(57)【要約】  本願発明は、生体分子の酵素過程を観察するための方法及び装置を提供する。酵素過程とは、とりわけ、核酸の増幅（例えばＰＣＲ）におけるポリメラーゼ活性である。センサーの表面に付着した磁性粒子の量を測定することを、酵素過程の最中に少なくとも１回行うことによって、この観察を行う。本願発明の実施例による方法及び装置を使って、酵素過程を時間の関数として観察してもよい。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体分子の酵素過程を観察するための方法であって：
反応室で酵素過程が起こることを許可する工程、ここで前記反応室は、磁化可能物体又は磁性物体を備える；
表面を持つセンサー装置を提供する工程；
前記酵素過程の最中に、続いて、前記磁化可能物体又は前記磁性物体を、前記センサーの表面に引きつけ、かつ、前記センサーの表面から回収する工程；及び
前記酵素過程の最中に、かつ、前記磁化可能物体又は前記磁性物体を前記センサーの表面に引きつけた後に、少なくとも１回、前記センサーの表面に付着した前記磁化可能物体又は磁性物体の量を測定する工程；
を含む方法。
【請求項２】
前記磁化可能物体又は磁性物体の量を測定する工程は、１回より多く行われ、かつ、前記方法は：
前記センサーの表面に付着した磁化可能物体又は磁性物体の前記量を、時間の関数として観察する工程；
を更に含む、請求項１による方法。
【請求項３】
前記磁化可能物体又は前記磁性物体は第１の捕捉部分で被膜され、前記センサーの表面は第２の捕捉部分で被膜され、前記第１の捕捉部分と前記第２の捕捉部分は互いに異なる、請求項１による方法。
【請求項４】
前記第１の捕捉部分は前記生体分子の第１の部分と適合し、前記第２の捕捉部分は前記生体分子の第２の部分と適合し、前記第１の部分は前記第２の部分と異なる、請求項３による方法。
【請求項５】
付着した前記磁化可能物体又は磁性物体の量を測定する工程は、磁気的な検出、光学的な検出、音響的な検出、又は電気的な検出によって行われる、請求項１による方法。
【請求項６】
続いて、前記磁化可能物体又は前記磁性物体を、前記センサーの表面に引きつけ、かつ、前記センサーの表面から回収する工程は、磁力の手段によって行われる、請求項１による方法。
【請求項７】
前記酵素過程は、ＲＮＡ又はＤＮＡの核酸増幅過程である、請求項１による方法。
【請求項８】
前記増幅過程は：
１つ以上のアンプライマーを使って、ＲＮＡ又はＤＮＡの核酸を増幅する工程；及び
前記増幅されたＲＮＡ若しくはＤＮＡの核酸の量、又は、前記増幅過程に関与した試薬の量を、測定する工程；
を含む、請求項７による方法。
【請求項９】
前記ＲＮＡ又はＤＮＡは、定温の方法によって増幅される、請求項８による方法。
【請求項１０】
前記ＲＮＡ又はＤＮＡは、熱循環する方法によって増幅される、請求項８による方法。
【請求項１１】
前記増幅されたＲＮＡ又はＤＮＡは、磁気的に標識付けられたハイブリダイゼーションプローブを使って検出される、請求項８による方法。
【請求項１２】
前記センサーの表面に垂直な速度成分を持つ磁力を循環する工程を更に含む、請求項１による方法。
【請求項１３】
生体分子の酵素過程を観察するためのシステムであって：
酵素過程が起きることを許可するための反応室、ここで、前記反応室は、磁化可能物体又は磁性物体と共に使うためのものであり；
表面を持つセンサー装置；
前記酵素過程の最中に、かつ、前記磁化可能物体又は磁性物体が存在する場合に、続いて、前記磁化可能物体又は磁性物体を、前記センサーの表面に引きつけ、かつ、前記センサーの表面から回収するための手段；及び
前記磁化可能物体又は磁性物体を前記センサーの表面に引きつけた後に、少なくとも１回、前記センサーの要素を使うことによって、前記センサーの表面に付着した前記磁化可能物体又は磁性物体の量を測定するための手段；
を含むシステム。
【請求項１４】
前記センサーの表面に付着した前記磁化可能物体又は磁性物体の前記量を、時間の関数として観察するための手段を更に含む、請求項１３によるシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、酵素過程に関する。本願発明は、より詳しくは、磁化可能物体又は磁性物体を標識として使うことにより、生体分子の酵素過程を観察するための方法及びシステムに関する。本願発明による方法及び装置を使って、酵素過程を時間の関数として観察してもよい。
【背景技術】
【０００２】
核酸（ＲＮＡ、ＤＮＡ）を測定するには、極めて感度が高くかつ特異的な生化学的増幅過程を使う必要がある。核酸の増幅及びその後の検出は、複雑な処理過程である。この処理過程は、一般に、複数の処理工程を必要とする。生体物質（例えば微生物）の検出のためには、これらの処理工程は、典型的には、（選択的な）濃縮、分離及び精製、並びに識別の諸工程を含む。このような処理過程を簡単にし、分析の性能（例えば感度、特異性、速度）を上げるために、大きなな努力が行われている。例えば、ＲＮＡ／ＤＮＡの増幅の生産物を、感度を高くかつ特異的に検出することが可能であることが示されている。このために、分子生物学的な手法と免疫検出手法との組み合わせによる、リガンド蛋白質の手段を使う。信号の発生のためには、比色分析の代わりに、他の分析においては、蛍光、化学発光、又は、広範な、（免疫）センサー検出器を使う。しかし、従来のほとんどの分析は、比較的複雑であり、高価であり、及び／又は、特殊な機器を使う必要があった。
【０００３】
単純化した抽出及び増幅方法を、側方流動免疫分析（ＬＦＩＡ）検出方法と組み合わせる方法が、開発された。この方法は、ゲル電気泳動よりも、何桁も感度が高い。結果は、５〜１５分で出てくるほど速い。原則的に、ＬＦＩＡは、複数の検体の検出に適している。即ち、６つまでの特定のＲＮＡ／ＤＮＡシーケンスのスクリーニングを、１つの分析装置で行える。ニトロセルロース膜に固定した特異なリガンド及び黒色コロイド粒子に基づく方法により、５〜３０の異なるパラメーターの検出を、ミニアレイの設備で行える。この結果をまとめるには、平面走査をして、画像分析すればよい。
【０００４】
測定のダイナミックレンジと定量的な観点は、生化学的な増幅では、重要な問題の１つである。とりわけ、指数関数的に増大する増幅方法（例えばＰＣＲ）では、重要である。ＰＣＲのような方法では、片方で、検出可能水準より低いアンプリコンの濃度と、他方で、生化学的増幅処理過程の飽和の間には、急激な遷移がある。しばしば、結果は、有るか無いかの二者択一になってしまい、目標の濃度の精確な値はわからない。
【０００５】
これを改良した方法が、実時間ＰＣＲである。この場合、指数関数的な生化学的増幅処理過程の最中に、アンプリコンの濃度を動的に測る。例えば、分子指標を使って測る。定量的実時間ＰＣＲでは、定量データを導出するために、専用に設計したプローブ、処理過程制御及び処理過程観察を使う。元の目標の濃度を、特定の信号を発生するのに要した時間から推定する。実時間ＰＣＲの欠点を次に示す：（ｉ）分析の手続きが面倒である；（ｉｉ）試験の単価が高額である；及び（ｉｉｉ）分析を多重化して実行するのは困難である。
【０００６】
最もよく使われる形態では、酵素免疫吸着測定法（ＥＬＩＳＡ）並びに前述の方法であるＬＦＩＡ及び実時間ＰＣＲは全て、光学的な検出を含む。光学的な検出には、様々な欠点がある。例えば：
複雑な生化学試料を使う場合には特に、背景雑音が大きい。例えば、基質、装置の材料、試料、又は試験装置内の生体材料からの自己蛍光；
標識の特性が、生化学的環境（例えば蛍光の効率）に依存することがあり、従って測定の定量化が面倒になる；
カートリッジと読み取り機器の間の相互接続が誤り易い；
装置及び液体の試料からの光が散乱する；
入射する光と、放射される／反射される光との吸収が、液体の光学特性に依存する；及び
高価な読み出し機器が必要になる場合がある。
【０００７】
光に基づく検出の代わりとなる方法もある。例えば、磁気センサーで磁性ナノ粒子を検出する。この方法は、生物学的診断の目的のために研究されている。この方法には、次のような利点が期待されているからである：
高い分析性能。即ち感度が高い。生体物質は、ほとんど磁気雑音を持たないので、極めて高感度の磁気センサーを使える；
磁気的な作動による速度の向上；
力を区別することによる特異性の向上；
分析工程の組み合わせ。例えば、目標の抽出と検出を組み合わせ、双方を磁性粒子を使って行う；及び
扱い易い。電気的な相互接続は単純で信頼できる。センサーと読み取り機器は小型で低価格である。
【０００８】
準備的な試みとして、核酸の増幅を磁気的な検出と組み合わせることが行われた。特許文献１は、核酸の増幅を、後続の磁気的なセンサーチップによる検出と組み合わせることを開示している。この処理過程は、磁力により緊迫力を加えることを含む。この問題解決手法は、とりわけ、鎖置換増幅法（ＳＤＡ）の方法に焦点を合わせている。特許文献２は、ＰＣＲ増幅を、磁気検出方法で改良する方法を開示している。この磁気検出は、磁気的に標識付けられたプライマーと、増幅したＤＮＡとの間の移動の差に基づく。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】(WO/2000/061803)  MAGNETIC  BEAD-BASED  ARRAY  FOR  GENETIC  DETECTION.
【特許文献２】(EP0781346)  MAGNETIZABLE  MOIETIES  IN  SEPARATION,  SEQUENCING  AND  AMPLIFICATION  OF  POLYNUCLEOTIDES  AND  POLYPEPTIDES  AND  MAGNETIC  DETECTION  THEREOF.
【特許文献３】United  States  Patent  5,110,833,  Mosbach,  May  5,  1992,  Preparation  of  synthetic  enzymes  and  synthetic  antibodies  and  use  of  the  thus  prepared  enzymes  and  antibodies.
【特許文献４】(WO/2005/010527)  USE  OF  MAGNETIC  PARTICLES  FOR  DETERMINING  BINDING  BETWEEN  BIOACTIVE  MOLECULES.
【特許文献５】(DE040286_EPP)  John  Hyde  Pendleton  und  Cornelius  Tiers,  Verbindung  von  Greifer  und  Bremse  bei  Strafsenbahnen  mit  Seilbetrieb,  November  2004.
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】Hill,  C.  S.  (1996)  Journal  of  Clinical  Ligand  Assay  19,  43-52.
【非特許文献２】Saiki  et  al.  (1988)  Science  239,  487-491.
【非特許文献３】Compton,  J.  (1991)  Nature  350,  91-92.
【非特許文献４】Walker  et  al.  (1992)  Nucl.  Acids  Res.  20,  1691-1696.
【非特許文献５】McDonough  et  al.  (1997)  In:  Nucleic  acid  amplification  technologies,  Eds.  Lee,  H.,  Morse,  S.  and  Olsvik,  O.,  Natick,  MA:  Biotechniques  Books,  113-123.
【非特許文献６】Laffler  et  al.  (1993)  Annales  de  Biologie  Clinique  50,  821-826.
【非特許文献７】Van  Ness  et  al.  (2003)  Proc.  Natl.  Acad.  Sci.  100,  4504-4509.
【非特許文献８】Kohne  et  al.  (1984)  In  Thornsberry  et  al.  (Eds):  Legionella:  Proceedings  of  the  2nd  International  Symposium,  Washington  D.  C,  American  Society  for  Microbiology,  107-108.
【非特許文献９】Luxton  et  al.  (2004)  Anal.  Chem.  76,  1715.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従来のシステムの欠点を考えると、素早く、高感度で、定量的で、高いダイナミックレンジを持ち、かつ実時間の、核酸検出処理過程が必要である。この処理過程は、代替の検出方法、及び／又は、代替の標識、及び／又は、代替のセンサーに基づく。このような方法は、できる限り少ない工程を含むのが望ましい。即ち、生化学的処理過程及び検出を最大限に統合するのが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本願発明は、酵素過程を観察するための方法及びシステムを提供する。この方法は次を含む：
反応室で酵素過程が起こることを許可する工程、ここで反応室は、例えば粒子である磁化可能物体又は磁性物体を備える；
センサーの表面を持つセンサー装置を提供する工程；
酵素過程の最中に、続いて、磁化可能物体又は磁性物体を、センサーの表面に引きつけ、かつ、センサーの表面から回収する工程；及び
酵素過程の最中に、かつ、磁化可能物体又は磁性物体をセンサーの表面に引きつけた後に、少なくとも１回、センサーの表面に付着した磁化可能物体又は磁性物体の量を測定する工程。
【００１３】
本願発明の実施例によれば、センサーの表面に付着した磁化可能物体又は磁性物体の量を測定することを、磁化可能物体又は磁性物体をセンサーの表面から回収する前に行ってもよく、磁化可能物体又は磁性物体をセンサーの表面から回収した後に行ってもよい。
【００１４】
センサーの表面に付着した磁化可能物体又は磁性物体を、測定すること又は検出することを、生体センサーの表面に関して、センサーの要素の走査と共に行ってもよく、センサーの要素の走査無しに行ってもよい。
【００１５】
好適な実施例によれば、センサーの表面に付着した磁化可能物体又は磁性物体の量を測定することを、１回より多く行ってもよい。また、この方法は次を更に含む：
付着した磁化可能物体又は磁性物体の量を、時間の関数として観察する工程。
【００１６】
磁化可能物体又は磁性物体を、第１の捕捉部分で被膜してもよい。また、センサーの表面を、第２の捕捉部分で被膜してもよい。ここで、第１の捕捉部分と第２の捕捉部分は、互いに異なる。
【００１７】
第１の捕捉部分は、最も好適には、生体分子の第１の部分と適合であってもよい。第２の捕捉部分は、最も好適には、生体分子の第２の部分と適合であってもよい。ここで、生体分子の第１の部分は、生体分子の第２の部分と異なる。
【００１８】
センサーの表面に付着した磁化可能物体又は磁性物体の量を測定することを、いかなる適切な検出方法によって行ってもよい。例えば、磁気的な検出、光学的な検出、音響的な検出又は電気的な検出である。好適には、標識として使われる磁化可能物体又は磁性物体を検出することを、又は、言い換えれば、センサーの表面に付着した磁化可能物体又は磁性物体の量を測定することを、光学的に行ってもよい。例えば、光学的画像化又は光学的走査を使って行ってもよい。好適には、この場合、表面の感度が高い光学的な技法によって行う。例えば、共焦点走査型光ピックアップ部を使う。共焦点走査型光ピックアップ部は、光学的に透明な基質を通して標識を検出する。これは、例えば、光学的なデータ格納手法と似ている。又は、好適には、エバネッセント場の光学的な検出技法によって、測定を行う。
【００１９】
続いて、磁化可能物体又は磁性物体を、センサーの表面に引きつけること、及び、センサーの表面から回収することを、磁力の手段によって行ってもよい。磁力を、チップ内で生成してもよいし、チップ外で生成してもよい。
【００２０】
本発明の好適な実施例によれば、酵素過程は、ＲＮＡ又はＤＮＡの核酸増幅過程であってもよい。
【００２１】
本発明の実施例は、核酸を増幅するための方法及び道具に関する。核酸とは即ちＲＮＡ又はＤＮＡである。本発明の実施例は、また、増幅されたＲＮＡ若しくはＤＮＡの量又は増幅過程に関わる試薬の量を測定するための方法及び道具に関する。この方法においては、増幅された核酸の量又は増幅過程に関与した試薬の量を測定する工程を、磁気的な検出、光学的な検出、音響的な検出又は電気的な検出によって行ってもよい。この方法においては、増幅された核酸の量又は増幅過程に関与した試薬の量を測定する工程を、そのＲＮＡ又はＤＮＡの増幅過程の最中に、少なくとも１回行ってもよい。本願発明の方法においては、増幅されたＲＮＡ若しくはＤＮＡの量又は増幅過程に関与した試薬の量を測定する工程を、次の方法で行ってもよい。即ち、増幅された核酸又は試薬が、１つ以上の生体分子又は捕捉分子によって、センサーの表面に付着する。
【００２２】
本願発明の特定の実施例は、前述のような方法を行うための方法及び道具に関する。ここで、１つ以上の生体分子を使って、増幅した核酸を結合する。この１つ以上の生体分子とは、ＤＮＡ、ペプチド核酸（ＰＮＡ）又はＲＮＡである。この１つ以上の生体分子は、増幅した核酸またはアンプリコンを特異的に結合する。代わりに、生体分子とは、蛋白質、ビタミン、脂質、又は炭水化物でもよい。又は、生体分子とは、アンプリコンをセンサーの表面に確実に結合する、核酸とタンパク質の双方の組み合わせでもよい。
【００２３】
本願発明の特定の実施例は、前述のような方法を行うための方法及び道具に関する。ここで、核酸の増幅は、定温の方法又は熱循環する方法によって行われる。
【００２４】
本願発明の更なる特定の実施例は、前述のような方法を行うための方法及び道具に関する。ここで、プライマーを使って増幅を行う。このようなプライマーをアンプライマーと呼ぶ。アンプライマーを磁性粒子で標識付ける。本発明の代わりの実施例は、前述のような方法を行うための方法及び道具に関する。ここで、アンプリコンは、特異なハイブリダイゼーションプローブの手段によって検知される。ハイブリダイゼーションプローブは標識付けられる。この実施例では、アンプライマーは磁性粒子では標識付けられない。
【００２５】
本願発明は、更に、生体分子の酵素過程を観察するためのシステムを提供する。このシステムは、次を含む：
酵素過程が起きることを許可するための反応室、ここで、反応室は、磁化可能物体又は磁性物体と共に使うためのものであるか、又は、反応室は、磁化可能物体又は磁性物体を備えている；
センサーの表面を持つセンサー装置；
酵素過程の最中に、続いて、磁化可能物体又は磁性物体を、センサーの表面に引きつけ、かつ、センサーの表面から回収するための手段；及び
磁化可能物体又は磁性物体をセンサーの表面に引きつけた後に、少なくとも１回、センサーの表面に付着した磁化可能物体又は磁性物体の量を測定するための手段。
【００２６】
センサーの表面に付着した磁化可能物体又は磁性物体の量を測定するための手段は、次のようでもよい。即ち、センサーの表面に付着した磁化可能物体又は磁性物体の量を測定することを、磁化可能物体又は磁性物体をセンサーの表面から回収する前に行ってもよく、磁化可能物体又は磁性物体をセンサーの表面から回収した後に行ってもよい。
【００２７】
センサーの表面に付着した磁化可能物体又は磁性物体の量を測定するための手段は、次のようでもよい。即ち、センサーの表面に付着した磁化可能物体又は磁性物体を、測定すること又は検出することを、生体センサーの表面に関して、センサーの要素の走査と共に行ってもよく、センサーの要素の走査無しに行ってもよい。
【００２８】
本発明の実施例によれば、このシステムは、センサーの表面に付着した磁化可能物体又は磁性物体の量を、時間の関数として観察するための手段を更に含んでもよい。
【発明の効果】
【００２９】
本願発明の方法及び道具により、例えば、ポリヌクレオチドの測定を、改善された分析性能で行える。例えば、改善された速度、改善された感度、及び改善された特異性で行える。本願発明の方法及び道具により、ポリヌクレオチドの濃度の測定を、改善された使い易さで行える。例えば、より高い頑健性、より低い誤り率、より単純な機器の相互接続及びより低い価格で行える。
【００３０】
本願発明の１つの観点では、また、例えば試料の中の核酸の濃度を測定するために、磁性粒子の循環を、核酸の増幅と組み合わせる。これにより、磁気的な循環と、核酸の増幅の循環の過程（例えば温度の循環又は試薬の循環）との、統合及び同期の利点を活用できる。
【００３１】
本願発明の実施例による方法は、次の工程を含んでもよい：
核酸を抽出する省略可能な工程；
開始時の核酸の量を決定するための、磁気的な事前増幅をする省略可能な工程；
核酸を増幅する工程；及び
検出工程、この工程で、生体分子（例えばＤＮＡ又はＲＮＡ）を使って、増幅された核酸を、例えばセンサーの表面に又は他の物質に、結合する。
【００３２】
本発明の方法は、増幅された核酸の検出又は増幅過程に関わる試薬の検出を含む。この際に、核酸又は試薬を、生体分子に結合する。この生体分子自体がセンサーに結合される。生体分子をセンサーの表面に結合することは、共有結合によってもよい。
【００３３】
１つの実施例によれば、この処理過程は、次の工程を含んでもよい：
バルク溶液中で核酸を増幅する工程、ここでプライマーは、磁性粒子及び／又はセンサーチップの表面に、共有結合によって付着する；
磁気的に標識付けられたセンサー（例えばセンサーの表面に生体分子によって結合される）の近辺でナノ粒子を時間の関数として測定する工程；及び
第１のバルク増幅処理過程と第２の表面検出処理過程を高い効率で行うことができるように、磁性粒子の循環を適用する工程。
【００３４】
より詳しくは、ＰＣＲの方法を使う場合は、本発明の方法は、実時間に近い様態で増幅の進みを検出できるための、温度の循環と磁力の作動との適用により、特徴付けられる。
【００３５】
一般的に、本願発明は、核酸の増幅と、感度の高い、磁化可能物体又は磁性物体の検出を組み合わせる方法を提供する。このシステムが有利なのは、次の点である。即ち、実時間での検出、速度、処理過程制御、処理過程観察、多重化、小型、使い易い、及び低価格。
【００３６】
本発明の実施例による方法及びシステムは、次に適する：センサーの多重化（即ち、異なるセンサー及びセンサーの表面を、並行して使う）；標識の多重化（即ち、異なる型の標識を並行して使う）；及び、室の多重化（即ち、異なる反応室を並行して使う）。
【００３７】
本願発明の実施例による方法及びシステムを、医療の現場で、少量の試料のための、素早く、頑健で、かつ使い易い、バイオセンサーとして使える。反応室は、小型の読み取り機器と共に使う、使い捨ての部品でありうる。反応室は、１つ以上の磁場発生手段を含んでもよい。反応室は、１つ以上の検出手段を含んでもよい。また、本願発明の実施例による方法及びシステムを、自動化した大量処理試験で使うこともできる。この場合、反応室は、例えば、自動化器具の内部に納まるウェルプレート又はキュベットである。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本願発明の実施例による、実時間に近い検出のための、増幅された核酸シーケンスの検出のための磁性粒子センサーの様々な構成を示す。
【図２】増幅された核酸シーケンスを検出するための磁気センサーの例である。これは２段階の構成である。増幅のための区画と、自由プライマーを精製するための区画がある。それに続き、本願発明の実施例による磁性粒子センサーチップによる検出を行う。検出の後で、増幅した核酸を、増幅区画に再度導入する。
【図３Ａ】増幅された核酸シーケンスを検出するための磁性粒子センサーの例である。これは実時間で検出するための構成である。単一の区画があり、３つの室が含まれる。即ち、即ち、本願発明の実施例による、増幅室、精製室、及び定温放置室である。検出の後で、増幅した核酸を、増幅区画に再度導入する。
【図３Ｂ】増幅された核酸シーケンスを検出するための磁性粒子センサーの例である。これは実時間で検出するための構成である。単一の区画があり、１つの室が含まれる。即ち、本願発明の実施例による、増幅及び定温放置室である。
【図４】本願発明の実施例による反応室と磁性ナノ粒子を備える装置の例である。入口と出口は示していない。粒子は、生化学的増幅処理過程と同期して、磁性粒子循環処理過程を通過するように作動させられる。
【図５】センサーの信号を時間の関数のグラフとして示す。
【図６】本願発明の実施例による方法を図式的に示す。ＰＣＲ増幅を、センサーチップの上の定温放置室で行う。各循環において、温度と磁場動作の特定の組み合わせを適用して、増幅過程の実時間に近い状態を測定する。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
アンプライマーとは、ＤＮＡ又はＲＮＡのポリメラーゼのためのプライマーとして使われるＤＮＡ又はＲＮＡのオリゴヌクレオチドのようなヌクレオチドのことである。ＰＣＲ反応におけるアンプライマーは、普通、前方向プライマー及び逆方向プライマーと呼ばれる。標識付けられたアンプライマーとは、磁性マイクロ粒子、磁性ナノ粒子、及び／又は生体分子と共有結合しているアンプライマーのことである。生体分子の例は次を含むがこれらに限定されない：ビオチン及びフルオレセイン。
【００４０】
アンプリコンとは、増幅過程の結果として得られる核酸のことである。
【００４１】
ハイブリダイゼーションプローブ又はハイブリダイゼーションプライマーとは、増幅されたＤＮＡ又はＲＮＡ（即ちアンプリコン）を検出するために使うＤＮＡ又はＲＮＡのオリゴヌクレオチドのようなヌクレオチドのことである。本願発明のある実施例では、ハイブリダイゼーションプローブを、磁性マイクロ粒子、磁性ナノ粒子、及び／又は生体分子と共有結合できる。
【００４２】
センサープローブ又はセンサープライマーとは、ＤＮＡ又はＲＮＡのオリゴヌクレオチドのようなヌクレオチドで、センサーの表面に直接に又は間接に結合されるものである。センサーの表面とは、即ち、装置の部分であり、磁性粒子検出システムの、近辺の、焦点の、又は、検出範囲のことである。センサープローブ又はセンサープライマーは、アンプリコンを結合できる。アンプリコンがＲＮＡを含む増幅技法では、ＲＮＡのセンサープローブを使って、増幅されたＲＮＡを結合できる。センサープローブをセンサーの表面に結合することを、共有結合によって行える。代わりに、生体分子と共有結合している１つ以上の生体分子（リガンドや抗体）によって、センサープローブをセンサーの表面に結合できる。次に注意。即ち、センサープローブは、溶液中の生体分子と特異な生物学的な結合を形成できる、いかなるプローブでもありうる。例えば、抗体、炭水化物などでありうる。
【００４３】
本願発明を、以降で、特定の実施例について、特定の図面を参照して記述する。しかし、本発明は、実施例及び図面には限定されない。本発明は、特許請求の範囲のみによって限定される。請求項に図面に対する参照符号が含まれている場合、いかなる参照符号も、特許請求の範囲を限定するものと解釈してはならない。記載の図面は、概略を示すのみである。図面は本願発明を限定しない。図面において、要素によっては、例示の都合で、大きさが誇張されていることがある。図面において、要素によっては、例示の都合で、原寸に比例して描かれているとは限らない。本願の明細書及び特許請求の範囲において使われる「含む」という表現は、他の要素又は他の工程を排除しない。「１つの」又は「ある」等の表現は、その表現の複数を含む。但し別様に明示的に規定されている場合を除く。
【００４４】
更に、本願の明細書及び特許請求の範囲における、第１、第２、第３．．．等の表現は、似た要素を区別するために使うのであって、依存関係又は時間的順序を表しているとは限らない。第１、第２、第３．．．等の表現は、適切な状況においては、相互に交換可能であることに注意。本願に記載する本発明の実施例は、本願に記載又は図示の順とは違う順で動作できることに注意。
【００４５】
更に、本願の明細書及び特許請求の範囲において使われる、上、下、上部、下部等の表現は、説明のためのものであり、相対位置を表現しているとは限らない。上、下、上部、下部等の表現は、適切な状況においては、相互に交換可能であることに注意。本願に記載する本発明の実施例は、本願に記載又は図示の向きとは違う向きで動作できることに注意。
【実施例】
【００４６】
本願発明は、生体分子の酵素過程を観察するための方法を提供する。酵素過程とは、例えば、核酸の増幅過程や他の転換過程である。この際に磁化可能物体又は磁性物体を標識として使う。磁化可能物体又は磁性物体とは、例えば磁性粒子である。他方、本願発明は、センサーの表面について、標識の結合及び結合解除を検出するための方法を提供する。このことを、いかなる適切な技法によって行ってもよい。これにより、磁化可能粒子又は磁性粒子の存在を、センサーの表面において又はセンサーの表面の近辺において検出する。この検出は、磁化可能物体又は磁性物体（例えば磁性粒子）のいかなる特性に基づいてもよい。本発明の実施例による方法及びシステムは、次に適する：センサーの多重化（即ち、異なるセンサー及びセンサーの表面を、並行して使う）；標識の多重化（即ち、異なる型の標識を並行して使う）；及び、室の多重化（即ち、異なる反応室を並行して使う）。更に、本願発明の実施例による方法を、医療の現場で、少量の試料のための、素早く、頑健で、かつ使い易い、バイオセンサーとして使える。反応室は、小型の読み取り機器と共に使う、使い捨ての部品でありうる。反応室は、１つ以上の磁場発生手段を含んでもよい。反応室は、１つ以上の検出手段を含んでもよい。また、本願発明の実施例による方法及びシステムを、自動化した大量処理試験で使うこともできる。この場合、反応室は、例えば、自動化器具の内部に納まるウェルプレート又はキュベットである。
【００４７】
少なくとも１つの酵素によって触媒されたいかなる化学反応又は一連の化学反応をも、酵素過程と呼ぶ。酵素は蛋白質の大きな群を含む。酵素は、生化学過程の反応速度を上げる。酵素は、全ての生きた細胞によって作られる。酵素は、細胞の内部と外部の双方で作用する。
【００４８】
多くの異なる酵素が存在する。ほとんどの自然に生じる酵素は、高度に特異的である。即ち、各酵素は、普通、ただ１つの決まった生化学反応を触媒する。例えば、分子生物学では、ある種の酵素は、ＤＮＡの鎖状構造を開裂し、再結合するための道具である。ＤＮＡは、遺伝情報を担う。「制限酵素」は、ヌクレオチドの特定のシーケンスを認識し、ＤＮＡを厳密にその部位で切断する。他の酵素（リガーゼ）は、分離したＤＮＡの鎖を、１つの連続した片に結合できる。本願発明は、自然に生じる酵素に限定されない。本願発明は、本願発明の範囲に、半合成酵素又は合成酵素の使用を含む。半合成酵素は、新しい特性を提供する官能基に化学的に結合された、修正された共同因子による、本来の共同因子の置換を含む、自然には存在しない官能基を持てる。このような酵素は、共同因子の部位の近辺の特定の位置に配置された、合成の基又は人工の基を持つ。しかし、合成酵素は、いかなる方法でも、自然の酵素を模倣する必要は無い。合成酵素は、例えば、特許文献３に開示されている。
【００４９】
生化学的な酵素過程は、いくつかの分子の転移反応を含むことができる。言い換えれば、生化学的な酵素過程は、いかなる生体分子にも適用できる。１つの型の酵素過程は、例えば、核酸の増幅過程であってもよい。
【００５０】
本願発明による方法は次を含む：
反応室で酵素過程が起こることを許可する工程、ここで反応室は、磁化可能物体又は磁性物体を備える；
センサーの表面を持つセンサー装置を提供する工程；
酵素過程の最中に、続いて、磁化可能物体又は磁性物体を、センサーの表面に引きつけ、センサーの表面から回収する工程；及び
酵素過程の最中に少なくとも１回、磁化可能物体又は磁性物体をセンサーの表面に引きつけた後に、センサーの表面に付着した磁化可能物体又は磁性物体の量を測定する工程。
【００５１】
センサーの表面に付着した磁化可能物体又は磁性物体の量を、測定すること又は検知することを、磁化可能物体又は磁性物体をセンサーの表面から回収する前に行ってもよく、磁化可能物体又は磁性物体をセンサーの表面から回収した後に行ってもよい。
【００５２】
センサーの表面に付着した磁化可能物体又は磁性物体を、測定すること又は検出することを、生体センサーの表面に関して、センサーの要素の走査と共に行ってもよく、センサーの要素の走査無しに行ってもよい。
【００５３】
本願発明を、更に、磁気抵抗素子に基づくセンサー装置の手段によって、以下に記述する。しかし、このことは、本発明を、いかなる方法でも制限しない。本願発明を、磁化可能物体又は磁性物体を検出するために適切ないかなるセンサー素子をも含むセンサー装置に適用してもよい。磁化可能物体又は磁性物体とは、例えば磁性粒子である。この検出を、センサーの表面において又はセンサーの表面の近辺において行う。この検出は、磁性粒子のいかなる特性に基づいてもよい。例えば、磁化可能物体又は磁性物体（例えば磁性粒子）の検出を、磁気的な方法の手段によって行ってもよい。磁気的な方法の手段とは、例えば磁気抵抗センサー素子、ホールセンサー、コイルである。例えば、磁化可能物体又は磁性物体（例えば磁性粒子）の検出を、光学的な方法の手段によって行ってもよい。光学的な方法の手段とは、例えば蛍光画像、化学発光、光の吸収、光の散乱、表面プラズモン共鳴、ラマン効果である。例えば、磁化可能物体又は磁性物体（例えば磁性粒子）の検出を、音響的な方法の手段によって行ってもよい。音響的な方法の手段とは、例えば表面音響波、バルク音波、カンチレバー、石英結晶である。例えば、磁化可能物体又は磁性物体（例えば磁性粒子）の検出を、電気的な方法の手段によって行ってもよい。電気的な方法の手段とは、例えば伝導、インピーダンス、電流測定、酸化還元循環である。
【００５４】
好適には、標識として使う磁化可能物体又は磁性物体を検出することを、又は、言い換えれば、センサーの表面に付着した磁化可能物体又は磁性物体の量を測定することを、光学的に行ってもよい。例えば、光学的画像化又は光学的走査を使って行ってもよい。好適には、この場合、表面の感度が高い光学的な技法によって行う。例えば、共焦点走査型光ピックアップ部を使う。共焦点走査型光ピックアップ部は、光学的に透明な基質を通して標識を検出する。これは、例えば、ＤＶＤと似ている。
【００５５】
更に、本願発明を、標識として使う磁化可能物体又は磁性物体の手段によって、以下に記述する。ここで、標識として使う磁化可能物体又は磁性物体の手段は、磁性粒子である。繰り返すが、この記述は楽に説明するためだけのものである。この記述は、本発明を、いかなる方法でも制限しない。本願発明はまた、磁化可能物体又は磁性物体が、次の場合にも適用できる。即ち、磁性ロッド、磁性粒子の紐、又は複合粒子。複合粒子とは、例えば、磁気及び光学的に活性な材料を含む粒子、又は非磁性の基質の内部に磁性材料を含む粒子である。
【００５６】
本願発明を、更に、酵素過程の手段によって、以下に記述する。ここで、酵素過程は、ＲＮＡ又はＤＮＡの核酸の増幅過程である。このことは、ただの例であることに注意。このことは、本発明をいかなる方法でも限定することを意図していないことに注意。本願発明による方法を、他の酵素過程に適用してもよい。
【００５７】
さて、第１の工程では、本願発明による方法は、反応室でＲＮＡ又はＤＮＡの核酸の増幅過程が起こることを許可する工程を含む。反応室は、ＲＮＡ又はＤＮＡの核酸を含む試料を含む。更に、反応室は、磁性粒子を標識として含む。磁性粒子を、第１の捕捉部分で被膜してもよい。第１の捕捉部分は、当業者に既知の、いかなる適切な捕捉部分であってもよい。好適には、第１の捕捉部分は、増幅されたＲＮＡ若しくはＤＮＡの核酸又はアンプリコンの第１の部分と適合してもよい。これにより、被膜された磁性粒子が、第１の捕捉部分によって、ＲＮＡ又はＤＮＡの核酸に付着できる。例えば、ＲＮＡ又はＤＮＡの核酸の増幅のこの例では、第１の捕捉部分は、第１のオリゴヌクレオチドであってもよい。
【００５８】
次に、センサーの表面を持つセンサー装置を提供してもよい。センサーの表面を、第２の捕捉部分で被膜してもよい。第２の捕捉部分は、最も好適には、第１の捕捉部分とは違う。第２の捕捉部分は、好適には、増幅されたＲＮＡ若しくはＤＮＡの核酸又はアンプリコンの第２の部分と適合してもよい。この第２の部分は第１の部分とは違う。これにより、ＲＮＡ又はＤＮＡの核酸が、センサーの表面に付着できる。例えば、ＲＮＡ又はＤＮＡの核酸の増幅過程のこの例では、第２の捕捉部分は、第２のオリゴヌクレオチドであってもよい。好適には、第２のオリゴヌクレオチドは、第１のオリゴヌクレオチドとは違う。センサーの表面に付着した磁性粒子の量は、増幅されたＲＮＡ若しくはＤＮＡの核酸又はアンプリコンの指標となる。
【００５９】
増幅過程の最中で、磁性粒子に付着したＲＮＡ又はＤＮＡの核酸を、続いて、センサーの表面に引きつけ、センサーの表面から回収する。このことを、磁力の手段によって行ってもよい。本発明の実施例によれば、磁力をチップ内で生成してもよい。例えば、磁場発生手段の手段によって磁力を生成する。磁場発生手段は、例えば、センサー装置に統合された電流線である。本発明の別の実施例によれば、磁力をチップ外又は外部で生成してもよい。例えば、外部の磁石の手段によって磁力を生成する。増幅過程の最中では、時間が経つにつれ、ますます多くのアンプリコン又は増幅されたＲＮＡ若しくはＤＮＡの核酸が生成されることになる。従って、増幅過程が進むにつれ、又は、言い換えれば、より多くの増幅の循環を行えば、ますます多くのアンプリコンが磁性粒子に付着することになる。更に言い換えれば、増幅過程の最中で、時間が経つにつれ、より多くのアンプリコンが、引きつける工程において、センサーの表面に付着することになる。
【００６０】
本願発明の実施例の方法によれば、センサーの表面に付着した磁性粒子の量を、少なくとも１回、測定してもよい。この測定を、センサーの表面に磁性粒子を引きつけた後に行ってもよい。好適には、センサーの表面に付着した磁性粒子の量を、１回より多く、増幅過程の最中に、測定してもよい。この場合、センサーの表面に付着した磁性粒子の量を、時間の関数として観察できる。
【００６１】
次に、増幅過程及び増幅された核酸の検出（即ち定性的かつ定量的な測定）のありうる実装について、いくつかの実施例を記述する。
【００６２】
１つの観点では、本発明は、核酸の増幅を、増幅されたＤＮＡの、定性的かつ定量的な測定で改良する方法に関する。ここで、磁気検出を使う。本発明は、そのような方法を実行するための道具にも関する。
【００６３】
本願発明の方法は、次の工程を含む：
核酸を増幅する（段階的な又は連続的な）処理過程の工程；及び
増幅する処理過程の最中の、及び／又は、増幅する処理過程の後の、１つ以上の検出工程。ここで、ＤＮＡ又はＲＮＡのセンサープローブを使って、増幅された核酸を結合する。例えば、センサーの表面又は別の物体に結合する。センサープローブをセンサーの表面に結合することは、共有結合によってでありうる。
【００６４】
省略可能で、本発明の方法は、増幅の前に、次の工程を更に含む：
核酸を抽出する工程；及び／又は
開始時の核酸の量を決定するための、磁気的な事前増幅をする工程。
【００６５】
１つの実施例によれば、増幅された核酸又はアンプリコンの検出は、アンプリコンに標識を組み込むことによって確実にされる。この実施例によれば、本発明の方法は次の工程を含む：
磁性ナノ粒子又は磁性マイクロ粒子に付着したプライマーによって、バルク溶液中で核酸を増幅する工程；及び
増幅された核酸を、センサーの表面に付着したセンサープローブと接触する工程。プライマーをセンサーの表面に付着させるのは、共有結合によってでもよい。
【００６６】
磁性ナノ粒子又は磁性マイクロ粒子の検出又は測定を、増幅過程の最中に及び／又は増幅過程の後に、少なくとも１回行う。
【００６７】
省略可能で、磁性粒子の循環を適用する。これにより、（第１の）バルク増幅過程と（第２の）表面の検出過程を、高い効率で行えるようになる。
【００６８】
本発明の特定の実施例では、温度の循環と磁力の作動とを適用する。これにより、実時間に近い様態で、増幅の進みを検出できる。
【００６９】
前述の通り、本願発明の方法は、核酸を増幅する工程を含む。この増幅を例えばバルク溶液の中で行う。既知の異なる増幅の方法を本願発明の方法に統合できる。増幅の手順は、普通、目標型の増幅とプローブ型の増幅に分かれている。非特許文献１を参照のこと。
【００７０】
「目標型」の増幅により、所望の目標シーケンスの複写ができる。これは、目標の核酸の分子を鋳型として使って、個々のヌクレオチドから、目標シーケンスを合成することによる。例は次の通り：ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）、転写仲介増幅（ＴＭＡ）、核酸シーケンスに基づく増幅（ＮＡＳＢＡ）及び鎖配置増幅（ＳＤＡ）。これらについては、非特許文献２〜５を参照のこと。本発明の特定の実施例は、ＰＣＲを使って特定のＤＮＡ又はＲＮＡを増幅することを含む。他方、「プローブ型」の増幅は、反応室に入れた元のプローブの改変した版を生産する。この方法の１例は、リガーゼ連鎖反応（ＬＣＲ）である。非特許文献６を参照のこと。
【００７１】
ＰＣＲとＬＣＲの場合は、熱循環器を使って、２本鎖中間体を変性させる。他の手順（例えばＴＭＡ、ＮＡＢＳＡ及びＳＤＡ）の場合は、定温であるので、定温の加熱装置が１つだけ、概して必要である。定温の加熱装置とは例えば水槽又はサーモブロックである。
【００７２】
ＴＭＡのような転写方法は、ＰＣＲやＬＣＲに比べると、いくつか違う点がある。ＴＭＡは、ＲＮＡ又は１本鎖ＤＮＡの何れかを、直接に目標として使える。理論的には、ＴＭＡのような転写方法は、ＰＣＲやＬＣＲに比べると、高速である。即ち、ＴＭＡのような転写方法は、１５分ほどの短い時間で、１兆倍もの増幅を生産できる。他方、ＰＣＲやＬＣＲは、同じ量を生産するためには３〜４時間もかかることがある。しかし、ＴＭＡは、ＰＣＲと比べると、より特異的では無い可能性がある。ＴＭＡは、より低い温度で行われるからである。特異なプローブを使って、この差を埋め合わせる。
【００７３】
最近の手法であるＥＸＰＡＲでは、熱安定切断酵素とポリメラーゼの組み合わせを使う。非特許文献７を参照のこと。ＥＸＰＡＲは、定温の分子連鎖反応である。ＥＸＰＡＲは、短いオリゴヌクレオチドを生成する。この方法は、感度が高く、１０＾６倍以上の増幅ができる。この指数的反応の頑健性、速度、及び感度は、試料中の少量の特定のＤＮＡシーケンスの存在を素早く検出するために有用である。
【００７４】
前述の様々な増幅技法は、概して、増幅過程と呼ばれる。即ち、この過程は、試料の増幅の開始から、所望の量のアンプリコンを得るまでの過程である。又は、この過程は、試料の増幅の開始から、アンプライマーが使いつくされるまでの、及び／若しくは、増幅に関わる酵素が活性を失うまでの、過程である。
【００７５】
熱を循環する増幅過程の場合では、その過程は、循環の回数分の個別の増幅工程を含む。定温の過程の場合では、増幅は連続的な過程である。プローブの標識をした粒子及びセンサーの表面に固定した別のプローブを備える磁気的な循環によって、増幅対象の物質（例えばＮＡＳＢＡの場合であれば、１本鎖ＲＮＡのオリゴヌクレオチド）を、表面に結合できる。これにより、ほぼ実時間で、定性的又は定量的なデータの測定ができる。好適には、アンプライマーのシーケンスとは違う、増幅された物質のシーケンスに、プローブをハイブリダイズする。
【００７６】
代わりに、この過程を、どんなふうにも、複数の増幅工程に分割できる。この分割は、温度を操作すること、又は、アンプライマーから鋳型を物理的に分けることによる。本願発明の方法を２つの工程の方法として参照する場合は、その方法によって、使う装置の様々な部、区画、又は室において、増幅（及び省略可能で精製）並びに検出を実行する。典型的には、本発明の２つの工程の方法は、増幅区画及び定温放置室を含む装置で行われることになる。増幅区画では、増幅を行う。定温放置室は、センサー（チップ）の表面を含む。図２を参照のこと。省略可能で、この装置は第３の区画を含む。第３の区画では、自由プライマーを精製する。
【００７７】
本発明の特定の実施例によれば、試料を事前に処理する。この処理は（第１の）増幅の前に行う。即ち、ＲＮＡ及び／又はＤＮＡの抽出の工程を行う。適切な手順は分子クローニングの参照手引きに記載されている。例えばSambrook他による１９８９年の文献がある。ＤＮＡ又はＲＮＡを抽出するための装置は、いくつかの型のものが購入可能である。例えば、Pharmacia（商標）、Dynal（商標）、Waters（商標）の装置がある。これらの抽出方法は、典型的には磁性粒子を利用する。これらの抽出方法は、多糖類や多価フェノールのような夾雑化合物を取り除く。
【００７８】
また、単純な抽出方法も使える。即ち、１つの細胞の中に何千もの複写が存在するリボゾームＲＮＡ（ｒＲＮＡ）を抽出する。非特許文献８を参照のこと。特定の事前の処理を行うことは、試料の複雑さや濃度といったパラメーターに依存する。
【００７９】
更なる省略可能の工程では、最初は磁性粒子を使って抽出される核酸を、磁気センサーチップによる検出のために直接使える。これにより、事前の増幅工程における開始時の物質の量を測定できる。
【００８０】
本発明の実施例によれば、本願発明の方法は、磁気センサーを使う検出工程を含んでもよい。本発明の方法の特定の実施例によれば、生体分子を使って、センサーの表面に、増幅された核酸を結合する。この検出の工程を、増幅過程の最中に、少なくとも１回行う。この検出の工程を、省略可能で、増幅過程の最後にも行う。連続的な増幅過程では、検出を、増幅過程の最中に特定の時点で行える。段階的な増幅過程（例えばＰＣＲ）では、検出の工程を、典型的には、伸長工程の後で行う。検出工程を、増幅過程の増幅循環の各々の後に行うことができる。特定の実施例では、定量的な測定が望ましい。そのような場合は、検出工程を、ＰＣＲ反応の指数的な相の段階で行う。典型的には、およそ第１５回目の循環から、およそ第２５回目の循環までの間で行う。
【００８１】
生体分子又は第１の捕捉部分を使って、アンプリコンをセンサーに結合する、又は、アンプリコンをセンサーが検出できる分子に結合する。このような生体分子又は第１の捕捉部分は、蛋白質や核酸でもよいが、他の生体化合物、例えば炭水化物やビタミン（例えばビオチン）でもよい。
【００８２】
本発明の特定の実施例によれば、アンプリコンを直接又は間接にセンサーの表面に結合するのは、センサープローブ又は第２の捕捉部分による。センサープローブ又は第２の捕捉部分は、そのアンプリコンに特異的に働くオリゴヌクレオチドである。省略可能で、このセンサープローブは、センサーの表面に共有結合する。
【００８３】
本願に定めるプローブの全ての型（センサープローブ又はハイブリダイゼーションプローブを含む）は、他の分子にも結合できる。他の分子とは例えば蛋白質又は有機分子である。この結合は、オリゴヌクレオチドに直接結合するか、又は、磁性粒子に付着することによるかの何れかである。この磁性粒子がオリゴヌクレオチドに結合される。特定の応用については、開裂可能なリンカーも考えられる。例えば、還元剤により開裂可能な化学的リンカー、又は、酵素的に開裂可能な蛋白質若しくはＤＮＡの断片である。生物学的な相互作用により、本願発明で考えられる、生体分子同士の結合を確かなものにする。このような生物学的な相互作用とは、例えば、ＤＮＡとＤＮＡの結合、ＤＮＡとＲＮＡの結合、抗原と抗体の結合、リガンドと受容体の結合、基質と酵素の結合、阻害物質と酵素の結合、親和結合である。親和結合の例は、ビオチンー（ストレプト）アビジン、Ｚｉｎｃ−Ｈｉｓ−Ｔａｇ、ＧＳＴとＧＳＴを結合する蛋白質、等である。
【００８４】
１つの実施例によれば、捕捉分子として働く生体分子を、センサーの表面に固定する。センサーの表面とは、例えば、抗体、特異な誘引蛋白質又はポリマーの表面等である。これらの捕捉分子は、特異的にアンプリコンを結合する。例えば、プライマー（センサープローブ）に結合されたタグによって結合する。図１は、番号１に、様々な捕捉の図式を示す。これらの図式を本願発明で使える。例えば、捕捉分子１６は、例えば抗体である。この捕捉分子１６を、センサー１０の表面に結合してもよい。センサー１０は、磁場生成器１２を含む。磁場生成器１２は、例えば、基質１４に埋め込んだ電線である。捕捉分子１６を、センサーの表面に共有結合してもよい。捕捉分子１６がセンサーの表面に結合される位置は、少なくとも磁場生成器１２の近辺である。基質１４は、有機の基質でも無機の基質でもよい。例えば、ポリマー、半導体、又はガラスの基質でありうる。例えば、いわゆる「バイオチップ」の型の基質でありうる。抗体１６は、アンプリコン１８に特異的に結合する。アンプリコン１８は、増幅工程で生成される。この結合は、直接行われるか、又は、そのアンプリコンに特異的に作用するプローブに結合したタグを通して行われる。磁性粒子又は磁化可能粒子２０が、アンプリコン１８に結合されるのは、リガンド蛋白質２２によってか、又は、他の手段によってかである。他の手段とは、例えば、直接結合する（増幅の最中での組み込み）又はハイブリダイゼーションプローブによってである。
【００８５】
本願発明の代わりの実施例では、センサープローブは、センサーの表面に直接に結合する。即ち、センサーに固定したリガンドは、実際には特異なオリゴヌクレオチドのシーケンス２４である。この特異なオリゴヌクレオチドのシーケンス２４は、アンプリコン１８の端にハイブリダイズする。この端は、磁性粒子２０に付着していないほうの端である。これを図１の番号２に示す。磁性粒子又は磁化可能粒子２０がアンプリコン１８に結合されるのは、リガンド蛋白質２２によってか、又は、他の手段によってかである。他の手段とは、例えば、直接結合する（増幅の最中での組み込み）又はハイブリダイゼーションプローブによってである。
【００８６】
磁性粒子又は磁化可能粒子２０を本願発明で使う。この磁性粒子又は磁化可能粒子２０は、典型的には、１０ｎｍから５μｍまでの範囲の大きさである。即ち、磁性の又は磁化可能な、ナノ粒子又はマイクロ粒子である。磁性粒子又は磁化可能粒子２０の大きさは、小さすぎないのが望ましい。検出を容易にし、印加した磁場に粒子が駆動されやすくするためである。また、磁性粒子又は磁化可能粒子２０の大きさは、大きすぎないのが望ましい。大きすぎると結合が特異的でなくなる恐れがあり、沈殿作用も生じるからである。好適には、粒子の大きさは３０ｎｍから３μｍの間の範囲である。より好適には、粒子の大きさは６０ｎｍから１μｍの間の範囲である。粒子の構造と形状は、適切であれば何でもよい。例えば、単一の磁心、複数の磁心、球形、棒状、等である。磁性粒子又は磁化可能粒子２０を、更に（バイオ）ポリマーで被膜できる。これにより、安定性を増し、前述の通りに生体分子を付着するための官能基を提供できる。また、要素を加えることによって、磁性粒子の検出を容易にできる。例えば、光学的な検出の場合には、発光物質を追加できる。
【００８７】
センサー１０を使って、本願発明により、センサーの近辺の磁性マイクロ粒子又は磁性ナノ粒子２０の存在を検出又は測定する。近辺とは例えば１００μｍの範囲内である。より好適には、近辺とは例えば１０μｍの範囲内である。特定の実施例によれば、センサー１０は、センサーの表面から１０μｍの距離にあるナノ粒子に比べて、センサーの表面から１μｍ以内の距離にあるナノ粒子は、１０倍感度が高くなる。センサー１０は、磁性粒子の存在を検出できれば、いかなる適切なセンサーでもよい。これは前述の通りである。好適には、センサー１０は、光学的なセンサー又は磁気的なセンサーである。この光学的なセンサー又は磁気的なセンサーは、センサーの表面に付着した磁気標識を感知する。省略可能で、センサーをチップに統合できる。
【００８８】
センサーの表面又はセンサーの表面の近辺において、好適には、可能な限り多くの機能を統合する。機能とは、例えば、温度測定、加熱、及び磁性粒子の検出である。冷却要素（例えばペルティエ素子）を、カートリッジに統合できる。冷却要素（例えばペルティエ素子）は、読み取り機器の部分でありうる。素早い加熱と冷却が望ましい場合（例えばＰＣＲの場合）には、試料溶液が加熱要素又は冷却要素と接触する領域は、好適には、大きければ大きいほどよい。
【００８９】
溶液の中で磁性粒子を移動させるために必要な磁場の強さ又は磁場勾配は、いくつかのパラメーターに依存する。パラメーターとは、例えば、粒子の磁化率及び磁気モーメント、粒子の均質性及び濃度、粒子と粒子の間の相互作用の発生（例えばクラスター化や鎖形成）、並びに媒質の流れ抵抗である。磁場を生成するために、複数の磁場生成手段を組み合わせることができる。この磁場生成手段は例えば電線や磁性物質である。この磁場生成手段を、読み取り機器、カートリッジ、及びチップで使う。本願のシステムでは、これらのパラメーターは、次のように選択されることになる。即ち、分析の時間の最中に、生化学反応室において、粒子が繰り返して移動できるように選択される。
【００９０】
磁性粒子と、別の要素（例えばセンサーの表面）の間の生体結合を、その粒子とその別の要素の間に、力又はトルクを生成することによって、調査又は分離できる。これについては、例えば特許文献４を参照のこと。
【００９１】
磁気的に標識付けた生体分子を、反応混合物に、導入し（例えば標識付けたプライマー及びプローブを導入する）並びに生成する（例えば標識付けたアンプリコンを生成する）。次に、磁気的に標識付けた生体分子を、反応混合物において操作する。特定の実施例では、磁気的に標識付けた生体分子を、この反応混合物の中で、分散し及び／又は混合するのは、磁場を印加することによって行う。例えば、生化学分析における磁性粒子の表面及びバルク循環が、粒子検出による免疫学的検定において使われることが、非特許文献９に記載されている。
【００９２】
本願発明は、磁気抵抗センサーにおける、磁性粒子の循環のための追加の方法を含む。本願発明は、バルクの過程を、表面の過程と同様に、より効率よくする方法を含む。この場合に、例えば、追加の因子又は専用の作動方法を使う。これについては特許文献４を参照のこと。
【００９３】
マイクロ粒子又はナノ粒子との生物学的な相互作用は、溶融曲線の勾配の険しさを強く上げることができ、かつ、検出の特異性を向上できる。これは、協同的な効果によるものと考えられる。
【００９４】
様々な装置及び様々な基質が、本願発明の方法を実行するのに適している。装置は、フローオーバーの設計でもよいし、フローアンダーの設計でもよい。本発明の実施例によれば、基質は平坦な基質でもよく、表面に構造を持つ基質でもよく、又は多孔質の基質でもよい。貫流パッケージが、例えば、特許文献５に記載されている。死角又は望まれない再循環を避けるような注意を払う。例えば、滑らかな転移を行い、急な角度の流れの縁を避ける。洗浄溶液による洗浄工程を使う場合は、室の設計は、好適には、センサーの表面に渡る大きなリフレッシュ率を保証する。これは例えば、センサーの位置で流れの深さを狭くすることによって行う。カートリッジは、好適には、生体物質の結合の非特異性が低い材料で作られる。これにより、対象物質の損失を防ぐ、及び／又は、試薬がカートリッジの壁に付着することを防ぐ。
【００９５】
図２は、本発明の１つの実施例を示す。ここで、増幅区画である増幅部３０、自由プライマー精製区画である精製部３２、及び定温放置室である検出部３４が、直列に並んでいる。増幅過程は、センサーによる検出の工程から分離している。センサーの表面における、自由プライマーと特異なリガンドの間の、望まれない相互作用を回避する。また、必要であれば、増幅過程の後に残った、自由プライマーと、他の反応汚染物質を、精製区画３２で取り除く。精製区画３２は、例えば、シリカ材料を含む。実施例によっては、増幅室の中の溶液を再循環する。この場合、精製区画は、アンプリコンを通過させ、他の全ての物質（例えば自由プライマー）を増幅室に保つことができるように設計される。
【００９６】
図３Ａは、本発明の１つの実施例を示す。ここでは、単一の装置を使う。この単一の装置は、３つの室３０、３２及び３４を持つ。３つの室の間の移動は、各々、制御可能な弁システムによって区切られている。これにより、溶液を次の室に移すことを、制御下で時間通りに行える。３つの室３０、３２、及び３４並びにセンサーチップ１０は、図２に示した構成における区画３０、３２、及び３４並びにセンサーチップ１０と似た役割を果たす。しかし、図３Ａでは、溶液は、３つの室３０、３２、及び３４の間で、前後に移動できる。
【００９７】
更なる好適な実施例では、処理及び検出の装置は、図３Ｂに示すものとなる。即ち、増幅並びに検出若しくは測定を、単一の装置３６で行う。好適には、センサーチップ１０の近辺の単一の室で、増幅並びに検出若しくは測定を行う。このことにより、形成されたアンプリコンを直接に検出できる。より詳しくは、この装置は、耐熱性のセンサーの表面を含む。好適には、固定したリガンドを耐熱性のセンサーの表面に結合し、かつ、増幅手順を、変化する温度で（例えばＰＣＲ）又は一定の温度で（例えばＮＡＳＢＡ）行う能力を持つ。どの増幅手順を選ぶかは、使う増幅方法の要求による。加えて、この装置は、競合する自由プライマーが存在する場合には、それを取り除けるように適応される。これにより、非特異的な相互作用が起きることを防ぐ。非特異的な相互作用とは、例えばプライマーとプライマーの錯体の内部で起こるものである。また、これにより、使う磁性粒子の固有の特性を考慮に入れる。
【００９８】
図４に図式的に示す通り、本願発明は、磁性粒子センサーにおける磁性粒子の循環のための追加的な方法及びバルクの過程を表面の過程と同様により効率よくする方法を含む。この場合に例えば追加の因子又は専用の作動方法を使う。これについては特許文献４を参照のこと。
【００９９】
過程及び検出装置の改造は、本願発明の特許請求の範囲に含まれる。とりわけ、他に可能な装置の形状は、センサーの表面についての、高表面積の使用又は多孔質材料の使用を含む。更に、側方流動又は貫流の設計思想も使える。
【０１００】
本願発明は、様々な応用に適用できる。応用の例は次を含むがこれらに限定されない：農業―食品―環境分野における、微生物の検出（食品の腐敗及び中毒）並びに毒素を符号化する遺伝子の検出；農作物や果物の活性遺伝子（「ゲノム学」研究におけるｍＲＮＡ）の評価（品質指標）；遺伝子組み換え生物（ＧＭＯ）の検出（食品の安全及び表示）；不純物混和及び不正の評価（外来ＤＮＡの測定）；アレルギー性物質や汚染物質の検出；環境に悪影響を及ぼす微生物の検出（例えばメチシリン耐性黄色ブドウ球菌（ＭＲＳＡ）、レジオネラ菌、リステリア菌）；細胞培養における微生物の識別。医療診断における応用は例えば次を含むがこれらに限定されない：敗血症、髄膜炎、呼吸器系疾患、結核、肝臓炎、後天性免疫不全症候群（ＡＩＤＳ）、等についての微生物の検出；例えば上記の病気に関する、細胞培養における微生物の識別。
【０１０１】
本発明を更に次の３つの例によって説明する。
【０１０２】
例１：磁気的な標識の無いアンプライマーを使うＰＣＲ増幅。
【０１０３】
省略可能な核酸抽出工程の後で、核酸の増幅を行う。この増幅は、前述のＰＣＲ手順によるいかなる過程及び検出装置を使ってもよい。この際に、溶液中に２つの特異なアンプライマーを入れる。増幅過程により、アンプリコン１８が生ずる。このアンプリコンの鎖の１つが、ハイブリダイゼーションプローブにハイブリダイズする。ハイブリダイゼーションプローブは、磁性ナノ粒子又は磁性マイクロ粒子２０の表面に共有結合する。アンプリコン１８のこの鎖のもう一端は、別の相補的なプローブとハイブリダイズする。別の相補的なプローブとは、即ちセンサープローブである。センサープローブは、センサーチップの表面に付着する。この付着は共有結合でもよい。ハイブリダイゼーションにおいて、干渉が最小となるのは、増幅過程で使うアンプライマーに相補的でない、伸長した鎖の内部の核酸シーケンスにセンサープローブがハイブリダイズした場合である。この例では、センサーに付着したマイクロ粒子又はナノ粒子の濃度を、断続的に測定する。この測定は、繰り返すシーケンス（循環）の特定の時点で行う。
【０１０４】
次の３つの工程に、従来のＰＣＲの循環を示す：
鋳型の２本鎖ＤＮＡを熱して、個別の鎖に分離する。典型的にはこの際の温度は９０度から９９度の間である。（ＤＮＡの変性工程）；
温度を下げて、プライマーを自由鎖にアニーリングさせる。典型的にはこの際の温度は４５度から６５度の間である。この温度はアンプライマーのプライマーの長さとシーケンスに依存する。（アニーリング工程）；及び
温度を上げる。典型的には７２度である。プライマーが鋳型の鎖に沿って伸長する。（伸長工程）。
【０１０５】
増幅した核酸（例えばＤＮＡやＲＮＡ）を検出し測定するために、次の工程を行う：
ＤＮＡの増幅が終わった後に、温度を上げて、２本鎖ＤＮＡを分離する。
【０１０６】
磁性マイクロ粒子又は磁性ナノ粒子を備えるハイブリダイゼーションプローブは、バルク溶液から、センサーの表面に向かって引き付けられる。この際に磁力を使う。例えば、統合した磁場生成器１２及び／又は基質の外部の磁場生成器によって生成した磁場勾配による磁力である。ハイブリダイゼーション及び検出プローブに相補的なＤＮＡの鎖は、ハイブリダイゼーションによって、これらのプローブとプローブの間に挟み込まれる。その結果、ＤＮＡの鎖はセンサーの表面に固定され、磁性粒子によって標識付けられる。
【０１０７】
結合しなかったハイブリダイゼーションプローブは、その後、センサーの表面から跳ね返される。これは、磁力を印加することによる。例えば、磁場及び／又は適切な傾きの磁場の勾配によって磁力を印加する。しかし、この際の最大の力は、鎖のハイブリダイゼーションのプローブとセンサーのプローブ複合体におけるＤＮＡとＤＮＡのハイブリダイゼーションを崩壊させない程度の力である。典型的な力の値はピコニュートン程度である。ナノニュートンの力がかかると、特異的な結合を壊してしまうことになる。これについては特許文献４に記載がある。
【０１０８】
ハイブリダイゼーションプローブに付着した磁性粒子の磁場の強さを測定する。この値は、ＰＣＲの増幅で形成されたアンプリコンの量に関連する。この方法により、実時間に近いＰＣＲの検出ができる。最もよく使われる形態では、実時間ＰＣＲは、バルク核酸増幅過程を検出するために、分子レポーター（例えば分子指標）を使う。分子レポーター（例えば分子指標）は、溶液のバルクの中に溶けている。分子光レポーターの状態を、光学的な検出システムを使って検知する。光学的な検出システムは、溶液の体積を走査又は画像化する。体積に基づく検出の手法の欠点は、検出の下限が、かなり高いことである。その結果、核酸の増幅過程を、より多くの循環の回数、走らせる必要がある。これにより、検出できる信号を得る。表面に基づく検出の手法は、原理的には、体積に基づく検出の手法よりも、より低い検出の下限を得ることができる。しかし、表面に基づく検出の手法では、特定の分子材料が、体積中から、表面に向かって集中することが必要である。これには時間がかかる。拡散の過程が遅いからである。従って、分子材料の磁気的な標識付けを使えば有利である。これにより、特定の物質を検出する表面に向かって引き付けることができる。
【０１０９】
測定工程の後で、省略可能で、温度を再び上げてもよい。これにより、プローブとアンプリコンとの鎖の相互作用を分離する。ナノ粒子は、バルク溶液に再分配される。これは、磁場の勾配を逆転することによる。そうすると、ナノ粒子は、印加された磁力の作動によって、再び生化学反応に参加する。この時点で、試料は変性し、次の増幅の循環に入る準備が整う。
【０１１０】
図５は、センサーの信号を、時間の関数のグラフとして示す。
【０１１１】
当業者には自明な通り、前述の過程の特定の工程を改造できる。例えば、検出工程を、増幅工程の毎回の後に行う。代わりに、検出工程を、毎回よりは低い頻度で行う。又は、ＰＣＲの循環の最初の何回かが終わった後で初めて、検出工程を行う。ＰＣＲの循環の最初の何回かでは、検出工程を行わない。また、検出工程の各々で、測定を行った後に、全ての付着した磁性粒子を取り除いてもよい。代わりに、付着した磁性粒子はセンサーの表面に留まってもよく、付着しなかった粒子をバルク溶液に再分配して生化学反応に再度参加させてもよい。
【０１１２】
前述の過程を「磁性粒子及び温度の循環」と呼ぶ。磁性粒子と温度の双方が循環するからである。これにより、マイクロ粒子又はナノ粒子が効率的にバルク処理過程及び表面処理過程に参加できる。この実施例では、アンプリコンの形成と生成は、バルク溶液の中で起こり、粒子の検出をセンサーの表面で行う。この実施例の形態は間欠的な検出である。個々の測定の間の時間は、ＰＣＲ手続きの循環時間に等しい。ＰＣＲの循環時間を減らすことにより、増幅過程の実時間に近い状態が、より精確に分かる。現在、最先端の、小型化した増幅器では、１回の循環に１５〜３０秒が必要である。
【０１１３】
内部的な標準を過程に加えることにより、即ち、既知の量の参照鋳型及び専用のプライマーを比較目的のために加えることにより、この実時間に近い増幅を、定量的に行うことも可能となる。好適には、センサーの表面の１点又は分かれた複数の点（統計的に無作為に選ぶ）を、この内部の標準のために特殊な点とする。増幅の効率（例えば時間間隔あたりの量）を記録することにより、未知の鋳型ＤＮＡの初期量を計算できる。
【０１１４】
より好適な設定では、検出を、ある状況で行う。この状況では、マイクロ粒子又はナノ粒子に対するハイブリダイゼーションプライマーの数は、アンプリコンの全体をカバーできない。即ち、平均して、１つのナノ粒子あたりのアンプリコンの数は、１より小さい。これにより、１つのマイクロ粒子又は１つのナノ粒子あたりに、１つより多いアンプリコンが結合する確率が極めて低くなることが確実になる。また、これにより、センサーに付着したマイクロ粒子又はナノ粒子の数を、定量的にかつ精確に、元の試料における目標の濃度に翻訳できることが確実になる。
【０１１５】
本願発明によれば、異なる捕捉分子を持つセンサー１０のアレイを持つことによって、多重化を行ってもよい。場合により、同じプライマーを使える。別の場合では、異なるプライマーが必要になる。
【０１１６】
センサーの多重化の他にも、標識の多重化は重要でありうる。例えば、比較分析のため、制御を加えるため、及び、更なる並列化のためである。標識の多重化とは、異なる型の標識を、１回の分析において区別できるという事実をさす。粒子に基づく標識を使うことの利点は、標識の多重化を容易に組み込めるということである。標識に異なる特性を与えることができるからである。分子標識についてナノ粒子又はマイクロ粒子の標識を使う利点は、標識に、成分を加える又は組み込むことができるということである。これにより、標識の多重化に大きな可能性が拓ける。例えば、光学検出の場合は、標識の多重化は、異なる光学特性を持つ磁気標識を使うことによって行える。異なる特性を持つ磁気標識を提供することは、既知のいくつかの手段によって行える。例えば、異なる分光特性を持つ染料を加えることによって行える。異なる分光特性とは、例えば、発光特性、屈折特性、吸収特性、ラマン特性、散乱特性、燐光特性等である。これらの特性を磁気標識に加える。
【０１１７】
例２：磁気的な標識を持つアンプライマーを使うＰＣＲ増幅。
【０１１８】
省略可能な核酸抽出工程の後で、核酸の増幅を行う。この増幅を、ＰＣＲ手順により行う。この際にアンプライマーを使う。アンプライマーの１端は、磁性粒子に共有結合される。アンプライマーのもう１端は、磁気的には標識付けられない。この例を図式的に図６に示す。増幅過程により、伸長された鎖の１端が、付着したプライマーによって、磁性マイクロ粒子又は磁性ナノ粒子に標識付けられる結果となる。
【０１１９】
この例では、センサー１０に付着したマイクロ粒子又はナノ粒子の濃度を、１回の繰り返すシーケンス（循環）における特定の時点で、間欠的に測定する。
【０１２０】
この実施例により示された、好適な設計及び手続き並びに省略可能な追加機能を記述する諸工程は、例１の手続きについて記述したものと本質的に同じである。しかし、違うのは次の点である。即ち、アンプライマーは別として、センサーチップの表面に共有結合するただ１つの追加のプローブ（センサープローブ）が必要である。このセンサープローブは、アンプライマーのオリゴヌクレオチドと同じシーケンスを含むこともできるし、又は、アンプライマーのオリゴヌクレオチドのシーケンスと重なることもできる。これは図６に示す通りである。代わりに、センサープローブは、アンプライマーが結合するシーケンスとは異なる、増幅されたＤＮＡのシーケンスにハイブリダイズする。
【０１２１】
前述の代わりに、次がある。即ち、検出工程の最中にセンサーに結合された磁性粒子の濃度は、元の目標の濃度と関連を持つ。言い換えれば、所与の分析時間と検出工程の時間について、形成されたアンプリコンの鎖に結合することにより、センサーに付着した粒子の濃度は、元の目標の濃度を示す。形成されたアンプリコンの量を測る別の方法は、特定の分析時間で残ったアンプライマーの量を検出することである。粒子に結合されたアンプライマーがこの方法のための目標とされる場合には、結合された粒子の濃度は、増幅過程の最中に形成されたアンプリコンの濃度が上がるにつれ、下がることになる。このような分析の例を次に示す。
【０１２２】
１つの型のアンプライマーを磁性粒子に共有結合する。センサー上では、プローブを固定する。プローブは、このアンプライマーに結合するように選ばれたものである。従って、最初は、この共有結合したアンプライマーと一緒の粒子は、高い結合率でセンサーに結合できる。増幅過程が進むにつれ、粒子に結合されたより多くのアンプライマーが、完全のアンプリコンに伸長する。その結果として、粒子がセンサーに結合する確率が下がる。これは、粒子がアクセスできるアンプライマーの数が下がることによる、及び／又は、粒子に結合されたアンプリコンによる立体障害による。
【０１２３】
例３：本発明のマイクロアレイへの応用。
【０１２４】
前述の２つの例に記述した手続きにより、増幅された遺伝物質の検出ができるようになる。これは、磁場の循環及び場合により温度の循環による。これらの方法のいかなるものも、マイクロアレイの応用に適用するのに極めて適している。アレイのセンサーの表面に固定されたプローブと、試料溶液からのアンプリコン（この場合、磁性ナノ粒子に付着している）との間の相互作用の力は、多かれ少なかれ、プローブとアンプリコンの間の相補性の程度に比例する。アレイに渡って異なる力（例えばアレイの位置に応じて異なる磁力）を加えることにより、又は、力を時間の関数として変えることにより、アレイ上に、様々な型の部分領域を識別できる。例えば、付着したアンプリコンと磁性ナノ粒子を、弱い力で離してしまうような領域（例えば非特異的なハイブリダイゼーション又は高度に変性のハイブリダイゼーション）から、プローブとアンプリコンの間の結合が非常に強い場所（例えば相補性が高い）までを識別できる。後者の場合には、このような特有の領域に磁性粒子が固定した結果として、磁気信号は、それでも記録可能である。
【０１２５】
マイクロアレイの構成では、特異なプローブが、センサーの表面の極めて狭い、分離した部分に、固定される。マイクロアレイの構成では、特定のプローブと、特異な相補的なアンプリコン／リガンドを付着又は結合して有する標識付けられた磁性粒子とが衝突する可能性は、極めて少ない。センサーの表面に垂直な速度成分を持つ磁力を循環することは、特異結合の対（即ち、プローブの表面と、磁性粒子で標識付けられたアンプリコン／リガンド）の濃度を、センサーの表面上の狭い体積中で、上げることになる。しかし、センサーの表面に平行な粒子の動きは、（磁場の結果としても）制限される。従って、測定可能な結果を生じるのに必要な増幅過程に関する特異結合の対の相互作用は、マイクロアレイの構成では非効率的な過程である。
【０１２６】
この欠点を克服するために、マイクロアレイ形態の別の実施例を示す。この実施例では、センサーの表面に平行な成分を持つ磁場及び速度を、間欠的に又は垂直な成分と連動した方法で、印加する。これにより、粒子を水平方向にセンサーの表面の近いところで動かす。これにより、衝突が更に起きるようにする。
【０１２７】
結合の効率に影響を及ぼすために温度を調節することに加えて、磁場の作動を使って、特定の温度における下位分割の相互作用に付加価値を与えられる。このことにより、核酸シーケンスの１塩基変異多型（ＳＮＰ）又は他の変化を検出できてもよい。これにより、遺伝子の差を、シーケンス分析をせずに検出できる。但しシーケンス分析を使って確認試験を行ってもよいことに注意。これにより、また、上方調節遺伝子及び下方調節遺伝子の、より高感度でより精確な記述が可能になってもよい。即ち、特定の生理学的パラメーターに関しての鍵遺伝子の数が少ない場合でも、マイクロアレイの実験で研究を行える。このことにより、また、微生物、病原体、又は他の生体物質の、より精確な識別が可能になってもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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