液体吸収部材及び生体反応検出システム
【課題】流速のコントロールが可能で、検出感度を向上させることができるイムノクロマト用の液体吸収部材を提供する。
【解決手段】液体吸収部材は、第１の方向ｘに沿った溝１０を有する担体１と、溝１０の表面に固定された抗体４と、溝１０の上に配置された吸収体２と、を含み、溝１０の中を液体が通過する。
【解決手段】液体吸収部材は、第１の方向ｘに沿った溝１０を有する担体１と、溝１０の表面に固定された抗体４と、溝１０の上に配置された吸収体２と、を含み、溝１０の中を液体が通過する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イムノクロマトグラフィー試験片及びそれを用いた検出システム等に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、メンブレンフィルター（以下、液体吸収用担体とする）を使用したイムノクロマトグラフ法によってインフルエンザなどの簡易迅速診断がなされている。ここでイムノクロマトグラフ法とは、被検出物質である抗原（又は抗体）に対する抗体（又は抗原）を液体吸収用担体に固定化して、液体吸収用担体上に反応部位を作製したものを固定相とし、検出試薬として上述の被検出物質と結合可能な抗体（又は抗原）によって感作された検出用粒子が分散されてなる分散液を移動相として、上述の固定相上において、移動相をクロマトグラフ的に移動させると共に、前記試料を前記反応部位に接触させ、これにより、前記反応部位において、前記試料中に存在する抗原（又は抗体）が前記固定化抗体（又は固定化抗原）に結合すると共に、この抗原（又は抗体）に前記検出用粒子上の感作抗体（又は感作抗原）が結合することにより、検出用粒子が特異的に結合して捕捉されるものである（例えば、特許文献１参照）。
また、クロマトストリップに特殊なメンブレンや吸収剤を使用することなくイムノクロマト分析等のクロマト分析を高感度化することが可能な分析法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３３８５３７７号公報
【特許文献２】特開２０１０−１６４５３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のイムノクロマトグラフ法に用いる液体吸収用担体は、ニトロセルロースを有機溶剤で溶かし、有機溶剤が揮発することによってできる微小孔によって、多孔質液体吸収用担体を作製していた。その孔の形状は、温度・湿度等の物理的なパラメーターによってコントロールしていた。しかしながら、この方法ではこの孔のコントロールが難しく、また、材質がニトロセルロース液体吸収用担体であるため、親水・疎水の性質が経時的に、また、周囲の雰囲気、特に湿度によって大きく変化し、これによって流速のコントロールが難しかった。結果として、これにより測定結果にばらつきが生じてしまっていた。また、ニトロセルロース液体吸収用担体は、不規則な多孔質形状のため不透明となっており、これにより抗体ライン状に集まった標識物質すべてが視認性に寄与できなかった。結果として、これにより検出感度が半分以下になってしまっていた。
【０００５】
したがって、本発明の目的は、上述した従来技術の課題を解決し、流速のコントロールが可能な、検出感度を向上させることができる、イムノクロマト用の液体吸収部材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。即ち、本発明は、液体吸収用担体流速のコントロールが可能で、検出感度を向上させることができるイムノクロマト用の液体吸収部材を提供することをその要旨とする。
【０００７】
［適用例１］本適用例に係る液体吸収部材は、第１の方向に沿った溝を有する担体と、前記溝の表面に固定された抗体と、前記溝の上に配置された吸収体と、を含み、前記溝の中を液体が通過することを特徴とする。
【０００８】
本適用例によれば、担体に、第１の方向に沿った溝を具備することにより、その溝の中を流れる液体の毛管現象による流速を制御でき、この担体をイムノクロマトのような検出診断用ツールに使用した場合、その検出精度を向上させることができる。
【０００９】
［適用例２］上記適用例に記載の液体吸収部材において、前記溝は、前記第１の方向に交差する第２の方向に配列されたことを特徴とする。
【００１０】
本適用例によれば、複数の溝形状を設けることにより、多くの毛管現象を発生させることができる。この溝形状を制御することで担体中を液体が想定する速度で移動するよう制御することができる。
【００１１】
［適用例３］上記適用例に記載の液体吸収部材において、前記担体は、前記第１の方向及び前記第２の方向に交差する第３の方向に沿って重ねて配置されたことを特徴とする。
【００１２】
本適用例によれば、第３の方向に沿って複数枚重ねることによって検出感度を向上させることができる。
【００１３】
［適用例４］上記適用例に記載の液体吸収部材において、前記担体は、さらにピラー構造を有し、前記ピラー構造の中を前記液体が通過することを特徴とする。
【００１４】
本適用例によれば、この液体吸収部材をイムノクロマトのような検出診断用ツールに使用する場合、生体材料である抗体などを固定化する必要がある。溝構造を有する一枚の液体吸収部材の一部に、上から抗体を塗付し固定化することは可能であるが、それを複数枚重ねた状態では困難になる。そこで、溝構造の一部がピラー構造となっていれば、液体吸収部材の厚み方向の側面から抗体を注入し、そのピラー構造のところに抗体を固定化することができる。
【００１５】
［適用例５］上記適用例に記載の液体吸収部材において、前記担体は、ポリジメチルシロキサンを含むことを特徴とする。
【００１６】
本適用例によれば、型から成型する樹脂にポリジメチルシロキサン（以下ＰＤＭＳとする）を用いることによって、この材料の特性から透明性・精度を確保した液体吸収部材を作製することができる。ＰＤＭＳはモールディングによりサブミクロンの構造まで転写可能であり、微細加工材料として用いられるシリコン基板に対する離型特性が非常に高いため微細な構造が作りやすい。自己吸着性があるため、ＰＤＭＳ同士やガラスへの接着が容易なため、加工物を層構造に組み上げ易い。無色透明であり可視光領域による吸収がほとんどない。生体適合性材料であるといった特徴を有している。
また、透明材料を使用しているため、この材料を診断ツールとして用いた場合、不透明な材料と比較して、検出のための標識物質の光学的なシグナルが検出しやすくなる。
さらに、材料が透明なため厚み方向に同じものを複数枚重ねることによって検出感度を向上させることができる。
【００１７】
［適用例６］上記適用例に記載の液体吸収部材において、前記溝の表面は、表面処理されたことを特徴とする。
【００１８】
本適用例によれば、この液体吸収部材をイムノクロマトのような検出診断用ツールに使用する場合、生体材料である抗体などを固定化する必要がある。この抗体を固定化する際、材料表面が極端に親水性の場合は、抗体を含む溶液を滴下した際、担体全体に広がってしまう可能性がある。逆に極端に疎水性の場合は、担体内を液体が流れていかない可能性がある。このため、担体表面の親水性又は疎水性の制御が必要。また、担体内の送液は毛管現象によって起こっているが、この毛管現象を制御している物理パラメーターとして、前述した毛管半径の他に、接触角θがある。材料をあらかじめ親水処理することにより、この接触角を制御し、毛管現象による送液速度を制御することができる。
【００１９】
［適用例７］上記適用例に記載の液体吸収部材において、前記担体は、母型に樹脂を流し込み、前記樹脂を固化し、固化した前記樹脂と前記母型とを離型させることにより形成されることを特徴とする。
【００２０】
本適用例によれば、母型に樹脂を流し込み、樹脂を固化し、固化した樹脂と母型とを離型させることにより、微小パターンの細長い溝を有した担体を形成することができる。
【００２１】
［適用例８］本適用例に係る生体反応検出システムは、上記適用例に記載の液体吸収部材における前記抗体に被検出物質が反応したか否かを検出する検出器を含むことを特徴とする。
【００２２】
本適用例によれば、側面から検出することによって、液体吸収用担体の幅の分だけシグナルが圧縮され、見かけ上のシグナルが大きくなる。この結果として最終的に検出感度の向上を図ることができる。
【００２３】
なお、以上述べた各構成は、本発明の趣旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本実施形態に係る生体反応検出システムを示す説明図。
【図２】本実施形態に係る液体吸収用担体を示した図。
【図３】従来のニトロセルロース液体吸収用担体のＳＥＭ画像。
【図４】本実施形態に係る液体吸収用担体の作製方法を示した図。
【図５】本実施形態に係るイムノクロマトストリップの作製方法を示した図。
【図６】本実施形態に係るイムノクロマトストリップの使用方法を示した図。
【図７】本実施形態に係る標識物質を検出する方法を示した図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
Ａ．生体反応検出システムの全体構成：
図１は、本実施形態に係る生体反応検出システムを示す説明図である。本実施形態に係る生体反応検出システム１００は、インフルエンザなどの簡易迅速診断がなされるものであり、被検出物質である抗原（又は抗体）に対する抗体４（又は抗原）を液体吸収用担体（担体）１に固定化した液体吸収部材としてのイムノクロマトストリップ０と、イムノクロマトストリップ０における抗体４に被検出物質が反応したか否かを検出する検出器１５と、を備えている。
【００２６】
Ｂ．イムノクロマトストリップの構成：
本実施形態に係るイムノクロマトストリップ０は、溶液（液体）を透過させる液体吸収用担体１、溶液を吸い上げる吸収パッド（吸収体）２からなる。イムノクロマトストリップ０には、液体吸収用担体１の途中に生体材料である抗体４が塗布されている。イムノクロマトストリップ０は、抗体４の非特異的な反応を利用して、抗原を捕らえる。液体吸収用担体１は、拡大してみると細長い溝１０を有した構造体５の積層体３を備えている。溝１０の中を溶液が通過する。ここでの溶液は、後述する抗原や標識抗体を溶解した液、あるいは洗浄液等である。
【００２７】
液体吸収用担体１は第１の方向（図１中ｘ方向）に沿った溝１０を有する。溝１０は第１の方向に交差する第２の方向（図１中ｙ方向）に配列されている。液体吸収用担体１は、第１の方向及び第２の方向に交差する第３の方向（図１中ｚ方向）に沿って重ねて配置されている。液体吸収用担体１は、例えば幅５ｍｍ×長さ５ｃｍ×厚さ２ｍｍ程度の薄膜状の物体である。液体吸収用担体１は、ポリマー材料を用いて作製することが可能である。その際、透明な樹脂で作製することが好適である。透明な樹脂は、例えばポリスチレン、アクリル樹脂、ポリプロピレン、シクロオレフィンポリマー樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリアセタール等の熱硬化性透明樹脂、シリコーン樹脂の一種であるポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）を用いることができる。このような透明な樹脂で作製することにより、後述する検出のための標識物質１６の光学的なシグナルが検出しやすくなる。
【００２８】
また、積層体３は、断面が１０μｍ×１０μｍ程度の正方形状に制御された複数の溝１０を持つ構造体５である。断面形状は、型取りすることが容易なものであればよく、特に正方形に制限するものではない。細長い溝１０を有した構造体５の積層体３は、１０μｍ程度に加工成型が容易な材料であることが望ましい。このような材料として例えばポリスチレン、アクリル樹脂、ポリプロピレン、シクロオレフィンポリマー樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリアセタール等の熱硬化性透明樹脂、シリコーン樹脂の一種であるポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、ポリカーボネイト、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート等を用いることができる。上述した透明性と加工性との条件を満たす材料として、ＰＤＭＳがある。ＰＤＭＳは、モールディングによりサブミクロンの構造まで転写可能であり、微細加工材料として用いられるシリコン基板に対する離型特性が非常に高いため微細な構造が作りやすい。
【００２９】
積層体３の流路表面は親水性又は疎水性の制御をしてある。ここで親水性又は疎水性の制御とは、材料表面を親水性又は疎水性の特性を付与することである。親水性又は疎水性の処理をしない場合、材料表面の親水性又は疎水性特性は経時的に変化しやすくなる。例えばセルロースの場合、界面活性剤を滴下し、材料の親水性又は疎水性特性を制御しているが、界面活性剤を滴下しているだけなので、吸収させる溶液の量が多くなると、親水性又は疎水性特性が変化してしまい、設定した特性を維持できなくなってしまう。
【００３０】
ここで親水性又は疎水性を制御する手法は、具体的に酸素プラズマ、コロナ放電、ＵＶ処理の様な処理を行うことである。例えばポリスチレン材料を酸素プラズマにかけると、材料表面にヒドロキシル基が析出するため、ポリスチレンの疎水性表面を親水性表面に変質させることができる。以上の様に形状と流路表面の親水性又は疎水性特性が制御されているために、液体吸収用担体１を流れる溶液は速度を一定に保つことができる。
【００３１】
抗体４は溝１０の表面に固定されている。抗体４は、生体材料の非特異的な反応を利用して抗原を捕らえるための生体材料である。具体的にはＩｇＧ（免疫グロブリン）のような材料である。抗体４の固定方法は物理吸着が一般的である。
【００３２】
吸収パッド２は溝１０の上に配置されている。吸収パッド２は、液体吸収用担体１を通過してきた溶液を吸い上げるものであり、例えば不織布を用いる。吸収パッド２は、液体吸収用担体１と同じように細長い溝を有した構造体や、後述するピラーを有した構造体の積層体で構成してもよい。これにより、より溶液制御が可能になる。
【００３３】
図２は、本実施形態に係る液体吸収用担体１を示した図である。具体的には、積層体３を拡大した図で、図２（Ａ）に示すように、細長い溝１０を有した構造体５の積層体３を構成するための微小構造を示している。また、図２（Ｂ）に示すように、液体吸収用担体１はピラーを有した構造体６の積層体７を構成してもよい。溶液がピラーを有した構造体６の中を通過する。さらに、細長い溝１０を有した構造体５や、ピラーを有した構造体６をそれぞれ重ね合わせることによって、細長い溝１０を有した構造体５で構成した積層体３や、ピラーを有した構造体６で構成した積層体７のように微小流路を構築してもよい。なお、ピラー構造の両側には、ピラーと同じ高さの壁面が具備されてあり、これは、ピラーのみでは不足する可能性がある送液効果を補助するためにある。
【００３４】
細長い溝１０を有した構造体５とピラーを有した構造体６とを比較した場合、流速制御にはシンプルな流路構造となる細長い溝１０を有した構造体５の方が良く、感度向上のためには、反応に係る抗体４をなるべく多く塗付し、液体吸収用担体１上で、なるべく均一に抗原と固相化材料を反応させるためのピラーを有した構造体６が良い。このため、抗体４が反応するところだけピラーを有した構造体６とし、それ以外は細長い溝１０を有した構造体５とすることによって、前述した両特性を持たせた担体を実現することができる。例えば図２（Ｃ）に示す複合構造体８のような構造である。また、溝構造を有する一枚の液体吸収用担体の一部に、上から抗体４を塗付し固定化することは可能であるが、それを複数枚重ねた状態では困難になる。そこで、溝構造の一部がピラーを有した構造となっていれば、液体吸収用担体１の厚み方向の側面から抗体４を注入し、そのピラーを有した構造のところに抗体４を固定化することができる。
【００３５】
図３は、従来のニトロセルロース液体吸収用担体のＳＥＭ画像である。ＳＥＭ画像より、２μｍ〜１４μｍの不規則な微小孔１９が確認される。一般的に、ニトロセルロース液体吸収用担体のような構造体における毛管現象は下記式で表すことができる。
【００３６】
【数１】
ただし、ｌ：浸透深さ、ｒ：毛管半径、γ：液体の表面張力、θ：接触角、η：粘度、ｔ：時間である。
ルーカス・ウォシュバーンの式で表される。このため、同じ溶液を流すのであれば、微小孔１９となる毛管半径ｒと、表面の親水性又は疎水性特性によって決まる液体の表面張力γと接触角θとによって、送液速度が決まってくる。
【００３７】
ルーカス・ウォシュバーンの式より、ニトロセルロース液体吸収用担体は本実施形態の液体吸収用担体１と比較して流速制御が難しいことが考えられる。より具体的には、微小孔１９が２μｍ〜１４μｍとなっていると、最大と最小径とは７倍も異なってしまう。７倍異なると毛管現象の式から、その速度を決める浸透深さｌは２．６５倍となり、その流速差も２．６５倍となる。このように微小孔１９のばらつきが流速のばらつきとなってしまう。
【００３８】
本実施形態における液体吸収用担体１は、フォトファブリケーション技術とモールド技術とを用いて作製する。これにより、サブミクロンの精度で微小孔を作製することができ、その作製した微小孔での流速は、ニトロセルロースのときのようなばらつきもない。フォトファブリケーション技術は、数十ｎｍレベルでの加工が可能で、ＰＤＭＳ材料を用いたモールド技術ではサブミクロンレベルでの加工が可能となっている。このため、ニトロセルロース液体吸収用担体のときのような数マイクロメートルの誤差がないため、親水性又は疎水性の制御が十分であれば、ほぼ一定の流速で送液することが可能となる。送液の速度は、一定量の溶液を吸い込むのに必要な時間を測定することによって調べることができる。
【００３９】
図４は、本実施形態に係る液体吸収用担体１の作製方法を示した図である。積層体３をフォトファブリケーションのような微細加工技術で、直接作製してもよいが、液体吸収用担体１の生産性を向上させるために、鋳型を用いた方がよりよい。ここでフォトファブリケーションとは、材料表面を化学的、又は電気化学的に溶解させたり、材料表面に金属を堆積させる精密な加工形状は写真的技法を用いたりして行う精密加工方法のことである。
【００４０】
前段階として、通常の微細加工技術によってシリコンモールド（母型）を作製する。具体的には、マスクパターンによりレジストパターンを基板表面に作製し、異方性のウェットエッチングにて図４（Ａ）に示すＳｉモールド９を作製する。
【００４１】
次に、図４（Ａ）に示すようにＳｉモールド９に流動化させた樹脂（ＰＤＭＳ）１８を流し込む。その際、真空脱泡などの手法でＰＤＭＳ１８の脱泡を十分に行う必要がある。ＰＤＭＳ１８を流し込ませるとき、ＰＤＭＳ１８の脱泡を十分に行っていないと、固化させたときにＰＤＭＳ１８内に気泡が多く入ってしまう。気泡が入ると、透明度が低下するため、本実施形態で想定するような検出感度向上やさまざまな角度での検出を行うことが困難になる。
【００４２】
次に、図４（Ｂ）に示すようにＳｉモールド９に流動化させたＰＤＭＳ１８を固化させる。その際、固化させるときは、水準器を用いて十分な水平出しを行う必要がある。水平出しを行わないと、部位によって厚みの異なる構造体ができてしまう。厚みの異なる構造体では細長い溝１０を有した構造体５を積層体３（図２（Ａ）参照）のような立体的な構造を構成することができなくなる。また仮にできたとしても細長い溝１０を有した構造体５の積層体３の階層部分に隙間が生じてしまい、想定していた流速の制御ができず、また溶液の漏れにつながる。固化は、例えば、温風循環乾燥機で８０度２０分程度行うことが好ましい。
【００４３】
その後、図４（Ｃ）に示すように離型させることにより、微小パターンの細長い溝１０を有した構造体５を作製する。離型の際は、ゆっくりと剥がす必要がある。ゆっくりと剥がさないと、ＰＤＭＳ１８で微小な構造体５が図４（Ａ）の母型に残ったままとなり、目的の微小構造をＰＤＭＳ１８に移すことができない。
【００４４】
この他にも、図４（Ｃ）の細長い溝１０を有した構造体５は、加熱した樹脂基板に押し当てるホットエンボスの手法を用いて作製してもよい。
【００４５】
図５は、本実施形態に係るイムノクロマトストリップ０の作製方法を示した図である。具体的には、細長い溝１０を有した構造体５に抗体４を塗布する方法、及び細長い溝１０を有した構造体５の積層体３の作製方法を示している。まず、図５（Ａ）で示すように細長い溝１０を有した構造体５上面の一部に、抗体４を塗布する。その際、構造体５の溝１０側の表面が活性化されていることが望ましい。活性化されているとは、プラスチック材料を酸素プラズマ処理やＵＶ処理をすることによって、安定なプラスチック表面を活性化することである。これにより、抗体４は、物理吸着されやすくなる。
【００４６】
次に、図５（Ｂ）に示すようにその抗体４を固定化した基板を多層にすることによって液体吸収用担体１を作製する。ＰＤＭＳ材料での多層化は、それぞれの基板の接着面を酸素プラズマにかけて、重ね合わせることにより、図５（Ｂ）のように作製することができる。また、微細パターンの基板上に貫通孔があると、多層に重ね合わせてからでも、抗体４の固定化処理を行うことができる。また、必要に応じて、ＭＰＣ（2-methacryroyloxyethylphosphorylcholine）ポリマー、カゼイン、牛血清アルブミン（ＢＳＡ）等のブロッキング材料を用いてブロッキングする。
【００４７】
ここでブロッキングとは、検出対象物質が固定化した抗体４に捕捉されて基板に局在化するのではなく、非特異的に基材に吸着することを防ぐために行う。非特異吸着が起こると、ターゲットの測定ができなくなる。つまり、ブロッキング材料は、抗体４が固定化されたところ以外の液体吸収用担体１に吸着し、検出対象物質が液体吸収用担体１に吸着するのを防いでいる。さらに、ブロッキング材料を塗付することによって、液体吸収用担体１の表面の親水性又は疎水性の制御ができるようになる。
【００４８】
Ｃ．実施形態の動作：
図６は、本実施形態に係るイムノクロマトストリップ０の使用方法を示した図である。先ず、液体吸収用担体１の中ほどに抗体４をライン状に固定し、ＢＳＡでブロッキングしたものを用意する。固定化した抗体４には、測定したい抗原１２と特異的に反応する抗体４を用いた。
【００４９】
次に、図６（Ａ）に示すように、抗原１２を含む溶液１１中に、イムノクロマトストリップ０を浸す。毛管現象により液体吸収用担体１、吸収パッド２（図１参照）の順で溶液が流れる。溶液中に含まれる抗原１２は液体吸収用担体１に固定してある抗体４と反応して、抗体４にトラップされる。
【００５０】
次に、図６（Ｂ）に示すように、液体吸収用担体１に固定した抗体４とは異なる部位に結合する抗体で、直径が４０ｎｍ程度の金コロイドが標識されている金コロイド標識抗体１４を金コロイド標識抗体溶液１３を吸い込ませる。抗体４にトラップされていた抗原１２と、この金コロイド標識抗体１４が反応することで、最終的に、標識物質１６がライン状に、抗原濃度に応じて集まることになる。標識物質１６に前記の金コロイドを用いているので、十分な量の抗原１２があると、液体吸収用担体１上に標識物質１６の赤いラインが表示される。
【００５１】
最後に、図６（Ｃ）に示すように、標識物質１６の赤いラインの色の濃さを、検出器１５などで調べる。赤いラインの濃さと抗原１２の量は対応しており、この関係性を確認することにより、抗原量を調べることができる。
【００５２】
図３で説明したように、従来型の液体吸収用担体の微小孔は２μｍ〜１４μｍの幅を持ったものであり、かつ、その液体吸収用担体での微小孔１９の平均値も同じように大きさが異なってしまう。まず、各微小孔１９の大きさの違いから、液体吸収用担体上での結果が広がりとなって、結果がにじみとなって広がりを持った結果になってしまう。また、平均値の大きさの違いは、液体吸収用担体中の送液速度が異なってしまうために、抗原抗体の反応時間がばらついてしまい、結果として測定結果のばらつきとなってしまう。このようなメカニズムで、従来のイムノクロマトは判定量的な検出しかできなかった。
【００５３】
本来、イムノクロマトは、サンプルを滴下するだけでターゲットを検出できるため、さまざまな検査への応用が期待されている検出方法である。しかしながら、前述した問題により現時点で定性的な検出しかできないため、応用範囲が限られていた。
【００５４】
そこで、本実施形態のイムノクロマトストリップ０のように、微小流路（溝１０）を制御することによって、安定した測定結果が出るようにし、反応結果を検出器１５で検出し、その結果を数値化することにより、定量的な測定が実現できる。
【００５５】
流路系のばらつきについては、誤差が小さければ小さいほどよいが、実現可能性から流路径の精度を１％より低くすることは技術上困難である。逆に、流路径の誤差が５０％を超えてしまうと、定性的な検出しかできなくなってしまう。つまり、流路径のばらつきを１％以上５０％以下とすることで、本実施形態の構成により、流速を制御でき、結果として検出感度を向上させることが可能となる。
【００５６】
図７は、本実施形態に係る標識物質１６を検出する方法を示した図である。図７（Ａ）は液体吸収用担体１を上部から目視でラインを構成する標識物質１６由来のシグナルを確認する。図７（Ｂ）は液体吸収用担体１上部から検出器１５でラインを構成する標識物質１６由来のシグナルを確認する。図７（Ｃ）は液体吸収用担体１の上部から照射器１７で照明し、下部から検出器１５で検出する。図７（Ｄ）は液体吸収用担体１の側面より検出器１５でラインを構成する標識物質１６由来のシグナルを検出する。図７（Ｅ）は液体吸収用担体１の側面より照射器１７で照射し、側面よりラインを構成する標識物質１６由来のシグナルを検出する。
【００５７】
従来のニトロセルロース液体吸収用担体だと、液体吸収用担体自体が不透明なため、抗体４を塗付した側の面の上部から観察するしか方法がなかった。しかしながら、本実施形態では、その液体吸収用担体に代わる担体が透明材料となっているので、液体吸収用担体１の厚み方向の側面から検出することができる。これにより、液体吸収用担体１の幅の分だけ信号を重ねた状態で検出することで、信号強度を向上させることができる。
【００５８】
また、ラインを構成する標識物質１６由来のシグナルが、光の吸光によるものであれば、照射器１７の波長は、ブロードな波長を持った白色光でもよいが、前記照射波長を吸収波長にすることによって、ノイズに対するシグナル強度が大きくなり、より検出感度を上げることができる。
【００５９】
本発明は以上述べた実施形態の記載に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で広く適用が可能なものである。
【符号の説明】
【００６０】
０…イムノクロマトストリップ（液体吸収部材） １…液体吸収用担体（担体） ２…吸収パッド（吸収体） ３…積層体 ４…抗体 ５…細長い溝を有した構造体 ６…ピラーを有した構造体（ピラー構造） ７…ピラーを有した構造体で構成した積層体 ８…複合構造体 ９…Ｓｉモールド １０…溝 １１…抗原を含む溶液 １２…抗原 １３…金コロイド標識抗体溶液 １４…金コロイド標識抗体（標識抗体） １５…検出器 １６…標識物質 １７…照射器 １８…樹脂（ＰＤＭＳ） １９…微小孔 １００…生体反応検出システム。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イムノクロマトグラフィー試験片及びそれを用いた検出システム等に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、メンブレンフィルター（以下、液体吸収用担体とする）を使用したイムノクロマトグラフ法によってインフルエンザなどの簡易迅速診断がなされている。ここでイムノクロマトグラフ法とは、被検出物質である抗原（又は抗体）に対する抗体（又は抗原）を液体吸収用担体に固定化して、液体吸収用担体上に反応部位を作製したものを固定相とし、検出試薬として上述の被検出物質と結合可能な抗体（又は抗原）によって感作された検出用粒子が分散されてなる分散液を移動相として、上述の固定相上において、移動相をクロマトグラフ的に移動させると共に、前記試料を前記反応部位に接触させ、これにより、前記反応部位において、前記試料中に存在する抗原（又は抗体）が前記固定化抗体（又は固定化抗原）に結合すると共に、この抗原（又は抗体）に前記検出用粒子上の感作抗体（又は感作抗原）が結合することにより、検出用粒子が特異的に結合して捕捉されるものである（例えば、特許文献１参照）。
また、クロマトストリップに特殊なメンブレンや吸収剤を使用することなくイムノクロマト分析等のクロマト分析を高感度化することが可能な分析法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３３８５３７７号公報
【特許文献２】特開２０１０−１６４５３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のイムノクロマトグラフ法に用いる液体吸収用担体は、ニトロセルロースを有機溶剤で溶かし、有機溶剤が揮発することによってできる微小孔によって、多孔質液体吸収用担体を作製していた。その孔の形状は、温度・湿度等の物理的なパラメーターによってコントロールしていた。しかしながら、この方法ではこの孔のコントロールが難しく、また、材質がニトロセルロース液体吸収用担体であるため、親水・疎水の性質が経時的に、また、周囲の雰囲気、特に湿度によって大きく変化し、これによって流速のコントロールが難しかった。結果として、これにより測定結果にばらつきが生じてしまっていた。また、ニトロセルロース液体吸収用担体は、不規則な多孔質形状のため不透明となっており、これにより抗体ライン状に集まった標識物質すべてが視認性に寄与できなかった。結果として、これにより検出感度が半分以下になってしまっていた。
【０００５】
したがって、本発明の目的は、上述した従来技術の課題を解決し、流速のコントロールが可能な、検出感度を向上させることができる、イムノクロマト用の液体吸収部材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。即ち、本発明は、液体吸収用担体流速のコントロールが可能で、検出感度を向上させることができるイムノクロマト用の液体吸収部材を提供することをその要旨とする。
【０００７】
［適用例１］本適用例に係る液体吸収部材は、第１の方向に沿った溝を有する担体と、前記溝の表面に固定された抗体と、前記溝の上に配置された吸収体と、を含み、前記溝の中を液体が通過することを特徴とする。
【０００８】
本適用例によれば、担体に、第１の方向に沿った溝を具備することにより、その溝の中を流れる液体の毛管現象による流速を制御でき、この担体をイムノクロマトのような検出診断用ツールに使用した場合、その検出精度を向上させることができる。
【０００９】
［適用例２］上記適用例に記載の液体吸収部材において、前記溝は、前記第１の方向に交差する第２の方向に配列されたことを特徴とする。
【００１０】
本適用例によれば、複数の溝形状を設けることにより、多くの毛管現象を発生させることができる。この溝形状を制御することで担体中を液体が想定する速度で移動するよう制御することができる。
【００１１】
［適用例３］上記適用例に記載の液体吸収部材において、前記担体は、前記第１の方向及び前記第２の方向に交差する第３の方向に沿って重ねて配置されたことを特徴とする。
【００１２】
本適用例によれば、第３の方向に沿って複数枚重ねることによって検出感度を向上させることができる。
【００１３】
［適用例４］上記適用例に記載の液体吸収部材において、前記担体は、さらにピラー構造を有し、前記ピラー構造の中を前記液体が通過することを特徴とする。
【００１４】
本適用例によれば、この液体吸収部材をイムノクロマトのような検出診断用ツールに使用する場合、生体材料である抗体などを固定化する必要がある。溝構造を有する一枚の液体吸収部材の一部に、上から抗体を塗付し固定化することは可能であるが、それを複数枚重ねた状態では困難になる。そこで、溝構造の一部がピラー構造となっていれば、液体吸収部材の厚み方向の側面から抗体を注入し、そのピラー構造のところに抗体を固定化することができる。
【００１５】
［適用例５］上記適用例に記載の液体吸収部材において、前記担体は、ポリジメチルシロキサンを含むことを特徴とする。
【００１６】
本適用例によれば、型から成型する樹脂にポリジメチルシロキサン（以下ＰＤＭＳとする）を用いることによって、この材料の特性から透明性・精度を確保した液体吸収部材を作製することができる。ＰＤＭＳはモールディングによりサブミクロンの構造まで転写可能であり、微細加工材料として用いられるシリコン基板に対する離型特性が非常に高いため微細な構造が作りやすい。自己吸着性があるため、ＰＤＭＳ同士やガラスへの接着が容易なため、加工物を層構造に組み上げ易い。無色透明であり可視光領域による吸収がほとんどない。生体適合性材料であるといった特徴を有している。
また、透明材料を使用しているため、この材料を診断ツールとして用いた場合、不透明な材料と比較して、検出のための標識物質の光学的なシグナルが検出しやすくなる。
さらに、材料が透明なため厚み方向に同じものを複数枚重ねることによって検出感度を向上させることができる。
【００１７】
［適用例６］上記適用例に記載の液体吸収部材において、前記溝の表面は、表面処理されたことを特徴とする。
【００１８】
本適用例によれば、この液体吸収部材をイムノクロマトのような検出診断用ツールに使用する場合、生体材料である抗体などを固定化する必要がある。この抗体を固定化する際、材料表面が極端に親水性の場合は、抗体を含む溶液を滴下した際、担体全体に広がってしまう可能性がある。逆に極端に疎水性の場合は、担体内を液体が流れていかない可能性がある。このため、担体表面の親水性又は疎水性の制御が必要。また、担体内の送液は毛管現象によって起こっているが、この毛管現象を制御している物理パラメーターとして、前述した毛管半径の他に、接触角θがある。材料をあらかじめ親水処理することにより、この接触角を制御し、毛管現象による送液速度を制御することができる。
【００１９】
［適用例７］上記適用例に記載の液体吸収部材において、前記担体は、母型に樹脂を流し込み、前記樹脂を固化し、固化した前記樹脂と前記母型とを離型させることにより形成されることを特徴とする。
【００２０】
本適用例によれば、母型に樹脂を流し込み、樹脂を固化し、固化した樹脂と母型とを離型させることにより、微小パターンの細長い溝を有した担体を形成することができる。
【００２１】
［適用例８］本適用例に係る生体反応検出システムは、上記適用例に記載の液体吸収部材における前記抗体に被検出物質が反応したか否かを検出する検出器を含むことを特徴とする。
【００２２】
本適用例によれば、側面から検出することによって、液体吸収用担体の幅の分だけシグナルが圧縮され、見かけ上のシグナルが大きくなる。この結果として最終的に検出感度の向上を図ることができる。
【００２３】
なお、以上述べた各構成は、本発明の趣旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本実施形態に係る生体反応検出システムを示す説明図。
【図２】本実施形態に係る液体吸収用担体を示した図。
【図３】従来のニトロセルロース液体吸収用担体のＳＥＭ画像。
【図４】本実施形態に係る液体吸収用担体の作製方法を示した図。
【図５】本実施形態に係るイムノクロマトストリップの作製方法を示した図。
【図６】本実施形態に係るイムノクロマトストリップの使用方法を示した図。
【図７】本実施形態に係る標識物質を検出する方法を示した図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
Ａ．生体反応検出システムの全体構成：
図１は、本実施形態に係る生体反応検出システムを示す説明図である。本実施形態に係る生体反応検出システム１００は、インフルエンザなどの簡易迅速診断がなされるものであり、被検出物質である抗原（又は抗体）に対する抗体４（又は抗原）を液体吸収用担体（担体）１に固定化した液体吸収部材としてのイムノクロマトストリップ０と、イムノクロマトストリップ０における抗体４に被検出物質が反応したか否かを検出する検出器１５と、を備えている。
【００２６】
Ｂ．イムノクロマトストリップの構成：
本実施形態に係るイムノクロマトストリップ０は、溶液（液体）を透過させる液体吸収用担体１、溶液を吸い上げる吸収パッド（吸収体）２からなる。イムノクロマトストリップ０には、液体吸収用担体１の途中に生体材料である抗体４が塗布されている。イムノクロマトストリップ０は、抗体４の非特異的な反応を利用して、抗原を捕らえる。液体吸収用担体１は、拡大してみると細長い溝１０を有した構造体５の積層体３を備えている。溝１０の中を溶液が通過する。ここでの溶液は、後述する抗原や標識抗体を溶解した液、あるいは洗浄液等である。
【００２７】
液体吸収用担体１は第１の方向（図１中ｘ方向）に沿った溝１０を有する。溝１０は第１の方向に交差する第２の方向（図１中ｙ方向）に配列されている。液体吸収用担体１は、第１の方向及び第２の方向に交差する第３の方向（図１中ｚ方向）に沿って重ねて配置されている。液体吸収用担体１は、例えば幅５ｍｍ×長さ５ｃｍ×厚さ２ｍｍ程度の薄膜状の物体である。液体吸収用担体１は、ポリマー材料を用いて作製することが可能である。その際、透明な樹脂で作製することが好適である。透明な樹脂は、例えばポリスチレン、アクリル樹脂、ポリプロピレン、シクロオレフィンポリマー樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリアセタール等の熱硬化性透明樹脂、シリコーン樹脂の一種であるポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）を用いることができる。このような透明な樹脂で作製することにより、後述する検出のための標識物質１６の光学的なシグナルが検出しやすくなる。
【００２８】
また、積層体３は、断面が１０μｍ×１０μｍ程度の正方形状に制御された複数の溝１０を持つ構造体５である。断面形状は、型取りすることが容易なものであればよく、特に正方形に制限するものではない。細長い溝１０を有した構造体５の積層体３は、１０μｍ程度に加工成型が容易な材料であることが望ましい。このような材料として例えばポリスチレン、アクリル樹脂、ポリプロピレン、シクロオレフィンポリマー樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリアセタール等の熱硬化性透明樹脂、シリコーン樹脂の一種であるポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、ポリカーボネイト、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート等を用いることができる。上述した透明性と加工性との条件を満たす材料として、ＰＤＭＳがある。ＰＤＭＳは、モールディングによりサブミクロンの構造まで転写可能であり、微細加工材料として用いられるシリコン基板に対する離型特性が非常に高いため微細な構造が作りやすい。
【００２９】
積層体３の流路表面は親水性又は疎水性の制御をしてある。ここで親水性又は疎水性の制御とは、材料表面を親水性又は疎水性の特性を付与することである。親水性又は疎水性の処理をしない場合、材料表面の親水性又は疎水性特性は経時的に変化しやすくなる。例えばセルロースの場合、界面活性剤を滴下し、材料の親水性又は疎水性特性を制御しているが、界面活性剤を滴下しているだけなので、吸収させる溶液の量が多くなると、親水性又は疎水性特性が変化してしまい、設定した特性を維持できなくなってしまう。
【００３０】
ここで親水性又は疎水性を制御する手法は、具体的に酸素プラズマ、コロナ放電、ＵＶ処理の様な処理を行うことである。例えばポリスチレン材料を酸素プラズマにかけると、材料表面にヒドロキシル基が析出するため、ポリスチレンの疎水性表面を親水性表面に変質させることができる。以上の様に形状と流路表面の親水性又は疎水性特性が制御されているために、液体吸収用担体１を流れる溶液は速度を一定に保つことができる。
【００３１】
抗体４は溝１０の表面に固定されている。抗体４は、生体材料の非特異的な反応を利用して抗原を捕らえるための生体材料である。具体的にはＩｇＧ（免疫グロブリン）のような材料である。抗体４の固定方法は物理吸着が一般的である。
【００３２】
吸収パッド２は溝１０の上に配置されている。吸収パッド２は、液体吸収用担体１を通過してきた溶液を吸い上げるものであり、例えば不織布を用いる。吸収パッド２は、液体吸収用担体１と同じように細長い溝を有した構造体や、後述するピラーを有した構造体の積層体で構成してもよい。これにより、より溶液制御が可能になる。
【００３３】
図２は、本実施形態に係る液体吸収用担体１を示した図である。具体的には、積層体３を拡大した図で、図２（Ａ）に示すように、細長い溝１０を有した構造体５の積層体３を構成するための微小構造を示している。また、図２（Ｂ）に示すように、液体吸収用担体１はピラーを有した構造体６の積層体７を構成してもよい。溶液がピラーを有した構造体６の中を通過する。さらに、細長い溝１０を有した構造体５や、ピラーを有した構造体６をそれぞれ重ね合わせることによって、細長い溝１０を有した構造体５で構成した積層体３や、ピラーを有した構造体６で構成した積層体７のように微小流路を構築してもよい。なお、ピラー構造の両側には、ピラーと同じ高さの壁面が具備されてあり、これは、ピラーのみでは不足する可能性がある送液効果を補助するためにある。
【００３４】
細長い溝１０を有した構造体５とピラーを有した構造体６とを比較した場合、流速制御にはシンプルな流路構造となる細長い溝１０を有した構造体５の方が良く、感度向上のためには、反応に係る抗体４をなるべく多く塗付し、液体吸収用担体１上で、なるべく均一に抗原と固相化材料を反応させるためのピラーを有した構造体６が良い。このため、抗体４が反応するところだけピラーを有した構造体６とし、それ以外は細長い溝１０を有した構造体５とすることによって、前述した両特性を持たせた担体を実現することができる。例えば図２（Ｃ）に示す複合構造体８のような構造である。また、溝構造を有する一枚の液体吸収用担体の一部に、上から抗体４を塗付し固定化することは可能であるが、それを複数枚重ねた状態では困難になる。そこで、溝構造の一部がピラーを有した構造となっていれば、液体吸収用担体１の厚み方向の側面から抗体４を注入し、そのピラーを有した構造のところに抗体４を固定化することができる。
【００３５】
図３は、従来のニトロセルロース液体吸収用担体のＳＥＭ画像である。ＳＥＭ画像より、２μｍ〜１４μｍの不規則な微小孔１９が確認される。一般的に、ニトロセルロース液体吸収用担体のような構造体における毛管現象は下記式で表すことができる。
【００３６】
【数１】
ただし、ｌ：浸透深さ、ｒ：毛管半径、γ：液体の表面張力、θ：接触角、η：粘度、ｔ：時間である。
ルーカス・ウォシュバーンの式で表される。このため、同じ溶液を流すのであれば、微小孔１９となる毛管半径ｒと、表面の親水性又は疎水性特性によって決まる液体の表面張力γと接触角θとによって、送液速度が決まってくる。
【００３７】
ルーカス・ウォシュバーンの式より、ニトロセルロース液体吸収用担体は本実施形態の液体吸収用担体１と比較して流速制御が難しいことが考えられる。より具体的には、微小孔１９が２μｍ〜１４μｍとなっていると、最大と最小径とは７倍も異なってしまう。７倍異なると毛管現象の式から、その速度を決める浸透深さｌは２．６５倍となり、その流速差も２．６５倍となる。このように微小孔１９のばらつきが流速のばらつきとなってしまう。
【００３８】
本実施形態における液体吸収用担体１は、フォトファブリケーション技術とモールド技術とを用いて作製する。これにより、サブミクロンの精度で微小孔を作製することができ、その作製した微小孔での流速は、ニトロセルロースのときのようなばらつきもない。フォトファブリケーション技術は、数十ｎｍレベルでの加工が可能で、ＰＤＭＳ材料を用いたモールド技術ではサブミクロンレベルでの加工が可能となっている。このため、ニトロセルロース液体吸収用担体のときのような数マイクロメートルの誤差がないため、親水性又は疎水性の制御が十分であれば、ほぼ一定の流速で送液することが可能となる。送液の速度は、一定量の溶液を吸い込むのに必要な時間を測定することによって調べることができる。
【００３９】
図４は、本実施形態に係る液体吸収用担体１の作製方法を示した図である。積層体３をフォトファブリケーションのような微細加工技術で、直接作製してもよいが、液体吸収用担体１の生産性を向上させるために、鋳型を用いた方がよりよい。ここでフォトファブリケーションとは、材料表面を化学的、又は電気化学的に溶解させたり、材料表面に金属を堆積させる精密な加工形状は写真的技法を用いたりして行う精密加工方法のことである。
【００４０】
前段階として、通常の微細加工技術によってシリコンモールド（母型）を作製する。具体的には、マスクパターンによりレジストパターンを基板表面に作製し、異方性のウェットエッチングにて図４（Ａ）に示すＳｉモールド９を作製する。
【００４１】
次に、図４（Ａ）に示すようにＳｉモールド９に流動化させた樹脂（ＰＤＭＳ）１８を流し込む。その際、真空脱泡などの手法でＰＤＭＳ１８の脱泡を十分に行う必要がある。ＰＤＭＳ１８を流し込ませるとき、ＰＤＭＳ１８の脱泡を十分に行っていないと、固化させたときにＰＤＭＳ１８内に気泡が多く入ってしまう。気泡が入ると、透明度が低下するため、本実施形態で想定するような検出感度向上やさまざまな角度での検出を行うことが困難になる。
【００４２】
次に、図４（Ｂ）に示すようにＳｉモールド９に流動化させたＰＤＭＳ１８を固化させる。その際、固化させるときは、水準器を用いて十分な水平出しを行う必要がある。水平出しを行わないと、部位によって厚みの異なる構造体ができてしまう。厚みの異なる構造体では細長い溝１０を有した構造体５を積層体３（図２（Ａ）参照）のような立体的な構造を構成することができなくなる。また仮にできたとしても細長い溝１０を有した構造体５の積層体３の階層部分に隙間が生じてしまい、想定していた流速の制御ができず、また溶液の漏れにつながる。固化は、例えば、温風循環乾燥機で８０度２０分程度行うことが好ましい。
【００４３】
その後、図４（Ｃ）に示すように離型させることにより、微小パターンの細長い溝１０を有した構造体５を作製する。離型の際は、ゆっくりと剥がす必要がある。ゆっくりと剥がさないと、ＰＤＭＳ１８で微小な構造体５が図４（Ａ）の母型に残ったままとなり、目的の微小構造をＰＤＭＳ１８に移すことができない。
【００４４】
この他にも、図４（Ｃ）の細長い溝１０を有した構造体５は、加熱した樹脂基板に押し当てるホットエンボスの手法を用いて作製してもよい。
【００４５】
図５は、本実施形態に係るイムノクロマトストリップ０の作製方法を示した図である。具体的には、細長い溝１０を有した構造体５に抗体４を塗布する方法、及び細長い溝１０を有した構造体５の積層体３の作製方法を示している。まず、図５（Ａ）で示すように細長い溝１０を有した構造体５上面の一部に、抗体４を塗布する。その際、構造体５の溝１０側の表面が活性化されていることが望ましい。活性化されているとは、プラスチック材料を酸素プラズマ処理やＵＶ処理をすることによって、安定なプラスチック表面を活性化することである。これにより、抗体４は、物理吸着されやすくなる。
【００４６】
次に、図５（Ｂ）に示すようにその抗体４を固定化した基板を多層にすることによって液体吸収用担体１を作製する。ＰＤＭＳ材料での多層化は、それぞれの基板の接着面を酸素プラズマにかけて、重ね合わせることにより、図５（Ｂ）のように作製することができる。また、微細パターンの基板上に貫通孔があると、多層に重ね合わせてからでも、抗体４の固定化処理を行うことができる。また、必要に応じて、ＭＰＣ（2-methacryroyloxyethylphosphorylcholine）ポリマー、カゼイン、牛血清アルブミン（ＢＳＡ）等のブロッキング材料を用いてブロッキングする。
【００４７】
ここでブロッキングとは、検出対象物質が固定化した抗体４に捕捉されて基板に局在化するのではなく、非特異的に基材に吸着することを防ぐために行う。非特異吸着が起こると、ターゲットの測定ができなくなる。つまり、ブロッキング材料は、抗体４が固定化されたところ以外の液体吸収用担体１に吸着し、検出対象物質が液体吸収用担体１に吸着するのを防いでいる。さらに、ブロッキング材料を塗付することによって、液体吸収用担体１の表面の親水性又は疎水性の制御ができるようになる。
【００４８】
Ｃ．実施形態の動作：
図６は、本実施形態に係るイムノクロマトストリップ０の使用方法を示した図である。先ず、液体吸収用担体１の中ほどに抗体４をライン状に固定し、ＢＳＡでブロッキングしたものを用意する。固定化した抗体４には、測定したい抗原１２と特異的に反応する抗体４を用いた。
【００４９】
次に、図６（Ａ）に示すように、抗原１２を含む溶液１１中に、イムノクロマトストリップ０を浸す。毛管現象により液体吸収用担体１、吸収パッド２（図１参照）の順で溶液が流れる。溶液中に含まれる抗原１２は液体吸収用担体１に固定してある抗体４と反応して、抗体４にトラップされる。
【００５０】
次に、図６（Ｂ）に示すように、液体吸収用担体１に固定した抗体４とは異なる部位に結合する抗体で、直径が４０ｎｍ程度の金コロイドが標識されている金コロイド標識抗体１４を金コロイド標識抗体溶液１３を吸い込ませる。抗体４にトラップされていた抗原１２と、この金コロイド標識抗体１４が反応することで、最終的に、標識物質１６がライン状に、抗原濃度に応じて集まることになる。標識物質１６に前記の金コロイドを用いているので、十分な量の抗原１２があると、液体吸収用担体１上に標識物質１６の赤いラインが表示される。
【００５１】
最後に、図６（Ｃ）に示すように、標識物質１６の赤いラインの色の濃さを、検出器１５などで調べる。赤いラインの濃さと抗原１２の量は対応しており、この関係性を確認することにより、抗原量を調べることができる。
【００５２】
図３で説明したように、従来型の液体吸収用担体の微小孔は２μｍ〜１４μｍの幅を持ったものであり、かつ、その液体吸収用担体での微小孔１９の平均値も同じように大きさが異なってしまう。まず、各微小孔１９の大きさの違いから、液体吸収用担体上での結果が広がりとなって、結果がにじみとなって広がりを持った結果になってしまう。また、平均値の大きさの違いは、液体吸収用担体中の送液速度が異なってしまうために、抗原抗体の反応時間がばらついてしまい、結果として測定結果のばらつきとなってしまう。このようなメカニズムで、従来のイムノクロマトは判定量的な検出しかできなかった。
【００５３】
本来、イムノクロマトは、サンプルを滴下するだけでターゲットを検出できるため、さまざまな検査への応用が期待されている検出方法である。しかしながら、前述した問題により現時点で定性的な検出しかできないため、応用範囲が限られていた。
【００５４】
そこで、本実施形態のイムノクロマトストリップ０のように、微小流路（溝１０）を制御することによって、安定した測定結果が出るようにし、反応結果を検出器１５で検出し、その結果を数値化することにより、定量的な測定が実現できる。
【００５５】
流路系のばらつきについては、誤差が小さければ小さいほどよいが、実現可能性から流路径の精度を１％より低くすることは技術上困難である。逆に、流路径の誤差が５０％を超えてしまうと、定性的な検出しかできなくなってしまう。つまり、流路径のばらつきを１％以上５０％以下とすることで、本実施形態の構成により、流速を制御でき、結果として検出感度を向上させることが可能となる。
【００５６】
図７は、本実施形態に係る標識物質１６を検出する方法を示した図である。図７（Ａ）は液体吸収用担体１を上部から目視でラインを構成する標識物質１６由来のシグナルを確認する。図７（Ｂ）は液体吸収用担体１上部から検出器１５でラインを構成する標識物質１６由来のシグナルを確認する。図７（Ｃ）は液体吸収用担体１の上部から照射器１７で照明し、下部から検出器１５で検出する。図７（Ｄ）は液体吸収用担体１の側面より検出器１５でラインを構成する標識物質１６由来のシグナルを検出する。図７（Ｅ）は液体吸収用担体１の側面より照射器１７で照射し、側面よりラインを構成する標識物質１６由来のシグナルを検出する。
【００５７】
従来のニトロセルロース液体吸収用担体だと、液体吸収用担体自体が不透明なため、抗体４を塗付した側の面の上部から観察するしか方法がなかった。しかしながら、本実施形態では、その液体吸収用担体に代わる担体が透明材料となっているので、液体吸収用担体１の厚み方向の側面から検出することができる。これにより、液体吸収用担体１の幅の分だけ信号を重ねた状態で検出することで、信号強度を向上させることができる。
【００５８】
また、ラインを構成する標識物質１６由来のシグナルが、光の吸光によるものであれば、照射器１７の波長は、ブロードな波長を持った白色光でもよいが、前記照射波長を吸収波長にすることによって、ノイズに対するシグナル強度が大きくなり、より検出感度を上げることができる。
【００５９】
本発明は以上述べた実施形態の記載に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で広く適用が可能なものである。
【符号の説明】
【００６０】
０…イムノクロマトストリップ（液体吸収部材） １…液体吸収用担体（担体） ２…吸収パッド（吸収体） ３…積層体 ４…抗体 ５…細長い溝を有した構造体 ６…ピラーを有した構造体（ピラー構造） ７…ピラーを有した構造体で構成した積層体 ８…複合構造体 ９…Ｓｉモールド １０…溝 １１…抗原を含む溶液 １２…抗原 １３…金コロイド標識抗体溶液 １４…金コロイド標識抗体（標識抗体） １５…検出器 １６…標識物質 １７…照射器 １８…樹脂（ＰＤＭＳ） １９…微小孔 １００…生体反応検出システム。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の方向に沿った溝を有する担体と、
前記溝の表面に固定された抗体と、
前記溝の上に配置された吸収体と、
を含み、
前記溝の中を液体が通過することを特徴とする液体吸収部材。
【請求項２】
請求項１に記載の液体吸収部材において、
前記溝は、前記第１の方向に交差する第２の方向に配列されたことを特徴とする液体吸収部材。
【請求項３】
請求項２に記載の液体吸収部材において、
前記担体は、前記第１の方向及び前記第２の方向に交差する第３の方向に沿って重ねて配置されたことを特徴とする液体吸収部材。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の液体吸収部材において、
前記担体は、さらにピラー構造を有し、
前記ピラー構造の中を前記液体が通過することを特徴とする液体吸収部材。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の液体吸収部材において、
前記担体は、ポリジメチルシロキサンを含むことを特徴とする液体吸収部材。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の液体吸収部材において、
前記溝の表面は、表面処理されたことを特徴とする液体吸収部材。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の液体吸収部材において、
前記担体は、母型に樹脂を流し込み、前記樹脂を固化し、固化した前記樹脂と前記母型とを離型させることにより形成されることを特徴とする液体吸収部材。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の液体吸収部材における前記抗体に被検出物質が反応したか否かを検出する検出器を含むことを特徴とする生体反応検出システム。
【請求項１】
第１の方向に沿った溝を有する担体と、
前記溝の表面に固定された抗体と、
前記溝の上に配置された吸収体と、
を含み、
前記溝の中を液体が通過することを特徴とする液体吸収部材。
【請求項２】
請求項１に記載の液体吸収部材において、
前記溝は、前記第１の方向に交差する第２の方向に配列されたことを特徴とする液体吸収部材。
【請求項３】
請求項２に記載の液体吸収部材において、
前記担体は、前記第１の方向及び前記第２の方向に交差する第３の方向に沿って重ねて配置されたことを特徴とする液体吸収部材。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の液体吸収部材において、
前記担体は、さらにピラー構造を有し、
前記ピラー構造の中を前記液体が通過することを特徴とする液体吸収部材。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の液体吸収部材において、
前記担体は、ポリジメチルシロキサンを含むことを特徴とする液体吸収部材。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の液体吸収部材において、
前記溝の表面は、表面処理されたことを特徴とする液体吸収部材。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の液体吸収部材において、
前記担体は、母型に樹脂を流し込み、前記樹脂を固化し、固化した前記樹脂と前記母型とを離型させることにより形成されることを特徴とする液体吸収部材。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の液体吸収部材における前記抗体に被検出物質が反応したか否かを検出する検出器を含むことを特徴とする生体反応検出システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−５３８９７（Ｐ２０１３−５３８９７Ａ）
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９１４５８（Ｐ２０１１−１９１４５８）
【出願日】平成２３年９月２日（２０１１．９．２）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２日（２０１１．９．２）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
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