JP4484626B2 - Biosensor - Google Patents
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Description
本発明は、バイオセンサー及びそれを用いた生体分子間の相互作用を分析する方法に関する。特に本発明は、表面プラズモン共鳴バイオセンサーに用いるためのバイオセンサー及びそれを用いた生体分子間の相互作用を分析する方法に関する。 The present invention relates to a biosensor and a method for analyzing an interaction between biomolecules using the biosensor. In particular, the present invention relates to a biosensor for use in a surface plasmon resonance biosensor and a method for analyzing an interaction between biomolecules using the biosensor.
現在、臨床検査等で免疫反応など分子間相互作用を利用した測定が数多く行われているが、従来法では煩雑な操作や標識物質を必要とするため、標識物質を必要とすることなく、測定物質の結合量変化を高感度に検出することのできるいくつかの技術が使用されている。例えば、表面プラズモン共鳴(SPR)測定技術、水晶発振子マイクロバランス(QCM)測定技術、金のコロイド粒子から超微粒子までの機能化表面を使用した測定技術である。SPR測定技術はチップの金属膜に接する有機機能膜近傍の屈折率変化を反射光波長のピークシフト又は一定波長における反射光量の変化を測定して求めることにより、表面近傍に起こる吸着及び脱着を検知する方法である。QCM測定技術は水晶発振子の金電極(デバイス)上の物質の吸脱着による発振子の振動数変化から、ngレベルで吸脱着質量を検出できる技術である。また、金の超微粒子(nmレベル)表面を機能化させて、その上に生理活性物質を固定して、生理活性物質間の特異認識反応を行わせることによって、金微粒子の沈降、配列から生体関連物質の検出ができる。 Currently, many measurements using intermolecular interactions such as immune reactions are performed in clinical examinations, etc., but conventional methods require complicated operations and labeling substances, so measurement without the need for labeling substances Several techniques that can detect a change in the amount of a substance bound with high sensitivity are used. For example, surface plasmon resonance (SPR) measurement technology, quartz crystal microbalance (QCM) measurement technology, and measurement technology using functionalized surfaces from gold colloidal particles to ultrafine particles. SPR measurement technology detects adsorption and desorption near the surface by measuring the refractive index change in the vicinity of the organic functional film in contact with the metal film of the chip by measuring the peak shift of the reflected light wavelength or the change in the amount of reflected light at a fixed wavelength. It is a method to do. The QCM measurement technique is a technique that can detect the adsorption / desorption mass at the ng level from the change in the oscillation frequency of the oscillator due to the adsorption / desorption of a substance on the gold electrode (device) of the crystal oscillator. In addition, by functionalizing the surface of gold ultrafine particles (nm level), immobilizing a physiologically active substance on the surface, and performing a specific recognition reaction between the physiologically active substances, it is possible to obtain a living body from the sedimentation and arrangement of gold fine particles. Related substances can be detected.
上記した技術においては、いずれの場合も、生理活性物質を固定化する表面が重要である。以下、当技術分野で最も使われている表面プラズモン共鳴(SPR)を例として、説明する。 In any of the above techniques, the surface on which the physiologically active substance is immobilized is important. Hereinafter, the surface plasmon resonance (SPR) most used in this technical field will be described as an example.
一般に使用される測定チップは、透明基板(例えば、ガラス)、蒸着された金属膜、及びその上に生理活性物質を固定化できる官能基を有する薄膜からなり、その官能基を介し、金属表面に生理活性物質を固定化する。該生理活性物質と検体物質間の特異的な結合反応を測定することによって、生体分子間の相互作用を分析する。 A commonly used measurement chip is composed of a transparent substrate (eg, glass), a deposited metal film, and a thin film having a functional group capable of immobilizing a physiologically active substance thereon, and the metal surface is interposed through the functional group. Immobilize physiologically active substances. The interaction between biomolecules is analyzed by measuring a specific binding reaction between the physiologically active substance and the analyte substance.
生理活性物質を固定化できる官能基を有する薄膜としては、金属と結合する官能基、鎖長の原子数が10以上のリンカー、及び生理活性物質と結合できる官能基を有する化合物を用いて、生理活性物質を固定化した測定チップが報告されている(特許文献1を参照)。また、金属膜と、該金属膜の上に形成されたプラズマ重合膜からなる測定チップが報告されている(特許文献2を参照)。 As a thin film having a functional group capable of immobilizing a physiologically active substance, a functional group capable of binding to a metal, a linker having a chain length of 10 or more atoms, and a compound having a functional group capable of binding to a physiologically active substance, A measurement chip in which an active substance is immobilized has been reported (see Patent Document 1). In addition, a measurement chip comprising a metal film and a plasma polymerization film formed on the metal film has been reported (see Patent Document 2).
生理活性物質と検体物質間の特異的な結合反応を測定する場合、検体物質は必ずしも単一成分ではなく、例えば細胞抽出液中などのような不均一系で検体物質を測定することも要求される。その場合、種々の蛋白質、脂質などの夾雑物が検出表面に非特異的な吸着を起こすと、測定検出感度が著しく低下する。上記の検出表面では、非特異吸着が極めて起こりやすく問題があった。この問題を解決するためにいくつかの方法が検討されている。例えば、金属表面にリンカーを介し、親水性のハイドロゲルを固定化することで、物理吸着を抑制する方法も使用されてきた(特許文献1、特許文献3及び特許文献4を参照)。しかしながら、この方法でも非特異吸着の抑制性は十分なレベルではなかった。 When measuring a specific binding reaction between a physiologically active substance and a sample substance, the sample substance is not necessarily a single component, and it is also required to measure the sample substance in a heterogeneous system such as in a cell extract. The In that case, when various kinds of contaminants such as proteins and lipids cause nonspecific adsorption on the detection surface, the measurement and detection sensitivity is remarkably lowered. The above detection surface has a problem that non-specific adsorption is very likely to occur. Several methods have been investigated to solve this problem. For example, a method of suppressing physical adsorption by immobilizing a hydrophilic hydrogel on a metal surface via a linker has been used (see Patent Document 1, Patent Document 3, and Patent Document 4). However, even with this method, the suppression of nonspecific adsorption was not at a sufficient level.
一方、上記のようなバイオセンサーにおいて、生理活性物質と検体物質間の特異的な結合反応を測定するための測定部と、このような結合反応を行わない対照部とは、同一平面に存在し、かつ、できるだけ近接していることが、測定上の外乱(温度変化、濃度変化、圧力変化)の影響を除去してベースライン変動を少なくする上で好ましい。そのためには、ポリマー薄膜を用いたSPRセンサー表面に参照部と測定部を共存させる必要が出てきた。 On the other hand, in the biosensor as described above, the measurement unit for measuring the specific binding reaction between the physiologically active substance and the sample substance and the control unit that does not perform such a binding reaction exist on the same plane. In order to reduce the baseline fluctuation by removing the influence of measurement disturbance (temperature change, concentration change, pressure change), it is preferable that they are as close as possible. For this purpose, it has become necessary to make the reference part and the measurement part coexist on the surface of the SPR sensor using a polymer thin film.
特許文献5には、生物学的リガンドをポリマー表面にマイクロスタンピングする方法であって、少なくとも、加水分解、還元、光開始的グラフト重合、アミノ化、ポリエチレンオキサイドの表面交差重合、末端水酸基の化学反応、コロナ放電、プラズマエッチング、レーザー処理、イオンビーム処理のうちひとつから選ばれた方法によってポリマー表面に第一の官能基を形成し、その表面に少なくとも第二の官能基を持つ一つの生物学的リガンドを吸着させたスタンプを接触させてポリマー表面の第一の官能基と共有結合を形成させ、そして、スタンプをポリマー表面から分離することにより生化学的なリガンドを直接共有結合的にポリマー表面に固定する方法が記載されている。上記方法においては、ポリマーフイルムに固体(PDMS)を接触させてパターニングしている。しかしながら、SPR用途のセンサーは、金属薄膜の上にポリマー薄膜を付けた表面であるために物理的な強度が小さく、固体の接触はセンサー表面を傷つけることになることから、上記方法はSPR用途には適さない。 Patent Document 5 discloses a method of microstamping a biological ligand onto a polymer surface, which includes at least hydrolysis, reduction, photoinitiated graft polymerization, amination, surface cross-polymerization of polyethylene oxide, and chemical reaction of terminal hydroxyl groups. Forming a first functional group on the polymer surface by a method selected from one of corona discharge, plasma etching, laser treatment, and ion beam treatment, and at least one biological function having at least a second functional group on the surface. A ligand-adsorbed stamp is contacted to form a covalent bond with the first functional group on the polymer surface, and the biochemical ligand is covalently attached directly to the polymer surface by separating the stamp from the polymer surface. A method of fixing is described. In the above method, patterning is performed by bringing a solid (PDMS) into contact with the polymer film. However, since the sensor for SPR is a surface with a polymer thin film on a metal thin film, the physical strength is small, and the contact of solids will damage the sensor surface. Is not suitable.
本発明は上記した問題点を解消することを解決すべき課題とした。特に、本発明は、センサー表面を傷つけることなく少なくとも2種類以上の表面がパターニングされ、これにより非特異吸着を抑制したバイオセンサーを提供することを解決すべき課題とした。 This invention made it the subject which should solve the above-mentioned problem to be solved. In particular, an object of the present invention is to provide a biosensor in which at least two types of surfaces are patterned without damaging the sensor surface, thereby suppressing nonspecific adsorption.
本発明者らは上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、基板の表面を、光活性基を有する疎水性化合物でコーティングし、光照射によりパターニングを行うことにより所望のバイオセンサーを提供できることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors provide a desired biosensor by coating the surface of the substrate with a hydrophobic compound having a photoactive group and patterning by light irradiation. The present inventors have found that this can be done and have completed the present invention.
即ち、本発明によれば、光活性基を有する疎水性化合物でコーティングした基板から成るバイオセンサーが提供される。 That is, according to the present invention, there is provided a biosensor comprising a substrate coated with a hydrophobic compound having a photoactive group.
好ましくは、本発明のバイオセンサーにおいては、光活性基を有する疎水性化合物でコーティングした基板に光照射を施すことにより少なくとも2種類以上の表面がパターニングされている。 Preferably, in the biosensor of the present invention, at least two types of surfaces are patterned by irradiating light onto a substrate coated with a hydrophobic compound having a photoactive group.
好ましくは、本発明のバイオセンサーは、光活性基を有する疎水性化合物でコーティングした金属表面あるいは金属膜から成る。
好ましくは、金属表面あるいは金属膜が、金、銀、銅、白金又はアルミニウムからなる群より選ばれる自由電子金属からなるものである。
Preferably, the biosensor of the present invention comprises a metal surface or metal film coated with a hydrophobic compound having a photoactive group.
Preferably, the metal surface or the metal film is made of a free electron metal selected from the group consisting of gold, silver, copper, platinum or aluminum.
好ましくは、金属膜の厚さは0.1nmから500nmである。
好ましくは、光活性基を有する疎水性化合物のコーティング厚さは0.1nm以上500nm以下である。
Preferably, the thickness of the metal film is 0.1 nm to 500 nm .
Preferably, the coating thickness of the hydrophobic compound having a photoactive group is 0.1 nm or more and 500 nm or less.
好ましくは、本発明のバイオセンサーは、基板上の最表面に生理活性物質を固定化することができる官能基を有する。
好ましくは、生理活性物質を固定化することができる官能基は、−OH、−SH、−COOH、−NR1R2(式中、R1及びR2は互いに独立に水素原子又は低級アルキル基を示す)、−CHO、−NR3NR1R2(式中、R1、R2及びR3は互いに独立に水素原子又は低級アルキル基を示す)、−NCO、−NCS、エポキシ基、またはビニル基である。
Preferably, the biosensor of the present invention has a functional group capable of immobilizing a physiologically active substance on the outermost surface on the substrate.
Preferably, the functional group capable of immobilizing the physiologically active substance is —OH, —SH, —COOH, —NR 1 R 2 (wherein R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom or a lower alkyl group. -CHO, -NR 3 NR 1 R 2 (wherein R 1 , R 2 and R 3 independently represent a hydrogen atom or a lower alkyl group), -NCO, -NCS, an epoxy group, or Vinyl group.
好ましくは、基板上の最表面上の所定の領域であって光照射によりパターニングされた領域に、生理活性物質を固定化することができる官能基を有する。
好ましくは、本発明のバイオセンサーは非電気化学的検出に使用され、さらに好ましくは表面プラズモン共鳴分析に使用される。
Preferably, it has a functional group capable of immobilizing a physiologically active substance in a predetermined region on the outermost surface of the substrate and patterned by light irradiation.
Preferably, the biosensor of the present invention is used for non-electrochemical detection, more preferably for surface plasmon resonance analysis.
好ましくは、本発明のバイオセンサーは、誘電体ブロックと、この誘電体ブロックの一面に形成された金属膜と、光ビームを発生させる光源と、前記光ビームを前記誘電体ブロックに対して、該誘電体ブロックと金属膜との界面で全反射条件が得られるように、かつ、種々の入射角成分を含むようにして入射させる光学系と、前記界面で全反射した光ビームの強度を測定して表面プラズモン共鳴の状態を検出する光検出手段とを備えてなる表面プラズモン共鳴測定装置に用いられるための測定チップであって、上記誘電体ブロックと上記金属膜とから構成され、上記誘電体ブロックが、前記光ビームの入射面、出射面および前記金属膜が形成される一面の全てを含む1つのブロックとして形成され、この誘電体ブロックに前記金属膜が一体化されている上記の測定チップに形成されている。 Preferably, the biosensor of the present invention includes a dielectric block, a metal film formed on one surface of the dielectric block, a light source that generates a light beam, and the light beam to the dielectric block. An optical system that allows the total reflection condition to be obtained at the interface between the dielectric block and the metal film and that includes various incident angle components, and the intensity of the light beam that is totally reflected at the interface to measure the surface A measurement chip for use in a surface plasmon resonance measurement apparatus comprising a light detection means for detecting a state of plasmon resonance, comprising the dielectric block and the metal film, wherein the dielectric block is Formed as one block including all of the light beam incident surface, light exit surface, and one surface on which the metal film is formed, and the metal film is integrated with the dielectric block. It is formed on the measurement chip being.
本発明の別の側面によれば、光活性基を有する疎水性化合物で基板をコーティングする工程、該基板に光を照射する工程を含む、上記した本発明のバイオセンサーの製造方法が提供される。
好ましくは、光活性基を有する疎水性化合物で基板をコーティングする工程、生理活性物質を固定化することができる官能基を有するモノマー化合物を基板に接触させる工程、及び該基板の所定の領域のみにパターニングしながら光を照射して該モノマー化合物を重合させる工程を含む、上記した本発明のバイオセンサーの製造方法が提供される。
According to another aspect of the present invention, there is provided the above-described method for producing the biosensor of the present invention, comprising the steps of coating a substrate with a hydrophobic compound having a photoactive group, and irradiating the substrate with light. .
Preferably, the step of coating the substrate with a hydrophobic compound having a photoactive group, the step of bringing the monomer compound having a functional group capable of immobilizing a physiologically active substance into contact with the substrate, and a predetermined region of the substrate only There is provided a method for producing the biosensor of the present invention described above, which comprises a step of polymerizing the monomer compound by irradiating light while patterning.
本発明のさらに別の側面によれば、生理活性物質が共有結合により表面に結合している、上記した本発明のバイオセンサーが提供される。
好ましくは、同一面内に少なくとも、生理活性物質又はそれと相互作用する物質を結合させた測定部と、生理活性物質又はそれと相互作用する物質を有さない参照部とが存在する。
According to still another aspect of the present invention, there is provided the biosensor of the present invention as described above, wherein a physiologically active substance is covalently bonded to the surface.
Preferably, at least a measurement part in which a physiologically active substance or a substance that interacts with it is bound and a reference part that does not have a physiologically active substance or a substance that interacts with it exist in the same plane.
本発明のさらに別の側面によれば、上記した本発明のバイオセンサーと生理活性物質とを接触させて、該バイオセンサーの表面に該生理活性物質を共有結合により結合させる工程を含む、バイオセンサーに生理活性物質を固定化する方法が提供される。 According to still another aspect of the present invention, the biosensor includes a step of bringing the biosensor of the present invention into contact with a physiologically active substance and covalently bonding the physiologically active substance to the surface of the biosensor. A method for immobilizing a physiologically active substance is provided.
本発明のさらに別の側面によれば、生理活性物質が共有結合により表面に結合している本発明のバイオセンサーと被験物質とを接触させる工程を含む、該生理活性物質と相互作用する物質を検出または測定する方法が提供される。
好ましくは、生理活性物質と相互作用する物質を非電気化学的方法により検出または測定し、さらに好ましくは、生理活性物質と相互作用する物質を表面プラズモン共鳴分析により検出または測定する。
According to still another aspect of the present invention, a substance that interacts with a physiologically active substance, comprising the step of bringing the biosensor of the present invention in which the physiologically active substance is covalently bonded to the surface with the test substance. A method of detecting or measuring is provided.
Preferably, the substance that interacts with the physiologically active substance is detected or measured by a non-electrochemical method, and more preferably, the substance that interacts with the physiologically active substance is detected or measured by surface plasmon resonance analysis.
本発明により、センサー表面を傷つけることなく少なくとも2種類以上の表面がパターニングされ、これにより非特異吸着を抑制したバイオセンサーを提供することが可能になった。 According to the present invention, it is possible to provide a biosensor in which at least two types of surfaces are patterned without damaging the sensor surface, thereby suppressing nonspecific adsorption.
以下、本発明の実施の形態について説明する。
本発明のバイオセンサーは、光活性基を有する疎水性化合物でコーティングした基板から成ることを特徴とし、さらに好ましくは、光活性基を有する疎水性化合物でコーティングした基板に光照射を施すことにより少なくとも2種類以上の表面がパターニングされていることを特徴とする。
Embodiments of the present invention will be described below.
The biosensor of the present invention is characterized by comprising a substrate coated with a hydrophobic compound having a photoactive group, and more preferably, at least by subjecting the substrate coated with a hydrophobic compound having a photoactive group to light irradiation. Two or more types of surfaces are patterned.
先ず、本発明で用いる光活性基を有する疎水性化合物について説明する。本発明で用いる光活性基を有する疎水性化合物を得る方法としては、(1)一般的な疎水性化合物に、光活性基または光活性基を有する化合物を導入する方法、(2)光活性基を有する高分子化合物に、疎水性基を導入する方法、及び(3)光活性基を有する化合物を疎水性化合物に混合する方法などが挙げられる。 First, the hydrophobic compound having a photoactive group used in the present invention will be described. The method for obtaining a hydrophobic compound having a photoactive group used in the present invention includes (1) a method of introducing a photoactive group or a compound having a photoactive group into a general hydrophobic compound, and (2) a photoactive group. Examples thereof include a method of introducing a hydrophobic group into a polymer compound having, and (3) a method of mixing a compound having a photoactive group with a hydrophobic compound.
上記した(1)一般的な疎水性化合物に、光活性基または光活性基を有する化合物を導入する方法で用いられる、一般的な疎水性化合物としては、芳香族基、アルキル基を有する化合物等が挙げられる。 Examples of the general hydrophobic compound used in the above-described method (1) of introducing a photoactive group or a compound having a photoactive group into a general hydrophobic compound include compounds having an aromatic group and an alkyl group. Is mentioned.
また、以下に挙げる疎水性モノマーを重合して得られるものを適用することも好ましい態様である。そのような疎水性モノマーとしては、(メタ)アクリレート、スチレンなどの疎水性基を有するモノマーが挙げられ、これらの疎水性モノマーから選ばれる少なくとも1種を用いて得られるホモポリマー、もしくは2種以上を共重合させたコポリマー等を目的に応じて選択すればよい。共重合させる場合には、ランダム共重合でもブロック共重合でもよい。 Moreover, it is also a preferable aspect to apply what is obtained by superposing | polymerizing the hydrophobic monomer mentioned below. Examples of such hydrophobic monomers include monomers having a hydrophobic group such as (meth) acrylate and styrene, and homopolymers obtained by using at least one selected from these hydrophobic monomers, or two or more types A copolymer or the like obtained by copolymerization of may be selected according to the purpose. When copolymerizing, random copolymerization or block copolymerization may be used.
本発明に用いられる光活性基とは、150nm〜1200nmの領域の光照射により分解され、ラジカルを発生する基を指す。具体的には、光ナイトレンを発生するアジド基や、一般に光でラジカルを発生するジアゾ基、ベンゾフェノン基、トリクロロメチル基、α−ヒドロキシアセトフェノン基、α−アルコキシアセトフェノン基等が挙げられ、さらに、これらの光活性基を有する化合物としては、アジド化合物、ジアゾ化合物、トリクロロメチル−トリアジン化合物等が挙げられる。 The photoactive group used in the present invention refers to a group that is decomposed by light irradiation in the region of 150 nm to 1200 nm to generate a radical. Specific examples include an azide group that generates photonitrene, a diazo group that generally generates radicals by light, a benzophenone group, a trichloromethyl group, an α-hydroxyacetophenone group, an α-alkoxyacetophenone group, and the like. Examples of the compound having a photoactive group include an azide compound, a diazo compound, and a trichloromethyl-triazine compound.
上記した(2)光活性基を有する高分子化合物に疎水性基を導入する方法で用いられる、光活性基を有する高分子化合物としては、ジアゾ化合物、アジド化合物、ベンゾフェノン型化合物等が挙げられる。また、上記光活性基を有する高分子化合物に導入される疎水性基としては、(メタ)アクリレート、スチレン等が挙げられる。 Examples of the polymer compound having a photoactive group used in the above method (2) of introducing a hydrophobic group into the polymer compound having a photoactive group include a diazo compound, an azide compound, and a benzophenone type compound. Moreover, (meth) acrylate, styrene, etc. are mentioned as a hydrophobic group introduce | transduced into the high molecular compound which has the said photoactive group.
上記した(3)光活性基を有する化合物を疎水性化合物に混合する方法で用いられる、光活性基を有する化合物及び疎水性化合物としては、それぞれ上記(1)及び(2)の方法において記載したものが挙げられる。 The compound having a photoactive group and the hydrophobic compound used in the above method (3) of mixing a compound having a photoactive group with a hydrophobic compound are described in the methods (1) and (2), respectively. Things.
上記方法(1)および(2)の方法で合成された、光活性基を有する疎水性化合物中の疎水性基と、光活性基との組成比としては、1:99〜90:10が好ましく、5:95〜60:40がさらに好ましい。なお、これらの組成比は、合成時において、上記一般的な疎水性化合物に対する光活性基の添加量、或いは、光活性基を有する高分子化合物に対する疎水性基の添加量を調節することでコントロールすることができる。 The composition ratio of the hydrophobic group in the hydrophobic compound having a photoactive group and the photoactive group synthesized by the methods (1) and (2) is preferably 1:99 to 90:10. 5: 95-60: 40 is more preferable. These composition ratios can be controlled during synthesis by adjusting the amount of photoactive groups added to the above general hydrophobic compounds or the amount of hydrophobic groups added to polymer compounds having photoactive groups. can do.
また、本発明に用いられる光活性基または、光活性基を有する化合物を、上記疎水性モノマーの重合により得られた、ポリマー構造を有する疎水性化合物に導入する場合、その導入位置は、側鎖及び/又は末端のいずれでもよいが、疎水性発現の観点から少なくとも末端に有することが好ましい。ここで、光活性基を有する疎水性化合物の具体例(疎水性化合物1〜疎水性化合物15)を組成比と共に以下に示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。 In addition, when the photoactive group or the compound having a photoactive group used in the present invention is introduced into the hydrophobic compound having a polymer structure obtained by polymerization of the hydrophobic monomer, the introduction position is a side chain. However, it is preferable to have at least the terminal from the viewpoint of hydrophobic expression. Here, although the specific example (hydrophobic compound 1-hydrophobic compound 15) of the hydrophobic compound which has a photoactive group is shown below with a composition ratio, this invention is not limited to these.
このような光活性基を有する疎水性化合物は、特開2003−345038号公報等にも記載の通り公知の方法で合成することができる。 Such a hydrophobic compound having a photoactive group can be synthesized by a known method as described in JP-A-2003-345038.
光活性基を有する疎水性化合物の基板へのコーティングは常法によって行うことができ、例えば、スピン塗布、エアナイフ塗布、バー塗布、ブレード塗布、スライド塗布、カーテン塗布、さらにはスプレー法、蒸着法、キャスト法、浸漬法等によって行うことができる。
光活性基を有する疎水性化合物のコーティング厚さは特に限定されないが、好ましくは0.1nm以上500nm以下であり、特に好ましくは1nm以上300nm以下である。
Coating of a hydrophobic compound having a photoactive group on a substrate can be performed by a conventional method, for example, spin coating, air knife coating, bar coating, blade coating, slide coating, curtain coating, spraying, vapor deposition, It can be performed by a casting method, a dipping method, or the like.
The coating thickness of the hydrophobic compound having a photoactive group is not particularly limited, but is preferably 0.1 nm to 500 nm , and particularly preferably 1 nm to 300 nm .
本発明におけるパターン形成を行う場合のエネルギー付与方法には特に制限はなく、光活性基を分解してラジカルを発生させることが可能であれば、露光、加熱のいずれの方法も使用できるが、コスト、装置の簡易性の観点からは活性光線を照射する方法が好ましい。画像様の露光に活性光線の照射を適用する場合、デジタルデータに基づく走査露光、リスフィルムを用いたパターン露光のいずれも使用することができる。パターン形成に用いる方法としては、加熱、露光等の輻射線照射により書き込みを行う方法が挙げられる。例えば、赤外線レーザ、紫外線ランプ、可視光線などによる光照射、γ線などの電子線照射、サーマルヘッドによる熱的な記録などが可能である。これらの光源としては、例えば、水銀灯、メタルハライドランプ、キセノンランプ、ケミカルランプ、カーボンアーク灯等がある。放射線としては、電子線、X線、イオンビーム、遠赤外線などがある。またg線、i線、Deep−UV光、高密度エネルギービーム(レーザービーム)も使用される。一般的に用いられる具体的な態様としては、熱記録ヘッド等による直接画像様記録、赤外線レーザによる走査露光、キセノン放電灯などの高照度フラッシュ露光や赤外線ランプ露光などが好適に挙げられる。コンピュータのデジタルデータによるダイレクトパターン形成を行うためには、レーザ露光によりエネルギーを付与することが好ましい。レーザとしては、炭酸ガスレーザ、窒素レーザ、Arレーザ、He/Neレーザ、He/Cdレーザ、Krレーザ等の気体レーザ、液体(色素)レーザ、ルビーレーザ、Nd/YAGレーザ等の固体レーザ、GaAs/GaAlAs、InGaAsレーザ等の半導体レーザ、KrFレーザ、XeClレーザ、XeFレーザ、Ar2等のエキシマレーザ等を使用することができる。なかでも、波長700〜1200nmの赤外線を放射する半導体レーザ、YAGレーザ等の固体高出力赤外線レーザによる露光が好適である。この後、水で洗浄することにより、未露光部の高分子を溶解除去する。 There is no particular limitation on the energy application method for pattern formation in the present invention, and any method of exposure and heating can be used as long as it can generate radicals by decomposing photoactive groups. From the viewpoint of simplicity of the apparatus, a method of irradiating actinic rays is preferable. When actinic light irradiation is applied to image-like exposure, both scanning exposure based on digital data and pattern exposure using a lith film can be used. Examples of the method used for pattern formation include a method of writing by radiation irradiation such as heating and exposure. For example, light irradiation with an infrared laser, an ultraviolet lamp, visible light, etc., electron beam irradiation such as γ rays, thermal recording with a thermal head, and the like are possible. Examples of these light sources include mercury lamps, metal halide lamps, xenon lamps, chemical lamps, and carbon arc lamps. Examples of radiation include electron beams, X-rays, ion beams, and far infrared rays. Also, g-line, i-line, deep-UV light, and high-density energy beam (laser beam) are used. Specific examples generally used include direct image-like recording with a thermal recording head, scanning exposure with an infrared laser, high-illuminance flash exposure such as a xenon discharge lamp, and infrared lamp exposure. In order to perform direct pattern formation using digital data of a computer, it is preferable to apply energy by laser exposure. Lasers include gas lasers such as carbon dioxide lasers, nitrogen lasers, Ar lasers, He / Ne lasers, He / Cd lasers, Kr lasers, solid state lasers such as liquid (pigment) lasers, ruby lasers, Nd / YAG lasers, GaAs / Semiconductor lasers such as GaAlAs and InGaAs lasers, KrF lasers, XeCl lasers, XeF lasers, and excimer lasers such as Ar 2 can be used. In particular, exposure with a solid-state high-power infrared laser such as a semiconductor laser or a YAG laser that emits infrared light with a wavelength of 700 to 1200 nm is preferable. Thereafter, the polymer in the unexposed area is dissolved and removed by washing with water.
本発明では、光活性基を有する疎水性化合物で被覆されたバイオセンサー表面に、光照射により少なくとも2種類以上の表面をパターニングする。パターニングは、例えば、生理活性物質を固定化する部分と、生理活性物質を固定化しない部分をパターニングするために行うことができる。 In the present invention, at least two types of surfaces are patterned on the biosensor surface coated with a hydrophobic compound having a photoactive group by light irradiation. The patterning can be performed, for example, to pattern a portion where the physiologically active substance is immobilized and a portion where the physiologically active substance is not immobilized.
同一面内に作る少なくとも2種類以上の表面としては、例えば、生理活性物質又はそれと相互作用する物質を結合させた測定部と、生理活性物質又はそれと相互作用する物質を有さない参照部との組み合わせが挙げられる。 For example, at least two types of surfaces formed in the same plane include, for example, a measurement unit combined with a physiologically active substance or a substance that interacts with it and a reference part that does not have the physiologically active substance or a substance that interacts with it. Combinations are listed.
本発明においては、上記のように同一面内に測定部と参照部とを設けることにより外乱によるベースライン変動を相殺し、実質的に安定化することが可能となる。 In the present invention, by providing the measurement unit and the reference unit in the same plane as described above, it is possible to cancel the baseline fluctuation due to the disturbance and substantially stabilize it.
本発明においては、例えば、光活性基を有する疎水性化合物で基板をコーティングした後に、生理活性物質を固定化することができる官能基を有するモノマー化合物を基板に接触させ、その後、該基板の所定の領域のみにパターニングしながら光を照射して該モノマー化合物を結合させることができる。この操作により、光照射された領域のみに生理活性物質を固定化することができる官能基を有するリンカーが生成するが、光照射されなかった領域にはリンカーが形成されない。そして光照射後に、基板を適当な液体(例えば、水など)で洗浄してモノマー化合物を除去することにより、基板の表面を、生理活性物質を固定化できる官能基を有する領域と、このような官能基を有さない領域とにパターニングすることができる。 In the present invention, for example, after coating a substrate with a hydrophobic compound having a photoactive group, a monomer compound having a functional group capable of immobilizing a physiologically active substance is brought into contact with the substrate, and thereafter The monomer compound can be bonded by irradiating light while patterning only the region. By this operation, a linker having a functional group capable of immobilizing a physiologically active substance only in the region irradiated with light is generated, but no linker is formed in the region not irradiated with light. After the light irradiation, the surface of the substrate is washed with an appropriate liquid (for example, water) to remove the monomer compound, whereby the surface of the substrate has a functional group capable of immobilizing a physiologically active substance, and such a region. Patterning can be performed on a region having no functional group.
本明細書において、生理活性物質を固定化することができる官能基の種類は特に限定されないが、好ましい官能基としては−OH、−SH、−COOH、−NR1R2(式中、R1及びR2は互いに独立に水素原子又は低級アルキル基を示す)、−CHO、−NR3NR1R2(式中、R1、R2及びR3は互いに独立に水素原子又は低級アルキル基を示す)、−NCO、−NCS、エポキシ基、またはビニル基などが挙げられる。ここで、低級アルキル基における炭素数は特に限定されないが、一般的にはC1〜C10程度であり、好ましくはC1〜C6である。 In the present specification, the type of functional group capable of immobilizing a physiologically active substance is not particularly limited, but preferred functional groups include —OH, —SH, —COOH, —NR 1 R 2 (wherein R 1 And R 2 independently represent a hydrogen atom or a lower alkyl group), —CHO, —NR 3 NR 1 R 2 (wherein R 1 , R 2 and R 3 independently represent a hydrogen atom or a lower alkyl group) ), -NCO, -NCS, an epoxy group, or a vinyl group. Here, the number of carbon atoms in the lower alkyl group is not particularly limited, but is generally about C1 to C10, preferably C1 to C6.
本発明で用いることができる生理活性物質を固定化することができる官能基を有するモノマー化合物の具体例としては、アクリル酸、メタクリル酸、ポリエチレングリコール、ポリエチレングリコールアクリル酸モノエステル、ポリエチレングリコールメタクリル酸モノエステルなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。 Specific examples of the monomer compound having a functional group capable of immobilizing a physiologically active substance that can be used in the present invention include acrylic acid, methacrylic acid, polyethylene glycol, polyethylene glycol acrylic acid monoester, polyethylene glycol methacrylate monoester. Examples include, but are not limited to, esters.
上記のようにして得られたバイオセンサー用表面において、上記の官能基を介して生理活性物質を共有結合させることによって、金属表面又は金属膜に生理活性物質を固定化することができる。 On the biosensor surface obtained as described above, the physiologically active substance can be immobilized on the metal surface or metal film by covalently bonding the physiologically active substance via the functional group.
本発明で言うバイオセンサーとは最も広義に解釈され、生体分子間の相互作用を電気的信号等の信号に変換して、対象となる物質を測定・検出するセンサーを意味する。通常のバイオセンサーは、検出対象とする化学物質を認識するレセプター部位と、そこに発生する物理的変化又は化学的変化を電気信号に変換するトランスデューサー部位とから構成される。生体内には、互いに親和性のある物質として、酵素/基質、酵素/補酵素、抗原/抗体、ホルモン/レセプターなどがある。バイオセンサーでは、これら互いに親和性のある物質の一方を基板に固定化して分子認識物質として用いることによって、対応させるもう一方の物質を選択的に計測するという原理を利用している。 The biosensor referred to in the present invention is interpreted in the broadest sense, and means a sensor that measures and detects a target substance by converting an interaction between biomolecules into a signal such as an electrical signal. A normal biosensor is composed of a receptor site for recognizing a chemical substance to be detected and a transducer site for converting a physical change or chemical change generated therein into an electrical signal. In the living body, there are enzymes / substrates, enzymes / coenzymes, antigens / antibodies, hormones / receptors and the like as substances having affinity for each other. Biosensors use the principle that one of these substances having affinity with each other is immobilized on a substrate and used as a molecular recognition substance, thereby selectively measuring the other substance to be matched.
本発明のバイオセンサーは好ましくは、金属表面又は金属膜を光活性基を有する疎水性化合物でコーティングしたものである。金属表面あるいは金属膜を構成する金属としては、例えば、表面プラズモン共鳴バイオセンサー用を考えた場合、表面プラズモン共鳴が生じ得るようなものであれば特に限定されない。好ましくは金、銀、銅、アルミニウム、白金等の自由電子金属が挙げられ、特に金が好ましい。それらの金属は単独又は組み合わせて使用することができる。また、上記基板への付着性を考慮して、基板と金属からなる層との間にクロム等からなる介在層を設けてもよい。 The biosensor of the present invention is preferably a metal surface or metal film coated with a hydrophobic compound having a photoactive group. The metal constituting the metal surface or metal film is not particularly limited as long as surface plasmon resonance can occur when, for example, a surface plasmon resonance biosensor is considered. Preferred examples include free electron metals such as gold, silver, copper, aluminum, and platinum, with gold being particularly preferred. These metals can be used alone or in combination. In consideration of adhesion to the substrate, an intervening layer made of chromium or the like may be provided between the substrate and the layer made of metal.
金属膜の膜厚は任意であるが、例えば、表面プラズモン共鳴バイオセンサー用を考えた場合、0.1nm以上500nm以下であるのが好ましく、0.5nm以上500nm以下であるのがさらに好ましく、特に1nm以上200nm以下であるのが好ましい。500nmを超えると、媒質の表面プラズモン現象を十分検出することができない。また、クロム等からなる介在層を設ける場合、その介在層の厚さは、0.1nm以上、10nm以下であるのが好ましい。 Although the thickness of the metal film is arbitrary, for example, when considering the use for a surface plasmon resonance biosensor, it is preferably 0.1 nm or more and 500 nm or less, more preferably 0.5 nm or more and 500 nm or less, particularly It is preferably 1 nm or more and 200 nm or less. If it exceeds 500 nm , the surface plasmon phenomenon of the medium cannot be sufficiently detected. Moreover, when an interstitial layer consisting of chrome or the like, the thickness of the intervening layer, 0.1 nm or more, preferably 10nm or less.
金属膜の形成は常法によって行えばよく、例えば、スパッタ法、蒸着法、イオンプレーティング法、電気めっき法、無電解めっき法等によって行うことができる。 The metal film may be formed by a conventional method, for example, sputtering, vapor deposition, ion plating, electroplating, electroless plating, or the like.
金属膜は好ましくは基板上に配置されている。ここで、「基板上に配置される」とは、金属膜が基板上に直接接触するように配置されている場合のほか、金属膜が基板に直接接触することなく、他の層を介して配置されている場合をも含む意味である。本発明で使用することができる基板としては例えば、表面プラズモン共鳴バイオセンサー用を考えた場合、一般的にはBK7等の光学ガラス、あるいは合成樹脂、具体的にはポリメチルメタクリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマーなどのレーザー光に対して透明な材料からなるものが使用できる。このような基板は、好ましくは、偏光に対して異方性を示さずかつ加工性の優れた材料が望ましい。 The metal film is preferably disposed on the substrate. Here, “arranged on the substrate” means that the metal film is arranged so as to be in direct contact with the substrate, and that the metal film is not directly in contact with the substrate, but through other layers. This also includes the case where they are arranged. As a substrate that can be used in the present invention, for example, in the case of a surface plasmon resonance biosensor, generally, optical glass such as BK7, or synthetic resin, specifically polymethyl methacrylate, polyethylene terephthalate, polycarbonate A material made of a material transparent to laser light such as a cycloolefin polymer can be used. Such a substrate is preferably made of a material that does not exhibit anisotropy with respect to polarized light and has excellent processability.
本発明のバイオセンサー用表面上に固定される生理活性物質としては、測定対象物と相互作用するものであれば特に限定されず、例えば免疫蛋白質、酵素、微生物、核酸、低分子有機化合物、非免疫蛋白質、免疫グロブリン結合性蛋白質、糖結合性蛋白質、糖を認識する糖鎖、脂肪酸もしくは脂肪酸エステル、あるいはリガンド結合能を有するポリペプチドもしくはオリゴペプチドなどが挙げられる。 The physiologically active substance immobilized on the biosensor surface of the present invention is not particularly limited as long as it interacts with the measurement target, and examples thereof include immune proteins, enzymes, microorganisms, nucleic acids, low molecular organic compounds, non-molecular compounds, and the like. Examples include immune proteins, immunoglobulin-binding proteins, sugar-binding proteins, sugar chains that recognize sugars, fatty acids or fatty acid esters, or polypeptides or oligopeptides having ligand binding ability.
免疫蛋白質としては、測定対象物を抗原とする抗体やハプテンなどを例示することができる。抗体としては、種々の免疫グロブリン、即ちIgG、IgM、IgA、IgE、IgDを使用することができる。具体的には、測定対象物がヒト血清アルブミンであれば、抗体として抗ヒト血清アルブミン抗体を使用することができる。また、農薬、殺虫剤、メチシリン耐性黄色ブドウ球菌、抗生物質、麻薬、コカイン、ヘロイン、クラック等を抗原とする場合には、例えば抗アトラジン抗体、抗カナマイシン抗体、抗メタンフェタミン抗体、あるいは病原性大腸菌の中でO抗原26、86、55、111 、157 などに対する抗体等を使用することができる。 Examples of immunity proteins include antibodies and haptens that use the measurement target as an antigen. As the antibody, various immunoglobulins, that is, IgG, IgM, IgA, IgE, and IgD can be used. Specifically, when the measurement target is human serum albumin, an anti-human serum albumin antibody can be used as the antibody. In addition, when using pesticides, insecticides, methicillin-resistant Staphylococcus aureus, antibiotics, narcotics, cocaine, heroin, cracks, etc. as antigens, for example, anti-atrazine antibodies, anti-kanamycin antibodies, anti-methamphetamine antibodies, or pathogenic E. coli Among them, antibodies against O antigens 26, 86, 55, 111, 157 and the like can be used.
酵素としては、測定対象物又は測定対象物から代謝される物質に対して活性を示すものであれば、特に限定されることなく、種々の酵素、例えば酸化還元酵素、加水分解酵素、異性化酵素、脱離酵素、合成酵素等を使用することができる。具体的には、測定対象物がグルコースであれば、グルコースオキシダーゼを、測定対象物がコレステロールであれば、コレステロールオキシダーゼを使用することができる。また、農薬、殺虫剤、メチシリン耐性黄色ブドウ球菌、抗生物質、麻薬、コカイン、ヘロイン、クラック等を測定対象物とする場合には、それらから代謝される物質と特異的反応を示す、例えばアセチルコリンエステラーゼ、カテコールアミンエステラーゼ、ノルアドレナリンエステラーゼ、ドーパミンエステラーゼ等の酵素を使用することができる。 The enzyme is not particularly limited as long as it shows activity against the measurement object or a substance metabolized from the measurement object, and various enzymes such as oxidoreductase, hydrolase, isomerase , A desorbing enzyme, a synthesizing enzyme and the like can be used. Specifically, if the measurement object is glucose, glucose oxidase can be used, and if the measurement object is cholesterol, cholesterol oxidase can be used. Also, when pesticides, insecticides, methicillin-resistant Staphylococcus aureus, antibiotics, narcotics, cocaine, heroin, cracks, etc. are used as measurement objects, they exhibit a specific reaction with substances metabolized from them, such as acetylcholinesterase. Enzymes such as catecholamine esterase, noradrenaline esterase and dopamine esterase can be used.
微生物としては、特に限定されることなく、大腸菌をはじめとする種々の微生物を使用することができる。
核酸としては、測定の対象とする核酸と相補的にハイブリダイズするものを使用することができる。核酸は、DNA(cDNAを含む)、RNAのいずれも使用できる。DNAの種類は特に限定されず、天然由来のDNA、遺伝子組換え技術により調製した組換えDNA、又は化学合成DNAの何れでもよい。
低分子有機化合物としては通常の有機化学合成の方法で合成することができる任意の化合物が挙げられる。
The microorganism is not particularly limited, and various microorganisms including Escherichia coli can be used.
As the nucleic acid, one that hybridizes complementarily with the nucleic acid to be measured can be used. As the nucleic acid, either DNA (including cDNA) or RNA can be used. The type of DNA is not particularly limited, and may be any of naturally derived DNA, recombinant DNA prepared by gene recombination technology, or chemically synthesized DNA.
Examples of the low molecular weight organic compound include any compound that can be synthesized by an ordinary organic chemical synthesis method.
非免疫蛋白質としては、特に限定されることなく、例えばアビジン(ストレプトアビジン)、ビオチン又はレセプターなどを使用できる。
免疫グロブリン結合性蛋白質としては、例えばプロテインAあるいはプロテインG、リウマチ因子(RF)等を使用することができる。
糖結合性蛋白質としては、レクチン等が挙げられる。
脂肪酸あるいは脂肪酸エステルとしては、ステアリン酸、アラキジン酸、ベヘン酸、ステアリン酸エチル、アラキジン酸エチル、ベヘン酸エチル等が挙げられる。
The non-immune protein is not particularly limited, and for example, avidin (streptavidin), biotin or a receptor can be used.
As the immunoglobulin-binding protein, for example, protein A or protein G, rheumatoid factor (RF) and the like can be used.
Examples of sugar-binding proteins include lectins.
Examples of the fatty acid or fatty acid ester include stearic acid, arachidic acid, behenic acid, ethyl stearate, ethyl arachidate, and ethyl behenate.
生理活性物質が抗体や酵素などの蛋白質又は核酸である場合、その固定化は、生理活性物質のアミノ基、チオール基等を利用し、金属表面の官能基に共有結合させることで行うことができる。 When the physiologically active substance is a protein or nucleic acid such as an antibody or an enzyme, the immobilization can be performed by covalently bonding to a functional group on the metal surface using the amino group, thiol group or the like of the physiologically active substance. .
上記のようにして生理活性物質を固定化したバイオセンサーは、当該生理活性物質と相互作用する物質の検出及び/又は測定のために使用することができる。 The biosensor on which a physiologically active substance is immobilized as described above can be used for detection and / or measurement of a substance that interacts with the physiologically active substance.
即ち、本発明によれば、生理活性物質が固定化された本発明のバイオセンサーを用いて、これに被験物質を接触させることにより、該バイオセンサーに固定化されている生理活性物質と相互作用する物質を検出及び/又は測定する方法が提供される。
被験物質としては例えば、上記した生理活性物質と相互作用する物質を含む試料などを使用することができる。
That is, according to the present invention, the biosensor of the present invention on which a physiologically active substance is immobilized is brought into contact with a test substance to thereby interact with the physiologically active substance immobilized on the biosensor. A method of detecting and / or measuring a substance to be provided is provided.
As the test substance, for example, a sample containing a substance that interacts with the above physiologically active substance can be used.
本発明では、バイオセンサー用表面に固定化されている生理活性物質と被験物質との相互作用を非電気化学的方法により検出及び/又は測定することが好ましい。非電気化学的方法としては、表面プラズモン共鳴(SPR)測定技術、水晶発振子マイクロバランス(QCM)測定技術、金のコロイド粒子から超微粒子までの機能化表面を使用した測定技術などが挙げられる。 In the present invention, it is preferable to detect and / or measure the interaction between the physiologically active substance immobilized on the biosensor surface and the test substance by a non-electrochemical method. Non-electrochemical methods include surface plasmon resonance (SPR) measurement technology, quartz crystal microbalance (QCM) measurement technology, measurement technology using functionalized surfaces from gold colloidal particles to ultrafine particles.
本発明の好ましい態様によれば、本発明のバイオセンサーは、例えば、透明基板上に配置される金属膜を備えていることを特徴とする表面プラズモン共鳴用バイオセンサーとして用いることができる。 According to a preferred aspect of the present invention, the biosensor of the present invention can be used as a surface plasmon resonance biosensor characterized by including a metal film disposed on a transparent substrate, for example.
表面プラズモン共鳴用バイオセンサーとは、表面プラズモン共鳴バイオセンサーに使用されるバイオセンサーであって、該センサーより照射された光を透過及び反射する部分、並びに生理活性物質を固定する部分とを含む部材を言い、該センサーの本体に固着されるものであってもよく、また脱着可能なものであってもよい。 The surface plasmon resonance biosensor is a biosensor used in the surface plasmon resonance biosensor, and includes a part that transmits and reflects light emitted from the sensor, and a part that fixes a physiologically active substance. And may be fixed to the main body of the sensor or may be removable.
表面プラズモン共鳴の現象は、ガラス等の光学的に透明な物質と金属薄膜層との境界から反射された単色光の強度が、金属の出射側にある試料の屈折率に依存することによるものであり、従って、反射された単色光の強度を測定することにより、試料を分析することができる。 The phenomenon of surface plasmon resonance is due to the fact that the intensity of monochromatic light reflected from the boundary between an optically transparent substance such as glass and the metal thin film layer depends on the refractive index of the sample on the metal exit side. Yes, so the sample can be analyzed by measuring the intensity of the reflected monochromatic light.
表面プラズモンが光波によって励起される現象を利用して、被測定物質の特性を分析する表面プラズモン測定装置としては、Kretschmann配置と称される系を用いるものが挙げられる(例えば特開平6−167443号公報参照)。上記の系を用いる表面プラズモン測定装置は基本的に、例えばプリズム状に形成された誘電体ブロックと、この誘電体ブロックの一面に形成されて試料液などの被測定物質に接触させられる金属膜と、光ビームを発生させる光源と、上記光ビームを誘電体ブロックに対して、該誘電体ブロックと金属膜との界面で全反射条件が得られるように種々の角度で入射させる光学系と、上記界面で全反射した光ビームの強度を測定して表面プラズモン共鳴の状態、つまり全反射減衰の状態を検出する光検出手段とを備えてなるものである。 As a surface plasmon measuring device for analyzing the characteristics of a substance to be measured using a phenomenon in which surface plasmons are excited by light waves, there is an apparatus using a system called Kretschmann arrangement (for example, JP-A-6-167443). See the official gazette). A surface plasmon measuring apparatus using the above system basically includes a dielectric block formed in a prism shape, for example, and a metal film formed on one surface of the dielectric block and brought into contact with a substance to be measured such as a sample liquid. A light source that generates a light beam; an optical system that causes the light beam to enter the dielectric block at various angles so that a total reflection condition is obtained at an interface between the dielectric block and the metal film; and It comprises light detecting means for detecting the surface plasmon resonance state, that is, the state of total reflection attenuation by measuring the intensity of the light beam totally reflected at the interface.
本発明のバイオセンサーは、誘電体ブロックと、この誘電体ブロックの一面に形成された金属膜と、光ビームを発生させる光源と、前記光ビームを前記誘電体ブロックに対して、該誘電体ブロックと金属膜との界面で全反射条件が得られるように、かつ、種々の入射角成分を含むようにして入射させる光学系と、前記界面で全反射した光ビームの強度を測定して表面プラズモン共鳴の状態を検出する光検出手段とを備えてなる表面プラズモン共鳴測定装置に用いられるための測定チップが好ましく、上記誘電体ブロックと上記金属膜とから構成され、上記誘電体ブロックが、前記光ビームの入射面、出射面および前記金属膜が形成される一面の全てを含む1つのブロックとして形成され、この誘電体ブロックに前記金属膜が一体化されている上記の測定チップ中に形成して、使用することができる。 The biosensor of the present invention includes a dielectric block, a metal film formed on one surface of the dielectric block, a light source that generates a light beam, and the light beam with respect to the dielectric block. An optical system that allows the total reflection condition to be obtained at the interface between the surface and the metal film and includes various incident angle components, and the intensity of the light beam totally reflected at the interface to measure surface plasmon resonance. A measurement chip for use in a surface plasmon resonance measurement apparatus comprising a light detection means for detecting a state is preferable, and is composed of the dielectric block and the metal film, and the dielectric block is formed of the light beam. It is formed as one block including all of the entrance surface, the exit surface, and one surface on which the metal film is formed, and the metal film is integrated with the dielectric block. Formed in the serial measurement chip, it can be used.
本発明では、具体的には、特開2001−330560号公報記載の図1〜図32で説明されている表面プラズモン共鳴測定装置、特開2002−296177号公報記載の図1〜図15で説明されている表面プラズモン共鳴測定装置を好ましく用いることができる。特開2001−330560号公報および特開2002−296177号公報に記載の内容は全て本明細書の開示の一部として本明細書中に引用するものとする。 In the present invention, specifically, the surface plasmon resonance measuring apparatus described in FIGS. 1 to 32 described in JP 2001-330560 A and described in FIGS. 1 to 15 described in JP 2002-296177 A are described. A surface plasmon resonance measuring apparatus which is used can be preferably used. The contents described in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-330560 and Japanese Patent Laid-Open No. 2002-296177 are all cited in this specification as part of the disclosure of this specification.
なお上述のように種々の入射角を得るためには、比較的細い光ビームを入射角を変化させて上記界面に入射させてもよいし、あるいは光ビームに種々の角度で入射する成分が含まれるように、比較的太い光ビームを上記界面に収束光状態であるいは発散光状態で入射させてもよい。前者の場合は、入射した光ビームの入射角の変化に従って、反射角が変化する光ビームを、上記反射角の変化に同期して移動する小さな光検出器によって検出したり、反射角の変化方向に沿って延びるエリアセンサによって検出することができる。一方後者の場合は、種々の反射角で反射した各光ビームを全て受光できる方向に延びるエリアセンサによって検出することができる。 In order to obtain various incident angles as described above, a relatively thin light beam may be incident on the interface by changing the incident angle, or a component incident on the light beam at various angles is included. As described above, a relatively thick light beam may be incident on the interface in a convergent light state or a divergent light state. In the former case, a light beam whose reflection angle changes according to the change in the incident angle of the incident light beam is detected by a small photodetector that moves in synchronization with the change in the reflection angle, or the direction in which the reflection angle changes Can be detected by an area sensor extending along the line. On the other hand, in the latter case, it can be detected by an area sensor extending in a direction in which each light beam reflected at various reflection angles can be received.
上記構成の表面プラズモン測定装置において、光ビームを金属膜に対して全反射角以上の特定入射角で入射させると、該金属膜に接している被測定物質中に電界分布をもつエバネッセント波が生じ、このエバネッセント波によって金属膜と被測定物質との界面に表面プラズモンが励起される。エバネッセント光の波数ベクトルが表面プラズモンの波数と等しくて波数整合が成立しているとき、両者は共鳴状態となり、光のエネルギーが表面プラズモンに移行するので、誘電体ブロックと金属膜との界面で全反射した光の強度が鋭く低下する。この光強度の低下は、一般に上記光検出手段により暗線として検出される。なお上記の共鳴は、入射ビームがp偏光のときにだけ生じる。したがって、光ビームがp偏光で入射するように予め設定しておく必要がある。 In the surface plasmon measuring apparatus having the above configuration, when a light beam is incident on a metal film at a specific incident angle that is greater than the total reflection angle, an evanescent wave having an electric field distribution is generated in the measured substance in contact with the metal film. The evanescent wave excites surface plasmons at the interface between the metal film and the substance to be measured. When the wave number vector of the evanescent light is equal to the wave number of the surface plasmon and the wave number matching is established, both are in a resonance state and the energy of the light is transferred to the surface plasmon. The intensity of the reflected light decreases sharply. This decrease in light intensity is generally detected as a dark line by the light detection means. The resonance described above occurs only when the incident beam is p-polarized light. Therefore, it is necessary to set in advance so that the light beam is incident as p-polarized light.
この全反射減衰(ATR)が生じる入射角、すなわち全反射減衰角(θSP)より表面プラズモンの波数が分かると、被測定物質の誘電率が求められる。この種の表面プラズモン測定装置においては、全反射減衰角(θSP)を精度良く、しかも大きなダイナミックレンジで測定することを目的として、特開平11−326194号公報に示されるように、アレイ状の光検出手段を用いることが考えられている。この光検出手段は、複数の受光素子が所定方向に配設されてなり、前記界面において種々の反射角で全反射した光ビームの成分をそれぞれ異なる受光素子が受光する向きにして配設されたものである。 If the wave number of the surface plasmon is known from the incident angle at which this total reflection attenuation (ATR) occurs, that is, the total reflection attenuation angle (θSP), the dielectric constant of the substance to be measured can be obtained. In this type of surface plasmon measurement apparatus, as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-326194, in order to measure the total reflection attenuation angle (θSP) with high accuracy and a large dynamic range, It is considered to use detection means. This light detection means is provided with a plurality of light receiving elements arranged in a predetermined direction, and arranged so that different light receiving elements receive light beam components totally reflected at various reflection angles at the interface. Is.
そしてその場合は、上記アレイ状の光検出手段の各受光素子が出力する光検出信号を、該受光素子の配設方向に関して微分する微分手段が設けられ、この微分手段が出力する微分値に基づいて全反射減衰角(θSP)を特定し、被測定物質の屈折率に関連する特性を求めることが多い。 In that case, there is provided differential means for differentiating the light detection signals output from the light receiving elements of the arrayed light detection means with respect to the arrangement direction of the light receiving elements, and based on the differential value output by the differential means. In many cases, the total reflection attenuation angle (θSP) is specified to obtain a characteristic related to the refractive index of the substance to be measured.
また、全反射減衰(ATR)を利用する類似の測定装置として、例えば「分光研究」第47巻 第1号(1998)の第21〜23頁および第26〜27頁に記載がある漏洩モード測定装置も知られている。この漏洩モード測定装置は基本的に、例えばプリズム状に形成された誘電体ブロックと、この誘電体ブロックの一面に形成されたクラッド層と、このクラッド層の上に形成されて、試料液に接触させられる光導波層と、光ビームを発生させる光源と、上記光ビームを上記誘電体ブロックに対して、該誘電体ブロックとクラッド層との界面で全反射条件が得られるように種々の角度で入射させる光学系と、上記界面で全反射した光ビームの強度を測定して導波モードの励起状態、つまり全反射減衰状態を検出する光検出手段とを備えてなるものである。 Moreover, as a similar measuring device using total reflection attenuation (ATR), for example, “Spectroscopic Research” Vol. 47, No. 1, (1998), pages 21 to 23 and pages 26 to 27 are described. Devices are also known. This leakage mode measuring device is basically a dielectric block formed in a prism shape, for example, a clad layer formed on one surface of the dielectric block, and formed on the clad layer to be in contact with the sample liquid. Optical waveguide layer to be generated, a light source for generating a light beam, and the light beam to the dielectric block at various angles so that a total reflection condition is obtained at the interface between the dielectric block and the cladding layer. The optical system includes an incident optical system and light detection means for detecting the excitation state of the waveguide mode, that is, the total reflection attenuation state by measuring the intensity of the light beam totally reflected at the interface.
上記構成の漏洩モード測定装置において、光ビームを誘電体ブロックを通してクラッド層に対して全反射角以上の入射角で入射させると、このクラッド層を透過した後に光導波層においては、ある特定の波数を有する特定入射角の光のみが導波モードで伝搬するようになる。こうして導波モードが励起されると、入射光のほとんどが光導波層に取り込まれるので、上記界面で全反射する光の強度が鋭く低下する全反射減衰が生じる。そして導波光の波数は光導波層の上の被測定物質の屈折率に依存するので、全反射減衰が生じる上記特定入射角を知ることによって、被測定物質の屈折率や、それに関連する被測定物質の特性を分析することができる。 In the leakage mode measuring apparatus having the above-described configuration, when a light beam is incident on the cladding layer through the dielectric block at an incident angle greater than the total reflection angle, the light waveguide layer transmits a specific wave number after passing through the cladding layer. Only light having a specific incident angle having a wave length propagates in the waveguide mode. When the waveguide mode is excited in this way, most of the incident light is taken into the optical waveguide layer, resulting in total reflection attenuation in which the intensity of light totally reflected at the interface is sharply reduced. Since the wave number of guided light depends on the refractive index of the substance to be measured on the optical waveguide layer, knowing the specific incident angle at which total reflection attenuation occurs, the refractive index of the substance to be measured and the measurement object related thereto The properties of the substance can be analyzed.
なおこの漏洩モード測定装置においても、全反射減衰によって反射光に生じる暗線の位置を検出するために、前述したアレイ状の光検出手段を用いることができ、またそれと併せて前述の微分手段が適用されることも多い。 In this leakage mode measuring apparatus, the above-mentioned array-shaped light detecting means can be used to detect the position of the dark line generated in the reflected light due to the total reflection attenuation, and the above-described differentiating means is applied in conjunction therewith. Often done.
また、上述した表面プラズモン測定装置や漏洩モード測定装置は、創薬研究分野等において、所望のセンシング物質に結合する特定物質を見いだすランダムスクリーニングへ使用されることがあり、この場合には前記薄膜層(表面プラズモン測定装置の場合は金属膜であり、漏洩モード測定装置の場合はクラッド層および光導波層)上に上記被測定物質としてセンシング物質を固定し、該センシング物質上に種々の被検体が溶媒に溶かされた試料液を添加し、所定時間が経過する毎に前述の全反射減衰角(θSP)の角度を測定している。 In addition, the surface plasmon measurement device and the leakage mode measurement device described above may be used for random screening to find a specific substance that binds to a desired sensing substance in the field of drug discovery research. In this case, the thin film layer A sensing substance is fixed on the sensing substance on the sensing substance (a metal film in the case of a surface plasmon measuring apparatus, a clad layer and an optical waveguide layer in the case of a leakage mode measuring apparatus), and various analytes are placed on the sensing substance. A sample solution dissolved in a solvent is added, and the total reflection attenuation angle (θSP) is measured every time a predetermined time elapses.
試料液中の被検体が、センシング物質と結合するものであれば、この結合によりセンシング物質の屈折率が時間経過に伴って変化する。したがって、所定時間経過毎に上記全反射減衰角(θSP)を測定し、該全反射減衰角(θSP)の角度に変化が生じているか否か測定することにより、被検体とセンシング物質の結合状態を測定し、その結果に基づいて被検体がセンシング物質と結合する特定物質であるか否かを判定することができる。このような特定物質とセンシング物質との組み合わせとしては、例えば抗原と抗体、あるいは抗体と抗体が挙げられる。具体的には、ウサギ抗ヒトIgG抗体をセンシング物質として薄膜層の表面に固定し、ヒトIgG抗体を特定物質として用いることができる。 If the analyte in the sample liquid binds to the sensing substance, the refractive index of the sensing substance changes with time due to this binding. Therefore, by measuring the total reflection attenuation angle (θSP) every predetermined time and measuring whether or not the total reflection attenuation angle (θSP) has changed, the binding state of the analyte and the sensing substance is determined. It is possible to determine whether or not the analyte is a specific substance that binds to the sensing substance based on the result. Examples of the combination of the specific substance and the sensing substance include an antigen and an antibody, or an antibody and an antibody. Specifically, a rabbit anti-human IgG antibody can be immobilized on the surface of the thin film layer as a sensing substance, and a human IgG antibody can be used as the specific substance.
なお、被検体とセンシング物質の結合状態を測定するためには、全反射減衰角(θSP)の角度そのものを必ずしも検出する必要はない。例えばセンシング物質に試料液を添加し、その後の全反射減衰角(θSP)の角度変化量を測定して、その角度変化量の大小に基づいて結合状態を測定することもできる。前述したアレイ状の光検出手段と微分手段を全反射減衰を利用した測定装置に適用する場合であれば、微分値の変化量は、全反射減衰角(θSP)の角度変化量を反映しているため、微分値の変化量に基づいて、センシング物質と被検体との結合状態を測定することができる(本出願人による特願2000−398309号参照)。このような全反射減衰を利用した測定方法および装置においては、底面に予め成された薄膜層上にセンシング物質が固定されたカップ状あるいはシャーレ状の測定チップに、溶媒と被検体からなる試料液を滴下供給して、上述した全反射減衰角(θSP)の角度変化量の測定を行っている。 Note that, in order to measure the binding state between the subject and the sensing substance, it is not always necessary to detect the angle of the total reflection attenuation angle (θSP) itself. For example, a sample solution can be added to the sensing substance, and the amount of change in the total reflection attenuation angle (θSP) thereafter can be measured, and the binding state can be measured based on the magnitude of the angle change. If the above-described arrayed light detecting means and differentiating means are applied to a measuring device using total reflection attenuation, the change amount of the differential value reflects the angle change amount of the total reflection attenuation angle (θSP). Therefore, the binding state between the sensing substance and the analyte can be measured based on the amount of change in the differential value (see Japanese Patent Application No. 2000-398309 by the present applicant). In such a measurement method and apparatus using total reflection attenuation, a sample liquid consisting of a solvent and an analyte is placed on a cup-shaped or petri-shaped measuring chip in which a sensing substance is fixed on a thin film layer formed in advance on the bottom surface. The amount of change in angle of the total reflection attenuation angle (θSP) described above is measured.
さらに、ターンテーブル等に搭載された複数個の測定チップの測定を順次行うことにより、多数の試料についての測定を短時間で行うことができる全反射減衰を利用した測定装置が、特開2001−330560号公報に記載されている。 Furthermore, a measuring apparatus using total reflection attenuation capable of measuring a large number of samples in a short time by sequentially measuring a plurality of measuring chips mounted on a turntable or the like is disclosed in JP-A-2001-2001. No. 330560.
本発明のバイオセンサーを表面プラズモン共鳴分析に使用する場合、上記したような各種の表面プラズモン測定装置の一部として適用することができる。
以下の実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。
When the biosensor of the present invention is used for surface plasmon resonance analysis, it can be applied as a part of various surface plasmon measurement devices as described above.
The following examples further illustrate the present invention, but the scope of the present invention is not limited to these examples.
図1に記載の装置(本発明の表面プラズモン共鳴測定装置)を実験に用いた。なお、図1に記載の装置の詳細は、特開2003−254906号公報に記載されている。 The apparatus shown in FIG. 1 (surface plasmon resonance measuring apparatus of the present invention) was used in the experiment. Details of the apparatus shown in FIG. 1 are described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-254906.
実施例1:測定チップの作製(本発明)
(1)疎水性膜の作成
金属膜として50nmの金が蒸着された本発明の誘電体ブロックをModel-208UV−オゾンクリーニングシステム(TECHNOVISION INC.)で30分間処理した後、1mg/mlの下記P-1又はP-2の化合物のメチルエチルケトン溶液5μlを金属膜に接触するように添加し、25℃で15分間静置した。その後、減圧下で40℃2時間乾燥した。
Example 1: Production of measurement chip (invention)
(1) Preparation of hydrophobic film After processing the dielectric block of the present invention on which 50 nm gold is deposited as a metal film for 30 minutes with Model-208 UV-ozone cleaning system (TECHNOVISION INC.), 1 mg / ml of the following P 5 μl of a methyl ethyl ketone solution of a compound of -1 or P-2 was added so as to contact the metal film, and allowed to stand at 25 ° C. for 15 minutes. Thereafter, it was dried at 40 ° C. for 2 hours under reduced pressure.
(2)2分割表面の作成
前記(1)で得られたサンプルのそれぞれ(即ち、化合物P−1を使用したサンプルと化合物P−2を使用したサンプル)に、アクリル酸10質量%水溶液を10μl加えた。さらに測定領域の半分を金属製のマスクで遮光してModel-208UV−オゾンクリーニングシステム(TECHNOVISION INC.)で30分間処理した後、水洗した。次に400mMの1−エチル−2,3−ジメチルアミノプロピルカルボジイミドのエタノール溶液と100mMのペンタフルオロフェノールのエタノール溶液の1:1混合液100μlを加え、25℃で30分静置した。エタノールで5回洗浄後、10mMビオチン-LC-アミン(PIERCE社製)のエタノール溶液を20μl添加して25℃20分放置した。その後、エタノールで5回、エタノール/水混合溶媒で1回、水で5回洗浄を行った。更に、上記とは逆のパターンを持つ金属製のマスクで露光済みの部分を遮光して上記と同様な露光を行った。次に400mMの1−エチル−2,3−ジメチルアミノプロピルカルボジイミドのエタノール溶液と100mMのペンタフルオロフェノールのエタノール溶液の1:1混合液100μlを加え、25℃で30分静置した。エタノールで5回洗浄後、1Mエタノールアミンのエタノール溶液を20μl添加し25℃20分放置した。その後、エタノールで5回、エタノール/水混合溶媒で1回、水で5回洗浄を行った。このチップを光2分割表面チップと呼ぶ。
(2) Creation of 2-partitioned surface 10 μl of 10% by weight aqueous solution of acrylic acid is added to each of the samples obtained in (1) above (ie, the sample using Compound P-1 and the sample using Compound P-2). added. Further, half of the measurement area was shielded with a metal mask, treated with Model-208 UV-ozone cleaning system (TECHNOVISION INC.) For 30 minutes, and then washed with water. Next, 100 μl of a 1: 1 mixture of an ethanol solution of 400 mM 1-ethyl-2,3-dimethylaminopropylcarbodiimide and an ethanol solution of 100 mM pentafluorophenol was added and allowed to stand at 25 ° C. for 30 minutes. After washing with ethanol 5 times, 20 μl of 10 mM biotin-LC-amine (PIERCE) ethanol solution was added and left at 25 ° C. for 20 minutes. Thereafter, washing was performed 5 times with ethanol, once with an ethanol / water mixed solvent, and 5 times with water. Further, the exposed portion was shielded with a metal mask having a pattern opposite to the above, and the same exposure as described above was performed. Next, 100 μl of a 1: 1 mixture of an ethanol solution of 400 mM 1-ethyl-2,3-dimethylaminopropylcarbodiimide and an ethanol solution of 100 mM pentafluorophenol was added and allowed to stand at 25 ° C. for 30 minutes. After washing 5 times with ethanol, 20 μl of 1M ethanolamine ethanol solution was added and left at 25 ° C. for 20 minutes. Thereafter, washing was performed 5 times with ethanol, once with an ethanol / water mixed solvent, and 5 times with water. This chip is called an optical two-divided surface chip.
比較例1:接触による二分割表面の作成
測定に使用する誘電体ブロックの測定部の半分に接触するスタンプをPDMSにて作成した。表面はプラズマオゾン処理して溶液の濡れ性を確保した。
Comparative Example 1: Creation of a two-divided surface by contact A stamp that contacts half of the measurement part of the dielectric block used for measurement was prepared by PDMS. The surface was plasma ozone treated to ensure the wettability of the solution.
50nmの金が蒸着された本発明の誘電体ブロックをModel-208UV−オゾンクリーニングシステム(TECHNOVISION INC.)で30分間クリーニング処理した後、1mg/mlのPMMAのメチルエチルケトン溶液5μlを金属膜に接触するように添加し、25℃で15分間静置した。得られたPMMA膜の厚さは20nmであった。
1N NaOH水溶液を前記PMMA膜に接触するように添加し、60℃5時間静置した後、水で3回洗浄した。本処理によりPMMA膜表面にカルボキシル基を導入した。
The dielectric block of the present invention on which 50 nm of gold was deposited was cleaned with Model-208 UV-ozone cleaning system (TECHNOVISION INC.) For 30 minutes, and 5 μl of 1 mg / ml PMMA in methyl ethyl ketone was brought into contact with the metal film. And allowed to stand at 25 ° C. for 15 minutes. The thickness of the obtained PMMA film was 20 nm.
1N NaOH aqueous solution was added so as to be in contact with the PMMA film, allowed to stand at 60 ° C. for 5 hours, and then washed with water three times. Through this treatment, carboxyl groups were introduced on the surface of the PMMA film.
400mMの1−エチル−2,3−ジメチルアミノプロピルカルボジイミドのエタノール溶液と、100mMのペンタフルオロフェノールのエタノール溶液を1:1で混合し、その混合液100μlを前記のカルボキシル基を導入したPMMA膜表面に接触させ、25℃で30分静置した。その後、エタノールで5回洗浄した。 400 mM 1-ethyl-2,3-dimethylaminopropylcarbodiimide ethanol solution and 100 mM pentafluorophenol ethanol solution were mixed in a 1: 1 ratio, and 100 μl of the mixture solution was introduced onto the surface of the PMMA film. And allowed to stand at 25 ° C. for 30 minutes. Thereafter, it was washed 5 times with ethanol.
上記で得られたサンプルに、400mMの1−エチル−2,3−ジメチルアミノプロピルカルボジイミドのエタノール溶液と100mMのペンタフルオロフェノールのエタノール溶液の1:1混合液100μlを加え、25℃で30分静置した。エタノールで5回洗浄後、10mMビオチン-LC-アミン(PIERCE社製)のエタノール溶液を浸したスタンプを20分間接触させた。その後、スタンプを外し、1Mエタノールアミンのエタノール溶液を40μl添加して25℃20分放置した。その後、エタノールで1回洗浄した後、隔壁を外して、エタノールで5回、エタノール/水混合溶媒で1回、水で5回洗浄を行った。このサンプルをPMMA接触処理チップと呼ぶ。 To the sample obtained above, 100 μl of a 1: 1 mixture of an ethanol solution of 400 mM 1-ethyl-2,3-dimethylaminopropylcarbodiimide and an ethanol solution of 100 mM pentafluorophenol was added and allowed to stand at 25 ° C. for 30 minutes. I put it. After washing with ethanol 5 times, a stamp soaked with an ethanol solution of 10 mM biotin-LC-amine (PIERCE) was contacted for 20 minutes. Thereafter, the stamp was removed, 40 μl of 1M ethanolamine in ethanol was added, and the mixture was allowed to stand at 25 ° C. for 20 minutes. Then, after washing once with ethanol, the partition was removed, and washing was performed 5 times with ethanol, once with an ethanol / water mixed solvent, and 5 times with water. This sample is called a PMMA contact treatment chip.
試験例1:
(1)2分割表面の評価(非特異吸着測定)
実施例1で作成した光2分割表面チップと比較例1で作成したPMMA接触処理チップのそれぞれに、1重量%のDMSO(ジメチルスルフォキシド)を含むHBS-EP溶液を100μl添加してベースラインを1分測定し、この点を始点とした。その後、液交換して100μg/mlのウシ血清アルブミン(HBS-EP溶液)と1重量%のDMSO(ジメチルスルフォキシド)を含むHBS-EP溶液を測定した。なお、HBS-EP溶液の組成は、HEPES(N-2-Hydroxyethylpiperazine-N'-2-ethanesulfonicAcid)0.01mol/l(pH7.4)、NaCl0.15mol/l、EDTA 0.003mol/l、Surfactant P20 0.005重量%である。15分放置後を終点として測定を終了した。測定面及び参照面の値を差し引いた後、終点−始点の値を求め、これをNSBとした。ビオチン誘導体で表面修飾した測定面はウシ血清アルブミンとは相互作用しないので、NSBは0に近いほうが好ましい。
Test Example 1:
(1) Evaluation of bipartite surface (non-specific adsorption measurement)
100 μl of HBS-EP solution containing 1 wt% DMSO (dimethyl sulfoxide) was added to each of the optically split surface chip prepared in Example 1 and the PMMA contact-treated chip prepared in Comparative Example 1 to obtain a baseline. Was measured for 1 minute, and this point was taken as the starting point. Thereafter, the solution was exchanged, and an HBS-EP solution containing 100 μg / ml bovine serum albumin (HBS-EP solution) and 1 wt% DMSO (dimethyl sulfoxide) was measured. The composition of the HBS-EP solution is as follows: HEPES (N-2-Hydroxyethylpiperazine-N'-2-ethanesulfonic Acid) 0.01 mol / l (pH 7.4), NaCl 0.15 mol / l, EDTA 0.003 mol / l, Surfactant P20 0.005 % By weight. The measurement was terminated with the end point being left for 15 minutes. After subtracting the values of the measurement surface and the reference surface, the end point-start point value was determined, and this was designated as NSB. Since the measurement surface surface-modified with a biotin derivative does not interact with bovine serum albumin, NSB is preferably close to zero.
(2)2分割表面の評価(結合測定)
実施例1で作成した光2分割表面チップと比較例1で作成したPMMA接触処理チップのそれぞれに、1重量%のDMSO(ジメチルスルフォキシド)を含むHBS-EP溶液を100μl添加してベースラインを1分測定し、この点を始点とした。その後、液交換して0.1μg/mlのアビジンと100μg/mlのウシ血清アルブミン及び1重量%のDMSO(ジメチルスルフォキシド)を含むHBS-EP溶液を測定した。15分放置後を終点として測定を終了した。測定面及び参照面の値を差し引いた後、終点−始点の値を求め、これをBINDとした。
(2) Evaluation of split surface (bond measurement)
100 μl of HBS-EP solution containing 1 wt% DMSO (dimethyl sulfoxide) was added to each of the optically split surface chip prepared in Example 1 and the PMMA contact-treated chip prepared in Comparative Example 1 to obtain a baseline. Was measured for 1 minute, and this point was taken as the starting point. Thereafter, the solution was exchanged, and an HBS-EP solution containing 0.1 μg / ml avidin, 100 μg / ml bovine serum albumin, and 1 wt% DMSO (dimethyl sulfoxide) was measured. The measurement was terminated with the end point being left for 15 minutes. After subtracting the values of the measurement surface and the reference surface, the end point-start point value was determined, and this was defined as BIND.
(3)評価結果
上記測定の結果を表1に示す。
(3) Evaluation results Table 1 shows the results of the above measurements.
接触にて2分割表面を作成すると、金上の薄膜が破壊され、金表面が現れるため、非特異吸着が悪化した。これは、実際の結合の値に非特異吸着分が上乗せされることになり測定精度を下げる結果となる。このことより、本発明の構成によって目的が達成されることがわかる。 When the two-divided surface was created by contact, the thin film on the gold was destroyed and the gold surface appeared, so the non-specific adsorption deteriorated. This adds a nonspecific adsorption component to the actual binding value, resulting in a decrease in measurement accuracy. This shows that the object is achieved by the configuration of the present invention.
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