(57)【要約】【課題】標的物質を短時間で、簡易にかつ鋭敏に検出できる。【解決手段】標的物質検出基板１は、標的物質と特異的に結合する標的結合物質とカーボンナノチューブとの複数の複合体を不規則な網目状に配置した標的物質反応部３と、標的物質反応部３と電気的に結合された二つの電極２、２と、を含む。標的物質を検出するには、標的物質検出基板１の標的物質反応部３に検体を接触させた後、二つの電極２、２間の電気抵抗値を測定する。このときに得られた電気抵抗値に基づいて、標的物質が含まれているか否かを検出することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
標的物質と特異的に結合する標的結合物質とカーボンナノチューブとの複数の複合体を、不規則な網目状に配置した標的物質反応部と、
前記標的物質反応部と電気的に結合された少なくとも二つの電極と、
を含むことを特徴とする標的物質検出基板。
【請求項２】
前記複数の複合体は、前記標的結合物質と金属性カーボンナノチューブとの複合体と、前記標的結合物質と半導体性カーボンナノチューブとの複合体との混合物である請求項１に記載の標的物質検出基板。
【請求項３】
前記カーボンナノチューブが前記標的物質を吸着することによって、前記複合体が形成されている請求項１または２に記載の標的物質検出基板。
【請求項４】
前記カーボンナノチューブと前記標的結合物質とが共有結合することによって、前記複合体が形成されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の標的物質検出基板。
【請求項５】
前記標的結合物質は、抗体である請求項１〜４のいずれか一項に記載の標的物質検出基板。
【請求項６】
前記標的物質はコルチゾールである請求項１〜５のいずれか一項に記載の標的物質検出基板。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載された標的物質検出基板の前記標的物質反応部に検体を接触させる手順と、
前記標的物質反応部に前記検体を接触させた後に、前記二つの電極間の電気抵抗値を測定する手順と、
前記電気抵抗値に基づいて標的物質を検出する手順と、
を含むことを特徴とする標的物質検出方法。
【請求項８】
前記電気抵抗値に基づいて標的物質を検出する手順においては、
前記標的物質反応部に前記検体を接触させた後における前記二つの電極間の電気抵抗値を、前記検体が接触した前記標的物質反応部とは異なる標的物質反応部に、標的物質の濃度が既知である参照検体を接触させた後における前記２つの電極間の電気抵抗値と比較することによって、前記標的物質の濃度を求める請求項７に記載の標的物質検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、標的物質の存在を検出する標的物質検出基板およびこの基板を用いた標的物質の検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
カーボンナノチューブは、近年その特異な性質を利用して、各種センサーとしての開発が進められている。例えば、特許文献１には、格子欠陥２個を挟むように２個の電極を配置し、さらにカーボンナノチューブに対し電界効果を与えるように第３の電極を配置して、標的物質を検出する装置が記載されている。
【０００３】
また、微量の標的物質を検出する方法として、抗原−抗体反応を利用したＥＬＩＳＡ法や、特許文献２に記載されたＬＣ／ＭＳによる測定法が知られている。また特許文献３には、抗原抗体複合体を電気泳動させ、電気泳動セルに光源由来の光を導入して散乱光を分析することにより標的物質を検出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２２０５１３号公報（請求項１、図９Ａ）
【特許文献２】特開２００７−２４８２２号公報（請求項２）
【特許文献３】特開平９−４９８３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、工業的に得られるカーボンナノチューブは、格子欠陥のあるものとないものとの混合物として得られ、両者を分離することは困難である。また、前記カーボンナノチューブは、金属的性質をもつものと半導体的性質をもつものとの混合物として得られ、両者を分離することは困難である。
【０００６】
特許文献１に記載された技術は、様々な性質を持つカーボンナノチューブの混合物の中から、格子欠陥を２個以上含む一本のカーボンナノチューブを選別し、選別した一本のカーボンナノチューブに対し、適当な位置に３個もの電極を作成しなければならない。なかでもカーボンナノチューブに対し電界効果を与えるように配置する第３の電極は、カーボンナノチューブを成長させる基板面の裏面に作成しなければならないため、製造工程が複雑となり、かつ製造コストが大きくなる。
【０００７】
また、抗原−抗体反応を利用したＥＬＩＳＡ法、ＬＣ／ＭＳによる測定法、および特許文献３に記載された電気泳動法は、測定するために多くの時間と煩雑な操作を必要としたり、特殊で高価な機器を必要としたりする。本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、標的物質を短時間で、簡易にかつ鋭敏に検出できる標的物質検出基板および標的物質検出方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決するために、本発明に係る標的物質検出基板は、標的物質と特異的に結合する標的結合物質とカーボンナノチューブとの複数の複合体を、不規則な網目状に配置した標的物質反応部と、前記標的物質反応部と電気的に結合された少なくとも二つの電極と、を含むことを特徴とする。
【０００９】
これにより、標的物質を短時間で、簡易にかつ鋭敏に検出できる。また、複数の複合体を不規則な網目状に配置することで、複数のカーボンナノチューブが、様々な特性を持ったカーボンナノチューブの集合であっても、平均化されたカーボンナノチューブの特性が標的物質検出基板に現れる。そのため、複数の標的物質検出基板同士の関係では特性のばらつきを小さくすることができる。すなわち、様々な特性を持ったカーボンナノチューブを分離せずに用いることができるので、簡易に標的物質検出基板を作製でき、その結果簡易に標的物質を検出することができる。
【００１０】
本発明に係る標的物質検出基板は、前記複数の複合体が、前記標的結合物質と金属性カーボンナノチューブとの複合体と、前記標的結合物質と半導体性カーボンナノチューブとの複合体との混合物であることが好ましい。これにより、金属性カーボンナノチューブと半導体性カーボンナノチューブとの分離を必要とせず安価に標的物質検出基板を作製することができる。
【００１１】
本発明に係る標的物質検出基板は、前記カーボンナノチューブが前記標的物質を吸着することによって、前記複合体が形成されていることが好ましい。
【００１２】
本発明に係る標的物質検出基板は、前記カーボンナノチューブと前記標的結合物質とが共有結合することによって、前記複合体が形成されていることが好ましい。
【００１３】
また本発明に係る標的物質検出基板は、前記標的結合物質が、抗体であることが好ましい。
【００１４】
本発明に係る標的物質検出基板は、前記標的物質がコルチゾールであることが好ましい。これにより、ヒトの体液中のコルチゾール濃度を測定することができ、結果をうつ病の診断に利用することができる。
【００１５】
上述した課題を解決するために、本発明に係る標的物質検出方法は、前記標的物質検出基板の前記標的物質反応部に検体を接触させる手順と、前記標的物質反応部に前記検体を接触させた後に、前記二つの電極間の電気抵抗値を測定する手順と、前記電気抵抗値に基づいて標的物質を検出する手順と、を含むことを特徴とする。これにより、標的物質を短時間で、簡易にかつ鋭敏に検出できる。
【００１６】
また、本発明に係る標的物質検出方法は、前記電気抵抗値に基づいて標的物質を検出する手順においては、前記標的物質反応部に前記検体を接触させた後における前記二つの電極間の電気抵抗値を、前記検体が接触した前記標的物質反応部とは異なる標的物質反応部に、標的物質の濃度が既知である参照検体を接触させた後における前記二つの電極間の電気抵抗値と比較することによって、前記標的物質の濃度を求めることが好ましい。これにより、標的物質の濃度を、短時間で、簡易にかつ鋭敏に測定できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る標的物質検出基板は、標的物質を短時間で、簡易にかつ鋭敏に検出できる。また本発明に係る標的物質検出方法は、標的物質を短時間で、簡易にかつ鋭敏に検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、実施形態に係る標的物質検出基板の上面図である。
【図２】図２は、実施形態に係る標的物質検出基板を用いた標的物質検出装置の概略図である。
【図３】図３は、実施例に係る標的物質検出基板を用いたコルチゾールの検出結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この発明を実施するための形態（以下、実施形態という）によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。
【００２０】
（標的物質）
標的物質は、単分子に限定されず、オリゴマー、高分子であってもよい。標的物質の例として、各種ホルモン、例えば視床下部で産生される下垂体ホルモン放出ホルモン、オキシトシン、バソプレッシン等のペプチド、下垂体で産生される副腎皮質刺激ホルモン、性腺刺激ホルモン、成長ホルモン、プロラクチン等のペプチド、副腎髄質で産生されるアドレナリン、ノルアドレナリン等のカテコールアミン、性腺で産生されるアンドロゲン、エストロゲン等のステロイド、副腎皮質で産生される糖質コルチコイド、鉱質コルチコイド等のステロイド、甲状腺から産生されるチロキシン、トリヨードチロニン等のアミノ酸、消化管で産生されるガストリン等のペプチド、膵臓で産生されるインスリン、グルカゴン等のペプチド、抗体を誘導する抗原、例えば、各種タンパク質、各種核酸、各種脂質等が挙げられ、さらに、これらの代謝物であってもよい。なお、標的物質としてコルチゾールが好ましい。標的物質としてコルチゾールを選択した場合は、ヒトの唾液中のコルチゾール濃度を測定することができる。この場合、測定した結果である唾液中のコルチゾール濃度を、うつ病の診断に利用することができる。
【００２１】
（標的結合物質）
標的結合物質は、標的物質と特異的に結合するものである。特異的に結合するとは、標的物質と結合するものが標的結合物質のみである場合の他、標的結合物質の他に標的物質と結合する物質があっても、親和性が標的結合物質と比較して非常に小さい場合も含まれる。標的結合物質は、自然界に存在するものであってもよいし、人工的に作製されたものであってもよい。標的結合物質として、例えば、抗体すなわち抗原である標的結合物質に特異的に結合する免疫グロブリン、アデニン、チミン、グアニン、シトシン等のＤＮＡを構成する物質から構成される分子、ペプチドが挙げられる。標的結合物質を作製するには公知の方法を採用することができる。例えば、抗体は、血清法、ハイブリドーマ法、ファージディスプレイ法によって作製できる。ＤＮＡを構成する物質から構成される分子は、例えばＳＥＬＥＸ法（Systematic Evolution of Ligands by Exponential Enrichment:試験管内人工進化法）により作製できる。ペプチドは、例えばファージディスプレイ法により作製できる。
【００２２】
（カーボンナノチューブ）
カーボンナノチューブは、炭素原子により形成される円筒形の結晶である。カーボンナノチューブは、炭素原子のみにより形成されているもののほか、各種官能基が導入されているものであってもよい。カーボンナノチューブに各種官能基を導入するには、公知の方法を使用することができる。例えば、カーボンナノチューブに対し、フッ素化、アミノ化、カルボキシル化、アルキル化、１，３−双極子付加環化、ジアゾ化、求核反応、ナイトレン付加環化、Bingel反応、ジクロロカルベン付加を行うことによってカーボンナノチューブに官能基を導入できる。
【００２３】
カーボンナノチューブに官能基を導入する場合、官能基はカルボキシル基またはアミノ基が好ましい。カーボンナノチューブにカルボキシル基またはアミノ基を導入すると、カーボンナノチューブの各種溶媒に対する溶解性または分散性が向上する。また、カーボンナノチューブにカルボキシル基またはアミノ基を導入すると、標的結合物質が抗体等のタンパク質の場合は、カーボンナノチューブのカルボキシル基またはアミノ基と、タンパク質との間にアミド結合を形成することができるので、容易にカーボンナノチューブと標的結合物質とを結合させることができる。
【００２４】
カーボンナノチューブは、単層であっても、多層であってもよい。また、カーボンナノチューブは、格子欠陥を有するものでもよく、有さないものでもよい。
【００２５】
カーボンナノチューブは、金属性カーボンナノチューブであっても半導体性カーボンナノチューブであってもよい。また、これらの任意の割合の混合物であってもよい。一般に、金属性カーボンナノチューブと半導体性カーボンナノチューブとを分離することは困難である。本実施形態に係るカーボンナノチューブとして、金属性カーボンナノチューブと半導体性カーボンナノチューブとの任意の割合の混合物を使用できるので、分離工程を必要とせず安価に標的物質検出基板を作製することができる。
【００２６】
カーボンナノチューブは公知の方法によって製造することができる。例えば、CVD法（Chemical Vapor Deposition:化学気相成長法)で製造することができる。CVD法の中でも、例えば、アルコールCVD法、HiPCO法、スーパ−グロースCVD法等で製造することができる。アーク法、レーザーアブレ−ション法、DIPS法（Direct Injection Pyrolytic Synthesis）等の方法により製造することもできる。本実施形態に係るカーボンナノチューブは、どの製造方法で製造されたものでもあってもよい。しかし、カーボンナノチューブの量産化が容易で、得られるカーボンナノチューブの純度が比較的高い点で、CVD法、特にスーパーグロースCVD法、または、アーク法で得られたカーボンナノチューブを使用することが好ましい。
【００２７】
（複合体）
カーボンナノチューブと標的結合物質との複合体は、カーボンナノチューブと標的結合物質とが共有結合、水素結合、イオン結合等のように化学的に結合することにより形成されていてもよいし、ファンデルワールス力の作用によって、カーボンナノチューブが標的結合物質を物理吸着することにより形成されていてもよい。
【００２８】
カーボンナノチューブと標的結合物質との複合体を作製するには、カーボンナノチューブに標的結合物質を所定時間接触させ、カーボンナノチューブに標的結合物質を吸着させる方法、カーボンナノチューブに各種官能基を導入し、導入した官能基と標的結合物質とを共有結合させる方法等の方法を採用することができる。
【００２９】
（電極）
図１は、本実施形態に係る標的物質検出基板の上面図である。標的物質検出基板１は、一対の電極２、２と、標的物質反応部３とを含む。標的物質反応部３は、標的物質検出基板１の表面に、標的結合物質とカーボンナノチューブとの複数の複合体を不規則な網目状に配置したものである。電極２は、標的物質反応部３を挟むように、標的物質検出基板１の表面に２個設けられる。本実施形態のように、二つの電極２、２を標的物質反応部３と同一平面上に作製することができるが、基板４の厚さ方向に、第１の電極と、標的物質反応部と、第２の電極とをこの順で積層することで電極を作製してもよい。電極２、２は、導電性のある材料で作製され、標的物質反応部３と電気的に接続される。電極２、２を作製する方法は特に限定されず、公知のＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術を用いることができる。例えば電極２をリソグラフィー法により作製することができる。本実施形態においては、一対の電極２、２で標的物質反応部３の両端を挟むようにしているが、電極の数は２個に限定されるものではない。すなわち、標的物質検出基板１は、少なくとも２個の電極を有していればよい。
【００３０】
（標的物質反応部）
以下、複数のカーボンナノチューブというときは、カーボンナノチューブの一分子ではなく、複数のカーボンナノチューブ全体を指すものとする。複数のカーボンナノチューブは、一種類のカーボンナノチューブの集合であってもよく、複数種類のカーボンナノチューブの集合であってもよい。標的物質反応部３を作製するには、基板４上に電極２を作製してから複数のカーボンナノチューブを配置する方法、基板４上に電極２を作製する前に複数のカーボンナノチューブを配置する方法のいずれであってもよい。
【００３１】
基板４上に複数のカーボンナノチューブを配置する方法には、例えば気相法および液相法が挙げられる。気相法では、複数のカーボンナノチューブを基板４に噴霧することより基板４に塗布する。液相法では、複数のカーボンナノチューブを各種溶媒に分散または溶解させ、分散液または溶液をピペットやスポッター等を用いて基板４に塗布する。複数のカーボンナノチューブの分散液または溶液を基板４に塗布することで、基板４に複数のカーボンナノチューブが不規則な網目状に配置される。
【００３２】
液相法において用いられる各種溶媒として、例えば、純水、１，２−ジクロロベンゼン、１−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、ジクロロエタン、ナノ純水、エタノール、ヘキサフルオロイソプロパノール置換ポリチオフェン（ＨＦＩＰ−ＰＴ）、ポリ（３−へキシルチオフェン）（Ｐ３ＨＴ）、ｎ，ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、トルエン等が挙げられる。また、各種溶媒に界面活性剤を加えた溶液も、カーボンナノチューブを分散または溶解させる溶媒として使用できる。界面活性剤として、例えば、コラン酸ナトリウム、デオキシコラン酸ナトリウム（ＳＯＤ）、ドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム（ＳＤＢＳ）、セチルトリメチルアンモニウムブロミド（ＣＴＡＢ）、Ｂｒｉｊ（登録商標）３５、Ｔｗｅｅｎ（登録商標）２０、Ｔｗｅｅｎ（登録商標）４０，Ｔｗｅｅｎ（登録商標）６０、Ｔｒｉｔｏｎ（登録商標）Ｘ−１００が挙げられる。界面活性剤を加えた溶媒として、例えば、コラン酸ナトリウム水溶液、デオキシコラン酸ナトリウム（ＳＯＤ）水溶液、ドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）水溶液が挙げられる。
【００３３】
溶媒に加える分散助剤あるいは溶解助剤として、ペプチド、タンパク質、ＤＮＡ等の生体物質を用いることができ、ヒドロキシ基、アミノ基、カルボキシル基等の親水基、および／または、アリール基、アルキル基等の疎水基が結合した各種多環式芳香族分子、側鎖にピレン等の多環式芳香族炭化水素を有する高分子、非共役系高分子、共役系高分子、これらのブロック共重合体等を用いることができる。
【００３４】
複数のカーボンナノチューブの分散または溶解のために溶媒に界面活性剤、分散助剤、または溶解助剤を加えない場合は、複数のカーボンナノチューブを基板４上に配置した後に溶媒を除去するだけでよく、界面活性剤、分散助剤または溶解助剤を除去する必要がない点で有利である。
【００３５】
複数のカーボンナノチューブの分散または溶解のために溶媒に界面活性剤、分散助剤、または溶解助剤を加えると、これらを加えない場合と比較して短時間で複数のカーボンナノチューブを溶媒中に分散または溶解することができる。また、カーボンナノチューブの溶媒中の濃度を大きくすることができる。
【００３６】
複数のカーボンナノチューブを各種溶媒に分散または溶解する場合に、各種溶媒と複数のカーボンナノチューブとの混合物に超音波を加えると、分散または溶解の速度が大きくなるので好ましい。各種溶媒と複数のカーボンナノチューブとの混合物を加温してもよい。各種溶媒に、界面活性剤、分散助剤、または溶解助剤（以下界面活性剤等という）が加えられている場合も同様であり、混合物に超音波を加えることが好ましく、混合物を加温してもよい。
【００３７】
溶媒または界面活性剤等を加えた溶媒中に分散または溶解させた複数のカーボンナノチューブの分散液または溶解液を基板４に配置した後、溶媒を除去する。溶媒に界面活性剤等を加えた場合は、複数のカーボンナノチューブを基板４に配置した後に、基板４から溶媒を除去し、さらに界面活性剤等を洗浄除去し基板４から洗浄液を除去する。
【００３８】
複数のカーボンナノチューブを基板４に配置した後、複数のカーボンナノチューブに標的結合物質を接触させて、複数のカーボンナノチューブに標的結合物質を物理吸着させ、カーボンナノチューブと標的結合物質との複数の複合体を形成させる。または、複数のカーボンナノチューブに、標的結合物質および各種試薬を加えて、複数のカーボンナノチューブと標的結合物質との間に化学的結合を形成させ、カーボンナノチューブと標的結合物質との複数の複合体を形成させる。
【００３９】
複数のカーボンナノチューブを基板４に配置した後に、カーボンナノチューブと標的結合物質との複数の複合体を形成させてもよいが、カーボンナノチューブと標的結合物質との複数の複合体を形成させた後に、カーボンナノチューブと標的結合物質との複数の複合体を各種溶媒に分散または溶解し、得られた分散液または溶解液を基板４に塗布してもよい。その場合、形成されたカーボンナノチューブと標的結合物質との複数の複合体が変性しないような分散・溶解の条件を選択することが好ましい。
【００４０】
基板４上に複数のカーボンナノチューブを不規則な網目状に配置し、次いでカーボンナノチューブと標的結合物質との複数の複合体を形成させる。このようにすることで、標的結合物質とカーボンナノチューブとの複数の複合体を、不規則な網目状に配置した標的物質反応部３が形成される。または、基板４上にカーボンナノチューブと標的結合物質との複数の複合体を不規則な網目状に配置することで、基板４上に標的物質反応部３が形成される。
【００４１】
カーボンナノチューブと標的結合物質との複数の複合体を不規則な網目状に配置することで、複数のカーボンナノチューブが、様々な特性を持ったカーボンナノチューブの集合であっても、平均化されたカーボンナノチューブの特性が基板４に現れる。そのため、複数の基板４同士の関係ではばらつきのない特性を得ることができる。すなわち、様々な特性を持ったカーボンナノチューブを分離せずに用いることができるので、簡易に標的物質検出基板１を作製でき、その結果簡易に標的物質を検出することができる。
【００４２】
（検出方法）
標的物質の検出は、標的物質検出基板１に備えられた標的物質反応部３に検体を接触させた後、標的物質反応部３に電気的に接続された二つの電極２間の電気抵抗値を測定することによって行うことができる。検体として、例えば、唾液、尿、体液、血液等、生体に存在するあらゆる物質または生体が産出するあらゆる物質を用いることができる。また、生体から採取した物質をそのまま検体として使用する他、生体から採取した物質を物理的または化学的に処理した後の物質を検体として使用することができる。検体として、生体以外に存在する物質または人工的に生成された物質も使用することができる。
【００４３】
図２は、実施形態に係る標的物質検出基板を用いた標的物質検出装置の概略図である。Ｇは検流計５である。標的物質検出基板１は、いわゆるホィートストンブリッジを含む標的物質検出装置６に組み込まれている。ａｂ間に電位差を与え、ｃｄ間の電位差が０となるように抵抗Ｒ１、Ｒ２、およびＲ３を変化させたとき、標的物質検出基板１の電極２間の抵抗Ｒは、Ｒ１・Ｒ３／Ｒ２で与えられる。標的物質検出基板１の電気抵抗値は、他の測定装置によって求めてもよい。
【００４４】
複数の標的物質検出基板１の標的物質反応部３を直列に接続し、この複数の標的物質検出基板１に同一の検体を接触させて合成電気抵抗値を測定してもよい。これにより、電気抵抗値の変化が大きくなって、さらに鋭敏に標的物質を検出することができる。また、複数の標的物質反応部３間の特性のばらつきがさらに平均化されて、同一検体を測定した場合の結果のばらつきをさらに減少させることができる。
【００４５】
また、複数の標的物質検出基板１の標的物質反応部３を並列に接続し、この複数の標的物質検出基板１に同一の検体を接触させて合成電気抵抗値を測定してもよい。これにより、複数の標的物質反応部３間の特性のバラツキがさらに平均化されて、同一検体を測定した場合の結果のバラツキをさらに減少させることができる。なお、複数の標的物質反応部３を直列または並列に接続する場合、一つの標的物質検出基板１上に、標的物質反応部３および標的物質反応部３の両端部と電気的に接続する一対の電極２、２をそれぞれ複数設けてもよい。
【００４６】
標的物質の検出および測定は、−ΔＧ／Ｇ０の値に基づいて行う。ここで、Ｇ０は標的物質検出基板１の標的物質反応部３に検体を接触させる直前の電気抵抗値Ｒ０の逆数であり、Ｇｔは標的物質検出基板１に検体を接触させた時をｔ＝０とした場合におけるｔ秒後の電気抵抗値Ｒｔの逆数であり、ΔＧ＝Ｇｔ−Ｇ０である。標的物質の濃度を測定するには、標的物質の濃度が既知である参照検体を標的物質検出基板１の標的物質反応部３に接触させる。１０分後〜数１０分後に−ΔＧ／Ｇ０の値は一定値に達する。標的物質の濃度により、この−ΔＧ／Ｇ０の一定値は変化する。標的物質濃度に対して−ΔＧ／Ｇ０の値をプロットすると、標的物質の検量線が得られる。標的物質の濃度が未知である検体の−ΔＧ／Ｇ０の一定値を測定し、前記参照検体から得られた前記一定値と検量線とを比較することにより、検体に含まれる標的物質の濃度を決定することができる。なお、標的物質の検出および測定は、−ΔＧ／Ｇ０ではなくΔＧ／Ｇ０の値に基づいて行ってもよい。
【００４７】
本実施形態から、次の標的物質検出方法が把握される。まず、標的物質検出基板の標的物質反応部に検体を接触させる手順と、標的物質反応部に検体を接触させた後に、二つの電極間の電気抵抗値を測定する手順と、電気抵抗値に基づいて標的物質を検出する手順と、を含む標的物質検出方法が把握される。この標的物質検出方法においては、電気抵抗値に基づいて標的物質を検出する。したがって、電気抵抗値そのものを用いて標的物質を検出してもよいし、電気抵抗値の逆数や、標的物質反応部に検体を接触させる前の電気抵抗値と後の電気抵抗値とを用いて標的物質を検出してもよい。
【００４８】
また、上記標的物質検出方法において、電気抵抗値に基づいて標的物質を検出する手順においては、標的物質反応部に前記検体を接触させた後における二つの電極間の電気抵抗値を、検体が接触した標的物質反応部とは異なる標的物質反応部に、標的物質の濃度が既知である参照検体を接触させた後における２つの電極間の電気抵抗値と比較することによって、標的物質の濃度を求めてもよい。
【００４９】
このとき、標的物質の濃度が既知である参照検体の電気抵抗値（二つの電極間における標的物質反応部の電気抵抗値）を予め求めておく。そして、参照検体の電気抵抗値を求めた標的物質検出基板とは異なる標的物質検出基板を用いて、検体の電気抵抗値（二つの電極間における標的物質反応部の電気抵抗値）を求め、検体の電気抵抗値と参照検体の電気抵抗値とを比較して、検体に含まれる標的物質の濃度を求める。
【００５０】
また、標的物質の濃度を異ならせた複数の参照検体の電気抵抗値をそれぞれ求め、これらの結果から、標的物質の濃度と電気抵抗値との関係を求める。この関係を用いれば、検体の電気抵抗値から当該検体に含まれる標的物質の濃度を求めることができる。したがって、標的物質の濃度が未知の検体の電気抵抗値から、標的物質の濃度を求めることができる。なお、得られた標的物質の濃度と電気抵抗値との関係において、濃度と電気抵抗値との関係の情報が欠落している部分については、少なくとも二つの前記情報の間を補間することにより、欠落している部分における濃度と電気抵抗値との関係を求めることができる。
【００５１】
また、本実施形態においては、直列に接続された複数の標的物質反応部に、同一検体を接触させる標的物質検出方法が把握される。さらに、本実施形態においては、並列に接続された複数の標的物質反応部に、同一検体を接触させる標的物質検出方法が把握される。
【実施例】
【００５２】
（標的物質検出基板の作製）
絶縁膜として酸化ケイ素膜が形成されたケイ素基板上に、厚さ２μｍのフォトレジスト（ＯＦＰＲ８００ＬＢ：東京応化株式会社製）をスピンコートにより塗布し、基板に対して９０℃で８分間プレベーク処理を行った。その後、電極のパターンを持つマスクを用いて基板を露光（ＥＭＡ−４００：ユニオン光学株式会社製）し、現像液（ＭＮＤ３：東京応化株式会社製）を用いてパターンを現像した。最後に超純水で基板を６０秒間リンスした。その後リフトオフ法により基板上に電極を形成した。具体的には、スパッタリング法により基板に連続的に１０ｎｍのＣｒ、次いで５０ｎｍのＡｕを塗布し、アセトンにより基板上の残留フォトレジストを除去した。その後、ダイシング装置により１０μｍ×１０μｍのチップサイズに切断した。切断したチップの電極に配線を施し、パッケージングを行って、電極が作製された基板を得た。
【００５３】
純水中に、カーボンナノチューブ（製品Ｍｅｉｊｏ  Ａｒｃ：名城ナノカーボン製）を加えた。得られた混合物に超音波を５時間加えてカーボンナノチューブを液中に分散させた。この分散液をピペットに取り、電極が作製された基板上に滴下した。その後、基板を乾燥し、カーボンナノチューブが不規則な網目状に基板上に配置されたカーボンナノチューブ塗布基板を得た。
【００５４】
得られたカーボンナノチューブ塗布基板に、コルチゾール抗体（製品ＢＭ２６１８  Cortisol antibody ：Acris Antibodies GmbH製）のリン酸緩衝化生理食塩水（phosphate buffered saline :ＰＢＳ）溶液を滴下した。滴下後のカーボンナノチューブ塗布基板を３７℃のオーブン中で１時間乾燥し、その後室温にて１昼夜放置した。次いでＰＢＳ溶液により洗浄後乾燥して、標的物質反応部（コルチゾール反応部）を備えた標的物質検出基板（コルチゾール検出基板）を得た。
【００５５】
（標的物質の検出）
得られた標的物質検出基板に直流電源１．０Ｖおよび抵抗測定器（製品Model 6487 Picoammeter：KEITHLEY社製）を接続した。標的物質検出基板の電気抵抗値が安定した後、標的物質検出基板に検体をピペットにより滴下し、電気抵抗値を測定した。なお、検体は、以下のように調整した。健常者の唾液を取り、濃縮して、濾過未処理疑似うつ病患者検体とした。また、健常者の唾液をとり、フィルター（製品サリソフト：株式会社アシスト製）により濾過し、これを濃縮して、濾過処理疑似うつ病患者検体とした。参照溶液（参照検体）としては、コルチゾールの８２ｎｍｏｌ／ｌ（リットル）水溶液をそのまま用いた。
【００５６】
図３は、測定結果を示すグラフである。縦軸は、−ΔＧ／Ｇ０の値であり、横軸は時間ｔである。標的物質検出基板に検体を滴下した時をｔ＝０とする。実線Ａは、標的物質検出基板に濾過処理疑似うつ病患者検体を滴下した際に得られたグラフであり、実線Ｂは、標的物質検出基板に参照溶液を滴下した際に得られたグラフであり、実線Ｃは、標的物質検出基板に濾過未処理疑似うつ病患者検体を滴下した際に得られたグラフであり、実線Ｄは抗体を接触させる前のカーボンナノチューブ塗布基板に、参照溶液を滴下した際に得られたグラフであり、実線Ｅは、抗体を接触させる前のカーボンナノチューブ塗布基板に濾過処理疑似うつ病患者検体を滴下した際に得られたグラフであり、実線Ｆは、標的物質検出基板に１０ｍＭのＰＢＳ溶液を滴下した際に得られたグラフである。
【００５７】
この測定結果から、抗体を接触する前のカーボンナノチューブ塗布基板は、コルチゾールを検出することができず、本実施形態に係る標的物質検出基板はコルチゾールを鋭敏に検出できることがわかる。また、簡単な濾過処理が行われただけの唾液を検体としても、コルチゾールを検出することができる。すなわち、唾液に複雑な前処理を行う必要がなく、唾液中のコルチゾールを簡易に検出することができる。また、標的物質検出基板に検体を滴下してから約１０分後に、−ΔＧ／Ｇ０は一定の値に達する。したがって、短時間で、コルチゾールを検出することができることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
以上のように、本発明に係る標的物質検出基板は、標的物質を検出するのに有用である。また本発明に係る標的物質検出方法は、標的物質を検出するのに有用である。
【符号の説明】
【００５９】
１  標的物質検出基板
２  電極
３  標的物質反応部
４  基板
５  検流計
６  標的物質検出装置
【図１】
2012026764.tif 000003
【図２】
2012026764.tif 000004
【図３】
2012026764.tif 000005