JPS63100355A - 光学構造体の表面を処理する方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光学構造体として用いるのが適当なポリマー塗
布表面材を製造する方法に関する。特に例えば１対の結
合しているパートナ−の１つがポリマー塗布光学構造体
の表面に用いられ、サンプル中の補足的成分の存在を検
出し、その後表面と接するようになる生物検出器のよう
な検出器に用いるに適当な表面材を製造する方法に関す
る。

簡単な光学構造体の性質は、長年周知であり、例えば回
折格子のような構造体は電磁線の波の特性の理解および
分析だけでなく、最近ではサンプル中の化学、生化学あ
るいは生物種の検出のためのセンサーとして広く用いら
れている。

Ｕ　Ｓ−３９２６５６４およびＵ　Ｓ−３９７９１８４
は共に補足的成分の結合が、肉眼により検出できる方法
で表面の光学特性を変化させるような粗金属面への免疫
的に反応性の蛋白質の吸着を延べている。

Ｅ　Ｐ−０１１２７２１は、検出すべき種（今後「リガ
ンド」と呼ぶ）と結合し、錯体を形成できる物質（今後
「特異的結合パートナ−」と呼ぶ）で塗布した回折格子
の生物検出器としての製造と使用を延べている。そのよ
うな回折格子の光学特性は、特異的結合パートナ−とリ
ガンドとの間の錯体形成の結果変化し、この現象はその
結果検出システムの基礎を形成する。

生物検出器として塗布した光学構造体の使用だけでなく
実験物理学者による標準光学構造体の使用に共通する問
題は、その表面特性を調節することが困難なことである
。そのような光学構造体の支持体は、しばしばガラス板
あるいはプラスチック材料製であるが、その構造体の表
面は、例えば真空めっきにより形成される薄金属層を含
んでもよい。金属層の結合性を破壊してしまうような腐
蝕性環境における金属塗布表面材の使用について問題が
生じる。他の無機層、例えば酸化珪素も回折格子表面材
として述べられてきた（例えばＥＰ−０１１２７２１お
よびＥ　Ｐ−０１７８０８３参照）。光学構造体の一光
学特性、例えば反射および／または透過特性および表わ
れるプラズマ共鳴効果は、その表面層の組成、厚さ、お
よび均一性により異なり、表面層の組成も、その化学特
性を支配している。

しかし、周知の無機層の化学的および物理的特性の範囲
は限定されている。さらに生物検出器としてそのような
光学構造体を用いた場合、生ずるであろう問題は、生物
的に活性な分子、例えば蛋白質が金属あるいはある種の
無機表面材に直接接触することにより、少なくとも部分
的に不活性化されるであろうということである。

対照的にかなり広い範囲の化学的および物理的特性が適
当な有機ポリマーを用いることにより得られ、化学的、
生化学的および生物的物質をそこに結合させ、あるいは
吸着させるため多くの技術が知られている。不幸にも、
ポリマー塗布回折格子を製造しようとする従来の試みは
、格子の固有の物理的特性を大きくゆがめることにより
、格子の表面浮上り面に十分適合するようなポリマーの
塗布は失敗におわった。

我々は今や「溶剤流延」として周知の特定の技術を用い
ることによって、光学構造体の表面浮上り面によく適合
する均一に分布した有機ポリマーの表面層を有する光学
構造体を製造することが可能であることを発見した。

従って、その広い面において、本発明は溶剤流延技術を
用いて前記表面に有機ポリマーの９５を形成することか
らなる光学構造体の表面を処理する方法を提供する。

通常、格子の表面に適用されたポリマーの層は、５ｎ１
１１〜１０００ｍ、好ましくは１５〜２０ｎｍの厚さを
有している。このポリマーは溶剤流延技術を用いて薄層
に流延できるようなどんな適当な材料でもよい。ポリマ
一層として例えば硝酸セルロースのようなセルロース誘
導体の使用は特に好ましいが、他のポリマー、例えばこ
の後述べるようなものを用いてもよい。

前述したように、光学表面の光学特性は、その物理的浮
上り面だけでなく、層の表面層の組成により異なる。従
って、本発明のプロセスは、実験物理学者等のための有
用な道具となることが判明するであろう新規塗布光学構
造体を製造するために用いられてもよい。さらに、例え
ば表面プラズマ共鳴を支持できるもの、例えば銀のよう
なある種の好ましい表面層は、例えば水性環境により腐
蝕されやすく、本発明は実際の使用状態においてその結
合性を維持するように、そのような層を不動態にする方
法を提供する。

しかし、本発明は特に光学構造体が従来の提案（例えば
Ｅ　Ｐ−０１１２７２１参照）と同様の方法で生物検出
器として用いようとする回折格子である点で有利である
。生物的に活性な物質、例えば抗体あるいは抗原と金属
面の間の直接の接触は、その生物活性の汚染あるいは破
壊となるであろう。この状態において、ポリマ一層は都
合のよいことにバリヤーとして働く。さらに、種々のポ
リマー表面の広い範囲の化学特性（例えば、共有結合へ
の遊離基の利用可能性、親水性あるいは疎水性、表面変
化および誘電特性）は、あらゆる特定の結合パートナ−
１例えば抗体あるいは抗原の結合あるいは吸着を効果的
にするための誘過性および範囲を与える。あらゆる非特
異的結合あるいは立体障害を最小にして、望ましい結合
パートナ−の本来の構造および生物活性を維持し、光学
構造体の表面に十分固定するようにすることは重要であ
る。

本発明の方法は、特に生物検出器の製造における用途を
有しており、従って本発明の実施態様の１つにより、溶
剤流延技術により光学構造体の表面に有機ポリマーの薄
層を適用することを含んでなる、リガンドを検出する装
置を製造し、前記有機ポリマーに直接あるいは間接的に
、検出を望むリガンドのための特定の結合パートナ−を
吸着あるいは結合する方法を提供する。

本発明に従って製造された生物検出器は特に抗体あるい
は抗原の検出に有用であり（その場合、特定の結合パー
トナ−は抗原あるいは抗体であり、それぞれモノクロー
ナルあるいはポリクローナルである）しかし他のリガン
ドも、この後述べるようにして他の結合パートナ−を用
いることにより検出されるであろう。しかし、本発明に
よって製造され−る検出器は生物検出器に限定されず、
例えばポリマ一層上あるいは内に特定の吸着がおこなわ
れる化学検知器のような化学検出器も含んでいる。

特定の結合パートナ−を塗布した光学構造体の光学特性
は、特定の結合パートナ−と補足的リガンドの間の錯体
形成により変化し、本発明の実施態様の１つにおいて標
準（未処理）部分と表面の処理した試験部分との光学特
性を比較により、結合反応が試験部分でおこっているか
どうかを定性的に調べることが可能である。例えば特定
の結合パートナ−が抗体であるような他の実施態様にお
いては、試験される抗原に対する特定の抗体が、光学構
造物の表面の少なくとも１つの分離した試験部分に吸着
あるいは結合し、試験されるサンプル中に存在するよう
な、どのリガンドに対する特定の結合パートナ−でない
蛋白（ここでは「非特異的蛋白質」とする）が前記表面
の少なくとも１つの分離した対照部分に吸着あるいは結
合する。

この非特異的蛋白質は、例えば不活性化抗体あるいは試
験されるサンプル中に存在しないリガンドに対し生じた
抗体である。つまり試験されるサンプルが人の血清であ
り、非特異的蛋白質が抗ネズミ抗体であるようなもので
ある。例えば特定の抗体あるいは非特異的蛋白質への試
験サンプル中に存在する蛋白質の非特異的結合の間のあ
らゆる違いは、試験される抗原を含まないサンプルに暴
露した後、対照部位と試験部位の光学特性を比較するこ
とにより、必要ならば、適当な補正を行ない調べられる
。試験されるサンプルに暴露する間およびその後、同じ
生物検出器の試験および標準部分の光学特性の比較は、
試験される抗原とその特異的抗体との間の錯体形成の目
安となる。各部分は特定の結合パートナ−の連続層を含
んでおり、あるいは各結合パートナ−は、不連続層を形
成するよう、与えられた部分で一定間隔で離れて存在す
る。

本発明に従い製造される生物検出器は、例えばＥ　Ｐ−
０１１２７２１およびＥ　Ｐ−０１７８０８３に述べら
れているようなものと同じ方法の分析に用いてよい。

従って本発明のその他の特徴により、サンプルと前記規
定の方法により製造された生物検出器が接触し、リガン
ドと特異的結合パートナ−との間の錯体形成により、こ
の生物検出器の光学特性が変化するかどうか、および所
望によりその程度および／またはその速度を測定するこ
とを含む、サンプル中のリガンドを検出する方法が、提
供される。

さらに本発明は、溶剤流延技術により、光学構造体の表
面に適用された、有機ポリマーの薄層をつけた光学構造
体を含んでなるリガンドを検出するための生物検出器を
提供し、前記有機層には検出することを望むリガンドに
対する特異的結合パートナ−が直接あるいは間接的に吸
着あるいは結合している。

固体あるいは液体表面へのポリマーの溶剤流延は、マノ
およびデュラオ（Ｍａｎｏ　ａｎｄ　Ｄｕｒａｏ）のＪ
ｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｅｄｕｃａｔ
ｉｏｎ　５０巻２２８頁１９７３年に示された周知の技
術である。Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃ
　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ、　　３巻、　　４００〜４
０４頁のジェームステーラー（Ｊａｍｅｓ　Ｔａｙｌａ
ｒ）による「薄セルαイド製造技術」という論文は５０
ｎｍのオーダーの厚さを有するセルロイドフィルムの水
面の形成を述べる。

好ましくは本発明に従って用いられる溶剤流延技術は溶
剤を用いた液体表面に薄ポリマーフィルムの形成を含み
、そしてその後フィルムが形成されている光学構造体の
表面と液体表面上の薄ポリマーフィルムの間に接触する
ように相対的移動がおこる。液体表面上のフィルムの厚
さは、大部分は光学構造体の表面上のフィルムの厚さを
決定し、さらに液体表面上のフィルムの厚さはそれ自身
用いたポリマーの量および性質、表面積、および流延技
術の性質（ここで用いた「流延液体」という語は、ポリ
マーフィルムが流延される液体のことを言う）により左
右される。従って、例えば１００社のアルミアセテート
中の３ｇの硝酸セルロースの混合物の毛管からの１滴は
、十分多い水の表面に広がり、たった数ナノメーターの
厚さの硝酸セルロースのフィルムとなる。

流延液体を含む溶剤流延技術にかわるものとして、ある
情況において、光学構造体の表面上に直接フィルムを流
延するか、あるいは他の固体表面上に流延し、その後光
学構造体の表面に移すことが可能である。

ここでさらに詳細に、この光学構造体が凹折格子である
好ましい実施態様について述べる。しかし、例えば光導
波管、光ファイバーおよび表面プラズマ共鳴を示す正確
な形状の金属塗布プリズムのような他の光学構造体がす
べて本発明の範囲に含まれることは理解される。

前述したように、回折格子の支持体はガラスあるいはプ
ラスチック材料を含んでいてよく、ポリカーボネートが
特に好ましい。回折格子は、例えば銀、金、銅、ニッケ
ルあるいはアルミニウムのような金属フィルムで被覆さ
れ、薄着、電気めっき、スパッター、塗布、塗装、噴霧
あるいはその他の方法により形成された支持体の表面に
形成されてもよい。好ましくは、この金属表面が支持表
面プラズマ共鳴が可能であり、さらに、銀製であり、真
空めっきにより金属フィルムがめっきされること−であ
る。

光透過性モードで回折格子が用いられるところでは、金
属フィルムは十分薄（なければならない。

例えば銀の場合、最大５０ｎｍであり、光の透過をあま
り妨げないほどである。反射モードで回折格子が用いら
れるところでは、金属層は厚くてもよく、例えば銀の場
合、最大５００ｎｍ、好ましくは１１００ｎ付近であり
、プラスチックやガラスのような支持体の表面の回折格
子パターンに良好な反射面を与えるよう十分密であるこ
とが好ましい。

金属化回折格子の表面にポリマーフィルムを適用する特
に好ましい方法は、以下のステップを含んでなる。

１、金属化ポリカーボネート回折格子を流延液体、好ま
しくは脱イオン蒸留水を含む槽の中へ入れ、 ２、流延液体の表面上に望むポリマーの薄フィルムを形
成し、 ３、流延液体を通し回折格子をもち上げ、液体表面上の
ポリマーフィルムを付着させるか、あるいは流延液体を
この槽から排水し、液体レベルが下がるとともに液体の
表面のポリマーフィルムを落とし、金属化回折格子の表
面全体に付着させ、このどちらのケースにおいても回折
格子の表面から容易に流延液体を除くことができるよう
に、この回折格子は水平面に対し、わずかな角度をもっ
ておかれている。

上述したように、生物検出器として回折格子を用いよう
とするところでは、特異的結合パートナ−の溶液は、温
度、圧力、湿度等の調節された状態で、調節されている
間ポリマーと接触したままでいることが好ましい。この
プロセスは通常「クリーンルーム」条件下で行なわれる
べきであり、特に結合パートナ−が生物的に活性な物質
である場合、汚染および変性あるいは不活性化を避ける
ため、そのような物質の取り扱いにはあらゆる通常の用
心をはられなければならない。

余分な溶液はポリマー表面から除くことが好ましく、吸
引あるいは洗浄により回収してもよく、および循環して
もよく、あるいは洗い流してもよい。　− 最終塗布回折格子は乾燥させてもよく、あるいは、「ク
リーンルーム」条件下で他の処理および組合せをしても
よい。

特異的結合パートナ−を固体用支持体に結合させる技術
は文献に述べられている。この結合パートナ−は、ポリ
マーに直接、あるいは間接的のどちらでも結合してよい
。間接的結合は、例えば特異的結合パートナ−で与えら
れる薬剤Ｚと選択的に相互作用する薬剤Ｙのポリマーへ
の結合により行なわれてもよい。そのような場合、この
薬剤Ｚは、例えば特異的結合パートナ−抗原が薬剤Ｙと
すれば、抗体はＺに相当するようなものである。

Ｚは例えばイソチオシアン酸フルオレセイン、イソチオ
シアン酸ローダミン、２．４−ジニトロフルオロベンゼ
ン、インチオシアン酸フェニル、あるいは塩化ダンシル
である。これとは別に薬剤ＹおよびＺは特異的結合蛋白
質であり、例えばアビジンおよびビオチンのようなリガ
ンドに相当する。

本発明の木質的特徴ではないが、ポリマーへ結合パート
ナ−の共有結合を与えることも望ましい。

直接あるいは間接どちらかのポリマーへのこの特異的結
合パートナ−の結合はポリマ一層を活性化することによ
り容易になり、結合に遊離反応性基を与える。従って、
例えば硝酸セルロースは、ｐＨｌＯ〜１１の水溶液中で
臭化シアンによって活性化される。典型的には、セルロ
ース表面は調節された時間、典型的には数分間、上記の
限界内にｐＨを調節して臭化シアンと接触している。こ
の反応の後、回折格子を臭化シアン溶液からとり出し、
冷蒸留水で洗い、その後所望により乾燥し、抗体あるい
は抗原蛋白質のような結合パートナ−に適用するまで保
有する。

活性化ポリマー表面への特異的結合パートナ−の結合は
、都合のよいことに、上述したような反応性基が与えら
れることによってポリマーが活性化されたポリマー表面
に特異的結合パートナ−の溶液が接触し、結合パートナ
−がポリマー表面の反応性基に付き、あるいは結合する
ことにより行なわれる。典型的には、この溶液の小滴を
ポリマー表面−につけ、調節環境下（特に乾燥を防ぐた
め湿気を調節した環境下）、およびクリーンルーム条件
下で調節時間（典型的には数時間のオーダー）そのまま
にしておくと、十分な量の結合パートナ−がポリマーの
表面に結合する。

しかし、臭化シアンの使用は、ポリマーに結合する物質
が蛋白質以外、例えば抗原性多糖である場合適当でない
。

本発明は広い用途を有し、単に１つの例として小供の病
気におけるＡ群の連鎖球菌性バクテリアあるいはバクテ
リア抗原の検出に用いられてもよい。しかし塗布した回
折格子および本発明により製造される生物検出診断試験
装置は、どのようにもその用途に制限はな（、回折格子
の表面に適当な結合パートナ−がつくような、どんな診
断試験に用いてもよい。

本発明は特にこの後、特異的結合パートナ−あるいはリ
ガンドとして抗体あるいは抗原に関して述べる。しかし
、本発明は抗体あるいは抗原の検定に用いるに適当な生
物検出器の製造方法を限定しようとするものではな（、
サンプル中のあらゆる化学的生化学的、あるいは生物的
種を検出するため用いてよい、本発明の方法により製造
される検出器の範囲内に含まれる。本発明の方法により
製造される光学構造物に固定される適当な結合パートナ
−と本発明の方法により検出されるリガンドの例を以下
の表■に示す。

リガンド　　　　　　特異的結合パートナ−抗　原　　
　　　　　　　特異的抗体 抗体　　　　抗原 ホルモン　　　　　　　　ホルモン受容体ホルモン受容
体　　　　　　ホルモン ポリヌクレチオド鎖　　　補足ポリヌクレチオド鎖アビ
ジン　　　　　　　　ビオチン ビオチン　　　　　　　　アビジン Ａ蛋白質　　　　　　　　免疫グロブリン免疫グロブリ
ン　　　　　Ａ蛋白質 酵　素　　　　　　　　　酵素助因子（基質）あるいは
阻害因子 酵素助因子（基質）　　　酵　素 あるいは阻害因子 レクチン　　　　　　　　特異的カルボヒドラーゼレク
チンの特異的カルボ　レクチン ヒドラーゼ 本発明の方法は広く適用できるが、特に以下のものの検
出に適当な生物検出器を提供するため用いられる。それ
は、ペプチドホルモン（例えば甲状腺刺激ホルモン（Ｔ
ＳＨ）、黄体形成ホルモン（ＬＨ）、ヒト絨毛性性腺刺
激ホルモン（ｈＣＧ）、卵胞刺激ホルモン（ＦＳＨ）、
インシュリンおよびプロラクチン）および非ペプチドホ
ルモン（例えばコルチゾール、エストラジオール、プロ
ゲステロンおよびテストステロンのようなステロイドホ
ルモンあるいはチロキシン（Ｔ４）およびトリョードチ
ロニンのような甲状腺ホルモン）を含むホルモン蛋白質
（例えば癌胎児性抗原（ＣＥＡ）およびアルファフェト
蛋白（ＡＦＰ））、薬剤（例えばジゴキシン）、糖、毒
素、ビタミン、ビールス、バクテリア、あるいは微生物
である。

ここで用いられた「抗原」という語は、以下の範囲を含
む。

ａ）あらゆる種類の綱あるい要綱の免疫グロブリン、例
えばＩｇＧ、ＩｇＭ、であり、従来用いられたあらゆる
動物、例えば羊、ウサギ、ヤギあるいはマウスより誘導
されたもの、 ｂ）モノクローナル抗体、 Ｃ）モノクローナルあるいはポリクローナル抗体の完全
な分子あるいは「フラグメント」であり、そのフラグメ
ントは抗体結合部位を含み、すなわち、Ｆｃ部分（例え
ばＦａｂ、　　Ｆａｂ’。

Ｆ　（ａｂ　’　）ｚ）が全くないフラグメントであり
、あるいはジスルフィドの還元開裂により得られる「半
分子」フラグメントが抗体中の重鎮成分と結合する。

抗体のフラグメントの調整方法は技術的に周知であり、
ここでは述べない。

ここで用いた「抗原」という語は不変の抗原種（例えば
、蛋白質、バクテリア、バクテリアフラグメント、細胞
、細胞フラグメントおよびビールス）および適当な条件
下で抗原になるヘプタンの両方を含む。

以下の実施例は硝酸セルロースフィルムの製造およびそ
の後回折格子にうつし、そのようなポリマー塗布格子の
表面への生物物質の結合あるいは吸着を述べたものであ
る。

ポリマーフィルムの製造およびその回折格子上への転移
に用いるすべての溶液および流延液を濾過し不純物を除
き、すべての操作はクリーンルーム中で行なう。

好ましい方法において、流延タンクは、水面の面積が覆
うべき格子の面積より大きい（５倍あるいはそれ以上）
ように選ばれる。これは回折格子が流延ポリマーフィル
ムの端で覆われないことを確かにする。とても薄いポリ
マ一層が必要なところでは、流延タンクの表面は、あら
ゆる端作用を避けるため流延フィルムの面積より十分大
きい、例えば５倍以上、ことが好ましい。しかし、厚い
フィルムに関しては、流延液の表面の環内にこのポリマ
ーを流延することが好ましく、その面積は、ポリマ一層
の厚さを調節して容易に合わせることができる。

タンクはきれいにし、特にグリース、界面活性剤あるい
は他の汚染物を除き、回折格子支持体をタンクの広にお
（。この支持体は、例えば流延フィルムと回折格子が接
触し、間から排水するよう水平に対し少しの角度で配置
されたワイヤーグリッドを含んでなる。

タンクに蒸留水を満たす。ポリマーフィルムを回折格子
によく接着させるため、この水のｐＨあるいはイオン強
度を調節することは有利ではあるが必須ではない。水の
レベルは、この支持体にのっている回折格子の表面上に
しなければならない。

回折格子は、格子側を上にして水を入れる前あるいは後
に支持体の上におく。回折格子は流延タンクに入れる前
に清潔にしておき、界面活性剤あるいは他の汚染物がな
いようにしておく。

水面が静置したら、硝酸セルロース溶液、例えば酢酸−
アルミ中の硝酸セルロース、を１滴水面の中央に落とす
。水面に界面活性剤がないと、硝酸セルロース溶液は円
形面に広がり、数秒でこの液体フィルムは乾燥する。こ
のフィルムの乾燥速度は、流延タンクに、中央に小さな
穴のあいたふたをし、そこからセルロース溶液を加える
ことによって調節してよい。均一のフィルム層で、反射
した光の干渉色が、フィルムが乾燥しうずくなるにつれ
て観察される。

約１６ｎｍの厚さのポリマーフィルムは１０μｌの９％
硝酸セルロース溶液（１００ｍｌ！の酢酸アルミ中９ｇ
の硝酸セルロース）を加えることにより製造される。

このフィルムが乾燥したら、タンクの底の栓より水を排
水し、乾燥したポリマーフィルムを回折格子の表面へお
ろす。回折格子と支持体をタンクから静かに除き、数分
間乾燥するよう放置する。

硝酸セルロースのＳＩ！塗布ポリカーボネート回折格子
への接着は、ｐＨが、例えばＮ　ａ　ＯＩｆの添加によ
って９に調節された蒸留水上でのポリマーフィルムの流
延により増す。

その他のどの溶剤流延性ポリマーの使用も、正しい溶剤
および流延面の選択により可能である。

従って、例えば酢酸セルロースフィルムは酢酸アルミよ
り、ポリスチレンはキシレンより、ポリイソブチレンは
石油エーテルおよび塩化ポリビニルより流延してもよく
、酢酸コポリマーフィルムは水面上でシクロヘキサンよ
り流延することができる。ある環境下では、従来の技術
を用いて、流延液上の溶液の広がりを増すことが必要で
ある。

フィルムの厚さは、以下のことの注意深い選択によって
調節される。

−ポリマー溶液濃度 一流延液表面に用いる材料の容積 一溶剤のタイプ 例えば酢酸アルミは両親媒性であり、きれいな水の表面
上に急速に広がる。他の溶剤はフィルム厚の増加を伴な
い、急速には広がらない。

この技術は水面上での流延に限定されず、他の液体も流
延面に用いてよく、用いられる溶剤はがなり不一混和性
で、ポリマー含有溶液は流延液より密度が低い。従って
、例えばエチルセルロースは水銀上に流延することがで
き、ジイソシアネートはポリオールと共に水銀上に流延
することができ、ガラ。チンは四塩化炭素上に水から流
延することができる。また、固体表面にポリマーを流延
する、溶剤流延技術を用いて、薄ポリマ一層を製造する
ことが可能である。従って例えば、ポリエチレンテレフ
タレートはトリフルオロ酢酸より、ポリカーボネートは
ジクロロメタン、ポリビニルホルマールはジオキサンよ
り、ポリスルホンはクロロホルムより、酢酸セルロース
はアセトンより、ポリプロピレンはキシレンより流延す
ることができ、各ケースにおいて適当な支持体上でおこ
なわれる。

ポリマーが流延液上で流延される場合、この流延液は、
その中に入れた回折格子の材料と相溶性でなければなら
ず、ポリマーが固体表面に流延される場合、流延の前に
溶液中にポリマーを入れるために用いられる溶剤は、固
体表面の材料と相溶性でなければならないことは理解で
きる。

ポリマー　　への　　　　の′±ム 回折格子上の硝酸セルロースポリマー面への生物分子の
３種類の異なる結合方法は、以下のように考えられる。

ａ）共有結合 ｂ）非共有吸着 Ｃ）硝酸セルロース内に閉じ込められたポリマーへの生
物分子の共有結合 ａ）共立級金 セルロース材料への蛋白質のような生物物質の共有結合
のため確立した方法が存在する。公表された方法は、ポ
リマーユニットを修飾し、例えば遊離アミノ基のような
典型的な蛋白質基に共有結合する反応性基を形成するよ
うな化学薬剤の使用を含む。

通常用いられる化学薬剤は以下のものを含む。

−臭化シアン 一塩化トシル 一チタン錯体 一カルボジイミド ー塩−化シアヌル ーオキシラン 一過沃素酸塩 ｂ）匪某宜亘１ 生物分子、例えば羊の血清蛋白質、リボヌクレアーゼお
よび免疫グロブリンはとても有効に硝酸セルロースに結
合することがわかった。単に室温あるいはそれ以下で水
性蛋白質溶液を加えるだけで、水、緩衝液、あるいは洗
浄液で洗っただけでは容易に除去できないような結合し
た蛋白質となる。

例えば、硝酸セルロースを塗布した格子を、室温で２時
間、１０　ｍｇ　／　ｌ１１１の牛Ｔ−グロブリン、５
０ｍＭのＮａＨＣＯ３，ｐＨ９中でインキュベーション
すると、回折格子に蛋白質が広く付着する。種々の処理
、例えば緩洗浄液（５％ツイーン２０）、緩衝液（５０
ｍＭ　ＮａＨＣＯ３）　、ｎ−へブタン、およびｐＨ２
からｐＨ１０，６の間のｐＨ循環も蛋白の結合に影響を
与えなかった。より強い洗浄液処理（例えば２％５ＯＳ
）は硝酸セルロースフィルムに害を与えることがわかっ
た。

Ｃ）　　・、ポ１マー　じ入め この方法は回折格子層の２つの重要な機能を分けている
。それは 一格子表面に接合および配位 −蛋白質あるいは他の生物物質あるいは結合パートナ−
への反応性、 そして各要求を分離ポリマーにみたす。

モノマー材料を、回折格子にはったポリマー中に拡散さ
せる。そしてモノマーを重合させ、第１の付着したポリ
マー中に第２のポリマーの網状構造を巻き込む。第２の
ポリマーは、蛋白質あるいは他の生物分子と反応性の化
学基を有するよう選ばれる。

従って、例えば、ここで述べた方法に従って硝酸セルロ
ースを塗布した回折格子を室温で３０分間、１％水性グ
ルタルアルデヒドモノマー溶液ｐ　Ｈ５，５とインキュ
ベートする。次いでｐＨを１０に合わせ、回折格子を３
０分間放置し、グルタルアルデヒドを重合させる。重合
は２３５ｎｍの光吸収測定で調べる。このような技術は
以前に述べられている（　Ｕ　Ｓ　−４００１５８３参
照）。ポリグルタルアルデヒド中の遊離反応性カルボニ
ル基をポリマ一層の表面で暴露する。

これらの回折格子を蛋白溶液、例えば５　ｍｇ７ｍｌの
牛γ−グロブリンあるいは５　ｍｇ／ｍｊ２のりポヌク
レアーゼ、を５０１のＮａ１ｌＣＯ：＋、ｐＨ９中で１
晩４℃で処理すると、蛋白質とポリグルタルアルデヒド
の強力な結合となり、これはポリグルタルアルデヒドの
カルボニル基と蛋白質のアミノ基の間の強力な結合の結
果であると考えられる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光学構造物の表面上に流延技術を用いて有機ポリマ
   ーの薄層を形成することを含んでなる、光学構造物の表
   面を処理する方法。 ２、光学構造体の表面に溶剤流延技術により有機ポリマ
   ーの薄層をつけ、検出を望むリガンドの特異的結合パー
   トナーを、直接あるいは間接的いずれかで前記有機ポリ
   マーに吸着あるいは結合させることを含んでなる、リガ
   ンドの検出装置を製造する方法。 ３、特異的結合パートナーが抗原あるいは抗体である、
   特許請求の範囲第２項記載の方法。 ４、有機ポリマーが前記特異的結合パートナーと接する
   前に活性化され、それにより有機ポリマーに対するこの
   特異的結合パートナーの結合が容易になる、特許請求の
   範囲第２項あるいは第３項記載の方法。 ５、特異的結合パートナーが抗体であって、その抗体を
   、１種またはそれ以上の試験域を形成するよう有機ポリ
   マー表面の少なくとも１つの離れた領域に付け、および
   有機ポリマー表面の少なくとも１つの他の離れた領域に
   付け、１種またはそれ以上の対照域を形成し、サンプル
   中に存在するどのリガンドとも特異的に結合しない蛋白
   質をテストすることを含んでなる、特許請求の範囲第２
   項から第４項のいずれか１項に記載の方法。 ６、光学構造体が回折格子である、特許請求の範囲第１
   項から第５項のいずれか１項に記載の方法。 ７、ポリマーが硝酸セルロースである、特許請求の範囲
   第１項から第６項のいずれか１項に記載の方法。 ８、ポリマー層が５〜１００ｎｍの厚さである、特許請
   求の範囲第１項から第７項のいずれか１項に記載の方法
   。 ９、光学構造体の表面が金属フィルムを含んでなる、特
   許請求の範囲第１項から第８項のいずれか１項に記載の
   方法。 １０、金属フィルムが支持表面プラズマ共鳴ができる、
   特許請求の範囲第９項記載の方法。 １１、金属が銀である、特許請求の範囲第１０項記載の
   方法。 １２、金属化回折格子の表面にポリマーフィルムを付け
   る方法であって、 ｉ）金属化回折格子を流延液を含む槽に入れ、ｉｉ）流
   延液の表面上に望むポリマーの薄膜を形成し、 ｉｉｉ）流延液を通して回折格子を上げ、ポリマーフィ
   ルムを格子の表面に付けるか、あるいは槽から流延液を
   排水し、溶液の表面上のポリマーフィルムを溶液レベル
   の低下とともにおとし、回折格子の表面上に付け広げ、
   どちらのケースにおいても、回折格子の表面から流延液
   の排水を容易にするため、回折格子を水平面から少しの
   角度をもっておかれる、 というステップを含んでなる方法。 １３、溶剤流延技術によって光学構造体の表面に付けら
   れた有機ポリマーの薄層を有する光学構造体を含んでな
   り、前記有機ポリマーが検出を望むリガンドの特異的結
   合パートナーを直接あるいは間接的にその上に吸着ある
   いは結合している、リガンド検出のための生物検出器。 １４、光学構造体が回折格子である、特許請求の範囲第
   １３項記載の生物検出器。 １５、サンプル中のリガンドを検出する方法であって、
   サンプルを、溶剤流延技術によって光学構造体の表面に
   付けられた有機ポリマーの薄層を有する光学構造体を含
   んでなり、前記有機ポリマーが検出を望むリガンドの特
   異的結合パートナーを直接あるいは間接的にその上に吸
   着あるいは結合している、リガンド検出のための生物検
   出器と接触させ、この生物検出器の光学特性が、リガン
   ドと特異的結合パートナーとの間の錯体形成によって変
   化するか、および所望によりその範囲並びに速度を測定
   することを含んでなる方法。