(57)【要約】【課題】  評価対象に蛍光標識部や放射性物質を導入しなくても、少量であっても、また、試料中に多種類の評価対象が混合された状態で存在する場合であっても、評価可能とすることもでき、さらに、小型化、複合化、集積化された被検体評価装置を実現できる、高感度に評価可能な被検体評価技術を提供する。【解決手段】  担体との間の距離が大きくなると受光により蛍光を発し得る蛍光標識部を備えた被検体と結合することができる担体を備えた被検体評価装置において、蛍光標識部と担体との間の距離が、被検体と担体との少なくともいずれか一方に備えられた感応部により変化し得るようにする。【選択図】      図９
2005077143.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
担体との間の距離が大きくなると受光により蛍光を発し得る蛍光標識部を備えた被検体と結合することができ、外部からの作用により、蛍光標識部との間の距離が変化し得る担体と、
蛍光標識部を発光させるための光照射装置と、
蛍光標識部から発光される蛍光を検出するための蛍光検出装置と
を備え、
当該蛍光標識部と当該担体との間の距離が、被検体と担体との少なくともいずれか一方に備えられた感応部により変化し得る
被検体評価装置。
【請求項２】
前記担体が、カルボキシ基、チオール基、アミノ基、チオイソシアネート基、イソシアネート基、αケトハライド基からなる群から選ばれた少なくとも１種の基を有する被検体結合部を有する、請求項１に記載の被検体評価装置。
【請求項３】
前記担体が、下記Ａ〜Ｅのいずれかの反応により、前記被検体と結合することができるものである、請求項１または２に記載の被検体評価装置。
Ａ．１−（３−ジメチルアミノ−プロピル）−３−エチル−カルボジイミドハイドロクロライドにより活性化した、イミダゾール結合体を中間体とするカルボキシ基とアミノ基との反応。
Ｂ．１−（３−ジメチルアミノ−プロピル）−３−エチル−カルボジイミドハイドロクロライドにより活性化した、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドまたはＮ−ヒドロキシスクシンイミドスルホン酸結合体を中間体とするカルボキシ基とアミノ基との反応。
Ｃ．チオール基とマレイミド基との反応。
Ｄ．イソシアネート基とアミノ基との反応。
Ｅ．αケトハライド基とアミノ基またはチオール基との反応。
【請求項４】
前記光照射装置に１本または２本以上の光ファイバーを使用した、請求項１〜３のいずれかに記載の被検体評価装置。
【請求項５】
エバネッセント波により蛍光標識部を励起させ得る、請求項１〜４のいずれかに記載の被検体評価装置。
【請求項６】
複数の担体を備え、
それぞれの担体に、他の担体とは異なる電位を与え、それぞれの担体に異種の被検体を結合せしめ得る、請求項１〜５のいずれかに記載の被検体評価装置。
【請求項７】
複数の担体配置場所に、他の配置場所とは異なる電位を与え、それぞれの配置場所に異種の担体を生ぜしめた、請求項１〜６のいずれかに記載の被検体評価装置。
【請求項８】
流路と、第一の捕捉体により評価対象を捕捉する評価対象捕捉部と、評価対象を捕捉していない第一の捕捉体を第二の捕捉体で捕捉する捕捉体捕捉部とをこの順に付設する、請求項１〜７のいずれかに記載の被検体評価装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の被検体評価装置を用い、
被検体を担体と結合せしめ、
外部からの作用により、蛍光標識部と担体との間の距離を変化させ、
光照射装置から光を照射し、
蛍光標識部から発光される蛍光を蛍光検出装置で検出し、
蛍光発生の有無、蛍光強度増大率、蛍光強度減衰率、ピーク強度、ピーク強度の変化率からなる群から選択された少なくとも一つの物性値を測定する、
被検体評価方法。
【請求項１０】
複数の担体配置場所に、他の配置場所とは異なる電位を与え、それぞれの配置場所に異種の担体を生ぜしめる、請求項１〜８のいずれかに記載の被検体評価装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイオチップやＤＮＡチップに代表される、評価対象評価のための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
１９９０年代に入って進められてきたヒトゲノム計画は、各国が分担してヒトの遺伝暗号をすべて解読しようとする試みであり、２０００年夏にドラフト版が完成したことが公表された。今後、機能ゲノム科学や構造ゲノム科学の進展によって、解読されたヒトゲノム配列情報の各々の箇所がどのような機能に係わっているかが明らかにされていくものと予想される。
【０００３】
このヒトゲノム計画は、ライフサイエンスにかかわりを持つ科学技術並びに産業に対して、大きなパラダイムの変化をもたらした。たとえば糖尿病は、血糖値が高くなるという病状に基づいて分類が行われ、発症の原因としては患者の体内でインシュリン産成能がどの程度あるかに基づいてＩ型（体内でインシュリンを産生できない）、ＩＩ型（体内でインシュリン量の調整ができない）のような分類が行われてきた。
【０００４】
ヒトゲノム計画は、血糖とインシュリンの検出、合成、分解などの調整に係わっている酵素やレセプターなどの蛋白質のアミノ酸配列構造、ならびにそのような蛋白質の存在量の制御に係わっている遺伝子のＤＮＡ配列の情報をすべて我々に提示している。
【０００５】
このような情報を使うと、血糖値の調整が正常に行われないという現象としての糖尿病は、血糖とインシュリンの検出、合成、分解などの一連の処理に係わるそれぞれの蛋白質のどれが不調なのかによって、サブタイプに分類でき、それによって適切な診断と治療を行うことが可能になるはずである。
【０００６】
特に、ヒトゲノム配列に基づいて特定の蛋白質に対する薬剤を開発するゲノム創薬が精力的に進められており、このような一連の機能的にかかわりのある蛋白質の状態を把握してゲノム創薬薬剤を投与し、症状の緩和や治癒を行う時代がくると予想される。
【０００７】
しかし、このような一連の機能的にかかわりのある蛋白質の存在量を簡便に測定できる技術は、プロテオーム解析技術として発展途上にある。現在確立されている方法として、二次元電気泳動と質量分析機の組み合わせで測定が行われているが、これには比較的大がかりな装置が必要になる。従って、臨床の現場、たとえば病院の検査室やベッドサイドで患者の症状を把握するためにはあらたな技術の開発が必要とされている。
【０００８】
こうした中、ｍｉｃｒｏ−Ｔｏｔａｌ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  Ｓｙｓｔｅｍ（μ−ＴＡＳ）やＬａｂ−ｏｎ−ａ−ｃｈｉｐと呼ばれる研究に関心が集ってきている。これは、数センチメートル角のガラスやシリコンの基板にマイクロメートルサイズの溝（マイクロチャネル）を加工して微細な装置となし、その中で化学分析や反応を行うものである。液体や気体のサンプルを微細な流路（数百μｍ〜数μｍ幅）の中に流すため、試料・廃棄物量の低減、高速処理などの利点をもたらし、更に化学プラントさえも小型化できる可能性があり、この技術のバイオ分野への応用が期待されている。なお、μ−ＴＡＳは、「集積化化学分析システム」、「マイクロ化学・生化学分析システム」等と訳され、センサ、分析装置などを小型化した化学分析システムであり、分析化学実験室で使用される機器の機能をチップ上に集約させたものである。
【０００９】
中でも、ＤＮＡチップ（またはＤＮＡマイクロアレイ）に代表されるバイオチップの技術は、遺伝子解析に有効な手段として注目されている。バイオチップとは、ガラス、シリコン、プラスチックなどからなる基板の表面上に、ＤＮＡ、蛋白質などの生体高分子からなる多数の異なった検体を高密度に整列化してスポットしたもので、臨床診断や薬物治療などの分野で、核酸や蛋白質の試験を簡素化できるのが特徴である（たとえば特許文献１、非特許文献１参照）。
【００１０】
検体としては、たとえばＤＮＡや、ヌクレオチドなどが用いられる。従って、バイオチップはＤＮＡチップと呼ばれることも多い。
【００１１】
このようなＤＮＡチップに、被検体である未知のＤＮＡの断片を流した場合に、ＤＮＡがそれと相補的関係にあるＤＮＡと結合する性質を利用して、検体とハイブリダイゼーションさせることにより、ターゲットであるＤＮＡを捕獲する。未知のＤＮＡに蛍光標識部を予め付加しておけば、捕獲された被検体は、ＤＮＡチップ上の各スポットからの蛍光シグナルとして検出され、これをコンピュータでデータ解析することにより、被検体中の数千から数万のＤＮＡあるいはＲＮＡの状況を一挙に観測することが可能となる。
【００１２】
このような、いわゆるＤＮＡチップにおいては、測定対象であるＤＮＡをあらかじめＰＣＲ反応（ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ  ｃｈａｉｎ  ｒｅａｃｔｉｏｎ）によって増幅（増量）する際に蛍光色素を導入し、アレイ状に配した相補ＤＮＡ鎖と結合した試料中のＤＮＡ量を蛍光強度によって定量しようとするものである。
【００１３】
しかしながら、蛋白質はＰＣＲ反応に相当する増幅を行うことができない。また、試料中に多種類の蛋白質が混合された状態で存在する場合に、蛍光標識部を一様に導入することは個々の蛋白質と色素との反応性が異なるために用いることができないという問題があった。
【００１４】
さらに、上記のようなバイオチップは、次のような問題を有していた。第一に、特定の生体高分子に対しては、多数の異なった検体を高密度に整列化してスポットする必要があり、対象とする生体高分子毎に反応させるための器を並べる必要があった。しかも、この器の１つ１つが目で見えるサイズであるため、小型化への障害になっていた。
【００１５】
第二に、フォトリソグラフィーを利用して基板に微細な流路パターンを形成した後、エッチング等の方法で溝を形成し、蓋をして流路を形成するのが、μ−ＴＡＳのような複雑なバイオチップの作製時に一般的に行われている方法であるが、密閉した後にＤＮＡ検体を取り付ける手段がなかった。このため検体を高密度に整列化してスポットする作業は、バイオチップの作製過程中に行う必要があり、その後のバイオチップの作製プロセス中に加わるＤＮＡへの影響が問題であった。
【特許文献１】特開２００１−２３５４６８号公報（段落番号０００２〜０００９）
【非特許文献１】「ジャーナルオブアメリカンケミカルソサエティ（Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｃｉｅｔｙ）」，１９９７年，第１１９巻，ｐ．８９１６−８９２０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は上記の課題を解決し、蛋白質等の評価対象について、高感度に評価可能な新規技術を提供することを目的とする。本発明のさらに他の目的および利点は、以下の説明から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の一態様によれば、担体との間の距離が大きくなると受光により蛍光を発し得る蛍光標識部を備えた被検体と結合することができ、外部からの作用により、蛍光標識部との間の距離が変化し得る担体と、蛍光標識部を発光させるための光照射装置と、蛍光標識部から発光される蛍光を検出するための蛍光検出装置とを備えた被検体評価装置が提供される。
【００１８】
本発明により、蛋白質等の評価対象について、高感度に評価可能な被検体評価装置を実現できる。評価対象に蛍光標識部や放射性物質を導入しなくても評価可能とすることもできる。少量であっても評価可能とすることもできる。また、試料中に多種類の評価対象が混合された状態で存在する場合であっても、評価可能とすることもできる。さらに、小型化、複合化、集積化された被検体評価装置を実現できる。
【００１９】
蛍光標識部と担体との間の距離が、被検体と担体との少なくともいずれか一方に備えられた感応部により変化し得ること、外部からの作用が、電磁的作用または化学的作用であること、特に、担体が電極であり、対向電極との間に電位差を与えることにより電磁的作用が実現すること、担体が、被検体と化学的に結合し得ること、担体が表面にＡｕ層を有すること、担体が、カルボキシ基、チオール基、アミノ基、チオイソシアネート基、イソシアネート基、αケトハライド基からなる群から選ばれた少なくとも１種の基を有する被検体結合部を有すること、被検体結合部が、チオール基を介してＡｕ層と結合したものであること、担体が、下記Ａ〜Ｅのいずれかの反応により、被検体と結合することができるものであること、
Ａ．１−（３−ジメチルアミノ−プロピル）−３−エチル−カルボジイミドハイドロクロライドにより活性化した、イミダゾール結合体を中間体とするカルボキシ基とアミノ基との反応。
【００２０】
Ｂ．１−（３−ジメチルアミノ−プロピル）−３−エチル−カルボジイミドハイドロクロライドにより活性化した、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドまたはＮ−ヒドロキシスクシンイミドスルホン酸結合体を中間体とするカルボキシ基とアミノ基との反応。
【００２１】
Ｃ．チオール基とマレイミド基との反応。
【００２２】
Ｄ．イソシアネート基とアミノ基との反応。
【００２３】
Ｅ．αケトハライド基とアミノ基またはチオール基との反応。
被検体が、蛋白質、ＤＮＡ、ＲＮＡ、抗体、天然または人工の１本鎖のヌクレオチド体、天然または人工の２本鎖のヌクレオチド体、アプタマー、抗体を蛋白質分解酵素で限定分解して得られる産物、蛋白質に対して親和性を有する有機化合物、蛋白質に対して親和性を有する生体高分子、これらの複合体およびそれらの任意の組み合わせよりなる群から選ばれた少なくとも一つの評価対象に対して特異的に結合する性質を有する評価対象結合部を備えていること、特に評価対象が蛋白質であること、感応部がプラスまたはマイナスに帯電し得ること、感応部が、蛋白質、ＤＮＡ、ＲＮＡ、抗体、天然または人工の１本鎖のヌクレオチド体、天然または人工の２本鎖のヌクレオチド体、アプタマー、抗体を蛋白質分解酵素で限定分解して得られる産物、蛋白質に対して親和性を有する有機化合物、蛋白質に対して親和性を有する生体高分子、これらの複合体およびそれらの任意の組み合わせよりなる群から選ばれた少なくとも一つの物質よりなること、特に、感応部が天然または人工の１本鎖のヌクレオチド体、あるいは、天然または人工の２本鎖のヌクレオチド体よりなること、感応部が抗体のＦａｂフラグメントまたは（Ｆａｂ）2フラグメントよりなること、感応部が、ＩｇＧ抗体またはＩｇＧ抗体のＦａｂフラグメントまたは（Ｆａｂ）2フラグメントに由来する断片よりなること、感応部がヌクレオチドアプタマーよりなること、光照射装置に１本または２本以上の光ファイバーを使用したものであること、光照射装置がレーザ光照射装置であること、エバネッセント波により蛍光標識部を励起させ得ること、光照射装置と担体との間にレンズを設けたものであること、このレンズが共焦点レンズであること、担体面に平行な方向から光を照射し得ること、担体が被検体と結合したものであること、同種または異種の担体を複数配してなること、同種または異種の被検体を複数配してなること、複数の担体を備え、それぞれの担体に、他の担体とは異なる電位を与え、それぞれの担体に異種の被検体を結合せしめ得ること、複数の担体配置場所に、他の配置場所とは異なる電位を与え、それぞれの配置場所に異種の担体を生ぜしめたものであることが好ましい。
【００２４】
本発明の他の一態様によれば、流路と、第一の捕捉体により評価対象を捕捉する評価対象捕捉部と、評価対象を捕捉していない第一の捕捉体を第二の捕捉体により捕捉する捕捉体捕捉部とをこの順に付設する、被検体評価装置が提供される。
【００２５】
本発明により、評価対象の分離を容易に行えるようになる。
【００２６】
被検体の放射線量または、蛍光の発光と消光との少なくともいずれか一方における蛍光強度を測定することにより、被検体を評価するものであること、評価対象捕捉部と捕捉体捕捉部とをこの順に付設する被検体評価装置本体が、担体との間の距離が大きくなると受光により蛍光を発し得る蛍光標識部を備えた被検体と結合することができ、外部からの作用により、蛍光標識部との間の距離が変化し得る担体と、蛍光標識部を発光させるための光照射装置と、蛍光標識部から発光される蛍光を検出するための蛍光検出装置とを備えたものであることが好ましい。
【００２７】
流路と、第一の捕捉体により評価対象を捕捉する評価対象捕捉部と、評価対象を捕捉していない第一の捕捉体を第二の捕捉体で捕捉する捕捉体捕捉部とをこの順に付設する、上記第一の態様の被検体評価装置も好ましい態様である。
【００２８】
いずれの場合であっても、評価対象捕捉部が、外部からの作用の有無により、第一の捕捉体と結合および脱着し得る担体を備えること、捕捉体捕捉部が、外部からの作用の有無により、第二の捕捉体と結合および脱着し得る担体を備えること、外部からの作用の有無が、電磁的作用の有無または化学的作用の有無であること、電磁的作用の有無が、電極と対向電極との間に電位差を与え、または電位差を与えないことにより生じるものであること、第一の捕捉体が評価対象と特異的に結合する性質を有すること、第一の捕捉体が、同一の部位で、評価対象および第二の捕捉体と特異的に結合し得ること、第一の捕捉体と第二の捕捉体とのすくなくともいずれか一方が、チオール基を介して、Ａｕ層と結合したものであること、第一の捕捉体が、蛋白質、ＤＮＡ、ＲＮＡ、抗体、天然または人工の１本鎖のヌクレオチド体、天然または人工の２本鎖のヌクレオチド体、アプタマー、抗体を蛋白質分解酵素で限定分解して得られる産物、蛋白質に対して親和性を有する有機化合物、蛋白質に対して親和性を有する生体高分子、これらの複合体およびそれらの任意の組み合わせよりなる群から選ばれた少なくとも一つの評価対象に対して特異的に結合する性質を有すること、特に、評価対象が蛋白質であること、第一の捕捉体と第二の捕捉体とのすくなくともいずれか一方が、プラスまたはマイナスに帯電し得ること、第一の捕捉体と第二の捕捉体とのすくなくともいずれか一方が、蛋白質、ＤＮＡ、ＲＮＡ、抗体、天然または人工の１本鎖のヌクレオチド体、天然または人工の２本鎖のヌクレオチド体、アプタマー、抗体を蛋白質分解酵素で限定分解して得られる産物、蛋白質に対して親和性を有する有機化合物、蛋白質に対して親和性を有する生体高分子、これらの複合体およびそれらの任意の組み合わせよりなる群から選ばれた少なくとも一つの物質よりなること、特に、第一の捕捉体と第二の捕捉体とのすくなくともいずれか一方が、天然または人工の１本鎖のヌクレオチド体、あるいは、天然または人工の２本鎖のヌクレオチド体よりなること、第一の捕捉体と第二の捕捉体とのすくなくともいずれか一方が、抗体のＦａｂフラグメントまたは（Ｆａｂ）2フラグメントよりなること、第一の捕捉体と第二の捕捉体とのすくなくともいずれか一方が、ＩｇＧ抗体またはＩｇＧ抗体のＦａｂフラグメントまたは（Ｆａｂ）2フラグメントに由来する断片よりなること、第一の捕捉体と第二の捕捉体とのすくなくともいずれか一方が、ヌクレオチドアプタマーよりなること、第一の捕捉体と第二の捕捉体との少なくともいずれか一方が、カルボキシ基、チオール基、アミノ基、チオイソシアネート基、イソシアネート基、αケトハライド基からなる群から選ばれた少なくとも１種の基を有すること、上記Ａ〜Ｅのいずれかの反応により、第一の捕捉体が評価対象と結合することができるものであること、または、第二の捕捉体が第一の捕捉体と結合することができるものであること、または、その両方であること、評価対象捕捉部の担体が表面にＡｕ層を有し、第一の捕捉体が、チオール基を介して、Ａｕ層と結合および脱着し得るものであること、捕捉体捕捉部の担体が表面にＡｕ層を有し、第二の捕捉体が、チオール基を介して、Ａ��層と結合および脱着し得るものであること、評価対象捕捉部と捕捉体捕捉部と少なくともいずれか一方の出口が、第一の捕捉体または第二の捕捉体が外部に出ることを妨げる狭首部を有することが好ましい。
【００２９】
本発明のさらに他の一態様によれば、上記の被検体評価装置を用い、被検体を担体と結合せしめ、外部からの作用により、蛍光標識部と担体との間の距離を変化させ、光照射装置から光を照射し、蛍光標識部から発光される蛍光を蛍光検出装置で検出する被検体評価方法が提供される。
【００３０】
本発明により、蛋白質等の評価対象について、高感度に評価可能な被検体評価方法が実現できる。評価対象に蛍光標識部や放射性物質を導入しなくても評価可能とすることもできる。少量であっても評価可能とすることもできる。また、試料中に多種類の評価対象が混合された状態で存在する場合であっても、評価可能とすることもできる。
【００３１】
担体面に平行な方向から光を照射すること、被検体を担体と結合せしめる前に、被検体を評価対象と結合せしめること、それぞれの担体に、他の担体とは異なる電位を与え、それぞれの担体に異種の被検体を配せしめること、担体として電極を使用し、対向電極との間に、一定値、パルス値、階段状に変化する値、周期的に変化する値の内のいずれかまたはその組み合わせの値を有する電位差を与えることにより電磁的作用を実現すること、蛍光発生の有無、蛍光強度増大率、蛍光強度減衰率、ピーク強度、ピーク強度の変化率からなる群から選択された少なくとも一つの物性値を測定することが好ましい。
【００３２】
本発明のさらに他の態様によれば、被検体評価装置または被検体評価装置本体の担体を、Ａｕ層を水溶液中で、上記Ａ〜Ｅのいずれかの反応により処理して作製する、上記被検体評価装置の製造方法、第一の捕捉体と第二の捕捉体とのすくなくともいずれか一方のＡｕ層を、水溶液中で、上記Ａ〜Ｅのいずれかの反応により処理する上記被検体評価装置の製造方法、複数の担体に、他の担体とは異なる電位を与え、それぞれの担体に異種の被検体を結合せしめる、上記被検体評価装置の製造方法、複数の担体配置場所に、他の配置場所とは異なる電位を与え、それぞれの配置場所に異種の担体を生ぜしめる、上記被検体評価装置の製造方法、被検体評価装置に蓋を取り付けた後にそれぞれの担体に異種の被検体を配せしめる、上記被検体評価装置の製造方法、被検体評価装置に蓋を取り付けた後にそれぞれの配置場所に異種の担体を生ぜしめる、上記被検体評価装置の製造方法が提供される。
【００３３】
本発明により、蛋白質等の評価対象について、高感度に評価可能な被検体評価装置の製造が可能となる。さらに、小型化、複合化、集積化された被検体評価装置を実現できる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明により、蛋白質等の評価対象について、高感度に評価可能な被検体評価装置や被検体評価方法、被検体評価装置の製造方法が提供される。
【００３５】
評価対象に蛍光標識部や放射性物質を導入しなくても評価可能とすることもできる。少量であっても評価可能とすることもできる。また、試料中に多種類の評価対象が混合された状態で存在する場合であっても、評価可能とすることもできる。さらに、小型化、複合化、集積化された被検体評価装置や被検体評価方法、被検体評価装置の製造方法を提供することもできる。
【００３６】
なお、本発明において、被検体とは、被検体評価装置において、最終的に評価対象を評価するために検出、評価される対象物であり、評価対象そのものが被検体である場合も、評価対象が結合した被検体が検出、評価される場合も本発明の範疇に属する。被検体評価装置は、被検体の検出、評価により評価対象を把握する機能を有し、バイオチップやＤＮＡチップに相当する概念である。
【００３７】
ただし、後述するように、被検体を含む場合も含まない場合も本発明に係る被検体評価装置の範疇に属する。また、複数の被検体評価装置を、たとえばアレイ状に高密度に整列したものも本発明に係る被検体評価装置の範疇に属する。さらに、他の機能を有する装置と複合化したものも本発明に係る被検体評価装置の範疇に属する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
特願２００２−２９７９３４，２００２−２９７９４１等において、上記の課題を解決するため蛍光等の標識反応を施すことなく蛋白質を特異的に定量する技術、また、蛋白質を集団として捉えるプロテオームの観点で役立つ情報が得られるアレイチップテクノロジーに適用可能な要素技術が開示されている。
【００３９】
本発明はこのような技術において、評価時の感度を向上させ、要素技術としての適用を容易にすることを目的としている。なお、本発明において、評価とは、評価対象の有無の検出や定量を行うことを意味する。
【００４０】
本発明に係る被検体評価装置は、担体との間の距離が大きくなると受光により蛍光を発し得る蛍光標識部を備えた被検体と結合することができ、外部からの作用により、蛍光標識部との間の距離が変化し得る担体と、蛍光標識部を発光させるための光照射装置と、蛍光標識部から発光される蛍光を検出するための蛍光検出装置とを備える。
【００４１】
この装置において、被検体を担体に結合せしめ、クエンチング効果で蛍光標識部が消光した状態となし、外部からの作用により、蛍光標識部と担体との間の距離を大きくすることにより、蛍光標識部を発光させ、その発光の増大減少挙動を観察することにより、評価対象を評価できる。
【００４２】
蛍光標識部と担体との間の距離は、外部からの作用に感応し、被検体を担体から脱離せしめる機能や伸縮する機能を有する感応部により変化し得るものであることが好ましい。感応部は、被検体と担体とのいずれにあってもその目的を達成することができる。なお、担体との間の距離を大きくすることは、被検体が担体から離脱することや感応部が伸びることによって実現できる。図２７−Ａは、被検体７が担体３と吸着により結合した状態を示す模式図、図２７−Ｂは、被検体７が担体３から脱離した状態を示す模式図である。また、図２８−Ａは、被検体７が担体３と結合し、縮まった状態を示す模式図、図２８−Ｂは、被検体７が担体３から伸長した状態を示す模式図である。被検体が担体から離脱する場合については、感応部が、被検体にあるとも、担体にあるとも、被検体と担体の両方にあるとも考えることができる。
【００４３】
評価対象は、被検体そのものであってもよく、後に説明するように被検体と結合し得るまたは結合した物質であってもよい。評価対象としては、蛋白質、ＤＮＡ、ＲＮＡ、抗体、天然または人工の１本鎖のヌクレオチド体、天然または人工の２本鎖のヌクレオチド体、アプタマー、抗体を蛋白質分解酵素で限定分解して得られる産物、蛋白質に対して親和性を有する有機化合物、蛋白質に対して親和性を有する生体高分子、これらの複合体およびそれらの任意の組み合わせよりなる群から選ばれたものが好ましい。なお本発明において、上記複合体の例としては、ＤＮＡとマイナスに帯電したポリマーとの結合体等、上記の物質と他の物質との結合体を挙げることができる。評価対象が蛋白質であることが好ましい。
【００４４】
ここで、本発明において「ヌクレオチド体」とは、オリゴヌクレオチドおよびポリヌクレオチドよりなる群のいずれか一つまたはその混合物を意味する。このような物質は、マイナスに帯電していることが多い。１本鎖あるいは２本鎖を用いることができる。ハイブリダイゼーションすることにより被検体と特異的に結合することもできる。なお、蛋白質、ＤＮＡ、ヌクレオチド体が混在していてもよい。また、生体高分子には、生体に由来するものの他、生体に由来するものを加工したもの、合成された分子も含まれる。
【００４５】
ここで、上記「産物」とは、抗体を蛋白質分解酵素で限定分解して得られるものであり、本発明の趣旨に合致する限り、抗体のＦａｂフラグメントまたは（Ｆａｂ）2フラグメントや抗体のＦａｂフラグメントまたは（Ｆａｂ）2フラグメントに由来する断片、さらにはその誘導体等どのようなものを含めることもできる。
【００４６】
抗体としては、たとえば、モノクローナルな免疫グロブリンＩｇＧ抗体を使用することができる。また、ＩｇＧ抗体に由来する断片として、たとえばＩｇＧ抗体のＦａｂフラグメントまたは（Ｆａｂ）2フラグメントを使用することもできる。更に、そのようなＦａｂフラグメントまたは（Ｆａｂ）2フラグメントに由来する断片などを使用することもできる。蛋白質に対して親和性を有する有機化合物として使用可能な例を挙げると、ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド（ＮＡＤ）等の酵素基質アナログや酵素活性阻害剤、神経伝達阻害剤（アンタゴニスト）などがある。蛋白質に対して親和性を有する生体高分子の例としては、蛋白質の基質または触媒となる蛋白質、分子複合体を構成する要素蛋白質同士等を挙げることができる。
【００４７】
外部からの作用としては、担体と蛍光標識部との間の距離が変化し得る作用であればどのようなものでもよいが、電磁的作用または化学的作用が実際的であり、好ましい。
【００４８】
たとえば、電磁的作用は、担体として電極を使用し、対向電極を設け、これらの電極間に電位差を与えることにより実現することができる。担体と対向電極との間に、一定値、パルス値、階段状に変化する値、周期的に変化する値の内のいずれかまたはその組み合わせの値を有する電位差を与えることにより電磁的作用を実現することができる。
【００４９】
このような各種の電位差を採用することにより、被検体の伸縮、担体からの脱離、拡散等の状況を種々の条件で評価することができる。また、比較的簡単に担体から脱離するものと脱離しにくいものとを分離して評価することもできる。
【００５０】
化学的作用としては、生じている共有結合、配位結合等の化学結合を切断することや、イオン的、疎水性または極性的相互作用を阻害しまたは付与すること等どのようなものでもよい。
【００５１】
上記の種々の評価条件に呼応して、被検体評価の評価としては、蛍光発生の有無、蛍光強度増大率、蛍光強度減衰率、ピーク強度、ピーク強度の変化率からなる群から選択された少なくとも一つの物性値を測定することが有用である。
【００５２】
これらの評価により、被検体の結合の有無および／または結合した被検体の種類および／または結合した被検体を検出できる。また、評価対象結合部に対する生体高分子の結合の有無および／または結合した生体高分子の種類および／または結合した生体高分子量を検出できる。
【００５３】
蛍光を発光または消光する蛍光標識部は、場合によっては評価対象の一部として共有結合により付加されていてもよいが、評価対象と結合する前の被検体の一部として共有結合により付加されていてもよく、あるいは、隣接する相補的結合の間に挿入（インタカレーション）されている例のようにヌクレオチド体等の中に含有されていてもよく、あるいはヌクレオチド体等の一部に置換により組み込まれていてもよい。蛍光標識部は、被検体の先端の近傍に存在するようにされるのが好ましい。
【００５４】
蛍光標識部は、光の作用で励起されて蛍光を発生する物質から選ばれる。本発
明で蛍光標識部として好適に使用できるものの例を挙げると、インドカルボシアニン３（商標Ｃｙ３）などである。
【００５５】
被検体は、担体と結合し得るものであれば、本発明の趣旨に反しない限り、どのようなものでもよいが、担体との間の距離が大きくなると受光により蛍光を発し得る蛍光標識部を、評価対象との結合前に備えたものであることが好ましい。
【００５６】
被検体は、評価対象と特異的に結合する性質を有する評価対象結合部を有することが好ましい。この評価対象結合部を介して、蛍光等の標識反応を施すことなく、蛋白質等の評価対象を被検体に結合させ、評価することが可能となるからである。
【００５７】
このような評価対象結合部としては、上記した評価対象に対して特異的に結合する性質を有することが好ましい。結合の種類および結合箇所については特に制限はないが、結合力が特に弱い結合は避けた方がよいであろう。
【００５８】
感応部は、外部からの作用により、蛍光標識部と担体との間の距離が変化し得る機能を有する。蛍光標識部と担体との間の距離の変化は、先述のごとく、感応部の伸縮によっても、被検体が担体から脱離することによっても起こすことができる。電磁的作用によって、蛍光標識部と担体との間の距離の変化を生ぜしめるためには、感応部がプラスまたはマイナスに帯電し得ることが好ましい。
【００５９】
このような感応部は、蛋白質、ＤＮＡ、ＲＮＡ、抗体、天然または人工の１本鎖のヌクレオチド体、天然または人工の２本鎖のヌクレオチド体、アプタマー、抗体を蛋白質分解酵素で限定分解して得られる産物、蛋白質に対して親和性を有する有機化合物、蛋白質に対して親和性を有する生体高分子、これらの複合体およびそれらの任意の組み合わせよりなる群から選ばれた少なくとも一つの物質よりなることが好ましい。伸縮や担体からの脱離を行い易い場合や、評価対象結合部としても作用して、評価対象と特異的に結合し易い場合が多いからである。プラスまたはマイナスに帯電した感応部としては、主鎖にグアニジド結合を用いてプラスに帯電させたＤＮＡ（グアニジンＤＮＡ）やマイナスに帯電した天然のヌクレオチドを例示できる。
【００６０】
ここで、上記「産物」とは、抗体を蛋白質分解酵素で限定分解して得られるものであり、本発明の趣旨に合致する限り、抗体のＦａｂフラグメントまたは（Ｆａｂ）2フラグメントや抗体のＦａｂフラグメントまたは（Ｆａｂ）2フラグメントに由来する断片、さらにはその誘導体等どのようなものを含めることもできる。
【００６１】
抗体としては、たとえば、モノクローナルな免疫グロブリンＩｇＧ抗体を使用することができる。また、ＩｇＧ抗体に由来する断片として、たとえばＩｇＧ抗体のＦａｂフラグメントまたは（Ｆａｂ）2フラグメントを使用することもできる。更に、そのようなＦａｂフラグメントまたは（Ｆａｂ）2フラグメントに由来する断片などを使用することもできる。蛋白質に対して親和性を有する有機化合物として使用可能な例を挙げると、ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド（ＮＡＤ）等の酵素基質アナログや酵素活性阻害剤、神経伝達阻害剤（アンタゴニスト）などがある。蛋白質に対して親和性を有する生体高分子の例としては、蛋白質の基質または触媒となる蛋白質、分子複合体を構成する要素蛋白質同士等を挙げることができる。
【００６２】
感応部として、天然のヌクレオチド体や人工のヌクレオチド体を使用することができる。人工のヌクレオチド体には、完全に人工のものも、天然のヌクレオチド体から誘導されるものも含まれる。人工のヌクレオチド体を使用すれば、検出の感度を上げたり、安定性を向上させたりすることができるため有利な場合がある。
【００６３】
また、１本鎖ヌクレオチド体でも、互いに相補的な関係にある１本鎖ヌクレオチド体の対である２本鎖ヌクレオチド体でもよい。なお、伸長や収縮のし易さからすると、１本鎖ヌクレオチド体が好ましい場合が多い。電極毎に異なるヌクレオチド体を使用することもできる。ヌクレオチド体鎖の長さは１残基以上あればよい。すなわち、モノヌクレオチド鎖でもよい。
【００６４】
感応部は、また、モノクローナル抗体や蛋白質分解酵素で限定分解して得られる産物を使用することもできる。抗原抗体反応に類する反応によって生じる結合を利用でき、評価対象結合部としても機能するので有用である。
【００６５】
感応部としては、モノクローナル抗体、モノクローナル抗体のＦａｂフラグメントまたは（Ｆａｂ）2フラグメント、もしくはモノクローナル抗体のＦａｂフラグメントまたは（Ｆａｂ）2フラグメントに由来する断片を使用することも好ましい。なお、モノクローナル抗体のＦａｂフラグメントまたは（Ｆａｂ）2フラグメントに由来する断片とは、モノクローナル抗体のＦａｂフラグメントまたは（Ｆａｂ）2フラグメントを細分化した断片やその誘導体を意味する。
【００６６】
さらに、感応部として、ＩｇＧ抗体、抗体のＦａｂフラグメントまたは（Ｆａｂ）2フラグメント、ＩｇＧ抗体もしくはＩｇＧ抗体Ｆａｂフラグメントまたは（Ｆａｂ）2フラグメントに由来する断片を使用することがより好ましい。なお、ＩｇＧ抗体Ｆａｂフラグメントまたは（Ｆａｂ）2フラグメントに由来する断片とは、ＩｇＧ抗体Ｆａｂフラグメントまたは（Ｆａｂ）2フラグメントを細分化した断片やその誘導体を意味する。ヌクレオチドアプタマーであることも好ましい。一般的に分子量の小さいものの方が検出感度がよいのがこれらが好まれる理由である。
【００６７】
なお、本発明において、蛍光標識部や評価対象結合部や感応部や被検体は明確に区分される場合の他、それぞれの一部や全部が他の一部や全部と重複している場合も含まれる。感応部が、蛋白質、ＤＮＡ、ＲＮＡ、抗体、天然または人工の１本鎖のヌクレオチド体、天然または人工の２本鎖のヌクレオチド体、アプタマー、抗体を蛋白質分解酵素で限定分解して得られる産物、蛋白質に対して親和性を有する有機化合物、蛋白質に対して親和性を有する生体高分子、これらの複合体およびそれらの任意の組み合わせよりなる群から選ばれた少なくとも一つの物質よりなる場合には、その一部が評価対象結合部としての機能を有している場合が多い。
【００６８】
本発明に係る担体は、被検体と結合することができ、外部からの作用により、蛍光標識部との間の距離が変化し得えれば、本発明の趣旨に反しない限りどのようなものでもよく、その形状にも特別な制限はない。この場合の結合には、共有結合、配位結合のような化学的結合の他、生物学的結合、静電気的結合、物理吸着、化学吸着等、本発明の趣旨に反しない限りどのような結合を使用することもできる。
【００６９】
例えば、ガラス、セラミックス、プラスチック、金属等を使用したり、その表面に被検体と結合し得る構造部分（被検体結合部）を設けることで本発明の担体とすることができる。担体は単層であっても多層であってもよく、層状以外の構造を有していてもよい。
【００７０】
担体の材質は目的に応じて任意に定めることができるが、Ａｕが特に好ましい。生体高分子を被検体として使用する場合に、担体への固定が容易に行えるからである。
【００７１】
外部からの作用として電磁的作用を利用する場合、担体の全部または一部を電極として使用するのが合理的である。導電性の物質そのものを担体とする場合やガラス、セラミックス、プラスチック、金属等の表面に導電性の物質の層を設けることが考えられる。このような導電性の物質としては、単金属、合金、それらの積層体等どのようなものでもよい。Ａｕに代表される貴金属は化学的に安定であり、好ましく使用できる。
【００７２】
特に被検体結合部を設けなくても被検体と結合し得る場合は、表面に被検体結合部を設ける必要はない。被検体がヌクレオチド体よりなり、そのチオール基を介して、Ａｕ層と直接結合できる場合を例示すると、ポリッシュしたＡｕ電極と室温で２４時間反応させて、図１に示すように、サファイア基板２上に設けたＡｕ電極（担体３）に、蛍光標識部４と天然の１本鎖オリゴヌクレオチド構造を持つ感応部５と評価対象結合部６とを持つ被検体７が結合した状態の被検体評価装置１を挙げることができる。１本鎖オリゴヌクレオチド構造の下部にあるＳは、被検体７がチオール基を介して、Ａｕ電極２と直接結合していることを表している。図１では、オリゴヌクレオチド鎖の末端にモノクローナルな免疫グロブリンＩｇＧのＦａｂフラグメントを、評価対象に対して特異的に結合する性質を有する評価対象結合部６として固定してある。
【００７３】
図１の左側は被検体が伸長した状態、右側は被検体が縮まった状態を表す。縮まった状態の被検体７は、Ａｕ電極３と対応電極８との間に外部電場印加装置９により所定の電位差を印加することにより、伸長した状態とすることができる。この例では、被検体が単体から脱離して、蛍光標識部との間の距離が変化するのではなく、被検体の一部である感応部の伸縮により蛍光標識部との間の距離が変化する。
【００７４】
このとき、光照射装置１０から光１１を照射すると蛍光１２が得られる。図１では、評価対象１３は、評価対象結合部６と結合している。被検体そのものを評価対象とする場合には、図３１に示すように、被検体に評価対象を結合させずに蛍光の発光や消光を評価する。この場合、評価対象結合部はなくともよい。
【００７５】
図１において、蛍光標識部は予め一本鎖オリゴヌクレオチドに導入しておいた。チオール基と蛍光標識部とは、一本鎖の末端に導入してもよく、また鎖の５’末端に導入してもよい。この例では、オリゴヌクレオチド鎖は、直径１ｍｍの円形状のＡｕ電極上に固定した。
【００７６】
担体の一部として被検体結合部を設ける場合、その材料としては、被検体と結合できる限り、どのようなものでもよく、例えば、被検体と化学結合または分子間力により結合できる分子を挙げることができる。被検体結合部が伸縮し、あるいは被検体を脱離し得るものであれば、感応部として機能させることもできる。この場合、被検体との脱離は、必ずしも、被検体結合部と被検体とが結合した部位である必要はなく、例えばチオール基での脱離であってもよい。このように担体と被検体との脱離の部位が、担体と被検体との結合の部位と異なる場合も、一般的に本発明の範疇に属することはいうまでもない。
【００７７】
なお、一般的に担体と被検体との結合は定量的であることが理想的であるが、結合によっては、かなり大きな解離定数を有するものもあり得る。この解離定数があまり大きいと、たとえは緩衝液での洗浄の際に、結合が徐々に減少することになる。この意味で、一般的に、担体と被検体との結合における解離定数が１０-5以下であることが好ましい。
【００７８】
被検体結合部を設ける場合としては、例えば、片方の末端にチオール基を有し、もう一方の末端にカルボキシ基を有する分子のチオール基がＡｕ電極表面に結合した、図２に示すような構造を有するものが考えられる。なお、チオール基やカルボキシ基は、必ずしも分子の末端に存在する必要はない。また、チオール基と結合する電極表面としてＡｕ以外の公知の金属を使用することもできる。
【００７９】
このような被検体結合部を分子の単層からなる膜と解して、自己組織化単分子膜（Ｓｅｌｆ−Ａｓｓｅｍｂｌｅｄ  Ｍｏｎｏｌａｙｅｒｓ：ＳＡＭｓ）と呼ぶ場合がある。すなわち、本発明に係る担体は、表面にＳＡＭｓを被検体結合部として設けてなる場合もある。図３２はその模式図である。なお、図２や図３２において、イオウとカルボキシ基との間をつなぐ折れ線は、結合基を意味し、本発明の趣旨に反しない限りどのような結合基であってもよい。
【００８０】
上記においてカルボキシ基は被検体と結合するための基である。被検体が、たとえばアミノ基を有するポリヌクレオチドの場合には、下記Ａ，Ｂに示すような反応により、カルボキシ基とアミノ基とを結合させることができる。これらの反応はＳＡＭｓを表面に有する担体表面をこれらの剤で順次処理することにより得ることができる。
【００８１】
Ａ．１−（３−ジメチルアミノ−プロピル）−３−エチル−カルボジイミドハイドロクロライド（以下、ＥＤＣと略記する場合がある。）により活性化した、イミダゾール結合体を中間体とするカルボキシ基とアミノ基との反応。具体的には、例えば、図３の経路に従って、最終的にアミド結合を完成する。図３ではアミノ基付きのＤＮＡを結合させた。
【００８２】
Ｂ．ＥＤＣにより活性化した、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドまたはＮ−ヒドロキシスクシンイミドスルホン酸結合体を中間体とするカルボキシ基とアミノ基との反応。例えば、図４の経路に従って、最終的に、アミノ基付きのＤＮＡとのアミド結合を完成する。なお、実際の反応では、イミダゾールを共存させた。イミダゾールは、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドまたはＮ−ヒドロキシスクシンイミドスルホン酸と同様に中間体を形成し、収率の向上が期待されるためである。
【００８３】
カルボキシ基に代えて、他の基を使用する担体や、アミノ基に代えて他の基を有する被検体を使用する場合としては、下記Ｃ，Ｄ，Ｅを例示できる。なお、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ以外の公知のどのような方法を採用してもよい。これらの化学反応は電圧制御による電気的付着により促進できる場合もある。
【００８４】
Ｃ．チオール基とマレイミド基との反応。
【００８５】
例えば、図５の経路に従って、マレイミド基付きのＤＮＡとのチオエーテル結合を完成する方法。
【００８６】
Ｄ．イソシアネート基とアミノ基との反応。
【００８７】
例えば、図６の経路に従って、アミノ基付きのＤＮＡとの尿素結合を完成する方法。
【００８８】
Ｅ．αケトハライド基とアミノ基またはチオール基との反応。
【００８９】
例えば、図７の経路に従って、アミノ基付きのＤＮＡとのαーケトアミンを完成したり、図８の経路に従って、チオール基付きのＤＮＡとのα−ケトチオエーテルを完成する方法。
【００９０】
本発明に係る被検体評価装置は、Ａｕ層を水溶液中で上記反応処理を行うことにより製造することができる。なお、上記Ａ〜Ｅにおける、片方にチオール基、他方にカルボキシ基、チオール基、アミノ基、チオイソシアネート基、イソシアネート基、αケトハライド基を有する化合物は、エステルの加水分解、ジスルフィドの還元、アミノ基とホスゲンの反応もしくはアミノ基とビス（トリクロロメチル）カーボネートの反応、ヒドロキシメチルケトンのハロゲン化またはメタンスルホン酸化のような公知の方法によって作製することができる。また、アミノ基付き、チオール基付きのＤＮＡは、公知の方法によって作製することができる。マレイミド基付きのＤＮＡは、アミノ基付きのＤＮＡとＥＭＣＳ：Ｎ−（６−マレイミドカプロイルオキシ）スクシンイミドまたはＨＭＣＳ：Ｎ−（８−マレイミドカプリルオキシ）スクシンイミドとを反応させるような方法によって作製することができる。
【００９１】
このような担体を水溶液に浸漬し、水溶液中に配した対向電極との間に例えば直流電場を印加すると、被検体結合部が伸長し、電場を切ると自発的に凝集するようにすることができる。
【００９２】
あるいは、対向電極がない場合でも、担体（電極）に負電場を印加した場合、マイナスに帯電している被検体結合部がクーロン反発により、伸長するようにすることができる。
【００９３】
従って、被検体結合部を本発明に係る感応部と考えれば、被検体結合部に結合した被検体にある蛍光標識部を発光、消光せしめることができる。図３８は、その例示図である。
【００９４】
また、このような被検体結合部は、最終的に被検体と結合できれば十分であり、たとえば図１１に示すように、中間に、被検体結合部とも被検体とも結合し得る中間部分４１１を有していてもよい。
【００９５】
その結果、電極近傍にあるため消光していた蛍光が、電極表面から十分に離れたため、発光し始める。
【００９６】
蛍光標識部を発光させるための光照射装置や蛍光分子等の蛍光標識部から発光される蛍光を検出するための蛍光検出装置としては公知のどのようなものを採用してもよいが、微小な領域に適用することになるので、１本または２本以上の光ファイバーを使用することが有利である場合が多い。光ファイバーの内径（直径）としては５μｍ〜１ｍｍ程度のものを使用することができる。
【００９７】
光照射装置は、微小な領域に適用することから、レーザ光照射装置であることが好ましい場合が多い。また、全反射の際に生じるエバネッセント波により蛍光分子を励起させることも、後述する光検出エリアを調整する上で有利である場合がある。
【００９８】
また、光照射装置と担体との間にレンズ、特に共焦点レンズを設けることも光検出エリアを調整する上で有効である。
【００９９】
次に、担体が電極であり、対向電極との間に電位差を与えることにより電磁的作用を実現させて、担体に結合した被検体を担体から離脱させ、この離脱に伴い発光する蛍光を検出する場合について、図９，１０を使用して説明する。
【０１００】
図９は、担体から離脱していく被検体に光を照射して蛍光を生じさせ、この蛍光を検出する様子を示す模式図である。図９において、本発明に係る被検体評価装置１は、蛍光標識部４と感応部５とを有する被検体７を結合させた電極３と水溶液中に配した対向電極８、外部電場印加装置９、光ファイバーよりなる光照射装置１０、光ファイバーよりなる蛍光検出装置１４からなる。
【０１０１】
図９に示すように、外部電場印加装置９により電極３と対向電極８との間に電位差を印加することにより、電極３に結合した被検体７は電極３から離脱していく。この時の蛍光の増大減少を蛍光検出装置１４で検出するのである。
【０１０２】
なお、図９は、被検体７そのものが評価対象である場合を示しており、評価対象結合部や評価対象結合部と結合した評価対象は描かれていない。これに対し、図１０は、被検体７の一部である評価対象結合部６が評価対象１３と結合している場合を表している。
【０１０３】
なお、本発明では、図１６に示すように担体面に平行な方向から光を照射するケースや図１７に示すようなエバネッセント波等のように、必ずしも担体面に光が照射されているとは言い難い場合であっても、担体近傍の蛍光標識を励起することが可能な場合がある。
【０１０４】
この場合、適切な極性の電場を印加することによって、被検体は静電反発により担体から伸長または離脱する。この伸長または離脱に伴い、クエンチング効果で消光していた蛍光標識部４が蛍光を発し、蛍光検出装置１４により観察される。
【０１０５】
さらに時間が経過すると、被検体の伸長や離脱後の水溶液内での拡散により被検体７が図９では四角形で示されている光検出エリア１８の外に移動し、蛍光が観察されなくなる。被検体７ａは光検出エリア１８の内部にある被検体を、被検体７ｂは光検出エリア１８の外にある被検体を例示している。
【０１０６】
なお、図１４に示すように、光照射装置１０と蛍光検出装置１４を並列させる配置等どのような配置を採用してもよい。図１４では、複数の光ファイバー１４１を束ねて使用した例である。
【０１０７】
光照射装置１０と蛍光検出装置１４との配置については、さらに、図１５に示すように両者を複合化したもの、図１６のように光照射装置１０を担体３面と平行に配置したもの、図１７の、全反射光１７１により、蛍光標識部４を励起させるエバネッセント場１７２を発生させるもの等を例示することができる。
【０１０８】
図１６のように光照射装置１０を担体３面と平行に配置すると光検出エリアの厚さを適宜設定できるようになる。たとえば、０．１μｍ〜１０ｍｍの厚さにすることができる。また図１７の場合には、エバネッセント場の厚みを光の波長の２倍以下と非常に薄くすることができる。従って、被検体が担体から脱離しない場合について蛍光標識の消光を観察することも可能である。
【０１０９】
被検体が評価対象と特異的に結合している場合には、当然、評価対象の質量や電荷により、被検体の脱離や拡散が異なってくる。それに伴い、蛍光強度の変化も大きく異なることになる。そこでこのような変化を利用すれば、本発明に係る被検体評価装置で、高感度に蛋白質等の評価対象の検出が可能となる。
【０１１０】
なお、本発明に係る被検体評価装置について、これまでは担体が被検体と結合し得る状態のものであって未だ結合していないものについて主に説明したが、本発明に係る被検体評価装置はこれにとどまらず、担体がすでに被検体と結合したものであるものも本発明の範疇に属する。
【０１１１】
また、担体の数や種類は一つにとどまらない。同種または異種の担体を複数配してなる被検体評価装置も本発明の範疇に属する。
【０１１２】
同様に、同種または異種の被検体を複数配してなる被検体評価装置も本発明の範疇に属する。
【０１１３】
本発明に係る被検体評価装置は、複数の担体を備え、それぞれの担体に、他の担体とは異なる電位を与え、それぞれの担体に異種の被検体を結合せしめ得るものであることが好ましく、そのような使用方法は、種々の被検体を評価する場合に有利である。
【０１１４】
図２２は、一般的なバイオチップの概略平面図、図２３はその概略側断面図を表している。図２２，２３のバイオチップを使用して試料を評価（定性または定量分析）する場合、試料は試料導入口２２１を通って、基板１上に設けられた、多数の担体３からなるセンサアレイ部２２２に導かれ、そこで、被検体７とハイブリダイゼーションさせることにより、ターゲットであるＤＮＡ等を捕獲し、蛍光標識部を利用して蛍光シグナルを評価するのが一般的である。
【０１１５】
本発明によれば、被検体溶液と担体との間に電位差を与えた場合のクーロン力の差異を利用して、被検体をバイオチップ等の被検体評価装置の所定の担体に結合させるため、複数の担体のある基板上に被検体溶液を流し込むだけで、所定の担体に付着設置せしめ、その他の担体には設置しないようにすることができ、人手を排除できる。ここで被検体溶液とは被検体そのものが液状である場合の他、被検体を液状媒体で希釈したものも含まれる。液状媒体で希釈すれば、所定の担体に設置する被検体の所定面積当たりの濃度を調整しやすくなるので好ましい。
【０１１６】
複数の被検体をそれぞれ別々の担体に設置するには、含有される被検体の種類の異なる被検体溶液を使用するたびに、被検体溶液と担体との間に電位差を与える際に、目的とする担体に他の担体とは異なる電位を与え、所定の担体に所定被検体を電気的に付着せしめるようにすればよい。この場合に、これまでに説明した、各種の反応を利用できることはいうまでもない。これらの化学反応は電圧制御による電気的付着がより促進され、更に電圧制御により選択的に配置することが可能となる場合が多い。
【０１１７】
また、本発明に係る被検体評価装置は、複数の担体配置場所に、他の配置場所とは異なる電位を与え、それぞれの配置場所に異種の担体を生ぜしめたものであることも、同様の効果が得られ、好ましい。
【０１１８】
複数の担体配置場所にそれぞれ別々の担体を設置するには、種類の異なる担体溶液を使用するたびに、担体溶液と担体配置場所との間に電位差を与える際に、目的とする担体配置場所に他の担体配置場所とは異なる電位を与え、所定の担体配置場所に所定担体を電気的に付着せしめるようにすればよい。
【０１１９】
本発明に係る被検体評価装置によれば、被検体評価装置の構造を簡略化でき、被検体評価装置の小型化が図れる。
【０１２０】
また、本発明に係る被検体評価装置の製造方法としては、複数の担体に、他の担体とは異なる電位を与え、それぞれの担体に異種の被検体を結合せしめる方法や、複数の担体配置場所に、他の配置場所とは異なる電位を与え、それぞれの配置場所に異種の担体を生ぜしめる方法が好ましい。必ずしも、本発明に係る被検体評価装置のみにより、これらの方法を実現できる必要はない。
【０１２１】
本発明に係る被検体評価装置の製造方法によれば、被検体評価装置の構造を簡略化でき、フォトリソグラフィーなどによる複雑な形状を作製するステップを廃することができる。また、所定の配置場所に配置する手作業を廃することができ、製造時間の短縮、工程の簡素化、対象物質の取扱いの容易化が実現できる。更に被検体評価装置の小型化が図れる。
【０１２２】
また、被検体評価装置への蓋の取り付けの後等では従来の被検体配置方法は実行不可能であるため、被検体評価装置への蓋の取り付け前に被検体配置を実施せざるを得ず、被検体配置後のバイオチップ製造ステップが被検体を変質させる恐れがあったが、本発明の被検体配置方法を採用すると、被検体溶液を流し込むだけでよいため、被検体を変質させる恐れのある製造ステップの後任意の段階で被検体を結合配置することが可能となり、被検体変質の問題を解消できる。被検体評価装置を完成した後に被検体を配置することも可能となる。同様に被検体評価装置に蓋を取り付けた後にそれぞれの配置場所に異種の担体を生ぜしめることができ、有用である。
【０１２３】
また、微小領域や物理的にアクセス困難な複雑な形状の領域にも被検体を配置することが容易にできるため、被検体評価装置の設計の自由度が増す。このことにより、所定の面積当たりに配することのできる担体の数を増大させることができ、被検体評価装置を従来より小型化できる。
【０１２４】
本発明に係る被検体評価装置は、他の機能を有する装置や装置単位を付設してなることも可能である。たとえば、流路と、第一の捕捉体により評価対象を捕捉する評価対象捕捉部と、評価対象を捕捉していない第一の捕捉体を第二の捕捉体により捕捉する捕捉体捕捉部とをこの順に付設する、被検体評価装置は、たとえば、評価対象と第一の捕捉体との結合体を被検体として扱えば、これまで説明してきた被検体評価装置や被検体評価方法で評価可能となる。
【０１２５】
前記評価対象捕捉部が、外部からの作用の有無により、第一の捕捉体と結合および脱着し得る担体を備えることや、捕捉体捕捉部が、外部からの作用の有無により、第二の捕捉体と結合および脱着し得る担体を備えることが好ましい。
【０１２６】
評価対象捕捉部が、外部からの作用の有無により、第一の捕捉体を結合および脱着し得る担体を備えるものであると、評価対象捕捉部の作製が容易になり、また、評価対象を捕捉した第一の捕捉体と評価対象を捕捉していない第一の捕捉体とが別々の脱離の条件で担体から脱離するようにして、両者を容易に分離することができる。捕捉体捕捉部についても同様である。
【０１２７】
外部からの作用の有無には、記述したような電磁的作用の有無または化学的作用の有無を利用できる。電磁的作用の有無としては、具体的には、電極と対向電極との間に電位差を与え、または電位差を与えないことにより生じるものであることが好ましい。
【０１２８】
第一の捕捉体が評価対象と特異的に結合する性質を有するものであるときには、評価対象捕捉部において、特定の評価対象のみを捕捉することとなるのでより好ましい場合が多い。
【０１２９】
また、第一の捕捉体が、同一の部位で、評価対象および第二の捕捉体と特異的に結合し得るものであると、特定の評価対象のみを捕捉することとなるとともに、評価対象を捕捉した第一の捕捉体の捕捉部位がすでに特定の評価対象でふさがれていることにより、第一の捕捉体が第二の捕捉体と結合することが妨げられるようにすることが可能であり、評価対象を捕捉した第一の捕捉体と評価対象を捕捉していない第一の捕捉体との区別がより容易になる。
【０１３０】
評価対象と第一の捕捉体との関係は、上記被検体評価装置本体における、評価対象と被検体の評価対象結合部または感応部との関係と同様であることが好ましく、第一の捕捉体は、上記評価対象結合部や感応部と同様の材料を使用して作製することができる。第一の捕捉体は必ずしも伸縮する必要はないが伸縮した方が被検体評価装置本体での評価に便利な場合が多い。
【０１３１】
第一の捕捉体と第二の捕捉体との関係も同様であり、第二の捕捉体は、上記評価対象結合部や感応部と同様の材料を好ましく使用して作製できる。ただし、第二の捕捉体は蛍光標識部を要さず、伸縮する必要性もなく、捕捉体捕捉部から脱離しなくても本発明の用に供し得る。
【０１３２】
また、第一の捕捉体と第二の捕捉体は、被検体評価装置本体における担体と同様の材料を使用して作製することもできる。
【０１３３】
具体的には、第一の捕捉体と第二の捕捉体との少なくともいずれか一方が、カルボキシ基、チオール基、アミノ基、チオイソシアネート基、イソシアネート基、αケトハライド基からなる群から選ばれた少なくとも１種の基を有するものである場合、下記Ａ〜Ｅのいずれかの反応により、第一の捕捉体が評価対象と結合することができるものである場合、または、第二の捕捉体が第一の捕捉体と結合することができるものである場合、または、その両方である場合を例示できる。
【０１３４】
Ａ．１−（３−ジメチルアミノ−プロピル）−３−エチル−カルボジイミドハイドロクロライドにより活性化した、イミダゾール結合体を中間体とするカルボキシ基とアミノ基との反応。
【０１３５】
Ｂ．１−（３−ジメチルアミノ−プロピル）−３−エチル−カルボジイミドハイドロクロライドにより活性化した、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドまたはＮ−ヒドロキシスクシンイミドスルホン酸結合体を中間体とするカルボキシ基とアミノ基との反応。
【０１３６】
Ｃ．チオール基とマレイミド基との反応。
【０１３７】
Ｄ．イソシアネート基とアミノ基との反応。
【０１３８】
Ｅ．αケトハライド基とアミノ基またはチオール基との反応。
【０１３９】
このような場合には、評価対象捕捉部の担体が表面にＡｕ層を有し、第一の捕捉体が、チオール基を介して、Ａｕ層と結合および脱着し得るものであることや、捕捉体捕捉部の担体が表面にＡｕ層を有し、第二の捕捉体が、チオール基を介して、Ａｕ層と結合および脱着し得るものであることが好ましい。
【０１４０】
第一の捕捉体を評価対象捕捉部に結合するための担体や、第二の捕捉体を捕捉体捕捉部に結合するための担体が存在する場合、それら担体の材料としては、被検体評価装置本体における担体と同様なものを使用することができる。これらの担体は、必ずしも固定されたものである必要はなく、本発明の趣旨に反しない限り、どのような形状でもよい。たとえば、粒子状の担体上に第一の捕捉体や第二の捕捉体を設け、評価対象捕捉部や捕捉体捕捉部の出口が狭首部を有するようにして、担体が狭首部でつかえ、第一の捕捉体や第二の捕捉体が外部に出ることを妨げるようになすと、各種の分離が容易になり好ましい。
【０１４１】
上記評価対象捕捉部と捕捉体捕捉部とをこの順に付設する被検体評価装置による評価の様子を図２５，２４−Ａ〜２４−Ｉを使用して例示的に説明する。図２５は、本発明に係る被検体評価装置１が、評価対象捕捉部２５１と捕捉体捕捉部２５２と被検体評価装置本体２５３とが流路２５４でつながれている様子を示す模式的断面図である。図中、符号２５５は試料の注入口を、符号２５６は排出口を表す。図２４−Ａ〜２４−Ｉは、評価対象捕捉部２５１と捕捉体捕捉部２５２と被検体評価装置本体２５３との組み合わせにおける、捕捉と脱離の様子を示す模式図である。
【０１４２】
動作原理は以下の通りである。まず、図２４−Ａのように第一の捕捉体２４１を結合した状態の評価対象捕捉部２５１に評価対象の溶液を流し、例えば所定の電位差を印加することにより静電気的に、図２４−Ｂのように、評価対象１３を第一の捕捉体２４１で捕捉させる。本例では、第一の捕捉体に蛍光標識部４、感応部５、評価対象結合部６が設けられている。
【０１４３】
次に、図２４−Ｃのように、評価対象１３が結合している第一の捕捉体２４１もしていない第一の捕捉体２４１も、例えば、静電反発、化学的切断等の電磁的作用または化学的作用によって、流路の溶媒中に放出する。評価対象捕捉部２４１は、この段階により、図２４−Ｄに示すように、第一の捕捉体を結合しない状態になるので、第一の捕捉体を結合させて再利用することが可能である。
【０１４４】
その後、図２４−Ｅに示すような、評価対象が結合していない第一の捕捉体だけを特異的に結合する第二の捕捉体２４２を配した捕捉体捕捉部２５２にこの溶液を導き入れ、図２４−Ｆに示すように捕獲する。この捕捉体捕捉部２５２は、あとで、何らかの手段で第一の捕捉体２4１を脱離させるか、第二の捕捉体２4２ごと脱離させて新たに第二の捕捉体を配するか、担体ごと脱離させて新たに担体を配するかすること等により再利用することもできる。
【０１４５】
このようにして、被検体評価装置本体には、評価対象の結合している第一の捕捉体のみが導入される。図２４−Ｇに示すように、被検体評価装置本体２５３には、評価対象の結合している第一の捕捉体と結合し得る担体を設けることができる。
【０１４６】
この被検体評価装置本体２５３に、図２４−Ｈに示すように、評価対象と結合している第一の捕捉体が導かれると、図２４−Ｉに示すように、担体と結合して、たとえば、光照射により第一の捕捉体の蛍光標識部４から蛍光を生じさせて、評価対象の存在の有無、その定量等を行うことができる。
【０１４７】
このようにすれば、評価対象を蛍光分子や放射ラベルによって修飾することなく、評価することが可能となる。
【０１４８】
また、図２４−Ｆに示すように捕獲された、評価対象が結合していない第一の捕捉体をあとから脱離させ、これを被検体評価装置本体２５３に導けば、評価対象が結合していない第一の捕捉体を検出するようにすることも可能であり、本発明の範疇に属する。
【０１４９】
なお、上記は評価対象が一種類の場合について例示したが、図２６に示すように、評価対象捕捉部２５１において複数種類の第一の捕捉体を用い、捕捉体捕捉部２５２において各々の第一の捕捉体に対応する第二の捕捉体を配置し、各々の評価対象に対応する複数個の被検体評価装置本体２５３を直列につなぐことにより複数種類の評価対象が評価できるようになる。この時さらにもう一つの被検体評価装置本体２５３’をつなぎ、すべての評価対象と相互作用のないレファレンスとして使用することが好ましい。
【０１５０】
また、上記は、被検体評価装置本体が、担体との間の距離が大きくなると受光により蛍光を発し得る蛍光標識部と、外部からの作用により、蛍光標識部と担体との間の距離が変化し得る感応部とを有する被検体を結合し得る担体と、蛍光標識部を発光させるための光照射装置と、蛍光標識部から発光される蛍光を検出するための蛍光検出装置とを備えた場合について説明したが、上記のように評価対象捕捉部と捕捉体捕捉部とを組み合わせた装置は、上記の場合に限らず、特定の評価対象を他の物質から分離する場合に有用である。すなわち、流路と、第一の捕捉体により評価対象を捕捉する評価対象捕捉部と、評価対象を捕捉していない第一の捕捉体を捕捉する捕捉体捕捉部とをこの順に付設する被検体評価装置は、被検体評価装置本体が、直接分離して化学的、生化学的手段等により評価する手段、放射線量、電流量または各種の発光の強度を測定する手段等、公知のどのような評価手段を採用する場合でも可能であり、有用である。
【０１５１】
本発明により、評価対象に蛍光標識部や放射性物質を導入しなくても評価可能とすることもできる。少量であっても評価可能とすることもできる。高感度の評価も可能である。また、試料中に多種類の評価対象が混合された状態で存在する場合であっても、評価可能とすることもできる。さらに、小型化、複合化、集積化された被検体評価装置や被検体評価方法、被検体評価装置の製造方法を提供することもできる。
【０１５２】
本発明によって実現される被検体評価装置は、たとえば糖尿病において肝細胞がインシュリンの受容状態に応じて細胞内グリコーゲン代謝を切り換える場合などに、インシュリン受容体からグリコーゲン分解酵素に至る一連の蛋白質相互作用ネットワークの一部が低下または昂進していることを捉える蛋白質検出デバイスとして使用できる。
【０１５３】
このような、蛋白質検出デバイスを利用することによって、リン酸化や糖鎖付加などのいわゆる翻訳後修飾も含めて、蛋白質のポピュレーションを捉えることが可能になる。
【０１５４】
また、従来のように症状として現れた現象を大括りにして糖尿病と捉えるのではなく、たとえば、相互作用ネットワークに係わるある特定の蛋白質の機能低下が糖代謝の不全を起こしていることを把握できるようになり、機能不全の原因に対応した、適切な診断と治療ならびに治療結果の検証が可能になる。同様の手法は、糖尿病に限らず、高血圧症、高脂血症、癌（細胞増殖制御不全）その他の多因子性疾患全般に対しても適用が可能である。
【実施例】
【０１５５】
以下、実施例を参照して本発明を更に説明する。
【０１５６】
［実施例１］
モノクローナルＩｇＧ抗体（評価対象結合部）および蛍光分子を結合させたオリゴヌクレオチド（被検体）をサファイア基板上に形成したＡｕ電極（担体）上に物理吸着により結合させ、評価対象となる抗原（蛋白質）を０．１ｆＭ，０．２ｆＭ，０．５ｆＭ，１．０ｆＭとなるように、順に投入して、オリゴヌクレオチドのモノクローナルＩｇＧ抗体（評価対象結合部）と結合させ、それぞれの蛍光の時間変化を図９に示す配置で測定した。
【０１５７】
電極には−５００ｍＶの負電場を印加した。この結果を図３３に示す。符号３３１が０ｆＭ、符号３３２が０．１ｆＭ、符号３３３が０．２ｆＭ、符号３３４が０．５ｆＭ、符号３３５が１．０ｆＭである。これより、サブｆＭという超微少量の目的蛋白質を定量的に検出できることがわかる。
【０１５８】
また更に精度を上げるために図１６，１７に示す配置で測定した結果を図３４，３５に示す。符号３４１，３５１が０ｆＭ、符号３４２，３５２が０．１ｆＭである。これらの図と図３３とを比較すると、図３４，３５では０ｆＭに比して０．１ｆＭでの蛍光強度の減衰が小さく、図１６，１７に示す構成では、より高精度検出が可能であることが理解される。
【０１５９】
上記のような現象を捉えることで蛋白質等の評価対象の定量を行うことができる。なお、蛋白質等の評価対象の検出感度は、結合する評価対象の分子量に依存して変化するとともに、評価対象と評価対象結合部（たとえばモノクローナルＩｇＧ抗体）との結合定数によっても変化する。従って、たとえば、結合定数の異なる複数のモノクローナル抗体をアレイ上に配置することで、広い測定範囲をカバーすることが可能になる。
【０１６０】
［実施例２］
蛍光分子およびビオチンを結合させた１本鎖オリゴヌクレオチド溶液を、図２５の試料注入口２５５から流し込み、評価対象捕捉部２５１中で５時間放置することによって評価対象捕捉部２５１中に形成したＡｕ電極（担体）上に、蛍光分子およびビオチンを結合させた１本鎖オリゴヌクレオチド（第一の捕捉体）を物理吸着により結合させた。その後、排出口２５６より残液を廃棄した。
【０１６１】
次にアビジン（評価対象）溶液（０．１ｆＭ，０．２ｆＭ，０．５ｆＭ，１．０ｆＭ，５．０ｆＭ，１０ｆＭ）を試料注入口２５５から注入し、評価対象捕捉部２５１中で１０分間放置することによって、アビジンとビオチンとを反応させた。その後、排出口２５６より残液を廃棄した。
【０１６２】
次に、溶媒（生理食塩水）を評価対象捕捉部２５１に流し込んだ後、評価対象捕捉部２５１の電極に電圧（−０．５Ｖ）を印加して、吸着している第一の捕捉体を溶媒中に取り込んだ。この第一の捕捉体には、評価対象を捕捉したものも、捕捉しなかったものも含まれている。
【０１６３】
次に、第一の捕捉体を取り込んだ溶媒を捕捉体捕捉部２５２に移動させ、１０分間放置することによって、評価対象を捕捉しなかった第一の捕捉体を、そのビオチンにより、捕捉体捕捉部２５２に固着させていた第二の捕捉体（この場合はアビジン）に結合させることによって、評価対象を捕捉しなかった第一の捕捉体を評価対象を捕捉した第一の捕捉体と分離した。
【０１６４】
評価対象を捕捉した第一の捕捉体は、そのビオチンが評価対象のアビジンとすでに結合しているため、第二の捕捉体であるアビジンとは結合できない。すなわち、本例は、第一の捕捉体が、同一の部位で、評価対象および第二の捕捉体と特異的に結合し得る被検体評価装置の一例である。
【０１６５】
次に、この溶液を被検体評価装置本体２５３に導入して、レーザーを照射して蛍光分子からの蛍光を測定した。被検体評価装置本体２５３としては図９に示す装置を使用し、電極に−０．５Ｖの負電場を印加した際の蛍光強度（ピーク値）を評価した。その結果を図３６に示す。これより、サブｆＭという超微少量の目的蛋白質を定量的に検出できることがわかる。
【０１６６】
［実施例３］
チオール基（−ＳＨ）とカルボキシ基とを分子鎖の両端に有する分子を用いて形成されたＳＡＭｓで修飾されたＡｕ電極（担体）を用いて、カルボキシ基を活性化しながら電圧を印加し、あるいは印加せず、上記方法Ａにより、アミノ基付きのＤＮＡ（被検体）を結合させた。
【０１６７】
なお、アミノ基付きのＤＮＡとしては、１本鎖（図３７，３８）と２本鎖（図３９，４０，１１）との場合について行った。図３７は、蛍光色素４を有する一本鎖ＤＮＡ（被検体）が担体のＳＡＭｓ近傍にある状態を示し、図３８は蛍光色素４を有する一本鎖ＤＮＡ（被検体）のアミノ基がＳＡＭｓのカルボキシ基と結合してアミド結合を形成した状態を示している。図３９は、蛍光色素を持たない一本鎖ＤＮＡが担体のＳＡＭｓ近傍にある状態を示し、図４０は、その蛍光色素を持たない一本鎖ＤＮＡのアミノ基がＳＡＭｓのカルボキシ基と結合してアミド結合を形成した状態を示し、図１１は、ＳＡＭｓのカルボキシ基と結合した、蛍光色素を持たない一本鎖ＤＮＡに、蛍光色素４を持つ一本鎖ＤＮＡがハイブリダイゼーションし、被検体となった状態を示している。
【０１６８】
まず、チオール基（−ＳＨ）付き脂肪族カルボン酸（炭素数２以上）をエタノールで溶かしたカルボン酸溶液を用いて、ポリッシュした、直径１．６ｍｍの円形状のＡｕ電極上に導き、２４時間、室温で反応させた。チオール基がＡｕ表面と反応して、Ａｕ−Ｓ結合し、ＳＡＭｓを形成できた。チオール基は、カルボン酸のどの位置に付いていてもよい。なお、チオール基（−ＳＨ）付き脂肪族カルボン酸の炭素数は２以上あればよく、５以上であることがより好ましい。
【０１６９】
この膜上に、図３に示す経路で、アミノ基付きのＤＮＡを導入し、結合させた。１本鎖の場合には、図３７，３８に示すように蛍光色素４を導入し、２本鎖の場合には、図３９，４０に示すように、最初は蛍光色素の付かない１本鎖のアミノ基付きのＤＮＡを導入し、ついで、図１１のように、蛍光色素４が付き、１本鎖のアミノ基の付かないＤＮＡであって、先の、蛍光色素の付かない１本鎖のアミノ基付きのＤＮＡと相補関係にあるものを導入した。蛍光色素はＤＮＡの両端に導入してもよく、鎖の５’末端に導入してもよい。
【０１７０】
具体的には、イミダゾール緩衝液に、アミノ基付きＤＮＡ液、活性化触媒ＥＤＣ液を加え、カルボキシ基にアミノ基付きのＤＮＡを反応させた。この際、Ａｕ電極に電圧を印加して、カルボキシ基とアミノ基との反応を起こり易くした。２本鎖にする場合は、この工程後、相補的なＤＮＡを反応させて２本鎖にした。
【０１７１】
このようにすると、蛍光色素は、光により活性化され、金属表面に近い状態では消光され、十分に離れると発光するようになる。
【０１７２】
以上の構成の、ＳＡＭｓ上にＤＮＡ鎖を形成した電極を水溶液に浸し、二電極法によりＤＮＡ鎖に、パルスなどのモジュレーションをかけたものを含む直流電場または交流電場を印加し、紫外線ランプによりＤＮＡ鎖上の蛍光色素が励起されて蛍光を発し、蛍光強度が変動する様子を測定した。電場を印加すると、消光していた蛍光が発光し始める発光現象を実験的に確認した。なお、二電極法に代えて三電極法を採用してもよい。
【０１７３】
さらに、ＤＮＡ鎖の先端にビオチン（補酵素の一種）を導入することにより、アビジン（蛋白質の一種）の存在が蛍光強度の変動に及ぼす影響を測定した。
【０１７４】
図１３は、一本鎖ＤＮＡに蛍光色素とビオチン（評価対象結合部）を導入し、このビオチンにアビジン（評価対象）を結合させた場合（蛋白質付きの場合）について、パルス電圧を段階的に変化させた場合の蛍光強度の時間的変化を示している。
【０１７５】
これに対し、図１２は、一本鎖ＤＮＡに蛍光色素とビオチン（評価対象結合部）を導入し、このビオチンに、蛋白質であるアビジン（評価対象）を結合させていない場合（蛋白質なしの場合）について、パルス電圧を段階的に変化させた場合の蛍光強度の時間的変化を示している。
【０１７６】
図１８は、図１３と図１２との２０００〜２５００秒の間における蛍光強度の変化を取り出し比較したものである。この図における蛋白質付きの場合４４１と蛋白質なしの場合４４２との蛍光強度の比較より、アビジンの存在により蛍光強度の変化量が小さくなっていること、すなわち、個々のピークについてその前のピークに対する減衰率が小さくなっていることが理解される。このような挙動の差から特定の蛋白質の有無やその濃度等を評価することが可能である。
【０１７７】
なお、蛍光強度が細かく上下に変化しているのは、負の電場を印加するとＤＮＡ鎖が伸長し、電場を切ると自発的に凝集する、あるいは、電極に負電場を印加すると、マイナスに帯電しているＤＮＡ鎖がクーロン反発により電極から解離し、電場を切ると電極に再付着するという現象が繰り返されることにより、ＤＮＡ鎖に結合させてある蛍光分子が、電極から離れると発光し、電極に付着しまたは電極近傍にあると消光するという動作を繰り返すためであると考えられる。
【０１７８】
［実施例４］
図２２，２３に示すようなセンサアレイ部２２２を有するバイオチップを作製した。図２２，２３中、担体３はＡｕからなる。
【０１７９】
図１９〜２１はこの内、複数の担体の集合であるセンサアレイ部２２２を拡大した模式図である。図１９は被検体設置前の様子、図２０は担体ａに被検体Ａを設置中の様子、図２１は担体ａ〜ｆに被検体Ａ〜Ｆを設置した後の様子、を示す。
【０１８０】
図１９のセンサアレイ部２２２の個々の担体ａ〜ｆに被検体を設置する。配置場所ａ〜ｆは互いに電気的に独立でき、それぞれ電極から電位が与えられるように配線されている。担体ａ〜ｆの順に被検体Ａ〜Ｆをこの順に配置する場合、操作は次のようにして行う。
【０１８１】
（１）バイオチップ完成後、図２２，２３の試料導入口２２１から被検体溶液を注入する。このとき、ｂ〜ｆの電位を、ａの電位よりマイナス側にして被検体溶液と各担体の間に電圧を印加する。この状態で被検体Ａを含む被検体溶液をセンサアレイ部に流す。この操作により、図１９のようにａにＡが付着設置される。
【０１８２】
（２）ついで、ａ，ｃ〜ｆの電位を、ｂの電位よりマイナス側にして被検体溶液と各担体の間に電圧を印加する。この状態で被検体Ｂを含む被検体溶液をセンサアレイ部に流す。この操作により、ｂにＢが付着設置される。この際、ａに設置されたＡが若干流出する場合があるが、必要量のＡを残存させることは容易である。
【０１８３】
（３）同様にして、ｃ〜ｆまでの各担体に被検体を配置する。このようにして、図２１のように、担体ａ〜ｆに被検体Ａ〜Ｆが付着配置される。
【０１８４】
（４）採用する印加電圧や担体における電位は、実験等により最適値を適宜定めることができる。
【０１８５】
図２０，２１は、下記式
ＲＳＨ＋Ａｕ→ＡｕＳＲ＋Ｈ+＋ｅ-
を利用して被検体が被検体設置場所に固定された場合を例示する模式図である。たとえば、上記（１）において、被検体溶液と被検体設置場所との間に、ａがプラスの電位、ｂ〜ｆがマイナス電位になるように電圧に印加する場合を例示できる。
【０１８６】
図２９，３０は、上記方法Ａにより、チオール基（−ＳＨ）とカルボキシ基とを分子鎖の両端に有する分子を用いて形成されたＳＡＭｓで修飾されたＡｕ電極（担体）を用いて、ＤＮＡ被検体を取り付ける場合の一例を示したものである。
【０１８７】
この工程により、担体に一本鎖ＤＮＡ４８１ａが結合する。そして一本鎖ＤＮＡ４８１ａには、ＤＮＡ４８１ｂが相補的に結合して、本発明に係る被検体となる。この相補的結合の一例として、例えば、アデニンＡとチミンＴ、シトシンＣとグアニンＧの結合を挙げることができる。図３０は、浮遊状態にあるＤＮＡ４８１ｂがＤＮＡ４８１ａに選択的に付着する様子を示している。
【０１８８】
このようにすれば、ＤＮＡ４８１ｂと化学結合している抗体（評価対象結合部）６を使用して、たとえば蛋白質を抗原抗体反応により結合させ、基板（検出区画）に固定することができる。
【０１８９】
このようにしてバイオチップを作成した結果、手作業による被検体の配置作業を廃することができ、製造時間の短縮、工程の簡素化、対象物質の取扱いの容易化が実現できた。また、微小領域や物理的にアクセス困難な複雑な形状の領域にも被検体を配置することができ、所定の面積当たりに配することのできる担体の数を増大させることができ、被検体評価装置を従来より小型化できた。
【０１９０】
上記では、被検体に導入された蛍光標識４についての説明を省略したが、蛍光標識の発光、消光についてはこれまでの説明と同様に行えることはいうまでもない。
【０１９１】
また、この例では、Ａｕ電極を担体として扱い、その上に種々の相異なる被検体を結合させた場合について説明したが、図２９のＳＡＭｓをＡｕ電極上に形成して担体とする場合にも、同様の手法により、種々相異なるＳＡＭｓを有する担体を形成することが可能である。従って、これらの態様を利用すれば、複数の相異なる担体の配置場所を有する小型の被検体評価装置を容易に実現できる。
【０１９２】
なお、上記に開示した内容から、下記の付記に示した発明が導き出せる。
【０１９３】
（付記１）  担体との間の距離が大きくなると受光により蛍光を発し得る蛍光標識部を備えた被検体と結合することができ、外部からの作用により、蛍光標識部との間の距離が変化し得る担体と、
蛍光標識部を発光させるための光照射装置と、
蛍光標識部から発光される蛍光を検出するための蛍光検出装置と
を備え、
当該蛍光標識部と当該担体との間の距離が、被検体と担体との少なくともいずれか一方に備えられた感応部により変化し得る
被検体評価装置。
【０１９４】
（付記２）  前記外部からの作用が、電磁的作用または化学的作用である、付記１に記載の被検体評価装置。
【０１９５】
（付記３）  前記担体が電極であり、対向電極との間に電位差を与えることにより前記電磁的作用が実現する、付記２に記載の被検体評価装置。
【０１９６】
（付記４）  前記担体が、被検体と化学的に結合し得る、付記１〜３のいずれかに記載の被検体評価装置。
【０１９７】
（付記５）  前記担体が表面にＡｕ層を有する、付記１〜４のいずれかに記載の被検体評価装置。
【０１９８】
（付記６）  前記担体が、カルボキシ基、チオール基、アミノ基、チオイソシアネート基、イソシアネート基、αケトハライド基からなる群から選ばれた少なくとも１種の基を有する被検体結合部を有する、付記１〜５のいずれかに記載の被検体評価装置。
【０１９９】
（付記７）  前記被検体結合部が、チオール基を介してＡｕ層と結合したものである、付記６に記載の被検体評価装置。
【０２００】
（付記８）  前記担体が、下記Ａ〜Ｅのいずれかの反応により、前記被検体と結合することができるものである、付記１〜７のいずれかに記載の被検体評価装置。
【０２０１】
Ａ．１−（３−ジメチルアミノ−プロピル）−３−エチル−カルボジイミドハイドロクロライドにより活性化した、イミダゾール結合体を中間体とするカルボキシ基とアミノ基との反応。
【０２０２】
Ｂ．１−（３−ジメチルアミノ−プロピル）−３−エチル−カルボジイミドハイドロクロライドにより活性化した、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドまたはＮ−ヒドロキシスクシンイミドスルホン酸結合体を中間体とするカルボキシ基とアミノ基との反応。
【０２０３】
Ｃ．チオール基とマレイミド基との反応。
【０２０４】
Ｄ．イソシアネート基とアミノ基との反応。
【０２０５】
Ｅ．αケトハライド基とアミノ基またはチオール基との反応。
【０２０６】
（付記９）  前記被検体が、蛋白質、ＤＮＡ、ＲＮＡ、抗体、天然または人工の１本鎖のヌクレオチド体、天然または人工の２本鎖のヌクレオチド体、アプタマー、抗体を蛋白質分解酵素で限定分解して得られる産物、蛋白質に対して親和性を有する有機化合物、蛋白質に対して親和性を有する生体高分子、これらの複合体およびそれらの任意の組み合わせよりなる群から選ばれた少なくとも一つの評価対象に対して特異的に結合する性質を有する評価対象結合部を備えている、付記１〜８のいずれかに記載の被検体評価装置。
【０２０７】
（付記１０）  前記評価対象が蛋白質である、付記９に記載の被検体評価装置。
【０２０８】
（付記１１）  前記感応部がプラスまたはマイナスに帯電し得る、付記１〜１０のいずれかに記載の被検体評価装置。
【０２０９】
（付記１２）  前記感応部が、蛋白質、ＤＮＡ、ＲＮＡ、抗体、天然または人工の１本鎖のヌクレオチド体、天然または人工の２本鎖のヌクレオチド体、アプタマー、抗体を蛋白質分解酵素で限定分解して得られる産物、蛋白質に対して親和性を有する有機化合物、蛋白質に対して親和性を有する生体高分子、これらの複合体およびそれらの任意の組み合わせよりなる群から選ばれた少なくとも一つの物質よりなる、付記１〜１１のいずれかに記載の被検体評価装置。
【０２１０】
（付記１３）  前記感応部が天然または人工の１本鎖のヌクレオチド体、あるいは、天然または人工の２本鎖のヌクレオチド体よりなる、付記１２に記載の被検体評価装置。
【０２１１】
（付記１４）  前記感応部が抗体のＦａｂフラグメントまたは（Ｆａｂ）2フラグメントよりなる、付記１２に記載の被検体評価装置。
【０２１２】
（付記１５）  前記感応部が、ＩｇＧ抗体またはＩｇＧ抗体のＦａｂフラグメントまたは（Ｆａｂ）2フラグメントに由来する断片よりなる、付記１２に記載の被検体評価装置。
【０２１３】
（付記１６）  前記感応部がヌクレオチドアプタマーよりなる、付記１２に記載の被検体評価装置。
【０２１４】
（付記１７）  前記光照射装置に１本または２本以上の光ファイバーを使用した、付記１〜１６のいずれかに記載の被検体評価装置。
【０２１５】
（付記１８）  前記光照射装置がレーザ光照射装置である、付記１〜１７のいずれかに記載の被検体評価装置。
【０２１６】
（付記１９）  エバネッセント波により蛍光分子を励起させ得る、付記１〜１８のいずれかに記載の被検体評価装置。
【０２１７】
（付記２０）  前記光照射装置と前記担体との間にレンズを設けた、付記１〜１９のいずれかに記載の被検体評価装置。
【０２１８】
（付記２１）  前記レンズが共焦点レンズである、付記２０に記載の被検体評価装置。
【０２１９】
（付記２２）  前記担体面に平行な方向から光を照射し得る、付記１〜１８，２０，２１のいずれかに記載の被検体評価装置。
【０２２０】
（付記２３）  前記担体が前記被検体と結合したものである、付記１〜２２のいずれかに記載の被検体評価装置。
【０２２１】
（付記２４）  同種または異種の担体を複数配してなる、付記１〜２３のいずれかに記載の被検体評価装置。
【０２２２】
（付記２５）  同種または異種の被検体を複数配してなる、付記１〜２４のいずれかに記載の被検体評価装置。
【０２２３】
（付記２６）  複数の担体を備え、
それぞれの担体に、他の担体とは異なる電位を与え、それぞれの担体に異種の被検体を結合せしめ得る、付記１〜２５のいずれかに記載の被検体評価装置。
【０２２４】
（付記２７）  複数の担体配置場所に、他の配置場所とは異なる電位を与え、それぞれの配置場所に異種の担体を生ぜしめた、付記１〜２６のいずれかに記載の被検体評価装置。
【０２２５】
（付記２８）  流路と、第一の捕捉体により評価対象を捕捉する評価対象捕捉部と、評価対象を捕捉していない第一の捕捉体を第二の捕捉体により捕捉する捕捉体捕捉部とをこの順に付設する、被検体評価装置。
【０２２６】
（付記２９）  被検体の放射線量または、蛍光の発光と消光との少なくともいずれか一方における蛍光強度を測定することにより、被検体を評価する、付記２８に記載の被検体評価装置。
【０２２７】
（付記３０）  評価対象捕捉部と捕捉体捕捉部とをこの順に付設する前記被検体評価装置本体が、
担体との間の距離が大きくなると受光により蛍光を発し得る蛍光標識部を備えた被検体と結合することができ、外部からの作用により、蛍光標識部との間の距離が変化し得る担体と、
蛍光標識部を発光させるための光照射装置と、
蛍光標識部から発光される蛍光を検出するための蛍光検出装置と
を備えた、付記２８または２９に記載の被検体評価装置。
【０２２８】
（付記３１）  流路と、第一の捕捉体により評価対象を捕捉する評価対象捕捉部と、評価対象を捕捉していない第一の捕捉体を第二の捕捉体で捕捉する捕捉体捕捉部とをこの順に付設する、付記１〜２７のいずれかに記載の被検体評価装置。
【０２２９】
（付記３２）  前記評価対象捕捉部が、外部からの作用の有無により、第一の捕捉体と結合および脱着し得る担体を備える、付記２８〜３１のいずれかに記載の被検体評価装置。
【０２３０】
（付記３３）  前記捕捉体捕捉部が、外部からの作用の有無により、第二の捕捉体と結合および脱着し得る担体を備える、付記２８〜３２のいずれかに記載の被検体評価装置。
【０２３１】
（付記３４）  前記外部からの作用の有無が、電磁的作用の有無または化学的作用の有無である、付記３２または３３に記載の被検体評価装置。
【０２３２】
（付記３５）  前記電磁的作用の有無が、電極と対向電極との間に電位差を与え、または電位差を与えないことにより生じるものである、付記３４に記載の被検体評価装置。
【０２３３】
（付記３６）  前記第一の捕捉体が評価対象と特異的に結合する性質を有する、付記２８〜３５のいずれかに記載の被検体評価装置。
【０２３４】
（付記３７）  前記第一の捕捉体が、同一の部位で、評価対象および第二の捕捉体と特異的に結合し得る、付記２８〜３６のいずれかに記載の被検体評価装置。
【０２３５】
（付記３８）  前記第一の捕捉体と第二の捕捉体とのすくなくともいずれか一方が、チオール基を介して、Ａｕ層と結合したものである、付記２８〜３７のいずれかに記載の被検体評価装置。
【０２３６】
（付記３９）  前記第一の捕捉体が、蛋白質、ＤＮＡ、ＲＮＡ、抗体、天然または人工の１本鎖のヌクレオチド体、天然または人工の２本鎖のヌクレオチド体、アプタマー、抗体を蛋白質分解酵素で限定分解して得られる産物、蛋白質に対して親和性を有する有機化合物、蛋白質に対して親和性を有する生体高分子、これらの複合体およびそれらの任意の組み合わせよりなる群から選ばれた少なくとも一つの評価対象に対して特異的に結合する性質を有する、付記２８〜３８のいずれかに記載の被検体評価装置。
【０２３７】
（付記４０）  前記評価対象が蛋白質である、付記３９に記載の被検体評価装置。
【０２３８】
（付記４１）  前記第一の捕捉体と第二の捕捉体とのすくなくともいずれか一方が、プラスまたはマイナスに帯電し得る、付記２８〜４０のいずれかに記載の被検体評価装置。
【０２３９】
（付記４２）  前記第一の捕捉体と第二の捕捉体とのすくなくともいずれか一方が、蛋白質、ＤＮＡ、ＲＮＡ、抗体、天然または人工の１本鎖のヌクレオチド体、天然または人工の２本鎖のヌクレオチド体、アプタマー、抗体を蛋白質分解酵素で限定分解して得られる産物、蛋白質に対して親和性を有する有機化合物、蛋白質に対して親和性を有する生体高分子、これらの複合体およびそれらの任意の組み合わせよりなる群から選ばれた少なくとも一つの物質よりなる、付記２８〜４１のいずれかに記載の被検体評価装置。
【０２４０】
（付記４３）  前記第一の捕捉体と第二の捕捉体とのすくなくともいずれか一方が、天然または人工の１本鎖のヌクレオチド体、あるいは、天然または人工の２本鎖のヌクレオチド体よりなる、付記４２に記載の被検体評価装置。
【０２４１】
（付記４４）  前記第一の捕捉体と第二の捕捉体とのすくなくともいずれか一方が、抗体のＦａｂフラグメントまたは（Ｆａｂ）2フラグメントよりなる、付記４２に記載の被検体評価装置。
【０２４２】
（付記４５）  前記第一の捕捉体と第二の捕捉体とのすくなくともいずれか一方が、ＩｇＧ抗体またはＩｇＧ抗体のＦａｂフラグメントまたは（Ｆａｂ）2フラグメントに由来する断片よりなる、付記４２に記載の被検体評価装置。
【０２４３】
（付記４６）  前記第一の捕捉体と第二の捕捉体とのすくなくともいずれか一方が、ヌクレオチドアプタマーよりなる、付記４２に記載の被検体評価装置。
【０２４４】
（付記４７）  前記第一の捕捉体と第二の捕捉体との少なくともいずれか一方が、カルボキシ基、チオール基、アミノ基、チオイソシアネート基、イソシアネート基、αケトハライド基からなる群から選ばれた少なくとも１種の基を有する、付記２８〜４６のいずれかに記載の被検体評価装置。
【０２４５】
（付記４８）  下記Ａ〜Ｅのいずれかの反応により、前記第一の捕捉体が評価対象と結合することができるものである、または、前記第二の捕捉体が第一の捕捉体と結合することができるものである、または、その両方である、付記２８〜４７のいずれかに記載の被検体評価装置。
【０２４６】
Ａ．１−（３−ジメチルアミノ−プロピル）−３−エチル−カルボジイミドハイドロクロライドにより活性化した、イミダゾール結合体を中間体とするカルボキシ基とアミノ基との反応。
【０２４７】
Ｂ．１−（３−ジメチルアミノ−プロピル）−３−エチル−カルボジイミドハイドロクロライドにより活性化した、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドまたはＮ−ヒドロキシスクシンイミドスルホン酸結合体を中間体とするカルボキシ基とアミノ基との反応。
【０２４８】
Ｃ．チオール基とマレイミド基との反応。
【０２４９】
Ｄ．イソシアネート基とアミノ基との反応。
【０２５０】
Ｅ．αケトハライド基とアミノ基またはチオール基との反応。
【０２５１】
（付記４９）  前記評価対象捕捉部の担体が表面にＡｕ層を有し、
前記第一の捕捉体が、チオール基を介して、Ａｕ層と結合および脱着し得るものである、
付記２８〜４８のいずれかに記載の被検体評価装置。
【０２５２】
（付記５０）  前記捕捉体捕捉部の担体が表面にＡｕ層を有し、
前記第二の捕捉体が、チオール基を介して、Ａｕ層と結合および脱着し得るものである、
付記２８〜４９のいずれかに記載の被検体評価装置。
【０２５３】
（付記５１）  前記評価対象捕捉部と捕捉体捕捉部との少なくともいずれか一方の出口が、前記第一の捕捉体または第二の捕捉体が外部に出ることを妨げる狭首部を有する、付記２８〜５０のいずれかに記載の被検体評価装置。
【０２５４】
（付記５２）  付記１〜５１のいずれかに記載の被検体評価装置を用い、
被検体を担体と結合せしめ、
外部からの作用により、蛍光標識部と担体との間の距離を変化させ、
光照射装置から光を照射し、
蛍光標識部から発光される蛍光を蛍光検出装置で検出する、
被検体評価方法。
【０２５５】
（付記５３）  前記担体面に平行な方向から光を照射する、付記５２に記載の被検体評価方法。
【０２５６】
（付記５４）  被検体を担体と結合せしめる前に、被検体を評価対象と結合せしめる、
付記５２または５３に記載の被検体評価方法。
【０２５７】
（付記５５）  それぞれの担体に、他の担体とは異なる電位を与え、それぞれの担体に異種の被検体を配せしめる、付記５２〜５４のいずれかに記載の被検体評価方法。
【０２５８】
（付記５６）  担体として電極を使用し、対向電極との間に、一定値、パルス値、階段状に変化する値、周期的に変化する値の内のいずれかまたはその組み合わせの値を有する電位差を与えることにより電磁的作用を実現する、付記５２〜５５のいずれかに記載の被検体評価方法。
【０２５９】
（付記５７）  蛍光発生の有無、蛍光強度増大率、蛍光強度減衰率、ピーク強度、ピーク強度の変化率からなる群から選択された少なくとも一つの物性値を測定する、付記５２〜５６のいずれかに記載の被検体評価方法。
【０２６０】
（付記５８）  被検体評価装置または被検体評価装置本体の担体を、Ａｕ層を水溶液中で、下記Ａ〜Ｅのいずれかの反応により処理して作製する、付記１〜５１のいずれかに記載の被検体評価装置の製造方法。
【０２６１】
Ａ．１−（３−ジメチルアミノ−プロピル）−３−エチル−カルボジイミドハイドロクロライドにより活性化した、イミダゾール結合体を中間体とするカルボキシ基とアミノ基との反応。
【０２６２】
Ｂ．１−（３−ジメチルアミノ−プロピル）−３−エチル−カルボジイミドハイドロクロライドにより活性化した、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドまたはＮ−ヒドロキシスクシンイミドスルホン酸結合体を中間体とするカルボキシ基とアミノ基との反応。
【０２６３】
Ｃ．チオール基とマレイミド基との反応。
【０２６４】
Ｄ．イソシアネート基とアミノ基との反応。
【０２６５】
Ｅ．αケトハライド基とアミノ基またはチオール基との反応。
【０２６６】
（付記５９）  前記第一の捕捉体と第二の捕捉体とのすくなくともいずれか一方のＡｕ層を、水溶液中で、下記Ａ〜Ｅのいずれかの反応により処理する、付記２８〜５１のいずれかに記載の被検体評価装置の製造方法。
【０２６７】
Ａ．１−（３−ジメチルアミノ−プロピル）−３−エチル−カルボジイミドハイドロクロライドにより活性化した、イミダゾール結合体を中間体とするカルボキシ基とアミノ基との反応。
【０２６８】
Ｂ．１−（３−ジメチルアミノ−プロピル）−３−エチル−カルボジイミドハイドロクロライドにより活性化した、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドまたはＮ−ヒドロキシスクシンイミドスルホン酸結合体を中間体とするカルボキシ基とアミノ基との反応。
【０２６９】
Ｃ．チオール基とマレイミド基との反応。
【０２７０】
Ｄ．イソシアネート基とアミノ基との反応。
【０２７１】
Ｅ．αケトハライド基とアミノ基またはチオール基との反応。
【０２７２】
（付記６０）  複数の担体に、他の担体とは異なる電位を与え、それぞれの担体に異種の被検体を結合せしめる、付記１〜５１のいずれかに記載の被検体評価装置の製造方法。
【０２７３】
（付記６１）  複数の担体配置場所に、他の配置場所とは異なる電位を与え、それぞれの配置場所に異種の担体を生ぜしめる、付記１〜５１のいずれかに記載の被検体評価装置の製造方法。
【０２７４】
（付記６２）  被検体評価装置に蓋を取り付けた後にそれぞれの担体に異種の被検体を配せしめる、付記１〜５１のいずれかに記載の被検体評価装置の製造方法。
【０２７５】
（付記６３）  被検体評価装置に蓋を取り付けた後にそれぞれの配置場所に異種の担体を生ぜしめる、付記１〜５１のいずれかに記載の被検体評価装置の製造方法。
【産業上の利用可能性】
【０２７６】
本発明によって実現される被検体評価装置は、狭義には現在非常に注目を集めている生体高分子の検出に利用することができる。また、本発明によって、最適化されたデバイス構造を用いることにより、生体高分子の検出のみならず、生体高分子や人工ナノ構造体の電気的特性、拡散特性などを捉えることができ、医療分野への応用が考えられる。今後、ヒトゲノム計画により得られる生体物質の機能が解明されるにつれ、応用範囲が広がるものと期待できる。
【図面の簡単な説明】
【０２７７】
【図１】担体上に結合した状態の被検体が伸縮し、蛍光を発光または消光する様子を示す模式図である。
【図２】被検体結合部を設けるための分子の構造例を示す図である。
【図３】ＳＡＭｓを表面に有する担体表面を作製するための反応経路を示す図である。
【図４】ＳＡＭｓを表面に有する担体表面を作製するための反応経路を示す他の図である。
【図５】ＳＡＭｓを表面に有する担体表面を作製するための反応経路を示す他の図である。
【図６】ＳＡＭｓを表面に有する担体表面を作製するための反応経路を示す他の図である。
【図７】ＳＡＭｓを表面に有する担体表面を作製するための反応経路を示す他の図である。
【図８】ＳＡＭｓを表面に有する担体表面を作製するための反応経路を示す他の図である。
【図９】本発明に係る被検体評価装置において、担体から離脱していく被検体に光を照射して蛍光を生じさせ、この蛍光を検出する様子を示す模式図である。
【図１０】本発明に係る被検体評価装置において、担体から離脱していく被検体に光を照射して蛍光を生じさせ、この蛍光を検出する様子を示す他の模式図である。
【図１１】ＳＡＭｓのカルボキシ基と結合した、蛍光色素を持たない一本鎖ＤＮＡに、蛍光色素を持つ一本鎖ＤＮＡがハイブリダイゼーションし、被検体となった状態を示す模式図である。
【図１２】一本鎖ＤＮＡに蛍光色素とビオチン（評価対象結合部）を導入し、このビオチンに、蛋白質であるアビジン（評価対象）を結合させていない場合について、パルス電圧を段階的に変化させた場合の蛍光強度の時間的変化を示す図である。
【図１３】一本鎖ＤＮＡに蛍光色素とビオチン（評価対象結合部）を導入し、このビオチンにアビジン（評価対象）を結合させた場合について、パルス電圧を段階的に変化させた場合の蛍光強度の時間的変化を示す図である。
【図１４】本発明に係る被検体評価装置の配置の一例である。
【図１５】本発明に係る被検体評価装置の配置の他の一例である。
【図１６】本発明に係る被検体評価装置の配置の他の一例である。
【図１７】本発明に係る被検体評価装置の配置の他の一例である。
【図１８】アビジンの有無により、蛍光強度の変化量が異なる様子を示す図である。
【図１９】被検体設置前の様子を表す、複数の担体の集合であるセンサアレイ部を拡大した模式図である。
【図２０】担体に被検体を設置中の様子を表す、複数の担体の集合であるセンサアレイ部を拡大した模式図である。
【図２１】担体に被検体を設置した後の様子を表す、複数の担体の集合であるセンサアレイ部を拡大した模式図である。
【図２２】一般的なバイオチップの概略平面図である。
【図２３】図２２のバイオチップの概略側断面図である。
【図２４−Ａ】本発明に係る評価対象捕捉部の様子を示す模式図である。
【図２４−Ｂ】本発明に係る評価対象捕捉部の様子を示す他の模式図である。
【図２４−Ｃ】本発明に係る評価対象捕捉部の様子を示す他の模式図である。
【図２４−Ｄ】本発明に係る評価対象捕捉部の様子を示す他の模式図である。
【図２４−Ｅ】本発明に係る捕捉体捕捉部の様子を示す模式図である。
【図２４−Ｆ】本発明に係る捕捉体捕捉部の様子を示す他の模式図である。
【図２４−Ｇ】本発明に係る被検体評価装置本体の様子を示す模式図である。
【図２４−Ｈ】本発明に係る被検体評価装置本体の様子を示す他の模式図である。
【図２４−Ｉ】本発明に係る被検体評価装置本体の様子を示す他の模式図である。
【図２５】評価対象捕捉部と捕捉体捕捉部とをこの順に付設する被検体評価装置の模式図である。
【図２６】評価対象捕捉部と捕捉体捕捉部とをこの順に付設する被検体評価装置の他の模式図である。
【図２７−Ａ】被検体が担体と結合した状態を示す模式図である。
【図２７−Ｂ】被検体が担体から脱離した状態を示す模式図である。
【図２８−Ａ】被検体が担体と結合し、縮まった状態を示す模式図である。
【図２８−Ｂ】被検体が担体から伸長した状態を示す模式図である。
【図２９】ＳＡＭｓとＤＮＡとの結合の様子を示す模式図である。
【図３０】ＳＡＭｓとＤＮＡとの結合やＤＮＡのハイブリダイゼーションの様子を示す模式図である。
【図３１】担体上に結合した状態の被検体が伸縮し、蛍光を発光または消光する様子を示す模式図である。
【図３２】ＳＡＭｓの模式図である。
【図３３】評価対象の濃度を種々変更した場合の蛍光強度の様子を示した図である。
【図３４】評価対象の濃度を種々変更した場合の蛍光強度の様子を示した他の図である。
【図３５】評価対象の濃度を種々変更した場合の蛍光強度の様子を示した他の図である。
【図３６】蛍光強度と蛋白質の濃度との関係を示す図である。
【図３７】蛍光色素を有する一本鎖ＤＮＡ（被検体）が担体のＳＡＭｓ近傍にある状態を示す模式図である。
【図３８】蛍光色素を有する一本鎖ＤＮＡ（被検体）のアミノ基がＳＡＭｓのカルボキシ基と結合してアミド結合を形成した状態を示す模式図である。
【図３９】蛍光色素を持たない一本鎖ＤＮＡが担体のＳＡＭｓ近傍にある状態を示す模式図である。
【図４０】蛍光色素を持たない一本鎖ＤＮＡのアミノ基がＳＡＭｓのカルボキシ基と結合してアミド結合を形成した状態を示す模式図である。
【符号の説明】
【０２７８】
１    本発明に係る被検体評価装置
２    基板
３    担体（電極）
４    蛍光標識部
５    感応部
６    評価対象結合部
７    被検体
８    対向電極
９    外部電場印加装置
１０  光照射装置
１１  光
１２  蛍光
１３  評価対象
１４  蛍光検出装置
１８  光検出エリア
１４１  光ファイバー
１７１  全反射光
１７２  エバネッセント場
１７３  消光エリア
２２１  試料導入口
２２２  センサアレイ部
２４１  第一の捕捉体
２４２  第二の捕捉体
２５１  評価対象捕捉部
２５２  捕捉体捕捉部
２５３  被検体評価装置本体
２５４  流路
２５５  試料の注入口
２５６  排出口
４１１  中間部分
４４１  蛋白質付きの場合
４４２  蛋白質なしの場合
４８１ａ，ｂ
ＤＮＡ
【図１】
2005077143.tif 000003
【図２】
2005077143.tif 000004
【図３】
2005077143.tif 000005
【図４】
2005077143.tif 000006
【図５】
2005077143.tif 000007
【図６】
2005077143.tif 000008
【図７】
2005077143.tif 000009
【図８】
2005077143.tif 000010
【図９】
2005077143.tif 000011
【図１０】
2005077143.tif 000012
【図１１】
2005077143.tif 000013
【図１２】
2005077143.tif 000014
【図１３】
2005077143.tif 000015
【図１４】
2005077143.tif 000016
【図１５】
2005077143.tif 000017
【図１６】
2005077143.tif 000018
【図１７】
2005077143.tif 000019
【図１８】
2005077143.tif 000020
【図１９】
2005077143.tif 000021
【図２０】
2005077143.tif 000022
【図２１】
2005077143.tif 000023
【図２２】
2005077143.tif 000024
【図２３】
2005077143.tif 000025
【図２４−Ａ】
2005077143.tif 000026
【図２４−Ｂ】
2005077143.tif 000027
【図２４−Ｃ】
2005077143.tif 000028
【図２４−Ｄ】
2005077143.tif 000029
【図２４−Ｅ】
2005077143.tif 000030
【図２４−Ｆ】
2005077143.tif 000031
【図２４−Ｇ】
2005077143.tif 000032
【図２４−Ｈ】
2005077143.tif 000033
【図２４−Ｉ】
2005077143.tif 000034
【図２５】
2005077143.tif 000035
【図２６】
2005077143.tif 000036
【図２７−Ａ】
2005077143.tif 000037
【図２７−Ｂ】
2005077143.tif 000038
【図２８−Ａ】
2005077143.tif 000039
【図２８−Ｂ】
2005077143.tif 000040
【図２９】
2005077143.tif 000041
【図３０】
2005077143.tif 000042
【図３１】
2005077143.tif 000043
【図３２】
2005077143.tif 000044
【図３３】
2005077143.tif 000045
【図３４】
2005077143.tif 000046
【図３５】
2005077143.tif 000047
【図３６】
2005077143.tif 000048
【図３７】
2005077143.tif 000049
【図３８】
2005077143.tif 000050
【図３９】
2005077143.tif 000051
【図４０】
2005077143.tif 000052