(57)【要約】【課題】検知対象成分を十分に高い精度で分析検知することが可能な溶液分析装置を提供すること。【解決手段】溶液分析装置１００は、基板１１と、基板１１に設けられた電極対１２と、基板１１上において検知対象成分を保持する収容部１５と、を有するセンサチップ１０を備える。収容部１５における電極対１２に検知対象成分が吸着しており、収容部１５に錯体を含有する増感剤を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板に設けられた電極対と、前記基板上において検知対象成分を保持する収容部と、を有するセンサチップを備え、
前記収容部における前記電極対の表面上に前記検知対象成分が吸着しており、
前記収容部には錯体を含有する増感剤を有する溶液分析装置。
【請求項２】
前記電極対と電気的に接続され、前記電極対の間の導電性の変化を検知する検知部を備える、請求項１に記載の溶液分析装置。
【請求項３】
前記基板上に前記収容部を複数備えており、
複数の前記収容部のそれぞれは、前記検知対象成分が吸着している前記電極対を有する、請求項１又は２に記載の溶液分析装置。
【請求項４】
前記増感剤が、鉄錯体、又は、鉄錯体及び過酸化水素を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の溶液分析装置。
【請求項５】
前記収容部における前記電極対には抗原抗体反応の複合体が吸着している、請求項１〜４のいずれか一項に記載の溶液分析装置。
【請求項６】
前記収容部は、前記電極対と前記電極対の少なくとも一部を覆う絶縁膜とによって前記基板上に形成されている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の溶液分析装置。
【請求項７】
基板と、前記基板に設けられた電極対と、前記基板上において検知対象成分を保持する収容部と、を有するセンサチップを備える溶液分析装置の製造方法であって、
前記収容部に検知対象成分を供給して、前記収容部内における電極対の表面上に前記検知対象成分を吸着させる吸着工程と、
前記収容部に錯体を含有する増感剤を供給する充填工程と、を有する、溶液分析装置の製造方法。
【請求項８】
前記増感剤が、鉄錯体、又は、鉄錯体及び過酸化水素を含む、請求項７に記載の溶液分析装置の製造方法。
【請求項９】
前記吸着工程では、前記収容部内における前記電極対に抗原抗体反応の複合体を吸着させる、請求項７又は８に記載の溶液分析装置の製造方法。
【請求項１０】
基板と、前記基板上に設けられる電極対と、前記基板において検知対象成分を保持可能に形成される収容部と、を有するセンサチップを備えた溶液分析装置を用いる分析方法であって、
前記収容部に前記検知対象成分を含む流体を供給して、前記収容部内の前記電極対の表面上に検知対象成分を吸着させる吸着工程と、
前記収容部に錯体を含有する増感剤を供給する供給工程と、
前記電極対の間の導電性の変化に基づいて前記検知対象成分を検知する検知工程と、を有する溶液分析方法。
【請求項１１】
前記増感剤が、鉄錯体、又は、鉄錯体及び過酸化水素を含む、請求項１０に記載の溶液分析方法。
【請求項１２】
前記吸着工程では、前記収容部内における前記電極対に抗原抗体反応の複合体を吸着させる、請求項１０又は１１に記載の溶液分析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、溶液分析装置及びその製造方法、並びに溶液分析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
検体液中に含まれる抗原及び抗体等の成分の濃度を電圧変化又は電流変化に基づいて検知することができる可能な溶液成分センサが知られている。例えば、特許文献１では、基板と、基板上に所定の間隔をおいて配置された電極対と、電極対の表面および電極対間の基板の表面を被覆し感応物質を分散保持した絶縁膜を備える溶液成分センサが開示されている。
【０００３】
特許文献２では、基板と、当該基板上に所定間隔をおいて配置した一組の電極と、絶縁性の固体粒子が分散媒に分散され一組の電極の各々を繋ぐ流動体及び被検体液を保持可能である絶縁性の流動体保持部と、を有する測定装置が開示されている。この測定装置の流動体保持部に、分散媒中に絶縁性の個体粒子が分散された被検体液を保持させて、電圧及び電流を測定して、被検体液中の所望の成分を分析する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１３４１０５号公報
【特許文献２】特開２０１３−１１３６２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１，２には、検体液に含まれる検知対象成分を分析できる溶液分析装置が開示されている。本発明は、一つの側面において、検知対象成分を高い精度で分析することが可能な溶液分析装置を提供することを目的とする。本発明は、別の側面において、検知対象成分を高い精度で分析することが可能な溶液分析装置の製造方法を提供することを目的とする。本発明は、さらに別の側面において、検知対象成分を高い精度で分析することが可能な溶液分析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】
本発明は、一つの側面において、基板と、基板に設けられた電極対と、基板上において検知対象成分を保持する収容部と、を有するセンサチップを備え、収容部における電極対の表面上に検知対象成分が吸着しており、収容部には錯体を含有する増感剤を有する溶液分析装置を提供する。
【０００７】
上記溶液分析装置は、収容部における電極対の表面上に検知対象成分が吸着しており、収容部には錯体を含有する増感剤を有する。電極対の表面上に検知対象成分が吸着すると、電極対間の導電性が変化する。そして、収容部に錯体を含有する増感剤を有することによって、導電性の変化が増幅される。したがって、上記溶液分析装置は、高い精度で検知対象成分を分析することができる。
【０００８】
上記溶液分析装置は、電極対と電気的に接続され、電極対の間の導電性の変化を検知する検知部を備えることが好ましい。これによって、簡便に検知対象成分を分析することができる。
【０００９】
上記溶液分析装置は基板上に収容部を複数備えており、収容部のそれぞれは検知対象成分が吸着している電極対を有することが好ましい。これによって、一層高い精度で検知対象成分を分析することができる。
【００１０】
増感剤は、鉄錯体、又は、鉄錯体及び過酸化水素を含むことが好ましい。このような溶液分析装置は、検知対象成分の分析の精度のみならず感度にも優れる。
【００１１】
収容部における電極対には抗原抗体反応の複合体が吸着していてもよい。このような複合体であっても、高い精度で分析することができる。
【００１２】
収容部は、電極対と電極対の少なくとも一部を覆う絶縁膜とによって基板上に形成されていてもよい。
【００１３】
本発明は、別の側面において、基板と、基板に設けられた電極対と、基板上において検知対象成分を保持する収容部と、を有するセンサチップを備える溶液分析装置の製造方法であって、収容部に検知対象成分を供給して、収容部内における電極対の表面上に検知対象成分を吸着させる吸着工程と、収容部に錯体を含有する増感剤を供給する充填工程と、を有する、溶液分析装置の製造方法を提供する。
【００１４】
上記製造方法では、収容部における電極対の表面上に検知対象成分を吸着させ、収容部には錯体を含有する増感剤を供給する。電極対の表面上に検知対象成分が吸着すると、電極対間の導電性が変化する。そして、収容部に錯体を含有する増感剤を有することによって、導電性の変化が増幅される。したがって、上記溶液分析装置は、高い精度で検知対象成分を分析することができる。
【００１５】
上記吸着工程では、収容部内における前記電極対に抗原抗体反応の複合体を吸着させてもよい。このような複合体であっても、高い精度で分析することができる。
【００１６】
本発明は、さらに別の側面において、基板と、基板上に設けられる電極対と、基板において検知対象成分を保持可能に形成される収容部と、を有するセンサチップを備えた溶液分析装置を用いる溶液分析方法であって、収容部に検知対象成分を含む流体を供給して、収容部内の電極対の表面上に検知対象成分を吸着させる吸着工程と、収容部に錯体を含有する増感剤を供給する供給工程と、電極対の間の導電性の変化に基づいて検知対象成分を検知する検知工程と、を有する溶液分析方法を提供する。
【００１７】
上記溶液分析方法では、収容部における電極対の表面上に検知対象成分を吸着させ、収容部には錯体を含有する増感剤を供給する。電極対の表面上に検知対象成分が吸着すると、電極対間の導電性が変化する。そして、収容部に錯体を含有する増感剤を有することによって、導電性の変化が増幅される。したがって、上記溶液分析装置は、高い精度で検知対象成分を分析することができる。また、電極対の導電性の変化に基づいて検知対象成分を検知することから、検知対象成分の分析を簡便に行うことができる。
【００１８】
上記吸着工程では、収容部内における電極対に抗原抗体反応の複合体を吸着させてもよい。このような複合体であっても、高い精度で分析することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、一つの側面において、検知対象成分を高い精度で分析することが可能な溶液分析装置を提供することができる。本発明は、別の側面において、検知対象成分を高い精度で分析することが可能な溶液分析装置の製造方法を提供することができる。本発明は、さらに別の側面において、検知対象成分を高い精度で分析することが可能な溶液分析方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、溶液分析装置の一実施形態を示す模式図である。
【図２】図２は、図１の溶液分析装置の一つの収容部及びその近傍を、電極対の対向方向に平行、且つ電極対を通る面で、厚さ方向に沿って切断したときの断面を示す模式断面図である。
【図３】図３は、電極対の先端部と先端部に付着している付着物を拡大して示す模式断面図である。
【図４】図４は、溶液分析装置の変形例を示す模式断面図である。
【図５】図５は、溶液分析装置の別の変形例を示す模式断面図である。
【図６】図６は、溶液分析装置のさらに別の変形例を示す模式断面図である。
【図７】図７は、溶液分析装置に備えられるセンサチップと検知部の機能的な関係を示すブロック図である。
【図８】図８は、溶液分析装置の別の実施形態を示す模式断面図である。
【図９】図９は、溶液分析装置のさらに別の実施形態を示す模式断面図である。
【図１０】図１０（Ａ）は実施例１の分析結果を示すグラフであり、図１０（Ｂ）は参考例１の測定結果を示すグラフである。
【図１１】図１１（Ａ）は実施例２の分析結果を示すグラフであり、図１１（Ｂ）は参考例２の測定結果を示すグラフである。
【図１２】図１２（Ａ）は実施例３の分析結果を示すグラフであり、図１２（Ｂ）は参考例３の測定結果を示すグラフである。
【図１３】図１３（Ａ）は実施例４の分析結果を示すグラフであり、図１３（Ｂ）は参考例４の測定結果を示すグラフである。
【図１４】図１４（Ａ）は実施例５−１の分析結果を示すグラフであり、図１４（Ｂ）は実施例５−２の分析結果を示すグラフである。
【図１５】図１５（Ａ）は実施例５−３の分析結果を示すグラフであり、図１５（Ｂ）は参考例５の測定結果を示すグラフである。
【図１６】図１６（Ａ）は実施例６−１の分析結果を示すグラフであり、図１６（Ｂ）は実施例６−２の分析結果を示すグラフである。
【図１７】図１７（Ａ）は実施例６−３の分析結果を示すグラフであり、図１７（Ｂ）は参考例６の測定結果を示すグラフである。
【図１８】図１８（Ａ）は実施例７の分析結果を示すグラフであり、図１８（Ｂ）は比較例７の分析結果を示すグラフである。
【図１９】図１９は参考例７の測定結果を示すグラフである。
【図２０】図２０（Ａ）は実施例８の分析結果を示すグラフであり、図２０（Ｂ）は比較例８−１の分析結果を示すグラフである。
【図２１】図２１（Ａ）は比較例８−２の分析結果を示すグラフであり、図２１（Ｂ）は参考例８の測定結果を示すグラフである。
【図２２】図２２（Ａ）は実施例９の分析結果を示すグラフであり、図２２（Ｂ）は比較例９−１の分析結果を示すグラフである。
【図２３】図２３（Ａ）は比較例９−２の分析結果を示すグラフであり、図２３（Ｂ）は参考例９の測定結果を示すグラフである。
【図２４】図２４（Ａ）は実施例１０の分析結果を示すグラフであり、図２４（Ｂ）は比較例１０−１の分析結果を示すグラフである。
【図２５】図２５（Ａ）は比較例１０−２の分析結果を示すグラフであり、図２５（Ｂ）は参考例１０の測定結果を示すグラフである。
【図２６】図２６（Ａ）は実施例１１の分析結果を示すグラフであり、図２６（Ｂ）は比較例１１−１の分析結果を示すグラフである。
【図２７】図２７（Ａ）は比較例１１−２の分析結果を示すグラフであり、図２７（Ｂ）は参考例１１の測定結果を示すグラフである。
【図２８】図２８（Ａ）は実施例１２の分析結果を示すグラフであり、図２８（Ｂ）は実施例１３の分析結果を示すグラフである。
【図２９】図２９（Ａ）は比較例１２の分析結果を示すグラフであり、図２９（Ｂ）は参考例１２の測定結果を示すグラフである。
【図３０】図３０（Ａ）は比較例１３の分析結果を示すグラフであり、図３０（Ｂ）は参考例１３の測定結果を示すグラフである。
【図３１】図３１（Ａ）は比較例１４の分析結果を示すグラフであり、図３１（Ｂ）は参考例１４の測定結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、場合により図面を参照して、本発明の溶液分析装置及びその製造方法、並びに溶液分析方法の幾つかの実施形態を以下に説明する。ただし、以下の実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明を以下の内容に限定する趣旨ではない。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用い、場合により重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。更に、各要素の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。
【００２２】
図１は、溶液分析装置の一実施形態を示す模式図である。図１の溶液分析装置１００は、基板１１、基板１１の上に設けられた電極対１２、及び、基板１１上において検知対象成分を保持する収容部１５を有するセンサチップ１０と、電極対１２と電気的に接続され、電極対１２の間の導電性の変化を検知する検知部２０と、を備える。溶液分析装置１００は、５個の収容部１５を有しており、５個の収容部１５のそれぞれに電極対１２が設けられている。
【００２３】
基板１１は、絶縁性であることが好ましく、無機材料及び／又は有機材料で構成される。無機材料としては、例えば、ガラス、水晶、窒化ケイ素、ダイアモンド、及び陶器等のセラミックスが挙げられる。有機材料としては、エポキシ樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、テフロン（登録商標）等のフッ素樹脂、生分解性プラスチック、紙、及び木材等が挙げられる。基板１１の形状は、特に限定されず、平面視で四角形などの多角形であってもよいし、円形であってもよい。
【００２４】
絶縁膜１３は、例えば、絶縁性を有する樹脂等の材料で構成される。樹脂としては、例えばエポキシ樹脂、ノボラック樹脂、及びアクリル樹脂等が挙げられる。このような樹脂をフォトリソグラフィ技術によって膜状又はシート状に成形することによって絶縁膜１３を形成することができる。絶縁膜１３の表面は、表面処理が施されていてもよい。
【００２５】
図１に示すように、溶液分析装置１００は、５組の電極対１２を有する。それぞれの電極対１２は、収容部１５に配置される先端部１２ａと、基板１１の端部から先端部１２ａに延在する基端部１２ｂを有する。基端部１２ｂは、導線２２を介して検知部２０に接続されている。電極対１２の先端部１２ａ同士は、収容部１５において互いに対向するように離れて設けられている。電極対１２の一方が正極として機能し、他方が負極として機能する。検知部２０は、電極対１２の先端部１２ａ同士の間の導電性の変化を検知できるように構成される。
【００２６】
基板１１に設けられる電極対１２の組数は５組に限定されず、５組より少なくてもよいし多くてもよい。電極対１２は１組でもよい。５組以上設けることによって、検知対象成分を一層高い精度で検知することができる。電極対１２は、図示の形状に限定されず、例えば、図１のような略Ｌ字状ではなく直線状であってもよいし、曲線状であってもよい。
【００２７】
電極対１２は、導電性を有する材料で構成される。そのような材料としては、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｉｒ及びＡｌからなる群より選ばれる少なくとも一種が挙げられる。電極対１２は、リン又は硫黄をドープしたシリコン等の半導体材料によって構成されていてもよい。電極対１２は、例えばスパッタリングで金属膜を形成した後、エッチングすることによって所定の形状に加工して形成される。
【００２８】
図２は、一つの収容部１５及びその近傍を、電極対の対向方向に平行、且つ電極対を通る面で、厚さ方向に沿って切断したときの断面を示す模式断面図である。なお、図２には、検知部２０とセンサチップ１０との機能的な関係の理解を容易にするために、検知部２０と導線２２も併せて示している。また、増感剤１４の内部には、増感剤１４が鉄錯体を含む場合に進行する化学反応の一例（フェントン反応）を、理解を容易にするために示している。
【００２９】
基板１１上には、電極対１２及び絶縁膜１３がこの順で積層されている。すなわち、電極対１２と絶縁膜１３は、収容部１５の側壁をなしている。収容部１５における電極対１２には、膜状の付着物１８が付着している。付着物１８は検知対象成分を含んでおり、検知対象成分は電極対１２の表面１２Ａ上に吸着している。表面１２Ａ上に検知対象成分が吸着されている場合は、吸着されていない場合に比べて電極対１２の間の電気抵抗が高くなる。このような導電性の変化を検知部２０で検知することによって、検知対象成分の有無又はその濃度を測定することができる。
【００３０】
絶縁膜１３の厚みは、好ましくは１０μｍ以上である。これによって、撥水性を十分に高くして、増感剤１４が液滴状に維持され易くなる。電極対１２の厚みは、例えば１０μｍ以上である。
【００３１】
検知対象成分を含む付着物１８は、電極対１２とは導電性が異なる。検知対象成分は、電極対１２に吸着されるものであれば特に限定されない。付着物１８（検体）としては、血液、尿、体液、動植物の組織、細胞、食品、飲料、油脂、化粧品及び塗料等が挙げられる。検知対象成分としては、上述の付着物１８に含まれる種々の成分が挙げられる。
【００３２】
検知対象成分は、例えば、抗原抗体反応の複合体であってもよいし、該複合体における抗体又は抗原のどちらかであってもよい。付着物１８は、導電体であってもよいが、導電性の変化による濃度測定を可能にする観点から、絶縁性を有することが好ましい。付着物１８は、検知対象成分を含む流体を固相化することによって形成することができる。固相化は、例えばインキュベートによって行ってもよい。５組の電極対１２に同一量又は同等量の検知対象成分が吸着されるようにするために、５個の収容部１５に組成が共通する流体を同一量滴下することが好ましい。
【００３３】
収容部１５の底面を構成する基板１１の表面、電極対１２の表面１２Ａ及び絶縁膜１３の表面の一部には、付着物１８に含まれる検知対象成分が吸着している。吸着の形態は、物理吸着であってもよく、化学吸着であってもよい。また、測定精度は若干低くなるものの、有機合成手法によって検知対象成分を化学結合で保持させてもよい。検知対象成分は、浸漬、塗布、混合、接触等の方法によって電極対１２の表面１２Ａ上に吸着させることができる。
【００３４】
付着物１８は、収容部１５において、基板１１、電極対１２及び絶縁膜１３の表面を一体的に覆うように吸着している。ただし、付着物１８が、基板１１及び絶縁膜１３の表面に吸着することは必須ではなく、電極対１２の表面１２Ａ上のみに吸着していてもよい。また、収容部１５において電極対１２の表面１２Ａの全てが付着物１８によって覆われていなくてもよい。例えば、電極対１２の表面１２Ａの一部は、収容部１５において露出していてもよい。すなわち、検知部２０において、電極対１２の間の導電性の変化が検出できる程度に検知対象成分が電極対１２の表面１２Ａ上に吸着していればよい。
【００３５】
増感剤１４は、付着物１８による導電性の変化を大きくする作用を有するものであり、検知部２０で検知される抵抗値、電流値又は電圧値を増幅する作用を有する。増感剤１４は、錯体を含有する溶液又は分散液である。増感剤１４は、錯体の酸化還元反応に関与する反応基質を含有することが好ましい。反応基質としては、過酸化水素、溶存酸素、過マンガン酸カリウム、塩素、ニクロム酸カリウム、希硫酸、二酸化硫黄等の酸化剤、及び、シュウ酸、溶存水素、硫化水素、塩化スズ、アスコルビン酸、亜硫酸ナトリウム等の還元剤が挙げられる。増感剤１４は、付着物１８に含まれる検知対象成分と反応しないものであることが好ましい。
【００３６】
増感剤１４は、付着物１８を溶解しないもの、又は溶解し難いものであることが好ましい。錯体としては、遷移金属に配位子が配位したものが挙げられる。遷移金属は、例えば、新ＩＵＰＡＣの周期表において、５〜１１族に属する遷移金属元素を含んでいてもよく、８〜１０族に属する遷移金属元素を含んでいてもよい。これらのうち、感度を十分に高くする観点から、鉄族元素（Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ）を含むことが好ましく、鉄錯体を含むことがより好ましい。錯体は一種であってもよいし、二種以上の混合物であってもよい。
【００３７】
増感剤１４は、収容部１５における付着物１８の全体を覆うように収容部１５に収容されることが好ましい。これによって、十分に高い精度で導電性の変化を検知することができる。増感剤１４に含まれる金属錯体（図２では３価の鉄イオンを例示）は、負電極（図２では電極対１２のうち左側の電極）から電子を受け取り、還元状態（図２では２価の鉄イオン）となる。これとともに反応基質（図２では過酸化水素）が分解し、電子を受け取り、正電極（図２では電極対１２のうち右側の電極）へ電子を受け渡す。金属錯体（図２では２価の鉄イオンを例示）は酸化され、再び負電極で還元される。このようにして電極対１２間で電子の授受が起こり、検知部２０で検知される信号が増幅される。
【００３８】
図３は、電極対１２の先端部１２ａと先端部１２ａに付着している付着物１８を拡大して示す模式断面図である。電極対１２の表面１２Ａ上には、付着物１８に含まれる抗体３０が吸着されている。この場合、抗体３０が検知対象成分となる。抗体３０は、例えば発色基質を呈色する酵素を標識化したものであってもよい。標識酵素によって発色した溶液の吸光度を、吸光度測定器で測定することによって、表面１２Ａ上に吸着された抗体３０の濃度を求めることができる。これによって、検知部２０における検知結果に基づいて求められる抗体３０の濃度を検証することができる。したがって、一層高い精度を有する溶液分析装置１００を製造することができる。
【００３９】
例えば、酵素で標識化された抗体を用いて電極対１２の間の導電性の変化を測定する一方で、対照として標識酵素によって発色した溶液の吸光度測定を行ってもよい。電極対１２の間の導電性の変化によって、抗体３０が高い精度で測定されることが一旦確認できれば、それ以降は吸光度測定による検証を省略することができる。したがって、酵素で標識化された高価な抗体を用いずに、導電性の変化によって、酵素で標識化されていない抗体の濃度を高い精度で測定することができる。
【００４０】
標識酵素と発色基質の組み合わせとしては、ペルオキシダーゼと過酸化水素／ｏ−フェニルジアミン、及び、アルカリフォスファターゼとｏ−ニトロフェニルリン酸等が挙げられる。
【００４１】
図４は、溶液分析装置１００の変形例を示す模式断面図である。図４は、図３と同様に、電極対１２の表面１２Ａに付着した付着物１８ａを拡大して示す模式断面図である。付着物１８ａは、抗原３１と、抗原３１に結合する抗体３０と、ブロッキング剤３２を含む。この場合、検知対象成分は、抗原３１、抗体３０、又は、抗原３１と抗体３０の抗原抗体反応によって生成する複合体である。この場合の抗体３０も、図３の例と同様に、標識化されたものであってもよい。検知対象成分は、抗体３０と抗原３１の複合体に限定されず、例えば、錯体と配位子の組み合わせであってもよいし、互いに相補関係にあるＤＮＡ又は核酸類等であってもよい。
【００４２】
ブロッキング剤３２は、抗体３０が電極対１２の表面１２Ａに吸着するのを抑制する機能を有する。ブロッキング剤３２は、検知対象成分と反応しない物質であることが好ましい。また、ブロッキング剤３２は、増感剤１４に溶解しない物質であることが好ましい。ブロッキング剤３２は導電性が低い物質であることが好ましい。これによって、検知部２０においてバックグランドを低減して、検知対象成分を十分に高い精度で分析することができる。ブロッキング剤３２の例としては、タンパク質が挙げられる。タンパク質としては、スキムミルク及びアルブミン等が挙げられる。
【００４３】
ブロッキング剤３２は、例えば、浸漬、塗布、混合、接触等の方法によって、電極対１２の表面１２Ａに物理吸着させればよい。ブロッキング剤３２の吸着量は、抗原３１の吸着量に見合うように調整することが好ましい。これによって、抗体３０が表面１２Ａに不特異吸着することを抑制することができる。したがって、複合体を高い精度で選択的に検出することができる。抗原３１が例えば血液中に含まれるガンのマーカータンパクであり、抗体３０がガンマーカーの抗体であれば、ガンの有無を検知することができる。
【００４４】
この例においても、抗体３０は、例えば発色基質を呈色する酵素を標識化したものであってもよい。標識酵素によって発色した溶液の吸光度を、吸光度測定器で測定することによって、電極対１２の表面１２Ａ上に吸着した抗体３０と抗原３１の複合体の濃度を求めることができる。これによって、検知部２０における検知結果に基づいて求められる抗体３０と抗原３１の複合体の濃度を検証することができる。したがって、一層高い精度を有する溶液分析装置１００を製造することができる。
【００４５】
図５は、溶液分析装置１００の別の変形例を示す模式断面図である。図５は、図３及び図４と同様に、電極対１２の表面１２Ａに付着した付着物１８ｂを拡大して示す模式断面図である。付着物１８ｂは、抗原３１と、抗原３１に結合する抗体３５（一次抗体）と、抗体３５に結合する抗体３０（二次抗体）と、ブロッキング剤３２とを含む。この場合、検知対象成分は、抗原３１、抗体３５、抗体３０、又は抗原３１と抗体３５及び抗体３０との抗原抗体反応によって生成する複合体である。この場合の抗体３０も、図３の例と同様に、標識化されたものであってもよい。
【００４６】
上記付着物１８ｂは、電極対１２の表面に、抗原３１とブロッキング剤３２とをこの順で吸着させた後、抗原３１に標識部位を持たない抗体３５を特異的に反応させ、これに標識部位を持つ抗体３０を反応させて得ることができる。
【００４７】
図６は、溶液分析装置１００のさらに別の変形例を示す模式断面図である。図６は、図３〜図５と同様に、電極対１２の表面１２Ａに付着した付着物１８ｃを拡大して示す模式断面図である。付着物１８ｃは、抗原３１と、抗原３１に結合する抗体３５と、ブロッキング剤３２とを含む。この場合、検知対象成分は、抗原３１、抗体３５、又は抗原３１と抗体３５の抗原抗体反応によって生成する複合体である。抗体３５は標識部位を有していないが、溶液分析装置１００を用いることによって、高い精度で検知対象成分の濃度を求めることができる。
【００４８】
図７は、溶液分析装置１００に備えられるセンサチップ１０と検知部２０の機能的な関係を示すブロック図である。検知部２０は、導線２２を介してセンサチップ１０と電気的に接続されている。検知部２０は、回路部２３と、制御部２１とを備える。回路部２３は、電圧測定部２４、電流測定部２６、及び電源部２８を有しており、これらは導線を介して互いに電気的に接続されている。
【００４９】
電源部２８は、センサチップ１０の電極対１２に対して所定の電圧を印加する。印加する電圧の大きさは、例えば制御部２１によって制御される。電圧測定部２４は、電極対１２間の抵抗に基づく検出電圧を制御部２１に出力するように構成される。電流測定部２６は、回路部２３における電流の大きさを検出し、検出電流を制御部２１に出力するように構成される。制御部２１は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、入出力インターフェイス及び演算結果を表示する表示部等を備える。
【００５０】
制御部２１は、入出力インターフェイスを介して入力される回路部２３からの電圧情報及び電流情報に基づいて、電極対１２間の導電性に関する情報を算出する。導電性に関する情報は抵抗値であってもよいし、電圧値又は電流値であってもよい。制御部２１は、導電性に関する情報に基づいて、検知対象成分の濃度を算出するプログラムを有している。したがって、電極対１２間の導電性の変化に基づいて検知対象成分の濃度を算出することができる。
【００５１】
検知部２０の構成は上述の例に限定されず、電極対１２の間の導電性の変化を検知できるものを適宜用いることができる。
【００５２】
溶液分析装置１００によれば、電極対１２の表面１２Ａ上に吸着された検知対象成分の濃度を高い精度で分析することができる。この溶液分析装置１００は、例えば、収容部１５に検知対象成分を含む流体と増感剤とを所定量滴下するだけの作業で検知対象成分の濃度を測定できることから、測定者の技量によらず、高い再現性を実現することができる。
【００５３】
図８は、溶液分析装置の別の実施形態を示す模式断面図である。図８の溶液分析装置１０１は、収容部１５における付着物１８Ａが、収容部１５における底面をなす基板１１の中央部に吸着していない点で、溶液分析装置１００における付着物１８と異なっている。溶液分析装置１０１のその他の構成は、溶液分析装置１００と同一である。
【００５４】
図８に示すように、検知対象成分を含む付着物１８Ａは、収容部１５における電極対１２の表面１２Ａを覆っており、電極対１２の表面１２Ａ上には検知対象成分が吸着している。溶液分析装置１０１においても、電極対１２間における導電性の変化を検知部２０で測定することによって、検知対象成分を高い精度で分析することができる。
【００５５】
図９は、分析装置のさらに別の実施形態を示す模式断面図である。図９の溶液分析装置１０２は、収容部１５における付着物１８Ｂが、収容部１５における電極対１２の一方側にのみ付着している点で、溶液分析装置１０１における付着物１８Ａと異なっている。溶液分析装置１０２のその他の構成は、溶液分析装置１０１と同一である。
【００５６】
図９に示すように、検知対象成分を含む付着物１８Ｂは、収容部１５における一方の電極対１２の表面１２Ａを覆っている。そして、当該一方の電極対１２の表面１２Ａ上に検知対象成分が吸着している。したがって、溶液分析装置１０２においても、電極対１２間における導電性の変化を検知部２０で測定することによって、検知対象成分を高い精度で分析することができる。
【００５７】
以上、溶液分析装置の幾つかの実施形態を説明したが、分析装置は上述のものに限定されない。例えば、図２，図８，図９の溶液分析装置１００，１０１，１０２において、付着物１８，１８Ａ，１８Ｂは、収容部１５における電極対１２の表面１２Ａの一部のみを覆うように付着していてもよい。この場合、検知対象成分は、電極対１２の表面１２Ａ上の一部に吸着する。このような分析装置においても、電極対１２間における導電性の変化を検知部２０で測定することによって、検知対象成分を高い精度で分析することができる。また、図２，図８，図９の溶液分析装置１００，１０１，１０２において、絶縁膜１３の方が電極対１２よりも収容部１５の中心に向かって延在していてもよい。
【００５８】
溶液分析装置の製造方法は、収容部１５に検知対象成分を含む流体（検体）を供給して、収容部１５内における電極対１２の表面上に検知対象成分を吸着させる吸着工程と、収容部１５に錯体を含有する増感剤を供給する充填工程とを有する。このような製造方法によって、上述の溶液分析装置１００，１０１，１０２及びこれらの変形例を製造することができる。各工程については、上述の溶液分析装置１００，１０１，１０２の説明内容に基づいて実施することができる。例えば、吸着工程では、検知対象成分を含む付着物を電極対１２の表面上に付着させることによって、電極対１２の表面上に検知対象成分を吸着させてもよい。このとき、検知対象成分に続いてブロッキング剤を吸着させてもよい。このような製造方法によれば、例えば、検知対象成分を含む流体及び増感剤をマイクロピペット等で滴下することによって、検知対象成分を簡便且つ高精度に分析することができる。
【００５９】
本実施形態の溶液分析方法は、上述の溶液分析装置１００，１０１，１０２及びこれらの変形例を用いて実施することができる。このような溶液分析方法は、収容部１５に検知対象成分を含む流体を供給して、収容部１５内の電極対１２の表面１２Ａ上に検知対象成分を吸着させる吸着工程と、収容部１５に錯体を含有する増感剤１４を供給する供給工程と、電極対１２の間の導電性の変化に基づいて検知対象成分を検知する検知工程と、を有する。各工程については、上述の溶液分析装置１００，１０１，１０２の説明内容に基づいて実施することができる。例えば、吸着工程では、検知対象成分を含む付着物を電極対１２の表面上に付着させることによって、電極対１２の表面上に検知対象成分を吸着させてもよい。このとき、検知対象成分に続いてブロッキング剤を吸着させてもよい。このような溶液分析方法によれば、例えば、検知対象成分を含む流体及び増感剤をマイクロピペット等で滴下することによって、検知対象成分を簡便に且つ高精度に分析することができる。
【００６０】
上述のとおり、本発明は、一つの側面において、血液や体液（唾液、尿、汗等）に含まれる特定のタンパクを検知できる溶液分析装置を提供することができる。このような電極チップ型のセンサは、半導体製造方法で小型、量産化できるため、各個人が、いつでも、どこでも生体内情報をモニターしたり、ガン及び成人病の検査をしたりすることができる。このため、病気の早期発見が可能となる。
【００６１】
近年、電化製品、スマートフォン、自動車、及び社会インフラなどに搭載されている様々なセンサの信号を無線でインターネットに接続して情報収集するＩｏＴ（Internet of things：あらゆる物のインターネット化）技術が注目されている。ＩｏＴの実現によって、遠隔で多種多様な機器のデータのやりとり及び制御が可能となる。さらに収集した膨大なビックデータの解析で、様々な現象の予測に利用可能となることが期待されている。
【００６２】
上述の溶液分析装置は、検出信号をＷｉ−Ｆｉ等の近距離無線でインターネットに接続する端末としても利用することができる。このような無線型のバイオセンサは、ヒトの生体内情報を収集して健康状態を遠隔から診断したり、病気の予兆を検知したりする遠隔医療への利用が期待される。
【００６３】
以上、本発明の幾つかの実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではない。
【実施例】
【００６４】
実施例、比較例及び参考例を用いて、本発明の内容をより詳細に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
【００６５】
（実施例１）
図１及び図２に示すような溶液分析装置を作製した。具体的には、ガラス基板と、ガラス基板上に設けられる銅製の電極対と、電極対の上面を覆う樹脂製の絶縁膜と、基板上において電極対及び絶縁膜で形成される収容部と、を備える市販のセンサチップ（アルバック成膜株式会社製、商品名：ウェルセンサ５）を準備した。センサチップは、５組の電極対と５つの収容部を有していた。
【００６６】
ペルオキシダーゼ標識化抗ウシ血清アルブミン抗体（抗ＢＳＡ）をリン酸緩衝生理食塩水で希釈して、抗ＢＳＡの濃度が異なる複数の試験溶液（抗ＢＳＡ希釈液、１０ｎｇ／ｍＬ、１００ｎｇ／ｍＬ、１０００ｎｇ／ｍＬ、及び１００００ｎｇ／ｍＬ）を調製した。また、これとは別に、Ｋ３［Ｆｅ（ＩＩＩ）（ＣＮ）６］を１．０×１０−３ｍｏｌ／Ｌの濃度で含有する水溶液と、１．５ｗｔ％の過酸化水素水とを１：１の重量比で混合して増感剤を調製した。
【００６７】
調製した１０ｎｇ／ｍＬの試験溶液を、マイクロピペットを用いて収容部に７μＬ滴下した。滴下後、３７℃、１時間の条件でインキュベートして試験溶液を固相化させて、収容部における電極対の表面に抗ＢＳＡを吸着させた。試験溶液が固相化されたセンサチップを蒸留水で数回すすぎ洗いした後、収容部に増感剤を７μＬ滴下した。このようにして図２に示すような断面構造を有するセンサチップを製造した。このセンサチップを、検知部を有するセンサ導電度測定器（バイオセンサモジュール２０１０モデル、アーズ株式会社製）に装着した。これによって、５組の電極対は、図１に示すように導線を介して検知部に接続された。このようにして、溶液分析装置を作製した。この溶液分析装置を用いて電圧測定を１０秒間行い、電圧値を求めた。そして、測定値の最大値と最小値を除く３つの測定値の平均値を求めた。
【００６８】
抗ＢＳＡの濃度が１００ｎｇ／ｍＬ、１０００ｎｇ／ｍＬ、及び１００００ｎｇ／ｍＬである試験溶液についても同様の分析を行った。各試験溶液の分析結果を図１０（Ａ）に示す。
【００６９】
図１０（Ａ）には、４点のプロットに基づいて算出された相関式と相関係数を示している。この結果から、図１及び図２に示されるような溶液分析装置によって、抗ＢＳＡを１００〜１００００ｎｇ／ｍＬの範囲において高い精度で分析できることが確認された。４点のプロットから算出される相関係数は０．８５であり、高い濃度相関性が確認された。
【００７０】
（参考例１）
対照として以下の吸光度測定を行った。実施例１の分析終了後に、センサチップを蒸留水で数回洗浄した。ｏ−フェニルジアミンを１ｗｔ％含有する、炭酸ナトリウム／クエン酸緩衝液と、０．３ｗｔ％の過酸化水素水とを１：１の重量比で混合して、発色剤を調製した。この発色剤を、それぞれの収容部に７μＬずつ滴下して、室温２０℃で１０分間保持して発色反応を行った。各々の収容部から発色液を５μＬずつ採取して９６穴マイクロプレートに回収した。回収した発色液に対して、同量の発色液停止液を滴下した後、マイクロプレートリーダー（ＴＥＣＡＮ製）にて吸光度測定を行った。測定結果を図１０（Ｂ）に示す。
【００７１】
図１０（Ｂ）に示すとおり、吸光度測定でもウシ血清アルブミン抗体の濃度を、１００〜１００００ｎｇ／ｍＬの範囲において高い精度で分析することができた。図１０（Ｂ）の４点のプロットから算出される相関係数は０．８５であった。このように、実施例１の溶液分析装置は、吸光度測定と同等の精度及び感度を有することが確認された。
【００７２】
（実施例２）
センサ導電度測定器（バイオセンサモジュール２０１０モデル、アーズ株式会社製）にセンサチップを装着するまで実施例１と同じ手順で行った。抗原として、ウシ血清アルブミン（陽性抗原、以下「ＢＳＡ」という。）を準備した。これらを、それぞれ、炭酸水素ナトリウム／リン酸緩衝液を用いて希釈して、ＢＳＡの濃度が異なる複数の試験溶液（ＢＳＡ濃度：１０ｎｇ／ｍＬ、１００ｎｇ／ｍＬ、１０００ｎｇ／ｍＬ、及び１００００ｎｇ／ｍＬ）を調製した。
【００７３】
調製した１０ｎｇ／ｍＬの試験溶液を、実施例１と同様にして収容部に滴下してインキュベートした。これによって、電極対の表面にＢＳＡを吸着させた。試験溶液が固相化したセンサチップを蒸留水で数回すすぎ洗いした後、スキムミルクをリン酸緩衝生理食塩水で５ｗｔ％に希釈して調製したブロッキング剤を収容部に７μＬ滴下した。滴下後、３７℃、１時間の条件でインキュベートした。
【００７４】
ＢＳＡ及びブロッキング剤が吸着されたセンサチップを蒸留水で数回すすぎ洗いした後、実施例１で用いた抗ＢＳＡ希釈液（ＢＳＡ濃度：１０００ｎｇ／ｍＬ）を収容部に滴下した。滴下後、３７℃、１時間の条件でインキュベートした。このようにして、ＢＳＡ、ブロッキング剤及び抗ＢＳＡが固相化されたセンサチップを蒸留水で数回すすぎ洗いした後、実施例１と同じ増感剤を収容部に７μＬ滴下した。そして、実施例１と同様にして測定値の平均値を求めた。
【００７５】
ＢＳＡの濃度が１００ｎｇ／ｍＬ、１０００ｎｇ／ｍＬ、及び１００００ｎｇ／ｍＬである試験溶液についても同様の分析を行った。分析結果は図１１（Ａ）に示すとおりであった。図１１（Ａ）には、４点のプロットに基づいて算出された相関式と相関係数を示している。この結果から、図１及び図２に示されるような溶液分析装置によって、ＢＳＡを１０〜１００００ｎｇ／ｍＬの濃度範囲において高い精度で分析できることが確認された。また、検出下限は１０ｎｇ／ｍＬ以下であり、精度のみならず、感度にも優れることが確認された。４点のプロットから算出される相関係数は０．９１であり、高い濃度相関性が確認された。
【００７６】
（参考例２）
実施例２の対照として吸光度測定を行った。実施例２の分析終了後に、センサチップを蒸留水で数回洗浄した。収容部に参考例１と同じ発色剤を滴下し、参考例１と同様にして吸光度測定を行った。測定結果を図１１（Ｂ）に示す。
【００７７】
図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）に示すとおり、吸光度測定の方がＢＳＡの濃度の検出下限が高くなっていた。すなわち、実施例２の溶液分析装置の方が優れた感度を有することが確認された。
【００７８】
（実施例３）
抗原として、ウシ血清アルブミンに代えてヒト血清アルブミン（陰性抗原、以下「ＨＳＡ」という。）を用いたこと以外は、実施例２と同様にして分析を行った。ＨＳＡの濃度が、１０ｎｇ／ｍＬ、１００ｎｇ／ｍＬ、１０００ｎｇ／ｍＬ、及び１００００ｎｇ／ｍＬである試験溶液を固相化した場合の分析結果は図１２（Ａ）に示すとおりであった。図１２（Ａ）には、４点のプロットに基づいて算出された相関式と相関係数を示している。この結果から、図１及び図２に示されるような溶液分析装置によって、ＨＳＡを１０〜１００００ｎｇ／ｍＬの濃度範囲において高い精度で分析できることが確認された。この結果から、検出下限は１０ｎｇ／ｍＬ以下であり、精度のみならず感度にも優れることが確認された。４点のプロットから算出される相関係数は０．９９であり、高い濃度相関性が確認された。
【００７９】
（参考例３）
実施例３の対照として吸光度測定を行った。実施例３の分析終了後に、センサチップを蒸留水で数回洗浄した。収容部に参考例１と同じ発色剤を滴下し、参考例１と同様にして吸光度測定を行った。測定結果を図１２（Ｂ）に示す。図１２（Ｂ）に示すとおり、陰性抗原とブロッキング剤が収容部に吸着されていることから、抗体抗原反応による結合が生じておらず、抗ＢＳＡを検知することができなかった。
【００８０】
実施例２（図１１（Ａ））と実施例４（図１２（Ａ））の対比から、実施例２では抗体抗原反応によって実施例３よりも電圧値が低くなっていることが確認された。ＢＳＡ濃度とＨＳＡ濃度が１０ｎｇ／ｍＬの場合でも、電圧値の差異は約７０ｍＶであった。このことから、抗体と抗原が結合して得られる複合体も、高感度且つ高精度で分析できることが確認された。
【００８１】
（実施例４）
抗ＢＳＡの濃度が、５００ｎｇ／ｍＬ、２０００ｎｇ／ｍＬ、４０００ｎｇ／ｍＬ、及び８０００ｎｇ／ｍＬである試験溶液を固相化したこと、並びに、Ｋ３［Ｆｅ（ＩＩＩ）（ＣＮ）６］を１．０×１０−３ｍｏｌ／Ｌの濃度で含有する水溶液と、３ｗｔ％の過酸化水素水を１：１の重量比で混合して調製した増感剤を用いたこと以外は、実施例１と同様にして抗ＢＳＡの濃度の分析を行った。分析結果を図１３（Ａ）に示す。
【００８２】
図１３（Ａ）には、４点のプロットに基づいて算出された相関式と相関係数を示している。この結果から、図１及び図２に示されるような溶液分析装置によって、抗ＢＳＡの濃度を５００〜８０００ｎｇ／ｍＬの範囲において高い精度で分析できることが確認された。４点のプロットから算出される相関係数は０．８６であり、高い濃度相関性が確認された。
【００８３】
（参考例４）
実施例４の対照として吸光度測定を行った。実施例４の分析終了後に、センサチップを蒸留水で数回洗浄した。収容部に参考例１と同じ発色剤を滴下し、参考例１と同様にして吸光度測定を行った。測定結果を図１３（Ｂ）に示す。図１３（Ｂ）の４点のプロットから算出される相関係数は０．９６であった。
【００８４】
（実施例５−１）
Ｋ３［Ｆｅ（ＩＩＩ）（ＣＮ）６］を１．０×１０−４ｍｏｌ／Ｌと、３ｗｔ％の過酸化水素水を１：１の重量比で混合して調製した増感剤を用いたこと以外は、実施例１と同様にして抗ＢＳＡの濃度の分析を行った。分析結果を図１４（Ａ）に示す。
【００８５】
（実施例５−２）
実施例５−１の分析終了後に、センサチップを蒸留水で数回洗浄した。そして、収容部にＫ３［Ｆｅ（ＩＩＩ）（ＣＮ）６］を１．０×１０−３ｍｏｌ／Ｌと、３ｗｔ％の過酸化水素水を１：１の重量比で混合して調製した増感剤を７μＬ滴下した。そして、実施例５−１と同様にして抗ＢＳＡの濃度の分析を行った。分析結果を図１４（Ｂ）に示す。
【００８６】
（実施例５−３）
実施例５−２の分析終了後に、センサチップを蒸留水で数回洗浄した。そして、収容部にＫ３［Ｆｅ（ＩＩＩ）（ＣＮ）６］を１．０×１０−２ｍｏｌ／Ｌと、３ｗｔ％の過酸化水素水を１：１の重量比で混合して調製した増感剤を７μＬ滴下した。そして、実施例５−１と同様にして抗ＢＳＡの濃度の分析を行った。分析結果を図１５（Ａ）に示す。
【００８７】
（参考例５）
実施例５−１〜５−３の対照として吸光度測定を行った。具体的には、実施例５−３の分析終了後に、センサチップを蒸留水で数回洗浄した。収容部に参考例１と同じ発色剤を滴下し、参考例１と同様にして吸光度測定を行った。測定結果を図１５（Ｂ）に示す。
【００８８】
図１４（Ａ）及び図１４（Ｂ）、並びに図１５（Ａ）には、４点のプロットに基づいて算出された相関式と相関係数をそれぞれ示している。これらの結果から、増感剤における錯体の濃度が変わっても、図１，２に示されるような溶液分析装置によって、抗ＢＳＡを５００〜８０００ｎｇ／ｍＬの範囲において高い精度で分析できることが確認された。４点のプロットから算出される相関係数は、それぞれ０．８７（図１４（Ａ））、０．９８（図１４（Ｂ））、０．９４（図１５（Ａ））であり、高い濃度相関性が確認された。図１５（Ｂ）の４点のプロットから算出される相関係数は０．９１であった。これらの結果から、実施５−１〜５−３の溶液分析装置は、吸光度測定と同等の精度及び感度を有することが確認された。
【００８９】
（実施例６−１）
Ｋ３［Ｆｅ（ＩＩＩ）（ＣＮ）６］を１．０×１０−３ｍｏｌ／Ｌの濃度で含有する水溶液と、蒸留水とを１：１の重量比で混合して調製した増感剤を用いたこと以外は、実施例４と同様にして抗ＢＳＡの濃度の分析を行った。すなわち、この増感剤は、過酸化水素水を含有していない点で、実施例４と異なっている。分析結果を図１６（Ａ）に示す。
【００９０】
（実施例６−２）
実施例６−１の分析終了後に、センサチップを蒸留水で数回洗浄した。そして、収容部にＫ３［Ｆｅ（ＩＩＩ）（ＣＮ）６］を１．０×１０−３ｍｏｌ／Ｌと、３ｗｔ％の過酸化水素水を１：１の重量比で混合して調製した増感剤を７μＬ滴下した。そして、実施例６−１と同様にして抗ＢＳＡの濃度の分析を行った。測定結果を図１６（Ｂ）に示す。
【００９１】
（実施例６−３）
実施例６−２の分析終了後に、センサチップを蒸留水で数回洗浄した。そして、Ｋ３［Ｆｅ（ＩＩＩ）（ＣＮ）６］を１．０×１０−３ｍｏｌ／Ｌと、６ｗｔ％の過酸化水素水を１：１の重量比で混合して調製した増感剤を、収容部に７μＬ滴下した。そして、実施例６−１と同様にして抗ＢＳＡの濃度の分析を行った。分析結果を図１７（Ａ）に示す。
【００９２】
（参考例６）
実施例６−１〜６−３の対照として吸光度測定を行った。具体的には、実施例６−３の分析終了後に、センサチップを蒸留水で数回洗浄した。収容部に参考例１と同じ発色剤を滴下し、参考例１と同様にして吸光度測定を行った。測定結果を図１７（Ｂ）に示す。
【００９３】
図１６（Ａ）及び図１６（Ｂ）、並びに図１７（Ａ）には、４点のプロットに基づいて算出された相関式と相関係数をそれぞれ示している。これらの結果から、増感剤における過酸化水素の濃度が変わっても、図１及び図２に示されるような溶液分析装置によって、抗ＢＳＡの濃度を５００〜８０００ｎｇ／ｍＬの範囲において高い精度で分析できることが確認された。このように過酸化水素を含有しない増感剤を用いた場合であっても、抗ＢＳＡの濃度を高い精度で分析することができる。
【００９４】
各図における４点のプロットから算出される相関係数は、それぞれ０．９２（図１６（Ａ））、０．８７（図１６（Ｂ））、０．８１（図１７（Ａ））であり、高い濃度相関性が確認された。図１５の４点のプロットから算出される相関係数は０．９５であった。これらの結果から、実施例６−１〜６−３の溶液分析装置は、吸光度測定と同等の精度及び感度を有することが確認された。また、実施例６−１、実施例６−２及び実施例６−３の相関式の傾きはそれぞれ−５．４×１０−３（図１６（Ａ））、−１．０×１０−２（図１６（Ｂ））、−２．８×１０−２（図１７（Ａ））であった。このことから、増感剤における過酸化水素の濃度の増加は、センサ応答感度を高くする効果があることが確認された。
【００９５】
（実施例７）
Ｋ３［Ｆｅ（ＩＩＩ）（ＣＮ）６］を１．０×１０−３ｍｏｌ／Ｌの濃度で含有する水溶液と、蒸留水とを１：１の重量比で混合して調製した増感剤を用いたこと以外は、実施例４と同様にして抗ＢＳＡの濃度の分析を行った。すなわち、この増感剤は、過酸化水素水を含有していない点で、実施例４と異なっている。また、実施例６−１と同一条件での分析となっている。分析結果を図１８（Ａ）に示す。
【００９６】
（比較例７）
実施例７の分析終了後に、センサチップを蒸留水で数回洗浄した。そして、増感剤に代えて、ＣｕＳＯ４を１．０×１０−３ｍｏｌ／Ｌの濃度で含有する水溶液と、蒸留水とを１：１の重量比で混合して調製した混合液を用いたこと以外は、実施例４と同様にして抗ＢＳＡの濃度の分析を行った。測定結果を図１８（Ｂ）に示す。
【００９７】
（参考例７）
実施例７の対照として吸光度測定を行った。具体的には、比較例７の分析終了後に、センサチップを蒸留水で数回洗浄した。収容部に参考例１と同じ発色剤を滴下し、参考例１と同様にして吸光度測定を行った。測定結果を図１９に示す。
【００９８】
図１８（Ａ）及び図１８（Ｂ）には、４点のプロットに基づいて算出された相関式と相関係数をそれぞれ示している。これらの結果から、錯体を含む増感剤を用いると、抗ＢＳＡの濃度を高い精度で分析できるのに対し、硫酸銅を含む混合液では、抗ＢＳＡの濃度を高い精度で分析できないことが確認された。
【００９９】
図１８（Ａ）における４点のプロットから算出される相関係数は、０．９４であり、高い濃度相関性が確認された。図１９の４点のプロットから算出される相関係数は０．９３であった。このことは、抗ＢＳＡが、ＣｕＳＯ４を含有する増感剤と接触した後も、収容部における電極対の表面に変性することなく吸着されていることを示している。また、実施例７の溶液分析装置は、吸光度測定と同等の精度及び感度を有することが確認された。
【０１００】
（実施例８）
Ｋ３［Ｆｅ（ＩＩＩ）（ＣＮ）６］を１．０×１０−３ｍｏｌ／Ｌの濃度で含有する水溶液と、蒸留水とを１：１の重量比で混合して調製した増感剤を用いたこと以外は、実施例４と同様にして抗ＢＳＡの濃度の分析を行った。すなわち、この増感剤は、過酸化水素水を含有していない点で、実施例４と異なっている。また、実施例６−１及び実施例７と同一条件での分析となっている。分析結果を図２０（Ａ）に示す。
【０１０１】
（比較例８−１）
実施例８の分析終了後に、センサチップを蒸留水で数回洗浄した。そして、増感剤の代わりに、サーファクチン（株式会社カネカ製、２価の陰イオン性界面活性剤）を１．０×１０−３ｍｏｌ／Ｌの濃度で含有する水溶液と、蒸留水とを１：１の重量比で混合して調製した水溶液を用いたこと以外は、実施例４と同様にして抗ＢＳＡの濃度の分析を行った。分析結果を図２０（Ｂ）に示す。
【０１０２】
（比較例８−２）
比較例８−１の分析終了後に、センサチップを蒸留水で数回洗浄した。そして、増感剤の代わりに、ドデシル硫酸ナトリウム（和光純薬工業株式会社製、１価の陰イオン性界面活性剤）を１．０×１０−３ｍｏｌ／Ｌの濃度で含有する水溶液と、蒸留水とを１：１の重量比で混合して調製した水溶液を用いたこと以外は、実施例４と同様にして抗ＢＳＡの濃度の分析を行った。分析結果を図２１（Ａ）に示す。
【０１０３】
（参考例８）
実施例８の対照として吸光度測定を行った。具体的には、比較例８−２の分析終了後に、センサチップを蒸留水で数回洗浄した。収容部に参考例１と同じ発色剤を滴下し、参考例１と同様にして吸光度測定を行った。測定結果を図２１（Ｂ）に示す。
【０１０４】
図２０（Ａ）及び図２０（Ｂ）、並びに図２１（Ａ）には、４点のプロットに基づいて算出された相関式と相関係数をそれぞれ示している。これらの結果から、錯体を含む増感剤を用いると、抗ＢＳＡの濃度を高い精度で分析できるのに対し、サーファクチン又はドデシル硫酸ナトリウムのように界面活性剤としての性状を有する溶液を用いると、抗ＢＳＡの濃度を高い精度で分析できないことが確認された。
【０１０５】
図２０（Ａ）における４点のプロットから算出される相関係数は０．８６であり、高い濃度相関性が確認された。一方、図２１（Ｂ）の４点のプロットから算出される相関係数は０．９２であった。このことは、抗ＢＳＡが、タンパク質を除去する性能を有する界面活性剤中での測定後においても、電極対の表面に吸着されていることを示している。図２０（Ｂ）及び図２１（Ａ）における４点のプロットから算出される相関係数は、それぞれ０．２５及び０．３８であり、抗ＢＳＡの濃度を高い精度で分析できないことが確認された。
【０１０６】
（実施例９）
Ｋ３［Ｆｅ（ＩＩＩ）（ＣＮ）６］を１．０×１０−３ｍｏｌ／Ｌの濃度で含有する水溶液と、蒸留水とを１：１の重量比で混合して調製した増感剤を用いたこと以外は、実施例４と同様にして抗ＢＳＡの濃度の分析を行った。すなわち、この増感剤は、過酸化水素水を含有していない点で、実施例４と異なっている。また、実施例６−１、実施例７及び実施例８と同一条件での分析となっている。分析結果を図２２（Ａ）に示す。
【０１０７】
（比較例９−１）
実施例９の分析終了後に、センサチップを蒸留水で数回洗浄した。そして、増感剤の代わりに、ＦｅＣｌ３（和光純薬工業株式会社製）を１．０×１０−３ｍｏｌ／Ｌの濃度で含有する水溶液と、蒸留水とを１：１の重量比で混合して調製した水溶液を用いたこと以外は、実施例４と同様にして抗ＢＳＡの濃度の分析を行った。分析結果を図２２（Ｂ）に示す。
【０１０８】
（比較例９−２）
比較例９−１の分析終了後に、センサチップを蒸留水で数回洗浄した。そして、収容部に、ＦｅＳＯ４・７Ｈ２Ｏ（和光純薬工業株式会社製）を１．０×１０−３ｍｏｌ／Ｌの濃度で含有する水溶液と、蒸留水とを１：１の重量比で混合して調製した水溶液を用いたこと以外は、実施例４と同様にして抗ＢＳＡの濃度の分析を行った。分析結果を図２３（Ａ）に示す。
【０１０９】
（参考例９）
実施例９の対照として吸光度測定を行った。具体的には、比較例９−２の分析終了後に、センサチップを蒸留水で数回洗浄した。収容部に参考例１と同じ発色剤を滴下し、参考例１と同様にして吸光度測定を行った。測定結果を図２３（Ｂ）に示す。
【０１１０】
図２２（Ａ）及び図２２（Ｂ）、並びに図２３（Ａ）には、４点のプロットに基づいて算出された相関式と相関係数をそれぞれ示している。これらの結果から、錯体を含む増感剤を用いると、抗ＢＳＡの濃度を高い精度で分析できるのに対し、塩化鉄又は硫酸鉄を含有する水溶液では、抗ＢＳＡの濃度を高い精度で分析できないことが確認された。
【０１１１】
図２２（Ａ）における４点のプロットから算出される相関係数は０．８５であり、高い濃度相関性が確認された。一方、図２３（Ｂ）の４点のプロットから算出される相関係数は０．９８であった。これらの結果は、抗ＢＳＡが、塩化鉄又は硫酸鉄の水溶液と接触した後も、電極対の表面に変性することなく吸着されていることを示している。図２２（Ｂ）及び図２３（Ａ）における４点のプロットから算出される相関係数は、それぞれ０．３８及び０．６６であり、抗ＢＳＡの濃度を高い精度で分析できないことが確認された。
【０１１２】
（実施例１０）
（１１−フェロセニル）トリメチルウンデシルアンモニウムブロミド（株式会社同仁化学研究所製）を１．０×１０−３ｍｏｌ／Ｌ含有する水溶液と、３ｗｔ％の過酸化水素水とを１：１の重量比で混合して調製した増感剤を用いたこと以外は、実施例４と同様にして抗ＢＳＡの濃度の分析を行った。測定結果を図２４（Ａ）に示す。
【０１１３】
（比較例１０−１）
実施例１０の分析終了後に、センサチップを蒸留水で数回洗浄した。そして、増感剤の代わりに、ＦｅＣｌ３（和光純薬工業株式会社製）を１．０×１０−３ｍｏｌ／Ｌ含有する水溶液と、３ｗｔ％の過酸化水素水とを１：１の重量比で混合して調製した混合液を用いたこと以外は、実施例４と同様にして抗ＢＳＡの濃度の分析を行った。分析結果を図２４（Ｂ）に示す。
【０１１４】
（比較例１０−２）
比較例１０−１の分析終了後に、センサチップを蒸留水で数回洗浄した。そして、増感剤の代わりに、ＦｅＳＯ４・７Ｈ２Ｏ（和光純薬工業株式会社製）を１．０×１０−３ｍｏｌ／Ｌ含有する水溶液と、３ｗｔ％の過酸化水素水とを１：１の重量比で混合して調製した混合液を用いたこと以外は、実施例４と同様にして抗ＢＳＡの濃度の分析を行った。分析結果を図２５（Ａ）に示す。
【０１１５】
（参考例１０）
実施例１０の対照として吸光度測定を行った。具体的には、比較例１０−２の分析終了後に、センサチップを蒸留水で数回洗浄した。収容部に参考例１と同じ発色剤を滴下し、参考例１と同様にして吸光度測定を行った。測定結果を図２５（Ｂ）に示す。
【０１１６】
図２４（Ａ）及び図２４（Ｂ）、並びに図２５（Ａ）には、４点のプロットに基づいて算出された相関式と相関係数をそれぞれ示している。これらの結果から、錯体を含む増感剤を用いると、抗ＢＳＡの濃度を高い精度で分析できるのに対し、塩化鉄又は硫酸鉄を含有する混合液では、抗ＢＳＡの濃度を高い精度で分析することが困難であることが確認された。
【０１１７】
図２４（Ａ）における４点のプロットから算出される相関係数は０．９８であり、高い濃度相関性が確認された。一方、図２５（Ｂ）の４点のプロットから算出される相関係数は０．９９であった。これらの結果は、抗ＢＳＡが、塩化鉄又は硫酸鉄の水溶液と接触した後も、電極対の表面に変性することなく吸着されていることを示している。図２４（Ｂ）及び図２５（Ａ）における４点のプロットから算出される相関係数は、それぞれ０．２１及び０．１８であり、抗ＢＳＡの濃度を高い精度で分析できないことが確認された。
【０１１８】
（実施例１１）
Ｋ３［Ｆｅ（ＩＩＩ）（ＣＮ）６］を１．０×１０−３ｍｏｌ／Ｌの濃度で含有する水溶液と、１．５ｗｔ％の過酸化水素水とを１：１の重量比で混合して調製した増感剤を用いたこと以外は、実施例４と同様にして抗ＢＳＡの濃度の分析を行った。分析結果を図２６（Ａ）に示す。
【０１１９】
（比較例１１−１）
実施例１１の分析終了後に、センサチップを蒸留水で数回洗浄した。そして、増感剤の代わりに、ＦｅＣｌ３（和光純薬工業株式会社製）を１．０×１０−３ｍｏｌ／Ｌ含有する水溶液と、１．５ｗｔ％の過酸化水素水とを１：１の重量比で混合して調製した混合液を用いたこと以外は、実施例４と同様にして抗ＢＳＡの濃度の分析を行った。分析結果を図２６（Ｂ）に示す。
【０１２０】
（比較例１１−２）
比較例１１−１の分析終了後に、センサチップを蒸留水で数回洗浄した。そして、収容部に、ＦｅＳＯ４・７Ｈ２Ｏ（和光純薬工業株式会社製）を１．０×１０−３ｍｏｌ／Ｌ含有する水溶液と、１．５ｗｔ％の過酸化水素水とを１：１の重量比で混合して調製した増感剤を用いたこと以外は、実施例４と同様にして抗ＢＳＡの濃度の分析を行った。分析結果を図２７（Ａ）に示す。
【０１２１】
（参考例１１）
実施例１１の対照として吸光度測定を行った。具体的には、比較例１１−２の分析終了後に、センサチップを蒸留水で数回洗浄した。収容部に参考例１と同じ発色剤を滴下し、参考例１と同様にして吸光度測定を行った。測定結果を図２７（Ｂ）に示す。
【０１２２】
図２６（Ａ）及び図２６（Ｂ）、並びに図２７（Ａ）には、４点のプロットに基づいて算出された相関式と相関係数をそれぞれ示している。これらの結果から、錯体を含む増感剤を用いると、抗ＢＳＡの濃度を高い精度で分析できるのに対し、塩化鉄又は硫酸鉄を含有する混合液では、抗ＢＳＡの濃度を高い精度で分析できないことが確認された。
【０１２３】
図２６（Ａ）における４点のプロットから算出される相関係数は０．８７であり、高い濃度相関性が確認された。一方、図２７（Ｂ）の４点のプロットから算出される相関係数は１であった。これらの結果は、抗ＢＳＡが、塩化鉄又は硫酸鉄の水溶液と接触した後も、電極対の表面に変性することなく吸着されていることを示している。図２６（Ｂ）及び図２７（Ａ）における４点のプロットから算出される相関係数は、それぞれ０．３２及び０．６０であり、抗ＢＳＡの濃度を高い精度で分析できないことが確認された。
【０１２４】
（実施例１２）
抗ＢＳＡの濃度が、２０ｎｇ／ｍＬ、５０ｎｇ／ｍＬ、２００ｎｇ／ｍＬ、及び５００ｎｇ／ｍＬである試験溶液を固相化したこと以外は、実施例１と同様にして抗ＢＳＡの濃度の分析を行った。分析結果を図２８（Ａ）に示す。
【０１２５】
図２８（Ａ）には、４点のプロットに基づいて算出された相関式と相関係数を示している。この結果から、図１及び図２に示されるような溶液分析装置によって、抗ＢＳＡの濃度が低くても（２０〜５００ｎｇ／ｍＬ）高い精度で分析できることが確認された。すなわち、この溶液分析装置は、精度のみならず、感度にも優れることが確認された。４点のプロットから算出される相関係数は０．８２であり、高い濃度相関性が確認された。
【０１２６】
（実施例１３）
抗ＢＳＡの濃度が、２０ｎｇ／ｍＬ、５０ｎｇ／ｍＬ、２００ｎｇ／ｍＬ、及び５００ｎｇ／ｍＬである試験溶液を固相化したこと、並びに、（１１−フェロセニル）トリメチルウンデシルアンモニウムブロミド（株式会社同仁化学研究所製）と、４．５ｗｔ％の過酸化水素水を１：１の重量比で混合して調製した増感剤を用いたこと以外は、実施例１と同様にして抗ＢＳＡの濃度の分析を行った。分析結果を図２８（Ｂ）に示す。
【０１２７】
図２８（Ｂ）には、４点のプロットに基づいて算出された相関式と相関係数を示している。この結果から、図１及び図２に示されるような分析装置によって、抗ＢＳＡの濃度が低くても（２０〜５００ｎｇ／ｍＬ）高い精度で分析できることが確認された。すなわち、この溶液分析装置は、精度のみならず、感度にも優れることが確認された。４点のプロットから算出される相関係数は０．９９であり、高い濃度相関性が確認された。
【０１２８】
（比較例１２）
実施例１で用いた市販のセンサチップと同じものを準備した。収容部にアミノシランカップリング剤（信越化学工業製、製品名：ＫＢＭ−６０３）を滴下して、収容部の底面をなすガラス基板の表面をアミノ化した。続いて、収容部にグルタルアルデヒド（和光純薬工業株式会社製）を滴下して、ガラス基板の表面のアミノ基に化学結合させた。このセンサチップを用いたこと、抗ＢＳＡの濃度が、５００ｎｇ／ｍＬ、２０００ｎｇ／ｍＬ、４０００ｎｇ／ｍＬ、及び８０００ｎｇ／ｍＬである試験溶液を固相化したこと、及び、Ｋ３［Ｆｅ（ＩＩＩ）（ＣＮ）６］を１．０×１０−３ｍｏｌ／Ｌと、１．５ｗｔ％の過酸化水素水を１：１の重量比で混合して調製した増感剤を用いたこと以外は、実施例１と同様にして抗ＢＳＡの濃度の分析を行った。分析結果を図２９（Ａ）に示す。
【０１２９】
（参考例１２）
比較例１２の対照として吸光度測定を行った。具体的には、比較例１２の分析終了後に、センサチップを蒸留水で数回洗浄した。収容部に参考例１と同じ発色剤を滴下し、参考例１と同様にして吸光度測定を行った。測定結果を図２９（Ｂ）に示す。
【０１３０】
図２９（Ａ）及び図２９（Ｂ）には、４点のプロットに基づいて算出された相関式と相関係数をそれぞれ示している。参考例１２（図２９（Ｂ））では、相関係数が０．８７であり、高い精度で抗ＢＳＡの濃度を分析することができた。これに対し比較例１２（図２９（Ａ））では、抗ＢＳＡが、電極対の表面に吸着せずに、アミノ基に化学結合したグルタルアルデヒドを架橋剤としてガラス基板の表面上に化学結合したため、抗ＢＳＡの濃度を高い精度で分析できないことが確認された。
【０１３１】
（比較例１３）
増感剤の代わりに蒸留水を用いたこと以外は、実施例４と同様にして抗ＢＳＡの濃度の分析を行った。分析結果を図３０（Ａ）に示す。
【０１３２】
（参考例１３）
比較例１３の対照として吸光度測定を行った。具体的には、比較例１３の分析終了後に、センサチップを蒸留水で数回洗浄した。収容部に参考例１と同じ発色剤を滴下し、参考例１と同様にして吸光度測定を行った。測定結果を図３０（Ｂ）に示す。
【０１３３】
図３０（Ａ）及び図３０（Ｂ）には、３点のプロットに基づいて算出された相関式と相関係数をそれぞれ示している。参考例１３（図３０（Ｂ））では、相関係数が０．９９であり、高い精度で抗ＢＳＡの濃度を分析することができた。これに対し、増感剤を用いていない比較例１３（図３０（Ａ））では、抗ＢＳＡの濃度を高い精度で分析することができなかった。
【０１３４】
（比較例１４）
抗ＢＳＡの濃度が、２０ｎｇ／ｍＬ、１００ｎｇ／ｍＬ、及び５００ｎｇ／ｍＬである試験溶液を固相化したこと、並びに、増感剤の代わりに蒸留水を用いたこと以外は、実施例４と同様にして抗ＢＳＡの濃度の分析を行った。分析結果を図３１（Ａ）に示す。
【０１３５】
（参考例１４）
比較例１４の対照として吸光度測定を行った。具体的には、比較例１４の分析終了後に、センサチップを蒸留水で数回洗浄した。収容部に参考例１と同じ発色剤を滴下し、参考例１と同様にして吸光度測定を行った。測定結果を図３１（Ｂ）に示す。
【０１３６】
図３１（Ａ）及び図３１（Ｂ）には、３点のプロットに基づいて算出された相関式と相関係数をそれぞれ示している。参考例１４（図３１（Ｂ））では、相関係数が１であり、高い精度で抗ＢＳＡの濃度を分析することができた。これに対し、増感剤を用いていない比較例１４（図３１（Ａ））では、抗ＢＳＡの濃度を高い精度で分析することができなかった。
【産業上の利用可能性】
【０１３７】
一つの側面において、検知対象成分を高い精度で分析することが可能な溶液分析装置が提供される。別の側面において、検知対象成分を高い精度で分析することが可能な溶液分析装置の製造方法が提供される。さらに別の側面において、検知対象成分を高い精度で分析することが可能な溶液分析方法が提供される。
【符号の説明】
【０１３８】
１０…センサチップ、１１…基板、１２…電極対、１２Ａ…表面、１２ａ…先端部、１２ｂ…基端部、１３…絶縁膜、１４…増感剤、１５…収容部、１８，１８ａ，１８ｃ，１８Ａ，１８Ｂ…付着物、２０…検知部、２１…制御部、２２…導線、２３…回路部、２４…電圧測定部、２６…電流測定部、２８…電源部、３０，３５…抗体、３１…抗原、３２…ブロッキング剤、１００，１０１，１０２…溶液分析装置。
【図１】
2018128382.tif 000003
【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】
2018128382.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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