(57)【要約】【課題】精度及び再現性の高い溶液成分分析キット、溶液成分分析方法、及び溶液成分分析装置を提供すること。【解決手段】基板３、電極対４、及びウェルを備えた溶液成分センサ２と、基板３の厚さ方向から見たときにウェルによって囲まれる領域に配置可能であり分析対象物を物理吸着可能な吸着材１１と、前記分析対象物に結合する酵素を含む感応物質と、感応物質と酸化還元反応可能な基質を含む液性試薬１６と、を備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板、前記基板の外面に所定距離だけ離間して対向配置された一組の電極、及び前記一組の電極の各々において外部に露出された部分を囲む絶縁性の流動体保持部を備えた溶液成分センサと、
前記基板の厚さ方向から見たときに前記流動体保持部によって囲まれる領域に配置可能であり分析対象物を物理吸着可能な吸着材と、
前記分析対象物に結合する酵素を含む感応物質と、
前記感応物質と酸化還元反応可能な基質を含む液性試薬と、
を備えることを特徴とする溶液成分分析キット。
【請求項２】
前記溶液成分センサは、前記電極を３組以上有し、
前記電極は、溶液成分を独立して分析できるように互いに離間した位置に配されている、
請求項１に記載の溶液成分分析キット。
【請求項３】
前記溶液成分センサは、前記電極を４組以上有している、
請求項２に記載の溶液成分分析キット。
【請求項４】
前記吸着材は、多孔質膜であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の溶液成分分析キット。
【請求項５】
前記吸着材は、セルロース繊維からなることを特徴とする請求項４に記載の溶液成分分析キット。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の溶液成分分析キットを用いた溶液成分分析方法であって、
前記分析対象物を含む溶液に前記吸着材を接触させる吸着工程と、
前記吸着工程の後に前記領域に前記感応物質を添加する添加工程と、
前記添加工程の後に前記吸着材を前記領域内に配置する配置工程と、
前記領域内に配置された前記吸着材と前記液性試薬とを反応させる反応工程と、
前記反応工程における酸化還元反応を電流変化又は電圧変化として前記電極を用いて計測する計測工程と、
前記計測工程において計測された電流変化又は電圧変化に基づいて前記溶液中の前記分析対象物の濃度を算出する算出工程と、
を備えることを特徴とする溶液成分分析方法。
【請求項７】
請求項２または請求項３に記載の溶液成分分析キットを用いた溶液成分分析方法であって、
前記分析対象物を含む溶液に前記吸着材を接触させる吸着工程と、
前記吸着工程の後に前記吸着材に前記感応物質を添加する添加工程と、
前記添加工程の後に前記吸着材を前記領域内に配置する配置工程と、
前記領域内に配置された前記吸着材と前記液性試薬とを反応させる反応工程と、
前記反応工程における酸化還元反応を電流変化又は電圧変化として前記電極を用いて計測する計測工程と、
前記計測工程において計測された電流変化又は電圧変化に基づいて前記溶液中の前記分析対象物の濃度を算出する算出工程と、
を備え、
前記算出工程は、前記電流変化又は前記電圧変化に基づいて算出された複数の検出値のうち、最高値及び最低値を除いた他の値の平均値を採用し、前記平均値に基づいて前記分析対象物の濃度を算出する、
ことを特徴とする溶液成分分析方法。
【請求項８】
請求項２または請求項３に記載の溶液成分分析キットと共に使用される溶液成分分析装置であって、
前記電極と電気的に接続可能であり電流変化又は電圧変化を計測可能な計測部と、
前記計測部と接続され、前記電流変化又は前記電圧変化に基づいて前記溶液中の前記分析対象物の濃度を算出する算出部と、
を備え、
前記算出部は、複数の前記電極を用いて計測され算出された複数の検出値の値のうち、最高値及び最低値を除いた他の値の平均値を前記溶液中の前記分析対象物の濃度測定に利用する、
ことを特徴とする溶液成分分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶液成分分析キット、溶液成分分析方法、及び溶液成分分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、イオン、糖、脂質、タンパク質、抗体、抗抗体、抗原などの分析対象物を含んだ液体における分析対象物の濃度を電圧変化や電流変化に基づいて検知する技術が知られている。
例えば、半導体製造技術の利用により基板上に電極が形成された小型の溶液成分センサが特許文献１に開示されている。
【０００３】
また、特許文献２は、溶液成分センサの電極の表面及び基板の表面に、感応物質が固定化された微細な粒子が分散された流動体を保持することによって、分析対象物の濃度測定の再現性を高めることができることを開示している。
【０００４】
また、特許文献３は、マイクロ波照射によってメンブレンに抗体を固定し、抗体が固定されたメンブレンを二次抗体に接触させた後にメンブレンの電気特性を測定することによって、抗原抗体反応の有無を評価することができることを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４８５９２２６号公報
【特許文献２】特開２０１３−１１３６２７号公報
【特許文献３】特開２０１５−０１４５４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示された技術では、分析対象物を含む液体を電極に接触させた後、電極に対して液体の位置がずれると、電極を用いて検出される信号に変動が生じる場合がある。
【０００７】
また、特許文献２に開示された技術では、分析対象物と相互作用可能な表面積を広くするために、微小な粒子を多数分散させた流動体が用いられている。しかしながら、流動体の流動性を適切に維持する必要があるために、分散可能な粒子の数を極端に多くすることはできず、分析対象物と相互作用可能な表面積には限界がある。さらに、粒子の表面に抗体等を固定して利用する場合には、粒子に固定化できる抗体の量に限度があり、固定化された抗体と反応する抗原を検出する際の感度が不十分となる場合がある。
【０００８】
また、特許文献３に開示された技術では、マイクロ波照射を利用しているので、メンブレンへの固定に利用した抗体のうち、抗原抗体反応が適切に起こりうる状態でメンブレンに固定されていない抗体が存在し得るので、高い再現性が得られない可能性がある。
【０００９】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、精度及び再現性の高い溶液成分分析キット、溶液成分分析方法、及び溶液成分分析装置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】
【００１０】
本発明の第一の態様は、基板、前記基板の外面に所定距離だけ離間して対向配置された一組の電極、及び前記一組の電極の各々において外部に露出された部分を囲む絶縁性の流動体保持部を備えた溶液成分センサと、前記基板の厚さ方向から見たときに前記流動体保持部によって囲まれる領域に配置可能であり分析対象物を物理吸着可能な吸着材と、前記分析対象物に結合する酵素を含む感応物質と、前記感応物質と酸化還元反応可能な基質を含む液性試薬と、を備えることを特徴とする溶液成分分析キットである。
【００１１】
前記溶液成分センサは、前記電極を３組以上有していてもよく、前記電極は、溶液成分を独立して分析できるように互いに離間した位置に配されていてもよい。
【００１２】
前記溶液成分センサは、前記電極を４組以上有していてもよい。
【００１３】
前記吸着材は、多孔質膜であってもよい。
【００１４】
前記吸着材は、セルロース繊維からなっていてもよい。
【００１５】
本発明の第二の態様は、上記態様の溶液成分分析キットを用いた溶液成分分析方法であって、前記分析対象物を含む溶液に前記吸着材を接触させる吸着工程と、前記吸着工程の後に前記領域に前記感応物質を添加する添加工程と、前記添加工程の後に前記吸着材を前記領域内に配置する配置工程と、前記領域内に配置された前記吸着材と前記液性試薬とを反応させる反応工程と、前記反応工程における酸化還元反応を電流変化又は電圧変化として前記電極を用いて計測する計測工程と、前記計測工程において計測された電流変化又は電圧変化に基づいて前記溶液中の前記分析対象物の濃度を算出する算出工程と、を備えることを特徴とする溶液成分分析方法である。
【００１６】
本発明の第三の態様は、上記態様の溶液成分分析キットを用いた溶液成分分析方法であって、前記分析対象物を含む溶液に前記吸着材を接触させる吸着工程と、前記吸着工程の後に前記吸着材に前記感応物質を添加する添加工程と、前記添加工程の後に前記吸着材を前記領域内に配置する配置工程と、前記領域内に配置された前記吸着材と前記液性試薬とを反応させる反応工程と、前記反応工程における酸化還元反応を電流変化又は電圧変化として前記電極を用いて計測する計測工程と、前記計測工程において計測された電流変化又は電圧変化に基づいて前記溶液中の前記分析対象物の濃度を算出する算出工程と、を備え、前記算出工程は、前記電流変化又は前記電圧変化に基づいて算出された複数の検出値のうち、最高値及び最低値を除いた他の値の平均値を採用し、前記平均値に基づいて前記分析対象物の濃度を算出する、ことを特徴とする溶液成分分析方法である。
【００１７】
本発明の第四の態様は、上記態様の溶液成分分析キットと共に使用される溶液成分分析装置であって、前記電極と電気的に接続可能であり電流変化又は電圧変化を計測可能な計測部と、前記計測部と接続され、前記電流変化又は前記電圧変化に基づいて前記溶液中の前記分析対象物の濃度を算出する算出部と、を備え、前記算出部は、複数の前記電極を用いて計測され算出された複数の検出値の値のうち、最高値及び最低値を除いた他の値の平均値を前記溶液中の前記分析対象物の濃度測定に利用する、ことを特徴とする溶液成分分析装置である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、精度及び再現性の高い溶液成分分析キット、溶液成分分析方法、及び溶液成分分析装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態の溶液成分分析システムの全体図である。
【図２】同実施形態の溶液成分センサの平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線における断面図である。
【図４】溶液成分センサに吸着材及び液性試薬が収容された状態を示す模式図である。
【図５】吸着材に対する物質の物理吸着状態を示す概念図である。
【図６】吸着材に対する物質の物理吸着状態を示す概念図である。
【図７】吸着材上の分析対象物に対する感応物質の特異的結合状態を示す概念図である。
【図８】吸着材上の分析対象物に対する感応物質の特異的結合状態の別の例を示す概念図である。
【図９】吸着材に対する感応物質の吸着または結合の例を示す概念図である。
【図１０】吸着材に対する感応物質の吸着または結合の例を示す概念図である。
【図１１】溶液成分センサに接続される測定系装置のブロック図である。
【図１２】測定系装置の回路図である。
【図１３】溶液成分分析方法を示すフローチャートである。
【図１４】吸着材を使用した溶液成分の分析におけるバックグラウンドの吸光度を示すグラフである。
【図１５】吸着材を使用した溶液成分の分析におけるバックグラウンドのセンサ電圧を示すグラフである。
【図１６】本発明の実施例１における吸光度測定結果を示すグラフである。
【図１７】本発明の実施例１における吸光度測定結果を示すグラフである。
【図１８】本発明の実施例２における吸光度測定結果を示すグラフである。
【図１９】本発明の実施例２における吸光度測定結果を示すグラフである。
【図２０】本発明の実施例３における吸光度測定結果を示すグラフである。
【図２１】本発明の実施例３における吸光度測定結果を示すグラフである。
【図２２】本発明の実施例４における吸光度測定結果を示すグラフである。
【図２３】本発明の実施例４における吸光度測定結果を示すグラフである。
【図２４】本発明の実施例５における吸光度測定結果を示すグラフである。
【図２５】本発明の実施例５における吸光度測定結果を示すグラフである。
【図２６】本発明の実施例６における吸光度測定結果を示すグラフである。
【図２７】本発明の実施例７におけるセンサ電圧測定結果を示すグラフである。
【図２８】本発明の実施例８における吸光度測定結果を示すグラフである。
【図２９】本発明の実施例９におけるセンサ電圧測定結果を示すグラフである。
【図３０】本発明の実施例９におけるセンサ電圧測定結果を示すグラフである。
【図３１】本発明の実施例１０における吸光度測定結果を示すグラフである。
【図３２】本発明の実施例１０における吸光度測定結果を示すグラフである。
【図３３】実施例９，１０に基づく吸光度測定の特異性を示すグラフである。
【図３４】実施例９，１０に基づくセンサ電圧測定の特異性を示すグラフである。
【図３５】本発明の実施例１１における吸光度測定結果を示すグラフである。
【図３６】本発明の実施例１１における吸光度測定結果を示すグラフである。
【図３７】本発明の実施例１２における低ＢＳＡ濃度条件での吸光度測定結果を示すグラフである。
【図３８】本発明の実施例１２における低ＨＳＡ濃度条件での吸光度測定結果を示すグラフである。
【図３９】本発明の実施例１２における中ＢＳＡ濃度条件での吸光度測定結果を示すグラフである。
【図４０】本発明の実施例１２における中ＨＳＡ濃度条件での吸光度測定結果を示すグラフである。
【図４１】本発明の実施例１２における低ＢＳＡ濃度条件でのセンサ電圧測定結果を示すグラフである。
【図４２】本発明の実施例１２における低ＨＳＡ濃度条件でのセンサ電圧測定結果を示すグラフである。
【図４３】本発明の実施例１２における中ＢＳＡ濃度条件でのセンサ電圧測定結果を示すグラフである。
【図４４】本発明の実施例１２における中ＨＳＡ濃度条件でのセンサ電圧測定結果を示すグラフである。
【図４５】本発明の実施例１２における低中ＢＳＡ濃度条件での吸光度測定結果を示すグラフである。
【図４６】本発明の実施例１２における低中ＨＳＡ濃度条件での吸光度測定結果を示すグラフである。
【図４７】本発明の実施例１２における低中ＢＳＡ濃度条件でのセンサ電圧測定結果を示すグラフである。
【図４８】本発明の実施例１２における低中ＨＳＡ濃度条件でのセンサ電圧測定結果を示すグラフである。
【図４９】本発明の実施例１３における検出電圧値を示す表である。
【図５０】本発明の実施例１３におけるセンサ電圧の算出条件ごとの相関係数を示す表である。
【図５１】本発明の比較例１における吸光度測定結果を示すグラフである。
【図５２】本発明の比較例１における吸光度測定結果を示すグラフである。
【図５３】本発明の比較例２における吸光度測定結果を示すグラフである。
【図５４】本発明の比較例２における吸光度測定結果を示すグラフである。
【図５５】本発明の比較例３における吸光度測定結果を示すグラフである。
【図５６】本発明の比較例４におけるセンサ電圧測定結果を示すグラフである。
【図５７】本発明の比較例５におけるセンサ電圧測定結果を示すグラフである。
【図５８】本発明の比較例５におけるセンサ電圧測定結果を示すグラフである。
【図５９】本発明の比較例６における吸光度測定結果を示すグラフである。
【図６０】本発明の比較例６における吸光度測定結果を示すグラフである。
【図６１】同実施形態の溶液成分分析キットの他の構成例を示す図で、溶液成分センサに吸着材及び液性試薬が収容された状態を示す模式図である。
【図６２】同実施形態の溶液成分分析キットのさらに他の構成例を示す図で、溶液成分センサに吸着材及び液性試薬が収容された状態を示す模式図である。
【図６３】同実施形態の溶液成分分析キットのさらに他の構成例を示す図で、溶液成分センサに吸着材及び液性試薬が収容された状態を示す模式図である。
【図６４】本発明の実施例１４における吸光度測定結果を示すグラフである。
【図６５】本発明の実施例１４における吸光度測定結果を示すグラフである。
【図６６】本発明の実施例１４におけるセンサ電圧測定結果を示すグラフである。
【図６７】本発明の実施例１４におけるセンサ電圧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】
【００２０】
本発明の一実施形態について説明する。
まず、本実施形態の溶液成分分析キット１の例について、溶液成分分析キット１を備えた溶液成分分析システム１００とともに、図面を参照して説明する。図１は、本実施形態の溶液成分分析システムの全体図である。
図１に示す本実施形態の溶液成分分析システム１００は、分析対象物を含む液体（以下、被検体液という）中の分析対象物の濃度を測定し、被検体液の構成成分を分析するシステムである。
【００２１】
本実施形態の溶液成分分析システム１００における分析対象物は、たとえば、生体由来の物質としては、イオン、糖、脂質、タンパク質、抗体、抗抗体、及び抗原等である。これらの物質は、たとえば、血液、尿、体液、動植物の組織、細胞、食品、及び飲料などから得ることができる。また、生体由来ではない油脂、化粧品、塗料等を本実施形態の溶液成分分析システム１００における分析対象物とすることもできる。
【００２２】
被検体液の組成は特に限定されない。すなわち、全血や血漿、尿、大便、唾液、汗、精液、膣液、鼻汁、涙、痰などの生体由来の未精製若しくは粗精製の液体、これらの液体の希釈物、及びこれらの液体に対して試薬などを用いて前処理をした試料などを、被検体液とすることができる。また、被検体液は必ずしも生体由来の成分を含んでいなくてもよい。
【００２３】
本実施形態の溶液成分分析システム１００は、溶液成分分析キット１と、測定系装置１０１（溶液成分分析装置１０１）とを備える。
【００２４】
まず、溶液成分分析キット１の構成について説明する。図２は、同実施形態の溶液成分センサ２の平面図である。図３は、図２のＡ−Ａ線における断面図である。図４は、溶液成分センサ２に吸着材１１及び液性試薬１６が収容された状態を示す模式図である。
【００２５】
図１から図４までに示すように、本実施形態の溶液成分分析キット１は、溶液成分センサ２と、吸着材１１と、液性試薬１６とを備えている。なお、本実施形態の溶液成分分析キット１は、吸着材１１に分析対象物を吸着させる過程で使用されるブロッキング液を含んでいてもよい。
【００２６】
図２及び図３に示すように、溶液成分センサ２は、基板３と、電極対４と、ウェル７が形成された絶縁膜９と、配線部８とを備える。
【００２７】
基板３は、絶縁性を有する板状部材である。基板３は、分析対象となる被検体液によって侵されず、電極対４及び配線部８を固定することができる材料によって構成される。たとえば、基板３は、ガラス、水晶、窒化ケイ素、ダイアモンド、陶器等のセラミックス、あるいはエポキシ、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、テフロン（登録商標）などのフッ素樹脂、生分解性プラスチック、紙、木材等の有機材料などによって形成されている。本実施形態では、基板３はガラスによって形成されている。また、基板３は、光透過性を有していてもよい。基板３が光透過性を有する場合には、光学顕微鏡等を用いた被検体液の観察が容易にできる。なお、基板３が光透過性を有していなくても、例えば実体顕微鏡などを用いて基板３上の被検体液を観察することもできる。基板３の形状は、厚さ方向から見たときの輪郭形状が矩形状となっている。なお、基板３の厚さ方向から見たときの基板３の形状は、円形、半円形、多角形状など、種々の形状とすることができる。
【００２８】
また、基板３は可撓性を有していてもよい。例えば、可撓性を有する基板３は、薄板状、シート状、フィルム状、若しくは膜状であってよい。また、可撓性を有する基板３の材料としては、樹脂材料から好適に選択することができる。この場合、基板３の材料がロール状に巻かれた原反を用いて基板３を形成することができるので、製造効率がよい。さらに、基板３が可撓性を有していると、外力によって基板３が変形されても基板３が割れたり塑性変形したりせず元の形状に復元するので、溶液成分センサ２及び溶液成分分析キット１の製造時、流通過程、及びユーザによる使用時における取り扱いが容易となる。
また、基板３はアルカリに対する耐性を有していることが好ましい。これにより、後述する電極対４及び配線部８の形成を好適に行うことができる。
【００２９】
電極対４は、陽極及び陰極を構成する一組の電極からなる。電極対４は、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ａｌ等の金属材料、ＰやＳをドープしたシリコン等の半導体材料によって形成されている。電極対４に適用される電極材料は、液性試薬１６による酸化や腐食に対する耐性が高い材料が選択されることが好ましい。これにより、分析時における後述する検出電圧の意図しない変動を低く抑えることができる。なお、電極対４を構成する一組の電極の各々の材料は、同じであることが好ましい。
【００３０】
さらに、電極対４は、一種類の金属若しくは半導体による単層構造であることが特に好ましい。なお、電極対４には上記混合液が接するので、電極対４が複数種類の金属の積層構造であると、複数種類の金属がともに上記混合液と接する場合に、互いに接する異種金属の間で電蝕が生じる可能性がある。
また、電極対４は、基板３に対する密着性が高い材料であることが好ましい。
【００３１】
これらの観点に基づいて、本実施形態では、基板３の材料としてガラスが採用されている場合には、電極対４としては、クロムの単層構造であることが好ましい。なお、本明細書において、クロムの単層構造とは、クロム原子が基板３に接し基板３の厚さ方向に成長するように成膜された構造体を指す。
また、電極対４において陽極となる電極の材料と陰極となる電極の材料とが互いに異なっている構成とすることもできる。
【００３２】
なお、電極対４として、複数種類の金属の積層構造を採用することもできる。この場合には、下地となる金属の全体に対して傷やピンホールの発生を低く抑えた状態で他の金属材料による被覆をしたり、当該他の金属材料にさらに酸化皮膜を形成するなどの処理によって、被検体液の分析操作中に電極対４が腐食する可能性を低く抑えることができる。
具体例としては、例えば、電極対４は、基板３側にクロムからなる下層を有し、下層上が金からなる上層に被覆された二層構造を有する層状の導体であってもよい。これにより、クロムからなる下層がガラスからなる基板３に密着し、基板３に対する電極対４の密着性が高められ、且つ電極対４の電気抵抗を下げることができる。
【００３３】
基板３の厚さ方向から見たときに、電極対４は、略半円形を有する２つの電極４Ａ，４Ｂが一組となっている。一組の電極４Ａ，４Ｂは、直線状の辺部４Ａｘ，４Ｂｘ同士が対向するように所定距離だけ離間して配置されている。したがって、電極対４を構成する一組の電極４Ａ，４Ｂは、互いに電気的に絶縁された状態で基板３上に配されている。一組の電極４Ａ，４Ｂの離間距離は、電極対４の種類や被検体液の組成に応じて最適な距離が適宜設定される。例えば、一組の電極４Ａ，４Ｂの離間距離は、各辺部４Ａｘ，４Ｂｘの間の最短距離が１μｍ以上１０ｍｍ以下の範囲となるように設定される。
【００３４】
本実施形態の溶液成分センサ２は、複数の電極対４を備えている。たとえば、溶液成分センサ２は、５組の電極対４を備えている。また、一組の電極４Ａ，４Ｂの各々の形状は、辺部４Ａｘ，４Ｂｘ同士が対向しうる形状であれば、互いに同形や対称形でなくてもよい。また、対向する辺部４Ａｘ，４Ｂｘの長さ寸法が互いに異なっていてもよい。また、辺部４Ａｘ，４Ｂｘ同士が対向していれば、辺部４Ａｘ，４Ｂｘ同士が正対していなくても構わない。
【００３５】
配線部８は、測定系装置１０１と電極対４とを電気的に接続する目的で基板３上に設けられている。配線部８は、クロムと金とからなる二層の導体によって形成されていてもよい。また、本実施形態では、配線部８と電極対４とは、同一工程にて一体に形成される。なお、配線部８は、電極対４とは異なる材料によって形成されていてもよい。
例えば電極対４がクロムの単層構造である場合には、配線部８は、下地として当該クロムの単層構造を有し、下地の上に金等の良導体が積層された構造となっていてもよい。これにより、配線部８の電気抵抗を下げることができる。
また、配線部８は、電極対４とは異なる形成方法によって形成されてもよい。
【００３６】
本実施形態では、電極対４の数に対応して電極対４の数と同数の配線部８が基板３上に設けられている。すなわち、５組の電極対４に対して１つずつ計５つ配線部８が接続されている。
【００３７】
絶縁膜９は、基板３、電極対４、及び配線部８を覆う膜状部材である。また、一組の電極４Ａ，４Ｂの各々において外部に露出された部分を囲むような円形の貫通孔部が絶縁膜９に形成されている。本実施形態では、電極対４の数と同数となる複数の貫通孔部が絶縁膜９に形成されている。絶縁膜９に形成されたこれらの貫通孔部は、吸着材１１及び液性試薬１６を収容するための絶縁性のウェル７（流動体保持部）の内周面を構成する。
【００３８】
ウェル７は、絶縁膜９の材料となる疎水性の材料をフォトリソグラフィーを用いて基板３上に形成することによって、形成される。なお、スクリーン印刷等その他の方法を用いてウェル７を形成することもできる。たとえば、数μｍ以上の厚い膜を形成してもクラック等の発生しない有機物を、絶縁膜９の材料として使用することができる。具体的に、絶縁膜９の材料として、エポキシ樹脂系、ノボラック樹脂系を主成分とする厚膜フォトレジスト、シートレジストなどが好適である。たとえば、ＳＵ−８、ＫＭＰＲ（登録商標、化薬マイクロケム社製）、ＫＩ１０００ＴＦ、ＫＩ１０００ＴＦ４（日立化成製）、ＴＦＲシリーズ（ＡＺエレクトロニックマテリアルズ社製）などを使用して、ウェル７を基板３上にパターン形成することができる。厚膜フォトレジスト、シートレジストは、最適な形状のウェル７構造をフォトリソグラフィー技術により容易に作製することができるため、好ましい。
【００３９】
ウェル７は、吸着材１１及び液性試薬１６を収容可能な容器形状をなしている。ウェル７は、基板３の面に交差する方向へ向かって電極対４から立ち上げられた壁部７Ａを有している。ウェル７において壁部７Ａによって囲まれた空間（以下、「流動体保持空間１０」と称する。）内に、電極対４を構成する一組の電極４Ａ，４Ｂの各辺部４Ａｘ，４Ｂｘの一部が配されている。本実施形態では、一組の電極４Ａ，４Ｂの各辺部４Ａｘ，４Ｂｘにおいてそれぞれ一部が流動体保持空間１０内に配置されている。また、流動体保持空間１０内において、一組の電極４Ａ，４Ｂにおける各電極の露出面積は互いに等しい。
【００４０】
ウェル７の壁部７Ａは、液性試薬１６に対する濡れ性が低い材料によって形成されていることが好ましい。例えば、液性試薬１６として水系液体が採用される場合、ウェル７は疎水性の材料によって形成されていたり、疎水性の表面処理が施されていたりすることが好ましい。例えば、ウェル７の壁部７Ａは、液性試薬１６に対する接触角が８０度以上となるように構成されていてもよい。
【００４１】
本実施形態におけるウェル７の壁部７Ａの高さは、絶縁膜９の膜厚と等しい。ウェル７の壁部７Ａの高さ（本実施形態では絶縁膜９の膜厚）が１０μｍ以上であると、ウェル７内に収容される液性試薬１６をウェル７において特に好適な液滴状態で保持することができる。なお、液性試薬１６の量は、ウェル７において液滴状となる量に満たない少量でもよい。この場合には、ウェル７の壁部７Ａの高さは特に限定されない。
【００４２】
また、疎水性の表面処理が施されたウェル７としては、非極性物質によって外面（ウェル７の内周面やウェル７の開口周辺部の面を含む）に疎水性皮膜が形成されてなるウェル７を挙げることができる。
なお、ウェル７の壁部７Ａは、液性試薬１６に対するメニスカスを相殺して液性試薬１６の液面高さを一定にするように内面が傾斜していてもよい。
【００４３】
ウェル７は、複数の電極対４に対して個別に設けられ、電極対４毎に異なる分析を行なうことができる。なお、「異なる分析」とは、同一の分析対象物に対する互いに独立した分析であることを含むものであり、同一の被検体液を接触させた吸着材１１を複数のウェル７にそれぞれ収容することも、「異なる分析」の一例である。
本実施形態では、吸着材１１が収容されたウェル７が液性試薬１６によって満たされた状態で使用される場合と、後述する吸着材１１に液性試薬１６が染み込んだ状態で吸着材１１がウェル７内に収容される場合とがありうる。
【００４４】
次に、上記溶液成分センサ２の製造方法について説明する。
溶液成分センサ２の製造方法としては、まず、互いに対向する一組の電極４Ａ，４Ｂと、一組の電極４Ａ，４Ｂの各々を測定系装置１０１に接続するための配線部８とを基板３上に形成する。
一組の電極４Ａ，４Ｂと配線部８とは、例えばスパッタリング等の成膜方法を用いて製造したり、エッチングによってパターン形成したりすることによって形成することができる。また、一組の電極４Ａ，４Ｂは、金属粒子を含有するペーストの印刷によりパターン形成されその後焼成されることによって形成されてもよい。
【００４５】
次に、一組の電極４Ａ，４Ｂにおいて互いに対向する部分の少なくとも一部を含む領域を囲む絶縁性のウェル７（流動体保持部）を一組の電極４Ａ，４Ｂ上に形成する。ウェル７は、貫通孔部を有する絶縁膜９を一組の電極４Ａ，４Ｂ上に形成することによって生じる。ウェル７は、例えば液状の樹脂などをスクリーン印刷によって一組の電極４Ａ，４Ｂ上に印刷した後に樹脂を硬化させたり、貫通孔部を有する絶縁性の膜状部材を一組の電極４Ａ，４Ｂ上に接着したりすることで形成できる。なお、ウェル７は、基板３上の一部に形成されていてもよい。本実施形態では、基板３上においてウェル７の外側領域が絶縁膜９によって被覆される。
以上が溶液成分センサ２の製造工程である。
【００４６】
次に、吸着材１１（図４参照）の構成について説明する。図５は、吸着材１１に対する物質の物理吸着状態を示す概念図である。図６は、吸着材１１に対する物質の物理吸着状態を示す概念図である。図７は、吸着材１１上の分析対象物に対する感応物質１２の特異的結合状態を示す概念図である。図８は、吸着材１１上の分析対象物に対する感応物質１２の特異的結合状態の別の例を示す概念図である。図９は、吸着材１１に対する感応物質１２の吸着または結合の例を示す概念図である。図１０は、吸着材１１に対する感応物質１２の吸着または結合の例を示す概念図である。
【００４７】
図４から図７までに示すように、吸着材１１は、被検体液中の分析対象物２０を物理吸着可能な構造体である。吸着材１１は、分析対象物に対する特異性を有していなくてもよい。
【００４８】
吸着材１１の材質は、たとえば、プラスチック、ゴム、ガラス、セラミックス、紙、タンパク質、動植物由来の組織、細胞を含む構造体等である。吸着材１１は液性試薬１６と化学反応したり、液性試薬１６に溶解したりしにくい素材であることが好ましい。吸着材１１の材質として上記のように例示された材質は、溶液成分センサ２とともに吸着材１１を使用した測定中における意図しない電圧変化を少なく抑えることができる。また、これらの材質は、電極を劣化や破損が起こりにくい材質である。吸着材１１は導電性の低い素材であることが好ましい。より好ましくは、吸着材１１は、実質的に絶縁体からなる。吸着材１１の導電性が低いと、溶液成分センサ２とともに吸着材１１を使用した測定中における信号のバックグラウンドを低く抑え、計測精度を高めることができる。また、吸着材１１が実質的に絶縁体からなると、電極対４における電極間の短絡を防止できる。
【００４９】
吸着材１１の形状は、たとえば、板状やフィルム状（膜状，シート状）である。なお、吸着材１１の形状は、繊維状や粒子状であってもよい。たとえば、吸着材１１は、多数の繊維を含むフィルム状（膜状，シート状）や、多数の粒子が結合されたフィルム状（膜状，シート状）であってもよい。
以下では、一例として、セルロース繊維からなるシート状の吸着材１１について説明する。
【００５０】
セルロース繊維からなるシート状の吸着材１１は、セルロース繊維が絡み合って構成されたシート状の部材である。このため、本実施形態において例示される吸着材１１は多孔質である。多孔質の吸着材１１は、分析対象物が物理吸着し得る表面を広く有しているので、本分析方法において多くの分析対象物を保持することができる。
【００５１】
なお、吸着材１１が高い導電性を有していると後述する電極間が短絡する可能性があるので、吸着材１１は、絶縁体であることが好ましい。また、吸着材１１は、絶縁体によって被覆されていてもよい。
また、被検体液中の特定物質を選択的に検出する機能を付与するために、表面を化学修飾した吸着材１１を使用することも可能である。この場合上記吸着材１１に、イオン交換性の官能基、イオノフォア類、酵素、タンパク、抗体、抗原等の認識物質を、化学吸着あるいは有機合成手法により共有結合で結合させて用いることができる。
【００５２】
たとえば、吸着材１１を構成するセルロース表面は、アミノ基等の官能基によって修飾されていてもよい。アミノ基によって表面が修飾された吸着材１１は、アミノ基の塩基性（電子供与性）に対して酸性物質（電子受容性）の高い組み合わせとなるので、化学吸着が生じることが予想される。この性質を利用することによって、アミノ基によって表面が修飾された吸着材１１の表面に電子受容性の物質を吸着させることができる。アミノ基によって表面が修飾された吸着材１１に化学吸着され得る分析対象物の例として、例えば、核酸、ＤＮＡ、錯体化合物や、ｐＨの調製等で表面が正電荷を帯びたタンパク質、細胞、組織などがある。
【００５３】
図７及び図８に示すように、感応物質１２は、分析対象物２０に結合された、又は分析対象物に結合可能な物質である。感応物質１２は、液性試薬１６に含まれる基質の存在下で酸化還元反応を生じさせる酵素１３を含む。たとえば、感応物質１２は、酸化還元反応を生じさせる酵素１３が結合した標識抗体である。この標識抗体は、分析対象物に対して特異的に結合可能である。たとえば、ペルオキシダーゼ標識ＩｇＧ抗体や、アルカリフォスファターゼ標識ＩｇＧ抗体などは、上記の標識抗体として好適に利用可能である。たとえば、感応物質１２に含まれるペルオキシダーゼは、液性試薬１６の酸化還元反応（本実施形態ではフェントン反応）を促進する。
【００５４】
図８に示すように、感応物質１２を含んだ液体として、分析対象物２０に対して特異的な一次抗体１４を含む第一溶液と、一次抗体に特異的な酵素標識二次抗体１５を含む第二溶液とが用いられてもよい。この場合、第一溶液に吸着材１１を浸漬した後に吸着材１１を緩衝液によって洗浄し、その後吸着材１１を第二溶液に浸漬することによって、感応物質１２となる酵素１３を一次抗体１４を介して分析対象物２０に特異的に結合させることができる。
【００５５】
なお、図９に示すように、感応物質１２は、酵素１３のみからなっていてよい。この場合、酵素１３は、吸着材１１に対して物理吸着可能である。なお、酵素１３が吸着材１１に吸着された状態であっても酵素活性を有している場合には、酵素１３は、後述する液性試薬１６と反応し得る。本実施形態では、酵素１３と吸着材１１とが物理吸着により吸着されているので、共有結合による結合や、加熱や化学反応を伴う結合方法と比較して、酵素活性が維持されやすい。
【００５６】
また、図１０に示すように、感応物質１２自体も、吸着材１１に対して物理吸着し得る。たとえば図１０に示すように酵素標識抗体が吸着材１１に吸着される場合には、必ずしも抗原認識部位が吸着材１１に結合するわけではない。
【００５７】
次に、液性試薬１６（図４参照）の組成について説明する。
図４に示すように、液性試薬１６は、吸着材１１とともにウェル７に収容されて使用される液性の試薬である。液性試薬１６は、感応物質１２に含まれる酵素１３の存在下で酸化還元反応を生じさせる基質を含む。
感応物質１２の化学反応部位と反応基質の組み合わせの例としては、ペルオキシダーゼと過酸化水素／ｏ−フェニルジアミンや過酸化水素／フェリシアン化鉄、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。これらの場合には、液性試薬１６に含まれる基質の濃度は、少なくとも最終濃度において感応物質１２と適切に反応できる濃度範囲にあることが好ましい。
【００５８】
本実施形態では、液性試薬１６は、過酸化水素とフェリシアン化カリウムとを含有する。本実施形態の液性試薬１６と感応物質１２との化学反応では、フェントン反応により、鉄（ＩＩ）イオンを酸化して鉄（ＩＩＩ）イオンとする。鉄（ＩＩＩ）イオンは電極対４から電子を受け取ることによって鉄（ＩＩ）イオンに還元される。また、フェントン反応により、過酸化水素からヒドロキシラジカルと水酸化物イオンが生じ、電極対４に電子を放出する。これにより、液性試薬１６がウェル７に収容された状態では電極対４と液性試薬１６との間で電子の授受が起こる。電極対４と液性試薬１６との間での電子の授受は、フェントン反応の速度が高くなるにしたがって増加する。また、感応物質１２に含まれる酵素１３は、フェントン反応を促進する。このため、ウェル７内に感応物質１２が存在する場合には、感応物質１２の濃度が高くなるにしたがって電極対４と液性試薬１６との間での電子の授受も促進される。
【００５９】
次に、測定系装置１０１の一例について説明する。図１１は、測定系装置１０１のブロック図である。図１２は、測定系装置１０１の一部の構成を示す回路図である。
図１１に示すように、測定系装置１０１は、溶液成分センサ２の配線部８に電気的に接続される機器であり、測定系回路１０２と、コンピュータ１０８とを備える。
【００６０】
測定系回路１０２は、電圧計測部１０３、電流計測部１０６、及び電源部１０７と接続されている。
図１２に示すように、電圧計測部１０３は、溶液成分センサ２の電極対４に対して所定の電圧Ｖｃｃを印加し、溶液成分センサ２の電極対４上に配されたウェル７内に吸着材１１及び液性試薬１６が収容された状態で測定された抵抗値Ｒｓに基づいた検出電圧Ｖｏｕｔを出力する。本実施形態では、ウェル７内における酸化還元反応によって電極対４と液性試薬１６との間での電子の授受が活発となれば抵抗値Ｒｓは低い値となる。
【００６１】
検出電圧Ｖｏｕｔは、差動増幅回路１０４によって例えば２倍に増幅されて出力される。
また、電圧計測部１０３は、センサ感度調節用可変抵抗１０５を有する。センサ感度調節用可変抵抗１０５の抵抗値Ｒ１の大きさは、溶液成分センサ２における抵抗値Ｒｓが既知である校正用デバイスを用いて予め設定されることが好ましい。これにより、溶液成分センサ２における抵抗値Ｒｓの変化のレンジに最適化された出力電圧Ｖｏｕｔのレンジを設定することができる。
電流計測部１０６は、測定系回路１０２における電流の大きさを検出する。
【００６２】
このように、測定系装置１０１の測定系回路１０２は、電極対４を用いて、ウェル７内における酸化還元反応を、検出電圧Ｖｏｕｔの変化として測定可能となるように出力することができる計測部である。
【００６３】
コンピュータ１０８は、ＧＰ−ＩＢやＵＳＢ等のインターフェースを介して測定系回路に接続された電子計算機である。また、コンピュータ１０８は、コンピュータ１０８によって演算された結果を表示する表示部１０９と、当該結果その他の情報を記録する記録部１１０とを有している。
コンピュータ１０８は、電源部１０７に対して、出力する電圧及び電流の大きさを制御し、また、電圧計測部１０３及び電流計測部１０６において測定された値の入力を受け付ける。コンピュータ１０８は、インターフェースを介して測定系回路１０２から取り込んだ値を用いて被検体液中の所望の成分の濃度を算出するプログラムを有している。
たとえば、本実施形態のコンピュータ１０８が有するプログラムは、電流変化又は電圧変化に基づいて被検体液中の分析対象物の濃度を算出する算出部としてコンピュータ１０８を動作させるプログラムである。
【００６４】
なお、測定系装置１０１の構成は、これに限られるものではない。例えば、測定系装置１０１は、上述の各構成が一体化された携帯型装置であってもよい。また、測定系装置１０１は、溶液成分センサ２が取り付けられる子機と、子機に対して無線あるいは有線により通信可能な親機とを有していてもよい。この場合には、子機が電圧を測定して検出電圧Ｖｏｕｔを親機に出力し、親機がコンピュータ１０８にインターフェースを介して接続されるようになっている。また、測定系装置１０１における電子回路の回路配置及び回路構成についても上述の配置及び構成には限られない。
【００６５】
また、測定系装置１０１において、測定系回路１０２とコンピュータ１０８とは無線通信をするようになっていてもよい。
【００６６】
また、上記の測定系装置１０１は、検出電圧Ｖｏｕｔを出力するようになっているが、これに限らず、測定系装置１０１は、ウェル７内に吸着材１１及び液性試薬１６が収容された状態における電流の変化（検出電流Ｉｏｕｔ）を出力するようになっていてもよい。
【００６７】
次に、本実施形態の溶液成分分析方法について、上記の溶液成分センサ２、吸着材１１、及び液性試薬１６を用いた場合を例として説明する。
本実施形態の溶液成分分析方法は、分析対象物を含む液体（被検体液）中の分析対象物の濃度を測定し、被検体液の構成成分を分析する方法である。
本実施形態の溶液成分分析方法は、分析対象物に適した温度条件下（たとえば、室温、３７℃、あるいは４℃など）で行われることが好ましい。
図１３は、本実施形態の溶液成分分析方法を示すフローチャートである。
【００６８】
本分析方法においては、まず、絶縁性を有する吸着材１１に被検体液を接触させる（吸着工程、ステップＳ１、図１３参照）。
ステップＳ１では、吸着材１１が被検体液に浸漬される。ステップＳ１において被検体液に吸着材１１が浸漬されると、被検体液に含まれる分析対象物が吸着材１１に物理的に吸着される。吸着材１１を被検体液に浸漬している間に、吸着材１１が入った被検体液の撹拌や振とうが行われてもよい。なお、ステップＳ１では、吸着材１１を被検体液に浸漬することに代えて、被検体液を吸着材１１に塗布したり被検体液を吸着材１１に滴下したりすることで被検体液を吸着材１１に接触させてもよい。
【００６９】
本実施形態では、多孔質状の吸着材１１の内部に被検体液が浸透して、吸着材１１の内部にある表面にも分析対象物が物理的に吸着される。分析対象物に対する特異的吸着能が吸着材１１に付与されていないので、本実施形態の吸着材１１は、被検体液に含まれる様々な物質を、分析対象物２０及びその他の物質２１を区別することなく、吸着可能である（図５参照）。また、分析対象物に対する特異的吸着能が吸着材１１に付与されていないので、吸着材１１に吸着される物質のうちの分析対象物の割合は、被検体液中の分析対象物の存在比を概ね反映している。
【００７０】
ステップＳ１において吸着材１１を被検体液に浸漬する時間の長さ（吸着材１１に対する被検体液の接触時間の長さ）は、一般的なＥＬＩＳＡにおける抗原のコーティング時間よりも短くて良い。これは、吸着材１１の表面積が、一般的なＥＬＩＳＡ用マイクロプレートにおける抗原吸着可能面積よりも広いことによる。たとえば、ステップＳ１における浸漬時間の長さは、１５分以下とすることができる。なお、ステップＳ１における浸漬時間が１５分を超えてもよい。たとえばステップＳ１における浸漬時間を６０分としても、分析対象物の濃度を好適に測定することができる。
【００７１】
ステップＳ１における浸漬時間が経過したら、被検体液から吸着材１１を取り出す。
これでステップＳ１は終了し、ステップＳ２へ進む。
【００７２】
ステップＳ２は、ステップＳ１において被検体液から取り出された吸着材１１をブロッキングするステップである（図６参照）。
上記のステップＳ１では、吸着材１１の表面に様々な物質が吸着されているので、吸着材１１の表面に吸着された分析対象物に対して特異的な感応物質１２を使用したとしても、分析対象物以外の物質に対して感応物質１２が非特異的に結合する場合がある。このような非特異的な結合は濃度測定の精度及び再現性を悪化させる可能性がある。このため、ステップＳ２において、吸着材１１の表面に吸着された物質に対する感応物質１２の非特異的な結合を減らす目的で、吸着材１１がブロッキングされる。
【００７３】
ステップＳ２におけるブロッキングは、吸着材１１に物理吸着可能なブロッキング剤２２（図６参照）を含む液体（ブロッキング液）に、ステップＳ１において被検体液から取り出された吸着材１１を浸漬することによって行われる。ブロッキング液は、感応物質１２に対して特異的結合をしないことが確認されたブロッキング剤を含む。ブロッキング液は、分析対象物に対応して、ブロッキング剤としてスキムミルクや血清（たとえばアルブミンなどを含む）などを含んでいる。ブロッキング剤の溶媒は、例えば緩衝液である。公知のブロッキング液をステップＳ２において適宜選択して利用可能である。また、感応物質１２に含まれる酵素１３の種類に対応して好適なブロッキング液が選択されてもよい。ブロッキング液は、酸化還元反応（本実施形態ではフェントン反応を含む）を阻害しないことが好ましい。たとえば、ブロッキング液は、液性試薬１６と化学反応したり、液性試薬１６に溶解することで液性試薬１６の組成を著しく変化させたりすることのないものが好ましい。また、吸着材１１の表面に残留するブロッキング剤が後述の電圧変化の検知（ステップＳ５）に与える悪影響を軽減するために、ブロッキング剤の導電性が低いことが好ましい。
【００７４】
また、ブロッキング液を使用しないブロッキングの例として、高分子を有機合成手法で吸着材１１上に化学結合させる方法が挙げられる。
ブロッキング液中におけるブロッキング剤の濃度は、感応物質１２と吸着材１１との非特異的結合のしやすさを考慮して決定される。また、ブロッキング剤の濃度の決定のために分析対象物の組成が考慮されていてもよい。
【００７５】
ステップＳ２において吸着材１１をブロッキング液に浸漬する場合には、ステップＳ１において吸着材１１を被検体液から取り出した後吸着材１１が乾燥しないようにすることが好ましい。ステップＳ２において吸着材１１をブロッキング液に浸漬する時間の長さは、一般的なＥＬＩＳＡにおけるブロッキング時間と同等であってもよいし、一般的なＥＬＩＳＡにおけるブロッキング時間より短くてもよい。一例として、ステップＳ２における浸漬時間は、５分以上６０分以下とすることができる。なお、ステップＳ２における浸漬時間は、１５分以上６０分以下であるとさらに好ましい。ステップＳ２において６０分を超えてブロッキングを行っても構わない。ステップＳ２において吸着材１１をブロッキング液に浸漬している間に、吸着材１１が入ったブロッキング液のゆるやかな振とうが行われてもよい。
【００７６】
ステップＳ２における浸漬時間が経過したら、ブロッキング液から吸着材１１が取り出される。なお、必要に応じて、ブロッキング液から取り出した吸着材１１が緩衝液等によって洗浄されてもよい。
これでステップＳ２は終了し、ステップＳ３へ進む。
【００７７】
ステップＳ３は、ブロッキング液から取り出された吸着材１１に感応物質１２を接触させるステップ（添加工程）である。
ステップＳ３では、感応物質１２を含んだ液体に吸着材１１が浸漬される。感応物質１２を含んだ液体に吸着材１１が浸漬されることにより、感応物質１２は分析対象物に特異的に結合する（図７参照）。その結果、ステップＳ３では、吸着材１１に吸着された分析対象物の数に対応する数の感応物質１２が、分析対象物を介して吸着材１１に結合する。なお、ステップＳ３において、吸着材１１に感応物質１２が添加されるものであれば、感応物質１２を含んだ液体に吸着材１１を浸漬することに代えて、感応物質１２を含んだ液体を吸着材１１に塗布したり、感応物質１２を含んだ液体を吸着材１１に滴下したりしてもよい。
【００７８】
ステップＳ３において、感応物質１２を含んだ液体に吸着材１１を浸漬する時間の長さは、一般的なＥＬＩＳＡにおける酵素標識抗体との反応時間と同程度であってもよいし、この反応時間よりも短くてもよい。なお、ステップＳ３において、感応物質１２を含んだ液体として、分析対象物に対して特異的な一次抗体１４を含む第一溶液と、一次抗体に特異的な酵素標識二次抗体１５を含む第二溶液とが用いられてもよい（図８参照）。この場合、第一溶液に吸着材１１を浸漬した後に吸着材１１を緩衝液によって洗浄し、その後吸着材１１を第二溶液に浸漬することによって、感応物質１２となる酵素１３を一次抗体１４を介して分析対象物に特異的に結合させることができる。
【００７９】
感応物質１２を含んだ液体に対する吸着材１１の浸漬時間が経過したら、この溶液から吸着材１１を取り出す。
これでステップＳ３は終了し、ステップＳ４へ進む。
【００８０】
ステップＳ４は、溶液成分センサ２のウェル７に吸着材１１を配置する（配置工程）ステップである。
ステップＳ４では、上記のステップＳ３において感応物質１２を分析対象物に結合させた吸着材１１が、溶液成分センサ２のウェル７に配置される。ステップＳ４における吸着材１１の配置は、たとえばピンセットを用いて手作業で行うことができる。ステップＳ４では、電極対４を構成する各電極に吸着材１１が接触するように、吸着材１１が電極対４上に載置される。その後、ウェル７内に所定量の液性試薬１６が添加される。液性試薬１６の添加後、ウェル７内では、酸化還元反応（本実施形態ではフェントン反応を含む）により電極対４との間での電子の授受が生じ得る状態となる。フェントン反応の速度は、吸着材１１に結合している感応物質１２の数と正の相関を有する。
これでステップＳ４は終了し、ステップＳ５へ進む。
【００８１】
ステップＳ５は、ウェル７に液性試薬１６（図４参照）を添加するステップである。
ステップＳ５では、ウェル７に液性試薬１６が添加され（反応工程）、その後、測定系装置１０１が電極対４を用いてウェル７内における電圧変化を検知する（計測工程）。なおステップＳ５のウェル７に液性試薬１６を添加した後に、ステップＳ４の吸着材１１をウェル７内に配置してもよい。またステップＳ３で感応物質１２を接触させた吸着材１１に、液性試薬１６を浸透、塗布、滴下などの方法で接触させたものを、ステップＳ４でウェル７に配置することでステップＳ５における液性試薬１６の接触を省略することも可能である。
ステップＳ５において、電極対４と液性試薬１６との間での電子の授受が活発であれば抵抗値Ｒｓは低い値となるので、電圧計測部１０３において測定される電圧（検出電圧Ｖｏｕｔ）は高値となる。ステップＳ５において、検出電圧Ｖｏｕｔは、電極対４と液性試薬１６との間での電子の授受の頻度、すなわち、酸化還元反応の速度を反映している。言い換えると、ステップＳ５において、検出電圧Ｖｏｕｔは、ウェル７内にある感応物質１２の量を反映している。ウェル７内の感応物質１２の量は吸着材１１に吸着された分析対象物の量を反映しているから、ステップＳ５において測定される検出電圧Ｖｏｕｔは、ウェル７内にある分析対象物の量を反映している。
これでステップＳ５は終了し、ステップＳ６へ進む。
【００８２】
ステップＳ６は、測定系装置１０１のコンピュータ１０８が上記ステップＳ５における検出電圧Ｖｏｕｔに基づいて被検体液中の分析対象物の濃度を算出するステップ（算出工程）である。
ステップＳ６において、コンピュータ１０８は、溶液成分センサ２に配された５つのウェル７を用いて取得された５つの検出電圧Ｖｏｕｔの値（実測データ）を用いて、センサ電圧を算出する。本明細書における「センサ電圧」は、取得された５つの検出電圧Ｖｏｕｔに基づく検出電圧値（検出値）のうち、最高値及び最低値を除いた他の３つの値の平均値である。コンピュータ１０８は、センサ電圧を、表示部１０９に表示させたり、記録部１１０に記録したりする。
【００８３】
分析対象物の濃度をセンサ電圧から算出する場合には、濃度既知の物質におけるセンサ電圧を、コンピュータ１０８が事前に取得している必要がある。たとえば、濃度既知の物質を含む液体を溶液成分センサ２を用いて測定して得られたセンサ電圧を参照用データとしてコンピュータ１０８が予め記憶している。
ステップＳ６において、分析対象物の濃度をセンサ電圧から算出する場合には、コンピュータ１０８は、参照用データとして記憶されたセンサ電圧と実測データに基づいて算出されたセンサ電圧との比較によって、被検体液に含まれる分析対象物の濃度を算出する。コンピュータ１０８は、分析対象物の濃度を、表示部１０９に表示させたり、記録部１１０に記録したりする。
【００８４】
本実施形態の溶液成分分析方法の作用及び効果について説明する。
吸着材１１が多孔質である場合には、吸着材１１の体積に比して表面積が大きくなるように吸着材１１が構成されているので、単位時間当たりに吸着材１１に吸着可能な分析対象物の量を、吸着材１１が多孔質でない場合と比較して高めることができる。さらに、吸着材１１が多孔質である場合には、少量の感応物質１２及び少量の液性試薬１６を吸着材１１表面に素早く浸透させることができるので、素早い濃度測定が可能である。
【００８５】
また、５つのウェル７を用いて得られた検出電圧Ｖｏｕｔの値に基づいて、最高値及び最低値を除いた他の複数の検出電圧値の平均値を利用して分析対象物の濃度を算出するので、ウェル７ごとに検出電圧Ｖｏｕｔの値にばらつきがあっても、信頼性の高い濃度測定が可能である。たとえばウェル７が微細になると、ウェル７に収容可能な吸着材１１は小さくなり、ウェル７に収容可能な液性試薬１６の量も少なくなる。このような微細化は、被検体液の必要量を減少させるという点及び溶液成分分析センサを小型化するという点で有利であるが、電極対４も小型になり、ウェル７内での反応もごく小規模な反応となる点で、ウェル７単体では測定精度及び再現性が低下する点で不利となる。これに対して、本実施形態では、コンピュータ１０８が、５つのウェル７を用いて得られた検出電圧Ｖｏｕｔの値から、信頼性が低いと考えられる検出電圧値（極端に高い値及び極端に低い値）を除外した上でさらにその残りの検出電圧値の平均値を算出する。その結果、本実施形態の溶液成分分析方法によれば、ウェル７ごとのばらつきがあっても、検出対象物の濃度を精度よく、高い再現性を有して測定することができる。
【００８６】
本実施形態の溶液成分分析キット１の作用及び効果について説明する。
本実施形態の溶液成分分析キット１は、複数の電極対４が互いに離間した位置に配され、複数の電極対４に対して個別にウェル７を構成する絶縁膜９が基板３上に形成されている。このため、本実施形態の溶液成分分析キット１における電極対４において、ウェル７内に露出する部分の面積は、複数のウェル７において実質的に互いに等しい。また、貫通孔部を有する絶縁膜９によりウェル７が形成されているので、ウェル７の形状も実質的に互いに等しい。このため、溶液成分センサ２を用いた濃度測定時に吸着材１１と液性試薬１６の接触状態を複数のウェル７で互いに同等とすることができる。すなわち、液性試薬１６と吸着材１１との接触面積や、ウェル７内における吸着材１１の位置などが、複数のウェル７において略同等となっている状態で、複数のウェル７に対して電圧変化（あるいは電流変化）の検出をすることができる。また、本実施形態の溶液成分分析キット１によれば、測定者の操作によって吸着材１１と液性試薬１６との位置関係がずれることが起こりにくい。これらの結果、本実施形態の溶液成分分析キット１によれば、測定の精度が高く、測定の再現性が高い。
【００８７】
電極に溶液を接触させて測定する溶液成分センサ２では、電極表面の酸化や有機物の汚染に由来する劣化状態の違いによって測定誤差が生じ、測定再現性や精度低下を招くことが考えられる。これに対して、本実施形態の溶液成分分析キット１の溶液成分センサ２は、５組の電極対４を利用して電圧変化（または電流変化）を同時に測定し、最大値、最小値を省いた平均値を算出する方法で、測定再現性と精度を向上させることができる。
なお、電極対４の数が４つであっても、最大値、最小値を省いた平均値を算出することができる。また、電極対４の数が３つの場合には、最大値、最小値を省いた残りの値は、上記の測定誤差の少ない値であって分析対象物の濃度を正しく反映していると考えられる。
電極対４の数は、溶液成分センサ２の寸法を考慮して、５組以上であってもよい。電極対４の数が多い方が、最大値、最小値を省いた平均値の信頼性が高いと言える。
【００８８】
また、本実施形態の溶液成分センサ２は、電極対４、配線部、及び絶縁膜９を、既存の半導体マスク製造ラインにてフォトリソグラフィー法を用いて製造することができる。このため、本実施形態の溶液分析センサは、電極対４の形状、ウェル７の開口形状、及びウェル７の開口面積を、製品ロット間で一定にすることができる。すなわち、本実施形態の溶液成分センサ２は、ロット間誤差が少ないので、測定再現性が高い測定をすることができる。
【００８９】
また、本実施形態の溶液成分分析キット１は、吸着材１１を有しているので、夾雑物等の多い被検体液を使用する場合に、被検体液を粗精製するような前処理をしなくてもよい。また吸着材１１に吸着された分析対象物は感応物質１２と迅速かつ定量的に反応し、既存の計測法と比較して時間が大幅に短縮される。
さらに、本実施形態の溶液成分分析キット１によれば、液性試薬１６との反応によって、検出電圧あるいは電流が増幅されるので、微量な分析対象物の測定再現性と精度を向上させることができる。
【００９０】
また、本実施形態の吸着材１１は、被検体液に含まれるタンパクや抗体のような熱や化学物質で劣化しやすい分析対象物を、吸着材１１に簡便かつ迅速に保持できる。すなわち、本実施形態では、吸着材１１に分析対象物を物理的に吸着させるので、分析対象物を吸着材１１に吸着させた際の分析対象物の構造が正しく維持されやすい。このため、感応物質１２と分析対象物との結合が阻害されにくいので、分析対象物の濃度測定の精度及び再現性に優れる。
【００９１】
また、たとえばセルロース繊維からなる吸着材１１は、低コストで加工しやすい吸着材である。このような吸着材１１を溶液成分分析キット１が備えていることによって、食品、医薬、化粧品等の製造業や医療、臨床検査等の幅広い分野において、高精度で再現性の高い分析を実現することができる。
【実施例】
【００９２】
（バックグラウンドの測定）
まず、本発明の溶液成分分析キット及び溶液成分分析方法において使用される吸着材の特性について説明する。
バックグラウンドの測定及び以下の実施例では、セルロースシートからなる吸着材が使用される。具体的には、吸着材として、直径３ｍｍに裁断された無蛍光不溶性紙（王子製紙製）が使用される。
【００９３】
バックグラウンドの測定では、分析対象物を含まない溶液として、炭酸水素ナトリウム／リン酸緩衝液（以下、コーティングバッファーという）が、被検体液の代わりに使用される。
【００９４】
感応物質として、ペルオキシダーゼ標識化抗ウシ血清アルブミン抗体（以下、ＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体という）が使用される。ＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体は、ウシ血清アルブミン（以下、ＢＳＡという）を抗原として特異的に認識する抗体である。感応物質であるＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体を含む溶液は、リン酸緩衝生理食塩水（以下ＰＢＳという）を用いてＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体を５００ｎｇ／ｍｌに希釈した溶液である。
【００９５】
ブロッキング剤として、スキムミルクが使用される。ブロッキング液は、Ｔｗｅｅｎ２０含有ＰＢＳ溶液（以下ＰＢＳＴ）でスキムミルクを５％に希釈した溶液である。
【００９６】
バックグラウンドの測定として、一般的なＥＬＩＳＡを模した吸光度測定における吸光度のバックグラウンドと、上記実施形態に開示された溶液成分センサを使用した電圧変化の測定における検出電圧値のバックグラウンドとのそれぞれが測定される。
【００９７】
吸光度のバックグラウンドの測定では、上記実施形態に開示された液性試薬に代えて、ＨＲＰの存在下で橙黄色の反応産物を生じる発色液が使用される。発色液は、ｏ−フェニルジアミン（以下ＯＰＤという）／炭酸ナトリウム／クエン酸緩衝液の１％溶液と、過酸化水素の０．３％溶液との混合物である。ＯＰＤは、過酸化水素及びＨＲＰの存在下で橙黄色の反応産物を生じる。バックグラウンドの測定では、マイクロプレートリーダー（ＴＥＣＡＮ製）を使用して発色反応の検出（吸光度測定）が行われる。
【００９８】
また、検出電圧値のバックグラウンドの測定では、以下の構成の溶液成分センサ及び測定系装置が使用される。
溶液成分センサの製造方法及び構成について説明する。まず、ガラス基板（１５×４５ｍｍ、１ｍｍ厚）に１０００Å厚のクロムがスパッタリング法により成膜され、フォトリソグラフィー、エッチングを用いて所定の形状の電極対及び配線部がパターニング加工される。電極対は１基板上に５ヶ×２箇所とされている。次に、各電極対の上部に直径３ｍｍの開口を有するように絶縁膜がパターニング加工されることによって、各電極対の位置にウェルが形成される。
【００９９】
検出電圧値のバックグラウンドの測定及び以下の各実施例において溶液成分センサを取付けることができる測定系装置の一例として、携帯型センサ電圧測定器（アーズ製、バイオセンサモジュール２０１０モデル）が使用される。携帯型センサ電圧測定器は、溶液成分センサを取付けて電圧値を測定する子機と、有線若しくは無線により子機と接続される親機とを有する。
【０１００】
携帯型センサ電圧測定器の子機は、携帯電話サイズの電圧測定器であり、５つの電極対の電圧値を同時測定できる。携帯型センサ電圧測定器の子機は、電圧値をＡ／Ｄ変換して親機へと出力する。
【０１０１】
携帯型センサ電圧測定器の親機は、スマートフォンその他のコンピュータと接続することができる。携帯型センサ電圧測定器の親機は、コンピュータに記録された所定のプログラムに従って、電圧値の経時変化を表示または記録する。電圧値の経時変化は、たとえば、ＣＶＳ形式のデータとして記録される。携帯型センサ電圧測定器の検出電圧上限は約３０００ｍＶである。
【０１０２】
バックグラウンドの測定における操作手順について説明する。
まず、５００μＬのコーティングバッファーに吸着材である５枚のセルロースシートが浸漬される。コーティングバッファーに浸漬されたセルロースシートは、３７℃で１５分間インキュベート（静置）される。インキュベートの後、セルロースシートがコーティングバッファーから取り出される。コーティングバッファーから取り出されたセルロースシートは、蒸留水で数回すすぎ洗いされる。
【０１０３】
続いて、すすぎ洗いが終了したセルロースシートは、ブロッキング液に浸漬される。ブロッキング液に浸漬されたセルロースシートは、３７℃で１５分間インキュベートされる。ブロッキング液中でのインキュベートの後、セルロースシートはブロッキング液から取り出される。ブロッキング液から取り出されたセルロースシートは、蒸留水で数回すすぎ洗いされる。
【０１０４】
ブロッキング及びその後のすすぎ洗いが行われたセルロースシートは、感応物質であるＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体を含む溶液に浸漬される。ＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体を含む溶液に浸漬されたセルロースシートは、室温２０℃で１５分間インキュベートされる。ＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体が特異的に結合する対象となる抗原が存在する場合には抗原にＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体が結合するが、バックグラウンドの測定では、ＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体の特異的抗原がセルロースシート上に存在しないので、セルロースシートに対するＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体の結合は、ＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体が結合する抗原決定基とは無関係な結合または物理吸着による。ＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体を含む溶液中でのインキュベートの後、セルロースシートが溶液から取り出される。ＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体を含む溶液から取り出されたセルロースシートは、蒸留水で数回すすぎ洗いされる。
【０１０５】
次に、ＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体を結合させる工程まで終了したセルロースシートに対して発色反応をする操作手順について説明する。
複数のマイクロチューブに、ＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体を結合させる工程まで終了したセルロースシートが１枚づつ収容される。これらのセルロースシートがマイクロチューブに収容された後、マイクロチューブに１５０μＬの発色液が添加される。発色液が添加された後のマイクロチューブは、室温（２０℃）で１０分間インキュベートされる。このインキュベートの間に、発色反応が生じる。インキュベート後、複数のマイクロチューブ内の発色液のうち１００μＬが、公知の９６穴マイクロプレートの各１ウェルに分注される。発色液が分注された９６穴マイクロプレートにおいて呈色した溶液の吸光度が、マイクロプレートリーダーによって測定される。
図１４は、吸光度測定の結果について、独立した２試行の結果か並べて示されている。
図１４に示すように、コーティングバッファーに吸着材が浸漬された場合には、吸光度は０．０７である。なお、上記のマイクロプレートリーダー（ＴＥＣＡＮ製）における検出限界は０．０４であるので、吸光度０．０７は、検出対象物の濃度が検出限界の下限にほぼ等しいことを示している。
【０１０６】
次に、ＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体を結合させる工程まで終了したセルロースシートを用いてセンサ電圧の測定をする操作手順について説明する。
まず、携帯型センサ電圧測定器の子機に溶液成分センサが取り付けられる。続いて、ＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体を結合させる工程が行われたセルロースシート（本例では上記の吸光度の測定が終了した後に蒸留水に５分間浸漬されたセルロースシートである）が、溶液成分センサの各ウェルに１つずつ収容される。ＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体を含む液体に浸漬される工程を経た５つのセルロースシートが、同時に測定される５つのウェルに１つずつ収容される。
【０１０７】
さらに、液性試薬５μＬが各ウェルに例えば手作業によって収容される。液性試薬５μＬが各ウェルに収容された後に、電圧測定が開始される。電圧の測定は１０秒間行われる。電圧の測定の開始から５００ｍｓごとに電圧を測定して検出電圧Ｖｏｕｔの変化を記録する。
【０１０８】
携帯型センサ電圧測定器の親機に接続されたコンピュータによる検出電圧値の解析は、以下のように行われる。
まず、５つの電極対から得られた１０秒間の検出電圧Ｖｏｕｔの平均値が、コンピュータ１０８によって、検出電圧値（検出値）としてそれぞれ算出される。続いて、５つの電極対から得られた５つの検出電圧値の中から最大値、最小値を示した電極対のデータを除き、残り３つの電極対における検出電圧値の平均値をセンサ電圧とする。
図１５は、センサ電圧の測定結果について、独立した２試行の結果か並べて示されている。
図１５に示すように、コーティングバッファーに吸着材が浸漬された場合には、センサ電圧は約２２５０ｍＶである。
【０１０９】
次に、本発明の溶液成分分析キット及び溶液成分分析方法の実施例について説明する。
【０１１０】
（実施例１）
本実施例は、吸着材に対する分析対象物の吸着能及び分析対象物に対する感応物質の結合能を示すための実施例である。本実施例では、感応物質の存在下で発色反応を生じる反応系を使用する。
【０１１１】
吸着材に吸着させる分析対象物として、ウシ血清アルブミン（陽性抗原、以下、ＢＳＡという）が使用される。また、対照実験として、ヒト血清アルブミン（陰性抗原、以下、ＨＳＡという）が使用される。ＢＳＡ又はＨＳＡを含む被検体液は、炭酸水素ナトリウム／リン酸緩衝液（上記のコーティングバッファーである）を用いて上記のＢＳＡ又はＨＳＡを５００μｇ／ｍｌに希釈した溶液からなる。
以下の各実施例及び比較例において、メーカーの指定のない試薬は、全て和光純薬製である。
【０１１２】
感応物質としてＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体が使用される。感応物質であるＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体を含む溶液は、リン酸緩衝生理食塩水（以下ＰＢＳという）を用いてＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体を所定濃度に希釈した溶液である。本実施例におけるＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体の濃度は、５ｎｇ／ｍｌ以上２５０ｎｇ／ｍｌ以下の範囲である。本実施例では、ＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体の濃度について、５ｎｇ／ｍｌ、５０ｎｇ／ｍｌ、及び２５０ｎｇ／ｍｌの３例が示される。本実施例におけるＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体の濃度は、ＢＳＡ又はＨＳＡの濃度である５００μｇ／ｍｌよりも十分低い濃度である。このため、本実施例では、吸着材にＢＳＡが吸着されていれば感応物質に含まれるＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体の全量が吸着材上のＢＳＡに特異的に結合することが期待される。
【０１１３】
本実施例では、吸光度測定が行われるので、上記実施形態に開示された液性試薬に代えて、上記の発色液が使用される。本実施例では、マイクロプレートリーダー（ＴＥＣＡＮ製）を使用して発色反応の検出（吸光度測定）が行われる。
【０１１４】
本実施例における操作手順について説明する。
まず、吸着材にＢＳＡ又はＨＳＡを吸着させる操作手順について説明する。
ＢＳＡを含む被検体液に第一の吸着材が浸漬され、また、ＨＳＡを含む被検体液に第二の吸着材が浸漬される。具体的には、一条件あたり５枚のセルロースシートが、５００μＬの被検体液に浸漬される。本実施例では、２種の抗原（ＢＳＡ又はＨＳＡ）について、感応物質の濃度が異なる３例を示すので、計６条件で３０枚のセルロースシートが使用される。被検体液に浸漬されたセルロースシートは、３７℃で１５分間インキュベート（静置）される。インキュベートの後、セルロースシートが被検体液から取り出される。被検体液から取り出されたセルロースシートは、蒸留水で数回すすぎ洗いされる。これにより、ＢＳＡ又はＨＳＡは、吸着材であるセルロースシート上に物理吸着によって保持される。
【０１１５】
続いて、すすぎ洗いが終了したセルロースシートは、ブロッキング液に浸漬される。ブロッキング液に浸漬されたセルロースシートは、３７℃で１５分間インキュベートされる。ブロッキング液中でのインキュベートの後、セルロースシートはブロッキング液から取り出される。ブロッキング液から取り出されたセルロースシートは、蒸留水で数回すすぎ洗いされる。
【０１１６】
ブロッキング及びその後のすすぎ洗いが行われたセルロースシートは、感応物質であるＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体を含む溶液に浸漬される。ＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体を含む溶液に浸漬されたセルロースシートは、室温２０℃で１５分間インキュベートされる。ＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体が特異的に結合する対象となる抗原が存在する場合には、このインキュベートの間に抗原抗体反応が生じる。ＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体を含む溶液中でのインキュベートの後、これらのセルロースシートが溶液から取り出される。ＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体を含む溶液から取り出されたセルロースシートは、蒸留水で数回すすぎ洗いされる。以下、この状態のセルロースシートを、「標識済みシート」という。
【０１１７】
次に、標識済みシートに対して発色反応をする操作手順について説明する。
複数のマイクロチューブに、標識済みシートが１枚づつ収容される。マイクロチューブに標識済みシートが収容された後、マイクロチューブに１５０μＬの発色液が添加される。標識済みシートが収容されているとともに発色液が添加されたマイクロチューブは、室温（２０℃）で１０分間インキュベートされる。このインキュベートの間に、発色反応が生じる。インキュベート後、複数のマイクロチューブ内の発色液のうち１００μＬが、公知の９６穴マイクロプレートの各１ウェルに分注される。本実施例では、発色液が分注された９６穴マイクロプレートにおいて呈色した溶液の吸光度が、マイクロプレートリーダーによって測定された。
【０１１８】
図１６は、実施例１においてＢＳＡを吸着材に吸着させた場合の吸光度を示すグラフである。図１６における横軸は、感応物質であるＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体の濃度を示す。図１６における縦軸は、吸光度の大きさを示す。図１７は、実施例１においてＨＳＡを吸着材に吸着させた場合の吸光度を示すグラフである。図１７における横軸は、感応物質であるＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体の濃度を示す。図１７における縦軸は、吸光度の大きさを示す。
【０１１９】
本実施例の結果から、ＢＳＡが吸着された標識済みシートについて測定された吸光度は、ＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体の濃度が５ｎｇ／ｍｌ以上２５０ｎｇ／ｍｌである範囲において、ＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体の濃度に正の相関を有する。ＢＳＡが吸着された標識済みシートに関する１次近似式の相関係数は０．９９である。すなわち、ＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体の濃度と吸光度との間に高い濃度相関性が確認された。これに対して、ＨＳＡが吸着された標識済みシートについて測定された吸光度は、ＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体の濃度との相関は見られない。
【０１２０】
（実施例２）
本実施例では、上記の実施例１と比較して、感応物質を含んだ液体へのセルロースシートの浸漬時間が異なっている。本実施例では、感応物質を含んだ液体へのセルロースシートの浸漬時間は３０分である。
【０１２１】
図１８は、実施例２においてＢＳＡを吸着材に吸着させた場合の吸光度を示すグラフである。図１８における横軸は、感応物質であるＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体の濃度を示す。縦軸は、図１８における吸光度の大きさを示す。図１９は、実施例２においてＨＳＡを吸着材に吸着させた場合の吸光度を示すグラフである。図１９における横軸は、感応物質であるＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体の濃度を示す。図１９における縦軸は、吸光度の大きさを示す。
【０１２２】
本実施例では、上記の実施例１と同様に、ＢＳＡが吸着された標識済みシートについて測定された吸光度は、ＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体の濃度が５ｎｇ／ｍｌ以上２５０ｎｇ／ｍｌである範囲において、ＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体の濃度に正の相関を有する。ＢＳＡが吸着された標識済みシートに関する１次近似式の相関係数は０．９９である。すなわち、ＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体の濃度と吸光度との間に高い濃度相関性が確認された。これに対して、ＨＳＡが吸着された標識済みシートについて測定された吸光度は、ＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体の濃度との相関は見られない。
本実施例及び上記の実施例１によれば、感応物質を含んだ液体へのセルロースシートの浸漬時間は、１５分であってもよいし、３０分であってもよい。すなわち、感応物質を含んだ液体へのセルロースシートの浸漬時間が１５分であっても３０分であっても、同様の結果を得ることができる。
【０１２３】
（実施例３）
本実施例では、上記の実施例１と比較して、被検体液へのセルロースシートの浸漬時間、ブロッキング液へのセルロースシートの浸漬時間、及び感応物質を含んだ液体へのセルロースシートの浸漬時間が異なっている。本実施例では、被検体液へのセルロースシートの浸漬時間、ブロッキング液へのセルロースシートの浸漬時間、及び感応物質を含んだ液体へのセルロースシートの浸漬時間は、それぞれ６０分である。
【０１２４】
図２０は、実施例３においてＢＳＡを吸着材に吸着させた場合の吸光度を示すグラフである。図２０における横軸は、感応物質であるＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体の濃度を示す。縦軸は、図２０における吸光度の大きさを示す。図２１は、実施例３においてＨＳＡを吸着材に吸着させた場合の吸光度を示すグラフである。図２１における横軸は、感応物質であるＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体の濃度を示す。図２１における縦軸は、吸光度の大きさを示す。
【０１２５】
本実施例では、上記の実施例１と同様に、ＢＳＡが吸着された標識済みシートについて測定された吸光度は、ＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体の濃度が５ｎｇ／ｍｌ以上２５０ｎｇ／ｍｌである範囲において、ＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体の濃度に正の相関を有する。ＢＳＡが吸着された標識済みシートに関する１次近似式の相関係数は０．９１である。すなわち、ＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体の濃度と吸光度との間に高い濃度相関性が確認された。これに対して、ＨＳＡが吸着された標識済みシートについて測定された吸光度は、ＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体の濃度との相関は見られない。
【０１２６】
本実施例及び上記の実施例１によれば、被検体液へのセルロースシートの浸漬時間、ブロッキング液へのセルロースシートの浸漬時間、及び感応物質を含んだ液体へのセルロースシートの浸漬時間は、それぞれ１５分であってもよいし、６０分であってもよい。すなわち、被検体液へのセルロースシートの浸漬時間、ブロッキング液へのセルロースシートの浸漬時間、及び感応物質を含んだ液体へのセルロースシートの浸漬時間がそれぞれ１５分であっても６０分であっても、同様の結果を得ることができる。
【０１２７】
（実施例４）
本実施例では、上記の実施例３と比較して、被検体液へのセルロースシートの浸漬時間が異なっている。本実施例における被検体液へのセルロースシートの浸漬時間は、３０分若しくは１５分である。ブロッキング液へのセルロースシートの浸漬時間及び感応物質を含んだ液体へのセルロースシートの浸漬時間は、それぞれ６０分である。なお、本実施例では、ＢＳＡを含む被検体液を使用した例のみ開示される。
【０１２８】
図２２は、実施例４においてＢＳＡを吸着材に３０分間吸着させた場合の吸光度を示すグラフである。図２２における横軸は、感応物質であるＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体の濃度を示す。図２２における縦軸は、吸光度の大きさを示す。図２３は、実施例４においてＢＳＡを吸着材に１５分間吸着させた場合の吸光度を示すグラフである。図２３における横軸は、感応物質であるＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体の濃度を示す。図２３における縦軸は、吸光度の大きさを示す。
【０１２９】
本実施例では、被検体液へのセルロースシートの浸漬時間が３０分である場合及び１５分である場合のいずれにおいても、ＢＳＡが吸着された標識済みシートについて測定された吸光度は、ＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体の濃度が５ｎｇ／ｍｌ以上２５０ｎｇ／ｍｌである範囲において、ＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体の濃度に正の相関を有する。ＢＳＡが吸着された標識済みシートに関する１次近似式の相関係数は０．９９以上１．００以下の範囲にある。すなわち、ＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体の濃度と吸光度との間に高い濃度相関性が確認された。
【０１３０】
本実施例及び上記の実施例３によれば、被検体液へのセルロースシートの浸漬時間は、１５分であってもよいし、３０分であってもよいし、６０分であってもよい。すなわち、被検体液へのセルロースシートの浸漬時間が１５分であっても３０分であっても６０分であっても、同様の結果を得ることができる。したがって、被検体液へのセルロースシートの浸漬時間は１５分で十分である。
【０１３１】
（実施例５）
本実施例では、上記の実施例４と比較して、感応物質を含んだ液体へのセルロースシートの浸漬時間が異なっている。本実施例における感応物質を含んだ液体へのセルロースシートの浸漬時間は、３０分若しくは１５分である。被検体液へのセルロースシートの浸漬時間は１５分であり、ブロッキング液へのセルロースシートの浸漬時間は６０分である。
【０１３２】
図２４は、実施例４において感応物質を吸着材に３０分間接触させた場合の吸光度を示すグラフである。図２４における横軸は、感応物質であるＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体の濃度を示す。図２４における縦軸は、吸光度の大きさを示す。図２５は、実施例４において感応物質を吸着材に１５分間接触させた場合の吸光度を示すグラフである。図２５における横軸は、感応物質であるＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体の濃度を示す。図２５における縦軸は、吸光度の大きさを示す。
【０１３３】
本実施例では、感応物質を含んだ液体へのセルロースシートの浸漬時間が３０分である場合及び１５分である場合のいずれにおいても、ＢＳＡが吸着された標識済みシートについて測定された吸光度は、ＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体の濃度が５ｎｇ／ｍｌ以上２５０ｎｇ／ｍｌである範囲において、ＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体の濃度に正の相関を有する。ＢＳＡが吸着された標識済みシートに関する１次近似式の相関係数は０．９８以上０．９９以下の範囲にある。すなわち、ＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体の濃度と吸光度との間に高い濃度相関性が確認された。
【０１３４】
上記の実施例４において感応物質を含んだ液体へのセルロースシートの浸漬時間が６０分である場合では吸光度の最大値が約０．４であるのに対して、本実施例における吸光度の最大値は、感応物質を含んだ液体へのセルロースシートの浸漬時間が３０分である場合には約０．１５、感応物質を含んだ液体へのセルロースシートの浸漬時間が１５分である場合には、約０．１である。すなわち、感応物質を含んだ液体へのセルロースシートの浸漬時間が減少することによって、吸光度も減少する傾向がある。なお、本実施例における吸光度の検出限界となる最小感度は、約０．０４であり、感応物質を含んだ液体へのセルロースシートの浸漬時間が１５分である場合にも、検出限界を上回る発色反応が生じている。したがって、感応物質を含んだ液体へのセルロースシートの浸漬時間は１５分で十分である。
【０１３５】
（実施例６）
本実施例では、ＢＳＡ又はＨＳＡを含む被検体液に代えて、ＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体を含む被検体液が使用される。すなわち、本実施例では、感応物質を吸着材に直接吸着させる。ＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体を含む被検体液へのセルロースシートの浸漬時間は６０分である。なお、本実施例では、被検体液に含まれるＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体が感応物質そのものであるので、上記の実施形態におけるブロッキング液への浸漬及びそれに引き続くＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体を含む溶液への浸漬は行われず、ＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体を含む被検体液へのセルロースシートの浸漬時間の経過後に発色反応が行われる。
ＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体を吸着材に直接吸着させた場合の吸光度は、ＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体の濃度が５ｎｇ／ｍｌ以上２５０ｎｇ／ｍｌ以下である範囲において、ＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体の濃度に正の相関を有する。ＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体が吸着された吸着材に関する１次近似式の相関係数は０．９５であり、高い濃度相関性が確認された。
【０１３６】
図２６は、実施例６における吸光度を示すグラフである。図２６における横軸は、感応物質であるＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体の濃度を示す。図２６における縦軸は、吸光度の大きさを示す。
【０１３７】
本実施例によれば、ＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体もＢＳＡと同様に吸着材に物理吸着される。この結果から、セルロースシートからなる吸着材は３ｍｍφ（約０．３２ｍｍ２）でも、吸光度測定を行うのに十分な量のタンパクを物理吸着する素材であることが示された。これは、カルボキシル基や水酸基、エーテル構造のような負電荷を持つ構造が純粋なセルロースに多く含まれているために、正電荷を持つタンパクを強く吸着するものと推察される。
【０１３８】
なお、ＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体もＢＳＡと同様に吸着材に物理吸着されるので、ブロッキング液にセルロースシートを浸漬する工程において吸着材に対するＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体の非特異的結合を防ぐことが、分析対象物の濃度測定の精度を高める効果を奏することが示唆される。
【０１３９】
（実施例７）
本実施例では、上記実施形態に開示された溶液成分センサと上記実施形態に開示された吸着材を使用して、電圧変化の検出を利用した分析対象物の濃度測定を行った例が示される。
【０１４０】
本実施例における吸着材は、上記の実施例１と同様に、セルロースシートである。また、吸着材に対するＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体の吸着は、上記の実施例６と同様に行われた。すなわち、本実施例は、セルロースシートにＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体が直接吸着された例である。
本実施例では、上記の実施例１から実施例６までとは異なり、発色液ではなく、上記の実施形態に開示された液性試薬が使用される。具体的には、液性試薬は、フェリシアン化カリウム（Ｋ３［Ｆｅ（III）（ＣＮ）６］）水溶液（１×１０−３ｍｏｌ／Ｌ）に過酸化水素水（０．３％）を１：１で希釈したものである。
【０１４１】
本実施例における操作手順について以下に示す。
まず、携帯型センサ電圧測定器の子機に溶液成分センサが取り付けられる。続いて、ＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体の吸着が行われたセルロースシートが、溶液成分センサの各ウェルに１つずつ収容される。本実施例では、ＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体を含む液体に浸漬される工程を経た５つのセルロースシートが、同時に測定される５つのウェルに１つずつ収容される。
【０１４２】
さらに、液性試薬５μＬが各ウェルに例えば手作業によって収容される。たとえば、操作者は、子機の電源がオフで電極対に通電されていない状態で液性試薬５μＬを各ウェルに収容する。液性試薬が収容されてから約１５秒後に電極対への通電が開始され、同時に、電圧測定が開始される。電圧の測定は１０秒間行われる。本実施例では、電圧の測定の開始から５００ｍｓごとに電圧を測定して検出電圧Ｖｏｕｔの変化を記録した。
【０１４３】
携帯型センサ電圧測定器の親機に接続されたコンピュータによる検出電圧Ｖｏｕｔの解析は、以下のように行われる。
まず、５つの電極対から得られた１０秒間の検出電圧Ｖｏｕｔの平均値が、コンピュータによって検出電圧値としてそれぞれ算出される。続いて、５つの電極対から得られた５つの検出電圧値の中から、最大値、最小値を示した電極対のデータを除き、残り３つの電極対における検出電圧値の平均値がセンサ電圧として算出される。
【０１４４】
図２７は、実施例７におけるセンサ電圧を示すグラフである。図２７における横軸は、感応物質であるＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体の濃度を示す。図２７における縦軸は、センサ電圧の大きさを示す。
【０１４５】
本実施例によれば、センサ電圧は、抗体の濃度が５ｎｇ／ｍｌ以上２５０ｎｇ／ｍｌ以下である範囲において、ＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体の濃度と正の相関を有する。ＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体が吸着されたセルロースシートに関する１次近似式の相関係数は０．９８である。すなわち、ＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体の濃度とセンサ電圧との間に高い濃度相関性が確認された。
【０１４６】
（実施例８）
本実施例では、上記の実施例７においてセンサ電圧の測定に使用されたセルロースシートを用いて、上記の実施例６と同様の方法で吸光度が測定された。
【０１４７】
図２８は、実施例８における吸光度を示すグラフである。図２８における横軸は、感応物質であるＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体の濃度を示す。図２８における縦軸は、吸光度の大きさを示す。
【０１４８】
本実施例によれば、上記の実施例７においてセンサ電圧の測定に使用されたセルロースシートを吸光度測定に用いた場合の吸光度は、抗体の濃度が５〜２５０ｎｇ／ｍｌの範囲である範囲において、ＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体の濃度と正の相関を有する。ＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体が吸着されたセルロースシートに関する１次近似式の相関係数は０．９９である。すなわち、ＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体の濃度と吸光度との間に高い濃度相関性が確認された。
【０１４９】
なお、本実施例における吸光度の最大値は０．１である。本実施例における吸光度の最大値は、吸光度の検出限界（最小感度）である０．０４を上回っている。
上記の実施例７及び本実施例によれば、吸着材にＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体を吸着させた場合におけるＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体の濃度に関して、センサ電圧と吸光度とは互いに同様の傾向を示すことが確認された。
【０１５０】
（実施例９）
本実施例では、上記の実施例７におけるセンサ電圧の測定と同様の方法によって、上記の実施例１に記載の標識済みシートを用いてセンサ電圧の測定が行われる。
【０１５１】
図２９は、実施例９においてＢＳＡが吸着材に吸着された場合のセンサ電圧を示すグラフである。図２９における横軸は、感応物質であるＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体の濃度を示す。図２９における縦軸は、センサ電圧の大きさを示す。図３０は、実施例９においてＨＳＡが吸着材に吸着された場合のセンサ電圧を示すグラフである。図３０における横軸は、感応物質であるＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体の濃度を示す。図３０における縦軸は、センサ電圧の大きさを示す。
【０１５２】
ＢＳＡを含む被検体液に浸漬された標識済みシートを用いたセンサ電圧の測定では、ＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体の濃度が５ｎｇ／ｍｌ以上２５０ｎｇ／ｍｌ以下である範囲において、センサ電圧は、２９００ｍＶとほぼ一定となった。ＢＳＡを含む被検体液に浸漬された標識済みシートを用いたセンサ電圧の測定では、電圧測定器の検出電圧上限に近いセンサ電圧が出力されている。
【０１５３】
また、ＨＳＡを含む被検体液に浸漬された標識済みシートを用いたセンサ電圧の測定では、ＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体の濃度が５ｎｇ／ｍｌ以上２５０ｎｇ／ｍｌ以下である範囲において、センサ電圧は、２０００ｍＶから２５００ｍＶまでの範囲で、ＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体の濃度と正の相関を有する。
【０１５４】
ＢＳＡを含む被検体液に浸漬された標識済みシートを用いた場合には、ＨＳＡを含む被検体液に浸漬された標識済みシートを用いた場合よりも高いセンサ電圧が出力されている。すなわち、本実施例によれば、溶液成分センサ及び吸着材は、分析対象物の濃度を選択的に測定できることが示唆される。
【０１５５】
なお、ＨＳＡを含む被検体液に浸漬された標識済みシートを用いたセンサ電圧の測定においてＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体の濃度とセンサ電圧とが正の相関を有するのは、ＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体の濃度に相関する非特異的結合によるものと考えられる。また、上記の実施例１と本実施例との比較において、ＢＳＡ又はＨＳＡを含む被検体液に浸漬された標識済みシートを用いたセンサ電圧の測定結果によれば、本実施例の溶液成分センサ及び吸着材は、吸光度測定を利用した測定系と比較して非常に高い感度を有している。
【０１５６】
（実施例１０）
本実施例では、上記の実施例９において使用された標識済みシートを使用して、上記の実施例１と同じ方法で吸光度が測定された。
【０１５７】
図３１は、実施例１０においてＢＳＡが吸着材に吸着された場合の吸光度を示すグラフである。図３１における横軸は、感応物質であるＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体の濃度を示す。図３１における縦軸は、吸光度の大きさを示す。図３２は、実施例１０においてＨＳＡが吸着材に吸着された場合の吸光度を示すグラフである。図３２における横軸は、感応物質であるＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体の濃度を示す。図３２における縦軸は、吸光度の大きさを示す。
【０１５８】
本実施例において、ＢＳＡを含む被検体液に浸漬された標識済みシートを用いた吸光度の測定結果は、実施例１と同様の傾向を示した。本実施例において、ＨＳＡを含む被検体液に浸漬された標識済みシートを用いた吸光度の測定結果は、実施例１と同様の傾向を示した。このようにセンサ測定で使用した標識済みシートは、センサ測定後にＥＬＩＳＡ法による吸光度測定が可能である。この応用としては、センサ測定の携帯性を生かして作業者が現場でスクリーニング検査を行い、その中から選別した標識済みシートを専門機関で検査するダブルチェックが可能となる。たとえば人工透析や手術の際、器具や水に混入するグラム陰性菌由来の内毒素（エンドトキシン）量は毎回厳密に把握しなければならないが、現状では定期的なＥＬＩＳＡ検査に留まっている。医療現場でセンサ測定によって日常的にスクリーニングを行い、定期的に回収した標識済みシートを別の検査機関で行うという使い方で、安全性のダブルチェックが可能となる。また食品、薬品、化粧品等の開発現場では、製品開発段階で常にアレルゲン量を把握する必要性があるが、時間とコストの関係で現状では開発最終段階でのＥＬＩＳＡ検査に留まっている。センサ測定では、開発や生産現場で迅速、簡便にスクリーニングができ、さらに選別した標識済みシートを別の機関でＥＬＩＳＡ検査することができるため、開発コストの大幅な削減につながる。
【０１５９】
上記の実施例９では、ＢＳＡを含む被検体液に浸漬された標識済みシートを用いたセンサ電圧の測定ではセンサ電圧が高く、ＨＳＡを含む被検体液に浸漬された標識済みシートを用いたセンサ電圧の測定ではＢＳＡの場合よりもセンサ電圧が低い。このことから、上記実施形態に開示された溶液成分センサ及び吸着材を用いた測定は、分析対象物に対して特異性の高い濃度測定をすることが可能であることが明らかになった。
また、実施例９において使用された標識済みシートを使用した吸光度の測定結果（実施例１０）も、上記実施形態に開示された溶液成分センサ及び吸着材によって分析対象物に対して特異性の高い濃度測定をすることが可能であることを示している。
【０１６０】
図３３及び図３４は、実施例９及び実施例１０において得られた吸光度測定及びセンサ電圧測定の結果を基に、検出の特異性を解析したグラフを示す。
吸光度測定において、陽性試験における吸光度と陰性試験における吸光度の差が、吸光度測定における特異性と定義される。図３３は、吸光度測定における特異性を、感応物質の濃度毎に示したものである。
センサ電圧の測定において、ＢＳＡを含む被検体液に浸漬された標識済みシートを用いた測定（陽性試験）におけるセンサ電圧と、ＨＳＡを含む被検体液に浸漬された標識済みシートを用いた測定（陰性試験）におけるセンサ電圧の差が、センサ電圧測定における特異性と定義される。図３４は、センサ電圧測定における特異性を、感応物質の濃度毎に示したものである。
【０１６１】
すると、センサ電圧測定では、抗体（感応物質）の濃度が低い範囲ほど陽性試験と陰性試験におけるセンサ電圧の差（特異性）が大きくなる傾向があることが分かる（図３４参照）。
一方、吸光度測定では、抗体（感応物質）の濃度が増加するほど陽性試験と陰性試験における吸光度の差（特異性）が大きくなる傾向があることが分かる（図３３参照）。
【０１６２】
これらの結果は、感応物質の濃度が低い場合に、センサ電圧の測定は吸光度測定よりも高い特異性を有していることを示している。すなわち、これらの結果は、上記実施形態の溶液成分センサ及び吸着材を用いて行われるセンサ電圧測定は、低濃度の感応物質による分析対象物への特異的結合（本実施例の場合には抗原抗体反応）を判別可能であることを示している。
【０１６３】
（実施例１１）
本実施例では、上記の実施例１と比較して、被検体液中のＢＳＡ又はＨＳＡの濃度が異なっている。また、本実施例では、感応物質であるＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体の濃度は５００ｎｇ／ｍｌで一定である。
ＢＳＡ及びＨＳＡは、コーティングバッファーによって５ｎｇ／ｍｌ、５０ｎｇ／ｍｌ、又は２５０ｎｇ／ｍｌに希釈された状態で、被検体液として使用される。
本実施例では、上記の実施例１と同様に吸光度の測定が行われる。
【０１６４】
図３５は、実施例１１においてＢＳＡを吸着材に吸着させた場合の吸光度を示すグラフである。図３５における横軸は、ＢＳＡの濃度を示す。図３５における縦軸は、吸光度の大きさを示す。図３６は、実施例１１においてＨＳＡを吸着材に吸着させた場合の吸光度を示すグラフである。図３６における横軸は、ＨＳＡの濃度を示す。図３６における縦軸は、吸光度の大きさを示す。
【０１６５】
本実施例によれば、ＢＳＡを含む被検体液に浸漬された標識済みシートを用いた場合の吸光度は、ＢＳＡの濃度が５ｎｇ／ｍｌ以上２５０ｎｇ／ｍｌ以下である範囲において、被検体液中のＢＳＡの濃度に対して正の相関を有する。ＢＳＡが吸着された標識済みシートに関する１次近似式の相関係数は０．９５である。すなわち、ＢＳＡの濃度と吸光度との間に高い濃度相関性が確認された。これに対して、ＨＳＡが吸着された標識済みシートについて測定された吸光度は、ＨＳＡの濃度との相関は見られない。
【０１６６】
（実施例１２）
本実施例では、ＢＳＡ又はＨＳＡの濃度と吸光度及びセンサ電圧の関係が示される。
本実施例では、上記の実施例１と同様の方法によって標識済みシートが作製される。本実施例では、ＢＳＡ又はＨＳＡの濃度が低い群（０．２５ｎｇ／ｍｌ、０．５ｎｇ／ｍｌ、５ｎｇ／ｍｌ）、ＢＳＡ又はＨＳＡの濃度が中程度の群（５ｎｇ／ｍｌ、５０ｎｇ／ｍｌ、２５０ｎｇ／ｍｌ）、ＢＳＡ又はＨＳＡの濃度が高い群（５００ｎｇ／ｍｌ、５０，０００ｎｇ／ｍｌ、５００，０００ｎｇ／ｍｌ）の三群に分けて、吸光度測定及びセンサ電圧の測定が行われる。
【０１６７】
本実施例では、標識済みシートを用いた吸光度測定が最初に行われる。吸光度測定の後に、標識済みシートは蒸留水に５分間浸漬され、上記の実施例９と同様の方法でセンサ電圧の測定に使用される。
本実施例では、上記の全ての群において、ＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体（感応物質）の濃度は５００ｎｇ／ｍｌである。
【０１６８】
まず、吸光度測定の結果に関する考察を示す。
図３７は、実施例１２において低濃度のＢＳＡを吸着材に吸着させた場合の吸光度を示すグラフである。図３７における横軸は、ＢＳＡの濃度を示す。図３７における縦軸は、吸光度の大きさを示す。図３８は、実施例１２において低濃度のＨＳＡを吸着材に吸着させた場合の吸光度を示すグラフである。図３８における横軸は、ＨＳＡの濃度を示す。図３８における縦軸は、吸光度の大きさを示す。
ＢＳＡ又はＨＳＡの濃度が低い群では、ＢＳＡの場合とＨＳＡの場合との間における吸光度の差が小さく、吸光度測定による特異的な濃度測定が困難となる。
【０１６９】
図３９は、実施例１２において中濃度のＢＳＡを吸着材に吸着させた場合の吸光度を示すグラフである。図３９における横軸は、ＢＳＡの濃度を示す。図３９における縦軸は、吸光度の大きさを示す。図４０は、実施例１２において中濃度のＨＳＡを吸着材に吸着させた場合の吸光度を示すグラフである。図４０における横軸は、ＨＳＡの濃度を示す。図４０における縦軸は、吸光度の大きさを示す。
ＢＳＡ又はＨＳＡの濃度が中程度の群では、ＢＳＡの場合にＨＳＡの場合よりも吸光度が高い。ＢＳＡの濃度が中程度の群におけるＢＳＡ濃度に対する吸光度の相関係数はＲ２＝０．９５である。すなわち、ＢＳＡの濃度が中程度の場合には、吸光度測定によって精度の高い測定結果が得られた。
【０１７０】
次に、センサ電圧測定の結果に関する考察を示す。
図４１は、実施例１２において低濃度のＢＳＡを吸着材に吸着させた場合のセンサ電圧を示すグラフである。図４１における横軸は、ＢＳＡの濃度を示す。図４１における縦軸は、センサ電圧の大きさを示す。図４２は、実施例１２において低濃度のＨＳＡを吸着材に吸着させた場合のセンサ電圧を示すグラフである。図４２における横軸は、ＨＳＡの濃度を示す。図４２における縦軸は、センサ電圧の大きさを示す。
ＢＳＡ又はＨＳＡの濃度が低い群では、ＢＳＡの場合とＨＳＡの場合との間におけるセンサ電圧に有意な差が見られる。本実施例における吸光度測定の結果と比較すると、本実施例におけるセンサ電圧測定は、吸光度測定よりも検出感度に優れている。
【０１７１】
図４３は、実施例１２において中濃度のＢＳＡを吸着材に吸着させた場合のセンサ電圧を示すグラフである。図４３における横軸は、ＢＳＡの濃度を示す。図４３における縦軸は、センサ電圧の大きさを示す。図４４は、実施例１２において中濃度のＨＳＡを吸着材に吸着させた場合のセンサ電圧を示すグラフである。図４４における横軸は、ＨＳＡの濃度を示す。図４４における縦軸は、センサ電圧の大きさを示す。
ＢＳＡ又はＨＳＡの濃度が中程度の群では、ＢＳＡの場合にＨＳＡの場合よりもセンサ電圧が高い。
【０１７２】
図４５及び図４６は、抗原（ＢＳＡ及びＨＳＡ）の濃度が０．２５ｎｇ／ｍｌ以上２５０ｎｇ／ｍｌ以下の範囲にある条件におけるＢＳＡ（図４５）又はＨＳＡ（図４６）の濃度に対する吸光度を示したグラフである。図４５及び図４６における横軸はＢＳＡ及びＨＳＡの濃度を示す。図４５及び図４６における縦軸は吸光度の大きさを示す。
【０１７３】
抗原濃度が５ｎｇ／ｍｌ以下のピコオーダーの濃度範囲になると、ＢＳＡの場合とＨＳＡの場合との間の吸光度の差が小さくなり、吸光度測定では検出が困難である。ＢＳＡの濃度に対する吸光度の相関係数はＲ２＝０．５２１であり、低濃度域から中濃度域において測定精度が低いと言える。
【０１７４】
図４７及び図４８は、抗原（ＢＳＡ及びＨＳＡ）の濃度が０．２５ｎｇ／ｍｌ以上２５０ｎｇ／ｍｌ以下の範囲にある条件におけるＢＳＡ（図４７）又はＨＳＡ（図４８）の濃度に対するセンサ電圧を示したグラフである。図４７及び図４８における横軸はＢＳＡ及びＨＳＡの濃度を示す。図４７及び図４８における縦軸はセンサ電圧の大きさを示す。
【０１７５】
抗原濃度が５ｎｇ／ｍｌ以下のピコオーダーの濃度範囲では、ＢＳＡの場合とＨＳＡの場合との間のセンサ電圧に有意な差が見られる。この場合のＢＳＡの濃度に対するセンサ電圧の相関係数はＲ２＝０．８５である。これにより、溶液成分センサ及び吸着材を用いたセンサ電圧の測定は、低濃度域から中濃度域において、吸光度測定よりも測定精度が高いと言える。
【０１７６】
このように、上記実施形態の溶液成分センサ及び吸着材は、一般的なＥＬＩＳＡ測定における検出限界近傍及び検出限界以下の領域においても精度よく、高い再現性を有して分析対象物の分析を行うことができる画期的な検出系を提供することができる。
【０１７７】
（実施例１３）
本実施例では、コンピュータが取得した検出電圧Ｖｏｕｔの値に基づいて、コンピュータがセンサ電圧を算出する例が示される。
まず、溶液成分センサが電極対を１組だけ有している場合、あるいは溶液成分センサの電極対を１組だけ利用する場合には、コンピュータは、検出電圧値（１０秒間の検出電圧Ｖｏｕｔの平均値）をセンサ電圧として出力する。また、溶液成分センサが電極対を２組以上有している場合、あるいは溶液成分センサの電極対を２組以上利用する場合には、コンピュータは、複数の検出電圧値の平均値をセンサ電圧として出力する。
【０１７８】
図４９は、本実施例の説明のために、ＢＳＡを吸着材に吸着させて検出電圧値の測定を５ウェルについて行った結果を示す表である。本実施例では、ＢＳＡの濃度は、５ｎｇ／ｍｌ、５０ｎｇ／ｍｌ、及び２５０ｎｇ／ｍｌである。また、図４９におけるウェル番号は、溶液成分センサに設けられた５つのウェルにランダムに付された番号である。検出電圧値の単位はｍＶである。
図５０は、本実施例におけるセンサ電圧の算出条件と相関係数とを示す表である。図５０におけるウェル番号は、図４９におけるウェル番号と対応している。
【０１７９】
図５０に示すように、本実施例では、使用したウェルにおける５組の電極対を備えた溶液成分センサを用いて取得した５つの検出電圧値について、５つ全て利用する場合（条件１）、条件１からランダムに１つの検出電圧値を除外して他の検出電圧値を利用する場合（条件２）、条件１からランダムに２つの検出電圧値を除外して他の検出電圧値を利用する場合（条件３）、条件１からランダムに３つの検出電圧値を除外して他の検出電圧値を利用する場合（条件４）、条件１からランダムに４つの検出電圧値を除外して他の検出電圧値を利用する場合（条件５）で、ＢＳＡ濃度に対するセンサ電圧の相関係数を求めた。
図５０に示すように、利用可能なウェル（電極対）が多い方が、ＢＳＡ濃度に対するセンサ電圧の相関係数が高まる傾向がある。
【０１８０】
次に、センサ電圧を算出する別の例として、コンピュータは、３以上の検出電圧値を利用し、検出電圧値の最大値と最小値を除外して残りの検出電圧値を用いてセンサ電圧を算出する。
【０１８１】
たとえば、３つの検出電圧値を用いる場合には、コンピュータは、検出電圧値の最大値と最小値を除外して残りの検出電圧値をセンサ電圧として出力する。
また、４つ以上の検出電圧値を用いる場合には、コンピュータは、検出電圧値の最大値と最小値を除外して残りの検出電圧値の平均値をセンサ電圧として出力する。
【０１８２】
図５０に示すように、本実施例では、５組の電極対を備えた溶液成分センサを用いて取得した５つの検出電圧値について、５つ全て利用する場合（条件６）、条件１からランダムに１つの検出電圧値を除外して他の検出電圧値を利用する場合（条件７）、条件１からランダムに２つの検出電圧値を除外して他の検出電圧値を利用する場合（条件８）で、ＢＳＡ濃度に対するセンサ電圧の相関係数を求めた。
【０１８３】
条件６は、５つの検出電圧値を利用するが、センサ電圧の算出のために平均される検出電圧値の数は３つである。上記の条件３は、３つの検出電圧値の平均をセンサ電圧としているので、条件６は条件３と対応する。ここで、条件６における相関係数は、条件３における相関係数よりも高い。同様に、条件７は条件４と対応するが、条件７における相関係数は、条件４における相関係数よりも高い。また、条件８は条件５と対応するが、条件８における相関係数は、条件５における相関係数よりも高い。このように、複数の検出電圧値から最大値及び最小値を除外することによって、相関係数を高めることができる。
【０１８４】
条件６，７，８における相関係数を比較すると、条件６，７における相関係数が特に高い。すなわち、複数の検出電圧値から最大値及び最小値を除外した後に複数の他の検出電圧値がある条件では、相関係数を高めることができる。
【０１８５】
上記実施形態の溶液成分センサのようなバイオセンサの電極の表面は空気中にさらされているので、ナノレベルで考察すると、電極の表面に有機物による汚染があったり、電極の表面において酸化が進行していたりする場合がある。また、検出電圧値の測定時に電極の表面に電解質溶液が接するので、このような測定初期の電極電位の違いが、検出電圧値に大きく影響する。これに対して、上記実施形態及び上記各実施例の溶液成分センサは、５個の電極対を用いて独立した測定を同時に行うことができるので、個別の電極対に関して検出電圧値を変動させる要因がある場合にも、最終的に出力されるセンサ電圧は分析対象物の濃度を高精度に反映することができる。
【０１８６】
（実施例１４）
本実施例では、吸着材に吸着させる分析対象物としてＨＳＡが使用され、ＨＳＡを使用する例に対応する対照実験としてＢＳＡが使用される点で上記の実施例１と異なっている。さらに、本実施例では、感応物質の組成が上記の実施例１と異なっている。
ＢＳＡ又はＨＳＡを含む被検体液は、炭酸水素ナトリウム／リン酸緩衝液（上記のコーティングバッファーである）を用いて上記のＢＳＡ又はＨＳＡを希釈した溶液からなる。
ＢＳＡ及びＨＳＡは、コーティングバッファーによって０．２５ｎｇ／ｍｌ、０．５ｎｇ／ｍｌ、５ｎｇ／ｍｌ、５０ｎｇ／ｍｌ、又は２５０ｎｇ／ｍｌに希釈された状態で、被検体液として使用される。
【０１８７】
本実施例において使用される感応物質は、分析対象物を抗原として特異的に認識する一次抗体と、一次抗体に特異的な酵素標識二次抗体とを含んでいる。
【０１８８】
一次抗体は、ＨＳＡに特異的に結合する抗ＨＳＡマウスＩｇＧモノクローナル抗体である。一次抗体は、ＰＢＳによって２５０ｎｇ／ｍｌに希釈されて使用される。
【０１８９】
二次抗体は、ＨＲＰによって標識され、上記の抗ＨＳＡマウスＩｇＧモノクローナル抗体に特異的に結合するＨＲＰ標識化抗マウスＩｇＧヤギポリクローナル抗体である。二次抗体は、ＰＢＳによって２５０ｎｇ／ｍｌに希釈されて使用される。
【０１９０】
本実施例における操作手順について説明する。
ＨＳＡを含む被検体液１ｍＬが第一の吸着材（セルロースシート）に滴下され、ＢＳＡを含む被検体液１ｍＬが第二の吸着材（セルロースシート）に滴下される。これにより、被検体液に各セルロースシートが浸漬される。被検体液に浸漬されたセルロースシートは、３７℃で１５分間インキュベート（静置）される。これにより、ＢＳＡ又はＨＳＡは、吸着材であるセルロースシート上に物理吸着によって保持される。
【０１９１】
インキュベートの後、被検体液は取り除かれ、ブロッキング液として５％スキムミルク／ＰＢＳＴ溶液１ｍＬが各セルロースシートに滴下される。これにより、ブロッキング液に各セルロースシートが浸漬される。ブロッキング液に浸漬されたセルロースシートは、３７℃で１５分間インキュベート（静置）される。
【０１９２】
ブロッキング液を用いたインキュベートの後、ブロッキング液は取り除かれ、ＨＳＡに特異的に結合する一次抗体がＰＢＳによって２５０ｎｇ／ｍｌに希釈された溶液１ｍＬがセルロースシートに滴下される。これにより、一次抗体を含む溶液に各セルロースシートが浸漬される。一次抗体を含む溶液に浸漬されたセルロースシートは、室温（２０℃）で１５分間インキュベート（静置）される。一次抗体を含む溶液にセルロースシートが浸漬された状態でインキュベートされると、セルロースシートに物理吸着されたＨＳＡに一次抗体が特異的に結合する。また、一次抗体はＢＳＡへの結合能が低いので、セルロースシートに物理吸着されたＢＳＡへの一次抗体の結合は少ない。
【０１９３】
一次抗体を含む溶液を用いたインキュベートの後、一次抗体を含む溶液は取り除かれ、二次抗体がＰＢＳによって２５０ｎｇ／ｍｌに希釈された溶液１ｍＬがセルロースシートに滴下される。これにより、二次抗体を含む溶液に各セルロースシートが浸漬される。二次抗体を含む溶液に浸漬されたセルロースシートは、室温（２０℃）で１５分間インキュベート（静置）される。
【０１９４】
二次抗体を含む溶液を用いたインキュベートの後、実施例１と同様に、発色反応及び吸光度の測定が行われる。本実施例では、セルロースシート上に二次抗体が存在していれば、発色反応が起こる。発色反応における吸光度は、セルロースシート上の二次抗体の量と相関する。二次抗体は、一次抗体を介して抗原（ＨＳＡ）に特異的に結合するので、発色反応における吸光度はセルロースシート上に物理吸着された抗原の量と相関する。
【０１９５】
本実施例における一次抗体及び二次抗体を用いた方法は、分析対象物を物理吸着させたセルロースシートに対して、一次抗体を分析対象物に特異的に吸着させる一段階目の吸着工程と、二次抗体を一次抗体に特異的に吸着させる二段階目の吸着工程とを含む２段階吸着法である。これに対して、上記の実施例１及び実施例１２におけるＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体を用いた方法は、分析対象物を物理吸着させたセルロースシートを使用し、標識済み抗体を分析対象物に特異的に吸着させる吸着工程を含む１段階吸着法である。
【０１９６】
図６４は、実施例１４においてＨＳＡを吸着材に吸着させた場合の吸光度を示すグラフである。図６４における横軸は、ＨＳＡの濃度を示す。図６４における縦軸は、吸光度の大きさを示す。図６５は、実施例１４においてＢＳＡを吸着材に吸着させた場合の吸光度を示すグラフである。図６５における横軸は、ＢＳＡの濃度を示す。図６５における縦軸は、吸光度の大きさを示す。
【０１９７】
図６４に示すように、本実施例における分析対象物であるＨＳＡの濃度と、発色反応による吸光度とは、正の相関を有している。ＨＳＡの濃度に対する吸光度の相関係数はＲ２＝０．６９７１であった。すなわち、本実施例では、ＨＳＡの濃度と吸光度との間に高い濃度相関性が確認された。図６５に示すように、本実施例における対照実験として使用されたＢＳＡの濃度に対する吸光度の相関係数はＲ２＝０．５４６９であり、ＨＳＡの場合よりも低かった。すなわち、本実施例では、分析対象物に対して高い特異性を有して濃度測定をすることができる。
【０１９８】
また、本実施例では、吸光度の測定の後に、吸光度の測定が終了したセルロースシートを用いて、実施例１と同様にセンサ電圧の測定が行われた。
図６６は、実施例１４においてＨＳＡを吸着材に吸着させた場合のセンサ電圧を示すグラフである。図６６における横軸は、ＨＳＡの濃度を示す。図６６における縦軸は、センサ電圧の大きさを示す。図６７は、実施例１４においてＢＳＡを吸着材に吸着させた場合のセンサ電圧を示すグラフである。図６７における横軸は、ＢＳＡの濃度を示す。図６７における縦軸は、センサ電圧の大きさを示す。
【０１９９】
図６６に示すように、本実施例における分析対象物であるＨＳＡの濃度とセンサ電圧とは、正の相関を有している。ＨＳＡの濃度に対するセンサ電圧の相関係数はＲ２＝０．８９９０であった。すなわち、本実施例では、ＨＳＡの濃度とセンサ電圧との間に高い濃度相関性が確認された。図６７に示すように、本実施例における対照実験として使用されたＢＳＡの濃度に対するセンサ電圧の相関係数はＲ２＝０．８２１１であり、ＨＳＡの場合よりも低かった。
【０２００】
本実施例における２段階吸着法における上記の測定結果と、実施例１における１段階吸着法を用いた実施例１２の測定結果とを比較して本実施例の２段階吸着法について説明する。図６７と図６８で、ＨＳＡならびにＢＳＡが同濃度の条件における電圧値の差は、抗原濃度０．２５ｎｇ／ｍｌでは６８４ｍＶ、抗原濃度０．５ｎｇ／ｍｌでは５８６ｍＶ、抗原濃度５ｎｇ／ｍｌでは５８６ｍＶ、抗原濃度５０ｎｇ／ｍｌでは５６６ｍＶ、抗原濃度２５０ｎｇ／ｍｌでは５４０ｍＶであり、低い抗原濃度の測定領域でも大きな検出電圧差が得られた。これに対し、図４７と図４８で抗原にＨＳＡならびにＢＳＡを用い、１次抗体である抗ＢＳＡ標識化抗体で反応させたセルロースシートを用いたセンサ測定例（１段階吸着法：この場合はＢＳＡが陽性、ＨＡＳが陰性）では、ＨＳＡならびにＢＳＡが同濃度の条件における電圧値の差は、抗原濃度０．２５ｎｇ／ｍｌでは１９６ｍＶ、抗原濃度０．５ｎｇ／ｍｌでは１５５ｍＶ、抗原濃度５ｎｇ／ｍｌでは２２０ｍＶ、抗原濃度５０ｎｇ／ｍｌでは３２２ｍＶ、抗原濃度２５０ｎｇ／ｍｌでは４７６ｍＶであり、抗原濃度が低濃度になる程、両者の電圧差が小さくなる。
すなわち、本実施例の２段階吸着法では、実施例１に示す１段階吸着法によって調製されたセルロースシートを用いた実施例１２の測定結果と比較して、分析対象物に対して高い特異性を有して濃度測定をすることができる。
【０２０１】
本実施例による分析対象物の濃度測定は、一次抗体及び二次抗体を使用するサンドイッチ法で分析対象物が標識されるので、濃度測定の精度や再現性が高い。
【０２０２】
なお、参考として、上記の実施例と異なる構成又は方法によって分析対象物の濃度測定を行った比較例を以下に示す。
【０２０３】
（比較例１）
本比較例では、上記実施形態の吸着材を使用せずに分析対象物の濃度を測定する例が示される。図５１は、比較例１におけるＢＳＡの濃度と吸光度との関係を示すグラフである。図５１における横軸はＢＳＡの濃度を示す。図５１における縦軸は吸光度の大きさを示す。図５２は、比較例１におけるＨＳＡの濃度と吸光度との関係を示すグラフである。図５２における横軸はＨＳＡの濃度を示す。図５２における縦軸は吸光度の大きさを示す。
【０２０４】
市販のプラスチック製マイクロプレートに抗原（ＢＳＡ又はＨＳＡ）が物理吸着され、マイクロプレート内でＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体が添加される。抗原の濃度は、０．７８μｇ／ｍｌ以上５０μｇ／ｍｌ以下の範囲にある。本比較例では、抗原濃度は０．７８μｇ／ｍｌ、１．５６μｇ／ｍｌ、３．１３μｇ／ｍｌ、６．２５μｇ／ｍｌ、１２．５μｇ／ｍｌ、２５μｇ／ｍｌ、５０μｇ／ｍｌである。
【０２０５】
本比較例では、ＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体が添加されたマイクロプレートに発色剤が添加され、呈色した溶液の吸光度がマイクロプレートリーダーによって測定される。すなわち、本比較例は、一般的なＥＬＩＳＡ法である。
なお、ブロッキング液、発色剤ならびに各々の希釈液は実施例１と同じものである。
【０２０６】
本比較例における操作手順について説明する。
まず、マイクロプレートの各ウェルに抗原溶液が１５０μＬづつ分注される。抗原溶液が分注されたマイクロプレートは、３７℃で６０分間インキュベートされる。インキュベートの終了後、マイクロプレート内の液体が廃棄され、さらに、マイクロプレートの各ウェルはＰＢＳＴによって数回すすぎ洗いされる。
【０２０７】
すすぎ洗いの後、マイクロプレートの各ウェルにブロッキング液が１５０μＬづつ分注される。ブロッキング液が分注されたマイクロプレートは、室温２０℃で６０分間インキュベートされる。ブロッキング後のマイクロプレートは、ＰＢＳＴで数回すすぎ洗いされる。
【０２０８】
ブロッキング及びすすぎ洗いの後、マイクロプレートの各ウェルに、感応物質（ＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体）を含む液体が１５０μＬづつ分注される。その後、マイクロプレートは、室温２０℃で６０分間インキュベートされる。インキュベートの間、ウェル内で抗体抗原反応が起こっている。インキュベートの終了後、マイクロプレートはＰＢＳＴで数回すすぎ洗いされる。
【０２０９】
抗原抗体反応及びすすぎ洗いの終了後、マイクロプレートの各ウェルに発色液が１５０μＬづつ添加される。その後、マイクロプレートは、室温２０℃で１０分間インキュベートされる。この間にウェル内では発色反応が起こっている。
【０２１０】
発色反応のためのインキュベートの終了後、発色液の入ったマイクロプレートは、マイクロプレートリーダーに取り付けられ、吸光度測定が行われる。
【０２１１】
比較例１の結果から、陽性抗原（ＢＳＡ）濃度を変化させたマイクロプレートでは吸光度は抗原濃度に依存しているが、陰性抗原（ＨＳＡ）では依存性は見られない。陽性反応においては１次近似式の相関係数は０．９５であり、高い濃度相関性が確認された。
【０２１２】
しかしながら、比較例１では、６．２５μｇ／ｍｌ未満の抗原では検出限界を下回った。また、比較例１では、吸光度測定が可能となるまでに必要な調製時間３時間であった。
【０２１３】
（比較例２）
本比較例では、上記の実施例３と比較して、ブロッキング工程を省いた点が異なっている。被検体液に吸着材を浸漬する時間及び感応物質を含んだ液体に吸着材を浸漬する時間は、ともに６０分間である。図５３は、比較例２におけるＢＳＡの濃度と吸光度との関係を示すグラフである。図５３における横軸は感応物質であるＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体の濃度を示す。図５３における縦軸は吸光度の大きさを示す。図５４は、比較例２におけるＨＳＡの濃度と吸光度との関係を示すグラフである。図５４における横軸は感応物質であるＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体の濃度を示す。図５４における縦軸は吸光度の大きさを示す。
【０２１４】
本比較例では、陽性抗原（ＢＳＡ）、陰性抗原（ＨＳＡ）のいずれを吸着させた吸着材においても、その吸光度はＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体の濃度に依存している。本比較例によれば、上記の実施例３におけるブロッキングの工程は、陽性抗原（ＢＳＡ）に対する特異性を高めることができる。
【０２１５】
すなわち、被検体液に対する吸着材の浸漬後、この吸着材を感応物質に接触させる前に、ブロッキング剤を吸着材に接触させることによって、吸着材への感応物質の非特異的吸着を低く抑えて濃度測定の精度を高めることができる。
【０２１６】
（比較例３）
本比較例では、吸着材であるセルロースシートの表面が、アミノシランカップリング法で化学修飾されている。本比較例では、アミノシランカップリング法で化学修飾されたセルロースからなる吸着材を用いて、上記の実施例６と同様の操作を行った。図５５は、比較例３における感応物質の濃度と吸光度との関係を示すグラフである。図５５における横軸は感応物質であるＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体の濃度を示す。図５５における縦軸は吸光度の大きさを示す。
その結果、本比較例では、１次近似式の相関係数は０．９０であり、上記の実施例６における相関係数よりもわずかに小さい。これは、正電荷を持つアミノ基とＢＳＡの静電的な反発のため、結果としてＢＳＡの吸着現象が阻害されたと推察される。
【０２１７】
なお、分析対象物がＢＳＡでない場合には、アミノシランカップリング法で化学修飾されたセルロースからなる吸着材により精度及び再現性の高い濃度測定が可能となる場合がある。たとえば、アミノシランカップリング法で化学修飾されたセルロース表面は、アミノ基の塩基性（電子供与性）に対して酸性物質（電子受容性）の高い組み合わせで、化学吸着が生じることが予想される。この性質を利用して電子受容性の物質を表面に吸着させることができる。例えば核酸、ＤＮＡ、錯体化合物や、ｐＨの調製等で表面が正電荷を帯びたタンパク、細胞、組織などでは、表面が修飾されていないセルロースと比較してアミノシランカップリング法で化学修飾されたセルロースの方が吸着能が高い場合がありうる。
【０２１８】
（比較例４）
本比較例では、上記の実施例７と同様の方法で、液性試薬に含まれるＫ３［Ｆｅ（III）（ＣＮ）６］水溶液の濃度を、１×１０−３ｍｏｌ／Ｌから１×１０−２ｍｏｌ／Ｌへと１０倍増加させた。図５６は、比較例４における感応物質の濃度とセンサ電圧との関係を示すグラフである。図５６における横軸は感応物質であるＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体の濃度を示す。図５６における縦軸はセンサ電圧の大きさを示す。
【０２１９】
本比較例では、上記の実施例７の結果と同様、センサ電圧は抗体の濃度に依存した。また、ＨＲＰ修飾化抗ＢＳＡ抗体の濃度が５ｎｇ／ｍｌ以上２５０ｎｇ／ｍｌ以下の範囲である場合において、ＢＳＡ濃度に対するセンサ電圧の１次近似式の相関係数は０．８９であり、上記の実施例７における相関係数よりも低い。すなわち、液性試薬の組成には適正範囲があることが確認された。なお、液性試薬に含まれるＫ３［Ｆｅ（III）（ＣＮ）６］水溶液の濃度が１×１０−２ｍｏｌ／Ｌを超えて極端に高い場合には、電気分解による電極の劣化が進行し計測困難となる可能性が考えられる。すなわちセンサ電圧の良好な検出のためには、液性試薬の組成に上限があるとことが示唆される。
【０２２０】
（比較例５）
本比較例では、上記の実施例９と比較して、液性試薬に代えて蒸留水を溶液成分センサのウェルに添加した点が異なっている。図５７は、比較例５においてＢＳＡが吸着材に吸着された場合における感応物質の濃度とセンサ電圧との関係を示すグラフである。図５７における横軸は感応物質であるＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体の濃度を示す。図５７における縦軸はセンサ電圧の大きさを示す。図５８は、比較例５においてＨＳＡが吸着材に吸着された場合における感応物質の濃度とセンサ電圧との関係を示すグラフである。図５８における横軸は感応物質であるＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体の濃度を示す。図５８における縦軸はセンサ電圧の大きさを示す。
【０２２１】
本比較例では、陽性抗原（ＢＳＡ）、ならびに陰性抗原（ＨＳＡ）のどちらを保持したセルロースシートが使用された場合であっても、ＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体の濃度とセンサ電圧との間に正の相関は見られなかった。また、本比較例では、ＢＳＡとＨＡＳでのセンサ電圧の差も見られなかった。
【０２２２】
本比較例と上記の実施例９とによれば、液性試薬の添加によってウェル内で酸化還元反応を生じさせて電極対との間で電子の授受を媒介することによって、陽性抗原（ＢＳＡ）を介して吸着材に結合したＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体の数（すなわち陽性抗原の数）に応じて検出電圧値を劇的に変化させ、この変化をセンサ電圧の変化として検出できることが確認された。
【０２２３】
（比較例６）
本比較例では、上記の比較例３と同様の方法で市販の９６穴プラスチック製プレートに抗原（ＢＳＡ又はＨＳＡ）を物理吸着で保持し、これに酵素標識化抗体を反応させた後、発色液で溶液を呈色させた。この溶液をマイクロプレートリーダーで吸光度測定し、検量線を得た。本比較例が上記の比較例３と異なる点は、本比較例では、上記の実施例１１と同様に、抗原（ＢＳＡ又はＨＳＡ）の濃度に関して複数の濃度（５ｎｇ／ｍｌ、５０ｎｇ／ｍｌ、２５０ｎｇ／ｍｌ）のそれぞれについて吸光度の測定が行われている点である。また、本比較例では、上記の実施例１１と同様に、ＨＲＰ標識化抗ＢＳＡ抗体の濃度は５００ｎｇ／ｍｌである。
【０２２４】
図５９は、比較例６におけるＢＳＡの濃度と吸光度との関係を示すグラフである。図５９における横軸は、ＢＳＡの濃度を示している。図５９における縦軸は、吸光度の大きさを示している。図６０は、比較例６におけるＨＳＡの濃度と吸光度との関係を示すグラフである。図６０における横軸は、ＨＳＡの濃度を示している。図６０における縦軸は、吸光度の大きさを示している。
【０２２５】
本比較例では、陽性抗原（ＢＳＡ）ならびに陰性抗原（ＨＳＡ）のどちらも発色反応は観測されずバックグラウンドレベルであった。また、抗原の濃度と吸光度との間に正の相関は見られなかった。本比較例では、９６穴プラスチック製プレートのウェルにおけるプラスチック材料表面が官能基に乏しく、かつウェル内面の面積が小さいので、ＢＳＡやＨＳＡ等のタンパク分子が吸着平衡に到達するためには長い時間を要する。
【０２２６】
これに対し、上記の実施例１１に示すように、吸着材を使用した場合には、被検体液にわずか１５分間浸漬するだけで、その後の感応物質の結合（抗原抗体反応）に十分な量の抗原が吸着材に吸着される。これはセルロースが水酸基、カルボキシル基等の電気陰性度の高い官能基を有する材料であるため、正電荷を持つタンパクとの静電的な相互作用により、短時間で吸着平衡に達するものと推察される。
【０２２７】
このように、本比較例と上記の実施例１１とによれば、吸着材を使用することによって、濃度測定の精度及び再現性を高めることができる。
【０２２８】
以上、本発明の実施形態及び実施例について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【０２２９】
例えば、吸着材は、ウェル７の内部に収容可能であれば、ウェル内のどの位置に配置されてもよい。たとえば、吸着材は、図４に示すように電極対に接触していてもよいし、図６１から図６３に示すように電極対に接触していなくてもよい。たとえば、吸着材は、図６１に示すように基板に接触していてもよいし、基板に接触していなくてもよい。また、たとえば、吸着材は、図６２に示すように、液性試薬中で浮遊した状態となっていてもよいし、液性試薬に浮かんだ状態でもよい。
【０２３０】
また、吸着材は、基板の板厚方向から見たときのウェルの外形の外側にはみ出す形状であって図６３に示すようにウェルを覆うようになっていてもよい。この場合、吸着材と電極対との間の空間が液性試薬によって満たされた状態で使用されることが特に好ましい。
【０２３１】
また、上記実施形態では、感応物質として酵素標識抗体が例示されているが、感応物質を用いた反応系として、アビジンとビオチンの特異的結合、錯体と配位子の結合、相補関係にあるＤＮＡや核酸類等の結合等を利用してもよい。
【０２３２】
また、溶液成分センサに配置する電極対の数が多すぎると、吸着材を最初のウェルに入れる作業の開始から吸着材を最後のウェルに入れ終わるまでの時間や、各ウェルに液性試薬を入れる時間などの影響を受けてばらつきが増加することがありうる。このため、各ウェルに同時に吸着材を収容するための治具や、各ウェルに同時に同量の液性試薬を供給するための供給装置等が用いられてもよい。一例として、ウェルの配置は、マルチチャンネルピペットのピペットチップの間隔と同じ間隔をあけて複数のウェルが配置されていると、微量の液性試薬を複数のウェルに同時に注入することができる。この場合、公知の８連ピペットや１２連ピペットの利用より、８ウェルの同時測定や１２ウェルの同時測定を精度よくおこなうことができる。
【０２３３】
また、上記実施形態において、５つの電極対を用いて得られた５つの検出電圧値から最大値と最小値を除いた残りの検出電圧値の平均をセンサ電圧として算出することに代えて、５つの電極対を用いて得られた５つの検出電圧値に明らかに異常値を示すものを除外したうえでさらに最大値と最小値を除外し、その後に残った複数の検出電圧値の平均をセンサ電圧として算出することもできる。この場合の明らかな異常値とは、配線部の断線は電極対の短絡によって生じる低電圧や高電圧が想定される。たとえば５つの電極対を使用する場合には、５つの電極対及び配線部のうちの１つに上記の断線や短絡があった場合にも、残りの４つの電極対及び配線部が正常であれば、高精度の測定をすることができる。
【符号の説明】
【０２３４】
１  溶液成分分析キット
２  溶液成分センサ
３  基板
４  電極対
４Ａ  電極
４Ａｘ  辺部
４Ｂ  電極
４Ｂｘ  辺部
７  ウェル
７Ａ  壁部
８  配線部
９  絶縁膜
１０  流動体保持空間
１１  吸着材
１２  感応物質
１３  酵素
１４  一次抗体
１５  酵素標識二次抗体
１６  液性試薬
１００  溶液成分分析システム
１０１  測定系装置（溶液成分分析装置）
１０２  測定系回路
１０３  電圧計測部
１０４  差動増幅回路
１０５  センサ感度調節用可変抵抗
１０６  電流計測部
１０７  電源部
１０８  コンピュータ
１０９  表示部
１１０  記録部
【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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【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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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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