样品检测方法和样品检测装置与流程

文档序号:13685109阅读:288来源:国知局
本申请以日本专利申请2014-263899(申请日:2014年12月26日)和日本专利申请2015-221337(申请日:2015年11月11日)为基础,享受这些申请的优先权益。本申请通过参照这些申请而包括其全部内容。技术领域实施方式涉及用于检测样品中的病毒和细菌等的样品检测方法和样品检测装置。

背景技术:
近年来,埃博拉出血热和登革热等起因于病毒的感染症急剧地在世界上蔓延,正成为社会问题。对发病后的患者进行适当隔离等处理对于防止恐慌而言非常重要。进一步深入地说,在今后,确切地分出虽患病但未发病的患者,从而对来自患者的致病病毒的扩散防患于未然也很重要。现有的根据免疫层析法进行检测的检测方法是非常低价、在较短的时间内可以得到结果的有效方法。但是,例如即使开发出了与作为测定对象物质的病毒相对应的抗体,该检测方法也得不到充分的检测灵敏度。此外,存在在发病前病毒量少的状态下检测不到的课题。另一方面,如果进行基因检测,至少可以解决伴随着检测灵敏度不足而存在的检测不出的课题。但是,基因检测的检测装置和试剂价格高昂,并且需要较长的检测时间。作为解决上述问题的方法,已知有使用纳米孔(微孔)来识别病毒的方法。该方法使用标识粒子,所述标识粒子以特异性地识别、结合周围病毒的抗体修饰且其粒径设定为比病毒大。即使在病毒量少的感染初期,标识粒子与病毒也形成按照标识粒子-病毒-标识粒子的顺序结合而成的复合粒子。观测复合粒子通过微孔时的离子电流波形,由于电流降低信号波变为双峰形,因此能够特异性地识别病毒。其结果,可以一个一个地检测病毒,实现高灵敏检测。但是,为了能够观测双峰形,复合粒子需要按照标识粒子-病毒-标识粒子的顺序通过微孔。即,由于复合粒子的通过状态受到限制,因此检测效率降低。因此,期望一种能够短时间内简便且高灵敏度、高效率地检测出病毒和细菌的方法等。

技术实现要素:
发明所要解决的课题实施方式提供了可以简便、短时间内且高灵敏度地检测样品中的病毒和细菌等测定对象物质存在的样品检测方法和样品检测装置。用于解决课题的手段为了解决所述课题,根据实施方式,提供一种样品检测方法,其包括以下步骤:准备样品检测装置,所述样品检测装置具备:检测套盒、以分隔壁分隔所述检测套盒而形成的第一腔室和第二腔室、设置在所述分隔壁上而使所述第一腔室与所述第二腔室相互连接的贯通孔、设置在位于所述第一腔室侧的所述检测套盒上且其至少一部分位于所述第一腔室内的第一电极、设置在位于所述第二腔室侧的所述检测套盒上且其至少一部分位于所述第二腔室内的第二电极;将含有测定对象物质的样品和试剂导入所述第一腔室内,所述试剂含有尺寸比所述样品中的所述测定对象物质小的多个标记粒子和结合在所述各标记粒子的表面上且与所述测定对象物质的表面特异性结合的捕捉物质;将可导电的液体导入所述第二腔室内;在所述第一电极与所述第二电极之间施加电压;使所述第一腔室内的所述测定对象物质通过所述贯通孔,所述测定对象物质的表面上经由所述捕捉物质结合并覆盖有所述多个标记粒子;以及观测所述第一、第二电极之间流动的电流的变化,检测所述样品中的所述测定对象物质的存在。根据其他的实施方式,提供一种样品检测装置,所述样品检测装置具备:主体;以分隔壁分隔所述主体内部而形成的第一、第二腔室,所述第一腔室具有流路;设置在所述分隔壁上使所述第一腔室的所述流路与所述第二腔室相互连接的贯通孔;设置在位于所述流路一端的所述主体部分的样品入口:设置在位于所述流路另外一端的所述主体部分的出口;设置在所述流路内的第一过滤器,该第一过滤器配置在样品相对于所述贯通孔从所述样品入口向所述出口流动的下游侧且预先储存有试剂,所述试剂含有尺寸比所述样品中的测定对象物质小的多个标记粒子和结合在所述各标记粒子的表面上且与所述测定对象物质的表面特异性结合的捕捉物质;设置在位于所述第一腔室侧的所述主体部分上且其至少一部分位于所述第一腔室内的第一电极;设置在位于所述第二腔室侧的所述主体部分上且其至少一部分位于所述第二腔室内的第二电极;以及脱离部,所述脱离部用于在所述第一过滤器内,所述样品中的所述测定对象物质经由所述捕捉物质与所述多个标记粒子结合时,将该测定对象物质从所述第一过滤器向所述样品流动方向上游侧的所述流路中脱离。附图说明图1是显示第一实施方式涉及的样品检测方法中使用的样品检测装置的示意结构的图。图2是显示电流信号因粒子大小而不同的图。图3A是显示第一实施方式中使用的试剂之例的图。图3B是显示第一实施方式中使用的试剂之例的图。图4是显示第一实施方式中检测的电流信号的图。图5A是显示第二实施方式中使用的试剂之例的图。图5B是显示第二实施方式中使用的试剂之例的图。图5C是显示第二实施方式中使用的试剂之例的图。图5D是显示第二实施方式中使用的试剂之例的图。图6是显示第二实施方式中检测的电流信号的图。图7是显示第三实施方式涉及的样品检测装置的示意结构的平面图。图8是图7中沿VIII-VIII线的截面图。图9是显示比较例1中的信号强度频率分布的图。图10是显示实施例1中的信号强度频率分布的图。具体实施方式下面,参照图1所示的样品检测装置,对实施方式涉及的样品检测方法进行说明。(第一实施方式)(样品检测装置的结构)图1为显示第一实施方式涉及的样品检测方法中使用的样品检测装置的示意结构的截面图。样品检测装置具备可填充液体的检测套盒1。检测套盒1由绝缘性的分隔壁2分隔成上下部。第一腔室3形成在检测套盒1内侧的分隔壁2上方。第二腔室4形成在检测套盒1内侧的分隔壁2下方。支撑板6设置在分隔壁2的底面,支撑该分隔壁2。圆台形状的孔5穿过支撑板6的中央部。微小的贯通孔7穿过与支撑板6的孔5相对应的分隔壁2部分。因此,第一、第二腔室3、4由该贯通孔7和孔5相互连接。微小的贯通孔7的直径比支撑板6的孔5小的多。例如,第一电极8设置在第一腔室3所处的检测套盒1的顶壁部,第一电极8的至少一部分位于第一腔室3内。第一电极8例如设置在分隔壁2的贯通孔7的正上方。第二电极9设置在第二腔室4所处的检测套盒1的底壁部,第二电极9的至少一部分位于第二腔室4内。第二电极9例如位于分隔壁2的贯通孔7的正下方。第一电极8接地。测量电路10和电源11与第二电极9以该顺序相连接。所述检测套盒1全部由电学上和化学上惰性的材质构成。作为替代方案,检测套盒1的第一腔室3的内部、第二腔室4的内部、与第一电极8的接触部分、与第二电极9的接触部分由电学上和化学上惰性的材质构成。检测套盒例如由PEEK、聚碳酸酯、丙烯酸树脂之类的树脂、玻璃、蓝宝石、陶瓷、橡胶、弹性体等制成。分隔壁2可以由诸如玻璃、蓝宝石、陶瓷、树脂、橡胶、弹性体、SiO2、Si3N4、Al2O3等电学上和化学上惰性且绝缘性的材质形成。分隔壁2的贯通孔7的开口尺寸(例如直径)优选为后述那样的测定对象物质尺寸的10倍以下,所述测定对象物质经由捕捉物质在表面上结合并覆盖有多个标记粒子。贯通孔7的长度(相当于分隔壁的厚度)优选与表面上覆盖有所述多个标记粒子的测定对象物质的尺寸(例如直径)相同或比其尺寸(例如直径)稍大的尺寸。(样品单独的检测方法和检测信号)下面,使用图1的样品检测装置,对样品中测定对象物质大小和形状的测定方法进行说明。首先,在第二腔室4内填充可导电的液体32。此时,将第二电极9部分浸渍在第二腔室4内所填充的可导电的液体中。接着,在第一腔室3内导入含有可导电的液体31和测定对象物质的样品。此时,在第一、第二腔室3、4之间,通过分隔壁2的微小的贯通孔7和支撑板6的孔5,可以产生液体交流。此外,第一电极8部分浸渍在第一腔室3内所填充的可导电的液体中。该状态下,通过向第一电极8与第二电极9之间施加电压,电流供入分隔壁2的微小的贯通孔7内。第一腔室3内的可导电的液体中的测定对象物质通过电场穿过微小的贯通孔7,向第二腔室4内的可导电的液体中移动。图2示意性地显示了测定对象物质穿过微小的贯通孔7时测量电路10所测量的电流值。如图2所示,电流值根据测定对象物质40的大小而变化。具体地,在测定对象物质40较小时,电流变化峰如峰A所示那样变小。电流变化峰随着测定对象物质40变大而如峰B、C那样变大。但是,测定对象物质40的大小相同而性状却不相同时,只由电流值的变化来识别测定对象物质是非常困难的。第一、第二腔室3、4内所填充的可导电的液体31、32例如可以使用KCl溶液和NaCl水溶液之类的电解质溶液、三乙二胺四乙酸(TE)缓冲液、PBS缓冲液(磷酸盐缓冲液)、Tris缓冲液(TBS缓冲液)、N-2-羟乙基哌嗪-N'-乙磺酸(HEPES)缓冲液等缓冲液。(向样品中添加试剂时的检测信号)第一实施方式中,以样品中可能存在的测定对象物质(例如生物分子)为一种时为例进行说明。如图3A所示,试剂含有捕捉物质42和标记粒子43。捕捉物质42结合在标记粒子43的表面上且与测定对象物质的表面特异性结合。标记粒子43与测定对象物质相比具有较小尺寸(例如直径),将该试剂与样品混合。样品内存在测定对象物质41时,如图3B所示,多个标记粒子43经由捕捉物质42结合并覆盖在测定对象物质41的表面上。由此可得到复合粒子44。接着,如图1所示,在第一腔室3内导入、填充样品与试剂的混合溶液31。此外,在第二腔室4内也填充可导电的液体32。此外,样品是含有测定对象物质的可导电的液体。样品不是可导电的液体时,或仅用样品不能向第一腔室3内充分供给液体时,可以将样品与试剂的混合物溶解在可导电的液体中再导入第一腔室3内即可。如上那样在第一腔室3内导入样品与试剂的混合溶液31后,在第一电极8与第二电极9之间施加电压,在分隔壁2的微小的贯通孔7内通入电流。测定对象物质41的表面上经由捕捉物质42结合并覆盖有标记粒子43的复合粒子44等粒子由第一腔室3穿过微小的贯通孔7,向第二腔室4内的可导电的液体32中移动。此时,测量电路10所测量的电流值呈脉冲性变化。如图4所示,电流值的检测信号根据穿过的粒子尺寸和形状等而变化。具体地,如图4所示,测定对象物质41单独存在时出现检测信号A。与测定对象物质不同的粒子41’单独存在时出现检测信号B。测定对象物质41的尺寸和与测定对象物质不同的粒子41’的尺寸相同时,测定对象物质41的电流值变化量如检测信号A、B所示那样是相同的。因此,不能将测定对象物质41从其他的粒子41’中识别出来。此外,表面上结合有捕捉物质42的标记粒子43出现图4所示的检测信号C。因为标记粒子43的尺寸小于测定对象物质41的尺寸,因此检测信号C的电流值变化量非常小。在复合粒子44的情形下得到图4所示的检测信号D。复合粒子44是在测定对象物质41的表面上经由捕捉物质42结合并覆盖有尺寸(例如直径)比该测定对象物质41小的多个标记粒子43而成的物质。图4所示的检测信号D的电流值变化量与测定对象物质41单独存在时(图4所示的检测信号A)相比变大。因此,即使样品中存在测定对象物质41和与该测定对象物质的尺寸相同的其他的粒子41’,由于测定对象物质41经由捕捉物质42结合并覆盖有多个标记粒子43,所以与其他的粒子41相比,形成较大的粒子尺寸。因此,基于测量电路10测定的检测信号(检测信号D),可以只识别测定对象物质41,检测样品中的测定对象物质41的存在。此外,在一定时间内监测测量电路10所测量的电流值变化量,对图4所示的检测信号D计数,由此也可以测量样品中的测定对象物质的浓度。所述捕捉物质42例如可以使用抗体、肽、适体或烃链。标记粒子43的形状优选为球形。标记粒子例如可以使用带负电的球形聚苯乙烯微粒或纳米尺寸的金粒子。由于标记粒子经由捕捉物质结合在测定对象物质的表面上并覆盖其表面,因此标记粒子的尺寸(例如直径)小于测定对象物质的尺寸。规定测定对象物质的尺寸(例如直径)为100%时,标记粒子的尺寸为10%以上70%以下,更优选20%以上70%以下。通过使标记粒子的尺寸为测定对象物质的尺寸的10%以上70%以下,多个标记粒子结合并覆盖在测定对象物质的表面上。因此,可以得到尺寸适当增大的结构物(例如复合粒子)。特别是,在所述10%以上70%以下的范围内,各标记粒子的尺寸优选选择在下限侧,即选择更微小的标记粒子。由此,检测单独的标记粒子时,可以将电流值的检测信号的峰高抑制到较小。其结果,可以抑制检测时的噪音发生。测定对象物质与标记粒子的具体尺寸关系如下:测定对象物质的尺寸(例如直径)为100nm左右时,标记粒子优选为20~50nm的尺寸(例如直径)。进一步地,测定对象物质的尺寸(例如直径)为50nm左右时,标记粒子优选为10~30nm的尺寸(例如直径)。样品中混合试剂时,优选试剂中的标记粒子的量相比于样品中的测定对象物质的量过量。具体地,标记粒子的个数优选为测定对象物质的10~106倍。通过将标记粒子的个数设为该比值,增大了标记粒子与测定对象物质的碰撞、接触的概率。因此,多个标记粒子可以经由其间的捕捉物质迅速结合并覆盖在测定对象物质表面上。其结果,相邻的测定对象物质在夹持标记粒子进行结合之前,各测定对象物质的表面上可以覆盖多个标记粒子。因此,可以防止2个以上的测定对象物质夹持标记粒子而相互结合,避免成为哑铃结构等。换而言之,可以用前述的样品检测装置检测各个测定对象物质的表面上结合并覆盖有多个标记粒子的独立的微小粒子。如前所述那样,在第一、第二电极之间施加电压而向贯通孔中通电,测量因粒子通过该贯通孔引起的电流值的变化。该测量中,如果相对于测定对象物质的个数增加标记粒子的个数,则由结合有捕捉物质的标记粒子引起的单位时间的电流值的检测信号的出现率增大。为了降低该电流值的检测信号峰而抑制产生噪音,如前所述那样,在测定对象物质尺寸的10%以上70%以下的范围内,标记粒子的尺寸(直径)优选选择在下限侧。在测定对象物质的表面上经由捕捉物质结合并覆盖多个标记粒子的方式中,优选覆盖有多个标记粒子的测定对象物质与没有覆盖多个标记粒子的测定对象物质的形状相似。捕捉物质优选结合在标记粒子的部分表面上。即,捕捉物质优选局部性地结合在标记粒子上。这样的方式中,标记粒子经由捕捉物质与测定对象物质结合时,标记粒子相对于测定对象物质显示结合异性。例如,假定标记粒子具有球体或大致球体的形状时,对应于标记粒子曲率表面30~50%的部位由与捕捉物质结合的材料形成,对应于标记粒子剩余(50~70%)的曲率表面的部位由没有与捕捉物质结合的材料形成。由此,可以制造相对于测定对象物质具有结合异性的标记粒子。使用这样的具有结合异性的标记粒子的话,在测定对象物质上经由捕捉物质结合并覆盖多个标记粒子时,在标记粒子与测定对象物质相结合的面以外的表面(全体的50~70%的表面)上没有结合捕捉物质。因此,标记粒子经由捕捉物质与特定的1个测定对象物质结合,而不具有经由捕捉物质与其他的测定对象物质相结合的表面。其结果,可以避免1个标记粒子与2个以上的测定对象物质结合而形成哑铃结构等。换而言之,可以得到具有在各个测定对象物质的表面上结合并覆盖有多个标记粒子的结构的独立复合粒子。因此,可以以独立的复合粒子作为对象,用前述的样品检测装置检测。根据如上所述的第一实施方式,含有测定对象物质的样品与含有多个标记粒子和捕捉物质的试剂一起导入第一腔室内,所述捕捉物质结合在各标记粒子的表面上并特异性结合在测定对象物质上。所使用的标记粒子尺寸(例如直径)小于测定对象物质。此外,可导电的液体导入第二腔室内。该状态下,在浸渍于第一腔室内的混合溶液中的第一电极与浸渍于第二腔室内的可导电的液体中的第二电极之间施加电压,由此将电流供给至分隔壁的贯通孔。特定的粒子穿过微小的贯通孔7,观测测量电路中所测量的电流值的脉冲性变化。由此可以简便、短时间内且高灵敏度地检测样品中的病毒和细菌等测定对象物质的存在。即,若将各标记粒子的尺寸设定在测定对象物质的尺寸(例如直径)以上时,产生以下问题。a)标记粒子大,因此有可能与测定对象物质的接触概率降低,测定对象物质与标记粒子的必要反应时间增加。b)测定对象物质与标记粒子的结合状态为2个测定对象物质与捕捉物质-标记粒子-捕捉物质结合,因此形成具有测定对象物质-标记粒子-测定对象物质的哑铃结构的复合粒子,检测峰变为双峰。其结果,检测中需要识别电流波形。c)为了识别电流波形,有必要使带有哑铃结构的复合粒子以其结合方向穿过贯通孔,穿过状态受到限制。d)标记粒子大,因此经由捕捉物质将标记粒子结合至测定对象物质时,有可能产生空间位阻,结合效率降低。e)样品中的测定对象物质的浓度高时,不能形成理想的哑铃结构,成为葡萄串状,测定对象物质穿过贯通孔时,电流波形的检测本身变得困难。通过像第一实施方式这样使用具有比测定对象物质尺寸(例如直径)小的标记粒子,可以获得如下的益处。1)具有比测定对象物质小的尺寸(例如直径)的标记粒子与尺寸在测定对象物质的尺寸以上的大标记粒子相比,溶液中的布朗运动剧烈。其结果,标记粒子与测定对象物质碰撞、接触的概率提高,其间的结合效率增加。2)标记粒子经由捕捉物质与测定对象物质结合时,空间位阻变小,因此可以增加其间的结合效率。3)检测中,不是以电流波形,而是可以以单存的信号强度进行判断。4)通过具有比测定对象物质小的尺寸的标记粒子结合在测定对象物质表面上,可以保持由结合的标记粒子产生的立体对称性,因此对穿过微小的贯通孔的状态限制小。因此,仅比较单纯的电流信号强度就能够判别、检测样品中的测定对象物质,可以提高检测效率。因此,能够提供一种可以简便、短时间内且高灵敏度地检测样品中病毒和细菌等测定对象物质存在的样品检测方法。(第二实施方式)第二实施方式中,以样品内可能存在的测定对象物质(例如生物分子)为两种为例进行说明。此外,样品检测中使用前述的图1所示的样品检测装置。如图5A所示,试剂含有特异性结合在第一测定对象物质表面上的第一捕捉物质42(例如第一抗体)和结合有该捕捉物质42且具有与第一测定对象物质相比小尺寸(例如直径)的第一标记粒子43。此外,如图5B所示,试剂含有特异性结合在第二测定对象物质表面上的第二捕捉物质52(例如第二抗体)和结合有该捕捉物质52的第二标记粒子53。此外,第一、第二标记粒子43、53的尺寸(例如直径)相互不同。例如,第一标记粒子43与第二标记粒子53相比,具有大的直径。通过将该试剂混入样品中,多个第一标记粒子43如图5C所示,经由第一捕捉物质42结合在第一测定对象物质41的表面上并覆盖其表面。此外,如图5D所示,多个第二标记粒子53经由第二捕捉物质52结合在第二测定对象物质51的表面上并覆盖其表面。接着,将样品与试剂的混合溶液导入第一腔室3内。此外,第二腔室4内也填充可导电的液体。这样在第一腔室3内导入样品与试剂的混合溶液后,在第一电极8与第二电极9之间施加电压,使电流流入分隔壁2的微小的贯通孔7。第一腔室3内的在第一测定对象物质41的表面上经由第一捕捉物质结合并覆盖有第一标记粒子的第一复合粒子穿过微小的贯通孔7,向第二腔室4内的可导电的液体中移动。此外,第一腔室3内的在第二测定对象物质的表面上经由第二捕捉物质结合并覆盖有第二标记粒子的第二复合粒子穿过微小的贯通孔7,向第二腔室4内的可导电的液体中移动。这些复合粒子分别穿过微小的贯通孔7时,测量电路10所测量的电流值呈脉冲性变化。如图6所示,电流值的检测信号根据穿过的粒子尺寸而变化。具体地,如图6所示,检测信号A在第一测定对象物质41单独存在时出现。检测信号B在第二测定对象物质51单独存在时出现。第一测定对象物质41与第二测定对象物质51的尺寸相同时,如检测信号A、B那样,电流值变化量相同。因此,不能分别识别第一和第二测定对象物质41和51。此外,结合有第一捕捉物质42的第一标记粒子43和结合有第二捕捉物质52的第二标记粒子53分别出现图6所示的检测信号C、D,电流值变化量非常小。表面上经由第一捕捉物质42结合有尺寸(例如直径)比第一测定对象物质41小的多个第一标记粒子43而使表面上被多个第一标记粒子43覆盖的第一测定对象物质41,即前述的第一复合粒子的情形下,出现图6所示的检测信号E。另一方面,表面上经由第二捕捉物质52结合有尺寸(例如直径)比第二测定对象物质51小的多个第二标记粒子53而使表面上被多个第二标记粒子53覆盖的第二测定对象物质51,即前述的第二复合粒子的情形下,出现图6所示的检测信号F。此时,第一标记粒子43的尺寸(例如直径)比第二标记粒子53大。因此,在第一测定对象物质41的表面上结合并覆盖有多个第一标记粒子43的第一复合粒子穿过贯通孔7时的电流值变化量(图6的检测信号E)比在第二测定对象物质51的表面上结合并覆盖有多个第二标记粒子53的第二复合粒子中的同样电流值变化量(图6所示的检测信号F)大。第二实施方式中,第一标记粒子43的尺寸与第二标记粒子53的尺寸不同。由此,第一测定对象物质41上结合有第一标记粒子43的结合粒子的穿过可从第二测定对象物质51上结合有第二标记粒子53的结合粒子的穿过识别出来。因此,即使单独的第一测定对象物质41的尺寸与单独的第二测定对象物质51的尺寸本质上相同,并且它们的电流信号与测量电路10所测定的检测信号相互在本质上相同,也可以将第一测定对象物质41与第一标记粒子43结合状态下的电流信号从第二测定对象物质51与第二标记粒子53结合状态下的电流信号区分出来。其结果,可以检测样品内存在的测定对象物质是第一测定对象物质41还是第二测定对象物质51,或者是二者,或者是任一个均不存在。此外,在一定时间内监测测量电路10所测量的电流值变化量,通过计数图6所示的检测信号E,也可以测量样品中的第一测定对象物质41的浓度。同样地,通过计数图6所示的检测信号F,也可以测量样品中的第二测定对象物质51的浓度。(第三实施方式)参照图7和图8,详细说明第三实施方式涉及的样品检测装置。图7为第三实施方式涉及的样品检测装置的平面图。图8为沿着图7的VIII-VIII线的截面图。例如矩形的主体61具有矩形块62。上沟64和下沟65以中央壁63为边界设置在矩形块62上。上盖66设置在块62的上表面并盖住上沟64。下盖67设置在块62的底面并盖住下沟65。中空状的第一腔室68形成在块62的上沟64与上盖66所限定的空间内。中空状的第二腔室69形成在块62的下沟65与下盖67所限定的空间内。第一腔室68由位于左侧的注入口70、位于右侧的流出口71、两端与注入口70和流出口71相连通的流路72构成。流路72的宽度窄于各口70、71的宽度。样品入口73设置在注入口70上的所述上盖66上。样品出口74设置在流出口71上的所述上盖66上。平面形状与第一腔室68同形状的分隔壁75设置在第一腔室68底部的中央壁63上。微小的贯通孔76设置在流出口71侧近旁的流路72下的分隔壁75部分上。与贯通孔76相对的中央壁63上开口有孔77,孔77与贯通孔76相比具有充分大的直径。贯通孔76和孔77分别设置在分隔壁75和中央壁63上,因此第一腔室68的流路72通过贯通孔76和孔77与第二腔室69相连通。第一过滤器78设置在样品相对于贯通孔76从样品的注入口73向出口74流动的下游侧的第一腔室68的流路72中。样品的流向如图7的箭头100所示。第一过滤器78优选在流路72内以0~1mm的距离接近贯通孔76进行设置。第一过滤器78例如具有多个纳米柱。各纳米柱沿着流路72的长度方向,换而言之,沿着箭头100所示的样品流动方向进行设置。干燥试剂含有多个标记粒子和结合在各标记粒子表面上并特异性结合在测定对象物质表面的捕捉物质,干燥试剂预先储存在多个纳米柱之间。如所述第一实施方式所说明的那样,各标记粒子具有比测定对象物质小的尺寸(例如直径)。第二过滤器79设置在注入口70与贯通孔79之间的流路72上。第二过滤器79在样品沿着图7的箭头100所示的方向在流路72中流动时,发挥吸附样品中异物的作用。可导电的液体的导入口80设置在位于第二腔室69左侧的下盖67上。可导电的液体的排出口81设置在位于第二腔室69右侧的下盖67上。第一电极82设置在位于第一腔室68侧的上盖66上。第一电极82的至少一部分位于与箭头100所示的样品流动方向的下游侧的第一过滤器72的侧面相邻的流路72内。第二电极83设置在位于第二腔室68侧的下盖67上。第二电极83的至少一部分位于第二腔室68内,例如贯通孔76正下方的第二腔室68内。测量电路84和直流电源85按该顺序与第二电极83连接。第三电极86通过上盖66的入口73插到第一腔室68的注入口70内。第四电极87通过上盖66的出口74插到第一腔室68的流出口71内。第一、第三、第四电极82、86和87分别通过引线88、89和90并经由开关(未图示)与直流电源(未图示)相连接。第一、第三、第四电极82、86和87与直流电源的连接通过以下工序进行切换。这样的工序如下:经由捕捉物质将样品中的测定对象物质特异性结合在第一过滤器78内的多个标记粒子上以捕获测定对象物质的工序;将第一过滤器78上捕获的、经由捕捉物质特异性结合在多个标记粒子上的测定对象物质进行脱离的工序;以及使从第一过滤器78放出到流路72中的、经由捕捉物质特异性结合在第一腔室68内的多个标记粒子上的测定对象物质穿过贯通孔76而移动到第二腔室69内的可导电的液体中的工序。脱离部由第一电极82、第三电极86和施加直流电压的直流电源(未图示)构成。直流电源构成如下:边加热第一过滤器78,边向第一电极82与第三电极86之间施加直流电压。脱离部将测定对象物质从第一过滤器78脱离至箭头100所示的样品流动方向的上游侧的流路72中。该测定对象物质经由捕捉物质与多个标记粒子结合,并如后所述那样被第一过滤器78捕获。接着,使用第三实施方式涉及的图7和图8所示的样品检测装置,对样品的检测方法进行说明。第三实施方式中,以样品中可能存在的测定对象物质(例如生物分子)为一种时为例。最初,通过导入口80向第二腔室69内导入可导电的液体,将该液体填充到第二腔室69内。接着,通过入口70将样品注入到第一腔室68的注入口70中。注入口70内的样品在流路72内按图7的箭头100所示的方向流动。样品通过流路72内放置的第二过滤器79,在此处除去异物。样品进一步地通过流路72内配置的第一过滤器78,在流出口71流出。样品流过流路72时,在第一、第二电极82和83之间施加直流电压,电流穿过分隔壁75的贯通孔76和中央壁63的孔76流动。例如,样品中的测定对象物质通过电场穿过贯通孔76和其下的孔77,向第二腔室69内的可导电的液体中移动。此时,测量电路84所测量的电流值呈脉冲性变化。如前述的图4所示,电流值的检测信号根据穿过贯通孔76的粒子尺寸和形状而变化。具体地,如图4所示,检测信号A在测定对象物质41单独存在时出现。检测信号B在与测定对象物质不同的粒子41’单独存在时出现。测定对象物质41和在与测定对象物质不同的其他的粒子41’尺寸相同时,如检测信号A、B所示那样,测定对象物质的电流值变化量与其他的粒子41相同。因此,不能识别测定对象物质41与其他的粒子41’。与捕捉物质42结合的标记粒子43出现图4所示的检测信号C。检测信号C的电流值变化量非常小。样品中的测定对象物质可以通过以下操作进行识别。最初,将可导电的液体通过导入口80导入第二腔室69内,将该液体填充到第二腔室69内。接着,通过入口70将样品注入到第一腔室68的注入口70。注入的同时或刚注入后,第三电极86和第四电极87通过引线89和90连接到未图示的直流电源上。第三、第四电极86和87与直流电源相连接,第三电极86为负电极,第四电极87为正电极。之后,在第三、第四电极86和87之间施加直流电压。此时,样品中的测定对象物质一般带有负电荷,所以在第三、第四电极86和87之间施加直流电压所产生的电泳促进了测定对象物质从注入口70向流路72即箭头100所示的方向移动。注入口70内的样品因毛细管现象而流过流路72,穿过流路72内配置的第二过滤器79。由此除去异物。样品进一步从流路72穿过流路72内配置的第一过滤器78,从流出口71流出。样品以适当的速度穿过第一过滤器78时,在第一过滤器78上储存有干燥试剂,所述干燥试剂含有多个标记粒子和与各标记粒子的表面结合并特异性结合测定对象物质的捕捉物质。因此,在样品中的测定对象物质的表面上经由捕捉物质结合并覆盖有标记粒子的多个复合粒子被第一过滤器78捕获。此时,只捕获测定对象物质。与测定对象物质不同的粒子穿过第一过滤器78,向流出口71移动,由出口74流出、除去。多个复合粒子被捕获后,第一电极82和第三电极86通过引线88、89连接到未图示的直流电源上,第一电极82为负电极、第三电极86为正电极。之后,在第一、第三电极82和86之间施加直流电压。此时,第一过滤器78内捕获的所述多个复合粒子一般带负电荷。此外,第一过滤器78设置在第一、第三电极82和86之间。因此,第一过滤器78内,与图7的箭头100所示的样品流动方向反方向的流动由电泳(在第一、第三电极82和86之间施加直流电压而引起)引起。换而言之,第一过滤器78内,向箭头100所示的所述样品流动方向上游侧的流动由所述电泳引起。通过该反方向的流动,在加热第一过滤器78时,第一过滤器78内捕获的多个复合粒子向箭头100所示的样品流动方向的上游侧脱离并释放。其结果,复合粒子聚集在靠近贯通孔76的流路72中而被高浓度化。第三实施方式中,通过在第一、第三电极82和86之间施加的直流电压引起的电泳,使第一过滤器78内捕获的多个复合粒子脱离时,如上所述,也可加热所述第一过滤器78以促进该复合粒子的脱离。第一过滤器78内捕获的多个复合粒子向样品流动方向的上游侧脱离并释放之后,将第一电极82的引线88从未图示的直流电源切换至接地。该状态下,由DC直流电源85向第一、第二电极82和83之间施加直流电压,向分隔壁75的贯通孔76供给电流。通过施加直流电压,多个复合粒子在样品相对于第一过滤器78的流动方向的上游侧,穿过第一过滤器78近旁一定距离的贯通孔76和其下的孔77,向第二腔室69内的可导电的液体中移动。此时,测量电路84所测量的电流值呈脉冲性变化。该电流检测中,前述图4所示的检测信号D主要出现在在测定对象物质的表面上经由捕捉物质结合并覆盖有多个标记粒子的复合粒子的场合。检测信号D的电流值变化量比测定对象物质41单独的场合(图4所示的检测信号A)大。因此,样品中即使存在测定对象物质和与该测定对象物质的尺寸相同的其他粒子,在测定对象物质41的表面上经由捕捉物质42结合并覆盖有多个标记粒子43的复合粒子也比测定对象物质41具有更大的粒子尺寸。因此,基于测量电路84的检测信号,可仅识别测定对象物质41而检测样品中测定对象物质41的存在。此外,第三实施方式涉及的样品检测装置中,第一腔室68由注入口70、流出口71、连接这些口70、71的窄幅的流路72构成。流路72具有小的容积。因此,可以高频度地检测出少量样品中的测定对象物质的存在。进一步地,配置于流路72中的第一过滤器78中预先储存有试剂。特定第一过滤器78、分隔壁75的贯通孔76和第一电极82的位置关系。通过这些构成,可形成在样品中的测定对象物质的表面上经由捕捉物质有效地结合并覆盖有多个标记粒子的复合粒子。进一步地,可以将该复合粒子聚集在位于样品相对于第一过滤器78的流动方向上游侧的流路72中。其结果,样品中的测定对象物质即使以低浓度存在,也可以高频度地检测样品中的测定对象物质的存在。此外,第三实施方式中,第一过滤器也可以使用纳米线代替多个纳米柱。脱离部并不限定于由第一电极、第三电极和在这些电极之间施加直流电压的直流电源构成的情形。即,只要能够使第一过滤器78捕获的、经由捕捉物质在表面上特异性结合有多个标记粒子的测定对象物质(复合粒子)脱离,可以是任意结构。例如,脱离部也可通过出口、流出口和流路对第一过滤器施加压力,使所述复合粒子从第一过滤器脱离。下面使用前述图1的样品检测装置,对实施例进行说明。(比较例1)作为模型粒子,准备了以生物素进行表面修饰的直径1μm的聚苯乙烯微粒和以链酶亲和素(捕捉物质)进行表面修饰的直径0.22μm的聚苯乙烯微粒,所述以生物素进行表面修饰的聚苯乙烯微粒用于模拟作为测定对象物质的病毒,以链酶亲和素进行表面修饰的聚苯乙烯微粒用于模拟标记粒子。测量使用的样品检测装置具备聚碳酸酯制的检测套盒1。检测套盒1由开口有贯通孔7的石英制分隔壁2分隔成上下部,分别在上部侧的检测套盒1内形成第一腔室3,分隔壁2下部侧的检测套盒1内形成第二腔室4。贯通孔7的开口直径为2μm,长度(相当于分隔壁2的厚度)为10μm。由Ag/AgCl制作的第一电极8设置在检测套盒1的顶壁部,其一部分位于第一腔室3内。由Ag/AgCl制作的第二电极9设置在检测套盒1的底壁部,其一部分位于第二腔室4内。首先,在样品检测装置的第二腔室4内填充不含模型粒子的PBS缓冲液。将悬浮有以生物素进行表面修饰的直径1μm的聚苯乙烯微粒的PBS缓冲液填充入第一腔室3内,所述以生物素进行表面修饰的聚苯乙烯微粒用于模拟作为测定对象物质的病毒。接着,在第一、第二腔室3、4内的PBS缓冲液中浸渍的Ag/AgCl的第一、第二电极8、9之间施加偏置电压,监测电流。所述监测中,施加偏置电压100mV时,测量到基电流38nA。得到钉状的电流降低信号的时间响应-电流变化关系,所述钉状的电流降低信号是伴随粒子穿过贯通孔7出现的。基于时间响应-电流变化的关系,以从基电流值降低的电流降低量为信号强度,求出其频率分布。其结果如图9所示。(实施例1)以个数比1:70混合以生物素进行表面修饰的直径1μm的聚苯乙烯微粒和以链酶亲和素(捕捉物质)进行表面修饰的直径0.22μm的聚苯乙烯微粒,所述以生物素进行表面修饰的聚苯乙烯微粒用于模拟作为测定对象物质的病毒,以链酶亲和素进行表面修饰的聚苯乙烯微粒用于模拟标记粒子。即,相对于用于模拟作为测定对象物质的病毒的直径1μm的聚苯乙烯微粒,过量添加混合用于模拟标记粒子的直径0.22μm的聚苯乙烯微粒。混合后,放置1小时,向与比较例1结构相同的样品检测装置的第二腔室4内填充不含模型粒子的PBS缓冲液后,向第一腔室3内填充悬浮有所述混合物的PBS缓冲液。在第一、第二腔室3、4内的PBS缓冲液中浸渍的Ag/AgCl的第一、第二电极8、9之间施加偏置电压,监测电流。所述监测中,施加偏置电100mV时,测量到基电流38nA。得到钉状的电流降低信号的时间响应-电流变化关系,所述钉状的电流降低信号是伴随粒子穿过贯通孔7出现的。基于时间响应-电流变化的关系,以从基电流值降低的电流降低量为信号强度,求出其频率分布。其结果如图10所示。比较例1中,仅检测了用以模拟病毒的、以生物素进行表面修饰的直径1μm的聚苯乙烯微粒,如图9所示,信号强度峰为270pA。与此相对,实施例1中,检测了用以模拟病毒的、以生物素进行表面修饰的直径1μm的聚苯乙烯微粒与用于模拟标记粒子的、以链酶亲和素(捕捉物质)进行表面修饰的直径0.22μm的聚苯乙烯微粒的混合粒子,如图10所示,信号强度峰为360pA,可知其转换至大的信号强度侧。这表明,通过在以生物素进行表面修饰的直径1μm的聚苯乙烯微粒的表面上结合并覆盖多个以链酶亲和素进行表面修饰的直径0.22μm的聚苯乙烯微粒,与以生物素进行表面修饰的直径1μm的聚苯乙烯微粒单体相比,尺寸(直径)增大,所以信号强度增大。
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