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JP7540970B2 - DETECTION APPARATUS AND DETECTION METHOD - Google Patents
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Description

本開示は、検出装置および検出方法に関する。 The present disclosure relates to a detection apparatus and a detection method .

特許文献1には、検体と二次抗体とを含む水溶液を一次抗体が固定化された基板へ滴下し、一次抗体と二次抗体とにサンドイッチされた検体を、二次抗体と結合した色素や蛍光物質によって検出する技術が開示されている。 Patent Document 1 discloses a technique in which an aqueous solution containing a specimen and a secondary antibody is dropped onto a substrate on which a primary antibody is immobilized, and the specimen sandwiched between the primary and secondary antibodies is detected by a dye or fluorescent substance bound to the secondary antibody.

特開2015-230221号公報JP 2015-230221 A

特許文献1に記載の技術では、検体の量が不十分である場合、色素の変化を確認することが難しく、正しく検出されないおそれがある。このように、検出精度には改善の余地がある。 With the technology described in Patent Document 1, if the amount of sample is insufficient, it is difficult to confirm the change in the pigment, and there is a risk of incorrect detection. As such, there is room for improvement in detection accuracy.

1つの態様に係る検出基板は、誘電体基板と、前記誘電体基板の表面の一部を覆い、マイクロ波を照射する導波体と、前記誘電体基板の前記導波体が位置する表面側に位置し、前記導波体と接触する面と反対側の表面にNVセンタが形成されるダイヤモンド結晶と、前記ダイヤモンド結晶の前記NVセンタが形成される表面を覆い、前記表面に一次抗体が固定化された薄膜とを備え、前記ダイヤモンド結晶の前記NVセンタが形成される表面で、前記一次抗体を結合した検体に対して結合する、二次抗体が固定化された磁気ビーズを検出する。 The detection substrate according to one embodiment comprises a dielectric substrate, a waveguide covering a portion of the surface of the dielectric substrate and irradiating microwaves, a diamond crystal located on the surface side of the dielectric substrate where the waveguide is located and having an NV center formed on the surface opposite to the surface in contact with the waveguide, and a thin film covering the surface of the diamond crystal where the NV center is formed and having a primary antibody immobilized on the surface, and detects magnetic beads to which a secondary antibody is immobilized that bind to a sample bound to the primary antibody on the surface of the diamond crystal where the NV center is formed.

1つの態様に係る検出ユニットは、上記の検出基板と、第2誘電体基板と、前記二次抗体が固定化された磁気ビーズとを有する検出ユニットであって、前記第2誘電体基板は、前記検出基板が嵌るように位置する凹部を有し、前記第2誘電体基板の上面は、前記検出基板の上面と平坦になるように接続され、前記二次抗体が固定化された磁気ビーズは、前記第2誘電体基板の上面に配置され、検体液の滴下によって移動する。 The detection unit according to one embodiment has the above-mentioned detection substrate, a second dielectric substrate, and magnetic beads on which the secondary antibody is immobilized, and the second dielectric substrate has a recess in which the detection substrate is fitted, and the upper surface of the second dielectric substrate is connected so as to be flat with the upper surface of the detection substrate, and the magnetic beads on which the secondary antibody is immobilized are placed on the upper surface of the second dielectric substrate and are moved by dripping of a sample liquid.

1つの態様に係る検出装置は、上記の検出ユニットと、光ピックアップとを有する検出装置であって、前記光ピックアップは、前記検出ユニットが備える前記検出基板へ光を照射する光源と、前記検出基板の蛍光を検出する検出器とを備える。 A detection device according to one embodiment has the above-mentioned detection unit and an optical pickup, and the optical pickup has a light source that irradiates light onto the detection substrate provided in the detection unit, and a detector that detects the fluorescence of the detection substrate.

1つの態様に係る検出基板は、誘電体基板と、前記誘電体基板の表面の一部を覆い、表面に一次抗体が固定化された薄膜とを備え、前記誘電体基板の薄膜が位置する表面で、前記一次抗体と結合した検体に対して結合する、二次抗体が固定化された磁気ビーズを、NVセンタを形成するダイヤモンド結晶を対向させて検出する。 The detection substrate according to one embodiment comprises a dielectric substrate and a thin film covering a portion of the surface of the dielectric substrate and having a primary antibody immobilized thereon. Magnetic beads having a secondary antibody immobilized thereon that bind to the analyte bound to the primary antibody are detected on the surface of the dielectric substrate where the thin film is located by placing the magnetic beads facing a diamond crystal that forms an NV center.

1つの態様に係る検出ユニットは、上記の検出基板と、前記二次抗体が固定化された磁気ビーズとを有する検出ユニットであって、前記二次抗体が固定化された磁気ビーズは、前記誘電体基板の前記薄膜が位置する表面の一端に位置し、検体液の滴下によって移動する。 The detection unit according to one embodiment has the above-mentioned detection substrate and magnetic beads on which the secondary antibody is immobilized, and the magnetic beads on which the secondary antibody is immobilized are located at one end of the surface of the dielectric substrate on which the thin film is located, and are moved by the dropping of the sample liquid.

1つの態様に係る検出装置は、上記の検出ユニットと、前記ダイヤモンド結晶と、導波体と、光ピックアップとを有する検出装置であって、前記ダイヤモンド結晶は、ある一面にNVセンタを形成し、前記導波体は、前記ダイヤモンド結晶の表面のうち、前記NVセンタが形成される表面と反対側の面に位置し、前記光ピックアップは、前記検出ユニットが備える前記検出基板へ光を照射する光源と、前記検出基板の蛍光を検出する検出器を備える。 The detection device according to one embodiment is a detection device having the above-mentioned detection unit, the diamond crystal, a waveguide, and an optical pickup, in which the diamond crystal forms an NV center on one surface, the waveguide is located on the surface of the diamond crystal opposite the surface on which the NV center is formed, and the optical pickup includes a light source that irradiates light onto the detection substrate provided in the detection unit, and a detector that detects fluorescence from the detection substrate.

本開示の1つの態様に係る検出装置および検出方法によれば、検体の量によらず、高精度に検出できる。 According to a detection device and a detection method according to an aspect of the present disclosure, detection can be performed with high accuracy regardless of the amount of a sample.

図1は、第1実施形態に係る検出基板の断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a detection substrate according to the first embodiment. 図2は、第1実施形態に係る検出基板における薄膜の配置の一例を説明する概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example of the arrangement of thin films on the detection substrate according to the first embodiment. 図3は、第1実施形態に係る検出ユニットの断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of the detection unit according to the first embodiment. 図4は、第1実施形態に係る検出装置を使用した検出工程を説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a detection process using the detection device according to the first embodiment. 図5は、第1実施形態に係る検出装置を使用した検出工程を説明する図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a detection process using the detection device according to the first embodiment. 図6は、第1実施形態に係る検出装置を使用した検出工程を説明する図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a detection process using the detection device according to the first embodiment. 図7は、第2実施形態に係る検出装置の断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view of the detection device according to the second embodiment. 図8は、第2実施形態の変形例に係る検出装置の断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view of a detection device according to a modified example of the second embodiment.

以下に第1実施形態に係る検出装置および検出方法について説明する。検出装置および検出方法は、検体を検出するためのものである。 A detection device and a detection method according to a first embodiment will be described below. The detection device and the detection method are for detecting a specimen.

[第1実施形態]
(検出基板)
図1は、第1実施形態に係る検出基板10の断面図である。図1に示すように、検出基板10は、検体である検体液Xに含まれる抗原Yの一次抗体17が配置された基板である。検出基板10は、テストラインを構成する。検出基板10は、誘電体基板11と、アンテナ導体12と、導波体13と、ダイヤモンド結晶14と、薄膜16とを備える。
[First embodiment]
(Detection board)
Fig. 1 is a cross-sectional view of a detection substrate 10 according to the first embodiment. As shown in Fig. 1, the detection substrate 10 is a substrate on which a primary antibody 17 for an antigen Y contained in a specimen liquid X, which is a specimen, is arranged. The detection substrate 10 constitutes a test line. The detection substrate 10 includes a dielectric substrate 11, an antenna conductor 12, a waveguide 13, a diamond crystal 14, and a thin film 16.

誘電体基板11は、表面11aにアンテナ導体12と導波体13とが形成される。誘電体基板11は、例えばSiO、ガラス材料、セラミックス材料、ガラスエポキシなどの樹脂系材料で形成される。誘電体基板11は、板状に形成される。 The dielectric substrate 11 has an antenna conductor 12 and a waveguide 13 formed on a surface 11a. The dielectric substrate 11 is made of, for example, SiO 2 , a glass material, a ceramic material, or a resin-based material such as glass epoxy. The dielectric substrate 11 is formed in a plate shape.

アンテナ導体12は、ダイヤモンド結晶14のNVセンタ15に照射するマイクロ波を伝送する。アンテナ導体12は、誘電体基板11の表面11aと、ダイヤモンド結晶14の面14bとの間に介在する。アンテナ導体12は、誘電体基板11の表面11aの法線方向視(以下、「平面視」という。)において、例えばリング状である。 The antenna conductor 12 transmits microwaves to be irradiated to the NV center 15 of the diamond crystal 14. The antenna conductor 12 is interposed between the surface 11a of the dielectric substrate 11 and the face 14b of the diamond crystal 14. The antenna conductor 12 is, for example, ring-shaped when viewed in the normal direction of the surface 11a of the dielectric substrate 11 (hereinafter referred to as "planar view").

導波体13は、高周波線路導体である。導波体13は、誘電体基板11の表面11aの一部を覆い、ダイヤモンド結晶14のNVセンタ15にマイクロ波を照射する。導波体13は、誘電体基板11の表面11aとダイヤモンド結晶14の面14bとの間に介在する。導波体13は、アンテナ導体12によって伝送されるマイクロ波が伝送される。導波体13は、例えばSiO、ガラス材料、セラミックス材料、ガラスエポキシなどの樹脂系材料で形成される。 The waveguide 13 is a high-frequency line conductor. The waveguide 13 covers a portion of the surface 11a of the dielectric substrate 11, and irradiates microwaves to the NV center 15 of the diamond crystal 14. The waveguide 13 is interposed between the surface 11a of the dielectric substrate 11 and a face 14b of the diamond crystal 14. The waveguide 13 transmits the microwaves transmitted by the antenna conductor 12. The waveguide 13 is formed of, for example, SiO2 , a glass material, a ceramic material, or a resin-based material such as glass epoxy.

ダイヤモンド結晶14は、いわゆるダイヤモンドセンサである。ダイヤモンド結晶14は、誘電体基板11の導波体13が位置する表面11a側に位置する。ダイヤモンド結晶14は、導波体13と接触する面14bと反対側の表面14a側にNVセンタ15が形成される。表面14aには、一次抗体17が固定化される。 The diamond crystal 14 is a so-called diamond sensor. The diamond crystal 14 is located on the surface 11a side of the dielectric substrate 11 where the waveguide 13 is located. The diamond crystal 14 has an NV center 15 formed on the surface 14a side opposite the surface 14b that contacts the waveguide 13. A primary antibody 17 is immobilized on the surface 14a.

ダイヤモンド結晶14は、1辺の長さd11が例えば200μmである。ダイヤモンド結晶14は、厚さd12が例えば100μmである。 The diamond crystal 14 has a side length d11 of, for example, 200 μm. The diamond crystal 14 has a thickness d12 of, for example, 100 μm.

NVセンタ15は、ダイヤモンド結晶14の表面14a側に単一で配置されていても、複数を配列してもよい。本実施形態では、図1等においては、NVセンタ15が複数を配列される状態を図示している。 The NV center 15 may be arranged singly or in multiples on the surface 14a side of the diamond crystal 14. In this embodiment, Figure 1 etc. illustrates an arrangement of multiple NV centers 15.

NVセンタ15は、ダイヤモンド結晶14において、本来は炭素が存在するべきところが窒素で置換され、隣接する位置に空孔がある複合欠陥である。NVセンタ15は、縮退する共有電子対の一部が欠損する。NVセンタ15は、ゼロ磁場においてm=0とm=±1の2つの準位の軌道角運動量を持った電子を有する。m=±1の電子は磁気モーメントを持つため外部磁場の影響を受け、m=±1の縮退も解け、さらに2つのエネルギー準位を有する。これらに起因する電子スピン共鳴を光波およびマイクロ波を用いて検知することにより外部磁場の強度を検出可能である。 The NV centre 15 is a complex defect in the diamond crystal 14 where carbon would normally be, replaced by nitrogen, with a vacancy at an adjacent position. The NV centre 15 is missing a portion of the degenerate shared electron pair. The NV centre 15 has electrons with orbital angular momentum at two levels, m = 0 and m = ±1, in zero magnetic field. The m = ±1 electrons have a magnetic moment and are therefore affected by an external magnetic field, which removes the m = ±1 degeneracy and gives them two more energy levels. The strength of the external magnetic field can be detected by detecting the electron spin resonance caused by these using light waves and microwaves.

NVセンタ15の電子は、532nmの波長の光で励起され、緩和の過程で638nmの波長の蛍光を放出する。この蛍光過程は電子スピン共鳴周波数においては起こりにくい。そのため、この性質を用いることにより、m=±1の電子の状態を観測することができる。ダイヤモンド結晶14のNVセンタ15では、ゼロ磁場における電子スピン共鳴周波数が約2.87GHzと知られている。この共鳴点の周波数(共鳴周波数)のマイクロ波が照射されたときに638nmの波長の蛍光が消光する。また、外部磁場の大きさ等に応じたm=±1の電子の状態の変化により、マイクロ波の共鳴周波数が変化する。そして、この変化を蛍光強度の周波数変化により捉えることで、磁場を検出可能である。 The electrons in the NV center 15 are excited by light with a wavelength of 532 nm, and emit fluorescence with a wavelength of 638 nm during the relaxation process. This fluorescence process is unlikely to occur at the electron spin resonance frequency. Therefore, by using this property, the state of the m = ±1 electrons can be observed. In the NV center 15 of the diamond crystal 14, the electron spin resonance frequency in zero magnetic field is known to be about 2.87 GHz. When microwaves with the frequency of this resonance point (resonance frequency) are irradiated, the fluorescence with a wavelength of 638 nm is quenched. In addition, the resonant frequency of the microwave changes due to the change in the state of the m = ±1 electrons depending on the magnitude of the external magnetic field, etc. Then, by capturing this change as a frequency change in the fluorescence intensity, the magnetic field can be detected.

薄膜16は、ダイヤモンド結晶14のNVセンタ15が形成される表面14aを覆う。薄膜16は、周縁部の少なくとも一部がダイヤモンド結晶14の表面14aに隣接する。薄膜16は、例えば矩形状、円形状及び多角形状など様々な形状にすることが可能である。薄膜16は、例えばAu、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、酢酸ビニルとビニルアミンコポリマー、セルロースとその誘導体、多糖類、コラーゲン、ポリアミノ酸等の親水性ポリマーで形成される。 The thin film 16 covers the surface 14a of the diamond crystal 14 on which the NV center 15 is formed. At least a portion of the periphery of the thin film 16 is adjacent to the surface 14a of the diamond crystal 14. The thin film 16 can be formed into various shapes, for example, rectangular, circular, and polygonal. The thin film 16 is formed of a hydrophilic polymer, for example, Au, polyvinylpyrrolidone, polyvinyl alcohol, polyethylene glycol, vinyl acetate and vinylamine copolymer, cellulose and its derivatives, polysaccharides, collagen, polyamino acids, etc.

図2は、第1実施形態に係る検出基板10における薄膜16の配置の一例を説明する概略図である。図2は、検出基板10を平面視した図である。図2に示すように、薄膜16は、ダイヤモンド結晶14の表面14a上に1つ以上が配置される。薄膜16は、表面14a上に周期的に配置されていてもよい。本実施形態では、薄膜16は、表面14a上に格子状に配置される。検出基板10の各辺の方向において、ダイヤモンド結晶14の表面14aと薄膜16とが交互に露出している。本実施形態では、表面14a上に10×10個の薄膜16が配置される。薄膜16は、1辺の長さd21が例えば1μmである。検出基板10の各辺の方向において隣接する薄膜16の間隔は、例えば1μmである。 Figure 2 is a schematic diagram illustrating an example of the arrangement of the thin film 16 in the detection substrate 10 according to the first embodiment. Figure 2 is a plan view of the detection substrate 10. As shown in Figure 2, one or more thin films 16 are arranged on the surface 14a of the diamond crystal 14. The thin films 16 may be arranged periodically on the surface 14a. In this embodiment, the thin films 16 are arranged in a lattice pattern on the surface 14a. In the direction of each side of the detection substrate 10, the surface 14a of the diamond crystal 14 and the thin films 16 are alternately exposed. In this embodiment, 10 x 10 thin films 16 are arranged on the surface 14a. The length d21 of one side of the thin film 16 is, for example, 1 μm. The interval between adjacent thin films 16 in the direction of each side of the detection substrate 10 is, for example, 1 μm.

一次抗体17は、抗原Yの一次抗体である。一次抗体17は、1つの薄膜16上に1個以上1000個以下が配置される。一次抗体17は、薄膜16上の全面を覆ってもよい。一次抗体17は、後述する磁気ビーズ23及び二次抗体22とは離れて配置される。 The primary antibody 17 is a primary antibody for antigen Y. Between 1 and 1000 primary antibodies 17 are arranged on one thin film 16. The primary antibodies 17 may cover the entire surface of the thin film 16. The primary antibodies 17 are arranged away from the magnetic beads 23 and secondary antibodies 22 described below.

このように形成された検出基板10は、ダイヤモンド結晶14のNVセンタ15が形成される表面14aにおいて、一次抗体17を結合した検体(図3に示す、検体液X中の抗原Y)に対して結合する、二次抗体22が固定化された磁気ビーズ23を検出する。 The detection substrate 10 thus formed detects magnetic beads 23 to which secondary antibodies 22 are immobilized, which bind to a specimen bound to a primary antibody 17 (antigen Y in specimen liquid X, as shown in FIG. 3) on the surface 14a where the NV center 15 of the diamond crystal 14 is formed.

(検出ユニット)
図3は、第1実施形態に係る検出ユニット20の断面図である。検出ユニット20は、後述する検出装置40のプレパラートとして機能する。検出ユニット20は、検出基板10と、第2誘電体基板21と、二次抗体22が固定化された磁気ビーズ23とを有する。第2誘電体基板21は、検出基板10が嵌るように位置する凹部24を有する。第2誘電体基板21の上面である表面21aは、検出基板10の上面と平坦になるように接続される。
(Detection unit)
3 is a cross-sectional view of the detection unit 20 according to the first embodiment. The detection unit 20 functions as a preparation for a detection device 40 described below. The detection unit 20 has a detection substrate 10, a second dielectric substrate 21, and magnetic beads 23 having secondary antibodies 22 immobilized thereon. The second dielectric substrate 21 has a recess 24 in which the detection substrate 10 is positioned. A surface 21a, which is the upper surface of the second dielectric substrate 21, is connected to the upper surface of the detection substrate 10 so as to be flat.

第2誘電体基板21は、検出基板10を支持する支持基板である。第2誘電体基板21は、検出基板10にマイクロ波信号を伝送する導波体と導波体に接続されるアンテナ導体とが含まれる。第2誘電体基板21は、板状に形成される。第2誘電体基板21の表面21aの中央部に検出基板10が配置される。第2誘電体基板21は、例えばSiO、ガラス材料、セラミックス材料、ガラスエポキシなどの樹脂系材料で形成される。第2誘電体基板21は、板状に形成される。第2誘電体基板21は、誘電体基板11と一体に形成されていてもよい。 The second dielectric substrate 21 is a support substrate that supports the detection substrate 10. The second dielectric substrate 21 includes a waveguide that transmits a microwave signal to the detection substrate 10 and an antenna conductor connected to the waveguide. The second dielectric substrate 21 is formed in a plate shape. The detection substrate 10 is disposed in the center of a surface 21a of the second dielectric substrate 21. The second dielectric substrate 21 is formed of a resin-based material such as SiO 2 , a glass material, a ceramic material, or glass epoxy. The second dielectric substrate 21 is formed in a plate shape. The second dielectric substrate 21 may be formed integrally with the dielectric substrate 11.

第2誘電体基板21の表面21aの一端側には、二次抗体22が位置する。二次抗体22は、抗原Yの二次抗体である。二次抗体22は、第2誘電体基板21の表面21a上に配置された磁気ビーズ23に固定される。 A secondary antibody 22 is located on one end side of the surface 21a of the second dielectric substrate 21. The secondary antibody 22 is a secondary antibody for antigen Y. The secondary antibody 22 is immobilized on magnetic beads 23 arranged on the surface 21a of the second dielectric substrate 21.

磁気ビーズ23は、第2誘電体基板21の表面21aの一端に配置される。磁気ビーズ23は、検体液Xの滴下によって他端方向に移動する、二次抗体22が固定化される。1つの磁気ビーズ23の表面には、二次抗体22が1個以上固定化される。磁気ビーズ23は、粒径が例えば30nm以上60nm以下である。磁気ビーズ23は、表面が親水性ポリマーによりコーティングされたFe、Feなどの酸化鉄である。 The magnetic beads 23 are disposed at one end of the surface 21a of the second dielectric substrate 21. Secondary antibodies 22 that migrate toward the other end when sample liquid X is dropped onto the magnetic beads 23 are immobilized on the surface of each magnetic bead 23. The magnetic beads 23 have a particle size of, for example, 30 nm or more and 60 nm or less. The magnetic beads 23 are made of iron oxide such as Fe2O3 or Fe3O4 , the surface of which is coated with a hydrophilic polymer.

凹部24は、第2誘電体基板21の表面21aに凹状に形成される。凹部24には、検出基板10が嵌る。凹部24は、第2誘電体基板21の表面21aの中間部に配置される。凹部24は、二次抗体22及び磁気ビーズ23が配置された位置から離れている。 The recess 24 is formed in a concave shape on the surface 21a of the second dielectric substrate 21. The detection substrate 10 fits into the recess 24. The recess 24 is disposed in the middle of the surface 21a of the second dielectric substrate 21. The recess 24 is separated from the position where the secondary antibody 22 and the magnetic beads 23 are disposed.

吸収パッド25は、第2誘電体基板21の表面21aの他端に配置される。吸収パッド25は、第2誘電体基板21の表面21a上を流れ着いた、検体液X及び磁気ビーズ23に固定化された二次抗体22を吸収する。吸収パッド25は、検出基板10の一次抗体17と結合しなかった、検体液X及び磁気ビーズ23に固定化された二次抗体22を吸収する。吸収パッド25は、凹部24から離れて配置される。 The absorbent pad 25 is disposed at the other end of the surface 21a of the second dielectric substrate 21. The absorbent pad 25 absorbs the specimen liquid X and the secondary antibodies 22 immobilized on the magnetic beads 23 that have flowed onto the surface 21a of the second dielectric substrate 21. The absorbent pad 25 absorbs the specimen liquid X and the secondary antibodies 22 immobilized on the magnetic beads 23 that have not bound to the primary antibodies 17 of the detection substrate 10. The absorbent pad 25 is disposed away from the recess 24.

第2誘電体基板21の表面21aにおいて、凹部24を挟んで、磁気ビーズ23に固定化された二次抗体22と、吸収パッド25とが配置される。二次抗体22が固定化された磁気ビーズ23は、第2誘電体基板21の表面21aに配置され、検体液Xの滴下によって移動する。 A secondary antibody 22 immobilized on a magnetic bead 23 and an absorbent pad 25 are arranged on the surface 21a of the second dielectric substrate 21, sandwiching a recess 24. The magnetic bead 23 on which the secondary antibody 22 is immobilized is arranged on the surface 21a of the second dielectric substrate 21, and moves when the sample liquid X is dripped on it.

(検出装置)
検出装置40は、検体液Xに含まれる抗原Yを検出する。図3に示すように、検出装置40は、検出ユニット20と、光ピックアップ30とを有する。
(Detection device)
The detection device 40 detects an antigen Y contained in a sample liquid X. As shown in FIG.

光ピックアップ30は、検出基板10に向かい合って配置される。光ピックアップ30は、ダイヤモンド結晶14のNVセンタ15に光を入出力する。光ピックアップ30は、検出基板10の磁気を検出する。本実施形態では、光ピックアップ30は、検出基板10上を走査しながら検出する。光ピックアップ30は、光源である発光素子31と、検出器である受光素子32とを有する。光ピックアップ30は、図示しない制御回路によって制御される。制御回路は、発光素子31における発光を制御する。制御回路は、受光素子32における受光を制御する。制御回路は、受光素子32が受光した赤色蛍光の信号を処理する。制御回路は、結果として磁場の強度を出力する。 The optical pickup 30 is disposed facing the detection substrate 10. The optical pickup 30 inputs and outputs light to the NV center 15 of the diamond crystal 14. The optical pickup 30 detects the magnetism of the detection substrate 10. In this embodiment, the optical pickup 30 performs detection while scanning the detection substrate 10. The optical pickup 30 has a light-emitting element 31 that is a light source and a light-receiving element 32 that is a detector. The optical pickup 30 is controlled by a control circuit (not shown). The control circuit controls the light emission of the light-emitting element 31. The control circuit controls the light reception of the light-receiving element 32. The control circuit processes the red fluorescent light signal received by the light-receiving element 32. The control circuit outputs the magnetic field strength as a result.

発光素子31は、検出ユニット20が備える検出基板10へ光を照射する。発光素子31は、レーザダイオードである。発光素子31は、制御回路の制御に基づいて、例えば波長527nmのレーザ光を発光する。発光素子31は、緑色の励起光を発光する。発光素子31は、ダイヤモンド結晶14を照射する励起光を発光する。 The light-emitting element 31 irradiates light to the detection substrate 10 provided in the detection unit 20. The light-emitting element 31 is a laser diode. The light-emitting element 31 emits laser light, for example, with a wavelength of 527 nm, based on the control of the control circuit. The light-emitting element 31 emits green excitation light. The light-emitting element 31 emits excitation light that irradiates the diamond crystal 14.

受光素子32は、検出基板10の蛍光を検出する。受光素子32は、フォトダイオードである。受光素子32は、制御回路の制御に基づいて、ダイヤモンド結晶14のNVセンタ15の蛍光を受光する。受光素子32は、蛍光を受光する。受光素子32は、励起光により発する蛍光を、ダイヤモンド結晶14から受光する。 The light receiving element 32 detects the fluorescence from the detection substrate 10. The light receiving element 32 is a photodiode. The light receiving element 32 receives the fluorescence from the NV center 15 of the diamond crystal 14 based on the control of the control circuit. The light receiving element 32 receives the fluorescence. The light receiving element 32 receives the fluorescence emitted from the diamond crystal 14 in response to the excitation light.

(検出方法)
図4ないし図6を参照して、検出ユニット20を使用した、ウィルス等の抗原Yの検出方法について説明する。図4は、第1実施形態に係る検出装置40を使用した検出工程を説明する図である。図5は、第1実施形態に係る検出装置40を使用した検出工程を説明する図である。図6は、第1実施形態に係る検出装置40を使用した検出工程を説明する図である。まず、図4に示すように、第2誘電体基板21上の磁気ビーズ23及び二次抗体22に、ウィルス等の抗原Yの検体液Xを滴下する。
(Detection Method)
A method for detecting an antigen Y such as a virus using the detection unit 20 will be described with reference to Fig. 4 to Fig. 6. Fig. 4 is a diagram for explaining a detection process using the detection device 40 according to the first embodiment. Fig. 5 is a diagram for explaining a detection process using the detection device 40 according to the first embodiment. Fig. 6 is a diagram for explaining a detection process using the detection device 40 according to the first embodiment. First, as shown in Fig. 4, a sample liquid X of an antigen Y such as a virus is dropped onto the magnetic beads 23 and the secondary antibody 22 on the second dielectric substrate 21.

図5に示すように、検体液Xは、抗原Yの一部が二次抗体22と結合する。滴下された検体液Xは、抗原Yの一部が二次抗体22と結合した状態で、第2誘電体基板21上で拡散する。これにより、検出基板10の複数の薄膜16上に磁気ビーズ23が付着する。検体液Xは、検出基板10を経由して、吸収パッド25側へと流れる。 As shown in FIG. 5, in the specimen liquid X, a part of the antigen Y binds to the secondary antibody 22. The dropped specimen liquid X spreads on the second dielectric substrate 21 with a part of the antigen Y still bound to the secondary antibody 22. This causes the magnetic beads 23 to adhere to the multiple thin films 16 of the detection substrate 10. The specimen liquid X flows through the detection substrate 10 toward the absorption pad 25.

図6に示すように、二次抗体22と結合した抗原Yは、一次抗体17とサンドイッチ状に結合して、結合部Qが形成される。結合部Qは、抗原Yが一次抗体17と二次抗体22とによって挟まれる。結合部Qは、第2誘電体基板21に近い順に、一次抗体17、抗原Y、二次抗体22、磁気ビーズ23の順番で配置される。結合部Qは、第2誘電体基板21から最も離れた位置に磁気ビーズ23が位置する。結合部Qでは、検体液Xにおける抗原Yの濃度に応じた数の磁気ビーズ23が結合する。 As shown in FIG. 6, the antigen Y bound to the secondary antibody 22 is bound to the primary antibody 17 in a sandwich-like manner, forming a binding portion Q. In the binding portion Q, the antigen Y is sandwiched between the primary antibody 17 and the secondary antibody 22. In the binding portion Q, the primary antibody 17, the antigen Y, the secondary antibody 22, and the magnetic beads 23 are arranged in that order, in order of proximity to the second dielectric substrate 21. In the binding portion Q, the magnetic beads 23 are located at the position furthest from the second dielectric substrate 21. In the binding portion Q, the number of magnetic beads 23 that corresponds to the concentration of the antigen Y in the sample liquid X is bound.

抗原Yと結合しなかった磁気ビーズ23は、第2誘電体基板21において、薄膜16上に留まらず、検体液Xを滴下した位置とは反対側の端部に位置する吸収パッド25へ向かって移動する。 The magnetic beads 23 that do not bind to the antigen Y do not remain on the thin film 16 of the second dielectric substrate 21, but move toward the absorption pad 25 located at the end opposite the position where the sample liquid X was dropped.

一次抗体17が固定されていた位置に、検出用プローブである光ピックアップ30を近接または当接させる。それ以前に、磁気ビーズ23に磁場が印加される。磁気ビーズ23は、磁気を帯びている。磁気ビーズ23の磁界が、NVセンタ15に作用する。より詳しくは、磁気ビーズ23の磁界は、薄膜16に隣接して配置された、ダイヤモンド結晶14の表面14aが露出した部分のNVセンタ15に作用する。光ピックアップ30は、ダイヤモンド結晶14の表面14aが露出した部分のNVセンタ15の電子スピン共鳴信号を蛍光で受光する。これにより、光ピックアップ30は、被測定物である結合部Qの磁気ビーズ23の磁荷を検出する。光ピックアップ30によって、磁気ビーズ23の数に応じて濃度が検出される。制御装置は、光ピックアップ30の検出結果である信号から、磁場の強度を算出し結果として出力する。 The optical pickup 30, which is a detection probe, is brought close to or into contact with the position where the primary antibody 17 was fixed. Prior to this, a magnetic field is applied to the magnetic beads 23. The magnetic beads 23 are magnetic. The magnetic field of the magnetic beads 23 acts on the NV center 15. More specifically, the magnetic field of the magnetic beads 23 acts on the NV center 15 in the portion where the surface 14a of the diamond crystal 14 is exposed, which is arranged adjacent to the thin film 16. The optical pickup 30 receives the electron spin resonance signal of the NV center 15 in the portion where the surface 14a of the diamond crystal 14 is exposed, as fluorescence. As a result, the optical pickup 30 detects the magnetic charge of the magnetic beads 23 in the bond Q, which is the object to be measured. The optical pickup 30 detects the concentration according to the number of magnetic beads 23. The control device calculates the strength of the magnetic field from the signal that is the detection result of the optical pickup 30 and outputs the result.

(効果)
以上により、本実施形態では、ダイヤモンド結晶14の表面14a上に配置された薄膜16には、一次抗体17が配置される。本実施形態では、ダイヤモンド結晶14の表面14aで、一次抗体17を結合した検体に対して結合する、二次抗体22が固定化された磁気ビーズ23を検出する。本実施形態によれば、NVセンタ15を用いることにより、微弱な磁界を検出できる。このように、本実施形態は、検体の量が少なくても高精度に検出できる。
(effect)
As described above, in this embodiment, the primary antibody 17 is disposed on the thin film 16 disposed on the surface 14a of the diamond crystal 14. In this embodiment, the magnetic beads 23 to which the secondary antibody 22 is immobilized, which binds to the specimen bound to the primary antibody 17, are detected on the surface 14a of the diamond crystal 14. According to this embodiment, a weak magnetic field can be detected by using the NV center 15. Thus, this embodiment can detect a specimen with high accuracy even if the amount of the specimen is small.

本実施形態では、ダイヤモンド結晶14が検出基板10に一体化される。本実施形態は、検出装置40の構成を簡素化できる。 In this embodiment, the diamond crystal 14 is integrated into the detection substrate 10. This embodiment can simplify the configuration of the detection device 40.

本実施形態では、検出基板10は、第2誘電体基板21の凹部24に嵌っている。本実施形態では、第2誘電体基板21上に磁気ビーズ23及び二次抗体22が固定化される。本実施形態によれば、ダイヤモンド結晶14を用いる領域を低減できる。 In this embodiment, the detection substrate 10 fits into the recess 24 of the second dielectric substrate 21. In this embodiment, the magnetic beads 23 and the secondary antibody 22 are immobilized on the second dielectric substrate 21. According to this embodiment, the area in which the diamond crystal 14 is used can be reduced.

本実施形態は、光ピックアップ30によって、検出基板10へ光を照射し、検出基板10の蛍光を検出する。本実施形態は、検体の量が少なくても高精度に検出できる。 In this embodiment, the optical pickup 30 irradiates light onto the detection substrate 10 and detects the fluorescence from the detection substrate 10. This embodiment can detect with high accuracy even if the amount of sample is small.

本実施形態では、薄膜16は、ダイヤモンド結晶14の表面14a上に複数配置される。本実施形態では、薄膜16は、ダイヤモンド結晶14の表面14a上に例えば周期的に配置される。本実施形態によれば、検体の量が少ない場合でも、いずれかの薄膜16上で、抗原Yが一次抗体17と二次抗体22とにサンドイッチ状に結合する可能性を高めることができる。これにより、本実施形態は、検体の量が少なくても高精度に検出できる。また、本実施形態では、複数の薄膜16において結合部Qに付着する抗原Yの量の検出結果を平均化することにより、再現性よく安定して定量できる。本実施形態は、結合部Qに付着した検体液Xに含まれる抗原Yの数を容易かつ正確に定量できる。 In this embodiment, a plurality of thin films 16 are arranged on the surface 14a of the diamond crystal 14. In this embodiment, the thin films 16 are arranged, for example, periodically on the surface 14a of the diamond crystal 14. According to this embodiment, even when the amount of the specimen is small, the possibility that the antigen Y binds to the primary antibody 17 and the secondary antibody 22 in a sandwich-like manner on any of the thin films 16 can be increased. As a result, this embodiment can detect with high accuracy even when the amount of the specimen is small. In addition, in this embodiment, the detection results of the amount of antigen Y attached to the binding portion Q in the plurality of thin films 16 are averaged, so that the amount can be quantified stably with good reproducibility. This embodiment can easily and accurately quantify the number of antigens Y contained in the specimen liquid X attached to the binding portion Q.

本実施形態では、薄膜16は、ダイヤモンド結晶14の表面14a上に格子状に配置される。本実施形態は、薄膜16に隣接して、ダイヤモンド結晶14の表面14aが露出している。言い換えると、本実施形態は、結合部Qに隣接して、ダイヤモンド結晶14の表面14aが露出している。本実施形態は、結合部QとNVセンタ15との距離を小さくできる。本実施形態は、NVセンタ15へ、結合部Qに含まれる磁気ビーズ23の磁界を効率的に作用させることができる。本実施形態は、露出しているダイヤモンド結晶14の表面14aから、NVセンタ15へ光を入出力できる。本実施形態では、結合部QがNVセンタ15に隣接しているので、1つの磁気ビーズ23による磁界のような微弱な磁界でも検出できる。本実施形態によれば、高精度に検出できる。 In this embodiment, the thin film 16 is arranged in a lattice pattern on the surface 14a of the diamond crystal 14. In this embodiment, the surface 14a of the diamond crystal 14 is exposed adjacent to the thin film 16. In other words, in this embodiment, the surface 14a of the diamond crystal 14 is exposed adjacent to the bonding portion Q. In this embodiment, the distance between the bonding portion Q and the NV center 15 can be reduced. In this embodiment, the magnetic field of the magnetic bead 23 contained in the bonding portion Q can be efficiently applied to the NV center 15. In this embodiment, light can be input and output from the exposed surface 14a of the diamond crystal 14 to the NV center 15. In this embodiment, since the bonding portion Q is adjacent to the NV center 15, even a weak magnetic field such as the magnetic field from one magnetic bead 23 can be detected. According to this embodiment, detection can be performed with high accuracy.

[第2実施形態]
図7は、第2実施形態に係る検出装置40の断面図である。図7は、誘電体基板11の中間部を図示する。本実施形態では、第2誘電体基板21を有していない点と、ダイヤモンド結晶14の配置とが、第一実施形態と異なる。
[Second embodiment]
Fig. 7 is a cross-sectional view of a detection device 40 according to a second embodiment. Fig. 7 illustrates the middle part of the dielectric substrate 11. This embodiment differs from the first embodiment in that it does not have a second dielectric substrate 21 and in the arrangement of the diamond crystals 14.

(検出基板)
検出基板10は、誘電体基板11と、薄膜16とを備える。検出基板10には、ダイヤモンド結晶14を含まない。
(Detection board)
The detection substrate 10 includes a dielectric substrate 11 and a thin film 16. The detection substrate 10 does not include diamond crystals 14.

誘電体基板11は、下側誘電体基板11Aと上側誘電体基板11Bとを備える。本実施形態では、誘電体基板11は、第一実施形態の誘電体基板11及び第2誘電体基板21として機能する。より詳しくは、誘電体基板11の中間部に薄膜16が配置され、一端に二次抗体22が固定化された磁気ビーズ23が配置され、他端に吸収パッド25が配置される。 The dielectric substrate 11 comprises a lower dielectric substrate 11A and an upper dielectric substrate 11B. In this embodiment, the dielectric substrate 11 functions as the dielectric substrate 11 and the second dielectric substrate 21 of the first embodiment. More specifically, a thin film 16 is disposed in the middle of the dielectric substrate 11, magnetic beads 23 with secondary antibodies 22 immobilized thereon are disposed at one end, and an absorbent pad 25 is disposed at the other end.

下側誘電体基板11Aは、第一実施形態の誘電体基板11と同様に構成される。 The lower dielectric substrate 11A is configured similarly to the dielectric substrate 11 of the first embodiment.

上側誘電体基板11Bは、アンテナ導体12を挟んで下側誘電体基板11Aと対向する。上側誘電体基板11Bは、第一実施形態のダイヤモンド結晶14に替えて配置される。上側誘電体基板11Bは、例えばSiO、ガラス材料、セラミックス材料、ガラスエポキシなどの樹脂系材料で形成される。上側誘電体基板11Bは、板状に形成される。 The upper dielectric substrate 11B faces the lower dielectric substrate 11A with the antenna conductor 12 interposed therebetween. The upper dielectric substrate 11B is disposed in place of the diamond crystal 14 of the first embodiment. The upper dielectric substrate 11B is formed of, for example, SiO 2 , a glass material, a ceramic material, or a resin-based material such as glass epoxy. The upper dielectric substrate 11B is formed in a plate shape.

アンテナ導体12は、下側誘電体基板11Aと上側誘電体基板11Bとの間に位置する。 The antenna conductor 12 is located between the lower dielectric substrate 11A and the upper dielectric substrate 11B.

導波体13は、下側誘電体基板11Aと上側誘電体基板11Bとの間に位置する。 The waveguide 13 is located between the lower dielectric substrate 11A and the upper dielectric substrate 11B.

薄膜16は、上側誘電体基板11Bの表面11Baの中間部の一部を覆っている。薄膜16は、表面11Baに一次抗体17が固定化される。薄膜16は、上側誘電体基板11Bの表面11Ba上に1つ以上が配置される。薄膜16は、上側誘電体基板11Bの表面11Ba上に周期的に配置される。 The thin film 16 covers a part of the middle part of the surface 11Ba of the upper dielectric substrate 11B. The thin film 16 has a primary antibody 17 immobilized on the surface 11Ba. One or more thin films 16 are arranged on the surface 11Ba of the upper dielectric substrate 11B. The thin films 16 are arranged periodically on the surface 11Ba of the upper dielectric substrate 11B.

(検出ユニット)
検出ユニット20は、検出基板10と、二次抗体22が固定化された磁気ビーズ23とを有する。
(Detection unit)
The detection unit 20 has a detection substrate 10 and magnetic beads 23 on which secondary antibodies 22 are immobilized.

上側誘電体基板11Bの表面11Baの一端側には、二次抗体22が位置する。二次抗体22は、上側誘電体基板11Bの表面11Ba上に配置された磁気ビーズ23に固定される。 A secondary antibody 22 is located on one end side of the surface 11Ba of the upper dielectric substrate 11B. The secondary antibody 22 is fixed to magnetic beads 23 arranged on the surface 11Ba of the upper dielectric substrate 11B.

磁気ビーズ23は、上側誘電体基板11Bの表面11Baの一端に配置される。 The magnetic beads 23 are arranged at one end of the surface 11Ba of the upper dielectric substrate 11B.

吸収パッド25は、上側誘電体基板11Bの表面11Baの他端に配置される。吸収パッド25は、上側誘電体基板11Bの表面11Ba上を流れ着いた、検体液X及び磁気ビーズ23に固定化された二次抗体22を吸収する。 The absorption pad 25 is disposed at the other end of the surface 11Ba of the upper dielectric substrate 11B. The absorption pad 25 absorbs the sample liquid X and the secondary antibodies 22 immobilized on the magnetic beads 23 that have flowed onto the surface 11Ba of the upper dielectric substrate 11B.

(検出装置)
検出装置40は、検出ユニット20と、ダイヤモンド結晶14と、光ピックアップ30とを有する。
(Detection device)
The detection device 40 includes a detection unit 20 , a diamond crystal 14 , and an optical pickup 30 .

ダイヤモンド結晶14は、薄膜16と対向する。ダイヤモンド結晶14は、薄膜16に近接または密着させる。本実施形態では、ダイヤモンド結晶14と薄膜16との間に、結合部Qが形成される。ダイヤモンド結晶14は、薄膜16と対向する面14b側にNVセンタ15が配置される。 The diamond crystal 14 faces the thin film 16. The diamond crystal 14 is placed close to or in close contact with the thin film 16. In this embodiment, a bond Q is formed between the diamond crystal 14 and the thin film 16. The diamond crystal 14 has an NV center 15 disposed on the surface 14b side facing the thin film 16.

光ピックアップ30は、ダイヤモンド結晶14のNVセンタ15の真上から光を入力する。光ピックアップ30は、検出ユニット20が備える検出基板10へ光を照射する光源である発光素子31と、検出基板10の蛍光を検出する検出器である受光素子33とを備える。 The optical pickup 30 inputs light from directly above the NV center 15 of the diamond crystal 14. The optical pickup 30 includes a light-emitting element 31, which is a light source that irradiates light onto the detection substrate 10 included in the detection unit 20, and a light-receiving element 33, which is a detector that detects the fluorescence from the detection substrate 10.

(検出方法)
上記のように構成された検出ユニット20が備える検出基板10の上側誘電体基板11Bの表面11Ba上の磁気ビーズ23及び二次抗体22に、ウィルス等の抗原Yの検体液Xを滴下する。そして、上側誘電体基板11Bの薄膜16が位置する表面11Baで、一次抗体17と結合した検体に対して結合する、二次抗体22が固定化された磁気ビーズ23を、NVセンタ15を形成するダイヤモンド結晶14を対向させて検出する。
(Detection Method)
A specimen liquid X containing an antigen Y such as a virus is dropped onto the magnetic beads 23 and the secondary antibody 22 on the surface 11Ba of the upper dielectric substrate 11B of the detection substrate 10 included in the detection unit 20 configured as described above. Then, the magnetic beads 23 to which the secondary antibody 22 is immobilized, which binds to the specimen bound to the primary antibody 17, are detected by facing the diamond crystal 14 forming the NV center 15 on the surface 11Ba where the thin film 16 of the upper dielectric substrate 11B is located.

(効果)
以上により、本実施形態は、ダイヤモンド結晶14は、薄膜16に近接または密着する。これにより、本実施形態は、結合部Qの磁気ビーズ23は、第一実施圭太に比べてNVセンタ15のより近くに位置する。本実施形態は、強度の弱い磁界も検出しやすくできる。本実施形態によれば、より高精度な検出ができる。
(effect)
As a result, in this embodiment, the diamond crystal 14 is close to or in close contact with the thin film 16. As a result, in this embodiment, the magnetic bead 23 at the bond Q is located closer to the NV center 15 than in the first embodiment. This embodiment makes it easier to detect even weak magnetic fields. This embodiment allows for more accurate detection.

本実施形態では、検体液Xは、検出基板10の上側誘電体基板11Bの表面11Ba上に滴下される。本実施形態では、ダイヤモンド結晶14には検体液Xが付着しない。本実施形態によれば、磁界検出においてダイヤモンド結晶14を再度使用できる。 In this embodiment, the specimen liquid X is dropped onto the surface 11Ba of the upper dielectric substrate 11B of the detection substrate 10. In this embodiment, the specimen liquid X does not adhere to the diamond crystal 14. According to this embodiment, the diamond crystal 14 can be reused in magnetic field detection.

[変形例]
図8は、第2実施形態の変形例に係る検出装置40の変形例の断面図である。検出装置40は、基本的な構成は第二実施形態と同様である。本実施形態は、誘電体基板11の構成と、アンテナ導体12がダイヤモンド結晶14に配置される点とで、第二実施形態と異なる。
[Modification]
8 is a cross-sectional view of a modified example of the detection device 40 according to the modified example of the second embodiment. The basic configuration of the detection device 40 is similar to that of the second embodiment. This embodiment differs from the second embodiment in the configuration of the dielectric substrate 11 and in that the antenna conductor 12 is disposed in the diamond crystal 14.

誘電体基板11は、1枚の板状である。 The dielectric substrate 11 is a single plate.

アンテナ導体12は、ダイヤモンド結晶14の表面のうち、NVセンタ15が形成される表面14bと反対側の表面14aに位置する。本実施形態では、アンテナ導体12は、リング状に形成される。 The antenna conductor 12 is located on the surface 14a of the diamond crystal 14, opposite the surface 14b on which the NV center 15 is formed. In this embodiment, the antenna conductor 12 is formed in a ring shape.

導波体13は、ダイヤモンド結晶14の表面のうち、NVセンタ15が形成される表面14bと反対側の表面14aに位置する。 The waveguide 13 is located on the surface 14a of the diamond crystal 14, opposite the surface 14b on which the NV center 15 is formed.

以上により、変形例では、第一実施形態と同様に、ダイヤモンド結晶14のNVセンタ15の近くに位置する導波体13から、NVセンタ15にマイクロ波を照射できる。変形例によれば、検出基板10および検出ユニット20を簡素化できる。 As described above, in the modified example, as in the first embodiment, microwaves can be irradiated to the NV center 15 of the diamond crystal 14 from the waveguide 13 located near the NV center 15. According to the modified example, the detection substrate 10 and the detection unit 20 can be simplified.

本出願の開示する実施形態は、発明の要旨及び範囲を逸脱しない範囲で変更できる。さらに、本出願の開示する実施形態及びその変形例は、適宜組み合わせることができる。 The embodiments disclosed in this application may be modified without departing from the spirit and scope of the invention. Furthermore, the embodiments disclosed in this application and their modifications may be combined as appropriate.

添付の請求項に係る技術を完全かつ明瞭に開示するために特徴的な実施形態に関し記載してきた。しかし、添付の請求項は、上記実施形態に限定されるべきものでなく、本明細書に示した基礎的事項の範囲内で当該技術分野の当業者が創作しうるすべての変形例及び代替可能な構成を具現化するように構成されるべきである。 The appended claims have been described with respect to specific embodiments in order to fully and clearly disclose the technology to which they relate. However, the appended claims should not be limited to the above-described embodiments, but should be construed to embody all modifications and alternative configurations that may be conceived by those skilled in the art within the scope of the basic matters set forth in this specification.

10 検出基板
11 誘電体基板
11a 表面
12 アンテナ導体
13 導波体
14 ダイヤモンド結晶
14a 表面
14b 面
15 NVセンタ
16 薄膜
17 一次抗体
20 検出ユニット
21 第2誘電体基板
21a 表面
22 二次抗体
23 磁気ビーズ
24 凹部
25 吸収パッド
30 光ピックアップ
31 発光素子
32 受光素子
40 検出装置
X 検体液
Y 抗原
REFERENCE SIGNS LIST 10 detection substrate 11 dielectric substrate 11a surface 12 antenna conductor 13 waveguide 14 diamond crystal 14a surface 14b face 15 NV center 16 thin film 17 primary antibody 20 detection unit 21 second dielectric substrate 21a surface 22 secondary antibody 23 magnetic beads 24 recess 25 absorption pad 30 optical pickup 31 light emitting element 32 light receiving element 40 detection device X specimen liquid Y antigen

Claims (3)

誘電体基板と、A dielectric substrate;
前記誘電体基板の表面の一部を覆い、表面に一次抗体が固定化された薄膜とを有する検出基板と、a detection substrate having a thin film covering a portion of the surface of the dielectric substrate and having a primary antibody immobilized on the surface;
前記検出基板と、二次抗体が固定化された磁気ビーズとを有する検出ユニットと、a detection unit having the detection substrate and magnetic beads having a secondary antibody immobilized thereon;
ダイヤモンド結晶と、Diamond crystals and
導波体と、A waveguide;
光ピックアップと、An optical pickup;
を備え、Equipped with
前記ダイヤモンド結晶は、ある一面にNVセンタを形成し、The diamond crystal forms an NV center on one surface,
前記導波体は、前記ダイヤモンド結晶の表面のうち、前記NVセンタが形成される表面と反対側の面に位置し、the waveguide is located on a surface of the diamond crystal opposite to a surface on which the NV center is formed;
前記光ピックアップは、前記検出ユニットが備える前記検出基板へ前記ダイヤモンド結晶を透過した光を照射する光源と、前記検出基板の蛍光を検出する検出器を備え、The optical pickup includes a light source that irradiates the detection substrate of the detection unit with light that has passed through the diamond crystal, and a detector that detects fluorescence from the detection substrate,
前記誘電体基板の薄膜が位置する表面で、前記一次抗体と結合した検体に対して結合する、二次抗体が固定化された磁気ビーズを、NVセンタを形成するダイヤモンド結晶を対向させて検出し、a diamond crystal forming an NV center is placed opposite a magnetic bead having a secondary antibody immobilized thereon, the secondary antibody binding to the sample bound to the primary antibody, on the surface of the dielectric substrate where the thin film is located, and the magnetic bead is detected;
前記二次抗体が固定化された磁気ビーズは、前記誘電体基板の前記薄膜が位置する表面の一端に位置し、検体液の滴下によって移動する、the magnetic beads on which the secondary antibodies are immobilized are located at one end of the surface of the dielectric substrate on which the thin film is located, and are moved by dropping a sample liquid;
検出装置。Detection device.
前記薄膜は、前記誘電体基板の前記表面上に複数配置される
請求項に記載の検出装置
The detection device according to claim 1 , wherein a plurality of the thin films are disposed on the surface of the dielectric substrate.
誘電体基板と、A dielectric substrate;
前記誘電体基板の表面の一部を覆い、表面に一次抗体が固定化された薄膜とを有する検出基板と、a detection substrate having a thin film covering a portion of the surface of the dielectric substrate and having a primary antibody immobilized on the surface;
前記検出基板と、二次抗体が固定化された磁気ビーズとを有する検出ユニットと、a detection unit having the detection substrate and magnetic beads having a secondary antibody immobilized thereon;
ダイヤモンド結晶と、Diamond crystals and
導波体と、A waveguide;
光ピックアップと、An optical pickup;
を備える検出装置による検出方法であって、A detection method using a detection device comprising:
前記ダイヤモンド結晶は、ある一面にNVセンタを形成し、The diamond crystal forms an NV center on one surface,
前記導波体は、前記ダイヤモンド結晶の表面のうち、前記NVセンタが形成される表面と反対側の面に位置し、the waveguide is located on a surface of the diamond crystal opposite to a surface on which the NV center is formed;
前記光ピックアップは、前記検出ユニットが備える前記検出基板へ前記ダイヤモンド結晶を透過した光を照射する光源と、前記検出基板の蛍光を検出する検出器を備え、The optical pickup includes a light source that irradiates the detection substrate of the detection unit with light that has passed through the diamond crystal, and a detector that detects fluorescence from the detection substrate,
前記誘電体基板の薄膜が位置する表面で、前記一次抗体と結合した検体に対して結合する、二次抗体が固定化された磁気ビーズを、NVセンタを形成するダイヤモンド結晶を対向させて検出し、a diamond crystal forming an NV center is placed opposite a magnetic bead having a secondary antibody immobilized thereon, the secondary antibody binding to the sample bound to the primary antibody, on the surface of the dielectric substrate where the thin film is located, and the magnetic bead is detected;
前記二次抗体が固定化された磁気ビーズは、前記誘電体基板の前記薄膜が位置する表面の一端に位置し、検体液の滴下によって移動する、the magnetic beads on which the secondary antibodies are immobilized are located at one end of the surface of the dielectric substrate on which the thin film is located, and are moved by dropping a sample liquid;
検出方法。Detection methods.
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