(57)【要約】本発明は、非常に少量の関心のある物質（例えば、関心のある化学物質または生物物質）における結晶化を測定する方法に関する。
2004530135.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）センサーコンポーネント中の関心のある物質における物理的マス変化事象（physical mass changing event）によって引起される局所環境中の変化に対する測定可能な応答を表示することができるセンサーコンポーネントを有するセンサーデバイスを準備し；
（Ｂ）関心のある物質を該局所環境に導入し；
（Ｃ）関心のある物質において物理的マス変化を誘導し；
（Ｄ）特定時期範囲にわたって該センサーコンポーネントからの出力を発生させ；
（Ｅ）特定時期範囲にわたる出力の特徴の応答を測定し；ついで
（Ｆ）特定時期範囲にわたる出力の特徴の応答を物理的マス変化事象に関連付けることを含む、局所環境中の関心のある物質における物理的マス変化事象を測定する方法。
【請求項２】
工程（Ｄ）が、センサーコンポーネントを電磁波で照射して特定時期範囲にわたる出力を発生させることを含む請求項１記載の方法。
【請求項３】
物理的マス変化事象が結晶化である請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
工程（Ｃ）が、物理的マス変化事象を誘導するような条件を課することを含む請求項１−３いずれか１項記載の方法。
【請求項５】
さらに、（Ｇ）物理的マス変化事象と条件とを関連付けることを含む請求項４記載の方法。
【請求項６】
条件が、選択した温度、圧力、酸性度、溶媒または湿度である請求項４または５記載の方法。
【請求項７】
工程（Ｃ）が、（Ｃ０）局所環境における条件が物理的マス変化を誘導するようになるまで局所環境に対して多様な条件を順次課する工程の前に置かれる請求項４または５記載の方法。
【請求項８】
関心のある物質が生物分子を含む請求項１−７いずれか１項記載の方法。
【請求項９】
関心のある物質がタンパク質である請求項１−８いずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
センサーデバイスが干渉計センサーデバイスである請求項１−９いずれか１項記載の方法。
【請求項１１】
センサーコンポーネントが、（ａ）物理的マス変化事象によって引起された局所環境中の変化に対する測定可能な応答を二次導波路中に誘導することができる１またはそれを超える検出層、または（ｂ）物理的マス変化事象によって引起された局所環境中の変化に対する測定可能な応答を示すことができる検出導波路のいずれかを含む導波路構造である請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
センサーコンポーネントが、（ａ）物理的マス変化事象によって引起された局所環境中の変化に対する測定可能な応答を二次導波路中に誘導することができる１またはそれを超える検出層、および検出層が物理的マス変化事象によって引起された局所環境中の変化に対する測定可能な応答を誘導することができない不活性二次導波路、または
（ｂ）物理的マス変化事象によって引起された局所環境中の変化に対する測定可能な応答を示すことができる検出導波路、および物理的マス変化事象によって引起された局所環境中の変化に対する測定可能な応答を示すことが実質的にできない不活性導波路のいずれかを含む導波路構造である請求項１０または１１記載の方法。
【請求項１３】
センサーコンポーネントの各検出導波路または二次導波路が平面導波路である請求項１０−１２いずれか１項記載の方法。
【請求項１４】
物理的マス変化事象がセンサーコンポーネントの有効屈折率における変化に寄与する請求項１−１３いずれか１項記載の方法。
【請求項１５】
出力の特徴が位置的特徴である請求項１０−１４いずれか１項記載の方法。
【請求項１６】
出力が干渉縞のパターンである請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
工程（Ｅ）が、特定時期範囲にわたって干渉縞のパターンの動きを測定することを含む請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
工程（Ｅ）が、さらに、特定時期範囲にわたる干渉縞のパターンの動きから位相シフトを計算することを含む請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
出力の特徴が非−位置的特徴である請求項１０−１８いずれか１項記載の方法。
【請求項２０】
干渉縞のパターンの非−位置的特徴がコントラストである請求項１９記載の方法。
【請求項２１】
工程（Ｄ）をＴＭモードの電磁波で行う請求項２−２０いずれか１項記載の方法。
【請求項２２】
工程（Ｄ）をＴＥモードの電磁波で行う請求項２−２０いずれか１項記載の方法。
【請求項２３】
工程（Ｄ）が、
（Ｄ１）センサーコンポーネントをＴＥモードの電磁波で照射して、第１のパターンの干渉縞を生成させ；
（Ｄ２）センサーコンポーネントをＴＭモードの電磁波で照射して、第２のパターンの干渉縞を生成させることを含み、工程（Ｅ）が、
（Ｅ１）第１のパターンの干渉縞の動きを測定し；
（Ｅ２）第２のパターンの干渉縞の動きを測定することを含む請求項２−２０いずれか１項記載の方法。
【請求項２４】
工程（Ｅ）が、さらに、
（Ｅ３）第１のパターンの干渉縞の動きからＴＭモードのセンサーコンポーネントの位相シフトを計算し；
（Ｅ４）第２のパターンの干渉縞の動きからＴＥモードのセンサーコンポーネントの位相シフトを計算することを含み、工程（Ｆ）が、ＴＭモードのセンサーコンポーネントの位相シフトおよびＴＥモードのセンサーコンポーネントの位相シフトを物理的マス変化事象に関連付けることである請求項２３記載の方法。
【請求項２５】
工程（Ｅ）が、さらに、
（Ｅ３）第１のパターンの干渉縞の動きからＴＭモードのセンサーコンポーネントの位相シフトを計算し；
（Ｅ４）第２のパターンの干渉縞の動きからＴＥモードのセンサーコンポーネントの位相シフトを計算し；
（Ｅ５）ＴＥモードのセンサーコンポーネントの位相シフトに対するＴＭモードのセンサーコンポーネントの位相シフトを計算することを含み、工程（Ｆ）が、ＴＥモードのセンサーコンポーネントの位相シフトに対するＴＭモードのセンサーコンポーネントの位相シフトを物理的マス変化事象に関連付けることである請求項２３または２４記載の方法。
【請求項２６】
ＴＥモードのセンサーコンポーネントの位相シフトに対するＴＭモードのセンサーコンポーネントの位相シフトが、ＴＥモードのセンサーコンポーネントの位相シフトに対するＴＭモードのセンサーコンポーネントの位相シフトの比である請求項２５記載の方法。
【請求項２７】
センサーデバイスが、さらに、センサーコンポーネントの検出層または検出導波路（またはそれらの各々）の少なくとも一部分を本質的（intimately）に曝露するための手段を含み、該手段が５０μｌ以下の体積を有する請求項１１−２６いずれか１項記載の方法。
【請求項２８】
工程（Ｄ）が、特定時期範囲にわたる少なくとも２の発生の際にセンサーコンポーネントから出力を発生させることを含む請求項１−２７いずれか１項記載の方法。
【請求項２９】
工程（Ｄ）が、特定時期範囲にわたって連続的にセンサーコンポーネントから出力を発生させることを含む請求項２８記載の方法。
【請求項３０】
工程（Ｄ）が、特定時期範囲にわたってセンサーコンポーネントを電気機械的に振動させて出力を発生させることを含む請求項１記載の方法。
【請求項３１】
センサーコンポーネントが水晶結晶板である請求項３０記載の方法。
【請求項３２】
工程（Ｄ）が、センサーコンポーネントをエネルギー粒子で照射して特定時期範囲にわたる出力を発生させることを含む請求項１記載の方法。
【請求項３３】
エネルギー粒子が中性子、∀−粒子または∃−粒子である請求項３２記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、関心のある物質（例えば、関心のある化学物質または生物物質）における物理的マス変化事象（physical mass changing event）（結晶化のごとき）を測定する方法に関する。
結晶学は、結晶物質の原子構造に関する非常に重要な情報を提供することができる。例えば、タンパク質結晶学は、医薬品産業に対して非常に重要な成長分野であり、原子の空間的関係ならびにかかる大きく複雑な分子によってとられる二次および三次構造に関して必須な詳細を提供する。この情報から、タンパク質化学者は、最終的には罹患状態または健康状態におけるタンパク質の役割に関連付け得るタンパク質の構造および機能に関する非常に重要な情報を得ることができる。分子の構造および機能を知ることにより、新たな化学基（潜在的な薬剤分子）の見込みのある効力の非常に重要な情報も提供され、薬剤発見プロセスの初期ステージにおけるサーチを正確にする助けとなる。
【０００２】
ｘ−線結晶構造を得るためには、まず、関心のある物質の高品質の結晶を得ることが必要である。残念ながら、関心のある多くの物質は結晶化させるのが困難であり、結晶を得るための手法は系統的な研究に向いていない。その結果、高品質の結晶を得るためのプロセスは（特に、タンパク質の分野においては）、ほとんど常に律速段階である。
【０００３】
近年においては、高度に自動化され、かつ、試行において多数の異なる条件を試験して結晶化するための正確な条件を同定し得る“クリスタル・ファーム”が開発されている。これは潜在的には有用であるが、使用者が結晶化が進行する機会を有することを確信する前に経過を要する時間が数日間続くこともある。さらに、結晶化するための潜在的な条件を完全に試験するのに必要な関心のある物質（例えば、タンパク質）の供給が、正確な条件が同定される前に消費される場合もある。
【０００４】
本発明は、分子レベルで物理学的（すなわち、非化学的）マス変化事象に対する特定のセンサーデバイスの感度を活用することによって関心のある物質のマス特徴の測定を改善することを探求する。さらに詳細には、本発明は、関心のある物質が曝露されるセンサーデバイスの特定時期の応答を測定することによって、関心のある物質における物理的マス変化事象（結晶化の開始のごとき）を測定する方法に関する。
【０００５】
かくして、１の態様において、本発明は、
（Ａ）センサーコンポーネント中の関心のある物質における物理的マス変化事象によって引起される局所環境中の変化に対する測定可能な応答を表示することができるセンサーコンポーネントを有するセンサーデバイスを準備し；
（Ｂ）関心のある物質を該局所環境に導入し；
（Ｃ）関心のある物質において物理的マス変化を誘導し；
（Ｄ）特定時期範囲にわたって該センサーコンポーネントからの出力を発生させ；
（Ｅ）特定時期範囲にわたる出力の特徴の応答を測定し；ついで
（Ｆ）特定時期範囲にわたる出力の特徴の応答を物理的マス変化事象に関連付ける
ことを含む、局所環境中の関心のある物質における物理的マス変化事象を測定する方法を提供する。
【０００６】
センサーコンポーネントの出力の特徴の特定時期の応答は、物理的マス変化事象のタイプに非常に大きく依存する。例えば、センサーコンポーネントは、関心のある物質がその表面上で結晶化することと、関心のある物質がその表面に急速吸着することとに対しては非常に異なった応答を示す。分子レベルで発生している異なる物理的マス変化事象を区別することを可能にするのは、特定時期の応答における測定可能な変化に通じるセンサーコンポーネントの感度である。
【０００７】
センサーコンポーネントは、有効屈折率、比誘電率、粘弾特性、振動の周波数、熱的な吸収／脱着パラメータ、透過率、エネルギーまたはエネルギー粒子（ｘ−線、ガンマ線、β−線、電子、イオン、光、マイクロウェーブ、音波のごとき）の吸収または粒子サイズから選択されるパラメータで測定可能な応答を示すことができる。例えば、センサーデバイスは以下のタイプのうちの１またはそれを超えるものとし得る：表面プラズモン共鳴センサーデバイス、共振ミラー（resonant mirror）センサーデバイス、音響センサーデバイス（水晶結晶板および表面音響波デバイス（例えば、周波数減衰技術を用いることによる）のごとき）、電気的センサーデバイス（例えば、ＲＦまたはマイクロウェーブ周波数におけるインピーダンスを測定することができる）または光散乱デバイス。好ましくは、パラメータは有効屈折率である。
【０００８】
好ましい具体例において、工程（Ｄ）には：
（Ｄ）センサーコンポーネントを電磁波で照射して、特定時期範囲にわたって出力を発生させることが含まれる。
【０００９】
物理的マス変化事象は、規則正しい（すなわち、非−ランダム）物理的マス変化事象とすることができる。好ましい具体例において、物理的マス変化事象は結晶化である。
【００１０】
好ましい具体例において、工程（Ｃ）には、物理的マス変化事象を誘導するような条件を課することが含まれる。特に好ましくは、当該方法には、さらに：
（Ｇ）物理的マス変化事象と条件とを関連付けることが含まれる。条件は、選択した温度、圧力、酸性度、溶媒または湿度とすることができる。
【００１１】
好ましい具体例において、工程（Ｃ）は、
（Ｃ０）局所環境における条件が物理的マス変化を誘導するようになるまで局所環境に対して多様な条件を順次課す工程の前に置く。
【００１２】
有利には、この具体例によって、少量の関心のある物質を用いて、工程（Ｃ）において物理的マス変化事象を誘導した条件と物理的マス変化事象と迅速に関連付けることができる。例えば、有利には、該具体例により、結晶学者は、従来の方法を用いて可能なものよりもより迅速にかつより少量の関心のある物質（例えば、タンパク質）を用いて、結晶化を誘導するための広範囲の潜在的な条件を調べることができる。結晶化を誘導するための正確な条件が同定されれば、好適な結晶構造を得る可能性が顕著に改善される。
【００１３】
また、該方法には、工程（Ｂ）の前または後に：
（１）センサーコンポーネントを電磁波で照射して第１の出力を発生させ；
（２）第１の出力の特徴を測定することが含まれてもよく、その場合の工程（Ｅ）および（Ｆ）は：
（Ｅ）第１の出力の特徴に関連する特定時期範囲にわたる出力の特徴の応答を測定し；および
（Ｆ）物理的マス変化事象に対して第１の出力の特徴に関連する特定時期範囲にわたる出力の特徴の応答を関連付けるものである。
【００１４】
工程（１）および（２）は、始動時に行ってもよい。結果は電子的に（例えば、較正データとして）保存し得る。
【００１５】
好ましい具体例において、センサーデバイスは干渉計センサーデバイスである。干渉計センサーデバイスのセンサーコンポーネントは、少なくとも１の導波路（例えば、スラブ導波路またはチャネル導波路）または光ファイバーコンポーネントを含み得る。例えば、センサーコンポーネントは導波路構造とし得る。導波路構造は、一般的には、WO−A−98／22807またはWO−A−01／36945に開示されている平面型のものとし得る。
【００１６】
好ましくは、センサーコンポーネントは：
（ａ）物理的マス変化事象によって引起された局所環境中の変化に対する測定可能な応答を、二次導波路中に誘導することができる１またはそれを超える検出層、または
（ｂ）物理的マス変化事象によって引起された局所環境中の変化に対する測定可能な応答を示すことができる検出導波路のいずれかを含む導波路構造である。
【００１７】
この具体例においては、マス変化事象はセンサーコンポーネントの有効屈折率における変化に寄与し、これを有利に活用してマス変化事象を識別する。
【００１８】
特に好ましくは、センサーコンポーネントは、
（ａ）物理的マス変化事象によって引起された局所環境中の変化に対する測定可能な応答を二次導波路中に誘導することができる１またはそれを超える検出層、および検出層が物理的マス変化事象によって引起された局所環境中の変化に対する測定可能な応答を誘導することができない不活性（例えば、不活性化された）二次導波路、または
（ｂ）物理的マス変化事象によって引起された局所環境中の変化に対する測定可能な応答を示すことができる検出導波路、および物理的マス変化事象によって引起された局所環境中の変化に対する測定可能な応答を示すことが実質的にできない不活性（例えば、不活性化された）導波路のいずれかを含む導波路構造である。
【００１９】
好ましくは、センサーコンポーネントの各検出導波路または二次導波路（または、参照導波路のごときいずれかのさらなる導波路）は、平面導波路（すなわち、面内のいずれの任意の方向の光の広がりをも許容する導波路）である。特に好ましくは、各平面導波路はスラブ導波路である。
【００２０】
好ましくは、センサーコンポーネントは、WO−A−98／22807およびWO−A−01／36945に開示されているタイプ（Farfield Sensors Limited）の多層構造（例えば、積層導波路構造）を構成する。好ましい具体例において、多層センサーコンポーネント中の複数の各層は、ＰＥＣＶＤ、ＬＰＣＶＤほかのごとき公知のプロセスを介して基板（例えば、シリコンの基板）上に作成する。望ましい場合には、中間透過層（例えば、二酸化ケイ素）を付加することができる。典型的には、センサーコンポーネントは、０.２−１０ミクロンの範囲の厚さの多層構造である。有利には、積層構造により、層を近接して存在させることができる（例えば、検出導波路および不活性（参照）導波路は、温度および他の環境要因の有害な効果が最小限化されるように互いに近接して存在させることができる）。好ましくは、センサーコンポーネントには、層が近接して位置する透過誘電層のスタックが含まれる。好ましくは、各層は、構造中の案内様式の同時励起によって等量の電磁波が伝搬し得るように作製する。
【００２１】
出力の特徴は、位置特徴とすることができる。好ましくは、出力は、慣用的な測定手段（例えば、WO-A-98/22807を参照されたい）、例えば、電磁波の強度を測定するフォトディテクターのごとき１またはそれを超えるディテクター、によって測定し得る（工程（Ｅ））干渉縞のパターンである。好ましくは、工程（Ｅ）には：特定時期範囲にわたる干渉縞のパターンの動きを測定することが含まれる。特に好ましくは、工程（Ｅ）には、さらに：特定時期範囲にわたる干渉縞のパターンの動きから位相シフトを計算することが含まれる。
【００２２】
出力の特徴は、非−位置的特徴とすることもできる。好ましい具体例において、干渉縞のパターンの非−位置的特徴はコントラストである（例えば、外側フリンジエンベロープと内側フリンジエンベロープとの間の強度の差）。例えば、コントラストは、パターンにおける対応する位置の外側フリンジエンベロープと内側フリンジエンベロープとの間の強度の差とすることができる。好ましくは、コントラストは、外側フリンジエンベロープの最大値と内側フリンジエンベロープの最大値との間の強度の差とすることができる。
【００２３】
干渉パターンの非−位置的特長の測定は、Farfield Sensors Limitedの同時係属する英国特許出願番号０２０７１６７.８で論じられている。
【００２４】
好ましくは、センサーコンポーネントは、エバネッセントモードまたは全導波路モードにおいて使用可能なように適合する。
【００２５】
かくして、第１の具体例において、センサーコンポーネントには、物理的マス変化事象によって引起される局所環境中の変化に対する測定可能な応答を二次導波路に誘導することができる１またはそれを超える検出層が含まれる。この第１の具体例において、センサーデバイスは、有利には、二次導波路に測定可能な応答を誘導するようにエバネッセントコンポーネントを最適化するように適合する。センサーコンポーネントには複数の別々の検出層が含まれて、異なる局所環境における物理的マス変化事象を測定することができる。
【００２６】
好ましい具体例において、検出層には、吸収性物質（例えば、ポリメチルメタクリレート、ポリシロキサン、ポリ−４−ビニルピリジンのごときポリマー物質）または生体活性物質（例えば、抗体、酵素、ＤＮＡフラグメント、機能性タンパク質または全細胞）が含まれる。吸収性物質には、関心のある化学物質を含有する気体、液体または上記を吸収することができる。生体活性物質は、液相または気相バイオセンシングに適当なものとし得る。例えば、検出層は、所望により抗体、酵素、ＤＮＡフラグメント、機能性タンパク質または全細胞で生体機能化されていてもよい多孔性シリコン物質を含み得る。
【００２７】
好ましい本発明の方法において、二次導波路には、酸窒化ケイ素または窒化ケイ素が含まれる。
【００２８】
第２の具体例において、センサーコンポーネントには、物理的マス変化事象によって引起された局所環境中の変化に対する測定可能な応答を示すことができる検出導波路が含まれる。この第２の態様において、センサーデバイスは、エバネッセント成分を最小限化するように適合し、全導波路モードで有利に使用し得る。
【００２９】
好ましい具体例において、検出導波路には、吸収物質（例えば、ポリメチルメタクリレート、ポリシロキサン、ポリ−４−ビニルピリジンのごときポリマー物質）または生体活性物質（例えば、抗体、酵素、ＤＮＡフラグメント、機能性タンパク質または全細胞を含む）が含まれる。吸収物質は、関心のある化学物質を含有する気体、液体または蒸気を吸収することができる。生体活性物質は、液相または気相の生体検出に適当なものとし得る。例えば、検出導波路は、所望により抗体、酵素、ＤＮＡフラグメント、機能性タンパク質または全細胞で生体機能化されていてもよい多孔性ケイ素物質を含み得る。
【００３０】
センサーコンポーネントが全導波路モードにおける使用に適合された検出導波路を含む場合には、オーバーコーティングの形態の吸収層を特定の刺激物を分離するための（例えば）メンブレンとして使用するために存在させ得る。
【００３１】
第１の具体例の性能を最適化するために、センサーコンポーネントは、さらに、検出層が物理的マス変化事象によって引起された局所環境中の変化に対する測定可能な応答を誘導することができない不活性二次導波路を含み得る。不活性二次導波路は、参照層として作用することができる。二次導波路および不活性二次導波路は、物理的マス変化事象によって引起される局所環境中の変化に対する応答を除いて同じ特性を有することが好ましい。例えば、二次導波路および不活性二次導波路は酸窒化ケイ素から製造される。
【００３２】
第２の具体例の性能を最適化するために、センサーコンポーネントは、さらに、物理的マス変化事象によって引起される局所環境中の変化に対する測定可能な応答を実質的に示すことができない不活性（例えば、不活性化した）導波路を含み得る。不活性導波路は、参照層として作用することができる。検出導波路および不活性導波路の物理学的、生物学的および化学的特性は可能な限り類似する（物理的マス変化事象によって引起される局所環境中の変化に対する応答を除いて）。典型的には、不活性導波路は酸窒化ケイ素から製造される。
【００３３】
マス変化事象の結果として、検出導波路または検出層の誘電特性（例えば、有効屈折率）における変化が起こる。このことは、（１の具体例において）干渉縞の動きとしてそれ自体を明らかにする測定可能な応答（すなわち、全導波路モードの検出導波路（または複数の導波路）またはエバネッセント場モードの二次導波路の下方の（down）電磁波の伝達における変化）を引起す。これは、センサーコンポーネントがＴＥまたはＴＭモードのいずれで調べているかによって異なる。
【００３４】
例えば、干渉縞のパターンの動きを用いて、センサーコンポーネントを電磁波が通過する間に検出導波路または検出層で起こる位相シフトを計算することができる。位相シフトは、検出導波路または検出層の有効屈折率において発生する変化に有効に直接比例し、センサーコンポーネントがＴＥまたはＴＭモードのいずれで調べているかによって異なる。
【００３５】
センサーコンポーネントからの電磁波が自由空間にカップリングする場合に干渉縞のパターン（例えば、各々、ＴＥおよびＴＭモードについて）が生成し、慣用的な様式で記録し得る（例えば、WO−A−98／22807を参照されたい）。局所環境中の変化に対するセンサーコンポーネントの応答は、干渉パターン中の縞の動きから測定し得る。（例えば、エバネッセント場モードにおいて二次導波路中で誘導された、または全導波路モードにおいて検出導波路中で示された）センサーコンポーネント中の電磁波の位相シフトは計算し得る。
【００３６】
干渉縞の動きは、電磁波の強度における変化を測定する単一のディテクター、または多数の縞もしくは全体干渉パターンで発生する変化をモニターする複数のかかるディテクターのいずれかを用いて測定し得る。１またはそれを超えるディテクターには、１またはそれを超えるフォトディテクター（例えば、フォトダイオード）が含まれ得る。１を超えるフォトディテクターを用いる場合、これはアレイで配置し得る。アレイ形式においては、ＴＭモードの測定可能な応答およびＴＥモードの測定可能な応答を物理的マス変化事象に関連付けすることができる関連付け手段を、空間的に分割した様式で配備し得る。かかる空間的分割は、（例えば）遠隔イメージングまたはリソグラフィーによって、あるいは原子間力顕微鏡の場合と同様に測定プローブを走査することによって達成し得る。
【００３７】
本発明の方法の好ましい具体例において、工程（Ｄ）はＴＭモードの電磁波を用いて行う。
本発明の方法の好ましい具体例において、工程（Ｄ）はＴＥモードの電磁波を用いて行う。
【００３８】
本発明の方法の好ましい具体例において、工程（Ｄ）には：
（Ｄ１）センサーコンポーネントをＴＥモードの電磁波で照射して、第１のパターンの干渉縞を生成させ；
（Ｄ２）センサーコンポーネントをＴＭモードの電磁波で照射して、第２のパターンの干渉縞を生成させることが含まれ、工程（Ｅ）には：
（Ｅ１）第１のパターンの干渉縞の動きを測定し；ついで
（Ｅ２）第２のパターンの干渉縞の動きを測定することが含まれる。
【００３９】
特に好ましくは、本発明の方法の工程（Ｅ）には、さらに：
（Ｅ３）第１のパターンの干渉縞の動きからＴＭモードのセンサーコンポーネントの位相シフトを計算し；
（Ｅ４）第２のパターンの干渉縞の動きからＴＥモードのセンサーコンポーネントの位相シフトを計算することが含まれ；工程（Ｆ）は：ＴＭモードのセンサーコンポーネントの位相シフトおよびＴＥモードのセンサーコンポーネントの位相シフトを物理的マス変化事象に関連付けることである。
【００４０】
さらに好ましくは、本発明の方法の工程（Ｅ）には、さらに：
（Ｅ３）第１のパターンの干渉縞の動きからＴＭモードのセンサーコンポーネントの位相シフトを計算し；
（Ｅ４）第２のパターンの干渉縞の動きからＴＥモードのセンサーコンポーネントの位相シフトを計算し；
（Ｅ５）ＴＥモードのセンサーコンポーネントの位相シフトに対するＴＭモードのセンサーコンポーネントの位相シフトを計算することが含まれ；工程（Ｆ）は、ＴＥモードのセンサーコンポーネントの位相シフトに対するＴＭモードのセンサーコンポーネントの位相シフトを物理的マス変化事象に関連付けることである。
【００４１】
好ましくは、ＴＥモードのセンサーコンポーネントの位相シフトに対するＴＭモードのセンサーコンポーネントの位相シフトは、ＴＥモードのセンサーコンポーネントの位相シフトに対するＴＭモードのセンサーコンポーネントの位相シフトの比である。
【００４２】
工程（Ｄ）には：特定時期範囲にわたる少なくとも２の発生の際にセンサーコンポーネントから出力を生成することが含まれ得る。好ましくは、工程（Ｄ）には：特定時期範囲にわたってセンサーコンポーネントから出力を連続的に生成することが含まれる。
【００４３】
物理的マス変化事象は、典型的には、定性的に測定するが、定量的にも測定し得る。
【００４４】
方法の好ましい具体例において、該センサーデバイスには、さらに：
ＴＭモードの電磁波でセンサーコンポーネントを照射するための第１の照射手段；
ＴＥモードの電磁波でセンサーコンポーネントを照射するための第２の照射手段；
ＴＭモードのセンサーコンポーネントの測定可能な応答を測定し、かつ、ＴＥモードのセンサーコンポーネントの測定可能な応答を測定するための測定手段；および
ＴＭモードのセンサーコンポーネントの測定可能な応答およびＴＥモードのセンサーコンポーネントの測定可能な応答を物理的マス変化事象に関連付け得る関連付け手段が含まれる。
【００４５】
第１および第２の照射手段は、同じものまたは異なるものとし得る。測定手段は、アレイの１またはそれを超えるディテクターとし得る。
【００４６】
好ましくは、センサーデバイスには、さらに：
測定手段と第１の照射手段および第２の照射手段とを、ＴＥモードのセンサーコンポーネントの測定可能な応答の測定およびＴＭモードのセンサーコンポーネントの測定可能な応答の測定可能な応答の測定と、各々ＴＥおよびＴＭモードの電磁波でのセンサーコンポーネントの照射とを関連付けるように、同調させるための同調手段が含まれる。
【００４７】
特に好ましくは、同調手段はＴＥモードのセンサーコンポーネントの位相シフトおよびＴＭモードのセンサーコンポーネントの位相シフトを計算し得る。
特に好ましくは、同調手段は干渉縞の第１のパターンおよび干渉縞の第２のパターンの動きを物理的マス変化事象に関連付け得る。
【００４８】
第１および第２の照射手段は、センサーコンポーネントをＴＥまたはＴＭモードの電磁波で逐次または同時に照射するように適合し得る。第１および第２の照射手段は同じものまたは異なるものとし得る。異なる電磁波源を用いる場合には、光学スイッチ（例えば、回転ミラー）を用いて２の間で迅速に切り換え得る。また、（例えば）センサーコンポーネントの検出導波路または検出層の面に関して一定の角度で直線偏光源の偏光ベクトルを並べることによって、単一の電磁波源を用いてセンサーコンポーネントのＴＥモードおよびＴＭモードを同時に励起し得る。アクティブアナライザーシステムを用いて、目的のＴＭまたはＴＥ出力のデータ収集の間に各々望ましくないＴＥまたはＴＭモードの放射を交互に除去し得る。アクティブアナライザーシステムは、アナライザーと一緒に連続して配置した電気光学半波長板を含み得る。
【００４９】
好ましい具体例において、調節可能なアナライザーを用いて、干渉縞の第１のパターンおよび干渉縞の第２のパターンを別々に測定し得る。測定は、励起および／または偏光手法と同調させて、位相シフト情報がＴＥおよびＴＭ励起と相関することを保証し得る。
【００５０】
コントローラーは、１またはそれを超える電磁波源と１またはそれを超えるディテクターとを同調させるために提供し得る。例えば、コントローラーはフォトディテクター（例えば、フォトダイオード）アレイからのデータを捕捉し得る。電磁波源（または各電磁波源）の放射は、ＴＭモードまたはＴＥモードで生成した干渉縞の第１および第２のパターンの交互の捕捉とコントローラーによって同調し得る。コントローラーは、独立して、ＴＥおよびＴＭモードの位相シフトを計算するように適合し得る。
【００５１】
慣用的な源から生成した電磁波は、多くの方法でセンサーコンポーネント中に伝搬し得る。好ましい具体例において、電磁波は単純にセンサーコンポーネントの端面（end face）を介して入力される（これはAan端点火工程と記載する場合もある）。好ましくは、電磁波源は光学範囲に入る波長を有する入射電磁波を提供する。伝搬手段は、入射電磁波を複数の導波路に実質的に同時に伝搬するために使用し得る。例えば、１またはそれを超える結合格子または結合ミラーを用い得る。結合格子または結合ミラーよりもむしろテーパー末端カップラーを用いて、放射を最低の導波路に伝搬し得る。好ましくは、検出導波路／不活性導波路または二次導波路／不活性二次導波路における電磁波の量は等しい。
【００５２】
入射電磁波は、適当な分極手段を用いて望ましく方向付け得る（例えば、面偏光させ得る）。望ましい場合には、入射電磁波は、レンズまたは同様なマイクロフォーカシング手段を用いて焦点合わせし得る。
【００５３】
複数の電磁波ディテクターユニット（例えば、アレイの）および／または複数の電磁波源を用いて、センサーコンポーネントの離れた領域で、マス変化事象によって引起された局所環境中の変化に対する応答を同時に測定し得る。あるいは、センサーコンポーネントに対する電磁波ディテクターおよび電磁波源の位置を変化させて、センサーコンポーネントの離れた領域における応答に関する情報を得ることもできる。例えば、異なる物理的マス変化事象によって引起された局所環境中の変化に対する別々の応答を、センサーコンポーネントの離れた流域において測定し得る。この目的のために、好ましいアセンブリーはエバネッセントモードの多様性を使用し、複数の分離した検出層または検出領域を含む。
【００５４】
センサーコンポーネントは、その幅を横切って励起し得、二次元フォトダイオードアレイ（など）を用いてセンサーコンポーネント（例えば、アレイセンサー）のAstrips＠に効率的に応答指令信号を送り得る。これは、同時または逐次に１を超える軸を横切って行って、センサーコンポーネント上の物理的マス変化事象に関連する空間的に分割された情報を得ることができる。
【００５５】
好ましくは、センサーデバイスには：
センサーコンポーネントの検出層または検出導波路（またはそれらの各々）の少なくとも一部分を局所環境に本質的（intimately）に曝露するための手段が含まれる。
【００５６】
好ましい具体例において、検出層または検出導波路の少なくとも一部分を局所環境に本質的に曝露するための手段は、センサーコンポーネントに一体化されている。
【００５７】
好ましくは、センサーコンポーネントの検出層または検出導波路（またはそれらの各々）の少なくとも一部分を局所環境に本質的に曝露するための手段は、WO-A-01/36945に記載されているものと同様のものである。該手段は、使用者の介在の必要程度を軽減する目的で自動化し得る。
【００５８】
好ましくは、検出層または検出導波路の少なくとも一部分を局所環境に本質的に曝露するための手段は、関心のある化学物質または生物物質を含有する静止分析物に物理的マス変化事象を誘導するように適合する。この意味において、該システムは動的であると考え得る。物理的マス変化事象は、加熱または放射のごときいずれの慣用的方法においても誘導し得る。
【００５９】
検出層または検出導波路の少なくとも一部分を局所環境に本質的に曝露するための手段は、センサーコンポーネントの表面にそれと本質的に接触して設置可能な微細構造の一部分とし得る。
【００６０】
好ましくは、微細構造は、１またはそれを超えるマイクロチャネルおよび／またはマイクロチャンバーの形態の局所環境に検出層または検出導波路の少なくとも一部分を本質的に曝露するための手段を含む。例えば、関心のある化学物質を含有する分析物は、マイクロチャネルを介して送給し得、あるいは物理的マス変化事象はマイクロチャンバー中に位置する関心のある物質を含有する分析物において起こし得る。関心のある化学物質を含有する分析物は、毛管作用によって、または強制的手段によって積極的にマイクロチャネルに送給し得る。
【００６１】
好ましい具体例において、検出層または検出導波路（またはそれらの各々）の少なくとも一部分を局所環境に本質的に曝露するための手段は、クラッド層に含まれる。例えば、マイクロチャネルおよび／またはマイクロチャンバーは、クラッド層にエッチングし得る。クラッド層は、検出導波路または（複数の）検出層の境界における重大な不連続を防止するような光学的機能、あるいは検出導波路または（複数の）検出層に対する特定種の接近を制限するような化学的機能を行い得る。クラッド層はセンサーコンポーネントに一体化し得る。
【００６２】
好ましくは、いずれの付加機能の全部または一部をクラッド層に含め得る。１の具体例において、（例えば、吸収物質の形態で）検出層それ自体をクラッド層に取り込ませ得る。特に好ましくは、付加機能の全部をクラッド層に配し得、かつ、例えば矩形電場トラックのごとき検出デバイスまたは他の微細流体検出デバイスを含み得る。クラッド層は電磁波源（例えばレーザー）および／または（詳細に後記するタイプの）電磁波を検出するための手段を取り込み得る。クラッド層は化学的分離手段を取り込み得る（例えば、ＨＰＬＣベースのデバイス）。
【００６３】
好ましくは、センサーコンポーネントの検出層または検出導波路（またはそれらの各々）の少なくとも一部分を局所環境に曝露するための手段は、センサーセルである。好ましくは、センサーセルは小さい体積（例えば、５０μｌ以下）を有する。セル体積を小さく維持することによって、本発明の方法は妨害されず、かつ、消費するタンパク質の量は有利に最小限にとどまる。
【００６４】
ここで、本発明を実施例および添付する図面に参照しつつ、非限定的な意味で記載する。
以下の実施例において使用するセンサーデバイスの干渉計センサーコンポーネント（２３）を図１に図示し、これはWO-A-98/22807において引用されているタイプのものである。干渉計センサーコンポーネント（２３）は、二酸化ケイ素スペーサー（２）によって参照導波路（３）から分離された吸収検出層（１）からなる積層構造である。さらなる二酸化ケイ素スペーサー（４）により、酸窒化ケイ素参照導波路（３）はケイ素の基板（５）から分離される。センサーデバイスは図２に概略的に示され、ここでは、回転ミラー（２６）を用いてセンサーコンポーネント（２３）を照射するために電磁波源（２２）からのＴＥモードおよびＴＭモードの電磁波の間で迅速に切り替える。コントローラー（２５）を配置して回転ミラー（２６）およびフォトダイオードアレイ（２４）を同調させる。
【００６５】
実施例
図１のセンサーコンポーネント（２３）を、タンパク質（リゾチーム）の挙動が知られている条件の範囲下のモデルタンパク質結晶化システムに付した。該結晶化システムは、一般的な条件に依存して、溶液のまま維持し、沈殿させまたは結晶化させ得、各状態の特定時期の特徴を比較した。
（１）非−結晶、非−凝集タンパク質の条件
水中の酢酸（ｐＨ５.５）および２.５％塩溶液に溶解した４０ｍｇ／ｍｌのリゾチームの５０／５０（体積）溶液を調製した。その溶液を流速０.１ｍｌ／分でセンサーセルに注入した。溶液がセンサーセルを満たすのに要する時間である約５分後に流動を停止した。溶液は、３日間以上、センサーデバイス上に静止状態で放置した。
【００６６】
図２は、ＴＥおよびＴＭ偏光の両方においてどのように（上部導波路および下部導波路（１）および（３）の間で）相が変化するかを示している（ＴＥまたはＴＭ偏光応答のいずれか単一の測定により、マス変化事象に近づけ得る）。これは、マス変化（図３）に直接的に関連する。これらの結果から、センサーコンポーネントの表面に対するタンパク質の安定した吸着が存在することを推定し得る。ＴＭ偏光からの縞像のコントラストは、実験の過程にわたる非常に小さい変化を示した（図４を参照されたい）。標準溶液を用いて、これらの条件下で結晶化または凝集および／または沈殿も起こらないことを確認した。
【００６７】
（２）沈殿の条件
５０ｍＭの酢酸ナトリウム（ｐＨ２.５）中のβ−ＬＧタンパク質の４０ｍｇ／ｍｌ溶液を用いた。溶液をセンサーセルに注入する前の沈殿を回避するために、タンパク質粉末を少量で酢酸緩衝液に添加した。溶液がセンサーセルを満たすのに要する時間である約５分後に流動を停止した。溶液は、ほぼ５時間、センサーデバイス上に静止状態で放置した。
【００６８】
図５は、凝集の間に、ＴＥおよびＴＭ偏光における相変化がどのように起こるかを示している（ＴＥまたはＴＭ偏光応答のいずれかの単一測定により、センサーコンポーネント上のマス変化事象に近づけ得る）。実験の過程の間に相変化における安定した（ほぼ単調な）上昇が存在する。これは、図６のマス変化に直接的に関連する。しかしながら、非−結晶、非−沈殿条件下とは経時的特徴が異なることは明らかである。ＴＭ偏光からの縞コントラストには非常に小さな変化しか存在しないが（図７）、全体的な特徴は非−結晶、非−沈殿条件下で得られたものとは異なる。標準結晶皿中の溶液により、沈殿がこれらの条件下で起こることを確認した。
【００６９】
（３）結晶化の条件
酢酸（ｐＨ５.５）に溶解した４０ｍｇ／ｍｌのリゾチームおよび水中の１０％塩溶液の５０／５０（体積）溶液を調製した。その溶液を流速０.１ｍｌ／分でセンサーセルに注入した。溶液がセンサーセルを満たすのに要する時間である約５分後に流動を停止した。溶液は、２日間以上、センサー上に静止状態で放置した。
【００７０】
図８は、実験の過程の間にどのようにＴＥおよびＴＭ偏光が変化するかを示している（ＴＥまたはＴＭ偏光応答のいずれかの単一測定により、センサーコンポーネント上のマス変化事象に近づけ得る）。応答は、各々、非−結晶化、非−沈殿および結晶化について前記した条件下で観察された双方の応答とも非常に異なっていた。これらの応答はマス変化に直接的に関連した（図９）。さらに、ＴＭ偏光からの縞像コントラストは、コントラストにおける大きな減損に通じる２の導波路（１）および（３）からの出力における劇的な変化が存在することを示している（図１０）。
【００７１】
結晶はセンサーコンポーネントの表面上で実験後に写真撮影し（図１１）、標準結晶皿中の溶液により、これらの条件下でも結晶化が起こることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】図１は実施例において使用するセンサーコンポーネントを概略的に図示する。
【図２】図２はある種の物理的マス変化事象に対する図１のセンサーコンポーネントの特定時期の応答を図示する。
【図３】図３はある種の物理的マス変化事象に対する図１のセンサーコンポーネントの特定時期の応答を図示する。
【図４】図４はある種の物理的マス変化事象に対する図１のセンサーコンポーネントの特定時期の応答を図示する。
【図５】図５はある種の物理的マス変化事象に対する図１のセンサーコンポーネントの特定時期の応答を図示する。
【図６】図６はある種の物理的マス変化事象に対する図１のセンサーコンポーネントの特定時期の応答を図示する。
【図７】図７はある種の物理的マス変化事象に対する図１のセンサーコンポーネントの特定時期の応答を図示する。
【図８】図８はある種の物理的マス変化事象に対する図１のセンサーコンポーネントの特定時期の応答を図示する。
【図９】図９はある種の物理的マス変化事象に対する図１のセンサーコンポーネントの特定時期の応答を図示する。
【図１０】図１０は種々の物理的マス変化事象に対する図１のセンサーコンポーネントの特定時期の応答を図示する。
【図１１】図１１は特定条件下におけるリゾチームの結晶化を図示する。
【図１２】図１２は本発明の１の具体例において使用したセンサーデバイスを平面図で概略的に表す。
【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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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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