(57)【要約】媒体、及び、媒体全体に配置されたホログラムを含むホログラフィック素子と、流体とを接触させること、及び、上記素子の光学特性の変化を感知することを含み、上記素子の光学特性は上記媒体全体で起こる物理的特性の変化の結果として変化し、上記変化は媒体と検体との相互作用によって生じ、上記作用及び上記変化は可逆的であることを特徴とする流体中の検体を感知する方法。【特許請求の範囲】
【請求項１】
媒体、及び、媒体全体に配置されたホログラムを含むホログラフィック素子と、流体とを接触させること、及び、前記素子の光学特性の変化を感知することを含み、
前記素子の光学特性は前記媒体全体で起こる物理的特性の変化の結果として変化し、
前記変化は媒体と検体との相互作用によって生じ、
前記作用及び前記変化は可逆的である
ことを特徴とする流体中の検体を感知する方法。
【請求項２】
前記物理的特性は媒体の大きさである
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記光学特性はホログラフィック素子の反射率、屈折率又は吸光度である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
光学特性の変化は色の変化として感知される
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
光学特性の変化は強度の変化として感知される
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記検体はグルコース又は乳酸塩である
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記検体はＣＯ２又は酸素である
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記接触は、流体が連続的に前記素子を通過することを含む
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記流体は眼分泌液である
ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
入口と出口とを有する管、及び、流体が流れることができるホログラフィック素子を有し、非電離放射線を前記ホログラフィック素子に照射することができる窓を有する
ことを特徴とする流体中の検体を感知する装置。
【請求項１１】
前記ホログラフィック素子は請求項１〜５のいずれか１項に記載されている
ことを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホログラムである感受性素子に基づく感知方法、及び、この方法に使用する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
非特許文献１についての短い文書に、ゼラチンを基盤とするブラッグ反射ホログラムは周囲の湿度に対して反応するという記載がある。この文書では、周期的に増加・減少する湿度に対して起こる光学反応が履歴現象を呈するため、センサーとしての工業的用途が限られると結論づけている。
【０００３】
特許文献１は、体積ホログラムに基づくホログラフィックセンサーについて開示している。このセンサーは、その全体に光変換構造を有する検体感受性マトリックスを含む。この変換構造の物理的配列のために、上記センサーが発する光信号は、検体と相互作用又は反応した結果起こる検体感受性マトリックス中での体積変化又は構造配列変化に対して非常に感度が高い。例えば、ゼラチンを基盤とするホログラフィック媒体を含むセンサーを使用してトリプシンを検出できる。トリプシンはゼラチンの媒体に影響を及ぼし、整合性のあるホログラフィック支持媒体の構造を不可逆的に破壊する。
【特許文献１】ＰＣＴ特許ＷＯ−Ａ−９５２６４９９
【非特許文献１】ｔｈｅ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｏｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  ７（３）：４４９−４５２（１９９２）、Ｓｐｏｏｎｃｅｒら、“Ａ  ｈｕｍｉｄｉｔｙ  ｓｅｎｓｏｒ  ｕｓｉｎｇ  ａ  ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ−ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ  ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ  ｆｉｌｔｅｒ  ｗｉｔｈ  ｆｉｂｒｅ  ｏｐｔｉｃ  ｌｉｎｋｓ”
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の要約
本発明のある態様によれば、
流体中の検体を連続的に感知する方法は、
媒体、及び、媒体全体に配置されたホログラムを含むホログラフィック素子と、流体とを接触させること、及び、上記素子の光学特性を監視することを含み、
上記素子の光学特性は上記媒体全体で起こる物理的特性の変化の結果として変化し、
上記変化は媒体と検体との相互作用によって生じ、
上記作用及び上記変化は可逆的である。
【０００５】
上記変化は媒体と検体との相互作用によって生じ、上記相互作用及び上記変化は可逆的である。上記相互作用は、化学反応であっても生化学反応であってもよい。上記相互作用と上記逆相互作用の両方が生じることにより、連続的に、好ましくはリアルタイムで検体種を感知できる。流体は変化せず、検体の濃度は変化し得る。また、流体は上記素子を連続的に通過できる。
【０００６】
本発明を、ｉｎ  ｖｉｖｏ又はｉｎ  ｖｉｔｒｏにおける反応、例えば発酵槽中の反応を監視するために使用してよい。本発明は反応速度を測定するために使用でき、また、制御システムとしても効果的に使用できる。
【０００７】
本発明の別の態様は、流体中の検体を感知する装置である。上記装置は、ホログラフィック素子を含むセンサー及び入口と出口とを有していて、流体はこの入口と出口とがあることによって、上記ホログラフィック素子と接触できる、又は、上記ホログラフィック素子を通過できる。また、上記装置は、非電離放射線を上記ホログラフィック素子に照射するための窓を有する。このようにして、上記素子において起こる反応を観察できる。
【０００８】
好ましい実施形態の記載
ホログラフィック支持媒体と検体との相互作用は可逆的であり、このため、検体を連続的に感知できる。流体がホログラフィック素子と接触している場合、検体と支持媒体とが、好ましくは化学反応又は生化学反応により、相互作用する。流体が素子を通過する場合は、この相互作用は一時的であろう。
【０００９】
上記相互作用は、非電離放射線を用いて間接的に感知できる。ホログラフィック媒体と検体種との相互作用の程度は、物理的特性の変化の程度として表れる。これを、光学特性の変化（好ましくは非電離放射線の波長のシフト）として感知する。
【００１０】
変化するホログラフィック素子の特性は、電荷密度、体積、形、密度、粘度、強度、硬度、電荷、疎水度、膨張度、整合度、架橋密度等の任意の物理的特性であってよい。上記物理的特性が変化すると、分極性、反射率、屈折率又は吸光度等のホログラフィック素子の光学特性が変化する。
【００１１】
ホログラムは、支持媒体の一部又は全体に付着して、又は、その中に配置してよい。非電離放射線（例えば可視光）の光源を使用して、ホログラフィック素子の光学特性の変化を観察できる。
【００１２】
１種を超えるホログラムが、ホログラフィック素子に付着して、又は、その中に支持されていてよい。ホログラムの光学特性が変化するとそこから発せられる放射線が変化するが、この変化を感知する方法がある。ホログラフィック素子を特定の大きさにして配置することより、独立する２つの事象／種を感知して、上記放射線を異なる二方向に同時に又は別々に放射させることができる。ホログラフィック素子は整然と配置されてもよい。
【００１３】
ホログラムには様々な種類がある。このうちの１種以上を、ホログラフィック支持媒体に付着して、又は、その中につくってよい。数種のホログラムについて下記に記載する。
【００１４】
「位相型」ホログラムの特性を有するホログラフィック素子は、屈折率の３次元分布（変調）を有していてよく、この分布はもともとの干渉縞の物理的な記録である。「振幅型」ホログラムの特性を有するホログラフィック素子は、放射線を屈折させる物質の３次元分布（変調）を有し、この分布はもともとの干渉縞の物理的な記録である。変調のピークを縞と称する。ホログラムは、「位相型」及び／又は「振幅型」ホログラムの特性を有することができる。
【００１５】
上記放射線は、支持媒体の一部又は全体における分布のピーク間隔の変化によって屈折率分布が変化し、その結果として位相のシフトが起こってもよい。縞間隔の変化は、入射角／回折角を固定した際のピーク（ブラッグ）波長の変化によって、又は、角度を固定した際の単色光の強度変化によって、又は、単色光の強度が最も強い時点での角度の変化によって測定できる。
【００１６】
また、ホログラムは、同一の支持媒体中に共存可能な異なる４種類、すなわち透過型、反射型、エッジリット型（ｅｄｇｅ−ｌｉｔ）及び表面型（ｓｕｒｆａｃｅ）ホログラムに分類できる。また、一過性型のホログラムもある。
【００１７】
「透過型」ホログラムは、放出される放射線が、入射光が入るのとは逆の面を通ってホログラフィック支持媒体から出ていくホログラムである。縞は通常、大きな角度で、例えば一般的に約９０°で上記面の方に傾く。
【００１８】
「反射型」ホログラムは、入射光が入るのと同じ面を放射線が出ていくホログラムである。縞は通常、ホログラフィック支持媒体の上記面とほぼ平行である。
【００１９】
「エッジリット型」ホログラムは、ホログラム基盤又はホログラフィック支持媒体（例えばガラス板）を、入射光が入る面とほぼ９０°の角度の面を通って出ていくホログラムである。縞は通常、上記面に対してある角度で、一般的には約４５°の角度である。
【００２０】
「表面型」ホログラムは、媒体表面の周囲に適切な空間的振幅があって、縞の間隔が規則正しく、そのため、光を回折及び／又は反射できるホログラムである。このホログラムは、表面上の一つ一つの点から共通の１点に達するまでの回折光及び／又は反射光の通路が異なるため、「位相型」ホログラムとは別の特性を有している。透明な媒体上にこのような表面がある場合、この媒体を通った光は、この媒体全体における屈折率により光学通路の長さが変化するために、表面を通ると位相が周期的に変化する。
【００２１】
上記ホログラフィック支持媒体は、この中にホログラムを作成でき、以下に記載する感知機構の特性のうち１種以上を呈することができる媒体である。上記支持媒体は、検体種との相互作用によって粘弾性が変化していない、又は、変化したマトリックスを含むことが好ましい。
【００２２】
例えば、上記マトリックスは、（メタ）アクリルアミド及び／又は（メタ）アクリレート由来のコモノマーの共重合から形成される。特にＨＥＭＡ（ヒドロキシエチルメタクリレート）モノマーは、重合及び架橋が容易である。ＨＥＭＡポリマーは、膨張し、親水性で、生体適合性が広いため、支持体原料として広く用いられる。
【００２３】
ホログラフィック支持媒体の別の例としては、ゼラチン、Ｋ−カラギーナン、寒天、アガロース、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、（大まかに分類した）ゾル−ゲル、（大まかに分類した）ヒドロゲル及びアクリレートがある。また、原料としては、多糖、タンパク質及びタンパク質性原料、オリゴヌクレオチド、ＲＮＡ、ＤＮＡ、セルロース、酢酸セルロース、シロキサン、ポリアミド、ポリイミド並びにポリアクリルアミドがある。ゼラチンは、銀ハライド粒子等の感光性物質を支持するマトリックス原料として一般的である。また、ゼラチンにおいては、クロム（ＩＩＩ）イオンにより、ゲル鎖構造中のカルボキシル基同志を光学的に架橋させることもできる。これらの原料は２種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００２４】
ポリマーの組成は、反射型ホログラムの調製に最適な高品質のフィルムを得るために最適化されていてもよい。上記フィルムにより、ホログラフィック縞を形成できる均一なマトリックスをつくることができる。
【００２５】
本発明によって確認でき、定量できる検体の例としては、イオン、代謝産物、抗原／抗体、グルコース、酸素、二酸化炭素、尿素、（ｐＨ測定用の）プロトン等のイオン、アルコール、硫化物及び乳酸エステル等の気体及び液体が含まれる。これらの検体は例としてのみ示すものである。検体種は上記以外にもあって、これらについても、適切なホログラフィックセンサーを用いて確認できることは、本発明によれば明らかであろう。
【００２６】
本発明は、尿、血液又は眼分泌液等の体液中の検体を感知するために使用してもよい。対照とする検体は特にはグルコースであり、眼中におけるその濃度は、血液中の濃度と相互に関係があることが知られている。従って、本発明は、涙等の眼分泌液中のグルコース濃度を監視することにより、間接的に血中グルコース濃度を監視するために使用してもよい。
【００２７】
物理的特性を変化させ、これにより光学特性を変化させる基本的な事項はたくさんある。これらの１種以上を組み合わせて使用し、ホログラム及び／又はホログラフィック支持媒体における変化に影響を及ぼして、ホログラフィック素子の物理的特性を変化させてもよい。ホログラムを広帯域入射光である非電離電磁放射線により再生する際に何らかの変化が生じると、光学特性が変化し、例えば色又は強度の変化が観察されることがある。
【００２８】
変化してもよい物理的特性は、複素屈折率の変調である。これはホログラフィック素子の化学修飾によって変化でき、これにより１種以上の光学特性が変化し得る。例えば、酵素は、縞と縞の間の部分を切断して、最初に複素屈折率の変調の深さを増大させることができる。好ましくは、上記センサーは、検体種の添加により変化し得る変調した屈折率の空間分布を有する媒体を含むホログラフィック素子を含み、入射光のスペクトル及び／又は方向といった性質は上記変調した屈折率の空間分布の変化に応じて変化する。
【００２９】
また、上記ホログラフィック素子を、検体と相互作用すると温度が変化するように調製してよい。温度変化の結果、例えばホログラフィック素子の特性が１種以上変化するであろう。これにより、１種以上の光学特性が変化する。
【００３０】
変化する物理的特性としては、支持媒体の大きさ又は体積が好ましい。これは、基を支持マトリックス中に組み込み、検体との相互作用によりこれらの基を可逆的に変化させ、支持媒体を拡大又は縮小させることにより変化させることができる。上記支持媒体はポリマー又はコポリマーマトリックスを含んでいてよく、その上又はその中に、例えば相互貫入網目構造の中に、上記の基が固定されているか又は存在している。このような基としては、検体種と特異的に結合する共役基が挙げられる。インプリントポリマー、又は、合成若しくは生物学的受容体を使用してもよい。
【００３１】
上記以外には、反応性のある水、溶媒又は電荷の支持媒体中における濃度が変化する。この場合、ホログラフィック支持媒体はゲル状であることが好ましい。
【００３２】
上記素子中で少なくとも２種の官能基と反応できる検体分子は、支持マトリックスの異なる部分同志の間に可逆的な架橋を形成して、支持マトリックスの粘弾性を変化させることができる。その結果、支持マトリックスが溶媒を含む環境中に存在して変化する場合、支持マトリックスは縮小して縞間隔が狭くなる。特異的な結合部位がゲルマトリックス中に確実にあれば、特異性が付与される。
【００３３】
このようなシステムの反応性を測定するパラメーターの１種に、架橋度がある。ポリマーフィルムが硬くなり過ぎてしまうため、モノマーの重合による架橋点の数は、ポリマーと検体結合基の複合体形成が少なくなる程に多くてはならない。多すぎると、支持媒体の膨張が妨げられるかもしれない。
【００３４】
グルコースを連続的に感知するグルコースセンサーを例にとると、ヒドロゲルを基盤とするホログラムは、グルコース側鎖及びレクチン（好ましくはコンカナバリンＡ（ｃｏｎＡ））を含む支持媒体を有していてもよい。レクチンは、グルコース側鎖と結合し、かつ、ポリマー構造中で架橋剤として働く。自由に拡散できるグルコースの存在下において、溶液中のグルコースがレクチン上の結合部位においてポリマー付着グルコースと置き換わるにつれて架橋度が減少し、ポリマーが膨張するであろう。グルコース側鎖及びｃｏｎＡを含むヒドロゲルフィルムの体積変化を、反射型ホログラムを使用して観察できる。ヒドロゲルの体積変化によってホログラフィック構造の縞間隔が変化して、分光反射感度のピーク波長がシフトし得る。
【００３５】
上記ホログラフィックセンサー中において、水を基盤とするシステムは、レクチンが有機溶媒に暴露されるのを防ぐため、好ましい。適切なグルコース成分の例としては、高分子量デキストラン、アリルグルコシドモノマー及び２−グルコシロキシエチルメタクリレート（ＧＥＭＡ）モノマーが挙げられる。デキストランは本来重合可能ではないが、アクリルアミドを基盤とするモノマーの重合中に取り込まれてもよい。アリルグルコシド及びＧＥＭＡは、個々に、又は、コモノマーと共に重合できる。上記ポリマーは、ガラス支持体上に薄膜状で調製することが好ましい。
【００３６】
ホログラフィックグルコースセンサーは、グルコースと結合した支持媒体の物理的特性を可逆的に変化させることができる、上記以外の任意の適切なグルコース受容体を使用して構成できる。例えば、支持媒体は、フェニルボロン酸等のボロン酸エステルを側鎖として有していてよい。グルコース中の隣り合う２つのジオール基が、可逆的縮合反応によりボロン酸エステル基と結合する。このように、ホログラフィック素子において、グルコースと側鎖のボロン酸エステル基とが反応して、グルコース及びグルコースに結合している水和殻（ｈｙｄｒａｔｉｏｎ  ｓｈｅｌｌ）の大きさに応じて、支持媒体が拡大する。この拡大は、最大反射率が長い波長の側にシフトする現象として観察される。
【００３７】
酸素の連続的な感知は、酸素と可逆的に結合する基をホログラフィック支持媒体中に組み込むことによって行うことができる。適した基としては、コバルト、ニッケル、イリジウム又はルテニウム等の遷移金属の錯体、例えばＩｒ（ＰＰｈ３）２（ＣＯ）Ｃｌ（「Ｖａｓｋａ錯体」）、テトラシアノコバルタート及びポルフィリン環錯体等の錯体、特にヘムタンパク質ヘモグロビン及びミオグロビンが挙げられる。これらの基は、支持媒体のポリマーマトリックス上に固定されていてもよい。これらの基は酸素と結合すると立体配座が変化し、その結果ホログラムが拡大する。この拡大は、波長のシフトとして光学的に感知できる。
【００３８】
同様の立体配座の変化が、様々なイオン性の基と可逆的に結合する、クラウンエーテル等の大環状基についても生じる。クラウンエーテルは、第一属と第二属の金属イオンを可逆的に結合させることがよく知られている。従って、イオン性の検体に特異的なクラウンエーテルは支持媒体中に固定でき、検体の存在を連続的に感知するために使用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下の実施例と付随する図面とにより本発明を説明する。
【実施例１】
【００４０】
＜グルコースの感知＞
アクリルアミド０．３６ｇ、メタクリルアミド０．４２ｇ、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド０．３５ｇ、水１ｍＬ、５％ＤＭＰＡ４０μＬ、メチレンビスアクリルアミド０．０３ｇ及びビニルフェニルボロン酸０．１ｇのモノマー混合物を、ＮａＯＨ水溶液を添加してｐＨ９に調整して、重合させた。できたポリマーに、５％酢酸中に０．２Ｍで溶解したＡｇＮＯ３を用いて、銀を添加した。そしてホログラムを２０％メタノール中で記録し、一般的な現像剤中で現像した。このような現像剤は、Ｇｒａｈａｍ  Ｓａｘｂｙ“Ｐｒａｃｔｉｃａｌ  Ｈｏｌｏｇｒａｐｈｙ”（Ｐｒｅｎｔｉｃｅ  Ｈａｌｌより出版）に詳細に記載されている。
【００４１】
グルコースの感知は、０．１Ｍリン酸バッファーと様々なｐＨの０．１ＭのＮａＣｌ溶液との存在下で行った。ホログラムを、撹拌装置を含むバッファー１ｍＬ中に配置し、（調製後２４時間置いておいた）グルコース水溶液２０ｍＬをこのバッファー中に添加して、グルコース濃度を２ｍＭとした。
【００４２】
値は、異なるｐＨにおいて３０秒毎に読み取った。このシステムは、試験した全てのｐＨ値（生理的ｐＨを含む）において可逆的であった。
【００４３】
例えば、ｐＨ８．１において、グルコースを添加するとポリマーが拡大した。拡大はほぼグルコース添加後５分以内に起こった。この拡大は、図１に示すように反射波長の減少として観察された。バッファーで２回洗浄した後、ホログラムが縮小して立体配座が元に戻り、波長が初期値に戻った（図２）。
【実施例２】
【００４４】
＜「Ｖａｓｋａ錯体」を用いた酸素の感知＞
「Ｖａｓｋａ錯体」を、クロロホルム溶液（５ｍｇ／ｍＬ溶液を２ｍＬ）から蒸発させることにより、平面ＨＥＭＡホログラム上に固定した。その後、ホログラムを酸素と共に窒素飽和バッファー（５０ｍｍｏｌリン酸バッファー、ｐＨ７．０）中に分散させた。
【００４５】
酸素と共に分散させると、わずかな可逆的拡大が起こり、コントロールと比較して波長が約１０ｎｍ増加した。この波長のシフトを図３に示す。分散終了後、結合している酸素分子の割合が可逆的に変化し、ホログラフィック媒体がわずかに縮小した。これは、波長のわずかな減少として観察された。
【実施例３】
【００４６】
＜酸素結合タンパク質を用いた酸素の感知＞
乾燥によりヘモグロビンをＨＥＭＡポリマー上に固定し、ホログラフィックセンサーをつくり、続いて１．５％の酸性化グルタルアルデヒドを３分間添加した。ミオグロビンを固定して含むホログラフィックセンサーについても同様につくった。
【００４７】
ホログラムを酸素と共に約５分間分散させた。図４から分かるように、酸素濃度の変化に対する反応をヘモグロビンを含むホログラムとミオグロビンを含むホログラムとによって表示した。
【実施例４】
【００４８】
＜ｐＨの感知＞
ポリマーとしてメタクリル酸（ＭＡＡ）を８％含むホログラムを使用して、ＭＲＳ培地中で培養しているカゼイ菌におけるｐＨを監視した。乳酸菌が増殖して乳酸を生産する際、ホログラムがｐＨの低下に応じて迅速に縮小した。これは、発酵中に、図５に示すように、ホログラムの反射のピーク波長が短くなっていくことにより観察された。
【００４９】
ホログラムの反射のピーク波長をｐＨ測定器で測定したｐＨと比較すると、正確な相関関係があり、ｐＨ測定器による値よりもホログラムよる値の方が「散乱」が少なかった。
【００５０】
同様にして、ＤＭＡＥＭ（ジメチルアミノエチルメタクリレート）−ＨＥＭＡを４％含むホログラムを使用して、広がる際に酸を生成する大腸菌培養物を連続的に監視した。ホログラムの反射のピーク波長はｐＨと密接な相関関係があった。
【００５１】
図６は、それぞれＨＥＭＡやｐＨ感受性コモノマーから形成された共重合体を含む４種の異なるホログラフィックセンサーのｐＨ感受性を示す。この例では、ｐＨ感受性コモノマーは、ビニルイミダゾール、ジエチルアミノメタクリレート、メタクリル酸及びトリフルオロプロペン酸を用いた。ｐＨ感受性は著しく異なっていて、これより、特定のｐＨ範囲に対して感受性をより高めるためにポリマー組成を最適化する方法が分かる。
【００５２】
以下の実施例５〜７で、３−シクロデキストリン（ＣＤ）誘導体を用いてセンサーをつくる本発明について説明する。
【実施例５】
【００５３】
＜シクロヘキサアミロース「αＣＤ」＞
αＣＤ（乾燥）１ｇを、乾燥ＤＭＦ５ｍＬ及び乾燥トリエチルアミン３ｍＬの中に溶解した。その後、フラスコを氷浴中で冷却し、混合物１００μＬを撹拌している中に、メタクリロイルクロライド２．７ｍＬを１０分間かけて徐々に添加した。ＣａＣｌ２乾燥チューブで栓をしたフラスコを、撹拌しながら室温で１晩放置した。その後、この混合物をトルエン１００ｍＬと共に震盪し、ブフナー漏斗／水ポンプを用いて濾過して溶媒を除去した。その後、沈殿をアセトン１００ｃｃと共に震盪して再度濾過し、最後にアセトン５０ｃｃで洗浄して乾燥させた。
【００５４】
その後、メタクリル化産物をαＣＤ−Ｍで標識した濃色ビン中で保存した。
【００５５】
次に「スマート」ポリマーを以下のようにつくった。
αＣＤ−Ｍ６０ｍｇをメタノール１５０μＬ中に溶解した。
【００５６】
その後、以下の物を順に添加した。各成分は溶解してから次を添加した。
ＤＭＰＡ  ５ｍｇ
ＨＥＭＡ  １２５μＬ
ＥＤＭＡ  １０μＬ
【００５７】
その後、この溶液を顕微鏡のスライドガラスの上に載せ、前述のようにＵＶ光の下で重合させた。（また、ＤＭＰＡをＡＩＢＮに置き換えた場合には、重合は６０℃周辺で数時間加熱して行うこともできる。）
【００５８】
その後、ホログラム格子を、前述の分散方法によってスライドガラス中につくった。
【実施例６】
【００５９】
＜シクロヘプタアミロース「βＣＤ」＞
β−ＣＤ（乾燥）１ｇを、乾燥ＤＭＦ５ｍＬ及び乾燥トリエチルアミン３ｍＬの中に溶解した。その後、フラスコを氷浴中で冷却し、混合物１００μＬを撹拌している中に、メタクリロイルクロライド２．５ｍＬを１０分間かけて徐々に添加した。ＣａＣｌ２乾燥チューブで栓をしたフラスコを、撹拌しながら室温で１晩放置した。その後、この混合物をトルエン１００ｍＬと共に震盪し、ブフナー漏斗／水ポンプを用いて濾過して溶媒を除去した。その後、沈殿をアセトン１００ｃｃと共に震盪して再度濾過し、最後にアセトン６０ｃｃで洗浄して乾燥させた。
【００６０】
その後、メタクリル化産物をβＣＤ−Ｍで標識した濃色ビン中で保存した。
【００６１】
次に「スマート」ポリマーを以下のようにつくった。
βＣＤ−Ｍ６０ｍｇをメタノール１５０μＬ中に溶解した。
【００６２】
その後、以下の物を順に添加した。各成分は溶解してから次を添加した。
ＤＭＰＡ  ５ｍｇ
ＨＥＭＡ  １２５μＬ
ＥＤＭＡ  １０μＬ
【００６３】
その後、この溶液を顕微鏡のスライドガラスの上に載せ、前述のようにＵＶ光の下で重合させた。（また、ＤＭＰＡをＡＩＢＮに置き換えた場合には、重合は６０℃周辺で数時間加熱して行うこともできる。）
【００６４】
その後、ホログラム格子を、前述の分散方法によってスライドガラス中につくった。
【実施例７】
【００６５】
＜ヒドロキシプロピルシクロオクタアミロース「ＨＰγＣＤ」＞
ＨＰγＣＤ（乾燥）１ｇを、乾燥ＤＭＦ５ｍＬ及び乾燥トリエチルアミン３ｍＬの中に溶解した。その後、フラスコを氷浴中で冷却し、混合物１００μＬを撹拌している中に、メタクリロイルクロライド２．５ｍＬを１０分間かけて徐々に添加した。ＣａＣｌ２乾燥チューブで栓をしたフラスコを、撹拌しながら室温で１晩放置した。その後、この混合物をトルエン１００ｍＬと共に震盪し、ブフナー漏斗／水ポンプを用いて濾過して溶媒を除去した。その後、沈殿をアセトン１００ｃｃと共に震盪して再度濾過し、最後にアセトン５０ｃｃで洗浄して乾燥させた。
【００６６】
その後、メタクリル化産物をＨＰγＣＤ−Ｍで標識した濃色ビン中で保存した。
【００６７】
次に「スマート」ポリマーを以下のようにつくった。
ＨＰγＣＤ−Ｍ６０ｍｇをメタノール１５０μＬ中に溶解した。
【００６８】
その後、以下の物を順に添加した。各成分は溶解してから次を添加した。
ＤＭＰＡ  ５ｍｇ
ＨＥＭＡ  １２５μＬ
ＥＤＭＡ  １０μＬ
【００６９】
その後、この溶液を顕微鏡のスライドガラスの上に載せ、前述のようにＵＶ光の下で重合させた。（また、ＤＭＰＡをＡＩＢＮに置き換えた場合には、重合は６０℃周辺で数時間加熱して行うこともできる。）
【００７０】
その後、ホログラム格子を、前述の分散方法によってスライドガラス中につくった。
【００７１】
検体分子の大きさに対するＣＤの孔の大きさの影響を、図７及び図８中に示す。
【実施例８】
【００７２】
この実施例では、サッカロマイセス・セレヴィシエ（Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ  ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ）によるアルコール生産の、アルコールセンサーホログラムを用いた連続的監視について説明する。ブドウ果汁中のサッカロマイセス・セレヴィシエによるアルコール生産を、アルコールセンサーホログラムを用いて２４時間監視した。白ブドウ果汁中で増殖する指数増殖期のサッカロマイセス・セレヴィシエ細胞を遠心分離し、２０％グリセリン中に再度懸濁して凍結させた。細胞密度は、生菌数を計数することにより８×１０６ｍＬ−１個とした。
【００７３】
種培養０．５ｍＬを白ブドウ果汁２．５ｍＬの入ったキュベット中に添加し、３０℃において２４時間培養した。この間のアルコール（エタノール）生産をポリＨＥＭＡアルコールセンサーホログラムを用いて監視し、各時間間隔における反射のピーク波長を、エタノール及びブドウ果汁を用いた較正値と比較した（図９）。２４時間培養する間のエタノール生産を図１０中に示す。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】グルコースの添加が反射波長に及ぼす影響。
【図２】グルコースの除去が反射波長に及ぼす影響。
【図３】Ｖａｓｋａ錯体を用いた酸素の感知。
【図４】酸素結合タンパク質を用いた酸素の感知。
【図５】ｐＨの感知。
【図６】様々な共重合体を含むホログラフィックセンサー４種のｐＨ感受性。
【図７】低濃度のアントラキノン−２カルボキシレートに対する、３−シクロデキストリン誘導体から得られる格子の反応。
【図８】低濃度の４−ニトロフェノールナトリウム塩に対する、αＣＤポリマーとγＣＤポリマーの反応の比較。
【図９】様々な濃度のエタノールを含むブドウ果汁中のポリＨＥＭＡホログラムの較正。
【図１０】ブドウ果汁中で培養したサッカロマイセス・セレヴィシエによるエタノール生産。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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