(57)【要約】  １以上のアナライトをアッセイする装置であって、電極と、光学検出用手段と、電気化学検出用手段とを備え、電極を介してアナライトに電場が印加されたとき、前記電極が前記アナライトの輸送を促進することができるようになっており；前記電気化学検出用手段が電極を使用し；前記光学検出用手段が電極を使用し；誘電泳動を行うようになっている装置を提供する。アナライトの輸送を促進し、前記アナライトの光学的性質を検出し、且つ前記アナライトの電気化学的性質を検出するための本発明の装置の使用を更に提供する。また、１以上のアナライトをアッセイする方法であって、アナライトの輸送を促進する工程と、前記アナライトの光学的測定を実施する工程と、前記アナライトの電気化学的測定を実施する工程とを含み、本発明の装置を使用する方法を提供する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
１以上のアナライトをアッセイするための装置であって、
（ａ）電極と、
（ｂ）光学検出用手段と、
（ｃ）電気化学検出用手段と、
を備え、
前記電極を介して前記アナライトに電場が印加されたとき、前記電極が前記アナライトの輸送を促進することができるようになっており；前記電気化学検出用手段が前記電極を使用し；前記光学検出用手段が前記電極を使用し；誘電泳動を行うようになっていることを特徴とする装置。
【請求項２】
電極が、光透過性材料を含む請求項１に記載の装置。
【請求項３】
光透過性材料が、ＩＴＯである請求項２に記載の装置。
【請求項４】
アナライトを電極に結合させる、前記アナライトの光学的性質を検出する、及び前記アナライトの電気化学的性質を検出するのに好適である請求項１から３のいずれかに記載の装置。
【請求項５】
光学検出と電気化学検出とを同時に又は連続して実施できる請求項４に記載の装置。
【請求項６】
電極が捕捉プローブを更に備え、前記捕捉プローブがアナライトと反応して前記電極上に前記アナライトを捕捉することができる請求項１から５のいずれかに記載の装置。
【請求項７】
サンプル中のアナライトの存在又は欠如を検出する、前記サンプル中の前記アナライトを精製する、前記サンプル中の前記アナライトを単離する、又は前記サンプル中の前記アナライトを選別するのに好適である請求項１から６のいずれかに記載の装置。
【請求項８】
サンプル中のアナライトの存在を検出し、任意的に前記アナライトを定量するのに好適である請求項１から７のいずれかに記載の装置。
【請求項９】
少なくとも２つの交番電場を印加するようになっており、その少なくとも１つの交番電場が、アナライトに結合することができる電極又は捕捉プローブとサンプルとの少なくともいずれかに影響を与える複数のパルスを含む請求項１から８のいずれかに記載の装置。
【請求項１０】
少なくとも２つの交番電場が同時に又は連続して印加される請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
各交番電場の周波数、パルス持続期間、及びパルス立ち上がり時間の組み合わせが、他の全ての交番電場の周波数、パルス持続期間、及びパルス立ち上がり時間の組み合わせのいずれとも異なる請求項９又は１０に記載の装置。
【請求項１２】
第１の交番電場の周波数が、１Ｈｚ〜１０９Ｈｚである請求項９から１１のいずれかに記載の装置。
【請求項１３】
第１の交番電場の電場強度が、１０ｋＶ／ｍ〜１００ＭＶ／ｍである請求項９から１１のいずれかに記載の装置。
【請求項１４】
第２の交番電場が、アナライトと結合相との結合を促進することができる請求項９から１３のいずれかに記載の装置。
【請求項１５】
第２の交番電場のパルス持続期間が、１０−２ｓ〜１０−８ｓである請求項９から１４のいずれかに記載の装置。
【請求項１６】
第２の交番電場のパルス立ち上がり時間が、１０−８ｓ〜１０−１０ｓである請求項９から１４のいずれかに記載の装置。
【請求項１７】
第２の交番電場の周波数が、１０２Ｈｚ〜１０９Ｈｚである請求項９から１６のいずれかに記載の装置。
【請求項１８】
第２の交番電場の電圧が、１０ｍＶ〜５Ｖである請求項９から１７のいずれかに記載の装置。
【請求項１９】
第１の交番電場及び第２の交番電場が、正弦波、矩形波、鋸歯状波、及び三角波から独立して選択される波形を有する請求項９から１８のいずれかに記載の装置。
【請求項２０】
アナライトが、細胞、タンパク質、ポリペプチド、ペプチド、ペプチド断片、アミノ酸、ＤＮＡ又はＲＮＡなどのポリヌクレオチド、オリゴヌクレオチド、ヌクレオチド、天然化学物質、合成化学物質、及び代謝産物から選択される１以上の化合物を含む請求項１から１９のいずれかに記載の装置。
【請求項２１】
アナライトが、アナライトに関連付け可能な１以上の標識で標識されており、前記標識が光学検出に好適である請求項１から２０のいずれかに記載の装置。
【請求項２２】
標識が、ナノ粒子、単一分子、化学発光酵素、及びフルオロフォアから選択される請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
標識が、分子及び原子の少なくともいずれかの集合体を含むナノ粒子である請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
ナノ粒子が、金属、金属ナノシェル、２成分金属化合物、及び量子ドットから選択される請求項２２又は２３に記載の装置。
【請求項２５】
ナノ粒子が、ＣｄＳｅ、ＺｎＳ、ＣｄＴｅ、ＣｄＳ、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、ＨｇＩ、ＺｎＴｅ、ＧａＡｓ、ＨｇＳ、ＣｄＡｓ、ＣｄＰ、ＺｎＰ、ＡｇＳ、ＩｎＰ、ＧａＰ、ＧａＩｎＰ、及びＩｎＧａＮから選択される金属化合物である請求項２２から２４のいずれかに記載の装置。
【請求項２６】
ナノ粒子が、金、銀、銅、カドミウム、セレン、パラジウム、及び白金から選択される請求項２２から２４のいずれかに記載の装置。
【請求項２７】
ナノ粒子の直径が、１００ｎｍ未満である請求項２２から２６のいずれかに記載の装置。
【請求項２８】
ナノ粒子の直径が、５ｎｍ〜５０ｎｍである請求項２７に記載の装置。
【請求項２９】
ナノ粒子の直径が、１０ｎｍ〜３０ｎｍである請求項２８に記載の装置。
【請求項３０】
各々異なるアナライトに対する１以上の標識が、異なる物理的性質を有する請求項２１から２９のいずれかに記載の装置。
【請求項３１】
物理的性質が、大きさ、形状、及び表面粗度のうちの１以上から選択される請求項３０に記載の装置。
【請求項３２】
各々異なるアナライトに対する標識が、異なる組成を有する請求項２１から３１のいずれかに記載の装置。
【請求項３３】
各々異なるアナライトに対する標識が、異なる種類である請求項２１から３２のいずれかに記載の装置。
【請求項３４】
光学検出用手段が、発光検出、吸光検出、光散乱検出、スペクトルシフト検出、表面プラズモン共鳴イメージング、全内部反射蛍光、及び吸着色素からの表面増強ラマン散乱のいずれかを実施するようになっている請求項１から３３のいずれかに記載の装置。
【請求項３５】
光学検出用手段が、発光検出を実施するようになっており、標識を励起することができる光を標識アナライトに照射し、前記標識からの発光周波数及び発光強度の少なくともいずれかを検出するように更になっている請求項３４に記載の装置。
【請求項３６】
光が、レーザー光である請求項３５に記載の装置。
【請求項３７】
光が、赤外光、可視光、及び紫外光から選択される請求項３５又は３６に記載の装置。
【請求項３８】
光が、白色光である請求項３７に記載の装置。
【請求項３９】
電気化学検出用手段が、電気化学インピーダンス分光法を実施するようになっている請求項１から３８のいずれかに記載の装置。
【請求項４０】
複数の電極を含む請求項１から３９のいずれかに記載の装置。
【請求項４１】
複数の電極が、櫛形電極構造の形態である請求項４０に記載の装置。
【請求項４２】
アナライトの輸送を促進し、前記アナライトの光学的性質を検出し、且つ前記アナライトの電気化学的性質を検出するための請求項１から４１のいずれかに記載の装置の使用。
【請求項４３】
光学検出及び電気化学検出が、同時又は連続して実施される請求項４２に記載の使用。
【請求項４４】
１以上のアナライトをアッセイする方法であって、
（ａ）アナライトの輸送を促進する工程と、
（ｂ）前記アナライトの光学測定を実施する工程と、
（ｃ）前記アナライトの電気化学測定を実施する工程と、
を含み、
請求項１から４１のいずれかに記載の装置を使用することを特徴とする方法。
【請求項４５】
アナライトの光学測定を実施する工程と、前記アナライトの電気化学測定を実施する工程とが同時又は連続して実施される請求項４４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サンプル中の１以上のアナライトをアッセイするための装置であって、電極と、光学検出用手段と、電気化学検出用手段とを備え、例えば電極の要素である捕捉プローブを介して前記アナライトが電極に結合し得るようになっている装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）薄膜は、光透過性及び導電性に優れた材料であるため、太陽電池、ガスセンサ、及びフラットパネルディスプレイを含む用途において透明電極として広く用いられている。これら膜の沈着は、典型的には、蒸着及びＤＣマグネトロンスパッタリングにより行われている。
【０００３】
ＩＴＯ膜に用いられている従来のウェットエッチング溶液は、典型的には、塩酸などのハロゲン酸を含む強酸を含んでいる（非特許文献１参照）。
【０００４】
ＩＴＯ薄膜のパターニング用のドライエッチング法についても研究されている（非特許文献２参照）。
【０００５】
標的の結合（「強制輸送」）を改善するための電極が、特許文献１〜５に記載されている。
【０００６】
ＡＣ電場誘導性誘電泳動により櫛形電極へ大きなＤＮＡ断片（プラスミド）を回収することについては、非特許文献３に記載されている。
【０００７】
電気化学検出用櫛形電極については、非特許文献４に記載されている。
【０００８】
Ｓｉｅｍｅｎｓ  ＡＧも、特許文献６において、櫛形電極を用いる電気化学インピーダンス分光法に注目している。
【０００９】
特許文献７及び非特許文献５には複合システムが記載されている。蛍光検出と生体特異的結合の電気化学的制御を同時に行うバイオセンサプラットフォームが開発され、抗体−抗原相互作用及びストレプトアビジン−ビオチン相互作用を用いて研究されている。ＴＩＲＦセルが、ＳＬＭ−Ａｍｉｎｃｏ  ＡＢ−２蛍光分光光度計と併用された。ＴＩＲＦ電気化学（ＴＩＲＦ−ＥＣ）実験では、ＴＩＲＦフローセルが３電極系と組み合わせられた。スラブ光導波路分光法は、電極表面上における電子移動反応を光学的に調べる技術である。
【００１０】
しかし、サンプル中のアナライトの輸送を促進する、前記アナライトの光学的性質を検出する、及び前記アナライトの電気化学的性質を検出するという３つの機能を実行し得る電極、又は前記電極を備える装置は未だ開示されていない。したがって、先行技術の問題点は、３つの機能全てを実行するために別個の装置が必要であるという点である。先行技術の仕組は、利便性が低いだけでなく、費用もかかり、３つの機能全てを実行するために別個の装置を操作する必要があるので時間がかかる場合もある。更に、３つの機能全てを実行するために別個の装置が必要であるので、仕組が全体として大きくなるため、これら３つの機能全てを実行し得る携帯型の装置は未だ開示されていない。これまで、１つの装置に３つの機能全てをまとめることは誰も成し遂げていない。
【００１１】
アナライト検出装置及び方法の感度及び選択性を改善する必要性に加えて、迅速、安価、且つ単純な検出装置、及びアッセイ時間の短い方法に対する必要性も増している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】国際公開第２００４１１１６４４号パンフレット
【特許文献２】国際公開第２００５０８３４４８号パンフレット
【特許文献３】特開２００５−３４５３６５号公報
【特許文献４】特開２００３−２０２３４３号公報
【特許文献５】特開２００３−１７７１２８号公報
【特許文献６】国際公開第２００４０５７０２２号パンフレット
【特許文献７】国際公開第９９０６８３５Ａ１号パンフレット
【非特許文献】
【００１３】
【非特許文献１】Ｈｕａｎｇ，Ｃ．Ｊ．，Ｓｕ，Ｙ．Ｋ．，＆  Ｗｕ，Ｓ．Ｌ．Ｔｈｅ  ｅｆｆｅｃｔ  ｏｆ  ｓｏｌｖｅｎｔ  ｏｎ  ｔｈｅ  ｅｔｃｈｉｎｇ  ｏｆ  ＩＴＯ  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ．Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｃｈｅｍｉｓｔｌｙ  ａｎｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  ８４，１４６−１５０（２００４）
【非特許文献２】Ｍｏｈｒｉ，Ｍ．，Ｋａｋｉｎｕｍａ，Ｈ．，Ｓａｋａｍｏｔｏ，Ｍ．，＆Ｓａｗａｉ，Ｈ．Ｐｌａｓｍａ−Ｅｔｃｈｉｎｇ  ｏｆ  Ｉｔｏ  Ｔｈｉｎ−Ｆｉｌｍｓ  Ｕｓｉｎｇ  Ａ  Ｃｈ４／Ｈ２  Ｇａｓｉｘｔｕｒｅ．Ｊａｐａｎｅｓｅ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｐａｒｔ２−Ｌｅｔｔｅｒｓ  ２９，Ｌ１９３２−Ｌ１９３５（１９９０）
【非特許文献３】Ｂａｋｅｗｅｌｌ  ＤＪ，Ｍｏｒｇａｎ  Ｈ．Ｄｉｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ  ｏｆ  ＤＮＡ：ｔｉｍｅ−ａｎｄ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ  ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ．ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ  Ｎａｎｏｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅ．２００６  Ｍａｒ；５（１）：１−８
【非特許文献４】Ｄａｎｉｅｌｓ，Ｊ．Ｓ．，Ｐｏｕｒｍａｎｄａ，Ｎ．，“Ｌａｂｅｌ−Ｆｒｅｅ  Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ  Ｂｉｏｓｅｎｓｏｒｓ：Ｏｐｐｏｒｔｕｎｉｔｉｅｓ  ａｎｄ  Ｃｈａｌｌｅｎｇｅｓ”，Ｅｌｅｃｔｒｏａｎａｌｙｓｉｓ，１９，２００７，１２３９−１２５７
【非特許文献５】Ａｓａｎｏｖ，Ａ．Ｎ．，Ｗｉｌｓｏｎ，Ｗ．Ｗ．，＆Ｏｄｈａｍ，Ｐ．３３．Ｒｅｇｅｎｅｒａｂｌｅ  ｂｉｏｓｅｎｓｏｒ  ｐｌａｔｆｏｒｍ：Ａ  ｔｏｔａｌ  ｉｎｔｅｒｎａｌ  ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ  ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ  ｃｅｌｌ  ｗｉｔｈ  ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ  ｃｏｎｔｒｏｌ．Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ７０，１１５６−１１６３（１９９８）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明の目的は、先行技術に関する問題及び不備を克服することにある。具体的には、本発明の目的は、効率的で、使い勝手がよく、迅速で、安価で、且つ使用が簡単なアナライトの検出装置及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の第１の態様は、１以上のアナライトをアッセイするための装置であって、
（ａ）電極と、
（ｂ）光学検出用手段と、
（ｃ）電気化学検出用手段と、
を備え、
前記電極を介して前記アナライトに電場が印加されたとき、前記電極が前記アナライトの輸送を促進することができるようになっており；前記電気化学検出用手段が前記電極を使用し；前記光学検出用手段が前記電極を使用し；誘電泳動を行うようになっている装置である。
【００１６】
本発明の別の態様は、アナライトの輸送を促進し、前記アナライトの光学的性質を検出し、且つ前記アナライトの電気化学的性質を検出するための本発明の装置の使用である。
【００１７】
本発明の更なる態様は、１以上のアナライトをアッセイする方法であって、
（ａ）前記アナライトの輸送を促進する工程と、
（ｂ）前記アナライトの光学測定を実施する工程と、
（ｃ）前記アナライトの電気化学測定を実施する工程と、
を含み、
本発明の装置を使用する方法である。
【００１８】
本発明は、電気化学検出、光学検出、及び生体分子相互作用アッセイ（例えば、ＤＮＡバイオセンサ）において結合を加速させるための電極の使用を含む。本発明は、（１）電気化学検出（例えば、電気化学インピーダンス分光法）、（２）光学検出（例えば、全内部反射蛍光法）、及び（３）標的分子の強制輸送（例えば、誘電泳動による）を同時に又は連続して実行し得る電極配置を含む。
【００１９】
本発明により、シグナルノイズ比を高め（光学的変換及び電気化学的変換）、且つ結合速度を上昇させる（強制輸送）ことにより、プローブ標的反応を用いてアナライトを高感度且つ迅速に検出できる。
【００２０】
本発明の更なる利点は、１つの電極に３つの機能を組み込んだため、微小電極チップ上の記録密度を非常に高くすることができるという点である。記録密度を高くすれば、生産量も多くなるため、生産コストが低く抑えられる。更に、大きさが小さくなることにより、携帯型三機能検出装置が可能になる。
【００２１】
次に、ほんの１例として以下の図面を参照して本発明を更に詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、荷電種を含有している溶液に印加された振動正弦波電圧の効果を示す。
【図２】図２は、ＤＮＡ分子又はＲＮＡ分子に組み込まれたビオチンを示す。相補的プローブと結合したとき、光学検出及び電気検出に好適なナノ粒子でタグ付されている抗ビオチン抗体で標識されている二本鎖が生じる。
【図３】図３は、（１）電気化学検出（例えば、電気化学インピーダンス分光法）、（２）光学検出（例えば、全内部反射蛍光法）、及び（３）標的分子の強制輸送（例えば、誘電泳動による）を同時に又は連続して実行し得る本発明に係る電極配置を示す。
【図４】図４は、金櫛形微小電極構造の完全マスクレイアウトを示し、４つのデバイスチップと、アラインメントマスクと、リフトオフ処理の速度を上げるためのダミー金属線とを備える。各電極のディジット数（Ｎ）は、５〜１０が好ましい。各ディジットの長さ（Ｌ）は、７５μｍ〜１５０μｍが好ましい。各ディジットの幅（Ｗ）及び各ディジット間のギャップ幅（Ｇ）は、それぞれ１．５μｍ〜１０μｍが好ましく、ＷとＧとは同じであることが好ましい。
【図５】図５は、誘電泳動（ＤＥＰ）測定に用いられる金櫛形電極のナイキストプロットを示す。
【図６】図６は、ポリスチレンビーズ溶液中の金電極（ＩＤＥ）を示す。ＩＤＥは５０ＭＨｚにおいて７Ｖの交流電場に接続されていた。
【図７】図７は、ポリスチレンビーズ溶液中の金ＩＤＥ電極を示す。周波数１００ｋＨｚで様々な電圧を印加した場合の画像を記録した。（ａ）２Ｖ、（ｂ）４Ｖ、（ｃ）６Ｖ、及び（ｄ）８Ｖ。
【図８】図８は、ポリスチレンビーズ溶液中の金ＩＤＥ電極を示す。様々な時間間隔にて周波数１００ｋＶで８Ｖの電圧を印加した場合の画像を記録した。（ａ）Ｆｉｅｌｄ  ＯＦＦリファレンス時間、（ｂ）Ｆｉｅｌｄ  ＯＮ（１５秒）、（ｃ）Ｆｉｅｌｄ  ＯＮ（４５秒）、及び（ｄ）Ｆｉｅｌｄ  ＯＮ（２分）。
【図９】図９は、ポリスチレンビーズ溶液中の金ＩＤＥ電極を示す。様々な時間間隔にて周波数２０ｋＶで５Ｖの電圧を印加した場合の画像を記録した。（ａ）Ｆｉｅｌｄ  ＯＦＦリファレンス時間、（ｂ）Ｆｉｅｌｄ  ＯＮ（１５秒）、（ｃ）Ｆｉｅｌｄ  ＯＮ（４５秒）、及び（ｄ）Ｆｉｅｌｄ  ＯＮ（２分）。
【図１０】図１０は、ポリスチレンビーズ溶液中の金ＩＤＥ電極を示す。様々な時間間隔にて周波数２０ｋＶで８Ｖの電圧を印加した場合の画像を記録した。（ａ）Ｆｉｅｌｄ  ＯＦＦリファレンス時間、（ｂ）Ｆｉｅｌｄ  ＯＮ（１２秒）、（ｃ）Ｆｉｅｌｄ  ＯＮ（１５秒）、（ｄ）Ｆｉｅｌｄ  ＯＮ（１分５秒）、（ｅ）Ｆｉｅｌｄ  ＯＮ（２分）、（ｆ）Ｆｉｅｌｄ  ＯＮ（１０分）、及び（ｇ）Ｆｉｅｌｄ  ＯＮ（３０分）。
【図１１】図１１は、１ｎＭのＱｄｏｔｓ蒸留水溶液中の金ＩＤＥ電極を示す。（ａ）Ｆｉｅｌｄ  ＯＦＦ、（ｂ）ＩＤＥを６分間１ＭＨｚで２Ｖの交流電場に接続した、（ｃ）分極が逆であること以外（ｂ）と同様である、（ｄ）電場なしに蒸留水中に１２時間放置した後に電極を測定した。
【図１２】図１２は、１ｎＭのＱｄｏｔｓ蒸留水溶液中の３つの金ＩＤＥ電極を示す。各電極は、（ａ）２０ｋＨｚ、（ｂ）１００ｋＨｚ、及び（ｃ）１ＭＨｚで２Ｖの交流電場に６分間接続された。
【図１３】図１３は、損傷を受けたＩＤＥの透過像を示す。該像は２０ｋＨｚで５Ｖの交流電場を印加した後記録した。
【図１４】図１４は、Ｑｄｏｔｓ−３ｍＭ  ＨＥＰＥＳバッファの１ｎＭ溶液（ｐＨ６．９）中において相補的プローブが固定されている金ＩＤＥ電極を示す。（ａ）Ｆｉｅｌｄ  ｏｆｆ、（ｂ）ＩＤＥを６分間１００ｋＨｚで２Ｖの交流電場に接続した、（ｃ）ＩＤＥを更に６分間１００ｋＨｚで２．５Ｖの交流電場に接続した。
【図１５】図１５は、１０分間１００ｋＨｚで２．５Ｖの交流電場に接続され、相補的プローブが固定化されている２つの金ＩＤＥ電極を示す。（ａ）１ｎＭのＱｄｏｔｓ及び１ｎＭの標的、（ｂ）１ｎＭのＱｄｏｔｓ及び１０ｎＭの標的を含有している３ｍＭ  ＨＥＰＥＳバッファに電極を浸漬した。（ｃ）はＳＳＣ＋ＳＤＳ溶液で洗浄した後の（ｂ）を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明では、１以上のアナライトをアッセイするための装置であって、電極と、光学検出用手段と、電気化学検出用手段とを備え、前記電極を介して前記アナライトに電場が印加されたとき、前記電極が前記アナライトの輸送を促進することができるようになっており；前記電気化学検出用手段が前記電極を使用し；前記光学検出用手段が前記電極を使用する装置が提供される。
【００２４】
典型的には、本発明の装置は、マイクロ流体装置又はナノ流体装置などの流体装置であってもよい。
【００２５】
本発明は、生体分子であるアナライトを対象とすることが好ましいが、必要に応じて、荷電イオン性アナライト又は荷電分極性アナライトのいずれもアッセイ可能である。特に限定されないが、アナライトは、細胞、タンパク質、ポリペプチド、ペプチド、ペプチド断片、アミノ酸、炭化水素、脂質、天然化学物質、合成化学物質、代謝産物、又はＤＮＡ若しくはＲＮＡなどの核酸から選択される１以上の化合物を含んでいてもよい。
【００２６】
アナライトは、通常サンプル中に含有されている。サンプルは、典型的には、細胞サンプルなどの生物学的サンプルを含む。前記生物学的サンプルは、その構造によって前処理する必要がある場合もあり、ない場合もある。
【００２７】
好ましい実施形態では、電極は、光透過性材料を含む。前記光透過性材料は、任意の電極機能を過度に妨害しない限り特に限定されないが、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）を光透過性材料として使用することができる。
【００２８】
更に好ましい実施形態では、装置は、アナライトの電極への輸送促進（アナライトが標識されていようといまいと）、前記アナライトの光学的性質の検出、及び前記アナライトの電気化学的性質の検出に好適である。光学検出及び電気化学検出は、連続して行うこともでき、同時に行うこともできる。
【００２９】
本発明の別の好ましい実施形態では、電極は、捕捉プローブを更に含んでいてもよく、前記捕捉プローブは、アナライトと反応して前記電極上に前記アナライトを捕捉することができる。電極が捕捉プローブを備えている場合、前記捕捉プローブの位置及び／又は配向に影響を与えて、前記アナライトと前記捕捉プローブとの結合を促進することができる。また捕捉プローブの配向を用いて、光学検出用手段及び／又は電気化学検出用手段の機能を高めることもできる。
【００３０】
アナライトが電極と直接結合してもよく、捕捉プローブが前記アナライトと反応して前記アナライトを前記電極に捕捉してもよい。当該技術分野において知られている捕捉プローブのいずれも、検出されるアナライトに応じて使用するのに好適であり得る。例えば、ＤＮＡプローブを用いて、ハイブリダイゼーションによって特異的ＤＮＡ標的配列を捕捉することができる。この実施形態は、アナライトがＤＮＡであり、前記ＤＮＡが電極の高電場領域に集合するとき、特に好適である。
【００３１】
本発明に係る装置は、サンプル中のアナライトの存在又は欠如を検出するためのアッセイ方法を行うようになっていることが好ましい。この実施形態では、前記アッセイ方法は、前記サンプルの定量を含んでいてもよい。
【００３２】
サンプル中のアナライトを精製、単離、選別、及び定量する技術は、当業者に周知であるため、必要とされているアナライトの特殊な処理を行うために、本発明に係る装置及び方法を容易に適応させることができる。
【００３３】
複数の電極が存在する実施形態では、アナライト及び／又は捕捉プローブに影響を与えて、電極と及び／又は電極間に結合させることができる。
【００３４】
特に限定されないが、複数の電極は、櫛形電極構造の形態であることが好ましい。
【００３５】
＜強制輸送＞
好ましい実施形態では、装置は、誘電泳動を行うようになっている。本発明に係る装置及び方法は、電場の存在下で強い誘電泳動活性を示すことができる電気的性質を有するアナライトをアッセイするのに特に有利である。したがって、電場において有効な分極性を示すアナライトが、本発明に特に適している。この点に関して、前記装置及び前記アッセイ方法は、電場を用いて容易に操作できるＤＮＡ又はＲＮＡの検出に特に有用である。
【００３６】
好ましい実施形態では、装置は、少なくとも２つの交番電場を印加するようになっており、その少なくとも１つの交番電場は、サンプル及び／又はアナライトに結合することができる電極若しくは捕捉プローブに影響を与える複数のパルスを含む。
【００３７】
「交番電場」という用語は、例えば１対の電極に交番電流（ＡＣ）又は交番電圧を印加することにより生じ得る不定値を有する電場を意味する。ここでＡＣという用語は、交番電流及び交番電圧の両方に適用できることに留意すべきである。
【００３８】
「複数のパルスを含む交番電場」という用語は、例えば印加電場のオンとオフを切り換えることにより、又は前記電場を低下させ次いで上昇させることにより（逆の場合も同様である）、典型的には立て続けに交番電場が１超印加されることを意味する。これは、第１の電場について、変動最大振幅及び変動周波数と共に、単一の最大振幅も含む。
【００３９】
「第２の交番電場を印加する」及び「１以上の更なる交番電場を印加する」という用語は、第１の交番電場と同時に第２の交番電場又は１以上の更なる交番電場が印加されることを意味し得る。例えば２以上の交番電場は、一連の重畳電場であってもよく、該電場は、異なる周波数及び／又は正弦波若しくは矩形波などの異なる形状を各々有する。例えば、高周波数正弦波交番電場及び低周波数正弦波交番電場は、重畳され且つ同時に印加されてもよい。或いは、第２の交番電場又は１以上の更なる交番電場は、第１の交番電場後連続して印加されてもよい。
【００４０】
好ましい実施形態では、第１の交番電場がアナライトの電極への移動を制御し、第２の交番電場がアナライトの電極への結合を促進する。
【００４１】
本発明者らは、驚くべきことに、サンプルを含む媒体に第１の交番電場及び第２の交番電場を印加すると、前記サンプルを処理する時間が短縮され、且つ感度が高まることを見出した。
【００４２】
また本発明者らは、驚くべきことに、サンプルを含む媒体に、複数のパルスを含む第１の交番電場及び任意的に第２の交番電場を印加すると、前記サンプルを処理する時間が短縮され、且つ感度が高まることを見出した。
【００４３】
第２の交番電場は、複数のパルスを含み、第２の周波数、第２のパルス持続期間、及び第２のパルス立ち上がり時間を有することが好ましい。
【００４４】
好ましい実施形態では、第１の交番電場と第２の交番電場とは異なる。この実施形態では、第１の交番電場及び第２の交番電場は、周波数、パルス持続期間、パルス立ち上がり時間、及び／又は振幅が異なっていてもよい。
【００４５】
本発明者らは、予想外に、パルス状であってもよく、好ましくは異なる電場である１超の交番電場を用いてアナライトを操作し、サンプル処理の速度及び効率を改善できることを見出した。交番電場は、アナライトの電極への（即ち、検出器に向かう）移動などのバルク事象、及びアナライトの電極への結合などの表面に限定された事象を含む、本方法の実施中に生じる様々な事象を制御することができる。したがって、第１の交番電場を用いて、アナライトの電極への移動、例えばＤＮＡの電極への移動を制御することができる。第１の交番電場及び／又は第２の交番電場を用いて、アナライトの電極への結合、例えばＤＮＡハイブリダイゼーションを制御することができる。１つの実施形態では、第１の交番電場及び／又は第２の交番電場を用いて、電極に取り付けられている捕捉プローブの位置合わせ及び／又は配向を例えば伸長により行い、ハイブリダイゼーション効率を高めることができる。第１の交番電場及び／又は第２の交番電場はまた、アナライトが電極に結合した後に印加されて、非特異的結合アナライト及び任意の吸着アナライトを除去し、洗浄効率を改善することもできる。例えば交番電場は、バッファによる洗浄中に印加されてもよい。洗浄に用いられるバッファが高いイオン強度を有している場合、該バッファは負の誘電泳動を誘導し、電極近傍の高電場領域から、電極から離れている低電場領域に、ＤＮＡなどの非特異的結合アナライトを駆動する。この方法は、非特異的結合アナライトを除去し、該非特異的結合アナライトの電極からの輸送を促進することが容易であるため、特に有用である。
【００４６】
本発明者らは、印加される交番電場が複数のパルスを含む場合、アナライト及び／又は結合相の操作性が改善されるため、サンプル処理の速度及び効率が改善されることも見出した。
【００４７】
交番電場の周波数及び振幅は、処理されるアナライトの極性を最適化することにより、標的アナライト及び／又は電極若しくは捕捉プローブを選択的に操作及び移動させるのに好適な水準に設定される。各交番電場に必要な特定の周波数及び振幅は、処理されるサンプルの種類、電気的性質、密度、標的アナライトの形状、及び標的アナライトの大きさに依存する。
【００４８】
交番電場が複数のパルスを含む実施形態では、交番電場のパルス立ち上がり時間及び周波数は、媒体を通じたアナライトの移動を最適化する好適な水準に設定される。複数のパルスを含む各交番電場に必要な特定のパルス立ち上がり時間及び周波数は、処理されるサンプルの種類、電気的性質、密度、標的アナライトの形状、及び標的アナライトの大きさに依存する。理論に縛られるものではないが、アナライトを移動させるのに十分な時間に亘って十分な力を印加するために、より大きなアナライトにはより長いパルス立ち上がり時間及びより低い周波数が必要とされる場合がある。
【００４９】
第１の交番電場及び第２の交番電場は、アッセイ装置において制御される事象の種類によって同時に又は連続して印加できる。１つの実施形態では、第１の交番電場及び第２の交番電場は、複数のパルスを含む。第１の交番電場及び第２の交番電場が連続して印加される実施形態では、第２のパルス状交番電場を生じさせるために、第１の交番電場の電圧、周波数、パルス持続期間、及び／又はパルス立ち上がり時間を変化させてもよい。第１の交番電場及び第２の交番電場は、同時に印加されることが好ましい。
【００５０】
交番電場（１又は複数）が複数のパルスを含む実施形態では、印加されるパルスの数は特に限定されず、１から交番電場印加期間において可能な総サイクル数までの範囲であってもよい。
【００５１】
各交番電場は、好ましくは１分間〜２０分間、好ましくは５分間〜２０分間、より好ましくは１０分間〜２０分間印加される。
【００５２】
第１の交番電場を用いてアナライトの電極への移動を制御する好ましい実施形態では、第１の交番電場の周波数は、１Ｈｚ〜１０９Ｈｚが好ましく、１０４Ｈｚ〜１０７Ｈｚがより好ましい。この周波数範囲は、特にＤＮＡの場合、媒体全体に亘ってアナライト上の双極性電荷を誘起することにより、アナライトの移動を改善することができる。１０７Ｈｚより高い周波数を用いると、アナライトの移動に対する効果が減少する場合があるが、その理由は、誘起双極子が形成される時間、及び輸送が生じる時間が徐々に短くなるためである。
【００５３】
パルス状であってもよい第１の交番電場の電場強度は、１０ｋＶ／ｍ〜１，０００ＭＶ／ｍが好ましい。
【００５４】
パルス状であってもよい第１の交番電場の周波数は、３０Ｈｚ、電圧は、３５０ｍＶが好ましい。
【００５５】
パルス状であってもよい第２の交番電場の周波数は、１０２Ｈｚ〜１０９Ｈｚが好ましい。
【００５６】
パルス状であってもよい第２の交番電場の電圧は、１０ｍＶ〜５Ｖが好ましく、１０ｍＶ〜２Ｖが更により好ましい。
【００５７】
第２の交番電場が複数のパルスを含み、アナライトの結合相への結合を促進するために用いられる好ましい実施形態では、第２のパルス状交番電場のパルス持続期間は、１０−２ｓ〜１０−８ｓが好ましい。また第２のパルス状交番電場のパルス立ち上がり時間は、１０−８ｓ〜１０−１０ｓが好ましい。このパルス持続期間及びパルス立ち上がり時間は、特にＤＮＡハイブリダイゼーションの場合、表面に限定された事象を改善することができる。
【００５８】
第１の交番電場及び第２の交番電場は、正弦波、矩形波、鋸歯状波、及び三角波から独立に選択される波形を有することが好ましい。
【００５９】
更なる交番電場の周波数は、１０２Ｈｚ〜１０９Ｈｚが好ましい。更なる好ましい交番電場の電圧範囲は、１０ｍＶ〜５Ｖが好ましい。更なる好ましい交番電場のパルス持続期間は、１０−２ｓ〜１０−８ｓが好ましい。更なる好ましい交番電場のパルス立ち上がり時間は、１０−８ｓ〜１０−１０ｓが好ましい。
【００６０】
本発明のアナライト結合機能は、２つの交番電場の印加又は１以上のパルス状交番電場の印加を用いて、サンプルを処理するときの特定の事象を制御できることに基づいており、該事象としてはバルク溶液から電極への標的アナライトの輸送、及びアナライトの電極への結合が挙げられる。したがって、サンプル処理は、迅速且つ高感度である。本発明は、核酸（例えばＤＮＡ）アッセイに対して特に有用であり、その理由はＤＮＡが分極性であるので、交番電場において移動するからである。しかし、本発明は、当業者に周知である様々なアナライトに対する多くの様々な種類のアッセイに使用することができる。
【００６１】
＜アナライトの標識＞
本発明の好ましい実施形態では、アナライトを１以上の標識で標識して、標識アナライトを形成する。幾つかの態様では、アナライトが、標識として作用し得る幾つかの部分（本発明の状況では、かかる部分を標識とみなす）を含んで、異なるアナライトを識別できる限り、アナライトを標識することなしに本発明の装置及び方法を機能させることができる。
【００６２】
アナライトを標識する手段は、特に限定されず、多くの好適な方法が当該技術分野において周知である。例えば、アナライトがＤＮＡ又はＲＮＡであるとき、標識結合プライマーの酵素的伸長、リガンド若しくは反応性部位におけるハイブリダイゼーション後標識、又は非標識標的と標識−オリゴヌクレオチドコンジュゲートプローブとの「サンドイッチ」ハイブリダイゼーションによって、前記アナライトを標識することができる（Ｆｒｉｔｚｓｃｈｅ  Ｗ，Ｔａｔｏｎ  Ｔ  Ａ，Ｎａｎｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ１４（２００３）Ｒ６３−Ｒ７３“Ｍｅｔａｌ  ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ  ａｓ  ｌａｂｅｌｓ  ｆｏｒ  ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ，ｃｈｉｐ−ｂａｓｅｄ  ＤＮＡ  ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ”）。
【００６３】
オリゴヌクレオチドをナノ粒子にコンジュゲートさせるための各種方法が当技術分野において多数知られている。例えば、金ナノ粒子表面に自発的に結合するチオール修飾オリゴヌクレオチド及びジスルフィド修飾オリゴヌクレオチド、ジスルフィド修飾コンジュゲート、トリスルフィド修飾コンジュゲート、オリゴチオール−ナノ粒子コンジュゲート、及びＮａｎｏｐｒｏｂｅｓのホスフィン修飾ナノ粒子−オリゴヌクレオチドコンジュゲートなどである（Ｆｒｉｔｚｓｃｈｅ  Ｗ，Ｔａｔｏｎ  Ｔ  Ａ，Ｎａｎｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ１４（２００３）Ｒ６３−Ｒ７３“Ｍｅｔａｌ  ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ  ａｓ  ｌａｂｅｌｓ  ｆｏｒ  ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ，ｃｈｉｐ−ｂａｓｅｄ  ＤＮＡ  ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ”の図２を参照）。
【００６４】
ＤＮＡ鎖及びＲＮＡ鎖の両方をビオチン化してもよい。ビオチン化標的鎖は、オリゴヌクレオチドプローブでコーティングされている磁性ビーズにハイブリダイズすることができる。次いで、ストレプトアビジンでコーティングされている金ナノ粒子が、捕捉された標的鎖に結合することができる（Ｗａｎｇ  Ｊ，Ｘｕ  Ｄ，Ｋａｗｄｅ  Ａ，Ｐｏｓｌｋｙ  Ｒ，Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ（２００１），７３，５５７６−５５８１“Ｍｅｔａｌ  Ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅ−Ｂａｓｅｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｔｒｉｐｐｉｎｇ  Ｐｏｔｅｎｔｉｏｍｅｔｒｉｃ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  ｏｆ  ＤＮＡ  ｈｙｂｒｉｄｉｚａｔｉｏｎ”）。磁性ビーズは、ハイブリダイゼーションしていないＤＮＡを磁気的に除去することができる。
【００６５】
＜標識＞
１以上の標識は、ナノ粒子、単一分子、及び化学発光酵素から選択されることが好ましい。好適な化学発光酵素としては、ＨＲＰ及びアルカリホスファターゼが挙げられる。
【００６６】
標識は、ナノ粒子であることが好ましい。ナノ粒子は、光学検出法と電気検出法の双方でうまく機能することため、工程（ａ）において使用される標識（１又は複数）と工程（ｂ）において使用される標識（１又は複数）が同一である本発明の実施形態において特に有利である。ナノ粒子が表面に近接していることはそれ程重要ではないので、前記アッセイの柔軟性が高くなる。好ましい実施形態では、単一分子を使用したときに比べて光学検出及び電気検出においてより強いシグナルが得られるため、ナノ粒子は分子の集合体を含む。
【００６７】
ナノ粒子は、金属、金属ナノシェル、２成分金属化合物、及び量子ドットから選択されることが好ましい。好ましい金属又は他の元素の例は、金、銀、銅、カドミウム、セレン、パラジウム、及び白金である。好ましい２成分金属化合物及び他の化合物の例としては、ＣｄＳｅ、ＺｎＳ、ＣｄＴｅ、ＣｄＳ、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、ＨｇＩ、ＺｎＴｅ、ＧａＡｓ、ＨｇＳ、ＣｄＡｓ、ＣｄＰ、ＺｎＰ、ＡｇＳ、ＩｎＰ、ＧａＰ、ＧａＩｎＰ、及びＩｎＧａＮが挙げられる。
【００６８】
金属ナノシェルは、薄い金属シェルで取り囲まれているコアナノ粒子を含む球形ナノ粒子である。金属ナノシェルの例は、薄い金シェルで取り囲まれている金硫化物又はシリカのコアである。
【００６９】
量子ドットは、半導体ナノ結晶であって、光吸収性の高い発光性ナノ粒子である（Ｗｅｓｔ  Ｊ，Ｈａｌａｓ  Ｎ，Ａｎｎｕａｌ  Ｒｅｖｉｅｗ  ｏｆ  Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００３，５：２８５−２９２“Ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄ  Ｎａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｓ  ｆｏｒ  Ｂｉｏｐｈｏｔｏｎｉｃｓ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ：Ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ  Ｓｅｎｓｉｎｇ，Ｉｍａｇｉｎｇ  ａｎｄ  Ｔｈｅｒａｐｅｕｔｉｃｓ”）。量子ドットの例は、ＣｄＳｅ、ＺｎＳ、ＣｄＴｅ、ＣｄＳ、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、ＨｇＩ、ＺｎＴｅ、ＧａＡｓ、ＨｇＳ、ＣｄＡｓ、ＣｄＰ、ＺｎＰ、ＡｇＳ、ＩｎＰ、ＧａＰ、ＧａＩｎＰ、及びＩｎＧａＮナノ結晶である。
【００７０】
標識の大きさは、直径２００ｎｍ未満が好ましく、直径１００ｎｍ未満がより好ましく、直径２ｎｍ〜５０ｎｍが更により好ましく、直径５ｎｍ〜５０ｎｍが更により好ましく、直径１０ｎｍ〜３０ｎｍが更により好ましく、直径１５ｎｍ〜２５ｎｍが最も好ましい。
【００７１】
本発明が複数のアナライトの検出するためのものであり、各々異なるアナライトを、前記アナライトに関係付け得る１以上の異なる標識で標識する。本発明のこの態様では、標識は、組成及び／又は種類が異なっていてもよい。例えば、標識がナノ粒子であるとき、標識は、異なる金属ナノ粒子であってもよい。ナノ粒子が金属ナノシェルであるとき、コア及びシェル層の寸法を変化させて、異なる標識を作製してもよい。これに代えて又はこれに加えて、標識は、大きさ、形状、及び表面粗度などの物理的性質が異なっていてもよい。１つの実施形態では、標識は、組成及び／又は種類が同一であるが、物理的特性が異なっていてもよい。
【００７２】
異なるアナライトに対する異なる標識は、光学検出及び電気化学検出において相互に識別可能であることが好ましい。例えば、標識は、発光周波数、散乱信号、及び酸化電位が異なっていてもよい。
【００７３】
＜光学検出及び電気化学検出＞
結合アナライトは、電極において光学的に及び電気化学的に検出することができる。更に、光学検出及び電気化学検出は、同時に実施することもでき、連続して実施することもできる。
【００７４】
本発明の装置及び方法の更なる利点は、結果の感度及び選択性が改善される点である。複数の異なるアナライトを検出するとき、本発明の装置及び方法は、正確性が高く、且つ検出されるアナライトの数が多い。これら利点は、光学検出から得られる光学的データと、電気化学検出から得られる電気化学的データの双方を用いて、１つのアナライト又は複数のアナライトの同一性及び／又は量を決定することにより直接的にもたらされる。
【００７５】
本発明の装置及び方法の感度と選択性とは、光学検出法又は電気検出法のいずれかを行った場合に比べて著しく改善される。
【００７６】
また本発明の装置及び方法は、迅速で、安価で、且つ実施が容易である。
【００７７】
本発明の装置及び方法では、検出データは、強度、発光寿命の変化、及び／又は１以上の標識の発光周波数若しくは吸光周波数に対する振動電圧の効果についての情報を含むことが典型的である。発光周波数及び吸光周波数の変化は、標識の化学的性質又は環境的性質の変化に起因する場合がある。例えば、プロトン化の程度の変化（例えば、ｐＨ変化）、又は錯体化の程度の変化（例えば、錯化剤の近接性及び／又は濃度の変化）により生じる。発光寿命の変化は、標識の周囲の環境変化（例えば、溶媒和の変化、局所誘電率、及び別個の変化による近傍種へのエネルギー移動の変化）の結果として観察され得る。またかかる変化は、観察される発光強度を変化させる（観察される発光強度は、発光寿命及び発光種数により影響を受ける）。
【００７８】
光学検出用手段は、特に限定されないが、発光検出、吸光検出、光散乱検出、スペクトルシフト検出、表面プラズモン共鳴イメージング、及び吸着色素からの表面増強ラマン散乱を実施するようになっている。
【００７９】
好ましい実施形態では、光学検出用手段は、発光検出を実施するようになっている。特に限定されないが、発光検出は、アナライトを励起可能な光を前記アナライトに照射する工程と、前記アナライトからの発光周波数及び発光強度を検出する工程とを含んでいてもよい。周波数及び／又は強度の光学的データを用いて、存在するアナライトの同一性及び／又は量に関する情報を得ることができる。
【００８０】
本発明では、光学検出で使用される光は、アナライトを励起するのに十分であり得る限り、特に限定されない。典型的には、組み込まれているアナライトに曝露する光は、レーザー光である。光の周波数も特に限定されず、紫外光、可視光、又は赤外光を使用することができる。
【００８１】
他の光学検出としては、吸光検出、光散乱検出、スペクトルシフト検出、表面プラズモン共鳴イメージング、及び吸着色素からの表面増強ラマン散乱が当該技術分野において周知である（Ｆｒｉｔｚｓｃｈｅ  Ｗ，Ｔａｔｏｎ  Ｔ  Ａ，Ｎａｎｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ１４（２００３）Ｒ６３−Ｒ７３“Ｍｅｔａｌ  ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ  ａｓ  ｌａｂｅｌｓ  ｆｏｒ  ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ，  ｃｈｉｐ−ｂａｓｅｄ  ＤＮＡ  ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ”）。
【００８２】
好ましい実施形態では、電気化学検出用手段は、電気化学インピーダンス分光法を実行するようになっている。
【００８３】
１つのアナライト又は複数のアナライトの同一性及び／又は量は、得られた光学的データ及び電気化学的データの両方から決定される。
【００８４】
例えば、発光検出を光学検出法として用いるとき、発光強度を用いて、存在するアナライトの同一性及び／又は量についての情報を得ることができる。
【００８５】
例えば、電気化学検出では、存在するアナライトの量は、ボルタンメトリーにより定量され得る。定量データは、シグナルのピークから積分によって得ることができる。即ち、生じる各シグナルピークのグラフ下面積を測定することによって得ることができる。
【００８６】
本発明に係る装置は、光学検出及び電気化学検出を同時に又は連続して実施するようになっていてもよい。
【００８７】
＜同時検出＞
本発明では、光学測定及び電気化学測定を同時に行うことができる。本発明のこの実施形態の実施は、以下の通りである。荷電種を含有している溶液に振動正弦波電圧を印加する。前記種は、振動周波数、溶液の組成、及び周囲条件（温度、圧力など）によって異なる挙動を示す。その理由は、前記溶液中の種の可動性が影響を受けるためである。高周波数及び／又は低可動性では、前記種は単純振動し、これは実際単純キャパシタンスに類似している。低周波数及び／又は高可動性では、前記種は、電極に到達し、電極表面でレドックス反応を受け、電流を流すことができ、該電流は測定可能である。
【００８８】
これは、周波数の変更、及び電流の変化測定を含む。これら変化は、溶液中の種の同一性（可動性）に依存しているため、溶液中の種及び溶液中で生じるプロセスに関する情報が得られる。結合事象が可動性に大きな影響を与えることは明らかであるため、本発明の装置及び方法を有効に使用して、生物学的種における結合を検出することができる。典型的には、周波数を徐々に低下させ、単純振動から荷電種の入出力までの遷移を測定する。しかし、独力で実施するとき、これら測定値は、当該技術分野において既知である。
【００８９】
既に述べた通り、本発明では、電気化学測定を光学測定と組み合わせてもよい。上記のような系では、発光周波数は、典型的には一定であるが、強度は、印加される電気化学的摂動の周波数と共に変化する場合がある。その理由は、低周波数では、試薬がより遠くまで浸透し、更なる反応を引き起こし得る場合があるためである。発光強度及び／又は発光周波数は、測定可能であり、発光強度及び／又は発光周波数に対する電圧の振動周波数の効果も測定可能である。既に述べた通り、典型的には、電流の周波数と共に変化するのは発光強度であり、測定されるのは、発光強度の変化である。しかし、対象とする系及び種の性質によって、発光周波数が変化する場合もあり、発光周波数及び発光強度の両方が変化する場合もある。この関係は、一般に、溶液中における異なる電荷を有する分子及び／又はイオンの速度に依存する。
【００９０】
繰り返しになるが、本発明の典型的な系では、振動電圧を印加し、前記種からの発光強度及び／又は発光周波数を測定することにより、単一レドックス状態を有する特定のアナライトが調べられる。しかし、本発明では、この系を変更することも可能である。
【００９１】
バイオシステムでタグとして用いることができる幾つかの蛍光標識もレドックス活性であり、蛍光と低蛍光状態又は非蛍光状態との間で切り替わることができる。レドックス活性ではない標識も、消光種により蛍光出力を低減する又はなくすことができる。標識種（オリゴヌクレオチドなど）が標準的な固定化手順により固定化されている下部電極表面（又は近傍に標識種が固定化されている隣接電極表面）に対する電圧を調節することにより、（直接レドックス反応により又は可溶性レドックスメディエータ又はクエンチャーとの反応を介して）標識からの蛍光出力が調節される。この光出力変化は、典型的には、発光の光強度を測定することができる、例えば光起電又は光電子増倍管などの好適な検出器を使用して測定される。光起電性電圧と印加電圧との比（これは蛍光インピーダンスと呼ばれることもある）を周波数の関数として分析することにより（蛍光インピーダンス分光法）、及び周電流と印加電圧との比を波数の関数として分析することにより、光応答及び電流応答の両方を測定することができる。印加電圧の周波数の関数としての光出力調節及び電流出力調節の程度（同相及び異相の両方）は、固定化されているオリゴヌクレオチドを通るメディエータ若しくはクエンチャーの拡散速度及び／又は移動速度、反応速度（反応に対する標識の利用可能性により影響を受ける場合がある）、並びに電極表面から標識までの距離などの要因により決定される。特定のオリゴヌクレオチドをハイブリダイゼーションさせると、これら要因のいずれか又は全てが著しく変化することがあり、実際には前記変化は、非特異的結合によって生じる場合もある。しかし、これら測定値の全て（光調節、電流調節、及び周波数）を組み合わせると、測定された光インピーダンス及びインピーダンススペクトルデータのいずれか又は両方の特徴的且つ識別可能な変化が導かれる場合がある。前記変化は、特異的結合を示し、非特異的結合とは識別される。
【００９２】
＜連続検出＞
本発明者らは、装置を光学検出及び電気検出を連続して実行するようにもできることを見出した。検出の順序は特に限定されず、装置は、先ず光学検出を行い、次いで電気化学検出を行うようになっていてもよい。
【００９３】
また本発明者らは、驚くべきことに、光学検出後、標識アナライトが、電気化学検出でうまく使用できる状態にあることを見出した。
【００９４】
本発明の利点は、結果の感度及び選択性が改善される点である。複数の異なるアナライトを検出するとき、本発明の方法は、正確性が高く、且つ検出されるアナライトの数が多い。これら利点は、１つのアナライト若しくは複数のアナライトの同一性及び／又は量を決定するために、光学検出から得られる光学的データ及び電気化学検出から得られる電気化学的データの双方を使用することにより直接的にもたらされる。
【００９５】
本発明の好ましい実施形態では、用いられる光学検出及び電気化学検出に好適な１以上の標識は、同一である。これにより、用いられる光学的方法及び電気的方法の双方から得られるデータから、１つのサンプル中の１つのアナライト若しくは複数のアナライトの同一性及び／又は量をより容易に決定することができる。
【００９６】
本発明の他の実施形態では、光学検出で用いられる標識は、電気化学検出で用いられる標識とは異なる。別個の標識を用いて光学検出及び電気化学検出を行うと、より多くのデータが得られるため、これは有利である。
【実施例】
【００９７】
ほんの１例として以下の具体的な実施形態を参照して、本発明を更に詳細に説明する。
【００９８】
（実施例１−ナノ粒子によるＤＮＡアナライトの標識）
従来の技術に従って、ＲＮＡを逆転写し、ナノ粒子で標識されているヌクレオチドを組み込む。
【００９９】
（実施例２−光学検出及び電気化学検出）
従来の方法に従って、所定の波長の光で標識を励起し、前記標識による発光を所定の波長で検出する。
【０１００】
次いで、光学検出後の標識アナライトに対して電気化学検出を実施する。前記標識アナライトを酸性溶液に溶解させる。前記溶液に電極を挿入し、−０．８Ｖの析出電位を印加する。２分間の析出時間の後、＋１．２Ｖの第２の電位を印加して、析出したナノ粒子を酸化させる。電気化学的電流を記録し、積分して、各プロセスにおいて通過した電荷数を得る。前記電荷数により、析出したナノ粒子の量が決定される。
【０１０１】
以下の実施例では、本発明で用いられるＡＣ電場の印加がハイブリダイゼーション効率に与える効果について、電気化学インピーダンス分光法（ＥＩＳ）及び蛍光検出により調べた。
【０１０２】
（実施例３−電気化学インピーダンス分光法（ＥＩＳ）及び蛍光検出により調べた、ＡＣ電場の印加がハイブリダイゼーション効率に与える効果）
【０１０３】
＜プロトコル＞
２種のサンプル：蛍光標識されている１μｍのポリスチレンビーズ及びＱｄｏｔ６０５−ストレプトアビジンコンジュゲートについて調べた。直径１μｍのポリスチレンビーズをＩｎｖｉｔｒｏｇｅｎから入手した。１００μＬの２％ビーズ溶液を４．９ｍＬの蒸留水で希釈した。Ｑｄｏｔの１ｎＭ溶液も蒸留水を用いて調製した。
【０１０４】
櫛形電極（ＩＤＥ）のインピーダンスを測定することにより実験前に電極制御を実施した。１ＭＨｚ〜０．１Ｈｚの周波数において１０ｍＶのｒｍｓ振幅電圧を定電位で電極に印加することにより、１０ｍＭの［Ｆｅ（ＣＮ）６］３−／４−溶液において電極制御を実施した。観察された特徴的な半円（図５）により、ＩＤＥ電極及び接続が両方共適切に機能していることが確認された。
【０１０５】
フローセルを空にし、蒸留水で電極を十分洗浄した後、ポリスチレンビーズ溶液をフローセルに注入し、５０ＭＨｚパルス発生器（ＨＰ８１１２Ａ）により定電位を置換した。４７０ｎｍのパルス状レーザーダイオードを用いてサンプルを励起させ、１０倍の対物レンズを通して蛍光を補集し、５３５ｎｍ４０ｎｍ帯域通過フィルタを介して冷却ＥＭＣＣＤカメラ（−７０℃）に送信した。
【０１０６】
＜ミクロスフィアの誘電泳動（ＤＥＰ）＞
５０ＭＨｚ〜２０ｋＨｚに亘る周波数範囲、及び最高８Ｖの印加ピーク電圧において観察されるＤＥＰに対する、印加される交流電圧（延いては電場）の大きさ及びＩＤＥに印加される周波数の効果を実験的に研究した。
【０１０７】
最高周波数では、比較的高電圧が印加されたときでさえも、ビーズが視野内で均一に分布することが観察された。これは７Ｖ、５０ＭＨｚで明らかに観察された（図６）。
【０１０８】
周波数を１００ｋＨｚに低下させると、ビーズの再編成を観察することができるようになった。図７は、様々な印加電圧に対応する一連の画像を示す。６Ｖ（図７（ｃ））では、上方の電極の頂上部が明るくなることが観察できる。８Ｖでは、ＩＤＥ全体に電場形状を示す暗領域が現れ始める。ＩＤＥにおけるビーズ濃縮は、図示されるように（図８）最初の１分で明らかになるが、この周波数においては反応が依然として比較的弱い。
【０１０９】
５Ｖの印加ピーク電圧で周波数を２０ｋＨｚに低下させたとき、図示されるように（図９）シグナルは著しく明るくなる。図１０は８Ｖの電圧を印加したときに記録した一連の画像を示す。電極間の間隔が１０μｍであるとき、電極全体の実効値（ｒｍｓ）電場は約５．７×１０５Ｖ／ｍであり、局所増強により電極の先端部では更に高い。図１０に示される時系列は、ビーズは先ず櫛先端部（電極の頂上部）に凝縮され始め、徐々に電極の指状部（ｆｉｎｇｅｒ）の長さ全体を広がることを示す。
【０１１０】
＜量子ドット及び結合標的ＤＮＡと結合している量子ドットのＤＥＰ＞
金ＩＤＥにおけるＱｄｏｔのトラップについて調べるために一連の実験を実施した。比較的小さいＤＮＡ断片（１０ｋｂｐ未満）のトラップは、１０７Ｖ  ｒｍｓ  ｍ−１の桁の極めて高い電場強度を必要とする。しかし比較的大きいＱｄｏｔの反応はこれよりも大きいはずである。本アプローチではＤＥＰベクターとしてＱｄｏｔ標識を用い、電極におけるストレプトアビジン−ビオチン相互作用を介してＱｄｏｔに結合している標的ＤＮＡをトラップし、その結果より低電場強度を用いて局在化ＤＮＡ濃縮を達成する。以下の溶液を用いて３種の実験を実施した：Ｑｄｏｔの蒸留水溶液、ＱｄｏｔのＨＥＰＥＳバッファ溶液（ハイブリダイゼーションに必要）、及び最後にＱｄｏｔ標識されている標的のＨＥＰＥＳバッファ溶液。
【０１１１】
図１１は、蒸留水に溶解させた１ｎＭのＱｄｏｔに浸漬されている電極を示す。数分間交流電場を印加したとき（ここでは１ＭＨｚ、２Ｖピーク電圧）、Ｑｄｏｔが電極の指状部周辺に濃縮しているのが見られ、これによってＩＤＥ対において誘引されている（ａｔｔｒａｃｔｉｖｅ）電極の形状を明らかに示す（図１１（ｂ））。極性を逆にしたとき、予想された通り、また図１１（ｃ）に図示されているように、反対側の電極に誘引される。一旦Ｑｄｏｔが電極に濃縮されると、Ｑｄｏｔは図１１（ｄ）に示すように電極に留まる傾向があり、電極は蒸留水中に１２時間放置した後でさえも強いシグナルを発している。これは高濃度Ｑｄｏｔ凝集及び電極吸着と一致する。
【０１１２】
次いで広範囲に亘る周波数について上記実験を繰り返した。図１２は、２０ｋＨｚ、１００ｋＨｚ、及び１ＭＨｚにおいて２Ｖの交流電場を印加したときに得られる結果を示す。最低周波数では（図１２（ａ））、電場強度が最も高い電極指状部の先端にＱｄｏｔの大部分が誘引される。高周波数では（図１２（ｂ）及び図１２（ｃ））、ナノ粒子がより均一に誘引されているのが観察された。典型的に２ボルト〜３ボルト（２×１０５Ｖ  ｒｍｓ  ｍ−１の桁の）のピーク電圧を印加した場合１００ｋＨｚで最良の結果が得られた。より高電圧にすると、気泡が形成され、図１３に示すように最終的には電極の損傷が観察された（この写真は電極が１つのみ存在し、他の電極は完全に切り離されていることを示す）。
【０１１３】
ハイブリダイゼーションは、ＳＳＣなどのバッファ溶液中で通常実施される。しかしかかる溶液は、これらＤＥＰ実験と組み合わせて用いられるときそれ程好ましい結果をもたらさないことが示されている。この作用を避けるために、伝導率約２０μＳ  ｃｍ−１の代替ハイブリダイゼーションバッファであるＨＥＰＥＳ（３ｍＭ、１ｍＭのＮａＯＨを含む、ｐＨ６．９）中においてＱｄｏｔのＤＥＰを調べた。提示された結果（図１４）は、６分及び１２分後ＤＥＰにより誘引された電極においてＱｄｏｔが成功裏に増加することを示す。
【０１１４】
最後に１ｎＭ及び１０ｎＭの標的濃度についてＱｄｏｔ標識標的ＤＮＡのＤＥＰを示す（図１５）。図１５（ａ）及び１５（ｂ）は、Ｑｄｏｔ標識のＤＥＰを介して電極にこの標識ＤＮＡが効率的に濃縮され得ることを示す。Ｑｄｏｔとは異なり、Ｑｄｏｔ標識ＤＮＡは電極表面に不可逆的に吸着されないように見えることは興味深い（図１５（ｃ））。
【０１１５】
＜結論＞
上記結果は、正のＤＥＰを用いてポリスチレンビーズ及びナノクリスタルＱｄｏｔの両方を電極表面に誘引し、濃縮させ得ることを示す。ビーズ及びＱｄｏｔは官能化され、標識としてＤＮＡに結合することができるため、これら種のＤＥＰを用いて、ハイブリダイゼーション適合性溶液中で患者に近い環境に必要なタイムスケールにて電極における特異的標識標的の濃縮を検出することができる。これは蛍光検出及びＤＥＰ輸送に対してＤＮＡのＱｄｏｔ標識を用いるという可能性を開き、ハイブリダイゼーションプロセスを高速化する可能性がある。
【０１１６】
より詳細にはプローブで改質された櫛形金微小電極に対する標的ＤＮＡのハイブリダイゼーション中に交流電場を印加することによりハイブリダイゼーション効率が実質的に上昇し、該ハイブリダイゼーション効率の上昇により非相補的ＤＮＡの非特異的結合を明らかに識別することができる。
【０１１７】
交流電場印加後の反応は、交流電場無しのハイブリダイゼーションと比べて１桁高かった。また標的ＤＮＡの非存在下における交流電場印加の５分以内に電子移動抵抗の増加が観察された。該増加は、電子を標的分子に対してより接近可能にする表面結合プローブ層の再配向で説明することができる。
【０１１８】
要約すると、理論に縛られるものではないが、交流電場印加中のハイブリダイゼーション効率上昇は、プローブ層の再配向により、標的オリゴヌクレオチドの交流電場誘導性誘電泳動トラップによる局所標的濃縮の増加により、或いはこれら現象の両方の組み合わせにより惹起された可能性がある。
【０１１９】
櫛形電極の部位にアナライトを濃縮させられる可能性を更に調べるために、１μｍの大きさの蛍光ミクロスフィアの誘電泳動性トラップ、及び複合検出の設定におけるストレプトアビジン／量子ドット−コンジュゲートに対する広範囲に亘る周波数及び振幅電圧の効果を試験し、その結果をＴＩＲＦにより分析した。これら実験は、振幅５Ｖ〜８Ｖで２０ｋＨｚの交流電場を印加した櫛形電極の表面上にビーズ及びＱｄｏｔが濃縮されたことを示した。表面に固定化されているプローブの部位にＱｄｏｔ−ストレプトアビジンコンジュゲートを濃縮させられる可能性は、ビオチン化検出プローブ或いはビオチン化二次抗体を介して任意の種類の標的を濃縮させられる可能性に関連していると考えられる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図４】
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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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【手続補正書】
【提出日】平成23年3月29日(2011.3.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１以上のアナライトをアッセイするための装置であって、
（ａ）複数の電極と、
（ｂ）光学検出用手段と、
（ｃ）電気化学検出用手段と、
を備え、
前記電極を介して前記アナライトに電場が印加されたとき、前記電極が前記アナライトの輸送を促進することができるようになっており；前記電気化学検出用手段が前記電極を使用し；前記光学検出用手段が前記電極を使用し；前記電極が櫛形電極構造の形態であり；誘電泳動を行うようになっていることを特徴とする装置。
【請求項２】
電極が、光透過性材料を含む請求項１に記載の装置。
【請求項３】
光透過性材料が、ＩＴＯである請求項２に記載の装置。
【請求項４】
アナライトを電極に結合させる、前記アナライトの光学的性質を検出する、及び前記アナライトの電気化学的性質を検出する請求項１から３のいずれかに記載の装置。
【請求項５】
光学検出と電気化学検出とを同時に又は連続して実施できる請求項４に記載の装置。
【請求項６】
電極が捕捉プローブを更に備え、前記捕捉プローブがアナライトと反応して前記電極上に前記アナライトを捕捉することができる請求項１から５のいずれかに記載の装置。
【請求項７】
サンプル中のアナライトの存在又は欠如を検出する、前記サンプル中の前記アナライトを精製する、前記サンプル中の前記アナライトを単離する、又は前記サンプル中の前記アナライトを選別する請求項１から６のいずれかに記載の装置。
【請求項８】
サンプル中のアナライトの存在を検出し、任意的に前記アナライトを定量する請求項１から７のいずれかに記載の装置。
【請求項９】
第１の交番電場及び第２の交番電場を含む少なくとも２つの交番電場を印加するようになっており、前記少なくとも２つの交番電場から選択される少なくとも１つの交番電場が、アナライトに結合することができる電極又は捕捉プローブとサンプルとの少なくともいずれかに影響を与える複数のパルスを含む請求項１から８のいずれかに記載の装置。
【請求項１０】
少なくとも２つの交番電場が同時に又は連続して印加される請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
各交番電場の周波数、パルス持続期間、及びパルス立ち上がり時間の組み合わせが、他の全ての交番電場の周波数、パルス持続期間、及びパルス立ち上がり時間の組み合わせのいずれとも異なる請求項９又は１０に記載の装置。
【請求項１２】
第１の交番電場の周波数が、１Ｈｚ〜１０９Ｈｚである請求項９から１１のいずれかに記載の装置。
【請求項１３】
第１の交番電場の電場強度が、１０ｋＶ／ｍ〜１００ＭＶ／ｍである請求項９から１１のいずれかに記載の装置。
【請求項１４】
第２の交番電場が、アナライトと電極との結合を促進することができる請求項９から１３のいずれかに記載の装置。
【請求項１５】
第２の交番電場のパルス持続期間が、１０−２ｓ〜１０−８ｓである請求項９から１４のいずれかに記載の装置。
【請求項１６】
第２の交番電場のパルス立ち上がり時間が、１０−８ｓ〜１０−１０ｓである請求項９から１４のいずれかに記載の装置。
【請求項１７】
第２の交番電場の周波数が、１０２Ｈｚ〜１０９Ｈｚである請求項９から１６のいずれかに記載の装置。
【請求項１８】
第２の交番電場の電圧が、１０ｍＶ〜５Ｖである請求項９から１７のいずれかに記載の装置。
【請求項１９】
第１の交番電場及び第２の交番電場が、正弦波、矩形波、鋸歯状波、及び三角波から独立して選択される波形を有する請求項９から１８のいずれかに記載の装置。
【請求項２０】
アナライトが、細胞、タンパク質、ポリペプチド、ペプチド、ペプチド断片、アミノ酸、ＤＮＡ又はＲＮＡなどのポリヌクレオチド、オリゴヌクレオチド、ヌクレオチド、天然化学物質、合成化学物質、及び代謝産物から選択される１以上の化合物を含む請求項１から１９のいずれかに記載の装置。
【請求項２１】
アナライトが、アナライトに関連付け可能な１以上の標識で標識されており、前記標識が光学検出できる請求項１から２０のいずれかに記載の装置。
【請求項２２】
標識が、ナノ粒子、単一分子、化学発光酵素、及びフルオロフォアから選択される請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
標識が、分子及び原子の少なくともいずれかの集合体を含むナノ粒子である請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
ナノ粒子が、金属、金属ナノシェル、２成分金属化合物、及び量子ドットから選択される請求項２２又は２３に記載の装置。
【請求項２５】
ナノ粒子が、ＣｄＳｅ、ＺｎＳ、ＣｄＴｅ、ＣｄＳ、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、ＨｇＩ、ＺｎＴｅ、ＧａＡｓ、ＨｇＳ、ＣｄＡｓ、ＣｄＰ、ＺｎＰ、ＡｇＳ、ＩｎＰ、ＧａＰ、ＧａＩｎＰ、及びＩｎＧａＮから選択される金属化合物である請求項２２から２４のいずれかに記載の装置。
【請求項２６】
ナノ粒子が、金、銀、銅、カドミウム、セレン、パラジウム、及び白金から選択される請求項２２から２４のいずれかに記載の装置。
【請求項２７】
ナノ粒子の直径が、１００ｎｍ未満である請求項２２から２６のいずれかに記載の装置。
【請求項２８】
ナノ粒子の直径が、５ｎｍ〜５０ｎｍである請求項２７に記載の装置。
【請求項２９】
ナノ粒子の直径が、１０ｎｍ〜３０ｎｍである請求項２８に記載の装置。
【請求項３０】
各々異なるアナライトに対する１以上の標識が、異なる物理的性質を有する請求項２１から２９のいずれかに記載の装置。
【請求項３１】
物理的性質が、大きさ、形状、及び表面粗度のうちの１以上から選択される請求項３０に記載の装置。
【請求項３２】
各々異なるアナライトに対する標識が、異なる組成を有する請求項２１から３１のいずれかに記載の装置。
【請求項３３】
各々異なるアナライトに対する標識が、異なる種類である請求項２１から３２のいずれかに記載の装置。
【請求項３４】
光学検出用手段が、発光検出、吸光検出、光散乱検出、スペクトルシフト検出、表面プラズモン共鳴イメージング、全内部反射蛍光、及び吸着色素からの表面増強ラマン散乱のいずれかを実施するようになっている請求項１から３３のいずれかに記載の装置。
【請求項３５】
光学検出用手段が、発光検出を実施するようになっており、標識を励起することができる光を標識アナライトに照射し、前記標識からの発光周波数及び発光強度の少なくともいずれかを検出するように更になっている請求項３４に記載の装置。
【請求項３６】
光が、レーザー光である請求項３５に記載の装置。
【請求項３７】
光が、赤外光、可視光、及び紫外光から選択される請求項３５又は３６に記載の装置。
【請求項３８】
光が、白色光である請求項３７に記載の装置。
【請求項３９】
電気化学検出用手段が、電気化学インピーダンス分光法を実施するようになっている請求項１から３８のいずれかに記載の装置。
【請求項４０】
アナライトの輸送を促進し、前記アナライトの光学的性質を検出し、且つ前記アナライトの電気化学的性質を検出するための請求項１から３９のいずれかに記載の装置の使用。
【請求項４１】
光学検出及び電気化学検出が、同時又は連続して実施される請求項４０に記載の使用。
【請求項４２】
１以上のアナライトをアッセイする方法であって、
（ａ）アナライトの輸送を促進する工程と、
（ｂ）前記アナライトの光学測定を実施する工程と、
（ｃ）前記アナライトの電気化学測定を実施する工程と、
を含み、
請求項１から３９のいずれかに記載の装置を使用することを特徴とする方法。
【請求項４３】
アナライトの光学測定を実施する工程と、前記アナライトの電気化学測定を実施する工程とが同時又は連続して実施される請求項４２に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2011521241.tif 000017
【国際調査報告】
2011521241.tif 000018
2011521241.tif 000019
2011521241.tif 000020