JP2012042233A - Correction method of fluorescent signal to be measured by spfs (surface plasmon excitation enhanced fluorescence spectrometry), assay method using the same, structure to be used for the methods and surface plasmon resonance sensor - Google Patents
Correction method of fluorescent signal to be measured by spfs (surface plasmon excitation enhanced fluorescence spectrometry), assay method using the same, structure to be used for the methods and surface plasmon resonance sensor Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012042233A JP2012042233A JP2010181364A JP2010181364A JP2012042233A JP 2012042233 A JP2012042233 A JP 2012042233A JP 2010181364 A JP2010181364 A JP 2010181364A JP 2010181364 A JP2010181364 A JP 2010181364A JP 2012042233 A JP2012042233 A JP 2012042233A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- region
- metal thin
- fluorescent
- ligand
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 75
- 238000003556 assay Methods 0.000 title claims abstract description 60
- 238000012937 correction Methods 0.000 title claims abstract description 59
- 238000002198 surface plasmon resonance spectroscopy Methods 0.000 title claims description 149
- 238000001506 fluorescence spectroscopy Methods 0.000 title claims description 7
- 230000005284 excitation Effects 0.000 title description 12
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 218
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 218
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims abstract description 199
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims abstract description 137
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 51
- 239000003446 ligand Substances 0.000 claims description 135
- 239000002052 molecular layer Substances 0.000 claims description 62
- 239000007850 fluorescent dye Substances 0.000 claims description 60
- 239000012491 analyte Substances 0.000 claims description 43
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 14
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 7
- 210000002381 plasma Anatomy 0.000 claims description 7
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 claims description 5
- 239000008280 blood Substances 0.000 claims description 5
- 210000003296 saliva Anatomy 0.000 claims description 3
- 210000002966 serum Anatomy 0.000 claims description 3
- 210000002700 urine Anatomy 0.000 claims description 3
- 210000001124 body fluid Anatomy 0.000 claims description 2
- 239000010839 body fluid Substances 0.000 claims description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 47
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 51
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 48
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 34
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 30
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 23
- 239000000463 material Substances 0.000 description 18
- 239000010408 film Substances 0.000 description 16
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 230000008569 process Effects 0.000 description 14
- 239000002094 self assembled monolayer Substances 0.000 description 14
- 239000013545 self-assembled monolayer Substances 0.000 description 14
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 13
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 12
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 12
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 12
- -1 3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl Chemical group 0.000 description 11
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 11
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 description 11
- 239000002953 phosphate buffered saline Substances 0.000 description 10
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 10
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 description 10
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 9
- LOKCTEFSRHRXRJ-UHFFFAOYSA-I dipotassium trisodium dihydrogen phosphate hydrogen phosphate dichloride Chemical compound P(=O)(O)(O)[O-].[K+].P(=O)(O)([O-])[O-].[Na+].[Na+].[Cl-].[K+].[Cl-].[Na+] LOKCTEFSRHRXRJ-UHFFFAOYSA-I 0.000 description 9
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 8
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 8
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 7
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 7
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 7
- YBJHBAHKTGYVGT-ZKWXMUAHSA-N (+)-Biotin Chemical compound N1C(=O)N[C@@H]2[C@H](CCCCC(=O)O)SC[C@@H]21 YBJHBAHKTGYVGT-ZKWXMUAHSA-N 0.000 description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 6
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 6
- 108090001008 Avidin Proteins 0.000 description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 5
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000012114 Alexa Fluor 647 Substances 0.000 description 4
- 102100023635 Alpha-fetoprotein Human genes 0.000 description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 235000020958 biotin Nutrition 0.000 description 4
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 4
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 4
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 3
- 239000011616 biotin Substances 0.000 description 3
- 229960002685 biotin Drugs 0.000 description 3
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000001917 fluorescence detection Methods 0.000 description 3
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 3
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 3
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- 239000003656 tris buffered saline Substances 0.000 description 3
- GWOLZNVIRIHJHB-UHFFFAOYSA-N 11-mercaptoundecanoic acid Chemical compound OC(=O)CCCCCCCCCCS GWOLZNVIRIHJHB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FPQQSJJWHUJYPU-UHFFFAOYSA-N 3-(dimethylamino)propyliminomethylidene-ethylazanium;chloride Chemical compound Cl.CCN=C=NCCCN(C)C FPQQSJJWHUJYPU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012099 Alexa Fluor family Substances 0.000 description 2
- 108091003079 Bovine Serum Albumin Proteins 0.000 description 2
- 108020004414 DNA Proteins 0.000 description 2
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 2
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 2
- 108010043121 Green Fluorescent Proteins Proteins 0.000 description 2
- 102000004144 Green Fluorescent Proteins Human genes 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 2
- VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N Methyl methacrylate Chemical compound COC(=O)C(C)=C VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NQTADLQHYWFPDB-UHFFFAOYSA-N N-Hydroxysuccinimide Chemical compound ON1C(=O)CCC1=O NQTADLQHYWFPDB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 108091093037 Peptide nucleic acid Proteins 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- 229920001213 Polysorbate 20 Polymers 0.000 description 2
- 108010090804 Streptavidin Proteins 0.000 description 2
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 2
- 239000000427 antigen Substances 0.000 description 2
- 102000036639 antigens Human genes 0.000 description 2
- 108091007433 antigens Proteins 0.000 description 2
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 2
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- 108091005948 blue fluorescent proteins Proteins 0.000 description 2
- 229940098773 bovine serum albumin Drugs 0.000 description 2
- 238000011088 calibration curve Methods 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- ZYGHJZDHTFUPRJ-UHFFFAOYSA-N coumarin Chemical compound C1=CC=C2OC(=O)C=CC2=C1 ZYGHJZDHTFUPRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 108010082025 cyan fluorescent protein Proteins 0.000 description 2
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 2
- 238000003234 fluorescent labeling method Methods 0.000 description 2
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 2
- 239000005090 green fluorescent protein Substances 0.000 description 2
- 238000002372 labelling Methods 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 description 2
- 102000039446 nucleic acids Human genes 0.000 description 2
- 150000007523 nucleic acids Chemical class 0.000 description 2
- 230000002572 peristaltic effect Effects 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000000256 polyoxyethylene sorbitan monolaurate Substances 0.000 description 2
- 235000010486 polyoxyethylene sorbitan monolaurate Nutrition 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 2
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 2
- BBEAQIROQSPTKN-UHFFFAOYSA-N pyrene Chemical compound C1=CC=C2C=CC3=CC=CC4=CC=C1C2=C43 BBEAQIROQSPTKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000439 tumor marker Substances 0.000 description 2
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 description 2
- 108091005957 yellow fluorescent proteins Proteins 0.000 description 2
- 108091032973 (ribonucleotides)n+m Proteins 0.000 description 1
- IBDVWXAVKPRHCU-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methylprop-2-enoyloxy)ethyl 3-oxobutanoate Chemical compound CC(=O)CC(=O)OCCOC(=O)C(C)=C IBDVWXAVKPRHCU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 2-Aminoethan-1-ol Chemical compound NCCO HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ROHFBIREHKPELA-UHFFFAOYSA-N 2-[(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)methyl]prop-2-enoic acid;methane Chemical compound C.CC(C)(C)C1=CC(CC(=C)C(O)=O)=CC(C(C)(C)C)=C1O.CC(C)(C)C1=CC(CC(=C)C(O)=O)=CC(C(C)(C)C)=C1O.CC(C)(C)C1=CC(CC(=C)C(O)=O)=CC(C(C)(C)C)=C1O.CC(C)(C)C1=CC(CC(=C)C(O)=O)=CC(C(C)(C)C)=C1O ROHFBIREHKPELA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BCHZICNRHXRCHY-UHFFFAOYSA-N 2h-oxazine Chemical compound N1OC=CC=C1 BCHZICNRHXRCHY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AGIJRRREJXSQJR-UHFFFAOYSA-N 2h-thiazine Chemical compound N1SC=CC=C1 AGIJRRREJXSQJR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001316595 Acris Species 0.000 description 1
- 206010003445 Ascites Diseases 0.000 description 1
- NLZUEZXRPGMBCV-UHFFFAOYSA-N Butylhydroxytoluene Chemical compound CC1=CC(C(C)(C)C)=C(O)C(C(C)(C)C)=C1 NLZUEZXRPGMBCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000012406 Carcinoembryonic Antigen Human genes 0.000 description 1
- 108010022366 Carcinoembryonic Antigen Proteins 0.000 description 1
- 208000009458 Carcinoma in Situ Diseases 0.000 description 1
- 229910052693 Europium Inorganic materials 0.000 description 1
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 108091034117 Oligonucleotide Proteins 0.000 description 1
- 108010038807 Oligopeptides Proteins 0.000 description 1
- 102000015636 Oligopeptides Human genes 0.000 description 1
- 208000002151 Pleural effusion Diseases 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M Propionate Chemical compound CCC([O-])=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 description 1
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 1
- 229910052771 Terbium Inorganic materials 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920004890 Triton X-100 Polymers 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 108010004469 allophycocyanin Proteins 0.000 description 1
- 108010026331 alpha-Fetoproteins Proteins 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 1
- 150000001615 biotins Chemical class 0.000 description 1
- 230000006287 biotinylation Effects 0.000 description 1
- 238000007413 biotinylation Methods 0.000 description 1
- 210000000601 blood cell Anatomy 0.000 description 1
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 1
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 1
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 229960000956 coumarin Drugs 0.000 description 1
- 235000001671 coumarin Nutrition 0.000 description 1
- 238000002788 crimping Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 150000001925 cycloalkenes Chemical class 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- JRBPAEWTRLWTQC-UHFFFAOYSA-N dodecylamine Chemical compound CCCCCCCCCCCCN JRBPAEWTRLWTQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012377 drug delivery Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 230000005685 electric field effect Effects 0.000 description 1
- 238000007772 electroless plating Methods 0.000 description 1
- 238000005566 electron beam evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 210000003608 fece Anatomy 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- GVEPBJHOBDJJJI-UHFFFAOYSA-N fluoranthrene Natural products C1=CC(C2=CC=CC=C22)=C3C2=CC=CC3=C1 GVEPBJHOBDJJJI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GNBHRKFJIUUOQI-UHFFFAOYSA-N fluorescein Chemical compound O1C(=O)C2=CC=CC=C2C21C1=CC=C(O)C=C1OC1=CC(O)=CC=C21 GNBHRKFJIUUOQI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108010021843 fluorescent protein 583 Proteins 0.000 description 1
- 108091006047 fluorescent proteins Proteins 0.000 description 1
- 102000034287 fluorescent proteins Human genes 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000005556 hormone Substances 0.000 description 1
- 229940088597 hormone Drugs 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 238000012744 immunostaining Methods 0.000 description 1
- 201000004933 in situ carcinoma Diseases 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000009830 intercalation Methods 0.000 description 1
- 230000002687 intercalation Effects 0.000 description 1
- PGLTVOMIXTUURA-UHFFFAOYSA-N iodoacetamide Chemical compound NC(=O)CI PGLTVOMIXTUURA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002540 isothiocyanates Chemical class 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 239000004816 latex Substances 0.000 description 1
- 229920000126 latex Polymers 0.000 description 1
- 150000002632 lipids Chemical class 0.000 description 1
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000003068 molecular probe Substances 0.000 description 1
- PSZYNBSKGUBXEH-UHFFFAOYSA-N naphthalene-1-sulfonic acid Chemical compound C1=CC=C2C(S(=O)(=O)O)=CC=CC2=C1 PSZYNBSKGUBXEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920005615 natural polymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010606 normalization Methods 0.000 description 1
- 239000002777 nucleoside Substances 0.000 description 1
- 125000003835 nucleoside group Chemical group 0.000 description 1
- 239000002773 nucleotide Substances 0.000 description 1
- 125000003729 nucleotide group Chemical group 0.000 description 1
- HMZGPNHSPWNGEP-UHFFFAOYSA-N octadecyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCOC(=O)C(C)=C HMZGPNHSPWNGEP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001542 oligosaccharide Polymers 0.000 description 1
- 150000002482 oligosaccharides Chemical class 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- NFHFRUOZVGFOOS-UHFFFAOYSA-N palladium;triphenylphosphane Chemical compound [Pd].C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1.C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1.C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1.C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 NFHFRUOZVGFOOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002559 palpation Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N phthalic acid di-n-butyl ester Natural products CCCCOC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCCCC DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002504 physiological saline solution Substances 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 108091033319 polynucleotide Proteins 0.000 description 1
- 102000040430 polynucleotide Human genes 0.000 description 1
- 239000002157 polynucleotide Substances 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 229920001184 polypeptide Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 1
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 1
- 229920001709 polysilazane Polymers 0.000 description 1
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 description 1
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 1
- 238000011002 quantification Methods 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 108010054624 red fluorescent protein Proteins 0.000 description 1
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- PYWVYCXTNDRMGF-UHFFFAOYSA-N rhodamine B Chemical compound [Cl-].C=12C=CC(=[N+](CC)CC)C=C2OC2=CC(N(CC)CC)=CC=C2C=1C1=CC=CC=C1C(O)=O PYWVYCXTNDRMGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012488 sample solution Substances 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 150000003461 sulfonyl halides Chemical class 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 229920001059 synthetic polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- 238000002207 thermal evaporation Methods 0.000 description 1
- 125000003396 thiol group Chemical group [H]S* 0.000 description 1
- ANRHNWWPFJCPAZ-UHFFFAOYSA-M thionine Chemical compound [Cl-].C1=CC(N)=CC2=[S+]C3=CC(N)=CC=C3N=C21 ANRHNWWPFJCPAZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- AAAQKTZKLRYKHR-UHFFFAOYSA-N triphenylmethane Chemical compound C1=CC=CC=C1C(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 AAAQKTZKLRYKHR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021642 ultra pure water Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012498 ultrapure water Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
Abstract
Description
本発明は、医療、バイオテクノロジー等の分野で利用されるSPFS(Surface Plasmon-field enhanced Fluorescence Spectroscopy:表面プラズモン励起増強蛍光分光法)またはそれを利用するSPFS−LPFS(Localized surface Plasmon-field enhanced Fluorescence Spectroscopy:局在表面プラズモン励起増強蛍光分光法)などの測定系に関し、より具体的には、それらの測定系に用いられる手法および表面プラズモン共鳴センサーの構造に関する。 The present invention relates to SPFS (Surface Plasmon-field enhanced Fluorescence Spectroscopy) or SPFS-LPFS (Localized surface Plasmon-field enhanced Fluorescence Spectroscopy) used in the fields of medicine, biotechnology, etc. : Localized surface plasmon excitation-enhanced fluorescence spectroscopy), and more specifically, a technique used in the measurement system and a structure of a surface plasmon resonance sensor.
SPFSは、誘電体部材上に形成された金属薄膜に全反射減衰(ATR)が生じる角度で励起光を照射したときに、金属薄膜を透過したエバネッセント波が表面プラズモンとの共鳴により数十倍〜数百倍に増強されることを利用して、金属薄膜近傍に捕捉されたアナライト(分析対象物)を標識する蛍光色素を効率的に励起させ、その蛍光シグナルを測定する方法である。このようなSPFSは、一般的な蛍光標識法などに比べて極めて感度が高いため、サンプル中にアナライトがごく微量しか存在しない場合であってもそれを定量することができる。SPFSの基本的な態様は、たとえば特許文献1および2に開示されている。 In SPFS, when the metal thin film formed on the dielectric member is irradiated with excitation light at an angle at which total reflection attenuation (ATR) occurs, the evanescent wave transmitted through the metal thin film is several tens of times due to resonance with the surface plasmon. This is a method of efficiently exciting a fluorescent dye for labeling an analyte (analyte) captured in the vicinity of a metal thin film and measuring the fluorescence signal by using the enhancement of several hundred times. Since such SPFS is extremely sensitive compared to a general fluorescent labeling method, it can be quantified even when only a very small amount of analyte is present in the sample. A basic aspect of SPFS is disclosed in Patent Documents 1 and 2, for example.
また、LPFSは、上記SPFSと組み合わせて利用することのできる方法であって、コロイド液を流すなどして金属コロイド粒子を蛍光色素近傍に位置させると、この金属コロイド粒子にもプラズモンが発生して局所的な電場増強効果が得られることを利用し、さらに効率良く蛍光色素を励起させてその蛍光シグナルを測定する方法である。 LPFS is a method that can be used in combination with the above SPFS, and when metal colloid particles are positioned in the vicinity of a fluorescent dye by flowing a colloid solution or the like, plasmons are also generated in the metal colloid particles. This is a method in which the fluorescent signal is measured by exciting a fluorescent dye more efficiently by utilizing the fact that a local electric field enhancement effect is obtained.
SPFSおよびそれを利用するSPFS−LPFSなどの測定方法(以下「SPFS等」と総称する。)などによれば、たとえば、血液中の極微量の腫瘍マーカーを定量することにより、触診などによって検出することができない前臨床期の非浸潤癌(上皮内癌)の存在も高精度で予測することができるようになるため、医療、バイオテクノロジー等の分野における活用が期待される。 According to a measurement method such as SPFS and SPFS-LPFS using the SPFS (hereinafter collectively referred to as “SPFS etc.”), for example, it is detected by palpation by quantifying a very small amount of tumor marker in blood. The presence of preclinical non-invasive cancer (carcinoma in situ) that cannot be performed can be predicted with high accuracy, and is expected to be used in fields such as medicine and biotechnology.
ところで、プラズモン共鳴により引き起こされた増強電場は、プラズモン共鳴が生じている表面からの距離が大きくなるにつれて急速に減衰する特性を有するため、プラズモン共鳴が生じている部位から離れた場所から直接観測することが困難である。そのため、プラズモン共鳴による電場増強を可視化する試みが、これまでにいくつか行われてきた。 By the way, the enhanced electric field caused by plasmon resonance has a characteristic of rapidly decaying as the distance from the surface where the plasmon resonance occurs increases, so it is directly observed from a place away from the site where the plasmon resonance occurs. Is difficult. Therefore, several attempts have been made so far to visualize the electric field enhancement due to plasmon resonance.
例えば、非特許文献1では、ガラス基板表面に形成した金膜に格子を形成してなる構造体や、ガラス基板表面に形成した銀膜に単一のもしくは周期的に配置された複数の孔を形成してなる構造体に対して光を照射し、その格子または孔の近傍で起こる入射光と表面プラズモン分極により生じる光との干渉をフォトン走査型トンネル顕微鏡でマッピングすることによって、表面プラズモンを検出する試みがなされている。 For example, in Non-Patent Document 1, a structure formed by forming a lattice on a gold film formed on the surface of a glass substrate, or a plurality of holes arranged in a single or periodic manner in a silver film formed on the surface of a glass substrate. Surface plasmon is detected by irradiating the formed structure with light and mapping the interference between the incident light near the lattice or hole and the light caused by surface plasmon polarization using a photon scanning tunneling microscope. Attempts have been made.
また、非特許文献2では、帯状に配置された複数のシリカ突起を有するガラス基板表面に銀膜を形成してなる構造体に対し、顕微鏡の対物レンズを通じてレーザ光を照射し、予めこの構造体表面に塗布された蛍光分子からの蛍光をその顕微鏡で観測することによって、表面プラズモン分極の可視化を図る試みがなされている。 Further, in Non-Patent Document 2, a laser beam is irradiated through a microscope objective lens to a structure formed by forming a silver film on the surface of a glass substrate having a plurality of silica protrusions arranged in a band shape. Attempts have been made to visualize surface plasmon polarization by observing fluorescence from fluorescent molecules applied to the surface with a microscope.
また、非特許文献3では、部分的にアルミ不透光膜を形成した透明誘電体基板の上に、誘電体薄膜と金膜を形成してなる構造体の裏側から光を照射し、このアルミ不透光膜を形成した部位とアルミ不透光膜を形成していない部位との界面で発生するプラズモン波の散乱を、蛍光分子からの蛍光としてあるいはフォトン走査型トンネル顕微鏡を用いて測定することによって、表面プラズモン分極の可視化を図る試みがなされている。 In Non-Patent Document 3, light is irradiated from the back side of a structure formed by forming a dielectric thin film and a gold film on a transparent dielectric substrate partially formed with an aluminum opaque film. Measure the scattering of plasmon waves generated at the interface between the part where the opaque film is formed and the part where the aluminum opaque film is not formed as fluorescence from fluorescent molecules or using a photon scanning tunneling microscope. Thus, attempts have been made to visualize surface plasmon polarization.
SPFS等を臨床検査に応用するにあたり、蛍光シグナルの測定値についての信頼性を担保する必要があり、そのためには、測定値のばらつき(CV)を通常10%以内に抑える必要がある。特に、抗体を固定化させたSPFS基板に検体由来のアナライトを介して蛍光修飾抗体を固定化するサンドイッチ系など、アナライト濃度に応じてシグナルの絶対値が増加する系では、一般にアナライト濃度が低下するとCVが悪化し、検出感度および定量感度の低下につながる。そこで、蛍光シグナルの測定値におけるばらつきを減らすためには、SPFSセンサー基板間での電場増強のばらつきを減らす必要がある。ここで、電場増強のばらつきによる蛍光シグナルへの影響を考えるにあたって、SPFSセンサー基板に形成されている金属薄膜の厚さのばらつきが問題となる。ところが、すべてのSPFSセンサー基板において金属薄膜の厚さが寸分の違いもなく完全に同一となるようSPFSセンサー基板を製造することは現実的ではないことから、電場増強のばらつきによる蛍光シグナルへの影響を最小限とするためには、SPFSセンサー基板で生じる電場増強を正規化し、これに基づいて測定値を補正する必要がある。その一方で、臨床検査に用いるSPFSセンサー基板には安価に製造できることも要求される。したがって、SPFSセンサー基板に複雑な構造を形成することなく電場増強を正規化でき、これに基づいて測定値を補正することによって測定データのばらつきを最小限に抑えることが、SPFS等を臨床検査に応用するうえで必要となる。 When SPFS or the like is applied to a clinical test, it is necessary to ensure the reliability of the measurement value of the fluorescence signal. For that purpose, it is necessary to suppress the variation (CV) of the measurement value within 10%. In particular, in a system in which the absolute value of the signal increases in accordance with the analyte concentration, such as a sandwich system in which the fluorescently modified antibody is immobilized on the SPFS substrate on which the antibody is immobilized via the analyte derived from the analyte, the analyte concentration is generally When the value decreases, CV deteriorates, leading to a decrease in detection sensitivity and quantitative sensitivity. Therefore, in order to reduce the variation in the measured value of the fluorescence signal, it is necessary to reduce the variation in the electric field enhancement between the SPFS sensor substrates. Here, in considering the influence on the fluorescence signal due to the variation in the electric field enhancement, the variation in the thickness of the metal thin film formed on the SPFS sensor substrate becomes a problem. However, since it is not realistic to manufacture the SPFS sensor substrate so that the thickness of the metal thin film is completely the same in all SPFS sensor substrates with no difference in size, the influence on the fluorescence signal due to the variation in the electric field enhancement. In order to minimize the electric field, it is necessary to normalize the electric field enhancement generated in the SPFS sensor substrate and correct the measurement value based on the normalized electric field enhancement. On the other hand, the SPFS sensor substrate used for clinical examination is also required to be inexpensively manufactured. Therefore, it is possible to normalize the electric field enhancement without forming a complicated structure on the SPFS sensor substrate, and to correct the measurement value based on this, to minimize the variation of the measurement data. Necessary for application.
しかしながら、上記従来技術においては、基板表面に形成された特殊な形状の金属構造を通じて表面プラズモン分極の可視化を図るものであり、このような複雑な金属構造を、臨床検査に用いるSPFSセンサー基板に導入することは、SPFSセンサー基板の生産工程が煩雑になるとともに、製造コストを大幅に引き上げるおそれがあり、現実的ではない。 However, in the above prior art, the surface plasmon polarization is visualized through a specially shaped metal structure formed on the substrate surface, and such a complicated metal structure is introduced into the SPFS sensor substrate used for clinical examination. This is not practical because the production process of the SPFS sensor substrate becomes complicated and the manufacturing cost may be significantly increased.
そこで、本発明は、SPFSセンサー基板に複雑な構造を導入することなく、SPFSセンサー基板を構成する金属薄膜の厚さのばらつきに由来する電場増強のばらつきの影響を排除し、これによりSPFS等の測定精度や信頼性を高めることが可能となる、測定データの補正方法、およびこれを用いたアッセイ方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention eliminates the influence of variations in electric field enhancement resulting from variations in the thickness of the metal thin film constituting the SPFS sensor substrate without introducing a complicated structure into the SPFS sensor substrate. It is an object of the present invention to provide a measurement data correction method and an assay method using the same, which can improve measurement accuracy and reliability.
本発明者は本発明を完成させる過程で、誘電体部材表面の一部に金属薄膜を形成させた基板に蛍光分子層を形成してなる基板の裏側から全反射条件で入射光を照射したときの、金属薄膜を形成させていない領域での蛍光強度と金属薄膜を形成させていない領域での蛍光強度との関係に基づいて、この金属薄膜の厚さによる電場増強への影響を見積もることが可能であるとの知見を得た。そして、この知見を利用すれば上記課題を解決しうることを見出し、本発明を完成させるに至った。 In the process of completing the present invention, the present inventor irradiates incident light under total reflection conditions from the back side of a substrate formed by forming a fluorescent molecular layer on a substrate having a metal thin film formed on a part of the surface of a dielectric member. Based on the relationship between the fluorescence intensity in the region where the metal thin film is not formed and the fluorescence intensity in the region where the metal thin film is not formed, the influence of the thickness of the metal thin film on the electric field enhancement can be estimated. The knowledge that it was possible was obtained. And when this knowledge was utilized, it discovered that the said subject could be solved and came to complete this invention.
すなわち、本発明は、下記[1]〜[10]に示される、アッセイ方法、構造体、および表面プラズモン共鳴センサーを提供する。
[1]
透明誘電体部材(Tm)上に、金属薄膜(Mm)を介して蛍光色素(Dm)が固定されてなる表面プラズモン共鳴センサーにつき、表面プラズモン蛍光分光法を用いて測定される蛍光色素(Dm)由来の蛍光シグナル(Sm)について、
(k-1) 透明誘電体部材(Ts)と、
該透明誘電体部材(Ts)上に、金属薄膜を介することなく蛍光分子層(Fsp)が形成された領域(P)と、
該透明誘電体部材(Ts)上に、金属薄膜(Msq)を介して、蛍光分子層(Fsq)が形成された領域(Q)と
を含み、
該蛍光分子層(Fsq)および該蛍光分子層(Fsp)がともに同一の蛍光色素(Ds)から構成されており、
該透明誘電体部材(Tm)および該透明誘電体部材(Ts)がともに同一の透明誘電体からなり、
該金属薄膜(Mm)および該金属薄膜(Msq)がともに同一の金属からなる
構造体(X)であって、該金属薄膜(Msq)が該金属薄膜(Mm)と同じ厚さを有する対象構造体(Xt)について、
(i)前記領域(P)に対して、
該透明誘電体部材(Ts)の、該蛍光分子層(Fsp)が存在する面とは反対側の表面から、全反射条件となる入射角で、該蛍光シグナル(Sm)の測定において蛍光分子(Dm)を励起するために用いられる入射光と同一波長の入射光を照射することにより、
該領域(P)で発光した蛍光の量を全反射蛍光シグナル(Sp)として検出する工程と、
(ii)該工程(i)の前に、該工程(i)と同時に、あるいは該工程(i)の後に、前記領域(Q)に対して、
該透明誘電体部材(Ts)の、該蛍光分子層(Fsq)が存在する面とは反対側の表面から、全反射条件となる入射角で該工程(i)の場合と同一波長の入射光を照射することにより、
該領域(Q)で発光した蛍光の量を電場増強蛍光シグナル(Sq)として検出する工程と
(iii)該工程(i)および(ii)を経て得られる該全反射蛍光シグナル(Sp)と該電場増強蛍光シグナル(Sq)を用いて下記式(1)
R = Sq / Sp (1)
に基づき電場増強比Rを算出する工程と、
を経て得られる該電場増強比RであるRtと、
(k-2)該構造体(X)であって、該対象構造体(Xt)以外の構造体である参照構造体(Xr)について、該対象構造体(Xt)の場合と同じ波長の入射光を用いて、上記工程(i)〜(iii)を経て得られる該電場増強比RであるRrと
を用いて、下記式(2)
Sm1 = Sm0 × (Rr / Rt) (2)
に基づき、補正前の蛍光シグナル(Sm)である未補正蛍光シグナル(Sm0)を補正蛍光シグナル(Sm1)に変換する
ことを特徴とする蛍光シグナルの補正方法。
That is, the present invention provides an assay method, a structure, and a surface plasmon resonance sensor shown in the following [1] to [10].
[1]
Fluorescent dye (Dm) measured using surface plasmon fluorescence spectroscopy for a surface plasmon resonance sensor in which a fluorescent dye (Dm) is fixed on a transparent dielectric member (Tm) via a metal thin film (Mm) About the fluorescence signal (Sm) derived from
(K-1) a transparent dielectric member (Ts);
A region (P) in which a fluorescent molecular layer (Fsp) is formed on the transparent dielectric member (Ts) without using a metal thin film;
A region (Q) in which a fluorescent molecular layer (Fsq) is formed on the transparent dielectric member (Ts) via a metal thin film (Msq);
The fluorescent molecular layer (Fsq) and the fluorescent molecular layer (Fsp) are both composed of the same fluorescent dye (Ds),
The transparent dielectric member (Tm) and the transparent dielectric member (Ts) are both made of the same transparent dielectric,
The metal thin film (Mm) and the metal thin film (Msq) are both structures (X) made of the same metal, and the metal thin film (Msq) has the same thickness as the metal thin film (Mm). About the body (Xt)
(I) For the region (P),
In the measurement of the fluorescence signal (Sm), the transparent dielectric member (Ts) is measured in the fluorescence signal (Sm) at an incident angle as a total reflection condition from the surface opposite to the surface where the fluorescent molecule layer (Fsp) exists. By irradiating incident light of the same wavelength as the incident light used to excite Dm),
Detecting the amount of fluorescence emitted in the region (P) as a total reflection fluorescence signal (Sp);
(Ii) Before the step (i), simultaneously with the step (i), or after the step (i), with respect to the region (Q),
Incident light having the same wavelength as that in the step (i) at an incident angle as a total reflection condition from the surface of the transparent dielectric member (Ts) opposite to the surface where the fluorescent molecular layer (Fsq) exists. By irradiating
(Iii) detecting the amount of fluorescence emitted in the region (Q) as an electric field enhanced fluorescence signal (Sq); (iii) the total reflection fluorescence signal (Sp) obtained through the steps (i) and (ii) and Using the electric field enhanced fluorescence signal (Sq), the following formula (1)
R = Sq / Sp (1)
Calculating the electric field enhancement ratio R based on:
Rt, which is the electric field enhancement ratio R obtained via
(K-2) For the reference structure (Xr), which is the structure (X) and is a structure other than the target structure (Xt), incidence of the same wavelength as that of the target structure (Xt) Using light, Rr which is the electric field enhancement ratio R obtained through the above steps (i) to (iii), the following formula (2)
Sm1 = Sm0 x (Rr / Rt) (2)
Based on the above, a fluorescence signal correction method comprising converting an uncorrected fluorescence signal (Sm0), which is a fluorescence signal (Sm) before correction, into a corrected fluorescence signal (Sm1).
[2]
前記対象構造体(Xt)を対象構造体部分として一体化している前記表面プラズモン共鳴センサーにつき測定される前記蛍光シグナル(Sm)についての前記変換が、該対象構造体部分につき前記工程(i)〜(iii)を経て得られる前記電場増強比Rを前記Rtとして用いることに行われる前記[1]に記載の補正方法。
[2]
The transformation of the fluorescence signal (Sm) measured for the surface plasmon resonance sensor integrating the target structure (Xt) as a target structure part includes the steps (i) to (i) for the target structure part. The correction method according to [1], wherein the electric field enhancement ratio R obtained through (iii) is used as the Rt.
[3]
(a)透明誘電体部材(Tm)上に、金属薄膜(Mm)を介して、第1のリガンドを含有する固定化リガンド含有層が形成された領域(Am)を有するプラズモンセンサー構造体において、該領域(Am)に、検体と、第2のリガンドと蛍光分子(Dm)とからなる蛍光修飾リガンドとを接触させることにより、表面プラズモン共鳴センサーを調製する工程と、
(b)該工程(a)の後、該領域(Am)に対して、該透明誘電体部材(Tm)の、該金属薄膜(Mm)とは反対側の表面から入射光を照射し、全反射条件となる入射角で入射光を照射し、これにより、該領域(Am)で発光した蛍光の量を蛍光シグナル(Sm)として検出する工程と、
(c)該工程(b)で検出された蛍光シグナル(Sm)を、補正する工程と、
(d)該工程(c)で補正された蛍光シグナル(Sm)に基づき検体中のアナライト量を評価する工程と
を含み;
該工程(c)における蛍光シグナル(Sm)の補正が、前記[1]に記載の補正方法を用いてなされることを特徴とするアッセイ方法。
[3]
(A) In a plasmon sensor structure having a region (Am) in which an immobilized ligand-containing layer containing a first ligand is formed on a transparent dielectric member (Tm) via a metal thin film (Mm), Preparing a surface plasmon resonance sensor by bringing a specimen into contact with a fluorescent modifying ligand comprising a second ligand and a fluorescent molecule (Dm) in the region (Am);
(B) After the step (a), the region (Am) is irradiated with incident light from the surface of the transparent dielectric member (Tm) opposite to the metal thin film (Mm). Irradiating incident light at an incident angle as a reflection condition, thereby detecting the amount of fluorescence emitted from the region (Am) as a fluorescence signal (Sm);
(C) correcting the fluorescence signal (Sm) detected in the step (b);
(D) evaluating the amount of analyte in the specimen based on the fluorescence signal (Sm) corrected in step (c);
An assay method, wherein the correction of the fluorescence signal (Sm) in the step (c) is performed using the correction method described in [1] above.
[4]
前記(k-1)で用いられる対象構造体(Xt)が、
前記透明誘電体部材(Ts)上に、金属薄膜(Msa)を介して、第1のリガンドを含有する固定化リガンド含有層が形成された領域(As)をさらに含み、且つ、該金属薄膜(Msa)および前記金属薄膜(Msq)がともに同一の金属からなり且つ同じ厚さを有する構造体であり、
該領域(As)を前記領域(Am)として用いることにより、前記プラズモンセンサー構造体として供される
上記[3]に記載のアッセイ方法。
[4]
The target structure (Xt) used in (k-1) is
The transparent dielectric member (Ts) further includes a region (As) in which an immobilized ligand-containing layer containing a first ligand is formed via a metal thin film (Msa), and the metal thin film ( Msa) and the metal thin film (Msq) are made of the same metal and have the same thickness.
The assay method according to the above [3], wherein the region (As) is used as the region (Am) to serve as the plasmon sensor structure.
[5]
前記工程(c)における補正が、
前記対象構造体(Xt)についての上記工程(i)〜(iii)を前記工程(b)の直前、前記工程(b)と同時、および前記工程(b)の直後のいずれかにおいて行うことにより求められる前記Rtを用いて行われる
上記[4]に記載のアッセイ方法。
[5]
The correction in the step (c) is
By performing the steps (i) to (iii) for the target structure (Xt) immediately before the step (b), simultaneously with the step (b), and immediately after the step (b). The assay method according to the above [4], which is performed using the required Rt.
[6]
前記工程(c)における補正が、事前に算出済みの前記Rtを用いて行われる上記[3]または[4]に記載のアッセイ方法。
[6]
The assay method according to [3] or [4] above, wherein the correction in the step (c) is performed using the Rt calculated in advance.
[7]
前記工程(c)における補正が、事前に算出済みの前記Rrを用いて行われる上記[5]または[6]に記載のアッセイ方法。
[7]
The assay method according to [5] or [6] above, wherein the correction in the step (c) is performed using the previously calculated Rr.
[8]
前記検体が、血液、血清、血漿、尿、鼻孔液および唾液からなる群から選択される少な
くとも1種の体液である上記[3]〜[7]のいずれかに記載のアッセイ方法。
[8]
The assay method according to any one of [3] to [7], wherein the specimen is at least one body fluid selected from the group consisting of blood, serum, plasma, urine, nasal fluid and saliva.
[9]
透明誘電体部材(Ts)と、
該透明誘電体部材(Ts)上に、金属薄膜を介することなく蛍光分子層(Fsp)が形成された領域(P)と、
該透明誘電体部材(Ts)上に、金属薄膜(Msq)を介して、蛍光分子層(Fsq)が形成された領域(Q)と、
該透明誘電体部材(Ts)上に、金属薄膜(Msa)を介して、第1のリガンドを含有する固定化リガンド含有層が形成された領域(As)と
を含み、
該蛍光分子層(Fsp)および該蛍光分子層(Fsq)がともに同一の蛍光分子(Ds)から構成され、且つ、
該金属薄膜(Msa)および前記金属薄膜(Msq)がともに同一の金属からなり且つ同じ厚さを有する
構造体。
[9]
A transparent dielectric member (Ts);
A region (P) in which a fluorescent molecular layer (Fsp) is formed on the transparent dielectric member (Ts) without using a metal thin film;
A region (Q) in which a fluorescent molecular layer (Fsq) is formed on the transparent dielectric member (Ts) via a metal thin film (Msq);
A region (As) in which an immobilized ligand-containing layer containing a first ligand is formed on the transparent dielectric member (Ts) via a metal thin film (Msa);
The fluorescent molecular layer (Fsp) and the fluorescent molecular layer (Fsq) are both composed of the same fluorescent molecule (Ds), and
A structure in which the metal thin film (Msa) and the metal thin film (Msq) are both made of the same metal and have the same thickness.
[10]
上記[9]に記載の構造体と、アナライトと、第2のリガンドと蛍光分子(Dm)とからなる蛍光修飾リガンドとを含み、
前記領域(As)内の前記第1のリガンドに、該アナライトを介して該蛍光修飾リガンドが結合している表面プラズモン共鳴センサー。
[10]
Including the structure according to [9], an analyte, a fluorescent modifying ligand composed of a second ligand and a fluorescent molecule (Dm),
A surface plasmon resonance sensor in which the fluorescent modifying ligand is bound to the first ligand in the region (As) via the analyte.
本発明により、SPFS基板を構成する金属薄膜の厚さのばらつきに由来する電場増強のばらつきの影響を排除することができるようになるため、SPFS等の測定精度や信頼性を従来よりも一層高めることができるとともに、臨床検査への応用に対応することにより生じるSPFS基板の製造コスト上昇を抑えることができるため、SPFS等を用いた臨床検査システムの実用化に大きく貢献する。 According to the present invention, it becomes possible to eliminate the influence of the variation in electric field enhancement resulting from the variation in the thickness of the metal thin film constituting the SPFS substrate, so that the measurement accuracy and reliability of SPFS and the like are further enhanced than before. In addition, it is possible to suppress an increase in the manufacturing cost of the SPFS substrate caused by responding to the application to the clinical test, which greatly contributes to the practical use of the clinical test system using SPFS or the like.
以下、本発明について、図1および図2を参照しながら具体的に説明する。
[補正方法]
本発明に係る蛍光シグナルの補正方法は、
透明誘電体部材(Tm)上に、金属薄膜(Mm)を介して蛍光色素(Dm)が固定されてなる表面プラズモン共鳴センサーにつき、表面プラズモン蛍光分光法を用いて測定される蛍光色素(Dm)由来の蛍光シグナル(Sm)について、
(k-1) 対象構造体(Xt)について、以下の工程(i)〜(iii)を経て得られる電場増強比RであるRtと、
(k-2) 参照構造体(Xr)について、該対象構造体(Xt)の場合と同じ波長の入射光を用いて、以下の工程(i)〜(iii)を経て得られる該電場増強比RであるRrと
を用いて、下記式(2)
Sm1 = Sm0 × (Rr / Rt) (2)
に基づき、補正前の蛍光シグナル(Sm)である未補正蛍光シグナル(Sm0)を補正蛍光シグナル(Sm1)に変換する
ことを特徴とする。
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to FIGS. 1 and 2.
[Correction method]
The fluorescent signal correction method according to the present invention includes:
Fluorescent dye (Dm) measured using surface plasmon fluorescence spectroscopy for a surface plasmon resonance sensor in which a fluorescent dye (Dm) is fixed on a transparent dielectric member (Tm) via a metal thin film (Mm) About the fluorescence signal (Sm) derived from
(K-1) For the target structure (Xt), Rt which is an electric field enhancement ratio R obtained through the following steps (i) to (iii);
(K-2) About the reference structure (Xr), the electric field enhancement ratio obtained through the following steps (i) to (iii) using incident light having the same wavelength as that of the target structure (Xt) Using Rr as R, the following formula (2)
Sm1 = Sm0 x (Rr / Rt) (2)
Based on the above, the uncorrected fluorescence signal (Sm0), which is the fluorescence signal (Sm) before correction, is converted into a corrected fluorescence signal (Sm1).
ここで、対象構造体(Xt)は、
透明誘電体部材(Ts)と、
該透明誘電体部材(Ts)上に、金属薄膜を介することなく蛍光分子層(Fsp)が形成された領域(P)と、
該透明誘電体部材(Ts)上に、金属薄膜(Msq)を介して、蛍光分子層(Fsq)が形成された領域(Q)と
を含み、
該蛍光分子層(Fsq)および該蛍光分子層(Fsp)がともに同一の蛍光色素(Ds)から構成されており、
該透明誘電体部材(Tm)および該透明誘電体部材(Ts)がともに同一の透明誘電体からなり、
該金属薄膜(Mm)および該金属薄膜(Msq)がともに同一の金属からなる
構造体(X)であって、該金属薄膜(Msq)が該金属薄膜(Mm)と同じ厚さを有する構造体である。
Here, the target structure (Xt) is
A transparent dielectric member (Ts);
A region (P) in which a fluorescent molecular layer (Fsp) is formed on the transparent dielectric member (Ts) without using a metal thin film;
A region (Q) in which a fluorescent molecular layer (Fsq) is formed on the transparent dielectric member (Ts) via a metal thin film (Msq);
The fluorescent molecular layer (Fsq) and the fluorescent molecular layer (Fsp) are both composed of the same fluorescent dye (Ds),
The transparent dielectric member (Tm) and the transparent dielectric member (Ts) are both made of the same transparent dielectric,
The metal thin film (Mm) and the metal thin film (Msq) are both structures (X) made of the same metal, and the metal thin film (Msq) has the same thickness as the metal thin film (Mm). It is.
また、参照構造体(Xr)とは、構造体(X)であって、前記対象構造体(Xt)以外の構造体である。
対象構造体(Xt)および参照構造体(Xr)となる構造体(X)は、具体的には、図1に示される構造体10のような構造を有している。
The reference structure (Xr) is the structure (X) and is a structure other than the target structure (Xt).
Specifically, the structure (X) serving as the target structure (Xt) and the reference structure (Xr) has a structure like the structure 10 shown in FIG.
また、本発明において、これら対象構造体(Xt)および参照構造体(Xr)についての電場増強比Rは、対象構造体(Xt)および参照構造体(Xr)の各々について、図1に示すように、
(i)領域(P)に対して、
透明誘電体部材(Ts)11の、蛍光分子層(Fsp)13aが存在する面とは反対側の表面から、全反射条件となる入射角で、該蛍光シグナル(Sm)の測定において蛍光分子(Dm)を励起するために用いられる入射光と同一波長の入射光61aを照射することにより、
領域(P)で発光した蛍光の量を全反射蛍光シグナル(Sp)として検出する工程と、
(ii)工程(i)の前に、工程(i)と同時に、あるいは該工程(i)の後に、領域(Q)に対して、
透明誘電体部材(Ts)11の、蛍光分子層(Fsq)13bが存在する面とは反対側の表面から、全反射条件となる入射角で工程(i)の場合と同一波長の入射光61bを照射することにより、
領域(Q)で発光した蛍光の量を電場増強蛍光シグナル(Sq)として検出する工程と
(iii)工程(i)および(ii)を経て得られる全反射蛍光シグナル(Sp)と電場増強蛍光シグナル(Sq)を用いて下記式(1)
R = Sq / Sp (1)
に基づき電場増強比Rを算出する工程と、
を経て得られる。
In the present invention, the electric field enhancement ratio R for the target structure (Xt) and the reference structure (Xr) is as shown in FIG. 1 for each of the target structure (Xt) and the reference structure (Xr). In addition,
(I) For region (P),
In the measurement of the fluorescence signal (Sm) from the surface of the transparent dielectric member (Ts) 11 opposite to the surface on which the fluorescent molecule layer (Fsp) 13a is present, at an incident angle that is a total reflection condition, By irradiating incident light 61a of the same wavelength as the incident light used to excite Dm),
Detecting the amount of fluorescence emitted in the region (P) as a total reflection fluorescence signal (Sp);
(Ii) Before step (i), simultaneously with step (i) or after step (i), for region (Q),
From the surface of the transparent dielectric member (Ts) 11 opposite to the surface on which the fluorescent molecular layer (Fsq) 13b exists, incident light 61b having the same wavelength as that in the step (i) at an incident angle that is a total reflection condition. By irradiating
A step of detecting the amount of fluorescence emitted in the region (Q) as an electric field-enhanced fluorescent signal (Sq); (iii) a total reflection fluorescent signal (Sp) and an electric field-enhanced fluorescent signal obtained through steps (i) and (ii) Using (Sq), the following formula (1)
R = Sq / Sp (1)
Calculating the electric field enhancement ratio R based on:
It is obtained through
本発明の補正方法においては、対象構造体(Xt)は、蛍光シグナルの補正を行おうとする表面プラズモン共鳴センサーにおける電場増強を見積もるために用いられるものである。本発明では、対象構造体(Xt)の領域(Q)で生じた電場増強の強度をもって、表面プラズモン共鳴センサーにおける電場増強の強度を評価するものであるであるから、対象構造体(Xt)を構成する金属薄膜(Msq)は、表面プラズモン共鳴センサーを構成する金属薄膜(Mm)と同一の金属からなるとともに、同じ厚さを有する必要がある。この点から、本発明においては、蛍光シグナルの補正を行おうとする表面プラズモン共鳴センサーとして、この対象構造体(Xt)を対象構造体部分として一体化しているものを用いることが好ましい。この場合、当該対象構造体部分につき前記工程(i)〜(iii)を経て得られる電場増強比RをRtとして用いることができ、このRtを用いて、この表面プラズモン共鳴センサーにつき測定される蛍光シグナル(Sm)についての補正を行うことができる。このような表面プラズモン共鳴センサーにおいて、当該対象構造体部分を構成する金属薄膜(Msq)が金属薄膜(Mm)と一体化して単一の金属薄膜として形成されていると、さらに好ましい。 In the correction method of the present invention, the target structure (Xt) is used for estimating the electric field enhancement in the surface plasmon resonance sensor that is to correct the fluorescence signal. In the present invention, the strength of the electric field enhancement in the surface plasmon resonance sensor is evaluated based on the strength of the electric field enhancement generated in the region (Q) of the subject structure (Xt). The constituent metal thin film (Msq) is made of the same metal as the metal thin film (Mm) constituting the surface plasmon resonance sensor and needs to have the same thickness. From this point, in the present invention, it is preferable to use a surface plasmon resonance sensor that is intended to correct a fluorescence signal, in which the target structure (Xt) is integrated as a target structure portion. In this case, the electric field enhancement ratio R obtained through the steps (i) to (iii) for the target structure portion can be used as Rt, and the fluorescence measured for the surface plasmon resonance sensor using this Rt. Correction for the signal (Sm) can be performed. In such a surface plasmon resonance sensor, it is more preferable that the metal thin film (Msq) constituting the target structure portion is integrated with the metal thin film (Mm) and formed as a single metal thin film.
一方、参照構造体(Xr)は、対象構造体(Xt)の領域(Q)で生じた電場増強の強度として代表された表面プラズモン共鳴センサーにおける電場増強を正規化するための基準として用いられるものである。この参照構造体(Xr)を用いることにより、異なる複数の対象構造体(Xt)間において、各対象構造体(Xt)が固有に有している電場増強の強度の相対関係を定めることができ、これに基づき各表面プラズモン共鳴センサー相互間で生じる電場増強のばらつきを補正することが可能となる。 On the other hand, the reference structure (Xr) is used as a standard for normalizing the electric field enhancement in the surface plasmon resonance sensor represented by the intensity of the electric field enhancement generated in the region (Q) of the target structure (Xt). It is. By using this reference structure (Xr), it is possible to determine the relative relationship of the electric field enhancement strength inherent to each target structure (Xt) between a plurality of different target structures (Xt). Based on this, it is possible to correct variations in electric field enhancement occurring between the surface plasmon resonance sensors.
なお、対象構造体(Xt)および参照構造体(Xr)についての電場増強比Rの算出については、後に詳述する。
なお、本発明において、後述する領域(Am),(As)および(Q)のように金属薄膜を有する領域での蛍光検出は表面プラズモン共鳴条件で、後述する領域(P)のように金属薄膜を有さない領域での蛍光検出は全反射減衰条件でそれぞれ行われる。ただ、本発明では、金属薄膜を有する領域での蛍光検出にあたっても、入射光の照射は全反射減衰(ATR)が生じる入射角で行われることから、本明細書では、このような入射角についても「全反射条件となる入射角」という語を用いている。
The calculation of the electric field enhancement ratio R for the target structure (Xt) and the reference structure (Xr) will be described in detail later.
In the present invention, fluorescence detection in a region having a metal thin film such as regions (Am), (As), and (Q) described later is performed under surface plasmon resonance conditions, and a metal thin film as described in region (P) described later. Fluorescence detection in a region that does not have is performed under the total reflection attenuation condition. However, in the present invention, even in fluorescence detection in a region having a metal thin film, irradiation of incident light is performed at an incident angle at which total reflection attenuation (ATR) occurs. Also uses the term “incidence angle as a total reflection condition”.
〔適用対象となる表面プラズモン共鳴センサー〕
本発明の補正方法を適用する対象となる表面プラズモン共鳴センサーは、透明誘電体部材(Tm)上に、金属薄膜(Mm)を介して蛍光色素(Dm)が固定されてなる表面プラズモン共鳴センサーであれば、特にその構成を問わず、一般に広く用いられている表面プラズモン共鳴センサーであってもよい。本発明の補正方法の適用対象となる表面プラズモン共鳴センサーにおける蛍光色素(Dm)の固定態様については、特に限定はなく、例えば、蛍光色素(Dm)が抗原−抗体反応を利用して固定化されていてもよいし、互いに相補的な配列を有する核酸における二重鎖形成反応やインターカレーションを利用して固定化されていてもよい。
[Surface plasmon resonance sensor to be applied]
The surface plasmon resonance sensor to which the correction method of the present invention is applied is a surface plasmon resonance sensor in which a fluorescent dye (Dm) is fixed on a transparent dielectric member (Tm) through a metal thin film (Mm). Any surface plasmon resonance sensor that is generally widely used may be used, regardless of its configuration. There are no particular limitations on the manner in which the fluorescent dye (Dm) is immobilized in the surface plasmon resonance sensor to which the correction method of the present invention is applied. For example, the fluorescent dye (Dm) is immobilized using an antigen-antibody reaction. Alternatively, they may be immobilized using a double strand formation reaction or intercalation in nucleic acids having mutually complementary sequences.
ここで、図1に示した表面プラズモン共鳴センサー50を例としてさらに説明すると、表面プラズモン共鳴センサーは、通常、透明誘電体部材(Tm)21上に、金属薄膜(Mm)22を介して、第1のリガンド231を含有する固定化リガンド含有層23が形成された領域(Am)を有するプラズモンセンサー構造体20において、該領域(Am)の第1のリガンド231に、第2のリガンド411と蛍光分子(Dm)412とからなる蛍光修飾リガンド41が、アナライト42を介して結合した形態を有している。 Here, the surface plasmon resonance sensor 50 shown in FIG. 1 will be further described as an example. Usually, the surface plasmon resonance sensor is formed on a transparent dielectric member (Tm) 21 via a metal thin film (Mm) 22. In the plasmon sensor structure 20 having the region (Am) in which the immobilized ligand-containing layer 23 containing one ligand 231 is formed, the first ligand 231 in the region (Am) has the second ligand 411 and fluorescence. A fluorescence-modifying ligand 41 composed of a molecule (Dm) 412 has a form bound via an analyte 42.
ここで、この領域(Am)に対して、透明誘電体部材(Tm)21の、金属薄膜(Mm)22とは反対側の表面から、全反射条件となる入射角で入射光61cを照射することにより、金属薄膜(Mm)22で表面プラズモンが発生し、これによりもたらされる電場増強によって蛍光分子(Dm)が励起し、蛍光を発する。SPFS等を用いたアッセイ方法では、このときの蛍光を蛍光シグナル(Sm)として検出することになる。 Here, this region (Am) is irradiated with incident light 61c from the surface of the transparent dielectric member (Tm) 21 on the side opposite to the metal thin film (Mm) 22 at an incident angle that is a total reflection condition. As a result, surface plasmons are generated in the metal thin film (Mm) 22, and the fluorescent molecules (Dm) are excited by the electric field enhancement caused by the surface plasmons to emit fluorescence. In the assay method using SPFS or the like, the fluorescence at this time is detected as a fluorescence signal (Sm).
ところが、表面プラズモン共鳴センサー50に固定されている蛍光分子(Dm)412の量が同じであっても、金属薄膜(Mm)22の厚みに比例して電場増強の強度が増大し、その結果、蛍光シグナル(Sm)として検出される見かけ上の蛍光量が増大する。ここで、SPFS等を臨床検査に応用するにあたって問題となる点は、蛍光シグナル(Sm)としてある値が測定されたときに、どこまでが、検体に含まれるアナライトの量に基づく値であり、どこからが金属薄膜(Mm)22の厚さのばらつきに起因する見かけ上の増減値であるかの評価がしばしば困難になることである。そのため、臨床検査に用いられるアッセイ方法に許容される測定結果のばらつき(CV)は、通常10%程度以内である。特に、正常値と異常値との差が小さい検査に用いる場合に問題が顕在化することから、場合によっては、CVを1〜2%以内に抑える必要がある。これを考慮すると、金属薄膜(Mm)22の厚さのばらつきによる蛍光シグナル(Sm)への影響は最大限に除去する必要があるものの、表面プラズモン共鳴センサー50に用いられるプラズモンセンサー構造体20を、全個体を通じて金属薄膜(Mm)22の厚さが完全に同一になるよう製造することは困難である。したがって、金属薄膜(Mm)22の厚さによる電場増強への影響を補正により除去する必要があり、そのためには、金属薄膜(Mm)22の厚さによる電場増強への影響を見積もる必要がある。 However, even if the amount of the fluorescent molecule (Dm) 412 fixed to the surface plasmon resonance sensor 50 is the same, the strength of the electric field enhancement increases in proportion to the thickness of the metal thin film (Mm) 22, and as a result, The apparent amount of fluorescence detected as a fluorescence signal (Sm) increases. Here, the point that becomes a problem in applying SPFS or the like to clinical tests is that when a certain value is measured as the fluorescence signal (Sm), how far is the value based on the amount of the analyte contained in the specimen, It is often difficult to evaluate where the apparent increase / decrease value is due to the variation in the thickness of the metal thin film (Mm) 22. Therefore, the variation (CV) in the measurement results allowed for the assay method used for clinical examination is usually within about 10%. In particular, since the problem becomes apparent when used for an inspection in which the difference between the normal value and the abnormal value is small, it is necessary to suppress the CV to 1 to 2% in some cases. Considering this, the plasmon sensor structure 20 used for the surface plasmon resonance sensor 50 can be removed although the influence on the fluorescence signal (Sm) due to the variation in the thickness of the metal thin film (Mm) 22 needs to be removed to the maximum extent. It is difficult to manufacture the metal thin film (Mm) 22 so that the thickness of the metal thin film (Mm) 22 is completely the same throughout the whole body. Therefore, it is necessary to correct the influence of the thickness of the metal thin film (Mm) 22 on the electric field enhancement, and for that purpose, it is necessary to estimate the influence of the thickness of the metal thin film (Mm) 22 on the electric field enhancement. .
本発明の補正方法では、次に述べる「構造体」を用いて金属薄膜(Mm)22の厚さによる電場増強への影響を見積もり、これに基づき、表面プラズモン共鳴センサー50について測定された蛍光シグナル(Sm)を補正して、金属薄膜(Mm)22の厚さのばらつきによる影響を除去するのである。 In the correction method of the present invention, the influence of the thickness of the metal thin film (Mm) 22 on the electric field enhancement is estimated using the “structure” described below, and based on this, the fluorescence signal measured for the surface plasmon resonance sensor 50 is measured. (Sm) is corrected, and the influence of the variation in the thickness of the metal thin film (Mm) 22 is removed.
〔構造体〕
本発明において、構造体(X)として用いられる構造体は、図2(a)に示すように、
透明誘電体部材(Ts)11と、
該透明誘電体部材(Ts)11上に、金属薄膜を介することなく蛍光分子層(Fsp)13aが形成された領域(P)と、
該透明誘電体部材(Ts)11上に、金属薄膜(Msq)12を介して、蛍光分子層(Fsq)13bが形成された領域(Q)と
を含み、
該蛍光分子層(Fsq)13aおよび該蛍光分子層(Fsp)13bがともに同一の蛍光色素(Ds)から構成されている構造体10である。
〔Structure〕
In the present invention, the structure used as the structure (X) is as shown in FIG.
A transparent dielectric member (Ts) 11;
A region (P) in which a fluorescent molecular layer (Fsp) 13a is formed on the transparent dielectric member (Ts) 11 without a metal thin film,
A region (Q) in which a fluorescent molecular layer (Fsq) 13b is formed on the transparent dielectric member (Ts) 11 via a metal thin film (Msq) 12;
Both the fluorescent molecular layer (Fsq) 13a and the fluorescent molecular layer (Fsp) 13b are the structure 10 composed of the same fluorescent dye (Ds).
本発明において、この構造体10は、本発明の補正方法が適用対象とする表面プラズモン共鳴センサーについての蛍光シグナルの補正に用いられるものである。
なお、以下の記載において、この構造体10は、一般的な意味で用いられる構造体との区別のため「電場増強評価構造体」と称される場合がある。
In the present invention, the structure 10 is used for correcting the fluorescence signal of the surface plasmon resonance sensor to which the correction method of the present invention is applied.
In the following description, the structure 10 may be referred to as an “electric field enhancement evaluation structure” to distinguish it from a structure used in a general sense.
本発明の好適な態様において、この構造体10は、図2(b)に示すように、透明誘電体部材(Ts)11上に、金属薄膜(Msa)32を介して、第1のリガンド331を含有する固定化リガンド含有層33が形成された領域(As)をさらに含んでいる。このとき、この金属薄膜(Msa)32および金属薄膜(Msq)12がともに同一の金属からなるものであり、且つ同じ厚さを有している。 In the preferred embodiment of the present invention, as shown in FIG. 2 (b), the structure 10 includes a first ligand 331 on a transparent dielectric member (Ts) 11 via a metal thin film (Msa) 32. It further includes a region (As) in which an immobilized ligand-containing layer 33 containing is formed. At this time, the metal thin film (Msa) 32 and the metal thin film (Msq) 12 are both made of the same metal and have the same thickness.
≪領域(P)≫
本発明で用いられる電場増強評価構造体10は、透明誘電体部材(Ts)11上に、金属薄膜を介することなく蛍光分子層(Fsp)13aが形成された領域(P)を有している。ここで、蛍光分子層(Fsp)13aは、蛍光分子(Ds)から構成される層である。この領域(P)は、図1に示される電場増強評価構造体10では左側に描かれている。
≪Region (P) ≫
The electric field enhancement evaluation structure 10 used in the present invention has a region (P) in which a fluorescent molecular layer (Fsp) 13a is formed on a transparent dielectric member (Ts) 11 without using a metal thin film. . Here, the fluorescent molecular layer (Fsp) 13a is a layer composed of fluorescent molecules (Ds). This region (P) is drawn on the left side in the electric field enhancement evaluation structure 10 shown in FIG.
蛍光色素を含む層が表面に存在する透明誘電体部材からなる構造体について、この透明誘電体部材を通じて、蛍光色素を含む層が存在する面の反対側から、この蛍光色素を含む層が存在する面に向けて全反射条件にて入射光を照射したとき、この構造体に金属が存在しなくても蛍光色素から蛍光(以下、「全反射蛍光」と称する。)が発光することがある。そこで、本発明では、領域(P)を、金属薄膜による電場増強の影響がない状態における全反射蛍光を測定するための全反射蛍光リファレンス領域として用いる。 For a structure composed of a transparent dielectric member having a layer containing a fluorescent dye on the surface, the layer containing the fluorescent dye exists from the opposite side of the surface on which the layer containing the fluorescent dye exists through the transparent dielectric member. When incident light is irradiated toward the surface under total reflection conditions, fluorescence (hereinafter referred to as “total reflection fluorescence”) may be emitted from the fluorescent dye even when no metal is present in the structure. Therefore, in the present invention, the region (P) is used as a total reflection fluorescence reference region for measuring the total reflection fluorescence in a state where there is no influence of the electric field enhancement by the metal thin film.
≪領域(Q)≫
本発明で用いられる電場増強評価構造体10は、透明誘電体部材(Ts)11上に、金属薄膜(Msq)12を介して、蛍光分子層(Fsq)13bが形成された領域(Q)をも有している。ここで、蛍光分子層(Fsq)13bは、蛍光分子(Ds)から構成される層である。ここで、蛍光分子層(Fsq)13aおよび蛍光分子層(Fsp)13bは、ともに同一の蛍光分子(Ds)から構成されている。
≪Region (Q) ≫
The electric field enhancement evaluation structure 10 used in the present invention has a region (Q) in which a fluorescent molecular layer (Fsq) 13b is formed on a transparent dielectric member (Ts) 11 via a metal thin film (Msq) 12. Also have. Here, the fluorescent molecular layer (Fsq) 13b is a layer composed of fluorescent molecules (Ds). Here, the fluorescent molecular layer (Fsq) 13a and the fluorescent molecular layer (Fsp) 13b are both composed of the same fluorescent molecule (Ds).
SPFS等に基づいて検体中のアナライトを測定するために用いられる表面プラズモン共鳴センサーは、一般に、透明誘電体部材(Tm)21上に、金属薄膜(Mm)22を介して、第1のリガンド231を含有する固定化リガンド含有層23が形成された領域(Am)を有するプラズモンセンサー構造体20において、該領域(Am)に、検体と、第2のリガンド411と蛍光分子(Dm)412とからなる蛍光修飾リガンド41とを接触させることにより調製される。ここで、金属薄膜(Mm)22における電場増強は、金属薄膜(Mm)22の膜厚に比例して強くなる傾向にある。また、金属によって、電場増強に関係する光学特性も変わる。 A surface plasmon resonance sensor used for measuring an analyte in a specimen based on SPFS or the like generally has a first ligand formed on a transparent dielectric member (Tm) 21 via a metal thin film (Mm) 22. In the plasmon sensor structure 20 having the region (Am) in which the immobilized ligand-containing layer 23 containing 231 is formed, the specimen, the second ligand 411, the fluorescent molecule (Dm) 412 and the region (Am) It is prepared by contacting with a fluorescent modifying ligand 41 comprising Here, the electric field enhancement in the metal thin film (Mm) 22 tends to increase in proportion to the film thickness of the metal thin film (Mm) 22. Also, the metal changes the optical properties related to the electric field enhancement.
本発明では、この領域(Q)を、補正を行おうとする表面プラズモン共鳴センサーを構成する金属薄膜における電場増強を評価するための電場増強蛍光リファレンス領域として用いる。したがって、本発明で用いられるこの構造体10を用いてこのような表面プラズモン共鳴センサーについて検出される蛍光シグナルの補正を行うに当たっては、この構造体10を構成する金属薄膜(Msq)12が、補正を行おうとする表面プラズモン共鳴センサーを構成する金属薄膜と同一の金属からなり且つ同じ厚さを有する必要がある。その限りにおいて、この表面プラズモン共鳴センサーと一体の構造体であってもよいし、あるいは、この表面プラズモン共鳴センサーとは別々の構造体であってもよい。 In the present invention, this region (Q) is used as an electric field-enhanced fluorescence reference region for evaluating the electric field enhancement in the metal thin film constituting the surface plasmon resonance sensor to be corrected. Therefore, in correcting the fluorescence signal detected for such a surface plasmon resonance sensor using the structure 10 used in the present invention, the metal thin film (Msq) 12 constituting the structure 10 is corrected. It is necessary to be made of the same metal as the metal thin film constituting the surface plasmon resonance sensor to be performed and to have the same thickness. As long as the structure is integrated with the surface plasmon resonance sensor, the surface plasmon resonance sensor may be a separate structure.
≪領域(As)≫
本発明で用いられる電場増強評価構造体10は、図2(b)に示すように、好適な態様において、透明誘電体部材(Ts)11上に、金属薄膜(Msa)32を介して、第1のリガンド331を含有する固定化リガンド含有層33が形成された領域(As)をさらに含んでいる。この領域(As)は、表面プラズモン共鳴センサーとして用いられる領域であり、この領域(As)を有することにより、電場増強評価構造体10はプラズモンセンサー構造体としての機能を兼ね備えることとなる。言い換えれば、この態様において、電場増強評価構造体10は、透明誘電体部材(Tm)21上に、金属薄膜(Mm)22を介して、第1のリガンド231を含有する固定化リガンド含有層23が形成された領域(Am)を有するプラズモンセンサー構造体20と一体化した構造を有することになり、この領域(As)はこのプラズモンセンサー構造体20における領域(Am)と同等の機能を有するアッセイ測定領域として用いられる。
<< Area >>
As shown in FIG. 2 (b), the electric field enhancement evaluation structure 10 used in the present invention, in a preferred embodiment, is formed on a transparent dielectric member (Ts) 11 with a metal thin film (Msa) 32 interposed therebetween. It further includes a region (As) in which an immobilized ligand-containing layer 33 containing one ligand 331 is formed. This region (As) is a region used as a surface plasmon resonance sensor, and by having this region (As), the electric field enhancement evaluation structure 10 also has a function as a plasmon sensor structure. In other words, in this embodiment, the electric field enhancement evaluation structure 10 includes the immobilized ligand-containing layer 23 containing the first ligand 231 on the transparent dielectric member (Tm) 21 via the metal thin film (Mm) 22. The plasmon sensor structure 20 having a region (Am) formed with a structure integrated with the plasmon sensor structure 20, and this region (As) has the same function as the region (Am) in the plasmon sensor structure 20. Used as a measurement area.
この固定化リガンド含有層33において、アナライト42を捕捉するための第1のリガンド331は、金属薄膜(Msa)32の直上に形成してもよいし、金属薄膜(Msa)32に常法によりSAM、スペーサ層等(いずれも図示せず)を形成してからその上に形成してもよい。また、蛍光修飾リガンド41等がセンサー表面等に非特異的に結合しないよう、通常は第1のリガンド331からなる層が設けられた後にブロッキング処理がなされる。 In the immobilized ligand-containing layer 33, the first ligand 331 for capturing the analyte 42 may be formed directly on the metal thin film (Msa) 32, or may be formed on the metal thin film (Msa) 32 by a conventional method. A SAM, a spacer layer, etc. (all not shown) may be formed and then formed thereon. In addition, a blocking process is usually performed after the layer made of the first ligand 331 is provided so that the fluorescence-modifying ligand 41 or the like does not bind nonspecifically to the sensor surface or the like.
≪構造体の構成≫
本発明で用いられる電場増強評価構造体10は、透明誘電体部材(Ts)11表面のうち領域(Q)となる領域および該当する場合には領域(As)となる領域に、金属薄膜(Msq)および金属薄膜(Msa)をそれぞれ形成させた後、領域(P)となる領域および領域(Q)となる領域に、蛍光分子層(Fsp)および(Fsq)をそれぞれ形成することにより作成される。ここで、領域(As)をさらに有する電場増強評価構造体10の場合には、領域(As)となる金属薄膜(Msa)を形成させた領域について、蛍光分子層に代えて固定化リガンド含有層33を形成することにより作成される。
≪Structure structure≫
The electric field enhancement evaluation structure 10 used in the present invention has a metal thin film (Msq) in a region to be a region (Q) and a region to be a region (As) when applicable on the surface of the transparent dielectric member (Ts) 11. ) And a metal thin film (Msa), respectively, and then formed by forming fluorescent molecular layers (Fsp) and (Fsq) in the region to be the region (P) and the region to be the region (Q), respectively. . Here, in the case of the electric field enhancement evaluation structure 10 further having a region (As), an immobilized ligand-containing layer is used instead of the fluorescent molecular layer in the region where the metal thin film (Msa) to be the region (As) is formed. It is created by forming 33.
透明誘電体部材(Ts)
本発明で、電場増強評価構造体10を構成する透明誘電体部材(Ts)11は、電場増強評価構造体10の構造の骨格を構成するとともに、電場増強評価構造体10において、金属薄膜(Msq)12が形成されている面に入射光を導く媒体としても機能する。
Transparent dielectric member (Ts)
In the present invention, the transparent dielectric member (Ts) 11 constituting the electric field enhancement evaluation structure 10 constitutes the skeleton of the structure of the electric field enhancement evaluation structure 10, and in the electric field enhancement evaluation structure 10, a metal thin film (Msq ) It also functions as a medium for guiding incident light to the surface on which 12 is formed.
本発明で、透明誘電体部材(Ts)11として用いられる透明誘電体部材は、本発明の目的が達せられる限り、材質に特に制限はなく、例えば、ガラス製や、ポリカーボネート(PC)、シクロオレフィンポリマー(COP)などのプラスチック製のもの、好ましくはd線(588nm)における屈折率〔nd〕が1.40〜2.20の範囲にある材質のものを用いることができる。 In the present invention, the transparent dielectric member used as the transparent dielectric member (Ts) 11 is not particularly limited as long as the object of the present invention is achieved. For example, the transparent dielectric member is made of glass, polycarbonate (PC), cycloolefin A plastic material such as a polymer (COP), preferably a material having a refractive index [nd] in the range of 1.40 to 2.20 at d-line (588 nm) can be used.
ただ、本発明においては、透明誘電体部材(Ts)11として用いられる透明誘電体部材の材質は、本発明の補正方法を適用する対象となる表面プラズモン共鳴センサーを構成する透明誘電体部材(Tm)と同じ材質のものである。 However, in the present invention, the material of the transparent dielectric member used as the transparent dielectric member (Ts) 11 is the transparent dielectric member (Tm) constituting the surface plasmon resonance sensor to which the correction method of the present invention is applied. ) Of the same material.
本発明において、透明誘電体部材(Ts)11は、透明平面基板であってもよく、金属薄膜形成用平面のほかにプリズム部およびサンプル保持部をさらに含む一体化構造体ブロックの形態を有していてもよい。ここで、透明誘電体部材(Ts)11として透明平面基板を用いる場合、厚さが好ましくは0.01〜10mm、より好ましくは0.5〜5mmであれば、大きさ(縦×横)は特に限定されない。
なお、後述する金属薄膜(Msq)12を形成する前に、当該透明誘電体部材(Ts)11の表面に対して酸またはプラズマによる洗浄処理を行うことが好ましい。
In the present invention, the transparent dielectric member (Ts) 11 may be a transparent flat substrate, and has a form of an integrated structure block that further includes a prism portion and a sample holding portion in addition to the metal thin film forming plane. It may be. Here, when a transparent flat substrate is used as the transparent dielectric member (Ts) 11, if the thickness is preferably 0.01 to 10 mm, more preferably 0.5 to 5 mm, the size (vertical x horizontal) is There is no particular limitation.
In addition, before forming the metal thin film (Msq) 12 described later, it is preferable that the surface of the transparent dielectric member (Ts) 11 is cleaned with an acid or plasma.
金属薄膜(Msq)・(Msa)
本発明で用いられる電場増強評価構造体10を構成する金属薄膜(Msq)12、および上記領域(As)が存在する場合にさらに含まれる金属薄膜(Msa)32について、一般的な表面プラズモン共鳴センサーを構成する金属薄膜として一般に用いられるものと同様の金属を用いることができる。その中で、金、銀、アルミニウム、銅、および白金からなる群から選ばれる少なくとも1種の金属からなることが好ましく、金からなることがより好ましい。これらの金属については、その合金の形態であってもよく、金属を積層したものであってもよい。このような金属種は、酸化に対して安定であり、かつ表面プラズモンによる電場増強が大きくなることから好適である。
Metal thin film (Msq) / (Msa)
A general surface plasmon resonance sensor for the metal thin film (Msq) 12 constituting the electric field enhancement evaluation structure 10 used in the present invention and the metal thin film (Msa) 32 further included when the region (As) exists. The same metal as that generally used as the metal thin film constituting the film can be used. Among these, it is preferable to consist of at least one metal selected from the group consisting of gold, silver, aluminum, copper, and platinum, and it is more preferable to consist of gold. About these metals, the form of the alloy may be sufficient and the thing which laminated | stacked the metal may be sufficient. Such metal species are preferable because they are stable against oxidation and increase in electric field due to surface plasmons increases.
ここで、透明誘電体部材(Ts)11としてガラス製の透明誘電体部材を用いる場合には、ガラスと上記金属薄膜とをより強固に接着するため、あらかじめクロム、ニッケルクロム合金またはチタンの薄膜を形成することが好ましい。 Here, when a transparent dielectric member made of glass is used as the transparent dielectric member (Ts) 11, in order to bond the glass and the metal thin film more firmly, a thin film of chromium, nickel chrome alloy or titanium is used in advance. It is preferable to form.
ここで、本発明で用いられる電場増強評価構造体10を構成する金属薄膜(Msq)12を構成する金属は、本発明の補正方法を適用する対象となる表面プラズモン共鳴センサー50を構成する金属薄膜(Mm)22を構成する金属と同一である必要があるし、また、上記領域(As)が存在する場合に、金属薄膜(Msa)32を構成する金属と同一である必要がある。 Here, the metal constituting the metal thin film (Msq) 12 constituting the electric field enhancement evaluation structure 10 used in the present invention is the metal thin film constituting the surface plasmon resonance sensor 50 to which the correction method of the present invention is applied. It is necessary to be the same as the metal constituting (Mm) 22, and when the region (As) is present, it is necessary to be the same as the metal constituting the metal thin film (Msa) 32.
透明平面基板上に金属薄膜を形成する方法としては、本発明の補正方法を適用する対象となる表面プラズモン共鳴センサー50を構成する金属薄膜(Mm)22を形成するために一般に用いられている方法が挙げられ、例えば、スパッタリング法、蒸着法(抵抗加熱蒸着法、電子線蒸着法等)、電解メッキ、無電解メッキ法などが挙げられる。薄膜形成条件の調整が容易なことから、スパッタリング法または蒸着法によりクロムの薄膜および金属薄膜を形成することが好ましい。 As a method for forming a metal thin film on a transparent flat substrate, a method generally used for forming the metal thin film (Mm) 22 constituting the surface plasmon resonance sensor 50 to which the correction method of the present invention is applied. Examples thereof include sputtering, vapor deposition (resistance heating vapor deposition, electron beam vapor deposition, etc.), electrolytic plating, electroless plating, and the like. Since it is easy to adjust the thin film formation conditions, it is preferable to form a chromium thin film and a metal thin film by sputtering or vapor deposition.
金属薄膜(Msq)12および金属薄膜(Msa)32の厚さは、一般に用いられている表面プラズモン共鳴センサーを構成する金属薄膜と同様の厚さとすることができ、表面プラズモンが発生し易いよう、金、銀、アルミニウム、銅、白金、またはそれらの合金からなる金属薄膜の厚さはそれぞれ5〜500nmが好ましく、クロム薄膜の厚さは1〜20nmが好ましい。電場増強効果の観点からは、金:20〜70nm、銀:20〜70nm、アルミニウム:10〜50nm、銅:20〜70nm、白金:20〜70nm、およびそれらの合金:10〜70nmがより好ましく、クロム薄膜の厚さは1〜3nmがより好ましい。 The thickness of the metal thin film (Msq) 12 and the metal thin film (Msa) 32 can be the same thickness as that of a metal thin film constituting a generally used surface plasmon resonance sensor, so that surface plasmons are easily generated. The thickness of the metal thin film made of gold, silver, aluminum, copper, platinum, or an alloy thereof is preferably 5 to 500 nm, and the thickness of the chromium thin film is preferably 1 to 20 nm. From the viewpoint of the electric field enhancement effect, gold: 20-70 nm, silver: 20-70 nm, aluminum: 10-50 nm, copper: 20-70 nm, platinum: 20-70 nm, and alloys thereof: 10-70 nm are more preferable, The thickness of the chromium thin film is more preferably 1 to 3 nm.
ここで、本発明で用いられる電場増強評価構造体10を構成する金属薄膜(Msq)12の厚さは、本発明の補正方法を適用する対象となる表面プラズモン共鳴センサー50を構成する金属薄膜(Mm)22の厚さと同一である必要があるし、一方、上記領域(As)が存在する場合には、金属薄膜(Msa)32の厚さと同一である必要がある。 Here, the thickness of the metal thin film (Msq) 12 constituting the electric field enhancement evaluation structure 10 used in the present invention is the same as the metal thin film (surface plasmon resonance sensor 50 to which the correction method of the present invention is applied). Mm) 22 needs to be the same as the thickness of the metal thin film (Msa) 32 when the region (As) is present.
ここで、上記領域(As)を有する電場増強評価構造体10にあたっては、金属薄膜(Msq)と金属薄膜(Msa)と別々に形成してもよいが、金属薄膜(Msq)12と金属薄膜(Msa)32とが確実に同一の厚さとなるよう、図2(c)に示すように、金属薄膜(Msq)12と金属薄膜(Msa)32とが一体化して一つの金属薄膜を構成するような態様で一度に形成させることが好ましい。 Here, in the electric field enhancement evaluation structure 10 having the region (As), the metal thin film (Msq) and the metal thin film (Msa) may be formed separately, but the metal thin film (Msq) 12 and the metal thin film ( As shown in FIG. 2 (c), the metal thin film (Msq) 12 and the metal thin film (Msa) 32 are integrated to form one metal thin film so that the Msa) 32 has the same thickness. It is preferable to form at once in such a manner.
蛍光分子
本発明において、「蛍光分子」とは、本発明において、所定の励起光を照射する、または電界効果を利用して励起することによって蛍光を発光する分子を意味し、該「蛍光」は、燐光など各種の発光も含む。
Fluorescent molecule In the present invention, the term “fluorescent molecule” means a molecule that emits fluorescence by irradiating predetermined excitation light in the present invention, or excited by using the electric field effect. Various light emission such as phosphorescence is also included.
本発明で、電場増強評価構造体10を構成する蛍光分子層(Fsp)13aおよび蛍光分子層(Fsq)13bを構成する蛍光分子(Ds)として用いられる蛍光分子、ならびに、後述する蛍光修飾リガンド41を構成する蛍光分子(Dm)412として用いられる蛍光分子は、いずれも、その種類に特に制限はなく、公知の蛍光色素のいずれであってもよい。一般に、単色比色計(monochromometer)よりむしろフィルタを備えた蛍光計の使用をも可能にし、かつ検出の効率を高める大きなストークス・シフトを有する蛍光色素が好ましい。ここで、蛍光分子層(Fsp)13aを構成する蛍光分子および蛍光分子層(Fsq)13bを構成する蛍光分子(Ds)は、同一である必要がある。ただ、蛍光分子(Ds)と蛍光分子(Dm)412とでは、同一であってもよいし、励起波長は同じで発光波長が異なるものであってもよい。 In the present invention, the fluorescent molecule used as the fluorescent molecule (Ds) constituting the fluorescent molecular layer (Fsp) 13a and the fluorescent molecular layer (Fsq) 13b constituting the electric field enhancement evaluation structure 10, and a fluorescent modifying ligand 41 described later Any of the fluorescent molecules used as the fluorescent molecule (Dm) 412 that constitutes is not particularly limited, and may be any known fluorescent dye. In general, fluorescent dyes with large Stokes shifts that allow the use of a fluorometer with a filter rather than a monochromator and also increase the efficiency of detection are preferred. Here, the fluorescent molecule constituting the fluorescent molecular layer (Fsp) 13a and the fluorescent molecule (Ds) constituting the fluorescent molecular layer (Fsq) 13b need to be the same. However, the fluorescent molecule (Ds) and the fluorescent molecule (Dm) 412 may be the same, or may have the same excitation wavelength and different emission wavelengths.
本発明で用いることのできる蛍光色素としては、例えば、フルオレセイン・ファミリーの蛍光色素(Integrated DNA Technologies社製)、ポリハロフルオレセイン・ファミリーの蛍光色素(アプライドバイオシステムズジャパン(株)製)、ヘキサクロロフルオレセイン・ファミリーの蛍光色素(アプライドバイオシステムズジャパン(株)製)、クマリン・ファミリーの蛍光色素(インビトロジェン(株)製)、ローダミン・ファミリーの蛍光色素(GEヘルスケア バイオサイエンス(株)製)、シアニン・ファミリーの蛍光色素、インドカルボシアニン・ファミリーの蛍光色素、オキサジン・ファミリーの蛍光色素、チアジン・ファミリーの蛍光色素、スクアライン・ファミリーの蛍光色素、キレート化ランタニド・ファミリーの蛍光色素、BODIPY(登録商標)・ファミリーの蛍光色素(インビトロジェン(株)製)、ナフタレンスルホン酸・ファミリーの蛍光色素、ピレン・ファミリーの蛍光色素、トリフェニルメタン・ファミリーの蛍光色素、Alexa Fluor(登録商標)色素シリーズ(インビトロジェン(株)製)などが挙げられ、さらに米国特許番号第6,406,297号、同第6,221,604号、同第5,994,063号、同第5,808,044号、同第5,880,287号、同第5,556,959号および同第5,135,717号に記載の蛍光色素も本発明で用いることができる。 Examples of fluorescent dyes that can be used in the present invention include fluorescein family fluorescent dyes (integrated DNA Technologies), polyhalofluorescein family fluorescent dyes (Applied Biosystems Japan Co., Ltd.), hexachlorofluorescein Family fluorescent dyes (Applied Biosystems Japan), Coumarin family fluorescent dyes (Invitrogen), Rhodamine family fluorescent dyes (GE Healthcare Biosciences), cyanine family Fluorescent dyes, Indocarbocyanine family fluorescent dyes, Oxazine family fluorescent dyes, Thiazine family fluorescent dyes, Squaline family fluorescent dyes, Tanide family fluorescent dye, BODIPY (registered trademark) family fluorescent dye (manufactured by Invitrogen), naphthalenesulfonic acid family fluorescent dye, pyrene family fluorescent dye, triphenylmethane family fluorescent dye, Alexa Fluor (registered trademark) dye series (manufactured by Invitrogen Corp.) and the like, and further, U.S. Patent Nos. 6,406,297, 6,221,604, 5,994,063, The fluorescent dyes described in US Pat. Nos. 5,808,044, 5,880,287, 5,556,959, and 5,135,717 can also be used in the present invention.
これらのファミリーに含まれる代表的な蛍光色素の吸収波長(nm)および発光波長(nm)を表1に示す。 Table 1 shows the absorption wavelength (nm) and emission wavelength (nm) of typical fluorescent dyes included in these families.
さらに、青色蛍光タンパク質(BFP)、シアン蛍光タンパク質(CFP)、緑色蛍光タンパク質(GFP)、黄色蛍光タンパク質(YFP)、赤色蛍光タンパク質(DsRed)またはAllophycocyanin(APC;LyoFlogen(登録商標))などに代表される蛍光タンパク質、ラテックスやシリカなどの蛍光微粒子なども、蛍光分子に含まれる。 Furthermore, it is represented by blue fluorescent protein (BFP), cyan fluorescent protein (CFP), green fluorescent protein (GFP), yellow fluorescent protein (YFP), red fluorescent protein (DsRed), or allophycocyanin (APC; LyoFlogen (registered trademark)). Fluorescent proteins and fluorescent fine particles such as latex and silica are also included in the fluorescent molecules.
なお、SPFS−LPFS測定系においては、LPFSに関与する金属コロイドによる吸光の少ない波長領域に最大蛍光波長を有する蛍光色素を、標識リガンドに用いることが望ましい。たとえば金コロイドを用いる場合には、金コロイドによる吸光による影響を最小限に抑えるため、最大蛍光波長が600nm以上である蛍光色素、たとえばCy5、Alexa Fluor(登録商標)647などの近赤外領域に最大蛍光波長を有する蛍光色素を用いることが望ましい。このような近赤外領域に最大蛍光波長を有する蛍光色素を用いることは、血液中の血球成分由来の鉄による吸光の影響を最小限に抑えることができる点で、検体として血液を用いる場合においても有用である。一方、銀コロイドを用いる場合には、最大蛍光波長が400nm以上である蛍光色素を用いることが望ましい。
これらの蛍光色素は1種単独で用いてもよく、また2種以上併用してもよい。
In the SPFS-LPFS measurement system, it is desirable to use, as a labeled ligand, a fluorescent dye having a maximum fluorescence wavelength in a wavelength region where light absorption by the metal colloid involved in LPFS is small. For example, when using gold colloid, in order to minimize the influence of light absorption by the gold colloid, in the near infrared region such as a fluorescent dye having a maximum fluorescence wavelength of 600 nm or more, such as Cy5, Alexa Fluor (registered trademark) 647, etc. It is desirable to use a fluorescent dye having the maximum fluorescence wavelength. The use of a fluorescent dye having the maximum fluorescence wavelength in the near-infrared region can minimize the influence of light absorption by iron derived from blood cell components in the blood. Is also useful. On the other hand, when silver colloid is used, it is desirable to use a fluorescent dye having a maximum fluorescence wavelength of 400 nm or more.
These fluorescent dyes may be used alone or in combination of two or more.
蛍光分子層
本発明で用いられる電場増強評価構造体10を構成する蛍光分子層(Fsp)13aおよび蛍光分子層(Fsq)13bは、上記「蛍光分子」から構成されるものであり、ともに同一の蛍光分子(Ds)からなる。
Fluorescent molecular layer The fluorescent molecular layer (Fsp) 13a and the fluorescent molecular layer (Fsq) 13b constituting the electric field enhancement evaluation structure 10 used in the present invention are composed of the above "fluorescent molecules", and both are the same. It consists of fluorescent molecules (Ds).
この蛍光分子層(Fsp)13aおよび蛍光分子層(Fsq)13bは、透明誘電体部材(Ts)11または金属薄膜(Msq)12の表面に、上記「蛍光分子」を塗布または蒸着させることにより形成することができる。また、透明誘電体部材(Ts)11または金属薄膜(Msq)12の表面に、蛍光色素を含有する光透過性材料で形成された部材、または蛍光色素を含有する薄層を積層させることにより形成してもよい。 The fluorescent molecular layer (Fsp) 13a and the fluorescent molecular layer (Fsq) 13b are formed by applying or vapor-depositing the “fluorescent molecules” on the surface of the transparent dielectric member (Ts) 11 or the metal thin film (Msq) 12. can do. In addition, the transparent dielectric member (Ts) 11 or the metal thin film (Msq) 12 is formed by laminating a member formed of a light-transmitting material containing a fluorescent dye or a thin layer containing the fluorescent dye on the surface of the metal thin film (Msq) 12. May be.
これらの蛍光分子層の厚さなどは、上述したような測定方法が行える範囲で適切に調整すればよい。ただ、蛍光分子層(Fsp)13aおよび蛍光分子層(Fsq)13bとも、通常は、10〜2000nm程度、好ましくは20〜200nmの厚さとなるように形成する。 What is necessary is just to adjust suitably the thickness etc. of these fluorescent molecular layers in the range which can perform the above measuring methods. However, both the fluorescent molecular layer (Fsp) 13a and the fluorescent molecular layer (Fsq) 13b are usually formed to have a thickness of about 10 to 2000 nm, preferably 20 to 200 nm.
なお、蛍光分子層を調製する際には、蛍光色素の経時安定剤を向上させるために酸化防止剤を併用してもよい。酸化防止剤としては、例えば、ペンタエリスリチルテトラキス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)]プロピオネート、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール、2,2'−ジオキシ−3,3'−ジ−t−ブチル−5,5'−ジメチルジフェニルメタン、テトラキス[メチレン−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタンなどが挙げられる。 When preparing the fluorescent molecular layer, an antioxidant may be used in combination in order to improve the temporal stabilizer of the fluorescent dye. Examples of the antioxidant include pentaerythrityl tetrakis [3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)] propionate, 2,6-di-t-butyl-4-methylphenol, 2 , 2′-dioxy-3,3′-di-t-butyl-5,5′-dimethyldiphenylmethane, tetrakis [methylene-3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] methane Etc.
ここで、電場増強評価構造体10において、蛍光分子層(Fsp)13aと蛍光分子層(Fsq)13bと別々に形成してもよいし、蛍光分子層(Fsp)13aと蛍光分子層(Fsq)13bと一体化して全体として一つの蛍光分子層を構成するような態様で一度に形成させてもよい。 Here, in the electric field enhancement evaluation structure 10, the fluorescent molecular layer (Fsp) 13a and the fluorescent molecular layer (Fsq) 13b may be formed separately, or the fluorescent molecular layer (Fsp) 13a and the fluorescent molecular layer (Fsq). It may be formed at a time in such a manner that a single fluorescent molecule layer is formed as a whole by integrating with 13b.
固定化リガンド含有層
本発明で用いられる電場増強評価構造体10に領域(As)を形成する場合、図2(b)に示すように、前記金属薄膜(Msa)32上に固定化リガンド含有層33が形成されている。この固定化リガンド含有層33はリガンド331を含んでおり、このリガンド331は、検体に含まれるアナライト42が結合する土台となる。そして、このアナライト42に、後述する蛍光修飾リガンド41が結合することで、この領域(As)が、表面プラズモン共鳴センサーとしての機能を有することになる。
Immobilized Ligand Containing Layer When the region (As) is formed in the electric field enhancement evaluation structure 10 used in the present invention, the immobilized ligand containing layer is formed on the metal thin film (Msa) 32 as shown in FIG. 33 is formed. The immobilized ligand-containing layer 33 contains a ligand 331, and this ligand 331 becomes a base on which the analyte 42 contained in the specimen is bound. This region (As) has a function as a surface plasmon resonance sensor by binding a fluorescent modifying ligand 41 described later to the analyte 42.
本発明においては、この固定化リガンド含有層33において、リガンド331は、金属薄膜(Msa)32と直接結合していてもよいが、通常は、次に述べるスペーサ層およびSAMのうちの少なくとも一つを介して結合している。 In the present invention, in the immobilized ligand-containing layer 33, the ligand 331 may be directly bonded to the metal thin film (Msa) 32. Usually, at least one of the spacer layer and the SAM described below is used. Are connected through.
スペーサ層
本発明において、電場増強評価構造体10に領域(As)が存在する場合、この電場増強評価構造体10には、必要に応じて、金属薄膜(Msa)による蛍光分子412の金属消光を防止するため、この金属薄膜と固定化リガンド含有層33(あるいは、後述するSAM)の間に誘電体からなるスペーサ層を形成してもよい。
Spacer layer In the present invention, when a region (As) is present in the electric field enhancement evaluation structure 10, the electric field enhancement evaluation structure 10 is subjected to metal quenching of the fluorescent molecules 412 by a metal thin film (Msa) as necessary. In order to prevent this, a spacer layer made of a dielectric may be formed between the metal thin film and the immobilized ligand-containing layer 33 (or SAM described later).
誘電体としては、光学的に透明な各種無機物や、天然または合成ポリマーを用いることができる。なかでも、化学的安定性、製造安定性および光学的透明性に優れていることから、二酸化ケイ素(SiO2)または二酸化チタン(TiO2)を用いることが好ましい。 As the dielectric, various optically transparent inorganic substances and natural or synthetic polymers can be used. Among these, silicon dioxide (SiO 2 ) or titanium dioxide (TiO 2 ) is preferably used because of excellent chemical stability, production stability, and optical transparency.
スペーサ層の厚さは、通常10nm〜1mmであり、共鳴角安定性の観点からは、好ましくは30nm以下、より好ましくは10〜20nmである。一方、電場増強効果の観点から、好ましくは200nm〜1mmであり、さらに電場増強効果の安定性から、400nm〜1,600nmがより好ましい。また、SPFS−LPFS測定系においては、センサー表面(金属薄膜)と金属コロイド粒子との間に生じる電場をより効果的に増強させるため、スペーサ層の厚さは10〜100nmであることが望ましい。 The thickness of the spacer layer is usually 10 nm to 1 mm, and preferably 30 nm or less, more preferably 10 to 20 nm from the viewpoint of resonance angle stability. On the other hand, the thickness is preferably 200 nm to 1 mm from the viewpoint of the electric field enhancement effect, and more preferably 400 nm to 1,600 nm from the stability of the electric field enhancement effect. In the SPFS-LPFS measurement system, the thickness of the spacer layer is preferably 10 to 100 nm in order to effectively enhance the electric field generated between the sensor surface (metal thin film) and the metal colloid particles.
誘電体からなるスペーサ層の形成方法としては、例えば、スパッタリング法、電子線蒸着法、熱蒸着法、ポリシラザン等の材料を用いた化学反応による形成方法、またはスピンコーターによる塗布などが挙げられる。 Examples of the method for forming a spacer layer made of a dielectric include a sputtering method, an electron beam evaporation method, a thermal evaporation method, a formation method by a chemical reaction using a material such as polysilazane, or an application by a spin coater.
SAM
本発明において、電場増強評価構造体10に領域(As)が存在する場合、この電場増強評価構造体10には、必要に応じて、金属薄膜(または上記スペーサ層)と固定化リガンド含有層33の間にSAM(Self-Assembled Monolayer:自己組織化単分子膜)を形成してもよい。
SAM
In the present invention, when a region (As) is present in the electric field enhancement evaluation structure 10, the electric field enhancement evaluation structure 10 includes a metal thin film (or the spacer layer) and the immobilized ligand-containing layer 33 as necessary. A SAM (Self-Assembled Monolayer) may be formed between the layers.
SAMを構成する分子としては、分子の一方の末端に金属薄膜等と結合可能な官能基(シラノール基、チオール基等)を、もう一方の末端に反応層を構成する分子と結合可能な反応性官能基(アミノ基、カルボキシル基、グリシジル基等)を有する化合物が用いられる。このような化合物はシランカップリング剤やSAM形成試薬として容易に入手できる。たとえば、炭素原子数4〜20程度のカルボキシアルカンチオール(10−カルボキシ−1−デカンチオールなど)は、光学的な影響が少ない、つまり透明性が高く、屈折率が低く、膜厚が薄いSAMを形成することができるため好適である。SAM構成分子の溶液(エタノール溶液等)を金属薄膜等に接触させ、当該分子の一方の官能基を金属薄膜等に結合させることにより、SAMを形成することができる。 The SAM is composed of a functional group (silanol group, thiol group, etc.) capable of binding to a metal thin film at one end of the molecule, and a reactivity capable of binding to the molecule constituting the reaction layer at the other end. A compound having a functional group (amino group, carboxyl group, glycidyl group, etc.) is used. Such a compound can be easily obtained as a silane coupling agent or a SAM-forming reagent. For example, a carboxyalkanethiol having about 4 to 20 carbon atoms (such as 10-carboxy-1-decanethiol) has little optical influence, that is, a SAM having a high transparency, a low refractive index, and a thin film thickness. It is preferable because it can be formed. A SAM can be formed by bringing a solution of an SAM constituent molecule (such as an ethanol solution) into contact with a metal thin film or the like and bonding one functional group of the molecule to the metal thin film or the like.
リガンド
アナライトと特異的に結合し得る分子を「リガンド」と称する。本発明において、この「リガンド」は、本発明の補正方法を適用する対象となる表面プラズモン共鳴センサー50を構成するリガンド231,領域(As)を有する電場増強評価構造体10を構成するリガンド331、および後述する蛍光修飾リガンド41を構成するリガンド411として用いられる。特に、表面プラズモン共鳴センサー50の表面または領域(As)を有する電場増強評価構造体10の表面に固定化された、アナライトをセンサー表面に捕捉するためのリガンド(すなわち、リガンド231およびリガンド331)を「第1のリガンド」(リガンドが抗体であれば「第1の抗体」)、アナライトを標識するために液中に存在する、蛍光色素と結合したリガンド(すなわち、リガンド411)を「第2のリガンド」(リガンドが抗体であれば「第2の抗体」)と称する。なお、第1のリガンドと第2のリガンドのリガンド部分は、同じでもよいし、異なっていてもよい。ただし、第1のリガンドがポリクローナル抗体である場合、第2のリガンドはモノクローナル抗体であってもポリクローナル抗体であってもよいが、第1のリガンドがモノクローナル抗体である場合、第2のリガンドはその第1のリガンドが認識しないエピトープを認識するモノクローナル抗体であるか、またはポリクローナル抗体であることが望ましい。
Molecules that can specifically bind to the ligand analyte are referred to as “ligands”. In the present invention, the “ligand” is a ligand 331 constituting the electric field enhancement evaluation structure 10 having the ligand 231 and the region (As) constituting the surface plasmon resonance sensor 50 to which the correction method of the present invention is applied. It is also used as a ligand 411 that constitutes a fluorescence modifying ligand 41 described later. In particular, ligands (ie, ligand 231 and ligand 331) immobilized on the surface of the electric field enhancement evaluation structure 10 having the surface or region (As) of the surface plasmon resonance sensor 50 for capturing the analyte on the sensor surface. A “first ligand” (or “first antibody” if the ligand is an antibody), a ligand bound to a fluorescent dye (ie, ligand 411) present in the solution to label the analyte. 2 "(or" second antibody "if the ligand is an antibody). Note that the ligand portions of the first ligand and the second ligand may be the same or different. However, when the first ligand is a polyclonal antibody, the second ligand may be a monoclonal antibody or a polyclonal antibody, but when the first ligand is a monoclonal antibody, the second ligand It is preferably a monoclonal antibody that recognizes an epitope that the first ligand does not recognize, or a polyclonal antibody.
リガンドは捕捉しようとするアナライトに応じて適切なものを選択すればよく、アナライトの所定の部位と特異的に結合しうる抗体、受容体、その他の特定の分子(たとえばビオチン化したアナライトを捕捉するためのアビジン)などをリガンドとすることができる。 An appropriate ligand may be selected depending on the analyte to be captured, and antibodies, receptors, and other specific molecules (for example, biotinylated analytes) that can specifically bind to a predetermined site of the analyte. Avidin) for trapping can be used as a ligand.
表面プラズモン共鳴センサー50の表面へのリガンド231の固定化、および領域(As)を有する電場増強評価構造体10の表面へのリガンド331の固定化は、常法を用いて行うことができる。 The ligand 231 can be immobilized on the surface of the surface plasmon resonance sensor 50, and the ligand 331 can be immobilized on the surface of the electric field enhancement evaluation structure 10 having the region (As).
≪表面プラズモン共鳴センサーとしての使用≫
本発明において、上記領域(As)をさらに含む電場増強評価構造体10は、領域(As)に、検体と、第2のリガンド411と蛍光分子(Dm)412とからなる蛍光修飾リガンド41とを接触させることにより、表面プラズモン共鳴センサーとして使用することができる。図3を参照すると、領域(As)をさらに含む電場増強評価構造体10は、表面プラズモン共鳴センサー51として使用される。
≪Use as surface plasmon resonance sensor≫
In the present invention, the electric field enhancement evaluation structure 10 further including the region (As) includes, in the region (As), a specimen, a fluorescent modified ligand 41 composed of a second ligand 411 and a fluorescent molecule (Dm) 412. By contacting, it can be used as a surface plasmon resonance sensor. Referring to FIG. 3, the electric field enhancement evaluation structure 10 further including a region (As) is used as the surface plasmon resonance sensor 51.
すなわち、本発明では、上記領域(As)をさらに含む電場増強評価構造体10と、アナライト42と、第2のリガンド411と蛍光分子(Dm)412とからなる蛍光修飾リガンド41とを含み、
この領域(As)内の前記第1のリガンド331に、該アナライト42を介して該蛍光修飾リガンド41が結合している表面プラズモン共鳴センサーが提供される。
That is, the present invention includes the electric field enhancement evaluation structure 10 further including the region (As), the analyte 42, the fluorescent modification ligand 41 composed of the second ligand 411 and the fluorescent molecule (Dm) 412.
A surface plasmon resonance sensor in which the fluorescent modifying ligand 41 is bound to the first ligand 331 in the region (As) via the analyte 42 is provided.
このような表面プラズモン共鳴センサーは、上記領域(P)および領域(Q)も兼ね備えていることから、上記対象構造体(Xt)としての機能も持ち合わせており、領域(As)内に形成されている表面プラズモン共鳴センサー部につき測定される蛍光シグナル(Sm)を補正するにあたり、対象構造体部分として機能する領域(P)および領域(Q)について得られる電場増強比RをRtとして用いることができる。 Since such a surface plasmon resonance sensor also has the region (P) and the region (Q), it also has a function as the target structure (Xt) and is formed in the region (As). In correcting the fluorescence signal (Sm) measured for each surface plasmon resonance sensor portion, the electric field enhancement ratio R obtained for the region (P) and the region (Q) functioning as the target structure portion can be used as Rt. .
アナライト
本発明において「アナライト」42は、本発明の補正方法を適用する対象となる表面プラズモン共鳴センサー50を構成する透明誘電体部材(Tm)21表面に固定化された第1のリガンド231、または領域(As)をさらに含む電場増強評価構造体10を構成する透明誘電体部材(Ts)11の表面に固定化された第1のリガンド331を特異的に認識され(または、認識し)結合し得る分子または分子断片を意味する。このような「分子」または「分子断片」として、例えば、核酸(一本鎖であっても二本鎖であってもよいDNA、RNA、ポリヌクレオチド、オリゴヌクレオチド、PNA(ペプチド核酸)等、またはヌクレオシド、ヌクレオチドおよびそれらの修飾分子)、タンパク質(ポリペプチド、オリゴペプチド等)、アミノ酸(修飾アミノ酸も含む。)、糖質(オリゴ糖、多糖類、糖鎖等)、脂質、またはこれらの修飾分子、複合体などが挙げられ、具体的には、AFP(αフェトプロテイン)等のがん胎児性抗原や腫瘍マーカー、シグナル伝達物質、ホルモンなどであってもよく、特に限定されない。
Analyte In the present invention, the “analyte” 42 is the first ligand 231 immobilized on the surface of the transparent dielectric member (Tm) 21 constituting the surface plasmon resonance sensor 50 to which the correction method of the present invention is applied. Or the first ligand 331 immobilized on the surface of the transparent dielectric member (Ts) 11 constituting the electric field enhancement evaluation structure 10 further including the region (As) is specifically recognized (or recognized). Means a molecule or molecular fragment capable of binding; Examples of such “molecule” or “molecular fragment” include, for example, nucleic acid (DNA, RNA, polynucleotide, oligonucleotide, PNA (peptide nucleic acid), which may be single-stranded or double-stranded, or the like, or Nucleosides, nucleotides and their modified molecules), proteins (polypeptides, oligopeptides, etc.), amino acids (including modified amino acids), carbohydrates (oligosaccharides, polysaccharides, sugar chains, etc.), lipids, or modified molecules thereof In particular, it may be a carcinoembryonic antigen such as AFP (α-fetoprotein), a tumor marker, a signaling substance, a hormone, or the like, and is not particularly limited.
検体
上記「アナライト」42を含むまたは含んでいる可能性のある、SPFS等に供される物質を「検体」と称す。たとえば、ヒト、ヒト以外のほ乳類(モデル動物、ペット等)、その他の動物から採取される血液(血清・血漿)、尿、鼻孔液、唾液、便、体腔液(髄液、腹水、胸水等)などが検体として挙げられる。分析の際、検体は必要に応じて、純水、生理食塩水、緩衝液、試薬溶液などの各種の溶媒と混合して用いてもよい。このような検体の混合液または検体そのもの、あるいは所定の目的のために調製したアナライトを含有する溶液など、SPFS等によるシグナルを測定するために表面プラズモン共鳴センサーの所定の領域に送液される流体(溶液、懸濁液、ゾル、その他流動性を有する物質を含む。)をいずれも「試料」と総称する。
Specimen A substance used for SPFS or the like containing or possibly containing the “analyte” 42 is referred to as “specimen”. For example, humans, non-human mammals (model animals, pets, etc.), blood (serum / plasma) collected from other animals, urine, nostril, saliva, feces, body cavity fluids (spinal fluid, ascites, pleural effusion, etc.) Etc. are mentioned as specimens. At the time of analysis, the sample may be used by mixing with various solvents such as pure water, physiological saline, buffer solution, reagent solution, etc., if necessary. Such a sample mixture or the sample itself, or a solution containing an analyte prepared for a predetermined purpose, is sent to a predetermined region of the surface plasmon resonance sensor in order to measure a signal by SPFS or the like. Fluids (including solutions, suspensions, sols, and other fluid substances) are collectively referred to as “samples”.
なお、「標識リガンド溶液」を調製する際にも上記溶媒を用いると好都合である。また、SPFS等においてシグナルを測定する際、流路は通常、アナライトも標識リガンドも含まない液体で満たされた状態にされるが、そのような液体としては、試料液の調製に用いられる上記溶媒を単独で用いると好都合である。 In addition, it is convenient to use the above solvent when preparing the “labeled ligand solution”. In addition, when measuring a signal in SPFS or the like, the flow path is usually filled with a liquid containing neither an analyte nor a labeled ligand. Such a liquid is used for the preparation of a sample liquid. It is convenient to use the solvent alone.
蛍光修飾リガンド
本発明で用いられる蛍光修飾リガンド41は、第2のリガンド411と蛍光分子(Dm)412からなるものであり、リガンドとして2次抗体を用いる場合、検体中に含有されるアナライト(標的抗原)を認識し結合し得る抗体であることが好ましい。この蛍光修飾リガンド41は、一般的な免疫染色法でも用いられているリガンドと蛍光色素との複合体(コンジュゲート)と同様にして作製することができる。たとえば、リガンドとアビジン(ストレプトアビジン等を含む)との複合体、および蛍光色素とビオチンとの複合体をそれぞれ作製し、これらを反応させることにより、アビジン/ビオチンを介してリガンドに蛍光色素が結合した複合体(1のアビジンに対し最大4のビオチンが結合しうる)が得られる。上述のようなビオチンとアビジンの反応以外にも、蛍光標識法で用いられている一次抗体−二次抗体の反応様式や、カルボキシル基とアミノ基、イソチオシアネートとアミノ基、スルホニルハライドとアミノ基、ヨードアセトアミドおよびチオール基などの反応を用いてもよい。
Fluorescent Modified Ligand The fluorescent modified ligand 41 used in the present invention is composed of a second ligand 411 and a fluorescent molecule (Dm) 412. When a secondary antibody is used as the ligand, an analyte ( It is preferably an antibody that can recognize and bind to a target antigen. This fluorescently modified ligand 41 can be prepared in the same manner as a complex (conjugate) of a ligand and a fluorescent dye that is also used in a general immunostaining method. For example, a complex of ligand and avidin (including streptavidin) and a complex of fluorescent dye and biotin are prepared and reacted to bind the fluorescent dye to the ligand via avidin / biotin. A complex (maximum 4 biotins can bind to 1 avidin) is obtained. In addition to the reaction of biotin and avidin as described above, the primary antibody-secondary antibody reaction mode used in the fluorescent labeling method, carboxyl group and amino group, isothiocyanate and amino group, sulfonyl halide and amino group, Reactions such as iodoacetamide and thiol groups may be used.
本発明において、第2のリガンドは、アナライト42に蛍光分子による標識化を行う目的で用いられるリガンドであり、前記第1のリガンドと同じでもよいし、異なっていてもよい。 In the present invention, the second ligand is a ligand used for the purpose of labeling the analyte 42 with a fluorescent molecule, and may be the same as or different from the first ligand.
〔蛍光シグナル(Sm)の補正〕
本発明において、表面プラズモン共鳴センサーについて測定される蛍光シグナル(Sm)の補正は、上記電場増強評価構造体10のうち、金属薄膜(Msq)が、この表面プラズモン共鳴センサーを構成する金属薄膜(Mm)を構成する金属と同一の金属からなるものを構造体(X)として用いることにより行われる。
[Correction of fluorescence signal (Sm)]
In the present invention, the fluorescence signal (Sm) measured for the surface plasmon resonance sensor is corrected by the metal thin film (Msq) of the electric field enhancement evaluation structure 10 being the metal thin film (Mm) constituting the surface plasmon resonance sensor. ) Is made of the same metal as that constituting the structure (X).
電場増強比Rの取得
まず、補正の第1段階として、この構造体(X)のうち、金属薄膜(Msq)が金属薄膜(Mm)と同じ厚さを有するものを対象構造体(Xt)として用い、該対象構造体(Xt)以外の任意の構造体(X)を参照構造体(Xr)として用いた上で、対象構造体(Xt)および参照構造体(Xr)についての電場増強比Rを、対象構造体(Xt)および参照構造体(Xr)の各々について、以下の(i)〜(iii)に示すステップを通じて、それぞれRtおよびRrとして求める。
Obtaining the electric field enhancement ratio R First, as the first stage of correction, the structure (X) in which the metal thin film (Msq) has the same thickness as the metal thin film (Mm) is defined as the target structure (Xt). After using any structure (X) other than the target structure (Xt) as the reference structure (Xr), the electric field enhancement ratio R for the target structure (Xt) and the reference structure (Xr) Are obtained as Rt and Rr through the steps shown in (i) to (iii) below for each of the target structure (Xt) and the reference structure (Xr).
(i)全反射蛍光シグナル(Sp)の検出
本発明の補正方法においては、電場増強比Rを算出するための第1のステップとして、領域(P)に対して、透明誘電体部材(Ts)11の、蛍光分子層(Fsp)13aが存在する面とは反対側の表面(図1においては紙面下側にある面を指す。以下、透明誘電体部材(Ts)・(Tm)に対して蛍光分子層(Fsp)・(Fsq)や金属薄膜(Msq)・(Mm)・(Msa)などが存在する側を「上」と称し、これと反対側を「下」と称することがある。)から、全反射条件となる入射角で入射光61aを照射することにより、この領域(P)で発光した蛍光の量を全反射蛍光シグナル(Sp)として検出する工程が行われる。
(I) Detection of total reflection fluorescence signal (Sp) In the correction method of the present invention, as a first step for calculating the electric field enhancement ratio R, the transparent dielectric member (Ts) is applied to the region (P). 11, the surface opposite to the surface on which the fluorescent molecular layer (Fsp) 13a is present (refers to the surface on the lower side of the paper in FIG. 1; hereinafter, with respect to the transparent dielectric members (Ts) and (Tm). The side where the fluorescent molecular layer (Fsp) / (Fsq) or the metal thin film (Msq) / (Mm) / (Msa) is present may be referred to as “upper” and the opposite side may be referred to as “lower”. ), The step of detecting the amount of fluorescence emitted in this region (P) as the total reflection fluorescence signal (Sp) is performed by irradiating the incident light 61a with the incident angle that becomes the total reflection condition.
具体的には、図1に示すように、紙面の下側にあるレーザ光などの光源(図示せず)から、透明誘電体部材(Ts)11の下部に接した形で置かれたプリズム(図示せず)を通じて、領域(P)に入射光61aを照射し、これにより、領域(P)で発光した蛍光を、対象構造体(Xt)または参照構造体(Xr)の上部に設置された光検出部で検出し、蛍光量を全反射蛍光シグナル(Sp)として数値化する工程である。 Specifically, as shown in FIG. 1, a prism (not shown) such as a laser beam on the lower side of the paper surface is placed in contact with the lower portion of the transparent dielectric member (Ts) 11 ( Through the region (P), the incident light 61a is irradiated through the region (P), so that the fluorescence emitted from the region (P) is placed on the target structure (Xt) or the reference structure (Xr). This is a step of detecting by the light detection unit and digitizing the amount of fluorescence as a total reflection fluorescence signal (Sp).
このとき、蛍光分子層(Fsp)13aの上には、水、検体を希釈するために用いられるバッファー溶液または検体溶液などが存在していてもよい。
ここで、蛍光分子層(Fsp)13aを構成する蛍光分子(Ds)を励起するために導入される入射光61aは、本発明の補正方法を適用する対象となる表面プラズモン共鳴センサー50における蛍光シグナル(Sm)の測定において蛍光分子(Dm)を励起するために用いられる入射光61cと同一波長のものである。
At this time, water, a buffer solution used for diluting the specimen, a specimen solution, or the like may be present on the fluorescent molecular layer (Fsp) 13a.
Here, the incident light 61a introduced to excite the fluorescent molecules (Ds) constituting the fluorescent molecular layer (Fsp) 13a is a fluorescent signal in the surface plasmon resonance sensor 50 to which the correction method of the present invention is applied. The incident light 61c has the same wavelength as that used to excite the fluorescent molecule (Dm) in the measurement of (Sm).
この工程(i)により、金属薄膜による電場増強の影響を受けない状態での全反射蛍光が検出されることから、全反射蛍光シグナル(Sp)は、電場増強のばらつきによる影響を評価する上でブランク基準となる。 In this step (i), since the total reflection fluorescence in the state not affected by the electric field enhancement by the metal thin film is detected, the total reflection fluorescence signal (Sp) is used for evaluating the influence of the variation in the electric field enhancement. Blank reference.
(ii)電場増強蛍光シグナル(Sq)の検出
本発明の補正方法においては、電場増強比Rを算出するための第2のステップとして、領域(Q)に対して、透明誘電体部材(Ts)11の、蛍光分子層(Fsq)13bが存在する面とは反対側の表面から、全反射条件となる入射角で入射光61bを照射することにより、この領域(Q)で発光した蛍光の量を電場増強蛍光シグナル(Sq)として検出する工程が行われる。
(Ii) Detection of electric field-enhanced fluorescence signal (Sq) In the correction method of the present invention, as a second step for calculating electric field enhancement ratio R, transparent dielectric member (Ts) with respect to region (Q) 11 is irradiated from the surface opposite to the surface where the fluorescent molecular layer (Fsq) 13b is present with the incident light 61b at an incident angle that is a total reflection condition, whereby the amount of fluorescence emitted in this region (Q) Is detected as an electric field enhanced fluorescence signal (Sq).
具体的には、図1に示すように、紙面の下側にあるレーザ光などの光源(図示せず)から、透明誘電体部材(Ts)11の下部に接した形で置かれたプリズム(図示せず)を通じて、領域(Q)に入射光61bを照射し、これにより、領域(Q)で発光した蛍光を、対象構造体(Xt)または参照構造体(Xr)の上部に設置された光検出部で検出し、蛍光量を電場増強蛍光シグナル(Sq)として数値化する工程である。 Specifically, as shown in FIG. 1, a prism (not shown) such as a laser beam on the lower side of the paper surface is placed in contact with the lower portion of the transparent dielectric member (Ts) 11 ( The region (Q) is irradiated with incident light 61b through an unillustrated region, whereby the fluorescence emitted from the region (Q) is placed on the target structure (Xt) or the reference structure (Xr). This is a step of detecting by the light detection unit and digitizing the amount of fluorescence as an electric field enhanced fluorescence signal (Sq).
このとき、蛍光分子層(Fsq)13bの上には、水、検体を希釈するために用いられるバッファー溶液または検体溶液が存在していてもよいが、この場合には、前記(i)において蛍光分子層(Fsp)13aの上に存在していたものと同じ媒体を存在させる。 At this time, water, a buffer solution used for diluting the specimen, or a specimen solution may exist on the fluorescent molecular layer (Fsq) 13b. In this case, the fluorescence in (i) above is present. The same medium that was present on the molecular layer (Fsp) 13a is present.
ここで、蛍光分子層(Fsq)13bを構成する蛍光分子(Ds)を励起するために導入される入射光61bは、工程(i)の場合と同一波長の光、すなわち、本発明の補正方法を適用する対象となる表面プラズモン共鳴センサー50における蛍光シグナル(Sm)の測定において蛍光分子(Dm)を励起するために用いられる入射光61cと同一波長のものである。ただし、工程(ii)での全反射条件での測定に最適な入射角は、工程(i)における入射角と異なる場合がある。 Here, the incident light 61b introduced to excite the fluorescent molecules (Ds) constituting the fluorescent molecular layer (Fsq) 13b is light having the same wavelength as that in the step (i), that is, the correction method of the present invention. Is the same wavelength as the incident light 61c used to excite the fluorescent molecule (Dm) in the measurement of the fluorescent signal (Sm) in the surface plasmon resonance sensor 50 to be applied. However, the optimum incident angle for the measurement under the total reflection condition in the step (ii) may be different from the incident angle in the step (i).
この工程(ii)は、前記工程(i)と同時に行ってもよいし、あるいは、前記工程(i)の前もしくは後に行ってもよい。
この工程(ii)により、対象構造体(Xt)または参照構造体(Xr)における、金属薄膜による電場増強の影響を受けて増強された全反射蛍光が検出されることから、電場増強蛍光シグナル(Sq)は、対象構造体(Xt)または参照構造体(Xr)における電場増強の度合いを表すリファレンス値となる。
This step (ii) may be performed simultaneously with the step (i), or may be performed before or after the step (i).
By this step (ii), since the total reflection fluorescence enhanced by the influence of the electric field enhancement by the metal thin film in the target structure (Xt) or the reference structure (Xr) is detected, the electric field enhanced fluorescence signal ( Sq) is a reference value representing the degree of electric field enhancement in the target structure (Xt) or the reference structure (Xr).
(iii)電場増強比Rの算出
本発明の補正方法においては、電場増強比Rを算出するための第3のステップとして、上記工程(i)および(ii)を経て得られる全反射蛍光シグナル(Sp)と電場増強蛍光シグナル(Sq)を用いて下記式(1)
R = Sq / Sp (1)
に基づき電場増強比Rを算出する工程が行われる。この電場増強比Rは、対象構造体(Xt)または参照構造体(Xr)に形成されている金属薄膜(Msq)による表面プラズモンによって全反射蛍光がそれだけ増光したかを示す値、すなわち、金属薄膜(Msq)による電場増強の度合いを示す値であり、本発明の補正方法では、このRをもって、各対象構造体(Xt)および参照構造体(Xr)に固有の電場増強を評価するのである。すなわち、対象構造体(Xt)について算出される電場増強比RであるRtと、参照構造体(Xr)について算出される電場増強比RであるRrとを求めれば、各対象構造体(Xt)および参照構造体(Xr)に固有の電場増強特性をRtまたはRrの形で対比することができる。
(Iii) Calculation of electric field enhancement ratio R In the correction method of the present invention, as a third step for calculating the electric field enhancement ratio R, the total reflection fluorescence signal obtained through the steps (i) and (ii) ( Sp) and the electric field enhanced fluorescence signal (Sq)
R = Sq / Sp (1)
The step of calculating the electric field enhancement ratio R based on the above is performed. The electric field enhancement ratio R is a value indicating how much the total reflection fluorescence is increased by the surface plasmon by the metal thin film (Msq) formed on the target structure (Xt) or the reference structure (Xr), that is, the metal thin film. This is a value indicating the degree of electric field enhancement by (Msq), and the correction method of the present invention evaluates the electric field enhancement specific to each target structure (Xt) and reference structure (Xr) with this R. That is, if Rt which is the electric field enhancement ratio R calculated for the target structure (Xt) and Rr which is the electric field enhancement ratio R calculated for the reference structure (Xr) are obtained, each target structure (Xt) And the electric field enhancement properties inherent in the reference structure (Xr) can be contrasted in the form of Rt or Rr.
ここで、上記工程(i)〜(iii)は、表面プラズモン共鳴センサーについて蛍光シグナル(Sm)を測定する一連のアッセイ工程において行ってもよいし、アッセイ工程の前に事前に行ってもよい。 Here, the steps (i) to (iii) may be performed in a series of assay steps for measuring the fluorescence signal (Sm) for the surface plasmon resonance sensor, or may be performed in advance before the assay step.
また、上記工程(i)と上記工程(ii)とを同時に行ってもよいし、あるいは異なる時にて行ってもよい。
上記工程(i)と上記工程(ii)とを異なる時にて行う場合、全反射蛍光シグナル(Sp)、電場増強蛍光シグナル(Sq)を、単一の光検出部を用いて検出するとともに、これらのシグナルを得るために用いられる各入射光(すなわち、図1における入射光61a,61b)を単一光源を用いて供給することができるので、測定系を簡素化できるとともに、光源および光検出部を構成する装置の性能における個体差によるばらつきを回避できる利点がある。
Moreover, the said process (i) and the said process (ii) may be performed simultaneously, or may be performed at different time.
When the step (i) and the step (ii) are performed at different times, the total reflection fluorescence signal (Sp) and the electric field enhanced fluorescence signal (Sq) are detected using a single light detection unit, and these 1 can be supplied using a single light source, so that the measurement system can be simplified, and the light source and the light detection unit There is an advantage that variations due to individual differences in the performance of the devices constituting the system can be avoided.
一方、上記工程(i)と上記工程(ii)とを同時に行う場合、全反射蛍光シグナル(Sp)および電場増強蛍光シグナル(Sq)を検出するために複数の光検出部を用いることになる。あるいは、CCDイメージセンサーなど多点計測が可能な撮像素子を用いてこれらのシグナルを同時に検出してもよい。これらのシグナルを得るために用いられる各入射光(すなわち、図1における入射光61a,61b)は、光学特性が同一の複数の光源を用いて供給してもよい。あるいは、単一の光源を用い、この光源から発せられる光を適当なビームスプリッターにより分割することにより、領域(P)、領域(Q)の各領域に同時に入射光を供給してもよい。ただし、上記工程(i)において全反射蛍光シグナル(Sp)を測定するために用いられる入射光61aの入射角と、上記工程(ii)において電場増強蛍光シグナル(Sq)を測定するために用いられる入射光61bの入射角とは異なる場合があることから、分割した光の向きを入射角の変化に応じて適宜調節する機構が必要となり、測定系が複雑になる場合がある。 On the other hand, when performing the said process (i) and the said process (ii) simultaneously, in order to detect a total reflection fluorescence signal (Sp) and an electric field enhancement fluorescence signal (Sq), a some light detection part will be used. Alternatively, these signals may be detected at the same time by using an image sensor capable of multipoint measurement such as a CCD image sensor. Each incident light (that is, incident light 61a, 61b in FIG. 1) used for obtaining these signals may be supplied using a plurality of light sources having the same optical characteristics. Alternatively, a single light source may be used, and incident light may be supplied simultaneously to each of the regions (P) and (Q) by dividing the light emitted from this light source by an appropriate beam splitter. However, it is used to measure the incident angle of the incident light 61a used for measuring the total reflection fluorescence signal (Sp) in the step (i) and the electric field enhanced fluorescence signal (Sq) in the step (ii). Since the incident angle may be different from the incident angle of the incident light 61b, a mechanism for appropriately adjusting the direction of the divided light according to the change in the incident angle is required, and the measurement system may be complicated.
ところで、表面プラズモン共鳴センサー50の材料となるプラズモンセンサー構造体20を、1枚の大きな透明誘電体部材上に金属薄膜を形成してなるプラズモンセンサーバルク構造体を切り分けることにより製造する場合には、必ずしも全ての表面プラズモン共鳴センサー50に対応する対象構造体(Xt)についてのRtを実測することを要しない。例えば、同一のプラズモンセンサーバルク構造体から得られる表面プラズモン共鳴センサー50は、お互いに膜厚が同一であるか、あるいは金属薄膜の膜厚分布に一定の傾向を有している可能性が高い。したがって、この場合には、そのうちの一部の表面プラズモン共鳴センサー50に対応する対象構造体(Xt)についてのRtを実測しておいて、同一のプラズモンセンサーバルク構造体から得られるほかの表面プラズモン共鳴センサー50に対応する対象構造体(Xt)についての仮想的なRtとして、この実測しておいたRtの数値をそのまま流用するか、あるいは、この実測しておいたRtの数値から推測した値を用いることもできる。 By the way, when manufacturing the plasmon sensor structure 20 as a material of the surface plasmon resonance sensor 50 by cutting a plasmon sensor bulk structure formed by forming a metal thin film on one large transparent dielectric member, It is not always necessary to actually measure Rt for the target structure (Xt) corresponding to all the surface plasmon resonance sensors 50. For example, the surface plasmon resonance sensors 50 obtained from the same plasmon sensor bulk structure are likely to have the same film thickness or have a certain tendency in the film thickness distribution of the metal thin film. Therefore, in this case, Rt of the target structure (Xt) corresponding to some of the surface plasmon resonance sensors 50 is measured and another surface plasmon obtained from the same plasmon sensor bulk structure is obtained. As the virtual Rt for the target structure (Xt) corresponding to the resonance sensor 50, the measured Rt value is used as it is, or the value estimated from the measured Rt value. Can also be used.
蛍光シグナルの換算
そして、補正の第2段階として、対象構造体(Xt)と参照構造体(Xr)とについてそれぞれ得られた電場増強比RであるRtとRrとを用いて、下記式(2)
Sm1 = Sm0 × (Rr / Rt) (2)
に基づき、補正前の蛍光シグナル(Sm)である未補正蛍光シグナル(Sm0)を補正蛍光シグナル(Sm1)に変換することにより、蛍光シグナル(Sm)の補正を行う。
As a second step of conversion and correction of the fluorescence signal, Rt and Rr, which are the electric field enhancement ratios R obtained for the target structure (Xt) and the reference structure (Xr), respectively, are used. )
Sm1 = Sm0 x (Rr / Rt) (2)
Based on the above, the fluorescence signal (Sm) is corrected by converting the uncorrected fluorescence signal (Sm0), which is the fluorescence signal (Sm) before correction, to the corrected fluorescence signal (Sm1).
同一濃度のアナライトを含む検体溶液について、表面プラズモン共鳴センサーを用いて蛍光シグナル(Sm)を測定した場合でも、対象構造体(Xt)を構成する金属薄膜(Msq)12と同じ膜厚の金属薄膜(Mm)22を有する表面プラズモン共鳴センサー50を用いて測定した場合には、比較構造体(Xr)を構成する金属薄膜(Msq)12と同じ膜厚の金属薄膜(Mm)22を有する表面プラズモン共鳴センサー50を用いて測定した場合と比べて、見かけ上の蛍光シグナル(Sm)の強度が(Rt / Rr)倍となる。したがって、比較構造体(Xr)を構成する金属薄膜(Msq)12と同じ膜厚の金属薄膜(Mm)22を有する表面プラズモン共鳴センサー50での測定値に換算するときには、もとの蛍光シグナル(Sm)に対して、その逆数を乗じる必要がある。 Even when the fluorescence signal (Sm) is measured using a surface plasmon resonance sensor for a sample solution containing an analyte of the same concentration, a metal having the same film thickness as the metal thin film (Msq) 12 constituting the target structure (Xt) When measured using the surface plasmon resonance sensor 50 having the thin film (Mm) 22, the surface having the metal thin film (Mm) 22 having the same film thickness as the metal thin film (Msq) 12 constituting the comparative structure (Xr). Compared with the case of measuring using the plasmon resonance sensor 50, the intensity of the apparent fluorescence signal (Sm) is (Rt / Rr) times. Therefore, when converted into a measured value by the surface plasmon resonance sensor 50 having the metal thin film (Mm) 22 having the same film thickness as the metal thin film (Msq) 12 constituting the comparative structure (Xr), the original fluorescence signal ( It is necessary to multiply Sm) by its reciprocal.
したがって、上記式(2)により蛍光シグナル(Sm)を補正すれば、金属薄膜(Mm)22の厚さが互いに異なる表面プラズモン共鳴センサー50における蛍光シグナル(Sm)を、比較構造体(Xr)を構成する金属薄膜(Msq)12と同じ膜厚の金属薄膜(Mm)22を有する表面プラズモン共鳴センサー50での測定値に換算することにより正規化することができる。 Therefore, if the fluorescence signal (Sm) is corrected by the above formula (2), the fluorescence signal (Sm) in the surface plasmon resonance sensor 50 having the different thicknesses of the metal thin film (Mm) 22 is obtained from the comparison structure (Xr). Normalization can be achieved by converting the measured value to the measured value by the surface plasmon resonance sensor 50 having the metal thin film (Mm) 22 having the same film thickness as the metal thin film (Msq) 12 to be formed.
光学系
本発明の補正方法で用いる光源は、領域(P)での全反射蛍光および領域(Q)での電場増強蛍光を生じさせることができるものであれば、特に制限がないものの、波長分布の単一性および光エネルギーの強さの点で、レーザ光を光源として用いることが好ましい。レーザ光は、光学フィルタを通して、プリズムに入射する直前のエネルギーおよびフォトン量を調節することが望ましい。
Optical system The light source used in the correction method of the present invention is not particularly limited as long as it can generate total reflection fluorescence in the region (P) and electric field enhanced fluorescence in the region (Q). From the standpoint of unity and intensity of light energy, it is preferable to use laser light as a light source. It is desirable to adjust the energy and photon amount immediately before the laser light enters the prism through the optical filter.
「レーザ光」としては、例えば、波長200〜900nm、0.001〜1,000mWのLDレーザ、波長230〜800nm(金属薄膜(Msq)・(Mm)・(Msa)に用いる金属種によって共鳴波長が決まる。)、0.01〜100mWの半導体レーザなどが挙げられる。 As the “laser light”, for example, an LD laser having a wavelength of 200 to 900 nm, 0.001 to 1,000 mW, a wavelength of 230 to 800 nm (resonance wavelength depending on the metal species used for the metal thin film (Msq) / (Mm) / (Msa)) For example, a semiconductor laser of 0.01 to 100 mW.
「プリズム」は、各種フィルタを介したレーザ光が、プラズモン共鳴センサーに効率よく入射することを目的としており、屈折率が透明誘電体部材11と同じであることが好ましい。本発明は、全反射条件を設定できる各種プリズムを適宜選択することができることから、角度、形状に特に制限はなく、例えば、60度分散プリズムなどであってもよい。なお、プリズムは、上記一体化構造体ブロックのプリズム部として上記透明誘電体部材(Ts)11に組み込まれていてもよい。 The “prism” is intended to allow the laser light through various filters to efficiently enter the plasmon resonance sensor, and preferably has the same refractive index as that of the transparent dielectric member 11. In the present invention, various prisms for which total reflection conditions can be set can be selected as appropriate, and therefore, there is no particular limitation on the angle and shape. For example, a 60-degree dispersion prism may be used. The prism may be incorporated in the transparent dielectric member (Ts) 11 as a prism portion of the integrated structure block.
「光学フィルタ」としては、例えば、減光(ND)フィルタ、ダイアフラムレンズなどが挙げられる。「減光(ND)フィルタ」(または、中性濃度フィルタ)は、入射レーザ光量を調節することを目的とするものである。特に、ダイナミックレンジの狭い検出器を使用するときには精度の高い測定を実施する上で用いることが好ましい。 Examples of the “optical filter” include a neutral density (ND) filter and a diaphragm lens. The “darkening (ND) filter” (or neutral density filter) is intended to adjust the amount of incident laser light. In particular, when a detector with a narrow dynamic range is used, it is preferable to use it for carrying out a highly accurate measurement.
「偏光フィルタ」は、レーザ光を、表面プラズモンを効率よく発生させるP偏光とするために用いられるものである。
「カットフィルタ」は、外光(装置外の照明光)、励起光(励起光の透過成分)、迷光(各所での励起光の散乱成分)、プラズモンの散乱光(励起光を起源とし、プラズモン共鳴センサー表面上の構造体または付着物などの影響で発生する散乱光)、酵素蛍光基質の自家蛍光、などの各種ノイズ光を除去するフィルタであって、例えば、干渉フィルタ、色フィルタなどが挙げられる。
The “polarizing filter” is used to make the laser light P-polarized light that efficiently generates surface plasmons.
“Cut filters” are external light (illumination light outside the device), excitation light (excitation light transmission component), stray light (excitation light scattering component in various places), plasmon scattering light (excitation light originated from plasmon A filter that removes various types of noise light such as scattered light generated by the influence of structures or deposits on the surface of the resonance sensor), autofluorescence of the enzyme fluorescent substrate, and examples thereof include interference filters and color filters. It is done.
「集光レンズ」は、検出器に蛍光シグナルを効率よく集光することを目的とするものであり、任意の集光系でよい。簡易な集光系として、顕微鏡などで使用されている、市販の対物レンズ(例えば、(株)ニコン製またはオリンパス(株)製等)を転用してもよい。対物レンズの倍率としては、10〜100倍が好ましい。 The “collecting lens” is intended to efficiently collect the fluorescent signal on the detector, and may be an arbitrary condensing system. As a simple condensing system, a commercially available objective lens (for example, manufactured by Nikon Corporation or Olympus Corporation) used in a microscope or the like may be used. The magnification of the objective lens is preferably 10 to 100 times.
「光検出部」としては、SPFS等に基づくアッセイ方法でSPFSを検出するために用いられる光検出装置を用いることができ、超高感度の観点からは光電子増倍管(浜松ホトニクス(株)製のフォトマルチプライヤー)が好ましい。また、これらに比べると感度は下がるが、画像として見ることができ、かつノイズ光の除去が容易なことから、多点計測が可能なCCDイメージセンサーも好適である。なお、本発明においては、この「光検出部」は、後述するアッセイ方法において蛍光シグナル(Sm)を検出するために用いられるSPFS検出部としても機能する。 As the “photodetector”, a photodetection device used for detecting SPFS by an assay method based on SPFS or the like can be used. From the viewpoint of ultra-high sensitivity, a photomultiplier tube (manufactured by Hamamatsu Photonics Co., Ltd.) Photomultiplier) is preferred. In addition, although the sensitivity is lower than these, a CCD image sensor capable of multipoint measurement is also suitable because it can be viewed as an image and noise light can be easily removed. In the present invention, the “light detection unit” also functions as an SPFS detection unit used for detecting a fluorescent signal (Sm) in an assay method described later.
[アッセイ方法]
本発明に係るアッセイ方法は、
(a)透明誘電体部材(Tm)上に、金属薄膜(Mm)を介して、第1のリガンドを含有する固定化リガンド含有層が形成された領域(Am)を有するプラズモンセンサー構造体において、該領域(Am)に、検体と、第2のリガンドと蛍光分子(Dm)とからなる蛍光修飾リガンドとを接触させることにより、表面プラズモン共鳴センサーを調製する工程と、
(b)該工程(a)の後、該領域(Am)に対して、該透明誘電体部材(Tm)の、該金属薄膜(Mm)とは反対側の表面から入射光を照射し、全反射条件となる入射角で入射光を照射し、これにより、該領域(Am)で発光した蛍光の量を蛍光シグナル(Sm)として検出する工程と、
(c)該工程(b)で検出された蛍光シグナル(Sm)を、補正する工程と、
(d)該工程(c)で補正された蛍光シグナル(Sm)に基づき検体中のアナライト量を評価する工程と
を含む。
ここで、この工程(c)における蛍光シグナル(Sm)の補正は、上述した補正方法を用いて行われる。
[Assay Method]
The assay method according to the present invention comprises:
(A) In a plasmon sensor structure having a region (Am) in which an immobilized ligand-containing layer containing a first ligand is formed on a transparent dielectric member (Tm) via a metal thin film (Mm), Preparing a surface plasmon resonance sensor by bringing a specimen into contact with a fluorescent modifying ligand comprising a second ligand and a fluorescent molecule (Dm) in the region (Am);
(B) After the step (a), the region (Am) is irradiated with incident light from the surface of the transparent dielectric member (Tm) opposite to the metal thin film (Mm). Irradiating incident light at an incident angle as a reflection condition, thereby detecting the amount of fluorescence emitted from the region (Am) as a fluorescence signal (Sm);
(C) correcting the fluorescence signal (Sm) detected in the step (b);
(D) including a step of evaluating the amount of analyte in the specimen based on the fluorescence signal (Sm) corrected in the step (c).
Here, correction | amendment of the fluorescence signal (Sm) in this process (c) is performed using the correction method mentioned above.
<工程(a)>
本発明のアッセイ方法において、工程(a)は、透明誘電体部材(Tm)上に、金属薄膜(Mm)を介して、第1のリガンドを含有する固定化リガンド含有層が形成された領域(Am)を有するプラズモンセンサー構造体において、該領域(Am)に、検体と、第2のリガンドと蛍光分子(Dm)とからなる蛍光修飾リガンドとを接触させることにより、表面プラズモン共鳴センサーを調製する工程である。言い換えれば、この工程(a)は、本発明の補正方法を適用する対象となる表面プラズモン共鳴センサーを調製する工程であり、図1においては、表面プラズモン共鳴センサー50を調製する工程である。
<Process (a)>
In the assay method of the present invention, in the step (a), the region (in which the immobilized ligand-containing layer containing the first ligand is formed on the transparent dielectric member (Tm) via the metal thin film (Mm) ( In the plasmon sensor structure having (Am), a surface plasmon resonance sensor is prepared by bringing a specimen, a fluorescently modified ligand composed of a second ligand and a fluorescent molecule (Dm) into contact with the region (Am). It is a process. In other words, this step (a) is a step of preparing a surface plasmon resonance sensor to which the correction method of the present invention is applied, and in FIG. 1 is a step of preparing the surface plasmon resonance sensor 50.
(プラズモンセンサー構造体)
工程(a)で用いられるプラズモンセンサー構造体20は、透明誘電体部材(Tm)上に、金属薄膜(Mm)を介して、第1のリガンドを含有する固定化リガンド含有層が形成された領域(Am)を有するプラズモンセンサー構造体である。このようなプラズモンセンサー構造体は、従来公知の方法により調製することができる。
(Plasmon sensor structure)
The plasmon sensor structure 20 used in the step (a) is a region in which an immobilized ligand-containing layer containing a first ligand is formed on a transparent dielectric member (Tm) via a metal thin film (Mm). A plasmon sensor structure having (Am). Such a plasmon sensor structure can be prepared by a conventionally known method.
透明誘電体部材(Tm)
本発明で、プラズモンセンサー構造体20を構成する透明誘電体部材(Tm)21は、プラズモンセンサー構造体20の構造の骨格を構成するとともに、プラズモンセンサー構造体20から調製される表面プラズモン共鳴センサー50において、金属薄膜(Mm)22が形成されている面に入射光61cを導く媒体としても機能する。
Transparent dielectric member (Tm)
In the present invention, the transparent dielectric member (Tm) 21 constituting the plasmon sensor structure 20 constitutes a skeleton of the structure of the plasmon sensor structure 20 and is a surface plasmon resonance sensor 50 prepared from the plasmon sensor structure 20. 2 functions as a medium for guiding the incident light 61c to the surface on which the metal thin film (Mm) 22 is formed.
本発明で、透明誘電体部材(Tm)21として用いられる透明誘電体部材は、前記「透明誘電体部材(Ts)」の項で挙げた各種材質および形態のものを用いることができる。
なお、後述する金属薄膜(Mm)22を形成する前に、当該透明誘電体部材(Tm)21の表面に対して酸またはプラズマによる洗浄処理を行うことが好ましい。
In the present invention, the transparent dielectric member used as the transparent dielectric member (Tm) 21 may be any of the various materials and forms mentioned in the section “Transparent dielectric member (Ts)”.
Before forming a metal thin film (Mm) 22 to be described later, it is preferable to perform a cleaning treatment with acid or plasma on the surface of the transparent dielectric member (Tm) 21.
金属薄膜(Mm)
本発明で、プラズモンセンサー構造体20を構成する金属薄膜(Mm)22について、前述した金属薄膜(Msq)12および金属薄膜(Msa)32と同様、一般的な表面プラズモン共鳴センサーを構成する金属薄膜として一般に用いられるものと同様の金属を用いることができ、その金属種として、前記「金属薄膜(Msq)・(Msa)」の項で挙げた各種金属種および形態のものを用いることができる。
Metal thin film (Mm)
In the present invention, the metal thin film (Mm) 22 constituting the plasmon sensor structure 20 is similar to the metal thin film (Msq) 12 and metal thin film (Msa) 32 described above, and the metal thin film constituting a general surface plasmon resonance sensor. The same metals as those generally used can be used, and as the metal species, those of various metal species and forms mentioned in the section of “Metal thin film (Msq) / (Msa)” can be used.
この金属薄膜(Mm)22は、前記透明誘電体部材(Tm)21のうち領域(Am)となる領域に対して、前記「金属薄膜(Msq)・(Msa)」の項に挙げた形成方法を適用することにより形成できる。
金属薄膜(Mm)22の厚さの絶対値についても、前記「金属薄膜(Msq)・(Msa)」の項に挙げた範囲とすることができる。
The metal thin film (Mm) 22 is formed on the transparent dielectric member (Tm) 21 with respect to the region to be the region (Am), as described in the above section “Metal thin film (Msq) · (Msa)”. Can be formed.
The absolute value of the thickness of the metal thin film (Mm) 22 can also be set to the range described in the above-mentioned section “Metal thin film (Msq) · (Msa)”.
固定化リガンド含有層
本発明で、プラズモンセンサー構造体20を構成する固定化リガンド含有層23は、第1のリガンド231を含んでいる。このような固定化リガンド含有層23は、領域(As)をさらに含む電場増強評価構造体10を構成する固定化リガンド含有層33と同様の構成とすることができ、また、同様の方法により形成される。
Immobilized Ligand-Containing Layer In the present invention, the immobilized ligand-containing layer 23 constituting the plasmon sensor structure 20 includes the first ligand 231. Such an immobilized ligand-containing layer 23 can have the same configuration as the immobilized ligand-containing layer 33 constituting the electric field enhancement evaluation structure 10 further including the region (As), and is formed by the same method. Is done.
(表面プラズモン共鳴センサー)
本発明で、表面プラズモン共鳴センサー50は、前記プラズモンセンサー構造体20の領域(Am)に、検体と、第2のリガンド411と蛍光分子(Dm)412とからなる蛍光修飾リガンド41とを接触させることにより調製される。
(Surface plasmon resonance sensor)
In the present invention, the surface plasmon resonance sensor 50 brings the specimen, the fluorescent ligand 41 composed of the second ligand 411 and the fluorescent molecule (Dm) 412 into contact with the region (Am) of the plasmon sensor structure 20. It is prepared by.
接触
本発明において、「接触」とは、表面プラズモン共鳴センサーのリガンド等が固定化されている面が送液中に浸漬されている状態で、この送液中に含まれる対象物をこの表面プラズモン共鳴センサーと接触させることをいう。ここで、この項および次に示す「流路」の項で言及される「表面プラズモン共鳴センサー」は、図1に示される表面プラズモン共鳴センサー50および図3に示される表面プラズモン共鳴センサー51を包含する概念である。
Contact In the present invention, “contact” means that the surface of the surface plasmon resonance sensor on which a ligand or the like is immobilized is immersed in the liquid supply, and the object contained in the liquid supply is transferred to the surface plasmon. Contacting a resonance sensor. Here, the “surface plasmon resonance sensor” referred to in this section and the following “channel” section includes the surface plasmon resonance sensor 50 shown in FIG. 1 and the surface plasmon resonance sensor 51 shown in FIG. It is a concept to do.
工程(a)では、上記検体と表面プラズモン共鳴センサーとの「接触」は、流路中に循環する送液に検体が含まれ、表面プラズモン共鳴センサーのリガンドが固定化されている片面のみが該送液中に浸漬されている状態において、表面プラズモン共鳴センサーと検体とを接触させる態様が好ましい。 In the step (a), the “contact” between the specimen and the surface plasmon resonance sensor means that the specimen is included in the liquid feed circulating in the flow path, and only the one surface on which the ligand of the surface plasmon resonance sensor is immobilized A mode in which the surface plasmon resonance sensor and the specimen are brought into contact with each other in a state of being immersed in the liquid feeding is preferable.
送液
本発明で用いられる「送液」としては、後述する「検体」を希釈した溶媒または緩衝液と同じものが好ましく、例えば、リン酸緩衝生理食塩水(PBS)、トリス緩衝生理食塩水(TBS)などが挙げられるが、特に限定されるものではない。
The “liquid feeding” used in the present invention is preferably the same as the solvent or buffer in which the “sample” described below is diluted. For example, phosphate buffered saline (PBS), Tris buffered saline ( TBS) and the like, but are not particularly limited.
流路
本発明において、「流路」とは、微量な薬液の送達を効率的に行うことができ、反応促進を行うために送液速度を変化させたり、循環させたりすることができる直方体または管状のものである。また、この流路の形状として、表面プラズモン共鳴センサーを設置する個所近傍は直方体構造を有することが好ましく、薬液を送達する個所近傍は管状を有することが好ましい。
In the present invention, the term “flow path” refers to a rectangular parallelepiped that can efficiently deliver a small amount of a chemical solution and can change or circulate the liquid feeding speed in order to promote the reaction. It is tubular. As the shape of the flow path, the vicinity of the location where the surface plasmon resonance sensor is installed preferably has a rectangular parallelepiped structure, and the vicinity of the location where the chemical solution is delivered preferably has a tubular shape.
その材料としては、表面プラズモン共鳴センサー部ではメチルメタクリレート、スチレン等を原料として含有するホモポリマーまたは共重合体;ポリエチレン等のポリオレフィンなどの光透過性の材質からなり、薬液送達部ではシリコーンゴム、テフロン(登録商標)、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリマーを用いる。ここで、この「流路」の項において「表面プラズモン共鳴センサー部」とは、流路において表面プラズモン共鳴センサーのアッセイ測定領域と接する部分をいい、具体的には、図1に示される表面プラズモン共鳴センサー50における領域(Am)または図3に示される表面プラズモン共鳴センサー51における領域(As)と接する部分である。 The material is a homopolymer or copolymer containing methyl methacrylate, styrene or the like as a raw material in the surface plasmon resonance sensor part; a light-transmitting material such as polyolefin such as polyethylene, and a silicone rubber or Teflon in the chemical solution delivery part. (Registered trademark), a polymer such as polyethylene or polypropylene is used. Here, the “surface plasmon resonance sensor portion” in the section of “channel” means a portion in contact with the assay measurement region of the surface plasmon resonance sensor in the channel, and specifically, the surface plasmon shown in FIG. This is a portion in contact with the region (Am) in the resonance sensor 50 or the region (As) in the surface plasmon resonance sensor 51 shown in FIG.
ただし、表面プラズモン共鳴センサー部については、蛍光測定時に流路が一定の形状に保たれ、且つプラズモン励起により発生した蛍光の検出が妨げられない限り、必ずしもその流路構造の全てを光透過性の材質のみから構成する必要はない。すなわち、表面プラズモン共鳴センサー部の流路のうち、プラズモン励起により発生した蛍光を透過させて検出部に導くために必要な部分、具体的には蛍光の集光に必要な透光窓を含む部分については、光透過性の材質で構成する必要があるが、その他の部分については、その一部または全部を光透過性の材質以外の化学的に安定な材質で構成してもよい。表面プラズモン共鳴センサー部の流路が直方体構造を有する場合、金属薄膜およびSAMが表面に存在する表面プラズモン共鳴センサーの面を底面としたときに、例えば、この底面と対向する位置にある天井面を光透過性の材質で構成し、側面を光透過性の材質以外の化学的に安定な材質で構成してもよい。 However, for the surface plasmon resonance sensor part, all of the flow path structure is not necessarily transparent unless the flow path is kept in a constant shape during fluorescence measurement and the detection of fluorescence generated by plasmon excitation is not hindered. It does not have to be composed of only materials. That is, a part of the flow path of the surface plasmon resonance sensor part that is necessary for transmitting the fluorescence generated by plasmon excitation and guiding it to the detection part, specifically, a part that includes a light transmission window necessary for collecting the fluorescence. However, other parts may be partially or entirely made of a chemically stable material other than the light transmissive material. When the flow path of the surface plasmon resonance sensor unit has a rectangular parallelepiped structure, when the surface of the surface plasmon resonance sensor where the metal thin film and the SAM are present on the surface is the bottom surface, for example, the ceiling surface at a position facing the bottom surface The light transmitting material may be used, and the side surface may be formed of a chemically stable material other than the light transmitting material.
ここで、前記その他の部分、例えば側面は、蛍光測定時に一定の形状が保たれる限り、必ずしも剛体である必要はなく、シール性を確保するために適度な弾性を有していてもよい。例えば、表面プラズモン共鳴センサー部の流路について、天井面をポリメチルメタクリレート(PMMA)で構成し、側面をシリコーンゴムで構成してもよい。 Here, the other part, for example, the side surface does not necessarily need to be a rigid body as long as a certain shape is maintained at the time of fluorescence measurement, and may have an appropriate elasticity to ensure a sealing property. For example, regarding the flow path of the surface plasmon resonance sensor unit, the ceiling surface may be made of polymethyl methacrylate (PMMA) and the side surface may be made of silicone rubber.
表面プラズモン共鳴センサー部においては、検体との接触効率を高め、拡散距離を短くする観点から、表面プラズモン共鳴センサー部の流路の断面として、縦×横がそれぞれ独立に100nm〜1mm程度が好ましい。 In the surface plasmon resonance sensor unit, from the viewpoint of increasing the contact efficiency with the specimen and shortening the diffusion distance, the cross section of the flow path of the surface plasmon resonance sensor unit is preferably about 100 nm to 1 mm in length and width.
流路において、薬物送達部から表面プラズモン共鳴センサー部に送液を導入する送液導入口、及びその送液を表面プラズモン共鳴センサー部から排出する送液排出口の位置は、いずれも、蛍光測定の妨げとならない限り特に限定されない。例えば、表面プラズモン共鳴センサー部の流路が直方体構造を有する場合、前記送液導入口及び送液排出口とも天井面に設けるのが流路の作成上簡便であるが、この送液導入口と送液排出口とのうちいずれか一方、あるいはその両方を側面に設けてもよい。
流路に表面プラズモン共鳴センサーを固定する方法は、流路が一定の形状に保たれ、且つ蛍光測定が妨げられない限り特に限定されない。
In the flow path, the position of the liquid feeding inlet for introducing the liquid feeding from the drug delivery section to the surface plasmon resonance sensor section and the position of the liquid feeding outlet for discharging the liquid feeding from the surface plasmon resonance sensor section are both measured by fluorescence. There is no particular limitation as long as it does not hinder. For example, when the flow path of the surface plasmon resonance sensor unit has a rectangular parallelepiped structure, it is convenient in creating the flow path to provide both the liquid feeding inlet and the liquid feeding outlet on the ceiling surface. Either one or both of the liquid delivery outlets may be provided on the side surface.
The method for fixing the surface plasmon resonance sensor to the flow path is not particularly limited as long as the flow path is maintained in a fixed shape and fluorescence measurement is not hindered.
このような固定方法の例としては、小規模ロット(実験室レベル)では、まず、表面プラズモン共鳴センサーの金属薄膜が形成されている表面上に、一定の厚さを有するシリコーンゴム製シートまたはOリングを載せることによって流路の側面構造を形成し、次いで、その上に送液導入口及び送液排出口を設けてある光透過性の天板(例えば、PMMA基板)を配置することによって流路の天井面を形成し、その後、これらを圧着して適当な留め具により固定する方法などが挙げられる。このとき、側面構造を構成する材料として、その中央部に任意の形状および大きさを有する穴を開けてある、適当な厚さを有するシリコーンゴム製シートを用いると、この穴の内周が表面プラズモン共鳴センサー部の流路の側面構造となることから、所要の形状および大きさを有する流路を容易に形成することができるので好ましい。例えば、まず、該表面プラズモン共鳴センサーの金属薄膜が形成されている表面に、流路高さ0.5mmを有する穴あきポリジメチルシロキサン(PDMS)製シートを該表面プラズモン共鳴センサーの金属薄膜が形成されている部位を囲むようにして配置し、次いで、このポリジメチルシロキサン(PDMS)製シートの上に、予め送液導入口及び送液排出口を設けてあるPMMA基板を配置し、その後、該PMMA基板と該ポリジメチルシロキサン(PDMS)製シートと該表面プラズモン共鳴センサーとを圧着し、ビス等の留め具により固定する方法が好ましい。また、表面プラズモン共鳴センサーに、シリコーンゴム製シートまたはOリングと光透過性の天板とを圧着し、固定するにあたっては、必要に応じて、シリコーンゴムまたはステンレスなどの材質でできた適当なスペーサを併用してもよい。 As an example of such a fixing method, in a small lot (laboratory level), first, a silicone rubber sheet or O having a certain thickness is formed on the surface on which the metal thin film of the surface plasmon resonance sensor is formed. A side structure of the flow path is formed by placing a ring, and then a light transmitting top plate (for example, a PMMA substrate) provided with a liquid feeding inlet and a liquid feeding outlet is disposed thereon. Examples include a method of forming a ceiling surface of a road, and then crimping and fixing them with an appropriate fastener. At this time, if a silicone rubber sheet having an appropriate thickness, with a hole having an arbitrary shape and size, is used as the material constituting the side structure, the inner periphery of the hole is the surface. Since the side surface structure of the flow path of the plasmon resonance sensor unit is obtained, it is preferable because a flow path having a required shape and size can be easily formed. For example, first, a perforated polydimethylsiloxane (PDMS) sheet having a channel height of 0.5 mm is formed on the surface on which the metal thin film of the surface plasmon resonance sensor is formed. Then, a PMMA substrate provided with a liquid feeding inlet and a liquid feeding outlet in advance is placed on the polydimethylsiloxane (PDMS) sheet, and then the PMMA substrate is placed. It is preferable to press the polydimethylsiloxane (PDMS) sheet and the surface plasmon resonance sensor and fix them with a fastener such as a screw. In addition, when a silicone rubber sheet or O-ring and a light-transmitting top plate are pressure-bonded and fixed to the surface plasmon resonance sensor, an appropriate spacer made of a material such as silicone rubber or stainless steel is used as necessary. May be used in combination.
また、工業的に製造される大ロット(工場レベル)では、流路に表面プラズモン共鳴センサーを固定する方法としては、プラスチックの一体成形品に直接金基板を形成するか或いは別途作製した金基板を固定し、金表面に誘電体層、SAM層およびリガンド固定化を行った後、流路の天板に相当するプラスチックの一体成形品により蓋をすることで製造できる。必要に応じてプリズムを流路に一体化することもできる。 In a large lot (factory level) manufactured industrially, as a method of fixing the surface plasmon resonance sensor to the flow path, a gold substrate is directly formed on a plastic integrally molded product or a separately prepared gold substrate is used. After fixing, the dielectric layer, the SAM layer, and the ligand are fixed on the gold surface, and then the lid is covered with a plastic integrally molded product corresponding to the top plate of the flow path. If necessary, the prism can be integrated into the flow path.
なお、本発明においては、図3に示される表面プラズモン共鳴センサー51のように、領域(P)および領域(Q)を含む表面プラズモン共鳴センサーにおいて、この領域(P)および領域(Q)とも接するように上記「表面プラズモン共鳴センサー部」を構成してもよい。あるいは、水など上記送液とは異なる媒体を領域(P)および領域(Q)の表面に導入するために、この領域(P)および領域(Q)と接するように第2の流路を設け、この第2の流路において、この領域(P)および領域(Q)と接する部分に上記「表面プラズモン共鳴センサー部」と同様の構造を形成してもよい。 In the present invention, in the surface plasmon resonance sensor including the region (P) and the region (Q) like the surface plasmon resonance sensor 51 shown in FIG. 3, the region (P) and the region (Q) are also in contact with each other. The “surface plasmon resonance sensor unit” may be configured as described above. Alternatively, in order to introduce a medium, such as water, that is different from the above liquid feeding to the surface of the region (P) and the region (Q), a second flow path is provided so as to be in contact with the region (P) and the region (Q). In the second flow path, the same structure as that of the “surface plasmon resonance sensor unit” may be formed in a portion in contact with the region (P) and the region (Q).
検体
本発明で、表面プラズモン共鳴センサーを調製するために用いられる検体として、前記「≪表面プラズモン共鳴センサーとしての使用≫」の項で挙げたものを用いることができる。ここで、この項で言及される「表面プラズモン共鳴センサー」は、図1に示される表面プラズモン共鳴センサー50および図3に示される表面プラズモン共鳴センサー51を包含する概念である。
Samples In the present invention, as the sample used for preparing the surface plasmon resonance sensor, those mentioned in the above-mentioned section “<< Use as surface plasmon resonance sensor >>” can be used. Here, the “surface plasmon resonance sensor” referred to in this section is a concept including the surface plasmon resonance sensor 50 shown in FIG. 1 and the surface plasmon resonance sensor 51 shown in FIG.
本発明のアッセイ方法においては、プラズモンセンサー構造体20の領域(Am)への検体の接触は、通常、当該領域(Am)に接続された流路を通じて検体を含有する送液を当該領域(Am)に接触させることにより行われる。同様に、図2(b)に示すような、領域(As)をさらに有する構造体10への検体の接触についても、同様に、領域(As)に接続された流路を通じて検体を含有する送液を当該領域(As)に接触させることにより行われる。 In the assay method of the present invention, the contact of the specimen with the region (Am) of the plasmon sensor structure 20 usually involves sending a liquid containing the specimen through the flow path connected to the region (Am). ). Similarly, as shown in FIG. 2B, the contact of the specimen with the structure 10 further having the region (As) is similarly sent through the flow path connected to the region (As). This is done by bringing the liquid into contact with the region (As).
送液を循環させる温度および時間としては、検体の種類などにより異なり、特に限定されるものではないが、通常20〜40℃×1〜60分間、好ましくは37℃×5〜15分間である。 The temperature and time for circulating the liquid supply vary depending on the type of specimen and are not particularly limited, but are usually 20 to 40 ° C. × 1 to 60 minutes, preferably 37 ° C. × 5 to 15 minutes.
送液中の検体中に含有されるアナライト42の初期濃度は、100μg/mL〜0.0001pg/mLであってもよい。
送液の総量、すなわち流路の容積としては、通常0.0001〜20mL、好ましくは0.01〜1mLである。
送液の流速は、通常1〜2,000μL/min、好ましくは5〜500μL/minである。
The initial concentration of the analyte 42 contained in the specimen being sent may be 100 μg / mL to 0.0001 pg / mL.
The total amount of liquid feeding, that is, the volume of the flow path is usually 0.0001 to 20 mL, preferably 0.01 to 1 mL.
The flow rate of liquid feeding is usually 1 to 2,000 μL / min, preferably 5 to 500 μL / min.
蛍光修飾リガンド
本発明で、表面プラズモン共鳴センサーを調製するために用いられる蛍光修飾リガンド41として、前記「≪表面プラズモン共鳴センサーとしての使用≫」の項で挙げたものを用いることができる。ここで、この項で言及される「表面プラズモン共鳴センサー」は、図1に示される表面プラズモン共鳴センサー50および図3に示される表面プラズモン共鳴センサー51を包含する概念である。
Fluorescence-modifying ligand In the present invention, as the fluorescence-modifying ligand 41 used for preparing the surface plasmon resonance sensor, those mentioned in the above section “<< Use as surface plasmon resonance sensor >>” can be used. Here, the “surface plasmon resonance sensor” referred to in this section is a concept including the surface plasmon resonance sensor 50 shown in FIG. 1 and the surface plasmon resonance sensor 51 shown in FIG.
本発明のアッセイ方法においては、プラズモンセンサー構造体20の領域(Am)への蛍光修飾リガンド41の接触は、前記検体と接触させたプラズモンセンサー構造体20の領域(Am)に、流路を通じて蛍光修飾リガンド41を含有する送液を接触させることにより行われる。同様に、図2(b)に示すような、領域(As)をさらに有する構造体10への蛍光修飾リガンド41の接触についても、同様に、領域(As)に、流路を通じて蛍光修飾リガンド41を含有する送液を接触させることにより行われる。
蛍光修飾リガンド41の送液中の濃度は、0.001〜10,000μg/mLが好ましく、1〜1,000μg/mLがより好ましい。
送液を循環させる温度、時間および流速は、それぞれ上記検体を含む送液の場合と同様である。
In the assay method of the present invention, the fluorescence modifying ligand 41 is brought into contact with the region (Am) of the plasmon sensor structure 20 through the flow path to the region (Am) of the plasmon sensor structure 20 brought into contact with the specimen. It is carried out by bringing a liquid feeding containing the modified ligand 41 into contact. Similarly, as shown in FIG. 2 (b), with respect to the contact of the fluorescent modification ligand 41 with the structure 10 further having the region (As), similarly, the fluorescent modification ligand 41 is brought into the region (As) through the channel. It is carried out by bringing a liquid feed containing
The concentration of the fluorescent modifying ligand 41 in the liquid feeding is preferably 0.001 to 10,000 μg / mL, and more preferably 1 to 1,000 μg / mL.
The temperature, time, and flow rate at which the liquid is circulated are the same as in the case of the liquid that contains the specimen.
洗浄工程
洗浄工程とは、プラズモンセンサー構造体20の表面、および表面プラズモン共鳴センサー50の表面のうち少なくともいずれか一方を洗浄する工程である。この洗浄工程のうち少なくともいずれか一方が工程(a)に含まれることが好ましい。
Cleaning Process The cleaning process is a process of cleaning at least one of the surface of the plasmon sensor structure 20 and the surface of the surface plasmon resonance sensor 50. It is preferable that at least one of the washing steps is included in the step (a).
洗浄工程に使用される洗浄液としては、例えば、Tween20、TritonX100などの界面活性剤を、工程(a)の反応で用いたものと同じ溶媒または緩衝液に溶解させ、好ましくは0.00001〜1重量%含有するものが望ましい。 As the washing solution used in the washing step, for example, a surfactant such as Tween 20 or Triton X100 is dissolved in the same solvent or buffer used in the reaction of step (a), preferably 0.00001 to 1 weight. % Content is desirable.
送液を循環させる温度および流速は、それぞれ上記検体を含む送液の場合と同じであることが好ましい。
洗浄液を循環させる時間は、通常0.5〜180分間、好ましくは5〜60分間である。
It is preferable that the temperature and flow rate at which the liquid is circulated are the same as in the case of the liquid that contains the sample.
The time for circulating the cleaning liquid is usually 0.5 to 180 minutes, preferably 5 to 60 minutes.
<工程(b)>
本発明のアッセイ方法において、工程(b)は、前述の工程(a)の後、該領域(Am)に対して、該透明誘電体部材(Tm)の、該金属薄膜(Mm)とは反対側の表面から入射光を照射し、全反射条件となる入射角で入射光を照射し、これにより、該領域(Am)で発光した蛍光の量を蛍光シグナル(Sm)として検出する工程である。
<Step (b)>
In the assay method of the present invention, step (b) is opposite to the metal thin film (Mm) of the transparent dielectric member (Tm) with respect to the region (Am) after the step (a). This is a step of irradiating incident light from the surface on the side and irradiating incident light at an incident angle that is a total reflection condition, thereby detecting the amount of fluorescence emitted from the region (Am) as a fluorescent signal (Sm). .
具体的には、表面プラズモン共鳴センサーにおけるアッセイ測定領域(すなわち、図1に示す表面プラズモン共鳴センサー50における領域(Am)および図3に示す表面プラズモン共鳴センサー51における領域(As))に対して、図1に示すように、入射光61cを照射し、これにより、該アッセイ測定領域で発光した蛍光を表面プラズモン共鳴センサー上部に設置されたSPFS検出部で検出し、蛍光量を蛍光シグナル(Sm)として数値化する工程である。 Specifically, for the assay measurement region in the surface plasmon resonance sensor (that is, the region (Am) in the surface plasmon resonance sensor 50 shown in FIG. 1 and the region (As) in the surface plasmon resonance sensor 51 shown in FIG. 3), As shown in FIG. 1, the incident light 61c is irradiated, whereby the fluorescence emitted from the assay measurement region is detected by the SPFS detection unit installed above the surface plasmon resonance sensor, and the amount of fluorescence is detected by the fluorescence signal (Sm). It is the process of quantifying as.
ここで、本発明のアッセイ方法で用いられる光源、プリズム、光学フィルタ、偏光フィルタ、集光レンズとしては、上述した本発明の補正方法についての説明において「光学系」の項に挙げたものが用いられる。また、「SPFS検出部」についても、同じく「光学系」の項に上述した「光検出部」としてあげられている光検出装置を用いることができる。 Here, as the light source, prism, optical filter, polarizing filter, and condenser lens used in the assay method of the present invention, those mentioned in the section of “optical system” in the above description of the correction method of the present invention are used. It is done. In addition, for the “SPFS detection unit”, a photodetection device which is also cited as the “photodetection unit” described above in the “optical system” section can be used.
表面プラズモン共鳴センサーとして、図3に示す表面プラズモン共鳴センサー51のように、領域(P)および領域(Q)を兼ね備えている表面プラズモン共鳴センサー、すなわち、前記対象構造体(Xt)を対象構造体部分として一体化している表面プラズモン共鳴センサーが用いられる場合、上述の補正方法で用いられる電場増強比Rtを得るための上記工程(i)〜(iii)を、この工程(b)と併せて行うことができる。 As a surface plasmon resonance sensor, a surface plasmon resonance sensor having both a region (P) and a region (Q) as in the surface plasmon resonance sensor 51 shown in FIG. 3, that is, the target structure (Xt) is a target structure. When a surface plasmon resonance sensor integrated as a part is used, the above steps (i) to (iii) for obtaining the electric field enhancement ratio Rt used in the above correction method are performed together with this step (b). be able to.
この工程(i)〜(iii)は、工程(b)の直前に行ってもよいし、工程(b)の直後に行ってもよい。これらの態様では、蛍光シグナル(Sm)、全反射蛍光シグナル(Sp)、電場増強蛍光シグナル(Sq)を、異なる時に単一のSPFS検出部を用いて検出するとともに、これらのシグナルを得るために用いられる各入射光(すなわち、図1における入射光61c,61a,61b)を単一光源を用いて供給することができるので、測定系を簡素化できるとともに、光源およびSPFS検出部を構成する装置の性能における個体差によるばらつきを回避できる利点がある。 These steps (i) to (iii) may be performed immediately before the step (b) or may be performed immediately after the step (b). In these embodiments, the fluorescence signal (Sm), the total reflection fluorescence signal (Sp), and the electric field-enhanced fluorescence signal (Sq) are detected at different times using a single SPFS detector, and these signals are obtained. Since each incident light used (that is, incident light 61c, 61a, 61b in FIG. 1) can be supplied using a single light source, the measurement system can be simplified, and the light source and the SPFS detection unit are configured. There is an advantage that variation due to individual differences in performance can be avoided.
また、この工程(i)〜(iii)は、工程(b)と同時に行ってもよい。この場合、蛍光シグナル(Sm)と、全反射蛍光シグナル(Sp)および電場増強蛍光シグナル(Sq)のうち少なくともいずれか一方とを検出するために複数のSPFS検出部を用いることになる。あるいは、CCDイメージセンサーなど多点計測が可能な撮像素子を用いてこれらのシグナルを同時に検出してもよい。工程(i)〜(iii)を、工程(b)と同時に行う場合、これらのシグナルを得るために用いられる各入射光(すなわち、図1における入射光61c,61a,61b)は、光学特性が同一の複数の光源を用いて供給してもよい。あるいは、単一の光源を用い、この光源から発せられる光を適当なビームスプリッターにより分割することにより、領域(As)、領域(P)、領域(Q)の各領域に同時に入射光を供給してもよい。ただし、上記工程(i)において全反射蛍光シグナル(Sp)を測定するために用いられる入射光61aの入射角と、上記工程(ii)において電場増強蛍光シグナル(Sq)を測定するために用いられる入射光61bの入射角とは異なる場合があることから、分割した光の向きを入射角の変化に応じて適宜調節する機構が必要となり、測定系が複雑になる場合がある。 Further, these steps (i) to (iii) may be performed simultaneously with the step (b). In this case, a plurality of SPFS detectors are used to detect the fluorescence signal (Sm) and at least one of the total reflection fluorescence signal (Sp) and the electric field enhanced fluorescence signal (Sq). Alternatively, these signals may be detected at the same time by using an image sensor capable of multipoint measurement such as a CCD image sensor. When the steps (i) to (iii) are performed simultaneously with the step (b), each incident light used for obtaining these signals (that is, the incident light 61c, 61a, 61b in FIG. 1) has an optical characteristic. You may supply using the same some light source. Alternatively, by using a single light source and dividing the light emitted from this light source by an appropriate beam splitter, incident light can be simultaneously supplied to each of the region (As), region (P), and region (Q). May be. However, it is used to measure the incident angle of the incident light 61a used for measuring the total reflection fluorescence signal (Sp) in the step (i) and the electric field enhanced fluorescence signal (Sq) in the step (ii). Since the incident angle may be different from the incident angle of the incident light 61b, a mechanism for appropriately adjusting the direction of the divided light according to the change in the incident angle is required, and the measurement system may be complicated.
さらに、この工程(i)〜(iii)を、本発明のアッセイ方法で行われる一連のアッセイ工程に先だって行うことにより、この表面プラズモン共鳴センサーについて適用される電場増強比Rtを事前に算出してもよい。このような態様での電場増強比Rtの算出は、領域(P)、領域(Q)を有さない表面プラズモン共鳴センサーについての蛍光シグナル(Sm)について本発明の補正方法を適用するときにも有用である。 Further, by performing the steps (i) to (iii) prior to a series of assay steps performed in the assay method of the present invention, the electric field enhancement ratio Rt applied to the surface plasmon resonance sensor is calculated in advance. Also good. The calculation of the electric field enhancement ratio Rt in such an embodiment is also performed when the correction method of the present invention is applied to the fluorescence signal (Sm) of the surface plasmon resonance sensor not having the region (P) and the region (Q). Useful.
<工程(c)>
本発明のアッセイ方法において、工程(c)は、前述の工程(b)で検出された蛍光シグナル(Sm)を、上述した補正方法を用いて補正する工程である。この工程により、SPFS検出部で検出されたばかりの蛍光シグナル(Sm)である未補正蛍光シグナル(Sm0)を補正蛍光シグナル(Sm1)に変換することにより、表面プラズモン共鳴センサーを構成する金属薄膜(すなわち、図1に示す表面プラズモン共鳴センサー50を構成する金属薄膜(Mm)22、または図3に示す表面プラズモン共鳴センサー51を構成する金属薄膜(Msa)32)における電場増強のばらつきを除去することができる。
<Step (c)>
In the assay method of the present invention, step (c) is a step of correcting the fluorescence signal (Sm) detected in step (b) described above using the correction method described above. By this step, the uncorrected fluorescence signal (Sm0), which is the fluorescence signal (Sm) just detected by the SPFS detection unit, is converted into the corrected fluorescence signal (Sm1), thereby forming a metal thin film (ie, a surface plasmon resonance sensor) 1 to remove the variation in electric field enhancement in the metal thin film (Mm) 22 constituting the surface plasmon resonance sensor 50 shown in FIG. 1 or the metal thin film (Msa) 32 constituting the surface plasmon resonance sensor 51 shown in FIG. it can.
ここで、工程(c)における補正でもちいられる上記参照構造体(Xr)についての電場増強比Rrは、通常の場合、本発明のアッセイ方法で行われる一連のアッセイ工程に先だって事前に算出されたものが用いられる。ただ、本発明のアッセイ方法で行われる一連のアッセイ工程と並行して、上記参照構造体(Xr)についての電場増強比Rrを算出するための上記工程(i)〜(iii)が行われることを排除するものではない。 Here, the electric field enhancement ratio Rr for the reference structure (Xr), which is used in the correction in the step (c), is usually calculated in advance prior to a series of assay steps performed in the assay method of the present invention. Things are used. However, in parallel with the series of assay steps performed in the assay method of the present invention, the steps (i) to (iii) for calculating the electric field enhancement ratio Rr for the reference structure (Xr) are performed. Is not to be excluded.
<工程(d)>
本発明のアッセイ方法において、工程(d)は、前述の工程(c)で補正された蛍光シグナル(Sm)、すなわち、補正蛍光シグナル(Sm1)に基づき検体中のアナライト量を評価する工程である。具体的には、前記工程(c)で補正された蛍光シグナル(Sm)をもとに、検量線を作成し、作成された検量線に基づいて被測定検体中の標的抗原量もしくは標的抗体量を測定シグナルから算出する工程である。
<Step (d)>
In the assay method of the present invention, step (d) is a step of evaluating the amount of analyte in the specimen based on the fluorescence signal (Sm) corrected in the above-mentioned step (c), that is, the corrected fluorescence signal (Sm1). is there. Specifically, a calibration curve is created based on the fluorescence signal (Sm) corrected in the step (c), and the amount of target antigen or target antibody in the sample to be measured based on the created calibration curve Is calculated from the measurement signal.
アッセイS/N比
工程(d)においては、上記工程(b)の前に測定した"ブランク蛍光シグナル"、上記工程(b)での測定により得られた"アッセイ蛍光シグナル"、および何も修飾していない金属基板(本発明では、表面に金属薄膜を形成しただけで、さらなる修飾処理を行っていない透明誘電体基板も含む。)を流路に固定し、超純水を流しながらSPFSを測定して得られたシグナルを"初期ノイズ"としたとき、下記式(3a)で表されるアッセイS/N比を算出することができる:
アッセイS/N比=|Ia/Io|/In (3a)
(上記式(3a)において、Iaはアッセイ蛍光シグナル、Ioはブランク蛍光シグナル、Inは初期ノイズである)。
In the assay S / N ratio step (d), the “blank fluorescence signal” measured before the step (b), the “assay fluorescence signal” obtained by the measurement in the step (b), and any modification A non-metal substrate (in the present invention, including a transparent dielectric substrate that is only formed with a metal thin film on the surface and is not further modified) is fixed to the flow path, and the SPFS is flowed while flowing ultrapure water. When the signal obtained by measurement is “initial noise”, the assay S / N ratio represented by the following formula (3a) can be calculated:
Assay S / N ratio = | Ia / Io | / In (3a)
(In the above formula (3a), Ia is the assay fluorescence signal, Io is the blank fluorescence signal, and In is the initial noise).
ただし、アッセイS/N比を算出するにあたっては、実用上、上記式(3a)に代えて、検体中に含まれるアナライトの濃度が0の場合における"アッセイノイズシグナル"を基準として、下記式(1b)にしたがって算出してもよい:
アッセイS/N比=|Ia|/|Ian| (3b)
(上記式(3b)において、Ianはアッセイノイズシグナル、Iaは上記式(3a)の場合と同様にアッセイ蛍光シグナルである)。
However, in calculating the assay S / N ratio, the following formula is used on the basis of “assay noise signal” when the concentration of the analyte contained in the sample is 0 instead of the above formula (3a) in practice. You may calculate according to (1b):
Assay S / N ratio = | Ia | / | Ian | (3b)
(In the above formula (3b), Ian is an assay noise signal and Ia is an assay fluorescence signal as in the above formula (3a)).
SPFSの代わりに、共鳴角および反射光強度などを通じてSPRを検出する場合には、上記IaおよびIoとして、それぞれ、アッセイ蛍光シグナルおよびブランク蛍光シグナルの代わりに、対応するアッセイシグナルおよびプランクシグナルを用いることができる。 When SPR is detected through resonance angle and reflected light intensity instead of SPFS, the corresponding assay signal and plank signal are used instead of assay fluorescence signal and blank fluorescence signal as Ia and Io, respectively. Can do.
〔アナライト検出装置〕
本発明で用いられるアナライト検出装置は、本発明の補正方法に用いられるとともに、上記表面プラズモン共鳴センサーを用いて、本発明のアッセイ方法を実施するためのものである。
[Analyte detector]
The analyte detection apparatus used in the present invention is used for the assay method of the present invention using the surface plasmon resonance sensor as well as the correction method of the present invention.
「アナライト検出装置」としては、少なくとも光源、各種光学フィルタ、プリズム、カットフィルタ、集光レンズおよびSPFS検出部を含むものとする。この「アナライト検出装置」は、本発明の補正方法を実施するために用いることができ、ビームスプリッターなどの光分離手段を備えていてもよい。なお、検体液、洗浄液、標識抗体液などを取り扱う際に、表面プラズモン共鳴センサーと組み合った送液系を有することが好ましい。送液系としては、本発明の目的が達せられる限り、その種類を問わない。例えば、液ポンプと連結したマイクロ流路デバイスなどでもよい。 The “analyte detection device” includes at least a light source, various optical filters, a prism, a cut filter, a condensing lens, and an SPFS detection unit. This “analyte detection device” can be used for carrying out the correction method of the present invention, and may be provided with light separation means such as a beam splitter. Note that it is preferable to have a liquid feeding system combined with a surface plasmon resonance sensor when handling a sample liquid, a washing liquid, a labeled antibody liquid, and the like. The type of liquid feeding system is not limited as long as the object of the present invention can be achieved. For example, a microchannel device connected to a liquid pump may be used.
また、表面プラズモン共鳴(SPR)検出部、すなわちSPR専用の受光センサーとしてのフォトダイオード、SPRおよびSPFSの最適角度を調製するための角度可変部(サーボモータで全反射減衰(ATR)条件を求めるためにフォトダイオードと光源とを同期して、45〜85°の角度変更を可能とする。分解能は0.01°以上が好ましい。)、SPFS検出部に入力された情報を処理するためのコンピュータなども含んでもよい。 In addition, a surface plasmon resonance (SPR) detection unit, that is, a photodiode as a light receiving sensor dedicated to SPR, an angle variable unit for adjusting the optimum angle of SPR and SPFS (in order to obtain total reflection attenuation (ATR) conditions with a servomotor) The angle of 45 to 85 ° can be changed by synchronizing the photodiode and the light source with a resolution of preferably 0.01 ° or more.), A computer for processing information input to the SPFS detector May also be included.
光源、光学フィルタ、カットフィルタ、集光レンズおよびSPFS検出部の好ましい態様は上述したものと同様である。本発明においては、このSPFS検出部は、上述した本発明の補正方法を実施する際に、「光検出部」として用いることができる。 Preferred embodiments of the light source, the optical filter, the cut filter, the condensing lens, and the SPFS detection unit are the same as those described above. In the present invention, the SPFS detector can be used as a “light detector” when the correction method of the present invention described above is performed.
「送液ポンプ」としては、例えば、送液が微量な場合に好適なマイクロポンプ、送り精度が高く脈動が少なく好ましいが循環することができないシリンジポンプ、簡易で取り扱い性に優れるが微量送液が困難な場合があるチューブポンプなどが挙げられる。 As the “liquid feed pump”, for example, a micro pump suitable for a small amount of liquid feed, a syringe pump with high feed accuracy and low pulsation, which is preferable but cannot be circulated, a simple and excellent handleability but a small amount of liquid feed For example, a tube pump may be difficult.
<標識抗体:「Alexa Fluor 647」標識抗AFPモノクローナル抗体の調製>
抗αフェトプロテイン(AFP)モノクローナル抗体(1D5、2.5mg/mL、(株)日本医学臨床検査研究所製)を、市販のビオチン化キット((株)同仁化学研究所製)を用いてビオチン化した。手順は、該キットに添付のプロトコールに従った。
<Labeled antibody: “Alexa Fluor 647” labeled anti-AFP monoclonal antibody preparation>
Anti-α-fetoprotein (AFP) monoclonal antibody (1D5, 2.5 mg / mL, manufactured by Nippon Medical Laboratory, Inc.) is biotinylated using a commercially available biotinylation kit (manufactured by Dojindo Laboratories) did. The procedure followed the protocol attached to the kit.
次に、得られたビオチン化抗AFPモノクローナル抗体の溶液と、「Alexa Fluor 647」ストレプトアビジンコンジュゲート(Molecular Probes社製)の溶液とを混合し、4℃で60分間攪拌して反応させた。 Next, the solution of the obtained biotinylated anti-AFP monoclonal antibody and the solution of “Alexa Fluor 647” streptavidin conjugate (Molecular Probes) were mixed and reacted by stirring at 4 ° C. for 60 minutes.
最後に、未反応抗体および未反応酵素を除去するため、分子量カットフィルタ(日本ミリポア(株)製)を用いて反応物を精製し、Alexa Fluor 647標識抗AFPモノクローナル抗体溶液を得た。得られた抗体溶液はタンパク定量後、4℃で保存した。 Finally, in order to remove unreacted antibodies and unreacted enzymes, the reaction product was purified using a molecular weight cut filter (manufactured by Nippon Millipore) to obtain an Alexa Fluor 647-labeled anti-AFP monoclonal antibody solution. The obtained antibody solution was stored at 4 ° C. after protein quantification.
<基板の作製>
アッセイ測定領域(A)、全反射蛍光リファレンス領域(P)および電場増強蛍光リファレンス領域(Q)を形成する基板A,B,C,D,E,Fを以下の要領で作製した。
<Production of substrate>
Substrates A, B, C, D, E, and F forming the assay measurement region (A), the total reflection fluorescence reference region (P), and the electric field enhanced fluorescence reference region (Q) were prepared as follows.
まず、厚さ1mmのガラス製の透明平面基板「S-LAL 10」((株)オハラ製、屈折率〔nd〕=1.72)を6枚用意し、プラズマドライクリーナー「PDC200」(ヤマト科学(株)製)でプラズマ洗浄した。 First, 6 sheets of 1 mm thick transparent glass substrate “S-LAL 10” (manufactured by OHARA INC., Refractive index [n d ] = 1.72) were prepared, and plasma dry cleaner “PDC200” (Yamato) Plasma cleaning was performed by Kagaku Corporation.
プラズマ洗浄された基板の片面のうち、アッセイ測定領域(A)および電場増強蛍光リファレンス領域(Q)を形成しようとする部分に、まずクロム薄膜をスパッタリング法により形成し、さらにその表面に金薄膜をスパッタリング法により形成した。このクロム薄膜の厚さは1〜3nm、金薄膜の厚さは44〜52nmであった。一方、全反射蛍光リファレンス領域(P)を形成しようとする部分には、クロム薄膜および金薄膜の形成を行わなかった。 A chromium thin film is first formed by sputtering on the surface of the plasma-cleaned substrate where the assay measurement region (A) and the electric field-enhanced fluorescence reference region (Q) are to be formed. It formed by sputtering method. The chromium thin film had a thickness of 1 to 3 nm, and the gold thin film had a thickness of 44 to 52 nm. On the other hand, the chromium thin film and the gold thin film were not formed in the portion where the total reflection fluorescent reference region (P) was to be formed.
次いで、上記工程により得られた基板を25mg/mLに調整した10−カルボキシ−1−デカンチオールのエタノール溶液10mLに24時間浸漬し、金薄膜の表面にSAMを形成した。この基板をエタノール溶液から取り出し、エタノールおよびイソプロパノールで順次洗浄した後、エアガンを用いて乾燥させた。
以上の工程を6枚の基板それぞれについて行うことにより、金属薄膜およびSAMが形成された(反応層は未形成の)基板A,B,C,D,E,Fを作製した。
Next, the substrate obtained in the above step was immersed in 10 mL of an ethanol solution of 10-carboxy-1-decanethiol adjusted to 25 mg / mL for 24 hours to form a SAM on the surface of the gold thin film. The substrate was taken out of the ethanol solution, washed sequentially with ethanol and isopropanol, and then dried using an air gun.
By performing the above process on each of the six substrates, substrates A, B, C, D, E, and F on which the metal thin film and the SAM were formed (the reaction layer was not formed) were manufactured.
<センサチップの作製>
上記のようにして作製された基板A,B,C,D,E,Fそれぞれについて、下記工程[1]によりセンサチップの構成とした後、下記工程[2]によりアッセイ測定領域(A)を、下記工程[3]により全反射蛍光リファレンス領域(P)を、下記工程[4]により電場増強蛍光リファレンス領域(Q)を作製し、それぞれセンサチップA,B,C,D,E,Fとした。
<Production of sensor chip>
For each of the substrates A, B, C, D, E, and F produced as described above, the sensor chip is configured by the following step [1], and then the assay measurement region (A) is defined by the following step [2]. Then, the total reflection fluorescence reference region (P) is produced by the following step [3], and the electric field enhanced fluorescence reference region (Q) is produced by the following step [4], and the sensor chips A, B, C, D, E, F, did.
[1]センサチップの構成
基板の金属薄膜およびSAMが形成された側の面に、アッセイ測定領域(A)、全反射蛍光リファレンス領域(P)および電場増強蛍光リファレンス領域(Q)を形成するための、それぞれ流路長10mm、幅5mmの3個の穴があいた、厚さ0.5mmのポリジメチルシロキサン(PDMS)製シートを載せた。さらに、このPDMS製シートの周囲にシリコーンゴム製スペーサを配置した(このシリコーンゴム製スペーサは送液に触れない状態にある。)。このPDMS製シートおよびシリコーンゴム製スペーサの上に、上記領域(A)、(P)および(Q)それぞれの内側に位置するよう、送液導入用の穴(送液導入口)および送液排出用の穴(送液排出口)が形成されたポリメチルメタクリレート(PMMA)製天板を載せた。これらセンサー基板、PDMS製シート、およびPMMA製天板の積層物を外周部で圧着してビスで固定し、センサチップとした。
[1] Configuration of sensor chip To form an assay measurement region (A), a total reflection fluorescence reference region (P), and an electric field-enhanced fluorescence reference region (Q) on the surface of the substrate on which the metal thin film and SAM are formed A sheet made of polydimethylsiloxane (PDMS) having a thickness of 0.5 mm and having three holes each having a flow path length of 10 mm and a width of 5 mm was placed thereon. Furthermore, a silicone rubber spacer was disposed around the PDMS sheet (the silicone rubber spacer is not in contact with the liquid feed). On the PDMS sheet and the silicone rubber spacer, a hole for feeding a liquid (liquid feeding inlet) and a liquid feeding discharge so as to be located inside each of the regions (A), (P) and (Q). A top plate made of polymethylmethacrylate (PMMA) in which a hole (liquid feed outlet) was formed was placed. A laminate of these sensor substrate, PDMS sheet, and PMMA top plate was crimped at the outer periphery and fixed with screws to form a sensor chip.
[2]領域(A)の作製
センサチップの領域(A)の送液導入口および送液排出口に、シリコーンゴム製のチューブおよびペリスタポンプを連結した(以下に記載する各種流体の送液および循環はすべて、同様のチューブおよびペリスタポンプを用いて行った)。
[2] Production of region (A) A silicone rubber tube and a peristaltic pump were connected to the liquid feeding inlet and the liquid feeding outlet of the sensor chip region (A) (liquid feeding and circulation of various fluids described below) All were performed using similar tubes and peristaltic pumps).
50mMのN−ヒドロキシコハク酸イミド(NHS)および100mMの水溶性カルボジイミド(WSC)を含むリン酸緩衝生理食塩水(PBS)5mLを送液して20分間循環させた後、抗AFPモノクローナル抗体(1D5、2.5mg/mL、(株)日本医学臨床検査研究所製)溶液2.5mLを送液して30分間循環することで、当該抗体をSAMに固定化した。その後、1重量%の牛血清アルブミン(BSA)および1Mのアミノエタノールを含むPBSを30分間循環送液させ、ブロッキング処理とした。 After 5 mL of phosphate buffered saline (PBS) containing 50 mM N-hydroxysuccinimide (NHS) and 100 mM water-soluble carbodiimide (WSC) was fed and circulated for 20 minutes, anti-AFP monoclonal antibody (1D5 2.5 mg / mL, 2.5 mL / mL (manufactured by Japan Medical Laboratory), and the solution was circulated for 30 minutes to immobilize the antibody on SAM. Thereafter, PBS containing 1% by weight of bovine serum albumin (BSA) and 1M aminoethanol was circulated for 30 minutes for blocking treatment.
[3]領域(P)および(Q)の作製
以下の手順により、領域(P)および(Q)の表面に蛍光分子層を形成した。
まず、丸底フラスコに湯浴を付し、酢酸エチル100gを加熱還流し、さらにステアリルメタクリレート20g、メチルメタクリレート50g及び2−アセトアセトキシエチルメタクリレート30g、N,N′−アゾビスイソバレロニトリル0.1gを各々溶解した混合液を2時間かけて滴下し、同温度にて10時間反応させて樹脂R−1の酢酸エチル溶液を得た。この樹脂溶液R−1を1ml計量し、更に蛍光色素Cy5(蛍光色素)モノNHS体を同モルのラウリルアミンと反応させたアミド体(F−1)を20mM/ml含む酢酸エチル溶液を1ml加え撹拌して、蛍光剤塗布液を調製した。
[3] Production of regions (P) and (Q) A fluorescent molecular layer was formed on the surfaces of regions (P) and (Q) by the following procedure.
First, a hot water bath is attached to a round bottom flask, 100 g of ethyl acetate is heated to reflux, and further 20 g of stearyl methacrylate, 50 g of methyl methacrylate and 30 g of 2-acetoacetoxyethyl methacrylate, 0.1 g of N, N′-azobisisovaleronitrile. A mixed solution in which each was dissolved was added dropwise over 2 hours and reacted at the same temperature for 10 hours to obtain an ethyl acetate solution of Resin R-1. 1 ml of this resin solution R-1 was weighed, and 1 ml of an ethyl acetate solution containing 20 mM / ml of an amide compound (F-1) obtained by reacting the fluorescent dye Cy5 (fluorescent dye) mono NHS with the same mole of laurylamine was added. The mixture was stirred to prepare a fluorescent agent coating solution.
調製した蛍光剤塗布液を、上記[2]で得られたセンサー基板のSAM等が形成された面のうち、領域(P)および(Q)を形成させようとする部位に、領域(P)および(Q)における乾燥膜厚がともに100nmになるようにスピンコーターで塗布し、乾燥温度100℃で5分間の乾燥を行い、蛍光分子層を形成した。 The prepared fluorescent agent coating solution is applied to the region (P) in the region where the regions (P) and (Q) are to be formed on the surface of the sensor substrate obtained in [2] on which the SAM and the like are formed. And it apply | coated with the spin coater so that the dry film thickness in both (Q) might be set to 100 nm, and it dried for 5 minutes at the drying temperature of 100 degreeC, and formed the fluorescent molecule layer.
<シグナルの測定>
上記のようにして作製されたセンサチップA,B,C,D,E,Fそれぞれについて、下記工程[4]により測定領域(A)におけるシグナル(Sa)の測定を、下記工程[5]により測定領域(P)におけるシグナル(Sp)の測定を、下記工程[6]により領域(Q)におけるシグナル(Sq)の測定を行った。ここで、測定領域(A)におけるシグナル(Sa)および領域(Q)におけるシグナル(Sq)の測定は表面プラズモン共鳴条件下で、領域(P)におけるシグナル(Sp)の測定は全反射減衰(ATR)条件下でそれぞれ行われた。
<Measurement of signal>
For each of the sensor chips A, B, C, D, E, and F manufactured as described above, the measurement of the signal (Sa) in the measurement region (A) by the following step [4] is performed by the following step [5]. The signal (Sp) in the measurement region (P) was measured, and the signal (Sq) in the region (Q) was measured by the following step [6]. Here, the signal (Sa) in the measurement region (A) and the signal (Sq) in the region (Q) are measured under surface plasmon resonance conditions, and the signal (Sp) in the region (P) is measured in total reflection attenuation (ATR). ) Each done under conditions.
[4]シグナル(Sa)の測定
測定領域(A)に、まず、AFP(2.0mg/mL溶液、Acris Antibodies GmbH社)が10ng/mLとなるようPBSバッファー(pH7.4)で希釈した溶液を、10μL/minにて20分間フローさせた。つづいて、前述のようにして調製した標識抗体:「Alexa Fluor 647」標識抗AFPモノクローナル抗体が2.5μg/mLとなるよう1%BSA−PBSバッファー(pH7.4)で希釈した溶液を、10μL/minにて20分間フローさせた。洗浄工程として、0.005%Tween20を含んだTBS溶液(pH7.4)を10μL/minにて10分間フローさせて、表面プラズモン共鳴センサーとした。その後、PBSバッファー(pH7.4)で流路を満たした状態にして、表面プラズモン共鳴センサーの裏側からプリズムを経由してレーザ光(635nm、40μW)を照射し、センサー表面から発せられる蛍光量をCCDで測定した。この測定値をシグナル(Sa)とした。
[4] Measurement of signal (Sa) First, in the measurement region (A), a solution diluted with PBS buffer (pH 7.4) so that AFP (2.0 mg / mL solution, Acris Antibodies GmbH) becomes 10 ng / mL. Was allowed to flow at 10 μL / min for 20 minutes. Subsequently, a labeled antibody prepared as described above: 10 μL of a solution diluted with 1% BSA-PBS buffer (pH 7.4) so that the “Alexa Fluor 647” -labeled anti-AFP monoclonal antibody was 2.5 μg / mL. For 20 minutes. As a cleaning step, a TBS solution (pH 7.4) containing 0.005% Tween 20 was allowed to flow at 10 μL / min for 10 minutes to obtain a surface plasmon resonance sensor. Then, with the flow path filled with PBS buffer (pH 7.4), laser light (635 nm, 40 μW) is irradiated from the back side of the surface plasmon resonance sensor via the prism, and the amount of fluorescence emitted from the sensor surface is measured. Measured with CCD. This measured value was defined as a signal (Sa).
[5]シグナル(Sp)の測定
領域(P)にPBSバッファー(pH7.4)を送液し、流路をこのバッファーで満たした状態にして、表面プラズモン共鳴センサーの裏側からプリズムを経由してレーザ光(635nm、40μW)を照射し、センサー表面から発せられる蛍光量をCCDで測定した。
この測定値をシグナル(Sp)とした。
[5] Measurement of signal (Sp) PBS buffer (pH 7.4) is fed to the region (P), the flow path is filled with this buffer, and the back surface of the surface plasmon resonance sensor is passed through the prism. Laser light (635 nm, 40 μW) was irradiated, and the amount of fluorescence emitted from the sensor surface was measured with a CCD.
This measured value was defined as a signal (Sp).
[6]シグナル(Sq)の測定
領域(Q)にPBSバッファー(pH7.4)を送液し、流路をこのバッファーで満たした状態にして、表面プラズモン共鳴センサーの裏側からプリズムを経由してレーザ光(635nm、40μW)を照射し、センサー表面から発せられる蛍光量をCCDで測定した。
この測定値をシグナル(Sq)とした。
[6] Measurement of signal (Sq) PBS buffer (pH 7.4) is fed to the region (Q), the flow path is filled with this buffer, and the back surface of the surface plasmon resonance sensor is passed through the prism. Laser light (635 nm, 40 μW) was irradiated, and the amount of fluorescence emitted from the sensor surface was measured with a CCD.
This measured value was defined as a signal (Sq).
<電場増強比Rならびに補正されたシグナル(Sa′)の算出>
センサチップA,B,C,D,E,Fそれぞれについて、下記のようにして補正されたシグナル(Sa′)を算出した。
<Calculation of electric field enhancement ratio R and corrected signal (Sa ')>
For each of the sensor chips A, B, C, D, E, and F, a corrected signal (Sa ′) was calculated as follows.
下記式(1)に基づき、センサチップA,B,C,D,E,Fそれぞれについて、電場増強比Rを算出した。
R = Sq / Sp (1)
次に、センサチップA,B,C,D,E,Fについて算出した電場増強比Rについて、センサチップAについて算出した電場増強比Rでそれぞれ除算した値である補正係数kを算出した。
Based on the following formula (1), the electric field enhancement ratio R was calculated for each of the sensor chips A, B, C, D, E, and F.
R = Sq / Sp (1)
Next, for the electric field enhancement ratio R calculated for the sensor chips A, B, C, D, E, and F, a correction coefficient k, which is a value obtained by dividing the electric field enhancement ratio R calculated for the sensor chip A, was calculated.
そして、センサチップA,B,C,D,E,Fについて、領域(A)で測定されたシグナル(Sa)の測定値に、1/kを乗じることにより、補正されたシグナル(Sa′)を算出した。 For the sensor chips A, B, C, D, E, and F, the corrected signal (Sa ′) is obtained by multiplying the measured value of the signal (Sa) measured in the region (A) by 1 / k. Was calculated.
結果は表2に示す通りである。ここで、シグナル(Sa)および(Sa′)において、「基板A一致率」とは、センサチップAにおけるシグナル強度を100としたときの各センサチップにおける相対的なシグナル強度を表し、センサチップA,B,C,D,E,Fについての値が100に近いほどシグナルのばらつきが小さいことを示す。 The results are as shown in Table 2. Here, in the signals (Sa) and (Sa ′), the “substrate A coincidence ratio” represents a relative signal intensity in each sensor chip when the signal intensity in the sensor chip A is 100, and the sensor chip A , B, C, D, E, and F are closer to 100, indicating that the variation in signal is smaller.
10・・・電場増強評価構造体
11・・・透明誘電体部材(Ts)
12・・・金属薄膜(Msq)
13a・・・蛍光分子層(Fsp)
13b・・・蛍光分子層(Fsq)
20・・・プラズモンセンサー構造体
21・・・透明誘電体部材(Tm)
22・・・金属薄膜(Mm)
32・・・金属薄膜(Msa)
23,33・・・固定化リガンド含有層
231,331・・・リガンド(第1のリガンド)
41・・・蛍光修飾リガンド
411・・・第2のリガンド
412・・・蛍光色素(Dm)
42・・・アナライト
50,51・・・表面プラズモン共鳴センサー
61a,61b,61c・・・入射光
10 ... Electric field enhancement evaluation structure 11 ... Transparent dielectric member (Ts)
12 ... Metal thin film (Msq)
13a: Fluorescent molecular layer (Fsp)
13b: Fluorescent molecular layer (Fsq)
20 ... plasmon sensor structure 21 ... transparent dielectric member (Tm)
22 ... Metal thin film (Mm)
32 ... Metal thin film (Msa)
23,33 ... Immobilized ligand-containing layer 231,331 ... Ligand (first ligand)
41 ... Fluorescent modified ligand 411 ... Second ligand 412 ... Fluorescent dye (Dm)
42 ... Analyte 50, 51 ... Surface plasmon resonance sensor 61a, 61b, 61c ... Incident light
Claims (10)
(k-1) 透明誘電体部材(Ts)と、
該透明誘電体部材(Ts)上に、金属薄膜を介することなく蛍光分子層(Fsp)が形成された領域(P)と、
該透明誘電体部材(Ts)上に、金属薄膜(Msq)を介して、蛍光分子層(Fsq)が形成された領域(Q)と
を含み、
該蛍光分子層(Fsq)および該蛍光分子層(Fsp)がともに同一の蛍光色素(Ds)から構成されており、
該透明誘電体部材(Tm)および該透明誘電体部材(Ts)がともに同一の透明誘電体からなり、
該金属薄膜(Mm)および該金属薄膜(Msq)がともに同一の金属からなる
構造体(X)であって、該金属薄膜(Msq)が該金属薄膜(Mm)と同じ厚さを有する対象構造体(Xt)について、
(i)前記領域(P)に対して、
該透明誘電体部材(Ts)の、該蛍光分子層(Fsp)が存在する面とは反対側の表面から、全反射条件となる入射角で、該蛍光シグナル(Sm)の測定において蛍光分子(Dm)を励起するために用いられる入射光と同一波長の入射光を照射することにより、
該領域(P)で発光した蛍光の量を全反射蛍光シグナル(Sp)として検出する工程と、
(ii)該工程(i)の前に、該工程(i)と同時に、あるいは該工程(i)の後に、前記領域(Q)に対して、
該透明誘電体部材(Ts)の、該蛍光分子層(Fsq)が存在する面とは反対側の表面から、全反射条件となる入射角で該工程(i)の場合と同一波長の入射光を照射することにより、
該領域(Q)で発光した蛍光の量を電場増強蛍光シグナル(Sq)として検出する工程と
(iii)該工程(i)および(ii)を経て得られる該全反射蛍光シグナル(Sp)と該電場増強蛍光シグナル(Sq)を用いて下記式(1)
R = Sq / Sp (1)
に基づき電場増強比Rを算出する工程と、
を経て得られる該電場増強比RであるRtと、
(k-2)該構造体(X)であって、該対象構造体(Xt)以外の構造体である参照構造体(Xr)について、該対象構造体(Xt)の場合と同じ波長の入射光を用いて、上記工程(i)〜(iii)を経て得られる該電場増強比RであるRrと
を用いて、下記式(2)
Sm1 = Sm0 × (Rr / Rt) (2)
に基づき、補正前の蛍光シグナル(Sm)である未補正蛍光シグナル(Sm0)を補正蛍光シグナル(Sm1)に変換する
ことを特徴とする蛍光シグナルの補正方法。 Fluorescent dye (Dm) measured using surface plasmon fluorescence spectroscopy for a surface plasmon resonance sensor in which a fluorescent dye (Dm) is fixed on a transparent dielectric member (Tm) via a metal thin film (Mm) About the fluorescence signal (Sm) derived from
(K-1) a transparent dielectric member (Ts);
A region (P) in which a fluorescent molecular layer (Fsp) is formed on the transparent dielectric member (Ts) without using a metal thin film;
A region (Q) in which a fluorescent molecular layer (Fsq) is formed on the transparent dielectric member (Ts) via a metal thin film (Msq);
The fluorescent molecular layer (Fsq) and the fluorescent molecular layer (Fsp) are both composed of the same fluorescent dye (Ds),
The transparent dielectric member (Tm) and the transparent dielectric member (Ts) are both made of the same transparent dielectric,
The metal thin film (Mm) and the metal thin film (Msq) are both structures (X) made of the same metal, and the metal thin film (Msq) has the same thickness as the metal thin film (Mm). About the body (Xt)
(I) For the region (P),
In the measurement of the fluorescence signal (Sm), the transparent dielectric member (Ts) is measured in the fluorescence signal (Sm) at an incident angle as a total reflection condition from the surface opposite to the surface where the fluorescent molecule layer (Fsp) exists. By irradiating incident light of the same wavelength as the incident light used to excite Dm),
Detecting the amount of fluorescence emitted in the region (P) as a total reflection fluorescence signal (Sp);
(Ii) Before the step (i), simultaneously with the step (i), or after the step (i), with respect to the region (Q),
Incident light having the same wavelength as that in the step (i) at an incident angle as a total reflection condition from the surface of the transparent dielectric member (Ts) opposite to the surface where the fluorescent molecular layer (Fsq) exists. By irradiating
(Iii) detecting the amount of fluorescence emitted in the region (Q) as an electric field enhanced fluorescence signal (Sq); (iii) the total reflection fluorescence signal (Sp) obtained through the steps (i) and (ii) and Using the electric field enhanced fluorescence signal (Sq), the following formula (1)
R = Sq / Sp (1)
Calculating the electric field enhancement ratio R based on:
Rt, which is the electric field enhancement ratio R obtained via
(K-2) For the reference structure (Xr), which is the structure (X) and is a structure other than the target structure (Xt), incidence of the same wavelength as that of the target structure (Xt) Using light, Rr which is the electric field enhancement ratio R obtained through the above steps (i) to (iii), the following formula (2)
Sm1 = Sm0 x (Rr / Rt) (2)
Based on the above, a fluorescence signal correction method comprising converting an uncorrected fluorescence signal (Sm0), which is a fluorescence signal (Sm) before correction, into a corrected fluorescence signal (Sm1).
(b)該工程(a)の後、該領域(Am)に対して、該透明誘電体部材(Tm)の、該金属薄膜(Mm)とは反対側の表面から入射光を照射し、全反射条件となる入射角で入射光を照射し、これにより、該領域(Am)で発光した蛍光の量を蛍光シグナル(Sm)として検出する工程と、
(c)該工程(b)で検出された蛍光シグナル(Sm)を、補正する工程と、
(d)該工程(c)で補正された蛍光シグナル(Sm)に基づき検体中のアナライト量を評価する工程と
を含み;
該工程(c)における蛍光シグナル(Sm)の補正が、請求項1に記載の補正方法を用いてなされることを特徴とするアッセイ方法。 (A) In a plasmon sensor structure having a region (Am) in which an immobilized ligand-containing layer containing a first ligand is formed on a transparent dielectric member (Tm) via a metal thin film (Mm), Preparing a surface plasmon resonance sensor by bringing a specimen into contact with a fluorescent modifying ligand comprising a second ligand and a fluorescent molecule (Dm) in the region (Am);
(B) After the step (a), the region (Am) is irradiated with incident light from the surface of the transparent dielectric member (Tm) opposite to the metal thin film (Mm). Irradiating incident light at an incident angle as a reflection condition, thereby detecting the amount of fluorescence emitted from the region (Am) as a fluorescence signal (Sm);
(C) correcting the fluorescence signal (Sm) detected in the step (b);
(D) evaluating the amount of analyte in the specimen based on the fluorescence signal (Sm) corrected in step (c);
The assay method according to claim 1, wherein the correction of the fluorescence signal (Sm) in the step (c) is performed using the correction method according to claim 1.
前記透明誘電体部材(Ts)上に、金属薄膜(Msa)を介して、第1のリガンドを含有する固定化リガンド含有層が形成された領域(As)をさらに含み、且つ、該金属薄膜(Msa)および前記金属薄膜(Msq)がともに同一の金属からなり且つ同じ厚さを有する構造体であり、
該領域(As)を前記領域(Am)として用いることにより、前記プラズモンセンサー構造体として供される
請求項3に記載のアッセイ方法。 The target structure (Xt) used in (k-1) is
The transparent dielectric member (Ts) further includes a region (As) in which an immobilized ligand-containing layer containing a first ligand is formed via a metal thin film (Msa), and the metal thin film ( Msa) and the metal thin film (Msq) are made of the same metal and have the same thickness.
The assay method according to claim 3, which is used as the plasmon sensor structure by using the region (As) as the region (Am).
前記対象構造体(Xt)についての上記工程(i)〜(iii)を前記工程(b)の直前、前記工程(b)と同時、および前記工程(b)の直後のいずれかにおいて行うことにより求められる前記Rtを用いて行われる
請求項4に記載のアッセイ方法。 The correction in the step (c) is
By performing the steps (i) to (iii) for the target structure (Xt) immediately before the step (b), simultaneously with the step (b), and immediately after the step (b). The assay method according to claim 4, wherein the assay is performed using the required Rt.
くとも1種の体液である請求項3〜7のいずれかに記載のアッセイ方法。 The assay method according to any one of claims 3 to 7, wherein the specimen is at least one body fluid selected from the group consisting of blood, serum, plasma, urine, nasal fluid and saliva.
該透明誘電体部材(Ts)上に、金属薄膜を介することなく蛍光分子層(Fsp)が形成された領域(P)と、
該透明誘電体部材(Ts)上に、金属薄膜(Msq)を介して、蛍光分子層(Fsq)が形成された領域(Q)と、
該透明誘電体部材(Ts)上に、金属薄膜(Msa)を介して、第1のリガンドを含有する固定化リガンド含有層が形成された領域(As)と
を含み、
該蛍光分子層(Fsp)および該蛍光分子層(Fsq)がともに同一の蛍光分子(Ds)から構成され、且つ、
該金属薄膜(Msa)および前記金属薄膜(Msq)がともに同一の金属からなり且つ同じ厚さを有する
構造体。 A transparent dielectric member (Ts);
A region (P) in which a fluorescent molecular layer (Fsp) is formed on the transparent dielectric member (Ts) without using a metal thin film;
A region (Q) in which a fluorescent molecular layer (Fsq) is formed on the transparent dielectric member (Ts) via a metal thin film (Msq);
A region (As) in which an immobilized ligand-containing layer containing a first ligand is formed on the transparent dielectric member (Ts) via a metal thin film (Msa);
The fluorescent molecular layer (Fsp) and the fluorescent molecular layer (Fsq) are both composed of the same fluorescent molecule (Ds), and
A structure in which the metal thin film (Msa) and the metal thin film (Msq) are both made of the same metal and have the same thickness.
前記領域(As)内の前記第1のリガンドに、該アナライトを介して該蛍光修飾リガンドが結合している表面プラズモン共鳴センサー。 A structure according to claim 9, an analyte, a fluorescent modifying ligand comprising a second ligand and a fluorescent molecule (Dm),
A surface plasmon resonance sensor in which the fluorescent modifying ligand is bound to the first ligand in the region (As) via the analyte.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010181364A JP5459143B2 (en) | 2010-08-13 | 2010-08-13 | Method for correcting fluorescence signal measured by SPFS (surface plasmon excitation enhanced fluorescence spectroscopy), assay method using the same, structure used in these methods, and surface plasmon resonance sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010181364A JP5459143B2 (en) | 2010-08-13 | 2010-08-13 | Method for correcting fluorescence signal measured by SPFS (surface plasmon excitation enhanced fluorescence spectroscopy), assay method using the same, structure used in these methods, and surface plasmon resonance sensor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2012042233A true JP2012042233A (en) | 2012-03-01 |
| JP5459143B2 JP5459143B2 (en) | 2014-04-02 |
Family
ID=45898753
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2010181364A Expired - Fee Related JP5459143B2 (en) | 2010-08-13 | 2010-08-13 | Method for correcting fluorescence signal measured by SPFS (surface plasmon excitation enhanced fluorescence spectroscopy), assay method using the same, structure used in these methods, and surface plasmon resonance sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5459143B2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015025820A (en) * | 2014-11-04 | 2015-02-05 | 株式会社東芝 | Optical waveguide measurement system and method for measuring glycated hemoglobin |
| JP2015059806A (en) * | 2013-09-18 | 2015-03-30 | コニカミノルタ株式会社 | Resin particle for fluorescent labeling and method of producing the same, and fluorescent labeling agent for immunostaining comprising the same |
| CN113412422A (en) * | 2019-01-31 | 2021-09-17 | 新加坡国立大学 | Sensor chip and method thereof |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3294605B2 (en) * | 1988-11-10 | 2002-06-24 | バイアコア・アクチエボラーグ | Optical biosensor device |
| JP2007263736A (en) * | 2006-03-28 | 2007-10-11 | Fdk Corp | Measurement system using surface plasmon resonance sensor |
| JP2010019767A (en) * | 2008-07-14 | 2010-01-28 | Fujifilm Corp | Detection method, detector, detecting sample cell, and detecting kit |
| WO2010084953A1 (en) * | 2009-01-22 | 2010-07-29 | コニカミノルタホールディングス株式会社 | Plasmon excitation sensor and method of assay using same |
-
2010
- 2010-08-13 JP JP2010181364A patent/JP5459143B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3294605B2 (en) * | 1988-11-10 | 2002-06-24 | バイアコア・アクチエボラーグ | Optical biosensor device |
| JP2007263736A (en) * | 2006-03-28 | 2007-10-11 | Fdk Corp | Measurement system using surface plasmon resonance sensor |
| JP2010019767A (en) * | 2008-07-14 | 2010-01-28 | Fujifilm Corp | Detection method, detector, detecting sample cell, and detecting kit |
| WO2010084953A1 (en) * | 2009-01-22 | 2010-07-29 | コニカミノルタホールディングス株式会社 | Plasmon excitation sensor and method of assay using same |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015059806A (en) * | 2013-09-18 | 2015-03-30 | コニカミノルタ株式会社 | Resin particle for fluorescent labeling and method of producing the same, and fluorescent labeling agent for immunostaining comprising the same |
| JP2015025820A (en) * | 2014-11-04 | 2015-02-05 | 株式会社東芝 | Optical waveguide measurement system and method for measuring glycated hemoglobin |
| CN113412422A (en) * | 2019-01-31 | 2021-09-17 | 新加坡国立大学 | Sensor chip and method thereof |
| US12523664B2 (en) | 2019-01-31 | 2026-01-13 | National University Of Singapore | Sensor chip and methods thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP5459143B2 (en) | 2014-04-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20130034863A1 (en) | Apparatus and Methods for Detecting Inflammation Using Quantum Dots | |
| JP5652393B2 (en) | Plasmon excitation sensor and assay method used for measurement method by SPFS-LPFS system | |
| JP5428322B2 (en) | Assay method using plasmon excitation sensor | |
| JP5720248B2 (en) | Immunoassay using surface plasmon and fluorescence resonance energy transfer | |
| US20230375547A1 (en) | Methods, devices, and related aspects for detecting ebola virus | |
| WO2011096394A1 (en) | Analyte detection probe and analyte detection method using said probe | |
| Rizzo et al. | Bloch surface wave label-free and fluorescence platform for the detection of VEGF biomarker in biological matrices | |
| US20160282359A1 (en) | Microfabricated qlida biosensors with an embedded heating and mixing element | |
| JP5772612B2 (en) | Assay method using a sensor chip for a fluorescence measuring device using surface plasmon excitation enhanced fluorescence spectroscopy, and assay kit | |
| JP5958339B2 (en) | Near-field enhanced fluorescence sensor chip | |
| Lee et al. | Optical immunosensors for the efficient detection of target biomolecules | |
| JP5516198B2 (en) | Plasmon excitation sensor chip, plasmon excitation sensor using the same, and analyte detection method | |
| JP5459143B2 (en) | Method for correcting fluorescence signal measured by SPFS (surface plasmon excitation enhanced fluorescence spectroscopy), assay method using the same, structure used in these methods, and surface plasmon resonance sensor | |
| JPWO2010123073A1 (en) | Assay method using plasmon excitation sensor with stimulus-responsive polymer | |
| JP5660035B2 (en) | Fusion protein-containing assembly, method for producing the same, and assay method using the assembly | |
| JP2013145138A (en) | Immunoassay of troponin using spfs (surface plasmon field-enhanced fluorescence spectroscopy) | |
| JP5565125B2 (en) | SPFS (surface plasmon excitation enhanced fluorescence spectroscopy) or measurement method using the same, and surface plasmon resonance sensor for the measurement method | |
| JP2013145139A (en) | Immunoassay of myoglobin using spfs (surface plasmon field-enhanced fluorescence spectroscopy) | |
| EP2607888B1 (en) | Spfs sensor equipped with non-specific adsorption type purification mechanism | |
| JP2011127991A (en) | Plasmon excitation sensor and assay method using sensor | |
| JP2011169609A (en) | Assay method using plasmon excitation sensor | |
| KR102926160B1 (en) | Antigen detection method and kit with false positive signal removed | |
| JP2013181889A (en) | Immunoassay of ck-mb (creatine kinase isozyme mb) using spfs (surface plasmon excitation enhanced fluorescence spectrometry) | |
| JP5516197B2 (en) | Plasmon excitation sensor and assay method using the sensor | |
| JP2013053902A (en) | Quantitative analysis method for measuring fluorescence amount using surface plasmon field-enhanced fluorescence spectroscopy, quantitative analysis kit used therefor, and analyte dissociation inhibitor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130621 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20131211 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20131217 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20131230 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5459143 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |