检测方法、检测装置以及电介质粒子与流程

1.本公开涉及用于检测病毒等目标物质的检测方法以及检测装置和在检测方法以及检测装置中使用的电介质粒子。


背景技术：

2.以往以来，提供了使用接近场来高灵敏度地检测微小的目标物质的光学的检测方法等。例如在专利文献1中，通过对光信号的减少等进行计测来检测目标物质，所述光信号是通过使由目标物质与磁性粒子以及荧光粒子的结合形成的结合体在从形成了接近场的检测板的表面远离的方向上移动的第1磁场的施加来产生的。
3.现有技术文献
4.专利文献1：国际公开第2017/187744号


技术实现要素：

5.然而，对于专利文献1，通过磁性粒子与荧光粒子不经由目标物质而结合的非特异性吸附所形成的结合体也会在发出荧光的同时进行移动，因此，难以与包含目标物质的结合体进行区别。其结果，会产生因不包含目标物质的结合体而错误地检测出目标物质的伪阳性，检测精度会降低。
6.于是，本公开提供能够减少由非特异性吸附导致的伪阳性、使目标物质的检测精度提高的目标物质的检测方法等。
7.本公开的一个技术方案涉及的检测方法包括：使目标物质和电介质粒子结合来形成复合体，所述电介质粒子由与所述目标物质进行结合的单域抗体进行了修饰；在液体中通过介电电泳对所述复合体和未结合粒子进行分离，所述未结合粒子是未形成所述复合体的所述电介质粒子；以及使用拍摄元件对被分离了的所述复合体所包含的所述目标物质进行检测。
8.本公开的一个技术方案涉及的检测装置是通过介电电泳来检测目标物质的检测装置，所述检测装置具备：电介质粒子，其由与所述目标物质进行结合的单域抗体进行了修饰；分离器，其在液体中通过介电电泳对复合体和未结合粒子进行分离，所述复合体是通过所述目标物质与所述电介质粒子的结合而形成的复合体，所述未结合粒子是未形成所述复合体的所述电介质粒子；以及拍摄元件，其被使用于检测被分离了的所述复合体所包含的所述目标物质。
9.本公开的一个技术方案涉及的电介质粒子是由与目标物质进行结合的单域抗体进行了修饰的电介质粒子。
10.此外，这些包括性的或者具体性的技术方案既可以由装置、系统、集成电路、计算机程序或者计算机能够读取的记录介质来实现，也可以由方法、装置、系统、集成电路、计算机程序以及记录介质的任意组合来实现。计算机能够读取的记录介质例如包括cd－rom(compact disc－read only memory)等的非易失性的记录介质。
11.本公开的一个技术方案涉及的检测方法等能够减少由非特异性吸附导致的伪阳性，能够使目标物质的检测精度提高。
附图说明
12.图1是表示实施方式涉及的检测装置的概略结构的立体图。
13.图2是表示实施方式涉及的检测装置的概略结构的剖视图。
14.图3是表示实施方式涉及的电极组的结构的俯视图。
15.图4是表示实施方式涉及的检测方法的流程图。
16.图5是表示实施方式中的复合体粒子的形成过程的图。
17.图6是表示实施方式中的交流电压的设定频率的曲线图。
18.图7a是表示移动到了第1电场区域的粒子的概略图。
19.图7b是表示移动到了第1电场区域和第2电场区域的粒子的概略图。
20.图7c是表示移动到了第2电场区域的粒子的概略图。
21.图8是表示实施方式中的按粒子种类的交叉(crossover)频率的曲线图。
22.图9a是表示实施方式和比较例涉及的粒子的ζ电位的第1曲线图。
23.图9b是表示实施方式和比较例涉及的粒子的ζ电位的第2曲线图。
24.图10是表示变形例涉及的电极组的结构的第1俯视图。
25.图11是表示变形例涉及的电极组的结构的第2俯视图。
26.图12是表示变形例涉及的复合体粒子的形成过程的图。
具体实施方式
27.以下，参照附图对实施方式进行具体的说明。
28.此外，以下说明的实施方式均表示包括性的或者具体性的例子。以下的实施方式所示的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置以及连接方式、步骤、步骤的顺序等为一个例子，并不意在限定要求保护的范围。各图并不是必须严格地图示的。在各图中，有时对实质上相同的构成赋予同一标号，省略或者简化重复的说明。
29.在以下中，平行和垂直等的表示要素间的关系性的术语、矩形形状等的表示要素的形状的术语以及数值范围并不仅表示严格的含义，而是意味着也包括实质上同等的范围、例如百分之几左右的差异。
30.在以下中，对于检测目标物质，在发现目标物质来确认目标物质的存在的基础上，还包括测定目标物质的量(例如数量或浓度等)或者其范围。
31.(实施方式)
32.在本实施方式中，在液体中，复合体粒子和未结合粒子通过介电电泳(dep：dielectrophoresis)而分离，检测分离后的复合体粒子所包含的目标物质。
33.介电电泳是指力作用于暴露在不均匀电场中的电介质粒子的现象。该力不要求粒子的带电。
34.目标物质是指成为检测对象的物质，例如为病原性蛋白质等的分子、病毒(外壳蛋白质等)或者细菌(多糖等)等。目标物质有时也被称为被检物或者检测对象物。
35.以下，参照附图对实现使用了介电电泳的目标物质的检测的检测装置以及检测方
法的实施方式进行具体的说明。
36.[检测装置的结构]
[0037]
首先，参照图1和图2对检测装置的结构进行说明。图1是表示实施方式涉及的检测装置的概略结构的立体图。图2是表示实施方式涉及的检测装置的概略结构的剖视图。在图1中，对于分离器110，特别地示出了分离器110的内部通过透过除了第1基板111之外的部分而是能够看得到的那样的轮廓。图1被使用于以分离器110为中心来对与其他构成要素的关系性进行说明，并不限定使用检测装置100时的各个构成要素的配置位置、配置方向、姿势等。图2是沿着与纸面平行的方向将图1所示的分离器110切断而得到的剖视图，此外，对于图2所示的分离器110的一部分结构的厚度，在图1中省略了图示。
[0038]
如图1和图2所示，检测装置100具备分离器110、电源120、光源130、拍摄元件140以及检测部150。
[0039]
分离器110是容纳包含目标物质11的试料10的容器，在内部具有空间1121。试料10被容纳于该空间1121。分离器110在空间1121内，在液体中(也即是试料10的外液中)通过介电电泳将复合体粒子13和未结合粒子12分离。在此，分离器110在位置上将复合体粒子13和未结合粒子12分离。混合目标物质11而生成的试料10包含目标物质11和电介质粒子12a结合而得到的复合体粒子13和未结合粒子12。有时在试料10中混入有夹杂物14。
[0040]
复合体粒子13是目标物质11和电介质粒子12a(参照后述的图5)结合而得到的复合体，所述电介质粒子12a由具有与目标物质11进行特异性地结合的性质的物质进行了修饰。也即是，在复合体粒子13中，经由具有特异性地与目标物质11结合的性质的物质而结合了目标物质11和电介质粒子12a。
[0041]
电介质粒子12a是指能够通过所被施加的电场而极化的粒子。电介质粒子12a例如也可以包含荧光物质。在从后述的光源130照射了对该荧光物质进行激励的波长的光的情况下，通过检测荧光发光的波段的光，能够进行电介质粒子12a的检测。电介质粒子12a不限定于包含荧光物质的粒子。例如作为电介质粒子12a，也可以使用不包含荧光物质的聚苯乙烯粒子、玻璃粒子等。
[0042]
具有特异性地与目标物质结合的性质的物质是指能够与目标物质11特异性地结合的物质，也被称为特异性的结合物质12b(参照后述的图5)。作为对于目标物质11的特异性的结合物质12b，可使用对于目标物质的单域抗体、特别是vhh抗体。
[0043]
未结合粒子12包括未形成复合体粒子13的电介质粒子12a。也即是，未结合粒子12是由特异性的结合物质12b进行了修饰的电介质粒子12a，并且，未与目标物质11结合。未结合粒子12也被称为自由(f)成分。另一方面，复合体粒子13包括与目标物质11结合了的、由特异性的结合物质12b进行了修饰的电介质粒子12a。与目标物质11结合了的电介质粒子12a和特异性的结合物质12b也被称为结合(b(bind))成分。
[0044]
在此，对分离器110的内部结构进行说明。如图2所示，分离器110具备第1基板111、隔离物112以及第2基板113。
[0045]
第1基板111例如为玻璃或者树脂制的片。第1基板111具有对空间1121的底进行规定的上面，在该上面形成有被从电源120施加交流电压的电极组1111。电极组1111包括第1电极1112和第2电极1113，能够在第1基板111上生成不均匀的电场(也称为电场梯度)。也即是，电极组1111是产生(或者形成)电场梯度的电场梯度产生部的一个例子。此外，关于电极
组1111的详细，将在后面使用图3来进行描述。
[0046]
隔离物112被配置在第1基板111上。在隔离物112形成有与空间1121的形状对应的贯通孔。换言之，空间1121由被第1基板111和第2基板113夹着的贯通孔来形成。如上所述，在空间1121导入有包含复合体粒子13和未结合粒子12的试料10。隔离物112是将贯通孔包围的外壁，具有对空间1121进行规定的内侧面。隔离物112例如由与第1基板111以及第2基板113的紧贴性高的树脂等的材料构成。
[0047]
第2基板113例如为玻璃或者树脂制的透明片，被配置在隔离物112上。例如作为第2基板113，可以使用聚碳酸酯基板。在第2基板113上以将板面贯通的方式形成有与空间1121连接的供给孔1131和排出孔1132。试料10经由供给孔1131而被供给至空间1121，经由排出孔1132而被从空间1121排出。此外，也可以不具备第2基板113地构成分离器110。也即是，第2基板113不是必需的构成要素。例如，用于分离器110作为容器来成立的空间1121由分别对底和内侧面进行规定的第1基板111和隔离物112来形成。
[0048]
电源120为交流电源，对第1基板111的电极组1111施加交流电压。电源120只要能够供给交流电压，则也可以是任何电源，不限定于特定电源。交流电压也可以从外部电源来提供，在该情况下，电源120也可以不包含于检测装置100。
[0049]
光源130对空间1121内的试料10进行照射光131的照射。照射光131经由透明的第2基板113而被照射到试料10中。通过从试料10产生与照射光131相应的检测光132，并检测该检测光132，从而进行试料10所包含的电介质粒子12a的检测。例如如上所述，在电介质粒子12a包含有荧光物质的情况下，通过照射激励光来作为照射光131，从而荧光物质被进行激励，检测从荧光物质发出了的荧光来作为检测光132。
[0050]
作为光源130，不特别地限定而可以利用公知的技术。例如可以使用半导体激光器、气体激光器等的激光器来作为光源130。作为从光源130照射的照射光131的波长，可使用与目标物质11所包含的物质的相互作用小的波长。例如在目标物质11为病毒的情况下，选择325nm～2000nm的波长的照射光131。作为照射光131的波长，也可以使用能够利用半导体激光器的波长(例如600nm～850nm)。
[0051]
此外，光源130也可以不包含于检测装置100。例如在电介质粒子12a的尺寸大的情况下，能够组合透镜等的光学元件来进行观察，也可以不使用荧光发光等的发光现象。也即是，也可以是电介质粒子12a不包含荧光物质，在该情况下，也可以不从光源130进行照射光131的照射。可以使用太阳和荧光灯等来作为光源130，利用所照射的外部光来进行电介质粒子12a的检测。
[0052]
拍摄元件140为cmos图像传感器和ccd图像传感器等，通过接受从试料10产生的检测光132，从而生成并输出图像。拍摄元件140例如内置于摄像头141等，与第1基板111的板面水平地配置，经由摄像头141所包括的透镜等的光学元件(未图示)来对与电极组1111对应的部位进行拍摄。这样，拍摄元件140被使用于对通过分离器110而与未结合粒子12分离了的复合体粒子13进行拍摄，检测复合体粒子13所包含的目标物质11。
[0053]
在电介质粒子12a包含荧光物质的例子中，拍摄元件140对从电介质粒子12a所包含的荧光物质发出了的荧光进行拍摄。此外，检测装置100也可以代替拍摄元件140而具备光电探测器。在该情况下，光电探测器从第1基板111上的、通过介电电泳而分离了的复合体粒子13所聚集的区域检测荧光等的检测光132即可。此外，在这样代替拍摄元件140而使用
光电探测器的情况下，不需要由后述的检测部150进行的解析等。因此，也可以不具备检测部150而实现检测装置100。
[0054]
此外，检测装置100也可以在光源130与分离器110之间以及/或者分离器110与拍摄元件140之间具备光学透镜以及/或者光学过滤器。例如，也可以在分离器110与拍摄元件140之间设置有能够遮断来自光源130的照射光131、且能够使检测光132通过的长通滤波器。
[0055]
检测部150取得由拍摄元件140输出的图像，基于该图像，进行试料10中所包含的电介质粒子12a的检测。特别是，在本实施方式的检测装置100中，能够个别地对复合体粒子13和未结合粒子12分别进行计数。也即是，能够对形成复合体粒子13的电介质粒子12a和未结合粒子12所包含的电介质粒子12a进行区别来进行检测。因此，通过基于图像来进行电介质粒子12a的检测，检测部150检测试料10中的复合体粒子13。
[0056]
例如，检测部150使用预先拍摄到的不包含电介质粒子12a的对照图像，通过所取得的图像与对照图像的比较，检测亮度值不同的亮点。具体而言，在检测发光来作为检测光132的情况下，将相对于对照图像取得的图像中的亮度值高的点检测为亮点，在检测透射光和散射光等来作为检测光132的情况下，将相对于对照图像取得的图像中的亮度值低的点检测为亮点即可。这样，检测部150得到试料10中的复合体粒子13的检测结果。
[0057]
检测部150例如通过使用处理器等的电路和存储器等的存储装置执行用于上述图像解析的程序来实现，但也可以由专用的电路来实现。检测部150例如内置于计算机。
[0058]
[第1基板上的电极组的形状和配置]
[0059]
接着，参照图3对第1基板111上的电极组1111的形状和配置进行说明。图3是表示实施方式涉及的电极组的结构的俯视图。在图3中示出了从拍摄元件140侧进行了俯视的情况下的电极组1111的结构。此外，在图3中，为了简化，示出了表示电极组1111的一部分的概略结构图。
[0060]
如上述说明过的那样，电极组1111具有配置在第1基板111上的第1电极1112和第2电极1113。第1电极1112和第2电极1113各自与电源120电连接。
[0061]
第1电极1112具备在第1方向(在图3中为纸面左右方向)上延伸的第1基部1112a、和在与第1方向交叉的第2方向(在图3中为纸面上下方向)上从第1基部1112a突出的两个第1凸部1112b。在两个第1凸部1112b之间形成有第1凹部1112c。两个第1凸部1112b与第2电极1113相对向地配置。也即是，第1电极1112具有在与第1方向交叉、且向第2电极1113凸的方向上从第1基部1112a突出的第1凸部1112b。此外，第1凸部1112b与第2电极1113的第2凹部1113c相对向。两个第1凸部1112b和第1凹部1112c各自的第1方向上的长度以及第2方向上的长度例如均为大约5微米。此外，两个第1凸部1112b以及第1凹部1112c的尺寸不限定于此。
[0062]
第2电极1113的形状以及尺寸与第1电极1112的形状以及尺寸实质上相同。也即是，第2电极1113也具备在第1方向(在图3中为纸面左右方向)上延伸的第2基部1113a、和在与第1方向交叉的第2方向(在图3中为纸面上下方向)上从第2基部1113a突出的两个第2凸部1113b。在两个第2凸部1113b之间形成有第2凹部1113c。两个第2凸部1113b与第1电极1112相对向地配置。也即是，第2电极1113具有在与第1方向交叉、且向第1电极凸的方向上从第2基部1113a突出的第2凸部1113b。此外，第2凸部1113b与第1电极1112的第1凹部1112c
相对向。
[0063]
通过在这样的第1电极1112和第2电极1113间施加交流电压，在第1基板111上生成不均匀的电场。被施加于第1电极1112的交流电压和被施加于第2电极1113的交流电压也可以电压波形相同、并设置有相位差。作为所施加的交流电压的相位差，例如可以使用180度。
[0064]
此外，电极组1111的位置不限定于第1基板111上。电极组1111配置在空间1121中的试料10的附近即可。在此，试料10的附近意味着能够通过被施加于电极组1111的交流电压来在试料10内生成电场的范围。也即是，电极组1111既可以在空间1121内与试料10直接相接，也可以从空间1121的外侧在包含试料10的区域形成电场。
[0065]
[第1基板上的电场强度的分布]
[0066]
在此，参照图3对在第1基板111上生成的不均匀的电场的电场强度分布进行说明。
[0067]
如图3所示，通过不均匀的电场，在第1基板111上形成有电场强度相对高的第1电场区域a和电场强度相对低的第2电场区域b。第1电场区域a为具有比第2电场区域b高的电场强度的区域，为相对向的第1凸部1112b和第2凸部1113b之间的区域。更具体而言，在第1凸部1112b与第2凸部1113b的第1方向上的端部彼此相对向的位置形成有第1电场区域a。
[0068]
电场强度依赖于生成电场的电极彼此的电极间距离。电极间距离越长，则电场强度越低，电极间距离越短，则电场强度越高。第1凸部1112b与第2凸部1113b的第1方向上的端部彼此相对向的位置在电极组1111中成为第1电极1112和第2电极1113之间的距离最短的位置，电场强度成为最高。第1电场区域a是包含这样的第1电极1112和第2电极1113之间的距离最短的位置的预定范围的区域。
[0069]
第2电场区域b是具有比第1电场区域a低的电场强度的区域，形成在相对向的第1凸部1112b和第2凹部1113c之间或者相对向的第1凹部1112c和第2凸部1113b之间的区域内。该区域是第1电极1112和第2电极之间的距离最长的位置，特别是，越接近第1凹部1112c或者第2凹部1113c，电场强度越低。第2电场区域b特别是包含电场强度低的第1凹部1112c和第2凹部1113c的底的区域。
[0070]
[使用了检测装置的检测方法]
[0071]
参照图4～图6对使用了如上所述那样构成的检测装置100的目标物质的检测方法进行说明。图4是表示实施方式涉及的检测方法的流程图。
[0072]
首先，使目标物质11和由特异性的结合物质12b进行了修饰的电介质粒子12a结合来形成复合体粒子13(s110)。在此，参照图5对复合体粒子13的形成过程进行说明。图5是表示实施方式中的复合体粒子的形成过程的图。
[0073]
如图5的(a)所示，混合目标物质11和未结合粒子12来生成试料10。
[0074]
在本公开中，作为对于目标物质11的特异性的结合物质12b，使用对于目标物质的单域抗体、特别是vhh抗体。抗体是具有与目标物质11特异性地结合的性质的物质的一个例子。在此，除了vhh抗体之外，作为抗体，可使用能够与目标物质11结合的其他单域抗体。单域抗体包括上述的vhh抗体、使用大肠杆菌等的宿主对包含表位识别部位的免疫球蛋白的可变区域的单肽链进行重组来使之显现的重组体以及作为广义的单域抗体而由形成螺旋－环－螺旋的多肽形成的分子量7～20kda左右的目标识别分子等。这样的目标识别分子作为所谓的微型抗体是已知的。目标物质11、电介质粒子12a以及vhh抗体的尺寸分别为约100纳米、约300纳米以及约5纳米。此外，在本公开中，作为对于目标物质的特异性的结合物
质，不使用不为单域抗体的抗体、例如igg抗体。
[0075]
在图5的(a)所示的试料10在液体中在预定温度下被静置了预定时间之后，如图5的(b)所示，通过抗原抗体反应，目标物质11和未结合粒子12结合而形成复合体粒子13。此时，复合体粒子13的尺寸成为约700纳米。
[0076]
在一般地检测存在量未知的目标物质11的情况下，投入过剩量的未结合粒子12，使大致全部的目标物质11形成复合体粒子13。复合体粒子13的量与目标物质11的量相关，因此，通过检测复合体粒子13，能够间接地进行目标物质11的检测。在此，通过投入过剩量的未结合粒子12，如图5的(b)所示，未与目标物质11结合的未结合粒子12在单独或者凝集了的状态下残留下来。
[0077]
此外，图5的(b)所示的复合体粒子13的结构为一个例子，不限定于此。例如，复合体粒子13所包含的电介质粒子12a的数量既可以为1个，也可以为3个以上。例如，复合体粒子13所包含的目标物质11的数量也可以为2个以上。
[0078]
返回图4的流程图的说明，接着，复合体粒子13和未结合粒子12在液体(试料10的外液)中通过介电电泳而分离(s120)。具体而言，对电极组1111施加交流电压，在第1基板111上的试料10内生成不均匀的电场。由此，介电电泳作用于复合体粒子13和未结合粒子12，复合体粒子13和未结合粒子12各自进行移动。夹杂物14也被同样地分离，但在此的分离需要被检物和其他进行分离。也即是，复合体粒子13与未结合粒子12以及夹杂物14被进行分离。未结合粒子12和夹杂物14不需要被进行分离。此外，凝集状态的未结合粒子12彼此通过介电电泳而被分解为多个单独状态的未结合粒子12。
[0079]
因此，施加于电极组1111的交流电压的频率被设定为预定频率。通过施加预定频率的交流电压，能够使不同的方向的介电电泳作用于复合体粒子13和未结合粒子12以及夹杂物14。例如，若对复合体粒子13作用负的介电电泳(ndep)、对未结合粒子12以及夹杂物14作用正的介电电泳(pdep)的预定频率被设定为交流电压的频率，则复合体粒子13移动至电场强度相对低的第2电场区域b，未结合粒子12以及夹杂物14移动至电场强度相对高的第1电场区域a。由此，复合体粒子13与未结合粒子12以及夹杂物14在位置上被进行分离。
[0080]
在此，参照图6对交流电压的预定频率进行说明。图6是表示实施方式中的交流电压的设定频率的曲线图。在图5的曲线图中，纵轴表示克劳修斯-莫索提(clausius-mossotti)因子的实部(real-part of clausius-mossotti factor)，横轴表示在电极组1111之间所施加的交流电压的频率。
[0081]
若克劳修斯-莫索提因子的实部为正，则正的介电电泳作用于粒子，粒子移动至电场强度更高的区域。相反地，若克劳修斯-莫索提因子的实部为负，则负的介电电泳作用于粒子，粒子移动至电场强度更低的区域。
[0082]
如图6所示，克劳修斯-莫索提因子的实部依赖于粒子的尺寸以及频率。在频率f下，在与复合体粒子13的尺寸对应的700纳米的粒子中，克劳修斯-莫索提因子的实部成为负，在与未结合粒子12对应的300纳米的粒子中，克劳修斯-莫索提因子的实部成为正。于是，通过将频率f设定为交流电压的预定频率，能够对复合体粒子13作用负的介电电泳，对未结合粒子12作用于正的介电电泳。
[0083]
返回图4的流程图的说明，最后，检测被分离了的复合体粒子13所包含的目标物质11(s130)。例如，拍摄元件140对第2电场区域b进行拍摄，输出包含复合体粒子13的图像。检
测部150基于所输出的图像，进行图像解析，检测复合体粒子13。通过以上，检测复合体粒子13所包含的目标物质11。
[0084]
以下，参照图7a～图9b对上述说明过的预定频率的设定进行更详细的说明。图7a是表示移动到了第1电场区域的粒子的概略图。图7b是表示移动到了第1电场区域和第2电场区域的粒子的概略图。图7c是表示移动到了第2电场区域的粒子的概略图。在图7a～图7c中示出从与图3同样的方向观察到的电极组1111和在该电极组1111中进行介电电泳的粒子15的俯视图。在此的粒子15是接受介电电泳的作用来进行移动的一般的粒子，可以与上述的复合体粒子13、未结合粒子12以及夹杂物14均对应。
[0085]
如图7a所示，当粒子15的克劳修斯-莫索提因子的实部成为正值的频率的交流电压被施加在电极组1111之间时，通过正的介电电泳，粒子15向第1电场区域a移动。
[0086]
如图7b所示，当粒子15的克劳修斯-莫索提因子的实部成为0附近的频率的交流电压被施加在电极组1111之间时，通过正的介电电泳，粒子15移动至第1电场区域a和第2电场区域b。这是由于如下原因而发生的，该原因为：通过多个粒子15各自呈现微妙地不同的性质，通过正的介电电泳进行移动的粒子15和通过负的介电电泳进行移动的粒子15成为混杂的状态。
[0087]
如图7c所示，当粒子15的克劳修斯-莫索提因子的实部成为负值的频率的交流电压被施加在电极组1111之间时，通过负的介电电泳，粒子15移动至第2电场区域b。这样，对于粒子15，按施加于电极组之间的交流电压的频率而从正的介电电泳向负的介电电泳的、起作用的介电电泳的方向反转。该介电电泳的方向反转时的交流电压的频率(以下也称为交叉频率)根据粒子15的种类而不同。此外，在图7b的状态在宽频带中持续(换言之具有频率带宽)的情况下，将成为图7b的状态的最小的频率定义为交叉频率。
[0088]
图8是表示实施方式中的按粒子种类的交叉频率的曲线图。在图8中，在纵轴示出了克劳修斯-莫索提计数的实部的正负，在横轴示出了在电极组1111之间施加的交流电压的频率。在图8的纵轴上，为了表示克劳修斯-莫索提因子的实部的正负，示出了将克劳修斯-莫索提因子的实部的值除以该值的绝对值而得到的+1和－1中的某一个。在图8的曲线图中，示出了关于(i)单独电介质粒子、(ii)vhh抗体修饰电介质粒子+目标物质、(iii)单独vhh抗体修饰电介质粒子以及(iv)单独igg抗体修饰电介质粒子各自的结果。
[0089]
如图8所示可知：任何粒子15都在100khz～500khz的频率范围内确认到交叉频率，随着频率变大，从正的介电电泳反转为负的介电电泳。按粒子15的种类而交叉频率不同。
[0090]
在此，虽未图示，但在100khz～500khz的频率范围内无法确认到igg抗体修饰电介质粒子+目标物质的交叉频率，克劳修斯-莫索提因子的实部总是呈现了负值。也即是，igg抗体修饰电介质粒子+目标物质的交叉频率被认为存在于比100khz小的频率范围。但是，如上所述，介电电泳的方向反转的交流电压的频率多具有带宽。
[0091]
(iv)为了对单独igg抗体修饰电介质粒子和igg抗体修饰电介质粒子+目标物质进行分离，需要设定一方通过正的介电电泳而移动至第1电场区域a、另一方通过负的介电电泳而移动至第2电场区域b的预定频率。然而，(iv)单独igg抗体修饰电介质粒子与igg抗体修饰电介质粒子+目标物质的交叉频率实质上是一致的，因此，无论施加什么频率的交流电压，作为粒子15，都呈现相同的介电电泳的行为。
[0092]
与此相对，(ii)vhh抗体修饰电介质粒子+目标物质的交叉频率和(iii)单独vhh抗
体修饰电介质粒子的交叉频率具有300khz的差异，因此，能够设定一方通过正的介电电泳而移动至第1电场区域a、另一方通过负的介电电泳而移动至第2电场区域b的预定频率。也即是，为了对(ii)vhh抗体修饰电介质粒子+目标物质和(iii)单独vhh抗体修饰电介质粒子进行分离，施加100khz～400khz的频率的交流电压即可。进一步，在频率具有带宽的情况下，可以从150khz～350khz的频率范围选择预定频率，为了进一步提高分离性能，也可以从200khz～300khz的频率范围选择预定频率。
[0093]
这样，在通过介电电泳实现的两种粒子15的分离中，比第1频率大且比第2频率小的预定频率的交流电压被施加于电极组1111。在施加了第1频率的交流电压的情况下，正的介电电泳和负的介电电泳这两方作用于两种粒子15中的一方，在使用了第2频率的交流电压的情况下，正的介电电泳和负的介电电泳这两方作用于两种粒子15中的另一方。也即是，预定频率被设定在一方的粒子15的交叉频率与另一方的粒子15的交叉频率之间。
[0094]
如上所述，对于在电极组1111之间所施加的交流电压的频率，考虑交叉频率来适当地进行设定。此时，在进行分离的两种以上的粒子15之间，需要交叉频率不同。在此，作为对粒子15的交叉频率产生影响的粒子15自身的性质，着眼于粒子15的ζ电位。图9a是表示实施方式和比较例涉及的粒子的ζ电位的第1曲线图。图9b是表示实施方式和比较例涉及的粒子的ζ电位的第2曲线图。
[0095]
在图9a和图9b中，分别用白色圆形记号和白色方格表示了实施方式涉及的vhh抗体修饰电介质粒子和比较例涉及的igg抗体修饰电介质粒子的ζ电位。此外，曲线图中的横轴的“bare”表示单独电介质粒子，“+antibody”表示在电介质粒子修饰了各个抗体而得到的单独抗体修饰电介质粒子，“+antigen”表示使抗体修饰电介质粒子和作为抗原所使用的病毒结合而得到的复合体粒子。图9a示出电介质粒子的尺寸为1000纳米的情况下的各个粒子的ζ电位。图9b示出电介质粒子的尺寸为300纳米的情况下的各个粒子的ζ电位。
[0096]
此外，对于上述的ζ电位，通过电泳光散射测定法(所谓的激光多普勒法)，基于被照射到粒子的激光的散射强度的变化来检测电介质粒子的移动，根据基于检测的电介质粒子的移动度进行ζ电位的算出。
[0097]
如图9a所示，在使用1000纳米的电介质粒子的例子中，在复合体粒子的状态下，实施方式涉及的vhh抗体修饰电介质粒子和igg抗体修饰电介质粒子均呈现同等的ζ电位(vhh：－26.4mv、igg：－24.1mv)。另一方面，在单独抗体修饰电介质粒子的状态下，实施方式涉及的vhh抗体修饰电介质粒子和igg抗体修饰电介质粒子呈现不同的ζ电位(vhh：－44.2v、igg：－36.8mv)。由此，与igg抗体修饰电介质粒子相比，vhh抗体修饰电介质粒子通过病毒的结合而电位较大地变化。
[0098]
例如如图示那样，复合体粒子的ζ电位相对于igg抗体修饰的抗体修饰电介质粒子(也即是未结合粒子)的ζ电位之比为1：0.65。与此相对，复合体粒子的ζ电位相对于vhh抗体修饰的抗体修饰电介质粒子(也即是未结合粒子)的ζ电位之比为1：0.59。
[0099]
如图9b所示，在使用300纳米的电介质粒子的例子中也确认到同样的倾向。具体而言，在复合体粒子的状态下，实施方式涉及的vhh抗体修饰电介质粒子和igg抗体修饰电介质粒子均呈现同等的ζ电位(vhh：－21.4mv、igg：－21.9mv)。另一方面，在单独抗体修饰电介质粒子的状态下，实施方式涉及的vhh抗体修饰电介质粒子和igg抗体修饰电介质粒子呈现不同的ζ电位(vhh：－52.9v、igg：－34.6mv)。由此，与igg抗体修饰电介质粒子相比，vhh
抗体修饰电介质粒子通过病毒的结合而ζ电位较大地变化。
[0100]
例如如图示的那样，复合体粒子的ζ电位相对于igg抗体修饰的抗体修饰电介质粒子(也即是未结合粒子)的ζ电位之比为1：0.63。与此相对，复合体粒子的ζ电位相对于vhh抗体修饰子的抗体修饰电介质粒子(也即是未结合粒子)的ζ电位之比为1：0.40。
[0101]
这样，要为了使不同方向的介电电泳分别作用于两种粒子而使交叉频率产生足够的差异，复合体粒子的ζ电位相对于未结合粒子的ζ电位之比比0.65小，可以为比0.63小的值。复合体粒子的ζ电位相对于未结合粒子的ζ电位之比为0.40以上，可以为0.59以上的值。也即是，复合体粒子的ζ电位相对于未结合粒子的ζ电位之比可以处于0.40以上且0.62以下的范围。
[0102]
[效果等]
[0103]
如上所述，本实施方式涉及的检测方法使目标物质11和由与目标物质11进行特异性地结合的单域抗体(例如vhh抗体)进行了修饰的电介质粒子12a结合而形成复合体粒子13，在试料10的外液等的液体中通过介电电泳对复合体粒子13和作为未形成复合体粒子13的电介质粒子12a的未结合粒子12进行分离，使用拍摄元件140对被分离了的复合体粒子13所包含的目标物质11进行检测。
[0104]
这样的检测方法中，将目标物质11作为单域抗体的抗原来进行捕捉，经由单域抗体而目标物质11和电介质粒子12a形成复合体粒子13。目标物质11结合有电介质粒子12a，通过介电电泳而进行移动。此时，通过介电电泳对包含未结合的电介质粒子12a的未结合粒子12进行分离，由此，能够选择性地检测复合体粒子13，能够进行与所检测到的复合体粒子13相关的目标物质11的检测。
[0105]
在此，不经由目标物质而磁性粒子和荧光粒子相结合所得的物质与经由目标物质而磁性粒子和荧光粒子相结合所得的物质通过磁场的施加而呈现相同的行为，因此，难以选择性地检测经由目标物质而结合所得到的物质。由此，在该检测方法中，伪阳性的影响变大，检测精度降低。另一方面，在本实施方式的检测方法中，不包含目标物质11的未结合粒子12和包含目标物质11的复合体粒子13呈现不同的行为，因此，能够选择性地检测包含目标物质11的复合体粒子13。由此，能减少由非特异性吸附导致的伪阳性，能够使目标物质11的检测精度提高。
[0106]
例如在复合体粒子13与未结合粒子12的分离中，也可以通过施加预定频率的交流电压，对复合体粒子13作用正的介电电泳和负的介电电泳中的一方，对未结合粒子12作用正的介电电泳和负的介电电泳中的另一方。
[0107]
由此，通过使正的介电电泳作用于复合体粒子13和未结合粒子12中的一方，使负的介电电泳作用于另一方，能够对复合体粒子13和未结合粒子12进行分离，检测被分离了的复合体粒子13所包含的目标物质11。通过正的介电电泳和负的介电电泳，使各个粒子向相反方向移动，由此，能够对复合体粒子13和未结合粒子12进行分离。由此，能够选择性地检测复合体粒子13，能够减少由非特异性吸附导致的伪阳性，使目标物质11的检测精度提高。
[0108]
例如，也可以为：预定频率为比第1频率大且比第2频率小的值，在代替预定频率而使用了第1频率的交流电压的情况下，通过所产生的电场梯度，正的介电电泳和负的介电电泳这两方作用于复合体粒子13，在代替预定频率而使用了第2频率的交流电压的情况下，通
过所产生的电场梯度，正的介电电泳和负的介电电泳这两方作用于未结合粒子12。
[0109]
由此，通过施加作为复合体粒子13的交叉频率的第1频率与作为未结合粒子12的交叉频率的第2频率之间的预定频率的交流电压，能够进行复合体粒子13与未结合粒子12的分离。能够施加适当的频率的交流电压，能够选择性地检测复合体粒子13。由此，能够减少由非特异性吸附导致的伪阳性，能够使目标物质11的检测精度提高。
[0110]
例如，复合体粒子13的ζ电位相对于未结合粒子12的ζ电位之比既可以设为1.0以下，也可以设为0.40以上且0.62以下。
[0111]
由此，通过对复合体粒子13和未结合粒子12的交叉频率产生影响的ζ电位的评价，能够选择复合体粒子13和未结合粒子12能够分离的粒子的结构。特别是，根据复合体粒子13的ζ电位相对于未结合粒子12之比是否为1.0以下、更优选为是否处于0.40以上且0.62以下的范围，能够对是否能构建适当的检测系统进行评价。由此，检测方法的应用容易性提高。
[0112]
例如，也可以为：电介质粒子12a包含荧光物质，在目标物质11的检测中，对被分离了的复合体粒子13照射激励光，通过拍摄元件140对复合体粒子13所包含的荧光物质发出的荧光进行拍摄，由此，检测复合体粒子13所包含的目标物质11。
[0113]
由此，能够利用荧光发光的减少，高灵敏度地检测电介质粒子12a。例如，在由于交叉频率和ζ电位等的限制而无法增大电介质粒子12a的粒径的情况下，也能够高灵敏度地检测电介质粒子12a。换言之，通过提高检测灵敏度，能够扩展电介质粒子12a的选择范围，能够对更多样的检测系统应用本实施方式中的检测方法。
[0114]
本实施方式涉及的检测装置100是通过介电电泳检测目标物质11的检测装置100，具备：电介质粒子12a，其由与目标物质11进行特异性地结合的单域抗体(例如vhh抗体)进行了修饰；分离器110，其在试料10的外液等的液体中通过介电电泳对通过目标物质11与电介质粒子12a的结合而形成的复合体粒子13和作为未形成复合体粒子13的电介质粒子12a的未结合粒子12进行分离；以及拍摄元件140，其被使用于检测被分离了的复合体粒子13所包含的目标物质11。
[0115]
这样的检测装置100能够构成实现上述检测方法的检测装置100。
[0116]
例如，也可以为：分离器110具有包括相互分离配置的第1电极1112和第2电极1113的电极组1111，第1电极1112具有在预定方向上延伸的第1基部1112a和在与预定方向交叉且向第2电极1113凸的方向上从第1基部1112a突出的一个以上的第1凸部1112b，第2电极1113具有在预定方向上延伸的第2基部1113a和在与预定方向交叉且向第1电极1112凸的方向上从第2基部1113a突出的一个以上的第2凸部1113b，在向电极组1111施加了交流电压时，形成有第1电场区域a和第2电场区域b，第1电场区域a包含第1电极1112和第2电极1113之间的距离因第1凸部1112b和第2凸部1113b而最短的位置，第2电场区域b包含第1电极1112和第2电极1113之间的距离因第1凸部1112b和第2凸部1113b而最长的位置，第2电场区域b具有比第1电场区域a低的电场强度。
[0117]
由此，通过电极组1111的形状，能够在所形成的电场形成电场强度的坡度。这样，通过电极组1111的设计能够生成不均匀的电场，因此，能够选择性地使用适于检测系统的电场。由此，能够扩展检测装置100的应用范围。
[0118]
本实施方式涉及的电介质粒子12a由与目标物质11进行特异性地结合的单域抗体
进行了修饰。
[0119]
这样的电介质粒子12a在通过介电电泳来检测目标物质11的检测装置100或者检测方法中是有用的。
[0120]
(变形例)
[0121]
以上，基于实施方式对本公开的一个或者多个技术方案涉及的检测装置以及检测方法进行了说明，但本公开并不限定于该实施方式。只要不脱离本公开的宗旨，对本实施方式实施本领域技术人员能够想到的各种变形而得到的技术方案就也包含在本公开的一个或者多个技术方案的范围内。
[0122]
例如在上述实施方式中，在图3中例示了第1基板111上的电极组1111，但电极组的形状以及配置不限定于此。图10是表示变形例涉及的电极组的结构的第1俯视图。例如如图10所示，也可以在第1基板111上设置有电极组2111。在图6的电极组2111中，第1电极1112的第1凸部1112b和第2电极1113的第2凸部1113b在第2方向(在图10中纸面上下方向)上相对向。即使是这样的电极组2111，也能够通过施加交流电压来生成不均匀的电场。
[0123]
电极组所包括的电极的数量不限定于两个，也可以为3个以上。图11是表示变形例涉及的电极组的结构的第2俯视图。例如如图11所示，也可以在第1基板111上设置有电极组3111。图11的电极组3111包括3个以上的电极，在施加于相邻电极的交流电压设置有相位差。电极组3111有时被称为有城垛(castellated)的电极。
[0124]
在上述实施方式中，在图5中例示了复合体粒子13，但复合体粒子的结构不限定于此。图12是表示变形例涉及的复合体粒子的形成过程的图。例如在上述的实施方式中，对电介质粒子12a包含荧光物质的例子进行了说明，但如图12所示，电介质粒子21a和荧光粒子22a也可以是不同的粒子。
[0125]
如图12的(a)所示，混合目标物质11、未结合粒子21、抗体修饰荧光粒子22来生成试料10。未结合粒子21是500纳米～1000纳米的电介质粒子21a由大约5纳米的抗体21b进行了修饰的粒子。抗体修饰荧光粒子22是大约300纳米的荧光粒子22a由大约5纳米的抗体22b进行了修饰的粒子。此外，各粒子和抗体的尺寸不限定于上述尺寸。
[0126]
作为电介质粒子21a，可以使用聚苯乙烯粒子，但不限定于此。作为抗体21b和22b，可以使用vhh抗体，但不限定于此。抗体21b和抗体22b也可以不同。
[0127]
当图12的(a)所示的试料10在预定温度下被静置预定时间时，如图12的(b)所示，通过抗原抗体反应，目标物质11和未结合粒子21以及抗体修饰荧光粒子22结合，由此，形成复合体粒子23。此时，复合体粒子23的尺寸成为900纳米～1400纳米。未与目标物质11结合的未结合粒子12在单独或者凝集了的状态下残留下来。
[0128]
这样，通过使电介质粒子21a比荧光粒子22a大，能够增大复合体粒子23的尺寸与未结合粒子21的尺寸的差异，能够更切实地进行由介电电泳实现的复合体粒子23与未结合粒子21的分离。
[0129]
用于基于ζ电位的粒子15的分离的交流电压的频率也根据粒子15的尺寸而变化，因此，也存在上述实施方式中说明过的ζ电位的范围以外的情况。作为能够使用检测装置100进行分离的粒子15的选择基准，也可以使用上述ζ电位，进一步对各个粒子15测定交叉频率，决定在目标物质11的检测中使用的粒子15。
[0130]
产业上的可利用性
[0131]
能够作为对流感病毒等目标物质进行检测的检测装置来加以利用。
[0132]
标号说明
[0133]
10试料；11目标物质；12、21未结合粒子；12a、21a电介质粒子；12b特异性的结合物质；13、23复合体粒子；14夹杂物；15粒子；21b、22b抗体；22抗体修饰荧光粒子；22a荧光粒子；100检测装置；110分离器；111第1基板；112隔离物；113第2基板；120电源；130光源；131照射光；132检测光；140拍摄元件；141摄像头；150检测部；1111、2111、3111电极组；1112第1电极；1112a第1基部；1112b第1凸部；1112c第1凹部；1113第2电极；1113a第2基部；1113b第2凸部；1113c第2凹部；1121空间；1131供给孔；1132排出孔