(57)【要約】容器（４０）内の試料をプローブ（３０）に吸引させ、センサー上での質量変化を、基本共振周波数などの電気的変化に変換し、定量化する圧電素子を備えたセンサー部（４２）に前記試料を前記プローブ（３０）から吐出させ、吐出した試料を前記プローブ（３０）に再吸引させることと再吸引した試料を前記センサー部（４２）に再吐出させることとを少なくとも一回行い、それにより、センサー上で生じる化学反応などの進行を促進することを含む、分析方法及び分析装置。
2005031316.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器内の試料をプローブに吸引させ、センサー上での質量変化を、基本共振周波数もしくはオーバトーン（倍音）モードでの発振周波数変化、それぞれのモードでの共振周波数変化、インピーダンス変化、位相変化、電流変化、電圧変化、容量変化、リアクタンス変化、アドミッタンス変化、サセプタンス変化、または磁気モーメント変化などの電気的変化に変換し、定量化する圧電素子を備えたセンサー部に前記試料を前記プローブから吐出させ、吐出した試料を前記プローブに再吸引させることと再吸引した試料を前記センサー部に再吐出させることとを少なくとも一回行い、それにより、センサー上で生じる化学反応の進行を促進するか、または該センサー部から未反応物質もしくは乖離反応試薬により被測定物質の乖離反応の進行を促進することを含む、分析方法。
【請求項２】
前記容器内の前記試料の前記プローブへの吸引と、前記プローブから前記センサー部への前記試料の吐出と、前記吐出された試料の前記プローブへの再吸引及び前記再吸引された試料の再吐出とが、複数の前記容器、複数の前記プローブ及び複数の前記センサー部を備えた自動分析装置で実行される、請求項１に記載の分析方法。
【請求項３】
さらに、前記プローブの内部及び外部を洗浄液により洗浄することを含む、請求項１に記載の分析方法。
【請求項４】
さらに、洗浄用の液体又は気体を前記プローブ又は他のプローブから前記センサー部に吹き付けて前記センサー部を洗浄することを含む、請求項１に記載の分析方法。
【請求項５】
試料を収容する容器を配置する容器配置部と、配置された容器内の分析試料を吸引し吐出するプローブと、センサー上での質量変化を、基本共振周波数もしくはオーバトーン（倍音）モードでの発振周波数変化、それぞれのモードでの共振周波数変化、インピーダンス変化、位相変化、電流変化、電圧変化、容量変化、リアクタンス変化、アドミッタンス変化、サセプタンス変化、または磁気モーメント変化などの電気的変化に変換し、検出する圧電素子を備えたセンサー部とを含み、
前記プローブは、前記容器内の試料を吸引する第１の位置と、吸引した試料を前記センサー部に吐出した後、吐出した試料の再吸引と再吸引した試料の再吐出とを行う第２の位置とに時間的及び／または空間的に選択的に移動可能とされている、分析装置。
【請求項６】
前記容器配置部は複数の容器を配置可能とされており、複数の前記プローブが前記第１及び第２の位置に選択的に移動可能に備えられており、複数の前記センサー部が備えられている、請求項５に記載の分析装置。
【請求項７】
さらに、洗浄液を収容した第２の容器を配置する第２の容器配置部を含み、前記複数の前記プローブは、さらに、当該プローブを前記洗浄液で洗浄する第３の位置に移動可能である、請求項６に記載の分析装置。
【請求項８】
さらに、洗浄用の液体又は気体を前記センサー部に吹き付けて前記センサー部を洗浄する洗浄器を含む、請求項７に記載の分析装置。
【請求項９】
さらに、洗浄用又は乾燥用の気体を前記センサー部に吹き付ける複数の第２のプローブを含み、前記第２のプローブは、前記気体を前記センサー部に吹き付ける第３の位置と、該第３の位置から間隔をおいた第４の位置とに選択的に移動可能とされている、請求項５又は６に記載の分析装置。
【請求項１０】
免疫反応やレセプターの分子認識機能、ＤＮＡやＤＮＡアプタマーのハイブリダイゼーション、レクチンの糖鎖認識、ペプチドやコンビナトリアル合成したペプチドアレイ、等の生体由来、または、合成レセプターの分子認識反応の利用により、センサー上に固定化した分子に相互作用を示す特定化学物質やウイルス、細菌、等の迅速・簡便・高感度測定法に関連する請求項１〜９のいずれか１項に記載の分析装置。
【請求項１１】
吸引・吐出回数が１から１０，０００回／分である請求項１〜１０のいずれか１項に記載の分析装置。
【請求項１２】
吸引・吐出の繰り返し時間が０．１から１００分である請求項１〜１１のいずれか１項に記載の分析装置。
【請求項１３】
吸引・吐出量が０．０１から１００マイクロリッターである請求項１〜１２のいずれか１項に記載の分析装置。
【請求項１４】
プローブ先端部のノズル形状が、円筒形、ベベルチップ型、球形、円錐型、針型、または多面体型などである請求項１〜１３のいずれか１項に記載の分析装置。
【請求項１５】
吸引・吐出時のノズルと圧電素子センサーとの位置関係（上下間の距離）が０．０１から１０ｍｍである請求項１〜１４のいずれか１項に記載の分析装置。
【請求項１６】
圧電素子の形状は水晶素板を化学処理もしくは機械加工によって両側もしくは片側のみが凹型または＃４０００仕上げ、鏡面仕上げ等の平面の形状に加工した溝に白金、金、銀、銅等の電極を蒸着によって作成した複数個の振動子の一体化したもの、及び水晶素板を化学処理もしくは機械加工によって両側もしくは片側のみが凹型または＃４０００仕上げ、鏡面仕上げ等の平面の形状に加工した溝に白金、金、銀、銅等の電極を蒸着によって作成された単体の素子である請求項１〜１５のいずれか１項に記載の分析装置。
【請求項１７】
圧電素子が、水晶振動子、表面弾性波素子、Ｆｌｅｘｕｒａｌ  ｐｌａｔｅ  ｗａｖｅ（ＦＰＷ）素子、ａｃｏｕｓｔｉｃ  ｐｌａｔｅ  ｗａｖｅ（ＡＰＭ）素子、ｓｈｅａｒ  ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ  ａｃｏｕｓｔｉｃ  ｐｌａｔｅ（ＳＨ−ＡＰＭ）素子、Ｆｌｅｘｕｒａｌ  Ｌｏｖｅ  ｗａｖｅ素子、セラミック振動子、またはＳｕｒｆａｃｅ  ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ  ｗａｖｅ（ＳＴＷ）表面剪断波素子である請求項１〜１６のいずれか１項に記載の分析装置。
【請求項１８】
圧電素子上への質量負荷の検出手法が、基本共振周波数もしくはオーバトーン（倍音）モードでの発振周波数変化、それぞれのモードでの共振周波数変化、インピーダンス変化、位相変化、電流変化、電圧変化、容量変化、リアクタンス変化、アドミッタンス変化、サセプタンス変化、または磁気モーメント変化などの電気的変化として検出し定量化することである請求項１〜１７のいずれか１項に記載の分析装置。
【請求項１９】
圧電素子の特性を検出するセンサー本体が、１つ以上の複数の圧電素子を有してなる発振周波数測定装置、もしくは共振周波数変化、インピーダンス変化、位相変化、電流変化、電圧変化、容量変化、リアクタンス変化、アドミッタンス変化、サセプタンス変化、または磁気モーメント変化などの電気的変化としての検出装置である請求項１〜１７のいずれか１項に記載の分析装置。
【請求項２０】
圧電素子の乾燥を、乾燥した清浄な空気、乾燥空気、高純度不活性ガス、高純度窒素ガス、窒素ガス、水素ガス、ハロゲンガス、酸素ガスから選ばれるガスを用いて行なうか、または真空吸引を用いて行なう請求項１〜１９のいずれか１項に記載の分析装置。
【請求項２１】
圧電素子の発振または共振周波数が、０．０１ＭＨｚから１００，０００ＭＨｚである請求項１〜２０のいずれか１項に記載の分析装置。
【請求項２２】
圧電素子上に固定化する分子認識素子が、検出対象分子と特異的に反応・捕捉することが可能なモノクローナルやポリクローナル抗体、プローブＤＮＡ、ペプチドＤＮＡ、ペプチド、レクチン、糖鎖、タンパク、検出抗体に対する抗原分子、合成や天然レセプター分子である請求項１〜２１のいずれか１項に記載の分析装置。
【請求項２３】
同時検出に使用する圧電素子とその検出回路の数が、１〜１，０００，０００個である請求項１〜２２のいずれか１項に記載の分析装置。
【請求項２４】
同時検出に使用する吸引・吐出用のプローブの数が、１〜１，０００，０００本である請求項１〜２３のいずれか１項に記載の分析装置。
【請求項２５】
圧電素子の検出に使用する数が、１〜１，０００，０００個である請求項１〜２４のいずれか１項に記載の分析装置。
【請求項２６】
疾病マーカー物質である、Ｃ反応性タンパク（ＣＲＰ）、抗ストレプトジンＯ（ＡＳＯ）、抗梅毒抗体（ＴＰ）、フィブリン分解産物（ＦＤＰ）、α−フェトプロテイン（ＡＦＰ）、リウマチ因子（ＲＡ）、フェリチンを検出する請求項１〜２５のいずれか１項に記載の分析装置。
【請求項２７】
環境汚染物質である、ダイオキシン類、ＰＣＢ類、フェニトロチオン、カルボフラン、シマジン、ノニルフェノール、２，４−ジクロロフェノキシ酢酸、モリネート、アトラジン、メトラクロール、アラクロール、ダイアジノンを検出する請求項１〜２５のいずれか１項に記載の分析装置。
【請求項２８】
食品検査で検出される微生物である、レジオネラ属菌、大腸菌の群数を検出する請求項１〜２５のいずれか１項に記載の分析装置。
【請求項２９】
共有結合などの化学結合もしくは物理吸着によって圧電素子上に導入される高分子や金属微粒子が固定化されていない非標識抗体である第一抗体と、第二抗体または第二抗体に固定化した高分子や金属微粒子とを用いたサンドイッチ反応による、センサー応答の増幅反応を検出する請求項１〜２５のいずれか１項に記載の分析装置。
【請求項３０】
共有結合などの化学結合もしくは物理吸着によって圧電素子上に導入される高分子や金属微粒子が固定化されていない非標識プローブＤＮＡである第一プローブＤＮＡと、第二プローブＤＮＡまたは第二プローブＤＮＡに固定化した高分子や金属微粒子とを用いたサンドイッチ反応による、センサー応答の増幅反応を検出する請求項１〜２５のいずれか１項に記載の分析装置。
【請求項３１】
圧電素子上に、原子移動ラジカル重合法により合成した分子構造の明確なポリアクリル酸高分子鎖上に活性エステル化反応経由で共有結合法により固定化した抗体を用いた、センサー応答の増幅反応を検出する請求項１〜２５のいずれか１項に記載の分析装置。
【請求項３２】
圧電素子での検出に用いる温度範囲が、摂氏−２０度〜摂氏１００度である請求項１〜２５のいずれか１項に記載の分析装置。
【請求項３３】
圧電素子での検出に用いる測定時間が、１分〜１，０００分である請求項１〜２５のいずれか１項に記載の分析装置。
【請求項３４】
圧電素子での検出に用いる分注ピペットと圧電素子との距離が、０．０１ｍｍ〜１００ｍｍである請求項１〜２５のいずれか１項に記載の分析装置。
【請求項３５】
圧電素子での検出に用いる分注ピペットと圧電素子との角度が、１０度〜３６０度の範囲である請求項１〜２５のいずれか１項に記載の分析装置。
【請求項３６】
分析センサーとしては、水晶振動子、表面弾性波素子、Ｆｌｅｘｕｒａｌ  ｐｌａｔｅ  ｗａｖｅ（ＦＰＷ）素子、ａｃｏｕｓｔｉｃ  ｐｌａｔｅ  ｗａｖｅ（ＡＰＭ）素子、ｓｈｅａｒ  ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ  ａｃｏｕｓｔｉｃ  ｐｌａｔｅ（ＳＨ−ＡＰＭ）素子、Ｆｌｅｘｕｒａｌ  Ｌｏｖｅ  ｗａｖｅ素子、セラミック振動子、Ｓｕｒｆａｃｅ  ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ  ｗａｖｅ（ＳＴＷ）表面剪断波素子等の圧電効果を利用してセンサー上での分子認識反応を、電流変化や電圧変化、容量変化、リアクタンス変化、インピーダンス、アドミッタンス、サセプタンス、磁気モーメント変化などの電気的変化として検出する請求項１〜３５のいずれか１項に記載の分析装置。
【請求項３７】
センサー上に固定化した生体由来分子や人工レセプターでの分子認識反応を光学的な微少変化として測定する、表面プラズモン共鳴法、光導波路分光法、スラブ光導波路分光法等の光学的変化量として検出する請求項１〜３５のいずれか１項に記載の分析装置。
【請求項３８】
前記センサー部が、筐体上に９６ウエルの水晶振動子を一枚の水晶板上に作成したもの、または、筐体の側面に個別の水晶振動子を水平に設置したものであることを特徴とする請求項１〜３５のいずれか１項に記載の分析装置。
【請求項３９】
分注ピペットでの分注でセンサー素子上に得られる液滴の大きさが直径０．０１μｍ〜３０ｍｍである請求項１〜３５のいずれか１項に記載の分析装置。
【請求項４０】
分析装置の周囲圧力範囲が、０．００１Ｐａから１，０００，０００Ｐａである請求項１〜３５のいずれか１項に記載の分析装置。
【請求項４１】
洗浄反応に用いる洗浄液が、超純水、純水、イオン交換水、蒸留水、重水、メタノール、エタノール、プロパノール、等の液体またはそれらの１つ以上の溶液を混合した液体である請求項１〜３５のいずれか１項に記載の分析装置。
【請求項４２】
圧電素子上に固定化した抗体の活性を長期間保持するために、ＭＰＣポリマー、ＳｔａｂｉｌＧｕａｒｄ（登録商標）、ＢｌｏｃｋＡｃｅ（登録商標）、グリセリン、またはウシ血清アルブミンを用いる請求項１〜３５のいずれか１項に記載の分析装置。
【請求項４３】
洗浄工程に用いる条件が、新鮮な超純水または純水の１〜１００μＬで一回の繰り返し分注・吸引を行い、これを個別の溶液で１０００回繰り返すものである請求項１〜３５のいずれか１項に記載の分析装置。
【請求項４４】
乾燥反応に用いる気体が、純窒素、乾燥空気、アルゴン、ヘリウム、キセノン、ネオン、酸素、窒素、水素、クロロフルオロカーボン、ヒドロフルオロカーボン、ペルフルオロカーボン、含フッ素エーテル、ブロアー剤のいずれか少なくとも一つを用いるかまたは、これらの１つ以上の各気体を混合して用いるものである請求項１〜３５のいずれか１項に記載の分析装置。
【請求項４５】
乾燥用の気体として乾燥空気、窒素を用いた乾燥反応に用いる条件が、気体流速が０．１〜１０Ｌ／分、乾燥時間が０．１分から１００分である請求項１〜３５のいずれか１項に記載の分析装置。
【請求項４６】
分析装置に適した設置環境が、外来の電気・機械的な振動もしくは騒音が無い環境である請求項１〜３５のいずれか１項に記載の分析装置。
【請求項４７】
分注用プローブの材料が、ガラス、金属、人工プラスチック、樹脂、アルミナ、セラミックス、粘土、セメント、天然石・人工石、水晶、石英、木材である請求項１〜３５のいずれか１項に記載の分析装置。
【請求項４８】
分析装置本体の材質が、金属、合金、人工プラスチック、樹脂、セラミックス、セメント、木材である請求項１〜３５のいずれか１項に記載の分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、水晶振動子等の圧電素子を備えたセンサー部により試料を分析する方法及び装置に関し、特にダイオキシン類を分析可能な方法及び装置に関する。
【背景技術】  現代の快適な社会生活、産業活動には、多くの人工や天然由来の化学物質の大量生産・消費に依存している。それらは、工業薬品、高分子化合物の原材料、染料・色素、医薬、農薬、食品・飼料添加物、バイオテクノロジー産物等で生産、副生された多種多様な化学物質群であり、これらは合成品、天然物、天然物を原料にして製造した化合物などから構成される。一方、化学物質の研究開発・製造・販売・使用・廃棄等に関係して、環境・安全問題や健康増進などが付随し、化学物質による環境汚染、医薬品中の毒性不純物の混入による副作用、食品中の残留農薬、食品や飼料への添加物由来の毒性物質混入、マイコトキシンなどによる食品汚染、麻薬、化学・バイオ兵器の悪用などの諸問題が発生している。人の健康及び環境の安全を維持するには、多くの化学物質の研究開発・製造・販売・使用・廃棄に関連する全過程を対象にした品質・工程などの管理、並びに、化学物質の毒性と人や食品への許容量、環境や生体系への暴露量を解明して、許容量や規制値、廃棄物の処理・保管法などを定める必要がある。この目的には多額の費用と多くの人員を要し、各種の遵守すべき法律や法令が制定されている。
通常、工業製品や人、環境、食品、畜水産物などの由来試料における化学物質を測定するには、ガスクロマトグラフィー（ＧＣ）分析装置、高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）分析装置、ガスクロマトグラフィー質量分析装置（ＧＣ／ＭＳ）等の分析機器を用いる。これらの分析機器は、精密で高精度の測定が可能であるが、分析機器を設置する空調設備の整った分析室と高価な機器本体および機器分析の熟練分析者を必要とし、機器分析装置の設置可能な分析機関が限定され、しかも、試料の前処理を含めた分析に多くの日数が必要となり、試料の分析費用が高くなる大きな問題点がある。農薬を例にすると、製品の研究・開発・製造・品質管理・安全性評価などを含めた価格中の分析経費の割合は１５％にも達し、これらの経費が製品の国際競争力に大きく影響している。
機器分析に伴う諸問題を解決するためには、迅速・簡便・高感度の経済的な測定法を開発する必要があり、免疫化学測定法が注目されている。この方法は、抗原・抗体反応の特異性を利用し、従来、臨床検査などでタンパクの検査などを対象に使用していた原理を、新たに低分子化合物に応用したものである。欧米諸国では、土壌や地下水の環境汚染物質や残留農薬の測定、食品のマイコトキシンや食品添加物の測定、抗生物質や麻薬の測定に向けての試薬開発が行われている。わが国でも、欧米で開発された試薬の輸入販売が行われている。
人間生活、産業活動を支える重要な多くの化学物質については、国内外の規制に適った免疫化学測定試薬の研究・開発・普及を促進することが望まれている。この方法は、水溶性、非水溶性を問わず、工業製品及び環境、食品、畜水産物、人などの試料について、環境汚染物質、農薬、食品・飼料添加物、マイコトキシン、ホルモン、ビタミン類、抗生物質、サルファ剤、漢方薬の有効成分、バイオテクノロジー・プロダクツ、麻薬やドーピング剤、一般化学物質、化学兵器、バイオテロ対策関連物質などの幅広い化学物質の測定に応用できる。
ところで、被測定物質を含む液体を水晶振動子等の圧電素子を用いた検出器に滴下して圧電素子の見かけ上の厚さ又は質量を変化させ、それにより圧電素子の共振周波数（または発振周波数）が変化することを利用した微量物質の測定方法が知られている（例えば、特開２０００−２８３９０５号公報又は国際公開ＷＯ００／２６６３６号パンフレット参照）。本発明者らは、この測定方法を用いてダイオキシン類のような環境汚染物質の有無や量を検査する装置を開発している（例えば、特開２００１−２４２０５７号公報、特開２００２−３１０８７３号公報及び特開２００２−３１０８７４号公報参照）。しかし、低コストで環境試料を分析できるという利点はあるものの、正確な分析を行うためには熟練の作業者が必要であり、また同時に複数の試料を測定することができないため、再現性および迅速分析の観点から自動分析装置の必要性が高まっている。自動分析装置としては、例えば持表平１１−５０２９３７号公報等に記載された装置を応用することが考えられる。
しかし、上記の従来技術では、液体試料をプローブに吸引し、吸引した試料を、圧電素子（水晶振動子等）を備えたセンサー部に吐出させているにすぎないため、吐出された液体試料内における環境汚染物質の分布が検査のたびに異なり、その結果正確な検査をすることができないという問題がある。
本発明の上記及び他の特徴及び利点は、添付の図面とともに考慮することにより、下記の記載からより明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】  図１は、本発明に係る分析装置の一実施例を示す斜視図である。
図２は、図１に示す分析装置で用いる水晶基板の一実施例を示す平面図である。
図３は、センサー部の一実施例を示す拡大断面図であって、（Ａ）は試料を（再）吐出した状態を示し、（Ｂ）は試料を（再）吸引した状態を示す。
図４は、センサー部の一実施例を示す拡大平面図である。
図５は、水晶基板の他の実施例を示す断面図である。
図６は、センサー部の他の実施例を示す平面図である。
図７は、センサー部の他の実施例を示す側面図である。
図８は、センサー部の他の実施例を示す斜視図である。
図９は、本発明の装置を用いた分析方法の具体的ステップを示すチャート図である。
（ａ）は各工程で水晶振動子を差し引く方法を示し、（ｂ）は全水晶振動子を用いて測定する方法を示すチャート図である。
図１０は、本発明の装置を用いた分析方法の具体的ステップを示すチャート図である。
図１１は、本発明の装置を用いた分析方法の具体的ステップを示すチャート図である。
図１２は、本発明の装置を用いた分析方法の具体的ステップを示すチャート図である。
図１３は、本発明の装置を用いた直接反応法による分析方法の具体的ステップを示すチャート図である。
図１４は、本発明の装置を用いた直接反応法後のサンドイッチ反応によるセンサー応答の化学的な増幅反応による分析方法の具体的ステップを示すチャート図である。
図１５は、本発明の装置を用いた競争反応法による分析方法の具体的ステップを示すチャート図である。
図１６は、本発明の装置を用いた競争反応法後のサンドイッチ反応によるセンサー応答の化学的な増幅反応による分析方法の具体的ステップを示すチャート図である。
図１７は、本発明の装置を用いた分子構造の明確なポリマー上に固定化した抗体によるセンサー応答の増幅反応（ＡＴＲＰ法）による分析方法の具体的ステップを示すチャート図である。
図１８は、本発明の装置を用いたＤＮＡハイブリダイゼーションの測定法による分析方法の具体的ステップを示すチャート図である。
図１９は、実施例のダイオキシン分析の結果を示すグラフである。
図２０は、実施例のフェニトロチオン分析の結果を示すグラフである。
図２１は、実施例のカルボフラン分析の結果を示すグラフである。
図２２は、実施例のシマジン分析の結果を示すグラフである。
図２３は、実施例のノニルフェノール分析の結果を示すグラフである。
図２４は、実施例の２，４−ジクロロフェノキシ酢酸分析の結果を示すグラフである。
図２５は、実施例のモリネート分析の結果を示すグラフである。
図２６は、実施例のアトラジン分析の結果を示すグラフである。
図２７は、実施例のメトラクロール分析の結果を示すグラフである。
図２８は、実施例のアラクロール分析の結果を示すグラフである。
図２９は、実施例のダイアジノン分析の結果を示すグラフである。
図３０は、実施例の抗梅毒（ＴＰ）抗体分析の結果を示すグラフである。
図３１は、実施例のＦＤＰ分析の結果を示すグラフである。
図３２は、実施例のＣＲＰ分析の結果を示すグラフである。
図３３は、実施例のＡＦＰ分析の結果を示すグラフである。
図３４は、実施例のＡＳＯ分析の結果を示すグラフである。
図３５は、実施例のＲＡ分析の結果を示すグラフである。
図３６は、実施例のフェリチン分析の結果を示すグラフである。
図３７は、実施例のレジオネラ菌分析の結果を示すグラフである。
図３８は、実施例の大腸菌分析の結果を示すグラフである。
図３９は、実施例の２，３，７，８−ＴＣＤＤ分析の結果を示すグラフである。
図４０は、実施例の大腸菌分析の結果を示すグラフである。
図４１は、実施例のα−フェトプロテイン分析の結果を示すグラフであり、人血清中のα−フェトプロテイン濃度測定の結果を示す。図４２は、実施例のアトラジン分析の結果を示すグラフであり、環境水中のアトラジン濃度の競争反応による測定例を示す。図４１（ａ）及び４２（ａ）は、熟練者の手作業による測定例であり、図４１（ｂ）及び図４２（ｂ）は本発明の自動分析装置での測定例を示す。各測定点は６個の独立した水晶振動子を用いた際の平均値であり、縦軸のエラーバーは（標準偏差）をそれぞれ示す。
図４３は、分注プローブ先端部（ノズル、１００）の形状を示す正面図であり、図中、１０１はテフロン（登録商標）等による撥水加工部である。この図４３（１）〜４３（７）では、紙面の右手側が先端（ノズル先端）である。
【発明の開示】
本発明によれば、以下の手段が提供される：
（１）容器内の試料をプローブに吸引させ、センサー上での質量変化を、基本共振周波数もしくはオーバトーン（倍音）モードでの発振周波数変化、それぞれのモードでの共振周波数変化、インピーダンス変化、位相変化、電流変化、電圧変化、容量変化、リアクタンス変化、アドミッタンス変化、サセプタンス変化、または磁気モーメント変化などの電気的変化に変換し、定量化する圧電素子を備えたセンサー部に前記試料を前記プローブから吐出させ、吐出した試料を前記プローブに再吸引させることと再吸引した試料を前記センサー部に再吐出させることとを少なくとも一回行い、それにより、センサー上で生じる化学反応（例えば、共有結合、物理吸着、免疫反応、ハイブリダイゼーション、糖鎖認識反応など）の進行を促進するか、または該センサー部から未反応物質もしくは乖離反応試薬（例えば、尿素、グリシン塩酸塩溶液など任意の試薬を用いることができる。）により被測定物質（分析目的物質）の乖離反応の進行を促進することを含む、分析方法。
（２）前記容器内の前記試料の前記プローブへの吸引と、前記プローブから前記センサー部への前記試料の吐出と、前記吐出された試料の前記プローブへの再吸引及び前記再吸引された試料の再吐出とが、複数の前記容器、複数の前記プローブ及び複数の前記センサー部を備えた自動分析装置で実行される、前記（１）項に記載の分析方法。
（３）さらに、前記プローブの内部及び外部を洗浄液（例えば、超純水、純水、イオン交換水、蒸留水、重水、メタノール、エタノール、プロパノール、等の液体またはそれらの１つ以上の溶液を混合した液体であり、より好ましくは超純水、純水、イオン交換水、蒸留水であり、最も好ましくは超純水、純水である。）で洗浄することを含む、前記（１）項に記載の分析方法。
（４）さらに、洗浄用の液体又は気体を前記プローブ又は他のプローブから前記センサー部に吹き付けて前記センサー部を洗浄することを含む、前記（１）項に記載の分析方法。
（５）試料を収容する容器を配置する容器配置部と、配置された容器内の分析用の試料を吸引し吐出するプローブと、センサー上での質量変化を、基本共振周波数もしくはオーバトーン（倍音）モードでの発振周波数変化、それぞれのモードでの共振周波数変化、インピーダンス変化、位相変化、電流変化、電圧変化、容量変化、リアクタンス変化、アドミッタンス変化、サセプタンス変化、または磁気モーメント変化などの電気的変化に変換し、検出（定量化）する圧電素子を備えたセンサー部とを含み、
前記プローブは、前記容器内の試料を吸引する第１の位置と、吸引した試料を前記センサー部に吐出した後、吐出した試料の再吸引と再吸引した試料の再吐出とを行う第２の位置とに時間的及び／または空間的に選択的に移動可能とされている、分析装置。
（６）前記容器配置部は複数の容器を配置可能とされており、複数の前記プローブが前記第１及び第２の位置に選択的に移動可能に備えられており、複数の前記センサー部が備えられている、前記（５）項に記載の分析装置。
（７）さらに、洗浄液を収容した第２の容器を配置する第２の容器配置部を含み、前記複数の前記プローブは、さらに、当該プローブを前記洗浄液で洗浄する第３の位置に移動可能である、前記（６）項に記載の分析装置。
（８）さらに、洗浄用の液体又は気体を前記センサー部に吹き付けて前記センサー部を洗浄する洗浄器を含む、前記（７）項記載の分析装置。
（９）さらに、洗浄用又は乾燥用の気体を前記センサー部に吹き付ける複数の第２のプローブを含み、前記第２のプローブは、前記気体を前記センサー部に吹き付ける第３の位置と、該第３の位置から間隔をおいた第４の位置とに選択的に移動可能とされている、前記（５）又は（６）項に記載の分析装置。
（１０）免疫反応やレセプターの分子認識機能、ＤＮＡやＤＮＡアプタマーのハイブリダイゼーション、レクチンの糖鎖認識、ペプチドやコンビナトリアル合成したペプチドアレイ、等の生体由来、または、合成レセプターの分子認識反応の利用により、センサー上に固定化した分子に相互作用を示す特定化学物質やウイルス、細菌、等の新規な迅速・簡便・高感度測定法に関連する前記（１）〜（９）のいずれか１項に記載の分析装置。
（１１）好ましい吸引・吐出回数は１から１０，０００回／分であり、より好ましくは１から１，０００回／分であり、最も好ましくは１から１，０００回／分である前記（１）〜（１０）のいずれか１項に記載の分析装置。
（１２）好ましい吸引・吐出の繰り返し時間は０．１から１００分であり、より好ましくは１から３０分であり、最も好ましくは１から１０分である前記（１）〜（１１）のいずれか１項に記載の分析装置。
（１３）好ましい吸引・吐出量は０．０１から１００マイクロリッターであり、より好ましくは０．１から５０マイクロリッターであり、最も好ましくは１から３０マイクロリッターである前記（１）〜（１２）のいずれか１項に記載の分析装置。
（１４）例えば図３７に示したように、好ましいプローブ先端部（ノズル）の形状は、円筒型（例えば、図３７（１））、ベベルチップ型（例えば、図３７（２））、球型（例えぱ図３７（３））、円錐型（例えば、図３７（４）〜３７（５））、針型（例えば、図３７（６））、フッ素樹脂を被覆した円筒型（例えば、図３７（７））、断面が四角形等の多面体型などであるが、より好ましくは円筒型、ベベルチップ型または円錐型であり、最も好ましくは円筒型または円錐型である前記（１）〜（１３）のいずれか１項に記載の分析装置。
（１５）吸引・吐出時の好ましいノズルと圧電素子センサーとの位置関係（上下間の距離、例えば、図３中で３０の先端部と５０の上面との距離）は好ましくは０．０１から１０ｍｍであり、より好ましくは０．１からから１０ｍｍであり、最も好ましくは、０．５から３ｍｍの距離である前記（１）〜（１４）のいずれか１項に記載の分析装置。
（１６）好ましい圧電素子の形状は、水晶素板を化学処理もしくは機械加工によって両側もしくは片側のみが凹型または＃４０００仕上げ、鏡面仕上げ等の平面の形状に加工した溝に白金、金、銀、銅等の電極を蒸着によって作成した複数個の振動子の一体化したもの、及び水晶素板を化学処理もしくは機械加工によって両側もしくは片側のみが凹型または＃４０００仕上げ、鏡面仕上げ等の平面の形状に加工した溝に白金、金、銀、銅等の電極を蒸着によって作成された単体の素子である前記（１）〜（１５）のいずれか１項に記載の分析装置。
（１７）好ましい圧電素子は、水晶振動子、表面弾性波素子、Ｆｌｅｘｕｒａｌ  ｐｌａｔｅ  ｗａｖｅ（ＦＰＷ）素子、ａｃｏｕｓｔｉｃ  ｐｌａｔｅ  ｗａｖｅ（ＡＰＭ）素子、ｓｈｅａｒ  ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ  ａｃｏｕｓｔｉｃ  ｐｌａｔｅ（ＳＨ−ＡＰＭ）素子、Ｆｌｅｘｕｒａｌ  Ｌｏｖｅ  ｗａｖｅ素子、セラミック振動子、またはＳｕｒｆａｃｅ  ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ  ｗａｖｅ（ＳＴＷ）表面剪断波素子であり、より好ましくは、水晶振動子、表面弾性波素子、セラミック振動子、またはＳＴＷ素子であり、最も好ましくは水晶振動子である前記（１）〜（１６）のいずれか１項に記載の分析装置。
（１８）圧電素子上への質量負荷の好ましい検出手法は、好ましくは基本共振周波数もしくはオーバトーン（倍音）モードでの発振周波数変化、それぞれのモードでの共振周波数変化、インピーダンス変化、位相変化、電流変化、電圧変化、容量変化、リアクタンス変化、アドミッタンス変化、サセプタンス変化、または磁気モーメント変化などの電気的変化として検出し定量化することであり、より好ましくは、基本共振周波数もしくはオーバトーン（倍音）モードでの発振周波数変化、それぞれのモードでの共振周波数変化、インピーダンス変化、位相変化、電流変化、または電圧変化であり、最も好ましくは基本共振周波数での発振周波数変化、共振周波数変化、インピーダンス変化、位相変化、電流変化、または電圧変化である前記（１）〜（１７）のいずれか１項に記載の分析装置。
（１９）圧電素子の特性を検出するセンサー本体は、好ましくは、例えば図１の２０または図６、図７と図８の２０のような１つ以上の複数の圧電素子を有してなる発振周波数測定装置、もしくは共振周波数変化、インピーダンス変化、位相変化、電流変化、電圧変化、容量変化、リアクタンス変化、アドミッタンス変化、サセプタンス変化、または磁気モーメント変化などの電気的変化としての検出装置であり、より好ましくは、基本共振周波数もしくはオーバトーン（倍音）モードでの発振周波数変化、それぞれのモードでの共振周波数変化、インピーダンス変化、位相変化、電流変化、または電圧変化の検出装置であり、最も好ましくは基本共振周波数での発振周波数変化、共振周波数変化、インピーダンス変化、位相変化、電流変化、または電圧変化の検出装置である前記（１）〜（１７）のいずれか１項に記載の分析装置。
（２０）圧電素子の乾燥を、好ましくは、乾燥した清浄な空気、乾燥空気、高純度不活性ガス（例えば、ヘリウム、アルゴン、キセノン、ネオン、クリプトンなど）、高純度窒素ガス、窒素ガス、水素ガス、ハロゲンガス、酸素ガスから選ばれるガスを用いて行なうか、または真空吸引を用いて行ない、より好ましくは、乾燥した清浄な空気、乾燥空気、窒素ガス、高純度不活性ガス（例えば、ヘリウム、またはアルゴン）、高純度窒素ガスから選ばれるガスを用いて行なうか、または真空吸引を用いて行ない、最も好ましくは乾燥した清浄な空気、高純度窒素ガス、高純度不活性ガス（例えば、アルゴン）から選ばれるガスを用いて行なうか、または真空吸引を用いて行なう前記（１）〜（１９）のいずれか１項に記載の分析装置。
（２１）圧電素子の発振または共振周波数は、好ましくは０．０１ＭＨｚから１００，０００ＭＨｚであり、より好ましくは１ＭＨｚから１，０００ＭＨｚであり、最も好ましくは１ＭＨｚから１６０ＭＨｚである前記（１）〜（２０）のいずれか１項に記載の分析装置。
（２２）圧電素子上に固定化する分子認識素子としては、好ましくは、検出対象分子と特異的に反応・捕捉することが可能なモノクローナルやポリクローナル抗体、プローブＤＮＡ、ペプチドＤＮＡ、ペプチド、レクチン、糖鎖、タンパク、検出抗体に対する抗原分子、合成や天然レセプター分子であり、より好ましくは、検出対象分子と特異的に反応・捕捉することが可能なモノクローナルやポリクローナル抗体、プローブＤＮＡ、検出抗体に対する抗原分子であり、最も好ましくは、検出対象分子と特異的に反応・捕捉することが可能なモノクローナルやポリクローナル抗体、検出抗体に対する抗原分子である前記（１）〜（２１）のいずれか１項に記載の分析装置。
（２３）同時検出に使用する圧電素子とその検出回路の数としては、好ましくは１〜１，０００，０００個であり、より好ましくは１〜１，０００個であり、最も好ましくは１〜１００個である前記（１）〜（２２）のいずれか１項に記載の分析装置。
（２４）同時検出に使用する吸引・吐出用のプローブの数としては、好ましくは１〜１，０００，０００本であり、より好ましくは１〜１，０００本であり、最も好ましくは１〜１００本である前記（１）〜（２３）のいずれか１項に記載の分析装置。
（２５）圧電素子の検出に使用する数としては、好ましくは１〜１，０００，０００個であり、より好ましくは１〜１，０００個であり、最も好ましくは１〜１００個である前記（１）〜（２４）のいずれか１項に記載の分析装置。
（２６）疾病マーカー物質である、Ｃ反応性タンパク（ＣＲＰ）、抗ストレプトジンＯ（ＡＳＯ）、抗梅毒抗体（ＴＰ）、フィブリン分解産物（ＦＤＰ）、α−フェトプロテイン（ＡＦＰ）、リウマチ因子（ＲＡ）、フェリチンを検出する前記（１）〜（２５）のいずれか１項に記載の分析装置。
（２７）環境汚染物質である、ダイオキシン類、ＰＣＢ類、フェニトロチオン、カルボフラン、シマジン、ノニルフェノール、２，４−ジクロロフェノキシ酢酸、モリネート、アトラジン、メトラクロール、アラクロール、ダイアジノンを検出する前記（１）〜（２５）のいずれか１項に記載の分析装置。
（２８）食品検査において検出される微生物である、レジオネラ属菌または大腸菌の群数を検出する前記（１）〜（２５）のいずれか１項に記載の分析装置。
（２９）共有結合などの化学結合もしくは物理吸着によって圧電素子（例えば、水晶振動子など）上に導入される高分子や金属微粒子が固定化されていない非標識抗体（第一抗体）と、第二抗体または第二抗体に固定化した高分子や金属微粒子（例えば、ナノ粒子、ミクロン粒子など）とを用いたサンドイッチ反応による、センサー応答の増幅（すなわち、電気信号の化学反応による増幅）反応を検出する前記（１）〜（２５）のいずれか１項に記載の分析装置。
（３０）共有結合などの化学結合もしくは物理吸着によって圧電素子（例えば、水晶振動子など）上に導入される高分子や金属微粒子が固定化されていない非標識プローブＤＮＡ（第一プローブＤＮＡ）と、第二プローブＤＮＡまたは第二プローブＤＮＡに固定化した高分子や金属微粒子（例えば、ナノ粒子、ミクロン粒子など）とを用いたサンドイッチ反応による、センサー応答の増幅（電気信号の化学的な増幅）反応を検出する前記（１）〜（２５）のいずれか１項に記載の分析装置。
（３１）圧電素子上に学術文献（本発明者ら、Ｂｉｏｓｅｎｓｏｒｓ  ＆  Ｂｉｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓに印刷中）の原子移動ラジカル重合法により合成した分子構造の明確なポリアクリル酸高分子鎖上に活性エステル化反応経由で共有結合法により固定化した抗体を用いた（例えば、抗体の三次元固定化反応による抗体固定化密度の１０倍の増幅、後述のＡＴＲＰ法を参照のこと）、センサー応答の増幅（電気信号の化学的な増幅）反応を検出する前記（１）〜（２５）のいずれか１項に記載の分析装置。
（３２）圧電素子での検出（例えば、免疫反応の検出）に用いる温度範囲としては、好ましくは摂氏−２０度〜１００度であり、より好ましくは摂氏０度〜５０度であり、最も好ましくは摂氏５度〜４０度ある前記（１）〜（２５）のいずれか１項に記載の分析装置。
（３３）圧電素子での検出（例えば、免疫反応の検出）に用いる測定時間としては、好ましくは１分〜１，０００分であり、より好ましくは５分〜１００分であり、最も好ましくは１０分〜３０分である前記（１）〜（２５）のいずれか１項に記載の分析装置。
（３４）圧電素子での検出（例えば、免疫反応の検出）に用いる分注ピペット（例えば、図３中の３０）と圧電素子（例えば、図３中の５０）との距離としては、好ましくは０．０１ｍｍ〜１００ｍｍであり、より好ましくは０．１ｍｍ〜１０ｍｍであり、最も好ましくは０．５ｍｍ〜２ｍｍである前記（１）〜（２５）のいずれか１項に記載の分析装置。
（３５）圧電素子での検出（例えば、免疫反応の検出）に用いる分注ピペットと圧電素子表面からの角度としては、好ましくは、１０度〜２７０度の範囲であり、より好ましくは１０度〜１８０度の範囲であり、最も好ましくは９０度〜３０度の範囲である前記（１）〜（２５）のいずれか１項に記載の分析装置。ここで言う角度とは、圧電素子表面を水平面（０度）とした時の分注ピペットが該水平面となす角の角度をいう。
（３６）分析センサーとしては、水晶振動子、表面弾性波素子（ＳＡＷ）、Ｆｌｅｘｕｒａｌ  ｐｌａｔｅ  ｗａｖｅ（ＦＰＷ）素子、ａｃｏｕｓｔｉｃ  ｐｌａｔｅ  ｗａｖｅ（ＡＰＭ）素子、ｓｈｅａｒ  ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ  ａｃｏｕｓｔｉｃ  ｐｌａｔｅ（ＳＨ−ＡＰＭ）素子、Ｆｌｅｘｕｒａｌ  Ｌｏｖｅ  ｗａｖｅ素子、セラミック振動子、Ｓｕｒｆａｃｅ  ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ  ｗａｖｅ（ＳＴＷ）表面剪断波素子等の圧電効果を利用してセンサー上での分子認識反応を、電流変化や電圧変化、容量変化、リアクタンス変化、インピーダンス、アドミッタンス、サセプタンス、磁気モーメント変化などの電気的変化として検出する前記（１）〜（３５）のいずれか１項に記載の分析装置。
（３７）センサー上に固定化した生体由来分子や人工レセプターでの分子認識反応を光学的な微少変化として測定する、表面プラズモン共鳴法、光導波路分光法、スラブ光導波路分光法等の光学的変化量として検出する前記（１）〜（３５）のいずれか１項に記載の分析装置。
（３８）前記センサー部が、筐体上に９６ウエルの水晶振動子を一枚の水晶板上に作成したもの、または、筐体の側面に個別の水晶振動子を水平に設置したものであることを特徴とする前記（１）〜（３５）のいずれか１項に記載の分析装置。
（３９）分注ピペットでの分注でセンサー素子上に得られる液滴の大きさとしては、好ましくは、直径０．０１μｍ〜３０ｍｍであり、より好ましくは直径１μｍ〜１０ｍｍであり、最も好ましくは直径１０μｍ〜５ｍｍである前記（１）〜（３５）のいずれか１項に記載の分析装置。
（４０）分析装置の周囲圧力範囲としては、好ましくは、０．００１Ｐａから１，０００，０００Ｐａであり、より好ましくは１Ｐａから１０，０００Ｐａであり、最も好ましくは１０Ｐａから１，０００Ｐａである前記（１）〜（３５）のいずれか１項に記載の分析装置。
（４１）洗浄工程に用いる洗浄液としては、好ましくは、超純水、純水、イオン交換水、蒸留水、重水、メタノール、エタノール、プロパノール、等の液体またはそれらの１つ以上の溶液を混合した液体であり、より好ましくは超純水、純水、イオン交換水、蒸留水であり、最も好ましくは超純水、純水である前記（１）〜（３５）のいずれか１項に記載の分析装置。
（４２）圧電素子上に固定化した抗体の活性を長期間保持するためには好ましくは、２−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン（ＭＰＣ）ポリマー、ＳｔａｂｉｌＧｕａｒｄ（登録商標）、ＢｌｏｃｋＡｃｅ（登録商標）、グリセリン、ウシ血清アルブミンを、より好ましくはＭＰＣポリマー、ＳｔａｂｉｌＧｕａｒｄ（登録商標）、グリセリンを、最も好ましくはＭＰＣポリマーを用いる前記（１）〜（３５）のいずれか１項に記載の分析装置。
（４３）洗浄反応に用いる条件としては、好ましくは、新鮮な超純水または純水の１〜１００μＬで一回の繰り返し分注・吸引を行い、これを個別の溶液で１０００回繰り返すものであり、より好ましくは新鮮な超純水または純水の５〜７０μＬで一回の繰り返し分注・吸引を行い、これを個別の溶液で１００回繰り返すものであり、最も好ましく新鮮な超純水または純水の約５０μＬ程度で一回の繰り返し分注・吸引を行い、これを個別の溶液で５回繰り返すものである前記（１）〜（３５）のいずれか１項に記載の分析装置。
（４４）乾燥反応に用いる気体としては、好ましくは、純窒素、乾燥空気、アルゴン、ヘリウム、キセノン、ネオン、酸素、窒素、水素、クロロフルオロカーボン、ヒドロフルオロカーボン、ペルフルオロカーボン、含フッ素エーテル、ブロアー剤、より好ましくは比較的価格の安価な純窒素、乾燥空気、アルゴン、窒素であり、最も好ましくは乾燥空気、窒素のいずれか少なくとも一つを用いるかまたは、これらの１つ以上の各気体を混合して用いるものである前記（１）〜（３５）のいずれか１項に記載の分析装置。
（４５）乾燥用の気体として乾燥空気、窒素を用いた乾燥反応に用いる条件としては、好ましくは、気体流速が０．１〜１０Ｌ／分、乾燥時間は０．１分から１００分であり、より好ましくは気体流速が１〜５Ｌ／分、乾燥時間は１分から３０分であり、最も好ましくは気体流速が２．５Ｌ／分、乾燥時間は５分である前記（１）〜（３５）のいずれか１項に記載の分析装置。
（４６）分析装置に適した設置環境は、好ましくは、外来の電気・機械的な振動もしくは騒音が無い環境であり、より好ましくは外来の電気・機械的な振動が無く、かつ湿度及び温度が一定に保たれた環境であり、最も好ましくは外来の電気・機械・物理的な振動が無く、かつ湿度及び温度が一定に保たれ、雰囲気中に漂うゴミや微粒子がない環境である前記（１）〜（３５）のいずれか１項に記載の分析装置。
（４７）分注用プローブに適した材料は、好ましくは、ガラス、ステンレスなどの金属、人工プラスチック、天然樹脂、フッ素樹脂などの樹脂、アルミナ、窒化珪素などのセラミックス、粘土、セメント、天然石・人工石、水晶、石英、木材であり、より好ましくはガラス、ステンレスであり、最も好ましくはガラスである前記（１）〜（３５）のいずれか１項に記載の分析装置。
（４８）分析装置本体の材質は、好ましくは、アルミニウム、ステンレス、合金（例えば、アルミニウム合金など）などの金属、人工プラスチック、天然樹脂などの樹脂、アルミナなどのセラミックス、セメント、木材であり、より好ましくはアルミニウム、ステンレス、合金などの金属、人工プラスチック、天然樹脂などの樹脂あり、最も好ましくはアルミニウム、ステンレス、合金などの金属である前記（１）〜（３５）のいずれか１項に記載の分析装置。
【発明を実施するための最良の形態】  以下に本発明をさらに説明する。
本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、吐出された試料内における環境汚染物質などの濃度分布を迅速かつ高精度に均一にし、かつ分子認識反応速度を吸引と吐出により促進することにより簡易かつ迅速に微量物質を分析できることを見出した。本発明はこのような知見に基づきなされるに至ったものである。
本発明に係る検査方法は、容器内の試料をプローブに吸引させ、圧電素子（水晶振動子等）を備えたセンサー部に前記試料を前記プローブから吐出させ、吐出した試料を前記プローブに再吸引させることと再吸引した試料を前記センサー部に再吐出させることとを少なくとも一回行う。
本発明に係る分析装置は、試料を収容する容器を配置する容器配置部と、配置された容器内の試料を吸引し吐出するプローブと、圧電素子（水晶振動子等）を備えたセンサー部とを含む。前記プローブは、前記容器内の試料を吸引する第１の位置と、吸引した試料を前記センサー部に吐出した後、吐出した試料の再吸引と再吸引した試料の再吐出とを行う第２の位置とに時間的及び／または空間的に選択的に移動可能とされている。
本発明では、免疫反応やレセプター、ＤＮＡのハイブリダイゼーション、レクチンの糖鎖認識等の分子認識反応の利用により、化学物質やウイルス、細菌、等の新規の迅速・簡便・高感度測定法に関連するものである。使用する分析センサチップとしては、水晶振動子、表面弾性波素子、セラミック振動子、表面剪断波素子等の圧電効果を利用してセンサー上での分子認識反応を測定するものや、表面プラズモン共鳴法等の使用が可能であり、本発明では特に、水晶振動子について記載する。
次に本発明の好ましい一実施態様について、添付の図面に基づいて詳細に説明をする。なお、各図の説明において同一の要素には同一の符号を付す。
図１は本発明に係る分析装置の一実施例を示す斜視図であり、図２は図１に示す分析装置で用いる水晶基板の一実施例を示す平面図であり、図３はセンサー部の一実施例を示す拡大断面図（図２中の３−３線断面図で１つのセンサー部（４２）を拡大して示した図）であり、図４はセンサー部の一実施例を示す拡大平面図であり、図５は水晶基板の他の実施例を示す断面図である。
図１〜図５を参照するに、分析装置１０は、同じ試料、同種の試料又は異なる試料を同時に繰り返し又は次々に検査することができる自動分析装置に構成されている。
分析装置１０は、フレーム状の支持体１２と、支持体１２にＸ、Ｙ及びＺの三方向へ移動可能に支持された２つのプローブ組立体１４、１６と、支持体１２に配置されたバイアルラック１８と、支持体１２に配置されたセンサーユニット２０と、支持体１２に配置された洗浄部２２とを含む。
支持体１２は、バイアルラック１８、センサーユニット２０及び洗浄部２２の設置部を本体ベース２４に形成しており、またプローブ組立体１４、１６を支持している支持フレーム２６をこれが本体ベース２４から上方に間隔をおいた状態に支持部材（連結フレーム）２８により本体ベース２４に取り付けている。
プローブ組立体１４及び１６は、それぞれ、複数のプローブ３０及び３２をプローブベース３４及び３６にＹ方向に間隔をおいて取り付けており、また組立体毎の移動機構（図示せず）により支持部材２８に対し三次元的に移動される。そのような移動機構として、プローブ組立体１４及び１６で共通のガイドレールを備える固定子に、プローブ組立体１４及び１６毎の可動子を個々に移動可能に取り付けた機構、例えばリニアモータを用いることができる。
プローブ３０及び３２は、同数備えられており、またＹ方向におけるピッチを同じとされている。プローブ３０及び３２は、それぞれ、各プローブ３０に液体を吸引及び吐出させる吸引吐出装置（図示せず）及び各プローブ３２から乾燥用気体を吐出させる吐出装置（図示せず）に接続されている。
バイアルラック１８は、液体試料を収容した容器としての複数のバイアル３８及び洗浄液を収容した複数の容器４０をＸ及びＹ方向（マトリックス状）に配置可能の収容部とされている。各バイアル３８及び各容器４０は、開放部を上方とした状態でバイアルラック１８に配置される。各バイアル３８内の液体試料は、ダイオキシン類のような環境汚染物質などを含んでいる。
図示の例では、バイアルラック１８は、８×１５のバイアル３８及び容器４０を配置可能とされている。このため、プローブ組立体１４及び１６は、それぞれ、８つのプローブ３０及び３２を備えている。しかし、バイアルラック１８に設置可能のバイアル数及び容器数並びにプローブ組立体１４及び１６に備えるべきプローブの数は、適宜な数とすることができる。
センサーユニット２０は、後述する圧電素子を備えた複数のセンサー部４２をマトリックス状に有していると共に、圧電素子に電気的に接続された検出回路（図示せず）を内部に備えている。
洗浄部２２は、プローブ３０用の洗浄液を収容した複数の容器４４をプローブ３０と同じピッチでＹ方向に間隔をおいて配置することができるように構成されている。
図３に示すように、各センサー部４２は、上方に開放する凹所４６を全てのセンサー部４２で共通の水晶基板４８に形成し、電極５０及び５２をそれぞれ凹所４６の底面と下面とに配置している。図４に示すように、電極５０及び５２は、それぞれ、センサー部４２の側方に引き出されてリード５４及び５６に接続されている。リード５４及び５６は、検出回路に接続されている。
センサー部４２に使用する分析センサチップとしては、好ましくは水晶振動子、表面弾性波素子（ＳＡＷ）、Ｆｌｅｘｕｒａｌ  ｐｌａｔｅ  ｗａｖｅ（ＦＰＷ）素子、ａｃｏｕｓｔｉｃ  ｐｌａｔｅ  ｗａｖｅ（ＡＰＭ）素子、ｓｈｅａｒ  ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ  ａｃｏｕｓｔｉｃ  ｐｌａｔｅ（ＳＨ−ＡＰＭ）素子、Ｆｌｅｘｕｒａｌ  Ｌｏｖｅ  Ｗａｖｅ素子、セラミック振動子、Ｓｕｒｆａｃｅ  ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ  ｗａｖｅ（ＳＴＷ）表面剪断波素子等の圧電効果を利用してセンサー上での分子認識反応を測定するものや、センサー上での分子認識反応を光学的な微少変化として測定する、表面プラズモン共鳴法、光導波路分光法、スラブ光導波路分光法等のセンサー素子の使用が可能であり、センサー上での分子認識反応の電流変化や電位変化、容量変化、インピーダンス、アドミッタンス、サセプタンス、磁気モーメント変化などの電気的変化として検出する手法であるが、本発明では特に、水晶振動子等の圧電素子の使用がセンサー素子として好ましい。このような圧電素子センサーの動作原理については、Ｊ．Ｗ．Ｇｒａｔｅ，Ｓ．Ｊ．Ｍａｒｔｉｎ，Ｒ．Ｍ．Ｗｈｉｔｅ，Ａｎａｌ．Ｃｈｅｍ．，６５，２１（１９９３）９４０Ａ−９４８Ａ．および、Ｊ．Ｗ．Ｇｒａｔｅ，Ｓ．Ｊ．Ｍａｒｔｉｎ，Ｒ．Ｍ．Ｗｈｉｔｅ，Ａｎａｌ．Ｃｈｅｍ．，６５，２２（１９９３）９８７Ａ−９９６Ａ．の総説に記載されている。
圧電素子（水晶振動子等）の共振特性測定を行うためのインピーダンスアナライザ等の共振特性の測定装置が信号切り替え機を経由するか、直接、各々の圧電素子（水晶振動子等）毎に接続されたものも使用できる。さらに、Ｃｏｏｐｅｒらの提示した、水晶振動子上からの分子の脱離時の発生音波の測定方法や、磁性粒子を使った応答増幅反応も本発明に適用が可能である。Ｃｏｏｐｅｒ，Ｍ．ｅｔ  ａｌ．，Ｄｉｒｅｃｔ  ａｎｄ  ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  ｏｆ  ａ  ｈｕｍａｎ  ｖｉｒｕｓ  ｂｙ  ｒｕｐｔｕｒｅ  ｅｖｅｎｔ  ｓｃａｎｎｉｎｇ，Ｎａｔｕｒｅ  Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１９，８３３−８３７（２００１）．
センサー部となるアレイ型水晶振動子については、小山、立間らの特願平１１−８９４１０及び特願平１１−５１４１８９号（国際出願番号ＰＣＴ／ＪＰ９８／０４９４８）に記載の一枚の水晶板上でのマルチチャンネル水晶振動子センサデバイスの利用が可能である。
本発明において用いることができるマルチチャンネル水晶振動子センサデバイスは、水晶基板の表面に複数の電極を隣接されかつ各電極の裏面に対向電極を形成したマルチチャンネル型である。一方、安部、江刺らは、半導体加工用のマイクロ加工技術を駆使し、一枚の水晶板上に微細なエッチング処理を施し複数の水晶振動子とその電極を作成した水晶振動子アレイを作成している。例えば、安部隆、江刺正喜、「マルチチャンネル水晶マイクロバランスの製作とケモメトリック分析への応用」、応用物理学会有機分子・バイオエレクトロニクス分科会Ｍ＆ＢＥ誌，１１，２（２０００）ｐ１２７−１３８．に記載の手法で作成し、本発明に利用が可能である。
本発明の、例えば、自動多検体ダイオキシンセンサーのセンサー部としては、このようなマルチチャンネル水晶振動子センサデバイスやマイクロアレイ型水晶振動子を使用しても良い。さらに、図２で示すような、９６個の各発振回路の直上に設置した９６個の９ＭＨｚのＡＴカット水晶振動子アレイを用いても良い。この際には、測定データは、マルチプレクサやＰＤＬＳ素子の使用により、同時に一秒毎に７桁の精度での９６個の水晶振動子の９ＭＨｚの発振周波数を測定出来る。このため多検体の高生産性の連続測定が可能となる。
被測定物質は、認識素子が固定された水晶振動子により測定される。本発明で使用される水晶振動子は任意のものを使用することができ、その種類としては、例えば、ＡＴカット、ＧＴカット、ＢＴカット、ＳＴカット、等が挙げられ、電極の材質としては金や銀、白金、ＩＴＯ、銅などが適しているが、特に抗原抗体反応を行う際の抗体や抗原が溶解しているバッファーでは金の安定性が優れている。
前記水晶振動子の発振周波数は特に限定されず、用途に従い適宜選択すればよいが、１〜２，０００ＭＨｚが好ましく、５〜６２２ＭＨｚがより好ましい。なお、発振周波数が低すぎる場合は感度が充分ではなく、一方高すぎる場合は発振回路由来のノイズの影響を受けやすいため実用的でない。このため、特に好ましくは、５〜１６０ＭＨｚの水晶振動子の利用が適切である。
センサーアレイの形態では、水晶発振回路とその発振周波数測定および外部出力制御機構と結合した金属または樹脂、セラミックスで作成した筐体上に、図２に示したような９６ウエルの水晶振動子を一枚の水晶板上に作成したもの、または、図６〜８に示したように、筐体の側面に個別の水晶振動子を水平に設置したものであり、９６検体の同時または並行分析用の水晶振動子アレイのプレートの利用が可能である。本発明の装置は、好ましくは、１検体以上から、百万検体分の分析にも供するが、最も好ましくは装置製造の容易な８〜９６検体が適する。
水晶振動子の測定方法では、１〜１０，０００ＭＨｚの水晶振動子の基本周波数やその各自の倍音での発振周波数測定法及び共振周波数測定法が利用できる装置である。水晶振動子に換えて表面弾性波素子、表面剪断波素子、セラミック振動子等の圧電素子が同様の手法で自動化学分析が可能となり、表面プラズモン共鳴素子も検出部位の構成を換えることにより適用できる。
なお、水晶基板は、図５を参照するに、（Ａ）に示すように凹所４６を共通の水晶基板４８の下面に形成してもよいし、（Ｂ）に示すように凹所４６を水晶基板４８に形成しなくてもよく、また（Ｃ）に示すように水晶基板４８の上下両面に凹所４６を形成してもよいし、（Ｄ）に示すように凹所４６の深さ寸法を大きくしてもよい。
本発明の自動分析方法及び装置では、１検体以上から百万検体分の分析にも供するが、好ましくは９６、３８４又は１５３６検体分析用のウェルプレートに対応し、最も好ましくは装置製造の容易な１〜９６検体が適する。
好ましいプローブ先端（ノズル）の形状は、円筒型（一例を図３７（１）に示す）、ベベルチップ型（一例を３７（２）に示す）、球型（一例を図３７（３）に示す）、円錐型（例を図３７（４）〜３７（５）に示す）、針型（一例を図３７（６）に示す）などであるが、より好ましくは円筒型、ベベルチップ型（三角型）または円錐型であり、最も好ましくは円筒型または円錐型である。プローブ先端部の形状としては、好ましくは針状、円錐形または円筒形であり、より好ましくは円錐形または円筒形であり、円筒形が特に好ましい。また、表面粗さ（算術平均粗さ：Ｒａ）が約０．００５μｍ〜約０．０５μｍの内面鏡面研磨プローブ、外表面がフッ素樹脂コートされたフッ素樹脂コートプローブ（例えば図３７（７）に示したもの）、先端内径０．０２〜０．５ｍｍの深絞りプローブ、金属性のノズル内に内径０．０２〜０．５ｍｍのフッ素樹脂チューブが入ったフッ素樹脂入りプローブ、吸引、吐出までの間にノズル内試料を０〜５０℃まで温調可能なヒーター付プローブ、内径０．０１〜０．０５ｍｍの微小内径プローブがあり、好ましくは、フッ素樹脂コートプローブ、先端内径０．０２〜０．５ｍｍまでの深絞りプローブ好ましく、先端内径０．０２〜０．５ｍｍまでの深絞りプローブがより好ましい。プローブの材質は、ガラス、ステンレスなどの金属、人工プラスチック、天然樹脂、フッ素樹脂などの樹脂、アルミナや窒化珪素などのセラミックス、粘土、セメント、天然石・人工石、水晶、石英、木材ものが好ましく、試料の汚染を防止するには使い捨てが可能な樹脂製もしくは金属性のものがより好ましく、プローブの加工精度、強度を高めるためには金属製のものが特に好ましい。センサーとの位置関係は、センサー素子表面からプローブ先端までの距離が０．０１ｍｍ〜１０ｍｍが好ましく、０．０５ｍｍ〜１．５ｍｍがより好ましい。
次に、上記で説明した装置を用いた分析方法について説明する。
検査に先立って、一列目の検査部４２の洗浄が行われる。この洗浄は、以下のように行われる。
先ず、プローブ３０を上昇させた状態で、プローブ組立体３４を容器４０の上方に移動させ、プローブ３０をその先端が容器４０内に配置位置まで下降させ、容器４０内の洗浄液を各プローブ３０に吸引させる。
次いで、プローブ３０を上昇させた状態で、プローブ組立体３４を一列目の検査部４２の上方に移動させ、プローブ３０をその先端が一列目の検査部４２の位置まで下降させ、吸引している洗浄液を各プローブ３２から一列目のセンサー部４２に噴出させる。
次いで、プローブ３０を上昇させた状態で、プローブ組立体３４を洗浄部２２の側に移動させつつ、プローブ組立体３６を一列目の検査部４２の上方に移動させ、プローブ３２をその先端が一列目の検査部４２の真上となる位置まで下降させ、乾燥用気体を各プローブ３２から一列目のセンサー部４２に噴出させる。
一列目のセンサー部４２を乾燥させている間、プローブ組立体３４を洗浄部２２の上方に移動させて、洗浄部２２に配置されている容器４４内の洗浄液の吸引と吐出とを各プローブ３０に少なくとも１回行わせることにより、各プローブ３０の洗浄が行われる。
一列目のセンサー部４２の洗浄が終了すると、次に検査が行われる。この検査は、以下のように行われる。
先ず、プローブ組立体３４を一列目のバイアル３８の上方に移動させ、プローブ３０をその先端がバイアル３８内となる位置まで下降させ、バイアル３８内の液体試料を各プローブ３０に吸引させる。
次いで、プローブ組立体３４を一列目の検査部４２の上方に移動させ、プローブ３０をその先端が一列目の検査部４２の位置まで下降させ、吸引している液体試料を各プローブ３２から一列目のセンサー部４２に吐出させる。
センサー部４２に試料を吐出した後、図３に示すようにセンサー部４２に対する試料６０の再吸引（Ｂ）と再吐出（Ａ）とが複数回繰り返される。これにより、センサー部４２に再吐出された液体試料に撹拌作用が生じる。
次いで、一列目の検査部４２の電極５０、５２に電圧が印加されて検査をされる。
センサー部４２に対する試料の再吸引と再吐出とを複数回繰り返すと、液体試料の撹拌作用により、環境汚染物質などが吐出された液体試料内において均一に分布すると共に、試料の反応の度合いが均一化するから、正確な検査結果を得ることができる。
一列目のバイアル３８内の試料を検査している間、プローブ３０の洗浄、２列目の検査部４２の洗浄、２列目の検査部４２への試料の吐出、２列目の検査部４２に対する試料の再吸引及び再吐出が行われる。
上記のようにして、一列目バイアル３８内の試料から最終列のバイアル３８内の試料の検査が行われる。バイアル３８内の液体試料は、同じ試料、同種の試料及び異なる試料のいずれであってもよい。
測定後のセンサー部の洗浄は、さらに他のプローブ組立体を設けてその他のプローブ組立体のプローブで行ってもよいし、プローブ３２を利用して行ってもよい。
本発明は、上記例に限定されず、その趣旨を逸脱しない限り、種々変更することができる。
本発明の利用分野としては、免疫反応やレセプターの分子認識機能、ＤＮＡやＤＮＡアプタマーのハイブリダイゼーション、レクチンの糖鎖認識、ペプチドやコンビナトリアル合成したペプチドアレイ、等の分子認識反応の利用により、センサー上に固定化した分子に相互作用を示す特定化学物質やウイルス、細菌、等の新規の迅速・簡便・高感度測定法に関連するものが挙げられる。
三次元の空間であるＸＹＺ軸方向への厳密な位置決めでの機械制御可能な試料分注用の機能を備えたプローブは、マイクロコンピューター制御の厳密なプローブの移動とプローブに接続したマイクロポンプを用いた分析試料の容量を制御した厳密な吸引・吐出を行う。同時に取り扱える試料数は、１検体以上から百万検体分の分析にも供するが、好ましくは９６、３８４又は１５３６検体分析用のプローブに対応し、最も好ましくは装置製造の容易な１〜９６検体用のプローブが適する。
圧電素子（水晶振動子等）上への上記のプローブを用いた注入液体量は、０．００１〜１０，０００μＬが可能であるが、好ましくは試料の変動が小さい、０．０１〜１，０００μＬが適し、最も好ましくは試料の変動が僅かな、１〜５０μＬが最適である。もちろん、１検体以上から百万検体分の同時注入や１検体毎での個別の液量での注入も可能である。
機械制御のマイクロポンプを用いた圧電素子（水晶振動子等）上への洗浄工程での純水またはバッファー注入量は、８検体分同時の０．１〜１，０００μＬが可能であるが、好ましくは、８検体分同時の５０〜１００μＬが適する。１検体ごとの個別の注入も可能である。
本発明の装置を用いた分析方法の具体的手段については図９〜１２及び図１３〜１８に示す。
図９（ａ）は、各工程で水晶振動子を差し引いて行う、抗原抗体反応の自動化操作の全体図を示す。まず、８個の水晶振動子の発振周波数Ｆ１を測定する。次いで、工程１として、前記８個すべての水晶振動子に抗体固定化活性基を導入する。その後、その内の２個は水洗、窒素ガスで乾燥後、水晶振動子上への活性基導入量をＦ２で測定する。次いで、工程２として、残る６個の水晶振動子に抗体固定化、ブロッキング及び安定化剤の導入を施す。これにより、水晶振動子上への抗体チップ化処理を行う。その後、その内の２個は水洗、窒素ガスで乾燥後、水晶振動子上への抗体固定化量、ブロッキング剤量、安定化剤量をＦ３で測定する。次いで、工程３として、残る４個の水晶振動子において抗原抗体反応を行い該４個の水晶振動子を水洗し、窒素ガスで乾燥後、発振周波数Ｆ４を測定し、抗原抗体反応量を測定、算出する。この詳細を図１０〜１２に示した。
図９（ｂ）は、全ての水晶振動子により測定を行う、抗原抗体反応の自動化操作の全体図を示す。まず、８個の水晶振動子の発振周波数Ｆ１を測定する。次いで、工程１として、前記８個すべての水晶振動子に抗体固定化活性基を導入する。その後、前記８個すべての水晶振動子を水洗、窒素ガスで乾燥し、水晶振動子上への活性基導入量をＦ２で測定する。次いで、工程２として、前記８個すべての水晶振動子に抗体固定化、ブロッキング及び安定化剤の導入を施す。これにより、水晶振動子上への抗体チップ化処理を行う。その後、前記８個すべての水晶振動子を水洗、窒素ガスで乾燥し、水晶振動子上への抗体固定化量、ブロッキング剤量、安定化剤量をＦ３で測定する。次いで、工程３として、前記８個すべての水晶振動子において抗原抗体反応を行い、反応終了後に前記８個すべての水晶振動子を水洗し、窒素ガスで乾燥後、発振周波数Ｆ４を測定し、抗原抗体反応量を測定、算出する。この詳細も図１０〜１２に示した。
図１０は、抗原固定化用の水晶電極表面の活性化工程を示す。図示したように工程１−▲１▼、１−▲２▼を行ない、溶液の吸引除去、プローブの洗浄、純水による水晶振動子（ＱＣＭ）の洗浄後に、２個の水晶振動子（ＱＣＭ）を窒素ガス中で乾燥後、活性基の定量を行う。ΔＦ１＝Ｆ２−Ｆ１
図１１は、抗体固定化、ブロッキングと安定化剤の導入の工程を示す。図示したように工程２−▲１▼〜２−▲３▼を行ない、溶液の吸引除去、プローブ洗浄、純水での洗浄後に２個の水晶振動子（ＱＣＭ）を窒素ガス中で乾燥後、抗体固定化量を測定する（Ｆ３）。ΔＦ２＝Ｆ３−Ｆ１
図１２は、抗原抗体反応量の測定工程を示す。
本発明においては、圧電素子上で電気的変化を検出、定量化できるように質量変化を引き起こすことができれば、圧電素子上で被測定物質のいかなる反応をも用いることができる。例えば、前記抗原抗体反応において標識第二抗体を用いても、非標識第二抗体を用いてその後該非第二抗体上でさらに高分子や金属微粒子などを反応、固定化させてもよい。同様に、標識第二プローブＤＮＡを用いても、非標識第二プローブＤＮＡを用いてその後該非第二プローブＤＮＡ上でさらに高分子や金属微粒子などを反応、固定化させてもよい。
本発明において好ましく用いられる反応・測定方法を以下により具体的に説明する。
１−１  直接反応法（実験操作の流れ図を図１３に示す。）
はじめに実験に使用する水晶振動子の発振周波数（Ｆ１）を測定する（図１３（Ａ））。次に水晶振動子の金電極上に抗ＣＲＰ抗体を固定化するためアルデヒド基を導入する（水晶振動子金電極表面の活性化処理）。水晶振動子を、０．０１Ｍのシステアミン塩酸塩溶液、１％のグルタルアルデヒド溶液の順にそれぞれ６０分間ずつ浸漬させた後、３ｍＬ（１ｍＬ×３回）の超純水で洗浄し、流速２．５Ｌ／ｍｉｎの窒素流通下で９０分間乾燥後に、水晶振動子の発振周波数（Ｆ２）を測定する（図１３（Ｂ））。各水晶振動子のＦ１からの差を求めその平均値から活性化処理で導入した表面修飾膜量を算出する（ΔＦ１＝Ｆ１−Ｆ２）。
次に、活性化した水晶振動子電極上に抗ＣＲＰ抗体（第一抗体）を３０μＬ滴下し、２５．０±０．１℃の空気恒温槽中で９０分間、抗ＣＲＰ抗体の固定化反応を行う。９０分経過後、３ｍＬ（１ｍＬ×３回）の純水で洗浄し、流速２．５Ｌ／ｍｉｎの窒素流通下で９０分間乾燥後、残った水晶振動子の発振周波数（Ｆ３）を測定する（図１３（Ｃ））。個々の水晶振動子の発振周波数差を求めてその平均値を算出し、水晶振動子上に固定化した抗体量を得る（ΔＦ２＝（Ｆ１−Ｆ３）−ΔＦ１）。続いて、未反応のアルデヒド基をブロッキング処理するために水晶振動子上に０．０２Ｍのグリシン溶液を３０μＬ滴下し、２５．０±０．１℃の空気恒温槽中で２０分間反応させる。３ｍＬ（１ｍＬ×３回）の純水で洗浄し、流速２．５Ｌ／ｍｉｎの窒素流通下で９０分の間乾操後、水晶振動子の発振周波数（Ｆ４）を測定する（図１３（Ｃ））。水晶振動子の発振周波数変化の平均値からＣＲＰ抗体固定化及びグリシン処理で水晶振動子電極上に導入した抗体量を算出する（ΔＦ３＝（Ｆ１−Ｆ４）−ΔＦ２−ΔＦ１）。抗ＣＲＰ抗体を固定化した後、グリシンブロッキングした各水晶振動子上にＣＲＰを３０μＬ滴下し、２５．０±０．１℃の空気恒温槽中で９０分間の抗原抗体反応を行う。その後、３ｍＬ（１ｍＬ×３回）の純水で洗浄し、流速２．５Ｌ／ｍｉｎの窒素流通下で９０分間の乾燥後に、各水晶振動子の発振周波数（Ｆ５）を測定する（図１３（Ｄ））。各水晶振動子での発振周波数変化の平均値から各濃度のＣＲＰとの抗原抗体反応量を算出し、その平均値を求める（ΔＦ４＝（Ｆ１−Ｆ５）−ΔＦ３−ΔＦ２−ΔＦ１）。
１−２  直接反応法後のサンドイッチ反応によるセンサー応答の化学的な増幅反応（実験の流れ図を図１４に示す。）
前記１−１によるＣＲＰの直接反応後の水晶振動子に抗ＣＲＰモノクローナル抗体を固定化した抗ＣＲＰ抗体固定化ラテックス（第二抗体結合粒子）懸濁液を３０μＬ加え２５．０±０．１℃の空気恒温槽中で６０分間の抗原抗体反応を行う。前記ラテックスとしては、ポリスチレンを用いる。その後３ｍＬ（１ｍＬ×３回）の純水で洗浄し、流速２．５Ｌ／ｍｉｎの窒素流通下で９０分間乾燥後、各水晶振動子の発振周波数測定を行いその測定値をＦ６とする（図１４（Ｅ））。ΔＦ５値を次式から算出する（ΔＦ５＝（Ｆ１−Ｆ６）−ΔＦ４−ΔＦ３−ΔＦ２−ΔＦ１）。
２−１  競争反応法（実験の流れ図を図１５に示す。）
はじめに実験に使用する水晶振動子の発振周波数（Ｆ１）を測定する（図１５（Ａ））。次に水晶振動子の金電極上に抗ＤＮＰ（ジニトロフェノール）抗体を固定化するためアルデヒド基を導入する（水晶振動子金電極表面の活性化処理）。水晶振動子を、０．０１Ｍのシステアミン塩酸塩溶液、１％のグルタルアルデヒド溶液の順にそれぞれ６０分間ずつ浸漬させた後、３ｍＬ（１ｍＬ×３回）の超純水で洗浄し、流速２．５Ｌ／ｍｉｎの窒素流通下で９０分間乾燥後に、水晶振動子の発振周波数（Ｆ２）を測定する（図１５（Ｂ））。各水晶振動子のＦ１からの差を求めその平均値から活性化処理で導入した表面修飾膜量を算出する（ΔＦ１＝Ｆ１−Ｆ２）。
次に、活性化した水晶振動子電極上に抗ＤＮＰ抗体（第一抗体）を３０μＬ滴下し、２５．０±０．１℃の空気恒温槽中で９０分間、抗ＤＮＰ抗体の固定化反応を行う。９０分経過後、３ｍＬ（１ｍＬ×３回）の純水で洗浄し、流速２．５Ｌ／ｍｉｎの窒素流通下で９０分間乾燥後、残った水晶振動子の発振周波数（Ｆ３）を測定する（図１５（Ｃ））。個々の水晶振動子の発振周波数差を求めてその平均値を算出し、水晶振動子上に固定化した抗体量を得る（ΔＦ２＝（Ｆ１−Ｆ３）−ΔＦ１）。続いて、未反応のアルデヒド基をブロッキング処理するために水晶振動子上に０．０２Ｍのグリシン溶液を３０μＬ滴下し、２５．０±０．１℃の空気恒温槽中で２０分間反応させる。３ｍＬ（１ｍＬ×３回）の純水で洗浄し、流速２．５Ｌ／ｍｉｎの窒素流通下で９０分の間乾燥後、水晶振動子の発振周波数（Ｆ４）を測定する（図１５（Ｃ））。水晶振動子の発振周波数変化の平均値からＤＮＰ抗体固定化及びグリシン処理で水晶振動子電極上に導入した抗体量を算出する（ΔＦ３＝（Ｆ１−Ｆ４）−ΔＦ２−ΔＦ１）。ＤＮＰの競争分子となるＤＮＰ結合アルブミン溶液とＤＮＰ抗原溶液を等量混合した競争反応の溶液を作成し、測定に用いる。この競争反応溶液を３０μＬ採取し、抗ＤＮＰ抗体固定化水晶振動子（グリシンブロッキングした各水晶振動子）上に滴下し、２５．０±０．１℃の空気恒温槽中で９０分間の抗原抗体反応を行う。その後、３ｍＬ（１ｍＬ×３回）の純水で洗浄し、流速２．５Ｌ／ｍｉｎの窒素流通下で９０分間の乾燥後に、各水晶振動子の発振周波数（Ｆ５）を測定する（図１５（Ｄ））。各水晶振動子での発振周波数変化の平均値から各濃度のＤＮＰとの抗原抗体反応量を算出し、その平均値を求める（ΔＦ４＝（Ｆ１−Ｆ５）−ΔＦ３−ΔＦ２−ΔＦ１）。
２−２  競争反応法後のサンドイッチ反応によるセンサー応答の化学的な増幅反応（実験の流れ図を図１６に示す。）
前記２−１によるＤＮＰの競争反応後の水晶振動子に抗ＤＮＰモノクローナル抗体を固定化した抗ＤＮＰ抗体固定化ラテックス（抗ＤＮＰ抗体結合粒子、第二抗体結合粒子）懸濁液を３０μＬ加え２５．０±０．１℃の空気恒温槽中で６０分間の抗原抗体反応を行う。その後３ｍＬ（１ｍＬ×３回）の純水で洗浄し、流速２．５Ｌ／ｍｉｎの窒素流通下で９０分間乾燥後、各水晶振動子の発振周波数測定を行いその測定値をＦ６とする（図１６（Ｅ））。ΔＦ５値を次式から算出する（ΔＦ５＝（Ｆ１−Ｆ６）−ΔＦ４−ΔＦ３−ΔＦ２−ΔＦ１）。
３  分子構造の明確なポリマー（例えばポリアクリル酸）上に固定化した抗体によるセンサー応答の増幅反応（実験の流れ図を図１７に示す。本書において、ＡＴＲＰ法と略記する。）
３−１  プラズマ重合膜の被覆（図１７（Ａ））
Ａｔ−ｃｕｔ  ９ＭＨｚ水晶振動子上にアリルアルコールをモノマーとしてプラズマ重合アリルアルコール膜（ｐｐ−アリルアルコール膜）を重合する。重合前に水晶振動子表面をヘリウムガス中で、放電出力１００Ｗ、反応圧力１００Ｐａの条件で２分間エッチングを行う。プラズマ重合の条件は、水酸基の割合が高くかつ重合膜の溶媒への耐久性が高い条件である、放電出力４０Ｗ、モノマー圧力１００Ｐａを用いる。重合時間は、１分間とする。
重合後にプラズマ重合膜被覆前後の水晶振動子の発振周波数を計測し、水晶振動子電極上の重合膜の量を測定する。
３−２  プラズマ重合膜表面の官能基変換（図１７（Ｂ））
得られた水晶振動子の表面の水酸基に臭化２−ブロモイソブチリルを結合し、表面の官能基を水酸基から臭素基に変換する。水晶振動子をジクロロメタンに浸し、等モルのトリチルアミンと臭化２−ブロモイソブチリルを加えて、窒素雰囲下、０℃で１時間反応させる。
３−３  原子移動ラジカル重合（Ａｔｏｍ  ｔｒａｎｓｆｅｒ  ｒａｄｉｃａｌ  ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ：ＡＴＲＰ）（図１７（Ｃ））
得られた水晶動子を入れ、スターラーバーを入れたねじ口試験管内を窒素ガスで置換する。触媒となる臭化銅（Ｉ）の粉末を試験管にいれ、窒素ガスで置換する。以後、試薬を加えるためにふたを開けるたびに窒素ガスで試験管内を充填する。次にモノマーである、アクリル酸ｔ−ブチルを加える。溶媒としてアセトンを加えて、スターラーで攪拌する。触媒の活性化剤として、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ”−ペンタメチルジエチレントリアミン（ＰＭＤＥＴＡ）を加えて攪拌する。反応開始剤として２−ブロモイソ酪酸エチルを加えてしっかりと栓を締めて、オイルバスで６０℃に保つ。モノマーのアクリル酸ｔｅｒｔ−ブチルのモル数を基準とし、このモル数を目的の重合度で割ったモル数をモノマー以外の試薬の必要量とする。ただし、溶媒のアセトンはその比率に関係なく、重合後の溶液の粘度により調整し、モノマー５ｍＬに対してアセトン１ｍＬを加える。
３−４  加水分解（図１７（Ｄ））
ジクロロメタンに対し、１０％トリフロオロ酢酸を含む溶液に水晶振動子を浸漬し、振盪機で１５時間振盪して加水分解する。
３−５  官能基の活性化（図１７（Ｅ））
１−［３−（ジメチルアミノ）プロピル］−３−エチルカルボジイミド塩酸塩（ＥＤＣ）、Ｎ−ヒドロキシこはく酸イミド（ＮＨＳ）を１０ｍｌの蒸留水が入ったシャーレに混ぜ入れ、その溶液に前記加水分解に付した水晶振動子を浸漬し、１時間活性化処理を行う。
３−６  抗体の固定化（図１７（Ｆ））と抗原抗体反応（図１７（Ｇ））
はじめに前記活性基導入後の水晶振動子の発振周波数（Ｆ１）を測定する。活性化した水晶振動子電極上に抗ＣＲＰ抗体を３０μＬ滴下し、２５．０±０．１℃の空気恒温槽中で９０分間、抗ＣＲＰ抗体の固定化反応を行う。９０分経過後、３ｍＬ（１ｍＬ×３回）の純水で洗浄し、流速２．５Ｌ／ｍｉｎの窒素流通下で９０分間乾燥後、残った水晶振動子の発振周波数（Ｆ２）を測定する。個々の水晶振動子の発振周波数差を求めてその平均値を算出し、水晶振動子上に固定化した抗体量を得る（ΔＦ１＝Ｆ２−Ｆ１）。続いて、未反応のアルデヒド基をブロッキング処理するために水晶振動子上に０．０２Ｍのグリシン溶液を３０μＬ滴下し、２５．０±０．１℃の空気恒温槽中で２０分間反応させる。３ｍＬ（１ｍＬ×３回）の純水で洗浄し、流速２．５Ｌ／ｍｉｎの窒素流通下で９０分の間乾燥後、水晶振動子の発振周波数（Ｆ３）を測定する。水晶振動子の発振周波数変化の平均値からＣＲＰ抗体固定化及びグリシン処理で水晶振動子電極上に導入した抗体量を算出する（ΔＦ２＝（Ｆ１−Ｆ３）−ΔＦ１）。抗ＣＲＰ抗体を固定化した後、グリシンブロッキングした各水晶振動子上にＣＲＰを３０μＬ滴下し、２５．０±０．１℃の空気恒温槽中で９０分間の抗原抗体反応を行う。その後、３ｍＬ（１ｍＬ×３回）の純水で洗浄し、流速２．５Ｌ／ｍｉｎの窒素流通下で９０分間の乾燥後に、各水晶振動子の発振周波数（Ｆ４）を測定する。各水晶振動子での発振周波数変化の平均値から各濃度のＣＲＰとの抗原抗体反応量を算出し、その平均値（ΔＦ３）を求める（ΔＦ３＝（Ｆ１−Ｆ４）−ΔＦ２−ΔＦ１）。
この後、前記１−２や２−２で説明したのと同様に、さらにサンドイッチ反応によるセンサー応答の化学的な増幅反応に付してもよい。
４  ＤＮＡハイブリダイゼーションの測定法（実験の流れ図を図１８に示す）
はじめに実験に使用する水晶振動子の発振周波数（Ｆ１）を測定する。測定対象となる試料（例えば、図４０に示した実施例では大腸菌である）を界面活性剤（ＳＤＳ）とプロテイナーゼＫで処理し、フェノールでタンパクを除去する。その後、測定対象ごとに設計、合成によって作成したＤＮＡの溶液を、０．５Ｍの水酸化ナトリウムで変性させて１本鎖とする。その後、中性に戻した前記１本鎖ＤＮＡ含有溶液を３０μＬ、水晶振動子上に滴下し、８０℃２時間、減圧下でＤＮＡの固定化を行う（図１８（ａ））。次に非特異吸着を抑制するために、ハイブリダイゼーション溶液（ＤＮＡプローブにＮａＣｌ、クエン酸ナトリウム、Ｄｅｎｈａｒｄｔ’ｓ溶液、０．１％ＳＤＳ、５０％ホルムアルデヒドを含む）からプローブを除去した溶液を用いてプレハイブリダイゼーションを行う（図１８（ｂ））。各水晶振動子のＦ１からの差を求めその平均値からＤＮＡ固定化で水晶振動子上に固定化されたＤＮＡの量を算出する（ΔＦ１＝Ｆ１−Ｆ２）。次に、ビオチン固定化のＤＮＡプローブ（第一プローブ）を含む溶液３０μＬを水晶振動子上に滴下し（図１８（ｃ））、２５．０±０．１℃の空気恒温槽中で９０分間ハイブリタイゼーションを行う（図１８（ｄ））。９０分経過後、３ｍＬ（１ｍＬ×３回）の純水で洗浄し（図１８（ｅ））、流速２．５Ｌ／ｍｉｎの窒素流通下で９０分間乾燥後、残った水晶振動子の発振周波数（Ｆ３）を測定する。個々の水晶振動子の発振周波数差を求めてその平均値を算出し、水晶振動子上のＤＮＡとのハイブリダイゼーションの量を算出する（ΔＦ２＝（Ｆ１−Ｆ３）−ΔＦ１）。
前記ハイブリダイゼーション反応後の水晶振動子に、アビジン結合したナノ粒子（第二プローブ結合粒子）を含む溶液３０μＬを滴下し、２５．０±０．１℃の空気恒温槽中で６０分間のアビジン−ビオチン結合反応を行う。その後３ｍＬ（１ｍＬ×３回）の純水で洗浄し、流速２．５Ｌ／ｍｉｎの窒素流通下で９０分間乾燥後、各水晶振動子の発振周波数測定を行いその測定値をＦ４とする。ΔＦ３値を次式から算出する（ΔＦ３＝（Ｆ１−Ｆ４）−ΔＦ２−ΔＦ１）。
この後、前記１−２や２−２で説明したのと同様に、さらにサンドイッチ反応によるセンサー応答の化学的な増幅反応に付してもよい。
なお、以上の１−１〜４の各項では用いる化合物（試薬）やその量、各種反応や操作などの温度や時間などの条件について、例を挙げて具体的に説明したが、これらは説明の為であって、本発明はこれらに限定されるものではなく、各種の変更が可能である。
２，３，７，８−テトラクロロジベンゾパラジオキシン（２，３，７，８−ＴＣＤＤ）は毒性等価係数が１であり、環境中における他のダイオキシン類に比べて毒性等価係数が高いことが知られている。また、２，３，７，８−ＴＣＤＤはダイオキシン類の中でも環境中における濃度が高いことが知られている。したがって、上記本発明の方法により２，３，７，８−ＴＣＤＤの濃度を測定することにより、予めＧＣ／ＭＳ法を用いて作成した検量線から、試料中のダイオキシン類全体の毒性等量を測定することが可能となる。この毒性等量測定方法は、環境由来試料又は生体由来試料について適用することができる。
本発明の装置は、採取した試料からのダイオキシン類の抽出、前処理、多成分試料の自動分析操作の自動化処理装置を結合することが可能である。汎用的な液体操作が可能なことから、分析試料の抽出・精製・前処理の自動化にも利用できる。本発明の装置の特長としては、自動化により、省力化、熟練者の必要性の排除、生産性（スループット）の向上、精度（再現性）の向上、作業者の化学物質暴露の防止、分析までの自動化、時間制御の正確化、反応時間の短縮化、多検体同時分析化、測定空間のスケールダウン（ダウンサイジング）があげられる。
本発明の装置では、環境から採取したダイオキシン類を含有する試料からの高速溶媒抽出法による高温・高圧を利用するダイオキシン類の抽出操作（または、超臨界抽出、マイクロ抽出、等の任意の手法も使用が可能であり、かつオフラインでのバッチ処理が生産性の向上が可能な場合には使用できる）、マイクロカラム処理によるクリーンアップ操作、濃縮の操作をオンラインでの一連処理とした全自動化することで生産性が高まり、試料採取から分析結果を得る全分析プロセスの時間短縮が可能となり、焼却施設でのダイオキシン類排出濃度の連続管理が実施できダイオキシン排出削減対策に直ちに利用できる。
本発明の方法及び装置により奏せられる優れた利点の一つとしては、以下の点が挙げられる。
従来のバッファー（緩衝溶液）等の含塩溶液中での水晶振動子免疫センサーにおける撹拌技術は、例えば、特開２００１−０８３１５４（「疾病マーカー物質簡易小型検出装置」、黒澤茂）に示すような水晶振動子の電気的なショートを防ぐために、水晶振動子の片面をシリコン接着剤と水晶板により電極上の空気層を介してシールし、水晶振動子の片面のみを測定溶液中に接触させ、かつ溶液全体の測定試料濃度を均一化するためにスターラーチップなどで撹拌するものであった。この方法における測定溶液の体積は、通常、約１ｍＬを要し、撹拌による振動などの影響を水晶振動子に与えないために極微小な攪拌子を用いて溶液を静かに撹拌しているものである。必要な溶液の量が多く（本発明の方法においては通常１０μＬ程度なのに対して、前記従来の方法では約１ｍＬと著しく多い）、かつ撹拌速度も本発明に比べ、１００回転／分と遅いことから、反応時間が長くなり免疫反応の促進の効果が小さかった。また、人為的に分注ピペットによる水晶振動子電極上への反応溶液の滴下のみによる方法では、反応溶液の量は少ない（２０μＬ）が、攪拌子などによる溶液の攪拌が困難なため、電極上の抗体と滴下した溶液中の抗原の免疫反応が完全に終わるまで非常に長時間を要し、また測定時の温度、湿度の変化によって滴下した溶液が蒸発することで、同一条件における測定値の変動が大きくなるという問題があった。本発明では、極微量の反応溶液においても分注プローブによる迅速かつ高精度な溶液の吸引・吐出を繰り返す方法によって、振動子への攪拌及び溶液蒸発の影響を極めて少なくすることが可能であり、かつ免疫反応を促進することで従来法に比べ迅速で高精度な測定が可能である。
（本発明の自動分析方法及び装置を用いる検出対象）
環境ホルモンとして疑われる化学物質のイムノアッセイ、性ホルモン類のイムノアッセイ、洗剤類のイムノアッセイ、農薬類のイムノアッセイ、毒素類のイムノアッセイ、毒素類のイムノカラム、環境ホルモンバイオマーカーのイムノアッセイ、環境ホルモン作用のスクリーニング、食品アレルゲン  イムノアッセイ、遺伝子組換えタンパク質のイムノアッセイ、抗生物質合成抗菌剤のイムノアッセイ等を下記に記載するが、測定対象物質に対する抗体または相補的ＤＮＡプローブやレセプターを産生できればこの他の測定対象の検出にも利用できる。
人の血液や汗、糞、尿、唾液中に含まれる疾病マーカー物質（人が病気に罹ることで生じる特定タンパク等）で、Ｂ型肝炎ウイルス診断（ＨＢｓ抗原・抗体）、Ｃ型肝炎ウイルス診断（ＨＣＶ抗体）、Ｃ−反応性タンパク試験（ＣＲＰ）、リウマチ診断（ＲＡ）、溶連菌感染診断（ＡＳＯ）、梅毒診断（ＳＴＳ）、エイズ診断（ＨＩＶ）、腫瘍マーカー診断としては、ｃａｒｃｉｎｏｅｍｂｒｙｏｎｉｃ  ａｎｔｉｇｅｎ（ＣＥＡ）、α−ｆｅｔｏｐｒｏｔｅｉｎ（ＡＦＰ）、ｃａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅ  ａｎｔｉｇｅｎ  １９−９（ＣＡ１９−９）、フェリチン、ｐｒｏｓｔａｔｉｃ  ａｃｉｄ  ｐｈｏｓｐｈａｔａｓｅ（ＰＡＰ）、ｔｉｓｓｕｅ  ｐｏｌｙｐｅｐｔｉｄｅ  ａｎｔｉｇｅｎ（ＴＰＡ）などが、その他としてはアレルギー性疾患診断（ＩｇＥ）試薬等が検出対象である。
ストレスマーカーの検出では、例えば８−ヒドロキシデオキシグアノシン、４−ヒドロキシノネナール、４−ヒドロキシヘキセナール、アクロレイン、メチルグリオキザール、マロンジアルデヒド、クロトンアルデヒド、７−ケトコレステロール、チオレドキシン、クロモグラニンＡ、酸化型α１アンチトリプシン、コルチゾール等が検出対象である。また、インフルエンザ、インフルエンザウイルス、狂牛病の異常プリオンタンパクの検出（異常プリオンタンパクの検出が抗ＢＳＡ抗体やＰＣＲ法で遺伝子増幅反応との組み合わせで可能）、重症急性呼吸器症候群（ＳＡＲＳ）の検出（新種ヒトコロナウィルスの検出が抗ＳＡＲＳ抗体やＰＣＲ法で遺伝子増幅反応との組み合わせで可能）等が検出対象である。
この他に、従来のＥＬＩＳＡ法、イムノクロマト法、ＤＮＡプローブ法、ＥＬＩＳＡ法微生物、ＥＬＩＳＡ法微生物毒素の測定対象である、以下の（１）〜（１９）に記載の検出対象の多検体試料を分析する為の自動分析装置化が可能である。
（１）微生物／微生物毒素検出用のＤＮＡまたはイムノアッセイ用途、一般生菌用、大腸菌群用、真菌用、黄色ブドウ球菌用、サルモネラ用、Ｅ．ｃｏｌｉ．Ｏ１５７：Ｈ７用、サルモネラ用、リステリア用、サルモネラ用、リステリア用、同モノサイトジェネス用、大腸菌用、黄色ブドウ球菌用、カンピロバクター用、ベロトキシン（ＶＴ１・ＶＴ２）用、黄色ブドウ球菌エンテロトキシン等が検出対象である。
（２）環境微生物／自然毒検出用のイムノアッセイ用途、クリプトスポリジウム・ジアルジア用、ＰＳＰ（まひ性貝毒）、ミクロシスチン等が検出対象である。
（３）鮮度／ビタミン検出用のイムノアッセイ用途、ヒスタミン、葉酸、ビタミンＢ１２、ビオチン等が検出対象である。
（４）ＢＳＥ対策  狂牛病特定危険部位検出用のＤＮＡまたはイムノアッセイ用途、脳脊髄組織（生肉／拭取  定量用）、脳脊髄組織含有テスト（肉製品定量用）、加工済肉種判別（動物組織検出）にウシ用、ブタ用、ヒツジ用、トリ用、ミックス試料、肉骨粉適正熱加工管理用途に（高温高圧加工済動物肉種判別（動物筋肉検出））、ＤＮＡプローブ法での加工済動物肉種判別（動物組織検出）にウシ用、ブタ用、ヒツジ用、ヤギ用、ニワトリ用、カモ用、七面鳥用、アヒル用複合（ウシ、ヒツジ、ヤギ）用、複合（ニワトリ、カモ、七面鳥、アヒル）用、複合（ウシ、ブタ）用、複合（ニワトリ、七面鳥）用等が検出対象である。
（５）遺伝子組換え作物  遺伝子組換えコーン検査用のＤＮＡアッセイ用途、Ｂｔ９コーン、Ｂｔ１コーン、遺伝子組換えラウンドアップレディ大豆検査（大豆キット）、遺伝子組換えコーン検査（コーンバルクテスト）、遺伝子組換えラウンドアップレディ大豆検査（ＲＵＲ大豆バルクテスト、ＲＵＲ加熱済大豆テスト）等が検出対象である。
（６）アレルギー特定原材料検出用のイムノアッセイ用途、アレルギーシリーズ、グルテン、グリアジン、βラクトグロブリン、ピーナッツ、くるみなどの分析用である。
（７）かび毒マイコトキシン  マイコトキシン検出用のイムノアッセイ用途、アフラトキシン、アフラトキシンＭ１、オクラトキシンＡ、ＤＯＮ、フモニシン、ゼアラレノン、Ｔ−２トキシン、シトリニン、アフラトキシンＢ１、アフラトキシントータル、アフラトキシンＭ１、オクラトキシンＡ、ＤＯＮ（デオキシニバレノール）、フモニシン、ゼアラレノン、Ｔ−２トキシン等が検出対象である。
（８）残留動物用医薬品検出用のイムノアッセイ用途、サルファ剤（合成抗菌剤サルファメタジン、テトラサイクリン、クロラムフェニコール、ストレプトマイシン）、ホルモン剤（アセチルゲターゲン、メレンゲストロールアセテート、１７βエストラジオール、エチニルエストラジオール、ジエチルスチルベストロール、ゼラノール、テストステロン、１９ノルテストステロン、メチルテストステロン、トレンボロン、Ｆａｓｔクレンブテロール、クレンブテロール、デキサメタゾン）、牛乳用（デルボテスト）、残留農薬（アラクロル、アルジカルブ、アトラジン、トリアジン、ベノミル、キャプタン、カルバリル、カルボフラン、クロルデン、クロロサロニル、クロルピリホス、シアナジン、シクロジエン、ＤＤＴ、ダイアジノン、エンドスルファン、エンドサル、フルリドン、フェニトロチオン、イソプロツロン、リンデン、メソミル、メトラクロル、メトリブジン、メトスルフロン、モリネート、ピクロラム、パラコート、パラチオン、ピリミホスメチル、プロシミドン、ジルベックス（２，４，５−Ｔ）、シマジン、スピノサド、チアベンダゾール、トキサヘン、トリアスルフロン、トリクロロピリジノール、トリクロピル、尿素系除草剤、クロロトルロン、ジウロン、イソプロチュロン、メコプロプ、ペンタクロロフェノール、２，４，５−トリクロロフェノキシ酢酸、２，４−ジクロロフェノキシ酢酸（２，４−Ｄ）、アトラジン、アラクロル、トリアジン、シマジン、パラチオン、カルバリル、シクロジエン、クロルデン、エンドスルファン、トキサフェン、メソミル、アルジカルブ、ベノミル、ベノミル／カルベンダジム、メトリブジン、クロロサロニル（ＴＰＮ）、プロシミドン、カルボフラン、カルバリル、クロルピリフォス、ピクロラム、シアナジン、チアベンダゾール、メトラクロル、トリアスルフロン、メトスルフロン、ピリミホス、ピリミホスメチル、モリネート、γＢＨＣ、リンデン、キャプタン、スピノサド、トリクロロピリジノール、パラコート、シルベックス、スピノサッド、トリクロピル、メトリブジン、カーバメート）等が検出対象である。
（９）環境ホルモン作用レセプター利用でのイムノアッセイ用途、Ｅｓｔｒｏｇｅｎ−Ｒ（α）、Ｅｓｔｒｏｇｅｎ  Ｒｅｃｅｐｔｏｒ  β、Ａｎｄｒｏｇｅｎ  Ｒｅｃｅｐｔｏｒ等が検出対象である。
（１０）汚染化学物質検出用のイムノアッセイ用途、ダイオキシン類、ＰＣＢ類、石油系燃料ＢＴＥＸ、石油系燃料ＴＰＨ、ＰＡＨ（多環性芳香属）、ＰＣＢ、ＰＣＰ、ＰＥＴＲＯ（石油系燃料）等が検出対象である。
（１１）環境ホルモン類検出用のイムノアッセイ用途、ビスフェノールＡ、アルキルフェノール類、フタル酸エステル類、２，４−ＤＣＰ、ベンゾ［α］ピレン、ダイオキシン類、ＰＣＢ類等が検出対象である。
（１２）微生物毒素検出用のイムノアッセイ用途、ベロトキシン、ベロトキシン（ＶＴ１／ＶＴ２）、黄色ブドウ球菌エンテロトキシン、黄色ブドウ球菌毒素等が検出対象である。
（１３）食品アレルギーの検出用のイムノアッセイ用途、卵（卵白アルブミン）、ミルク（βラクトグロブリン、ホエータンパク、カゼイン、α−Ｌａｃｔａｌｂｕｍｉｎ、β−ラクトグロブリン等の構成成分）、ピーナッツ（ピーナッツタンパク、大豆タンパク、グルテン）、小麦（グリアジン）、蕎麦（蕎麦タンパク）、ごま（ごまタンパク）、ウシ血清（ウシ血清タンパク）、ヘーゼルナッツ（ヘーゼルナッツタンパク）等が検出対象である。
（１４）食品中の遺伝子組換えタンパク質検出用のイムノアッセイ用途、コーン（Ｂｔ、Ｃｒｙ９Ｃ、Ｂｔ１コーン、Ｂｔ９コーン、Ｂｔ１１  Ｃｏｒｎ、Ｂｔ１７６  Ｃｏｒｎ、Ｍｏｎ８１０  Ｃｏｒｎ）、大豆（ＧＭＯ大豆、Ｔｒａｉｔ  ＲＵＲ加熱済大豆、ＨＩＦＩ  ＧＭＯ）、カリフラワー（カリフラワー３５−Ｓ  Ｇｅｎｅ）等が検出対象である。
（１５）抗生物質／合成抗菌剤検出用のイムノアッセイ用途、サルファメタジン、クロラムフェニコール、テトラサイクリン、ストレプトマイシン等が検出対象である。
（１６）性ホルモン類検出用のイムノアッセイ用途、１７β−エストラジオール、エストロン、エストリオール、エストロゲン、エチニルエストラジオール、ジエチルスチルベストロール、アンドロステンジオン、テストステロン、１９ノルテストステロン、メチルテストステロン等が検出対象である。
（１７）化学剤（毒ガス）検出用のイムノアッセイ用途、神経剤（タブン、サリン、ソマン、ＶＸ、シクロヘキシルメチルホスホノフルオリデート）、糜爛剤（マスタード類、硫黄マスタード、窒素マスタード、ルイサイト、ホスゲンオキシム、フェニルジクロロアルシン（ＰＤ）、エチルジクロロアルシン（ＥＤ））、窒息剤（ホスゲン、塩素、クロルピクリン、ジホスゲン、パーフルオロイソブチレン）、シアン化物（シアン化水素、塩化シアン）、無能力化剤（３−キヌクリジニルベンジラート、リゼルグ酸ジエチルアミド（ＬＳＤ））、暴動鎮圧剤（刺激剤、催涙剤：クロロベンジリデンマロノニトリル、ジベンゾ−１，４−オキサゼピン、クロロアセトフェノン、嘔吐剤：アダムサイト、ジフェニルクロロアルシン、ジフェニルシアノアルシン）等が検出対象である。
（１８）生物兵器・テロ兵器の検出用のイムノアッセイ用途、炭疽菌（肺炭疽、皮膚炭疽、腸炭疽）、天然痘ウイルス、ペスト菌、ボツリヌス菌毒素等のウイルス・菌・毒素等が検出対象である。
（１９）動物由来感染症の検出用のイムノアッセイ用途、ウイルス（狂犬病、日本脳炎、インフルエンザなど）、リケッチア・クラミジア（Ｑ熱、紅斑熱、オウム病）、細菌（ペスト、サルモネラ症、レプトスピラ症、炭疽菌による炭疽）、真菌（皮膚糸条菌症、クリプトコックス症、パスツレラ症、ネコ引っ掻き病、トキソプラズマ症、結核、クリプトスポリジウム症、回帰熱）、原虫（バベシア症、トキソプラズマ症、アメーバ症、日本住血吸虫）、寄生虫（イヌ・ネコ回虫症、エキノコックス症、吸虫症、有鉤条虫症、サルモネラ症、アニサキス症）等が検出対象である。
本発明によれば、水晶振動子等の圧電素子を用いて、簡易かつ迅速に微量物質を分析できる方法及びそれに用いる装置を提供することができる。
本発明によれば、環境由来試料又は生物由来試料などの多成分からなる夾雑物中に含まれる分析対象の微量化学成分を、非常に簡単な操作で迅速かつ高感度に測定することができる。例えば、分析試料として、ヒト血清、尿、体液等の生体由来試料または河川・湖沼の水、汚泥、焼却炉の煤塵等の環境由来試料などを用いて微量成分の検出を行うことができる。特に、ダイオキシン類などの内分泌撹乱物質に指定されたいわゆる環境ホルモン等を始めとする環境汚染物質や、ヒト体内中の微量ホルモン類などを高感度に測定することができる。
水晶振動子等の圧電素子を備えたセンサー部に対しプローブによる試料の再吸引及び再吐出を少なくとも一回行うことにより、センサー部に再吐出された試料が撹拌される。それにより、環境汚染物質などの濃度が、吐出された試料内において迅速かつ高精度に均一に分布し、正確な検査結果を得ることができる。
本発明に係る分析方法は、前記容器内の前記試料の前記プローブへの吸引と、前記プローブから前記センサー部への前記試料の吐出と、前記吐出された試料の前記プローブへの再吸引及び前記再吸引された試料の再吐出とを、複数の前記容器、複数の前記プローブ及び複数の前記センサー部を備えた自動分析装置で実行させることができる。これに対し、本発明に係る分析装置は、前記容器配置部が複数の容器を配置可能とされており、複数の前記プローブが前記第１及び第２の位置に選択的に移動可能に備えられており、複数の前記センサー部が備えられていることができる。そのようにすれば、複数の試料を同時にかつ正確に分析することができる。
本発明に係る分析方法は、さらに、前記プローブを洗浄液で洗浄することを含むことができる。これに対し、本発明に係る分析装置は、さらに、洗浄液を収容した第２の容器を配置する第２の容器配置部を含み、前記複数の前記プローブは、さらに、当該プローブを前記洗浄液で洗浄する第３の位置に移動可能とすることができる。そのようにすれば、プローブを洗浄することができるから、多数のセンサー部において検査を次々に行うことができる。
本発明に係る分析方法は、さらに、洗浄用の液体又は気体を前記プローブ又は他のプローブから前記センサー部に吹き付けて前記センサー部を洗浄することを含むことができる。これに対し、本発明に係る分析装置は、さらに、洗浄用の液体又は気体を前記センサー部に吹き付けて前記センサー部を洗浄する洗浄器を含むことができる。そのようにすれば、センサー部を洗浄することができるから、同じ試料又は同種の試料を共通のセンサー部で繰り返し検査することができるし、繰り返し検査に要する時間が短縮する。
本発明に係る分析装置は、さらに、洗浄用の液体又は乾燥用の気体を前記センサー部に吹き付ける複数の第２のプローブを含み、前記第２のプローブは、前記気体を前記センサー部に吹き付ける第３の位置と、該第３の位置から間隔をおいた第４の位置とに選択的に移動可能とされていてもよい。
【実施例】  以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
［実施例１〜８、比較例１〜５］
＜水晶振動子の抗２，３，７，８−ＴＣＤＤ抗体固定化と安定化処理＞
低分子化合物である２，３，７，８−ＴＣＤＤを被測定物質として試験を行った。
水晶振動子はＡＴカット（９ＭＨｚ）を用いた。まず、水晶振動子の金電極表面を硫酸・過酸化水素混合溶液で洗浄した。純水で洗浄後、乾燥のため窒素を水晶振動子上に流速２．５Ｌ／分で流通した。次いで、水晶振動子の金電極表面を０．０１Ｍのシステアミンで処理し、続いて１％グルタルアルデヒド溶液で処理して、抗体結合のために金電極表面を活性化した後、１ｍＬの純水で３回洗浄した。
次に５０μｇ／ｍＬの抗２，３，７，８−ＴＣＤＤモノクローナル抗体のＰＢＳ溶液（ｐＨ７．４）３０μＬを水晶振動子上に添加し、２５℃で１０分間、吸引・吐出を１分当たり３００回繰り返し下に反応させることにより水晶振動子上に抗体を固定化した。１ｍＬの純水で３回洗浄後、水晶振動子上に残存する未反応のアルデヒド基をキャップ処理するため０．０２Ｍのグリシン液３０μＬを水晶振動子上に添加し、２５℃で１０分間、吸引・吐出を１分当たり３００回繰り返し下に反応させた。１ｍＬの純水で３回洗浄後、安定剤の０．２％−ＰＢＳ溶液３０μＬを水晶振動子上に添加し、２５℃で１０分間、吸引・吐出を１分当たり３００回繰り返し下に反応させた。安定剤としてはＬｉｐｉｄｕｒｅ−ＨＭ（商品名、日本油脂株式会社製）を用いた。１ｍＬの純水で３回洗浄後、乾燥のため窒素を水晶振動子上に流速２．５Ｌ／分で流通し、１０分後に抗体固定化水晶振動子の発振周波数測定を行い、その測定値をＦ１とした。
＜抗原抗体反応Ｉ＞
１００ｎｇ／ｍＬの２，３，７，８−ＴＣＤＤ結合卵白アルブミン（ＲＤＩ社製）の１０ｍＭのＰＢＳ溶液（ｐＨ７．４）に２，３，７，８−ＴＣＤＤのＤＭＳＯ溶液を１：３の割合で混合し、２５％ＤＭＳＯ溶液とした。２，３，７，８−ＴＣＤＤ濃度をそれぞれ０．００１、０．０１、０．１、１、１０、１００ｎｇ／ｍＬとなるように溶解した競争反応の抗原溶液を調製した。
この抗原液１０μＬを上記で調製した抗２，３，７，８−ＴＣＤＤ抗体固定化水晶振動子に加え、２５℃にて１０分間、吸引・吐出を１分当たり３００回繰り返し下に反応させることにより抗原抗体反応Ｉを行った。当該抗原抗体反応は約２００Ｈｚと大きい。反応終了後、１ｍＬの純水で３回洗浄し、乾燥のため窒素を水晶振動子上に流速２．５Ｌ／分で流通し、１０分後に抗体固定化水晶振動子の発振周波数測定を行い、その測定値をＦ２とした。
Ｆ１からＦ２を差し引いた値を発振周波数変化（ΔＦ１（Ｈｚ））とし、表１に示した。また、２，３，７，８−ＴＣＤＤ濃度との関係を図１３に示し、ゴミ焼却場の飛灰から抽出した試料に含まれるダイオキシン濃度測定の際の検量線として用いた。
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表１から明らかなように、本発明では０．００１ｎｇ／ｍＬ（１ｐｇ／ｍＬ）〜１００ｎｇ／ｍＬの微小濃度の２，３，７，８−ＴＣＤＤを測定することができる。
図１９に、ダイオキシン濃度（２，３，７，８−ＴＣＤＤ）の測定結果の一例を示す。各２，３，７，８−ＴＣＤＤ濃度は、独立した６個の抗２，３，７，８−ＴＣＤＤモノクローナル抗体固定化水晶振動子を用いて測定し、実験誤差を標準偏差として記載した。人の手（手動）で測定を行ったものを（ａ）に、本発明の自動化装置で測定を行った結果を（ｂ）にそれぞれ示す。人の手で行うと、各濃度の実験誤差（標準偏差）は、１０〜２０％と大きな値を示すが、自動化装置を用いると僅か１〜２％と極めて小さな値となる。このようにエラーバーが著しく減少したことは、分析精度の信頼性が著しく向上したことを意味する。また、ダイオキシン測定時間も、人の手では６０分が必要であるが、自動化装置では僅か１０分で測定が完了する。
表１には、自動化装置と手動による抗原抗体反応時間と発振周波数変化の比較を示す。自動化装置での１分間での吸引・吐出の繰り返し回数を増やすことで、抗原抗体反応が促進され水晶振動子の発振周波数変化が大きくなり、１分の反応時間で３００回の吸引・吐出の繰り返しが、手動の２０分の反応と略等しいが、その標準偏差には顕著な差があった。以上、測定誤差の最小化と測定時間の短縮に、本発明は著しく効果があることが明らかである。
他の実施例
各実施例での試験方法を以下に述べる。
１−１  直接反応法（実験操作の流れ図を図１３に示す。）
はじめに実験に使用する水晶振動子の発振周波数（Ｆ１）を測定した（図１３（Ａ））。次に水晶振動子の金電極上に抗ＣＲＰ抗体を固定化するためアルデヒド基を導入した（水晶振動子金電極表面の活性化処理）。水晶振動子を、０．０１Ｍのシステアミン塩酸塩溶液、１％のグルタルアルデヒド溶液の順にそれぞれ６０分間ずつ浸漬させた後、３ｍＬ（１ｍＬ×３回）の超純水で洗浄し、流速２．５Ｌ／ｍｉｎの窒素流通下で９０分間乾燥後に、水晶振動子の発振周波数（Ｆ２）を測定した（図１３（Ｂ））。各水晶振動子のＦ１からの差を求めその平均値から活性化処理で導入した表面修飾膜量を算出した（ΔＦ１＝Ｆ１−Ｆ２）。
次に、活性化した水晶振動子電極上に抗ＣＲＰ抗体（第一抗体）を３０μＬ滴下し、２５．０±０．１℃の空気恒温槽中で９０分間、抗ＣＲＰ抗体の固定化反応を行った。９０分経過後、３ｍＬ（１ｍＬ×３回）の純水で洗浄し、流速２．５Ｌ／ｍｉｎの窒素流通下で９０分間乾燥後、残った水晶振動子の発振周波数（Ｆ３）を測定した（図１３（Ｃ））。個々の水晶振動子の発振周波数差を求めてその平均値を算出し、水晶振動子上に固定化した抗体量を得た（ΔＦ２＝（Ｆ１−Ｆ３）−ΔＦ１）。続いて、未反応のアルデヒド基をブロッキング処理するために水晶振動子上に０．０２Ｍのグリシン溶液を３０μＬ滴下し、２５．０±０．１℃の空気恒温槽中で２０分間反応させた。３ｍＬ（１ｍＬ×３回）の純水で洗浄し、流速２．５Ｌ／ｍｉｎの窒素流通下で９０分の間乾燥後、水晶振動子の発振周波数（Ｆ４）を測定した（図１３（Ｃ））。水晶振動子の発振周波数変化の平均値からＣＲＰ抗体固定化及びグリシン処理で水晶振動子電極上に導入した抗体量を算出した（ΔＦ３＝（Ｆ１−Ｆ４）−ΔＦ２−ΔＦ１）。抗ＣＲＰ抗体を固定化した後、グリシンブロッキングした各水晶振動子上にＣＲＰを３０μＬ滴下し、２５．０±０．１℃の空気恒温槽中で９０分間の抗原抗体反応を行った。その後、３ｍＬ（１ｍＬ×３回）の純水で洗浄し、流速２．５Ｌ／ｍｉｎの窒素流通下で９０分間の乾燥後に、各水晶振動子の発振周波数（Ｆ５）を測定した（図１３（Ｄ））。各水晶振動子での発振周波数変化の平均値から各濃度のＣＲＰとの抗原抗体反応量を算出し、その平均値を求めた（ΔＦ４＝（Ｆ１−Ｆ５）−ΔＦ３−ΔＦ２−ΔＦ１）。
１−２  直接反応法後のサンドイッチ反応によるセンサー応答の化学的な増幅反応（実験の流れ図を図１４に示す。）
前記１−１によるＣＲＰの直接反応後の水晶振動子に抗ＣＲＰモノクローナル抗体を固定化した抗ＣＲＰ抗体固定化ラテックス（第二抗体結合粒子）懸濁液を３０μＬ加え２５．０±０．１℃の空気恒温槽中で６０分間の抗原抗体反応を行った。前記ラテックスとしては、ポリスチレンを用いた。その後３ｍＬ（１ｍＬ×３回）の純水で洗浄し、流速２．５Ｌ／ｍｉｎの窒素流通下で９０分間乾燥後、各水晶振動子の発振周波数測定を行いその測定値をＦ６とした（図１４（Ｅ））。ΔＦ５値を次式から算出した（ΔＦ５＝（Ｆ１−Ｆ６）−ΔＦ４−ΔＦ３−ΔＦ２−ΔＦ１）。
２−１  競争反応法（実験の流れ図を図１５に示す。）
はじめに実験に使用する水晶振動子の発振周波数（Ｆ１）を測定した（図１５（Ａ））。次に水晶振動子の金電極上に抗ＤＮＰ（ジニトロフェノール）抗体を固定化するためアルデヒド基を導入した（水晶振動子金電極表面の活性化処理）。水晶振動子を、０．０１Ｍのシステアミン塩酸塩溶液、１％のグルタルアルデヒド溶液の順にそれぞれ６０分間ずつ浸漬させた後、３ｍＬ（１ｍＬ×３回）の超純水で洗浄し、流速２．５Ｌ／ｍｉｎの窒素流通下で９０分間乾燥後に、水晶振動子の発振周波数（Ｆ２）を測定した（図１５（Ｂ））。各水晶振動子のＦ１からの差を求めその平均値から活性化処理で導入した表面修飾膜量を算出した（ΔＦ１＝Ｆ１−Ｆ２）。
次に、活性化した水晶振動子電極上に抗ＤＮＰ抗体（第一抗体）を３０μＬ滴下し、２５．０±０．１℃の空気恒温槽中で９０分間、抗ＤＮＰ抗体の固定化反応を行った。９０分経過後、３ｍＬ（１ｍＬ×３回）の純水で洗浄し、流速２．５Ｌ／ｍｉｎの窒素流通下で９０分間乾燥後、残った水晶振動子の発振周波数（Ｆ３）を測定した（図１５（Ｃ））。個々の水晶振動子の発振周波数差を求めてその平均値を算出し、水晶振動子上に固定化した抗体量を得た（ΔＦ２＝（Ｆ１−Ｆ３）−ΔＦ１）。続いて、未反応のアルデヒド基をブロッキング処理するために水晶振動子上に０．０２Ｍのグリシン溶液を３０μＬ滴下し、２５．０±０．１℃の空気恒温槽中で２０分間反応させた。３ｍＬ（１ｍＬ×３回）の純水で洗浄し、流速２．５Ｌ／ｍｉｎの窒素流通下で９０分の間乾燥後、水晶振動子の発振周波数（Ｆ４）を測定した（図１５（Ｃ））。水晶振動子の発振周波数変化の平均値からＤＮＰ抗体固定化及びグリシン処理で水晶振動子電極上に導入した抗体量を算出した（ΔＦ３＝（Ｆ１−Ｆ４）−ΔＦ２−ΔＦ１）。ＤＮＰの競争分子となるＤＮＰ結合アルブミン溶液とＤＮＰ抗原溶液を等量混合した競争反応の溶液を作成し、測定に用いた。この競争反応溶液を３０μＬ採取し、抗ＤＮＰ抗体固定化水晶振動子（グリシンブロッキングした各水晶振動子）上に滴下し、２５．０±０．１℃の空気恒温槽中で９０分間の抗原抗体反応を行った。その後、３ｍＬ（１ｍＬ×３回）の純水で洗浄し、流速２．５Ｌ／ｍｉｎの窒素流通下で９０分間の乾燥後に、各水晶振動子の発振周波数（Ｆ５）を測定した（図１５（Ｄ））。各水晶振動子での発振周波数変化の平均値から各濃度のＤＮＰとの抗原抗体反応量を算出し、その平均値を求めた（ΔＦ４＝（Ｆ１−Ｆ５）−ΔＦ３−ΔＦ２−ΔＦ１）。
２−２  競争反応法後のサンドイッチ反応によるセンサー応答の化学的な増幅反応（実験の流れ図を図１６に示す。）
前記２−１によるＤＮＰの競争反応後の水晶振動子に抗ＤＮＰモノクローナル抗体を固定化した抗ＤＮＰ抗体固定化ラテックス（抗ＤＮＰ抗体結合粒子、第二抗体結合粒子）懸濁液を３μＬ加え２５．０±０．１℃の空気恒温槽中で６０分間の抗原抗体反応を行った。その後３ｍＬ（１ｍＬ×３回）の純水で洗浄し、流速２．５Ｌ／ｍｉｎの窒素流通下で９０分間乾燥後、各水晶振動子の発振周波数測定を行いその測定値をＦ６とした（図１６（Ｅ））。ΔＦ５値を次式から算出した（ΔＦ５＝（Ｆ１−Ｆ６）−ΔＦ４−ΔＦ３−ΔＦ２−ΔＦ１）。
３  分子構造の明確なポリマー（例えばポリアクリル酸）上に固定化した抗体によるセンサー応答の増幅反応（実験の流れ図を図１７に示す。）（ＡＴＲＰ法）
３−１  プラズマ重合膜の被覆（図１７（Ａ））
Ａｔ−ｃｕｔ  ９ＭＨｚ水晶振動子上にアリルアルコールをモノマーとしてプラズマ重合アリルアルコール膜（ｐｐ−アリルアルコール膜）を重合した。重合前に水晶振動子表面をヘリウムガス中で、放電出力１００Ｗ、反応圧力１００Ｐａの条件で２分間エッチングを行った。プラズマ重合の条件は、水酸基の割合が高くかつ重合膜の溶媒への耐久性が高い条件である、放電出力４０Ｗ、モノマー圧力１００Ｐａを用いた。重合時間は、１分間とした。
重合後にプラズマ重合膜被覆前後の水晶振動子の発振周波数を計測し、水晶振動子電極上の重合膜の量を測定した。
３−２  プラズマ重合膜表面の官能基変換（図１７（Ｂ））
得られた水晶振動子の表面の水酸基に臭化２−ブロモイソブチリルを結合し、表面の官能基を水酸基から臭素基に変換した。水晶振動子をジクロロメタンに浸し、等モルのトリチルアミンと臭化２−ブロモイソブチリルを加えて、窒素雰囲下、０℃で１時間反応させた。
３−３  原子移動ラジカル重合（ＡＴＲＰ）（図１７（Ｃ））
得られた水晶動子を入れ、スターラーバーを入れたねじ口試験管内を窒素ガスで置換した。触媒となる臭化銅（Ｉ）の粉末を試験管にいれ、窒素ガスで置換した。以後、試薬を加えるためにふたを開けるたびに窒素ガスで試験管内を充填した。次にモノマーである、アクリル酸ｔ−ブチルを加えた。溶媒としてアセトンを加えて、スターラーで攪拌した。触媒の活性化剤として、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ”−ペンタメチルジエチレントリアミン（ＰＭＤＥＴＡ）を加えて攪拌した。反応開始剤として２−ブロモイソ酪酸エチルを加えてしっかりと栓を締めて、オイルバスで６０℃に保った。モノマーのアクリル酸ｔｅｒｔ−ブチルのモル数を基準とし、このモル数を目的の重合度で割ったモル数をモノマー以外の試薬の必要量とした。ただし、溶媒のアセトンはその比率に関係なく、重合後の溶液の粘度により調整し、モノマー５ｍＬに対してアセトン１ｍＬを加えた。
３−４  加水分解（図１７（Ｄ））
ジクロロメタンに対し、１０％トリフロオロ酢酸を含む溶液に水晶振動子を浸漬し、振盪機で１５時間振盪して加水分解した。
３−５  官能基の活性化（図１７（Ｅ））
１−［３−（ジメチルアミノ）プロピル］−３−エチルカルボジイミド塩酸塩（ＥＤＣ）、Ｎ−ヒドロキシこはく酸イミド（ＮＨＳ）を１０ｍｌの蒸留水が入ったシャーレに混ぜ入れ、その溶液に前記加水分解に付した水晶振動子を浸漬し、１時間活性化処理を行った。
３−６  抗体の固定化（図１７（Ｆ））と抗原抗体反応（図１７（Ｇ））
はじめに前記活性基導入後の水晶振動子の発振周波数（Ｆ１）を測定した。活性化した水晶振動子電極上に抗ＣＲＰ抗体を３０μＬ滴下し、２５．０±０．１℃の空気恒温槽中で９０分間、抗ＣＲＰ抗体の固定化反応を行った。９０分経過後、３ｍＬ（１ｍＬ×３回）の純水で洗浄し、流速２．５Ｌ／ｍｉｎの窒素流通下で９０分間乾燥後、残った水晶振動子の発振周波数（Ｆ２）を測定した。個々の水晶振動子の発振周波数差を求めてその平均値を算出し、水晶振動子上に固定化した抗体量を得た（ΔＦ１＝Ｆ２−Ｆ１）。続いて、未反応のアルデヒド基をブロッキング処理するために水晶振動子上に０．０２Ｍのグリシン溶液を３０μＬ滴下し、２５．０±０．１℃の空気恒温槽中で２０分間反応させた。３ｍＬ（１ｍＬ×３回）の純水で洗浄し、流速２．５Ｌ／ｍｉｎの窒素流通下で９０分の間乾燥後、水晶振動子の発振周波数（Ｆ３）を測定した。水晶振動子の発振周波数変化の平均値からＣＲＰ抗体固定化及びグリシン処理で水晶振動子電極上に導入した抗体量を算出した（ΔＦ２＝（Ｆ１−Ｆ３）−ΔＦ１）。抗ＣＲＰ抗体を固定化した後、グリシンブロッキングした各水晶振動子上にＣＲＰを３０μＬ滴下し、２５．０±０．１℃の空気恒温槽中で９０分間の抗原抗体反応を行った。その後、３ｍＬ（１ｍＬ×３回）の純水で洗浄し、流速２．５Ｌ／ｍｉｎの窒素流通下で９０分間の乾燥後に、各水晶振動子の発振周波数（Ｆ４）を測定した。各水晶振動子での発振周波数変化の平均値から各濃度のＣＲＰとの抗原抗体反応量を算出し、その平均値（ΔＦ３）を求めた（ΔＦ３＝（Ｆ１−Ｆ４）−ΔＦ２−ΔＦ１）。
４  ＤＮＡハイブリダイゼーションの測定法（実験の流れ図を図１８に示す）
はじめに実験に使用する水晶振動子の発振周波数（Ｆ１）を測定した。測定対象となる試料（図４０に示した実施例では大腸菌を用いた）を界面活性剤（ＳＤＳ）とプロテイナーゼＫで処理し、フェノールでタンパクを除去した。その後、測定対象ごとに設計、合成によって作成したＤＮＡの溶液を、０．５Ｍの水酸化ナトリウムで変性させて１本鎖とした。その後、中性に戻した前記１本鎖ＤＮＡ含有溶液を３０μＬ、水晶振動子上に滴下し、８０℃２時間、減圧下でＤＮＡの固定化を行った（図１８（ａ））。次に非特異吸着を抑制するために、ハイブリダイゼーション溶液（ＤＮＡプローブにＮａＣｌ、クエン酸ナトリウム、Ｄｅｎｈａｒｄｔ’ｓ溶液、０．１％ＳＤＳ、５０％ホルムアルデヒドを含む）からプローブを除去した溶液を用いてプレハイブリダイゼーションを行った（図１８（ｂ））。各水晶振動子のＦ１からの差を求めその平均値からＤＮＡ固定化で水晶振動子上に固定化されたＤＮＡの量を算出した（ΔＦ１＝Ｆ１−Ｆ２）。次に、ビオチン固定化のＤＮＡプローブ（第一プローブ）を含む溶液３０μＬを水晶振動子上に滴下し（図１８（ｃ））、２５．０±０．１℃の空気恒温槽中で９０分間ハイブリダイゼーションを行った（図１８（ｄ））。９０分経過後、３ｍＬ（１ｍＬ×３回）の純水で洗浄し（図１８（ｅ））、流速２．５Ｌ／ｍｉｎの窒素流通下で９０分間乾燥後、残った水晶振動子の発振周波数（Ｆ３）を測定した。個々の水晶振動子の発振周波数差を求めてその平均値を算出し、水晶振動子上のＤＮＡとのハイブリダイゼーションの量を算出した（ΔＦ２＝（Ｆ１−Ｆ３）−ΔＦ１）。
前記ハイブリダイゼーション反応後の水晶振動子に、アビジン結合したナノ粒子（第二プローブ結合粒子）を含む溶液３０μＬを滴下し、２５．０±０．１℃の空気恒温槽中で６０分間のアビジン−ビオチン結合反応を行った。その後３ｍＬ（１ｍＬ×３回）の純水で洗浄し、流速２．５Ｌ／ｍｉｎの窒素流通下で９０分間乾燥後、各水晶振動子の発振周波数測定を行いその測定値をＦ４とした。ΔＦ３値を次式から算出した（ΔＦ３＝（Ｆ１−Ｆ４）−ΔＦ２−ΔＦ１）。
以上で説明した本発明の各方法に従って、各種被検物質について試験を行った。試験では、各測定対象物質に対して、前述の抗体（ＣＰＲ抗体など）を適宜変更して、同様の操作を行った。
環境汚染物質（ダイオキシン類やＰＣＢ類以外のものである）については、競争反応法とその後のサンドイッチ反応による増幅反応に従って測定した結果を図２０〜２９に、疾病マーカー物質については、直接反応法とその後のサンドイッチ反応による増幅反応に従って測定した結果を図３０〜３６に、食品検査における微生物については、直接反応法とその後のサンドイッチ反応による増幅反応に従って測定した結果を図３７〜３８に、それぞれ示す。
また、ダイオキシン類の例として２，３，７，８−ＴＣＤＤについて周波数変化を測定した結果を図３９に示す。測定は以下のように行った。１回目の抗原抗体反応では、前記２−１競争反応法に従って行った。すなわち、ＤＮＰの競争分子となるＤＮＰ結合アルブミン溶液と各ＤＮＰ抗原溶液を等量混合した競争反応の溶液を作成し、測定に用いた。この競争反応溶液を３０μＬ採取し、抗ＤＮＰ抗体固定化水晶振動子上に滴下し、摂氏２５．０±０．１度の空気恒温槽中で９０分間の抗原抗体反応を行った。その後、３ｍＬ（１ｍＬ×３回）の純水で洗浄し、流速２．５Ｌ／ｍｉｎの窒素流通下で９０分間の乾燥後に、各水晶振動子の発振周波数（Ｆ５）を測定した。各水晶振動子での発振周波数変化の平均値から各濃度のＤＮＰとの抗原抗体反応量を算出した。２回目の抗原抗体反応では、前記２−２競争反応法後のサンドイッチ反応によるセンサー応答の化学的な増幅反応に従って行なった。すなわち、ＤＮＰの競争反応後の水晶振動子に抗ＤＮＰモノクローナル抗体を固定化した抗ＤＮＰ抗体固定化ラテックス懸濁液を３０μＬ加え摂氏２５．０±０．１度の空気恒温槽中で６０分間の抗原抗体反応を行った。その後３ｍＬ（１ｍＬ×３回）の純水で洗浄し、流速２．５Ｌ／ｍｉｎの窒素流通下で９０分間乾燥後、各水晶振動子の発振周波数測定を行い、ラテックス懸濁液添加前後における周波数の変化量を算出した。
また、大腸菌について周波数変化を測定した結果を図４０に示す。測定は以下のように行った。従来法では、ビオチン固定化のＤＮＡプローブ（第一プローブ）を含む溶液３μＬを水晶振動子上に滴下し、摂氏２５．０±０．１度の空気恒温槽中で９０分間ハイブリダイゼーションを行った（図１８（ｄ）参照）。９０分経過後、３ｍＬ（１ｍＬ×３回）の純水で洗浄し、流速２．５Ｌ／ｍｉｎの窒素流通下で９０分間乾燥後、残った水晶振動子の発振周波数（Ｆ３）を測定した。個々の水晶振動子の発振周波数差を求めてその平均値を算出し、水晶振動子上のＤＮＡとのハイブリダイゼーションの量を算出した。第二プローブ結合粒子を用いる方法では、ハイブリダイゼーション反応後の水晶振動子にアビジン結合したナノ粒子（第二プローブ結合粒子）を含む溶液３０μＬを滴下し、摂氏２５．０±０．１度の空気恒温槽中で６０分間のアビジン−ビオチン結合反応を行った（図１８（ｅ）の後工程参照）。その後３ｍＬ（１ｍＬ×３回）の純水で洗浄し、流速２．５Ｌ／ｍｉｎの窒素流通下で９０分間乾燥後各水晶振動子の発振周波数測定を行いその測定値をＦ４とした。ΔＦ３値を次式から算出した。
また、癌マーカータンパク質と環境汚染物質の例として、人血清中のα−フェトプロテイン濃度について、直接反応法とその後のサンドイッチ反応による増幅反応に従って測定した結果を図４１に、環境水中のアトラジン濃度については競争反応による測定結果を図４２に、それぞれ示す。図４１及び図４２において、従来法（図中「○」で示した）では、共有結合を用いて水晶振動子上に抗体を固定化する二次元的な固定化法であった。一方、本発明に従って、原子移動ラジカル重合法（Ａｔｏｍ  ｔｒａｎｓｆｅｒ  ｒａｄｉｃａｌ  ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ：ＡＴＲＰ）により分子量と鎖長の揃った高分子鎖上に抗体を三次元的に固定化することで（図中「□」で示した）、抗原の検出感度を著しく増幅することが可能であった。
各図において、（ａ）は熟練者の手作業による測定結果であり、（ｂ）は本発明の自動分析装置での測定結果を示す。各測定点は６個の独立した水晶振動子を用いた際の平均値であり、縦軸のエラーバーは標準偏差（誤差）をそれぞれ示す。
なお、以上の各センサー感度増幅実験の対象になった各物質の環境基準値や正常値などを以下の各表に示した。
以上の各実施例によっても、前記実施例１〜８と同様の優れた分析が可能であった。
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【産業上の利用可能性】  本発明の方法は、微量物質を簡易かつ迅速に分析する方法として好適である。
また、本発明の装置は、微量物質の簡易かつ迅速な分析方法に用いる装置として好適である。
本発明をその実施態様とともに説明したが、我々は特に指定しない限り我々の発明を説明のどの細部においても限定しようとするものではなく、添付の請求の範囲に示した発明の精神と範囲に反することなく幅広く解釈されるべきであると考える。
【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【国際調査報告】
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