(57)【要約】【課題】口腔内細菌を、短時間かつ簡便な操作で高感度に検出するための装置および方法を提供する。【解決手段】基板、前記基板上に配置されたソース電極およびドレイン電極、前記ソース電極とドレイン電極とを電気的に接続する超微細繊維体（例えばカーボンナノチューブ）を含むチャネル、ならびに前記チャネルを流れる電流を制御するゲート電極を有する電界効果トランジスタ；前記電界効果トランジスタに結合された、口腔内細菌（特にう蝕原因菌）に対する抗体を含む、口腔内細菌の検出装置。【選択図】図９
2008082986.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板、前記基板上に配置されたソース電極およびドレイン電極、前記ソース電極とドレイン電極とを電気的に接続する超微細繊維体を含むチャネル、ならびに前記チャネルを流れる電流を制御するゲート電極を有する電界効果トランジスタ、および
前記電界効果トランジスタに結合された、口腔内細菌に対する抗体を含む、口腔内細菌の検出装置。
【請求項２】
基板、前記基板上に配置されたソース電極およびドレイン電極、前記ソース電極とドレイン電極とを電気的に接続する超微細繊維体を含むチャネル、ならびに前記チャネルを流れる電流を制御するゲート電極を有する電界効果トランジスタ、および
前記電界効果トランジスタに結合された口腔内細菌を含む、口腔内細菌に対する抗体の検出装置。
【請求項３】
前記口腔内細菌は、う蝕原因菌である、請求項１または２に記載の検出装置。
【請求項４】
前記う蝕原因菌は、ストレプトコッカス・ミュータンスまたはストレプトコッカス・ソブリヌスである、請求項３に記載の検出装置。
【請求項５】
前記抗体は、前記電界効果トランジスタの基板、ゲート電極または超微細繊維体に結合されている、請求項１に記載の検出装置。
【請求項６】
前記抗体は、二価性架橋試薬を介して前記電界効果トランジスタに結合されている、請求項１に記載の検出装置。
【請求項７】
前記抗体の結合濃度は、１ｎｇ/ｍｌ〜１０００mｇ/ｍｌである、請求項１に記載の検出装置。
【請求項８】
前記超微細繊維体は、カーボンナノチューブである、請求項１または２に記載の検出装置。
【請求項９】
前記ゲート電極は、前記基板に自由電子の移動による分極を生じさせる、請求項１または２に記載の検出装置。
【請求項１０】
前記基板は、半導体または金属からなる支持基板、前記支持基板の第一の面に形成された第一の絶縁膜、および前記支持基板の第二の面に形成された第二の絶縁膜を有し、
前記ソース電極、ドレイン電極およびチャネルは、前記第一の絶縁膜上に配置され、
前記ゲート電極は、前記第二の絶縁膜上に配置されており、かつ
前記抗体は、前記第二の絶縁膜またはゲート電極に結合されている、請求項１に記載の検出装置。
【請求項１１】
前記基板は、半導体または金属からなる支持基板、および前記支持基板の第一の面に形成された第一の絶縁膜を有し、
前記ソース電極、ドレイン電極、チャネルおよびゲート電極は、前記第一の絶縁膜上に配置され、かつ
前記抗体は、前記第一の絶縁膜またはゲート電極に結合されている、請求項１に記載の検出装置。
【請求項１２】
前記ゲート電極と前記超微繊維体との間隔が１０mｍ以上である、請求項１１に記載の検出装置。
【請求項１３】
前記電界効果トランジスタは、前記基板に電気的に接続されている第二の基板をさらに含み、
前記基板は、半導体または金属からなる支持基板、および前記支持基板の第一の面に形成された第一の絶縁膜を有し、
前記ソース電極、ドレイン電極およびチャネルは、前記第一の絶縁膜上に配置され、
前記ゲート電極は、前記第二の基板の第一の面上に配置されており、かつ
前記抗体は、前記第二の基板の第一の面またはゲート電極に結合されている、請求項１に記載の検出装置。
【請求項１４】
請求項１に記載の検出装置に含まれる抗体に、口腔内細菌を含むサンプルを接触させるステップ、および
前記接触後の電界効果トランジスタのソース−ドレイン電流またはソース−ドレイン電圧を測定するステップ、を含む口腔内細菌を検出する方法。
【請求項１５】
前記口腔内細菌を含むサンプルは、唾液またはその処理物である、請求項１４に記載の口腔内細菌を検出する方法。
【請求項１６】
請求項２に記載の検出装置に含まれる口腔内細菌に、口腔内細菌に対する抗体を含むサンプルを接触させるステップ、および
前記接触後の電界効果トランジスタのソース−ドレイン電流またはソース−ドレイン電圧を測定するステップ、を含む口腔内細菌に対する抗体を検出する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、口腔内細菌、または口腔内細菌に対する抗体を検出する装置に関する。より具体的に本発明は、電界効果トランジスタを検出部とするこれらの検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
口腔内細菌のうち、う蝕の原因とされる細菌の一つは、ミュータンス連鎖球菌であることが知られている。ミュータンス連鎖球菌数と、初期う蝕は、高い関連性があることが報告されている（非特許文献１を参照）。ミュータンス連鎖球菌には７種類あることが知られており、主にヒトの口腔内で検出される菌種は「ストレプトコッカス・ミュータンス（ミュータンス菌）」および「ストレプトコッカス・ソブリヌス（ソブリヌス菌）」である。両菌種は染色体ＤＮＡのＧＣ含量、細胞壁多糖構造、ペプチドグリカンの構造、血清型などの諸性状を異にする別種の細菌である（非特許文献２を参照）。ソブリヌス菌とミュータンス菌とは、いくつかの生化学的特徴が相違しており、ソブリヌス菌の酸産生能は、ミュータンス菌のそれよりも高いことが知られている。また、ミュータンス菌とソブリヌス菌のいずれの菌種をも口腔内に保有するヒトは、いずれか一方のみを保有するヒトよりも、う蝕罹患のリスクが有意に高いことが知られている（非特許文献１および３を参照）。
【０００３】
ミュータンス菌やソブリヌス菌の従来の検出方法の例には、寒天培地法、ＰＣＲ法、イムノクロマト法などがある。
寒天培地法は、ミュータンス連鎖球菌用選択培地（Mitis salivarius bacitracin）で分離培養後、形成されたコロニー形態の違いを指標にして、実体顕微鏡で菌の存否と数をカウントする（非特許文献３および４を参照）。したがって、検出に必要とされる時間が長い。また、ミュータンス菌やソブリヌス菌をそれぞれ別個に検出することはできない。
【０００４】
最近ではＰＣＲ法、特にリアルタイムＰＣＲ法によるミュータンス連鎖球菌の検出方法が研究されており、ミュータンス菌やソブリヌス菌をそれぞれ別個に検出することができる（非特許文献２を参照）。しかしながら、本検出方法では複雑な操作が必要とされる。
【０００５】
イムノクロマト法を用いて検出する方法も知られている。本方法では、ミュータンス菌に対する２種類のモノクローナル抗体を用いる（非特許文献５参照）。具体的には、第一のモノクローナル抗体（着色粒子で標識されている）とミュータンス菌が結合し、さらに第二のモノクローナル抗体（捕捉抗体）と結合することによって、着色粒子に基づく着色を指標として検出する方法である。この方法は、特異性が高く、培養操作が不要であり、感染のリスクも少なく、判定時間も短い（１５〜３０分間程度）。
【０００６】
一方、電界効果トランジスタ（以下「ＦＥＴ」とも称する）は、ソース電極、ドレイン電極およびゲート電極の３端子を有し、ソース電極およびドレイン電極に接続されるチャネルに流れる電流がゲート電極に印加される電圧に生じた電界によって制御される半導体素子である。チャネルが超微細繊維体、例えばカーボンナノチューブ（以下「ＣＮＴ」とも称する）で構成されたカーボンナノチューブ電界効果トランジスタ（以下「ＣＮＴ−ＦＥＴ」とも称する）なども知られている。
【０００７】
ＣＮＴ−ＦＥＴの一例が、図１Ａおよび図１Ｂに示される（例えば、非特許文献６参照）。
図１Ａに示されるＣＮＴ−ＦＥＴにおいては、基板２の第一の面に形成された絶縁膜１上に、ソース電極３およびドレイン電極４、ならびにこれらの電極を接続するチャネルが配置され、第二の面上にシリコン基板２と電気的に接続されているゲート電極５が配置されている。このようなＦＥＴは、ゲート電極の配置に基づいて、バックゲート型電界効果トランジスタ（以下「バックゲート型ＦＥＴ」とも称する）と称されることがある。
図１Ｂに示されるＦＥＴにおいては、基板２の第一の面に形成された絶縁膜１上に、ソース電極３、ドレイン電極４およびゲート電極５が配置されている。このようなＦＥＴは、ゲート電極の配置に基づいて、サイドゲート型電界効果トランジスタ（以下「サイドゲート型ＦＥＴ」とも称する）と称されることがある。
【０００８】
また、ＣＮＴ−ＦＥＴの電気特性を利用したセンサの開発が進められている（例えば、特許文献１を参照）。これらのセンサは、チャネルとなるＣＮＴの電気特性がＣＮＴに結合あるいは固定された分子認識部位の状態変化に依存して変化することを利用しており、例えば、その分子認識部位と被検出物質の反応を、反応により誘起されるＣＮＴの電気特性の変化を介してＣＮＴ−ＦＥＴのソース電極とドレイン電極との間の電流（以下「ソース−ドレイン電流」という）または電圧（以下「ソース−ドレイン電圧」という）の変化として検出する。
【特許文献１】国際公開第２００４／１０４５６８号パンフレット
【非特許文献１】Caries Research, 1993, 27, 292-297.
【非特許文献２】Journal of Clinical Microbiology, Sept 2003, 4438-4441.
【非特許文献３】Journal of Clinical Microbiology, May 1979, 584-588.
【非特許文献４】J. Dent. Res. March, 1989, 68 (3), 468-471.
【非特許文献５】Caries Research, 2006, 40, 15-19.
【非特許文献６】松本和彦, 「カーボンナノチューブＳＥＴ／ＦＥＴのセンサー応用」, 電気学会電子材料研究会資料, Vol.EFM-03, No.35-44, 2003.12.19, ｐ.47-50.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前述の通り、従来のう蝕原因菌を検出する方法は、検出に必要とされる時間が長かったり、複雑な操作を必要としたり、２種類のモノクローナル抗体を必要としたり、検出感度が十分でない場合があった。さらに、「唾液」をそのまま測定試料として用いることは困難であり、それぞれ特定の前処理（強アルカリで処理するなど）が必要とされる場合もあった。
【００１０】
本発明者等は、口腔内細菌に対する抗体を結合させたＦＥＴを用いて、抗原（口腔内細菌）−抗体複合体形成をＦＥＴの電気特性（ソース−ドレイン電流または電圧）の変化から検出することを検討した。それにより、検出に必要とされる時間の短縮、検出手順の簡便化、検出感度の向上などを達成することを試みた。さらに、唾液そのもの、またはその簡単な処理物（例えば希釈物）から、口腔内細菌を検出することを試みた。
【００１１】
さらに、検出装置のＦＥＴを特定の構造とすることにより、検出感度を上げること、およびセンサとしての構造自由度を上げることを検討した。従来のＦＥＴでは、ソース−ドレイン電流を制御するため、チャネルの電気特性を制御するゲート電極をチャネルの近傍に配置する必要があった。
【００１２】
つまり、従来のバックゲート型ＦＥＴにおいては、基板をバックゲート電極として作用させることで、ゲート電極を基板上に形成した絶縁膜のみを隔ててチャネルに近接させていた。そのため、ゲート電極を基板と電気的に接触させる必要があると考えられてきた。すなわち、ゲート電極を、電気伝導性を有する基板に電気的に直接接触させて配置させて、できるだけゲート電極の電位変化によるチャネル近傍の電界変化、すなわちソース−ドレイン電流またはソース−ドレイン電圧への作用を高めることが必要であると考えられていた。
【００１３】
また、従来のサイドゲート型ＦＥＴにおいては、ゲート電極によりソース−ドレイン電流を制御するため、ゲート電極をチャネルに近づけて配置させることが必要であると考えられていた。すなわち、ソース電極、ドレイン電極およびチャネルが配置された基板面と同一の面に配置されたゲート電極を、ナノメートルレベルにまでチャネルに接近させて、できるだけソース−ドレイン電流またはソース−ドレイン電圧への作用を高めることが必要であると考えられていた。
【００１４】
本発明者は、支持基板に形成された絶縁膜上に、ソース電極、ドレイン電極およびチャネルが形成されたＦＥＴにおいて、「支持基板において自由電子の移動による分極が生じるようにゲート電極を配置する」という、新しい原理（ソース−ドレイン電流の制御原理）に基づくＦＥＴを開発することを検討した。
【００１５】
そして本発明者は、ＦＥＴの性能の向上、およびＦＥＴのバイオセンサへの適用を検討するなかで、ＦＥＴのゲート電極は、ソース電極、ドレイン電極およびチャネルが配置された基板の裏面に配置された場合に、その基板裏面に絶縁膜が形成されていても、ソース−ドレイン電流を制御することができることを見出した。
さらに本発明者は、ＦＥＴのゲート電極は、ソース電極、ドレイン電極およびチャネルが配置された基板表面と同一の表面に配置された場合に、ソース電極、ドレイン電極およびチャネルからある程度離されて配置されても、ソース−ドレイン電流を制御することができることを見出した。
さらに本発明者は、ソース電極、ドレイン電極およびチャネルが配置された基板とは分離されるが、電気的に接続されている別個の基板に配置されたゲート電極が、ソース−ドレイン電流を制御することができることを見出した。
【００１６】
そして、これらの新しい制御原理に基づくＦＥＴに、口腔内細菌に対する抗体を結合させることによって、口腔内細菌を検出することを検討した。また、これらの知見から、口腔内細菌に対する抗体を検出することを検討した。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
すなわち、本発明の第一は以下に示す検出装置に関する。
［１］基板、前記基板上に配置されたソース電極およびドレイン電極、前記ソース電極とドレイン電極とを電気的に接続する超微細繊維体を含むチャネル、ならびに前記チャネルを流れる電流を制御するゲート電極を有する電界効果トランジスタ；および前記電界効果トランジスタに結合された、口腔内細菌に対する抗体を含む、口腔内細菌の検出装置。
［２］基板、前記基板上に配置されたソース電極およびドレイン電極、前記ソース電極とドレイン電極とを電気的に接続する超微細繊維体を含むチャネル、ならびに前記チャネルを流れる電流を制御するゲート電極を有する電界効果トランジスタ；および前記電界効果トランジスタに結合された口腔内細菌を含む、口腔内細菌に対する抗体の検出装置。
［３］前記口腔内細菌は、う蝕原因菌である、［１］または［２］に記載の検出装置。
［４］前記う蝕原因菌は、ストレプトコッカス・ミュータンスまたはストレプトコッカス・ソブリヌスである、［３］に記載の検出装置。
［５］前記抗体は、前記電界効果トランジスタの基板、ゲート電極または超微細繊維体に結合されている、［１］に記載の検出装置。
［６］前記抗体は、二価性架橋試薬を介して前記電界効果トランジスタに結合されている、［１］に記載の検出装置。
［７］前記抗体の結合濃度は１ｎｇ/ｍｌ〜１０００mｇ/ｍｌである、［１］に記載の検出装置。
［８］前記超微細繊維体は、カーボンナノチューブである、［１］〜［７］のいずれかに記載の検出装置。
［９］前記ゲート電極は、前記基板に自由電子の移動による分極を生じさせる、［１］〜［８］のいずれかに記載の検出装置。
［１０］前記基板は、半導体または金属からなる支持基板、前記支持基板の第一の面に形成された第一の絶縁膜、および前記支持基板の第二の面に形成された第二の絶縁膜を有し；前記ソース電極、ドレイン電極およびチャネルは、前記第一の絶縁膜上に配置され；前記ゲート電極は、前記第二の絶縁膜上に配置されており、かつ
前記抗体は、前記第二の絶縁膜またはゲート電極に結合されている、［１］に記載の検出装置。
［１１］前記基板は、半導体または金属からなる支持基板、および前記支持基板の第一の面に形成された第一の絶縁膜を有し；前記ソース電極、ドレイン電極、チャネルおよびゲート電極は、前記第一の絶縁膜上に配置され、かつ
前記抗体は、前記第一の絶縁膜またはゲート電極に結合されている、［１］に記載の検出装置。
［１２］前記ゲート電極と前記超微細繊維体との間隔が１０mｍ以上である、［１１］に記載の検出装置。
［１３］前記電界効果トランジスタは、前記基板に電気的に接続されている第二の基板をさらに含み；前記基板は、半導体または金属からなる支持基板、および前記支持基板の第一の面に形成された第一の絶縁膜を有し；前記ソース電極、ドレイン電極およびチャネルは、前記第一の絶縁膜上に配置され；前記ゲート電極は、前記第二の基板の第一の面上に配置されており、かつ
前記抗体は、前記第二の基板の第一の面またはゲート電極に結合されている、［１］に記載の検出装置。
【００１８】
本発明の第二は、以下に示す検出方法に関する。
［１４］［１］に記載の検出装置に含まれる抗体に、口腔内細菌を含むサンプルを接触させるステップ、および
前記接触後の電界効果トランジスタのソース−ドレイン電流またはソース−ドレイン電圧を測定するステップ、を含む口腔内細菌を検出する方法。
［１５］前記口腔内細菌を含むサンプルは、唾液またはその処理物である、［１４］に記載の口腔内細菌を検出する方法。
［１６］［２］に記載の検出装置に含まれる口腔内細菌に、口腔内細菌に対する抗体を含むサンプルを接触させるステップ、および
前記接触後の電界効果トランジスタのソース−ドレイン電流またはソース−ドレイン電圧を測定するステップ、を含む口腔内細菌に対する抗体を検出する方法。
【発明の効果】
【００１９】
前述の通り、抗原−抗体複合体形成を、カーボンナノチューブＦＥＴの電気特性（ソース−ドレイン電流など）の変化から測定することにより、口腔内細菌（例えば、う蝕原因菌）、または口腔内細菌に対する抗体を高感度かつ簡便に検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
１．本発明の検出装置
本発明の検出装置は、電界効果トランジスタと、前記電界効果トランジスタに結合された口腔内細菌に対する抗体、または口腔内細菌を含む。
【００２１】
１−１．電界効果トランジスタについて
検出装置に含まれる電界効果トランジスタは、基板；前記基板上に配置されたソース電極およびドレイン電極；前記ソース電極およびドレイン電極を電気的に接続するチャネル；ならびに前記チャネルを流れる電流を制御するゲート電極を含む。
【００２２】
１−１−１．基板について
電界効果トランジスタは基板を有し、基板上にはソース電極およびドレイン電極ならびにチャネルが配置されている。基板の構造および材質は、ゲート電極（後述）に電圧を印加することにより、基板に自由電子の移動による分極（後述）が生じるのであれば特に限定されない。通常は、基板は、半導体または金属からなる支持基板；および支持基板と、ソース電極、ドレイン電極およびチャネルとを電気的に絶縁する絶縁膜を有する。図２に基板の例が示される。図２Ａは支持基板４００、および第一の絶縁膜４０２を含む基板である。図２Ｂは支持基板４００、第一の絶縁膜４０２および第二の絶縁膜４０４を含む基板である。
【００２３】
支持基板は、半導体または金属であることが好ましい。半導体は、特に限定されないが、例えば、シリコン、ゲルマニウムなどの１４族元素、砒化ガリウム、リン化インジウムなどのIII−Ｖ化合物、テルル化亜鉛などのII−VI化合物などである。金属は、特に限定されないが、例えば、アルミニウムやニッケルなどである。支持基板の厚さは、特に限定されないが、０.１〜１.０ｍｍであることが好ましく、０.３〜０.５ｍｍが特に好ましい。
【００２４】
支持基板の第一の面（ソース電極、ドレイン電極およびチャネルが配置された面）に形成された第一の絶縁膜の材質は、特に限定されないが、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウムや酸化チタンなどの無機化合物、およびアクリル樹脂やポリイミドなどの有機化合物が挙げられる。第一の絶縁膜の表面には、水酸基、アミノ基またはカルボキシル基などの官能基が導入されていてもよい。
第一の絶縁膜の厚さは、特に限定されないが、１０〜１０００ｎｍが好ましく、２０〜５００ｎｍが特に好ましい。第一の絶縁膜が薄すぎると、トンネル電流が流れてしまう可能性がある。一方、第一の絶縁膜が厚すぎると、ゲート電極を用いてソース−ドレイン電流を制御することが困難になる可能性がある。
【００２５】
支持基板の第二の面（第一の面の裏面）に、第二の絶縁膜が形成されていてもよい。第二の絶縁膜の材質は、第一の絶縁膜の材質の例と同様である。第二の絶縁膜の厚さも、第一の絶縁膜と同様に１０ｎｍ以上が好ましく、２０ｎｍ以上が特に好ましいが、特に限定される訳ではない。一方、バックゲート型ＦＥＴ（後述）または分離ゲート型ＦＥＴ（後述）である場合、第二の絶縁膜の厚さは、特に限定されないが、第一の絶縁膜と同様に、１０００ｎｍ以下が好ましく、５００ｎｍ以下が特に好ましい。
【００２６】
支持基板の絶縁膜に被覆される面（第一の面または第二の面）は、平滑であることが好ましい。すなわち、支持基板と絶縁膜との界面は平滑であることが好ましい。支持基板の表面が平滑であると、その表面を被覆する絶縁膜の信頼性が高まるためである。支持基板の絶縁膜に被覆される面は、特に限定されないが、研磨されている方が好ましい。支持基板の表面の平滑度は、表面粗さ測定機などにより確認することができる。
【００２７】
１−１−２．チャネルについて
前記チャネルは半導体であればよく、特に限定されないが、好ましくは半導体特性を示す超微細繊維体を含むことが好ましい。超微細繊維体とは、電気伝導性を示す、直径が数ｎｍの繊維体である。超微細繊維体の例には、ＣＮＴ、ＤＮＡ、導電性高分子、シリコン繊維、シリコンウイスカー、グラフェンなどが含まれる。この中ではＣＮＴが好ましい。
【００２８】
チャネルに含まれる超微細繊維体の数は１本でも複数本でもよい。超微細繊維体の数はＡＦＭによって確認されうる。また、超微細繊維体と基板との間には空隙が合ってもよい。
【００２９】
超微細繊維体がカーボンナノチューブである場合は、単層ＣＮＴまたは多層ＣＮＴのいずれでもよいが、単層ＣＮＴが好ましい。また、ＣＮＴには欠陥が導入されていてもよい。「欠陥」とは、ＣＮＴを構成する炭素五員環または六員環が開環している状態を意味する。欠陥が導入されたＣＮＴは、かろうじて繋がっているような構造をしていると推測されるが、実際の構造は限定されない。ＣＮＴに欠陥を導入する方法は、特に限定されないが、例えば、ＣＮＴを焼鈍しすればよい。
【００３０】
超微細繊維体は、損傷を防ぐために絶縁性保護膜によって保護されていてもよい。絶縁性保護膜で超微細繊維体を被覆することにより、ＦＥＴ全体を超音波洗浄したり、強酸や強塩基を用いて洗浄したりすることが可能となる。さらに、絶縁性保護膜を設けることによって超微細繊維体の損傷が防止されるので、ＦＥＴの寿命を著しく延ばすことができる。
【００３１】
絶縁性保護膜は、例えば、絶縁性接着剤により形成される膜やパッシベーション膜などである。絶縁性保護膜が酸化シリコン膜の場合、絶縁性保護膜に抗体を容易に結合させることができる。
【００３２】
１−１−３．ソース電極およびドレイン電極について
ソース電極およびドレイン電極は、基板の第一の絶縁膜上に配置される。ソース電極およびドレイン電極の材質は、例えば、金、白金やチタンなどの金属である。ソース電極およびドレイン電極は、二種以上の金属で多層構造にされていてもよい。例えば、チタンの層に金の層を重ねてもよい。ソース電極およびドレイン電極は、これらの金属を第一の絶縁膜上に蒸着することにより形成される。金属を蒸着するときは、リソグラフィを用いてパターンを転写しておくことが好ましい。
【００３３】
ソース電極とドレイン電極との間隔は、特に限定されないが、通常は２〜１０μｍ程度である。この間隔は、超微細繊維体による電極間の接続を容易にするために、さらに縮めてもよい。
【００３４】
１−１−４．ゲート電極について
検出装置のＦＥＴに含まれるゲート電極は、電圧を印加されることで、ソース電極およびドレイン電極が配置されている基板に、自由電子の移動による分極を生じさせることが好ましい。「自由電子の移動による分極」とは、自由電子が基板内を移動することにより、プラスの電荷に偏った領域およびマイナスの電荷に偏った領域がそれぞれ、基板内に形成されることをいう。半導体または金属からなる支持基板と絶縁膜とからなる基板の場合、自由電子の移動による分極は、電気伝導性を有する支持基板において生じる。基板が分極しているか否かは、基板両面の電位差の測定などによって確認されうる。
【００３５】
ゲート電極の大きさは、特に限定されず、超微細繊維体素子（ソース電極、ドレイン電極およびチャネルとなる超微細繊維体からなる）の大きさに応じて決定すればよい。ゲート電極の大きさが超微細繊維体素子に対して小さすぎると、ゲート電極がソース−ドレイン電流を制御することが困難になる場合がある。例えば、ソース電極とドレイン電極との間の距離が２〜１０μｍである場合、ゲート電極の大きさは、およそ０.１ｍｍ×０.１ｍｍ以上であればよい。
【００３６】
基板を分極させるように配置されたゲート電極は、（Ａ）バックゲート電極、（Ｂ）サイドゲート電極、および（Ｃ）分離ゲート電極の態様に分類される。
【００３７】
（Ａ）バックゲート電極について
バックゲート電極は、基板の第二の絶縁膜上に配置されている。ソース電極、ドレイン電極およびチャネルに対して基板の裏面に配置されているので、バックゲート電極と称される。バックゲート電極は、第二の絶縁膜に直接接触して配置されていてもよく、第二の絶縁膜から物理的に離されて配置されていてもよい。
【００３８】
バックゲート電極は、第二の絶縁膜の一部にだけ配置されていても、第二の絶縁膜の全面に配置されていてもよい。基板の第二の面の全面にゲート電極が設けられていれば、抗体または口腔内細菌を第二の絶縁膜の全面に結合させることができる。
【００３９】
従来のバックゲート型ＦＥＴでは、バックゲート電極によりソース−ドレイン電流を制御するために、バックゲート電極を支持基板（半導体または金属からなる）に直接接触させて配置することによって、相互作用を得ていた。
一方、本発明者は、バックゲート電極と支持基板とを直接接触させる必要は必ずしもないことを見出した。つまり、バックゲート電極と支持基板との間に絶縁膜を設けても、ソース−ドレイン電流を制御することができることがわかった。ゲート電極に電圧が印加されると支持基板（半導体または金属からなる）において、支持基板内の自由電子の存在に起因する分極が起こり、その分極によってソース−ドレイン電流が制御されるからであると考えられる。自由電子の移動による分極には、容量結合による要因も含まれるが、他の要因も排除しない。
【００４０】
バックゲート電極を有する電界効果トランジスタの例が、図３に示される。
【００４１】
（Ｂ）サイドゲート電極について
サイドゲート電極は、基板の第一の絶縁膜上に配置されている。ソース電極、ドレイン電極およびチャネルが配置された面と同一の面に配置されているので、サイドゲート電極と称される。サイドゲート電極は、第一の絶縁膜に直接接触して配置されていてもよく、第一の絶縁膜から物理的に離されて配置されていてもよい。
【００４２】
基板の同一面上に配置されたサイドゲート電極と超微細繊維体との間隔は特に制限されないが、本発明のＦＥＴでは１０μｍ以上、さらに１００μｍ以上、さらに１ｍｍ以上とすることができる。上限も特に制限されないが、数ｃｍ以下である。「ゲート電極と超微細繊維体との間隔」とは、互いの最短間隔を意味する。
【００４３】
従来のサイドゲート型ＦＥＴは、ゲート電極によりソース−ドレイン電流を制御するために、サイドゲート電極とソース電極、ドレイン電極およびチャネルとの間で直接の相互作用を得る必要があると考えられていた。したがって、従来のサイドゲート型ＦＥＴでは、サイドゲート電極とチャネルとの間隔を、できるだけ短くしていた（長くとも１μｍ程度）。
【００４４】
一方、本発明者は、サイドゲート電極を、ソース電極、ドレイン電極およびチャネルに接近させる必要が必ずしもないことを見出した。サイドゲート電極ならびにソース電極、ドレイン電極およびチャネルが同一の絶縁膜上に設けられている場合に、サイドゲート電極に電圧が印加されると、その絶縁膜の下の支持基板（半導体または金属からなる）において、支持基板内の自由電子の存在に起因する分極が起こり、その分極によってソース−ドレイン電流が制御されるからであると考えられる。分極には、容量結合による要因も含まれるが、他の要因も排除しない。
【００４５】
検出装置において、サイドゲート電極には抗体または口腔内細菌が結合され、さらに試料溶液を滴下されることがある。本発明の検出装置のサイドゲート型ＦＥＴでは、サイドゲート電極と、ソース電極、ドレイン電極およびチャネルとの間隔を広げることができるので、チャネルに含まれる超微細繊維体の試料溶液による汚染が防止されうる。
【００４６】
サイドゲート電極を有する電界効果トランジスタの例が、図４に示される。
【００４７】
（Ｃ）分離ゲート電極について
分離ゲート電極は、ソース電極、ドレイン電極およびチャネルが配置された基板とは分離されているが、電気的に接続されている第二の基板上に配置されている。第二の基板は、半導体または金属からなる支持基板と、支持基板の少なくとも一方の面に形成された絶縁膜とを有する基板、または絶縁体からなる基板でありうるが、好ましくは前者の基板である。
【００４８】
分離ゲート電極が配置されている第二の基板は、ソース電極、ドレイン電極およびチャネルが配置されている基板とは分離されている。ソース電極、ドレイン電極およびチャネルが配置されている基板とゲート電極が配置されている第二の基板との間隔は、特に限定されず、３ｍｍ以上、さらには１０ｍｍ以上、さらには１５ｍｍ以上とすることができ、それ以上にすることもできる。
【００４９】
前記の通り、ゲート電極が配置されている第二の基板は、ソース電極、ドレイン電極およびチャネルが配置されている基板と電気的に接続されている。電気的に接続されているとは、例えば、（ａ）基板および第二の基板が、同一の導電性基板に載置されている、または（ｂ）基板および第二の基板が、それぞれ異なる導電性基板に載置され、かつそれぞれの導電性基板が導電性部材により接続されていることを意味する。（ａ）の態様の例が図５に示され、（ｂ）の態様の例が図６に示される。
【００５０】
導電性基板は、特に限定されないが、金薄膜を蒸着されたガラス基板や真鍮などの材料からなる基板などである。導電性部材は、特に限定されないが、例えば銅線などの導電性ワイヤなどである。
【００５１】
分離ゲート型ＦＥＴでは、ソース電極、ドレイン電極およびチャネルを配置された基板を、ゲート電極が配置された第二の基板から分離することができるため、構造上の自由度が高い。したがって、分離ゲート型ＦＥＴを利用する検出装置は、実用性の高い装置となりうる。
【００５２】
１−２．口腔内細菌、口腔内細菌に対する抗体について
１−２−１．種類について
前述の通り本発明の検出装置は、電界効果トランジスタに結合された抗体を含みうる。抗体は、被検出物質である口腔内細菌に対する抗体であればよい。モノクローナル抗体でも、ポリクローナル抗体であってもよい。
被検出物質は、口腔内細菌であれば特に制限されないが、う蝕原因菌を検出できれば、う蝕予防に効果的に利用される。う蝕原因菌の例には、ミュータンス連鎖球菌（mutans streptococci）などの耐酸性乳酸発酵菌が含まれ、特に、ヒトの口腔内で検出されるう蝕原因菌は、ストレプトコッカス・ミュータンス、およびストレプトコッカス・ソブリヌスである。
【００５３】
口腔内において、ストレプトコッカス・ミュータンス、およびストレプトコッカス・ソブリヌスが共存すると、う蝕罹患のリスクが高まることが知られている（Caries Research, 1993, 27, 292-297; Journal of Clinical Microbiology, May 1979, 584-588）。したがって、本発明の検出装置を組み合わせて、両方の細菌を検出できるようにしてもよい。
【００５４】
ストレトコッカス・ミュータンスに対する抗体の例には、マウス（mouse） IgG、ウサギ（rabbit） IgG、ヤギ（goat） IgG、ロバ（donkey） IgG、ヒツジ（sheep） IgG、ヒト（human） IgA、ヒト（human） IgG 等のポリクローナルまたはモノクローナル抗体が含まれるが特に限定されない。ストレプトコッカス・ソブリヌスに対する抗体の例には、マウス（mouse） IgG、ウサギ（rabbit） IgG、ヤギ（goat） IgG、ロバ（donkey） IgG、ヒツジ（sheep） IgG、ヒト（human） IgA、ヒト（human） IgG等のポリクローナルまたはモノクローナル抗体が含まれるが特に限定されない。
【００５５】
同様に本発明の検出装置は、電界効果トランジスタに結合された口腔内細菌を含みうる。口腔内細菌が結合されている場合は、被検出物質は口腔内細菌に対する抗体である。結合される口腔内細菌の例は特に制限されないが、う蝕原因菌を含む。
【００５６】
１−２−２．抗体などが結合するＦＥＴの部位について
本発明の検出装置において、口腔内細菌に対する抗体または口腔内細菌は、ＦＥＴに結合されていればよい。その結合部位は特に制限されないが、基板、ゲート電極またはチャネルに含まれる超微細繊維体（超微細繊維体を保護する膜を含む）などが含まれる。以下、抗体または口腔内細菌を電界効果トランジスタに結合させる例を、図面を参照して説明する。図７〜図２２においては、抗体を結合させた例が示されているが、同様の態様で口腔内細菌を結合させてもよい。
【００５７】
図７〜図１１は、バックゲート型ＦＥＴに抗体を結合させた例が示される。
【００５８】
図７には、チャネルに抗体を結合させた例が示される。図７では抗体がチャネルに直接結合されているので、検出感度の向上が見込める。一方、図８では抗体が絶縁性保護膜を介してチャネルに結合されているので、試料溶液がチャネルと接触することがなく、ノイズが低減される。
【００５９】
図９には、基板の第二の絶縁膜に抗体を結合させた例が示される。第二の絶縁膜は、超微細繊維体を損傷させることなく洗浄することができるので、再利用することもできる。また、第二の絶縁膜全体に抗体を結合させてもよく、そのため比較的多くの抗体を結合させることができる。
【００６０】
図９Ａでは抗体を第二の絶縁膜の全面に結合しており、バックゲート電極が第二の絶縁膜に固定されていない場合に有用である。一方、図９ＢおよびＣでは抗体が第二の絶縁膜の一部に結合しており、バックゲート電極が第二の絶縁膜に固定されている場合に有用である。図９Ｄでは、第二の絶縁膜に、複数のバックゲート電極が配置され、かつ複数種の抗体が第二の絶縁膜に結合されている。複数種の抗体の組み合わせは、ストレプトコッカス・ミュータンスに対する抗体と、ストレプトコッカス・ソブリヌスに対する抗体との組み合わせであってもよい。
【００６１】
図１０には、基板の第二の面上に凹部を形成し、この凹部の底に位置する第二の絶縁膜に抗体を結合させた例が示される。凹部の側壁の材質は、特に限定されないが、例えば、酸化シリコンである。この例では、凹部の容積を調整することにより、一定量の試料溶液を提供することができる。また、添加された試料溶液が散逸されにくく、抗体が結合された部位に安定して保持されうる。
図１０Ａおよび図１０Ｂは、バックゲート電極を凹部の蓋として機能させる例を示す図である。図１０Ｃは、バックゲート電極を凹部の側壁上に配置させた例を示す図である。図１０Ｄは、バックゲート電極を凹部の側壁側面に配置させた例を示す図である。図１０Ｅは、バックゲート電極を凹部外の第二の絶縁膜上に配置させた例を示す図である。
【００６２】
図１１には、抗体をゲート電極に結合させた例が示される。この例では、超微細繊維体を損傷させることなく基板の第二の面を洗浄することができるので、再利用することが容易である。
図１１Ａは、バックゲート電極が一つ配置されている場合に、抗体をバックゲート電極に結合させた例を示す図である。図１１Ｂは、バックゲート電極が複数配置されている場合に、複数種の抗体をそれぞれ異なるバックゲート電極に結合させた例を示す図である。複数種の抗体の組み合わせは、ストレプトコッカス・ミュータンスに対する抗体と、ストレプトコッカス・ソブリヌスに対する抗体との組み合わせであってもよい。
【００６３】
図１２〜図１６には、サイドゲート型ＦＥＴに抗体を結合させた例が示される。
【００６４】
図１２には、抗体を超微細繊維体に結合させた例が示される。この例では、抗体がチャネルである超微細繊維体に直接結合しているため、検出感度が向上しうる。図１３には、抗体を、超微細繊維体を保護する絶縁性保護膜に結合させた例が示される。この例では、試料溶液が超微細繊維体および電極と直接接触することがないので、高感度センサを提供しうる。
図１３Ａには、抗体を、超微細繊維体素子を保護する絶縁性保護膜を介して超微細繊維体に結合させた例が示される。図１３Ｂには、抗体を、超微細繊維体素子およびゲート電極を保護する絶縁性保護膜を介して超微細繊維体に結合させた例を示す図である。
【００６５】
図１４には、サイドゲート電極が第一の絶縁膜と接触するように配置されている場合に、抗体を第一の絶縁膜に結合させた例が示される。試料溶液は、バックゲート電極に接触しても（図１４Ａ）しなくても（図１４Ｂ）よい。
【００６６】
図１５には、基板の第二の面上に凹部を形成し、この凹部の底に位置する第二の絶縁膜に抗体を結合させた例が示される。凹部の側壁の材質は、特に限定されないが、例えば酸化シリコンである。この例では、抗体が結合されている部位（すなわち凹部内）に試料溶液を的確に位置させることができる。
図１６には抗体をゲート電極に結合させた例が示される。
【００６７】
図１７〜図２２には、分離ゲート型ＦＥＴに抗体を結合させた例が示される。
【００６８】
図１７は、分離ゲート電極が絶縁膜と接触せずに配置されている場合に、抗体を絶縁膜に結合させた例を示す図である。
図１８は、分離ゲート電極が絶縁膜と接触するように配置されている場合に、抗体を絶縁膜に結合させた例を示す図である。試料溶液は、分離ゲート電極に接触していても（図１８Ａ）しなくても（図１８Ｂ）よい。図１８Ｃは、分離ゲート電極が複数配置されている場合に、複数種の抗体をそれぞれ絶縁膜に結合させた例を示す図である。
【００６９】
図１９は、抗体をゲート電極に結合させた例を示す図である。図１９Ａは、分離ゲート電極が一つ配置されている場合に、抗体を分離ゲート電極に結合させた例を示す図である。図１９Ｂは、分離ゲート電極が複数配置されている場合に、複数種の抗体をそれぞれ異なる分離ゲート電極に結合させた例を示す図である。
【００７０】
図２０は、ゲート素子部（ゲート電極と第二の基板を含む）が複数ある場合に、複数種の抗体をそれぞれ異なる分離ゲート電極に結合させた例を示す図である。
図２１は、超微細繊維体素子部およびゲート素子部が、導電性基板を挟むように配置され、かつゲート素子部上に分離ゲート電極が複数配置されている場合に、複数種の抗体をそれぞれ絶縁膜に結合させた例を示す図である。この例では、ゲート素子部を超微細繊維体素子部から取り外すことを容易に行うことができる。したがって、一の超微細繊維体素子部に対して、複数のゲート素子部を付け替えることが可能である。
図２２は、超微細繊維体素子部およびゲート素子部が、導電性部材によって電気的に接続され、かつゲート素子部上に分離ゲート電極が複数配置されている場合に、複数種の抗体をそれぞれ絶縁膜に結合させた例を示す図である。
【００７１】
１−２−３．抗体などを結合させる方法について
口腔内細菌に対する抗体または口腔内細菌を、ＦＥＴに結合させる方法は特に制限されないが、たとえば二価性架橋試薬を介して結合させる方法がある。二価性架橋試薬とは二の官能基を有し、一の官能基はＦＥＴとの結合に、別の一の官能基が抗体などとの結合に用いられる。二価性架橋試薬は、例えば二つの官能基、およびそれを結ぶ親水性ポリマー鎖（ポリエチレングリコール鎖など）または疎水鎖（アルキル鎖など）などを有する。二つの官能基の例には、アミノ基と結合する官能基と、チオール基と結合する官能基の組み合わせが含まれる。
【００７２】
例えば、二価性架橋試薬を介して抗体を絶縁膜に結合する場合は以下の手順で行えばよい。
抗体と二価性架橋試薬とを反応させた後、透析などにより未反応の二価性架橋試薬を除去して、抗体−二価性架橋試薬複合体を得て；シラン化カップリング剤で処理した基板の絶縁膜と、前記抗体−二価性架橋試薬複合体を反応させて結合する。または、シラン化カップリング剤で処理した基板絶縁膜と二価性架橋試薬を反応させ、さらに抗体を反応させて結合する。
【００７３】
抗体などの結合方法は、二価性架橋試薬を介する方法に限定される訳ではなく、例えば、ヒスタグ融合抗体をＮＴＡ−Ｎｉ錯体などを介して結合させる方法も用いられうる。また、レクチンを介して結合してもよく、レクチンの例にはプロテインＡ、プロテインＧ、プロテインＡ／Ｇ、プロテインＬなどが含まれる。
【００７４】
１−２−４．抗体などの結合濃度について
ＦＥＴに結合される抗体の濃度（抗体結合濃度）を制御することによって、ダイナミックレンジを調整することができる場合がある。抗体結合濃度とは、ＦＥＴに抗体を結合させるときに用いる「抗体溶液の濃度」を意味する。ダイナミックレンジとは、例えばＩ−Ｖ曲線（ソース−ドレイン電流とゲート電圧との関係を示す曲線）が変化するレンジを意味する。Ｉ−Ｖ曲線から被検出物質（口腔内細菌など）を検出しようとする場合には、ゲート電圧が０Ｖ付近（例えば−２０Ｖ〜＋２０Ｖの範囲内）に、ダイナミックレンジがあることが好ましい。ゲート電圧を印加するための電源を小型化できるからである。そこで、抗体結合濃度を調整して、ダイナミックレンジを調整することが好ましい。
【００７５】
また、本発明の検出装置の抗体結合濃度は、検出感度の低下が見られない範囲で低濃度にすることが好ましい。逆に、抗体結合濃度が過剰に高いと、ダイナミックレンジが低下することがある。例えば、抗体結合濃度は１ｎｇ/ｍｌ〜１０００μｇ/ｍｌであればよく、好ましくは１００μｇ/mｌ以下、より好ましくは１０μｇ/ｍｌ以下、さらに好ましくは１μｇ/ｍｌ以下とするとよい場合がある。
【００７６】
同様に、口腔内細菌の結合濃度を制御して、ダイナミックレンジを調整をしてもよい。
【００７７】
１−３．電気特性を測定する部材について
本発明の検出装置は、抗原−抗体複合体形成により引き起こされるＦＥＴの電気特性の変化を観察することにより、抗原である被検出物質、または抗体である被検出物質の検出または濃度の測定をすることができる。ＦＥＴの電気特性の例には、ソース−ドレイン電流とゲート電圧の関係；およびソース−ドレイン電流とソース−ドレイン電圧の関係が含まれる。
したがって本発明の検出装置は、ＦＥＴの電気信号を測定する部材、好ましくはＦＥＴのソース−ドレイン電流またはソース−ドレイン電圧を測定する部材を有することが好ましい。ＦＥＴのソース−ドレイン電流を測定する部材には、通常の半導体パラメータアナライザを適宜に適用することができる。これらの部材により、ダイナミックレンジにおける電気的特性の変化を観察すればよい。
【００７８】
２．本発明の検出方法
本発明の検出方法は、前述の検出装置を用いて、口腔内細菌または口腔内細菌に対する抗体を検出する方法である。ＦＥＴに結合された抗体または口腔内細菌と、被検出物質である口腔内細菌または口腔内細菌に対する抗体とが、抗原−抗体反応して複合体を形成することにより、ソース−ドレイン電流またはソース−ドレイン電圧の変化が生じ、その変化を観察することにより口腔内細菌または口腔内細菌に対する抗体を検出する。
【００７９】
本発明の検出方法の第一は、前述の本発明の検出装置に含まれる抗体に、口腔内細菌を含むサンプルを接触させる工程；当該接触後の電界効果トランジスタの電気信号（ソース−ドレイン電流やソース−ドレイン電圧を含む）を測定する工程を含む。予め検出装置の、検出対象である口腔内細菌の濃度と、電気信号の関係を求めて検量線を取得していれば、検出対象の濃度も測定できる。
【００８０】
本発明の検出方法によれば、サンプルとして唾液またはその簡易な処理物を用いることができ、例えば緩衝液による唾液の希釈物を用いることができる。唾液には多糖などの夾雑物が含まれるため、それに含まれる口腔内細菌を従来の一般的な方法で検出するには、複雑な処理が必要とされた。本発明の検出方法によれば、極めて簡易な処理をするだけで口腔内細菌を検出することができる。
【００８１】
本発明の検出方法の第二は、前述の本発明の検出装置に含まれる口腔内細菌に、口腔内細菌に対する抗体を含むサンプルを接触させる工程；当該接触後の電界効果トランジスタの電気信号（ソース−ドレイン電流やソース−ドレイン電圧を含む）を測定する工程を含む。予め検出装置の、検出対象である口腔内細菌に対する抗体の濃度と、電気信号の関係を求めて検量線を取得していれば、検出対象の濃度も測定できる。
【００８２】
以下に、検出手順の例の概略を示す。この例では、試料として検出対象（口腔内細菌）を含む「溶液」を用いた場合について説明する。より具体的に本発明の検出装置を用いて、う蝕原因菌であるストレプトコッカス・ミュータンスまたはストレプトコッカス・ソブリヌスを検出した例を説明する。
【００８３】
（１）抗体の評価
ＦＥＴに結合させる抗体について、予め以下の手法で「抗体価」と「特異性」を評価した。
抗体価の測定：オートクレーブ滅菌したBrain Heart Infusion（ＢＨＩ）/１％glucose液体培地を準備し、１５ｍｌ試験管に１３ｍｌの培地を入れた。さらに適量の濃度になるように、所望の菌（ストレプトコッカス・ソブリヌスATCC33478など）を添加した。３７℃のインキュベーターに一晩静置した。翌日、血球計算板を使って顕微鏡下で菌数を測定し、増殖期にあることを確認して集菌した。集菌は、５０００ｒｐｍ，５分の条件で遠心処理して菌を回収し、回収された菌を、ＰＢＳで二度洗浄した。１％ホルムアルデヒド/ＰＢＳを５ｍｌ程度添加し、３０分室温で静置した。静置後、ＰＢＳで２回洗浄した。ＰＢＳ−０．１％ＡＺＩＤＥ液をホルマリン処理し、ＰＢＳで２回洗浄した菌ペレットに添加、懸濁した。これを４℃で保存した。
得られたホルマリン処理した菌（５０μｌ）を、プレートの各ウエルに添加した。これをゲルドライヤーで乾燥させた（３時間）。さらに、１％ＢＳＡ/ＰＢＳ（２００μｌ）を各ウエルに添加した。３７℃で一時間静置した後、０．０５％Ｔｗｅｅｎ２０/ＰＢＳで３回洗浄した。
一抗体につき、９６穴固相化プレートの２列分（１６ウエル）を用いた。起点となる１ウエル以外の１５ウエルに、１％ＢＳＡ/ＰＢＳ（１００μｌ）を添加した。１０μｇ/ｍｌに調整した抗体サンプルを、１％ＢＳＡ/ＰＢＳで１０倍希釈した。起点となるウエルには、１０倍希釈の抗体サンプル（２００μｌ）を添加して、さらに他のウエルには、２倍毎に３２７６８倍希釈まで希釈系列を作製して添加した。全ての希釈系列を作製した後、３７℃で１時間静置した。静置後、０．０５％Ｔｗｅｅｎ２０/ＰＢＳで３回洗浄した。
【００８４】
アルカリホスファターゼ標識された抗マウスＩｇＧ抗体［AP181A GtX Ms IgGAP］を１％ＢＳＡ/ＰＢＳで３０００倍希釈して、各ウエルに１００μｌづつ添加した。３７℃で３０分間静置した後、０．０５％Ｔｗｅｅｎ２０/ＰＢＳで３回洗浄した。ｐ-ニトロフェニルホスフェート二ナトリウム塩六水和物（Disodium p-Nitrophenylphosphate Hexahydrate）を、ジエタノールアミンバッファー（Diethanolamine buffer）で希釈した（２ｍｇ/ｍｌ）。得られた希釈溶液を、各ウエルに１００μｌづつ添加した。適度な発色が得られたら、マイクロプレートリーダで４１５ｎｍの吸光度を測定した。
【００８５】
抗ミュータンス菌抗体ＳＷ１の抗体価の測定では、１５ｎｇ/ｍｌまで飽和状態が続き、さらに希釈すると吸光度の減少が認められた（図２３参照）。また、抗ソブリヌス菌抗体２Ｃ７の抗体価の測定では、０．１２５ｎｇ/ｍｌまで飽和状態が続き、さらに希釈すると吸光度の減少が認められた（図２４参照）。したがって、いずれの抗体も十分な抗体価があることがわかった。
【００８６】
抗体の特異性試験（クロスチェック）：ホルマリン処理した菌の８種類それぞれを、プレートの各ウエルに５０μｌずつ添加して、ゲルドライヤーで乾燥させた（３時間）。さらに、１％ＢＳＡ/ＰＢＳ（２００μｌ）を各ウエルに添加した。３７℃で１時間静置した後、０．０５％Ｔｗｅｅｎ２０/ＰＢＳで３回洗浄した。
１μｇ/ｍｌに調整した抗体（１００μｌ）を、８種類の菌が添加されたウエルそれぞれに添加した。３７℃で静置した後、０．０５％Ｔｗｅｅｎ２０/ＰＢＳで３回洗浄した。アルカリ性ホスファターゼ標識された抗マウスＩｇＧ抗体［AP181A GtX Ms IgG AP］を、１％ＢＳＡで３０００倍希釈した。得られた希釈物を各ウエルに１００μｌ添加した。３７℃で３０分間静置した後、０．０５％Ｔｗｅｅｎ２０/ＰＢＳで３回洗浄した。ｐ-ニトロフェニルホスフェート二ナトリウム塩六水和物を、ジエタノールアミンバッファーで希釈した（２ｍｇ/ｍｌ）。得られた希釈溶液を、各ウエルに１００μｌづつ添加した。適度な発色が得られたら、マイクロプレートリーダで４１５ｎｍの吸光度を測定した。
【００８７】
抗ミュータンス菌抗体ＳＷ１の特異性試験では、２株のミュータンス菌（ATCC25175およびMT8148）に対しては抗原−抗体反応が顕著に表れたが、ミュータンス連鎖球菌の一種であるソブリヌス菌や、それ以外のStreptococciに対してはほとんど反応が確認されなかった（図２５参照）。また、抗ソブリヌス菌抗体２Ｃ７の特異性試験では、２株のソブリヌス菌（ATCC33478およびATCC6715）に対しては抗原抗体反応が認められたが、それ以外の菌には反応が見られなかった（図２６参照）。したがって、いずれの抗体も特異性が高いことがわかった。
【００８８】
抗ミュータンス菌抗体ＳＷ１については、HYBRIDOMA; vol.17, No.4  p.365-371 (1998) (Shi W., Jewett A., Hume W. R., Rapid and Quantitative Detection of Streptococcus mutans with Species-Specific Monoclonal Antibodies) などに記載されている。抗ソブリヌス抗体２Ｃ７については、特開２００２−１０５１００に記載されている（工業技術院生命工学工業技術研究所特許微生物寄託センターに寄託された［受託番号ＦＥＲＭ  Ｐ−１７６１３］ハイブリドーマＳＳ−１が産生する抗体が、２Ｃ７抗体である）。
【００８９】
（２）抗体の調製
上記（１）抗体の評価で十分な抗体価および特異性が認められた、マウスＩｇＧ抗体である抗ミュータンス菌抗体ＳＷ１、および抗ソブリヌス菌抗体２Ｃ７を用いた。それぞれを、ｐＨ７．６のリン酸バッファで希釈して、７００μｇ/ｍｌの希釈液５００μｌを得た。得られた希釈液に、二価性架橋試薬（Ｎ−（６−Ｍａｌｅｉｍｉｄｅ  ｃａｐｒｏｙｌｏｘｙ）  ｓｕｌｆｏ  ｓｕｃｃｉｎｉｍｉｄｅ：Ｓｕｌｆｏ−ＥＭＣＳ）を添加して、架橋試薬の終濃度を抗体濃度の１０倍モル濃度とした。得られた溶液を、１時間室温で振とうさせ、架橋試薬と抗体を反応させた。反応後、透析用リン酸バッファ(１００ｍＭリン酸ナトリウム,  ｐＨ６．０)で１晩透析した。
得られた抗体溶液の濃度を調整して、７００μｇ/ｍｌ，７０μｇ/ｍｌ，２０μｇ/ｍｌ，７μｇ/ｍｌ，０．７μｇ/ｍｌとした。
【００９０】
（３）抗体の結合
（２）で調製した抗体を、前述のバックゲート型の電界効果トランジスタに結合させた。用いた電界効果トランジスタの概略は図９Ａに示され、支持基板は厚さ５５０μｍのシリコン基板、第一の絶縁膜および第二の絶縁膜は厚さ３００ｎｍの酸化シリコン膜、基板の面積は１ｃｍ２（１ｃｍ×１ｃｍ）、超微細繊維体は単層カーボンナノチューブ、ソース電極とドレイン電極の間隔は５μｍ、ゲート電極は第二の絶縁膜の全面に接触させた。数本の単層カーボンナノチューブによってソース電極とドレイン電極とが接続されていることがＡＦＭにより確認された。
【００９１】
バックゲート型電界効果トランジスタのバックゲート面に、ＮａＯＨ水溶液（２Ｍ：５０μｌ）を添加し、４５℃で２分間処理した。処理面を純水で洗浄し、窒素ガスで乾燥させた。シランカップリング剤（Ｓ８１０）３μｌを添加し、４５℃で１５分間、さらに２００℃で３０分間処理した。５０μｌの還元剤（テトラヒドロホウ酸ナトリウム）水溶液（１ｍＭ）を添加し、４５℃で１５分間処理した。
処理後の基板を蓋付きのケースに入れて、前記（２）で調整された抗体溶液（５０mｌ）を添加して、室温にて１時間静置した。
添加した抗体溶液の濃度（抗体固定化濃度）によって、ダイナミックレンジ（試料の測定が可能であるゲート電圧の範囲）を調節しうることがわかった。例えば、ゲート電圧−２０〜２０Ｖの範囲のソース−ドレイン電流を測定することにより試料濃度を測定する場合には、抗体固定化濃度を「ＳＷ１；７μｇ/ｍｌ」「２Ｃ７；０．７μｇ/ｍｌ」程度以上とすればよいことがわかった。ＳＷ１と２Ｃ７の濃度の違いは、前述のように、２Ｃ７抗体価が、ＳＷ１の抗体価よりも高いためであると推察される。
【００９２】
（４）サンプルの調製
Ａ）ミュータンス菌またはソブリヌス菌の培養サンプルの調製
ＢＨＩ液体培地（ＤＩＦＣＯ社）を、１５ｍｌチューブに準備して、凍結保存品の S. mutans ATCC 25175、または S. soburinusATCC 33478を適量添加して、３７℃にて一晩前培養した。チューブ内に培養した菌を５０ｍｌチューブに移しかえ、菌数が１×１０８程度になるまで培養した。培養後、遠心分離（１０００ｒｐｍ，５分）して上清を除去した。ＰＢＳ（２０ｍｌ程度）を添加し、Vortexで攪拌した後、遠心分離（１０００ｒｐｍ，５分）して上清を除去した。１％ホルムアルデヒド（１０ｍｌ）を添加し、室温にて３０分間静置した。さらにＰＢＳ（２０ｍｌ）で２回洗浄した後、菌の沈殿物にＰＢＳ（０．１％NaN3）を添加して攪拌し、４℃で保存した。
【００９３】
ミュータンス菌の初期濃度は５．０×１０６CFU/ml；ソブリヌス菌の初期濃度は３．１×１０６CFU/mlとした。菌数測定は、ＭＳＢ寒天培地を用いて行った。培養サンプルをＰＢＳで適度に希釈し、ＭＳＢ寒天培地にEddie Jetを用いて播種して、３７℃にて４８時間、嫌気培養後、コロニーを測定し、CFU/mlで表した。
【００９４】
Ｂ）唾液サンプルの調製
ヒトから得た「唾液」を、ＰＢＳで希釈した（１０〜１００００倍）サンプルを準備した。各サンプルについてリアルタイムＰＣＲ法でミュータンスの菌数（ＣＦＵ/ｍｌ）を予め測定した。ミュータンスの菌数を予め測定されたサンプルを、以下の検出に用いた。
【００９５】
（５）検出
培養サンプルからのミュータンス菌の検出：（３）で得られたＳＷ１を結合させた検出装置の抗体結合面を、ＢＳＡブロッキングして、さらにＰＢＳバッファで２回洗浄した。その後、（４）で得られたミュータンス菌培養サンプルの、１００００倍希釈物を添加・乾燥した。１０００倍希釈物、１００倍希釈物、１０倍希釈物、原液（１倍希釈物）についても、順次同じ操作を行った。
【００９６】
各ステップ後においてソース−ドレイン電流とゲート電圧の関係（Ｉ−Ｖ特性：ゲート電圧は−２０〜２０Ｖ）を測定した。図２７のグラフには、各ステップ後におけるＩ−Ｖ特性の、ゲート電圧；−３Ｖのときのソース−ドレイン電流値が示される。図２７のグラフに示されたように、１００００倍希釈物添加・乾燥後と１０００倍希釈物添加・乾燥後のソース−ドレイン電流の値に変化はほとんど見られないが、１０００倍希釈物添加・乾燥後から１倍希釈物添加・乾燥後に亘って、ソース−ドレイン電流が増大している。
【００９７】
図２８のグラフは、ミュータンス菌培養サンプルの菌濃度（寒天培地法で測定した濃度）を横軸に、上記で測定されたソース−ドレイン電流の値を縦軸としてプロットしたグラフである。得られた検量線の相関係数Ｒ２は０．９０であった。また、検出限界は５．０×１０３ＣＦＵ/ｍｌであった。
【００９８】
培養サンプルからのソブリヌス菌の検出：（３）で得られた２Ｃ７を結合させた検出装置の抗体結合面を、ＢＳＡブロッキングして、さらにＰＢＳバッファで２回洗浄した。その後、（４）で得られたソブリヌス菌培養サンプルの、１００００倍希釈物を添加・乾燥した。１０００倍希釈物、１００倍希釈物、１０倍希釈物、原液（１倍希釈物）についても順次同じ操作を行った。
【００９９】
各ステップ後においてソース−ドレイン電流とゲート電圧の関係（Ｉ−Ｖ特性：ゲート電圧は−２０〜２０Ｖ）を測定した。図２９のグラフには、各ステップ後におけるＩ−Ｖ特性の、ゲート電圧１５Ｖのときのソース−ドレイン電流値が示される。図２９のグラフに示されたように、１００００倍希釈物添加・乾燥後から１倍希釈物添加・乾燥後に亘って、ソース−ドレイン電流が概して増大している。
【０１００】
図３０のグラフは、ソブリヌス菌サンプルの菌濃度（寒天培地法で測定した濃度）を横軸に、上記で測定されたソース−ドレイン電流の値を縦軸としてプロットしたグラフである。得られた検量線の相関係数Ｒ２は０．９２であった。また、検出限界は３．１×１０３ＣＦＵ/ｍｌであった。
【０１０１】
唾液サンプルからのミュータンス菌の検出：培養サンプルからのミュータンス菌の検出の場合と同様に、前記（４）で得られた唾液サンプル（１０〜１００００倍希釈）を用いて、ミュータンス菌を検出した。唾液をＰＢＳで希釈しただけにもかかわらず、培養サンプルと同様の結果が得られた。
【０１０２】
以上のように、ミュータンス菌およびソブリヌス菌をそれぞれ別個に検出することができ、かつ１０３ＣＦＵ/ｍｌ程度の感度で検出できた。この感度は培地法による検出感度に匹敵する。
【０１０３】
また、ＦＥＴに口腔内細菌を結合させれば、同様に口腔内細菌を検出することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０４】
本発明の検出装置は、短時間で簡単な操作により口腔内細菌を検出することができる。特に、う蝕原因菌として重要なストレプトコッカス・ミュータンスやストレプトコッカス・ソブリヌスを高感度に検出することができ、かつそれぞれを別個に測定することができる。したがって、本発明の検出装置はう蝕の予防に特に有効に用いられ得る。また本発明の検出装置によれば、口腔内細菌に対する抗体を検出することもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】図１Ａは従来のバックゲート型ＦＥＴの概略図である。図１Ｂは従来のサイドゲート型ＦＥＴの概略図である。１は絶縁膜、２は基板、３はソース電極、４はドレイン電極、５はゲート電極を示す。
【図２】ＦＥＴの基板の例を示す図である。４００は支持基板、４０２は第一の絶縁膜、４０４は第二の絶縁膜を示す。
【図３】バックゲート型ＦＥＴの一例を示す図である。１００はバックゲート型ＦＥＴ、１０２は支持基板、１０４は第一の絶縁膜、１０６は第二の絶縁膜、１０８はソース電極、１１０はドレイン電極、１１２は超微細繊維体、１１４はゲート電極を示す。
【図４】サイドゲート型ＦＥＴの一例を示す図である。１５０はサイドゲート型ＦＥＴ、１０２は支持基板、１０４は第一の絶縁膜、１０６は第二の絶縁膜、１０８はソース電極、１１０はドレイン電極、１１２は超微細繊維体、１１４はゲート電極を示す。
【図５】分離ゲート型ＦＥＴの一例を示す図である。２００は分離ゲート型ＦＥＴ、１０２は第一の支持基板、１０４は第一の絶縁膜、１０６は第二の絶縁膜、１０８はソース電極、１１０はドレイン電極、１１２は超微細繊維体、２０２は第二の支持基板、２０４は第三の絶縁膜、２０６は第四の絶縁膜、２０８はゲート電極、２１０は導電性基板、２１２は超微細繊維体素子部、２１４はゲート素子部を示す。
【図６】分離ゲート型ＦＥＴの一例を示す図である。３００は分離ゲート型ＦＥＴ、１０２は第一の支持基板、１０４は第一の絶縁膜、１０６は第二の絶縁膜、１０８はソース電極、１１０はドレイン電極、１１２は超微細繊維体、２０２は第二の支持基板、２０４は第三の絶縁膜、２０６は第四の絶縁膜、２０８はゲート電極、２１２は超微細繊維体素子部、２１４はゲート素子部、３０２は第一の導電性基板、３０４は第二の導電性基板、３０６は導電性部材を示す。
【図７】バックゲート型ＦＥＴにおいて、口腔内細菌に対する抗体を超微細繊維体に結合させた例を示す図である。１００はバックゲート型ＦＥＴ、１０２は支持基板、１０４は第一の絶縁膜、１０６は第二の絶縁膜、１０８はソース電極、１１０はドレイン電極、１１２は超微細繊維体、１１４はゲート電極、４７２は抗体、４８２は試料溶液を示す。
【図８】バックゲート型ＦＥＴにおいて、口腔内細菌に対する抗体を絶縁性保護膜に結合させた例を示す図である。１００はバックゲート型ＦＥＴ、１０２は支持基板、１０４は第一の絶縁膜、１０６は第二の絶縁膜、１０８はソース電極、１１０はドレイン電極、１１２は超微細繊維体、１１４はゲート電極、４７２は抗体、４８２は試料溶液、６４０は絶縁性保護膜を示す。
【図９】バックゲート型ＦＥＴにおいて、口腔内細菌に対する抗体を第二の絶縁膜に結合させた例を示す図である。５１０、５２０および５２０ａはバックゲート型ＦＥＴ、１０２は支持基板、１０４は第一の絶縁膜、１０６は第二の絶縁膜、１０８はソース電極、１１０はドレイン電極、１１２は超微細繊維体、５１２、５２２、５２２ａおよび５２２ｂはゲート電極、４７２、４７２ａおよび４７２ｂは抗体、４９０、４９０ａおよび４９０ｂは試料溶液を示す。
【図１０】バックゲート型ＦＥＴにおいて、口腔内細菌に対する抗体を第二の絶縁膜に結合させた他の例を示す図である。１０２は支持基板、１０４は第一の絶縁膜、１０６は第二の絶縁膜、１０８はソース電極、１１０はドレイン電極、１１２は超微細繊維体、１１４はゲート電極、１１６は凹部側壁、４７２は抗体、４８２は試料溶液を示す。
【図１１】バックゲート型ＦＥＴにおいて、口腔内細菌に対する抗体をゲート電極に結合させた例を示す図である。５３０および５３０ａはバックゲート型ＦＥＴ、１０２は支持基板、１０４は第一の絶縁膜、１０６は第二の絶縁膜、１０８はソース電極、１１０はドレイン電極、１１２は超微細繊維体、５３２、５３２ａおよび５３２ｂはゲート電極、４７２、４７２ａおよび４７２ｂは抗体、４９０、４９０ａおよび４９０ｂは試料溶液を示す。
【図１２】サイドゲート型ＦＥＴにおいて、口腔内細菌に対する抗体を超微細繊維体に結合させた例を示す図である。１０２は支持基板、１０４は第一の絶縁膜、１０８はソース電極、１１０はドレイン電極、１１２は超微細繊維体、１１４はゲート電極、４７２は抗体、４９０は試料溶液を示す。
【図１３】サイドゲート型ＦＥＴにおいて、口腔内細菌に対する抗体を絶縁性保護膜に結合させた例を示す図である。１０２は支持基板、１０４は第一の絶縁膜、１０８はソース電極、１１０はドレイン電極、１１２は超微細繊維体、１１４はゲート電極、４７２は抗体、４９０は試料溶液、６４０は絶縁性保護膜を示す。
【図１４】サイドゲート型ＦＥＴにおいて、口腔内細菌に対する抗体を第一の絶縁膜に結合させた例を示す図である。１０２は支持基板、１０４は第一の絶縁膜、１０８はソース電極、１１０はドレイン電極、１１２は超微細繊維体、１１４はゲート電極、４７２は抗体、４９０は試料溶液を示す。
【図１５】サイドゲート型ＦＥＴにおいて、口腔内細菌に対する抗体を第二の絶縁膜に結合させた他の例を示す図である。１０２は支持基板、１０４は第一の絶縁膜、１０６は第二の絶縁膜、１０８はソース電極、１１０はドレイン電極、１１２は超微細繊維体、１１４はゲート電極、１１６は凹部側壁、４７２は抗体、４８２は試料溶液を示す。
【図１６】サイドゲート型ＦＥＴにおいて、口腔内細菌に対する抗体をゲート電極に結合させた例を示す図である。１０２は支持基板、１０４は第一の絶縁膜、１０８はソース電極、１１０はドレイン電極、１１２は超微細繊維体、１１４はゲート電極、４７２は抗体、４９０は試料溶液を示す。
【図１７】分離ゲート型ＦＥＴにおいて、口腔内細菌に対する抗体をゲート素子部の絶縁膜に結合させた例を示す図である。６００は分離ゲート型ＦＥＴ、１０２は第一の支持基板、１０４は第一の絶縁膜、１０６は第二の絶縁膜、１０８はソース電極、１１０はドレイン電極、１１２は超微細繊維体、２０２は第二の支持基板、２０４は第三の絶縁膜、２０６は第四の絶縁膜、４７２は抗体、４９０は試料溶液、６０２はゲート電極、２１０は導電性基板、２１２は超微細繊維体素子部、２１４はゲート素子部を示す。
【図１８】分離ゲート型ＦＥＴにおいて、口腔内細菌に対する抗体をゲート素子部の絶縁膜に結合させた他の例を示す図である。６１０および６１０ａはゲート素子部、２０２は第二の支持基板、２０４は第三の絶縁膜、２０６は第四の絶縁膜、４７２、４７２ａおよび４７２ｂは抗体、４９０、４９０ａおよび４９０ｂは試料溶液、６１２、６１２ａおよび６１２ｂはゲート電極を示す。
【図１９】分離ゲート型ＦＥＴにおいて、口腔内細菌に対する抗体をゲート素子部のゲート電極に結合させた例を示す図である。６２０および６２０ａはゲート素子部、２０２は第二の支持基板、２０４は第三の絶縁膜、２０６は第四の絶縁膜、４７２、４７２ａおよび４７２ｂは抗体、４９０、４９０ａおよび４９０ｂは試料溶液、６２２、６２２ａおよび６２２ｂはゲート電極を示す。
【図２０】分離ゲート型ＦＥＴにおいて、複数のゲート素子部がある場合に複数種の抗体を各ゲート電極に結合させた例を示す図である。６３０は分離ゲート型ＦＥＴ、１０２は第一の支持基板、１０４は第一の絶縁膜、１０６は第二の絶縁膜、１０８はソース電極、１１０はドレイン電極、１１２は超微細繊維体、２０２は第二の支持基板、２０４は第三の絶縁膜、２０６は第四の絶縁膜、４７２ａおよび４７２ｂは抗体、４９０ａおよび４９０ｂは試料溶液、６２２はゲート電極、２１０は導電性基板、２１２は超微細繊維体素子部、２１４ａおよび２１４ｂはゲート素子部を示す。
【図２１】分離ゲート型ＦＥＴにおいて、複数種の抗体をそれぞれゲート素子部の絶縁膜に結合させた例を示す図である。８００は分離ゲート型ＦＥＴ、１０２は第一の支持基板、１０４は第一の絶縁膜、１０６は第二の絶縁膜、１０８はソース電極、１１０はドレイン電極、１１２は超微細繊維体、２０２は第二の支持基板、２０４は第三の絶縁膜、２０６は第四の絶縁膜、４７２ａおよび４７２ｂは抗体、４９０ａおよび４９０ｂは試料溶液、６１２ａおよび６１２ｂはゲート電極、２１０は導電性基板、２１２は超微細繊維体素子部、２１４はゲート素子部を示す。
【図２２】分離ゲート型ＦＥＴにおいて、複数種の抗体をそれぞれゲート素子部の絶縁膜に結合させた他の例を示す図である。９００は分離ゲート型ＦＥＴ、１０２は第一の支持基板、１０４は第一の絶縁膜、１０６は第二の絶縁膜、１０８はソース電極、１１０はドレイン電極、１１２は超微細繊維体、２０２は第二の支持基板、２０４は第三の絶縁膜、２０６は第四の絶縁膜、４７２ａおよび４７２ｂは抗体、４９０ａおよび４９０ｂは試料溶液、６１２ａおよび６１２ｂはゲート電極、３０２は第一の導電性基板、３０４は第二の導電性基板、３０６は導電性部材、２１２は超微細繊維体素子部、２１４はゲート素子部を示す。
【図２３】抗ミュータンス菌抗体ＳＷ１の抗体価を測定した結果を示す。縦軸は４１５ｎｍの波長の光の吸光度（光学密度）、横軸は希釈倍率を示す。グラフにおいて、ＳＷ１（◆）は希釈系列を作製した抗体を添加した場合、コントロール（□）は別ロットのＳＷ１抗体を添加した場合、ＳＦＭ（▲）は抗体を添加しない場合の結果を示す。
【図２４】抗ソブリヌス菌抗体２Ｃ７の抗体価を測定した結果を示す。縦軸は４１５ｎｍの波長の光の吸光度（光学密度）、横軸は希釈倍率を示す。グラフにおいて、２Ｃ７（◆）は希釈系列を作製した抗体を添加した場合、コントロール（□）は別ロットの２Ｃ７抗体を添加した場合、ＳＦＭ（▲）は抗体を添加しない場合の結果を示す。
【図２５】抗ミュータンス菌抗体ＳＷ１の特異性試験の結果を示す。縦軸は４１５ｎｍの波長の光の吸光度（光学密度）を示し、横軸に各細菌が示される。ミュータンス菌とだけ抗体−抗原複合体を形成していることがわかる。グラフにおいて、ＳＷ１は希釈系列を作製した抗体を添加した場合、コントロールは別ロットのＳＷ１抗体を添加した場合、ＳＦＭは抗体を添加しない場合の結果を示す。
【図２６】抗ソブリヌス菌抗体２Ｃ７の特異性試験の結果を示す。縦軸は４１５ｎｍの波長の光の吸光度（光学密度）を示し、横軸に各細菌が示される。ソブリヌス菌とだけ抗体−抗原複合体を形成していることがわかる。グラフにおいて、２Ｃ７は希釈系列を作製した抗体を添加した場合、コントロールは別ロットのＳＷ１抗体を添加した場合、ＳＦＭは抗体を添加しない場合の結果を示す。
【図２７】本発明の検出装置を用いてミュータンス菌を検出したときの、各ステップにおけるソース−ドレイン電流値（ゲート電圧：−３Ｖ）が示される。
【図２８】図２７に示された結果を、縦軸をソース−ドレイン電流値、横軸を菌濃度としてプロットしたグラフである。
【図２９】本発明の検出装置を用いてソブリヌス菌を検出したときの、各ステップにおけるソース−ドレイン電流値（ゲート電圧：１５Ｖ）が示される。
【図３０】図２９に示された結果を、縦軸をソース−ドレイン電流値、横軸を菌濃度としてプロットしたグラフである。
【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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