(57)【要約】【課題】被検知物質測定装置においてさまざまな雰囲気状態の変動の影響を受けることなく正確に被検知物質の量を検知できることを目的とする。【解決手段】動作電極１０１からの電気信号の値に影響を与える雰囲気状態の変動を検知して補正用電気信号を出力する補正用電極１を設け、動作電極１０１からの電気信号を補正する構成とした。この手段により、被検知物質１０３と被検知物質捕捉物質１０４の反応効率、または被検知物質１０３と第２の被検知物質捕捉物質１０７との反応効率がさまざまな雰囲気状態の変動の影響を受ける場合においても正確に被検知物質１０３の量を検知できる被検知物質測定装置が得られる。【選択図】図１
2005241537.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に  被検知物質捕捉物質を固定化した被検知物質捕捉物質固定化領域を形成し、被検知物質捕捉物質固定化領域においてサンプル液中に含まれる被検知物質を捕捉し、次いで酵素を標識した第２の被検知物質捕捉物質を被検知物質に結合させた後、酵素反応の基質となる物質を加えて酵素反応生成物質を生成させ、この酵素反応が進行する過程において起こした電気化学的反応を被検知物質捕捉物質固定化領域に対応してその近傍に設けた動作電極によって出力された電気信号として検知する被検知物質の測定方法において、電気信号の値に影響を与える雰囲気状態の変動を検知して補正用電気信号を出力する補正用電極を設けることにより動作電極からの電気信号を補正することのできる被検知物質測定装置。
【請求項２】
サンプル液中または計測に必要な試薬溶液中に含まれている既知量の物質を内部標準物質として定め、補正用電極の近傍に内部標準物質捕捉物質を固定化した内部標準物質捕捉物質固定化領域を形成し、内部標準物質を内部標準物質捕捉物質に特異的に結合させることにより内部標準物質と内部標準物質捕捉物質との結合量を定常時の結合量と比較することで雰囲気状態の変動を予測した結果にもとづいて、動作電極によって出力される電気信号を補正することのできる請求項１記載の被検知物質測定装置。
【請求項３】
補正用電極の近傍に第２の被検知物質捕捉物質捕捉物質を固定化した第２の被検知物質捕捉物質捕捉物質固定化領域を形成し、第２の被検知物質捕捉物質を第２の被検知物質捕捉物質捕捉物質に特異的に結合させることにより第２の被検知物質捕捉物質と第２の被検知物質捕捉物質捕捉物質との結合量を定常時の結合量と比較することで雰囲気状態の変動を予測した結果にもとづいて、動作電極によって出力される電気信号を補正することのできる請求項１または２記載の被検知物質測定装置。
【請求項４】
補正用電極の近傍に酵素捕捉物質を固定化した酵素捕捉物質固定化領域を形成し、第２の被検知物質捕捉物質に結合している酵素を酵素捕捉物質に特異的に結合させることにより第２の被検知物質捕捉物質に結合している酵素と酵素捕捉物質との結合量を定常時の結合量と比較することで雰囲気状態の変動を予測した結果にもとづいて、動作電極によって出力される電気信号を補正することのできる請求項１または２記載の被検知物質測定装置。
【請求項５】
補正用電極として酵素反応の基質の濃度を計測できる基質濃度検知電極を用いることにより電気化学的反応に用いられている基質の濃度を定常時の基質の濃度と比較することで雰囲気状態の変動を予測した結果にもとづいて、動作電極によって出力される電気信号を補正することのできる請求項１または２記載の被検知物質測定装置。
【請求項６】
補正用電極としてｐH電極を用いることによりサンプル液および試薬溶液中の水素イオン濃度を定常時の水素イオン濃度と比較することで雰囲気状態の変動を予測した結果にもとづいて、動作電極によって出力される電気信号を補正することのできる請求項１または２記載の被検知物質測定装置。
【請求項７】
補正用電極として温度センサを用いることにより  サンプル温度または電流計測時の反応溶液温度を定常時の温度と比較することで雰囲気状態の変動を予測した結果にもとづいて、動作電極によって出力される電気信号を補正することのできる請求項１記載の被検知物質測定装置。
【請求項８】
補正用電極として電気伝導度計測用電極を用いることにより  サンプル液中または試薬溶液中の電気伝導度を定常時の電気伝導度と比較することで雰囲気状態の変動を予測した結果にもとづいて、動作電極によって出力される電気信号を補正することのできる請求項１記載の被検知物質測定装置。
【請求項９】
被検知物質と被検知物質捕捉物質との反応を阻害する特性を有する物質を反応阻害物質として定め、上記補正用電極の近傍に反応阻害物質捕捉物質を固定化した反応阻害物質捕捉物質固定化領域を形成し、反応阻害物質を反応阻害物質捕捉物質に特異的に結合させることにより反応阻害物質と反応阻害物質捕捉物質との結合量を定常時の結合量と比較することで雰囲気状態の変動を予測した結果にもとづいて、動作電極によって出力される電気信号を補正することのできる請求項１記載の被検知物質測定装置。
【請求項１０】
被検知物質以外の物質であるのにもかかわらず、被検知物質捕捉物質との反応性を有する物質を交差性物質として定め、上記補正用電極の近傍に交差性物質捕捉物質を固定化した交差性物質捕捉物質固定化領域を形成し、交差性物質を交差性物質捕捉物質に特異的に結合させることにより交差性物質と交差性物質捕捉物質との結合量を定常時の結合量と比較することで雰囲気状態の変動を予測した結果にもとづいて、動作電極によって出力される電気信号を補正することのできる請求項１記載の被検知物質測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検知物質、例えば、抗原となり得る化学物質やタンパク質や微生物やウイルスの他、抗体などを微少量であっても短時間で精度よく検知して測定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の基板を用いた被検知物質測定装置は、特許文献１のものが知られている。
【０００３】
以下、その装置および測定方法について図１１、図１２を参照しながら説明する。
【０００４】
図に示すように、動作電極１０１は基板１０２上に形成されている。動作電極１０１に用いる材料は、金や白金などの貴金属、カーボン、セラミックスなどの導電性の電極材料であり、メッキやスパッタなど公知の方法で形成される。基板１０２に用いる材料は、ガラス、合成樹脂など絶縁性のある材料であり、任意の厚さで形成される。動作電極１０１上には、被検知物質１０３と特異的に反応し結合する被検知物質捕捉物質１０４が固定化され、被検知物質捕捉物質固定化領域１０５を形成している。被検知物質捕捉物質１０４は、例えば、抗体、抗原、ＤＮＡプローブ、ＲＮＡプローブ、ペプチド、レセプターなどである。基板１０２上には、液を入れるための液溜め容器１０６が設置されている。ここで、被検知物質捕捉物質固定化領域１０５の面積は、０．００２〜０．８ｍｍ２の範囲で、動作電極１０１の大きさは、被検知物質捕捉物質固定化領域１０５の１〜５０倍である。
【０００５】
上記構成において、その測定操作は、まず、液溜め容器１０６にサンプル液を所定量滴下し、サンプル液中の被検知物質１０３と被検知物質捕捉物質固定化領域１０５の被検知物質捕捉物質１０４を反応させる。液溜め容器１０６にサンプル液を入れた状態で、放置もしくは、撹拌しながら、所定の時間反応させる。次に、サンプル液を排出し、洗浄液を液溜め容器１０６に滴下し、必要であれば撹拌して洗浄する。次に、洗浄液を排出後、第２の被検知物質捕捉物質１０７を含む試薬溶液を所定量滴下し、被検知物質捕捉物質固定化領域１０５の被検知物質捕捉物質１０４と結合した被検知物質１０３と第２の被検知物質捕捉物質１０７をこの状態で、放置もしくは、撹拌しながら、所定の時間反応させる。次に、サンプル液を排出し、洗浄液を液溜め容器１０６に滴下し、必要であれば撹拌して洗浄する。次に、第２の被検知物質捕捉物質１０７に標識として結合している酵素１０８と反応する基質を含む基質溶液を液溜め容器１０６に所定量滴下する。
【０００６】
酵素反応の測定は、図に示す構成で行う。酵素と基質の反応を電気化学的に電気信号として測定するため、動作電極１０１にポテンショスタット１０９を接続し、さらに、液溜め容器内の基質溶液に銀塩化銀参照電極１１０を設置する。
【０００７】
上記構成において、酵素による基質の酸化還元反応を電気化学的に測定し、出力する。
【０００８】
ここで被検知物質１０３は、化学物質やタンパク質や微生物やウイルスなどの抗原、抗体などである。被検知物質１０３が抗原である場合、被検知物質捕捉物質１０４は抗体である。被検知物質１０３が抗体である場合、被検知物質捕捉物質１０４は抗原である。被検知物質に結合させる酵素１０８を標識した第２の被検知物質捕捉物質１０７は酵素標識抗体などである。被検知物質捕捉物質１０４、酵素を標識した第２の被検知物質捕捉物質１０７、酵素反応の基質となる物質は被検知物質１０３を考慮して公知のものが選択されて使用される。
【０００９】
本測定方法により、例えば、黄色ブドウ球菌が産生する毒素タンパク質であるエンテロトキシンが被検知物質１０３すなわち抗原として測定される。この場合、被検知物質捕捉物質１０４はエンテロトキシンに対する抗体である。抗体はモノクローナル抗体を使用してもポリクローナル抗体を使用してもよいが、高い結合特異性を有するモノクローナル抗体を使用することが望ましい。酵素１０８を標識した第２の被検知物質捕捉物質１０７としては、標識酵素としてＨＲＰ（西洋ワサビペルオキシターゼ）を結合させた、被検知物質捕捉物質１０４として使用する抗体とは異なるエピトープを認識するエンテロトキシンに対する抗体が挙げられる。抗体はモノクローナル抗体を使用してもポリクローナル抗体を使用してもよいが、高い結合特異性を有するモノクローナル抗体を使用することが望ましい。ＨＲＰの基質となる物質は過酸化水素であり、酵素反応生成物は水である。このような過酸化水素センサ方式による測定方法の場合、フェロセンやその誘導体（フェロセンメタノールなど）をメディエータとして使用し、メディエータのレドックス反応を電気化学的反応の電気信号として検知する。
【特許文献１】特開２００３−９８１７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
このような従来の被検知物質測定装置では、サンプル溶液の組成の変動、または計測に必要な試薬溶液の組成の変動、または計測時の温度変動など雰囲気状態の変動が発生した場合、被検知物質と被検知物質捕捉物質の反応効率、または被検知物質と第２の被検知物質捕捉物質との反応効率、または第２の被検知物質捕捉物質に標識として結合されている酵素の反応効率が、さまざまな雰囲気状態の変動を受けることで、正確に被検知物質の量を検知することができなくなるという課題があり、上記の反応効率がさまざまな雰囲気状態の変動の影響を受ける場合においても正確に被検知物質の量を検知できることが要求されている。
【００１１】
また、計測対象となるサンプル液中には被検知物質以外にも被検知物質と被検知物質捕捉物質の反応を阻害する反応阻害物質、または被検知物質とは異なる物質であるのにもかかわらず被検知物質捕捉物質との反応性を有する交差性物質が含まれている可能性があり、その場合は正確に被検知物質の量を検知することができなくなるという課題があり、上記の物質がサンプル液中に含まれている場合においても正確に被検知物質の量を検知できることが要求されている。
【００１２】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、被検知物質と被検知物質捕捉物質の反応効率、または被検知物質と第２の被検知物質捕捉物質との反応効率、または第２の被検知物質捕捉物質に標識として結合されている酵素の反応効率がさまざまな雰囲気状態の変動の影響を受ける場合においても正確に被検知物質の量を検知でき、反応阻害物質または交差性物質がサンプル液中に含まれている場合においても正確に被検知物質の量を検知することのできる被検知物質測定装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の被検知物質測定装置は上記目的を達成するために、動作電極によって出力される電気信号の値に影響を与える雰囲気状態の変動を検知して補正用電気信号を出力する補正用電極を設けることにより動作電極によって出力される電気信号を補正する構成としたものである。
【００１４】
この手段により、被検知物質と被検知物質捕捉物質の反応効率、または被検知物質と第２の被検知物質捕捉物質との反応効率がさまざまな雰囲気状態の変動の影響を受ける場合においても、動作電極によって出力される電気信号の値に影響を与える雰囲気状態の変動を補正用電極により検知した補正用電気信号にもとづいて動作電極によって出力される電気信号を補正することにより、正確に被検知物質の量を検知できる被検知物質測定装置が得られる。
【００１５】
また他の手段は、サンプル液中または計測に必要な試薬溶液中に含まれている既知量の物質を内部標準物質として定め、補正用電極の近傍に内部標準物質捕捉物質を固定化した内部標準物質捕捉物質固定化領域を形成し、内部標準物質を内部標準物質捕捉物質に結合させることにより内部標準物質と内部標準物質捕捉物質との結合量を定常時の結合量と比較することで雰囲気状態の変動を予測した結果にもとづいて、動作電極によって出力される電気信号を補正する構成としたものである。
【００１６】
この手段により被検知物質と被検知物質捕捉物質の反応効率、または被検知物質と第２の被検知物質捕捉物質との反応効率、または第２の被検知物質捕捉物質に標識として結合されている酵素の反応効率がさまざまな雰囲気状態の変動の影響を受ける場合においても内部標準物質を内部標準物質捕捉物質に結合させることにより内部標準物質と内部標準物質捕捉物質との結合量を定常時の結合量と比較することで雰囲気状態の変動を予測した結果にもとづいて、動作電極によって出力される電気信号を補正することにより、正確に被検知物質の量を検知できる被検知物質測定装置が得られる。
【００１７】
また他の手段は、上記補正用電極として酵素反応の基質の濃度を計測できる電極を用いることにより電気化学的反応に用いられている基質の濃度を検知することで動作電極によって出力される電気信号を補正する構成としたものである。
【００１８】
この手段により酵素反応の基質の濃度が雰囲気状態の変動の影響を受ける場合においても補正用電極により電気化学的反応に用いられている基質の濃度を定常時の基質の濃度と比較することで雰囲気状態の変動を予測した結果にもとづいて、動作電極によって出力される電気信号を補正することにより、正確に被検知物質の量を検知できる被検知物質測定装置が得られる。
【００１９】
また他の手段は、上記補正用電極としてｐH電極を用いることによりサンプル液および試薬溶液中の水素イオン濃度を計測することで動作電極によって出力される電気信号を補正する構成としたものである。
【００２０】
この手段により被検知物質と被検知物質捕捉物質の反応効率、または被検知物質と第２の被検知物質捕捉物質との反応効率、または第２の被検知物質捕捉物質に標識として結合されている酵素の反応効率がさまざまな雰囲気状態の変動の影響を受ける場合においても補正用電極によりサンプル液および試薬溶液中の水素イオン濃度を定常時の水素イオン濃度と比較することで雰囲気状態の変動を予測した結果にもとづいて動作電極によって出力される電気信号を補正することにより、正確に被検知物質の量を検知できる被検知物質測定装置が得られる。
【００２１】
また他の手段は、上記補正用電極として温度センサを用いることにより  サンプル温度または電流計測時の反応溶液温度を計測することで動作電極によって出力される電気信号を補正する構成としたものである。
【００２２】
この手段により被検知物質と被検知物質捕捉物質の反応効率、または被検知物質と第２の被検知物質捕捉物質との反応効率、または第２の被検知物質捕捉物質に標識として結合されている酵素の反応効率がさまざまな雰囲気状態の温度変動の影響を受ける場合においても補正用電極として温度センサを用いることによりサンプル温度または電流計測時の反応溶液温度を定常時の温度と比較することで雰囲気状態の変動を予測した結果にもとづいて、動作電極によって出力される電気信号を補正することにより、正確に被検知物質の量を検知できる被検知物質測定装置が得られる。
【００２３】
また他の手段は、上記補正用電極として電気伝導度計測用電極を用いることにより  サンプル液中の電気伝導度を計測することで動作電極によって出力される電気信号を補正する構成としたものである。
【００２４】
この手段により被検知物質と被検知物質捕捉物質の反応効率、または被検知物質と第２の被検知物質捕捉物質との反応効率、または第２の被検知物質捕捉物質に標識として結合されている酵素の反応効率がさまざまな雰囲気状態の変動の影響を受ける場合においても補正用電極として電気伝導度計測用電極を用いることによりサンプル液中の電気伝導度を定常時の電気伝導度と比較することで雰囲気状態の変動を予測した結果にもとづいて、動作電極によって出力される電気信号を補正することにより、正確に被検知物質の量を検知できる被検知物質測定装置が得られる。
【００２５】
また他の手段は、上記補正用電極の近傍に反応阻害物質捕捉物質を固定化した反応阻害物質捕捉物質固定化領域を形成し、反応阻害物質を反応阻害物質捕捉物質に結合することにより反応阻害物質と反応阻害物質捕捉物質との結合量から動作電極によって出力される電気信号を補正する構成としたものである。
【００２６】
この手段により反応阻害物質がサンプル液中に含まれている場合においても反応阻害物質を反応阻害物質捕捉物質に特異的に結合させることにより反応阻害物質と反応阻害物質捕捉物質との結合量を定常時の結合量と比較することで雰囲気状態の変動を予測した結果にもとづいて動作電極によって出力される電気信号を補正することにより、正確に被検知物質の量を検知することのできる被検知物質測定装置が得られる。
【００２７】
また他の手段は、上記補正用電極の近傍に交差性物質捕捉物質を固定化した交差性物質捕捉物質固定化領域を形成し、交差性物質を交差性物質捕捉物質に結合することにより  交差性物質と交差性物質捕捉物質との結合量から動作電極によって出力される電気信号を補正する構成としたものである。
【００２８】
この手段により交差性物質がサンプル液中に含まれている場合においても交差性物質  を交差性物質捕捉物質に特異的に結合させることにより交差性物質と交差性物質捕捉物質との結合量を定常時の結合量と比較することで雰囲気状態の変動を予測した結果にもとづいて動作電極によって出力される電気信号を補正することにより、正確に被検知物質の量を検知することのできる被検知物質測定装置が得られる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、被検知物質と被検知物質捕捉物質の反応効率、または被検知物質と第２の被検知物質捕捉物質との反応効率、または第２の被検知物質捕捉物質に標識として結合されている酵素の反応効率がさまざまな雰囲気状態の変動の影響を受ける場合においても正確に被検知物質の量を検知できる被検知物質測定装置を提供できる。
【００３０】
また、反応阻害物質または交差性物質がサンプル液中に含まれている場合においても正確に被検知物質の量を検知することのできる被検知物質測定装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本発明の請求項１記載の発明は、電気信号の値に影響を与える雰囲気状態の変動を検知して補正用電気信号を出力する補正用電極を設けることにより動作電極からの電気信号を補正する構成としたものであり、たとえ雰囲気状態が変動したとしても補正用電極により雰囲気状態の変動量を検知することができるので、変動した雰囲気状態で作用電極により得られた電気信号の値を通常の雰囲気条件下で得られる電気信号の値に補正することができるという作用を有する。
【００３２】
また本発明の請求項２記載の発明は、補正用電極の近傍に内部標準物質捕捉物質を固定化した内部標準物質捕捉物質固定化領域を形成し、内部標準物質を内部標準物質捕捉物質に特異的に結合させることにより  内部標準物質と内部標準物質捕捉物質との結合量を定常時の結合量と比較することで雰囲気状態の変動を予測した結果にもとづいて、動作電極によって出力される電気信号を補正する構成としたものであり、補正用電極により検知できる内部標準物質と内部標準捕捉物質の結合量も同様に雰囲気状態の変動の影響を受けていることから、雰囲気状態の変動量を類推することができるので、変動した雰囲気状態で作用電極により得られた電気信号の値を通常の雰囲気条件下で得られる電気信号の値に補正することができるという作用を有する。
【００３３】
また本発明の請求項３記載の発明は、補正用電極の近傍に第２の被検知物質捕捉物質捕捉物質を固定化した第２の被検知物質捕捉物質捕捉物質固定化領域を形成し、第２の被検知物質捕捉物質を第２の被検知物質捕捉物質捕捉物質に特異的に結合させることにより第２の被検知物質捕捉物質と第２の被検知物質捕捉物質捕捉物質との結合量を定常時の結合量と比較することで雰囲気状態の変動を予測した結果にもとづいて、動作電極によって出力される電気信号を補正する構成としたものであり、補正用電極により検知できる第２の被検知物質捕捉物質と第２の被検知物質捕捉物質捕捉物質との結合量も同様に雰囲気状態の変動の影響を受けていることから、雰囲気状態の変動量を類推することができるので、変動した雰囲気状態で作用電極により得られた電気信号の値を通常の雰囲気条件下で得られる電気信号の値に補正することができるという作用を有する。
【００３４】
また本発明の請求項４記載の発明は、補正用電極の近傍に酵素捕捉物質を固定化した酵素捕捉物質固定化領域を形成し、第２の被検知物質捕捉物質に結合している酵素を酵素捕捉物質に特異的に結合させることにより第２の被検知物質捕捉物質に結合している酵素と酵素捕捉物質との結合量を定常時の結合量と比較することで雰囲気状態の変動を予測した結果にもとづいて、動作電極によって出力される電気信号を補正する構成としたものであり、補正用電極により検知できる第２の被検知物質捕捉物質に結合している酵素と酵素捕捉物質との結合量も同様に雰囲気状態の変動の影響を受けていることから、雰囲気状態の変動量を類推することができるので、変動した雰囲気状態で作用電極により得られた電気信号の値を通常の雰囲気条件下で得られる電気信号の値に補正することができるという作用を有する。
【００３５】
また本発明の請求項５記載の発明は、補正用電極として酵素反応の基質の濃度を計測できる電極を用いることにより電気化学的反応に用いられている基質の濃度を検知することで、動作電極によって出力される電気信号を補正する構成としたものであり、補正用電極により基質の濃度変動を検知することができるので、補正用電極により計測された基質の濃度を定常時の基質の濃度と比較することで雰囲気状態の変動を予測した結果にもとづいて、変動した基質濃度の状態で作用電極により得られた電気信号の値を通常の基質濃度の状態で得られる電気信号の値に補正することができるという作用を有する。
【００３６】
また本発明の請求項６記載の発明は、補正用電極としてｐH電極を用いることにより  サンプル液および試薬溶液中の水素イオン濃度を計測することで動作電極によって出力される電気信号を補正する構成としたものであり、補正用電極によりサンプル液および試薬溶液中の水素イオン濃度変動を検知することができるので、サンプル液および試薬溶液中の水素イオン濃度を定常時の水素イオン濃度と比較することで雰囲気状態の変動を予測した結果にもとづいて動作電極によって出力される電気信号を補正することで、変動した水素イオン濃度の状態で作用電極により得られた電気信号の値を通常の水素イオン濃度の状態で得られる電気信号の値に補正することができるという作用を有する。
【００３７】
また本発明の請求項７記載の発明は、補正用電極として温度センサを用いることにより  サンプル温度または電流計測時の反応溶液温度を定常時の温度と比較することで雰囲気状態の変動を予測した結果にもとづいて、動作電極によって出力される電気信号を補正する構成としたものであり、補正用電極により雰囲気温度の変動を検知することができるので、変動した温度状態で作用電極により得られた電気信号の値を通常の温度状態で得られる電気信号の値に補正することができるという作用を有する。
【００３８】
また本発明の請求項８記載の発明は、補正用電極として電気伝導度計測用電極を用いることにより  サンプル液中の電気伝導度を定常時の電気伝導度と比較することで雰囲気状態の変動を予測した結果にもとづいて動作電極によって出力される電気信号を補正する構成としたものであり、補正用電極によりサンプル液中の電気伝導度の変動を検知することができるので、変動した電気伝導度の状態で作用電極により得られた電気信号の値を通常の電気伝導度の状態で得られる電気信号の値に補正することができるという作用を有する。
【００３９】
また本発明の請求項９記載の発明は、補正用電極の近傍に反応阻害物質捕捉物質を固定化した反応阻害物質捕捉物質固定化領域を形成し、反応阻害物質を反応阻害物質捕捉物質に特異的に結合させることにより反応阻害物質と反応阻害物質捕捉物質との結合量を定常時の結合量と比較することで雰囲気状態の変動を予測した結果にもとづいて動作電極によって出力される電気信号を補正する構成としたものであり、補正用電極によりサンプル液中に含まれる反応阻害物質の量を検知することができるので、阻害物質が含まれる状態で作用電極により得られた電気信号の値を阻害物質が含まれていない状態で得られる電気信号の値に補正することができるという作用を有する。
【００４０】
また本発明の請求項１０記載の発明は、補正用電極の近傍に交差性物質捕捉物質を固定化した交差性物質捕捉物質固定化領域を形成し、交差性物質を交差性物質捕捉物質に特異的に結合させることにより  交差性物質と交差性物質捕捉物質との結合量を定常時の結合量と比較することで雰囲気状態の変動を予測した結果にもとづいて、動作電極によって出力される電気信号を補正する構成としたものであり、補正用電極によりサンプル液中に含まれる交差性物質の量を検知することができるので、交差性物質が含まれる状態で作用電極により得られた電気信号の値を交差性物質が含まれていない状態で得られる電気信号の値に補正することができるという作用を有する。
【００４１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００４２】
（実施の形態１）
図１に示すように、動作電極１０１は基板１０２上に形成されている。ここで、従来例と同じ物については同一の番号を記し詳細な説明は省略する。動作電極１０１に用いる材料は、金や白金などの貴金属、カーボン、セラミックスなどの導電性の電極材料であり、メッキやスパッタなど公知の方法で形成される。電極材料としては溶液中での電気化学的計測に適した特性のものが適当であり、目的の電気化学反応のみを高感度に検出し、他の反応の影響を受けにくい材料が望ましい。基板１０２に用いる材料は、ガラス、合成樹脂など絶縁性のある材料であり、任意の厚さで形成される。基板１０２の材料としては電極材料を安定的に固定化でき、サンプル液や試薬溶液の影響を受けない素材が適当である。動作電極１０１上には、被検知物質１０３と特異的に反応し結合する被検知物質捕捉物質１０４が公知の方法により固定化され、被検知物質捕捉物質固定化領域１０５を形成している。被検知物質捕捉物質１０４は、例えば、抗体、抗原、ＤＮＡ・ＲＮＡプローブ、ペプチド、レセプターなどである。被検知物質１０３と被検知物質捕捉物質１０４とは相互作用のある物質の組み合わせであり、目的とする検知対象や使用環境、検知精度に応じて選定される。被検知物質捕捉物質１０４を動作電極１０１の近傍に固定化するための公知の方法としては、疎水性相互作用を用いた方法、金属表面に形成した単分子膜を介して共有結合させる方法、別のタンパク質の相互作用を利用した方法など、さまざまな方法が適用可能であるが、被検知物質捕捉物質１０４を被検知物質１０３に対する反応性を保ったまま固定化できる方法が適当である。
【００４３】
基板１０２上には、液を入れるための液溜め容器１０６が設置されている。液溜め容器はサンプル液や試薬溶液の量に応じてその容積が定められ、基板１０２と同様にサンプル液や試薬溶液の影響を受けない素材が適当である。基板１０２と液溜め容器１０６の接液面には必要に応じて表面処理が施され、サンプル液や試薬溶液の影響を防止する対策がとられる場合もある。また、基板１０２の加工によりサンプル液や試薬溶液を保持できるような構造を実現することができれば、必ずしも液溜め容器１０６は必要としない。被検知物質捕捉物質固定化領域１０５の面積は、０．００２〜０．８ｍｍ２の範囲で、動作電極１０１の大きさは、被検知物質捕捉物質固定化領域１０５の１〜５０倍である。動作電極１０１の近傍には雰囲気状態の変動を検知できる補正用電極１が形成されている。補正用電極１の大きさおよびその形状は動作電極１０１と同様の形状であり、動作電極１０１との間隔は動作電極１０１の半径相当の距離を有している。
【００４４】
上記構成において、被検知物質測定装置が構成されるが、その測定操作は、まず、液溜め容器１０６にサンプル液を所定量滴下し、サンプル液中の被検知物質１０３と被検知物質捕捉物質固定化領域１０５の被検知物質捕捉物質１０４を反応させる。液溜め容器１０６にサンプル液を入れた状態で、放置もしくは、撹拌しながら、所定の時間反応させる。次に、サンプル液を排出し、洗浄液を液溜め容器１０６に滴下し、必要であれば撹拌して洗浄する。次に、洗浄液を排出後、第２の被検知物質捕捉物質１０７を含む試薬溶液を所定量滴下し、被検知物質捕捉物質固定化領域１０５の被検知物質捕捉物質１０４と結合した被検知物質１０３と第２の被検知物質捕捉物質１０７をこの状態で、放置もしくは、撹拌しながら、所定の時間反応させる。次に、サンプル液を排出し、洗浄液を液溜め容器１０６に滴下し、必要であれば撹拌して洗浄する。次に、第２の被検知物質捕捉物質１０７に標識として結合している酵素１０８と反応する基質を含む基質溶液を液溜め容器１０６に所定量滴下する。
【００４５】
酵素反応の測定では、酵素と基質の反応を電気化学的に電気信号として測定するため、動作電極にポテンショスタットを接続し、さらに、液溜め容器１０６内の基質溶液に銀塩化銀参照電極を設置して、酵素による基質の酸化還元反応を電気化学的に測定し、出力する。
【００４６】
ここで被検知物質１０３は、化学物質やタンパク質や微生物やウイルスなどの抗原、抗体などである。被検知物質１０３が抗原である場合、被検知物質捕捉物質１０４は抗体である。被検知物質１０３が抗体である場合、被検知物質捕捉物質１０４は抗原である。被検知物質１０３に結合させる酵素１０８を標識した第２の被検知物質捕捉物質１０７は酵素標識抗体などである。被検知物質捕捉物質１０４、酵素１０８を標識した第２の被検知物質捕捉物質１０７、酵素反応の基質となる物質は被検知物質１０３の特性を考慮して、さまざまな試薬から選択されて使用される。被検知物質１０３の結合量が酵素１０８の量
に変換されることになるので、各反応が再現性よく安定的に起きることが重要である。補正用電極1の構成に関しては実施の形態２以降で詳細を説明するが、ここでは被検知物質１０３と被検知物質捕捉物質１０４との反応時、または被検知物質１０３と被検知物質捕捉物質１０４との反応時、または酵素１０８の反応時の雰囲気変動を検知できるような特性を有する電極構成であれば良い。本実施の形態１では動作電極１０１の上面に被検知物質捕捉物質１０４を固定化することで被検知物質捕捉物質固定化領域１０５を形成したが、この構成に限ったものではなく、動作電極１０１と被検知物質捕捉物質固定化領域１０５を別の場所に形成しても良い。ただし、動作電極１０１では被検知物質捕捉物質固定化領域１０５に存在する酵素１０８による酸化還元反応を電気化学的に計測するので、動作電極１０１と被検知物質捕捉物質固定化領域１０５は近接した位置に構成することが望ましい。なお、本実施の形態では動作電極１０１と補正用電極１について、形状、大きさ、位置、を特定しているが、この条件に限ったものでなく、被検知物質１０３を計測する目的において、容易に検知することのできる大きさの電気信号が得られる条件であれば、この形状、大きさに制限は無い。また動作電極１０１と補正用電極１の位置関係においても、お互いの電気信号が干渉するような距離でなければこの間隔に特定する必要はない。ただし、補正用電極１は動作電極１０１の雰囲気の変動を検知する目的を有するため、動作電極１０１と補正用電極１の距離は近い方が効果的である。また、本実施の形態では補正用電極１の大きさと動作電極１０１の大きさを同じであるとしたが、これに限ったものではなく、補正用電気信号として十分大きな電気信号を得ることができるような反応条件であれば、補正用電極1を任意の大きさおよび形状で構成すれば良い。
【００４７】
あらかじめ濃度既知のサンプルを様々な雰囲気変動の条件下で計測することで、動作電極１０１により得られた電気信号の雰囲気の変動に対する変化特性および補正用電極１により得られた補正用電気信号の雰囲気の変動に対する変化特性を記録しておくことで、動作電極１０１からの電気信号と補正用電極１からの補正用電気信号の相関関係を知ることができるので、実際のサンプルを計測した場合の雰囲気変動により引き起こされた電気信号の変動量を補正用電極1からの補正用電気信号の値にもとづいて補正することができる。
【００４８】
なお、本実施の形態では、液溜め容器１０６内にサンプル液を滴下する方法でサンプル液中の被検知物質１０３を被検知物質捕捉物質１０４と接触させる方法を示したが、この方法に限ったものでは無く、サンプル液を被検知物質捕捉物質１０４に接触できる方法であれば、サンプル液を被検知物質捕捉物質固定化領域１０５に接触して流動させる方法のように液溜め容器１０６を用いない方法であっても良い。
【００４９】
なお、本実施の形態ではサンプル液の反応後に洗浄を行い、第２の被検知物質捕捉物質１０７を含む試薬溶液を反応させるという手順で実施したが、この方法に限ったものでは無く、サンプル液の反応後の洗浄操作を省略する方法、サンプル液と第２の被検知物質捕捉物質１０７を含む試薬溶液の反応後の洗浄操作を省略する方法、サンプル液と第２の被検知物質捕捉物質１０７を含む試薬溶液を同時に混合して液溜め容器１０６内に滴下する方法であっても、被検知物質１０３の検知に関しては同様の効果が得られる。
【００５０】
なお、本実施の形態では被検知物質１０３に第２の被検知物質捕捉物質１０７を結合させる方法を示したが、この方法に限ったものではなく、サンプル中の被検知物質１０３と試薬溶液中にあらかじめ既知量添加された標識付き被検知物質との競合反応を検知する競合法においても同様の効果を得ることができる。
【００５１】
なお、本実施の形態では、動作電極１０１と補正用電極１の組み合わせを１対１であるとしたが、この組み合わせに限ったものでは無く、複数の被検知物質１０３に対応する複数の動作電極１０１に１つの補正用電極１を組み合わせる方法、または、１つの動作電極１０１に対して複数の補正用電極１を組み合わせて複数の変動に対して補正する方法、または複数の動作電極１０１に対して、複数の補正用電極１を組み合わせる方法であっても同様の効果を得ることができる。また、動作電極１０１と補正用電極１の組み合わせ方法においては、最も雰囲気変動の影響度の高い条件の順番に補正用電極１の組み合わせを採用するか、最も発生確率の高い雰囲気変動の順番に補正用電極１の組み合わせを採用しても良く、被検知物質１０３の種類と被検知物質測定装置の使用される条件に基づいて、補正用電極１を選定すれば良い。
【００５２】
なお、本実施の形態では、補正用電極１からの補正用電気信号にもとづいて動作電極１０１の電気信号を補正する構成としたが、この方法に限ったものではなく、補正用電極１からの補正用電気信号の大きさにもとづいて、被検知物質１０３と被検知物質捕捉物質１０４との反応が正常に行われていない場合、または異常な反応が起きている可能性がある場合が想定される際に、検知結果が異常である可能性があるという信号を出力するために、補正用電極１からの補正用電気信号を活用することができる。
【００５３】
（実施の形態２）
図２に示すように、実施の形態２は実施の形態１とほぼ同等の構成を有している。従来例及び第１の実施の形態と同じ物については同一の番号を記し詳細な説明は省略する。動作電極１０１の近傍に、内部標準物質捕捉物質２が固定化された内部標準物質捕捉物質固定化領域３を有する補正用電極１が設けられている。内部標準物質に関する詳細な説明は実施の形態３以降に記載するが、内部標準物質として適当な物質としては、サンプル液に一定量含まれる物質、またはサンプル液に一定量を添加する物質、または試薬溶液中に一定量含まれる物質であり、事前にサンプル液中での濃度、試薬溶液中の濃度が明確にされている物質であれば良い。内部標準物質が特定のタンパク質であると定義された場合、内部標準物質捕捉物質２は特定のタンパク質に対する抗体等を用いることでその機能を実現することができる。
【００５４】
上記構成において、その測定操作方法は実施の形態１とほぼ同等である。補正用電極１では内部標準物質捕捉物質２により捕捉された内部標準物質の結合量を定常時の結合量と比較することで雰囲気状態の変動を予測した結果にもとづいて、動作電極１０１からの電気信号を補正することができる。内部標準物質と内部標準物質捕捉物質２との特異的な結合は、被検知物質１０３と被検知物質捕捉物質１０４との特異的な結合と同様に雰囲気変動の影響を受けるので、内部標準物質と内部標準物質捕捉物質２の結合量を定常状態における内部標準物質と内部標準物質捕捉物質２の結合量と比較することで雰囲気変動量を予測することができる。予測された雰囲気変動量に基づいて、動作電極１０１によって出力された電気信号を補正することにより雰囲気変動の影響を受けた場合においてもサンプル中の被検知物質の量を正確に計測することができる。
【００５５】
なお、本実施の形態では内部標準物質と内部標準物質捕捉物質２の物質名を特定しなかったが、被検知物質１０３と被検知物質捕捉物質１０４の反応性と同様の反応性を有し、雰囲気変動に対しても同じように影響を受けるような物質の組み合わせであれば、より大きな効果を得ることができる。
【００５６】
なお、本実施の形態では補正用電極1の上面に内部標準物質捕捉物質２が形成されているが、この方法に限ったものではなく、内部標準物質と内部標準物質捕捉物質２との結合を検知できる位置にあれば補正用電極１の位置はこれに限ったものではない。
【００５７】
なお、本実施の形態では動作電極１０１の近傍に補正用電極１を構成するとしたが、実施の形態１と同様に、お互いの電気信号が干渉するような距離でなければこの間隔に特定する必要はない。ただし、補正用電極１は動作電極１０１の雰囲気の変動を検知する目的を有するため、動作電極１０１と補正用電極１の距離は近い方が効果的である。
【００５８】
なお、本実施の形態では定常状態の反応条件として詳細な説明をしていないが、様々な雰囲気変動の条件を一定に保った状態を定常状態として、その条件での補正用電極１からの補正用電気信号の出力と、様々な雰囲気変動の影響を受けた場合での補正用電極１からの補正用電気信号の出力関係を把握していれば、補正用電極１からの補正用電気信号を動作電極１０１からの電気信号の補正に用いることができる。
【００５９】
なお、本実施の形態では内部標準物質と内部標準物質捕捉物質２とが特異的に結合するとしたが、抗原抗体反応のように分子構造に依存する結合や、タンパクとペプチドの相互作用のように、分子認識に基づいた反応であり、なおかつ被検知物質１０３と被検知物質捕捉物質１０４の反応および被検知物質１０３と第２の被検知物質捕捉物質１０７との反応と同じように雰囲気の変動の影響を受けるような結合であれば、補正用電極１からの補正用電気信号を動作電極１０１からの電気信号の補正に用いることができる。
【００６０】
（実施の形態３）
図３に示すように、実施の形態３は実施の形態２とほぼ同等の構成を有している。従来例、第１の実施の形態と同じ物については同一の番号を記し詳細な説明は省略する。動作電極１０１の近傍に、第２の被検知物質捕捉物質捕捉物質４が固定化された第２の被検知物質捕捉物質捕捉物質固定化領域５を有する補正用電極１が設けられている。第２の被検知物質捕捉物質１０７が被検知物質１０３に対する抗体であった場合、第２の被検知物質捕捉物質捕捉物質４は抗体に特異的に結合する特性を有する抗体であればよい。たとえば、第２の被検知物質捕捉物質１０７が被検知物質１０３に対してマウスの体内で生成された抗体であった場合、マウスの抗体に対してヤギの体内で生成された抗体を第２の被検知物質捕捉物質捕捉物質４として構成すれば良い。第２の被検知物質捕捉物質捕捉物質４を補正用電極１上に固定化する方法は、被検知物質捕捉物質１０４を動作電極１０１上に固定化する方法と同様に、公知の手法を利用すれば良い。
【００６１】
上記構成においてその測定操作方法は実施の形態１とほぼ同等である。補正用電極１では第２の被検知物質捕捉物質捕捉物質４により捕捉された第２の被検知物質捕捉物質１０７の量に基づいて、動作電極１０１からの電気信号を補正することができる。第２の被検知物質捕捉物質１０７と第２の被検知物質捕捉物質捕捉物質４との反応は、被検知物質１０３と被検知物質捕捉物質１０４の反応と同様に雰囲気変動の影響を受けるので、第２の被検知物質捕捉物質１０７と第２の被検知物質捕捉物質捕捉物質４との結合量を定常時の結合量と比較することで雰囲気状態の変動を予測した結果にもとづいて、動作電極によって出力される電気信号を補正することにより雰囲気変動の影響を受けた場合においてもサンプル中の被検知物質１０３の量を正確に計測することができる。
【００６２】
なお、本実施の形態では第２の被検知物質捕捉物質１０７をマウス由来の抗体とし、第２の被検知物質捕捉物質捕捉物質４をヤギ由来の抗体であるとしたが、この組み合わせに限ったものではなく、第２の被検知物質捕捉物質１０７を捕捉できるような物質であれば、第２の被検知物質捕捉物質捕捉物質４がヤギ由来の抗体でなくても同様の効果を得ることができる。
【００６３】
なお、本実施の形態では動作電極１０１の近傍に補正用電極１を構成するとしたが、実施の形態１と同様に、お互いの電気信号が干渉するような距離でなければこの間隔に特定する必要はない。ただし、補正用電極１は動作電極１０１の雰囲気の変動を検知する目的を有するため、動作電極１０１と補正用電極１の距離は近い方が効果的である。
【００６４】
なお、本実施の形態では定常状態の反応条件として詳細な説明をしていないが、様々な雰囲気変動の条件を一定に保った状態を定常状態として、その条件での補正用電極１からの補正用電気信号の出力と、様々な雰囲気変動の影響を受けた場合での補正用電極１からの補正用電気信号の出力関係を把握していれば、補正用電極１からの補正用電気信号を動作電極１０１からの電気信号の補正に用いることができる。
【００６５】
（実施の形態４）
図４に示すように、実施の形態４は実施の形態２とほぼ同等の構成を有している。従来例、第１の実施の形態と同じ物については同一の番号を記し詳細な説明は省略する。動作電極１０１の近傍に、酵素捕捉物質６が固定化された酵素捕捉物質固定化領域７を有する補正用電極１が設けられている。酵素捕捉物質６としては、第２の被検知物質捕捉物質１０７に結合している酵素１０８に特異的に結合する特性を有する抗体であればよい。たとえば、第２の被検知物質捕捉物質１０７に結合している酵素１０８がＨＲＰ（西洋ワサビペルオキシダーゼ）であった場合、抗ＨＲＰ抗体を酵素捕捉物質６として構成すれば良い。酵素捕捉物質６を補正用電極１上に固定化する方法は、被検知物質捕捉物質１０４を動作電極１０１上に固定化する方法と同様に、公知の手法を利用すれば良い。
【００６６】
上記構成においてその測定操作方法は実施の形態１とほぼ同等である。補正用電極１では酵素捕捉物質６により捕捉された酵素１０８の量すなわち第２の被検知物質捕捉物質１０７の結合量を定常時の結合量と比較することで雰囲気状態の変動を予測した結果にもとづいて、動作電極１０１によって出力される電気信号を補正することができる。第２の被検知物質捕捉物質１０７に結合した酵素１０８と酵素捕捉物質６との反応は、被検知物質１０３と被検知物質捕捉物質１０４の反応と同様に雰囲気変動の影響を受けるので、酵素１０８と酵素捕捉物質６との結合量を検知することで、雰囲気変動量を予測することができる。予測された雰囲気変動量に基づいて、動作電極１０１によって出力される電気信号を補正することにより雰囲気変動の影響を受けた場合においてもサンプル中の被検知物質１０３の量を正確に計測することができる。
【００６７】
なお、本実施の形態では第２の被検知物質捕捉物質１０７に結合している酵素１０８をＨＲＰ（西洋ワサビペルオキシダーゼ）としたが、この酵素に限ったものではなく、他の種類の酵素、たとえばアルカリ性フォスファターゼ等の酵素とそれに対応する酵素捕捉物質６の組み合わせであっても同様の効果を得ることができる。
【００６８】
（実施の形態５）
図５に示すように、実施の形態５は実施の形態２とほぼ同等の構成を有している。動作電極１０１の近傍に、基質濃度検知電極８を有する補正用電極１が設けられている。ここで、従来例、第１の実施の形態と同じ物については同一の番号を記し詳細な説明は省略する。
【００６９】
上記構成においてその測定操作方法は実施の形態１とほぼ同等である。補正用電極１では試薬溶液中の基質の濃度を定常時の基質の濃度と比較することで雰囲気状態の変動を予測した結果にもとづいて、動作電極１０１からの電気信号を補正することができる。第２の被検知物質捕捉物質１０７に結合した酵素１０８と基質との酸化還元反応に起因する電子の移動により動作電極１０１から電気信号が出力されるので、基質濃度の変動は動作電極１０１からの電気信号に影響を与えることになる。そこで、基質濃度の変動量を基質濃度検知電極８により検知することができるので、予測された基質濃度の変動量に基づいて、動作電極１０１によって出力される電気信号を補正することにより基質濃度の変動の影響を受けた場合においてもサンプル中の被検知物質の量を正確に計測することができる。
【００７０】
なお、本実施の形態では基質の詳細については説明しなかったが、第２の被検知物質捕捉物質１０７に結合した酵素１０８がＨＲＰ（西洋ワサビペルオキシダーゼ）であった場合には、過酸化水素が基質として用いられることが多い。したがって、基質濃度検知電極８としては、過酸化水素に十分な電極活性を持つような電極であれば目的の機能を実現することができる。また、この酵素と基質の組み合わせに限ったものではなく、被検知物質１０３を介して捕捉された酵素の量を電気化学的に計測できるような組み合わせであれば、他の酵素と基質の組み合わせであっても同様の効果を得ることができる。
【００７１】
（実施の形態６）
図６に示すように、実施の形態６は実施の形態２とほぼ同等の構成を有している。動作電極１０１の近傍に、ｐＨ電極９を有する補正用電極１が設けられている。ここで、従来例、第１の実施の形態と同じ物については同一の番号を記し詳細な説明は省略する。
【００７２】
上記構成においてその測定操作方法は実施の形態１とほぼ同等である。補正用電極１で計測したサンプル液および試薬溶液中の水素イオン濃度を定常時の水素イオン濃度と比較することで雰囲気状態の変動を予測した結果にもとづいて、動作電極１０１によって出力される電気信号を補正することができる。
【００７３】
被検知物質捕捉物質１０４として抗体を用いる場合、サンプル液中のｐＨ条件によって、被検知物質１０３と被検知物質捕捉物質１０４の反応性が変化する。同様に被検知物質１０３と第２の被検知物質捕捉物質１０７との反応性も変化することから、サンプル液のｐＨ変動や試験溶液のｐＨ変動を検知することが重要である。とくにサンプル液に関しては、検知対象物の由来によってはそのｐＨが大きく変動する可能性があるので、ｐＨの変動を検知することが重要である。
【００７４】
そこで、サンプル液のｐＨ変動量や試薬溶液のｐＨ変動量をｐＨ電極９により検知することができるので、予測されたｐＨ変動量に基づいて、電気信号を補正することによりサンプル液のｐＨ変動や試薬溶液のｐＨ変動の影響を受けた場合においてもサンプル中の被検知物質１０３の量を正確に計測することができる。
【００７５】
なお、本実施の形態では定常状態の反応条件として詳細な説明をしていないが、様々な雰囲気変動の条件を一定に保った状態を定常状態として、その条件での補正用電極１からの補正用電気信号の出力と、様々な雰囲気変動の影響を受けた場合での補正用電極１からの補正用電気信号の出力関係を把握していれば、補正用電極１からの補正用電気信号を動作電極１０１からの電気信号の補正に用いることができる。
【００７６】
（実施の形態７）
図７に示すように、実施の形態７は実施の形態２とほぼ同等の構成を有している。動作電極１０１の近傍に、温度センサ１０を有する補正用電極１が設けられている。ここで、従来例、第１の実施の形態と同じ物については同一の番号を記し詳細な説明は省略する。
【００７７】
上記構成においてその測定操作方法は実施の形態１とほぼ同等である。補正用電極１で計測したサンプル液や試薬溶液の温度または電流計測時の反応溶液温度を定常時の温度と比較することで雰囲気状態の変動を予測した結果にもとづいて、動作電極１０１によって出力される電気信号を補正することができる。
【００７８】
被検知物質捕捉物質１０４として抗体を用いる場合、サンプル液の温度条件によって、被検知物質１０３と被検知物質捕捉物質１０４の反応性が変化する。同様に被検知物質１０３と第２の被検知物質捕捉物質１０７との反応性も変化することから、サンプル液の温度変動や試験溶液の温度変動を検知することが重要である。また酵素１０８と基質の反応および、動作電極１０１による電気化学反応も雰囲気温度条件によって大きく影響を受ける。
【００７９】
そこで、サンプル液の温度変動や試薬溶液の温度変動量や電気化学計測時の温度変動を温度センサ１０により検知することができるので、予測された温度変動量に基づいて、電気信号を補正することによりサンプル液の温度変動や試薬溶液の温度変動の影響を受けた場合においてもサンプル中の被検知物質１０３の量を正確に計測することができる。
【００８０】
なお、本実施の形態では定常状態の反応条件として詳細な説明をしていないが、温度条件を含む様々な雰囲気変動の条件を一定に保った状態を定常状態として、その条件での補正用電極１からの補正用電気信号の出力と、温度条件を含む様々な雰囲気変動の影響を受けた場合での補正用電極１からの補正用電気信号の出力関係を把握していれば、補正用電極１からの補正用電気信号を動作電極１０１からの電気信号の補正に用いることができる。
【００８１】
（実施の形態８）
図８に示すように、実施の形態８は実施の形態２とほぼ同等の構成を有している。動作電極１０１の近傍に、電気伝導度計測用電極１１を有する補正用電極１が設けられている。ここで、従来例、第１の実施の形態と同じ物については同一の番号を記し詳細な説明は省略する。
【００８２】
上記構成においてその測定操作方法は実施の形態１とほぼ同等である。補正用電極１によりサンプル液の電気伝導度の変動や試薬溶液の電気伝導度の変動を検知した結果に基づいて、動作電極１０１からの電気信号を補正することができる。
【００８３】
被検知物質捕捉物質１０４として抗体を用いる場合、サンプル液に含まれるイオン性物質の濃度によって、被検知物質１０３と被検知物質捕捉物質１０４の反応性が変化する。同様に被検知物質１０３と第２の被検知物質捕捉物質１０７との反応性も変化することから、サンプル液の電気伝導度や試験溶液の電気伝導度を検知することが重要である。
【００８４】
そこで、サンプル液の電気伝導度の変動や試薬溶液の電気伝導度の変動量を電気伝導度計測用電極１１により検知することができるので、サンプル液中または試薬溶液中の電気伝導度を定常時の電気伝導度と比較することで雰囲気状態の変動を予測した結果にもとづいて、動作電極１０１によって出力される電気信号を補正することによりサンプル液の電気伝導度の変動や試薬溶液の電気伝導度の変動の影響を受けた場合においてもサンプル中の被検知物質１０３の量を正確に計測することができる。
【００８５】
なお、本実施の形態では定常状態の反応条件として詳細な説明をしていないが、様々な雰囲気変動の条件を一定に保った状態を定常状態として、その条件での補正用電極１からの補正用電気信号の出力と、様々な雰囲気変動の影響を受けた場合での補正用電極１からの補正用電気信号の出力関係を把握していれば、補正用電極１からの補正用電気信号を動作電極１０１からの電気信号の補正に用いることができる。
【００８６】
（実施の形態９）
図９に示すように、実施の形態９は実施の形態２とほぼ同等の構成を有している。従来例、第１の実施の形態と同じ物については同一の番号を記し詳細な説明は省略する。動作電極１０１の近傍に、反応阻害物質捕捉物質１２を固定化した反応阻害物質固定化領域１３を有する補正用電極１が設けられている。被検知物質１０３を特定のタンパク質として、被検知物質捕捉物質１０４をそのタンパク質に対する抗体であるとすると、反応阻害物質としては被検知物質１０３に作用して被検知物質捕捉物質１０４に対する反応を阻害してしまう物質として定義される。一例としては被検知物質１０３の立体構造を変化させてしまう物質や被検知物質１０３の被検知物質補足物質１０４との結合部位を包みこんでしまうような物質が考えられる。
【００８７】
上記構成においてその測定操作方法は実施の形態１とほぼ同等である。反応阻害物質を反応阻害物質捕捉物質１２に特異的に結合させることにより反応阻害物質と反応阻害物質捕捉物質１２との結合量を定常時の結合量と比較することで雰囲気状態の変動を予測した結果にもとづいて、動作電極１０１によって出力される電気信号を補正することができる。
【００８８】
そこで、計測された反応阻害物質の量に基づいて、動作電極１０１からの電気信号を補正することによりサンプル液中の反応阻害物質の影響を受けた場合においてもサンプル中の被検知物質１０３の量を正確に計測することができる。
【００８９】
なお、本実施の形態では定常状態の反応条件として詳細な説明をしていないが、サンプル中に阻害物質が含まれていない状態を定常状態として、その条件での補正用電極１からの補正用電気信号の出力と、サンプル中に様々な濃度で阻害物質が含まれた場合での補正用電極１からの補正用電気信号の出力関係を把握していれば、補正用電極１からの補正用電気信号を動作電極１０１からの電気信号の補正に用いることができる。
【００９０】
なお、本実施の形態９では反応阻害物質捕捉物質１２を補正用電極１に固定化するとしたが、被検知物質捕捉物質１０４を動作電極１０１上に固定化する方法と同様に、公知の手法を利用すれば良い。
【００９１】
（実施の形態１０）
図１０に示すように、実施の形態１０は実施の形態２とほぼ同等の構成を有している。従来例、第１の実施の形態と同じ物については同一の番号を記し詳細な説明は省略する。動作電極１０１の近傍に、交差性物質捕捉物質１４を固定化した交差性物質捕捉物質固定化領域１５を有する補正用電極１が設けられている。被検知物質１０３を特定のタンパク質として、被検知物質捕捉物質１０４をそのタンパク質に対する抗体であるとすると、交差性物質としては被検知物質１０３に類似した立体構造を有し、被検知物質１０３ではないのにもかかわらず、被検知物質捕捉物質１０４に結合してしまう物質として定義される。そのような交差性物質がサンプル液中に存在することで、本来の被検知物質１０３と被検知物質捕捉物質１０４との反応が影響を受けたり、被検知物質１０３が存在しないのにもかかわらず、動作電極１０１から電気信号が出力される可能性がある。
【００９２】
上記構成においてその測定操作方法は実施の形態１とほぼ同等である。交差性物質を  交差性物質捕捉物質１４に特異的に結合させることにより  交差性物質と交差性物質捕捉物質１４との結合量を定常時の結合量と比較することで雰囲気状態の変動を予測した結果にもとづいて、動作電極１０１によって出力される電気信号を補正することができる。
【００９３】
そこで、計測された交差性物質の量に基づいて、動作電極１０１によって出力される電気信号を補正することによりサンプル液中の交差性物質の影響を受けた場合においてもサンプル中の被検知物質１０３の量を正確に計測することができる。
【００９４】
なお、本実施の形態１から１０において基板１０２上に液溜め容器１０６が形成された構成のデバイスを示したが、この構造に限ったものではなく、被検知物質捕捉物質固定化領域１０５にサンプル液を接触できるような構造であれば同様な効果を得ることができる。
【００９５】
なお、本実施の形態１から１０において、動作電極１０１と補正用電極１の組み合わせを１対１であるとしたが、この組み合わせに限ったものでは無く、複数の被検知物質１０３に対応する動作電極１０１に１つの補正用電極１を組み合わせる方法、または、１つの動作電極１０１に対して複数の補正用電極１を組み合わせて複数の変動に対して補正する方法、または複数の動作電極１０１に対して、複数の補正用電極１を組み合わせる方法であっても同様の効果を得ることができる。
【００９６】
また、動作電極１０１と補正用電極１の組み合わせ方法においては、最も雰囲気変動の影響度の高い条件の順番に補正用電極１の組み合わせを採用するか、最も発生確率の高い雰囲気変動の順番に補正用電極１の組み合わせを採用しても良く、被検知物質１０３の種類と被検知物質測定装置の使用される条件に基づいて、補正用電極１を選定すれば良い。
【００９７】
なお、本実施の形態１から１０において、補正用電極１からの補正用電気信号にもとづいて動作電極１０１の電気信号を補正する構成としたが、この方法に限ったものではなく、補正用電極１からの補正用電気信号の大きさにもとづいて、被検知物質１０３と被検知物質捕捉物質１０４との反応が正常に行われていない場合、または異常な反応が起きている可能性がある場合が想定される際に、検知結果が異常である可能性があるという信号を出力するために、補正用電極１からの補正用電気信号を活用することができる。同様に被検知物質１０３と第２の被検知物質捕捉物質１０７との反応が正常に行われていない場合、または異常な反応が起きている可能性がある場合が想定される際に、検知結果が異常である可能性があるという信号を出力するために、補正用電極１からの補正用電気信号を活用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明の被検知物質測定装置は、さまざまな雰囲気変動の影響を受けた場合やサンプル液の組成が変化した場合においても正確な測定ができる効果を有し、環境計測または食品製造品質管理または医療分野において、被検知物質として、例えば、抗原となり得る化学物質やタンパク質や微生物やウイルスの他、抗体などを微少量であっても正確に検知する測定装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の実施の形態１の被検知物質測定装置の構造を示す図
【図２】本発明の実施の形態２の被検知物質測定装置の構造を示す図
【図３】本発明の実施の形態３の被検知物質測定装置の構造を示す図
【図４】本発明の実施の形態４の被検知物質測定装置の構造を示す図
【図５】本発明の実施の形態５の被検知物質測定装置の構造を示す図
【図６】本発明の実施の形態６の被検知物質測定装置の構造を示す図
【図７】本発明の実施の形態７の被検知物質測定装置の構造を示す図
【図８】本発明の実施の形態８の被検知物質測定装置の構造を示す図
【図９】本発明の実施の形態９の被検知物質測定装置の構造を示す図
【図１０】本発明の実施の形態１０の被検知物質測定装置の構造を示す図
【図１１】従来の被検知物質測定装置の構造を示す図
【図１２】従来の被検知物質測定装置の構造を示す図
【符号の説明】
【０１００】
１  補正用電極
２  内部標準物質捕捉物質
３  内部標準物質捕捉物質固定化領域
４  第２の被検知物質捕捉物質捕捉物質
５  第２の被検知物質捕捉物質捕捉物質固定化領域
６  酵素捕捉物質
７  酵素捕捉物質固定化領域
８  基質濃度検知電極
９  ｐＨ電極
１０  温度センサ
１１  電気伝導度計測用電極
１２  反応阻害物質捕捉物質
１３  反応阻害物質捕捉物質固定化領域
１４  交差性物質捕捉物質
１５  交差性物質捕捉物質固定化領域
１０１  動作電極
１０２  基板
１０３  被検知物質
１０４  被検知物質捕捉物質
１０５  被検知物質捕捉物質固定化領域
１０７  第２の被検知物質捕捉物質
１０８  酵素
【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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