(57)【要約】  この発明は、一つの又はより多くの温度を指示する試剤を含むバイオセンサーの固体の又はヒドロゲルの基体を提供するが、前記の一つの又はより多くの温度を指示する試剤の各々は、それの光学的な性質を変化させることによって動作するものであると共に一つの又はより多くの層及び／又はスポットとしてバイオセンサーの固体の又はヒドロゲルの基体の表面の中に及び／又は所に配置されたものである。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一つの又はより多くの温度を指示する試剤を含む固体の又はヒドロゲルの材料で作られた非多孔性の又は多孔性のバイオセンサー基体であって、
前記一つの又はより多くの温度を指示する試剤の各々は、それの光学的な性質を変化させることによって動作すると共に一つの又はより多くの層及び／又はスポットとして前記バイオセンサーの固体の又はヒドロゲルの基体の表面の中に及び／又は所に配置されたものである、非多孔性の又は多孔性のバイオセンサー基体。
【請求項２】
請求項１に記載の非多孔性の又は多孔性のバイオセンサー基体であって、
各々特異的に一つのターゲットの生物学的な化合物を結び付けることができる一つの又はより多くのプローブをさらに具備する、非多孔性の又は多孔性のバイオセンサー基体。
【請求項３】
請求項２に記載の非多孔性の又は多孔性のバイオセンサー基体において、
前記一つの又はより多くのプローブは、前記バイオセンサーの固体の又はヒドロゲルの基体の表面の中に及び／又は所に存在するプローブの場所のアレイを形成する、非多孔性の又は多孔性のバイオセンサー基体。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の非多孔性の又は多孔性のバイオセンサー基体において、
前記一つの又はより多くの温度を指示する試剤の光学的な性質における変化は、２０℃及び９５℃の間に含まれた温度で起こる、非多孔性の又は多孔性のバイオセンサー基体。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の非多孔性の又は多孔性のバイオセンサー基体において、
前記一つの又はより多くの温度を指示する試剤の光学的な性質における変化は、３℃を超えるものではない温度区間内で検出可能なものである、非多孔性の又は多孔性のバイオセンサー基体。
【請求項６】
請求項１に記載の非多孔性の又は多孔性のバイオセンサー基体において、
前記一つの又はより多くの温度を指示する試剤は、一つの又はより多くのスポットとして前記バイオセンサーの固体の基体の表面の中に及び／又は所に堆積させられると共に、前記バイオセンサーの固体の基体が、各々特異的に一つのターゲットの生物学的な化合物を結び付けることができる一つの又はより多くのプローブをさらに具備するものであり、前記一つの又はより多くのプローブは、前記バイオセンサーの固体の基体の表面の中に及び／又は所に存在するプローブの場所のアレイを形成すると共に、前記スポットは、前記一つの又はより多くのプローブの場所と明確に相違するところに位置させられる、非多孔性の又は多孔性のバイオセンサー基体。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の非多孔性の又は多孔性のバイオセンサー基体において、
前記一つの又はより多くの温度を指示する試剤の少なくとも一つは、液晶質の材料を含む、非多孔性の又は多孔性のバイオセンサー基体。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載の非多孔性の又は多孔性のバイオセンサー基体において、
前記一つの又はより多くの温度を指示する試剤の少なくとも一つは、シロキサン重合体骨格及び／又は一つの又はより多くの液晶質のシロキサン環を備えた一つの又はより多くの側鎖の液晶を含む、非多孔性の又は多孔性のバイオセンサー基体。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかに記載の非多孔性の又は多孔性のバイオセンサー基体において、
前記一つの又はより多くの温度を指示する試剤の少なくとも一つは、加熱する際に光学的な性質における変化をうけることができるものである温度応答性の重合体、共重合体又はヒドロゲルを含む、非多孔性の又は多孔性のバイオセンサー基体。
【請求項１０】
請求項９に記載の非多孔性の又は多孔性のバイオセンサー基体において、
前記変化は、相転移から結果として生じる、非多孔性の又は多孔性のバイオセンサー基体。
【請求項１１】
請求項９又は１０に記載の非多孔性の又は多孔性のバイオセンサー基体において、
前記変化は、透明な状態から散乱する状態までの変化である、非多孔性の又は多孔性のバイオセンサー基体。
【請求項１２】
請求項９又は１０に記載の非多孔性の又は多孔性のバイオセンサー基体において、
前記温度に応答性の重合体、共重合体又はヒドロゲルは、一つの又はより多くのＮで置換されたアクリルアミドを主材料としたものである、非多孔性の又は多孔性のバイオセンサー基体。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれかに記載の非多孔性の又は多孔性のバイオセンサー基体において、
前記基体は、第一の基体の材料及び前記第一の材料へと層を形成する第二の基体の材料を含む、非多孔性の又は多孔性のバイオセンサー基体。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれかに記載の非多孔性の又は多孔性のバイオセンサー基体において、
前記一つの又はより多くの温度を指示する試剤の少なくとも一つは、着色する試剤を含有する又は着色する試剤へと堆積させられたものである、非多孔性の又は多孔性のバイオセンサー基体。
【請求項１５】
バイオセンサーデバイスであって、
−  固体の又はヒドロゲルの材料で作られた多孔性の又は非多孔性のバイオセンサー基体を含むチャンバー、前記バイオセンサー基体がそれらの光学的な性質を変化させることによって動作する一つの又はより多くの温度を指示する試剤を含むこと、
−  前記試料の流体が前記バイオセンサー基体と接触するというような方式で、前記チャンバーへと一つの又はより多くのターゲットの生物学的な化合物を含有することが疑われた試料の流体を導入するためのインレット手段、
−  前記バイオセンサー基体における前記一つの又はより多くのターゲットの生物学的な化合物の存在及び／又は濃度を決定するために、前記試料の流体が前記バイオセンサー基体に接触してしまった後に前記バイオセンサー基体を分析するための手段、及び
−  前記一つの又はより多くの温度を指示する試剤から温度に関係付けられた情報を検索するために、前記バイオセンサー基体を分析するための手段
：を含む、バイオセンサー。
【請求項１６】
請求項１５に記載のバイオセンサーデバイスであって、
各々特異的に前記一つの又はより多くのターゲットの生物学的な化合物の一つを結び付けることができる一つの又はより多くのプローブをさらに具備する、バイオセンサー。
【請求項１７】
請求項１５又は１６に記載のバイオセンサーデバイスにおいて、
前記試料の流体は、前記バイオセンサー基体を通じて流動することによって前記バイオセンサー基体を接触する、バイオセンサーデバイス。
【請求項１８】
請求項１５乃至１７のいずれかに記載のバイオセンサーデバイスにおいて、
前記一つの又はより多くのターゲットの生物学的な化合物の存在の決定のための手段及び前記一つの又はより多くの温度を指示する試剤から温度に関係付けられた情報を検索するための手段は、同じ手段である、バイオセンサーデバイス。
【請求項１９】
請求項１５乃至１８のいずれかに記載のバイオセンサーデバイスであって、
前記試料の流体及び／又は前記バイオセンサー基体の温度を上昇させるための加熱する手段及び／又は前記試料の流体及び／又は前記バイオセンサー基体の温度を減少させるための冷却する手段をさらに具備する、バイオセンサーデバイス。
【請求項２０】
請求項１９に記載のバイオセンサーデバイスにおいて、
前記バイオセンサー基体は、二つの又はより多くのエリアを含むと共に、前記加熱する手段及び／又は前記冷却する手段は、前記バイオセンサー基体の前記二つの又はより多くのエリアの各々の温度を独立して制御するために適合させられた二つの又はより多くの加熱する手段及び／又は二つの又はより多くの冷却する手段である、バイオセンサーデバイス。
【請求項２１】
請求項１５乃至２０のいずれかに記載のバイオセンサーデバイスにおいて、
前記チャンバーは、ヒドロゲルをさらに具備すると共に、前記ヒドロゲルが温度応答性のものである又は一つの又はより多くの温度を指示する試剤を含む、バイオセンサーデバイス。
【請求項２２】
請求項１５乃至２１のいずれかに記載のバイオセンサーデバイスであって、
−  増幅させられるための生物学的な分子の種を受容するための受容体、前記受容体がヒドロゲルを含むこと、前記ヒドロゲルが温度応答性のものであること又は一つの又はより多くの温度を指示する試剤を含むこと、及び／又は
−  ヒドロゲルを含む又はしない予備処理チャンバー、前記ヒドロゲルが温度応答性のものであること又は一つの又はより多くの温度を指示する試剤を含むこと
：をさらに具備する、バイオセンサーデバイス。
【請求項２３】
請求項１に記載の固体の又はヒドロゲルの材料で作られた多孔性の又は非多孔性のバイオセンサー基体を生産する方法であって、
固体の又はヒドロゲルの基体の材料を提供すること、及び、前記固体の又はヒドロゲルの基体の材料の表面の中へ及び／又は所に、光学的な性質を変化させることによって動作する一つの又はより多くの温度を指示する試剤を組み込むことを含む、方法。
【請求項２４】
一つの又はより多くのターゲットの生物学的な化合物を含有することが疑われた試料の流体の分析の方法であって、
ａ）固体の又はヒドロゲルの材料で作られた及び一つの又はより多くの温度を指示する試剤を含む多孔性の又は非多孔性のバイオセンサー基体を分析すること、前記一つの又はより多くの温度を指示する試剤から温度に関係付けられた情報を獲得するために、前記一つの又はより多くの温度を指示する試剤がそれらの光学的な性質を変化させることによって動作すること、
ｂ）前記バイオセンサー基体と前記試料の流体を接触させること、及び
ｃ）前記一つの又はより多くのターゲットの生物学的な化合物の存在及び／又は濃度を決定するために、前記試料の流体を接触させることの後に前記バイオセンサー基体を分析すること
：のステップを含む、方法。
【請求項２５】
請求項２４に記載の方法において、
前記バイオセンサー基体は、ステップ（ａ）に先立ち予備加熱される、方法。
【請求項２６】
請求項２５に記載の方法において、
前記バイオセンサー基体の温度は、２０℃及び９５℃の間に含まれた温度まで上昇させられる、方法。
【請求項２７】
請求項２４に記載の方法において、
前記基体の温度は、ＰＣＲ反応を行うための予め定義されたレジームに従って変化させられる、方法。
【請求項２８】
ＰＣＲを行うためのデバイスであって、
前記デバイスは、
−  増幅させられるための生物学的な分子の種を受容するための受容体、前記受容体がヒドロゲルを含むこと、前記ヒドロゲルが温度応答性のものであること又は一つの又はより多くの温度を指示する試剤を含むこと、
−  加熱する及び／又は冷却する手段、及び
−  前記一つの又はより多くの温度を指示する試剤から温度に関係付けられた情報を検索するために、前記ヒドロゲルを分析するための手段
：を含む、デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生物学的な化合物のような一つの又はより多くのターゲット分析物の分子を含有することが疑われた試料の流体の分析用のバイオセンサーの固体の又はヒドロゲルの基体のようなセンサーの基体に関係する。特に、本発明は、バイオセンサーの固体の基体のレベルで温度及びそれの分布の高価でない、速い及び精密な測定を許可する。本発明は、また、統合された温度を監視する手段及び／又は温度制御手段を備えたバイオセンサーの固体の基体を含むバイオセンサーデバイスに関係する。このようなバイオセンサーの基体、及び、それらを組み込むデバイスは、数ある中で、人間の及び獣医学の医薬の分野における分析の及び診断のツールとして有用なものである。特に、本発明は、ターゲットの生物学的な化合物のような一つの又はより多くの分析物の分子を含有することが疑われた試料の流体の分析の方法に関係するが、その方法を、分子の診断の試験に、例．感染性の疾患の病原体及び抵抗性遺伝子の存在を測定することに、使用することができる。
【背景技術】
【０００２】
一つの又はより多くの他の分子を含有する試料の流体における、ＤＮＡ、ＲＮＡ又はタンパク質のような、しかしそれらに限定されるものではない、特異的なターゲットの生物学的な化合物の存在及び濃度を、プローブとのこれらのターゲットの生物学的な化合物の複雑な結び付けを使用することによって決定することができる。伝統的なウェスタン／サウザン／ノーザンブロット（Western/Southern/Northern  Blot）の場合には、ターゲットの生物学的な化合物は、ブロットの表面において不動にされると共にその後可溶性のプローブによって検出される。ＥＬＩＳＡ（酵素結合免疫吸着検定（enzyme-linked  immunosorbent  assay））又はマイクロアレイに基づいた試験については、プローブは、代わりに不動にされる。マイクロアレイの技術においては、特異的なプローブセットは、それらの各々が、一つの特定のターゲットの生物学的な化合物と特異的に相互作用する（即ち、ハイブリッド形成する）為に選ばれたものであるが、バイオセンサーの固体の基板の特異的な場所で不動にされる。他方では、ターゲットの生物学的な化合物は、検出可能なラベル分子（例．蛍光体又は磁気的なビード、しかし、それらに限定されるものではない）によってラベリングされる。試料の流体と前記の固体の基板を接触させることによって、ターゲットの生物学的な化合物は、それらの特異的なプローブに対応する場所に固定される。そして、試料の流体におけるターゲットの生物学的な化合物の検出は、ターゲットの生物学的な化合物へ結び付けられた検出可能な分子によって生じさせられた信号の局在化を介して動作させられる。
【０００３】
ハイブリッド形成が温度依存性の現象であると、温度制御は、この技術において、例．核酸の分析について、顕著な利点を提供する。国際公開第０３／００４１６２号パンフレットは、様々な温度（例．２０から４６まで±２℃）でのハイブリッド形成検定を行うためのバイオセンサーデバイスを開示する。デバイスは、この試験の流体並びに従来の恒温の流体浴及びポンプシステムから届けられた熱的な流体（例．水又はエチレングリコール）の間における熱伝達によって試験の流体（例．試料の流体）の温度を制御するためのシステムを含む。この熱的な流体は、試験の流体の付近における別個の循環路において循環するものである。制御のこの方法は、温度制御が最も決定的なものであるデバイスの部分が、バイオセンサーの固体の基板である一方で、恒温の流体浴のレベルにおける温度測定に頼る。従って、この先行技術は、バイオセンサーの固体の基板の表面にわたる、温度、及びそれの分布、の精密な制御を許可することを欠く。あるものは、コスト効率の良い様式で、特に、数十の摂氏温度内で実質的に均質な温度を達成することができるレベルまでの、温度制御を改善するための技術における必要性である。あるものは、バイオセンサーの固体の基板のレベルで直接的に、温度、及びそれの分布、を測定するための精密な及び信頼性のある方法及びデバイスについての当技術における必要性である。あるものは、また、このような改善されたバイオセンサーデバイスを作る方法についての当技術における必要性であるが、それにおいて前記の方法は、を行うことが簡単なものであると共に前記のデバイスのコストを必ずしも顕著に増加させるものではない。
【特許文献１】国際公開第０３／００４１６２号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、バイオセンサーの固体の又はヒドロゲルの基体のような良好なセンサーの基体、及びそれを生産する方法、を提供することであるが、それを、バイオセンサーデバイスのようなセンサーへと簡単に組み込むことができると共にそれは、加工する間において基体の温度を監視する及び／又は制御することを許可する。本発明の利点は、調製ステップ、増幅ステップ又は検出ステップが、バイオセンサーの基体において行われる温度を監視する及び／又は制御することができるというものである。本発明は、また、ターゲットの生物学的な化合物のような一つの又はより多くの分析物の分子を含有することが疑われた試料の流体の分析の方法のみならず、このセンサーの基体、例．バイオセンサーの固体の又はヒドロゲルの基体、を組み込むデバイスに関係する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
大まかに言って、当該発明は、バイオセンサーの固体の又はヒドロゲルの基体のようなセンサーの基体の温度を、一つの又はより多くの層及び／又はスポットとしてバイオセンサーの固体の又はヒドロゲルの基体のようなセンサーの基体の表面の中へ及び／又は所に一つの又はより多くの温度を指示する試剤を堆積させることによって精密な、速い及び高価でない方式で監視する及び／又は制御することができることを見出すことに基づいたものである。堆積させられた試剤は、温度に依存性の、それらの光学的な性質を変化させることによって動作することがある。
【０００６】
バイオセンサーの固体の又はヒドロゲルの基体のようなセンサーの基体のこの構築は、基体それ自体の温度の監視を許可することの利点を有する。このようなバイオセンサーの固体の又はヒドロゲルの基体を組み込むバイオセンサーデバイスは、一つの又はより多くのターゲットの生物学的な化合物を含有することが疑われた試料の流体の簡単な、正確な及び高価でない分析を行うことに有用なものである。
【０００７】
固体の又はヒドロゲルの基体は、多孔性のものであることができる、即ち、固体の材料（例．ナイロン繊維）で作られると共に多孔性のものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明、それの実施形態及び利点を、後に続く図面を参照して記載することにする。
【０００９】
図１は、本発明の実施形態に従って温度を指示する試剤として使用可能な重合体の液晶の特定の例の化学的な構造である。
【００１０】
図２は、本発明の実施形態に従って温度を指示する試剤として使用可能なシロキサン環液晶の特定の例の化学的な構造である。
【００１１】
図３は、本発明の実施形態に従ってバイオセンサーデバイスの断面の概略的な図である。
【００１２】
図４は、本発明の実施形態に従ってバイオセンサーの固体の又はヒドロゲルの基体の断面の概略的な図である。
【００１３】
図５は、本発明の実施形態に使用可能なＬＣで充填された重合体カプセルを示す二つの写真を表す。
【００１４】
図６は、共重合体ＮＩＰＡ−ＰＥＧＡの観察された、より低い臨界溶解温度（lower  critical  solution  temperature）（ＬＣＳＴ）対比ＰＥＧＡ／ＮＩＰＡのグラフである。
【００１５】
本発明を、特定の実施形態に関して、及び、ある一定の図面を参照して、記載することにするが、しかし、当該発明は、それらに限定されるものではなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。特許請求の範囲におけるいずれの参照符号も、その範囲を限定するものと解釈されるのではないものとする。記載された図面は、単に概略的なものであると共に限定しないものである。図面において、要素のいくつかのサイズは、誇張されると共に図示の目的のために一定の縮尺で描かれないことがある。用語“具備する”が、本記載及び特許請求の範囲において使用されるとき、それは、他の要素又はステップを排除するものではない。単数の名詞を参照するとき不定冠詞又は定冠詞、例．“ある”又は“その”が使用される場合、これは、他に何か具体的に述べられない限り、複数のその名詞を含む。
【００１６】
さらには、記載における及び特許請求の範囲における、用語、第一の、第二の、第三の、及び同様のものは、類似の要素の間で区別するために、及び、必ずしも順次の若しくは経時的な順序を記載するためにではなく、使用される。理解されることは、そのように使用された用語が、適当な状況の下で互換性のものであるということ、及び、ここに記載された発明の実施形態が、ここに記載された又は図示されたもの以外のシーケンスにおいて動作の可能なものであるということである。
【００１７】
ここにおいて使用されたように、及び別な具合に述べられない限り、用語＜＜バイオセンサー＞＞は、基体に適用されたとき、それの目的が、いずれの適切な方法によっても一つの又はより多くのターゲットの生物学的な化合物の存在、不在、又は濃度の検出を可能とすることである基体を指し示す。例示的なしかし限定しない方法は、
−  前記基体の中へ又は上へ、特異的な場所において、（ウェスターン／サウザン／ノーザンブロットにおいて使用されたバイオセンサー基体についての場合であるであろうもののような）一つの若しくはより多くのターゲットの生物学的な化合物それら自体又は一つの若しくはより多くのプローブのいずれかを保持又は不動化すること、各々が（ＥＬＩＳＡにおける又はマイクロアレイ検定における場合であろうもののような）一つの又はより多くのターゲットの生物学的な化合物の一つと特異的に結び付くことが可能なものであること、及び、
−  カップルのプローブ／ターゲットの生物学的な化合物の不動にされた構成員の少なくとも一つを、溶液になおも存在するこのカップルの相補的な構成員と特異的に結び付けること、
−  チップにおけるＰＣＲ、ｒｔＰＣＲ（実時間（real  time））、ＲＴ−ＰＣＲ（逆転写（reverse  transcription））又はＱＰＣＲ（定量的なもの（quantitative））のような増幅、
−  例．レーザーで誘発させられた蛍光（laser  induced  fluorescence）（ＬＩＦ）と組み合わせられたマイクロ流体のシステムにおける電気泳動
：である。
【００１８】
ここにおいて使用されたように、及び別な具合に述べられない限り、用語＜＜マイクロアレイ検定＞＞は、検定を指し示すが、それにおいては、ターゲットの生物学的な化合物を含有することが疑われた、試料の流体は、好ましくは（それにおいて懸濁された副次的な量の固体の又はコロイドの粒子を自由選択で含有する）生物学的な流体の試料は、それの表面にわたる多種の離散的な及び単離された領域を含有するバイオセンサーの固体の基体に接触する（即ち、その上を流動する又はそれを通じて流動する）ものであるが、前記領域の各々が、それに適用された一つの又はより多くのプローブを有するものであると共に前記のプローブの各々が、ターゲットの生物学的な化合物と特異的に結び付くためのそれの能力について選ばれるものである。
【００１９】
ここにおいて使用されたように、及び別な具合に述べられない限り、用語＜＜ターゲットの生物学的な化合物＞＞は、分析のゴール又はポイントとして固定された生物学的な分子の化合物を指し示す。それは、核酸及び関係付けられた化合物（例．ＤＮＡ、ＲＮＡ、オリゴヌクレオチド又はそれらの類似体、ポリメラーゼ連鎖反応（polymerase  chain  reaction）（ＰＣＲ）生産物、ゲノムのＤＮＡ、細菌性の人工的な染色体、プラスミド及び同様のもの）、タンパク質及び関係付けられた化合物（例．ポリペプチド、ペプチド、単クローン性の又は多クローン性の抗体、可溶性の又は結び付けられたレセプター、転写因子、及び同様のもの）、抗原、リガンド、ハプテン、炭水化物及び関係付けられた化合物（例．多糖類、オリゴ糖類、及び同様のもの）、膜のフラグメントのような細胞のフラグメント、細胞の小器官、無処置の細胞、細菌、ウィルス、原生動物、及び同様のもののような、しかしそれらに限定されるものではない、生物学的な分子の化合物を含む。
【００２０】
ここにおいて使用されたように、及び別な具合に述べられない限り、用語＜＜プローブ＞＞は、前記のターゲットの生物学的な化合物の存在におかれた又はそれと反応させられた、及び、前記のターゲットの生物学的な化合物の存在を検出する為に使用されたとき＜＜ターゲットの生物学的な化合物＞＞と特異的に結び付くことが可能なものである生物学的な試剤を指し示す。プローブは、核酸及び関係付けられた化合物（例．ＤＮＡ、ＲＮＡ、オリゴヌクレオチド又はそれらの類似体、ＰＣＲ生産物、ゲノムのＤＮＡ、細菌性の人工の染色体、プラスミド及び同様のもの）、タンパク質及び関係付けられた化合物（例．ポリペプチド、単クローン性の抗体、レセプター、転写因子、及び同様のもの）、抗原、リガンド、ハプテン、炭水化物及び関係付けられた化合物（例．多糖類、オリゴ糖類及び同様のもの）、細胞の小器官、無処置の細胞、及び同様のもののような、しかし、それらに限定されるものではない、生物学的な分子の化合物を含む。プローブは、また、ターゲットの化合物が結び付くある一定のバイオポリマーのような特異的な材料を含むことがある。
【００２１】
ここにおいて使用されたように、及び別な具合に述べられない限り、用語＜＜ラベル＞＞は、それの空間的な位置及び／又は発光性の分子（例．蛍光性の試剤、燐光性の試剤、化学発光性の試剤、電気発光性の試剤、生物発光性の試剤及び同様のもの）、着色された分子、反応の際に色を生じさせる分子、酵素、磁気的なビード、放射性同位体、特異的に結び付きの可能なリガンド、音波の共鳴によって検出可能なマイクロバブル及び同様のもののような、しかし、それらに限定されるものではない、検出可能な物理的な性質の強度の決定を可能とするために、適切な手段によって検出可能な（放射能、光学的な性質、磁気的な性質のような、しかし、それらに限定されるものではない）少なくとも一つの物理的な性質を有する生物学的な又は化学的な試剤を指し示す。
【００２２】
ここにおいて使用されたように、及び別な具合に述べられない限り、用語＜＜タグ＞＞は、プローブの存在においてラベルを持ってくる、又はプローブとラベルを連結させる若しくは相互作用させる（例．反応させる）という作用を指し示す。
【００２３】
ここにおいて使用されたように、及び別な具合に述べられない限り、用語“ヒドロゲル”は、水及び他の水性の媒体又は極性の溶媒（例．エタノール、メタノール、又はイソプロパノールのようなアルカノール類）において膨潤することが可能な、及び、膨潤させられた状態において大きい体積の水及び／又は溶媒（５０％又はより多くの水、好ましくは７０％又はより多くの水、最も好ましくは９０％又はより多くの水）を保持することのできる、親水性の重合体ネットワークを指し示す。膨潤させられた状態において、ヒドロゲルは、鎖が、化学的に又は物理的に各々他方に対して連結される一方で、水及び／又は極性の溶媒の分子によって溶媒和させられる重合体の鎖の三次元のネットワークからなるが、このように重合体のネットワークが水性の又は極性の有機の環境において溶解することを予防するものである。
【００２４】
ここにおいて使用されたように及び別な具合に述べられない限り、用語“架橋密度”δＸは、後に続くもの：
【００２５】
【数１】
2009538126.tif 000003
のように定義されるが、それにおいては、Ｘは、多官能性のモノマーのモル分率であると共にＬは、線形の鎖を形成する（＝多官能性のものではない）モノマーのモル分率である。線形の重合体においては、δＸ＝０であり、十分に架橋されたシステムにおいては、δＸ＝１である。
【００２６】
この発明は、物理的な性質、例．光学的な性質、電気的な性質、磁気的な性質、機械的な力若しくは圧力における変化又は形状における変化を通じて温度を指示する少なくとも一つの試剤を、一つの又はより多くの層及び／又はスポットとして、バイオセンサーの固体の又はヒドロゲルの基体のようなセンサーの基体の表面の中へ及び／又は所に、堆積させることに基づいたものである。本発明の意味内で温度変化を指示することができる光学的な性質の変化の例は、色、吸収、透過、スペクトル、偏光、屈折率、散乱、測定された光の強度、励起、蛍光及び同様のものにおける変化を含むが、しかし、それらに限定されるものではない。
【００２７】
自由選択の特徴としては、スポットは、１μｍから１ｍｍまで、好ましくは５−５００μｍ、最も好ましくは１０−３００μｍの範囲にわたるそれらのより小さい寸法を有することがある。
【００２８】
別の自由選択の特徴としては、スポットは、数ある中で、円形のもの、球形のもの、棒様のもの、又は柱様のものであることがある。
【００２９】
好ましくは、物理的な性質、例．光学的な性質、におけるこの変化は、温度を指示する試剤を有する、基体、例．固体の又はヒドロゲルの基体、の温度が、約２０℃及び約９５℃の間に含まれた温度範囲内にあるとき、検出可能なものである。また好ましくは、物理的な性質、例．光学的な性質、におけるこの変化は、好ましくは、約３０℃を超えるものではないものの内で、より好ましくは１℃を超えるものではないものの内で、起こる。この特徴は、それが、バイオセンサーの固体の又はヒドロゲルの基体のようなセンサーの基体の温度を正確に評価することを許可するために、好都合なものである。
【００３０】
自由選択の特徴としては、温度を指示する試剤は、温度の幅広い範囲にわたってそれの光学的な性質を徐々に変化させることがある。たとえば、基体へ又はそれの中に固定された熱応答性の蛍光性の染料を、使用することができる。このような温度を指示する試剤は、幅広い温度範囲にわたって温度を評価するために好都合なものであることがある。
【００３１】
自由選択の特徴としては、センサーの基体、例．この発明のバイオセンサーの固体の又はヒドロゲルの基体は、一つの分析物の分子、例．ターゲットの生物学的な化合物、を各々特異的に結び付けることのできる一つの又はより多くのプローブをさらに具備することがある。好ましくは、前記の一つの又はより多くのプローブは、センサーの基体、例．バイオセンサーの固体の又はヒドロゲルの基体、の表面の中に及び／又は所に存在するプローブの場所のアレイを形成する。この特徴は、それが、一つを超える分析物の分子、例．ターゲットの生物学的な化合物、の同時の検出を許容するために、好都合なものである。
【００３２】
本発明の実施形態において、（例．ＥＬＩＳＡ又はマイクロアレイ検定の場合における）不動にされたプローブにおけるターゲットの生物学的な化合物のハイブリッド形成の検出又は（例．ウェスターン／サウザン／ノーザンブロットの場合における）不動にされたターゲットの生物学的な化合物におけるプローブのハイブリッド形成の検出が行われる温度を、監視する及び／又は制御することができる。本発明の他の実施形態において、温度サイクル（即ち、予め定義されたレジーム（regime）に従った温度の変化）を、（例．ＰＣＲを介した）ターゲットの生物学的な化合物の増幅が行われる間に監視する及び／又は制御することができる。本発明のさらに他の実施形態において、分析物の調製（例．二本鎖のＤＮＡの分離）及び／又はプローブの調製（例．開裂を介したタンパク質のプローブの活性化）が行われる温度を、監視する及び／又は制御することができる。正確な温度制御を要求するかもしれない試料の調製における他のステップは、数ある中で、細胞の溶菌（cell  lysis）、流体を混合すること、フィルタリング（特に、親和性反応及び同様のもの）、特異的な分析物にラベル、試薬、酵素、抗体、プライマーなどを付けるためのバインディング（binding）、カップリング又はリガンド反応のような化学的な反応、及び分析物の試料の特異的な構成成分の濃度の増加又は減少を含む。
【００３３】
温度を指示する試剤が、一つの又はより多くのスポットとして堆積させられるとき、及び、一つの又はより多くのプローブが、存在するものであるとき、好ましくは、スポットは、前記の一つの又はより多くのプローブの場所とは明確に相違する場所で位置させられる。これは、それが、温度を指示する試剤によってプローブの汚染を回避するために、好都合なものである。インクジェット印刷の方法によって一つの又はより多くのスポットを適用することは、それが、基体の表面にターゲットの生物学的な化合物と共に温度を指示する試剤及びプローブの両方を堆積させるための単一の方法の使用を許可するために、また好都合なことである。しかしながら、本発明は、インクジェット印刷に限定されるものではない。基体の材料（例．多孔性の基体の材料又はヒドロゲル）へ温度を指示する試剤を連結する／固定することは、それと温度を関心のある場所に非常に近接して測定することができると共に温度を指示する試剤の移行が回避される際に、また好都合なことである。
【００３４】
前記の温度指示体を堆積させるための別の好適な方法は、（好ましくは、マスクを通じたＵＶ照射を使用する）フォトパターニング・ステップを含む。たとえば、第一のステップにおいて、ＵＶグラフト可能な部位を含む温度を指示する試剤のフィルムを、バイオセンサーの基体に適用することができる。第二のステップにおいて、温度を指示する試剤のフォトグラフティング（photografting）は、マスクを通じてＵＶ光を照射することによって、行われることがある。第三のステップにおいて、未反応の温度を指示する試剤を、取り除くことができる。その上、前記の基体の中へ及び／又は上へ直接的に、又は、マトリックス若しくは温度を指示する試剤を含むカプセルのグラフティング（grafting）を介して間接的に、のいずれかで温度を指示する試剤の光重合及び／又はグラフティング（好ましくはフォトグラフティング）を使用することは、好適なことである。
【００３５】
別の自由選択の特徴として、温度を指示する試剤の少なくとも一つは、液晶質の材料を含む。この特徴は、液晶が、液晶の転移温度までの液体の幅広い範囲内で、特に２０℃及び９５℃の間で、利用可能な及び得ることが可能なものであるために、好都合なものである。
【００３６】
別の自由選択の特徴として、一つの又はより多くの温度を指示する試剤の少なくとも一つは、シロキサンの重合体骨格及び／又は一つの若しくはより多くの液晶質のシロキサン環を備えた一つの又はより多くの側鎖の液晶を含む。この自由選択の特徴は、これらの基体が、固体の又はヒドロゲルの基体へと拡散する低い傾向を有する、低い水の摂取の傾向を有する、及び相対的にシャープな液体から液晶への転移を有するために、好都合なものである。
【００３７】
別の自由選択の特徴として、センサーの基体、例．バイオセンサーの固体の又はヒドロゲルの基体は、本発明に従って、経済的な代替物として、一つの単一の基体の材料を含むことがある、又は、第一の基体の材料及び第二の基体の材料を含む複合の基体であることがあるが、それにおいては、前記の第二の材料は、第一の材料へと層を形成する。後者の特徴は、二つの異なる基体の材料の異なる性質、例．第一の材料の機械的な性質及び第二の材料の化学的な性質、の組み合わせからの利益に対して利点を有する。
【００３８】
別の自由選択の特徴として、センサーの基体は、２０から９５度までの範囲における、好ましくは３０及び８５度の間における、それのＬＣＳＴ（より低い臨界溶解温度（lower  critical  solution  temperature））を有するヒドロゲルの基体である。
【００３９】
別の自由選択の特徴として、一つの又はより多くの温度を指示する試剤の少なくとも一つは、着色する試剤、好ましくは、例．蛍光性の染料又は蛍光性のビードのような蛍光性の試剤、を含むことがある。この特徴は、それが、温度転移をより可視のものにするために、好都合なものである。
【００４０】
別の自由選択の特徴として、バイオセンサーの基体は、二つの又はより多くの温度を指示する試剤を含むことがあるが、各々は、温度の異なる範囲において光学的な性質を変化させるものである。これは、それが、より幅広い温度範囲にわたる基体の温度を評価することを許可するために、好都合なものである。
【００４１】
別の自由選択の特徴として、一つの又はより多くの温度を指示する試剤は、温度応答性の重合体、共重合体又はヒドロゲル及び着色する試剤の両方を含むことがある。着色する試剤（例．蛍光性のビード）は、たとえば、温度応答性の重合体、共重合体若しくはヒドロゲル内に埋め込まれることがある、又は、温度応答性の重合体、共重合体若しくはヒドロゲルと共重合させられることがある、又は、温度応答性の重合体、共重合体若しくはヒドロゲルの堆積の前にバイオセンサーの基体に堆積させられることがある。これは、これが、温度応答性の重合体、共重合体又はヒドロゲルの温度で誘発された散乱によって引き起こされた検出された光学的な信号（例．蛍光性のビードの蛍光）における強度の変化の検出を許可するために、好都合なことである。
【００４２】
本発明の別の実施形態は、センサー、特に、
−  少なくとも一つの物理的な性質、例．光学的な性質、を変化させることによって各々動作する一つの又はより多くの温度を指示する試剤を含むバイオセンサーの固体の又はヒドロゲルの基体のような基体を含むチャンバー、
−  試料の流体がセンサーの基体、例．バイオセンサーの固体の又はヒドロゲルの基体、に接触するようにチャンバーへとターゲットの生物学的な化合物のような一つの又はより多くの分析物の分子を含有することが疑われた試料の流体を導入するためのインレット手段、
−  センサーの基体、例．バイオセンサーの固体の又はヒドロゲルの基体に、一つの又はより多くの分析物の分子、例．ターゲットの生物学的な化合物、の存在及び／又は濃縮を決定するために、試料の流体が、基体、例．バイオセンサーの固体の又はヒドロゲルの基体、に接触してしまった後で、センサーの基体、例．バイオセンサーの固体の又はヒドロゲルの基体、を分析するための手段、及び
−  一つの又はより多くの温度を指示する試剤から温度に関係付けられた情報を検索するために、バイオセンサーの固体の又はヒドロゲルの基体を分析するための手段
：を含むバイオセンサーデバイスに関係する。
【００４３】
自由選択の特徴として、この発明のバイオセンサーデバイスは、一つの又はより多くのターゲットの生物学的な化合物の一つを各々特異的に結び付けることのできる一つの又はより多くのプローブをさらに具備することがある。別の自由選択の特徴として、温度を指示する試剤が、温度応答性の重合体、共重合体又はヒドロゲルを含むとき、一つの又はより多くのプローブは、温度応答性の重合体、共重合体又はヒドロゲルの堆積の後に、バイオセンサーの基体に堆積させられることがある。バイオセンサーデバイスの別の自由選択の特徴として、試料の流体は、バイオセンサーの固体の、多孔性の又はヒドロゲルの基体に、それを通じて流動することによって、接触することがある。この特徴は、それが、フローオーバー技術に対して比較的に分析に必要な時間を低減するために、好都合なものである。
【００４４】
当該発明の一つの実施形態に従って、一つの又はより多くのターゲットの生物学的な化合物の存在の決定のための手段及び一つの又はより多くの温度を指示する試剤から温度に関係付けられた情報を検索するための手段は、同じ手段であることがある。この状況にいて、単一の手段は、光学的な手段であることがある。これは、それが、バイオセンサーデバイスの経済的な及び実用的な構築の両方を提供するために、好都合なものである。前記の単一の光学的な手段は、同一の照明／励起の光学的な手段及び／又は同一の光学的な検出手段及び／又は同一の照明及び光学的な手段の両方が、使用（又はそれの少なくとも部分）であるという場合を含むことがある。
【００４５】
自由選択の特徴として、照明及び／又は励起の手段は、提供されることがある。別の自由選択の特徴として、照明及び／又は励起の手段が、提供されるとき、それらは、一つの又はより多くのターゲットの生物学的な化合物の存在の決定のための手段及び一つの又はより多くの温度を指示する試剤から温度に関係付けられた情報を検索するための手段と同じ光学的なデバイスの部分を形成することがある。
【００４６】
別の自由選択の特徴として、バイオセンサーデバイスは、試料の流体及び／又はバイオセンサーの固体の又はヒドロゲルの基体の温度を上昇させるための加熱する手段（例．加熱する手段又は二つの若しくはより多くの加熱する手段）をさらに具備することがある。この特徴は、外部の加熱する手段が、もはや要求されるものではないために、好都合なものである。
【００４７】
別の自由選択の特徴として、バイオセンサーデバイスは、試料の流体及び／又はバイオセンサーの固体の又はヒドロゲルの基体の温度を低下させるための冷却する手段（例．冷却する手段又は二つの若しくはより多くの冷却する手段）をさらに具備することがある。この特徴は、外部の冷却する手段が、もはや要求されるものではないために、好都合なものである。
【００４８】
加熱する及び／又は冷却する手段の両方、例．抵抗性の加熱器又はペルチェ（Peltier）素子は、提供されることがある。
【００４９】
このような加熱する／冷却する手段（例．ペルチェ素子）を、ＰＣＲ反応においてＤＮＡを変性させる及び復元させるために使用することができる。ＰＣＲ反応の性能については、デバイスが、約４５及び１００℃の間における正確な温度の得ることを可能とすることは、好ましいことである。５０度までの温度における変化を、約１５秒以下において得ることができることは、また好ましいことである。
【００５０】
バイオセンサーデバイスが、加熱する手段をさらに具備するとき、バイオセンサーデバイスは、別の自由選択の特徴として、すなわち、予め定義された温度に到達する及びそれを維持する為には、分析する手段から温度に関係付けられた情報を受容するための及び加熱する手段のパワーの出力を調節するための手段をさらに具備することがある。
【００５１】
バイオセンサーデバイスが、冷却する手段をさらに具備するとき、バイオセンサーデバイスは、別の自由選択の特徴として、すなわち、予め定義された温度に到達する及びそれを維持する為には、分析する手段から温度に関係付けられた情報を受容するための及び冷却する手段の動作を調節するための手段をさらに具備することがある。
【００５２】
バイオセンサーデバイスが、冷却する及び／又は加熱する手段を含むとき、バイオセンサーの基体は、別の自由選択の特徴として、二つの又はより多くのエリアをさらに具備することがあると共に、加熱する及び／又は冷却する手段は、バイオセンサーの基体の前記の二つの又はより多くのエリアの各々の温度を独立に制御するために適合させられることがある。別の自由選択の特徴として、加熱する及び／又は冷却する手段は、基体の二つの又はより多くのエリアの温度を独立に制御するために適合させられた二つの又はより多くの加熱する手段及び／又は二つの又はより多くの冷却する手段を含むことがある。これは、いくらかのエリアは、同じ温度を達成するために、多かれ少なかれ加熱すること／冷却することを要求することがあるために、好都合なものである。従って、これは、バイオセンサーの基体の全てのエリアにおいて、例．実質的にバイオセンサーの基体の全部の表面にわたって、多数のエリアが、それの表面にわたって定義されるとすれば、均質な温度を得ることを許可する。
【００５３】
バイオセンサーの基体が、二つの又はより多くのエリアを含むときの場合における別の自由選択の特徴として、バイオセンサーデバイスは、バイオセンサーの基体の前記の二つの又はより多くのエリアの各々について予め定義された温度に到達すると共にそれを維持する為に、分析する手段からバイオセンサーの基体の前記の二つの又はより多くのエリアの各々についての温度に関係付けられた情報を受容する及び加熱する手段及び／又は冷却する手段のパワーの出力を調節するための手段をさらに具備することがある。これは、たとえば、バイオセンサーの基体の表面にわたって温度を均質化することを許可する。
【００５４】
別の自由選択の特徴として、バイオセンサーデバイスは、試料の流体における移動を作り出すための（例．基体の表面から空気の泡を取り除くための）手段を含むことがある。特に、加熱する及び／又は冷却する手段が、存在するものであるとき、基体のレベルにおける空気の泡は、空気の泡の付近における基体の及び／又は流体の温度が、この空気の泡から離れた温度と異なるものであることを、引き起こすことがある。これは、基体の表面にわたって温度分布の不均一性を引き起こすことがあり得る。従って、試料の流体における移動を作り出す及び例．基体の表面から空気の泡を取り除くための手段をバイオセンサーデバイスに提供することは、好都合なことである。このような手段は、たとえば、ポンピングする手段又は混合する手段である。
【００５５】
バイオセンサーデバイスが、空気の泡を取り除くための手段を含むとき、デバイスは、自由選択の特徴として、デバイスのユーザーに泡で誘発させられた温度の不均一性の存在を指示するための、バイオセンサーの温度を分析するための手段に結合させられた、シグナリング手段をさらに具備することがある。別の自由選択の特徴として、分析する手段は、泡で誘発させられた温度の不均一性が、バイオセンサーの基体の温度を分析するための手段によって検出されるときに前記の空気の泡を取り除くための手段を自動的に動作させるような方式で、空気の泡を取り除くための手段に結合させられることがある。類似して、空気の泡を取り除くための手段は、温度の均一性が回復させられるとすぐに試料の流体における移動を作り出すための手段の動作を停止させるような方式で、分析する手段へ結合させられることがある。
【００５６】
別の自由選択の特徴として、バイオセンサーデバイスは、バイオセンサーの基体にわたって温度の不均一性のバイオセンサーの基体を分析するための手段によって検出の際にバイオセンサーデバイスの一つの又はより多くの機能的な部分の動作を中断するための手段をさらに具備することがある。
【００５７】
別の自由選択の特徴として、チャンバーは、ヒドロゲルを含むことがある。前記のヒドロゲルは、温度応答性のものである又は温度を指示する試剤を含むものである。特に、ヒドロゲルは、バイオセンサーの基体より上に存在するものであると共にチャンバーの全て又は部分を占めることができる。これは、それが、バイオセンサーの基体のレベルにおける温度制御に追加で、溶液のレベルにおける温度を監視すると共に制御することを許可するために、好都合なものである。溶液の様々な点での温度を、それらの点に温度を指示する試剤を置くことによって、監視する又は制御することができる。ヒドロゲルが、主として（５５から９９％まで、好ましくは７０から９７％まで）水で構成されるものであると、それは、行われるための分析物／検出、試料の予備処理（調製）／ＰＣＲ／特異的な化学的な反応などと実質的に干渉するものではない。
【００５８】
自由選択の特徴として、温度支持体は、より小さい寸法が、１μｍから１ｍｍまでの、好ましくは５−５００μｍの、最も好ましくは１０−３００μｍの、範囲にわたる体積又は面積に置かれることがある。
【００５９】
別の自由選択の特徴として、温度支持体によって占められた体積又は面積は、置かれる（例．スポット）は、数ある中で、円形のもの、球形のもの、棒様のもの、又は柱様のものであることがある。
【００６０】
本発明の別の実施形態は、バイオセンサーの固体の又はヒドロゲルの基体を生産する方法に関係するが、前記の方法は、固体又はヒドロゲルの基体の材料を提供すること、及び、一つの又はより多くの温度を指示する試剤を、固体の又はヒドロゲルの基体の材料の表面の中へ及び／又は所に、組み込むことを含むものであるが、それによって、試剤の物理的な性質は、温度に依存することで、変化する。例えば、各々の試剤は、それの光学的な性質、例．一つの又はより多くの光学的な性質、を変化させることによって動作することがある。
【００６１】
この生産方法の自由選択の特徴として、センサーの基体の、例．固体の又はヒドロゲルの基体の材料の、表面の中へ及び／又は所に、一つの分析物の分子、例．ターゲットの生物学的な化合物、を各々特異的に結び付けることのできる一つの又はより多くのプローブを、組み込むためのステップは、提供される。その方法のこの実施形態に従って、一つの又はより多くのプローブ及び一つの又はより多くの温度を指示する試剤の両方は、インクジェット印刷によって好都合に適用されることがある。
【００６２】
多孔性の固体の又はヒドロゲルの基体への温度を指示する試剤の連結を、反応（例．重合）によって、好ましくは温度を指示する試剤の良好に明確に定められたパターニングされた堆積を許容する光反応（例．光重合）によって、実現することができる。
【００６３】
本発明の別の実施形態は、ターゲットの生物学的な化合物のような一つの又はより多くの分析物の分子を含有することが疑われた試料の流動の分析の方法に関係するが、前記の方法は、
ａ）一つの又はより多くの温度を指示する試剤から温度に関係付けられた情報を獲得するために、ターゲットの生物学的な化合物のような一つの分析物の分子を各々特異的に結び付けることのできる一つの又はより多くのプローブ及び温度で光学的な性質のような物理的な性質を変化させることによって各々動作する一つの又はより多くの温度を指示する試剤を含むバイオセンサーの固体の又はヒドロゲルの基体のようなセンサー基体を分析すること、
ｂ）センサーの基体、例．バイオセンサーの固体の又はヒドロゲルの基体、と試料の流体を接触させること、及び
ｃ）一つの又はより多くの分析物の分子、例．ターゲットの生物学的な化合物、の存在及び／又は濃度を決定するために、試料の流体を接触させることの後に、センサーの基体、例．バイオセンサーの固体の又はヒドロゲルの基体、を分析すること
：を含む。
【００６４】
自由選択の特徴として、分析物の分子は、蛍光性の部位でタグが付けられるとき、当該発明の分析の方法は、ステップ（ｃ）の後に、別のステップをさらに含むことがあるが、それにおいて、試料の流体は、温度を増加させる一方で、取り除かれる。この実施形態において、増加する温度の関数としての減少する蛍光性の信号は、特異的に結び付けられた分析物の濃縮についての追加的な情報を提供することがある。
【００６５】
他の自由選択の特徴として、当該発明の分析の方法は、望ましい温度、例．約２０から約９５℃まで範囲内の温度までそれの温度を上昇させる為に、センサーの基体、例．バイオセンサーの固体の又はヒドロゲルの基体、の予備加熱するステップをさらに含むことがあるが、この予備加熱するステップは、好ましくは、ステップ（ａ）に先立ち起こるものである。この特徴は、それが、プローブ及びターゲットの生物学的な化合物の間におけるより高い結び付きの特異性を提供する温度における分析の方法を行うことを許可するために、好都合なものである。予備加熱することは、例．分析物が、分析を行うことに先立ち分離されることを必要とする二本鎖ＤＮＡを含むとすれば、又は、検出プロセスにおいて使用された酵素が、それの活性な形態を取得するために、開裂させられることを必要とするとすれば、調製ステップにおいてもまた有用なことであることがある。
【００６６】
別の自由選択の特徴として、本発明の分析的な方法は、ＰＣＲステップをさらに具備することがあるが、それにおいて、基体の温度は、ステップ（ａ）に先立ち予め決定された数の回数、循環させられる。特に、温度は、９４℃及び９８℃の間に含まれた第一の温度、５０及び６４℃の間に含まれた第二の温度、並びに７０及び７４℃の間に含まれた第三の温度の間で循環させられることがある。
【００６７】
別の実施形態において、本発明は、ＰＣＲを行うためのデバイスに関係するが、前記のデバイスは、
−  増幅されるための生物学的な分子の種を受容するための受容体（recipient）、前記の受容体がヒドロゲルを含むこと、前記のヒドロゲルは温度応答性のものであること又は一つの又はより多くの温度を指示する試剤を含むこと、
−  加熱する及び／又は冷却する手段、及び
−  前記の一つの又はより多くの温度を指示する試剤から温度に関係付けられた情報を検索するために、前記のヒドロゲルを分析するための手段
：を含む。
【００６８】
ヒドロゲルは、チャンバーの部分の全てを占めることがある。これは、それが、溶液のレベルにおける温度を監視する及び制御することを許可するために、好都合なことである。溶液の様々な点における温度を、それらの点に温度を指示する試剤を置くことによって監視する又は制御することができる。ヒドロゲルが主として水で構成されるものであると、それは、ＰＣＲ増幅が行われることを予防するものではない。（上に記載されたような）フィードバックプロセスを、温度制御を自動化する為に、実施することができる。
【００６９】
後に続くものにおいて、本発明を、主として固体の又はヒドロゲルの基体に関して記載することにするが、しかし、本発明は、それらに限定されるものではないと共にそれの範囲内にいずれの適切な基体をも含む。
【００７０】
また、本発明を、主として生物学的なターゲットの化合物を参照して記載することにするが、しかし、本発明は、それらに限定されるものではなく、いずれの適切な分析物の分子を含むことがある。
【００７１】
温度を指示する試剤を、主として温度でそれらの光学的な性質を変化させる試剤を参照して記載することにするが、しかしながら、本発明は、それらに限定されるものではないと共に、機械的な力若しくは圧力又は形状における変化を発揮させる為に、電気伝導性、磁気感受率、それの体積又は寸法のような温度でいずれの適切な物理的な性質をも変化させる試剤を含む。
【００７２】
さらに、本発明を、今、マイクロアレイ検定への参照によって記載することにするが、しかし、当業者は、当該発明が、それに限定されるものではないと共にＥＬＩＳＡ試験又はウェスタン／サウザン／ノーザンブロットが単なる例であるいずれの適切な検知する技術へも同様に好都合に適用されることを理解する。
【００７３】
一つの実施形態において、本発明は、後に続く：
−  約５個のアミノ酸ユニットから約５０個のアミノ酸ユニットまでを有するオリゴペプチド、
−  ５０個と比べてより多いアミノ酸ユニットを有するポリペプチド、
−  酵素を含むタンパク質、
−  オリゴヌクレオチド及びポリヌクレオチド、
−  抗体、又はそれらのフラグメント、
−  ＲＮＡ、及び
−  ＤＮＡ
のようなものであることがあるが、しかし、それらに限定されるものではない一つの又はより多くのターゲットの生物学的な化合物を含有することが疑われた試料の流体の分析用のバイオセンサーの固体の又はヒドロゲルの基体に関係する。
【００７４】
ある一定のターゲットの生物学的な化合物について、変性ステップは、分析に先立ち有益なものであることがある、例．二本鎖ＤＮＡを、バイオセンサーの固体の又はヒドロゲルの基体の表面の中に及び／又は上に存在するプローブへの一本鎖の特異的な結び付きを許容する為に、一本鎖へと分離することができる。このような変性ステップを、たとえば試料の流体を加熱することによって、便利な様式において実施することができる。試料の流体は、このような変性ステップにおいて加熱されるとき、自由選択の冷却するステップは、ストランドが分離された状態を保つ為に、行われることがある。
【００７５】
ターゲットの生物学的な化合物は、好ましくは、それらの検出を許可するラベルでタグが付けられる。これらのラベルは、発光性の（例．蛍光性の、燐光性の、化学発光性の又は電気発光性の）、放射性の、酵素的な、比色の、音波の（例．マイクロバブルの共鳴）、又は磁気的なラベルであることができる。特異的な結び付き可能な（bindable）リガンドを、ラベルの代わりに使用することができるが、それの場合には、リガンドは、適合性の（compatible）ラベルをもつ試剤と、次のステップにおいて、結び付けられる。好ましくは、ターゲットの生物学的な化合物にタグを付けるために使用されたラベルは、発光性の又は比色のラベルのような光学的に検出可能なものである。
【００７６】
適切な蛍光性の又は燐光性のラベルは、たとえば、フルオレセイン類、Ｃｙ３、Ｃｙ５及び同様のものを含むが、しかし、それらに限定されるものではない。適切な化学発光性のラベルは、たとえば、ルミノール、サイリューム、及び同様のものを含むが、しかし、それらに限定されるものではない。適切な放射性のラベルは、たとえば、１２５Ｉ又は３２Ｐと同様の同位体を含むが、しかし、それらに限定されるものではない。適切な酵素的なラベルは、たとえば、ホースラディッシュペルオキシダーゼ、ベータ−ガラクトシダーゼ、ルシフェラーゼ、アルカリ性のホスファターゼ、及び同様のものを含むが、しかし、それらに限定されるものではない。適切な比色のラベルは、たとえば、コロイド状の金及び同様のものを含むが、しかし、それらに限定されるものではない。適切な音波のラベルは、たとえば、マイクロバブル及び同様のものを含むが、しかし、それらに限定されるものではない。適切な磁気的なビードは、たとえば、ＤｙｎａｂｅａｄｓＴＭ及び同様のものを含むが、しかし、それらに限定されるものではない。
【００７７】
各々のターゲットの生物学的な化合物を、例．その方法の感度を増加させる為に（たとえば究極的なＰＣＲ増幅ステップの間に）約３００個の同一のラベルまでの、顕著な数のラベルでタグを付けることができる。自由選択のステップとして、ターゲットの生物学的な化合物の中へと組み込まれたものでない及び試料の流体におけるなおも存在する結び付けられてないラベルは、必要であれば、より後の測定の間にいずれの背景の信号をも低減する為に一つの又はより多くの化学的な及び／又は物理的な処理（例．しかし、化学的なＰＣＲ増幅、透析、又は逆浸透に限定されるものではない）の手段によって、試料の流体から取り除かれることがある。
【００７８】
一つの又はより多くのターゲットの生物学的な化合物を含有することの疑われた試料の流体は、工業的な又は天然の起源からのものであることができる。この発明の方法を行うことに適切な試料の流体の例は、哺乳動物（特に、ヒト）、鳥類、及び魚類を含む、いずれの動物からの痰、血液、尿、唾液、糞便又は血漿のような体液であることがあるが、しかし、それらに限定されるものではない。他の限定するものではない例は、植物、線虫、細菌及び同様のものからの生物学的な材料を含有する流体を含む。この発明の方法の適切な性能のために、前記の生物学的な材料が、実質的に流体の形態、より好ましくは液体の形態、で、たとえば適切な溶解の媒体における溶液の形態で、存在するものであることは、好適なことである。この発明の方法において使用されるための試料の流体の体積は、当該発明の限定するパラメーターではないものであると共に、たとえば、約５μｌ及び１ｍｌの間の、好ましくは約５０μｌ及び４００μｌの間の、いずれの値をも取得することができる。
【００７９】
多数の場合に、分析されるための試料の流体への直接的に又は（例．流体として又はバイオセンサーの固体の又はヒドロゲルの基体より上の若しくはそれより下のいずれかで凍結乾燥させられた形態において加えられた）検出ユニットの一体的な部分としてのいずれか、緩衝剤（例．ハイブリッド形成の緩衝剤）を組み込むことは、望ましいことであるが、このように別個のハイブリッド形成の緩衝剤の貯蔵エリアに必要性を除去するものである。
【００８０】
バイオセンサーの基体は、いくつかの生物学的な種と特異的に結び付くことが可能な固体の材料であることがある。ここにおいて使用されたもののように、用語“固体の”は、液体のもの又は気体のものと反対したものとして理解されるべきである。従って、ヒドロゲルは、同様にして特定の固体の形態として考慮されることがある。いくつかの基体の材料は、いくらかの程度に、一つの又はより多くの種類の生物学的な化合物を結び付けるための固有の能力（例．ＤＮＡ又はＲＮＡバイオポリマーについてのナイロン親和性）を有するが、しかし、一つの特定の生物学的な化合物についての特異性は、通常では、（例．材料の上又は中へプローブを付けることによって）基体の材料のある一定の変更を要求する。基体の材料の精密な性質は、本発明の限定的な特徴ではないものであると共に、従って、基体における生体分子の不動化についての適切な材料として当技術においてすでに記載されたいずれの材料でもあることができる。このような材料の非限定的な例は、典型的には、
−  ポリアミドの単独重合体又は共重合体（例．不織のナイロンのようなナイロン）、熱可塑性のフッ素化された重合体（例．ポリ塩化ビニリデン（polyvinylidene  fluoride）ＰＶＤＦ）、ポリハロゲン化ビニル類（例．ポリ塩化ビニル（polyvinylchloride）ＰＶＣ）、ポリスルホン類、（紙、ニトロセルロース又は酢酸セルロースのような）セルロース系の材料、ポリオレフィン類、ポリ（Ｎ−イソプロピル＝アクリルアミド）のようなポリアクリルアミド類、ポリグリコール酸（polyglycolic  acid）（ＰＧＡ）、ポリ乳酸（polylactic  acid）（ＰＬＡ）、ポリグラクチン（Polyglactin）９１０（Vicryl（Ｒ））（＝グリコール酸及び乳酸の共重合体）、ポリグルコナート（polygluconate）（Maxon（Ｒ））（＝ポリグルコナート＝グリコリド（９０）／トリメチレン＝カルボナート（１０））、ポリジオキサノン（polydioxanone）（ＰＤＳ）、ポリ−４−ヒドロキシ＝ブチラート、及び、アガロースのような天然の源からの重合体、並びにヒアルロナン（hyaluronan）、並びにいずれの割合におけるそれらのブレンドのような有機の重合体、並びに
−  ガラス、石英、シリカ、銀、金、アルミニウム、他のケイ素を含有する材料（例．ケイ素の酸化物又は窒化物）、アルミニウムの酸化物のような金属の酸化物の材料、及び同様のもののような無機の材料、
−  ニトロセルロースの膜のような（当業者に周知のいくつかの処理ステップを備えた）天然からの材料、など
：を含む。
【００８１】
いくつかの特定の実施形態について、捕捉プローブは、ナノメートル又はマイクロメートルの範囲における粒子の基体へ付けられる。その場合には、温度センサーを、
捕捉するプローブに対して可能な限り近くに、原位置の測定を行うために同じ粒子にもまた適用することができる。
【００８２】
いくつかの場合には、例．第二の基体の材料へと第一の基体の材料の、層、好ましくは相対的に薄い層、を形成することによって、一つを超える基体の材料を組み合わせることは、有用なことであることができる。このタイプの組み合わせは、異なる性質、例．同時に第二の層の機械的な性質及び第一の層の化学的な性質、の組み合わせから利益を得ることを許可する。
【００８３】
プローブの付着に先立ち、基体の材料を、それらの表面の少なくとも部分において、不活性化する、非活性化することができる、又は、活性化することができる。活性化させるとすれば、活性化を、当技術において標準的な知識に従って、化学的な処理及び／又は物理的な処理の手段によって行うことができる。活性化の適切な手段は、プラズマ処理、コロナ処理、ＵＶ処理、又は火炎処理、及び化学的な変更を含むが、しかし、それらに限定されるものではない。基体の材料の種類に依存することであるが、適切な化学的な変更は、（例．ポリアミド類への）第四級アンモニウムイオンの導入、加溶媒分解（例．加水分解）、（例．ポリアミド類における）アミジン基へのアミド基の誘導体化、ヒドロキシル化、カルボキシル化、又はシリル化、金及び銀のような貴金属の表面へのチオール類の導入、及び／又は、ガラス及びアルミニウムの酸化物のような酸化物の表面への官能化されたシラン類の導入を含むが、しかし、それらに限定されるものではない。不活性化されるとすれば、局所的な不活性化を、基体の材料の表面へ、サケの精子、スキムミルク、又はポリアニオン類のような、しかし、それらに限定されるものではない、ブロッキング物質又は試剤を適用することによって、適切に行うことができる。
【００８４】
基体の材料は、非多孔性のものであることができる、又は、ある一定の程度の多孔率を呈示することができる。非多孔性の材料が、使用されるとすれば、生物学的な種の結び付きは、バイオセンサーの固体の又はヒドロゲルの基体の表面に向かった試料の流体からのターゲットの生物学的な化合物のフリーの拡散の結果である。この場合には、数時間のハイブリッド形成の時間は、十分な結び付きを得るために要求されることがある。この技術は、通常、“フローイングオーバー（flowing  over）”技術と呼ばれる。基体の材料が、多孔性のものであるとすれば、ターゲットの生物学的な化合物の結び付きは、即ち、バイオセンサーの固体の基体の、より下側の表面からより上側の表面まで又はより上側の表面からより下側の表面までのいずれかで、表面を通じた一つの又はより多くの回数の試料の流体のフリーの又は強制された流動の結果である。この実施形態は、ハイブリッド形成プロセスが起こるために必要な時間を顕著に短くすることができる。この技術は、通常、“フローイングスルー（flowing  through）”の技術と呼ばれる。基体の材料を通じて一つを超える回数で試料の流体を流動させる為には、試料の流体を、バイオセンサーの固体の又はヒドロゲルの基体を通じて繰り返してそれをポンピングすることによって、多くの数の回数だけ、循環させることができる。
【００８５】
多孔性のバイオセンサーの固体の基体は、様々な幾何学的形状及び寸法の複数の孔、開口、及び／又はチャネルを有するネットワークを含むことがある。多孔性のバイオセンサーの固体の基体は、ナノ多孔性のもの又はマイクロ多孔性のものであることがある、即ち、孔、開口、及び／又はチャネルの平均的なサイズは、約０．０５μｍ及び約１０．０μｍの間に適切に含まれることがある。一つの実施形態において、この平均的な孔のサイズは、０．１μｍ及び３．０μｍの間にあることがある。別の実施形態においては、平均的な孔のサイズは、約０．２及び１μｍの間にあることがある。本発明の意味において、用語“多孔率”は、全体の材料の体積に関する材料における全ての孔又はボイドの体積の比を特に意味する又はそれを含む。言い換えれば、多孔率は、材料の合計の体積に対する非固体の体積の割合である。本発明の意味において、多孔率は、特に、０％及び１００％の間の、例．４０％から９８％までの範囲にわたる、フラクションである。本発明の意味において、（有効な多孔率ともまた呼ばれた）用語“開放多孔率”は、流体のフローが有効に発生するものである合計の体積のフラクションを特に意味する又はそれを含む。
【００８６】
本発明の実施形態に従って、固体の、多孔性の基体の材料の内側の表面の面積は、この面積のサイズと比べてより大きい因子Ｘ倍のものであるが、それによって因子Ｘは、＞１００のものである。別の実施形態に従って、因子Ｘは、＞１０００である、代替の実施形態に従って、Ｘは、＞１００００である、及びさらに別の実施形態に従って、Ｘは、＞１０００００である。
【００８７】
バイオセンサーの固体の基体の厚さは、この発明の限定する特徴ではないものであると共に、それは、１ナノメートルから約３μｍ又はより高いものまで、例．１ｍｍまで、変動することができる。膜が、例．フロースルーデバイスの場合に、フリースタンディングであるすれば、厚さは、１マイクロメートルから数百マイクロメートルまで、例．２０μｍから４００μｍまで、又は、５０μｍから２００μｍまで、のものであることができる。プローブ分子が提供される膜の場合には、そのとき、膜の厚さは、上に指定されたものと比べてはるかにより低いもの、例．１ナノメートルから数百マイクロメートルまでのもの、であることができる。表面のプラズモン共鳴を使用するデバイスの例において、それは、フローオーバーデバイスであることができるであろうが、膜は、膜の後部からの読み出しを許容する為に、非常に薄い銀の膜であることがある。
【００８８】
基体、例．膜、の形状及び／又はサイズは、本発明の限定する特徴であることが考慮されるものではない。それは、例．約３及び１５ｍｍの間の範囲にわたる直径を備えた、円形のものであることがあるが、しかし、いずれの他の基体の形状（長方形のもの、正方形のもの、楕円形のもの、…）及び／又はサイズも当てはまることができる。
【００８９】
本発明に使用されたプローブは、ターゲットの生物学的な化合物に対して、又は、分析されるための試料に存在するものであることが疑われた前記のターゲットの生物学的な化合物の関連性のある変更に対して、それらの親和性に適切に選ばれるべきである。例えば、ターゲットの生物学的な化合物が、ＤＮＡであるとすれば、プローブは、合成のオリゴヌクレオチド、それらの類似体、又は特異的な抗体であることができるが、しかし、それらに限定されるものではない。ターゲットの生物学的な化合物の適切な変更の限定するものではない例は、ビオチンで置換されたターゲットの生物学的な化合物であるが、それの場合においては、プローブは、アビジンの官能性をもつことがある。
【００９０】
本発明の特定の実施形態において、数個の異なるプローブは、基体の中へ及び／又は上へ堆積させられる。より具体的な実施形態においては、多重の異なるプローブは、並行の異なるターゲットの生物学的な化合物の測定を許容する為に、前記の固体の基体の一つの表面に沿った物理的に明確に相違する場所におけるアレイの型に点在させられる。この実施形態は、通常、マイクロアレイと名付けられる。
【００９１】
その後の検出及び識別をより簡単に支持する為に、（例．強度の較正及び／又は位置の検出のための）一つの又はより多くの追加のスポットを、基体の材料の表面へと同様にして点在させることができる。スポッティングを、インクジェット・プリンティング、圧電のスポッティング、ロボットのコンタクトプリンティング、マイクロピペッティング、及び同様のもののような、しかし、それらに限定されるものではない、当技術において知られたいずれの方法によっても、適切に果たすことができる。
【００９２】
スポッティングの後に続くものであるが、プローブは、基体（例．膜）の固有の又は（例．活性化を介した）獲得された性質のおかげで自然に又は（例．乾燥させること、加熱することを通じて又は光源への露出を通じて、架橋させることのような、しかし、それらに限定されるものではない）追加の物理的な処理ステップを通じてのいずれかで、基体の材料の表面へと不動にされたものになる。
【００９３】
一度プローブが、基体の材料の表面へと（例．インクジェットスポッティングを介して）堆積させられてしまってあると、基体の点在させられてないエリアを不活性化する為に有効な量のブロッキング試剤の追加は、（望まれない背景の信号にありそうに至るであろう）点在させられてないエリアへのターゲットの生物学的な化合物又は結び付けられてないラベルの非特異的な結び付きを予防するための、及び、従って、信号／雑音の比を増加させるための、助けになるものであることがある。適切なブロッキングの物質又は試剤の例は、一般には、サケの精子、スキムミルク、又はポリアニオン類を含むが、しかし、それらに限定されるものではない。
【００９４】
本発明の別の実施形態において、
（ｉ）異なる試料の流体（例．血液及び痰と同様に異なる試料の流体又は異なる場所を起源とする異なる試料の流体）からの一つの又はより多くのターゲットの生物学的な化合物、又は、
（ｉｉ）多重の試料の流体（例．処置された患者を起源とする試料対処置されてない健康的な患者を起源とする試料、など）からの分析物の差次的な発現（differential  expression）、又は
（ｉｉｉ）同じ試料の流体からの異なるタイプのターゲットの生物学的な化合物（例．それのＤＮＡ及びＲＮＡの含有率についての血液の試料の流体の分析）
を同時に測定するために、異なるレベルを同時に使用することができる。
【００９５】
バイオセンサーの固体の基体と試料の流体を接触させる前に、定義された温度まで試料の流体を加熱することは、より多くの厳重な結び付ける条件を付与することを通じて、結び付く性質、特に結び付く特異性、のより精密な制御を許容するために、望ましいことであることがある。この加熱するステップを、バイオセンサーの基体（例．膜）若しくは試料の流体又はそれら両方のいずれかを加熱することによって、達成することができる。望まれた温度に到達させられてしまった後で、試料の流体は、そのとき、基体と接触させられる。
【００９６】
本発明の重要な特徴は、固体の基体の表面に、温度の改善された制御、及びそれの均質性、を許可する為に、バイオセンサーの固体の又はヒドロゲルの基体の中へ及び／又は上へ、一つの又はより多くの温度を指示する試剤を堆積させることである。バイオセンサーの基体の表面における温度を指示する試剤によってマークされた数個のエリアを提供することは、この表面における温度の均質性を評価することを許可する。この情報を検索することは、温度のこの均質性を補正するための適当な尺度を考慮に入れること又は分析を果たすときそれを考慮に入れることのいずれかを許可する。これらの一つの又はより多くの温度を指示する試剤を、バイオセンサーの固体の又はヒドロゲルの基体へと埋める（例．バイオセンサーの固体の基体の材料の生産の間に組み込む、又はバイオセンサーの固体の基体が、多孔性の基体であるとすれば、バイオセンサーの固体の基体の孔へと堆積させる）か又は層として若しくはスポットとしてバイオセンサーの基体に堆積させるかのいずれかであることができる。一つの又はより多くの温度を指示する試剤が、連続的な分布に至るものである、層としてのバイオセンサーの基体に堆積させられるとすれば、この堆積を、溶液からの溶液流延、スピン・コーティング、噴霧、ブレード・コーティング、ペインティング、ディップ・コーティング、スクリーン印刷、及び同様のもののような、それらに限定されるものではない、当技術において知られたいずれの方法によってもなすことができる。バイオセンサーの固体の基体が、非多孔性のものであるとすれば、温度を指示する試剤の層は、好ましくは、プローブの適用の前に、堆積させられる。バイオセンサーの固体の基体が、多孔性のものであるとすれば、温度を指示する試剤の層は、プローブの適用の前に又は後にいずれかで堆積させられることがある。多孔性のバイオセンサーの固体の基体の場合には、当業者は、温度を指示する試剤の層が、バイオセンサーの固体の基体の内側でいくらかの程度まで拡散することがあることを理解する。一つの又はより多くの温度を指示する試剤が、不連続的な分布に至るスポットとしてバイオセンサーの基体に堆積させられるとすれば、使用されたスポッティングの方法は、当技術において知られたいずれのスポッティングの方法でもある、及び好ましくは、プローブを点在させるために使用された方法と同じ方法であることができる。最も好ましくは、この方法は、インクジェット印刷である。バイオセンサーの固体の基体の多孔率に独立して、スポットは、プローブの適用の前に又は後にのいずれかで堆積させられることがある。多孔性のバイオセンサーの固体の基体の場合には、当業者は、スポットが、バイオセンサーの固体の基体の内側でいくらかの程度まで拡散することがあることを理解する。
【００９７】
この発明において使用された温度を指示する試剤は、約２０℃及び９５℃の間における範囲内に温度でのそれの光学的な性質を変化させることによって、動作する。タンパク質のマイクロアレイの場合には、有用な範囲は、３５及び４０℃の間である。ＤＮＡマイクロアレイの場合には、有用な範囲は、４２−６５℃であると共に、別の有用な範囲は（特に洗浄するステップの間では）、６０−９５℃である。最も適当な温度を指示する試剤の選択は、分析されるための試料の流体、特にそれに含有させられたターゲットの生物学的な化合物、のようなパラメーターに依存することがある。光学的な性質における変化は、好ましくは、短い温度の区間、例．５℃を超えるものではないもの、好ましくは３℃を超えるものではないもの、より好ましくは１℃を超えるものではないもの、及び、最も好ましくは０．５℃を超えるものではないもの、内で検出可能なものであるべきである。液晶質の温度を指示する試剤の場合には、この変化は、通常、液晶の材料の純度が、より高いものであるとき、温度のよりシャープな区間内で起こることになる。純度のこのような増加は、通常では、コストの増加と一緒に進む。従って、均衡が、各々の具体的なタイプの分析について、コスト及び精度の間で、見出されなければならない。典型的には、光学的な性質の変化は、与えられた範囲の温度が、到達させられる及び／又は通過させられるとき、観察される、従って、この性質の測定は、バイオセンサーの固体の基体の温度が、この温度範囲より上に又はそれの下にあるかのいずれであるかを決定することを許可する。本発明において使用可能な温度を指示する試剤の非限定的な例は、熱変色性の染料、（例．重合体マトリックスに分散させられた）光互変性の染料、液晶（liquid  crystal）（ＬＣ）、及び温度応答性の重合体である。熱変色性の染料は、化学的な又は物理的な環境のある一定の変化（典型的には、ｐＨの変化）の際に、（通常、無色のもの及び着色された形態の間における）色の変化を示す化学的な化合物である。一つの又はより多くの熱変色性の染料は、通常、解離可能な塩、弱い酸、及び／又は適当な溶媒と一緒にマイクロカプセル内に密閉される。酸の代わりに塩基を使用する他のタイプの混合物は、当技術においてもまた知られる。溶媒が融解する、塩が解離する、マイクロカプセルの内側のｐＨが低下するとき、染料が、プロトン化されたものになる、それの化学的な構造が、変化すると共に、それの吸収スペクトルが、従ってシフトする一方で、溶媒が、固体である、即ち、それの融解温度より下にある、とき、染料は、それの着色されてない形態で存在する。適切な熱変色性の染料は、スピロラクトン類、フルオラン類、スピロピラン類、及びフルギド類を含むが、しかし、それらに限定されるものではない。スピロラクトンの例は、下に描かれた結晶の紫色のラクトンである。
【００９８】
【化１】
2009538126.tif 000004
適切な弱い酸は、ビスフェノールＡ、パラベン類、１，２，３−トリアゾール誘導体、及び４−ヒドロキシクマリンを含むと共に、プロトン供与体として作用するが、このようにそれの着色されてない形態からそれのプロトン化された着色された形態まで染料の分子を変化させるものである；より強い酸は、変化を不可逆なものとするであろう。これらの熱変色性の染料を、ベースの顔料又は色素の色及び熱変色性の染料のプロトン化された形態の色の間における色の変化を生じさせる他の顔料又は染料との組み合わせで使用することができる。熱変色性の染料は、約−５℃から６０℃までの間における全体の温度範囲にわたって、及び、色の幅広い範囲において、利用可能なものである。色の変化は、通常、３℃の区間内で起こる。
【００９９】
第二の部類の染料は、光互変性の染料である。これらの染料については、光互変性のプロセスについての速度定数は、重合体マトリックスにおける自由体積の量に強く依存性のものであると共に、従って、それらは、温度に強く依存性のものである。立体的に障害された光互変性の化合物について、Ｔｇより下の重合体マトリックスにおける自由体積は、染料の異性化反応について不十分なものであることになる。重合体のガラス転移温度より上で、あるものは、増加させられた自由体積の結果として光互変性のプロセスの速度定数における顕著な増加であることになると共に、光学的な変化が起こる。
【０１００】
熱変色性の材料の好適な部類は、液晶である。大部分の場合において、液晶は、液晶質の光を散乱させる状態から明確に相違する転移温度より上の等方性の透明な状態まで変化する。これを、たとえば示米国特許第５，６８６，１５３号明細書にされたように、温度を指示するために、使用することができる。低い分子量の液晶を、バイオセンサーの固体の基体の表面の中へ又は上へ堆積させることができると共に、ある一定の温度より上まで加熱されたとき、（バイオセンサーの固体の基体及び使用された液晶の等方性の相の間の屈折率のマッチングに依存することで）多かれ少なかれ透明な状態及び散乱する状態の間における観察可能な転移を提供することができる。低い分子量の液晶を使用するという利点は、相転移が起こる温度範囲が、相対的に小さいものであるということである。この温度範囲の適合は、たとえば、異なる液晶をブレンドすることによってされるものである。低い分子量の液晶の欠点は、バイオセンサーの固体の基体を通じた又はそれにわたるこれらの液晶の拡散及びこれらの液晶によるある一定の程度の水の摂取である。本発明において使用可能な他の温度を指示する試剤は、重合体の液晶（polymeric  liquid  crystal）（ＰＬＣ）である。それらは、バイオセンサーの固体の基体により簡単に印刷されることの、バイオセンサーの固体の基体を通じて又はそれにわたって拡散することのより少ない傾向を有することの、及び、水を吸収することのより少ない傾向を有することの、利点を有する。最も重合体の液晶の欠点は、相転移が起こる温度範囲が、小さい分子量の液晶についてのものと比べてより大きいものであるというものである。従って、これらの重合体から検索された温度に関係付けられた情報は、ある一定のタイプの分析については十分に精密なものではないことがある。重合体の液晶の部類の間で、シロキサンの重合体の骨格を備えた側鎖の液晶は、好適なものである。特定の例は、図１に与えられる。
【０１０１】
図１の重合体の液晶は、液晶質の相を提供するシロキサンの鎖にシアノビフェニル類の側鎖の基を含有する、シロキサン−ポリスチレンのブロック共重合体である。この特定の重合体は、８０℃より下でスメクチック相（即ち、長い範囲の配向秩序が存在すると共に液晶質の部位が層へと寄せ集められる相）にあると共に、散乱するものから透き通ったものまで変化を示す８０℃のまわりの５℃内で相対的にシャープな転移を有する。この重合体は、安定な及び水の摂取に対して抵抗性ものである。転移温度を、たとえばシアノビフェニル類の部位よりも他のメソゲン（即ち、構造的な秩序を誘発させる液晶質の材料の根本的なユニット）を選択することによって、又は、末端の基又はスペーサーの基を変動させることによって、調節することができる。温度の最も有用な範囲は、２０及び９５℃の間に含まれる。液晶質のシロキサン環（図２）は、通常、それらのより狭い分子量分布のために、直鎖のポリシロキサンと比べて、液体から結晶への液体の転移について、よりシャープな温度範囲を有する。図２の例において、この転移は、約１℃の温度の区間内で起こる。液晶質のシロキサン環の好適なシリーズの一般的な式は、以下：
【０１０２】
【化２】
2009538126.tif 000005
に描かれるが、それにおいては、ｘは、３又は４であると共に、それにおいては、Ｒ１は、（−ＣＨ３、−Ｃ２Ｈ５のような）アルキル、（シクロヘキシルのような）シクロアルキル、又はフェニルである。メソゲンのＲ２の基の非限定的な例は、後に続くもの：
【０１０３】
【化３】
2009538126.tif 000006
【０１０４】
【化４】
2009538126.tif 000007
【０１０５】
【化５】
2009538126.tif 000008
を含むと共に、それにおいて、ｘは、好ましくは、２及び１２の間のものであると共に、それにおいて、ｎは、好ましくは、１及び６の間のものであるが、しかし、それらに限定されるものではない。
【０１０６】
本発明の別の実施形態において、重合体の、オリゴマーの、又は環状の液晶は、モノマーとブレンドされる又はそれにおいて溶解させられることがある。溶液又はブレンドは、その後、バイオセンサーの固体の基体へと堆積させられると共に重合させられる。これは、液晶質の材料及び水及び／又は試料の流体の間のいずれの接触をも回避することを許可する。そして、システムは、試料の流体に対して障壁を形成する重合体マトリックスにおける小滴又はチャネルとして分布させられるいわゆる重合体で分散させられた液晶を形成する。この目的のための適切なモノマーは、アクリラート類、メタクリラート類、エポキシド類、及びそれらの混合物を含むと共に、それらを、熱的に又は光照射の手段によってのいずれかで硬化させることができるが、しかし、それらに限定されるものではない。
【０１０７】
液晶質の材料との試料の流体の接触を予防するための代替の方式は、重合体のシェル内における液晶の小滴のカプセル封入である。液晶で充填された重合体のカプセルを、例えば、水において重合体、液晶質の材料、及び（ジクロロエタンのような、しかし、それらに限定されるものではない）水と全体的に又は部分的に混和性の有機溶媒の混合物を乳化することによって得ることができる。また、ポリビニル（アルコール）のような安定化剤を、加えることができる。有機の溶媒は、水の相に溶解すると共にその後蒸発する。結果として、エマルジョンの小滴における重合体及び液晶は、もはや混和性のものではないものであると共に重合体のシェルは、水の相との界面で形成される。重合体の混合物におけるＬＣで充填された重合体のカプセルの大きさ分布の均質性を改善する為には、ＬＣ及び溶媒を、たとえば、インクジェット・ノズルの使用をすることによって、水に滴様に注入することができる。インクジェット・ノズルの使用の場合には、カプセルの直径は、２−２０ミクロンの範囲にあることがある。水の取り除きの後に、カプセルを、モノマーシステムにおいて分散させることができると共に、結果として生じるブレンドを、（インクジェット印刷のような、しかし、それらに限定されるものではない）印刷する技術の使用をすることによって局所的に堆積させることができる。それの後に、モノマーシステムを、光重合によって硬化させることができる。この方法の利点は、水の摂取のリスク又は拡散の問題無しに低い分子量の液晶を使用することの可能性である。
【０１０８】
図５は、光学的な顕微鏡法によって取得された二つの写真を示す。両方の写真は、部屋の温度における二つのＬＣで充填された重合体のカプセルを表す。左のパネルは、二つの交差させられた偏光子の間におけるそれらを示すと共に、右のパネルは、二つの平行な偏光子の間におけるそれらを示す。これらのカプセルは、約７μｍの直径を有する。（ここでは３５℃における）部屋の温度より上のある一定の温度において、コントラストは、パネルにおいて消失すると共に、カプセルは、（図５に示されたものではない）不可視の／透明なものになる。本発明の別の実施形態において、散乱する状態から等方性の状態までの転移の可視性の向上は、液晶システムへの小さい量の染料の追加によって、達成される。染料の濃度は、等方性の相において染料をほとんど可視なものではないもの、しかし、散乱する相においては明りょうに可視のものとするために選ばれるべきである。これは、光の経路が、後者においてより長いものであるために、可能なものである。この実施形態の利点は、単一の検出手段を、液晶質のものから液体への転移及びターゲットの生物学的な化合物の場所の両方を（それらのターゲットの生物学的な化合物が、蛍光性のマーカーのような、しかし、それらに限定されるものではない、光学的に可視のマーカーでタグを付けられるとすれば）検出するために、簡単に使用することができるというものである。特別な設計において、染料−液晶の複合体を、対照をなす色で別の染料を含有する既に印刷された領域より上に印刷することができる。たとえば、青色の染料を含有する液晶の複合体を、赤色の染料を含有する基体に印刷することができる。
【０１０９】
別の実施形態において、染料は、蛍光性の染料である。この実施形態において、蛍光は、液晶質の材料が、それの液晶質の相（例．ネマチックのもの又はスメクチックのもの（即ち、位置の秩序の無いもの、しかし、長い範囲の配向秩序があるもの））にあるとき、はるかにより強烈なものである。ここに、また、単一の検出手段を、液晶から液体への転移及びターゲットの生物学的な化合物の場所の両方を検出するために簡単に使用することができる。そのように、この優先的な場合には、蛍光性の色素は、蛍光性のターゲットの生物学的な化合物を励起するためにまた使用された光と共に射出されると共に検出手段（例．顕微鏡、光検出器、光検出器アレイ、ＣＣＤ又はＣＭＯＳカメラのようなカメラ、など。）によって検出される。
【０１１０】
本発明の別の実施形態において、液晶質の材料それ自体は、本来的に着色されたもの又は蛍光性のものである。
【０１１１】
別の実施形態において、異なる液晶質のものから液体への転移温度を有する異なる液晶質の材料は、同じ基体の異なる場所に堆積させられる。この実施形態において、正確な温度のより精密なアイデアを、バイオセンサーの固体の基体がある一定の臨界的な温度より上の又はより下のいずれかであるという事実において単に結論付けるよりもむしろ、評価することができる。
【０１１２】
本発明の別の実施形態において、わずかに異なる温度転移を備えた二つのＬＣ材料は、各々他方に対して次に印刷される。一方のＬＣ材料は、わずかに望まれた温度より下の転移を有すると共に、他方のものは、わずかにこの温度より上の転移温度を有する。検出手段（例．顕微鏡、光検出器、ＣＭＯＳ又はＣＣＤカメラ、など。）で二つの素子を分析することによって、温度を、これらの二つの異なるＬＣ材料の転移温度によって与えられた二つの極端の間で正確に制御することができる。また、温度を指示する試剤を、この表面にわたる温度分布についての情報を得る為に、バイオセンサーの固体の基体の表面にわたって分布させることができる。
【０１１３】
本発明の別の実施形態において、コレステリック液晶は、温度を指示する試剤として使用される。コレステリック液晶は、分子が層の明確に相違するシリーズ内に接近して整列させられる液晶質の相を有する棒と同様の液晶であると共に、分子の軸が、層の平面に対して平行にあるものであると共に、隣接の層における分子の配向が、わずかに回転させられるものである。特定の層のＬＣ分子が、それらのちょうど下の層に存在するものであるＬＣ分子と比較されたとき、一つの方向において（例．時計回りに）常にわずかに回転させられるために、ＬＣ分子の各々の中間層のカラムは、分子に対して垂直な方向においてへリックスを記載する。分子の異方性のために、一軸性の光学的な屈折率楕円体は、同じ方向におけるへリックスを記載すると共に、光の反射は、ブラッグ（Bragg）の条件が満たされるとき、起こることになる。反射の波長λは、後に続くもの：
【０１１４】
【数２】
2009538126.tif 000009
のような螺旋形のピッチ（helicoidal  pitch）ｐに関係するが、それにおいて、
【０１１５】
【数３】
2009538126.tif 000010
は、平均的な屈折率である。ピッチｐは、温度に依存性のものであると共に、その結果として、反射の波長である。ピッチは、コレステリックＬＣ分子が、監視されることが望まれた温度と比べてより低い温度におけるスメクチック相を呈示するために選択されるとき、特に温度に敏感なものになる。スメクチック相は、転移に接近させられると共に色が温度と共に非常に急勾配に変化するとき、へリックスをほどく。単純な熱変色性のコーティングを、ポリウレタンのような重合体のバインダーにおいてコレステリック材料を分散させることによって、又は、液晶をマイクロカプセル化すると共に重合体のバインダーにおいてカプセルを分散させることによって、作ることができる。これらの分散物を、フィルムとして溶液から基体に適用すると十モジュールに乾燥させる又は硬化させることができる。最良の結果は、フィルムが、黒色のバイオセンサーの固体の基体に適用されるとき、得られる。
【０１１６】
温度の情報を、反射の色から読み取ることができる。この場合には、スペクトルの分析は、最良の結果を与えることになる。適切な分析する手段は、たとえば、カラーフィルターアレイが提供されたＣＣＤカメラであるであろう。
【０１１７】
本発明の別の実施形態において、相転移（これは、融解すること、結晶質のもの−非晶質のもの、ＬＣＳＴ、又は他の転移を含む）をうける温度に応答性の材料は、温度を指示する試剤として使用されることがある。
【０１１８】
たとえば、より低い臨界溶解温度（lower  critical  solution  temperature）（ＬＣＳＴ）を呈示する（親水性の）重合体、共重合体、又はヒドロゲルは、温度を指示する試剤として使用されることがある。これらの重合体、共重合体、又はヒドロゲルは、透明なものからＬＣＳＴより上の散乱する状態へ切り替わる。温度に応答性の重合体の非限定的な例は、後に続くモノマー：（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド、ジエチル（メチル）アクリルアミド、カルボキシイソプロピルアクリルアミド、ヒドロキシメチルプロピルメタクリルアミド、など、のような、Ｎ−アルキルアクリルアミド類のような）Ｎが置換されたアクリルアミド類、アクリロイルアルキルピペラジン及びＮ−ビニルカプロラクタム、の一つの又はより多くのものに基づいた重合体、共重合体、又はヒドロゲルを、ヒドロキシエチルアクリラート（メタクリラート）、アクリル（メタクリル）酸、アクリルアミド、ポリエチレングリコールアクリラート（メタクリラート）、Ｎ−ビニルピロリドン、ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド、ジメチルアミノエチルアクリラート、Ｎ−ヒドロキシメチルアクリルアミド、又はそれらの混合物のような、しかしそれらに限定されるものではない、親水性のモノマーとの、及び／又は、（イソ）ブチルアクリラート（メタクリラート）、メチルメタクリラート、イソボルニルアクリラート（メタクリラート）、グリシジル＝メタクリラート、又はそれらの混合物のような、しかしそれらに限定されるものではない、疎水性のモノマーと共重合させられた、それらの共重合体のみならず、含む。有用な重合体の例は、ポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）（ＬＣＳＴ＝３２℃）、ポリ（Ｎ，Ｎ’−ジエチル−アクリルアミド）（ＬＣＳＴ＝２５から３５℃まで）、及びポリ（−Ｎ−アクリロイル−Ｎ’−アルキルピペラジン）（ＬＣＳＴ＝３７℃）である。Ｎで置換されたアクリルアミド類は、数ある中で、たとえば、オキシエチレン、トリメチロールプロパンジステアラート、ε−カプロラクトン、及びそれらの混合物と共重合させられることがある。
【０１１９】
温度応答性のヒドロゲルは、たとえば、有効な量の一つの又はより多くの架橋剤と一つの又はより多くのＮで置換されたアクリルアミドモノマーを混合することによって作られることがある。架橋剤の適切な例は、Ｎ−メチル−ビズアクリルアミド及びポリ（エチレングリコール）ジアクリラートを含むが、しかし、それらに限定されるものではない。モルの比、モノマー：架橋剤は、適切に、１：２５及び１：１０００の間の範囲にあることがある。さらには、開始剤（光開始剤又は熱的な開始剤のいすれか）は、（例．モノマーに関して１から５重量％の比において）重合を開始する為に、加えられることがある。
【０１２０】
一つの又はより多くのモノマーは、（典型的には、Ｈ２Ｏ又はＨ２Ｏ／メタノール混合物の重量で５０及び９０％の間の）水性の溶媒と混合されることがあると共に、そして、混合物は、たとえばインクジェット印刷の手段によって、バイオセンサーの基体（例．膜）へと堆積させられると共に、その後、重合させられる。好ましくは、重合は、混合物が、バイオセンサーの基体（例．膜）へと固定されることがあると共に重合の前にバイオセンサーの基体（例．膜）へと顕著に拡散するものではないというように、堆積の後に直ちに起こる。ヒドロゲルの堆積に先立ちコントラストを向上させる為には、染料又は染料を含有する重合体は、堆積させられることがある。
【０１２１】
本発明の実施形態に従って、温度を指示する試剤の少なくとも一つは、０．００２から１まで、好ましくは０．０５から１まで、の架橋密度を有する、温度に応答性の（親水性の）重合体、共重合体、又はヒドロゲルである。
【０１２２】
また、光学的な信号を届ける試剤を、ヒドロゲルの堆積に先立ち堆積させることができる又はヒドロゲルに埋め込むことができる。この試剤は、たとえば、蛍光性の染料又は蛍光性の微小球（例．染料をもつポリスチレンの微小球）のような蛍光性のビードであることができる。温度の変化を検出するための一つの方式は、この場合には、より低い臨界溶解温度（lower  critical  solution  temperature）（ＬＣＳＴ）が到達されるとき、ヒドロゲルの明りょうな散乱の転移から結果として生じる蛍光の強度変化を監視することであるであろう。温度の変化を検出するための別の方式は、光の透過、散乱、又は反射を測定することであるであろう。
【０１２３】
温度制御手段は、恒温の流体浴、恒温の空気回路、抵抗加熱器、ペルチェ（Pelttier）デバイス、及び同様のもののような、しかし、それらに限定されるものではない、いずれの手段でもあることができる。いくつかの実施形態において、温度制御手段は、バイオセンサーの基体にわたって、及び、より特定の場合に、バイオセンサーの基体の表面にわたって、二つの又はより多くのエリアの温度を独立に制御することに適合させられた二つの又はより多くの温度制御手段（即ち、二つの又はより多くの加熱する手段及び／又は冷却する手段）であることができる。例として、複数の加熱器及び／又は冷却器素子の二次元のアレイを、バイオセンサーの基体より下に又はそれの上に提供することができる。これらの素子の各々を、たとえば、アクティブマトリックスが各々の素子の状態（オン又はオフ）を個々に変化させることを可能とする一つの又はより多くの制御端子へ結合させることができる。マルチプレクシング又はパッシブマトリックスの技術の使用は、あまり好適なものではないとはいえ、他の代替物である。
【０１２４】
この発明の特定の実施形態においては、制御器が温度の読み取りに対応する信号を受信するフィードバックプロセスは、実施されることがあると共に、選択された温度を維持する為には、温度制御手段へ出力されたパワーを調節する。二つの又はより多くの加熱する手段及び／又は冷却する手段が、バイオセンサーの基体にわたって二つの又はより多くのエリアの温度を独立に制御するために提供されるとすれば、制御器が、各々のエリアにおける温度の読み取りに対応する信号を受信するフィードバックプロセスは、実施されることがあると共に、各々のエリアにおける選択された温度、例．全てのエリアにおける同じ温度、を維持する為に、各々のエリアの温度制御手段へ出力されたパワーを調節する。当該発明の方法の最終的なステップにおける基体の分析は、落射蛍光顕微鏡及びＣＣＤカメラ、又はカメラがたった一つの可能性である光学的な検出デバイスのいずれの他の種類のもの、を含む光学的なセットアップを介して行われることがある。他の可能性は、光検出器又は顕微鏡を含む。この光学的なセットアップは、好ましくは、蛍光性の又は燐光性のラベルの場合には、ラベルをそれらのそれぞれの励起波長で励起することが可能な（好ましくはＵＶ）光源を含む。他の検出方法は、同様にして使用可能なものである。
【０１２５】
化学発光性のラベルの検出は、たとえば、ラベルへ適当な反応物を加えること、及び、顕微鏡の使用を介してそれの蛍光を観察することによって行われることがある。
【０１２６】
放射性のラベルの検出は、たとえば、固体の基体に対して直接的に医療用のＸ線フィルムを置くことによって行われるが、そのフィルムは、それが、ラベルに対して露出されると共に関心のあるプローブの据え付け場所に対応する暗い領域を作り出すように、現像する。
【０１２７】
酵素的なラベルの検出は、たとえば、ラベルに適当な基体を追加すること及び酵素によって触媒作用が及ぼされた反応（例．色の変化）の結果を観察することによって行われる。
【０１２８】
比色のラベルの検出は、たとえば、ラベルへ適当な反応物を加えること及び色の結果として生じる外観又は変化を観察することによって行われる。
【０１２９】
音波のマイクロバブルラベルの検出は、たとえば、特定の周波数の音波へ前記のラベルを露出させること及び結果として生じる共鳴を記録することによって行われる。
【０１３０】
磁気的なビードの検出は、たとえば、一つの又はより多くの磁気的なセンサーの手段によって行われる。
【０１３１】
好適な検出の方法は、ＣＣＤカメラ、ＣＭＯＳカメラ、顕微鏡、又は光検出器、などのような光学的な検出器の使用である。
【０１３２】
図３は、本発明の方法に使用可能な特定のセットアップのスキームを提示する。ハウジング（１０）において、試料の流体（４）は、チャンバー（１）に表されると共に圧力は、インレット（３）に適用される。この圧力は、多孔性のバイオセンサーの固体の基体（２）を通じて下方へ試料の流体（４）を押し付ける。ガラスプレート（７）は、望まれるとすれば、バイオセンサーの固体の基体（２）の分析が光学的に行われることを許可する。手段（５）は、一つの又はより多くのターゲットの生物学的な化合物の存在を決定するために、バイオセンサーの固体の基体（２）を分析することに存在するものである。バイオセンサーの固体の基体の温度に関する情報を獲得するために、バイオセンサーの固体の基体（２）を分析するための手段（６）は、存在するものである。破線は、そこで、両方の手段（５）及び（６）が、結局のところ単一の手段（例．ＣＣＤカメラのような光学的な検出手段又はカメラがたった一つの可能性である光学的な検出デバイスのいずれの他の種類のもの。他の可能性は、光検出器又は顕微鏡を含む。）であることを指示するものである。提供は、試料の流体（４）を、それが、基体（２）を通過してしまった後に、チャンバー１へ逆戻りに循環させるために、なされることがある。好ましくは、基体は、連続的に又は断続的にしかし規則的に試料の流体で湿潤させられる。この方式において、試料の流体の代表的な温度は、得られることがある。
【０１３３】
図４は、プローブ（８）及び温度を指示する試剤（９）がバイオセンサーの固体の基体の特定の場所に印刷されてしまってある本発明の一つの実施形態に従ったバイオセンサーの固体の基体（２）のスキームを提示する。
【０１３４】
例
【実施例１】
【０１３５】
例１
図１の重合体を、キシレンに溶解させ、且つ、インクジェットプリンターを使用することによってナイロンのバイオセンサーの膜の特異的な場所に印刷した。それの後に、溶媒が、蒸発することを許容した。そして、散乱するものから透き通ったものへの転移温度を、電荷結合デバイス（charge-coupled  device）（ＣＣＤ）カメラで８０℃のまわりで観察した。
【実施例２】
【０１３６】
例２
別の例において、我々は、重量で３５部のエトキシル化されたビスフェノール−Ａジアクリラート（Ｓａｒｔｏｍｅｒ  ３４９，Ｓａｒｔｏｍｅｒから商業的に入手可能なもの）と重量で６５部の重合体（名前ＬＣＰ９３の下でＭｅｒｃｋから商業的に入手可能なもの；重合度ｎ＋Ｍ〜４０；９７℃におけるＭｅｒｃｋに従ったスメクチックから等方性のものへの転移）を混合した。
【０１３７】
【化６】
2009538126.tif 000011
両方の材料は、液晶重合体ＬＣＰ０９３が、それの液晶質の転移温度より上に加熱されるとき、光を散乱することを回避するおよそ１．５５の類似の屈折率を有する。硬化させるために、試料は、重量で２部の光開始剤（Ｉｒｇａｃｕｒｅ  ６５１−Ｃｉｂａ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）とブレンドされる。混合物は、バイオセンサーの基体にＰＤＭＳの型の手段によって印刷することができるペーストを形成する。硬化することは、ＵＶ源ＰＬ１０ランプ（Ｐｈｉｌｉｐｓ−０．６ｍＷ・ｃｍ２の強度における３６５ｎｍの光）による照明によって進行する。試料は、７４℃より上に加熱されるとき、高度に散乱することから透き通った透明なものへそれの外観を変化させる。転移は、７３及び７５℃の間で進行する。
【実施例３】
【０１３８】
例３
図２の液晶分子を、エトキシル化されたビスフェノール−Ａのビスアクリラートと混合し、且つ、その後、インクジェットプリンターを使用することによってナイロンのバイオセンサーの膜の特異的な場所に印刷した。ＵＶ光を、光開始剤（Ｃｉｂａ  Ｓｐｅｃｉａｌｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓから商業的に入手可能な２重量％のＩｒｇａｃｕｒｅ  ６５１）の存在において混合物を光重合させるために使用した。そして、散乱するものから透き通ったものへの転移温度を、電荷結合デバイス（charge-coupled  device）（ＣＣＤ）カメラにより６０及び６１℃の間で観察した。
【実施例４】
【０１３９】
例４
生体適合性の重合体（ポリ−乳酸−ｃｏ−グリコール酸（poly-(lactic-co-glycolic)acid），ＰＬＧＡ）、液晶（ｎ−ペンチルシアノビフェニル）、及び溶媒としてのジクロロエタン（dichloroethane）（ＤＣＥ）の混合物（ＰＬＧＡ：ＬＣ：ＤＣＥ比は、０．０５：０．２０：９９．７５であると共に重量で０．３％のポリビニルアルコールは、エマルジョンの小滴が合体することを予防するために安定化剤としてＨ２Ｏへ加えられる）を、インクジェットノズルを通じて水に注入し、且つ、ＬＣで充填された重合体のカプセルが、得られた。水の取り除きの後に、カプセルを、モノマーシステム（エトキシル化されたビスフェノール−Ａ＋Ｃｉｂａ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓからの２重量％のＩｒｇａｃｕｒｅ  ６５１）において分散させ、且つ、結果として生じるブレンドを、インクジェット印刷の使用をすることによって、ナイロンのバイオセンサーの基体に局所的に堆積させ、且つ、モノマーシステムの光重合によって硬化させた。そして、散乱するものから透き通ったものへの転移温度は、３５℃において観察され、且つ、１℃を超えるものではない温度の区間内で起こった。
【実施例５】
【０１４０】
例５
この例において、３７℃に中心がおかれた転移温度を有する温度を指示する試剤は、提供される。
【０１４１】
第一に、後に続く構成成分：
−  ５０．３重量％の液晶混合物
−  ４８．０重量％の反応性のモノマーのブレンド、及び
−  １．７５重量％の光開始剤
を含有するブレンドは、作られる。
【０１４２】
使用された液晶混合物は、二つの材料：
重量で２５部：
【０１４３】
【化７】
2009538126.tif 000012
重量で７５部：
【０１４４】
【化８】
2009538126.tif 000013
を含有する。
【０１４５】
反応性のモノマーのブレンドは、後に続く二つの材料：
重量で７５部：
【０１４６】
【化９】
2009538126.tif 000014
及び、重量で２５部：
【０１４７】
【化１０】
2009538126.tif 000015
を含有する。
【０１４８】
光開始剤は、Ｃｉｂａ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  ＣｈｅｍｉｃａｌｓからＩｒｇａｃｕｒｅ  ６５１であった。
【０１４９】
混合物を、インクジェット印刷によって適用し、且つ、ＵＶ光によって光重合させた。重合の後に、液晶相は、重合体マトリックスから分離すると共に、光散乱するものである。３７℃より上に加熱されたとき、印刷されたドットは、液晶混合物が、等方性のものへのそれの相転移を通じて進むために、高度に透明なものになる。
【実施例６】
【０１５０】
例６
ブレンドが、さらに染料を組み込み、且つ、従って、後に続く構成成分：
−  ５０．０重量％の同じ液晶混合物、
−  ４８．０重量％の反応性のモノマーの同じブレンド、
−  １．７５重量％の同じ光開始剤、及び
−  ０．２５重量％の染料
を含有したことを除いて、例５におけるものと同じ手順に従った。
【０１５１】
染料は、６６７ｎｍで発光するＣｙａｎｉｎｅ−５．１８：
【０１５２】
【化１１】
2009538126.tif 000016
として知られた（下に示された構造の）スルホインドシアニンの蛍光性の染料であった。
【０１５３】
６５０ｎｍ又はより下の光で励起されたとき、印刷されたドットは、蛍光を発する。３７℃より上に加熱されたとき、蛍光性の強度は、印刷されたドットが、高度に透明なもの及び散乱しないものになるために、一桁分突然に降下する。
【実施例７】
【０１５４】
例７
この例において、約６１℃の転移温度を備えた温度を指示する試剤を、作った。転移は、１℃を超えるものではない温度の区間内で動作する。
【０１５５】
この場合に、同じベースの組成は、例４において与えられたものとして、選ばれておかれたものである。しかしながら、液晶は、Ｅ７、後に続く材料：
−  重量で５１部のｎ−ペンチルシアノビフェニル、
−  重量で２５部のｎ−へプチルシアノビフェニル、
−  重量で１６部のｎ−オクチルオキシシアノビフェニル、及び
−  重量で８部のｎ−ペンチルシアノテルフェニル
を含有する商業的な混合物、で置き換えられておかれたものである。
【０１５６】
混合物を、インクジェット印刷によって堆積させたと共に、そして、ＵＶ光の手段によって光重合させた。重合の後に、液晶相は、重合体マトリックスから分離すると共に光散乱するものである。６１℃より上に加熱されたとき、印刷されたドットは、液晶混合物が、等方性のものへのそれの相転移を通じて進むために、高度に透明なものになる。
【実施例８】
【０１５７】
例８
ブレンドが、染料をさらに組み込むと共に、従って、後に続く構成成分：
−  ５０．０重量％の例６におけるものと同じ液晶混合物、
−  ４８．０重量％の例６におけるものと同じ反応性のモノマーのブレンド、
−  １．７５重量％の例６におけるものと同じ光開始剤、及び、
−  ０．２５重量％の染料
を含有することを除いて、例７におけるものと同じ手順に従った。
【０１５８】
染料は、後に続く式：
【０１５９】
【化１２】
2009538126.tif 000017
を有する（Ｊ．Ｒ．Ｆｒｉｅｓ  ｅｔ  ａｌ．（２００１）Ｃｈｉｍｉｃａ  Ｏｇｇｉ，１９，１８に記載された）赤色蛍光性の染料（λｅｘ６３０ｎｍ；λｅｍ６７０ｎｍ）である。
【０１６０】
６３０ｎｍで励起されたとき、印刷されたドットは、蛍光を発する。６１℃より上に加熱されたとき、蛍光性の強度は、印刷されたドットが、高度に透明なもの及び散乱しないものになるために、可視で突然に降下する。
【実施例９】
【０１６１】
例９
４９重量％の（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド（N-isopropylacrylamide）（ＮＩＰＡ）（モノマー）／ジエチレングリコールジアクリラート）及び１重量％のＩｒｇａｃｕｒｅ  ２９５９＋５０重量％のメタノールの溶液を、作った。モル比、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド：ジエチレングリコールジアクリラートは、１８０：１であった。この溶液へ、蛍光性のビード（０．０２μｍの直径を有するｃｒｉｍｓｏｎＴＭの微小球）を加えた。溶液を、ナイロンのバイオセンサーの膜の特異的な場所に印刷し、且つ、ＵＶ放射の下で重合させた。水におけるヒドロゲルのすすぎ（＝メタノールを取り除くこと）の後に、転移温度（ＬＣＳＴ）を、電荷結合デバイス（charge-coupled  device）（ＣＣＤ）カメラで記録された蛍光強度における変化を介して３２℃のまわりで観察した。
【実施例１０】
【０１６２】
例１０
ヒドロゲルを、モノマーの性質、追加的なコモノマー及び架橋剤が、下の表１：
【０１６３】
【表１】
2009538126.tif 000018
ＬＣＳＴ温度は、濁度における変化を記録することによって測定されたものであった。
に従ったものであったことを除いて、例９におけるものと同じ手順に従うことによって、調製した。
【実施例１１】
【０１６４】
例１１
２５０ｍｇのＮ−イソプロピルアクリルアミド（N-isopropylacrylamide）（ＮＩＰＡ）、５ｍｇのジエチレングリコールジアクリラート（diethylene  glycol  diacrylate）（ＤＥＧＤＡ）、１５ｍｇのＩｒｇａｃｕｒｅ  ２９５９（光開始剤）、ポリエチレングリコールジアクリラート（polyethylene  glycol  diacrylate）（ＰＥＧＡ）（コモノマー）、及び８０％の水を含む溶液を、調製した及び作った。ＰＥＧＡのモル比を、ＮＩＰＡに関して０から９％まで変動させた。図６は、前記の溶液の重合の後に観察された、ＬＣＳＴと称された温度の増加の間の光学的な信号における突然の変化を示す。ＰＥＧＡの比を増加させることによって、ＬＣＳＴを、３６及び４７℃の間に変動させることができるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０１６５】
【図１】図１は、本発明の実施形態に従って温度を指示する試剤として使用可能な重合体の液晶の特定の例の化学的な構造である。
【図２】図２は、本発明の実施形態に従って温度を指示する試剤として使用可能なシロキサン環液晶の特定の例の化学的な構造である。
【図３】図３は、本発明の実施形態に従ってバイオセンサーデバイスの断面の概略的な図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態に従ってバイオセンサーの固体の又はヒドロゲルの基体の断面の概略的な図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態に使用可能なＬＣで充填された重合体カプセルを示す二つの写真を表す。
【図６】図６は、共重合体ＮＩＰＡ−ＰＥＧＡの観察された、より低い臨界溶解温度（ＬＣＳＴ）対比ＰＥＧＡ／ＮＩＰＡのグラフである。
【図１】
2009538126.tif 000019
【図２】
2009538126.tif 000020
【図３】
2009538126.tif 000021
【図４】
2009538126.tif 000022
【図５】
2009538126.tif 000023
【図６】
2009538126.tif 000024
【国際調査報告】
2009538126.tif 000025
2009538126.tif 000026
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