(57)【要約】【課題】  本発明は、病原物質、生体物質、有毒物質等の各種標的を高価な測定装置等を用いることなく、少ない測定誤差で簡便かつ迅速にしかも極めて高感度で効率的に検出可能であり、更には定量も可能な標的検出装置及び標的検出方法、並びに、それらに好適に用いられる標的検出用基材及びその効率的な製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】  照射された光を干渉光として放射可能であり、標的相互作用部が標的と相互作用した際に生ずる該干渉光の波長変化を検知することによって該標的を検出するのに用いられる標的検出用基材であって、該標的検出用基材が、複数の細穴を有し、かつ、該複数の細穴が形成された側の露出面の少なくとも一部に、前記標的と相互作用可能な前記標的相互作用部を有することを特徴とする標的検出用基材、及びその製造方法である。【選択図】        図３
2006038754.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照射された光を干渉光として放射可能であり、標的相互作用部が標的と相互作用した際に生ずる該干渉光の波長変化を検知することによって該標的を検出するのに用いられる標的検出用基材であって、該標的検出用基材が、複数の細穴を有し、かつ、該複数の細穴が形成された側の露出面の少なくとも一部に、前記標的と相互作用可能な前記標的相互作用部を有することを特徴とする標的検出用基材。
【請求項２】
露出面の少なくとも一部が、細穴における露出面である請求項１に記載の標的検出用基材。
【請求項３】
複数の細穴が、互いに独立して形成された請求項１から２のいずれかに記載の標的検出用基材。
【請求項４】
複数の細穴における少なくとも一部が、互いに連結して形成された請求項１から２のいずれかに記載の標的検出用基材。
【請求項５】
細穴における開口部が、規則的に配列された請求項１から４のいずれかに記載の標的検出用基材。
【請求項６】
細穴における開口部が、不規則的に配列された請求項１から４のいずれかに記載の標的検出用基材。
【請求項７】
複数の細穴が形成された側の面に対して垂直な断面に存在する細穴の形状が、直線状及び曲線状の少なくともいずれかである請求項１から６のいずれかに記載の標的検出用基材。
【請求項８】
複数の細穴が形成された側の面において、単位体積当たりに存在する全ての該細穴の表面積の和が、１．０〜１０６ｃｍ２／ｃｍ３である請求項１から７のいずれかに記載の標的検出用基材。
【請求項９】
細穴における開口部の最大口径が、０．１〜１０，０００ｎｍである請求項１から８のいずれかに記載の標的検出用基材。
【請求項１０】
複数の細穴が形成された側の面に対して垂直な断面に存在する前記複数の細穴から任意に選択した１０個の平均深さが、０．１〜１０，０００ｎｍである請求項１から９のいずれかに記載の標的検出用基材。
【請求項１１】
最大口径をＡとし、平均深さをＢとしたとき、最大口径に対する平均深さの比（Ｂ／Ａ）が、０．０１〜１，０００である請求項１０に記載の標的検出用基材。
【請求項１２】
標的検出用基材が、複数の層を有し、該複数の層の少なくとも一層が、光干渉層であり、該光干渉層から最表面に位置し、複数の細穴を有する層までの各層が光透過性である請求項１から１１のいずれかに記載の標的検出用基材。
【請求項１３】
複数の細穴を有する層が、セラミックス、アルミナ、シリコン、金属酸化物、ガラス、石英ガラス、ポリマー、及び金属から選択される少なくとも１種で形成されてなる請求項１から１２のいずれかに記載の標的検出用基材。
【請求項１４】
光干渉層が、該光干渉層と接する層の屈折率と異なる屈折率を有する異屈折率膜を少なくとも１層有する請求項１２から１３のいずれかに記載の標的検出用基材。
【請求項１５】
異屈折率膜が、誘電体膜である請求項１４に記載の標的検出用基材。
【請求項１６】
異屈折率膜が、酸素化合物を含む請求項１４から１５のいずれかに記載の標的検出用基材。
【請求項１７】
酸素化合物が、金属酸化物及び非金属酸化物から選択される少なくとも１種である請求項１６に記載の標的検出用基材。
【請求項１８】
金属酸化物が、Ｔａ２Ｏ５、ＴｉＯ２及びＳｉＯ２から選択される少なくとも１種である請求項１７に記載の標的検出用基材。
【請求項１９】
標的相互作用部が、標的を捕捉可能な標的捕捉体である請求項１から１８のいずれかに記載の標的検出用基材。
【請求項２０】
標的捕捉体が、酵素、補酵素、酵素基質、酵素阻害剤、ホスト化合物、金属、抗体、抗原、微生物、寄生虫、細菌、ウイルス、ウイルス粒子、細胞、細胞破砕物、代謝産物、核酸、ホルモン、ホルモンレセプター、レクチン、糖、生理活性物質、生理活性物質受容体、アレルゲン、タンパク質、血液タンパク質、組織タンパク質、核物質、神経伝達物質、ハプテン、薬物、環境物質、化学種及びこれらの誘導体から選択される少なくとも１種である請求項１９に記載の標的検出用基材。
【請求項２１】
ホスト化合物が、単分子系ホスト化合物、多分子系ホスト化合物、高分子系ホスト化合物及び無機系ホスト化合物から選択され、
該単分子系ホスト化合物が、シクロデキストリン、クラウン化合物、シクロファン、アザシクロファン、カリックスアレーン、シクロトリペラトリレン、スフェランド、キャビタンド、及び環状オリゴペプチドから選択され、
該多分子系ホスト化合物が、尿素、チオ尿素、デオキシコール酸、ペルヒドロトリフェニレン、トリ−ｏ−チモチドから選択され、
該高分子系ホスト化合物が、セルロース、デンプン、キチン、キトサン及びポリビニルアルコールから選択され、
該無機系ホスト化合物が、層間化合物、ゼオライト及びＨｏｆｍａｎｎ型錯体から選択される請求項２０に記載の標的検出用基材。
【請求項２２】
基材が、半導体、セラミックス、金属、ガラス、石英ガラス及びポリマーから選択される少なくとも１種で形成された層を有する請求項１２から２１のいずれかに記載の標的検出用基材。
【請求項２３】
相互作用が、物理吸着及び化学吸着の少なくともいずれかである請求項１から２２のいずれかに記載の標的検出用基材。
【請求項２４】
請求項１から２３のいずれかに記載の標的検出用基材の製造方法であって、表面に細穴を形成する細穴形成工程を含むことを特徴とする標的検出用基材の製造方法。
【請求項２５】
細穴形成工程が、光線、Ｘ線及び電子線の少なくともいずれかを用いたリソグラフィーにより行われる請求項２４に記載の標的検出用基材の製造方法。
【請求項２６】
細穴形成工程が、疎水性溶媒と、該疎水性溶媒に溶解可能なポリマーとを混合した溶液で膜を形成し、該膜の表面を結露させつつ、前記疎水性溶媒を蒸発させることにより行われる請求項２４に記載の標的検出用基材の製造方法。
【請求項２７】
疎水性溶媒が、ハロゲン含有有機溶媒、エステル基含有有機溶媒及び炭化水素から選択される少なくとも１種である請求項２６に記載の標的検出用基材の製造方法。
【請求項２８】
ポリマーが、生分解性ポリマー、両親媒性ポリマー及び親水性ポリマーから選択される少なくとも１種である請求項２６から２７のいずれかに記載の標的検出用基材の製造方法。
【請求項２９】
細穴形成工程が、陽極基材を酸性溶液中に浸漬させ、該陽極基材を陽極酸化することにより行われる請求項２４に記載の標的検出用基材の製造方法。
【請求項３０】
酸性溶液が、シュウ酸水溶液、硫酸水溶液、リン酸水溶液、塩酸水溶液、及び硝酸水溶液から選択される少なくとも１種である請求項２９に記載の標的検出用基材。
【請求項３１】
細穴形成工程が、標的検出用材料基材の表面を、酸化させて酸化物パターン部を形成した後、非酸化物パターン部を除去することにより行われる請求項２４に記載の標的検出用基材の製造方法。
【請求項３２】
標的検出用材料基材が、導電性表面を少なくとも有してなり、
酸化物パターン部の形成が、複数の溝が互いに略平行になるように形成されたラインパターンを有する酸化物パターン部形成用導電性基材を、前記標的検出用材料基材の導電性表面に当接させ、前記酸化物パターン部形成用導電性基材と、前記導電性表面との間に電圧を印加させ、前記導電性表面に前記ラインパターンと同じ形状の前記酸化物パターン部を形成することにより行われる請求項３１に記載の標的検出用基材の製造方法。
【請求項３３】
酸化物パターン部が格子状に形成され、非酸化物パターン部が独立して複数形成された請求項３１から３２のいずれかに記載の標的検出用基材の製造方法。
【請求項３４】
除去が、エッチングである請求項３１から３３のいずれかに記載の標的検出用基材の製造方法。
【請求項３５】
エッチングが、アルカリ性の溶液で行われる請求項３４に記載の標的検出用基材の製造方法。
【請求項３６】
複数の溝から任意に選択した１０個の幅方向の平均長さが、０．５〜１０，０００ｎｍである請求項３２から３５のいずれかに記載の標的検出用基材の製造方法。
【請求項３７】
酸化物パターン部形成用導電性基材及び導電性表面の少なくともいずれかが、導電性シリコンで形成された請求項３２から３６のいずれかに記載の標的検出用基材の製造方法。
【請求項３８】
光を照射する光照射手段と、標的と相互作用して前記光照射手段により照射された光の干渉光の波長を変化可能な光干渉手段と、前記干渉光の進路に設けられ前記光干渉手段により放射される前記干渉光の波長変化を検出する波長変化検出手段とを有してなり、
前記光干渉手段が、請求項１から２３のいずれかに記載の標的検出用基材を含むことを特徴とする標的検出装置。
【請求項３９】
光照射手段が、線状の光束を照射可能である請求項３８に記載の標的検出装置。
【請求項４０】
光照射手段が、レーザー光照射器である請求項３８から３９のいずれかに記載の標的検出装置。
【請求項４１】
波長変化検出手段が、特定波長の光のみを透過可能であり、該特定波長の光が透過したことを検知可能である請求項３８から４０のいずれかに記載の標的検出装置。
【請求項４２】
波長変化検出手段が、干渉フィルタ及び該干渉フィルタを透過した透過光を検知可能な光検知センサーである請求項３８から４１のいずれかに記載の標的検出装置。
【請求項４３】
波長変化検出手段が、干渉光の波長変化前におけるスペクトルと、干渉光の波長変化後におけるスペクトルとを測定し、その差スペクトルを測定可能である請求項３８から４２のいずれかに記載の標的検出装置。
【請求項４４】
波長変化検出手段が、差スペクトルをスペクトル強度に変換し、該スペクトル強度を増幅可能である請求項４３に記載の標的検出装置。
【請求項４５】
波長変化検出手段が、分光光度計である請求項３８から４４のいずれかに記載の標的検出装置。
【請求項４６】
請求項１から２３いずれかに記載の標的検出用基材に対して光を照射し、標的相互作用部と、標的とを相互作用させ、該照射した光を干渉光として放射させる光照射工程と、前記干渉光の波長変化を検出する波長変化検出工程とを含むことを特徴とする標的検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、病原物質、生体物質、有毒物質等の各種標的を効率よく確実にかつ簡便にしかも極めて高感度に検出可能な標的検出装置及び標的検出方法、並びに、それらに好適に用いられる標的検出用基材及びその効率的な製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、病原物質、生体物質、有毒物質等の各種標的を検出する各種の方法が検討されてきており、例えば、ＥＬＩＳＡ等のエンザイム・イムノ・アッセイ法などが知られている。しかし、これらにおいては、高価な蛍光標識や危険な放射線マーカー等を使用しなければならない等の問題があった。
近時、蛍光標識や放射線マーカーを使用せずに、前記各種標的を検出する検出層による干渉光の干渉色変化等を検知することにより、前記各種標的を検出する装置や方法が提案されてきている。例えば、非特異性蛋白質層の膜厚変化を干渉色変化としてエリプソメータ等により測定する装置が提案されている（例えば、特許文献１〜２参照）。また、核酸鎖による光反射表面における厚み変化を干渉色変化として検出することが提案されている（例えば、特許文献３〜５参照）。また、光源から発した光を偏光子を介して試料表面に照射し、その反射光を偏光変調器により反射させ、偏光子を介して検出する装置が提案されている（例えば、特許文献６〜９参照）。また、非特異性蛋白質層の膜厚変化を干渉光の干渉色変化としてエリプソメータ等により測定すると共に該干渉光を偏光子を介して検出する装置が提案されている（例えば、特許文献１０参照）。
【０００３】
しかしながら、これらの場合は、前記標的との反応が二次元的な面に制限される結果、前記標的と相互作用可能な反応表面積が小さくなり、測定感度が十分でないという問題がある。また、前記装置では、測定ノイズを拾い易く、測定誤差が大きく、簡便かつ迅速な測定ができず、更には定量ができないという問題もある。したがって、前記反応表面積を十分に確保することにより、病原物質、生体物質、有毒物質等の前記各種標的を高価な測定装置等を用いることなく、少ない測定誤差で簡便かつ迅速にしかも極めて高感度で効率的に検出可能であり、更には定量も可能な標的検出装置及び標的検出方法、並びに、それらに好適に用いられる標的検出用基材は未だ提供されていないのが現状であり、これらの開発が切に望まれている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１２２６０３号公報
【特許文献２】特開２００２−１１６２０８号公報
【特許文献３】特公平７−３２７２０号公報
【特許文献４】特開平１０−２８８６１６号公報
【特許文献５】特開２００１−２３５４７３号公報
【特許文献６】特開昭６１−３４４４２号公報
【特許文献７】特開平４−７８１２２号公報
【特許文献８】特公昭６２−５７９３６号公報
【特許文献９】米国特許明細書第４，３３２，４７６号明細書
【特許文献１０】特開２００２−１２２６０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、従来における前記問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、病原物質、生体物質、有毒物質等の各種標的を高価な測定装置等を用いることなく、少ない測定誤差で簡便かつ迅速にしかも極めて高感度で効率的に検出可能であり、更には定量も可能な標的検出装置及び標的検出方法、並びに、それらに好適に用いられる標的検出用基材及びその効率的な製造方法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】
【０００６】
＜１＞  照射された光を干渉光として放射可能であり、標的相互作用部が標的と相互作用した際に生ずる該干渉光の波長変化を検知することによって該標的を検出するのに用いられる標的検出用基材であって、該標的検出用基材が、複数の細穴を有し、かつ、該複数の細穴が形成された側の露出面の少なくとも一部に、前記標的と相互作用可能な前記標的相互作用部を有することを特徴とする標的検出用基材である。該＜１＞に記載の標的検出用基材においては、前記複数の細穴を有することにより前記細穴が形成されない場合よりも表面積が飛躍的に増大される。表面積が飛躍的に増大した前記露出面の少なくとも一部に前記標的相互作用部を有することにより該露出面に担持された該標的相互作用部の数が飛躍的に増大され、前記標的と相互作用する前後において屈折率が大きく変化される。この結果、前記干渉光の透過率のグラフにおける波長シフトが極めて大きくなり、前記標的を極めて高感度に検出可能である。
＜２＞  露出面の少なくとも一部が、細穴における露出面である前記＜１＞に記載の標的検出用基材である。
＜３＞  複数の細穴が、互いに独立して形成された前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載の標的検出用基材である。
＜４＞  複数の細穴における少なくとも一部が、互いに連結して形成された前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載の標的検出用基材である。
＜５＞  細穴における開口部が、規則的に配列された前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の標的検出用基材である。
＜６＞  細穴における開口部が、不規則的に配列された前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の標的検出用基材である。
＜７＞  複数の細穴が形成された側の面に対して垂直な断面に存在する細穴の形状が、直線状及び曲線状の少なくともいずれかである前記＜１＞から＜６＞のいずれかに記載の標的検出用基材である。
＜８＞  複数の細穴が形成された側の面において、単位面積当たりに存在する全ての該細穴の和が、１．０〜１０６ｃｍ２／ｃｍ３である前記＜１＞から＜７＞のいずれかに記載の標的検出用基材である。該＜８＞に記載の標的検出用基材においては、前記表面積の和が所定の範囲であって、前記細穴が形成されない場合よりも表面積が飛躍的に増大される。表面積が飛躍的に増大した前記露出面の少なくとも一部に前記標的相互作用部を有することにより該露出面に担持された該標的相互作用部の数が飛躍的に増大される。この結果、前記標的と相互作用する前後において前記干渉光の透過率のグラフにおける波長シフトが極めて大きくなり、前記標的を極めて高感度に検出可能である。
＜９＞  細穴における開口部の最大口径が、０．１〜１０，０００ｎｍである前記＜１＞から＜８＞のいずれかに記載の標的検出用基材である。
＜１０＞  複数の細穴が形成された側の面に対して垂直な断面に存在する前記複数の細穴から任意に選択した１０個の平均深さが、０．１〜１０，０００ｎｍ以下である前記＜１＞から＜９＞のいずれかに記載の標的検出用基材である。
＜１１＞  最大口径をＡとし、平均深さをＢとしたとき、最大口径に対する平均深さの比（Ｂ／Ａ）が、０．０１〜１，０００である前記＜１０＞に記載の標的検出用基材である。
＜１２＞  標的検出用基材が、複数の層を有し、該複数の層の少なくとも一層が、光干渉層であり、該光干渉層から最表面に位置し、複数の細穴を有する層までの各層が光透過性である前記＜１＞から＜１１＞のいずれかに記載の標的検出用基材である。該＜１２＞に記載の標的検出用基材においては、前記光干渉層を有することにより極めてシャープなスペクトル曲線が得られ、前記標的を極めて高感度に検出可能である。
＜１３＞  複数の細穴を有する層が、セラミックス、アルミナ、シリコン、金属酸化物、ガラス、石英ガラス、ポリマー、及び金属から選択される少なくとも１種で形成されてなる前記＜１＞から＜１２＞のいずれかに記載の標的検出用基材である。
＜１４＞  光干渉層が、該光干渉層と接する層の屈折率と異なる屈折率を有する異屈折率膜を少なくとも１層有する前記＜１２＞から＜１３＞のいずれかに記載の標的検出用基材である。
＜１５＞  異屈折率膜が、誘電体膜である前記＜１４＞に記載の標的検出用基材である。
＜１６＞  異屈折率膜が、酸素化合物を含む前記＜１４＞から＜１５＞のいずれかに記載の標的検出用基材である。
＜１７＞  酸素化合物が、金属酸化物及び非金属酸化物から選択される少なくとも１種である前記＜１６＞に記載の標的検出用基材である。
＜１８＞  金属酸化物が、Ｔａ２Ｏ５、ＴｉＯ２及びＳｉＯ２から選択される少なくとも１種である前記＜１７＞に記載の標的検出用基材である。
＜１９＞  標的相互作用部が、標的を捕捉可能な標的捕捉体である前記＜１＞から＜１８＞のいずれかに記載の標的検出用基材である。
＜２０＞  標的捕捉体が、酵素、補酵素、酵素基質、酵素阻害剤、ホスト化合物、金属、抗体、抗原、微生物、寄生虫、細菌、ウイルス、ウイルス粒子、細胞、細胞破砕物、代謝産物、核酸、ホルモン、ホルモンレセプター、レクチン、糖、生理活性物質、生理活性物質受容体、アレルゲン、タンパク質、血液タンパク質、組織タンパク質、核物質、神経伝達物質、ハプテン、薬物、環境物質、化学種及びこれらの誘導体から選択される少なくとも１種である前記＜１９＞に記載の標的検出用基材である。該＜２０＞に記載の標的検出用基材においては、前記標的捕捉体が前記酵素である場合には、前記標的は、例えば該酵素の補酵素、酵素基質又は酵素阻害剤であり、前記標的捕捉体が前記補酵素、酵素基質又は酵素阻害剤である場合には、前記標的は、例えば該補酵素を補酵素、酵素基質又は酵素阻害剤とする酵素であり、前記標的捕捉体が前記ホスト化合物である場合には、前記標的は、例えば該ホスト化合物のゲスト化合物であり、前記標的捕捉体が前記金属である場合には、前記標的は、例えば前記ホスト化合物であり、前記標的捕捉体が前記抗体である場合には、前記標的は、例えば該抗体の抗原、ウイルス、細胞破砕物、代謝産物としてのタンパク質であり、前記標的捕捉体が前記タンパク質である場合には、前記標的は、例えば該タンパク質を抗原とする抗体であり、前記標的捕捉体が前記核酸である場合には、前記標的は、例えば該核酸と相補的な核酸であり、前記標的捕捉体が前記ホルモンレセプターである場合には、前記標的は、例えば該ホルモンレセプターに受容されるホルモンであり、前記標的捕捉体が前記レクチンである場合には、前記標的は、例えば該レクチンに受容させる糖であり、前記標的捕捉体が前記生理活性物質受容体である場合には、前記標的は、例えば該生理活性物質受容体に受容される生理活性物質である。
＜２１＞  ホスト化合物が、単分子系ホスト化合物、多分子系ホスト化合物、高分子系ホスト化合物及び無機系ホスト化合物から選択され、
該単分子系ホスト化合物が、シクロデキストリン、クラウン化合物、シクロファン、アザシクロファン、カリックスアレーン、シクロトリペラトリレン、スフェランド、キャビタンド、及び環状オリゴペプチドから選択され、
該多分子系ホスト化合物が、尿素、チオ尿素、デオキシコール酸、ペルヒドロトリフェニレン、トリ−ｏ−チモチドから選択され、
該高分子系ホスト化合物が、セルロース、デンプン、キチン、キトサン及びポリビニルアルコールから選択され、
該無機系ホスト化合物が、層間化合物、ゼオライト及びＨｏｆｍａｎｎ型錯体から選択される前記＜２０＞に記載の標的検出用基材である。
＜２２＞  基材が、半導体、セラミックス、金属、ガラス、石英ガラス及びポリマーから選択される少なくとも１種で形成された層を有する前記＜１２＞から＜２１＞のいずれかに記載の標的検出用基材である。
＜２３＞  相互作用が、物理吸着及び化学吸着の少なくともいずれかである前記＜１＞から＜２２＞のいずれかに記載の標的検出用基材である。
＜２４＞  前記＜１＞から＜２３＞のいずれかに記載の標的検出用基材の製造方法であって、表面に細穴を形成する細穴形成工程を含むことを特徴とする標的検出用基材の製造方法である。該＜２４＞に記載の標的検出用基材の製造方法は、前記細穴形成工程において前記表面に前記細穴が形成される。
＜２５＞  細穴形成工程が、光線、Ｘ線及び電子線の少なくともいずれかを用いたリソグラフィーにより行われる前記＜２４＞に記載の標的検出用基材の製造方法である。該＜２５＞に記載の標的検出用基材の製造方法は、光線、Ｘ線及び電子線の少なくともいずれかを用いて前記細穴を形成するため、前記細穴の開口部の形状及び開口径を任意に形成可能である。
＜２６＞  細穴形成工程が、疎水性溶媒と、該疎水性溶媒に溶解可能なポリマーとを混合した溶液で膜を形成し、該膜の表面を結露させつつ、前記疎水性溶媒を蒸発させることにより行われる前記＜２４＞に記載の標的検出用基材の製造方法である。該＜２６＞に記載の標的検出用基材の製造方法は、前記膜の表面を結露させつつ、前記疎水性溶媒を蒸発させることにより、前記ポリマーが細穴を形成しつつ自己組織化される。
＜２７＞  疎水性溶媒が、ハロゲン含有有機溶媒、エステル基含有有機溶媒及び炭化水素から選択される少なくとも１種である前記＜２６＞に記載の標的検出用基材の製造方法である。
＜２８＞  ポリマーが、生分解性ポリマー、両親媒性ポリマー及び親水性ポリマーから選択される少なくとも１種である前記＜２６＞から＜２７＞のいずれかに記載の標的検出用基材の製造方法である。
＜２９＞  細穴形成工程が、陽極基材を酸性溶液中に浸漬させ、該陽極基材を陽極酸化することにより行われる前記＜２４＞に記載の標的検出用基材の製造方法である。該＜２９＞に記載の標的検出用基材の製造方法は、前記陽極基材が前記酸性溶液中で陽極酸化され、該陽極基材上に前記細穴が形成される。
＜３０＞  酸性溶液が、シュウ酸水溶液、硫酸水溶液、リン酸水溶液、塩酸水溶液、及び硝酸水溶液から選択される少なくとも１種である前記＜２９＞に記載の標的検出用基材である。
＜３１＞  細穴形成工程が、標的検出用材料基材の表面を、酸化させて酸化物パターン部を形成した後、非酸化物パターン部を除去することにより行われる前記＜２４＞に記載の標的検出用基材の製造方法である。該＜３１＞に記載の標的検出用基材の製造方法においては、前記標的検出用材料基材の表面が酸化され、酸化物パターン部が形成される。該酸化物パターン部以外の部分（前記非酸化物パターン部）が除去されることにより前記細穴が形成される。
＜３２＞  標的検出用材料基材が、導電性表面を少なくとも有してなり、
酸化物パターン部の形成が、複数の溝が互いに略平行になるように形成されたラインパターンを有する酸化物パターン部形成用導電性基材を、前記標的検出用材料基材の導電性表面に当接させ、前記酸化物パターン部形成用導電性基材と、前記導電性表面との間に電圧を印加させ、前記導電性表面に前記ラインパターンと同じ形状の前記酸化物パターン部を形成することにより行われる前記＜３１＞に記載の標的検出用基材の製造方法である。該＜３２＞に記載の標的検出用基材の製造方法は、前記酸化物パターン部形成用導電性基材が前記導電性表面に当接される。前記酸化物パターン部形成用導電性基材と、前記導電性表面との間に電圧が印加されることにより前記導電性表面に前記ラインパターンと同じ形状の前記酸化物パターン部が形成される。
＜３３＞  酸化物パターン部が格子状に形成され、非酸化物パターン部が独立して複数形成された前記＜３１＞から＜３２＞のいずれかに記載の標的検出用基材の製造方法である。
＜３４＞  除去が、エッチングである前記＜３１＞から＜３３＞のいずれかに記載の標的検出用基材の製造方法である。
＜３５＞  エッチングが、アルカリ性の溶液で行われる前記＜３４＞に記載の標的検出用基材の製造方法である。
＜３６＞  複数の溝から任意に選択した１０個の幅方向の平均長さが、０．５〜１０，０００ｎｍである前記＜３２＞から＜３５＞のいずれかに記載の標的検出用基材の製造方法である。
＜３７＞  酸化物パターン部形成用導電性基材及び導電性表面の少なくともいずれかが、導電性シリコンで形成された前記＜３２＞から＜３６＞のいずれかに記載の標的検出用基材の製造方法である。
＜３８＞  光を照射する光照射手段と、標的と相互作用して前記光照射手段により照射された光の干渉光の波長を変化可能な光干渉手段と、前記干渉光の進路に設けられ前記光干渉手段により放射される前記干渉光の波長変化を検出する波長変化検出手段とを有してなり、
前記光干渉手段が、前記＜１＞から＜２３＞のいずれかに記載の標的検出用基材を含むことを特徴とする標的検出装置である。該＜３８＞に記載の標的検出装置においては、前記光照射手段が光を照射する。前記光干渉手段は、前記細穴を有する標的検出用基材を有することにより前記細穴が形成されない場合よりも表面積が飛躍的に増大される。表面積が飛躍的に増大した前記露出面の少なくとも一部に前記標的相互作用部を有することにより該露出面に担持された該標的相互作用部の数が飛躍的に増大され、前記標的と相互作用する前後において屈折率が大きく変化される。この結果、前記干渉光の透過率のグラフにおける波長シフトが極めて大きくなり、前記波長変化検出手段が、該波長シフトした干渉光を検出することにより、前記標的が極めて高感度に検出される。
＜３９＞  光照射手段が、線状の光束を照射可能である前記＜３８＞に記載の標的検出装置である。該＜３９＞に記載の標的検出装置においては、該光照射手段により照射される光の前記光干渉手段への入射角の制御が容易であり、また、前記光干渉手段における、前記光照射手段により照射される光の受光面の面積を小さく設計することができ、また、該光干渉手段による干渉光の波長変化を検出する前記波長変化検出手段における受光面の面積を小さく設計することができ、測定ノイズを抑制することができ、測定誤差が少ない。
＜４０＞  光照射手段が、レーザー光照射器である前記＜３８＞から＜３９＞のいずれかに記載の標的検出装置である。
＜４１＞  波長変化検出手段が、特定波長の光のみを透過可能であり、該特定波長の光が透過したことを検知可能である前記＜３８＞から＜４０＞のいずれかに記載の標的検出装置である。該＜４１＞に記載の標的検出装置においては、前記波長変化検出手段が、特定波長の光のみを透過可能であることにより、該波長変化検出手段は、前記標的相互作用部が前記標的と相互作用する前では前記干渉光を透過不能とし、かつ、前記相互作用した後では前記干渉光を透過可能とすることにより、あるいは、前記相互作用する前では前記干渉光を透過可能とし、かつ、前記相互作用した後では前記干渉光を透過不能とすることにより、前記標的を簡便かつ確実に検出可能であり、該波長変化検出手段が前記干渉光の透過を検出したことをもって、前記干渉光の波長変化を検出し、前記標的相互作用部が前記標的と相互作用したこと、即ち試料等中における該標的の存在が容易にかつ簡便にしかも極めて高感度に検出される。
＜４２＞  波長変化検出手段が、干渉フィルタ及び該干渉フィルタを透過した透過光を検知可能な光検知センサーである前記＜３８＞から＜４１＞のいずれかに記載の標的検出装置である。該＜４２＞に記載の標的検出装置においては、前記干渉フィルタを、前記標的相互作用部が前記標的と相互作用する前では前記干渉光を透過不能とし、かつ、前記相互作用した後では前記干渉光を透過可能とすることにより、あるいは、前記相互作用する前では前記干渉光を透過可能とし、かつ、前記相互作用した後では前記干渉光を透過不可能とすることにより、該干渉フィルタを透過した前記干渉光を前記光検知センサーが検出したことをもって、前記干渉光の波長変化を検出し、前記標的相互作用部が前記標的と相互作用したこと、即ち試料等中における該標的の存在が容易にかつ簡便にしかも極めて高感度に検出される。また、前記干渉フィルタを、前記相互作用した後では前記干渉光を透過可能とし、あるいは、前記相互作用する前では前記干渉光を透過可能とし、該干渉光の透過光量を前記光検知センサーが測定すると前記標的が定量される。
＜４３＞  波長変化検出手段が、干渉光の波長変化前におけるスペクトルと、干渉光の波長変化後におけるスペクトルとを測定し、その差スペクトルを測定可能である前記＜３８＞から＜４２＞のいずれかに記載の標的検出装置である。
＜４４＞  波長変化検出手段が、差スペクトルをスペクトル強度に変換し、該スペクトル強度を増幅可能である前記＜４３＞に記載の標的検出装置である。該＜４４＞に記載の標的検出装置においては、前記波長変化検出手段が、前記干渉光の波長変化の前後におけるスペクトル差、即ち差スペクトルを測定するので、それぞれブロードなスペクトル曲線ではなく、極めてシャープなスペクトル曲線が得られ、増幅が可能となる。そして、該干渉光の波長変化をスペクトル強度に変換することができ、任意にその増幅が可能であり極めて高感度にであり、しかもスペクトル強度の強弱によって前記標的の定量も行うことができる。
＜４５＞  波長変化検出手段が、分光光度計である前記＜３８＞から＜４４＞のいずれかに記載の標的検出装置である。
＜４６＞  前記＜１＞から＜２３＞いずれかに記載の標的検出用基材に対して光を照射し、標的相互作用部と、標的とを相互作用させ、該照射した光を干渉光として放射させる光照射工程と、前記干渉光の波長変化を検出する波長変化検出工程とを含むことを特徴とする標的検出方法である。該＜４６＞に記載の標的検出方法においては、前記光照射工程において、前記標的相互作用部と前記標的とが相互作用され、該相互作用の前後において屈折率が大きく変化する結果、前記照射された光の前記干渉光は、前記相互作用の前後で極めて大きく波長変化（波長シフト）され、前記波長変化検出手段が、該波長シフトした前記干渉光を検出することにより、前記標的が極めて高感度に検出される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、病原物質、生体物質、有毒物質等の各種標的を高価な測定装置等を用いることなく、少ない測定誤差で簡便かつ迅速にしかも極めて高感度で効率的に検出可能であり、更には定量も可能な標的検出装置及び標的検出方法、並びに、それらに好適に用いられる標的検出用基材及びその効率的な製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
（標的検出装置）
本発明の標的検出装置は、光照射手段と、光干渉手段と、波長変化検出手段とを有してなり、更に必要に応じて適宜選択したその他の手段を有してなる。
【０００９】
＜光照射手段＞
前記光照射手段は、光を照射する機能を有する限り特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、ハロゲンランプ（例えばキセノンランプ）等の光源、レーザー光照射器、などが挙げられる。
これらの中でも、線状の光束を照射可能であるものが好ましく、レーザー光照射器などが好適に挙げられる。この場合、該光照射手段より照射される光の前記光干渉手段への入射角の制御が容易であり、また、該光照射手段より照射される光の前記光干渉手段における受光面の面積を小さく設計することができ、更に該光干渉手段による干渉光の波長変化を検出する前記波長変化検出手段における受光面の面積を小さく設計することができ、測定ノイズを抑制することができ、測定誤差を小さくすることができる点で有利である。
なお、本発明においては、前記波長変化検出手段として、分光光度計を使用する場合には、該光照射手段として、該分光光度計に内蔵された光源を使用することができる。
【００１０】
＜光干渉手段＞
前記光干渉手段は、標的と相互作用することにより、前記光照射手段により照射された光の干渉光の波長を変化させることができる手段である。前記光干渉手段は、本発明の標的検出用基材を含み、更に必要に応じてその他の部材等を有してなる。
【００１１】
（標的検出用基材）
前記本発明の標的検出用基材は、照射された光を干渉光として放射可能であり、標的相互作用部が標的と相互作用した際に生ずる該干渉光の波長変化を検知することによって該標的を検出するのに用いられ、複数の細穴を有し、かつ、該複数の細穴が形成された側の露出面の少なくとも一部に、前記標的と相互作用可能な前記標的相互作用部を有する。
【００１２】
−細穴−
前記細穴の形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、柱状、錐状、錐台状などであってもよく、また無定型の形状などであってもよい。従って、前記複数の細穴が形成された側の面に体して垂直な断面に存在する該細穴の形状は、直線状であってもよく、曲線状であってもよく、これらが互いに併存していてもよい。
また、前記細穴は、互いに独立して形成されていてもよく、前記細穴における少なくとも一部が互いに連結して形成されていてもよい。
【００１３】
前記細穴の開口部の配列としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、規則的な配列であってもよく、不規則的な配列であってもよいが、より大きな表面積を確保する観点から前者の方が好ましい。なお、前記規則的とは、前記複数の細穴が形成された面において、前記開口部が互いに等しい間隔で二次元マトリクスを形成して配列している状態、又は前記開口部若しくは前記開口部の集団が一定の規則性をもって配列している状態等を意味し、前記不規則的とは、前記規則的以外の状態を意味する。なお、前記開口部の配列は、例えば、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により簡便に確認することができる。
【００１４】
前記細穴における開口部の最大口径としては、特に制限はなく、前記標的相互作用部の大きさ等に応じて適宜選択することができるが、例えば、０．１〜１０，０００ｎｍであることが好ましく、０．１〜１，０００ｎｍであることがより好ましい。前記口径が０．１ｎｍ未満である場合には、Ｈ２のような分子が吸着できないことがあり、１０，０００ｎｍを超える場合には、干渉色が変化しないことがある。
【００１５】
前記細穴の平均深さとしては、特に制限はなく、前記細穴が形成される層（以下「細穴形成層」と称するころがある）の厚み等に応じて適宜選択することができるが、例えば、１．０〜１０，０００ｎｍであることが好ましく、１．０〜１，０００ｎｍであることがより好ましい。前記深さが１．０ｎｍ未満である場合には、干渉色がみられないことがある。なお、前記平均深さとは、前記複数の細穴が形成された側の面に対して垂直な断面に存在する該複数の細穴から任意に選択した１０個の平均深さを意味する。
また、前期細穴形成層において、前期開口部が形成された面とは反対側の面にも開口部を有する貫通孔であってもよく、前期開口部が形成された面とは反対側の面に開口部を有しない非貫通孔であってもよいが、より大きな表面積を確保する観点から前者の方が好ましい。
【００１６】
前記最大口径Ａ対する前記平均深さの比（Ｂ／Ａ）（以下「アスペクト比」と称することがある）としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、０．０１〜１，０００であることが好ましく、１．０〜１００であることがより好ましい。前記アスペクト比が０．０１未満である場合には、十分な感度が得られないことがある。
【００１７】
単位体積当たりに存在する全ての前記細穴の表面積の和としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、１．０〜１０６ｃｍ２／ｃｍ３が好ましく、１０〜１０，０００ｃｍ２／ｃｍ３がより好ましい。なお、前記単位体積当たりの表面積の和は、例えば、ＢＥＴ比表面積測定装置などにより簡便に測定することができる。
【００１８】
前記細穴形成層の材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、セラミックス、アルミナ、シリコン、金属酸化物、ガラス、石英ガラス、ポリマー、金属、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
前記細穴形成層は、光透過性であることが好ましい。
【００１９】
−標的相互作用部−
前記標的相互作用部が形成される位置としては、前記複数の細穴が形成された側の露出面の少なくとも一部である限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、前記細穴における露出面であることが好ましく、前記細穴における露出面、及び前記細穴が形成された側の表面であることがより好ましい。
【００２０】
前記標的相互作用部としては、前記標的と相互作用可能である限り、特に制限はないが、前記標的を捕捉可能な標的捕捉体であることが好ましい。
前記標的捕捉体としては、前記標的を捕捉することができる限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、酵素、補酵素、酵素基質、酵素阻害剤、ホスト化合物、金属、抗体、抗原、微生物、寄生虫、細菌、ウイルス、ウイルス粒子、細胞、細胞破砕物、代謝産物、核酸、ホルモン、ホルモンレセプター、レクチン、糖、生理活性物質、生理活性物質受容体、アビジン、ビオチン、アレルゲン、タンパク質、血液タンパク質、組織タンパク質、核物質、神経伝達物質、ハプテン、薬物、環境物質、化学種、これらの誘導体、などが挙げられる。また、前記標的捕捉体は、互いに同一であっても、互いに異なっていてもよい。
【００２１】
前記捕捉の態様としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、物理吸着、化学吸着などが挙げられる。これらは、例えば、水素結合、分子間力（ファン・デル・ワールス力）、配位結合、イオン結合、共有結合、などにより形成され得る。
【００２２】
前記標的としては、前記標的捕捉体がそれぞれ、前記酵素である場合には、例えば該酵素の補酵素であり、記補酵素である場合には、例えば該補酵素を補酵素とする酵素であり、前記ホスト化合物である場合には、例えば該ホスト化合物のゲスト化合物（包接される成分）であり、前記抗体である場合には、例えば該抗体の抗原としてのタンパク質であり、前記タンパク質である場合には、例えば該タンパク質を抗原とする抗体であり、前記核酸である場合には、例えば該核酸と相補的な核酸、チューブリン、キチン、などであり、前記ホルモンレセプターである場合には、例えば該ホルモンレセプターに受容されるホルモンであり、前記レクチンである場合には、例えば該レクチンに受容させる糖であり、前記生理活性物質受容体である場合には、例えば該生理活性物質受容体に受容される生理活性物質である。
【００２３】
なお、前記標的を含む試料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、細菌、ウイルス等の病原体、生体から分離された血液、唾液、組織病片等、糞尿等の排泄物などが挙げられる。更に、出生前診断を行う場合は、羊水中に存在する胎児の細胞や、試験管内での分裂卵細胞の一部を試料とすることもできる。また、これらの試料は、直接、又は必要に応じて遠心分離操作等により沈渣として濃縮した後、例えば、酵素処理、熱処理、界面活性剤処理、超音波処理、これらの組合せ等による細胞破壊処理を予め施したものを使用してもよい。
【００２４】
前記ホスト化合物としては、分子認識能（ホスト−ゲスト結合能）を有する限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、筒状（一次元）の空洞を有するもの、層状（二次元）の空洞を有するもの、かご状（三次元）の空洞を有するもの、などが好適に挙げられる。
【００２５】
前記筒状（一次元）の空洞を有するホスト化合物としては、例えば、尿素、チオ尿素、デオキシコール酸、ジニトロジフェニル、ジオキシトリフェニルメタン、トリフェニルメタン、メチルナフタリン、スピロクロマン、ＰＨＴＰ（ペルヒドロトリフェニレン）、セルロース、アミロース、シクロデキストリン（但し、溶液中では前記空洞がかご状）、などが挙げられる。
【００２６】
前記尿素が捕捉可能な標的としては、例えば、ｎ−パラフィン誘導体などが挙げられる。
前記チオ尿素が捕捉可能な標的としては、例えば、分岐状又は環状の炭化水素などが挙げられる。
前記デオキシコール酸が捕捉可能な標的としては、例えば、パラフィン類、脂肪酸、芳香族化合物、などが挙げられる。
前記ジニトロジフェニルが捕捉可能な標的としては、例えば、ジフェニル誘導体などが挙げられる。
【００２７】
前記ジオキシトリフェニルメタンが捕捉可能な標的としては、例えば、パラフィン類、ｎ−アルケン類、スクアレン、などが挙げられる。
前記トリフェニルメタンが捕捉可能な標的としては、例えば、パラフィン類などが挙げられる。
前記メチルナフタリンが捕捉可能な標的としては、例えば、Ｃ１６までのｎ−パラフィン類、分岐状パラフィン類、などが挙げられる。
前記スピロクロマンが捕捉可能な標的としては、例えば、パラフィン類などが挙げられる。
前記ＰＨＴＰ（ペルヒドロトリフェニレン）が捕捉可能な標的としては、例えば、クロロホルム、ベンゼン、各種高分子物質、などが挙げられる。
前記セルロースが捕捉可能な標的としては、例えば、Ｈ２Ｏ、パラフィン類、ＣＣｌ４、色素、ヨウ素、などが挙げられる。
前記アミロースが捕捉可能な標的としては、例えば、脂肪酸、ヨウ素、などが挙げられる。
【００２８】
前記シクロデキストリンは、デンプンのアミラーゼによる分解で生成する環状のデキストリンであり、α−シクロデキストリン、β−シクロデキストリン、γ−シクロデキストリンの３種が知られている。本発明においては、前記シクロデキストリンとして、これらの水酸基の一部を他の官能基、例えば、アルキル基、アリル基、アルコキシ基、アミド基、スルホン酸基、などに変えたシクロデキストリン誘導体も含まれる。
【００２９】
前記シクロデキストリンが捕捉可能な標的としては、例えば、チモール、オイゲノール、レゾルシン、エチレングリコールモノフェニルエーテル、２−ヒドロキシ−４−メトキシ−ベンゾフェノン等のフェノール誘導体、サリチル酸、パラオキシ安息香酸メチル、パラオキシ安息香酸エチル等の安息香酸誘導体及びそのエステル、コレステロール等のステロイド、アスコルビン酸、レチノール、トコフェロール等のビタミン、リモネン等の炭化水素類、イソチオシアン酸アリル、ソルビン酸、ヨウ素分子、メチルオレンジ、コンゴーレッド、２−ｐ−トルイジニルナフタレン−６−スルホン酸カリウム塩（ＴＮＳ）、などが挙げられる。
【００３０】
前記層状（二次元）のホスト化合物としては、例えば、粘土鉱物、グラファイト、スメクタイト、モンモリロナイト、ゼオライト、などが挙げられる。
【００３１】
前記粘土鉱物が捕捉可能な標的としては、例えば、親水性物質、極性化合物、などが挙げられる。
前記グラファイトが捕捉可能な標的としては、例えば、Ｏ、ＨＳＯ４−、ハロゲン、ハロゲン化物、アルカリ金属、などが挙げられる。
前記モンモリロナイトが捕捉可能な標的としては、例えば、ブルシン、コデイン、ｏ−フェニレンジアミン、ベンジジン、ピペリジン、アデニン、グイアニン及びこれらのリポシド、などが挙げられる。
前記ゼオライトが捕捉可能な標的としては、例えば、Ｈ２Ｏなどが挙げられる。
【００３２】
前記かご状（三次元）のホスト化合物としては、例えば、ヒドロキノン、気体水化物、トリ−ｏ−チモチド、オキシフラバン、ジシアノアンミンニッケル、クリプタンド、カリックスアレーン、クラウン化合物、などが挙げられる。
【００３３】
前記ヒドロキノンが捕捉可能な標的としては、例えば、ＨＣｌ、ＳＯ２、アセチレン、希ガス元素、などが挙げられる。
前記気体水化物が捕捉可能な標的としては、例えば、ハロゲン、希ガス元素、低級炭化水素、などが挙げられる。
前記トリ−ｏ−チモチドが捕捉可能な標的としては、例えば、シクロヘキサン、ベンゼン、クロロホルム、などが挙げられる。
前記オキシフラバンが捕捉可能な標的としては、例えば、有機塩基などが挙げられる。
前記ジシアノアンミンニッケルが捕捉可能な標的としては、例えば、ベンゼン、フェノール、などが挙げられる。
前記クリプタンドが捕捉可能な標的としては、例えば、ＮＨ４＋、各種金属イオン、などが挙げられる。
【００３４】
前記カリックスアレーンは、フェノールとホルムアルデヒドとから適当な条件で合成されるフェノール単位をメチレン基で結合した環状オリゴマーであり、４〜８核体が知られている。これらの内、ｐ−ｔ−ブチルカリックスアレン（ｎ＝４）が捕捉可能な標的としては、例えば、クロロホルム、ベンゼン、トルエンなどが挙げられる。ｐ−ｔ−ブチルカリックスアレン（ｎ＝５）が捕捉可能な標的としては、例えば、イソプロピルアルコール、アセトン、などが挙げられる。ｐ−ｔ−ブチルカリックスアレン（ｎ＝６）が捕捉可能な標的としては、例えば、クロロホルム、メタノール、などが挙げられる。ｐ−ｔ−ブチルカリックスアレン（ｎ＝７）が捕捉可能な標的としては、例えば、クロロホルムなどが挙げられる。
【００３５】
前記クラウン化合物としては、電子供与性のドナー原子として酸素を持つクラウンエーテルのみではなく、そのアナログとして窒素、硫黄などのドナー原子を環構造構成原子として持つ大環状化合物を含み、また、クリプタンドを代表する２個以上の環よりなる複環式クラウン化合物も含まれ、例えば、シクロヘキシル−１２−クラウン−４、ジベンゾ−１４−クラウン−４、ｔ−ブチルベンゾ−１５−クラウン−５、ジベンゾ−１８−クラウン−６、ジシクロヘキシル−１８−クラウン−６、１８−クラウン−６、トリベンゾ−１８−クラウン−６、テトラベンゾ−２４−クラウン−８、ジベンゾ−２６−クラウン−６、などが挙げられる。
【００３６】
前記クラウン化合物が捕捉可能な標的としては、例えば、Ｌｉ，Ｎａ、Ｋ等のアルカリ金属、Ｍｇ、Ｃａ等のアルカリ土類金属などの各種金属イオン、ＮＨ４＋、アルキルアンモニウムイオン、グアニジウムイオン、芳香族ジアゾニウムイオンなどが挙げられ、該クラウン化合物はこれらと錯体を形成する。また、該クラウン化合物が捕捉可能な標的としては、これら以外にも、酸性度が比較的大きいＣ−Ｈ（アセトニトリル、マロンニトリル、アジポニトリルなど）、Ｎ−Ｈ（アニリン、アミノ安息香酸、アミド、スルファミド誘導体など）、Ｏ−Ｈ（フェノール、酢酸誘導体など）ユニットを有する極性有機化合物、などが挙げられ、該クラウン化合物はこれらと錯体を形成する。
【００３７】
前記ホスト化合物の空洞の大きさ（径）としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選定することができるが、安定した分子認識能（ホスト−ゲスト結合能）を発揮し得る観点から、０．１ｎｍ〜２．０ｎｍであるのが好ましい。
【００３８】
なお、前記ホスト化合物は、例えば、単分子系ホスト化合物、多分子系ホスト化合物、高分子系ホスト化合物、無機系ホスト化合物、などに分類することもできる。
前記単分子系ホスト化合物としては、例えば、シクロデキストリン、クラウン化合物、シクロファン、アザシクロファン、カリックスアレーン、シクロトリペラトリレン、スフェランド、キャビタンド、環状オリゴペプチド、などが挙げられる。
前記多分子系ホスト化合物としては、例えば、尿素、チオ尿素、デオキシコール酸、ペルヒドロトリフェニレン、トリ−ｏ−チモチド、などが挙げられる。
前記高分子系ホスト化合物としては、例えば、セルロース、デンプン、キチン、キトサン、ポリビニルアルコール、などが挙げられる。
前記無機系ホスト化合物としては、例えば、層間化合物、ゼオライト、Ｈｏｆｍａｎｎ型錯体、などが挙げられる。
【００３９】
前記抗体としては、抗原と特異的に抗原抗体反応を生じるものであれば、特に制限はなく、例えば、多クローン性抗体であっても、単クローン性抗体であってもよく、更にはＩｇＧ、ＩｇＭ、ＩｇＥ、ＩｇＧのＦａｂ’、Ｆａｂ、Ｆ（ａｂ’）２なども含まれる。
【００４０】
前記抗原としては、特に制限はなく、前記抗体の種類に応じて適宜選択することができ、例えば、血漿蛋白、腫瘍マーカー、アポ蛋白、ウイルス抗原、自己抗体、凝固・線溶因子、ホルモン、血中薬物、ＨＬＡ抗原、などが挙げられる。
【００４１】
前記血漿蛋白としては、例えば、免疫グロブリン（ＩｇＧ，ＩｇＡ，ＩｇＭ，ＩｇＤ，ＩｇＥ）、補体成分（Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ１ｑ）、ＣＲＰ、α１−アンチトリプシン、α１−マイクログロブリン、β２−マイクログロブリン、ハプトグロビン、トランスフェリン、セルロプラスミン、フェリチン、などが挙げられる。
【００４２】
前記腫瘍マーカーとしては、例えば、α−フェトプロテイン（ＡＦＰ）、癌胎児性抗原（ＣＥＡ）、ＣＡ１９−９、ＣＡ１２５、ＣＡ１５−３、ＳＣＣ抗原、前立腺酸性ホスファターゼ（ＰＡＰ）、ＰＩＶＫＡ−ＩＩ、γ−セミノプロテイン、ＴＰＡ、エラスターゼＩ、神経特異エノラーゼ（ＮＳＥ）、免疫抑制酸性蛋白（ＩＡＰ）、などが挙げられる。
【００４３】
前記アポ蛋白としては、例えば、アポＡ−Ｉ、アポＡ−ＩＩ、アポＢ、アポＣ−ＩＩ、アポＣ−ＩＩＩ、アポＥ、などが挙げられる。
【００４４】
前記ウイルス抗原としては、例えば、Ｂ型肝炎ウイルス（ＨＢＶ）関連抗原、Ｃ型肝炎ウイルス（ＨＶＣ）関連抗原、ＨＴＬＶ−Ｉ、ＨＩＶ、狂犬病ウイルス、インフルエンザウイルス、風疹ウイルス、などが挙げられる。
前記ＨＣＶ関連抗原としては、例えば、ＨＣＶｃ１００−３リコビナント抗原、ｐＨＣＶ−３１リコビナント抗原、ｐＨＣＶ−３４リコビナント抗原などが挙げられ、それらの混合物が好ましく使用できる。前記ＨＩＶ関連抗原としては、ウイルス表面抗原などが挙げられ、例えば、ＨＩＶ−Ｉ  ｅｎｖ．ｇｐ４１リコビナント抗原、ＨＩＶ−Ｉ  ｅｎｖ．ｇｐ１２０リコビナント抗原、ＨＩＶ−Ｉ  ｇａｇ．ｐ２４リコビナント抗原、ＨＩＶ−ＩＩ  ｅｎｖ．ｐ３６リコビナント抗原、などが挙げられる。
また、ウイルス以外の感染症としては、ＭＲＳＡ、ＡＳＯ、トキソプラズマ、マイコプラズマ、ＳＴＤ、などが挙げられる。
【００４５】
前記自己抗体としては、例えば、抗マイクロゾーム抗体、抗サイログロブリン抗体、抗核抗体、リュウマチ因子、抗ミトコンドリア抗体、ミエリン抗体、などが挙げられる。
【００４６】
前記凝固・線溶因子としては、例えば、フィブリノゲン、フィブリン分解産物（ＦＤＰ）、プラスミノゲン、α２−プラスミンインヒビター、アンチトロンビンＩＩＩ、β−トロンボグロブリン、第ＶＩＩＩ因子、プロテインＣ、プロテインＳ、などが挙げられる。
【００４７】
前記ホルモンとしては、例えば、下垂体ホルモン（ＬＨ、ＦＳＨ、ＧＨ、ＡＣＴＨ、ＴＳＨ、プロラクチン）、甲状腺ホルモン（Ｔ３、Ｔ４、サイログロブリン）、カルシトニン、副甲状腺ホルモン（ＰＴＨ）、副腎皮質ホルモン（アルドステロン、コルチゾール）、性腺ホルモン（ｈＣＧ、エストロゲン、テストステロン、ｈＰＬ）、膵・消化管ホルモン（インスリン、Ｃ−ペプチド、グルカゴン、ガストリン）、その他（レニン、アンジオテンシンＩ，ＩＩ、エンケファリン、エリスロポエチン）、などが挙げられる。
【００４８】
前記血中薬物としては、例えば、カルバマゼピン、プリミドン、バルプロ酸等の抗てんかん薬、ジゴキシン、キニジン、ジギトキシン、テオフィリン等の循環器疾患薬、ゲンタマイシン、カナマイシン、ストレプトマイシン等の抗生物質、などが挙げられる。
【００４９】
前記タンパク質としては、多くの重金属、特に亜鉛、カドミウム、銅、水銀、等に高い親和性を示す低分子量（約６０００〜１３０００）のもの、などが好適に挙げられる。これらのタンパク質は、動物の肝臓、腎臓、その他の組織中に存在し、最近では微生物体内にも存在することが見出されている。また、これらのタンパク質は、システイン含有量が多く、芳香族の残基を殆ど含まないアミノ酸分布を呈しており、生体内においてカドミウム、水銀などの解毒化機能を有する物質であるとともに、亜鉛，銅など生体に必須の微量金属の貯蔵と、生体内における分布にも関与している重要な物質である。
【００５０】
前記重金属としては、例えば、アルキル水銀化合物（Ｒ−Ｈｇ）、水銀又はその化合物（Ｈｇ）、カドミウム又はその化合物（Ｃｄ）、鉛又はその化合物（Ｐｂ）、六価クロム（Ｃｒ６＋）、銅又はその化合物（Ｃｕ）、亜鉛又はその化合物（Ｚｎ）、シアン、六価クロム、砒素、セレン、マンガン、ニッケル、鉄、亜鉛、セレン、スズ、などが挙げられる。
【００５１】
−その他の層−
本発明の前記標的検出用基材は、前記細穴形成層以外にも必要に応じてその他の層を有していてもよい。
前記その他の層としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、基材、光干渉層、などが挙げられる。
【００５２】
−−基材−−
前記基材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、半導体、セラミックス、金属、ガラス、石英ガラス、プラスチックス、などで形成されたものが好適に挙げられる。
前記基材の形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、平板状であることが好ましい。
【００５３】
−−光干渉層−−
前記光干渉層としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、該光干渉層と接する層の屈折率と異なる屈折率を有する異屈折率膜を少なくとも１層有していることが好ましい。
前記異屈折率膜としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、誘電体膜、酸素化合物を含む膜などが挙げられ、また、その数も２以上であってもよく、２以上の場合にはそれぞれの該異屈折率膜の屈折率が互いに異なっていてもよい。
前記酸素化合物としては、特に制限はなく、公知の酸素化合物の中から適宜選択することができ、例えば、金属酸化物、非金属酸化物、などが挙げられる。
前記金属酸化物としては、特に制限はなく、公知の金属酸化物の中から適宜選択することができ、例えば、Ｔａ２Ｏ５、ＴｉＯ２、ＳｉＯ２、などが好適に挙げられる。
前記非金属酸化物としては、特に制限はなく、公知の非金属酸化物の中から適宜選択することができる。
【００５４】
前記異屈折率膜の厚み（物理膜厚）としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、０．０１〜１００μｍが好ましく、０．０１〜１０μｍがより好ましく、０．０１〜５．０μｍが特に好ましい。前記厚みが、０．０１μｍ未満であると、前記干渉光の波長変化に対する透過率のグラフにおいてリップルが発生しない場合があり、１００μｍを超えると、前記リップルが多く発生し過ぎる場合があり、好ましくない。
【００５５】
前記異屈折率膜の密度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、１．０〜３．０ｇ／ｃｍ３が好ましく、１．２〜２．６ｇ／ｃｍ３がより好ましく、１．４〜２．６ｇ／ｃｍ３が特に好ましい。前記密度が、１．０ｇ／ｃｍ３未満であると、前記異屈折率膜が脆くなる結果、前記光干渉基材自体の耐久性が劣ることとなり、３．０ｇ／ｃｍ３を超えると、前記リップルの発生する数が不適切となる場合があり、好ましくない。
【００５６】
前記異屈折率膜（前記光干渉層）を形成する方法としては、公知の成膜方法により形成することができ、特に制限はないが、例えば、ＥＢ（電子線）蒸着法、イオンアシスト法、イオンプレーティング法、などが好適に用いられる。
【００５７】
前記光干渉層における前記異屈折率膜の層数としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、該異屈折率膜が１層である場合が好ましい。前記異屈折率膜が、１層であったとしても照射された光を干渉して干渉光として放射し、該干渉光の波長変化に対する透過率のグラフにおいて、リップルを生じさせ、該リップルを利用した波長変化に基づく検出を高価な測定装置等を用いることなく、少ない測定誤差で簡便かつ迅速にしかも極めて高感度で効率的に検出可能であり、本発明の標的検出用基材及び標的検出装置を低コストで量産することができる点で有利である。また、前記干渉光の波長を可視光域に容易に調整することができ、前記酸化膜の厚みや材質によっては、該光干渉層による干渉光が干渉色を示すことがあり、この場合、「プレカラード基材」として使用することもできる。
【００５８】
前記同屈折率膜としては、前記基材及び細穴形成層の少なくともいずれかの屈折率と略同等屈折率を有している限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
【００５９】
前記基材及び光干渉層が形成される位置としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記基材（最下層）と前記光干渉層（中間層）と前記細穴形成層（最上層）としたもの、などが挙げられる。
【００６０】
−−構造性発色−−
前記構造性発色は、モルフォ蝶翅の鱗粉の発色基本原理である多層薄膜干渉理論に基づき、構造発色体（膜、層）に電場、磁場、温度、光（例えば自然光、赤外線光、紫外線光）などの外部刺激を与えたときに、該構造発色体（膜、層）の厚みとその屈折率に応じて特定波長の光が反射する結果、該構造発色体の表面で生ずる発色である。前記構造性発色では、染料や顔料は不要である。
【００６１】
ここで、前記構造性発色の原理について下記に示す。
図１及び図２に示すように、細穴形成層４０（又は、基材２０）に前記光照射手段より光が照射された際に該細穴形成層４０（又は、基材２０）による干渉光の波長（λ）は、下記式（１）に示す条件で強められ、下記式（２）に示す条件で弱められる。
【００６２】
2006038754.tif 000003
【００６３】
2006038754.tif 000004
【００６４】
前記式（１）及び前記式（２）において、λは、干渉光の波長（ｎｍ）を意味し、αは、前記細穴形成層（又は、前記標的検出用基材における各層）への光の入射角（度）を意味し、ｔは、前記標的検出用基材における光透過性を有する全ての層の厚み（ｎｍ）を意味し、ｌは、前記標的検出用基材における光透過性を有する層の数を意味し、ｎは、前記細穴形成層（又は、前記標的検出用基材における光透過性を有する層）の屈折率を意味し、ｍは、１以上の整数を意味する。
【００６５】
前記細穴形成層の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、８１０ｎｍ以下が好ましく、１０ｎｍ〜８１０ｎｍがより好ましい。前記厚みを適宜変更することにより、前記構造性発色の色（波長）を変化させることができる。
【００６６】
以下、図３を参照しながら本発明の標的検出用基材の一例について説明する。図３に示すように、前記標的検出用基材は、基材２０と光干渉層３０と細穴形成層４０とをこの順に有し、細穴形成層４０には、開口部が円形である細穴４５が形成されている。該開口部は二次元的に規則的に配列され、細穴４５が形成された面に対して垂直な面に存在する細穴４５の形状は直線上である。また、細穴形成層４０において細穴４５は、貫通して形成された貫通孔を形成している。細穴４５が形成された面には前記標的相互作用部（図示せず）を有し、例えば、前記標的を有する溶液中に前記標的検出用基材を浸漬することにより該標的相互作用部が前記標的と相互作用される。
【００６７】
本発明の標的検出用基材は、前記複数の細穴を有することにより前記細穴が形成されない場合よりも表面積が飛躍的に増大される。表面積が飛躍的に増大した前記露出面の少なくとも一部に前記標的相互作用部を有することにより該露出面に担持された該標的相互作用部の数が飛躍的に増大され、前記標的と相互作用する前後において屈折率が大きく変化される。この結果、前記干渉光の透過率のグラフにおける波長シフトが極めて大きくなり、前記標的を極めて高感度に検出可能である点で有利である。また、本発明の標的検出用基材は、各種分野において使用することができ、病原物質、生体物質、有毒物質等の各種標的を少ない測定誤差で簡便かつ迅速にしかも極めて高感度で効率的に検出でき、更には定量も可能な標的検出装置に好適に用いることができ、特に本発明の標的検出装置に好適に用いることができる。
【００６８】
（標的検出用基材の製造方法）
本発明の前記標的検出用基材の製造方法は、表面に細穴を形成する細穴形成工程を含む。
前記細穴形成工程としては、前記表面に細穴を形成する限り、特に制限はなく、公知の細穴形成方法の中から適宜選択することができるが、例えば、後述する第１の形態から第６の形態が好適に挙げられる。該第１の形態から第４の形態の製造方法は、前記細穴を互いに独立して形成する方法として特に好適であり、第５の形態から第６の形態の製造方法は、前記細穴の少なくとも一部を互いに連結して形成する方法として特に好適である。なお、前記表面は、前記細穴が形成される層における表面を意味する。
【００６９】
前記第１の形態は、光線、Ｘ線及び電子線の少なくともいずれかを用いたリソグラフィーにより行われ、必要に応じてその他の工程を含む。
前記光線としては、例えば、ｉ線、ｇ線、ＫｒＦエキシマレーザー、ＡｒＦエキシマレーザー、Ｆ２エキシマレーザー、などが挙げられる。
前記第１の形態としては、光線、Ｘ線及び電子線の少なくともいずれかを用いて露光する限り、特に制限はなく、公知のリソグラフィー技術の中から適宜選択した方法により前記細穴を形成することができるが、前記細穴が形成された側の面における表面積を飛躍的に増大させる観点から、電子線が好ましい。
前記第１の形態における製造方法は、前記光線、Ｘ線及び電子線から適宜選択したものにより露光することにより、前記細穴における最大口径を任意に選択することができ、露光時におけるマスクを適宜選択することにより、前記細穴における開口部の形状を任意に選択することができる点で有利である。
【００７０】
前記第２の形態は、疎水性溶媒と、該疎水性溶媒に溶解可能なポリマーとを混合した溶液で膜を形成し、該膜の表面を結露させつつ、前記疎水性溶媒を蒸発させることにより行われ、必要に応じてその他の工程を含む。
前記疎水性溶媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ハロゲン含有有機溶媒、エステル基含有有機溶媒、炭化水素（例えば、芳香族炭化水素）などが挙げられる。
前記ハロゲン含有有機溶媒としては、例えば、クロロホルム、塩化メチレンなどが挙げられる。
前記エステル基含有有機溶媒としては、例えば、酢酸エチル、酢酸ブチルなどが挙げられる。
前記炭化水素としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレンなどが挙げられる。
前記ポリマーとしては、疎水性溶媒に溶解可能である限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、生分解性ポリマー、両親媒性ポリマー、などが好適に挙げられる。これらは１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
前記生分解性ポリマーとしては、例えば、ポリ乳酸、ポリヒドロキシ酪酸、ポリカプロラクトン、ポリエチレンアジペート、ポリブチレンアジペート、などが挙げられる。
前記両親媒性ポリマーは、ポリエチレングリコール／ポリプロピレングリコールブロック共重合体、などが挙げられる。
前記膜の方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、前記溶液を滴下する方法、前記溶液を塗布する方法、などが挙げられる。
前記膜の表面を結露させる方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、雰囲気を高湿度にする方法、高湿度の気体を前記膜に吹き付ける方法、などが挙げられる。
前記第２の形態における製造方法は、前記ポリマー及び湿度条件などを調整することにより、前記細穴における開口部の開口径及び形状を調整することができる点で有利である。
【００７１】
前記第３の形態は、陽極基材を酸性溶液中に浸漬させ、該陽極基材を陽極酸化することにより行なわれ、必要に応じてその他の工程を含む。
前記陽極基材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、アルミニウム、シリコンなどが好適に挙げられる。
前記酸性溶液としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、シュウ酸水溶液、硫酸水溶液、リン酸水溶液、塩酸水溶液、硝酸水溶液などが挙げられる。これらは１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
前記陽極酸化の方法としては、特に制限はなく、公知の陽極酸化の方法の中から適宜選択することができる。
前記第３の形態は、前記印加する電圧及び電流の数値、印加時間などを適宜選択することにより前記細穴における開口部の開口径を調整することができる点で有利である。
【００７２】
前記第４の形態は、標的検出用材料基材の表面を、酸化させて酸化物パターン部を形成した後、非酸化物パターン部を除去することにより行われ、必要に応じてその他の工程を含む。
【００７３】
前記標的検出用材料基材としては、前記細穴が形成される前の状態である限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、前記基材上に前記光干渉層と前記細穴が未形成の導電性表面（導電性層）からなるものなどが挙げられる。
前記酸化物パターン部の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択すすることができるが、例えば、以下の方法などが好適に挙げられる。
即ち、前記標的検出用材料基材が、導電性表面を少なくとも有してなり、
前記酸化物パターン部の形成が、複数の溝が互いに略平行になるように形成されたラインパターンを有する酸化物パターン部形成用導電性基材を、前記標的検出用材料基材の導電性表面に当接させ、前記酸化物パターン部形成用導電性基材と、前記導電性表面との間に電圧を印加させ、前記導電性表面に前記ラインパターンと同じ形状の前記酸化物パターン部を形成することにより行われる方法である。
前記酸化物パターン部形成用導電性基材としては、例えば、導電性シリコン等が好適に挙げられる。
前記導電性表面としては、例えば、導電性シリコン等が好適に挙げられる。
【００７４】
前記酸化物パターン部の形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、格子状が好ましい。この場合、前記非酸化物パターン部は、独立して複数形成される。
【００７５】
前記除去の方法としては、前記非酸化部を除去することができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、エッチングによる方法が好ましい。
前記エッチングの方法としては、前記非酸化物パターンの材料により適宜選択する必要があるが、例えば、アルカリ性又は酸性の溶液に浸漬する方法などが挙げられる。
【００７６】
前記溝の幅方向の長さとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、０．１〜１０，０００ｎｍが好ましい。
なお、前記溝の幅方向の長さとは、前記複数の溝から任意に選択した１０個の幅方向の平均長さを意味する。
前記印加する電圧の数値及び印加時間としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記第４の形態は、前記溝の幅方向の長さを調整することにより前記細穴における開口部の開口径を任意に調整することができ、更に、簡便かつ迅速に低コストで前記細穴を大量に量産することができる点で有利である。
【００７７】
前記第５の形態は、微粒子を堆積させて焼結することにより細穴を形成する焼結工程を含み、必要に応じてその他の工程を含む。
前記微粒子としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、金属微粒子、金属酸化物微粒子、ポリマー微粒子、半導体微粒子、生体微粒子などが好適に挙げられる。
前記焼結の温度としては、前記微粒子の種類に応じて適宜選択することができ、例えば、５０〜１，５００℃が好ましい。
【００７８】
前記第６の形態は、２種以上の材料からなる前記標的検出用材料基材を加熱処理することにより、該標的検出用材料基材において少なくと最表面に設けられた層を２層以上の層に層分離させ、該層分離させた層の中から少なくとも１層を溶出させて行い、必要に応じてその他の工程を含む。
前記２種以上の材料からなる標的検出用材料基材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、Ｎａ２Ｏ−Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２系ガラス基材などが好適に挙げられる。前記標的検出用材料基材が、前記Ｎａ２Ｏ−Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２系ガラス基材である場合には、該Ｎａ２Ｏ−Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２系ガラス基材を加熱処理することによりＮａ２Ｏ−Ｂ２Ｏ３層と、ＳｉＯ２層とに層分離（分層）させることができ、更に適宜選択した酸性の溶液に浸漬させることにより、前記Ｎａ２Ｏ−Ｂ２Ｏ３層のみを溶出させ、前記細穴の少なくとも一部が互いに連結して形成された標的検出用基材を製造することができる。
【００７９】
＜波長変化検出手段＞
前記波長変化検出手段は、前記干渉光の進路に設けられ、前記干渉光の波長変化を検出する機能を有する。
前記波長変化検出手段としては、前記機能を有する限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。本発明の標的検出装置においては、前記光干渉手段が、本発明の前記標的検出用基材を有することにより、前記標的と相互作用する前後において、屈折率が大きく変化し、干渉光の波長変化に対する透過率のグラフにおける波長シフトが極めて大きくなる。このため、前記標的検出装置は、前記標的を極めて高感度に検出可能であり、例えば、（１）前記干渉光の波長変化に対する透過率のグラフにおいて、該グラフにおけるリップル又は主波長を用いることにより波長変化を検知可能であるもの、（２）目視により前記干渉色の変化を検知可能であるもの、などが好適に挙げられる。
また、検出感度を更に高めるために、例えば、（３）特定波長の光のみを透過可能であり、該特定波長の光が透過したことを検知可能であるもの、（４）干渉光の波長変化前におけるスペクトルと、干渉光の波長変化後におけるスペクトルとを測定し、その差スペクトルを測定可能であるもの、などが特に好適に挙げられる。
【００８０】
これらの中でも、前記（３）のものの場合には、前記波長変化検出手段を、前記標的が前記光干渉手段と相互作用する前においては、前記干渉光を透過不可能とし、かつ前記標的が前記光干渉手段と相互作用した後においては、波長変化した特定波長の前記干渉光を透過可能とすることにより、あるいは、前記標的が前記光干渉手段と相互作用する前においては、特定波長の前記干渉光を透過可能とし、かつ前記標的が前記光干渉手段と相互作用した後においては、波長変化した前記干渉光を透過不可能とすることにより、極めて高感度に検出可能であり、前記波長変化検出手段が前記干渉光の透過を検出したことをもって、前記干渉光の波長変化を検出することができ、前記標的が前記光干渉手段と相互作用したこと、即ち試料等中における該標的の存在を簡便にかつ迅速にしかも極めて高感度に検出することができる。
更に、透過光量の大小（透過光の強度）によって前記標的の定量も行うことができる。即ち、前記干渉光の透過光量（透過光の強度）と、前記光干渉手段（前記標的検出用基材）による前記標的の捕捉量との関係を示す検量線を予め作成しておき、前記標的を含有する試料について該標的の含有量を測定した時に、前記干渉光の透過光量（透過光の強度）を測定すれば、前記検量線から前記光干渉手段（前記標的検出用基材）により捕捉された前記標的の量を定量することができる。
【００８１】
また、前記（４）のものの場合には、該波長変化検出手段が、干渉光の波長の変化前後におけるスペクトル差、即ち差スペクトルを測定するので、該波長変化をスペクトル強度に変換することができ、任意にその増幅が可能である。その結果、増幅したスペクトル強度として検出することができ、簡便にかつ迅速にしかも極めて高感度な検出を行うことができる。
更に、スペクトル強度を測定することによって前記標的の定量も行うことができる。即ち、前記干渉光の透過光量（透過光の強度）と、前記光干渉手段（前記標的検出用基材）による前記干渉光の波長変化（波長シフト）の差スペクトルにおける波長強度との関係を示す検量線を予め作成しておき、また、該差スペクトルの波長強度と、前記光干渉手段（前記標的検出用基材）により捕捉された前記標的の量との関係を示す検量線とを予め作成しておき、前記標的を含有する試料について該標的の含有量を測定した時に、前記干渉光の波長変化（波長シフト）の差スペクトルの波長強度を測定すれば、前記検量線から前記光干渉手段（前記標的検出用基材）により捕捉された前記標的の量を定量することができる。
【００８２】
前記（３）のものの具体例としては、干渉フィルタと、該干渉フィルタを透過した透過光を検知可能な光検知センサーとの組合せ、などが好適に挙げられる。この場合、該干渉フィルタを、前記標的が前記光干渉手段と相互作用する前は前記干渉光を透過不可能でかつ前記標的が前記光干渉手段と相互作用した後の特定波長の前記干渉光を透過可能とすることにより、あるいは、前記標的が前記光干渉手段と相互作用する前は、特定波長の前記干渉光を透過可能でかつ前記標的が前記光干渉手段と相互作用した後は、波長変化した前記干渉光を透過不可能とすることにより、前記光検知センサーが前記干渉フィルタを透過した前記干渉光を検出したことをもって、前記干渉光の波長変化（波長シフト）が検出され、前記標的が前記光干渉手段と相互作用したこと、即ち試料等中における該標的の存在が極めて高感度に検出される。また、前記干渉フィルタを、前記標的が前記光干渉手段と相互作用した後の特定波長の前記干渉光は透過可能とした場合に、あるいは、前記標的が前記光干渉手段と相互作用する前の特定波長の前記干渉光を透過可能とした場合に、該干渉光の透過光量を前記光検知センサーが測定することにより、前記標的の定量を行うことができる。
【００８３】
前記干渉フィルタとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、市販品を使用してもよい。
前記干渉フィルタは、特定の波長の入射光のみを干渉する、該特定の波長以外の波長の入射光は透過可能である。
前記光検知センサーとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ＣｄＳセル、フォトダイオード、光電管、焦電センサー、ＣＣＤセンサー、ＰＳＤセンサーなどが挙げられる。
前記（１）及び（４）のものの具体例としては、公知の分光光度計などが好適に挙げられる。
【００８４】
本発明の標的検出装置においては、前記光照射手段が光を照射する。前記光干渉手段が、前記光照射手段から照射された光を干渉して干渉光として放射する。前記光干渉手段は、前記細穴を有する標的検出用基材を有するため、該標的と相互作用して該相互作用前後における屈折率が大きく変化し、前記光照射手段により照射された光の干渉光の透過率のグラフにおいて極めて大きく波長が変化（波長シフト）される。前記波長変化検出手段が、該波長シフトした干渉光を検出することにより、前記標的が極めて高感度に検出される点で有利である。このため、該波長変化検出手段が検出した前記干渉光の波長変化により、前記標的が前記光干渉手段と相互作用したこと、即ち、試料等中における該標的の存在が極めて高感度に検出される。
本発明の標的検出装置は、各種分野において使用することができ、病原物質、生体物質、有毒物質等の各種標的を効率よくしかも確実にかつ簡便に検出することができ、更にはこれらの定量も行うことができ、診断装置、分析装置、定量装置等として好適に使用することができる。
【００８５】
（標的検出方法）
本発明の標的検出方法は、光照射工程と、波長変化検出工程とを含み、更に必要に応じてその他の工程を含む。
本発明の標的検出方法は、本発明の前記標的検出装置、本発明の前記標的検出用基材を使用して好適に実施することができる。なお、本発明の前記標的検出装置を実施すると、本発明の標的検出方法を実施したこととなる。
【００８６】
前記光照射工程は、前記標的と相互作用可能な前記光干渉手段（前記標的検出用基材）に対して光を照射し干渉光として放射させる工程である。
前記光干渉手段（前記標的検出用基材）としては、上述した通りであり、前記標的と相互作用した後で干渉光の波長を変化させる機能を有するものが好ましい。
前記光干渉手段（前記標的検出用基材）に対し光を照射するには、前記光照射手段を好適に使用することができる。
前記干渉光の放射は、前記光干渉手段（前記標的検出用基材）に光を照射することにより、該光干渉手段が該光を反射又は透過することにより行われる。
【００８７】
前記波長変化検出工程は、前記干渉光の波長変化を検出する工程である。
なお、前記干渉光の波長変化の検出には、前記波長変化手段を好適に使用することができる。
前記波長変化検出工程における、前記干渉光の波長変化の検出は、前記標的検出装置における前記波長変化検出手段に関する説明として上述した通りであり、例えば、前記波長変化検出手段を、前記標的が前記光干渉手段と相互作用する前においては、前記干渉光を透過不可能とし、かつ前記標的が前記光干渉手段と相互作用した後においては、波長変化した特定波長の前記干渉光を透過可能とすることにより、あるいは、前記標的が前記光干渉手段と相互作用する前においては、特定波長の前記干渉光を透過可能とし、かつ前記標的が前記光干渉手段と相互作用した後においては、波長変化した前記干渉光を透過不可能とすることにより、前記波長変化検出手段が前記干渉光の透過を検出したことをもって、前記干渉光の波長変化を検出することができ、前記標的が前記光干渉手段と相互作用したこと、即ち試料等中における該標的の存在を簡便にかつ迅速にしかも極めて高感度に検出することができる。
更に、透過光量の大小（透過光の強度）によって前記標的の定量も行うことができる。即ち、前記干渉光の透過光量（透過光の強度）と、前記光干渉手段（前記標的検出用基材）による前記標的の捕捉量との関係を示す検量線を予め作成しておき、前記標的を含有する試料について該標的の含有量を測定した時に、前記干渉光の透過光量（透過光の強度）を測定すれば、前記検量線から前記光干渉手段（前記標的検出用基材）により捕捉された前記標的の量を定量することができる。
【００８８】
また、例えば、前記波長変化検出手段により、前記干渉光の波長の変化前後におけるスペクトル差、即ち差スペクトルを測定することにより、更に高い検出感度でそれを簡便かつ確実に検出可能である。この場合、該波長変化をスペクトル強度に変換することができ、任意にその増幅も可能である。その結果、増幅したスペクトル強度として検出することができ、簡便にかつ迅速にしかも極めて高感度な検出を行うことができる。
更に、スペクトル強度を測定することによって前記標的の定量も行うことができる。即ち、前記干渉光の透過光量（透過光の強度）と、前記光干渉手段（前記標的検出用基材）による前記干渉光の波長変化（波長シフト）の差スペクトルにおける波長強度との関係を示す検量線を予め作成しておき、また、該差スペクトルの波長強度と、前記光干渉手段（前記標的検出用基材）により捕捉された前記標的の量との関係を示す検量線とを予め作成しておき、前記標的を含有する試料について該標的の含有量を測定した時に、前記干渉光の波長変化（波長シフト）の差スペクトルの波長強度を測定すれば、前記検量線から前記光干渉手段（前記標的検出用基材）により捕捉された前記標的の量を定量することができる。
【００８９】
本発明の標的検出方法においては、前記光照射工程において、標的と相互作用可能な光干渉手段（前記標的検出用基材）に対して光を照射し干渉光として放射させる。前記波長変化検出工程において、前記干渉光の波長変化を検出する。このため、該波長変化検出手段が検出した前記干渉光の波長変化により、前記標的が前記光干渉手段（前記標的検出用基材）と相互作用したこと、即ち、試料等中における該標的の存在が検出される。
本発明の標的検出方法においては、前記光干渉手段として前記標的検出用基材を使用する場合には、干渉光の波長変化に対する透過率のグラフにおいて波長シフトが極めて大きく、極めて高感度に検出することができる点で有利である。本発明の標的検出方法は、各種分野において使用することができ、病原物質、生体物質、有毒物質等の各種標的を効率よくしかも確実にかつ簡便に検出することができ、更にはこれらの定量も行うことができ、診断方法、分析方法、定量方法等として好適に使用することができる。
【００９０】
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。以下の実施例は、本発明の前記標的検出用基材の製造方法により製造した本発明の前記標的検出用基材を備えた本発明の前記標的検出装置を、本発明の前記標的検出装置の製造方法により製造する内容である。
【実施例】
【００９１】
（実施例１）
−−基材の作製−−
前記基材としてガラス基材〔ＳＣＨＯＴＴ  ＤＥＳＡＧ  ＡＧ社製、Ｂ２７０−ＳＵＰＥＲＷＩＴＥ（白板ガラス）、５０ｍｍ×５０ｍｍ、厚み２．０ｍｍ〕と、ターゲットとしてＴａ２Ｏ５とを用いて、イオンアシスト法により、該ガラス基材上に前記光干渉層としてＴａ２Ｏ５層を１層設け、実施例１の基板を作製した。
なお、前記Ｔａ２Ｏ５層の厚み（物理膜厚）及び密度を測定したところ、前記厚みは、１．０μｍであり、前記密度は２．４５ｇ／ｃｍ３であった。
前記基板は、前記ガラス基材上にＴａ２Ｏ５層を１層設けることにより作製することができ、低コストで、しかも効率よく作製することができた。
【００９２】
−標的検出用基材（光干渉手段）の製造−
ポリ−Ｌ−乳酸（分子量８５，０００〜１６０，０００）のクロロホルム溶液（１ｇ／ｌ）と、下記構造式（１）で表されるポリマーのベンゼン溶液（１ｇ／ｌ）とを、４：１の質量比で混合した溶液を調製した。該溶液を作製した前記基板上にキャストして、該基板上に該溶液の膜を形成させた。その後、室温で湿度８０％の条件の下で該膜の表面を結露させつつクロロホルム及びベンゼンを徐々に蒸発させて複数の細穴を形成した。該細穴を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により観察したところ、前記最大口径Ａが２００ｎｍである六角形の開口部が、中心間距離２２０ｎｍの等間隔で網目状に六方最密充填配置（前記開口部が、正三角形の頂点を占める配置）で二次元的に規則的に配列していることが確認できた。また、前記細穴が形成された面に対して垂直な破断面を同様に観察したところ、前記細穴は、前記網目状の面に対して垂直方向に直線状の形状を有しており、互いに独立して形成されていることが確認できた。また、該細穴の前記平均深さＢは平均２００ｎｍであり、前記アスペクト比（平均深さＢ／最大口径Ａ）は、１．０である。なお、前記細穴の形成は、自己組織化反応により形成されたものである。
【００９３】
次に、前記細穴を形成した基板は、公知の方法に準じ、前記標的捕捉体としてのビオチンの緩衝溶液（１．５μＭ）中に０．５時間浸漬させて、該基板における前記細穴にビオチンを担持した実施例２の標的検出用基材を製造した。このように製造した標的検出用基材は、前記ビオチン緩衝溶液から取り出した後、純水で洗浄し、前記細穴に担持されていないビオチンを取り除いた。
前記標的検出用基材における単位体積当たりの前記細穴の表面積の和をＢＥＴ比表面積測定装置（ＮＩＫＫＩＳＯ社製、自動比表面積計）により測定したところ、前記表面積の和は、２５０ｃｍ２／ｃｍ３であった。
【００９４】
【化１】
2006038754.tif 000005
【００９５】
−波長変化検出−
前記光照射手段として、分光光度計（日本分光社製、Ｖ５６０）における光源を用いた。該光照射手段より前記光干渉手段への入射角が１０度となるようにして、光（キセノンランプ光）を照射した。
そして、該光照射手段より照射された光の前記光干渉手段による反射光（干渉光）の進路に、分光光度計（日本分光社製、Ｖ５６０）における受光部を配置して、該反射光（干渉光）のスペクトル波長を測定したところ、そのピークトップは３７１ｎｍ（図４の「アビジン吸着後」の線）であり、前記光干渉手段と前記標的との相互作用前に比べて約１９ｎｍの波長シフトが観察された。この１９ｎｍは、屈折率１．５１で計算した場合、約６．３ｎｍの膜厚変化に相当するものであり、これは、直径約６ｎｍのアビジンが前記光干渉手段の表面に吸着したことに基づくものであることが確認された。以上のスペクトル測定のデータを図４に示した。
【００９６】
＜アビジン吸着量の計算＞
前記標的検出用基材（５ｍｍ×５ｍｍ）上のアビジンの吸着量は、該標的検出用基材上における該アビジンの吸着体積／アビジン１分子の体積、により算出することができ、計算すると、（５×１０６×５×１０６×６．３）／４．０×５．５×６．０＝１．２×１０１２個であった。次に、該標的検出用基材上のアビジンの吸着モル数は、該吸着数／アボガドロ数、により算出することができ、計算すると、１．２×１０１２／６．２３×１０２３＝１．９３×１０−１２Ｍ＝１．９３ｐＭであった。したがって、ここでは、干渉光の波長シフトが１９ｎｍの時のアビジン吸着量は１．９３ｐＭであることが判った。
次にアビジンの重量換算をしてみると、アビジンの分子量が約６８，０００として計算すると、１．９３×１０−１２Ｍ×６８，０００＝１．３１×１０−７ｇ（１３１ｎｇ）となり、波長シフト１ｎｍ当たり６．９ｎｇの吸着量に相当した（６．９ｎｇ／ｎｍ）。
【００９７】
（実施例２）
−標的検出用基材（光干渉手段）の製造−
下記構造式（２）で表されるポリマーと、前記構造式（１）でポリマーとを１０：１の質量比で混合したクロロホルム溶液を調製し、実施例１で作製した基板上にキャストして、該基板上に該溶液の膜を形成させた。その後、室温で湿度８０％の高湿度空気を２ｌ／ｍｉｎの流量で吹き付けて、該膜の表面を結露させつつ前記クロロホルムを徐々に蒸発させることにより複数の細穴を形成した。該細穴を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により観察したところ、前記最大口径Ａが６００ｎｍの円形の開口部が、中心間距離６７０ｎｍの等間隔で網目状に六方最密充填配置（前記開口部が、正三角形の頂点を占める配置）で二次元的に規則的に配列していることが確認できた。また、前記細穴が形成された面に対して垂直な破断面を同様に観察したところ、前記細穴は、前記網目状の面に対して垂直方向に直線状の形状を有しており、互いに独立して形成されていることが確認できた。また、該細穴の前記平均深さＢは平均６００ｎｍであり、前記アスペクト比（平均深さＢ／最大口径Ａ）は、１．０である。なお、前記細穴の形成は、自己組織化反応により形成されたものである。
【００９８】
次に、前記細穴を形成した基板は、公知の方法に準じ、前記標的捕捉体としてのビオチンの緩衝溶液（１．５μＭ）中に０．５時間浸漬させて、該基板における前記細穴にビオチンを担持した実施例２の標的検出用基材を製造した。このように製造した標的検出用基材は、前記ビオチン緩衝溶液から取り出した後、純水で洗浄し、前記細穴に担持されていないビオチンを取り除いた。
前記標的検出用基材における単位体積当たりの前記細穴の表面積の和を実施例１と同じＢＥＴ比表面積測定装置により測定したところ、前記表面積の和は、７１５ｃｍ２／ｃｍ３であった。
【００９９】
【化２】
2006038754.tif 000006
【０１００】
−波長変化検出−
実施例２の標的検出用基材について、実施例１と同様にして、反射光（干渉光）のスペクトル波長を測定したところ、ピークトップは３８１ｎｍ（図５の破線）であり、前記光干渉手段と前記標的との相互作用前に比べて約１８ｎｍの波長シフトが観察された。この１８ｎｍは、屈折率１．５１で計算した場合、約６．０ｎｍの膜厚変化に相当するものであり、これは、直径約６．０ｎｍのアビジンが前記光干渉手段の表面に吸着したことに基づくものであることが確認された。以上のスペクトル測定のデータを図５に示した。
【０１０１】
＜アビジン吸着量の計算＞
実施例１と同様にして、アビジン吸着量を計算したところ、波長シフト１ｎｍ当たり６．８ｎｇの吸着量に相当することが分かった（６．８ｎｇ／ｎｍ）。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
本発明の標的検出用基材は、複数の細穴を有し、該細穴が形成された露出面の少なくとも一部に標的相互作用部を有することにより、標的と相互作用可能な表面積が飛躍的に増大され、病原物質、生体物質、有毒物質等の各種標的を高価な測定装置等を用いることなく、少ない測定誤差で簡便かつ迅速にしかも極めて高感度で効率的に検出できる標的検出装置に好適に用いることができる。本発明の標的検出装置は、本発明の標的検出用基材を有することにより、病原物質、生体物質、有毒物質等の各種標的を高価な測定装置等を用いることなく、少ない測定誤差で簡便かつ迅速にしかも極めて高感度で効率的に検出できる用途に好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】図１は、構造性発色（干渉色の発生）を説明するための概略図である。
【図２】図２は、構造性発色の原理を説明するための概念図である。
【図３】図３は、本発明の標的検出用基材の一例を示す断面概略説明図である。
【図４】図４は、実施例１で作成した本発明の光干渉手段（標的検出用基材）自体による干渉光のスペクトルと、該光干渉手段（標的検出用基材）が標的を捕捉した際における干渉光のスペクトルとを示すグラフである。
【図５】図５は、実施例２で作成した本発明の光干渉手段（標的検出用基材）自体による干渉光のスペクトルと、該光干渉手段（標的検出用基材）が標的を捕捉した際における干渉光のスペクトルとを示すグラフである。
【符号の説明】
【０１０４】
２０      基材
３０      光干渉層
４０      細穴形成層
【図１】
2006038754.tif 000007
【図２】
2006038754.tif 000008
【図３】
2006038754.tif 000009
【図４】
2006038754.tif 000010
【図５】
2006038754.tif 000011