KR20210148332A - 막 담체 및 검사 키트 - Google Patents
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Abstract
일 단면에 있어서, 돌기부(8)는, 제1 영역(RG1)을 가지고 있다. 돌기부(8)의 제1 영역(RG1)의 외연은, 오목부(R)를 가지고 있다. 오목부(R)는, 가상 직선(IL)에 대해, X방향으로 거리(D)만큼 오목하게 들어가 있다. 가상 직선(IL)은, Y방향으로 연장되어 있다. 상세하게는, 가상 직선(IL)은, 돌기부(8)의 외연의 제1 위치(P1)에 접하며, 또한 제2 위치(P2)를 통과하고 있다.
Description
본 발명은, 막 담체 및 검사 키트에 관한 것이다.
최근, 항원 항체 반응 등을 이용함으로써, 감염증으로의 이환이나 임신, 혈당치 등을 측정하는, Point of Care Test(POCT, 임상 현장 즉시 검사) 시약이 주목을 끌고 있다. POCT 시약은, 예를 들어, 피검자 옆에서 행해지는 검사, 혹은 피검자 자신이 행하는 검사 시약으로, 단시간에 결과의 판별이 가능하고, 사용 방법이 간편하며, 저가라는 특징을 가진다. 이들 특징으로부터, 증상이 경도인 단계에서의 진찰이나 정기 진찰 등에 많이 사용되고 있고, 앞으로 증가할 것이 예상되는 재택 의료에서도 중요한 진찰 도구가 되고 있다.
대부분의 POCT 시약에서는, 혈액 등의 액체 시료를 검사 키트에 도입하여, 그 중에 포함되는 특정의 피검출 물질을 검출함으로써 판정을 행하고 있다. 액체 시료로부터 특정의 피검출 물질을 검출하는 방법으로서 면역크로마토그래피법이 자주 이용되고 있다. 면역크로마토그래피법이란, 검사 키트의 막 담체 상에 적하된 액체가 막 담체 상을 이동하는 도중에, 피검출 물질과 표지(標識) 물질이 결합하고, 나아가, 이들이 검사 키트 중에 고정화된 물질(이하, 검출 물질이라고 함)과 특이적으로 결합하여, 그 결과 발생한 색이나 질량의 변화 등을 검출한다는 수법이다. 검출 물질은, 시약(reagent)으로 바꿔 말해도 된다.
액체 시료를 이동시키기 위한 막 담체로서는, 니트로셀룰로오스막이 자주 이용되고 있다(특허문헌 1). 니트로셀룰로오스막은, 직경이 수μm 정도인 미세한 구멍을 다수 가지고 있고, 그 구멍 안을 액체 시료가 모세관힘에 의해 이동한다.
그러나, 니트로셀룰로오스막은 천연물 유래이며, 구멍 지름이나 구멍끼리 연결되는 방법이 똑같지 않기 때문에, 각각의 막에서 액체 샘플이 흐르는 유속에 차이가 생겨 버린다. 유속에 차이가 생기면, 피검출 물질을 검출하기 위해 걸리는 시간도 변화해 버리고, 그 결과, 피검출 물질이 결합을 일으키기 전에 비검출로서 잘못 판단해 버릴 가능성이 있다.
상기 과제를 해결하기 위해, 미세 유로를 인공적으로 제작한 액체 시료 검사 키트가 고안되어 있다(특허문헌 2). 특허문헌 2는, 합성 재료를 이용함으로써, 균일한 구조를 갖는 막 담체를 제작할 수 있기 때문에, 피검출 물질이 결합을 일으키기 전에 비검출로서 잘못 판단해 버릴 가능성을 저감할 수 있다.
합성 재료를 이용하였을 때, 검출 감도 향상을 위해서는, 검출 물질과 재료의 친화성을 높일 필요가 있어, 미리 재료에 각종 표면 처리를 행하는 것이 유효하다고 생각되고 있다(특허문헌 3~4). 특허문헌 5는, 액체 시료 중의 피검출 물질을 검출하는 검사 키트용의 막 담체로서, 액체 시료를 수송할 수 있는 적어도 하나의 유로를 구비하고, 유로의 바닥면에, 액체 시료를 수송하기 위한 모세관 작용을 발생시키는 미세 구조가 설치되어 있는, 액체 시료 검사 키트용 막 담체를 개시하고 있다.
상기와 같은 검사 키트에 대해, 검출 감도가 더욱 향상될 것이 요구되고 있다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 검출 감도가 향상된 검사 키트를 얻는 것이 가능한 막 담체 및 검출 감도가 향상된 검사 키트를 제공하는 것이다.
본 발명자들은, 상기 과제를 달성하기 위해 면밀히 검토를 거듭하였다. 그 결과, 막 담체의 검지 존에 형성된 돌기부의 외연(外緣)이 특정의 형상을 가짐으로써, 액체 시료 중의 피검출 물질의 검출 감도를 향상시킬 수 있음을 알아내어, 본 발명에 이르렀다.
즉, 본 발명에 의하면, 이하에 나타내는 막 담체 및 검사 키트가 제공된다.
[1]
돌기부가 형성된 제1면을 갖는 검지 존을 구비하고,
일 단면에 있어서, 상기 돌기부는,
상기 돌기부의 폭방향에서 상기 돌기부의 중심으로부터 상기 돌기부의 한쪽에 위치하는 제1 영역과,
상기 돌기부의 상기 폭방향에서 상기 돌기부의 상기 중심으로부터 상기 돌기부의 다른 쪽에 위치하는 제2 영역을 가지며,
상기 일 단면에 있어서, 상기 돌기부의 상기 제1 영역의 외연 및 상기 제2 영역의 외연 중 적어도 한쪽은, 오목부를 갖는, 막 담체.
[2]
상기 [1]에 기재된 막 담체에 있어서,
상기 일 단면에 있어서, 상기 돌기부의 상기 제1 영역의 외연 및 상기 제2 영역의 외연 중 적어도 한쪽은, 상기 외연의 제1 위치에 접하며, 또한 상기 제1면에 수직인 방향에서 상기 제1 위치의 하방에 위치하는 상기 외연의 제2 위치를 통과하는 가상 직선에 대해, 상기 제1면에 평행한 방향으로 50nm 이상 500nm 이하 오목한 오목부를 복수개 갖는, 막 담체.
[3]
상기 [1] 또는 [2]에 기재된 막 담체에 있어서,
이하의 공정을 포함하는 방법에 의해 산출되는 상기 돌기부의 상기 제1 영역에서의 상기 외연의 적어도 일부분의 산술 평균 거칠기(Ra1) 또는 이하의 공정을 포함하는 방법에 의해 산출되는 상기 돌기부의 상기 제2 영역에서의 상기 외연의 적어도 일부분의 산술 평균 거칠기(Ra2)가 0.020μm 이상 1.000μm 이하인, 막 담체.
(공정 1) 상기 외연의 상기 적어도 일부분의 프로파일을 추출하는 것
(공정 2) 상기 프로파일의 시점(始點) 및 종점이 상기 프로파일의 피팅 곡선과 겹치도록 상기 프로파일을 트렌드 제거(trend removing)하는 것
(공정 3) 트렌드 제거된 프로파일에 대해, JIS B0601: 2013에 규정되는 컷오프값 λs을 적용하지 않고, JIS B0601: 2013에 규정되는 컷오프값 λc에 대해 1μm를 적용하여, Ra1 또는 Ra2를 산출하는 것
[4]
상기 [1] 내지 [3] 중 어느 하나에 기재된 막 담체에 있어서,
이하의 공정을 포함하는 방법에 의해 산출되는 상기 돌기부의 상기 제1 영역에서의 상기 외연의 적어도 일부분의 제곱 평균 제곱근 거칠기(Rq1) 또는 이하의 공정을 포함하는 방법에 의해 산출되는 상기 돌기부의 상기 제2 영역에서의 상기 외연의 적어도 일부분의 제곱 평균 제곱근 거칠기(Rq2)가 0.030μm 이상 1.000μm 이하인, 막 담체.
(공정 1) 상기 외연의 상기 적어도 일부분의 프로파일을 추출하는 것
(공정 2) 상기 프로파일의 시점 및 종점이 상기 프로파일의 피팅 곡선과 겹치도록 상기 프로파일을 트렌드 제거하는 것
(공정 3) 트렌드 제거된 프로파일에 대해, JIS B0601: 2013에 규정되는 컷오프값 λs을 적용하지 않고, JIS B0601: 2013에 규정되는 컷오프값 λc에 대해 1μm를 적용하여, Rq1 또는 Rq2를 산출하는 것
[5]
상기 [1] 내지 [4] 중 어느 하나에 기재된 막 담체에 있어서,
상기 제1면은, 규칙적으로, 또는, 병진(竝進) 대칭적으로 나열되어 있고, 상기 돌기부를 포함하는 복수의 돌기부를 갖는, 막 담체.
[6]
상기 [5]에 기재된 막 담체에 있어서,
이웃하는 돌기부의 사이에서의 상기 제1면의 표면 거칠기는, 상기 돌기부의 표면의 표면 거칠기보다 작은, 막 담체.
[7]
상기 [5] 또는 [6]에 기재된 막 담체에 있어서,
이웃하는 돌기부의 최근접 거리는, 0 이상 500μm 이하인, 막 담체.
[8]
상기 [1] 내지 [7] 중 어느 하나에 기재된 막 담체에 있어서,
상기 돌기부는, 열가소성 수지를 포함하는, 막 담체.
[9]
상기 [1] 내지 [8] 중 어느 하나에 기재된 막 담체에 있어서,
상기 돌기부에는, 계면활성제가 부착되어 있는, 막 담체.
[10]
상기 [1] 내지 [9] 중 어느 하나에 기재된 막 담체를 구비하는 검사 키트.
본 발명에 의하면, 검출 감도가 향상된 검사 키트를 얻는 것이 가능한 막 담체 및 검출 감도가 향상된 검사 키트를 제공할 수 있다.
도 1은, 본 발명에 의한 실시형태의 일례로서, 검사 키트의 모식적인 평면도이다.
도 2는, 본 발명에 의한 실시형태의 일례로서, 막 담체의 모식적인 평면도이다.
도 3의 (a)는, 본 발명에 의한 실시형태의 일례로서, 요철 구조 A의 부감도(평면도)이며, (b)는, (a)에 도시된 요철 구조 A를 구성하는 돌기부의 사시도이다.
도 4의 (a)는, 본 발명에 의한 실시형태의 일례로서, 요철 구조 A의 부감도(평면도)이며, (b)는, (a)에 도시된 요철 구조 A를 구성하는 돌기부의 사시도이다.
도 5의 (a)는, 본 발명에 의한 실시형태의 일례로서, 요철 구조 A의 부감도(평면도)이며, (b)는, (a)에 도시된 요철 구조 A를 구성하는 돌기부의 사시도이다.
도 6의 (a)는, 본 발명에 의한 실시형태의 일례로서, 요철 구조 A의 부감도(평면도)이며, (b)는, (a)에 도시된 요철 구조 A를 구성하는 돌기부의 사시도이다.
도 7은, 돌기부 사이의 거리가 0인 경우에서의 요철 구조 A의 일례의 부감도(평면도)이다.
도 8의 (a)는, 요철 구조 A에서의 미세 요철 구조 B가 형성된 돌기부의 각종 파라미터의 측정 방법의 제1예를 설명하기 위한 도면이며, (b)는, 요철 구조 A에서의 미세 요철 구조 B가 형성된 돌기부의 각종 파라미터의 측정 방법의 제2예를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는, 돌기부의 제1 영역에서의 외연의 오목부를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은, 본 발명에 의한 실시형태의 일례로서, 표면 처리의 개략도이다.
도 11의 (a)는, 실시예 1에 관한 돌기부의 확대도를 나타내는 전자 현미경 사진을 나타내는 도면이며, (b)는, 실시예 2에 관한 돌기부의 확대도를 나타내는 전자 현미경 사진을 나타내는 도면이다.
도 2는, 본 발명에 의한 실시형태의 일례로서, 막 담체의 모식적인 평면도이다.
도 3의 (a)는, 본 발명에 의한 실시형태의 일례로서, 요철 구조 A의 부감도(평면도)이며, (b)는, (a)에 도시된 요철 구조 A를 구성하는 돌기부의 사시도이다.
도 4의 (a)는, 본 발명에 의한 실시형태의 일례로서, 요철 구조 A의 부감도(평면도)이며, (b)는, (a)에 도시된 요철 구조 A를 구성하는 돌기부의 사시도이다.
도 5의 (a)는, 본 발명에 의한 실시형태의 일례로서, 요철 구조 A의 부감도(평면도)이며, (b)는, (a)에 도시된 요철 구조 A를 구성하는 돌기부의 사시도이다.
도 6의 (a)는, 본 발명에 의한 실시형태의 일례로서, 요철 구조 A의 부감도(평면도)이며, (b)는, (a)에 도시된 요철 구조 A를 구성하는 돌기부의 사시도이다.
도 7은, 돌기부 사이의 거리가 0인 경우에서의 요철 구조 A의 일례의 부감도(평면도)이다.
도 8의 (a)는, 요철 구조 A에서의 미세 요철 구조 B가 형성된 돌기부의 각종 파라미터의 측정 방법의 제1예를 설명하기 위한 도면이며, (b)는, 요철 구조 A에서의 미세 요철 구조 B가 형성된 돌기부의 각종 파라미터의 측정 방법의 제2예를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는, 돌기부의 제1 영역에서의 외연의 오목부를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은, 본 발명에 의한 실시형태의 일례로서, 표면 처리의 개략도이다.
도 11의 (a)는, 실시예 1에 관한 돌기부의 확대도를 나타내는 전자 현미경 사진을 나타내는 도면이며, (b)는, 실시예 2에 관한 돌기부의 확대도를 나타내는 전자 현미경 사진을 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해, 도면을 이용하여 설명한다. 도면은 개략도이며, 실제의 치수 비율과는 일치하지 않는다.
1. 막 담체
본 실시형태에 관한 검사 키트용 막 담체(단지 「막 담체」라고도 함)는, 액체 시료 중의 피검출 물질을 검출하기 위한 검사 키트용의 막 담체로서, 상기 액체 시료를 수송할 수 있고, 또한 검지 존을 갖는 유로를 구비하며, 상기 유로는, 상기 액체 시료를 수송하기 위한 모세관 작용을 발생시킬 수 있음과 아울러, 돌기부를 갖는 요철 구조 A를 가진다.
그리고, 본 실시형태에 관한 검사 키트용 막 담체는, 적어도 상기 검지 존에 있어서, 상기 돌기부의 표면에 미세 요철 구조 B가 형성되어 있다. 막 담체는, 상기 돌기부가 형성된 제1면(평탄부를 포함한 면)을 갖는 검지 존을 구비하고 있다. 일 단면에 있어서, 상기 돌기부는, 제1 영역 및 제2 영역을 가지고 있다. 상기 돌기부의 상기 제1 영역은, 상기 돌기부의 폭방향에서 상기 돌기부의 중심으로부터 상기 돌기부의 한쪽에 위치하고 있다. 상기 돌기부의 상기 제2 영역은, 상기 돌기부의 상기 폭방향에서 상기 돌기부의 상기 중심으로부터 상기 돌기부의 다른 쪽에 위치하고 있다. 상기 일 단면에 있어서, 상기 돌기부의 상기 제1 영역의 외연 및 상기 제2 영역의 외연 중 적어도 한쪽은, 오목부를 가지고 있다. 상세하게는, 상기 일 단면에 있어서, 상기 돌기부의 상기 제1 영역의 외연 및 상기 제2 영역의 외연 중 적어도 한쪽은, 소정의 가상 직선에 대해, 상기 제1면에 평행한 방향으로 50nm 이상 500nm 이하 오목한 오목부를 복수개 가지고 있다. 상기 오목부의 개수는, 예를 들어, 3개 이상이다. 상기 소정의 가상 직선은, 상기 외연의 제1 위치에 접하며, 또한 상기 제1면에 수직인 방향에서 상기 제1 위치의 하방에 위치하는 상기 외연의 제2 위치를 통과한다. 여기서, 상기 일 단면에 있어서 상기 돌기부의 선단에 깊이 1.0μm 이상의 오목부가 형성되어 있는 경우, 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역은, 상기 오목부를 제외한 영역이다.
또, 상기 미세 요철 구조 B의 표면에는 실란 커플링제가 부착되어 있어도 된다.
또한, 본 실시형태에 관한 돌기부의 표면에 형성된 미세 요철 구조 B는, 매크로적으로는, 줄무늬나 선형(筋形) 등의 형상을 가지고 있다.
본 실시형태에 관한 검사 키트용 막 담체는, 상기 제1 영역 또는 상기 제2 영역에서의 상기 오목부의 수가 일정수 이상임으로써, 검지 존의 검출 물질 담지량을 증가시키는 것이 가능해지고, 그 결과, 액체 시료 중의 피검출 물질의 검출 감도를 향상시킬 수 있다.
검지 존의 검출 물질 담지량을 증가시킬 수 있는 이유는 명백하지 않지만, 이하의 이유를 생각할 수 있다.
우선, 상기 제1 영역 또는 상기 제2 영역에서의 상기 오목부의 수가 일정수 이상인 것은, 돌기부의 표면적이 미세 요철 구조 B의 존재에 의해 커져 있는 것을 나타내는 지표가 된다.
그 때문에, 적어도 상기 검지 존에 있어서, 상기 제1 영역 또는 상기 제2 영역에서의 상기 오목부의 수가 일정수 이상인 미세 요철 구조 B는, 검출 물질을 담지하기 위해 적합한 공간을 갖는 구조로 되어 있다고 생각된다. 따라서, 본 실시형태에 관한 검사 키트용 막 담체는, 적어도 상기 검지 존에 있어서, 상기 제1 영역 또는 상기 제2 영역에서의 상기 오목부의 수가 일정수 이상인 미세 요철 구조 B를 가지기 때문에, 검지 존의 검출 물질 담지량을 증가시키는 것이 가능해진다고 생각된다.
단, 검출 감도의 향상에 관련된 미세 요철 구조 B는, 상기 돌기부의 표면 중 매크로적으로 큰 오목부가 존재하지 않는 부분에 형성된 미세 요철 구조 B라고 생각된다. 이는, 매크로적으로 큰 오목부는, 검출 물질을 담지하기 위해 적합하지 않은 공간을 갖는 구조로 되어 있기 때문이라고 생각된다. 상기 돌기부의 선단에는 매크로적으로 큰 오목부가 형성되는 경우가 있다. 이 경우, 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역은, 매크로적으로 큰 오목부가 형성된 영역을 제외한 영역으로 해야 한다.
이상으로부터, 본 실시형태에 관한 검사 키트용 막 담체는, 상기 제1 영역 또는 상기 제2 영역에서의 상기 오목부의 수가 일정수임으로써, 액체 시료 중의 피검출 물질의 검출 감도를 향상시킬 수 있다고 생각된다.
상기 미세 요철 구조 B에 의해, 상기 돌기부의 표면 거칠기는, 커져 있다.
일례에 있어서, 이하의 공정을 포함하는 방법에 의해 산출되는 상기 돌기부의 상기 제1 영역에서의 상기 외연의 적어도 일부분의 산술 평균 거칠기(Ra1) 또는 이하의 공정을 포함하는 방법에 의해 산출되는 상기 돌기부의 상기 제2 영역에서의 상기 외연의 적어도 일부분의 산술 평균 거칠기(Ra2)는, 0.020μm 이상 1.000μm 이하로 할 수 있다.
(공정 1) 상기 외연의 상기 적어도 일부분의 프로파일을 추출하는 것
(공정 2) 상기 프로파일의 시점 및 종점이 상기 프로파일의 피팅 곡선과 겹치도록 상기 프로파일을 트렌드 제거하는 것
(공정 3) 트렌드 제거된 프로파일에 대해, JIS B0601: 2013에 규정되는 컷오프값 λs을 적용하지 않고, JIS B0601: 2013에 규정되는 컷오프값 λc에 대해 1μm를 적용하여, Ra1 또는 Ra2를 산출하는 것
일례에 있어서, 이하의 공정을 포함하는 방법에 의해 산출되는 상기 돌기부의 상기 제1 영역에서의 상기 외연의 적어도 일부분의 제곱 평균 제곱근 거칠기(Rq1) 또는 이하의 공정을 포함하는 방법에 의해 산출되는 상기 돌기부의 상기 제2 영역에서의 상기 외연의 적어도 일부분의 제곱 평균 제곱근 거칠기(Rq2)는, 0.030μm 이상 1.000μm 이하로 할 수 있다.
(공정 1) 상기 외연의 상기 적어도 일부분의 프로파일을 추출하는 것
(공정 2) 상기 프로파일의 시점 및 종점이 상기 프로파일의 피팅 곡선과 겹치도록 상기 프로파일을 트렌드 제거하는 것
(공정 3) 트렌드 제거된 프로파일에 대해, JIS B0601: 2013에 규정되는 컷오프값 λs을 적용하지 않고, JIS B0601: 2013에 규정되는 컷오프값 λc에 대해 1μm를 적용하여, Rq1 또는 Rq2를 산출하는 것
본 실시형태에 관한 검사 키트용 막 담체에 있어서, 상기 돌기부, 특히, 상기 미세 요철 구조 B의 표면에는 계면활성제가 부착되어 있어도 된다. 여기서, 계면활성제는, 미세 요철 구조 B의 표면에 물리적으로 흡착되어 있어도 되고, 화학적으로 흡착되어 있어도 되고, 미세 요철 구조 B의 표면에 존재하는 관능기에 직접 결합되어 있어도 된다. 설령 상기 요철 구조 A 및 상기 미세 요철 구조 B에 의해 막 담체가 발수성을 나타내었다고 해도, 상기 계면활성제에 의해, 그 발수성을 저감할 수 있고, 검지 존의 검출 물질 담지량(특히, 액체의 양)을 유지할 수 있다.
본 실시형태에 관한 계면활성제로서는,
콜산나트륨, 데옥시콜산나트륨, 라우릴황산나트륨, 수크로스모노콜레이트;
β-D-프락토피라노실-α-D-글루코피라노시드 모노도데카노에이트, β-D-프락토피라노실-α-D-글루코피라노시드 모노데카노에이트;
n-옥타노일-N-메틸글루카미드, n-노나노일-N-메틸글루카미드, n-데카노일-N-메틸글루카미드, n-옥틸-β-D-티오글루코피라노시드, n-옥틸-β-D-말토피라노시드, n-옥틸-β-D-글루코피라노시드, n-노닐-β-D-티오말토피라노시드, n-도데실-β-D-말토피라노시드, n-데실-β-D-말토피라노시드;
N,N-비스(3-D-글루콘아미드프로필)콜라미드, N,N-비스(3-D-글루콘아미드프로필)데옥시콜라미드;
3-[(3-콜라미드프로필)디메틸암모니오]프로판술폰산, 3-[(3-콜라미드프로필)디메틸암모니오]-2-히드록시프로판술폰산;
츠비터전트(ZWITTERGENT) 3-10 디터전트(상품명) 칼비오켐 제품, 츠비터전트 3-12 디터전트(상품명) 칼비오켐 제품, 츠비터전트 3-14 디터전트(상품명) 칼비오켐 제품;
TritonX-100(상품명): 폴리에틸렌글리콜모노-ρ-이소옥틸페닐에테르(나칼라이 테스크(주)), Tween20: 폴리옥시에틸렌소르비탄모노라우레이트(나칼라이 테스크(주)), Tween80: 폴리옥시에틸렌소르비탄모노올레에이트(나칼라이 테스크(주)), NP-40: Nonidet P-40(나칼라이 테스크(주)), Zwittergent: Zwittergent 3-14(칼비오켐(주)), SDS: 도데실황산나트륨(나칼라이 테스크(주)), CHAPS: 3-[(3-콜라미드프로필)디메틸암모니오]프로판술폰산(도진 화학(주)) 등; 혹은 이들을 2종류 이상 조합하거나 또는 혼합한 것을 이용할 수 있지만, 이들에 한정되지 않는다.
본 실시형태에 관한 검사 키트용 막 담체에 있어서, 상기 미세 요철 구조 B의 표면에는 실란 커플링제가 부착되어 있어도 된다. 여기서, 실란 커플링제는, 미세 요철 구조 B의 표면에 물리적으로 흡착되어 있어도 되고, 화학적으로 흡착되어 있어도 되며, 미세 요철 구조 B의 표면에 존재하는 관능기에 직접 결합되어 있어도 된다.
본 실시형태에 관한 실란 커플링제로서는, 예를 들어, 아미노기를 갖는 실란 커플링제, 메르캅토기를 갖는 실란 커플링제, 에폭시기를 갖는 실란 커플링제, 아크릴기를 갖는 실란 커플링제, 메타크릴기를 갖는 실란 커플링제, 비닐기를 갖는 실란 커플링제 및 이소시아네이트기를 갖는 실란 커플링제 등을 들 수 있다.
아미노기를 갖는 실란 커플링제로서는, 예를 들어, 3-아미노프로필 트리에톡시실란, 3-아미노프로필 트리메톡시실란, 3-(2-아미노에틸)아미노프로필 트리에톡시실란, 3-(2-아미노에틸)아미노프로필 트리메톡시실란 등을 들 수 있다.
메르캅토기를 갖는 실란 커플링제로서는, 예를 들어, 3-메르캅토프로필 트리메톡시실란, 3-메르캅토프로필 트리에톡시실란, 2-메르캅토에틸 트리메톡시실란, 2-메르캅토에틸 트리에톡시실란 등을 들 수 있다.
에폭시기를 갖는 실란 커플링제로서는, 예를 들어, 3-글리시독시프로필 트리메톡시실란, 5,6-에폭시헥실 트리에톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸 트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필 트리에톡시실란 등을 들 수 있다.
아크릴기를 갖는 실란 커플링제로서는, 예를 들어, 3-아크릴옥시프로필 트리메톡시실란, 3-아크릴옥시프로필메틸 디메톡시실란, 3-아크릴옥시프로필메틸 디에톡시실란, 3-아크릴옥시프로필 트리에톡시실란 등을 들 수 있다.
메타크릴기를 갖는 실란 커플링제로서는, 예를 들어, 3-메타크릴옥시프로필메틸 디메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필 트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필메틸 디에톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필 트리에톡시실란, γ-(메타크릴로일옥시프로필)트리메톡시실란, γ-(메타크릴로일옥시프로필메틸)디메톡시실란 등을 들 수 있다.
비닐기를 갖는 실란 커플링제로서는, 예를 들어, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리메톡시실란 등을 들 수 있다.
이소시아네이트기를 갖는 실란 커플링제로서는, 예를 들어, 트리메톡시실릴메틸 이소시아네이트, 트리에톡시실릴메틸 이소시아네이트, 트리프로폭시실릴메틸 이소시아네이트, 2-트리메톡시실릴에틸 이소시아네이트, 2-트리에톡시실릴에틸 이소시아네이트, 2-트리프로폭시실릴에틸 이소시아네이트, 3-트리메톡시실릴프로필 이소시아네이트, 3-트리에톡시실릴프로필 이소시아네이트, 3-트리프로폭시실릴프로필 이소시아네이트, 4-트리메톡시실릴부틸 이소시아네이트, 4-트리에톡시실릴부틸 이소시아네이트, 4-트리프로폭시실릴부틸 이소시아네이트 등을 들 수 있다.
이들 실란 커플링제는 1종 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 이용해도 된다.
이들 중에서도, 검지 존의 검출 물질 담지량을 한층 더 증가시키는 것이 가능한 점에서, 아미노기를 갖는 실란 커플링제 및 에폭시기를 갖는 실란 커플링제에서 선택되는 적어도 1종이 바람직하다.
실란 커플링제의 부착량은, 예를 들어, 막 담체(3)의 표면적 1㎡당 0.1mg 이상 10g 이하의 범위이다.
본 실시형태에 관한 검사 키트용 막 담체에 있어서, 상기 미세 요철 구조 B의 표면에 가교제(크로스링커)가 더 부착되어 있는 것이 바람직하다. 상기 미세 요철 구조 B의 표면에 가교제가 더 부착됨으로써, 미세 요철 구조 B의 표면에 검출 물질을 안정적으로 담지할 수 있다. 이에 의해, 검지 존의 검출 물질 담지량을 한층 더 증가시키는 것이 가능해진다.
또한, 가교제를 이용함으로써, 입체 장해 등에 의해, 상기 미세 요철 구조 B의 표면에 잘 흡착할 수 없는 검출 물질도 담지할 수 있게 되기 때문에, 검출 물질 담지량을 한층 더 증가시킬 수 있다.
여기서, 가교제는, 미세 요철 구조 B의 표면에 물리적으로 흡착되어 있어도 되고, 화학적으로 흡착되어 있어도 되며, 미세 요철 구조 B의 표면에 존재하는 관능기에 직접 결합되어 있어도 된다. 또한, 가교제는, 실란 커플링제를 포함하는 층의 표면에 물리적으로 흡착되어 있어도 되고, 화학적으로 흡착되어 있어도 되며, 실란 커플링제에 직접 결합되어 있어도 된다.
본 실시형태에 관한 가교제로서는, 예를 들어, 포름알데히드, 글루타르알데히드, 덱스트란, 1,4-페닐디이소시아네이트, 톨루엔-2,4 디이소시아네이트, 폴리에틸렌이민, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소티오시아네이트, N,N'-폴리메틸렌비스요오드아세트아미드, N,N'-에틸렌비스말레이미드, 에틸렌글리콜비스숙신이미딜숙시네이트, 비스디아조벤지딘, 1-에틸-3-(3-디메틸아미노프로필)카르보디이미드, 숙신이미딜 3-(2-피리딜디티오)프로피오네이트, N-숙신이미딜 4-(N-말레이미드메틸)시클로헥산-1-카르복실레이트, N-히드록시숙신이미드, N-술포숙신이미딜 4-(N-말레이미드메틸)시클로헥산-1-카르복실레이트, N-숙신이미딜(4-요오드아세틸)아미노벤조에이트, N-숙신이미딜 4-(1-말레이미드페닐)부티레이트, N-(ε-말레이미드카프로일옥시)호박산이미드, 이미노티올란, S-아세틸메르캅토호박산 무수물, 메틸-3-(4'-디티오피리딜)프로피온이미데이트, 메틸-4-메르캅토부티릴이미데이트, 메틸-3-메르캅토프로피온이미데이트, N-숙신이미딜-S-아세틸메르캅토아세테이트 등을 들 수 있다.
이들 가교제는 1종 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 이용해도 된다.
이들 중에서도, 검지 존의 검출 물질 담지량을 한층 더 증가시키는 것이 가능한 점에서, 글루타르알데히드, 덱스트란, 1,4-페닐디이소시아네이트, 톨루엔-2,4 디이소시아네이트, 폴리에틸렌이민, 1-에틸-3-(3-디메틸아미노프로필)카르보디이미드, N-숙신이미딜 4-(N-말레이미드메틸)시클로헥산-1-카르복실레이트 및 N-히드록시숙신이미드에서 선택되는 적어도 1종의 가교제가 바람직하다.
가교제의 부착량은, 예를 들어, 막 담체(3)의 표면적 1㎡당 0.1mg 이상 10g 이하의 범위이다.
여기서, 피검출 물질은, 전혀 한정되는 것은 아니고, 각종 병원체, 각종 임상 마커 등, 항체와 항원 항체 반응하는 것이 가능한 어떠한 물질이어도 된다. 피검출 물질의 구체예로서는, 인플루엔자 바이러스, 노로 바이러스, 아데노 바이러스, RS 바이러스, HAV, HBs, HIV 등의 바이러스 항원, MRSA, A군 용련균, B군 용련균, 레지오넬라속균 등의 세균 항원, 세균 등이 생산하는 독소, 마이코플라즈마, 클라미디아-트라코마티스, 인간 융모성 고나도트로핀 등의 호르몬, C 반응성 단백질, 미오글로빈, 심근 트로포닌, 각종 종양 마커, 농약 및 환경 호르몬 등을 예시할 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 피검출 물질이, 특히, 인플루엔자 바이러스, 노로 바이러스, C 반응성 단백질, 미오글로빈 및 심근 트로포닌과 같은 검출과 치료 조치에 긴급을 요하는 항목의 경우에는 그 유용성이 특히 크다. 피검출 물질은, 단독으로 면역 반응을 야기할 수 있는 항원이어도 되고, 단독으로는 면역 반응을 야기할 수 없지만 항체와 항원 항체 반응에 의해 결합할 수 있는 합텐이어도 된다. 피검출 물질은, 통상, 액체 시료 중에서 부유 또는 용해된 상태에 있다. 액체 시료는, 예를 들어, 상기 피검출 물질을 완충액에 부유 또는 용해시킨 시료이어도 된다.
본 실시형태에 관한 액체 시료 검사 키트(이하, 단지 「검사 키트(18)」라고도 함)는, 본 실시형태에 관한 검사 키트용 막 담체를 가지며, 액체 시료 중의 피검출 물질을 검출하는 것이다. 도 1은, 검사 키트의 모식적인 평면도이다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 검사 키트(18)는, 막 담체(3)와, 막 담체(3)를 수용하는 케이싱(18a)을 구비한다. 막 담체(3)는, 그 표면에, 액체 시료가 적하되는 적하 존(3x)과, 액체 시료 중의 피검출 물질을 검출하기 위한 검지 존(3y)을 가지고 있다. 적하 존(3x)은, 케이싱(18a)의 제1 개구부(18b)에서 노출되어 있다. 검지 존(3y)은, 케이싱(18a)의 제2 개구부(18c)에서 노출되어 있다.
도 2는, 막 담체(3)의 모식적인 평면도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 막 담체(3)는, 액체 시료를 수송하는 적어도 하나의 유로(2)를 구비하고 있다. 유로(2)의 바닥면에는, 요철 구조 A가 설치되어 있다(도시생략, 상세는 후술). 요철 구조 A는, 적어도 적하 존(3x)과 검지 존(3y)의 사이에 위치한다. 막 담체(3)의 표면 전체에 걸쳐, 요철 구조 A가 설치되어 있어도 된다. 막 담체(3)의 표면 전체가, 액체 시료의 유로(2)이어도 된다. 요철 구조 A는, 모세관 작용을 발생시킨다. 요철 구조 A의 모세관 작용에 의해, 액체 시료는, 요철 구조 A를 통해, 적하 존(3x)으로부터 검지 존(3y)으로(수송 방향(d)을 따라) 수송된다. 액체 시료 중의 피검출 물질이 검지 존(3y)에서 검출되면, 검지 존(3y)의 색이 변화한다.
막 담체(3)의 전체 형상은, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 사각형 등의 다각형, 원형, 또는 타원형이어도 된다. 막 담체(3)가 사각형인 경우, 막 담체(3)의 세로폭(짧은 방향의 길이)(LS)은, 예를 들어, 1mm 이상 100mm 이하이어도 되고, 막 담체(3)의 가로폭(길이 방향의 길이)(LL)은, 예를 들어, 1mm 이상 100mm 이하이어도 된다. 요철 구조 A의 높이를 제외한 막 담체의 두께는, 예를 들어, 0.1mm 이상 10mm 이하이어도 된다.
도 3~6은, 각각, 본 실시형태에서의, 유로의 바닥면에 설치된 요철 구조 A 및 이를 구성하는 돌기부(볼록부라고도 함)의 일례를 나타낸다. 도 3~6 중, (a)는, 각각 요철 구조 A의 부감도(상면도)이며, (b)는, 각각 (a)에 도시된 요철 구조 A를 구성하는 돌기부의 사시도이다. 도 3~6에 도시된 바와 같이, 요철 구조 A(7)는, 돌기부(8)의 총체이다. 즉, 막 담체(3)는, 액체 시료의 유로(2)의 바닥면에 상당하는 평탄부(9)와, 평탄부(9)로부터 돌출되는 복수의 돌기부(8)를 구비한다. 상기 제1면은, 평탄부(9)를 포함하는 면이다. 평탄부(9)(상기 제1면)는, 엄밀하게 평탄할 필요는 없다. 예를 들어, 이웃하는 돌기부(8)의 사이에서의 평탄부(9)(상기 제1면)의 표면 거칠기는, 돌기부(8)의 표면(즉, 미세 요철 구조 B)의 표면 거칠기보다 작게 할 수 있다. 여기서, 표면 거칠기는, 예를 들어, Ra1, Ra2, Rq1 또는 Rq2를 산출하기 위한 상술한 방법과 마찬가지로 하여 산출되는 산술 평균 거칠기(Ra) 또는 제곱 평균 제곱근 거칠기(Rq)이다. 모세관 작용에 의해, 복수의 돌기부(8)의 사이의 공간이, 액체 시료를 막 담체(3)의 표면을 따라 수송하는 유로(2)로서 기능한다. 바꾸어 말하면, 모세관 작용에 의해, 요철 구조 A(7)에서의 공극이, 액체 시료를 막 담체(3)의 표면을 따라 수송하는 유로(2)로서 기능한다. 복수의 돌기부(8)는, 규칙적으로, 또는, 병진 대칭적으로, 막 담체(3)의 표면(상기 제1면) 상에 나열되어 있어도 된다.
상기 요철 구조 A(7)를 구성하는 복수의 돌기부(8)의 형상은, 자유롭게 선택할 수 있다. 돌기부(8)의 형상으로서는, 예를 들어, 원뿔, 다각뿔, 원뿔대, 다각뿔대, 원기둥, 다각기둥, 반구, 반타원체 등을 들 수 있다. 요철 구조 A의 바닥면으로서는, 원형 또는 다각형(예를 들어, 정사각형, 마름모, 직사각형, 삼각형, 혹은 육각형 등) 등을 들 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 돌기부(8a)의 형상은, 원뿔이어도 된다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 돌기부(8b)의 형상은, 사각뿔이어도 된다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 돌기부(8c)의 형상은, 육각뿔이어도 된다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 돌기부(8d)의 형상은, 사각기둥(돌기부(8d)가 라인 형상인 라인&스페이스 구조)이어도 된다. 요철 구조 A(7)를 부감하였을(상면에서 보았을) 때에 막 담체(3)의 전체 표면을 시인(視認)할 수 있고, 피검출 물질이 검출되었을 때의 색 변화를 광학적 수법으로 확인하기 쉬운 점에서, 이들 중에서는, 원뿔이나 다각뿔 등의 뿔체 구조가 돌기부(8)의 형상으로서 적합하다. 뿔체 구조 중에서는, 원뿔이 바람직하다.
요철 구조 A(7)를 구성하는 돌기부(8)의 형상은, 기하학적으로 정확한 형상일 필요는 없고, 모서리부가 둥그스름한 형상이나 표면에 미세한 요철이 존재하는 형상 등이어도 된다.
상기 요철 구조 A(7)를 구성하는 돌기부(8)의 바닥면(10)의 지름(4)(평균 지름)은, 바람직하게는 5μm 이상 1000μm 이하이며, 보다 바람직하게는 10μm 이상 500μm 이하이다. 돌기부(8)의 바닥면(10)의 지름(4)이 상기 하한값 이상인 경우, 미세 가공의 정밀도를 낮게 억제할 수 있어, 요철 구조 A(7)를 형성하기 위한 비용이 저렴해지기 쉽다. 돌기부(8)의 바닥면(10)의 지름(4)이 상기 상한값 이하인 경우, 하나의 검사 키트 내의 돌기부(8)의 수가 많아져, 액체 시료를 전개하기 쉬워진다.
여기서, 돌기부(8)의 바닥면(10)의 지름(4)은, 예를 들어, 요철 구조 A(7)로부터 임의의 돌기부(8)를 5개 선택하고, 선택한 5개의 돌기부(8)의 바닥면(10)의 지름의 평균값을 채용할 수 있다.
돌기부(8)의 바닥면(10)의 지름(4)은, 돌기부(8)의 바닥면(10)에서의 대표 길이로서 정의된다. 바닥면(10)에서의 대표 길이는, 바닥면(10)의 형상이 원인 경우는 직경, 삼각형 또는 사각형인 경우는 가장 짧은 한 변의 길이, 오각형 이상의 다각형인 경우는 가장 긴 대각선의 길이, 그 이외의 형상인 경우는 바닥면(10)에서의 최대 길이로 한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 돌기부(8a)의 형상이 원뿔인 경우, 돌기부(8a)의 바닥면(10a)의 지름(4a)은, 원뿔의 바닥면(원)의 직경이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 돌기부(8b)의 형상이 정사각뿔인 경우, 돌기부(8b)의 바닥면(10b)의 지름(4b)은, 바닥면(정사각형)(10b)의 변의 길이이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 돌기부(8c)의 형상이 정육각뿔인 경우, 돌기부(8c)의 바닥면(10c)의 지름(4c)은, 바닥면(정육각형)(10c)의 중심을 통과하는 대각선의 길이(가장 긴 대각선의 길이)이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 돌기부(8d)의 형상이 직사각형인 경우, 돌기부(8d)의 바닥면(10d)의 지름(4d)은, 바닥면(직사각형)(10d)의 가장 짧은 한 변의 길이(도 6에서는, 액체 시료의 수송 방향(d)과 직교하는 방향의 길이)이다.
상기 요철 구조 A(7)를 구성하는 돌기부(8)의 높이(6)(평균 높이)(예를 들어, 높이(H1) 및 높이(H2) 각각)는, 바람직하게는 5μm 이상 1000μm 이하이며, 보다 바람직하게는 10μm 이상 500μm 이하이다. 돌기부(8)의 높이(6)가 상기 하한값 이상인 경우, 유로(2)의 부피가 커져, 액체 시료가 보다 단시간에 전개 가능해진다. 돌기부(8)의 높이(6)가 상기 상한값 이하인 경우, 요철 구조 A(7)를 제작하는 시간과 비용을 저감할 수 있어, 요철 구조 A(7)의 제작이 보다 용이해진다.
여기서, 돌기부(8)의 높이(6)는, 예를 들어, 요철 구조 A(7)로부터 임의의 돌기부(8)를 5개 선택하고, 선택한 5개의 돌기부(8)의 높이의 평균값을 채용할 수 있다.
돌기부(8)의 높이(6)는, 평탄부(9)에 직교하는 방향에서의 돌기부(8)의 최대 길이로서 정의된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 돌기부(8a)의 형상이 원뿔인 경우, 돌기부(8a)의 높이(6a)는, 평탄부(9)에 직교하는 방향에서의 돌기부(8a)의 최대 길이(원뿔의 높이)이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 돌기부(8b)의 형상이 사각뿔인 경우, 돌기부(8b)의 높이(6b)는, 평탄부(9)에 직교하는 방향에서의 돌기부(8b)의 최대 길이(사각뿔의 높이)이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 돌기부(8c)의 형상이 육각뿔인 경우, 돌기부(8c)의 높이(6c)는, 평탄부(9)에 직교하는 방향에서의 돌기부(8c)의 최대 길이(육각뿔의 높이)이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 돌기부(8d)의 형상이 사각기둥인 경우, 돌기부(8d)의 높이(6d)는, 평탄부(9)에 직교하는 방향에서의 돌기부(8d)의 최대 길이(사각기둥의 높이)이다.
상기 요철 구조 A(7)에서의 인접하는 돌기부 사이의 거리(5)(평균 거리) 즉 돌기부(8)끼리의 최근접 거리는, 0 이상 500μm 이하가 바람직하다. 최근접 거리의 상한은, 바람직하게는 500μm, 보다 바람직하게는 100μm이다. 인접하는 돌기부 사이의 거리(5)는 0μm보다 작은 경우는 있을 수 없고, 상기 상한값 이하인 경우, 액체 시료와 유로(2)의 접촉 면적이 증대하고, 이에 의해 모세관력이 증대하기 때문에 액체 시료를 이동시키는 것이 보다 용이해진다. 특히, 돌기부(8)끼리의 최근접 거리가 0일 때, 이웃하는 돌기부(8)는, 예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, 간극 없이 나열되고, 단위면적당 돌기부(8)의 수가 증가하여, 검출 시그널을 증강시킬 수 있다. 여기서, 「인접하는 돌기부 사이의 거리」란, 이웃하는 한 쌍의 돌기부(8)의 최근접 거리이다.
여기서, 인접하는 돌기부 사이의 거리(5)는, 예를 들어, 요철 구조 A(7)로부터 임의의 인접하는 돌기부 사이의 거리를 5개 선택하고, 선택한 5개의 인접하는 돌기부 사이의 거리의 평균값을 채용할 수 있다.
상기 요철 구조 A(7)를 구성하는 돌기부(8)의 애스펙트비는, 0.1 이상 10 이하가 바람직하고, 0.1 이상 2.0 이하가 보다 바람직하다. 여기서 말하는 애스펙트비란, 돌기부(8)의 높이(6(Lh))를, 돌기부(8)의 바닥면(10)의 대표 길이(지름(4))(Lv)로 나눈 값(Lh/Lv)이다. 애스펙트비가 상기 하한값 이상인 경우, 액체 시료와 유로(2)의 접촉 면적이 증대하고, 이에 의해 모세관력이 증대하기 때문에 액체 시료를 이동시키는 것이 보다 용이해진다. 애스펙트비가 상기 상한값 이하인 경우, 요철 구조 A의 제작이 보다 용이해진다.
본 실시형태에 관한 검사 키트(18)의 요철 구조 A(7) 및 막 담체(3)는, 예를 들어, 열가소성 수지를 포함한다. 바꾸어 말하면, 열가소성 수지로 이루어지는 막형상의 기재(基材)를 가공함으로써, 요철 구조 A(7)를 갖는 막 담체(3)를 제작할 수 있다.
가공 방법으로서는, 예를 들어, 열 임프린트, UV 임프린트, 사출 성형, 에칭, 포토리소그래피, 기계 절삭, 레이저 가공 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 저가로 정밀한 가공을 실시하는 수법으로서, 열가소성 수지에 대한 열 임프린트가 적합하다.
열가소성 수지로서는 폴리에스테르계 수지, 폴리올레핀계 수지, 폴리스티렌계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 불소계 수지 및 (메타)아크릴계 수지 등을 들 수 있고, 구체적으로는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 시클로올레핀 폴리머(COP), 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌(PS), 폴리카보네이트(PC), 폴리불화비닐리덴(PVDF), 폴리메타크릴산 메틸(PMMA), 폴리에틸렌(PE) 등 다양한 종류의 것을 이용할 수 있다. 이들 열가소성 수지는 1종 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 이용해도 된다.
임프린트나 사출 성형처럼 금형을 이용한 가공 방법의 경우, 뿔체는, 바닥면에 비해 상부가 가늘게 되어 있기 때문에, 이 바닥면의 기둥체를 제작하는 것보다 금형 제작시에 깎아내는 부피는 적어도 되므로, 금형을 저가로 제작할 수 있다. 이 경우, 액체 시료 중의 피검출 물질의 검출을 보다 저가로 행하는 것이 가능해진다.
이상 설명한 바와 같이, 막 담체(3)는, 막 담체(3)의 일면 상에 설치된 요철 구조 A(7)와, 요철 구조 A(7)에 의해 형성된, 액체 시료를 수송하는 유로(2)와, 액체 시료 중의 피검출 물질을 검출하기 위한 검지 존(검출부)(3y)을 구비하고 있다. 막 담체(3)는, 액체 시료 중의 피검출 물질을 검출하는 검사 키트(18)용의 막 담체(3)이어도 된다.
도 8의 (a)는, 요철 구조 A(7)에서의 미세 요철 구조 B가 형성된 돌기부(8)의 각종 파라미터의 측정 방법의 제1예를 설명하기 위한 도면이다. 도 8의 (b)는, 요철 구조 A(7)에서의 미세 요철 구조 B가 형성된 돌기부(8)의 각종 파라미터의 측정 방법의 제2예를 설명하기 위한 도면이다. 도 8의 (a) 및 도 8의 (b)에 있어서, x방향은, 돌기부(8)의 폭방향을 나타내고 있고, y방향은, 돌기부(8)의 높이 방향을 나타내고 있다.
우선, 도 8의 (a)에 대해 설명한다.
막 담체(3)를, 막 담체(3)의 상면에서 보아 돌기부(8)의 중심을 통과하는 일직선을 따라 절단하고, 막 담체(3)의 그 절단면을 주사 전자 현미경(SEM)에 의해 관찰하여, 돌기부(8)의 단면 SEM상을 얻는다. 돌기부(8)의 단면은, 예를 들어, 집속 이온 빔(FIB), 마이크로톰 등을 이용한 절단에 의해 얻을 수 있다. 돌기부(8)의 단면 SEM상을 화상 해석 장치(예를 들어, 화상 해석 소프트웨어가 인스톨된 컴퓨터)에 의해 해석한다. 이 단면 SEM상에서의 돌기부(8)의 단면 SEM상을 화상 해석 장치에 의해 해석하여, 돌기부(8)의 외연에 대해, 피팅 곡선(예를 들어, 가우시안 분포 곡선)을 얻는다. 피팅 곡선은, 선대칭인 형상을 가지고 있고, 돌기부(8)의 중심선(C)은, 피팅 곡선의 대칭축 상에 위치하고 있다.
돌기부(8)는, 제1 영역(RG1) 및 제2 영역(RG2)을 가지고 있다. 돌기부(8)의 제1 영역(RG1)은, 돌기부(8)의 폭방향(x방향)에서 돌기부(8)의 중심선(C)으로부터 돌기부(8)의 한쪽(SS1)(도 8의 (a)에 도시된 예에서는, 좌측)에 위치하고 있다. 돌기부(8)의 제2 영역(RG2)은, 돌기부(8)의 폭방향(x방향)에서 돌기부(8)의 중심선(C)으로부터 돌기부(8)의 다른 쪽(SS2)(도 8의 (a)에 도시된 예에서는, 우측)에 위치하고 있다.
돌기부(8)는, 폭(W)을 가지고 있다. 돌기부(8)의 폭(W)은, 제1 영역(RG1)의 좌단의 위치와 제2 영역(RG2)의 우단의 위치의 사이의 거리이다. 제1 영역(RG1)의 좌단의 위치 및 제2 영역(RG2)의 우단의 위치는, 돌기부(8)의 중심선(C)에 대해 직교하며, 또한 돌기부(8)의 높이(0)에 위치하는 기준선(R)과, 돌기부(8)의 외연의 교점이다.
돌기부(8)의 제1 영역(RG1)은, 돌기부(8)의 높이 방향(y방향)에서 높이(H1)를 가지고 있고, 돌기부(8)의 제2 영역(RG2)은, 돌기부(8)의 높이 방향(y방향)에서 높이(H2)를 가지고 있다. 제1 영역(RG1)의 높이(H1)는, 제1 영역(RG1)에서의 돌기부(8)의 최대 높이이며, 제2 영역(RG1)의 높이(H2)는, 제2 영역(RG2)에서의 돌기부(8)의 최대 높이이다. 예를 들어, 돌기부(8)이 중심선(C)에서 최대 높이를 갖는 경우(예를 들어, 도 8의 (a)), 제1 영역(RG1)의 높이(H1) 및 제2 영역(RG1)의 높이(H2)는, 서로 동일해진다. 이에 반해, 예를 들어, 돌기부(8)가 중심선(C)으로부터 한쪽(SS1)으로 어긋난 위치에 최대 높이를 갖는 경우, 제1 영역(RG1)의 높이(H1)는, 제2 영역(RG1)의 높이(H2)보다 커진다. 돌기부(8)의 높이(H1 및 H2)는, 화상 해석 장치에 의해 돌기부(8)의 단면 SEM상을 해석함으로써 산출된다.
돌기부(8)는, 제1 영역(RG1)의 외연의 적어도 일부분에 대해, 산술 평균 거칠기(Ra1) 및 제곱 평균 제곱근 거칠기(Rq1)를 가지고 있다. Ra1 및 Rq1은, 상술한 방법에 따라 화상 해석 장치에 의해 돌기부(8)의 단면 SEM상을 해석함으로써 산출된다.
돌기부(8)는, 제2 영역(RG2)의 외연의 적어도 일부분에 대해, 산술 평균 거칠기(Ra2) 및 제곱 평균 제곱근 거칠기(Rq2)를 가지고 있다. Ra2 및 Rq2는, 상술한 방법에 따라 화상 해석 장치에 의해 돌기부(8)의 단면 SEM상을 해석함으로써 산출된다.
다음에, 도 8의 (b)에 대해 설명한다.
돌기부(8)의 선단에는, 깊이(D)의 오목부(8r)가 형성되어 있다. 깊이(D)는, 1.0μm 이상이다. 오목부(8r)의 깊이(D)는, 돌기부(8)의 높이 방향(y방향)에서의, 오목부(8r)의 최하단(B)과, 돌기부(8)의 2개의 상단(U1 및 U2) 중 낮은 쪽의 사이의 거리이다. 돌기부(8)의 상단(U1)은, 돌기부(8)의 중심선(C)에 대해 한쪽(SS1)에 위치하고 있다. 돌기부(8)의 상단(U2)은, 돌기부(8)의 중심선(C)에 대해 다른 쪽(SS2)에 위치하고 있다.
제1 영역(RG1)은, 오목부(8r)를 제외한 영역이다. 따라서, 제1 영역(RG1)에서의 돌기부(8)의 외연은, 돌기부(8)의 중심선(C)을 향함에 따라, 매크로적으로 상향으로 경사진 부분만을 포함하고 있다.
제2 영역(RG2)은, 오목부(8r)를 제외한 영역이다. 따라서, 제2 영역(RG2)에서의 돌기부(8)의 외연은, 돌기부(8)의 중심선(C)을 향함에 따라, 매크로적으로 상향으로 경사진 부분만을 포함하고 있다.
돌기부(8)는, 폭(W)을 가지고 있다. 돌기부(8)의 폭(W)은, 제1 영역(RG1)의 좌단의 위치와 제2 영역(RG2)의 우단의 위치의 사이의 거리이다. 제1 영역(RG1)의 좌단의 위치 및 제2 영역(RG2)의 우단의 위치는, 도 8의 (a)를 이용하여 설명한 방법과 마찬가지로 하여 결정된다.
미세 요철 구조 B가 형성된 돌기부(8)에서의 오목부(R)의 수는, 열 임프린트에 의해 요철 구조 A(7)를 갖는 막 담체(3)를 제작할 때에서의 금형의 조정에 의해, 상기 수치 범위 내로 조정할 수 있다. 특히, 열 임프린트에 사용되는 금형(몰드) 표면의 형상을 조정함으로써, 미세 요철 구조 B가 형성된 돌기부(8)에서의 오목부(R)의 수를 조정하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 금형(몰드)의 표면을, 레이저 가공에 의해, 미세 요철 구조 B가 형성된 돌기부(8)에서의 오목부(R)의 수를 조정하는 것이 바람직하다. 레이저 가공에서는, 금형에 펄스 레이저를 복수회 조사할 수 있다. 펄스 레이저는, 극단 펄스 레이저, 예를 들어, 펨토초 레이저인 것이 바람직하다. 펄스 레이저의 펄스폭을 짧게 하여, 구체적으로는, 예를 들어, 펨토초 오더 이하로 함으로써, 금형의 표면에 형성되는 요철 구조를 미세하게 할 수 있고, 이에 따라, 돌기부(8)에서의 오목부(R)의 수를 많게 할 수 있다.
즉, 본 실시형태에 관한 검사 키트(18)의 제조 방법은, 열 임프린트에 의해 요철 구조 A(7)를 갖는 막 담체(3)를 제작하는 공정(열 임프린트 공정)을 구비하는 것이 바람직하다. 열 임프린트 공정에서는, 복수의 오목부가 형성된 금형(몰드)의 표면을, 예를 들어, 열가소성 수지로 이루어지는 막형상의 기재에 대고, 또한 기재를 가열함으로써, 오목부의 형상에 대응하는 요철 구조 A(7)(복수의 돌기부(8))와 평탄부(9)를 갖는 막 담체(3)가 형성된다.
도 9는, 돌기부(8)의 제1 영역(RG1)에서의 외연의 오목부(R)를 설명하기 위한 도면이다. 도 9는, 도 8의 (a) 또는 도 8의 (b)에 도시된 돌기부(8)의 외연의 확대도에 상당한다. 도 9에 있어서, X방향은, 평탄부(9)(상기 제1면)에 평행한 방향을 나타내고 있다. Y방향은, 평탄부(9)(상기 제1면)에 수직인 방향을 나타내고 있다.
돌기부(8)의 제1 영역(RG1)의 외연은, 오목부(R)를 가지고 있다. 오목부(R)는, 가상 직선(IL)에 대해, X방향으로 거리(D)만큼 오목하게 들어가 있다. 거리(D)는, 50nm 이상 500nm 이하이다. 가상 직선(IL)은, Y방향으로 연장되어 있다. 상세하게는, 가상 직선(IL)은, 돌기부(8)의 외연의 제1 위치(P1)에 접하며, 또한 제2 위치(P2)를 통과하고 있다. 돌기부(8)의 외연의 제1 위치(P1)는, 오목부(R)의 상측 단부 중 돌기부(8)의 가장 외측에 위치하는 위치이다. 따라서, 가상 직선(IL)은, 제1 위치(P1)에 접하고 있다. 즉, 제1 위치(P1) 및 그 근방에 있어서, 가상 직선(IL) 및 돌기부(8)의 외연은, 기하학적으로, 제1 위치(P1)(즉, 1점)만을 공유하고 있다. 돌기부(8)의 외연의 제1 위치(P2)는, Y방향에서 제1 위치(P1)의 하방에 위치하고 있다.
도 9는, 돌기부(8)의 제1 영역(RG1)에서의 외연의 일부분에서의 하나의 오목부(R)를 나타내고 있다. 상술한 바와 같이, 실시형태에서는, 제1 영역(RG1)의 전체에서의 오목부(R)의 수는 하나뿐만 아니라, 일정수 이상이다.
돌기부(8)의 제2 영역(RG2)에서의 외연의 오목부도, 도 9에 나타낸 방법과 마찬가지로 하여 결정된다.
일 실시형태에 있어서, 검지 존의 표면에는, 탄소 원자 및 질소 원자 중 적어도 한쪽의 원자와 산소 원자가 존재하고 있어도 된다.
각 원자의 원자수의 합계에 대한 산소 원자수비(산소 원자수/(탄소 원자수+질소 원자수+산소 원자수))는, 0.01 이상 0.50 이하이다. 일 실시형태의 막 담체에 있어서, 검지 존의 표면의 산소 원자수비(산소 원자수/(탄소 원자수+질소 원자수+산소 원자수))는, 0.01 이상이며, 0.05 이상이 바람직하고, 0.10 이상이 보다 바람직하며, 0.20 이상이 더욱 바람직하다. 일 실시형태의 막 담체에 있어서, 검지 존의 표면의 산소 원자수비(산소 원자수/(탄소 원자수+질소 원자수+산소 원자수))는, 0.50 이하이며, 0.40 이하가 바람직하고, 0.38 이하가 보다 바람직하며, 0.36 이하가 더욱 바람직하고, 0.30 이하가 보다 더욱 바람직하며, 0.10 이하가 보다 더욱 바람직하다. 검지 존의 표면의 산소 원자수비가 높아질수록, 검출 물질이 표면에 고착되기 쉬워진다. 검출 물질이 표면에 고착됨으로써, 액체 시료를 전개하였을 때에 흘러가 버리는 검출 물질을 줄여, 고감도의 검사가 가능해진다. 검지 존의 표면의 산소 원자수비가 상기 상한값 이하이면, 피검출 물질을 포함하지 않는 용액을 전개하였을 때의, 표지 물질과 검출 물질의 반응에 의한 오검출의 발생이 보다 억제된다.
검지 존의 표면의 산소 원자수비는, X선 전자 분광 분석(XPS)에 의해 산출된다. XPS에 의한 산소 원자수비의 산출에 대해 이하에 기입한다. 측정에 의해 얻어진 스펙트럼의 결합 에너지 보정을 C1s 스펙트럼에서의 C-C 결합으로 행한다. 결합 에너지 보정을 행한 스펙트럼의 C1s 스펙트럼, N1s 스펙트럼, O1s 스펙트럼의 각 피크에 대해, 백그라운드(BG)를 뺀다. 각 피크로부터 BG를 빼고 산출된 각 원자의 피크 면적(신호 강도)을 보정 계수(상대 감도 계수, 투과 함수, 및 운동 에너지 보정)로 나누어 보정 후의 면적의 합계가 100이 되도록 계산하였다. 얻어진 각 값을 각각 탄소 원자수, 질소 원자수, 산소 원자수로 하고, 산소 원자수비(산소 원자수/(탄소 원자수+질소 원자수+산소 원자수))를 산출한다.
검지 존의 표면의 산소 원자수비는, 검지 존의 표면을 표면 처리함으로써, 상기 범위 내로 조정할 수 있다. 표면 처리의 방법으로서는, 전혀 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 각종 플라즈마 처리, 코로나 처리, UV조사, UV/오존 처리에 의한 표면 수식 등 여러 가지의 수법을 이용할 수 있다.
표면 처리는 검지 존에만 행하는 것이 바람직하다. 검지 존에만 행함으로써, 유로 내의 비검지 존(검지 존 이외의 영역)에서는 검출 물질이 고착되지 않고, 검지 존에만 높은 효율로 검출 물질을 고착할 수 있다. 그 결과, 검지 존에서 검출 시그널을 인식하기 쉬워진다(S/N 비가 높아진다).
검지 존의 표면을 선택적으로 표면 처리하여, 검지 존의 표면을 개질시키는 방법으로서는, 검지 존 이외의 개소를 차폐 가능한 마스크(차폐물)로 피복하고, 노출시킨 검지 존에 대해, 표면 처리를 실시하는 방법을 들 수 있다. 도 10은, 검지 존의 표면을 선택적으로 표면 처리하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 공극부를 갖는 차폐물(14)을, 막 담체(3) 상에 배치하여, 검지 존(표면 처리부)을 노출시킨다. 막 담체(3) 중 차폐물(14)로 덮은 부분은 미처리부(비검지 존)(15)가 된다. 차폐물(14)로서는, 금속판이 바람직하다. 노출시킨 개소를 표면 처리함으로써, 검지 존의 표면의 산소 원자수비가 상기 범위 내인 막 담체(3)를 얻는다.
상기 실시형태에 있어서, 막 담체의 재료로서는, 표면의 산소 원자수비(산소 원자수/(탄소 원자수+질소 원자수+산소 원자수))가 0.01 미만인 수지를 이용하는 것이 바람직하고, 0.005 이하인 수지를 이용하는 것이 보다 바람직하다. 표면의 산소 원자수비가 0.01 미만인 수지는, 주성분의 구조식에 산소 원자를 포함하지 않는 수지이며, 폴리올레핀계 수지, 폴리스티렌계 수지, 불소계 수지 등의 탄소 원자를 포함하고 질소 원자 및 산소 원자를 포함하지 않는 수지이어도 된다. 이러한 수지로서, 구체적으로는, 폴리에틸렌(PE), 시클로올레핀 폴리머(COP), 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌(PS), 폴리불화비닐리덴(PVDF) 등을 들 수 있다. 표면의 산소 원자수비가 0.01 미만인 수지는, 폴리이미드 수지 등의 탄소 원자 및 질소 원자를 포함하고 산소 원자를 포함하지 않는 수지이어도 된다. 탄소 원자를 포함하고 질소 원자 및 산소 원자를 포함하지 않는 수지를 이용하는 경우, 검지 존의 산소 원자수비(산소 원자수/(탄소 원자수+질소 원자수+산소 원자수))는, 산소 원자수/(탄소 원자수+산소 원자수)의 값과 실질적으로 동일해진다.
표면의 산소 원자수비가 0.005 이하인 경우, 막 담체를 제작하고, 제작한 막 담체를 이용하여 검사 키트를 제작하여, 액체 시료를 전개하였을 때의, 비검지 존에서의 표지 물질의 부착이 보다 억제된다. 비검지 존에서 표지 물질이 부착되면, 검지 존에서 동일 강도의 시그널이 발생해도 인식하기 어려워진다(S/N 비가 낮아진다).
표면의 산소 원자수비가 0.005 이하인 경우, 막 담체를 제작하고, 제작한 막 담체를 이용하여 검사 키트를 제작하여, 액체 시료를 전개하였을 때의, 비검지 존에서의 표지 물질의 부착이 보다 억제된다. 비검지 존에서 표지 물질이 부착되면, 검지 존에서 동일 강도의 시그널이 발생해도 인식하기 어려워진다(S/N 비가 낮아진다).
본 실시형태에 관한 검사 키트(18)에서는, 막 담체(3)가 갖는 검지 존(3y)이, 피검출 물질을 검출하였을 때에 색 변화를 나타낸다. 색 변화는, 광학적 수법으로 확인 가능한 색 변화이어도 된다.
상기 광학적 수법으로서는, 주로 육안에 의한 판정과 형광·발광 강도를 측정하는 수법 2가지를 들 수 있다. 육안에 의해 판정하는 경우에는, 검지 전과 검지 후의 색을 CIE1976L*a*b* 색공간의 표색계로 측정하였을 때의, 2개의 색자극 간의 색차(JIS Z8781-4: 2013에 기재된 ΔE)가 0.5 이상이 되는 색 변화가 발생하는 것이 바람직하다. 이 색차가 0.5 이상이면, 색의 차이를 육안으로 확인하는 것이 용이해진다. 형광·발광 강도를 측정하여 판정하는 경우에는, 검지 존(3y)에서의 형광·발광 강도(Fl1)와, 검지 존(3y)에 인접하는 상류역 및 하류역에서의 형광·발광 강도(Fl2)의 비(Fl1/Fl2)=10/1 이상이 되는 색 변화가 발생하는 것이 바람직하다. 이 비가 10/1 이상이면, 시그널과 노이즈의 분리가 용이해진다.
본 실시형태의 검사 키트(18)에 검지 존(3y)을 제작하기 위해서는, 일 실시형태에 있어서, 유로(2)의 적어도 일부에, 검출 물질이 고정화되어 있다. 즉, 검지 존(3y)에는, 피검출 물질을 검출하는 검출 물질이 고정되어 있다. 검지 존(3y)에서의 색 변화는, 피검출 물질이 검출 물질에 의해(검출 물질과 반응하여) 검지 존(3y)에 보유됨으로써 발생한다.
바꾸어 말하면, 검사 키트(18)의 제조 방법은, 검지 존(3y)에, 피검출 물질을 검지 존(3y)에 보유함으로써 색 변화를 발생시키는 검출 물질을 고정하는 공정을 구비하고 있다. 검지 존(3y)에 검출 물질(시약)을 보다 효율적으로 고정화할 수 있는 점에서, 막 담체(3)에서의 검지 존(3y)을 마련하는 개소에 미리 표면 처리를 실시해도 된다. 표면 처리의 방법으로서는, 상기 예시한 방법을 이용할 수 있다.
본 실시형태에 있어서, 상기 검출 물질(시약)로서는, 예를 들어, 항체를 들 수 있다. 항체는, 피검출 물질과 항원 항체 반응하는 항체로서, 폴리클로날 항체이어도 되고 모노클로날 항체이어도 된다.
검지 존(3y)에서의 색 변화는, 액체 시료 중의 피검출 물질과 특이적으로 반응하는 항체 또는 그 항원 결합성 단편을 갖는 표지체에 의해 발생하는 것이어도 된다. 색 변화는, 예를 들어, 표지체가, 검출 물질에 의해(검출 물질과 반응(결합)하여) 검지 존(3y)에 보유되어 색을 표출함으로써 발생한다.
표지체는, 예를 들어, 형광 표지된 항체, 화학 발광 표지된 항체, 효소 표지된 항체 등의 표지 항체이어도 되고, 콜로이드 입자, 라텍스 입자 등의 입자에 상기 항체 또는 그 항원 결합성 단편이 결합된 것이어도 된다. 항원 결합성 단편이란, 피검출 물질과 특이적으로 결합할 수 있는 단편을 말하고, 예를 들어, 항체의 항원 결합성 단편을 말한다. 표지체는, 항체 또는 그 항원 결합성 단편을 통해 피검출 물질에 결합할 수 있다. 입자는, 자성 또는 형광 발광성을 가져도 된다. 콜로이드 입자로서는, 금 콜로이드 입자, 백금 콜로이드 입자의 금속 콜로이드 입자 등을 들 수 있다. 입자는, 입경 제어, 분산 안정성 및 결합 용이성 면에서, 바람직하게는 라텍스 입자이다. 라텍스 입자의 재료로서는 특별히 한정되지 않지만, 폴리스티렌이 바람직하다.
입자는, 시인성 면에서, 바람직하게는 착색 입자 또는 형광 입자이며, 보다 바람직하게는 착색 입자이다. 착색 입자는, 육안으로 색이 검출 가능한 것이면 된다. 형광 입자는, 형광 물질을 함유하면 된다. 입자는, 착색 라텍스 입자 또는 형광 라텍스 입자이어도 된다. 입자가 착색 라텍스 입자인 경우, 상술한 색 변화가, 육안에 의해 적합하게 판정된다. 또한, 입자가 형광 라텍스 입자인 경우, 상술한 색 변화가, 형광 강도의 측정에 의해 적합하게 판정된다.
상술한 바와 같은 표지체가, 적하되는 액체 시료 중의 피검출 물질과 반응할 수 있도록, 검사 키트(18)의 적어도 일부에 설치되어 있다. 표지체는, 예를 들어, 검사 키트(18) 중의 부재에 설치되어 있어도 되고, 막 담체(3)의 유로(2)의 적어도 일부(검지 존(3y)보다 상류측)에 설치되어 있어도 된다. 그리고, 피검출 물질과 반응(결합)한 표지체는, 검출 물질에 의해(검출 물질이 피검출 물질과 반응(결합)함으로써) 검지 존(3y)에 보유된다. 이에 의해, 검지 존(3y)에서의 색 변화(표지체에 의한 색 표출)가 발생한다.
본 실시형태의 일 측면에 관한 액체 시료의 검사 방법은, 검사 키트(18)를 이용하는 검사 방법이다.
검사 키트(18)를 이용하는, 액체 시료의 검사 방법은, 액체 시료와, 액체 시료 중의 피검출 물질과 특이적으로 결합하는 표지체를 혼합하여 혼합 액체 시료(혼합 완료된 액체 시료)를 조제하고, 피검출 물질과 표지체를 서로 결합시키는 공정과, 혼합 액체 시료를 막 담체(3)에 설치된 적하 존(3x)에 적하하는 공정과, 요철 구조 A(7)에 의해, 혼합 액체 시료를 적하 존(3x)으로부터 검지 존(3y)으로 수송하는 공정과, 검지 존(3y)에서의 색 변화(표지체의 색 표출)를 검지하는 공정을 구비해도 된다.
또한, 예를 들어, 상기 검사 방법은, 액체 시료를, 막 담체(3)의 표면 중 적하 존(3x)에 적하하는 공정과, 막 담체(3)의 표면에 형성되어 있는 요철 구조 A(7)(복수의 돌기부(8))가 나타내는 모세관 작용에 의해, 요철 구조 A(7)를 통해, 액체 시료를 적하 존(3x)으로부터 검지 존(3y)으로 수송하는 공정과, 수송 과정에 있어서, 액체 시료 중의 피검출 물질을, 상기 항체 또는 그 항원 결합성 단편을 통해 표지체와 결합시키고, 나아가 피검출 물질을, 검지 존(3y)에 고정된 시약과 결합시켜, 검지 존(3y)에서의 색 변화를 검지하는(색 변화의 유무를 광학적으로 판정하는) 공정을 구비해도 된다.
상기 검사 방법의 피검출 물질과 표지체를 서로 결합시키는 공정에서는, 액체 시료와 표지체를 혼합하는 방법은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어 표지체가 넣어진 용기에 액체 시료를 첨가하는 방법으로도 되고, 예를 들어 표지체를 포함한 액체와 액체 시료를 혼합해도 된다. 또한, 예를 들어 액체 시료가 넣어진 용기의 적하구에 필터를 끼우고, 그 필터 중에 표지체를 고정화하고 있어도 된다.
이상, 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태에 대해 서술하였지만, 이들은 본 발명의 예시이며, 상기 이외의 다양한 구성을 채용할 수도 있다.
실시예
이하, 본 실시형태를 실시예 및 비교예를 들어 본 실시형태를 구체적으로 설명하지만, 본 실시형태는 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
<막 담체의 준비>
폴리카보네이트 시트(테이진사 제품, 막두께 200μm)에 열 임프린트를 실시하여, 요철 구조 A(돌기부)의 바닥면의 지름(이하, 「돌기부의 지름」 또는 「지름」이라고 하기도 함) 30μm, 요철 구조 A(돌기부)의 높이(이하, 「높이」라고 하기도 함) 30μm의 원뿔형의 돌기부(8)가, 돌기부의 중심 사이의 평균 거리를 30μm로 하여 도 7과 같은 삼각 배열 형식으로 나열된 막 담체를 제작하였다. 즉, 도 7에서 세로 방향으로 이웃하는 돌기부(8)가 간극 없이 나열되고, 도 7에서 경사 방향으로 이웃하는 돌기부(8)가 간극 없이 나열되어 있다(도 3에 나타낸 거리(5)가 0으로 되어 있다).
여기서, 열 임프린트를 실시할 때에, 레이저 가공된 금형(몰드)을 이용함으로써, 요철 구조 A(돌기부)의 표면에 미세 요철 구조 B를 형성하고, 나아가 미세 요철 구조 B가 형성된 돌기부(8)의 제1 영역(RG1)에서의 외연의 오목부(R)의 수 및 제2 영역(RG2)에서의 외연의 오목부(R)의 수를 표 1에 나타내는 값으로 각각 조정하였다.
이용한 금형의 종류는, 이하와 같다.
구멍의 입구의 직경 30μm, 깊이 30μm의 원뿔형의 구멍이, 구멍의 중심 사이의 평균 거리를 30μm로 하여 삼각 배열 방식으로 나열된 니켈 금형에 레이저 가공 장치(토세이 일렉트로빔사 제품 극단 펄스 레이저 가공기 R-200, 레이저 파장: 1552nm, 정격 출력: 10W, 펄스: 펨토초)로부터 펄스광을 복수회 조사하여 금형을 얻었다.
도 8의 (a)에 도시된 바와 같이, 돌기부(8)의 선단에는, 매크로적으로 큰 오목부(예를 들어, 도 8의 (b)에 도시된 오목부(8r))는 형성되지 않았다. 돌기부(8)의 제1 영역(RG1)에서의 외연의 오목부(R)의 수 및 제2 영역(RG2)에서의 외연의 오목부(R)의 수는, 화상 해석 소프트웨어(ImageJ)가 인스톨된 컴퓨터를 화상 해석 장치로서 이용하여 측정하였다(도 8의 (a) 및 도 9 참조).
나아가, 화상 해석 소프트웨어(MathWorks사 제품 MATLAB(등록상표))가 인스톨된 컴퓨터를 화상 해석 장치로서 이용하여, 실시형태에서 설명한 방법에 따라, 돌기부(8)의 제1 영역(RG1)의 외연에 대해, Ra1 및 Rq1을 산출하고, 돌기부(8)의 제2 영역(RG2)의 외연에 대해, Ra2 및 Rq2를 산출하였다. Ra1 및 Rq1은, 제1 영역(RG1) 중의 평탄부(9)로부터 1μm의 높이부터, 이 높이로부터 25μm의 높이까지의 부분의 외연으로부터 산출하고, Rq2 및 Ra2는, 제2 영역(RG2) 중의 평탄부(9)로부터 1μm의 높이부터, 이 높이로부터 25μm의 높이까지의 부분의 외연으로부터 산출하였다.
도 11의 (a)는, 실시예 1에 관한 돌기부(8)의 확대도를 나타내는 전자 현미경 사진을 나타내는 도면이다.
<항체 담지량의 측정>
형광 표지한 항CRP(C반응성 단백) 항체를, 조정한 완충액(조성: 50mM 트리스 완충액 pH 7.5, 트레할로스 2(w/v)%)으로 희석함으로써, 농도 0.1mg/mL의 항CRP 항체 용액을 조제하여, 막 담체(3)에 1μL 도포하였다. 45℃, 1시간 건조한 후, Triton X-100(상품명) 2(v/v)% 수용액 중에서 초음파 세정하였다. 실온에서 건조한 후, 형광 현미경(키엔스사 제품 BZ-X710)을 이용하여, 잔존한 항체의 형광 강도를 평가하였다.
[실시예 2]
실시예 2는, 금형의 종류를 제외하고, 실시예 1과 마찬가지로 하였다.
이용한 금형의 종류는, 이하와 같다.
구멍의 입구의 직경 30μm, 깊이 30μm의 원뿔형의 구멍이, 구멍의 중심 사이의 평균 거리를 30μm로 하여 삼각 배열 방식으로 나열된 알루미늄 금형에 레이저 가공 장치(토세이 일렉트로빔사 제품 극단 펄스 레이저 가공기 R-200, 레이저 파장: 1552nm, 정격 출력: 10W, 펄스: 펨토초)로부터 펄스광을 복수회 조사하여 금형을 얻었다.
도 8의 (a)에 도시된 바와 같이, 돌기부(8)의 선단에는, 매크로적으로 큰 오목부(예를 들어, 도 8의 (b)에 도시된 오목부(8r))는 형성되지 않았다. 얻어진 결과를 표 1에 나타낸다. 각 파라미터는, 도 8의 (a)를 이용하여 설명한 방법에 의해 측정하였다.
도 11의 (b)는, 실시예 2에 관한 돌기부(8)의 확대도를 나타내는 전자 현미경 사진을 나타내는 도면이다.
[비교예]
비교예는, 금형의 종류를 제외하고, 실시예 1과 마찬가지로 하였다.
이용한 금형의 종류는, 이하와 같다.
구멍의 입구의 직경 30μm, 깊이 30μm의 원뿔형의 구멍이, 구멍의 중심 사이의 평균 거리를 30μm로 하여 삼각 배열 방식으로 나열된 니켈 금형을 절삭하여(실시예 1 및 2에서 이용한 레이저 가공 장치를 이용하지 않고) 금형을 얻었다.
도 8의 (b)에 도시된 바와 같이, 돌기부(8)의 선단에, 매크로적으로 큰 오목부(8r)가 형성되어 있었다. 얻어진 결과를 표 1에 나타낸다. 각 파라미터는, 도 8의 (b)을 이용하여 설명한 방법에 의해 측정하였다.
표 1의 결과로부터, 본 실시형태에 관한 검사 키트용 막 담체는, 제1 영역(RG1) 또는 제2 영역(RG2)에서의 오목부(R)의 수가 일정수 이상임으로써, 검출 물질인 항체 담지량을 증가시켜, 피검출 물질을 고감도로 검출할 수 있는 것이 나타났다.
이 출원은, 2019년 5월 15일에 출원된 일본특허출원 2019-092042호를 기초로 하는 우선권을 주장하고, 그 개시 전부를 여기에 도입한다.
2 유로
3 막 담체
3x 적하 존
3y 검지 존(검출부)
4, 4a, 4b, 4c, 4d 돌기부의 바닥면에서의 대표 길이(돌기부의 바닥면의 지름)
5 인접하는 돌기부 사이의 거리
6, 6a, 6b, 6c, 6d 돌기부의 높이
7, 7a, 7b, 7c, 7d 요철 구조 A
8, 8a, 8b, 8c, 8d 돌기부
8r 오목부
9 평탄부
10, 10a, 10b, 10c, 10d 돌기부의 바닥면
13y 검지 존
14 차폐부
15 미처리부
18 검사 키트
18a 케이싱
18b 제1 개구부
18c 제2 개구부
19 돌기부의 중심
20 돌기부의 중심을 통과하는 직선
20d 돌기부의 중심을 통과하는 직선의 길이
d 액체 시료가 흐르는 방향(수송 방향)
B 최하단
C 중심선
IL 가상 직선
P1 제1 위치
P2 제2 위치
R 기준선
RG1 제1 영역
RG2 제2 영역
U1 상단
U2 상단
3 막 담체
3x 적하 존
3y 검지 존(검출부)
4, 4a, 4b, 4c, 4d 돌기부의 바닥면에서의 대표 길이(돌기부의 바닥면의 지름)
5 인접하는 돌기부 사이의 거리
6, 6a, 6b, 6c, 6d 돌기부의 높이
7, 7a, 7b, 7c, 7d 요철 구조 A
8, 8a, 8b, 8c, 8d 돌기부
8r 오목부
9 평탄부
10, 10a, 10b, 10c, 10d 돌기부의 바닥면
13y 검지 존
14 차폐부
15 미처리부
18 검사 키트
18a 케이싱
18b 제1 개구부
18c 제2 개구부
19 돌기부의 중심
20 돌기부의 중심을 통과하는 직선
20d 돌기부의 중심을 통과하는 직선의 길이
d 액체 시료가 흐르는 방향(수송 방향)
B 최하단
C 중심선
IL 가상 직선
P1 제1 위치
P2 제2 위치
R 기준선
RG1 제1 영역
RG2 제2 영역
U1 상단
U2 상단
Claims (10)
- 돌기부가 형성된 제1면을 갖는 검지 존을 구비하고,
일 단면에 있어서, 상기 돌기부는,
상기 돌기부의 폭방향에서 상기 돌기부의 중심으로부터 상기 돌기부의 한쪽에 위치하는 제1 영역과,
상기 돌기부의 상기 폭방향에서 상기 돌기부의 상기 중심으로부터 상기 돌기부의 다른 쪽에 위치하는 제2 영역을 가지며,
상기 일 단면에 있어서, 상기 돌기부의 상기 제1 영역의 외연(外緣) 및 상기 제2 영역의 외연 중 적어도 한쪽은, 오목부를 갖는, 막 담체. - 청구항 1에 있어서,
상기 일 단면에 있어서, 상기 돌기부의 상기 제1 영역의 외연 및 상기 제2 영역의 외연 중 적어도 한쪽은, 상기 외연의 제1 위치에 접하며, 또한 상기 제1면에 수직인 방향에서 상기 제1 위치의 하방에 위치하는 상기 외연의 제2 위치를 통과하는 가상 직선에 대해, 상기 제1면에 평행한 방향으로 50nm 이상 500nm 이하 오목한 오목부를 복수개 갖는, 막 담체. - 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
이하의 공정을 포함하는 방법에 의해 산출되는 상기 돌기부의 상기 제1 영역에서의 상기 외연의 적어도 일부분의 산술 평균 거칠기(Ra1) 또는 이하의 공정을 포함하는 방법에 의해 산출되는 상기 돌기부의 상기 제2 영역에서의 상기 외연의 적어도 일부분의 산술 평균 거칠기(Ra2)가 0.020μm 이상 1.000μm 이하인, 막 담체.
(공정 1) 상기 외연의 상기 적어도 일부분의 프로파일을 추출하는 것
(공정 2) 상기 프로파일의 시점(始點) 및 종점이 상기 프로파일의 피팅 곡선과 겹치도록 상기 프로파일을 트렌드 제거(trend removing)하는 것
(공정 3) 트렌드 제거된 프로파일에 대해, JIS B0601: 2013에 규정되는 컷오프값 λs을 적용하지 않고, JIS B0601: 2013에 규정되는 컷오프값 λc에 대해 1μm를 적용하여, Ra1 또는 Ra2를 산출하는 것 - 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
이하의 공정을 포함하는 방법에 의해 산출되는 상기 돌기부의 상기 제1 영역에서의 상기 외연의 적어도 일부분의 제곱 평균 제곱근 거칠기(Rq1) 또는 이하의 공정을 포함하는 방법에 의해 산출되는 상기 돌기부의 상기 제2 영역에서의 상기 외연의 적어도 일부분의 제곱 평균 제곱근 거칠기(Rq2)가 0.030μm 이상 1.000μm 이하인, 막 담체.
(공정 1) 상기 외연의 상기 적어도 일부분의 프로파일을 추출하는 것
(공정 2) 상기 프로파일의 시점 및 종점이 상기 프로파일의 피팅 곡선과 겹치도록 상기 프로파일을 트렌드 제거하는 것
(공정 3) 트렌드 제거된 프로파일에 대해, JIS B0601: 2013에 규정되는 컷오프값 λs을 적용하지 않고, JIS B0601: 2013에 규정되는 컷오프값 λc에 대해 1μm를 적용하여, Rq1 또는 Rq2를 산출하는 것 - 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1면은, 규칙적으로, 또는, 병진(竝進) 대칭적으로 나열되어 있고, 상기 돌기부를 포함하는 복수의 돌기부를 갖는, 막 담체. - 청구항 5에 있어서,
이웃하는 돌기부의 사이에서의 상기 제1면의 표면 거칠기는, 상기 돌기부의 표면의 표면 거칠기보다 작은, 막 담체. - 청구항 5 또는 청구항 6에 있어서,
이웃하는 돌기부의 최근접 거리는, 0 이상 500μm 이하인, 막 담체. - 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
상기 돌기부는, 열가소성 수지를 포함하는, 막 담체. - 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
상기 돌기부에는, 계면활성제가 부착되어 있는, 막 담체. - 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 기재된 막 담체를 구비하는 검사 키트.
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