WO2016121864A1 - 検出対象のセンシング方法 - Google Patents

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WO2016121864A1
WO2016121864A1 PCT/JP2016/052478 JP2016052478W WO2016121864A1 WO 2016121864 A1 WO2016121864 A1 WO 2016121864A1 JP 2016052478 W JP2016052478 W JP 2016052478W WO 2016121864 A1 WO2016121864 A1 WO 2016121864A1
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substance
detection target
substrate
supplying
cover member
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PCT/JP2016/052478
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English (en)
French (fr)
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和博 西薗
秀治 栗岡
浩康 田中
勝田　宏
篤臣 福浦
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京セラ株式会社
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/543—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
    • G01N33/551—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals the carrier being inorganic
    • G01N33/553—Metal or metal coated
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/543—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
    • G01N33/54306—Solid-phase reaction mechanisms

Definitions

  • the present invention relates to a sensing method for a detection target included in a specimen.
  • a method of analyzing a target specimen in a sample using a detection element such as a surface acoustic wave element is known (for example, see Patent Document 1).
  • the first molecular recognition component, the second molecular recognition component combined with the nanoparticles, and the target analyte in the sample are reacted. Then, by adding a predetermined metal ion and a reducing agent, the nanoparticles on which the metal ions are reduced are detected.
  • the tertiary of the conjugate is compared with the case of each alone.
  • the original structure is large and complex. Therefore, when the above-mentioned conjugate is bound to the target analyte bound to the first molecular recognition component, it cannot be sufficiently bound due to a steric hindrance based on the three-dimensional structure of the above-mentioned conjugate. There was a fear. Therefore, it has been difficult to detect the target analyte in the sample with high sensitivity.
  • a detection target capable of binding to the first substance is supplied to a substrate having the first substance immobilized on a surface, and the detection target is supplied.
  • a step of supplying a second substance capable of binding to the detection target to the substrate; and a step of supplying a metal particle capable of binding to the second substance to the substrate after the second substance is supplied.
  • the second substance capable of binding to the detection target is supplied to the base.
  • the second substance can be efficiently bound to the detection target in a state where the detection target is efficiently bound to the first substance.
  • the detection target can be detected with higher sensitivity.
  • FIG. 2A and 2B are diagrams illustrating a detection element of the sensor device of FIG. 1, in which FIG. 1A is a plan view, FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line dd in FIG. It is sectional drawing.
  • FIG. 1A is a plan view
  • FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line dd in FIG. It is sectional drawing.
  • FIG. 1A is a plan view
  • FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line dd in FIG. It is sectional drawing.
  • FIG. 2 is an exploded plan view of the sensor device of FIG. 1. It is a top view which shows the manufacturing process of the sensor apparatus of FIG. It is a figure explaining the sensing method of the detection target which concerns on embodiment of this invention. It is a figure explaining the supply process of the washing
  • the sensor device 100 mainly includes a first cover member 1, an intermediate cover member 1A, a second cover member 2, and a detection element 3, as shown in FIG.
  • the sensor device 100 includes an inflow portion 14 into which the sample liquid flows, an inflow portion 14, and the intermediate cover member 1 ⁇ / b> A and the second cover member 2. And a flow path 15 extending to at least the detection unit 13 of the detection element 3. As shown in FIG. 1B, the inflow portion 14 penetrates the second cover member 2 in the thickness direction.
  • the inflow portion 14 may be located on the upper surface of the intermediate cover member 1A and the side surface of the second cover member 2.
  • the detection element 3 and the intermediate cover member 1A constituting at least a part of the flow path 15 are provided on the upper surface of the first cover member 1, the thick detection element 3 is provided. Even when it is used, the flow path 15 of the sample liquid from the inflow part 14 to the detection part 13 can be secured, and the sample liquid aspirated from the inflow part 14 by capillary action or the like can flow to the detection part 13.
  • the width of the flow path 15 is, for example, 0.5 mm to 3 mm, and the depth is, for example, 0.1 mm to 0.5 mm.
  • the sensor device 100 with a simple measuring operation in which the sensor device 100 itself includes a specimen liquid suction mechanism while using the detection element 3 having a thickness. If the sensor device 100 itself does not have a specimen liquid suction mechanism, the specimen liquid can be introduced using an instrument such as a pipette.
  • the first cover member 1 has a flat plate shape as shown in FIG.
  • the thickness of the first cover member 1 is, for example, 0.1 mm to 0.5 mm.
  • the planar shape of the first cover member 1 is generally rectangular.
  • the length of the first cover member 1 in the length direction is, for example, 1 cm to 5 cm, and the length in the width direction is, for example, 1 cm to 3 cm.
  • a material of the first cover member 1 for example, paper, plastic, celluloid, ceramics, nonwoven fabric, glass, or the like can be used. From the viewpoint of combining required strength and cost, plastic may be used.
  • a terminal 6 and a wiring 7 routed from the terminal 6 to the vicinity of the detection element 3 are formed on the upper surface of the first cover member 1.
  • the terminals 6 are formed on both sides of the detection element 3 in the width direction on the upper surface of the first cover member 1.
  • the terminal 6 and the external measuring instrument are electrically connected.
  • the terminal 6 and the detection element 3 are electrically connected through a wiring 7 or the like. Then, a signal from an external measuring device is input to the sensor device 100 via the terminal 6, and a signal from the sensor device 100 is output to the external measuring device via the terminal 6.
  • intermediate cover member 1A In the present embodiment, as shown in FIGS. 1A and 1B, the intermediate cover member 1 ⁇ / b> A is positioned alongside the detection element 3 on the upper surface of the first cover member 1. Further, the intermediate cover member 1A and the detection element 3 are located via a gap.
  • the intermediate cover member 1A is a member having a concave portion forming portion 4 on a flat plate, and the thickness thereof is, for example, 0.1 mm to 0.5 mm. As shown in FIG. 1, the thickness of the intermediate cover member 1 ⁇ / b> A can be made larger than the thickness of the detection element 3.
  • the recess forming portion 4 divides the intermediate cover member 1A into a first upstream portion 1Aa and a first downstream portion 1Ab, as shown in FIGS. 1 (a), 1 (b) and 4. It is a part.
  • the housing recess 5 is formed. That is, the upper surface of the first cover member 1 positioned inside the recess forming portion 4 is the bottom surface of the element housing recess 5, and the inner wall of the recess forming portion 4 is the inner wall of the element housing recess 5.
  • the upper surface of the first cover member 1 exposed from the recess forming portion 4 is the bottom surface of the element housing recess 5, and the inner wall of the recess forming portion 4 is the inner wall of the element housing recess 5.
  • the material of the intermediate cover member 1A for example, resin (including plastic), paper, nonwoven fabric, glass, or the like can be used. More specifically, a resin material such as a polyester resin, a polyethylene resin, an acrylic resin, or a silicone resin can be used.
  • the material of the first cover member 1 and the material of the intermediate cover member 1A may be the same or different.
  • the intermediate cover member 1A has a first upstream portion 1Aa and a first downstream portion 1Ab
  • the sensor device 100 is connected to the second cover member 2 as shown in FIG.
  • the detection element 3 is located between the first upstream portion 1Aa and the first downstream portion 1Ab. According to this, the amount of the sample liquid flowing on the detection element 3 through the first upstream portion 1Aa in the flow path 15 exceeds the amount necessary for measurement flows to the first downstream portion 1Ab side. An appropriate amount of sample liquid can be supplied to the detection element 3.
  • the second cover member 2 covers at least a part of the detection element 3 and is joined to the intermediate cover member 1A.
  • a material of the second cover member 2 for example, resin (including plastic), paper, nonwoven fabric, glass, or the like can be used. More specifically, a resin material such as a polyester resin, a polyethylene resin, an acrylic resin, or a silicone resin can be used.
  • the material of the first cover member 1 and the material of the second cover member 2 may be the same. As a result, it is possible to suppress the deformation caused by the difference between the thermal expansion coefficients of each other.
  • the second cover member 2 may be configured to be joined only to the intermediate cover member 1A, or may be joined to both the first cover member 1 and the intermediate cover member 1A.
  • the second cover member 2 includes a third substrate 2a and a fourth substrate 2b.
  • the third substrate 2a is bonded to the upper surface of the intermediate cover member 1A.
  • the third substrate 2a has a flat plate shape, and its thickness is, for example, 0.1 mm to 0.5 mm.
  • the fourth substrate 2b is bonded to the upper surface of the third substrate 2a.
  • the fourth substrate 2b has a flat plate shape, and its thickness is, for example, 0.1 mm to 0.5 mm.
  • the third substrate 2a has a notch for forming the flow path 15. Therefore, the fourth substrate 2b is joined to the third substrate 2a, so that FIG. As shown in b), the flow path 15 is formed on the lower surface of the fourth substrate 2b.
  • the flow path 15 extends from the inflow part 14 to at least a region immediately above the detection part 13, and as shown in FIG. 1C, the cross-sectional shape of the cross section orthogonal to the direction in which the flow path 15 extends is, for example, rectangular. It is.
  • the downstream end of the flow path 15 has no gap between the fourth substrate 2b and the intermediate cover member 1A without the third substrate 2a. 18 functions.
  • the exhaust hole 18 is for releasing air in the flow path 15 to the outside.
  • the detection element 3 is located on the element substrate 10 located on the upper surface of the first cover member 1 and on the upper surface of the element substrate 10 or an insulating member 28 described later. And at least one detection unit 13 for detecting the detection target 13c contained in the sample liquid. The details of the detection element 3 are shown in FIG. 2B and FIG.
  • an element electrode (electrode pattern) 29 is provided on the upper surface of the element substrate 10, and an insulating member 28 is provided so as to cover the element electrode 29. ing.
  • the element electrode 29 corresponds to an IDT (Interdigital Transducer) electrode and a lead electrode when a SAW element is used as the detection element 3.
  • a first IDT electrode 11, a second IDT electrode 12, a first extraction electrode 19, a second extraction electrode 20, and the like, which will be described later, are provided on the upper surface of the element substrate 10. Yes.
  • the second cover member 2 is fixed on the upper surface of the detection element 3, for example, above the IDT electrodes 11 and 12.
  • the element substrate 10 is made of, for example, a single crystal substrate having piezoelectricity such as lithium tantalate (LiTaO 3 ) single crystal, lithium niobate (LiNbO 3 ) single crystal, or crystal.
  • the planar shape and various dimensions of the element substrate 10 may be set as appropriate.
  • the thickness of the element substrate 10 is 0.3 mm to 1 mm.
  • the IDT electrodes 11 and 12 and the extraction electrodes 19 and 20 will be described in order as the element electrode 29.
  • the first IDT electrode 11 is located on the upper surface of the element substrate 10 and has a pair of comb electrodes.
  • Each comb electrode has two bus bars facing each other and a plurality of electrode fingers extending from each bus bar to the other bus bar side.
  • the pair of comb electrodes are arranged so that a plurality of electrode fingers mesh with each other.
  • the second IDT electrode 12 is located on the upper surface of the element substrate 10 and has a pair of comb electrodes.
  • the first IDT electrode 11 and the second IDT electrode 12 shown in FIG. 3 constitute a transversal IDT electrode.
  • the first IDT electrode 11 is for generating a predetermined surface acoustic wave (SAW), and the second IDT electrode 12 is for receiving the SAW generated by the first IDT electrode 11. Therefore, the first IDT electrode 11 and the second IDT electrode are arranged on the same straight line so that the second IDT electrode 12 can receive the SAW generated in the first IDT electrode 11.
  • the SAW frequency characteristics can be designed using parameters such as the number of electrode fingers of the first IDT electrode 11 and the second IDT electrode 12, the distance between adjacent electrode fingers, and the intersection width of the electrode fingers.
  • SH wave sinar horizontal wave
  • the SAW frequency can be set within a range of several megahertz (MHz) to several gigahertz (GHz), for example.
  • MHz megahertz
  • GHz gigahertz
  • the frequency is set from several hundred MHz to 2 GHz, it is practical, and downsizing of the detection element 3 and thus downsizing of the sensor device 100 can be realized.
  • examples of the material of the first IDT electrode 11 and the second IDT electrode 12 include gold, aluminum, or an alloy of aluminum and copper (aluminum alloy). These electrodes may have a multilayer structure.
  • a multilayer structure for example, titanium or chromium can be included in the first layer, gold, aluminum, or an aluminum alloy can be included in the second layer, and titanium or chromium can be included in the third layer.
  • the third layer of titanium or chromium may oxidize the surface, and according to this, it becomes possible to improve the adhesion with SiO 2 which is an insulating member 28 described later.
  • the multilayer structure examples include a three-layer structure (Ti / Au / Ti) in which gold and titanium are sequentially formed on titanium, and a three-layer structure (Ti / Au / TiO 2 ) in which gold and titanium oxide are sequentially formed on titanium. ) And the like.
  • the thickness of the first IDT electrode 11 and the second IDT electrode 12 can be set to 30 nm to 300 nm, for example. If the thickness of the 1st IDT electrode 11 and the 2nd IDT electrode 12 shall be 30 nm or more, the transmission loss of a surface acoustic wave can be reduced. Moreover, if the thickness of the 1st IDT electrode 11 and the 2nd IDT electrode 12 shall be 300 nm or less, the sensitivity fall of a detection can be suppressed.
  • Example electrodes 19, 20 As shown in FIG. 3A, the first extraction electrode 19 is connected to the first IDT electrode 11, and the second extraction electrode 20 is connected to the second IDT electrode 12.
  • the first extraction electrode 19 is extracted from the first IDT electrode 11 to the side opposite to the detection unit 13, and the end 19 e of the first extraction electrode 19 is electrically connected to the wiring 7 provided on the first cover member 1. It is connected.
  • the second extraction electrode 20 is extracted from the second IDT electrode 12 to the side opposite to the detection unit 13, and the end 20 e of the second extraction electrode 20 is electrically connected to the wiring 7.
  • the end portion 19e of the first extraction electrode 19 and the end portion 20e of the second extraction electrode 20 are not covered with an insulating member 28 described later. Exposed.
  • a pattern vertical line hatching
  • the same material as that of the first IDT electrode 11 and the second IDT electrode 12 can be used.
  • the end portion 19e of the first extraction electrode 19 and the end portion 20e of the second extraction electrode 20 have a multilayer structure
  • a specific example thereof is a two-layer structure (Ti / Au) in which gold is formed on titanium.
  • / Au / TiO 2 / Ti / Au the same material as that of the first IDT electrode 11 and the second IDT electrode 12
  • the thicknesses of the first extraction electrode 19 and the second extraction electrode 20 can be set to 30 nm to 300 nm, for example. According to this, energization between the first IDT electrode 11 and the second IDT electrode 12 can be ensured.
  • the thicknesses of the first extraction electrode 19 and the second extraction electrode 20 may be the same as those of the first IDT electrode 11 and the second IDT electrode 12. According to this, it is possible to simplify the manufacturing process by producing the extraction electrode and the IDT electrode in the same process, and there is no step on the electrode surface at the connection portion between the extraction electrode and the IDT electrode. It becomes possible to make the contact with the insulating member 28 uniform. As a result, for example, it is possible to suppress the occurrence of cracks or the like in the insulating member 28 due to stress application.
  • the insulating member 28 contributes to the prevention of oxidation of the device electrodes (IDT electrodes 11 and 12 and extraction electrodes 19 and 20 etc.) 29 and covers at least a part of the device electrode 29 as shown in FIG. ing.
  • the insulating member 28 covers the first IDT electrode 11 and the second IDT electrode 12.
  • the insulating member 28 also covers the first extraction electrode 19 and the second extraction electrode 20.
  • at least a part of each of the end portion 19e of the first extraction electrode 19 and the end portion 20e of the second extraction electrode 20 is formed by an insulating member 28. It has an uncoated part.
  • the uncovered portion and the wiring 7 are electrically connected using a metal thin wire (conductive wire) 27.
  • the insulating member 28 may be formed so as to cover the metal thin wire 27 and the wiring 7.
  • Examples of the material of the insulating member 28 include silicon oxide (SiO 2 ), aluminum oxide, zinc oxide, titanium oxide, silicon nitride, and silicon.
  • the thickness of the insulating member 28 can be set to 10 nm to 2000 nm, for example. If the thickness of the insulating member 28 is 10 nm or more, it can have excellent temperature characteristics and can have sufficient insulation against the IDT electrodes 11 and 12. If the thickness of the insulating member 28 is 2000 nm or less, it is possible to suppress a decrease in detection sensitivity and to have excellent temperature characteristics.
  • the detection unit 13 detects the detection target 13 c included in the sample liquid, and is the upper surface (surface) of the element substrate 10 or the upper surface of the insulating member 28, and the first IDT electrode 11. And the second IDT electrode 12.
  • the detection unit 13 is located on the upper surface (front surface) of the element substrate 10 or the upper surface (front surface) of the insulating member 28, and on the upper surface of the immobilization film 13 a.
  • Reaction part 13b As another example, the detection unit 13 may have a configuration without the immobilization film 13a. In this case, the reaction unit is formed on the upper surface (surface) of the element substrate 10 or the upper surface (surface) of the insulating member 28. 13b will be located.
  • the immobilization film 13a is located on the upper surface (front surface) of the element substrate 10 or the upper surface (front surface) of the insulating member 28, and immobilizes the reaction portion 13b on the upper surface (front surface).
  • the immobilization film 13a is also located between the first IDT electrode 11 and the second IDT electrode 12. Is located.
  • the fixing film 13a for example, a metal, an oxide film (SiO 2 , TiO 2 or the like), or a polymer film (PET, PMMA or the like) can be used.
  • the outermost surface (outermost layer) can be an oxide film and a polymer film as described above.
  • the immobilization film 13a can have the same material as the element electrodes 29 such as the first IDT electrode 11 and the second IDT electrode 12.
  • the immobilization film 13 a has a multilayer structure, for example, a two-layer structure of chromium or titanium and gold formed on chromium (titanium) or a three-layer structure of titanium oxide formed on gold is used. be able to.
  • the multilayer structure include a two-layer structure (Ti / Au) in which gold is formed on titanium, and a three-layer structure (Ti / Au / TiO 2 ) in which gold and titanium oxide are sequentially formed on titanium. .
  • the thickness of the immobilization film 13a can be set to 30 nm to 300 nm, for example. If the thickness of the immobilization film 13a is set to 30 nm or more, a decrease in detection sensitivity can be suppressed. If the thickness of the immobilization film 13a is 300 nm or less, the transmission loss of the surface acoustic wave can be reduced.
  • the reaction part 13b is a part that causes a chemical reaction with the detection target 13c in the sample liquid, and is located on the surface (upper surface) of the immobilization film 13a as shown in FIG.
  • the reaction part 13b for example, a structure in which the first substance 13b3 is immobilized on the surface of the immobilization film 13a via a functional group, or a structure in which the first substance 13b3 is immobilized via a functional group and an organic member.
  • Etc In the reaction unit 13b having such a configuration, for example, due to contact with the sample liquid, the specific detection target 13c in the sample liquid binds to the first substance 13b3 such as an aptamer corresponding to the detection target 13c. To do.
  • Examples of the functional group include an SH group (thiol group), and other than that, silanol group, amino group, carboxyl group, maleimide group, sulfide group, disulfide group, aldehyde group, azide group, N-hydroxysuccinimide Group, epoxy group, carbonyldiimidazole group, isocyanate group, hydroxyl group, hydrazide group, vinyl group, tosyl group, tresyl group, succinimide group, sulfonated succinimide group and biotin.
  • SH group thiol group
  • Examples of the organic member include dextran, agarose, alginic acid, carrageenan and similar sugars or derivatives thereof, or polyvinyl alcohol, polyacrylamide, polyacrylic acid, oligoethylene glycol, polyethylene glycol, betaine polymer, cellulose, and the like.
  • Examples thereof include organic polymers similar to these, and self-assembled monolayers (SAM films).
  • examples of the self-assembled monolayer include those containing a linear or branched hydrocarbon chain having a carbon length of about 1 to 400.
  • the hydrocarbon chain can include alkyl groups, aryl groups, alkenyl groups, alkynyl groups, cycloalkyl groups, alkaryl groups, aralkyl groups, and any combination thereof.
  • HS— (CH 2 ) n —NH 3+ Cl ⁇ HS— (CH 2 ) n —COOH, and the like can be given.
  • n an alkyl chain having a length of about 3 to 30 carbons can be used.
  • the first substance 13b3 has molecular recognition ability to selectively bind to a specific substance, and includes, for example, peptides, proteins (including antibodies, enzymes, lectins), nucleic acids (including aptamers), and Examples thereof include boronic acid compounds. Further, as described above, the first substance 13b3 is immobilized on the surface of the immobilization film 13a via a functional group, or via an organic member having a homobifunctional group or a heterobifunctional group at both ends. Can be fixed.
  • the first substance 13b3 such as an aptamer is immobilized on the upper surface (upper part) of the organic member covering almost the entire surface of the immobilized film 13a, or is immobilized on the surface of the immobilized film 13a via a functional group.
  • the organic member may be immobilized around the immobilized aptamer. In this way, since the aptamer can be immobilized with orientation, a larger amount can be efficiently immobilized on the surface of the immobilization film 13a. That is, by binding a functional group to one end side of the aptamer, the binding portion with the detection target 13c in the other site of the aptamer can be directed above the immobilization film 13a. And densely arranged.
  • the sensor device 100 described above can be manufactured, for example, as follows. First, as shown to Fig.5 (a), the 1st cover member 1 in which the terminal 6 and the wiring 7 were formed is prepared.
  • the intermediate cover member 1 ⁇ / b> A is laminated on the first cover member 1.
  • the intermediate cover member 1A includes a first upstream portion 1Aa and a first downstream portion 1Ab.
  • the detection element 3 is mounted between the first upstream portion 1Aa and the first downstream portion 1Ab of the intermediate cover member 1A using the fine metal wires 27.
  • any of the steps of placing the intermediate cover member 1 ⁇ / b> A and the detection element 3 on the first cover member 1 may be executed first.
  • the third substrate 2a of the second cover member 2 is laminated on the intermediate cover member 1A.
  • the sensor apparatus 100 which concerns on this embodiment is manufactured by laminating
  • the manufacture of the detection element 3 includes the following steps (i) to (iv).
  • the element substrate 10 may be described as an example of the base body 10.
  • Step of immobilizing the first substance 13b3 on the surface of the base 10 First, as described above, the first substance 13b3 is immobilized on the surface of the base 10 via the immobilization film 13a, the functional group, the organic member, and the like. Since the specific contents are as described above, the description is omitted here. Hereinafter, a description will be given based on an example in which the first substance 13b3 is immobilized on the surface of the substrate 10 via the immobilization film 13a.
  • a detection target 13c that can bind to the first substance 13b3 is supplied to the substrate 10 having the first substance 13b3 immobilized on the surface.
  • the detection target 13c may be supplied in a state of being contained in a predetermined sample liquid.
  • Examples of the detection target 13c include antibodies, enzymes, proteins such as albumin, lipids, bacteria, viruses, metabolites, and nucleic acids.
  • Examples of the sample liquid include blood, serum, plasma, urine, saliva, sweat, tears, sputum and the like diluted as they are or with an appropriate solvent.
  • the second substance 13d has molecular recognition ability to bind with a specific substance with selectivity.
  • peptides, proteins including antibodies, enzymes, lectins
  • nucleic acids including aptamers
  • boronic acid compounds include nucleic acids (including aptamers) and boronic acid compounds.
  • the second substance 13d is supplied in another process after the detection target 13c is supplied, the second substance is compared with the detection target 13c bound to the first substance 13b3 in the previous process. 13d can be efficiently combined. That is, for example, when the second substance 13d is supplied in the form of a conjugate bound to the metal particles 13e described later, the binding to the detection target 13c bound to the first substance 13b3 depends on the size of the conjugate itself. May cause steric hindrance. On the other hand, if the second substance 13d is supplied in a single state, that is, not bonded to the metal particle 13e as described above, it is possible to suppress the above-described steric hindrance. It becomes. As a result, it is possible to suppress the binding of the second substance 13d to the detection target 13c from being inhibited or the reaction rate of the binding between the detection target 13c and the second substance 13d from being decreased.
  • the second substance 13d can be supplied to the substrate 10 in a state of being contained in the first solution 13L1. According to this, compared with the case where it puts together with the metal particle 13e in a predetermined solution, since the optimal solution for the 2nd substance 13d can be selected, aggregation of the 2nd substance 13d is suppressed also at high concentration. It is possible to improve the binding between the second substance 13d and the detection target 13c. As a result, even when the detection target 13c contained in the sample liquid is small (low concentration), it is possible to detect with high sensitivity by binding the second substance 13d to the detection target 13c.
  • Examples of the first solution 13L1 include a phosphate buffer, a citrate buffer, a HEPES (4- (2-hydroxyethylene) -1-piperazine ethersulfonic acid) buffer, and a MOPS (3-Morpholinosulfonic acid) buffer. It is done. These may contain sodium chloride, potassium chloride, magnesium chloride, EDTA (ethylenediaminetetraacetic acid) and the like. Further, if necessary, a surfactant such as Tween (registered trademark) 20 or Triton X100 (registered trademark) may be included.
  • Tween registered trademark
  • Triton X100 registered trademark
  • a phosphate buffered saline containing an appropriate concentration of Tween 20 can be used.
  • a nucleic acid is used as the second substance 13d, a Tris (tris (hydroxymethyl) aminomethane) buffer solution containing 5 mM EDTA can be used.
  • the first cleaning liquid 13W1 may be supplied to the substrate 10 after supplying the second substance 13d and before supplying the metal particles 13e.
  • the first cleaning liquid 13W1 may be the same as or different from the first solution 13L1, for example.
  • a surfactant having a higher concentration than the first solution 13L1, or a different surfactant may be further added to the first solution 13L1. According to this, it becomes possible to efficiently remove the second substance 13d remaining without being bound to the detection target 13c from the substrate 10.
  • Linker 13L supply step Next, a linker 13L that can bind to the second substance 13d and the metal particles 13e may be supplied to the substrate 10. In this case, it may be supplied after supplying the second substance 13d and before supplying the metal particles 13e.
  • the linker 13L may have a first linker that can be bonded to the second substance 13d and a second linker that can be bonded to the metal particle 13e.
  • the second substance 13d can be supplied in a state of being bound to the first linker, and then the metal particles 13e can be supplied in the state of being bound to the second linker.
  • the first linker, the second linker, and the metal particles 13e may be sequentially supplied in a state where they are not bonded to each other. Thereby, the second substance 13d and the metal particle 13e can be bonded via the first linker and the second linker.
  • linker 13L examples include a combination of streptavidin and biotin.
  • a combination of histidine tag and Ni-NTA (nitrilotriacetic acid), a combination of DNA and complementary DNA, a combination of lectins and sugar chains, a combination of cisdiol and boronic acid compound, an Au-tag peptide, proteinA, proteinG, etc. are mentioned.
  • the second substance 13d and the metal particle 13e are bound via streptavidin bound to the second substance 13d and biotin bound to the metal particle 13e.
  • the second substance 13d and the metal particle 13e may be bound via biotin bound to the second substance 13d and streptavidin bound to the metal particle 13e.
  • the second substance 13d is an antibody
  • the metal particles 13 e that can bind to the second substance 13 d are supplied to the substrate 10.
  • the metal particles 13e include gold and platinum.
  • the metal particles 13e are supplied in another process after the second substance 13d is supplied, the metal particles 13e are compared with the second substance 13d bound to the detection target 13c in the previous process. Can be efficiently combined. That is, as described above, the binding of the second substance 13d bound to the detection target 13c is inhibited, or the reaction rate of the binding between the second substance 13d and the metal particle 13e is reduced. By being supplied in a single state, it can be suppressed.
  • the metal particles 13e can be supplied to the substrate 10 in a state of being contained in the second solution 13L2 different from the first solution 13L1. According to this, since it is possible to select an optimal solution for the metal particles 13e as compared with the case where the second substance 13d is put in a predetermined solution, the aggregation of the metal particles 13e can be suppressed even at a high concentration. It is possible to improve the bonding between the metal particles 13e and the second substance 13d. As a result, even when the detection target 13c contained in the sample liquid is small (low concentration), it is possible to detect the detection target 13c with high sensitivity by binding the second substance 13d and the metal particles 13e to the detection target 13c.
  • the concentration of the surfactant may be set higher than that of the first solution 13L1, or a dispersant such as polyethylene glycol and polyvinyl methyl ether may be included. According to these, aggregation of the metal particles 13e can be effectively suppressed.
  • the second cleaning liquid 13W2 may be supplied to the substrate 10 after supplying the metal particles 13e.
  • the metal particles 13e remaining without being bonded to the second substance 13d can be removed from the substrate 10 and the periphery thereof.
  • the second cleaning liquid 13W2 may be the same as or different from the second solution 13L2, for example. If they are different, for example, a surfactant having a higher concentration than the first solution 13L1 or a different surfactant may be added to the second solution 13L2. According to this, it becomes possible to efficiently remove the metal particles 13e remaining without being bonded to the second substance 13d from the substrate 10.
  • Metal ion and reducing agent supply process Next, as shown in FIG. 6 (d), after supplying the metal particles 13 e, metal ions and a reducing agent that reduces the metal ions are supplied to the substrate 10.
  • a metal can be deposited on the surface of the metal particle 13e by reducing the metal ion on the surface of the metal particle 13e by the reducing agent.
  • the weight of the metal particles 13e with the metal deposited on the surface can be increased with respect to the weight of the metal particles 13e.
  • the detection target 13c can be detected with high sensitivity.
  • examples of the metal ion include Au 3+ , Ag + , Cu 2+ , Zn 2+ , and Ni + .
  • the reducing agent for example, any inorganic or organic reducing agent can be used as long as it can reduce metal ions. Examples thereof include hydroxylamine, citric acid, iron sulfate, and ascorbic acid. Note that when Au 3+ is used as the metal ion, hydroxylamine or citric acid may be used as the reducing agent, and when Ag + is used as the metal ion, iron sulfate can be used as the reducing agent.
  • the first IDT electrode 11 is connected to the wiring 7 and the first.
  • a predetermined voltage is applied from an external measuring instrument through one extraction electrode 19 or the like.
  • the surface of the element substrate 10 is excited, and SAW having a predetermined frequency is generated.
  • a part of the generated SAW propagates toward the detection unit 13, passes through the detection unit 13, and then reaches the second IDT electrode 12.
  • the detection unit 13 since the second substance 13d and the metal particles 13e are sequentially coupled to the detection target 13c and metal is deposited on the surface of the metal particles 13e, compared to the detection target 13c itself, Since the weights of the second substance 13d, the metal particles 13e, and the deposited metal 13f are added, characteristics such as the phase of the SAW that passes under the detection unit 13 change.
  • the SAW whose characteristics have changed in this way reaches the second IDT electrode 12
  • a voltage corresponding to the SAW is generated in the second IDT electrode 12. This voltage is output to the outside via the second extraction electrode 20, the wiring 7, etc., and the detection target 13c can be measured by reading it with an external measuring instrument.
  • the detection target 13c can be combined with the detection target 13c after the detection target 13c is supplied to the base body 10 having the first substance 13b3 immobilized on the surface. Since the second substance 13d is supplied to the substrate 10, the second substance 13d is efficiently bound to the detection target 13c in a state where the detection target 13c is efficiently bound to the first substance 13b3. It becomes possible. Then, the detection target 13c can be detected with higher sensitivity by bonding the metal particles 13e to the second substance 13d.
  • Examples of the third substance 13g include antibodies, nucleic acids, protein A, protein G, and sugar chains.
  • the second substance 13d is an antibody
  • an antibody corresponding to the antibody that is the second substance 13d can be used.
  • the second substance 13d is a nucleic acid
  • a nucleic acid having a sequence complementary to a part of the nucleic acid that is the second substance 13d can be used.
  • the 3rd substance 13g is a material which can couple
  • the third substance 13g together with the linker 13L.
  • the metal particles can be bound to the third substance 13g and the linker 13L, so that the third substance 13g and the linker 13L can be used independently of each other.
  • Many metal particles can be connected to the detection target 13c. As a result, the detection target 13c can be detected with higher sensitivity.
  • the blocking substance 13B is provided on at least one of the surface of the base 10 and the surface of the metal particles 13e. May be combined.
  • the blocking substance 13B bonded to the surface of the base 10 has a role of reducing or suppressing the detection target 13c, the second substance 13d, and the metal particles 13e from binding to the base 10 respectively.
  • the blocking substance 13B inhibits the detection target 13c from binding to the first substance 13b3, the second substance 13d from binding to the detection target 13c, and the metal particles 13e from binding to the second substance 13d. Those that do not can be used.
  • the blocking substance 13B bonded to the surface of the metal particle 13e has a role of reducing or suppressing the bonding of the metal particle 13e with a substance other than the second substance 13d, and does not inhibit the binding with the second substance 13d. Things can be used.
  • the blocking substance 13B When binding the blocking substance 13B to the surface of the substrate 10, it may be performed before supplying the detection target 13c shown in FIG. Further, when the blocking substance 13B is bonded to the surface of the metal particle 13e, the blocking substance 13B may be mixed with the metal particle 13e in the second solution 13L2 shown in FIG.
  • blocking substance 13B examples include BSA (bovine serum albumin), whey protein, polyethylene glycol, MPC (phosphorylcholine methacrylate) polymer, betaine polymer, HEMA (hydroxyethyl methacrylic acid) polymer, and the like.
  • BSA bovine serum albumin
  • MPC phosphorylcholine methacrylate
  • HEMA hydroxyethyl methacrylic acid
  • the present invention is not limited to the above embodiment, and may be implemented in various modes.
  • the detection element 3 has two or less detection units 13 has been described as an example.
  • the present invention is not limited to this. Good. According to this, it becomes possible to measure more substances and to measure a certain substance with higher accuracy.
  • the detection unit 13 is described as being made of a metal film and an aptamer fixed on the surface of the metal film.
  • the piezoelectric substrate A region between the first IDT electrode 11 and the second IDT electrode 12 on the surface of the substrate 10 may be the detection unit 13.
  • the sensor of the present embodiment has been described by taking a SAW (Surface Acoustic Wave) sensor as an example, but a measurement cell used for measurement by an SPR (Surface Plasmon Resonance, surface plasmon resonance) device, QCM ( (Quartz Crystal Microbalance, quartz oscillator microbalance method)
  • SAW Surface Acoustic Wave
  • QCM Quadrat Crystal Microbalance, quartz oscillator microbalance method
  • a quartz sensor or the like may be used.
  • the detection element 3 in which an optical waveguide or the like is formed so that surface plasmon resonance occurs for example, a change in the refractive index of light in the detection unit is read.
  • the detection element 3 having a vibrator formed on a piezoelectric substrate such as quartz for example, a change in the oscillation frequency of the vibrator is read.
  • a plurality of types of devices may be mixed on the single substrate 10 as the detection element 3.
  • an enzyme electrode method enzyme electrode may be provided next to the SAW element.
  • measurement by an enzyme method is possible, and the number of items that can be examined at a time can be increased.
  • the first cover member 1 is formed by the first upstream portion 1Aa and the first downstream portion 1Ab
  • the second cover member 2 is formed by the third substrate 2a and the fourth substrate 2b.
  • the present invention is not limited to this, and one of the members of the first upstream portion 1Aa, the first downstream portion 1Ab, the third substrate 2a, and the fourth substrate 2b is integrated, for example, The first cover member 1 in which the first upstream portion 1Aa and the first downstream portion 1Ab are integrated may be used.
  • the groove may be provided in either the first cover member 1 or the second cover member 2, or may be provided in both.
  • the channel 15 may be formed by providing a groove in both the first cover member 1 and the second cover member 2 and combining the two grooves, and the first cover member 1 and the second cover member 2
  • the flow path 15 may be formed by providing a groove on one side and combining the groove and the other surface.
  • sample liquid a liquid state
  • the present invention is not limited to this. That is, the specimen is not limited to a liquid form as long as it can be measured by the sensor of the present embodiment, and may be, for example, a gel form or a gaseous form. Further, the state of the specimen may change, for example, in the flow path 15 (on the detection unit 13), such as approaching from a liquid state to a solid state.

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Abstract

　本発明は、検出対象を感度良く検出することができるセンシング方法に関する。表面に固定化された第１物質１３ｂ３を有する基体１０に、第１物質１３ｂ３と結合可能な検出対象１３ｃを供給する工程と、検出対象１３ｃを供給した後に、検出対象１３ｃと結合可能な第２物質１３ｄを基体１０に供給する工程と、第２物質１３ｄを供給した後に、第２物質１３ｄと結合可能な金属粒子１３ｅを基体１０に供給する工程と、を備える検出対象のセンシング方法とする。

Description

検出対象のセンシング方法
　本発明は、検体に含まれる検出対象のセンシング方法に関する。
　弾性表面波素子などの検出素子を用いて、サンプル中の標的検体を分析する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
　この分析方法によれば、まず、第一の分子認識コンポーネントと、ナノ粒子と結合した第二の分子認識コンポーネントと、サンプル中の標的検体とを反応させる。その後、所定の金属イオンと還元剤を添加することによって、金属イオンが還元された金属が析出したナノ粒子を検出するものである。
特表２０１０－５２９４２２号公報
　しかしながら、上述の特許文献に記載の技術によれば、第二の分子認識コンポーネントがナノ粒子と結合した結合体の状態で供給されることから、それぞれ単独の場合と比較して当該結合体の三次元構造は大きく且つ複雑となる。そのため、第一の分子認識コンポーネントに結合している標的検体に対して上述の結合体を結合させる際に、上述の結合体の三次元構造に基づく立体的な障害によって十分に結合させることができないおそれがあった。それ故、サンプル中の標的検体を感度良く検出することが難しかった。
　そこで、検出対象を感度良く検出することができるセンシング方法が求められていた。
　本発明の実施形態に係る検出対象のセンシング方法は、表面に固定化された第１物質を有する基体に、前記第１物質と結合可能な検出対象を供給する工程と、前記検出対象を供給した後に、前記検出対象と結合可能な第２物質を前記基体に供給する工程と、前記第２物質を供給した後に、前記第２物質と結合可能な金属粒子を前記基体に供給する工程とを備える。
　本発明の実施形態に係る検出対象のセンシング方法によれば、表面に固定化された第１物質を有する基体に検出対象を供給した後で、検出対象と結合可能な第２物質を基体に供給することから、第１物質に対して検出対象を効率的に結合させた状態で、その検出対象に対して第２物質を効率的に結合させることが可能となる。そして、その上で、第２物質に対して金属粒子を結合させることによって、検出対象をさらに感度良く検出することが可能となる。
本発明の実施形態に係るセンサ装置を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は長さ方向の断面図であって（ａ）のＡ－Ａ線における断面図、（ｃ）は幅方向の断面図であって紙面に対して上から順に、（ａ）のａ－ａ線、ｂ－ｂ線およびｃ－ｃ線のそれぞれにおける断面図である。 図１のセンサ装置の一部を拡大して示す断面図である。 図１のセンサ装置の検出素子を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のｄ－ｄ線における断面図、（ｃ）は（ａ）のｅ－ｅ線における断面図である。 図１のセンサ装置の分解平面図である。 図１のセンサ装置の製造工程を示す平面図である。 本発明の実施形態に係る検出対象のセンシング方法を説明する図である。 本発明の実施形態に係る検出対象のセンシング方法における洗浄液の供給工程を説明する図である。 図６に示す検出対象のセンシング方法の変形例を示す図である。
　以下、本発明の実施形態に係るセンサ装置について、検体が液体状（検体液）である場合を例にとって、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下に説明する各図面において同じ構成部材には同じ符号を付すものとする。また、各部材の大きさや部材同士の間の距離などは模式的に図示しており、現実のものとは異なる場合がある。
　＜センサ装置＞
　本発明の実施形態に係るセンサ装置１００について、図１～図５を用いて説明する。
　本実施形態に係るセンサ装置１００は、図１に示すように、主に第１カバー部材１、中間カバー部材１Ａ、第２カバー部材２および検出素子３を備える。
　具体的には、センサ装置１００は、図１（ｂ）に示すように、検体液が流入する流入部１４と、流入部１４と連続しており且つ中間カバー部材１Ａと第２カバー部材２とで囲まれて少なくとも検出素子３の検出部１３まで延びている流路１５とを備えている。流入部１４は、図１（ｂ）に示すように、第２カバー部材２を厚み方向に貫通している。なお、流入部１４は、中間カバー部材１Ａの上面および第２カバー部材２の側面に位置するようにしてもよい。
　本実施形態に係るセンサ装置１００では、第１カバー部材１の上面に検出素子３と流路１５の少なくとも一部を構成する中間カバー部材１Ａとを併設したことから、厚みのある検出素子３を用いた場合でも流入部１４から検出部１３に至る検体液の流路１５を確保することができ、毛細管現象などによって流入部１４から吸引された検体液を検出部１３まで流すことができる。流路１５の幅は、例えば、０．５ｍｍ～３ｍｍであり、深さは、例えば、０．１ｍｍ～０．５ｍｍである。これにより、厚みを有する検出素子３を用いつつ、センサ装置１００自体に検体液の吸引機構を備えた測定作業が簡便なセンサ装置１００を提供することができる。なお、センサ装置１００は、それ自体が検体液の吸引機構を備えない場合には、ピペットなどの器具を使用して検体液を導入することができる。
　（第１カバー部材１）
　第１カバー部材１は、図１（ｂ）に示すように平板状である。第１カバー部材１の厚さは、例えば、０．１ｍｍ～０．５ｍｍである。第１カバー部材１の平面形状は概ね長方形状である。第１カバー部材１の長さ方向の長さは、例えば、１ｃｍ～５ｃｍであり、幅方向の長さは、例えば、１ｃｍ～３ｃｍである。第１カバー部材１の材料としては、例えば、紙、プラスチック、セルロイド、セラミックス、不織布、ガラスなどを用いることができる。必要な強度とコストとを兼ね備える観点からはプラスチックを用いればよい。
　また、第１カバー部材１の上面には、図１（ａ）に示すように、端子６および端子６から検出素子３の近傍まで引き回された配線７が形成されている。端子６は、第１カバー部材１の上面において、検出素子３に対して幅方向に両側に形成されている。センサ装置１００を外部の測定器（図示せず）で測定する際に、端子６と外部の測定器とが電気的に接続される。また、端子６と検出素子３とは、配線７などを介して電気的に接続されている。そして、外部の測定器からの信号が端子６を介してセンサ装置１００に入力されるとともに、センサ装置１００からの信号が端子６を介して外部の測定器に出力されることとなる。
　（中間カバー部材１Ａ）
　本実施形態において、図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、中間カバー部材１Ａが、第１カバー部材１の上面に、検出素子３と並んで位置している。また、中間カバー部材１Ａと検出素子３とは間隙を介して位置している。
　中間カバー部材１Ａは、平板状の板に凹部形成部位４を有する部材であり、その厚さは、例えば、０．１ｍｍ～０．５ｍｍである。なお、図１に示すように、中間カバー部材１Ａの厚さを、検出素子３の厚さよりも大きくすることができる。
　本実施形態において、凹部形成部位４は、図１（ａ）、図１（ｂ）および図４に示すように、中間カバー部材１Ａを第１上流部１Ａａと第１下流部１Ａｂとに分断する部位である。凹部形成部位４が設けられた中間カバー部材１Ａを、平板状の第１カバー部材１と接合することによって、図２（ａ）に示すように、第１カバー部材１および中間カバー部材１Ａによって素子収容凹部５が形成されることとなる。すなわち、凹部形成部位４の内側に位置する第１カバー部材１の上面が素子収容凹部５の底面となり、凹部形成部位４の内壁が素子収容凹部５の内壁となる。言い換えれば、凹部形成部位４から露出する第１カバー部材１の上面が素子収容凹部５の底面となり、凹部形成部位４の内壁が素子収容凹部５の内壁となる。
　中間カバー部材１Ａの材料としては、例えば、樹脂（プラスチックを含む）、紙、不織布、ガラスなどを用いることができる。より具体的には、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂などの樹脂材料を用いることができる。なお、第１カバー部材１の材料と中間カバー部材１Ａの材料とを同一としてもよく、異なるようにしてもよい。
　また、本実施形態において、中間カバー部材１Ａは、第１上流部１Ａａと第１下流部１Ａｂとを有しており、図１（ａ）に示すように、センサ装置１００を第２カバー部材２の上面側から透視する上面透視（上面視）において、検出素子３は、第１上流部１Ａａと第１下流部１Ａｂとの間に位置している。これによれば、流路１５のうち第１上流部１Ａａを通って検出素子３上を流れる検体液は、測定に必要な量を超える量が第１下流部１Ａｂ側に流れていくことから、検出素子３に適切な量の検体液を供給することが可能となる。
　（第２カバー部材２）
　第２カバー部材２は、図１（ｂ）および図１（ｃ）に示すように、検出素子３の少なくとも一部を覆うとともに中間カバー部材１Ａに接合されている。第２カバー部材２の材料としては、例えば、樹脂（プラスチックを含む）、紙、不織布、ガラスなどを用いることができる。より具体的には、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂などの樹脂材料を用いることができる。なお、第１カバー部材１の材料と第２カバー部材２の材料とを同一としてもよい。これによって、互いの熱膨張係数の差に起因する変形を抑制することが可能となる。なお、第２カバー部材２は、中間カバー部材１Ａにのみ接合される構成、あるいは第１カバー部材１および中間カバー部材１Ａの双方に接合される構成にしてもよい。ここで、第２カバー部材２は、第３基板２ａと第４基板２ｂとを有する。
　第３基板２ａは、中間カバー部材１Ａの上面に貼り合わされている。第３基板２ａは平板状であり、その厚さは、例えば、０．１ｍｍ～０．５ｍｍである。第４基板２ｂは、第３基板２ａの上面に貼り合わされている。第４基板２ｂは、平板状であり、その厚さは、例えば、０．１ｍｍ～０．５ｍｍである。そして、図４に示すように、第３基板２ａには流路１５を形成する切欠きが形成されていることから、第４基板２ｂが第３基板２ａと接合されることによって、図１（ｂ）に示すように、第４基板２ｂの下面に流路１５が形成されることとなる。流路１５は、流入部１４から少なくとも検出部１３の直上領域まで延びており、図１（ｃ）に示すように、流路１５が延びる方向に直交する断面の断面形状は、例えば、矩形状である。
　本実施形態において、流路１５の下流側の端部は、図１（ｂ）に示すように、第３基板２ａが存在せずに第４基板２ｂと中間カバー部材１Ａとの隙間が排気孔１８として機能する。排気孔１８は、流路１５内の空気などを外部に放出するためのものである。
　（検出素子３）
　検出素子３は、図１（ｂ）に示すように、第１カバー部材１の上面に位置している素子基板１０、および素子基板１０の上面または後述する絶縁性部材２８の上面に位置しており且つ検体液に含まれる検出対象１３ｃの検出を行なう少なくとも１つの検出部１３を有する。検出素子３の詳細については、図２（ｂ）および図３に示している。
　なお、本実施形態においては、図３に示すように、素子基板１０の上面に素子電極（電極パターン）２９が設けられており、且つ、素子電極２９を覆うように絶縁性部材２８が設けられている。なお、素子電極２９としては、検出素子３としてＳＡＷ素子を用いる場合にはＩＤＴ（Ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌ　Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）電極および引出し電極などが相当する。本実施形態においては、図３に示すように、素子基板１０の上面には、後述する、第１ＩＤＴ電極１１、第２ＩＤＴ電極１２、第１引出し電極１９および第２引出し電極２０などが設けられている。
　本実施形態では、図２（ｂ）に示すように、第２カバー部材２が、検出素子３の上面であって、例えばＩＤＴ電極１１、１２の上方に固定されている。
　　（素子基板１０）
　素子基板１０は、例えば、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）単結晶、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）単結晶または水晶などの圧電性を有する単結晶の基板からなる。素子基板１０の平面形状および各種寸法は適宜に設定されてよい。一例として、素子基板１０の厚さは、０．３ｍｍ～１ｍｍである。
　次に、素子電極２９として、ＩＤＴ電極１１、１２および引出し電極１９、２０について順に説明する。
　　（ＩＤＴ電極１１、１２）
　図３に示すように、第１ＩＤＴ電極１１は、素子基板１０の上面に位置しており、１対の櫛歯電極を有する。各櫛歯電極は、互いに対向する２本のバスバー、および各バスバーから他のバスバー側へ延びる複数の電極指を有している。そして、１対の櫛歯電極は、複数の電極指が互いに噛み合うように配置されている。第２ＩＤＴ電極１２も、第１ＩＤＴ電極１１と同様、素子基板１０の上面に位置しており、１対の櫛歯電極を有する。図３に示されている第１ＩＤＴ電極１１および第２ＩＤＴ電極１２は、トランスバーサル型のＩＤＴ電極を構成している。
　第１ＩＤＴ電極１１は、所定の弾性表面波（ＳＡＷ：Ｓｕｒｆａｃｅ　Ａｃｏｕｓｔｉｃ　Ｗａｖｅ）を発生させるためのものであり、第２ＩＤＴ電極１２は、第１ＩＤＴ電極１１で発生したＳＡＷを受信するためのものである。そのため、第１ＩＤＴ電極１１で発生したＳＡＷを第２ＩＤＴ電極１２が受信できるように、第１ＩＤＴ電極１１と第２ＩＤＴ電極とは同一直線上に配置されている。なお、ＳＡＷの周波数特性については、第１ＩＤＴ電極１１および第２ＩＤＴ電極１２の電極指の本数、隣接する電極指同士の距離、ならびに電極指の交差幅などをパラメータとして、設計することができる。ＩＤＴ電極によって励振されるＳＡＷとしては、種々の振動モードのものが存在するが、本実施形態に係る検出素子３においては、例えば、ＳＨ波（ｓｈｅａｒ　ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ　ｗａｖｅ）とよばれる横波の振動モードを利用している。
　ＳＡＷの周波数は、例えば、数メガヘルツ（ＭＨｚ）から数ギガヘルツ（ＧＨｚ）の範囲内において設定可能である。中でも、数百ＭＨｚから２ＧＨｚとすれば、実用的であり、かつ検出素子３の小型化ひいてはセンサ装置１００の小型化を実現することができる。
　ここで、第１ＩＤＴ電極１１および第２ＩＤＴ電極１２の材料としては、例えば、金、アルミニウム、あるいはアルミニウムと銅との合金（アルミニウム合金）などが挙げられる。また、これらの電極は、多層構造としてもよい。多層構造とする場合は、例えば、１層目にチタンまたはクロムを含め、２層目に金、アルミニウムまたはアルミニウム合金を含め、３層目にチタンまたはクロムを含めことができる。この場合には、３層目のチタンまたはクロムは表面を酸化させてもよく、これによれば、後述する絶縁性部材２８であるＳｉＯ２との密着性を向上させることが可能となる。多層構造の具体例としては、チタン上に金およびチタンを順に形成した３層構造（Ｔｉ／Ａｕ／Ｔｉ）、チタン上に金および酸化チタンを順に形成した３層構造（Ｔｉ／Ａｕ／ＴｉＯ２）などが挙げられる。また、多層構造とする場合は、複数の層のうち最上層を後述する固定化膜１３ａと異なる材料で構成してもよい。この点は、後述する第１引出し電極１９および第２引出し電極２０についても同様である。
　また、第１ＩＤＴ電極１１および第２ＩＤＴ電極１２の厚さは、例えば、３０ｎｍ～３００ｎｍに設定することができる。第１ＩＤＴ電極１１および第２ＩＤＴ電極１２の厚さを３０ｎｍ以上とすれば、弾性表面波の伝送損失を低減することができる。また、第１ＩＤＴ電極１１および第２ＩＤＴ電極１２の厚さを３００ｎｍ以下とすれば、検出の感度低下を抑制することができる。
　　（引出し電極１９、２０）
　図３（ａ）に示すように、第１引出し電極１９は、第１ＩＤＴ電極１１に接続されており、第２引出し電極２０は、第２ＩＤＴ電極１２に接続されている。
　また、第１引出し電極１９は、第１ＩＤＴ電極１１から検出部１３とは反対側に引き出され、第１引出し電極１９の端部１９ｅは第１カバー部材１に設けられた配線７に電気的に接続されている。第２引出し電極２０は、第２ＩＤＴ電極１２から検出部１３とは反対側に引き出され、第２引出し電極２０の端部２０ｅは配線７に電気的に接続されている。図３（ａ）および図３（ｃ）に示すように、第１引出し電極１９の端部１９ｅおよび第２引出し電極２０の端部２０ｅは、後述する絶縁性部材２８に覆われておらずに露出している。なお、図３（ａ）では、絶縁性部材２８で覆われておらずに露出している部位に模様（縦線のハッチング）を付与して示している。
　ここで、第１引出し電極１９および第２引出し電極２０の材料としては、第１ＩＤＴ電極１１および第２ＩＤＴ電極１２と同様の材料を用いることができる。また、第１引出し電極１９の端部１９ｅおよび第２引出し電極２０の端部２０ｅを多層構造とする場合は、その具体例としては、チタン上に金を形成した２層構造（Ｔｉ／Ａｕ）、チタン上に金、チタン、チタンおよび金を順に形成した５層構造（Ｔｉ／Ａｕ／Ｔｉ／Ｔｉ／Ａｕ）、チタン上に金、酸化チタン、チタンおよび金を順に形成した５層構造（Ｔｉ／Ａｕ／ＴｉＯ２／Ｔｉ／Ａｕ）などが挙げられる。
　第１引出し電極１９および第２引出し電極２０の厚さは、例えば、３０ｎｍ～３００ｎｍに設定することができる。これによれば、第１ＩＤＴ電極１１および第２ＩＤＴ電極１２との間における通電を確保することができる。また、第１引出し電極１９および第２引出し電極２０の厚さは、第１ＩＤＴ電極１１および第２ＩＤＴ電極１２と同等にしてもよい。これによれば、引出し電極とＩＤＴ電極とを同一工程で作製することによって製造工程を簡素化することが可能であるとともに、引出し電極とＩＤＴ電極との接続部において電極表面に段差が生じないため、絶縁性部材２８との密着を均一にすることが可能となる。その結果、例えば、応力印加によって絶縁性部材２８にクラックなどが発生することを抑制できる。
　　（絶縁性部材２８）
　絶縁性部材２８は、素子電極（ＩＤＴ電極１１、１２および引出し電極１９、２０など）２９の酸化防止などに寄与するものであり、図３に示すように、素子電極２９の少なくとも一部を覆っている。
　本実施形態では、図３（ｂ）に示すように、絶縁性部材２８は、第１ＩＤＴ電極１１および第２ＩＤＴ電極１２を覆っている。また、絶縁性部材２８は、第１引出し電極１９および第２引出し電極２０も覆っている。但し、図３（ａ）および図３（ｃ）に示すように、第１引出し電極１９の端部１９ｅおよび第２引出し電極２０の端部２０ｅは、それぞれの少なくとも一部が絶縁性部材２８によって被覆されていない部位を有する。そして、図２（ｂ）に示すように、この被覆されていない部位と配線７とが金属細線（導線）２７を用いて電気的に接続されている。なお、絶縁性部材２８は、金属細線２７および配線７を覆うように形成されてもよい。
　絶縁性部材２８の材料としては、例えば、酸化珪素（ＳｉＯ２）、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化チタン、窒化珪素およびシリコンなどが挙げられる。
　また、絶縁性部材２８の厚さは、例えば、１０ｎｍ～２０００ｎｍに設定することができる。絶縁性部材２８の厚さを１０ｎｍ以上にすれば、優れた温度特性を有することができるとともに、ＩＤＴ電極１１、１２などに対して充分な絶縁性を備えることができる。絶縁性部材２８の厚さを２０００ｎｍ以下にすれば、検出の感度低下を抑制することができるとともに優れた温度特性を有することができる。
　　（検出部１３）
　図３に示すように、検出部１３は、検体液に含まれる検出対象１３ｃの検出を行なうものであり、素子基板１０の上面（表面）または絶縁性部材２８の上面であって第１ＩＤＴ電極１１と第２ＩＤＴ電極１２との間に位置している。
　本実施形態において、検出部１３は、素子基板１０の上面（表面）または絶縁性部材２８の上面（表面）に位置している固定化膜１３ａと、固定化膜１３ａの上面に位置している反応部１３ｂとを有する。なお、他の例として、検出部１３は、固定化膜１３ａを有さない構成でもよく、その場合には、素子基板１０の上面（表面）または絶縁性部材２８の上面（表面）に反応部１３ｂが位置することになる。
　　　（固定化膜１３ａ）
　固定化膜１３ａは、素子基板１０の上面（表面）または絶縁性部材２８の上面（表面）に位置しているとともに、その上面（表面）に反応部１３ｂを固定化するものである。本実施形態では、上述のとおり、検出部１３が第１ＩＤＴ電極１１と第２ＩＤＴ電極１２との間に位置していることから、固定化膜１３ａも第１ＩＤＴ電極１１と第２ＩＤＴ電極１２との間に位置している。
　固定化膜１３ａの材料としては、例えば、金属、酸化膜（ＳｉＯ２、ＴｉＯ２など）、ポリマー膜（ＰＥＴ、ＰＭＭＡなど）を用いることができる。ここで、固定化膜１３ａに金属を用いる場合あるいは多層構造にする場合には、その最表面（最表層）を上述のような酸化膜およびポリマー膜にすることができる。なお、固定化膜１３ａは、第１ＩＤＴ電極１１および第２ＩＤＴ電極１２などの素子電極２９と同一の材料を有することができる。また、固定化膜１３ａの材料としては、第１ＩＤＴ電極１１および第２ＩＤＴ電極１２と同様の材料に加えて、その他の貴金属材料（例えば、白金、銀、パラジウムおよびそれらの合金など）を用いることができる。また、固定化膜１３ａを多層構造とする場合は、例えば、クロムあるいはチタン、およびクロム（チタン）上に形成された金の２層構造、金上に形成された酸化チタンの３層構造とすることができる。多層構造の具体例としては、チタン上に金を形成した２層構造（Ｔｉ／Ａｕ）、チタン上に金および酸化チタンを順に形成した３層構造（Ｔｉ／Ａｕ／ＴｉＯ２）などが挙げられる。
　固定化膜１３ａの厚さは、例えば、３０ｎｍ～３００ｎｍに設定することができる。固定化膜１３ａの厚さを３０ｎｍ以上にすれば、検出の感度低下を抑制することができる。また、固定化膜１３ａの厚さを３００ｎｍ以下にすれば、弾性表面波の伝送損失を低減することができる。
　　　（反応部１３ｂ）
　反応部１３ｂは、検体液中の検出対象１３ｃと化学反応を生じる部位であり、図３に示すように、固定化膜１３ａの表面（上面）に位置している。反応部１３ｂとしては、例えば、固定化膜１３ａの表面に、官能基を介して第１物質１３ｂ３を固定化する構成、あるいは、官能基および有機部材を介して第１物質１３ｂ３を固定化する構成などが挙げられる。このような構成を有する反応部１３ｂは、例えば、検体液との接触に起因して、検体液中の特定の検出対象１３ｃがその検出対象１３ｃに対応するアプタマーなどの第１物質１３ｂ３などと結合する。
　官能基としては、例えば、ＳＨ基（チオール基）が挙げられ、それ以外にも、シラノール基、アミノ基、カルボキシル基、マレイミド基、スルフィド基、ジスルフィド基、アルデヒド基、アジド基、Ｎ－ヒドロキシスクシンイミド基、エポキシ基、カルボニルジイミダゾール基、イソシアネート基、ヒドロキシル基、ヒドラジド基、ビニル基、トシル基、トレシル基、スクシンイミド基、スルホン化スクシンイミド基およびビオチンなどが挙げられる。
　有機部材としては、例えば、デキストラン、アガロース、アルギン酸、カラゲナンおよびこれらに類する糖類またはこれらのいずれかの誘導体、あるいはポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸、オリゴエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ベタインポリマー、セルロースおよびこれらに類する有機ポリマー、ならびに自己組織化単分子層（ＳＡＭ膜）などが挙げられる。ここで、自己組織化単分子層としては、例えば、約１～４００の炭素長の直鎖状または分岐状の炭化水素鎖を含むものが挙げられる。炭化水素鎖は、アルキル基、アリール基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基、アルカリール（ａｌｋａｒｙｌ）基、アラルキル基、およびこれらの任意の組み合わせを含み得る。例えば、ＨＳ－（ＣＨ２）ｎ－ＮＨ３＋Ｃｌ－、ＨＳ－（ＣＨ２）ｎ－ＣＯＯＨなどが挙げられる。ここで、ｎ＝約３～３０炭素長のアルキル鎖を用いることができる。
　第１物質１３ｂ３は、特定の物質と選択性を持って結合する分子認識能を有するものであり、例えば、ペプチド、タンパク質（抗体、酵素、レクチン類を含む）、核酸（アプタマーを含む）、およびボロン酸化合物などが挙げられる。また、第１物質１３ｂ３は、上述したように、固定化膜１３ａの表面に、官能基を介して固定化するか、あるいは両端部にホモ二官能基あるいはヘテロ二官能基を有する有機部材を介して固定化することができる。例えば、アプタマーなどの第１物質１３ｂ３は、固定化膜１３ａの表面のほぼ全域を覆う有機部材の上面（上部）に固定化するか、あるいは固定化膜１３ａの表面に官能基を介して固定化するとともに固定化されたアプタマーの周囲に有機部材を固定化すればよい。このようにすれば、アプタマーを、配向性を持って固定化させることができるため、固定化膜１３ａの表面に効率的により多くの量を固定化することが可能となる。すなわち、アプタマーの一端側に官能基を結合させることで、そのアプタマーの他方の部位にある検出対象１３ｃとの結合部を固定化膜１３ａの上方に向けることができるため、それぞれのアプタマーを隣接して密に配置することが可能となる。
　上述したセンサ装置１００は、例えば、以下のようにして製造することができる。
　まず、図５（ａ）に示すように、端子６および配線７が形成された第１カバー部材１を用意する。
　次に、図５（ｂ）に示すように、第１カバー部材１の上に、中間カバー部材１Ａを積層する。ここで、中間カバー部材１Ａは、第１上流部１Ａａと第１下流部１Ａｂとからなる。
　次に、図５（ｃ）に示すように、中間カバー部材１Ａの第１上流部１Ａａと第１下流部１Ａｂとの間に、検出素子３を金属細線２７を用いて実装する。ここで、第１カバー部材１の上に、中間カバー部材１Ａおよび検出素子３を載置する工程は、いずれを先に実行してもよい。
　次に、図５（ｄ）に示すように、中間カバー部材１Ａの上に、第２カバー部材２の第３基板２ａを積層する。
　そして、図５（ｅ）に示すように、第３基板２ａの上に第４基板２ｂを積層することによって、本実施形態に係るセンサ装置１００が製造される。
　また、本実施形態に係るセンサ装置１００の製造において、検出素子３の製造は、以下の（ｉ）～（ｉｖ）の工程を備える。
　（ｉ）レジストパターニングした後にリフトオフすることによって、第１ＩＤＴ電極１１、第２ＩＤＴ電極１２、第１引出し電極１９および第２引出し電極２０を形成する工程。
　（ｉｉ）成膜した後にパターニングすることによって、絶縁性部材２８を形成する工程。
　（ｉｉｉ）固定化膜１３ａ、第１引出し電極１９の端部１９ｅおよび第２引出し電極２０の端部２０ｅを形成する工程。
　（ｉｖ）固定化膜１３ａに、両端部にホモ二官能基あるいはヘテロ二官能基を有する有機部材を含む溶液を供給した後、第１物質１３ｂ３を含む溶液を供給して固定化する工程。
＜検出対象のセンシング方法＞
　本発明の実施形態に係る検出対象のセンシング方法について、図６～図８を参照しつつ、説明する。
　具体的には、本実施形態に係る検出対象のセンシング方法は、表面に固定化された第１物質１３ｂ３を有する基体１０に、第１物質１３ｂ３と結合可能な検出対象１３ｃを供給する工程と、検出対象１３ｃを供給した後に、検出対象１３ｃと結合可能な第２物質１３ｄを基体１０に供給する工程と、第２物質１３ｄを供給した後に、第２物質１３ｄと結合可能な金属粒子１３ｅを基体１０に供給する工程とを備える。以下、基体１０の一例として素子基板１０を用いて説明することがある。
（基体１０の表面に第１物質１３ｂ３を固定化する工程）
　まず、上述のように、基体１０の表面に、固定化膜１３ａ、官能基、有機部材などを介して、第１物質１３ｂ３を固定化する。具体的な内容については上述の通りであるため、ここでは説明を省略する。以下、基体１０の表面に、固定化膜１３ａを介して第１物質１３ｂ３を固定化した例に基づいて説明する。
（検出対象１３ｃの供給工程）
　次に、図６（ａ）に示すように、表面に固定化された第１物質１３ｂ３を有する基体１０に、第１物質１３ｂ３と結合可能な検出対象１３ｃを供給する。この際、検出対象１３ｃは、所定の検体液に含まれた状態で供給すればよい。
　検出対象１３ｃとしては、例えば、抗体、酵素、アルブミンなどのタンパク質、脂質、細菌、ウィルス、代謝物、核酸などが挙げられる。また、検体液としては、例えば、血液、血清、血漿、尿、唾液、汗、涙、喀痰などをそのまま、もしくは適切な溶媒で希釈したものが挙げられる。
　これによれば、基体１０の表面に固定化された第１物質１３ｂ３に対して検出対象１３ｃを効率的に結合させることが可能となる。
（第２物質１３ｄの供給工程）
　次に、図６（ｂ）に示すように、上述のように検出対象１３ｃを供給した後に、検出対象１３ｃと結合可能な第２物質１３ｄを基体１０に供給する。
　第２物質１３ｄとしては、第１物質１３ｂ３と同様、特定の物質と選択性を持って結合する分子認識能を有するものであり、例えば、ペプチド、タンパク質（抗体、酵素、レクチン類を含む）、核酸（アプタマーを含む）、およびボロン酸化合物などが挙げられる。
　これによれば、検出対象１３ｃを供給した後で、別の工程にて第２物質１３ｄを供給することから、先の工程にて第１物質１３ｂ３に結合した検出対象１３ｃに対して第２物質１３ｄを効率的に結合させることが可能となる。すなわち、例えば、第２物質１３ｄが、後述の金属粒子１３ｅと結合した結合体の状態で供給されると、結合体それ自体の大きさによって、第１物質１３ｂ３に結合した検出対象１３ｃへの結合を阻害する立体障害となるおそれがある。それに対して、上述のように第２物質１３ｄを、単独の状態で、すなわち金属粒子１３ｅと結合していない状態で、供給すれば、上述のような立体障害となることを抑制することが可能となる。その結果、検出対象１３ｃに対する第２物質１３ｄの結合が阻害されること、あるいは、検出対象１３ｃと第２物質１３ｄとの結合の反応速度が低下することなどを抑制することが可能となる。
　ここで、第２物質１３ｄは、図６（ｂ）に示すように、第１溶液１３Ｌ１中に含まれた状態で基体１０に供給することができる。これによれば、所定の溶液中に金属粒子１３ｅとともに入れる場合と比較して、第２物質１３ｄにとって最適な溶液を選択することができることから、高濃度でも第２物質１３ｄの凝集を抑制すること、第２物質１３ｄと検出対象１３ｃとの結合性を向上させること、などが可能となる。その結果、検体液中に含まれる検出対象１３ｃが少ない（低濃度）場合においても、検出対象１３ｃに第２物質１３ｄが結合することによって、感度よく検出することが可能となる。
　第１溶液１３Ｌ１としては、例えば、リン酸緩衝液、クエン酸緩衝液、ＨＥＰＥＳ（４－（２－ｈｙｄｒｏｘｙｅｔｈｙｌ）－１－ｐｉｐｅｒａｚｉｎｅｅｔｈａｎｅｓｕｌｆｏｎｉｃａｃｉｄ）緩衝液、および、ＭＯＰＳ（３－Ｍｏｒｐｈｏｌｉｎｏｐｒｏｐａｎｅｓｕｌｆｏｎｉｃ　ａｃｉｄ）緩衝液などが挙げられる。これらに、塩化ナトリウムや塩化カリウム、塩化マグネシウム、ＥＤＴＡ（エチレンジアミン四酢酸）などを含んでもよい。さらに、必要に応じて、Ｔｗｅｅｎ（登録商標）２０あるいはＴｒｉｔｏｎＸ１００（登録商標）などの界面活性剤を含んでもよい。
　第２物質１３ｄとして抗体を用いる場合には、適当な濃度のＴｗｅｅｎ２０を含むリン酸緩衝生理食塩水を用いることができる。また、第２物質１３ｄとして核酸を用いる場合には、５ｍＭのＥＤＴＡを含むＴｒｉｓ（ｔｒｉｓ（ｈｙｄｒｏｘｙｍｅｔｈｙｌ）ａｍｉｎｏｍｅｔｈａｎｅ）緩衝液を用いることができる。
（第１洗浄液１３Ｗ１の供給工程）
　次に、図７（ａ）に示すように、第２物質１３ｄを供給した後であって金属粒子１３ｅを供給する前に、第１洗浄液１３Ｗ１を基体１０に供給してもよい。
　これによれば、検出対象１３ｃと結合せずに残っている第２物質１３ｄなどを、基体１０およびその周辺から取り除くことができる。その結果、後工程である金属粒子１３ｅの供給の際に、金属粒子１３ｅが不要な残存物質と結合することを低減することができるため、検出対象１３ｃに結合している第２物質１３ｄに対して金属粒子１３ｅを効率的に結合させることが可能となる。
　第１洗浄液１３Ｗ１としては、例えば、第１溶液１３Ｌ１と同じでもよいし、異なるものでもよい。第１溶液１３Ｌ１と異なるものである場合には、例えば、第１溶液１３Ｌ１よりも界面活性剤の濃度が大きいもの、あるいは、第１溶液１３Ｌ１に異なる界面活性剤をさらに添加してもよい。これによれば、検出対象１３ｃと結合せずに残っている第２物質１３ｄを効率的に基体１０から取り除くことが可能となる。
（リンカー１３Ｌの供給工程）
　次に、第２物質１３ｄと金属粒子１３ｅとに結合可能なリンカー１３Ｌを基体１０に供給してもよい。この場合には、第２物質１３ｄを供給した後であって金属粒子１３ｅを供給する前に供給すればよい。
　これによれば、図８（ａ）に示すように、例えば、第２物質１３ｄと金属粒子１３ｅとが所望の結合性を有しない場合においても、リンカー１３Ｌによって両者を効率的に結合させることが可能となる。あるいは、第２物質１３ｄと金属粒子１３ｅとが直接結合可能な場合であっても、適当なリンカー１３Ｌを用いることによって、両者をより効率的に結合させることが可能となる。
　他方、リンカー１３Ｌは、第２物質１３ｄと結合可能である第１リンカーと、金属粒子１３ｅと結合可能である第２リンカーとを有していてもよい。この場合には、第２物質１３ｄを第１リンカーと結合した状態で供給し、その後、金属粒子１３ｅを第２リンカーと結合した状態で供給することができる。なお、第２物質１３ｄを供給した後、第１リンカー、第２リンカー、および金属粒子１３ｅを互いに結合していない状態で順に供給するようにしてもよい。それによって、第１リンカーと第２リンカーとを介して第２物質１３ｄと金属粒子１３ｅとを結合させることができる。
　リンカー１３Ｌとしては、例えば、ストレプトアビジンとビオチンとの組み合わせが挙げられる。その他にも、例えば、ヒスチジンタグとＮｉ－ＮＴＡ（ニトリロ三酢酸）との組み合わせ、ＤＮＡと相補ＤＮＡとの組み合わせ、レクチン類－糖鎖の組み合わせ、シスジオール－ボロン酸化合物の組み合わせ、Ａｕ－ｔａｇペプチド、ｐｒｏｔｅｉｎＡ、ｐｒｏｔｅｉｎＧなどが挙げられる。
　具体例としては、ストレプトアビジンとビオチンとの組み合わせを用いることによって、第２物質１３ｄと金属粒子１３ｅとを、第２物質１３ｄに結合したストレプトアビジンおよび金属粒子１３ｅに結合したビオチンを介して、結合させることができる。あるいは、第２物質１３ｄと金属粒子１３ｅとを、第２物質１３ｄに結合したビオチンおよび金属粒子１３ｅに結合したストレプトアビジンを介して、結合させてもよい。また、第２物質１３ｄが抗体の場合には、ヒスチジンタグとＮｉ－ＮＴＡとの組み合わせを用いることによって、第２物質１３ｄと金属粒子１３ｅとを、第２物質１３ｄに付加したヒスチジンタグおよび金属粒子１３ｅに結合させたＮｉ－ＮＴＡを介して、効果的に結合させることが可能となる。
（金属粒子１３ｅの供給工程）
　次に、図６（ｃ）に示すように、第２物質１３ｄを供給した後に、第２物質１３ｄと結合可能な金属粒子１３ｅを基体１０に供給する。金属粒子１３ｅとしては、例えば、金や白金などが挙げられる。
　これによれば、第２物質１３ｄを供給した後で、別の工程にて金属粒子１３ｅを供給することから、先の工程にて検出対象１３ｃに結合した第２物質１３ｄに対して金属粒子１３ｅを効率的に結合させることが可能となる。すなわち、上述のように、検出対象１３ｃに結合している第２物質１３ｄに対する結合が阻害されたり、第２物質１３ｄと金属粒子１３ｅとの結合の反応速度が低下することを、金属粒子１３ｅが単独の状態で供給されることによって、抑制することが可能となる。
　ここで、金属粒子１３ｅは、図６（ｃ）に示すように、第１溶液１３Ｌ１とは異なる第２溶液１３Ｌ２中に含まれた状態で基体１０に供給することができる。これによれば、所定の溶液中に第２物質１３ｄとともに入れる場合と比較して、金属粒子１３ｅにとって最適な溶液を選択することができることから、高濃度でも金属粒子１３ｅの凝集を抑制すること、金属粒子１３ｅと第２物質１３ｄとの結合性を向上させること、などが可能となる。その結果、検体液中に含まれる検出対象１３ｃが少ない（低濃度）場合においても、検出対象１３ｃに第２物質１３ｄおよび金属粒子１３ｅが結合することによって、感度よく検出することが可能となる。
　第２溶液１３Ｌ２としては、例えば、第１溶液１３Ｌ１と同様の溶液を用いることができる。なお、第１溶液１３Ｌ１と比較して界面活性剤の濃度を大きく設定してもよく、ポリエチレングリコールおよびポリビニルメチルエーテルなどの分散剤を含有させてもよい。これらによれば、金属粒子１３ｅの凝集を効果的に抑制することができる。
（第２洗浄液１３Ｗ２の供給工程）
　次に、図７（ｂ）に示すように、金属粒子１３ｅを供給した後に、第２洗浄液１３Ｗ２を基体１０に供給してもよい。
　これによって、第２物質１３ｄと結合せずに残っている金属粒子１３ｅなどを基体１０およびその周辺から取り除くことができる。その結果、後工程である金属イオンおよび還元剤の供給の際に、金属イオンおよび還元剤が不要な残存物質と結合することを低減することができるため、第２物質１３ｄに結合している金属粒子１３ｅに対して金属イオンおよび還元剤を効率的に作用させることが可能となる。
　第２洗浄液１３Ｗ２としては、例えば、第２溶液１３Ｌ２と同じでもよいし、異なるものでもよい。異なるものである場合には、例えば、第１溶液１３Ｌ１よりも界面活性剤の濃度が大きいもの、あるいは、第２溶液１３Ｌ２に異なる界面活性剤をさらに添加してもよい。これによれば、第２物質１３ｄと結合せずに残っている金属粒子１３ｅを効率的に基体１０から取り除くことが可能となる。
（金属イオンおよび還元剤の供給工程）
　次に、図６（ｄ）に示すように、金属粒子１３ｅを供給した後に、金属イオンと、金属イオンを還元する還元剤とを基体１０に供給する。
　これによれば、金属粒子１３ｅの表面で、金属イオンが還元剤によって還元されることによって、金属粒子１３ｅの表面に金属を析出させることができる。その結果、金属粒子１３ｅの重量に対して、表面に金属が析出した金属粒子１３ｅの重量を大きくすることができるため、結果として、検出対象１３ｃの検出を感度良く行なうことが可能となる。
　ここで、金属イオンとしては、例えば、Ａｕ３＋、Ａｇ＋、Ｃｕ２＋、Ｚｎ２＋、Ｎｉ＋などが挙げられる。また、還元剤としては、例えば、金属イオンを還元することができれば、無機、有機いずれの還元剤も用いることができ、例えば、ヒドロキシルアミン、クエン酸、硫酸鉄、アスコルビン酸などが挙げられる。なお、金属イオンとしてＡｕ３＋を用いる場合には、還元剤としてヒドロキシルアミンやクエン酸を用いればよく、また、金属イオンとしてＡｇ＋を用いる場合には、還元剤として硫酸鉄を用いることができる。
（検出素子３を用いた検出対象１３ｃの検出）
　以上のような工程を経た上で、上述のセンサ装置１００におけるＳＡＷを利用した検出素子３を用いて検体液中の検出対象１３ｃの検出を行なう場合は、第１ＩＤＴ電極１１に、配線７および第１引出し電極１９などを介して、外部の測定器から所定の電圧を印加する。
　これによれば、第１ＩＤＴ電極１１が形成されている領域において、素子基板１０の表面が励振され、所定の周波数を有するＳＡＷが発生する。発生したＳＡＷは、その一部が検出部１３に向かって伝搬し、検出部１３を通過した後、第２ＩＤＴ電極１２に到達する。
　この際、検出部１３では、検出対象１３ｃに対して第２物質１３ｄおよび金属粒子１３ｅが順に結合するとともに金属粒子１３ｅの表面に金属が析出することから、検出対象１３ｃそれ自体と比較して、第２物質１３ｄ、金属粒子１３ｅおよび析出金属１３ｆの重量が付加されるため、検出部１３の下を通過するＳＡＷの位相などの特性が変化する。このように特性が変化したＳＡＷが第２ＩＤＴ電極１２に到達すると、それに応じた電圧が第２ＩＤＴ電極１２に生じる。この電圧が第２引出し電極２０、配線７などを介して外部に出力され、それを外部の測定器で読み取ることによって、検出対象１３ｃを測定することができる。
　以上のように、本実施形態に係る検出対象のセンシング方法によれば、表面に固定化された第１物質１３ｂ３を有する基体１０に検出対象１３ｃを供給した後で、検出対象１３ｃと結合可能な第２物質１３ｄを基体１０に供給することから、第１物質１３ｂ３に対して検出対象１３ｃを効率的に結合させた状態で、その検出対象１３ｃに対して第２物質１３ｄを効率的に結合させることが可能となる。そして、その上で、第２物質１３ｄに対して金属粒子１３ｅを結合させることによって、検出対象１３ｃをさらに感度良く検出することが可能となる。
（第３物質１３ｇの供給工程）
　なお、第２物質１３ｄを供給した後に、図８（ｂ）に示すような、第２物質１３ｄと結合可能な第３物質１３ｇを基体１０に供給してもよい。ここで、第３物質１３ｇは、図８（ｂ）に示すように、金属粒子１３ｅと結合した状態で供給してもよい。
　第３物質１３ｇとしては、例えば、抗体、核酸、ｐｒｏｔｅｉｎＡ、ｐｒｏｔｅｉｎＧ、糖鎖などが挙げられる。例えば、第２物質１３ｄが抗体の場合には、第２物質１３ｄである抗体に対応する抗体を用いることができる。また、第２物質１３ｄが核酸の場合には、第２物質１３ｄである核酸の一部と相補的な配列を有する核酸を用いることができる。なお、第３物質１３ｇが、金属粒子１３ｅと結合可能な材料である場合は、上述したリンカー１３Ｌと同様の役割を有する。
　また、第３物質１３ｇをリンカー１３Ｌと併用することも可能である。第３物質１３ｇとリンカー１３Ｌとを併用することによって、第３物質１３ｇとリンカー１３Ｌとに金属粒子を結合させることができるので、第３物質１３ｇとリンカー１３Ｌとをそれぞれ単独で使用する場合よりも多くの金属粒子を検出対象１３ｃに繋げることができる。その結果、検出対象１３ｃをさらに感度良く検出することが可能となる。
（変形例）
　上述のような本発明の実施形態に係る検出対象のセンシング方法の変形例として、図８（ｃ）に示すように、基体１０の表面および金属粒子１３ｅの表面のうち少なくとも一方に、ブロッキング物質１３Ｂを結合させてもよい。
　ここで、基体１０の表面に結合したブロッキング物質１３Ｂは、検出対象１３ｃ、第２物質１３ｄおよび金属粒子１３ｅが、それぞれ基体１０と結合することを低減または抑制する役割を有する。なお、ブロッキング物質１３Ｂとして、検出対象１３ｃが第１物質１３ｂ３に結合すること、第２物質１３ｄが検出対象１３ｃに結合すること、および、金属粒子１３ｅが第２物質１３ｄに結合すること、を阻害しないものを用いることができる。また、金属粒子１３ｅの表面に結合したブロッキング物質１３Ｂは、金属粒子１３ｅが第２物質１３ｄ以外の物質と結合することを低減または抑制する役割を有し、第２物質１３ｄとの結合を阻害しないものを用いることができる。
　ブロッキング物質１３Ｂを基体１０の表面に結合させる場合は、図６（ａ）に示す、検出対象１３ｃの供給前に行なえばよい。また、ブロッキング物質１３Ｂを金属粒子１３ｅの表面に結合させる場合は、図６（ｃ）に示す、第２溶液１３Ｌ２中に金属粒子１３ｅと混合させることによって行なえばよい。
　ブロッキング物質１３Ｂとしては、例えば、ＢＳＡ（ウシ血清アルブミン）、乳清タンパク質、ポリエチレングリコール、ＭＰＣ（メタクリル酸ホスホリルコリン）ポリマー、ベタインポリマー、ＨＥＭＡ（ヒドロキシエチルメタクリル酸）ポリマーなどが挙げられる。また、上述の有機部材をそのままブロッキング物質１３Ｂとして用いることもできる。
　本発明は、以上の実施形態に限定されず、種々の態様で実施されてよい。
　例えば、上述した実施形態においては、検出素子３が、検出部１３を２つ以下有する場合を例にして説明を行なったが、これに限定されるものではなく、３つ以上有する構成にしてもよい。これによれば、より多くの物質を測定すること、ならびに、ある物質をより精度良く測定することが可能となる。
　また、上述した実施形態においては、検出部１３が金属膜と金属膜の表面に固定化されたアプタマーからなるものについて説明したが、上述したように、例えば、金属膜を用いずに、圧電基板である基体１０の表面における第１ＩＤＴ電極１１と第２ＩＤＴ電極１２との間の領域を検出部１３としてもよい。
　また、例えば、本実施形態のセンサは、ＳＡＷ（Ｓｕｒｆａｃｅ　Ａｃｏｕｓｔｉｃ　Ｗａｖｅ、弾性表面波）センサを例に説明したが、ＳＰＲ（Ｓｕｒｆａｃｅ　Ｐｌａｓｍｏｎ　Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ、表面プラズモン共鳴）装置による測定に用いられる測定セル、ＱＣＭ（Ｑｕａｒｔｚ　Ｃｒｙｓｔａｌ　Ｍｉｃｒｏｂａｌａｎｃｅ、水晶発振子マイクロバランス法）水晶センサなどを用いてもよい。例えば、表面プラズモン共鳴が起こるように光導波路などを形成した検出素子３を用いる場合は、例えば検出部における光の屈折率の変化などを読み取ることとなる。その他、水晶などの圧電基板に振動子を形成した検出素子３を用いる場合は、例えば振動子の発振周波数の変化を読み取ることとなる。
　また、例えば、検出素子３として、１つの基体１０上に複数種類のデバイスを混在させても構わない。例えば、ＳＡＷ素子の隣に酵素電極法の酵素電極を設けてもよい。この場合は、抗体やアプタマーを用いた免疫法に加えて酵素法での測定も可能となり、１度に検査できる項目を増やすことができる。
　また、例えば、上述した実施形態においては、第１カバー部材１が第１上流部１Ａａおよび第１下流部１Ａｂにより形成され、第２カバー部材２が第３基板２ａおよび第４基板２ｂにより形成されている例を示したが、これに限らず、第１上流部１Ａａ、第１下流部１Ａｂ、第３基板２ａおよび第４基板２ｂのうちのいずれかの部材同士が一体化されたもの、例えば、第１上流部１Ａａと第１下流部１Ａｂが一体化された第１カバー部材１を用いてもよい。
　また、溝部は、第１カバー部材１および第２カバー部材２のいずれかに設けられてもよく、両方に設けられてもよい。例えば、第１カバー部材１と第２カバー部材２との両方に溝部を設けるとともに２つの溝部を合わせることによって流路１５を形成してもよく、第１カバー部材１および第２カバー部材２の一方に溝部を設けるとともに当該溝部と他方の表面とを合わせることによって流路１５を形成してもよい。
　また、例えば、上述した実施形態においては、検体が液体状（検体液）である場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、検体は、本実施形態のセンサで測定可能な限り、液体状に限定されるものではなく、例えば、ゲル状、気体状などであってもよい。また、検体は、例えば、流路１５（検出部１３上）において液体状から固体状に近づいていくなど、その状態が変化するものであってもよい。
　１・・・第１カバー部材
　１Ａ・・・中間カバー部材
　　１Ａａ・・・第１上流部
　　１Ａｂ・・・第１下流部
　２・・・第２カバー部材
　　２ａ・・・第３基板
　　２ｂ・・・第４基板
　３・・・検出素子
　４・・・凹部形成部位
　５・・・素子収容凹部
　６・・・端子
　７・・・配線
　１０・・・素子基板（基体）
　１１・・・第１ＩＤＴ電極
　１２・・・第２ＩＤＴ電極
　１３・・・検出部
　１３ａ・・・固定化膜
　１３ｂ・・・反応部
　　１３ｂ３・・・第１物質
　１３ｃ・・・検出対象
　１３ｄ・・・第２物質
　　１３Ｌ１・・・第１溶液
　１３ｅ・・・金属粒子
　　１３Ｌ２・・・第２溶液
　１３ｆ・・析出金属
　１３Ｗ１・・・第１洗浄液
　１３Ｗ２・・・第２洗浄液
　１３Ｌ・・・リンカー
　１３Ｂ・・・ブロッキング物質
　１３ｇ・・・第３物質
　１４・・・流入部
　１５・・・流路
　１８・・・排気孔
　１９・・・第１引出し電極
　　１９ｅ・・・端部（パッド部）
　２０・・・第２引出し電極
　　２０ｅ・・・端部（パッド部）
　２７・・・導線（金属細線）
　２８・・・絶縁性部材
　２９・・・素子電極
　１００・・・センサ装置

Claims (17)

  1. 　表面に固定化された第１物質を有する基体に、前記第１物質と結合可能な検出対象を供給する工程と、
    　前記検出対象を供給した後に、前記検出対象と結合可能な第２物質を前記基体に供給する工程と、
    　前記第２物質を供給した後に、前記第２物質と結合可能な金属粒子を前記基体に供給する工程と、を備える検出対象のセンシング方法。
  2. 　前記第２物質は、第１溶液に入った状態で供給され、
    　前記金属粒子は、前記第１溶液とは異なる第２溶液に入った状態で供給される、請求項１に記載の検出対象のセンシング方法。
  3. 　前記第２物質を供給した後であって前記金属粒子を供給する前に、第１洗浄液を前記基体に供給する工程、をさらに備える請求項１または２のいずれかに記載の検出対象のセンシング方法。
  4. 　前記金属粒子を供給した後に、第２洗浄液を前記基体に供給する工程、をさらに備える請求項１～３のいずれかに記載の検出対象のセンシング方法。
  5. 　前記金属粒子を供給した後に、金属イオン、および前記金属イオンを還元する還元剤を前記基体に供給する工程、をさらに備える請求項１～４のいずれかに記載の検出対象のセンシング方法。
  6. 　前記第２物質と前記金属粒子とに結合可能なリンカーを前記基体に供給する工程、をさらに備える請求項１～５のいずれかに記載の検出対象のセンシング方法。
  7. 　前記リンカーは、前記第２物質と結合可能である第１リンカーを有する、請求項６に記載の検出対象のセンシング方法。
  8. 　前記第２物質は、前記第１リンカーと結合した状態で供給される、請求項７に記載の検出対象のセンシング方法。
  9. 　前記リンカーは、前記金属粒子と結合可能である第２リンカーをさらに有する、請求項７または８に記載の検出対象のセンシング方法。
  10. 　前記金属粒子は、前記第２リンカーと結合した状態で供給される、請求項９に記載の検出対象のセンシング方法。
  11. 　前記リンカーは、ストレプトアビジンおよびビオチンを含む、請求項６～１０のいずれかに記載の検出対象のセンシング方法。
  12. 　前記第２物質と前記金属粒子とを、前記第２物質に結合したストレプトアビジンおよび前記金属粒子に結合したビオチンを介して、結合させる、請求項６～１１のいずれかに記載の検出対象のセンシング方法。
  13. 　前記第２物質と前記金属粒子とを、前記第２物質に結合したビオチンおよび前記金属粒子に結合したストレプトアビジンを介して、結合させる、請求項６～１１のいずれかに記載の検出対象のセンシング方法。
  14. 　前記リンカーは、前記第２物質を供給した後であって前記金属粒子を供給する前に供給される、請求項６に記載の検出対象のセンシング方法。
  15. 　前記基体の表面および前記金属粒子の表面のうち少なくとも一方に、ブロッキング物質を結合させる工程、をさらに備える請求項１～１４のいずれかに記載の検出対象のセンシング方法。
  16. 　前記第２物質を供給した後に、前記第２物質と結合可能な第３物質を前記基体に供給する工程、をさらに備える請求項１～１５のいずれかに記載の検出対象のセンシング方法。
  17. 　前記第３物質は、前記金属粒子と結合した状態で供給される、請求項１６に記載の検出対象のセンシング方法。
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