检测装置的制作方法

实施方式涉及检测装置。

背景技术：

a型流感病毒中，例如以h5n1亚型为代表的禽流感由于感染扩散到全身内脏器官，因而致死率高，被称为强毒性。现状虽然由于h5n1亚型不易感染人而并未形成广泛流行，但预计在其通过变异而产生感染人的新型流感的情况下，会发生毁灭性的损害。

另一方面，流感的迅速检查中免疫色谱法等已经实用化，但进行强毒性与弱毒性的识别的迅速检查技术尚未确立，现状下需要在利用pcr(polymerasechainreaction：聚合酶链反应)法的基因扩增之后进行基因检查。新型流感发生时，预计感染急速扩大，因此预计如果没有迅速检查方法则难以制止感染扩大。

另外，作为特异性地检测病毒的技术，已知使用与病毒表面的标志物结合的探针分子进行捕捉的方法，但该方法中，与混杂物非特异性地吸附于探针分子、探针分子以外的部分的情况的识别较难，存在难以高灵敏度化这样的课题。进而在存在具有与相同探针分子结合的表面标志物的病毒的情况下，还存在不能将它们进行识别这样的课题。

技术实现要素：

实施方式提供能够迅速评价检测靶标的检测装置。

实施方式的检测装置具备传感器元件、和固定于所述传感器元件的探针分子，所述探针分子与露出检测靶标的表面的受体缔合。所述传感器元件检测与所述探针分子缔合了的所述受体是否开裂。

附图说明

图1是显示a型流感病毒的结构的图。

图2是显示a型流感的分类的图。

图3是显示流感病毒的感染机制的图。

图4(a)是显示在人的上呼吸道表达的糖链的分子结构的图，(b)是显示在鸟的上呼吸道表达的糖链的分子结构的图。

图5(a)和(b)是显示开裂的ha由于ph而变形的示意图。

图6是显示脂双层膜的结构的示意图。

图7是显示实施方式的检测装置的概要的示意图。

图8是显示使用实施方式的检测装置捕捉人感染型流感病毒的情形的示意图。

图9是显示使用实施方式的检测装置检测强毒性流感病毒的情形的示意图。

图10是显示使用实施方式的检测装置检测病毒的ha是否开裂的情形的示意图。

图11是显示使用实施方式的检测装置检测病毒的ha开劣后的膜融合的情形的示意图。

图12是显示在实施方式的检测装置中在传感器元件上用水凝胶固定试剂的结构的示意图。

图13是显示在实施方式的检测装置中将试剂分散在传感器元件上的离子液体中的结构的示意图。

图14(a)～(h)是显示离子液体的一例的分子结构的图。

图15是显示有机电解质低聚物的分子结构的示意图。

图16是在实施方式的检测装置中传感器元件的其他例的示意图。

图17是在实施方式的检测装置中石墨烯膜从基底浮起的结构的示意图。

图18(a)和(b)是图17所示的检测装置中的石墨烯膜附近的扩大示意图。

图19是显示实施方式的检测装置中的磷脂膜的保护结构的示意图。

图20是显示实施方式的检测装置中的磷脂膜的保护结构的示意图。

图21是显示实施方式的检测装置中的磷脂膜的保护结构的示意图。

图22是显示实施方式的检测装置中的磷脂膜的保护结构的示意图。

图23(a)是在疏水性基底上形成的磷脂膜的示意图，(b)是在亲水性基底上形成的磷脂膜的示意图。

符号说明

10…靶标检测元件、11…基板、12…基底膜、13…石墨烯膜、14…磷脂膜、15…注入口、16，17…电极、21…探针分子、25…胰蛋白酶抑制剂、31…包膜、41…水凝胶、42…离子液体、100…参照元件

具体实施方式

以下，参照附图对于实施方式进行说明。此外，各图中对于相同要素附以相同符号。

根据以下所说明的实施方式，提供检测病毒作为检测靶标的检测装置和检测方法。特别是提供能迅速进行流感病毒的强毒性与弱毒性的识别、鸟感染型与人感染型的识别、能特异性地检测尚未出现的人感染型的强毒性流感病毒的检测装置和检测方法。

图1是显示a型流感病毒的结构的图。

流感病毒是被称为包膜31的脂双层膜(表面膜)包围的直径100nm左右的泡囊，包膜31的内部具有单链rna(核糖核酸，ribonucleicacid)作为基因组。在包膜31的表面，称为血细胞凝集素(ha)和神经氨酸酶(na)的刺突蛋白质(spikeprotein，在膜上突起的蛋白质)露出。此外，在以下的说明中，有时将血细胞凝集素仅表示为ha，将神经氨酸酶仅表示为na。

流感病毒具有a型、b型、c型的分型。c型感染幼儿，但病原性低，不出现症状的情况也较多。另外c型仅感染人。b型每年反复流行，但基因稳定，对病毒的免疫也有时长期维持，流行的规模小。另外b型也仅感染人。a型流感变异型多，容易引发世界性的大流行。另外，a型中有也感染除人以外的生物的种类。

此外，a型和b型具有ha和na，结构上没有大的差异。c型没有ha和na，取而代之表达血细胞凝集素-酯酶(he)。

图2是显示a型流感的分类的图。

图3是显示流感病毒的感染机制的图。

图4(a)是显示在人的上呼吸道表达的糖链的分子结构的图，(b)是显示在鸟的上呼吸道表达的糖链的分子结构的图。

a型流感病毒有感染鸟的种类和感染人的种类。这是因为在流感感染时，最初吸附的上呼吸道的细胞中表达的糖链的分子结构在鸟与人之间不同。流感病毒吸附于细胞时，露出病毒表面的ha识别并结合露出细胞膜表面的糖链。

如图4(b)所示，露出鸟的上呼吸道的糖链形成α2,3结构，如图4(a)所示，露出人的上呼吸道的糖链形成α2,6结构。这些差异是由于糖链顶端的唾液酸和第2个半乳糖分别通过第几个碳结合的差异引起的。

表达与α2,3型糖链特异性地结合的ha的病毒感染鸟，表达与α2,6型糖链特异性地结合的ha的病毒感染人。ha是受体或糖链识别部位。

如图2所示，a型流感主要有感染仅扩散到呼吸道的弱毒性流感、和感染扩散到全身内脏器官的强毒性流感。过去造成大量死亡者的西班牙大流感、2009年在中北美流行的猪流感与季节性流感相同地被分类为弱毒性。另一方面，也称为家禽黑死病而造成恐慌的h5n1型等禽流感被分类为强毒性。

如图3所示，通过ha识别并结合糖链，流感病毒吸附于宿主的细胞。然后，通过称为胞吞作用的细胞吞食作用，流感病毒被摄入细胞内。

通过胞吞作用，流感病毒被封入称为内体的泡囊内。通过内体内的蛋白酶，ha开裂。另外通过内体内变为酸性，从而开裂的ha分子的立体结构变化，病毒的包膜31与内体膜融合，向细胞内释放病毒的基因组。

图5(a)和(b)是显示开裂的ha由于ph而变形的示意图。

ha如图5(a)所示形成3聚体。图5(b)是取出了一个ha而得的图。

ha的变质通过由存在于内体内的蛋白酶(蛋白质分解酶)引起的特定部位的切断(开裂)而开始。开裂的ha分割成结合于内体膜侧的糖链ha1、和固定于病毒的包膜31的ha2。

另一方面，内体内通过贯通内体膜而形成的质子泵而被送入质子，变成酸性。

如果变成ph为5.0～5.5左右这样的弱酸性，则开裂的ha变形，处于开裂部的疏水基32突出。

图6是显示脂双层膜的一般结构的示意图。

脂双层膜由结合了亲水性的磷酸基(亲水基)52、和疏水性且长链状的脂肪酸(疏水基)53的磷脂分子51构成。另外，多数情况下一个磷酸基52结合有2条脂肪酸53。在生物体液这样的水溶液中，倾向于亲水基52露出表面(水溶液侧)，脂肪酸53(疏水基)彼此凝集。其中在仅附有1条疏水性的脂肪酸53的情况下，形成亲水性的磷酸基52面向外侧的球状的胶束结构，但在附有2条脂肪酸53的情况下，由于磷酸基52与脂肪酸53的粗细相近，因而不能包围成胶束状，采取脂肪酸53彼此相向的2个分子排列成层状的结构。这就是脂双层膜。

前述的病毒膜(包膜)31、病毒所感染的细胞膜和摄入病毒的内体膜的任一者均具有上述脂双层膜的结构。

这样，由于形成内体膜的脂双层膜除了表背面的磷酸基52之外大部分由疏水性的脂肪酸53形成，因而如图5(a)所示，通过开裂，从ha突出的疏水基32通过疏水性相互作用而能够扎入内体膜。由此内体膜与病毒的包膜31进行膜融合。

ha的开裂由于蛋白酶(蛋白质分解酶)而发生。蛋白酶识别并切断蛋白质的氨基酸序列。病毒自身并不具有该蛋白酶，而是利用存在于感染的细胞、其周围的蛋白酶。

人的呼吸道中存在胰蛋白酶这种蛋白酶，人感染型的流感病毒表达通过胰蛋白酶而开裂的ha。

另外，人的呼吸道的细胞表面还表达ii型跨膜型丝氨酸蛋白酶tmprss(transmembraneprotease/serine)2，人感染型流感病毒的ha也通过tmprss2而开裂。

然而，由于这些蛋白酶在除呼吸道以外的人的内脏器官中几乎不存在，因而现状的人感染型流感病毒的感染仅扩散到呼吸器官中，感染扩散到全身的内脏器官的情况是很少见的。

全身的内脏器官中存在例如furin这样的蛋白酶。furin是在一种细胞器高尔基体中大量存在的蛋白酶。

h5n1型等鸟感染型流感病毒有的表达具有通过furin而开裂的氨基酸序列的ha。

由于furin在全身存在，因而如果感染上述类型的流感，则感染扩散到全身内脏器官，形成危重的症状。这是称为家禽黑死病或强毒性流感而被恐慌的原因。

另外强毒性流感中还有的表达不通过furin开裂、但通过tmprss13/mspl这样的蛋白酶而开裂的ha。

如上所述，鸟感染型与人感染型的差异起因于ha所识别、结合的糖链的结构的差异，弱毒性与强毒性的差异起因于引起ha开裂的蛋白酶的差异。

现状认为人感染型的强毒性流感病毒尚未出现。然而，由于猪能够感染鸟感染型的病毒和人感染型的病毒两者，因此指出了有可能在感染两病毒的猪的体内产生鸟感染型与人感染型的杂种型。

本发明的实施方式鉴于上述情况，提供迅速且特异性地检测形成引起广泛流行的威胁的人感染型的强毒性流感的检测装置和检测方法。

另外，本发明的实施方式利用流感病毒通过露出表面的ha识别并结合特定的糖链结构的性质、和ha通过特定的蛋白酶而开裂的性质，能够特异性地检测人感染型的强毒性流感病毒。

进而，根据本发明的实施方式，能够特异性地检测图2所示的根据感染型和毒性的2种性质分类的全部4种类型。

进而，作为检测靶标不限于流感病毒，只要是具有露出表面的受体识别并结合特定的目标、并且该受体由于蛋白酶而开裂的性质的靶标，都能够检测。

图7是显示实施方式的检测装置(生物传感器)的概要的示意图。

图8是显示使用实施方式的检测装置捕捉人感染型流感病毒的情形的示意图。

图9是显示使用实施方式的检测装置检测强毒性流感病毒的情形的示意图。

图10是显示使用实施方式的检测装置检测病毒的ha是否开裂的情形的示意图。

图11是显示使用实施方式的检测装置检测病毒的ha开裂后的膜融合的情形的示意图。

如图7所示，实施方式的检测装置具备传感器元件、和固定于传感器元件的探针分子21。传感器元件例如是包含石墨烯膜13的电荷检测元件。探针分子21是α2,6型糖链，与露出流感病毒的表面的ha缔合。

缔合包含化学键结合和氢键结合。进而，缔合包含电荷引力、疏水性相互作用、范德华力等弱的结合、以及吸附等。

基板11上设有基底膜12，基底膜12上设有石墨烯膜13。或者也可以不设基底膜12，而在基板11的表面设置石墨烯膜13。另外，基板11上也可以形成未图示的电路、晶体管。

作为基板11的材料，可使用例如，硅、氧化硅、玻璃、高分子材料。基底膜12是例如氧化硅膜、氟树脂这样的绝缘膜。另外，基底膜12还可以具有用于形成石墨烯膜13的化学催化剂的功能。

另外，磷脂膜14(磷脂单分子膜)覆盖石墨烯膜13，探针分子21介由接头22固定于选自石墨烯膜13和磷脂膜14(磷脂单分子膜)中的任一者。接头22用于调节探针分子21与传感器元件的表面之间的距离。

此外，在包含图7至图11的几个附图中，为了内部结构容易理解，有意未图示磷脂膜14(磷脂单分子膜)的一部分，以便能够看到基底的石墨烯膜13。另外，探针分子21以3个单糖结合的状态图示，但未必是该数目。

传感器元件具有例如fet(场效应晶体管，fieldeffecttransistor)结构，并且具有至少2个电极(第1电极16和第2电极17)。石墨烯膜13与第1电极16和第2电极17电连接。第1电极16和第2电极17的一方作为漏极发挥功能，另一方作为源极发挥功能。通过石墨烯膜13，电流在第1电极16和第2电极17之间流通。

石墨烯膜13、磷脂膜14(磷脂单分子膜)、和探针分子21配置在被侧壁18包围的井中。井的上方形成有用于供应样本液等的注入口15。

如果在井中滴加从受检者取得的样本液(例如，咽拭子液、含漱水等)，则在受检者感染了人感染型流感的情况下，如图8所示，流感病毒的ha识别探针分子(α2,6型糖链)21，与探针分子(α2,6型糖链)21结合。

另外，在捕捉通过咳嗽飞散到气体中的飞沫时也是同样的。在捕捉的飞沫中包含人感染型流感感染者咳嗽产生的飞沫的情况下，也如图8所示，流感病毒的ha与探针分子(α2,6型糖链)结合。

被糖链捕捉的病毒靠近石墨烯膜13。一般由于流感病毒具有表面电荷，因而通过病毒的电荷靠近石墨烯膜13，从而石墨烯的电位变动，流过石墨烯膜13的源-漏间电流变动。因此，通过读取该源-漏间电流的变动，能够判断人感染型的流感病毒的有无。

另外，在使强毒性流感病毒的ha开裂、并且将存在于全身内脏器官的蛋白酶供应到井中的情况下，如果被探针分子(α2,6型糖链)21捕捉的流感病毒为强毒性，则如图9所示，与α2,6型糖链结合的ha开裂。

如果ha开裂，则如图10所示，病毒对传感器元件的固定变得不稳定，可以将此作为电特性的变动检测。

或者，如果使样本液26为酸性，则如图11所示，使开裂的ha变形，ha的疏水基扎入覆盖石墨烯膜13的表面的磷脂膜14(磷脂单分子膜)中。通过检测由该事件引起的传感器元件的电特性的变动，能够高灵敏度地检测ha是否开裂。进而，通过检测之后由病毒的包膜31与磷脂膜14(磷脂单分子膜)融合产生的传感器元件的电特性的变动，能够高灵敏度地检测ha是否开裂。

其中，作为为了使ha变形而使样本液26为酸性的ph调节液，可以使用例如乙酸盐-氢氧化钠(acetate-naoh)这样的酸性缓冲液。

另外，作为使强毒性流感病毒的ha开裂、并且在全身内脏器官中存在的蛋白酶，可以使用例如furin。

或者，如果使用已知使强毒性的鸟感染型流感的ha开裂的tmprss13/mspl，则即使在这种鸟感染型强毒性流感变异成人感染型而成的新型流感病毒出现的情况下，也能够检测该新型流感病毒。此外，tmprss13/mspl是跨膜型丝氨酸蛋白酶的一种，因此也可以预先固定在覆盖石墨烯膜13的表面的磷脂膜14(磷脂单分子膜)上。

此外，作为样本的咽拭子液、咳嗽产生的飞沫均来自人的上呼吸道，因此可能包含胰蛋白酶。

在样本液中含有充分量的胰蛋白酶的情况下，即使是弱毒性的流感病毒也会ha开裂，因此发生针对强毒性流感病毒的假阳性。

作为避免这种可能性的方法，例如，可以在井中供应胰蛋白酶抑制剂。

在胰蛋白酶抑制剂特异性地抑制胰蛋白酶的酶活性、且不影响furin、tmprss13/mspl的酶活性的情况下，如图9所示，供应胰蛋白酶抑制剂，进一步供应例如furin，如果ha开裂，则能够检测强毒性流感病毒。

使用上述步骤检测到病毒被探针分子(α2,6型糖链)21固定、并且通过选自furin和tmprss13/mspl的任一者确认了开裂的情况下，能够判断是人感染型的强毒性流感、即极危险的新型流感。

在胰蛋白酶抑制剂也抑制furin、tmprss13/mspl的酶活性的情况下，可以如图8所示供应胰蛋白酶抑制剂，再在探针分子(α2,6糖链)21上固定人感染型流感病毒，然后洗涤将胰蛋白酶抑制剂和胰蛋白酶从井中排除之后，将furin、tmprss13/mspl供应到井中，检测ha的开裂行为。

使用上述步骤检测到病毒被探针分子(α2,6型糖链)21固定、并且通过furin和tmprss13/mspl均未发现开裂的情况下，可以判断是人感染型的弱毒性流感、即季节性流感。

为了更确实地进行判断，进一步供应胰蛋白酶。如果通过供应胰蛋白酶观察到ha的开裂，则可以确认是人感染型弱毒性流感。

或者也可以准备将furin和tmprss13/mspl供应到井中的第1传感器元件、和将胰蛋白酶供应到井中的第2传感器元件2个传感器元件，将样本液供应到这两者，通过各自的传感器元件来判定毒性。第1传感器元件的井与第2传感器元件的井通过例如侧壁18分离。

如果第1传感器元件中的结果为阳性，则被检测的病毒是人感染型强毒性流感，如果第1传感器元件中的结果为阴性、第2传感器元件中的结果为阳性，则被检测的病毒是人感染型弱毒性流感。

但是，即使第1传感器元件和第2传感器元件中的结果均为阴性，也不能否定鸟感染型流感的存在。

于是，如果作为探针分子21使用α2,3型糖链进行上述的步骤，则能够与上述同样地特异性地检测鸟感染型的强毒性流感和弱毒性流感。

α2,6型糖链作为探针分子21固定在传感器元件上、能检测人感染型流感病毒的元件(区域)，与α2,3型糖链作为探针分子21固定在传感器元件上、能检测鸟感染型流感病毒的元件(区域)可以在同一井内共存。

前述的用于使ha开裂的蛋白酶、用于阻碍ha的非特异性开裂的蛋白酶抑制剂、用于促进ha的开裂后的膜融合的ph调节液等试剂，可以与样本液同样地通过注入口15供应到井中。或者也可以将这些试剂装入基板11上与井分别地形成的贮液器中，从贮液器供应到井中。

另外，还可以设置在传感器元件检测到病毒与探针分子的缔合之后，接受其检测信号，将上述试剂自动地供应到井中的单元。

图12是显示在传感器元件上以水凝胶固定上述试剂的结构的示意图。

这样，上述试剂也可以作为水溶性的水凝胶41预先覆盖固定在传感器元件上。

图13是显示使上述试剂分散到传感器元件上的离子液体中的结构的示意图。

这样，也可以预先使上述试剂分散到传感器元件上的亲水性的离子液体42中。

图14(a)～(h)是显示离子液体42的一例的分子结构的图。

作为离子液体42，可以使用例如图14(a)所示那样由咪唑鎓系阳离子和膦酸盐系阴离子组成的离子液体。这种离子液体对生物体材料温和，能够避免显著损伤糖链、磷脂膜等。

进而，由于离子液体能够选择各种分子结构，因而如果使用例如分子大小大、粘度高的离子液体，则在传感器元件上与试剂一起固定变得容易。图14(b)～(h)显示改变了分子结构的离子液体的例子。

图15是显示有机电解质低聚物的分子结构的示意图。

通过在离子液体42中添加例如图15所示那样的有机电解质低聚物作为胶凝剂，也能够使离子液体42高粘度化。

上述所示的水凝胶、亲水性离子液体都是一供应样本液就被稀释，从而低粘度化。

另外，水凝胶、亲水性离子液体还具有能够将在传感器元件上形成的作为生物体材料的糖链探针分子21、磷脂膜14保持在润湿的环境中这样的效果。

图16是显示实施方式的传感器元件的其他例的示意图。

图16所示的传感器元件具有固定了上述探针分子21的靶标检测元件10、和未固定探针分子的参照元件100。

靶标检测元件10和参照元件100在同一基板11上形成。在固定了探针分子21的靶标检测元件10的旁边形成未固定探针分子的参照元件100。

在未固定探针分子的参照元件100中，检测不到由病毒产生的信号，但检测到由外界干扰造成的变动、例如ph变化等，因此能够用于相对于靶标检测元件10修正外界干扰噪声。另外，图16中以靶标检测元件10和参照元件100在分别的井内形成的方式图示，但也可以在同一井内共存。

另外，根据本发明的实施方式，不限于流感病毒，只要是具有露出表面的受体识别并结合特定的目标、且该受体由于蛋白酶而开裂的性质的靶标，都能够检测。

实际已知多种包膜病毒通过利用蛋白酶使露出表面的刺突蛋白质(蛋白质或糖链修饰蛋白质)开裂而入侵感染细胞。例如，hiv中包膜糖蛋白gp160通过furin而开裂。另外，sers冠状病毒中s蛋白通过胰蛋白酶而开裂。

这样如果刺突蛋白质开裂，则病毒包膜与覆盖石墨烯膜13的表面的磷脂膜14(磷脂单分子膜)发生膜融合。或通过开裂而露出的疏水基扎入磷脂膜14。

这些变化在石墨烯膜13的附近或与石墨烯膜13接触而发生，因此石墨烯的电位较大地变动。即能够从一个病毒得到较大的信号，从而即使病毒数少也能够检测。

石墨烯膜13不限于在基底膜(绝缘膜)12上形成，也可以是使石墨烯膜13从基底浮起的结构。

图17是石墨烯膜13从基底浮起的结构的检测装置的示意图。

图18(a)是石墨烯膜13附近的扩大示意图。

石墨烯膜13以例如通过源-漏极固定的两端固定梁那样的状态在样本液26(弱酸性缓冲液)中漂浮，磷脂膜14(磷脂单分子膜)不仅在石墨烯膜13的表面形成，也在背面形成。另外，石墨烯膜13被进行孔加工而制成网孔状。

在该石墨烯膜13的孔13a中，表背的磷脂膜14(磷脂单分子膜)延伸到孔13a的内部，在孔13a的内部形成磷脂双层膜。

其中，如果发生如前所述的由蛋白酶引起的ha的开裂、由酸性环境引起的ha的变形，则如图18(b)所示，病毒的包膜31与在石墨烯膜13的孔13a中形成的磷脂膜14(磷脂双层膜)发生膜融合。

通过该膜融合，病毒内部的包含rna等的内容物释放到石墨烯膜13的下部。如果预先使检测该内容物的传感器元件在石墨烯膜13的下方形成，则能够高灵敏度地检测病毒的膜融合。或者也可以用石墨烯膜13检测上述膜融合。

此外，以上说明的覆盖在传感器元件上的磷脂膜14形成了磷酸基露出表面的状态，但通过将磷酸基上用亲水基覆盖也可以抑制混杂物的非特异吸附。

图19～图22是显示在磷酸基上覆盖了亲水基的事例的示意图。

例如，由于作为探针分子21使用的糖链也是亲水性的，因此如图19所示，通过高密度地形成糖链探针分子21，能够抑制混杂物的非特异吸附。

另外，如图20所示，也可以高密度地形成至少不与混杂物结合的糖链44。

另外，如图21所示，也可以使例如聚乙二醇(peg)那样的亲水性的链状高分子45与磷脂膜14的磷酸部结合。

另外，如图22所示，也可以将例如白蛋白等亲水性的封闭剂46覆盖在磷脂膜14上。

此外，作为传感器元件使用的电荷检测元件不限于石墨烯，也可以使用碳纳米管。另外，ha是否开裂(ha的开裂行为)不限于电检测，也可以使用光学或机械检测的传感器元件。除了碳系电荷检测元件以外，作为传感器元件可以使用例如，表面等离子体共振元件、saw(表面声波，surfaceacousticwave)元件、fbar(薄膜体声波谐振器，filmbulkacousticresonator)元件、qcm(石英晶体微天平，quartzcrystalmicrobalance)元件、is-fet(离子敏场效晶体管，ionsensitivefet)元件、或mems(微电子机械系统，microelectromechanicalsystem)悬臂元件等。

图23(a)是在疏水性基底113上形成的磷脂膜的示意图，图23(b)是在亲水性基底213上形成的磷脂膜的示意图。

如图23(a)所示，在传感器元件的表面是疏水性基底(例如石墨烯)113的情况下，磷脂膜作为单分子膜形成。如图23(b)所示，在传感器元件的表面是亲水性基底213的情况下，磷脂膜作为脂双层膜形成。

另外，作为传感器元件像qcm那样使用机械振动的情况下，可以机械检测ha的开裂，因此传感器元件表面未必形成磷脂膜。

根据以上说明的实施方式，通过使用与露出病毒的表面的刺突蛋白质特异性地结合的探针分子、以及检测与探针分子结合了的病毒的刺突蛋白质是否开裂的传感器元件，能够高灵敏度地检测病毒。进而，通过选择使探针分子和刺突蛋白质开裂的蛋白酶，能够特异性地检测特定的病毒。

此外，作为检测靶标不限于病毒，只要是具有与探针分子缔合的受体、且具有表达受体的开裂的功能的靶标都可以检测。例如，也可以检测外来体那样的病毒样内质网。

实施方式可以包含以下技术方案(例如构成)。

(技术方案1)

所述传感器元件是电荷检测元件、表面等离子体共振元件、saw(表面声波，surfaceacousticwave)元件、fbar(薄膜体声波谐振器，filmbulkacousticresonator)元件、qcm(石英晶体微天平，quartzcrystalmicrobalance)元件、is-fet(离子敏场效晶体管，ionsensitivefet)元件、或mems(微电子机械系统，microelectromechanicalsystem)悬臂元件，

所述传感器元件检测由所述受体的开裂引起的选自所述检测靶标的位置的变化、易动性的变化、和所述受体的形状的变化中的任一者。

(技术方案2)

所述电荷检测元件包含石墨烯或碳纳米管。

(技术方案3)

所述传感器元件具有固定了所述探针分子的靶标检测元件、和未固定所述探针分子的参照元件。

(技术方案4)

包含选自第1蛋白酶、蛋白酶抑制剂和ph调节液中的至少一者的凝胶被固定在所述传感器元件上，所述凝胶为水溶性，

所述第1蛋白酶用于使所述刺突蛋白质开裂，

所述蛋白酶抑制剂用于抑制所述刺突蛋白质由于与所述检测靶标一起混入的第2蛋白酶而开裂，

所述ph调节液用于促进所述刺突蛋白质开裂后的膜融合。

(技术方案5)

所述凝胶包含水凝胶。

(技术方案6)

所述凝胶包含亲水性的离子液体。

(技术方案7)

所述离子液体作为阴离子包含膦酸盐系化合物。

(技术方案8)

通过所述传感器元件检测与固定于传感器元件的探针分子缔合的检测靶标的露出表面的受体是否开裂。

(技术方案9)

所述检测靶标是病毒，所述受体是刺突蛋白质。

(技术方案10)

将选自第1蛋白酶、蛋白酶抑制剂和ph调节液中的至少一者供应到所述传感器元件上，

所述第1蛋白酶用于使所述刺突蛋白质开裂，

所述蛋白酶抑制剂用于抑制所述刺突蛋白质由于与所述检测靶标一起混入的第2蛋白酶而开裂，

所述ph调节液用于促进所述刺突蛋白质开裂后的膜融合。

虽然说明了本发明的几种实施方式，但这些实施方式是作为例子提示的，并无限定发明的范围的意图。这些新的实施方式可以通过其他各种方式来实施，可以在不脱离发明的宗旨的范围内进行各种省略、替换、变更。这些实施方式及其变形包含在发明的范围和宗旨中，并且包含在专利权利要求书所记载的发明及其均等的范围内。