(57)【要約】【課題】  結合率を具体的に知る必要のない検査方法を提供すること。これにより、経験則に基づく不確定な演算をする必要がない検査方法を提供すること。【解決手段】特異的反応物質（抗体）が保持された検査アレイ要素が平面方向に各々分散して配列されている検査アレイを用い、アレイの表面に標識抗原の溶液を供給して反応させた後、各検査アレイ要素ごとに発光強度をアレイ型検出器で検出して検出器要素数又はデータ数N、対象物質の種類数Ｌ、検査アレイ要素ｎに存在する標識Ｍの蛍光分子数ｚ＿ｎで構成されるベクトルを得る。該ベクトルｚを標識Ｍに対応する検出器要素ｎ内のプローブと対象物質ｌ（エル）とのα_ｎｌ（エル）で構成される既知なる行列を用いて連立方程式をＶについて解くことにより対象物質ｌ（エル）で構成されるベクトルＶを導出する。【選択図】  図４
2005172807.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物質と、該対象物質と特異的に反応する特異的反応物質との間で生起する特異反応を利用して、未知なる複数の対象物質の物質量を特異的に検出する方法であって、
前記特異的反応物質が保持された検査アレイ要素が平面方向又は一次元方向に各々分散して配列されている検査アレイを用い、
該検査アレイの表面に、化学的、生化学的、光学的、電気的、磁気的あるいは放射線的の少なくともいずれか１つの性質により標識された対象となる対象の溶液を供給し、前記特異的反応物質と前記標識された対象物質とを特異的に反応させた後、
または該検査アレイの表面に、対象物質を供給し、特異的反応物質と対象物質とを特異的に反応させたあと、対象物質に特異的に反応する、化学的、生化学的、光学的、電気的、磁気的あるいは放射線的の少なくともいずれか１つの性質により標識された標識物質を供給させた後、
前記検査アレイの各検査アレイ要素ごとに前記化学的、生化学的、光学的、電気的、磁気的、放射線的の少なくともいずれか一つの性質に関連する物理量をアレイ型検出器又は検出器の走査で検出することにより、
前記対象物質と前記特異的反応物質との反応状態を各検査アレイ要素ごとに検査する検査方法であり、
Nを検出器要素数又は検出器の走査で得られたデータ数（以下、データ数という。）、
Ｌを対象物質の種類数として、
前記検査アレイ要素ｎに存在する標識の標識からの信号強度ｚ_ｎで構成される（式１
）で示されるベクトルｚ、
(式1)    ベクトルｚ＝Transpose[ｚ_１,ｚ_２.....ｚ_Ｎ](Transposeは転置を表す。)検出された該ベクトルｚ、標識Ｍに対応する検出器要素ｎと対象物質ｌ（エル）とのα_
ｎｌ（エル）で構成される（式２）で示される既知なるrank＝Ｌの行列α、α´、
【数１】
2005172807.tif 000010
および未知数である対象物質ｌ（エル）の対象物質数Ｖ_ｌ（エル）で構成される（式３
）で示されるベクトルＶ、
【数２】
2005172807.tif 000011
と、N×Nの既知なる正則行列Ｂ
Ｂ＝Diag［β_1‥‥‥β_N］
（Diag［β_1,,,β_N］は対角要素がβ_1,,,β_Ｌの対角行列を表す。）
からなる（式４）で示される連立方程式
【数３】
2005172807.tif 000012
をＶについて解くことにより対象物質ｌ（エル）で構成されるベクトルＶを導出することを特徴とする検査方法。
但し、α，α´，Ｂは以下のように決定し、特異的反応物質は対象物質に対して十分な量が保持されているものとする。
(1)ｎ番目の検出器要素に対応する場所上の検査アレイ上にｌ（エル）番目のサンプル
の特異的反応物質が存在しないとき、α_ｎｌ（エル）またはα´_ｎｌ（エル）を同一の０を含む負の数とし、存在するときは同一の正の数とする。
(2)Ｂは、検出器に関する関数であり、検出器特性や照明などにより変化する。
(3)Transpose［α´］ＢαはＬ×Ｌの正則行列である。また、数学的に上記と同じ結果を導く数学的処理は全て範囲に含む。
(4)特異的反応物質は、対象物質に対して十分な量保持され、反応時間を適切に選べば
各検査アレイでは特異的反応物質の量により対象物質が捕獲される量が変化しない。
【請求項２】
前記行列αは以下の（式５）で表されるものであることを特徴とする請求項１記載の検査方法。
（式５）  α＝［α(s1) α(s2) ‥‥‥‥α(sＬ)］
ただし、α(s)(s≦ν)はν次(ν≧Ｌ)の列ベクトルで以下の（式６）を満たす。
（式６）  α(s)＝Transpose［α_s α_s+1 ‥‥‥‥α_ν α_1 α_2 α_s-1］
α_k＝ａ又は−ａ
【請求項３】
前記α_0, α_0.....α_νは一周期以上の周期を有するＭ系列であることを特徴とする請求項２記載の検査方法。
【請求項４】
式２の行列αはアダマール行列の一部であることを特徴とする請求項１または２記載の検査方法。
【請求項５】
前記ＢはDiag［β,β‥‥‥β］であることを特徴とする請求項１記載の検査方法。
【請求項６】
同一のｌ（エル）については４０％以上のα_ｎｌ（エル）は０を含む負であることを
特徴とする請求項１に記載の検査方法。
【請求項７】
前記正のαに関する特異的反応物質の量は反応物質に対して十分な量で保持され、前記反応時間は、各検査アレイでは特異的反応物質の量により対象物質が捕獲される量が変化しないように選択されることを特徴とする請求項１〜４あるいは６記載の検査方法。
【請求項８】
前記特異的反応物質を平面状又は一次元に平面上に配置するとともに、該特異的反応物質が配置された平面から一定距離平行に離れた位置に壁体を設け、該壁体と前記平面との間に対象物質又は標識物質を含む流体を挟んだ状態で前記壁体を前記平面と相対運動させることを特徴とする請求項１記載の検査方法。
【請求項９】
前記行列αの成分は下の式で表されるものであることを特徴とする請求項１記載の検査方法。
Ｎ＝Ｍ＊Ｋ＊Ｐ
mod(int(n/P),Ｋ)＝ｋ(ｌ（エル）)のとき、α_ｎｌ（エル）＝f(int(ｎ/K)-s(ｌ（エ
ル）))であり、mod(int(n/P),Ｋ)≠ｋ(ｌ（エル）)のとき、α_ｎｌ（エル）＝0。
mod(int(n/P),Ｋ)＝ｋ(ｌ（エル）)のとき、α'_ｎｌ（エル）＝f'(int(ｎ/(p*K)-s(l)（エル）) -s(ｌ（エル）))、mod(int(n/P),Ｋ)≠ｋ(ｌ（エル）)のとき、α'_ｎｌ（エ
ル）＝0。
ここで、int(x)は小数点以下を切り捨て、mod(x,y)はxをyで割った余りを表す。ここでｘ＜０の時はｘにｙの整数倍を加算して正の数とし、それをｙで除した余りとする。また
、f(m),f'(m)は周期Ｍの２値の関数であり、２値のうち一つは正であり、一つは負または0である。これにより、f'(m)＝Ａ、f(m)＋Ｂと表すことができる。
また、ｋ(ｌ（エル）)及び s(ｌ（エル）)はｌ（エル）番目の対象物質に対してに決定される割付られる関数であり、異なる対象物質に対して同一のｋ(ｌ（エル）)及びs(ｌ（エル）)を割り付けない。
【請求項１０】
二次元に配列された検査アレイに関し、対象物質に対し以下の方法で二次元座標(x(ｌ
（エル）)，y(ｌ（エル）))を割り付けるとともに、前記行列αの成分α_ｎｌ（エル）は下の式で表されることを特徴とする請求項９記載の検査方法。
ただし、ｌ（エル）が異なればs(ｌ（エル）)及びｋ(ｌ（エル）)のうちのいずれか一
つは異なる。
Nx=Mx Kx
Ny=My Ky
N=Nx Ny
M=Mx My
K= Kx Ky
P＝Px Py
0≦ｋx(ｌ（エル）)<Kx
0≦ｋy(ｌ（エル）)<Ky
0≦mx(ｌ（エル）)<Mx
0≦my(ｌ（エル）)<My
0≦px<Px
0≦py<Py
x(ｌ（エル）)=mx(ｌ（エル）)＋ｋx(ｌ（エル）)
y(ｌ（エル）)=my(ｌ（エル）)＋ｋy(ｌ（エル）) 
ただし、前記s(ｌ（エル）)及びｋ(ｌ（エル）)は次の式により求める。
s(ｌ（エル）)=Mx my(ｌ（エル）)+mx(ｌ（エル）)
ｋ(ｌ（エル）)=Ky ｋy(ｌ（エル）)+ｋ(ｌ（エル）)
ｍx＝int(x/Kx）
ｍy＝int(y/Ky）
ｋx＝mod(x,Kx）
ｋy＝mod(y,Ky）
ｎ＝PxPy(KxKy(Mxmy+mx)＋Kykn+ky）＋Py py＋px
【請求項１１】
前記行列α'の第ｓ列をα'(s)とし、それと観測信号ｚの関数
h(s)=F(α'(s),  z)
を、sを連続した独立変数とした関数とし、それを必要に応じ表示し、f(s(ｎ))近傍の値
の重みつき加算により対象物質量を出力することを特徴とする請求項９又は１０記載の検査方法。
【請求項１２】
前記（式４）の右辺で計算されるN行１列のベクトルを、行番号を独立変数とし、成分
を従属変数とし、（ただしLは仮想の物質を含み実際の物質種類より大きい数である）そ
れを必要に応じ表示し、対象物質量を出力することを特徴とする請求項９又は１０記載の検査方法。
【請求項１３】
前記ｆ(m)はＭ系列であることを特徴とする請求項９又は１０に記載の検査方法。
【請求項１４】
特異的反応物質が保持された検査アレイ要素が二次元方向又は一次元方向に各々分散して配列されている検査アレイの製造方法であって、
該検査アレイの複数個が二次元状または一次元状に配列可能な基板と、
前記検査アレイの配列に対応させて二次元方向又は一次元方向に配置して特異的反応物質を充填した複数本のスポット用のノズルの間隔を、検査アレイの間隔に加えてスポットのピッチの整数倍だけずらして配置したノズルアレイと、
前記基板及び前記ノズルアレイとを相対移動させる相対移動手段とを用い、
前記ノズルの全てから特異的反応物質を前記基板の所定位置にスポットして固定させる固定工程と、
前記基板及びノズルアレイを、検査アレイの平面方向の長さ単位だけ相対移動させる相対移動工程とを交互に行うことを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の検査方法に用いる検査アレイの製造方法。
【請求項１５】
検査アレイ要素が区画化されていることを特徴とする、請求項１４に記載の検査アレイの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特異的反応の状態を検査する検査方法及びそれに用いる検査アレイの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
各検査アレイ要素ｎ内の生化学的な各反応状態を各々の蛍光強度としてＣＣＤのような同一のエリアセンサまたはラインセンサで検出し、各検査アレイ要素ｎ毎の蛍光高度の検出値から被検サンプルに含まれる生化学的物質の数量を検査する生化学的検査方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この生化学的検査方法によれば、Nをデータ数、Ｌを対象物質の種類数として、検査ア
レイ要素ｎに存在する標識Ｍの蛍光分子数ＬＭｎで構成されるベクトルｚＭを検出し、検出されたベクトルｚＭ 、標識Ｍに対応する検出器要素ｎ内のプローブと対象物質ｌ（エ
ル）との結合率αＭｎｌ（エル）で構成される既知なる行列および未知数である対象物質ｌ（エル）の対象物質数ＶＭｌ（エル）で構成されるベクトルから成る連立方程式 αＶ
Ｍ ＝ｚＭを解くことにより、ｌ（エル）検査アレイ要素ｎ当たりの供給サンプル内の標
識Ｍに対応する対象物質ｌ（エル）の対象物質数ＶＭｌ（エル）で構成されるベクトルＶＭ を導出している。
【０００４】
この生化学的検査方法によれば、標識Ｍに対する検査アレイ要素ｎ内のプローブと対象物質ｌ（エル）との結合率α_ｎｌ（エル）が既知のとき、検査アレイ要素に複数種類の
対象物質が存在するときでも、演算により各々の対象物質の量を定量化できる。
【特許文献１】特開２００２−２７２４９８号公報（請求項４，５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の生化学的検査方法では、検査アレイ要素ｎ内のプローブと対象物質ｌ（エル）との結合率α_ｎｌ（エル）が既知である必要がある。
【０００６】
ここで、特許文献１に記載の請求項４又は５に記載の発明では、この結合率α_ｎｌ（
エル）を求める方法が記載されている。請求項４に記載の発明では、各検査アレイ要素ｎに同一数量ＶＭ の対象物質ｌ（エル）を供給した時の検出値ｚＭkｌ（エル）で構成される行列および前記数量ＶＭ を用いて、検査アレイ要素ｎ内のプローブと対象物質ｌ（エ
ル）との結合率αＭｎｌ（エル）で構成される行列αを求めることが提案されている。
【０００７】
また、請求項５に記載の発明では、ｎ1 〜ｎ4 を定数、ｔをプローブと対象物質との反応時間、ｖをサンプル液の平均流速として、プローブと対象物質の接触確率Ｃを求め、ｎ5 〜ｎ7 を定数、Ｓｎｌ（エル）を検査アレイ要素ｎ内のプローブと対象物質ｌ（エル）との結合強度として、検査アレイ要素ｎ内のプローブと対象物質ｌ（エル）との分離確率Ｂｎｌ（エル）を求め、求められた接触確率Ｃと分離確率Ｂｎｌ（エル）とから、検査アレイ要素ｎ内のプローブと対象物質ｌ（エル）との結合率αｎｌ（エル）を求めることが提案されている。
【０００８】
前者は、キャリブレーションする方法であり、同一の検査アレイで校正と測定を同時にできないことが欠点であり、また校正の操作自体も面倒である。
【０００９】
また、後者は経験則に基づいて流速や反応時間の関数として結合率を求める方法であり
、この方法は結合率を表す関数を求めることが大変困難であり、その信頼性も十分とはいえない。
【００１０】
そこで、本発明は、結合率を具体的に知る必要のない検査方法を提供することを目的とする。これにより、本発明は、経験則に基づく不確定な演算をする必要がない検査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】
【００１１】
本発明者らは、上述の課題を解決すべく鋭意検討した結果、特異的反応物質を０を含む２値上に十分多めに分散させて配置すれば、結合率を具体的に知ることなく、未知である対象物質の物質数を演算できることを見出した。
【００１２】
また、このように構成すれば、短時間で対象物質と特異的反応物質とを結合させることができるので、制限された時間の中では大きな検出感度が得られることを見出した。
【００１３】
即ち請求項１に記載の発明は、対象物質と、該対象物質と特異的に反応する特異的反応物質との間で生起する特異反応を利用して、未知なる複数の対象物質の物質数を特異的に検出する方法であって、
前記特異的反応物質が保持された検査アレイ要素が平面方向又は一次元方向に各々分散して配列されている検査アレイを用い、
該検査アレイの表面に、酵素、ＤＮＡ、ＰＮＡ、ペプチド、物質光散乱性粒子、蛍光分子、蛍光性粒子、発光性分子、発光性粒子、重原子（イオン）、又は放射性元素等の化学的、生化学的、光学的、電気的、磁気的、放射線的、その他標識として検出可能な性質を有する物質の少なくともいずれか一つの性質を有する物質により標識された対象となる対象物質の溶液を供給し、（または対象物質，対象物質と結合する標識物質の順に供給し、）前記特異的反応物質と前記標識された対象物質とを特異的に反応させた後、または該検査アレイの表面に、対象物質を供給し、前記特異的反応物質とを特異的に反応させたあと、対象物質に特異的に反応する標識物質を供給させた後、
前記検査アレイの各検査アレイ要素ごとに前記発光性分子又は発光性粒子等の化学的、光学的、電気的、磁気的、放射線的の少なくともいずれか一つの性質に関連する発光強度などの物理量をアレイ型検出器又は検出器の走査で検出することにより、
前記対象物質と前記特異的反応物質との反応状態を各検査アレイ要素ごとに検査する検査方法であり、
Nを検出器要素数又は検出器の走査で得られたデータ数（以下、検出データ数という。
）、Ｌを対象物質の種類数として、
前記検査アレイ要素ｎに存在する標識の標識からの信号強度（例えば、蛍光分子数、散乱粒子数又は蛍光粒子数等）ｚ＿ｎで構成される（式１）で示されるベクトルｚ、
(式1)    ベクトルｚ＝Transpose[ｚ_１,ｚ_２.....ｚ_N](Transposeは転置を表す。)
検出された該ベクトルｚ、標識Ｍに対応する検出器要素ｎと対象物質ｌ（エル）とのα_ｎｌ（エル）で構成される（式２）で示される既知なるrank＝Ｌの行列α、α´、
【００１４】
【数４】
2005172807.tif 000003
および未知数である対象物質ｌ（エル）の対象物質数Ｖ_ｌ（エル）で構成される（式３
）で示されるベクトルＶ、
【００１５】
【数５】
2005172807.tif 000004
と、N×Nの既知なる正則行列Ｂ
Ｂ＝Diag［β_1‥‥‥β_N］
（Diag［β_1,,,β_N］は対角要素がβ_1,,,β_Ｌ対角行列を表す。）
からなる（式４）で示される連立方程式
【００１６】
【数６】
2005172807.tif 000005
をＶについて解くことにより対象物質ｌ（エル）で構成されるベクトルＶを導出することを特徴とする検査方法である。
【００１７】
但し、α，α´，Ｂは以下のように決定し、特異的反応物質は、対象物質に対して十分な量保持されているものとする。反応時間を適切に選べば各検査アレイでは特異的反応物質の量により対象物質が捕獲される量が変化しない。
【００１８】
ここでいう特異的反応物質の十分な量とはすべての対象物質を捕獲してもまだなお対象物質を捕獲していない特異的反応物質が大多数存在（大多数とは要求される精度による。当然９９％存在した方が９０％存在するより良い。）することであり、適切な時間とは上記捕獲反応が終了したとみなせる時間である。
【００１９】
(1)ｎ番目の検出器要素に対応する場所上の検査アレイ上にｌ（エル）番目のサンプル
の特異的反応物質が存在しないとき、α_ｎｌ（エル）を同一の０を含む負の数とし、存
在するときは同一の正の数とする。
【００２０】
(2)Ｂは、検査アレイに関する関数であり、検出器特性により変化する。
これは、例えばＣＣＤなどの検出器を使用した際の讒かんのバラツキを補正するとともに、照明等の不一様性も補正するものである。
【００２１】
(3)Transpose［α´］ＢαはＬ×Ｌの正則行列である。また、数学的に上記と同じ結果を導く数学的処理は全て範囲に含む。
【００２２】
(4)特異的反応物質は、対象物質に対して十分な量保持され、反応時間を適切に選べば
各検査アレイでは特異的反応物質の量により対象物質が捕獲される量が変化しない。
【００２３】
なお、対象物質の種類数Ｌは、検出器要素数（又はデータ数）Ｎ以下の数とし、以下の説明では１〜Ｌ以下の番号を割り当てて説明しているが、例えば、対象物質の種類数Ｌを０からＬ−１以下の番号にそれぞれ割り当てて説明してもよい。つまり実際の対象物質数はＬよりも小さい数であり、仮想的に存在しない物質を考えてもよい。
【００２４】
標識あるいは標識された物質は、化学的、生化学的、光学的、電気的、磁気的あるいは放射線的の少なくともいずれか１つの性質を有し、これらの物理量を特徴付けるものを自由度を持って選択できる。
【００２５】
標識あるいは標識された物質を計測する物質量などとしては、吸光度、濁度、散乱光強度、化学発光や蛍光などによる光の強度、フットルミネッセンス、放射線、自発磁気、磁化率、振動子等によって換算される質量、屈折率などが挙げられる。
【００２６】
物質量を計測するアレイセンサとしては、ＣＣＤアレイセンサ、ＧＭＲアレイセンサ、水晶振動子アレイセンサ、化学電極アレイセンサなど、標識物質に標識される物理量に応じて公知のセンサを適宜使用することが出来る。
【００２７】
特異的反応物質としては、対象物質に応じて、抗体タンパク質、改変抗体、抗原、受容体タンパク質、受容体タンパク質に対するリガント、酵素、補酵素、ハプテン、ＤＮＡ、ＲＮＡ、ペプチド、ペプチド核酸（ＰＮＡ）、アプタマー、糖鎖、包接化合物、キレート試薬などにより構成される。
【００２８】
請求項２に記載の発明は、前記行列αは以下の（式５）で表させるものであることを特徴とする請求項１記載の検査方法である。
（式５）    α＝［α(s1) α(s2) ‥‥‥‥α(sＬ)］
ただし、α(s)(s≦ν)はν次(ν≧Ｌ)の列ベクトルで以下の（式６）を満たす。
（式６）    α(s)＝Transpose［α_s α_s+1 ‥‥‥‥α_ν α_1 α_2 α_s-1］
α_k＝＋ａ 又は−ａ´
請求項３に記載の発明は、前記α_0, α_0.....α_νは一周期以上のＭ系列であることを特徴とする請求項２記載の検査方法である。
【００２９】
請求項４に記載の発明は、前記行列αはアダマール行列の一部であることを特徴とする請求項２記載の検査方法である。
【００３０】
請求項５に記載の発明は、前記ＢはDiag［β,β‥‥‥β］である（Ｂ＝Diag［β,β‥‥‥β］）ことを特徴とする請求項１記載の検査方法である。
【００３１】
請求項６に記載の発明は、同一のｌ（エル）については４０％以上のα_ｎｌ（エル）
は０を含む負であることを特徴とする請求項１に記載の検査方法である。
【００３２】
請求項７に記載の発明は、前記正のαに関する特異的反応物質の量は反応物質に対して十分な量で保持され、前記反応時間は、各検査アレイでは特異的反応物質の量により対象物質が捕獲される量が変化しないように選択されることを特徴とする請求項１記載の検査方法である。
【００３３】
請求項８記載の発明は、前記特異的反応物質を平面状又は一次元に平面上に配置すると
ともに、該特異的反応物質が配置された平面から一定距離平行に離れた位置に壁体を設け、該壁体と前記平面との間に対象物質又は標識物質を含む流体を挟んだ状態で前記壁体を前記平面と相対運動させることを特徴とする請求項１記載の検査方法である。
【００３４】
請求項９記載の発明は、前記行列αの成分は下の式で表されるものであることを特徴とする請求項１記載の検査方法である。
【００３５】
Ｎ＝Ｍ＊Ｋ＊Ｐ
mod(int(n/P),Ｋ)＝ｋ(ｌ（エル）)のとき、α_ｎｌ（エル）＝f(int(ｎ/K)-s(ｌ（エ
ル）))であり、mod(int(n/P),Ｋ)≠ｋ(ｌ（エル）)のとき、α_ｎｌ（エル）  ＝0。
【００３６】
mod(int(n/P),Ｋ)＝ｋ(ｌ（エル）)のとき、α'_ｎｌ（エル）＝f'(int(ｎ/K) -s(ｌ（エル）))、mod(int(n/P),Ｋ)≠ｋ(ｌ（エル）)のとき、α'_ｎｌ（エル）＝0。
【００３７】
ここで、int(x)は小数点以下を切り捨て、mod(x,y)はxをyで割った余りを表す。ここでｘ＜０の時はｘにｙの整数倍を加算して正の数とし、それをｙで除した余りとする。また、f(m),f'(m)は周期Ｍの２値の関数であり、２値のうち一つは正であり、一つは負または0である。これにより、f'(m)＝Ａ、f(m)＋Ｂと表すことができる。
【００３８】
また、ｋ(ｌ（エル）)及び s(ｌ（エル）)はｌ（エル）番目の対象物質に対してに決定される割付られる関数であり、異なる対象物質に対して同一のｋ(ｌ（エル）)及びs(ｌ（エル）)を割り付けない。
【００３９】
請求項１０記載の発明は、二次元に配列された検査アレイに関し、対象物質に対し以下の方法で二次元座標(x(ｌ（エル）)，y(ｌ（エル）))を割り付けるとともに、前記行列αの成分α_ｎは下の式で表されることを特徴とする請求項９記載の検査方法である。
【００４０】
ただし、ｌ（エル）が異なればs(ｌ（エル）)及びｋ(ｌ（エル）)のうちのいずれか一
つは異なる。
【００４１】
Nx=Mx Kx
Ny=My Ky
N=Nx Ny
M=Mx My
K= Kx Ky
P＝Px Py
0≦ｋx(ｌ（エル）)<Kx
0≦ｋy(ｌ（エル）)<Ky
0≦mx(ｌ（エル）)<Mx
0≦my(ｌ（エル）)<My
0≦px<Px
0≦py<Py
x(ｌ（エル）)=mx(ｌ（エル）)＋ｋx(ｌ（エル）)
y(ｌ（エル）)=my(ｌ（エル）)＋ｋy(ｌ（エル）) 
また、前記s(ｌ（エル）)及びｋ(ｌ（エル）)は次の式により求める。
【００４２】
s(ｌ（エル）)=Mx my(ｌ（エル）)+mx(ｌ（エル）)
ｋ(ｌ（エル）)=Ky ｋy(ｌ（エル）)+ｋ(ｌ（エル）)
ｍx＝int(x/Kx）
ｍy＝int(y/Ky）
ｋx＝mod(x,Kx）
ｋy＝mod(y,Ky）
ｎ＝PxPy(KxKy(Mxmy+mx)＋Kykn+ky）＋Py py＋px
請求項１１記載の発明は、前記行列α'の第ｓ列をα'(s)とし、それと観測信号ｚの関
数h(s)=F(α'(s),  z)を、sを連続した独立変数とした関数とし、それを必要に応じ表示
し、f(s(ｎ))近傍の値の重みつき加算により対象物質量を出力することを特徴とする請求項９又は１０記載の検査方法である。
【００４３】
請求項１０の場合はs= MyKy y+x として二次元上にf(MyKy y+x)を出力させる。ここで
、近傍とは二次元的に距離が近いことを意味し、sは離れていてもよい。例えば、yが1違
うとsはMyKyも違うがこれは近傍といえる。
【００４４】
請求項１２記載の発明は、前記（式４）の右辺で計算されるN行１列のベクトルを、行
番号を独立変数とし、成分を従属変数とし、（ただしLは仮想の物質を含み実際の物質種
類より大きい数である）それを必要に応じ表示し、対象物質量を出力することを特徴とする請求項９又は１０記載の検査方法である。
【００４５】
請求項１３記載の発明は、前記f(m)はＭ系列であることを特徴とする請求項９〜１１のいずれかに記載の検査方法である。
【００４６】
請求項１４記載の発明は、特異的反応物質が保持された検査アレイ要素が二次元方向又は一次元方向に各々分散して配列されている検査アレイの製造方法であって、
該検査アレイの複数個が二次元状に配列可能な基板と、前記検査アレイの配列に対応させて二次元方向又は一次元方向に配置して特異的反応物質を充填した複数本のスポット用のノズルの間隔を、検査アレイの間隔に加えてスポットのピッチの整数倍だけずらして配置したノズルアレイと、前記基板及び前記ノズルアレイとを相対移動させる相対移動手段とを用い、前記ノズルの全てから特異的反応物質を前記基板の所定位置にスポットして固定させる固定工程と、前記基板及びノズルアレイを、検査アレイの平面方向の長さ単位だけ相対移動させる相対移動工程とを交互に行うことを特徴とする検査アレイの製造方法である。
【００４７】
すなわち、スポット用のノズルの間隔Ａｘ、Ａｙは、次式を満たすこと。
【００４８】
Ａｘ＝Ｄｘ±Ｐｘ×ｎｘ
Ａｙ＝Ｄｙ±Ｐｙ×ｎｙ
ここで、Ｄｘ，Ｄｙは、検査アレイの間隔であり、Ｐｘ，Ｐｙはスポットのピッチであり、Ｍｘ，Ｍｙは１検査アレイ用のスポット数であり、ｎｘ、ｎｙはそれぞれスポットのピッチＰｘ，Ｐｙを何ピッチ分だけずらすかを定めるための任意の整数であり、また、mod（Mx,ｎｘ）≠０，mod（Mｙ,ｎｙ）≠０である。
【００４９】
請求項１５記載の発明は、検査アレイ要素が区画化されていることを特徴とする、請求項１４に記載の検査アレイの製造方法である。
【００５０】
請求項１に記載の発明では、特許文献１の結合率α_ｎｌ（エル）で構成される行列に
対応する行列が、行列要素中に多くの非正の要素（４０％以上）を持ち、正の数と非正の数の２値の数値からなる行列で構成される行列であることが特徴である。そしてその２値は検査アレイ内に対象物質と特異的に反応する特異的反応物質の有無のみで規定される。
【００５１】
ここで、請求項１に記載の発明では、この行列が正の数と非正の数で構成されることから、結合率とは明らかに異なる量であることがわかる。結合率に非正の数はありえない。
【００５２】
これにより、請求項１記載の発明によれば、特異対象物質が基板上に分散されているため、対象物質と反応する時間が短かく、また、特異対象物質の対象物質に対する結合率を知る必要が無いという特徴を備えている。
【００５３】
また、請求項２ではこの行列が巡回する列より構成される。
【００５４】
また請求項３，４では単一のＭ系列、複数周期のＭ系列を用いた方式である。
【００５５】
さらに、請求項７は検査アレイ毎に同量の特異的反応物質を固定させたものである。
【００５６】
また、請求項８は簡易に接触確率が上昇するように構成させたものである。
【００５７】
請求項９又は１０に記載の発明によれば、特異対象物質を一点でなく、二次元的に配列でき、濃度に大きな差が有る複数の対象物質を異なる位置に固定するために、大きな濃度の対象物質の誤差の影響を小さな濃度の対象物質が受けにくくなる。
【００５８】
また、請求項１０に記載の発明によれば、ＮをＭ、Ｋ及びＰの関として表現し、Ｍ，Ｋをそれぞれ、零又は整数に変換して処理している。
【００５９】
例えば、図１５（ａ）に示すように、横６４０［pix］×縦４９４［pix］のＣＣＤ全画面図に対して、図１５（ｂ）に示すように、取り込み領域の左上座標を（０，０）として（Ｍｘ，Ｍｙ）を割り当て取り込み領域を設定し、取り込み領域Ｒ（横Ｎｘ＝Ｍｘ  Ｋｘ
Ｐｉｘ［pix］、縦Ｎｙ＝Ｍｙ  Ｋｙ  Ｐｉｙ［pix］）における（Ｍｘ、Ｍｙ）を２値化処理する。これにより、図１５（ｂ）の基本コードセルに対して、図１５（ｃ）に示すように、検査アレイ要素における基本コードセルの値を横Ｋｘ  Ｐｉｘ［pix］、縦  Ｋ
ｙ  Ｐｉｙ［pix］に簡略化でき、さらに、（Ｋｘ、Ｋｙ）を２値化処理すると、ピクセ
ル（画素）に対するスポットセルの値を横Ｐｉｘ［pix］、縦［pix］で表現することができる。
【００６０】
ここで、Ｐは、１検査アレイのデータ数に相当し、１検査アレイを、図１５（ｄ）に示すように、縦４個、横４個（４×４）のＣＣＤピクセル（画素）に対してはＰ＝４×４＝１６となる。
【００６１】
また、請求項１１に記載の発明によれば、出力対象を濃度に加えて出力が可能なため、視覚的なチャートを出力することができる。
【００６２】
請求項１３記載の発明のように構成すれば、複数個の検査アレイが二次元状に配列可能な基板と、隣接するノズル間の中心間距離が、検査アレイの平面方向の長さに加えて特異的反応物質の固定化間隔分（検査アレイの間隔分）ずらして、スポットノズルを検査アレイの個数分、すなわちスポットする個数分アレイ状に配置しているので、ノズルの全てから特異的反応物質を基板の所定位置にスポットして固定させる固定工程と、基板及びノズルアレイを、検査アレイの平面方向の長さ単位だけ相対移動させる相対移動工程とを交互に行うことにより、固定工程では、１つのスポットノズルは１枚の検査アレイをスポットすることにより検査アレイ要素の固定化を１点ずつ行い、その後検査アレイとノズルアレイを検査アレイの配置間隔だけ相対的に移動させて次の固定化を行うようすることにより、各検査アレイには、固定化間隔分ずれてノズルの個数及び配設に応じて特異的反応物質を基板上に固定させることができる。
【００６３】
これにより、短時間で多数の検査アレイに特異的反応物質（プローブ）の固定化を行う
ことができる。
【００６４】
請求項１５に記載の発明は、特異的反応物質が保持された検査アレイ要素が二次元方向又は一次元方向に区画化されて各々分散して配列されている検査アレイの製造方法であって、該検査アレイの複数個が非連続で配置されているため、隣接する検査アレイ要素の特異的反応物質がにじみ出る恐れがない。
【００６５】
区画化の方法は、特に限定されないが、例えば図１７に示すように、平面的や立体的に区画化されてよく、検査アレイ上に間隔を空けて検査アレイ要素を固定したり、また、検査アレイに各検査アレイ要素の間に障壁を設けたり、検査アレイに各アレイ要素に対応した窪みを設け、そこに各アレイ要素を固定したりしてもよい。
【００６６】
また、固定方法は特に限定されることはなく、公知の技術を用いることができる。例えば、スポッタやインクジェット方式のように噴射することにより固定する方法が挙げられる。
【００６７】
なお、スポットノズルから基板への特異的反応物質の固定は、ノズルと基板との接触により固定しても、また、例えば、特表２００３−５０３７３２号明細書の第３６頁付近で提案されているように、ノズルの先端から特異的反応物質がインクジェット方式のように噴射することにより固定されてもよい。
【発明の効果】
【００６８】
本発明の検査方法に従えば、結合率を具体的に知る必要がないために測定が簡略化され、経験則に基づく不確定な演算をすることなく複数種類の対象物質の数量を検査することができる。
【００６９】
また、本発明の検査アレイの製造方法によれば、ノズルをアレイ状に並べて、その間隔を「検査アレイ間隔に検査アレイ内のスポットのピッチの整数倍ずらした間隔」とし、検査アレイもアレイ状に配列し、一度に多数の検査アレイにプローブを固定するようにし、さらに検査アレイとノズルアレイを相対的に移動させて、プローブの固定を繰り返したので、コード化したプローブを短時間で多くの検査アレイに固定でき、年100万枚のような
量産にも対応できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７０】
以下、本発明を実施するための最良の形態について対象物質として生化学的物質を用いた例により説明するが、本発明の対象物質は生化学的物質に限定されず、たとえば金属などの検出のときは対象物質を金属または重金属あるいはそれらのイオンや錯体など、抗体を抗モノクローナル抗体、生化学を重金属検出と置き換え可能である。さらに、ＮＯｘ、ＮＨ３など有害物質の検出、ＰＣＢやダイオキシンなど毒物類の検出、薬物類の検出などに適用が可能である。また、後述する標識は、必要に応じて標識された抗体と読み替えることができる。
【００７１】
まず、図１は、本発明に係る検査装置の原理を説明するための参考模式図であり、図２（ａ）は、本発明に係る生化学的検査アレイを備えた検査装置の要部を断面により見た模式図であり、図２（ｂ）は、その検査アレイ要素ｎ単位に複数の抗体ＡＢ（ＡＢ１、ＡＢ２、ＡＢ３…）が固定化されている様子を説明する模式図である。また、図３は、対照例に係る生化学検査アレイを備えた検査装置の要部を断面により見た模式図である。なお、説明のためにこれらの図では厚み方向の縮尺と平面方向の縮尺とは必ずしも一致していなく、その詳細は以下の説明により明らかとなる。
【００７２】
これらの図において、符号１は生化学検査アレイであり、その表面１ａ側には特異的反応性物質としての抗体ＡＢ（いずれも不図示）が固定されている。この生化学検査アレイ１の表面１ａ側には、測定対象としての溶液Ｓが供給され、その溶液Ｓの上面には検査アレイ１とともに間に溶液Ｓの厚みｄの薄膜を形成する壁体２が配設されている。この壁体２は、検査アレイ１と相対移動が可能に構成され、これによりこの壁体２は、溶液Ｓを流動化させる流動化部材として機能する。
【００７３】
なお、この図２で符号ＮＰは、抗体ＡＢを固定する際に付随的に固定されたノイズ蛋白又はサンプルＳ内のノイズ蛋白であり、このノイズ蛋白ＮＰは、検査アレイ１の表面１ａの全体に亘って図示のとおり分布し、生化学検査のノイズの発生は一般的には避けられない。
【００７４】
ここで、図１では、一種類の抗体ＡＢが一様に配置されて分散され、溶液Ｓと共に供給された抗原ＡＧを捕捉している。
【００７５】
また、図２（ａ）では、複数種類の抗体ＡＢ（ＡＢ１、ＡＢ２、ＡＢ３…）が検査アレイ要素ｎ単位毎にコード化されて固定（拡散配置）されている。各検査アレイ要素ｎ単位には、図２（ｂ）に示すように、複数の抗体ＡＢ（ＡＢ１、ＡＢ２、ＡＢ３…）が僅かな隙間を開けて固定化されている。これらの抗体ＡＢ（ＡＢ１、ＡＢ２、ＡＢ３…）は、標識された抗原ＡＧにより、抗体ＡＢが反応しても十分に抗原と反応できる量で保持されている。これにより、溶液Ｓと共に供給された抗原ＡＧが、図２（ａ）に示すように、各検査アレイ要素ｎ単位毎にそれぞれ捕捉されている。
【００７６】
本発明の分散配置とはこのような拡散配置された場合を包含している。ここで、「コード化」とは複数種類の各抗体ＡＢ（ＡＢ１、ＡＢ２、ＡＢ３…）が規則的に配列されることにより得られた情報信号の処理を規則的に行えることを意味し、抗体ＡＢをコード化し配置すれば複数種類の抗原ＡＧの測定も可能になる。
【００７７】
生化学検査アレイの表面に抗体ＡＢをコード化して配列する一例は、図４に示されている。ここで、この抗体ＡＢ１〜ＡＢ３は、本発明における生化的学物質と特異的に反応する特異的反応物質である。
【００７８】
この図４において、Ｍ系列の生化学検査アレイの表面には、符号ＡＢ１、ＡＢ２及びＡＢ３で示される３種の抗体が１周期が７ビット長で４周期に亘ってコード化されて平面方向に分散して配列されて固定されている。なお、図４においては、対象位置に複数の抗原が保持されていることを示し、抗原同士が上下方向に反応して保持されていることを示すものではない。
【００７９】
一般に複数種類の抗体ＡＢ（ＡＢ１、ＡＢ２、ＡＢ３…）を平面方向にコード化させて緻密に配列することは困難であるが、有る程度の間隔を開けて配列することは容易である。抗体ＡＢがコード化配列された１周期に亘って溶液Ｓを流すことができればその配列間隔は自由に設定することができる。
【００８０】
これに対して、図３では、複数の抗体ＡＢ（ＡＢ１、ＡＢ２、ＡＢ３…）が一カ所に局在化されて配置され、この図３のように局在化された抗体ＡＢ（ＡＢ１、ＡＢ２、ＡＢ３…）の配置は本発明の対象外である。
【００８１】
なお、これらの図１〜３において、溶液Ｓ中の抗原ＡＧは、表面１ａ側に固定された抗体ＡＢ（不図示）により補足されて抗体ＡＢ（不図示）が固定された位置に応じて抗原ＡＢが補足された状態が説明されている。溶液Ｓ中の濃淡は、抗体ＡＢに補足されて溶液Ｓ
中の抗原ＡＧの濃度に拡散律速による濃淡が生じていることを示しており、表面１ａ側から順次特異的反応が進行し、図１及び図２で示すように、表面１ａ側に抗原ＡＧが補足され、溶液Ｓ中の抗原ＡＧの濃度は表面２ａ側から表面１ａに向けて漸減している。
【００８２】
ここで、これらの実施例に係る図では、濃度が表面２ａ側から表面１ａに向けて漸減しているが、反応時間を十分に確保すれば、全ての抗原ＡＧが補足されて実質的な濃淡が無くなり、これにより一層正確に各抗原ＡＧの濃度を測定することができる。
【００８３】
また、図３では、複数の抗体ＡＢ（ＡＢ１、ＡＢ２、ＡＢ３…）が局在化されて固定された領域（抗体配置領域）には、複数の抗原ＡＧ（ＡＧ１、ＡＧ２、ＡＧ３…）が補足され、領空には抗原ＡＧの濃度が低減した「抗原空の領域」が形成され、抗体配置領域から遠い領域は、抗原ＡＧが抗体ＡＢに補足されないで「抗原ＡＧの濃度の高い領域」が維持されている。
【００８４】
ついで、この生化学検査アレイ１の表面には、測定対象としての生化学的物質の種類数Ｌの数に対応した複数種類の抗原ＡＧ（ＡＧ１、ＡＧ２、ＡＧ３…）を含む溶液Ｓが供給される。いずれの抗原ＡＧ（ＡＧ１、ＡＧ２、ＡＧ３…）も散乱性粒子、発光性分子又は発光性粒子により標識されている。
【００８５】
これにより、これらの標識化された抗原（以下、標識抗原ＬＡＧという。）は、図１６に示すように、抗体ＡＢと出会うことにより特異的反応が生起して、例えば、標識抗原ＬＡＧ１は抗体ＡＢ１に特異的に結合され、標識抗原ＬＡＧ２は抗体ＡＢ２に特異的に結合され、標識抗原ＬＡＧ３は特異的に抗体ＡＢ３に結合され、標識抗原ＬＡＧ１が抗体ＡＢ２、抗体ＡＢ３…に結合されることはない。また、標識抗原ＬＡＧ２が抗体ＡＢ１、抗体ＡＢ３…に結合されることはない。
【００８６】
なお、標識同士が抗原を介して凝集するような場合は、まず、抗体に抗原を反応させ、その後に標識を反応させることにより、凝集による不都合を避けることができる。
【００８７】
これにより、複数種類の標識抗原ＬＡＧ（ＬＡＧ１、ＬＡＧ２、ＬＡＧ３…）を含む溶液Ｓが検査アレイ１の上面に供給されることにより、検査アレイ１の表面に固定された各抗体ＡＢ（ＡＢ１、ＡＢ２、ＡＢ３…）の配列に応じてそれぞれに対応する標識抗原ＬＡＧ（ＬＡＧ１、ＬＡＧ２、ＬＡＧ３…）が補足され、各発光分子又は発光粒子がそれらの分子数又は粒子数に応じて発光可能となる。各発光分子又は発光粒子を常法に従って発光させ、その発光画像をＣＣＤカメラなどで取り込むことができる。
【００８８】
この発光方法及び画像の取り込みの一例は、特許文献１に詳細に開示されている。以下の実施例に用いられる生化学的検査方法を実施する顕微鏡装置の構成は、特許文献１に記載の図１と原理的に同一の装置である。
【００８９】
本発明の生化学的検査方法においては、各発光分子又は発光粒子（蛍光分子又は蛍光粒子）の発光状況がベクトルで検出され、取り込まれた結果から（式４）の連立方程式を解くことにより各標識抗原ＬＡＧ（ＬＡＧ１、ＬＡＧ２、ＬＡＧ３…）の分子数に相当する数値がベクトルＶにより導出することができる。
【００９０】
これに対して、図３に示す局在化された配置では、結合常数αが既知である場合のみ解法できる。
【００９１】
なお、本発明において、効率よく抗原数を定量できる原理について、測定対象の数Ｌに応じた複数種類の抗体ＡＢ（ＡＢ１、ＡＢ２、ＡＢ３…）がコード化されて生化学検査ア
レイ１の表面に配列されて固定されている例により説明する。
【００９２】
ここで、本発明の検出方法においては、(1)測定対象となる溶液Ｓは、薄膜状態で生化
学検査アレイ１の表面に供給されること及び(２)測定対象となる溶液Ｓは、コード化されて配列固定された全ての抗体ＡＢ（ＡＢ１、ＡＢ２、ＡＢ３…）と結合する機会が与えられることが好ましい。
【００９３】
ここで、(1)溶液Ｓを薄膜とする理由について説明する。
【００９４】
対象物質が例えば、ラテックス等の微粒子で標識化された標識抗原ＬＡＧ、特異的反応物質が標識抗原ＬＡＧと反応する抗体ＡＢとする。溶液Ｓ中の標識抗原ＬＡＧはストークスの式より微粒子の大きさより計算できる拡散係数を持って溶液Ｓ中を拡散し抗体ＡＢと遭遇したときには全ての粒子（標識抗原ＬＡＧ）が反応すると考えられる。
【００９５】
拡散係数Ｄはラテックス粒子の直径に依存し次式のように表現できる。
【００９６】
Ｄ＝ｋT／（３πηｄ）  （ストークスの式）
但し、ｋはボルツマン係数（６．１３Ｅ−２３［Ｊ／Ｋ］）、Ｔは絶対温度［Ｋ］、ηはサンプルの粘性率［Pa・ｓ］、ｄは粒子の直径［ｍ］である。
【００９７】
ここで、粘性率を水の値０．８Ｅ−3［Pa・ｓ］、粒子直径を１Ｅ−７［m］、Ｔを３００［Ｋ］とすると、
Ｄ＝２５Ｅ−１２［ｍ＾2/s］
となる。それ故、粒子がｘ［ｍ］だけ拡散するために必要な時間ｔ［ｓ］は、ｔ＝ｘ＾２／（２Ｄ）、であるので、粒子が１mmの長さだけ拡散するために必要な時間は約100,000
秒（約１日）であり、迅速な反応は望めない。
【００９８】
これに対して、溶液Ｓの厚みを１０μｍとすれば、１０μｍ拡散するために必要な時間はわずか約１０秒となり、かなり高速な反応時間を得ることができる。それ故、例えば、溶液Ｓの測定対象の全てが１０μｍ以内の薄膜とすることができれば、抗原ＡＧと抗体ＡＢとの反応を１０秒程度の極めて短時間に完結させることができる。
【００９９】
ここで、サンプルの量を１μリットルとして１ｃｍ^2に抗体ＡＢを拡散させて配置すれば溶液Ｓの厚さは１０μｍになり、厚さ方向の抗原ＡＧの拡散は１０秒程度で完結する。
【０１００】
ここで、抗体ＡＢが固定されている領域の上液（上空）を抗体ＡＢの領液（領空）と定義すれば、厚さ１０μｍの範囲内の領空内の溶液Ｓに含まれる抗原ＡＧは１０秒間程度の短時間で抗体ＡＢと遭遇して結合する機会を与えられる可能性がある。
【０１０１】
それ故、溶液Ｓを薄膜状に延ばせば、抗体ＡＢの領空に存在する溶液Ｓ中の抗原ＡＧは、短時間で拡散により抗体ＡＢと接触させることができる。
【０１０２】
次に(2)全ての溶液Ｓ中の抗原ＡＧが固定された抗体ＡＢと接触させる機会を与える方
法について説明する。
【０１０３】
(1)では、抗体ＡＢが固定されている領空での拡散による抗原ＡＢの固定を説明したが
、溶液Ｓ中の抗原ＡＢを測定するためには、溶液Ｓ中に含まれる抗原ＡＧの全てが生化学検査アレイ上に固定された抗体ＡＢと遭遇する機会を与えられることが測定精度を出すためには望ましい。
【０１０４】
そこで、このためには、溶液Ｓに平面方向の流れを発生させ、溶液Ｓの全てが抗体ＡＢが存在する領空を通過するように流路を形成することである。この流路に沿って溶液Ｓを流し込めば全ての溶液Ｓは抗体ＡＢに接触することになり、抗原抗体反応により抗原ＡＧを抗体ＡＢに補足させることができる。
【０１０５】
ここで、本発明の最良の実施の形態では、このような流れを形成させる一例として生化学検査アレイ１と相対移動が可能な壁体２が設けられている。この壁体２を生化学検査アレイ１とコード化されて配列された抗体ＡＢの配列方向（平面方向）に相対移動させることにより溶液Ｓに抗体ＡＢの配列方向に溶液Ｓの流れを発生させることができる。
【０１０６】
ここで、このときの運動は、コード化されて配置された抗体ＡＢの位置に応じて溶液Ｓが流動する速度（流動速度）が一定であることが望ましい。このため、壁体２を生化学検査アレイ１に対して往復運動させることが最も簡易、且つ、確実であるが、相対的な運動で有れば往復運動に限らずに公転運動でもよい。駆動源としてモーターの回転運動をそのまま利用した壁体２の自転運動は半径方向に生化学検査アレイ１との相対運動速度が異なるため、コード化された各抗体ＡＢの上空を通過する溶液Ｓの流速をそれぞれの抗体ＡＢに対して一定に保つことが困難となる。
【０１０７】
このような壁体の溶液Sを流動させる装置の一例は、図５に示されている。この図５に
おいて、支持台１５に支持されたステッピングモータ１３の回転によりｙ方向に移動可能なｙ方向移動テーブル１１が載置され、そのｙ方向移動テーブル１１に支持されたステッピングモータ１４の回転によりｘ方向に移動可能なｘ方向移動テーブル１２が配置されている。また、このｘ方向移動テーブルの上に表面１ａに特異的反応物質が固定された検査アレイ１が固定されている。また、この検査アレイ１の表面１ａに平行に壁体２が配置され、この壁体２と表面１ａとの間に、例えば、サンプル液膜厚が３０μｍの溶液Ｓが介在された状態で、この壁体２は支持台１５に固定されている。
【０１０８】
これにより、ステッピングモータ１３，１４の駆動をコンピュータにより制御することにより検査アレイ１を壁体２に対して、公転運動されるように相対移動させる。公転運動条件の一例は次のとおりである。ｘ方向、ｙ方向の移動速度は０．５mm／ｓ、ｘ方向、ｙ方向の移動半径は１mm、ｘ方向、ｙ方向運動はサイン関数又はコサイン関数である。
【０１０９】
これにより、溶液Ｓを抗体ＡＢが存在している領空を略一定速度で通過させることにより、抗体ＡＢが存在している領空を通過した溶液Ｓ中の標識抗原ＬＡＧはコード化された抗体ＡＢに確実に捕捉される。
【０１１０】
ここで、全ての溶液Ｓが抗体Ｂと接触するためには、相対運動の程度は、溶液Ｓが各コード化された１周期を超えて移動することが必要であるが、本発明においては、壁体２の相対移動量が１０周期以上であることが好ましい。また、上限は特には限定されないが、反応時間を考慮すれば１００周期程度が上限になると予想される。
【０１１１】
次に本発明の検査方法によればバックグランドノイズが相殺されることを説明する。
【０１１２】
まず、この実施の形態で用いる生化学検査アレイの配置を図４に示す。この図に示すように、Ｍ系列の生化学検査アレイの表面には、符号ＡＢ１、ＡＢ２及びＡＢ３で示される３種の抗体が１周期が７ビット長で４周期に亘ってコード化されて平面方向に分散して配列されて固定されている。
【０１１３】
ここで、前記（式５）中のシフト量ｓ１，ｓ２，ｓ３をそれぞれ０，２，４とする。
【０１１４】
７ビットの１周期を、”1,1,1,0,0,1,0 ”とすれば、Ｍ系列は1,1,1,0,0,1,0であるの
で請求項４中のα(0)は次式のようになる。
【０１１５】
α(0)＝Transpose［1,1,1,0,0,1,0,1,1,1,0,0,1,0,1,1,1,0,0,1,0,］
また、シフト量が０，２，４であるため、２８×３行の行列α（ここで、数値「２８」は７ビットと４周期の積であり、数値「３」は抗体の種類数である。）は、次のとおりとなる。
【０１１６】
【数７】
2005172807.tif 000006
また、α´はTranspose［α］の各要素（ij成分）を次の規則により置き換える。
【０１１７】
(1) α_ij＝１のときα´_ij＝１
(2) α_ij＝０のときα´_ij＝−(α中の要素で１である数)/(α中の要素で０である数)
したがってこの場合α´は以下のようになる。
【０１１８】
【数８】
2005172807.tif 000007
上の規則にしたがって変換することにより、浮遊標識やバックグラウンド蛋白のような場所的に変化しない信号を演算により落とすことができる。
【０１１９】
ここで、Ｍ系列を複数周期にする理由は、浮遊標識やバックグラウンド蛋白、結合抗体の付き方が基板上で一様でなく、Ｍ系列の周期に比べてゆっくり変動する場合に対応するためである。つまり、Ｍ系列の１中に浮遊標識やバックグラウンド蛋白の変化を無視することができる場合、Ｍ系列の周期内ではこれらの量を定数と見なせ、正しい値を導くことができる。
【０１２０】
実際、Ｂを２８×２８の単位行列×１／（αの１列中の１の数）とすれば、（式４）Transpose［α´］ＢαＶ＝Transpose［α´］ｚは以下のようになる。
【０１２１】
【数９】
2005172807.tif 000008
この式に、浮遊標識やバックグラウンドノイズとしてｚ´＝Transpose［1,1,1,‥‥1］を代入すると、右辺は０になり、これらが除去されることがわかる。
【０１２２】
また、対象物質としての抗体ＡＢ１、ＡＢ２、ＡＢ３の量及び浮遊標識とバックグラウンドの和が図６に示すように、１、８、２１．３３３及び５６で分布したとする。
【０１２３】
このときの本方式での出力値はＡＢ１、ＡＢ２及びＡＢ３がそれぞれ１、８及び21.333となり、いずれも浮遊標識とバックグランドの和が相殺された正しい値を出力している
ことがわかる。なお、抗体と反応しない標識抗原はバックグランウンドとなるが、このような標識も本方式により取り除くことができる。そのため、先行文献において必要な洗浄工程が本方式では不要となり、検査工程の簡略化が可能である。
（実施例）
つぎに、請求項１０及び請求項１２に記載の発明で示されるコードを使用し、請求項１１で示すチャートを作成したときの実施例について説明する。
【０１２４】
ここで、図７は、４種類の抗体ＡＢ０〜ＡＢ３が検査アレイ１にｘｙの二次元でコード化されて固定された配置図である。
【０１２５】
ここで、Px=Py=1とし、Kx及びKyはそれぞれ２(Kx*Ky=4)である。また、α(s)は周期２
５５のｍ系列であり、Mx及びMyはそれぞれ１５及び１７(Mx*My＝２５５)である。
【０１２６】
これにより、基板上の特異的反応物質ＡＢ０〜ＡＢ３の配置は図７に示すようになる。ここで、配置のピッチは０．１mmである。また、各特異対象物質の割付は表１のようになる。
【０１２７】
【表１】
2005172807.tif 000009
この基板に実際の対象物質、標識の順に反応させてそれを検出器で検出し、ｚを求め、以下の手法で求めた請求項１１．５に示すところのチャートでPx,Py=1とし、式２の行番
号をｎとし、n＝MxKx X+Yを独立変数にしてプロットすると図８のとおりとなる。
【０１２８】
ここで、f(m)は周期２５５のｍ系列であり、１２８個の１と１２７個の０をもつ。
さらに、f'(m)はf(m)=１のときf'(m)=1,f(m)＝０のときf'(m)＝−１２８／１２７である
。従って、f'(m)＝２５５／１２７、f(m)＝−１２８／１２７となり、Ａ＝２５５／１２
７、Ｂ＝−１２８／１２７である。
【０１２９】
この図８に示すように、４種類の対象物質ＡＢ０〜ＡＢ３に応じた４本のピークが観測されており、(ｘ(ｌ（エル）),ｙ(ｌ（エル）))にピークを観測できる。その大きさは対
象物質の量を反映する。またｓ(ｌ（エル）)は請求項１１に示すｓのうちでピークを持つｓを表す。
【０１３０】
本実施例では配置図をみると、４つの特異対象物質が領域上に偏りなく分散していることがわかる。そのために、対象物質が特異対象物質に短い時間で捕捉される。
【０１３１】
また、異なる特異対象物質が同じ箇所に無い。そのために対象物質の量に大きな差があっても小さな量の対象物質の出力に大きな量の対象物質の誤差が重なることが少なく精度のよい測定ができる。
【０１３２】
つぎに、このような検査アレイ１の好ましい製造方法の一例について、一般的に採用されている多抗体非同時スポット（重ね打ち）の例を対照として説明する。
【０１３３】
ここで説明する実施例では、５mm角の大きさの検査アレイ１を用い、コード化には周期１０２３のＭ系列を使用している。
【０１３４】
まず、図９及び図１０は、多抗体非同時スポット（重ね打ち）の例を説明する模式図であり、これらの図において、コード化された抗体ＡＢは、５mm角の検査アレイの真中辺に０．１mm間隔で固定される。ここで、先に示した実施例では、周期７のＭ系列を４周期にわたってコード化された実施例が示されているが、この実施例では周期１０２３のＭ系列を１周期分コード化する場合に変更して説明する。これにより、１枚の検査アレイ１には１０２３点のスポットが打たれる。
【０１３５】
図９に示すように、１０２３点のスポットはｘ＝３３，ｙ＝３１（ｘ＊ｙ＝３３×３１＝１０２３）と二次元状のスポット位置（α、β…γ）に固定される。このスポット位置（α、β…γ）は５mm角検査アレイ１の真中あたりに固定化するのが普通であるが、カートリッジの設計に依存するのでこの一例に限定されることはなく、真中からずれていても検査アレイ１内にすべて固定されれば問題はない。
【０１３６】
それぞれの抗体ＡＢは１０２３点のうち５１２点に固定される。どこの位置に５１２点を固定するかはコード化のやり方に依存する。
【０１３７】
今、抗体ＡＢを１６種類（抗体ＡＢ１〜抗体ＡＢ１６）とする。スポット用のノズル（スポットノズルＮ＝不図示）に最初の抗体ＡＢ１を入れる。スポッタ（スポットロボット）またはインクジェット方式などで、コード化に従って抗体ＡＢ１を固定させるべきスポット位置（α）にスポットノズルＮを移動させ、抗体ＡＢ１を検査アレイに接触させてスポットし、抗体ＡＢ１を固定させる。さらにまた抗体ＡＢ１を固定させるスポット位置（β）までノズルを移動させてスポットする。このような操作を繰り返すことにより、１０２３点の約半分である５１２点にスポットし、検査アレイに接触させ固定させる。
【０１３８】
つぎに、抗体ＡＢ１に代えて抗体ＡＢ２をノズルに入れる。抗体ＡＢ１のときと同じように１０２３点のうち５１２点をスポットしていく。抗体ＡＢ２をスポットする位置は抗体ＡＢ１をスポットするときとは異なっている。このときの様子を図１０に示す。この図１０に示すように、すでに抗体ＡＢ１がスポットされている場合には、抗体ＡＢ２は、抗体ＡＢ１の上に重ね打ちをしていくことになる。このような操作を順次くりかえすことにより、抗体ＡＢ１〜抗体ＡＢ１６の１６種類すべての抗体をスポットする。
【０１３９】
しかしながら、このような多抗体非同時スポットによる方法で各抗体ＡＢ１〜ＡＢ１６を固定すると、莫大な時間がかかり実用的ではない。例えば、このような手法により抗体ＡＢをスポットする場合、１回のスポットに５秒が必要であるとすると、１枚の検査アレイ１に抗体ＡＢ１〜抗体ＡＢ１６の全てを固定するのに、抗体を入れたり、詰め替えたりする時間を無視しても、５＊５１２＊１６（秒）＝１１．４時間かかる。これにより、１台のスポットロボットを使用して検査アレイ１を年１００万枚程度に量産するには、約８７８９０年も必要となり、実用的ではなくなる。
【０１４０】
そこで、本発明の好ましい検査アレイの製造方法では、このような問題点を解決するために、本発明で用いられる検査アレイの量産性のある製造方法を提供する。
【０１４１】
図１１、図１２に本発明の実施の形態の一例を示す。
【０１４２】
上述の説明と同様に、１枚の検査アレイ１を５mm角とする。１０２３周期のＭ系列を使用し、この検査アレイ１には上述の説明と同様に抗体ＡＢを５１２スポット（１０２３の約半分）打つものとする。
【０１４３】
まず、図１１及び図１２に示すように、検査アレイ１が二次元（平面）状に多数配列できる程度に大きな基板４、その基板４をｘ方向及びｙ方向に移動させるＸ−Ｙテーブル及び基板４に向けてコード化されて混合された混合抗体を付与するためのノズルアレイＮＡを用意する。
【０１４４】
ここで、この実施例では基板４として１ｍ×１ｍのアクリル板を材質に用いている。この基板４上の略全面にわたって特異的反応物質としての抗体ＡＢをスポッットした後、５mm角に切断又は分割して最終的な検査アレイ１にすれば、理論上、２００×２００＝４００００個の検査アレイ１を取り出すことができる。ここで、以下の説明の便宜のために、基板４に５ｍｍ間隔で、基準位置を左上隅としてｘ方向に符号１、２…を付し、ｙ方向にＡ、Ｂ、Ｃ…を付してそれぞれの位置を説明する。これにより、左上隅の基準位置は符号Ａ１で示される（図１２参照。）。
【０１４５】
つぎに、ノズルアレイＮＡとしては、スポット用のノズルＮを、ｘｙ方向にそれぞれ３３本及び３１本（ｘｙ＝３３＊３１＝１０２３）配列することにより、合計１０２３本のノズルＮを二次元的アレイ状に配列して固定する。ここで、各ノズルＮに便宜的に添え字１〜１０２３を付して、個々のノズルをＮ１、Ｎ２、Ｎ３…Ｎ１０２３と呼称することにする。隣接するノズルＮとノズルＮとの中心間距離を５．１mmとする。これは検査アレイの寸法５mm角に対して、ノズルの中心間距離を０．１ｍｍだけ大きく取ることにより１個の検査アレイ内に固定される検査アレイのスポット位置のずれ（コードピッチ）を０．１mmに設定するためのものである。
【０１４６】
これにより、ノズルアレイＮＡ中には３３×３１に配列したノズルＮ１〜ノズルＮ１０２３が配列されている。なお、この図では、各ノズルＮの一部を図示の都合上省略して記載している。
【０１４７】
ここで、これらの図では、各ノズルＮのＸ方向、Ｙ方向の間隔（又は配列）は、同一間隔であるが、この間隔は同一であっても異なっていてもよい。
【０１４８】
ついで、各ノズルＮ１〜Ｎ１０２３には、１０２３周期のＭ系列に従ってコード化された抗体を注入する。
【０１４９】
今抗体ＡＢの種類を抗体ＡＢ１（抗体１）〜抗体ＡＢ１６（抗体１６）の１６種類とする。コード化された抗体は、図１４に示す処方に従って混合され、各スポットノズルＮ１〜Ｎ１０２３にそれぞれに対応する混合抗体が注入される。ここで、この図１４において符号「０」はその抗体を入れないことを示し、又は符号「１」はその抗体を入れるということを表している。
【０１５０】
これにより、例えば、スポットノズルＮ１には、抗体２，７，８，９，１０，１２，１４，１５を混合したものを注入する。Ｎ１〜Ｎ１０２３の全てのスポットノズルＮについて抗体の組み合わせを記載すると膨大になるので、この図１４では、Ｎ１〜Ｎ１５及びＮ１０１０〜Ｎ１０２３までを記載し、それ以外は省略している。これにより、本実施例のように抗体の種類が１６種類であればすべてのノズルＮになにがしかの混合抗体が注入されることになり、抗体の注入されない空のノズルは存在しないが、例えば、抗体の種類が２種類のように少なければ空のノズルが発生することになる。
【０１５１】
つぎに、このような装置を用いた操作方法について説明する。
【０１５２】
Ｘ−Ｙ移動テーブルを移動させて基板４の所定位置（例えば、左隅のＡ１の基準位置）にノズルアレイＮＡのスポットノズルＮ１を位置させる。このときスポットノズルＮ１が図１２の検査アレイＡ１の左上のスポット位置α点（αは図９参照）に来るようにする。これにより、スポットノズルＮ２は検査アレイＡ２におけるβ点をスポットする位置（Ａ２における図９のβ点の位置）に配置され、Ｎ１０２３はＡＥ３３（ここで、ＡＥは十進法での３１番目を意味する。）におけるγ点をスポットする位置に配置される。
【０１５３】
これにより、１０２３本のスポットノズルＮ１〜Ｎ１０２３により構成されたノズルアレイＮＡで同時に基板４にスポットする。ここで各スポットは同時でなくても構わないが、量産化を考えると同時が好ましい。
【０１５４】
スポット終了後にＸ−Ｙ移動テーブルを検査アレイの間隔である５ｍｍだけｘ方向に移動させる。スポットノズルＮ１がＡ２の位置に配置され、同様に１０２３本のノズルアレイＮＡにて再度スポットする。このときスポットノズルＮ１は検査アレイＡ２のα点にスポットし、Ｎ１０２３はＡＥ３４のγ点をスポットする。このスポット操作では検査アレイＡ２，Ａ３〜ＡＥ３３，ＡＥ３４がスポットされる。
【０１５５】
以下同様に、Ｘ方向に移動しながらスポットするこの操作を１６８回繰り返すと、Ｎ３３がＡ２００をスポットする位置に来る。ここまでの操作が終わると、Ｙ方向に基板４を検査アレイ１の配置間隔５mmだけ移動した後再びノズルアレイＮＡからスポットする。スポットが終了後に今度は逆向きである−Ｘ方向に基板４を５mmだけ移動させる。このようにしてＸ方向に基板４を移動させながら、１０２３本のノズルで同時にスポットする操作を１６８回行う毎に、Ｙ方向に基板４を移動させて同じ操作を繰り返す。Ｙ方向に基板４を移動させる回数が１７０回で全スポットが終了する。これにより、基板４（又は各検査アレイ１）上には、図１３に示すように、スポットノズルＮ１に入っている混合抗体がスポットされる位置と、スポットノズルＮ２に入っている混合抗体がスポットされる位置は、互いに０．１ｍｍ位置ズレされてスポットされ、かつ、時間的にもずれてスポットされる（混合抗体非同時スポット）。
【０１５６】
このようにして合計１６８×１７０＝２８５６０回スポットすると２００×２００＝４００００個の検査アレイのうち、真中辺の（２００−６４）×（２００−６０）＝１９０４０個が、図９に示すような、１０２３スポット分すべて固定された完成した検査アレイとなる。ここで、周辺に位置する、４００００−１９０４０＝２０９６０個の検査アレイ１は使用しない。
【０１５７】
このような製造方法に従えば、ノズルアレイが１スポットするのに要する時間をｘ、ｙ方向への移動を含めて５秒とすると、２８５６０回スポットするのに要する時間は、２８５６０×５＝１４２８００秒であり、これは３９．７時間である。従って３９．７時間で１９０４０枚の検査アレイに抗体を固定できる。週に２回、この抗体の固定を行えば、１年で固定できる検査アレイの数は、１９０４０×２×５０(週)=１９０４０００枚となり
、歩留まり等を考慮しても、年１００万枚の生産は可能となる。
【０１５８】
なお、以上の製造装置では、基板４を移動させる装置により説明したが、基板４とノズルアレイＮＡとは相対移動できればよいので、ノズルアレイＮＡを移動させても、双方を移動させてもよいことは言うまでもない。
【０１５９】
また、以上の実施例では、スポッタで説明してきたが、インクジェットプリンタ等を使
用して抗体を固定する場合でも同様に行える。
【０１６０】
また、検査アレイ要素として抗体を例にあげて説明したがこれに限定されるものではなく、他のものでもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１６１】
本発明に係る検査方法は、例えば、蛍光抗体法を利用した抗原の同定やＤＮＡのアッセイなどの生化学的物質の検査に利用できる。また、抗重金属モノクローナル抗体などを利用した重金属測定にも利用できる。さらに、ＮＯｘ、ＮＨ３など有害物質の検出、ＰＣＢやダイオキシンなど毒物類の検出、薬物類の検出などに利用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１６２】
【図１】本発明に係る検査装置の原理を説明するための参考模式図である。
【図２】図２（ａ）は、本発明に係る生化学的検査アレイを備えた検査装置の要部を断面により見た模式図であり、図２（ｂ）は、その検査アレイ要素単位に複数の抗体が固定化されている様子を説明する模式図である。
【図３】対照例に係る生化学検査アレイを備えた検査装置の要部を断面により見た模式図である。
【図４】コード化して抗体を配置する一例を説明する図である。
【図５】本発明に係る生化学的検査アレイを備えた検査装置の具体的な構成を側面により説明する図である。
【図６】対象物質ＡＢ１、ＡＢ２、ＡＢ３、浮遊標識とバックグラウンドの和の分布を示す図である。
【図７】実施例に係る検査アレイ上の特異的反応物質の配置図である。
【図８】図７に係る検査アレイで対象物質を捕捉した場合の観測信号ｚの関数を重みつけき加算により対象物質量を出力した一例を説明する図である。
【図９】コード化された抗体が検査アレイに固定された状態を説明する平面図である。
【図１０】抗体を１種類ずつ重ね打ちする状態（多抗体非同時スポット）を説明する模式図である。
【図１１】ノズルアレイを用いてスポットする状態を説明する模式図である。
【図１２】図１１の模式図を上から見た模式図である。
【図１３】混合抗体非同時スポットの例を模式的に説明する図である。
【図１４】各ノズルに注入する抗体を説明する図である。
【図１５】本発明における階層処理の状況を説明する図である。
【図１６】標識対象物質としての標識化された抗原（ＬＡＧ）を説明する図である。
【図１７】本発明における検査アレイ要素が区画化されている状況を説明する図である。
【符号の説明】
【０１６３】
ＡＢ：特異的反応物質（たとえば抗体）
ＡＧ：対象物質  （たとえば抗体，重金属）
ＬＡＧ：標識対象物質（標識はラテックス，蛍光粒子など）
ＮＰ：ノイズ物質
Ｓ：溶液
１：生化学検査アレイ（検査アレイ）
１ａ：表面
２：壁体
２ａ：表面
３：基板
Ｎ：スポットノズル
ＮＡ：ノズルアレイ
α、β、…、γ：スポット位置
１１：ｙ方向移動テーブル
１２：ｘ方向移動テーブル
１３、１４：ステッピングモータ
１５：支持台
【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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