JPH04232841A - 流体サンプル中の検体を測定するための分析装置および方法 - Google Patents
流体サンプル中の検体を測定するための分析装置および方法Info
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- JPH04232841A JPH04232841A JP3191571A JP19157191A JPH04232841A JP H04232841 A JPH04232841 A JP H04232841A JP 3191571 A JP3191571 A JP 3191571A JP 19157191 A JP19157191 A JP 19157191A JP H04232841 A JPH04232841 A JP H04232841A
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- G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
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- G01N33/54387—Immunochromatographic test strips
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- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、互いに生物学的な親和
力を有する２つの結合パートナーのあいだの特異的な結
合反応によって、流体サンプル、とくに体液中の検体（
ａｎａｌｙｔｅ ）を測定するための分析装置および方
法に関する。
力を有する２つの結合パートナーのあいだの特異的な結
合反応によって、流体サンプル、とくに体液中の検体（
ａｎａｌｙｔｅ ）を測定するための分析装置および方
法に関する。
【０００２】生物学的関係を有する２つの結合パートナ
ーのあいだの特異的な結合反応に基づく分析方法は、サ
ンプルの分析テストのために益々重要となっている。と
くに、医学の分野においてこの傾向が顕著である。ここ
で特異的な結合反応とは、とくに免疫学的な相互作用、
すなわち抗原またはハプテンと抗体との相互作用のこと
をいう。しかしながら、レクチンと糖、活性物質とレセ
プターの相互作用またはビオチン（ｂｉｏｔｉｎ）とス
トレプタビジン（ｓｔｒｅｐｔａｖｉｄｉｎ）の特異的
な結合など、ほかの特異的な生物学的相互作用を利用す
ることも可能である。以下、簡単のために免疫学的結合
反応に言及するが、本発明はこれに限定されるものでは
ない。
ーのあいだの特異的な結合反応に基づく分析方法は、サ
ンプルの分析テストのために益々重要となっている。と
くに、医学の分野においてこの傾向が顕著である。ここ
で特異的な結合反応とは、とくに免疫学的な相互作用、
すなわち抗原またはハプテンと抗体との相互作用のこと
をいう。しかしながら、レクチンと糖、活性物質とレセ
プターの相互作用またはビオチン（ｂｉｏｔｉｎ）とス
トレプタビジン（ｓｔｒｅｐｔａｖｉｄｉｎ）の特異的
な結合など、ほかの特異的な生物学的相互作用を利用す
ることも可能である。以下、簡単のために免疫学的結合
反応に言及するが、本発明はこれに限定されるものでは
ない。
【０００３】多数の異なる免疫学的な分析方法が知られ
ている。多くのばあい、一方の結合パートナーが担体に
固定され（固体相結合（ｓｏｌｉｄ ｐｈａｓｅ ｂｏ
ｕｎｄ ））、分析に際して、もう一方の結合パートナ
ーと接触せしめられる。固定されていない（以下、「フ
リーの」という）結合パートナーの、担体に固定された
結合パートナーへの結合の度合いは分析の基準となる。 測定されるべき検体が、フリーの結合パートナーであっ
てもよい。しかし、フリーの結合パートナーの固定され
た結合パートナーへの結合が、検体の濃度に特有のもの
となるように、フリーの結合パートナーが試薬システム
の一構成要素であり、前記検体と直接または間接的に、
相互に作用するものであってもよい。本発明は、該方法
に含まれる特定の手順に関わらず一般に、担体に固定さ
れた結合パートナーとフリーの結合パートナーとの結合
反応が、サンプル中の検体の結合活性の基準となる分析
方法に関する。
ている。多くのばあい、一方の結合パートナーが担体に
固定され（固体相結合（ｓｏｌｉｄ ｐｈａｓｅ ｂｏ
ｕｎｄ ））、分析に際して、もう一方の結合パートナ
ーと接触せしめられる。固定されていない（以下、「フ
リーの」という）結合パートナーの、担体に固定された
結合パートナーへの結合の度合いは分析の基準となる。 測定されるべき検体が、フリーの結合パートナーであっ
てもよい。しかし、フリーの結合パートナーの固定され
た結合パートナーへの結合が、検体の濃度に特有のもの
となるように、フリーの結合パートナーが試薬システム
の一構成要素であり、前記検体と直接または間接的に、
相互に作用するものであってもよい。本発明は、該方法
に含まれる特定の手順に関わらず一般に、担体に固定さ
れた結合パートナーとフリーの結合パートナーとの結合
反応が、サンプル中の検体の結合活性の基準となる分析
方法に関する。
【０００４】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】フリ
ーの結合パートナーの、固体相に固定された結合パート
ナーへの結合は、通常、前記フリーの結合パートナーを
マーキング成分（ｍａｒｋｉｎｇ ｃｏｎｓｔｉｔｕｅ
ｎｔ ）（“ラベル”）でマーキングすることにより確
認される。酵素または蛍光性の要素によってマーキング
することが、ごく一般的である。このような、結合の間
接的な観察は、重大な欠点を有するが、明確で感度の高
い分析を可能にする。とくに、蛍光性の要素を使用する
観察は、装置に関してかなりの費用を必要とする。酵素
を使用する観察においては、特別な反応工程が必要とな
り、分析に要する時間が長くなったり、反応が複雑にな
ったりする。
ーの結合パートナーの、固体相に固定された結合パート
ナーへの結合は、通常、前記フリーの結合パートナーを
マーキング成分（ｍａｒｋｉｎｇ ｃｏｎｓｔｉｔｕｅ
ｎｔ ）（“ラベル”）でマーキングすることにより確
認される。酵素または蛍光性の要素によってマーキング
することが、ごく一般的である。このような、結合の間
接的な観察は、重大な欠点を有するが、明確で感度の高
い分析を可能にする。とくに、蛍光性の要素を使用する
観察は、装置に関してかなりの費用を必要とする。酵素
を使用する観察においては、特別な反応工程が必要とな
り、分析に要する時間が長くなったり、反応が複雑にな
ったりする。
【０００５】フリーの結合パートナーの、担体に固定さ
れた結合パートナーへの結合を直接観察する方法は、こ
の点においては優れている。とくに、担体に固定された
結合パートナーの非常に薄い層の厚さがフリーの結合パ
ートナーの結合によって増加するのを、反射光学的な技
術（ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ−ｏｐｔｉｃａｌ ｔｅｃｈ
ｎｉｑｕｅｓ ）を用いて観察することが提案されてき
た。これらの技術についての概要が、ジェイ．ダブリュ
．サドウスキ（Ｊ．Ｗ．Ｓａｄｏｗｓｋｉ）の「レビュ
ー・オブ・オプティカル・メソーズ・イン・イミュノセ
ンシング（Ｒｅｖｉｅｗ ｏｆ ｏｐｔｉｃａｌ ｍｅ
ｔｈｏｄｓ ｉｎｉｍｍｕｎｏｓｅｎｓｉｎｇ）」（オ
プティカル・テスティング・アンド・メトロロジー（ｏ
ｐｔｉｃａｌ ｔｅｓｔｉｎｇ ａｎｄｍｅｔｒｏｌｏ
ｇｙ ）、エス・ピー・アイ・イー（ＳＰＩＥ）、９５
４ 巻、２号、１９８８年、４１３ 〜４１９ ページ
）に記載されている。
れた結合パートナーへの結合を直接観察する方法は、こ
の点においては優れている。とくに、担体に固定された
結合パートナーの非常に薄い層の厚さがフリーの結合パ
ートナーの結合によって増加するのを、反射光学的な技
術（ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ−ｏｐｔｉｃａｌ ｔｅｃｈ
ｎｉｑｕｅｓ ）を用いて観察することが提案されてき
た。これらの技術についての概要が、ジェイ．ダブリュ
．サドウスキ（Ｊ．Ｗ．Ｓａｄｏｗｓｋｉ）の「レビュ
ー・オブ・オプティカル・メソーズ・イン・イミュノセ
ンシング（Ｒｅｖｉｅｗ ｏｆ ｏｐｔｉｃａｌ ｍｅ
ｔｈｏｄｓ ｉｎｉｍｍｕｎｏｓｅｎｓｉｎｇ）」（オ
プティカル・テスティング・アンド・メトロロジー（ｏ
ｐｔｉｃａｌ ｔｅｓｔｉｎｇ ａｎｄｍｅｔｒｏｌｏ
ｇｙ ）、エス・ピー・アイ・イー（ＳＰＩＥ）、９５
４ 巻、２号、１９８８年、４１３ 〜４１９ ページ
）に記載されている。
【０００６】これに基づく分析システムは、一般に、分
析エレメントと明確にそれに連動されるプロセシング装
置とからなる。この分析エレメントはテスト・ゾーンを
有しており、該テスト・ゾーンはサンプルと接触して配
置され、また第一の結合パートナーがきわめて薄い層厚
で担体に固定されている。プロセシング装置は、第二の
結合パートナーの第一の結合パートナーへの結合に起因
して起こる層厚の変動を測定する反射光学的デバイス、
および通常、マイクロプロセッサーにより制御され、層
厚の変化から分析値を決定する評価ユニットを有してい
る。より詳細な事項は前述の文献、およびそこで言及さ
れているオリジナル文献に記載されている。
析エレメントと明確にそれに連動されるプロセシング装
置とからなる。この分析エレメントはテスト・ゾーンを
有しており、該テスト・ゾーンはサンプルと接触して配
置され、また第一の結合パートナーがきわめて薄い層厚
で担体に固定されている。プロセシング装置は、第二の
結合パートナーの第一の結合パートナーへの結合に起因
して起こる層厚の変動を測定する反射光学的デバイス、
および通常、マイクロプロセッサーにより制御され、層
厚の変化から分析値を決定する評価ユニットを有してい
る。より詳細な事項は前述の文献、およびそこで言及さ
れているオリジナル文献に記載されている。
【０００７】免疫学的分析用に提案されている反射光学
的な方法の１つに、表面プラズモン共鳴（ｓｕｒｆａｃ
ｅ ｐｌａｓｍｏｎ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ）（以下、
簡単のためＳＰＲという）がある。前記分析エレメント
は、しばしば「光学的免疫センサー」と言われるが、こ
こでは透明の誘電体からなる。該誘電体には、金属的な
導伝性の層が、きわめて小さな層厚（５０ｎｍが代表的
）で形成され、該導伝性の層は担体に固定された結合パ
ートナーを直接または間接的に支持する。表面プラズモ
ンの励起を可能にするために、前記金属表面は、通常、
プリズムの一部を形成するか、または光学的な回折格子
として構成される。表面プラズモンを発生させるのに適
切なそのような構成を、以下、“プラズモン・カップラ
ー（ｐｌａｓｍｏｎ ｃｏｕｐｌｅｒ ）機構”という
。
的な方法の１つに、表面プラズモン共鳴（ｓｕｒｆａｃ
ｅ ｐｌａｓｍｏｎ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ）（以下、
簡単のためＳＰＲという）がある。前記分析エレメント
は、しばしば「光学的免疫センサー」と言われるが、こ
こでは透明の誘電体からなる。該誘電体には、金属的な
導伝性の層が、きわめて小さな層厚（５０ｎｍが代表的
）で形成され、該導伝性の層は担体に固定された結合パ
ートナーを直接または間接的に支持する。表面プラズモ
ンの励起を可能にするために、前記金属表面は、通常、
プリズムの一部を形成するか、または光学的な回折格子
として構成される。表面プラズモンを発生させるのに適
切なそのような構成を、以下、“プラズモン・カップラ
ー（ｐｌａｓｍｏｎ ｃｏｕｐｌｅｒ ）機構”という
。
【０００８】前記分析エレメントは、常時前記プロセシ
ング装置に接続するようにしてもよい。しかし、交換可
能な使い捨ての分析エレメントを使用するのが好ましい
。ＳＰＲのばあい、プラズモン・カップラー機構に必要
とされる光学的な回折格子は、射出成形により安価で、
かつ正確に製造できる。
ング装置に接続するようにしてもよい。しかし、交換可
能な使い捨ての分析エレメントを使用するのが好ましい
。ＳＰＲのばあい、プラズモン・カップラー機構に必要
とされる光学的な回折格子は、射出成形により安価で、
かつ正確に製造できる。
【０００９】多数の光学的免疫センサーが提案されてい
る。このうちとくに、ヨーロッパ特許出願公開第０１１
２７２１ 号明細書およびヨーロッパ特許出願公開第０
２７６１４２ 号明細書に参照すべきであり、これらの
明細書では、多くの適切な分析方法が述べられている。 また、ヨーロッパ特許出願公開第０２５４５７５ 号明
細書も同様に参照すべきであり、この明細書から適切な
回折格子構造の製造の詳細がわかる。反射を光学的に測
定および評価するのに使用される装置については、たと
えば、ヨーロッパ特許出願公開第０３４１９２７ 号明
細書に論じられている。
る。このうちとくに、ヨーロッパ特許出願公開第０１１
２７２１ 号明細書およびヨーロッパ特許出願公開第０
２７６１４２ 号明細書に参照すべきであり、これらの
明細書では、多くの適切な分析方法が述べられている。 また、ヨーロッパ特許出願公開第０２５４５７５ 号明
細書も同様に参照すべきであり、この明細書から適切な
回折格子構造の製造の詳細がわかる。反射を光学的に測
定および評価するのに使用される装置については、たと
えば、ヨーロッパ特許出願公開第０３４１９２７ 号明
細書に論じられている。
【００１０】知られている光学的免疫センサーに関連し
て、とくに問題となるのは、測定精度が、非特異的結合
によってかなり減じられることである。前記反射を光学
的に測定する方法は区別なく測定ゾーンにおける層厚の
みを記録するので、テスト・ゾーンにおける、サンプル
流体中のあらゆる構成要素との、いかなる非特異的結合
（分析に特有でない）も測定結果のひずみを招いてしま
う。
て、とくに問題となるのは、測定精度が、非特異的結合
によってかなり減じられることである。前記反射を光学
的に測定する方法は区別なく測定ゾーンにおける層厚の
みを記録するので、テスト・ゾーンにおける、サンプル
流体中のあらゆる構成要素との、いかなる非特異的結合
（分析に特有でない）も測定結果のひずみを招いてしま
う。
【００１１】本発明の目的は、とくに非特異的結合に起
因する測定誤差に関して、光学的免疫センサーの精度を
向上させることである。
因する測定誤差に関して、光学的免疫センサーの精度を
向上させることである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、担体に
固定された結合パートナーが固定されているテスト・ゾ
ーン（１３）を有する分析エレメント（１０）と、フリ
ーの結合パートナーの、担体に固定された結合パートナ
ーへの結合に起因する層厚の変化を記録する反射光学的
測定機構（２０）および該記録された層厚の変化から分
析値を決定する評価ユニット（２６）を有するプロセシ
ング装置（１）とからなる分析装置であって、前記テス
ト・ゾーン（１３）が、担体に固定さた結合パートナー
の結合活性が異なり、空間的に分離されたサブ・ゾーン
（１４、１５；３８、３９）を有しており、前記反射光
学的測定機構（２０）が前記サブ・ゾーン（１４、１５
；３８、３９）を空間的に区別して記録できるように構
成されており、かつ前記評価ユニット（２６）が、前記
サブ・ゾーン（１４、１５；３８、３９）においてえら
れた測定信号を比較する比較ユニットを有してなる互い
に生物学的な親和力を有し、一方は担体に固定され、他
方はフリーである２つの結合パートナーのあいだの特異
的な結合反応によって、流体サンプル、とくに体液中の
検体を測定するための装置、および該分析装置を用いる
方法であって、前記サンプルが、分離されたサブ・ゾー
ンに接触するように、テスト・ゾーンに接触して配置さ
れ、前記サブ・ゾーンにおいてえられた前記測定信号が
記録されて、互いに関係づけられ、前記サブ・ゾーンに
おける前記測定信号間の関係から検体の結合活性を決定
する、流体サンプル、とくに体液中の検体を測定する方
法により達成される。
固定された結合パートナーが固定されているテスト・ゾ
ーン（１３）を有する分析エレメント（１０）と、フリ
ーの結合パートナーの、担体に固定された結合パートナ
ーへの結合に起因する層厚の変化を記録する反射光学的
測定機構（２０）および該記録された層厚の変化から分
析値を決定する評価ユニット（２６）を有するプロセシ
ング装置（１）とからなる分析装置であって、前記テス
ト・ゾーン（１３）が、担体に固定さた結合パートナー
の結合活性が異なり、空間的に分離されたサブ・ゾーン
（１４、１５；３８、３９）を有しており、前記反射光
学的測定機構（２０）が前記サブ・ゾーン（１４、１５
；３８、３９）を空間的に区別して記録できるように構
成されており、かつ前記評価ユニット（２６）が、前記
サブ・ゾーン（１４、１５；３８、３９）においてえら
れた測定信号を比較する比較ユニットを有してなる互い
に生物学的な親和力を有し、一方は担体に固定され、他
方はフリーである２つの結合パートナーのあいだの特異
的な結合反応によって、流体サンプル、とくに体液中の
検体を測定するための装置、および該分析装置を用いる
方法であって、前記サンプルが、分離されたサブ・ゾー
ンに接触するように、テスト・ゾーンに接触して配置さ
れ、前記サブ・ゾーンにおいてえられた前記測定信号が
記録されて、互いに関係づけられ、前記サブ・ゾーンに
おける前記測定信号間の関係から検体の結合活性を決定
する、流体サンプル、とくに体液中の検体を測定する方
法により達成される。
【００１３】本発明の装置においては前記サブ・ゾーン
（１４、１５；３８、３９）は互いに、直接、接してい
てもよい。
（１４、１５；３８、３９）は互いに、直接、接してい
てもよい。
【００１４】前記テスト・ゾーン（１３）は、それぞれ
が１つまたは複数のサブ・ゾーンからなる、すくなくと
も２つのセットのサブ・ゾーン（１４ａ−１４ｃ 、１
５ａ−１５ｃ ）からなり、同一セットのサブ・ゾーン
は担体に固定された結合パートナーの結合活性が同一で
あり、異なるセットのサブ・ゾーンは担体に固定された
結合パートナーの結合活性が異なっており、かつ異なる
セットのサブ・ゾーンが、テスト・ゾーンにおいて交互
に配置されていてもよい。
が１つまたは複数のサブ・ゾーンからなる、すくなくと
も２つのセットのサブ・ゾーン（１４ａ−１４ｃ 、１
５ａ−１５ｃ ）からなり、同一セットのサブ・ゾーン
は担体に固定された結合パートナーの結合活性が同一で
あり、異なるセットのサブ・ゾーンは担体に固定された
結合パートナーの結合活性が異なっており、かつ異なる
セットのサブ・ゾーンが、テスト・ゾーンにおいて交互
に配置されていてもよい。
【００１５】前記サブ・ゾーン（１４ａ−１４ｃ 、１
５ａ−１５ｃ ）は一方向に交互に配置されていてもよ
い。
５ａ−１５ｃ ）は一方向に交互に配置されていてもよ
い。
【００１６】前記サブ・ゾーン（３８、３９）はラング
ミュア−ブロジェット法により製造されてもよい。
ミュア−ブロジェット法により製造されてもよい。
【００１７】前記結合パートナーはストレプタビジンま
たはアビジン、およびビオチンであってもよい。
たはアビジン、およびビオチンであってもよい。
【００１８】本発明の装置はプラズモン・カップラー機
構（３０）を含み、前記反射光学的測定機構（２０）が
表面プラズモン共鳴を記録するように構成されていても
よい。
構（３０）を含み、前記反射光学的測定機構（２０）が
表面プラズモン共鳴を記録するように構成されていても
よい。
【００１９】前記反射光学的測定機構（２０）は表面プ
ラズモンを顕微鏡観察するように構成されていてもよい
。
ラズモンを顕微鏡観察するように構成されていてもよい
。
【００２０】前記プロセシング装置（１）は画像分析デ
バイス（２４）を有していてもよい。
バイス（２４）を有していてもよい。
【００２１】前記プロセシング装置（１）は直線上に配
置された感光素子を有していてもよい。
置された感光素子を有していてもよい。
【００２２】テスト・ゾーンは、該テスト・ゾーンの上
に置かれたサンプルが異なるサブ・ゾーンに接触し、そ
の結果、比較測定が可能となるように構成されている。 第二の結合パートナーへの非特異的結合に関して、各サ
ブ・ゾーンは類似の特性を有することが重要である。多
数のサブ・ゾーンにおける層厚の変化は、反射を測光す
る測定装置により個別に検出されて互いに比較されるの
で、非特異的結合の影響を除去することができる。同時
に、空間的に区別できる（ｓｐａｔｉａｌｌｙｄｉｆｆ
ｅｒｅｎｔｉａｌ）、反射を測光する測定によれば、評
価に影響を及ぼす表面欠陥の排除がしばしば可能である
。
に置かれたサンプルが異なるサブ・ゾーンに接触し、そ
の結果、比較測定が可能となるように構成されている。 第二の結合パートナーへの非特異的結合に関して、各サ
ブ・ゾーンは類似の特性を有することが重要である。多
数のサブ・ゾーンにおける層厚の変化は、反射を測光す
る測定装置により個別に検出されて互いに比較されるの
で、非特異的結合の影響を除去することができる。同時
に、空間的に区別できる（ｓｐａｔｉａｌｌｙｄｉｆｆ
ｅｒｅｎｔｉａｌ）、反射を測光する測定によれば、評
価に影響を及ぼす表面欠陥の排除がしばしば可能である
。
【００２３】一般に、結合活性という語は、サブ・ゾー
ンに固定された結合パートナーの、フリーの結合パート
ナーへの結合能力のことである。結合活性はさまざまな
影響を受ける。担体に固定された結合パートナーの濃度
は変化しうる。しかし、結合活性は、ほかの影響をおよ
ぼす変化、とくに結合部位の立体的基礎（ｓｔｅｒｉｃ
ｇｒｏｕｎｄ）において変動する接近可能性（ａｃ
ｃｅｓｓｉｂｉｌｉｔｙ ）にも依存しうる。各サブ・
ゾーンにおける結合活性は、最大結合容量に関して、お
よび結合速度に関して変化しうる。
ンに固定された結合パートナーの、フリーの結合パート
ナーへの結合能力のことである。結合活性はさまざまな
影響を受ける。担体に固定された結合パートナーの濃度
は変化しうる。しかし、結合活性は、ほかの影響をおよ
ぼす変化、とくに結合部位の立体的基礎（ｓｔｅｒｉｃ
ｇｒｏｕｎｄ）において変動する接近可能性（ａｃ
ｃｅｓｓｉｂｉｌｉｔｙ ）にも依存しうる。各サブ・
ゾーンにおける結合活性は、最大結合容量に関して、お
よび結合速度に関して変化しうる。
【００２４】原則として、サブ・ゾーンは、分析エレメ
ントのテスト・ゾーンにおいて、互いにある間隔をおい
て配置される。しかし、装備および製造上の理由により
、サブ・ゾーンは互いに、直接、接していることが好ま
しい。
ントのテスト・ゾーンにおいて、互いにある間隔をおい
て配置される。しかし、装備および製造上の理由により
、サブ・ゾーンは互いに、直接、接していることが好ま
しい。
【００２５】もっとも一般的なばあいにおいて、テスト
・ゾーンは２もしくは数個のサブ・ゾーンからなる。該
サブ・ゾーンは、担体に固定された結合パートナーの結
合活性に関して互いに異なっている。しかし、非特異的
結合に関してはよく似た特性を有している。テスト・ゾ
ーンが、異なる結合活性を有する多数のサブ・ゾーンか
らなり、該多数のサブ・ゾーンが、それぞれが数個のサ
ブ・ゾーンからなる複数のセットに分けられているよう
な具体例が好ましい。さらに同一セットのサブ・ゾーン
は、第一の結合パートナーへの結合活性が同一であり、
異なるセットのサブ・ゾーンは第一の結合パートナーへ
の結合活性が異なっている。異なるセットのサブ・ゾー
ンは、テスト・ゾーンにおいて交互に配置されるのが好
ましく、一定の決まりにしたがって交互に配置する（た
とえば、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ａ、Ｂ、Ｃ、 Ａ、Ｂ、．．．
．）のが好ましい。ただし、これは必須の条件ではない
。
・ゾーンは２もしくは数個のサブ・ゾーンからなる。該
サブ・ゾーンは、担体に固定された結合パートナーの結
合活性に関して互いに異なっている。しかし、非特異的
結合に関してはよく似た特性を有している。テスト・ゾ
ーンが、異なる結合活性を有する多数のサブ・ゾーンか
らなり、該多数のサブ・ゾーンが、それぞれが数個のサ
ブ・ゾーンからなる複数のセットに分けられているよう
な具体例が好ましい。さらに同一セットのサブ・ゾーン
は、第一の結合パートナーへの結合活性が同一であり、
異なるセットのサブ・ゾーンは第一の結合パートナーへ
の結合活性が異なっている。異なるセットのサブ・ゾー
ンは、テスト・ゾーンにおいて交互に配置されるのが好
ましく、一定の決まりにしたがって交互に配置する（た
とえば、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ａ、Ｂ、Ｃ、 Ａ、Ｂ、．．．
．）のが好ましい。ただし、これは必須の条件ではない
。
【００２６】
【実施例】図面に概略的にあらわされた実施例によって
、以下、本発明を詳細に説明する。
、以下、本発明を詳細に説明する。
【００２７】図１は本発明の分析システムの斜視図、図
２は本発明に用いる測定システムを説明する概略図、図
３は図２の切り取り拡大図、図４はテスト・ゾーンの平
面図、図５は異なる２つのサブ・ゾーンそれぞれにおい
てえられた、特異的結合反応の前後の強度信号（ｉｎｔ
ｅｎｓｉｔｙ ｓｉｇｎａｌ）の角度依存性を示すグラ
フ、図６は異なる２つのサブ・ゾーンにおける、図５か
らの信号極小の時間プロット、および図７は分析エレメ
ントの別な実施例の平面図である。
２は本発明に用いる測定システムを説明する概略図、図
３は図２の切り取り拡大図、図４はテスト・ゾーンの平
面図、図５は異なる２つのサブ・ゾーンそれぞれにおい
てえられた、特異的結合反応の前後の強度信号（ｉｎｔ
ｅｎｓｉｔｙ ｓｉｇｎａｌ）の角度依存性を示すグラ
フ、図６は異なる２つのサブ・ゾーンにおける、図５か
らの信号極小の時間プロット、および図７は分析エレメ
ントの別な実施例の平面図である。
【００２８】図１に示された分析システムは、プロセシ
ング装置１と複数のテスト・キャリヤ１０とからなり、
テスト・キャリヤ１０についてはそのうちの一つのみが
図示されている。
ング装置１と複数のテスト・キャリヤ１０とからなり、
テスト・キャリヤ１０についてはそのうちの一つのみが
図示されている。
【００２９】プロセシング装置１はテスト・キャリヤ１
０を収納するアダプター２、たとえばボタン３、４など
の入力エレメント、および、たとえばディスプレイ５な
どの分析結果を出力する機構を有している。
０を収納するアダプター２、たとえばボタン３、４など
の入力エレメント、および、たとえばディスプレイ５な
どの分析結果を出力する機構を有している。
【００３０】分析エレメント１０は支持層１１を有して
いる。該支持層１１の上面１２（図１における上面）に
はテスト・ゾーン１３が配置され、該テスト・ゾーン１
３は、この実施例においては、互いに隣接する２つのサ
ブ・ゾーン１４および１５からなる。
いる。該支持層１１の上面１２（図１における上面）に
はテスト・ゾーン１３が配置され、該テスト・ゾーン１
３は、この実施例においては、互いに隣接する２つのサ
ブ・ゾーン１４および１５からなる。
【００３１】使用に際しては、分析エレメント１０をア
ダプター２内に導入し、サンプルをサブ・ゾーン１４お
よび１５の両方に接するようにテスト・ゾーン１３上に
置く。この操作を容易ならしめるために、テスト・ゾー
ン１３の表面積は小さいのが好ましく、典型的には６×
６ｍｍよりも小さいのが好ましい。
ダプター２内に導入し、サンプルをサブ・ゾーン１４お
よび１５の両方に接するようにテスト・ゾーン１３上に
置く。この操作を容易ならしめるために、テスト・ゾー
ン１３の表面積は小さいのが好ましく、典型的には６×
６ｍｍよりも小さいのが好ましい。
【００３２】図２は測定のための好ましいレイアウトの
詳細を、実験室モデルに基づいて、高度に抽象化した形
態にて示すものである。
詳細を、実験室モデルに基づいて、高度に抽象化した形
態にて示すものである。
【００３３】図に示されている反射光学的測定機構２０
は、表面プラズモンを顕微鏡観察するためのものである
。該機構２０は、本質的に、電子駆動ユニット２１ａ
を含むレーザー２１、収束レンズ２２、電化結合デバイ
ス・アレイ２３（ＣＣＤ ａｒｒａｙ）および画像分析
デバイス２４からなっている。電子駆動ユニット２１ａ
および画像分析デバイス２４は装置の電気回路の構成
要素であり、該電気回路は全体が２５で示されており、
マイクロプロセッサーにより制御されるのが最も好まし
い。前記電気回路は、さらに測定信号を評価する評価ユ
ニット２６も含んでいる。該評価ユニット２６は、とり
わけ、テスト・ゾーン１３のサブ・ゾーン１４、１５に
おいてえられた測定信号を比較する比較ユニットを有し
ている。
は、表面プラズモンを顕微鏡観察するためのものである
。該機構２０は、本質的に、電子駆動ユニット２１ａ
を含むレーザー２１、収束レンズ２２、電化結合デバイ
ス・アレイ２３（ＣＣＤ ａｒｒａｙ）および画像分析
デバイス２４からなっている。電子駆動ユニット２１ａ
および画像分析デバイス２４は装置の電気回路の構成
要素であり、該電気回路は全体が２５で示されており、
マイクロプロセッサーにより制御されるのが最も好まし
い。前記電気回路は、さらに測定信号を評価する評価ユ
ニット２６も含んでいる。該評価ユニット２６は、とり
わけ、テスト・ゾーン１３のサブ・ゾーン１４、１５に
おいてえられた測定信号を比較する比較ユニットを有し
ている。
【００３４】レーザー２１から発せられた一次ビーム２
８は、テスト・ゾーン１３にその表面に立てた法線１６
とθの角度をもって衝突する。反射した光は、収束レン
ズ２２によって、像平面に配置されたＣＣＤアレイ２３
上に画像として映しだされる。
８は、テスト・ゾーン１３にその表面に立てた法線１６
とθの角度をもって衝突する。反射した光は、収束レン
ズ２２によって、像平面に配置されたＣＣＤアレイ２３
上に画像として映しだされる。
【００３５】テスト・ゾーン１３にプラズモンを励起さ
せるために、全体が３０で示されるプラズモン・カップ
ラー機構が設けられている。図示された例において該装
置３０は、クレッチマン形態（Ｋｒｅｔｓｃｈｍａｎｎ
ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ）のプリズム３１、誘
電体からなる光学的に透明な支持層３２および薄い金属
層３３からなる。該金属層３３は、支持層３２の前記プ
リズム３１と反対側を向く面に真空蒸着されたものであ
る。
せるために、全体が３０で示されるプラズモン・カップ
ラー機構が設けられている。図示された例において該装
置３０は、クレッチマン形態（Ｋｒｅｔｓｃｈｍａｎｎ
ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ）のプリズム３１、誘
電体からなる光学的に透明な支持層３２および薄い金属
層３３からなる。該金属層３３は、支持層３２の前記プ
リズム３１と反対側を向く面に真空蒸着されたものであ
る。
【００３６】前記層構造は、図２の切り取り拡大断面図
である図３を参照すればいっそう明確に理解されるであ
ろう。図３より、いわゆる指標流体（ｉｎｄｅｘ ｆｌ
ｕｉｄ ）の薄層３４も明確に理解できるであろう。該
薄層３４は前記プリズム３１および支持層３２と等しい
屈折率を有しており、これら２つの部分を光学的反射な
しに接続する。さらに図３から、図示された好ましい実
施例においては、前記金属層３３はクロムからなる薄い
底部層３３ａ と金からなるいくらか厚い上部層３３ｂ
とからなることが理解できる。
である図３を参照すればいっそう明確に理解されるであ
ろう。図３より、いわゆる指標流体（ｉｎｄｅｘ ｆｌ
ｕｉｄ ）の薄層３４も明確に理解できるであろう。該
薄層３４は前記プリズム３１および支持層３２と等しい
屈折率を有しており、これら２つの部分を光学的反射な
しに接続する。さらに図３から、図示された好ましい実
施例においては、前記金属層３３はクロムからなる薄い
底部層３３ａ と金からなるいくらか厚い上部層３３ｂ
とからなることが理解できる。
【００３７】図２に示された実験室モデルにおいては、
前記支持層３２はセル（ｃｅｌｌ）３６の一部であり、
該セル３６を通って、サンプル流体が図２の矢印で示さ
れる方向に流れうる。これは、本発明が基づく手順の基
本的なテストに適している。商業的な実施例においては
、分析エレメント１０は、その測定ゾーン１３が、レー
ザー２１からの一次ビーム２８に照らされるように、そ
の支持層１１がプリズム３１上にくるように配置される
。プラズモン・カップラー装置においては、プリズム３
１の代わりに、分析エレメント１０の支持層１１に射出
成形された回折格子を使用するのが好ましい。
前記支持層３２はセル（ｃｅｌｌ）３６の一部であり、
該セル３６を通って、サンプル流体が図２の矢印で示さ
れる方向に流れうる。これは、本発明が基づく手順の基
本的なテストに適している。商業的な実施例においては
、分析エレメント１０は、その測定ゾーン１３が、レー
ザー２１からの一次ビーム２８に照らされるように、そ
の支持層１１がプリズム３１上にくるように配置される
。プラズモン・カップラー装置においては、プリズム３
１の代わりに、分析エレメント１０の支持層１１に射出
成形された回折格子を使用するのが好ましい。
【００３８】表面プラズモンの共鳴技術（ｒｅｓｏｎａ
ｎｃｅ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ）の詳細は前述のように
、知られている。したがって、図示された測定機構のオ
ペレーション方法の、いくつかの基本的な説明で充分で
ある。
ｎｃｅ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ）の詳細は前述のように
、知られている。したがって、図示された測定機構のオ
ペレーション方法の、いくつかの基本的な説明で充分で
ある。
【００３９】表面プラズモンは金属（ここでは、金属層
３３）中の電子の集合的な励起状態である。それらは、
プラズモン・カップラー機構によるレーザー光線によっ
て、励起され共鳴する。照射光の、偏光された、表面に
平行な成分のパルスおよびエネルギーが、表面プラズモ
ンのパルスとエネルギーとに等しくなるという共鳴条件
が満たされると照射される光線とプラズモンとのあいだ
に共鳴が起こる。
３３）中の電子の集合的な励起状態である。それらは、
プラズモン・カップラー機構によるレーザー光線によっ
て、励起され共鳴する。照射光の、偏光された、表面に
平行な成分のパルスおよびエネルギーが、表面プラズモ
ンのパルスとエネルギーとに等しくなるという共鳴条件
が満たされると照射される光線とプラズモンとのあいだ
に共鳴が起こる。
【００４０】ＳＰＲは極端に薄い層の層厚を測定するた
めの、代表的な高感度の手法である。なぜなら、プラズ
モン・パルス（および一次光線ビームとの共鳴角θ）は
金属の表面特性、とくに金属表面のコーティングの厚さ
および屈折率に決定的に依存しているからである。それ
故、ＳＰＲはきわめて高感度な層厚分析を可能にする。
めの、代表的な高感度の手法である。なぜなら、プラズ
モン・パルス（および一次光線ビームとの共鳴角θ）は
金属の表面特性、とくに金属表面のコーティングの厚さ
および屈折率に決定的に依存しているからである。それ
故、ＳＰＲはきわめて高感度な層厚分析を可能にする。
【００４１】表面プラズモン共鳴（ＳＰＲ）はレーザー
・ビームに照射された測定ゾーンのみの完全な観察を可
能ならしめるので、表面プラズモンの顕微鏡観察（ｓｕ
ｒｆａｃｅｐｌａｓｍｏｎ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ（Ｓ
ＰＭ））は層厚分布の空間的に区別された特徴づけを許
容する。この技術の詳細は以下の刊行物に記載されてい
る。
・ビームに照射された測定ゾーンのみの完全な観察を可
能ならしめるので、表面プラズモンの顕微鏡観察（ｓｕ
ｒｆａｃｅｐｌａｓｍｏｎ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ（Ｓ
ＰＭ））は層厚分布の空間的に区別された特徴づけを許
容する。この技術の詳細は以下の刊行物に記載されてい
る。
【００４２】１）ドイツ特許出願公開第３ ７２０ ３
８７ 号明細書 ２）ベー．ロトヘンホイスラー（Ｂ．Ｒｏｔｈｅｎｈａ
ｅｕｓｌｅｒ）およびブェー．クノル（Ｗ．Ｋｎｏｌｌ
）の「サフィス−プラズモン・マイクロスコピー（ｓ
ｕｒｆａｃｅ−ｐｌａｓｍｏｎ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ
）」（ネイチャー（Ｎａｔｕｒｅ）、３３２ 巻、６１
６５号、１９８８年、６１５ 〜６１７ページ） ３）ブェー．ハイケル（Ｗ．Ｈｉｃｋｅｌ）、ベー．ロ
トヘンホイスラー（Ｂ．Ｒｏｔｈｅｈｎａｅｕｓｌｅｒ
）およびブェー．クノル（Ｗ．Ｋｎｏｌｌ ）の「
サフィス・プラズモン・マイクロスコーピック・キャラ
クタライゼイション・オブ・イクスターナル・サフィシ
ズ（ｓｕｒｆａｃｅ ｐｌａｓｍｏｎ ｍｉｃｒｏｓｃ
ｏｐｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ
ｅｘｔｅｒｎａｌ ｓｕｒｆａｃｅｓ）」、ジャパニー
ズ・アプライド・フィジィクス（Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙ
ｓ．）、１９８９年、４８３２〜４８３６ページ ４）ブェー．ハイケル（Ｗ．Ｈｉｃｋｅｌ）およびブェ
ー．クノル（Ｗ．Ｋｎｏｌｌ ）の「サフィス・プラズ
モン・オプティカル・キャラクタライゼイション・オブ
・リピッド・モノレイヤーズ・アット・５マイクロメー
ター・ラテラル・レゾルーション（ｓｕｒｆａｃｅ ｐ
ｌａｓｍｏｎ ｏｐｔｉｃａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉ
ｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｌｉｐｉｄ ｍｏｎｏｌａｙｅｒ
ｓ ａｔ ５μｍｌａｔｅｒａｌ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏ
ｎ）」）ジャパニーズ・アプライド・フィジィクス（Ｊ
．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ． ）、１９９０年、３５７２ペ
ージ以降ＳＰＭの特徴は反射した光をレンズによって像
平面に映しだすことである。言い換えれば、反射した光
が現実の空間にフーリエ−バック−コンバートされる（
Ｆｏｕｒｉｅｒ−ｂａｃｋ−ｃｏｎｖｅｒｔｅｄ）。そ
うしてえられたサンプル表面の画像は多様な方法で観察
される。たとえば、多様な場所において反射強度を走査
するために像平面内に感光素子を移動させることができ
る。しかし、たとえば電化結合デバイス・アレイなどの
二次元の空間解析光電性装置（ｔｗｏ−ｄｉｍｅｎｓｉ
ｏｎａｌ ｓｐａｃｅ−ｒｅｓｏｌｖｉｎｇｌｉｇｈｔ
−ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ ）を
像平面中に配置して、えられた信号を通常の画像分析方
法によって評価するのが好ましい。
８７ 号明細書 ２）ベー．ロトヘンホイスラー（Ｂ．Ｒｏｔｈｅｎｈａ
ｅｕｓｌｅｒ）およびブェー．クノル（Ｗ．Ｋｎｏｌｌ
）の「サフィス−プラズモン・マイクロスコピー（ｓ
ｕｒｆａｃｅ−ｐｌａｓｍｏｎ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ
）」（ネイチャー（Ｎａｔｕｒｅ）、３３２ 巻、６１
６５号、１９８８年、６１５ 〜６１７ページ） ３）ブェー．ハイケル（Ｗ．Ｈｉｃｋｅｌ）、ベー．ロ
トヘンホイスラー（Ｂ．Ｒｏｔｈｅｈｎａｅｕｓｌｅｒ
）およびブェー．クノル（Ｗ．Ｋｎｏｌｌ ）の「
サフィス・プラズモン・マイクロスコーピック・キャラ
クタライゼイション・オブ・イクスターナル・サフィシ
ズ（ｓｕｒｆａｃｅ ｐｌａｓｍｏｎ ｍｉｃｒｏｓｃ
ｏｐｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ
ｅｘｔｅｒｎａｌ ｓｕｒｆａｃｅｓ）」、ジャパニー
ズ・アプライド・フィジィクス（Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙ
ｓ．）、１９８９年、４８３２〜４８３６ページ ４）ブェー．ハイケル（Ｗ．Ｈｉｃｋｅｌ）およびブェ
ー．クノル（Ｗ．Ｋｎｏｌｌ ）の「サフィス・プラズ
モン・オプティカル・キャラクタライゼイション・オブ
・リピッド・モノレイヤーズ・アット・５マイクロメー
ター・ラテラル・レゾルーション（ｓｕｒｆａｃｅ ｐ
ｌａｓｍｏｎ ｏｐｔｉｃａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉ
ｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｌｉｐｉｄ ｍｏｎｏｌａｙｅｒ
ｓ ａｔ ５μｍｌａｔｅｒａｌ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏ
ｎ）」）ジャパニーズ・アプライド・フィジィクス（Ｊ
．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ． ）、１９９０年、３５７２ペ
ージ以降ＳＰＭの特徴は反射した光をレンズによって像
平面に映しだすことである。言い換えれば、反射した光
が現実の空間にフーリエ−バック−コンバートされる（
Ｆｏｕｒｉｅｒ−ｂａｃｋ−ｃｏｎｖｅｒｔｅｄ）。そ
うしてえられたサンプル表面の画像は多様な方法で観察
される。たとえば、多様な場所において反射強度を走査
するために像平面内に感光素子を移動させることができ
る。しかし、たとえば電化結合デバイス・アレイなどの
二次元の空間解析光電性装置（ｔｗｏ−ｄｉｍｅｎｓｉ
ｏｎａｌ ｓｐａｃｅ−ｒｅｓｏｌｖｉｎｇｌｉｇｈｔ
−ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ ）を
像平面中に配置して、えられた信号を通常の画像分析方
法によって評価するのが好ましい。
【００４３】より詳細な内容は前記文献に記載されてお
り、そこでは多様な層構造の特性を明らかにするために
ＳＰＭが用いられている。そこでは化学的分析を行うた
めにＳＰＭを用いることは述べられていない。
り、そこでは多様な層構造の特性を明らかにするために
ＳＰＭが用いられている。そこでは化学的分析を行うた
めにＳＰＭを用いることは述べられていない。
【００４４】異なる結合活性を有するサブ・ゾーンを含
むテスト・ゾーンは、とくにラングミュア−ブロジェッ
ト法（Ｌａｎｇｍｕｉｒ−Ｂｌｏｄｇｅｔｔ ｔｅｃｈ
ｎｉｑｕｅ （ＬＢ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ））によって
調製される。この技術は知られており（たとえば、ハー
．キューン（Ｈ．Ｋｕｈｎ）、デー．メービス（Ｄ．Ｍ
ｏｅｂｉｓ）およびハー．ビューヒャー（Ｈ．Ｂｕｅｃ
ｈｅｒ ）の「フィジカル・メソズ・オブ・ケミストリ
ー（Ｐｈｙｓｉｃａｌ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆｃｈｅｍ
ｉｓｔｒｙ ）」（ウィレイ・インター・サイエンス（
Ｗｉｌｅｙ−Ｉｎｔｅｒ−ｓｃｉｅｎｃｅ ）、１巻、
ニューヨーク、１９７２年、アー．バイスベルガー（Ａ
．Ｗｅｉｓｓｂｅｒｇｅｒ ）およびベー．ブェー．ロ
ジター（Ｂ．Ｗ．Ｒｏｓｓｉｔｅｒ）編集）、前記文献
において脂質からなる単層膜を製造するのに使用されて
いる。そこでは、水と空気との界面に自然に組織するた
めに、両親媒性のすなわち界面活性の有機分子の本来の
性向が使用される。そのような物質の溶液は、分子の非
極性部（疎水性の炭化水素鎖が代表的）を空気の方に向
ける一方、極性部（いわゆる親水基）を水の方に向けて
純水の表面に拡がる。水の表面に拡がるときに自然に形
成された単層膜は移動性のバリヤ（ｍｏｂｉｌｅ ｂａ
ｒｒｉｅｒ）によって圧縮することができる。
むテスト・ゾーンは、とくにラングミュア−ブロジェッ
ト法（Ｌａｎｇｍｕｉｒ−Ｂｌｏｄｇｅｔｔ ｔｅｃｈ
ｎｉｑｕｅ （ＬＢ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ））によって
調製される。この技術は知られており（たとえば、ハー
．キューン（Ｈ．Ｋｕｈｎ）、デー．メービス（Ｄ．Ｍ
ｏｅｂｉｓ）およびハー．ビューヒャー（Ｈ．Ｂｕｅｃ
ｈｅｒ ）の「フィジカル・メソズ・オブ・ケミストリ
ー（Ｐｈｙｓｉｃａｌ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆｃｈｅｍ
ｉｓｔｒｙ ）」（ウィレイ・インター・サイエンス（
Ｗｉｌｅｙ−Ｉｎｔｅｒ−ｓｃｉｅｎｃｅ ）、１巻、
ニューヨーク、１９７２年、アー．バイスベルガー（Ａ
．Ｗｅｉｓｓｂｅｒｇｅｒ ）およびベー．ブェー．ロ
ジター（Ｂ．Ｗ．Ｒｏｓｓｉｔｅｒ）編集）、前記文献
において脂質からなる単層膜を製造するのに使用されて
いる。そこでは、水と空気との界面に自然に組織するた
めに、両親媒性のすなわち界面活性の有機分子の本来の
性向が使用される。そのような物質の溶液は、分子の非
極性部（疎水性の炭化水素鎖が代表的）を空気の方に向
ける一方、極性部（いわゆる親水基）を水の方に向けて
純水の表面に拡がる。水の表面に拡がるときに自然に形
成された単層膜は移動性のバリヤ（ｍｏｂｉｌｅ ｂａ
ｒｒｉｅｒ）によって圧縮することができる。
【００４５】本発明の背景からもわかるように、このよ
うな方法により、単層膜からなる、生物学的に関連のあ
る結合パートナーが固定されたテスト・ゾーンを製造す
ることが可能である。本発明によれば、同時に、単層膜
が、結合パートナーの結合活性の高いサブ・ゾーンおよ
び低いサブ・ゾーンを形成する。その手順を以下に詳細
に説明する。
うな方法により、単層膜からなる、生物学的に関連のあ
る結合パートナーが固定されたテスト・ゾーンを製造す
ることが可能である。本発明によれば、同時に、単層膜
が、結合パートナーの結合活性の高いサブ・ゾーンおよ
び低いサブ・ゾーンを形成する。その手順を以下に詳細
に説明する。
【００４６】純水の表面には、たとえばジミリストイル
ホスファチジル エタノールアミン（ＤＭＰＥ）
などの脂質が拡がっており、その溶液には脂質の比較的
少ない部分（代表的には約５％）が加えられており、そ
こには、それぞれの結合パートナーが固定されている（
たとえば、スペーサー・グループ（ｓｐａｃｅｒ ｇｒ
ｏｕｐ）を介しての脂質分子のヘッド・グループ（ｈｅ
ａｄ ｇｒｏｕｐ）への共有結合による固定）。結合パ
ートナーがたとえばビオチンであるなら、好適にビオチ
ニレートされた（ｂｉｏｔｉｎｙｌａｔｅｄ）脂質（こ
の例においてはビオチニレートされたＤＭＰＥ）が使用
される。
ホスファチジル エタノールアミン（ＤＭＰＥ）
などの脂質が拡がっており、その溶液には脂質の比較的
少ない部分（代表的には約５％）が加えられており、そ
こには、それぞれの結合パートナーが固定されている（
たとえば、スペーサー・グループ（ｓｐａｃｅｒ ｇｒ
ｏｕｐ）を介しての脂質分子のヘッド・グループ（ｈｅ
ａｄ ｇｒｏｕｐ）への共有結合による固定）。結合パ
ートナーがたとえばビオチンであるなら、好適にビオチ
ニレートされた（ｂｉｏｔｉｎｙｌａｔｅｄ）脂質（こ
の例においてはビオチニレートされたＤＭＰＥ）が使用
される。
【００４７】水表面上のそのような単層膜を圧縮するあ
いだに、２つの（二次元的な）相、すなわち流体アモル
ファスマトリックス（ｆｌｕｉｄ−ａｍｏｒｐｈｏｕｓ
ｍａｔｒｉｘ）中に２つの結晶質領域がえられる。こ
れら２つの相のひろい共存領域は圧力域ダイアグラム（
ｐｒｅｓｓｕｒｅ−ａｒｅａ ｄｉａｇｒａｍｓ）によ
り確認することができる。この２つの相は結合パートナ
ーであるストレプタビジンに関して異なる結合活性をし
めす。
いだに、２つの（二次元的な）相、すなわち流体アモル
ファスマトリックス（ｆｌｕｉｄ−ａｍｏｒｐｈｏｕｓ
ｍａｔｒｉｘ）中に２つの結晶質領域がえられる。こ
れら２つの相のひろい共存領域は圧力域ダイアグラム（
ｐｒｅｓｓｕｒｅ−ａｒｅａ ｄｉａｇｒａｍｓ）によ
り確認することができる。この２つの相は結合パートナ
ーであるストレプタビジンに関して異なる結合活性をし
めす。
【００４８】水表面に形成された前記ＬＢ単層膜は、単
に浸せきさせ持ち上げること（ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ ）
により固体支持層に移されうる。複数回の浸せきによっ
て、多層層を形成することもできるが、本発明において
はきわめて薄い層、好ましくは単層膜が有利である。
に浸せきさせ持ち上げること（ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ ）
により固体支持層に移されうる。複数回の浸せきによっ
て、多層層を形成することもできるが、本発明において
はきわめて薄い層、好ましくは単層膜が有利である。
【００４９】持ち上げたあとに疎水性鎖の末端が空気中
の前記ＬＢ膜の安定したシールを形成する。この安定性
は重合可能な脂質を使用することにより向上させること
が可能である。これにより、脂質層内の横方向の架橋と
、極性のヘッド・グループ（ｈｅａｄ ｇｒｏｕｐ）の
基質への共有結合の両方が達成される。
の前記ＬＢ膜の安定したシールを形成する。この安定性
は重合可能な脂質を使用することにより向上させること
が可能である。これにより、脂質層内の横方向の架橋と
、極性のヘッド・グループ（ｈｅａｄ ｇｒｏｕｐ）の
基質への共有結合の両方が達成される。
【００５０】サンプルの水溶液を分析するあいだ、ＬＢ
膜を支持層に移したのち、常に水相に接触せしめること
が必要である。しかし、共有結合の生成により（たとえ
ばその後の重合により）それらを安定化する可能性もあ
る。
膜を支持層に移したのち、常に水相に接触せしめること
が必要である。しかし、共有結合の生成により（たとえ
ばその後の重合により）それらを安定化する可能性もあ
る。
【００５１】そのようなテスト・ゾーンの構造を図３に
模式的に示す。脂質の分子３７が脂質の単層膜３５を形
成している。それらは流体アモルファス内においては整
然とは並んでいない（図において、分子を波線で描くこ
とにより示した）が、結晶質サブ・ゾーン３８内におい
ては厳密に並んでいる（図において、分子を直線で描く
ことにより、厳密に並んでいる状態を示した）。結晶質
サブ・ゾーン３８はストレプタビジンに関して、流体ア
モルファス・ゾーン３９よりも低い結合活性をしめす。
模式的に示す。脂質の分子３７が脂質の単層膜３５を形
成している。それらは流体アモルファス内においては整
然とは並んでいない（図において、分子を波線で描くこ
とにより示した）が、結晶質サブ・ゾーン３８内におい
ては厳密に並んでいる（図において、分子を直線で描く
ことにより、厳密に並んでいる状態を示した）。結晶質
サブ・ゾーン３８はストレプタビジンに関して、流体ア
モルファス・ゾーン３９よりも低い結合活性をしめす。
【００５２】テスト・ゾーン１３内のサブ・ゾーン３８
および３９の配置を模式的に図４に示した（一定の縮尺
比で示されていない）。流体アモルファスマトリックス
の中に結晶質サブ・ゾーン３８が島のように分布してい
る。したがって、このばあいテスト・ゾーン１３は、複
数のサブ・ゾーン３８と１つのまとまったサブ・ゾーン
３９とを有している。前記複数のサブ・ゾーン３８は、
担体に固定された結合パートナーの結合活性が低く、１
つのサブ・ゾーン３９は、担体に固定された結合パート
ナーの結合活性が高い。
および３９の配置を模式的に図４に示した（一定の縮尺
比で示されていない）。流体アモルファスマトリックス
の中に結晶質サブ・ゾーン３８が島のように分布してい
る。したがって、このばあいテスト・ゾーン１３は、複
数のサブ・ゾーン３８と１つのまとまったサブ・ゾーン
３９とを有している。前記複数のサブ・ゾーン３８は、
担体に固定された結合パートナーの結合活性が低く、１
つのサブ・ゾーン３９は、担体に固定された結合パート
ナーの結合活性が高い。
【００５３】サブ・ゾーン３８および３９においてビオ
チン（固定された結合パートナー）の結合活性が異なる
結果、サンプル流体４２に含まれるストレプタビジン４
１（フリーの結合パートナー）が、結晶質サブ・ゾーン
３８におけるよりもサブ・ゾーン３９において、かなり
の程度で特異的な結合をする。これに対して、最初の結
合パートナーを固定する基質となる脂質の単層膜３５へ
の非特異的結合は実質的に全ての場所で同じである。
チン（固定された結合パートナー）の結合活性が異なる
結果、サンプル流体４２に含まれるストレプタビジン４
１（フリーの結合パートナー）が、結晶質サブ・ゾーン
３８におけるよりもサブ・ゾーン３９において、かなり
の程度で特異的な結合をする。これに対して、最初の結
合パートナーを固定する基質となる脂質の単層膜３５へ
の非特異的結合は実質的に全ての場所で同じである。
【００５４】このようにして、特異的な結合反応が正確
に評価され、非特異的結合による測定誤差は実事上排除
される。ここでは、つぎの手順が採用されうる。
に評価され、非特異的結合による測定誤差は実事上排除
される。ここでは、つぎの手順が採用されうる。
【００５５】結合反応の始まる前およびそのあいだ、前
記角度θの作用として電化結合デバイス・アレイ（ＣＣ
Ｄアレイ）２３により、ＳＰＭによる画像がえられる。 そして、画像分析デバイス２４により分析される。この
ようにして、反射の角度の作用として異なる空間を利用
した方法により、反射した光の強度をサブ・ゾーン３８
および３９について観察することができる。図５はその
ような４つの曲線を示しており、それぞれのサブ・ゾー
ンにおけるそれぞれ２０μｍ ×２０μｍ の面積要素
について平均された任意の単位（４つ全ての曲線に対し
ては同一である）において、反射角に対する反射光の強
度がプロットされている。４つの曲線はそれぞれ、つぎ
のようなばあいに関する。
記角度θの作用として電化結合デバイス・アレイ（ＣＣ
Ｄアレイ）２３により、ＳＰＭによる画像がえられる。 そして、画像分析デバイス２４により分析される。この
ようにして、反射の角度の作用として異なる空間を利用
した方法により、反射した光の強度をサブ・ゾーン３８
および３９について観察することができる。図５はその
ような４つの曲線を示しており、それぞれのサブ・ゾー
ンにおけるそれぞれ２０μｍ ×２０μｍ の面積要素
について平均された任意の単位（４つ全ての曲線に対し
ては同一である）において、反射角に対する反射光の強
度がプロットされている。４つの曲線はそれぞれ、つぎ
のようなばあいに関する。
【００５６】ａ）白抜きの丸：ストレプタビジンがフリ
ーであるサンプル流体中のマトリックス・ゾーン（ｍａ
ｔｒｉｘ ｚｏｎｅ ） ｂ）白抜きの三角：ストレプタビジンがフリーであるサ
ンプル流体中の結晶質ゾーン（ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ
ｚｏｎｅ）ｃ）塗潰しの三角：ストレプタビジンを含
むサンプル流体と平衡状態にある結晶質ゾーン ｄ）塗潰しの丸：ストレプタビジンを含むサンプル流体
と平衡状態にあるマトリックス・ゾーン前記曲線は、Ｓ
ＰＲの観察のための共鳴角（ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ａｎ
ｇｌｅ ）において典型的な最小値を示している。照射
したエネルギーのほとんど全てが、ここでプラズモンの
励起のために消費される。ストレプタビジンの結合によ
り層厚が増加すると、グラフ上で最小値を示す位置が移
動する。同時に、ビオチンを多量に含むサブ・ゾーンの
移動（矢印４５）とそれに対応するビオチンをあまり含
まないサブ・ゾーンの移動（矢印４６）を比較すること
によって、非特異的結合の影響に関する特異的な結合の
比率を識別することができる。
ーであるサンプル流体中のマトリックス・ゾーン（ｍａ
ｔｒｉｘ ｚｏｎｅ ） ｂ）白抜きの三角：ストレプタビジンがフリーであるサ
ンプル流体中の結晶質ゾーン（ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ
ｚｏｎｅ）ｃ）塗潰しの三角：ストレプタビジンを含
むサンプル流体と平衡状態にある結晶質ゾーン ｄ）塗潰しの丸：ストレプタビジンを含むサンプル流体
と平衡状態にあるマトリックス・ゾーン前記曲線は、Ｓ
ＰＲの観察のための共鳴角（ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ａｎ
ｇｌｅ ）において典型的な最小値を示している。照射
したエネルギーのほとんど全てが、ここでプラズモンの
励起のために消費される。ストレプタビジンの結合によ
り層厚が増加すると、グラフ上で最小値を示す位置が移
動する。同時に、ビオチンを多量に含むサブ・ゾーンの
移動（矢印４５）とそれに対応するビオチンをあまり含
まないサブ・ゾーンの移動（矢印４６）を比較すること
によって、非特異的結合の影響に関する特異的な結合の
比率を識別することができる。
【００５７】グラフに示された曲線は知られているＳＰ
Ｒ走査と同等であり、したがってフレネル計算（Ｆｒｅ
ｓｎｅｌ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓ）による通常の方
法で比較することができるので、厚さの増加を定量的に
評価することができる。共存する２つの相が等しい屈折
率（ｎｅｆｆ ＝１．５ ）を有すると仮定すると、矢
印４５および矢印４６で表される移動から、結合活性の
高い流体アモルファス・サブ・ゾーン３９に対しては３
．４ｎｍの層厚の増加が、また、結合活性の低いサブ・
ゾーン３８に対しては１．８ｎｍ の層厚の増加が求ま
る。
Ｒ走査と同等であり、したがってフレネル計算（Ｆｒｅ
ｓｎｅｌ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓ）による通常の方
法で比較することができるので、厚さの増加を定量的に
評価することができる。共存する２つの相が等しい屈折
率（ｎｅｆｆ ＝１．５ ）を有すると仮定すると、矢
印４５および矢印４６で表される移動から、結合活性の
高い流体アモルファス・サブ・ゾーン３９に対しては３
．４ｎｍの層厚の増加が、また、結合活性の低いサブ・
ゾーン３８に対しては１．８ｎｍ の層厚の増加が求ま
る。
【００５８】サンプルの分析テストのために、通常、キ
ャリブレーションが行われ、このキャリブレーションに
おいてはそれぞれの方法により測定される物理量を１つ
または複数の、濃度がわかっている検体を含む基準流体
に対して決定する。本発明では、このような測定された
物理量として、第一の結合パートナーの結合活性が異な
るサブ・ゾーンのあいだの最小値の移動量の差が用いら
れる。しかし、より複雑なアルゴリズムを使用すること
も可能である。それにより、多様なサブ・ゾーンでの測
定信号が互いに関連ずけられ、キャリブレーションのた
めに測定された物理量へと処理される。
ャリブレーションが行われ、このキャリブレーションに
おいてはそれぞれの方法により測定される物理量を１つ
または複数の、濃度がわかっている検体を含む基準流体
に対して決定する。本発明では、このような測定された
物理量として、第一の結合パートナーの結合活性が異な
るサブ・ゾーンのあいだの最小値の移動量の差が用いら
れる。しかし、より複雑なアルゴリズムを使用すること
も可能である。それにより、多様なサブ・ゾーンでの測
定信号が互いに関連ずけられ、キャリブレーションのた
めに測定された物理量へと処理される。
【００５９】図６は、結合活性の異なる２つのサブ・ゾ
ーンにおける共鳴角の時間的変化を示す。この図におい
ても、丸はビオチン結合活性の高いゾーンにおける測定
値を示し、三角はビオチン結合活性の低いゾーンにおけ
る測定値を示す。ここでは、角度が大きければ層厚が大
きいことを示す。
ーンにおける共鳴角の時間的変化を示す。この図におい
ても、丸はビオチン結合活性の高いゾーンにおける測定
値を示し、三角はビオチン結合活性の低いゾーンにおけ
る測定値を示す。ここでは、角度が大きければ層厚が大
きいことを示す。
【００６０】固定された結合パートナーの結合活性が大
きいアモルファス・サブ・ゾーンの層厚は小さいが、ス
トレプタビジンの特異的結合により、この層厚は急速に
増加し、約３０分後には、固定された結合パートナーの
結合活性が小さいサブ・ゾーンの層厚をこえることがわ
かる。そのあとの段階では曲線は漸近線的に平衡状態に
近づく。この挙動を分析において有利に利用することが
できる。２つのサブ・ゾーンにおいて、初期段階での結
合速度はとくに明確に異なる。それゆえ、層厚の増加速
度を測定することにより、とりわけ良好な識別が可能に
なる。すなわち、干渉のほとんどない有益な信号がえら
れる。特異的結合反応の開始時における速度測定は比較
的短時間で充分であるので、この測定時間は実質的にさ
らに減少できる。
きいアモルファス・サブ・ゾーンの層厚は小さいが、ス
トレプタビジンの特異的結合により、この層厚は急速に
増加し、約３０分後には、固定された結合パートナーの
結合活性が小さいサブ・ゾーンの層厚をこえることがわ
かる。そのあとの段階では曲線は漸近線的に平衡状態に
近づく。この挙動を分析において有利に利用することが
できる。２つのサブ・ゾーンにおいて、初期段階での結
合速度はとくに明確に異なる。それゆえ、層厚の増加速
度を測定することにより、とりわけ良好な識別が可能に
なる。すなわち、干渉のほとんどない有益な信号がえら
れる。特異的結合反応の開始時における速度測定は比較
的短時間で充分であるので、この測定時間は実質的にさ
らに減少できる。
【００６１】このように、最大結合容量、すなわち単位
面積あたりに結合する、フリーの結合パートナー（スト
レプタビジン）の最大値に関して、および結合過程の速
度に関して、サブ・ゾーン３８および３９の結合活性が
異なることがわかる。この例においてはかかる差異の原
因となる影響要因は完全には確認されていなかった。し
かし、結晶質ゾーン３８におけるビオチニレートされた
（ｂｉｏｔｉｎｙｌａｔｅｄ）脂質の濃度は、流体アモ
ルファス・サブ・ゾーン３９におけるそれよりも小さく
、結晶のパッキング（ｐａｃｋｉｎｇ ）により、結晶
質サブ・ゾーンにおける立体アクセシビリティー（ｓｔ
ｅｒｉｃ ａｃｃｅｓｓｉｂｉｌｉｔｙ）がさらに困難
になっていると仮定することができる。
面積あたりに結合する、フリーの結合パートナー（スト
レプタビジン）の最大値に関して、および結合過程の速
度に関して、サブ・ゾーン３８および３９の結合活性が
異なることがわかる。この例においてはかかる差異の原
因となる影響要因は完全には確認されていなかった。し
かし、結晶質ゾーン３８におけるビオチニレートされた
（ｂｉｏｔｉｎｙｌａｔｅｄ）脂質の濃度は、流体アモ
ルファス・サブ・ゾーン３９におけるそれよりも小さく
、結晶のパッキング（ｐａｃｋｉｎｇ ）により、結晶
質サブ・ゾーンにおける立体アクセシビリティー（ｓｔ
ｅｒｉｃ ａｃｃｅｓｓｉｂｉｌｉｔｙ）がさらに困難
になっていると仮定することができる。
【００６２】図２および図３に示された実験室モデルで
使用されたＬＢ膜の構造は、不規則で比較的複雑である
（図４参照）。本発明の実際の適用に際しては、テスト
・ゾーンの構造は簡単であることが好ましい。実例とし
て、分析エレメント１０´が図７に示されており、該分
析エレメント１０´のテスト・ゾーン１３´は１４´お
よび１５´で示される複数のストライプの（ｓｔｒｉｐ
ｅｄ ）サブ・ゾーンからなっている。サブ・ゾーン１
４ａ´〜１４ｃ´は第一のサブ・ゾーンのセットＡを形
成し、一方、サブ・ゾーン１５ａ´〜１５ｃ´は第二の
サブ・ゾーンのセットＢを形成する。セットＡおよびＢ
は固定された結合パートナーの結合活性が異なっている
。
使用されたＬＢ膜の構造は、不規則で比較的複雑である
（図４参照）。本発明の実際の適用に際しては、テスト
・ゾーンの構造は簡単であることが好ましい。実例とし
て、分析エレメント１０´が図７に示されており、該分
析エレメント１０´のテスト・ゾーン１３´は１４´お
よび１５´で示される複数のストライプの（ｓｔｒｉｐ
ｅｄ ）サブ・ゾーンからなっている。サブ・ゾーン１
４ａ´〜１４ｃ´は第一のサブ・ゾーンのセットＡを形
成し、一方、サブ・ゾーン１５ａ´〜１５ｃ´は第二の
サブ・ゾーンのセットＢを形成する。セットＡおよびＢ
は固定された結合パートナーの結合活性が異なっている
。
【００６３】図７に示されるサブ・ゾーンのストライプ
状の構成は、一方向にサブ・ゾーンが交互にあらわれる
構成の具体例である。このような構成によれば、図４に
示されるような二次元の分布と比べ、空間的に識別でき
るサブ・ゾーンの記録が容易になる。ＳＰＭによる評価
のばあい、たとえば、図２の電子結合デバイス・アレイ
の代わりに、感光素子を直線上に配置することが可能で
ある。このばあいには、画像をうるために、球面レンズ
２２に代えて円柱レンズを使用するのがよい。こうして
、画像分析の費用がかなり削減できる。
状の構成は、一方向にサブ・ゾーンが交互にあらわれる
構成の具体例である。このような構成によれば、図４に
示されるような二次元の分布と比べ、空間的に識別でき
るサブ・ゾーンの記録が容易になる。ＳＰＭによる評価
のばあい、たとえば、図２の電子結合デバイス・アレイ
の代わりに、感光素子を直線上に配置することが可能で
ある。このばあいには、画像をうるために、球面レンズ
２２に代えて円柱レンズを使用するのがよい。こうして
、画像分析の費用がかなり削減できる。
【００６４】しかし、一方向に交互にあらわれる構成の
サブ・ゾーンの評価のために感光素子（すなわち、たと
えば図示された電子結合デバイス・アレイに円柱レンズ
が使用されるばあい）の二次元的な配置を有利に使用す
ることも可能である。このばあい、像平面に一次元の構
造がストライプの形態で映しだされるように円柱レンズ
が配置される。第二の次元が、一次ビームを移動させる
ことなしに反射強度の角度依存性を分析することを可能
ならしめる。
サブ・ゾーンの評価のために感光素子（すなわち、たと
えば図示された電子結合デバイス・アレイに円柱レンズ
が使用されるばあい）の二次元的な配置を有利に使用す
ることも可能である。このばあい、像平面に一次元の構
造がストライプの形態で映しだされるように円柱レンズ
が配置される。第二の次元が、一次ビームを移動させる
ことなしに反射強度の角度依存性を分析することを可能
ならしめる。
【００６５】支持層１１の２つの対向する端部を部分的
に２度浸せば、ＬＢ技術により、図１に示される２つの
大きなサブ・ゾーンの構成が製造できる。
に２度浸せば、ＬＢ技術により、図１に示される２つの
大きなサブ・ゾーンの構成が製造できる。
【００６６】しかし、第一の結合パートナーをサブ・ゾ
ーンに含む層の層厚が充分薄く、フリーの結合パートナ
ーの特異的な結合による層厚の増加が、反射を光学的に
測定する適切な技術により充分な精度で評価できること
が保証され、さらに、非特異的結合に関して多様なサブ
・ゾーンがきわめて類似した特性を有するかぎり、一般
に多様なサブ・ゾーンを含むテスト・ゾーンはほかの方
法により製造できる。たとえば、印刷技術（とくに、ノ
ズル・ジェット・プリンティング技術（インク・ジェッ
ト））またはフォトマスク技術が使用できる。
ーンに含む層の層厚が充分薄く、フリーの結合パートナ
ーの特異的な結合による層厚の増加が、反射を光学的に
測定する適切な技術により充分な精度で評価できること
が保証され、さらに、非特異的結合に関して多様なサブ
・ゾーンがきわめて類似した特性を有するかぎり、一般
に多様なサブ・ゾーンを含むテスト・ゾーンはほかの方
法により製造できる。たとえば、印刷技術（とくに、ノ
ズル・ジェット・プリンティング技術（インク・ジェッ
ト））またはフォトマスク技術が使用できる。
【００６７】前記反射を光学的に測定する技術の選択は
、とりわけテスト・ゾーン中のサブ・ゾーンの構成やサ
イズに依存する。
、とりわけテスト・ゾーン中のサブ・ゾーンの構成やサ
イズに依存する。
【００６８】表面プラズモン共鳴のばあいには、サブ・
ゾーンが充分に大きく、レーザー・ビームにより別々に
照射され、そこでえられた反射強度が別々に評価されう
るならば、通常のＳＰＲ法で充分である。しかし、ＳＰ
Ｍ法がとくに好ましい。それにより、非常に細かく分析
された、空間的に識別できるサブ・ゾーンの記録が可能
になる（５μｍ までの局部的な観察が現行の技術で可
能である）。したがって、きわめて小さく、比較的複雑
なサブ・ゾーンを構成することが可能となり、分析シス
テムの操作および製造という点において有利である。さ
らに、サブ・ゾーンの信号測定が同一のコンディション
で行われるので、測定の精度が向上する。
ゾーンが充分に大きく、レーザー・ビームにより別々に
照射され、そこでえられた反射強度が別々に評価されう
るならば、通常のＳＰＲ法で充分である。しかし、ＳＰ
Ｍ法がとくに好ましい。それにより、非常に細かく分析
された、空間的に識別できるサブ・ゾーンの記録が可能
になる（５μｍ までの局部的な観察が現行の技術で可
能である）。したがって、きわめて小さく、比較的複雑
なサブ・ゾーンを構成することが可能となり、分析シス
テムの操作および製造という点において有利である。さ
らに、サブ・ゾーンの信号測定が同一のコンディション
で行われるので、測定の精度が向上する。
【００６９】ほかの、反射を光学的に測定する技術を用
いるばあいは、適当な空間的識別ができるものでなけれ
ばならない。原則として、この目的には、冒頭で述べた
サドウスキによる文献に記載されている技術が適してい
る。そこに記載されているブルースター角による屈折率
測定および楕円偏光法は、層厚変化の測定感度に関して
ＳＰＭと同等である。しかし、その技術は局部的な分解
能について劣っており、そこに記載されているような実
用上の不利益を有する。光ファイバーにおける全内部反
射の測定（これもサドウスキによる文献に、より詳しく
説明されている）は、修正を加えることなく、比較的粗
い構造についてのみ適切である。なぜなら、基本的な物
理メカニズムである小さな減衰が横方向の適切な分析を
妨げるからである。しかし、本発明にしたがい使用され
る方法に対しても、人工的な減衰メカニズムを導入する
ことにより、横方向の分析を充分増加させることができ
る。
いるばあいは、適当な空間的識別ができるものでなけれ
ばならない。原則として、この目的には、冒頭で述べた
サドウスキによる文献に記載されている技術が適してい
る。そこに記載されているブルースター角による屈折率
測定および楕円偏光法は、層厚変化の測定感度に関して
ＳＰＭと同等である。しかし、その技術は局部的な分解
能について劣っており、そこに記載されているような実
用上の不利益を有する。光ファイバーにおける全内部反
射の測定（これもサドウスキによる文献に、より詳しく
説明されている）は、修正を加えることなく、比較的粗
い構造についてのみ適切である。なぜなら、基本的な物
理メカニズムである小さな減衰が横方向の適切な分析を
妨げるからである。しかし、本発明にしたがい使用され
る方法に対しても、人工的な減衰メカニズムを導入する
ことにより、横方向の分析を充分増加させることができ
る。
【００７０】
【発明の効果】本発明によれば、固定された結合パート
ナーの結合活性がサブ・ゾーンによって異なるので、特
異的な結合はサブ・ゾーンにより異なるが、非特異的な
結合は実質的に全ての場所で同じであるので、非特異的
結合による測定誤差が排除され、測定精度が向上する。
ナーの結合活性がサブ・ゾーンによって異なるので、特
異的な結合はサブ・ゾーンにより異なるが、非特異的な
結合は実質的に全ての場所で同じであるので、非特異的
結合による測定誤差が排除され、測定精度が向上する。
【図１】本発明の分析システムの斜視図である。
【図２】本発明に用いる測定システムを説明する概略図
である。
である。
【図３】図２の切り取り拡大図である。
【図４】テスト・ゾーンの平面図である。
【図５】異なる２つのサブ・ゾーンそれぞれにおいてえ
られた、特異的結合反応の前後の強度信号の角度依存性
を示すグラフである。
られた、特異的結合反応の前後の強度信号の角度依存性
を示すグラフである。
【図６】異なる２つのサブ・ゾーンにおける、図５から
の信号極小の時間プロットである。
の信号極小の時間プロットである。
【図７】本発明の分析エレメントの別な実施例の平面図
である。
である。
１ プロセシング装置
１０ 分析エレメント
１３ テスト・ゾーン
１４、１５ サブ・ゾーン
２０ 反射光学的測定機構
２６ 評価ユニット
３８、３９ サブ・ゾーン
Claims (11)
- 【請求項１】 担体に固定された結合パートナーが固
定されているテスト・ゾーン（１３）を有する分析エレ
メント（１０）と、フリーの結合パートナーの、担体に
固定された結合パートナーへの結合に起因する層厚の変
化を記録する反射光学的測定機構（２０）および該記録
された層厚の変化から分析値を決定する評価ユニット（
２６）を有するプロセシング装置（１）とからなる分析
装置であって、前記テスト・ゾーン（１３）が、担体に
固定さた結合パートナーの結合活性が異なり、空間的に
分離されたサブ・ゾーン（１４、１５；３８、３９）を
有しており、前記反射光学的測定機構（２０）が前記サ
ブ・ゾーン（１４、１５；３８、３９）を空間的に区別
して記録できるように構成されており、かつ前記評価ユ
ニット（２６）が、前記サブ・ゾーン（１４、１５；３
８、３９）においてえられた測定信号を比較する比較ユ
ニットを有してなることを特徴とする互いに生物学的な
親和力を有し、一方は担体に固定され、他方はフリーで
ある２つの結合パートナーのあいだの特異的な結合反応
によって、流体サンプル、とくに体液中の検体を測定す
るための分析装置。 - 【請求項２】 前記サブ・ゾーン（１４、１５；３８
、３９）が互いに、直接、接してなる請求項１記載の分
析装置。 - 【請求項３】 前記テスト・ゾーン（１３）が、それ
ぞれが１つまたは複数のサブ・ゾーンからなる、すくな
くとも２つのセットのサブ・ゾーン（１４ａ−１４ｃ
、１５ａ−１５ｃ ）からなり、同一セットのサブ・ゾ
ーンは担体に固定された結合パートナーの結合活性が同
一であり、異なるセットのサブ・ゾーンは担体に固定さ
れた結合パートナーの結合活性が異なっており、かつ異
なるセットのサブ・ゾーンが、テスト・ゾーンにおいて
交互に配置されてなる請求項１または２記載の分析装置
。 - 【請求項４】 前記サブ・ゾーン（１４ａ−１４ｃ
、１５ａ−１５ｃ ）が一方向に交互に配置されてなる
請求項３記載の分析装置。 - 【請求項５】 前記サブ・ゾーン（３８、３９）がラ
ングミュア−ブロジェット法により製造されてなる請求
項１、２、３または４記載の分析装置。 - 【請求項６】 前記結合パートナーがストレプタビジ
ンまたはアビジン、およびビオチンである請求項１、２
、３、４または５記載の分析装置。 - 【請求項７】 プラズモン・カップラー機構（３０）
を含み、前記反射光学的測定機構（２０）が表面プラズ
モン共鳴を記録するように構成されてなる請求項１、２
、３、４、５または６記載の分析装置。 - 【請求項８】 前記反射光学的測定機構（２０）が表
面プラズモンを顕微鏡観察するように構成されてなる請
求項７記載の分析装置。 - 【請求項９】 前記プロセシング装置（１）が画像分
析デバイス（２４）を有してなる請求項１、２、３、４
、５、６、７または８記載の分析装置。 - 【請求項１０】 前記プロセシング装置（１）が直線
上に配置された感光素子を有してなる請求項９記載の分
析装置。 - 【請求項１１】 担体に固定された結合パートナーが
固定されているテスト・ゾーン（１３）を有する分析エ
レメント（１０）と、フリーの結合パートナーの、担体
に固定された結合パートナーへの結合に起因する層厚の
変化を記録する反射光学的測定機構（２０）および該記
録された層厚の変化から分析値を決定する評価ユニット
（２６）を有するプロセシング装置（１）とからなる分
析装置であって、前記テスト・ゾーン（１３）が、担体
に固定さた結合パートナーの結合活性が異なり、空間的
に分離されたサブ・ゾーン（１４、１５；３８、３９）
を有しており、前記反射光学的測定機構（２０）が前記
サブ・ゾーン（１４、１５；３８、３９）を空間的に区
別して記録できるように構成されており、かつ前記評価
ユニット（２６）が、前記サブ・ゾーン（１４、１５；
３８、３９）においてえられた測定信号を比較する比較
ユニットを有してなる互いに生物学的な親和力を有し、
一方は担体に固定され、他方はフリーである２つの結合
パートナーのあいだの特異的な結合反応によって、流体
サンプル、とくに体液中の検体を測定するための分析装
置を用いる方法であって、前記サンプルが、分離された
サブ・ゾーンに接触するように、テスト・ゾーンに接触
して配置され、前記サブ・ゾーンにおいてえられた前記
測定信号が記録されて、互いに関係づけられ、前記サブ
・ゾーンにおける前記測定信号間の関係から検体の結合
活性を決定することを特徴とする流体サンプル、とくに
体液中の検体を測定する方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4024476A DE4024476C1 (ja) | 1990-08-02 | 1990-08-02 | |
| DE4024476.8 | 1990-08-02 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04232841A true JPH04232841A (ja) | 1992-08-21 |
| JP2504877B2 JP2504877B2 (ja) | 1996-06-05 |
Family
ID=6411463
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3191571A Expired - Lifetime JP2504877B2 (ja) | 1990-08-02 | 1991-07-31 | 流体サンプル中の検体を測定するための分析装置および方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0469377B1 (ja) |
| JP (1) | JP2504877B2 (ja) |
| AT (1) | ATE137335T1 (ja) |
| DE (2) | DE4024476C1 (ja) |
| ES (1) | ES2087183T3 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07159311A (ja) * | 1993-12-06 | 1995-06-23 | Toto Ltd | バイオセンサ |
| JP2022553944A (ja) * | 2019-10-15 | 2022-12-27 | ラクリサイエンシィズ， リミテッド ライアビリティ カンパニー | 液体試料中の分析物の多重化表面プラズモン共鳴感知 |
Families Citing this family (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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