試料から）が存在しない場合は、アナライトに 結 合するが、測定溶液中に遊離のアナライト（試料から）が存在する場合は競合的 に阻害されるであろう。 別の実施態様において、連続的標識が行われる。例えば、サンドイッチ測定法 の具体例では、結合ドメインに結合したアナライトは、アナライトの複数のＥＣ Ｌ標識した結合パートナーと順に接触される。ＥＣＬ測定と随時洗浄工程が、各 異なる結合パートナーと接触させる間に行われる。こうしてアナライトの複数の 異なる結合分子のＥＣＬ測定が行われる（例えば、ＣＤ８⁺、ａ，ｂ Ｔ細胞抗 原受容体陽性Ｔ細胞）。あるいは、それぞれが区別可能な波長で発光する複数の ＥＣＬ標識物が、アナライト上の異なる残基に特異的な異なる結合試薬にそれぞ れ結合する。さらに、アナライトの異なる結合残基に特異的な異なる結合試薬に それぞれ結合した区別可能なレポーター手段（例えば、ＥＣＬ標識物、蛍光標識 物および酵素結合標識物）を用いて、例えばＣＤ４⁺、ａ，ｂ Ｔ細胞抗原受容 体−陽性細胞をＣＤ８⁺、ａ，ｂ Ｔ細胞抗原受容体−陽性細胞と区別すること ができる。 好適な実施態様において、結合ドメインは、標識タンパク質および／または核 酸および／または細胞および／または化学的分子種を含有する。このような標識 成分（例えば、ＥＣＬ標識物）は、作成の間、測定開始の前、測定中および／ま たは測定の終了時に添加される。例えば、複数の標識成分は種々の時間に添加さ れ、連続的読みとりが行われる。このような読み値は累積情報を与える。別の実 施態様において、ＰＭＡＭＳの結合ドメインは何回も再使用できる。ある測定の 終了後、ＰＭＡＭＳ表面の１つまたはそれ以上の結合ドメインの活性を再活性化 させる条件下で表面を洗浄してもよい。例えば、ある結合反応は反応溶液のイオ ン強度を変えることにより逆転することができる。あるいは熱を用いて、結合複 合体を解離させてもよい。本質的に自己再生能を有する結合ドメインもある。触 媒性（例えば、酵素）官能基を含有する結合ドメインは、１回以上使用される。 結合ドメインは順に使用され、こうしてバイオセンサーに応用することができる 。 あるいは、多重アレイ多重特異的パターン付け表面に結合した結合試薬が、Ｅ ＣＬ標識されるように、測定法をフォーマット化してもよい。試料中の目的のア ナライトに結合すると、ＥＣＬ標識シグナルは定量的に変化する。例えば、この 表面に結合したＥＣＬ標識結合試薬は、細胞表面上のアナライト（例えば、αお よびβＴ細胞抗原受容体抗原、またはＣＤ４もしくはＣＤ８抗原）に特異的であ ってよい。細胞の混合物に暴露すると、表面に結合した細胞は、多重アレイ多重 特異的パターン付け表面の接近した電極表面がＥＣＬ標識した結合試薬を励起す る能力を立体的に妨害し、こうしてＥＣＬシグナルを下方に変化させる。 均一および不均一測定法を行うことができる。不均一測定法では、非結合標識 試薬を結合した標識試薬から分離（例えば、洗浄工程により）し、次に結合また は非結合標識試薬を電位に暴露する。均一測定法では、非結合標識試薬および結 合標識試薬が一緒に、電位に暴露される。均一測定法では、結合標識試薬により 放出されるシグナルの強度またはスペクトル特性は、非結合標識試薬により放出 されるシグナルの強度より大きいかまたは小さい。この強度の差を測定すること により、各結合および非結合成分の有無を測定することができる。 結合試薬をアナライトまたはその競合物およびその結合パートナーに接触させ 所望の工程が終了すると、次にＥＣＬ標識物を確実にＥＣＬ誘導性の環境に置く 。適切なＥＣＬ測定媒体は当該分野で公知である。そのような測定媒体は、ＥＣ Ｌ標識物のＥＣＬを促進する分子（シュウ酸、ＮＡＤＨ、および最も好ましくは トリプロピルアミンがあるが、これらに限定されない）を含有することが有利で ある。このような「プロモーター」分子は溶液中で遊離状態で提供されるか、ま たはＰＭＡＭＳ表面、表面上の単層、結合ドメイン、電極表面、結合試薬および ／またはＥＣＬ標識物などにあらかじめ結合させるかもしくはこの表面上で産生 させることにより提供される。接触工程から得られる結合ドメインに結合したＥ ＣＬ標識物の周りの媒体がＥＣＬ誘導性の場合は、媒体を変化させる必要はない 。あるいは、ＥＣＬ誘導性の媒体を提供するように調整または置換をすることが できる。電極または対電極は、すでに結合ドメインのすぐ近傍にあるか、または 結合ドメインに接近させるかもしくは接触させて、電位波形を適用し、ＥＣＬを 検出または測定する。 本発明の好適な実施態様において、結合試薬をアナライトもしくはその競合物 およびその任意の結合パートナーに接触させる上記工程は、電極または対電極の 非存在下で行い、すなわち試料が電極または対電極に接触しないようにする。こ れらの接触工程後、電極および対電極を、結合ドメインに結合したＥＣＬ標識物 の充分近くに持ってきて、ＥＣＬ反応を開始させる。 ＰＭＡＭＳを有する支持体は、核酸鎖の配列決定に使用してもよい。例えば、 複数の結合ドメインを有するＰＭＡＭＳは、異なる結合ドメイン中の結合試薬と して、既知のヌクレオチド配列の異なるオリゴヌクレオチドを用いて作成するこ とができる。すなわち、異なる結合ドメインは、異なる既知のヌクレオチド配列 の結合試薬を含有する。配列決定されるオリゴヌクレオチドの断片のオリゴヌク レオチド鎖は、次にＰＭＡＭＳ結合ドメインに結合（ハイブリダイズ）させる。 配列決定される核酸はＥＣＬ標識される。ＰＭＡＭＳ上で結合測定法を行い、Ｐ ＭＡＭＳ上の別々の結合ドメインからのＥＣＬシグナルの分布を用いて、オリゴ ヌクレオチド鎖の配列を決定する。 上記方法は、短いオリゴヌクレオチドが、別の核酸分子中のその相補的なまた は実質的に相補的な配列にハイブリダイズする能力に基づく（例えば、ストレゾ スカ（Strezoska ）ら、１９９１、Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．Ｕ ＳＡ ８８：１０８９−１０９３；バインズ（Bains ）、１９９２、Ｂｉｏ／Ｔ ｅｃｈｎｏｌｏｇｙ １０：７５７−５８を参照。これらは参考のため本明細書 に引用される）。ハイブリダイゼーションの成功のためには所望の程度の配列相 補性の程度が必要であるように、条件が選択される。あらかじめ配列の決定され たプローブへの、配列が未知のＤＮＡ分子のハイブリダイゼーションにより、Ｄ ＮＡ分子中の相補的な配列の存在が検出される。この方法は好ましくは、ハイブ リダイゼーション反応が結合ドメインに結合したオリゴヌクレオチドプローブと 溶液中の試料ＤＮＡで行われるように行う。 ＰＭＡＭＳはまた、目的の機能（例えば、結合または触媒）を有する新規分子 または複合体を単離、スクリーニング、および／または選択するのに利用できる 。ＰＭＡＭＳは、治療のために化合物および／または鉛化合物を単離するのに使 用してもよい。本発明の方法を用いて、種々の化学種の組合せにより合成される 複数のペプチド、核酸、ウイルスベクター、またはポリマーを含有するＰＭＡＭ Ｓを作成することができる。このような多種類のＰＭＡＭＳ処理した支持体は、 例えばＥＣＬ標識細胞受容体への結合の迅速なスクリーニングに利用できる。１ つ の方法では、鉛結合ペプチド配列を単離するために、多様な関連のないペプチド 配列を有する第１のＰＭＡＭＳを用いる。次に第１のＰＭＡＭＳ上の目的の分子 （例えば、細胞受容体）に結合性を示すものと関係のある配列のペプチドを有す るＰＭＡＭＳを使用する。このプロセスは、目的の結合特性を有するペプチドが 見いだされるまで繰り返す。 目的のアナライトは、例えば試料中に存在する全細胞、細胞内粒子、ウイルス 、プリオン、ウイロイド、核酸、タンパク質、抗原、リポ蛋白、リポ多糖、脂質 、糖タンパク質、炭水化物残基、セルロース誘導体、抗体またはその断片、ペプ チド、ホルモン、薬剤、細胞または細胞成分、有機化合物、非生物学的ポリマー 、合成有機分子、有機金属化合物、または無機分子がある。 試料は、例えば固体、エマルジョン、懸濁物、液体または気体から得られても よい。さらに、試料は、例えば体液または組織、水、食物、血液、血清、血漿、 尿、便、組織、唾液、油、有機溶媒または空気から得られてもよい。試料は還元 剤または酸化剤を含有してもよい。 以下の物質に特異的な結合試薬を、本発明の結合表面の結合ドメインに導入す ることにより、本発明により以下の物質を検出または測定するための測定を行っ てもよい：アルブミン、アルカリ性ホスファターゼ、ａｌｔ／ＳＧＰＴ、アンモ ニア、アミラーゼ、ＡＳＴ／ＳＧＯＰ、総ビリルビン、血液尿素窒素、カルシウ ム、二酸化炭素、塩素、総コレステロール、クレアチニン、ＧＧＴ、グルコース 、ＨＤＬコレステロール、鉄、ＬＤＨ、マグネシウム、リン、カリウム、総タン パク質、ナトリウム、トリグリセリド、尿酸、耽溺薬物、ホルモン、心血管系調 節物質、腫瘍マーカー、感染症抗原、アレイ誘発性抗原、免疫タンパク質、サイ トカイン、貧血／代謝マーカー、カルバマゼピン、ジゴキシン、ゲンタマイシン 、リチウム、フェノバルビタール、フェニトイン、プロカインアミド、キニジン 、テオフィリン、トブラマイシン、バルプロ酸、バンコマイシン、アンフェタミ ン、抗うつ剤、バルビタール酸、ベンゾジアゼピン、カナビノイド、コカイン、 ＬＳＤ、メタドン、メタクアロン、アヘン、フェニリジン、フロポキシフェン、 エタノール、サリチル酸、アセトアミノフェン、エストラジオール、プロゲステ ロン、テストステロン、ｈＣＧ／ｂｈＣＧ、卵胞刺激ホルモン、黄体形成ホルモ ン、プ ロラクチン、甲状腺ホルモン（例えば、甲状腺刺激ホルモン、Ｔ４、ＴＵＰ、総 Ｔ３、遊離Ｔ４、遊離Ｔ３）、コルチゾール、クレアチニンキナーゼ−ＭＢ、総 クレアチニンキナーゼ、ＰＴ、ＡＰＴＴ／ＰＴＴ、ＬＤＩＳＯｓ、クレアチニン キナーゼＩＳＯｓ、ミオグロビン、ミオ軽鎖、トロポニン１、トロポニンＴ、ク ラミジア、淋菌、ヘルペスウイルス、ライム病、エプスタインバーウイルス、Ｉ ｇＥ、風疹−Ｇ、風疹−Ｍ、ＣＭＶ−Ｇ、ＣＭＶ−Ｍ、トキソ−Ｇ、トキソ−Ｍ 、ＨＢｓＡｇ（Ｂ型肝炎表面抗原）、ＨＩＶ１、ＨＩＶ２、抗−ＨＢｃ、抗−Ｈ Ｂｓ、ＨＣＶ、抗−ＨＡＶ ＩｇＭ、抗−ＨＢｃ ＩｇＭ、抗−ＨＡＶ、ＨＢｅ Ａｇ、抗−ＨＢｅＡｇ、ＴＢ、前立腺特異抗原、ＣＥＡ、ＡＦＰ、ＰＡＰ、ＣＡ １２５、ＣＡ１５−３、ＣＡ１９−９、ｂ２−マイクログロブリン、ヘモグロビ ン、赤血球、ＨＢｃＡｂ、ＨＴＬＶ、ＡＬＴ、ＳＴＳ−梅毒、ＡＢＯ血液型抗原 および他の血液型抗原、サイトメガロウイルス、フェリチン、Ｂ−１２、葉酸、 グリコシル化ヘモグロビン、アンフェタミン、抗うつ剤および他の向精神薬。 異なる結合ドメインでのＥＣＬの測定は、順にまたは同時に行われる。 細胞表面タンパク質である目的のアナライトに特異的なＰＭＡＭＳは、まず細 胞を含有する試料に暴露され、ここで試料中の細胞を計測することが好ましい。 好適な実施態様において、既知の容量の試料および／または希釈した試料は、少 なくとも１つの細胞表面抗原に特異的な複数の結合ドメインを有するＰＭＡＭＳ に暴露される。結合した細胞は、次にＥＣＬ標識物に結合した第２の結合基を結 合させることにより定量できる。これは、広範囲の型の細胞と相互作用すること ができる基（例えば、細胞膜に挿入できる疎水性基もしくは細胞表面の糖に対す るレクチンに結合したＥＣＬ標識物）である。ＥＣＬ標識物は、細胞表面抗体に 対する第２の抗体に結合される。より具体的な実施態様において、同じドメイン に結合した数種類の型の細胞が、複数のＥＣＬ標識物で標識した第２抗体を用い ることにより区別できる。細胞表面上のあるアナライトに特異的な別々の結合ド メインの数が、試料中に存在する結合性の細胞の平均数より多いことを確認する ことが好ましい。次に統計的方法を用いて、試料容量当たりの細胞の数を求める 。この方法は、例えばウイルスのような他の粒子（ここで、結合試薬はウイルス の抗原を認識する）を計測するのに使用することもできる。ドメインは細胞のサ イ ズに比較して小さくすることができ、こうして各ドメインについてデジタルシグ ナルが得られ、次にこれを統計的方法を用いてドメインの合計に対して解析する ことができる。ドメインは細胞の大きさに比較して大きく、従って細胞はドメイ ンに結合することができる。この場合、各ドメインからのシグナルのレベルは、 試料の容量当たりの細胞の数を与えるように較正することができる。光検出器の アレイ（例えば、ＣＣＤカメラまたはアバランシュフォトダイオードアレイ）を 用いる画像解析により、細胞を計測し、細胞の形態を測定することができる。 本発明は好ましくは、また５〜１５分間で１０００ＥＣＬ反応の速度でＥＣＬ 反応を行う方法（例えば、測定法）を与える。 ５．１１．他の分析方法および／またはＥＣＬとともに使用されるＰＭＡＭＳ ＥＣＬベースの前記方法は、他の測定法とともに使用することができる（例え ば、触媒反応や他の化学反応が起きるドメインとして）。本発明の別々の結合ド メインは、他の測定法（例えば、電解質測定のような臨床化学的化学物質測定法 、臨床酵素測定、血液タンパク質測定、グルコース、尿およびクレアチニン測定 など）で使用することができる。ＥＣＬ測定法と組合せるかまたは本発明のＰＭ ＡＭＳとともに単独で使用される他の測定法には、化学発光ベースの標識、蛍光 ベースの測定法、酵素結合測定系、電気化学測定法（例えば、ヒックマン（Hick man）ら、１９９１、Ｓｃｉｅｎｃｅ ２５２：６８８−６９１を参照）、およ び／または共鳴検出（例えば、表面プラズモンおよび音響法）測定系がある。 液滴のアレイの中に複数の異なる化学物質を有する、液滴を有するＰＭＡＳ支 持体を使用することができる。各液滴は、異なる結合試薬および／または異なる 化学物質を含有してもよい（すなわち、この反応媒体）。例えば、疎水性表面領 域に囲まれた親水性表面結合ドメイン上にあり、液滴は親水性してもよい。液滴 は、表面を覆う疎水性溶液により保護される。測定される親水性溶液は、疎水性 領域に囲まれた親水性結合ドメインを有する第２のＰＭＡＭＳ上に沈積される。 ２つの表面は決められた近傍に来て、反対の表面の親水性ドメインと接触し、ス ペクトル解析を行って化学的測定の反応生成物を検出する。 小繊維マットは、疎水性および／または親水性ドメインに囲まれた複数の不連 続な疎水性および／または親水性ドメインがあるように、パターン付けされる。 結合試薬を含有する水溶液の液滴が親水性領域上にのって、周りの疎水性領域に 閉じこめられる。これらの液滴は、例えば小繊維、小繊維の凝集物、結合試薬、 ＥＣＬ試薬、測定試薬、界面活性剤、ＰＥＧ、洗浄剤、例として前述した複数の 生物学的分子、および／またはこれらの組合せを含有してもよい。 第１のＰＭＡＭＳを覆う疎水性溶液は、上面の親水性液滴の一部のみが環境に 暴露されるように、調節して除去する（例えば、蒸発、はじき）。光学化学反応 のために測定される親水性溶液は次に、ＰＭＡＭＳ表面に暴露され、親水性の微 小液滴と測定される溶液を混合し、分析（例えば、スペクトル）を行う。 ＰＭＡＭＳ結合ドメインはまた、プレフィルターまたはフィルターとして使用 される。例えば細胞特異的なＰＭＡＭＳは、ある場合にはある型の細胞のフィル ターとして単独で、およびサイズ排除フィルターとともに使用できる。得られる アナライト溶液は次に、細胞内顆粒物質（例えば、ウイルス）に特異的なＰＭＡ ＭＳに暴露される。顆粒細胞内ＰＭＡＭＳおよび／またはサイズ排除フィルター を用いて、小分子（例えば、タンパク質、小さな化学的物質）アナライト溶液を 形成させる。非特異的なアナライト相互作用を低下させるために、連続的ＰＭＡ ＭＳ測定系を使用して、アナライト溶液を順に精製する。 支持体、電極および／または結合ドメインに使用される材料の光学的不透明度 は、所望の性質を得るように変化させることができる。このような材料は、材料 の厚さ、組成および／または光学密度により、半透明、透明もしくは実質的に不 透明であってよい。 小繊維マットの光学不透明度は、マットの厚さが増加すると増加する。非常に 薄いマットは実質的に透明である。厚いマットは、実質的に不透明である。ある 場合には、０．０１μm〜０．５μmの範囲の厚さのマットは実質的に透明である 。他の例では、２０μmを超える厚さのマットは実質的に不透明である。０．５ μm〜２０μmの間の厚さのマットは中間の不透明度を有し、これは小繊維マット の厚さが増加すると増加する。マットの具体的な厚さは、マット中に分散される 材料の組成、密度、誘導体化、層の数、型および量、および／またはこれらの組 合せに依存する。これはまた、使用される光の波長に依存する。 ある材料がある厚さで実質的に透明であり、別の厚さでは実質的に不透明であ るなら、その材料のある深さから放出される光は通過するが、別の（例えば、よ り深い）深さから放出される光は、材料に実質的に吸収されるかまたは分散され る。１つの例では、ある材料は種々の不透明度により、光学フィルターとして使 用することが可能である。 小繊維マットのある深さから放出される光は、実質的にマットを通過し、小繊 維マットの近傍または表面に置いた検出器で観察することができる。別の深さか ら放出される光は、吸収されるかおよび／またはマットにより分散され、マット の近傍または表面に置いた検出器で観察することができない。小繊維マット（お よび／または、光学的に類似の材料）のこの性質は、ＥＣＬ測定法において結合 試薬および非結合試薬を区別するのに使用することができる。 ある試薬は、多孔性材料中で充分な深さまで拡散（能動的または受動的）され るか、はじかれるか、圧力により押されて、これらの試薬からの光の放出はマッ トにより実質的にまたは完全に吸収されるかまたは拡散される。１つの例では、 小繊維マットは、マットの表面またはその近傍で、ある試薬が通過し、ある試薬 が捕捉され、および／またはある試薬が非常に薄い層に結合する、物理的および 光学的フィルターの両方として作用する。１つまたはそれ以上の結合ドメインに 結合した試薬および／または１つまたはそれ以上の結合ドメインに結合した分子 種（これらのドメインは、小繊維マットの表面のいずれかに位置するか、または ＰＭＡＭＳ上のマットの表面の近くの層に位置する）は、マット内もしくはマッ トを介して拡散したり、引っ張られたりするのを妨害される。試薬がマットの表 面の非常に薄い層にのみ結合するように、試薬および／または他の溶液は、小繊 維マットの表面を流れるか、懸濁されるかおよび／または離れている。試薬は、 １つまたはそれ以上の方向に、マットを介して１回またはそれ以上洗浄される。 試薬は、小繊維マット、１つまたはそれ以上の結合ドメイン、１つまたはそれ以 上の結合ドメインに結合した他のもしくは同じ試薬に結合してもよく、マット内 に混入、マットを通過してもよく、またはこれらの組合せでもよい。 支持体および／または電極に使用される多孔性材料は、上層が結合ドメインを 有し、マット内の別の層が結合ドメインを有さない２つ以上の層を有してもよい 。ある例では、小繊維マット（図２９に模式図として示す）、上層２９００は充 分 厚く、この層の下の層２９０１、２９０２から発生する光の通過を妨害する。こ の上層に結合した光源２９０４、２９０５から発生する光２９０３は、マットの 表面またはその近傍に位置する検出器２９０６により検出することができる。下 層２９０１、２９０２中の光源２９０７、２９０８、２９０９から発生する光は 、いずれかの層またはすべての層により吸収されるかおよび／または拡散され、 検出器２９０６、２９１０により検出することができない。 マットを作成する前に、小繊維および／または小繊維凝集物の特定のサイズ、 型、派生物を選択するのに、前濾過工程が使用される。小繊維の懸濁物を濾過す るのに使用されるフィルター物質は、１つのまたは多くの孔を有する小繊維のマ ットである。 多孔性材料（例えば、小繊維マット）は、結合ドメインのための支持体、ＥＣ Ｌもしくは他の電気化学的応用に使用される電極、試薬の送達を調節するために 使用されるフィルター、および／または種々の程度に光を伝搬、吸収および／ま たは拡散することができる光学フィルターとして作用することができる。 ５．１２．エレクトロクロミックＥＣＬディスプレーパネル 本発明はまた、平面パネルディスプレーに使用される単離された電気化学的ピ クセルの製造を提供する。電気的にアドレスされた時に隣接ピクセルに対して限 定された作用（すなわち、限定クロストーク）を有するピクセルを作成するため に、エレクトロクロミックおよび電気化学発光ベースの平面パネルディスプレー で使用するために、リトグラフ法が提唱されている（米国特許第５，１８９，５ ４９号を参照）。そのようなクロストークを減少させるためのリトグラフ法の限 界は、電解質材料が、露光された時に導電率を変化することができなければなら ないことである。光誘導性の導電率調節が可能な材料を使用することなく、ピク セル間のクロストークを低下させ、こうして広範囲の異なる溶液、ゲルまたはフ ィルムの使用を可能にすることが、本発明の特徴である。 ピクセルの活性領域である２つの電極表面は、サンドイッチ型で互いに向かい 合っている２つの表面上にある。電極表面は、例えば相補的なエレクトロクロミ ックな材料でコーティングされる。クロストークを減少させるために、異なる電 極対の間に非導電性領域を有する電極表面の間（すなわち、ピクセル要素の間） に、導電性電解性フィルムを置く。コーティングされた電極表面が親水性の場合 は、電極の周りの表面の領域は疎水性にされ（例えば、マスクを介する型押しま たは沈積）、親水性導電性液滴を第１の表面上の電極にのせ（例えば、流体アレ イにより）、次に第２の表面をロボットで整列させ、第１の表面と接触させ、こ うして電極がそろう。こうして電解性液滴は、ピクセルの間に導電性材料を入れ ることなく１つのピクセル内に拘束される。ピクセルの電極対は、同じ表面上で 近接して並ぶ。コーティングされた電極が親水性の場合は、両方の電極を含む領 域は、親水性電極の周りで疎水性環を形成するように作成される（例えば、マス クの打ち出し法または沈積法により）。前述の２つの実施態様で記載した液滴は 、疎水性溶液を用いて安定化される。溶液の粘度は、液滴アレイの安定性を上げ るために上げられる。親水性と疎水性が逆転する。他の実施態様では、電極対の 間またはその上のフィルムの安定性および／または導電性（例えば、導電性ポリ マー）を上げるために、重合可能な溶液を含有する。さらに、ピクセル間のクロ ストークを制限するために、構造的特徴を利用する。例えば、電極ピクセル対に 限界を規定することができる環形の型押し突起を有する弾性打ち出し（例えば、 ポリ（ジメチルシロキサン））を使用して、フィルム間の電解溶液、ゲル、また はピクセルを単離する。あるいは並んだ電極ピクセル対を、上記電極のウェル内 に置いたある表面、電解溶液、ゲルまたはフィルム上の電気的絶縁性ウェル様構 造中に入れ、全表面を覆うかまたはコーティングして、各ピクセルの電解成分を 単離または封じこめる。 ５．１３．他の化学反応に使用されるＰＭＡＭＳ 本発明のＰＭＡＭＳはまた、ＥＣＬと組合せずに化学反応を行うのに使用でき る。例えば、前記セクション５．１１に記載した方法および非ＥＣＬ測定法が利 用できる。 試料中の目的のアナライトを検出または測定するためにカセットが提供され、 該カセットは、（ａ）別々の結合ドメインの少なくとも一部は他の結合ドメイン とは異なる結合特異性を有し、複数の別々の結合ドメインのそれぞれは親水性で ありそして疎水性領域に囲まれている、少なくとも１つの結合表面を形成するた めの、その表面上の複数の別々の結合ドメインを有する第２の支持体、および （ｂ）測定表面を形成するためにその上で化学的測定法を行うのに適した反応媒 体からなる複数の親水性ドメインを有する第２の支持体（ここで、複数の別々の 結合ドメインと複数の反応媒体は、接触させることができ、その結果各結合ドメ イン上に存在する分析される試料は反応媒体と接触されて、目的のアナライトが 検出または測定される）からなる。あるいは、結合ドメインは疎水性であり、第 ２の支持体は、反応媒体を含有する複数の疎水性ドメインを有する。 本発明は、試料中の目的のアナライトを検出または測定するための方法を提供 し、該方法は、（ａ）検出または測定すべきアナライトを含有する試料の液滴を 、支持体表面上の複数の別々の結合ドメインにのせて、この複数の別々の結合ド メインは、他の結合ドメイン内に封じ込められた結合試薬と特異性が互いに同一 である結合試薬、かつこれとは異なる結合試薬を含有する少なくとも１つの結合 ドメインからなり、各別々の結合ドメインは、疎水性であるかまたは親水性であ ることを特徴とするが、但し各結合ドメインの周りの支持体表面の領域は、試料 中の１つまたはそれ以上の目的のアナライトが結合ドメインに結合できるように するために、（ｉ）結合ドメインが親水性なら疎水性であり、そして（ii）結合 ドメインが疎水性なら親水性であり、そして （ｂ）第１の支持体上の液滴を、化学的測定法を行うのに適した反応媒体からな る複数の別々の親水性ドメインをその上に有する第２の支持体の表面に接触させ 、そして （ｃ）結合ドメインに結合した目的のアナライトの存在を測定する、ことからな る。 また試料中の目的のアナライトを検出または測定するための方法が提供され、 この方法は、（ａ）検出または測定すべきアナライトを含有する試料の液滴を、 支持体表面上の複数の別々の結合ドメインにのせて、この複数の別々の結合ドメ インは、他の結合ドメイン内に封じ込められた結合試薬と特異性が互いに同一で ある結合試薬、かつこれとは異なる結合試薬を含有する少なくとも１つの結合ド メインからなり、各別々の結合ドメインは、疎水性であるかまたは親水性である ことを特徴とするが、但し各結合ドメインの周りの支持体表面の領域は、試料中 の１つまたはそれ以上の目的のアナライトが結合ドメインに結合できるようにす るために、（ｉ）結合ドメインが親水性なら疎水性であり、そして（ii）結合ド メインが疎水性なら親水性であり、そして （ｂ）試料の液滴上に反応媒体の液滴をのせ、そして （ｃ）結合ドメインに結合した目的のアナライトの存在を測定する、ことからな る。 本発明のこの面の１つの具体例においてそれぞれが、基質として化学反応の順 に中間体を使用する異なる酵素を取り込んで有する結合ドメインは、ＰＭＡＭＳ 表面上に位置し、そのため、次の酵素の基質となるある酵素反応の生成物は、反 応経路中の次に酵素の方に流れる。本発明はまた、前記方法を用いて、自己組立 単層上の酵素の大量固定化（例えば、工業的応用のために）を提供する。 例えば、片面または両面に酵素が固定化されたシートは、溶液容量に対する高 表面積比を達成するために重ねられる。あるいは、そのような固定化酵素は、多 孔性材料に結合される。さらに、そのような固定化酵素は、ディプスティック、 化学反応物質、試験管または毛細管の壁面、またはインキュベーターチャンバー のような容器の壁面上でもよい。 本発明の別の面において、前述したような非ＥＣＬ測定法がＰＭＡＭＳ類似体 上で行われ、ＰＭＡＭＳ類似体は、非ＥＣＬ反応を行うための別々のドメインを 含有し、別々のドメインは必ずしも結合試薬を取り込んでおらず、従って必ずし も結合ドメインではないという点で、該ＰＭＡＭＳ類似体は前記ＰＭＡＭＳとは 異なる。このようなＰＭＡＭＳ類似体は、反応を行うための別々のドメインを有 し、別々のドメインに適用される液体の分散および／または拡散を阻害するよう に作成される。ある実施態様において、反応媒体および／または試料を別々のド メインに封じこめるのを助けるために、ドメインは支持体表面上の周りの領域に 対して疎水性または親水性である。分散または拡散を阻害するために、ウェルの 使用、フェルトもしくは多孔性材料上の反応媒体または試料の沈積、ゲル、フィ ルムなどの上の反応媒体または試料の沈積または乾燥が行われる。このような各 別々のドメインの直径または幅は１mm未満、好ましくは５０nm〜１mmの範囲であ り、最も好ましくは１ミクロン〜１mmの範囲である。同じであるかまたは異なる 反応媒体は、各別々のドメインに沈積されてから試料が適用されるか、または反 応媒体の沈積の前に試料の適用が行われる。 非ＥＣＬ測定法を行うためのＰＭＡＭＳ類似体の使用の好適な面において、複 数の別々のドメイン上に反応媒体の液滴をのせ、好ましくは微量液体ガイドのア レイから同時に送達され、次に随時、安定性を向上させるかおよび／または液滴 を保護するために、より粘性の高い溶液（例えば、油）を反応媒体の上にのせる か、あるいは別々のドメインの間にのせ、次に、各別々のドメインに別々に適用 するか、または大量に、ドメインを含有するＰＭＡＭＳ類似体の全表面を液体試 料に暴露することにより、検出または測定されるアナライトを含有する試料を各 ドメインに適用する。結合ドメイン中で生じる反応を進行させ、当該分野で公知 のものから選択されるレポーターおよび検出系を用いて、結果を観察する。 以下の例により本発明をさらに説明するが、これらは決して本発明の範囲を限 定するものではない。 ６．例 ６．１．微量型押しによるＭＡＢ ＰＭＡＭＳ表面の作成 厚さ１〜２ミクロンの感光および現像したフォトレジストマスターを、角アレ イパターンで公知の方法に従って作成する。シルガード（ＳＹＬＧＡＲＤ）シリ コーンエラストマー１８４（ポリ（ジメチルシロキサン）；ダウコーニグ（Dow Corning）から入手できる）と対応するシルガード（ＳＹＬＧＡＲＤ）１８４硬 化剤の１０：１混合物をマスターの上に注ぎ、硬化させる。重合したシルガード （ＳＹＬＧＡＲＤ）１８４を注意深くシリコンマスターから除去する。得られる 弾性型押しは、エタノール性溶液（１〜１０mM）中の親水性ＯＨが末端にあるア ルカンチオール、ＳＨ（ＣＨ₂）₁₁−（ＯＣＨ₂ＣＨ₂）₆ＯＨに暴露して「墨入れ 」を行い、整列した金表面にロボットでピンレジスター接触させ、除去する。次 に基板を、疎水性ＣＨ₃が末端にあるアルカンチオール、ＳＨ（ＣＨ₂）₁₀−ＣＨ₃ （エタノール中１〜１０mM）の溶液で数秒間（例えば、２〜１０秒間）洗浄す る（クマール（Kumar ）ら、前述、およびプライム（Prime）ら、Ｓｃｉｅｎｃ ｅ ２５２：１１６４−７）。得られる表面を次に、窒素流中で静かに乾燥させ る。親水性溶液を含有する毛細管アレイを次に、整列した表面にロボットでピン レジスター接触させ毛細管をＳＨ（ＣＨ₂）₁₁− （ＯＣＨ₂ＣＨ₂）₆ＯＨドメインで整列させる。毛細管アレイ中の各毛細管は、 目的のアナライトに特異的で、アミド結合を介して親水性ドメイン上の反応性Ｏ Ｈ基に共有結合することができるモノクローナル抗体（ＭＡＢ）を含有する。 ６．２．微量型押しによるＭＡＢおよび核酸ＰＭＡＭＳ表面の作成 厚さ１〜２ミクロンの感光および現像したフォトレジストマスターを、角アレ イパターンで公知の方法に従って作成する。シルガード（ＳＹＬＧＡＲＤ）シリ コーンエラストマー１８４と対応するシルガード（ＳＹＬＧＡＲＤ）１８４硬化 剤の１０：１混合物をマスターの上に注ぎ、硬化させる。重合したシルガード（ ＳＹＬＧＡＲＤ）１８４を注意深くシリコンマスターから除去する。得られる弾 性型押しは、エタノール性溶液（１〜１０mM）中の親水性ＯＨが末端にあるアル カンチオール、ＳＨ（ＣＨ₂）₁₁−（ＯＣＨ₂ＣＨ₂）₆ＯＨに暴露して「墨入れ」 を行い、整列した金表面にロボットでピンレジスター接触させ、除去する。次に 基板を、疎水性ＣＨ₃が末端にあるアルカンチオール、ＳＨ（ＣＨ₂）₁₀−ＣＨ₃ （エタノール中１〜１０mM）の溶液で数秒間（例えば、２〜１０秒間）洗浄する （クマール（Kumar ）ら、前述、およびプライム（Prime ）ら、Ｓｃｉｅｎｃｅ ２５２：１１６４−７）。得られる表面を次に、窒素流中で静かに乾燥させる 。親水性溶液を含有する毛細管アレイを次に、整列した表面にロボットでピンレ ジスター接触させ毛細管をＳＨ（ＣＨ₂）₁₁−（ＯＣＨ₂ＣＨ₂）₆ＯＨドメインで 整列させる。毛細管アレイ中の各毛細管は、目的のアナライトに特異的で、アミ ド結合を介して親水性ドメイン上の反応性ＯＨ基に共有結合することができる抗 体または修飾核酸を含有する。 ６．３．エッチングによるＰＭＡＭＳ表面の作成 きれいな金表面を、エタノール性溶液（１〜１０mM）中の親水性ＯＨが末端に あるアルカンチオール、ＳＨ（ＣＨ₂）₁₁−（ＯＣＨ₂ＣＨ₂）₆ＯＨに暴露させる （プライム（Prime ）ら、Ｓｃｉｅｎｃｅ ２５２：１１６４−７）。先が細く とがった器具を線状に並べたものを、並べた金表面とロボットで光学レジスター 接触させ、線状アレイを使用して、表面のＸ方向とＹ方向にエッチングして、Ｓ Ｈ（ＣＨ₂）₁₁−（ＯＣＨ₂ＣＨ₂）₆ＯＨドメインの二次元の格子アレイを作成す る。次に基板を、疎水性ＳＨ（ＣＨ₂）₁₁−（ＯＣＨ₂ＣＨ₂）₆ＣＨ₃ （エタノール中１〜１０mM）の溶液で数秒間（例えば、２〜１０秒間）洗浄する 。得られる表面を次に、窒素流中で静かに乾燥させる。親水性溶液を含有する毛 細管アレイを次に、整列した表面にロボットでピンレジスター接触させ毛細管を ＳＨ（ＣＨ₂）₁₁−（ＯＣＨ₂ＣＨ₂）₆ＯＨドメインで整列させる。毛細管アレイ 中の各毛細管は、目的のアナライトに特異的で、親水性ドメイン上の反応性ＯＨ 基に共有結合することができる抗体または核酸を含有する。 ６．４．ＰＭＡＭＳ表面上でのサンドイッチ測定法 パターン付けされた多重特異的アレイの一次抗体を表面に結合して含有する実 質的に透明の、透明ＰＭＡＭＳ表面を前述のように作成する。支持体、電極アッ セイ、モノログ（monologues）表面の使用が透明であるとして選択される。次に ＰＭＡＭＳ表面を、測定すべき目的のアナライトを含有することが疑われる溶液 試料に暴露する。次に試料を洗浄して、抗体の結合したアナライトを表面に残す 。次にＰＭＡＭＳ表面を、表面に結合したアナライトに特異的な第２ＥＣＬ標識 抗体を含有する溶液に暴露する。次にこの溶液をＰＭＡＭＳ表面から洗浄して、 アナライトが存在するドメインに結合したＥＣＬ標識第２抗体を残す。 汚染作用を避けるために、試料と電極表面との早すぎる接触を防ぐため、取り 外し可能なバリアーにより電極アッセイを保護する。次にこのバリアーをはずし て、測定緩衝液で濡れた電極アレイを、ＰＭＡＭＳ表面と並べて接触させる。電 極アレイを、電位波形発生器に接続して、作用電極／対電極対に電位をかける。 次に放出される光をＣＣＤで読み、シグナルをマイクロプロセッサーに送り、こ こでシグナルを所望の読み出し型に変換する。 読み値を、既知量の目的のアナライトの形の対照を用いて得られる読み値と比 較して、アナライトの実際の量を計算する。 ６．５．第１および第２ＰＭＡＭＳ表面上での測定 パターン付けされた多重特異的アレイの第１抗体を表面に結合して含有する、 透明ＰＭＡＭＳ表面を前述のように作成する。次にＰＭＡＭＳ表面を、測定すべ き目的のアナライトを含有することが疑われる溶液試料に暴露する。次に試料を 洗浄して、抗体の結合したアナライトを表面に残す。 ＥＣＬ標識物で標識した複数の第２抗体のパターン付けされた微小液滴が上に ある、疎水性／親水性パターンが交互に存在する、保護カバーの下の第２のＰＭ ＡＭＳが提供される。 第１のＰＭＡＭＳと位置の合っている第２のＰＭＡＭＳを保護するバリアーを 取り外し、微小液滴を、第１抗体の位置に合わせる。第２ＰＭＡＭＳを取り外し 、電極アレイを第１のＰＭＡＭＳ表面と整列させて接触させる。電極アレイを、 電位波形発生器に接続して、作用電極／対電極対に電位をかける。次に放出され る光を光電子増倍管で読み、シグナルをマイクロプロセッサーに送り、ここでシ グナルを所望の読み出し型に変換する。 読み値を、既知量の目的のアナライトの形の対照を用いて得られる読み値と比 較して、アナライトの実際の量を計算する。 ６．６．ＰＭＡＭＳ表面での核酸測定 パターン付けされた多重特異的アレイの１本鎖核酸プローブを表面に結合して 含有する、透明ＰＭＡＭＳ表面を前述のように作成する。プローブは、目的の核 酸アナライトの５’領域に相補的である。次にＰＭＡＭＳ表面を、測定すべき目 的のハイブリダイズ可能な核酸アナライトを含有することが疑われる溶液試料に 暴露する（試料は、あらかじめ変性させておく、すなわち、目的のアナライトを １本鎖にしておく）。次に試料を洗浄して、ハイブリダイズしたアナライトを表 面に残す。次にＰＭＡＭＳ表面を、表面に結合した核酸アナライトの３’末端に 特異的な第２ＥＣＬ標識核酸プローブを含有する溶液に暴露する。次にこの溶液 をＰＭＡＭＳ表面から洗浄して、アナライトが存在するドメインに結合したＥＣ Ｌ標識核酸プローブを表面に残す。 第１のＰＭＡＭＳと位置の合っている第２のＰＭＡＭＳを保護するバリアーを 取り外し、微小液滴を、第１のＰＭＡＭＳ上の第１抗体結合ドメインの位置に合 わせる。第２ＰＭＡＭＳを取り外し、電極アレイを第１のＰＭＡＭＳ表面と整列 させて接触させる。 電極アレイを、電位波形発生器に接続して、作用電極／対電極対に電位をかけ る。次に放出される光をＣＣＤで読み、シグナルをマイクロプロセッサーに送り 、ここでシグナルを所望の読み出し型に変換する。 読み値を、既知量の目的のアナライトの形の対照を用いて得られる読み値と比 較して、アナライトの実際の量を計算する。 ６．７．光電増幅検出器を用いるＰＭＡＭＳ表面での競合的測定 目的のアナライトに特異的な、パターン付けされた多重特異的アレイの一次抗 体を表面に結合して含有する、透明ＰＭＡＭＳ表面を前述のように作成する。次 にＰＭＡＭＳ表面を、目的のアナライトを含有することが疑われる試料と、抗体 への結合に関して目的のアナライトと競合する既知のＥＣＬ標識分子を含有する 試料の混合物である溶液試料に暴露する。試料を洗浄して、抗体の結合したアナ ライトおよび／または標識した競合的結合物を表面に結合して残す。 汚染作用を避けるために、試料と電極表面との接触を防ぐため、取り外し可能 なバリアーにより電極アレイを保護する。次にこのバリアーをはずして、測定緩 衝液で濡れた電極アレイを、ＰＭＡＭＳ表面と並べて接触させる。電極アレイを 、電位波形発生器に接続して、作用電極／対電極対に電位をかける。次に放出さ れる光を光電増幅管で読み、シグナルをマイクロプロセッサーに送り、ここでシ グナルを所望の読み出し型に変換する。 読み値を、既知量の目的のアナライトの形の対照を用いて得られる読み値と比 較して、アナライトの実際の量を計算する。 ６．８．ＣＣＤ検出器を用いるＰＭＡＭＳ表面での競合的測定 パターン付けされた多重特異的アレイの第１抗体を表面に結合して含有する、 透明ＰＭＡＭＳ表面を前述のように作成する。次にＰＭＡＭＳ表面を、測定すべ き目的のアナライトを含有することが疑われる溶液試料に暴露する。次に試料を 洗浄して、抗体の結合したアナライトを表面に残す。 目的のアナライトと競合する複数の既知のＥＣＬ標識分子のパターン付けされ た微小液滴が上にある、疎水性／親水性パターンが交互に存在する、保護カバー の下の第２のＰＭＡＭＳが提供される。 第１のＰＭＡＭＳと位置の合っている第２のＰＭＡＭＳを保護するバリアーを 取り外し、微小液滴を、第１のＰＭＡＭＳ上の第１抗体結合ドメインの位置に合 わせる。第２ＰＭＡＭＳを取り外し、電極アレイをＰＭＡＭＳ表面と整列させて 接触させる。電極アレイを、電位波形発生器に接続して、作用電極／対電極対に 電位をかける。次に放出される光をＣＣＤで読み、シグナルをマイクロプロセッ サーに送り、ここでシグナルを所望の読み出し型に変換する。 読み値を、既知量の目的のアナライトの形の対照を用いて得られる読み値と比 較して、アナライトの実際の量を計算する。 ６．９．ＳＨ（ＣＨ₂）₁₀−（ＯＣＨ₂ＣＨ₂）₆ＣＨ₃アルカンチオールを用いる 微量微小型押しによるＭＡＢ ＰＭＡＭＳ表面の作成 厚さ１〜２ミクロンの感光および現像したフォトレジストマスターを、角アレ イパターンで公知の方法に従って作成する。シルガード（ＳＹＬＧＡＲＤ）シリ コーンエラストマー１８４（ポリ（ジメチルシロキサン）；ダウコーニグ（Dow Corning）から入手できる）と対応するシルガード（ＳＹＬＧＡＲＤ）１８４硬 化剤の１０：１混合物をマスターの上に注ぎ、硬化させる。重合したシルガード （ＳＹＬＧＡＲＤ）１８４を注意深くシリコンマスターから除去する。得られる 弾性型押しは、エタノール性溶液（１〜１０mM）中の親水性ＯＨが末端にあるア ルカンチオール、ＳＨ（ＣＨ₂）₁₁ＯＨに暴露して「墨入れ」を行い、整列した 金表面にロボットでピンレジスター接触させ、除去する。次に基板を、疎水性Ｃ Ｈ₃が末端にあるアルカンチオール、ＳＨ（ＣＨ₂）₁₀ＣＨ₃（エタノール中１〜 １０mM）の溶液で数秒間（例えば、２〜１０秒間）洗浄する（クマール（Kumar ）ら、前述）。次に得られる表面を、窒素流中で静かに乾燥させる。次に親水性 溶液を含有する毛細管アレイを、整列した表面にロボットでピンレジスター接触 させ毛細管をＳＨ（ＣＨ₂）₁₁ＯＨドメインで整列させて、特異的抗体を各ドメ インに入れる。毛細管アレイ中の各毛細管は、目的のアナライトに特異的で、親 水性ドメイン上の反応性ＯＨ基に共有結合することができるモノクローナル抗体 （ＭＡＢ）を含有する。 ６．１０．ＳＨ（ＣＨ₂）₁₀ＣＨ₃アルカンチオールを用いる微量微小型押しによ るＭＡＢと核酸ＰＭＡＭＳ表面の作成 厚さ１〜２ミクロンの感光および現像したフォトレジストマスターを、角アレ イパターンで公知の方法に従って作成する。シルガード（ＳＹＬＧＡＲＤ）シリ コーンエラストマー１８４と対応するシルガード（ＳＹＬＧＡＲＤ）１８４硬化 剤の１０：１混合物をマスターの上に注ぎ、硬化させる。重合したシルガード（ ＳＹＬＧＡＲＤ）１８４を注意深くシリコンマスターから除去する。得られる 弾性型押しは、エタノール性溶液（１〜１０mM）中の親水性ＯＨが末端にあるア ルカンチオール、ＳＨ（ＣＨ₂）₁₁ＯＨに暴露して「墨入れ」を行い、整列した 金表面にロボットでピンレジスター接触させ、除去する。次に基板を、疎水性Ｃ Ｈ₃が末端にあるアルカンチオール、ＳＨ（ＣＨ₂）₁₀ＣＨ₃（エタノール中１〜 １０mM）の溶液で数秒間（例えば、２〜１０秒間）洗浄する（クマール（Kumar ）ら、前述）。次に得られる表面を、窒素流中で静かに乾燥させる。次に親水性 溶液を含有する毛細管アレイを、整列した表面にロボットでピンレジスター接触 させ毛細管をＳＨ（ＣＨ₂）₁₁ＯＨドメインで整列させて、特異的抗体を各ドメ インに入れる。毛細管アレイ中の各毛細管は、目的のアナライトに特異的で、ア ミド結合を介して親水性ドメイン上の反応性ＯＨ基に共有結合することができる モノクローナル抗体または修飾核酸を含有する。 ６．１１．ストレプトアビジン−ビオチンリンカーを用いるＰＭＡＭＳ表面の作 成 厚さ１〜２ミクロンの感光および現像したフォトレジストマスターを、角アレ イパターンで公知の方法に従って作成する。シルガード（ＳＹＬＧＡＲＤ）シリ コーンエラストマー１８４と対応するシルガード（ＳＹＬＧＡＲＤ）１８４硬化 剤の１０：１混合物をマスターの上に注ぎ、硬化させる。重合したシルガード（ ＳＹＬＧＡＲＤ）１８４を注意深くシリコンマスターから除去する。得られる弾 性型押しは、メルカプトウンデカノールと１２−メルカプト（８−ビオチンアミ ド−３，６−ジオキサオクチル）ドデカンアミドの混合物（ここで、ビオチン化 チオールのモル分率は０．１である）に暴露して「墨入れ」を行う（スピンケ（ Spinke）ら、１９９３、ラングミュア（Langmuir）９：１８２１−５およびスピ ンケ（Spinke）ら、１９９３、Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｐｈｙｓ．９９（９）：７０１２ −９を参照）。次に基板を、疎水性ＣＨ₃が末端にあるアルカンチオール、ＳＨ （ＣＨ₂）₁₀ＣＨ₃アルカンチオール（エタノール中１〜１０mM）の溶液で数秒間 （例えば、２〜１０秒間）洗浄する（クマール（Kumar ）ら、前述）。次に得ら れる表面を、窒素流中で静かに乾燥させる。次に各毛細管中にストレプトアビジ ンの溶液を含有する毛細管アレイを、整列した表面にロボットでピンレジスター 接触させる。毛細管アレイ中の各毛細管を整列させて、ビオチン化ドメイ ンと接触させ、毛細管アレイを除去し、表面を洗浄する。次に複数のビオチン化 抗体とビオチン化核酸溶液を含有する第２の毛細管アレイを、整列した表面にロ ボットでピンレジスター接触させて、各ドメイン上に特異的抗体と核酸を入れる 。 ６．１２．ＭＡＢ単一表面の作成 ケイ素表面上の金の上の交互にあわさった作用電極／対電極対の電極アレイを 、当該分野で公知の方法により作成する（例えば、クマール（Kumar ）ら、前述 、を参照）。この例では、電極アレイと別々の結合ドメインアレイは、支持体の 同じ表面に存在する。厚さ１〜２ミクロンの感光および現像したフォトレジスト マスターを、作用電極のパターンで公知の方法に従って作成する。シルガード（ ＳＹＬＧＡＲＤ）シリコーンエラストマー１８４（ポリ（ジメチルシロキサン） （ＰＤＭＳ）；ダウコーニグ（Dow Corning ）から入手できる）と対応するシル ガード（ＳＹＬＧＡＲＤ）１８４硬化剤の１０：１混合物をマスターの上に注ぎ 、硬化させる。重合したシルガード（ＳＹＬＧＡＲＤ）１８４を注意深くシリコ ンマスターから除去する。得られる弾性型押しは、エタノール性溶液（１〜１０ mM）中の親水性ＯＨが末端にあるアルカンチオール、ＳＨ（ＣＨ₂）₁₁−（ＯＣ Ｈ₂ＣＨ₂）₆ＯＨに暴露して「墨入れ」を行い、電極アレイ表面上の整列した作 用電極にロボットでピンレジスター接触させ、除去する。次に親水性溶液を含有 する毛細管アレイを、電極アレイ表面上のＳＨ（ＣＨ₂）₁₁−（ＯＣＨ₂ＣＨ₂）₆ ＯＨドメインを有する毛細管を整列させて、ロボットでピンレジスター接触させ て、特異的抗体を各ドメインに入れる。毛細管アレイ中の各毛細管は、目的のア ナライトに特異的で、アミド結合を介して親水性ドメイン上の反応性ＯＨ基に共 有結合することができるモノクローナル抗体を含有する。 ６．１３．ＭＡＢ単一表面で行われる測定 ６．１２に記載の支持体（前述）を作成する。それぞれが作用電極／対電極の 範囲を限定する環としてパターン付けしたフォトレジストマスターから、前述の ようにＰＤＭＳ型押しを作成する。電極アレイ表面を、分析される試料に暴露し 、ＥＣＬ標識第２抗体の混合物で洗浄し、次にトリプロピルアミンを含有する測 定緩衝液溶液で洗浄する。次にＰＤＭＳ型押しを整列させ、レジスター接触させ てＰＤＭＳ型押しの管を整列させ、各電極対の上の測定緩衝液の各容量成分を限 定 および規定する。電極対に過電位をかけて、表面から単層を放出させて、作用電 極をＥＣＬ標識第２抗体に暴露する。次に透明ＰＤＭＳから放出される光を光電 増幅管で読み、シグナルをマイクロプロセッサーに送り、ここでシグナルを所望 の読み出し型に変換する。 読み値を、既知量の目的のアナライトの形の対照を用いて得られる読み値と比 較して、アナライトの実際の量を計算する。 ６．１４．作用電極および対電極を有する単一表面の作成 ケイ素支持体上の金の上の交互にあわさった電極の間の、結合ドメインを有す る交互にあわさった作用および対金電極対の電極アレイを、当該分野で公知の方 法により作成する（例えば、クマール（Kumar ）ら、前述、を参照）。この例で は、電極アレイと別々の結合ドメインアレイは、支持体の同じ表面に存在する。 厚さ１〜２ミクロンの感光および現像したフォトレジストマスターを、交互にあ わさった電極対の間の結合ドメインのパターンで公知の方法に従って作成する。 シルガード（ＳＹＬＧＡＲＤ）シリコーンエラストマー１８４（ポリ（ジメチル シロキサン）（ＰＤＭＳ）；ダウコーニグ（Dow Corning）から入手できる）と 対応するシルガード（ＳＹＬＧＡＲＤ）１８４硬化剤の１０：１混合物をマスタ ーの上に注ぎ、硬化させる。重合したシルガード（ＳＹＬＧＡＲＤ）１８４を注 意深くシリコンマスターから除去する。得られる弾性型押しは、エタノール性溶 液（１〜１０mM）中の親水性ＯＨが末端にあるアルカンチオール、ＳＨ（ＣＨ₂ ）₁₁−（ＯＣＨ₂ＣＨ₂）₆ＯＨに暴露して「墨入れ」を行い、電極アレイ表面上 の整列した金結合ドメインにロボットでピンレジスター接触させ、除去する。次 に親水性溶液を含有する毛細管アレイを、電極アレイ表面上のＳＨ（ＣＨ₂）₁₁ −（ＯＣＨ₂ＣＨ₂）₆ＯＨドメインを有する毛細管を整列させて、ロボットでピ ンレジスター接触させて、特異的抗体を各ドメインに入れる。毛細管アレイ中の 各毛細管は、目的のアナライトに特異的で、アミド結合を介して親水性ドメイン 上の反応性ＯＨ基に共有結合することができる抗体を含有する。 ６．１５．作用電極および対電極を有する単一表面上で行われる測定法 前記６．１４に記載の支持体表面を記載した方法（前述）により作成する。作 成された表面を、分析される試料に暴露し、ＥＣＬ標識第２抗体の混合物で洗浄 し、次にトリプロピルアミンを含有する測定緩衝液で洗浄する。電極アレイを、 電位波形発生器に接続し、作用電極／対電極対に電位をかける。次に放出される 光を光電子増倍管で読み、シグナルをマイクロプロセッサーに送り、ここでシグ ナルを所望の読み出し型に変換する。 読み値を、既知量の目的のアナライトの形の対照を用いて得られる読み値と比 較して、アナライトの実際の量を計算する。 ６．１６．対電極を有する表面の作成 厚さ１〜２ミクロンの感光および現像したフォトレジストマスターを、角アレ イパターンで公知の方法に従って作成する。シルガード（ＳＹＬＧＡＲＤ）シリ コーンエラストマー１８４と対応するシルガード（ＳＹＬＧＡＲＤ）１８４硬化 剤の１０：１混合物をマスターの上に注ぎ、硬化させる。重合したシルガード（ ＳＹＬＧＡＲＤ）１８４を注意深くシリコンマスターから除去する。得られる弾 性型押しは、エタノール性溶液（１〜１０mM）中の親水性ＯＨが末端にあるアル カンチオール、ＳＨ（ＣＨ₂）₁₁−（ＯＣＨ₂ＣＨ₂）₆ＯＨに暴露して「墨入れ」 を行い、金表面上の整列したパターン付け対電極と角結合ドメインにロボットで ピンレジスター接触させ、除去する。パターン付けした金表面は、結合ドメイン を限定するアドレスが可能な環対電極から構成される。各単層結合ドメインにつ いて、各金対電極と各金表面の間に間隙すなわち分離スペースが存在する。次に 結合試薬溶液を含有する毛細管アレイを、ＳＨ（ＣＨ₂）₁₁−（ＯＣＨ₂ＣＨ₂）₆ ＯＨドメインを有する毛細管を示す表面を、ロボットでピンレジスター接触させ て、特異的抗体または核酸を各ドメインに入れる。毛細管アレイ中の各毛細管は 、目的のアナライトに特異的で、親水性ドメイン上の反応性ＯＨ基に共有結合す ることができる抗体または核酸を含有する。 ６．１７．異なる表面に作用電極および対電極を有する単一の表面上で行われる 測定 例６．１６に記載した支持体表面を分析すべき試料溶液に暴露させる。次に支 持体表面を洗浄し、異なる特異性を有する複数のＥＣＬ標識ＭＡＢまたはＥＣＬ 標識核酸を含有する溶液に暴露し、次にトリプロピルアミンを含有する測定緩衝 液で洗浄する。セクション６．１６に記載のように支持体上の別々の結合ドメイ ン／対電極領域に対応するアレイ中に各作用電極を有する透明なアドレスが可能 な作用電極アレイを作成する。２つの支持体を測定緩衝液で濡らし、ロボットで レジスターで整列したコンフォーマル接触を行う。電極アレイを、電位波形発生 器に接続して、作用電極／対電極対に電位をかけ、２つの支持体の間に電界を発 生させる。次に透明の作用電極から放出される光をＣＣＤで読み、シグナルをマ イクロプロセッサーに送り、ここでシグナルを所望の読み出し型に変換する。 読み値を、既知量の目的のアナライトの形の対照を用いて得られる読み値と比 較して、アナライトの実際の量を計算する。 ６．１８．真空濾過によるＣＣ（分散）小繊維マットの作成 ０．１％w／w ＣＣ小繊維／脱イオン水を混合して、１mg／ml溶液を有するＣ Ｃ小繊維の水性スラリーを作成した。スラリー中に４００ワットの音波ホーンを １０分〜１時間沈めて、ＣＣ小繊維をスラリーに分散させた（大きなミクロンサ イズの凝集物は、小さな凝集物または個別の線維に分散される）。分散の程度は 、光学顕微鏡で追跡した。 ナイロンのフィルター膜（孔径０．４７μm、直径２５mm）を、直径２５mmの ガラス濾過器に入れた。分散した小繊維スラリーを、吸引濾過により膜／フィル ター装置を通して濾過した（図２３Ａ）。スラリーのアリコート（５ml）を２０ mlの脱イオン水で希釈し、次に膜／フィルター装置で濾過する。約０．２５〜０ ．３g／ccの平均的なマットについて、約１００μmのマットは６つのアリコート が必要であった。 分散物のすべての水がマットから除去されるまで吸引濾過を続けた（肉眼で判 定）。フィルター膜から直接マットを（手で）はがした。 オーブン中で６０℃で１０〜１５分間マットを乾燥した。使用のためにマット を切断し、穴をあけたか、または切片にした。 ６．１９．蒸発による金属メッシュ支持体上の小繊維マットの作成 ０．１％w／w ＣＣ小繊維／脱イオン水を混合して、１mg小繊維／ml溶液を有 するＣＣ小繊維の水性スラリーを調製した。スラリー中に４００ワットの音波ホ ーンを１０分〜１時間沈めて、ＣＣ小繊維をスラリーに分散させた（大きなミク ロンサイズの凝集物は、小さな凝集物または個別の線維に分散される）。分散の 程度は、光学顕微鏡で追跡した。 ステンレスメッシュの１cm²切片（４００カウント）を、直径２５mmの紙フィ ルターに入れる。スラリーの５mlのアリコートを、スクローン／フィルター紙組 合せ物の表面にピペットでのせた。スラリー中の水を室温と圧力、または加熱オ ーブン中で蒸発させた。 小繊維マットが乾燥したら、アリコートをさらに加えた。濾紙から１つのユニ ットとして小繊維とスクリーンをはがした。 使用のためにマットを切断し、穴をあけたか、または切片にした。 ６．２０．ＮＨＳ−エステル官能基を有する小繊維上のアビジンの固定化 ＣＯＯＨで誘導体化した小繊維（ハイペリオンキャタリスト社（Hyperion Cat alysts Inc.）から提供された）を、絶えず攪拌しながらジオキサン水溶液に〜 １０mg／mlで懸濁した。２０倍モル過剰のＮ−ヒドロキシスクシンイミドを加え 、溶解させた。次に、２０倍モル過剰のエチル−ジアミノ−プロピル−カルボジ イミド（ＥＤＡＣ）を加え、混合物を室温で２時間攪拌した。 攪拌後、上清を吸引し、固体を無水ジオキサンで３回、無水メタノールで１回 洗浄し、０．４５μmのポリスルホン膜で濾過した。濾過物をさらにメタノール で洗浄し、ガラスバイアル中に入れて、重量の減少が観察されなくなるまで真空 で引いた。 １０．４mgのＮＨＳ−エステル小繊維をＰＢＳ−１（約７０mMリン酸塩、１５ ０mMＮａＣｌ）（オリゲン（ORIGEN）試薬４０２−１３０−０１、ｐＨ７．８、 イゲン社（IGEN，Inc.））で洗浄した。洗浄した小繊維を２．３mlのアビジン溶 液に懸濁した（８．３mgアビジン／mlＰＢＳ−１）。 フラスコを絶えず回転させて懸濁物を室温で１．５時間置いた。 １．５時間後、懸濁物を４℃で１６時間保存し、次に室温に戻し、ＰＢＳ−１ で洗浄し、ＰＢＳ−１中で４℃で懸濁物として保存した。 ６．２１．炭素小繊維上のモノクローナル（抗ＡＦＰ）の固定化 炭素小繊維をＮＨＳ−エステルで官能基化して、例６．２０に記載のように作 成した。 １４mgの小繊維−ＮＨＳ−エステルを５００mlのＰＢＳ−１緩衝液と混合した 。 混合物が粘性のスラリーになるまで、２０分間音波処理した。さらに５００mlの ＰＢＳ−１緩衝液を加えた。 ８０mlのＰＢＳ−１中全部で１．６mgの抗ＡＦＰ（アルファフェトプロテイン ）抗体を、上記スラリーに加えた。室温で２．５時間反応させた。 ６mlのＰＢＳ−１緩衝液を加え、反応混合物を４℃で５分間遠心分離した。こ の操作を９回繰り返した。 最後の洗浄後、上清を除去し、小繊維−抗ＡＦＰ生成物を４℃で保存した。 ６．２２．小繊維マットのサイクリックボルタングラム：小繊維マットと金箔電 極との比較 ０．５Ｍ Ｋ₂ＳＯ₄中の６mM Ｆｅ³⁺／²⁺（ＣＮ）₆のサイクリックボルタン グラムを測定した。図３０Ａにおいて、ＣＣ（分散した）の未処理の小繊維マッ トのＣＶは、１０、２５および５０mV／秒での測定値は０．１０mA／cmであった 。例６．１８に記載のようにマットを作成した。図３０Ｂにおいて、金箔電極に ついて測定したＣＶは、１０、２５および５０mV／秒で０．０５mA／cmであった 。すべての電位は、Ａｇ／ＡｇＣｌに対する電位である。 ６．２３．小繊維マット電極の電気化学的性質：陽極ピーク電流とマットの厚さ の比較 同じ面積（０．２０cm²）であるが異なる厚さの小繊維マットについて、０． ５Ｍ Ｋ₂ＳＯ₄中の６mM Ｆｅ³⁺／²⁺（ＣＮ）₆のサイクリックボルタングラム を測定した。陽極ピーク電流（図３１）は、２４μm〜４２５μmの範囲内でマッ トの厚さの増加とともに増加した。各厚さについての陽極ピーク電流もまた、走 査速度の増加とともに増加した（１０mV／秒〜１５０mV／秒の範囲）。厚さの関 数としての陽極ピーク電流の増加速度もまた、厚さとともに増加した。厚さ２４ μmの小繊維マットは、金箔電極と同等の挙動を示した。 ６．２４．小繊維へのタンパク質の非特異結合 炭素小繊維（ＣＣ）へのタンパク質の非特異結合を以下のように測定した：（ ｉ）Ｒｕ（ｂｉｐｙ）₃ ²⁺（「ＴＡＧ１」）標識タンパク質の溶液を、平衡に達 するまで既知量の炭素小繊維に暴露した；（ii）標識タンパク質／小繊維溶液を 遠心分離し、上清を採取し、そして（iii）上清中に残存している標識タンパ ク質の量を電気化学発光（ＥＣＬ）を用いて測定した。 図３２に示す曲線を作成するために、３μg／mlの誘導体化ＴＡＧ１に結合し た抗ＣＥＡ抗体（誘導体化ＴＡＧ１ ＥＣＬ標識物に結合した癌胎児性抗原に対 する抗体）を、０．１Ｍのリン酸カリウム（ｐＨ７）中の連続希釈ＣＣ（未処理 ）小繊維に加えた。２０分間ボルテックス混合した後、遠心分離により小繊維を 除去した。上清中に残存するタンパク質（非結合）の量を測定するＥＣＬ測定は 、オリゲン（ORIGEN）測定緩衝液で５倍希釈した反応混合物上清のアリコートに ついてオリゲン（ORIGEN）アナライザーで行った。高濃度の炭素小繊維が存在す る時に、（小繊維に暴露しなかった反応混合物の物体についてのＥＣＬシグナル に対する）ＥＣＬシグナルの低下は、誘導体ＴＡＧ１で標識したタンパク質の結 合の増加により得られた。 ６．２５．洗浄剤／界面活性剤による小繊維へのタンパク質の非特異結合の減少 例６．２．４に記載の方法を使用して、小繊維へのタンパク質結合に及ぼす界 面活性剤の影響を調べた。誘導体化ＴＡＧ１／小繊維混合物に結合した抗ＣＥＡ にトリトンＸ−１００を加え、溶液を２０分間インキュベートし、管を遠心分離 し、オリゲン（ORIGEN）測定緩衝液で５倍希釈した上清のアリコートをＥＣＬで 分析した。結果を下記表と図３３に示す。 トリトンＸ−１００対誘導体化したＴＡＧ１で標識したタンパク質溶液のＥＣ Ｌ強度をプロットして得られた曲線を図３３に示す。大きい電気化学的シグナル は、上清中の誘導体化−ＴＡＧ１−標識タンパク質が多いことに対応し、小繊維 に結合した誘導体化−ＴＡＧ１−標識タンパク質が少ないことを示す。１０ppm 〜１００ppmまでの濃度のトリトンＸ−１００は、結合の程度を減少させ、１０ ０〜２０００ppmの濃度は、結合の程度をさらに低下させることはなかった。 ６．２６．小繊維マット電極による溶液中の遊離ＴＡＧのＥＣＬ 例６．１８のように作成した小繊維マットを、図３４に示す「小繊維セル」固 定具の作用電極ホルダー３４０１の取り付け部３４０３に取り付けた。ホルダー ３４０１を、電気化学的セル区画３４００の底にはめた。３Ｍ Ａｇ／ＡｇＣｌ 参照電極（サイプラス（Cyprus）♯ＥＥ００８）を、参照セルホール３４０２を 介して電気化学的セル区画に取り付けた。セルに測定緩衝液（イゲン（IGEN）♯ ４０２−００５−０１、ロット番号♯５２９８）を充填し、ＰＭＴホルダー３４ ０４に取り付けた。イージーアンドジー（EG&G）、パークモデル１７５ユニバー サルプログラマーとイージーアンドジー（EG&G）、モデル１７５ポテンショスタ ット／ガルバノスタットを使用して、１００mV/ 秒で電位を０Ｖ〜＋３Ｖで掃引 した。パシフィックインストルメンツ（Pacific INstruments ）モデル１２６光 度計により９００Ｖの電位をかけたハママツ（Hamamatsu ）Ｒ５６００Ｕ−０１ により測定した。ＨＥＭスナップマスター（HEM Snap-Master ）により駆動した ＣＩＯ−ＤＡＳ−１６０１Ａ／Ｄボードにより、アナログデータをデジタル化し た。小繊維セルの水分を切り、瞬間的に１０００pMのＴＡＧ１（イゲン（IGEN） ♯４０２−００４−Ｃ，ロット♯４２９７）で洗浄し、１０００pMのＴＡＧ１を 充填した。測定緩衝液のように電位を掃引した。図３５は、測定緩衝液３５０１ と１０００pMＴＡＧ１ ３５０２についてのＥＣＬトレース（２４．０±０．２ Ｃで測定した）を示す。暗補正ＥＣＬピーク面積は、測定緩衝液については２２ ．１０nAで、１０００pM ＴＡＧ１については４６．４０nAであった。 ６．２７．小繊維マット電極による加えた標識抗体のＥＣＬ 例６．２８に記載の方法で未処理のｃｃ−分散小繊維から０．００３５インチ の厚さの小繊維マットを作成した。次に乾燥したマットを３mmのディスクにパン チし、支持体の上にのせた。この実験で使用した支持体は、スクリーン印刷した 導電性金インクによりパターン付けした０．０３０インチのポリエステルシート から作成した。この導電性金インクは対電極、参照電極を形成し、作用電極およ び他の電極の導線を提供した。炭素含有導電性両面テープ（アドヒーシブズリサ ーチ（Adheseves Research））を使用して、各パターン付け支持体に２つのマッ トディスクを取り付けた。取り付け後、誘導体化ＴＡＧ１に結合した脱イオン水 中１０μg/mlの抗ＴＳＨ抗体水溶液（Ｒｕ−ＴＨＳモノ１：２ ２６ＪＵＮ９５ 、イゲン（IGEN））０．５μl、または脱イオン水中１０μg／mlのＴＡＧ１誘導 体化しない抗ＴＳＨ捕捉抗体抗体水溶液を（ＴＨＳポリ２６ＪＵＮ９５、イゲン （IGEN））ディスクにスポットし、乾燥させた。乾燥後、マットをイゲン（IGEN ）測定緩衝液に浸した。支持体上の浸したマットを、イゲン（IGEN）オリゲン（ ORIGEN）１．５ベースの装置に入れ、０〜４５００mVまで５００mV／秒の走査速 度を用いて、ＥＣＬを読んだ。図４３は、マット４３０１を含有するＴＡＧ１− 抗体からと、マット４３０２を含有するＴＡＧ１化していない捕捉抗体からのピ ークＥＣＬシグナルを比較する。 ６．２８．サンドイッチ測定法のための小繊維マット電極を用いるＥＣＬ 前述のように抗ＡＦＰ捕捉抗体をフィルター上に固定化した。抗ＡＦＰ小繊維 を脱イオン水（ｄＩ）で洗浄し、１mg／mlの濃度で再懸濁した。例６．１８に記 載のように真空濾過を使用して４層の小繊維マットを作成した。未処理ＣＣ分散 小繊維３mgに２mgの抗ＡＦＰ小繊維を加え、混合物をｄＩ中で総量２０mlに希釈 した。希釈した混合物を０．４５μmナイロンフィルターで濾過した。次にこの 最初のマット層の後に、それぞれ５mgの未処理ＣＣ分散小繊維で構成される２つ のコア層が続く。次にマットのコアに、最初の層と同じ混合フィルター層をのせ た。こうして、上部と下部に〜４０％抗ＡＦＰ小繊維と、コア内に〜１００％未 処理小繊維のマットが得られた。この混合マットを真空下で空気乾燥し、３mmの ディスクにパンチした。次にこれらのディスクを、例６．２７に記載のように支 持体にのせた。乾燥し支持体にのせた抗ＡＦＰマットを、ＡＦＰカリブレーター Ａ、Ｃ、およびＦ（イゲン社（IGEN，Inc.））に浸し、実験台で室温で１５分間 インキュベートした。インキュベーション後、支持した電極をｄＩ流で１０秒間 洗浄し、次にけばのないワイプでブロットして乾燥した。次に小繊維マットを、 誘導体化ＴＡＧ１イゲン社（IGEN，Inc.））で標識した抗体に血液グルタチオン −Ｓ−トランスフェラーゼ抗ＡＦＰに浸し、実験台で室温で１５分間インキュベ ートした。インキュベーション後、支持した電極をｄＩ流で洗浄し、ワイプで乾 燥した。次に、小繊維マットをイゲン（IGEN）測定緩衝液に浸し、例６．２７に 記載のように読んだ。 ６．２９．ポリアクリルアミド表面上のＴＡＧ１標識アビジンのＥＣＬ検出 アクリルアミド、ビス−アクリルアミド、およびＮ−アクリロイル−Ｎ’−ビ オチニル−３，６−ジオキサオクタン−１，９−ジアミン（ビオチンはトリ（エ チレングリコール）リンカーを介してアクリルアミド残基に結合している）を、 公知の方法（過硫酸アンモニアとＴＥＭＥＤで開始する）を用いて、共有結合し たビオチンを含有する架橋ポリアクリルアミドゲルを調製した。この実験で、３ つのモノマー種の濃度は、それぞれ２．６Ｍ、０．０６５Ｍ、および０．０２３ Ｍであった（アクリルアミドとビス−アクリルアミドのこれらの濃度により、孔 径がほとんどのタンパク質より小さいゲルが得られることが報告されている）。 約０．７mmの距離で離して固定した２つのガラスプレートの間にモノマーを含有 する溶液の重合により、同じ厚さのスラブゲルが生成した。重合反応終了後、ゲ ルをＰＢＳに浸して４回交換して、取り込まれていないビオチンを洗い流した。 ＰＢＳ中５０μg／mlの濃度のタンパク質を含有する溶液中でゲルを２０分間浸 すことにより、誘導体化ＴＡＧ１で標識されたアビジン（ここで、アビジンは、 ＮＳＢの低い修飾アビジンであるＮｅｕｔｒｏＡｖｉｄｉｎを意味し、この実験 に使用した）が、ゲルの表面に結合した。ゲルをＥＣＬ測定緩衝液（２００mMリ ン酸ナトリウム、１００mMトリプロピルアミン、０．０２％（w／v）ツイーン２ ０、ｐＨ７．２）に浸して４回交換して、過剰のＴＡＧ１標識アビジンを洗い流 した。図３９に示すように、ゲル（３９００）を、ガラス支持体（３９０３）に パターン付けした金の作用電極（３９０１）と対電極（３９０２）に接触させた 。２つの電極の間で５００mV／秒の速度で０．０〜３．０Ｖまでそして０．０Ｖ までもどる電位勾配をつけて、ＥＣＬ光シグナルを得て、これをゲルの上に置い たＰＭＴ（３９０４）で測定した（図４０）。ビオチン含有アクリルアミド誘 導体を含まないで調製したゲルは、ＥＣＬシグナルを示さなかった（図４１）。 ビオチン含有ポリマーについて得られるこのシグナルは、ゲルの表面にほぼ完全 に近いタンパク質の単層が存在することを示した。 ６．３０．ポリアクリルアミド表面でのＥＣＬサンドイッチ免疫測定 例６．２９のように、共有結合したビオチンを含有する架橋ポリアクリルアミ ドゲルを調製した。ストレプトアビジンをゲルの表面に吸着させて、ビオチン標 識分子種を捕捉することができる結合ドメインを形成させる。表面を、トリプロ ピルアミン、未知濃度のアナライト、アナライトに対するビオチン標識抗体、お よびアナライトに対する異なるＥＣＬ ＴＡＧ１標識抗体を含有する溶液で処理 する。アナライトが存在すると、アナライトと２つの抗体の複合体が形成され、 これは次に、ストレプトアビジン表面に捕捉される。表面に存在する第２抗体に 結合したＥＣＬ標識物を、例６．２９に記載のように測定する。 ６．３１．電極上に支持されたポリアクリルアミド表面上の多重ＥＣＬサンドイ ッチ免疫測定 厚さ１〜２ミクロンの感光および現像したフォトレジストマスターを、アレイ 中に並んだ環状のへこみのパターンが得られるように、公知の方法に従って作成 する。シルガード（ＳＹＬＧＡＲＤ）シリコーンエラストマー１８４と対応する シルガード（ＳＹＬＧＡＲＤ）１８４硬化剤の１０：１混合物をマスターの上に 注ぎ、硬化させる。重合したシルガード（ＳＹＬＧＡＲＤ）を注意深くシリコン マスターから除去する。得られる弾性型押しは、エタノール中の水酸基末端チオ ール、ＨＳ−（ＣＨ₂）₁₁−（ＯＣＨ₂ＣＨ₂）₆−ＯＨ（１〜１０mM）に暴露して 、整列した金の基板と接触させ、除去する。次に基板を、チオールＨＳ−（ＣＨ₂ ）₁₀−ＣＨ₃（エタノール中１〜１０mM）の溶液で数秒間洗浄する。次に得られ る表面を、エタノールで洗浄し、窒素流中で乾燥させる。ジオキサン中に塩化ア クロイルとトリエチルアミンを含有する溶液で表面を処理すると、ヒドロキシル 末端ドメインがアクリル酸基で官能基化される。次にアクリルアミド、ビス−ア クリルアミド、Ｎ−アクリロイルスクシンイミド、アゾ−ビス−シアノバレリン 酸、およびアミノ基を提示する抗体の混合物を含有する毛細管アレイを、整列し た表面に接触させ、毛細管をアクリル酸が末端にあるドメインで整 列させて、特異的抗体を含有するプレポリマー溶液を各ドメインに入れる。毛細 管アレイ中の各毛細管は、目的のアナライトに特異的な抗体を含有する。パター ン付けしたプレポリマーの液滴を紫外線に暴露すると、表面上でそれぞれ結合ド メインを示す基板上の架橋ゲルが生成する。トリプロピルアミンとＥＣＬ−ＴＡ Ｇ１標識第２抗体を含有する緩衝溶液中の、ゲル表面上の１つまたはそれ以上の 結合ドメインで結合することができるアナライトの混合物で基板を処理して、測 定を行う。次に金電極（４２３２）上のポリアクリルアミド液滴（４２０３）上 の結合ドメイン（４２００、４２０１、４２０２）を、図４２Ａ−Ｂに記載のよ うに、ＩＴＯ作用電極（４２０４）に接近させる。各結合ドメインから放出され る光をＣＣＤカメラ（４２０５）で定量し、試料溶液に含有させた内部標準の結 合ドメインと比較する。 ６．３２．電極上に支持されたポリアクリルアミド表面上の多重ＥＣＬ競合免疫 測定 厚さ１〜２ミクロンの感光および現像したフォトレジストマスターを、アレイ 中に並んだ環状のへこみのパターンが得られるように、公知の方法に従って作成 する。シルガード（ＳＹＬＧＡＲＤ）シリコーンエラストマー１８４と対応する シルガード（ＳＹＬＧＡＲＤ）１８４硬化剤の１０：１混合物をマスターの上に 注ぎ、硬化させる。重合したシルガード（ＳＹＬＧＡＲＤ）を注意深くシリコン マスターから除去する。得られる弾性型押しは、エタノール中の水酸基末端チオ ール、ＨＳ−（ＣＨ₂）₁₁−（ＯＣＨ₂ＣＨ₂）₆−ＯＨ（１〜１０ＴmM）に暴露し て、整列した金の基板と接触させ、除去する。次に基板を、チオールＨＳ−（Ｃ Ｈ₂）₁₀−ＣＨ₃（エタノール中１〜１０mM）の溶液で数秒間洗浄する。次に得ら れる表面を、エタノールで洗浄し、窒素流中で乾燥させる。ジオキサン中に塩化 アクリロイルとトリエチルアミンを含有する溶液で表面を処理すると、ヒドロキ シル末端ドメインがアクリル酸基で官能基化される。次にアクリルアミド、ビス −アクリルアミド、Ｎ−アクリロイルスクシンイミド、アゾ−ビス−シアノバレ リン酸、および抗体の混合物を含有する毛細管アレイを、整列した表面に接触さ せ、毛細管をアクリル酸が末端にあるドメインで整列させて、特異的抗体を含有 するプレポリマー溶液を各ドメインに入れる。毛細管アレイ中の各 毛細管は、目的のアナライトに特異的な抗体を含有する。パターン付けしたプレ ポリマーの液滴を紫外線に暴露すると、表面上でそれぞれ結合ドメインを示す基 板上の架橋ゲルが生成する。トリプロピルアミンとアナライトのＥＣＬ−ＴＡＧ １標識類似体を含有する緩衝溶液中の、ゲル表面上の１つまたはそれ以上の結合 ドメインで結合することができるアナライトの混合物で基板を処理して、測定を 行う（すなわち、結合ドメインに対して、ＥＣＬ−ＴＡＧ１で標識したアナライ トおよび標識していないアナライトの競合を起こさせる）。次に金電極（４２３ ２）上のポリアクリルアミド液滴（４２０３）上の結合ドメイン（４２００、４ ２０１、４２０２）を、図４２に記載のように、ＩＴＯ作用電極（４２０４）に 接近させる。各結合ドメインから放出される光をＣＣＤカメラ（４２０５）で定 量し、試料溶液に含有させた内部標準の結合ドメインと比較する。 ６．３３．電極上に支持されたポリアクリルアミド表面上のセルの結合に対する 多重ＥＣＬ測定 厚さ１〜２ミクロンの感光および現像したフォトレジストマスターを、アレイ 中に並んだ環状のへこみのパターンが得られるように、公知の方法に従って作成 する。シルガード（ＳＹＬＧＡＲＤ）シリコーンエラストマー１８４と対応する シルガード（ＳＹＬＧＡＲＤ）１８４硬化剤の１０：１混合物をマスターの上に 注ぎ、硬化させる。重合したシルガード（ＳＹＬＧＡＲＤ）を注意深くシリコン マスターから除去する。得られる弾性型押しは、エタノール中の水酸基末端チオ ール、ＨＳ−（ＣＨ₂）₁₁−（ＯＣＨ₂ＣＨ₂）₆−ＯＨ（１〜１０mM）に暴露して 、整列した金基板と接触させ、除去する。次に基板を、チオールＨＳ−（ＣＨ₂ ）₁₀−ＣＨ₃（エタノール中１〜１０mM）の溶液で数秒間洗浄する。次に得られ る表面を、エタノールで洗浄し、窒素流中で乾燥させる。ジオキサン中に塩化ア クリロイルとトリエチルアミンを含有する溶液で表面を処理すると、ヒドロキシ ル末端ドメインがアクリル酸基で官能基化される。次にアクリルアミド、ビス− アクリルアミド、Ｎ−アクリロイルスクシンイミド、アゾ−ビス−シアノバレリ ン酸、および細胞表面に対する抗体の混合物を含有する毛細管アレイを、整列し た表面に接触させ、毛細管をアクリル酸が末端にあるドメインで整列させて、プ レポリマー溶液を各ドメインに入れる。パターン付けしたプレポ リマーの液滴を紫外線に暴露すると、表面上でそれぞれ結合ドメインを示す基板 上の架橋ゲルが生成する。結合ドメインをまず細胞の懸濁物で処理して、次にト リプロピルアミンとＥＣＬ−ＴＡＧ１標識第２抗体および／またはアナライトに 特異的な他の結合試薬を含有する緩衝溶液中の、ゲル表面に結合した１つまたは それ以上のセルに結合することができる結合試薬の混合物で基板を処理して、測 定を行う。次に金電極（４２３２）上のポリアクリルアミド液滴（４２０３）上 の結合ドメイン（４２００、４２０１、４２０２）を、図４２に記載のように、 ＩＴＯ作用電極（４２０４）に接近させる。各結合ドメインから放出される光を ＣＣＤカメラ（４２０５）で定量し、試料溶液に含有させた内部標準の結合ドメ インと比較する。 ６．３４．電極上に支持されたポリアクリルアミド表面上のセルへのアナライト の結合の多重ＥＣＬ測定 厚さ１〜２ミクロンの感光および現像したフォトレジストマスターを、アレイ 中に並んだ環状のへこみのパターンが得られるように、公知の方法に従って作成 する。シルガード（ＳＹＬＧＡＲＤ）シリコーンエラストマー１８４と対応する シルガード（ＳＹＬＧＡＲＤ）１８４硬化剤の１０：１混合物をマスターの上に 注ぎ、硬化させる。重合したシルガード（ＳＹＬＧＡＲＤ）を注意深くシリコン マスターから除去する。得られる弾性型押しは、エタノール中の水酸基末端チオ ール、ＨＳ−（ＣＨ₂）₁₁−（ＯＣＨ₂ＣＨ₂）₆−ＯＨ（１〜１０mM）に暴露して 、整列した金の基板と接触させ、除去する。次に基板を、チオールＨＳ−（ＣＨ₂ ）₁₀−ＣＨ₃（エタノール中１〜１０mM）の溶液で数秒間洗浄する。次に得られ る表面を、エタノールで洗浄し、窒素流中で乾燥させる。ジオキサン中に塩化ア クリロイルとトリエチルアミンを含有する溶液で表面を処理すると、ヒドロキシ ル末端ドメインがアクリル酸基で官能基化される。次にアクリルアミド、ビス− アクリルアミド、Ｎ−アクリロイルスクシンイミド、アゾ−ビス−シアノバレリ ン酸、および細胞の混合物を含有する毛細管アレイを、整列した表面に接触させ 、毛細管をアクリル酸が末端にあるドメインで整列させて、各細胞型を含有する プレポリマー溶液を各ドメインに入れる。毛細管アレイ中の各毛細管は、異なる アナライトに結合する異なる表面構造を有する細胞を含有する。 パターン付けしたプレポリマーの液滴を紫外線に暴露すると、表面上でそれぞれ 結合ドメインを示す基板上の架橋ゲルが生成する。トリプロピルアミンとＥＣＬ −ＴＡＧ標識抗体および／またはアナライトに特異的な他の結合試薬を含有する 緩衝溶液中の、ゲル表面上の１つまたはそれ以上の結合ドメインで結合すること ができるアナライトの混合物を含有する試料でゲルを処理して、測定を行う。次 に金電極（４２３２）上のポリアクリルアミド液滴（４２０３）上の結合ドメイ ン（４２００、４２０１、４２０２）を、図４２に記載のように、ＩＴＯ作用電 極（４２０４）に接近させる。各結合ドメインから放出される光をＣＣＤカメラ （４２０５）で定量し、試料溶液に含有させた内部標準の結合ドメインと比較す る。 ６．３５．電極上に支持されたポリアクリルアミド表面上の多重ＥＣＬ競合ハイ ブリダイゼーション測定 厚さ１〜２ミクロンの感光および現像したフォトレジストマスターを、アレイ 中に並んだ環状のへこみのパターンが得られるように、公知の方法に従って作成 する。シルガード（ＳＹＬＧＡＲＤ）シリコーンエラストマー１８４と対応する シルガード（ＳＹＬＧＡＲＤ）１８４硬化剤の１０：１混合物をマスターの上に 注ぎ、硬化させる。重合したシルガード（ＳＹＬＧＡＲＤ）を注意深くシリコン マスターから除去する。得られる弾性型押しは、エタノール中の水酸基末端チオ ール、ＨＳ−（ＣＨ₂）₁₁−（ＯＣＨ₂ＣＨ₂）₆−ＯＨ（１〜１０mM）に暴露して 、整列した金の基板と接触させ、除去する。次に基板を、チオールＨＳ−（ＣＨ₂ ）₁₀−ＣＨ₃（エタノール中１〜１０mM）の溶液で数秒間洗浄する。次に得られ る表面を、エタノールで洗浄し、窒素流中で乾燥させる。ジオキサン中に塩化ア クリロイルとトリエチルアミンを含有する溶液で表面を処理すると、ヒドロキシ ル末端ドメインがアクリル酸基で官能基化される。次にアクリルアミド、ビス− アクリルアミド、Ｎ−アクリロイルスクシンイミド、アゾ−ビス−シアノバレリ ン酸、およびアミノ酸で官能基化した核酸プローブの混合物を含有する毛細管ア レイを、整列した表面に接触させ、毛細管をアクリル酸が末端にあるドメインで 整列させて、特異的プローブを含有するプレポリマー溶液を各ドメインに入れる 。毛細管アレイ中の各毛細管は、目的の核酸配列に特異的なプロ ーブを含有する。パターン付けしたプレポリマーの液滴を紫外線に暴露すると、 表面上でそれぞれ結合ドメインを示す基板上の架橋ゲルが生成する。トリプロピ ルアミンと表面への結合について目的のアナライトと競合することができるＥＣ Ｌ−ＴＡＧ１標識配列を含有する緩衝溶液中の、ゲル表面上の１つまたはそれ以 上の結合ドメインで結合することができる配列を含有する試料混合物で基板を処 理して、測定を行う。次に金電極（４２３２）上のポリアクリルアミド液滴（４ ２０３）上の結合ドメイン（４２００、４２０１、４２０２）を、図４２に記載 のように、ＩＴＯ作用電極（４２０４）に接近させる。各結合ドメインから放出 される光をＣＣＤカメラ（４２０５）で定量し、試料溶液に含有させた内部標準 の結合ドメインと比較する。 ６．３６．電極上に支持されたポリアクリルアミド表面上の多重ＥＣＬハイブリ ダイゼーションサンドイッチ測定 厚さ１〜２ミクロンの感光および現像したフォトレジストマスターを、アレイ 中に並んだ環状のへこみのパターンが得られるように、公知の方法に従って作成 する。シルガード（ＳＹＬＧＡＲＤ）シリコーンエラストマー１８４と対応する シルガード（ＳＹＬＧＡＲＤ）１８４硬化剤の１０：１混合物をマスターの上に 注ぎ、硬化させる。重合したシルガード（ＳＹＬＧＡＲＤ）を注意深くシリコン マスターから除去する。得られる弾性型押しは、エタノール中の水酸基末端チオ ール、ＨＳ−（ＣＨ₂）₁₁−（ＯＣＨ₂ＣＨ₂）₆−ＯＨ（１〜１０mM）に暴露して 、整列した金の基板と接触させ、除去する。次に基板を、チオールＨＳ−（ＣＨ₂ ）₁₀−ＣＨ₃（エタノール中１〜１０mM）の溶液で数秒間洗浄する。次に得られ る表面を、エタノールで洗浄し、窒素流中で乾燥させる。ジオキサン中に塩化ア クリロイルとトリエチルアミンを含有する溶液で表面を処理すると、ヒドロキシ ル末端ドメインがアクリル酸基で官能基化される。次にアクリルアミド、ビス− アクリルアミド、Ｎ−アクリロイルスクシンイミド、アゾ−ビス−シアノバレリ ン酸、およびアミノ基で官能基化した核酸プローブの混合物を含有する毛細管ア レイを、整列した表面に接触させ、毛細管をアクリル酸が末端にあるドメインで 整列させて、特異的プローブを含有するプレポリマー溶液を各ドメインに入れる 。毛細管アレイ中の各毛細管は、目的の核酸配列に特異的なプロ ーブを含有する。パターン付けしたプレポリマーの液滴を紫外線に暴露すると、 表面上でそれぞれ結合ドメインを示す基板上の架橋ゲルが生成する。トリプロピ ルアミンと表面結合プローブに相補的でない配列でアナライトに結合することが できるＥＣＬ−ＴＡＧ１標識配列を含有する緩衝溶液中の、ゲル表面上の１つま たはそれ以上の結合ドメインで結合することができる配列を含有する試料混合物 で基板を処理して、測定を行う。次に金電極（４２３２）上のポリアクリルアミ ド液滴（４２０３）上の結合ドメイン（４２００、４２０１、４２０２）を、図 ４２に記載のように、ＩＴＯ作用電極（４２０４）に接近させる。各結合ドメイ ンから放出される光をＣＣＤカメラ（４２０５）で定量し、試料溶液に含有させ た内部標準の結合ドメインと比較する。 ６．３７．電極上に支持されたポリアクリルアミド表面上の異なる型の多重測定 厚さ１〜２ミクロンの感光および現像したフォトレジストマスターを、アレイ 中に並んだ環状のへこみのパターンが得られるように、公知の方法に従って作成 する。シルガード（ＳＹＬＧＡＲＤ）シリコーンエラストマー１８４と対応する シルガード（ＳＹＬＧＡＲＤ）１８４硬化剤の１０：１混合物をマスターの上に 注ぎ、硬化させる。重合したシルガード（ＳＹＬＧＡＲＤ）を注意深くシリコン マスターから除去する。得られる弾性型押しは、エタノール中の水酸基末端チオ ール、ＨＳ−（ＣＨ₂）₁₁−（ＯＣＨ₂ＣＨ₂）₆−ＯＨ（１〜１０mM）に暴露して 、整列した金の基板と接触させ、除去する。次に基板を、チオールＨＳ−（ＣＨ₂ ）₁₀−ＣＨ₃（エタノール中１〜１０mM）の溶液で数秒間洗浄する。次に得られ る表面を、エタノールで洗浄し、窒素流中で乾燥させる。ジオキサン中に塩化ア クリロイルとトリエチルアミンを含有する溶液で表面を処理すると、ヒドロキシ ル末端ドメインがアクリル酸基で官能基化される。次にアクリルアミド、ビス− アクリルアミド、Ｎ−アクリロイルスクシンイミド、アゾ−ビス−シアノバレリ ン酸、および例６．３１〜６．３６に記載の任意の結合試薬の混合物を含有する 毛細管アレイを、整列した表面に接触させ、毛細管をアクリル酸が末端にあるド メインで整列させて、特異的プローブを含有するプレポリマー溶液を各ドメイン に入れる。毛細管アレイ中の各毛細管は、目的のアナライトに特異的な結合ドメ インを含有する。パターン付けしたプレポリマーの液滴を紫外線 に暴露すると、表面上でそれぞれ結合ドメインを示す基板上の架橋ゲルが生成す る。トリプロピルアミンと結合ドメインへの結合についてアナライトと競合する アナライトのＥＣＬ−ＴＡＧ１標識類似体および／または目的のアナライトに対 するＥＣＬ−ＴＡＧ１標識第２結合試薬を含有する緩衝溶液中の、ゲル表面上の １つまたはそれ以上の結合ドメインで結合することができるアナライトを含有す る試料混合物で基板を処理して、測定を行う。次に金電極（４２３２）上のポリ アクリルアミド液滴（４２０３）上の結合ドメイン（４２００、４２０１、４２ ０２）を、図４２に記載のように、ＩＴＯ作用電極（４２０４）に接近させる。 各結合ドメインから放出される光をＣＣＤカメラ（４２０５）で定量し、試料溶 液に含有させた内部標準の結合ドメインと比較する。 ６．３８．高度に可逆性のＥＣＬ 多結晶性金電極（バイオ−アナリティカルサービシーズ（Bio-Analytical Ser vices）から購入、２mm²）を、０．５μmと０．０３μmのアルミナスラリーで連 続して手で磨き、次に１：３ Ｈ₂Ｏ₂／Ｈ₂ＳＯ₄で化学的エッチングし、そして Ａｇ／ＡｇＣｌに対して−０．２Ｖ〜１．７Ｖの間で希硫酸中で電気化学的サイ クリングできれいにした。次にきれいな電極を、エタノールに溶解したオクチル チオール（Ｃ₈ＳＨ）の希薄溶液に一晩浸した。Ｃ₈ＳＨ修飾電極を、リン酸緩衝 化生理食塩水（ＰＢＳ、０．１５Ｍ ＮａＣｌ／０．１Ｍ ＮａＰｉ、ｐＨ７． ２）に溶解した２０μlのＴＡＧ１標識ウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）で覆い、 １０分間インキュベーション後表面を同じ緩衝液で充分洗浄した。 ＥＣＬは、Ａｇ／ＡｇＣｌ参照電極、白金線対電極およびイージーアンドジー （EG&G）ポテンシオスタットを有する３電極セル中で行った。光の強度は、底に 置いたパシフィックインストルメンツ（Pacific INstruments ）光度計とハママ ツ（Hamamatsu ）光電子増倍管で測定した。タンパク質を吸着した電極を、０． １Ｍ ＴＰＡと０．２Ｍリン酸塩（ｐＨ７．２）の溶液に浸した。電極電位を図 ４４Ａに示すように、０．０Ｖと１．２Ｖの間にサイクルをさせると、高度に可 逆性のＥＣＬ応答（前進および後退走査と実質的に同じ強度）が観察され、ＥＣ Ｌプロセスの可逆性と電極上でのチオールとタンパク質層の安定性を示していた 。 ＰＭＴや光度計を使用せずに、ＥＣＬの場合と同じ装置を使用してサイクリッ クボルタン実験を行った。実験では、Ｃ₈ＳＨで覆った電極（タンパク質なし） を１mMフェリシアン化カリウムの溶液（ＰＢＳ中）に入れ、電極を＋０．５Ｖ〜 １．２Ｖそして逆に走査し、＋０．５Ｖ〜−０．３Ｖでもう一度走査した。＋０ ．５Ｖ〜−０．３Ｖの間のボルタングラムでは容量性電流のみでフェリシアンカ 物のファラデー電流はなかったため、単層はそのままで１．２Ｖで脱着がないこ とを示している（図４４Ｂ）。 ６．３９．擬可逆性ＥＣＬ 電極修飾とタンパク質吸着を、前述のように行った。ＥＣＬ実験では、電位を ０．０ｖと１．５Ｖの間で走査し、対応する光の強度を記録した。図４５Ａに示 すように、同じサイクルの前進と後退走査の間では、異なるサイクルの間と同様 に、ＥＣＬの喪失があった。１．５Ｖで酸化した後のフェリシアン化物中のチオ ール／Ａｕのサイクリックボルタングラムは、多量のファラデー電流を示し、１ ．５Ｖでのチオール単層の少なくとも部分的な脱着を示した（図４５Ｂ）。 ６．４０．可逆性ＥＣＬ これらの実験では、電極修飾とタンパク質吸着を例６．３８に記載のように行 った。ＥＣＬを測定するために、電極電位を２．０Ｖまでそして逆方向に０．０ Ｖまで走査した。前進走査で強い光が観察された（例６．３８の可逆性条件下で 観察されたものより強い光）が、図４６Ａに示すように逆走査でバックグランド まで低下した。２．０Ｖで酸化した後のフェリシアン化物中の修飾電極のサイク リックボルタングラムは、チオール単層のほとんどが脱着していることを示した （図４６Ｂ）。 ６．４１．パターン付け金電極上に固定化された第１抗体を用いるＥＣＬサンド イッチ免疫測定 この例では、前立腺特異抗原（ＰＳＡ）に対する抗体が、ＰＳＡの免疫測定法 で使用するためのパターン付け金電極上に固定化される。 厚さ１〜２ミクロンの感光および現像したフォトレジストマスターを、１mm× １mm平方の斑点（ここでフォトレジストが除去される）を有するケイ素支持体上 のフォトレジストの層が得られるように、公知の方法に従って作成する。シルガ ード（ＳＹＬＧＡＲＤ）シリコーンエラストマー１８４と対応する硬化剤の１０ ： １混合物をマスターの上に注ぎ、硬化させる。重合したシルガード（ＳＹＬＧＡ ＲＤ）を注意深くシリコンマスターから除去する。得られる弾性型押しは、エタ ノール中の水酸基末端チオール、ＨＳ−（ＣＨ₂）₁₁（ＯＣＨ₂ＣＨ₂）₆−ＯＨお よびニトリロ三酢酸（ＮＴＡ）末端−チオールＨＳ−（ＣＨ₂）₁₁（ＯＣＨ₂ＣＨ₂ ）₃ＯＣ（Ｏ）ＮＨ（ＣＨ₂）₄ＣＨ（ＣＯ₂Ｈ）Ｎ（ＣＨ₂ＣＯ₂Ｈ）₂を含有する 溶液に暴露して、「墨入れ」を行う。「墨入れ」を行った型押しは、金の基板と 接触させ、除去して１mm×１mmＳＡＭを形成させる。基板を、エタノール中にヒ ドロキシルを末端に有するチオールのみを含有する溶液で数秒間洗浄して、型押 し構造以外の領域へのタンパク質の非特異結合を防止する。次に得られる表面を 、エタノールで洗浄し、窒素流中で乾燥させる。ＮｉＣｌ₂の溶液で表面を処理 し、次に抗ＰＳＡマウスモノクローナル抗体とペプチド（ＨＩｓ）₆の結合部位 を提示する融合蛋白を含有する溶液で処理すると、調節された方法で表面に融合 蛋白が固定化される。この方法は、表面上の固定化されたタンパク質の再現性の あるあらかじめ決められた量を与える。表面上のタンパク質の配置は、融合蛋白 の一次構造中の（Ｈｉｓ）₆配列の位置により調節される。固定化されたタンパ ク質の絶対量は、型押しされたＳＡＭ中のＮＥＡ末端チオールとヒドロキシル末 端チオールの比、および型押しされた構造の表面積により調節される。ＰＳＡの 較正曲線は、血清中に既知量のＰＳＡを含有する溶液を調製することにより測定 される（１fM〜１μMの範囲の濃度）。前述のように作成される多くの表面をＰ ＳＡ較正標準物質で処理し、次に最適濃度でＰＳＡに対する第２抗体（ＴＡＧ１ の誘導体で標識されている）を含有する溶液で処理される。０．１Ｍ ＴＰＡと ０．２Ｍリン酸塩（ｐＨ７．２）を含有する溶液に表面を浸して、金表面の電位 を０．５Ｖ／秒の速度で０．０〜２．０Ｖの間でサイクルした時放出される光の ピーク強度を測定することにより、較正曲線が測定される。試料の血清中のＰＳ Ａの未知濃度の測定は、ＰＳＡの濃度は、較正曲線に対する参照によりピークＥ ＣＬシグナルから計算される以外は、同じ方法により行われる。 ７．文献の引用 本発明は、本明細書に記載の具体例に限定されるものではない。前記説明と添 付図面から、本発明の種々の改変が可能であることは当業者には明らかであろう 。このような改変は本発明の請求の範囲に包含される。本明細書においては種々 の文献が引用され、それらの開示内容は参考のためそれらの全体が本明細書に引 用される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｇ０１Ｎ 33/548 Ｇ０１Ｎ 33/548 33/566 33/566 (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，Ｉ Ｓ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ， ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，Ｓ Ｄ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 ウィルバー，ジェームズ アメリカ合衆国 20850 メリーランド州 ロックビル，ゲイブル リッジ テラス 9903，アパートメント エイ (72)発明者 シガル，ジョージ アメリカ合衆国 20877 メリーランド州 ゲイサースバーグ，サニー ブルック テ ラス 304，アパートメント 733 (72)発明者 マーチン，マーク アメリカ合衆国 20852 メリーランド州 ロックビル，オールド ファーム コート 6516 (72)発明者 グオ，リアン−ホン アメリカ合衆国 20708 メリーランド州 ローレル，フィリップ コート 14611, アパートメント 202 (72)発明者 フィスチャー，アラン アメリカ合衆国 02139 マサチューセッ ツ州ケンブリッジ，アントリム ストリー ト 80 (72)発明者 ルランド，ジョン アメリカ合衆国 20905 メリーランド州 シルバー スプリング，アムバーレイ テ ラス 14236

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．電極と対電極からなる電気化学発光によるアナライトの検出に使用するた めの装置であって、電極または対電極は、電気化学発光標識した分子種または電 気化学発光標識した分子種の結合パートナーに結合することができるあらかじめ 決められた量の試薬を、その表面に固定化して有する、上記装置。 ２．電極と対電極からなる電気化学発光によるアナライトの検出に使用するた めの装置であって、電極または対電極は、電気化学発光標識した分子種に直接ま たは間接に結合することができるあらかじめ決められた量の試薬を、その表面に 固定化して有する、上記装置。 ３．電極からなる電気化学発光によるアナライトの検出に使用するための装置 であって、電極は、結合性電気化学発光測定の成分に結合することができるあら かじめ決められた量の試薬を、その表面に固定化して有する、上記装置。 ４．電極は作用電極である、請求の範囲第３項に記載の装置。 ５．電極は対電極である、請求の範囲第３項に記載の装置。 ６．固定化された試薬と電極複合体は、電極と電気化学発光標識物の間の電子 移動に対して実質的に許容性である、請求の範囲第３項に記載の装置。 ７．電極は多孔性金属からなる、請求の範囲第３項に記載の装置。 ８．多孔性電極および対電極からなる電気化学発光によるアナライトの検出装 置。 ９．作用電極と対電極からなる電気化学発光によるアナライトの検出に使用す るための装置であって、作用電極は、結合性電気化学発光測定の成分に結合する ことができるあらかじめ決められた量の試薬を、その表面に固定化して、かつ電 気化学的に接触して有する、上記装置。 １０．作用電極と対電極からなる電気化学発光によるアナライトの検出に使用 するための装置であって、対電極は、結合性電気化学発光測定の成分に結合する ことができるあらかじめ決められた量の試薬を、その表面に固定化して、かつ電 気化学的に接触して有する、上記装置。 １１．電極、対電極、および電極と電気化学的に接触している多孔性マトリッ クスからなる、電気化学発光によるアナライトの検出に使用するための装置であ って、多孔性マトリックスは、結合性電気化学発光測定の成分に結合することが できるあらかじめ決められた量の試薬を、その表面に固定化して含有する、上記 装置。 １２．電極と複数の別々の結合ドメインからなる、電気化学発光によるアナラ イトの検出に使用するための装置であって、結合ドメインは、結合性電気化学発 光測定の成分に結合することができる、上記装置。 １３．作用電極と、各々が結合性電気化学発光測定の成分に結合することがで きるあらかじめ決められた量の試薬を含有する複数の別々の結合ドメインからな る、電気化学発光によるアナライトの検出に使用するための装置。 １４．対電極をさらに含んでなる、請求の範囲第１３項に記載の装置。 １５．対電極、試料送達手段および光検出手段をさらに含んでなる、請求の範 囲第１３項に記載の装置。 １６．電気化学発光によるアナライトの検出に使用するための装置であって、 （ａ）電極、 （ｂ）各々が結合性電気化学発光測定の成分に結合することができるあらかじめ 決められた量の試薬を含有する複数の別々の結合ドメイン、 （ｃ）対電極、 （ｄ）結合ドメインに試料を送達する手段、 （ｅ）電気化学発光を引き起こすための手段、および （ｆ）電気化学発光を検出するための手段、 からなる上記装置。 １７．電気化学発光によるアナライトの検出に使用するための装置であって、 （ａ）電極、 （ｂ）各々が結合性電気化学発光測定の成分に結合することができるあらかじめ 決められた量の試薬を含有する複数の別々の結合ドメインを、その上に固定化し て有する支持体、 （ｃ）対電極、 （ｄ）結合ドメインに試料を送達する手段、 （ｅ）電気化学発光を引き起こすための手段、および （ｆ）電気化学発光を検出するための手段、 からなる上記装置。 １８．複数のドメインは電極と電気化学的に接触している、請求の範囲第１７ 項に記載の装置。 １９．電極は多孔性である、請求の範囲第１７項に記載の装置。 ２０．電極は炭質材料からなる、請求の範囲第１９項に記載の装置。 ２１．電極は小繊維からなる、請求の範囲第１７項に記載の装置。 ２２．電気化学発光検出手段は、１つまたはそれ以上の別々の結合ドメインか らの電気化学発光を検出する、請求の範囲第１７項に記載の装置。 ２３．支持体は多孔性マトリックスである、請求の範囲第１７項に記載の装置 。 ２４．支持体は多孔性マトリックスであり、電極は多孔性である、請求の範囲 第１７項に記載の装置。 ２５．支持体は多孔性マトリックスであり、マトリックスは電極と対電極の間 に位置している、請求の範囲第１７項に記載の装置。 ２６．電気化学発光によるアナライトの検出に使用するための装置であって、 （ａ）電極、 （ｂ）各々が結合性電気化学発光測定の成分に結合することができるあらかじめ 決められた量の試薬を含有する複数の別々の結合ドメイン、 （ｃ）対電極、 （ｄ）結合ドメインに試料を送達する手段、 （ｅ）電気化学発光を引き起こすための手段、および （ｆ）電気化学発光を検出するための手段、 からなる上記装置。 ２７．請求の範囲第２６項に記載の装置であって、電気化学発光検出のための 複数の手段は、１つまたはそれ以上の結合ドメインの画像を形成するために使用 される、上記装置。 ２８．複数の検出手段の少なくとも１つは、１つの結合ドメインからの電気化 学発光を検出する、請求の範囲第２７項に記載の装置。 ２９．電気化学発光検出のための複数の手段は、ＣＣＤアレイまたはダイオー ドアレイである、請求の範囲第２７項に記載の装置。 ３０．複数の別々の結合ドメインを、その表面に固定化して有する電極からな る、電気化学発光によるアナライトの検出に使用するための装置であって、結合 ドメインは、結合性電気化学発光測定の成分に結合することができる、上記装置 。 ３１．各々が結合性電気化学発光測定の成分に結合することができるあらかじ め決められた量の試薬を含有する複数の別々の結合ドメインを、その表面に固定 化して有する電極からなる、電気化学発光によるアナライトの検出に使用するた めの装置。 ３２．結合ドメインは電気化学発光標識物を含有する、複数の別々の結合ドメ インをその表面に固定化して有する電極からなる、電気化学発光によるアナライ トの検出に使用するための装置。 ３３．結合ドメインは複数の電気化学発光シグナルを生成することができる、 複数の別々の結合ドメインを、その表面に固定化して有する電極、および対電極 からなる、電気化学発光によるアナライトの検出に使用するための装置。 ３４．各々が結合性電気化学発光測定の成分に結合することができるあらかじ め決められた量の試薬を含有する複数の別々の結合ドメインをその上に固定化し て有する支持体からなる、電気化学発光によるアナライトの検出に使用するため の装置。 ３５．電極と、各々が結合性電気化学発光測定の成分に結合することができる あらかじめ決められた量の試薬を含有する複数の別々の結合ドメインをその表面 に固定化して有する支持体からなり、電極と結合ドメインは電気化学的に接触し ている、電気化学発光によるアナライトの検出に使用するための装置。 ３６．電極は作用電極である、請求の範囲第３５項に記載の装置。 ３７．電極は対電極である、請求の範囲第３５項に記載の装置。 ３８．電気化学発光によるアナライトの検出に使用するための装置であって、 （ａ）電極、 （ｂ）電極を含有する第１の表面、 （ｃ）各々が結合性電気化学発光測定の成分に結合することができる結合試薬を 含有する複数の別々の結合ドメインをその上に固定化して有する第２の表面から なり、第１の表面と第２の表面は、電極と、結合試薬に直接または間接に結合し た電気化学発光標識物の間の電子移動を可能とするように隙間を持って整列して いる、上記装置。 ３９．電気化学的セルと、各々が結合性電気化学発光測定の成分に結合するこ とができる結合試薬を含有する複数の結合ドメインをその上に固定化して有する 電極からなる、電気化学発光によるアナライトの検出に使用するための装置。 ４０．以下の工程からなる複数の電気化学発光測定を行うための方法： （ａ）複数の別々の結合ドメインを、複数の目的のアナライトを含有する試料に 測定条件下で接触させる工程、 （ｂ）１つまたはそれ以上の複数のドメインに電気化学発光を引き起こさせる工 程、および （ｃ）複数の結合ドメインで電気化学発光を検出する工程。 ４１．以下の工程からなる複数の異なる目的のアナライトの複数の電気化学発 光測定を行うための方法： （ａ）複数の別々の結合ドメインを、複数の目的のアナライトを含有する試料に 測定条件下で接触させる工程、 （ｂ）複数の別々の結合ドメインに同時に電気化学発光を引き起こさせる工程、 および （ｃ）複数の別々の結合ドメインの各々からの電気化学発光を同時に検出する工 程。 ４２．支持体上の複数の別々の結合ドメインからなる部品であって、結合ドメ インは互いに比較的隙間のある構成を有し、電気化学発光測定において複数の異 なる目的のアナライトへの結合について異なる結合特異性を有する、上記部品。 ４３．支持体上の複数の別々の結合ドメインからなる部品であって、各結合ド メインは互いに比較的隙間のある構成を有し、各々が電気化学発光測定において 目的のアナライトについて異なる結合特異性を有し、各ドメインが異なる目的の アナライトに結合した異なる結合成分を含有する、上記部品。 ４４．支持体上の複数の別々の結合ドメインからなる部品であって、結合ドメ インは互いに比較的隙間のある構成を有し、各々が電気化学発光測定において目 的のアナライトについて異なる結合特異性を有し、各ドメインが、異なる目的の アナライトおよび電気化学発光が可能な残基に直接または間接に結合している、 上記部品。 ４５．多孔性マトリックスからなる支持体上の複数の別々の結合ドメインから なる部品であって、各結合ドメインは互いに比較的隙間のある構成を有し、各々 が電気化学発光測定において目的のアナライトについて異なる結合特異性を有し 、各ドメインが、異なる目的のアナライトに結合した異なる結合成分を含有する 、上記部品。 ４６．多孔性マトリックスは炭素からなる、請求の範囲第４５項記載の部品。 ４７．多孔性マトリックスは小繊維からなる、請求の範囲第４５項記載の部品 。 ４８．官能基化した小繊維からなる支持体上の複数の別々の結合ドメインから なる部品であって、結合ドメインは互いに比較的隙間のある構成を有し、各々が 電気化学発光測定において目的のアナライトについて異なる結合特異性を有し、 各ドメインが、異なる目的のアナライトおよび電気化学発光が可能な残基に直接 または間接に結合している、上記部品。 ４９．１つまたはそれ以上の多孔性マトリックスからなる支持体上の複数の結 合ドメインからなる部品であって、結合ドメインは互いに比較的隙間のある構成 を有し、各々が電気化学発光測定において目的のアナライトについて異なる結合 特異性を有し、各ドメインが、異なる目的のアナライトおよび電気化学発光が可 能な残基に直接または間接に結合している、上記部品。 ５０．電気化学発光による試料中のアナライトの検出に使用するためのカセッ トであって、 （ａ）支持体上の複数の別々の結合ドメイン、および （ｂ）電極と対電極の１つまたはそれ以上の対、 からなる上記カセット。 ５１．電気化学発光による試料中のアナライトの検出に使用するためのカセッ トであって、 （ａ）支持体上の複数の別々の結合ドメイン、 （ｂ）別々の結合ドメインと隙間を持って整列している電極と対電極の１つまた はそれ以上の対、および （ｃ）複数の別々の結合ドメインに試料を送達するための手段、 からなる上記カセット。 ５２．複数の別々の結合ドメインは、結合性電気化学発光測定の成分に結合す ることができる少なくとも１つの表面を形成する、請求の範囲第４９項に記載の カセット。 ５３．複数の結合ドメインは、試料中に存在する複数の異なる目的のアナライ トの同時結合を提供するための異なる結合特異性を有する結合ドメインを含有す る、請求の範囲第５０項に記載のカセット。 ５４．電気化学発光を検出または測定するためのカセットであって、 （ａ）複数の別々の結合ドメインをその上に有する第１の支持体、 （ｂ）複数の別々の結合ドメインは複数の電極と対電極の対の１つに近接して整 列しており、別々の結合ドメインおよび電極と対電極の対は電気化学発光を検出 し測定するための複数のセルを形成し、電極／対電極の対は、電気化学発光を引 き起こすのに有効な電位波形の形で電気エネルギー源によりアドレスが可能であ る、複数の電極と対電極の対、および （ｃ）複数の別々の結合ドメインに試料を送達するための手段、 からなる上記カセット。 ５５．複数の結合ドメインは、試料中に存在する複数の異なる目的のアナライ トの同時結合を提供する異なる結合特異性を有する結合ドメインを含有する、請 求の範囲第５３項に記載のカセット。 ５６．目的のアナライトを検出または測定するためのカセットであって、 （ａ）少なくとも１つの別々の結合ドメインは、他の結合ドメインとは異なる結 合特異性を有し、複数の別々の結合ドメインの各々は親水性であり、疎水性領域 に囲まれている、複数の別々の結合ドメインをその上に有する第１の支持体、 （ｂ）その上で化学的測定を行うのに適した反応媒体からなる複数の親水性ドメ インを有する第２の支持体、および （ｃ）各結合ドメインに存在する分析すべき試料が反応媒体と接触するように、 複数の別々の結合ドメインと複数の反応媒体を接触させる手段、 からなる上記カセット。 ５７．別々の結合ドメインは内部対照をさらに含んでなる、請求の範囲第５０ 項に記載のカセット。 ５８．目的のアナライトに結合することができる結合試薬を含有する支持体上 で複数の別々の結合ドメインを作成する方法であって、 （ａ）単層は、支持体に隣接していない単層表面上に結合基Ａを有し、第１の結 合基Ａは結合基Ｂに特異的に結合することができる、支持体上で自己組立単層を 形成する工程、および （ｂ）目的のアナライトに結合することができる結合試薬と、第１の結合基Ａを 接触させる工程（ここで、結合試薬は単層にＡ：Ｂ結合により結合して結合表面 を形成し、この結合表面は複数の別々の結合ドメインとして構成されるように、 結合基Ｂに結合している）、 からなる上記方法。 ５９．複数の異なる結合試薬は複数の別々の結合ドメインに結合し、かつ接触 工程は、複数の液体試料（各液体試料は異なる結合試薬を含む）を、複数の流体 ガイドからの単層に送達することにより行われる、請求の範囲第５７項に記載の 方法。 ６０．電気化学発光結合測定法でアナライトを検出または測定する方法であっ て、 （ａ）１つまたはそれ以上の支持体の表面に固定化された複数の別々の結合ドメ インを、複数のアナライトと電気化学発光標識物に結合した測定の成分を含有す る試料に接触させる工程、 （ｂ）電気化学発光測定法を行うのに適した反応媒体の存在下で、１つまたはそ れ以上のドメインで電気化学発光を引き起こすのに有効な電位波形を適用する工 程、および （ｃ）複数のドメインからの電気化学発光を検出または測定する工程、 からなる上記方法。 ６１．複数の目的のアナライトの複数の電気化学発光測定法の実施に使用する ためのキットであって、 （ａ）結合ドメインは互いに比較的隙間のある構成を有し、各々が電気化学発光 測定において複数の目的のアナライトについて異なる結合特異性を有する、支持 体上の複数の別々の結合ドメインからなる部品、および （ｂ）測定法の実施に必要な試薬を含有する容器、 からなる上記キット。 ６２．測定を行うための装置をさらに含有する、請求の範囲第６０項に記載の キット。 ６３．複数の目的のアナライトの複数の電気化学発光測定法の実施に使用する ためのキットであって、 複数の電気化学発光測定法で使用するための複数の異なるアナライトに特異的な 結合成分を含有する容器、からなる上記キット。 ６４．複数の電気化学発光測定法のための非結合成分を含有する１つまたはそ れ以上の容器をさらに含有する、請求の範囲第６２項に記載のキット。 ６５．支持体上の複数の別々の結合ドメインからなる部品をさらに含有する請 求の範囲第６２項に記載のキットであって、結合ドメインは互いに比較的隙間の ある構成を有し、電気化学発光測定において複数の異なる目的のアナライトにつ いて異なる結合特異性を有する、上記キット。 ６６．以下からなるカセット： （ａ）少なくとも１つの結合表面を形成する、支持体上の複数の別々の結合ドメ イン、 （ｂ）別々の結合ドメインは複数の電極と対電極の対に隙間を持って整列してい る、複数の電極と対電極の対、および （ｃ）複数の別々の結合ドメインに試料を送達するための手段。 ６７．以下からなるカセット： （ａ）少なくとも１つの結合表面を形成する、支持体上の複数の別々の結合ドメ イン、および （ｂ）別々の結合ドメインは、複数の電極と対電極の対に隙間を持って整列し、 かつ近接することができ、結合ドメインは支持体の表面に対して親水性または疎 水性である、複数の電極と対電極の対。 ６８．以下からなるカセット： （ａ）少なくとも１つの結合表面を形成する、第１の支持体上の複数の別々の結 合ドメイン、 （ｂ）別々の結合ドメインは、複数の電極と対電極の対に隙間を持って整列し、 複数の電極は結合表面の上にあり、各電極は結合ドメインに隣接し、そして対電 極は第２の支持体の上にある、複数の電極と対電極の対、および （ｃ）複数の別々の結合ドメインに試料を送達する手段。 ６９．結合ドメインは、支持体の表面に対して親水性または疎水性である、請 求の範囲第６８項に記載のカセット。 ７０．支持体は２〜５００結合ドメインを含有する、請求の範囲第６６項に記 載のカセット。 ７１．複数の結合ドメインは、試料中の複数の異なる目的のアナライトの同時 結合を提供するための異なる結合を有する結合ドメインからなる、請求の範囲第 ６６項に記載のカセット。 ７２．電気化学発光を検出または測定するためのカセットであって、 （ａ）複数の別々の結合ドメインをその上に有する第１の支持体、 （ｂ）複数の別々の結合ドメインは、複数の電極と対電極の対と整列して近接し ており、別々の結合ドメインおよび電極と対電極の対は、電気化学発光を検出ま たはその測定を行うための複数のセルを形成し、電極／対電極の対は電気化学発 光を引き起こすのに有効な電位波形の形で電気エネルギー源によりアドレスが可 能である、複数の電極と対電極の対、および （ｃ）複数の別々の結合ドメインに試料を送達する手段、 からなる上記カセット。 ７３．第１の支持体に隣接しており、第１の支持体との間に試料を封じ込める 手段を提供することができる第２の支持体をさらに含んでなる、請求の範囲第７ ２項に記載のカセットであって、複数の電極と対電極の対は第２の支持体に固定 されている、上記カセット。 ７４．複数の電極と対電極の対は第１の支持体に固定されている、請求の範囲 第７２項に記載のカセット。 ７５．第１の支持体との間に試料を封じ込めるために第１の支持体に隣接して おり第２の支持体をさらに含んでなる、請求の範囲第７２項に記載のカセットで あって、複数の電極は第１の支持体上に位置し、かつ複数の対電極は第２の支持 体上に位置し、その結果複数の電極と対電極は互いに近接して位置することがで きる、上記カセット。 ７６．複数の別々の結合ドメインは５〜１０００の結合ドメインを含有する、 請求の範囲第７２項に記載のカセット。 ７７．複数の別々の結合ドメインは、複数の異なる目的のアナライトの結合を 提供するために、他の結合ドメイン内に封じ込められた結合試薬と特異性が互い に同一である結合試薬、かつこれとは異なる結合試薬を含有する少なくとも１つ の結合ドメインからなる、請求の範囲第７２項に記載のカセット。 ７８．複数の別々の結合ドメインは、結合特異性が異なる結合試薬を含有する 少なくとも１つの結合ドメインからなる、請求の範囲第７２項に記載のカセット 。 ７９．第１のまたは第２の支持体に隣接する反射性表面をさらに含んでなる、 請求の範囲第７８項に記載のカセット。 ８０．第１のおよび第２の支持体、複数の別々の結合ドメインおよび複数の電 極と対電極の対は、実質的に透明である、請求の範囲第７８項に記載のカセット 。 ８１．電極と対電極の対は直径または幅が０．００１〜１０mmの範囲である、 請求の範囲第７２項に記載のカセット。 ８２．結合ドメインは直径または幅が０．００１〜１０mmの範囲である、請求 の範囲第８０項に記載のカセット。 ８３．電極と対電極の対は、各々少なくとも１つの電気エネルギー源により別 別にアドレスが可能である、請求の範囲第７２項に記載のカセット。 ８４．結合ドメインは親水性であり、疎水性表面により囲まれている、請求の 範囲第７２項に記載のカセット。 ８５．結合ドメインは疎水性であり、親水性表面により囲まれている、請求の 範囲第７２項に記載のカセット。 ８６．結合表面は、パターン付けされた自己組立単層からなる、請求の範囲第 ７２項に記載のカセット。 ８７．パターン付けされた自己組立単層はアルカンチオールからなる、請求の 範囲第８６項に記載のカセット。 ８８．結合ドメインは、タンパク質、核酸、炭水化物残基、抗体、抗原、細胞 、有機化合物、および有機金属化合物よりなる群から選択されるアナライトに結 合することができる、請求の範囲第８７項に記載のカセット。 ８９．結合ドメインは、臨床化学測定法、化学発光法、免疫測定法および核酸 プローブ測定法よりなる群から選択される測定法の、機能性試薬を含有する、請 求の範囲第７２項に記載のカセット。 ９０．第２の支持体と別々の結合ドメインの間に位置する、取り外し可能な電 極保護バリアをさらに含んでなる請求の範囲第７３項に記載のカセットであって 、電極保護バリアは電気化学発光を引き起こす前に取り外される、上記カセット 。 ９１．電極表面から測定媒体に電位を拡大するように位置している、電極対の 複数の電極の上またはこれに隣接している導電性材料をさらに含んでなる、請求 の範囲第７２項に記載のカセット。 ９２．試料の電気化学発光を測定するための装置であって、 （ａ）複数のセルは複数の電極と対電極の対および複数の別々の結合ドメインか らの第１の支持体から形成され、複数の別々の結合ドメインは複数の電極と対電 極の対に整列してこれに近接しており、電極と対電極の対は別々にアドレスが可 能であり、セルは電気化学発光の測定の実施に適している、少なくとも１つの試 料を保持する複数のセル、 （ｂ）電位波形は複数のセルにおいて電気化学発光を引き起こすのに有効である 、複数の電極と対電極の対に制御された電位波形を適用するように適合させた電 位制御手段、および （ｃ）試料からの電気化学発光を検出するための光子検出手段、 からなる上記装置。 ９３．電気化学発光の測定に適したキットであって、１つまたはそれ以上の容 器中に、 （ａ）少なくとも１つの結合表面を形成する、支持体上の複数の別々の結合ドメ イン、および （ｂ）複数の別々の結合ドメインと隙間を持って整列しており、これに近接させ ることが可能な、複数の電極と対電極の対 を含んでなる、上記キット。 ９４．試料封じ込め手段を提供するための結合表面支持体に隣接して位置する ことができる少なくとも１つの支持体をさらに含んでなる、請求の範囲第９３項 に記載のキット。 ９５．第２の支持体は、複数の別々の結合ドメインと整列しており、これに近 接させることが可能な、複数の電極と対電極の対を有する、請求の範囲第９４項 に記載のキット。 ９６．電気化学発光測定を実施するための試薬、およびあらかじめ決められた 量の精製された目的のアナライトをさらに含んでなる、請求の範囲第９３項に記 載のキット。 ９７．試料中の目的のアナライトを検出または測定するためのカセットであっ て、 （ａ）別々の結合ドメインの少なくとも一部は他の結合ドメインとは異なる結合 特異性を有し、複数の別々の結合ドメインのそれぞれは親水性でありそして疎水 性領域に囲まれている、少なくとも１つの結合表面を形成するための、その表面 上に複数の別々の結合ドメインを有する第１の支持体、および （ｂ）測定表面を形成するためにその上で化学的測定法を行うのに適した反応媒 体からなる複数の親水性ドメインを有する第２の支持体（ここで、複数の別々の 結合ドメインと複数の反応媒体は、接触させることができ、その結果各結合ドメ イン上に存在する分析される試料は反応媒体と接触されて、目的のアナライトが 検出または測定される）からなる、 上記カセット。 ９８．温度制御手段をさらに含んでなる、請求の範囲第７２項に記載のカセッ ト。 ９９．目的の反応を行うためのカセットであって、 （ａ）各ドメインは第１の支持体上で親水性であり、疎水性領域に囲まれている 、 支持体の表面上に複数の別々のドメインを有する第１の支持体、および （ｂ）各ドメインは、（ｉ）第２の支持体表面上で親水性であり、疎水性領域に 囲まれており、（ii）目的の反応を行うのに適した反応媒体からなり、そして（ iii）第１の支持体表面上のドメインと隙間を持って整列しており、その結果第 ２の支持体表面上の各ドメインを第１の支持体表面上の整列したドメインと接触 させるように、第２の支持体は位置することができる、第２の支持体の表面上に 複数の別々のドメインを有する第２の支持体、 からなるカセット。 １００．別々の結合ドメインは内部対照をさらに含んでなる、請求の範囲第６ ６項に記載のカセット。 １０１．複数の別々の結合ドメインは、少なくとも２つの同一の結合ドメイン を含有する、請求の範囲第９２項に記載の装置。 １０２．（ａ）支持体の上に自己組立単層を形成し（ここで単層は支持体に隣 接していない単層表面上の第１の結合基Ａからなり、第１の結合基Ａは第２の結 合基Ｂに特異的に結合することができ、単層は支持体上の少なくとも１つのドメ インに適用される）、そして （ｂ）第１の結合基Ａを結合試薬と接触させる（ここで結合試薬は目的のアナラ イトに結合することができ、結合試薬は結合基Ｂに結合しており、そのため結合 試薬はＡ：Ｂ結合により単層に結合して結合表面を形成する）、 ことからなる方法の生成物である結合表面であって、 結合表面は、目的のアナライトに結合することができる結合試薬を含有する複 数の別々の結合ドメインとして構成されている、上記結合表面。 １０３．請求の範囲第１０２項記載の結合表面からなる装置。 １０４．支持体はエラストマー材料である、請求の範囲第６６項記載のカセッ ト。 １０５．支持体上で複数の別々の結合ドメインを作成するための方法であって 、 （ａ）支持体の上に自己組立単層を形成し（ここで単層は支持体に隣接していな い単層表面上の第１の結合基Ａからなり、第１の結合基Ａは第２の結合基Ｂに特 異的に結合することができ、単層は支持体上の少なくとも１つのドメインに適用 される）、そして （ｂ）第１の結合基Ａを結合試薬と接触させる（ここで結合試薬は目的のアナラ イトに結合することができ、結合試薬は結合基Ｂに結合しており、そのため結合 試薬はＡ：Ｂ結合により単層に結合して結合表面を形成する）、 ことからなり、 結合表面は、目的のアナライトに結合することができる結合試薬を含有する複 数の別々の結合ドメインとして構成されている、上記方法。 １０６．請求の範囲第１０５項に記載の方法であって、工程（ａ）において単 層は、マイクロエッチング、マイクロペン沈積（micropen deposition）および マイクロ打ち抜きよりなる群から選択される方法により、支持体の上のパターン として作成される、上記方法。 １０７．請求の範囲第１０５項に記載の方法であって、結合試薬は、タンパク 質およびその断片と誘導体、ならびに核酸およびその断片と誘導体よりなる群か ら選択される、支持体の上のパターンとして産生される、上記方法。 １０８．請求の範囲第１０５項に記載の方法であって、結合試薬は、抗体およ びその結合断片、抗原、エピトープ、細胞および細胞成分、酵素、酵素基質、レ クチン、プロテインＡ、プロテインＧ、有機化合物、有機金属化合物および炭水 化物残基よりなる群から選択される、上記方法。 １０９．請求の範囲第１０５項に記載の方法であって、結合試薬は、複数の別 別の結合ドメインからなり、接触工程は、複数の流体試料（各流体試料は、異な る結合試薬からなる）を、多重アレイの流体ガイドからの単層に送達し、このた め単層上の結合表面の別々の結合ドメインは、そこに結合した異なる結合試薬を 有する、上記方法。 １１０．電気化学発光を検出または測定するための方法であって、 （ａ）１つまたはそれ以上の支持体の表面上に位置する複数の別々の結合ドメイ ンを、電気化学発光標識物に結合した分子からなる試料と接触させ、 （ｂ）複数の別々の結合ドメインと隙間を持って整列しかつ近接している複数の 電極と対電極の対の各々で、電気化学発光を引き起こすのに有効な電位波形を適 用し、そして （ｃ）電気化学発光を検出または測定する、 ことからなる、上記方法。 １１１．複数の別々の結合ドメインは５〜１０００結合ドメインの範囲にある 、請求の範囲第１１０項に記載の方法。 １１２．複数の別々の結合ドメインは、複数の異なる目的のアナライトの結合 を提供するために、他の結合ドメイン内に封じ込められた結合試薬と特異性が互 いに同一である結合試薬、かつこれとは異なる結合試薬を含有する少なくとも１ つの結合ドメインからなる、請求の範囲第１１０項に記載の方法。 １１３．支持体は反射性表面からなる、請求の範囲第１１０項に記載の方法。 １１４．支持体、結合表面および電極と対電極の対は実質的に透明である、請 求の範囲第１１０項に記載の方法。 １１５．結合ドメインは、直径または幅が０．００１〜１０mmの範囲にある、 請求の範囲第１１０項に記載の方法。 １１６．電極と対電極の対は、少なくとも１つの電気エネルギー源により別々 にアドレスが可能である、請求の範囲第１１０項に記載の方法。 １１７．結合ドメインは親水性であり、疎水性表面に囲まれている、請求の範 囲第１１０項に記載の方法。 １１８．結合ドメインは疎水性であり、親水性表面に囲まれている、請求の範 囲第１１０項に記載の方法。 １１９．結合ドメインはパターン付けされた自己組立単層である、請求の範囲 第１１０項に記載の方法。 １２０．結合ドメインは、タンパク質、核酸、炭水化物残基、抗体、抗原、細 胞および細胞成分、有機化合物、および有機金属化合物よりなる群から選択され るアナライトに特異的に結合することができる、請求の範囲第１１９項に記載の 方法。 １２１．結合ドメインを、臨床化学測定法、化学発光法、免疫測定法および核 酸プローブ測定法よりなる群から選択される測定法を実施するのに適した反応媒 体と接触させることをさらに含んでなる、請求の範囲第１１０項に記載の方法。 １２２．１つまたはそれ以上の支持体は、重なって位置する複数の支持体であ り、支持体の少なくとも一部は、電気化学発光により生成する結合基に対して実 質的に透明であり、複数の支持体の各々は別々の支持体に隣接して位置する、請 求の範囲第１１０項に記載の方法。 １２３．試料中の電気化学発光を検出または測定するための方法であって、 （ａ）１つまたはそれ以上の支持体の表面上に位置する１つまたはそれ以上の複 数の別々の結合ドメインを、電気化学発光標識物に結合した分子を含んでなる試 料に接触させ（ここで複数の電極と対電極の対は複数の別々の結合ドメインと隙 間を持って整列しており、複数の電極と対電極の対は第２の支持体表面上に存在 する）、 （ｂ）各電極と対電極の対が異なる結合ドメインに近接するように、第２の支持 体表面を結合表面に近接して置き、 （ｃ）複数の電極と対電極の対の各々で電気化学発光を引き起こすのに有効な電 位波形を適用し、そして （ｄ）電気化学発光を検出または測定する、 ことからなる、上記方法。 １２４．工程（ａ）の間、複数の電極と対電極の対は、取り外し可能な電極保 護バリアーにより試料から保護され、電位波形を適用する前にバリアーを除去す ることからなる、請求の範囲第１１０項に記載の方法。 １２５．試料中の目的のアナライトを検出または測定するための方法であって 、 （ａ）検出または測定すべきアナライトを含有する試料の液滴を、支持体表面上 の複数の別々の結合ドメインにのせ（ここで、この複数の別々の結合ドメインは 、他の結合ドメイン内に封じ込められた結合試薬と特異性が互いに同一である結 合試薬、かつこれとは異なる結合試薬を含有する少なくとも１つの結合ドメイン からなり、各別々の結合ドメインは、疎水性であるかまたは親水性であることを 特徴とするが、但し各結合ドメインの周りの支持体表面の領域は、試料中の１つ またはそれ以上の目的のアナライトが結合ドメインに結合できるようにするため に、（ｉ）結合ドメインが親水性なら疎水性であり、そして（ii）結合ドメイン が疎水性なら親水性である）、そして （ｂ）第１の支持体上の液滴を、化学的測定法を行うのに適した反応媒体からな る複数の別々の親水性ドメインをその上に有する第２の支持体の表面に接触させ 、そして （ｃ）結合ドメインに結合した目的のアナライトの存在を測定する、 ことからなる、上記方法。 １２６．試料中の目的のアナライトを検出または測定するための方法であって 、 （ａ）検出または測定すべきアナライトを含有する試料の液滴を、支持体表面上 の複数の別々の結合ドメインにのせ（ここで、この複数の別々の結合ドメインは 、他の結合ドメイン内に封じ込められた結合試薬と特異性が互いに同一である結 合試薬、かつこれとは異なる結合試薬を含有する少なくとも１つの結合ドメイン からなり、各別々の結合ドメインは、疎水性であるかまたは親水性であることを 特徴とするが、但し各結合ドメインの周りの支持体表面の領域は、試料中の１つ またはそれ以上の目的のアナライトが結合ドメインに結合できるようにするため に、（ｉ）結合ドメインが親水性なら疎水性であり、そして（ii）結合ドメイン が疎水性なら親水性である）、そして （ｂ）試料の液滴上に反応媒体の液滴をのせ、そして （ｃ）結合ドメインに結合した目的のアナライトの存在を測定する、 ことからなる、上記方法。 １２７．試料中の電気化学発光を検出または測定するための方法であって、順 に （ａ）試料を、複数の別々の結合ドメイン（ここで結合ドメインは、複数の電極 と対電極の対と隙間を持って整列しており、かつこれに接近させることができる ）を含有する支持体の表面に接触させる工程、 （ｂ）結合ドメインを複数の電極と対電極の対に接近させる工程、 （ｃ）電気化学発光を引き起こすのに有効な電位波形を適用する工程、および （ｄ）電気化学発光を検出または測定する工程、 をこの順に含んでなる、上記方法。 １２８．試料中の電気化学発光を検出または測定するための方法であって、 （ａ）試料を、複数の別々の結合ドメインを含有する支持体の表面に接触させ、 （ｂ）電気化学発光を引き起こすのに有効な電位波形を適用しながら、結合ドメ インに近接した支持体の表面を電極と対電極の対で走査し、そして （ｃ）電気化学発光を検出または測定する、 ことからなる、上記方法。 １２９．各結合ドメインは、複数の電極と対電極の対と隙間を持って整列して おり、かつこれらに接近させることができるように、作成される、請求の範囲第 １０９項に記載の方法。 １３０．試料中の目的のアナライトを検出または測定するための方法であって 、 （ａ）試料を、複数の別々の結合ドメイン（ここで結合ドメインは、複数の電極 と対電極の対と隙間を持って整列しており、かつこれらに接近させることができ 、結合ドメインは、（ｉ）電気化学発光標識物を含有し、そして（ii）目的のア ナライトに結合することができる）を含有する支持体の表面に、試料中の任意の アナライトの結合ドメインへの結合が起こりうる条件下で接触させ、 （ｂ）結合ドメインを複数の電極と対電極の対に接近させ、 （ｃ）電気化学発光を引き起こすのに有効な電位波形を適用し、そして （ｄ）電気化学発光を検出または測定する（ここで、接触工程が行われないか、 または任意の目的のアナライトが存在しない試料で行われるときに観察される電 気化学発光に対する電気化学発光の低下は、試料中のアナライトの存在または量 を示す）、 ことからなる、上記方法。 １３１．試料中の目的のアナライトを検出または測定するための方法であって 、 （ａ）複数の別々の結合ドメイン（結合ドメインは、複数の電極と対電極の対と 隙間を持って整列しており、かつこれらに接近させることができ、結合ドメイン は、目的のアナライトに結合することができる）を含有する支持体の表面に試料 を接触させ（ここで接触は、試料中の任意のアナライトの結合ドメインへの結合 が起こりうる条件下で行われ、試料は、電気化学発光標識物に結合している分子 を含有する）、 （ｂ）結合ドメインを複数の電極と対電極の対に接近させ、 （ｃ）電気化学発光を引き起こすのに有効な電位波形を適用し、そして （ｄ）電気化学発光を検出または測定する（ここで、バックグラウンドレベルか らの電気化学発光の増加は、試料中のアナライトの存在または量を示す）、 ことからなる、上記方法。 １３２．試料中の目的のアナライトを検出または測定するための方法であって 、 （ａ）複数の別々の結合ドメイン（結合ドメインは、複数の電極と対電極の対と 隙間を持って整列しており、かつこれらに接近させることができ、結合ドメイン は、目的のアナライトに結合することができる）を含有する支持体の表面に試料 を接触させ（ここで接触は、試料中の任意のアナライトの結合ドメインへの結合 が起こりうる条件下で行われる）、 （ｂ）結合ドメインを目的のアナライトの結合パートナー（ここで、結合パート ナーは、電気化学発光標識物に結合している）に接触させ、 （ｃ）結合ドメインを複数の電極と対電極の対に接近させ、 （ｄ）電気化学発光を引き起こすのに有効な電位波形を適用し、そして （ｅ）電気化学発光を検出または測定する（ここで、バックグラウンドレベルか らの電気化学発光の増加は、試料中のアナライトの存在または量を示す）、 ことからなる、上記方法。 １３３．工程（ａ）と（ｂ）は、同時に行われる、請求の範囲第１３１項に記 載の方法。 １３４．工程（ａ）は、工程（ｂ）より前に行われ、そして未結合アナライト を除去するための結合ドメインの洗浄は、工程（ａ）の後かつ工程（ｂ）の前に 行われる、請求の範囲第１３１項に記載の方法。 １３５．試料中の目的のアナライトを検出または測定するための方法であって 、 （ａ）複数の別々の結合ドメイン（結合ドメインは、複数の電極と対電極の対と 隙間を持って整列しており、かつこれらに接近させることができ、結合ドメイン は、目的のアナライトに結合することができる）を含有する支持体の表面に第１ の試料を接触させ（ここで試料は、電気化学発光標識物に結合している目的のア ナライトを含有し、接触は試料中のアナライトの結合ドメインへの結合が起こり うる条件下で行われる）、 （ｂ）第２の試料を、結合ドメインに、第２の試料中のアナライトの結合ドメイ ンへの結合が起こりうる条件下で接触させ（ここで、電気化学発光標識物は、第 ２の試料中の任意のアナライトに結合していない）、 （ｃ）結合ドメインを複数の電極と対電極の対に接近させ、 （ｄ）電気化学発光を引き起こすのに有効な電位波形を適用し、そして （ｅ）電気化学発光を検出または測定する（ここで、工程（ｂ）が省かれている か、または第２の試料中にアナライトが存在しないときに観察される電気化学発 光に対する電気化学発光の低下は、試料中のアナライトの存在または量を示す） ことからなる、上記方法。 １３６．試料は、哺乳動物由来であり、かつ前記方法は、哺乳動物の同一性を 決定または確認するために使用される、請求の範囲第１３１項に記載の方法。 １３７．試料は、哺乳動物からの細胞を含有し、かつ前記方法は、試料中の細 胞の数を定量するために使用される、請求の範囲第１３１項に記載の方法。 １３８．目的の反応を行うための方法であって、 （ａ）試料を、第１の支持体上の各複数の別々のドメイン（ここで各ドメインは 、親水性であり、かつ第１の支持体表面上の疎水性領域に囲まれている）に適用 し、そして （ｂ）その表面上に複数の別々のドメインを有する第２の支持体（各ドメインは 、（ｉ）親水性であり、かつ第２の支持体表面上で疎水性領域に囲まれており、 （ii）目的の反応を行うために適切な反応媒体を含んでなり、そして（iii）第 ２の支持体表面上の各ドメインを、第１の支持体表面上の整列したドメインと接 触させるように、第１の支持体表面上のドメインと隙間を持って整列している） を、試料が反応媒体に接触するように置く、 ことからなる、上記方法。 １３９．複数の流体試料は、単層上に同時に送達される、請求の範囲第１０９ 項に記載の方法。 １４０．支持体は、エラストマー材料を含んでなる、請求の範囲第１１０項に 記載の方法。 １４１．パターン付けされた自己組立単層は、アルカンチオールを含んでなる 、請求の範囲第１１９項に記載の方法。 １４２．目的のアナライトを検出または測定するための方法であって、 （ａ）１つまたはそれ以上の支持体の表面上に位置する１つまたはそれ以上の複 数の別々の結合ドメインを接触させ（ここで接触は、電気化学発光標識物に結合 している分子を含んでなる試料と行われ、試料は、接触工程の間、いずれの電極 または対電極にも接触しない）、 （ｂ）電極を、１つまたはそれ以上の複数の結合ドメインに接近させ、 （ｃ）１つまたはそれ以上の複数の結合ドメインで電気化学発光を引き起こすの に有効な電位波形を適用し、そして （ｄ）電気化学発光を検出または測定する、 ことからなる、上記方法。 １４３．目的のアナライトを検出または測定するための方法であって、 （ａ）（ｉ）１つまたはそれ以上の支持体の表面上に位置し、そして（ii）複数 の電極と対電極の対と隙間を持って整列しており、かつこれに近接している、１ つまたはそれ以上の複数の別々の結合ドメインを接触させ（ここで接触は、電気 化学発光標識物に結合している分子を含んでなる試料と行われる）、 （ｂ）電極と対電極を、１つまたはそれ以上の複数の結合ドメインに接近させ、 （ｃ）１つまたはそれ以上の複数の結合ドメインで電気化学発光を引き起こすの に有効な電位波形を適用し、そして （ｄ）電気化学発光を検出または測定する、 ことからなる、上記方法。 １４４．（ａ）表面に、１つまたはそれ以上の別々の結合ドメインを構成する 結合試薬を含んでなる、あらかじめ決められた量の材料を含有する電極（ここで 結合試薬は、電気化学発光−標識分子または電気化学発光−標識分子の結合パー トナーに特異的に結合することができ、材料は、（ｉ）結合試薬に結合パートナ ーが結合しているとき、結合試薬または結合パートナーに結合した電気化学発光 標識分子における電極と電気化学発光標識物の間の電子の移動を許容するか、ま たは（ii）電極に電気化学発光標識物から光子を生成させる）、および （ｂ）対電極、 からなるカセット。 １４５．表面に、１つまたはそれ以上の別々の結合ドメインを構成する結合試 薬を含んでなる、あらかじめ決められた量の材料を含有する電極を含んでなる、 カセット（ここで結合試薬は、電気化学発光−標識物であり、材料は、電極と電 気化学発光標識物の間の電子の移動を許容する）。 １４６．電極は、多孔性である、請求の範囲第１４３項に記載のカセット。 １４７．電極は、多孔性である、請求の範囲第１４４項に記載のカセット。 １４８．（ａ）結合試薬を含有する１つまたはそれ以上の別々の結合ドメイン を有する支持体、 （ｂ）結合ドメインが結合しているイオン透過性多孔性マトリックス、 （ｃ）結合ドメインに電気化学的に接触している電極、および （ｄ）対電極、 からなるカセット。 １４９．結合試薬は、電気化学発光標識されている、請求の範囲第１４７項に 記載のカセット。 １５０．（ａ）結合試薬を含有する結合ドメイン、および （ｂ）結合ドメインが結合しており、結合ドメインと電気化学的に接触している 電極である、多孔性支持体、 からなるカセット。 １５１．さらに対電極を含んでなる、請求の範囲第１４９項に記載のカセット 。 １５２．結合試薬は、電極に共有結合している、請求の範囲第１５０項に記載 のカセット。 １５３．（ａ）電極を含有する第１の表面を有する第１の支持体、および （ｂ）結合ドメインを含有する第２の表面を有する第２の支持体（ここで第１お よび第２の表面は、電気化学的に接触するように隙間を持って整列している）、 からなるカセット。 １５４．（ａ）電極を含有する第１の表面を有する第１の支持体、 （ｂ）あらかじめ決められた量の結合試薬を含有する結合ドメインを含有する第 ２の表面を有する第２の支持体（ここで第１および第２の表面は、電気化学的に 接触するように隙間を持って整列している）、および （ｃ）電気化学発光標識分子種を含有するバイアル、 からなるキット。 １５５．（ａ）電極を含有する第１の表面を有する第１の支持体、および （ｂ）１つまたはそれ以上の別々の結合ドメインを含有する第２の表面を有する 第２の支持体（ここで第１および第２の表面は、結合ドメインに結合した電気化 学発光標識物と電極の間で電子の移動ができるように隙間を持って整列している ）、 からなるカセット。 １５６．第２の表面は多孔性材料であり、そしてカセットはさらに対電極を含 んでなる、請求の範囲第１５４項に記載のカセット。 １５７．（ａ）第１の表面を有する電極、 （ｂ）第２の表面を有する対電極、 （ｃ）第１および第２の表面の間の、電気化学発光標識分子に結合することがで きる結合試薬を含有する多孔性材料（ここで多孔性材料と第１の表面は、１つま たはそれ以上の結合試薬に結合した分子上の電気化学発光標識物と第１の表面の 間の電子の移動を許容するように隙間を持って整列している）、 からなるカセット。 １５８．（ａ）多孔性電極、 （ｂ）対電極、 （ｃ）その上に、結合ドメインに結合した電気化学発光標識分子種と多孔性電極 の間で電子の移動ができるように隙間を持って整列している、複数の別々の結合 ドメインを有する支持体、 からなるカセット。 １５９．（ａ）多孔性電極、および （ｂ）対電極（ここで多孔性電極は、その表面上に結合試薬を含んでなる、電極 と１つまたはそれ以上の結合試薬に結合した電気化学発光標識物の間の電子の移 動を許容する材料を含有する）、 からなるカセット。 １６０．（ａ）その上に複数の別々の結合ドメインを有する支持体、 （ｂ）結合ドメインへの、およびそこからの流体の移送のための区画、および （ｃ）複数の結合ドメインに結合した電気化学発光標識物から電気化学発光シグ ナルが生成するように隙間を持って整列している電極と対電極、 からなるカセット。 １６１．（ａ）その表面上に複数の別々の結合ドメインを含有する電極、およ び （ｂ）対電極、 からなるカセット。 １６２．（ａ）支持体上の複数の別々の結合ドメイン、 （ｂ）電極、および （ｃ）対電極（ここで電極は、複数の別々の結合ドメインに結合した複数の電気 化学発光標識物からの複数の電気化学発光シグナルを生成することができる）、 からなるカセット。 １６３．複数の結合ドメインは、電気化学発光標識物を含有し、そしてカセッ トは、さらに複数の別々の結合ドメインへの試料送達のための手段を含んでなる 、請求の範囲第１６１項に記載のカセット。 １６４．さらに複数の別々の結合ドメインへの試料送達のための手段を含んで なる、請求の範囲第１６１項に記載のカセット。 １６５．電極は、少なくとも１つの結合ドメインと結合している電気化学発光 標識物からの電気化学発光シグナルを生成することができる、請求の範囲第１６ ０項に記載のカセット。 １６６．（ａ）その上に複数の別々の結合ドメインを有する支持体、および （ｂ）１つまたはそれ以上の電極と対電極の対、 からなるカセット。 １６７．さらに複数の別々の結合ドメインへの試料送達のための手段を含んで なる、請求の範囲第１６５項に記載のカセット。 １６８．（ａ）その表面上にパターンを構成する別々の結合ドメインを含有す る電極、 （ｂ）結合ドメインへの、およびそこからの流体の移送のための区画、 （ｃ）対電極、および （ｄ）電気化学発光標識分子を含有するバイアル、 からなるキット。 １６９．（ａ）イオン透過性多孔性マトリックスに近接している電極に結合し ている複数の別々の結合ドメイン、および （ｂ）対電極、 からなるカセット。 １７０．（ａ）イオン透過性多孔性マトリックスに結合している複数の別々の 結合ドメイン、 （ｂ）イオン透過性多孔性マトリックスに近接している電極、および （ｃ）対電極、 からなるカセット。 １７１．（ａ）イオン透過性多孔性マトリックスに結合している複数の別々の 結合ドメイン、および （ｂ）複数の結合ドメインに電気化学的に接触している電極、 からなるカセット。 １７２．さらに対電極を含んでなる、請求の範囲第１７０項に記載のカセット 。 １７３．（ａ）多孔性支持体に結合している複数の別々の結合ドメイン、およ び （ｂ）複数の結合ドメインに電気化学的に接触している電極、 からなるカセット。 １７４．（ａ）電極、対電極、および電極に接触するイオン溶液を含んでなる 電気化学的セル、および （ｂ）電極に電気化学的に接触している複数の別々の結合ドメインをその上に有 する支持体、 からなるカセット。 １７５．電極は、炭素小繊維を含んでなる、請求の範囲第１４３項、第１４４ 項、または第１６０項に記載のカセット。 １７６．電気化学発光を検出または測定するための方法であって、 （ａ）請求の範囲第１４３項に記載のカセット中の結合試薬を、電気化学発光標 識物に結合している分子を含んでなる試料と接触させ、 （ｂ）電極と対電極で電気化学発光を引き起こすのに有効な電位波形を適用し、 そして （ｃ）電気化学発光を検出または測定する、 ことからなる、上記方法。 １７７．電気化学発光を検出または測定するための方法であって、 （ａ）請求の範囲第１４４項に記載のカセット中の結合試薬を、電気化学発光標 識物に結合している分子を含んでなる試料と接触させ、 （ｂ）電極と対電極で電気化学発光を引き起こすのに有効な電位波形を適用し、 そして （ｃ）電気化学発光を検出または測定する、 ことからなる、上記方法。 １７８．電極は、多孔性である、請求の範囲第１７５項に記載の方法。 １７９．電気化学発光を検出または測定するための方法であって、 （ａ）請求の範囲第１４７項に記載のカセット中の結合試薬を、電気化学発光標 識物に結合している分子を含んでなる試料と接触させ、 （ｂ）電極と対電極で電気化学発光を引き起こすのに有効な電位波形を適用し、 そして （ｃ）電気化学発光を検出または測定する、 ことからなる、上記方法。 １８０．電気化学発光を検出または測定するための方法であって、 （ａ）請求の範囲第１５０項に記載のカセット中の結合試薬を、電気化学発光標 識物に結合している分子を含んでなる試料と接触させ、 （ｂ）電極と対電極で電気化学発光を引き起こすのに有効な電位波形を適用し、 そして （ｃ）電気化学発光を検出または測定する、 ことからなる、上記方法。 １８１．電気化学発光を検出または測定するための方法であって、 （ａ）第１の表面に含有される結合ドメインを、電気化学発光標識物に結合して いる分子を含んでなる試料と接触させ（ここで、第１の表面は電極を含有する第 ２の表面と整列しており、第１および第２の表面は、電気化学的に接触するよう に隙間を持って整列している）、 （ｂ）電極と対電極で電気化学発光を引き起こすのに有効な電位波形を適用し、 そして （ｃ）電気化学発光を検出または測定する、 ことからなる、上記方法。 １８２．第１の表面は多孔性材料である、請求の範囲第１８０項に記載の方法 。 １８３．電気化学発光を検出または測定するための方法であって、 （ａ）請求の範囲第１５６項に記載のカセット中の結合試薬を、電気化学発光標 識物に結合している分子を含んでなる試料と接触させ、 （ｂ）第１の表面と第２の表面で電気化学発光を引き起こすのに有効な電位波形 を適用し、そして （ｃ）電気化学発光を検出または測定する、 ことからなる、上記方法。 １８４．電気化学発光を検出または測定するための方法であって、 （ａ）請求の範囲第１５７項に記載のカセット中の結合ドメインを、電気化学発 光標識物に結合している分子を含んでなる試料と接触させ、 （ｂ）電極と対電極で電気化学発光を引き起こすのに有効な電位波形を適用し、 そして （ｃ）電気化学発光を検出または測定する、 ことからなる、上記方法。 １８５．電気化学発光を検出または測定するための方法であって、 （ａ）請求の範囲第１５８項に記載のカセット中の結合試薬を、電気化学発光標 識物に結合している分子を含んでなる試料と接触させ、 （ｂ）電極表面と対電極表面で電気化学発光を引き起こすのに有効な電位波形を 適用し、そして （ｃ）電気化学発光を検出または測定する、 ことからなる、上記方法。 １８６．電気化学発光を検出または測定するための方法であって、 （ａ）請求の範囲第１５９項に記載のカセット中の結合ドメインを、電気化学発 光標識物に結合している分子を含んでなる試料と接触させ、 （ｂ）電極表面と対電極表面で電気化学発光を引き起こすのに有効な電位波形を 適用し、そして （ｃ）電気化学発光を検出または測定する、 ことからなる、上記方法。 １８７．電気化学発光を検出または測定するための方法であって、 （ａ）請求の範囲第１６０項に記載のカセット中の結合ドメインを、電気化学発 光標識物に結合している分子を含んでなる試料と接触させ、 （ｂ）電極と対電極で電気化学発光を引き起こすのに有効な電位波形を適用し、 そして （ｃ）電気化学発光を検出または測定する、 ことからなる、上記方法。 １８８．電気化学発光を検出または測定するための方法であって、 （ａ）請求の範囲第１６１項に記載のカセット中の結合ドメインを、電気化学発 光標識物に結合している分子を含んでなる試料と接触させ、 （ｂ）電極と対電極で電気化学発光を引き起こすのに有効な電位波形を適用し、 そして （ｃ）電気化学発光を検出または測定する、 ことからなる、上記方法。 １８９．電気化学発光を検出または測定するための方法であって、 （ａ）支持体上の複数の別々の結合ドメインを、電気化学発光標識物に結合して いる分子を含んでなる試料と、結合ドメイン上への該分子を含有する試料の送達 により接触させ（ここで試料は、電気化学発光シグナルを変化することができ、 この変化は、試料中の目的のアナライトの濃度に相関している）、 （ｂ）電極と対電極で、少なくとも１つの結合ドメインに結合した分子に結合し ている電気化学発光標識物から電気化学発光を引き起こすのに有効な電位波形を 適用し、 （ｃ）電気化学発光を測定し、そして （ｄ）目的のアナライトの濃度を決定する、 ことからなる、上記方法。 １９０．電気化学発光を検出または測定するための方法であって、 （ａ）請求の範囲第１４３項に記載のカセット中の結合試薬を、第１の分子と、 電気化学発光標識物に結合している第２の分子を含んでなる試料（ここで第２の 分子は、第１の分子の特異的な結合パートナーである）と接触させ、 （ｂ）電極と対電極で電気化学発光を引き起こすのに有効な電位波形を適用し、 そして （ｃ）電気化学発光を検出または測定する、 ことからなる、上記方法。 １９１．電気化学発光を検出または測定するための方法であって、 （ａ）請求の範囲第１６５項に記載のカセット中の結合ドメインを、電気化学発 光標識物に結合している分子を含んでなる試料と接触させ、 （ｂ）少なくとも１つの電極と対電極の対で電気化学発光を引き起こすのに有効 な電位波形を適用し、そして （ｃ）電気化学発光を検出または測定する、 ことからなる、上記方法。 １９２．電気化学発光を検出または測定するための方法であって、 （ａ）請求の範囲第１６８項に記載のカセット中の結合ドメインを、電気化学発 光標識物に結合している分子を含んでなる試料と接触させ、 （ｂ）電極と対電極で電気化学発光を引き起こすのに有効な電位波形を適用し、 そして （ｃ）電気化学発光を検出または測定する、 ことからなる、上記方法。 １９３．電気化学発光を検出または測定するための方法であって、 （ａ）請求の範囲第１６９項に記載のカセット中の結合ドメインを、電気化学発 光標識物に結合している分子を含んでなる試料と接触させ、 （ｂ）電極と対電極で電気化学発光を引き起こすのに有効な電位波形を適用し、 そして （ｃ）電気化学発光を検出または測定する、 ことからなる、上記方法。 １９４．電気化学発光を検出または測定するための方法であって、 （ａ）請求の範囲第１７１項に記載のカセット中の結合ドメインを、電気化学発 光標識物に結合している分子を含んでなる試料と接触させ、 （ｂ）電極と対電極で電気化学発光を引き起こすのに有効な電位波形を適用し、 そして （ｃ）電気化学発光を検出または測定する、 ことからなる、上記方法。 １９５．電気化学発光を検出または測定するための方法であって、 （ａ）請求の範囲第１７３項に記載のカセット中の結合ドメインを、電気化学発 光標識物に結合している分子を含んでなる試料と接触させ、 （ｂ）電極と対電極で電気化学発光を引き起こすのに有効な電位波形を適用し、 そして （ｃ）電気化学発光を検出または測定する、 ことからなる、上記方法。 １９６．電極は、炭素小繊維を含んでなる、請求の範囲第１７５項、第１８８ 項、または第１８９項に記載の方法。 １９７．複数の電気化学発光測定法を行うための方法であって、 （ａ）複数の別々のポリマーマトリックス（各ポリマーマトリックスは、１つま たはそれ以上の結合ドメインを含んでなる）を、１つまたは複数の目的のアナラ イトを含有する試料と接触させる工程、 （ｂ）１つまたはそれ以上の複数のドメインに電気化学発光を引き起こさせる工 程、 （ｃ）電気化学発光を検出する工程、 からなる、上記方法。 １９８．電気化学発光は、写真フィルムにより検出される、請求の範囲第１９ ７項に記載の方法。 １９９．複数の電気化学発光測定法を行うための方法であって、 （ａ）オリゴ核酸を含んでなる複数の結合ドメインを、１つまたは複数の目的の アナライトを含有する試料と接触させる工程、 （ｂ）１つまたはそれ以上の複数のドメインに電気化学発光を引き起こさせる工 程、および （ｃ）複数の結合ドメインで電気化学発光を検出する工程、 からなる、上記方法。 ２００．複数の結合ドメインは、電気化学発光標識物に結合しているオリゴ核 酸を含有する、請求の範囲第１９９項に記載の方法。 ２０１．複数の結合ドメインは、電気化学発光標識物に結合しているオリゴ核 酸を含有し、そして１つまたはそれ以上のアナライトは、該オリゴ核酸に結合す る時、１つまたはそれ以上の結合ドメインからの電気化学発光シグナルの変化を 引き起こす、請求の範囲第１９９項に記載の方法。 ２０２．約１０^-3未満の濃度で多成分試料中に存在する複数のアナライトを検 出することを含んでなる、複数の電気化学発光測定を行うための方法であって、 （ａ）複数の別々の結合ドメインを、１つまたは複数の目的のアナライトを含有 する試料と接触させる工程、 （ｂ）１つまたはそれ以上の複数のドメインに電気化学発光を引き起こさせる工 程、および （ｃ）複数の結合ドメインで電気化学発光を検出する、 からなる、上記方法。 ２０３．複数の電気化学発光測定を行うためのシステムであって、 （ａ）複数の異なるアナライトに特異的な複数の結合ドメイン、 （ｂ）電位波形発生器、および （ｃ）光子検出手段、 を含んでなる、上記システム。 ２０４．複数の電気化学発光測定を行うためのシステムであって、 （ａ）電極、 （ｂ）対電極、 （ｃ）複数の異なるアナライトに特異的な複数の結合ドメイン、 （ｄ）電気化学発光を引き起こす手段、および （ｃ）電気化学発光検出のための手段、 を含んでなる、上記システム。