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微小物質検出方法及び微小物質検出用デバイス NEW

国内特許コード P200016677
整理番号 (AF19-16WO)
掲載日 2020年3月24日
出願番号 特願2019-509984
出願日 平成30年3月28日(2018.3.28)
国際出願番号 JP2018012795
国際公開番号 WO2018181488
国際出願日 平成30年3月28日(2018.3.28)
国際公開日 平成30年10月4日(2018.10.4)
優先権データ
  • 特願2017-064794 (2017.3.29) JP
発明者
  • 野地 博行
  • 小野 尭生
  • 皆川 慶嘉
出願人
  • 国立研究開発法人科学技術振興機構
発明の名称 微小物質検出方法及び微小物質検出用デバイス NEW
発明の概要 簡易な操作で、核酸、タンパク質、ウイルス及び細胞等の検出対象物質を極小容積の液滴中に封入し、高感度な検出を可能とするための技術として、互いに隔てられて形成された複数のレセプタクル内に収容された微小物質を検出する方法であって、(1)前記レセプタクルが形成されている下層部と、当該下層部における当該レセプタクルが形成されている面に対向する上層部と、の間の空間に、前記微小物質を含む溶媒を導入する手順と、(2)上記空間にガスを導入して、前記レセプタクル内に、前記微小物質を包含する、溶媒の液滴を形成する手順と、(3)前記液滴内に存在する前記微小物質を光学的、電気的及び/又は磁気的に検出する手順と、を含む、方法を提供する。
従来技術、競合技術の概要

疾患や感染症等の診断のため、核酸、タンパク質、ウイルス及び細胞等のマーカーを迅速、簡便、かつ高感度に検出するための技術が求められている。例えば、体積1mm3の腫瘍に含まれる100万個の癌細胞からマーカータンパク質(各細胞から100分子ずつ)が5Lの血中に分泌された場合、マーカータンパク質の血中濃度は30aM程度である。このような非常に低濃度の物質をも検出しうる技術が求められている。

このような技術として、核酸、タンパク質、ウイルス及び細胞等の検出対象物質を極小容積の液滴中に封入し、標識抗体を用いた免疫学的手法によって検出する「一分子酵素アッセイ」がある。一分子酵素アッセイによれば、検出対象物質を一分子単位の感度で検出することができる。

特許文献1には、一分子酵素アッセイに応用可能な技術として、「ビーズを1個のみ収容可能な複数の収容部が、疎水性の上面を有する側壁によって互いに隔てられて形成されている下層部と、当該下層部における当該収容部が形成されている面に対向している上層部との間の空間に、当該ビーズを含む親水性溶媒を導入するビーズ導入工程と、上記ビーズ導入工程の後に上記空間に疎水性溶媒を導入する疎水性溶媒導入工程とを含むことを特徴とするビーズ封入方法」が開示されている。

特許文献1に開示される技術は、「複数の収容部が疎水性の上面を有する側壁によって互いに隔てられて形成されている下層部と、上記下層部における上記収容部が形成されている面に対して空間を隔てて対向している上層部とを備えていることを特徴とするアレイ」を用いるものであり、下層部と上層部が空間を隔てて対向するフローセル構造を有するアレイを用いるものである。この技術によれば、「多数のビーズをアレイに効率よく封入させることができるので、低濃度のターゲット分子を高感度に検出可能」とされている。

産業上の利用分野

本発明は、微小物質検出方法及び微小物質検出用デバイスに関する。より詳しくは、基板上に互いに隔てられて形成された複数のレセプタクル内に微小物質が封入された微小な液滴を形成し、該液滴内に存在する微小物質を光学的、電気的及び/又は磁気的に検出する方法等に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
互いに隔てられて形成された複数のレセプタクル内に収容された微小物質を検出する方法であって、
(1)前記レセプタクルが形成されている下層部と、当該下層部における当該レセプタクルが形成されている面に対向する上層部と、の間の空間に、前記微小物質を含む溶媒を導入する手順と、
(2)上記空間にガスを導入して、前記レセプタクル内に、前記微小物質を包含する、溶媒の液滴を形成する手順と、
(3)前記液滴内に存在する前記微小物質を光学的、電気的及び/又は磁気的に検出する手順と、を含む、方法。

【請求項2】
互いに隔てられて形成された複数のレセプタクル内に収容された微小物質を発色基質の吸光度変化及び/又は蛍光に基づいて光学的に検出する方法であって、
(1)前記レセプタクルが形成されている下層部と、当該下層部における当該レセプタクルが形成されている面に対向する上層部と、の間の空間に、前記微小物質を含む溶媒を導入する手順と、
(2)上記空間にガスを導入して該空間内の前記溶媒をガスで置換するとともに、レセプタクル内に、前記微小物質を包含する、溶媒の液滴を形成する手順と、
(3)前記液滴内に存在する前記発色基質の吸光度変化及び/又は蛍光を検出する手順と、を含む、方法。

【請求項3】
前記液滴の蒸散を抑制する手段を含む、請求項1又は2記載の方法。

【請求項4】
前記レセプタクルのアスペクト比が1以上である、請求項3記載の方法。

【請求項5】
前記手順(2)の前段に、前記ガスを水と接触させる手順をさらに含む、請求項3記載の方法。

【請求項6】
前記下層部に、前記溶媒を内部に保持可能であり、その内容積が前記レセプタクルの内容積よりも大きくされたリザーバが形成されている、請求項3記載の方法。

【請求項7】
前記手順(2)及び手順(3)が湿潤環境下で行われる、請求項3記載の方法。

【請求項8】
前記溶媒が高水和性物質を含む、請求項3記載の方法。

【請求項9】
微小物質を収容可能なレセプタクルが、互いに隔てられて複数形成されている下層部と、当該下層部における当該レセプタクルが形成されている面に対向する上層部と、を備える基板と、
該基板の前記下層部と前記上層部との間の空間に溶媒を導入する送液部と、
該空間にガスを導入する送気部と、
前記レセプタクル内に存在する前記微小物質を光学的、電気的及び/又は磁気的に検出する検出器と、を備える、物質検出用デバイス。

【請求項10】
前記液滴の蒸散を抑制する手段を有する、請求項9記載のデバイス。

【請求項11】
前記レセプタクルのアスペクト比が1以上である、請求項10記載のデバイス。

【請求項12】
前記送気部が、前記ガスが水と接触させられるタンクを備える、請求項10記載のデバイス。

【請求項13】
前記基板が、前記溶媒を内部に保持可能であり、その内容積が前記レセプタクルの内容積よりも大きくされたリザーバを前記下層部に備える、請求項10記載のデバイス。

【請求項14】
前記基板を湿潤環境下に維持するチャンバ―を備える、請求項10記載のデバイス。

【請求項15】
微小物質を収容可能なレセプタクルが、互いに隔てられて複数形成されている下層部と、当該下層部における当該レセプタクルが形成されている面に対向する上層部と、を備える基板を搭載可能であり、
該基板の前記下層部と前記上層部との間の空間に溶媒を導入する送液部と、
該空間にガスを導入する送気部と、
前記レセプタクル内に存在する前記微小物質を光学的、電気的及び/又は磁気的に検出する検出器と、を備える、物質検出用デバイス。

【請求項16】
前記液滴の蒸散を抑制する手段を有する、請求項15記載のデバイス。

【請求項17】
前記レセプタクルのアスペクト比が1以上である、請求項16記載のデバイス。

【請求項18】
前記送気部が、前記ガスが水と接触させられるタンクを備える、請求項16記載のデバイス。

【請求項19】
前記基板が、前記溶媒を内部に保持可能であり、その内容積が前記レセプタクルの内容積よりも大きくされたリザーバを前記下層部に備える、請求項16記載のデバイス。

【請求項20】
前記基板を湿潤環境下に維持するチャンバ―を備える、請求項16記載のデバイス。
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 公開
参考情報 (研究プロジェクト等) CREST プロセスインテグレーションによる機能発現ナノシステムの創製 領域
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