(57)【要約】【課題】簡便に製造することができ、検出対象物の検出を容易に行うことが可能な検出装置を提供する。【解決手段】  目標物質を検出する検出装置１００であって、膜体１０２と、前記膜体１０２に埋設されるとともに、前記膜体１０２の表面に露出する露出部１０４を有する支持部材１０９と、前記露出部１０４において前記支持部材１０９に支持される受容体１０５と、前記受容体１０５の前記目標物質１０６との結合状態を検出する検出器１０８と、を有する検出装置１００である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
目標物質を検出する検出装置であって、
膜体と、
前記膜体に埋設されるとともに、前記膜体の表面に露出する露出部を有する支持部材と、
前記露出部において前記支持部材に支持される受容体と、
前記受容体の前記目標物質との結合状態を検出する検出器と、
を有することを特徴とする検出装置。
【請求項２】
前記膜体は、互いに重なり合って接合する前記支持部材により形成されたネットワークを有していることを特徴とする請求項１に記載の検出装置。
【請求項３】
前記検出装置は、前記支持部材に電位を供給する電源装置を備えており、
前記検出器は、前記受容体と前記目標物質との電気化学反応に伴い発生する発光を検出する光計測器であることを特徴とする請求項１又は２に記載の検出装置。
【請求項４】
前記検出器は、前記受容体と前記目標物質との電気化学反応により発生する電気信号を検出する電気信号検出器であることを特徴とする請求項１又は２に記載の検出装置。
【請求項５】
前記検出装置は、前記膜体に向けて光を照射する紫外可視光ランプをさらに備えており、
前記検出器は、前記紫外可視光ランプから照射された光の前記膜体の通過光の波長の光量を検出する分光光度計であることを特徴とする請求項１又は２に記載の検出装置。
【請求項６】
前記支持部材は、１ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の断面直径を有する線材であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の検出装置。
【請求項７】
前記支持部材は、金、白金、銀、ニッケル、コバルトからなる群から選択される少なくとも一種の金属を含む導電性材料により形成されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の検出装置。
【請求項８】
前記膜体は、３５０ｎｍ以上８００ｎｍ以下の光波長域において８０％以上の光透過率を有する光透過性絶縁膜であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の検出装置。
【請求項９】
前記受容体は、ヌクレオチド、ペプチド、リガンド、核酸、ペプチド、アミノ酸、及び酵素基質からなる群より選択される少なくとも一つであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の検出装置。
【請求項１０】
前記膜体と、前記支持部材と、前記受容体とを有する検査部品が交換可能に構成されることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の検出装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の検出装置に使用される前記検査部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出装置に係り、特に医療分野における生体物質の検出に用いられる検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、医用分析分野において、検体中に含まれる特定の物質を検出する検出装置として、カーボンナノチューブ等のナノワイヤを用いた検出センサが提案されている。
【０００３】
例えば特許文献１には、金属膜に対して垂直方向に接続された柱状のカーボンナノチューブ間に絶縁膜が充填されており、絶縁膜から露出するカーボンナノチューブの頂頭部において、生体物質を捕捉するように構成された検出センサが開示されている。
【０００４】
特許文献１に記載の検出センサでは、カーボンナノチューブの頂頭部に捕捉された生体物質と頂頭部との電気化学反応に基づく電気信号を、カーボンナノチューブを介して外部の検出回路に伝達することで、生体物質を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許ＵＳ７、９３９、７３４Ｂ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１においては、カーボンナノチューブは、化学気相成長法により柱状に形成されることで、外部の検出回路に導通する電極として機能している。このため、ナノチューブの製造に高精度の制御が求められ、また製造コストが高くなり易い。また、特許文献１に記載の検出センサでは、ナノチューブの頭頂部の極微小な面を、目標物を捕捉する捕捉点としているため、検出し易さの面でも問題がある。
【０００７】
また、医用分析分野においては、多様な生体物質の検出が行われる場合を考慮して、使い捨て利用が可能な、簡便に製造できる検出装置が求められているが、上記特許文献１に記載の技術では、この点は検討されていない。
【０００８】
そこで本発明の目的は、簡便に製造することができ、検出対象物の検出を容易に行うことが可能な検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る検出装置の好ましい実施形態としては、目標物質を検出する検出装置であって、膜体と、前記膜体に埋設されるとともに、前記膜体の表面に露出する露出部を有する支持部材と、前記露出部において前記支持部材に支持される受容体と、前記受容体の前記目標物質との結合状態を検出する検出器と、を有することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る検査部品の好ましい実施形態としては、上記した実施形態に係る検出装置に使用されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、簡便に製造することができ、検出対象物の検出を容易に行うことが可能な検出装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例１に係る検出装置の構成を示す概略図である。
【図２】実施例２に係る検出装置の構成を示す概略図である。
【図３】実施例３に係る検出装置の構成を示す概略図である。
【図４】実施例４に係る検出装置の構成を示す概略図である。
【図５】実施例５に係る検出装置の構成を示す概略図である。
【図６】実施例５の検出装置に備えられた絶縁膜表面の画像である。
【図７】実施例５の検出装置に備えられた絶縁膜表面の画像である。
【図８】実施例６に係る検出装置の構成を示す概略図である。
【図９】実施形態に係る検出装置に備えられる検査部品の製造工程を説明する図である。
【図１０】実施例１に係る検出装置の製造工程を説明する図である。
【図１１】実施例３に係る検出装置の製造工程を説明する図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図１乃至図１１を用いて説明する。
【実施例１】
【００１４】
以下に、実施例１に係る検出装置の構成を、図１を用いて説明する。実施例１は、電気化学発光法により目標物質を検出する検出装置の構成例である。
【００１５】
図１に示すように、実施例１に係る検出装置１００は、支持基板１０１の表面に、絶縁膜１０２が形成されている。絶縁膜１０２の内部には、線材１０９が複数本埋設されており、これらの線材１０９が互いに重なり合って、線材１０９のネットワーク１０３（以下、単にネットワーク１０３と示す。）が形成されている。ネットワーク１０３は、線材１０９の一部が互いに重なり合って接合することで、絶縁膜１０２の平面方向に連続的な導電性を発現する導電体を形成している。
【００１６】
絶縁膜１０２の表面には、線材１０９の一部が点状に露出して露出部１０４が形成されている。受容体１０５は、検出対象である目標物質１０６と結合するものである。線材１０９は、露出部１０４において受容体１０５を支持する支持部材として機能する。絶縁膜１０２は、膜体として設けられており、以下の実施例２〜８の絶縁膜２０２〜８０２についても同様である。
【００１７】
実施例１では、支持基板１０１、線材１０９によりネットワーク１０３が形成された絶縁膜１０２、露出部１０４において線材１０９により支持された受容体１０５により、検査部品１１０が形成されている。検査部品１１０は、検査装置１００に対して交換可能に備えられている。検査部品１１０は、絶縁膜１０２中に線材１０９を含有させて形成した構成とすることで、後に図９を用いて説明するように、安価かつ容易に製造することができる。
【００１８】
検査部品１１０において、ネットワーク１０３を形成する線材１０９の一方の端部には、配線１１１により、電源装置１１２が接続されている。具体的には、例えば後述する製造工程の説明の図１０（４）において示すように、絶縁膜１０２の両端部に接続電極（図１０（４）では接続電極８０５）を形成する。そして、この接続電極を、配線１１１（図１０（４）では配線８０６）により電源装置１１２（図１０（４）では電源装置８０７）と接続する。これにより、絶縁膜１０２から露出する線材１０９の一部が、接続電極と接続され、配線１１１と線材１０９のネットワーク１０３とが電気的に接続される。
【００１９】
図１に示す例では、絶縁膜１０２において受容体１０５が支持されている側の面（以下、単に絶縁膜１０２の表面と示す。）の上方に、光計測器１０８が設けられている。
【００２０】
実施例１では、例えば目標物質を含む溶液（以下、単に検体と示す。）を、スポイトにより分取し、絶縁膜１０２の表面に滴下する。検体に目標物質１０６が含まれている場合、この目標物質１０６は、受容体１０５に結合される（図１参照。）。目標物質１０６は、受容体１０５との間の抗原抗体反応（相互作用）により受容体１０５に固定され、結合体１１３を形成する。
【００２１】
実施例１の検出装置１００では、受容体１０５に目標物質１０６が結合した状態で、電源装置１１２からネットワーク１０３に電位を与える。電源装置１１２から与えられた電位は、ネットワーク１０３を介して、露出部１０４に支持されている受容体１０５と目標物質１０６との結合体１１３に与えられる。
【００２２】
すなわち、ネットワーク１０３を有する絶縁膜１０２では、露出部１０４により、絶縁膜１０２の膜外との電気的な導通状態が得られており、露出部１０４は表面電極として機能する。このため、ネットワーク１０３に与えられた電位は、露出部１０４から結合体１１３に伝えられる。電位を与えられた受容体１０５と目標物質１０６は、電気化学反応により発光１０７を発生する。
【００２３】
電気化学反応により発生した発光１０７は、光計測器１０８により検出されて分光測定される。これにより、受容体１０５と目標物質１０６との結合状態が検出され、目標物質１０６が検出、判別される。
【００２４】
絶縁膜１０２は、絶縁性を有し、かつナノワイヤを支持できるものであれば、特に限定されないが、例えばポリエステル樹脂等の、可撓性を有する合成樹脂を用いて形成することができる。このような合成樹脂は、目標物質を含む検体との反応性が低く、耐腐食性に優れるため好ましい。ポリエステル樹脂としては、例えばポリエチレンテレフタラートを用いることができる。絶縁膜１０２の厚さは特に限定されないが、使用時の取り扱い性の観点から、一般には、１ｍｍ以下である。
【００２５】
支持基板１０１は、絶縁膜１０２を支持することができ、かつ検体に対する耐腐食性を有するものであれば、特に限定されない。製造時や使用時における取り扱い性及び検体に対する耐腐食性の観点から、例えばガラス基板を好適に用いることができる。支持基板１０１の厚さは特に限定されないが、使用時の取り扱い性の観点から、一般には、５ｍｍ以下である。
【００２６】
線材１０９は、電気抵抗が低く導電性の良好な導電性材料を用いて形成されることが好ましい。具体的には、例えば金、白金、銀、ニッケル、コバルトからなる群から選択される少なくとも一種の金属を含む金属材料により形成される金属ワイヤや、カーボンナノチューブを用いることができる。
【００２７】
線材１０９を金属材料により形成する場合、上記した金属元素から選択される一の元素単独で線材を形成してもよく、あるいは、上記した金属元素から選択される二以上の元素で線材を形成したり、上記した金属元素から選択される二以上の元素を含む合金により線材を形成したりしてもよい。
【００２８】
線材１０９の断面直径は、絶縁膜１０２内に収まり、かつ絶縁膜１０２内でネットワーク１０３を形成できる大きさであれば、特に限定されない。線材１０９としては、断面直径が概ね１ｎｍ〜１０００ｎｍ、より好ましくは１０ｎｍ〜１００ｎｍのナノワイヤを用いることが好ましい。線材１０９の断面直径が１０００ｎｍを超えると、線材１０９が互いに重なり合ったときに、絶縁膜１０２の表面から線材１０９が露出し易くなり、使用時に漏電を生じ易くなる。
【００２９】
線材１０９の長さは特に限定されないが、製造時における取り扱い性の観点から、０．００１ｍｍ〜１ｍｍが好ましく、０．０１ｍｍ〜０．１ｍｍがより好ましい。
【００３０】
ネットワーク１０３は、絶縁膜１０２の表面から、１０ｎｍ〜４０ｎｍの内層厚の領域内に含有されていることが好ましい。ここで内層厚とは、絶縁膜１０２の表面から所定の厚さまでの範囲の領域の、厚さ方向の境界である。
【００３１】
目標物質１０６は、検体に含有される抗原体群より選択されるいずれか一以上である。目標物質１０６としては、具体的には、例えば蛋白質、核酸、糖、アミノ酸、及びペプチドが挙げられる。
【００３２】
受容体１０５としては、上記した目標物質１０６と結合する抗体群より選択されるいずれか一以上を用いることができる。受容体１０５としては、具体的には、例えばヌクレオチド、ペプチド、リガンド、核酸、ペプチド、アミノ酸、及び酵素基質からなる群より選択される少なくとも一つを用いることができる。
【００３３】
以上説明した実施例１の検出装置では、簡易に製造可能な検査部品１１０を用いて、目標物質の検出を行うことができる。また、実施例１の検出装置では、目標物質１０６と受容体１０５との電気化学反応による発光を用いることで、目標物質１０６の検出を容易に行うことができる。また、実施例１の検出装置では、絶縁膜１０２の表面には、露出部１０４が点状に形成されており、絶縁膜１０２上に滴下した検体等の液体による、漏電の発生が防止されている。
【実施例２】
【００３４】
実施例２に係る検出装置２００の構成を、図２を用いて説明する。  
検出装置２００は、光計測器が２箇所に設置されている点が、実施例１の検出装置１００と異なっている。検出装置２００のその他の基本的な構成は、実施例１の検出装置１００と同様である。以下、実施例１の検出装置１００と異なる構成について説明し、実施例１と同じ構成については、その説明を省略する。
【００３５】
実施例２では、光透過性支持基板２０１、線材２０９によりネットワーク２０３が形成された絶縁膜２０２、及び露出部２０４において線材２０９により支持された受容体２０５を有する検査部品２２０を備えている。検査部品２２０の基本的な構成は、実施例１の検査部品１１０と同様であり、その説明を省略する。
【００３６】
検出装置２００は、絶縁膜２０２の表面の上方に備えられた光計測器２１０と、検査部品２２０を挟んで、光計測器２１０と反対側に備えられた光計測器２１１とを有している。
【００３７】
実施例２では、実施例１と同様、受容体２０５と目標物質２０６との結合体２１４は、配線２１２により接続された電源装置２１３からネットワーク２０３を介して電位が与えられることで、電気化学反応により発光する。
【００３８】
実施例２では、電気化学反応により生じた発光のうち、絶縁膜２０２の表面の前方側に向けて照射される発光２０７は、光計測器２１０により検出される。また、絶縁膜２０２及び光透過性支持基板２０１を透過して、絶縁膜２０２の表面の後方側に向けて照射される発光２０８は、光計測器２１１により検出される。これらの発光２０７、２０８は、それぞれ光計測器２１０、２１１により分光測定される。
【００３９】
実施例２では、光計測器による計測箇所を増やすことで、より高精度な検出結果を得ることができる。すなわち、受容体２０５と目標物質２０６との電気化学反応による発光は、図２に示すように、発光源から全方位に等方的に放射される。このため、実施例１では発光計測に寄与することなく損失していた発光２０８を、実施例２において増設した光計測器２１１により、目標物質２０６の検出に利用することができる。このため、得られる検出信号における信号／ノイズ比が高められ、よりより高精度な検出結果を得ることができる。
【００４０】
実施例２では、目標物質２０６と受容体２０５との結合体２１４からの発光が、検査部品２２０を透過するように、各構成部材として以下のものを使用する。なお、実施例１と共通する構成については、その説明を省略する。
【００４１】
絶縁膜２０２は、実施例１において説明した絶縁膜１０２の特性を有し、かつ受容体２０５と目標物質２０６との電気化学反応により発生する光に対する光透過性を有する光透過性絶縁樹脂を用いて形成することができる。
【００４２】
具体的には、例えば３５０ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長域において、８０％以上の光透過率を有する光透過性絶縁樹脂を好適に用いることができ、例えばポリエステル樹脂等の合成樹脂を用いることができる。絶縁膜の厚さは特に限定されないが、例えば３５０ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長域の光に対する光透過性を得る観点から、概ね１ｍｍ以下とすることが好ましい。
【００４３】
光透過性支持基板２０１は、実施例１において説明した支持基板１０１の特性を有し、かつ受容体２０５と目標物質２０６との電気化学反応により発生する光に対する光透過性を有する支持基板を使用する。具体的には、例えばガラス基板を用いることができる。光透過性支持基板２０１の厚さは、特に限定されないが、例えば３５０ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長域の光に対する光透過性を得る観点から、概ね５ｍｍ以下とすることが好ましい。
【００４４】
線材２０９としては、実施例１の線材１０９の構成材料として説明したのと同様の金属材料により形成される金属ワイヤやカーボンナノチューブを好適に用いることができる。
【００４５】
線材２０９は、ネットワーク２０３を含有する絶縁膜２０２において良好な光透過性を得る観点から、断面直径が概ね１ｎｍ〜１０００ｎｍ、より好ましくは１０ｎｍ〜１００ｎｍのナノワイヤを用いることが好ましい。線材２０９の断面直径が１０００ｎｍを超えると、結合体２１４から絶縁膜２０２に向けて照射される発光２０８が線材２０９のネットワーク２０３により遮られて、光計測器２１１により検出される光量が低減する。
【００４６】
線材２０９の長さは、実施例１と同様、０．００１ｍｍ〜１ｍｍが好ましく、０．０１ｍｍ〜０．１ｍｍがより好ましい。
【００４７】
実施例１及び２に記載した検出装置は、電気化学発光免疫測定法に基づく検出方法に適用することができる。例えば絶縁膜２０２の表面に形成された露出部２０４に、受容体２０５としてモノクローナル抗体を結合させ、電源装置２１３からネットワーク２０３に電位を与えることで、例えばがん細胞等の抗原との電気化学反応により形成されたルテニウム錯体が、電位エネルギーにより発光する。光計測器２１０、２１１は、ルテニウム錯体からの発光を検出し、この光量を測定することで、目標物質２０６を判別する。
【００４８】
なお、実施例１〜２では、支持部材として線材１０９、２０９を用いた場合を例に説明したが、支持部材としては、受容体を支持可能であり、かつ互いに接合してネットワーク状の導電体を形成可能なものであれば、必ずしも線材に限定されない。支持部材としては、例えば円形又は楕円形の粒状体であってもよい。
【実施例３】
【００４９】
実施例３に係る検出装置３００の構成を、図３を用いて説明する。実施例３は、電気信号の検出により目標物質を検出する検出装置の構成例である。
【００５０】
検出装置３００は、支持基板３０１、線材３０９によりネットワーク３０３が形成された絶縁膜３０２、及び露出部３０４において線材３０９により支持された受容体３０５を有する検査部品３１０を交換可能に備えている。検査部品３１０の基本的な構成は、実施例１の検査部品１１０と同様であり、その説明を省略する。
【００５１】
検出装置３００では、検査部品３１０において、ネットワーク３０３を形成する線材３０９の一方の端部に、配線３１１により電気信号検出器３１２が接続されている。
【００５２】
具体的には、例えば図１１（４）に示すように、絶縁膜３０２の端部に接続電極（図１１（４）では接続電極９０５）を形成する。そして、この接続電極を、配線３１１（図１１（４）では配線９０６）により電気信号検出器３１２（図１１（４）では電気信号検出器９０７）と接続する。これにより、絶縁膜３０２から露出する線材３０９の一部が、接続電極と接続され、配線３１１と線材３０９のネットワーク３０３とが電気的に接続される。
【００５３】
図３に示す例では、絶縁膜３０２の表面の上方に、紫外可視光ランプ３０７が設けられている。
【００５４】
実施例３の検出装置３００では、実施例１と同様にして、検体を絶縁膜３０２の表面に滴下した後、紫外可視光ランプ３０７から絶縁膜３０２に向けて、紫外光３０８を照射する。
【００５５】
検体に含まれる目標物質３０６が受容体３０５と結合した場合、受容体３０５と目標物質３０６とは、両者の相互作用により結合体３１３を形成し、紫外光３０８の照射により、三極電極法に基づく電気化学反応を生じて電気信号を発生する。電気化学反応により発生した電気信号は、露出部３０４及びネットワーク３０３を介して、電気信号検出器３１２で検出される。これにより、受容体３０５と目標物質３０６との結合状態が検出され、目標物質３０６が検出、判別される。
【００５６】
なお、検査部品３１０を構成する線材３０９の種類及び寸法、支持基板３０１の種類及び厚さ、絶縁膜３０２の種類及び厚さ、受容体３０５及び目標物質３０６の種類は、それぞれ、実施例１の線材１０９、支持基板１０１、絶縁膜１０２、受容体１０５及び目標物質１０６について説明したのと同様であり、説明を省略する。
【００５７】
以上説明した実施例３の検出装置では、簡易に製造可能な検査部品３１０を用いて、目標物質３０６の検出を行うことができる。また、実施例３の検出装置では、絶縁膜３０２の表面には、露出部３０４が点状に形成されており、絶縁膜３０２上に滴下した検体等の液体による、漏電の発生が防止されている。
【実施例４】
【００５８】
実施例４に係る検出装置４００の構成を、図４を用いて説明する。  
実施例３では、紫外可視光ランプ３０７が、絶縁膜３０２の表面側に設置されているが、実施例４では、紫外可視光ランプが、検査部品に対して実施例３とは反対側に設置されている点が、実施例３と異なっている。実施例４の検出装置４００のその他の基本的な構成は、実施例３と同様である。
【００５９】
検出装置４００は、実施例３と同様、光透過性支持基板４０１、線材４０９によりネットワーク４０３が形成された絶縁膜４０２、及び露出部４０４において線材４０９により支持された受容体４０５を有する検査部品４１０を備えている。検査部品４１０の基本的な構成は、実施例３の検査部品３１０と同様であり、その説明を省略する。
【００６０】
検出装置４００では、紫外可視光ランプ４０７が、絶縁膜４０２の表面とは反対側に設置されている。
【００６１】
検査部品４１０において、ネットワーク４０３を形成する線材４０９の一方の端部に、配線４１１により電気信号検出器４１２が接続されており、検出装置４００による目標物質４０６の検出は、実施例３の検出装置３００と同様にして行うことができる。
【００６２】
実施例４では、紫外可視光ランプ４０７からの紫外光４０８が、受容体４０５と目標物質４０６との結合体４１３に到達するように、検査部品４１０の構成部材として、下記のものを使用する。
【００６３】
絶縁膜４０２は、３５０ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長域において、８０％以上の光透過率を有する光透過性絶縁樹脂を使用することが好ましい。光透過性支持基板４０１としては、３５０ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長域の光に対する光透過性を有する支持基板を使用することが好ましい。
【００６４】
また、ネットワーク４０３を形成する線材４０９の断面直径としては、ネットワーク４０３を有する絶縁膜４０２において良好な光透過性を得る観点から、１ｎｍ〜１０００ｎｍが好ましく、１０ｎｍ〜１００ｎｍがより好ましい。
【００６５】
実施例４によれば、紫外可視光ランプの設置個所を変更可能とすることで、分析装置の設計自由度を向上させることができる。
【００６６】
なお、実施例３〜４では、支持部材として線材３０９、４０９を用いた場合を例に説明したが、支持部材としては、受容体を支持可能であり、かつ互いに接合してネットワーク状の導電体を形成可能なものであれば、必ずしも線材に限定されない。支持部材としては、例えば円形又は楕円形の粒状体であってもよい。
【実施例５】
【００６７】
実施例５に係る検出装置５００の構成を、図５を用いて説明する。実施例５は、光吸収分光法を用いた光学検査により目標物質を検出する検出装置の構成例である。
【００６８】
検出装置５００は、光透過性支持基板５０１、線材５０９によりネットワーク５０３が形成された絶縁膜５０２、露出部５０４において線材５０９により支持された受容体５０５を有する検査部品５１０を交換可能に備えている。検査部品５１０の基本的な構成は、実施例１の検査部品１１０と同様であり、その説明を省略する。
【００６９】
実施例５の検出装置５００では、絶縁膜５０２の表面の上方に紫外可視光ランプ５０７が設けられており、絶縁膜５０２の表面と反対側に、分光光度計５０８が設けられている。
【００７０】
実施例５の検出装置５００では、実施例１と同様にして、検体を絶縁膜５０２の表面に滴下した後、紫外可視光ランプ５０７から絶縁膜５０２に向けて光を照射する。
【００７１】
検体に含まれる目標物質５０６が受容体５０５と結合して結合体５１１が形成された場合、紫外可視光ランプ５０７から照射された光（光波長域：３５０ｎｍ以上８００ｎｍ以下）は、絶縁膜５０２の表面に到達したときに、特定の波長域が結合体５１１により吸収される。分光光度計５０８は、光吸収分光法により、絶縁膜５０２の通過光の波長の光量を計測することで、受容体５０５と目標物質５０６との結合状態を検出し、目標物質５０６を検出、判別する。
【００７２】
絶縁膜５０２としては、線材５０９を支持することができ、かつ紫外可視光ランプ５０７からの照射光に対する光透過性を有するものを使用する。具体的には、例えば３５０ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長域において、８０％以上の光透過率を有する光透過性樹脂材料を用いることが好ましく、例えばポリエステル樹脂等の、可撓性を有する合成樹脂を用いることができる。このような合成樹脂は、目標物質を含む検体との反応性が低く、耐腐食性に優れるため好ましい。ポリエステル樹脂としては、例えばポリエチレンテレフタラートを用いることができる。
【００７３】
絶縁膜５０２の厚さは特に限定されないが、使用時の取り扱い性及び３５０ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長域の光に対する光透過性の観点から、一般には、１ｍｍ以下である。
【００７４】
ネットワーク５０３は、絶縁膜５０２の表面から１０ｎｍ〜４０ｎｍの内層厚の領域内に含有されていることが好ましい。
【００７５】
光透過性支持基板５０１としては、絶縁膜５０２を支持することができ、かつ紫外可視光ランプ５０７からの照射光に対する光透過性を有するものであれば、特に限定されないが、製造時や使用時における取り扱い性及び検体に対する耐腐食性の観点から、例えばガラス基板を好適に用いることができる。
【００７６】
光透過性支持基板５０１の厚さは特に限定されないが、３５０ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長域の光に対する光透過性を得る観点から、概ね５ｍｍ以下とすることが好ましい。
【００７７】
線材５０９としては、受容体５０５を支持可能なものであれば、特に限定することなく用いることができる。受容体５０５を安定して保持する観点から、例えば金、白金、銀、ニッケル、コバルトからなる群から選択される少なくとも一種の金属材料により形成される金属ナノワイヤや、カーボンナノチューブを用いることができる。
【００７８】
線材５０９を金属材料により形成する場合、上記した金属元素から選択される一の金属元素単独で線材を形成してもよく、あるいは、上記した金属元素から選択される二以上の元素で線材を形成したり、上記した金属元素から選択される二以上の元素を含む合金により線材を形成したりしてもよい。
【００７９】
線材５０９としては、絶縁膜５０２内でネットワーク５０３を形成することができ、かつネットワーク５０３を含有する絶縁膜５０２において、良好な光透過性を得る観点から、断面直径が概ね１ｎｍ〜１０００ｎｍ、より好ましくは１０ｎｍ〜１００ｎｍのナノワイヤを用いることが好ましい。線材５０９の断面直径が１０００ｎｍを超えると、紫外可視光ランプ５０７から照射された光が、ネットワーク５０３により遮られ、分光光度計５０８により検出される光量が低減する。
【００８０】
線材５０９の長さは、実施例１と同様、０．００１ｍｍ〜１ｍｍが好ましく、０．０１ｍｍ〜０．１ｍｍがより好ましい。
【００８１】
受容体５０５及び目標物質５０６としては、実施例１で説明したのと同様のものを用いることができ、その説明を省略する。
【００８２】
検出装置５００に備えられた検査部品５１０における、絶縁膜５０２の画像を図６に示す。図６中、暗部は絶縁膜５０２であり、明部は線材である金属ナノワイヤ５０９である。図６より、絶縁膜５０２内に、金属ナノワイヤ５０９のネットワーク５０３が形成されているのが確認できる。
【００８３】
図７に、線材である金属ナノワイヤ５０９の露出部５０４の画像を示す。図７中、暗部は絶縁膜５０２であり、明部は露出部５０４である。図７に示すように、絶縁膜５０２の表面には、金属ナノワイヤの露出部５０４が点状に現れており、絶縁膜５０２の表面全体に、露出部５０４が分布しているのが確認できる。
【００８４】
なお、上記の説明では、膜体として絶縁膜５０２を用いた場合について説明したが、実施例５では、膜体は必ずしも絶縁性のものでなくてもよい。以下で説明する実施例６でも同様である。
【００８５】
以上説明した実施例５の検出装置では、簡易に製造可能な検査部品５１０を用いて、目標物質５０６の検出を行うことができる。また、実施例５の検出装置では、光吸収分光法を用いることで、目標物質５０６の検出を容易に行うことができる。
【実施例６】
【００８６】
実施例６に係る検出装置６００の構成を、図８を用いて説明する。  
検出装置６００では、紫外可視光ランプ６０７及び分光光度計６０８の設置位置を、実施例５の検出装置５００における紫外可視光ランプ５０７及び分光光度計５０８の設置位置と反対にした例を示している。
【００８７】
すなわち、実施例６の検出装置６００では、絶縁膜６０２の表面の上方に、分光光度計６０８が設けられており、検査部品６１０を挟んで分光光度計６０８と反対側に、紫外可視光ランプ６０７が設けられている。
【００８８】
なお、実施例６の検出装置６００は、紫外可視光ランプ６０７及び分光光度計６０８の設置位置以外の点は、実施例５の検出装置５００と同様である。
【００８９】
実施例６の検出装置６００では、紫外可視光ランプ６０７から照射された光は、光透過性支持基板６０１及び絶縁膜６０２を透過して、絶縁膜６０２の表面に達したときに、受容体６０５と目標物質６０６との結合体６１１により、所定の波長域の光が吸収される。分光光度計６０８は、光吸収分光法により、絶縁膜６０２の通過光の波長の光量を計測することで、受容体６０５と目標物質６０６との結合状態を検出し、目標物質６０６を検出、判別する。
【００９０】
実施例６に示すように、光透過性支持基板６０１及び絶縁膜６０２として、光透過性を有するものを使用することで、紫外可視光ランプ６０７と分光光度計６０８の設置位置を適宜変更することができる。すなわち、光の反射損失を考慮して、目標物質と受容体との結合体に対する光の入射方向を適宜選択することができ、分光光度計６０８において、信号／ノイズ比の高い、良好な検出信号を取得することができる。このため、目標物質の有無を、高精度に検出することができる。
【００９１】
なお、実施例５〜６では、支持部材として線材５０９、６０９を用いた場合を例に説明したが、支持部材としては、受容体を支持可能であり、かつ互いに接合してネットワークを形成可能なものであれば、必ずしも線材に限定されない。支持部材としては、例えば円形又は楕円形の粒状体であってもよい。
【００９２】
以上実施例１〜６で説明したように、本発明の検出装置は、多様な検出方法に適用することが可能である。
【００９３】
実施例１〜６に係る検出装置は、主に医用分析分野に適用されるが、その他の分析分野においても適用することが可能である。
【実施例７】
【００９４】
次に、実施例１〜６の検出装置に備えられる検査部品の製造工程を、図９を用いて説明する。
【００９５】
まず、図９（１）に示すように、光透過性支持基板７０１を用意する。  
次に、光透過性支持基板７０１上に、金属ナノワイヤ７０９のネットワーク７０３を含有する絶縁膜７０２を形成する。
【００９６】
具体的には、絶縁膜７０２の原料となる樹脂材料溶液に金属ナノワイヤ７０９を混合した混合物を、光透過性支持基板７０１上で固形化させる。これにより、光透過性支持基板７０１上に、金属ナノワイヤ７０９のネットワーク７０３を含有する絶縁膜７０２を形成することができる。
【００９７】
樹脂材料としては、例えば、３５０ｎｍ以上８００ｎｍ以下の光波長域で８０％以上の光透過率を得られる光透過性の絶縁樹脂材料を使用することができる。
【００９８】
金属ナノワイヤ７０９としては、例えば金、白金、銀、ニッケル、コバルトからなる群から選択される少なくとも一種の金属材料により形成される金属ナノワイヤを用いることができる。なお、図９に示す例では、線材として金属ナノワイヤを使用したが、線材としてカーボンナノチューブを用いることも可能である。
【００９９】
金属ナノワイヤ７０９の断面直径としては、１ｎｍ〜１０００ｎｍが好ましく、１０ｎｍ〜１００ｎｍがより好ましい。金属ナノワイヤ７０９の長さとしては、０．００１ｍｍ〜１ｍｍが好ましく、０．０１ｍｍ〜０．１ｍｍがより好ましい。
【０１００】
上記した金属ナノワイヤ７０９を、絶縁樹脂材料に分散させた状態で固化することで、絶縁膜７０２内に、金属ナノワイヤ７０９が互いに重なり合って接合する金属ナノワイヤネットワーク７０３が形成される。
【０１０１】
このとき、金属ナノワイヤ７０９は、固形化後の絶縁膜７０２表面からその一部が点状に露出して露出部７０４を形成するように、絶縁膜７０２の一方の主面側に偏在させて混合することが好ましい。具体的には、金属ナノワイヤネットワーク７０３が、絶縁膜７０２の表面から１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下の内層厚の領域内に形成されるように、金属ナノワイヤ７０９を、絶縁膜７０２の一方の主面側に偏在させて混合することが好ましい。
【０１０２】
次に、図９（２）で形成した、金属ナノワイヤネットワーク７０３を有する絶縁膜７０２の露出部７０４に、受容体７０５を結合させる（図９（３）参照。）。具体的には、例えば、受容体７０５を混合した溶液を、図９（２）に示す絶縁膜７０２の表面に塗布した後、溶媒を除去することで、露出部７０４に受容体７０５を結合させることができる。
【０１０３】
以上、図９（１）〜（３）で説明した工程を行うことにより、実施例１〜６の検出装置に備えられる検査部品７１０を製造することができる。
【実施例８】
【０１０４】
次に、実施例１に係る検出装置の製造方法について、図１０を用いて説明する。なお、図１０では、光計測器は、図示を省略している。
【０１０５】
まず、図１０（１）〜図１０（２）に示すように、光透過性支持基板８０１を用意した後、光透過性支持基板８０１上に、金属ナノワイヤネットワーク８０３を含有する絶縁膜８０２を形成する。これにより、検査部品８１０を得る。
【０１０６】
なお、図１０（２）には、受容体は図示していないが、実施例７で説明したのと同様の方法により、金属ナノワイヤ８０９の露出部８０４に、受容体を結合させることができる。図１０（２）に示す検査部品８１０の構成は、図９（３）に示す検査部品７１０の構成と同様であり、製造工程の詳細な説明は省略する。
【０１０７】
次に、図１０（３）に示すように、絶縁膜８０２の両端部を覆うように、接続電極８０５を形成する。接続電極８０５は、例えば、粒子状又は鱗片状の銀材料を含有させた導電性樹脂材料を、印刷法を用いて塗膜する。この導電性樹脂材料の樹脂成分を硬化させることで、絶縁膜８０２の端部表面に露出する金属ナノワイヤと、導電性樹脂材料に含まれる銀材料とが接合して、電気的な導通経路が形成される。これにより、電気的接続を担う外部端子としての接続電極８０５が形成される。
【０１０８】
なお、ここでは、接続電極８０５を、印刷法により形成した例を示したが、他の手法として、例えばスパッタ法や蒸着法により、所望の形状のマスクを通して、銀パラジウム銅合金を成膜する方法を用いることも可能である。
【０１０９】
次に、接続電極８０５に配線８０６を接続し、配線８０６を電源装置８０７と接続する。これにより、検出装置８００を得ることができる。
【０１１０】
図１０（２）で説明した受容体の露出部８０４への結合は、接続電極８０５の形成後（図１０（３））、又は電源装置８０７の接続後（図１０（４））に行ってもよい。
【０１１１】
以上説明した検出装置８００によれば、金属ナノワイヤネットワーク８０３に、検査部品８１０の外部に設置した電源装置８０７から電位を与えることが可能となる。
【０１１２】
なお、図１０では、実施例１に係る検出装置の製造工程を例に説明したが、図１０で説明したのと同様に工程により、実施例３に係る検出装置を製造することができる。
【０１１３】
図１１は、実施例３に係る検出装置の製造工程を説明する図である。実施例３に係る検出装置は、電源装置８０７に代えて、電気信号検出器９０７を接続する点以外は、図１０で説明したのと同様の方法により製造することができ、その説明は省略する。
【符号の説明】
【０１１４】
１００、２００、３００、４００、５００、６００、８００、９００…検出装置、１０１、３０１…支持基板、２０１、４０１、５０１、６０１、７０１、８０１、９０１…光透過性支持基板、１０２、２０２、３０２、４０２、５０２、６０２、７０２、８０２、９０２…絶縁膜、１０３、２０３、３０３、４０３、５０３…ネットワーク、７０３、８０３、９０３…金属ナノワイヤネットワーク、１０４、２０４、３０４、４０４、５０４、７０４、８０４、９０４…露出部、１０５、２０５、３０５、４０５、５０５、６０５、７０５…受容体、１０６、２０６、３０６、４０６、５０６、６０６…目標物質、１０７、２０７、２０８…発光、１０８、２１０、２１１…光計測器、１０９、２０９、３０９、４０９、５０９…線材、５０９、７０９、８０９、９０９…金属ナノワイヤ、１１０、２２０、３１０、４１０、５１０、６１０、７１０、８１０…検査部品、１１１、２１２、３１１、４１１、８０６、９０６…配線、１１２、２１３、８０７…電源装置、１１３、２１４、３１３、４１３、５１１、６１１…結合体、３０７、４０７、５０７、６０７…紫外可視光ランプ、３０８、４０８…紫外光、３１２、４１２、９０７…電気信号検出器、５０８、６０８…分光光度計、８０５、９０５…接続電極
【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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