WO2021193589A1 - 検査方法、検査キット及び検査システム - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a test method for measuring the content of an antigen having a specific sugar chain.
- the present invention also relates to a test kit and a test system used for measuring the content of an antigen having a specific sugar chain.
- Patent Documents 1 to 3 disclose a method for determining cancer focusing on sugar chains.
- Patent Document 1 describes a method for determining pancreatic cancer, which comprises detecting a fucosylated sugar chain bound to asparagine at position 184 and / and asparagine at position 211 from the N-terminal of the amino acid sequence of human haptoglobin. It is disclosed.
- Patent Document 2 discloses a method for determining prostate cancer using the action of Murasakimokuwanjurectin (BPA) and Osaziorange lectin (MPA) to bind to sugar chains on the surface of cancer cells. ..
- Patent Document 3 a sugar chain in which the terminal sialic acid residue of the sugar chain with respect to the amount of free PSA in a biological sample is ⁇ (2,3) bound to the second galactose residue from the end of the sugar chain is described.
- a method for determining prostate cancer is disclosed, in which the ratio of the amount of free PSA possessed is determined, and when the ratio is 40% or higher, it is determined that the cancer is prostate cancer or the probability thereof is high.
- PSA is a prostate-specific antigen.
- the concentration of an antigen (tumor marker) having a specific sugar chain can be obtained with a certain degree of accuracy.
- the content of the antigen having a specific sugar chain contained in the sample is usually very small, it is difficult to sufficiently improve the measurement accuracy by the methods described in Patent Documents 1 to 3.
- the color development method is used as the detection method, it is more difficult to sufficiently improve the measurement accuracy.
- an inspection method for measuring the content of an antigen having a specific sugar chain contained in a sample which is an inspection method using an inspection instrument, and the inspection instrument is a nanostructure.
- a test method comprising a step of acquiring a spectrum and using the measured optical spectrum to measure the content of an antigen having the specific sugar chain contained in the sample.
- the inspection method irradiates the surface of the nanostructure in a state before the sample is brought into contact with the sample or in a state before the granules are brought into contact with the sample to be used as a reference.
- a step of acquiring an optical spectrum is provided, and the content of an antigen having the specific sugar chain contained in the sample is measured by comparing the measured optical spectrum with the reference optical spectrum.
- an inspection method for measuring the content of an antigen having a specific sugar chain contained in a sample which is an inspection method using an inspection instrument, and the inspection instrument is a nanostructure.
- a lectin that recognizes a specific sugar chain is placed on the surface.
- the first measurement comprises a step of bringing the particles into contact with each other and a step of irradiating the surface of the nanostructure in a state after the particles are brought into contact with each other to obtain a second measurement light spectrum.
- a test method for measuring the content of an antigen having the specific sugar chain contained in the sample by using the optical spectrum and the second measurement optical spectrum is provided.
- the first measurement optical spectrum is used to determine the content of an antigen bound to the antibody
- the second measurement optical spectrum is used.
- the content of the antigen having the specific sugar chain contained in the sample is measured by determining the content of the antigen having the specific sugar chain bound to the granules.
- the ratio of the content of the antigen having the specific sugar chain bound to the granule to the content of the antigen bound to the antibody is determined.
- the content of the antigen having the specific sugar chain contained in the sample is measured.
- the inspection method comprises a step of irradiating the surface of the nanostructure in a state before contacting the sample with light to obtain a reference light spectrum.
- a reference light spectrum By comparing the measurement light spectrum of No. 1 with the second measurement light spectrum and the reference light spectrum, the content of the antigen having the specific sugar chain contained in the sample is measured.
- the granules dispersed in the liquid are brought into contact with the nanostructure surface.
- the content of the lectin contained in the granules is 1 ⁇ g or more and 20 ⁇ g or less per 1 mL of the liquid.
- it is an inspection method for measuring the content of a prostate-specific antigen having a specific sugar chain contained in a sample, and is an inspection method using an inspection instrument.
- the step of contacting the surface of the nanostructure in the state with a granular material having a lectin that recognizes a specific sugar chain on the surface, and the step of irradiating the surface of the nanostructure in the state after the contact with the granules with light Provided is a test method comprising a step of acquiring a measurement optical spectrum and using the measurement optical spectrum to measure the content of a prostate-specific antigen having the specific sugar chain contained in the sample.
- the inspection method irradiates the surface of the nanostructure in a state before contacting the sample or in a state before contacting the granules with a reference.
- a step of acquiring an optical spectrum is provided, and the content of a prostate-specific antigen having the specific sugar chain contained in the sample is measured by comparing the measured optical spectrum with the reference optical spectrum.
- it is an inspection method for measuring the content of a prostate-specific antigen having a specific sugar chain contained in a sample, and is an inspection method using an inspection instrument.
- the first step includes a step of bringing the granules on the surface into contact and a step of irradiating the surface of the nanostructure in a state after the granules are brought into contact with light to obtain a second measurement optical spectrum.
- a test method is provided for measuring the content of a prostate-specific antigen having the specific sugar chain contained in the sample by using the measurement light spectrum of the above and the second measurement light spectrum.
- the first measurement optical spectrum is used to determine the content of the prostate-specific antigen bound to the antibody
- the second measurement optical spectrum is used.
- the content of the prostate-specific antigen having the specific sugar chain contained in the sample is measured by determining the content of the prostate-specific antigen having the specific sugar chain bound to the granules. ..
- the content of the prostate-specific antigen having the particular sugar chain bound to the granules is relative to the content of the prostate-specific antigen bound to the antibody.
- the content of the prostate-specific antigen having the specific sugar chain contained in the sample is measured.
- the inspection method comprises a step of irradiating the surface of the nanostructure in a state before contacting the sample with light to obtain a reference light spectrum.
- a reference light spectrum By comparing the measurement light spectrum of No. 1 with the second measurement light spectrum and the reference light spectrum, the content of the prostate-specific antigen having the specific sugar chain contained in the sample is measured.
- the granules dispersed in the liquid are brought into contact with the nanostructure surface.
- the content of the lectin contained in the granules is 1 ⁇ g or more and 20 ⁇ g or less per 1 mL of the liquid.
- the nanostructured surface is a surface having a periodic structure with a plurality of concave portions or a plurality of convex portions.
- the wall portion has a wall portion main body and a metal layer arranged on the surface of the wall portion main body, and the metal layer is the nanostructured surface. It constitutes at least a part of.
- a test kit is provided.
- the nanostructured surface is a surface having a periodic structure with a plurality of concave portions or a plurality of convex portions.
- the wall portion has a wall portion body and a metal layer arranged on the surface of the wall portion body, and the metal layer is the nanostructured surface. It constitutes at least a part of.
- a wall portion having a nanostructured surface, a test instrument main body having an antibody arranged on the nanostructured surface, and a granular material having a lectin recognizing a specific sugar chain on the surface.
- an inspection system including an irradiation unit for irradiating the nanostructure surface of the inspection instrument main body with light and a light receiving unit for receiving the light irradiated on the nanostructure surface.
- the nanostructured surface is a surface having a periodic structure with a plurality of concave portions or a plurality of convex portions.
- the wall portion has a wall portion body and a metal layer arranged on the surface of the wall portion body, and the metal layer is the nanostructured surface. It constitutes at least a part of.
- test method, test kit, and test system according to the present invention have the above-mentioned configurations, the content of an antigen having a specific sugar chain contained in a sample can be determined with high accuracy. Further, since the test method, test kit and test system according to the present invention have the above-mentioned configurations, the content of the prostate-specific antigen having a specific sugar chain contained in the sample can be determined with high accuracy. ..
- FIG. 1 is a front sectional view schematically showing an example of an inspection instrument used in the inspection method according to the present invention.
- FIG. 2 is a plan view schematically showing an example of an inspection instrument used in the inspection method according to the present invention.
- FIG. 3 is a front sectional view schematically showing an example of an inspection instrument used in the inspection method according to the present invention.
- FIG. 4 is a front sectional view schematically showing an example of an inspection instrument used in the inspection method according to the present invention.
- FIG. 5 is a plan view schematically showing an example of an inspection instrument used in the inspection method according to the present invention.
- 6 (a) and 6 (b) are cross-sectional views for explaining each step of the inspection method according to the embodiment of the present invention.
- FIG. 7 (c) and 7 (d) are cross-sectional views for explaining each step of the inspection method according to the embodiment of the present invention.
- FIG. 8E is a cross-sectional view for explaining each step of the inspection method according to the embodiment of the present invention.
- FIG. 9 is an enlarged front view for explaining an example of the inspection method of the present invention.
- FIG. 10 is an enlarged front view for explaining an example of the inspection method of the present invention.
- FIG. 11 is a schematic view of an inspection system according to the first embodiment of the present invention.
- FIG. 12 is a schematic view of an inspection system according to a second embodiment of the present invention.
- FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the concentration of the prostate-specific antigen having a specific sugar chain in Example 1 and the peak shift amount ⁇ .
- FIG. 14 is a spectrum of the reflected light obtained in Example 2.
- the test method according to the present invention (hereinafter, may be referred to as a test method (1A)) is a test method for measuring the content of an antigen having a specific sugar chain contained in a sample.
- the inspection method (1A) according to the present invention is an inspection method using an inspection instrument.
- the inspection instrument includes a wall portion having a nanostructured surface and an inspection instrument main body having an antibody arranged on the nanostructured surface.
- the inspection method (1A) according to the present invention includes the following steps (a) to (c).
- the content of the antigen having the specific sugar chain contained in the sample is measured using the measurement optical spectrum.
- the content of an antigen having a specific sugar chain contained in a sample can be determined.
- the antibody and the antigen contained in the sample can be bound in the step (a).
- the step (a) is preferably a step of bringing the nanostructure surface into contact with the sample to bind the antibody and the antigen contained in the sample.
- a lectin that recognizes a specific sugar chain is provided on the surface of the nanostructure in which the antibody and the antigen contained in the sample are bound. Granules can be brought into contact. Further, in the step (b), among the antigens contained in the sample, the antigen having the specific sugar chain and the granules can be bound to each other via the lectin. In step (b), granules having a lectin that recognizes a specific sugar chain are brought into contact with the surface of the nanostructure in which the antibody and the antigen contained in the sample are bound, and are contained in the sample. Of the antigens, the step of binding the antigen having the specific sugar chain and the granules via the lectin is preferable.
- the surface of the nanostructure in which the antigen having the specific sugar chain and the granules are bound can be irradiated with light.
- the step (c) is preferably a step of irradiating the surface of the nanostructure in a state where the antigen having the specific sugar chain and the granules are bound to each other to obtain a measurement optical spectrum.
- test method (1B) is a test method for measuring the content of an antigen having a specific sugar chain contained in a sample.
- the inspection method (1B) according to the present invention is an inspection method using an inspection instrument.
- the inspection instrument includes a wall portion having a nanostructured surface and an inspection instrument main body having an antibody arranged on the nanostructured surface.
- the inspection method (1B) according to the present invention includes the following steps (a) to (d).
- the content of the antigen having the specific sugar chain contained in the sample is measured by using the first measurement light spectrum and the second measurement light spectrum. ..
- the content of an antigen having a specific sugar chain contained in a sample can be determined.
- the antibody and the antigen contained in the sample can be bound in the step (a).
- the step (a) is preferably a step of bringing the nanostructure surface into contact with the sample to bind the antibody and the antigen contained in the sample.
- the surface of the nanostructure in which the antibody and the antigen contained in the sample are bound can be irradiated with light.
- the step (b) is preferably a step of irradiating the surface of the nanostructure in a state where the antibody and the antigen contained in the sample are bound with light to obtain a first measurement optical spectrum.
- a lectin that recognizes a specific sugar chain is provided on the surface of the nanostructure in which the antibody and the antigen contained in the sample are bound. Granules can be brought into contact. Further, in the step (c), among the antigens contained in the sample, the antigen having the specific sugar chain and the granules can be bound to each other via the lectin. In step (c), a granular substance having a lectin that recognizes a specific sugar chain is brought into contact with the surface of the nanostructure in which the antibody and the antigen contained in the sample are bound, and the sample is contained in the sample. Of the antigens, the step of binding the antigen having the specific sugar chain and the granules via the lectin is preferable.
- the surface of the nanostructure in which the antigen having the specific sugar chain and the granules are bound can be irradiated with light.
- the step (d) is preferably a step of irradiating the surface of the nanostructure in a state where the antigen having the specific sugar chain and the granules are bound to obtain a second measurement optical spectrum. ..
- test methods (1A) and (1B) according to the present invention have the above configurations, the content of the antigen having a specific sugar chain contained in the sample can be determined with high accuracy.
- test method (2A) is a test method for measuring the content of a prostate-specific antigen having a specific sugar chain contained in a sample.
- the inspection method (2A) according to the present invention is an inspection method using an inspection instrument.
- the inspection instrument includes a wall portion having a nanostructured surface and an inspection instrument main body having an antibody arranged on the nanostructured surface.
- the inspection method (2A) according to the present invention includes the following steps (a) to (c).
- the content of the prostate-specific antigen having the specific sugar chain contained in the sample is measured using the measurement optical spectrum.
- the content of the prostate-specific antigen having a specific sugar chain contained in the sample can be determined.
- the antibody and the prostate-specific antigen contained in the sample can be bound in the step (a).
- the step (a) is preferably a step of bringing the nanostructure surface into contact with the sample to bind the antibody to the prostate-specific antigen contained in the sample.
- step (b) a lectin that recognizes a specific sugar chain is surfaced on the surface of the nanostructure in which the antibody and the prostate-specific antigen contained in the sample are bound.
- the granules contained in the above can be brought into contact with each other.
- the prostate-specific antigen having the specific sugar chain and the granules can be bound via the lectin.
- a granular substance having a lectin that recognizes a specific sugar chain is brought into contact with the surface of the nanostructure in which the antibody and the prostate-specific antigen contained in the sample are bound to the sample.
- the step of binding the prostate-specific antigen having the specific sugar chain and the granules via the lectin is preferable.
- the surface of the nanostructure in which the prostate-specific antigen having the specific sugar chain and the granules are bound can be irradiated with light.
- the step (c) is preferably a step of irradiating the surface of the nanostructure in a state where the prostate-specific antigen having the specific sugar chain and the granules are bound to obtain a measurement optical spectrum.
- test method (2B) is a test method for measuring the content of a prostate-specific antigen having a specific sugar chain contained in a sample.
- the inspection method (2B) according to the present invention is an inspection method using an inspection instrument.
- the inspection instrument includes a wall portion having a nanostructured surface and an inspection instrument main body having an antibody arranged on the nanostructured surface.
- the inspection method (2B) according to the present invention includes the following steps (a) to (d).
- the content of the prostate-specific antigen having the specific sugar chain contained in the sample is determined by using the first measurement light spectrum and the second measurement light spectrum. taking measurement.
- the content of the prostate-specific antigen having a specific sugar chain contained in the sample can be determined.
- the antibody and the prostate-specific antigen contained in the sample can be bound in the step (a).
- the step (a) is preferably a step of bringing the nanostructure surface into contact with the sample to bind the antibody to the prostate-specific antigen contained in the sample.
- the surface of the nanostructure in which the antibody and the prostate-specific antigen contained in the sample are bound can be irradiated with light.
- the step (b) is preferably a step of irradiating the surface of the nanostructure in a state where the antibody and the prostate-specific antigen contained in the sample are bound with light to obtain a first measurement optical spectrum.
- step (c) a lectin that recognizes a specific sugar chain is surfaced on the surface of the nanostructure in which the antibody and the prostate-specific antigen contained in the sample are bound.
- the granules contained in the above can be brought into contact with each other.
- the prostate-specific antigen having the specific sugar chain and the granules can be bound to each other via the lectin.
- a granular substance having a lectin that recognizes a specific sugar chain is brought into contact with the surface of the nanostructure in which the antibody and the prostate-specific antigen contained in the sample are bound to the sample.
- the step of binding the prostate-specific antigen having the specific sugar chain and the granules via the lectin is preferable.
- the surface of the nanostructure in which the prostate-specific antigen having the specific sugar chain and the granules are bound can be irradiated with light.
- the step (d) is a step of irradiating the surface of the nanostructure in a state where the prostate-specific antigen having the specific sugar chain and the granules are bound to obtain a second measurement optical spectrum. Is preferable.
- test methods (2A) and (2B) according to the present invention have the above configurations, the content of the prostate-specific antigen having a specific sugar chain contained in the sample can be determined with high accuracy.
- PSA prostate-specific antigen
- antigen having a specific sugar chain may be referred to as “antigen X having a specific sugar chain” or “antigen X”.
- prostate-specific antigen having a specific sugar chain may be described as “prostate-specific antigen X having a specific sugar chain” or “prostate-specific antigen X”.
- the antibody binds to an antigen (PSA, etc.) contained in the sample.
- the antigen that binds to the antibody includes an antigen X that has a specific sugar chain and an antigen that does not have the specific sugar chain.
- the antigen X having a specific sugar chain and the antigen not having the specific sugar chain are the same type of antigen.
- the antigen X is, for example, an antigen in which a sugar chain structure is mutated in an antigen (an antigen that does not have a specific sugar chain).
- the specific sugar chain is, for example, a sugar chain having a different structure between a patient (cancer patient, etc.) and a healthy person.
- PSA has a sugar chain in which the terminal sialic acid is an ⁇ (2,6) bond.
- PSA of cancer patients also includes PSA having a sugar chain in which terminal sialic acid is an ⁇ (2,3) bond (Patent Document 1).
- the above-mentioned antigen X can be specifically recognized by using a granular substance having a lectin on the surface.
- the granules bound to the antigen X can be retained on the surface of the nanostructure.
- the concentration of the antigen X can be measured by detecting the change in the spectrum of the reflected light when the surface of the nanostructure is irradiated with light.
- the present invention can be the particulate matter before and after, which is held on the nanostructured surface, greatly increasing the amount of change in the refractive index n 1 of the nanostructured surface. That is, the spectrum of the reflected light can be changed to a detectable degree by slightly holding the granules on the surface of the nanostructure. Therefore, the measurement accuracy of the concentration of antigen X can be dramatically improved.
- the granules bound to the antigen X may be aggregated granules and may not be aggregated granules.
- a method of measuring the concentration of a substance to be inspected by detecting light scattering due to agglomerates may be used.
- it is considered difficult to measure by the conventional method especially in the case of low concentration. That is, it is considered that the agglomerates cannot be detected until they reach a certain size (for example, on the order of micrometers), or the accuracy is low due to variations in the degree of agglutination.
- the optical response for example, reflected light intensity
- the concentration can be measured with even higher accuracy.
- the concentration of antigen X can be measured more quickly than before.
- test methods (1A) and (1B) are preferably test methods for measuring the concentration of an antigen having a specific sugar chain contained in a sample.
- the test methods (2A) and (2B) are preferably test methods for measuring the concentration of a prostate-specific antigen having a specific sugar chain contained in the sample.
- test methods (1A) and (1B) in a sample containing an antigen having a specific sugar chain (antigen X) and an antigen having no specific sugar chain, the test method (1A) and (1B) have the antigen X and the specific sugar chain. It is preferable that the non-antigen is the same type of antigen and the test method measures the content of the antigen X contained in the sample.
- the test methods (2A) and (2B) are included in the above sample in a sample containing a prostate-specific antigen having a specific sugar chain (prostate-specific antigen X) and a prostate-specific antigen having no specific sugar chain. It is preferable that the test method measures the content of the prostate-specific antigen X.
- FIG. 1 is a front sectional view schematically showing an example of an inspection instrument used in the inspection method according to the present invention.
- FIG. 2 is a plan view schematically showing an example of an inspection instrument used in the inspection method according to the present invention.
- FIG. 1 shows a cross-sectional view of the inspection instrument along the line AA of FIG.
- the inspection instrument 1 shown in FIGS. 1 and 2 includes an inspection instrument main body 4 having a wall portion 2 having a nanostructured surface 2a and an antibody 3 arranged on the surface of the nanostructured surface 2a.
- the inspection instrument main body 4 is a member having a wall portion 2 and an antibody 3.
- the wall portion 2 includes a wall portion main body 21 and a metal layer 22.
- the metal layer 22 is arranged on the surface of the wall body 21.
- the metal layer 22 constitutes at least a part of the nanostructured surface 2a.
- the wall portion 2, the wall portion main body 21, and the metal layer 22 each have nanostructures on their surfaces.
- the nanostructured surface 2a is a surface having a periodic structure 2A with a plurality of recesses.
- Radius r 1 of the concave portion in the periodic structure is the radius of the bottom surface of the recess. Further, the period d of the periodic structure is the distance between the centers of the closest recesses.
- Antibody 3 is immobilized on the surface of the nanostructure surface 2a. Further, the antibody 3 is arranged and fixed on the surface of the metal layer 22.
- the wall portion 2 is the bottom of the inspection instrument 1.
- the inspection instrument 1 includes a side wall portion 5 that stands upright from the wall portion 2 (bottom portion) on the side of the periodic structure 2A of the wall portion 2 (bottom portion).
- the inspection instrument 1 has a storage portion 7 surrounded by a wall portion 2 and a side wall portion 5. The sample can be stored in the storage unit 7.
- the inspection instrument 1 includes a lid 6 arranged on the side opposite to the wall portion 2 side of the side wall portion 5.
- Granules 8 having lectins on their surface are arranged on the surface of the lid 6.
- the lid 6 is arranged on the storage unit 7, so that the sample and the granular material 8 can be brought into contact with each other in the storage unit 7.
- the sample and the granular material 8 can be brought into contact with each other by arranging the lid 6 after binding the antibody 3 and the antigen contained in the sample. Therefore, the antigen X having a specific sugar chain can be easily reacted with the lectin in the granular material 8.
- the granular material 8 is arranged above the periodic structure 2A of the wall portion 2.
- the inspection instrument 1 is an inspection chip including a wall portion 2, an antibody 3, a side wall portion 5, and a lid body 6.
- the inspection instrument 1 is a microchip. As shown in FIG. 2, the inspection instrument 1 has an introduction portion 9.
- the introduction portion 9 is a portion where the side wall portion 5 is not provided.
- the sample can be introduced into the storage unit 7 from the introduction unit 9.
- the introduction portion may be provided on the lid portion.
- the inspection instrument may be provided with a fine flow path connected to the introduction unit 9, and may be provided with, for example, a space for pretreating the substance to be inspected, a waste liquid path, or the like.
- the wall portion 2 and the periodic structure 2A have a plurality of recesses.
- the shape of the recess is columnar.
- the nanostructured surface 2a is a surface having a periodic structure 2A with a plurality of recesses.
- the recesses are regularly arranged.
- the recesses are arranged in a plurality of rows at equal intervals in a first direction (vertical direction in FIG. 2) and a second direction orthogonal to the first direction (horizontal direction in FIG. 2). ing.
- the recess has a two-dimensional periodic structure.
- the periodic structure 2A of the wall portion 2 having a plurality of recesses has a hexagonal lattice structure.
- the period d of the periodic structure 2A is about the same as the wavelength of the light to be measured.
- Light in a specific wavelength range cannot penetrate into a medium with a relatively large change in refractive index in a period similar to the wavelength of light, and is reflected, and light with a wavelength outside the specific wavelength range is transmitted. do.
- the wavelength range of light that cannot penetrate the medium as described above is called a photonic band gap.
- a photonic band gap is generated in the above periodic structure.
- a peak of reflected light occurs in the wavelength range of the photonic band gap. Since the peak intensity changes significantly due to the change in the refractive index, the measurement accuracy can be further improved. Further, since the metal layer is provided, the measurement accuracy can be considerably improved, and the measurement accuracy can be improved even if the concentration of the antigen X is low.
- FIG. 3 is a front sectional view schematically showing an example of an inspection instrument used in the inspection method according to the present invention.
- the inspection instrument 1A shown in FIG. 3 and the inspection instrument 1 shown in FIG. 1 differ only in the presence or absence of the granular material 8. Unlike the inspection instrument 1, the inspection instrument 1A is not provided with the granular material 8. In the inspection instrument 1A, after binding the antibody 3 and the antigen contained in the sample, the granules are introduced into the storage portion 7 from the introduction portion, or the lid 6 is removed and the granules are put into the storage portion 7. It can be introduced.
- FIG. 4 is a front sectional view schematically showing an example of an inspection instrument used in the inspection method according to the present invention.
- FIG. 5 is a plan view schematically showing an example of an inspection instrument used in the inspection method according to the present invention.
- FIG. 4 shows a cross-sectional view of the inspection instrument along line BB of FIG.
- the inspection instrument 1B includes a petri dish and a lid 6B.
- the petri dish is an inspection instrument main body 4B having a wall portion 2B having a nanostructured surface 2Ba and an antibody 3B arranged on the surface of the nanostructured surface 2Ba.
- the inspection instrument main body 4B is a member having a wall portion 2B and an antibody 3B.
- the wall portion 2B includes a wall portion main body 21B and a metal layer 22B.
- the metal layer 22B is arranged on the surface of the wall body 21B.
- the metal layer 22B constitutes at least a part of the nanostructured surface 2Ba.
- the wall portion 2B, the wall portion main body 21B, and the metal layer 22B each have nanostructures on their surfaces.
- the nanostructured surface 2Ba is a surface having a periodic structure 2BA with a plurality of recesses.
- Radius r 1 of the concave portion in the periodic structure is the radius of the bottom surface of the recess. Further, the period d of the periodic structure is the distance between the centers of the closest recesses.
- Antibody 3B is immobilized on the surface of the nanostructure surface 2Ba. Further, the antibody 3B is arranged and fixed on the surface of the metal layer 22B.
- the wall portion 2B constitutes the bottom portion and the side wall portion of the inspection instrument 1B.
- the bottom portion and the side wall portion are integrally formed, and are configured as one instrument (container).
- the inspection instrument 1B has a storage portion 7B surrounded by a wall portion 2B (bottom portion and side wall portion). The sample can be stored in the storage unit 7B.
- Granules 8 having lectins on the surface are arranged on the surface of the lid 6B.
- the lid 6B is arranged on the storage portion 7B, so that the sample and the granular material 8 can be brought into contact with each other in the storage portion 7B.
- the sample and the granular material 8 can be brought into contact with each other by arranging the lid 6B after binding the antibody 3B and the antigen contained in the sample. Therefore, the antigen X having a specific sugar chain can be easily reacted with the lectin in the granular material 8.
- the inspection instrument has the shape shown in the inspection instrument 1B and does not have to be provided with the granular material 8. In this case, after binding the antibody 3B and the antigen contained in the sample, the lid 6B can be removed and the granules can be introduced into the storage portion 7B.
- a periodic structure is formed by a plurality of recesses.
- the inspection instrument may have a periodic structure formed by a plurality of convex portions.
- 6 (a), 6 (b), 7 (c), (d) and 8 (e) are cross-sectional views for explaining each step of the inspection method according to the embodiment of the present invention.
- the inspection instrument main body portion of the inspection instrument is enlarged and shown.
- the inspection instrument 1 shown in FIG. 1 is used.
- the inspection instrument including the wall portion 2 having the nanostructured surface 2a and the antibody 3 is used. ..
- the wall portion 2 includes a wall portion main body 21 and a metal layer 22.
- the nanostructured surface 2a is a surface having a periodic structure.
- the nanostructured surface 2a (nanostructured surface 2a on which the antibody 3 is arranged) of the inspection instrument before the sample is introduced is irradiated with light L1.
- the intensity of the light L2 reflected from the nanostructured surface 2a (nanostructured surface 2a on which the antibody 3 is arranged) is measured, and a reference light spectrum is obtained. That is, the nanostructured surface 2a before the sample and the nanostructured surface 2a are brought into contact with each other is irradiated with light L1 to obtain a reference light spectrum.
- the nanostructure surface 2a in a state where the antibody 3 and the antigen contained in the sample are not bound is irradiated with light L1 to obtain a reference light spectrum.
- the nanostructured surface 2a before the granules are brought into contact with the nanostructured surface 2a is irradiated with light L1 to obtain a reference light spectrum. May be good.
- Light L1 on the nanostructure surface 2a in a state where the antigen X and the granules are not bound (the antibody 3 and the antigen contained in the sample are bound and the antigen X and the granules are not bound). May be irradiated to obtain a reference light spectrum.
- the light may be irradiated in the state where the liquid does not exist on the surface of the nanostructure, or the light may be irradiated in the state where the liquid exists.
- the liquid include water, physiological saline, a solvent for a sample, and the like.
- the inspection method according to the present invention may or may not include a step of acquiring the reference optical spectrum.
- the inspection method (1A) preferably includes a step of irradiating the surface of the nanostructure in a state before contacting the sample with light to acquire a reference light spectrum.
- the test method (1A) preferably includes a step of irradiating the surface of the nanostructure in a state where the antibody and the antigen contained in the sample are not bound with light to obtain a reference light spectrum.
- the inspection method (1A) includes a step of acquiring the reference light spectrum, and the measurement light spectrum obtained in the step of acquiring the measurement light spectrum is compared with the reference light spectrum to be included in the sample. It is preferable to measure the content of antigen X. In this case, the content of the antigen X contained in the sample can be obtained with even higher accuracy by comparing the reference light spectrum with the measured light spectrum.
- the inspection method (2A) preferably includes a step of irradiating the surface of the nanostructure in a state before contacting the sample with light to acquire a reference light spectrum.
- the test method (2A) preferably includes a step of irradiating the surface of the nanostructure in a state where the antibody and the prostate-specific antigen contained in the sample are not bound to obtain a reference light spectrum.
- the inspection method (2A) includes a step of acquiring the reference light spectrum, and is included in the sample by comparing the measurement light spectrum obtained in the step of acquiring the measurement light spectrum with the reference light spectrum. It is preferable to measure the content of the prostate-specific antigen X. In this case, the content of the prostate-specific antigen X contained in the sample can be determined with even higher accuracy by comparing the reference light spectrum with the measured light spectrum.
- the inspection method (1B) preferably includes a step of irradiating the surface of the nanostructure in a state before contacting the sample with light to acquire a reference light spectrum.
- the test method (1B) preferably includes a step of irradiating the surface of the nanostructure in a state where the antibody and the antigen contained in the sample are not bound with light to obtain a reference light spectrum.
- the content of the antigen X contained in the sample is obtained by comparing the first measurement light spectrum, the second measurement light spectrum, and the reference light spectrum. It is preferable to measure.
- the content of the antigen X contained in the sample is measured by comparing the reference light spectrum or the first measurement light spectrum with the second measurement light spectrum. Is preferable.
- the inspection method (2B) preferably includes a step of irradiating the surface of the nanostructure in a state before contacting the sample with light to acquire a reference light spectrum.
- the test method (2B) preferably includes a step of irradiating the surface of the nanostructure in a state where the antibody and the prostate-specific antigen contained in the sample are not bound to obtain a reference light spectrum.
- the prostate-specific antigen X contained in the sample is obtained by comparing the first measurement light spectrum, the second measurement light spectrum, and the reference light spectrum. It is preferable to measure the content.
- the content of the prostate-specific antigen X contained in the sample is measured by comparing the reference light spectrum or the first measurement light spectrum with the second measurement light spectrum. It is preferable to do so.
- the nanostructure surface 2a is brought into contact with the sample.
- the antibody 3 arranged on the nanostructured surface 2a can be bound to the antigen contained in the sample.
- the sample contains antigen X and antigen Y capable of binding to antibody 3.
- the antigen X is an antigen X having the above-mentioned specific sugar chain (prostate-specific antigen X or the like).
- Antigen Y is an antigen that does not have a specific sugar chain (such as a prostate-specific antigen that does not have a specific sugar chain).
- Antigen X and antigen Y are the same type of antigen.
- Antigen X has a specific sugar chain (indicated by a black circle in FIG. 6B).
- Antigen Y has a sugar chain different from the specific sugar chain (in FIG. 6 (b), it is indicated by a black triangle mark).
- Antigen X is an antigen in which a sugar chain structure is mutated among specific types of antigens, and antigen Y is an antigen in which a sugar chain structure is not mutated among specific types of antigens.
- reaction conditions reaction temperature, reaction time, etc.
- an operation of removing the sample may be performed. Further, after carrying out the step of bringing the surface of the nanostructure into contact with the sample, a washing operation may be performed by adding a liquid or the like in order to remove components such as antigens that are not bound to the antibody. Further, the operation of removing the added liquid may be performed.
- the nanostructure surface in the state before the granules are brought into contact is irradiated with light to obtain a reference light spectrum. It is preferable to provide a step of performing.
- the antigen X and the granules are not bound (the antibody and the antigen contained in the sample are bound, and the antigen X and the granules are not bound).
- test methods (1A) and (2A) are in a state in which the antibody arranged on the surface of the nanostructure and the antibody (antigen having a specific sugar chain and an antigen not having a specific sugar chain) are bound to each other. It is preferable to include a step of irradiating the surface of the nanostructure in a state where the antigen having a specific sugar chain and the granules are not bound with light to obtain a reference light spectrum.
- the antibody 3 and the antigen X, and the antibody 3 and the antigen Y are bound, and the antigen X and the granules are bound.
- the nanostructured surface 2a in the unfinished state is irradiated with light L1.
- the intensity of the light L2 reflected from the nanostructure surface 2a is measured, and a reference light spectrum is acquired.
- inspection methods (1A) and (2A) may or may not include a step of acquiring the reference optical spectrum.
- the inspection methods (1B) and (2B) include a step of irradiating the surface of the nanostructure in a state after the sample is brought into contact with light to acquire the first measurement optical spectrum.
- the test methods (1B) and (2B) are nanostructures in which the antibody arranged on the surface of the nanostructure and the antibody (antigen having a specific sugar chain and an antigen not having a specific sugar chain) are bound to each other.
- a step of irradiating the surface of the structure with light to acquire the first measurement light spectrum is provided.
- the nanostructure surface 2a in which the antibody 3 and the antigen X and the antibody 3 and the antigen Y are bound is irradiated with light L1. do.
- the intensity of the light L2 reflected from the nanostructure surface 2a is measured, and the first measured light spectrum is acquired.
- the light may be irradiated in the state where the liquid is not present on the surface of the nanostructure, and the light is emitted in the state where the liquid is present. It may be irradiated.
- water may be removed and light may be irradiated in a state where no liquid is present on the surface of the nanostructure.
- light may be irradiated in the presence of a liquid on the surface of the nanostructure without removing water.
- Step of contacting granules having a lectin on the surface that recognizes a specific sugar chain As shown in FIG. 7 (d), the nanostructure surface 2a in the state after the sample is brought into contact is brought into contact with a granular material having a lectin 82 on the surface that recognizes a specific sugar chain.
- Granules 8 having a lectin 82 that recognizes a specific sugar chain are brought into contact with the nanostructure surface 2a in which antibody 3 and antigen X and antibody 3 and antigen Y are bound, and among the antigens, antigen X and antigen X are contacted.
- Granules 8 can be bound via the lectin 82.
- the granular material 8 has a granular material main body 81 and a lectin 82 arranged on the surface of the granular material main body 81.
- the granular material body 81 is a latex particle
- the granular material 8 is a latex particle having a lectin on its surface.
- the lectin 82 specifically recognizes a specific sugar chain (the sugar chain indicated by the black circle in FIG. 7 (d)) possessed by the antigen X.
- the lectin 82 can bind to antigen X, not antigen Y.
- the antigen X having a specific sugar chain and the granules are bound via the lectin.
- reaction conditions reaction temperature, reaction time, etc.
- the lectin content of the granules per 1 mL of the liquid is preferably 1 ⁇ g or more, more preferably 3 ⁇ g or more, preferably 20 ⁇ g or less, and more preferably 15 ⁇ g or less.
- the reaction between the antigen and the lectin can proceed more efficiently.
- Steps for acquiring the measurement light spectrum (inspection methods (1A), (2A)) and steps for acquiring the second measurement light spectrum (inspection methods (1B), (2B))>
- the nanostructure surface 2a in the state after the particles are brought into contact with each other is irradiated with light L1.
- Light L1 is applied to the nanostructured surface 2a in which the antigen X and the granular material 8 are bound.
- the intensity of the light L2 reflected from the nanostructure surface 2a is measured, and the measured light spectrum is acquired.
- the inspection methods (1A) and (2A) the content of antigen X contained in the sample is measured using this measurement optical spectrum.
- the inspection methods (1B) and (2B) the measured light spectrum is used as the second measurement light spectrum, and the antigen contained in the sample is used by using the first measurement light spectrum and the second measurement light spectrum. The content of X is measured.
- the granules 8 are retained on the nanostructure surface 2a by binding the antigen X and the granules 8.
- the intensity of the light L2 irradiated on the nanostructured surface 2a and reflected from the nanostructured surface 2a is lower than that of the light L1. Therefore, the content of the antigen X contained in the sample can be determined with high accuracy.
- light may be irradiated in the absence of liquid on the surface of the nanostructure, or light may be irradiated in the presence of liquid.
- the water may be removed and the nanostructure may be irradiated with light in a state where no liquid is present on the surface.
- light may be irradiated in the state where the liquid is present on the surface of the nanostructure without removing water.
- 9 and 10 are enlarged front views for explaining an example of the inspection method of the present invention.
- 9 and 10 show the steps of acquiring the measurement light spectrum (inspection methods (1A) and (2A)) and the steps of acquiring the second measurement light spectrum (inspection methods (1B) and (2B)). The figure is shown.
- FIGS. 9 and 10 for convenience of illustration, antibodies, antigens, lectins and the like are omitted.
- light L1 may be irradiated in a state where the filling rate of the granular material 8 (the granular material in which the antigen X and the granular material 8 are bonded) in the recess of the wall portion is high.
- light L1 may be irradiated in a state where the filling rate of the granular material 8 (the granular material in which the antigen X and the granular material 8 are bonded) in the recess of the wall portion is low.
- the intensity of the light L2 reflected from the nanostructure surface 2a can be increased as compared with the case of irradiating the light L1 in the state of FIG.
- the inspection time can be shortened as compared with the case of irradiating the light L1 in the state of FIG.
- the filling rate of the granular material in the concave portion of the wall portion at the time of measurement is preferably 1% or more, more preferably 10% or more, still more preferably 30% or more, and further. It is preferably 50% or more, even more preferably 70% or more, particularly preferably 90% or more, and most preferably 95% or more.
- the filling rate may be 100% or less, less than 100%, or 99% or less.
- the filling rate is the volume of granules in the volume of the recesses in the wall.
- the filling factor is the volume of the granular material in the volume between the convex portions when the granular material is held between the convex portions.
- the content of the antigen X (prostate-specific antigen X) contained in the sample is measured using the measurement optical spectrum. From the viewpoint of exerting the effect of the present invention even more effectively, in the inspection methods (1A) and (2A), the antigen X contained in the sample is compared with the measured light spectrum and the reference light spectrum. It is preferable to measure the content of. From the viewpoint of more effectively exerting the effect of the present invention, in the inspection methods (1A) and (2A), the measured light spectrum and the reference light spectrum are used to determine the measured light intensity and the reference light intensity.
- the inclination (change rate of the measured light intensity) obtained when the X-axis is the time and the Y-axis is the peak wavelength of the measurement light spectrum that changes with time is described above.
- the content of the antigen X contained in the sample may be measured.
- the value of the difference between the measured light intensity and the reference light intensity may be used as a relative value, and the measured light intensity and the reference light intensity may be used as a relative value.
- the value of the ratio with and may be a relative value.
- a value obtained by adding a mathematical operation to the difference or ratio as appropriate may be used as a relative value.
- the content of antigen X can be measured as follows.
- a step of acquiring a reference optical spectrum, a step of contacting the surface of the nanostructure with the sample, and a lectin that recognizes a specific sugar chain are provided on the surface.
- a calibration curve is prepared in advance by performing a step of bringing the granules into contact and a step of acquiring the measurement optical spectrum. Further, the reference light spectrum and the measured light spectrum are compared to obtain a relative value thereof. Next, a plurality of relationships between the concentration of the known antigen X and the relative value are plotted to create an approximate straight line or an approximate expression.
- each of the above steps is performed, and the obtained relative value is substituted into the approximate straight line or the approximate expression in the sample.
- the concentration of antigen X (prostate-specific antigen X) can be measured.
- the content of the antigen X contained in the sample is measured using the first measurement light spectrum and the second measurement light spectrum.
- the content of the antigen bound to the antibody is determined using the first measurement optical spectrum, and the second measurement optical spectrum is used to obtain the above. It is preferable to measure the content of the antigen X contained in the sample by determining the content of the antigen X bound to the granules.
- the ratio of the content of the antigen X bound to the granules to the content of the antigen bound to the antibody (the above-mentioned bound to the granules).
- the content of the antigen X contained in the sample is determined by comparing the first measurement light spectrum, the second measurement light spectrum, and the reference light spectrum. It is preferable to measure. In this case, the effect of the present invention can be exhibited even more effectively.
- the inspection methods (1B) and (2B) it is preferable to obtain the first measured light intensity using the first measured light spectrum, and the second measured light intensity is obtained using the second measured light spectrum. It is preferable to obtain the reference light intensity, and it is preferable to obtain the reference light intensity using the reference light spectrum. Further, in the inspection methods (1B) and (2B), the relative value between the first measured light intensity and the second measured light intensity, or the first measured light intensity and the second measured light intensity. It is preferable to obtain a relative value between the above and the reference light spectrum and measure the content of the antigen X contained in the sample.
- the inclination (of the second measurement light intensity) obtained when the X-axis is time and the Y-axis is the peak wavelength of the second measurement light spectrum that changes with time.
- the content of the antigen X contained in the sample may be measured from the rate of change) and the first measurement optical spectrum.
- the content of the antigen X contained in the sample can be measured by using a sample in which the concentration of the antigen X is unknown but the concentration of the antigen is known. ..
- the wavelength of light irradiating the surface of the nanostructure can be appropriately changed according to the shape and size of the surface of the nanostructure. Visible light can typically be used as the light to irradiate the surface of the nanostructure, while infrared rays or ultraviolet rays can also be used. Further, in order to acquire the reference light spectrum and the measurement light spectrum (first and second measurement light spectra), it is possible to typically measure the reflected light from the surface of the nanostructure, while transmitting the transmitted light. You may measure. Further, if the spectrum can be acquired, the light to which some optical operation is applied may be detected instead of the directly reflected light or transmitted light.
- the inspection instrument includes an inspection instrument body having a nanostructured surface and an antibody arranged on the nanostructured surface.
- the nanostructured surface is a surface having a plurality of concave portions or a plurality of convex portions having a size on the order of nanomail. From the viewpoint of more effectively exerting the effects of the present invention, it is preferable that the nanostructured surface has a periodic structure consisting of a plurality of concave portions or a plurality of convex portions.
- the antibody may be arranged on the bottom surface of the concave portion on the surface of the nanostructure, or may be arranged on the tip surface of the convex portion on the surface of the nanostructure. Further, the antibody may be arranged on the side surface of the concave portion or the convex portion on the surface of the nanostructure. The antibody is preferably disposed at least on the bottom surface of the concave portion on the surface of the nanostructure or the tip surface of the convex portion on the surface of the nanostructure. In this case, the intensity of the light reflected from the surface of the nanostructure can be changed even more, and the effect of the present invention can be exhibited even more effectively.
- the period d of the periodic structure is preferably 50 nm or more, more preferably 200 nm or more, still more preferably 250 nm or more, preferably 800 nm or less, and more. It is preferably 500 nm or less, more preferably 450 nm or less.
- the period d of the periodic structure is the tip of each convex or concave portion (the central portion when the tip is flat or the like) and the tip of the convex or concave portion closest to the tip (center when the tip is flat). It means the distance from the part).
- the radius r 1 of the concave portion or the radius r 2 of the convex portion in the periodic structure is preferably 20 nm or more, more preferably 30 nm or more, still more preferably.
- Is 40 nm or more preferably 300 nm or less, more preferably 200 nm or less, still more preferably 150 nm or less.
- the radius r 1 of the concave portion or the radius r 2 of the convex portion in the periodic structure is the radius of the bottom surface of the concave portion and the radius of the upper surface (tip surface) of the convex portion.
- the radius r 1 of the concave portion or the radius r 2 of the convex portion in the periodic structure means the radius of a circle when the shape of the bottom surface of the concave portion or the upper surface of the convex portion is circular, and the radius of the concave portion.
- the shape of the bottom surface or the upper surface of the convex portion is a shape other than a circle, it means the radius of the inscribed circle of the shape other than the circle.
- a plurality of concave portions may be regularly arranged, or a plurality of convex portions may be regularly arranged.
- the wall portion has a wall portion main body and a metal layer arranged on the surface of the wall portion main body.
- the wall portion does not have to have a metal layer.
- the metal layer preferably constitutes at least a part of the surface of the nanostructure.
- the metal layer may form the entire surface of the nanostructure, or may form a part of the surface.
- the metal layer may be arranged on the entire surface of the wall body, or may be arranged on the surface of a part of the wall body.
- the metal layer may not be arranged on the side surface of the concave portion or the convex portion in the periodic structure of the wall portion main body, for example.
- the metal layer may be arranged only on the bottom surface of the concave portion or the upper surface (tip surface) of the convex portion in the periodic structure of the wall portion main body, or may be arranged only on the side surface of the concave portion or the convex portion. Therefore, the metal layer may not be arranged on the entire surface of the plurality of concave portions or the plurality of convex portions. Further, the metal layer may be arranged only on the bottom surface of the concave portion or the upper surface of the convex portion in the periodic structure of the wall portion main body, or may be arranged only on the side surface of the concave portion or the convex portion. From the viewpoint of effectively exerting the effects of the present invention, it is preferable that the metal layer constitutes the entire surface of the nanostructure.
- the shape and arrangement of the convex or concave portions on the surface of the nanostructure can be appropriately changed according to the direction and angle of irradiating the inspection light.
- the shape of the bottom surface of the convex portion or the upper surface of the concave portion on the surface of the nanostructure may be a flat surface, a curved surface, or a point shape.
- the convex portion or the concave portion may have a groove-like shape.
- the shape of the convex or concave portion may be prismatic, pyramidal or conical.
- Each of the above periodic structures may be a one-dimensional periodic structure or a two-dimensional periodic structure.
- the periodic structure examples include an oblique lattice structure, a rectangular lattice structure, a face-centered lattice structure, a hexagonal lattice structure, and a cubic lattice structure.
- the periodic structures include an orthorhombic lattice structure and a cubic lattice structure, respectively.
- a hexagonal lattice structure or a cubic lattice structure is preferable.
- the period d of the periodic structure is preferably equal to or larger than the particle size of the granular material.
- Opening area of the opening area or recess between the convex portions in the periodic structure is preferably 2500 nm 2 or more, more preferably 10000 nm 2 or more, preferably 640000Nm 2 or less, more preferably 160000Nm 2 or less.
- the opening area is at least the above lower limit and at least the above upper limit, the effect of the present invention can be exhibited even more effectively.
- the height of the convex portion or the depth of the concave portion in the periodic structure is preferably 50 nm or more, more preferably 100 nm or more, preferably 800 nm or less, and more preferably 400 nm or less.
- the height of the convex portion or the depth of the concave portion is not less than the above lower limit and not more than the above upper limit, the effect of the present invention can be exhibited even more effectively.
- the opening area between the convex portions, the opening area of the concave portion, the height of the convex portion, and the depth of the concave portion described above can be appropriately changed depending on the type and size of the granular material, the shape of the convex portion or the concave portion, and the like.
- the intensity of the reflected light can be optimized by adjusting the period of the periodic structure and the shape and size of the convex or concave portion.
- the period of the periodic structure may vary as long as the measurement accuracy is not significantly affected. From the viewpoint of effectively reducing noise in the measurement, the standard deviation of the plurality of opening areas between the convex portions or the plurality of opening areas of the concave portions in the periodic structure is preferably 10% or less, more preferably 5% or less. ..
- the surface area where the metal layer is arranged in 100% of the surface area (plurality of concave portions or plurality of convex portions) of the surface of the periodic structure of the wall portion main body is preferably 60% or more, more preferably 70% or more, still more preferably 80% or more, particularly preferably 90% or more, and most preferably 100%.
- the metal layer is arranged on the entire surface of the periodic structure of the wall body.
- the metal layer also preferably has a periodic structure having a plurality of concave portions or a plurality of convex portions.
- the possible value of the wavelength ⁇ of the diffracted light possessed by the periodic structure of the wall portion is 300 nm or more. It is preferable to adjust the period of the periodic structure of the wall portion, the radius of the plurality of concave portions or the plurality of convex portions, and the refractive index of the periodic structure so as to be 1600 nm or less. In this case, a light source that is generally easily available can be used.
- m represents the order
- ⁇ represents the wavelength of the diffracted light (nm)
- d represents the period (nm) of the periodic structure of the wall portion
- n 0 represents the period.
- the effective refractive index is represented
- ⁇ represents the incident angle of light
- f represents the void ratio
- n 1 represents the refractive index of the periodic structure of the wall portion
- n 2 represents the refractive index of the void material.
- the porosity f is the occupancy rate of the gap per unit volume.
- the refractive index n 1 of the periodic structure of the wall portion means the refractive index of the portion of the periodic structure of the wall portion that does not include the void portion and includes the metal layer.
- the order m in the above formula (1) is preferably 1, 2 or 3, more preferably 1 or 2, and even more preferably 1. Is.
- the wavelength ⁇ of the diffracted light obtained in the above formula (1) and the above formula (2) is preferably 400 nm or more, more preferably 650 nm or more, preferably 1200 nm or less, and more preferably 1000 nm or less.
- Examples of the material of the wall body include resin and glass.
- Examples of the above resin include polyethylene terephthalate resin, polyethylene naphthalate resin, cycloolefin polymer resin, cycloolefin copolymer resin, polyimide resin, polycarbonate resin, polyurea resin, polystyrene resin, polyester resin, polymethyl methacrylate resin and the like. Only one type of the above resin may be used, or two or more types may be used in combination.
- the refractive index of the metal is larger than the refractive index of the sample. Is preferable.
- the refractive index of the metal layer is preferably 0.3 or more, more preferably 0.4 or more, and even more preferably 0.5 or more, more preferably 0, than the refractive index of the sample. It is more preferably .6 or more, particularly preferably 0.7 or more, and most preferably 0.8 or more.
- the concentration of the antigen X can be satisfactorily measured in the liquid, and the concentration of the antigen X can be measured with even higher accuracy even when the concentration of the antigen X is considerably low.
- the refractive index of the metal layer is preferably 1.6 or more, more preferably 1.7 or more, even more preferably 1.8 or more, still more preferably 1.9 or more, particularly preferably 2.0 or more, most preferably. Is 2.1 or higher.
- the refractive index of the metal layer is at least the above lower limit, the difference from the refractive index of the sample can be increased, so that the concentration of antigen X can be satisfactorily measured in the liquid, and the concentration of antigen X becomes high. Even when it is considerably low, the concentration of antigen X can be measured with even higher accuracy.
- the refractive index of the metal layer and the refractive index of the sample can be measured using a spectroscopic ellipsometer (for example, "UVISEL2" manufactured by HORIBA, Ltd.).
- the metal layer contains metal.
- the metals include zinc, silver, gold, titanium, silicon, aluminum, tin, copper, iron, molybdenum, niobium, titanium, platinum, tungsten, chromium, tin, nickel, tantalum, zirconium, hafnium, yttrium, bismuth, and antimony. , Indium and alloys thereof.
- the metal include silicon and silicon carbide (SiC). Only one kind of the above metal may be used, or two or more kinds may be used in combination.
- the metal layer may be a metal oxide layer.
- the metal oxide layer include a ZnSnO 3 layer, a zinc oxide layer, a chromium oxide layer, a ferric oxide layer, and a titanium oxide layer.
- the metal layer is more preferably a silicon layer.
- the silicon include single crystal silicon, polycrystalline silicon, microcrystal silicon, and amorphous silicon.
- the silicon layer is preferably a single crystal silicon layer, a polycrystalline silicon layer, a microcrystal silicon layer, or an amorphous silicon layer, and more preferably an amorphous silicon layer.
- the amorphous silicon may be hydrogenated amorphous silicon.
- the refractive index of the metal layer can be further increased, and by using the metal layer as an amorphous silicon layer, the refractive index of the metal layer can be particularly increased. can.
- the metal layer is a silicon layer such as an amorphous silicon layer
- the refractive index of the metal layer can be set to 4.5, for example. Therefore, the difference in refractive index between the metal layer and the sample can be made considerably large, and the concentration of antigen X can be measured with even higher accuracy.
- the average thickness of the metal layer arranged on the concave portion or the upper surface of the convex portion in the periodic structure of the wall portion main body is defined as the average thickness (1) of the metal layer.
- the average thickness of the metal layer arranged on the side surface of the concave portion or the convex portion in the periodic structure of the wall portion main body is defined as the average thickness (2) of the metal layer.
- the average thickness (1) of the metal layer is preferably 1 nm or more, more preferably 5 nm or more, still more preferably 8 nm or more, preferably 240 nm or less, and more. It is preferably 200 nm or less, more preferably 150 nm or less, and particularly preferably 50 nm or less.
- the ratio of the average thickness (1) of the metal layer to the average thickness (2) of the metal layer is preferably 1.0 or more. It is more preferably 2 or more, preferably 10 or less, and more preferably 4 or less.
- the above ratio average thickness of the metal layer (1) / average thickness of the metal layer (2)
- the effect of the present invention can be exhibited even more effectively.
- FE-TEM for example, "JEM-ARM200F” manufactured by JEOL Ltd.
- JEM-ARM200F JEM-ARM200F manufactured by JEOL Ltd.
- the inspection instrument main body and the inspection instrument may be an inspection chip or a microfluidic device.
- the nanostructured surface of the wall portion and the periodic structure can be shaped, for example, at the time of molding the storage portion. Further, after obtaining a wall portion or a wall portion main body having no nanostructure surface and a periodic structure, the surface of the wall portion or the wall portion main body is subjected to a shaping treatment to obtain the nanostructure surface and the periodic structure. It is also possible to obtain a wall portion or a wall portion main body to have.
- the method for forming the metal layer examples include sputtering (reactive sputtering method, RF sputtering method), vapor deposition method (plasma vapor deposition method, etc., vacuum vapor deposition method (EB vapor deposition method, ion plating method, IAD method)). Be done. From the viewpoint of satisfactorily forming the metal layer on the surface of the periodic structure of the wall portion main body, the metal layer is preferably formed by sputtering, and is preferably a sputtering film.
- the wall portion may be a side wall portion of an inspection instrument.
- granules can be deposited on the surface of the nanostructure by electrophoresis or the like.
- Examples of the antigen having a sugar chain include glycoproteins.
- Examples of the antigen include tumor markers, urinary proteins, antioxidant markers, diabetes markers, amyloid and the like.
- Examples of the tumor marker include prostate-specific antigen (PSA), which is a marker for prostate cancer, CEA, which is a marker for colorectal cancer, CA15-3, which is a marker for breast cancer, and AEP, which is a marker for lung cancer.
- Examples of the antigen include brain natriuretic peptide (BNP), atrial natriuretic peptide (ANP), amyloid ⁇ , which is a marker for Alzheimer's disease, and tau protein.
- the antigen having the sugar chain is preferably a tumor marker, and more preferably a prostate-specific antigen.
- the above inspection method is preferably an inspection method used for determining cancer.
- the granule having the lectin on the surface has a granular substance main body and a lectin arranged on the surface of the granular substance main body.
- the granular material body include latex particles and metal particles. That is, examples of the granules include latex particles having a lectin on the surface, metal particles having a lectin on the surface, and the like. Examples of the metal particles include gold particles and silver particles.
- the sample is preferably liquid at 37 ° C.
- the sample include a liquid containing a biological sample.
- the biological sample include blood, serum, plasma, spinal fluid, urine, stool, tissue, cells, nucleic acid extract, protein extract and the like.
- the metal layer is preferably a silicon layer, more preferably an amorphous silicon layer.
- known agents such as anticoagulants such as citric acid, heparin and ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) may be added to the blood.
- the measurement accuracy when measuring the concentration of a substance to be tested contained in blood in blood, the measurement accuracy may decrease due to the influence of hemoglobin leaked from red blood cells. For example, the specific absorption spectrum of hemoglobin may reduce the measurement accuracy.
- amorphous silicon effectively absorbs light having a wavelength of 650 nm or less, so that the measurement accuracy can be improved even in the presence of hemoglobin. Further, in the amorphous silicon layer, the refractive index can be increased to about 4.5, so that the concentration of the antigen X contained in the blood can be measured with even higher accuracy.
- the test kit comprises a wall portion having a nanostructured surface, a test instrument main body having an antibody arranged on the nanostructured surface, and a granular substance having a lectin on the surface that recognizes a specific sugar chain. Be prepared.
- the inspection instrument main body in the inspection kit is preferably the inspection instrument main body described above.
- the inspection kit is a member before the sample is introduced into the main body of the inspection instrument. Using the above-mentioned inspection kit, an inspection instrument or the like that can be used for the above-mentioned inspection method can be produced.
- the main body of the inspection instrument is preferably an inspection chip.
- the granules may be configured as a part of a member constituting the inspection instrument, or may be configured as a member different from the inspection instrument.
- Examples of the inspection kit in which the granules are formed as a part of the members constituting the inspection instrument include an inspection kit capable of producing the inspection instrument 1 shown in FIG. 1 and the inspection instrument 1B shown in FIG. Be done.
- This inspection kit includes the inspection instrument body and granules arranged on the surface of the lid.
- Examples of the inspection kit in which the above-mentioned granules are configured as a member different from the inspection instrument include an inspection kit capable of producing the inspection instrument 1A shown in FIG.
- This inspection kit includes the main body of the inspection instrument and the granular material contained in the first container. After assembling the inspection instrument, the above inspection can be performed by introducing the granules contained in the first container into the inspection instrument.
- the test kit according to the present invention includes a wall portion having a nanostructured surface, a test instrument main body having an antibody arranged on the nanostructured surface, and granules having a lectin on the surface that recognizes a specific sugar chain.
- An irradiation unit for irradiating the surface of the nanostructure of the main body of the inspection instrument with light and a light receiving unit for receiving the light irradiated on the surface of the nanostructure are provided.
- the main body of the inspection instrument is preferably an inspection chip.
- the inspection system may be an inspection device.
- FIG. 11 is a schematic diagram of an inspection system according to the first embodiment of the present invention.
- the inspection system 50 includes an inspection instrument 1B shown in FIGS. 4 and 5, an irradiation unit 51, and a light receiving unit 52.
- the inspection instrument 1B includes a wall portion having a nanostructured surface and an inspection instrument main body including an antibody arranged on the nanostructured surface.
- the inspection instrument 1B includes granules having a lectin on the surface that recognizes a specific sugar chain.
- the irradiation unit 51 is a light source for irradiating the nanostructure surface of the inspection instrument 1B with light L1.
- the light receiving unit 52 is a measuring device for receiving the light L2 irradiated on the surface of the nanostructure.
- the light receiving unit 52 receives the light L2 reflected from the surface of the nanostructure.
- the test system 50 can measure the concentration of antigen X with high accuracy by the above-mentioned test method.
- the inspection instrument is used by irradiating the surface of the nanostructure with light at an incident angle ⁇ of ⁇ 90 degrees or more and 90 degrees or less.
- the incident angle ⁇ is the direction of light incident on the surface of the wall portion having the nanostructured surface, and more specifically, the direction X along the surface of the wall portion having the nanostructured surface and the incident light L1 direction. It is a corner of the light.
- the minimum value of the incident angle ⁇ is ⁇ 90 degrees, and the maximum value is 90 degrees.
- the incident angle ⁇ is a negative value, it means that light is irradiated from the back side of the nanostructure surface.
- the incident angle ⁇ is preferably ⁇ 30 degrees or more and 30 degrees or less, more preferably 0 degrees or more and 30 degrees or less, and further preferably 0 degrees.
- the irradiation unit 51 and the light receiving unit 52 may be installed at the same location.
- FIG. 12 is a schematic view of an inspection system according to a second embodiment of the present invention.
- the inspection system 50A includes an inspection instrument 1 shown in FIGS. 1 and 2, an installation unit 53 on which the inspection instrument 1 is installed, an irradiation unit 51, and a light receiving unit 52.
- the inspection instrument 1 includes a wall portion having a nanostructured surface and an inspection instrument main body including an antibody arranged on the nanostructured surface.
- the inspection instrument 1 includes granules having a lectin on the surface that recognizes a specific sugar chain.
- the installation unit 53 has a flow path 54 through which the sample is sent.
- the flow path 54 is connected to the introduction portion 9 of the inspection instrument 1.
- the reaction between the antigen and the antibody can be started.
- the concentration of antigen X can be measured with high accuracy by the above-mentioned test method.
- the granules may be introduced into the storage portion of the inspection instrument 1 from the flow path 54.
- the inspection system may be a microfluidic device system including an inspection instrument which is a microfluidic device, an irradiation unit, and a light receiving unit.
- the concentration of antigen X (prostate-specific antigen X) contained in a sample of 1 fg / mL or more and 100 pg / mL or less can be suitably measured.
- the testing instrument according to the present invention has, for example, an antigen X (prostate-specific antigen X) contained in the sample even if the refractive index of the sample containing the antigen X (prostate-specific antigen X) is 1.0 or more and 1.5 or less.
- the concentration of X) can be suitably measured.
- Example 1 The relationship between the prostate-specific antigen (PSA) concentration and the wavelength shift of the reflection spectrum was determined using an inspection instrument similar to FIGS. 1 and 2 and having the structure shown below.
- PSA prostate-specific antigen
- the material of the wall body was a cycloolefin resin having a refractive index of 1.5.
- the shape of the convex portion in the periodic structure of the wall portion main body is columnar.
- An amorphous silicon layer (metal layer) having a refractive index of 4 was formed by sputtering on the entire surface of the periodic structure of the wall body.
- the wall portion (bottom portion) was formed by the wall portion main body and the metal layer, and a periodic structure (periodic structure of the wall portion) was formed on the surface of the wall portion.
- an aqueous solution containing the PSA antibody was added to the surface of the metal layer.
- Periodic structure of the wall Triangular lattice structure
- Period of the periodic structure of the wall 460 nm
- Radius of convex part in periodic structure of wall part 115nm
- Wavelength of the photonic band gap of the periodic structure of the wall 580 nm
- Average thickness of metal layer arranged on the upper surface of the convex part in the periodic structure of the wall part body 10 nm
- Average thickness of metal layer arranged on the side surface of the convex part in the periodic structure of the wall part body 8 nm
- Sample preparation The following samples 1 to 3 were prepared by mixing PSA and physiological saline. The concentration of total PSA contained in the sample and the concentration of PSA (prostate-specific antigen X, hereinafter sometimes referred to as PSA-X) having a sugar chain in which terminal sialic acid is an ⁇ (2,3) bond. And are shown below.
- PSA-X prote-specific antigen X
- Sample 1 Total PSA concentration 1000 pg / mL (PSA-X concentration: 30 pg / mL)
- Sample 2 Total PSA concentration 1000 pg / mL (PSA-X concentration: 150 pg / mL)
- Sample 3 Total PSA concentration 1000 pg / mL (PSA-X concentration: 300 pg / mL)
- the refractive index of Samples 1 to 3 was 1.3.
- Granules with lectins on the surface Latex particles having a lectin on the surface that recognizes a sugar chain in which terminal sialic acid is an ⁇ (2,3) bond were used.
- the surface of the nanostructure (periodic structure) of the obtained inspection instrument was irradiated with light, and the spectrum of the reflected light from the periodic structure (reference light spectrum) was obtained.
- the reference light spectrum had a peak at a wavelength of 580.0 nm.
- a liquid containing latex particles having the above lectin on the surface (latex particle-containing liquid) was prepared.
- the lectin content of the latex particles on the surface of the lectin was 10 ⁇ g per 1 mL of the obtained liquid.
- the latex particle-containing liquid was stored in the storage part of the inspection instrument. After allowing to stand for 30 minutes, PSA (PSA-X) having a sugar chain in which terminal sialic acid is an ⁇ (2,3) bond among PSA and latex particles were bound via a lectin. Next, the latex particles not bound to PSA were removed from the storage portion by removing the liquid stored in the storage portion.
- PSA PSA-X
- the nanostructured surface (periodic structure) of this inspection instrument was irradiated with light, and the spectrum of reflected light from the periodic structure (measured light spectrum) was obtained.
- the measured light spectrum had peaks at the wavelengths shown in Table 1.
- FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the concentration of the prostate-specific antigen (PSA-X) having a specific sugar chain in Example 1 and the peak shift amount ⁇ . From this result, it was confirmed that the peak shift amount ⁇ changes depending on the concentration of PSA-X.
- PSA-X prostate-specific antigen
- Example 2 The relationship between the prostate-specific antigen (PSA) concentration and the wavelength shift of the reflection spectrum was determined using an inspection instrument similar to FIGS. 1 and 2 and having the structure shown below.
- the material of the wall body was a cycloolefin resin having a refractive index of 1.5.
- the shape of the convex portion in the periodic structure of the wall portion main body is columnar.
- An amorphous silicon layer (metal layer) having a refractive index of 4 was formed by sputtering on the entire surface of the periodic structure of the wall body.
- the wall portion (bottom portion) was formed by the wall portion main body and the metal layer, and a periodic structure (periodic structure of the wall portion) was formed on the surface of the wall portion.
- an aqueous solution containing the PSA antibody was added to the surface of the metal layer.
- Periodic structure of the wall Triangular lattice structure
- Period of the periodic structure of the wall 460 nm
- Radius of convex part in periodic structure of wall part 115nm
- Wavelength of the photonic band gap of the periodic structure of the wall 526 nm
- Average thickness of metal layer arranged on the upper surface of the convex part in the periodic structure of the wall part body 9 nm
- Average thickness of metal layer arranged on the side surface of the convex part in the periodic structure of the wall part body 7 nm
- sample preparation The following sample 4 was prepared by mixing PSA and physiological saline.
- the refractive index of sample 4 was 1.3.
- Granules with lectins on the surface The same latex particles used in Example 1 were used.
- the surface of the nanostructure (periodic structure) of the obtained inspection instrument was irradiated with light, and the spectrum of the reflected light from the periodic structure (reference light spectrum) was obtained.
- the obtained sample 4 was stored in the storage portion of the inspection instrument. After allowing to stand for 30 minutes, the PSA antibody provided in the test instrument was bound to the PSA in the sample. Then, the liquid stored in the storage portion was removed.
- the nanostructured surface (periodic structure) of this inspection instrument was irradiated with light, and the spectrum of the reflected light from the periodic structure (first measurement light spectrum) was acquired.
- a liquid containing latex particles having the above lectin on the surface (latex particle-containing liquid) was prepared.
- the lectin content of the latex particles on the surface of the lectin was 10 ⁇ g per 1 mL of the obtained liquid.
- the latex particle-containing liquid was stored in the storage part of the inspection instrument. After allowing to stand for 30 minutes, PSA (PSA-X) having a sugar chain in which terminal sialic acid is an ⁇ (2,3) bond among PSA and latex particles were bound via a lectin. Next, the latex particles not bound to PSA were removed from the storage portion by removing the liquid stored in the storage portion.
- PSA PSA-X
- the nanostructured surface (periodic structure) of this inspection instrument was irradiated with light, and the spectrum of the reflected light from the periodic structure (second measurement light spectrum) was acquired.
- S 0 is the spectrum of reflected light after the addition of the PSA antibody (reference light spectrum)
- S 1 is the spectrum of the reflected light after the addition of PSA and before the addition of the latex particle-containing liquid (first measurement).
- Optical spectrum is a spectrum of reflected light after the addition of the latex particle-containing liquid (second measurement optical spectrum).
- SN is a spectrum of the reflected light of the inspection instrument before the addition of the PSA antibody.
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Abstract
試料に含まれる特定の糖鎖を有する抗原の含有量を高い精度で求めることができる検査方法を提供する。 本発明に係る検査方法は、試料に含まれる特定の糖鎖を有する抗原の含有量を測定する検査方法であって、検査用器具を用いる検査方法であり、検査用器具は、ナノ構造表面を有する壁部と、ナノ構造表面に配置された抗体とを有する検査用器具本体を備え、ナノ構造表面と試料とを接触させる工程と、前記試料を接触させた後の状態のナノ構造表面に、特定の糖鎖を認識するレクチンを表面に有する粒状物を接触させる工程と、前記粒状物を接触させた後の状態のナノ構造表面に光を照射して、測定光スペクトルを取得する工程とを備え、前記測定光スペクトルを用いて、前記試料に含まれる前記特定の糖鎖を有する抗原の含有量を測定する。
Description
本発明は、特定の糖鎖を有する抗原の含有量を測定する検査方法に関する。また、本発明は、特定の糖鎖を有する抗原の含有量を測定するために用いられる検査キット及び検査システムに関する。
癌の診断として、血液中に含まれる腫瘍マーカーの濃度を測定する血液検査が行われている。しかしながら、従来の検査方法では、検査精度が低いため、偽陽性率及び偽陰性率を十分に低くすることは困難である。
また、近年、検査精度を向上させるために、腫瘍マーカーが有する糖鎖に着目した癌の判定方法の開発が行われている。これは、癌患者の腫瘍マーカーの糖鎖の構造と、健常者の腫瘍マーカーの糖鎖の構造とが異なっているとの知見に基づく。
下記の特許文献1~3には、糖鎖に着目した癌の判定方法が開示されている。
下記の特許文献1には、ヒトハプトグロビンのアミノ酸配列のN末端より184番目のアスパラギン又は/及び211番目のアスパラギンに結合しているフコシル化糖鎖を検出することを特徴とする膵臓癌判定方法が開示されている。
下記の特許文献2には、ムラサキモクワンジュレクチン(BPA)及びオサジオレンジレクチン(MPA)が、がん細胞表面の糖鎖に結合する作用を利用した前立腺がん判定方法が開示されている。
下記の特許文献3には、生体由来試料中の遊離型PSA量に対する糖鎖の末端シアル酸残基が糖鎖の末端から2番目のガラクトース残基にα(2,3)結合した糖鎖を有する遊離型PSA量の比率を決定し、その比率が40%又はそれより高い場合に前立腺癌であるかその蓋然性が高いと判定する前立腺癌の判定方法が開示されている。なお、PSAとは、前立腺特異抗原である。
特許文献1~3に記載の方法では、特定の糖鎖を有する抗原(腫瘍マーカー)の濃度を、ある程度の精度で求めることができる。しかしながら、通常、試料に含まれる特定の糖鎖を有する抗原の含有量は微量であるため、特許文献1~3に記載の方法では、測定精度を十分に高めることは困難である。特に、特許文献2に記載の方法では、検出方法として発色法が用いられているため、測定精度を十分に高めることはより一層困難である。
本発明の目的は、試料に含まれる特定の糖鎖を有する抗原の含有量を高い精度で求めることができる検査方法を提供することである。また、本発明の目的は、試料に含まれる特定の糖鎖を有する前立腺特異抗原の含有量を高い精度で求めることができる検査方法を提供することである。さらに、本発明の目的は、上記検査方法に用いることができる検査キット及び検査システムを提供することである。
本発明の広い局面によれば、試料に含まれる特定の糖鎖を有する抗原の含有量を測定する検査方法であって、検査用器具を用いる検査方法であり、前記検査用器具は、ナノ構造表面を有する壁部と、前記ナノ構造表面に配置された抗体とを有する検査用器具本体を備え、前記ナノ構造表面と前記試料とを接触させる工程と、前記試料を接触させた後の状態の前記ナノ構造表面に、特定の糖鎖を認識するレクチンを表面に有する粒状物を接触させる工程と、前記粒状物を接触させた後の状態の前記ナノ構造表面に光を照射して、測定光スペクトルを取得する工程とを備え、前記測定光スペクトルを用いて、前記試料に含まれる前記特定の糖鎖を有する抗原の含有量を測定する、検査方法が提供される。
本発明に係る検査方法のある特定の局面では、前記検査方法は、前記試料を接触させる前の状態、又は前記粒状物を接触させる前の状態の前記ナノ構造表面に光を照射して、基準光スペクトルを取得する工程を備え、前記測定光スペクトルと前記基準光スペクトルとを比較することにより、前記試料に含まれる前記特定の糖鎖を有する抗原の含有量を測定する。
本発明の広い局面によれば、試料に含まれる特定の糖鎖を有する抗原の含有量を測定する検査方法であって、検査用器具を用いる検査方法であり、前記検査用器具は、ナノ構造表面を有する壁部と、前記ナノ構造表面に配置された抗体とを有する検査用器具本体を備え、前記ナノ構造表面と前記試料とを接触させる工程と、前記試料を接触させた後の状態の前記ナノ構造表面に光を照射して、第1の測定光スペクトルを取得する工程と、前記試料を接触させた後の状態の前記ナノ構造表面に、特定の糖鎖を認識するレクチンを表面に有する粒状物を接触させる工程と、前記粒状物を接触させた後の状態の前記ナノ構造表面に光を照射して、第2の測定光スペクトルを取得する工程とを備え、前記第1の測定光スペクトルと前記第2の測定光スペクトルとを用いて、前記試料に含まれる前記特定の糖鎖を有する抗原の含有量を測定する、検査方法が提供される。
本発明に係る検査方法のある特定の局面では、前記第1の測定光スペクトルを用いて、前記抗体と結合している抗原の含有量を求め、かつ、前記第2の測定光スペクトルを用いて、前記粒状物と結合している前記特定の糖鎖を有する抗原の含有量を求めることにより、前記試料に含まれる前記特定の糖鎖を有する抗原の含有量を測定する。
本発明に係る検査方法のある特定の局面では、前記粒状物と結合している前記特定の糖鎖を有する抗原の含有量の、前記抗体と結合している抗原の含有量に対する比を求めることにより、前記試料に含まれる前記特定の糖鎖を有する抗原の含有量を測定する。
本発明に係る検査方法のある特定の局面では、前記検査方法は、前記試料を接触させる前の状態の前記ナノ構造表面に光を照射して、基準光スペクトルを取得する工程を備え、前記第1の測定光スペクトルと前記第2の測定光スペクトルと前記基準光スペクトルとを比較することにより、前記試料に含まれる前記特定の糖鎖を有する抗原の含有量を測定する。
本発明に係る検査方法のある特定の局面では、前記特定の糖鎖を認識するレクチンを表面に有する粒状物を接触させる工程において、前記ナノ構造表面に、液中に分散した前記粒状物を接触させ、前記液1mLあたり、前記粒状物が有する前記レクチンの含有量が、1μg以上20μg以下である。
本発明の広い局面によれば、試料に含まれる特定の糖鎖を有する前立腺特異抗原の含有量を測定する検査方法であって、検査用器具を用いる検査方法であり、前記検査用器具は、ナノ構造表面を有する壁部と、前記ナノ構造表面に配置された抗体とを有する検査用器具本体を備え、前記ナノ構造表面と前記試料とを接触させる工程と、前記試料を接触させた後の状態の前記ナノ構造表面に、特定の糖鎖を認識するレクチンを表面に有する粒状物を接触させる工程と、前記粒状物を接触させた後の状態の前記ナノ構造表面に光を照射して、測定光スペクトルを取得する工程とを備え、前記測定光スペクトルを用いて、前記試料に含まれる前記特定の糖鎖を有する前立腺特異抗原の含有量を測定する、検査方法が提供される。
本発明に係る検査方法のある特定の局面では、前記検査方法は、前記試料を接触させる前の状態、又は前記粒状物を接触させる前の状態の前記ナノ構造表面に光を照射して、基準光スペクトルを取得する工程を備え、前記測定光スペクトルと前記基準光スペクトルとを比較することにより、前記試料に含まれる前記特定の糖鎖を有する前立腺特異抗原の含有量を測定する。
本発明の広い局面によれば、試料に含まれる特定の糖鎖を有する前立腺特異抗原の含有量を測定する検査方法であって、検査用器具を用いる検査方法であり、前記検査用器具は、ナノ構造表面を有する壁部と、前記ナノ構造表面に配置された抗体とを有する検査用器具本体を備え、前記ナノ構造表面と前記試料とを接触させる工程と、前記試料を接触させた後の状態の前記ナノ構造表面に光を照射して、第1の測定光スペクトルを取得する工程と、前記試料を接触させた後の状態の前記ナノ構造表面に、特定の糖鎖を認識するレクチンを表面に有する粒状物を接触させる工程と、前記粒状物を接触させた後の状態の前記ナノ構造表面に光を照射して、第2の測定光スペクトルを取得する工程とを備え、前記第1の測定光スペクトルと前記第2の測定光スペクトルとを用いて、前記試料に含まれる前記特定の糖鎖を有する前立腺特異抗原の含有量を測定する、検査方法が提供される。
本発明に係る検査方法のある特定の局面では、前記第1の測定光スペクトルを用いて、前記抗体と結合している前立腺特異抗原の含有量を求め、かつ、前記第2の測定光スペクトルを用いて、前記粒状物と結合している前記特定の糖鎖を有する前立腺特異抗原の含有量を求めることにより、前記試料に含まれる前記特定の糖鎖を有する前立腺特異抗原の含有量を測定する。
本発明に係る検査方法のある特定の局面では、前記粒状物と結合している前記特定の糖鎖を有する前立腺特異抗原の含有量の、前記抗体と結合している前立腺特異抗原の含有量に対する比を求めることにより、前記試料に含まれる前記特定の糖鎖を有する前立腺特異抗原の含有量を測定する。
本発明に係る検査方法のある特定の局面では、前記検査方法は、前記試料を接触させる前の状態の前記ナノ構造表面に光を照射して、基準光スペクトルを取得する工程を備え、前記第1の測定光スペクトルと前記第2の測定光スペクトルと前記基準光スペクトルとを比較することにより、前記試料に含まれる前記特定の糖鎖を有する前立腺特異抗原の含有量を測定する。
本発明に係る検査方法のある特定の局面では、前記特定の糖鎖を認識するレクチンを表面に有する粒状物を接触させる工程において、前記ナノ構造表面に、液中に分散した前記粒状物を接触させ、前記液1mLあたり、前記粒状物が有する前記レクチンの含有量が、1μg以上20μg以下である。
本発明に係る検査方法のある特定の局面では、前記ナノ構造表面が、複数の凹部又は複数の凸部による周期構造を有する表面である。
本発明に係る検査方法のある特定の局面では、前記壁部が、壁部本体と、前記壁部本体の表面上に配置された金属層とを有し、前記金属層が、前記ナノ構造表面の少なくとも一部を構成している。
本発明の広い局面によれば、ナノ構造表面を有する壁部、及び前記ナノ構造表面に配置された抗体を備える検査用器具本体と、特定の糖鎖を認識するレクチンを表面に有する粒状物とを備える、検査キットが提供される。
本発明に係る検査キットのある特定の局面では、前記ナノ構造表面が、複数の凹部又は複数の凸部による周期構造を有する表面である。
本発明に係る検査キットのある特定の局面では、前記壁部が、壁部本体と、前記壁部本体の表面上に配置された金属層とを有し、前記金属層が、前記ナノ構造表面の少なくとも一部を構成している。
本発明の広い局面によれば、ナノ構造表面を有する壁部、及び前記ナノ構造表面に配置された抗体を備える検査用器具本体と、特定の糖鎖を認識するレクチンを表面に有する粒状物と、前記検査用器具本体の前記ナノ構造表面に光を照射するための照射部と、前記ナノ構造表面に照射された光を受光するための受光部とを備える、検査システムが提供される。
本発明に係る検査システムのある特定の局面では、前記ナノ構造表面が、複数の凹部又は複数の凸部による周期構造を有する表面である。
本発明に係る検査システムのある特定の局面では、前記壁部が、壁部本体と、前記壁部本体の表面上に配置された金属層とを有し、前記金属層が、前記ナノ構造表面の少なくとも一部を構成している。
本発明に係る検査方法、検査キット及び検査システムでは、上記の構成が備えられているので、試料に含まれる特定の糖鎖を有する抗原の含有量を高い精度で求めることができる。また、本発明に係る検査方法、検査キット及び検査システムでは、上記の構成が備えられているので、試料に含まれる特定の糖鎖を有する前立腺特異抗原の含有量を高い精度で求めることができる。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明に係る検査方法(以下、検査方法(1A)と記載することがある)は、試料に含まれる特定の糖鎖を有する抗原の含有量を測定する検査方法である。本発明に係る検査方法(1A)は、検査用器具を用いる検査方法である。本発明に係る検査方法(1A)では、上記検査用器具は、ナノ構造表面を有する壁部と、上記ナノ構造表面に配置された抗体とを有する検査用器具本体を備える。
本発明に係る検査方法(1A)は、以下の工程(a)~(c)を備える。
工程(a):上記ナノ構造表面と上記試料とを接触させる工程。
工程(b):上記試料を接触させた後の状態の上記ナノ構造表面に、特定の糖鎖を認識するレクチンを表面に有する粒状物を接触させる工程。
工程(c):上記粒状物を接触させた後の状態の上記ナノ構造表面に光を照射して、測定光スペクトルを取得する工程。
本発明に係る検査方法(1A)では、上記測定光スペクトルを用いて、上記試料に含まれる上記特定の糖鎖を有する抗原の含有量を測定する。本発明に係る検査方法(1A)では、試料に含まれる特定の糖鎖を有する抗原の含有量を決定することができる。
本発明に係る検査方法(1A)では、工程(a)において、上記抗体と上記試料に含まれる抗原とを結合させることができる。工程(a)は、上記ナノ構造表面と上記試料とを接触させて、上記抗体と、上記試料に含まれる抗原とを結合させる工程であることが好ましい。
本発明に係る検査方法(1A)では、工程(b)において、上記抗体と上記試料に含まれる抗原とが結合した状態の上記ナノ構造表面に、特定の糖鎖を認識するレクチンを表面に有する粒状物を接触させることができる。また、工程(b)において、上記試料に含まれる抗原のうち、上記特定の糖鎖を有する抗原と、上記粒状物とを上記レクチンを介して結合させることができる。工程(b)は、上記抗体と上記試料に含まれる抗原とが結合した状態の上記ナノ構造表面に、特定の糖鎖を認識するレクチンを表面に有する粒状物を接触させ、上記試料に含まれる抗原のうち、上記特定の糖鎖を有する抗原と、上記粒状物とを上記レクチンを介して結合させる工程であることが好ましい。
本発明に係る検査方法(1A)では、工程(c)において、上記特定の糖鎖を有する抗原と上記粒状物とが結合した状態の上記ナノ構造表面に光を照射することができる。工程(c)は、上記特定の糖鎖を有する抗原と上記粒状物とが結合した状態の上記ナノ構造表面に光を照射して、測定光スペクトルを取得する工程であることが好ましい。
本発明に係る検査方法(以下、検査方法(1B)と記載することがある)は、試料に含まれる特定の糖鎖を有する抗原の含有量を測定する検査方法である。本発明に係る検査方法(1B)は、検査用器具を用いる検査方法である。本発明に係る検査方法(1B)では、上記検査用器具は、ナノ構造表面を有する壁部と、上記ナノ構造表面に配置された抗体とを有する検査用器具本体を備える。
本発明に係る検査方法(1B)は、以下の工程(a)~(d)を備える。
工程(a):上記ナノ構造表面と上記試料とを接触させる工程。
工程(b):上記試料を接触させた後の状態の上記ナノ構造表面に光を照射して、第1の測定光スペクトルを取得する工程。
工程(c):上記粒状物を接触させた後の状態の上記ナノ構造表面に、特定の糖鎖を認識するレクチンを表面に有する粒状物を接触させる工程。
工程(d):上記粒状物を接触させた後の状態の上記ナノ構造表面に光を照射して、第2の測定光スペクトルを取得する工程。
本発明に係る検査方法(1B)では、上記第1の測定光スペクトルと上記第2の測定光スペクトルとを用いて、上記試料に含まれる上記特定の糖鎖を有する抗原の含有量を測定する。本発明に係る検査方法(1B)では、試料に含まれる特定の糖鎖を有する抗原の含有量を決定することができる。
本発明に係る検査方法(1B)では、工程(a)において、上記抗体と上記試料に含まれる抗原とを結合させることができる。工程(a)は、上記ナノ構造表面と上記試料とを接触させて、上記抗体と、上記試料に含まれる抗原とを結合させる工程であることが好ましい。
本発明に係る検査方法(1B)では、工程(b)において、上記抗体と上記試料に含まれる抗原とが結合した状態の上記ナノ構造表面に光を照射することができる。工程(b)は、上記抗体と上記試料に含まれる抗原とが結合した状態の上記ナノ構造表面に光を照射して、第1の測定光スペクトルを取得する工程であることが好ましい。
本発明に係る検査方法(1B)では、工程(c)において、上記抗体と上記試料に含まれる抗原とが結合した状態の上記ナノ構造表面に、特定の糖鎖を認識するレクチンを表面に有する粒状物を接触させることができる。また、工程(c)において、上記試料に含まれる抗原のうち、上記特定の糖鎖を有する抗原と、上記粒状物とを上記レクチンを介して結合させることができる。工程(c)は、上記抗体と上記試料に含まれる抗原とが結合した状態の上記ナノ構造表面に、特定の糖鎖を認識するレクチンを表面に有する粒状物を接触させ、上記試料に含まれる抗原のうち、上記特定の糖鎖を有する抗原と、上記粒状物とを上記レクチンを介して結合させる工程であることが好ましい。
本発明に係る検査方法(1B)では、工程(d)において、上記特定の糖鎖を有する抗原と上記粒状物とが結合した状態の上記ナノ構造表面に光を照射することができる。工程(d)は、上記特定の糖鎖を有する抗原と上記粒状物とが結合した状態の上記ナノ構造表面に光を照射して、第2の測定光スペクトルを取得する工程であることが好ましい。
本発明に係る検査方法(1A),(1B)では、上記の構成が備えられているので、試料に含まれる特定の糖鎖を有する抗原の含有量を高い精度で求めることができる。
本発明に係る検査方法(以下、検査方法(2A)と記載することがある)は、試料に含まれる特定の糖鎖を有する前立腺特異抗原の含有量を測定する検査方法である。本発明に係る検査方法(2A)は、検査用器具を用いる検査方法である。本発明に係る検査方法(2A)では、上記検査用器具は、ナノ構造表面を有する壁部と、上記ナノ構造表面に配置された抗体とを有する検査用器具本体を備える。
本発明に係る検査方法(2A)は、以下の工程(a)~(c)を備える。
工程(a):上記ナノ構造表面と上記試料とを接触させる工程。
工程(b):上記試料を接触させた後の状態の上記ナノ構造表面に、特定の糖鎖を認識するレクチンを表面に有する粒状物を接触させる工程。
工程(c):上記粒状物を接触させた後の状態の上記ナノ構造表面に光を照射して、測定光スペクトルを取得する工程。
本発明に係る検査方法(2A)では、上記測定光スペクトルを用いて、上記試料に含まれる上記特定の糖鎖を有する前立腺特異抗原の含有量を測定する。本発明に係る検査方法(2A)では、試料に含まれる特定の糖鎖を有する前立腺特異抗原の含有量を決定することができる。
本発明に係る検査方法(2A)では、工程(a)において、上記抗体と上記試料に含まれる前立腺特異抗原とを結合させることができる。工程(a)は、上記ナノ構造表面と上記試料とを接触させて、上記抗体と、上記試料に含まれる前立腺特異抗原とを結合させる工程であることが好ましい。
本発明に係る検査方法(2A)では、工程(b)において、上記抗体と上記試料に含まれる前立腺特異抗原とが結合した状態の上記ナノ構造表面に、特定の糖鎖を認識するレクチンを表面に有する粒状物を接触させることができる。また、工程(b)において、上記試料に含まれる前立腺特異抗原のうち、上記特定の糖鎖を有する前立腺特異抗原と、上記粒状物とを上記レクチンを介して結合させることができる。工程(b)は、上記抗体と上記試料に含まれる前立腺特異抗原とが結合した状態の上記ナノ構造表面に、特定の糖鎖を認識するレクチンを表面に有する粒状物を接触させ、上記試料に含まれる前立腺特異抗原のうち、上記特定の糖鎖を有する前立腺特異抗原と、上記粒状物とを上記レクチンを介して結合させる工程であることが好ましい。
本発明に係る検査方法(2A)では、工程(c)において、上記特定の糖鎖を有する前立腺特異抗原と上記粒状物とが結合した状態の上記ナノ構造表面に光を照射することができる。工程(c)は、上記特定の糖鎖を有する前立腺特異抗原と上記粒状物とが結合した状態の上記ナノ構造表面に光を照射して、測定光スペクトルを取得する工程であることが好ましい。
本発明に係る検査方法(以下、検査方法(2B)と記載することがある)は、試料に含まれる特定の糖鎖を有する前立腺特異抗原の含有量を測定する検査方法である。本発明に係る検査方法(2B)は、検査用器具を用いる検査方法である。本発明に係る検査方法(2B)では、上記検査用器具は、ナノ構造表面を有する壁部と、上記ナノ構造表面に配置された抗体とを有する検査用器具本体を備える。
本発明に係る検査方法(2B)は、以下の工程(a)~(d)を備える。
工程(a):上記ナノ構造表面と上記試料とを接触させる工程。
工程(b):上記試料を接触させた後の状態の上記ナノ構造表面に光を照射して、第1の測定光スペクトルを取得する工程。
工程(c):上記試料を接触させた後の状態の上記ナノ構造表面に、特定の糖鎖を認識するレクチンを表面に有する粒状物を接触させる工程。
工程(d):上記粒状物を接触させた後の状態の上記ナノ構造表面に光を照射して、第2の測定光スペクトルを取得する工程。
本発明に係る検査方法(2B)では、上記第1の測定光スペクトルと上記第2の測定光スペクトルとを用いて、上記試料に含まれる上記特定の糖鎖を有する前立腺特異抗原の含有量を測定する。本発明に係る検査方法(2B)では、試料に含まれる特定の糖鎖を有する前立腺特異抗原の含有量を決定することができる。
本発明に係る検査方法(2B)では、工程(a)において、上記抗体と上記試料に含まれる前立腺特異抗原とを結合させることができる。工程(a)は、上記ナノ構造表面と上記試料とを接触させて、上記抗体と、上記試料に含まれる前立腺特異抗原とを結合させる工程であることが好ましい。
本発明に係る検査方法(2B)では、工程(b)において、上記抗体と上記試料に含まれる前立腺特異抗原とが結合した状態の上記ナノ構造表面に光を照射することができる。工程(b)は、上記抗体と上記試料に含まれる前立腺特異抗原とが結合した状態の上記ナノ構造表面に光を照射して、第1の測定光スペクトルを取得する工程であることが好ましい。
本発明に係る検査方法(2B)では、工程(c)において、上記抗体と上記試料に含まれる前立腺特異抗原とが結合した状態の上記ナノ構造表面に、特定の糖鎖を認識するレクチンを表面に有する粒状物を接触させることができる。また、工程(c)において、上記試料に含まれる前立腺特異抗原のうち、上記特定の糖鎖を有する前立腺特異抗原と、上記粒状物とを上記レクチンを介して結合させることができる。工程(c)は、上記抗体と上記試料に含まれる前立腺特異抗原とが結合した状態の上記ナノ構造表面に、特定の糖鎖を認識するレクチンを表面に有する粒状物を接触させ、上記試料に含まれる前立腺特異抗原のうち、上記特定の糖鎖を有する前立腺特異抗原と、上記粒状物とを上記レクチンを介して結合させる工程であることが好ましい。
本発明に係る検査方法(2B)では、工程(d)において、上記特定の糖鎖を有する前立腺特異抗原と上記粒状物とが結合した状態の上記ナノ構造表面に光を照射することができる。工程(d)は、上記特定の糖鎖を有する前立腺特異抗原と上記粒状物とが結合した状態の上記ナノ構造表面に光を照射して、第2の測定光スペクトルを取得する工程であることが好ましい。
本発明に係る検査方法(2A),(2B)では、上記の構成が備えられているので、試料に含まれる特定の糖鎖を有する前立腺特異抗原の含有量を高い精度で求めることができる。
上記検査方法(2A),(2B)ではそれぞれ、上記検査方法(1A),(1B)における抗原として、前立腺特異抗原(prostate specific antigen,PSA)が用いられている。
上記検査方法の測定原理について以下に説明する。なお、以下の説明において、「特定の糖鎖を有する抗原」を、「特定の糖鎖を有する抗原X」又は「抗原X」と記載することがある。また、以下の説明において、「特定の糖鎖を有する前立腺特異抗原」を、「特定の糖鎖を有する前立腺特異抗原X」又は「前立腺特異抗原X」と記載することがある。
本発明では、抗体を備える特定の検査用器具が用いられているので、該抗体と、試料に含まれる抗原(PSA等)とが結合する。上記抗体と結合する抗原には、特定の糖鎖を有する抗原Xと、該特定の糖鎖を有さない抗原とが含まれる。特定の糖鎖を有する抗原Xと、該特定の糖鎖を有さない抗原とは、同種類の抗原である。上記抗原Xは、例えば、抗原(特定の糖鎖を有さない抗原)において、糖鎖構造に変異が生じた抗原である。上記特定の糖鎖とは、例えば、患者(癌患者等)と健常者とで構造が異なる糖鎖である。PSAは、末端シアル酸がα(2,6)結合である糖鎖を有する。しかしながら、癌患者のPSAには、末端シアル酸がα(2,3)結合である糖鎖を有するPSAも含まれる(特許文献1)。本発明では、レクチンを表面に有する粒状物を用いることにより、上記抗原X(末端シアル酸がα(2,3)結合である糖鎖を有するPSA等)を特異的に認識することができる。
さらに、本発明では、特定の構造を有する検査用器具が用いられているので、上記抗原Xと結合した粒状物を、ナノ構造表面上に保持させることができる。
上記ナノ構造表面上に上記粒状物が保持されると、上記ナノ構造表面の屈折率n1が変化するため、上記ナノ構造表面に起因する回折光の波長λが変化する。従って、上記ナノ構造表面に光を照射したときの反射光のスペクトルの変化を検出することで、抗原Xの濃度を測定することができる。
本発明では、上記粒状物が上記ナノ構造表面上に保持される前後において、上記ナノ構造表面の屈折率n1の変化量を格段に大きくすることができる。すなわち、上記ナノ構造表面上に上記粒状物をわずかに保持させるだけで、反射光のスペクトルを検出可能な程度に変化させることができる。従って、抗原Xの濃度の測定精度を飛躍的に高めることができる。
上記抗原Xと結合した粒状物は、凝集状態の粒状物であってもよく、凝集状態の粒状物でなくてもよい。従来、凝集物による光の散乱を検出することにより、被検査物質の濃度を測定する方法が用いられることがある。しかしながら、従来の方法では、特に低濃度の場合において測定が困難であると考えられる。すなわち、凝集物が一定の大きさ(例えばマイクロメートルオーダー)になるまでは検出できなかったり、凝集の度合いにばらつきがあることで精度が低かったりすると考えられる。本発明では、抗原Xと結合した粒状物がナノ構造表面側にわずかに存在することで、該ナノ構造表面からの光学的応答(例えば反射光強度)が変化することが見出されている。このため、本発明では、上記粒状物が、凝集状態の粒状物でなかったり、抗原Xが低濃度であったりしても、より一層高い精度で濃度を測定できる。また、本発明では、抗原Xの濃度を従来よりも迅速に測定することができる。
検査方法(1A),(1B)は、試料に含まれる特定の糖鎖を有する抗原の濃度を測定する検査方法であることが好ましい。検査方法(2A),(2B)は、試料に含まれる特定の糖鎖を有する前立腺特異抗原の濃度を測定する検査方法であることが好ましい。
検査方法(1A),(1B)は、特定の糖鎖を有する抗原(抗原X)と、特定の糖鎖を有さない抗原とを含む試料において、上記抗原Xと上記特定の糖鎖を有さない抗原とが同じ種類の抗原であり、上記試料に含まれる上記抗原Xの含有量を測定する検査方法であることが好ましい。検査方法(2A),(2B)は、特定の糖鎖を有する前立腺特異抗原(前立腺特異抗原X)と、特定の糖鎖を有さない前立腺特異抗原とを含む試料において、上記試料に含まれる上記前立腺特異抗原Xの含有量を測定する検査方法であることが好ましい。
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明する。なお、以下の図面は、模式的に記載されており、図面に描画された物体の寸法の比率等は、現実の物体の寸法の比率等とは異なる場合がある。具体的な物体の寸法の比率等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。特に、参照する図面では、凹部の大きさは、図示の便宜上、拡大して示されている。実際の凹部は、ナノサイズであり、より微細である。また、参照する図面では、抗体、抗原、糖鎖、抗体と抗原との結合及び抗原とレクチンとの結合等は、図示の便宜上、簡略化して示されている。
図1は、本発明に係る検査方法に用いられる検査用器具の一例を模式的に示す正面断面図である。図2は、本発明に係る検査方法に用いられる検査用器具の一例を模式的に示す平面図である。図1では、図2のA-A線に沿う検査用器具の断面図が示されている。
図1,2に示す検査用器具1は、ナノ構造表面2aを有する壁部2と、ナノ構造表面2aの表面に配置された抗体3とを有する検査用器具本体4を備える。検査用器具本体4は、壁部2と抗体3とを有する部材である。
壁部2は、壁部本体21と、金属層22とを備える。金属層22は、壁部本体21の表面上に配置されている。金属層22は、ナノ構造表面2aの少なくとも一部を構成している。壁部2、壁部本体21及び金属層22はそれぞれ、ナノ構造を表面に有する。ナノ構造表面2aは、複数の凹部による周期構造2Aを有する表面である。
上記周期構造における凹部の半径r1は、該凹部の底面の半径である。また、上記周期構造の周期dは、最も近接する凹部同士の中心間距離である。
抗体3は、ナノ構造表面2aの表面に固定されている。また、抗体3は、金属層22の表面に配置されており、固定されている。
検査用器具1では、壁部2は、検査用器具1の底部である。検査用器具1は、壁部2(底部)の周期構造2Aの側方において、壁部2(底部)から立設している側壁部5を備える。検査用器具1は、壁部2と側壁部5とで囲まれた収納部7を有する。収納部7に、試料を収納することができる。
検査用器具1は、側壁部5の壁部2側とは反対側に配置された蓋体6を備える。レクチンを表面に有する粒状物8は、蓋体6の表面上に配置されている。収納部7に試料が収納されているとき、蓋体6が収納部7上に配置されていることにより、収納部7において、試料と粒状物8とを接触させることができる。例えば、抗体3と試料に含まれる抗原とを結合させた後、蓋体6を配置することにより、試料と粒状物8とを接触させることができる。このため、特定の糖鎖を有する抗原Xと、粒状物8におけるレクチンとを容易に反応させることができる。本実施形態においては、粒状物8は、壁部2の周期構造2Aの上方に配置されている。
検査用器具1は、壁部2と、抗体3と、側壁部5と、蓋体6とを備える検査チップである。検査用器具1は、マイクロチップである。図2に示すように、検査用器具1は、導入部9を有する。導入部9は、側壁部5が設けられていない部分である。導入部9から、試料を収納部7に導入することができる。なお、導入部は、蓋部に設けられていてもよい。検査用器具は、導入部9と接続する微細流路を備えていてもよく、例えば、被検査物質の前処理を行う空間や廃液経路等を備えていてもよい。
壁部2及び周期構造2Aは、複数の凹部を有する。本実施形態においては、凹部の形状は、円柱状である。ナノ構造表面2aは、複数の凹部による周期構造2Aを有する表面である。
上記凹部は、規則的に配置されている。本実施形態において、凹部は、第1の方向(図2の上下方向)と、第1の方向と直交する第2の方向(図2の左右方向)とに、等間隔かつ複数列で配置されている。凹部は、二次元周期構造を有する。複数の凹部による壁部2の周期構造2Aは、六方格子構造を有する。
本実施形態においては、上記周期構造2Aの周期dは、測定する光の波長と同程度である。光の波長と同程度の周期において、比較的大きな屈折率の変化がある媒質には、特定の波長域の光は侵入することができずに反射され、特定の波長域外の波長の光は透過する。上記のような媒質に侵入することができない光の波長域は、フォトニックバンドギャップと呼ばれる。照射する光の角度等を適切に設定することにより、上記周期構造においてフォトニックバンドギャップが生じる。検査時に、フォトニックバンドギャップの波長域において反射光のピークが生じる。屈折率の変化により、上記ピーク強度が大きく変化するため、測定精度をより一層高めることができる。また、金属層が備えられていることにより、測定精度をかなり高めることができ、抗原Xの濃度が低濃度であっても測定精度を高めることができる。
図3は、本発明に係る検査方法に用いられる検査用器具の一例を模式的に示す正面断面図である。
図3に示す検査用器具1Aと、図1に示す検査用器具1とでは、粒状物8の有無のみが異なる。検査用器具1Aでは、検査用器具1とは異なり、粒状物8が備えられていない。検査用器具1Aでは、抗体3と試料に含まれる抗原とを結合させた後に、導入部から収納部7に上記粒状物を導入したり、蓋体6を取り外して収納部7に上記粒状物を導入したりすることができる。
図4は、本発明に係る検査方法に用いられる検査用器具の一例を模式的に示す正面断面図である。図5は、本発明に係る検査方法に用いられる検査用器具の一例を模式的に示す平面図である。図4では、図5のB-B線に沿う検査用器具の断面図が示されている。
検査用器具1Bは、シャーレと、蓋体6Bとを備える。シャーレは、ナノ構造表面2Baを有する壁部2Bと、ナノ構造表面2Baの表面に配置された抗体3Bとを有する検査用器具本体4Bである。検査用器具本体4Bは、壁部2Bと抗体3Bとを有する部材である。
壁部2Bは、壁部本体21Bと、金属層22Bとを備える。金属層22Bは、壁部本体21Bの表面上に配置されている。金属層22Bは、ナノ構造表面2Baの少なくとも一部を構成している。壁部2B、壁部本体21B及び金属層22Bはそれぞれ、ナノ構造を表面に有する。ナノ構造表面2Baは、複数の凹部による周期構造2BAを有する表面である。
上記周期構造における凹部の半径r1は、該凹部の底面の半径である。また、上記周期構造の周期dは、最も近接する凹部同士の中心間距離である。
抗体3Bは、ナノ構造表面2Baの表面に固定されている。また、抗体3Bは、金属層22Bの表面に配置されており、固定されている。
検査用器具1Bでは、壁部2Bは、検査用器具1Bの底部及び側壁部を構成している。検査用器具1Bでは、底部と側壁部とが一体的に構成されており、1つの器具(容器)として構成されている。検査用器具1Bは、壁部2B(底部及び側壁部)により囲まれた収納部7Bを有する。収納部7Bに、試料を収納することができる。
レクチンを表面に有する粒状物8は、蓋体6Bの表面上に配置されている。収納部7Bに試料が収納されているとき、蓋体6Bが収納部7B上に配置されていることにより、収納部7Bにおいて、試料と粒状物8とを接触させることができる。例えば、抗体3Bと試料に含まれる抗原とを結合させた後、蓋体6Bを配置することにより、試料と粒状物8とを接触させることができる。このため、特定の糖鎖を有する抗原Xと、粒状物8におけるレクチンとを容易に反応させることができる。
なお、検査用器具は検査用器具1Bに示す形状で、粒状物8が備えられていなくてもよい。この場合には、抗体3Bと試料に含まれる抗原とを結合させた後に、蓋体6Bを取り外して収納部7Bに上記粒状物を導入したりすることができる。
図1~図5では、複数の凹部により周期構造が形成されている。検査用器具は、複数の凸部により周期構造が形成されていてもよい。
図6~図8を用いて、本発明に係る検査方法の一例を説明する。
図6(a),(b)、図7(c),(d)及び図8(e)は、本発明の一実施形態に係る検査方法の各工程を説明するための断面図である。
図6~図8では、検査用器具の検査用器具本体部分が拡大して示されている。図6~図8では、図1に示す検査用器具1が用いられており、具体的には、ナノ構造表面2aを有する壁部2と、抗体3とを備える検査用器具が用いられている。壁部2は、壁部本体21と、金属層22とを備える。ナノ構造表面2aは周期構造を有する表面である。
<基準光スペクトルを取得する工程>
図6(a)に示すように、試料が導入される前の検査用器具のナノ構造表面2a(抗体3が配置されたナノ構造表面2a)に、光L1を照射する。次いで、ナノ構造表面2a(抗体3が配置されたナノ構造表面2a)から反射された光L2の強度を測定し、基準光スペクトルを取得する。すなわち、試料とナノ構造表面2aとを接触させる前のナノ構造表面2aに光L1を照射して、基準光スペクトルを取得する。抗体3と試料に含まれる抗原とが結合していない状態のナノ構造表面2aに光L1を照射して、基準光スペクトルを取得する。
図6(a)に示すように、試料が導入される前の検査用器具のナノ構造表面2a(抗体3が配置されたナノ構造表面2a)に、光L1を照射する。次いで、ナノ構造表面2a(抗体3が配置されたナノ構造表面2a)から反射された光L2の強度を測定し、基準光スペクトルを取得する。すなわち、試料とナノ構造表面2aとを接触させる前のナノ構造表面2aに光L1を照射して、基準光スペクトルを取得する。抗体3と試料に含まれる抗原とが結合していない状態のナノ構造表面2aに光L1を照射して、基準光スペクトルを取得する。
なお、後述するように、検査方法(1A),(2A)では、粒状物とナノ構造表面2aとを接触させる前のナノ構造表面2aに光L1を照射して、基準光スペクトルを取得してもよい。抗原Xと粒状物とが結合していない状態(抗体3と試料に含まれる抗原とが結合しており、かつ抗原Xと粒状物とが結合していない状態)のナノ構造表面2aに光L1を照射して、基準光スペクトルを取得してもよい。
上記基準光スペクトルを取得する工程では、ナノ構造表面に液体が存在しない状態で光が照射されてもよく、液体が存在する状態で光が照射されてもよい。上記液体としては、水、生理食塩水及び試料の溶媒等が挙げられる。
なお、本発明に係る検査方法は、上記基準光スペクトルを取得する工程を備えていてもよく、備えていなくてもよい。
検査方法(1A)は、試料を接触させる前の状態の上記ナノ構造表面に光を照射して、基準光スペクトルを取得する工程を備えることが好ましい。検査方法(1A)は、上記抗体と上記試料に含まれる抗原とが結合していない状態の上記ナノ構造表面に光を照射して、基準光スペクトルを取得する工程を備えることが好ましい。検査方法(1A)は、上記基準光スペクトルを取得する工程を備え、上記測定光スペクトル取得する工程において得られる測定光スペクトルと、上記基準光スペクトルとを比較することにより、上記試料に含まれる上記抗原Xの含有量を測定することが好ましい。この場合には、上記基準光スペクトルと、上記測定光スペクトルとを比較することより、試料に含まれる抗原Xの含有量をより一層高い精度で求めることができる。
検査方法(2A)は、試料を接触させる前の状態の上記ナノ構造表面に光を照射して、基準光スペクトルを取得する工程を備えることが好ましい。検査方法(2A)は、上記抗体と上記試料に含まれる前立腺特異抗原とが結合していない状態の上記ナノ構造表面に光を照射して、基準光スペクトルを取得する工程を備えることが好ましい。検査方法(2A)は、上記基準光スペクトルを取得する工程を備え、上記測定光スペクトル取得する工程において得られる測定光スペクトルと、上記基準光スペクトルとを比較することにより、上記試料に含まれる上記前立腺特異抗原Xの含有量を測定することが好ましい。この場合には、上記基準光スペクトルと、上記測定光スペクトルとを比較することより、試料に含まれる前立腺特異抗原Xの含有量をより一層高い精度で求めることができる。
検査方法(1B)は、試料を接触させる前の状態の上記ナノ構造表面に光を照射して、基準光スペクトルを取得する工程を備えることが好ましい。検査方法(1B)は、上記抗体と上記試料に含まれる抗原とが結合していない状態の上記ナノ構造表面に光を照射して、基準光スペクトルを取得する工程を備えることが好ましい。この場合、検査方法(1B)では、上記第1の測定光スペクトルと、上記第2の測定光スペクトルと、上記基準光スペクトルとを比較することにより、上記試料に含まれる上記抗原Xの含有量を測定することが好ましい。検査方法(1B)では、上記基準光スペクトル又は上記第1の測定光スペクトルと、上記第2の測定光スペクトルとを比較することにより、上記試料に含まれる上記抗原Xの含有量を測定することが好ましい。
検査方法(2B)は、試料を接触させる前の状態の上記ナノ構造表面に光を照射して、基準光スペクトルを取得する工程を備えることが好ましい。検査方法(2B)は、上記抗体と上記試料に含まれる前立腺特異抗原とが結合していない状態の上記ナノ構造表面に光を照射して、基準光スペクトルを取得する工程を備えることが好ましい。この場合、検査方法(2B)では、上記第1の測定光スペクトルと、上記第2の測定光スペクトルと、上記基準光スペクトルとを比較することにより、上記試料に含まれる上記前立腺特異抗原Xの含有量を測定することが好ましい。検査方法(2B)では、上記基準光スペクトル又は上記第1の測定光スペクトルと、上記第2の測定光スペクトルとを比較することにより、上記試料に含まれる上記前立腺特異抗原Xの含有量を測定することが好ましい。
<ナノ構造表面と試料とを接触させる工程>
ナノ構造表面2aと試料とを接触させる。ナノ構造表面2aと試料とを接触させることにより、図6(b)に示すように、ナノ構造表面2aに配置された抗体3と、試料に含まれる抗原とを結合させることができる。試料中には、抗体3と結合可能な抗原X及び抗原Yが含まれる。抗原Xは、上述の特定の糖鎖を有する抗原X(前立腺特異抗原X等)である。抗原Yは、特定の糖鎖を有さない抗原(特定の糖鎖を有さない前立腺特異抗原等)である。抗原Xと抗原Yとは、同種類の抗原である。抗原Xは、特定の糖鎖(図6(b)においては、黒塗りの丸印で示す)を有する。抗原Yは、特定の糖鎖とは異なる糖鎖(図6(b)においては、黒塗りの三角印で示す)を有する。抗原Xは、特定の種類の抗原のうち、糖鎖構造に変異が生じた抗原であり、抗原Yは、特定の種類の抗原のうち、糖鎖構造に変異が生じていない抗原である。
ナノ構造表面2aと試料とを接触させる。ナノ構造表面2aと試料とを接触させることにより、図6(b)に示すように、ナノ構造表面2aに配置された抗体3と、試料に含まれる抗原とを結合させることができる。試料中には、抗体3と結合可能な抗原X及び抗原Yが含まれる。抗原Xは、上述の特定の糖鎖を有する抗原X(前立腺特異抗原X等)である。抗原Yは、特定の糖鎖を有さない抗原(特定の糖鎖を有さない前立腺特異抗原等)である。抗原Xと抗原Yとは、同種類の抗原である。抗原Xは、特定の糖鎖(図6(b)においては、黒塗りの丸印で示す)を有する。抗原Yは、特定の糖鎖とは異なる糖鎖(図6(b)においては、黒塗りの三角印で示す)を有する。抗原Xは、特定の種類の抗原のうち、糖鎖構造に変異が生じた抗原であり、抗原Yは、特定の種類の抗原のうち、糖鎖構造に変異が生じていない抗原である。
上記ナノ構造表面と試料とを接触させる工程において、ナノ構造表面に配置された抗体と試料に含まれる抗原とを結合させる際の反応条件(反応温度及び反応時間等)は、適宜設定される。
上記ナノ構造表面と試料とを接触させる工程の実施後、試料を除去する操作を行ってもよい。また、上記ナノ構造表面と試料とを接触させる工程の実施後、上記抗体と結合していない抗原等の成分を除去するために、液体を添加するなどして洗浄操作を行ってもよい。また、添加した液体を除く操作を行ってもよい。
<基準光スペクトルを取得する工程(検査方法(1A),(2A))、及び、第1の測定光スペクトルを取得する工程(検査方法(1B),(2B))>
検査方法(1A),(2A)は、粒状物を接触させる前の状態(粒状物とナノ構造表面とを接触させる前の状態)のナノ構造表面に光を照射して、基準光スペクトルを取得する工程を備えることが好ましい。検査方法(1A),(2A)は、抗原Xと粒状物とが結合していない状態(抗体と試料に含まれる抗原とが結合しており、かつ抗原Xと粒状物とが結合していない状態)のナノ構造表面に光を照射して、基準光スペクトルを取得する工程を備えることが好ましい。検査方法(1A),(2A)は、上記ナノ構造表面に配置された抗体と、上記抗体(特定の糖鎖を有する抗原及び特定の糖鎖を有さない抗原)とが結合した状態、かつ特定の糖鎖を有する抗原と粒状物とが結合していない状態のナノ構造表面に光を照射して、基準光スペクトルを取得する工程を備えることが好ましい。
検査方法(1A),(2A)は、粒状物を接触させる前の状態(粒状物とナノ構造表面とを接触させる前の状態)のナノ構造表面に光を照射して、基準光スペクトルを取得する工程を備えることが好ましい。検査方法(1A),(2A)は、抗原Xと粒状物とが結合していない状態(抗体と試料に含まれる抗原とが結合しており、かつ抗原Xと粒状物とが結合していない状態)のナノ構造表面に光を照射して、基準光スペクトルを取得する工程を備えることが好ましい。検査方法(1A),(2A)は、上記ナノ構造表面に配置された抗体と、上記抗体(特定の糖鎖を有する抗原及び特定の糖鎖を有さない抗原)とが結合した状態、かつ特定の糖鎖を有する抗原と粒状物とが結合していない状態のナノ構造表面に光を照射して、基準光スペクトルを取得する工程を備えることが好ましい。
図7(c)に示すように、検査方法(1A),(2A)では、抗体3と抗原X、及び、抗体3と抗原Yとが結合しており、かつ抗原Xと粒状物とが結合していない状態のナノ構造表面2aに、光L1を照射する。次いで、ナノ構造表面2aから反射された光L2の強度を測定し、基準光スペクトルを取得する。
なお、検査方法(1A),(2A)は、上記基準光スペクトルを取得する工程を備えていてもよく、備えていなくてもよい。
検査方法(1B),(2B)は、試料を接触させた後の状態のナノ構造表面に光を照射して、第1の測定光スペクトルを取得する工程を備える。検査方法(1B),(2B)は、上記ナノ構造表面に配置された抗体と、上記抗体(特定の糖鎖を有する抗原及び特定の糖鎖を有さない抗原)とが結合した状態のナノ構造表面に光を照射して、第1の測定光スペクトルを取得する工程を備える。
図7(c)に示すように、検査方法(1B),(2B)では、抗体3と抗原X、及び、抗体3と抗原Yとが結合した状態のナノ構造表面2aに、光L1を照射する。次いで、ナノ構造表面2aから反射された光L2の強度を測定し、第1の測定光スペクトルを取得する。
上記基準光スペクトルを取得する工程、及び、上記第1の測定光スペクトルを取得する工程では、ナノ構造表面に液体が存在しない状態で光が照射されてもよく、液体が存在する状態で光が照射されてもよい。上記ナノ構造表面と試料とを接触させる工程の実施後に、水分を除去して、ナノ構造表面に液体が存在しない状態で光が照射されてもよい。上記ナノ構造表面と試料とを接触させる工程の実施後に、水分を除去せずに、ナノ構造表面に液体が存在する状態で光が照射されてもよい。
<特定の糖鎖を認識するレクチンを表面に有する粒状物を接触させる工程>
図7(d)に示すように、上記試料を接触させた後の状態のナノ構造表面2aに、特定の糖鎖を認識するレクチン82を表面に有する粒状物を接触させる。抗体3と抗原X、及び、抗体3と抗原Yとが結合した状態のナノ構造表面2aに、特定の糖鎖を認識するレクチン82を有する粒状物8を接触させ、抗原のうち、抗原Xと粒状物8とをレクチン82を介して結合させることができる。
図7(d)に示すように、上記試料を接触させた後の状態のナノ構造表面2aに、特定の糖鎖を認識するレクチン82を表面に有する粒状物を接触させる。抗体3と抗原X、及び、抗体3と抗原Yとが結合した状態のナノ構造表面2aに、特定の糖鎖を認識するレクチン82を有する粒状物8を接触させ、抗原のうち、抗原Xと粒状物8とをレクチン82を介して結合させることができる。
粒状物8は、粒状物本体81と、粒状物本体81の表面上に配置されたレクチン82とを有する。本実施形態では、粒状物本体81は、ラテックス粒子であり、粒状物8は、レクチンを表面に有するラテックス粒子である。レクチン82は、抗原Xが有する特定の糖鎖(図7(d)における黒塗りの丸印で示す糖鎖)を特異的に認識する。レクチン82は、抗原Xと結合可能であり、抗原Yとは結合可能ではない。
したがって、本工程では、上記抗体と結合している抗原のうち、特定の糖鎖を有する抗原Xと、上記粒状物とがレクチンを介して結合する。
特定の糖鎖を認識するレクチンを表面に有する粒状物を接触させる工程において、抗原とレクチンとの反応条件(反応温度及び反応時間等)は、適宜設定される。
特定の糖鎖を認識するレクチンを表面に有する粒状物を接触させる工程において、ナノ構造表面に、液中に分散した上記粒状物を接触させることが好ましい。この場合、上記液1mLあたり、上記粒状物が有するレクチンの含有量は、好ましくは1μg以上、より好ましくは3μg以上、好ましくは20μg以下、より好ましくは15μg以下である。レクチンの含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、抗原とレクチンとの反応をより一層効率的に進行させることができる。
上記特定の糖鎖を認識するレクチンを表面に有する粒状物を接触させる工程の実施後、上記抗原と結合していない粒状物を除去する工程を備えることが好ましい。
<測定光スペクトルを取得する工程(検査方法(1A),(2A))、及び、第2の測定光スペクトルを取得する工程(検査方法(1B),(2B))>
図8(e)に示すように、粒状物を接触させた後の状態のナノ構造表面2aに、光L1を照射する。抗原Xと粒状物8とが結合した状態のナノ構造表面2aに、光L1を照射する。次いで、ナノ構造表面2aから反射された光L2の強度を測定し、測定光スペクトルを取得する。検査方法(1A),(2A)では、この測定光スペクトルを用いて、試料に含まれる抗原Xの含有量が測定される。検査方法(1B),(2B)では、この測定光スペクトルを第2の測定光スペクトルとして、上記第1の測定光スペクトルと、該第2の測定光スペクトルとを用いて、試料に含まれる抗原Xの含有量が測定される。
図8(e)に示すように、粒状物を接触させた後の状態のナノ構造表面2aに、光L1を照射する。抗原Xと粒状物8とが結合した状態のナノ構造表面2aに、光L1を照射する。次いで、ナノ構造表面2aから反射された光L2の強度を測定し、測定光スペクトルを取得する。検査方法(1A),(2A)では、この測定光スペクトルを用いて、試料に含まれる抗原Xの含有量が測定される。検査方法(1B),(2B)では、この測定光スペクトルを第2の測定光スペクトルとして、上記第1の測定光スペクトルと、該第2の測定光スペクトルとを用いて、試料に含まれる抗原Xの含有量が測定される。
上記特定の糖鎖を認識するレクチンを表面に有する粒状物を接触させる工程において、抗原Xと粒状物8とが結合することにより、該粒状物8は、ナノ構造表面2aに保持される。ナノ構造表面2aに照射され、該ナノ構造表面2aから反射された光L2の強度は、光L1と比べて低くなる。従って、試料に含まれる抗原Xの含有量を高い精度で求めることができる。
本工程では、ナノ構造表面に液体が存在しない状態で光が照射されてもよく、液体が存在する状態で光が照射されてもよい。上記特定の糖鎖を認識するレクチンを表面に有する粒状物を接触させる工程の実施後に、水分を除去して、ナノ構造表面に液体が存在しない状態で光が照射されてもよい。上記特定の糖鎖を認識するレクチンを表面に有する粒状物を接触させる工程の実施後に、水分を除去せずに、ナノ構造表面に液体が存在する状態で光が照射されてもよい。
図9及び図10は、本発明の検査方法の一例を説明するための拡大正面図である。図9及び図10では、測定光スペクトルを取得する工程(検査方法(1A),(2A))、及び、第2の測定光スペクトルを取得する工程(検査方法(1B),(2B))の図が示されている。図9及び図10では、図示の便宜上、抗体、抗原及びレクチン等は省略されている。
図9に示すように、粒状物8(抗原Xと粒状物8とが結合した粒状物)の上記壁部の凹部における充填率が高い状態で光L1を照射してもよい。図10に示すように、粒状物8(抗原Xと粒状物8とが結合した粒状物)の上記壁部の凹部における充填率が低い状態で光L1を照射してもよい。図9の状態で光L1を照射した場合、図10の状態で光L1を照射する場合と比べて、ナノ構造表面2aから反射された光L2の強度を高めることができる。図10の状態で光L1を照射した場合、図9の状態で光L1を照射する場合と比べて、検査時間を短くすることができる。
測定精度をより一層高める観点からは、測定を行うときの粒状物の上記壁部の凹部における充填率は、好ましくは1%以上、より好ましくは10%以上、より一層好ましくは30%以上、更に好ましくは50%以上、更に一層好ましくは70%以上、特に好ましくは90%以上、最も好ましくは95%以上である。上記充填率は、100%以下であってもよく、100%未満であってもよく、99%以下であってもよい。上記充填率は、上記壁部の凹部の体積に占める粒状物の体積である。上記充填率は、凸部間に粒状物が保持される場合に、凸部間の体積に占める粒状物の体積である。
<抗原Xの含有量を測定する方法の詳細>
検査方法(1A),(2A)では、上記測定光スペクトルを用いて、上記試料に含まれる上記抗原X(前立腺特異抗原X)の含有量を測定する。本発明の効果をより一層効果的に発揮する観点からは、検査方法(1A),(2A)では、測定光スペクトルと上記基準光スペクトルとを比較することにより、上記試料に含まれる上記抗原Xの含有量を測定することが好ましい。本発明の効果をより一層効果的に発揮する観点からは、検査方法(1A),(2A)では、上記測定光スペクトルと上記基準光スペクトルとを用いて、測定光強度と基準光強度との相対値を取得して、上記試料に含まれる上記抗原Xの含有量を測定することが好ましい。また、検査方法(1A),(2A)では、X軸を時間とし、Y軸を時間と共に変化する測定光スペクトルのピーク波長としたときに得られる傾き(測定光強度の変化割合)から、上記試料に含まれる上記抗原Xの含有量を測定してもよい。
検査方法(1A),(2A)では、上記測定光スペクトルを用いて、上記試料に含まれる上記抗原X(前立腺特異抗原X)の含有量を測定する。本発明の効果をより一層効果的に発揮する観点からは、検査方法(1A),(2A)では、測定光スペクトルと上記基準光スペクトルとを比較することにより、上記試料に含まれる上記抗原Xの含有量を測定することが好ましい。本発明の効果をより一層効果的に発揮する観点からは、検査方法(1A),(2A)では、上記測定光スペクトルと上記基準光スペクトルとを用いて、測定光強度と基準光強度との相対値を取得して、上記試料に含まれる上記抗原Xの含有量を測定することが好ましい。また、検査方法(1A),(2A)では、X軸を時間とし、Y軸を時間と共に変化する測定光スペクトルのピーク波長としたときに得られる傾き(測定光強度の変化割合)から、上記試料に含まれる上記抗原Xの含有量を測定してもよい。
上記測定光強度と上記基準光強度との相対値を取得する際には、上記測定光強度と上記基準光強度との差の値を相対値としてもよく、上記測定光強度と上記基準光強度との比の値を相対値としてもよい。また、差や比に適宜数学的な操作を加えた値を相対値としてもよい。例えば、以下のようにして、抗原Xの含有量を測定することができる。
抗原X(前立腺特異抗原X)の濃度が既知である試料に対して、基準光スペクトルを取得する工程、ナノ構造表面と試料とを接触させる工程、特定の糖鎖を認識するレクチンを表面に有する粒状物を接触させる工程及び測定光スペクトルを取得する工程を行い、あらかじめ検量線を作成しておく。また、上記基準光スペクトルと上記測定光スペクトルとを比較してその相対値を取得する。次いで、既知の抗原Xの濃度と、上記相対値との関係を複数プロットし、近似直線又は近似式を作成する。同様に、抗原X(前立腺特異抗原X)の濃度が未知である試料に対して、上記各工程を行い、得られた相対値を上記近似直線又は上記近似式に代入することで、試料中の抗原X(前立腺特異抗原X)の濃度を測定することができる。
検査方法(1B),(2B)では、上記第1の測定光スペクトルと上記第2の測定光スペクトルとを用いて、上記試料に含まれる上記抗原Xの含有量を測定する。検査方法(1B),(2B)では、上記第1の測定光スペクトルを用いて、上記抗体と結合している抗原の含有量を求め、かつ、上記第2の測定光スペクトルを用いて、上記粒状物と結合している上記抗原Xの含有量を求めることにより、上記試料に含まれる上記抗原Xの含有量を測定することが好ましい。検査方法(1B),(2B)では、上記粒状物と結合している上記抗原Xの含有量の、上記抗体と結合している抗原の含有量に対する比(上記粒状物と結合している上記抗原Xの含有量/上記抗体と結合している抗原の含有量)を求めることにより、上記試料に含まれる上記抗原Xの含有量を測定することがより好ましい。検査方法(1B),(2B)では、上記第1の測定光スペクトルと上記第2の測定光スペクトルと上記基準光スペクトルとを比較することにより、上記試料に含まれる上記抗原Xの含有量を測定することが好ましい。この場合には、本発明の効果をより一層効果的に発揮することができる。
検査方法(1B),(2B)では、上記第1の測定光スペクトルを用いて第1の測定光強度を取得することが好ましく、上記第2の測定光スペクトルを用いて第2の測定光強度を取得することが好ましく、上記基準光スペクトルを用いて基準光強度を取得することが好ましい。また、検査方法(1B),(2B)では、上記第1の測定光強度と上記第2の測定光強度との相対値、又は、上記第1の測定光強度と上記第2の測定光強度と上記基準光スペクトルとの相対値を取得して、上記試料に含まれる上記抗原Xの含有量を測定することが好ましい。また、検査方法(1B),(2B)では、X軸を時間とし、Y軸を時間と共に変化する第2の測定光スペクトルのピーク波長としたときに得られる傾き(第2の測定光強度の変化割合)と、上記第1の測定光スペクトルとから、上記試料に含まれる上記抗原Xの含有量を測定してもよい。
検査方法(1B),(2B)では、抗原Xの濃度が未知であるが、抗原の濃度が既知である試料を用いて、上記試料に含まれる上記抗原Xの含有量を測定することができる。
なお、ナノ構造表面に照射する光の波長は、ナノ構造表面の形状及びサイズ等に応じて、適宜変更することができる。上記ナノ構造表面に照射する光として、典型的には可視光線を用いることができる一方で、赤外線又は紫外線も用いることができる。また、上記基準光スペクトル、上記測定光スペクトル(第1,2の測定光スペクトル)を取得するために、典型的にはナノ構造表面からの反射光を測定することができる一方で、透過光を測定してもよい。また、スペクトルを取得することができれば、直接の反射光や透過光ではなく、何らかの光学的操作を加えた光を検出してもよい。
(検査用器具のその他の詳細)
上記検査用器具は、ナノ構造表面と、該ナノ構造表面に配置された抗体とを有する検査用器具本体を備える。上記ナノ構造表面は、ナノメールオーダーのサイズを有する複数の凹部又は複数の凸部を有する表面である。本発明の効果をより一層効果的に発揮する観点からは、上記ナノ構造表面が、複数の凹部又は複数の凸部による周期構造を有する表面であることが好ましい。
上記検査用器具は、ナノ構造表面と、該ナノ構造表面に配置された抗体とを有する検査用器具本体を備える。上記ナノ構造表面は、ナノメールオーダーのサイズを有する複数の凹部又は複数の凸部を有する表面である。本発明の効果をより一層効果的に発揮する観点からは、上記ナノ構造表面が、複数の凹部又は複数の凸部による周期構造を有する表面であることが好ましい。
上記抗体は、上記ナノ構造表面の凹部の底面に配置されていてもよく、上記ナノ構造表面の凸部の先端面に配置されていてもよい。また、上記抗体は、上記ナノ構造表面の凹部又は凸部の側面上に配置されていてもよい。上記抗体は、上記ナノ構造表面の凹部の底面又は上記ナノ構造表面の凸部の先端面に少なくとも配置されていることが好ましい。この場合には、ナノ構造表面から反射する光の強度をより一層大きく変化させ、本発明の効果をより一層効果的に発揮することができる。
本発明の効果を更により一層効果的に発揮する観点からは、上記周期構造の周期dは、好ましくは50nm以上、より好ましくは200nm以上、更に好ましくは250nm以上であり、好ましくは800nm以下、より好ましくは500nm以下、更に好ましくは450nm以下である。
上記周期構造の周期dとは、それぞれの凸部又は凹部の先端(先端が平面等である場合は中心部)と、それに最も隣接する凸部又は凹部の先端(先端が平面である場合は中心部)との間隔を意味する。
本発明の効果を更により一層効果的に発揮する観点からは、上記周期構造における上記凹部の半径r1又は上記凸部の半径r2は、好ましくは20nm以上、より好ましくは30nm以上、更に好ましくは40nm以上であり、好ましくは300nm以下、より好ましくは200nm以下、更に好ましくは150nm以下である。
上記周期構造における上記凹部の半径r1又は上記凸部の半径r2は、該凹部の底面の半径であり、該凸部の上面(先端面)の半径である。上記周期構造における上記凹部の半径r1又は上記凸部の半径r2とは、該凹部の底面又は該凸部の上面の形状が円形である場合に、円の半径を意味し、該凹部の底面又は該凸部の上面の形状が円形以外の形状である場合に、該円形以外の形状の内接円の半径を意味する。
上記壁部の周期構造では、複数の凹部が規則的に配置されていてもよく、複数の凸部が規則的に配置されていてもよい。
本発明の効果をより一層効果的に発揮する観点からは、上記壁部は、壁部本体と、該壁部本体の表面上に配置された金属層とを有することが好ましい。但し、上記壁部は、金属層を有さなくてもよい。
上記金属層は、上記ナノ構造表面の少なくとも一部を構成していることが好ましい。上記金属層は、上記ナノ構造表面の全体を構成していてもよく、一部を構成していてもよい。上記金属層は、上記壁部本体の全体の表面上に配置されていてもよく、上記壁部本体の一部の表面上に配置されていてもよい。上記金属層は、例えば、上記壁部本体の周期構造における凹部又は凸部の側面上に配置されていなくてもよい。上記金属層を上記壁部本体の周期構造の表面上に部分的又は全体に配置することにより、上記金属層の表面に、上記壁部本体の周期構造に対応した周期構造を容易に形成することができる。
上記金属層は、上記壁部本体の周期構造における凹部の底面又は凸部の上面(先端面)にのみ配置されていてもよく、凹部又は凸部の側面にのみ配置されていてもよい。したがって、上記金属層は上記複数の凹部又は上記複数の凸部の表面全体に配置されていなくてもよい。また、上記金属層は、上記壁部本体の周期構造における凹部の底面又は凸部の上面にのみ配置されていてもよく、凹部又は凸部の側面にのみ配置されていてもよい。本発明の効果を効果的に発揮する観点から、上記金属層は、上記ナノ構造表面の全体を構成していることが好ましい。
上記ナノ構造表面における凸部又は凹部の形状や配置は、検査用の光を照射する方向及び角度に応じて、適宜変更することができる。上記ナノ構造表面における凸部の底面又は凹部の上面の形状は、平面であってもよく、曲面であってもよく、点状であってもよい。凸部又は凹部は溝状の形状であってもよい。例えば、凸部又は凹部の形状は、角柱状、角錐状又は円錐状であってもよい。上記周期構造はそれぞれ、1次元周期構造であってもよく、2次元周期構造であってもよい。
上記周期構造としては、斜方格子構造、長方格子構造、面心格子構造、六方格子構造、及び正方格子構造等が挙げられる。上記周期構造が有するフォトニックバンドギャップの波長をより一層容易に調整し、本発明の効果をより一層効果的に発揮させる観点から、上記周期構造はそれぞれ、斜方格子構造、長方格子構造、六方格子構造、又は正方格子構造であることが好ましい。
上記周期構造の周期dは、粒状物の粒子径以上であることが好ましい。
上記周期構造における凸部間の開口面積又は凹部の開口面積は、好ましくは2500nm2以上、より好ましくは10000nm2以上、好ましくは640000nm2以下、より好ましくは160000nm2以下である。上記開口面積が上記下限以上及び上記上限以下であると、本発明の効果をより一層効果的に発揮することができる。
上記周期構造における凸部の高さ又は凹部の深さは、好ましくは50nm以上、より好ましくは100nm以上、好ましくは800nm以下、より好ましくは400nm以下である。なお、上記凸部の高さ又は凹部の深さが上記下限以上及び上記上限以下であると、本発明の効果をより一層効果的に発揮することができる。
上述した凸部間の開口面積、凹部の開口面積、凸部の高さ、及び凹部の深さは、粒状物の種類及びサイズ、並びに凸部又は凹部の形状等により適宜変更できる。周期構造の周期、凸部又は凹部の形状及びサイズを調整することで、反射光の強度を最適化することができる。
複数の開口面積、及び、複数の凸部の高さ又は複数の凹部の深さを完全に一致させることは困難である場合がある。測定精度に大きな影響がない範囲で、周期構造の周期にばらつきがあってもよい。測定におけるノイズを効果的に小さくする観点からは、周期構造における凸部間の複数の開口面積又は凹部の複数の開口面積の標準偏差は、好ましくは10%以下、より好ましくは5%以下である。
本発明の効果をより一層効果的に発揮する観点からは、上記壁部本体の周期構造の表面の表面積(複数の凹部又は複数の凸部)100%中、上記金属層が配置されている表面積は、好ましくは60%以上、より好ましくは70%以上、更に好ましくは80%以上、特に好ましくは90%以上、最も好ましくは100%である。上記金属層は、上記壁部本体の周期構造の全体の表面上に配置されていることが最も好ましい。上記金属層も、複数の凹部又は複数の凸部による周期構造を有することが好ましい。
上記検査用器具は、下記式(1)及び下記式(2)において、正の整数mがいずれかのときに上記壁部の周期構造が有する回折光の波長λのとりうる値が、300nm以上1600nm以下となるように、上記壁部の周期構造の周期、上記複数の凹部又は上記複数の凸部の半径、及び上記周期構造の屈折率を調整することが好ましい。この場合には、一般的に入手が容易な光源を用いることができる。
上記式(1)又は上記式(2)中、mは次数を表し、λは回折光の波長(nm)を表し、dは上記壁部の周期構造の周期(nm)を表し、n0は実効屈折率を表し、θは光の入射角度を表し、fは空隙率を表し、n1は上記壁部の周期構造の屈折率を表し、n2は空隙物質の屈折率を表す。空隙率であるfは、単位体積あたりの隙間の占有率である。
なお、上記壁部の周期構造の屈折率n1とは、上記壁部の周期構造において、空隙部分を含まず、上記金属層を含む部分の屈折率をいう。
本発明の効果をより一層効果的に発揮する観点からは、上記式(1)中、次数mは、好ましくは1、2又は3であり、より好ましくは1又は2であり、さらに好ましくは1である。
上記式(1)及び上記式(2)において求められる回折光の波長λは、好ましくは400nm以上、より好ましくは650nm以上であり、好ましくは1200nm以下、より好ましくは1000nm以下である。
上記壁部本体の材料としては、樹脂及びガラス等が挙げられる。
上記樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、シクロオレフィンポリマー樹脂、シクロオレフィンコポリマー樹脂、ポリイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリウレア樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエステル樹脂、及びポリメタクリル酸メチル樹脂等が挙げられる。上記樹脂は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
抗原Xの濃度を液体中で測定する観点、抗原Xの濃度がかなり低い場合でも抗原Xの濃度を高い精度で測定する観点から、上記金属の屈折率は、上記試料の屈折率よりも大きいことが好ましい。
上記金属層の屈折率は、上記試料の屈折率よりも、0.3以上で大きいことが好ましく、0.4以上で大きいことがより好ましく、0.5以上で大きいことがより一層好ましく、0.6以上で大きいことが更に好ましく、0.7以上で大きいことが特に好ましく、0.8以上で大きいことが最も好ましい。この場合には、抗原Xの濃度を液体中で良好に測定することができ、抗原Xの濃度がかなり低い場合でも抗原Xの濃度をより一層高い精度で測定することができる。
上記金属層の屈折率は、好ましくは1.6以上、より好ましくは1.7以上、より一層好ましくは1.8以上、更に好ましくは1.9以上、特に好ましくは2.0以上、最も好ましくは2.1以上である。上記金属層の屈折率が上記下限以上であると、試料の屈折率との差を大きくすることができるので、抗原Xの濃度を液体中で良好に測定することができ、抗原Xの濃度がかなり低い場合でも、抗原Xの濃度をより一層高い精度で測定することができる。
上記金属層の屈折率及び上記試料の屈折率は、分光エリプソメーター(例えば、堀場製作所社製「UVISEL2」)を用いて測定することができる。
上記金属層は、金属を含む。上記金属としては、亜鉛、銀、金、チタン、ケイ素、アルミニウム、スズ、銅、鉄、モリブデン、ニオブ、チタニウム、白金、タングステン、クロム、錫、ニッケル、タンタル、ジルコニウム、ハフニウム、イットリウム、ビスマス、アンチモン、インジウム及びこれらの合金等が挙げられる。また、上記金属としては、シリコン及び炭化ケイ素(SiC)等が挙げられる。上記金属は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
上記金属層は、金属酸化物層であってもよい。上記金属酸化物層としては、ZnSnO3層、酸化亜鉛層、酸化クロム層、酸化第二鉄層、及び酸化チタン層等が挙げられる。
上記金属層は、シリコン層であることがより好ましい。上記シリコンとしては、単結晶シリコン、多結晶シリコン、マイクロクリスタルシリコン、及びアモルファスシリコン等が挙げられる。
上記シリコン層は、単結晶シリコン層、多結晶シリコン層、マイクロクリスタルシリコン層、又はアモルファスシリコン層であることが好ましく、アモルファスシリコン層であることがより好ましい。上記アモルファスシリコンは、水素化アモルファスシリコンであってもよい。
上記金属層をシリコン層とすることにより、該金属層の屈折率をより一層大きくすることができ、上記金属層をアモルファスシリコン層とすることにより、該金属層の屈折率を特に大きくすることができる。上記金属層がアモルファスシリコン層等のシリコン層である場合には、例えば、該金属層の屈折率を4.5とすることができる。このため、金属層と、試料との屈折率差をかなり大きくすることができ、抗原Xの濃度をより一層高い精度で測定することができる。
上記壁部本体の周期構造における上記凹部又は上記凸部の上面に配置された上記金属層の平均厚みを、金属層の平均厚み(1)とする。上記壁部本体の周期構造における上記凹部又は上記凸部の側面に配置された上記金属層の平均厚みを、金属層の平均厚み(2)とする。
本発明の効果をより一層効果的に発揮する観点からは、上記金属層の平均厚み(1)は、好ましくは1nm以上、より好ましくは5nm以上、更に好ましくは8nm以上、好ましくは240nm以下、より好ましくは200nm以下、更に好ましくは150nm以下、特に好ましくは50nm以下である。
上記金属層の平均厚み(1)の、上記金属層の平均厚み(2)に対する比(金属層の平均厚み(1)/金属層の平均厚み(2))は、好ましくは1.0以上、より好ましくは2以上、好ましくは10以下、より好ましくは4以下である。上記比(金属層の平均厚み(1)/金属層の平均厚み(2))が上記下限以上及び上記上限以下であると、本発明の効果をより一層効果的に発揮することができる。
上記金属層の平均厚み(1)及び上記金属層の平均厚み(2)は、例えば、FE-TEM(例えば、日本電子社製「JEM-ARM200F」)を用いて、金属層の断面を観察することで測定することができる。FE-TEMにより得られた断面TEM像から、各点の距離が100nm以上離れた任意の5点以上を選択し、各点において測定した厚みの平均値を平均厚みとする。
上記検査用器具本体及び上記検査用器具は、検査チップであってもよく、マイクロ流体デバイスであってもよい。
上記壁部の上記ナノ構造表面及び上記周期構造は、例えば、収納部の成形時に賦形することができる。また、ナノ構造表面及び周期構造を有さない壁部又は壁部本体を得た後、該壁部又は該壁部本体の表面を賦形処理することにより、上記ナノ構造表面及び上記周期構造を有する壁部又は壁部本体を得ることもできる。
上記金属層の形成方法としては、スパッタリング(反応性スパッタリング法、RFスパッタリング法)、及び蒸着法(プラズマ蒸着法等、真空蒸着法(EB蒸着法、イオンプレーティング法、IAD法))等が挙げられる。上記金属層を上記壁部本体の周期構造の表面上に良好に形成する観点からは、上記金属層は、スパッタリングにより形成されていることが好ましく、スパッタリング膜であることが好ましい。
上記壁部は、検査用器具の側壁部であってもよい。この場合には、例えば、電気泳動等により、粒状物をナノ構造表面に堆積させることができる。
(糖鎖を有する抗原)
上記糖鎖を有する抗原としては、糖タンパク質等が挙げられる。上記抗原としては、腫瘍マーカー、尿タンパク、抗酸化マーカー、糖尿病マーカー及びアミロイド等が挙げられる。上記腫瘍マーカーとしては、前立腺癌のマーカーである前立腺特異抗原(PSA)、大腸癌のマーカーであるCEA、乳癌のマーカーであるCA15-3、及び肺癌のマーカーであるAEP等が挙げられる。また、上記抗原としては、脳性ナトリウム利尿ペプチド(BNP)、及び心房性ナトリウム利尿ペプチド(ANP)、アルツハイマー病のマーカーであるアミロイドβ及びタウタンパク等が挙げられる。
上記糖鎖を有する抗原としては、糖タンパク質等が挙げられる。上記抗原としては、腫瘍マーカー、尿タンパク、抗酸化マーカー、糖尿病マーカー及びアミロイド等が挙げられる。上記腫瘍マーカーとしては、前立腺癌のマーカーである前立腺特異抗原(PSA)、大腸癌のマーカーであるCEA、乳癌のマーカーであるCA15-3、及び肺癌のマーカーであるAEP等が挙げられる。また、上記抗原としては、脳性ナトリウム利尿ペプチド(BNP)、及び心房性ナトリウム利尿ペプチド(ANP)、アルツハイマー病のマーカーであるアミロイドβ及びタウタンパク等が挙げられる。
上記糖鎖を有する抗原は、腫瘍マーカーであることが好ましく、前立腺特異抗原であることがより好ましい。
上記検査方法は、癌の判定方法に用いられる検査方法であることが好ましい。
(レクチンを表面に有する粒状物)
上記レクチンを表面に有する粒状物は、粒状物本体と、該粒状物本体の表面上に配置されたレクチンとを有する。上記粒状物本体としては、ラテックス粒子、及び金属粒子等が挙げられる。すなわち、上記粒状物としては、レクチンを表面に有するラテックス粒子、及びレクチンを表面に有する金属粒子等が挙げられる。上記金属粒子としては、金粒子、及び銀粒子等が挙げられる。
上記レクチンを表面に有する粒状物は、粒状物本体と、該粒状物本体の表面上に配置されたレクチンとを有する。上記粒状物本体としては、ラテックス粒子、及び金属粒子等が挙げられる。すなわち、上記粒状物としては、レクチンを表面に有するラテックス粒子、及びレクチンを表面に有する金属粒子等が挙げられる。上記金属粒子としては、金粒子、及び銀粒子等が挙げられる。
(試料)
上記試料は、37℃で液体であることが好ましい。上記試料としては、生体試料を含む液が挙げられる。上記生体試料としては、血液、血清、血漿、髄液、尿、便、組織、細胞、核酸抽出液、及びタンパク質抽出液等が挙げられる。上記生体試料が血液である場合には、上記金属層は、シリコン層であることが好ましく、アモルファスシリコン層であることがより好ましい。なお、上記血液には、例えば、クエン酸、ヘパリン及びエチレンジアミン四酢酸(EDTA)等の抗凝固剤等の公知の薬剤が添加されていてもよい。
上記試料は、37℃で液体であることが好ましい。上記試料としては、生体試料を含む液が挙げられる。上記生体試料としては、血液、血清、血漿、髄液、尿、便、組織、細胞、核酸抽出液、及びタンパク質抽出液等が挙げられる。上記生体試料が血液である場合には、上記金属層は、シリコン層であることが好ましく、アモルファスシリコン層であることがより好ましい。なお、上記血液には、例えば、クエン酸、ヘパリン及びエチレンジアミン四酢酸(EDTA)等の抗凝固剤等の公知の薬剤が添加されていてもよい。
一般に、血液に含まれる被検査物質の濃度を血中で測定する場合には、赤血球から漏出したヘモグロビンの影響によって、測定精度が低下することがある。例えばヘモグロビンが有する特定の吸収スペクトルによって測定精度が低下することがある。これに対して、アモルファスシリコンは、波長650nm以下の光を効果的に吸収するので、ヘモグロビン存在下でも測定精度を高めることができる。さらに、アモルファスシリコン層では、屈折率を4.5程度にまで高めることができるので、血中に含まれる抗原Xの濃度をより一層高い精度で測定することができる。
(検査キット)
本発明に係る検査キットは、ナノ構造表面を有する壁部、及び上記ナノ構造表面に配置された抗体を備える検査用器具本体と、特定の糖鎖を認識するレクチンを表面に有する粒状物とを備える。上記検査キットにおける上記検査用器具本体は、上述した検査用器具本体であることが好ましい。
本発明に係る検査キットは、ナノ構造表面を有する壁部、及び上記ナノ構造表面に配置された抗体を備える検査用器具本体と、特定の糖鎖を認識するレクチンを表面に有する粒状物とを備える。上記検査キットにおける上記検査用器具本体は、上述した検査用器具本体であることが好ましい。
上記検査キットは、上記試料が検査用器具本体に導入される前の部材である。上記検査キットを用いて、上述した検査方法に用いることができる検査用器具等を作製することができる。
上記検査用器具本体は、検査チップであることが好ましい。
上記検査キットにおいて、上記粒状物は、検査用器具を構成する部材の一部として構成されていてもよく、検査用器具とは異なる部材として構成されていてもよい。
上記粒状物が検査用器具を構成する部材の一部として構成されている検査キットとしては、図1に示す検査用器具1及び図4に示す検査用器具1Bを作製可能な検査キット等が挙げられる。この検査キットは、上記検査用器具本体と、蓋体の表面上に配置された粒状物とを備える。
上記粒状物が検査用器具とは異なる部材として構成されている検査キットとしては、図3に示す検査用器具1Aを作製可能な検査キット等が挙げられる。この検査キットは、上記検査用器具本体と、第1の容器の収容された粒状物とを備える。検査用器具を組み立てた後、第1の容器に収容された粒状物を該検査用器具に導入することにより、上記検査を行うことができる。
(検査システム)
本発明に係る検査キットは、ナノ構造表面を有する壁部、及び上記ナノ構造表面に配置された抗体を備える検査用器具本体と、特定の糖鎖を認識するレクチンを表面に有する粒状物と、上記検査用器具本体の上記ナノ構造表面に光を照射するための照射部と、上記ナノ構造表面に照射された光を受光するための受光部とを備える。
本発明に係る検査キットは、ナノ構造表面を有する壁部、及び上記ナノ構造表面に配置された抗体を備える検査用器具本体と、特定の糖鎖を認識するレクチンを表面に有する粒状物と、上記検査用器具本体の上記ナノ構造表面に光を照射するための照射部と、上記ナノ構造表面に照射された光を受光するための受光部とを備える。
上記検査用器具本体は、検査チップであることが好ましい。上記検査システムは、検査装置であってもよい。
図11は、本発明の第1の実施形態に係る検査システムの模式図である。
検査システム50は、図4,5に示す検査用器具1Bと、照射部51と、受光部52とを備える。
検査用器具1Bは、ナノ構造表面を有する壁部と、上記ナノ構造表面に配置された抗体を備える検査用器具本体を備える。また、検査用器具1Bは、特定の糖鎖を認識するレクチンを表面に有する粒状物を備える。
照射部51は、検査用器具1Bのナノ構造表面に光L1を照射するための光源である。受光部52は、上記ナノ構造表面に照射された光L2を受光するための測定器である。受光部52は、上記ナノ構造表面から反射された光L2を受光する。検査システム50により、上述した検査方法によって、抗原Xの濃度を高精度に測定することができる。
検査用器具は、図11に示すように、上記ナノ構造表面に対して、-90度以上90度以下の入射角θで光を照射して用いられる。入射角θは、ナノ構造表面を有する上記壁部の表面に対する光の入射方向であり、より具体的には、ナノ構造表面を有する上記壁部の表面に沿う方向Xと、入射光L1方向とのなす角である。入射角θの最小値は-90度であり、最大値は90度である。入射角θが負の値の場合、上記ナノ構造表面の裏側から光が照射されることを意味する。本発明の効果をより一層効果的に発揮する観点からは、上記入射角θは、好ましくは-30度以上30度以下、より好ましくは0度以上30度以下、さらに好ましくは0度である。なお、照射部51と受光部52とは、同一の箇所に設置されていてもよい。
図12は、本発明の第2の実施形態に係る検査システムの模式図である。
検査システム50Aは、図1,2に示す検査用器具1と、検査用器具1を設置している設置部53と、照射部51と、受光部52とを備える。
検査用器具1は、ナノ構造表面を有する壁部と、上記ナノ構造表面に配置された抗体を備える検査用器具本体を備える。また、検査用器具1は、特定の糖鎖を認識するレクチンを表面に有する粒状物を備える。
設置部53は、試料が送液される流路54を有する。流路54は、検査用器具1の導入部9に接続されている。試料を、流路54から検査用器具1の収納部に導入することにより、抗原と抗体との反応を開始させることができる。検査システム50Aにより、上述した検査方法によって、抗原Xの濃度を高精度に測定することができる。検査用器具1を設置部53に設置することにより、容易に検査を行うことができる。
上記検査システムでは、上記粒状物は、上記流路54から検査用器具1の収納部に導入してもよい。
上記検査システムは、上記マイクロ流体デバイスである検査用器具と、上記照射部と、上記受光部とを備えるマイクロ流体デバイスシステムであってもよい。
本発明に係る検査方法では、例えば、試料に含まれる1fg/mL以上100pg/mL以下の抗原X(前立腺特異抗原X)の濃度を好適に測定することができる。本発明に係る検査用器具は、例えば、抗原X(前立腺特異抗原X)を含む試料の屈折率が1.0以上1.5以下であっても、該試料に含まれる抗原X(前立腺特異抗原X)の濃度を好適に測定することができる。
以下、実施例を挙げることにより、本発明を具体的に説明する。本発明は、以下の実施例に限定されない。
(実施例1)
図1,2に類似し、以下に示す構造を有する検査用器具を用いて、前立腺特異抗原(PSA)濃度と、反射スペクトルの波長シフトとの関係を求めた。
図1,2に類似し、以下に示す構造を有する検査用器具を用いて、前立腺特異抗原(PSA)濃度と、反射スペクトルの波長シフトとの関係を求めた。
検査用器具の作製:
壁部本体の材料は、屈折率1.5のシクロオレフィン樹脂とした。壁部本体の周期構造における凸部の形状は円柱状とした。壁部本体の周期構造の全体の表面上に、スパッタリングにより、屈折率4のアモルファスシリコン層(金属層)を形成した。このようにして、壁部本体と金属層とにより壁部(底部)を形成し、該壁部の表面に周期構造(壁部の周期構造)を形成した。次いで、PSA抗体を含む水溶液を金属層の表面に添加した。次いで、固定液としてグルタルアルデヒドを壁部に添加し、上記金属層の表面にPSA抗体を固定化した。次いで、エタノールアミンを壁部に添加して未反応のアルデヒド基をブロッキングした。次いで、検査用器具を乾燥させた。このようにして、上記金属層の表面にPSA抗体を修飾した。なお、用いた検査用器具の詳細を以下に示す。
壁部本体の材料は、屈折率1.5のシクロオレフィン樹脂とした。壁部本体の周期構造における凸部の形状は円柱状とした。壁部本体の周期構造の全体の表面上に、スパッタリングにより、屈折率4のアモルファスシリコン層(金属層)を形成した。このようにして、壁部本体と金属層とにより壁部(底部)を形成し、該壁部の表面に周期構造(壁部の周期構造)を形成した。次いで、PSA抗体を含む水溶液を金属層の表面に添加した。次いで、固定液としてグルタルアルデヒドを壁部に添加し、上記金属層の表面にPSA抗体を固定化した。次いで、エタノールアミンを壁部に添加して未反応のアルデヒド基をブロッキングした。次いで、検査用器具を乾燥させた。このようにして、上記金属層の表面にPSA抗体を修飾した。なお、用いた検査用器具の詳細を以下に示す。
壁部の周期構造:三角格子構造
壁部の周期構造の周期:460nm
壁部の周期構造における凸部の半径:115nm
壁部の周期構造が有するフォトニックバンドギャップの波長:580nm
壁部本体の周期構造における凸部の上面に配置された金属層の平均厚み:10nm
壁部本体の周期構造における凸部の側面に配置された金属層の平均厚み:8nm
壁部の周期構造の周期:460nm
壁部の周期構造における凸部の半径:115nm
壁部の周期構造が有するフォトニックバンドギャップの波長:580nm
壁部本体の周期構造における凸部の上面に配置された金属層の平均厚み:10nm
壁部本体の周期構造における凸部の側面に配置された金属層の平均厚み:8nm
試料の作製:
PSAと生理食塩水とを混合して以下の試料1~3を調製した。なお、試料に含まれる全PSAの濃度と、末端シアル酸がα(2,3)結合である糖鎖を有するPSA(前立腺特異抗原X、以下、PSA-Xと記載することがある)の濃度とを以下に示す。
PSAと生理食塩水とを混合して以下の試料1~3を調製した。なお、試料に含まれる全PSAの濃度と、末端シアル酸がα(2,3)結合である糖鎖を有するPSA(前立腺特異抗原X、以下、PSA-Xと記載することがある)の濃度とを以下に示す。
試料1:全PSAの濃度1000pg/mL(PSA-Xの濃度:30pg/mL)
試料2:全PSAの濃度1000pg/mL(PSA-Xの濃度:150pg/mL)
試料3:全PSAの濃度1000pg/mL(PSA-Xの濃度:300pg/mL)
試料2:全PSAの濃度1000pg/mL(PSA-Xの濃度:150pg/mL)
試料3:全PSAの濃度1000pg/mL(PSA-Xの濃度:300pg/mL)
なお、試料1~3の屈折率は1.3であった。
レクチンを表面に有する粒状物:
末端シアル酸がα(2,3)結合である糖鎖を認識するレクチンを表面に有するラテックス粒子を用いた。
末端シアル酸がα(2,3)結合である糖鎖を認識するレクチンを表面に有するラテックス粒子を用いた。
測定:
得られた検査用器具のナノ構造表面(周期構造)に光を照射し、周期構造からの反射光のスペクトル(基準光スペクトル)を取得した。基準光スペクトルは、580.0nmの波長にピークを有していた。次いで、検査用器具の収納部に、得られた試料を収納した。30分間静置し、検査用器具に備えられたPSA抗体と、試料中のPSAとを結合させた。次いで、収納部に収納された液を除去した。
得られた検査用器具のナノ構造表面(周期構造)に光を照射し、周期構造からの反射光のスペクトル(基準光スペクトル)を取得した。基準光スペクトルは、580.0nmの波長にピークを有していた。次いで、検査用器具の収納部に、得られた試料を収納した。30分間静置し、検査用器具に備えられたPSA抗体と、試料中のPSAとを結合させた。次いで、収納部に収納された液を除去した。
上記レクチンを表面に有するラテックス粒子を含む液(ラテックス粒子含有液)を調製した。なお、得られた液1mLあたり、上記レクチン表面に有するラテックス粒子が有するレクチンの含有量は10μgとした。
次に、上記ラテックス粒子含有液を、検査用器具の収納部に収納した。30分間静置し、PSAのうち、末端シアル酸がα(2,3)結合である糖鎖を有するPSA(PSA-X)と、ラテックス粒子とをレクチンを介して結合させた。次いで、収納部に収納された液を除去することにより、PSAと結合してないラテックス粒子を収納部から除去した。
次に、この検査用器具のナノ構造表面(周期構造)に光を照射し、周期構造からの反射光のスペクトル(測定光スペクトル)を取得した。測定光スペクトルは、表1に示す波長にピークを有していた。
なお、基準光スペクトル、測定光スペクトルの取得の際には、0度の入射角で光(白色光)を照射し、その反射された光の強度(評価光強度)を測定した。
詳細及び結果を表1及び図13に示す。図13は、実施例1における特定の糖鎖を有する前立腺特異抗原(PSA-X)の濃度とピークのシフト量Δλとの関係を示す図である。この結果から、PSA-Xの濃度に依存して、ピークのシフト量Δλが変化することを確認することができた。
(実施例2)
図1,2に類似し、以下に示す構造を有する検査用器具を用いて、前立腺特異抗原(PSA)濃度と、反射スペクトルの波長シフトとの関係を求めた。
図1,2に類似し、以下に示す構造を有する検査用器具を用いて、前立腺特異抗原(PSA)濃度と、反射スペクトルの波長シフトとの関係を求めた。
検査用器具の作製:
壁部本体の材料は、屈折率1.5のシクロオレフィン樹脂とした。壁部本体の周期構造における凸部の形状は円柱状とした。壁部本体の周期構造の全体の表面上に、スパッタリングにより、屈折率4のアモルファスシリコン層(金属層)を形成した。このようにして、壁部本体と金属層とにより壁部(底部)を形成し、該壁部の表面に周期構造(壁部の周期構造)を形成した。次いで、PSA抗体を含む水溶液を金属層の表面に添加した。次いで、固定液としてグルタルアルデヒドを壁部に添加し、上記金属層の表面にPSA抗体を固定化した。次いで、エタノールアミンを壁部に添加して未反応のアルデヒド基をブロッキングした。次いで、検査用器具を乾燥させた。このようにして、上記金属層の表面にPSA抗体を修飾した。なお、用いた検査用器具の詳細を以下に示す。
壁部本体の材料は、屈折率1.5のシクロオレフィン樹脂とした。壁部本体の周期構造における凸部の形状は円柱状とした。壁部本体の周期構造の全体の表面上に、スパッタリングにより、屈折率4のアモルファスシリコン層(金属層)を形成した。このようにして、壁部本体と金属層とにより壁部(底部)を形成し、該壁部の表面に周期構造(壁部の周期構造)を形成した。次いで、PSA抗体を含む水溶液を金属層の表面に添加した。次いで、固定液としてグルタルアルデヒドを壁部に添加し、上記金属層の表面にPSA抗体を固定化した。次いで、エタノールアミンを壁部に添加して未反応のアルデヒド基をブロッキングした。次いで、検査用器具を乾燥させた。このようにして、上記金属層の表面にPSA抗体を修飾した。なお、用いた検査用器具の詳細を以下に示す。
壁部の周期構造:三角格子構造
壁部の周期構造の周期:460nm
壁部の周期構造における凸部の半径:115nm
壁部の周期構造が有するフォトニックバンドギャップの波長:526nm
壁部本体の周期構造における凸部の上面に配置された金属層の平均厚み:9nm
壁部本体の周期構造における凸部の側面に配置された金属層の平均厚み:7nm
壁部の周期構造の周期:460nm
壁部の周期構造における凸部の半径:115nm
壁部の周期構造が有するフォトニックバンドギャップの波長:526nm
壁部本体の周期構造における凸部の上面に配置された金属層の平均厚み:9nm
壁部本体の周期構造における凸部の側面に配置された金属層の平均厚み:7nm
試料の作製:
PSAと生理食塩水とを混合して以下の試料4を調製した。なお、試料に含まれる全PSAの濃度と、末端シアル酸がα(2,3)結合である糖鎖を有するPSA(前立腺特異抗原X、以下、PSA-Xと記載することがある)の濃度とを以下に示す。
PSAと生理食塩水とを混合して以下の試料4を調製した。なお、試料に含まれる全PSAの濃度と、末端シアル酸がα(2,3)結合である糖鎖を有するPSA(前立腺特異抗原X、以下、PSA-Xと記載することがある)の濃度とを以下に示す。
試料4:全PSAの濃度1000pg/mL(PSA-Xの濃度:100pg/mL)
なお、試料4の屈折率は1.3であった。
レクチンを表面に有する粒状物:
実施例1で用いたものと同じラテックス粒子を用いた。
実施例1で用いたものと同じラテックス粒子を用いた。
測定:
得られた検査用器具のナノ構造表面(周期構造)に光を照射し、周期構造からの反射光のスペクトル(基準光スペクトル)を取得した。次いで、検査用器具の収納部に、得られた試料4を収納した。30分間静置し、検査用器具に備えられたPSA抗体と、試料中のPSAとを結合させた。次いで、収納部に収納された液を除去した。
得られた検査用器具のナノ構造表面(周期構造)に光を照射し、周期構造からの反射光のスペクトル(基準光スペクトル)を取得した。次いで、検査用器具の収納部に、得られた試料4を収納した。30分間静置し、検査用器具に備えられたPSA抗体と、試料中のPSAとを結合させた。次いで、収納部に収納された液を除去した。
次に、この検査用器具のナノ構造表面(周期構造)に光を照射し、周期構造からの反射光のスペクトル(第1の測定光スペクトル)を取得した。
次に、上記レクチンを表面に有するラテックス粒子を含む液(ラテックス粒子含有液)を調製した。なお、得られた液1mLあたり、上記レクチン表面に有するラテックス粒子が有するレクチンの含有量は10μgとした。
次に、上記ラテックス粒子含有液を、検査用器具の収納部に収納した。30分間静置し、PSAのうち、末端シアル酸がα(2,3)結合である糖鎖を有するPSA(PSA-X)と、ラテックス粒子とをレクチンを介して結合させた。次いで、収納部に収納された液を除去することにより、PSAと結合してないラテックス粒子を収納部から除去した。
次に、この検査用器具のナノ構造表面(周期構造)に光を照射し、周期構造からの反射光のスペクトル(第2の測定光スペクトル)を取得した。
なお、基準光スペクトル、第1の測定光スペクトル、第2の測定光スペクトルの取得の際には、0度の入射角で光(白色光)を照射し、その反射された光の強度(評価光強度)を測定した。
得られた反射光のスペクトルを図14に示す。図14中、S0はPSA抗体を添加後の反射光のスペクトル(基準光スペクトル)であり、S1はPSAを添加後かつラテックス粒子含有液を添加前の反射光のスペクトル(第1の測定光スペクトル)であり、S2はラテックス粒子含有液を添加後の反射光のスペクトル(第2の測定光スペクトル)である。なお、SNはPSA抗体を添加前の検査用器具の反射光のスペクトルである。
この結果から、基準光スペクトルと第1の測定光スペクトルのピークの変化量Δλ1を取得することができた。また、第1の測定光スペクトルと第2の測定光スペクトルのピークの変化量Δλ2を取得することができた。
1,1A,1B…検査用器具
2,2B…壁部
2A,2BA…周期構造
2a,2Ba…ナノ構造表面
3,3B…抗体
4,4B…検査用器具本体
5…側壁部
6,6B…蓋体
7,7B…収納部
8…粒状物
9…導入部
21,21B…壁部本体
22,22B…金属層
50,50A…検査システム
51…照射部
52…受光部
53…設置部
54…流路
81…粒状物本体
82…レクチン
X,Y…抗原
d…周期
r1…半径
2,2B…壁部
2A,2BA…周期構造
2a,2Ba…ナノ構造表面
3,3B…抗体
4,4B…検査用器具本体
5…側壁部
6,6B…蓋体
7,7B…収納部
8…粒状物
9…導入部
21,21B…壁部本体
22,22B…金属層
50,50A…検査システム
51…照射部
52…受光部
53…設置部
54…流路
81…粒状物本体
82…レクチン
X,Y…抗原
d…周期
r1…半径
Claims (22)
- 試料に含まれる特定の糖鎖を有する抗原の含有量を測定する検査方法であって、
検査用器具を用いる検査方法であり、
前記検査用器具は、ナノ構造表面を有する壁部と、前記ナノ構造表面に配置された抗体とを有する検査用器具本体を備え、
前記ナノ構造表面と前記試料とを接触させる工程と、
前記試料を接触させた後の状態の前記ナノ構造表面に、特定の糖鎖を認識するレクチンを表面に有する粒状物を接触させる工程と、
前記粒状物を接触させた後の状態の前記ナノ構造表面に光を照射して、測定光スペクトルを取得する工程とを備え、
前記測定光スペクトルを用いて、前記試料に含まれる前記特定の糖鎖を有する抗原の含有量を測定する、検査方法。 - 前記試料を接触させる前の状態、又は前記粒状物を接触させる前の状態の前記ナノ構造表面に光を照射して、基準光スペクトルを取得する工程を備え、
前記測定光スペクトルと前記基準光スペクトルとを比較することにより、前記試料に含まれる前記特定の糖鎖を有する抗原の含有量を測定する、請求項1に記載の検査方法。 - 試料に含まれる特定の糖鎖を有する抗原の含有量を測定する検査方法であって、
検査用器具を用いる検査方法であり、
前記検査用器具は、ナノ構造表面を有する壁部と、前記ナノ構造表面に配置された抗体とを有する検査用器具本体を備え、
前記ナノ構造表面と前記試料とを接触させる工程と、
前記試料を接触させた後の状態の前記ナノ構造表面に光を照射して、第1の測定光スペクトルを取得する工程と、
前記試料を接触させた後の状態の前記ナノ構造表面に、特定の糖鎖を認識するレクチンを表面に有する粒状物を接触させる工程と、
前記粒状物を接触させた後の状態の前記ナノ構造表面に光を照射して、第2の測定光スペクトルを取得する工程とを備え、
前記第1の測定光スペクトルと前記第2の測定光スペクトルとを用いて、前記試料に含まれる前記特定の糖鎖を有する抗原の含有量を測定する、検査方法。 - 前記第1の測定光スペクトルを用いて、前記抗体と結合している抗原の含有量を求め、かつ、前記第2の測定光スペクトルを用いて、前記粒状物と結合している前記特定の糖鎖を有する抗原の含有量を求めることにより、前記試料に含まれる前記特定の糖鎖を有する抗原の含有量を測定する、請求項3に記載の検査方法。
- 前記粒状物と結合している前記特定の糖鎖を有する抗原の含有量の、前記抗体と結合している抗原の含有量に対する比を求めることにより、前記試料に含まれる前記特定の糖鎖を有する抗原の含有量を測定する、請求項4に記載の検査方法。
- 前記試料を接触させる前の状態の前記ナノ構造表面に光を照射して、基準光スペクトルを取得する工程を備え、
前記第1の測定光スペクトルと前記第2の測定光スペクトルと前記基準光スペクトルとを比較することにより、前記試料に含まれる前記特定の糖鎖を有する抗原の含有量を測定する、請求項3~5のいずれか1項に記載の検査方法。 - 前記特定の糖鎖を認識するレクチンを表面に有する粒状物を接触させる工程において、前記ナノ構造表面に、液中に分散した前記粒状物を接触させ、
前記液1mLあたり、前記粒状物が有する前記レクチンの含有量が、1μg以上20μg以下である、請求項1~6のいずれか1項に記載の検査方法。 - 試料に含まれる特定の糖鎖を有する前立腺特異抗原の含有量を測定する検査方法であって、
検査用器具を用いる検査方法であり、
前記検査用器具は、ナノ構造表面を有する壁部と、前記ナノ構造表面に配置された抗体とを有する検査用器具本体を備え、
前記ナノ構造表面と前記試料とを接触させる工程と、
前記試料を接触させた後の状態の前記ナノ構造表面に、特定の糖鎖を認識するレクチンを表面に有する粒状物を接触させる工程と、
前記粒状物を接触させた後の状態の前記ナノ構造表面に光を照射して、測定光スペクトルを取得する工程とを備え、
前記測定光スペクトルを用いて、前記試料に含まれる前記特定の糖鎖を有する前立腺特異抗原の含有量を測定する、検査方法。 - 前記試料を接触させる前の状態、又は前記粒状物を接触させる前の状態の前記ナノ構造表面に光を照射して、基準光スペクトルを取得する工程を備え、
前記測定光スペクトルと前記基準光スペクトルとを比較することにより、前記試料に含まれる前記特定の糖鎖を有する前立腺特異抗原の含有量を測定する、請求項8に記載の検査方法。 - 試料に含まれる特定の糖鎖を有する前立腺特異抗原の含有量を測定する検査方法であって、
検査用器具を用いる検査方法であり、
前記検査用器具は、ナノ構造表面を有する壁部と、前記ナノ構造表面に配置された抗体とを有する検査用器具本体を備え、
前記ナノ構造表面と前記試料とを接触させる工程と、
前記試料を接触させた後の状態の前記ナノ構造表面に光を照射して、第1の測定光スペクトルを取得する工程と、
前記試料を接触させた後の状態の前記ナノ構造表面に、特定の糖鎖を認識するレクチンを表面に有する粒状物を接触させる工程と、
前記粒状物を接触させた後の状態の前記ナノ構造表面に光を照射して、第2の測定光スペクトルを取得する工程とを備え、
前記第1の測定光スペクトルと前記第2の測定光スペクトルとを用いて、前記試料に含まれる前記特定の糖鎖を有する前立腺特異抗原の含有量を測定する、検査方法。 - 前記第1の測定光スペクトルを用いて、前記抗体と結合している前立腺特異抗原の含有量を求め、かつ、前記第2の測定光スペクトルを用いて、前記粒状物と結合している前記特定の糖鎖を有する前立腺特異抗原の含有量を求めることにより、前記試料に含まれる前記特定の糖鎖を有する前立腺特異抗原の含有量を測定する、請求項10に記載の検査方法。
- 前記粒状物と結合している前記特定の糖鎖を有する前立腺特異抗原の含有量の、前記抗体と結合している前立腺特異抗原の含有量に対する比を求めることにより、前記試料に含まれる前記特定の糖鎖を有する前立腺特異抗原の含有量を測定する、請求項11に記載の検査方法。
- 前記試料を接触させる前の状態の前記ナノ構造表面に光を照射して、基準光スペクトルを取得する工程を備え、
前記第1の測定光スペクトルと前記第2の測定光スペクトルと前記基準光スペクトルとを比較することにより、前記試料に含まれる前記特定の糖鎖を有する前立腺特異抗原の含有量を測定する、請求項10~12のいずれか1項に記載の検査方法。 - 前記特定の糖鎖を認識するレクチンを表面に有する粒状物を接触させる工程において、前記ナノ構造表面に、液中に分散した前記粒状物を接触させ、
前記液1mLあたり、前記粒状物が有する前記レクチンの含有量が、1μg以上20μg以下である、請求項8~13のいずれか1項に記載の検査方法。 - 前記ナノ構造表面が、複数の凹部又は複数の凸部による周期構造を有する表面である、請求項1~14のいずれか1項に記載の検査方法。
- 前記壁部が、壁部本体と、前記壁部本体の表面上に配置された金属層とを有し、
前記金属層が、前記ナノ構造表面の少なくとも一部を構成している、請求項1~15のいずれか1項に記載の検査方法。 - ナノ構造表面を有する壁部、及び前記ナノ構造表面に配置された抗体を備える検査用器具本体と、
特定の糖鎖を認識するレクチンを表面に有する粒状物とを備える、検査キット。 - 前記ナノ構造表面が、複数の凹部又は複数の凸部による周期構造を有する表面である、請求項17に記載の検査キット。
- 前記壁部が、壁部本体と、前記壁部本体の表面上に配置された金属層とを有し、
前記金属層が、前記ナノ構造表面の少なくとも一部を構成している、請求項17又は18に記載の検査キット。 - ナノ構造表面を有する壁部、及び前記ナノ構造表面に配置された抗体を備える検査用器具本体と、
特定の糖鎖を認識するレクチンを表面に有する粒状物と、
前記検査用器具本体の前記ナノ構造表面に光を照射するための照射部と、
前記ナノ構造表面に照射された光を受光するための受光部とを備える、検査システム。 - 前記ナノ構造表面が、複数の凹部又は複数の凸部による周期構造を有する表面である、請求項20に記載の検査システム。
- 前記壁部が、壁部本体と、前記壁部本体の表面上に配置された金属層とを有し、
前記金属層が、前記ナノ構造表面の少なくとも一部を構成している、請求項20又は21に記載の検査システム。
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Citations (28)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06174723A (ja) * | 1992-09-11 | 1994-06-24 | Abbott Lab | 表面強化ラマンスペクトルイムノアッセイ |
JP2511057B2 (ja) * | 1986-07-25 | 1996-06-26 | アプライド リサーチ システムズ エーアールエス ホールディング ナームロゼ ベノートスハップ | スペクトル分析方法及び装置 |
JP2005524849A (ja) * | 2002-05-07 | 2005-08-18 | ノースウエスタン ユニバーシティ | ラマン分光分析のフィンガープリントを備えた分析物質検出用のナノ粒子プローブ |
JP2005533246A (ja) * | 2002-07-12 | 2005-11-04 | ユニバーシティ オブ ストラスクライド | Serrs活性粒子群 |
JP2005337771A (ja) * | 2004-05-25 | 2005-12-08 | National Institute For Materials Science | ナノ構造を有する集積化ピラー構造光学素子 |
JP2007093355A (ja) * | 2005-09-28 | 2007-04-12 | Nagoya Institute Of Technology | 標的物質の光学的検出方法と検出システム |
JP2007218900A (ja) * | 2006-01-18 | 2007-08-30 | Canon Inc | 標的物質検出用の素子 |
JP2007248318A (ja) * | 2006-03-17 | 2007-09-27 | Hokkaido Univ | バイオセンサーアレイ |
JP2007531863A (ja) * | 2003-07-12 | 2007-11-08 | アクセラー8 テクノロジー コーポレイション | 高感度かつ迅速なバイオ検出法 |
JP2009133787A (ja) * | 2007-11-30 | 2009-06-18 | Kaneka Corp | 局在プラズモン共鳴センサーユニット、およびその製造方法 |
JP2010502996A (ja) * | 2006-09-08 | 2010-01-28 | マグヌッソン、ロバート | 角度ダイバーシチ、スペクトルダイバーシチ、モードダイバーシチ、及び偏光ダイバーシチを用いて高精度検出を小型構成で行なう導波モード共振センサ |
JP2010525334A (ja) * | 2007-04-19 | 2010-07-22 | エス アール ユー バイオシステムズ,インコーポレイテッド | 固定化された標的と直接結合する小分子を検出するためにバイオセンサーを使用する方法 |
JP2011080848A (ja) * | 2009-10-07 | 2011-04-21 | Daikin Industries Ltd | バイオセンサ |
JP2011128135A (ja) * | 2009-11-19 | 2011-06-30 | Seiko Epson Corp | センサーチップ、センサーカートリッジ及び分析装置 |
JP2011158333A (ja) * | 2010-01-29 | 2011-08-18 | Beckman Coulter Inc | 分析方法、分析装置および分析プログラム |
JP2012502291A (ja) * | 2008-09-11 | 2012-01-26 | イノプシス | 媒体中の含有が疑われる少なくとも1つの分析物を検索する方法 |
JP2012103272A (ja) * | 2003-11-06 | 2012-05-31 | Fartebio Inc | 位相シフト干渉法に基づく光ファイバー検定装置 |
JP2013029372A (ja) * | 2011-07-27 | 2013-02-07 | Konica Minolta Advanced Layers Inc | イオン性官能基修飾センサーチップおよびリガンド担持荷電微粒子を使用する分子間相互作用測定方法 |
JP2013076666A (ja) * | 2011-09-30 | 2013-04-25 | Konica Minolta Holdings Inc | 表面プラズモン励起増強蛍光分光法を用いた前立腺特異抗原の定量方法 |
WO2014168041A1 (ja) * | 2013-04-12 | 2014-10-16 | 日本精工株式会社 | 標的物質捕捉装置 |
JP2014531595A (ja) * | 2011-09-30 | 2014-11-27 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 試料配列の自己対照型検出及び撮像のためのシステム及び方法 |
US20150153283A1 (en) * | 2013-11-29 | 2015-06-04 | Imec Vzw | Capillary flow plasmonic sensor |
JP2016029400A (ja) * | 2007-03-20 | 2016-03-03 | ベクトン・ディキンソン・アンド・カンパニーBecton, Dickinson And Company | 表面増強ラマン分光法(sers)活性粒子を使用するアッセイ |
WO2017138494A1 (ja) * | 2016-02-08 | 2017-08-17 | 日本ゼオン株式会社 | 分析プレート、分析方法、及び分析プレートの製造方法 |
WO2017138595A1 (ja) * | 2016-02-09 | 2017-08-17 | 積水化学工業株式会社 | 検査用器具、検査装置及び検査方法 |
WO2018169885A1 (en) * | 2017-03-12 | 2018-09-20 | Ilytica Llc | Digital molecular assays |
JP2019132675A (ja) * | 2018-01-31 | 2019-08-08 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 標的物質検出方法及び導波モードセンサ |
WO2020027197A1 (ja) * | 2018-07-31 | 2020-02-06 | 積水化学工業株式会社 | 検査方法、検査用器具及び検査装置 |
-
2021
- 2021-03-23 WO PCT/JP2021/011864 patent/WO2021193589A1/ja active Application Filing
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Patent Citations (28)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2511057B2 (ja) * | 1986-07-25 | 1996-06-26 | アプライド リサーチ システムズ エーアールエス ホールディング ナームロゼ ベノートスハップ | スペクトル分析方法及び装置 |
JPH06174723A (ja) * | 1992-09-11 | 1994-06-24 | Abbott Lab | 表面強化ラマンスペクトルイムノアッセイ |
JP2005524849A (ja) * | 2002-05-07 | 2005-08-18 | ノースウエスタン ユニバーシティ | ラマン分光分析のフィンガープリントを備えた分析物質検出用のナノ粒子プローブ |
JP2005533246A (ja) * | 2002-07-12 | 2005-11-04 | ユニバーシティ オブ ストラスクライド | Serrs活性粒子群 |
JP2007531863A (ja) * | 2003-07-12 | 2007-11-08 | アクセラー8 テクノロジー コーポレイション | 高感度かつ迅速なバイオ検出法 |
JP2012103272A (ja) * | 2003-11-06 | 2012-05-31 | Fartebio Inc | 位相シフト干渉法に基づく光ファイバー検定装置 |
JP2005337771A (ja) * | 2004-05-25 | 2005-12-08 | National Institute For Materials Science | ナノ構造を有する集積化ピラー構造光学素子 |
JP2007093355A (ja) * | 2005-09-28 | 2007-04-12 | Nagoya Institute Of Technology | 標的物質の光学的検出方法と検出システム |
JP2007218900A (ja) * | 2006-01-18 | 2007-08-30 | Canon Inc | 標的物質検出用の素子 |
JP2007248318A (ja) * | 2006-03-17 | 2007-09-27 | Hokkaido Univ | バイオセンサーアレイ |
JP2010502996A (ja) * | 2006-09-08 | 2010-01-28 | マグヌッソン、ロバート | 角度ダイバーシチ、スペクトルダイバーシチ、モードダイバーシチ、及び偏光ダイバーシチを用いて高精度検出を小型構成で行なう導波モード共振センサ |
JP2016029400A (ja) * | 2007-03-20 | 2016-03-03 | ベクトン・ディキンソン・アンド・カンパニーBecton, Dickinson And Company | 表面増強ラマン分光法(sers)活性粒子を使用するアッセイ |
JP2010525334A (ja) * | 2007-04-19 | 2010-07-22 | エス アール ユー バイオシステムズ,インコーポレイテッド | 固定化された標的と直接結合する小分子を検出するためにバイオセンサーを使用する方法 |
JP2009133787A (ja) * | 2007-11-30 | 2009-06-18 | Kaneka Corp | 局在プラズモン共鳴センサーユニット、およびその製造方法 |
JP2012502291A (ja) * | 2008-09-11 | 2012-01-26 | イノプシス | 媒体中の含有が疑われる少なくとも1つの分析物を検索する方法 |
JP2011080848A (ja) * | 2009-10-07 | 2011-04-21 | Daikin Industries Ltd | バイオセンサ |
JP2011128135A (ja) * | 2009-11-19 | 2011-06-30 | Seiko Epson Corp | センサーチップ、センサーカートリッジ及び分析装置 |
JP2011158333A (ja) * | 2010-01-29 | 2011-08-18 | Beckman Coulter Inc | 分析方法、分析装置および分析プログラム |
JP2013029372A (ja) * | 2011-07-27 | 2013-02-07 | Konica Minolta Advanced Layers Inc | イオン性官能基修飾センサーチップおよびリガンド担持荷電微粒子を使用する分子間相互作用測定方法 |
JP2013076666A (ja) * | 2011-09-30 | 2013-04-25 | Konica Minolta Holdings Inc | 表面プラズモン励起増強蛍光分光法を用いた前立腺特異抗原の定量方法 |
JP2014531595A (ja) * | 2011-09-30 | 2014-11-27 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 試料配列の自己対照型検出及び撮像のためのシステム及び方法 |
WO2014168041A1 (ja) * | 2013-04-12 | 2014-10-16 | 日本精工株式会社 | 標的物質捕捉装置 |
US20150153283A1 (en) * | 2013-11-29 | 2015-06-04 | Imec Vzw | Capillary flow plasmonic sensor |
WO2017138494A1 (ja) * | 2016-02-08 | 2017-08-17 | 日本ゼオン株式会社 | 分析プレート、分析方法、及び分析プレートの製造方法 |
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