(57)【要約】      （修正有）【課題】抗原抗体反応を利用した電気化学計測装置に使用される抗体チップは安全上使い捨てとなり、取り外しが容易で各電極の電気特性が一様でなければならない。また、このような抗体チップ上に形成された複数の薄膜電極に微量の液状物質が滴下された際に、隣接する複数個の液滴同士が混らないようにしなければならない。更に、抗原抗体反応が完了した後、抗原である液状物質を残液が残らないように洗浄し、その後、前記の電極および電気計測用電極を含むエリアを測定液に浸し、電気化学計測を行うという工程に対応したチップ形状と装置構造でなければならない。【解決手段】抗体チップ６上に複数個の薄膜電極１４を近接して配置し、該電極を中心として形成された小径の窪み１４ａにより滴下された液状物質を拡散しないようにし、該複数個の電極も含めた周囲に設けられた堰１６に測定液を充填し、電気化学計測を行うことができるチップ構成とする。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
抗体チップ電極上に液状物質を滴下し、次いで、該滴下された液状物質を洗浄液で洗浄し、その後に、該チップの一部を測定液に浸し、電気化学計測を行う装置において、複数個の抗体の存在する電極および電気化学計測に必要な複数の電極が形成され、前記複数個の電極を囲い、測定液が充填される堰を有した抗体チップ、そして、該抗体チップは柔弾性を有し、該抗体チップの折れまがりで堰部を傾け、洗浄を行うことを特徴とする電気化学自動測定装置。
【請求項２】
請求項１の電気化学自動計測装置おいて前記液状物質はダイオキシン等の環境ホルモン物質、アレルゲン物質、薬物、および、細菌を含む溶液であり、抗体チップ上に該液状物質を滴下し、該チップの堰を傾斜させながら洗浄し、該チップに設けられた堰に測定液を充填し、電気化学計測をおこなう工程を有する電気化学自動計測装置。
【請求項３】
請求項１の電気化学自動計測装置において、多種の液状物質を滴下する位置に複数個の薄膜電極と更に、電気化学計測用の複数個の薄膜電極を有し、各電極のリード線は柔弾性のあるシート部材に埋め込まれ外部と絶縁されて、一端は前記薄膜電極に、そして、他端はコネクタ端子に電気的に接続されており、前記シート部材上にあって、前記全ての薄膜電極を囲う堰からなる前記コネクタ端子を介して着脱可能な抗体チップ。
【請求項４】
請求項１の電気化学自動計測装置において、前記チップを水平に取り付けるベッドと該ベッドの一端を回転自由に固定し、Ｚ軸方向に前記ベッドを移動させることにより前記チップと共に屈曲し、前記チップの堰が傾斜して、洗浄後の液を速やかに排出する電気化学自動計測装置。
【請求項５】
請求項３のチップにおいて、複数個の薄膜電極を中心として周りに比較的小径の窪みが形成され、抗原である液状物質の滴下された液滴が拡散せず該窪みに収まり、前記全ての薄膜電極に塗布された抗体と抗原抗体反応がバラツキ無く行われることを特徴とした抗体チップ。
【請求項６】
請求項５のチップにおいて、複数個の薄膜電極とコネクタを電気的に接続するリード線の電極側で少なくとも前記小径の窪み範囲にあるリード線を比較的細くし、電気化学計測時にリード線の影響を小さくする抗体チップ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は特に、ダイオキシン等の環境ホルモン物質、アレルゲン物質、薬物、および、細菌を含む水溶液中の有害物質を抗原抗体反応を利用して電気化学的に検出する計測装置および抗体チップに関わる。
【０００２】
【従来の技術】
従来、水溶液にわずかに含まれる環境ホルモン等有害物質とか細菌を測定する方法は質量分析法、表面プラズモン共鳴という計測装置があるが、近年、抗原抗体反応を利用した方法が、感度が高く、比較的安価に測定できるということで脚光をあびてきている。
【０００３】
近年、環境ホルモン物質、アレルゲン物質および薬物等の有害物質とか細菌等も発生現地で計測するニーズが高まってきている。海、河川、下水、上水、温泉、食品の産地等の現地で手軽にそして同時に多くのサンプル水溶液を短時間に処理することが望まれている。
そのひとつの手段として、抗体が予め塗布された小さなチップ上に配置された複数の微小電極上に環境ホルモン物質等の有害物質を含む複数のサンプル水溶液を連続滴下し、抗原である環境ホルモン物質等との抗原抗体反応を行わしめた後、洗浄液で洗浄し、引き続き測定液にチップを浸し、その後、電気化学計測を行うという一括処理型の電気化学自動計測装置が必要とされている。
【０００４】
このような抗原抗体反応を利用した電気化学計測装置では、小型で測定の精度が高く、多くのサンプルが同時に計測できることが要求される。そのためには、抗体チップが小型でありながら多くの自動工程、例えば、ディスペンス工程、洗浄工程および測定工程での要求を満足するものでなければならない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
抗原抗体反応を利用した電気化学計測装置に使用される抗体チップは安全上使い捨てとなり、取り外しが容易で、各電極の電気特性が一様でなければならない。また、このような抗体チップ上に形成された複数の薄膜電極に微量のサンプル水溶液が滴下された際に、隣接する複数個の液滴同士が混らないようにしなければならない。
更に、抗原抗体反応が完了した後、抗原である液状物質を残液が残らないように洗浄し、その後、前記の電極および電気計測用電極を含むエリアを測定液に浸し、電気化学計測を行うという工程に対応したチップ形状と装置構造でなければ，サンプル相互間のデータのバラツキを生じたり、データの再現性が悪くなるという結果を招く。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決する手段として、抗体チップ上に複数個の薄膜電極を近接して配置し、該電極を中心として形成された比較的小径の窪みにより滴下された液状物質を拡散しないようにし、該複数個の電極も含めた周囲に設けられた堰に、測定液を充填し、電気計測を行うことができるチップ構成とする。
また、各薄膜電極とコネクタ端子を結ぶリード線は柔弾性のあるシート部材に埋め込み、外部と電気的に絶縁する。また、チップに柔弾性を持たせることによって、洗浄工程においてチップに設けられた堰を自由に傾斜せしめて、洗浄後の洗浄液を隈なくに排出する構成とする。
これに対応して、電気化学自動計測装置において、抗体チップを水平に取り付けるベッドと該ベッドの一端を回転自由に固定し、Ｚ軸方向に前記ベッドを持ち上げることによりチップの堰側のベッドを傾斜できる構成とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
電気化学自動計測装置における作動工程を示す実施例と薄膜電極が形成された柔弾性なチップ構成、つまり、洗浄工程におけるチップの傾斜による洗浄効果、ならびに、チップに形成された堰により、薄膜電極を測定液に浸し、電気化学計測を行う実施例で以下説明する。
【０００８】
【実施例】
図１は、本発明装置の１実施例の断面図であってディスペンス工程を示す。電気化学自動計測装置１は洗浄押し出し装置４、洗浄用ディスペンサ５からなる洗浄ステーション２、複数のサンプルステーション３、取り外し可能なチップ６およびテーブル７から構成されている。複数個配列されたサンプルディスペンスステーション３は電磁弁１３、サンプル溶液である流状物質が予め充填されたシリンジ８および該シリンジ８の中にあって同軸に配置されたロッド１０で構成されている。該ロッド１０の下方端に弾性シール材１１が配置され、前記ロッド１０の上端は前記電磁弁１３に取り外し可能に結合されている。
また、前記ロッド１０は常時、弾性手段１２により下方へ押圧され、前記電磁弁１３がＯＦＦの状態では前記ロッド１０の先端に位置する弾性シール部材１１と前記シリンジ８の円錐面８ａが接触し、液状物質が下方へ移動するのを閉塞しているが、前記電磁弁１３がＯＮの状態では前述の閉塞が解除され、液状物質は下方へ移動を開始する。引き続き、電磁弁がＯＦＦになることで、前記弾性部材１３により、前記弾性シール部材１１がシリンジ円錐面８ａに接触変位し、液状物質がシリンジ８の先端に位置する針９から強制的に押し出され、抗体チップ６の複数の薄膜電極１４上に液滴が滴下される構成となっている。該滴下された液滴により電極に塗布された抗体との間で抗原抗体反応が生ずる。
図２は電気化学自動計測装置における洗浄工程を示す実施例である。先に記述したディスペンス工程はサンプルディスペンスステーション３の数だけ繰り返され、前記チップ６上の複数個の薄膜電極１４に液滴の滴下が行われる。その後、テーブル７全体が洗浄ステーション２の位置まで移動し、引き続き洗浄工程に入る。まず、Ｚテーブル２１がモータ２５とネジ２６からなる駆動機構により、Ｚ方向に所定のストローク移動する。該動作により、もう一方のＸ−Ｙテーブル２２が廃液タンク２４に形成されたピボット２４ａを支持点に傾斜する構成となっている．抗体チップ６はチップ片１７および堰１６から構成されており、該堰１６は前記複数の薄膜電極１４を囲う形で前記チップ片１７に接合されており、前記Ｘ−Ｙテーブル２２の傾斜に伴い、該チップ６に形成された前記堰１６も傾斜する構成となっている。
この状態で洗浄ステーション２が起動する。まず、コンプレッサ３２がＯＮし、洗浄液が加圧されて洗浄ステーション２のシリンジ２７に入る。引き続き、電磁弁３０がＯＮし、ロッド２９および該ロッド２９の先端に位置する弾性シール材３１が上昇し、先述の加圧された洗浄液が針２８から前記チップ６の堰１６内側を隈なく洗浄する構成となっている。そして、洗浄後の廃液は廃液タンク２４に収納される。
図３は本発明の抗体チップの具体的実施例を示す。抗体チップ６は柔弾性のあるチップ片１７と堰１６から構成されており、該チップ片１７は複数の薄膜電極１４、複数のリード線１８および複数のコネクタ端子１９から構成されている。また、複数の薄膜電極には３種類があり、一つは抗体が塗布された複数の薄膜電極１４であり、抗原を含む液状物質が滴下され、抗原抗体反応が行われる位置にある。他は電気化学計測用の電極であり、比較的大きなサイズの金膜電極１５と小さな銀膜電極３３の各一個で構成されている。前記複数個の薄膜電極１４は同心に僅かの深さの小径の窪み１４ａを有している。該窪み１４ａは滴下された液滴が、前記窪み１４ａからはみ出して他に拡散するのを防止する働きがある。
更に、リード線１８の一端はコネクター端子１９に、他端は前記複数の電極薄膜１４と電気的に接合されているが、少なくとも前記薄膜電極１４の周囲に形成された前記窪み１４ａの径範囲内に位置するリード線部は比較的細い線で構成されている。
【０００９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明による電気化学自動計測装置は抗原である液状物質がチップ上の薄膜電極上に的確に滴下され、抗体チップに形成された窪み内で収まる構成となっており、他の滴下された液滴と混在することがなく抗体チップの小型化に寄与し、液滴サイズがほぼ均一となり、結果データのバラツキがなく、精度の高い計測が可能となる。また、その後の洗浄工程では抗体チップの柔弾性の故に複数の薄膜電極を囲う堰部が傾斜し、堰内側の洗浄が隈なく行われ、残液の影響による誤差がなくなり、そして、汚染源を含む廃液が確実に廃液タンクに収納され、汚染物質の拡散が確実に防止される。
洗浄が完了した後の測定工程では、測定液が前記チップに接合された堰内に充填され、各薄膜電極での抗原抗体反応の結果を電気化学的に取り出すのにリード線が絶縁されていることで、絶縁不良もなく微小電流を取り出すことが可能となる。更に、複数のコネクタは整然と配列されているため電気的な面で取り出しが容易であり、チップの着脱が簡単にできる。
更に、複数の薄膜電極の周囲の小径の窪みを横切るリード線部は比較的細い線で電極と同材質で構成されているので電気化学計測時の電極部の誤差を殆ど無くすことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す。特に、液滴を滴下するディスペンス工程における抗体チップを含む全体の構成を示す。
【図２】本発明の実施例を示す。特に、洗浄工程における抗体チップの機能とテーブル等の全体の構成を示す。
【図３】本発明の実施例で抗体チップの正面構成と断面構成を示す。
【符号の説明】
１、電気化学自動計測装置  ２、洗浄ステーション  ３、サンプルディスペンスステーション  ４、洗浄液押し出し装置  ５、洗浄用ディスペンサ６、抗体チップ７、テーブル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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