JPH08511096A

JPH08511096A - 被検体−応答性ｋｔｐ組成物及び方法

Info

Publication number: JPH08511096A
Application number: JP7500835A
Authority: JP
Inventors: チユ，デイビツド・コータイ; エバーソール，リチヤード・カルビン; シウング，フイ
Original assignee: イー・アイ・デユポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー
Priority date: 1993-06-01
Filing date: 1994-05-25
Publication date: 1996-11-19
Also published as: WO1994028417A1; DE69406920D1; EP0701698A1; US5447845A; DE69406920T2; EP0701698B1

Abstract

(57)【要約】本発明は、被検体−応答性組成物、及びこれらの組成物を使用する被検体検出方法に関し、そして更に特別には、リン酸チタニルカリウム（ＫＴＰ）及びその類似化合物を基にしたこのような組成物にそして物質のピエゾ電気及び光学特性を基にした被検体の検出方法に関する。

Description

【発明の詳細な説明】被検体−応答性ＫＴＰ組成物及び方法発明の分野本発明は、被検体−応答性組成物、及びこれらの組成物を使用する被検体検出方法に関し、そして更に特別には、リン酸チタニルカリウム及びその類似化合物を基にしたこのような組成物に関する。発明の背景ナノモル領域の化学的及び生物学的物質を検出するために、当該技術分野では種々の検出方法が開発されたが、このような方法は、健康管理から廃物処理までの範囲の分析的応用において増え続ける利用性を有する。一つのこのような一般的方法は、一般にはピエゾ電気変換器として知られているピエゾ電気（圧電）物質、そしてこれよりは少ない程度では光学物質を基にしている。生物学的システムの成分を検出するための典型的な光学方法は、ヨーロッパ特許出願公開第２６１６４２号明細書に記載されている。典型的なピエゾ電気方法は、米国特許第４，２３６，８９３号、米国特許第４，３１４，８２１号及びヨーロッパ特許出願公開第２１５６６９号明細書に記載されている。それらの表面での質量、粘度及び密度の小さな変化を検出するピエゾ電気変換器の能力は、非常に少ない量の物質の測定を溶液中で行わなければならない分析ツールとしてそれらを特に有用にした。石英を基にした、二つの金属励起電極の間に挟まれたＡＴカットの石英結晶から成る典型的なピエゾ電気変換器は、Ｋａｒｕｂｅら、米国特許第４，７８９，８０４号明細書に記載されている。この特許によれば、溶液中の被検体の濃度は、石英ベースのデバイスの表面上に固定されたレセプター物質に付加された被検体の重量によって引き起こされ、そこで発生した体積せん断（ｂｕｌｋｓｈｅａｒ）音波の共鳴周波数の変化を基にして計算された。溶液環境中では有用なツールであるけれども、ありきたりのピエゾ電気及び／又は光学物質は、検出されるべき被検体に対する特異性を与えるためにはかなりの複雑な表面改質を受けなければならない。検出されるべき被検体が、事実、生物学的である場合には、バイオレセプター剤（抗原、抗体又はその他のリガンド）を何とかしてピエゾ電気物質の表面上に固定しなければならない。このようなレセプター剤の普通に使用されるピエゾ電気物質、例えば、石英の表面への直接の取り付けは、一般的にはうまく行かないことが見い出されたので、レセプターの固定を容易にするために種々の表面改質が開発された。表面改質の一つの方法は、例えば、Ｅｉｇｌｅｒらの米国特許第５，０７７，２１０号におけるような、シラン及びヘテロ二官能性架橋剤の使用を必要とする。液体被検体のタイプ、例えば未知の物質の粘度測定のために利用されるピエゾ電気変換器は、未知の物質、通常は液体中への体積せん断音波の発生及び伝搬を含む。例えば、Ｇ．Ｈａｒｒｉｓｏｎら、“実験物理の方法（Methods of Exper imental Physics）”、１９巻、３章、１３７〜１７１頁を参照されたい。体積せん断音波の低い周波数及び液体中での大きな伝搬損失のために、測定の感度は限られる。最近、表面弾性波、例えばＲａｙｌｅｉｇｈ、Ｂｌｅｕｓｔｅｉｎ− Ｇｕｌｙａｅｖ、及びＬｏｖｅ波が、このような波を使用する測定のもっと高い感度のために、オーバーレイ薄膜（液体）のパラメーターを検出（測定）するために使用された。例えば、ＨａｎｋＷｏｈｌｔｊｅｎ、“センサー及びアクチュエーター（Sensors and Actuators）”、５、３０７〜３２４、１９８４；ＹｕＡ．Ｋｏｓｅｖｉｃｈ及びＥ．Ｓ．Ｓｙｒｋｉｎ，Ｓｏｖ．Ｐｈｙｓ．Ａｃｏｕｓｔ．３６（１）、２８〜３０、１９９０年１月〜２月；Ｐ．Ｋｉｅｌｃｚｙｎｓｋｉ及びＲ．Ｐｌｏｗｉｅｃ，Ｊ．Ａｃｏｕｓｔ．Ｓｏｃ．ＡＭ．８６（２）、８１８〜８２７、１９８９年８月を参照されたい。表面音波（ＳＡＷ）は蒸気相検出用に関して高い感度を有するけれども、それらは、オーバーレイ液体への大きな放射損失のために、液体検出用、例えばバイオ検出及び粘度測定のためには適切ではない。例えば、Ａ．Ｊ．Ｒｉｃｃｏ及びＳ．Ｊ．Ｍａｒｔｉｎ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ，５０（２１），１４７４（１９８７）を参照されたい。それ故、ＳＡＷ波に加えて、液体中への大きな放射損失を受けず、その結果オーバーレイ物質の完全な機械的特性、例えば弾性率及び粘度を得ることができる、利用可能なせん断モードを有することが重要である。物質が測定及び検知応用のための所望の粒子速度成分を含む表面弾性モードを支持することができることは大きな利点である。本発明は、組成物中の音波又は光学変化を基にした、生物学的免疫検出又はポリマーの粘度検出のような用途に特に有用である組成物を提供する。発明の要約本発明は、結晶性ＭＴｉＯＸＯ₄［式中、ＭはＫ、Ｒｂ、Ｔｌ及びＮＨ₄から成る群から選ばれ、そしてＸはＰ及びＡｓから成る群から選ばれる］を含んで成る組成物であって、結晶性ＭＴｉＯＸＯ₄がその表面上に固定された被検体レセプターを有する組成物に向けられる。レセプターは、結晶性ＭＴｉＯＸＯ₄の表面に直接に固定しても良く、又はその代わりに、固定化マトリックスによって結晶性ＭＴｉＯＸＯ₄に固定しても良い。被検体レセプターは、生物学的被検体、例えばホルモン、微生物、細胞、免疫グロブリン、酵素、蛋白質若しくは核酸の検出用には生物学的であることができ、又は被検体レセプターは、例えば、特定の化学品、ポリマー若しくは粒子の検出用には非生物学的であることができる。本発明はまた、（ａ）被検体を結合する能力を有するレセプターを結晶性ＭＴｉＯＸＯ₄［式中、ＭはＫ、Ｒｂ、Ｔｌ及びＮＨ₄から成る群から選ばれ、そしてＸはＰ又はＡｓである］の表面上に固定する段階、（ｂ）結晶性ＭＴｉＯＸＯ₄の表面を、検出されるべき被検体を含む溶液と接触させる段階［これによって被検体は固定されたレセプターに結合するであろう］、（ｃ）結晶性ＭＴｉＯＸＯ₄に電磁エネルギーを付与し、それによって音波を発生させる段階、並びに（ｄ）前記音波の周波数を測定し、それによって前記波の周波数の変化を検出することによって、被検体の存在を検出する段階を含んで成る、被検体の検出のための方法を提供する。本発明はまた、（ａ）被検体を結合する能力を有するレセプターを結晶性ＭＴｉＯＸＯ₄［式中、ＭはＫ、Ｒｂ、Ｔｌ及びＮＨ₄から成る群から選ばれ、そしてＸはＰ又はＡｓである］の表面上に固定する段階、（ｂ）結晶性ＭＴｉＯＸＯ₄の表面を、検出されるべき被検体を含む溶液と接触させる段階［これによって被検体は固定されたレセプターに結合するであろう］、（ｃ）結晶性ＭＴｉＯＸＯ₄に電磁放射線（光）を付与する段階、並びに（ｄ）結晶性ＭＴｉＯＸＯ₄の光学特性を測定し、それによって前記光学特性の変化を検出することによって、被検体の存在を検出する段階を含んで成る、被検体の検出のための方法を提供する。本発明の両方の方法においては、検出されるべき被検体は生物学的又は非生物学的であることができ、そして結晶性ＭＴｉＯＸＯ₄に直接に又は固定化マトリックスによって間接に固定することができる。本発明は、結晶性ＭＴｉＯＸＯ₄、特に式中でＭ＝Ｋ及びＸ＝Ｐであるもの（ＫＴＰと呼ぶ）は、ｚカットプレート中に表面音波（Ｒａｙｌｅｉｇｈ又はＳＡＷ）そしてｙ（又はｘ）カットプレート中にＢｌｅｕｓｔｅｉｎ−Ｇｕｌｙａｅｖ波（ＢＧ）を発生させる望ましい特性を有するという発見を基にしている。ＳＡＷは矢の面の中に粒子速度成分を有しそしてＢＧは矢の面に対して垂直な方向に粒子速度成分を有するので、ＫＴＰは、検知及び測定の応用のための粒子速度成分に関する要件を満足するために必要な特性を示す。結晶性ＭＴｉＯＸＯ₄の光学特性は当該技術分野において良く知られている。例えば、Ｂｉｅｒｌｅｉｎらの米国特許第３，９４９，３２３号を参照されたい。更にまた、出願人らは、結晶性ＭＴｉＯＸＯ₄がその表面上に被検体レセプターを固定することができることを発見した。図面の簡単な説明図１は、異なる光学定数を有する媒体によって取り囲まれた結晶性ＭＴｉＯＸＯ₄の略図である。図２は、本発明の実施において有用な音波発生／検出システムの略図である。図３は、種々の抗原濃度においてＫＴＰ、ニオブ酸リチウム、及びポリスチレンを使用するＩｇＧ抗原分析のグラフ表示である。図４は、信号発生の時間にわたるＫＴＰに対するｒ−ＩｇＧ分析応答のグラフ表示である。発明の詳細な説明本発明の実施において有用な結晶性ＭＴｉＯＸＯ₄は、当該技術分野において良く知られた種々の方法によって製造することができる。二つの最も一般的な方法は、熱水及びフラックスと呼ばれ、それぞれ米国特許第４，３０５，７７８号及び米国特許第４，２３１，８３８号中に述べられている。結晶性ＭＴｉＯＸＯ₄ が単結晶又は薄膜の形であることが好ましいが、結晶成長の後で通常行われる標準的な研磨操作以外には、何ら特別な表面調製は必要ない。多くのＭＴｉＯＸＯ₄類似化合物の中でも、ＫＴｉＯＰＯ₄が好ましい。結晶性基体は単結晶又は結晶性薄膜の形で良い。使用に際しては、結晶性基体をｘ−、ｙ−又はｚ−軸に沿ってカットすることができる。すべての回転カットは、ｘ−及びｙ−主軸カット以外はＳＡＷの発生のために機能するであろうが、ｘ−又はｙ−軸に沿った結晶カットはＢｌｅｕｓｔｅｉｎ−Ｇｕｌｙａｅｖ波の発生のために使用される。ＭＴｉＯＸＯ₄例えばＫＴＰでのバルクの結晶性基体は、音波発生のために使用されるＩＤＴ（インターデジタル（ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌ）変換器）の周期のものと等しい波長を有する音波を発生させるために使用することができる。結晶性ＭＴｉＯＸＯ₄の表面上に固定された被検体レセプターは、一般にバイオレセプターと呼ばれる生物学的に活性なレセプター、並びに生物学的に活性でないレセプター、例えば化学品、粒子及びポリマー状物質の両方を含むことを意図している。しかしながら、本発明の最大の利点は、生物学的被検体の検出のためにバイオレセプターを用いる時に実現される。本発明の実施のために適切なバイオレセプターは、被検体特異性結合ペアの一つのメンバーである。通常は、それらは、二つのタイプのもの、即ち免疫反応性又は非免疫反応性バイオレセプターである。免疫特異性バイオレセプター／バイオ被検体は、抗原／抗体システム又はハプテン／抗体システムによって例示される。抗体メンバーは、多クローンの、単クローンの、又はその免疫反応性破片のいずれでも、当該技術分野において良く知られた方法によって製造することができる。例えば、Ｒｉｃｈａｒｄｓらの米国特許第４，８４７，１９３号。免疫反応性抗体フラグメント又は免疫反応性フラグメントという語は、抗体又は物質の結合領域を含む免疫反応性抗体又は物質の部分又は断片を意味する。このようなフラグメントは、Ｆｃ部分を欠いたフラグメントであるＦａｂタイプのもの、例えば、Ｆａｂ、Ｆａｂ’及びＦ（ａｂ’）２破片、又はそのままの抗体の重連鎖成分を結合するジスルフィド結合の還元開裂によって製造された所謂“半分子”フラグメントで良い。結合するバイオレセプターの抗原メンバーが免疫原性がない、例えばハプテンである場合には、それをキャリアー蛋白質に共有結合させてそれを免疫原性にすることができる。その代わりに、バイオレセプターは、その“バイオレセプター”を結合ペアの他の一つのメンバーとして結合することができるであろう“抗原”又は抗原の代用物で良い。非免疫反応性バイオレセプターは、相互に自然の親和力を分け合う結合ペアから誘導される。一般に、これらのバイオレセプターは、レクチン、結合蛋白質又はキレート化剤から誘導することができる。非免疫結合ペアの例は、ビオチン／アビジィン又はビオチン／ストレプトアビジィン、葉酸／ホルエート結合蛋白質、相補性オリゴヌクレオチド、核酸、相補性ＤＮＡ又はＲＮＡである。核酸は、天然のソースから単離したり又は当該技術分野で良く知られた方法によって合成的に製造することができる。その他のタイプのバイオレセプターは、酵素及び補因子、細胞、微生物、細胞器官、組織切片、リポソーム、及びホルモンを含む。これらのレセプターに対して特異的な典型的な被検体は、環境の、獣医学の、そしてヒトの体液サンプルからの核酸、蛋白質、ホルモン、微生物、細胞、酵素、ホルモンなどを含む。一般に、光学又はピエゾ電気検出による被検体検出の分野における先行技術は、被検体レセプターを固定するために、試薬層をプライミング、コーティング、又はそれらの組み合わせにより必要な改質を行った結晶表面、（通常は石英）に依存してきた。このような層の典型的な例は、金、ヘテロ二官能試薬、ポリマー状フィルム、例えばスチレン、及びシラン試薬を含む。本発明は、ピエゾ電気及び光学被検体検出方法においてリン酸チタニルカリウム（ＫＴＰ）結晶を利用することが最初のことであるという点でユニークであり、そして驚くべきことに、出願人らは、このような利用において、ＫＴＰ結晶は被検体レセプターに直接結合することができることを発見した。ある場合には、これは、表面改質の必要性を回避する。その代わりに、本発明のバイオレセプター、又は非生物学的レセプターは、当該技術分野において良く知られた種々の手順によって間接的に固定することができる。慣用的な方法の概略は、引用によって本明細書中に組み込まれるＡ．Ｐ．Ｆ．Ｔｕｒｎｅｒら、“バイオセンサー‐基礎及び応用（Biosensors-Fundamentals and Applications）”、ＯｘｆｏｒｄＳｃｉｅｎｃｅＰｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓ、８５〜９８頁（１９８７）中に見い出される。この引用文献は、マトリックスによる生物学的被検体の固定、例えば種々の生物学的被検体を固定するための四塩化チタン；フェロセン；ゲルマトリックス例えばアルジネート及びゼラチン；グルタルアルデヒド及びヘキサメチレンジアミン；アルミナ；リパーゼ；炭；粘土；セルロース；カオリナイト；シリカ；ヒドロキシアピタイト（ｈｙｄｒｏｘｙａｐｉｔｉｔｅ）；コラーゲン；及びポリアクリルアミドによる基体の表面処理のための、当該技術分野において良く知られた幾つかの方法を示している。リン酸チタニルカリウム（ＫＴＰ）及び類似化合物は、光学検知装置又は周波数検知装置と組み合わせた光学又はピエゾ電気要素としてのＫＴＰの使用によって光学記憶／伝達の応用並びに周波数制御デバイスにおいてそれらを有用にする種々の光学特徴及びピエゾ電気特性を有することが認められる。周波数を発生させそして制御するＫＴＰのピエゾ電気特性の典型的な使用の例は、同時係属の共通に譲渡された出願番号第０７／９２４，６９１号中に述べられている。その中に述べられた装置は、本発明の分析方法を実施するために利用することができる。その中に述べられた使用においては、結晶性基体は、音波発生のために使用されるインターデジタル変換器（ＩＤＴ）の周期とほぼ等しい波長を有する音波を発生させるために使用することができる。周期的なドメイン反転を有する表面が改質された結晶性基体は、音波発生のために使用されるＩＤＴの周期のほぼ半分に等しい波長を有する音波を発生させるために使用することができる。結晶性基体中で発生される波のタイプは、基本的には結晶構造によって決定される。結晶性基体中で発生されるＳＡＷは１秒あたり約３６００メートルの速度で基体を通って移動し、ＳＳＢＡＷは１秒あたり６０００メートル、そしてバルク（ｂｕｌｋ）音波は１秒あたり７８００メートルである。ＳＡＷは、イオン性ドーパント例えばルビジウムなしでｚ−カットＭＴｉＯＸＯ₄基体上で直接発生させることができる。Ｂ−Ｇ波はまた、ｚ軸に沿った伝搬を有してｘ又はｙカットされた基体で発生させることができる。Ｂ−Ｇ波を発生させるためにＭＴｉＯＸＯ₄を使用する幾つかの利点が存在する。第一に、それらはバルク音波であるので、Ｂ−Ｇ波のバルク結合係数（これは、物質が電気エネルギーを音波エネルギーにいかに効果的に変換することができるかの物質の指数である）は非常に高い（石英の表面結合係数のほぼ約２０％、又は約４０倍）可能性がある。実際には、インターデジタル変換器（ＩＤＴ）は、慣用的なリソグラフィーの技術によって結晶性基体の表面上に堆積させることができる。ＭＴｉＯＸＯ₄基体の上に所望のパターンを現像するためには、以下の段階を使用することができる：（１）ＭＴｉＯＸＯ₄基体を製造する（通常は、ＳＡＷのためにはｚ−カット、又はＢ−Ｇ波のためにはｘ−若しくはｙ−カット）；（２）光学波長の半分よりも良い平面度を与えるために基体を研磨する（典型的には約０．３μｍの平面度変動（ｖａｒｉａｔｉｏｎ））；（３）電子ビーム蒸着器を使用して結晶性基体の上に伝導性物質、典型的には金属フィルム例えばチタンを約１０００Åの厚さで蒸着させる；（４）基体の上にポジのフォトレジスト（例えばフォトポリマー）を回転付着させ、そして使用したフォトレジストにとって適切な温度及び時間の期間でソフトベーク（プリベーク）する；（５）予め設計されたフォトマスクを整列させ、そして所望の解像度を発現させるために十分な時間の間それを光にさらす；（６）使用したフォトレジストにとって適切な時間及び温度でハードベーク（ポストベーク）する；（７）適切な現像液を使用して露光されたフォトレジストを現像する；（８）フォトレジストの覆いを持たない領域からチタンをエッチングして除去する；そして（９）特定のストリッパー（例えば、アセトン）を使用して未露光のフォトレジストを剥ぎ取る。すべてのこれらの処理段階の後で、デバイスの性能を解析するために商業的に入手できるネットワーク解析器例えばＨｅｗｌｅｔｔ−Ｐａｃｋａｒｄ８７５３Ｃを使用することができる。ＩＤＴのために選ばれたパターンは、周波数がどのようにして制御されるのかを決定する。音波デバイスの操作周波数は、以下の式：ｆ＝ｖ／λ ［式中、ｖはＩＤＴによってデバイス中で発生された音波の速度であり、そして λはＩＤＴによってデバイス中で発生された音波の波長である］によって決定される。慣用的には、音波の波長はＩＤＴパターンによって決定される。波伝播の方向のＩＤＴ“フィンガー”の幅が狭ければ狭いほど、ＩＤＴによってデバイス中で発生される音波の波長もそれだけ短いか、又は操作周波数がそれだけ高い。しかしながら、露光ソース例えばＵＶ光、電子ビーム又はＸ線の回折自由限度に起因して、ＩＤＴフィンガーの幅をいかに狭くすることができるかに関しては実際的な限度がある。図２を参照して説明すると、本発明の方法の実施にとって有用な典型的なピエゾ電気デバイスは、結晶性ＭＴｉＯＸＯ₄、２１中で音波を発生させるＩＤＴ、２２及び２３がその上に堆積されている結晶性ＭＴｉＯＸＯ₄、２１を含む。ＩＤＴ、２２及び２３は、被検体物質、２５、例えば、その粘度が測定されるべき液体の付与の前及び後で二つのＩＤＴの間に周波数応答を与える電気信号応答性デバイス、２４、例えば、ネットワーク解析器に電気的に接続されている。広範囲の光学検知装置例えば導波管及び非線形光学モードにおいて用いられるものを、その表面上の変化から生じる結晶性ＭＴｉＯＸＯ₄の光学特性の変化を検知するために利用することができる。一つの好ましい方法であるエリプソメトリーを、以下の実施例１中で述べる。その他の好ましいモードは、非線形光学及び導波管応用を含む。更に詳述しなくても、当業者は、これまでの説明を使用して本発明をその最大の程度まで利用することができると信じられる。それ故、以下の特定の実施態様は、開示を何ら限定せず単に例示的と考えられるものである。実施例実施例１結晶性ＫＴＰの表面を使用する生物分子のエリプソメトリー検知この実施例においては、出願人は、ある種の蛋白質のＫＴｉＯＰＯ₄（ＫＴＰ）表面での結合プロセスを探るためのエリプソメトリーの使用を説明する。この説明は、第一に、表面で抗体の単分子層を生成させるＫＴＰ表面への直接の吸着による抗体の結合と、引き続く抗体の単分子層への対応する抗原の選択的結合を含むが、後者は免疫プロセスとして知られている。この実施例は、このような用途においてＫＴＰ表面を使用する利点は二重であることを示す：第一に、抗体分子のＫＴＰ表面への結合は直接である。簡単な清掃手順以外には、付加的な表面処理は必要ではない。第二に、ＫＴＰは、エリプソメトリー検出の感度を増す比較的高い光学定数を有する。エリプソメトリーは、薄いフィルムの厚さ又は光学定数を測定するために一般的に使用される光学技術である。この技術を図１を参照して説明する。図１中に示すように、それぞれ、光学定数ε₁及びε₂の二つの媒体、１２及び１３によって取り囲まれた、光学定数ε_f及び厚さｄの薄いフィルム、１１を考えよ。波長 λの直線偏光されたレーザー光、１４が薄いフィルム、１１で合同した界面に向けられる時に、反射光、１５は楕円的に偏光されるようになる。楕円率の程度は、“相遅延（ｒｅｔａｒｄａｔｉｏｎ）”、△として知られている測定可能な量によって測定される。限界ｄ＜＜λ中で、△は、 △＝４πλ^-1Ｆ（ε₁，ε₂，θ）ε_f ^-1 （ε_f−ε₁）（ε_f−ε₂）ｄ（１）［式中、Ｆ（ε₁，ε₂，θ）はε₁、ε₂及び光入射角θに依存する係数である］として表すことができる。式（Ｉ）は、エリプソメトリーの感度は、薄いフィルムそれ自体の特性にばかりでなくまた取り巻く媒体の光学定数にも依存することを示す。加えて、ε₁とε₂の間の比較的大きな差は、界面での光反射率を増し、それが今度はエリプソメトリー検出感度を増す。この実施例においては、対象の薄いフィルムは、蛋白質のただ一つ又は二つの単分子層から成る。媒体１３はＫＴＰ結晶であり、そして媒体１２は低い濃度の蛋白質を含む水性溶液である。λ＝６３２．８ｎｍにおいては、例えば、希薄水性溶液に関してはε₁≒１．８であり、そして種々のＫＴＰ表面に関してはε₂≒３．１〜３．５である。単分子層フィルム中の水含量に依存して、液体−固体界面における蛋白質単分子層の効果的光学定数ε_fは、１．８〜２．４の範囲にある。それ故、従来の蛋白質結合基体例えばポリスチレン（ε₂≒２．５）と比較して、ＫＴＰは、より大きな（ε_f−ε₂）の値、及びより大きなε₁ とε₂の間の差を与え、これらは両方ともより高いエリプソメトリー検出感度をもたらす。使用したエリプソメーターは、光源として６３２．８ｎｍで作動される強度安定化Ｈｅ−Ｎｅレーザーを用いる偏光変調されたシステム（Ｓｐｅｃｔｒａ−ＰｈｙｓｉｃｓＭｏｄｅｌ１１７Ａ）であった。偏光変調器は、５０ｋＨｚでそしてλ／１０のピークからピークへの変調振幅で作動された光弾性変調器（ＨｉｎｄｓＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，ＭｏｄｅｌＰＥＭ−８０１）であった。この実施例において使用したエリプソメーターのデザインは、Ｈ．Ｂ．Ｓｅｒｒｅｚｅ及びＲ．Ｂ．Ｇｏｌｄｎｅr，Ｒｅｖ．Ｓｃｉ．Ｉｎｓｔｒｕｍ．，４５，１６１３〜１６１４（１９７４）のものに実質的に従う。しかしながら、より長い期間（即ち、時間単位）の蛋白質結合プロセスの研究を容易にするために、本発明者は、光学システムのベースラインドリフトを監視することによってエリプソメーターデザインを改善した。これは、サンプルセルを迂回する参照光学経路を加えることによって達成された。信号及び参照アームからの変調された光学信号は、別々に、二つのフォトダイオード（ＥＧ＆Ｇ，ＭｏｄｅｌＳＧＤ−１００Ａ）によって電気的信号に変換し、そして次に二つのロックイン増幅器（ＥＧ＆ＧＰｒｉｎｃｅｔｏｎＡｐｐｌｉｅｄＲｅｓｅａｒｃｈ，Ｍｏｄｅｌ５３０１Ａ）によって復調した。次に、ロックイン増幅器の出力を、更なる解析のためにコンピューター（ＩＢＭ，ＭｏｄｅｌＰＳ／２７０４８６）に供給した。本発明者の相−遅延測定の感度は約０．１ｍｒａｄであった。ＫＴＰ基体は、結晶のｘ−ｙ面に平行な二つの大きな表面を有する１１ｍｍｘ１０ｍｍｘ１．５ｍｍの結晶スラブであった。一つの表面を光学的に研磨しそして抗体結合のために使用した。他の表面を、この表面からの光反射が光検出器に届くのを防止するために荒らした。ＫＴＰ表面を製造するために、まず、結晶スラブを実験室用洗剤（Ａｌｃｏｎｏｘ）、アセトン、及びメタノールによって次々と清掃した。次に、それを、３０℃で約１５分間Ｈ₂ＳＯ₄及び“Ｎｏｃｈｒｏｍｉｘ”（ＧｏｄａｘＬａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．，４８０ＣａｎａｌＳｔｒｅｅｔ，ＮｅｗＹｏｒｋＮＹ１００１３）の混合物中で超音波清掃し、引き続いて二回蒸留しそして脱イオンした水で完全にリンスした。ＫＴＰスラブを、その研磨された側を上向きにして、水性溶液（以下に述べる）が満たされた小さなテフロン（ＰＴＦＥ）の細長い箱（ｔｒｏｕｇｈ）の底に位置付けた。入射レーザービームを、ＫＴＰ表面で径が約２００μｍの点にレンズ（焦点距離２０ｃｍ）によって焦点合わせした。レーザービームは、まず、空気 −液体界面を通って液体に入った。次に、それは、液体−ＫＴＰ界面（抗体−結合表面）から部分的に反射され、そして次に検出のために透過して空気中に戻った。トップＫＴＰ表面を通って透過した光は、荒らされた表面からの散乱に起因してボトムＫＴＰ表面によって拡散され、そしてそれ故この光は検出システムによって拒絶された。光入射角は、空気−液体界面においては６９．５°そして液体−ＫＴＰ界面においては４４．６°であった。実施例のために使用した抗体は、ＪａｃｋｓｏｎＩｍｍｕｎｏＲｅｓｅａｒｃｈＬａｂ，Ｉｎｃ．から購入したヤギ抗ウサギＩｇＧであった。対応する抗原であるウサギＩｇＧは、ＳｉｇｍａＩｍｍｕｎｏＣｈｅｍｉｃａｌｓから購入した。二つの水性溶媒を使用した：（１）５．６の平衡ｐＨを有する、二回蒸留及び引き続く脱イオン（Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ“Ｍｉｌｌ−Ｑ”システム）によって製造された高純度水；（２）１０ｍＭの（Ｎａ）₃ＰＯ₄、１２０ｍＭのＮａＣｌ及び２．７ｍＭのＫＣｌを含む、リン酸塩で緩衝した塩（ＰＢＳ）水性溶液（ｐＨ＝７．４）。相−遅延測定のためのベースラインは、所定の場所のＫＴＰ基体及び純水を満たした細長い箱によって得られた。ヤギ抗ウサギＩｇＧのＫＴＰ表面の上への結合（培養プロセスとして知られている）のためには、純水を、純水中の抗体の２ μｇ／ｍｌ（約１．４ｘ１０^-8Ｍ）の溶液で置き換えた。結合プロセスのその場での監視を、抗体溶液が所定の場所に入った直後に開始した。最初の何分かの間には、相−遅延信号は、約２ｍｒａｄのほぼ等しい段階で増加するように見えたが、これは、吸着プロセスが抗体の多重の分子層を含んでいたことを示唆する。約２時間後には、信号は約２０ｍｒａｄの最大値に到達したが、これは約１０の抗体の単分子層に対応する。続く免疫プロセスを容易にするためには、多層抗体フィルムを単一の単分子層に減らさなければならない。これは、抗体水性溶液を抗体を含まないＰＢＳ溶液で置き換え、引き続いて約２時間の待ち時間を取ることによって達成されたが、この時間の間に抗体の過剰な層はＫＴＰ表面からＰＢＳ中に脱着された。抗体の単分子層フィルムを得るために、このプロセスを繰り返した。その代わりに、培養の最初の５分以内に起きた、最初の単分子層の結合が完了した瞬間に吸着プロセスを終結することによっても単分子層コーティングが得られた。ＰＢＳ溶液中でも又は水中でも、ＫＴＰ上のヤギ抗ウサギＩｇＧの単分子層コーティングは安定であった。抗原と抗体単分子層との免疫反応は、サンプルの細長い箱をＰＢＳ中のウサギＩｇＧの２μｇ／ｍｌ（約１．４ｘ１０^-8Ｍ）の溶液で満たすことによって示された。相−遅延信号は、瞬間的に増加し、そして数分以内に約５ｍｒａｄの最大値に到達し、これは長い時間の間安定に留まった。３ｍｒａｄの増加した信号は、結合された抗原単分子層のものに対応する。実施例２ＫＴＰ中でのＳＡＷ及びＢＧ波の発生、並びに液体の質量変動の測定液体上掛け無しの図２中に図式的に示された装置を使用して、ｚ−カットのフラックス（ｆｌｕｘ）成長されたＫＴＰを使って、ｙ軸に沿って伝播するＳＡＷを発生させた。フォトマスクは、ＩＤＴの寸法が以下の通りであるように設計した：長さが１２５０μｍ（開口）、４μｍのフィンガー幅、及び二つのＩＤＴフィンガーの間の４μｍの間隔。慣用のフォトリソグラフの技術を使用して、ＫＴＰ表面の上にＴｉＩＤＴを作った。ＨＰ８７５３Ｃネットワーク解析器を使用して、ＳＡＷデバイスの性能を解析した。ＩＤＴのデザインに起因して、１６ μｍの表面音波の波長が発生した。測定された中心周波数は約２４６ＭＨｚであったが、これは３９３６ｍ／ｓｅｃのＳＡＷ速度に対応し、これは３９５０ｍ／ｓｅｃの計算された予測値と良く一致する。上で述べたやり方でｙ−カットのフラックス成長されたＫＴＰを使用して、ｘ軸に沿って伝播するＢ−Ｇ波を発生させた。１６μｍのＢ−Ｇ波長を発生させるために、４μｍのフィンガー間隔及び４μｍのフィンガー幅を有するＩＤＴをＫＴＰ表面の上に作った。ＩＤＴの開口は１２５０μｍであった。前に述べたケースにおけるＳＡＷと同じ製造技術を、Ｂ−Ｇ波デバイスのために使用した。ネットワーク解析器からの測定されたデータは、４２５６ｍ／ｓｅｃのＢ−Ｇ速度に対応する２６６ＭＨｚでの中心周波数を示したが、これは４２４７及び４３３０ｍ／ｓｅｃの理論的に予測された範囲の中にある。前のケースにおいて述べたフォトリソグラフの技術を使用して、Ｂ−Ｇ波発振器を製造した。二つの５０組のＩＤＴを３２０μｍ離して置き、そして４μｍ幅、１２５０μｍ長さ、及び二つのストリップの間の４μｍ間隔を有する３０のＴｉストリップを各々のＩＤＴの次に置いた。試験されたデバイスの周波数応答は、約４４．７ｄＢの全損失を有する約２６４ＭＨｚでの中心周波数を有していた。次に、５μｌ未満の鉱油を二つのＩＤＴの間に加え、デバイスの周波数応答がどのように変わるかを見た。すると、混乱させた（ｐｅｒｔｕｒｂｅｄ）Ｂ−Ｇデバイスは、混乱させなかった条件（鉱油無しで上で測定した）よりも低い２００ＫＨｚで中心周波数を示し、そして全損失は混乱させなかった条件よりも約９ｄＢ大きかった。音の速度の減少（中心周波数の変化）及び全挿入損失の増加から、Ｂ−Ｇデバイスのトップの上の混乱させる物質、即ち鉱油の物理的特性を測定することができた。これらの二つの情報は、ＫＴＰが液体検知応用のために有用であることを示す。Ｂ−Ｇ音波検知方法の感度を、Ｂ．Ａ．Ａｕｌｄ，“ＡｃｏｕｓｔｉｃＦｉｅｌｄｓａｎｄＷａｖｅｓｉｎＳｏｌｉｄｓ”、２巻、１２章、２７１〜２８１頁（１９７３）によって述べられた式を使用して計算した。計算された感度は１０^-10ｇ／ｃｍ²であり、これは微小な質量変化を含む応用例えば免疫学的検定及び薄いポリマー状フィルムのために非常に適切である。実施例３ウサギ免疫グロブリン（ｒ−ＩｇＧ）の検出のための免疫学的アッセイこの実施例は、ＫＴＰとニオブ酸リチウム結晶の両方の表面上の抗体の吸着を示す。吸着された抗体の抗原−抗体活性を、対照のポリスチレン表面に結合された抗体の活性と定量的に比較する。この実施例は、更に、ウサギ−ＩｇＧの定量的検出のためのサンドイッチイムノアッセイを示す。結晶処理ＫＴＰ及びニオブ酸リチウム結晶を、それぞれ、ほぼ同じ寸法１０ｍｍｘ５ｍｍｘ０．８１ｍｍ及び１０ｍｍｘ５ｍｍｘ０．５２ｍｍ並びに生じる（ａｆｆｏｒｄｉｎｇ）表面積約１１５ｍｍ²／結晶の一連の比較的小さな結晶に切った。次に、結晶の表面を実験室用洗剤（Ａｌｃｏｎｏｘ）、アセトン中で次々と洗浄することによって、そして次にＨ₂ＳＯ₄及び“Ｎｏｃｈｏｒｍｉｘ”（ＧｏｄａｘＬａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．）の混合物を含む超音波浴中での処理によって清浄にした。処理に引き続いて、結晶を脱イオン水中で完全にリンスし、６４５℃に２分間加熱し、そして次に室温まで冷却した。抗体吸着次に、結晶を、ＳｉｇｍａＣｈｅｍ．Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓから購入した０．２５ｍｇ／ｍｌのヤギ抗−ｒ−ＩｇＧ抗体（全部の分子）を含む抗体溶液（Ｎｏ．Ｒ−２００４）中に沈め、そして次に４℃で約２４０時間インキュベーションした。ポリスチレン対照のためには、５０ｕｌ／くぼみ（ｗｅｌｌ）の上の抗体溶液を、次に、ＩｎｔｅｒＭｅｄ，Ｎｕｃ−Ｉｍｍｕｎｏのミクロタイタープレートのウェル中に入れた。コートされた表面積は約７１ｍｍ²／ウェルであった。次に、プレート及び結晶を、ｐＨ７．５のＴＲＩＳサンプル緩衝液（５０ｍＭのトリス（ヒドロキシメチル）アミノメタン）塩酸塩緩衝液、塩化ナトリウム（７５ｍＭ）、０．１％のＰｏｌｙ−ｔｅｒｇｅｎｔＳＬＦ−１８界面活性剤（ＯｌｉｎＣｈｅｍｉｃａｌ，Ｓｔａｍｆｏｒｄ，ＣＮ）による４つの引き続く洗浄によって過剰の抗体が無くなるまで洗浄した。使用に先立って、結晶を、次に、４℃で１０ｍＭのリン酸塩で緩衝された（ｐＨ７．４）、１２０ｍＭの塩溶液（ＰＢＳ）中に沈めて貯蔵した。“サンドイッチ”ｒ−ＩｇＧイムノアッセイ上の抗体で処理された結晶を、個別に１．５ｍｌのポリプロピレンプラスチックバイアル（ＢｒｉｎｋｍａｎｎＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓＣｏ．，Ｗｅｓｔｂｕｒｙ，ＮＹ）中に置いた。次に、各々の結晶を、ＴＲＩＳサンプル緩衝液中で０、０．０５、０．５及び５．０μｇ／ｍｌの濃度に調製されたウサギＩｇＧ抗原を含むサンプル溶液の０．６ｍｌで覆った。次に、室温で３０分間回転しながら（１２ｒｐｍ）結晶をインキュベーションした。サンプル溶液を吸引によって取り出し、そして各々の結晶を１．５ｍｌのＴＲＩＳサンプル緩衝液で次々と３回洗浄した。抗原とのインキュベーションに続いて、各々の結晶を、次に、モノクロナール抗ウサギＩｇＧ（全部の分子）アルカリ性ホスファターゼ複合体（ＳｉｇｍａＣｈｅｍ．Ｃｏ．，Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ，ＭＯ）をＴＲＩＳサンプル緩衝液で１：１０００に希釈することによって製造された０．６ｍｌの酵素抗体レポーター（ｒｅｐｏｒｔｅｒ）複合体溶液で覆った。次に、結晶を室温で３０分間回転しながら（１２ｒｐｍ）インキュベーションした。過剰の複合体溶液を除去し、そして個々の結晶を１．５ｍｌのＴＲＩＳサンプル緩衝液で４回次々と洗浄した。次に、結晶を新鮮なポリプロピレンチューブに移し、そして一個の５０−８０−０１のｐ−ニトロフェノール基質錠剤（Ｋｉｉｒｋｅｇａｒｒｄ＆ＰｅｒｒｙＬａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ）を、脱イオン水で希釈された５倍希釈のＫＰＬ５０−８０− ０２ホスファターゼ基質濃厚物（Ｋｉｒｋｅｇａａｒｄ＆ＰｅｒｒｙＬａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ）中に溶かすことによって製造された０．６ｍｌのｐ−ニトロフェノール基質溶液で覆った。次に、結晶を室温で３０分間回転しながら（１２ｒｐｍ）インキュベーションした。１０、２０及び３０分間隔で、反応溶液の一部を取り出し、そして４０５ｎｍで分光光度計で読んだ。ＫＴＰ及びニオブ酸Ｌｉ試験結晶の処理のために上で述べたのと同様なやり方で、ポリスチレンミクロタイタープレートのウェルを上のようなヤギ抗−ｒ−ＩｇＧ抗体でコートした。次に、試験ウェルを、ＴＲＩＳサンプル緩衝液中に０、０．０５、０．５及び５．０μｇ／ｍｌの濃度のウサギＩｇＧ抗原を含む上のサンプル抗原溶液の０．０５ｍｌの部分と共に室温で撹拌した。次に、試験ウェルをＴＲＩＳサンプル緩衝液で３回洗浄し、そして抗−ｒ−ＩｇＧアルカリ性ホスファターゼ複合体試薬の上の１：１０００希釈液の０．３２ｍｌと共に撹拌しながら室温で３０分間インキュベーションした。次に、各々のウェルを過剰のＴＲＩＳサンプル緩衝液で次々と４回洗浄することによって過剰の複合体試薬を無くした。次に、上のようにして製造されたｐ−ニトロフェノール基質溶液を添加し、そして撹拌しながら室温で３０分間インキュベーションした。種々の時間間隔（０、１０、２０、３０分）で、基質溶液の一部を取り出し、そして４０５ｎｍで分光光度計で読んだ。データを表１中にまとめる。各々の試験物質に関する色形成の速度（すなわち酵素活性）を、時間に関する色形成の勾配（図４）の計算から色形成速度を測定することによって検定した。これは、各々の試験抗原（ｒ−ＩｇＧ）濃度においてそして抗体でコートされたＫＴＰ、ニオブ酸Ｌｉ及びポリスチレン試験表面の各々に関して測定した。色形成速度は、まず、ｒ−ＩｇＧ濃度の関数として決定される（図３）。これらのデータは、ＫＴＰ及びニオブ酸Ｌｉの表面に結合された抗体は、活性でありそして試験抗原ｒ−ＩｇＧに結合することができることを示した。更にまた、ＫＴＰ及びニオブ酸Ｌｉの抗原結合活性は、ポリスチレン対照のそれと量的に類似であった。ｒ−ＩｇＧを含まないサンプルによって集積されたデータは、ＫＴＰ及びニオブ酸Ｌｉ−抗体の両方に関する比較的低い（＞３倍）非特異性レポーター結合（ＮＳＢ）はポリスチレン対照に関するよりも支持することを更に示した。これらのデータは、これらの物質の一つの重要な利点、即ち、検定感度が究極的には特異的検定の信号対ノイズ応答に依存するので重要である低いブランク率を示す。

【手続補正書】特許法第１８４条の８【提出日】１９９５年５月１６日【補正内容】明細書被検体−応答性ＫＴＰ組成物及び方法発明の分野本発明は、被検体−応答性組成物、及びこれらの組成物を使用する被検体検出方法に関し、そして更に特別には、リン酸チタニルカリウム及びその類似化合物を基にしたこのような組成物に関する。発明の背景ナノモル領域の化学的及び生物学的物質を検出するために、当該技術分野においては種々の検出方法が開発されたが、このような方法は、健康管理から廃物処理までの範囲の分析的応用において増え続ける利用性を有する。一つのこのような一般的方法は、一般にはピエゾ電気（圧電）変換器として知られているピエゾ電気物質、そしてこれよりは少ない程度では光学物質を基にしている。生物学的系の成分を検出するための典型的な光学方法は、ヨーロッパ特許出願公開第２６１６４２号明細書に記載されている。典型的なピエゾ電気方法は、米国特許第４，２３６，８９３号、米国特許第４，３１４，８２１号及びヨーロッパ特許出願公開第２１５６６９号明細書に記載されている。ＫＴｉＯＰＯ₄及びその同形体のピエゾ電気、弾性及び強誘電性特性は、Ｄ．Ｋ．Ｔ．Ｃｈｕら、Ｐｒｏｃ．ＩＥＥＥ周波数制御シンポジウム、４６（１９９２）７３２〜７４３によって研究された。大きなバルク電気機械的係数、中程度の温度依存係数、及びこれらの物質の基本的カットからの単一音波モード発生の組み合わせはそれらをピエゾ電気用途のために魅力的にすることが結論された。それらの表面での質量、粘度及び密度の小さな変化を検出するピエゾ電気変換器の能力は、非常に少ない量の物質の測定を溶液中で行わなければならない分析ツールとしてそれらを特に有用にした。石英を基にした、二つの金属励起電極の間に挟まれたＡＴカットの石英結晶から成る典型的なピエゾ電気変換器は、Ｋａｒｕｂｅら、米国特許第４，７８９，８０４号明細書に記載されている。この特許によれば、溶液中の被検体の濃度は、石英ベースのデバイスの表面上に固定されたレセプター物質に付加された被検体の重量によって引き起こされ、そこで発生した体積せん断（ｂｕｌｋｓｈｅａｒ）音波の共鳴周波数の変化を基にして計算された。ヨーロッパ特許出願公開第４５３２２４号明細書は、二つの発振する結晶、即ち一つは抗体の層によってコートされたそして一つはコートされていない結晶を有するピエゾ電気発振器を開示しているが、これは、二つの結晶の発振周波数の間の周波数差を検出し、そしてそれによって抗体でコートされた発振器に結合する特別な化学品の存在を検出する。溶液環境中では有用なツールであるけれども、ありきたりのピエゾ電気及び／又は光学物質は、検出されるべき被検体に対する特異性を与えるためにはかなりの複雑な表面改質を受けなければならない。検出されるべき被検体が、事実、生物学的である場合には、バイオレセプター剤（抗原、抗体又はその他のリガンド）を何とかしてピエゾ電気物質の表面上に固定しなければならない。このようなレセプター剤の普通に使用されるピエゾ電気物質、例えば、石英の表面への直接の取り付けは、一般的にはうまく行かないことが見い出されたので、レセプターの固定を容易にするために種々の表面改質が開発された。表面改質の一つの方法は、例えば、Ｅｉｇｌｅｒらの米国特許第５，０７７，２１０号におけるような、シラン及びヘテロ二官能性架橋剤の使用を必要とする。液体被検体のタイプ、例えば未知の物質の粘度測定のために利用されるピエゾ電気変換器は、未知の物質、通常は液体中への体積せん断音波の発生及び伝搬を含む。例えば、Ｇ．Ｈａｒｒｉｓｏｎら、“実験物理の方法（Methods of Exper imental Physics）”、１９巻、３章、１３７〜１７１頁を参照されたい。体積せん断音波の低い周波数及び液体中での大きな伝搬損失のために、測定の感度は限られる。最近、表面弾性波、例えばＲａｙｌｅｉｇｈ、Ｂｌｅｕｓｔｅｉｎ− Ｇｕｌｙａｅｖ、及びＬｏｖｅ波が、このような波を使用する測定のもっと高い感度のために、オーバーレイ薄膜（液体）のパラメーターを検出（測定）するために使用された。例えば、ＨａｎｋＷｏｈｌｔｊｅｎ、“センサー及びアクチュエーター（Sensors and Actuators）”、５、３０７〜３２４、１９８４；ＹｕＡ．Ｋｏｓｅｖｉｃｈ及びＥ．Ｓ．Ｓｙｒｋｉｎ，Ｓｏｖ．Ｐｈｙｓ．Ａｃｏｕｓｔ．３６（１）、２８〜３０、１９９０年１月〜２月；Ｐ．Ｋｉｅｌｃｚｙｎｓｋｉ及びＲ．Ｐｌｏｗｉｅｃ，Ｊ．Ａｃｏｕｓｔ．Ｓｏｃ．ＡＭ．８６（２）、８１８〜８２７、１９８９年８月を参照されたい。表面音波（ＳＡＷ）は蒸気相検出用に関して高い感度を有するけれども、それらは、オーバーレイ液体への大きな放射損失のために、液体検出用、例えばバイオ検出及び粘度測定のためには適切ではない。例えば、Ａ．Ｊ．Ｒｉｃｃｏ及びＳ．Ｊ．Ｍａｒｔｉｎ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ，５０（２１），１４７４（１９８７）を参照されたい。それ故、ＳＡＷ波に加えて、液体中への大きな放射損失を受けず、その結果上置き物質の完全な機械的特性例えば弾性率及び粘度を得ることができる、利用可能なせん断モードを有することが重要である。物質が測定及び検知応用のための所望の粒子速度成分を含む表面弾性モードを支持することができることは大きな利点である。本発明は、組成物中の音波又は光学変化を基にした、生物学的免疫検出又はポリマーの粘度検出のような用途に特に有用である組成物を提供する。発明の要約本発明は、結晶性ＭＴｉＯＸＯ₄［式中、ＭはＫ、Ｒｂ、Ｔ１及びＮＨ₄から成る群から選ばれ、そしてＸはＰ及びＡｓから成る群から選ばれる］を含んで成る組成物であって、結晶性ＭＴｉＯＸＯ₄がその表面上に固定された被検体レセプターを有する組成物に向けられる。レセプターは、結晶性ＭＴｉＯＸＯ₄の表面に直接に固定しても良く、又はその代わりに、固定化マトリックスによって結晶性ＭＴｉＯＸＯ₄に固定しても良い。被検体レセプターは、生物学的被検体例えばホルモン、微生物、細胞、免疫グロブリン、酵素、蛋白質若しくは核酸の検出用には生物学的であることができ、又は被検体レセプターは、例えば、特定の化学品、ポリマー若しくは粒子の検出用には非生物学的であることができる。

Claims

【特許請求の範囲】１．表面上に固定された被検体レセプターを担持する結晶性ＭＴｉＯＸＯ₄［式中、ＭはＫ、Ｒｂ、Ｔｌ及びＮＨ₄から成る群から選ばれ、そしてＸはＰ又はＡｓである］を含んで成る組成物。２．ＭがＫでありそしてＸがＰである、請求の範囲第１項に記載の組成物。３．被検体レセプターがバイオレセプターである、請求の範囲第１項に記載の組成物。４．バイオレセプターが免疫反応性である、請求の範囲第３項に記載の組成物。５．バイオレセプターが抗体である、請求の範囲第４項に記載の組成物。６．被検体レセプターが結晶性ＭＴｉＯＸＯ₄に直接固定されている、請求の範囲第１項に記載の組成物。７．被検体レセプターが固定化マトリックスを介して結晶性ＭＴｉＯＸＯ₄に固定されている、請求の範囲第１項に記載の組成物。８．（ａ）被検体を結合する能力を有するレセプターを結晶性ＭＴｉＯＸＯ₄ ［式中、ＭはＫ、Ｒｂ、Ｔｌ及びＮＨ₄から成る群から選ばれ、そしてＸはＰ又はＡｓである］の表面上に固定する段階、（ｂ）結晶性ＭＴｉＯＸＯ₄の表面を、検出されるべき被検体を含む溶液と接触させる段階［これによって被検体は固定されたレセプターに結合するであろう］、（ｃ）結晶性ＭＴｉＯＸＯ₄に電磁エネルギーを付与し、それによって音波を発生させる段階、並びに（ｄ）前記音波の周波数を測定し、それによって前記波の周波数の変化を検出することによって、被検体の存在を検出する段階を含んで成る、被検体の検出のための方法。９．（ａ）被検体を結合する能力を有するレセプターを結晶性ＭＴｉＯＸＯ₄ ［式中、ＭはＫ、Ｒｂ、Ｔｌ及びＮＨ₄から成る群から選ばれ、そしてＸはＰ又はＡｓである］の表面上に固定する段階、（ｂ）結晶性ＭＴｉＯＸＯ₄の表面を、検出されるべき被検体を含む溶液と接触させる段階［これによって被検体は固定されたレセプターに結合するであろう］、（ｃ）結晶性ＭＴｉＯＸＯ₄に電磁放射線を付与する段階、並びに（ｄ）結晶性ＭＴｉＯＸＯ₄の光学特性を測定し、それによって前記光学特性の変化を検出することによって、被検体の存在を検出する段階を含んで成る、被検体の検出のための方法。１０．ＭがＫでありそしてＸがＰである、請求の範囲第８項又は第９項に記載の方法。１１．レセプターがバイオレセプターである、請求の範囲第８項又は第９項に記載の方法。１２．バイオレセプターが免疫反応性である、請求の範囲第８項又は第９項に記載の方法。１３．バイオレセプターが核酸である、請求の範囲第８項又は第９項に記載の方法。１４．レセプターが結晶性ＭＴｉＯＸＯ₄の表面上に直接固定される、請求の範囲第８項又は第９項に記載の方法。１５．レセプターが固定化マトリックスを介して結晶性ＭＴｉＯＸＯ₄ に固定される、請求の範囲第８項又は第９項に記載の方法。