(57)【要約】  液体サンプル中の少なくとも２種以上の異なる標的抗原の存在または非存在を、弾性表面波（ＳＡＷ）センサ装置を用いて個別に分析する方法が開示される。本方法は、少なくとも２つ、例えば、１２のＳＡＷセンサ素子を備えたＳＡＷセンサチップを含んでなる単一のフローセルであって、各ＳＡＷセンサ素子が標的抗原の一つに特異的な抗体に対して標的抗原そのものよりも弱い親和性を有する改変抗原を固定化および露出する個別のコーティングを含んでなる、単一のフローセルを提供する工程および作動させる工程を含んでなる。そのような免疫学的解離反応用のフローセルおよび弾性表面波（ＳＡＷ）センサチップがまた開示される。
2012516439.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体サンプル中の少なくとも２種の異なる標的抗原の存在または非存在を、弾性表面波（ＳＡＷ）センサ装置を用いて個々に分析する方法であって、
ａ）閉鎖区画への流入口と閉鎖区画からの流出口とを含んでなり、かつ、閉鎖区画の外に突出した電気接触パッドに接続した少なくとも２つのＳＡＷセンサ素子を備えたセンサチップを含んでなる単一のフローセル（閉鎖区画内の各ＳＡＷセンサ素子の表面は、標的抗原の一つに特異的な抗体に対して標的抗原そのものよりも弱い親和性を有する改変抗原を固定化および露出する個別のコーティングを含んでなる）を提供する工程、
ｂ）ＳＡＷセンサ装置に単一のフローセルを装着して、フローセルの流入口および流出口と装置の流体フローとを接続し、かつ、電気接触パッドとＳＡＷセンサ装置の高周波基板とを接続する工程、
ｃ）単一のフローセルを通して特異的抗体を含む溶液を流すことにより各ＳＡＷセンサ素子上のコーティングを活性化し、各ＳＡＷセンサ素子の表面で免疫複合体を形成させる工程、
ｄ）ＳＡＷセンサ装置を作動させ、各ＳＡＷセンサ素子の基準線値を記録する工程、続いて、
ｅ）単一のフローセルを通して液体サンプルを流し、各ＳＡＷセンサ素子の分析値を記録する工程（分析値が分析されたＳＡＷセンサ素子の一つの基準線値よりも低い場合には、それは、そのＳＡＷセンサ素子の表面で免疫複合体から抗体が免疫学的解離反応をしたためであり、液体サンプル中に標的抗原が存在することを示す）
を含んでなる方法。
【請求項２】
単一のフローセルが、液体サンプル中の３〜１２種の異なる標的抗原の存在または非存在を分析するための３〜１２のＳＡＷセンサ素子を備えたセンサチップを含んでなる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
試験溶液中の標的抗原が火薬および麻薬から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
火薬が、トリニトロトルエン（ＴＮＴ）、ジニトロトルエン（ＤＮＴ）、ヘキサヒドロ−１，３，５−トリニトロ−１，３，５−トリアジン（ＲＤＸ）、オクタヒドロ−１，３，５，７−テトラニトロ−１，３，５，７−テトラジン（ＨＭＸ）、ペンタエリトリトールテトラニトレート（ＰＥＴＮ）、およびニトログリセリン（ＮＧ）からなる群から選択され、麻薬が、コカイン、アヘン類、アンフェタミン、メタンフェタミン、テトラヒドロカンナビノール類（ＴＨＣ）、ベンゾジアゼピン類、およびメチレンジオキシ−Ｎ−メチルアンフェタミン（ＭＤＭＡ、エクスタシー）からなる群から選択される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
閉鎖区画（４）への流入口および閉鎖区画（４）からの流出口を含んでなり、かつ、閉鎖区画（４）から外に突出した電気接触パッド（７）に接続した少なくとも２つの弾性表面波（ＳＡＷ）センサ素子（６）を備えたセンサチップ（５）を含んでなる、フローセル（１）であって、
閉鎖区画（４）内の各ＳＡＷセンサ素子の表面が、標的抗原に特異的な抗体に対して標的抗原そのものよりも弱い親和性を有する改変抗原を固定化および露出する個別のコーティングを含んでなる、フローセル（１）。
【請求項６】
フローセル（１）が分離体である、請求項５に記載のフローセル。
【請求項７】
センサチップ（５）が、個別のコーティングを有する３〜１２のＳＡＷセンサ素子（６）を含んでなる、請求項５に記載のフローセル。
【請求項８】
各標的抗原が、火薬および麻薬から選択される、請求項５に記載のフローセル。
【請求項９】
火薬が、トリニトロトルエン（ＴＮＴ）、ジニトロトルエン（ＤＮＴ）、ヘキサヒドロ−１，３，５−トリニトロ−１，３，５−トリアジン（ＲＤＸ）、オクタヒドロ−１，３，５，７−テトラニトロ−１，３，５，７−テトラジン（ＨＭＸ）、ペンタエリトリトールテトラニトレート（ＰＥＴＮ）、およびニトログリセリン（ＮＧ）からなる群から選択され、麻薬が、コカイン、アヘン類、アンフェタミン、メタンフェタミン、テトラヒドロカンナビノール類（ＴＨＣ）、ベンゾジアゼピン類、およびメチレンジオキシ−Ｎ−メチルアンフェタミン（ＭＤＭＡ、エクスタシー）からなる群から選択される、請求項８に記載のフローセル。
【請求項１０】
少なくとも２つのセンサ素子を含んでなる、免疫学的解離反応用の弾性表面波（ＳＡＷ）センサチップであって、各センサ素子の表面が、標的抗原に特異的な抗体に対して標的抗原そのものよりも弱い親和性を有する改変抗原を固定化および露出する個別のコーティングを含んでなる、ＳＡＷセンサチップ。
【発明の詳細な説明】
【発明の分野】
【０００１】
本発明は、幾つかの弾性表面波（ＳＡＷ）センサ素子を備えたセンサチップを含む単一のフローセルを用いた液体中の各種標的抗原の分析に関する。より正確には、本発明は、液体サンプル中の少なくとも２種の異なる標的抗原の存在または非存在を、ＳＡＷセンサ装置を用いて個別に分析する方法に関する。さらに、本発明は、閉鎖区画から突出した電気接触パッドに接続した少なくとも２つのＳＡＷセンサ素子を備えたセンサチップを閉鎖区画内に含んでなるフローセルであって、各ＳＡＷセンサ素子が標的抗原に特異的な抗体に対して標的抗原そのものよりも弱い親和性を有する改変抗原によるコーディングを個別に含んでなる、フローセルに関する。
【発明の背景】
【０００２】
無標識免疫センサを用いた定量的免疫アッセイに基づいた様々な異なる技術が存在している。抗体−抗原相互作用を検出できる様々なバイオセンサ装置が商業的に入手可能である。しかし、低分子が大きな抗体分子を固定化した表面と相互作用しても、センサ表面での重量増（質量増加）がとても小さいために、これらの多くの免疫センサを用いた液体サンプル中の低分子の検出は明らかに困難である。低分子の改善された検出を達成するために、競合的メカニズムを用いることができ、すなわち、抗原誘導体を固定化した表面に接触させる前に低分子と抗体とで免疫複合体を形成させて、その後、フリーの抗体を免疫センサで測定する。他の方法は、解離メカニズムを用いることである。この解離の手法では、質量分析器、例えば、表面プラズモン共鳴（ＳＰＲ）または水晶結晶マイクロバランス装置（ＱＣＭ）が用いられてきた。これら装置におけるセンサ表面は、抗体−抗原免疫複合体で事前にコーティングされる。適当な抗原を含むサンプルがこの免疫複合体表面上に注入されると、抗体はセンサ表面から解離して、センサ表面での質量変化としてモニターされる。図１は、質量を、ＱＣＭ電極棒のヘルツ（Ｈｚ）での周波数（Δｆ）として測定するときの典型的な解離反応を図示したものであり、分析物中の適切な抗原の濃度に直接関係する。
【０００３】
そのような解離の手法では、センサ表面上の固定化抗原誘導体が、分析されるべき溶液中の抗原よりも抗体に対して弱い親和性を有することが重要である。
【０００４】
開示された周知の解離原理を用いることによる低分子検出用のバイオセンサーシステムは、例えば、例えば、本出願人の国際公開第２００４／００１３９２号公報に開示された水晶結晶マイクロバランス（ＱＣＭ）装置および、例えば、B. Lieberg and K. Johansen, Affinity biosensing based on surface plasmon detection in “Methods in Biotechnology, Vol. 7: Affinity Biosensors: Techniques and Protocols”および K. R. Rogers and A. Muchandani (Eds.), Humana Press Inc., Totowa, NJ, pp.31-53と本出願人の国際公開第２００４／００１４１６号公報または国際公開第２００４／００１４１７号公報の化学との組み合わせで記載された表面プラズモン共鳴（ＳＰＲ）バイオセンサである。最後に述べた２つのＰＣＴ出願は、両方とも固体支持体上の金属表面上のコーティングに関し、コーティングは、特異的親和性分子と可逆的に反応するための分析物類似体を含んでなり、特異的親和性分子は、分析物と接触させたときに、可逆的な結合から解離する（図１参照）。
【０００５】
上述の国際公開第２００４／００１３９２号公報は、自動化形態の市販製品であるマルチフローセル圧電結晶マイクロバランスを開示する。しかし、液体サンプル中のあらゆる分析すべき標的抗原は、ＱＣＭ装置を用いた別々のフローセル中で分析する必要があるため、これは、一つのフローセルのみで同一液体サンプル中で各種の異なる標的抗原の検出に用いることができる場合よりも、大きな装置を不可避的に必要とする。さらに、単一の脱着可能な使用準備済みのフローセルであれば、幾つかのフローセルが必要なときと比べて、センサシステムの操作が楽になるであろう。さらに、単一のフローセルのデッドボリュームはより小さくなるであろうし、従って、分析時間はより短くなるであろう。
【０００６】
例えば、国際公開第２００９／００５５４２Ａ２号公報、米国特許出願公開第２００７／０１４８６２Ａ１号公報および米国特許出願公開第２００８／０２４１９３３Ａ１号公報に記載された細菌およびウイルスなどの微生物またはＤＮＡ断片などの生体分子の弾性表面波（ＳＡＷ）センサシステムによる検出に基づく、いくつもの特許出願が存在する。これらの特許出願は、表面上での重量増を検出するためにセンサ表面上に生体分子または微生物を捕捉することに基づいている。
【発明の開示】
【０００７】
本発明は、解離技術に基づく免疫学的反応用に設計されたＳＡＷセンサ素子であって、個別にコーティングされた少なくとも２つおよびこれまでのところ１２までのＳＡＷセンサ素子を備えたセンサチップを含んでなる、単一の特別に設計されたフローセルを用いることにより、液体サンプル中の少なくとも２種の異なる標的抗原の存在または非存在を、弾性表面波（ＳＡＷ）センサ装置を用いて個別に分析する方法を提供する。個別にコーティングされたＳＡＷセンサ素子は、フローセル内に入れられた単一のセンサチップ上に配置される。本発明はまた、そのようなフローセルおよびそのようなセンサチップを提供する。ＳＡＷセンサの表面での質量変化は、一定周波数での位相シフトの変化を記録することで記録される。センサチップの素材は水晶かタンタル酸リチウムであり、各々のチップは１２までのセンサ素子を備え、センサ素子のそれぞれはセンサ素子のそれぞれにおける位相シフトを記録する弾性表面波読み取り器に接続されている。
【０００８】
解離技術に基づき免疫学的反応用に設計され、個別にコーティングされたＳＡＷセンサ素子は、本出願人の国際特許出願国際公開第２００４／００１４１６号公報および国際公開第２００４／００１４１７号公報に開示された化学を用いてコーティングすることが好適である。
【０００９】
従って、本発明は、液体サンプル中の少なくとも２種の異なる標的抗原の存在または非存在を、弾性表面波（ＳＡＷ）センサ装置を用いて個別に分析する方法に関する。この方法は、
ａ）閉鎖区画への流入口と閉鎖区画へのからの流出口とを含んでなり、かつ、閉鎖区画の外に突出した電気接触パッドに接続した少なくとも２つのＳＡＷセンサ素子を備えたセンサチップを含んでなる単一のフローセル（閉鎖区画内の各ＳＡＷセンサ素子の表面は、標的抗原の一つに特異的な抗体に対して標的抗原そのものよりも弱い親和性を有する改変抗原を固定化および露出する個別のコーティングを含んでなる）を提供する工程、
ｂ）ＳＡＷセンサ装置に単一のフローセルを装着して、フローセルの流入口および流出口と装置の流体フローとを接続し、かつ、電気接触パッドとＳＡＷセンサ装置の高周波基板とを接続する工程、
ｃ）単一のフローセルを通して特異的抗体を含む溶液を流すことにより各ＳＡＷセンサ素子上のコーティングを活性化し、各ＳＡＷセンサ素子の表面で免疫複合体を形成させる工程、
ｄ）ＳＡＷセンサ装置を作動させ、各ＳＡＷセンサ素子の基準線値を記録する工程、続いて、
ｅ）単一のフローセルを通して液体サンプルを流し、各ＳＡＷセンサ素子の分析値を記録する工程（分析値が、分析されたＳＡＷセンサ素子の一つの基準線値よりも低い場合には、それは、そのＳＡＷセンサ素子の表面で免疫複合体から抗体が免疫学的解離反応をしたためであり、液体サンプル中にその標的抗原が存在することを示す）
を含んでなる。
【００１０】
フローセルの閉鎖区画への流入口と閉鎖区画からの流出口はちょうど１つずつとすることができるが、フローセルの要求設計に依存して流入口および／または流出口は２以上としてもよい。
【００１１】
好ましくは、分離体の形態のフローセルが、本発明の方法に用いられ、フローセルは脱着可能であり、ＳＡＷセンサ装置にドッキングさせることができる。あるいは、フローセルは、センサチップの挿入に続いて装置に組み込まれる。
【００１２】
単一のフローセルを通して特異的な抗体を含む溶液を流すことによる各ＳＡＷセンサ素子上のコーティングの活性化は、異なる特異的抗体のすべてを含む単一の溶液または一つ若しくは幾つかの特異的抗体を含む幾つかの溶液を流すことによって行うことができる。
【００１３】
従って、標的抗原の一つに特異的な抗体に対して標的抗原そのものよりも弱い親和性を有する改変抗原を固定化および露出するコーティングを伴う少なくとも２つのＳＡＷセンサ素子を備えたセンサチップを含んでなるフローセルは、免疫学的解離反応に関与するように設計された少なくとも二つのＳＡＷセンサ素子を含んでなる。しかし、フローセルは、免疫学的重量増若しくは競合反応用に設計されたコーティングを施された一つまたは幾つかのＳＡＷセンサ素子をさらに含んでなってもよい。
【００１４】
理解を明確にし、容易にするために、用語「抗体」が本明細書および特許請求の範囲で用いられているが、標的抗原に対して特異的な親和性を有するあらゆる種類の親和性分子が本発明に用いることができると理解されるべきである。本明細書の用語「抗体」が含んでなる親和性分子の例としては、完全な抗体、抗体の抗原結合部、または合成の抗原結合分子が挙げられる。
【００１５】
抗体は、専門製造者によりカスタムメードすることができ、様々な供給者から購入することができ、または、例えば、Immunoassays, A practical approach, edited by James P. Gosling, Oxford University Press, 2000などの文献で公知の手順により合成することができる。
【００１６】
選択される改変抗原は、化合物の誘導により、または、酵素修飾により、例えば、エステル若しくはアミノ基などの官能基の導入（元々の基の除去または置換による）による標的抗原分子の改変により、または、標的抗原分子の一部の除去により、若しくは、標的抗原分子に新しい官能基若しくは側鎖を導入することにより、標的抗原から得ることができ、抗体へのその親和性を低下させている。
【００１７】
抗体と改変抗原との親和性は、標的抗原を含まない緩衝液と接触させたときには大きすぎる重量減を生じさせずに、低濃度の標的抗原と接触させたときには重量減を生じさせるように最適化されることが最も重要である。従って、固定化した改変抗原に対する抗体の親和性を最適化することが大変重要である。
【００１８】
特異的抗体を含む水溶液は、緩衝液、安定化剤および／または保存剤をさらに含んでいても良く、当業者による選択で構成された混合物に基づいて選択することができる。安定化剤は、例えば、界面活性剤の混合物（例えば、Ｔｗｅｅｎ（商標）２０若しくはＴｗｅｅｎ（商標）８０または同様のもの）および／または様々なタンパク質（例えば、アルブミン、カゼインまたは他の保存剤若しくは遮断剤）とすることができる。
【００１９】
本発明の方法のある具体的態様では、フローセルは、液体サンプル中の３〜１２、すなわち、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１若しくは１２種の異なる標的抗原の存在または非存在を分析するための、３〜１２のＳＡＷセンサ素子、すなわち、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１若しくは１２のＳＡＷセンサ素子を備えたセンサチップを含んでなる。フローセルの１２のＳＡＷセンサ素子の例証は、フローセルのそのような素子の可能な数を限定するものではないが、本発明で用いた実際のフローセルに基づくものである。
【００２０】
本発明のもう一つの態様では、試験溶液中の標的抗原は、トリニトロトルエン（ＴＮＴ）、ジニトロトルエン（ＤＮＴ）、ヘキサヒドロ−１，３，５−トリニトロ−１，３，５−トリアジン（ＲＤＸ）、オクタヒドロ−１，３，５，７−テトラニトロ−１，３，５，７−テトラジン（ＨＭＸ）、ペンタエリトリトールテトラニトレート（ＰＥＴＮ）、およびニトログリセリン（ＮＧ）からなる群から選択される火薬などの火薬、並びに、コカイン、アヘン類、アンフェタミン、メタンフェタミン、テトラヒドロカンナビノール類（ＴＨＣ）、ベンゾジアゼピン類、およびメチレンジオキシ−Ｎ−メチルアンフェタミン（ＭＤＭＡ、エクスタシー）からなる群から選択される麻薬などの麻薬から選択される。
【００２１】
本発明はまた、閉鎖区画（４）への流入口（２）および閉鎖区画（４）からの流出口（３）を含んでなり、かつ、閉鎖区画（４）から外に突出した電気接触パッド（７）に接続した少なくとも２つのＳＡＷセンサ素子（６）を備えたセンサチップ（５）を含んでなるフローセル（１）であって、
閉鎖区画（４）内の各ＳＡＷセンサ素子（６）の表面が、標的抗原に特異的な抗体に対して標的抗原そのものよりも弱い親和性を有する改変抗原を固定化および露出する個別のコーティングを含んでなる、フローセル（１）に関する。
【００２２】
好ましい態様では、本発明のフローセルは分離体である。フローセルは、ＳＡＷセンサ装置に脱着可能および接続可能なように設計されており、使用後には、処分することも、再生のために供給者に返還することもできる。あるいは、センサチップのみを処分するか、再生のために供給者に返還する。
【００２３】
もう一つの態様では、本発明によるフローセルは、個別のコーティングを伴う３〜１２のＳＡＷセンサ素子を備えたセンサチップを含んでなる。
【００２４】
さらなる態様では、本発明のフローセルにおいて、選択された各標的抗原は、それぞれ、トリニトロトルエン（ＴＮＴ）、ジニトロトルエン（ＤＮＴ）、ヘキサヒドロ−１，３，５−トリニトロ−１，３，５−トリアジン（ＲＤＸ）、オクタヒドロ−１，３，５，７−テトラニトロ−１，３，５，７−テトラジン（ＨＭＸ）、ペンタエリトリトールテトラニトレート（ＰＥＴＮ）、およびニトログリセリン（ＮＧ）からなる群から選択されるもの、並びにコカイン、アヘン類、アンフェタミン、メタンフェタミン、カンナビノール類、テトラヒドロカンナビノール類（ＴＨＣ）、ベンゾジアゼピン類、およびメチレンジオキシ−Ｎ−メチルアンフェタミン（ＭＤＭＡ、エクスタシー）からなる群から選択されるものなどの、火薬および麻薬から選択される。
【００２５】
本発明はさらに、少なくとも２つのセンサ素子を含んでなる、免疫学的解離反応用の弾性表面波（ＳＡＷ）センサチップであって、各センサ素子の表面が、標的抗原に特異的な抗体に対して標的抗原そのものよりも弱い親和性を有する改変抗原を固定化および露出する個別のコーティングを含んでなる、ＳＡＷセンサチップに関する。
【００２６】
本発明は、幾つかの図、発明の詳細な説明、具体的態様および実施例により例示されるが、本発明は、明確に記載された詳細に限定することを意図されたものではないと理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、先行技術であるＱＣＭシステムにおける解離原理を示す図である。１．固定化された抗原（薬剤類似体）を伴う水晶結晶。２．および３．薬剤に対する抗体が導入され、周波数の急激な低下（重量増）が生ずる。４．真の薬剤を含むサンプルがＱＣＭフローセルに入り、抗体の解離を生じさせ、周波数の増加（重量減）をもたらす。
【図２】図２は、実験で分析に用いられた簡略化されたＳＡＷセンサ装置の模式的表現の図である。分析は以下の主要イベントからなる：サンプル収集パッドを加熱して収集された物質を蒸発させ、生じた蒸気を低温点／表面上に凝固させる（脱着）。低温点上に収集された物質は、溶出液により抽出され（抽出）、分析のためにフローセルに移動させる（検出）。結果を計算して提示する（結果）。
【図３】図３は、１０種の異なる抗原の分析のための個別のコーティング、つまり、標的抗原であるエクスタシー（ＭＤＭＡ）、アンフェタミン、メタンフェタミン、コカイン、ＴＨＣ、アヘン類、ベンゾジアゼピン類、トリニトロトルエン（ＴＮＴ）、ヘキサヒドロ−１，３，５−トリニトロ−１，３，５−トリアジン（ＲＤＸ）およびペンタエリトリトールテトラニトレート（ＰＥＴＮ）の分析のために解離反応において機能するように設計されたコーティングを施された１２のセンサ素子を備えたセンサチップを含んでなるフローセルを用いた、１回の作動における１２のセンサの一つからの典型的な応答曲線を示す図である。図は、２０ｎｇのエクスタシー（ＭＤＭＡ）を投入した収集パッドの分析を図示する。観察されるように、位相角は最初の２０秒間で増加し、サンプルが導入されると（約２５秒にて）位相角は解離反応により減少する。エクスタシーを含まないブランクでは、この高度の位相角の減少は見られなかった。その他の１１のセンサでは、投入されたフィルタを分析しても、エクスタシーセンサ（チャンネル９）ほど、位相角の強い減少は見られなかった。
【図４】図４は、閉鎖区画（４）への流入口（２）および閉鎖区画（４）からの流出口（３）を含んでなり、かつ、閉鎖区画（４）から外に突出した電気接触パッド（７）に接続した少なくとも２つのＳＡＷセンサ素子（６）を備えたセンサチップ（５）を含んでなるフローセル（１）であって、閉鎖区画（４）内の各ＳＡＷセンサ素子の表面が個別のコーティングを含んでなるフローセル（１）の拡大した模式的な平面図を示す図である。フローセル（１）は、上部（９）の底面よりも大きな上面を有する基底部（８）を有し、電気接触パッド（７）が閉鎖区画（４）の外に突出する。
【発明の詳細な説明、具体的態様および実施例】
【００２８】
ＳＡＷセンサチップおよびコーティング
ＳＡＷセンサチップは圧電基板の平面状電極構造に基づくものであり、そこでは活性化センサ表面の両端のいわゆるインターデジタル変換器（ＩＤＴ）により剪断波が生成され、かつ検出される。ＳＡＷセンサチップは、薄膜技術（フォトリソグラフィ）を用いた水晶結晶またはタンタル酸リチウム結晶ウェーハーから作成される。下記実験例においては、本発明者らは、１２のセンサ素子を備えたラブ波センサ型（タンタル酸リチウム）チップを用いた。１２のすべてのセンサ素子表面に金を蒸着させた。１２のセンサ素子の各々は、官能末端基を介してリンカー分子でタンパク質と連結した、選択された改変抗原によりコーティングされており、官能末端基の間には、本出願人の特許出願国際公開第２００４／００１４１６号公報に記載された１、２または３つの炭素原子の脂肪族炭化水素を含む。コーティングは、サブナノリットルの容積で非接触的に微小分配することにより微少かつ再現性ある量の抗原を生成する市販のナノプロッタを用いて行った。
【００２９】
ＳＡＷ装置
コーティングされた１２のセンサチップは、流入口および流出口を備えたフローセル内に配置し、フローセルは、系統的な液体サンプル操作に必要な統合高周波（ＨＦ）ユニットおよびすべての流動性コンポーネント（ＳＡＷ装置）に接続されていた。チップの一つのセンサ素子の表面上に負荷される質量の変化は、逆圧電効果に基づく弾性表面波の信号位相シフトおよび振幅の結果である。各センサ素子の信号はリアルタイムで記録され、欧州公開第１  ５５７  ６６７  Ａ２号公報に記載のように２倍周波数測定モードを適用し、粘性の変化からの質量の正確な検出と分離を可能にした。自動的な結果提示のために、センサ位相信号の変化は、ソフトウェアを用いてモニターし、フィッティングして、評価した。
【００３０】
ある具体的態様では、１２のセンサを備えた単一のフローセルを含んでなる本発明のＳＡＷセンサ装置は、約５ｋｇの重量の持ち運び可能なユニットであり、約１５ｋｇの重量で４つのＱＣＭフローセルを含んでなる市販の同様のＱＣＭ装置と比較されるべきであろう。
【００３１】
本発明のフローセルの主要部
本発明のフローセルは、以下の主要部から構成される：基底部（８）、その上には、Ｂｉｏｓｅｎｓｏｒ  ＧｍｂＨ社、ボン、ドイツによりカスタムメードされた電気接触パッド（７）に接続した幾つかのＳＡＷセンサ素子（６）を備えたセンサチップ（５）が配置され、支持されている；センサチップ（５）は、フローセル（１）の組み立てに使用する前に、各センサ素子（６）が、水溶液中の複数滴の抗原を分配する自動ピエゾ駆動式マイクロキャピラリー（インクジェット）分配器を使用することによって特異的抗原を露出する個別のコーティングを受けるように、処理される；上部（９）が基底部（８）上に置かれた場合に、支持された電気接触パッド（７）が上部（９）の外に出て、ＳＡＷセンサ装置の高周波基板との電気的接触を可能とするように、基底部（８）よりも小さい外的寸法を有する上部（９）。基底部（８）および上部（９）は、シリコーンまたはポリウレタンなどのエラストマーでできており、閉鎖区画（４）がセンサチップ（５）のセンサ素子（６）を含んでなるように、二つの部位（８、９）の間にはシールまたはガスケットが配置され；上部（９）は少なくとも二つの開口部（２、３）、例えば、ＳＡＷセンサ装置と連結するために上面から突出し、かつ、フローセル（１）の閉鎖区画（４）からの流入口（２）および流出口（３）として機能する開口部を有する。
【００３２】
ある具体的態様では、フローセルの大まかなサイズは３５×２５×１５ｍｍ（長さ×高さ×幅）であり、閉じこめられた区画の範囲は約６×１５ｍｍであり、センサチップは約１４×１６ｍｍであり、１２のセンサ素子のそれぞれは１×６ｍｍである。
【００３３】
作動原理
図２に模式的に図解されたＳＡＷセンサ装置の作動は、分析サンプルの挿入後は完全に自動である。装置の自動作動は、水溶液中において抗体でセンサ表面を活性化する工程とセンサチップ上の抗体で活性化されたＳＡＷセンサに標的抗原を含むかもしれないサンプルを導入する工程とを含んでなる。最初に検出される信号は、負荷する質量の変化による位相シフトであり、活性化されたセンサ表面と標的抗体との免疫反応の結果生じる。
【００３４】
センサ表面の作成と活性化
フローセル（１）内のセンサチップ（５）上のセンサ（６）のそれぞれは、本出願人の係属中の国際特許出願国際公開第２００４／００１４１６号公報に従って作成した。一つのセンサ素子の典型的なサイズは、約１×６ｍｍであり、センサチップは下記実験例においては１２のセンサ素子を含む。金センサのそれぞれは、前もって決定された検出すべき抗原の誘導体であるそれらのそれぞれの抗原類似体で表面コーティングした。それぞれのコーティング抗原類似体は、抗体に対して溶液中の標的抗原よりも弱い親和性を示すように改変されていた。１２のセンサを備えた表面改変チップは、フローセルに挿入されて上記のように組み立てられ、その後、フローセルをＳＡＷセンサ装置内のフローシステムにドッキングさせた。フローセルを通して溶出液（緩衝液）を注入し、数分以内に安定化させた。図２は、使用される装置を図解する単純化した図である。
【００３５】
すべての抗原に対する様々なモノクローナル抗体（ＭＡＢ）の混合物を連続フローシステム経由でＳＡＷセンサ装置に注入すると、抗体は、対応する抗原との親和性によって決まるそれらのそれぞれのセンサ表面に結合することにより自己整列する。各センサにおけるこの質量増加（重量増）は、ＭＡＢ混合物の少量の注入後、センサ表面のそれぞれにおいて、短期間、典型的には２０秒未満に位相シフト信号［度］の変化における正の増加としてモニターされる。
【００３６】
典型的な分析作業は以下に記載することができる：
液体サンプルを、少量の分析サンプルの水溶液（サンプルプラグ）をループイン（looping-in）することにより、自動装置内の単一のフローセル内に導入する。試験サンプルは、通常、疑わしい表面をぬぐうことにより収集パッド上に収集されている。パッド上の標的抗原は、本出願人の係属中の国際特許出願国際公開第０３／０７３０７０号公報に従った脱着工程によって、移動させられ、精製される。分析標的抗原に特異的な様々なモノクローナル抗体の少量の混合物（ＭＡＢ混合物）は、出願人の国際特許出願国際公開第２００５／０５０２０９号公報（しかし、様々なＱＣＭセンサセルを用いる）に記載された通り、サンプルプラグをフローに導入する直前に単一のフローセルに注入される。
【００３７】
２０ｎｇのエクスタシーをフィルタに投入した実験の結果を図３に示す。図３は、エクスタシー類似体でコーティングされたセンサ素子からの抗体の解離および結合を示す。チップ内の他の１１のセンサ素子は、抗体免疫複合体形成による重量増と溶出液の流れによる表面からのゆっくりとした流出のみを示す。
【図１】
2012516439.tif 000003
【図２】
2012516439.tif 000004
【図３】
2012516439.tif 000005
【図４】
2012516439.tif 000006
【国際調査報告】
2012516439.tif 000007
2012516439.tif 000008
2012516439.tif 000009
2012516439.tif 000010