(57)【要約】【課題】生体内での状態に近い自然な結合状態である、タンパク質と基質単体との結合状態を表す指標を求めることが可能な分析装置、コンピュータプログラムおよび分析方法を提供する。【解決手段】このタンパク質分析装置（分析装置）１は、少なくともタンパク質を含む試料を用いて取得された、タンパク質と所定の基質との結合体の粒子径の分布状態を示す粒子径分布グラフに基づいて、結合体の粒子径の分布幅に関する指標Ｐｄを取得し、所定の基質の濃度が異なる複数の試料から得られる複数のＰｄに基づいて、タンパク質と所定の基質との結合の強さに関する指標となる結合定数ＫＰｄを取得するＣＰＵ４１２を備える。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともタンパク質を含む試料を用いて取得された、前記タンパク質と所定の基質との結合体の粒子径の分布状態を示す粒子径分布情報に基づいて、前記結合体の粒子径の分布幅に関する分布幅情報を取得する分布幅情報取得手段と、
前記所定の基質の濃度が異なる複数の前記試料から得られる複数の前記分布幅情報に基づいて、前記タンパク質と前記所定の基質との結合の強さに関する結合力情報を取得する結合力情報取得手段とを備える、分析装置。
【請求項２】
前記試料に光を照射することによって得られる光学的情報に基づいて、前記粒子径分布情報を取得する粒子径分布情報取得手段をさらに備える、請求項１に記載の分析装置。
【請求項３】
前記結合力情報取得手段は、複数の前記分布幅情報を用いて、前記所定の基質の濃度と前記分布幅情報との関係に基づいて、前記結合力情報を取得するように構成されている、請求項１または２に記載の分析装置。
【請求項４】
前記結合力情報取得手段は、前記タンパク質を含み、実質的に前記所定の基質を含まない第１試料から得られた前記分布幅情報と、前記タンパク質と前記分布幅情報が変化しなくなる濃度以上の前記所定の基質とを含む第２試料から得られた前記分布幅情報とに基づいて、前記分布幅情報が所定値となる前記所定の基質の濃度を取得し、取得した前記所定の基質の前記濃度に基づいて前記結合力情報を取得するように構成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の分析装置。
【請求項５】
前記分布幅情報の前記所定値は、前記第１試料から得られた前記分布幅情報と、前記第２試料から得られた前記分布幅情報との平均値である、請求項４に記載の分析装置。
【請求項６】
前記結合力情報取得手段は、前記分布幅情報が前記所定値となる前記所定の基質の前記濃度と、前記タンパク質の濃度とに基づいて前記結合力情報を取得するように構成されている、請求項４または５に記載の分析装置。
【請求項７】
前記分布幅情報取得手段は、前記粒子径分布情報として、粒子径分布の標準偏差と粒子径分布のピークを示すピーク粒子径とを取得し、前記標準偏差と前記ピーク粒子径とに基づいて、前記分布幅情報を取得するように構成されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の分析装置。
【請求項８】
前記所定の基質は、基質単体である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の分析装置。
【請求項９】
前記所定の基質は、タンパク質、ＤＮＡ、ＲＮＡ、糖、インヒビター、およびイオンのいずれかから選択される、請求項１〜８のいずれか１項に記載の分析装置。
【請求項１０】
コンピュータを、
少なくともタンパク質を含む試料を用いて取得された、前記タンパク質と所定の基質との結合体の粒子径の分布状態を示す粒子径分布情報に基づいて、前記結合体の粒子径の分布幅に関する分布幅情報を取得する分布幅情報取得手段と、
前記所定の基質の濃度が異なる複数の前記試料から得られる複数の前記分布幅情報に基づいて、前記タンパク質と前記所定の基質との結合の強さに関する結合力情報を取得する結合力情報取得手段として機能させるためのコンピュータプログラム。
【請求項１１】
少なくともタンパク質を含む試料を用いて取得された、前記タンパク質と所定の基質との結合体の粒子径の分布状態を示す粒子径分布情報に基づいて、前記結合体の粒子径の分布幅に関する分布幅情報を取得する工程と、
前記所定の基質の濃度が異なる複数の前記試料から得られる複数の前記分布幅情報に基づいて、前記タンパク質と前記所定の基質との結合の強さに関する結合力情報を取得する工程とを備える、分析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分析装置、コンピュータプログラムおよび分析方法に関し、特に、タンパク質と、タンパク質に特異的に結合する結合物質（基質）との結合状態を表す指標を求める分析装置、コンピュータプログラムおよび分析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、粒子のブラウン運動を散乱光から検出し、その散乱光の強度に基づいてタンパク質と結合物質（基質）との結合状態を表す指標を求める分析装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１に記載の分析装置では、結合物質（基質）として基質複合体（ポリマー）が用いられ、散乱光の強度に基づいて、タンパク質と基質複合体との結合状態を表す指標が求められる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−５７３８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載の分析装置では、タンパク質と基質複合体（ポリマー）との結合状態を表す指標を求めることが可能である一方、タンパク質と基質単体（モノマー）との結合状態を表す指標を求めることができないという不都合がある。このため、生体内での状態に近い自然な結合状態である、タンパク質と基質単体（モノマー）との結合状態を表す指標を求めることが可能な分析装置が望まれる。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、生体内での状態に近いタンパク質と基質単体との自然な結合状態を表す指標を求めることが可能な分析装置、コンピュータプログラムおよび分析方法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および発明の効果】
【０００７】
上記目的を達成するために、この発明の第１の局面による分析装置は、少なくともタンパク質を含む試料を用いて取得された、タンパク質と所定の基質との結合体の粒子径の分布状態を示す粒子径分布情報に基づいて、結合体の粒子径の分布幅に関する分布幅情報を取得する分布幅情報取得手段と、所定の基質の濃度が異なる複数の試料から得られる複数の分布幅情報に基づいて、タンパク質と所定の基質との結合の強さに関する結合力情報を取得する結合力情報取得手段とを備える。
【０００８】
この第１の局面による分析装置では、上記のように、タンパク質と所定の基質との結合体の粒子径の分布状態を示す粒子径分布情報に基づいて結合体の粒子径の分布幅に関する分布幅情報を取得する分布幅情報取得手段と、所定の基質の濃度が異なる複数の試料から得られる複数の分布幅情報に基づいてタンパク質と所定の基質との結合の強さに関する結合力情報を取得する結合力情報取得手段とを設けることによって、結合力情報が結合体の粒子径の分布幅に関する分布幅情報に基づいて求められるので、タンパク質と結合する所定の基質が基質複合体（ポリマー）であるか、または、基質単体（モノマー）であるかにかかわらず、タンパク質と所定の基質との結合の強さに関する結合力情報を求めることができる。これにより、生体内での状態に近いタンパク質と基質単体との自然な結合状態を表す指標を求めることができる。
【０００９】
上記第１の局面による分析装置において、好ましくは、試料に光を照射することによって得られる光学的情報に基づいて、粒子径分布情報を取得する粒子径分布情報取得手段をさらに備える。このように構成すれば、分布幅情報取得手段により分布幅情報を取得する際に用いられる粒子径分布情報を取得するための装置を別途設けることなく、１つの装置内で結合体の粒子径の分布幅に関する分布幅情報を取得することができる。
【００１０】
上記第１の局面による分析装置において、結合力情報取得手段は、複数の分布幅情報を用いて、所定の基質の濃度と分布幅情報との関係に基づいて、結合力情報を取得してもよい。
【００１１】
上記第１の局面による分析装置において、好ましくは、結合力情報取得手段は、タンパク質を含み、実質的に所定の基質を含まない第１試料から得られた分布幅情報と、タンパク質と分布幅情報が変化しなくなる濃度以上の所定の基質とを含む第２試料から得られた分布幅情報とに基づいて、分布幅情報が所定値となる所定の基質の濃度を取得し、取得した所定の基質の濃度に基づいて結合力情報を取得するように構成されている。このように構成すれば、タンパク質と所定の基質とが結合反応を開始する前の分布幅情報と、タンパク質と所定の基質との結合反応が平衡状態にあるときの分布幅情報とに基づいて、分布幅情報が所定値となる所定の基質の濃度を取得することができる。
【００１２】
この場合、好ましくは、分布幅情報の所定値は、第１試料から得られた分布幅情報と、第２試料から得られた分布幅情報との平均値である。このように構成すれば、タンパク質と所定の基質とが結合反応を開始する前の分布幅情報と、タンパク質と所定の基質との結合反応が平衡状態にあるときの分布幅情報との平均の分布幅情報に対応する所定の基質の濃度を取得することができる。
【００１３】
上記結合力情報取得手段により分布幅情報が所定値となる所定の基質の濃度を取得する構成において、好ましくは、結合力情報取得手段は、分布幅情報が所定値となる所定の基質の濃度とタンパク質の濃度とに基づいて結合力情報を取得するように構成されている。このように構成すれば、所定の基質の濃度に加えてタンパク質の濃度にも基づいて結合力情報が取得されるので、タンパク質の濃度が異なる場合にも、精度よく結合力情報を取得することができる。
【００１４】
上記第１の局面による分析装置において、好ましくは、分布幅情報取得手段は、粒子径分布情報として、粒子径分布の標準偏差と粒子径分布のピークを示すピーク粒子径とを取得し、標準偏差とピーク粒子径とに基づいて、分布幅情報を取得するように構成されている。このように構成すれば、標準偏差に加えてピーク粒子径にも基づいて分布幅情報が取得されるので、ピーク粒子径が異なる場合にも、精度よく分布幅情報を取得することができる。
【００１５】
上記第１の局面による分析装置において、好ましくは、所定の基質は、基質単体である。このように構成すれば、タンパク質と基質単体（モノマー）との結合の強さに関する結合力情報を取得することができる。
【００１６】
上記第１の局面による分析装置において、所定の基質は、タンパク質、ＤＮＡ、ＲＮＡ、糖、インヒビター、およびイオンのいずれかから選択してもよい。
【００１７】
この発明の第２の局面によるコンピュータプログラムは、コンピュータを、少なくともタンパク質を含む試料を用いて取得された、タンパク質と所定の基質との結合体の粒子径の分布状態を示す粒子径分布情報に基づいて、結合体の粒子径の分布幅に関する分布幅情報を取得する分布幅情報取得手段と、所定の基質の濃度が異なる複数の試料から得られる複数の分布幅情報に基づいて、タンパク質と所定の基質との結合の強さに関する結合力情報を取得する結合力情報取得手段として機能させる。
【００１８】
この第２の局面によるコンピュータプログラムでは、上記のように、タンパク質と所定の基質との結合体の粒子径の分布状態を示す粒子径分布情報に基づいて結合体の粒子径の分布幅に関する分布幅情報を取得する分布幅情報取得手段と、所定の基質の濃度が異なる複数の試料から得られる複数の分布幅情報に基づいてタンパク質と所定の基質との結合の強さに関する結合力情報を取得する結合力情報取得手段としてコンピュータを機能させることによって、結合力情報が結合体の粒子径の分布幅に関する分布幅情報に基づいて求められるので、タンパク質と結合する所定の基質が基質複合体（ポリマー）であるか、または、基質単体（モノマー）であるかにかかわらず、タンパク質と所定の基質との結合の強さに関する結合力情報を求めることができる。これにより、生体内での状態に近いタンパク質と基質単体との自然な結合状態を表す指標を求めることができる。
【００１９】
この発明の第３の局面による分析方法は、少なくともタンパク質を含む試料を用いて取得された、タンパク質と所定の基質との結合体の粒子径の分布状態を示す粒子径分布情報に基づいて、結合体の粒子径の分布幅に関する分布幅情報を取得する工程と、所定の基質の濃度が異なる複数の試料から得られる複数の分布幅情報に基づいて、タンパク質と所定の基質との結合の強さに関する結合力情報を取得する工程とを備える。
【００２０】
この第３の局面による分析方法では、上記のように、タンパク質と所定の基質との結合体の粒子径の分布状態を示す粒子径分布情報に基づいて結合体の粒子径の分布幅に関する分布幅情報を取得する工程と、所定の基質の濃度が異なる複数の試料から得られる複数の分布幅情報に基づいてタンパク質と所定の基質との結合の強さに関する結合力情報を取得する工程とを設けることによって、結合力情報が結合体の粒子径の分布幅に関する分布幅情報に基づいて求められるので、タンパク質と結合する所定の基質が基質複合体（ポリマー）であるか、または、基質単体（モノマー）であるかにかかわらず、タンパク質と所定の基質との結合の強さに関する結合力情報を求めることができる。これにより、生体内での状態に近いタンパク質と基質単体との自然な結合状態を表す指標を求めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２２】
図１は、本発明の一実施形態によるタンパク質分析装置の全体構成を示した斜視図であり、図２は、図１に示した一実施形態によるタンパク質分析装置の装置本体のブロック図である。図３〜図６は、図１に示した一実施形態によるタンパク質分析装置の構成を説明するための図である。まず、図１〜図６を参照して、本発明の一実施形態によるタンパク質分析装置１の構成について説明する。
【００２３】
本発明の一実施形態によるタンパク質分析装置１は、溶媒中でブラウン運動をするタンパク質およびタンパク質に特異的に結合する基質（結合物質）から検出される散乱光強度に基づいて、タンパク質と基質との結合状態を表す指標を求める装置である。本実施形態による分析装置１は、図１に示すように、装置本体２と、装置本体２にＵＳＢケーブル３を介して接続される制御装置（ＰＣ）４とから構成されている。なお、装置本体２と制御装置４とを無線により通信可能に構成してもよい。
【００２４】
図１に示した装置本体２は、タンパク質および基質を含む測定用試料を収容して反応させる検出セル５（図３参照）にレーザー光を照射することによって、検出セル５に収容される測定用試料から散乱光強度を検出するとともに、その散乱光強度に基づいて求められる後述する自己相関関数Ｇ２（τ）を取得する機能を有している。なお、本実施形態では、検出セル５に収容される測定用試料に照射されるレーザー光が、レーザー光の進行方向とは反対方向に反射される後方散乱光を用いて、散乱光強度を検出している。この装置本体２は、図２に示すように、レーザー２１と、複数のミラー２２と、減衰器２３と、可動レンズ２４と、測定部２５と、遮光板２６と、吸収器２７と、集光光学部２８と、光ファイバ２９と、光ファイバカプラ３０と、アバランシェ・フォトダイオード（ＡＰＤ）３１と、コリレータ３２と、制御部３３と、レーザー駆動回路３４とを備えている。
【００２５】
レーザー２１は、測定用試料が収容される検出セル５にレーザー光を照射するために設けられている。このレーザー２１から照射されるレーザー光は、Ｈｅ−Ｎｅレーザー光であり、６３３（ｎｍ）の周波数を有している。また、複数のミラー２２は、レーザー２１から照射されるレーザー光が測定部２５に保持される検出セル５に向かって進行するように所定の位置に設置されている。
【００２６】
減衰器２３は、レーザー２１から照射されるレーザー光の光量を調整する機能を有している。具体的には、検出セル５に収容される測定用試料が高濃度である場合や、測定用試料に収容されるタンパク質の粒子径にバラツキがある場合には、検出セル５の収容される測定用試料から取得される散乱光強度が大きくなるため、減衰器２３による減衰量を増加させてレーザー２１から照射されるレーザー光の光量を抑制する。また、検出セル５に収容される測定用試料が低濃度である場合や、測定用試料に含まれる粒子が非常に小さい場合には、検出セル５の収容される測定用試料から取得される散乱光強度が小さくなるため、減衰器２３による減衰量を減少させてレーザー２１から照射されるレーザー光の光量を増大している。
【００２７】
図４および図５に示すように、可動レンズ２４は、レーザー２１から照射されるレーザー光を、検出セル５に収容される測定用試料に集光するために設けられている。そして、この可動レンズは、検出セル５に向かって進行するレーザー光の進行方向に沿った方向（図４および図５のＡ方向）に移動可能に設けられている。これにより、検出セル５に濃度が高い測定用試料が収容された場合に、図４に示すように、可動レンズ２４をレーザー２１側に移動させることにより、可動レンズ２４により集光されるレーザー光の焦点位置を検出セル５の可動レンズ２４側にすることが可能となる。その結果、散乱される後方散乱光の強度を抑制することが可能となる。また、検出セル５に濃度が低い測定用試料が収容された場合に、図５に示すように、可動レンズ２４を検出セル５側に移動させることにより、可動レンズ２４により集光されるレーザー光の焦点位置を検出セル５の後述する吸収器２７（図２参照）側にすることが可能となる。その結果、散乱される後方散乱光の強度を増大させることが可能となる。したがって、検出セル５に収容される測定用試料の濃度に依存せずに、アバランシェ・フォトダイオード（ＡＰＤ）３１により、散乱光の強度を検出することが可能となる。また、可動レンズ２４は、レーザー光の進行方向とは反対方向に反射された散乱光（後方散乱光）を平行光にする機能も有している。これにより、測定用試料から得られた散乱光を後述する集光光学部２８に導いている。
【００２８】
測定部２５には、図１および図２に示すように、測定用試料が収容される検出セル５を保持するためのセル保持孔２５１ａを含む、セル設置部２５１が設けられている。また、測定部２５には、測定時に、セル設置部２５１のセル保持孔２５１ａに保持される検出セル５に外部からの光が入射しないように蓋部２５２（図１参照）が開閉可能に設けられている。したがって、測定時に、セル保持孔２５１ａに測定用試料が収容される検出セル５を保持させるとともに、蓋部２５２を閉めることによって、セル設置部２５１の内部は外部からの光が遮断された状態となる。これにより、外部からの光が遮断された条件下で測定を行うことが可能となる。また、図２に示すように、測定部２５と可動レンズ２４との間には、測定部２５の蓋部２５２の開閉動作と連動するように移動する遮光板２６が設けられている。この遮光板２６は、測定部２５の蓋部２５２が開けられた状態では、レーザー２１から照射されるレーザー光が検出セル５に入射するのを遮断するように配置されるとともに、測定部２５の蓋部２５２が閉じられた状態では、レーザー光が検出セル５に入射するようにレーザー光の光路上から取り除かれるように構成されている。
【００２９】
吸収器２７は、検出セル５に収容される測定用試料に反射されずに透過した光を吸収するように、検出セル５が保持される測定部２５を挟んで可動レンズ２４に対向するように配置されている。これにより、検出セル５に収容される測定用試料に散乱された後方散乱光のみを可動レンズ２４側の方向に進行させることが可能となる。
【００３０】
集光光学部２８は、検出セル５に収容される測定用試料に照射されるとともに反射した散乱光（後方散乱光）を光ファイバ２９に導くために設けられている。また、光ファイバ２９は、集光光学部２８によって導かれた散乱光を、光ファイバカプラ３０を介して、アバランシェ・フォトダイオード（ＡＰＤ）３１に伝搬するために設けられている。
【００３１】
アバランシェ・フォトダイオード（ＡＰＤ）３１は、検出セル５に収容される測定用試料にレーザー光を照射することにより取得された散乱光（アナログ信号）を検知して、その検知した散乱光をＡ／Ｄ変換部３１ａにより電気信号（デジタル信号）に変換する機能を有している。そして、変換された電気信号（デジタル信号）は、散乱光強度データとして経過時間毎に後述する制御部３３のＲＡＭ３３３に格納されるとともに、後述するコリレータ３２に送信される。また、アバランシェ・フォトダイオード３１は、検知した散乱光を増幅する機能も有しており、測定用試料から検知された散乱光が微弱な信号であっても、その微弱な信号を増幅することが可能である。
【００３２】
コリレータ３２は、アバランシェ・フォトダイオード３１により検知された経過時間毎の散乱光強度データに基づいて以下の式（１）で定義される自己相関関数Ｇ２（τ）を出力する機能を有している。
【００３３】
Ｇ２（τ）＝＜Ｉ（ｔ）×Ｉ（ｔ＋τ）＞／＜Ｉ（ｔ）＞２・・・（１）
なお、上記式（１）で定義される自己相関関数Ｇ２（τ）は、時間ｔにおける散乱光強度データＩ（ｔ）および時間ｔからの経過時間τ（μｓｅｃ）をパラメータとする関数である。そして、自己相関関数Ｇ２（τ）は、検出セル５に収容されるタンパク質がブラウン運動により位置を変える場合に、ある基準時間のタンパク質の位置から時間の変化に伴ってタンパク質の位置が変化していく際の時間毎のタンパク質の重なりの度合いを時間の関数として表したものであり、τ＝０ではタンパク質が完全に重なるので、自己相関関数Ｇ２（０）＝１となり、時間が経つにつれてタンパク質の重なり度合いは少なくなるため、自己相関関数Ｇ２（τ）は０に向かって減衰する上記した式（１）のような関数になる。
【００３４】
また、自己相関関数Ｇ２（τ）は、溶媒中をブラウン運動する粒子の大きさを評価するものとして用いられている。検出セル５に収容されるタンパク質および基質が結合していない状態または結合の初期段階では、タンパク質および基質は分子量の小さい粒子となり、溶媒中で活発にブラウン運動を行う。このため、活発にブラウン運動を行う分子量の小さい粒子に照射されたレーザー光は、この粒子のブラウン運動に起因して、激しく揺らいだ散乱光強度データとしてアバランシェ・フォトダイオード３１により検出される。これに対して、検出セル５に収容されるタンパク質および基質が結合した状態または結合の完了段階では、タンパク質および基質は分子量の大きい粒子となり、溶媒中で緩やかにブラウン運動を行う。このため、緩やかにブラウン運動を行う分子量の大きい粒子に照射されたレーザー光は、この粒子のブラウン運動に起因して、緩やかに揺らいだ散乱光強度データとしてアバランシェ・フォトダイオード３１により検出される。これにより、分子量の小さい粒子に関する自己相関関数Ｇ２（τ）は、急速に低下（減衰）するとともに、分子量の大きい粒子に関する自己相関関数Ｇ２（τ）は、緩やかに低下（減衰）する。
【００３５】
また、コリレータ３２は、０．５ｎｓｅｃ（最小サンプル時間）毎にアバランシェ・フォトダイオード３１により検知された散乱光強度データを取得して、上記式（１）により定義される自己相関関数Ｇ２（τ）を出力する。そして、自己相関関数Ｇ２（τ）の時間ｔから０．５ｎｓｅｃ（最小サンプル時間）経過後の自己相関関数Ｇ２（τ）の値Ｇ２（０．５）を含む、時間経過毎の値が取得される。
【００３６】
制御部３３は、図２に示すように、レーザー駆動回路３４を介して、レーザー２１を制御することにより、レーザー２１を発振させるとともにレーザー光を出射させる機能を有している。この制御部３３は、ＲＯＭ３３１と、ＣＰＵ３３２と、ＲＡＭ３３３と、入出力インターフェイス３３４とから構成されている。
【００３７】
また、ＲＯＭ３３１には、オペレーティングシステム、装置本体２の分析動作を制御するための制御プログラム、および、制御プログラムの実行に必要なデータ（レーザー２１を発振させるための制御信号など）が格納されている。また、ＣＰＵ３３２は、ＲＯＭ３３１に格納される制御プログラムをＲＡＭ３３３にロードしたり、ＲＯＭ３３１から直接実行したりするために設けられている。これにより、ＣＰＵ３３２が、制御プログラムを実行することにより、装置本体２の分析動作の制御を行うことが可能となる。そして、ＣＰＵ３３２が処理したデータは、入出力インターフェイス３３４を介して、装置本体２の各部、または、制御装置（ＰＣ）４（図６参照）へと送信される。ＣＰＵ３３２の処理に必要なデータは、装置本体２の各部、または、制御装置（ＰＣ）４から入出力インターフェイス３３４を通じて受信される。たとえば、ＣＰＵ３３２により呼び出されたＲＯＭ３３１に記憶された制御信号は、入出力インターフェイス３３４およびレーザー駆動回路３４を介して、レーザー２１に送信される。また、ＣＰＵ３３２は、アバランシェ・フォトダイオード３１により検知された経過時間毎の散乱光強度データと、コリレータ３２により取得された時間経過毎の自己相関関数Ｇ２（τ）の値とをＲＡＭ３３３に記憶する機能も有している。
【００３８】
制御装置（ＰＣ）４は、装置本体２からＵＳＢケーブル３を介して送信された散乱光強度データと自己相関関数Ｇ２（τ）とを受信して、受信した散乱光強度データと自己相関関数Ｇ２（τ）とに基づいて、タンパク質と基質との結合の強さに関する指標を求めるために設けられている。また、制御装置４は、図１および図６に示すように、本体部４１と、入力部４２と、表示部４３とから構成されている。
【００３９】
本体部４１は、図６に示すように、ＲＯＭ４１１と、ＣＰＵ４１２と、ＲＡＭ４１３と、ハードディスク４１４と、入出力インターフェイス４１５と、画像出力インターフェイス４１６とを含む制御部４１ａおよび読出装置４１ｂから構成されており、それらの間はバス４１７によってデータ通信可能に接続されている。
【００４０】
ここで、本実施形態では、制御部４１ａは、装置本体２の入出力インターフェイス３３４（図２参照）を介して送信された散乱光強度データおよび自己相関関数Ｇ２（τ）とに基づいて、散乱光強度についての粒子径分布情報を取得する機能を有している。また、制御部４１ａは、取得した粒子径分布情報に基づいて、タンパク質と基質との結合体の粒子径の分布幅情報を取得するとともに、タンパク質と基質との結合の強さに関する結合力情報を取得する機能をさらに有している。
【００４１】
制御部４１ａのＲＯＭ４１１は、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭなどにより構成されている。また、ＣＰＵ４１２は、ＲＡＭ４１３にロードされた後述するハードディスク４１４にインストールされるタンパク質を分析する分析用アプリケーションプログラム４１４ａ、および、タンパク質と基質との結合の強さに関する結合力情報としての結合定数ＫＰｄを求めるためのＫＰｄ算出用アプリケーションプログラム４１４ｂを実行するために設けられている。また、ＲＡＭ４１３は、ＳＲＡＭまたはＤＲＡＭなどにより構成されており、ＲＯＭ４１１および後述するハードディスク４１４に記憶されているコンピュータプログラムや分析用アプリケーションプログラム４１４ａの読み出しに用いられる。また、ＲＡＭ４１３は、ハードディスク４１４にインストールされる分析用アプリケーションプログラム４１４ａおよびＫＰｄ算出用アプリケーションプログラム４１４ｂを実行する場合に、ＣＰＵ４１２の作業領域として利用される。
【００４２】
ハードディスク４１４は、オペレーティングシステム、後述するタンパク質を分析するための分析用アプリケーションプログラム４１４ａおよびＫＰｄ算出用アプリケーションプログラム４１４ｂがインストールされるとともに、分析用アプリケーションプログラム４１４ａおよびＫＰｄ算出用アプリケーションプログラム４１４ｂの実行に必要なデータ（散乱光強度データ、自己相関関数Ｇ２（τ））が格納されている。
【００４３】
また、入出力インターフェイス４１５は、たとえば、ＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４、ＲＳ−２３５Ｃなどのシリアルインターフェイスや、ＳＣＳＩ、ＩＤＥ、ＩＥＥＥ１２８４などのパラレルインターフェイス、および、Ｄ／Ａ変換器、Ａ／Ｄ変換器などからなるアナログインターフェイスなどから構成されている。この入出力インターフェイス４１５には、入力部４２が接続されている。また、入出力インターフェイス４１５は、装置本体２の制御部３３の入出力インターフェイス３３４にＵＳＢケーブル３を介して接続されており、装置本体２で検出された散乱光強度データと自己相関関数Ｇ２（τ）とを制御装置４に入力することが可能である。また、画像出力インターフェイス４１６は、ＬＣＤ（液晶表示装置）またはＣＲＴなどにより構成される表示部４３に接続されており、ＣＰＵ４１２から与えられた画像データに応じた映像信号を表示部４３に出力するように構成されている。
【００４４】
また、読出装置４１ｂは、フレキシブルディスクドライブ、ＣＤ−ＲＯＭドライブ、ＤＶＤ−ＲＯＭドライブなどにより構成されており、可搬型記録媒体６に記憶されたコンピュータプログラムまたはデータを読み出すことが可能である。これにより、たとえば、読出装置４１ｂを用いて可搬型記録媒体６から分析用アプリケーションプログラム４１４ａおよびＫＰｄ算出用アプリケーションプログラム４１４ｂを読み出し、その読み出された分析用アプリケーションプログラム４１４ａおよびＫＰｄ算出用アプリケーションプログラム４１４ｂをハードディスク４１４にインストールすることが可能である。なお、分析用アプリケーションプログラム４１４ａおよびＫＰｄ算出用アプリケーションプログラム４１４ｂやその他の制御装置４で用いられるコンピュータプログラムは、可搬型記録媒体６によって提供されるのみならず、本実施形態による制御装置４と通信可能に接続された外部のＰＣなどから電気通信回線（有線、無線を問わない）を通じて提供されることも可能である。たとえば、分析用アプリケーションプログラム４１４ａおよびＫＰｄ算出用アプリケーションプログラム４１４ｂがインターネット上のサーバコンピュータのハードディスク内に格納されており、このサーバコンピュータに本実施形態による制御装置４が電気通信回線を通じてアクセスするとともに分析用アプリケーションプログラム４１４ａおよびＫＰｄ算出用アプリケーションプログラム４１４ｂをダウンロードして、このダウンロードした分析用アプリケーションプログラム４１４ａおよびＫＰｄ算出用アプリケーションプログラム４１４ｂをハードディスク４１４にインストールすることも可能である。また、ハードディスク４１４には、たとえば、米マイクロソフト社が製造販売するＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）などのグラフィカルユーザインターフェイス環境を提供するオペレーティングシステムがインストールされている。なお、本実施形態による分析用アプリケーションプログラム４１４ａおよびＫＰｄ算出用アプリケーションプログラム４１４ｂは、上記したオペレーティングシステム上で動作する。
【００４５】
入力部４２は、ユーザが入力部４２を使用することにより、制御装置４にデータを入力することが可能なように構成されている。
【００４６】
また、表示部４３は、画像出力インターフェイス４１６から入力された映像信号に従って、画像（画面）を表示するために設けられている。
【００４７】
図７は、図１に示した一実施形態によるタンパク質分析装置の分析用アプリケーションプログラムによる装置本体および制御装置のＣＰＵによる制御を示すフローチャートである。図８は、図１に示した一実施形態によるタンパク質分析装置により作成された粒子径分布グラフである。次に、図７および図８を参照して、本発明の一実施形態によるタンパク質分析装置１の分析用アプリケーションプログラム４１４ａによる装置本体２および制御装置４のＣＰＵ３３２および４１２による制御フローについて詳細に説明する。
【００４８】
まず、ステップＳ１において、制御装置４側で、タンパク質濃度Ｃ（Ｐｒｏｔｅｉｎ）（ｎｍｏｌ）や基質濃度Ｃ（ｎｍｏｌ）などの試料情報についてのユーザによる入力が受け付けられ、試料情報がＲＡＭ４１３またはハードディスク４１４に記憶される。そして、ステップＳ２において、ユーザにより測定開始の指示があったか否かがＣＰＵ４１２により判断され、指示がない場合には、ステップＳ１０に移行される。開始指示があった場合には、ステップＳ３において、測定を開始するための測定開始信号が入出力インターフェイス４１５を介してＣＰＵ４１２により装置本体２に送信される。
【００４９】
装置本体２側では、ステップＳ１１において、制御装置４から送信された測定開始信号が入出力インターフェイス３３４を介して受信されたか否かが判断され、受信していない場合には、ステップＳ１６に移行される。測定開始信号を受信した場合には、ステップＳ１２において、制御部３３からの制御信号に基づいてレーザー２１が発振され、レーザー光が出射される。これにより、レーザー光が検出セル５に照射され、検出セル５から散乱した後方散乱光がアバランシェ・フォトダイオード３１により受光される。そして、散乱光強度に対する電気信号がアバランシェ・フォトダイオード３１によりＡ／Ｄ変換部３１ａに出力され、電気信号がＡ／Ｄ変換された後、散乱光強度データが時間単位毎にＡ／Ｄ変換部３１ａからコリレータ３２に送られる。続いて、アバランシェ・フォトダイオード３１から出力された散乱光強度データおよびコリレータ３２から出力された自己相関関数Ｇ２（τ）がＣＰＵ３３２によりＲＡＭ３３３に記憶される。そして、ステップＳ１３において、散乱光強度データと自己相関関数Ｇ２（τ）とが、装置本体２のＣＰＵ３３２により、入出力インターフェイス３３４を介して、制御装置４に送信される。その後、ステップＳ１４において、所定時間が経過したか否かがＣＰＵ３３２により判断され、経過した場合には、ステップＳ１５において、レーザー光の検出セル５への照射が終了される。経過していない場合には、レーザー光の出射開始後の測定動作と、散乱光強度データおよび自己相関関数Ｇ２（τ）の制御装置４への送信とが継続される。そして、ステップＳ１６において、ユーザからのシャットダウン指示が受け付けられたか否かがＣＰＵ３３２により判断され、受け付けた場合には動作が終了され、受け付けていない場合にはステップＳ１１に移行される。
【００５０】
制御装置４側では、ステップＳ４において、装置本体２から送信された散乱光データおよび自己相関関数Ｇ２（τ）が入出力インターフェイス４１５を介して受信されたか否かがＣＰＵ４１２により判断される。受信していない場合には受信するまでこの判断が繰り返され、受信した場合には、ステップＳ５において、所定時間が経過したか否かが判断される。経過していない場合には所定時間が経過するまでステップＳ４およびステップＳ５の動作が繰り返される。所定時間が経過した場合には、ステップＳ６において、受信した散乱光データおよび自己相関関数Ｇ２（τ）に基づいて、光子相関法（ＰＳＣ：Ｐｈｏｔｏｎ  Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）を用い、タンパク質およびタンパク質と基質との結合体の粒子径（直径）ｄ（ｎｍ）がＣＰＵ４１２により算出される。また、ステップＳ７において、光子相関法を用い、図８に示すような、ガウス曲線にフィッティングされた散乱光強度についての粒子径分布を示す粒子径分布グラフが作成される。
【００５１】
続いて、ステップＳ８において、粒子径分布情報としての粒子径分布グラフから標準偏差ＳＤ（ｎｍ）、および、粒子径分布グラフのピークを示すピーク粒子径Ｄｈ（ｎｍ）がＣＰＵ４１２により取得され、ステップＳ９において、取得された粒子径ｄ（ｎｍ）、標準偏差ＳＤ（ｎｍ）およびピーク粒子径Ｄｈ（ｎｍ）に関する情報が試料情報と対応付けて表示部４３に表示される。また、粒子径ｄ（ｎｍ）、標準偏差ＳＤ（ｎｍ）およびピーク粒子径Ｄｈ（ｎｍ）に関する情報は、試料情報と対応付けてＲＡＭ４１３またはハードディスク４１４に記憶される。なお、粒子径分布グラフ上で、標準偏差ＳＤ（ｎｍ）およびピーク粒子径Ｄｈ（ｎｍ）は図８のように示される。そして、ステップＳ１０において、ユーザからのシャットダウン指示が受け付けられたか否かがＣＰＵ４１２により判断され、受け付けた場合には動作が終了され、受け付けていない場合にはステップＳ１に移行される。
【００５２】
図９は、図１に示した一実施形態によるタンパク質分析装置のＫＰｄ算出用アプリケーションプログラムによる装置本体および制御装置のＣＰＵによる制御を示すフローチャートである。図１０は、図１に示した一実施形態によるタンパク質分析装置により作成されたＰｄ−Ｃグラフである。次に、図９および図１０を参照して、本発明の一実施形態によるタンパク質分析装置１のＫＰｄ算出用アプリケーションプログラム４１４ｂによる装置本体２および制御装置４のＣＰＵ３３２および４１２による制御フローについて詳細に説明する。
【００５３】
まず、ステップＳ２１において、結合定数ＫＰｄを算出する指示がユーザから受け付けられたか否かがＣＰＵ４１２により判断される。指示がない場合にはステップＳ３１に移行され、指示があった場合には、ステップＳ２２において、結合定数ＫＰｄを算出する試料（タンパク質と基質との組み合わせ）の選択がユーザから受け付けられたか否かがＣＰＵ４１２により判断される。なお、ユーザは、表示部４３に表示された画面を見ながら、結合定数ＫＰｄを算出する指示、および、結合定数ＫＰｄを算出する試料の選択を行うことが可能である。
【００５４】
ステップＳ２２の判断は、ユーザにより試料が選択されるまで繰り返され、試料が選択されると、ステップＳ２３において、基質の濃度が異なる試料について所定回数以上測定されているか否かがＣＰＵ４１２により判断される。すなわち、後述するＰｏｌｙｄｉｓｐｅｒｓｉｔｙ（％）（以下、Ｐｄという）と基質濃度Ｃ（ｎｍｏｌ）との関係を示すＰｄ−Ｃグラフが所定の精度を満たすために必要な測定データが得られているか否かがＣＰＵ４１２により判断される。所定回数以上測定されていない場合には、ステップＳ３２において、ＣＰＵ４１２により、所定の基質濃度での測定を促すメッセージが表示部４３に表示され、ステップＳ３１に移行される。ユーザは、このメッセージに従って所定の基質濃度での測定を行うことにより、結合定数ＫＰｄを算出することが可能となる。一方、所定回数以上測定されている場合には、ステップＳ２４において、ＲＡＭ４１３またはハードディスク４１４に記憶されている対象試料の各基質濃度における標準偏差ＳＤ（ｎｍ）、ピーク粒子径Ｄｈ（ｎｍ）、タンパク質濃度Ｃ（Ｐｒｏｔｅｉｎ）（ｎｍｏｌ）および基質濃度Ｃ（ｎｍｏｌ）がそれぞれＣＰＵ４１２により読み出される。
【００５５】
ここで、本実施形態では、ステップＳ２５において、Ｐｄ（％）がＣＰＵ４１２により算出される。なお、Ｐｄとは、タンパク質および基質の結合体の粒子径の分布幅情報であり、本実施形態では、Ｐｄは以下の式（１）で定義される。
【００５６】
Ｐｄ（％）＝ＳＤ／Ｄｈ×１００・・・（１）
そして、ステップＳ２６において、図１０に示すように、Ｐｄ（％）と基質濃度Ｃ（ｎｍｏｌ）との関係を示すＰｄ−ＣグラフがＣＰＵ４１２により作成される。具体的な作成手順は、ステップＳ２５において得られた各基質濃度における複数のＰｄ（％）をグラフにプロットしてシグモイド関数ｆ（ｘ）にフィッティングすることによって、図１０に示すようなＰｄ−Ｃグラフを作成する。このＰｄ−Ｃグラフは、基質濃度Ｃ（ｎｍｏｌ）が大きくなれば、Ｐｄ（％）の値が小さくなる傾向を示す。
【００５７】
その後、ステップＳ２７において、Ｐｄ（ｉ）とＰｄ（ｔ）との平均値Ｐｄ（５０）がＣＰＵ４１２により算出される。ここで、Ｐｄ（ｉ）とは、図１０に示すＰｄ−Ｃグラフにおいて、基質濃度Ｃ（ｎｍｏｌ）が小さい領域でグラフの傾きが実質的に０（ｄｆ（ｘ）／ｄｘ＝０）となるときのＰｄの値である。また、Ｐｄ（ｔ）とは、図１０に示すＰｄ−Ｃグラフにおいて、基質濃度Ｃ（ｎｍｏｌ）が大きい領域でグラフの傾きが実質的に０（ｄｆ（ｘ）／ｄｘ＝０）となるときのＰｄの値である。また、Ｐｄ（ｉ）は、タンパク質と基質とが結合反応を開始する前の状態、または、開始直後の状態におけるＰｄを表しており、Ｐｄ（ｔ）は、タンパク質と基質との結合反応が平衡状態に達した状態におけるＰｄを表している。したがって、Ｐｄの値は、タンパク質と基質との結合反応の進行状態を示しており、Ｐｄの値が小さいときは、値が大きいときよりも、結合反応が進行している状態であることを示している。なお、Ｐｄ（５０）の算出式を以下の式（２）に示す。
【００５８】
Ｐｄ（５０）＝（Ｐｄ（ｉ）＋Ｐｄ（ｔ））／２・・・（２）
次に、ステップＳ２８において、ＣＰＵ４１２により、Ｐｄ（５０）に対応する基質濃度Ｃ（Ｐｄ５０）（ｎｍｏｌ）がＰｄ−Ｃグラフから求められる。そして、ステップＳ２９において、ＣＰＵ４１２により、基質濃度Ｃ（Ｐｄ５０）およびタンパク質濃度Ｃ（Ｐｒｏｔｅｉｎ）に基づいて、タンパク質と基質との結合の強さに関する指標となる結合定数ＫＰｄが算出される。ここで、結合定数ＫＰｄは、以下の式（３）で定義される。
【００５９】
ＫＰｄ＝Ｃ（Ｐｄ５０）／Ｃ（Ｐｒｏｔｅｉｎ）・・・（３）
そして、ステップＳ３０において、ＣＰＵ４１２により、算出された結合定数ＫＰｄは、表示部４３に表示されるとともに、ＲＡＭ４１３またはハードディスク４１４に記憶される。その後、ステップＳ３１において、ユーザからのシャットダウン指示が受け付けられたか否かがＣＰＵ４１２により判断され、受け付けた場合には動作が終了され、受け付けていない場合にはステップＳ２１に移行される。
【実施例】
【００６０】
（実施例１）
次に、上記した本発明の一実施形態のタンパク質分析装置１のＫＰｄ算出用アプリケーションプログラム４１４ｂにより結合定数ＫＰｄを算出する実験を行った。以下に、この実験について説明する。
【００６１】
まず、実施例１による実験の概要について説明する。装置本体２における測定温度は、２５℃である。測定時間は１０（ｓｅｃ）であり、５回測定した結果の平均値を使用した。また、レーザ出力は、４ｍＷ  Ｈｅ−Ｎｅ  Ｌａｓｅｒ（６３３ｎｍ）である。また、タンパク質には、１ｍｇ／ｍＬに調製したカルモジュリン（ＣａＭ）を用い、基質には、０．４ｍＭのＷ７（Ｎ−（６−ａｍｉｎｏｈｅｘｙｌ）−５−ｃｈｌｏｒｏ−１−ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅｓｕｌｆｏａｍｉｄｅ）を用いた。また、２０ｍＭ  Ｔｒｉｓ、２ｍＭ  ＣａＣｌ２、１５０ｍＭ  ＮａＣｌ（ｐＨ７．５）からなる緩衝液を用いた。
【００６２】
［基質を添加しない場合および基質を添加した場合のＰｄ（％）の比較］
図１１は、図１に示した一実施形態によるタンパク質分析装置により作成された粒子径分布グラフである。図１１の粒子径分布グラフは、１ｍｇ／ｍＬに調製したカルモジュリン（ＣａＭ）のみの試料、および、１ｍｇ／ｍＬに調製したカルモジュリン（ＣａＭ）に０．４ｍＭのＷ７を添加した試料の粒子径分布を示している。図１１に示した粒子径分布グラフから、各試料の標準偏差ＳＤ（ｎｍ）およびピーク粒子径Ｄｈ（ｎｍ）をＣＰＵ４１２により算出した結果を以下の表１に示す。また、標準偏差ＳＤ（ｎｍ）およびピーク粒子径Ｄｈ（ｎｍ）に加えて、上記した式（１）により算出したＰｄ（％）も表１に示す。
【００６３】
【表１】
2009150799.tif 000003
上記の表１に示すように、カルモジュリン（ＣａＭ）のみの試料のＰｄ＝３６．１８（％）よりもカルモジュリン（ＣａＭ）にＷ７を添加した試料のＰｄ＝２４．８４（％）の方が小さくなることを確認した。
【００６４】
［Ｗ７の滴定によるＰｄ（％）の変化解析］
次に、上記した緩衝液に希釈したＷ７をカルモジュリン（ＣａＭ）に滴定し、異なる濃度における複数のＰｄ（％）を算出した。図１２は、図１に示した一実施形態によるタンパク質分析装置により作成されたＰｄ−Ｃグラフである。図１２のＰｄ−Ｃグラフは、算出した複数のＰｄ（％）をプロットし、シグモイド関数ｆ（ｘ）にフィッティングして作成される。このＰｄ−Ｃグラフから、Ｗ７の滴定量（濃度）が増加するのに依存して、Ｐｄ（％）が小さくなることを確認した。
【００６５】
［結合定数ＫＰｄの算出］
図１２に示したＰｄ−Ｃグラフから、Ｐｄ（ｉ）＝２７．２（％）およびＰｄ（ｔ）＝２３．４（％）を得、上記した式（２）により以下のようにＰｄ（５０）を算出した。
【００６６】
Ｐｄ（５０）＝（２７．２＋２３．４）／２＝２５．３（％）
そして、図１２に示したＰｄ−Ｃグラフから、Ｐｄ（５０）＝２５．３に対応するＷ７の濃度Ｃ（Ｐｄ５０）＝１．１（ｎｍｏｌ）を得た。ここで、試料のトータル容量が５０μｌであったので、Ｗ７の濃度Ｃ（Ｐｄ５０）＝１．１／０．０５＝２２μＭであった。また、カルモジュリン（ＣａＭ）の濃度はＣ（Ｐｒｏｔｅｉｎ）＝５９．９μＭであったため、上記した式（３）により以下のように、カルモジュリン（ＣａＭ）とＷ７との結合の強さに関する指標となる結合定数ＫＰｄを算出した。
【００６７】
ＫＰｄ＝２２／５９．９＝０．３６７
これにより、カルモジュリン（ＣａＭ）とＷ７との結合定数ＫＰｄは、０．３６７である。
【００６８】
（実施例２）
次に、上記した本発明の一実施形態のタンパク質分析装置１のＫＰｄ算出用アプリケーションプログラム４１４ｂにより取得されるＰｄ（％）と、タンパク質および基質の結合の強さとの関係を観察するために行った実験について説明する。
【００６９】
この実験では、タンパク質に結合性の異なる複数の基質（糖）を添加した複数の試料について、上記した式（１）によりＰｄ（％）を算出する。そして、算出したＰｄ（％）を、タンパク質と基質との結合の強さを評価する従来手法のプレート法（Ｂｉｎｄｉｎｇ（Ａ６２０））（Ｈａｔａｋｅｙａｍａ、ｅｔ  ａｌ、Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ  Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ２３７、１８８−１９２（１９９６））による評価と比較することによって、本実施形態によるＰｄ（％）と、タンパク質および基質の結合の強さとの関係を評価した。
【００７０】
まず、実施例２による実験の概要について説明する。装置本体２における測定温度は、２５℃である。測定時間は１０（ｓｅｃ）であり、５回測定した結果の平均値を使用した。また、レーザ出力は、４ｍＷ  Ｈｅ−Ｎｅ  Ｌａｓｅｒ（６３３ｎｍ）である。また、タンパク質には、１ｍｇ／ｍＬに調製したコンカナバリンＡ（ＣｏｎＡ）を用い、基質（糖）には、１００ｍＭのガラクトース（Ｇａｌ）、マンノース（Ｍａｎ）およびグルコース（Ｇｌｃ）の３種類を用いた。また、５０ｍＭ  ＨＥＰＥＳ（ｐＨ７．５）からなる緩衝液を用いた。
【００７１】
図１３は、図１に示した一実施形態によるタンパク質分析装置により作成された粒子径分布グラフである。図１３の粒子径分布グラフは、１ｍｇ／ｍＬに調製したコンカナバリンＡ（ＣｏｎＡ）のみの試料、および、１ｍｇ／ｍＬに調製したコンカナバリンＡ（ＣｏｎＡ）に対し上記した３種類の基質（糖）をそれぞれ０．１ｍＭとなるように添加した３種類の試料の粒子径分布を示している。また、図１３に示した粒子径分布グラフから、各試料の標準偏差ＳＤ（ｎｍ）およびピーク粒子径Ｄｈ（ｎｍ）をＣＰＵ４１２により算出し、それらを用いて式（１）により各試料のＰｄ（％）を算出した。その算出結果と、従来手法のプレート法により得られた各試料についての評価結果との比較を以下の表２に示す。
【００７２】
【表２】
2009150799.tif 000004
ここで、従来手法のプレート法の概要について説明する。プレート法では、まず、プレートの表面に基質であるガラクトース（Ｇａｌ）、マンノース（Ｍａｎ）およびグルコース（Ｇｌｃ）を固定し、目的のタンパク質（ＣｏｎＡ）を添加する。その後、金コロイドを添加すると、金コロイドがタンパク質に吸着する。そこに６２０（ｎｍ）の紫外光を照射して吸収量を測定することによって、タンパク質と基質（糖）との結合の強さを算出する。なお、プレート法では、数値が大きいほど結合の強さが大きいことを表している。
【００７３】
上記の表２により、プレート法との比較からＰｄ（％）が小さくなるほどタンパク質と基質（糖）との結合の強さが大きくなる傾向があることを確認した。すなわち、Ｐｄ（％）と、タンパク質および基質（糖）の結合の強さとに相関関係があることを確認した。これにより、Ｐｄ（％）を用いて、タンパク質と基質との結合の強さに関する指標を算出することが可能であると考えられる。
【００７４】
本実施形態では、上記のように、タンパク質と基質との結合体の粒子径ｄ（ｎｍ）の分布状態を示す粒子径分布グラフに基づいて結合体の粒子径ｄ（ｎｍ）の分布幅に関するＰｄ（％）を取得するとともに、基質の濃度Ｃ（ｎｍｏｌ）が異なる複数の試料から得られる複数のＰｄ（％）に基づいてタンパク質と基質との結合の強さに関する結合定数ＫＰｄを取得するＣＰＵ４１２を設けることによって、結合定数ＫＰｄが結合体の粒子径ｄ（ｎｍ）の分布幅に関するＰｄ（％）に基づいて求められるので、タンパク質と結合する基質が基質複合体（ポリマー）であるか、または、基質単体（モノマー）であるかにかかわらず、タンパク質と基質との結合の強さに関する結合定数ＫＰｄを求めることができる。これにより、生体内での状態に近いタンパク質と基質単体との自然な結合状態を表す指標を求めることができる。
【００７５】
また、本実施形態では、ＣＰＵ４１２を、試料に光を照射することによって得られる光学的情報に基づいて、粒子径分布グラフを取得するように構成することによって、Ｐｄ（％）を取得する際に用いられる粒子径分布グラフを取得するための装置を別途設けることなく、１つの装置内で結合体の粒子径ｄ（ｎｍ）の分布幅に関するＰｄ（％）を取得することができる。
【００７６】
また、本実施形態では、ＣＰＵ４１２を、粒子径分布グラフに基づいて、標準偏差ＳＤ（ｎｍ）と、粒子径分布グラフのピークを示すピーク粒子径Ｄｈ（ｎｍ）とを取得し、標準偏差ＳＤ（ｎｍ）とピーク粒子径Ｄｈ（ｎｍ）とに基づいて、Ｐｄ（％）を取得するように構成することによって、標準偏差ＳＤ（ｎｍ）に加えてピーク粒子径Ｄｈ（ｎｍ）にも基づいてＰｄ（％）が取得されるので、ピーク粒子径Ｄｈ（ｎｍ）が異なる場合にも、精度よくＰｄ（％）を取得することができる。
【００７７】
なお、今回開示された実施形態および実施例は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態および実施例の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００７８】
また、上記実施形態では、分析用アプリケーションプログラムとＫＰｄ算出用アプリケーションプログラムとを別個に設ける構成の例を示したが、本発明はこれに限らず、ＫＰｄ算出用アプリケーションプログラムの機能が分析用アプリケーションプログラムに組み込まれる構成であってもよい。この場合、分析用アプリケーションプログラムの実行により、制御装置のＣＰＵは、標準偏差ＳＤおよびピーク粒子径Ｄｈの算出の後、引き続き図９の処理を実行する。
【００７９】
また、上記実施形態では、Ｐｄを算出するために標準偏差ＳＤおよびピーク粒子径ＤｈをＣＰＵによりＲＡＭまたはハードディスクから読み出すようにＫＰｄ算出用アプリケーションプログラムを構成する例を示したが、本発明はこれに限らず、粒子径分布グラフのデータをＣＰＵによりＲＡＭまたはハードディスクから読み出し、このデータに基づいて標準偏差ＳＤおよびピーク粒子径Ｄｈを取得してＰｄを算出するようにＫＰｄ算出用アプリケーションプログラムを構成してもよい。
【００８０】
また、上記実施形態では、基質として糖およびＷ７を用いる例を示したが、本発明はこれに限らず、タンパク質と結合する結合物質であれば、たとえば、タンパク質、ＤＮＡ、ＲＮＡ、インヒビター、イオンなどの他の物質を基質として用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の一実施形態によるタンパク質分析装置の全体構成を示した斜視図である。
【図２】図１に示した一実施形態によるタンパク質分析装置の装置本体のブロック図である。
【図３】図１に示した一実施形態によるタンパク質分析装置に用いられる検出セルの斜視図である。
【図４】図１に示した一実施形態によるタンパク質分析装置の装置本体の可動レンズを示した模式図である。
【図５】図１に示した一実施形態によるタンパク質分析装置の装置本体の可動レンズを示した模式図である。
【図６】図１に示した一実施形態によるタンパク質分析装置の制御装置のブロック図である。
【図７】図１に示した一実施形態によるタンパク質分析装置の分析用アプリケーションプログラムによる装置本体および制御装置のＣＰＵによる制御を示すフローチャートである。
【図８】図１に示した一実施形態によるタンパク質分析装置により作成された粒子径分布グラフである。
【図９】図１に示した一実施形態によるタンパク質分析装置のＫＰｄ算出用アプリケーションプログラムによる装置本体および制御装置のＣＰＵによる制御を示すフローチャートである。
【図１０】図１に示した一実施形態によるタンパク質分析装置により作成されたＰｄ−Ｃグラフである。
【図１１】図１に示した一実施形態によるタンパク質分析装置により作成された粒子径分布グラフである。
【図１２】図１に示した一実施形態によるタンパク質分析装置により作成されたＰｄ−Ｃグラフである。
【図１３】図１に示した一実施形態によるタンパク質分析装置により作成された粒子径分布グラフである。
【符号の説明】
【００８２】
１  タンパク質分析装置（分析装置）
４１２  ＣＰＵ（分布幅情報取得手段、結合力情報取得手段、粒子径分布情報取得手段）
４１４ｂ  ＫＰｄ算出用アプリケーションプログラム（コンピュータプログラム）
【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】
2009150799.tif 000011
【図８】
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【図９】
2009150799.tif 000013
【図１０】
2009150799.tif 000014
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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