(57)【要約】【課題】  病原物質、生体物質、有毒物質等の各種標的を高価な測定装置等を用いることなく、少ない測定誤差で簡便かつ迅速にしかも極めて高感度で効率的に検出可能な標的検出装置等に好適に用いられ、かつ、耐熱性を有する標的検出用基材、及び該標的検出用基材の効率的な製造方法を提供すること。【解決手段】  基材と、標的と相互作用可能であり、かつ、糸状体を有する標的相互作用層とを少なくとも有する標的検出用基材の製造方法であって、  前記基材がその少なくとも一部の表面に、前記糸状体と親和性のある親糸状体部を有し、該親糸状体部に前記糸状体を非溶解の状態で相互作用させることにより、前記標的相互作用層を形成する標的相互作用層形成工程を含むことを特徴とする標的検出用基材の製造方法である。該標的検出用基材の製造方法により製造されることを特徴とする標的検出用基材である。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、標的と相互作用可能であり、かつ、糸状体を有する標的相互作用層とを少なくとも有する標的検出用基材の製造方法であって、
前記基材がその少なくとも一部の表面に、前記糸状体と親和性のある親糸状体部を有し、該親糸状体部に前記糸状体を相互作用させることにより、前記標的相互作用層を形成する標的相互作用層形成工程を含むことを特徴とする標的検出用基材の製造方法。
【請求項２】
糸状体が、親水性部及び親油性部を有する両親媒性である請求項１に記載の標的検出用基材の製造方法。
【請求項３】
糸状体の一部を親水性及び親油性のいずれかの溶媒で溶解させ、該溶媒の表面に存在させた状態で、前記基材と相互作用させる請求項１から２のいずれかに記載の標的検出用基材の製造方法。
【請求項４】
親水性の溶媒が、水、低級アルコール、ジアルキルアミド誘導体、及びスルホキサイド誘導体から選択される少なくとも１種である請求項３に記載の標的検出用基材の製造方法。
【請求項５】
糸状体が、糸状有機分子である請求項１から４のいずれかに記載の標的検出用基材の製造方法。
【請求項６】
糸状体が、下記構造式（１）表される請求項１から５のいずれかに記載の標的検出用基材の製造方法。
【化１】
2005106530.tif 000015
【請求項７】
糸状体が、標的と相互作用可能な標的相互作用部を有する請求項１から６のいずれかに記載の標的検出用基材の製造方法。
【請求項８】
標的がアビジンであり、標的相互作用部がビオチンである請求項７に記載の標的検出用基材の製造方法。
【請求項９】
標的相互作用層が、単分子膜、及び積層膜の少なくともいずれかにより形成される請求項１から８のいずれかに記載の標的検出用基材の製造方法。
【請求項１０】
標的相互作用層の屈折率が、基材の屈折率と異なる請求項１から９のいずれかに記載の標的検出用基材の製造方法。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれかの標的検出用基材の製造方法によって製造されることを特徴とする標的検出用基材。
【請求項１２】
標的相互作用層における糸状体が、液状物と接触すると立設し、該立設した状態で前記糸状体における前記標的相互作用部が前記標的と相互作用する請求項１１に記載の標的検出用基材。
【請求項１３】
液状物が、極性溶媒を含有する請求項１２に記載の標的検出用基材。
【請求項１４】
極性溶媒が、水、低級アルコール、ジアルキルアミド誘導体、及びスルホキサイド誘導体から選択される少なくとも１種である請求項１３に記載の標的検出用基材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、病原物質、生体物質、有毒物質等の各種標的を効率よく確実にかつ簡便にしかも好感度に検出可能な標的検出装置等に好適に用いられ、かつ、耐熱性を有する標的検出用基材及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、病原物質、生体物質、有毒物質等の各種標的を検出する各種の方法が検討されてきており、例えば、ＥＬＩＳＡ等のエンザイム・イムノ・アッセイ法などが知られている。しかし、これらにおいては、高価な蛍光標識や危険な放射線マーカー等を使用しなければならない等の問題があった。
近時、蛍光標識や放射線マーカーを使用せずに、前記各種標的を検出する検出層による干渉光の干渉色変化等を検知することにより、前記各種標的を検出する装置や方法が提案されてきている。例えば、非特異性蛋白質層の膜厚変化を干渉色変化としてエリプソメータ等により測定する装置が提案されている（例えば、特許文献１〜２参照）。また、核酸鎖による光反射表面における厚み変化を干渉色変化として検出することが提案されている（例えば、特許文献３〜５参照）。また、光源から発した光を偏光子を介して試料表面に照射し、その反射光を偏光変調器により反射させ、偏光子を介して検出する装置が提案されている（例えば、特許文献６〜９参照）。また、非特異性蛋白質層の膜厚変化を干渉光の干渉色変化としてエリプソメータ等により測定すると共に該干渉光を偏光子を介して検出する装置が提案されている（例えば、特許文献１０参照）。
【０００３】
しかしながら、これらの場合、前記非特異性蛋白質層（標的相互作用層）の表面のみで相互作用が起こる結果、前記標的との反応面積が小さくなり、簡便かつ迅速な測定ができず、測定ノイズを拾い易く、測定誤差が大きく、測定感度が十分でないという問題がある。また、前記標的と前記標的相互作用層との前記相互作用では、該標的相互作用層自体の膜厚は変化しないため、前記相互作用後の膜厚増加が、前記標的の大きさに依存してしまい、膜厚変化を任意の膜厚に制御することにより、測定誤差が抑制され、測定感度を向上させることが困難であるという問題がある。また、前記標的相互作用層が耐熱性に劣るため、一度高温下に置かれると再び使用できないという問題がある。したがって、前記膜厚の変化を任意の膜厚となるように制御することにより、病原物質、生体物質、有毒物質等の前記各種標的を高価な測定装置等を用いることなく、少ない測定誤差で簡便かつ迅速にしかも極めて高感度で効率的に検出可能であり、かつ、耐熱性に優れた標的検出装置等に好適に用いられる標的検出用基材及びその製造方法は未だ提供されていないのが現状であり、これらの開発が切に望まれている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１２２６０３号公報
【特許文献２】特開２００２−１１６２０８号公報
【特許文献３】特公平７−３２７２０公報
【特許文献４】特開平１０−２８８６１６号公報
【特許文献５】特開２００１−２３５４７３号公報
【特許文献６】特開昭６１−３４４４２号公報
【特許文献７】特開平４−７８１２２号公報
【特許文献８】特公昭６２−５７９３６号公報
【特許文献９】米国特許明細書第４，３３２，４７６号明細書
【特許文献１０】特開２００２−１２２６０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、前記要望に応え、従来における問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、病原物質、生体物質、有毒物質等の各種標的を高価な測定装置等を用いることなく、少ない測定誤差で簡便かつ迅速にしかも極めて高感度で効率的に検出可能な標的検出装置等に好適に用いられ、かつ、耐熱性を有する標的検出用基材、及び該標的検出用基材の効率的な製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
＜１＞    基材と、標的と相互作用可能であり、かつ、糸状体を有する標的相互作用層とを少なくとも有する標的検出用基材の製造方法であって、
前記基材がその少なくとも一部の表面に、前記糸状体と親和性のある親糸状体部を有し、該親糸状体部に前記糸状体を非溶解の状態で相互作用させることにより、前記標的相互作用層を形成する標的相互作用層形成工程を含むことを特徴とする標的検出用基材の製造方法である。該＜１＞に記載の標的検出用基材の製造方法では、前記標的相互作用層形成工程において、前記基材の少なくとも一部の表面の前記親糸状体部と前記糸状体中の溶解されていない部分の一部とが相互作用して標的相互作用層が形成される。以上により、標的検出用基材が効率的に製造される。
＜２＞  親糸状体部が、前記基材の表面をカップリング剤により表面処理することにより形成される前記＜１＞に記載の標的検出用基材の製造方法である。
＜３＞  糸状体の一部と、前記表面処理がされた基材表面とが共有結合及びイオン結合少なくともいずれかによって結合される前記＜２＞に記載の標的検出用基材の製造方法である。該＜３＞に記載の標的検出用基材の製造方法では、前記表面処理がされた基材表面と前記糸状体の一部とが、共有結合及びイオン結合の少なくともいずれかにより強固に結合される。
＜４＞  糸状体が、親水性部及び親油性部を有する両親媒性である前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載の標的検出用基材の製造方法である。
＜５＞  糸状体の一部を親水性及び親油性のいずれかの溶媒で溶解させ、該溶媒の表面に存在させた状態で、前記基材と相互作用させる前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の標的検出用基材の製造方法である。該＜５＞に記載の標的検出用基材の製造方法では、前記糸状体の一部が、前記親水性又は親油性の溶媒で溶解することにより、前記糸状体の溶解していない部分が、前記溶媒の表面に存在するため、前記糸状体の一部が前記基材表面に効率的に結合される。
＜６＞  親水性の溶媒が、水、低級アルコール、ジアルキルアミド誘導体、及びスルホキサイド誘導体から選択される少なくとも１種である前記＜５＞に記載の標的検出用基材の製造方法である。
＜７＞  低級アルコールが、メチルアルコール、エチルアルコール、及びイソプロピルアルコールから選択される少なくとも１種である前記＜６＞に記載の標的検出用基材の製造方法である。
＜８＞  親糸状体部が親水性であり、前記糸状体における末端の親水性部を前記親糸状体部と共有結合及びイオン結合の少なくともいずれかにより結合させる前記＜２＞から＜７＞のいずれかに記載の標的検出用基材の製造方法である。該＜８＞に記載の標的検出用基材の製造方法では、前記親糸状体部が親水性であるため、前記糸状体の親水性部が、前記親糸状体部に効率的に結合される。
＜９＞  親糸状体部が親油性であり、前記糸状体における親油性部の末端を前記親糸状体部と共有結合及びイオン結合の少なくともいずれかにより結合させる前記＜２＞から＜７＞のいずれかに記載の標的検出用基材の製造方法である。該＜９＞に記載の標的検出用基材の製造方法では、前記親糸状体部が親油性であるため、前記糸状体の親油性部が、前記糸状部に効率的に結合される。
＜１０＞  糸状体が、糸状有機分子である前記＜１＞から＜９＞のいずれかに記載の標的検出用基材の製造方法である。
＜１１＞  糸状体が、ヒドロキシル基を有する前記＜１＞から＜１０＞のいずれかに記載の標的検出用基材の製造方法である。
＜１２＞  糸状体が、下記構造式（１）表される前記＜１＞から＜１１＞のいずれかに記載の標的検出用基材の製造方法である。
【化２】
2005106530.tif 000002
＜１３＞  糸状体の重量平均分子量（Ｍｎ）が、７，０００〜１００，０００である前記＜１＞から＜１２＞のいずれかに記載の標的検出用基材の製造方法である。
＜１４＞  糸状体の分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）が、１．０〜６．０である前記＜１＞から＜１３＞のいずれかに記載の標的検出用基材の製造方法である。
＜１５＞  糸状体のＩ／Ｏ値が、０．２〜１．５である前記＜１＞から＜１４＞のいずれかに記載の標的検出用基材の製造方法である。該＜１５＞に記載の標的検出用基材の製造方法では、前記糸状体のＩ／Ｏ値が、０．２〜１．５であるため、前記糸状体が、前記基材表面に効率的に結合される。
＜１６＞  糸状体が、標的と相互作用可能な標的相互作用部を有する＜１＞から＜１５＞のいずれかに記載の標的検出用基材の製造方法である。
＜１７＞  標的がアビジンであり、標的相互作用部がビオチンである前記＜１６＞に記載の標的検出用基材の製造方法である。
＜１８＞  標的相互作用部が、標的を捕捉可能な標的捕捉体である前記＜１６＞から＜１７＞のいずれかに記載の標的検出用基材の製造方法である。
＜１９＞  標的捕捉体が、糸状体におけるヒドロキシル基とエステル結合により結合してなる前記＜１８＞に記載の標的検出用基材の製造方法である。
＜２０＞  標的捕捉体が、糸状体における０．５〜２０ｍｏｌ％のヒドロキシル基とエステル結合により結合してなる前記＜１８＞から＜１９＞のいずれかに記載の標的検出用基材の製造方法である。
＜２１＞  標的捕捉体が、酵素、補酵素、酵素基質、酵素阻害剤、ホスト化合物、金属、抗体、抗原、微生物、寄生虫、細菌、ウイルス、ウイルス粒子、細胞、細胞破砕物、代謝産物、核酸、ホルモン、ホルモンレセプター、レクチン、糖、生理活性物質、生理活性物質受容体、アレルゲン、タンパク質、血液タンパク質、組織タンパク質、核物質、神経伝達物質、ハプテン、薬物、環境物質、化学種及びこれらの誘導体から選択される少なくとも１種である前記＜１８＞から＜２０＞のいずれかに記載の標的検出用基材の製造方法である。
＜２２＞  ホスト化合物が、単分子系ホスト化合物、多分子系ホスト化合物、高分子系ホスト化合物及び無機系ホスト化合物から選択され、
該単分子系ホスト化合物が、シクロデキストリン、クラウン化合物、シクロファン、アザシクロファン、カリックスアレーン、シクロトリペラトリレン、スフェランド、キャビタンド、及び環状オリゴペプチドから選択され、
該多分子系ホスト化合物が、尿素、チオ尿素、デオキシコール酸、ペルヒドロトリフェニレン、トリ−ｏ−チモチドから選択され、
該高分子系ホスト化合物が、セルロース、デンプン、キチン、キトサン及びポリビニルアルコールから選択され、
該無機系ホスト化合物が、層間化合物、ゼオライト及びＨｏｆｍａｎｎ型錯体から選択される前記＜２１＞に記載の標的検出用基材の製造方法である。
＜２３＞  相互作用が物理吸着及び化学吸着の少なくともいずれかである前記＜１＞から＜２２＞のいずれかに記載の標的検出用基材の製造方法である。
＜２４＞  標的相互作用層が、単分子膜、及び積層膜の少なくともいずれかにより形成される前記＜１＞から＜２３＞のいずれかに記載の標的検出用基材の製造方法である。
＜２５＞  単分子膜が、ラングミュア−ブロジェット法（ＬＢ法）により形成される前記＜２４＞に記載の標的検出用基材の製造方法である。
＜２６＞  基材が、半導体、セラミックス、金属、ガラス、石英ガラス及びプラスチックスから選択される少なくとも１種で形成された前記＜１＞から＜２５＞のいずれかに記載の標的検出用基材の製造方法である。
＜２７＞  標的相互作用層の屈折率が、基材の屈折率と異なる前記＜１＞から＜２６＞のいずれかに記載の標的検出用基材の製造方法である。
＜２８＞  前記＜１＞から＜２７＞のいずれかの標的検出用基材の製造方法によって製造されることを特徴とする標的検出用基材である。
＜２９＞  標的相互作用層における糸状体が、液状物と接触すると立設し、該立設した状態で前記糸状体における前記標的相互作用部が前記標的と相互作用する前記＜２８＞に記載の標的検出用基材である。該＜２９＞に記載の標的検出用基材では、前記糸状体が前記液状物と接触することにより立設される。この状態で前記標的と前記標的相互作用部とが相互作用することにより、前記液状物と接触する前においては、標的相互作用層の内部に存在し、表面に現われていなかった前記標的相互作用部も、前記液状物に接触した後においては、前記標的と相互作用可能となる。更に、前記標的と前記標的相互作用部とが相互作用することにより、前記液状物を除去した後においても、該標的相互作用層における厚みの収縮が抑制される。この結果、前記標的を少ない測定誤差で簡便かつ確実に、しかも迅速かつ極めて高感度に検出する各種検出に好適である。
＜３０＞  液状物が、極性溶媒を含有する前記＜２９＞に記載の標的検出用基材である。
＜３１＞  極性溶媒が、水、低級アルコール、ジアルキルアミド誘導体、及びスルホキサイド誘導体から選択される少なくとも１種である前記＜３０＞に記載の標的検出用基材である。
＜３２＞  耐熱性を有する前記＜２８＞から＜３１＞のいずれかに記載の標的検出用基材である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によると、従来における問題を解決することができ、病原物質、生体物質、有毒物質等の各種標的を高価な測定装置等を用いることなく、少ない測定誤差で簡便かつ迅速にしかも極めて高感度で効率的に検出可能な標的検出装置等に好適に用いられ、かつ、耐熱性を有する標的検出用基材、及び該標的検出用基材の効率的な製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
（標的検出用基材及び標的検出用基材の製造方法）
本発明の標的検出用基材は、本発明の標的検出用基材の製造方法によって製造される。前記標的検出用基材の詳細については、前記標的検出用基材の製造方法の説明を通じて説明する。
【０００９】
本発明の標的検出用基材の製造方法は、基材と、標的と相互作用可能であり、かつ、糸状体とを少なくとも有する標的検出用基材の製造方法であって、前記基材がその少なくとも一部の表面に、前記糸状体と親和性のある親糸状体部を有し、標的相互作用層形成工程を含み、更に必要に応じてその他の工程を含む製造方法である。
【００１０】
＜標的相互作用層形成工程＞
前記標的相互作用層形成工程は、前記基材の少なくとも一部の表面の、前記糸状体と親和性のある親糸状体部に前記糸状体を非溶解の状態で相互作用させることにより、前記標的相互作用層を形成する工程である。
【００１１】
−基材−
前記基材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、光干渉層を有する基材、基板等が挙げられる。
【００１２】
前記光干渉層としては、照射された光を干渉光として放射可能である限り、特に制限はなく、例えば、異屈折率膜又は同屈折率膜を少なくとも１層有するものなどが好適に挙げられる。
【００１３】
前記異屈折率膜としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、前記標的相互作用層の屈折率とは異なる屈折率を有する膜が好ましい。また、前記異屈折率膜の数も２以上であってもよく、２以上の場合にはそれぞれの該異屈折率膜の屈折率が互いに異なっていてもよい。前記異屈折率膜の具体例としては、誘電体膜、酸素化合物を含む膜などが挙げられる。
前記酸素化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、金属酸化物、非金属酸化物、などが挙げられる。
前記金属酸化物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、Ｔａ２Ｏ５、ＴｉＯ２、ＳｉＯ２、などが好適に挙げられる。これらは１種単独で使用してもよく、２種以上併用してもよい。
前記非金属酸化物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
【００１４】
前記異屈折率膜の厚み（物理膜厚）としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、０．０１〜１００μｍが好ましく、０．０１〜１０μｍがより好ましく、０．０１〜５．０μｍが特に好ましい。前記厚みが、０．０１μｍ未満であると、前記標的検出用基材の干渉光を測定する際に、前記干渉光の波長変化に対する透過率のグラフにおいてリップルが発生しないことがあり、１００μｍを超えると、前記リップルが多く発生し過ぎることがある。
【００１５】
前記異屈折率膜の密度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、１．０〜３．０ｇ／ｃｍ３が好ましく、１．２〜２．６ｇ／ｃｍ３がより好ましく、１．４〜２．６ｇ／ｃｍ３が特に好ましい。前記密度が、１．０ｇ／ｃｍ３未満であると、前記異屈折率膜が脆くなる結果、前記光干渉基材自体の耐久性が劣ることがあり、３．０ｇ／ｃｍ３を超えると、前記リップルの発生する数が不適切となることがある。
【００１６】
前記異屈折率膜（前記光干渉層）を形成する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、基板の表面に、ＥＢ（電子線）蒸着法、イオンアシスト法、イオンプレーティング法、などにより製膜する方法等が挙げられる。
【００１７】
前記光干渉層における前記異屈折率膜の層数としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、該異屈折率膜が１層である場合が好ましい。前記異屈折率膜が、１層であったとしても照射された光を干渉して干渉光として放射し、該干渉光の波長変化に対する透過率のグラフにおいて、リップルを生じさせ、該リップルを利用した波長変化に基づく検出を高価な測定装置等を用いることなく、少ない測定誤差で簡便かつ迅速にしかも極めて高感度で効率的に検出可能であり、本発明の標的検出用基材を低コストで量産することができる点で有利である。また、前記干渉光の波長を可視光域に容易に調整することができ、前記酸化膜の厚みや材質によっては、該光干渉層による干渉光が干渉色を示すことがあり、この場合、「プレカラード基材」として使用することもできる。
【００１８】
前記同屈折率膜としては、標的相互作用層の屈折率と略同等屈折率を有している限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。但し、この場合には、前記標的相互作用層及び前記同屈折率膜とは異なる層（例えば、基板等）と異屈折であることが必要である。
【００１９】
前記基板としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、半導体、セラミックス、金属、ガラス、石英ガラス、プラスチックス、などで形成されたものが好適に挙げられる。
【００２０】
前記基材の形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、板状であることが好ましい。
【００２１】
前記基板としては、アニール処理がなされているものが好ましい。
前記アニール温度としては、特に制限はないが、例えば、７００〜１，２００℃が好ましい。
【００２２】
−親糸状体部−
前記親糸状体部は、前記「糸状体」と親和性を有し、相互作用可能な部位である。
【００２３】
前記親糸状体部の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記基材表面をカップリング剤により表面処理する方法、前記基材表面をパターニングすることにより親糸状体部を形成する方法、などが挙げられ、これらの中でも、前記基材表面をカップリング剤により表面処理する方法が好ましい。前記親糸状体部の形成方法が、前記基材表面をカップリング剤により表面処理する方法であると、前記糸状体の一部と前記基材とが、好ましくは前記糸状体の一端とが、共有結合、イオン結合等により強固に結合することがあり、耐熱性に優れる点で好ましい。
【００２４】
前記親糸状体部の単位面積当たりに相互作用する糸状体の数としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、１×１０５〜１×１０３０個／ｃｍ２が好ましく、１×１０１０〜１×１０２７個／ｃｍ２がより好ましい。１×１０５個／ｃｍ２未満であると、検出感度が低下することがあり、１×１０３０個／ｃｍ２を超えると、反応の際、基板の色変化が遅くなり反応が完結しないことがある。
【００２５】
前記親糸状体部は、親水性であってもよいし、親油性であってもよい。前記親糸状体部が親水性である場合には、後述する糸状体の親水性部と結合可能であり、前記親糸状体部が親油性である場合には、後述する糸状体の親油性部と結合可能な点で好ましい。更に、前記糸状体が、後述する両親媒性であって、前記親糸状体部が親水性である場合には、前記糸状体の末端の親水性部と前記親糸状体部とが結合するため、結合していない前記糸状体の末端の親油性部と、前記親水性の親糸状体部とが反発するため、前記糸状体が液状物と接触した際に立設しやすくなる点で好ましい。一方、前記糸状体が、後述する両親媒性であって、前記親糸状体部が親油性である場合には、前記糸状体の末端の親油性部と前記親糸状体部とが結合するため、結合していない前記糸状体の末端の親水性部と、前記親油性の親糸状体部とが反発するため、前記糸状体が液状物と接触した際に立設しやすくなる点で好ましい。
【００２６】
前記カップリング剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シランカップリング剤、チタネート系カップリング剤、アルミネート系カップリング剤、などが挙げられる。
【００２７】
前記シランカップリング剤は、下記式（２）で表される。
【化３】
2005106530.tif 000003
式中、ＯＲａはアルコキシ基を示し、aは２又は３を示す。前記シランカップリング剤中のアルコキシシリル基（−Ｓｉ−ＯＲa）は加水分解すると、シラノール基を生成し、前記基材表面のヒドロキシル基と脱水縮合反応することにより、前記基材の表面処理が行われる。Ｘは、置換基を有するアルキル基、置換基を有するアリール基等を示し、これらの具体例としては、ビニル基、メタクリロキシプロピル基、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）プロピル基、３−グリシジルプロピル基、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピル基、３−アミノプロピル基、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピル基、３−メルカプトプロピル基、３−クロロプロピル基などが挙げられる。
【００２８】
前記シランカップリング剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）プロピルトリメトキシシラン、３−グリシジルプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニルー３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルメトキシシラン、３−クロロプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン、などが挙げられる。これらの中でも、メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルトリエトキシシランが好ましい。
【００２９】
前記基材の表面を前記カップリング剤で表面処理する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アルカリ溶液中で、前記基材と前記カップリング剤とを反応させる方法等が挙げられる。
前記基材と前記カップリング剤とを反応させる温度としては、特に制限はないが、例えば、０℃〜室温が好ましい。前記基材と前記カップリング剤とを反応させる際の前記カップリング剤の添加量としては、特に制限はないが、０．５〜５質量％が好ましい。
【００３０】
前記基材表面をパターニングすることにより親糸状体部を形成する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。この場合には、前記基材の表面に所望のパターニングを行うことにより、前記糸状体の一端を前記基材表面に結合させた際に、所望の標的相互作用層を形成することが可能である点で好ましい。
【００３１】
−糸状体−
本発明において、糸状体は、例えば、標的との相互作用前は基材上に横倒しており、標的との相互作用時は、藻のように立設する。
前記糸状体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、糸状有機分子、糸状無機分子、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上併用してもよい。これらの中でも、前記標的と相互作用しやすく、分子の加工が容易などの観点から前記糸状有機分子が好ましい。
【００３２】
前記糸状有機分子としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、直鎖状高分子、螺旋状高分子などが挙げられる。
前記螺旋状高分子としては、特に制限はないが、例えば、α−ヘリックス・ポリペプチド、ＤＮＡ、アミロースなどが好適に挙げられる。
【００３３】
前記糸状体は、親水性部及び親油性部を有する両親媒性であるものが好ましい。前記糸状体が、親水性部又親水性部を有しない場合には、親水性の溶媒又は親油性の溶媒に、前記糸状体がすべて溶解してしまうため、前記糸状体の一部を、前記基材表面に結合させることができないことがある。
【００３４】
前記親水性部としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、親水基を有する部分、等が挙げられる。
前記親水基としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ヒドロキシル基、カルボキシル基等が挙げられる。これらは、前記親水性部に１種単独で含まれていてもよく、２種以上含まれていてもよい。
【００３５】
前記親油性部としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、親油基を有する部分、等が挙げられる。
前記親油基としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、メチル基、エチル基、イソプロピル基、ｎ−プロピル基等が挙げられる。これらは、前記親水性部に１種単独で含まれていてもよく、２種以上含まれていてもよい。
【００３６】
前記親水性基を有する糸状体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、下記構造式（１）で表されるもの、等があげられる。
【００３７】
【化４】
2005106530.tif 000004
式中、ｍ及びｎは重合度を示す。前記ｍと前記ｎとの比（ｍ：ｎ）としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、ｍ：ｎ＝１：０〜１：９が好ましい。
【００３８】
前記糸状体における親水性基の一部は、シリル化剤によってシリル化されていてもよい。この場合には、前記糸状体の親水性及び親油性を任意に制御できる点で好ましい。
【００３９】
前記シリル化剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、下記構造式（２）、下記構造式（３）、下記構造式（４）で表されるシリル化剤、などが挙げられる。
【００４０】
【化５】
2005106530.tif 000005
ｆは１〜３の整数を示し、ｇは１〜３の整数を示し、ｆ＋ｇは４である。Ｘは、反応性基又は加水分解可能な置換基を示し、例えば、−Ｃｌ等のハロゲン原子、−ＣＮ、−ＮＣＯ、−ＮＣＳ、−Ｎ３、等の擬ハロゲン基、炭素数が１〜８のアルコキシル基、などが挙げられる。
【００４１】
【化６】
2005106530.tif 000006
ｈは３を示し、iは１又は２を示す。Ｙは、酸素原子、ＮＲ１３−i、ＮＨを示す、Ｒ１は水素又は炭素数が１〜８のアルキル基を示す。
【００４２】
【化７】
2005106530.tif 000007
ｊは１〜３の整数を示す。Ｙは、酸素原子、ＮＲ１２、ＮＨを示す。Ｒ１は水素又は炭素数が１〜８のアルキル基を示す。Ｒは、メチル基、エチル基等のアルキル基；イソ−、ｎ−プロピル基等のプロピル基；ｔ−、ｎ−ブチル基等のブチル基；ネオ−、イソ−、ｎ−ペンチル基等のペンチル基、ｎ−ヘキシル基等のヘキシル基；ｎ−ヘプチル基等のヘプチル基；２−エチル−ヘキシル−、ｎ−オクチル基等のオクチル基；ｎ−デシル基等のデシル基；ｎ−ドデシル基等のドデシル基；ｎ−ヘキサデシル基等のヘキサデシル基；ｎ−オクタデシル基等のオクタデシル基；ビニル−、２−アリル−、５−ヘキセニル基等のアルケニル基；フェニル−、ビフェニル、ナフテニル基等のアリール基；ベンジル−、エチルフェニル−、トルイル−、キシリル基等のアルキルアリール基；３−クロロプロピル−、３，３，３−トリフルオロプロピル、ペルフルオロヘキシルエチル基等のハロゲン化されたアルキル基；クロロフェニル−、クロロベンジル基等のハロゲン化されたアリール基、などが挙げられる。
【００４３】
前記糸状体の重量平均分子量（Ｍｎ）としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、７，０００〜１００，０００が好ましく、８，０００〜５０，０００がより好ましい。
【００４４】
前記糸状体の分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、１．０〜６．０が好ましく、１．０〜２．０がより好ましい。
【００４５】
前記糸状体のＩ／Ｏ値としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、０．２〜１．５が好ましく、０．５〜１．４がより好ましい。前記Ｉ／Ｏ値が、前記好ましい範囲外であると、酵素との反応の際の親和性の低下が起こることがある。
ここで、前記Ｉ／Ｏ値は、化合物あるいは置換基の親油性／親水性の尺度を表すパラメーターであって、Ｉは、「無機性」と呼ばれ、主に電気的親和力による物性の程度を示し、Ｏは、「有機性」と呼ばれ、主にワンデルワールス力による物性の程度を示す。
【００４６】
前記糸状体の製造方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ヒドロキシメタクリレート、メチルメタクリレート等のメタクリレートを共重合させる方法等が挙げられる。
【００４７】
前記糸状体は、標的と相互作用可能な相互作用部を有することが好ましい。
前記標的相互作用部としては、前記標的と相互作用可能である限り、特に制限はないが、例えば、前記標的を捕捉可能な標的捕捉体が好ましい。
【００４８】
前記標的捕捉体としては、前記標的を捕捉することができる限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、酵素、補酵素、酵素基質、酵素阻害剤、ホスト化合物、金属、抗体、抗原、微生物、寄生虫、細菌、ウイルス、ウイルス粒子、細胞、細胞破砕物、代謝産物、核酸、ホルモン、ホルモンレセプター、レクチン、糖、生理活性物質、生理活性物質受容体、アビジン、ビオチン、アレルゲン、タンパク質、血液タンパク質、組織タンパク質、核物質、神経伝達物質、ハプテン、薬物、環境物質、化学種、これらの誘導体、などが挙げられる。また、前記標的捕捉体は、互いに同一であっても、互いに異なっていてもよい。
【００４９】
前記捕捉の態様としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、物理吸着、化学吸着などが挙げられる。これらは、例えば、水素結合、分子間力（ファン・デル・ワールス力）、配位結合、イオン結合、共有結合、などにより形成され得る。
【００５０】
前記標的としては、前記標的捕捉体がそれぞれ、前記酵素である場合には、例えば該酵素の補酵素であり、前記補酵素である場合には、例えば該補酵素を補酵素とする酵素であり、前記ホスト化合物である場合には、例えば該ホスト化合物のゲスト化合物（包接される成分）であり、前記抗体である場合には、例えば該抗体の抗原としてのタンパク質であり、前記タンパク質である場合には、例えば該タンパク質を抗原とする抗体であり、前記核酸である場合には、例えば該核酸と相補的な核酸、チューブリン、キチン、などであり、前記ホルモンレセプターである場合には、例えば該ホルモンレセプターに受容されるホルモンであり、前記レクチンである場合には、例えば該レクチンに受容させる糖であり、前記生理活性物質受容体である場合には、例えば該生理活性物質受容体に受容される生理活性物質である。
【００５１】
なお、前記標的を含む試料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、細菌、ウイルス等の病原体、生体から分離された血液、唾液、組織病片等、糞尿等の排泄物などが挙げられる。更に、出生前診断を行う場合は、羊水中に存在する胎児の細胞や、試験管内での分裂卵細胞の一部を試料とすることもできる。また、これらの試料は、直接、又は必要に応じて遠心分離操作等により沈渣として濃縮した後、例えば、酵素処理、熱処理、界面活性剤処理、超音波処理、これらの組合せ等による細胞破壊処理を予め施したものを使用してもよい。
【００５２】
前記ホスト化合物としては、分子認識能（ホスト−ゲスト結合能）を有する限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、筒状（一次元）の空洞を有するもの、層状（二次元）の空洞を有するもの、かご状（三次元）の空洞を有するもの、などが好適に挙げられる。
【００５３】
前記筒状（一次元）の空洞を有するホスト化合物としては、例えば、尿素、チオ尿素、デオキシコール酸、ジニトロジフェニル、ジオキシトリフェニルメタン、トリフェニルメタン、メチルナフタリン、スピロクロマン、ＰＨＴＰ（ペルヒドロトリフェニレン）、セルロース、アミロース、シクロデキストリン（但し、溶液中では前記空洞がかご状）、などが挙げられる。
【００５４】
前記尿素が捕捉可能な標的としては、例えば、ｎ−パラフィン誘導体などが挙げられる。
前記チオ尿素が捕捉可能な標的としては、例えば、分岐状又は環状の炭化水素などが挙げられる。
前記デオキシコール酸が捕捉可能な標的としては、例えば、パラフィン類、脂肪酸、芳香族化合物、などが挙げられる。
前記ジニトロジフェニルが捕捉可能な標的としては、例えば、ジフェニル誘導体などが挙げられる。
【００５５】
前記ジオキシトリフェニルメタンが捕捉可能な標的としては、例えば、パラフィン類、ｎ−アルケン類、スクアレン、などが挙げられる。
前記トリフェニルメタンが捕捉可能な標的としては、例えば、パラフィン類などが挙げられる。
前記メチルナフタリンが捕捉可能な標的としては、例えば、Ｃ１６までのｎ−パラフィン類、分岐状パラフィン類、などが挙げられる。
前記スピロクロマンが捕捉可能な標的としては、例えば、パラフィン類などが挙げられる。
前記ＰＨＴＰ（ペルヒドロトリフェニレン）が捕捉可能な標的としては、例えば、クロロホルム、ベンゼン、各種高分子物質、などが挙げられる。
前記セルロースが捕捉可能な標的としては、例えば、Ｈ２Ｏ、パラフィン類、ＣＣｌ４、色素、ヨウ素、などが挙げられる。
前記アミロースが捕捉可能な標的としては、例えば、脂肪酸、ヨウ素、などが挙げられる。
【００５６】
前記シクロデキストリンは、デンプンのアミラーゼによる分解で生成する環状のデキストリンであり、α−シクロデキストリン、β−シクロデキストリン、γ−シクロデキストリンの３種が知られている。本発明においては、前記シクロデキストリンとして、これらの水酸基の一部を他の官能基、例えば、アルキル基、アリル基、アルコキシ基、アミド基、スルホン酸基、などに変えたシクロデキストリン誘導体も含まれる。
【００５７】
前記シクロデキストリンが捕捉可能な標的としては、例えば、チモール、オイゲノール、レゾルシン、エチレングリコールモノフェニルエーテル、２−ヒドロキシ−４−メトキシ−ベンゾフェノン等のフェノール誘導体、サリチル酸、パラオキシ安息香酸メチル、パラオキシ安息香酸エチル等の安息香酸誘導体及びそのエステル、コレステロール等のステロイド、アスコルビン酸、レチノール、トコフェロール等のビタミン、リモネン等の炭化水素類、イソチオシアン酸アリル、ソルビン酸、ヨウ素分子、メチルオレンジ、コンゴーレッド、２−ｐ−トルイジニルナフタレン−６−スルホン酸カリウム塩（ＴＮＳ）、などが挙げられる。
【００５８】
前記層状（二次元）のホスト化合物としては、例えば、粘土鉱物、グラファイト、スメクタイト、モンモリロナイト、ゼオライト、などが挙げられる。
【００５９】
前記粘土鉱物が捕捉可能な標的としては、例えば、親水性物質、極性化合物、などが挙げられる。
前記グラファイトが捕捉可能な標的としては、例えば、Ｏ、ＨＳＯ４−、ハロゲン、ハロゲン化物、アルカリ金属、などが挙げられる。
前記モンモリロナイトが捕捉可能な標的としては、例えば、ブルシン、コデイン、ｏ−フェニレンジアミン、ベンジジン、ピペリジン、アデニン、グイアニン及びこれらのリポシド、などが挙げられる。
前記ゼオライトが捕捉可能な標的としては、例えば、Ｈ２Ｏなどが挙げられる。
【００６０】
前記かご状（三次元）のホスト化合物としては、例えば、ヒドロキノン、気体水化物、トリ−ｏ−チモチド、オキシフラバン、ジシアノアンミンニッケル、クリプタンド、カリックスアレーン、クラウン化合物、などが挙げられる。
【００６１】
前記ヒドロキノンが捕捉可能な標的としては、例えば、ＨＣｌ、ＳＯ２、アセチレン、希ガス元素、などが挙げられる。
前記気体水化物が捕捉可能な標的としては、例えば、ハロゲン、希ガス元素、低級炭化水素、などが挙げられる。
前記トリ−ｏ−チモチドが捕捉可能な標的としては、例えば、シクロヘキサン、ベンゼン、クロロホルム、などが挙げられる。
前記オキシフラバンが捕捉可能な標的としては、例えば、有機塩基などが挙げられる。
前記ジシアノアンミンニッケルが捕捉可能な標的としては、例えば、ベンゼン、フェノール、などが挙げられる。
前記クリプタンドが捕捉可能な標的としては、例えば、ＮＨ４＋、各種金属イオン、などが挙げられる。
【００６２】
前記カリックスアレーンは、フェノールとホルムアルデヒドとから適当な条件で合成されるフェノール単位をメチレン基で結合した環状オリゴマーであり、４〜８核体が知られている。これらの内、ｐ−ｔ−ブチルカリックスアレン（ｎ＝４）が捕捉可能な標的としては、例えば、クロロホルム、ベンゼン、トルエンなどが挙げられる。ｐ−ｔ−ブチルカリックスアレン（ｎ＝５）が捕捉可能な標的としては、例えば、イソプロピルアルコール、アセトン、などが挙げられる。ｐ−ｔ−ブチルカリックスアレン（ｎ＝６）が捕捉可能な標的としては、例えば、クロロホルム、メタノール、などが挙げられる。ｐ−ｔ−ブチルカリックスアレン（ｎ＝７）が捕捉可能な標的としては、例えば、クロロホルムなどが挙げられる。
【００６３】
前記クラウン化合物としては、電子供与性のドナー原子として酸素を持つクラウンエーテルのみではなく、そのアナログとして窒素、硫黄などのドナー原子を環構造構成原子として持つ大環状化合物を含み、また、クリプタンドを代表する２個以上の環よりなる複環式クラウン化合物も含まれ、例えば、シクロヘキシル−１２−クラウン−４、ジベンゾ−１４−クラウン−４、ｔ−ブチルベンゾ−１５−クラウン−５、ジベンゾ−１８−クラウン−６、ジシクロヘキシル−１８−クラウン−６、１８−クラウン−６、トリベンゾ−１８−クラウン−６、テトラベンゾ−２４−クラウン−８、ジベンゾ−２６−クラウン−６、などが挙げられる。
【００６４】
前記クラウン化合物が捕捉可能な標的としては、例えば、Ｌｉ，Ｎａ、Ｋ等のアルカリ金属、Ｍｇ、Ｃａ等のアルカリ土類金属などの各種金属イオン、ＮＨ４＋、アルキルアンモニウムイオン、グアニジウムイオン、芳香族ジアゾニウムイオンなどが挙げられ、該クラウン化合物はこれらと錯体を形成する。また、該クラウン化合物が捕捉可能な標的としては、これら以外にも、酸性度が比較的大きいＣ−Ｈ（アセトニトリル、マロンニトリル、アジポニトリルなど）、Ｎ−Ｈ（アニリン、アミノ安息香酸、アミド、スルファミド誘導体など）、Ｏ−Ｈ（フェノール、酢酸誘導体など）ユニットを有する極性有機化合物、などが挙げられ、該クラウン化合物はこれらと錯体を形成する。
【００６５】
前記ホスト化合物の空洞の大きさ（径）としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選定することができるが、安定した分子認識能（ホスト−ゲスト結合能）を発揮し得る観点から、０．１ｎｍ〜２．０ｎｍであるのが好ましい。
【００６６】
なお、前記ホスト化合物は、例えば、単分子系ホスト化合物、多分子系ホスト化合物、高分子系ホスト化合物、無機系ホスト化合物、などに分類することもできる。
前記単分子系ホスト化合物としては、例えば、シクロデキストリン、クラウン化合物、シクロファン、アザシクロファン、カリックスアレーン、シクロトリペラトリレン、スフェランド、キャビタンド、環状オリゴペプチド、などが挙げられる。
前記多分子系ホスト化合物としては、例えば、尿素、チオ尿素、デオキシコール酸、ペルヒドロトリフェニレン、トリ−ｏ−チモチド、などが挙げられる。
前記高分子系ホスト化合物としては、例えば、セルロース、デンプン、キチン、キトサン、ポリビニルアルコール、などが挙げられる。
前記無機系ホスト化合物としては、例えば、層間化合物、ゼオライト、Ｈｏｆｍａｎｎ型錯体、などが挙げられる。
【００６７】
前記抗体としては、抗原と特異的に抗原抗体反応を生じるものであれば、特に制限はなく、例えば、多クローン性抗体であっても、単クローン性抗体であってもよく、更にはＩｇＧ、ＩｇＭ、ＩｇＥ、ＩｇＧのＦａｂ’、Ｆａｂ、Ｆ（ａｂ’）２なども含まれる。
【００６８】
前記抗原としては、特に制限はなく、前記抗体の種類に応じて適宜選択することができ、例えば、血漿蛋白、腫瘍マーカー、アポ蛋白、ウイルス抗原、自己抗体、凝固・線溶因子、ホルモン、血中薬物、ＨＬＡ抗原、などが挙げられる。
【００６９】
前記血漿蛋白としては、例えば、免疫グロブリン（ＩｇＧ，ＩｇＡ，ＩｇＭ，ＩｇＤ，ＩｇＥ）、補体成分（Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ１ｑ）、ＣＲＰ、α１−アンチトリプシン、α１−マイクログロブリン、β２−マイクログロブリン、ハプトグロビン、トランスフェリン、セルロプラスミン、フェリチン、などが挙げられる。
【００７０】
前記腫瘍マーカーとしては、例えば、α−フェトプロテイン（ＡＦＰ）、癌胎児性抗原（ＣＥＡ）、ＣＡ１９−９、ＣＡ１２５、ＣＡ１５−３、ＳＣＣ抗原、前立腺酸性ホスファターゼ（ＰＡＰ）、ＰＩＶＫＡ−ＩＩ、γ−セミノプロテイン、ＴＰＡ、エラスターゼＩ、神経特異エノラーゼ（ＮＳＥ）、免疫抑制酸性蛋白（ＩＡＰ）、などが挙げられる。
【００７１】
前記アポ蛋白としては、例えば、アポＡ−Ｉ、アポＡ−ＩＩ、アポＢ、アポＣ−ＩＩ、アポＣ−ＩＩＩ、アポＥ、などが挙げられる。
【００７２】
前記ウイルス抗原としては、例えば、Ｂ型肝炎ウイルス（ＨＢＶ）関連抗原、Ｃ型肝炎ウイルス（ＨＶＣ）関連抗原、ＨＴＬＶ−Ｉ、ＨＩＶ、狂犬病ウイルス、インフルエンザウイルス、風疹ウイルス、などが挙げられる。
前記ＨＣＶ関連抗原としては、例えば、ＨＣＶｃ１００−３リコビナント抗原、ｐＨＣＶ−３１リコビナント抗原、ｐＨＣＶ−３４リコビナント抗原などが挙げられ、それらの混合物が好ましく使用できる。前記ＨＩＶ関連抗原としては、ウイルス表面抗原などが挙げられ、例えば、ＨＩＶ−Ｉ
ｅｎｖ．ｇｐ４１リコビナント抗原、ＨＩＶ−Ｉ ｅｎｖ．ｇｐ１２０リコビナント抗原、ＨＩＶ−Ｉ ｇａｇ．ｐ２４リコビナント抗原、ＨＩＶ−ＩＩ ｅｎｖ．ｐ３６リコビナント抗原、などが挙げられる。
また、ウイルス以外の感染症としては、ＭＲＳＡ、ＡＳＯ、トキソプラズマ、マイコプラズマ、ＳＴＤ、などが挙げられる。
【００７３】
前記自己抗体としては、例えば、抗マイクロゾーム抗体、抗サイログロブリン抗体、抗核抗体、リュウマチ因子、抗ミトコンドリア抗体、ミエリン抗体、などが挙げられる。
【００７４】
前記凝固・線溶因子としては、例えば、フィブリノゲン、フィブリン分解産物（ＦＤＰ）、プラスミノゲン、α２−プラスミンインヒビター、アンチトロンビンＩＩＩ、β−トロンボグロブリン、第ＶＩＩＩ因子、プロテインＣ、プロテインＳ、などが挙げられる。
【００７５】
前記ホルモンとしては、例えば、下垂体ホルモン（ＬＨ、ＦＳＨ、ＧＨ、ＡＣＴＨ、ＴＳＨ、プロラクチン）、甲状腺ホルモン（Ｔ３、Ｔ４、サイログロブリン）、カルシトニン、副甲状腺ホルモン（ＰＴＨ）、副腎皮質ホルモン（アルドステロン、コルチゾール）、性腺ホルモン（ｈＣＧ、エストロゲン、テストステロン、ｈＰＬ）、膵・消化管ホルモン（インスリン、Ｃ−ペプチド、グルカゴン、ガストリン）、その他（レニン、アンジオテンシンＩ，ＩＩ、エンケファリン、エリスロポエチン）、などが挙げられる。
【００７６】
前記血中薬物としては、例えば、カルバマゼピン、プリミドン、バルプロ酸等の抗てんかん薬、ジゴキシン、キニジン、ジギトキシン、テオフィリン等の循環器疾患薬、ゲンタマイシン、カナマイシン、ストレプトマイシン等の抗生物質、などが挙げられる。
【００７７】
前記タンパク質としては、多くの重金属、特に亜鉛、カドミウム、銅、水銀、等に高い親和性を示す低分子量（約６０００〜１３０００）のもの、などが好適に挙げられる。これらのタンパク質は、動物の肝臓、腎臓、その他の組織中に存在し、最近では微生物体内にも存在することが見出されている。また、これらのタンパク質は、システイン含有量が多く、芳香族の残基を殆ど含まないアミノ酸分布を呈しており、生体内においてカドミウム、水銀などの解毒化機能を有する物質であるとともに、亜鉛，銅など生体に必須の微量金属の貯蔵と、生体内における分布にも関与している重要な物質である。
【００７８】
前記重金属としては、例えば、アルキル水銀化合物（Ｒ−Ｈｇ）、水銀又はその化合物（Ｈｇ）、カドミウム又はその化合物（Ｃｄ）、鉛又はその化合物（Ｐｂ）、六価クロム（Ｃｒ６＋）、銅又はその化合物（Ｃｕ）、亜鉛又はその化合物（Ｚｎ）、シアン、六価クロム、砒素、セレン、マンガン、ニッケル、鉄、亜鉛、セレン、スズ、などが挙げられる。
【００７９】
前記標的捕捉体は、前記親水基とエステル結合により結合してなることが好ましい。この場合、強固に結合しており、かつ、親水性の官能基で結合している点で好ましい。
前記標的捕捉体が、前記親水性部の親水基とエステル結合している親水基の割合としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、０．５〜２０ｍｏｌ％が好ましく、０．７〜１０ｍｏｌ％がより好ましい。前記割合が、０．５ｍｏｌ％未満であると、反応に時間がかかることがあり、２０ｍｏｌ％を超えると、前記標的捕捉体と前記親水基との結合が完結しないことがある。
なお、前記割合は、前記標的捕捉体と、前記親水基とを結合させる際の仕込み量を調整すること等により制御することができる。
【００８０】
前記非溶解の状態とは、前記糸状体の総てが溶解していない状態をいい、前記糸状体の一部、例えば、前記糸状体の親水性部のみが溶解しており、前記糸状体の親油部が溶解していない状態、前記糸状体の親油性部のみが溶解しており、前記糸状体の親水性部が溶解していない状態、などを含む。
【００８１】
前記糸状体の親水性部のみが溶解しており、前記糸状体の親油性部が溶解していない状態の場合、及び、前記糸状体の親油性部のみが溶解しており、前記糸状体の親水性部が溶解していない状態の場合には、前記糸状体が、前記溶媒の表面に存在した状態になるため、ラングミュア−ブロジェット法（ＬＢ法）等により、前記標的相互作用層を好適に形成できる点で好ましい。
【００８２】
前記糸状体の一部を溶解させる方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、親水性の溶媒又は親油性の溶媒に溶解させる方法等が挙げられる。
【００８３】
前記親水性の溶媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、水、低級アルコール、ジアルキルアミド誘導体、スルホキサイド誘導体、などが挙げられる。これらは１種単独で使用してもよく、２種以上併用してもよい。
前記低級アルコールとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、などが挙げられる。これらは１種単独で使用してもよく、２種以上併用してもよい。
【００８４】
前記親油性の溶媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、クロロホルム等が挙げられる。
【００８５】
−標的相互作用層−
前記標的相互作用層形成工程において形成された前記標的相互作用層としては、特に制限はないが、例えば、前記標的相互作用層における前記糸状体が、液状物と接触すると立設し、該立設した状態で前記糸状体における前記標的相互作用部が前記標的と相互作用する標的相互作用層が好ましい。この場合には、前記標的相互作用層の内部に存在し、表面に現れていなかった前記標的相互作用部も、前記液状物に接触した後においては、前記標的と相互作用可能となる。更に、前記標的と前記標的相互作用部とが相互作用することにより、前記液状物を除去した後においても、前記標的相互作用層の厚みの収縮が抑制される。この結果、前記標的を少ない測定誤差で簡便かつ確実に、しかも迅速かつ極めて高感度に検出することができ有利である。
【００８６】
前記液状物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、極性溶媒、無極性溶媒、などが挙げられる。
前記極性溶媒としては、極性である限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、水、低級アルコール、ジアルキルアミド誘導体、スルホキサイド誘導体、などが挙げられる。
前記無極性溶媒としては、無極性である限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ベンゼン、四塩化炭素、などが挙げられる。
【００８７】
前記標的相互作用層は、前記糸状体の単分子膜であってもよいし、該単分子膜の積層膜であってもよい。
【００８８】
前記単分子膜又は該単分子膜による前記積層膜は、例えば、公知の塗布法によって、又は、ラングミュア−ブロジェット法（ＬＢ法）に従って形成することができ、後者の場合、公知のＬＢ膜形成装置（例えば、日本レーザー＆エレクトロニクス・ラボラトリーズ社製のＮＬ−ＬＢ４００ＮＫ−ＭＷＣなどが好適に挙げられる）を使用することができる。
【００８９】
前記標的相互作用層との親和性の観点から、前記糸状体のＩ／Ｏ値が１を超える場合には、前記液状物は前記極性溶媒であることが好ましく、前記糸状体のＩ／Ｏ値が１未満である場合には、前記液状物は前記無極性溶媒であることが好ましい。また、前記糸状体のＩ／Ｏ値が１である場合には前記液状物は前記極性溶媒であってもよいし、前記無極性溶媒であってもよい。これらの場合には、前記標的相互作用層の膜厚が増加される点で好ましい。
【００９０】
本発明の標的検出用基材の製造方法では、前記標的相互作用層形成工程において、前記基材の少なくとも一部の表面に、親糸状体部が形成され、該親糸状体部と前記糸状体中の溶解されていない部分の一部とが相互作用して標的相互作用層が形成される。
本発明の標的検出用基材は、本発明の標的検出用基材の製造方法により製造される。該標的検出用基材は、前記液状物と接触することにより前記標的相互作用層の膜厚が増加され、前記標的と前記標的相互作用層とが相互作用することにより、前記標的相互作用層の膜厚が増加し、しかも前記液状物を除去した後においても該膜厚の収縮が抑制される。このため、各種分野において使用することができ、病原物質、生体物質、有毒物質等の各種標的を少ない測定誤差で簡便かつ迅速にしかも極めて高感度で効率的に検出できる標的検出装置等に用いることができる。また、前記標的相互作用層における糸状体の一部が、前記基材の表面に結合しているため、耐熱性に優れ、耐熱性が要求される条件での標的検出装置等にも用いることができる。
【実施例】
【００９１】
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
【００９２】
（実施例１）
−標的検出用基材−
−−糸状体の合成−−
窒素気流中で、ヒドロキシエチルメタクリレート１５．６ｇ及びメチルメタクリレート１２．０ｇをイソプロピルアルコール３０ｍＬに溶解し、内温を６５℃とした。次いで、アゾビスバレロニトリル３０ｍｇを１時間ごとに３度加え、上層をデカントして除去した後、固形分を温メタノール２００ｍＬに溶解し、該溶液に酢酸エチル１．２Ｌをゆっくり滴下して沈殿を得た。該沈殿を濾過した後、減圧下において乾燥させ、下記構造式（１）で表されるポリマー２０．５ｇを得た。得られたポリマーの重量平均分子量（Ｍｎ）は、６０，０００であり、分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）は、５．２８であり、Ｉ／Ｏ値は、１．００であった。なお、前記ヒドロキシエチルメタクリレート１５．６ｇ及び前記メチルメタクリレート１２．０ｇの仕込み比から計算すると、ｍ：ｎは１：１であった。
【００９３】
【化８】
2005106530.tif 000008
【００９４】
−−糸状体と前記標的捕捉体としてのビオチンとの結合−−
前記構造式（１）で表されるポリマー２．３０ｇを、室温で、３０ｍＬのピリジンに溶解した。該溶液に酸クロリド化したビオチン０．０５ｇを添加し、８時間反応させ、減圧濃縮した。該減圧濃縮液にトルエン１０ｍＬを加え、減圧濃縮をする操作を３度繰り返し、前記ピリジンを除去した。次いで、イソプロピルアルコール／メタノール＝１／１（体積比）の混合溶液８０ｍＬに溶解し、ｎ−ヘキサン８００ｍＬにゆっくり滴下し、得られた沈殿を濾過し、減圧下で乾燥し、前記糸状体中のヒドロキシル基の４％がビオチンに代わった糸状体２．３２ｇを得た。
【００９５】
−−標的検出用基材の作製−−
９５０℃で４時間アニール処理したシリコン基板（厚み６５０μｍ、三菱マテリアル社製）を、カップリング剤として、１質量％のシランカップリング剤１００ｇ（信越化学社製、ＫＢＭ６０３）により２７℃で表面処理を行った。該表面処理されたシリコン基板について、ＵＶ−Ｖｉｓ測定装置（日本分光社製、Ｖ−５６０）により、ＵＶスペクトルを測定したところ、基準ピーク（吸収の谷のピーク）は６６６ｎｍ付近に観られた。
次いで、前記表面処理を行った基板上に、前記糸状体と、前記溶媒として、親水性の溶媒である水とメタノールとの混合溶媒（水：メタノール＝７．５：２．５）とからなる２６μＭ／Ｌの混合溶液）を用いて、単分子膜を、室温で１時間かけてＬ−Ｂ膜形成装置（日本レーザー＆エレクトロニクス・ラボラトリー社製、ＮＬ−ＬＢ４００ＮＫ−ＭＷＣ）を使用して形成し、該単分子膜上に、同様にして単分子膜の積層膜を形成して、標的検出用基材を作製した。このときの積層圧は、７ｍＮであり、積層数は１０層であった。また、前記基板と前記糸状体中の親水性部のヒドロキシル基が結合していた。該標的検出用基材について、ＵＶスペクトルを測定したところ、基準ピークは、６７６ｎｍにシフトした。
【００９６】
（実施例２〜５及び比較例１〜７）
実施例１における溶媒及び基板の表面処理の条件を、表１に記載の条件に代えた以外は実施例１と同様にして、ＵＶスペクトルを測定した。結果を表１に示す。なお、実施例２〜５、比較例４〜５及び７の溶媒は親水性の溶媒であるため、該溶媒中では、前記糸状体の親水性部のみが溶解した状態であり、比較例１〜３の溶媒は親水性及び親油性の混合溶媒であるため、前記糸状体は完全に溶解した状態であった。なお、比較例７〜８については、ＵＶスペクトルは測定できなかった。
【００９７】
【表１】
2005106530.tif 000009
＊ＴＨＦ  テトラヒドロフラン
【００９８】
表１から、実施例１〜５では、基準ピークのピークシフト量が大きいことから、前記基板上に、前記標的相互作用層が形成されていることが判る。一方、親水性溶媒及び疎水性溶媒からなる混合溶媒を用いた比較例１〜３では、基準ピークシフト量が小さいことから、前記基板上に、前記標的相互作用層が形成されていないことが判る。また、基板の表面処理を行っていない比較例４〜７についても、同様に、前記基板上に、前記標的相互作用層が形成されていないことが判る。
【００９９】
（実施例６〜１０、比較例８〜１４）
−標的検出用基材と標的との相互作用−
実施例１〜５及び比較例１〜７で作製した各標的検出用基材を、前記標的として、アビジンの水溶液（１．５μＭ）中に３５℃の温度で３時間浸漬させて、該アビジンと前記標的検出用基材における前記標的捕捉体としてのビオチンとを相互作用（吸着反応）させた。その後、各標的検出用基材を純水にて洗浄し、乾燥した。得られた標的検出用基板について、ＵＶスペクトル測定した。結果を表２に示す。
【０１００】
【表２】
2005106530.tif 000010
【０１０１】
表２の結果から、実施例６〜１０では、基準ピークのピークシフト量が大きいことから、前記標的検出用基材に、標的である前記アビジンが捕捉されたことが判る。比較例８〜１４では、比較例１〜７の標的検出用基材に標的相互作用層が形成されていないため、基準ピークのシフト量はほとんど観られなかった。
【０１０２】
（実施例１１）
−耐熱試験−
実施例１で作製した標的検出用基材を、１１０℃で加熱した。該加熱した標的検出用基材について、ＵＶスペクトルを測定した。次に、該検出標的用基材を、前記標的として、アビジン水溶液（１．５μＭ）中に室温で３時間浸漬させて、該アビジンと前記標的検出用基材における前記標的捕捉体としてのビオチンとを相互作用（吸着反応）させた、その後、前記標的検出用基材を純水にて洗浄し、乾燥した。得られた標的検出用基材について、ＵＶスペクトルを測定した。結果を表３に示す。
【０１０３】
【表３】
2005106530.tif 000011
【０１０４】
表３から、本発明の標的検出用基材は、高温条件に置かれた場合であっても、標的を捕捉する機能は劣ることがないことが判る。
【０１０５】
（実施例１２）
−標的検出用基材−
−−前記標的捕捉体としてのビオチンとが結合した糸状体の作製−−
下記合成スキームに従い、前記標的捕捉体としてのビオチンが結合した糸状体である、末端にビオチンを有するポリベンジル−Ｌ−グルタメート（ＰＢＬＧ３０−ｂｉｏ）を合成した。即ち、下記化１３に示すビオチン誘導体を重合開始剤として用い、下記化１２に示す合成スキームで合成されたベンジル−Ｌ−グルタメート誘導体（ＢＬＧ−ＮＣＡ）の重合を行うことにより、重合度が３０のポリベンジル−Ｌ−グルタメート（ＰＢＬＧ３０−ｂｉｏ）を合成した。
【０１０６】
【化９】
2005106530.tif 000012
【０１０７】
【化１０】
2005106530.tif 000013
【０１０８】
−−標的検出用基材の作製−−
９５０℃で４時間アニール処理したシリコン基板（厚み６５０μｍ、三菱マテリアル社製）を、カップリング剤として、１質量％のシランカップリング剤１００ｇ（信越化学社製、ＫＢＭ６０３）により２７℃で表面処理を行った。該表面処理されたシリコン基板について、ＵＶ−Ｖｉｓ測定装置（日本分光社製、Ｖ−５６０）により、ＵＶスペクトルを測定したところ、基準ピーク（吸収の谷のピーク）は６４０ｎｍ付近に観られた。
次いで、前記表面処理を行った基板上に、前記糸状体と、前記溶媒として、クロロホルム（濃度２６μＭ）を用いて、単分子膜を、室温でＬ−Ｂ膜形成装置（日本レーザー＆エレクトロニクス・ラボラトリー社製、ＮＬ−ＬＢ４００ＮＫ−ＭＷＣ）を使用して形成し、該単分子膜上に、同様にして単分子膜の積層膜を形成して、標的検出用基材を作製した。このときの積層圧は、７ｍＮであり、積層数は１０層であった。該標的検出用基材について、ＵＶスペクトルを測定したところ、基準ピークは、６４２ｎｍにシフトした。
【０１０９】
（実施例１３）
−標的検出用基材と標的との相互作用−
実施例１２で作製した各標的検出用基材を、前記標的として、アビジンの水溶液（１．５μＭ）中に３５℃の温度で３時間浸漬させて、該アビジンと前記標的検出用基材における前記標的捕捉体としてのビオチンとを相互作用（吸着反応）させた。その後、前記標的検出用基材を純水にて洗浄し、乾燥した。得られた標的検出用基板について、ＵＶスペクトル測定したところ、基準ピークは６４８ｎｍにシフトした。
【０１１０】
（実施例１４）
−耐熱試験−
実施例１２で作製した標的検出用基材を、１１０℃で加熱した。該加熱した標的検出用基材について、ＵＶスペクトルを測定した。次に、該検出標的用基材を、前記標的として、アビジン水溶液（１．５μＭ）中に室温で３時間浸漬させて、該アビジンと前記標的検出用基材における前記標的捕捉体としてのビオチンとを相互作用（吸着反応）させた。その後、前記標的検出用基材を純水にて洗浄し、乾燥した。得られた標的検出用基材について、ＵＶスペクトルを測定した。結果を表４に示す。
【０１１１】
【表４】
2005106530.tif 000014
【０１１２】
表４から、本発明の標的検出用基材は、高温条件に置かれた場合であっても、標的を捕捉する機能は劣ることがないことが判る。
【産業上の利用可能性】
【０１１３】
本発明の標的検出用基材は、前記液状物と接触することにより前記標的相互作用層の膜厚が増加され、前記標的と前記標的相互作用層とが相互作用することにより、前記標的相互作用層の膜厚が増加し、しかも前記液状物を除去した後においても該膜厚の収縮が抑制される。このため、各種分野において使用することができ、病原物質、生体物質、有毒物質等の各種標的を少ない測定誤差で簡便かつ迅速にしかも極めて高感度で効率的に検出できる標的検出装置等に用いることができる。また、耐熱性を有するため、耐熱性が要求される条件での標的検出用装置等のも用いることができる。
本発明の標的検出用基材の製造方法は、本発明の標的検出用基材を製造するのに好適に用いることができる。