(57)【要約】  本発明は、回折現象を伴う構造体（１）に被測定物を付着させ、前記被測定物が付着した前記回折現象を伴う構造体（１）に電磁波を照射し、前記回折現象を伴う構造体（１）で散乱した電磁波を検出し、検出された電磁波の周波数特性から被測定物の特性を測定する方法であって、被測定物を前記回折現象を伴う構造体（１）の表面に直接付着させることを特徴とする測定方法である。本発明は、測定感度が向上し再現性の高い被測定物の特性を測定する方法、ならびに、それに用いられる回折現象を伴う構造体（１）および測定装置を提供することを課題とする。
2010110415.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回折現象を伴う構造体（１）に被測定物を付着させ、
前記被測定物が付着した前記回折現象を伴う構造体（１）に電磁波を照射し、
前記回折現象を伴う構造体（１）で散乱した電磁波を検出し、
検出された電磁波の周波数特性から前記被測定物の特性を測定する方法であって、
前記被測定物を前記回折現象を伴う構造体（１）の表面に直接付着させることを特徴とする測定方法。
【請求項２】
化学結合により、前記被測定物を前記回折現象を伴う構造体（１）の表面に直接付着させる、請求の範囲１に記載の測定方法。
【請求項３】
前記回折現象を伴う構造体（１）の少なくとも一部の表面が導体で形成された、請求の範囲１に記載の測定方法。
【請求項４】
前記回折現象を伴う構造体（１）の少なくとも一部の表面に前記被測定物を付着させるためのホスト分子（２）が結合されており、該ホスト分子（２）を介して前記被測定物を前記回折現象を伴う構造体に直接付着させる、請求の範囲１に記載の測定方法。
【請求項５】
化学結合により、前記ホスト分子（２）が前記回折現象を伴う構造体（１）の少なくとも一部の表面に結合されている、請求の範囲４に記載の測定方法。
【請求項６】
前記ホスト分子（２）が被測定物を特異的に付着させるものである、請求の範囲４に記載の測定方法。
【請求項７】
前記回折現象を伴う構造体（１）の少なくとも一部の表面に、異なる種類の被測定物を付着させるための複数種のホスト分子（２）が結合されている、請求の範囲４に記載の測定方法。
【請求項８】
請求の範囲１に記載の測定方法に用いられる回折現象を伴う構造体（１）であって、
前記回折現象を伴う構造体（１）の少なくとも一部の表面が導体で形成され、および／または、前記回折現象を伴う構造体（１）の少なくとも一部の表面に前記被測定物を付着させるためのホスト分子（２）が結合された、回折現象を伴う構造体（１）。
【請求項９】
請求の範囲８に記載の回折現象を伴う構造体（１）と、
前記被測定物が付着した上記回折現象を伴う構造体（１）に電磁波を照射する照射部（２１）と、
前記照射部から照射され、前記被測定物が付着した上記回折現象を伴う構造体（１）で散乱した電磁波を検出する検出部（２２）とを含む、
前記被測定物の特性を測定する測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物質の特性を分析するのに、回折現象を伴う構造体に被測定物を配置して、その被測定物が配置された回折現象を伴う構造体に電磁波を照射し、その散乱スペクトルを解析して被測定物の特性を測定する方法、それに用いる回折現象を伴う構造体および測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、物質の特性を分析するのに、空隙配置構造体に被測定物を配置して、その被測定物が配置された空隙配置構造体に電磁波を照射し、その透過スペクトルを解析して被測定物の特性を測定する方法が用いられている。具体的には、例えば、金属メッシュフィルタに付着したタンパク質などの被測定物に、テラヘルツ波を照射して透過スペクトルを解析する手法が挙げられる。【０００３】
このような電磁波を用いた透過スペクトルの解析手法の従来技術として、特許文献１には、空隙領域を有する空隙配置構造体（例えば、金属メッシュ）と、空隙配置構造体の平面上に保持された被測定物と、被測定物に向かって電磁波を照射する電磁波照射部と、空隙配置構造体を透過した電磁波を測定する電磁波検出部とで構成され、電磁波照射部から空隙配置構造体に向かって投影される電磁波が、空隙領域を含む平面に対して傾斜して入射され、測定値の周波数特性に生じたディップ波形の位置が、被測定物の存在により移動することに基づいて被測定物の特性を測定する方法が開示されている。ここで、空隙配置構造体の平面上に被測定物を保持する具体的な方法としては、空隙配置構造体の表面にポリアミド樹脂等の支持膜を貼付して被測定物を該支持膜に付着させる方法と、支持膜に換えて、気密または液密な容器を用いて、流体または流体に分散させた物質を測定する方法のみが開示されている（特開２００８−１８５５５２号公報：特許文献１の実施例１〜３、図３、６、１０、段落［００１７］、［００１８］）。【０００４】
しかし、特開２００８−１８５５５２号公報（特許文献１）に具体的に記載されている様に、被測定物を支持膜等を介して空隙配置構造体へ保持する場合には、空隙配置構造体と支持膜との密着度合いや撓みなどによって、測定値の周波数特性が変化してしまう。さらには、支持膜自身のばらつき（厚みばらつき、誘電率ばらつき）によって、周波数特性にばらつきが生じ、測定値にばらつきが生じるといった問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１８５５５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記の事情に鑑み、測定感度が向上し再現性の高い被測定物の特性を測定する方法、ならびに、それに用いられる回折現象を伴う構造体および測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、回折現象を伴う構造体に被測定物を付着させ、
上記被測定物が付着した上記回折現象を伴う構造体に電磁波を照射し、
上記回折現象を伴う構造体で散乱した電磁波を検出し、
検出された電磁波の周波数特性から上記被測定物の特性を測定する方法であって、
上記被測定物を上記回折現象を伴う構造体の表面に直接付着させることを特徴とする測定方法である。【０００８】
本発明においては、化学結合により、上記被測定物を上記回折現象を伴う構造体の表面に直接付着させることが好ましい。【０００９】
上記回折現象を伴う構造体は、その少なくとも一部の表面が導体で形成されたものであることが好ましい。【００１０】
また、上記回折現象を伴う構造体は、その少なくとも一部の表面に上記被測定物を付着させるためのホスト分子が結合されており、該ホスト分子を介して上記被測定物を上記回折現象を伴う構造体に直接付着させることが好ましい。ここで、化学結合により、上記ホスト分子が上記回折現象を伴う構造体の少なくとも一部の表面に結合されていることがより好ましい。【００１１】
また、上記ホスト分子が被測定物を特異的に付着させるものであることが好ましい。また、上記回折現象を伴う構造体の少なくとも一部の表面に、異なる種類の被測定物を付着させるための複数種のホスト分子が結合されていることが好ましい。【００１２】
また、本発明は、上記測定方法に用いられる回折現象を伴う構造体であって、
上記回折現象を伴う構造体の少なくとも一部の表面が導体で形成され、および／または、上記回折現象を伴う構造体の少なくとも一部の表面に上記被測定物を付着させるためのホスト分子が結合された、回折現象を伴う構造体にも関する。【００１３】
さらに、本発明は、上記の回折現象を伴う構造体と、
上記被測定物が付着した上記回折現象を伴う構造体に電磁波を照射する照射部と、
上記照射部から照射され、上記回折現象を伴う構造体の表面に配置された被測定物で散乱した電磁波を検出する検出部とを含む、
上記被測定物の特性を測定する測定装置にも関する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明においては、回折現象を伴う構造体表面に直接被測定物を配置することにより、測定感度が向上し、また、測定のばらつきが抑えられることにより再現性の高い測定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の測定方法および測定装置を説明するための模式図である。
【図２】本発明の第一の実施形態で用いる回折現象を伴う構造体を説明するための図である。(ａ）は回折現象を伴う構造体の斜視図であり、（ｂ）はその断面模式図である。
【図３】本発明の第二の実施形態で用いる回折現象を伴う構造体を説明するための図である。(ａ）は回折現象を伴う構造体の斜視図であり、（ｂ）はその断面模式図である。
【図４】本発明で用いる回折現象を伴う構造体（金属メッシュ）の格子構造を説明するための模式図である。
【図５】実施例１の透過スペクトルを示すグラフである。
【図６】図５の各透過スペクトルにおけるディップの深さを示すグラフである。
【図７】実施例２の透過スペクトルを示すグラフである。
【図８】実施例３の透過スペクトルを示すグラフである。
【図９】参考例を説明するための模式図である。
【図１０】参考例の透過スペクトルを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明において用いられる回折現象を伴う構造体とは、電磁波を照射したときに回折現象を生じるような構造体であれば特に限定されないが、好ましくは準周期構造体や周期構造体である。準周期構造体とは、並進対称性は持たないが配列には秩序性が保たれている構造体のことである。準周期構造体としては、例えば、１次元準周期構造体としてフィボナッチ構造、２次元準周期構造体としてペンローズ構造が挙げられる。周期構造体とは、並進対称性に代表される様な空間対称性を持つ構造体のことであり、その対称の次元に応じて１次元周期構造体、２次元周期構造体、３次元周期構造体に分類される。１次元周期構造体は、例えば、ワイヤーグリッド構造、１次元回折格子などが挙げられる。２次元周期構造体は、例えば金属メッシュ、２次元回折格子などが挙げられる。これらの周期構造体のうちでも、２次元周期構造体が好適に用いられる。
【００１７】
次に、本発明の測定方法の一例を図１を用いて説明する。図１は、本発明の測定装置２の全体構造と、測定装置２における回折現象を伴う構造体１の配置を模式的に示す図である。図１に示すように、この測定装置２は、電磁波を発生して回折現象を伴う構造体１照射する照射部２１と、回折現象を伴う構造体１で散乱した電磁波を検出する検出部２２とを備えている。また、照射部２１の動作を制御する照射制御部２３、検出部２２の検出結果を解析する解析処理部２４、および、解析処理部２４の解析結果を表示する表示部２５を備えている。なお、照射制御部２３は、検出のタイミングを同期させる目的で、解析処理部２４にも接続されていても良い。なお、本発明において「散乱」とは、前方散乱の一形態である透過や、後方散乱の一形態である反射などを含む広義の概念を意味する。
【００１８】
上記のような測定装置２において、照射部２１は、照射制御部２３の制御の下、電磁波を発生・放射する。照射部２１から放射された電磁波は、回折現象を伴う構造体１に照射され、回折現象を伴う構造体１で散乱した電磁波が検出部２２で検出される。検出部２２において検波された電磁波は、電気信号として解析処理部２４に転送され、例えば透過率の周波数特性として目視できる形式で表示部２５に表示される。
【００１９】
測定装置２において、回折現象を伴う構造体１は、通常、電磁波の入射方向に対して斜めに配置されており、測定装置２の回折現象を伴う構造体１の法線方向と電磁波の入射方向とのなす角度（入射角）は１〜８９°であることが好ましく、さらに好ましくは５〜１５°である。このような傾斜により測定値の周波数特性に生じたディップ波形の位置が、被測定物の存在により変化することに基づいて被測定物の特性を測定することができる。
【００２０】
また、本発明で用いられる電磁波は、回折現象を伴う構造体の構造に応じて回折現象を生じさせることのできる電磁波であれば特に限定されず、電波、赤外線、可視光線、紫外線、Ｘ線、ガンマ線等のいずれも使用することができ、その周波数も特に限定されるものではないが、好ましくは１ＧＨｚ〜１ＰＨｚである。具体的な電磁波としては、例えば、短光パルスレーザを光源として、ＺｎＴｅ等の電気光学結晶の光整流効果により発生するテラヘルツ波や、高圧水銀ランプやセラミックランプから放射される赤外線や、半導体レーザーから出射される可視光が挙げられる。
【００２１】
被測定物の特性を測定するとは、被測定物となる化合物の定量や各種の定性などを行うことであり、例えば、溶液中等の微量の被測定物の含有量を測定する場合や、被測定物の同定を行う場合が挙げられる。具体的には、例えば、被測定物の溶解した溶液に回折現象を伴う構造体を浸漬し、被測定物を回折現象を伴う構造体の表面に付着させた後に溶媒や余分な被測定物を洗浄し、回折現象を伴う構造体を乾燥してから、上述のような測定装置を用いて被測定物の特性を測定する方法が挙げられる。
【００２２】
本発明の測定方法は、回折現象を伴う構造体に被測定物を直接付着させることを特徴とするものである。本発明において、回折現象を伴う構造体に被測定物を直接付着させるとは、回折現象を伴う構造体の表面と被測定物との間で直接的に化学結合等が形成される場合だけでなく、予め回折現象を伴う構造体の表面に結合されたホスト分子に被測定物が結合されるような場合も含まれる。ただし、従来技術のように回折現象を伴う構造体に接して別途設けられた支持膜等の部材に被測定物が付着される場合は含まれない。このように、回折現象を伴う構造体の表面に直接被測定物を付着させることにより、別途設けられた支持膜等の部材に被測定物が付着される従来技術と比べて、測定感度が向上する。また、測定のばらつきが抑えられることにより再現性の高い測定を行うことができる。
【００２３】
本発明においては、化学結合により、被測定物を回折現象を伴う構造体の表面に直接付着させることが好ましい。通常は、被測定物を含む溶液に回折現象を伴う構造体の表面を浸漬等により接触させて被測定物を付着させ、次に余分な溶媒や未付着の被測定物を洗浄する工程が必要となる。このような工程で回折現象を伴う構造体に付着した被測定物が脱離しないようにするためである。
【００２４】
（第一の実施形態）
本実施形態は、上述のような被測定物の特性を測定する方法において、少なくとも一部の表面が導体で形成された回折現象を伴う構造体を用いることが特徴である。本実施形態で用いる回折現象を伴う構造体は、図２（ａ）の斜視図および（ｂ）の断面図に示すように、一定の間隔で形成された複数の空隙部１１を有する構造体１である。回折現象を伴う構造体１の少なくとも一部の表面とは、図２（ａ）に示す主面１０ａ、側面１０ｂ、空隙部側面１１ａのうちいずれかの一部の表面であるが、少なくとも主面１０ａの一部の表面は導体で形成されていることが好ましい。
【００２５】
また、本実施形態で用いる導体とは、電気を通す物体（物質）のことであり、金属だけでなく半導体も含むものとする。金属としては、ヒドロキシ基、チオール基、カルボキシル基などの官能基を有する化合物の官能基と結合することのできる金属や、ヒドロキシ基、アミノ基などの官能基を表面にコーティングできる金属などを好適に用いることができ、これらの金属の合金を用いることもできる。金属としては、金、銀、銅、鉄、ニッケル、クロム、シリコン、ゲルマニウムなどが挙げられ、好ましくは金、銀、銅、ニッケル、クロムであり、さらに好ましくは金である。金またはニッケルのいずれか一方を用いた場合、特に被測定物がチオール基（−ＳＨ基）を有する場合に該チオール基を回折現象を伴う構造体の表面に結合させることができるため有利である。また、ニッケルを用いた場合、特に被測定物がヒドロキシ基（―ＯＨ）やカルボキシル基（―ＣＯＯＨ）を有する場合に該官能基を回折現象を伴う構造体の表面に結合させることができるため有利である。
【００２６】
半導体としては、例えば、ＩＶ族半導体（Ｓｉ、Ｇｅなど）や、ＩＩ−ＶＩ族半導体（ＺｎＳｅ、ＣｄＳ、ＺｎＯなど）、ＩＩＩ−Ｖ族半導体（ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＮなど）、ＩＶ族化合物半導体（ＳｉＣ、ＳｉＧｅなど）、Ｉ−ＩＩＩ−ＶＩ族半導体（ＣｕＩｎＳｅ2など）などの化合物半導体、有機半導体が挙げられる。
【００２７】
本実施形態の回折現象を伴う構造体は、一定の間隔で形成された複数の空隙部を有するものであるが、回折現象を伴う構造体の形状は特に限定されない。また、空隙部の配置も、規則的あるいは周期的に配列されていれば、図２に示すようなマトリックス状の配置に限定されるわけではない。また、空隙部の数も、１つ以上あれば、特に制限はない。従って、回折現象を伴う構造体としては、被測定物の種類、測定条件等に応じて、広範な材料と構造のものを選択することができる。
【００２８】
回折現象を伴う構造体の空隙部の寸法は、測定方法や、回折現象を伴う構造体の材質特性、使用する電磁波の周波数等に応じて適宜設計されるものであり、その範囲を一般化するのは難しいが、前方散乱した電磁波を検出する場合、図４にｓで示す空隙部の格子間隔が、測定に用いる電磁波の波長の１０分の１以上、１０倍以下であることが好ましい。空隙部の格子間隔ｓがこの範囲以外になると、回折現象が生じにくくなってしまう。また、空隙部の孔サイズとしては、図４にｄで示す空隙部の孔サイズが、測定に用いる電磁波の波長の１０分の１以上、１０倍以下であることが好ましい。空隙部の孔サイズがこの範囲以外になると、前方散乱する電磁波の強度が弱くなって信号を検出することが難しくなってしまう。
【００２９】
また、回折現象を伴う構造体の厚みは、測定方法や、回折現象を伴う構造体の材質特性、使用する電磁波の周波数等に応じて適宜設計されるものであり、その範囲を一般化するのは難しいが、前方散乱した電磁波を検出する場合、測定に用いる電磁波の波長の数倍以下であることが好ましい。構造体の厚みがこの範囲よりも大きくなると、前方散乱する電磁波の強度が弱くなって信号を検出することが難しくなってしまう。
【００３０】
本実施形態において、被測定物が回折現象を伴う構造体に化学結合により付着される場合の化学結合は、被測定物が測定時の処理において容易に回折現象を伴う構造体から離脱しないような結合であれば特に限定されない。好ましくは共有結合（例えば、金属―チオール基間の共有結合など）、ファンデルワールス結合、イオン結合、金属結合、水素結合、などが挙げられ、これらのなかでも、被測定物と回折現象を伴う構造体との結合力が大きい点で共有結合がより好ましい。
【００３１】
（第二の実施形態）
本実施形態は、上述のような被測定物の特性を測定する方法において、回折現象を伴う構造体の少なくとも一部の表面に予め被測定物を付着させるためのホスト分子を結合しておき、このホスト分子に被測定物を付着させることにより、回折現象を伴う構造体の表面に被測定物を直接結合させることを特徴としている。
【００３２】
本実施形態で用いる回折現象を伴う構造体について、図３（ａ）の斜視図および（ｂ）の断面図を用いて説明する。本実施形態では、一定の間隔で形成された複数の空隙部１１を有する回折現象を伴う構造体１の少なくとも一部の表面にホスト分子１２が結合されている。ここで、少なくとも一部の表面とは、図３（ａ）に示す主面１０ａ、側面１０ｂ、空隙部側面１１ａのうちいずれかの一部の表面であるが、少なくとも主面１０ａの一部の表面にはホスト分子１２が結合されていることが好ましい。
【００３３】
本実施形態においては、回折現象を伴う構造体の少なくとも一部の表面に、異なる種類の被測定物を付着させるための複数種のホスト分子が結合されていてもよい。具体的には、例えば、図３（ａ）に示す回折現象を伴う構造体１の表面のホスト分子結合領域１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄにおいて、各領域毎に異なる種類のホスト分子を結合させておいてもよい。このように複数種のホスト分子を１つの回折現象を伴う構造体に結合させておくことにより、１回の測定で複数種の被測定物の特性を同時に測定することができる。複数種のホスト分子の少なくとも一つに対応するゲスト（被測定物）があれば図８のようなスペクトル変化として検出できる。さらに透過電磁波のカメラ検出画像がどのホスト分子結合領域に対応しているかにより検出画像のゲスト分子の種類が明確になる。
【００３４】
本実施形態で用いられるホスト分子とは、被測定物を付着させることのできるものである。ホスト分子としては特に限定されるものではないが、被測定物を特異的に結合させることのできるものであることが好ましい。被測定物を特異的に付着させることのできるホスト分子と被測定物との関係については、例えば、抗原と抗体、糖鎖とタンパク質、脂質とタンパク質、低分子化合物（リガンド）とタンパク質、タンパク質とタンパク質、一本鎖ＤＮＡと一本鎖ＤＮＡなどが挙げられ、これらの特異的親和性を有する両者のうちいずれか一方が被測定物である場合に、他方をホスト分子として用いることができる。すなわち、抗原が被測定物である場合は、ホスト分子として抗体を用いることができ、逆に抗体が被測定物である場合には、ホスト分子として抗原を用いることができる。このような、被測定物を特異的に付着させることのできるホスト分子を用いることにより被測定物の測定感度を高めることができる。
【００３５】
上記ホスト分子が結合される回折現象を伴う構造体は、第一の実施形態で用いられるような少なくとも一部の表面が導体で形成された構造体であってよく、それ以外の表面が導体で形成されていない回折現象を伴う構造体であってもよいが、回折現象を伴う構造体の表面の材質は使用するホスト分子の結合性に応じて適宜選択される。
【００３６】
本発明においては、化学結合により、ホスト分子を回折現象を伴う構造体の表面に結合させることが好ましい。通常は、被測定物を含む溶液に回折現象を伴う構造体の表面を浸漬等により接触させて被測定物を付着させ、次に余分な溶媒や未付着の被測定物を洗浄したり、乾燥させたりする工程が必要となる。このような工程で回折現象を伴う構造体に結合されたホスト分子が被測定物と共に脱離しないようにするためである。
【００３７】
以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【実施例】
【００３８】
（実施例１）
本実施例において、回折現象を伴う構造体として、図４の模式図に示すような正方格子配列した正方形の孔を有し、全体がＮｉで形成された金属メッシュを使用した。この金属メッシュの格子間隔（図４のｓ）は６３．５μｍ、孔サイズ（図４のｄ）は４５μｍ、厚みは８μｍであり、全体の形状は直径５０ｍｍの円盤状である。このような金属メッシュを用いてウシ血清アルブミンを被測定物質とした測定を行った。【００３９】
まず、インクジェットプリンターを用いて０．１重量％のウシ血清アルブミン水溶液を金属メッシュの表面に直接塗布した。インクジェットプリンターは３５．５μｍ四方当り１ショット（＝１４ｐＬ）の液滴が吐出され、ショット数を制御して重ね塗りすることで、金属メッシュ上に塗布されるウシ血清アルブミン水溶液の量を５．６ｎｇ／ｍｍ2または１１．２ｎｇ／ｍｍ2となるように制御した。このウシ血清アルブミン水溶液が塗布された金属メッシュを乾燥容器内で一晩自然乾燥させた。尚、同一量のウシ血清アルブミンを塗布した金属メッシュの試料をそれぞれ３つ用意した。【００４０】
金属メッシュ表面が乾燥したことを確認した後、ウシ血清アルブミン塗布済金属メッシュの透過スペクトルを測定した。測定には遠赤外用ＦＴ−ＩＲを用い、光源には高圧水銀ランプ、検出器には重水素化硫酸グリシン検出器（ＤＴＧＳ）を用いた。尚、周波数分解能は６０ＧＨｚ、積算回数は１０００回で各試料について測定を行った。対照として、ウシ血清アルブミン水溶液の代わりに純水を塗布した金属メッシュ（ウシ血清アルブミンの塗布量が０ｎｇ／ｍｍ2）についても同様に、３つの金属メッシュを用意し測定を行った。同一量のウシ血清アルブミンが塗布されている金属メッシュ各３個の測定結果の平均値を図５に示す。【００４１】
図５に示すように、金属メッシュの表面の単位面積当たりのウシ血清アルブミン量が、０ｎｇ／ｍｍ2、５．６ｎｇ／ｍｍ2、１１．２ｎｇ／ｍｍ2の場合で、明らかに透過スペクトルの相違が見られ、この透過スペクトルの測定により金属メッシュ表面のウシ血清アルブミン量を定量測定出来ることが分かる。【００４２】
また、図５の透過スペクトルにおいて、金属メッシュの表面のウシ血清アルブミン塗布量（単位面積当たりのウシ血清アルブミン量）と、ディップ波形の深さ（図５において、３．５０ＴＨｚにおける透過率と３．７５ＴＨｚにおける透過率の差。単位：％）の関係を示したグラフを図６に示す。【００４３】
図６に示すように、金属メッシュの表面の単位面積当たりのウシ血清アルブミン量が、０ｎｇ／ｍｍ2、５．６ｎｇ／ｍｍ2、１１．２ｎｇ／ｍｍ2の場合で、ディップ波形の深さに有意差が得られ、これらのディップ波形の深さの測定値から、金属メッシュ表面のウシ血清アルブミン量を定量測定出来ることが分かる。【００４４】
本発明の測定方法はｎｇ／ｍｍ2レベルの測定が可能であり、測定感度に優れたものである。これは、金属メッシュ上に被測定物を容易に撓みなく密着して保持することにより、支持膜に起因するノイズ要因を除去することが出来たためと考えられる。【００４５】
なお、本実施例の透過スペクトルは、金属メッシュ１の法線方向と電磁波の入射方向とのなす角度（入射角）が１０°となるような、斜め方向から入射する電磁波を用いて測定した。【００４６】
（実施例２）
本実施例においては、回折現象を伴う構造体として、図４の模式図に示すような正方格子配列した正方形の孔を有し、表面に金めっきが施された金属メッシュを２つ用意した。この金属メッシュの格子間隔（図４のｓ）は２６０μｍ、孔サイズ（図４のｄ）は１８２μｍ、厚みは６０μｍであり、全体の形状は直径５０ｍｍの円盤状である。このような金属メッシュを用いてチオール基を有する糖鎖高分子（チオール基を付加したマンノースポリマー）を被測定物質とした測定を行った。【００４７】
まず、チオール基を有するマンノースポリマー［チオール基の含有率はチオール基を有するマンノースポリマー単位重量当たり０．１７〜０．６６％］の水溶液（濃度０．５ｍｇ／ｍＬ）１０ｍＬに、金属メッシュを一晩浸し、その後純水で洗浄、乾燥容器内で約１時間自然乾燥させて、マンノースポリマーを金属メッシュ上に一様に固定した。この糖鎖高分子が固定された金属メッシュについて、時間領域テラヘルツ分光システム（ＴＨｚ-ＴＤＳ）を用いて透過スペクトルを測定した。尚、周波数分解能は７ＧＨｚで測定を行った。対照として、糖鎖高分子水溶液の代わりに純水に浸した金属メッシュも用意し、同様に透過スペクトルを測定した。測定により得られた透過スペクトルを図７に示す。【００４８】
図７に示す透過スペクトルにおいて、金属メッシュのみの場合に比べて、金属メッシュ上に糖鎖高分子が付着したことにより、透過スペクトルが低周波側へシフトし、糖鎖高分子の有無を測定出来ていることが分かる。例えば、糖鎖高分子の有無により透過率が極小となる周波数が０．９９ＴＨｚから０．９７ＴＨｚに変移している。【００４９】
なお、本実施例の透過スペクトルは、金属メッシュ１の法線方向と電磁波の入射方向とのなす角度（入射角）が１０°となるような、斜め方向から入射する電磁波を用いて測定した。【００５０】
（実施例３）
本実施例においては、ホスト分子が結合された回折現象を伴う構造体として、実施例２と同様にして糖鎖高分子（チオール基を有するマンノースポリマー）が表面に固定された金属メッシュを用いて、レクチン（ＣｏｎＡ）を被測定物質とした測定を行った。【００５１】
まず、糖鎖高分子が固定された金属メッシュを濃度１ｍｇ／ｍＬのレクチン（ＣｏｎＡ）水溶液５ｍＬに４時間浸して、レクチンをホスト分子である糖鎖高分子に付着させた。その後、金属メッシュを純水で洗浄して未付着のレクチンを洗い流し、乾燥容器内で約１時間自然乾燥させた。乾燥後のレクチンが固定された金属メッシュについて実施例２と同様にして透過スペクトルを測定した。対照として、あらかじめ、レクチン水溶液に浸漬する前の糖鎖高分子が固定された金属メッシュの透過率スペクトルも同様に測定しておいた。測定により得られた透過スペクトルを図８に示す。【００５２】
レクチン水溶液に浸漬する前の金属メッシュの透過スペクトル（図８の「糖鎖付金属メッシュ」）に比べて、レクチンが付着した金属メッシュの透過スペクトル（図８の「糖鎖付金属メッシュ＋レクチン）は低周波側へシフトし、レクチンの有無を測定出来ていることが分かる。すなわちレクチンが固定されたことによりディップ波形の深さ（図８において、０．９３ＴＨｚにおける透過率と０．９８ＴＨｚにおける透過率の差。単位：％）が８０％から９０％へ増大している。【００５３】
なお、本実施例の透過スペクトルは、金属メッシュ１の法線方向と電磁波の入射方向とのなす角度（入射角）が１０°となるような、斜め方向から入射する電磁波を用いて測定した。【００５４】
（参考例）
従来技術のように被測定物を支持膜等を介して空隙配置構造体へ保持する場合には、空隙配置構造体と支持膜との密着度合いや撓みなどによって、測定値の周波数特性が変化し、測定値にばらつきが生じることを説明するためのシミュレーション計算を行った。【００５５】
具体的には、図９に示すような、被測定物を支持膜等を介して空隙配置構造体へ保持するタイプの仮想モデルに対して電磁界シミュレーションを実行した。図９においては、２枚のポート４１，４２の間に、回折現象を伴う構造体１と支持膜３とが距離Ｇの間隔を空けて設置され、ポート４１と支持膜３との距離は２８０μｍである。また、ポート４２と回折現象を伴う構造体１との距離は３１５μｍである。ここで、回折現象を伴う構造体１は孔サイズ１８０μｍ、格子間隔２５４μｍ、厚み６０μｍの金属メッシュであり、支持膜３は厚み２５μｍの誘電体膜（εｒ＝１．５、ｔａｎδ＝０）である。また、ポート４１，４２は１．３ｍｍ四方の主面を有する形状である。【００５６】
上記回折現象を伴う構造体１と支持膜３との距離Ｇを０μｍ、５０μｍ、１００μｍ、２００μｍ、４００μｍとした場合の電磁界シュミレーションを行い透過率スペクトルを計算した。なお、ＸＹ方向には周期境界条件が満たされ、金属メッシュ１の主面はポート４１，４２の主面の大きさにほぼ等しいものとして計算を行った。【００５７】
得られた透過率スペクトルを図１０（ａ）に示す。なお、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）における周波数０．８〜１．３ＴＨｚの部分の透過率スペクトルを横方向に拡大したスペクトルである。図１０から、回折現象を伴う構造体１と支持膜３との距離Ｇが０μｍ〜４００μｍと変化することで、透過率スペクトルの形状が変わってしまうことが分かる。特に、Ｇが０μｍのとき（支持膜が金属メッシュに密着した状態）のスペクトルとＧが５０μｍのときのスペクトルとの間で最も変化が顕著であることから、回折現象を伴う構造体１と支持膜３との密着度合いや撓みなどによって、測定値の周波数特性が変化し、測定値にばらつきが生じてしまうことが分かる。【００５８】
なお、本参考例の透過スペクトルは、金属メッシュ１の法線方向と電磁波の入射方向とのなす角度（入射角）が１０°となるような、斜め方向から入射する電磁波を用いて測定した。【００５９】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００６０】
１  回折現象を伴う構造体、１０ａ  主面、１０ｂ  側面、１１  空隙部、１１ａ  空隙部側面、１２  抗体（ホスト分子）、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ  ホスト分子結合領域、２  測定装置、２１  照射部、２２  検出部、２３  照射制御部、２４  解析処理部、２５  表示部、３  支持膜、４１，４２  ポート。
【図１】
2010110415.tif 000003
【図２】
2010110415.tif 000004
【図３】
2010110415.tif 000005
【図４】
2010110415.tif 000006
【図５】
2010110415.tif 000007
【図６】
2010110415.tif 000008
【図７】
2010110415.tif 000009
【図８】
2010110415.tif 000010
【図９】
2010110415.tif 000011
【図１０】
2010110415.tif 000012
【国際調査報告】
2010110415.tif 000013
2010110415.tif 000014
2010110415.tif 000015
2010110415.tif 000016
2010110415.tif 000017
2010110415.tif 000018
2010110415.tif 000019