(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（１）測定対象の蛋白質に対して特異的に結合する性質を持たせた結合部と、測定対象の蛋白質が結合部に結合したことを検出するための、ポリヌクレオチド二本鎖及び電荷分離原子団で構成される検出部と、蛋白質の結合によって変化したポリヌクレオチド二本鎖の電導度ないし電荷移動量の変化を取り出す電極部とを有する検出ユニット、（２）基準電極、（３）参照電極、（４）上記検出ユニット、基準電極及び参照電極を収容し、且つ測定対象蛋白質を含む試料液を入れるための容器、及び（５）検出ユニットで検出されたシグナルに基づき蛋白質の測定を行う測定ユニット、を含む蛋白質検出デバイス。
【請求項２】
前記電荷分離原子団が、前記ポリヌクレオチド二本鎖に共有結合により付加されている、あるいは前記ポリヌクレオチド二本鎖の構造中に挿入されている、あるいは前記二本鎖を形成しているポリヌクレオチド鎖の一部に組み込まれている、請求項１記載の蛋白質検出デバイス。
【請求項３】
前記結合部が、測定対象蛋白質と特異的に結合する抗体又はそのような抗体の断片、測定対象蛋白質に対して親和性を有する有機化合物、及び生体高分子からなる群から選ばれる物質で構成されている、請求項１又は２記載の蛋白質検出デバイス。
【請求項４】
前記ポリヌクレオチド二本鎖のうちの一方のポリヌクレオチド鎖の途中に一箇所以上の中断箇所がある、請求項１から３までのいずれか一つに記載の蛋白質検出デバイス。
【請求項５】
（１）測定対象の蛋白質に対して特異的に結合する性質を持たせた結合部と、ポリヌクレオチド二本鎖及び蛍光色素団で構成される感応部と、測定対象の蛋白質が結合部に結合したことを検出するための、消光色素団からなる検出部と、感応部のコンフォメーションを初期状態に設定するための、一対の電極から構成される調節部とを有する検出ユニット、（２）この検出ニットを収容し、且つ測定対象蛋白質を含む試料液を入れるための容器、（３）調節部の電極につながる電源、（４）感応部の蛍光色素団を励起して蛍光を生じさせるための励起光源、及び（５）蛍光測定ユニット、を含む蛋白質検出デバイス。
【請求項６】
前記結合部が、測定対象蛋白質と特異的に結合する抗体又はそのような抗体の断片、測定対象蛋白質に対して親和性を有する有機化合物、及び生体高分子からなる群から選ばれる物質で構成されている、請求項５記載の蛋白質検出デバイス。
【請求項７】
前記感応部のコンフォメーションの初期状態の設定を、溶液中にある前記検出ユニットの前記調節部の電極間に電場を印加して前記ポリヌクレオチド二本鎖を伸張させることにより、又は当該電極間の印加電場を除去して前記ポリヌクレオチド鎖を凝縮させることにより行う、請求項５又は６記載の蛋白質検出デバイス。
【請求項８】
（１）測定対象の蛋白質に対して特異的に結合する性質を持たせた結合部と、測定対象の蛋白質が結合部に結合したことを検出するための、ポリヌクレオチド二本鎖及び発光原子団で構成される検出部と、検出部を表面に固定してなる電極部とを有する検出ユニット、（２）この検出ユニットを収容し、且つ測定対象蛋白質を含む試料液を入れるための容器、及び（３）発光測定ユニット、を含む蛋白質検出デバイス。
【請求項９】
前記発光原子団が励起光により励起されて発光する化合物である、請求項８記載の蛋白質検出デバイス。
【請求項１０】
前記ポリヌクレオチド二本鎖のうちの一方のポリヌクレオチド鎖の途中に一箇所以上の中断箇所がある、請求項８又は９記載の蛋白質検出デバイス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蛋白質を検出・定量するためのデバイスに関し、より詳しく言えば、標識付加処理することなく蛋白質を検出・定量可能なデバイスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
１９９０年代に入って進められてきたヒトゲノム計画は、各国が分担してヒトの遺伝暗号を全て解読しようとする試みであり、２０００年夏にドラフト版が完成したことが公表された。今後、機能ゲノム科学や構造ゲノム科学の進展によって、解読されたヒトゲノム配列情報の各々の箇所がどのような機能にかかわっているかが明らかにされていくものと予想される。
【０００３】
このヒトゲノム計画は、ライフサイエンスにかかわりを持つ科学技術並びに産業に対して、大きなパラダイムの変化をもたらした。例えば糖尿病は、血糖値が高くなるという病状に基づいて分類が行われ、発症の原因としては患者の体内でインシュリン産成能がどの程度あるかに基づいてＩ型（体内でインシュリンを産成できない）、ＩＩ型（体内でインシュリン量の調整ができない）のような分類が行われてきた。ヒトゲノム計画は、血糖とインシュリンの検出、合成、分解などの調節に係わっている酵素やレセプターなどの蛋白質のアミノ酸配列構造、並びにそのような蛋白質の存在量の制御にかかわっている遺伝子のＤＮＡ配列の情報を全て提示している。このような情報を使うと、血糖値の調節が正常に行われないという現象としての糖尿病は、検出、合成、分解などの一連の処理に係わるそれぞれの蛋白質のどれが不調なのかによって、サブタイプに分類でき、それによって適切な診断と治療を行うことが可能になるはずである。特に、製薬業界ではヒトゲノム配列に基づいて特定の蛋白質に対する薬剤を開発するゲノム創薬が精力的に進められており、このような一連の機能的にかかわりのある蛋白質の状態を把握してゲノム創薬薬剤を投与し、症状の緩和や治癒を行う時代がくると予想される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
その一方、これらを可能にするためには、一連の機能的にかかわりのある蛋白質の存在量を簡便に測定できる技術が必要になる。しかし、そのような技術は、プロテオーム解析技術として発展途上にある。現在確立された方法として、二次元電気泳動と質量分析の組み合わせで測定する方法が行われているが、これには比較的大がかりな装置が必要になる。臨床の現場、例えば病院の検査室やベッドサイドで、患者の症状を把握するためには、より簡便な新たな技術の開発が必要とされている。
【０００５】
いわゆるＤＮＡチップは、測定対象である試料中のＤＮＡを予めＰＣＲ反応（ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ  ｃｈａｉｎ  ｒｅａｃｔｉｏｎ）によって増幅（増量）する際に蛍光色素を導入し、チップにアレイ状に配した相補ＤＮＡ鎖と結合した試料中のＤＮＡ量を蛍光強度によって定量しようとするものである。それに対し、蛋白質は、ＤＮＡの場合のＰＣＲ反応による増幅に相当するものを行うことができない。また、試料中に多種類の蛋白質が混合された状態で存在する場合に、蛍光標識を一様に導入することは個々の蛋白質と色素との反応性が異なるために用いることができないという問題があった。
【０００６】
本発明は、測定対象の蛋白質に対して蛍光等の標識処理を施すことなく蛋白質を特異的に定量するのを可能にするデバイスの提供を目的とするものである。また、蛋白質を集団として捉えるプロテオームの観点で役立つ情報を得るための、いわゆるアレイチップテクノロジーに適用可能な要素技術として役立つ技術を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明を手短に述べると、測定対象とする蛋白質に親和性を有する抗体あるいはその誘導体をアレイ状に配置し、対象蛋白質がそれらに結合することによって生じるシグナルとアレイの位置との対応関係に基づいて、試料中に存在する複数種の蛋白質を一括して検出・定量するものである。
【０００８】
本発明の第一の側面による蛋白質検出デバイスは、（１）測定対象の蛋白質に対して特異的に結合する性質を持たせた結合部と、測定対象の蛋白質が結合部に結合したことを検出するための、ポリヌクレオチド二本鎖及び電荷分離原子団で構成される検出部と、蛋白質の結合によって変化したポリヌクレオチド二本鎖の電導度ないし電荷移動量の変化を取り出す電極部とを有する検出ユニット、（２）基準電極、（３）参照電極、（４）上記検出ユニット、基準電極及び参照電極を収容し、且つ測定対象蛋白質を含む試料液を入れるための容器、及び（５）検出ユニットで検出されたシグナルに基づき蛋白質の測定を行う測定ユニット、を含む。
【０００９】
本発明の第二の側面による蛋白質検出デバイスは、（１）測定対象の蛋白質に対して特異的に結合する性質を持たせた結合部と、ポリヌクレオチド二本鎖及び蛍光色素団で構成される感応部と、測定対象の蛋白質が結合部に結合したことを検出するための、消光色素団からなる検出部と、感応部のコンフォメーションを初期状態に設定するための、一対の電極から構成される調節部とを有する検出ユニット、（２）この検出ニットを収容し、且つ測定対象蛋白質を含む試料液を入れるための容器、（３）調節部の電極につながる電源、（４）感応部の蛍光色素団を励起して蛍光を生じさせるための励起光源、及び（５）蛍光測定ユニット、を含む。
【００１０】
本発明の第三の側面による蛋白質検出デバイスは、（１）測定対象の蛋白質に対して特異的に結合する性質を持たせた結合部と、測定対象の蛋白質が結合部に結合したことを検出するための、ポリヌクレオチド二本鎖及び発光原子団で構成される検出部と、検出部を表面に固定してなる電極部とを有する検出ユニット、（２）この検出ユニットを収容し、且つ測定対象蛋白質を含む試料液を入れるための容器、及び（３）発光測定ユニット、を含む。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明による蛋白質検出デバイスにおける検出ユニットは、いわゆるプロテインチップに相当するものであり、例えば糖尿病において肝細胞がインシュリンの受容状態に応じて細胞内グリコーゲン代謝を切り換えるなどの場合に、インシュリン受容体からグリコーゲン分解酵素に至る一連の蛋白質相互作用ネットワークの一部が低下ないし昂進していることを捉えようとするものである。本件技術を使うことによって、リン酸化や糖鎖付加などのいわゆる翻訳後修飾も含めて、蛋白質のポピュレーションを捉えることが可能になる。これにより、従来のように症状として現れた現象を大括りにして糖尿病と捉えるのではなく、相互作用ネットワークに係わるある特定の蛋白質の機能低下が糖代謝の不全を起こしているなどを把握できるようになり、機能不全の原因に対応して適切な診断と治療、並びに治療結果の検証が可能になる。
もちろん同様の手法は、糖尿病に限らず、高血圧症、高脂血症、癌（細胞増殖制御不全）その他の多因子性疾患全般に対して適用が可能である。
【００１２】
本発明の第一の側面による蛋白質検出デバイスでは、蛋白質検出ユニットとして、測定対象の蛋白質に対して特異的に結合する性質をもたせた結合部と、測定対象の蛋白質が結合部に結合したことを検出するための、ポリヌクレオチド二本鎖及び電荷分離原子団で構成される検出部と、蛋白質の結合によって変化したポリヌクレオチド二本鎖の電導度ないし電荷移動量の変化を取り出す電極部とを有するものを使用する。
【００１３】
この検出ユニットにおける結合部は、測定対象蛋白質と特異的に結合する抗体又はそのような抗体を例えば蛋白質分解酵素で限定分解して得られる当該抗体の断片（フラグメント）、あるいは測定対象蛋白質に対して親和性を有する有機化合物又は生体高分子から構成される。抗体としては、例えば、モノクローナルな免疫グロブリンＩｇＧ抗体を使用することができる。また、ＩｇＧ抗体に由来する断片として、例えばＩｇＧ抗体のＦａｂフラグメントを使用することもできる。更に、そのようなＦａｂフラグメントに由来する断片などを使用することもできる。測定対象蛋白質に対して親和性を有する有機化合物として使用可能な例を挙げると、アデノシン−５’−Ｏ−（３−チオトリフォスフェート)(別名ＡＴＰ−γ−Ｓ）等の酵素基質アナログや酵素活性阻害剤、神経伝達阻害剤（アンタゴニスト）などである。測定対象蛋白質に対して親和性を有する生体高分子の例としては、当該蛋白質の基質又は触媒となる蛋白質、分子複合体を構成する要素蛋白質どうしなどを挙げることができる。結合部を構成する上記の如き物質が検出部を構成するポリヌクレオチド二本鎖に直接連結して固定することができない場合には、そのために有効な連結部分（一般には二価の原子団）を介在させることで固定するようにしてもよい。
【００１４】
検出部は、ポリヌクレオチド二本鎖と電荷分離原子団で構成されるナノ構造体として形成される。ポリヌクレオチド二本鎖の一端は上述の結合部に連結し、他端は後述の電極に連結する。電荷分離原子団は、ポリヌクレオチド二本鎖に共有結合により付加されていてもよく、あるいはポリヌクレオチド二本鎖の構造中に含有（隣接する相補的結合の間に挿入（インターカレーション））されていてもよく、あるいは二本鎖を形成しているポリヌクレオチド鎖の一部に置換により組み込まれていてもよい。好ましくは、電荷分離原子団は上記電極の反対側、すなわち二本鎖構造体の結合部側の先端の近傍に存在する。
【００１５】
ポリヌクレオチド二本鎖は、ヌクレオチドを構成する塩基の芳香環のパイ電子スタックにより鎖の長軸方向に導電性を有する。一方、このようなポリヌクレオチド二本鎖と組み合わされる本発明における電荷分離原子団は、電位差又は励起光などの作用を受けて電荷分離を起こす原子団であり、上述のようにポリヌクレオチド二本鎖中に含有される場合には化合物であってもよい。具体的には、電荷分離原子団は、試料溶液中の試薬（電荷受容体、例えば下記で言及するフェロシアンイオンなど）により電子の引き抜きを受けて正孔を発生する原子団、あるいは光励起を受けて電子と正孔を発生するものなどである。電荷分離原子団から電荷分離により生じた電子と正孔のうちのいずれか一方は、ポリヌクレオチド二本鎖を通しての電気的導通に関与して、ポリヌクレオチド二本鎖の一端につながる電極によりそれを検出することができる。言い換えれば、本発明では、電荷分離原子団に電荷分離を起こさせている状態で、ポリヌクレオチド二本鎖による導電性を検出するようにする。電荷分離原子団としては、例えば、フェロセン化ポルフィリンなどを用いることができる。
【００１６】
光励起を受けた場合のように、電荷分離原子団から電子と正孔が発生する場合には、ポリヌクレオチド二本鎖を通しての導通に関与しない方の電子又は正孔は、試料液中に存在する電荷受容体に受け取らせるようにする。電荷受容体としては、例えばフェロシアンイオンなどのアニオンを用いることができる。このようなアニオンＭm-を用いる場合、電荷を受け取った後のアニオンをＭn-で表すと、それが電子を受け取るならばｍ＜ｎ、正孔を受け取るならばｍ＞ｎとなる。電荷受容体としてカチオンを用いる場合は、逆の関係が成り立つ。
【００１７】
本発明では、ポリヌクレオチド二本鎖の一端の結合部への蛋白質の結合によって変化したポリヌクレオチド二本鎖の電荷移動状態の変化、すなわちその電導度ないし電荷移動量の変化を、その他端が連結する電極部で検出する。検出部の電荷分離原子団が電荷分離を起している状態においてポリヌクレオチド二本鎖の長軸方向沿って発現する導電性は、ヌクレオチドを構成する塩基の芳香環のパイ電子スタックに依存している。ポリヌクレオチド二本鎖構造体は、その分子運動（分子構造の揺らぎ）のためにパイ電子スタックが一時的に崩れた場合に、導電性を失うことになる。この分子運動は、検出部の先端に位置する結合部に特定の蛋白質が結合すると、その質量の作用を受けて、蛋白質が結合していない場合に比べて緩慢になる。
【００１８】
一例として、蛋白質が結合していない場合及び結合している場合のポリヌクレオチド二本鎖を通しての導通は、前者の方が分子運動が活発であり後者はそれより緩慢なため、時間とともにそれぞれ図１（ａ）及び図１（ｂ）に模式的に示したような応答として検出される。
【００１９】
ポリヌクレオチド二本鎖構造体に意図的に亀裂を導入することにより、例えば一方のポリヌクレオチド鎖の途中に中断箇所を１箇所以上導入することにより、二本鎖構造体の揺らぎを増進することで、二本鎖構造体の導電性喪失効果をより大きくすることもできる。ポリヌクレオチド鎖に中断箇所を導入するには、隣り合うヌクレオチド間をつなぐリン酸残基の一部を切断するのが有効である。あるいはまた、一本のポリヌクレオチド鎖と、このポリヌクレオチド鎖の配列と相補的な配列の一部のみを有する一つ以上の短いヌクレオチド鎖とを組み合わせることで自己組織的にポリヌクレオチド二本鎖を形成することによっても、ポリヌクレオチド鎖に中断箇所を有するものを得ることができる。
【００２０】
蛋白質の結合によって変化したポリヌクレオチド二本鎖の電導度ないし電荷移動量の変化を取り出すための電極は、試料溶液中で安定な材料から製作される。複数種の蛋白質の検出・定量のためには、個々の蛋白質用にそれぞれの電極を設け、各電極上に検出部のポリヌクレオチド二本鎖の一端を連結して配置し、その検出部の他端に各蛋白質用の抗体から構成される結合部を配置する。
【００２１】
ポリヌクレオチド二本鎖の電極への連結は、一方のポリヌクレオチド鎖の一端に導入したメルカプト基をスペーサー（一般に−（ＣＨ2）n−などが用いられる）を介して電極に結合させることで行うことができる。こうして電極に連結したポリヌクレオチド二本鎖構造体は、電極表面に対してほぼ一定の角度をなしてほぼ線状に延在する。
【００２２】
本発明の蛋白質検出デバイスを構成する検出ユニット以外の構成要素、すなわち基準電極、参照電極、試料容器、及び測定ユニットとしては、試料溶液中の物質の導電性の測定に一般に用いられるものを使用することができる。
【００２３】
次に、本発明の第二の側面による蛋白質検出デバイスを説明する。このデバイスでは、蛋白質検出ユニットとして、測定対象の蛋白質に対して特異的に結合する性質を持たせた結合部と、ポリヌクレオチド二本鎖及び蛍光色素団で構成される感応部と、測定対象の蛋白質が結合部に結合したことを検出するための消光色素団からなる検出部と、感応部のコンフォメーションを初期状態に設定するための、一対の電極から構成される調節部とを有するものを使用する。
【００２４】
この検出ユニットにおける結合部は、本発明の第一の側面のデバイスの検出ユニットで用いられる結合部と同様のものでよい。
【００２５】
感応部は、ポリヌクレオチド二本鎖と蛍光色素団で構成されるナノ構造体として形成される。ポリヌクレオチド二本鎖の一端は上述の結合部に連結し、他端は後述の調節部の一対の電極のうちの一方に連結する。蛍光色素団は、ポリヌクレオチド二本鎖に共有結合により付加されていてもよく、あるいはポリヌクレオチド二本鎖中に含有（隣接する相補的結合の間に挿入（インターカレーション））されていてもよく、あるいはポリヌクレオチド鎖の一部に置換により組み込まれていてもよい。蛍光色素団は、二本鎖構造体の結合部側の先端の近傍に存在するようにされる。
【００２６】
蛍光色素団は、光の作用で励起されて蛍光を発生する物質から選ばれる。本発明で蛍光色素団として好適に使用できるものの例を挙げると、フルオレセインマレイミド、Ｃｙ３（商標）などである。
【００２７】
検出部は、測定対象の蛋白質が結合部に結合したことを検出するための消光色素団からなり、この色素団は何らかの支持体上に固定され、一般には、下記で説明する調節部の一対の電極のうちの、上記感応部が連結している方の電極上に固定される。
【００２８】
消光色素団は、使用する蛍光色素団に対して効果的な消光を起こすものから選ばれる。例えば蛍光色素としてフルオレセインマレイミド、Ｃｙ３（商標）を使用する場合には、消光色素としてそれぞれＤ−ダミンＢスルホニルクロリド、Ｃｙ５（商標）を使用することができる。より好ましくは、ＦＲＥＴ（Fluorescence resonance energy transfer、蛍光エネルギー移動）効果の生じる蛍光色素団と消光色素団の組み合わせがよい。
【００２９】
調節部は、一対の電極から構成され、その一方の電極（第一の電極）には感応部を構成するポリヌクレオチド二本鎖構造体の、結合部に連結しない方の一端が連結され、そしてもう一方（第二の電極）は、結合部、感応部及び検出部から独立して配置される。
【００３０】
ポリヌクレオチド二本鎖の一端を第一の電極上に固定して、この電極を第二の電極とともに水溶液に浸漬し、これらの電極間に例えば交流電場を印加すると、ポリヌクレオチド二本鎖が電場の方向に線状に伸長し、電場を切ると自発的に凝集する現象が知られている。本発明の蛋白質検出デバイスは、ポリヌクレオチド鎖のこの性質を利用して、ポリヌクレオチド鎖の先端に固定した抗体に検出対象となる蛋白質が結合しているか否かを検出する。
【００３１】
上述のように構成された検出ユニットを、測定対象の蛋白質を含む試料液に入れ、そして調節部の電極間に電場を印加すると、上述のとおり二本鎖構造体は電場の方向に線状に伸張した状態（初期状態）となる。この初期状態において、励起光源から適当な光を照射すると、蛍光色素団は励起されて蛍光を発する。その後交流電場を除去すると、伸張していた二本鎖構造体は凝集し、このとき感応部の二本鎖構造体の蛍光色素団を結合したのと反対側の先端は消光色素団を固定した電極に連結されているので、蛍光色素団は相対的に消光色素団に近接するようになり、その結果蛍光強度の減少が観測される。次に再び電場を印加すると、二本鎖構造体は伸張し、従って結合部は初期状態の線状に伸張したコンフォメーションを回復する。逆に、二本鎖構造体の凝縮したコンフォメーションを初期状態とすることも可能である。この場合には、初期状態において、蛍光強度は減少した状態にあり、電場の印加により二本鎖構造体が伸張することで蛍光強度の増加が観測される。
【００３２】
試料液中に評価対象である蛋白質が存在すると、その蛋白質は結合部の抗体に結合する。その結果、二本鎖構造体の先端の質量が増加し、初期状態において二本鎖構造体が伸張している場合を例にとれば、電場除去後の自発的凝集が完了するのに要する時間、すなわち蛍光強度が一定レベルまで減少するのにかかる時間が増加し、時定数に違いが生じる。従って、初期状態の蛍光強度が一定レベルまで減少又は増加する際の時定数の違いを検出することで、結合部に蛋白質が結合しているかどうかを検出することができる。試料中に存在する蛋白質の量に依存して時間増加の程度が変化するので、これを捉えて試料中の蛋白質の量を求めることができ、どの二本鎖構造体からのシグナルかによって蛋白質の種類を特定することができる。
【００３３】
一例として、蛋白質が結合していない場合及び結合している場合に蛍光強度の減少として観測される応答は、それぞれ図２（ａ）及び図２（ｂ）に模式的に示したようになる。
【００３４】
本発明の蛋白質検出デバイス構成する検出ユニット以外の構成要素、すなわち試料容器、電源、励起光源、及び蛍光測定ユニットとしては、一般に利用可能なものを使用することができる。
【００３５】
続いて、本発明の第三の側面による蛋白質検出デバイスを説明する。このデバイスでは、蛋白質検出デバイスとして、測定対象の蛋白質に対して特異的に結合する性質を持たせた結合部と、測定対象の蛋白質が結合部に結合したことを検出するための、ポリヌクレオチド二本鎖及び発光原子団で構成される検出部と、励起光により励起された発光原子団の消光のために、発光原子団からの励起電子を受け取るための電極部とを有するものを使用する。
【００３６】
この検出ユニットにおける結合部は、先に説明した第一の側面で使用する検出ユニットにおける結合部と同様のものでよい。
【００３７】
検出部は、ポリヌクレオチド二本鎖と発光原子団で構成されるナノ構造体として形成される。第一の側面の検出ユニットにおけるように、ポリヌクレオチド二本鎖の一端は結合部に連結し、他端は電極部に連結する。
【００３８】
発光原子団としては、励起光の照射により励起されて発光する物質を選ぶことができる。この発光原子団としては、例えば、第二の側面のデバイスの説明において先に言及した蛍光色素団のようなものを使用することができる。
【００３９】
第三の側面においても、発光原子団は、ポリヌクレオチド二本鎖に共有結合により付加されていてもよく、あるいはポリヌクレオチド二本鎖の構造中に含有（隣接する相補的結合の間に挿入（インターカレーション））されていてもよく、あるいは二本鎖を形成しているポリヌクレオチド鎖の一部に置換により組み込まれていてもよい。
【００４０】
第三の側面のデバイスにおける検出ユニットで使用する電極部と、それへのポリヌクレオチド二本鎖の連結は、第一の側面のデバイスの検出ユニットの説明で言及したとおりである。
【００４１】
第三の側面のデバイスでは、発光原子団が細長いポリヌクレオチド二本鎖の固定されていない方の先端にあるため自然にゆらぎ（フラクチュエーション）を起こし、そのため例えば励起光の照射により検出部の発光原子団から発する発光がポリヌクレオチド二本鎖のゆらぎに応じてゆらぐという現象を利用して蛋白質の検出を行う。結合部に目的蛋白質が結合すると、それによる質量増加のため、検出部のポリヌクレオチド二本差は蛋白質が結合していないときに比べゆっくりとゆらぐようになり、それが発光原子団の発光の緩慢なゆらぎとして観測されることになり、これを利用して蛋白質の結合を検出することができる。また、校正曲線を予め作成しておくことにより、目的蛋白質の定量も可能になる。
【００４２】
より具体的にいえば、発光原子団に励起光を照射すると、発光原子団の電子が励起され、そしてこの励起された電子が励起状態より低いエネルギー準位に戻るときに蛍光が観測される。一方、励起された電子のエネルギーが電子軌道の重なり等によって発光原子団の外部に失われると発光は抑制され、いわゆる消光（クエンチ）が発生する。またこの時、発光原子団の外部に正電荷ないし負電荷の吸引物質を配置しておくと、一方の電荷が発光原子団から失われて電荷分離（電荷の発生）が生じる。本発明における検出部のポリヌクレオチド二本鎖がすべて相補的に塩基対を組んでいる場合、各ヌクレオチドを構成する塩基の芳香環のパイ電子軌道が隣接する塩基のそれと重なりを有し、いわゆるパイ電子スタックを形成して鎖の長軸方向に導電性を現す。そしてこの電子軌道の重なりを介した高エネルギー状態ないし電荷分離で生じた電荷の移動が生じて、消光が発生しやすくなる。この時、ポリヌクレオチドが結合部の他端で電極につながっていれば、発光原子団から失われた高エネルギー状態ないし電荷はパイ電子スタックを介し電流として電極側へ移動する。
この電極に固定されたポリヌクレオチド二本鎖は、分子の熱運動によって自然に構造のゆらぎを持っているが、ポリヌクレオチドの相補二本鎖の一方に部分的に亀裂（「ニック」と呼ばれることもある）を入れると、その揺らぎが増大するために、パイ電子スタックが一時的に崩れたり回復したりする二つの状態が生じる。それに伴ってパイ電子スタックを介した高エネルギー状態ないし電荷の移動が一時的に妨げられる。すなわち、ポリヌクレオチドの分子運動につれて消光現象の喪失と回復が断続して起こる。すなわちこのとき発光強度はポリヌクレオチド二本鎖の動き（ゆらぎ）に呼応して変化する。このポリヌクレオチド二本鎖のゆらぎは、上述のとおり目的蛋白質が結合部に結合しているときにはゆっくりで、結合していないときには早いため、蛋白質の結合の有無を発光強度の変化によって認識することができる。
【００４３】
図３に、結合部に目的蛋白質を結合していない場合（図３（ａ））と結合した場合（図３（ｂ））の発光原子団の発光強度と発光原子団からポリヌクレオチドを介し電極部へと流れる電流量とを時間の関数として模式的に表したグラフを示す。蛋白質が結合している場合は、結合部の質量が増大して、蛋白質が結合していない場合と比べてポリヌクレオチド二本鎖の動きが緩慢になる。その結果、パイ電子スタックが高エネルギー状態ないし電荷を移動させることによる消光の時間（このとき、発光強度は小さくなるかあるいは観測されなくなり、パイ電子スタックを高エネルギー状態ないし電荷が流れる）と、パイ電子スタックが励起電子を移動させない発光の時間（このとき、発光強度が上昇するかあるいは観測されるようになる）は、蛋白質が結合していない場合と比べて長くなる（発光強度と電流のフラクチュエーションの緩和が生じる）。
【００４４】
本発明の第三の側面のデバイスを構成する検出ユニット以外の構成要素である試料容器、発光測定ユニット、そして発光原子団を光で励起する場合の励起光源としては、一般に利用可能なものを使用することができる。
【００４５】
【実施例】
次に、実施例により本発明を更に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００４６】
〔実施例１〕
図４に模式的に示したように、一端にスペーサーを介してメルカプト基を導入した一本鎖ポリヌクレオチド１１ａを合成し、これを同様に合成した相補的な一本鎖ポリヌクレオチド１１ｂとハイブリダイズさせてポリヌクレオチド二本鎖構造体１１を形成し、そしてこれを研磨した金電極１３と室温で２４時間反応させて金電極に１３に結合した。
【００４７】
このように形成した金電極１３上のポリヌクレオチド二本鎖構造体１１に対して、電荷分離を起こす電荷分離原子団１５として鉄ポルフィリンを溶解した溶液を使ってポリヌクレオチド二本鎖のパイ電子スタックに吸着（インターカレーション）させた。あるいは、そのような電荷分離原子団に由来する原子団をポリヌクレオチド鎖に共有結合させてもよく、又はヌクレオチド塩基の一部をそのような色素由来の原子団で置換するなどの方法をとってもよい。次いで、ポリヌクレオチド鎖の先端にモノクローナルな免疫グロブリンＩｇＧのＦａｂフラグメント１７を固定した。
【００４８】
図４に示したように、こうして製作された検出ユニット２１は、電極部２３、検出部２５、及び結合部２７から構成されており、結合部２７の抗体１７は特定の測定対象蛋白質３１のみと特異的に結合する。
【００４９】
電極１３は、一般には、図示していない支持体上に配置される。また、単一の検出ユニット内に複数の電極１３をアレイ状に設け、一つの電極に対応する結合部の抗体を別の電極に対応する結合部のそれとは異なるものにすることにより、単一の検出ユニットで複数種の蛋白質の検出・定量が可能になる。
【００５０】
上記の如く製作した検出ユニット２１を、電荷受容体としてのフェロシアンイオンを含有する水溶液に浸し、参照電極（図示せず）を用いた三電極法によりポリヌクレオチド二本鎖構造体１１に流れる電流を計った。次に、電荷受容体に加えて測定対象蛋白質を含有している水溶液を使って、同様の計測を行った。
【００５１】
ポリヌクレオチド二重鎖構造体がヌクレオチドを構成する塩基の芳香環のパイ電子スタックにより鎖の長軸方向に発現する導電性は、二重鎖構造体分子の運動によりパイ電子のスタックが一時的に崩れる状況で失われた。この導電性の一時的な喪失は、図４に示したように特に二重鎖に意図的に亀裂を導入することでより顕著になることが認められた。
【００５２】
更に、蛋白質を含有していない溶液で計測した場合には、各金電極ごとに計測された導電性の喪失と回復の様子に特別な違いは認められなかった。それに対し、蛋白質を含有している溶液の場合には、対応する結合部に蛋白質が結合した金電極で、導電性喪失とその回復が緩慢になっているのが認められ、また、それらの金電極で観測された導電性喪失・回復のパターンについても、結合した蛋白質の分子量に応じて差のあることが分かった。すなわち、蛋白質の結合していないヌクレオチド鎖では高頻度で導電性のフラクチュエーションが起こっているが、蛋白質が結合して分子量が増大するとフラクチュエーションの緩和が生じ、そしてこのフラクチュエーションの緩和は結合した蛋白質の質量が大きい場合ほどその度合いが増していた。
【００５３】
このように、本発明では、ポリヌクレオチド二本鎖の発現する導電性のフラクチュエーションがそれへの蛋白質の結合により緩和するという現象を捉えることで、測定対象の蛋白質の定量を行うことができる。また、複数の電極を用い、おのおのの電極の対応する結合部ごとに異なる抗体を用いることにより、未知種の蛋白質を特定して検出することも可能になる。
【００５４】
蛋白質の検出感度は、結合する蛋白質の分子量に依存して変化するとともに、蛋白質とモノクローナルＩｇＧ抗体との結合定数によっても変化する。従って、同一蛋白質に対し測定用の電極を複数使用し、各電極ごとに、その蛋白質について結合定数を互いに異にするモノクローナル抗体の結合部を設けることにより、広い濃度範囲にわたる測定を可能にすることができる。
【００５５】
図５に、この例で説明した蛋白質検出デバイスを使用する場合の測定装置の全体構成を模式的に示す。この図に示した測定装置では、支持体２２、電極部２３、検出部２５、結合部２７からなる検出ユニット２１と、基準電極４１と、参照電極４３とを収容した試料容器４５を含み、更に各電極２３、４１、４３につながる測定ユニット４７を含む蛋白質検出デバイス４０を使用する。試料容器４５内には、測定対象の蛋白質を含有する試料溶液４８が入れられる。検出部２５の電荷分離原子団が光励起を受けて電子と正孔を発生するタイプのものである場合には、励起光源４９が用意される。蛋白質検出デバイス４０の測定ユニット４７は、好ましくは測定データを処理するためのデータ処理装置５１につながれ、この処理装置５１には、測定結果表示装置５３、アレイ配置や検出ユニット２１の校正値などを記憶した記憶装置５５、５５’が付属する。
【００５６】
〔実施例２〕
５’未端にスペーサーを介してメルカプト基を導入した一本鎖ポリヌクレオチドを合成し、これと相補的な配列を有し５’末端に蛍光色素（Ｃｙ３（商標））を導入した一本鎖ポリヌクレオチドとハイブリダイズさせ、支持体上に配置した研磨した金電極と室温で２４時聞反応させて金電極に二本鎖ヌクレオチド構造体を結合した。ポリヌクレオチド鎖の重合度は、モノマー残基が１２以上１００以内であるようなものが望ましい。メルカプト基及び蛍光色素は、それぞれ一方の一本鎖の末端に導入してもよく、あるいは両鎖の３’末端に導入してもよい。ポリヌクレオチド二本鎖構造体は、１０μｍの円形状の領域内に固定し、その周囲にポリヌクレオチド二本鎖構造体を固定しないスペーサー領域を設けた。ポリヌクレオチド鎖に導入した蛍光色素に対して効果的な消光を起こす消光色素として、Ｃｙ５（商標）を金電極表面に固定した。更に、ポリヌクレオチド鎖の先端にモノクローナルな免疫グロブリンＩｇＧのＦａｂフラグメントを固定した。ここでは、スペーサー領域で隔てられたポリヌクレオチドの集団ごとに異なる特異性を有するＦａｂフラグメントを固定した。
【００５７】
こうして製作した検出ユニットを、図６の模式図に示す。この図において、６１は支持体、６３は金電極、６５はポリヌクレオチド二本鎖構造体（簡単にするため１本線で表示している）、６７は蛍光色素、６９はＦａｂフラグメント、７１は蛋白質、７３は消光色素を示している。
【００５８】
次に、検出対象の蛋自質を含む試料溶液をこの検出ユニットに触れさせて、Ｆａｂフラグメント６９と蛋白質７１（図６）が結合を形成するのに十分な時間、室温においた。
【００５９】
こうして蛋白質を結合させた検出ユニットを、やはり図６に示したように水溶液７５に浸し、交流電源７７を使用する二電極法（あるいは三電極法でもよい）によりポリヌクレオチド二本鎖構造体６５に交流電場を印加し、紫外線ランプ７９によりポリヌクレオチド二本鎖構造体上の蛍光色素６７が励起されて蛍光を発し、蛍光強度が定常になるまで待った。その後、交流電場を除去し、定常になるまで待ってから、各ポリヌクレオチド二本鎖構造体の集団ごとの蛍光強度の減少率を測定した。
【００６０】
図６に模式的に示したポリヌクレオチド二本鎖構造体６５は、左側のものが電場印加状態でのもの、右側のものが電場消失状態（電場無印加状態）でのものに相当している。電場印加状態で線状に伸張していた二本鎖構造体６５（左側）は、電場が消失するとポリヌクレオチド鎖が自発的に凝集し、図の右側に示したように二本鎖構造体６５の先端の蛍光色素６７と金電極表面の消光色素７３の距離が近接することによって、蛍光強度の滅少が観測される。
【００６１】
試料溶液中に存在する評価対象蛋白質がＦａｂフラグメントと結合することによってポリヌクレオチド二重鎖の先端部の質量が増加し、自発的凝集すなわち蛍光強度の減少にかかる時間が増加する。そしてこの時間増加の程度は試料中に存在する蛋白質の量に依存して変化するので、これを捉えて、試料中の蛋白質の量を計測し、またどのポリペプチド鎖からのシグナルかによって蛋白質の種類を特定することが可能である。
【００６２】
この例の場合にも、蛋白質の検出感度は結合する蛋白質の分子量に依存して変化するとともに、蛋白質とモノクローナル抗体との結合定数によっても変化する。従って、同一蛋白質に対し異なる結合定数を示すモノクローナル抗体を使用した感応部をいくつかアレイ状に配置することで、広い濃度範囲にわたる測定を可能にすることができる。
【００６３】
図７に、この例で説明した蛋白質検出デバイスを使用する場合の測定装置の全体構成を模式的に示す。この図の測定装置では、支持体８０、調節部の一方の電極である金電極８２、消光色素の検出部８４、ポリヌクレオチド二本鎖構造体と蛍光色素の感応部８６、Ｆａｂフラグメントの結合部８８、及び調節部のもう一方の電極９０からなる検出ユニット９２と、この検出ユニット９２を収容する試料容器９４を含み、更に各電極８２、９０につながる電源９６と、励起光源９８と、そして蛍光測定ユニット１００とを含む蛋白質検出デバイス１１０を使用する。試料容器９４内には、測定対象の蛋白質を含有する試料溶液１０２が入れられる。蛋白質検出デバイス１１０の測定ユニット１００は、好ましくは測定データを処理するためのデータ処理装置１２２につながれ、この処理装置１２２には、測定結果表示装置１２４、アレイ配置や検出ユニット９２の校正値などを記憶した記憶装置１２６、１２６’が付属する。
【００６４】
〔実施例３〕
実施例１で使用した電荷分離原子団に代えて発光原子団としてＣｙ３ないしＦＩＴＣを使用したことを除き、実施例１と同様にして検出ユニットを作製した。
【００６５】
一端にスペーサーを介してメルカプト基を導入した一本鎖ポリヌクレオチドを合成し、同様に合成した相補的な一本鎖とハイブリダイズさせ、ポリッシュした金電極と室温で２４時間反応させて金電極に二本鎖ヌクレオチドを結合した。
【００６６】
このように形成した金電極上のポリヌクレオチド二本鎖に対して、発光原子団を溶液に溶解してヌクレオチド二本鎖のパイ電子スタックにインターカレートさせた（あるいはヌクレオチド塩基を発光原子団誘導体で置換するなどの方法をとってもよい）。次いで、ポリヌクレオチド鎖の先端にモノクローナルな免疫グロブリンＩｇＧのＦａｂフラグメントを固定した。
【００６７】
こうして作製した検出ユニットは、図４に示したとおりであり、実施例１では電荷分離原子団の鉄ポルフィリンであった１５が、ここでは発光原子団のＣｙ３であることを除いて、その他は実施例１で作製した検出ユニットと同様であった。すなわち、この例の検出ユニット２１も、電極部２３、検出部２５、及び結合部２７から構成されており、結合部２７の抗体１７は特定の測定対象蛋白質３１のみと特異的に結合する。
【００６８】
作製した検出ユニット２１（図４）を、測定対象蛋白質を含有しない試料液に浸し、励起光を照射して発光原子団を発光させ、分子運動によりポリヌクレオチド二本鎖のパイ電子スタックの導電性が一時的に失われる状況で発光強度が著しく増加する（発光強度にゆらぎが見られる）ことを確かめた。更に、ポリヌクレオチド二本鎖に意図的に亀裂を導入した検出ユニットでは、発光強度のゆらぎ現象は更に顕著に認められた。
【００６９】
次に、検出ユニットを測定対象蛋白質３１（図４）を含有する試料液に浸し、Ｆａｂフラグメント１７に蛋白質３１が結合するのに十分な時間室温においてから、検出ユニットに励起光を照射して同様の実験を行った。この場合には、蛋白質が結合したことによる検出ユニットの結合部の質量増加のために、蛋白質が結合していない場合と比べて、発光強度のゆらぎ（フラクチュエーション）は緩慢になった。
【００７０】
このように、ポリヌクレオチド二本鎖の発現する導電性のゆらぎがそれへの蛋白質の結合により緩和するという現象を、ポリヌクレオチド二本鎖に付加した発光原子団からの発光強度のゆらぎとして捉えることで、測定対象蛋白質の検出が可能になる。また、校正曲線を利用すれば、その定量も可能になる。
【００７１】
蛋白質の検出感度は、結合する蛋白質の分子量に依存して変化するとともに、蛋白質とモノクローナルＩｇＧ抗体との結合定数によっても変化する。同一蛋白質に対し測定用の電極を複数使用し、各電極ごとに、その蛋白質について結合定数を互いに異にするモノクローナル抗体の結合部を設けることにより、広い濃度範囲にわたる測定を可能にすることができる。
【００７２】
図８に、この例で説明した蛋白質検出デバイスを使用する場合の測定装置の全体構成を模式的に示す。この図に示した測定装置では、支持体２２、電極部２３、検出部２５、結合部２７からなる検出ユニット２１、この検出ユニット２１を収容した試料容器２０１と、励起光源２０２と、測定ユニット２０３とを含む蛋白質検出デバイス２００を使用する。試料容器２０１内には、測定対象の蛋白質を含有する試料溶液２０４が入れられる。この蛋白質検出デバイス２００の測定ユニット２０３は、好ましくは測定データを処理するためのデータ処理装置２１１につながれ、この処理装置２１１には、測定結果表示装置２１２、アレイ配置や検出ユニット２１の校正値などを記憶した記憶装置２１３、２１３’が付属する。発光原子団として、バイアスをかけることにより発光するものを使用する場合には、励起光源２０２を省くことができる。
【００７３】
この装置では、検出ユニット２１の電極部２３は測定ユニットに接続されている。この例で使用した励起光により発光する発光原子団に代えてバイアスの印加により発光するタイプの発光原子団を使用する場合には、この電極２１を介して発光原子団にバイアスをかけることが可能である。発光強度に加えて、発光原子団からポリヌクレオチド二本鎖を介して電極部２３へと流れる電流を測定しようとする場合には、測定ユニット２０２に電流計（図示せず）を含ませ、それにより電流測定を行うことができる。
【００７４】
本発明は、以上説明したとおりであるが、その特徴を種々の態様ととも付記すれば、次のとおりである。
（付記１）（１）測定対象の蛋白質に対して特異的に結合する性質を持たせた結合部と、測定対象の蛋白質が結合部に結合したことを検出するための、ポリヌクレオチド二本鎖及び電荷分離原子団で構成される検出部と、蛋白質の結合によって変化したポリヌクレオチド二本鎖の電導度ないし電荷移動量の変化を取り出す電極部とを有する検出ユニット、（２）基準電極、（３）参照電極、（４）上記検出ユニット、基準電極及び参照電極を収容し、且つ測定対象蛋白質を含む試料液を入れるための容器、及び（５）検出ユニットで検出されたシグナルに基づき蛋白質の測定を行う測定ユニット、を含む蛋白質検出デバイス。
（付記２）前記電荷分離原子団が、前記ポリヌクレオチド二本鎖に共有結合により付加されている、あるいは前記ポリヌクレオチド二本鎖の構造中に挿入されている、あるいは前記二本鎖を形成しているポリヌクレオチド鎖の一部に組み込まれている、付記（１）記載の蛋白質検出デバイス。
（付記３）前記電荷分離原子団が前記ポリヌクレオチド二本鎖構造体の前記結合部側の先端の近傍に存在する、付記１又は２記載の蛋白質検出デバイス。
（付記４）前記結合部が、測定対象蛋白質と特異的に結合する抗体又はそのような抗体の断片、測定対象蛋白質に対して親和性を有する有機化合物、及び生体高分子からなる群から選ばれる物質で構成されている、付記（１）〜（３）のいずれか一つに記載の蛋白質検出デバイス。
（付記５）前記結合部を構成する物質が、当該物質を前記検出部のポリヌクレオチド二本鎖に直接連結して固定されている、付記（４）記載の蛋白質検出デバイス。
（付記６）前記結合部を構成する物質が、当該物質を前記検出部のポリヌクレオチド二本鎖に連結して固定するのに有効な連結部分を介して前記ポリヌクレオチド二本鎖に連結されている、付記（４）記載の蛋白質検出デバイス。
（付記７）前記結合部がＩｇＧ抗体から構成されている、付記（１）〜（３）のいずれか一つに記載の蛋白質検出デバイス。
（付記８）前記結合部がモノクローナルな免疫グロブリンＩｇＧ抗体から構成されている、付記（１）〜（３）のいずれか一つに記載の蛋白質検出デバイス。
（付記９）前記結合部がモノクローナルな免疫グロブリンＩｇＧ抗体のＦａｂフラグメント又はＦａｂフラグメントに由来する断片から構成されている、付記（１）〜（３）のいずれか一つに記載の蛋白質検出デバイス。
（付記１０）前記ポリヌクレオチド二本鎖のうちの一方のポリヌクレオチド鎖の途中に一箇所以上の中断箇所がある、付記（１）〜（９）のいずれか一つに記載の蛋白質検出デバイス。
（付記１１）前記ポリヌクレオチド二本鎖の電導度ないし電荷移動量の変化を、前記検出部のポリヌクレオチド二本鎖の分子運動により生じる当該ポリヌクレオチド二本鎖のパイ電子スタックの変形により捉える、付記（１）〜（１０）のいずれか一つに記載の蛋白質検出デバイス。
（付記１２）（１）測定対象の蛋白質に対して特異的に結合する性質を持たせた結合部と、ポリヌクレオチド二本鎖及び蛍光色素団で構成される感応部と、測定対象の蛋白質が結合部に結合したことを検出するための、消光色素団からなる検出部と、感応部のコンフォメーションを初期状態に設定するための、一対の電極から構成される調節部とを有する検出ユニット、（２）この検出ニットを収容し、且つ測定対象蛋白質を含む試料液を入れるための容器、（３）調節部の電極につながる電源、（４）感応部の蛍光色素団を励起して蛍光を生じさせるための励起光源、及び（５）蛍光測定ユニット、を含む蛋白質検出デバイス。
（付記１３）前記結合部が、測定対象蛋白質と特異的に結合する抗体又はそのような抗体を蛋白質分解酵素で限定分解して得られる当該抗体の断片、測定対象蛋白質に対して親和性を有する有機化合物、及び生体高分子からなる群から選ばれる物質で構成されている、付記（１２）記載の蛋白質検出デバイス。
（付記１４）前記結合部を構成する物質が、当該物質を前記検出部のポリヌクレオチド二本鎖に直接連結して固定されている、付記（１３）記載の蛋白質検出デバイス。
（付記１５）前記結合部を構成する物質が、当該物質を前記検出部のポリヌクレオチド二本鎖に連結して固定するのに有効な連結部分を介して前記ポリヌクレオチド二本鎖に連結されている、付記（１３）記載の蛋白質検出デバイス。
（付記１６）前記結合部がＩｇＧ抗体から構成されている、付記（１２）〜（１４）のいずれか一つに記載の蛋白質検出デバイス。
（付記１７）前記結合部がモノクローナルな免疫グロブリンＩｇＧ抗体から構成されている、付記（１２）〜（１４）のいずれか一つに記載の蛋白質検出デバイス。
（付記１８）前記結合部がモノクローナルな免疫グロブリンＩｇＧ抗体のＦａｂフラグメント又はＦａｂフラグメントに由来する断片から構成されている、付記（１２）〜（１４）のいずれか一つに記載の蛋白質検出デバイス。
（付記１９）前記感応部のコンフォメーションの初期状態の設定を、溶液中にある前記検出ユニットの前記調節部の電極間に電場を印加して前記ポリヌクレオチド二本鎖を伸張させることにより、又は当該電極間の印加電場を除去して前記ポリヌクレオチド鎖を凝縮させることにより行う、付記（１２）〜（１８）のいずれか一つに記載の蛋白質検出デバイス。
（付記２０）前記コンフォメーションの初期状態にある前記感応部の発する蛍光強度が一定レベルまで減少又は増加する際の時定数の違いにより、当該結合部への蛋白質の結合の有無を検出する、付記（１２）〜（１９）のいずれか一つに記載の蛋白質検出デバイス。
（付記２１）（１）測定対象の蛋白質に対して特異的に結合する性質を持たせた結合部と、測定対象の蛋白質が結合部に結合したことを検出するための、ポリヌクレオチド二本鎖及び発光原子団で構成される検出部と、検出部を表面に固定してなる電極部とを有する検出ユニット、（２）この検出ユニットを収容し、且つ測定対象蛋白質を含む試料液を入れるための容器、及び（３）発光測定ユニット、を含む蛋白質検出デバイス。
（付記２２）前記発光原子団が励起光により励起されて発光する化合物である、付記２１記載の蛋白質検出デバイス。
（付記２３）前記電荷分離原子団が、前記ポリヌクレオチド二本鎖に共有結合により付加されている、あるいは前記ポリヌクレオチド二本鎖の構造中に挿入されている、あるいは前記二本鎖を形成しているポリヌクレオチド鎖の一部に組み込まれている、付記（２１）又は（２２）記載の蛋白質検出デバイス。
（付記２４）前記結合部が、測定対象蛋白質と特異的に結合する抗体又はそのような抗体の断片、測定対象蛋白質に対して親和性を有する有機化合物、及び生体高分子からなる群から選ばれる物質で構成されている、付記（２１）〜（２３）のいずれか一つに記載の蛋白質検出デバイス。
（付記２５）前記結合部を構成する物質が、当該物質を前記検出部のポリヌクレオチド二本鎖に直接連結して固定されている、付記（２４）記載の蛋白質検出デバイス。
（付記２６）前記結合部を構成する物質が、当該物質を前記検出部のポリヌクレオチド二本鎖に連結して固定するのに有効な連結部分を介して前記ポリヌクレオチド二本鎖に連結されている、付記（２４）記載の蛋白質検出デバイス。
（付記２７）前記結合部がＩｇＧ抗体から構成されている、付記（２１）〜（２３）のいずれか一つに記載の蛋白質検出デバイス。
（付記２８）前記結合部がモノクローナルな免疫グロブリンＩｇＧ抗体から構成されている、付記（２１）〜（２３）のいずれか一つに記載の蛋白質検出デバイス。
（付記２９）前記結合部がモノクローナルな免疫グロブリンＩｇＧ抗体のＦａｂフラグメント又はＦａｂフラグメントに由来する断片から構成されている、付記（２１）〜（２３）のいずれか一つに記載の蛋白質検出デバイス。
（付記３０）前記ポリヌクレオチド二本鎖のうちの一方のポリヌクレオチド鎖の途中に一箇所以上の中断箇所がある、付記（２１）〜（２９）のいずれか一つに記載の蛋白質検出デバイス。
（付記３１）前記発光原子団からの発光強度を測定するための手段を更に含む、付記（２１）〜（３０）のいずれか一つに記載の蛋白質検出デバイス。
（付記３２）消光により当該発光原子団の励起電子が前記ポリヌクレオチドのパイ電子スタックを介し前記電極部へ移動することに起因する電流を測定するための手段を更に含む、付記（３１）記載の蛋白質検出デバイス。
【００７５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、測定対象の蛋白質自体に蛍光等の標識処理を施すことなく蛋白質を特異的に定量することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ポリヌクレオチド二本鎖を通しての電気的導通として観測される応答を時間に関して模式的に示したグラフであり、（ａ）はポリヌクレオチド二本鎖の先端の結合部に測定対象蛋白質が結合していない場合のもの、（ｂ）は結合している場合のものである。
【図２】ポリヌクレオチド二本鎖の一方の端部に存在する蛍光色素の発する蛍光強度の減少として観測される応答を時間に関して模式的に示したグラフであり、（ａ）はポリヌクレオチド二本鎖の先端の結合部に測定対象蛋白質が結合していない場合のもの、（ｂ）は結合している場合のものである。
【図３】目的蛋白質を結合していない場合（図３（ａ））と結合した場合（図３（ｂ））の発光原子団の発光強度と、発光原子団からポリヌクレオチドを介し電極へ流れる電流量とを模式的に表したグラフである。
【図４】本発明の第一及び第三の側面による蛋白質検出デバイスで使用する検出ユニットを例示する模式図である。
【図５】実施例１の蛋白質検出デバイスを使用する測定装置の全体構成を例示する模式図である。
【図６】実施例２の蛋白質検出デバイスで使用する検出ユニットを例示する模式図である。
【図７】図６に示した検出ユニットを含むデバイスを使用する測定装置の全体構成を例示する模式図である。
【図８】実施例３の蛋白質検出デバイスを使用する測定装置を例示する模式図である。
【符号の説明】
１１、６５…ポリヌクレオチド二本鎖構造体
１３、６３…金電極
１５…電荷分離原子団
１７、６９…Ｆａｂフラグメント
２１…検出ユニット
２３…電極部
２５…検出部
２７…結合部
３１、７１…検出対象蛋白質
４１…基準電極
４３…参照電極
４５、２０１…試料容器
４７、２０３…測定ユニット
４８、２０４…試料溶液
４９、２０２…励起光源
６７…蛍光色素
７３…消光色素
７７…交流電源
７９…紫外線ランプ
８２、９０…調節部
８４…検出部
８６…感応部
８８…結合部
９２…測定ユニット
９６…電源
９８…励起光源
１００…蛍光測定ユニット
【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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