(57)【要約】【課題】本発明は、従来よりも大幅にコンパクトで簡単な方法で磁性粒子の磁気集合・除去等を行うことである。【解決手段】本発明による磁性粒子の磁気集合・除去方法及び装置と基板と測定装置は、基板(1)上の複数の配線パターン(2,3)間の検出領域(4)に磁性粒子を含む溶液を滴下し、各配線パターン(2,3)に通電することにより、測定対象物質と磁性粒子を結合させ、測定対象物質と未結合の磁性粒子を磁気的に移動させて除去することにより、小型でかつ簡単な装置によって磁性粒子の除去を行うことができるようにした方法と構成である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
間隙を介して形成された少なくとも２本の導電性の配線パターンと前記配線パターン間に挟まれて形成され測定対象物質と特異的に結合する物質を固定化した検出領域とからなる基板と、各々の配線パターンから夫々独立して任意の強度の磁場勾配を発生させるための電流源と、
を備えることを特徴とするバイオセンシング装置。
【請求項２】
測定対象物質と特異的に結合する物質を固定化した磁性粒子を更に備えることを特徴とする請求項１に記載のバイオセンシング装置。
【請求項３】
測定対象物質と同じ物質を固定化した磁性粒子を更に備えることを特徴とする請求項１に記載のバイオセンシング装置。
【請求項４】
磁性粒子が蛍光物質などの色素を封入していることを特徴とする請求項２又は３に記載のバイオセンシング装置。
【請求項５】
前記配線パターンは直線形に形成されていることを特徴とする請求項１ないし４の何れか１項に記載のバイオセンシング装置。
【請求項６】
複数の前記配線パターンは平行に形成されていることを特徴とする請求項５に記載のバイオセンシング装置。
【請求項７】
前記配線パターンは円形または多角形の環状に形成されていることを特徴とする請求項１ないし４の何れか１項に記載のバイオセンシング装置。
【請求項８】
複数の前記環状の配線パターンは同心円状に形成されていることを特徴とする請求項７に記載のバイオセンシング装置。
【請求項９】
前記環状の配線パターンは複数個が配列して形成されていることを特徴とする請求項７および８に記載のバイオセンシング装置。
【請求項１０】
間隙を介して形成された少なくとも２本の導電性の配線パターン間に挟まれて形成され測定対象物質と特異的に結合する物質を固定化した検出領域を、さらに区分し、それぞれを別々の測定対象物質を特異的に結合する物質を固定化することで、一度に複数の測定対象物質を選択的に結合させることができる請求項１ないし９の何れか１項に記載のバイオセンシング装置。
【請求項１１】
間隙を介して形成された少なくとも２本の導電性の配線パターン間に挟まれて形成され測定対象物質と特異的に結合する物質を固定化した検出領域を複数設け、それぞれを同じ測定対象物質を特異的に結合する物質を固定化することで、一度に大量の測定対象物質を結合させることができる請求項１ないし９の何れか１項に記載のバイオセンシング装置。
【請求項１２】
環状に形成された配線パターンのインダクタンスを測定する測定器と、
測定器の出力信号から検出領域に結合している磁性粒子の量を算出する信号処理部と、
算出した磁性粒子の量から測定対象物質を算出する算出部と、
を更に備えることを特徴とする請求項１ないし１１の何れか１項に記載のバイオセンシング装置。
【請求項１３】
環状に形成された配線パターンの内側の発熱量を測定する測定器と、
測定器の出力信号から検出領域に結合している磁性粒子の量を算出する信号処理部と、
算出した磁性粒子の量から測定対象物質を算出する算出部と、
を更に備えることを特徴とする請求項１ないし１１の何れか１項に記載のバイオセンシング装置。
【請求項１４】
基板を撮影して画像データを得る撮影手段と、
画像データから検出領域に結合した磁性粒子の量を算出する信号処理部と、
算出した磁性粒子の量から測定対象物質を算出する算出部と、
を更に備えることを特徴とする請求項１ないし１１の何れか１項に記載のバイオセンシング装置。
【請求項１５】
請求項１に記載のバイオセンシング装置の基板に、
測定対象物質を含む溶液と、測定対象物質と特異的に結合する物質を固定化した磁性粒子を含む溶液とをそれぞれ滴下し、
各々の配線パターンから発生した任意の強度の磁場勾配により前記磁性粒子を前記検出領域の表面上で自在に移動させることで、測定対象物質を介して前記磁性粒子を前記検出領域に結合させ、
未結合の前記磁性粒子は配線パターンに移動させて除去する、
ことを特徴とするバイオセンシング方法。
【請求項１６】
請求項１に記載のバイオセンシング装置の基板に、
測定対象物質を含む溶液と、測定対象物質と同じ物質を固定化した磁性粒子を含む溶液をそれぞれ滴下し、
各々の配線パターンから発生した任意の強度の磁場勾配により前記磁性粒子を前記検出領域の表面上で自在に移動させることで、測定対象物質と競合的に前記磁性粒子を前記検出領域に結合させ、
未結合の前記磁性粒子は配線パターンに移動させて除去する、
ことを特徴とするバイオセンシング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁性粒子の磁気集合・除去方法及び装置と基板と測定装置に関し、特に、磁性粒子を用いた微小な領域でのバイオセンシングにおける磁性粒子を誘導磁気的に集合・除去するための新規な改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１に開示されている磁性粒子を用いるバイオセンシングにおいて磁性粒子を用いる方法は、外部磁場の勾配によって磁性粒子の操作が可能であること、磁性粒子から得られる磁気信号のＳＮ比が高いこと、検出にホール素子や磁気抵抗効果素子などの磁気センサを用いることができるためバイオセンシングのシステムが小型になることなど、利点が多く有力な手法である。
また、バイオセンシングの例として磁性粒子を用いた免疫測定方法は、以下のようになる。（Ａ）検出領域表面に測定対象物質と特異的に結合する物質を固定化した基板を用意する。（Ｂ）測定対象物質を含む溶液を基板に滴下して検出領域に測定対象物質を反応させる。測定対象物質と特異的に結合する物質が表面に修飾された磁性粒子を含む溶液を基板に滴下する。（Ｃ）磁場勾配により磁性粒子を誘導し検出領域に集合させて、検出領域に結合した測定対象物質と磁性粒子を結合させる。（Ｄ）測定対象物質と未結合の磁性粒子を除去する。（Ａ）〜（Ｄ）のプロセスを経ると検出領域表面には測定対象物質に対応した量の磁性粒子が結合され、それを磁気センサ等で検出することで測定対象物質の量を同定することができる。
ここで、上記（Ｃ）の工程において磁場勾配で磁性粒子を誘導して効率よく検出領域に集合させる方法として、非特許文献１に記載された方法が挙げられる。すなわち、検出領域を通るように形成した１本のマイクロサイズの幅の配線パターンに電流を流すことで周囲に磁場勾配を発生させ、磁性粒子を配線パターン上の検出領域に誘導し集合させることができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】IEEE Transactions on Magnetics, 42, 3893-3895
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２８１４７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の方法では配線パターンから発生する磁場勾配により配線パターン上に磁性粒子が集まるため、検出領域が配線パターンの幅に制限される。そのため、検出対象となる磁性粒子の数が少なく、特にナノサイズの磁性粒子検出において磁気センサで検出しても十分な検出感度が得られない、という問題があった。
また、従来の方法による１本の配線パターンから発生する磁場勾配では、上記の（Ｄ）の工程のような未結合の磁性粒子を除去することができない。そのため、未結合の磁性粒子を除去するために水流を発生させるなど複雑な機構が必要となり、バイオセンシングのシステムの小型化が実現できない、という問題があった。
【０００６】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、特に、磁性粒子を用いた微小な領域でのバイオセンシングにおける磁性粒子を誘導磁気的に集合・除去するようにした磁性粒子の磁気集合・除去方法及び装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による磁性粒子の磁気集合・除去方法及び装置は、間隙を介して形成された、少なくとも２本の導電性の配線パターンと、少なくとも前記配線パターン間に挟まれて形成され測定対象物質と特異的に結合する物質を固定化した検出領域とからなる基板と、各々の配線パターンから夫々独立して任意の強度の磁場勾配を発生させるための電流源とを備え、
また、測定対象物質と特異的に結合する物質を固定化した磁性粒子を更に備え、
また、測定対象物質と同じ物質を固定化した磁性粒子を更に備え、
また、磁性粒子が蛍光物質などの色素を封入し、
また、前記配線パターンは直線形に形成され、
また、複数の前記配線パターンは平行に形成され、
また、前記配線パターンは円形または多角形の環状に形成され、
また、複数の前記環状の配線パターンは同心円状に形成され
また、前記環状の配線パターンは複数個が配列して形成され、
また、間隙を介して形成された少なくとも２本の導電性の配線パターン間に挟まれて形成され測定対象物質と特異的に結合する物質を固定化した検出領域を、さらに区分し、それぞれを別々の測定対象物質を特異的に結合する物質を固定化することで、一度に複数の測定対象物質を選択的に結合させることができ、
また、間隙を介して形成された少なくとも２本の導電性の配線パターン間に挟まれて形成され測定対象物質と特異的に結合する物質を固定化した検出領域を複数設けそれぞれを同じ測定対象物質を特異的に結合する物質を固定化することで、一度に大量の測定対象物質を結合させることができ、
また、環状に形成された配線パターンのインダクタンスを測定する測定器と、測定器の出力信号から検出領域に結合している磁性粒子の量を算出する信号処理部と、算出した磁性粒子の量から測定対象物質量を算出する算出部とを更に備え
また、環状に形成された配線パターンの内側の発熱量を測定する測定器と、測定器の出力信号から検出領域に結合している磁性粒子の量を算出する信号処理部と、算出した磁性粒子の量から測定対象物質量を算出する算出部とを更に備え
また、基板を撮影して画像データを得る撮影手段と、画像データから検出領域に結合した磁性粒子の量を算出する信号処理部と、算出した磁性粒子の量から測定対象物質量を算出する算出部とを更に備え
また、前記載の装置の基板に、測定対象物質を含む溶液と、測定対象物質と特異的に結合する物質を固定化した磁性粒子を含む溶液とをそれぞれ滴下し、各々の配線パターンから発生した任意の強度の磁場勾配により前記磁性粒子を前記検出領域の表面上で自在に移動させることで、測定対象物質を介して前記磁性粒子を前記検出領域に結合させ、未結合の前記磁性粒子は配線パターンに移動させて除去することを特徴とし、
また、前記載の装置の基板に、測定対象物質を含む溶液と、測定対象物質と同じ物質を固定化した磁性粒子を含む溶液をそれぞれ滴下し、各々の配線パターンから発生した任意の強度の磁場勾配により前記磁性粒子を前記検出領域の表面上で自在に移動させることで、測定対象物質と競合的に前記磁性粒子を前記検出領域に結合させ、未結合の前記磁性粒子は配線パターンに移動させて除去することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明による磁性粒子の磁気集合・除去方法及び装置と基板と測定装置は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、磁性粒子を用いた領域でのバイオセンシングにおける前記磁性粒子を基板上に形成された導電性の配線パターンを用いて前記磁気粒子を誘導磁気的に集合・除去するようにした磁性粒子の磁気集合・除去方法において、前記基板上に形成された前記配線パターンは、少なくとも第１配線パターンと、前記第１配線パターンに対して間隙を介して形成された第２配線パターンと、前記第１、第２配線パターン間に挟まれて形成され測定対象物質と特異的に結合する物質を固定化するための検出領域とからなることにより、電流の供給と配線パターンのみの簡易的な構造のためシステムの小型化ができる。
また、従来技術に対して検出領域を広くすることができ、さらに磁性粒子を検出領域上で複数回往来させることができるので、検出領域に結合する磁性粒子が多くなり、その結果として、例えば検出領域と、測定対象物質と特異的に結合する物質が固定化された磁性粒子の結合においては、バイオセンシングの検出感度の向上ができ、また測定対象物質と特異的に結合する物質が固定化されていない磁性粒子の洗浄においては洗浄が促進されるため、バイオセンシングの効率と精度が向上できる。
前記第１配線パターンに電流を流すことで発生した磁場勾配により前記第１配線パターンに磁性粒子を集合させた後、隙間を介して形成された前記第２配線パターンに電流を流すことで発生した磁場勾配により前記磁性粒子を前記第２配線パターンに移動させる際に、測定対象検出物質を介して前記磁性粒子を前記検出領域に結合させ、未結合の前記磁性粒子は外側の前記第２配線パターンに除去することにより、簡単、迅速かつ少量の測定対象検出物質でバイオセンシングを行うことができる。
前記第１、第２配線パターンに交互に電流を流すことでそれぞれに発生した磁場勾配により未結合の前記磁性粒子が前記第１、第２配線パターンに交互に移動する際に、更に測定対象物質を介して前記磁性粒子を前記検出領域に結合させることにより、例えば検出領域と、測定対象物質と特異的に結合する物質が固定化された磁性粒子の結合においては、バイオセンシングの検出感度の向上ができ、また測定対象物質と特異的に結合する物質が固定化されていない磁性粒子の洗浄においては洗浄が促進されるため、バイオセンシングの効率と精度が向上できる。
少なくとも３個又はそれ以上の前記配線パターンを用いる場合には一個置きに前記配線パターンに電流を流すことで発生した磁場勾配によりその前記配線パターンに前記磁性粒子を集合させた後、残りの一個置きの前記配線パターンに電流を流すことで発生した磁場勾配により前記磁性粒子をその前記配線パターンに移動させる際に、測定対象物質を介して前記磁性粒子を前記検出領域に結合させることができる。
最も内側の前記配線パターンから順に最も外側の前記配線パターンに一本ずつ電流を流すことで発生した磁場勾配により内側の前記配線パターンから順に最も外側の前記配線パターンまで未結合の前記磁性粒子を移動させて除去することができる。
また、前記配線パターンは、円形、多角形、直線形など任意に作成できるので、検出に応じて最適な検出領域を構築できる。
また、前述の基板上に形成できるため高精度の磁性粒子の磁気集合・除去、磁性粒子の各種測定が簡便となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明による磁性粒子の磁気集合・除去方法を示すための基板の構成図である。
【図２】（Ａ）から（Ｃ）は本発明における磁気洗浄の原理検証実験の状態を示す説明図である。
【図３】図１の電流源接続状態を示す構成図である。
【図４】図３の駆動前状態を示す説明図である。
【図５】図４の駆動状態の配線パターンの説明図である。
【図６】図４の一方の配線パターンだけに電流を印加した状態の説明図である。
【図７】図６の駆動状態の説明図である。
【図８】図４の他方の配線パターンだけに電流を印加した状態の説明図である。
【図９】図８の駆動状態の説明図である。
【図１０】図１の配線パターンを直線形とした構成図である。
【図１１】図１０の直線形（棒状）の各配線パターンをｎ個とし、基板の内側１Ａから外側１Ｂへ向けて互いに間隙をあけて並設された状態を示す構成図である。
【図１２】図３の検出領域が複数が存在する場合の説明図である。この時の配線パターンは環状である。
【図１３】図１１の配線パターンを直線としたものである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明による磁性粒子の磁気集合・除去方法は、磁性粒子を用いた微小な領域でのバイオセンシングにおける磁性粒子を誘導磁気的に集合・除去することである。
【００１１】
以下、図面と共に本発明による磁性粒子の磁気集合・除去方法及び装置と基板と測定装置の好適な実施の形態について説明する。
図１において、符号１で示されるものは基板であり、この基板１上には、例えば、金の蒸着又はエッチング等で形成された導電性で環状の第１配線パターン２ａ、２ｂ、が形成されている。
前記第１配線パターン２ａの外側には、前記第１配線パターン２ａを囲うように環状の第２配線パターン２ｂが形成され、前記各配線パターン２ａ，２ｂ間には、斜線で示すように、検出領域４が形成されている。
【００１２】
図１及び図３のように環状の各配線パターン２ａ，２ｂが形成された基板１を用意する。前記配線パターンは２本以上であれば本数は限られない。すなわち、図示していないが多くの配線パターンを用いる場合もある。配線の形状は円形に限らず、形成しやすい形状であれば三角でも四角等の多角形でもよい。また、図１０、図１１のように、直線形でもよい。配線パターンの材質は導電性が高ければ限定されないが、金や銅などが好ましい。各配線パターン２ａ，２ｂ間の検出領域４は測定対象物質と特異的に結合する物質が結合されている。基板１と測定対象物質と特異的に結合する物質との固定化方法としては、周知の化学的な共有結合だけでなく疎水的な分子間力でもよい。
【００１３】
次に、図４のように、前記基板１に測定対象物質を含む溶液を滴下して基板１の検出領域４に測定対象物質を結合させ、さらに、測定対象物質と特異的に結合する抗体が表面に修飾された磁性粒子１０を含む溶液を滴下する。尚、この時は、内側用電流源１１と外側用電流源１２がオフである。尚、溶液滴下後に図示しないカバーガラスをかけ、このカバーガラスの重みと水が伝うことの効果で液滴が平面になり、図５のように、粒子観察が容易となる。
前記各配線パターンが二本の場合は、図６〜図９のようにまず内側の第１配線パターン２ａに電流を流して磁場勾配を発生させ、その第１配線パターン２aに磁性粒子１０を集合させる。次に内側の第１配線パターン２ａに流す電流を止めて、隙間を介して位置する外側１Ｂの第２配線パターン２ｂに電流を流して磁場勾配を発生させ、その第２配線パターン２ｂに磁性粒子１０を移動させる。この際に、磁性粒子は測定対象物質が結合した検出領域４の上を移動するので、測定対象物質を介して磁性粒子は測定対象領域４に結合させることができる。未結合の磁性粒子はそのまま外側の第２配線パターン２ｂに移動するので、検出領域４からは未結合の磁性粒子が除去されることになる。
さらに、内側１Ａと外側１Ｂの第１、第２配線パターン２ａ，２ｂに交互に電流を流してそれぞれに磁場勾配を発生させ、二つの配線パターン間で粒子を複数回移動することで、多くの磁性粒子が検出領域４に結合させることができる。
このとき、図１２のように配線パターンと検出領域の組み合わせを複数配置させ、検出領域ごとに別々の測定対象物質を特異的に結合する物質を固定化することで、一度に複数の測定対象物質を選択的に結合させることができる。また図１３のように複数の検出領域を同じ測定対象物質を特異的に結合する物質を固定化することで、大量に測定対象物質を結合させることができる。
【００１４】
例えば、図示しないが、前記各配線パターンを多数であるｎ個を用い(図示せず)図１よりも多い場合は、一個置きの各パターンに電流を流して磁場勾配を発生させて各配線パターンに磁性粒子を集合させた後に電流を止め、もう一方の一個置きの図示しない配線パターンに電流を流して磁場勾配を発生させて磁性粒子１０を移動させることで、広範囲の検出領域４の上を磁性粒子１０が移動して結合させることができる。
また、図１１に示されるように、最も内側１Ａの直線形（棒状）の第１配線パターン２ａから外側１Ｂの第２配線パターン２ｄに順に一本ずつ電流を流して発生した磁場勾配により内側１Ａの配線パターンから順に外側１Ｂの配線パターンに未結合の磁性粒子１０を移動させることで、すべての検出領域４から未結合の磁性粒子が除去される。
以上は直線形の構成であるが、円形、多角形などの環状形でも同様である。
【実施例】
【００１５】
次に、本発明による図１及び図２に示す磁性粒子の磁気集合・除去方法の実際の実施の状況について説明する。
磁性粒子１０の集合と除去の検証として実際に第１、第２配線パターン２，３を作製し粒子径３μｍの磁性粒子を用いた実験を行った。基板１はシリコンで表面にシリコン酸化膜が３００ｎｍ堆積しているものを使用した。各配線パターン２，３は半導体製造プロセスを用いて形成した。まず基板１上にフォトリソグラフィ工程により配線パターンをレジストにより形成した後にチタン１００ｎｍと金１００ｎｍを順に蒸着し、リフトオフ工程で最終的な金属の配線パターンを形成した。
【００１６】
その後磁性粒子溶液を滴下し光学顕微鏡下で様子を観察した。まず電流を印加していない状態では一面に磁性粒子が分散している（図２（Ａ））。その後、第１配線パターン２ａに電流を印加すると、粒子が配線パターン２ａに集まった（図２（Ｂ））。その後電流を止め、今度は配線パターン２ｂに電流を流したとき、粒子は配線パターン２ｂに集まった（図２（Ｃ））。この工程は何回も繰り返すことで配線パターン２ａ，２ｂ間の検出領域４を磁性粒子が複数回往来させることが確認できた。
【００１７】
次に、前述の本発明による磁性粒子の磁気集合・除去方法及び装置と基板と測定装置の要旨とするところは、次の通りである。
すなわち、磁性粒子１０を用いた領域でのバイオセンシングにおける前記磁性粒子１０を基板上に形成された導電性の配線パターンを用いて前記磁性粒子１０を誘導磁気的に集合・除去するようにした磁性粒子の磁気集合・除去方法において、
前記基板上に形成された前記配線パターンは、少なくとも第１配線パターンと、前記第１配線パターンに対して間隙を介して形成された第２配線パターンと、前記第１、第２配線パターン間に挟まれて形成され測定対象物質と特異的に結合する物質を固定化するための検出領域とからなることを特徴とする磁性粒子の磁気集合・除去方法であり、また、
前記第１配線パターンに電流を流すことで発生した磁場勾配により前記第１配線パターンに磁性粒子を集合させた後、前記第２配線パターンに電流を流すことで発生した磁場勾配により前記磁性粒子１０を前記第２配線パターンに移動させる際に、測定対象物質を介して前記磁性粒子１０を前記検出領域４に結合させ、未結合の前記磁性粒子は前記第２配線パターンに除去する方法であり、また、
前記第１、第２配線パターンに交互に電流を流すことでそれぞれに発生した磁場勾配により未結合の前記磁性粒子１０が前記第１、第２配線パターンに交互に移動する際に、更に測定対象物質を介して前記磁性粒子１０を前記検出領域４に結合させることができる方法であり、また、
少なくとも３個又はそれ以上の前記配線パターン２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄを用いる場合には、図１１で示すように、一個置きに例えば前記配線パターン２ａと２ｃあるいは２ｂと２ｄの組み合わせで電流を流すことで発生した磁場勾配によりその前記配線パターン２ａと２ｃあるいは２ｂと２ｄに前記磁性粒子１０を集合させた後、残りの一個置きの前記配線パターン２ｂと２ｄあるいは２ａと２ｃの組み合わせで電流を流すことで発生した磁場勾配により前記磁性粒子１０をその前記配線パターン２ｂと２ｄあるいは２ａと２ｃに移動させる際に、測定対象物質を介して前記磁性粒子１０を前記検出領域４に結合させることができる方法であり、また、
最も内側１Ａの前記第１配線パターン２ａから順に最も外側１Ｂの前記第ｎ配線パターン２ｄに一本ずつ電流を流すことで発生した磁場勾配により内側１Ａの前記第１配線パターン２ａから順に最も外側１Ｂの前記第ｎ配線パターン２ｄまで未結合の前記磁性粒子を移動させて除去することができる方法であり、また、
前記第１、第２、第ｎ配線パターン２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄは、金又は銅で形成されている方法であり、また、
前記第１、第２、第ｎ配線パターン２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄは、円形、多角形、直線形の何れかよりなる方法であり、また、
図３から図９で示されるように、前記各配線パターン２ａ、２ｂから発生する磁場勾配は、各電流源１１、１２のオン・オフ制御により、各々独立してオン・オフ、各々同時にオン・オフ、各々独立して任意の設定値に可変、各々独立して反転、各々独立して任意の周期で設定値を可変、組合せることにより任意の比率で設定、組合わせることにより任意の周期で可変、の何れかに設定される方法であり、また、本発明による基板は、電流を流すことで磁場勾配を発生させ、基板表面近傍にある磁性粒子を移動させることが可能な配線パターンが複数施された構成であり、また、配線パターンに流す電流をオン・オフあるいは可変制御することで、基板表面近傍にある磁性粒子を自在に移動させるような構成であり、また、本発明によるの基板１は、複数の前記配線パターンに磁性粒子を選択的に固定可能な物質を配置した構成であり、また、固定化されなかった磁性粒子を更に他の配線パターンに移動させることで除去可能な構成であり、また、
それらを繰り返し行うことが可能な構成であり、また、磁性粒子を移動させる為の配線パターンを並行に複数配置した構成であり、また、
磁性粒子を移動させる為の配線パターンを環状に配置した構成であり、また、環状の配線パターンを複数配置した構成であり、また、本発明による磁性粒子測定装置は環状に配置された配線パターンに周期的に変化する電流を流し、インダクタンスを測定することで、固定化された磁性粒子の量を測定することを可能とする構成であり、また、環状に配置された配線パターンに電流を流し、固定化された磁性粒子の発熱を測定することで、磁性粒子の量を測定可能とする構成である。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
本発明による磁性粒子の磁気集合・除去方法は、磁性粒子を用いた微小な領域でのバイオセンシングにおける磁性粒子を誘導磁気的に集合・除去する場合に、基板上の複数の配線パターンを用いるため、小型化及びコストダウンの達成ができる。
【符号の説明】
【００１９】
１    基板
２ａ    第１配線パターン（環状又は直線形）
２ｂ    第２配線パターン（環状又は直線形）
２ｃ、２ｄ    第ｎ配線パターン（環状又は直線形）
４    検出領域
１Ａ    内側
１Ｂ    外側
１０    磁性粒子
１１    内側用電流源
１２    外側用電流源
１１ａ  第１配線パターン用電源
１１ｂ  第２配線パターン用電源
１１ｃ、１１ｄ  第ｎ配線パターン用電源
【図１】
2017146149.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2017146149.tif 000006
【図５】
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【図６】
2017146149.tif 000008
【図７】
2017146149.tif 000009
【図８】
2017146149.tif 000010
【図９】
2017146149.tif 000011
【図１０】
2017146149.tif 000012
【図１１】
2017146149.tif 000013
【図１２】
2017146149.tif 000014
【図１３】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年4月25日(2016.4.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
次に、図４のように、前記基板１に測定対象物質を含む溶液を滴下して基板１の検出領域４に測定対象物質を結合させ、さらに、測定対象物質と特異的に結合する抗体が表面に修飾された磁性粒子１０を含む溶液を滴下する。尚、この時は、内側用電流源１１と外側用電流源１２がオフである。尚、溶液滴下後に図示しないカバーガラスをかけ、このカバーガラスの重みと水が伝うことの効果で液滴が平面になり、図５のように、粒子観察が容易となる。
前記各配線パターンが二本の場合は、図６〜図９のようにまず内側の第１配線パターン２ａに電流を流して磁場勾配を発生させ、その第１配線パターン２aに磁性粒子１０を集合させる。次に内側の第１配線パターン２ａに流す電流を止めて、隙間を介して位置する外側の第２配線パターン２ｂに電流を流して磁場勾配を発生させ、その第２配線パターン２ｂに磁性粒子１０を移動させる。この際に、磁性粒子は測定対象物質が結合した検出領域４の上を移動するので、測定対象物質を介して磁性粒子は測定対象領域４に結合させることができる。未結合の磁性粒子はそのまま外側の第２配線パターン２ｂに移動するので、検出領域４からは未結合の磁性粒子が除去されることになる。
さらに、第１、第２配線パターン２ａ，２ｂに交互に電流を流してそれぞれに磁場勾配を発生させ、二つの配線パターン間で粒子を複数回移動することで、多くの磁性粒子が検出領域４に結合させることができる。
このとき、図１２のように配線パターンと検出領域の組み合わせを複数配置させ、検出領域ごとに別々の測定対象物質を特異的に結合する物質を固定化することで、一度に複数の測定対象物質を選択的に結合させることができる。また図１３のように複数の検出領域を同じ測定対象物質を特異的に結合する物質を固定化することで、大量に測定対象物質を結合させることができる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
例えば、図１１のように、前記各配線パターンを多数であるｎ個を用い、一個置きの各パターン（例えば、２ａ，２ｃ）に電流を流して磁場勾配を発生させて各配線パターン２ａ，２ｃに磁性粒子を集合させた後に電流を止め、もう一方の一個置きの配線パターン２ｂ，２ｄに電流を流して磁場勾配を発生させて磁性粒子１０を移動させることで、広範囲の検出領域４の上を磁性粒子１０が移動して結合させることができる。
また、図１１に示されるように、最も内側１Ａの直線形（棒状）の第１配線パターン２ａから外側１Ｂの第２配線パターン２ｄに順に一本ずつ電流を流して発生した磁場勾配により内側１Ａの配線パターンから順に外側１Ｂの配線パターンに未結合の磁性粒子１０を移動させることで、すべての検出領域４から未結合の磁性粒子が除去される。
以上は直線形の構成であるが、円形、多角形などの環状形でも同様である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2017146149.tif 000016
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
2017146149.tif 000017
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８】
2017146149.tif 000018