(57)【要約】【課題】酵素の標識及び光学系装置を不要とし、より短時間で抗原抗体反応を解析でき、小型化及び低価格化を実現する蛋白質−蛋白質相互作用解析装置。【解決手段】抗原蛋白質及び抗体を結合した第１の微粒子の懸濁液が注入された第１のマイクロチャネル１１−１と、抗原蛋白質を結合した第２の微粒子の懸濁液が注入された第２のマイクロチャネル１１−２と、第１のマイクロチャネルの両端に電圧を印加して第１の微粒子の動きを撮像し、第２のマイクロチャネルの両端に電圧を印加して第２の微粒子の動きを撮像して画像データを出力する撮像手段３３と、撮像手段からの各々の画像データに基づき第１の微粒子の第１速度及び第２の微粒子の第２速度を算出し第１速度に基づき第１の微粒子の第１の電気泳動移動度を算出し第２速度に基づき第２の微粒子の第２の電気泳動移動度を算出する電気泳動移動度算出部４０とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
抗原蛋白質及び抗体を結合した第１の微粒子の懸濁液が注入された第１のマイクロチャネルと、
前記抗原蛋白質を結合した第２の微粒子の懸濁液が注入された第２のマイクロチャネルと、
前記第１のマイクロチャネルの両端に電圧を印加して前記第１の微粒子の動きを撮像し、前記第２のマイクロチャネルの両端に電圧を印加して前記第２の微粒子の動きを撮像して画像データを出力する撮像手段と、
前記撮像手段からの各々の画像データに基づき前記第１の微粒子の第１速度及び前記第２の微粒子の第２速度を算出し前記第１速度に基づき前記第１の微粒子の第１の電気泳動移動度を算出し前記第２速度に基づき前記第２の微粒子の第２の電気泳動移動度を算出する電気泳動移動度算出部と、
を備えることを特徴とする蛋白質−蛋白質相互作用解析装置。
【請求項２】
前記第１の微粒子の第１の電気泳動移動度と前記第２の微粒子の第２の電気泳動移動度とを比較することにより抗原抗体反応を解析する抗原抗体反応解析部を備えることを特徴とする請求項１記載の蛋白質−蛋白質相互作用解析装置。
【請求項３】
前記第１のマイクロチャネル及び前記第２のマイクロチャネルの各々は、同一の基板上に形成され、前記基板上に配置されたシリコン内に形成された空洞のチャネルからなり、この空洞のチャネルの両端には前記電圧が印加される電極を挿入するための穴が形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の蛋白質−蛋白質相互作用解析装置。
【請求項４】
前記第１のマイクロチャネル及び前記第２のマイクロチャネルの各々の前記懸濁液に接する表面にコーティングが施されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の蛋白質−蛋白質相互作用解析装置。
【請求項５】
第１のマイクロチャネルに抗原蛋白質及び抗体を結合した第１の微粒子の懸濁液を注入するステップと、
第２のマイクロチャネルに前記抗原蛋白質を結合した第２の微粒子の懸濁液を注入するステップと、
前記第１のマイクロチャネルの両端に電圧を印加して前記第１の微粒子の動きを撮像し、前記第２のマイクロチャネルの両端に電圧を印加して前記第２の微粒子の動きを撮像して画像データを出力するステップと、
前記各々の画像データに基づき前記第１の微粒子の第１速度及び前記第２の微粒子の第２速度を算出し前記第１速度に基づき前記第１の微粒子の第１の電気泳動移動度を算出し前記第２速度に基づき前記第２の微粒子の第２の電気泳動移動度を算出するステップと、
を含むことを特徴とする蛋白質−蛋白質相互作用解析方法。
【請求項６】
前記第１の微粒子の第１の電気泳動移動度と前記第２の微粒子の第２の電気泳動移動度とを比較することにより抗原抗体反応を解析するステップを含むことを特徴とする請求項５記載の蛋白質−蛋白質相互作用解析方法。
【請求項７】
前記第１のマイクロチャネル及び前記第２のマイクロチャネルの各々は、同一の基板上に形成され、前記基板上に配置されたシリコン内に形成された空洞のチャネルからなり、この空洞のチャネルの両端には前記電圧が印加される電極を挿入するための穴が形成されていることを特徴とする請求項５又は請求項６記載の蛋白質−蛋白質相互作用解析方法。
【請求項８】
前記第１のマイクロチャネル及び前記第２のマイクロチャネルの各々の前記懸濁液に接する表面にコーティングが施されていることを特徴とする請求項５乃至請求項７のいずれか１項記載の蛋白質−蛋白質相互作用解析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人由来血清中のＩｇＥと特定抗原蛋白質との抗原抗体反応によるアレルギー検査、化学物質曝露下における下垂体蛋白質の解析に用いられる蛋白質−蛋白質相互作用解析装置及び蛋白質−蛋白質相互作用解析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アレルギー検査等に一般的に用いられる方法として、試料中に含まれる抗体あるいは抗原の濃度を検出・定量する際に用いられるＥＬＩＳＡ（Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay 、酵素結合免疫吸着法）が知られている。この検査方法では、抗原蛋白質を予めプレート底面表面に結合させ、人由来の抗原蛋白質とは無関係な血清を添加してブロッキングする。
【０００３】
その後、上清を取り除き、人由来のアレルギー反応に関与するＩｇＥに対する抗体（抗原蛋白質に特異的な抗体）を添加して、抗原抗体反応させた後、緩衝液でプレートウェル内部を置換する。
【０００４】
そして、特定波長領域での吸光度・蛍光強度を測定することによりアレルギー反応の評価を行う。この場合、ＩｇＥに結合する抗体には酵素・蛍光色素等の標識を行う必要がある。即ち、標識した酵素に対する発色基質を加えることで発色するので、吸光度を測定し、標準曲線から抗原蛋白質を定量化することができ、アレルギー反応の評価を行うことができる。
【０００５】
また、間接抗体法では、ＩｇＥに結合した抗体に対する抗体（２次抗体）を用いて、標識化を行う場合もある。
【０００６】
なお、従来の技術として、例えば、非特許文献１、非特許文献２が知られている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Polymer Nano-and Microparticle Based Systems for Medical Diagnostics,T.Basinska,M.Wisniewska,M.Chmiela,Macromol,Biosci,2005,5,70
【非特許文献２】A glass fiber sheet-based electroosmotic lateral flow immunoassay for point-of-care testing,Y.Oyama,T.osaki,K.Kamiya,et al.,Lab Chip 2012,12,5155
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、抗体分子への酵素・蛍光色素の標識プロセスは、技術的に非常に困難であるため、抗体を標識化するためにかなり手間と時間を要していた。また、吸光度や蛍光強度を測定するために、特定波長を分光する分光装置等が必要となり大がかりな光学系装置を設ける必要があった。
【０００９】
本発明の課題は、酵素・蛍光色素の標識及び大がかりな光学系装置を不要とし、より短時間で抗原抗体反応を解析でき、小型化及び低価格化を実現することができる蛋白質−蛋白質相互作用解析装置及び蛋白質−蛋白質相互作用解析方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の蛋白質−蛋白質相互作用解析装置は、抗原蛋白質及び抗体を結合した第１の微粒子の懸濁液が注入された第１のマイクロチャネルと、前記抗原蛋白質を結合した第２の微粒子の懸濁液が注入された第２のマイクロチャネルと、前記第１のマイクロチャネルの両端に電圧を印加して前記第１の微粒子の動きを撮像し、前記第２のマイクロチャネルの両端に電圧を印加して前記第２の微粒子の動きを撮像して画像データを出力する撮像手段と、前記撮像手段からの各々の画像データに基づき前記第１の微粒子の第１速度及び前記第２の微粒子の第２速度を算出し前記第１速度に基づき前記第１の微粒子の第１の電気泳動移動度を算出し前記第２速度に基づき前記第２の微粒子の第２の電気泳動移動度を算出する電気泳動移動度算出部とを備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明の蛋白質−蛋白質相互作用解析方法は、第１のマイクロチャネルに抗原蛋白質及び抗体を結合した第１の微粒子の懸濁液を注入するステップと、第２のマイクロチャネルに前記抗原蛋白質を結合した第２の微粒子の懸濁液を注入するステップと、前記第１のマイクロチャネルの両端に電圧を印加して前記第１の微粒子の動きを撮像し、前記第２のマイクロチャネルの両端に電圧を印加して前記第２の微粒子の動きを撮像して画像データを出力するステップと、前記各々の画像データに基づき前記第１の微粒子の第１速度及び前記第２の微粒子の第２速度を算出し前記第１速度に基づき前記第１の微粒子の第１の電気泳動移動度を算出し前記第２速度に基づき前記第２の微粒子の第２の電気泳動移動度を算出するステップとを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、電気泳動移動度算出部が、撮像手段からの各々の画像データに基づき第１の微粒子の第１速度及び第２の微粒子の第２速度を算出し第１速度に基づき第１の微粒子の第１の電気泳動移動度を算出し第２速度に基づき第２の微粒子の第２の電気泳動移動度を算出するので、第１の電気泳動移動度と第２の電気泳動移動度とに基づき抗原抗体反応による抗体の多さを解析することができる。また、酵素・蛍光色素の標識及び大がかりな光学系装置を不要とし、小型化及び低価格化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施例１の蛋白質−蛋白質相互作用解析装置を示す構成ブロック図である。
【図２】実施例１の蛋白質−蛋白質相互作用解析装置において高分子微粒子表面への抗原蛋白質の結合方法を示す図である。
【図３】実施例１の蛋白質−蛋白質相互作用解析装置においてマイクロチャネル周辺の斜視図及び断面図である。
【図４】マイクロチャネルの作製及び表面処理の手順を示す図である。
【図５】マイクロチャネル内の抗原蛋白質を結合した微粒子の懸濁液に直流電圧を印加した様子を示す図である。
【図６】各フレーム毎の微粒子の座標位置及び時刻の変化を示す図である。
【図７】各微粒子の座標位置及び時刻に対して最小二乗法を用いて各粒子の速度を求めるための図である。
【図８】電気泳動移動度を算出して抗原抗体反応を解析する解析方法を示すフローチャートである。
【図９】微粒子の電気泳動移動度を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態の蛋白質−蛋白質相互作用解析装置及び蛋白質−蛋白質相互作用解析方法を図面を参照しながら詳細に説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は、本発明の実施例１の蛋白質−蛋白質相互作用解析装置を示す構成ブロック図である。実施例１の蛋白質−蛋白質相互作用解析装置は、高分子微粒子の表面の官能基を介して特定の抗原蛋白質を微粒子に結合させ、結合された微粒子の懸濁液に人由来の抗体を含む血清（蛋白質）を添加して抗原抗体反応させ、微粒子の電気泳動移動度を測定することにより抗原抗体反応（蛋白質−蛋白質相互作用）を標識を用いずに解析することを特徴とする。
【００１６】
即ち、実施例１の蛋白質−蛋白質相互作用解析装置は、微粒子表面の表面電荷密度に起因される電気泳動移動度が微粒子表面に存在する抗原蛋白質の抗体との反応により影響を受けることを利用して抗原抗体反応を解析する。
【００１７】
また、蛋白質−蛋白質相互作用解析装置は、第１のマイクロチャネルに注入された抗原蛋白質及び抗体を結合した微粒子の懸濁液に直流電圧を印加して第１の電気泳動移動度を算出し、第２のマイクロチャネルに注入された抗原蛋白質を結合した微粒子の懸濁液に直流電圧を印加して第２の電気泳動移動度を算出し、第１の電気泳動移動度と第２の電気泳動移動度とを比較することにより抗原抗体反応をより短時間で解析することを特徴とする。
【００１８】
図１（ａ）は、実施例１の蛋白質−蛋白質相互作用解析装置の側面図であり、蛋白質−蛋白質相互作用解析装置は、マイクロチャネル１１、ガラス基板１２、ＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン、polydimethylsiloxane）１３、基台１４、電極１５ａ，１５ｂ、電源２０、光源３０、電気泳動移動度算出部４０、抗原抗体反応解析部５０を有する。
【００１９】
穴１４ａが形成された基台１４上にはガラス基板１２が配置され、ガラス基板１２上にはＰＤＭＳ１３及びマイクロチャネル１１が配置されている。図１（ａ）は側面図であるため、マイクロチャネル１１が１つしか見えないが、実際には、図１（ｂ）に示すように、第１のマイクロチャネル１１−１と第２のマイクロチャネル１１−２とが設けられている。
【００２０】
第１及び第２のマイクロチャネル１１−１，１１−２は、ＰＤＭＳ１３内に形成された細長い空洞のチャネルであり、第１のマイクロチャネル１１−１の両端には穴１６ａ，１６ｂが形成され、第２のマイクロチャネル１１−２の両端には穴１６ｃ，１６ｄが形成されている。第１のマイクロチャネル１１−１内には、抗原蛋白質及び抗体を結合した微粒子の懸濁液が注入され、第２のマイクロチャネル１１−２内には、抗原蛋白質を結合した微粒子の懸濁液が注入されている。
【００２１】
第１のマイクロチャネル１１−１の穴１６ａには電極１５ａが配置され、穴１６ｂには電極１５ｂが配置され、電極１５ａと電極１５ｂとの間に電源２０から直流電圧が印加されるようになっている。第２のマイクロチャネル１１−２の穴１６ｃには電極１５ａが配置され、穴１６ｄには電極１５ｂが配置されて、電極１５ａと電極１５ｂとの間に電源２０から直流電圧が印加されるようになっている。
【００２２】
光源３０は、光をＰＤＭＳ１３を介してマイクロチャネル１１−１，１１−２を照射する。ＣＣＤカメラ３３は、撮像手段に対応し、マイクロチャネル１１−１（１１−２）の電極１５ａ（１５ｃ）と電極１５ｂ（１５ｄ）との間に電源２０から直流電圧が印加されているとき、レンズ３２を介して光源３０からの光を入力することにより、マイクロチャネル１１−１（１１−２）内の微粒子の動きを観察し撮像して、各フレーム毎の画像を録画し、順次、各フレーム毎の画像データを電気泳動移動度算出部４０に出力する。
【００２３】
電気泳動移動度算出部４０は、ＣＰＵ（中央処理装置）などからなり、ＣＣＤカメラ３３からの各フレーム毎の画像データを記憶するメモリ４１を有する。電気泳動移動度算出部４０は、メモリ４１に記憶された各微粒子のフレーム毎のＸＹ座標の位置を取得し、各微粒子の時間及びＸＹ座標位置のデータを最小二乗法を用いて各微粒子の速度を算出し、算出された各微粒子の速度から各微粒子の電気泳動移動度を算出する。なお、電気泳動移動度は、メモリ４１に記憶された画像解析プログラムを実行することで算出される。
【００２４】
抗原抗体反応解析部５０は、ＣＰＵなどからなり、第１のマイクロチャネル１１−１内の微粒子の第１の電気泳動移動度と第２のマイクロチャネル１１−２内の微粒子の第２の電気泳動移動度とを比較することにより抗原抗体反応を解析する。
【００２５】
次に、実施例１の蛋白質−蛋白質相互作用解析装置及び蛋白質−蛋白質相互作用解析方法をより具体的に説明する。
【００２６】
（高分子微粒子への抗原蛋白質の結合）
まず、図１（ａ）に示すカルボキシル基１ａを表面に有するポリスチレン微粒子１を、５０ｍＭ  ＭＥＳ（緩衝液），ｐＨ５．２の溶媒に分散させ、１−エチル−３−ジメチルアミノプロピル（1−ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)（以下、ＥＤＣと略する。）を添加して、カルボキシル基を活性化させる。その後、検査対象となる抗原蛋白質２を添加する。これにより、ポリスチレン微粒子１の表面のカルボキシル基が活性化され、抗原蛋白質２中のアミノ基とポリスチレン微粒子１との結合を効率的に行うことができる。
【００２７】
そして、微粒子１に結合していない未反応の抗原蛋白質を取り除き、微粒子表面の抗原蛋白質の結合していない官能基を塞ぐために、１０ｍＭ  Ｔｒｉｓ（トリスヒドロキシメチルアミノメタン），ｐＨ８．０，０．０５％  ウシ血清アルブミン（Bovine Serum Albumin）の溶媒で置換する。このようにして抗原蛋白質が結合された微粒子１の懸濁液が生成される。
【００２８】
また、図１（ａ）に示す抗原蛋白質２が結合された微粒子１を、図１（ｂ）に示すように、抗体３と反応させて、抗原抗体反応させる。このようにして抗原蛋白質２及び抗体３が結合された微粒子１の懸濁液が生成される。なお、前記抗体３は、抗原蛋白質に特異的な抗体である。抗原蛋白質２は、例えば、Escherichia coli.K-12株から抽出されたものであり、抗体３は、Escherichia coli.K-12株に対するものである。抗体３は、アレルギー反応に関与するＩｇＥに対する抗体が用いられる。
【００２９】
（マイクロチャネルの作製及び表面処理）
次に、マイクロチャネルの作製及び表面処理について説明する。図３（ａ）は、実施例１の蛋白質−蛋白質相互作用解析装置においてマイクロチャネル周辺の斜視図、図３（ｂ）はマイクロチャネル周辺の断面図である。各々のマイクロチャネル１１−１，１１−２は、ガラス基板１２に形成され、ＰＤＭＳ１３内に形成された細長い空洞のチャネルである。
【００３０】
図４は、マイクロチャネルの作製及び表面処理の手順を示す図である。図４を参照しながらマイクロチャネルの作製を説明する。
【００３１】
まず、ソフトリソグラフィ技術によりシリコン基板１７上の感光材１８にマイクロチャネルのパターンを転写する。即ち、図４（ａ）に示すように、予め作製したフォトマスク１９とレジストを塗布したシリコン基板１７とを重ね、フォトマスク１９の上部から紫外線ＵＶを露光する。露光した後に、過熱処理し、現像・リンスを行うと、図４（ｂ）に示すものが得られる。
【００３２】
次に、リンスを終えたシリコン基板１７をシャーレ等の容器に入れ、ＰＤＭＳ１３を流し込む。約２時間水平を保持したまま容器を静置し、ＰＤＭＡ１３を硬化させる。
【００３３】
次に、シリコン基板１７から硬化したＰＤＭＳ１３を剥離して、図４（ｄ）に示すように、ＰＤＭＳ１３の出入り口に穴１６ａ，１６ｂを開け、ＰＤＭＳ１３にガラス基板１２を貼り付ける。その後、真空紫外線を照射する。
【００３４】
次に、純水で希釈した２−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン（2-Methacryloxyethylphosphorylcholine）をコーティング液１９ａとして測定前にマイクロチャネル１１に注入し、マイクロチャネル１１の懸濁液に接する表面にポリマーコーティングする（図４（ｅ））。
【００３５】
このコーティングにより、微粒子のマイクロチャネル１１表面への吸着及び電圧印加時に誘起される電気浸透流を抑制することができる。ポリマーコーティングを施すために、例えば、２４時間程度、マイクロチャネル１１内にコーティング液１９ａを注入する。
【００３６】
なお、測定の際には、使用する緩衝液でマイクロチャネル１１内部の液を置換する。
【００３７】
（微粒子の電気泳動移動度の測定）
次に、微粒子１の電気泳動移動度の測定について説明する。図５に示すように、抗原蛋白質２及び抗体３が結合された微粒子１の懸濁液を第１のマイクロチャネル１１−１に注入する。また、図５に示すように、抗原蛋白質が結合された微粒子１の懸濁液を第２のマイクロチャネル１１−２に注入する。
【００３８】
そして、図５に示すように、マイクロチャネル１１−１，１１−２のそれぞれに電極１５ａ，１５ｂを設置する。このとき、マイクロチャネル１１−１，１１−２の各々の入り口と出口の液量の差により発生する圧力勾配による微粒子１の自然流動を防ぐために出入り口の液量を調整する。
【００３９】
次に、図５に示す電源２０から直流電圧を電極１５ａ，１５ｂに印加して、微粒子１の電気泳動を発生させる。このとき、対象物である微粒子１は、負電位に帯電しているので、図５に示すように、微粒子１は電源２０の陽極側（＋）に移動する。そのときの微粒子１の移動をＣＣＤカメラ３３で撮像し、フレーム毎に、即ち時間毎に画像データをＣＣＤカメラ３３に録画する。ここでは、例えば、１検体当たり１００個の対象物（微粒子）の動きを録画する。
【００４０】
電気泳動移動度算出部４０は、ＣＣＤカメラ３３からのフレーム毎の画像データから各微粒子１のＸＹ座標の位置を取得し、各微粒子１の時間及びＸＹ座標位置のデータを最小二乗法を用いて各微粒子１の速度を算出し、算出された各微粒子１の速度から各微粒子の電気泳動移動度を算出する。
【００４１】
図６は、各フレーム毎の微粒子１の位置及び時間の変化を示す図である。図６（ａ）〜図６（ｃ）では、第１のマイクロチャネル１１−１内の微粒子Ｐ１と、第２のマイクロチャネル１１−２内の微粒子Ｐ２の時間的な移動を示している。
【００４２】
第１のマイクロチャネル１１−１内では、抗原蛋白質２及び抗体３が結合された懸濁液５ａ内の微粒子Ｐ１が、Ｐ１（ｘ１１，ｔ１）、Ｐ１（ｘ１２，ｔ２）、Ｐ１（ｘ１３，ｔ３）と移動する。ｘ１１，ｘ１２，ｘ１３は微粒子Ｐ１のｘ方向の座標位置であり、ｔ１，ｔ２，ｔ３は微粒子Ｐ１の各座標位置における時刻である。
【００４３】
第２のマイクロチャネル１１−２内では、抗原蛋白質２が結合された懸濁液５ｂ内の微粒子Ｐ２が、Ｐ２（ｘ２１，ｔ１）、Ｐ２（ｘ２２，ｔ２）、Ｐ２（ｘ２３，ｔ３）と移動する。ｘ２１，ｘ２２，ｘ２３は微粒子Ｐ２のｘ方向の座標位置である。
【００４４】
そして、各微粒子Ｐ１，Ｐ２の各座標位置及び時刻をプロットすると、図７に示すようになる。電気泳動移動度算出部４０は、図７に示すような各微粒子Ｐ１，Ｐ２の座標位置及び時刻に対して最小二乗法を用いて各微粒子Ｐ１，Ｐ２の速度Ｖ（図７に示す傾き）を求める。
【００４５】
図６（ａ）〜図６（ｃ）からわかるように、抗原蛋白質２及び抗体３が結合された微粒子Ｐ１の単位時間当たりのｘ方向への移動量は、抗原蛋白質２が結合された微粒子Ｐ２の単位時間当たりのｘ方向への移動量よりも小さい。即ち、抗原蛋白質２及び抗体３が結合された微粒子Ｐ１の速度は、抗原蛋白質２が結合された微粒子Ｐ２の速度よりも小さい。
【００４６】
また、各微粒子Ｐ１，Ｐ２の速度Ｖと電気泳動移動度Ｕｍと電界強度Ｅとの間には以下の式（１）が成立する。電界強度ＥはＶｃｃ／ｍで表される。Ｖｃｃは電源２０の直流電圧である。
【００４７】
Ｖ＝Ｕｍ×Ｅ    ‥（１）
式（１）より式（２）が導出される。
【００４８】
Ｕｍ＝Ｖ／Ｅ    ‥（２）
電気泳動移動度算出部４０は、各微粒子Ｐ１，Ｐ２の速度Ｖを電界強度Ｅで除算することにより電気泳動移動度Ｕｍを算出する。このとき、電気泳動移動度算出部４０は、抗原蛋白質２及び抗体３が結合された微粒子Ｐ１の速度Ｖ１を電界強度Ｅで除算することにより第１の電気泳動移動度Ｕｍ１を算出する。また、電気泳動移動度算出部４０は、抗原蛋白質２が結合された微粒子Ｐ２の速度Ｖ２を電界強度Ｅで除算することにより第２の電気泳動移動度Ｕｍ２を算出する。
【００４９】
抗原抗体反応解析部５０は、第１のマイクロチャネル１１−１内の抗原蛋白質２及び抗体３が結合された微粒子Ｐ１の第１の電気泳動移動度と第２のマイクロチャネル１１−２内の抗原蛋白質２が結合された微粒子Ｐ２の第２の電気泳動移動度とを比較することにより抗原抗体反応を解析する。即ち、抗原蛋白質２及び抗体３が結合された微粒子Ｐ２の電気泳動移動度は、抗原蛋白質２が結合された微粒子Ｐ１の電気泳動移動度よりも小さくなる。従って、第１の電気泳動移動度と第２の電気泳動移動度との差が大きくなればなるほど、抗体３の量が多くなることがわかる。このため、短時間で抗体３の量の多さを解析することができる。
【００５０】
なお、本出願人は、微粒子１の電気泳動移動度を測定した。図９は、微粒子１の電気泳動移動度を示す図である。図９中の◆はデータを示し、「−」は各サンプル（検体）の電気泳動移動度の平均を示す。ここでは、３つのサンプルの電気泳動移動度を測定した。１つのサンプルは、抗原蛋白質が結合された微粒子１である。他の２つのサンプルは、抗体と反応された微粒子１である。抗体３の濃度は、３０ｕｇ／ｍｌ、６０ｕｇ／ｍｌである。図９のデータから、電気泳動移動度は、付加された抗体３の量に依存することがわかった。
【００５１】
まず、微粒子に抗原蛋白質２を添加して、抗原蛋白質２を結合した微粒子１の懸濁液を生成する（ステップＳ１１）。次に、微粒子１に抗原蛋白質２及び抗体３を含む血清を添加して、抗原蛋白質２及び抗体３を結合した微粒子１の懸濁液を生成する（ステップＳ１３）。
【００５２】
次に、第１のマイクロチャネル１１−１内に抗原蛋白質２及び抗体３を結合した微粒子１の懸濁液を注入する（ステップＳ１５）。次に、第２のマイクロチャネル１１−２内に抗原蛋白質２を結合した微粒子１の懸濁液を注入する（ステップＳ１７）。
【００５３】
次に、第１のマイクロチャネル１１−１内の抗原蛋白質２及び抗体３を結合した微粒子１の懸濁液に電圧を印加し、電気泳動移動度算出部４０は、その微粒子１の第１の電気泳動移動度を算出する（ステップＳ１９）。次に、第２のマイクロチャネル１１−２内の抗原蛋白質２を結合した微粒子１の懸濁液に電圧を印加し、電気泳動移動度算出部４０は、その微粒子１の第２の電気泳動移動度を算出する（ステップＳ２１）。
【００５４】
抗原抗体反応解析部５０は、第１の電気泳動移動度と第２の電気泳動移動度とを比較することにより、抗原抗体反応による血清中の抗体３を定量化する（ステップＳ２３）。
【００５５】
このように実施例１の蛋白質−蛋白質相互作用解析装置によれば、高分子微粒子１の表面の官能基を介して特定の抗原蛋白質２を微粒子１に結合させ、結合された微粒子１の懸濁液に人由来の抗体３を含む血清（蛋白質）を添加して抗原抗体反応させ、微粒子１の電気泳動移動度を測定することにより抗原抗体反応を解析するので、酵素・蛍光色素の標識及び大がかりな光学系装置を不要とし、小型化及び低価格化を実現することができる。
【００５６】
また、蛋白質−蛋白質相互作用解析装置は、第１のマイクロチャネル１１−１に注入された抗原蛋白質２及び抗体３を結合した微粒子１の懸濁液に直流電圧を印加して第１の電気泳動移動度を算出し、第２のマイクロチャネル１１−２に注入された抗原蛋白質２を結合した微粒子１の懸濁液に直流電圧を印加して第２の電気泳動移動度を算出し、第１の電気泳動移動度と第２の電気泳動移動度とを比較することにより抗原抗体反応を解析するので、より短時間で抗体３の多さを解析することができる。
【００５７】
なお、本発明は、上述した実施例１の蛋白質−蛋白質相互作用解析装置及び蛋白質−蛋白質相互作用解析方法に限定されるものではない。微粒子表面のカルボキシル基への抗原蛋白質の結合方法に関しては、ＥＤＣによる官能基活性化に加え、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミド（N-Hydroxysuccinimide）を加えることにより、抗原蛋白質の結合の効率化を図ることができる。
【００５８】
また、微粒子に結合する抗原蛋白質にはスギ花粉から抽出したCryj1及びCryj2やアレルギーを誘発することで知られるカビ（アルテルナリアなど）の粗抽出された蛋白質などを検査するアレルゲンに応じた微粒子表面への蛋白質結合を行うこともできる。
【００５９】
また、実施例１では、第１のマイクロチャネル１１−１と第２のマイクロチャネル１１−２とを同一基板上に配置し、２つのマイクロチャネルを用いて１つの検体の電気泳動移動度を測定したが、例えば、ガラス基板１２上のマイクロチャネル１１を多数配列（４個以上の偶数個）して集積化することにより、ＣＣＤカメラ３３の同一視野において多検体サンプルの電気泳動移動度を測定することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は、人由来血清中のＩｇＥと特定抗原蛋白質との抗原抗体反応によるアレルギー検査、化学物質曝露下における下垂体蛋白質の解析、単一細胞表面の抗原蛋白質同定及び定量解析に利用可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１  高分子微粒子
２  抗原蛋白質
３  抗体
１１−１  第１のマイクロチャネル
１１−２  第２のマイクロチャネル 
１２  ガラス基板
１３  ＰＤＭＳ
１４  基台
１５ａ，１５ｂ  電極
１６ａ〜１６ｄ  穴  
１７  シリコン基板
１８  感光材
１９  フォトマスク
２０  電源
３０  光源
３１  光
３２  レンズ
３３  ＣＣＤカメラ
４０  電気泳動移動度算出部
４１  メモリ
５０  抗原抗体反応解析部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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