(57)【要約】      （修正有）【課題】標的物質に対して応答性の高い局在表面プラズモン共鳴（ＬＳＰＲ）センサ素子を提供すること。【解決手段】支持体と、該支持体表面に存在する一部もしくは複数部分の隙間（ギャップ）を有する開環状の金属構造体からなり、前記金属構造体の表面に標的物質の捕捉体を固定して基板表面に配置して標的物質検出素子を得る。【選択図】図１
2009092405.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検体中の標的物質検出用素子であって、
前記標的物質検出用素子が、
支持体と、該支持体表面に存在する金属構造体と、
該金属構造体の表面に存在する標的物質捕捉体とからなり、
前記金属構造体が、一部が開環した環状構造を有することを特徴とする標的物質検出用素子。
【請求項２】
前記金属構造体の複数によるユニットを有する請求項１に記載の標的物質検出素子。
【請求項３】
標的物質の検出装置であって、
請求項１または２に記載の標的物質検出用素子を保持する保持手段と、
前記標的物質検出用素子に検出のための入射光を照射する光照射手段と、
前記入射光の前記標的物質検出用素子への照射によって得られる透過光もしくは反射光からなる出射光を受光する受光手段と、
検体中の標的物質の存在によって生じる出射光の変化を読み取る読み取り手段と、
を有することを特徴とする標的物質検出装置。
【請求項４】
検体中における標的物質の有無または量を検出するためのキットであって、請求項１または２に記載の標的物質検出用素子と、請求項３に記載の検出装置と、標的物質の前記素子への捕捉に必要な試薬と、を有することを特徴とする標的物質検出用キット。
【請求項５】
請求項１または２記載の標的物質検出用素子を用いて、検体中の標的物質を検出する方法であって、
前記標的物質検出用素子に検体を接触せしめる工程と、
前記標的物質検出用素子に標的物質が捕捉された際に生じる光学的な変化を検出する工程と
を有することを特徴とする、検体中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、金属のプラズモン共鳴を利用し、検体中の標的物質を高感度に検出するための素子、検出装置、検出キットおよび検出方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
まず、本発明における背景技術について説明する。
【０００３】
＜標的物質センサ＞
血液中には、ガン・肝炎・糖尿病・骨粗しょう症など特定の疾患に対するマーカーが複数存在している。罹患した際には、平時より特定のタンパク質の濃度が増加する。これらを平時からモニタしておくことで、重大な病気を早期に発見することが出来るため、次世代の医療技術として期待されている。また、腫瘍除去後の予後をモニタすることで、転移を早期に発見することができると考えられており、医療の質向上にも大きな貢献をすると期待されている。
【０００４】
また、近年、食品衛生法が改正され、卵・落花生・そば・小麦・乳を表示することが事業者に義務付けられた。しかし、自分がどの食物に対して、どの程度アレルギー体質であるかということを定量的に知っている人は少ない。これらのデータを科学的に数値として知っておくことは、各人の健康増進や予防医療の観点から重要であり、本発明で開示する技術領域に大きな期待が寄せられている。
【０００５】
未加工で未精製のタンパク質を分析するための方法の１つは、生物学的なリガンド−アナライト相互作用を利用して特定の化合物を識別するセンサを基本としたものである。
【０００６】
上述した疾病におけるマーカー、食品中のアレルゲンなどを検出対象、すなわち検出における標的物質とし、これを検出するための精度良い標的物質センサの開発が求められている。
【０００７】
代表的な標的物質センサの方式として、蛍光免疫法、プラズモン共鳴法、光干渉法などがあげられる。いずれもリガンドもしくはアナライトをセンサ表面に固定し、検体中のリガンドもしくはアナライトを選択性よく選別して結合することにより夾雑物を排除し、目的とする標的物質のみを高効率に捕らえることが共通のステップとなる。
【０００８】
＜局在表面プラズモン共鳴（ＬＳＰＲ：Ｌｏｃａｌｉｚｅｄ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｐｌａｓｍｏｎ  Ｓｅｎｓｏｒ）＞
プラズモン共鳴法を利用したセンサでは、金属プラズモンが界面物質の屈折率変化に高感度に反応することを利用して、金属薄膜や金属の微粒子の上にリガンドを固定し、そのリガンドと特異的に結合するアナライトの濃度を測定している。リガンドは化学的または物理的な手段を用いてセンサ表面に固定化される。当該技術を用いることで、リガンドアナライト間の反応の時間変化（ｋｉｎｅｔｉｃｓ）についての情報を得ることも可能であり、標識不要という特徴とあわせてＬＳＰＲの利点であると考えられている。
【０００９】
また、ＬＳＰＲセンサは、金属微粒子周囲の屈折率が変化すると金属プラズモンの共鳴条件が変化することを利用してセンシングしているので、屈折率変化に対する光学特性の変化が大きいものが、感度が高いということができる。つまり、屈折率が変化した際に透過または吸収スペクトルのピークシフト量が多いほど、また、同じのピークシフト量であれば、ピーク幅が細く、ピークの高さまたは深さが大きいほど高感度だといえる。
【００１０】
特許文献１には、アミノ基で表面修飾されたガラス基板に金属微粒子を自己組織的に単分散させ固定化することによる、局在表面プラズモン（ＬＳＰＲ：Ｌｏｃａｌｉｚｅｄ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｐｌａｓｍｏｎ  Ｓｅｎｓｏｒ）センサの製造方法が開示されている。特許文献１には、このセンサの基礎特性についても記述されている。特許文献１には、さらに、吸光スペクトルの強度変化を検出することで、標的物質の濃度やｋｉｎｅｔｉｃｓを測定する手法について記述されている。
【００１１】
非特許文献１に開示された技術は、特許文献１と同様に金属微粒子を化学的に修飾されたガラス基板に固定化させたＬＳＰＲセンサに関するものである。非特許文献１には、更に、ストレプトアビジンとビオチン反応を、吸光スペクトルの強度変化から観測できることが開示されている。また、非特許文献１では、周囲の媒体を変化させたときの屈折率応答性は、７６．４ｎｍ／ｉｎｄｅｘと報告している。
【００１２】
また、非特許文献２には、ナノスフィアリソグラフィ（ポリスチレンのナノビーズを用いたリソグラフィ手法）を用い、Ａｇのドットを並べてＬＳＰＲセンサを作製する技術が開示されている。周囲の媒体を変化させたときの屈折率応答性は、２００ｎｍ／ｉｎｄｅｘと報告されている。
【特許文献１】特許第３４５２８３７号明細書
【非特許文献１】Anal. Chem. 2002, 74, 504-509, A Colorimetric Gold Nanoparticle Sensor To Interrogate Biomolecular Interactions in Real Time on a Surface
【非特許文献２】J. Phys. Chem.B 1999, 103, 9846-9853, Nanosphere Lithography：Effect of External Dielectric Medium on the Surface Plasmon Resonance Spectrum of a Periodic Array of Silver Nanoparticle
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかし、上記に開示されている技術では、標的物質が捕捉体により標的物質検出素子表面に捕捉されたときのスペクトルのシフト量が十分でない場合がある。また、スペクトル幅や、ピークの高さまたは深さにおいて改善の余地がある。従って、上記に開示されている技術には、標的物質濃度の検出限界が下げられないという課題がある。臨床検査に当該技術を応用する場合、標的物質を検出する化学物質センサとしては、さらなる性能向上が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、上記課題に鑑み、標的物質を捕捉する化学センサの更なる性能向上を目的として、発明されたものである。
【００１５】
すなわち本発明の標的物質検出用素子は、検体中の標的物質検出用素子であって、
前記標的物質検出用素子が、
支持体と、該支持体表面に存在する金属構造体と、
該金属構造体の表面に存在する標的物質捕捉体とからなり、
前記金属構造体が、一部が開環した環状構造を有する
ことを特徴とする標的物質検出用素子である。
【００１６】
本発明にかかる標的物質の検出装置は、標的物質の検出装置であって、
上記構成の標的物質検出用素子を保持する保持手段と、
前記標的物質検出用素子に検出のための入射光を照射する光照射手段と、
前記入射光の前記標的物質検出用素子への照射によって得られる透過光もしくは反射光からなる出射光を受光する受光手段と、
検体中の標的物質の存在によって生じる出射光の変化を読み取る読み取り手段と、
を有することを特徴とする標的物質検出装置である。
【００１７】
本発明にかかる標的物質検出用キットは、検体中における標的物質の有無または量を検出するためのキットであって、上記構成の標的物質検出用素子と、上記構成の検出装置と、標的物質の前記素子への捕捉に必要な試薬と、を有することを特徴とする標的物質検出用キットである。
【００１８】
本発明の標的物質検出方法は、上記構成の標的物質検出用素子を用いて、検体中の標的物質を検出する方法であって、
前記標的物質検出用素子に検体を接触せしめる工程と、
前記標的物質検出用素子に標的物質が捕捉された際に生じる光学的な変化を検出する工程と
を有することを特徴とする、検体中の標的物質検出方法である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の開示する一部もしくは複数部分の隙間（ギャップ）を有する開環状の金属構造体により、標的物質の有無対して光学特性の変化大きなＬＳＰＲセンサを提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の標的物質検出用素子は、
支持体と、該支持体表面に存在する金属構造体と、該金属構造体の表面に存在する標的物質捕捉体とを有し、金属構造体が、一部が開環した環状構造を有することを特徴とする標的物質検出用素子である。また、開環状の金属構造体の２以上から一つの単位（ユニット）を形成することができる。
【００２１】
この標的物質の捕捉体が固定された金属構造体を基板上に配置した素子を以下の各手段とともに組み込んで標的物質の検出装置を構成することができる。
（１）標的物質検出用素子を保持する保持手段。
（２）保持手段に保持された標的物質検出用素子に検出のための入射光を照射する光照射手段。
（３）入射光の標的物質検出用素子への照射によって得られる透過光もしくは反射光からなる出射光を受光する受光手段。
（４）検体中の標的物質の存在によって生じる出射光の変化を読み取る読み取り手段。
【００２２】
また、本発明の標的物質検出用素子を以下の各要素とともに用いて検体中における標的物質の有無または量を検出するための標的物質検出用キットとすることもできる。
（Ａ）上記構成の検出装置。
（Ｂ）標的物質の素子への捕捉に必要な試薬。
【００２３】
本発明の標的物質検出用素子を用いて以下の工程を有する方法により、検体中の標的物質を検出することができる。
（ｉ）標的物質検出用素子に検体を接触せしめる工程。
（ii）標的物質検出用素子に標的物質が捕捉された際に生じる光学的な変化を検出する工程。
【００２４】
標的物質が金属構造体に捕捉された場合と、捕捉されない場合に関する光学的変化を予め求め、既知試料データとして保持しておく。この既知試料データを、上記工程(ii)で得られた光学的な変化を既知試料データと照合して、検体中での標的物質の存在の有無、あるいはその濃度を求めることができる。
【００２５】
以下、図を参照しながら本発明に関わる実施形態につき述べる。ここでは本発明を完全に理解してもらうため、特定の実施形態について詳細な説明をおこなうが、本発明はここに記した内容に限定されるものではない。
【００２６】
＜標的物質検出素子＞
図１を参照しながら説明する。この標的物質検出素子では、基板１０２の表面に、多数の金属構造体としての金属構造体１０１が規則的に配置されている。各金属構造体１０１の基板１０２の表面方向での形状、すなわちその平面形状は一つのギャップによる開環状（分割されたリング形状）となっている。また、各金属構造体１０１の表面には、標的物質の捕捉体１０３が固定されており、これにより標的物質１０４を捕捉することができる。
【００２７】
金属構造体１０１の形状は、一部もしくは複数部にギャップを持ち、分割されたリング形状（開環形状）を有し、検体や緩衝溶液との界面で、プラズモンが生ずるパターンであればとくに制限はない。
【００２８】
分割されたリングとしては、図２に示すような四角形や三角形のリングが分割されたものでも何ら問題はない。さらに、（ａ）及び（ｂ）に示すように、ギャップが二個ある場合でも構わないし、図３（ｃ）及び（ｄ）に示すように分割されたリングの二重構造など、１つのユニットが複数の金属構造体からなるものでもよい。なお、図３（ｃ）及び（ｄ）の構造では、１つのユニット中に同一平面形状のリングが二重化されているが、異なる平面形状のリングが二重化されたものであってもよい。さらには、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示すように、ギャップが複数個存在した分割リングであっても構わない。
【００２９】
リング状構造体の面内における大きさ（最長部）は、１０〜１４５０ｎｍの範囲にあることが好ましく、５０〜１０００ｎｍの範囲内にあること更に好ましい。ギャップの大きさ（開環した部分に対向する端部間の距離）は１〜１００ｎｍの範囲内であることが好ましく、１〜５０ｎｍの範囲内であることがさらに好ましい。各金属構造体間の距離は、５０〜２０００ｎｍの範囲にあることが好ましい。
【００３０】
また、多数の金属構造体を基板上に配置する場合には、図１〜図３に示すような正方格子配置の他に、三角格子配置、六方格子配置、回転対象配置、準周期型の配置など、どのような配置にしても特に制限はない。
【００３１】
金属構造体の構成材料としては、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔなど貴金属を用いることが好ましい。膜厚は１０〜２００ｎｍの範囲であり、照射光の波長帯域で適宜選択して用いられる。
【００３２】
＜金属構造体の作製プロセス＞
標的物質検出素子の有する金属構造体の作製方法としては、所望のパターンが形成できる方法であれば、どのような方法であっても特に問題はない。電子線（ＥＢ）リソグラフィによる手法であっても、ナノインプリント技術を用いた手法であっても、フォトリソグラフィやＸ線リソグラフィを用いた手法であっても何ら問題はない。また、パターンをＡｕに転写する方法としては、エッチングを用いても構わないし、リフトオフにより形成しても何ら問題はない。
【００３３】
＜捕捉体および標的物質＞
標的物質捕捉体１０３としては、標的物質１０４と特異的な結合対を形成するものであれば、特に制約はない。ここでは抗体や核酸を用いることが好ましい。
【００３４】
標的物質としては、標的物質捕捉体と特異的な結合対を形成するものであれば、特に制約はない。具体的には、検体中に含まれる標的物質は、非生体物質と生体物質に大別される。非生体物質として産業上利用価値の大きいものとしては、環境汚染物質としての塩素置換数／位置の異なるＰＣＢ類、同じく塩素置換数／位置の異なるダイオキシン類、いわゆる環境ホルモンと呼ばれる内分泌撹乱物質等が挙げられる。
【００３５】
生体物質としては、核酸、タンパク質、糖鎖、脂質及びそれらの複合体から選択される。
【００３６】
生体物質が含まれ、更に詳しくは、核酸、タンパク質、糖鎖、脂質から選択される生体分子を含んでなるものであり、具体的には、ＤＮＡ、ＲＮＡ、アプタマー、遺伝子、染色体、細胞膜、ウイルス、抗原、抗体、レクチン、ハプテン、ホルモン、レセプター、酵素、ペプチド、スフィンゴ糖、スフィンゴ脂質の何れかから選択された物質を含むものであれば、如何なる物質にも本発明を適用することができる。更には、前記の「生体物質」を産生する細菌や細胞そのものも、本発明が対象とする「生体物質」として標的物質となり得る。
【００３７】
なお、本発明における検体とは、標的物質検出素子との接触可能であり、検体中に標的物質が存在している場合には、標的物質と金属構造体上に固定した捕捉体とが反応して、捕捉体により標的物質を捕捉可能な形態を有するものであればよい。上記の検出対象としての標的物質を含む液体などの採取試料で、直接標的物質検出素子と反応させることができるものであれば、それが検体となる。あるいは、緩衝液などで適度に採取試料を希釈したものや、標的物質を含むと想定される部分を採取試料から移行させた液体なども、検体として取り扱うことができる。
【００３８】
＜センサの動作原理＞
次に、本発明にかかる標的物質検出素子（化学センサ）の動作原理につき、図５を用いて説明する。図５（ｂ）において、図中、上方向から下方向(＋z方向)に向かって入射光５０１を入射させる。入射光は、金属構造体中の自由電子とカップリングし、金属構造体に固定化された捕捉体に、標的物質が結合した場合、構造体周囲の屈折率が変化する。そのためにプラズモン共鳴の共鳴周波数が変化し、吸光スペクトルのピークがシフトする。この原理を使って抗原抗体などの生化学反応を検出することが可能である。
【００３９】
図５（ｃ）にその様子を示すが、まず、捕捉分子を固定化させた状態でスペクトルを測定する。次に抗原抗体反応させた後、スペクトルを測定すると金ナノ構造体の吸光スペクトルがシフトする。このシフト量が抗原の濃度に比例するので、抗原の濃度を測定することができる。
【００４０】
測定の感度は構造体周囲の屈折率の変化が、吸光スペクトルをどれだけ大きく変化させるかによって決まる。具体的には、ピークシフト量が大きく、ピーク幅が細く、ピークの深さが大きいほど高感度だといえる。従来のLSPRセンサとしてAuコロイドやAuロッド
構造が知られているが、Auコロイドでは上述のようにピークシフト量が小さい。また、Auロッドなどの構造では、片方の偏光にしか反応しないために、無偏光を入射させた場合は約半分の光が素通りし、ピーク深さを浅くしてしまっていた。本発明の開環状の構造とすることで、ピークシフト量がAuコロイドより大きく、ピークの深さも大きい光学特性が得られ、高感度な標的物質の検出が実現される。
【００４１】
なお、図５に示す例では、出射光として透過光を利用しているが、素子表面からの反射光を出射光として利用してもよい。
【００４２】
＜標的物質測定装置＞
（反応ウェルを用いた測定装置）
図６を参照しながら説明する。光照射手段である光源６０２としては、安定した光源であれば特に制限はない。本発明では、ハロゲンランプを用いることが好ましい。対物レンズ６０３としては、光源からの入射光を略並行にすることができれば、何ら問題はない。ここでは、色収差などがないものを用いることがより好ましい。出射光としての透過光を受ける受光手段６０４としては、１ｎｍ程度の波長分解能をもった分光計測装置が望ましい。本発明では、マルチチャネル検出器や分光光度計を用いることが好ましい。反応ウェル６０１としては、標的物質の非特異吸着が少ない材料で構成されたものを用いることが好ましい。標的物質検出素子６０５としては、図１〜４に示すプラズモン光学素子が、適宜選択して使用される。
【００４３】
（マイクロ流路を用いた測定装置）
図７を参照しながら説明する。光源７０１としては、安定した光源であれば特に制限はない。本発明では、ハロゲンランプを用いることが好ましい。透過光を出射光として受光する受光手段７０２としては、１ｎｍ程度の波長分解能をもった分光計測装置が望ましい。本発明では、マルチチャネル検出器や分光光度計を用いることが好ましい。検体リザーバー７０３としては、標的物質の非特異吸着が少ない材料で構成させたリザーバー、もしくは、チップ中にリザーバーを作りこんでもかまわない。本発明では、非特異吸着防止コーティングしたエッペンドルフチューブを用いることが好ましい。洗浄液リザーバー７０４としては、特に制限はない。ここでは、生化学用のガラスもしくはプラスチックチューブを用いることが好ましい。流路切り替えバルブ７０５としては、流体のチューブを切り替えられれば特に制限はない。本発明では、三方向バルブを用いることが好ましい。送液手段７０６としては、シリンジポンプやチューブポンプ、ダイヤフラムポンプなどを適宜選択して用いることができる。廃液タンク７０７としては、ポンプにシリンジポンプを使用した場合、シリンジがそのまま廃液タンクになる。チューブポンプやダイヤフラムポンプを用いた場合は、ビーカーや瓶を廃液タンクとして用いることができる。また、検体が少量しかない場合は廃液にせず、循環用の流路やチューブを用い検体を循環させてやってもよい。送液および廃液チューブ７０８，７０９としては、標的物質の吸着ができる限り少ない材質のチューブが好ましい。標的物質検出素子７１０としては、図１〜４に示すプラズモン光学素子が、適宜選択して使用される。流路７１１としては、検体量ができる限り減らすことができるよう微小なものであることが好ましい。また、流路表面に標的物質ができる限り吸着しないようコーティングが施されていることが好ましい。カバー７１２としては、透明な材料でかつ、基板７１３とともに流路を形成でき得る材料であることが好ましい。
【実施例】
【００４４】
以下、本発明の実施例を述べるが、本発明はここに記述した内容だけに制限を受けるものではない。
【００４５】
（実施例１）
＜標的物質検出素子＞
図２を参照しながら説明する。支持体２０２としては、厚み５２５μｍの石英ウェハーを用い、金属ドット２０１の材料としては金を用い、捕捉体２０３としては、抗体を用いる。
（電子線（ＥＢ）描画プロセスによる素子作製）
金属ドットアレイとしては、図１に示すように、一部にギャップを有する開環状の金属構造体を用いる。リングの直径は、２００ｎｍ、帯幅は５０ｎｍ、ギャップの間隔は２０ｎｍとする。またアレイの周期は、４５０ｎｍ、Ａｕの厚みは５０ｎｍとする。
【００４６】
次に、図８を用いて、検出素子の作製方法の一例を示す。石英基板８０１にバインダとして、Ｔｉを５ｎｍ成膜した後、連続してＡｕ8０2を５０ｎｍ成膜する。次に、ネガ型レジスト８０３（シプレイファーイースト社、ＳＡＬ６０１）をスピンコートする。プリベークした後、電子線描画装置のチャンバーに導入し所望のパターンを描画する。描画終了後、ポストエクスポージャーベークをおこない、急冷する。その後、現像液で現像し、レジストのパターニングをおこなう。パターニングされたレジストをマスクとして、ドライエッチングをおこない、金層にパターンを転写する。金がパターニングされたら、最後に、リムーバー等の処理をおこないレジストを除去する。以上のプロセスを経ることにより、金のドットパターンを形成することが可能となる。
【００４７】
＜標的物質測定装置＞
図７を参照しながら説明する。光源７０１としては、ハロゲンランプを用い、分光器７０２としては、マルチチャネル検出器（浜松ホトニクス）を用いる。検体リザーバー７０３としては、エッペンドルフチューブを用い、洗浄液リザーバー７０４としては、生化学用のガラスボトルを用いる。流路切り替えバルブ７０５としては、三方向バルブ（ＧＬサイエンス）を用い、送液手段７０６としては、シリンジポンプ（ｋｄ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  ＫＤＳ２００）を用いる。廃液タンク７０７としては、シリンジを用い、送液および廃液チューブ７０８，７０９としては、テフロンチューブを用いる。標的物質検出素子７１０としては、上述のパターニング方法により金の開環状の構造体を図１に示すように配置した素子を用い、流路７１１としては、カバー（ＰＤＭＳ基板）７１２に形成した１ｍｍ幅、１００μｍ幅、４０ｍｍ長のものを用いる。基板７１３としては、石英ガラスを用い、コリメートレンズとしては、平凸シリンダーレンズ（シグマ光機、２０ｍｍｘ４０ｍｍ）を用いる。
【００４８】
＜屈折率応答性の評価＞
局在表面プラズモン（ＬＳＰＲ）センサは、センサ表面に特定の抗原と特異的に反応する捕捉体を固定化し、その抗体により標的物質を捕捉させる。標的物質は、一般的に、可視光領域において溶液よりも屈折率が高いので、標的物質が捕捉されることにより金ドット表面の屈折率が高くなる。そして、その屈折率変化を、ＬＳＰＲでセンシングする。そのため、屈折率に対する応答性を評価すれば、センサの感度を評価することが可能となる。本発明で開示した発明によると、一部もしくは複数部分のギャップを有する環状の金属ナノ構造体からなる素子は、ギャップ部分と環状部分に起因するプラズモン共鳴が効果的に作用し、高い屈折率応答性を示すことが確認できる。
【００４９】
＜標的物質の測定＞
図７の装置において、抗ＰＳＡ抗体を固定化させた標的物質検出素子７１０を装置にセットし以下のプロトコールをおこなう。
（１）三方バルブを洗浄液側に切り替え、ｐＨを７．４に調整したバッファー溶液を０．１（ｍｌ／ｍｉｎ．）の流速で１０分間流し、標的物質検出素子をよく洗浄する。
（２）バルブを検体側に切り替え、検体を０．１（ｍｌ／ｍｉｎ．）の流速で１０分間流し抗原抗体反応をおこす。
（３）検体を送液しながら、一定時間ごとに反射スペクトルを測定する。
（４）再び、バルブを洗浄液側に切り替え、バッファー溶液を流速０．１（ｍｌ／ｍｉｎ．）で１０分間流し、非特異的に吸着した抗原を洗い流す。
【００５０】
上記プロトコールにより、図５（ｃ）に示したスペクトルが各反応時間において得られる。このスペクトルをグラフソフトにより関数フィッティングしスペクトルのピーク値を求めることにより、図１１に示すように抗原抗体反応のタイムコースが得られる。
【００５１】
（実施例２）
＜標的物質検出素子＞
図１に示す標的物質検出素子を四つ直列に並べ、それぞれに異なる種類の抗体を固定化させたものを標的物質検出素子として用いる。
（ナノインプリントプロセスによる素子作製）
図９を用いて、検出素子の作製方法の一例を示す。石英基板９０１にバインダとして、Ｔｉを５ｎｍ成膜した後、連続してＡｕ9０2を５０ｎｍ成膜する。次に、ＵＶ硬化性の樹脂（アクリル系もしくはエポキシ系）９０３をスピンコートする。そして、予め用意しておいた鋳型９０４を用い、インプリント法により樹脂をパターニングする。次にエッチングプロセスにより、樹脂膜をレジストとしてＡｕのエッチングをおこない、さらにレジスト膜をアッシングする。以上のプロセスを経ることにより、所望の金ドットパターンを形成することが可能となる。
【００５２】
＜標的物質測定装置＞
図１０を参照しながら説明する。光源１００１としては、ハロゲンランプを用い、分光器１００２としては、４ｃｈ同時測定が可能なマルチチャネル検出器を用い、検体リザーバー１００３としては、エッペンドルフチューブを用いる。洗浄液リザーバー１００４としては、生化学用のガラスボトルを用い、流路切り替えバルブ１００５としては、三方向バルブ（ＧＬサイエンス）を用いる。ポンプ１００６としては、シリンジポンプ（ｋｄ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  ＫＤＳ２００）を用い、廃液タンク１００７としては、シリンジを用いる。送液および廃液チューブ１００８，１００９としては、テフロンチューブを用い、標的物質検出素子１０１０としては、上述の図１に示す素子が４個直列に並べられたチップを用いる。流路１０１１としては、ＰＤＭＳ基板１０１２に形成した１ｍｍ幅、１００μｍ幅、４０ｍｍ長のものを用い、基板１０１３としては、石英ガラスを用い、コリメートレンズとしては、平凸シリンダーレンズ（シグマ光機、２０ｍｍｘ４０ｍｍ）を用いる。光ファイバー１０１６としては、光源からの光量が各波長帯域で充分とれれば特に制限はない。ここでは、可視光波長帯域のファイバーを用いることが好ましい。
【００５３】
＜標的物質の測定＞
図１０の装置において、抗ＣＥＡ抗体、抗ＡＦＰ抗体、抗ＰＳＡ抗体及び抗ＰＡＰ抗体を固定化させた標的物質検出素子を装置にセットし以下のプロトコールをおこなう。
（１）三方バルブを洗浄液側に切り替え、ｐＨを７．４に調整したバッファー溶液を０．１（ｍｌ／ｍｉｎ．）の流速で１０分間流し、標的物質検出素子をよく洗浄する。
（２）バルブを検体側に切り替え、検体を０．１（ｍｌ／ｍｉｎ．）の流速で１０分間流し抗原抗体反応をおこす。
（３）検体を送液しながら、一定時間ごとに反射スペクトルを測定する。
（４）再び、バルブを洗浄液側に切り替え、バッファー溶液を流速０．１（ｍｌ／ｍｉｎ．）で１０分間流し、非特異的に吸着した抗原を洗い流す。
【００５４】
上記プロトコールにより、反応場ごとに図５（ｃ）に示すようなスペクトルが得られる。このスペクトルをグラフソフトにより関数フィッティングしスペクトルのピーク値を求めることにより、図１２に示すようにそれぞれのマーカータンパク質について、反応のｋｉｎｅｔｉｃｓ測定が可能となる。以上のように、複数の疾病マーカータンパク質とその抗体の反応プロファイルを測定することにより、一つのタンパク質の測定より高精度に疾病の要因を調べることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の標的物質検出素子の例を説明するための図である。
【図２】本発明の標的物質検出素子（別構成）の例を説明するための図である。
【図３】本発明の標的物質検出素子（別構成）の例を説明するための図である。
【図４】本発明の標的物質検出素子（別構成）の例を説明するための図である。
【図５】本発明の実施形態を説明するための図である。
【図６】本発明の実施形態を説明するための図である。
【図７】本発明の実施形態および実施例１を説明するための図である。
【図８】本発明の標的物質検出素子の作製プロセスを説明するための図である。
【図９】本発明の標的物質検出素子の作製プロセスを説明するための図である。
【図１０】本発明の実施例２を説明するための図である。
【図１１】本発明の実施例１を説明するための図である。
【図１２】本発明の実施例２を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５６】
１０１  金属構造体
１０２  支持体
１０３  捕捉体
１０４  標的物質
２０１  金属構造体
２０２  支持体
３０１  金属構造体
３０２  支持体
４０１  金属構造体
４０２  支持体
５０１  入射光
５０２  透過光
６０１  反応ウェル
６０２  光源
６０２  対物レンズ
６０４  受光手段
６０５  標的物質検出素子
７０１  光源
７０２  分光器
７０３  検体リザーバー
７０４  洗浄液リザーバー
７０５  流路切り替えバルブ
７０６  送液手段
７０７  廃液タンク
７０８  送液チューブ
７０９  廃液チューブ
７１０  標的物質検出素子
７１１  流路
７１２  カバー
７１３  基板
７１４  標的物質検出チップ
７１５  コリメートレンズ
８０１  石英基板
８０２  金（Ａｕ）
８０３  レジスト
９０１  石英基板
９０２  金（Ａｕ）
９０３  ＵＶ硬化性樹脂
９０４  鋳型
１００１  光源
１００２  分光器
１００３  検体リザーバー
１００４  洗浄液リザーバー
１００５  流路切り替えバルブ
１００６  ポンプ
１００７  廃液タンク
１００８  送液チューブ
１００９  廃液チューブ
１０１０  標的物質検出素子
１０１１  流路
１０１２  カバー
１０１３  基板
１０１４  標的物質検出チップ
１０１５  カプラー
１０１６  光ファイバー
【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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【図１２】
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