(57)【要約】  試料を検査するシステムについて記載されている。本システムは、マイクロプレートと、少なくとも１つのアクチュエータと、複数の相互に離隔したセンサと、プロセッサと、を有する。マイクロプレートは、相互作用性物質を含む検査部を有する。相互作用性物質は、特定の検査物質との相互作用性を本質的に有する。マイクロプレートは、少なくともマイクロプレートの検査部が試料と接触状態となることができるように、構成されている。少なくとも１つのアクチュエータは、マイクロプレートを振動させるように動作可能である。複数の相互に離隔したセンサは、マイクロプレートに配置されている。それぞれのセンサは、マイクロプレートが振動している間、個別の時系列センサデータを提供するように動作可能である。マイクロプレート及びセンサは、提供される時系列センサデータが互いに独立したものとならないように、構成されている。プロセッサは、センサから時系列センサデータを受け取り、検査物質と、マイクロプレートの検査部上の相互作用性物質との間で検知された相互作用に基づいて試料中の検査物質に関する情報を提供するべく、受け取った時系列センサデータを処理するように動作可能である。対応する試料を検査する方法も記載されている。
2014512524.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料を検査するシステムであって、
相互作用性物質を含む検査部を有するマイクロプレートであって、前記相互作用性物質は、特定の検査物質との相互作用性を本質的に有しており、前記マイクロプレートは、少なくとも前記マイクロプレートの前記検査部が前記試料と接触状態となることができるように、構成されている、マイクロプレートと、
前記マイクロプレートを振動させるように動作可能である少なくとも１つのアクチュエータと、
前記マイクロプレートに配置された複数の相互に離隔したセンサであって、それぞれのセンサは、前記マイクロプレートが振動している間、個別の時系列センサデータを提供するように動作可能であり、前記マイクロプレート及び前記センサは、前記提供された時系列センサデータが互いに独立したものとならないように、構成されている、センサと、
前記センサから前記時系列センサデータを受け取り、前記検査物質と、前記マイクロプレートの前記検査部上の前記相互作用性物質との間で検知された相互作用に基づいて前記試料中の前記検査物質に関する情報を提供するべく、前記受け取った時系列センサデータを処理するように動作可能であるプロセッサと、
を有するシステム。
【請求項２】
前記マイクロプレートの前記検査部は、前記相互作用性物質によって被覆される請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記マイクロプレートは、単一の試料を分析する際に使用される使い捨て型のマイクロプレートであり、前記使い捨て型マイクロプレートは、使用の後に別の使い捨て型マイクロプレートと交換される請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項４】
前記マイクロプレートは、複数の試料を分析するために再使用可能である請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項５】
前記システムは、前記マイクロプレートと、前記少なくとも１つのアクチュエータと、前記複数の相互に離隔したセンサと、を含む携帯型検査装置を有する請求項１から４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項６】
前記携帯型検査装置は、前記プロセッサを更に含む請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記プロセッサは、前記携帯型検査装置とは別個のものであり、前記携帯型検査装置は、前記プロセッサに結合されるように構成されている請求項５に記載のシステム。
【請求項８】
前記プロセッサは、前記携帯型検査装置とは別個のものであり、前記携帯型検査装置は、前記プロセッサによって読み取り可能なリムーバブルメモリコンポーネント上に前記時系列センサデータを書き込むように構成されている請求項５に記載のシステム。
【請求項９】
前記プロセッサから受け取った任意の検査結果をユーザーに対して出力するように動作可能な出力装置を更に有する請求項１から８のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１０】
前記携帯型検査装置は、前記出力装置を更に含む、請求項６に従属する場合の請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記出力装置は、前記携帯型検査装置とは別個のものである、請求項７又は８に従属する場合の請求項９に記載のシステム。
【請求項１２】
前記検査物質は、前記相互作用性物質に対して特異的に結合することにより、前記相互作用性物質と相互作用する請求項１から１１のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１３】
前記相互作用性物質は、第１の分子であり、前記検査物質は、第２の分子である請求項１から１２のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１４】
前記相互作用性物質は、第１の生体分子であり、且つ、前記検査物質は、第２の生体分子である請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記相互作用性物質は、抗体であり、前記検査物質は、個別の抗原と生体分子の組であり、前記抗原は、前記生体分子の表面上において見出される請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記相互作用性物質は、アプタマーを有し、前記検査物質は、前記アプタマーと関連するターゲット分子を有する請求項１から１２のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１７】
前記相互作用性物質は、ｃＤＮＡを有する請求項１から１２のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１８】
前記マイクロプレートは、シリコンマイクロプレート又はポリマーマイクロプレートである請求項１から１７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１９】
少なくとも前記マイクロプレートの前記検査部は、前記検査部に対する前記相互作用性物質の接着状態を向上させるために、生体適合性被覆によって被覆される請求項１から１８のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２０】
前記検査部は、シリコンを含み、前記検査部の表面粗度は、２００ｎｍ未満である請求項１から１９のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２１】
前記検査部の前記表面粗度は、３〜２０ｎｍの範囲である請求項１から２０のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２２】
前記マイクロプレートは、１以上の追加の検査部を更に有し、それぞれの追加の検査部は、個別の追加の相互作用性物質を含み、それぞれの追加の相互作用性物質は、個別の追加の検査物質との相互作用性を本質的に有し、前記マイクロプレートは、少なくとも前記マイクロプレートの前記検査部及び前記１以上の追加の検査部が、前記試料と接触状態となることができるように、構成されており、
前記プロセッサは、前記追加の検査物質と、前記マイクロプレートの前記個別の追加の検査部上の前記個別の追加の相互作用性物質との間で検知された相互作用に基づいて前記試料中のそれぞれの追加の検査物質に関する情報を提供するべく、前記受け取った時系列センサデータを処理するように更に動作可能である請求項１から２１のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２３】
前記マイクロプレート及び前記複数の相互に離隔したセンサは、検査装置を形成し、前記システムは、前記試料中の少なくとも１つの更なる検査物質に関する情報を提供するための少なくとも１つの更なる検査装置を更に有する請求項１から２２のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２４】
前記試料を受け取るための容器を更に有し、前記マイクロプレートは、前記試料が前記
容器内において受け取られた際に、少なくとも前記マイクロプレートの前記検査部が前記試料中に沈むように、前記容器に対して配設される請求項１から２３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２５】
前記携帯型検査装置は、前記容器を更に含む、請求項５に従属する場合の請求項２４に記載のシステム。
【請求項２６】
前記容器は、基板内のマイクロウェル又はマイクロチャンネルであり、前記マイクロプレートは、前記試料が前記マイクロウェル又はマイクロチャンネル上に滴下された際に、表面張力が、前記試料を前記マイクロウェル又はマイクロチャンネル内に引き込み、これにより、前記試料中に少なくとも前記マイクロプレートの前記検査部を沈めるように機能するように、前記基板内に組み込まれる請求項２４又は２５に記載のシステム。
【請求項２７】
前記マイクロプレート上の前記試料の残りの部分が、実質的に、前記マイクロプレートの前記検査部上の前記相互作用性物質と相互作用した前記検査物質の一部からなるように、前記マイクロプレートから前記試料の大部分を除去するように動作可能な吸引装置を更に有する請求項１から２６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２８】
試料を検査する方法であって、
相互作用性物質を含む検査部を有するマイクロプレートを提供するステップであって、前記相互作用性物質は、特定の検査物質との相互作用性を本質的に有する、ステップと、
前記マイクロプレートの前記検査部を前記試料と接触状態とするステップと、
前記マイクロプレートを振動させるステップと、
前記マイクロプレートに結合された複数の相互に離隔したセンサを提供するステップと、
前記マイクロプレートが振動している間、それぞれのセンサから個別の時系列センサデータを取得するステップであって、前記マイクロプレート及び前記センサは、前記取得された時系列センサデータが相互に独立したものとならないように、構成されている、ステップと、
前記検査物質と、前記マイクロプレートの前記検査部上の前記相互作用性物質との間で検知された相互作用に基づいて前記試料中の前記検査物質に関する情報を提供するように、前記時系列センサデータを処理するステップと、
を有する方法。
【請求項２９】
前記処理ステップにおいて得られた前記検査結果をユーザーに対して出力するステップを更に有する請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記マイクロプレートの前記検査部を前記試料と接触状態とする前記ステップは、前記マイクロプレートの前記検査部を前記試料中に沈めるステップを有する請求項２８又は２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記マイクロプレート上の前記試料の残りの部分が、実質的に、前記マイクロプレートの前記検査部上の前記相互作用性物質と相互作用した前記検査物質の一部からなるように、前記マイクロプレートから前記試料の大部分を除去するステップを更に有する請求項２８から３０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３２】
前記マイクロプレートから前記試料の大部分を除去する前記ステップは、前記マイクロプレートから前記試料を吸引するステップを有する請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記マイクロプレートを振動させる前記ステップ、時系列センサデータを取得する前記
ステップ、及び前記時系列センサデータを処理する前記ステップは、前記マイクロプレートから前記試料の大部分を除去する前記ステップの後に実行される請求項３１又は３２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料を検査するシステム及び方法に関する。例えば、本発明のシステム及び方法は、特定の生体細胞（例えば、特定の抗原）が存在するかについて生体試料（例えば、血液、尿、唾液など）を検査するために使用してもよい。
【背景技術】
【０００２】
英国には、国民保健サービス（Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｈｅａｌｔｈ  Ｓｅｒｖｉｃｅ：ＮＨＳ）の一般開業医（Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｐｒａｃｔｉｔｉｏｎｅｒ：ＧＰ）の診療所が約５２００箇所、及びプライベートのＧＰの診療所が約９００箇所存在している。全世界レベルでは、更に多くが存在している。すべてのＧＰ診療所は、試料の採取のために使用する看護室を有しているが、ほとんどすべての生体試料は、その後、医学的検査のために、ラボラトリに送られる。例えば、英国においては、ＧＰ診療所は、毎年、数万件の検査用生体試料(例えば、血液、尿、精液などに含まれる、例えばウイルス、バクテリア、蛋白質、糖など）を第三者のラボラトリに日常的に送っている。このような慣行は、費用がかかるだけでなく、時間も要し（２週間を要する場合もある）、且つ、診断と適切な治療の提供を遅延させることになる。更には、既存の検査技術は、較正を必要としており、且つ、高度に訓練された要員をも必要としている。従って、費用を低減すると共に患者に対するサービスを改善するために、迅速なインハウス型の医学的検査システム及び方法に対するニーズが存在している。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本発明の第１の態様によれば、試料を検査するシステムが提供される。本システムは、マイクロプレートと、少なくとも１つのアクチュエータと、複数の相互に離隔したセンサと、プロセッサと、を有する。マイクロプレートは、特定の検査物質との相互作用性を本質的に有する相互作用性物質を含む検査部を有する。マイクロプレートは、少なくともマイクロプレートの検査部が試料と接触状態となることができるように構成されている。少なくとも１つのアクチュエータは、マイクロプレートを振動させるように動作可能である。複数の相互に離隔したセンサは、マイクロプレートに結合されている。それぞれのセンサは、マイクロプレートが振動している間、個別の時系列センサデータを提供するように動作可能である。マイクロプレート及びセンサは、提供される時系列センサデータが互いに独立したものとならないように配置されている。プロセッサは、センサから時系列センサデータを受け取り、検査物質と、マイクロプレートの検査部上の相互作用性物質との間で検知された相互作用に基づいて試料中の検査物質に関する情報を提供するべく、受け取った時系列センサデータを処理するように動作可能である。
【０００４】
本システムは、臨床検査環境において、特に、ＧＰ診療所において、使用してもよい。例えば、抗生物質の使用量を低減するという要請が存在しており、この装置は、ウイルスとバクテリアを迅速に弁別することが可能であり、従って、抗生物質の処方数が低減されることになろう。又、本システムは、様々なその他の環境において使用してもよい。その他の潜在的な使用分野は、水の検査、食品の検査、農業／家畜の検査、防御などを含む。
【０００５】
マイクロプレートは、シリコンのマイクロプレート又はポリマーのマイクロプレートであってもよい。マイクロプレートの検査部は、相互作用性物質によって被覆してもよい。マイクロプレートの境界状態は、クランプで固定された状態、カンチレバー、非固定状態、及び点支持状態から選択してもよい。センサは、ピエゾ抵抗型ゲージセンサ、光学センサ、歪センサ、及び加速度センサから選択してもよい。少なくとも１つのアクチュエータ
は、圧電トランスデューサ（ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ：ＰＺＴ）及び／又は音波アクチュエータを有してもよい。少なくとも１つのアクチュエータは、マイクロプレートを定期的に又はランダムに振動させるように動作可能であってもよい。プロセッサは、時間ドメイン、周波数ドメイン、及びウェーブレットドメインのうちの１つ又は複数のドメインにおいて、時系列センサデータを分析するように動作可能であってもよい。例えば、プロセッサは、周波数応答関数（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｒｅｓｐｏｎｓｅ  ｆｕｎｃｔｉｏｎ：ＦＲＦ）を解析するように動作可能であってもよい。プロセッサは、時系列センサデータの処理の際に、ニューラルネットワーク及びカルーネン・レーベ分解のうちの１以上を使用するように動作可能であってもよい。
【０００６】
マイクロプレートは、単一の試料を分析する際に使用する使い捨て型のマイクロプレートであってもよく、使い捨て型マイクロプレートは、使用の後に、別の使い捨て型マイクロプレートと交換することができる。代わりに、マイクロプレートは、複数の試料を分析するために再使用可能であってもよい。
【０００７】
有利には、本システムは、マイクロプレート、少なくとも１つのアクチュエータ、及び複数の相互に離隔したセンサを含む携帯型の検査装置を有する。一実施形態においては、携帯型検査装置は、プロセッサを更に含む。別の実施形態においては、プロセッサは、携帯型検査装置とは別個のものとなっており、携帯型検査装置は、プロセッサに結合されるように構成されている。更に別の実施形態においては、プロセッサは、携帯型検査装置とは別個のものとなっており、携帯型検査装置は、プロセッサが読み取り可能なリムーバブルメモリコンポーネント上に時系列センサデータを書き込むように構成されている。
【０００８】
本システムは、プロセッサから受け取った任意の検査結果をユーザーに対して出力することができるディスプレイ、スピーカ、又はプリンタなどの出力装置を更に有してもよい。出力装置は、携帯型検査装置の一部を形成してもよく、或いは、携帯型検査装置とは別個のものであってもよい。好ましくは、プロセッサが携帯型検査装置の一部を形成している際には、出力装置も、携帯型検査装置の一部を形成する。
【０００９】
相互作用性物質と検査物質の間の相互作用は、多数の形態をとってもよい。重要なことは、検査を目的として検査物質がマイクロプレートに間接的に結合された状態となるように、相互作用により、相互作用性物質と検査物質がなんらかの形態で結合することである。従って、検査物質は、なんらかの方法により、相互作用性物質によって「保持」されてもよい。検査物質は、相互作用性物質に対して特異的に結合することにより、相互作用性物質と相互作用してもよい。相互作用性物質は、第１の分子であってもよく、検査物質は、第２の分子であってもよい。このように、本システムは、マイクロプレートの検査部上における第１の分子と第２の分子の間の相互作用に起因して試料中の第２の分子に関する情報を提供するように動作可能である。相互作用性物質は、第１の生体分子であってもよく、検査物質は、第２の生体分子であってもよい。相互作用性物質は、１つの抗体（又は、複数の抗体）であってもよく、検査物質は、関連する抗原であってもよい。一実施形態においては、相互作用性物質は、アプタマーを有するか又はアプタマーであってもよく、検査物質は、そのアプタマーに関連するターゲット分子を有してもよい。アプタマーは、特定のターゲット分子に結合するオリゴ核酸またはペプチドであり、このため本システム及び方法に特に適している。別の実施形態においては、相互作用性物質は、相補的ＤＮＡ（ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙＤＮＡ：ｃＤＮＡ）を有するか又は相補的ＤＮＡであってもよい。
【００１０】
一実施形態においては、少なくともマイクロプレートの検査部は、検査部に対する相互作用性物質の接着状態を向上させるために、生体適合性被覆によって被覆されている。
【００１１】
有利には、検査部はシリコンを含み、検査部の表面粗度は、２００ｎｍ未満である。更に有利には、検査部の表面粗度は、３〜２０ｎｍの範囲である。
【００１２】
同時に複数の検査を実行するために、マイクロプレートは、１以上の追加の検査部を更に有してもよい。それぞれの追加の検査部は、個別の追加の検査物質との間に相互作用性を本質的に有する個別の追加の相互作用性物質を含む。マイクロプレートは、少なくともマイクロプレートの検査部及び１以上の追加の検査部が試料と接触状態となることができるように構成されている。プロセッサは、マイクロプレートの個別の追加の検査部上におけるその追加の検査物質と、個別の追加の相互作用性物質との間で検知された相互作用に基づいて試料中のそれぞれの追加の検査物質に関する情報を提供するべく、受け取った時系列センサデータを処理するように更に動作可能である。
【００１３】
複数の検査を同時に実行する別の方法は、マイクロプレートを使用し、複数の相互に離隔したセンサが協働して検査装置を形成している。この場合には、システムは、試料中の少なくとも１つの更なる検査物質に関する情報を提供するための少なくとも１つの更なる検査装置を更に有する。
【００１４】
本システムは、試料を受け取るための容器を更に有してもよい。マイクロプレートは、試料が容器内に受け取られた際に、少なくともマイクロプレートの検査部が試料中に沈むように、容器に対して配設される。携帯型検査装置は、容器を更に含んでもよい。容器は、基板内のマイクロウェル又はマイクロチャンネルであってもよい。マイクロプレートは、試料がマイクロウェル又はマイクロチャンネル上に滴下された際に、表面張力が、試料をマイクロウェル又はマイクロチャンネル内に引き込み、これにより、少なくともマイクロプレートの検査部を試料中に沈めるように、基板内に内蔵される。
【００１５】
本システムは、マイクロプレート上に残った試料が、実質的に、マイクロプレートの検査部上の相互作用性物質と相互作用した検査物質の一部からなるように、マイクロプレートから試料の大部分を除去するように動作可能な吸引装置を更に有してもよい。
【００１６】
本発明の第２の態様によれば、試料を検査する方法が提供される。本方法は、相互作用性物質を含む検査部を有するマイクロプレートを提供するステップであって、相互作用性物質は、特定の検査物質との相互作用性を本質的に有する、ステップと、マイクロプレートの検査部を試料と接触状態とするステップと、マイクロプレートを振動させるステップと、マイクロプレートに配置された複数の相互に離隔したセンサを提供するステップと、マイクロプレートが振動している間、それぞれのセンサから個別の時系列センサデータを取得するステップであって、マイクロプレート及びセンサは、取得した時系列センサデータが互いに独立したものとならないように、配置されている、ステップと、検査物質と、マイクロプレートの検査部上の相互作用性物質との間で検知された相互作用に基づいて試料中の検査物質に関する情報を提供するように、時系列センサデータを処理するステップと、を有する。
【００１７】
本方法は、処理ステップにおいて得られた検査結果をユーザーに対して出力するステップを更に有してもよい。マイクロプレートの検査部を試料と接触状態とするステップは、マイクロプレートの検査部を試料中に沈めるステップを有してもよい。
【００１８】
本方法は、マイクロプレート上に残った試料が、実質的に、マイクロプレートの検査部上の相互作用性物質と相互作用した検査物質の一部からなるように、試料の大部分をマイクロプレートから除去するステップを更に有してもよい。マイクロプレートから試料の大部分を除去するステップは、マイクロプレートから試料を吸引するステップを有してもよい。マイクロプレートを振動させるステップ、時系列センサデータを取得するステップ、
及び時系列センサデータを処理するステップは、マイクロプレートから試料の大部分を除去するステップの後に実行してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１ａ】国際公開第２０１１／００１１３８号パンフレットに記載されている従来技術による生体検知プラットフォームの概略平面図である。
【図１ｂ】図１ａの従来技術による生体検知プラットフォームの概略側面図である。
【図２】国際公開第２０１１／００１１３８号パンフレットに記載されている別の従来技術による生体検知プラットフォームの概略斜視図である。
【図３】国際公開第２０１１／００１１３８号パンフレットに記載されている従来技術による統合型生体検知プラットフォームの走査電子顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：ＳＥＭ）画像である。
【図４】本発明の一実施形態による試料検査システムの概略図である。
【図５】本発明の一実施形態による図４の試料検査システムの一部を形成する携帯型検査装置の概略図である。
【図６】図４の試料検査システムにおいて使用してもよい複数の検査部を含むマイクロプレートの概略図である。
【図７】図４の試料検査システムにおいて使用してもよい複数のマイクロプレートシステムの概略図である。
【図８】図４の試料検査システムにおいて使用してもよい異なる数のマイクロプレート及び検査部を有する様々なチップ構成の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
Ａｓｔｏｎ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ名義の国際公開第２０１１／００１１３８号パンフレットは、少なくとも１つの生体細胞の特性又は挙動の特徴を判定する方法及びシステムに関する。この方法及びシステムは、例えば、インビトロでの細胞の伝搬、細胞の極性、細胞の運動、細胞の成長、細胞の収縮、細胞の移動、細胞の増殖、細胞の分化、及び病原菌の成長などの細胞の特性及び挙動の特徴を判定するために使用してもよい。国際公開第２０１１／００１１３８号パンフレットに記載されている方法は、マイクロプレートを提供するステップと、特徴判定の対象である少なくとも１つの生体細胞がマイクロプレートと接触状態となるように、細胞培養媒質中にマイクロプレートの少なくとも１つの表面を沈めるステップと、マイクロプレートを振動させるステップと、マイクロプレートに配置された複数の相互に離隔したセンサを提供するステップと、マイクロプレートが振動している間、それぞれのセンサから個別の時系列センサデータを取得するステップであって、マイクロプレート及びセンサは、取得される時系列センサデータが互いに独立したものとならないように配置されている、ステップと、少なくとも１つの生体細胞の特性又は挙動の特徴を判定するように、時系列センサデータを処理するステップと、を有する。
【００２１】
国際公開第２０１１／００１１３８号パンフレットのマイクロ／ナノスケールの生体検知システムは、細胞培養液の容器内に配設された生体検知プラットフォームを含む。図１ａ及び図１ｂは、国際公開第２０１１／００１１３８号パンフレットに記述されている生体検知プラットフォーム１０の一実施形態の平面図及び側面図を示している。わずかに異なる実施形態が図２の斜視図に示されている。
【００２２】
国際公開第２０１１／００１１３８号パンフレットの生体検知プラットフォーム１０は、主には、ＳＩＯ基板１２から形成されている。生体検知プラットフォーム１０は、マイクロプレート１４と、圧電トランスデューサ（ＰＺＴ）１６の形態の２つのアクチュエータと、４つの相互に離隔したセンサ１８と、電力入力（図示せず）と、を含む。国際公開第２０１１／００１１３８号パンフレットの生体検知システムは、プロセッサ（図示せず）を更に含む。生体検知プラットフォーム１０は、高減衰条件下において良好な生体感度
を伴って液体（例えば、水）中において機能することができるように設計されている。生体検知プラットフォーム１０は、自然の細胞生育環境を維持するために、液体容器内の細胞培養液中に一側面又は両面が浸漬されている。生体検知プラットフォーム１２は、細胞培養液中に沈められた際に、生体細胞が自然の増殖場所として使用することができるように、シリコン及び金などの生体適合性を有する材料を使用している。
【００２３】
国際公開第２０１１／００１１３８号パンフレットのマイクロプレート１４は、マイクロ／ナノスケールの検知プラットフォームとして機能する微細加工された薄いメンブレイン（プレート／ダイアフラム）である。マイクロプレート１４は、変形可能である。マイクロプレート１４は、Ｘ及びＹ方向において、数十〜数百ミクロンの範囲の寸法を有する。例えば、マイクロプレート１４は、Ｘ及びＹ方向において数十から数千ミクロン（例えば、１００〜４００μｍ）の寸法を有してもよい。Ｚ方向におけるプレートの深さは、図１ｂに示されているように、約３μｍであるが、数ナノメートルから最大で数十ミクロンの範囲の深さも好適であろう。これらの寸法は、限定的なものではなく、代表例である。マイクロプレート１４は、様々な異なる境界状態（例えば、クランプで固定された状態、カンチレバー、非固定状態、及び点支持状態など）の手段によって支持されてもよい。国際公開第２０１１／００１１３８号パンフレットの図２の実施形態においては、マイクロプレート１４は、矩形である。マイクロプレート１４は、４つのヒンジ２０によって支持されており、それぞれのヒンジは、マイクロプレート１４の４つの辺のうちのそれぞれの辺に沿って中央に配置されている。これは、マイクロプレートの境界状態の一例である。
【００２４】
細胞培養液中において国際公開第２０１１／００１１３８号パンフレットのマイクロプレート１４を振動させるべく、アクチュエータ（即ち、励起源）が使用されている。図１ａ及び図１ｂの実施形態においては、アクチュエータは、２つのＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）の薄膜１６である。ＰＺＴ１６は、マイクロプレート１４の領域の内部又はこれに隣接して配置され、限られたエネルギー消費量で強力な励起力を提供する。従って、生体検知システムは、自己励起が可能なように設計されている。ＰＺＴアクチュエータの使用の代替手段として、マイクロプレート１４は、その代わりに、音響励起によって作動させてもよい。アクチュエータ１６は、生体検知プラットフォーム１０内に統合してもよい。アクチュエータ１６は、マイクロプレート１４内に統合してもよい。
【００２５】
国際公開第２０１１／００１１３８号パンフレットの生体検知システムは、自己検知が可能なように設計されている。４つの分配型ピエゾ抵抗型ゲージ（Ｐｉｅｚｏｒｅｓｉｓｔｉｖｅ−ｇａｕｇｅ：ＰＺＲ）センサ１８が、図１ａ及び図２に示されている。センサ１８は、マイクロプレート１４のドメイン全体の力学的／振動情報を得るべく、慎重に選択された場所に配置されている。センサ１８は、マイクロプレート１４内に組み込んでもよい。先進的な微細加工技術を使用し、図２に示されている検知要素１８及び関連する接続トラック２２を製造している。ＰＺＲセンサの使用の代替手段として、例えば、光学センサ、歪センサ、又は加速度センサなどの異なるセンサタイプを使用してもよい。センサ１８は、生体検知プラットフォーム１０内に統合してもよい。センサ１８は、マイクロプレート１４内に統合してもよい。センサ１８の位置は、識別感度を最大化し、マイクロプレート表面上で高い性能が得られる範囲を最大化することに関して、最適化することができる。
【００２６】
国際公開第２０１１／００１１３８号パンフレットのＰＺＴアクチュエータ１６及びピエゾ抵抗型ゲージセンサ１８は、ＣＭＯＳ回路との間に良好な互換性を有しており、その他の電子コンポーネントと容易に統合することができる。国際公開第２０１１／００１１３８号パンフレットの生体検知プラットフォーム１０の電子部品（例えば、電極ワイヤ、金パッド、及び接続プローブ）は、生体適合性材料によって密閉されている。生体検知プラットフォーム１０の全体は、標準的なＤＩＬ（Ｄｕａｌ  ｉｎ−ｌｉｎｅ）方式によっ
てパッケージ化されている。信号の流れ（入力及び出力信号）は、外部処理装置又は内部電子チップによって処理してもよい。
【００２７】
国際公開第２０１１／００１１３８号パンフレットの生体検知プラットフォームのマイクロ／ナノ加工のためには、ナノ加工における迅速なプロトタイプ製造のためのエッチング及びデポジションの能力を有する光リソグラフィ及び電子ビームリソグラフィ、プラズマエッチング、及び集束イオンビームツールを含む先進的なツール及びプロセスが使用される。
【００２８】
図３は、１００μｍの正方形の検知メンブレインに基づいた国際公開第２０１１／００１１３８号パンフレットの統合型マイクロシステム（即ち、生体検知プラットフォーム１０）の走査電子顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：ＳＥＭ）画像であり、これは、分配型ピエゾ抵抗型センサ（即ち、センサ１８）及びＰＺＴアクチュエータ（即ち、アクチュエータ１６）を有するように製造されたものである。このようなマイクロシステムによれば、装置は、自己検知及び自己励起の能力を有することができる。このマイクロシステムを電子回路に組み込むことにより、ラボオンチップシステムを構築することができる。
【００２９】
使用の際には、国際公開第２０１１／００１１３８号パンフレットの生体検知システムを使用し、単一細胞の又は複数の細胞が集まった細胞群の特性又は挙動を識別する。
【００３０】
国際公開第２０１１／００１１３８号パンフレットの細胞培養液の容器は、部分的又は完全に、細胞培養液が充填される。国際公開第２０１１／００１１３８号パンフレットの生体検知プラットフォーム１０のマイクロプレート１４は、マイクロプレート１４の少なくとも１つの表面が細胞培養液中に沈められるか又は浸漬されるように、細胞培養液の容器内に配置される。例えば、マイクロプレート１４は、細胞培養液中に完全に沈めてもよい。代わりに、マイクロプレート１４の底面のみを細胞培養液中に沈めてもよい。マイクロプレート１４を細胞培養液中に沈めることにより、細胞培養液中の生体細胞は、マイクロプレート１４を自然の増殖場所として使用することができる。従って、その特性／挙動の特徴を生体検知システム及び方法によって判定する対象である少なくとも１つの生体細胞がマイクロプレート１４と接触状態において存在している。
【００３１】
次いで、国際公開第２０１１／００１１３８号パンフレットのマイクロプレート１４をアクチュエータ（例えば、ＰＺＴ１６）によって振動させる。マイクロプレート１４は、（例えば、正弦波関数を使用して）定期的に、或いは、（例えば、擬似ランダムバイナリ信号、白色ノイズ、又はバーストランダムなどの）周波数帯域の広いランダム信号によってに、励起することできる。励起／振動のタイプは、実施の目的に応じて、変化することになる。マイクロプレート１４を振動させるのは、接触する生体細胞が、それ自身では、マイクロプレート１４に大きな力をかけないためである。接触する生体細胞は、マイクロプレート１４の質量、剛性、及び歪特性に対して影響を及ぼす。従って、これらの変数の測定値（例えば、歪ゲージの計測値）を使用し、接触する生体細胞のマイクロプレート１４に対する影響を定量化してもよく、これにより、特徴判定の対象である細胞の特性／挙動を推定してもよい。固定状態のマイクロプレート１４を使用した場合には、接触する細胞によるマイクロプレート１４の偏向は、非常に小さくなり、これにより、例えば、マイクロプレート１４の歪みに関する信号の検出が困難になる。この結果、特徴判定の対象である細胞の特性／挙動を推定することが困難になる可能性がある。従って、マイクロプレート１４は、有利には、細胞の存在に起因してマイクロプレート１４の歪みに関してより強力な信号を生成するように、接触する生体細胞に向かって、またこれから離れるように振動させる。代わりに／これに加えて、マイクロプレート１４は、接触する生体細胞に向かって、またこれから離れるようにのみならず、その他の方向に振動させてもよい。マイ
クロプレート１４を振動させることは、その他の利点をも有しており、これらの振動は、マイクロプレート１４の力学的特性に関する追加的な情報（例えば、固有周波数シフト、モード形状の変化、及びその他の非線形結合効果）を提供する。また、この追加的な力学的情報を使用し、接触する細胞の特性又は挙動の特徴を判定してもよい。
【００３２】
国際公開第２０１１／００１１３８号パンフレットのマイクロプレートが振動している間、それぞれのセンサ１８から個別の時系列センサデータを取得する。マイクロプレート１４は、接触する生体細胞とセンサ１８の間の非線形結合を提供する連続した媒質である。従って、センサ１８は、時系列センサデータが互いに独立したものとならないように、マイクロプレート１４の変形応答を通じて、マイクロプレート１４と接触状態にある生体細胞に対して結合されている。これは、センサ１８は、マイクロプレート１４から局所的なセンサデータを受け取るが、特定のセンサ１８からの時系列センサデータは、そのセンサ１８から離れた細胞運動を示す場合があることを意味している。換言すれば、センサ１８は、マイクロプレート１４を介して生体細胞の特性／挙動を間接的に検知している。生体検知プラットフォームは、その力学的／振動特性の変動を情報源として使用し、表面に接触している生体細胞及び粒子を検知している。同時に収集されたセンサ１８の検知応答を解釈することにより、接触する生体細胞の特性又は挙動を判定するように、任意の細胞障害の特性を識別することができる。センサ１８間における結合メカニズムとして機能するマイクロプレート１４の存在によって、センサ１８は、非独立的な（即ち、結合された）方式によって応答する。システムの結合された特性により、マイクロプレート１４上に必要とされるのは、比較的少数の個別のセンサ１８のみである。国際公開第２０１１／００１１３８号パンフレットの生体検知プラットフォーム１０の分解能は、センサ１８を分離しているピッチに限定されるものではなく、従って、製造の最小のスケールよりも格段に小さな変動を検出するために使用することができる。更には、システムの結合された特性により、細胞が接触する表面ではなく、マイクロプレート１４の表面上に、センサ１８を設けてもよい。この結果、本方式の安定性が向上する。
【００３３】
国際公開第２０１１／００１１３８号パンフレットの時系列センサデータを取得した後に、これらの時系列は、少なくとも１つの生体細胞の特性又は挙動の特徴を判定するように、先進的なシステム同定法及び組み込まれたＩＴツールを使用して処理される。この処理ステップにおいては、それぞれのセンサからの時系列センサデータは、その他のセンサのそれぞれからの時系列センサデータと共に処理される（即ち、データは、まとめて処理される）。この処理は、非線形である。例えば、ニューラルネットワークやカルーネン・レーベ分解などの非線形の信号処理法を使用し、時間又は周波数ドメインのいずれかにおいて、結合された同時時系列を処理してもよい。
【００３４】
国際公開第２０１１／００１１３８号パンフレットの非線形の処理モデルは、時系列センサデータ内の力学的情報を利用して細胞の特性及び挙動を検出している。国際公開第２０１１／００１１３８号パンフレットのマイクロプレート１４からの空間的な力学的情報（例えば、モードの形状、センサ間における結合など）を使用し、マイクロプレート１４上の細胞に関する空間的な力学的情報（例えば、極性や幹細胞の成長）を導出する。システム同定ツールを使用し、処理ステップの出力を、特徴を判定することが望ましい１つの細胞／複数の細胞／複数の組織の特性又は挙動と関連付ける。換言すれば、力学的情報は、力学的な細胞特性の状態及び特徴に関連付けられることになる。例えば、対象となる特性又は挙動は、薬剤の開発、微生物及び腫瘍のスクリーニング、或いは、幹細胞生物学において不可欠なものであり得る。これには、インビトロでの伝搬、極性、細胞の運動／成長、収縮、移動、増殖又は分化、及び病原菌の成長などの静的又は動的な特性又は挙動が含まれよう。国際公開第２０１１／００２２３８号パンフレットのシステム及び方法を使用することにより、細胞培養、細胞操作、及び細胞手術のプロセスの間に、１つ又は複数の細胞の接触に関するサイズ、形状、及び運動情報を導出してもよい。国際公開第２０１
１／００１１３８号パンフレットの生体検知方法及びシステムの１つの目的は、細胞の培養及び成長プロセスの間、細胞の形態、移動、増殖、分化、及び収縮性における変化を検出することである。マイクロプレート１４の（速度及び加速度などの）力学的特性を使用し、比較的少ない数の検知要素１８を使用することにより、システム同定アルゴリズムを通じて、必要とされる情報を推定する。マイクロプレート１４の動的な応答信号（即ち、検知されたデータ時系列）をインテリジェントな時系列識別アルゴリズムに適用し、所望の細胞特性又は挙動情報を導出する。細胞の特性／挙動の識別は、組み込まれた情報ツールを使用することによって実現される。出力は、利用目的に応じた様々な記述子を伴って、離散形態であっても、連続したものであってもよい。
【００３５】
国際公開第２０１１／００１１３８号パンフレットの生体検知システムにおいて使用されている非線形処理モデルは、トレーニングデータを使用してトレーニングされている。国際公開第２０１１／００１１３８号パンフレットのマイクロプレート１４は、異なる負荷条件下では異なる方式で振動している。従って、非線形処理モデルは、液体環境におけるマイクロプレート１４の既知の力学を考慮している。例えば、マイクロプレートの力学は、（一般に、水よりもわずかに高い密度を有する）細胞培養液とマイクロプレート１４の相互作用によって生成される音圧波の影響を受けることになる。従って、非線形処理モデルは、マイクロスキャニングレーザー振動計を使用して液体中のマイクロプレート１４の力学及び音響放射に対するマイクロスケールの影響を調査した結果によって構築されている。マイクロスキャニングレーザー振動計を使用し、固有周波数、固有モード、特定の強制条件における強制応答などの液体中のマイクロプレート１４の力学及び音響放射を計測する。従って、マイクロスキャニングレーザー振動計を使用することにより、適切な非線形処理モデル（例えば、ニューラルネットワーク）を生成することができる。換言すれば、マイクロスキャニングレーザー振動計を使用して得られる結果は、例えば、ニューラルネットワーク用のトレーニングデータとして使用される。沈んだマイクロプレートの力学のシミュレーションを通じて、振動するマイクロプレート１４の時系列センサデータから負荷状態を推定するように、非線形処理モデルを構築することができる。このモデル化プロセスにおいては、異なる検知位置における変位／速度／加速度が、シミュレーションを通じて得られる。動的信号（即ち、時系列センサデータ）から抽出されたパラメータを外部の力／負荷関係付ける非線形処理モデルは、カルーネン・レーベ分解、ウェーブレット分析、及び人工ニューラルネットワーク法などのシステム同定技術を使用することによって構築される。非線形処理モデルは、擬似ランダムバイナリシーケンス（Ｐｓｅｕｄｏ−Ｒａｎｄｏｍ  Ｂｉｎａｒｙ  Ｓｅｑｕｅｎｃｅ：ＰＲＢＳ）励起及び同定法を用いた実験によって検査及び検証することができる。ＰＲＢＳ信号の利点は、その自己相関関数が衝撃関数の緊密な近似であるという特性を有するという点にある。すべての周波数の力学がＰＲＢＳ信号によって励起される。従って、任意の強制条件下におけるマイクロプレート１４の力学を導出することができる。次いで、検証されたモデルを使用し、マイクロプレート１４上の異なる場所における振動の時系列センサデータによって、マイクロプレート１４に加えられた力／負荷を推定することができる。システム同定法を細胞／組織の監視に適用した際には、細胞の力学の状態及び条件が推定される。マイクロプレート１４が沈められた際には、マイクロプレート１４の加速度の振幅はより小さく、これは、それぞれのモードがマイクロプレート１４の面内において音圧を発生させ、通常モードが液体中において結合されたものとなるという事実に起因している。さらに、センサ１８を適切な位置に配置することにより、適切なシステム同定技術を通じて、主要なモード形状を、マイクロプレ��ト１４上における負荷及び力学的状態と関係付けることができる。検出された過渡応答及びマイクロプレートの検知表面から導出された情報と細胞の挙動との相関関係は、国際公開第２０１１／００１１３８号パンフレットの非線形処理モデルにおいて考慮されている。
【００３６】
国際公開第２０１１／００１１３８号パンフレットは、更に上述の生体検知システムに
関連する適用例及び実験結果について記載している。メンブレイン生体検知装置の製造についても記載されている。それぞれのメンブレイン生体検知装置の力学情報は、一連の周波数応答関数（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｒｅｓｐｏｎｓｅ  ｆｕｎｃｔｉｏｎ：ＦＲＦ）の形態で計測される。また、生物学的実験及びニューラルネットワーク法についても、詳細に記載されている。これらの詳細については、ここでは省略するが、方法の多くは、本発明にも同様に適用することができる。
【００３７】
本発明においては、後述するように、試料検査システム及び方法において使用する国際公開第２０１１／００１１３８号パンフレットの生体検知プラットフォーム１０を変更している。特記されていない限り、国際公開第２０１１／００１１３８号パンフレットを参照して上述した様々な実施形態、方法、及び変更は、本発明にも同様に適用可能であるものと解釈されたい。
【００３８】
図４は、本発明の一実施形態による試料検査システム１００を示している。検査対象の試料は、尿、血液、唾液、精液などの体液試料のような液体試料である。試料には、試料検査システム１００を使用する検査の前に、事前処理（例えば、微細流体フィルタを使用したフィルタリング）を施してもよい。代わりに、試料検査システム１００を使用して未加工の試料を検査してもよい。試料検査システム１００を使用し、試料中の特定の抗原又はその他の生体分子などの特定の検査物質について検査する。後述する特定の実施形態においては、試料検査システム１００は、血液試料中の特定の抗原について検査するために使用されているものと仮定している。但し、本発明の範囲内において、その他の検査も明らかに想定される。
【００３９】
抗原は、孤立して試料中に存在するわけではないことに留意されたい。その代わりに、抗原は、その他の生体分子（例えば、バクテリアや蛋白質など）の表面上に見出される。従って、本明細書において検査物質が抗原であると言及した際には、検査物質は、実際には、抗原と、その表面上に抗原が見出される生体分子と、を含んでいるものと理解されたい。従って、血液試料中の特定の抗原について検査する際には、実際には、その上部に特定の抗原が見出される生体分子（例えば、バクテリアや蛋白質など）についても、血液試料を検査している。
【００４０】
試料検査システム１００は、容器１３０内の検知プラットフォーム１１０と、プロセッサ１４０と、出力装置１５０と、を含む。容器１３０は、検査対象の血液試料を受け取り、これにより、血液試料を、使用中の検知プラットフォーム１１０の最後の部分と接触させるためのものである。
【００４１】
検知プラットフォーム１１０は、国際公開第２０１１／００１１３８号パンフレットの生体検知プラットフォーム１０と多数の類似点を共有する。即ち、検知プラットフォーム１１０は、主には、基板１２に類似した基板１１２から形成されており、検知プラットフォーム１１０は、マイクロプレート１４に類似したマイクロプレート１１４と、ＰＺＴ１６に類似した２つのアクチュエータ１１６と、センサ１８に類似した４つの相互に離隔したセンサ１１８と、電力入力（図示せず）と、を含む。基板１１２は、シリコンベースの基板（例えば、国際公開第２０１１／００１１３８号パンフレットと同様のＳＩＯ基板）であってもよい。シリコンベースの基板は、非常に一般的であり、従って、容易に入手可能であり、周知である。潜在的により廉価な代替実施形態においては、基板１１２は、ポリマー基板であってもよい。その他の基板を使用してもよい。国際公開第２０１１／００１１３６号パンフレットと同様に、アクチュエータ１１６は、マイクロプレート１１４を振動させるように動作可能である。
【００４２】
本発明の検知プラットフォーム１１０と国際公開第２０１１／００１１３８号パンフレ
ットの生体検知プラットフォーム１０の間の主な相違点は、検知プラットフォーム１１０のマイクロプレート１１４が相互作用性物質１２６を含む検査部１２４を有するという点にある。相互作用性物質１２６については、更に後述することとする。検査部１２４は、マイクロプレート１１４の全体を占めてもよい。代わりに、検査部１２４は、マイクロプレート１１４の１つの表面全体を占めてもよい。但し、図４の実施形態においては、検査部１２４は、マイクロプレート１１４の表面の一部を占める。具体的には、検査部１２４は、マイクロプレート１１４の一側面の中央部分である。
【００４３】
相互作用性物質１２６をマイクロプレート１１４の検査部１２４に追加する前に、相互作用性物質１２６の接着に適した生体適合性表面を設けるために、少なくとも検査部１２４を、例えば、金、シリコン、又はポリマーを使用して被覆してもよい。複数の生体適合性被覆も可能である。例えば、シリコンの上部にポリマー又は金の層を設けることができる。本発明の範囲内において、その他の生体適合性被覆も想定される。例えば、プロテインＡなどのバイオ被覆を使用してもよい。プロテインＡは、免疫グロブリンを結合させるその能力によって周知である。この代わりに、プロテインＧ、プロテインＡ／Ｇ、及びプロテインＬなどのその他の免疫グロブリンを結合させる細菌蛋白質を使用してもよい。生体適合性被覆を追加する目的は、相互作用性物質１２６が接着するのに良好な表面を設けることである。被覆は、検査部１２４のみに施してもよく、又は、マイクロプレート１１４のより大きな部分（例えば、マイクロプレート１１４の全体）に施してもよい。
【００４４】
更には、相互作用性物質１２６に対する検査部１２４の接着特性を更に向上させるために、特定の表面粗度を有するように、検査部１２４の表面を適合させてもよい。表面粗度（又は、単に「粗度」）とは、表面の質感の尺度である。これは、その理想的な形態からの実際の表面の垂直方向のずれによって定量化される。これらのずれが大きい場合には、表面は粗く、これらが小さい場合には、表面は滑らかである。粗度は、表面がその環境とどのように相互作用するかを決定するのに重要な役割を果たす。「Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｂｉｏ−ＭＥＭＳ  Ｍｉｃｒｏ−ｄｅｖｉｃｅ  ｗｉｔｈ
Ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  −  Ｓｔｕｄｉｅｓ  ｗｉｔｈ  Ｒａｔ  Ｃａｒｄｉｏｍｙｏｃｙｔｅｓ」（２００５年  ＩＥＥＥ医療・生理部会（Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  ｉｎ  Ｍｅｄｉｃｉｎｅ  ａｎｄ  Ｂｉｏｌｏｇｙ）第２７回年次大会会報、上海、中国、２００５年９月１〜４日）という名称の論文において、Ｌｉｎ他は、上述のように、表面粗度が金の生体適合性被覆などの被覆によって影響を受ける可能性があることを見出している。「Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ  ｏｆ  ｎａｎｏｓｃａｌｅ  ｓｕｒｆａｃｅ
ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ  ｏｎ  ｎｅｕｒａｌ  ｃｅｌｌ  ａｔｔａｃｈｍｅｎｔ  ｏｎ  ｓｉｌｉｃｏｎ」（Ｎａｎｏｍｅｄｉｃｉｎｅ：  Ｎａｎｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，  Ｂｉｏｌｏｇｙ，  ａｎｄ  Ｍｅｄｉｃｉｎｅ  １、２００５年、１２５〜１２９頁）という名称の論文において、Ｋｈａｎ他は、表面粗度が、被覆されていないシリコン上における神経細胞の付着に対して相当の影響を及ぼすことを見出している。Ｋｈａｎ他は、平均粗度が０ｎｍから６４ｎｍでは、細胞の接着力は、粗度に伴って増大するが、約２０４ｎｍ以上の粗度においては、粗度は、付着に対して悪影響を与えると結論付けている。「Ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ  ａｎｄ  ａｄｈｅｓｉｏｎ  ｏｆ  ｂｉｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ  ｏｎ  ｓｉｌｉｃｏｎ  ｂａｓｅｄ  ｓｕｒｆａｃｅｓ」（Ａｃｔａ  Ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｉａ  １、２００５年、３２７〜３４１頁）という名称の論文において、Ｂｈｕｓｈａｎ他は、表面上にストレプトアビジン蛋白質を吸収するために、シリカ表面上におけるパターニングを提供している。具体的には、１５〜２０ｎｍの深さ及び４５ｎｍに近い幅を有する４００ｎｍの間隔の垂直のラインが、５ｍｍ×５ｍｍの試料上の２５μｍ×２５μｍ２内に「描画」されている。「Ｔｕｎｉｎｇ  ｃｅｌｌ  ａｄｈｅｓｉｏｎ  ｂｙ  ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ  ｔｈｅ  ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ  ａｎｄ  ｗｅｔｔａｂｉｌｉｔｙ  ｏｆ  ３Ｄ  ｍｉｃｒｏ／ｎａｎｏ  ｓｉｌｉｃｏｎ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ」（Ａｃｔａ  Ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｉａ  ６、２０１０年、２７１１〜２７２０頁）という
名称の論文において、Ｒａｎｅｌｌａ他は、最適な細胞の接着は、表面の湿潤性及び化学的性質とは無関係に、小さな粗度比率に対して得られることを見出している。粗度比率は、スパイクの実際の折り畳まれていない表面積を合計照射面積によって除算することによって算出されている。従って、表面粗度が表面の接着品質に影響を及ぼすことは明らかである。検査部１２４がシリコンからなる場合には、検査部１２４の表面粗度は、有利には、２００ｎｍ未満である。更に有利には、検査部１２４の表面粗度は、３〜２０ｎｍの範囲である。一実施形態においては、検査部１２４の表面粗度は、約１０ｎｍである。必要に応じて、化学機械的研磨法（ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ：ＣＭＰ）を使用し、検査部１２４の表面粗度を低減してもよい。
【００４５】
国際公開第２０１１／００１１３８号パンフレットと同様に、センサ１１８は、相互に離隔しており、マイクロプレート１１４に結合されている。それぞれのセンサ１１８は、マイクロプレート１１４が振動している間、個々の時系列センサデータを提供するように動作可能である。マイクロプレート１１４及びセンサ１１８は、提供された時系列センサデータが互いに独立したものとならないように、配置されている。センサ１１８は、マイクロプレート１１４の検査部１２４に結合されてもよい。代わりに、センサ１１８は、マイクロプレート１１４の別の部分に結合されてもよい。図４の実施形態においては、４つのセンサ１１８のうちの２つは、マイクロプレート１１４の検査部１２４内に配設されており、４つのセンサ１１８のうちの２つは、マイクロプレート１１４の検査部１２４の外部に配設されている。
【００４６】
マイクロプレートは、検査の間、少なくともマイクロプレートの検査部１２４が血液試料と接触状態となることができるように、構成されている。図４の実施形態においては、この構成は、血液試料が容器１３０内に受け取られた際に、少なくともマイクロプレート１１４の検査部１２４が血液試料中に沈むように、容器１３０内にマイクロプレート１１４を配設することにより、実現されている。代替実施形態（図４には示されていない）においては、容器１３０は、試料がマイクロウェル又はマイクロチャンネル上に滴下された際に、試料をマイクロウェル又はマイクロチャンネル内に引き込むように表面張力が働き、これにより、少なくともマイクロプレートの検査部が試料中に沈むように、マイクロウェル又はマイクロチャンネルをマイクロプレート基板１１２内に有してもよい。更なる代替実施形態においては、容器、マイクロウェル、又はマイクロチャンネルが存在していない場合にも、表面張力を使用して試料をマイクロプレート上に保持することができよう。
【００４７】
上述のように、マイクロプレート１１４の検査部１２４は、相互作用性物質１２６を含む。相互作用性物質１２６は、それ自体が検査の対象である特定の検査物質との相互作用性を本質的に有する。換言すれば、試料検査システム１００は、特定の検査物質について液体試料を検査するために使用される。本実施例においては、相互作用性物質１２６は、血液試料中の検査対象の特定の抗原／生体分子と相互作用するタイプの抗体の抗体被覆である。この場合には、相互作用性物質１２６と検査物質の間の「相互作用」とは、マイクロプレート１１４の検査部１２４上の抗体と血液試料中の抗原との結合である。
【００４８】
必要とされる検査に応じて、その他の相互作用性物質を使用することも可能であると想定される。例えば、試料中の第１の分子について検査する際には、相互作用性物質は、第１の分子と本質的に相互作用することが判明している第２の分子であってもよい。この場合には、システムは、マイクロプレートの検査部上における第１及び第２の分子間の相互作用に起因する、試料中の第１の分子の存在／量について検査するように動作可能である。検査において使用してもよいタイプの分子の１つは、生体分子である。抗原及び抗体は、生体分子の具体的な例である。
【００４９】
相互作用性物質１２６は、マイクロプレート１１４の検査部１２４に結合されている。
好適な実施形態においては、相互作用性物質１２６は、マイクロ流体デバイスにより、マイクロプレート１１４の検査部１２４上に被覆されている。相互作用性物質は、マイクロプレート１１４の検査部１２４上に直接的又は間接的に被覆してもよい。換言すれば、相互作用性物質１２６と検査部１２４の間に中間層（別の被覆など）が存在してもよい。但し、その場合にも、任意の中間層により、マイクロプレート１１４の検査部１２４と相互作用性物質１２６との間の結合が可能とならねばならない。相互作用性物質１２６（ここでは、抗体被覆）は、事実上、マイクロプレート１１４の一部である。マイクロプレート１１４上における抗体被覆１２６との相互作用に起因し、血液試料中の特定の抗原（および、その抗原に関連し、その抗原がその上部に見出される生体分子）について検査することができる。マイクロプレート１１４の検査部１２４上に相互作用性物質１２６を被覆する代わりに、相互作用性物質１２６は、その他の化学的／生物学的方法により、検査部１２４上に結合させてもよい。本システム１００内において使用されるその他のタイプの結合による相互作用は、（ａ）基板／阻害物質との間の酵素結合と、（ｂ）リガンド／作用薬／拮抗薬との間の受容体結合と、を含んでもよい。その他の非結合型の相互作用は、細胞／病原菌数であり、また、被覆されていない表面に対して結合する細胞の固有の能力に依存するものであってよい―これについては、既に実証済みである。
【００５０】
プロセッサ１４０は、センサ１１８から時系列センサデータを受け取り、マイクロプレート１１４の検査部１２４上における抗原と抗体被覆１２６の間の検知された相互作用に基づいて血液試料中の抗原／生体分子に関する情報を提供するべく、受け取った時系列センサデータを処理するように、動作可能である。
【００５１】
出力装置１５０は、プロセッサ１４０から受け取った任意の検査結果をユーザーに対して出力するように動作可能である。出力装置は、例えば、ディスプレイ、スピーカ、及び／又はプリンタを含んでもよい。
【００５２】
上述のように、試料検査システム１００は、液体試料（例えば、血液試料）中の特定の検査物質（例えば、抗原／生体分子）について検査をするために使用される。
【００５３】
容器１３０は、マイクロプレート１１４の検査部１２４が血液試料と接触状態となるように、血液試料によって部分的に又は完全に充填される。例えば、マイクロプレート１１４は、血液試料中に完全に沈めてもよい。代わりに、マイクロプレート１１４の検査部１２４の表面のみを血液試料中に沈めてもよい。血液試料中にマイクロプレート１１４を沈めることにより、血液試料中の抗原は、マイクロプレート１１４の検査部上の抗体被覆１２６と相互作用することができる。マイクロプレート１１４の検査部１２４上に被覆されたタイプの抗体と特異的に関連付けられた任意の抗原が抗体被覆１２６と「相互作用」（即ち、結合）することになるように、試料中の抗原は、マイクロプレート１１４の検査部１２４と接触状態となる。この結果、検査対象である特定の抗原／生体分子は、マイクロプレート１１４の検査部１２４に結合された状態となる。
【００５４】
国際公開第２０１１／００１１３８号パンフレットと同様に、マイクロプレート１１４はアクチュエータ１１６を使用して振動させる。国際公開第２０１１／００１１３８号パンフレットと同様に、様々なタイプのアクチュエータ及び様々なタイプの振動が想定される。マイクロプレート１１４を振動させるのは、接触する抗原／生体分子が、それ自身では、マイクロプレート１４上に大きな力をかけないためである。検査部１２４上の抗体１２６によってマイクロプレート１１４に結合された抗原／生体分子は、マイクロプレート１１４の質量、剛性、及び歪特性に影響を及ぼす。従って、これらの変数の測定値（例えば、歪ゲージの計測値）を使用し、マイクロプレート１１４の力学状態に対する抗原／生体分子の影響を定量化してもよく、これにより、検査対象である抗原の特性及び／又は挙動を推定してもよい。
【００５５】
マイクロプレート１１４が振動している間に、個々の時系列センサデータをそれぞれのセンサ１１８から取得する。国際第２０１１／００１１３８号パンフレットと同様に、マイクロプレート１１４は、試料中の抗原とセンサ１１８の間における非線形の結合を提供する連続した媒体である。従って、センサ１１８は、時系列センサデータが互いに独立したものとならないように、マイクロプレート１１４の変形応答を通じて、マイクロプレート１１４に結合された抗原に対して結合されている。これは、センサ１１８は、マイクロプレート１１４から局所的なセンサデータを受け取るが、特定のセンサ１１８からの時系列センサデータは、そのセンサ１１８から離れた抗原信号を示す場合があることを意味している。換言すれば、センサ１１８は、マイクロプレート１１４を介して抗原の特性／挙動を間接的に検知している。検知プラットフォーム１１０は、その力学的／振動特性の変動を情報源として使用し、表面に接触する抗原を検知している。同時に収集されたセンサ１１８の検知応答を解釈することにより、検査対象の抗原を識別し、定量化し、特徴判定することができる。センサ１１８間の結合メカニズムとして機能するマイクロプレート１１４の存在によって、センサ１１８は、非独立的な（即ち、結合された）方式によって応答する。システムの結合された特性により、マイクロプレート１１４上に必要とされるのは、比較的少数の個別のセンサ１１８のみである。検知プラットフォーム１１０の分解能は、センサ１１８を分離しているピッチに限定されるものではなく、従って、製造の最小のスケールよりも格段に小さな変動を検出するために使用することができる。更には、システムの結合された特性により、センサ１１８は、抗原を結合させる検査部１２４ではなく、マイクロプレート１１４の表面上に設けてもよい。この結果、本方式の安定性が向上する。
【００５６】
時系列センサデータを取得した後に、これらの時系列は、マイクロプレート１１４の検査部１２４上に被覆された抗体に結合された抗原に関する情報を提供するべく、先進的なシステム同定法及び組み込まれたＩＴツールを使用し、プロセッサ１４０において処理される。この処理ステップにおいては、それぞれのセンサ１１８からの時系列センサデータは、その他のセンサ１１８のそれぞれからの時系列センサデータと共に処理される（即ち、データは、まとめて処理される）。この処理は、非線形である。例えば、ニューラルネットワーク又はカルーネン・レーベ分解などの非線形の信号処理法を使用し、時間又は周波数ドメインのいずれかにおいて、結合された同時時系列を処理してもよい。
【００５７】
国際公開第２０１１／００１１３８号パンフレットに記述されている非線形処理モデルを使用し、マイクロプレート１１４に結合された抗原に関する空間的な力学的情報を導出してもよい。簡潔性の観点から、国際公開第２０１１／００１１３８号パンフレットの非線形処理モデルの詳細については、ここでは説明を省略する。但し、国際公開第２０１１／００１１３８号パンフレットにおいて分析されている「接触する細胞」は、上述の本発明の特定の実施形態における結合された抗原に対応することを理解されたい。非線形処理モデルは、国際公開第２０１１／００１１３８号パンフレットの生体検知システムと同様に、トレーニングデータを使用してトレーニングしてもよい。この場合にも、その詳細については、ここでは説明を省略する。
【００５８】
プロセッサ１４０による処理は、好ましくは、ユーザーとのやり取りをほとんど又はまったく伴うことなしに、実行される。換言すれば、処理は、好ましくは、完全に自動化される。
【００５９】
出力装置１５０を介した出力は、検査の目的に応じた様々な記述子を伴って、離散形態であっても、連続したものであってもよい。例えば、時系列センサデータの処理に基づいて特定の抗原のうちのいずれかが試料中において識別されたかどうかに関する肯定的又は否定的検査結果を単に出力することが望ましい場合がある。換言すれば、検査結果は、単
に、試料中における特定の抗原の存在（又は、不存在）の通知である。代わりに／これに加えて、血液試料中における抗原のレベル／量／数量／挙動に関する情報を提供することが望ましい場合もある。代わりに／これに加えて、血液試料中の特定の抗原の数量が特定の閾値を超過しているかどうかについて情報を出力することもできる。この場合にも、肯定的又は否定的結果を出力してもよい。
【００６０】
一実施形態においては、単一の血液試料を分析する際に使用される使い捨て型のマイクロプレート１１４／検知プラットフォーム１１０を想定している。この場合には、使い捨て型のマイクロプレート１１４／検知プラットフォーム１１０は、一回の使用の後に、別の使い捨て型のマイクロプレート１１４／検知プラットフォーム１１０と交換されることになろう。代わりに、マイクロプレート１１４／検知プラットフォーム１１０は、複数の血液試料を分析するために、再使用可能であってもよい。この場合には、マイクロプレート１１４／検知プラットフォーム１１０は、使用と使用の間に洗浄することができるものとなろう。マイクロプレート１１４／検知プラットフォーム１１０は、元の位置において洗浄してもよく（固定部材として機能している）、システム１００からマイクロプレート１１４／検知プラットフォーム１１０を取り外して洗浄してもよい。マイクロプレート１１４／検知プラットフォーム１１０は、適切な洗浄拭取り具によって洗浄してもよい。
【００６１】
図５は、本発明の一実施形態による携帯型検査装置１６０を示している。携帯型検査装置１６０は、ハウジング１６２を有し、このハウジング１６２は、この分野で使用するために耐久性が向上されたものであってもよい。携帯型検査装置１６０は、試料（例えば、血液試料）を受け取るためのセクション１６４を含む。試料受け取りセクション１６４は、検知プラットフォーム１１０（図示せず）を含む。試料受け取りセクション１６４は、容器１３０（図示せず）を有してもよい。代わりに、容器は、省力してもよく、その代わりに、非常にわずかな試料（例えば、血液）を、ピンによる穿刺又はこれらに類似した行為によってマイクロプレート１１４の表面上において受け取り、次いで、その場所において表面張力によって保持する。図５の携帯型検査装置１６０は、表示画面１５０を更に含む。表示画面は、例えば、携帯型検査装置１６０のスイッチがオンとなっているかどうかを通知してもよい。
【００６２】
携帯型検査装置１６０は、プロセッサ１４０を内部プロセッサ（図示せず）として更に含んでもよい。この場合には、画面１５０は、プロセッサ１４０からユーザーに対して検査結果を出力することにより、出力装置１５０として機能してもよい。
【００６３】
代わりに、プロセッサ１４０は、携帯型検査装置１６０とは別個のものであってもよい。例えば、プロセッサ１４０は、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、又はスマートフォンのプロセッサであってもよいであろう。この場合には、出力装置１５０も、携帯型検査装置１６０とは別個のものであってもよい。「別個のプロセッサ」の一実施形態においては、携帯型検査装置１６０は、結合部１６６によってプロセッサ１４０に結合されるように構成されている。結合部１６６は、有線接続のものであってもよく（例えば、ＵＳＢケーブル、ローカルエリアネットワークによるか、又は別のコネクタケーブル／ワイヤを使用したもの）、無線接続のものであってもよい（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）接続、ＩＥＥＥ８０２．１１、又はＷｉ−Ｆｉ接続）。「別個のプロセッサ」の別の実施形態においては、携帯型検査装置１６０は、リムーバブルメモリコンポーネント（図示せず）上に時系列センサデータを書き込むように構成されている。次いで、リムーバブルメモリコンポーネントを携帯型検査装置１６０から取り外し、別個のプロセッサ１４０によって読み取ってもよい。この実施形態においては、携帯型検査装置１６０は、リムーバブルメモリコンポーネントを受け入れるための適切な入力部１６８を含む。同様に、プロセッサ１４０も、リムーバブルメモリコンポーネントを受け入れるための適切な入力部を含む。リムーバブルメモリコンポーネントは、例えば、メモリスティック、メモリカード、ＣＤ、ＤＶＤ、外部ハードディスク、ＵＳＢメモリスティック、又はＳＤカードであってもよい。
【００６４】
上述の実施形態においては、マイクロプレート１１４の検査部１２４は、マイクロプレートが振動している間、また時系列センサデータを取得する間、液体試料中に浸漬される。従って、取得される時系列センサデータは、マイクロプレート１１４の検査部１２４が溶液中に存在している間に取得されたデータに関係している。但し、代替実施形態においては、残留する結合された検査物質を計測するために、試料の大部分がマイクロプレート１１４から除去されるものと想定されている。このような１つのケースにおいては、システム１００は、マイクロプレート上の試料の残りの部分が、実質的に、マイクロプレートの検査部上の相互作用性物質と相互作用した検査物質の一部からなるように、マイクロプレートから試料の大部分を除去するべく動作可能な吸引装置（図示せず）を更に有する。上述の抗原−抗体検査においては、血液試料の大部分が吸引され、残留する結合された抗原がマイクロプレート１１４の検査部１２４上に留まることになろう。次いで、吸引後のマイクロプレート１１４上において力学的分析を実行することになろう。換言すれば、マイクロプレートを振動させるステップ、時系列センサデータを取得するステップ、及び時系列センサデータを処理するステップは、マイクロプレートから試料の大部分を除去するステップの後に、実行されることになろう。但し、これは、マイクロプレート１１４が依然として血液試料中に存在している間のマイクロプレート１１４の早期の振動を排除するものではなく、その理由は、このような行為は、血液試料中の抗原をマイクロプレート１１４の検査部１２４上の抗体被覆１２６と接触状態にするのに有用であるためである。
【００６５】
上述の実施形態においては、単一の相互作用性物質１２６（即ち、検査対象の抗原に対応した抗体）を有する単一の検査部１２４を有する単一のマイクロプレート１１４のみを使用することにより、単一の検査が特定の検査物質（即ち、特定の抗原）について実行されている。しかしながら、本発明のシステム１００は、複数の検査を実行するように容易に拡張することができる。
【００６６】
第１の複数検査の実施形態が図６に示されている。この場合には、４つのセンサ１１８を有する単一のマイクロプレート１１４がさらに存在している。但し、マイクロプレート１１４は、４つの検査部１２４ａ〜１２４ｄを含む。図６のそれぞれの検査部１２４ａ〜１２４ｄは、個別の検査物質との相互作用性を本質的に有する個別の相互作用性物質１２６ａ〜１２６ｄを含む。４つの検査部１２４は、マイクロプレート１１４の分離された個別の重なり合わない部分を占有するように、相互に離隔されている（即ち、互いに離れている）。互いに直接的に隣接して配設された検査部１２４を有することも可能であろうが、検査部の間は分離するのが好ましい。図６においては、検査部は、いずれも、マイクロプレート１１４の単一の側面上に配設されているが、必要に応じて、１以上を他の側面上に配設することもできよう。いずれにしても、マイクロプレート１１４は、少なくとも検査部１２４が試料と接触状態となることができるように、構成されている。図６には、４つの検査部１２４が示されているが、十分な精度で関連する相互作用性物質１２６を検査部１２４上に付着させることができる限り、任意の数の検査部１２４を使用することができよう。検査部１２４上に相互作用性物質１２６を付着させるのに適した技術は、容易に利用可能であることに留意されたい。
【００６７】
図６のマイクロプレート１１４は、最大で４つの異なる検査物質について検査するために、システム１００内において使用してもよい。マイクロプレート１１４が、センサ１１８と、結合された検査物質の間における非線形結合として機能し、時系列センサデータが互いに独立したものとならないように、マイクロプレート１１４の変形応答を通じて、センサ１１８が、結合された検査物質を検査するため、プロセッサ１４０は、マイクロプレート１１４の４つの別個の検査部１２４に結合された検査物質を区別して、取得した時系
列センサデータを処理することができる。従って、４つの検査を同時に実行してもよい。検査部の間を物理的に分離する（即ち、間隔を取る）ことが好ましく、その理由は、この分離が、処理ステップにおいて異なる検査部を区別するのに有用であるためである。従って、プロセッサ１４０は、マイクロプレート１１４の個別の検査部１２４上における個別の相互作用性物質１２６と検査物質との間で検知された相互作用に基づいて試料中のそれぞれの検査物質に関する情報を提供するべく、受け取った時系列センサデータを処理するように動作可能である。
【００６８】
第２の複数検査の実施形態が図７に示されている。この場合には、３つの別個のマイクロプレート１１４ａ〜１１４ｃが存在しており、このそれぞれは、その独自のセンサ１１８の組（図示せず）と、その独自の検査部１２４ａ〜１２４ｃと、を有する。それぞれの検査部１２４ａ〜１２４ｃは、個々の検査物質との相互作用性を本質的に有する個別の相互作用性物質１２６ａ〜１２６ｃを有する。３つのマイクロプレート１１４は、同一平面上で相互に離隔されている。但し、マイクロプレート１１４は、この代わりに、積層することも可能であり、相互に関連した他の任意の構成で配列させることもできよう。３つのマイクロプレート１１４は、同一の容器（或いは、マイクロウェル又はマイクロチャンネル）内において配設してもよく、代わりに、それぞれを別個の容器（或いは、マイクロウェル又はマイクロチャンネル）内に配設してもよい。いずれにしても、３つのマイクロプレート１１４は、少なくとも検査部１２４が試料と接触状態となることができるように、構成されている。それぞれのマイクロプレート１１４は、振動を目的として、その独自の１以上のアクチュエータ１１６（図示せず）を有してもよい。代わりに、１以上の同一のアクチュエータ１１６を使用してすべての３つのマイクロプレート１１４を振動させてもよい。図７には、３つのマイクロプレート１１４が示されているが、任意の数のマイクロプレート１１４を単一のシステム１００内において使用することができよう。最大で３つの異なる検査物質について同時に検査するように、図７のマイクロプレート１１４をシステム１００内において使用してもよい。
【００６９】
第３の複数検査の実施形態（図示せず）においては、それぞれが複数の検査部１２４を含む複数のマイクロプレート１１４を設けるように、図６及び図７の実施形態を組み合わせてもよい。この場合にも、同時に実行できる検査の数が増大する。
【００７０】
図８は、本発明の範囲に含まれる異なる検査部／マイクロプレート構成を有する様々なチップの更なる例を提供している。図８Ａは、チップ当たり単一のマイクロプレート、及び、マイクロプレート当たり単一の検査部の例を示している。図８Ｂは、チップ当たり単一のマイクロプレート、及び、マイクロプレート当たり複数の検査部の例を示している（これは、多少、図６の構成に類似している）。図８Ｃは、チップ当たり複数のマイクロプレート、及び、マイクロプレート当たり単一の検査部の例を示している（これは、多少、図７の構成に類似している）。図８Ｄは、チップ当たり複数のマイクロプレート、及び、マイクロプレート当たり複数の検査部の例を示している。
【００７１】
従って、本発明は、とりわけ、ＧＰ診療所内におけるケア部分の検査に使用してもよい携帯型検査装置１６０を提供する。装置１６０は、ＢｉｏＭＥＭＳマイクロプレート生体検知コンポーネント（即ち、検知プラットフォーム１１０）を含む。この検知プラットフォーム１１０のマイクロプレート１１４は、対応する抗原に基づいた生体分子と相互作用する抗体（即ち、相互作用性物質１２６）によって被覆されている。その独自の内部プロセッサを有していない場合には、装置１６０は、診断ソフトウェアを実行するコンピュータに対して（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ又はＵＳＢを介して）接続してもよい。このソフトウェアは、マイクロプレート１１４によって収集されたデータを使用して生体分子を識別し、定量化し、特徴判定し、これにより、迅速且つ費用効率の高い診断を可能にする。１以上のマイクロプレート１１４上に被覆された１以上の相互作用性物質に応じて、例えば、妊
娠、ＳＴＤ、一般的な感染症（例えば、インフルエンザ）、癌などの関係付けられた一連の検査をそれぞれが提供する装置１６０の様々なモデルを提供することができよう。
【００７２】
本発明は、現在のＧＰ診療所の検査方法と比べて、使用が容易であり、価格が低廉であり、迅速であり、且つ費用効率に優れているという観点において、利点を提供する。例えば、携帯型検査装置は、わずかに１０〜１５ポンドで製造することが可能であり、使い捨て型の検知プラットフォームの原価は、最終的には、それぞれ、わずかに数ペンスになるものと想定される。従って、ＧＰ診療所における費用は、それぞれの検査ごとに、一桁のレベルで、低減されることになろう。
【００７３】
ＧＰは、患者のウイルス感染とバクテリア感染を弁別する際に、本発明のシステム及び方法を使用することできることを理解されたい。必要とされるのは、対象であるウイルス及び／又はバクテリアの１以上の関連する抗原を含むマイクロプレート１１４のみであろう。従って、このような検査を使用することにより、ＧＰは、（バクテリア感染に対してのみ有効である）抗生物質を処方するべきかどうかについて、格段に大きな確信を得ることとなろう。
【００７４】
本発明の範囲内においては、携帯型装置１６０として実施するのではなく、ベンチスケールの検査システムも想定される。
【００７５】
次に、本発明による検査において使用してもよい抗体−抗原相互作用の具体的な一例について説明する。
【００７６】
対象の抗原は、がん胎児性抗原（ｃａｒｃｉｎｏｅｍｂｒｙｏｎｉｃ  ａｎｔｉｇｅｎ：ＣＥＡ）である。Ｔ８４．１及びＴ８４．６６は、ＣＥＡ上において直交エピトープを結合させるための良好な抗体であることが文献に示されている。文献によれば、検知表面のＳｉ又はＳｉＯ２は、以下のように機能化することができる。（１）抗体が細孔内でＣＥＡと適切に結合できる均一な細孔径を有するシリカゾル−ゲルガラスを使用し、その表面上においてＣＥＡ抗体を機能化することが可能である、又は、（２）ＳｉＯ２表面上に脂質二重層を付着させ、この脂質層をビオチン化し、ビオチン−アビジンの親和力を利用して、表面上においてビオチン化捕捉抗体を共役させることが可能である、又は、（３）別の有望な方法は、抗体を共有結合させるために、トリエトキシシランを使用して表面を誘導体化するというものである。
【００７７】
以上、試料を検査するシステム及び方法について体液試料の医学的な検査に関連して説明したが、本システム及び方法は、その他の分野における検査にも、容易に使用してもよいことを理解されたい。例えば、他の潜在的利用分野には、水質検査、食品の検査、農業／家畜の検査、防御などが含まれる。
【００７８】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、これらは、一例に過ぎず、様々な変更形態が想定されうることを理解されたい。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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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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【国際調査報告】
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