WO2012086599A1 - 検出用具および検出システム - Google Patents

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Abstract

　熟練した技能を要することなく、誰しもが目的の検出対象物を容易に検出可能な検出用具を提供する。　本発明の検出用具（１）は、検出部（１２）を有し、前記検出部（１２）に、試料中の検出対象物と特異的に反応して発色する検出試薬が配置され、前記検出部（１２）における前記検出試薬の位置情報が、前記検出対象物に関する情報であり、前記検出試薬の発色を光学的に読取可能であることを特徴とする。前記検出部（１２）にバーコードが形成され、前記バーコードの一部として前記検出試薬が配置されていることが好ましい。

Description

検出用具および検出システム
　本発明は、検出用具および検出システムに関する。
　最近、偽装表示事件および農薬の混入事件等の食品に関する事件が発生している。また、大腸菌Ｏ１５７株およびサルモネラ菌等の微生物による食中毒事件並びに病原性タンパク質によるクロイツフェルトヤコブ病等の食品を媒介とした感染症も発生している。また、高齢社会の到来を受け、国民の健康志向は、ますます高まりつつある。このような背景から、国民の食品に対する意識は高く、安全で、健康によい食品が求められている。食品の品質を保証するには、食品生産工程、食品流通工程および食品消費工程の各工程において、食品の品質を検査するシステムが必要である。一方、特定の物質を特異的に検出する手法としては、抗原抗体反応を利用する方法がある。例えば、特許文献１では、食品中の成分を、抗原抗体反応を用いて検査する方法が開示されている。
特開２００９－１３３７１２号公報
　食品の生産工程においては、食品衛生法の要請および食品会社等の自主的管理等により、衛生検査や異物混入検査が実施されている。しかしながら、これらの食品の品質検査を実施するには、熟練した技能を要する。このため、流通工程および消費工程において、食品の品質が検査されることは、稀である。すなわち、スーパー、デパート、コンビニおよびレストラン等において、熟練した技能を持たないアルバイトやパートの従業員が食品工場で実施されているのと同様の品質検査を行うことは、不可能である。これについては、食品生産工程における農薬等の化学物質の検査においても同様である。なお、このような検査実施の困難性解消の要請は、食品分野に限らず、医療および農業等の国民の健康に関する全ての分野においても必要である。
　そこで、本発明は、熟練した技能を要することなく、誰しもが目的の検出対象物を容易に検出可能な検出用具および検出システムを提供することを目的とする。
　本発明の検出用具は、
検出部を有し、
前記検出部に、試料中の検出対象物と特異的に反応して発色する検出試薬が配置され、
前記検出部における前記検出試薬の位置情報が、前記検出対象物に関する情報であり、
前記検出試薬の発色を光学的に読み取り可能である、
ことを特徴とする。
　本発明の検出システムは、
前記本発明の検出用具と、光学読取装置とを含み、前記検出用具の検出試薬の発色を前記光学読取装置で読み取り前記検出対象物を検出することを特徴とする。
　本発明によれば、検出試薬の発色の光学的読み取りという簡易な方法を用いているため、熟練した技能を要することなく、誰しもが目的の検出対象物を容易に検出可能である。
図１（Ａ）は、本発明の実施形態１の検出用具の構成の一例を示す平面図であり、図１（Ｂ）は、本発明の実施形態１の検出用具の構成のその他の例を示す平面図である。 図２（Ａ）および（Ｂ）は、前記実施形態１の検出用具の検出部における検出対象物の検出の一例について説明する平面図である。 図３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）および（Ｄ）は、前記実施形態１の検出用具の検出部における検出対象物の検出のその他の例を示す平面図である。 図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）および（Ｄ）は、前記実施形態１の検出用具の検出部における検出対象物の検出のさらにその他の例を示す平面図である。 図５（Ａ）および（Ｂ）は、本発明の実施形態１－１ａの検出用具を用いた検出対象物の検出方法を模式的に示す説明図である。 図６（Ａ）および（Ｂ）は、前記実施形態１－１ａの検出方法の具体例である。 図７（Ａ）および（Ｂ）は、本発明の実施形態１－１ｂの検出用具を用いた検出対象物の検出方法を模式的に示す説明図である。 図８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）および（Ｄ）は、前記実施形態１－１ｂの検出方法の具体例である。 図９は、本発明の実施形態１－２の検出用具における検出部に固定化された抗体について説明する模式図である。 図１０は、前記実施形態１－２の検出用具における抗原抗体反応の状態を説明する模式図である。 図１１は、本発明の実施形態２の検出システムの構成の一例を示す模式図である。 図１２は、本発明の実施形態３の検出システムの構成の一例を示す模式図である。 図１３（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）は、それぞれ、本発明の実施形態４～６の検出用具の構成を示す図である。
　本発明において、「発色」とは、着色を含む概念である。また、本発明において、「検出」は、定量分析、半定量分析、定性分析を含む概念である。
　本発明の実施形態について説明する。ただし、本発明は、下記の実施形態によって、制限および限定されない。
（実施形態１）
　図１（Ａ）に、本発明の検出用具の構成の一例を示す。図示のとおり、この検出用具１は、本体１１に検出部１２が形成された構成である。前記検出部１２には、試料中の検出対象物と特異的に反応して発色する検出試薬が配置される。前記検出部１２において、前記検出試薬の位置情報が、前記検出対象物に関する情報である。
　図１（Ａ）に示すように、本発明の検出用具において、前記検出部１２に、バーコードが形成され、前記バーコードの一部として前記検出試薬が配置されていることが好ましい。前記検出部（バーコード）１２は、例えば、位置情報以外の前記検出試薬に関する情報（前記検出試薬の種類に関する情報等）、前記検出用具が使用される検出現場に関する情報等、前記検出対象物に関する情報以外の情報を含んでもよい。このような態様であれば、前記検出試薬の種類に関する情報、前記検出現場に関する情報等を参照しながら、前記検出対象物の検出を行うことが可能である。前記バーコードは、図１（Ａ）に示すような一次元コードに限定されず、例えば、図１（Ｂ）に示すようなＱＲ　コード（登録商標）等の二次元コードであってもよい。
　図１（Ａ）に示す検出用具は、検出用具１１の本体に検出部（バーコード）１２を形成することで作製できる。前記検出部（バーコード）１２の形成方法は、特に制限されず、例えば、インクジェット記録装置、レーザープリンター等の印刷機を用いて印刷する等の方法を用いることができる。この場合には、例えば、前記検出部（バーコード）１２の一部を印刷する際に、インクまたはトナー等に前記検出試薬を含ませることで、前記検出部（バーコード）１２の一部として前記検出試薬を配置する。
　前記検出試薬としては、試料中の検出対象物と特異的に反応して発色するものであれば特に制限されず、例えば、後述の核酸素子、抗体、抗原等があげられる。
　図１（Ａ）に示す検出用具の使用方法は、例えば、つぎのとおりである。ただし、下記の使用方法は例示に過ぎず、本発明はこれに限定されない。
　まず、前記検出部（バーコード）１２に、試料を接触させる。このとき、前記試料中に検出対象物が存在すれば、前記検出試薬が前記検出対象物と特異的に反応して発色する。
　本発明において、前記試料は、特に制限されず、例えば、食品（飲料を含む）、医薬品、化学薬品、土壌、動物、植物、微生物、ウィルス、水（例えば、水道水、排水、河川の水、海水、雨水、雪等）、ゴミ、廃棄物等があげられる。
　本発明において、前記検出対象物は、特に制限されず、例えば、高分子化合物、低分子化合物、有機物、無機物等があげられる。前記高分子化合物または有機物としては、例えば、微生物、ウィルス、多糖類、タンパク質、核酸、樹脂等があげられる。前記低分子化合物としては、例えば、農薬、医薬品、化学薬品、オリゴ糖、単糖、脂質、オリゴペプチド、アミノ酸、ビタミン類、生理活性物質等があげられる。前記無機物としては、例えば、ミネラル類、鉱酸、金属等があげられる。
　図２を用いて、前記検出部における前記検出対象物の検出の一例について説明する。図２において、図１と同一部分には同一符号を付している。図２（Ａ）では、前記検出部１２にバーコードが形成され、前記バーコードの一部として検出試薬１ａが配置されている。前記検出部（バーコード）１２において、前記検出試薬１ａの位置情報が、前記検出対象物に関する情報である。前記検出試薬１ａは、前記検出部（バーコード）１２内のバー１ｂに隣接して配置されている。前記検出部（バーコード）１２に試料を接触させると、前記試料中に前記検出対象物が存在すれば、図２（Ｂ）に示すように、前記バー１ｂに隣接して配置された前記検出試薬１ａが、前記検出対象物と特異的に反応して発色する。例えば、前記検出対象物が大腸菌Ｏ１５７株である場合には、前記検出試薬１ａとして、大腸菌Ｏ１５７株と接触すると発色する検出試薬を用いる。このように、前記試料中に前記検出対象物が存在すれば、図２（Ｂ）に示すように、前記検出試薬１ａの発色により、前記バー１ｂが太くなる。一方、前記試料中に前記検出対象物が存在しなければ、前記バー１ｂは細いまま（図２（Ａ）に示した状態のまま）である。前記バー１ｂが太くなるか否かをバーコードリーダーで読み取り、検出する。
　図３を用いて、前記検出部における前記検出対象物の検出のその他の例について説明する。図３において、図１および図２と同一部分には同一符号を付している。図３（Ａ）では、前記検出部１２にバーコードが形成され、前記バーコードの一部として３つの検出試薬１ａ、２ａおよび３ａがそれぞれ配置されている。例えば、前記検出試薬１ａとして、大腸菌Ｏ１５７株の検出試薬が、前記検出試薬２ａとして、サルモネラ菌の検出試薬が、前記検出試薬３ａとして、ブドウ球菌の検出試薬が、それぞれ、配置されている。前記検出部（バーコード）１２において、３つの前記検出試薬１ａ、２ａおよび３ａの位置情報が、それぞれ、３つの前記検出対象物（大腸菌Ｏ１５７株、サルモネラ菌およびブドウ球菌）に関する情報である。前記検出試薬１ａ、２ａおよび３ａは、それぞれ、前記検出部（バーコード）１２内のバー１ｂ、２ｂおよび３ｂに隣接して配置されている。前記検出部（バーコード）１２に試料を接触させると、前記試料中に大腸菌Ｏ１５７株、サルモネラ菌およびブドウ球菌がすべて存在すれば、図３（Ｂ）に示すように、３つの前記検出試薬１ａ、２ａおよび３ａが、それぞれ、３つの前記検出対象物（大腸菌Ｏ１５７株、サルモネラ菌およびブドウ球菌）と特異的に反応して発色する。前記試料中に大腸菌Ｏ１５７株およびサルモネラ菌の２つが存在すれば、図３（Ｃ）に示すように、２つの前記検出試薬１ａおよび２ａが、それぞれ、２つの前記検出対象物（大腸菌Ｏ１５７株およびサルモネラ菌）と特異的に反応して発色する。前記試料中に大腸菌Ｏ１５７株のみが存在すれば、図３（Ｄ）に示すように、前記検出試薬１ａが、前記検出対象物（大腸菌Ｏ１５７株）と特異的に反応して発色する。このように、前記試料中に３つの前記検出対象物（大腸菌Ｏ１５７株、サルモネラ菌およびブドウ球菌）のいずれかが存在すれば、図３（Ｂ）～（Ｄ）に示すように、それに対応した前記バー１ｂ、２ｂおよび３ｂのいずれかが太くなる。一方、前記試料中に３つの前記検出対象物（大腸菌Ｏ１５７株、サルモネラ菌およびブドウ球菌）のいずれも存在しなければ、前記バー１ｂ、２ｂおよび３ｂは細いまま（図３（Ａ）に示した状態のまま）である。そして、前記バー１ｂ、２ｂおよび３ｂが太くなるか否かをバーコードリーダーで読み取り、検出する。図３では、前記検出試薬の数を３つとしたが、前記検出試薬の数は、必要に応じて増減できる。このような構成とすることで、複数の検出対象物の検出を同時に行うことが可能となる。
　図１（Ａ）に示す本発明の検出用具において、前記検出部１２に形成されたバーコードとは別に、前記バーコード上の一部または全体に前記検出試薬が配置されており、前記検出試薬の発色により前記バーコードの一部または全部が判別不能となってもよい。図４を用いて、本態様について説明する。図４において、図１～３と同一部分には、同一符号を付している。図４（Ａ）では、前記検出部１２にバーコードが形成され、前記バーコードとは別に、前記バーコード上の一部に１１個の検出試薬１ａがそれぞれ配置されている。前記検出部１２において、１１個の前記検出試薬１ａの位置情報が、前記検出対象物に関する情報である。前記検出部１２に試料を接触させると、前記試料中に前記検出対象物が存在すれば、図４（Ｂ）に示すように、前記検出試薬１ａが、前記検出対象物と特異的に反応して発色する。例えば、前記検出対象物が大腸菌Ｏ１５７株である場合には、前記検出試薬１ａとして、大腸菌Ｏ１５７株と接触すると発色する検出試薬を用いる。前記検出試薬１ａの発色により前記バーコードの一部が判別不能となったことをバーコードリーダーで確認し、検出する。図４（Ｃ）では、前記検出部１２にバーコードが形成され、前記バーコードとは別に、前記バーコード上の全体に検出試薬１ａが配置されている。前記検出部１２において、前記検出試薬１ａの位置情報が、前記検出対象物に関する情報である。前記検出部１２に試料を接触させると、前記試料中に前記検出対象物が存在すれば、図４（Ｄ）に示すように、前記検出試薬１ａが、前記検出対象物と特異的に反応して発色する。例えば、前記検出対象物が大腸菌Ｏ１５７株である場合には、前記検出試薬１ａとして、大腸菌Ｏ１５７株と接触すると発色する検出試薬を用いる。前記検出試薬１ａの発色により前記バーコードの全部が判別不能となったことをバーコードリーダーで確認し、検出する。
（実施形態１－１）
　本実施形態は、前記検出試薬が、核酸素子を含む検出用具の一例である。本実施形態の検出用具は、
前記検出試薬が、核酸素子を含み、
前記核酸素子は、第１の核酸部と、第２の核酸部を含み、
前記第１の核酸部は、前記検出対象物と結合可能な結合部であり、
前記第２の核酸部は、前記第１の核酸部と前記検出対象物との結合および非結合を区別可能な標識部であり、
前記標識部は、前記結合および非結合の区別によって前記検出試薬を発色可能または非発色可能とすることを特徴とする。
＜核酸＞
　本実施形態において、核酸の種類は、特に制限されず、例えば、一本鎖ＲＮＡおよび一本鎖ＤＮＡ等の一本鎖核酸、ならびに、二本鎖ＲＮＡおよび二本鎖ＤＮＡ等の二本鎖核酸があげられる。本実施形態において、核酸は、いずれか一種類を用いてもよいし、二種類以上を用いてもよい。前記核酸は、例えば、自己アニーリングによる二次構造を有してもよく、前記二次構造としては、例えば、ステムループ構造があげられる。
　前記核酸は、例えば、天然由来の核酸配列であってもよいし、合成した核酸配列であってもよい。合成方法は、何ら制限されず、例えば、ＤＮＡ合成機やＲＮＡ合成機により、ｄＮＴＰ等を材料として、末端塩基から化学合成する方法等があげられる。前記核酸としては、例えば、前述のように、ＤＮＡやＲＮＡ等があげられ、また、例えば、ＰＮＡ等のペプチド核酸を含んでもよい。前記核酸は、例えば、Ａ、Ｃ、Ｇ、ＴおよびＵ等の天然核酸（非人工核酸）を含んでもよいし、２’－フルオロウラシル、２’－アミノウラシル、２’－Ｏ－メチルウラシル、２－チオウラシル等の人工核酸を含んでもよい。
　本実施形態の検出用具において、前記核酸素子は、前記第１の核酸部と前記第２の核酸部とが連結した一本鎖核酸であることが好ましい。このように、一本鎖核酸であれば、前記第１の核酸部への検出対象物の結合により二次構造の変化が起こり、この変化が、前記第２の核酸部の二次構造の変化を起こしやすい。なお、本発明は、これに限定されず、例えば、リンカー等で前記第１の核酸部と前記第２の核酸部とが連結してもよい。
　前記核酸としては、例えば、アプタマーが好ましい。前記アプタマーとは、一般的に、特定の標的物質に特異的に結合可能な核酸分子を意味する。
　前記アプタマーは、前述のように、例えば、ＤＮＡでもＲＮＡでもよく、一本鎖ＲＮＡおよび一本鎖ＤＮＡ等の一本鎖核酸、二本鎖ＲＮＡおよび二本鎖ＤＮＡ等の二本鎖核酸でもよい。前記アプタマーは、例えば、天然由来の核酸配列であってもよいし、合成した核酸配列であってもよく、ＰＮＡ等のペプチド核酸を含んでもよく、前記天然核酸（非人工核酸）を含んでもよいし、前記人工核酸を含んでもよい。
　前記アプタマーの製造方法は、特に制限されず、例えば、前述の公知の合成方法によって製造できる。また、前述のように、本実施形態において、例えば、標的物質に結合可能なアプタマーを動物に導入する場合、前記アプタマーの製造には、例えば、公知のＳＥＬＥＸ（Ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃ　Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｌｉｇａｎｄｓ　ｂｙ　Ｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌ　Ｅｎｒｉｃｈｍｅｎｔ）法等が採用できる。
　ＳＥＬＥＸ法によるアプタマーの調製は、特に制限されないが、例えば、以下のようにして行うことができる。まず、複数の核酸を含む核酸プールを準備し、前記核酸ライブラリーと標的物質とを結合（会合）させ、前記核酸プールと前記標的物質との複合体を形成する。そして、前記複合体から、前記複合体の形成に関与した核酸プールのみを回収することにより、前記二次試薬に特異的に結合可能な核酸アプタマーを調製できる。以下に、一例として、ＳＥＬＥＸ法を用いて、標的物質に特異的に結合可能な核酸アプタマーを調製する方法をあげるが、本発明は、これらには何ら制限されない。
　前記核酸プールとは、例えば、ランダム領域を有する核酸のライブラリー（混合物）である。前記ライブラリーにおける前記核酸は、例えば、ＲＮＡやＤＮＡ等のポリヌクレオチドがあげられる。前記ランダム領域とは、例えば、Ａ、Ｇ、Ｃ、および、ＵまたはＴの塩基をランダムに連結した領域であり、その長さは、例えば、２０～１２０ｍｅｒである。前記核酸プールは、例えば、４２０～４１２０（約１０１２～１０７２）種類の核酸を含むことが好ましく、より好ましくは、４３０～４６０（約１０１８～１０３６）種類である。
　前記核酸プールに含まれる前記ポリヌクレオチドは、例えば、前記ランダム領域を有していればよく、その他の構造は、特に制限されない。前記ポリヌクレオチドは、前記ランダム領域に加えて、例えば、前記ランダム領域の５’末端および３’末端の少なくとも一方に、後述する核酸増幅で利用するプライマー領域、ポリメラーゼが認識するポリメラーゼ認識領域等を有することが好ましい。前記ポリメラーゼ認識領域は、例えば、アプタマー調製における後述の核酸増幅で使用するポリメラーゼの種類に応じて適宜決定できる。前記核酸プールがＲＮＡプールの場合、前記ポリメラーゼの認識領域は、例えば、ＤＮＡ依存性ＲＮＡポリメラーゼの認識領域（以下、「ＲＮＡポリメラーゼ認識領域」ともいう）が好ましく、具体例としては、Ｔ７ＲＮＡポリメラーゼの認識領域であるＴ７プロモーター等があげられる。前記ＲＮＡプールの具体例としては、例えば、５’末端側から、前記ＲＮＡポリメラーゼ認識領域と前記プライマー領域（以下、「５’末端側プライマー領域」ともいう）とを、この順序で連結し、前記５’末端側プライマー領域の３’末端側に、前記ランダム領域を連結し、さらに、前記ランダム領域の３’末端側にプライマー領域（以下、「３’末端側プライマー領域」ともいう）を連結した構造があげられる。前記ＲＮＡにおける前記５’末端側プライマー領域とは、例えば、前記ＲＮＡを鋳型として合成したＤＮＡアンチセンス鎖の３’末端に対して相補的な配列、つまり、前記アンチセンス鎖の３’末端に結合可能なプライマーと同様の配列であることが好ましい。また、前記ＲＮＡプールは、例えば、さらに、標的物質である二次試薬への結合を補助する領域を有してもよい。また、前記核酸プールに含まれるポリヌクレオチドは、それぞれ、異なるランダム領域を有してもよいし、一部の配列が共通するランダム領域を有してもよい。前記ポリヌクレオチドにおいて、前記各領域は、例えば、直接隣接してもよいし、介在配列を介して間接的に隣接してもよい。
　前記核酸プールの調製方法は、特に制限されず、公知の方法が採用できる。前記核酸プールがＲＮＡプールの場合、例えば、ＤＮＡを含む初期プールを使用し、前記ＤＮＡを鋳型として調製できる。以下、核酸プールのＲＮＡの鋳型となるＤＮＡ鎖をアンチセンス鎖、前記ＲＮＡのＵをＴに置換した配列を有するＤＮＡ鎖をセンス鎖ともいう。前記ＤＮＡを含む初期プールとしては、例えば、前記ＲＮＡプールにおける前記ランダム領域の相補鎖のＵをＴに置換したＤＮＡ（アンチセンス鎖）、および、前記ランダム領域のＵをＴに置換した配列を有するＤＮＡ（センス鎖）のいずれか一方を含むことが好ましい。この初期プールのＤＮＡを鋳型として、ＤＮＡ依存性ＤＮＡポリメラーゼを用いて核酸増幅を行った後、得られたＤＮＡ増幅産物を鋳型として、ＤＮＡ依存性ＲＮＡポリメラーゼを用いて転写反応を行うことにより、ＲＮＡの核酸プールを調製できる。
　また、前記ランダム領域のＵをＴに置換したＤＮＡを含む初期プールを準備し、これを鋳型として、前記ＲＮＡポリメラーゼ認識領域と、前記５’末端側プライマー領域に相補的な配列とを含むプライマーをアニーリングさせ、核酸増幅を行うことにより、ＲＮＡの核酸プールを調製することもできる。
　そして、前記核酸プールと標的物質とを反応させ、前記核酸と前記標的物質との複合体を形成する。前記アプタマーの調製において、前記核酸プールと反応させる前記標的物質は、例えば、前記標的物質そのものであってもよいし、前記標的物質の分解物であってもよい。前記核酸プールと前記標的物質との結合形式は、特に制限されず、例えば、水素結合等の分子間力等があげられる。前記核酸プールと前記標的物質との結合処理は、例えば、前記両者を溶媒中で一定時間インキュベートする方法があげられる。前記溶媒としては、特に制限されないが、前記両者の結合等が保持されるものが好ましく、例えば、各種緩衝液があげられる。
　続いて、前記核酸プールと標的物質との複合体を回収する。なお、前記複合体形成のために前記両者を反応させた反応液には、前記複合体の他に、例えば、前記複合体形成に関与しない核酸プール（以下、「未反応核酸プール」という）が含まれる。このため、例えば、前記反応液から、前記複合体と、前記未反応核酸プールとを、分離することが好ましい。前記分離方法としては、特に制限されないが、例えば、前記標的物質と前記核酸プールとの吸着性の違いや、前記複合体と前記核酸プールとの分子量の違いを利用する方法等があげられる。
　前者の吸着性の違いを利用する方法としては、例えば、以下の方法が例示できる。すなわち、まず、前記標的物質に吸着性を有する担体と、前記複合体を含む前記反応液とを接触させる。この際、前記未反応核酸プールは、前記担体に吸着せず、他方、前記標的物質と前記核酸プールとの複合体は、前記担体に吸着する。これによって、前記未反応核酸プールと前記複合体とを分離することができる。そして、前記未反応核酸プールを除去後、前記担体に吸着した前記複合体を回収すればよい。また、前記担体から前記複合体を回収する前に、例えば、前記未反応核酸プールを十分に除去するため、前記担体を洗浄することが好ましい。前記標的物質に吸着性を有する担体としては、特に制限されず、例えば、標的物質の種類に応じて適宜選択できる。前記標的物質が、例えば、抗体等のタンパク質の場合、前記吸着性を有する担体としては、例えば、ニトロセルロース膜等があげられる。
　後者の分子量の違いを利用する方法としては、例えば、担体を使用する方法が例示できる。前記担体としては、例えば、前記核酸プールが通過し且つ前記複合体が通過できないようなサイズのポアを有する担体があげられる。このような担体を利用して、前記複合体と、前記未反応核酸プールとを分離できる。前記分離は、例えば、アガロースゲルやポリアクリルアミドゲルを用いた電気的な分離であってもよい。
　この他にも、例えば、前記複合体の形成時において、担体に固定化した標的物質を使用する方法もあげられる。すなわち、前記標的物質を予め担体に固定化し、前記担体と前記核酸プールとを接触させ、前記固定化標的物質と核酸プールとの複合体を形成させる。そして、前記固定化標的物質に結合していない未反応の核酸プールを除去した後、前記担体から、前記標的物質と前記核酸プールとの複合体を解離させればよい。前記標的物質の担体への固定化方法は、何ら制限されず、公知の方法が採用できる。具体例としては、例えば、前記標的物質に標識を結合しておき、前記標識との結合基を有する担体に、前記標識を結合した標的物質を接触させる方法があげられる。前記標識としては、例えば、Ｈｉｓ－ｔａｇ等があげられ、前記結合基としては、例えば、ニッケルイオン（Ｎｉ２＋）、コバルトイオン（Ｃｏ２＋）等の金属イオンがあげられる。前記担体の具体例としては、例えば、前記金属イオンをベースとするＮｉ－アガロース、Ｎｉ－セファロース等があげられる。
　つぎに、回収した前記複合体から、前記複合体形成に関与した核酸プールを回収する。前記複合体形成に関与した核酸プールは、例えば、前記複合体について、前記標的物質と核酸プールとの結合を解除することによって回収できる。
　続いて、回収した前記複合体形成に関与した核酸プールについて、核酸増幅を行う。前記核酸増幅の方法は、特に制限されず、例えば、核酸プールの種類に応じて、公知の方法により行うことができる。前記核酸プールがＲＮＡプールの場合、例えば、ＲＮＡ依存性ＤＮＡポリメラーゼを用いた逆転写反応によりｃＤＮＡを調製し、前記ｃＤＮＡを鋳型としてＰＣＲ等によりＤＮＡの核酸増幅を行い、得られた増幅産物を鋳型として、さらに、ＤＮＡ依存性ＲＮＡポリメラーゼを用いてＲＮＡの転写を行うことができる。これによって、前述の前記複合体形成に関与したＲＮＡプールの増幅を行うことができる。
　前記ＲＮＡプールが、例えば、前述のように、前記ＲＮＡポリメラーゼ認識領域、前記５’末端側プライマー領域、前記ランダム領域および前記３’末端側プライマー領域を有する場合、これらの領域を利用する増幅方法があげられる。前記ＲＮＡを鋳型として前記ｃＤＮＡを調製するための逆転写反応では、例えば、プライマーとして、前記ＲＮＡプールの３’末端側プライマー領域に相補的な配列を含むポリヌクレオチドを使用することが好ましい。また、前記ｃＤＮＡを鋳型とするＤＮＡの増幅には、例えば、プライマーとして、前記５’末端側プライマー領域を含むポリヌクレオチドと、前記３’末端側プライマー領域の相補鎖を含むポリヌクレオチドとを使用することが好ましい。前者のポリヌクレオチドは、例えば、さらに、５’末端側に前記ＲＮＡポリメラーゼ認識領域を有し、その３’側に、前記５’末端側プライマー領域を有することが好ましい。得られたＤＮＡの増幅産物を鋳型とするＲＮＡの増幅には、前記ＤＮＡ増幅産物を鋳型として、前記ＤＮＡに含まれる５’末端側プライマー領域および３’末端側プライマー領域を利用して、ＤＮＡ依存性ＤＮＡポリメラーゼを用いて、ＰＣＲ等の核酸増幅を行う。この際、プライマーとしては、例えば、前記５’末端側プライマー領域を含むポリヌクレオチドと、前記３’末端側プライマー領域の相補鎖を含むポリヌクレオチドとを使用することが好ましい。前者のポリヌクレオチドは、例えば、さらに、５’末端側に前記ＲＮＡポリメラーゼ認識領域を有し、その３’側に、前記５’末端側プライマー領域を有することが好ましい。そして、得られた増幅産物を鋳型として、前記増幅産物に含まれるＲＮＡポリメラーゼ認識領域を利用して、ＤＮＡ依存性ＲＮＡポリメラーゼを用いて、ｉｎ　ｖｉｔｒｏでの転写反応を行うことによって、前記複合体形成に関与するＲＮＡプールの核酸増幅を行うことができる。増幅産物のうち、例えば、アンチセンス鎖のＤＮＡは、その３’末端側に、ＲＮＡポリメラーゼ認識領域を有するため、この領域に前記ＤＮＡ依存ＲＮＡポリメラーゼが結合し、前記アンチセンス鎖を鋳型として、前記ＲＮＡを合成できる。前記逆転写反応に使用するＲＮＡ依存性ＤＮＡポリメラーゼとしては、特に制限されないが、例えば、トリ骨髄芽球症ウィルス由来リバーストランスクリプターゼ（ＡＭＶ　Ｒｅｖｅｒｓｅ　Ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔａｓｅ）等が使用できる。
　なお、前記核酸増幅の方法は、特に制限されず、例えば、ＰＣＲ法や、各種等温増幅法等が採用できる。また、その条件も、特に制限されない。
　このように、標的物質と複合体を形成した核酸プールを回収し、さらに、前述と同様にして、標的物質を用いた複合体の形成、複合体の回収、前記複合体形成に関与した核酸プールの分離、前記分離した核酸プールの増幅等を繰り返し行うことで、最終的に、標的物質に結合性を有する核酸アプタマーを得ることができる。
＜核酸素子の形態＞
　本実施形態における核酸素子は、例えば、下記の二つの形態（１）および（２）があげられる。
（１）前記第１の核酸部に検出対象物が結合していない場合、前記第２の核酸部が、標識物と結合可能であり、
前記第１の核酸部に検出対象物が結合した場合、前記第２の核酸部が、前記標識物と結合不能である、核酸素子。
（２）前記第２の核酸部が酵素反応を生起可能であり、
前記第１の核酸部に検出対象物が結合していない場合、前記第２の核酸部の酵素反応が阻害され、
前記第１の核酸部に検出対象物が結合した場合、前記酵素反応の阻害が、解除される、
核酸素子。
　前記（１）の形態において、前記「標識物」は、本実施形態の核酸素子の任意の構成要素である。
　前記（１）の形態において、前記第１の核酸部へ前記検出対象物が結合することにより、前記第２の核酸部の二次構造が変化し、前記二次構造の変化により、前記第２の核酸部に結合していた前記標識物が、前記第２の核酸部から離れる、という態様であってもよい。この場合、前記標識物が、酵素であり、前記第２の核酸部に前記酵素が結合している場合、前記酵素の酵素反応が阻害され、前記第２の核酸部から前記酵素が離れた場合、前記酵素反応の阻害が解除される、という態様であってもよい。
（実施形態１－１ａ）
　本実施形態は、前記検出試薬が、前記（１）の形態の核酸素子を含む検出用具の一例である。図５に、本実施形態の核酸素子の構成を模式的に示す。図５に示すように、本核酸素子３６は、第１の核酸部（結合部）３２および第２の核酸部（標識部）３３とから構成され、第１の核酸部３２および第２の核酸部３３は連結されて一体化している。また、図５（Ａ）に示すように、検出対象物３１が、第１の核酸部３２に結合していない場合は、標識物（例えば、酵素）３４が第２の核酸部３３に結合している。そして、図５（Ｂ）に示すように、試料中に検出対象物３１が存在し、第１の核酸部３２に検出対象物３１が結合すると、第２の核酸部３３の構造変化等により、標識物３４が第２の核酸部３３から離れる。この場合、標識物３４が酵素であって、第２の核酸部３３との結合により酵素反応が阻害されていたのが、第２の核酸部３３から離れることによって阻害が解除される。この時、基質があれば、酵素反応が生起するので、この酵素反応を検出することにより、検出対象物の検出が可能となる。
　前記第１の核酸部および第２の核酸部において、核酸の長さは、それぞれ特に制限されない。前記第１の核酸部および第２の核酸部におけるそれぞれの長さの下限は、特に制限されないが、例えば、７塩基である。前記第１の核酸部における核酸の長さの上限は、特に制限されないが、例えば、１２０塩基であり、好ましくは８０塩基であり、より好ましくは３５塩基であり、さらに好ましくは２０塩基であり、短いほうが好ましい。前記第１の核酸部の長さの範囲は、例えば、７～１２０塩基であり、好ましくは７～８０塩基であり、より好ましくは７～３５塩基であり、さらに好ましくは７～２０塩基である。また、前記第２の核酸部における核酸の長さの上限は、特に制限されないが、例えば、１２０塩基であり、好ましくは８０塩基であり、より好ましくは６０塩基であり、さらに好ましくは４０塩基であり、特に好ましくは３５塩基であり、短いほうが好ましい。前記第２の核酸部の長さの範囲は、例えば、７～１２０塩基であり、好ましくは７～８０塩基であり、より好ましくは７～６０塩基であり、さらに好ましくは７～４０塩基であり、特に好ましくは７～３５塩基である。また、核酸素子の全体における核酸の長さは、特に制限されないが、長さの範囲は、例えば、１４～２４０塩基であり、好ましくは１４～２００塩基であり、より好ましくは１４～１６０塩基であり、さらに好ましくは１４～１４０塩基であり、特に好ましくは１４～７５塩基であり、さらに特に好ましくは１４～５５塩基である。前記第１の核酸部および第２の核酸部におけるそれぞれの長さは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。
　前記基質は、特に制限されないが、検出の容易性から、酵素反応により発色する発色基質が好ましい。この場合、前記酵素としては、例えば、酸化還元酵素およびフォスファターゼがあげられ、酸化還元酵素としては、例えば、ペルオキシダーゼがあげられ、フォスファターゼとしては、例えば、アルカリフォスファターゼがあげられる。前記発色基質としては、ペルオキシダーゼの場合、例えば、３，３’，５，５’－Ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌｂｅｎｚｉｄｉｎｅ（ＴＭＢ）、１，２－Ｐｈｅｎｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｅ（ＯＰＤ）、２，２’－Ａｚｉｎｏｂｉｓ（３－ｅｔｈｙｌｂｅｎｚｏｔｈｉａｚｏｌｉｎｅ－６－ｓｕｌｆｏｎｉｃ　Ａｃｉｄ　Ａｍｍｏｎｉｕｍ　Ｓａｌｔ）（ＡＢＴＳ）、３，３’－Ｄｉａｍｉｎｏｂｅｎｚｉｄｉｎｅ（ＤＡＢ）、３，３’－Ｄｉａｍｉｎｏｂｅｎｚｉｄｉｎｅ　Ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｄｅ　Ｈｙｄｒａｔｅ（ＤＡＢ４ＨＣｌ）、３－Ａｍｉｎｏ－９－ｅｔｈｙｌｃａｒｂａｚｏｌｅ（ＡＥＣ）、４－Ｃｈｌｏｒｏ－１－ｎａｐｈｔｈｏｌ（４Ｃ１Ｎ）、２，４，６－Ｔｒｉｂｒｏｍｏ－３－ｈｙｄｒｏｘｙｂｅｎｚｏｉｃ　Ａｃｉｄ、２，４－Ｄｉｃｈｌｏｒｏｐｈｅｎｏｌ、４－Ａｍｉｎｏａｎｔｉｐｙｒｉｎｅ、４－Ａｍｉｎｏａｎｔｉｐｙｒｉｎｅ　Ｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｄｅ等があげられ、アルカリフォスファターゼの場合、例えば、５－Ｂｒｏｍｏ－４－ｃｈｌｏｒｏ－３－ｉｎｄｏｌｙｌｐｈｏｓｐｈａｔｅ／Ｎｉｔｒｏｔｅｔｒａｚｏｌｉｕｍ　ｂｌｕｅ（Ｎｉｔｒｏ－ＴＢ）、Ｎｉｔｒｏ－Ｂｌｕｅ　Ｔｅｔｒａｚｏｌｉｕｍ　Ｃｈｌｏｒｉｄｅ（ＮＢＴ）等があげられる。
　つぎに、図６に、第１の核酸部３２および第２の核酸部３３のそれぞれに、アプタマーを適用した核酸素子３６の例を示す。図６において、図５と同一部分には同一符号を付している。この核酸素子３６は、第１の核酸部３２のアプタマーと、第２の核酸部３３のアプタマーとが結合し、一本鎖の核酸（ＲＮＡ）となっている。図６（Ａ）に示すように、検出対象物３１が、第１の核酸部３２のアプタマーに結合していない場合は、標識物（例えば、酵素）３４が第２の核酸部３３のアプタマーに結合している。そして、図６（Ｂ）に示すように、試料中に検出対象物３１が存在し、第１の核酸部３２のアプタマーに検出対象物３１が結合すると、第２の核酸部３３のアプタマーの構造変化により、標識物３４が第２の核酸部３３のアプタマーから離れる。この場合、標識物３４が酵素であって、第２の核酸部３３の結合により酵素反応が阻害されていたのが、第２の核酸部３３から離れることによって阻害が解除される。この時、基質があれば、酵素反応が生起するので、この酵素反応を検出することにより、検出対象物３１の検出が可能となる。なお、図６は一例であって、前記核酸素子３６は、前記第１の核酸部３２に検出対象物３１が結合していない場合、前記第２の核酸部３３が、標識物３４と結合可能であり、前記第１の核酸部３２に検出対象物３１が結合した場合、前記第２の核酸部３３が、前記標識物３４と結合不能であればよく、その他の点は、特に制限されない。
　このようなアプタマーを使用した核酸素子は、例えば、つぎのようにして製造することができる。まず、検出対象物をターゲットにして、第１の核酸部のアプタマーを取得する。また、標識物（例えば、酵素）をターゲットとして、第２の核酸部のアプタマーを取得する。アプタマーの取得方法は、前述のＳＥＬＥＸ法を適用できる。そして、これら２つのアプタマーを結合させる。結合方法は、特に制限されないが、例えば、２つのアプタマーの配列を、一本鎖の核酸配列にし、この一本鎖核酸配列に基づき、核酸を合成する方法があげられる。なお、この場合、コンピュータ等により、２つのアプタマーの二次構造を予測し、一本鎖核酸の配列を修正したり、配列を追加または削除してもよい。
（実施形態１－１ｂ）
　本実施形態は、前記検出試薬が、前記（２）の形態の核酸素子を含む検出用具の一例である。前記（２）の形態の核酸素子は、第２の核酸部自身が、酵素反応を生起可能であることが特徴点である。図７に、本実施形態の核酸素子の構成を模式的に示す。図７に示すように、本核酸素子４６は、第１の核酸部（結合部）４２および第２の核酸部（標識部）４３とから構成され、第１の核酸部４２および第２の核酸部４３は連結されて一体化している。また、図７（Ａ）に示すように、検出対象物３１が、第１の核酸部４２に結合していない場合は、第２の核酸部４３が、第１の核酸部４２と会合して、酵素反応が阻害された状態になる。そして、図７（Ｂ）に示すように、試料中に検出対象物が存在し、第１の核酸部４２に検出対象物３１が結合すると、第１の核酸部４２から第２の核酸部４３が離れ、第２の核酸部４３が酵素反応生起可能な状態になる。この時、基質があれば、酵素反応が生起するので、前述の実施形態１－１ａと同様に、この酵素反応を検出することにより、検出対象物３１の検出が可能となる。
　前記第１の核酸部および第２の核酸部において、核酸の長さは、それぞれ特に制限されない。前記第１の核酸部および第２の核酸部におけるそれぞれの核酸の長さは、例えば、前記実施形態１－１ａと同様である。また、核酸素子の全体における核酸の長さは、特に制限されないが、長さの範囲は、例えば、１４～２４０塩基であり、好ましくは１４～２００塩基であり、より好ましくは１４～１６０塩基であり、さらに好ましくは１４～１４０塩基であり、特に好ましくは１４～７５塩基であり、さらに特に好ましくは１４～５５塩基である。
　第２の核酸部４３の酵素反応の種類は、特に制限されず、例えば、実施形態１－１ａの酵素と同様の酵素反応が挙げられる。なお、酵素反応を生起可能な核酸としては、Ｈｅｍｉｎペルオキシダーゼ活性があるＤＮＡがあげられる（Ｔａｏ　ｅｔ　ａｌ，　Ａｎａｌ．ｃｈｅｍ．２００９，８１，２１４４－２１４９）。また、基質も特に制限されず、例えば、実施形態１－１ａの基質と同様の基質があげられる。
　つぎに、図８に、第１の核酸部４２にアプタマーを適用し、第２の核酸部４３にペルオキシダーゼ活性があるＤＮＡを適用した核酸素子の例を示す。図８において、（Ａ）が、ペルオキシダーゼ活性があるＤＮＡ（配列番号１）であり、（Ｂ）が、アデノシンに対するアプタマー（配列番号２）である。そして、図８（Ｃ）に、前記ＤＮＡ（Ａ）とアプタマー（Ｂ）とを結合した一本鎖核酸の核酸素子（配列番号３）を示す。図８（Ｃ）の核酸素子は、アプタマー（Ｂ）がアデノシンと結合していないため、ＤＮＡが、酵素反応が生起しない二次構造をとっている。そして、前記核酸素子において、アデノシンがアプタマー（Ｂ）に結合することにより、図８（Ｃ）のＤＮＡが、図８（Ｄ）に示すように、酵素反応を生起可能な二次構造に変化する。この時、基質があれば、酵素反応が生起するので、この酵素反応を検出することにより、検出対象物の検出が可能となる。この核酸素子は、例えば、食品中の生菌の測定に使用できる。すなわち、食品中に生菌が存在するということは、ＡＴＰが存在することになり、ＡＴＰの濃度は、生菌数に比例する。したがって、この核酸素子、発色基質および食品を反応させると、生菌に由来するＡＴＰの濃度に比例した発色が得られる。この発色を検出することにより、食品中の生菌数を検出できる。
　この核酸素子は、例えば、つぎのようにして製造することができる。まず、検出対象物をターゲットにして、第１の核酸部のアプタマーを取得する。アプタマーの取得方法は、前述のＳＥＬＥＸ法を適用できる。一方、第２の核酸部の配列を、酵素反応に応じデザインして合成する。そして、第１の核酸部のアプタマーと第２の核酸部とを結合させる。結合方法は、特に制限されないが、例えば、第１の核酸部のアプタマーの配列と第２の核酸部の配列を、一本鎖の核酸配列にし、この一本鎖核酸配列に基づき、核酸を合成する方法があげられる。なお、この場合、コンピュータ等により、二次構造を予測し、一本鎖核酸の配列を修正したり、配列を追加または削除してもよい。
（実施形態１－２）
　本実施形態は、試料中の検出対象物が、抗原となり得る物質であり、前記検出部に、前記検出対象物（抗原）を捕捉する抗体が検出試薬として固定化されている検出用具の一例である。前記検出部に固定化される抗体は、試料中の検出対象物（抗原）と結合するものであれば、特に制限されず、免疫グロブリン（Ｉｇ）Ｇ、ＩｇＡ、ＩｇＭ、ＩｇＥ、ＩｇＤのいずれであってもよい。また、これらの抗体は、ポリクローナルおよびモノクローナルのいずれであってもよい。これらの抗体は、マウス、ラット、ヤギ、ニワトリ等の動物を用いて、常法により作製できる。
　前記検出部に抗体が固定化されている一例を、図９に示す。図示のとおり、検出部５２に、抗体６１が固定化されている。なお、図９は、模式的に示したものであり、抗体６１の大きさ、数等は、実際とは異なる。また、図９において、１１は、図１と同様に検出用具の本体を示している。
　つぎに、本実施形態の検出用具の使用方法について、図面を参照して説明する。ただし、下記の使用方法は例示に過ぎず、本発明はこれに限定されない。
　まず、検出部５２に、酵素で標識化された抗体（以下、「酵素標識抗体」という）と、前記酵素標識抗体の酵素に対応した発色基質とを含む試料を接触させる。
　前記酵素標識抗体の抗体は、前記試料中の検出対象物（抗原）と結合するものであれば、特に制限されず、免疫グロブリン（Ｉｇ）Ｇ、ＩｇＡ、ＩｇＭ、ＩｇＥ、ＩｇＤのいずれであってもよい。また、これらの抗体は、ポリクローナルおよびモノクローナルのいずれであってもよい。これらの抗体は、マウス、ラット、ヤギ、ニワトリ等の動物を用いて、常法により作製できる。前記酵素標識抗体の酵素および前記発色基質は、それぞれ特に制限されず、例えば、前記実施形態１－１ａの酵素および発色基質と同様の酵素および発色基質である。
　ここで、試料中に検出対象物（抗原）が含まれていれば、抗原抗体反応により、検出対象物（抗原）と酵素標識抗体とが結合する。
　図１０に、本実施形態における抗原抗体反応を模式的に示す。図１０において、図９と同一部分には同一符号を付している。図示のとおり、試料中の検出対象物（抗原）７１が、酵素標識抗体６４と結合するとともに、前記検出部５２に固定化された抗体６１とも結合し、複合体を形成している。なお、図１０において、６２は、酵素標識抗体６４の抗体を示し、６３は、酵素標識抗体６４の酵素を示す。また、図１０は、模式的に示したものであり、抗体および標識の大きさ等は、実際とは異なる。
　所定時間（特に制限されないが、例えば、１０～２０分）経過後、検出部５２における、酵素標識抗体の酵素と発色基質との反応による発色を検出することにより、検出対象物の検出を行うことができる。
　本実施形態の検出用具において、試料中の検出対象物が、抗体であり、前記検出部に、前記検出対象物（抗体）を捕捉する抗原が検出試薬として固定化されていてもよい。この場合には、検出部５２に、酵素で標識化された抗原（以下、「酵素標識抗原」という）と、前記酵素標識抗原の酵素に対応した発色基質とを含む試料を接触させる。
　本発明の検出用具において、検出の信頼性の向上のために、前記検出部に、光学的に読取可能なポジティブコントロールが配置されていることが好ましい。
（実施形態２）
　図１１に、本発明の検出システムの構成の一例を示す。図１１において、図１～図３と同一部分には、同一符号を付している。図示のとおり、この検出システムは、図１（Ａ）に示した本発明の検出用具と、光学読取装置（バーコードリーダー）２１とを含む。前記光学読取装置（バーコードリーダー）２１は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）２２に接続されている。前記ＰＣ２２は、システム外の通信回線網またはクラウドシステム（以下、これらをまとめて「通信回線網」とする）２４を介してサーバーまたはクラウドシステム上の記憶媒体等（以下、これらをまとめて「サーバー」とする）２３に接続可能である。前記通信回線網２４としては、例えば、インターネット、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）等があげられる。なお、前記ＰＣおよび前記サーバーは任意の構成部材であり、本発明の検出システムは、これらを有さなくてもよい。
　本発明において、前記光学読取装置は、バーコードリーダーに限定されるものではなく、例えば、カメラ等、本発明の検出用具の検出試薬の発色を読み取れるものであればいかなるものであってもよい。例えば、前記光学読取装置として、携帯電話に内蔵されたカメラを用いてもよい。
　図１１に示す検出システムの使用方法は、例えば、つぎのとおりである。ただし、下記の使用方法は例示に過ぎず、本発明はこれに限定されない。
　まず、検出部（バーコード）１２に試料を接触させる。このとき、前記試料中に検出対象物が存在すれば、前記検出試薬が前記検出対象物と特異的に反応して発色する。
　つぎに、前記検出用具の検出試薬の発色を前記光学読取装置（バーコードリーダー）２１で読み取る。この読取結果は、前記ＰＣ２２に表示される。すなわち、前記検出試薬の発色が読み取られた場合には、前記試料中に前記検出対象物が存在するとの読取結果が前記ＰＣ２２に表示される。一方、前記検出試薬の発色が読み取られなかった場合には、前記試料中に前記検出対象物は存在しないとの読取結果が前記ＰＣ２２に表示される。
　前記読取結果は、前記通信回線網２４を介して前記サーバー２３に蓄積し、つぎの検出においてこれを参照してもよい。例えば、本実施形態の検出システムを発酵食品の生産現場で使用する場合において、前記サーバー２３に仕込み、発酵途中、発酵終了の各段階における前記検出試薬の発色の有無および発色度合い（発色強度）の情報を蓄積しておけば、本実施形態の検出システムを用いて発酵食品の生産管理を行える。
（実施形態３）
　図１２に、本発明の検出システムの構成のその他の例を示す。図１２において、図１～図３および図１１と同一部分には、同一符号を付している。図示のとおり、この検出システムは、ＰＣ２２に接続された印刷機（例えば、インクジェット記録装置、レーザープリンター等）２５を含むこと以外、図１１に示した前記実施形態２の検出システムと同様である。
　図１２に示す検出システムの使用方法は、例えば、つぎのとおりである。ただし、下記の使用方法は例示に過ぎず、本発明はこれに限定されない。
　まず、前記印刷機２５を用いて、検出用具の本体１１に検出部（バーコード）１２を形成する。前記検出部（バーコード）１２の具体的な形成方法は、前記実施形態１で説明したとおりである。本実施形態の検出システムでは、前記サーバー２３に既に情報が蓄積されている場合には、前記検出部（バーコード）１２の形成において、前記サーバー２３に蓄積された情報を参照してもよい。具体的には、例えば、本実施形態の検出システムが飲食店や病院等で使用される場合において、前記サーバー２３に季節による微生物の増減に関する情報が蓄積されていれば、その情報に応じて、その季節において増殖する微生物を前記検出対象物とすべく、前記検出試薬の種類を変更してもよい。また、例えば、本実施形態の検出システムが輸入食品の検査に使用される場合において、前記サーバー２３に前記輸入食品から過去に検出された残留農薬に関する情報が蓄積されていれば、その情報に応じて、前記残留農薬を前記検出対象物とすべく、前記検出試薬の種類を選択してもよい。なお、前記サーバー２３に蓄積された情報に代えて、例えば、インターネット上に存在する情報、またはクラウドシステムを参照して、前記検出部を形成してもよい。
　これ以降は、前記実施形態２と同様にして、検出対象物の検出を行うことができる。
（実施形態４）
　本実施形態は、本体に検出部が形成された構成である検出用具の一例である。図１３（Ａ）に、本実施形態の検出用具の構成を示す。図１３（Ａ）に示すように、前記本体１１には、無色透明のビニール容器を用いる。また、前記検出部１２には、バーコードを形成し、前記バーコードの一部として、８つの検出試薬１ａ～８ａをそれぞれ配置する。前記８つの検出試薬１ａ～８ａには、それぞれ、８種類の細菌およびウィルスのいずれか一つと接触すると発色する試薬を用いる。前記検出試薬１ａ～８ａは、それぞれ、前記検出部（バーコード）１２内のバー１ｂ～８ｂに隣接するように配置する。試料接触前後において前記バー１ｂ～８ｂが太くなるか否かをバーコードリーダーで読み取ることで、前記試料中に、前記８種類の細菌およびウィルスが存在するか否かを検出することができる。
（実施形態５）
　本実施形態は、検出試薬が、核酸素子を含む構成である検出用具の一例である。前記核酸素子には、第１の核酸部と、第２の核酸部を含み、前記第２の核酸部が酵素反応を生起可能なＤＮＡ（ＤＮＡ酵素）である核酸素子を用いる。図１３（Ｂ）に、本実施形態の検出用具の構成を示す。図１３（Ｂ）に示すように、検出部１２に、前記第２の核酸部と酵素反応して発色する発色基質を含む前記検出試薬（核酸素子）を２１箇所配置する。前記検出部１２への試料の接触による前記２１箇所の検出試薬（核酸素子）の発色の有無により、前記試料中に、前記第１の核酸部に結合することで前記酵素反応の阻害を解除する検出対象物が存在するか否かを検出することができる。
（実施形態６）
　本実施形態は、本体に検出部が形成され、前記検出部に、検出対象物（抗原）を捕捉する抗体が固定化された構成であるイムノクロマトグラム検出用具の一例である。図１３（Ｃ）に、本実施形態の検出用具の構成を示す。図１３（Ｃ）に示すように、前記本体１１には、毛細管作用を奏する展開層を用いる。また、前記検出部１２には、バーコードを形成し、前記バーコードの一部として、４つの検出試薬１ａ～４ａをそれぞれ配置する。前記４つの検出試薬１ａ～４ａには、それぞれ、４種類の細菌およびウィルスのいずれか一つに対応した抗体を用いる。前記検出試薬１ａ～４ａは、それぞれ、前記検出部（バーコード）１２内のバー４ｂ～４ｂに隣接するように配置する。前記バーコード１２の前記検出試薬１ａ～４ａの配置箇所以外の箇所には、検出試薬番号等の検出試薬に関する情報９ａおよび検出現場に関する情報９ｂを含ませる。さらに、前記本体１１の前記検出部（バーコード）１２の一方側に試料供給部８１を、前記本体１１の前記検出部（バーコード）１２の他方側に固定化対照抗体部８２を形成する。前記固定化対照抗体部８２には、前記４種類の細菌およびウィルスのいずれか一つに対応した抗体を固定化する。前記試料供給部８１に、酵素標識抗体および前記酵素標識抗体の酵素に対応した発色基質とを含む試料を接触させた後、前記固定化対照抗体部８２の発色が検出されるまで待つ。その後、前記試料接触前後において、前記バー４ｂ～４ｂが太くなるか否かをバーコードリーダーで読み取ることで、検出試薬番号等の検出試薬に関する情報および検出現場に関する情報を参照しながら、前記試料中に、前記４種類の細菌およびウィルスが存在するか否かを検出することができる。
　本発明は、熟練した技能を要することなく、誰しもが目的の検出対象物を容易に検出可能な検出用具および検出システムを提供し、その用途は制限されず、例えば、食品、医療、農業、環境等の様々な分野に広く適用可能である。
１　検出用具
１ａ、２ａ、３ａ、４ａ、５ａ、６ａ、７ａ、８ａ　検出試薬
１１　本体
１２、５２　検出部（バーコード）
２１　光学読取装置（バーコードリーダー）
２２　ＰＣ
２３　サーバー
２４　通信回線網
２５　印刷機
３１、７１　検出対象物
３２、４２　第１の核酸部
３３、４３　第２の核酸部
３４　標識物
３６、４６　核酸素子
６１、６２　抗体
６３　酵素
６４　酵素標識抗体
８１　試料供給部
８２　固定化対照抗体部

Claims (15)

  1. 検出部を有し、
    前記検出部に、試料中の検出対象物と特異的に反応して発色する検出試薬が配置され、
    前記検出部における前記検出試薬の位置情報が、前記検出対象物に関する情報であり、
    前記検出試薬の発色を光学的に読取可能である、
    ことを特徴とする検出用具。
  2. 前記検出部にバーコードが形成され、前記バーコードの一部として前記検出試薬が配置されていることを特徴とする請求項１記載の検出用具。
  3. 前記検出部にバーコードが形成され、前記バーコードとは別に、前記バーコード上の一部または全体に前記検出試薬が配置されており、前記検出試薬の発色により前記バーコードの一部または全部が判別不能となることを特徴とする請求項１記載の検出用具。
  4. 前記検出試薬が、核酸素子を含み、
    前記核酸素子は、第１の核酸部と、第２の核酸部を含み、
    前記第１の核酸部は、前記検出対象物と結合可能な結合部であり、
    前記第２の核酸部は、前記第１の核酸部と前記検出対象物との結合および非結合を区別可能な標識部であり、
    前記標識部は、前記結合および非結合の区別によって前記検出試薬を発色可能または非発色可能にすることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の検出用具。
  5. 前記検出試薬が、標識物を含み、
    前記第１の核酸部に検出対象物が結合していない場合、前記第２の核酸部が、標識物と結合可能であり、
    前記第１の核酸部に検出対象物が結合した場合、前記第２の核酸部が、前記標識物と結合不能である、
    ことを特徴とする請求項４記載の検出用具。
  6. 前記第１の核酸部へ前記検出対象物が結合することにより、前記第２の核酸部の二次構造が変化し、前記二次構造の変化により、前記第２の核酸部に結合していた前記標識物が、前記第２の核酸部から離れる、
    ことを特徴とする請求項５記載の検出用具。
  7. 前記標識物が、酵素であり、
    前記検出試薬が、前記酵素と酵素反応して発色する発色基質を含み、
    前記第２の核酸部に前記酵素が結合している場合、前記酵素の酵素反応が阻害され、
    前記第２の核酸部から前記酵素が離れた場合、前記酵素反応の阻害が解除される、
    ことを特徴とする請求項６記載の検出用具。
  8. 前記第２の核酸部が、酵素反応を生起可能であり、
    前記検出試薬が、前記第２の核酸部と酵素反応して発色する発色基質を含み、
    前記第１の核酸部に検出対象物が結合していない場合、前記第２の核酸部の酵素反応が阻害され、
    前記第１の核酸部に検出対象物が結合した場合、前記酵素反応の阻害が解除される、
    ことを特徴とする請求項４記載の検出用具。
  9. 前記第１の核酸部と前記第２の核酸部とが連結した一本鎖核酸であることを特徴とする請求項４から８のいずれか一項に記載の検出用具。
  10. 前記核酸が、ＲＮＡであることを特徴とする請求項４から９のいずれか一項に記載の検出用具。
  11. 前記第１の核酸部および前記第２の核酸部が、アプタマーであることを特徴とする請求項４から１０のいずれか一項に記載の検出用具。
  12. さらに、前記検出部に、光学的に読取可能なポジティブコントロールが配置されていることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の検出用具。
  13. 請求項１から１２のいずれか一項に記載の検出用具と、光学読取装置とを含み、前記検出用具の検出試薬の発色を前記光学読取装置で読み取り前記検出対象物を検出することを特徴とする検出システム。
  14. 前記検出用具が、請求項２または３記載の検出用具であり、前記光学読取装置が、バーコードリーダーであることを特徴とする請求項１３記載の検出システム。
  15. さらに、サーバーを有し、
    前記光学読取装置が、システム外の通信回線網を介して前記サーバーに接続可能であることを特徴とする請求項１３または１４記載の検出システム。
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