(57)【要約】【課題】  タンパク質が破壊又は分解し変性することを防ぎ、かつ、効率的なアレルゲンの抽出が可能となるアレルゲン抽出装置を提供することを主要な目的とする。【解決手段】  アレルゲン抽出装置は、支持基板３と、抽出部２と、蓋１とから構成される。蓋１には、アレルゲン含有の花粉を含む抽出液を抽出部２に注入する導入部１ａと、抽出工程後のアレルゲン含有抽出液と花粉を抽出部２から流出させる流出部１ｂが設けらている。抽出部２は、抽出容器４に形成された１０ミリリットル以下の微小容積を持つチャンバー５と、チャンバー５の底部と支持基板３との間に設けられた超音波発生器６から構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アレルゲン含有物からアレルゲンを液体中に抽出する方法において、
前記アレルゲン含有物を含んだ１０ミリリットル以下の微量の液体を超音波により攪拌することによって行うことを特徴とするアレルゲンの抽出方法。
【請求項２】
前記アレルゲン含有物を含んだ微量の液体の温度を所定の温度に保つことを特徴とする請求項１に記載のアレルゲンの抽出方法。
【請求項３】
前記所定の温度が０℃〜４０℃の範囲の温度であることを特徴とする請求項２に記載のアレルゲンの抽出方法。
【請求項４】
前記アレルゲン含有物を含んだ液体の体積が１ミリリットル以下であることを特徴とする請求項１から３いずれか１項に記載のアレルゲンの抽出方法。
【請求項５】
前記超音波の周波数を２０ｋＨｚ以上にして行うことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載したアレルゲンの抽出方法。
【請求項６】
アレルゲン含有物からアレルゲンを液体中に抽出する抽出装置であって、
支持基板と、
前記支持基板の上に設けられ、前記アレルゲン含有物を含む液体を収容するための１０ミリリットル以下の微小容積を持つチャンバーと、
前記チャンバーの底面と前記支持基板との間に設けられた超音波発生部とを備えたことを特徴とするアレルゲン抽出装置。
【請求項７】
前記アレルゲン含有物を含む液体を所定の温度範囲に保つための、加熱手段と冷却手段をさらに備えたことを特徴とする請求項６記載のアレルゲン抽出装置。
【請求項８】
前記加熱手段は前記チャンバーの側面および／又は底面に設けられたことを特徴とする請求項７に記載のアレルゲン抽出装置。
【請求項９】
前記冷却手段が前記チャンバーの底面と支持基板の間又は支持基板の裏面に設けられたことを特徴とする請求項７または８に記載のアレルゲン抽出装置。
【請求項１０】
前記アレルゲン含有物を含む液体と接するチャンバーの側面および底面が疎水性にされていることを特徴する請求項６から９のいずれか１項に記載のアレルゲン抽出装置。
【請求項１１】
前記チャンバーの容積が１ミリリットル以下であることを特徴とする請求項６から１０のいずれか１項に記載のアレルゲン抽出装置。
【請求項１２】
基板と、
前記基板上に設けられ、アレルゲン含有物からアレルゲンを液体中に抽出する抽出手段と、
前記基板上に設けられ、前記アレルゲン含有の抽出液の中のアレルゲンを検出する検出手段とを備え、
前記抽出手段は、
支持基板と
前記支持基板の上に設けられ、前記アレルゲン含有物を含む液体を収容するための１０ミリリットル以下の微小容積を持つチャンバーと、
前記チャンバーの底面と前記支持基板との間に設けられた超音波発生手段とを有するアレルゲン検出用チップ。
【請求項１３】
前記抽出手段は、前記アレルゲン含有物を含む液体を所定の温度範囲に保つための、加熱手段と冷却手段をさらに備え、
前記基板には、前記加熱手段に電力を供給する第１の端子と、前記冷却手段に電力を供給する第２の端子と、前記超音波発生手段に電力を供給する第３の端子とが設けられている請求項１２に記載のアレルゲン検出用チップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般にアレルゲンを抽出するための方法に関し、より特定的には、タンパク室の破壊や分解、変性を防ぎ、かつ効率的なアレルゲンの抽出が可能になるように改良されたアレルゲンの抽出方法に関する。この発明は、またそのような方法を実現することができるように改良されたアレルゲンの抽出装置に関する。この発明はさらに、タンパク室の破壊や分解、変性を防ぎ、かつ効率的なアレルゲンの検出が可能になるように改良されたアレルゲン検出用チップに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、大気中の花粉、ダニ、カビ、揮発性有機化合物(ＶＯＣ)などの浮遊微小物質や化学物質によるアレルギー症状に多くの人が悩まされている。その中で、特に花粉症は大きな問題となっており、その原因となる花粉粒子を計測する手段として光学的手段を用いた方法が種々提案されている（例えば特許文献１，２，３，４，５参照）。
【０００３】
しかし、光学的な方法では、単に花粉と同程度の粒子径５０ミクロン前後の粒子の数を計測するだけであり、実際にアレルギーの原因となるタンパク質（アレルゲン）を検出していないという問題があった。
【０００４】
一方、アレルゲンを検出及び分析する方法は、特許文献６および非特許文献１などに記載されている。アレルゲンを花粉などのアレルゲン含有物から抽出する方法としては、アレルゲン含有物を界面活性剤を含む抽出液に塵埃を含んだ空気の動圧を作用させながら混入させ、攪拌し、アレルゲンを抽出する方法、また、アレルゲン抽出液に花粉粒子を入れて４８時間攪拌し、抽出した溶液を遠心分離により上清液と沈殿物に分け、沈殿物にさらに抽出液を加えて２４時間抽出し、遠心分離により上清液を得た後、上清液を凍結乾燥してアレルゲンを抽出する方法が用いられている。
【０００５】
【特許文献１】特開平０7−４３２９９号公報
【０００６】
【特許文献２】特開平１０−３１８９０８号公報
【０００７】
【特許文献３】特開２００１−１８３２８４号公報
【０００８】
【特許文献４】特開２００１−２６４２３４号公報
【０００９】
【特許文献５】特開２００２−８２０３８号公報
【００１０】
【特許文献６】特開２０００―２５８４１６号公報
【００１１】
【非特許文献１】Ｊ． Ｊｐｎ． Ｆｏｒ． Ｓｏｃ． ８１(４)， １９９９, アレルギー、２９(８)， １９８０， ７６３―７７２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献６に記載の抽出方法では、抽出用の容器に最低３リットルのものが必要であり、その後、抽出された微量のアレルゲンを濃縮する工程が必要となり、工程が煩雑で、小型化が難しいという問題があった。また、非特許文献１などに記載されている抽出方法では、抽出液の中に放置させてアレルゲンを抽出するため、非常に時間がかかるという問題があった。
【００１３】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、小型化が簡単なアレルゲンの抽出方法を提供することを目的とする。
【００１４】
この発明の他の目的は、短時間で行えるアレルゲンの抽出方法を提供することにある。
【００１５】
この発明のさらに他の目的は、タンパク室の破壊や分解、変性を防ぎ、かつ効率的なアレルゲンの抽出が可能になるように改良されたアレルゲンの抽出方法を提供することにある。
【００１６】
この発明のさらに他の目的は、そのような方法を実現することができるように改良されたアレルゲンの抽出装置を提供することにある。
【００１７】
この発明のさらに他の目的は、タンパク室の破壊や分解、変性を防ぎ、かつ効率的なアレルゲンの検出が可能になるように改良されたアレルゲン検出用チップを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
この発明は、アレルゲン含有物からアレルゲンを液体中に抽出する方法であって、上記アレルゲン含有物を含んだ１０ミリリットル以下の微量の液体を超音波により攪拌することによって行うことを特徴とする。
【００１９】
この発明によれば、その容積が１０ミリリットル以下のチャンバー内で超音波により攪拌する構成としているので、従来の方法に比べ、サンプル溶液の体積が小さいため、低出力の超音波でも抽出液に効率的に振動を伝えることができる。ひいては、タンパク質の破壊や分解、変性を防ぎ、かつ、効率的なアレルゲンの抽出が可能となる。また、超音波により生じる振動により、花粉と抽出溶液の攪拌が生じ、効率的に抽出ができる。
【００２０】
より好ましくは、上記アレルゲン含有物を含んだ液体の体積は、１ミリリットル以下にする。
【００２１】
この発明の好ましい実施態様によれば、上記アレルゲン含有物を含んだ微量の液体の温度を所定の温度に保つことを特徴とする。従来の方法では、液量が多いため、抽出液の温度制御が難しかったが、本実施態様では抽出液の量が少ないため、容易に温度制御ができるというメリットがある。
【００２２】
上記所定の温度は、０℃〜４０℃の範囲の温度であるのが好ましい。このように温度を設定することにより、タンパク質の破壊や分解、変性を防ぐことができる。
【００２３】
上記超音波の周波数を２０ｋＨｚ以上にして行うのが好ましい。２０ＫＨｚ以上の周波数を発生できれば、従来提案されている種々の形態のものが利用できるからである。
【００２４】
この発明の他の局面に従う、アレルゲン含有物からアレルゲンを液体中に抽出する抽出装置は、支持基板と、上記支持基板の上に設けられ、上記アレルゲン含有物を含む液体を収容するための１０ミリリットル以下の微小容積を持つチャンバーと、上記チャンバーの底面と上記支持基板との間に設けられた超音波発生手段とを備える。
【００２５】
この発明にかかる抽出装置によれば、好ましくは、上記チャンバーの容積は、１ミリリットル以下である。
【００２６】
この発明の好ましい実施態様によれば、上記アレルゲン含有物を含む液体を所定の温度範囲に保つための、加熱手段と冷却手段をさらに備える。加熱手段と冷却手段を備えるので、タンパク質の破壊や分解、変性を防ぐことができるように抽出温度を適切に設定できる。
【００２７】
上記加熱手段は上記チャンバーの側面および／又は底面に設けられるのが好ましい。
【００２８】
上記冷却手段は、上記チャンバーの底面と支持基板の間又は支持基板の裏面に設けられるのが好ましい。
【００２９】
この発明のさらに好ましい実施態様によれば、上記アレルゲン含有物を含む液体と接するチャンバーの側面および底面は疎水性にされる。抽出されたアレルゲンが可溶性タンパク質であることから、表面が親水性であれば、タンパク質の吸着によるロスが生じる。このロスを防ぐため、疎水性にするのが好ましい。
【００３０】
この発明のさらに他の局面に従うアレルゲン検出用チップは、基板と、上記基板上に設けられ、アレルゲン含有物からアレルゲンを液体中に抽出する抽出手段と、上記基板上に設けられ、上記アレルゲン含有の抽出液の中のアレルゲンを検出する検出手段とを備える。上記抽出手段は、支持基板と、上記支持基板の上に設けられ、上記アレルゲン含有物を含む液体を収容するための１０ミリリットル以下の微小容積を持つチャンバーと、上記チャンバーの底面と上記支持基板との間に設けられた超音波発生手段とを備える。
【００３１】
この発明によれば、抽出手段が、その容積が１０ミリリットル以下のチャンバー内で超音波により攪拌する構成としているので、サンプル溶液の体積が小さいため、低出力の超音波でも抽出液に効率的に振動を伝えることができる。ひいては、タンパク質の破壊や分解、変性を防ぎ、かつ、効率的なアレルゲンの抽出が可能となる。また、超音波により生じる振動により、花粉と抽出溶液の攪拌が生じ、効率的に抽出ができる。ひいては、効率よくアレルゲンの検出ができる。
【００３２】
この発明の好ましい実施態様によれば、上記抽出手段は、上記アレルゲン含有物を含む液体を所定の温度範囲に保つための、加熱手段と冷却手段をさらに備える。上記基板には、上記加熱手段に電力を供給する第１の端子と、上記冷却手段に電力を供給する第２の端子と、上記超音波発生手段に電力を供給する第３の端子とが設けられている。
【発明の効果】
【００３３】
本発明は、１０ミリリットル以下、好ましくは、１ミリリットル以下の微小容積のチャンバー内で、アレルゲン含有物を含む微小体積の液体から、アレルゲンを超音波を用いて抽出する構成であるので、従来の方法に比べ、サンプル溶液の体積が小さくなる。そのため、低出力の超音波でも抽出液に効率的に振動を伝えることができ、タンパク質が破壊又は分解し変性することを防ぎ、かつ、効率的なアレルゲンの抽出が可能となる効果がある。
【００３４】
また、本発明の他の構成は、上記構成に、ヒーターなどを用いた加熱手段とペルチェ素子などを用いた冷却手段の組合せによる温度制御を加えてチャンバーの温度を所定温度に保つような構成であるので、アレルゲン含有物を含む液量が少ないため熱伝導率が従来に比べ非常に高くなり、従来法に比べ抽出液の温度分布の差を非常に小さくすることができ、ひいてはアレルゲンの分解や変性を防ぐという効果が生じると共に、アレルゲンの分解や変性を防ぐ最適の温度まで温度調整ができ、従来の方法に比べ抽出効率を向上させ、抽出時間を短くできる効果がある。
【００３５】
本発明では、チャンバーの表面を疎水性にしているので、抽出したアレルゲンのチャンバー表面への吸着が起こりにくくなり、吸着によるアレルゲンの損失もなく、より効率よい抽出が可能となる効果がある。
【００３６】
また、本発明では、抽出後のアレルゲンの濃度が高くなり、従来のように、更に濃縮を行う必要がないという効果がある。
【００３７】
本発明のアレルゲン検出用チップは、１０ミリリットル以下、好ましくは、１ミリリットル以下という微量の抽出液を用いた構成であり、抽出液中にアレルゲンが高濃度で存在しており、従来のように濃縮工程が不要になり、アレルゲン検出工程までの工程数を少なくでき、花粉の殻を除くだけでそのまま検出工程に導くことができ、小型のチップ上で花粉の収集からアレルゲンの抽出及びアレルゲンの検出工程が可能にできるという効果がある。
【００３８】
また、本発明のアレルゲン検出用チップは、チップ上に加熱装置、冷却装置及び超音波発生器を駆動するための端子を設けているので、温度制御、超音波の制御が容易に行えるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
タンパク室の破壊や分解、変性を防ぎ、かつ効率的なアレルゲンの抽出が可能になるように改良されたアレルゲンの抽出方法を得るという目的を、アレルゲン含有物を含んだ１０ミリリットル以下の微量の液体を超音波により攪拌することによって実現した。以下、この発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
（実施の形態１）
【００４０】
本実施の形態では、アレルゲンを含む担体からアレルゲンを抽出する一つの例として、花粉からアレルゲンタンパク質を抽出する方法に関して説明しているが、本発明は、他のアレルゲンを含有する浮遊微小物質や担体からアレルゲンを抽出することにも適用できる。
【００４１】
図１は、本発明のアレルゲン抽出装置の一例を示す概略断面図である。図１に示すように、本発明のアレルゲン抽出装置は、支持基板３と、抽出部２と、蓋１とから構成される。蓋１には、アレルゲン含有の花粉を含む抽出液を抽出部２に注入する導入部１ａと、抽出工程後のアレルゲン含有抽出液と花粉を抽出部２から流出させる流出部１ｂが設けらている。抽出部２は、チャンバー５が形成された抽出容器４と、チャンバー５の底部と支持基板３との間に設けられた超音波発生器６から構成される。
【００４２】
支持基板３の材料としては、ガラスや高分子樹脂、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂などのプラスチックなどが利用できる。抽出容器４の材料としては、ガラスや高分子樹脂、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂などのプラスチックなどが利用できる。
【００４３】
チャンバー５の容積は、１０ミリリットル以下、好ましくは、１ミリリットル以下であれば良い。チャンバー５は、側面と底面を有し、その側面は底面に対し傾斜を持っており、その傾斜角度θは９０°〜１７９°まで可能であるが、チャンバー５に所定の体積を持たせるためには、傾斜角度θは９０°〜１５０°が好ましい。チャンバー５の底面の幅は１００μｍ〜２０００μｍである。チャンバー５の形は、角型、円型、菱型で、底面と側面は円の一部のように丸くなっていても良い。チャンバー５の表面は、疎水性にするのが好ましい。なぜなら例えば花粉の殻からアレルゲンを抽出する場合、抽出されたアレルゲンが可溶性タンパク質であることから、表面が親水性であると、タンパク質が吸着され、ロスが生じるため、それを防ぐために、疎水性が好ましいのである。
【００４４】
蓋１に設けられる導入部１ａと流出部１ｂの幅は、１０μｍ〜５００μｍである。それらの形状は、長方形、円形でも良い。抽出に用いる抽出液としては、例えば蒸留水、生理食塩水、ＰＢＳ，ＴＢＳ，炭酸バッファー等の各種緩衝液、また有機成分を加えたものなどが利用でき、アレルゲンの種類やアレルゲンを含む担体の種類に応じて適宣選択すれば良い。
【００４５】
超音波発生部６は、超音波を発生させるための、例えばチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）などからなる圧電素子６ａとダイアフラム膜６ｂから構成される。超音波は、圧電素子６ａに電圧を加え振動させることによって発生する。後述するように、超音波は、抽出液中の花粉を攪拌させるために用いられるため、その周波数は２０ＫＨｚ以上であることが好ましい。圧電素子６ａは２０ＫＨｚ以上の周波数を発生できれば、従来提案されている種々の形態のものが利用できる。圧電素子６ａの厚さは１００μｍ〜１０００μｍである。
【００４６】
本発明の抽出装置を用いて、花粉の殻から花粉のアレルゲンタンパク質を効率的に抽出する方法を図１を用いて詳しく説明する。
【００４７】
アレルゲン抽出装置の導入部１ａから、アレルゲンを含む花粉微粒子を包含した、例えば界面活性剤、蒸留水、食塩水、リン酸バッファーなどを成分にする抽出液をマイクロシリンジポンプなどの送液手段を用いてチャンバー５に導入する。チャンバ５に導入された花粉含有の抽出液に、圧電素子６ａに電圧を加えることによって発生する超音波により生じる振動が伝えられ、これにより、花粉と抽出溶液の攪拌が生じ、花粉からアレルゲンが効率的に抽出される。
【００４８】
従来方法では、抽出液の体積が大きいため、抽出する時の攪拌の工程や、チャンバ表面のアレルゲンタンパク質の吸着によるアレルゲンタンパク質の損失が多く、効率的に抽出することが困難であった。本発明では、その容積が１０ミリリットル以下、好ましくは、１ミリリットル以下のチャンバー５内で抽出を行うため、従来の方法に比べ、表面に吸着するアレルゲンの量が少なく、さらに、本発明では、チャンバー５の表面を疎水性にしているので、更に吸着が起こりにくくなり、従来に比べ効率よく抽出ができる。また、抽出液の量が１０ミリリットル以下、好ましくは、１ミリリットル以下であるので、抽出後のアレルゲンの濃度が高くなる。そのため、従来のように、濃縮を行う必要がなく、アレルゲン検出工程までの工程数を少なくできるという効果がある。
【００４９】
超音波を用いた攪拌は、従来においてはマクロ系の花粉のアレルゲン抽出に用いられているが、大きな体積の溶媒を超音波で振動させるためには大出力の超音波が必要になり、特に超音波発生器付近では、超音波によりタンパク質が破壊や分解し変性する恐れがある。本発明では、その容積が１０ミリリットル以下、好ましくは、１ミリリットル以下のチャンバー５内で超音波により攪拌する構成としているので、従来の方法に比べ、サンプル溶液の体積が小さいため、低出力の超音波でも抽出液に効率的に振動を伝えることができ、ひいては、タンパク質の破壊や分解、変性を防ぎ、かつ、効率的なアレルゲンの抽出が可能となる。
【００５０】
本実施形態では、図１に示すような、導入部１ａと流出部１ｂを設けた蓋１を用いた構成で説明を行った。この構成では、導入部１ａは、別途設けられる花粉収集部（図示しないが、抽出液が入れられ、その中に大気中の花粉を取込み集める所）と繋がっており、その花粉を含有した抽出液を導入部１ａを通してチャンバー５に導く。しかし、本発明はこれに限られるものでなく、他の構成として、蓋１に花粉を取込むための穴を設け、抽出部と花粉収集部を合わせた構成にしても良い。
【００５１】
実際、抽出工程を行う場合は、超音波振動により抽出液の温度は上昇する。温度上昇によるアレルゲンの分解又は変性を防ぐため、チャンバー５内の抽出液の温度を０℃〜４０℃の範囲に保つ必要がある。この方法としては、０℃〜４０℃の範囲に温度調整された水浴内に本発明の抽出装置を入れて抽出工程を行えば良い。従来の方法では、液量が多いため、抽出液の温度制御が難しかったが、本発明では抽出液の量が少ないため、容易に温度制御ができるというメリットがある。
（実施の形態２）
【００５２】
本実施の形態では、アレルゲンを含む担体からアレルゲンを抽出する一つの例として、花粉からアレルゲンタンパク質を抽出する方法に関して説明しているが、本発明は、他のアレルゲン含有浮遊微小物質や担体からアレルゲンを抽出することにも適用できる。
【００５３】
図２は実施の形態２にかかるアレルゲン抽出装置の概略断面図である。図２に示すように、実施の形態２にかかるアレルゲン抽出装置は、チャンバー５の側面に、少なくとも１つの加熱手段７を設けたことと、チャンバー５の底面と支持基板３の間に冷却手段８を設けた以外は、実施の形態１の構成と同じである。
【００５４】
花粉を含む抽出液と接するチャンバー５の側面又はチャンバー５の底面は疎水性にすることが好ましい。ヒーター７が抽出液と接する場合は、その表面に疎水性の膜１４をコートすることが好ましい。
【００５５】
加熱手段７としては、従来用いられている電熱タイプのヒーターを用いることができ、冷却手段８としては、従来用いられているペルチェ素子が利用できる。
【００５６】
アレルゲンは、高温にすると分解酵素や温度による変性や分解を起す可能性が高いので、０℃〜４０℃の温度範囲で抽出を行う必要がある。しかし、従来の方法では、最低でも数百ミリリットル〜数千ミリリットルオーダーの液量を用いる必要があるため、温度制御を行っても温度分布の差が大きくなる。そのため、アレルゲンの変性や分解を防ぐために、４℃に近い低温で抽出工程を行っている。他方、抽出効率は、温度が高いほど良いので、上記従来の抽出法では、抽出効率が悪くなり、抽出に必要な時間が長くなるという問題があった。
【００５７】
本実施の形態では、その容積が１０ミリリットル以下、好ましくは、１ミリリットル以下のチャンバー５内で超音波により攪拌し、チャンバー５に加熱手段７を設け、またチャンバー５の底面と支持基板３の間に冷却手段８を設けた構成であり、液量が少ないため熱伝導率が従来に比べ非常に高くなり、また加熱手段７と冷却手段８の組合せによる温度制御により、従来法に比べ抽出液の温度分布の差を非常に小さくすることができるので、アレルゲンの分解や変性を防ぐという効果が生じると共に、アレルゲンの分解や変性を防ぐ最適な温度まで温度調整ができ、従来の方法に比べ抽出効率を向上させ、抽出時間を短くできるという効果がある。
【００５８】
本実施の形態では、冷却手段８であるペルチェ素子を支持基板３と抽出容器４との間に設けた場合を例示したが、支持基板３の抽出容器２と接しない面に設けても良い。また、ヒーター７の形状は、面又は短冊状でもよく、チャンバー５の側面だけ又は底面も含めて設けても良い。
（実施例）
【００５９】
図３（Ａ）を参照して、厚さ０．５ｍｍのプラスチック基板４ａ上にフォトレジスト膜４ｂを形成した。図３（Ｂ）を参照して、フォトレジスト膜４ｂに、フォトリソグラフィー法により、直径２０ｍｍ、深さ０．５ｍｍの臼状の穴であるチャンバー５を形成し、抽出容器４を形成した。チャンバー５の容積は、約０．２ミリリットルとなった。図３（Ｃ）を参照して、チャンバー５の内壁と底部及びこれと繋がるように、抽出容器４上に、幅約２０ｍｍ、厚さ約０．５ｍｍのストライプ状のニッケル膜７を形成し、ヒーターとした。ニッケル膜７の形成は、対応する位置に穴を開けたマスクを用いてスパッタ法で行った。その後、チャンバー５の内面及びフォトレジスト膜４ｂ表面に疎水性の膜１４を形成し、チャンバーとヒータが形成された抽出容器４であるフィルム１０を得た。図３（Ｄ）を参照して、支持基板３の上にペルチェ素子８を設け、その上に超音波素子６を設け、その上に上述のようにして得られたフィルム１０を置いて検討用の抽出装置とした。
【００６０】
花粉としてスギ花粉を用い、アレルゲンの抽出液としてｐＨ７．５の弱アルカリ性炭酸水素アンモニウム溶液を用いた。スギ花粉１．０ｍｇに抽出液を加えて検出液とした。この検出液約０．２ミリリットルを、上記チャンバー５にマイクロピペットを用いて注入し、プラスチック基板にて蓋をした。
【００６１】
ペルチェ素子８及びヒーター７により液温を２０℃に調整し、超音波発生器６を作動させ、２０KHzの周波数の超音波を花粉含有の抽出液に与えた。液温は従来提案されている熱電対により測定したが、超音波を発生している間も、±０．１℃の範囲で一定であった。５分経過後、超音波を切り、チャンバー５内の抽出液を取出し、スギ花粉のアレルゲンタンパク質に対する抗体を予め固定化し、ブロッキング処理を施したプレート上に加え、反応させた（抗原抗体反応）。このプレート上にさらに蛍光標識の付いた抗体を加え反応させた後（サンドイッチ法）、洗浄し、未反応の蛍光標識抗体をプレート上から取り除いた。このプレートの反応部位に紫外線を照射したところ、蛍光標識による蛍光が確認され、花粉のアレルゲンが抽出液中に抽出されたことが確認された。
（比較例）
【００６２】
上記実施例と同じ量のスギ花粉からアレルゲンを抽出液としてｐＨ７．５の弱アルカリ性炭酸水素アンモニウム溶液を用いて、非特許文献１に記載の方法に従って、抽出した。即ち、スギ花粉をｐＨ７．５の弱アルカリ性炭酸水素アンモニウム水溶液約２ミリリットルに入れて、２０℃で４８時間攪拌し、その液を遠心分離により上清と沈殿物にわけ、その上清中のアレルゲンを実施例と同様にして検出した。結果、実施例よりも少し小さな蛍光量が得られた。
【００６３】
上記実施例及び比較例より、本発明の抽出方法によれば、従来の抽出方法よりも短時間で同程度又はそれ以上の抽出効率が達成できることがわかった。
（実施の形態３）
【００６４】
本実施形態では、本発明の抽出、分離装置を用いた、花粉のアレルゲンタンパク質の検出装置について説明するが、検出装置の構成は実施例に限られるものではなく、本発明の抽出装置を抽出部として設けたものであればよい。
【００６５】
図４は、実施の形態３に係るアレルゲン検出用チップの上面概略図である。図４に示すように、本発明のチップ２０は、実施の形態１又は２に記載の抽出装置２１と、抽出液中のアレルゲンを検出する検出部２２、検出後の抽出液をチップ２０から出すための流出部２４、各部を繋ぐ流路２３ａ、２３ｂ及び抽出装置２１の超音波発生部、加熱手段、冷却手段と各々電気的に接続されている複数の端子２５から構成される。検出部２２には、例えば直径１００μｍから５ｍｍ、深さ１０μｍから５００μｍの円筒状の穴が設けられており、予め花粉アレルゲンと特異的に反応してアレルゲンを捕獲する抗体材料が設けられ、上面は抽出装置と共通の蓋によりふさがれている。端子２５は、チップの片面に形成されても良く、両面に設けても良い。また、その位置は、外部と接続できればどこでも良いが、チップの端に形成した方が、外部と脱着することを考慮すれば好ましい。
【００６６】
本実施の形態にかかるチップの特徴は、少なくとも実施形態１又は２記載の抽出装置と、抽出液中のアレルゲンを検出する検出部と、流出部と、各部を繋ぐ流路及び抽出装置の超音波発生部、加熱手段、冷却手段と各々電気的に接続されている複数の端子が設けられていれば良く、それを含めば、他の構成も本発明の範囲に含まれる。
【００６７】
チップ２０上に形成される流路２３ａ、２３ｂの断面の形は、長方形、矩形、台形形状で、流路の底は円の一部のように丸くなっていても良く、幅は１０μｍから５００μｍ、深さは１０μｍから５００μｍに形成される。
【００６８】
本チップを用いて、花粉のアレルゲンを検出する方法を図４を用いて詳細に説明する。
【００６９】
抽出装置２１には、実施形態２記載の抽出装置が設けられている。抽出装置２１に、外部から導入部１ａを介して抽出液が抽出装置２１のチャンバー内に満たされる。その後、抽出装置２１に設けられた花粉取込み穴２６を通してチャンバー内に大気中から花粉が取込まれる。一定時間取り込んだ後、又は取込んでいると同時に、チップ２０上に形成した端子２５を通して加熱手段、冷却手段及び超音波発生器に電気が送られ、チャンバー内の抽出液温度は、アレルゲンの分解又は変性が生じず、かつ、抽出効率が最高になる温度に設定され、同時に超音波が発生する。温度制御及び超音波の周波数、強度の制御を行う制御部は、外部に設けても良く、チップ上に設けても良い。
【００７０】
チャンバー内の抽出液は花粉と共に攪拌され、花粉からのアレルゲン抽出が行われる。一定時間後、取込み穴２６に蓋（図示せず）をして、外部より送液手段により抽出液又は緩衝液が導入部１ａを介して流し込まれ、アレルゲン含有の抽出液は検出部２２に送られる。この時、例えば特開２００１―４６２８号公報記載のように、抽出部と検出部を繋ぐ流路の幅を花粉の大きさより小さくすることによりの花粉の殻を抽出液から分離できる。
【００７１】
検出法としては、所謂サンドイッチ法が利用できる。検出部２２に、花粉のアレルゲンを含む抽出液が導入されると、花粉と予め検出部に設けていた抗体との間に抗原抗体反応が起こり、アレルゲンは抗体により検出部２２に捕獲される。抗原抗体反応を生じさせた後、導入部１ａから、例えば蛍光標識のついた抗体を導入し、検出部２２にできたアレルゲンと抗体との複合体に反応させると、蛍光標識のついた抗体は、アレルゲンと抗体との複合体と特異的に反応し捕獲される。この反応後、導入部１ａを介して緩衝液を導入し、検出部２２を洗浄して、未反応の蛍光標識のついた抗体を測定部から取り去る。次に、検出部２２に紫外線を照射し、蛍光標識による蛍光を、例えば蛍光リーダーなどで測定し、花粉のアレルゲンタンパク質の検出を行う。
【００７２】
本実施の形態にかかるアレルゲン検出用チップは、実施形態１又は２記載の抽出装置を設けているので、抽出液中にアレルゲンが高濃度で存在しており、従来のように濃縮工程が不要になり、花粉の殻を除くだけでそのまま検出工程に導くことができるという効果があり、小型のチップ上で花粉の収集からアレルゲンの抽出及びアレルゲンの検出が可能となるというメリットがある。また、チップ上に加熱装置、冷却装置及び超音波発生器を駆動するための端子を設けているので、温度制御、超音波の制御が容易に行えるという効果がある。
【００７３】
本実施の形態では、花粉を例にして説明したが、他の物質のアレルゲンタンパク質を抽出、分離し検出する装置についても本発明が応用できることは、言うまでもない。
【００７４】
今回開示された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特許請求の範囲によって示され、特許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。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明は、タンパク質が破壊又は分解し変性することを防ぎ、かつ、効率的なアレルゲンの抽出が可能となるアレルゲン抽出装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】実施の形態１にかかるアレルゲン抽出装置の概略断面図である。
【図２】実施の形態２にかかるアレルゲン抽出装置の概略断面図である。
【図３】実施例にかかるアレルゲン抽出装置の製造工程を説明するための断面図である。
【図４】実施の形態３にかかるアレルゲン検出用チップの上面概略図である。
【符号の説明】
【００７７】
１  蓋
１ａ  導入部
１ｂ，２４  流出部
２  抽出部
３  支持基板
４  抽出容器
５  チャンバー
６  超音波発生器
７  加熱手段
８  冷却手段
２０  アレルゲン検出用チップ
２１  抽出装置
２２  検出部
２３ａ，２３ｂ  流路
２５  端子
２６  取込み穴
【図１】
2006343134.tif 000003
【図２】
2006343134.tif 000004
【図３】
2006343134.tif 000005
【図４】
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