(57)【要約】【課題】弱い発光であっても効率的に検出すると共に、前記検出に外部電源を必要としない有機物の検知方法及ぶ検知装置を提供する。【解決手段】検知対象を有機物として、前記有機物を用いて行なわせる発光反応を、該発光反応によって生じる太陽電池素子２の起電力の変化でもって検知し、前記太陽電池素子２の起電力の変化でもって前記有機物の存在を検知するように構成する。前記太陽電池素子２としては、アモルファスシリコン型太陽電池素子を用いることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検知対象を有機物として、前記有機物を用いて行なわせる発光反応を、該発光反応によって生じる太陽電池素子の起電力の変化でもって検知し、前記太陽電池素子の起電力の変化でもって前記有機物の存在を検知することを特徴とする有機物の検知方法。
【請求項２】
前記有機物を用いて行なわせる発光反応は、前記有機物を刺激因子として、該有機物を受容体に供給することによって生じる当該受容体の発光反応であることを特徴とする請求項１に記載の有機物の検知方法。
【請求項３】
前記受容体は、刺激因子としての前記有機物を供給することによって発光が増大する発光細菌であることを特徴とする請求項２に記載の有機物の検知方法。
【請求項４】
前記有機物を用いて行なわせる発光反応は、前記有機物を受容体として、該有機物に刺激因子を供給することによって生じる当該有機物の発光反応であることを特徴とする請求項１に記載の有機物の検知方法。
【請求項５】
前記受容体としての有機物は大腸菌であり、かつ、刺激因子は前記大腸菌に照射することによって大腸菌の発光を変化させる照射光であることを特徴とする請求項４に記載の有機物の検知方法。
【請求項６】
前記太陽電池素子は、色素増感型太陽電池素子、アモルファスシリコン型太陽電池素子及び有機薄膜型太陽電池素子からなる群より選ばれたものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の有機物の検知方法。
【請求項７】
検知対象を有機物として、前記有機物を用いて発光反応を行なわせる発光反応部と、前記発光反応部の発光反応を、該発光反応によって生じる起電力の変化でもって検知する太陽電池素子とを備え、前記太陽電池素子の起電力の変化でもって前記有機物の存在を検知することを特徴とする有機物の検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大腸菌やウイルス等の微生物、たんぱく質や核酸等の生体由来の物質、等の有機物の存在を検知する検知方法及び検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、有機物の検知方法としては、ＪＩＳ等の規格に定められた、いわゆる公定法に基づくものや、その対象の物質を検出する専用装置での計測が用いられている。その検出原理としては、生体由来の物質との特異的な反応や、特異的な結合に基づいて生じる発光を検出するものがあり、後者については、その発光の強度から対象物質の有無を判断することができる。
【０００３】
例えば、特許文献１には、特定の遺伝子と対応する基質合成遺伝子を含む発光遺伝子群を導入した菌を用いて、この菌の資化による発光量を測定するＢＯＤ（生物化学的酸素要求量）の測定方法が記載されている。また、特許文献２には、菌の発光を利用して同時・多次元的にＢＯＤを計測できるバイオエコモニタリングチップが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−５６３９７号公報
【特許文献２】特開２００４−０９３１９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、これらの発光量を測定する場合は、一般的に発光の強度が弱い傾向にあるため、発光感度を増幅させて測定する方法や、高い検出感度の測定装置を利用した方法が用いられている。これらの方法は、一般に高額な装置であり、また発光を測定してから測定結果を出すまでに相応な時間を要することが多い。加えて発光を検出するには外部電源を必要とする場合が多く、測定条件、測定場所、測定条件が制限されることがあった。
【０００６】
そこで本発明は上記の如き問題点に鑑みてなされたものであり、弱い発光であっても効率的に検出すると共に、前記検出に外部電源を必要としない有機物の検知方法及ぶ検知装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明者は鋭意研究した結果、大腸菌等の細菌、ウイルス及び生体由来のたんぱく質等の一部の有機物は、これら有機物を用いて発光反応を行なわせることができること、そしてこの発光反応を検知することにより、これら有機物の存在を検知できること、かかる発光反応について、太陽電池素子を用いることによって、発光反応による発光が微弱であっても、受光面に届いた個々の光によって生じる個々の起電力をひとつの起電力に集積できること、これにより外部電源を必要とせずに検出感度を飛躍的に高めることができること、したがって、この起電力の変化によって、有機物の存在を効果的に検知できること等を知得し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわちこの発明に係る有機物の検知方法は、検知対象を有機物として、前記有機物を用いて行なわせる発光反応を、該発光反応によって生じる太陽電池素子の起電力の変化でもって検知し、前記太陽電池素子の起電力の変化でもって前記有機物の存在を検知することを特徴とするものである。
【０００９】
本発明において、前記有機物を用いて行なわせる発光反応は、前記有機物を刺激因子として、該有機物を受容体に供給することによって生じる当該受容体の発光反応とすることができる。
【００１０】
前記発明において、前記受容体は、刺激因子としての前記有機物を供給することによって発光が増大する発光細菌とすることができる。
【００１１】
また、本発明において、前記有機物を用いて行なわせる発光反応は、前記有機物を受容体として、該有機物に刺激因子を供給することによって生じる当該有機物の発光反応とすることができる。
【００１２】
前記発明において、前記受容体としての有機物は大腸菌であり、かつ、刺激因子は前記大腸菌に照射することによって大腸菌の発光を変化させる照射光とすることができる。
【００１３】
本発明において、太陽電池素子は、色素増感型太陽電池素子、アモルファスシリコン型太陽電池素子及び有機薄膜型太陽電池素子からなる群より選ばれたものを使用することができる。
【００１４】
また、本発明に係る有機物の検知装置は、検知対象を有機物として、前記有機物を用いて発光反応を行なわせる発光反応部と、前記発光反応部の発光反応を、該発光反応によって生じる起電力の変化でもって検知する太陽電池素子とを備え、前記太陽電池素子の起電力の変化でもって前記有機物の存在を検知することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の有機物の検知方法によれば、検知対象である有機物を用いて行なわせる発光反応により生じる発光が弱いものであっても、太陽電池素子を用いることによって、外部電源を必要とせず、効果的に検知することができる。
【００１６】
なお、色素増感型太陽電池素子、アモルファスシリコン型太陽電池素子及び有機薄膜型太陽電池素子は、発光反応によって生じる発光が弱い光であっても、電気特性が良く、起電力がそれ相応に生じるので、発光反応を効果的に検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る有機物の検知装置を示す概略図である。
【図２】本発明に係る有機物の検知装置の第一の実施形態を示す概略図である。
【図３】図１の検知装置を用いた、発光反応による起電力の測定結果を示す表である。
【図４】図１の検知装置を用いた、発光反応による起電力の測定結果を示すグラフである。
【図５】図１の検知装置を用いた、発光反応による起電力の他の測定結果を示す表である。
【図６】本発明に係る有機物の検知装置の第二の実施形態を示す概略図である。
【図７】図６の検知装置を用いた、発光反応による起電力の測定結果を示す表である。
【図８】図６の検知装置を用いた、発光反応による起電力の測定結果を示すグラフである。
【図９】本発明に係る検知装置の第三の実施形態を示す概略図である。
【図１０】図９の検知装置を用いた、発光反応による起電力の測定結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
次に、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照し、具体的に説明する。
【００１９】
本発明は、検知対象を有機物として、該有機物を用いて行なわせた発光反応を、太陽電池素子の起電力の変化でもって検知するものである。検知対象としての有機物は、大腸菌やウイルス等の微生物、たんぱく質や核酸等の生体由来の物質等、有機物であれば、特にその種類は限定されるものではない。そして、前記有機物は、水などの溶媒に存在しているものであってもよいし、空気等の雰囲気中に存在しているものであってもよい。
【００２０】
ただし、本発明は発光反応を用いるものであるから、検知対象としての有機物を用いて発光反応を行なわせることが可能であるか、又は可能となされていなければならない。かかる発光反応としては、検知対象である有機物を刺激因子として、該有機物を受容体に供給することによって生じる当該受容体の発光反応と、検知対象である有機物を受容体として、該有機物に刺激因子を供給することによって生じる当該有機物自体の発光反応とに分類することができる。
【００２１】
前者の有機物を刺激因子とする受容体の発光反応の例としては、ルミノールによる発光反応を挙げることができる。この発光反応は、鉄錯体であるヘムを含むたんぱく質を刺激因子として、このたんぱく質の存在によって受容体としてのルミノールに生じる発光反応である。このことから、このルミノールの発光反応を検知することにより、前記たんぱく質を検知することができる。
【００２２】
また、前者の有機物を刺激因子とする発光反応の他の例として、発光細菌による発光反応を挙げることができる。この発光反応は、検知対象としての有機物を刺激因子として、この有機物の存在下で、活性化した受容体としての発光細菌に生じる発光反応である。このことから、この発光細菌の発光反応を感知することにより、前記有機物を感知することができる。前記発光細菌としては、フォトバクテリウム・フォスフォリウムやビブリオ・ハリベギ、ビブリオ・フィシャリ等の公知のものを用いることができる。
【００２３】
次に後者の有機物自体の発光反応の例としては、大腸菌やウイルス等の微生物に行なわせるようにした発光反応を挙げることができる。この場合、当該微生物が、発光反応を行なうように、当該微生物に、マーキングとしての蛍光たんぱく質（ＧＦＰ）遺伝子の如き発光遺伝子等を導入して形質転換し、これに所要の波長の光を刺激因子として照射することによって、前記発光遺伝子等から発現した蛍光たんぱく質を発光させるようにした、受容体としての当該微生物自体に生じる発光反応である。このことから、この発光反応を感知することにより、前記微生物からなる有機物を感知することができる。
【００２４】
次に、前記発光反応を感知する装置について図１にて説明する。
図１の装置において、１は、検知対象である有機物を用いて、前記例示した如き発光反応を行なわせる発光反応部であり、２は、その発光反応部１の発光反応を、該発光反応によって生じる起電力の変化でもって検知する太陽電池素子であり、３は、この太陽電池素子２の起電力の変化を記録する記録計である。
【００２５】
前記発光反応部１においては、前記の如き発光反応を、刺激因子１１及びこの刺激因子を受ける受容体１２とでもって、行なわせる。
【００２６】
太陽電池素子２においては、この発光反応部１で行なわせた発光反応によって生じる発光又は発光の変化を、起電力の変化でもって感知する。なお、太陽電池素子２は、前記発光反応による光を受けて起電力を発生するものであるが、真っ暗な雰囲気において、急に前記発光反応による光が生じた場合は、前記起電力は０から所定の電圧まで立ち上がるが、発光反応がない状態においても光が存在している状態から、発光反応によって光が増加した場合は、ある電圧から、所定の電圧まで立ち上がることとなる。いずれにしても、発光反応のない初期の段階から、発光反応が生じた段階までの、起電力の変化でもって、発光反応の有無、すなわち検知対象である有機物の存在を感知することができる。そして、この起電力の変化を記録計３で記録し、この記録した起電力の変化と、検知対象としての有機物ごとに、予め測定された起電力の値との比較によって、当該検知対象としての有機物の存在を感知し、又はその起電力の変化量から有機物の存在量を算出する。
【００２７】
前記太陽電池素子２として、アモルファスシリコン型太陽電池素子が好適に用いられる。前記アモルファスシリコン型太陽電池素子は、可視光領域の光を受光して起電力を生じることを含めて、受光して起電力を発生させる光の波長範囲が広く、また変換効率も良いため、弱い光でも効果的に起電力を発生させることができる。
【００２８】
また、本発明においては、太陽電池素子２として、色素増感型太陽電池素子、有機薄膜型太陽電池素子を用いることができる。この中で色素増感型太陽電池素子は、色素を選択することによって、検知しうる光の波長を限られた範囲で選択しうるので、複数の波長が混ざった光から特定の波長の光のみを選択受光して起電力を生じさせる場合に好適に利用することができる。
【００２９】
なお、前記記録計３は、太陽電池素子２が受光により生じる起電力を記録するものである。記録するものは、前記起電力でもよく、起電力に起因する電流値等の他の電気特性値でもよい。また記録計３に前記起電力等の電気特性値を表示する表示部を設けてもよい。
【００３０】
さらに、４は、前記発光反応部１及び太陽電池素子２の受光部を収容する筐体であって、本形態では、中空状の直方体形状であって、中空部の底部に太陽電池素子２が固着され、発光反応部１は取替可能となっている。なお、図示しないが、前記取替作業ができるように、発光反応部１が通過可能となる窓を筐体４に形成された形態でもよく、筐体４の一部の壁部が開閉又は着脱可能となされた形態でもよい。また、筐体４の内部は暗所となっており、検知装置Ｐを使用中は、外部からの光が入らないようになっており、太陽電池素子２に不要な光が検出されることを防いでいるが、更に外部からの光を遮断するために、使用中は筐体４を暗幕４１で覆ってもよい。
【実施例】
【００３１】
次に、実施例に基づいて、更に詳しく説明する。
【００３２】
〔実施例１〕
実施例１は、発光細菌による発光反応を検知する例であって、検知対象としての有機物を刺激因子１１として、この有機物の存在下で、受容体１２としての発光細菌による発光反応を行なわせ、この発光細菌の発光反応を、図２の検知装置Ｐ１でもって以下の手順で感知することにより、前記有機物を感知するものである。
【００３３】
なお、実施例１においては、従来の水中の有機物の量を測定するために用いられる指標のひとつであるＢＯＤ（生物化学的酸素要求量）測定の代替になり得るか否かについても調べるために、検知対象としての有機物として、ＪＩＳ−Ｋ−０１０２に規定されるＢＯＤの標準液を使用した。
【００３４】
具体的には、グルコース、グルタミン酸を主成分とし、それぞれの濃度が１５０ｍｇ／ＬとなるようにＢＯＤ標準原液を作成し、このＢＯＤ標準原液を適宜希釈して用いた。なお、このＢＯＤ標準原液のＢＯＤ値は２２０ｐｐｍであることが既知である。
【００３５】
受容体１２は、発光細菌（キュウセン（Ｈａｌｉｃｈｏｅｒｅｓ  Ｐｏｅｃｉｌｐｔｅｒｕｓ）内蔵由来）を含むものであって、前記ＢＯＤ溶液を供給すると、発光反応により、波長４７６ｎｍの発光が生じるものである。
【００３６】
太陽電池素子２としては、本形態では、アモルファスシリコン型太陽電池素子（アモルトン  パナソニック製）を用いた。記録計３としては、本形態では、データロガー（メモリハイロガー８４２０−５０  ＨＩＯＫＩ製）を用いた。
【００３７】
〔発光細菌の準備〕
受容体１２である発光細菌をシリカ、珪藻土等が含まれる担体と混練し、混練物１３を作成した。この混練物１３をガラス板１４上に一定量を採取し、外径が５ｍｍ程度となるように薄く拡げて固定した。このガラス板１４上の混練物１３が太陽電池素子２の受光面２１の中心に位置するように太陽電池素子２上に載置した。本形態では、受光面２１は約９ｍｍ角であって、平面視において、ガラス板１４上の混練物１３が受光面２１からはみ出さないようになされている。また、ガラス板１４は、太陽電池素子２の外周部に取付けられた枠体上に載置されているので、ガラス板１４の下面と受光面２１との間隔が一定になるようになされているので、受容体１２の発光の光量が同量であれば、太陽電池素子２の受光面２１で受光する光量も同量となり、生じる起電力も同量となるものと考えられる。また、受容体１２の実質的な発光面に比べ、太陽電池素子２の受光面２１の方が広いので、より受容体１２からの発光をより効率的に受光できるので、生じる起電力が増大し、検知感度を高めることができるが、受容体１２の実質的な発光面が、太陽電池素子２の受光面２１からはみ出さないようにすることが好ましい。
【００３８】
〔測定例１〕
ＢＯＤ標準原液を希釈して、ＢＯＤ値が１ｐｐｍとなるＢＯＤ標準液を作成し、ガラス板１４上の混練物１３に向けて前記ＢＯＤ標準液を１ｍＬ滴下し、太陽電池素子２が収納された筐体４の蓋（図示せず）を閉めて、更に筐体４を暗幕で覆った。そして、太陽電池素子２で生じた起電力を記録計３に記録した。記録した起電力は経時変化が起こり、具体的には、測定例１及び後述する測定例２〜４において、いずれにおいても、初期に急減した後、徐々に増加し、次第に減少する傾向にあったので、最初の極大ピーク値を測定値とした。その結果を図３に示す。
【００３９】
〔測定例２〕
ＢＯＤ標準原液を希釈して、ＢＯＤ値が５ｐｐｍとなるＢＯＤ標準液を作成した。このＢＯＤ標準液を用いて、測定例１と同様な操作を実施して起電力を測定した。その結果を図３に示す。なお、受容体１２の混練物１３は、新たに調製したものを用いた。
【００４０】
〔測定例３〕
ＢＯＤ標準液の代わりに蒸留水を用いて、測定例１と同様な操作を実施して起電力を測定した。その結果を図３に示す。なお、受容体１２の混練物１３は、新たに調製したものを用いた。
【００４１】
図３に示すように、ＢＯＤ値が０ｐｐｍである蒸留水の起電力に対して、１，５ｐｐｍのＢＯＤ標準液による起電力は、この順で大きくなっており、ＢＯＤ値として１ｐｐｍに相当する有機物が含まれていれば、本形態に係る検知装置Ｐ１によって検知できることが示唆された。ここで、環境省が定める水質汚濁に係る環境基準において、最も厳しい基準はＡＡ類型のＢＯＤ値が１ｐｐｍ以下であることから、少なくともＢＯＤ値として１ｐｐｍに相当する有機物を含むものを感知できる本形態の検知装置Ｐ１であれば、ＢＯＤ測定装置としても実用上も問題ない検知感度を有することが示唆された。
【００４２】
またＢＯＤ値と起電力との関係において、横軸にＢＯＤ値（ｐｐｍ）をとり、縦軸に起電力（ｍＶ）をとったものを図４に示す。各測定例の測定結果から、最小二乗回帰分析により、ｙ＝ａｘ＋ｂに相当する回帰直線を求めた。なお、縦軸であるｙは起電力（ｍＶ）、横軸であるｘはＢＯＤ値（ｐｐｍ）である。併せて、相関係数Ｒのニ乗値（以下、「Ｒ２」と示す。）を求めた。回帰直線と相関係数をそれぞれ示す。なお、相関係数のＲ２は、０から１の値であって、相関係数が１に近づくほど２変数間の相関性が高く、逆に相関係数が０に近づくほど２変数間の相関関係が希薄である。
【００４３】
ｙ＝０．１１１４ｘ＋３．２３５５・・・式１
Ｒ２＝０．８４４４
【００４４】
これより、Ｒ２は１に近い値であって、本形態の検知装置を利用したＢＯＤ値と起電力との間には高い相関関係があることが示された。
【００４５】
〔測定例４〕
次に、本形態の検知装置を用いて、ＢＯＤ値が未知である屋外で採取した採水を用いて、測定例１と同様な操作を実施して起電力を測定した。採水の採取場所は、広島県立大学内の池の水である。その結果を図５に示す。
【００４６】
〔参考測定例１〕
測定例４で用いた採水を用いて、公定法（ＪＩＳ  Ｋ０１０２−２１、工業排水試験法、２１．生物化学的酸素消費量（ＢＯＤ））に基づくＢＯＤ値を測定した。その結果を図５に示す。
【００４７】
図５に示すように、式１の逆関数を利用して算出した採水のＢＯＤ値は３．４ｐｐｍであった。一方、公定法によるＢＯＤ値は３．２４ｐｐｍであり、両ＢＯＤ値の差は５％程度であって、公定法の代替方法としても、本発明は利用可能であることが示唆される。したがって、本形態に係る検知装置Ｐ１は、実用的に利用できる程度の計測感度を有していることが示唆された。また公定法では測定に５日間かかる点に対して、本形態の検知装置Ｐ１では測定は数分で完了するため、測定時間の大幅な短縮も期待できる。
【００４８】
〔実施例２〕
実施例２は、ルミノールによる発光反応を検知する例であって、検知対象としての有機物は、鉄錯体であるヘムを含むたんぱく質であり、そしてこのたんぱく質を刺激因子１１として、このたんぱく質の存在下で、受容体１２としてのルミノールによる発光反応を行なわせ、このルミノールの発光反応を、図６の検知装置でもって感知することにより、前記たんぱく質を感知するものである。
なお、図６に示された検知装置Ｐ２は、図２に示された検知装置Ｐ１に対して、刺激因子としてＢＯＤ値を測定する液体の代わりにタンパク質を用い、受容体１２として、発光細菌の代わりにルミノール溶液を用いた点が異なるが、太陽電池素子２、記録計３及び筐体４は図２に示された検知装置Ｐ１と同様である。
【００４９】
検知対象としての刺激因子１１であるタンパク質は、グルタチオン−Ｓ−トランスフェラーゼを含む水溶液であり、受容体１２であるルミノール溶液は、ＧＥヘルスケア社のＥＣＬｐｒｉｅｍを用いた。このタンパク質溶液をルミノール溶液に供給することによって、いわゆるルミノール反応が起こり、４６０ｎｍの発光が生じる。
【００５０】
〔測定例５〕
刺激因子１１であるタンパク質水溶液において、その濃度を１０ｎｇ／ｍＬに調整し、これを太陽電池素子２に載せたガラス板１４上に１ｍＬ滴下して乾燥し固定した。このタンパク質を含む固形物１１ａが受光面２１上に配置するようにガラス板１４を移動した。
【００５１】
次に、前記固形物１１ａに、ルミノール溶液を１ｍＬ滴下して、筐体４を閉めて、更に筐体４を暗幕４１で覆った。そして、太陽電池素子２で生じる起電力を記録計３で１８０秒間記録した。記録した起電力は、測定例５及び後述する測定例６〜９において、いずれの場合でも初期に急減した後、徐々に増加し、次第に減少する傾向にあったので、最初の極大ピーク値を測定値とした。その結果を図７に示す。
【００５２】
〔測定例６〕
刺激因子１１であるタンパク質水溶液の濃度を３０ｎｇ／ｍＬに調整し、測定例５と同様な操作を実施して起電力を測定した。その結果を図７に示す。
【００５３】
〔測定例７〕
刺激因子１１であるタンパク質水溶液の濃度を１００ｎｇ／ｍＬに調整し、測定例５と同様な操作を実施して起電力を測定した。その結果を図７に示す。
【００５４】
〔測定例８〕
刺激因子１１であるタンパク質水溶液の濃度を３００ｎｇ／ｍＬに調整し、測定例５と同様な操作を実施して起電力を測定した。その結果を図７に示す。
【００５５】
〔測定例９〕
刺激因子１１であるタンパク質水溶液の濃度を１０００ｎｇ／ｍＬに調整し、測定例５と同様な操作を実施して起電力を測定した。その結果を図７に示す。
【００５６】
図７に示すように、本測定例において、最低濃度であった濃度１０ｎｇ／ｍＬのタンパク質水溶液でも起電力を測定可能であり、非常に低濃度のタンパク質を検出可能であることがわかった。また１０〜１０００１０ｎｇ／ｍＬのタンパク質水溶液の広い濃度範囲で起電力の測定が可能であった。
【００５７】
またタンパク質水溶液の濃度と起電力との関係において、タンパク質水溶液の濃度（ｎｇ／ｍＬ）の対数値をとり、縦軸に起電力（ｍＶ）をとったものを図８に示す。各測定例の測定結果から、最小二乗回帰分析により、ｙ＝ａｘ＋ｂに相当する回帰直線を求めた。なお、縦軸であるｙは起電力（ｍＶ）、横軸はタンパク質水溶液の濃度（ｎｇ／ｍＬ）であって、回帰直線におけるｘとしては、前記タンパク質水溶液の濃度の値であるｘの対数値のｌｎ（ｘ）を用いた。併せて、相関係数：Ｒ２を求めた。回帰直線と相関係数をそれぞれ示す。
【００５８】
ｙ＝０．２８６６ｌｎ（ｘ）−０．４７２
相関係数：Ｒ２＝０．９４６６
【００５９】
前記のように、タンパク質溶液の濃度と起電力との間には非常に高い相関性があり、１０〜１０００ｎｇ／Ｌとなる極低濃度でしかも広い濃度領域において、本形態に係る検知装置Ｐ２を用いることによって、未知濃度溶液の濃度測定も可能であることが示唆された。
【００６０】
〔実施例３〕
次に実施例３は、大腸菌自体の発光反応を検知する例であって、検知対象としての大腸菌を受容体１２として、この大腸菌に所要の波長の光を刺激因子として照射することによって、前記大腸菌に発光反応を行なわせ、この大腸菌の発光反応を、図９の検知装置Ｐ３でもって感知することにより、前記大腸菌からなる有機物を感知するものである。
【００６１】
なお、図９に示された検知装置Ｐ３は、図２に示された検知装置Ｐ１に対して、ＢＯＤ標準液の代わりに特定波長光を用い、受容体１２として、発光細菌の代わりに大腸菌を用いた点が異なるが、太陽電池素子２、筐体４及び記録計３は、図２に示された検知装置Ｐ１と同様である。
【００６２】
刺激因子１１は、波長が４００ｎｍの入射光である。すなわち、光源１５を筐体４内に設置し、太陽電池素子２の受光面２１に対して、平行に照射するものである。
【００６３】
受容体１２は、大腸菌であって、緑色蛍光タンパク質（ＧＦＰ（Ｇｒｅｅｎ  Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ  Ｐｒｏｔｅｉｎ））遺伝子組替え大腸菌（以下、「ＧＦＰ大腸菌」と言う。）である。ＧＦＰ大腸菌に波長４００ｎｍの光を照射すると、ＧＦＰ大腸菌から５０８ｎｍの蛍光が生じる。
【００６４】
〔測定例１０〕
受容体１２であるＧＦＰ大腸菌を含む分散液１６を透明容器１７に入れて、太陽電池素子２上に設置した。
【００６５】
次に、前記透明容器１７に向けて、波長４００ｎｍの光を照射し、筐体４を閉めて、更に筐体４を暗幕で覆った。そして、記録計３において起電力を１８０秒間記録した。縦軸に起電力（Ｖ）をとり、横軸に測定時間（ｓｅｃ）をとったものを図１０に示す。
【００６６】
〔測定例１１〕
ＧＦＰ大腸菌の代わりに、ＧＦＰ大腸菌と同条件で培養した通常の大腸菌を用いて、測定例１１と同様な操作を実施して起電力を測定した。その結果を図１０に示す。なお、通常の大腸菌に波長４００ｎｍの光を照射しても前記蛍光は生じないことは測定前に確認した。
【００６７】
図１０に示すように、本測定例において、ＧＦＰ大腸菌を用いた場合は、起電力がほぼ０．５９Ｖであったことに対して、通常の大腸菌を用いた場合は、起電力がほぼ０．５８Ｖであった。これは、刺激因子である波長４００ｎｍの光の内、一部は拡散して太陽電池素子２の受光面２１に達し起電力を生じるものの、太陽電池素子２の受光面２１に対して水平方向に進んで、受光されないはずの光の一部がＧＦＰ大腸菌に照射されて、前記ＧＦＰ大腸菌から波長５０８ｎｍの蛍光が全方向に照射されるため、その内、受光面２１に向かった蛍光によって、太陽電池素子１で生じる起電力が増大したと考えられる。したがって、本形態に係る検知装置Ｐ３によって、ＧＰＦ大腸菌を通常の大腸菌と区別して検知できることが分かった。
【００６８】
本形態においては、太陽電池素子２として、アモルファスシリコン型太陽電池素子を用いたが、前記波長５０８ｎｍを受光して刺激因子１１の波長４００ｎｍの光を受光しない色素を含む色素増感型太陽電池素子を用いれば、波長５０８ｎｍの光のみを選択的に受光して起電力を生じるので、より高感度にＧＦＰ大腸菌の存在を検知することができる。
【符号の説明】
【００６９】
１    発光反応部
１１  刺激因子
１１ａ  固形物
１２  受容体
１３  混練物
１４  ガラス板
１５  光源
１６  分散液
１７  透明容器
２    太陽電池素子
２１  受光面
３    記録計
４    筐体
４１  暗幕
Ｐ、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３  検知装置
【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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【図１０】
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