JPS62502061A - バルク導電率を用いた配位子／反配位子の相互干渉の測定 - Google Patents

Abstract

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Description

【発明の詳細な説明】

バルク導電率を用いた配位子／反配位子の相互干渉の測定 （発明の背）；）） この発明は、分析方法及び装置に関し、特に液体試料における対象の物質を検出 する方法、装置及びセンサに関する。 液体における特定の物質の存在及び／又は濃度を検出するために、多くの典型的 な標準試験又は検定が存在している。最近まで、これらの検定の多くは、検出す べき各物質に対して異なる試薬とプロトコルを必要とするものでありだ。これら の手段の例には、生物化学研究所における種々の酵素検定プロトコル及びＳＭ八 八ツマシン、シュボン自動的臨床分析器と、臨床化学研究所におけるコダック・ エクタケム７００マシンとが含まれている。 過去２０年間において、新しい秤類の診断試験又は検定に、反配位子に基づく検 定や、免疫学的検定を利用することが増加している。免疫学的検定においては、 反配位子を用いて、例えば特定の抗原、パブテン又は他の分子のイを在を試験す ることができる。 免疫学的検定は従来お検定よりもいくつかの効果を潜在させている。 （ａ）免疫学的検定は処理手順を一般化することができる。即ち、同一の形式の 検定手順及び試薬を用いて、特定の反配位子の化学的な特性がどのようなもので あっても大抵の反配位子を検出することができる。 （ｂ）免疫学的検定は高度に特定的である。即ち構造的に関連する成分を良く識 別することができる。 （Ｃ）免疫学的検定は感受性が潜在的に非常に高い。 免疫学的検定は、特殊な形式のより一般的な特殊な検定方法、即ち配位子／反配 位子の検定である。全ての配位子／反配位子の検定は、２つの前提、即ち（＋） ある対の物質（配位子及び反配位子）は互いに強力かつ特殊な親和力を有し、互 いに結合しようとすると共に、他の物質には全くか又は殆ど結合せず、また（２ ）複合体が形成されたときは、配位子／反配位子の結合の相互作用を検出するよ うにした方法及び装置を開発できるということに基づいている。配位子は、ここ で用いているように、検出可能な物質と定義され、また反配位子は配位子の存在 を試験するのに用いる物質と定義される。（ある配位子／反配位子の検定におい ては、検出すべき物質に打ち勝って反配位子の部位を結合させる、多分変化させ た付加的な配位子を用いることができる。） 多くの場合、配位子／反配位子の複合体は、ある方法により複合体の一成分に標 識を付け、これによって検出可能にされ、適当な検出計器に対して複合体の全体 を「可視的」なものにする。例えば、放射線免疫検定方（旧約は標識としてラジ オアイソトープを用いる。米国特許第３．５５５　、１４３号及び第：ｌ、６４ ６．：１４６号を参照のこと。酵素免疫検定方（１４１Ａ）は適当な条件で検出 可能なカラーを発生させることができる。米国特許第３Ｊ５４．０９０号、第： １，７９１，９３２号及び第３，８５０，７５２号を参照のこと。同様に、蛍光 免疫検定方（ＦＩ八）は蛍光、体の標識を用いる。 川に、他の配位子／反配位子の検定は核酸交雑検定、即ちＤＮＡプローブ検定で あり、これは反配位子とし゛Ｃ核酸の「プローブＪ　２ｒｌを用いて相補的なり ＮＡ配列のＪｒ　！Ｅにつし）て試験するものである。このＤＮＡプローブ検定 は、免疫検定方のように、しばしば放射線標識、蛍光標識又は酵素標識を用いる 。 最近、標準標識の使用を少なくした他の配位子／反配位子検定技術が開発された 。例えば、粒子計数免疫検定方は小さなラテックス球を用いるものであり、この 球は抗原−抗体の相互作用により凝集するときに、既知の方法により光を乱反射 させる。免疫検定方及びＤＮＡ検定方は、共に発光性の標識を使用するものであ った。 標識は、検出可能な信号に標識を付けた複合体の存在を関連させることにより、 配位子／反配位子の検定の感受性を非常に高めることができる。すかし、標識を 利用した検定方も関連して問題がよく発生する。 第１に、標識をつけた免疫試薬を準備しなければならず、これには時間と費用が 掛る。更に、検定中に、例えば標識の付加、成分間で反応できるようにするイン キュベーション、余分な標識の洗浄、検出計器の移動、及び標識を付けた複合体 の検出のような種々処理段階を必要とする。これらは比較的複雑なので、これら の検定の多くは、かなりの時間が掛り、かつ熟練した技術的な支援が必要である 。また、このような検定は、高価な装置は別として、自動化するのが比較的に困 難である。また、一般にこれらの検定は、同時に一つの配位子のレベルを監視す るだけである。更に、標識を付けた試薬は、不安定、不便、又はアイソトープ１ １２６又はｐ３２及び発がん性の酵素基質のように取扱いに危険がある。更に、 前記又は現在入手可能な標識に依存した検定を用いると、反配位子のレベルを連 続的に監視することが不可能である。従って、長期間にわたり抗原又は抗体のレ ベルに追従するためには、試料を間隔を置いて引揚げ、標識により処理をし、か つ試験をしなければなない。 商業的に使用されている、又は標識を使用しないようにしたり、標識を使用する 方法を変更することにより、以上で述べた問題のいくつかを解決しようとする開 発中の多数の技術がある。このような技術の多くのは、光学系手段により配位子 ／反配位子の複合体の形成について試験をするものである。例えば、比濁速度分 析力、ある種の免疫検定方は、ある条件で抗原及び抗体が集合体を形成するので 、散乱光の角度的な分布における変化を測定している。この方法は、非常に感受 性が良いとはいえないが、その試料についての２つの希釈を試験する必要がある 。 なによりも、妊娠検査、梅毒検査、及び血液及配位子検査では、沈澱又は凝集し た抗原／抗体複合体の形成をしばしば視覚検査により検・渣している。しかし、 厳密にいうと、集合体を可視的にするこれらの試験において用いられるセル即ち 粒子を標識と呼んでもよい。いずれの場合でも、これらは、以上で説明した標識 に関連する欠点、例えば連続的な測定の可能性がない、又は同一・の試料につい て多重配位子を同時的な判断ができないというがある。他の多数の免疫検定装置 は、沈降素子の形成、凝集又は標準的な標識に依存することなく、ある形式の光 学的な検出を用いている。米国特許第３，９７５，２：１８号、第４，０５４， ６４６号及び第４．：１２１，０５７号を参照のこと。 また、配位子／反配位子の複合体を電気的に検出することに基づいた種々の免疫 検定がある。これらの免疫検定は以上で述べた欠点を１つ以上解決することに専 念している。このような方法の一つには、米国特許第４，１９１，７３９号に開 示された、バルク導電率測定を行なう抵抗性パルス技術がある。この技術はコー ルタ−計数方法を変形したものであり、非導電性粒子を含む導電性液を狭く絞っ たチャネルを通過させ、その総合的な（バルク）抵抗を測定している。総合的な 抵抗は、非導電性の粒子がチャネルを通過するときに、増加し、発生ずる「パル ス」の大きさがその粒子の体積に比例している。従って、例えば抗体により覆わ れた粒子は、適当な条件において抗原にさらされたときは、集合し、その集合体 の数を抗原量に関係付けることができる。しかし、この技術の感受性は、抗体被 覆の粒子それ自身を作り出す際に形成される自己集合体の存在により制限される 。米国特許第４，１９１．７３９号はこの問題をなくすことを目的としているの で、抗体により異なる大きさの２粒子の調整を被覆し、かつ抗原の存在を示すも のとして大小の粒子を含む集合体のみを計数することにより、この技術の感受性 を増加させている。しかし、開示された技術は、高価な装置を必要とする。更に 、この技術は、標識（抗体、又は他の反配位子を付着させた粒子）を必要とし、 また一つの試料液から同時に多重配位子を測定するように対応させたり、また連 続的に変化する試料を測定するように容易に対応させることもできない。米国特 許第４．２３６．８９３号、及び第４，２４２，０９６号は、抗原により被覆さ れた圧電発振器の利用に関連するものであり、液体試料における抗原又は抗体の 存在を検出している。 特に、液体試料の表面上の抗原に抗体が結合することにより、その質量が変化す るに従って発振器の周波数が変化する。この検定は、標識を付けた試薬又は複雑 な計器を必要としないが、開示によると、液体試料にさらした後に溶液からセン サを取去り、かつ測定可能とする１１「にこれを乾燥させることを含む複雑な手 順が必要である。 米国特許７ＪｔＪ４．０５４．６４６号は、抗原／抗体の生物分子層の相対的な 厚さを測定するようにした種々方法のうちの一つとして、容量の利用に関連する ものである。 特に、導電性基質を抗原、抗体又は他の反配位子にさらし、これによって乾燥時 に通常、電気的な絶縁体となる導体表面上に反配位子の単分子層を形成１−る。 次に、この表面は目的の配位子を含む溶液にさらされる。最後に、水銀適下又は 他の電極を乾燥配位子層と接触させる。導電性基質及び水銀遡上は絶縁層により 分離されているコンデンサの２つの極板からなり、この絶縁層の厚さは反配位子 に結合する配位子の量に依存している。次に、このコンデンサの容量は適当な計 器により測定される。この技術は標識を付けた免疫学的試薬又は高価な計器を必 要としない。しかし、前記圧電検定のように、配位子を含むコンデンサを溶液か ら除去し、測定を可能とする前に乾燥させることが必要である。 他の種類の電気的な検定は、電解液と接触して表面又は界面に関連した電気的な 特性の変化を測定することにより、簡単な配位子／反配位子の検定手順を簡単化 することを１］的とするものであった。例えば、金属電極のような表面が電解液 にさらされたときは、電極／電解液の界面領域に局部的に大きな荷電及び電位の 勾配が発生する。この勾配及び関連する電位は大きいので、免疫学的試薬、又は 界面に固定された他の反配位子と相互に作用する配位子の分子は、界面において 電気的な総合特性にかなりの影響を与えるので、種々の強力な電気信号を発生さ せることができる。 前記現象に基づく検定例には、米国特許第４，２３３，１４４号に開示している 電解電圧計検定と、米国特許第４．２３８，７５７号及び第４，３３４，８８０ 号に開示している電界効果トランジスタに基づく検定及び他の半導体に基づく検 定と、米国特許第４，２１９，３３５号に開示している電気的なりアクタンス検 定と、抗体電極検定（分析化学、５６．８０１　（１９８４）　、化学及び工学 ニュース、１９８４年、４月２日ｐ、３２）と、例えば米国特許第４，１５１． ０４９号及び第４，０８１，３３４号に開示しているように、他の電位差計検定 とが含まれている。 試料が界面と接触している限り、この試料を監視することができるので、このよ うな界面に基づく検定を高速に、簡単に実行し、かつ連続的にすることができる 。また、このような検定を標識から独立とすることができ、かつ同時に多重分析 を監視するように適応することができる。しかし、界面の電気的特性は、多くの 非特定的な方法により、例えばｐｈ、又は電解液組成の変化や、表面即ち界面へ 又は内への溶液における複数種の非特定的な吸収により影響されることがある。 従フて、このような特性の測定に基づく方法は、しばしばγ・測不可能な又は制 御困難な干渉を条件としている。更に、こわらの方法の多くは、配位子又は反配 位子を含む界面において又は−トで、膜又は分子層の調整を必要とし、これを再 現可能に実行するのは困難である。 従って、特長を保持し、かつ前述の検定に関連する欠点を克服する配位子／反配 位子検定システムを有するのが都合が良い。特に、迅速（１分以内に完了するこ とができる）、連続的にすることが可能、液体試料において同時的に多重配位子 の存在を検出することが可能、実行が簡単、かつ標識から独立であるという経済 的な検定を有するのが都合が良い。また、このような検定を実行することができ 、かつ極端に小さな体積において配位子／反配位子の相互的な作用の測定ができ る意味において、ミニチュア化可能な装置を有するのが都合が良い。 （要　約） この発明によれば、試験体のバルク電気的な導電率における変化を測定すること により、液体試料における配位子の存在を判断する方法、装置及びセンサが提供 される。所定領域の試験体内に、又はその近傍に、局在化された反配位子又は配 位子を含む存在により、導電率の変化は配位子固有のものになる。この所定領域 は、液体試料にさらされ、配位子／反配位子の相互作用が発生し、その結果の導 電率の変化が適当な導電率測定計器により監視される。 また、この発明は、ｉ）試験体の導電率を近傍の正又は負の制御体と比較するこ とにより、またｉｉ）　Ｏ電流、４電極の測定技術及び引込め電極を用いること により、電極／電解液の界面に発生する現象による影響を最小化することにより 、不特定の雑音及びドリフトを除去する方法及び装置に関する。 特に、−実施例において、液体試料はマトリクスからなる所定領域を介して流れ 、このマトリクスに反配位子又は配位子が固定化される。適当な制御分子は近傍 の所定領域に固定化することができるものである。試験及び制御体の所定領域は 小さく（典型的には０．１μＩ）、試験体の導電率は、０電流、４電極の技術、 引込め電極、及び適当な導電率測定計を用いて監視される。 この発明は、迅速かつ使用が容易であるという効果がある。その測定は連続的で あり、種々の配位子を同時に監視することができる。この発明は、所望により、 標識から独立とすることができ、また種々の便利にして安全に、かつ速度を全く 、又はあフても僅かな損失でもって感受性を増加させるための経済的な標識を使 用することができ、使用を容易にすることができる。また、この発明は、電極／ 電解液の界面に発生する現象の影響を最小化するものである。更に、電極を局在 化した反配位子又は配位子を含む領域から物理的に分離することができる。これ によって、電極及び局在化した反配位子又は配位子の組成の調整を分離させるこ とができ、これらを潜在的に簡単かつ経済的に調整１ｊ−ることができ、かつ方 法、技術及び物質の選択を柔軟にすることができる。最後に、配位子／反配位子 の相互作用によるバルク導電率の変化を測定するように、使用又は変更すること ができる計器は種々の存在する。 （図面の簡単な説明） 第１八図は配位子の一定濃度を含む液体試料を加えた後の試験センサと制御セン サとの間の導電率比における変化を示す。第１ｎ図は液体試料における配位子の 既知濃度に対して導電率比の変化の初期速度を関連させた較正曲線である。 第２八図は時間と共に配位子の濃度が変化する液体試料における導電率比の変化 を示す。第２Ｂ図は液体試料のパルスの後における導電率比の変化を示す。 第３八図は配位子の既知濃度に対して平衡状態の所定領域内を占有する結合部位 を百分率に関連させた較正曲線である。第３Ｂ図は平衡状態で測定したときに観 測された導電率比の変化を示す。 第４八図は試験体を少なくとも所定領域の表面に有するときに、その所定領域に 対する配位子／反配位子の複合体の結合状態を示す。第４Ｂ図は試験体を所定領 域の一部に含まないときに、その所定領域に対する配位子／反配位子の複合体の 結合状態を示する。 第り図は液体試料における配位子の存在を判断する際に用いる典型的な装置を示 す。第５Ｂ図は電気的な等価回路を示す。第５Ｃ図及び第５Ｄ図は可能とする他 の構成の装置を示す。 第６八図は練々の試験セル及び正負の制御を備え、各セルが固有の電気的な通路 及び流路を有する多重センサ装置を示す。第６Ｂ図は直列の複数のセルを備え、 全てのセルが共通の通路及び流路を共イｒしている多重センサ装置を示す。 第７図は２形式の引込め平板センサ及び装置のを示す。 第８Ａ図はＩＶＥＰセンサ（定義を参照のこと）における測定手段の一部分及び 複数のセンサに挿入した生物層を示し、第８Ｂ図はＩＶＥＰセンサにおける検知 領域の拡大図を示す。 第ｎ図はＥ　Ｖ　Ｅ　ｌ）センサの測定手段を介する一部分を示し、第９１１図 はＩＶＩＥＰセンサ及びＥＶＥＰセンサを用いた水種を示す。 第１０図はＴＶＥＰセンサを用いてうさぎＩｇＧに対する反配位子を特定的に検 出し、続いて粒子を用いて信号を増幅したものを示す。 第１１図は異なる２つの配位の同時的な検出及び正制御の使用を示す。 第１２図は１−Ｖ　Ｅ　１１センサを用いたことを除き、第１Ｏ図と同一・の図 である。 第１：１図はカラム・センサを用いた反配位子の特定検出を示す。 第１４図は４つの電極測定を用いる試験セル及び制御セルに適用した測定導電率 回路のブロック図である。 第１５図は第１４図の比較回路を更に詳細を示す概要図である。 第１６図は第１４図の変圧器回路を更に詳細を示す概要図である。 第１７図は第１４図のシールド及び保護駆動増幅器を更に詳細を示す概要図であ る。 第１８図は第１４図の回路に用いたＡＣ２対４増幅器を更に詳細を示す概要図で ある。 第１１）図は第１５図の位相シフト回路を更に詳細を示す概要図である。 第２０図、第２１図及び第２２図は導電率の測定をここで説明する回路により実 行することができる一実施例を示すフロー・チャートである。 第２３図は第１４図に示す実施例に対する他の実施例を示１−０ （発明の詳細な説明） 以下の定義は、この発明の理解を容易にするだめのものである。この定義が当該 技術分野における意味と異なるものに対しては、以下の説明は調整すべきもので ある。 配位子とは、他の物質、即ち反配位子と特定的に結合している検出すべき物質を 意味する。 反配位子とは、配位子に特定的に結合している配位子の存在を検出するときに用 いられる物質を意味する。 試験体とは、導電率を測定して所定領域における配位子／反配位子の発生を検出 する塊りを意味する。 所定領域とは、その中に配位子又は反配位子を局在させている領域を意味する。 局在化手段とは、所定領域に反配位子又は配位子を局在化させるときに用いる手 段である。 接触手段とは、局在化手段と、対象の配位子を含む液体資料との間の接触を確保 するときに用いる手段である。 測定手段とは、試験体の相対的な導電率を測定するときに用いる手段である。 センサ手段とは、局在化手段と、手段手段とを一緒にして指すことを意味する。 センサの効果Ｅとは、試験体の抵抗値により割算した所定領域の抵抗値を意味す る。 導電率比Ｃとは負制御体の導電率により割算された試験体の導電率を意味する。 ｌ　Ｖ　ｌ：　＋）センサとは、内部電圧平衡点センサ装置を意味する。 ＩＥＶ口）センサとは、外部電圧平衡点センサ装置を意味１３−る。 バイオ領域とは、生物層上に搭載された局在化手段を意味する。 生物層手段とは、１以上の生物領域と、生物層を検知装置に挿入、又はその上に 配置するのが容易となるように作成された適当な支持固定との組合せを意味する 。 この発明は、電気的なバルク導電率における配位子注入の変化を測定することに より、液体試料における配位子の存在を決定する方法、装置及びセンサに関する 。 好ましい実施例においては、対象の配位子に対する反配位子を所定領域内に局在 化させている。この所定領域は分析する液体試料にさらされ、少なくとも部分的 に所定領域を含む塊り（試験体）のバルク導電率が測定される。所定領域におけ る配位子−反配位子の相互作用の結果、生じるこのような試験体のバルク導電率 の変化を用い、液体試゛料における配位子の存在を決定することができる。 更に、一般的には、種々の空間的な関係が所定領域と試験体との間に存在し得る 。例えば、試験体を完全に所定領域に包含させたり、逆にこの所定領域を試験体 に完全に包含させたりすることができる。所定領域及び試験体は、互いに重畳す ることなく近接させることができ、又は互いに距離を置くことができる。 しかし、この発明の方法及び装置は、液体試料内に配位子の存在を検出するよう に設計されていおり、これらはガスに、例えば適当な液体を通過させて前記ガス を溶解又は泡立てることにより、又は固体中に、例えば適当な液体に固体を溶解 させることにより、配位子の存在を容易に検出することができる。 理論に拘束されたくはないが、配位子の存在又は欠如が試験体を介して電流を流 る荷電された種の分配、及び／又は濃縮に影響を与えるので、配位子に固有な導 電率の変化は試験体に発生すると信じられている。 例えば、試験体内の所定領域に固定された反配位子に配位子が結合しているとき は、結合され配位子は、その時点でもはや電流を流すことができない試験体の空 間を占める。 配位子／反配位子の複合体生成により生じるバルク導電率の変化は、多くの場合 、小さい（１％又はそれ以下程度）。導電率における大きな不特定変化は、局部 的な環境変化、例えば温度、液体試料の組成、粘性の変化、又は所定領域や試験 体に対する蛋白質や他の物質の不特定結合から発生することがある。これらの変 化は検出しようとしている配位子の特定の変化を消してしまうことがある。例え ば、１”Ｃの温度変化は、多分検出しようとしている全配位子に固有の影響より も大きい、導電率の２％〜３％の変化を発生することがある。 々Ｔましい実施例においては、不特定な変化が存在する対象の配位子に固有の導 電率を検出し、かつ正確に定量化できるようにするために、少なくとも一つの制 御量のバルク導電率と試験体のバルク導電率とを比較する。 一般に、負制御量はバルク導電率の変化をもたらす非特定的な相互作用がないよ うにするべきである。少なくとも負制御量は、目的の配位子と反応′１−る反配 位子を含まないようにすべきである。制御量の場合は、局在化した物質を含まな いだけで十分であろう。しかし、このように差動的、又は比較的な原理を強力に 利用する場合は、試験及び負制御は可能な限り同じであるべきである。例えば、 好ましい実施例において、少なくとも部分的に負制御体は、液体試料にさらされ る少なくとも一つの所定領域を含み、この所定領域はその物理的な特性が試験体 の所定領域に局在化する反配位子の物理的な特性と同一・の分子に局在化してい るが、これが対象の配位子を特に拘束するものではない。例えば、所定領域の試 験がウィルス性肝炎抗体に向けられたマウスＩｇＧを含むときは、良好な負制御 は実験に利用されていない動物のマウスＩｇＧでもよい。 このような差動技術の使用により、外部温度の正確な測定及び制御の必要性が緩 和される。これは、非常に導電率の測定を簡単にするものであり、測定をより正 確にするのに役立つ。差動技術を使用した特定の装置は以下で開示されている。 試験体の導電率を種々の方法により負制御体の導電率と比較することはである。 例えば、各導電率の値を測定し、次に負制御の導電率を試験体の導電率から手動 により、又は電気的に引算することができる。好ましくは、導電率は導電率比Ｃ を用いて時間の関数として比較測定により表わされる。ただし、Ｃ＝試験体の試 験体／負制御体の導電率である。試験体及び／又は負制御体は、更に、正制御体 と比較される。この場合、正制御配位子は液体試料において既知の濃度で存在し 、少なくとも部分的に正制御は、正制御配位子と反応する反配位子をその内部に 局在化させた所定領域を含む。試験体及び正制御体は、負制御と比較して非特定 的な導電率の変化を互いに訂正することができる。フローを監視する方法として 、又はこの発明方法及び装置が適正に機能していることについてのチェックとし て、正制御信号を用いることができる。 反配位子の局在化を種々の方法で達成することは可能である。例えば、局在化は マトリックス上に固定することからなる。商業的に用意された種々のマトリック スが入手可能である。このような物質は取扱いが簡単であり、反配位子は当該分 野に習熟した者に知られている直接的な方法でこれらの物質に結合されている。 マトリックスには、ゲル・ビード、重合体のビード、微小孔膜、多孔性の紙、ろ 過材、又はそれらの混合物が含まれる。例えば、ろ過材は多孔性の膜、即ち種々 の反配位子、例えば、ニトロセルローズ・フィルタ（米国マサセチューセッッ州 ベッドフォード、ミルポア社）を結合させる紙である。異なる反配位子をマトリ ックス物質の所定領域に結合させて、一つの液体試料から多くの配位子を検出す ることは可能である。 反配位子の局在化を達成することは、反配位子ではなく、少なくとも配位子に対 して透過性である半透過性の境界により定められる領域内に反配位子を閉じ込め ることにより、可能である。例えば、所定領域を透析部材により閉じ込められた 抗体溶液から構成することができる。 液体試料及び所定領域を、以下で更に、詳細に説明する種々の方法により、接触 させることは可能である。例えば、液体試料の流れを所定領域のマトリックスと 接触させることができる。この液体を、マトリックスを介し、又はマトリックス を通過して流して、分散によりマトリックスに対象の配位子を搬送することがで きる。 所定領域が半透過性部材内に閉じ込めた反配位子かうなる場合は、半透過性部材 を介して液体をて液体を流す。 この発明は、配位子−反配位子の対が連合している場合に用いることができる。 この装置を用いて検出することができる配位子の例は、細胞表面又は他の粒子に 結合している抗原、自由抗原、ハブテン、抗体、核酸、酵素又は突然変位酵素、 コファクター、酵素基質、受容器官蛋白質、透過酵素、輸送蛋白質、原型質蛋白 質のような特殊な結合蛋白質、受容器官蛋白質又は他の結合蛋白質により結合さ れた分子、炭化水素、レシチン、金属イオン、金属結合蛋白質又は他の特殊な結 合物質である。以上のそれぞれの場合において、先に述べた配位子に特に結合す る物質がある。例えば、配位子が反配位子の場合は、反配位子を抗体とすること ができる。配位子が核酸配列のときは、反配位子を相補的な核酸配列であっても よい。配位子がホルモンのときは、反配位子をそのホルモン等に対する受容蛋白 質であってもよい。このような配位子及び反配位子のリストは限りがあることを 意味するものではなく、この発明を用いて反配位子が存在すると、既知である、 検出可能である、又は構築可能である配位子を検出することができるという一般 的な原理を単に示すものである。 この発明が特に有用とする実施例においては、細胞の表面の配位子を用いて全細 胞や、例えば赤血球、細菌、又はこれらより抽出した膜片のような粒子の存在を 検出することができる。この発明方法は、配位子がその（分子の大きさの）もの より大きい非導電率体と既に関連付けられているので、このような場合に特に効 果がある。 特５〜！な類縁性即ち特異性のような特殊な反配位子に望ましい特性を得るよう に、分子を合成及び／又は変成させることが益々可能となって来た。例えば、突 然変異酵素を変化した親和力、特異性又は酵素活量から分離させることは可能で ある。反配位子の特性を変更させるためにこれらを化学的に処理することは可能 である。例えば、遺伝子工学の技術を用いることにより、核酸配列の合成、特殊 なペプチド配列の合成、又は特殊な蛋白質の合成を指令する核酸配列の特殊な変 更を行なうことは可能であるので、変質蛋白質の合成が可能になる。これらの技 術、及び当該の技術分野に習熟している者に知られている他の技術によって、こ の発明による種々の反配位子の利用を増大させることを可能にしている。これら の技術のいくつかを、次の文献、即ち、酵素技術の進歩：「人工的な半合成成酵 素及び設計酵素」、（米国ニュージャジー州、テクニカル・インサイツ社、ＦＬ 、リー）：モリナガ他著、生物工学、１９８４、６月、６３６頁）に見ることが でき、ここでは引用によりその開示を関連させる。５配位子に対して高い親和力 又は低い親和力を有する反配位子を用いることは可能である。高い親和力とは反 配位子が配位子に対して強く結合しようとする反配位子を意味し、低い親和力と は結合が弱いものを意味する。親和力の有用な定量化には、親和力Ｋがある。 この親和力には、（配位子分子の総数が結合部位の総数よりも大きい限り）平衡 状態で反配位子結合部位の半分を飽和させるのに必要とする自由配位子の濃度に 等しい。この親和力が高いのときは、親和力定数は低く、逆のときは高くなる。 得に、親和力定数が１０−　”　Ｍより小さい反配位子は親和力が一般に高いと みなされ、親和力定数が１０−８Ｍより大きい反配位子は親和力が低いとみなさ れる。この発明の目的から、親和力の大小は状況により決定されるのを典型的と する。即ち、反配位子は、液体試料における対象の配位子の濃度が親和力定数よ りもかなり高いときは、高い親和力があるとみなされ、そうでないときは低いと みなされる。理論に拘束されたくはないが、配位子／反配位子の相互作用の定量 化を可能にする方法を理解する役立つモデルを以下に説明する。 高い親和力の状態では、複合体を形成するための配位子及び反配位子の会合率ｊ 、＝　Ｋｌ（Ｌ）、（ＡＬ）は、結合部位のかなりの部分を占めていない限り、 配位子／反配位子の複合体の脱会台率ｒ２＝に２を超え、更に平衡状態において ほぼ全ての結合部位を占める。［これらの式において、に、は順方向の速度定数 、に２は逆方向の速度定数、（Ｌ）は自由配位子の濃度、（ＡＬ）は非結合及配 位子の濃度、（１，ハ１．）は所定領域における配位子／安置複合体の濃度］で ある。これは、親和力にの定義に従う。ただし、　Ｋ＝に２／に、］ 従って、第１近似のときは、配位子／反配位子複合体の脱会台率ｒ２は無視する ことができ、配位子及び反配位Ｙ・の会合率は本質的に可逆的ではない。液体試 料がこのような状況でマトリックスを通過すると、液体試料が１−分にゆっくり と通過する限り、結合はかなり定：ｊｔ的であり、また結合部位のかなりの部分 が利用できる。即ち、実質上１００％の配位子が固定された反配位子に結合し、 液体試料から除去される。実際には、定：１動的な結合に必要な流速は、塩分濃 度、温度、及びマトリクスの厚さ及びマトリックスの細孔の大きさのような反応 条件に依存すると共に、公称順方向の反応速度に依存する。典型的には、毎秒数 ｎｕｎ又は数１０ｍｍ程度による線形な流速により、厚さが０．１ｍｍ　、細孔 の大きさが０４４５μｍ、及び固定された反配位子が１０−’Ｍのマトリックス に対して結合している定π化又はほぼ定量化させている。 結合を定量化させる必要はない。ある場合では、定量化結合に対して時間・を与 えない速度で所定領域を介して液体を流すことが適当なことがある。このような 場合には、例え発生ずる結合の百分率が１００％でなくても、その百分率を知る ことで十分なことがある。極端な場合、液体が所定領域を介して急速に通過する ために、配位子のごく一部のみが所定領域に侵入してその遷移時間内で結合する 。 定量化の結合条件は、マトリックスが飽和しない限り、固定化した反配位子の正 確な濃度や、所定領域の正確な厚さに結合量が余り依存しないという効果がある 。極端な非定量結合の飽和は、均質な動力学のものを近似するものであり、流速 に余り依存しないという効果がある。 定量結合に場合、単位時間当りの配位子の結合量は、液体試料中の配位子の濃度 と、流速とに比例したものとなる。これによって、高い親和力や、動力学的な配 位子の測定が得られる。例えば、導電率比Ｃは（以上説明したように）時間の関 数としてプロットされるときは、合成した線の傾斜は配位子の濃度と、流速との 関数である。従って、流速が既知のときは、配位子濃度を決定することができる 。例えば、第１Ａ図を参照するに、一定の流速を仮定すると、所定領域が飽和１ ２となるまでは、傾斜ｌＯが一定である。 傾斜ｄＣ／ｄＴの観測値は液体試料及び流速における特定の配位子の濃度に依存 するだけではなく、（１）所定領域の細孔の大きさ、（２）イオン流に適用可能 な生物領域における液体の総量、（３）複数のセンサの効率Ｅ、（４）固定され た配位子の実効大きさく例えば、配位子が分子やイオンのときは部分的な分子容 量、又は配位子が細胞表面に結合しているときは細胞の容ｊｌｉ：）　、　及び （５）結合に」＾づく配位子及び反配位子の構造における変化に基づく配位子、 反配位子又は両者の特定の分子量における変化のような、実験的な設定の他の特 異性にも依存している。従って、第１Ｂめような基べ１１１１線は、使用した実 験条件の特定組合せについて決定されなけわばならない。しかし、これを決定し たときは、基準曲線を参照することにより、未知の液体の発明をこのような特性 を調べ、かつ決定するのに用いることができる。こ才１は、学術研究、例えば反 配位子が反配位子に結合しているときに、反配位子における構造的な変化のり［ 究にイエ川であろう。（刺堕俵号上しての’Ｊ′−３″″晶゛告、セラダ外著、 米国ニューヨーク州ブレナム（１９８３年）を参照のこと）当詠の技術分野に習 熟している者には明らかなように、既知の流速を確認するために、種々の手段を 用いることができる。例えば、適当な流体抵抗及び／又はぜん動ポンプを使用す ることにより、測定の過程を通じて既知の一定流速を保持するように設計するこ とができる。流れについては、商業的に得られる種々の装置（例えば、ギルモン ト・インスッルメンツ社（米国ニューヨーク州グレート・ネック）の調節弁付き 流量計Ｇ−１０００マイクロ・リットル７分）により測定することができる。特 定の液体試料及び配位子の場合、両者の変化が液体試料の物質結合のような共通 した原因から発生することがあるので、既知の方法では、液体試料からの物質の 特定及び非特定の結合によるマトリックスの導電率の変化を、与えられた加圧で フィルタを介する流速の変化とうまく相関させることができる。 従って、ときには導電率比それ自体を流速の基準として用いることができること もある。 第２Ａ図を参照するに、所定領域を通過する液体の配位子濃度が時間と共に変化 するときは、傾斜ｄ（：／ｄＴは時間と共に変化する。例えば、時点１７におい て、装置を通過する液体の配位子濃度はかなりのものであり、その結果、配位子 が所定領域に結合し、かつその空間を占めるに従い、濃度比はかなりの速度で減 少する。 その後、時点１９で、配位子濃度は非検出レベルに低下し、導電率比は検出可能 な変化をしない。更にその後、時点２１において、配位子濃度は非常に高いレベ ルに上昇し、最後に時点２３において非常に低いレベルに再び低下する。濃度比 の変化の瞬時的な比、即ちここでも流速が一定、又は少なくとも既知であると仮 定してその時点でのグラフの傾斜を測定することにより、特定の時点での配位子 濃度を決定することができる。 これにより、配位子濃度の連続的な測定をする。 液体試料もパルス形式により所定領域と接触させることができ、第２Ｂ図に示す ような曲線となる。例えば、商業的に標準的な弁装置（例えば、米国カルフォル ニア州コタディ、レオダイン計器社の試料注入ループ付きレオダイン弁）を用い て、液体試料をそれと同一の導電率の緩衝流に注入することができる。既知の時 間後に、試料の量及び流速に従い、試料パルスはセンサを介して完全に通過する 。配位子結合が定量な場合、所定領域が飽和していない限り、導電率比の変化速 度ｌ；１か、又は導電率比の総合的な変化１４により配位子の濃度を定量化する ことができる。後者の方法は、正確な流速知らなくてもよいという効果がある。 前者は速度が速いという効果がある。特定の実験的条件により、いずれの方法も 最適なものとなる。　以上述べたように、ある状況では、その配位ｆに対して低 い親和力の反配位子を用いるのが望ましいことがある。このような状況は、例え ば対象の配位子が液体試料に高い濃度で１例えば１０−’Ｍで存在するときに発 生し、また長期間に亙り連続して配位子の濃度を監視するのが望ましい。所定領 域は配位子を結合する能力が限定されているので、濃度を監視し、定量的な結合 を与える時間は限定されたものとなる。このような大きな問題は、親和力定数Ｋ が典型的には液体試料において期待される配位子の濃度値程度、即ち低い親和力 の環境にある反配位子を用いて対処される。このような状況では、配位子／反配 位子複合体の解１ｉ１ｔｒ２の速度は、会合速度「１に比較してかなりのもので あり（即ち、結合は可逆的である。）、平衡状態で結合部位のかなりの部分を占 有している。非占有又は占有された部位部分は、第３八図に示すように、与えら れた実験条件により配位子の濃度の既知関数となる。（この図ではに、定数１５ は、以上で述べたように、平衡状態で所定領域の結合部位の半分を飽和させるた めに必要な配位子の濃度を表わす。）従って、第３八図のような曲線を、液体試 料における配位子の存在、即ち濃度を決定する標準曲線として用いることができ る。異なる親和力を有するが、同一の配位子に対１−る反配位子を含むいくつか の所定領域を用いること、又は１つの所定領域においてこのようないくつかの反 配位子を固定することにより、必要のときは、このような低い親和力のダイナミ ック範囲、又は平衡方法を増加することができる。 第３Ｂ図を参照すると、液体試料における配位子の濃度変化を検出するときに、 低い親和力の反配位子を用いる例が示されている。センサ介する液体試料におけ る配位子の濃度が上昇すると（１６）、配位子が結合し、所定領域の空間を占有 するに従い、導電率比が低下し、その空間を液体試料が通過できないようにする 。 配位子の濃度が低下すると（１８）、導電率の比が上昇する。（２５）において 、配位子濃度は親和力定数よりもずっと低い、非常に低いレベルになるので、配 位子は殆ど、又は全く所定領域に結合せず、従って、導電率比はその元に値に近 ずくか、又は等しくなる。その後、史に、配位子濃度は再び上昇しく２０）、新 しいレベル（２７）達した後、再び降下する（２２）。 この方法の応答時間は、配位子／反配位子の複合体の解離速度ｒ２　＝　ｋ２　 （Ｌ／　八Ｌ）に依存する。抗体の場合は、その２　Ｘ　１０’　１モル／秒の 順方向速度にあり、これは１０−’Ｍ又はそれ以上の親和力定数の抗体が１分又 はそれ以下の応答時間を有することを意味している。 注口ずへきは、便利にして再使用可能な高速のセンサにおけるセンサ素子として 、抗体及び他の高速の時間を任する反配位子を用いることができる。このような センサは結合配位子を除去するのに殆ど又は全く処置を必要としない。 当該の技術分野に習熟している者には高い親和力の反配位子を適当に選択するこ とができる。先に述べたように、反配位子それ自身を変更してその親和力を変更 することができる。また、親和力の定数を、例えば、塩濃度、温度、又は実験に 含まれるデタージェント量、及び反配位子を固定化するマトリックスの化学的な 変化のような種々の他の方法により変化させることもできる。 高い親和力方法の感受性は、所定領域の量に逆比例している。この所定領域が大 きければ、それだけ結合部位の総数が大きくなる（重さによる所定領域の指定部 分が反配位子であると仮定している）。従って、占有した結合部位の与えられた 部分に大きな配位子分子数を必要とする。従って、試料の大きさが限定され、又 は試料における配位子の濃度が低いときは、所定領域は小さいことが望ましい。 更に、測定の感度も特定の検出装置の効率Ｈに比例している。従って、試験量及 び所定領域は共に最大感度に対して小さくなければならない。試験量は、０．１ μｍ〜１μｌ又はこれ以下の程度であるのが好ましく、所定領域の量もこの程度 か、これ以下であり、効果Ｅは１０％〜約１００％である。このような装置は以 下で説明される。 −例として、１μｇ／ｍ　１の配位子を含む１１の液体試料がセンサを介して流 れ、その所定領域の量が配位子の定量的な結合により約１ｍ１ｄと仮定し、配位 子の特定重量が１の程度にあると仮定すると、結合配位子の１μｇは所定領域内 で約１１景を占める。即ち、所定領域の０．１％量により約０．１％（センサの 効率Ｅが低いときは、これ以下）の導電率の変化が発生する。一方、所定領域の 量が１０倍も小さいときは（０，１ｍ１）、同一・の１μｇの配位子は所定領域 の０．１％ではなく１％を占めるので、大きな導電率の変化が発生する。 ある場合では、配位子及び反配位子が互いに結合するときに発生する導電率の変 化を増幅するのが好ましい。先に述べたように、導電率の変化はしばしば結合配 位子により占められた量に比例している。従フて、付加的な高い導通量の存在（ 不存在）を配位子の結合と関連させることができるときは、この（ａ号を増幅す ることができる。導電率が変化した結果、この付加的な量の４？在（又は不存在 ）に影響がある。種々の方法により、これを達成することができる。 特に、複合体を、反配位子と相互作用する配位子と粒子との間に形成することが できる。この粒子を、種々の物質、例えば対象の配位子と相互作用をする反配位 子、増幅物質に結合された対象の配位子と相互作用を１−る反配位子、高分子化 合物、分子複合体、ラテックス・ビード、脂質小嚢、非導電性ポリマー・ビード 、他の非導電性粒子、部分的に非導電性の粒子、磁性粒子又はその混合物のよう な種々の物質から構成することができる。適当な粒子に配位子を付加させる種々 の方法は、当該の技術分野に習熟している者には知られている。 バルク導電率の変化を強める粒子のもつとも簡単な使用は、液体試料における配 位子を粒子にインキュベーションにより直接結合させたものである。続いて、液 体試料における配位子／反配位子複合体を所定領域にざらして、配位子のみが結 合したときよりも配位子−／反配位子複合体の゛結合に従って大きな信号を発生 させる。以上の変形においては、反配位子と相互作用をする配位子の既知量を液 体試料に加えることができる。このような配位子を反配位子に対する配位子／反 配位子複合体に匹敵させることができるので、競合粒子−増強した導電率検定の ための基礎を形成する。 他の変形においては、反配位子と相互作用をする既知配位子の既知量がまず粒子 に結合され、この複合体を液体試料に加え、次に液体試料からの配位子を配位子 濃度と競合させて、粒子増強の競合検定の別形式を形成１−る。 更に、他の変形おいて、固定された反配位子を含む所定領域を配位子及び粒子か らなり、実行した複合体にさらし、この複合体を所定領域に結合させるようにす る。次に、この所定領域を配位子を含む液体試料にさらし、これは配位子／粒子 複合体に打勝つことができる。このような技術の変形においては、所定領域から 開放された配位子／粒子複合体をそれ自身、例えばこのように開放された複合体 を捕えるようにしたフィルタ・マトリックスと関連する試験体の導電率を監視す ることにより、検出することができる。この場合の試験体は所定領域（即ち下流 ）への距離に位置している。この検出をカラーの変化又はフィルタ・マトリック スの圧力変化を監視することにより、又は他の手段により達成することができる 。 更に、他の手段において、第４Ａ図を参照すると、既知量の配位子が粒子と複合 される。このように形成された複合体２４は所定領域２８に隣接する少なくとも 一つの領域２６に区分けされる。領域２６それ自身は、試験体３０内に少なくと も部分的に存在しなければならない。 これによって、他の形式の粒子強調の競合埠電甲検定についての」１（礎が形成 される。これを、液体試料において配位子を連続的に監視することに用いること ができる。領域２６を、例えば対象の配位子に浸透可能な半浸透部材３２内に複 合体２４を閉じ込めることにより、形成することができる。液体試料が自由配位 子である複合体２４を含まないときは、複合体２４はその試験体内に存在する傾 向がある。液体試料が高いレベルの配位子を含むときは、多くの複合体２４は、 液体試料における配位子により所定領域２８に打勝ち、領域２６介して自由に移 動するので、試験体３０の外側にあって試験体３０の導電率を変化させる。配位 子／粒子の複合体２４は所定領域の表面に対してのみ結合可能であり、又は所定 領域の内部に結合可能である。 試験体及び所定領域を重複させることなく、作業可能な方法が作り出されること の注目すべきである。第４１１図において、例えば、試験体３０及び所定領域２ ８は重複しないが、互いに十分に近いので、所定領域に発生ずる配位子−反配位 子の相互作用は、試験体の導電率に影？する。 特に、配位子は領域２６及び所定領域２８に拡散し、配におけ配位子の濃度が低 いときは、複合体２４の大部分は所定領域２８に結合されている。これが高いと きは、複合体２４の大部分は領域２６を介して自由に移動できる。試験体３０が 第４Ｂ図に示すように、所定領域２８の表面からの離れている場合は、配位子の 濃度が低いときに、複合体２４が試験体３０を灘１れ、かつ所定領域２８に結合 する従って、試験体の比導電率は増加する。試験体３０が結合複合体により占有 された所定領域の表面上の領域の少なくとも一部に含まれているときは、試験体 の導電率は、配位子の濃度が低いときは、複合体がその表面に結合し、かつ試験 領域の体部分を占有するに従って、試験体３０の導電率が減少する。いずれの場 合も試験体３０の導電率の測定を用いて液体試料における配位子の存在及び濃度 を決定することができる。 配位子と複合している磁気粒子を粒子の機能を修飾するように磁場と関連して用 い、所定領域に結合させ、又は所定領域に近いそれらの分布を修飾することがで きる。例えば、第４Ａ図又は第４Ｂ図における所定領域２８に置かれ磁石は、配 位子／反配位子の複合体２４が磁性材を含むときは、複合体２４を吸引しようと する。 この磁石の強さ又は距離を変化させることにより、所定領域２８に結合するよう に粒子の機能及びこの領域上の異なる距離における粒子の平均濃度を変更するこ とができる。 同様に正接方向の流れの場を用いて表面に付着するように粒子の機能に影響を与 えることができる。例えば、固定された反配位子を含むフィルタを介して急速に 試料を通過させることにより、液体試料から粒子を除去する間に、存在する配位 子量を測定することができる。即ち、フィルタの細孔の大きさが粒子よりも小さ いときは、これらの粒子はフィルタから除去され、かつその表面な正接方向に流 れる液体の「掃引」作用により、フィルタにＥｌ詰まりを防止する。一方、粒子 自由の流体を搬送する配位子は、このフィルタを通過ずることができ、固定され た反配位子に配位子を結合できるようにする。他方、それらの表面に配位子を結 合している粒子の存在を測定したいときは、不特定の粒子の接着を最小化させる に十分な強さがあるが、配位子／反配位子の結合を介して所望の粒子を接合させ るほどの強くはない遅い流れを用いることができる。 導電率の変化を、粒子と対象の配位子に特定の反配位子との間の複合体を形成す ることにより、増幅することができる。このような実施例において、反配位子及 び粒子の既知Ｊｉｔをインキュベージジン処理をして予備成形した複合体を形成 １−る。試料における配位子は複合体における反配位子に結合し、また所定領域 に局在している反配位子にも結合する。所定領域に結合された粒子数は試料にお ける自由配位子の量に依存している。これによってサンドイッチ形式の免疫粒子 増強の導電率検定が１！？られる。この発明の変形において、粒子は反配位子そ れ自身であるか、又はポリマー化された反配位子の複合体である。 反配位子と複合可能な粒子は、配位子と複合可能な粒子と同様であり、この発明 によるこれらの方法は当該の技術分野に習熟している者には周知の技術である。 例えば、ハイブリチクのサンドイッチ直列検定（米国、カルフォルニア州すンデ ィエゴ、米国特許第４，３７６．１１０号）の導電率が容易に得られる。拡張し た抗体のモノクロン抗体を、例えば硝酸セルローズ・フィルタにより固定化する 。抗体を含む液体試料をフィルタにさらして、抗体が結合できるようにする。次 に、所望するならば、粒子と複合し、抗体に特有な第２の非干渉モノクロナル抗 体を抗体に結合するようにして、その結合による導電率の変化を監視する。 更に、他の変形においては、対象の配位子に対する反配位子と相互作用のある配 位子を所定領域内に局在化させている。所定領域を液体試料と、かつ液体試料中 の配位子及び所定領域に局在している配位子の両者に相互作用のある反配位子と にさらす。少なくとも部分的に所定領域を含む置換体のバルク導電率を測定する 。 所定領域に反配位子を局在させている前述の実施例のように、試験体のバルクの 導電率を１以上のバルクの導電率と比較することができる。局在している配位子 を、マトリクス上に固定することができ、このマトリクスを液体試料の流れと接 触させることができる。 他の実施例として、配位子を膜の境界内に、例えば粒子複合体として、又はポリ マー形式に閉じ込めることにより、局在化することができる。この膜は、検出す る配位子と、検出する配位子と相互作用する反配位子とに対して透過可能である 。これらの実施例は局在している反配位子を用いる前記説明の実施例と同様のも のである。複数の変形は、当該の技術分野に習熟している渚には明らかであり、 この発明の部分とするものである。 従来の標識技術もこの発明と関連させて用いることができることを理解すべきで ある。例えば、液体試料からの配位子が固定化された反配位子に結合されて、第 ２の反配位子を含む実行した粒子−複合体にさらされたサンドインチ検定におい ては、複合体がＥＬＩＳ八検定へ同じような方法により、酵素標識を含むことが できる。次に、酵素基質を形成されサンドインチ検定に渡され、これによって所 定領域の部位において所望の導電率を変化させることができる。 例えば、酵素は酵素基質の一部を気泡に変換することができる。これらの気泡は 非導電性なので、試験体の導電率を低くする。他の実施例として、酵素により、 基質を用い、これを所定領域に結合し、かつ試験体の導電率を減少させる不溶性 の沈澱物に変換させることもできる。これらの処理は、高度に局在している領域 から先に述べたように、生成された標識を検出することができるので、特に優れ た実施例である。勿論、他の酵素、基質及び標識を用いることは可能である。例 えば、荷電された種を発生させる酵素を用いることにより、導電率を変化させる ことができる。 配位子／反配位子の検定パフォーマンスを改善することができる他の技術は、当 該の技術分野に習熟している者とり既知の技術であり、これらの多くのものをこ の発明に適用することができる。例えば、米国特許第４，０９２，４０８号には 、第２の抗体の前外殻を用いることにより、マトリクスに対する抗体の効果的な 結合をより再生可能にさせる方法を開示している。また、ビオチン又は酵素によ り標識を付けた第２の複数の抗体を用いることを示す技術もあり、これらの多く のものは、所望方法により標識が導電率を変化させる限り、用いることができる 。 以上の配位子／反配位子の検定の感受性を、非特定の結合のような干渉効果を減 少させることにより、大きくすることができる。習熟している者は、導電率に基 づく検定の感度を高める際に、同じような非導電率に基づく検定に用いた技術を ガイドとして用いることができる。例えば、固定化された抗体に結合をする特定 の抗体結合を検出しようとする際は、蛋白質へ、即ち第２の抗体のような抗体を 結合させる蛋白質を適当なマトリクスにまず固定化することが可能である。次に 、第１の抗体は蛋白質Ａ、即ち第２の抗体に結合することにより固定化される。 この結果、第１の抗体が直接マトリクスに結合されているときよりも、抗体が結 合するときは、低い非特定結合となる。 この発明は、試験体の導電率における変化を測定することに基づいているので、 実施する者は、汚染粒子、細胞及び気泡のような測定の妨げとなる物質を試験体 に導入しないようにする注意が必要である。例えば、ある状況では、試料又は緩 衝液の予備フィルタ処理及び脱気処理するのが好ましい。その他の場合では、１ １（、ゲル、又は粒子を透過させない多孔質物質を用いることにより、試験体の 全部又は一部から好ましくない部分を除去することができる。例えば、試験体に おける赤血球細胞の数又は配向の変動による導電率の変化に基づく干渉なしに、 血液の分子の濃度を測定するために、例えば拡散により血漿は入り込むが、細胞 は入り込めない多孔性マトリクスにより、試験体を出任１−ることかできる。 試験体のバルクの導電率は、種々方法により測定をすることができる。好ましい 実施例においては、０電流、４電極測定方を用いた電解液に接触している電極に より、導電率を測定１−る。この方法では、電流電極、又は電力電極と呼ばれる ２つの電極を用いて導電率を測定中の試験体に電流を流して、電圧電極又は作業 ′Ｉ′ｉｆ極と呼ばれる他の２つの電極を用いて試験体の両端に発生するの電圧 降下を測定する。この電圧電極は本質的に無限大のインピーダンスを有する回路 の一部なので、この電圧電極の表面を介して実質的に総和がＯの電流が流れる。 従ってＯ電流、４電極技術と呼ばれる。これは、分極インピーダンスのように電 極表面における現象と関連する問題を軽減する傾向がある。 即ち、分極インピーダンスを介して正味の電流は流れないので、この分極インピ ーダンスの存在に関連する電圧は小さくなければならない。このような方法の詳 細については、ここで参照文献とするＣ、Ｄ、フェリス著、米国ニュージャージ 州りリフトン、ヒューマナ出版の−、′”　（ｆ、　Ｗ、　’＋　ｊ−人　に説 明されている。 好ましくは、電圧電極は電流の流れから引込めておき、分極インピーダンスに関 連する問題を低減するようにしている。これらの原理に関連する特殊装置は、以 下に開示されている。他の引込め式の４導電率セルは、ここで参照文献とする米 国特許第３．９６３．９７９号、及び第３，９３９，４０８号に説明されている 。 ２電極方法も導電率を測定するのに用いることができる。（ペデルソン及びブレ ツブ著、ＩＥＥＥ海洋技術学会、第ＯＥ４巻、第３号（１９７９年）。結反を高 くするためには、これらのものは一般に高い周波数を必要とする。 導電率を測定する他の方法には、電解液−電極インタフェース効果を避けるため に絶縁物により被覆された電極を使用するものもある。被覆された電極が、薄い 絶縁被膜を介して電極に静電結合されている。このＪｆ法は１通常、更に高い周 波数を必要とする。（ここでは参照文献と１−るヒユーブナ−１６，１，著［テ キサス大学Δ及びＭ大学における無線周波数塩分測定装置Ｊ　、　１９５８年、 出版６００．ナチジナル・アカデミ−・才ブ・サイエンス・ナチミ１ナル・リサ ーチ・カランシルを参照のこと。） 更に高い周波数、即ちギガヘルツ周波数では、導電率特性よりも液体試料の誘電 特性を測定することが可能である。 電極と電解液とが直接接触するのを防１］−する他の技術に誘導結合がある。誘 導基分計は、深海研究におけるブラウン及びハンソンによる論文、旦、６５〜７ ５（１９７１年）に説明されている。また、商業的な誘導基分計は、特にベック マン・インスツルメンツ（米国力ルホルニア、フルトン）及びアーンデラー計測 器社（ノールウェイ、ベルゲン）により製造されている。 一つの（絶縁された）コイルを用いて試験体に誘導により電流を発生させること ができる。即ち、この電流の大きさは、試験体の導電率の測定対象であり、他の ピック・アップ・コイルの誘導により検出することができる。この方法は、・通 常、大きな試験体を必要と１−る。更に、コイルはミニチュア化するのが困難で ある。 注意１−べきことは、以りで説明した種々の方法と関連させて、種々の計器を用 いることにより、特定の導電性センサ又は−組みのセンサからの信号を処理する ことができる。ここで説明した０電流、引込み４電極方法、装置及びセンサに特 に有用な計測器を実施例８及び９に示す。この発明が用いるために修飾すること ができる０電流、４電極測定をする簡単なアナログ回路を前記のフエリスの第１ １５頁に示す。 この発明によれば、液体試料における配位子の存在を決定する装置も備えられて いる。その最も簡単な構成では、前記装置は３つの基本的な要素を有し、各要素 が液体試料における配位子の存在を決定する際に特殊な機能を実行する。これら は、前記装置の所定領域における配位子と相互作用する配位子又は反配位子を局 在化させる手段（「局在化手段」）と、前記局在化手段と前記液体試料とを接触 させる手段（「接触手段」）と、少なくとも部分的に所定領域を含む試験体のバ ルク導電率を測定する手段（「測定手段」）とである。前記局在化手段及び測定 手段は一緒にセンサを構成する。 第５Ａ図を参照すると、試験体のバルク導電率を測定することにより、液体試料 における配位子の存在を判断する際に用いられる典型的な装置を表わす概要図を 示されている。試験体１０９は少なくとも部分的に対象の配位子と相互作用をす る反配位子を局在させる局在化手段をそれ自身に含む所定領域１０８を備えてい る。 この試験体の導電率は制御所定領域１１０を含む制御体１１１の導電率と比較さ れて、測定の感度を高めている。第２八図はこの装置の物理的な構成を示し、第 ５Ｂ図は′−゛Ｕ気的な等価回路を示す。第５Ｃ図及び第５Ｄ図は、測定゛［段 及び接触手段の変形を示す。 好ましくは、局在化手段は、これに固定化された反配位子を含み、液体を通過さ せるマトリクス物質からなる。このマトリクスの位置は、試験体１０９の所定領 域１０８が定められる（第５Ａ図）。同様に、反配位子と同様の分子をこれに固 定化しているが、導電率に影響する特殊な相互作用からはほぼ無関係なマトリク スの位置は、制御体Ｉｌ＋の所定領域＋１０を決定する。所定領域＋０８におけ る所定領域１０８は、前記マトリクスを液体試料が梳れるに従い、対象の配位子 を結合させ、所定領域１０８及び試験体１０９の導電率を変化させる。 以下で説明する種々の実施例における局在化手段としＣ用いられる典型的なマト リクス物質は、ニトロ・セルロース又はニトロ・セルロースの混合エステルと、 セルロース・アセテートと（米国マサセチューセッツ州ベッドフォードのミリポ ア社、ニューハンプシャー州キーンのシュライヒャー・アンドジュール）から作 られた微孔性フィルタである。これらの微孔性フィルタの孔の大きさは０．１μ ｍから１２μｍまでの範囲にある。この孔の大きさは、通常、単位体積当り多く の反配位子を結合させるが、流速はＲい。適当とするマトリクスを選択する際は 、特定の仕様、例えば流速、結合容量、及び実験に許容される非特定結合の量に ついて考慮しなければならない。 ニトロ・セルロース・フィルタは蛋白質を吸収する優れた物質として以前から知 られていた（クツ及びキハラ著、ネイチュアー、２１５−１９７４〜９７５、ま たミリポア社発行、ｒミリリットル法」も参照のこと）。いずれも蛋白質及び核 酸は実質的に瞬時に結合するので、固定化は容易である。このような固定化処理 及びその他の固定化処理は、当該の技術分野に習熟している者には周知の技術で ある（例えば、ここで参照文献とするサイエンス２２３，４７４〜４７６　、（ １９８４）を参照のこと）。 理論に拘束されたくはないが、ニトロ・セルロース・フィルタから作られ、実施 例１に説明したように、反配位子により負荷されたマトリクスに配位子を最大に 結合させることによフて期待される近似的な導電率の変化をここで計算する。 商業的に得られる厚さが約０．１５ｍｍの典型的なフィルタの場合（これは約０ ．１５ｍｍ３のフィルタ体積、又は０．１５ｍ１／ｎ＋＋ｎ２面積に対応する。 ）は、）ＩＡミリポア（ミリポア社）のようなニトロ・セルロースは蛋白質約１ μｇ／ｍｍ２の面積を結合させる。また、ＨＡミリポアックスは７９％の隙間体 積があり、残りの２１％は固体のマトリクス物質からなる。従って、液流、電流 、又は反配位子の結合に利用可能なマトリクスの体積は、マトリクス領域の約０ ．１２μｌ１０１１１１２である。反配位子を含む多くの水和蛋白質の特定分子 容は約０．７ｃｃ／ｇである。（Ｓ＜の打機体は粒子分子容及び約１の密度を有 １−る。）従って、ｔμｇの蛋白質は約０．７　ｘ　１Ｏ−６ｃｃ、即ち約０． ７　ｎｌを占める。従って、０．７　ｎｌ／　０．１２μｍ＝　０．０００７μ ｌ　１０．１２μ！−０，６％であるから、蛋白質及配位子の１μｇ／ｍｍ”の マトリクス領域を固定化することによる導電率の予測減少は、　１％程度である 。 この濃度は、約１００，０００ダルトンの典型的な大きさの蛋白質及配位子、例 えば１５０，０００ダルトンの反配位子に対し、１０−’Ｍ程度で所定領域にお ける反配位子の局在的な濃度に対応している。 各固定化された反配位子の分子それ自身が他の蛋白質のように、はぼ同一の大き さの約ｌ配位子分子を結合させるときは、最大配位子結合と関連する配位子の比 導電率も約１％でなけわばならない。 場合によっては、反配位子は多重結合部位を有する（例えば、実施例１において 、反配位子は種々の反配位子決定因子により拡張した反配位子であり、配位子は 免疫動物のポリクローン反配位子集団である）。配位子の種々の塊りが固定化さ れた反配位子の体積毎に結合するので、予測最大信号強度は増加し、結合配位子 の最大濃度も増加する。逆に、配位子が小さな分子であるときは、結合配位子分 子の最大濃度が例えば１０１となるので、予測最大信号強度は小さくなる。 理論に拘束されたくはないが、通常、導電率の比Ｃにおいて観測される変化は、 結合配位子の分子濃度す及びこの配位子の部分的なモル体積Ｖの両者に比例する 。即ち、Ｃ＝ｓｂｖ　ただし、Ｓは信号強度に関係する比例定数である。Ｓその ものは、使用するセンサの効率Ｅのような種々の係数であり、第１Ｂ図のような 較正曲線から決定することができる。 ニトロセルロースと同様に他のマトリクス物質も用いることができる。例えば、 実施例４の柱状センサはマトリクス物質として臭化シアン活性化セファローズ・ ビード（米国ニューシャーシー州ビスキャタウエイ、ファーマシア社）を用いる 。このようなマトリクス物質も多くの反配位子の重量又は体積により約１％結合 し、結合についてはファーマシア社出版の親和力タラマトグラフイーの原理及び 方法、１９７９年にやさしく。かつ詳細に説明されている。増幅方法を用いない ときは、多くのマトリクス物質における最大導電率の変化が１％程度であるとい う事実は、正確な測定を可能とし、かつ外で説明されているような負制御を用い る方法及び装置の有用性を指摘することにより、不特定な影響による信号の劣化 を防ぐのに役立つ。 選択された特定のマトリクス物質は、結合容量、結合の容易さ、取扱いの容易さ 、所望の所定領域及び関連する装置の大きさ及び形状、所望の流速、所望の速度 及び感度等のような多くの特性に依存している。 以上で説明したように、便宜的な局在化手段を用いることにより、容易に１？ら れる多くの反配位子を１％局在化させている濃度を低く１−ることができ、かつ 発生ずる多くの生物学的分子の調製にとり実際に極めて高いものとなり、以上で 説明したように１００，０００ダルトンの大きさの反配位子に対して１０−’　 Ｍ程度である。 対象の多くの配位子は、血清、尿等の目的の液体試料においてもっと低い濃度、 例えば１０−’Ｍ以下である。 従って、このような１ｍｌ試料における配位子の全てを濃縮させて、結合部位の 濃度において１０−’Ｍである０、１μｌの局在化手段に結合させることができ る。ここで説明する装置を用い、所定領域を介して液体を流１−ことにより、液 体試料がこのような局在化手段を備えている所定領域と密接に接触させることが できる。 従って、このような形式の装置により、ポテンシャル配位子濃度係数 所定領域における配位子のこのような濃度は、標識を必要とすることなく、この 発明の方法及び装置が相当な感受性、また標識により更に大きな感受性を得てい る一つの理由である。 第５八図を再び参照すると、電解液＋００により満たされ貯蔵＆ｖ１０２が示さ れている。２つのチャネル１０４及び１０６はそれ゛ぞれ試験所定領域１０Ｂ及 び制御の所定領域１１０を介して貯蔵器１０２から電解液を最終的に廃棄コンブ ナ（図示なし）に流すことができる通路を形成している。電解液の流れは矢印１ ２０により示されている。チャネル１０４及び１０６を介する流れは、重力、空 気圧、油圧、又は他の手段により駆動することができる。所望により、前記貯蔵 器には磁気攪伴棒又は他の手段を備え、電解液の均質な組成及び温度を得るよう にすることができる。前記貯蔵器、チャネル１０４及び１０６を形成する物質は 非導電性である。 先に述べた０電流、４電極方法を用いて引込められた電流及び電圧電極による測 定手段が備えられている。出口チャネル１１２の第１の電流電極１１６及びチャ ネル１１４の第２の電流電極１１８は、それぞれ端子ＣＩ及びＣ２に接続されて いる。端子Ｃｔ及びＣ２には信号発生器が接続されており、これによって電流電 極１１６から電流が出口チャネル１１２　、試験の所定領域１０８、チャネル１ ０４　、貯蔵器１０２、制御所定領域１１０及びチャネル１１４を介して電流電 極ｌ１８に流れる。この電流によって、測定可能な電圧降下が試験所定領域１０ ８及び制御所定領域１１０に生じ、電解液における特定の配位子の存在を判断す ることができる。 ２つの電極１２２及び１２４は端子Ｖｌ及びｖ２に接続され、試験所定領域１０ ８の両端における電解液に接触している。端子■１と端子ｖ２との間の電圧を測 定することにより、所定領域１０８の導電率を測定することができる。同様に、 電圧電極１２６及び＋２８は、端子ｖ３及び■４に接続されて制御所定領域＋１ ０端の電圧降下を測定する手段をとなる。 電極＋２２．１２４　、１２６及び１２８は電解液電流及び電流が流れるチャネ ル１０４　、１０６　、＋１２及び＋１４から引込められている。第５八図のチ ャネル１３０はこのような引込めを表わしている。 引込めは、電極−電解界面の特性、例えば分極インピーダンスの変化の影響によ る誤りを少なくする。分極インピーダンスはこの界面の可変コンデンサ及び可変 抵抗として表わすことができる。このように複雑な、かつしばしば変化するイン ビニダンスの電圧降下は、電極における測定電位値の大きな誤差となり得る。全 ての又は大部分の電流が流れる電解液体から電極が除去され（即ち、引込められ ）だときは、この界面の近く又はこわを介して電流は殆ど又は全く流れない。従 って、界面の電圧降下は殆ど又は全くないにで、電極により測定された電圧につ いて界面の特性を変化させる影響は殆ど又は全くない。 理論に拘束されたくはないが、次のモデルは、どのようにして電極１２２及び１ ２４が試験所定領域１０８の導電率を測定し、また試験所定領域１０８及び電圧 電極！２Ｆｉ及び１２Ｂが制御の所定領域１１０の導電率を測定しているのかを 理解するのに役立つであろう。 電圧電極１２２．１２４．１２６　、＋２８はこれらに対応する引込みチャネル １３０の人口の電位と約等しい電位を検知する。検知された電位は、引込めチャ ネルの入口端の平均電位である。典型的に、この平均電位は電圧平衡点と呼ばれ る人口端のｌ／２点で測定されるものと考えることができる。即ち、これは同一 の電位にある電極及び電圧の平衡点である。点１３１　、１３３　、１３５及び １３７は電圧平衡点を表わしている。点１３１は電極１２４と同一の電位、点１ ３３は電極１２２と同一の電位、点１３５は電極１２６と同一の電位、点１３７ は電極１２８と同一の電位が測定される。対応する典型的な平衡電位は点線１２ ５．１２３　、１２７及び１２９によりそれぞれ示されている。平衡電位１２３ と　１２５との間の体積内に局在化させる導電率の変化は、電極１２２及び１２ ４により測定された電圧降下に大きく影響するが、この塊りから遠く離れると、 このような変化により殆ど又は全く影響されない。平衡電位１２３及び１２５は 試験体１０９を配置する助けとなり、この試験体１０９の導電率を測定して所定 領域】０８における配位子／反配格子の相互作用の発生を判断する。同様に、平 衡電位１２７と１２９との間の体積は制御体積ＩＩＩを位置付けする助けとなる 。 配位子が所定領域１０８に固定された反配位子に結合し、この領域の導電率を変 化させるに従い、試験体１０９が少なくとも部分的に所定領域１０８を含むので 、試験体１０９の導電率も変化する。 電流電極１１１；及び１１８は、典型的に試験体１０９及び制御体Ｉｌｌを判断 する引込めチャネル１３ｏから出口チャネル＋１２及びＩＮを下降される。この ような引込めは電流ｔ

【を極１１６及び１１８の表面の変化に基づく電流分イ１ ■の変化を原因とする誤りを減少させる。その理由は、電流電極の表面における 電流密度の局部的な変化にも拘らず、試験体１０９及び制御体Ｉｌｌに電流が到 達する時点では、引込めにより電流密度が均一に、又はほぼ均一・どなるように するためである。 電流電極及び電圧電極の両者を効果的に引込めるために、電極は引込めチャネル の入口の幅の３倍以上引込められるのが好ましくい。 以上又はこれと同等のスッデプにより、測定装置を高粒度にすることが可能とな る。このようなステップなしには、ｔｏ、ｏｏｏの　１部の１１７度を達成１− るのが困難又は不可能となる。 特定の試験体又は制御体に対応する装置の部分は「セル」と呼ばれる。例えば、 第５Ａ図における試験体は、所定領１Ｉｉ１０８．接触チャネ）Ｌｉ１０４及び ＋１２　、電極＋２２及び１２４と共に、それらの各引込めチャネル１３０、及 び対応する試験体　１０９からなる。制御セル電ｉ　１２６及び１２８と共に、 それらの各引込めチャネル１：１０　、及び対応する制御体１１１からなる。こ の実施例において、電流電極１１６　、＋１８及び貯蔵器＋０２は試験セル及び 制御セルの動作に必要な共通部品である。 選択により、電解液の流れを測定するために、流量測定装置を備えてもよい。第 ５Ａ図においては、２木の熱線流量センサ１３２及び１３４が出口チャネル１１ ２及び１１４に示されている。回路１３６は熱線流量センサ１３２及び］３４を 介して電流を導き、液体の流れにより熱線流量センサ１３２及び１３４を通過す るように導かれた熱を測定して、試験体１０９及び制御体１１１を介する流速を 測定する。流速を判断するために、他の手段を用いてもよい。例えば、出口チャ ネル１１２及び１１４に流量計又は流体抵抗器＋３３及び１３５を配置して液体 の流れを調節してもよい。 第５１３図は第睦図の構成の電気的な特徴をいくつかを表わす簡単な電気的模型 図である。第５Ｂ図において、Ｒ×は抵抗であり、試験体１０９の抵抗値を表わ している。（抵抗及び導電率は互いに他方の逆数であるので、抵抗か又は導電率 を測定すればよい。）同様に、Ｒｃは制御体１１１の抵抗値を表わしている。試 験抵抗Ｒｘには、所定領域１０８の抵抗ばかりでなく、所定領域１０８と引込め チャネル１３０との間にある入口チャネル＋０４及び出口チャネル１１２の部分 に関連する抵抗も含まれている。同様に、制御体抵抗Ｒｃには、全制御体１１１ と関連する抵抗が含まれている。明らかに、この形式の多くの効果的なセンサは 、所定領域■８の抵抗が全試験体１０９の抵抗をできる限り大きな部分としたも のであり、効率ＥがＬ＝所定領域の抵抗／試験体＋０９の抵抗と定義されている ときは、１００％に近い。 抵抗Ｒ２、ｌ（３，１（５及びＲ６は引込め１３０における電解液の抵抗を表わ している。抵抗ｎ、及びＲ２は電流電極１１６及び１１１１と制御体１０９及び ｉｌｌとの間電解液の抵抗を表わしている。抵抗Ｒ４は試験体＋０９と制御体Ｉ ｌｌとの間′電解液の抵抗を表わしており、これには貯蔵器内の電解液の抵抗が 含まれている。 第５１１図に示した模型は簡単化された模型であることを理解すべきである。（ 例えば、各電極に関連された分極インピーダンスは省略されている。所望により 、抵抗器〜Ｒ７と直列に一つのインピーダンスを配置することにより、分極イン ピーダンスを明確に示すことができる。）しかし、このモデルは、試験体１０９ 及び制御体Ｉ１１において導電率（又は抵抗）が変化するのを測定する電子回路 の理解の助けとなるものであり、その好ましい実施態様は実施例８に説明されて いる。 先に説明したように、電解液に特定の配位子を存在させることにより、試験体の 導電率を変化させている。これを実行するプロセスを簡単に説明するために、所 定領域１０８には、選択した配位子の存在を検出する固定化した受容体又は反配 位子を含むマトリクスが含まれている。これらの反配位子は、所定領域１０８を 介して電解液が流れるに従い、所定領域１０８内の配位子の分子を結合させる。 理論に拘束されたくはないが、所定領域１０８内に拘束されている配位子の量が 増加するに従って、電流を流し得る利用可能な塊りが対応して減少し、その結果 、所定領域１０８の導電率、従って全試験体１０９の導電率が減少すると考えら れる。これと等価的に、端子ｖ１と端子ｖ２との間の抵抗Ｒｘが増加する。 詳細に説明した前記方法のように、液体試料における配位子の存在を決定する際 に、試験体１０９の導電率における変化を用いることができる。典型的には、定 常状態に到達するまでに、試験セルを介して純粋の電解液の流れを確立して導電 率を測定する。電解液の導電率は配位子の存在について調べる液体試料の導電率 と一致するのが好ましい。次に、液体試料を貯蔵器１０２の電解液に加えて、流 速に従い、試験体１０９の時間による導電率の変化を監視する。測定した導電率 の変化を、例えば第１８図のような標準曲線と比較して、液体試料における配位 子の濃度を判断する。 接触手段には、貯蔵器の代りに試料液注入用の試料ループを備えることができる 。この場合、最初は、液体試料の導電率と同じような導電率のブランク溶液、即 ちラニング・バッファを液体吸込ポートを介して試料ループ、導入チャネル及び 所定領域を通過させる。 次に、商業的に得られ、通常使用されている切替弁を用い（例えば、米国マサチ ューセッツ州つォバーン、レイニン・インスツルメントから入手可能な液体クロ マトグラフにおいて）、ブランク溶液の代りの液体試料を液体吸入ポートに注入 する。導電率の変化が発生ずる速度１３．又は液体試料センサを介して完全に通 過した後、導電率における総合的な変化量１４を注目することにより、配位子に 固有の変化を監視することができる。（第２１１図を参照のこと）液体試料の導 入を調節する弁を用いることにより、更に大きな効果が得られる。このような弁 技術は高度に開発されており、コンピュータ制御により自動化することが可能で ある。従って、液体試料又は−組の液体試料に対するセンサの浸潤の予定を自動 的に制御することができる。 多くの要因が端子Ｖ】と端子ｖ２との間の抵抗、更に。 所定領域ｔＯａにおける物質の導電率における変化に影響を与え得る。液体試料 それ自身はラニング・バッファの導電率と導電率が異ってもよいが、導電率はラ ニング・ブファの導電率と同一に調整するのが好ましい。温度の小さな変化、蒸 発による組成の変化、マトリクスに対する液体成分の結合等もマトリクスのこれ らのｌ（差に対する補正に役立てるために、第２のセル、即ち第５八図に示す制 御セルが備えられる。その；し］御御所領領域】０、電圧電極１２６及び１２Ｂ 及びこれに関連する引込めチャネル１３０、接触チャネル１０６及び出口チャネ ル１１４は、試験体セルのものと同様に作成されている。制御所定領域１１０に は、制御セル・マトリクスは反配位子物質を含まず、従ってバルク導電率におけ る変化に影響のある配位子固有の相互作用に影舌されないことを除き、所定領域 １０８におけるマトリクス物質まれている。ｆｌ、ＩＩ御体１１１の導電率に相 対する試験体１０９の導電率を測定することにより、所定領域１０８における反 配位子部位に対する配位子の固有結合以外の影響による導電率の変動を低減又は 除去することができる。 第５Ａ図及び第５Ｂ図において、試験セル及び制御セルは一つの電流路を介して 電気的に直列であるが、水圧的にはある種の部分的な並列状態にあり、各セルは それ自身の流路を有する。しかし、他の電気的な構成を用いて試験セル及び制御 セル端に電圧降下を発生させてこれを測定することができる。例えば、第５Ｃ図 において、各セルは固有の電流路を有し、かつ２つの共通電流電極１４４を共有 している。第５Ｄ図において、各セルは固有の電流路を有し、更に各セルは対を なす固有の電流電極を有する。 第５Ｃ図を参照するに、信号発生器は電極１４０の端子Ｃ１及び共通電流電極１ ４４の端子Ｃ２に接続されて、出口チャネル１１２を介する電極１４０から、所 定領域１０８及び試験体１０９　、接触チャネル１０４及び貯蔵器１０２を介し て、貯蔵器１０２における共通電流電極１４４に試験セルを介する電流を流す。 同様に、信号発生器は電極＋４２の端７−ＣＩ及び共通電流電極１４４の端子Ｃ ２に接続されて、出［１チヤネル＋１４を介する電極１４２から、制御所定領域 ＋１０及び試験体１１１、チャネル１０６及び貯蔵器１０２を介して共通電流電 極１４４に制御セルを介する電流を流ず。従）て、共通１°「流電様！４４は２ つのセルに対する共通電極である。電極１２２及び＋２４．１２６．１２Ｂ、及 び電圧電極の引込めチャネル１３０は第５Ａ図のように機能して、電流により発 生した試験体１０９及び制御体１１＋端の電圧降下、従って抵抗を測定する。第 ５０図における装置の試験体及び制御体の抵抗変化を測定する回路を実施例９に より説明する。 第５Ｄ図を参照するに、試験体及び制御体に共通の貯蔵２）における電流電極が 存在する代りに、各セルはその導入チャネルに（又はその導入チャネルと電気的 に接触する引込めチャネルに）電流電極、及び出口チャネルに（又はその出口チ ャネルと電気的に接触する引込めチャネルに）電流電極を有する。特に、第５Ｄ 図において、試験体は電流電極の引込めチャネル１３１を介して人口チャネル１ ０４と電気的に接触する電流電極１４８、及び対応する電流電極の引込めチャネ ル１３１を介して出１」チャネル１１２と電気的に接触する電流電極１４６を有 する。同様に、制御セルは入口チャネル１０６と電気的に接触する電流電極１５ ２、及び出口チャネル１１４と電気的に接触し、かつ引込めチャネル１３１を介 する電流電極１５０を有する。電流電極１４６の端子Ｃ１及び電流電極１４８の 端子Ｃ２に接続された信号発生器により、電流電極１４６から、出口チャネル１ １２、所定領域１０８、試験体１０９及び接触チャネル１０４を介して電流電極 １４８に電流を流す。同様に、電流電極１５０の端子ＣＩ及び電流電極１５２の 端子Ｃ２に接続された信号発生器により、電流電極１５０から出口チャネル１１ ４、制御所定領域１１０、及び制御体１１１、接触チャネル１０６を介して電流 電極１５２に電流を流す。電極１２２．１２４．１２６及び１２８、電圧電極の 引込めチャネル１３０は第５Ａ図のように機能して電流により発生した試験体１ ０９及び制御体１１１端の電圧降下を測定する。 共通液体源人口１５３は共通の貯蔵器の代りに、接続チャネル１０５及び１０７ を介して入口チャネル１０４及び１０６に接続する。共通液体源人口１５３それ 自体は既知量の液体試料を含む試料ループに典型的に接続する。 第５Ｄ図の装置の試験体及び制御体における抵抗変化を測定する回路は、実施例 ９に説明されている。 第６図を参照するに、液体試料における配位子の存在を判断する際に用い、種々 の異なる配位子の存在を一時に判断することができる他の装置のブロック図が示 されている。第６八図は各セルが第５Ｄ図に示す方法でそれ自身の電流及び流路 有する多重セル構造を示す。 第１１図は複数のセルが電気的に、かつ水圧的に直列に接続された多重セル構造 を示しており、全てのセルは共通電極及び流路を共有している。 第６八図を参照するに、名セル＋５２．１５４　、１５８及び１６０は、例えば 所定領域＋６２．１６４　、１６８又は１７０に反配位子を固定化したマトリク スからなる局在化手段を備えている。一つのセル、例えばセル１５６は、例えば 所定領域１６６の少なくとも一部を含んでおり、この所定領域１６６には負のｉ 制御として用いるための液体試料の成分と特別に反応する既知の反配位子を含ん ではいない。各セルの測定手段は第５０図に示されている方法により、端子Ｃｔ 及びＣ２に接続された２つの引込め電流電極と、端子Ｖｌ及び■２に接続された ２つの引込め電圧電極とからなる。全てのセルの試験体端の電圧降下は、所望の ２つのセルの電流電極に信号発生器を接続してこれらのセルを介する電流を発生 することにより、制御セル１５６の電圧降下、又は他のセルの電圧降下と比較さ れる。例えば、所望の：ＦＬ数対のセルを急速に比較するために、スイッチング 手段が備えられている。例えば、セル＋５２の所定領域１６２は、液体試料にお ける対象の第１の配゛位子に結合する反配位子を含んでおり、一方セル１５４及 び１５８の所定領域１６４、及−び１６８は液体試料においてそれぞれ対象の第 ２及び第３の配位子に結合する第２及び第３の固定化及配位子を含んでもよい。 他の所定領域、例えばセル１６０の所定領域１７０には、液体試料の既知の濃度 に結合する固定化した安置が含まれてもよく、また正制御として用いることもで きる。第６Ａ図のような構造により、液体試料における多重配位子を同時に検出 し、負の制御、正制御により、又は互いに試験セルを比較することができる。 関連する形式の装置において、各セルは第６Ａ図の方法によりそれ自身の流路を 有するが、第５八図及び第５Ｂを共有する。即ち、比較をする２つのセルを第５ ８図に示すように、互いに直列に配置する。これは、２つのセルの端子ＣＩの電 流電極に信号発生器を接続してこれらのセルを介する電流を発生させることによ り達成される。 第６Ｂ図に参照するに、対象の異なる配位子に固有の一連のセルを電気的及び水 圧的に直列に接続する装置が示すされている。ここでも所定領域２０４が液体試 料の成分と特に反応をする既知の反配位子をは含んでいない負の制御セルの場合 を除き、典型的には、各セルには、所定領域２００．２０２．２０６　、又は２ ０８において固定化された反配位子を有するマトリクスを備えている。全てのセ ルに対する入口チャネル１７５及び出口チャネル１７３には、貯蔵器１０２から 、解液１００をセル及びそれらの所定領域２００．２０２　、２′ｏ６．２０４ ．２０８及び対応するそれらの試験体１９０．１９２　、１９６又は制外灯１９ ４　、１９８を介して廃棄コンテナ（図示なし）に流すことができる。各セルの 測定手段は名所定領域の谷面の２つの引込め電圧電極により形成され、−万全て のセルは２つの電流電極１７２及び１７４を共有している。人口チャネル１７３ 内又は外の共通の第１の電流電極１７２、及び人口チャネル１７５内又は外の共 通の第２の電流電極＋７４はそれぞれ端子Ｃｔ及びＣ２に接続されている。端子 ＣＩ及びＣ２には信号発生器が接続さねており、これによって電流電極１７２か ら出口チャネル１７３に、所定領域２００、２０２、２０４、２０６及び２０８ を介して入「１ヂヤネル１７５、電流電極１７４に電流を流す。この７Ｆｔ流の 流れにより、試験体＋９０．１９２．１９６及び制御体１９４　、１９８端の電 圧を降下させ、これらによって電解液における対象の配位子の存在を判断するこ とができる。゛電流電極１７２の分極インピーダンスを低下させるために電流電 極室１７１を備えることができる。 前記の構造は全てのセルを介して同一の電流及び同一の液流が１：Ｐられる。゛ これはによって電気的な計器及び液流測定装置の設計を簡単にするのに役立てる ことができる。（実際は、信号が異なる時間に異なるセンサで発生し始めるので 、このような時間差の観測そのものを用いて流速を測定することができる。）し かし、連続的な形式では、与えられた速度で液体を流すようにするのに必要な総 合圧力を典型的に増加させる。いずれの条件が支配的であるかは、特定の実験に 必要な条件による。 電圧電極１７６　、１７８　、１８０．１８２　、１８４及び１８６はそれぞれ 端子Ｖｌ−Ｖ６に接続され、所定領域２００．２０２　、２０４．２０６及び２ ０８の両側の電解液に接する。 隣接′１−る２つの電圧電極ｖｎと電圧電極ｖｎや、との間の電圧を測定するこ とにより、対応する電圧電極を含む所定領域及び試験体又は制御体の導電率を測 定することができる。前記構造のように、電圧電極１７６．１７８　、１８０． １８２．１８４及び１８６は、典型的には電解液及び電流が電圧引込めチャネル １８８を介して流れるチャネル１７３及び１７５から引込められる。隣接する引 込めチャネル１８８の入口から中間の点は、隣接するチャネル間に含まれる試験 体１９０．１９２．１９６及び制御体１９４　、１９８の位置を典型的に定める 。更に、電流電極１７２及び１７４は典型的に引込め下流チャネル１７３及び１ ７５である。 第６八図の装置のように、第６Ｂ図における装置の所定領域２００、２０２、２ ０４、２０６及び２０８には典型的に正負制御と同じように、液体試料における 対象の種々の異なる配位子に対する反配位子が含まれている。 第６Ｂ図に示す形式の連続するグループのセルを配置することができるので、各 グループのセルは第６Ａ図に示す方法によりそれ自身の電流路及び流路を有し、 同時に監視することができる試験体の総数を増加させている。 直列に接続されたセルの構成は、第５八図に示す形式を変形した種々のセルを（ 水圧的に、かつ電気的に）直列に接続することにより、第６Ｂ図に示すものより も薄くさせることが可能であり、この場合は貯蔵器をチャネルにより置換し、一 つのセルの液体出口を次の液体入Ｌ１に接続する。これによって、セルが直列に どのような数であっても、かつ液流及び電流が２つのレベル間で前後に波立もの となっても、各電圧電極は２つのレベルのうちの−とすることができる。 第７図を参照するに、更に、他の実施例の装置が示されており、この装置は配位 子が試験体内において少なくとも部分的に存在１−る所定領域に局在している反 配位子と相互作用をするときに、試験体のバルク導電率における変化を測定″′ ４−ることにより、液体試料における配位子の存在を’ｌ−１１断する際に用い られる。この実施例において、測定手段は局在化手段の同一の側面の同一・の面 に配置される。第７Ａ図には、局在化手段及び測定手段が電解液を含む井戸の底 に配置される構成が示されている。第７Ｂ図において、局在化手段及び測定手段 が井戸に浸す支持固定具、試験管、又は電解液を含む他の空間に取付けられるこ とを除き、同じような構成が示されている。′ｆｒＪ７Ｂ図の構成により、セン サに液体試料を容易に注入することができる。 第７八しｌを参照するに、電解液２１０を満たした非導通物質から作られた井戸 ２１５（実寸ではない）示されている。試験所定領域２１４及び制御所定領域２ １６は井戸２１５の底に配置されている。好ましくは、試験所定領域２１４には 、対象の配位子と相互作用をする反配位子を固定化したマトリクスからなる局在 化手段、又はこのような反配位子を取囲む半透′Ｊ！ｉ膜からなる局在化手段が 含まれている。制御所定領域２１６は試験所定領域２１４と同じように構成され ているが、その上うな反配位子を含んでおらず、はぼバルク導電率を変化させる 固有の相互作用からは自由である。配位子は拡散により所定領域２１４及び２１ ６に侵入する。液体と所定領域との間の接触を助けたいときは、かきまわしプロ ペラ２１２又は他のバルク流すようにさせる他の手段を用いる。 端子ＣＩ及びＣ２に接続されている電流電極２１８　、２２０、及び端子ｖ１及 びｖ２に接続された電圧電極２２６及び２２８により試験セルの測定手段が備え られている。端子ＣＩ及びＣ２に接続されている電流電極２２２．２２４　、及 び端子Ｖｌ及びｖ２に接続された電圧電極２３０′ＥＬび２３２による試験セル の測定手段が備えられている。これらの測定手段は所定領域２１４及び２１６の 下、非導通物質２３４における井戸２１５の底２１１に配置されている。 試験セルの導電率を測定するために、信号発生器が　゛電極２１８及び２２０の 端子Ｃ１及びＣ２に接続されており、電流を電極２１８から所定領域２１４を介 して電解液２１０へ、再び所定り１域２１４を介して電極２２０に流す。このよ うな電流通路は点線及び矢印で２３７により示されている。史に、いくらかの電 流は所定領域２１４に完全に残留している。このような電流通路は点線及び矢印 で２３９により示されている。この電流は電流通路におＧプる電圧降下と相関さ れる。各電流通路の少なくとも一部は試験所定領域２１４を通過し、電圧降下の 少なくとも一部はこの領域の導電率により影響される。電極２２６及び２２Ｂに 接続されている端７−ｖ１と端子ｖ２との間の電圧を測定することにより、所定 領域の導電率を測定することができる。 同様に、制御セルの導電率を測定するために、電極２２２及び２２４の端子Ｃｔ 及びＣ２に信号発生器が接続され、これによって電流を点線及び矢印２４１によ り示すように、電極２２２から制御所定領域２１６を介して電極２１０へ、再び 領域２１６を介して電極２２４に流す。更に、ある電流は点線及び矢印２４３に より示すように、制御局在化手段２１６内に全て残留する。この電流の流れは電 流通路における電圧降下と相関される。電極２３０及び２３２に接続されている 端子Ｖｌと、端子ｖ２とめ間の電圧降下を測定することにより、制御所定領域２ １６の４電率を測定することができる。 好ましくは、他の実施例のように、電圧電極及び電流電極を引込めている。例え ば、第７図に示すように、これらの電極はチャネルの幅の３倍以上の距離だけチ ャネル２３５を下げる。 電流は半径が電流電極との間の距離の程度にある塊りの中を流れる。第７図のセ ルのような構成を有するセルの場合は、試験体がこのような距離又はこれより少 し大きい距離の井戸の底の上から伸びるものと考えることができる。即ち、セル の実効寸法は電流電極との間の距離程度にあると考えることができる。有用な説 明である。試験体は、点線フィールド２３７内の体であると考えることができ、 また制御体は点線フィールド２４１内の体であると考えることができる。即ち、 電圧電極２２６．２２８　、２：１０及び２３２は、典型的に、この領域の外側 で発生する全ての導電率変化に対して感度が低いか、又は全く検出しない。 先に説明したセルのように、平坦な引込めセルの効率をＥ＝所定領域の抵抗／試 験体の抵抗と定義することができる。典型的には、所定領域の厚さがセルの大き い程度であるときは、このセルは効率が良い。一方、所定領域が約０．１ｍｍの ときは、拡散は非常に遅い。従って、効率が良く、配位子の存在に急速に応答す るためには、試験体及び所定領域は試験体に対しては小さく、即ち厚さが４０． ５ｍｍ　、所定領域に対しては厚さが＜０．１ｍｍでなけらばならない。典型的 に、これには、密接に配置された電流電極及び電圧電極を構築することが必要で あり、これをフィルム処理、薄膜処理及びシリコン・チップ技術を含む種々の方 法により行なうことができる。 試験体２１４の導電率の変化、即ち、比率上では制御対２１Ｈの導電率における 変化に対して比較をし、また変化する導電率比Ｃを用いて液体試料における配位 子の濃度を判断する。典型的に、純粋の電解液は井戸２１５に注入され、導電率 比Ｃが安定する撹拌する。好ましくは、電解液２１０の導電率は配位子の存在に ついてよ１べる液体試料の導電率に一致する。次に、液体試料は井戸２１５の電 解液２１０に加えられ、時間と共に導電率比Ｃにおける変化を監視する。 特定の実験中に観測される導電率比Ｃにおける変化は、所定領域の厚さ、配位子 に対する反配位子の親和力、配位子の拡散定数、配位子の濃度等のような種々の の要因による。従って、対象の配位子の濃度に対する標準曲線は、既知の実験条 件に基づいて構築される。同一・の条件により作られた導電率比において観測さ れた変化は、標準曲線と比較されて液体試料における濃度を判断する。　所定領 域２１４及び２１６のマトリクスは、そのマトリクスの孔の大きさよりも大きな 粒子を除去する。これによって、どのような粒子が試験体２′Ｉ７及び制御体２ ４１に侵入することがあっても、例えば撹拌により粒子が均質に分散されたまま でも、好ましくない粒子の負荷が重い液体試料の測定に役立てることができる。 所定領域２１４及び２１６がその体積よりも厚みがあるときは、試験体２３７及 び２４】の粒子な除去するように所定領域２１４及び２１６そのものを作成する ことができる。逆に、一つ又は複数の層を所定領域２１４及び２１６の上に置く ことができる。この層が電解液に存在する粒子を透過しないとき、及び所定領域 及びこの層を組合せた厚さが試験体及び制御体のものより大きいときは、この層 は先に述べたように、試験体から粒子を除去する。以上の装置及びこれらに基づ く変形は、測定の際の雑音原因となる粒子を含む液に存在する配位子を測定させ るのに有用と思われる。第７Ａ図の装置におけるセルのように、平坦な引込めセ ルを用いて所定領域２１４の表面（又は内部）に対する粒子／配位子の複合体の 固有を測定する。このような状況において、試験体は、所定領域２１４の表面を 含むように、所定領域２１４の厚さよりも攻意に大きく保持される。次に、試験 体は所定領域２１４の表面の上の空間に伸びている。所定領域２１４の表面の反 配位子に粒子／配位子の複合体が結合するに従って、これらの複合体はその表面 の上の試験体３７３の一部を占有し、このために試験体の導電率を減少させる。 同様の構成を用いてセルの固有結合、小胞１．膜片、又はそれらの表面に固有の 配位子を運搬する他の構成の固有の結合を測定し、従って液体試料におけるそれ らの存在及び濃度を判断する。 試験体がその所定領域よりかなり大きい引込め平坦センサの効率を増加させるた めに、非導電性物質の反対印の壁を所定領域の表面の近くに配置して電場を閉じ 込め、これによって試験体を小さくしている。他の実施例として、配位子には透 過性であるが、その導電率がヌクレポア（米国カルフォルニア州ブレアサントン ）の多孔性ポリカーボネート・フィルタのように、所定領域の導電率よりも小さ い変調層を、その所定領域のにに置くことができる。これは、電場を閉じ込めよ うとするので、変調層に隣接する所定領域の部分における電流密度を増加させる ことになる。このような所定領域の部分に発生ずる電圧降下も増加するので、セ ンサの効率が増加する。 第７０図を谷照するに、電解液２１０を貯えている試験管又は他の液貯蔵空間２ ０９が備えられている（実寸ではない）。この構成のセンサは、第７八図のセン サと対応する要素を同一の番号により示すように、形式的には同一のであるが、 接触手段のみが異なりている。 局在化手段は、第７八図に示すように、試験所定領域２１４及び制御所定領域２ １６の位置を定めるマトリクスからなる。試験所定領域２１４及び制御所定領域 ２１６は非導電性層２３４の上に取付けられ、この非導電性層２３４は支持固定 具２４７の上に取付は可能である。このような装置は、液２１０にセンサを容易 に挿入できるように設計されている。 測定手段は、試験所定領域２！４及び制御所定領域２１６のにおける局在化手段 の下にある。液２１０と試験所定領域２１４及び制御所定領域２１６の表面との 間の接触をうながしたいときは、非環撹拌棒２１３又は他のバルク液を流す他の 手段を用いる。 測定手段の上の位置に確実にかつ便宜的に一組の局在化手段を固定化するために 、種々の構造、又は生物層を用いることができる。これによって、測定をした後 、使用した局在化手段を除去し、同一の測定手段を使用している間に新しいセッ トを所定箇所に固定することができる。例えば、局在化手段をブロック２３４に はめ込むホルダーの上に取付けてもよい。 第７八図のセルのように井戸に、又は第７Ｂ図のように埋め込みセンサ上に、多 数の試験体セル及び正負制御セルを配置することができる。セル間の相互作用を 避けるために、互いに隣接するセルを離すことが必要である。即ち、セル間の距 離は、一つの信号セルの電流電極間の距離よりもかなり大きくなければならない 。 従って、ミクロタイター板、又は種々な検定を各井戸、又は各プローブに実行す る埋め込みプローブにこの形式の平板センサを形成することができる。カテーテ ルを内蔵するセンサに形成することもでき、又は液体試料が流れるチャネルの表 面又は内側に配置することもできる。 実際の試験体及び計器は、種々の液に迅速にかつ安価に連続的な試験体を実行す ることができるものでなけらばならない。好ましくは、試験体セル及び制御セル における所定領域は容易に交換できるものでなければならない。更に、先に述べ たように、各センサは感度が増加できるように、小さな所定領域、例えば１μＩ 、史には０．１μｍ以下であるのが好ましい。更に、センサの効率Ｅは、所定領 域が小さくっても高いことである。 以上の特徴が得られ２つの好ましい構造を第８図及び第９図に示す（実・１゛法 ではない）、ｒｌＶＥＰＪ　（内部電圧）ト衡点）センサ装置と呼ばれる第８図 に示す装置は、厚さがＯ，ｔｏ＋ｍ、体積が０．１μｌ、又はそれ以下の程度に ある非常に薄い導体、層状の所定領域（第８図の２５６〜２５９）及び試験体（ 第１１１１図の３０７）を正確にｎｌす定することができる。ｒ　Ｆ、ＶＥＰＪ 　（外部電圧平衡点）センサ装置と呼ばれる第９Ａ図に示す装置は、所定領域の 近傍と共にこの中に発生ずる事象の便宜的な測定を可能とし、非常に簡単な生物 層を有する可能性が有る。 第８八図を谷照するに、前部２５０及びアクリル樹脂のような非導電性物質から なる後部２５２からなるＩＶＥＰ装置が示されている。前部２５０及び後部２５ ２を中心線２５４により表わす面に沿って分離することがてきる。 生物層と呼ばれる中間層２６１は、試験所定領域２５６ＥＬび２５７と、絶縁層 ２６０上に取付けられた制御セル所定領域２５８及び２５９とからなる。生物層 ２６１は、装置の動作中では前部２５０と後部２５２との間に挿入されている。 局在化手段は、例えばニトロ・セルロースの多孔性の薄膜又は他の多孔性のフィ ルタ物質からなるマトリクス・フィルタからなり、所定領域２５６〜２５９を定 めている。生物層の所定領域は生物領域と呼ばれている。絶縁層それ自体は、好 ましくは、固定支持（図示せず）上に取付けられて、生物層の取扱い及び位置決 めを支援している。 第８Ａ図はＩＶ［：Ｐセンサが「開放位置」にある状態を示し、かつ１而センサ ・ブロック　２５０及び２５２が生物層２６１の挿入を容易にするように十分に 離されている（典型的には約１７１６インチ）。第８Ｂ図は試験体セルの検知領 域の詳細を示すものであり、生物層２６１の上を閉じるセンサ・ブロック２５０ 及び２５２が、センサ・ブロック２５０の表面２９１、絶縁層２６０及び後セン サ・ブロック２５２の表面２９３の間に形成されたチャネル２６６及び２６８に おける上部生物層２５６及び下部生物層２５７を絞り込んでいる。 第８八図の装置は第５八図の装置と同様の方法で動作する。（しかし、注意すべ きことは、ＩＶＥＰセンサ装置が第５６又は第５Ｄ図の構成と同じように作成可 能なことである。）試験体セル及び制御セルは直列に接続され、試験体セル及び 制御セルの通路は対称である。第８八図を参照するに、貯蔵器１０２は電解液１ ００により満たされている。２つのチャネル１０４及び１０６により、電解液１ ００が試験所定領域２５６．２５７　、制御所定領域２５８、２５！ｌ　、　２ つの出［１チヤネル１１２及び１１４を介して、最終的に廃棄コンテナ（図示な し）に流れる経路が得られる。液の流れを、重力、空気圧、油圧又は他の手段に より駆動することができる。 試験体の場合は、流れは液体導入［１２６２及び貯蔵器＋０２を介してから、チ ャネル＋０４　、上側試験生物領域２５６、絶縁層２６０に設けられた開［１２ ６４、下側試験生物領域２５７を介して、次にチャネル＋１２を介して流７１す る。制御セルの場合は、液体導入口２６２及び貯蔵器１０２から、流れは、入口 チャネル１０６、−Ｆ側制御生物領域２５８、絶縁層２６０に設けられている開 口２６５、下側制御生物領域２５９、及びチャネル＋１４を介する。 測定手段は引込め電圧電極及び引込め電流電極からなる。ヂャンル１１２におけ る第１の電流電極１１６及びチャネル＋１４における第２の電流電極１１８はそ れぞれ端子Ｃ１及びＣ２に接続されている。端子ＣＩ及びＣ２には信号発生器が 接続されており、電流を電流電極１１６からチャネル１１２　、下側試験生物領 域２５７．開口２６４．上側試験生物領域２５６．チャネＪＬ／＋０４．貯蔵＆ ＨＯＯ，チャネル１０６、上側試験生物領域２５８．開［」２６５、下側試験生 物領域２５９．及びチャネル］１４を介して電極１１８に流す。この電流の流れ によって、名セルの頂部生物領域と底部生物領域との間の電圧降下を測定して電 解液における特定の配位子の存在を判断することができる。 絶縁層２６０の上下の２つの液体チャネル２６６及び２６８は電解液により満た されている。これを便宜的に、電解液槽に前センサ・ブロック２５０及び２５２ を浸し続けることにより、行なうことができる（第９Ｂ図を参照のこと）。チャ ネル２６６及び２６８は第５Ａ図に示す引込めチャネル１３０に等価である。第 ８Ｂ図に明確に示すように、引込めチャネル２６６により、流れている電解液と 、端子■２に接続されている主圧電ｇ１１２４との間が接続される。引込めチャ ネル２６８により、電解液と、端子ｖ１に接続されている電圧電極１２４との間 が接続される。同様に、制御セルは電解液と、端子ｖ３に接続されている電解液 電極１２６、及び端子ｖ４に接続されている電圧電極１２８との間にそれぞれ電 気的な通路を形成する引込めチャネル２７０及び２７２と一緒に動作する。 ０リング２７４〜２８１は試験セル及び制御セルにおける液体を分離するための シールとなる。表面２９０　、２９２．２９４及び２９６は、絶縁層２６０に対 して配置することによりセルの大きさを判断する。表面２９Ｂ　、３００　、３ ０２及び３０４もこのような機能に用いることができる。全ての引込めチャネル 、電圧電極及びＯリングは（試験セルのときは）入口チャネル１０４及び出口チ ャネル１１２、及び（制御セルのときは）入口チャネル１０６及び出口チャネル １１４の周りで対称かつ円形である。更に、電圧電極１２２　、１２４．１２６ 及び１２８は、引込めチャネル／液体チャネル２６６．２６８．２７０及び２７ ２に接続された引込め室２７３に配置することにより引込められ、これによって 電極を大きく、かつ分極インピーダンスを低くするようにしている。 動作において、第８八図の構造は、中心！！＋！２５４に沿って開１１され、新 しい生物層２６１を新しい試験セル生物領域及び制御セル生物ダミ域により挿入 される。次に、前センサ・ブロック２５０及び後センサ・ブロック２５２は１１ ￥度アッセンブリされ、０リング２７４〜２８１に各セルのシールをしている。 このような３つの部分の構造により、容易かつ安価な生物層の置換が可能となる 。 ０リングにより得られるシールは完全にすることはできず、０リングを通過する 電解液の浸出が発生し得る。第８八図を参照するに、例えばＯリング２７４　、 ２７５゜２７６及び２７７があるときは、試験セルと制御セルとの間の導通路は セルの導電率を測定する際の誤差となり得る。このような浸出による誤差を減少 させるために、各電圧測定の端子Ｖｌ−Ｖ４と、その隣接する０リングとの間に シールが必要ならば、保護型Ｖｉ２１１２　、２８４．２８６及び２８８を端子 ６１〜Ｇ４に接続する。これらの保誰リングについての動作は実施例８及び９に 詳細に説明されている。 第８ｎ図を再び参照するに、試験セルの検知領域を拡大して、閉じた位置にある ＩＶＥＰセンサ装置と共に示されている。試験所定領域２５６及び２５７の生物 領域マトリクス・フィルタ物質はそれぞれ引込めチャネル２６６及び２６８を満 たしている。同様に、図示していないが、制御所定領域２５８及び２５９の生物 領域マトリクス・フィルタ物質は引込めチャネル２７０及び２７２を満している 。これは、使用する特定の生物層の厚さよりも薄い共通の表面２９０　、２９２ 　、２９４　、２９６　、２９８　。 ３００　、３０２及び３０４（第８Ａ図）の下の距離に引込めチャネル２６６． ２６８．２７０及び２７２を形成する表面２９１　、２９３．２９５及び２９７ が来るように確保することにより達成される。厚さが０．１２５〜Ｏ，１５０＋ ｎｍの生物領域により、この距離は典型的に０．１ｍｍである。マトリクス物質 により引込めチャネル２６６．２６８．２７０．２７２は、泡の形成、及び引込 めチャネルから試験体への液の対流による雑音及びドリフトを最小化する。これ は、またチャネルが導通し続けるのに役立ち、チャネルが非常に浅いものであっ ても、例えば泡によって阻止されることはない。 第８Ｂ図を再び参照するに、ＴＶＥＰ装置の構造により、引込めチャネル２６６ 及び２６８の入口における電圧電極１２２及び１２４が検知した電圧を電圧等価 点３０６及び３０８により示すように、試験所定領域２５６及び２６７の近傍ば かりでなく、実際は内部にも存在させる。従って、「内部電圧等価点」、又はｒ ｌＶＥＪセンサと呼ばれる。電圧等価点３０６及び３０８は、導電率を測定して 所定領域２５６及び２５７にける配位子／反配位子の相互作用の発生を判断する 試験体３０７の位置決めを支援する。このような簡ｔイーなモデルの場合は、試 験体３０７は、典型的に頂部引込めチャネル２６６の厚さの半分と、絶縁層２６ ０のＪ（、（さと、底引込めチャネル２６Ｂのｎざの７１９分とを加えたものか らなると考えらることができる。同様に、制御セルの場合は、引込めチャネル２ ７０及び２７２の入口において電圧電極１２６及び１２８が検知した電圧により 、制御センサの電圧等価点が制御所定領域２５８及び２６８の内部に存在させ、 頂部引込めチャネル２７０の〕１１さの半分と、絶縁層２６０の厚さと。 底引込めチャネル２７２のＪゾさの半分とを加えたものからなる対応試験体（図 示なし）を定める。 １ＶｌｉＰセンサ装：δは、導電率が電圧電極の位置及び大きさが引込め室及び 引込めチャネルを使用することにより測定される塊りのものとの結合を効果的に 遮断可能なことを示している。このようにして獲得したセンサ設計の柔軟性は、 この発明の重要な効果である。 第８八図を再び参照するに、薄い試験体を作成する能力は、所定領域２５６〜２ ５９に対する薄いマトリクス物質の利用可能性と、薄い絶縁層物質２６０と、引 込めチャネル２６６　、２６８　、２７０及び２７２を形成する表面２９１．２ ９３　、２９５及び２９７を表面２９０　、２９２　、２９４．２９ｔｉ　、　 ２９Ｂ　、３００　、３０２及び３０４の下の短い距離に配置することに利用可 能な技術の積度とによってのみ、限定されるものとみなすことができる。 先に述べたように、薄い試験体により、試験体及び制御体を非常に小さくするこ とができ、これがこのＩＶＥＰ実施例の重要な効果である。試験体は、典型的に 、ミリボア社（米国マサチューセッツ州ベッドフォード）のニトロセルロース・ マトリクス物質を用いて作成されたものであり、厚さが１３５〜１５０μｍ、引 込めチャネルの厚さが１００μｍ、ゼネラル・エレクトリック（シェネクタディ 　ニューヨーク）のレフサンの絶縁層の厚さが７５μｍ、かつ絶縁層における開 口が直径が０．８　ｍｍである。これによって、頂部引込めチャネルの厚さの半 分と、絶縁層の厚さと、底引込めチャネルの厚さとを加算したもの１．即ち総計 １７５μｍの電圧等価点間の距離となる。開口の領域が約０．５ｔｎｍ”であり 、試験体の予測寸法は０．０９μｍである。 更に、小さな試験体を作成することも可能である。 例えば、厚さが約２５又は３０μｍのマトリクスと、厚さが約２５μｌの絶縁層 と共に用いることができる厚さが２５μｌの引込めチャネルとである。更に、生 物層の絶縁層における０、５ｍｍ半径の穴を用いたときは、その領域は３７１６ ｍｍ２である。電圧等価点間の距離は総計０．０５ｎｕｎである。従って、試験 体の総計は９ｎｌ又は０．００９μｌとなる。 □　更に、薄い厚さの適当な絶縁層及び計器縁の工作技術、注入モールド部品、 薄いフィルム即ち薄膜技術、シリコン・チップ技術、又は他の当該の技術分野に 習熟している者に知られた技術を用いることにより、小さいτ１′法のセンサを 作成することができる。このような技術を用いることにより、引込めチャネルの 開口の幅が１０μｍから約５μｍ又は更に小さい範囲にあり、またこわらの開［ １が互いに１０μｍ又はそれ以上離れて、更に小さい試験体を導出するＩＶＥＰ センサを作成することが可能である。 生物層２６１は多くの方法により変更可能である。例えば、■ｆ１部所定領域２ ５６か、底部所定領域２５７かのいずれかを、反配位子を局在させないマトリク スの置換、又は全くマトリクスではないものの置換により省略することができる 。絶縁層における開口２６４は、これに直接ニトロ・セルロース又は他のマトリ クス物質を圧縮することにより、又は直接鋳込むことにより、局在化手段のマト リクスによって実質的に完全に満たされる。局在化手段により満たされた開［１ ２６４により、はぼ全ての試験体が局在化手段を含む効率がおよそ１００％のセ ンサを作成することができる。更に、このようなセンサにおいて、はぼ全ての試 験体が局在化手段内に含まれる。 第９八図を参照するに、非環電性物質、例えばアクリル樹脂から作られ、かつ中 心線３５４により表わされた面に沿って分離可能な前部３５０及び後部３５２の 一部をなず典型的なＵＶＥＩＩセンサ装置が示されている。中央層の生物層３５ ５は、取扱いの便宜のために必要ならば、絶縁裏張３６０上に取付けた試験所定 領域３５６及び制御所定領域３５８からなる。生物層３５５は前部３５０と、及 び後部３５２との間に挿入される。 この実施例において、局在化手段は、典型的に試験所定領域３５６及び制御所定 領域３５８を決定するニトロ・セルロース又は他の多孔性フィルタ物質からなる マトリクス物質からなる。 第９Ａ図の装置ゆ、第５Ｃ図の装置と同じような方法で動作する（ただし、第瞳 図又は第５Ｄ図の構成と同じような構成により、又は第６Ｂ図の構成のような直 列的な流れ構成においても同様に、ＥＶＥＰセンサ装置を作成することができる ことに注目すべきである。）試験セル及び制御セルはそれぞれ２つのセルと共に それ自身の電流通路を有し、共通の電流電極を共有し、試験セル及び制御セルは 対称である。　第９八図を参照するに、貯蔵器１０２液導入口３４９介して電解 液１００により満たされている。２つのチャネル１０４及び１０６はそれぞれ、 電解液が貯蔵器１０２から試験所定領域３５６及び制御所定領域３５８．２つの 出口チャネル１１２及び１１４を介して、最終的な廃棄コンテナ（図示なし）へ 流れる通路となる。液流を矢印１２０により示す。この流れを重力、空気圧又は 油圧、又は他の手段により駆動することができる。 試験チャネルの場合は、流れは貯蔵器１０２から、人ロヂャネル＋０４　、所定 領域３５６、生物層３５５の絶縁層３６０における開口３６２、及びチャネル１ １２介して排出される。同社に、制御セルの場合は、流れは貯蔵器１０２から、 人口チャネル＋０６、所定領域３５８、生物層３５５の絶縁層３６０における開 ｒ：Ｉ：１６４、及びチャネル１１４を介して排出される。 測定手段は引込め電圧電極及び引込め電極からなる。イ６ζ号発生器が電極１４ ０の端子Ｃ１、及びリング状又はアーク状電極１４４の端子Ｃ２に接続され、電 流を電極目０からチャネル１１２．開口３６２、試験所定領域３５６、チャネル ＋０４及び貯蔵器１００を介して電極１４４に流すようにしている。同様に、信 号発生器が電極１４２の端一／−ＣＩ及び電極１４４の端子Ｃ２に接続され、電 流を電極１４２からチャネル１１４、開口：１６４、試験所定領域３５８、チャ ネル１０６及び貯蔵器＋０２を介して電極１４４に流す。従って、電Ｎｉ１４４ は２つのセルに対して共通電極となる。この電流によって、各セルの所定領域及 び試験体（以下を参照のこと）の電圧降下を測定して電解液における特定の配位 子の存在を判断することができる。 液体チャネル３６６は電解液により満たされており、引込め電圧電極３６８　、 ３７０．３７２及び３７４に対する電気的な通路となる。これらのチャネルは第 ５Ａ図に示す電圧電極引込めチャネル１３０、及び第５Ｃ図に示す同様のチャネ ルと等価である。チャネル３６６の点３７４及び３７６は試験セルの電圧等価点 であり、点３７８及び３８０は制御セルの電圧等価点である。端子ｖ１及びｖ２ に接続された電圧電極３６８及び３７０は電圧等価点３７４と３７６との間の電 圧降下を測定する。　ＥＶＥＰ構造においては、電圧等価点３７４と電圧等価点 ３７６との間の試験体、従って試験体３５７には典型的に所定領域３５６が完全 、に含まれていることに注目すべきである。同様に、端子ｖ１及びｖ２に接続さ れている電圧電極３７２及び３７４は、制御体３５９を定めるのに役立つ電圧等 価点３７８と電圧等価点３８０との間の電圧降下を測定する。 電圧電極引込め室３８２は更に電圧電極を引込めて、その分極インピーダンスが 更に低くなるようにする。 同様に、電流電極引込め室３８３は電流電極に対して作用する。所望により、電 圧電極引込め室３８２の液出口３８４は、電解液によるフラシュを可能にさせ、 かつ電流電解液室の液出口３８５は電解液を廃棄コンテナへ排出させるのを可能 にさせている。 電圧電極引込め室の液出口３８４に対して更に、又はそれに対する他の実施例と して、引込めチャネル３６６多孔性の紙又はゲルのような導電性マトリクスによ り満し、電圧電極引込め室３８２の内容を試験体３５７及び制御体３５９へ、例 えば対流による泡による、又はその導入による雑音を減少させる。同様に、入口 チャネル１０４及び１０６、出口チャネル１１２　＆び１１４は、液流と好まし くない相互作用をしない限り、同じような理由により、多孔性のマトリクスを含 めてもよい。 第９八図の装置装置における電圧等価点は所定領域３５６及び３５８の外側であ る。従って、外部電圧等価点（１ミＶｌｉＰ）センサと呼ばれる。 ０リング３８６及び３８８は試験体セル及び制御セルにおける液を遮断するシー ルとなり、電気的な漏洩を防ぐ。 生物層の構造は、マトリクスを定める所定領域３５６及び３５８の取扱い及び位 置決めを容易にさせている。 生物層３５５は所定領域３５６．３５８及び絶縁裏打層３６０に取付けられたス ペース層３９０からなる。スペース層；１９０は所定領域３６５及び３５８（典 型的には０．１３５〜０．１５０の程度）よりかやや薄い（典型的にはには０． １ｍｍ程度）ので、生物層３５５はセンサが閉じたときに、確実に保持される。 スペース層３９０及び絶縁層３６０は表面３９２と表面３９４との間をはさむ込 み、０リングをシールし、試験セル及び制御セルの大きさを判断している。 第９Ｂ図は液槽を示しており、この液槽を用いてｒ　ｖ　を乞ｐセンサ又はｌｉ 　Ｖ　Ｅ　Ｐセンサのいずれかに対する試験セル及び制御セルの湿度平衡を保持 し、生物層を挿入すときに況；らし、かつ液によ°り満したセンサのチャネルの 保持をしている。具体的には、電解液３９８を含む液槽３９６の平面図が示され ている。典型的には、ＥＶＥＰセンサの１′Ｉ「ブロック３５０及び後ブロック ３５２は、ねじ４０４、取付は片４０６及び４０８又は他の手段を用いて、液槽 ３９６の可撓性壁４００及び４０２に取付けられている。前ブロック３５０及び 後ブロック３５２は、常時液面下にある測定手段（図示なし）から離れた高さに あるので、生物層が挿入されたとき又は除去されたときに、センサのチャネルは 液により満たされたままとなる。以上で述べたように、液槽は、試験セル及び制 御セルの温度平衡を保持するのに役立ち、生物層を挿入するときに生物層を濶ら すものである。また取付は片４０６及び４０８もセンサ・ブロック３５０及び３ ５２を液槽の壁４０２及び４０４から離したままとすることにより、温度平衡を 維持している。通常、１００箇所／１，０００，０００゜又は以上に対して感度 のある導電率測定であっても、付加的な温度調節は必要としない。 第９Ｂ図の構成はセンサ・ブロック３５０及び３５２を確実に保持し、生物層の 挿入を容易にさせる。生物層が挿入された後、クランプ４１０及び他の手段は液 槽の壁と共にはさみ込みをし、従ってセンサ・ブロック３５０と、センサ・ブロ ック３５２との間の生物層をはさみ込み、友メ述べた０リングの作用により試験 セル及び制御セルを互いに電気的にも油圧的にも切り離す。 ＥＶＥＰ形式のセンサは種々のの方法により変更可能である。貯蔵器あり、又は なしで、液体試料を注入するために、資料ループ・システムを用いることができ る。必要により、絶縁層３９０の開口３６２を、第９Ａ図に示すように、チャネ ル１０４．１０６．１１２及び１１４の直径よりも小さくすることができる。こ れは、開口３６２の極く近傍領域における総合抵抗（電圧平衡点間）に対して相 対的に増加させる効果一部分的なジョーンズ・セル効果がある。すぼめた開口に 関連させた抵抗の大部分は、開口そのものに関連した塊り内と、１直径Ｒ＋１離 内の開Ｅ１の両側の領域とに発生ずる。この方法は、所定領域３５６の厚さが絶 縁層３６０の厚さ、及び開ＵＩ：１６２の直径の厚さと同等か、又それより大き いときは、即ち電圧平衡点３７４　、３７６．３７８及び３８０が離れていると きでさえも、効率の悪いＥＶＩＥＰセンサの効率を３０％〜５０％に改善するこ とができる。 ｒｐ　ｖ　＋：　ｐセンサ構造の効率を増加する他の方法は、中空の管状シース な接触手段の出入口の下へ挿入し、電圧電極に対する引込めチャネル３６６を部 分的にふさぎ、電圧等価点を生物層の更に近くに移行させることにより、電圧等 合点３７４　、３７６　、　：１７８をそれらの所定領域へ近ずけることである 。ＥＶＥＰセンサの「シース・カラム」構造を用いている実施例を実施例３に示 す。 局在化手段の近傍に電流変調手段を配置することにより、ＥＶＥＰ、　ｒＶＥＰ 及び他の実施例の効率を増加することが可能であり、この電流変調手段は局在化 手段と関連する断面導電領域より小さい断面導電領域を有する。このような物質 の例には、ヌクレボア社（米国カルフォルニア州ブレアサントン）から購入可能 なヌクレボア・フィルタ、放射線照射のアルカリ消化多孔性ポリカーボネートが ある。この物質は９０％非導電性固体及び１０％導電性孔からなる。この物質は 絶縁層３９０における絞り開口３６２の効果と同じように、マイクロポーラスの 部分的なジョーンズ・セルを作成するためと考えられる。局在化手段と関連する ものよりも狭い導電性領域を介するように電流を変調物質に集束させる必要があ るので、大きな電流密度及び局在する抵抗により、大きな電圧降下を発生させる 。局在化手段が少なくとも部分的に高電流密度の領域にあるべき電流変調物質に 十分接近している限り、配位子−反配位子作用の結果としてこの領域に発生ずる 局在化手段の導電性の変化に関連した電圧変化は大きなものとなる。 局在化手段はそれ自身を電流変調物質にさせる特性を有することができる。例え ば、ヌクレボアそのものは蛋白質を結合することができる。即ち、これは局在　 ７化手段、かつ電流変調手段として共に使用される。 ＩＶＥＰ形式のセンサにヌクレボアが使用されたときは、ヌクレポアはその表面 に平行な方向に電流を流さない構造なので、ヌクレボア層の頂部に付加的な導電 層を配置する。 注意すべきことは、所定領域が反配位子の代りに固定化させた（さもなければ局 在化させた）配位子を有する局在化手段を含む前記形式の装置を明らかに構築可 能なことである。 この発明は、特に、１以上の局在化手段と、残りの検知装置内に又はその上に局 在化手段を容易に挿入又は配置するように設計した適当な支持固定共との組合せ からなる生物層を構築する構想を有するものである。この生物層は、使い捨て可 能である。測定手段から独立して、このように変形した局在化手段を備える能力 は、この発明の重要な特徴である。ある場合では、生物層に電極のような測定手 段を備えてもよい。 局在化手段は結合された反配位子分子からなるものでもよい。生物層は、局在化 手段を取付けることができる少なくとも一つの絶縁層からなるものでもよい。絶 縁層は電流を変調することができる。以上で開示した装置と共に適当な生物層を 用いることもできる。特に、装置が差動的な又は多重測定用に設計されていると きは、生物層は２以上の生物層からなるものでもよい。 〈実施例１〉 この実験においては、固定化した抗原、うさぎガンマ・グロブリン即ちＲへＸ（ ｒうさぎ抗−Ｘ」の略語）を含む生物領域領域の導電性変化を測定することによ り、特定の抗原の存在、やぎ（うさぎガンマ・グリプリン）抗体、即ちＧＡＩ（ を液体試料から検出する。第５Ｄ図のように各試験セル及び制御セルがそれ自身 の電流路及び７１Ｌ流電極を有すること、また第５Ｄ図のように貯蔵器なしに液 体試料が試料ループを介して液入口に加えられることを除き、第８図に示すよう なＩＶＥＰ装置の形式を用いた。この装置は実施例９に説明した導電性ブリッジ に接続される。 試験生物層及び制御生物層は、レフサン（ゼネラル・エレクトリックのポリカー ボネート）の０．００３インチのシートに配置された０、８ｍｍの穴に直接取付 けた厚さ１５０μｍニトロセルロース・フィルタにューハンプシャー州キーネ、 シュライヒャー及びジュールから供給されている孔の大きさ５．０μｍ）から打 ち抜きされた直径が３．５ｍｍの円盤を用いて、構築される。 やぎＩｇＧ　（“ボート・アンチＸ”の略語“ＧＡＸ”、ミズーリ州セント・ル イス、シグマ化学（株））の２．５ｍｇ／ｍｌのうちの５０μｌを負制御として 制御生物層に加えた。これは、室温で約１０分保温してニトロ・セルロースに蛋 白質を結合させるようにした。同様に、うさぎ［ｇＧ　（“Ｒへ×”、シグマ） 　２．５ｍｇ　／　［１１１溶液のうちの５０μｌを試験生物層に加えた。（Ｒ へＸがそれ自身抗体粒子であっても、ここでは抗原として機能して、ＧＡＲの存 在の試験を可能としている。）２つの蛋白質被覆生物層を含む生物層をランニン グ・バッファ（０，２ＭのＮａＣｌ、　０．０２　Ｍ　ＮａＰＯ４、ｐＨ０，７ ）により洗浄し、センサ室に配置した。 特定のＧへＲ抗体の検出は、約６０９μｌ／分の速度で各生物層を介してラニン グ・バッファを流して気体を抜くことにより、開始されると共に、導電率比を監 視した。この処置により安定な基準線を確立した。センサの上の約３０”に位置 するラニング・バッファを含む１１）１壊可能なバッグにより、実験中に適当な 流れを与える圧力ヘッドを保持した。ボーバイン血清アルブミン（シグマのＢＳ 八へＶ）のうちの５０Ｍｇ、バイオティンレーテッドＧへＲ（シグマ）の１２Ｍ ｇ１アビイディン（シグマ）の５０Ｍｇを第１０図に示すように順次加え、かつ 導電率を監視し続けた。１００μＩの試料ループを介して１００μｍに各試料を 加えた。その結果（第ｉ。 図）は、ｌ）基準線信号の僅かな振れによる特定蛋白質１１ｓ八を示している。 しかし、バイオティンニレ−テッドＧＡＲを加えたときに、導電率比Ｃ又は０． ５％に約５，０００部分／　ｌ　、　０００　、０００　（ｐｐｍ）の負の振れ となり、これを１分以内に行なった。 前記の信号を増幅するために、４量体の蛋白質アビジンからなる粒子を用いた。 アビジンはビオチンに対して高い親和力があるので、固定化したビオティニレ− デッドＧＡＩ（に対して結合しなければならい。第１０図に示すように、アビジ ンを付加することにより、：ｌ、０００〜４，０００　ｐｐｍの増幅又はほぼ係 数が２となった。大きな粒子、例えばグルタルアルデヒドを有する架橋アジピン 分子により作られたポリアビジンを付加すると、更に大きな信号を発生したと思 われる。注意すべきは、このような増幅例がサンドインチ検定の変形ということ である。第１に固定化した反配位子はＲＡＸであり、配位子はビオティニレ−テ ッドＧ　Ａ　Ｒであり、第２に相互干渉しない反配位子はアビジンであった。 〈実施例２〉 この仮想例においては、２つの試験配位子ＧＡＲ及びベータ・ガラクトシダーゼ 、及び圧制御配位子ＤＮＰ卵アルブミンの存在が同一の液体試料に同時に検出さ れる。試験及び正制御生物層の導電率を負制御の導電率と比較する。従って、こ の装置は全部で４つのセルを含む。各セルが第６八図の方法により独立した液路 を有するが、第５八図及び第５Ｂ図の方法により比較をするセルと共通の電気的 な通路を共有している多重ＴＶＥＰセンサ装置を用いる。即ち、画見のような測 定中に負制御と電気的に直列に、各試験セル及び正制御セルを配置する。この装 置は実施例８に説明した形式の導電率ブリッジに接続される。 先の例のように、ＧＡＸ及びＲＡＸを制御生物層及び試験生物層に適用する。ア ンチＧＮＰ抗体の２．５ｍｇ／ｍｌのうちの５０μｍを第３の生物層に加え、こ れを正制御として利用する。酵素ベータ・ガラクトシダーゼ抗体の２．５ｍｇ／ ｍｌのうちの５０μｌを他の生物層に加え、これを第２の試験制御として利用す る。 ４つの蛋白質被覆生物層を含む生物層を実施例１のように洗浄して、センサに配 置する。ラニング・バッファを約５０μｌ／分の速度で実施例１のように各生物 層を介して流して、約１秒に１回、各試験セル及び正制御セルの導電率を監視す る。導電率比が安定したときは、１００μｌの液体試料を１００μｍの試料ルー プ介、してセンサ装置に注入する。この試料には、ラニング・バッファ、更に、 １２ＭｇのＧへＲ，６μｇのベータ・ガラクトシダーゼ、ＤＮＰにより高度に置 換された３μｇの卵アルブムンが含まれている。第１１図は各センサに予想され る応答を示す。固定化したＩＩＲＡＸ含むセンサがＧへＲに特に応答する同時に 、抗ベータ・ガラク］・シダーセを含むセンサは特にベータ・ガラクトシダーゼ に応答する。正制御はセンサを介する流速の予仮想実験は、この発明が同一の多 重配位子を測定するばかりでなく、正制御を使用することにより装置の正しい動 作及び詳細な機能も試験することができる。 〈実施例３） この実験では、抗体ＧＡＲの存在が液体試料に再度検出された。試験及び制御生 物層がセンサ装置に個々に配置されるように、絶静層３６０又は生物層３５５が 存在しないことを除き、第９図のＥＶＩＥＰを使用した。この装置は実施実施例 ９に説明した形式の導電率ブリッジに接続された。 米国マサチューセッツ州ベッドフォードのミリボア社から慧大したニトロセルロ ース・フィルタの混合０．４５μｍ）から、直径が５Ｉ［ｌ［１１かつ厚さが１ ５０μｍの円盤からなる局在化手段を打ち抜いた。従って、このような円盤は、 面積が１９．６ｍｍ２、かつ体積が２．９ｍｍ３．又は約３μｌである。液体試 料が流れる活性のマトリクス領域を、入口及び出口（直径が１　ｍｍ）の断面積 により決定し、約０．７５ｍｍ２であった。従って、所定領域の体積は、約０． １１μｌ又は１１０　ｎｌであった。 それぞれ５ｍｍの円盤は約２０μｇの蛋白質であり、各円盤に対して１００μｇ の蛋白質が加えられるので、フィルタは　完全に飽和することになる。室温で５ 分間円盤を置くように（大きな蒸発を防止するために蓋をした状態で）し、次い でリン緩衝液による塩化ナトリウム溶液１　ｍｌ　（ＰＢＳ、Ｏ，ｆｉＯＭ　Ｎ ａ（１，０，０１Ｍ　ＮａＰＯ４、ｐｔ（８，３，０，１％ナトリウン・アジド ）により洗浄して、使用するときまでこの塩化ナトリウム溶液に貯えた。特に、 試験円盤に対して、１０μｌのｎＡＸ溶液（ミズーリ州セント・ルイスのシグマ 化学（株）から購入した）を加えて、ＲＡＸが１０ｍｇ／　ｍｌ、　ＮａＣ１が ０．６０Ｍ　、　ＮａＰＯ４が０．０１Ｍ　、　ｐＨ７，３、ナトリウン・アジ ドが０．１％に調整される。負制御の円盤に対しては、これもシグマから購入し たやぎのＩｇＧ　（ＧＡＸ　）の溶液の１０μｌを加え、ＧＡＸが１０ｍｇ／　 ｍ１％Ｎａ（：ｌが０．６　Ｍ％ＮａＰＯａが０．０１Ｍ。 ｐＨ７，３、ナトリウン・アジドが０．１　％に調整される。 この円盤は第９図の装置に挿入される。この装置をアッセンブルして、ｌ’　Ｉ Ｉ　Ｓにおし）て＆ＢＳ八、ＧＡＸ及びＧＡＲの５０μｍを５ｍｌの門３Ｓを含 む貯蔵室に順次加えて、それぞれ１００　、１００及び：１６／ｍｌの貯蔵器に 最終的＋（へＸ／ＧへＸの複合生成の結果としてＲへＸ生物層の導電率における 特定の減少を検出することを示している。 ここでは示していないが、導電率の減少は更に数分間継続し、その後に生物層の 導電率において約−２０，０００ｐｐｌｎ、又は２％の総合減少で平坦となる。 〈実施例４〉 この実験では、固定化した抗原、やぎ抗（ヒト・ガンマ・グロブリン）抗体、又 は“ｌｉ　Ａ　１１”を含む生物層の導電率における変化を測定することにより 、反配位子、ヒ］・・ガンマ・グロブリン（“１１八Ｘ”はヒト・アンチＸの略 語）の存在を検出した。第５Ｃ図に示す形式の装置を用いた。この装置は、ここ て引用により関連され、自動的温度測定回路と題する１９８２年９ＪＪ２４日出 　・願の米国特許出願番号第４２３，２８１号に示１−形式の２つの導電率回路 を用いて、ネイル・ブラウンにより作られた差動導電率ブリッジに接続された。 これらの２つの回路を、手動切替の正確な比変成器（オレゴン州ボートランドの エレクトロサイエンティフィク・インスツルメンツのデカトラン・ディケード変 成器）を用い、次のものからなる検出回路と関連させて比較した。即ち、ハイ・ ゲイン増幅器、動作周波数における移送シフトが０の帯域通過フィルタ、及び出 力がテープ式のチャート記録装置に接続された位相敏感検波器である。 直径が１’＋＋＋＋ｎのカラム１ｏ＋ｍ及び長さが１０ｍｍからなる試験体及び 制御体を非導電性アクリル・プラスチックに穴を開けることにより作り、ＣＮＢ ｒ活性化ビード調製にュージャジー州ピスカタウエ・ｒのファーマシア・ファイ ン・ケミカルズ）により満たし、これを局在化手段として利用した。これらのビ ードは遊離Ｎｌｌ□類を含む蛋白質又は他の分子を共有結合させている。シグマ ・ケミカル社（米国ミズーリ州セント・ルイス）から購入したＨＡＸを、ファー マシア社が出版した標準波１４１に従って（親和力クロマトグラフィーの原理及 び方法、１９７９年を参照のこと）　、ＣＮＢｒ活性化セファローズ４Ｂのゲル ・ビードに共有結合させで、充填ビード９ｍｇのＩＩＡＸ／ｍｌを含むビード懸 濁液を得た。これらのビー・　ド即ちＨＡＸ　（ｗ　／　ｖ　）における０、９ ％を制御生物層に負荷させた。（この実施例では、ＨＡＸそれ自身は負制御とし て利用される。）同様に、５６％純調製としてカルフォルニア州デービスのアン テイポデーズ社から購入した蛍光やぎ抗（ヒト・ガンマ・グロブリン）　ＩｇＧ （ＧＡＩ＋　）をＣＮＢｒ活性化セファローズ４Ｂのビードに共有結合させて、 ９ＩＩＩｇの蛋白質と、充填ビード＝０．５％のＧＡＨ（ｗ／ｖ）　５ｍｇのＨ ＡＸ／ｍｌとを含む懸濁液を得た。これらのＧへ■ビードを試験生物層にロード させた。 貯蔵器にリン酸ＩＡｉ：Ｌ衝塩化ナトリウム溶液（ＰＢＳ、０．１１０Ｍ　Ｎａ Ｃ１、Ｏ，ＯＩＭのＮａＰＯ＜　、　ｐＨ８，：ｌ　、０．１％又は０．０５％ ＮａＮ５）の１ｍｌのために、次の蛋白質液を加えた。 （＋）　ｌｌＢｓにおける１５ｍｇ／μｌの濃度による牛の血清アルブミン（１ ３ｓ八）、！００μｌ。 （２）　Ｉ”ＩＩｓ　ニおける同一の濃度によルＧへＸ、１００　μｌ、（：ｌ ）　Ｉｌ［ｌＳ　１．：おケル同一の濃度によルＩＩへＸ、　１００　μｌ。 第１３図にグラフにより示す結果は、ＧＡＸを付加した後でも、典型的な蛋白質 のＵＳＡを付加した後でもなく、固定化したＧＡＩ＋により特定的に結合された 配位子１１八Ｘの試料液に加えた後に、導電率比に変化があったことを示す。こ の実験で注目すべきことは、（ａ）抗体が実施例１及び３の抗原よりもこの時に 固定化されたものである。これは、配位子／反配位子複合体の成分の結合に関し て一般的であるというこの発明の見解を支持するものである。 （ｂ）固定化した抗原そ第１自体を用いて、ヌル・センサを調整した。物理的か つ化学的に試験センサと同様となるように、負制御センサを準備する限り（勿論 、試験センサの特殊な結各特性を除き、）、かつ負制御の固定化された物質が本 質的にバルク導電率の変化に影響１−る特殊な相互作用を受けない限り、非特殊 結合用の制御として利用することがてきる。 （ｃ）測定中に液体試料における他の蛋白質（ＧＡＸ及びＵＳＡ）の存在により 、貼×に対する肯定的な応答を不明確にすることはなかった。 〈実施例５〉 この発明による配位子／反配位子結合の測定がセンサの試験体における電気的な 導電率（又は抵抗）の変化に基づいているので、特殊な配位子／反配位子結合に より試験体に蓄積した非導電性物質は導電率測定を変化させる。赤直球、ラテッ クス・ビード、プラスチック・ビード、又はガラス・ビードのような粒子は検出 可能であり、又はこれを増幅因子として用いることにより、他の種を検出するこ とができる。しかし、増幅因子として粒子を用いると、ある条件では非特定的な フィルタ目詰りのを起すことがある。配位子／反配位子結合の結果として完全に 溶解性の試薬体から不溶性の粒子、又は他の非導電体を形式する方法により、こ の問題を解決することは可能である。 −例として、酵素カタラーゼはグルタルアルデヒドト架橋結合のような標準方法 によりやぎ反（うさぎ・ガンマ・グリプリン）抗体（ＧＡＲ）に共有結合する。 例えば、このような複合体をＴＳ２の抗体として用いることにより、サンドイッ チ検定などのおいて、生物層に結合した液体試料中の配位子についての試験をす る。 結合Ｇ八Ｒ／カタラーゼ複合体、従フて結合配位子の存在を検出するために、過 酸化水素（０，０１％）をセンサを通過させて、酵素の酵素活性により０２及び １１２０に変換する。発生した０２はｑ生物層内又は近傍に泡を形成するが、こ れらの泡が非導電性なので、装置が計測している電気的な導電性を減少させる。 金の電極、黒い即ちカーボンの表面を用いて白金電極を用いたときに発生ずる　 Ｉ＋　２０２分解の非特定触媒作用を最小化する。 この方法は、非増幅測定に比較して大きさが数倍程度の配位子／反配位子結合の 検出感度をかなり増加させる。この測定を得るために必要とする総合時間は、短 くなければならない（約２分）。またこの方法は、経済的、かつ危険のない薬剤 を使用するように設計することもできる。同様に、ガスを発生ずる種々の他の酵 素を用いることもでき、不溶性沈澱物を生成する酵素でもよい。 〈実施例６〉 不溶性のマトリクスに固定化された相補的な核酸に対するプローブ核酸（ｒｌＮ 八又はＤＮＡ）の交雑は一般的な研究処理である。しかし、この処理は高度に特 殊化され、微妙なものであって、実行が比較的困難であり、高価かつ手数を要し 、°しかも多量の放射性試薬を必要とする。導電性の変化を測定することにより 、放射性トレーサを使用することなく、核酸の交雑を迅速に検出できるならば、 これは有用である。以下の仮想的な実ｊｆｉ例においては、モデル装置にアデニ ル酸及びウリジン酸の合成ポリマーを用い、このような概要的な原理を示してい る。 ニトロ・セルロース・フィルタ（孔径５μｍ）からなる制御生物層及び試験生物 層をポリウリジン酸及びポリアデニル酸によりそれぞれ処理する。未反応の結合 部位を各生物層に５０μｇのＢＳＡ又は子牛の胸腺ＤＮＡを付加することにより 遮断する。生物領域を含む生物層をＩＶＥＰセンサに配置し、特定の配列及び処 理を調べる塩濃度及び温度条件を適当に組合゛せて、各センサを介して６０μｌ ／分のラニング・バッファの流れを開始し、基準線を確立する。次に、１００μ ｍのラニング・バッファにポリウリジン酸の１ｇ試料を装置に加える。固定化し たポリアデニン酸に対してポリウリジン酸が結合するに従い、試験生物領域の導 電率が明確に減少することにより、交配の発生が示される。 〈実施例７） このような仮想実験においては、力学的な方法よりも平衡法を用いて液体試料に おける特定のアミノ酸、フェニルアラニンの存在及び濃度を検出する。第７Ｂ図 において示すように、「浸せき」形式のセンサ装置を用いる。この装置を、実施 例９に説明した装置のように、導電率ブリッジに接続する。 試験生物領域及び制御生物領域を次のように構築する。試験生物領域の場合は、 ホワットマン・フィルタ紙Ｎｏ、５４　（英国、ホワットマン（株））を活性化 して臭化シアンにより処理して、蛋白質を結合させる。このＣＮ１ｌｒ活性化紙 を適当なホルダー又は支持具に取付け、次に１）検出すべきフェニルアラニンの 濃度に値が同一の親和力定数Ｋによりフェニルアラニンを結合１−る蛋白質、及 び２）フェニルアラニンの新陳代謝しない蛋白質（例えば、酵素を不活性にする ように、また所望により、その親和力定数を変化させるように弱めたフェニルア ラニン・ヒドロキシラーゼを用いてもよい。）溶液にさらした。制御生物領域の 場合は、ホルダーに取付けたＣＮＢｒ活性化紙をフェニルアラニンを結合又は代 謝しない蛋白質の溶液にさらす（例えば、フェニルアラニンを結合も代謝もしな いように弱めたフェニルアラニン・ヒドロキシラーゼを用いてもよい）。両者の 生物領域を洗浄した後、生物領域が装置の検知手段の上に来るようにホルダーを 配置して、センサを形成する。このセンサは、導電率がフェニルアラニンの存在 について試験する液体試料の導電率に一致する！衝塩化ナトリウム溶液の１　ｍ ｌに浸して、試験生物領域及び制御生物領域の導電率比を測定する。この導電率 比の値が安定した後、液体試料の０．１ｍｌを撹拌しながら加え、導電率比の変 化に注目する。導電率比が再び安定したならば、その変化を標準の曲線と比較し て液体試料におけるフェニルアラニンの濃度を判断する。 〈実施例８） 試験体及び制御体の相対導電率を測定する計器の好ましい実施例を以下に説明す る。試験セル及び制御セルが電気的に直列になっているときは、この実施例が用 いられる。 特に、この計器は、配位子分子が試験セルの生物領域における反配位子部位に結 合した結果による試験セル生物領域の導電率変化として、前記試験セル生物領域 及び制御生物領域を含む２つのセル間の相対的な導電率変化を測定する回路を備 えている。この計器は、各セルを介して電流を駆動して、試験セル及び制御セル の電圧降下を時間の関数として測定する回路を備えている。この計器は、約１％ の精度により２つのセルの間の相対的な導電率の１０−’変化を測定することが できる。 この計器には、２段の交流アナログ・ディジタル変換回路が備えられており、こ れにより初期導電率を連続的な概算処理により測定し、また試験期間において相 対的な導電率をトラッキング技術により測定する。 この回路は、異なるセル構造及び／又は電解液を用いて、広範な種々の物質を測 定できるように、測定処理のパラメータを変更することができるディジタル制御 器により制御されている。測定の精度を確保するために、多くの較正及び診断機 能が備えられている。 第１４図は試験セルと制御セルとの間の相対的な導電率変化を測定することがで きる回路のブロック図である。第５８１２１のように、試験セル及び制御セルの 抵抗は、Ｈｘ及びｌｌｃにより表わされ、端子ｖ１〜ｖ４は電圧測定端子であり 、端子Ｃ１及びＣ２は電流の入力端子であり、また抵抗旧〜１（７は液体チャネ ルのインピーダンスを表わしており、これは液体のインピーダンス及び他の影響 により左右される。 第１４図において、信号発生器２２００は周波数：１８４　ｌｌｚの非常に純粋 な正弦波の出力信号を発生している。周波数を更に高くすると、測定回路の設計 が更に簡単になると思われるが、容量的な影響及び他の誤差発生源にＪ、（づく 　４端子測定の精度を保持する問題により、使用周波数が低くなっている。　信 号源の出力信号は、スイッチ２２０８の選択により、抵抗２２０２．２２０４又 は２２０６のうちの一つを介して端子Ｃｔに印加される。説明の実施例において 、抵抗２２０２．２２０４及び２２０６の抵抗値は５にΩ、１０　ＫΩ、及び１ ５　ＫΩである。使用している電解液及びセルの構造による試験セル及び制御セ ルのインピーダンスに対して出力信号を整合させためにスイッチ２２８０及び抵 抗２２０２〜２２０６を使用している。第１４図ではスイッチ２２０８を手動操 作スイッチとして示しているが、他の実施例と・して、ディジタル・プロセッサ バッファ増幅器２２１Ｏに供給され、これより端子ＣＩの電圧に等しいバッファ 出力信号を出力させている。 端子Ｃ２は増幅器２２１２の出力により駆動される。以下で更に詳細に説明する ように、増幅器２２１ｚは端子Ｃ２を駆動するので、Ｃ２の電圧は端子Ｃ１の電 圧と逆相かつ値が等しく、これによって第５Ａ図及び第５０図の説明で述べたよ うに、試験セル及び制御セルを介して端り最小化させている。 端子ｖ１と、端子ｖ２との間の電圧は増幅器２２１４、変圧器２２１６及び２２ １８からなる高入力インピーダンスの差動増幅器２２１３に印加される。このよ うな回路は第１６図と関連して以下で更に詳細に説明する。端子ｖ３及びｖ４の 電圧は変圧器２２３６．２２３８及び増幅器２２４０を含む同様の増幅器回路２ ２１５に印加される。増幅器回路２２１５の動作は増幅器回路２２１３の動作と 同一である。実際の場合は、試験セル及び制御セルを含む装置を電子測定回路か らいくらか距離があってもよい。端子Ｖ、〜ｖ４からの信号をシールド・ケーブ ル２２２０．２２２２．２２３２及び２２３４を介して差動増幅器２２１３及び ２２１５に印加する。 端子Ｖ、をケーブル２２２０の信号導体即ち中心導体に接続し、端子Ｖｌの信号 を変圧器２２１６の一次巻線の一端に供給している。ケーブル２２２０の中心導 体の信号は、物理的に電子測定回路の近傍に配置されているゲイン１の高インピ ーダンスのバッファ増幅器２２２４の入力に印加されている。バッファ増幅器２ ２２４の出力はケーブル２２２０のシールドに接続され、このシールドの電圧を ケーブル２２２０のイ３号導体の１００号と同一レベルに保持する。第１４図に 示すように、増幅器２２２４の出力も変圧器２２１６の一次巻線周りのシールド 、及び変圧器２２Ｉ６及び２２１８の巻線を接続するワイヤ周りのシールドを駆 動する。第２のゲイン１の高インピーダンス・バッファ増幅″／＋２２２６は変 圧器２２１８に対する接続に近いケーブル２２２２の１３号導体に接続されてい る。増幅器２２２６の出力はケーブル２２２２のシールドを駆動する。シールド 導体を能動的に駆動する構成により、雑音の取込みを減少させ、ケーブル２２２ ０及び２２２２における容量結合による損失を最小化している。 ケーブル２２２０及び２２２２のシールド導体は、試験セルの保護リングに接続 され、更に誤差を減少させるている。これについては、第８図に示す試験セル及 び制御セルの構成図を参照することにより、理解が容易となる。以上で説明した ように、０リング・シール周りの液浸透は、抵抗性の漏洩回路を形式することに なり、導′１「率測定に誤差をもたらす。保護電極Ｇ１−Ｇ４はこのような誤差 を減少又は除去している。この保護電極は各端子に対するケープ°ルのシールド における信号により駆動される。０リング周りの漏洩により形成された電気的な 回路の抵抗は、比較的に高い。保護電極は増幅３４０２２４〜２２３０の低いイ ンピーダンスによって関連する端子Ｖ、−Ｖ４の電圧に等しい電圧に保持されて いるので、２つのセル間に流れる電流は、主に保護電極から供給されるののとな る。これは、０リングのシール周りの液浸透な基づく通路に沿った電気的な漏洩 により発生する誤差を減少又は除去するものである。 増幅器２２２４及び２２２６の出力からの信号Ｅ、及びＣ２は、端子ｖ１及びｖ ２の電圧に等しい又はほぼ等しいバッファ信号である。信号ＧＬ、及びＧＬ、は 診断ルーチン期間に増幅器２２２４及び２２２６に印加されて、各増幅器に対し てシールド及び保護電極回路からの漏洩電流を以下で説明するように測定できよ うにする。 端子ｖ３及びｖ４の電圧は端子Ｖ１及びｖ２に接続され、以上で説明した回路と 同一・の回路により処理される。端子■、及びｖ４の信号はシールド・ケーブル ２２３２及び２２３４により変圧ｒｊｉ２２３６及び２２３８の一次巻線に接続 される。 ケーブル２２３２及び２２３４の中心導体の信号は増幅器２２２８及び２ｚ３０ に印加され、これによりケーブルのシールドを関連する端子の信号に等しい電位 に保持し、また端子ｖ３及びｖ４の電圧に等しいバッファ信号Ｅ３及びＣ４を供 給させる。増幅器２２８０．２２３０及び２２４０、変圧器２２３８及び変圧器 ２２３６の一次巻線は、端子ｖ３及びｖ４が逆極性でこの回路に接続されている ことを除き、木質的に端子Ｖ、及びｖ２に接続された対応の回路と同一である。 換言すれば、試験セル及び制御セルを介して流れる電流により発生する変圧器２ ２１６及び２２３６の出力信号は、位相が互いに逆である。 以上に説明したように、望ましいのは、）；；１子ｖｌ及びＶイにおける信号が 極性は逆であるが、大きさが等しくなるようにする′−′「圧を端子Ｃ２に印加 することである。 このようなことは、増幅器２２１２により形成される行帰ぷループにより得られ る。Ｅ、信号は抵抗２２４８を介して増幅器２２１２の入力に印加される。同様 に、Ｅ４４信は抵抗ｚ２５０を介して増幅器２２１２の人力に印加される。増幅 に＋２２１２は比較的に高ゲインの反転交流増幅器である。 説明の実施例では、増幅器２２１２のゲインは３８４１１ｚの動作周波数におい て約１０，０００である。増幅器２２１２に印加されるＥｌ及び［４人力信号は 、増幅器２２１２により試験セル及び制御セルを介して駆動される電流の関数で あり、この回路は増幅器２２１２の人力における信号レベルを強制的に０即ち接 地電位にする閉ループ帰還回路を形成している。このように′１−るために、Ｅ ４４信は、所望条件にあるＥ４４信に等しく、かつ逆位相でなければならない。 各ケーブルの信号導体はスイッチ２２４６及び抵抗２２４２を介して共通ノード ２２４４に選択的に接続することができる。第１４図には示してないが、ケーブ ルに対するスイッチ２２４６は、物理的°にバッファ増幅器２２２４〜２２３０ のでは、各抵抗２２４２の値が１　にΩである。スイッチ２２４６は電子的に制 御されたスイッチである。４つのスイッチ２２４６はそれぞれディジタル・コン トローラの信号Ｓ６、Ｓ、、　Ｓ、及びＳＨにより制御されている。診断ルーチ ンにおいてスイッチ２２４６を選択に閉成して、ケーブルの信号導体間に既知の 抵抗ている。端子■１〜ｖ４の電圧をスイッチ２２４６を開閉して比較すること により、これらの端子間の漏洩通路を以下で詳細に説明するように決定すること ができる。 変圧器２２１６の出力巻線２２７０は、１２８ターンであり、試験セルの電圧降 下に比例した信号を得ている。変圧器２２３６は多数の出力巻線を有し、各巻線 から制御セルの電圧降下に比例した信号を得ている。直列に変圧器２２３６の巻 線を選択的に接続することにより、変圧器２２３６の出力レンジを変圧器２２１ ６の出力に対して設定すことができる。 変圧器２２３６の出力巻線２２７２は６４ターンであり、その一端が接地されて いる。６４ターンの出力巻線２２７２の他端は変圧器２２１６の出力巻線２２７ ０の一端に接続されている。更に、変圧器２２３６は、それぞれ６４．３２．１ ６．８．４及び２ターンからなる６つの２進重み付は巻線２２７４〜２２８４を 有する。スイッチ２２７５〜２２８５は単極２投スイツチであり、典型的には電 子的に制御された低雑音ＦＡＴスイッヂである。この実施例では、ディジタル・ プロセッサが６信号Ｓ、　−Ｓ６をスイッチ２２７５〜２２８５に印加してこれ らスイッチの状態を制御している。これらのスイッチは第１４図に示すように巻 線２２７４〜２２８４に接続されているので、あらゆる組合せの巻線を信号５１ 〜Ｓ６の設定に従って直列に接続することができる。従って、スイッチ５１〜Ｓ ６を適当に設定することにより、２〜＋２６偶数ターンを直列接続して制御セル 生物層の電圧降下に比例し、１　：　１２６の範囲にレンジ設定することができ る出力信号を得ている。 ２つの変圧器２２１６及び２２３６の種々の出力巻線の信号は次の方法により総 和される。変圧器２２３６の６４タ一ン巻線の第１５：ｉ５を接地する。巻線２ ２７２の第２端を変圧器２旧１１の１）ｔ−・出力の巻線２２７０の第１端に接 続する。２つの石線を直列、かつ同一位相接続となるように、これらの巻線を接 続する。巻線２２７０の第２端をスイッチＳＩの共通端子に接続することにより 、２進重み付は巻ｆｉ２２７４〜２２８４から選択した巻線を巻線２２７０及び ２２７２に直列接続する。巻線２２７４〜２２８４の出力も巻線２２７０の出力 と同一位相である。以上で説明したように、変圧器２２１６及び２２３６の人力 信号は逆関係あるので、２つの変圧器の出力信号も逆位相関係にある。 以」〕説明した接続は、結局、出力巻線ｚ２７０の信号を直列接続して、スイッ チＳ、　−Ｓ６の設定に従って変圧器２２：１５の６４〜１９０ターンの出力信 号から（逆相出力により）引算することである。換言すれば、スイッチＳ、〜Ｓ ６を適当に設定することにより、制御セルの電圧降Ｆの約５０％〜１５０％範囲 にある試験セルの電圧降−ドに対し、変圧Ｗ２２：１６の出力信号が変圧器２２ １６の出カイ１１号にほぼ等しくなるように、変圧器２２３６の出力信号をレン ジ設定することができる。線２２９０の信号は変圧器２２１６及び２２３６から の出力信号の差を丁度表わして幅器２２９４を介して１４ビツトの乗算ディジタ ル・アナログ変換回路（ＤＡＣ）２２９６のアナログ人力に印加される。 ＤＡＣ２２９６は、例えばＩＬ７１３４集積回路により実現することができる。 １４ディジタル入力信号ｏ、　”　０１４はディジタル・プロセッサによりＤＡ Ｃに印加される。このディジタル・プロセッサの信号に応答して、制御セルの電 圧降下に比例している巻線２２７２の出力を２１４のレンジに設定することがで きる。ＤＡＣ２２９６からの出力は、抵抗２２９８及び２２９９からなる６４対 １の抵抗分圧器に印加される。この分圧器は、ＤＡＣ２２９６の第１のＭＳＢは 変圧器２２３６の巻線の１ターンの出力に等価となるように、ＤＡＣ２２９６の 出力レンジを設定する。このようにして、変圧器２２３６の選択可能な出力巻線 及びＤＡＣ２２９６により制御セルの出力を２２０ビツト範囲に設定させている 。 抵抗２２９８〜２２９９による分圧器の出力は比較回路２２９２の第１人力に印 加される。この比較回路の第２人力はスイッチ２２８７〜２２９０により選択さ れる。これらのスイッチはそれぞれディジタル・プロセッサの信号ＳＡ〜Ｓｏに より制御されている。スイッチ八を閉成すると、比較回路２２９２の第２人°力 を接地する。スイッチＳ１１は６４ターンの巻線２２７２の出力に第２人力を接 続し、スイッチＳｃは２ターンの巻線２２８６の第２出力に、かつスイッチＳ。 は直列接続の８線２２７０．２２７２及び２２７４〜２２８４の出力にスイッチ ５１〜Ｓ６の設定に従って接続される。較正中にはスイッチ５Ａ−５ｃを用い、 これらのスイッチの動作については第２０図〜第２２図と関連して詳細に説明す る。 導電率測定中は、スイッチＳｎを閉成して比較回路の第２人力を直列接続の巻線 ２２７０〜２２７２及び２２７４〜２２８４に接続する。このモードでは、選択 可能な巻線２２７４〜２２８４に印加した信号Ｓ、〜Ｓ６に従い、約０．５〜１ ．５の範囲にスケール設定した制御セル信号から１２８ターンの巻線２２７０の 試験セル出力信号を引算す・　る。信号Ｓ、　−Ｓ、はディジタル・プロセッサ により設定されるので、変圧器２２３６の巻線の制御セル出力は変圧器２２１６ の試験セルの出力信号を可能な限り近似したものとなる。比較回路の第１入力は 、６４：１の分圧器２２９８〜２２９９によりスケール設定したＤへＣ２２９６ から供給される。この分圧器の最大出力は、スイッチＳＩ〜Ｓ６の設定により得 られる最小増分の１７２に等しい。 従って、変換用の基準電圧として制御セル信号を用い、変圧器−，６線のスイッ チ５１〜Ｓ６から供給されも６　ＭＳ［１と、〇へＣ２２９６から供給される＋ ４ＬｓＢとの組合せにより、試験セル信号の２２０ビツト変換を実行する。 説明した回路は、変化の少ないＬＳＢを決定する際に、精密比変圧器を高精度に すると共に、かつ乗算ＤＡＣ２２９６を用いて試験セル信号の変化を高速にトラ ッキングさせて最小位ビットを得る効果がある。 第１５図は更に詳細に比較回路を示す。比較回路２２９２の２人力は２つのゲイ ン１のバッファ増幅器２３００及び２３０２に印加され、それらの出力は精密増 幅器２３０４に印加される。増幅器２３０４の出力はマルチプレクサ２３２４の 第１入力に直接印加される。増幅器２３０４の出力も２つの増幅段２３０６及び ２３０８を介してマルチプレクサ２３２４に印加される。増幅段２３０６及び２ ３０８のゲインはそれぞれ８であり、その総合ゲインは６４である。ゲイン制御 信号Ｇｌはマルチプレクサ２３２４に印加され、増幅器２３０４の出力信号のた めに１又は６４のゲインを選択する。 増幅器２３０６及び２３０８は、第１５図に示すように、反転増幅器として接続 された演算増幅器２３２０及び２３２２からなる。抵抗２３１Ｏ〜２３１６は各 増幅器のゲインが８となるように選択されている。複数のダイオード２３１８は 、第１段の増幅器２３０６のフィードバック抵抗の両端に逆極性で並列接続され 、出力信号の振幅を制限している。 増幅器２３０６〜２３０８及び次の回路の動作を線形領域に保持するようにゲイ ンの値を選択しても、スパイク雑音は存在する。このようなスパイクにより比較 回路２２９２の回路の駆動を飽和させると、誤差が大きくなってしまう。ダアイ オード２３１８はこのようなスパイク雑音を抑圧するように働く。 マルチプレクサ２３２４の出力はバッファ増幅器を介して交流帯域通過フィルタ 回路に印加される。交流帯域通過フィルタ回路２３２８は３８４１１ｚの信号周 波数を除く、？Ｍ数の周波数を大きく減衰させると共に、非常に平坦な（１ン相 特性を確保している。フィルタ２３２８を実現する適当な回路の一つとして、　 Ｎ、ブラウンによる１９８２年９ＪＪ２４日米国特許出願第４２２，７：１２号 の「帯域通過増幅器フィルタ」に説明されている４次増幅器がある。 フィルタ２３２８の出力はマルチプレクサ２３３０の第１人力に印加される。マ ルチプレクサ２３３０に印加される他の信号には、端子ｖ１〜ｖ４の電圧を表わ すＥ１〜Ｅ４信号、電流端子６１〜Ｃ２の電圧を表わすＥＣ９〜ＩＥｃ２信号、 各試験セル及びルリ御セル内の流れを表わすＦ１〜Ｆ２信号、及び接地がある。 マルチプレクサ２３３０は通常、回路が試験セル及び制御セルの導電率を測定し ているときに、増幅段２３３４の入力にフィルタ２３２８の出力を接続する。デ ィジタル・プロセッサは、マルチプレクサ２３３０に適当にＳＥＬ入力を供給し て、以下で説明するように、較正及び診断を目的としてこのマルチプレクサに印 加される他の信号の測定をする。マルチプレクサ２　：ｌ　３０に印加された（ Ｚ号は、測定する前に復調しなければならない交流信号であることに注意すべき である。 マルチプレクサ２３２４の出力は増幅段２３３４の演算増幅２３３２の非反転入 力に印加される。フィードバック抵抗２３３６は演算増幅器２３３２の出力と反 転入力との間に接続される。第２の抵抗２３３８は演算増幅器２３３２の反転入 力に接続され、またスイッチ２３４０を介してアースにも選択的に接続される。 抵抗２３３６及び２３３８の比は８対１である。スイッチ２３４０を閉成すると 、増幅器２３３４に対してゲイン１又は８を選択することができる。スイッチ２ ３４０は、典型的にディジタル・プロセッサから供給される信号Ｇ２により制御 されている低雑音ＥＴである。 増幅器２３３４の出力は直接、復調回路２３４２の第１人力、及び演算増幅器２ ３５０からなるゲイン１の反転増幅段２３４４を介して復調回路２３４２の第２ 人力に印加される。復調回路２３４２は、例えばＡＤ　５３４１．平衡乗算回路 により実現できる。反転増幅器２３４４は増幅器２３３２の信号と同一だが、１ ８０度位相を異にする信号を供給する。 この１８号は平衡型復調回路の第２人力に印加される。 この平衡型復調回路の出力において可能な限り信号が安定な信号を得るためには 、平衡型の復調回路を用いること、が望ましい。復調回路の出力信号は試験セル の電圧と制御セルの電圧との間の差を表わしている。 復調回路２３４２の基準入力信号はマルチプレクサ２３５２により選択される。 マルチプレクサ２３５２の信号は信号発生回路２２００から生成した基準クロッ ク信号であり、これを用いて復調回路２３４２の平衡入力に印加されたＡ信号を 復調する。信号発生回路２２００から直接取出した０反基準信号は、マルチプレ クサ２３５２の第１人力に印加される。以下で説明するように、通常、試験セル 及び制御セルの導電率を測定するときは、この０度基準（１ｉ号を用いて復調回 路２３４２に対する入力を復調する。 理論的に、比較回路２２９２に印加する信号は信号発生回路２２００の出力信号 と正確に同一位相でなければならず、位相シフト誤差が小さくても回路や他の誤 差発生源に寄生インピーダンスを発生させる。基準信号が復調されるべき信号と 正確に位相が一致しなければ、これらの位相誤差は復工１イ３号の振幅に誤差を 発生させる原因となる。マルチプレクサ２３５２は、このような誤差の測定が可 能な他の２つの基準信号を選択することができるので、適正な補正は可能である 。 制限増幅器２３５４は第２の４３号をマルチプレクサ２３５２に印加する。この 信号は、クロック信号に対する位相関係が正確に解っていないので、ランダム基 準信号と呼ばれる。マルチプレクサ２３３０の出力は、変調されるべき信号であ り、コンデンサ２３６０及び抵抗２３５８を介して演算増幅器２３５４の第１入 力に印加される。逆極性の２つのダイオード２３５６°は、演算増幅器の入力と 接地とを制限している。この演算増幅器は開ループ・モードで動作しており、マ ルチプレクサ２３３０の出力と同一位相の矩形波信号を発生している。この信号 によりマルチプレクサ２３３０の出力を変調することにより、前段の回路が導入 したかも知ねない未知の位相シフトに無関係に、その大きさを判断することがで きる。 第３の信号は９０度位相信号シフト回路２３６２からマルチプレクサ２３５２に 印加される。０度基準信号は９０度位相信号シフト回路２３６２の入力に印加さ れる。位相シフト回路２３６２は３８４　ＩＩ　ｚの人力信号を正確に９０度の 移相し、０度基準信号に直交する基準クロック信号を出力する。診断中において 、ランダム及び９０度基準信号と共に、０度基準信号を用いて、復調回路の入力 を復調して、試験セル及び制御セルから測定すべき信号に導入された直交成分を 正確に判断することができる。 ディジタル・プロセッサはこの情報を用いて、直交誤差は誤りのある測定となる 程には大きくないことを確認し、また測定した導電率値の補正が必要なときはそ の値を補正するようにしてもよい。 復調回路の出力は精密リセット積分回路２３６４に印加される。積分回路２３６ ４は高ゲイン精密増幅器２３７２、入力抵抗２３６８及び積分コンデンサ２３６ ６を用いて実現することができる。コンデンサ２３６６はポリプロピレン、又は 高い安定性を有する他の同じようなコンデンサでなければならない。抵抗２３６ ８及びコンデンサ２３６６の典型的な値は、１００に及び１．０μである。電子 スイッチ２３７０はコンデンサの両端に接続され、積分回路のリセット信号ＩＲ により制御されている。 第２のスイッチ２３７８は積分回路の人力と直列接続され、インバータ２３１１ ０の反転［（信号により制御されている。従〕て、１１（信号が不活性のときは 、スイッチ２３７０は積分回路をリセットし、かつスイッチ２３７８は積分回路 に対する入力信号を切り離す。１１１（３号が活性となると、入力イλ号は積分 回路に印加され、リセット・ス、ｒブチ２３フ０は開となり、積分回路２３６４ に復調回路からの出力信号を積分させ、フィルタ処理をさせる。 復調回路の出力信号はアナログ・ディジタル変換回路２３ｂ７の入力に印加され る。変換回路２３７６は、例えばバー・ブラウンにより製造されているへＤ５７ ４八、１０１２ビット・バイポーラＡ／Ｄ変換回路により実現することができる 。この変換回路は約２５μｓで変換をする。 この２５μｓは積分回路２３６４の出力における変化速度にとり、本質的に瞬時 的なものである。へ／Ｄ変換回路２３７６はディジタル・プロセッサと授受する 信号であり、第１５図の変換回路２３７６と授受するＴＬ低信号より表わした信 号により制御される。ディジタル出力値は各変換を実行した後、ディジタル・プ ロセッサにより読込まれる。 第２０図〜第２３図と関連し、以下で説明する測定手順の説明を読めば、更に明 確になるが、この発明は、試験セルの導電率における変化を回路がトラッキング する期間に木質的に安定時間を必要としない方法を用いるており、試験セル及び 制御セルの導電率を非常に低雑音に測定することができる。更に、積分回路２３ ６４が行なう存限時間積分により、セルの信号に存在する雑音の近最適フィルタ 処理が得られる。 第１６図は端子Ｖ、及びｖ２に接続された入力増幅回路２２１３の更に詳細を示 す。以上で述べたように、変圧器２２３６が多数の２次巻線を有し、かつ変圧器 ２２１６が単一の第２巻線を有することを除くと、端子ｖ３及びｖ４に接続され た増幅回路２２１５の動作は、同一である。精度を□保持するために、変圧器２ ２１６の出力信号は変圧器２２３６の信号と厳密な関係にあることが重要である 。変圧器２２１６及び２２３６として精密比変圧器を用いることにより、種々の 巻線の出力電圧をｔｏ’分の！よりも精密にすることができる。 第１６図において、変圧器２２１８は２タップ付きの入力巻線を有し、それぞれ １６５．１２５及び２３５ターンの３つの巻線セグメント２４０２．２４０４及 び２４０６と、１つの１６５０タ一ン出力巻線２４０８とを有する。変圧器２２ １６は精密比変圧器であり、２２４ターンの出力巻線２４１Ｏと、３つの１タ一 ン出力巻線２４１２．２４１４及び２４１６を有する。 巻線２４１６の一端はスイッチ２４２２を介して変圧器２２１８の低側タップに 接続されている。同様に、巻線２４１２と巻線２４１４との間を接続する２つの タップはスイッチ２４１８及び２４２０を介して巻線２２１８の２つのタップに 選択的に接続されて・いる。スイッチ２４１８〜２４２２のうちの一つは、動作 中、に閉成されて、増幅器のゲインを選択している。変圧１２２１８の巻線端の インピーダンスは、１ターンの巻１２４１２〜２４１６　ｉ４％のインピーダン スより大きく、変圧１２２１８はセンサに対して十分にハイ・インピーダンスと なるようにしている。変圧器２２１８はアナログ接地から４つの電極を絶縁する ために用いている。 変圧器２２１８の第２の巻線は交流増幅器２２１４の人力に接続されている。交 流増幅器２２１４は３８４Ｈｚの動作周波数において非常に高いゲイン、典型的 に１００，０００の程度のゲインを有し、かつ位相シフトを非常に安定させてい る。交流増幅器２２１４の出力は２２４ターンを存する変圧器２２１６の入力巻 線２４２４に接続されている。増幅器２２２４の人力は端子■１に行く線に接続 されている。その出力は変圧ｐ５２２１Ｂに入力を供給するケーブルのシールド に接続されている。これらのシールドには、線２２２゜のシールドと、ｌターン の巻線２４１２〜２４１６の各シールドとが含まれている。同様に、端子ｖ２の 線２２２２のシールドは、第１６図には示していない増幅器２２２６により駆動 されている。変圧器２２１８の人カ巻１１４０２〜４０６はシールドされており 、このシールドも増幅器２２２６に接続され、これにより駆°動されている。 増幅器２２１３は端子ｖＩ及びｖ２端をハイ・インピーダンスにするために用い られ、また増幅器２２１４の入力が比較的高いインピーダンスとなるようにして いる。増幅器２２１３のゲインは出力２４１ｏの１ターンの巻線２４１２〜２４ １６の比により決定されるので、非常に正確かつ安定である。これは１次の方法 により得られる。 増幅器２２１４の出力から変圧器２２１６及び２２１８を介して増幅器２２１４ の人力に対する接続により、負帰還を行なう。増幅器２２１６のゲインが高いの で、この負帰還は増幅器２２１４の入力を実質的に接地させる。従って、変圧器 ２２１８の出力巻線の電圧は本質的に０でなければならず、変圧器２２１８の選 択した入力巻線の電圧も０でなければならない。変圧器２２】８の入力巻線２４ ０２〜２４ｏ６及び１ターンの巻線２４１２〜２４１４の電圧降下は端子■、及 びｖ２端の電圧に等しいくなければならないので、木質的に端子ｖ１及びｖ２の 全電圧は１ターンの巻線２４１２〜２４１６端に現れる。線２２２０〜２２２２ 　（増幅器２２１３の入力に接続されている）から出力巻Ｈ２４］０までのゲイ ンは、本質的にスイッチ２４１８〜２４２２により選択された巻線数と、１２８ タ一ン出力巻線２４１ｏとの間の比のみによって決定される。選択的にスイッチ ２４１８〜２４２２を閉成することにより、１２８．１２８／２及び１２８／３ を選択することができる。スイッチ２４１８〜２４２２と、変圧器２２１６及び ２４】８の異なるタップとにより、増幅器２２１４のゲインが変化したときでも 増幅器２２１４に対する入力インピーダンスを比較的一定に保つようにしている 。 第１７図は端子Ｖ、〜ｖ４及び保護電極のケーブルを駆動する増幅器２２２４． ２２２６．２２２８及び２２３ｏに適当な一回路を示す。入力信号はコンデンサ ５０２を介して演算増幅器５０４の非反転入力に印加される。演算増幅器５０４ はＬ　Ｆ　：ｌ　５６増幅器により実現される。演算増幅器５０４の出力はその 反転入力に接続され、ゲインｌの増幅器を得てにる。大きな抵抗値の２つの抵抗 ５０６及び５０８は、演算増幅器の非反転入力と接地との間に直列に接続され、 その入力に直流基準レベルを得ている。コンデンサ５１８は抵抗５０６　、５０ ８の接続点と、演算増幅器の出力とを接続している。 演算増幅器の出力は、スイッチ５１４と並列接続の抵抗５１０及びコンデンサ５ １２を介して接続されて増幅器の出力信号を供給している。抵抗５１０は典型的 なもので１　にΩである。スイッチ５１４はＦＥＴスイッチのように電ｆ的に制 御されたスイッチであり、導電率測定中は通常閉成されている。診断ルーチンに おいて、ディジタル・プロセッサは保詑漏洩測定信号Ｇ！、を供給し、これによ ってスイッチ５１４を開放して、シールド及び保護電極に対する出力信号と直列 に抵抗５１０を挿入する。採掘及びシールド回路から流れ出る漏洩電流が存在し ないときは、スイッチ５１４が閉成されでも、Ｅ、〜Ｅ４電圧は同一値を保持す る。もしかなりの漏洩電流が存在するならば、この漏洩電流は抵抗５１０に電圧 降下を発生させる。スイッチ５１４を開閉してＥ、−Ｅ、電圧を測定することに より、各シールド及び保護電解液回路における漏洩電流を判断することができる 。 第１８図は交流増幅器２２１２に用いることができる交流増幅回路の回路図であ る。この交流増幅回路は第１８図に示すように、４次増幅器／フィルタ回路に接 続された４つの５５３２演算増幅器６４１〜６４４からなる。この交流増幅器の 構成はＮ、ブラウンによる１９８２年９月２４日米国特許出願第４２２，７３２ 号の「帯域通過増幅器フィルタ」に詳細に説明されている。この回路によって、 約３０．０００の開ループゲインが得られ、かつ３８４Ｈｚの動作周波数領域で 非常に安定な０位相シフト特性を保持している。第１８図に示す部品の典型的な 値は、次のようである。 ６０２　１００Ω　６１８　４．９９に６０４　１０Ｋ　６３０　０．００８２ ｍｆｄ。 ６０６　１５０に　６３２　０．００２ｍｆｄ。 ６０８　１０に　６４１　２．２ｍｆｄ。 ６１０　１Ｋ　６４１　５５３２ ６１２　１０Ｋ　６４２　５５３２ ６１４　５１Ｋ　６４３　５５３２ ６１ｆｉ　４９．９Ｋ　６４４　５５３２交流増幅器２２４１及び２２４０の回 路は２段の４次増幅回路により実現することができる。説明の実施例に用いるの に適し、かつ直流オフセット誤り補正を含む回路の一つは、第８図及び第９図の 「帯域通過増幅器フィルタ」の前記引用の特許出願に示されている。 第１９図は９０度の位相シフタ２３６２を実施した一回路の回路図である。この 位相シフタ回路の入力信号は直列接続のコンデンサ７０８及び抵抗７０２を介し て瀘算増幅７１４の反転入力に印加される。この演算増幅器の反転入力は接地さ れている。抵抗７０４及びコンデンサ７１２は演算増幅器７１４の反転入力とそ の出力との間に並列接続されている。演算増幅器７１６はゲイン１のバッファ増 幅器として接続されている。演算増幅器７１４の出力は抵抗７０６を介して第２ の演算増幅器７１６の人力に印加されている。コンデンサ７１０は演算増幅器７ １６の人力と接地との間に接続されている。第１９図の部品の典型的な値は次の ようである。 ７０２　４０Ｋ　７１０　０．００１ｍｆｄ。 ７０４　４Ｍ　Ω　７１２　０．０１＋ｎｆ＋１゜７０６　８．２に　７１４　 ＬＦ３５６７０８　１．０ｍｆｄ、　７１６　ＬＦ３５６第２０＋７Ｊ〜第２２ 図は導電率を測定するためにディジタル・プロセッサにより実行されるステップ 及び方法を示す流れ図である。スタートでは、セル及び装置の貯蔵器は電解液に より満たされ、溶液はシステムを介して流れ、分析すべき物質は未だ電解液に加 えられていないと仮定する。 第２０八図は導電率の測定をする眞に計器が実行した初期診断ルーチンを示す。 第１に、ディジタル・プロセッサは、流れがこれにより制御されているときは、 全てのスイッチのリセットを含むマシンの初期化をする（ブロック８０１）。ス イッチ５５〜Ｓｌ＋を全てそれらの開放位置に設定する。スイッチＧＣ２はハイ ・ゲイン位置に設定され、種々の信号の大きさを測定する初期測定のために、マ ルチプレクサ２３５２によりランダム基準信月を選択する。 次に、４器はＥＣ，、ＥＣ２及びＥ、〜Ｅ４の値を測定する。ディジタル・プロ セッサはこれをマルチプレクサ２３３０に信号を送出することにより行ない、マ ルチプレクサ２３３０は増幅器２３３２の人力にこれらの信号を逐次印加し、次 いで測定をする（８０３）。ディジタル・プロセッサは各信号について調べ、こ れらの電圧がそれぞれ所定の範囲にあることを確認する（ブロック８０５）。ノ ーのときは、ディジタル・プロセッサは分岐点Ｅにより示す誤りルーチンに行き 、オペレータに適当な誤りメツセージを出力し、この測定処理を無効に′４−る 。 第２０８図は、ブロック８０３により実行したような診断ルーチンにおける電圧 測定の実行方法についての流れ図である。第１に、マルチプレクサ２３３０に適 正な信号を選択するように指令を出す（ブロック８１３）。次に、Ｉｎ信号をハ イにセットして積分器をリセットする（ブロック旧５）。ディジタル・プロセッ サは少なくとも１ｍｓ待機して、積分器のコンデンサを完全に放電させる。次に 、Ｉｎ信号をローにセットして変調信号の積分を開始する（ブロック８１７）。 ディジタル・プロセッサは所定の時間について待機しくブロック８１９）、次い でへ／Ｄ変換器に変換指令を出して積分器の電圧を測定−４−る（ブロック８２ １）。 第２０Ａ図に戻るが、ブロック８０５において測定した電圧が適正な制限内にあ るときは、ディジタル・プロセッサは処理を進めて、セルを介する電流を判断す る。これは、信号発生器２２００の出力におけるＥＣ０電圧を測定１−ることに より実行する（ブロック８２１）。次に、ディジタル・プロセッサはＥＣ，、Ｅ Ｇ、　、及びＳＲにより選択した信号発生器の抵抗の値からセル電流の値をＬｔ 算する（ブロック８２３）。 次に、ディジタル・プロセッサは端子ｖ１と端子ｖ２との間のインピーダンスを ↓ｌべる。これは、スイッチＳ、：及びＳＦ−を閉成することにより開始され（ ブロック１１　：ｌ　Ｉ　）、端子ｖ１と端子ｖ２との間にｌＫＱの抵抗２２４ ２を２つ接続する。次に、Ｅｌ及びＦ２を測定する（ブロック８３３）。曲に計 算した電流値と、抵抗２２４２の接続あり、なしのときのし！及びＦ２の値とか ら、端子ｖＩと端子ｖ２との間のインピーダンスを計算する（ブロック８３５） 。次に、この値を再びその制限値について調べる（ブロック８　：ｌ　７　）。 このインピーダンスが制限値内であるときは、スイッチＳ６及びＳＰを開放しく ブロック８３９）、以上の処理を反復して端子■２と端子■３との間のインピー ダンスを計算しくブロック８４１〜８４９）、端子ｖ３と端子■４との間のイン ピーダンスを計算する（ブロック８５１〜８５９）。 次に、保護電極の漏洩電流を調べる（ブロック８７１〜８７７）。第１に、スイ ッチＧＬ、〜ＧＬ４を閉成しくブロック８７１）、電圧Ｅ、〜Ｅ４を保護電極と 直列の第１７図°に示す抵抗５１０から測定する。保護電極と直列に抵抗５１０ あり、なしのときの電圧Ｅ１〜Ｅ４の各変化から、４木の線の各漏洩電流を計算 しくブロック８７５）、制限値に対して比較をする（ブロック８７７）。 流速を調べるときは、次にこれを実行する（ブロック８８１〜８８７）。必要な らば、流量測定装置なＦＥ信号によりエネーブルする（ブロック８８１）。次に 、流速信号Ｆ、及びＦ２を測定しくブロック８８３〜８８５）、それらの制限値 に対して調べる（ブロック８８７）。 診断ルーチンのために、セルの信号の位相は適正であるかについて調べる（ブロ ック８９１〜８９９）。このチェックにより短絡又は他の誤動作が端子■、〜■ ４の信号のうちの一つの位相をシフトさせていないことを確認する。復調のため にマルチプレクサ２３５２により選択したランダム基準により前の測定のＥ１〜 Ｅ４を復調する。最初に、ディジタル・プロセッサはマルチプレクサ２３５２に 指令を出して０度基準信号を選択する（ブロック８９１）。次に、　Ｅ、　−Ｆ ４の値を測定する（ブロック８９３）。マルチプレクサに指令を出して９０度基 準を選択する（ブロック８９５）。Ｅ１〜Ｅ４の値を再び測定する（ブロック８ ９７）。最後に、゛測定値を調べて端子Ｖ、〜ｖ４が許容範囲内にあることを確 認する（ブロック８９９）。イエスのときは、ディジタル・プロセッサは較正ル ーチンに進む（ブロックｇ００）。 第２１図は較正ルーチンをふ１−０最初に、ＤＡ（：　２２９６のゼロ・オフセ ット誤差を測定する（ブロック９０１−Ｌ９１５）。まず、マルチプレクサ２３ ３０に指令を出して測定用のｔ：　Ｍ　４；；号を選択しくブロック９０１）、 またマルチプレクサに指令を出して復調信号として０度りロック信号を選択する （ブロック９０３）。ゲイン制御信号ＧＣ，及びＧＣ２の両者をハイ・ゲイン状 態に設定する（ブロック９０５）。スイッチＳＡを閉成して比較器２２９２の第 １人力に対する接地基準を得る（ブロック９０７）。次に、ＤＡＣ２２９１ｉに 対１−るディジタル人力を全て０にリセットする（ブロック９０９）。比較器２ ２９２の差動入力端子はアースとＤへＣ２２９６の０出力電圧との間の差である 。この電圧を測定しくブロック９１１）、ＤＡＣ２２９６の０オフセツト誤差を ′Ａｉ算する（ブロック！＋１３）。この値はその制限値により調べる（ブロッ ク９１５）。誤差が許容範囲であるならば、オフセット誤差の値を記憶して、後 の測定を訂正するのに用いる。 次に、へ／Ｄ変換器を較正して、変圧器２２３６の第２の巻線の１ターンに等し いへ／Ｄ変換器の出力を判断する。ゲインが未だハイであり、ＤＡＣ出力が末だ ０にあるので、スイッチＳＡを開放し、スイッチＳｃを閉成して２ターンの巻線 ２２８６の出力を測定回路に接続する（プロ・Ｉり９２１）。この電圧を測定し くブロック９２３）、比較器２２９２の人力からへ／Ｄ出力までのゲインを計算 する（ブロック９２５）。 次に、ＧＣｌ及びＧＣ２により制御されたゲイン低減係数を計算する。最初に、 スイッチＳＣを開放し、スイッチＳＢを閉成する（ブロック９２７）。変圧１２ Ｌ１６の出力の粒度により、比較器の入力はここで丁度３２倍大きくなる。次に 、ディジタル・プロセッサはＧＣ，及びＧＣ２信号をセットし、ハイ・ゲインを 選択する（ブロック９２９）。この電圧を測定しくブロック９３１）、２つのゲ イン設定間の比を計算して記憶する（ブロック９３５）。 次に、ＤＡＣ２２９Ｂのゲイン及び抵抗分圧器２２９８〜２２９９を較正する。 スイッチＳＲを開放し、スイッチＳｃを閉成して２ターンの巻線を比較器に接続 する（ブロック９４３）。ディジタル・プロセッサはＤＡＣ２２９６に対するＤ １〜ＤＩ４を全てハイにセットする（ブロック９４５）。この値とブロック９２ ３により測定した電圧とを比較することにより、ＤＡＣ及び抵抗からなる６４： ｌの分圧器のゲイン係数を計算可能となる（ブロック９４９）。これによって、 較正ルーチンを終了する。較正中に判断した桂々の訂正を用いて以下で説明する 測定ルーチンにおける測定電圧の実際の電圧を判断する。 第２２八図及び第２２８図は導電率の変化を測定するルーチンを示す。第２２Ｂ 図に示すように、最初に初期ルーチンを実行してスイッチＳｒ”’　Ｓｓ及びＤ ＡＣをそれめに、スイッチＳｃを開放し、スイッチＳＤを閉成して巻線２２７０ ．２２７２及び２２７４〜２２８４の直列接続による電圧を測定する（ブロック ｆｏｏｌ）。ＤＡＣに対する０１〜０８人力なＯにセットしくブロック＋００３ ）　、スイッチＳ、〜Ｓ６をセットして変圧器２２３６の選択可能な６巻線の全 てを選択から外す（ブロック１００７）。 この時点で、測定回路に印加される信号は試験セル電圧と制御セル電圧との間の 差である。マトリクスに反配位子のあり、なしのときの生物領域間の差により、 又は対照な２液体チャネル間の他の差により、この電圧の値は比較的大きいのが 典型である。このために、ゲインは低い値セットされ（ブロック１００７）　、 測定回路の飽和を防止する。この測定から、較正中に決定された係数により訂正 したので、ディジタル・プロセッサはスイッチＳ、〜Ｓ６及びＤＡＣ２２９６の ２つのＭＳＢに対１−る適正な設定を較正するくブロック１０１１及び１０ｔ： ｌ）。 Ｓ、〜Ｓ６及びＭＳＢのＤｌ及びＤ２はディジタル・プロセッサによりセットさ れる（ブロック＋０１５及び＋０１７）　。このゲインをハイにセットしくブロ ック１０ｔ！］）　、その電圧を測定する（ブロック１０２１）。次に、ディジ タル・プロセッサはＤＡＣの１２１ＳＢの値を計算しくブロック＋０２３）　、 ディジタル・プロセッサはＤＡ［：線Ｄ３〜０１４をこれらの値にセットする（ ブロック１０２５）。この時点で、比較３２２９２に対する７Ｂ圧間の差はＤＡ Ｃ出力のＩＬＳＢより小さくなければならない。次に、ディジタル・プロセッサ は第２２０図に示すトラッキング・ルーチンに行く。 トラッキング・ルーチンの最初に、分析すべき液体試料を電解液に加える（ブロ ック１０４１）。これをディジタル・プロセッサの指示に応答して、ディジタル ・プロセッサの制御により又は手動により実行する。次に、積分器をリセットす る。最初に、ディジタル・プロセッサはＩＲ信号をハイにセットして、積分器を リセットする（ブロック１０４５）。このディジタル・プロセッサは約１ｍｓの 短期間について待機して積分器のコンデンサを十分に放電させる（ブロック１０ ４５）。次に、ディジタル・プロセッサはＩＲ信号をローにセットして（ブロッ ク１９４７）　、測定している電圧の積分を開始する。 選択した期間、典型的には５０〜５００ｍ５の間、積分器を積分できるようにす る（ブロック１０４９）。積分期間の終りで、ディジタル・プロセッサはＤ／Ａ 変換器に変換指令を出す（ブロック１０５１）。この変換処理には約２２５μｓ を要し、積分器の出力信号の変化速度の点から本質的に瞬時的なものである。Ｄ ハディジタル出力を後の処理のために記憶する（ブロック１０５３）。 次に、ディジタル・プロセッサはＤ／Ａ変換器がダイナミック・レンジの限界に 近すいているかについて調べる（ブロック１０５５）。ノーのときは、ディジタ ル・プロセッサはブロック１０４３に戻り、以上の処理を反復１″る。Ａ／Ｄ変 換器がその測定限界近くに来ているときは、ディジタル・プロセッサは、スイッ チＳ１〜Ｓ６及び／又はＤへＣ入力ｈ〜ＤＩ４に対し、その測定範囲の中心にへ １０変換器により測定される電圧を復帰させる新しい設定を計算しくブロック＋ ０５７）　、これらの値をスイッチ及びＤＡＣに送出する（ブロック１０６１） 。次に、ディジタル・プロセッサはブロック１０４３に復帰し、以上のディジタ ルを反復する。 〈実施例９） 試験体及び制御体の相対導電率を測定する計器の回路についての他の実施例を第 ２３図に示す。先に述べたように、この特許出願に説明したいくつかの実施例に おいて測定をする際に、この回路を使用した。第２３図の回路は例８の回路に多 くの点で同一であり、下記説明は第２３図の回路と既に説明した回路との間の相 違を指摘している。 第２３図の回路は試験セル及び制御セル構造により動作するように設計されてお り、その各セルは第５Ｄ図の装置のように、それ自身の電流路を有し、この電流 路によって試験セルの流路及び制御セルの流路に対する個々の電流電極を形成し ている。これらの電極を第５Ｄ図に試験セルに対する電極１４６及び１４８、制 御セルに対する電極１５０及び１５２を概要的に示している。第２３図の回路も 、第５Ｃ図の装置のような装置により動作しており、試験セル及び制御セルは共 通電流電極１４４を共有している。 第２３図において、信号発生器１２００はコンデンサ１２０３介して変圧器１２ ０２の入力巻線１２０１に正弦波信号を印加する。この実施例では、溶分発生器 １２００の周波数は３　Ｋ　ＩＩ　ｚである。変圧器１２０２は２つの同一出力 巻線１２０４及び１２０５を有する。巻線１２０４は４つの出力タップを有し、 これらのタップの１つから４極スイツチ１２０６を介して出力を取出している。 変圧器１２０２の一次巻線は１４０ターンをスーパーマロイのトロイダル・コア に巻き付けたものであり、二次巻線１２０４及び１２０５の各タップは１ターン の巻線である。２つの二次巻線を試験セル及び制御セル用の個々の電流源として いる。 スイッチ１２０６の選択により、巻線１２０４の複数のタップのうちの一つの出 力を変圧器１２０１の入力巻線１２１２の一端に印加している。巻線１２１２の 他端を試験セルの第１の電圧測定端子ｖ１に接続ている。試験セル及び制御セル の抵抗をそわぞれＲｘ及びＲｃにより表わしている。 試験セルの第２の電圧端子ｖ２を巻線１２０４の共通端に接続している。 変圧器１２０１は６００ターンの第２の巻線＋２１４を有し、これによってハイ ・ゲインの同調交流増幅器１２１６を駆動している。増幅器１２１６は第１８図 に示した交流増幅器と同じであるが、３ＫＨｚの中心周波数で動作するように変 更されている。増幅器１２１６の出力は変圧器１２２０の１１２クーンの人力巻 線１２１８を駆動する。変圧器１２２０は結審比変圧器である。６４ターンの負 帰還巻線＋２１４を２つの電流電極Ｃ１及びＣ２の可変抵抗１２２６と直列接続 している。変圧器１２２０の６４ターンの出力巻線から出力信号を得ている。 変圧器１２　ｌ　ｏ、１２２０及び増幅器１２２０を負帰還ループを形成１−る ように接続している。ハイ・ゲインの増幅器１２１６と、変圧器を介する負帰還 とによって、増幅器１２１６の人力を仮想短絡回路であると考えることができ、 また巻線１２１２の電圧降下は本質的に０である。従って、端子−ｖｌ及びｖ２ は変圧器の巻線Ｉ２０４の電圧にほぼ等しい。フィードバック巻線１２２４は抵 抗１２２６及び試験セル抵抗Ｒ×を介して電流を流して電圧端子ｖ１及びｖ２端 の電圧降下が巻線１２０４の電圧降下に等しくなるように保持している。試験セ ルを介する電流及びその両端の電圧をスイッチ１２０６及び可変抵抗Ｉ２２６の 値の設定により決定する。抵抗１２２６の値を試験セルのインピーダンスよりも 大きくして試験セルのインピーダンスが変化したときに、比較的一定したレベル のインピーダンスとなるように保持している。抵抗１２２６は典型的には２０〜 ５０にΩ程度である。抵抗１２２６及び１２４６は増幅器から所望の信号レベル を得るように調整されるので、次段の回路は飽和することなく、試験セル及び制 御セルの出力の振幅と一致する。 試験セルと関連して以上で説明した、タップ付きの変圧器巻線１２０５、変圧器 １２３０．１２４０及び増幅器１２３６を含む回路と同一の回路に、制御セルの 電圧端子ｖ３、ｖ４及び電流端子Ｃ３、Ｃ４を接続して駆動している。 変圧器１２２０及び１２４０は、第１４図を参照して前記に示し、かつ説明した 変圧器２２１６及び１２４０に類似するものである。変圧器１２２０は一つの６ ４タ一ン出力巻線１２２２を有し、これによって試験セルのインピーダンスの電 圧降下を得ている。変圧器１２４０は３２ターンの巻線１２５０と、それぞれ３ ｚ、１６．８．４．２及び１ターンを有する６つの２進重み付は巻線１２５２と を有する。６つのスイッチ１２５４は選択的に変圧器１２２０の６４ターンの出 力巻線と、変圧器１２４０の固定された３２ターンの巻線Ｉ２５０とに直列に巻 線１２５２を接続している。これらの巻線は、スイッチ１２５２の設定に従い、 ６ビツト精度により、制御セルの出力を試験出力の約０．５〜１．５倍の範囲に レンジ設定させている。 これらの巻線の直列接続及び位相は、試験セル出力信号からの切替設定によりレ ンジ設定したときに、制御セル出力信号の引算をしている。差信号は以下で説明 するように、線１２５３及び１２５７のものであり、自動変圧器１２７８を介し て比較回路１２８０に印加される。比較器１２８０の回路の動作は第１５図に示 し、説明した比較回路と同様のものである。 スイッチ１２５４は６ビツトのレンジ設定をしている。 レンジ設定の付加的な１４ビツトを第１４図のものと同一の方法により、１４ビ ツトの乗算り八ＣＩ２６０から得ている。Ｄへｃ１２６ｏはＩＣ１，７１３４ユ ニポーラＤ／Ａ集積回路により実現することができる。独立した３２ターンの巻 線１２　’、＋　Ｉｉの出力は、Ｄ八（：　１２６０の人力に印加される。Ｄへ ＣＩ　２　［ｉ　０は第１４図のＤへｉ：　１２９６と同様のディジタル・プロ セッサにより制御されている。Ｄ八（：　１２６０の出力は抵抗１２６２〜１２ ６８及びコンデンサ１２７６を含む抵抗回線網を介してゲイン１のバッファ増幅 器１２７０に印加される。 バッファ増幅器１２７０の出力は自動変圧器１２７８の一端に印加されている。 自動変圧器１２７８の他端は接地されている。自動変圧器の２つのセクションの 巻線比は１２８　：　２である。これは係数６４によりＤＡＣ１２６０の出力を レンジ設定１−るので、ＤＡＣのＩ　ＭＳＢは変圧器１２４０の１／２タ一ン巻 線の出力に相当するものとなる。ＩＯＫのポテンショメータ１２６９は、２２５ ０にの抵抗１２６０及び１０．２にの抵抗１２６２と関連してＤＡＣの全ての出 力を調整するので、この出力は正確に１７２ターンに等しい。 従って、スイッチ１２５４及びＤ八（：　＋２６０により、制御セルが試験セル の出力をトラッキングするようにレンジ設定が可能な２０ビツト・レンジを得て いる。 第２のＤＡＣ１２８２も巻°線１２５６により駆動されている。 ＤＡＣ１２８２はＩＣ１７１３４ＢバイポーラＤ／Ａ変換器の集積回路により実 り’ｅｈ可能である。ＤＡＣ１２５６の出力は９０度Ｘ位相シフト回路１２８４ 及び１０にの抵抗１２６８を介してバッファ増幅器１２７０に印加される。従っ て、増幅器１２７０の総合入力は同相成分及び直交成分からなる。診断及び較正 フェーズにおいて、ディジタル・プロセッサは試験セルの出力における直交成分 を測定し、ＤＡＣ１２８２のディジタル入力をセットするので、直交成分は打ち 消され又は減少して次段の測定回路の飽和を防止している。 更に、直交成分を、信号源１２９０の出力端子に接続されているポテンショメー タ１２９０と、可変抵抗１２９０の可動接点を端子■３に接続しているコンデン サ１２９２とにより選択的に加算することが可能である。これらの部品の典型的 な値は、５にΩ及び１ｏＯｐｆである。ポテンショメータ１２９０の設定を調整 して容量性負荷による小さな直交誤りを補正してもよい。 第２３図の示した他の実施例を用いる導電率の測定において続く処理手順は、第 ２０図〜第２２図に示し、かつ前記で説明したものと同一である。第２３図の実 施例によりこれらの処理手順を実施するプログラムのソース・コード・リストを 付録へに添付する。このソース・コード・リストはＢＡＳＩ（：により書かれて おり、ヒユーレット・パラカード・コンピュータ・モデル９８４５を制御し、説 明した測定を実行するものである。 竹表昭６２−５０２０６１　（４３） ’４ｂ’Ｊｇ　６２−５０２０６１　（４６）ＦＩＧ、ＩＡ ＦＩＧ、旧 ＦＩＧ、２Ａ 配粒子り既短膿１従。 ＦＩＧ、３Ａ ＦＩＧ、３Ｂ ＦＩＧ、４Ｂ ＦＩＧ、７Ａ ＦＩＧ、７Ｂ ＦＩＧ、９Ｂ ＦＩＧ、２ＯＡ ＦＩＧ、　２０Ｂ ＦＩＧ、２０Ｃ。 ＦＩＧ、２０Ｄ ＦＩＧ、　２０　Ｅ ＦＩＧ、２＋Ａ ＦＩＧ、２１　Ｂ ＦＩＧ、２２Ａ ＦＩＧ、　２２Ｃ 国際調査報告　（ １ｍ□“’＝−’　ｐＣＴ／ＩＩ”５Ｒ６１ｎｎＬ１ζ）

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. （１）液体試料における配位子の存在を判断する方法において、 （ａ）試験体のバルク導電率を測定すると共に、前記試験体は少なくとも部分的 に少なくとも一つの所定領域を有し、前記所定領域は前記液体試料にさらされ、 かつ前記配位子と相互に作用をする局在化された反乱位子も有し、 （ｂ）前記試験体のバルク埠盆率における変化を検出することにより、配位子・ 反配位子の相互作用の発生を検出する ことを特徴とする液体試料における配位子の存在を判断する方法。
2. （２）請求の範囲第１項記載の方法において、バルク導電率の前記変化は前記試 験体のバルク導電率を少なくとも一つの制御体のバルク導電率と比較することに より判断されることを特徴とする液体試料における配位子の存在を判断する方法 。
3. （３）請求の範囲第１項記載の方法において、前記所定領域における前記反配位 子の前記局在化はマトリクス上に前記反配位子を固定化することからなることを 特徴とする液体試料における配位子の存在を判断する方法。
4. （４）請求の範囲第３項記載の方法において、前記マトリクスは前記液体試料の 流れと接触しており、前記接触は前記マトリクスを介して前記液体試料を流すよ うにすることからなることを特徴とする液体試料における配位子の存在を判断す る方法。
5. （５）請求の範囲第１項記載の方法において、前記配位子は反配位子、セル表面 の抗原、抗原決定基、ハプテン、抗体、抗体断片、１価の抗体片、核酸配列、酵 素、コファクター、酵素基質、遺伝的又は化学的に変化した蛋白質、受容体蛋白 質、他の輸送蛋白質、結合蛋白質、透過酵素により結合した分子、輸送蛋白質又 は結合蛋白質、炭化水素、レクチン、金属イオン、金属結合蛋白質、又は他の金 属結合物質のグルーブから選択されたことを特徴とする液体試料における配位子 の存在を判断する方法。
6. （６）請求の範囲第１項記載の方法において、前記反配位子と相互に作用する配 位子と、増幅基質との間の複合体を形成するステップを含むことを特徴とする液 体試料における配位子の存在を判断する方法。
7. （７）請求の範囲第１項記載の方法において、判断されるべき前記配位子に固有 の反配位子と、増幅基質との間の複合体を形成するステップを含むことを特徴と する液体試料における配位子の存在を判断する方法。
8. （８）請求の範囲第１項記載の方法において、４つの電極は前記試験体のバルク 導電率の測定に用いられると共に、前記電極のうちの２つはバルク導電率を測定 している前記試験体を介して電流を供給し、かつ前記電極のうちの２つは前記試 験体の電在降下を測定することを特徴とする液体試料における配位子の存在を判 断する方法。
9. （９）液体試料における配位子の存在を判断する方法において、 （ａ）前記試験体は少なくとも部分的に少なくとも一つの所定領域を有し、前記 所定領域は前記液体試料にさらされると共に、局在化された配位子を有し、更に 前記所定領域は前記液体試料と、前記局在化された配位子との両者に相互に作用 する反配位子にさらされて、前記試験体のバルク導電率を測定すること、 （ｂ）前記試験体のバルク導電率における変化を判断することにより配位子−反 配位子の相互作用の発生を判断することからなる ことを特徴とする液体試料における配位子の存在を判断する方法。
10. （１０）液体試料における配位子の存在を判断する方法において、 （ａ）前記試験体は少なくとも一つの所定領域の近傍にあり、前記所定領域は前 記液体試料にさらされると共に、前記配位子と相互作用をする局在化された反配 位子を有し、前記試験体のバルク導電率を測定すること、 （ｂ）前記試験体のバルク導電率における変化を判断することにより、配位子・ 反配位子の相互作用の発生を判断することからなる ことを特徴とする液体試料における配位子の存在を判断する方法。
11. （１１）液体試料における配位子の存在を判断する方法において、 （ａ）前記試験体は少なくとも一つの所定領域から離れており、前記所定領域は 前記液体試料にさらされると共に、前記配位子と相互に作用する局在化された反 配位子を有し、前記試験体のバルク導電率を測定すること、 （ｂ）前記試験体のバルク導電率における変化を判断することにより、配位子− 反配位子の相互作用の発生を判断することからなる ことを特徴とする液体試料における配位子の存在を判断する方法。
12. （１２）液体試料における配位子の存在を判断する装置において、前記装置は、 （ａ）前記装置の少なくとも一つの所定領域において、前記配位子と相互に作用 する反配位子を局在化させる局在化手段と、 （ｂ）前記液体試料を前記局在化手段に接触させる手段と、 （ｃ）少なくとも部分的に前記所定領域を含む試験体のバルク導電率を測定する 手段と からなることを特徴とする液体試料における配位子の存在を判断する装置。
13. （１３）請求の範囲第１２項記載の装置において、前記接触手段は、 （ａ）前記液体試料を前記局在化手段に転送する入口チャネルと、 （ｂ）前記局在化手段から前記液体試料を除去する出口チャネル手段とを有する 構造からなることを特徴とする液体試料における配位子の存在を判断する装置。
14. （１４）請求の範囲第１３項記載の装置において、前記構造は少なくとも３つの 構成部品からなり、第１の前記構成部品は前記入口チャネルからなり、第２の前 記構成部品は前記出口部品からなり、第３の前記構成部品は前記局在化手段から なり、前記第１の及び第２の構成部品は前記第３の構成部品の周りにサンドイッ チ形式により固定化され、前記第３の構成部品は前記第１の構成部品と前記第２ の構成部品との間に挿入可能である ことを特徴とする液体試料における配位子の存在を判断する装置。
15. （１５）請求の範囲第１３項記載の装置において、バルク導電率を測定する前記 手段は少なくとも４つの電極からなり、前記電極のうちの２つは前記試験体から 引込められて、前記試験体を介して電流を供給し、２つの電極は前記電流から引 込められ、前記試験体端の電圧降下を測定する ことを特徴とする液体試料における配位子の存在を判断する装置。
16. （１６）液体試料における配位子の存在を判断するセンサにおいて、前記センサ は、 （ａ）前記配位子と相互に作用する反配位子を局在化させる手段と、 （ｂ）部分的に前記局在化手段を有する試験体のバルク導電率を測定する手段と からなることを特徴とする液体試料における配位子の存在を判断するセンサ。
17. （１７）請求の範囲第１２項記載の装置に用いる挿入可能な生物層において、前 記生物層は１以上の局在化手段と、支持固定具とからなることを特徴とする液体 試料における配位子の存在を判断するセンサ。