JP2003098175A - 測定対象物の測定用チップ，測定対象物の測定装置及び測定対象物の測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 測定対象物の測定用チップ，測定対象物の測
定装置及び測定対象物の測定方法において、測定用チッ
プの製作を簡便化でき、測定を効率的且つ精度良く行な
え、さらに汎用性を拡大できるようにする。 【解決手段】 検体中１０の測定対象物を測定するため
の測定用チップ１であって、チップ基板２と、チップ基
板２上に設けられ検体１０を流通させる溝状の第１流路
５Ａと、チップ基板２上に設けられ該測定対象物の競合
物質に結合した標識物質１２を流通させる溝状の第２流
路５Ｂと、第１流路５Ａ及び第２流路５Ｂが集合してチ
ップ基板２上に形成される溝状の反応流路５Ｃと、反応
流路５Ｃに設けられ該測定対象物と該競合物質とが競合
して特異的に結合する特異的結合物質が固定された反応
部位５Ｄとをそなえて構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、抗原抗体反応のよ
うな特異的な反応を利用して検体中の測定対象物の量を
測定するための、測定対象物の測定用チップ，測定対象
物の測定装置及び測定対象物の測定方法に関し、詳しく
は、測定対象物に特異的に結合する特異的結合物質、又
は、測定対象物と競合して特異的結合物質と競合する競
合物質を、検体を流通させる反応流路中に固定化して測
定を行なう、測定対象物の測定用チップ，測定対象物の
測定装置及び測定対象物の測定方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、抗体−抗原反応を利用した免
疫測定のように、検体中の測定対象物を測定するための
技術が開発されている。このような技術としては、例え
ば、イムノクロマトグラフ法がある。イムノクロマトグ
ラフの基本原理は次の通りである。すなわち、クロマト
グラフ媒体（例えばニトロセルロース膜等の多孔質膜）
において、マーカにより標識された物質（標識物質）が
固定された第１部位と、測定対象物に特異的に結合する
特異的結合物質が固定化された第２部位とを形成し、測
定対象物を有する液体試料を、第１部位に供給して、測
定対象物と標識物質とを反応させる。そして、この反応
により生じた測定対象物と標識物質との複合物を、毛細
管現象を利用して第２部位に移動させて、この第２部位
に、特異的結合物質−測定対象物−標識物質の複合体を
形成させ、固定化された標識物質による発色に基づいて
測定対象物量を測定するのである。

【０００３】このようなイムノクロマトグラフの原理を
応用した技術の一例としては、特開平５−１３３９５６
号公報に開示された技術（従来技術１）や特開平９−１
８４８４０号公報に開示された技術（従来技術２）があ
る。従来技術１では、移動層を構成するクロマトグラフ
媒体上における標識粒子の展開移動を、酸素原子含有極
性基を有するビニル系水溶性ポリマの存在下において行
なわせるようにしている。これにより、標識粒子を確実
に且つ速やかに展開移動させることができ、さらに、検
出試薬による標識粒子の感作による効果が長期間持続し
て標識粒子と測定対象物との反応が確実に生じるように
なるので、試料中の測定対象物の濃度が低い場合でも短
時間内に且つ確実に測定対象物を検出できる。

【０００４】また、従来技術２では、標識物質と特異的
結合物質とを第１部分の液層中で反応させて複合体を液
層中で形成させ、この複合体を毛細管現象により第２部
分に運ばせて判定部で捕捉させ、判定部における標識物
質に由来する発色の程度に基づいて測定対象物量を測定
するようになっており、このように標識物質と特異的結
合物質とを液層中で反応させることにより、かかる反応
に要する時間を短縮できるようにしている。

【０００５】さて、上記のように毛細管現象を利用して
測定対象物を流通させるイムノクロマトグラフ法に対
し、圧力制御や電気浸透力によって測定対象物の流通を
制御しつつ測定を行ないうる測定方法として、内壁に特
異的結合物質が固定されたキャピラリ内に検体を流通さ
せる技術がある。かかる技術としては、例えば、特開昭
６０−１３３３６８号公報に開示された技術（従来技術
３）や、Biosensors & Bioelectronics 13 (1998) 825-
830（A multi-band capillary immunosensor, K.Misiak
os, S.E. Kakabakos）に開示された技術（従来技術４）
がある。

【０００６】従来技術３では、標識物質を捕捉する標識
物捕捉物質を固定した不溶性担体及び標識免疫反応試薬
を保持させた不溶性担体をキャピラリ内に充填し、この
キャピラリ内に検体を吸入して免疫反応を行なわせ、反
応生成物又は標識免疫反応試薬を標識物捕捉物質と結合
させて不動化し、不動化された標識物質を介して検体に
含まれる測定対象物の量を測定するようになっている。

【０００７】従来技術４では、特異的結合物質がコーテ
ィングされたキャピラリ内に、蛍光標識された測定対象
物を含む検体を充填し、特異的結合物質と測定対象物と
を反応させた後、未反応物質を洗い流し、このキャピラ
リに特定の波長の光線をキャピラリの軸方向に対して略
垂直に照射し、キャピラリの端部から測定される蛍光量
により、検体中の測定対象物量を測定するようになって
いる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来技術１，２のようなイムノクロマトグラフ法で
は、検体の流通を毛細管現象を利用して行なわせている
ため、検体の流速を、検体中の測定対象物，標識物質及
び特定結合物質における反応に適した所定の流速に制御
できないという課題がある。さらに、測定対象物の展開
の場となるクロマトグラフ媒体は一般的に多孔質膜によ
り構成されることが多く、多孔質膜は、透明性が低く、
また、分光分析における光の散乱が大きいため、特異的
対象物と測定対象物との反応物量を正確に測定するのが
困難であるという課題がある。

【０００９】また、上述した従来技術３，４のようにキ
ャピラリ内に検体を流通させる技術では、キャピラリの
横断面は閉断面であるため、キャピラリ内の所定の箇所
に限定して、標識物質や特異的結合物質を固定化するこ
とは困難であり、同様に、分析系に適した表面処理をキ
ャピラリ内壁に施工するのが困難であるため、製作に手
間が掛かってしまうという課題がある。また、閉空間で
あるキャピラリ内に特異的結合物質を固定化する方法と
しては、例えば光反応を利用したものがあり、この方法
では、キャピラリ内に特定の光を照射して特異的結合物
質を固定化するようになっている。しかしながら、この
方法では、キャピラリの外壁をなすチップ基板が透過性
のものに限定されてしまうという課題がある。

【００１０】また、ＰＣＴ−ＷＯ９３／２４２３１号公
報には、チップ基板上に検体を流通させるための溝部
（バリア部）を設け、この溝部において特異結合物質及
び標識物質を所定位置に固定化した後、チップ基板上に
蓋部を積載して溝部を閉断面の横断面を有するキャピラ
リとして構成する技術が開示されている。この技術で
は、溝部の形状（深さや幅長や経路等）を詳細に設定す
ることにより、検体中の測定対象物，特異結合物質及び
標識物質間における反応に対して溝部内の検体の流速を
最適化するようにしている。また、溝部に蓋部を積載し
てキャピラリを構成する前に、特異結合物質及び標識物
質を開放状態の溝部に固定するので、製作を容易に行な
える。

【００１１】しかしながら、この技術では、検体中の測
定対象物の種類に応じて（即ち、測定対象物の種類毎
に）、検体の流速が最適な物となるように溝部の形状を
設定／製作する必要があるため、汎用性が極めて低いと
いう課題がある。また、この他、公知の技術として、チ
ップ基板に設けられた一本の溝に、特異的結合物質を固
定化した反応部が形成された測定用チップがある。この
技術では、この溝に、先ず、検体を流して、反応部にお
いて検体中の測定対象物と特異的結合物質との複合体を
生成させ（ステップ１）、その後、溝に標識物質を流通
させて、反応部において測定対象物−特異的結合物質−
標識物質の複合体を生成させ（ステップ２）、反応部に
結合した標識物質量を測定して測定対象物量を測定する
技術がある。しかしながら、この技術では、先ず検体を
流通させた後、標識物質を流通させるので、操作ステッ
プとして２ステップ必要となり、作業効率が悪いという
課題がある。

【００１２】また、一般的に、液相と固相との反応の速
度は、液相と液相との反応の速度に比べて極端に遅い。
上記技術では、ステップ１では、反応部に固定された特
異的結合物質（固相）と検体（液層）とが反応し、ま
た、ステップ２では、反応部に固定された特異的結合物
質及び検体中の測定対象物の複合体（固相）と、標識物
質（液層）とが反応する。つまり、液相と固相との反応
が２回必要になるため、測定に要する反応時間が長く、
効率が悪いという課題がある。

【００１３】さらに、一つの溝を、検体の流路及び標識
物質の流路として兼用するため、流路内における検体の
流速と標識物質の流速とを最適なものに両立するのが困
難であり、測定効率が低くなってしまう場合もある。ま
た、上記の各従来技術では、図１０に示すように測定対
象物５２を中心として第１の特異的結合物質５１と第２
の特異的結合物質５３とが結合され、ひいては、標識物
質５４が反応部５０に固定される。したがって、測定対
象物５２が同時に２つ以上の特異的結合物質と結合でき
ることが必要条件となる。つまり、測定対象物が２つ以
上の特異的結合物質と結合しうるものに限定されてしま
い、このため汎用性が低いという課題がある。

【００１４】本発明は、このような課題に鑑み創案され
たもので、測定用チップの製作を簡便化でき、測定を効
率的且つ精度良く行なえ、さらに汎用性を拡大できるよ
うにした、測定対象物の測定用チップ，測定対象物の測
定装置及び測定対象物の測定方法を提供することを目的
とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載
の本発明の測定対象物の測定用チップは、検体中の測定
対象物を測定するための測定用チップであって、チップ
基板と、該チップ基板上に設けられ該検体を流通させる
溝状の第１流路と、該チップ基板上に設けられ該測定対
象物の競合物質に結合した標識物質を流通させる溝状の
第２流路と、該第１流路及び該第２流路が集合して該チ
ップ基板上に形成される溝状の反応流路と、該反応流路
に設けられ該測定対象物と該競合物質とが競合して特異
的に結合する特異的結合物質が固定された反応部位とを
そなえて構成されていることを特徴としている。

【００１６】請求項２記載の本発明の測定対象物の測定
用チップは、検体中の測定対象物を測定するための測定
用チップであって、チップ基板と、該チップ基板を被覆
する被覆部材と、該チップ基板と該被覆部材との間に形
成され、該検体を流通させる第１流路と、該チップ基板
と該被覆部材との間に形成され、該測定対象物の競合物
質に結合した標識物質を流通させる第２流路と、該チッ
プ基板と該被覆部材との間に形成され、該第１流路及び
該第２流路が集合して形成される反応流路と、該反応流
路に面して該チップ基板及び該被覆部材の少なくとも一
方に設けられ、該測定対象物と該競合物質とが競合して
特異的に結合する特異的結合物質が固定された反応部位
とをそなえて構成されていることを特徴としている。

【００１７】請求項３記載の本発明の測定対象物の測定
用チップは、検体中の測定対象物を測定するための測定
用チップであって、チップ基板と、該チップ基板上に設
けられ該検体を流通させる溝状の第１流路と、該チップ
基板上に設けられ該測定対象物と該測定対象物の競合物
質とが競合して特異的に結合する特異的結合物質に結合
した標識物質を流通させる溝状の第２流路と、該第１流
路及び該第２流路が集合して該チップ基板上に形成され
る溝状の反応流路と、該反応流路に設けられ該競合物質
が固定された反応部位とをそなえて構成されていること
を特徴としている。

【００１８】請求項４記載の本発明の測定対象物の測定
用チップは、検体中の測定対象物を測定するための測定
用チップであって、チップ基板と、該チップ基板を被覆
する被覆部材と、該チップ基板と該被覆部材との間に形
成され、該検体を流通させる第１流路と、該チップ基板
と該被覆部材との間に形成され、該測定対象物と該測定
対象物の競合物質とが競合して特異的に結合する特異的
結合物質と結合した標識物質を流通させる第２流路と、
該チップ基板と該被覆部材との間に形成され、該第１流
路及び該第２流路が集合して形成される反応流路と、該
反応流路に面して該チップ基板及び該被覆部材の少なく
とも一方に設けられ、該競合物質が固定された反応部位
とをそなえて構成されていることを特徴としている。請
求項５記載の本発明の測定対象物の測定用装置は、請求
項１〜４の何れかの項に記載の測定用チップと、該測定
用チップにおける該検体及び該標識物質の流通を制御す
る流通制御手段と、該反応部位に結合した該標識物質に
関する測定を行なう測定手段とをそなえて構成されてい
ることを特徴としている。

【００１９】請求項６記載の本発明の測定対象物の測定
用装置は、検体が流通する測定用チップと、該測定用チ
ップにおける該検体の流通を制御する流通制御手段と、
測定手段とをそなえてなる測定対象物の測定装置であっ
て、該測定用チップが、チップ基板と、該チップ基板に
設けられ該検体を流通させる溝状の反応流路と、該測定
対象物の競合物質に結合した標識物質と該検体とを混合
させるべく該反応流路内に設けられた混合部位と、該反
応流路内において該混合部位よりも該検体の流通方向下
流側に設けられ該測定対象物と該競合物質とが競合して
特異的に結合する特異的結合物質が固定された反応部位
とをそなえて構成され、該測定手段が、該反応部位に結
合した該標識物質に関する測定を行なうことを特徴とし
ている。

【００２０】請求項７記載の本発明の測定対象物の測定
用装置は、検体が流通する測定用チップと、該測定用チ
ップにおける該検体の流通を制御する流通制御手段と、
測定手段とをそなえてなる測定対象物の測定装置であっ
て、該測定用チップが、チップ基板と、該チップ基板を
被覆する被覆部材と、該チップ基板と該被覆部材との間
に形成され該検体を流通させる反応流路と、該測定対象
物の競合物質に結合した標識物質と該検体とを混合させ
るべく該反応流路に面して該チップ基板及び該被覆部材
の少なくとも一方に設けられた混合部位と、該混合部位
よりも該検体の流通方向下流側において該反応流路に面
して該チップ基板及び該被覆部材の少なくとも一方に設
けられ、該測定対象物と該競合物質とが競合して特異的
に結合する特異的結合物質が固定された反応部位とをそ
なえて構成され、該測定手段が、該反応部位に結合した
該標識物質に関する測定を行なうことを特徴としてい
る。

【００２１】請求項８記載の本発明の測定対象物の測定
用装置は、検体が流通する測定用チップと、該測定用チ
ップにおける該検体の流通を制御する流通制御手段と、
測定手段とをそなえてなる測定対象物の測定装置であっ
て、該測定用チップが、チップ基板と、該チップ基板に
設けられ該検体を流通させる溝状の反応流路と、該測定
対象物と該測定対象物の競合物質とが競合して特異的に
結合する特異的結合物質と結合した標識物質と該検体と
を混合させるべく該反応流路内に設けられた混合部位
と、該反応流路内において該混合部位よりも該検体の流
通方向下流側に設けられ該該競合物質が固定された反応
部位とをそなえて構成され、該測定手段が、該反応部位
に結合した該標識物質に関する測定を行なうことを特徴
としている。

【００２２】請求項９記載の本発明の測定対象物の測定
用装置は、検体が流通する測定用チップと、該測定用チ
ップにおける該検体の流通を制御する流通制御手段と、
測定手段とをそなえてなる測定対象物の測定装置であっ
て、該測定用チップが、チップ基板と、該チップ基板を
被覆する被覆部材と、該チップ基板と該被覆部材との間
に形成され該検体を流通させる反応流路と、該測定対象
物と該測定対象物の競合物質とが競合して特異的に結合
する特異的結合物質と結合した標識物質と該検体とを混
合させるべく該反応流路に面して該チップ基板及び該被
覆部材の少なくとも一方に設けられた混合部位と、該混
合部位よりも該検体の流通方向下流側において該反応流
路に面して該チップ基板及び該被覆部材の少なくとも一
方に設けられ、該競合物質が固定された反応部位とをそ
なえて構成され、該測定手段が、該反応部位に結合した
該標識物質に関する測定を行なうことを特徴としてい
る。

【００２３】請求項１０記載の本発明の測定対象物の測
定方法は、請求項１〜４の何れかの項に記載の測定用チ
ップを使用して測定対象物の測定を行なう、測定対象物
の測定方法であって、該検体を該第１流路に流通させる
と略同時に、該標識物質を該第２流路に流通させ、該反
応流路において該検体と該標識物質とを混合させる第１
のステップと、該検体と該標識物質との混合物を該反応
流路の該反応部位と接触させる第２のステップと、該反
応部位に結合した該標識物質に関する測定を行なう第３
のステップとをそなえて構成されていることを特徴とし
ている。

【００２４】請求項１１記載の本発明の測定対象物の測
定方法は、請求項６〜９の何れかの項に記載の測定対象
物の測定用装置を使用して測定対象物の測定を行なう、
測定対象物の測定方法であって、該検体の流通状態を該
流通制御手段により制御しながら該検体を該反応流路に
流通させることにより、該反応流路に配置された該標識
物質と該検体とを混合させる第１のステップと、流通状
態を該流通制御手段により制御された該検体と該標識物
質との混合物を、該反応流路において該反応部位と接触
させる第２のステップと、該反応部位に結合した該標識
物質を測定する第３のステップとをそなえて構成されて
いることを特徴としている。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。なお、以下でいう『溝』或
いは『溝状の流路』とは、その横断面に開放部を有する
ものを意味する。 （Ａ）第１実施形態の説明 まず、本発明の第１実施形態としての測定対象物の測定
用チップ，測定対象物の測定装置及び測定対象物の測定
方法について説明する。図１〜図３は本実施形態の測定
対象物の測定用チップ，測定対象物の測定装置及び測定
対象物の測定方法について示す図である。

【００２６】本実施形態の測定用チップ１は、図１
（Ａ），（Ｂ）に示すように、チップ基板２と、膜状部
材３と、インジェクションボード（蓋部，被覆部材）６
とを下からこの順に積層／重合して構成されている。イ
ンジェクションボード６は、膜状部材３を介してチップ
基板２の表面２Ａを覆い、チップ基板２，膜状部材３及
びインジェクションボード６の間に後述する閉断面形状
の流路５（流路５Ａ〜５Ｃからなる）が形成されるよう
になっている。

【００２７】チップ基板２は、ここでは、厚さ１ｍｍの
ポリメタクリル酸メチル（ｐＭＭＡ）の板を６０ｍｍ×
４０ｍｍに切断して製作されている。また、膜状部材３
には、厚さ約２０μｍ（＝後述する流路５Ａ，５Ｂ，５
Ｃの深さ），幅４０ｍｍの市販の紙製両面テープが使用
され、下方のチップ基板２及び上方のインジェクション
ボード６に接着している。

【００２８】また、膜状部材３には、ここでは、Ｙ字形
状の孔部４が貫設されている。孔部４の分岐部分４Ａ，
４Ｂ及び主部分４Ｃの流路幅はＷ_A，Ｗ_B，Ｗ_Cはいずれ
も２ｍｍに設定されている。また、分岐部分４Ａ，４Ｂ
の長さＬ_A，Ｌ_Bはそれぞれ１４ｍｍに設定され、主部分
４Ｃの長さＬ_Cは３０ｍｍに設定されている。なお、流
路Ｗ_A，Ｗ_B，Ｗ_Cの幅は、通常は、０．１μｍ以上、３
ｍｍ以下、好ましくは、１μｍ以上、１ｍｍ以下であ
る。また、流路長さＬ_A，Ｌ_B，Ｌ_Cの内、Ｌ_A，Ｌ_Bに関
しては、通常は、１００μｍ以上、１００ｍｍ以下、好
ましくは、１ｍｍ以上、５０ｍｍ以下である。また、流
路長さＬ_Cに関しては、通常は、１ｍｍ以上、１０００
ｍｍ以下、好ましくは、３ｍｍ以上、５００ｍｍ以下で
ある。

【００２９】そして、膜状部材３をチップ基板２に積載
することにより、チップ基板２上に溝状の流路（開放部
を有する流路）が形成される。つまり、膜状部材３の孔
部４とチップ基板２の表面２Ａとから、検体や検体中の
測定対象物を標識する標識物質等を流通させる溝状の流
路が形成されるのである。なお、ここでいうチップ基板
２上の溝状の流路とは、このように膜状部材３をチップ
基板２に積載することによりチップ基板２上に形成され
るものだけでなく、チップ基板２に直接形成される溝を
も含む。

【００３０】そして、さらに膜状部材３上にインジェク
ションボード６を載置することによりこの溝状の流路が
密閉され、上述したように閉断面形状の流路５が形成さ
れる。インジェクションボード６についてさらに説明す
ると、インジェクションボード６は、チップ基板２と同
じく、厚さ１ｍｍのポリメタクリル酸メチル（ｐＭＭ
Ａ）の板を６０ｍｍ×４０ｍｍに切断して製作されてい
る。また、インジェクションボード６には、測定用チッ
プ１への積載時に、流路５Ａの上流端に連通するように
検体１０を注入するための注入口６Ａが、流路５Ｂの上
流端に連通するように標識物質１２を注入するための注
入口６Ｂがそれぞれ貫設され、同様に、検体１０と標識
物質１２との混合物を排出するために排出口６Ｃが、反
応流路５Ｃの下流端に連通するように貫設されている。
インジェクションボード６を蓋部として測定用チップ１
に積載して流路５を閉断面形状とすることにより、この
流路５内において後述するシリンジポンプ７により検体
１０及び標識物質１２を安定して流通させることができ
るようになっている。

【００３１】なお、注入口６Ａ，６Ｂ及び排出口６Ｃ
は、幅２ｍｍの流路５にあわせて、直径２ｍｍに形成さ
れている。また、インジェクションボード６の材質とし
ては、ここではポリメタクリル酸メチルが使用されてい
るが、チップ基板２に適用可能な材質として後述するも
のであれば使用できる。流路５は、このような各流路５
Ａ〜５Ｃ、即ち、検体が注入される第１流路（以下、単
に流路ともいう）５Ａと、標識物質が注入される第２流
路（以下、単に流路ともいう）５Ｂと、これらの流路５
Ａ，５Ｂが集合して形成される反応流路５Ｃとからな
り、反応流路５Ｃには、測定対象物の検体中の測定対象
物と特異的に結合する特異的結合物質が固定化された反
応部位５Ｄが設けられている。

【００３２】また、ここでは、反応流路５Ｃに対する流
路５Ａの傾斜角θ_Aと反応流路５Ｃに対する流路５Ｂの
傾斜角θ_Bとは同じ角度に設定されている〔θ_A＝θ_B，
図１（Ｂ）参照〕。第２流路５Ｂから注入される標識物
質１２は、図２に示すように、測定対象物の競合物質１
２Ａと結合している。ここでいう競合物質とは、測定対
象物の特異的結合物質に特異的に結合しうるものをい
い、また、特異的結合物質とは測定対象物に特異的に結
合しうるものをいう。つまり、競合物質とは、測定対象
物と競合して特異的結合物質と特異的に結合する物質を
意味しているのである。

【００３３】競合物質は、一般的には、測定対象物の誘
導体や類似体が挙げられるが、測定対象物の特異的競合
物質と特異的に結合するものであればこれに限定され
ず、測定対象物と構造が大きく異なる物質や、測定対象
物そのものであっても良い。そして、図２に示すよう
に、第２流路５Ｂから注入された標識物質１２と、第１
流路５Ａから注入された検体中に含まれるに示す測定対
象物１１とは、流路５Ａ，５Ｂの合流部位（混合部位）
５Ｆで混合した後、特異的結合物質１３が固定された反
応流路５Ｃの反応部位５Ｄに流入する。この特異的結合
物質１３は、測定対象物１１及び競合物質１２Ａの両物
質と結合しうるので、この時、反応部位５Ｄでは、測定
対象物１１と競合物質１２Ａとが競合し、ひいては測定
対象物１１と標識物質１２とが競合して特異的結合物質
１３に結合するようになっている。

【００３４】このため、検体中の測定対象物１１の濃度
が高いほど、反応部位５Ｄに固定化される測定対象物１
１の量が増加し、反応部位５Ｄに固定化される標識物質
１２の量が減少することとなる。したがって、標識物質
１２を介して測定対象物１１の濃度を測定することがで
き、測定対象物１１が例えば透明であるため測定対象物
１１を直接測定が困難な場合であっても、標識物質１２
を介して測定対象物１１の量を容易に測定できるように
なっている。

【００３５】なお、このように、標識物質１２を介して
測定対象物１１の濃度を測定する場合、検体中の測定対
象物１１の濃度Ｃと検出シグナル（反応部位５Ｄに固定
化された標識物質量を表すシグナル）のレベルＬとの相
関関係は図３に示すようになる。つまり、上記の測定対
象物濃度Ｃが高いほど検出シグナルは低いレベルで検出
されることとなる。

【００３６】このように標識物質１２（詳細には競合物
質１２Ａ）と測定対象物１１とを競合させて特異的結合
物質１３に結合させることにより測定対象物１１に関す
る測定を行なうことを競合法という。一方、従来技術と
して図１０を用いて説明した測定方法では標識物質と測
定対象物とを競合させずに測定が行なわれるので、この
測定方法を競合方法と対比させて非競合法という。

【００３７】なお、上記競合法において、測定対象物，
特異的結合物質及び競合物質の混合や反応の順序によっ
ては、一般に阻害法と呼ばれることもあるが、ここでは
阻害法も含めて競合法と称している。以下、チップ基板
２，膜状部材３，測定対象物１１，特異的結合物質１３
について、さらに説明する。

【００３８】先ず、チップ基板２について説明すると、
チップ基板２の材質には、上述したように、ここではポ
リメタクリル酸メチルを使用しているが、固相として十
分に堅固なものであればこれに限定されない。好ましく
は、ガラス及び樹脂であるが、金属や半導体やセラミッ
クス等を使用することもできる。また、チップ基板２
は、膜状部材３とともに流路５を構成するので、検体１
０や標識物質１２や競合物質１２Ａに対して安定した材
質であることが好ましい。

【００３９】さらに、膜状部材３とともに流路５を構成
するチップ基板２の表面２Ａに所定の表面処理を施すよ
うにしても良い。このような表面処理は、検体１０や標
識物質１２や競合物質１２Ａに応じて適宜に施工される
ものであって、例えば、チップ基板２が疎水性であり、
検体１０，標識物質１２及び競合物質１２Ａが水溶性の
ものであれば、酸・アルカリによる親水処理（表面改
質）が考えられる。また、反応部位５Ｄに固定化される
固定化物（本実施形態及び後述の第２実施形態では特異
的結合物質１３、後述する第３実施形態及び第４実施形
態では競合物質１２Ａ）が蛋白質であれば、蛋白質を結
合すべく、例えば、カルボジイミド，マレイミド，スク
シンイミドによる表面処理が行なわれる。さらに、非特
異吸着（非特異物質が吸着してしまうこと）を抑制すべ
く、例えばアルプミンや界面活性剤や人工高分子による
表面処理を行なうようにしても良い。

【００４０】或いは、表面処理を行なう代わりに、自己
組織化膜，ＬＢ膜，無機薄膜又は有機薄膜をチップ基板
２の表面２Ａに貼り付けて、流路５内において所定の表
面物性が得られるようにしても良い。次に、膜状部材３
について説明すると、膜状部材３は、ここでは上述した
ように市販の紙製テープにより構成されているが、樹脂
フィルム，紙，金属板，ガラス板等によりなる厚膜又は
薄膜であれば、これに限定されない。また、ここでは、
膜状部材３は両面に接着剤が塗布された両面テープによ
り構成してチップ基板２やインジェクションボード６に
貼り合わせるようにしているが、膜状部材３の結合方法
は、膜状部材３やチップ基板２やインジェクションボー
ド６等の材質等に応じて適宜選択されるもので、接着剤
による接着の他、溶剤・溶解溶媒による貼り合わせ（例
えばプライマによる樹脂接合），拡散接合，陽極接合，
共晶接合，熱融着，レーザ溶融，圧着等がある。或い
は、膜状部材３，チップ基板２，インジェクションボー
ド６の各相互間に、粘着テープや圧着テープや自己吸着
剤を介装するようにしても良い。

【００４１】また、膜状部材３，チップ基板２，インジ
ェクションボード６のそれぞれに凹凸を設けこれらの凹
凸をはめ込んで結合したり、膜状部材３，チップ基板
２，インジェクションボード６をクリップで挟み込んで
結合したりする等、物理的に結合しても勿論構わない。
また、膜状部材３の厚みは、即ち流路５の深さであり、
上限としては、一般的には４００μｍ以下であり、好ま
しくは２００μｍ以下である。流路５を流通する検体１
０及び標識物質１２は、流路５の底部に固定された固定
化物（本実施形態及び後述の第２実施形態では特異的結
合物質１３、後述する第３実施形態及び第４実施形態で
は競合物質１２Ａ）と接触し結合するので、流路５が深
いほど流路５の底部の固定化物と接触しない検体１０又
は標識物質１２が増加してしまうため、膜状部材３の厚
み（流路５の深さ）を上述のように２００μｍ以下に設
定するのが反応効率の点から好ましいのである。

【００４２】また、膜状部材３の厚み（流路５の深さ）
は、膜状部材３の製作の容易性及び流路５の底部に固定
された固定化物の厚みを考慮すると、０．１μｍ以上で
あるのが一般的である。次に、検体１０及び測定対象物
１１について説明する。検体１０としては、主に医療診
断を目的としたものと環境分析を目的としたものとがあ
り、医療診断用としては、生体由来の血液，体液，尿，
涙等であり、環境分析用としては、海や河川の水，大気
を溶解させた溶液等である。また、測定対象物１１とし
ては、それに対して特異的に結合する物質（特異的結合
物質）が存在するものであれば限定されず、例えば、蛋
白質，有機物質，脂質，糖，ペプチド，ホルモン，核酸
等である。

【００４３】次に、特異的結合物質１３について説明す
る。特異的結合物質１３は、測定対象物１１に応じて適
宜決定されるものであり、例えば、イムノグロブリン，
その派生物であるF(ab′)2やFab′やFab，レセプタや酵
素とその派生物，核酸，天然又は人工のペプチド，人工
ポリマ，糖鎖，脂質，無機物質及び有機配位子，ウィル
ス，薬物等である。

【００４４】また、固定化物（本実施形態及び後述の第
２実施形態では特異的結合物質１３、後述する第３実施
形態及び第４実施形態では競合物質１２Ａ）のチップ基
板２（反応流路５Ｃ）への固定化方法としては、固定化
物を物理的にチップ基板２に吸着させる方法と、固定化
物を化学的にチップ基板２に結合させる方法とがある。
物理的な固定化方法としては、固定化物を固相（チップ
基板２）に直接接触させて固定化する方法と、先ず他の
物質を固相に物理的又は化学的に固定化し、この物質を
介して固定化物を固相に吸着させる方法とがある。ま
た、化学的な固定化方法としては、固定化物を固相に直
接結合させる方法，固相の表面に存在する官応基を化学
的に活性化させてから固定化物を結合させる方法，スペ
ーサ分子を物理的又は化学的に固相に結合させこのスペ
ーサ分子を介して固定化物を固相に結合させる方法があ
る。

【００４５】また、固定化物をチップ基板２（反応流路
５Ｃ）にスポッティングする方法としては、例えば、ス
ポイトによる滴下，インクジェットプリンタの原理を利
用したノズル孔による噴射又は滴下，先細状のピン先に
よる塗布及びスタンプ等がある。さて、本実施形態の測
定装置は、図１に示すように、上記測定用チップ１と、
流路５における検体１０や標識物質１２の流通を制御す
るシリンジポンプ（流通制御手段）７と、反応部位５Ｄ
に結合した標識物質１２を測定する図示しない測定手段
とをそなえて構成される。

【００４６】また、ここでは、上述したように検体１０
等の流通を制御する流通制御手段７としてシリンジポン
プが使用されている。シリンジポンプ７は、外径６ｍｍ
のシリコンチューブ７Ａ，ＰＤＭＳ（ポリジメチルシロ
キサン）材により構成されるプレート７Ｂを介してイン
ジェクションボード６の排出口６Ｃ（反応流路５Ｃの下
流端）に接続され、検体１０と標識物質１２との流通を
制御するようになっている。流通制御手段は、検体１０
と標識物質１２との流通を制御できるものであれば、シ
リンジポンプに限定されず、例えば、陽圧式ポンプや陰
圧式ポンプをインジェクションボード６の注入口６Ａ，
６Ｂ又は排出口６Ｃに接続するようにしても良い。

【００４７】又は、流通制御手段として、流路５の上流
端及び下流端にそれぞれ電極を取り付け、これらの電極
に異なる電圧をかけることにより検体１０及び標識物質
１２に電気浸透流を生じさせるようにしても良い。或い
は、流通制御手段として、加熱装置を測定用チップ１に
設け、この加熱装置により流路５に沿って温度勾配を生
じさせるようにしても良い。つまり、かかる温度勾配に
より、流路５に沿って検体１０及び標識物質１２に比重
差を生じさせ、この比重差により検体１０及び標識物質
１２を流通させるのである。

【００４８】又は、流通制御手段として、注入口６Ａ，
６Ｂ及び排出口６Ｃに電極を取り付けるとともに注入口
６Ａ，６Ｂ及び排出口６Ｃの周辺に金属をコーティング
することにより、流路５の検体１０や標識物質１２等に
直流電場をかけてイオン（測定対象物１１，標識物質１
２等）を電気泳動させるようにしても良い。この場合、
検体１０の溶媒や標識物質１２の溶媒の移動はないの
で、インジェクションボード６により流路５を密閉する
必要はない。したがって、インジェクションボード６が
不要となるので、測定用チップは上記チップ基板２及び
膜状部材３から構成されることとなり、チップ基板２及
び膜状部材３により形成される溝（溝状の流路）が、第
１流路５Ａ，第２流路５Ｂ及び反応流路５Ｃとして機能
する。

【００４９】さらに、流通制御手段は、上述した各方法
を複数組み合わせて行なうようにしても良い。さて、測
定手段は、標識物質の物性に基づき標識物量を測定する
ものであれば何ら限定されず、例えば、吸光，蛍光，エ
バネッセント励起蛍光，燐光，化学発光を測定するもの
や、表面プラズモン共鳴，水晶振動子等を利用したもの
が挙げられる。或いは、標識物質１２が酵素等の触媒で
ある場合には、その基質を加えて反応させ、生成物を検
出することで測定を行なうこともある。また、光音響測
定法（特定の光を照射して、放射される音波を測定する
ことにより物質の量を測定する方法）を用いることも可
能である。

【００５０】本発明の第１実施形態としての測定対象物
の測定用チップ及び測定対象物の測定装置は、上述のよ
うに構成されているので、以下に示す手順（本発明の第
１実施形態としての測定対象物の測定方法）により測定
対象物の測定が行なわれる。最初に、競合物質１２Ａに
結合した標識物質１２の調整について説明する。標識物
質１２と競合物質１２Ａとの合成物としては、ここで
は、タイロシン固定化ＥｕＬＴＸ（Ａｇ−ＥｕＬＴＸ）
が調整される。

【００５１】先ず、粒径０．２１μｍのＥｕ錯体を含む
ポリスチレン粒子（ＥｕＬＴＸ）を１％に調整し、１−
エチル−３（３−ジメチルアミノプロピル）−カルボジ
イミド塩酸塩（ＥＤＣ）を加えて１時間反応させた後、
未反応のＥＤＣを遠心にて除去し、タイロシン溶液を加
えて１時間反応させる。そして、未反応のタイロシンを
遠心にて除去し、ＢＳＡを加えて粒子を安定化する。

【００５２】そして、３０分反応させた後に遠心して精
製水で洗浄を行なった後、０．０５％アジ化ナトリウム
液に分散させて、Ａｇ−ＥｕＬＴＸが調整される。次
に、図１（Ａ）において、チップ基板２に膜状部材３を
貼り合わせた後、チップ基板２と膜状部材３とにより形
成される反応流路５Ｃにおいて、抗タイロシン（マウス
１ｇＧ）を特異的結合物質１３として滴下し、常温・常
圧で３０分間乾燥させた後、さらに常温で真空乾燥を１
５分間行なって反応流路５Ｃに固定化し反応部位５Ｄを
形成する。

【００５３】そして、インジェクションボード６を膜状
部材３上に貼り合わせた後、検体１０として、タイロシ
ン標準品を１００μＬだけ注入口６Ａから流路５Ａに滴
下するとともに、Ａｇ−ＥｕＬＴＸを純水で１００倍に
希釈し、このＡｇ−ＥｕＬＴＸを１００μＬだけ注入口
６Ｂから流路５Ｂに滴下する。次に、インジェクション
ボード６の排出口６Ｃに接続されたシリンジポンプ７を
作動させて、注入口６Ａ，６Ｂの検体１０及び標識物質
１２を含むＡｇ−ＥｕＬＴＸを５０μＬ／分で吸引して
反応流路５Ｃに向けて流通させる。検体１０中の測定対
象物１１と標識物質１２（Ａｇ−ＥｕＬＴＸ）とは、合
流部位５Ｆで混合され（ステップ１）、その後、反応部
位５Ｄ上に移動して、測定対象物１１と標識物質１２と
が競合的に反応部位５Ｄに固定化された特異的結合物質
１３と結合する（ステップ２）。そして、上記手順と同
じ手順により、各流路５Ａ，５Ｂからそれぞれ１００μ
Ｌの純水を吸入して流路５を洗浄する。

【００５４】そして、図示しない測定装置により、反応
部位５Ｄに波長が３６５ｎｍの紫外線を照射して、反応
部位５Ｄに結合した標識物質１２に起因する赤色の蛍光
量の測定を行ない、この蛍光量に基づいて検体１０中の
測定対象物１１の濃度を測定した（第３ステップ）。し
たがって、本実施形態の測定対象物の測定用チップ，測
定対象物の測定装置及び測定対象物の測定方法によれ
ば、以下のような利点がある。

【００５５】つまり、シリンジポンプ７により、検体１
０及び標識物質１２の流速を所定流速に制御できるの
で、検体１０及び標識物質１２の流速を、検体１０中の
測定対象物１１，標識物質１２及び特異的結合物質１３
間の反応に最適な流速にして反応時間を短縮でき、この
点からも測定を効率的に行なえるという利点がある。さ
らに、測定対象物１１の種類に応じてシリンジポンプ７
により流速を適宜に調整することにより、様々な種類の
測定対象物１１を一つの仕様の測定用チップにより測定
できるという利点がある。

【００５６】さらに、シリンジポンプ７により、例え
ば、検体１０及び標識物質１２の混合物が反応部位５Ｄ
に到達する前に一旦流通を停止して、反応部位５Ｄの特
異的結合物質１３と接触する前に検体１０及び標識物質
１２とを十分に混合させたり、検体１０及び標識物質１
２の混合物が反応部位５Ｄに到達した時点で一旦流通を
停止して、反応速度の遅い固相（特異的結合物質１３）
−液層（検体１０及び標識物質１２の混合物）間の反応
の効率を向上させることが可能となる。さらに、本来な
らば反応部位５Ｄで特異的結合物質１３に結合する測定
対象物１１及び標識物質１２が未反応のまま反応部位５
Ｄを通過してしまう可能性がある場合には、シリンジポ
ンプにより、反応部位５Ｄを通過した測定対象物１１及
び標識物質１２を逆流させて再び反応部位５Ｄと接触さ
せることも可能である。

【００５７】また、後述するように、固定化物（特異的
結合物質１３）の流路５への固定化が容易であり、測定
対象物１１及び標識物質１２の流通を多様に制御できる
ので、測定対象物１１，標識物質１２及び特異的結合物
質１３の反応系を、高度に設計でき、また、多様に設定
できるという利点もある。さらに、流路５は閉断面構造
を有してキャピラリとして機能するので、従来から広く
使用・開発されているキャピラリを用いた測定方法にお
ける分析技術や流路制御等の様々な技術をそのまま流用
できるという利点もある。

【００５８】また、従来技術の課題として上述したよう
に、イムノクロマトグラフでは原理的に流路（測定対象
物の展開の場）の材質が限定され、キャピラリを用いた
技術では特異的結合物質をキャピラリ内に固定化するた
め流路の材質が製作上限定されてしまうが、本測定用チ
ップ１では、流路５を構成するチップ基板２やインジェ
クションボード６の材質を幅広く選択できる。

【００５９】これにより、透過波長やバックグラウンド
ノイズ等の点で分光測定における最適化が可能であるば
かりでなく、例えば、表面プラズモン共鳴のようなチッ
プ基板２に対して表面膜処理を必要とする検出系の使用
や、チップ基板２に水晶振動子のような検出素子の組み
込みを実現できる。さらに、流路５がチップ基板２とイ
ンジェクションボード６との間に構成されているので、
チップ基板２とインジェクションボード６とを組み付け
る前は、未だ反応流路５Ｃ（流路５）は開放状態である
ため、反応流路５Ｃを形成する固相壁面（ここではチッ
プ基板２の所定個所）に容易に固定化物（本第１実施形
態では、特異的結合物質１３）を固定して反応部位５Ｄ
を設けられるという利点がある。

【００６０】また、図８を参照して従来技術として説明
した非競合法では、上述したように複数の特異的結合物
質と同時に結合しうる測定対象物だけしか測定できな
い。これに対し、本測定用チップでは、上述したように
競合法により測定が行なわれ、図２に示すように測定対
象物１１は反応部位５Ｄに固定化された特異的結合物質
１３とだけ結合できればよい。即ち、１以上の特異的結
合物質と同時に結合しうる測定対象物であれば測定を行
なえる。したがって、より多種の測定対象物について測
定を行なえるという利点がある。

【００６１】なお、上述の実施形態では、チップ基板２
に孔部４が貫設された膜状部材３を貼り付けることによ
りチップ基板２上に流路５を設けるようにしているが、
膜状部材３を貼り付けずにチップ基板２に溝（溝状の流
路）を直接形成するようにしても良い。このように、チ
ップ基板２に溝を直接形成する方法としては、例えば、
切削，研磨等の機械加工や、リソグラフィーを用いて形
態制御した後、ドライエッチング（例えば電子ビーム，
Ｘ線照射，ＤＲＩＥ），ウェットエッチング，放電加
工，レーザーアブレーション等のように溝部を形成する
方法や、先ずフォトリソグラフィーによって溝部形状を
マスクに描画してから、この描画に基づいて上述のドラ
イエッチング，ウェットエッチング，放電加工，レーザ
ーアブレーションによりチップ基板２の所定の部位を除
去して溝部を形成する方法や、さらに、スタンパ，圧縮
成型，射出成形等を使用した転写技術がある。

【００６２】或いは、チップ基板２を成型する際に同時
に溝を成型することもでき、このようなチップ基板２の
成型方法としては、例えば鋳型による成型がある。ま
た、光硬化性を有する樹脂を使用して光造形によりチッ
プ基板２及びかかる溝を同時に成型することもできる。
このような場合、溝の設計と、チップ基板２及び溝の製
作とを、コンピュータ制御により同時に行なうことも可
能である。

【００６３】また、上述した方法を組み合わせてチップ
基板２に溝を成形するようにしても良い。また、上述し
たようにチップ基板２の材質は広く選択できるので、こ
のような溝加工には、この他の公知の微細加工技術を使
用できる。なお、このようにチップ基板２に溝を直接形
成する場合も、膜状部材３をチップ基板２に貼り付けて
流路を形成する場合と同様に、溝の深さは、上限は、反
応効率の点から、４００μｍ以下、好ましくは２００μ
ｍ以下であり、下限は、加工の容易性や、底部に固定さ
れる特異的結合物質１３の厚みを考慮すると、０．１μ
ｍ以上にするのが一般的である。

【００６４】また、この場合も、流路Ｗ_A，Ｗ_B，Ｗ_Cの
幅は、通常は、０．１μｍ以上、３ｍｍ以下、好ましく
は、１μｍ以上、１ｍｍ以下である。また、流路長さＬ
_A，Ｌ_B，Ｌ_Cの内、Ｌ_A，Ｌ_Bに関しては、通常は、１０
０μｍ以上、１００ｍｍ以下、好ましくは、１ｍｍ以
上、５０ｍｍ以下である。また、流路長さＬ_Cに関して
は、通常は、１ｍｍ以上、１０００ｍｍ以下、好ましく
は、３ｍｍ以上、５００ｍｍ以下である。また、図１
（Ｂ）に二点鎖線で示すように、ある特殊な条件下での
測定を行なうべく、例えば緩衝溶液を検体１０に注入さ
せるための緩衝溶液用の流路５Ｇをさらに設けても良
い。また、図１（Ｂ）に二点鎖線で示すように、反応流
路５Ｃにおいて、反応部位５Ｄの下流側に流路５Ｈを設
けても良い。この流路５Ｈを適切に設けることにより
（具体的には、流路の幅，深さ，反応流路５Ｃに対する
傾斜角度等を適宜設定することにより）、流路５Ｃと流
路５Ｈとを介して、未反応の検体１０と標識物質１２と
を分離して回収することも可能となる。

【００６５】また、上述の実施形態では、標識物質１２
の量を反応部位５Ｄにおいて測定するようにしている
が、検体１０及び標識物質１２の流通の完了後に、標識
物質１２を反応部位５Ｄから分離して回収し、この回収
した標識物質１２の量を測定するようにしても良い。標
識物質１２を反応部位５Ｄから分離するには、例えば、
標識物質１２に近似した物質を反応部位５Ｄ上に流し
て、この物質と標識物質１２とが置き換えられるように
すれば良い。或いは、競合物質１２Ａに近似した物質を
反応部位５Ｄ上に流して、競合物質１２Ａが標識物質１
２と一体にこの物質と置き換えられるようにしても良
い。

【００６６】このような態様が好ましい場合としては、
チップ基板２や膜状部材３等の材質が分光測定に適して
いないため、標識物質１２をチップ基板２から分離させ
る必要がある場合である。また、上述の実施形態では、
検体１０を流通させる流路５Ａの幅Ｗ_Aと、標識物質１
２を流通させる流路５Ｂの幅Ｗ_Bとを同じ長さに設定し
ているが、幅Ｗ_Aと幅Ｗ_Bとを異なる長さに設定して流路
５Ａと流路５Ｂとで流路断面積が異なるようにしても良
い。流路５Ａを流通する検体１０と流路５Ｂを流通する
標識物質１２との流量に大きな差がある場合には、この
ように流路５Ａと流路５Ｂとで異なる流路断面積に設定
するのが有効である。

【００６７】つまり、例えば、１００μＬの検体１０と
１μＬの標識物質１２とをそれぞれ流路５Ａ，５Ｂに流
通させて測定を行なう場合、検体１０と標識物質１２と
を均一に混合させることが精度良く測定を行なう上で重
要となる。そして、検体１０と標識物質１２とを所定の
割合で均一に混合させるためには、この場合には、検体
１０と標識物質１２とを単位時間当たりに１００：１の
割合で混合部位５Ｆに流入させる、即ち、流路５Ａにお
ける検体１０の単位時間当たりの流量（以下、これを流
速という）ＦAと、流路５Ｂにおける標識物質１２の流
速ＦBとの比を１００：１にすれば良い（ＦA／ＦB＝１
００／１）。

【００６８】本実施形態のように、流路５Ａの検体１０
と流路５Ｂの標識物質１２とを、１つの流通制御手段
（シリンジポンプ）７により合流部位５Ｆ側から吸引す
る場合には、特に、流路５Ａと流路５Ｂとで流路断面積
を同一にして、検体１０の流速ＦAと標識物質１２の流
速ＦBとに大きな差を設定することは技術的に困難であ
るが、流路５Ａの幅Ｗ_Aと流路５Ｂの幅Ｗ_Bとを異なる長
さに設定して、流路５Ａと流路５Ｂとで流路断面積が異
なるようにすることにより、検体１０の流速ＦAと標識
物質１２の流速ＦBとの比を１００：１にすることがで
きる。したがって、検体１０と標識物質１２との間で流
量に大きな差がある場合でも、検体１０と標識物質１２
とを所定の割合で均一に混合させて精度良く測定を行な
うことができるのである。

【００６９】これに対して、従来技術として上述したよ
うに、特異的結合物質の固定された反応部位を有する一
本の溝に、検体，標識物質をこの順に順次流通させる公
知技術では、検体中の測定対象物と標識物質とを効率的
に反応させて精度良く測定を行なうためには、検体，標
識物質が、反応部位と接触して反応しうる時間（＝検
体，標識物質が反応部位を通過する時間）を適切なもの
にそれぞれ設定することが重要となる。

【００７０】しかしながら、この従来技術において、特
に、例えば上記ケースと同じく１００μＬの検体と１μ
Ｌの標識物質とを使用して測定を行なう場合のように検
体の量と標識物質の量とに差があり、且つ、検体と標識
物質とについて反応部位での反応時間が同程度必要な場
合には、検体の流速ＦA′と標識物質の流速ＦB′とを異
なるものとする必要がある（この場合、ＦA′：ＦB′＝
１００：１）。

【００７１】例えばシリンジポンプのような流通制御手
段を設けることにより、この流通制御手段で検体の流速
と標識物質の流速とを個別に制御して、検体の流速Ｆ
A′と標識物質の流速ＦB′とを異なる値に設定すること
は可能であるが、本例のように、かかる流速差が大きい
場合には、１つの流通制御手段によりこのような広範囲
での流通制御は技術的に困難である。

【００７２】異なる流路間において、各流路の流路断面
積を互いに異なる面積とすることで、同一の流通制御手
段により各流路の流速を大きく異なる速度に制御するこ
とは一般的に行なわれていることであるが、この公知技
術では、検体及び標識物質の流路が共用であるため、当
然ながら、検体，標識物質のそれぞれについて流路断面
積を変更することはできない。勿論、検体の流通を制御
するのと標識物質の流通を制御するのとで異なる仕様の
流通制御手段を使用することにより、検体と標識物質と
を大きく異なる流速で制御することも可能であるが、２
種類の流通制御手段が必要となってコスト増加を招くた
め現実的ではない。

【００７３】したがって、本測定用チップでは、分岐し
た流路５Ａ，Ｂを有するので、測定に使用される検体１
０と標識物質１２との流量に大きな差がある場合でも、
測定を精度良く行なうことが可能なのである。なお、こ
こでは、流路５Ａ，５Ｂの深さは、いずれも膜状部材３
の厚みで決定されるため、流路幅Ｗ_A，Ｗ_Bを異なる長さ
で設定することにより流路５Ａ，５Ｂで流路断面積が異
なるようにしているが、流路をチップ基板２に直接設け
るような場合には、流路５Ａ，５Ｂにおいて、流路深さ
を異なる値で設定することにより流路断面積が異なるよ
うにしても良いし、勿論、流路深さ及び流路幅を共に異
なる値で設定しても良いし、流路幅だけを異なる値で設
定しても良い。

【００７４】或いは、反応流路５Ｃに対する流路５Ａの
傾斜角θ_Aと、反応流路５Ｃに対する流路５Ｂの傾斜角
θ_Bとを異なる角度に設定することにより、検体１０が
流路５Ａから反応流路５Ｃに流入する際に受ける抵抗
と、標識物質１２が流路５Ｂから反応流路５Ｃに流入す
る際に受ける抵抗とが異なるようにして、検体１０と標
識物質１２とで流速が異なるようにすることも可能であ
る。 （Ｂ）第２実施形態の説明 次に、本発明の第２実施形態としての測定対象物の測定
用チップ，測定対象物の測定装置及び測定対象物の測定
方法について説明する。図４及び図５は本実施形態の測
定対象物の測定用チップ，測定対象物の測定装置及び測
定対象物の測定方法について示す図である。なお、上述
した第１実施形態と同じ部材については同一の符号を付
し説明を省略する。

【００７５】本実施形態の測定用チップ２１は、図４
（Ａ），（Ｂ）に示すように、チップ基板２と、膜状部
材３と、インジェクションボード（被覆部材）６とを下
からこの順に積層／重合して構成されている。インジェ
クションボード６は、膜状部材３を介してチップ基板２
の表面２Ａを覆い、チップ基板２，膜状部材３及びイン
ジェクションボード６の間に閉断面形状の反応流路１５
が形成されるようになっている。

【００７６】チップ基板２は、ここでは、厚さ１ｍｍの
ポリメタクリル酸メチル（ｐＭＭＡ）の板を６０ｍｍ×
２０ｍｍに切断して製作されている。また、膜状部材３
には、厚さ２０μｍ（＝流路１５の深さ），幅１５ｍｍ
の市販の紙製両面テープが使用され、下方にはチップ基
板２が、上方にはインジェクションボード６がそれぞれ
接着されている。また、膜状部材３には、ここでは、幅
（＝流路幅）２ｍｍ×長さ（＝流路長さ）３０ｍｍの長
方形の孔部１４が貫設されており、膜状部材３をチップ
基板２に積載することにより、膜状部材３の孔部１４と
チップ基板２の表面２Ａとから溝部が形成され、さら
に、インジェクションボード６により、膜状部材３を介
してチップ基板２の表面２Ａを被覆させることにより、
インジェクションボード６と上記溝部とから閉断面形状
の反応流路１５が形成される。

【００７７】なお、膜状部材３の厚み（流路１５の深
さ）は、上述した第１実施形態と同様に、上限は、反応
効率の点から、４００μｍ以下、好ましくは２００μｍ
以下であり、下限は、製作の容易性や、底部に固定され
た特異的結合物質１３の厚みを考慮すると、０．１μｍ
以上にするのが一般的である。また、流路１５の幅は、
通常は、０．１μｍ以上、３ｍｍ以下、好ましくは、１
μｍ以上、１ｍｍ以下である。また、流路１５の長さ
は、通常は、１ｍｍ以上、１０００ｍｍ以下、好ましく
は、３ｍｍ以上、５００ｍｍ以下である。

【００７８】インジェクションボード６は、チップ基板
２と同じく、厚さ１ｍｍのポリメタクリル酸メチル（ｐ
ＭＭＡ）の板を６０ｍｍ×２０ｍｍに切断して製作され
ている。インジェクションボード６には、測定用チップ
１への積載時に、反応流路１５の上流端に連通するよう
に検体１０を注入するための注入口６Ｄが貫設され、同
様に、検体１０と標識物質１２との混合物を排出するた
めに排出口６Ｅが反応流路１５の下流端に連通するよう
に貫設されている。なお、注入口６Ｄ及び排出口６Ｅ
は、幅２ｍｍの反応流路１５にあわせて、直径２ｍｍに
形成されている。

【００７９】反応流路１５には、標識物質１２が配置さ
れた標識部位（混合部位）１５Ａが形成され、その下流
側に、特異的結合物質１３が固定された反応部位１５Ｂ
が形成されており、標識物質１２は第１実施形態と同様
に図３に示すように競合物質１２Ａと結合している。こ
れにより、反応流路１５を流通する検体１０は、まず、
図２に示すように標識部位１５Ａで、競合物質１２Ａと
結合した標識物質１２と混合される。その後、この混合
物は、反応部位１５Ｂに流入し、検体１０中の測定対象
物１１と標識物質１２（詳細には競合物質１２Ａ）と
が、反応部位１５Ｂに固定された特異的結合物質１３と
競合して結合するようになっている。

【００８０】反応部位１５Ｂを形成すべく特異的結合物
質１３をチップ基板２にスポッティングする方法及びチ
ップ基板２に固定する方法は、第１実施形態の反応部位
５Ｄにおける特異的結合物質１３のチップ基板２へのス
ポッティング方法／固定方法と同一である。また、標識
物質１２（競合物質１２Ａも含む）の反応流路１５への
スポッティングは、特異的結合物質１３のスポッティン
グ方法と同様で、例えば、スポイトによる滴下，インク
ジェットプリンタの原理を利用したノズル孔による噴射
又は滴下，先細状のピン先による塗布及びスタンプ等に
より行なわれる。また、標識物質１２は、検体１０が標
識部位１５Ａを流通する際に検体１０と混ざって下流側
の反応部位１５Ｂへと流れていかなければならないた
め、特異的結合物質１３とは異なり、チップ基板２には
比較的低い結合度で固定されている。固定化方法として
は、標識物質１２をチップ基板２に直接吸着させる方法
や、チップ基板２に他の物質をコーティングし、そのコ
ーティング膜に標識物質１２を吸着させる方法や、標識
物質１２を他の物質と混合して吸着させる方法がある。

【００８１】そして、本実施形態の測定装置は、図４
（Ａ）に示すように、このような測定用チップ２１と、
流路１５における検体１０や標識物質１２の流通を制御
するシリンジポンプ７と、反応部位１５Ｂに結合した標
識物質１２を測定する図示しない測定手段とをそなえて
構成される。本発明の第２実施形態としての測定対象物
の測定用チップ及び測定対象物の測定装置は、上述のよ
うに構成されているので、以下に示す手順（本発明の第
２実施形態としての測定対象物の測定方法）により測定
対象物の測定が行なわれる。

【００８２】先ず、Ａｇ−ＥｕＬＴＸを上述した第１実
施形態と同様に調整する。そして、図４（Ａ）におい
て、チップ基板２に膜状部材３を貼り合わせた後、チッ
プ基板２と膜状部材３とにより形成される反応流路１５
において、所定位置（ここでは、反応流路１５Ｃの下流
端から上流側に１０ｍｍ離隔した位置）に、抗タイロシ
ン抗体（マウス１ｇＧ）を、特異的結合物質１３として
２μＬだけスポッティングするとともに、所定位置（こ
こでは、反応流路１５Ｃの上流端から下流側に１０ｍｍ
離隔した位置）に、Ａｇ−ＥｕＬＴＸと１０％スクロー
ス溶液とを９：１の割合で混合した溶液を２μＬだけス
ポッティングする。そして、常温・常圧で３０分乾燥さ
せた後、さらに常温で真空乾燥を１５分間行なって、反
応流路１５に、標識部位１５Ａ及び反応部位１５Ｂを形
成する。

【００８３】そして、インジェクションボード６を膜状
部材３上に貼り合わせた後、検体１０として、タイロシ
ン標準品を２０μＬだけ注入口６Ｄから流路１５に滴下
する。次に、インジェクションボード６の排出口６Ｅに
接続されたシリンジポンプ７を作動させて、注入口６Ｄ
の検体１０を１０μＬ／分で吸引する。検体１０は、シ
リンジポンプ７により流通を制御されながら流路１５を
流通し、標識部位１５Ａで標識物質１２と接触すると検
体１０と標識物質１２とが混合される（ステップ１）。
そして、検体１０と標識物質１２との混合物が、反応部
位１５Ｂ上に移動すると、測定対象物１１と標識物質１
２とが競合して反応部位１５Ｂに固定された特異的結合
物質１３と結合する（ステップ２）。そして、検体１０
の流通が完了した後、流路１５に２０μＬの純水を流通
させて流路５を洗浄する。

【００８４】そして、図示しない測定装置により波長が
３６５ｎｍの紫外線を反応部位１５Ｂに照射して、反応
部位１５Ｂに結合した標識物質１２に起因する赤色の蛍
光量の測定を行ない、この蛍光量に基づいて標識物質１
２の濃度を介して検体１０中の測定対象物１１の濃度を
測定した（第３ステップ）。また、検体１０としてタイ
ロシン（測定対象物）を含まない溶液を使用して、上記
と同様の手順で測定を行なったところ、上記の測定より
も強い蛍光量が測定され、本測定の正当性が検証され
た。

【００８５】したがって、本実施形態の測定対象物の測
定用チップ，測定対象物の測定装置及び測定対象物の測
定方法によれば、以下のような利点がある。つまり、チ
ップ基板２とインジェクションボード６とを組み付ける
前は、未だ反応流路１５は開放状態であるため、反応流
路１５Ｃを形成する固相壁面（ここではチップ基板２の
所定個所）に標識物質１２（競合物質１２Ａを含む）及
び特異的結合物質１３を容易に固定できるという利点が
ある。

【００８６】また、シリンジポンプ７により、検体１０
及び標識物質１２の流速を所定流速に制御できるので、
検体１０の流速を測定に最適な流速にでき、反応時間を
短縮して測定を効率的に行なえるという利点がある。ま
た、検体１０の流通を停止させたり逆流させたりできる
ので、適宜に流通状態（流速，流通方向等）を制御で
き、測定の態様が広いという利点がある。さらに、流速
を適宜に調整できるので測定対象物１１の種類に応じて
シリンジポンプ７により流速を適宜に調整することによ
り、様々な種類の測定対象物１１を一つの仕様の測定用
チップにより測定できるという利点がある。

【００８７】そして、このように、標識物質１２及び特
異的結合物質１３の反応流路１５への固定化が容易であ
り、検体１０の流通を多様に制御できるので、測定対象
物１１，標識物質１２及び特異的結合物質１３の反応系
を高度に設計でき、また、多様に設定できるという利点
がある。さらに、流路１５は閉断面構造を有してキャピ
ラリとして機能するので、従来から広く使用・開発され
ているキャピラリを用いた測定方法における分析技術や
流路制御等の様々な技術をそのまま流用できるという利
点もある。

【００８８】また、上述したように、イムノクロマトグ
ラフやキャピラリを用いた技術では、流路の材質が限定
されてしまうが、本測定用チップ２１では、流路１５を
構成するチップ基板２，膜状部材３及びインジェクショ
ンボード６の材質を幅広く選択できるので、分光測定に
おける最適化が可能であるばかりでなく、例えば、表面
プラズモン共鳴のようなチップ基板２に対して表面膜処
理を必要とする検出系の使用や、チップ基板２に水晶振
動子のような検出素子の組み込みを実現できる。

【００８９】なお、上述の実施形態では、チップ基板２
に孔部１４が貫設された膜状部材３を貼り付けることに
よりチップ基板２上に反応流路１５を設けるようにして
いるが、膜状部材３を貼り付けずにチップ基板２に溝部
（流路）を直接形成するようにしても良い。このような
溝部の形成方法は、第１実施形態においてチップ基板２
に直接溝部を形成する手法と同様である。また、溝部の
深さも第１実施形態と同様で、上限は、反応効率の点か
ら、４００μｍ以下、好ましくは２００μｍ以下であ
り、下限は、加工の容易性や、底部に固定された特異的
結合物質１３の厚みを考慮すると、０．１μｍ以上にす
るのが一般的である。

【００９０】また、この場合も、流路１５の幅は、通常
は、０．１μｍ以上、３ｍｍ以下、好ましくは、１μｍ
以上、１ｍｍ以下である。また、流路１５の長さは、通
常は、１ｍｍ以上、１０００ｍｍ以下、好ましくは、３
ｍｍ以上、５００ｍｍ以下である。なお、流通制御手段
７は、上述した第１実施形態と同様にシリンジポンプに
限定されず、例えば、陽圧式ポンプ，陰圧式ポンプを使
用しても良い。或いは、流路１５の上流端及び下流端に
それぞれ電極を取り付け、これらの電極に異なる電圧を
かけることにより検体１０に電気浸透流を生じさせるよ
うにしても良い。

【００９１】又は、流通制御手段として、注入口６Ｄ及
び排出口６Ｅに電極を取り付けるとともに注入口６Ｄ及
び排出口６Ｅの周辺に金属をコーティングすることによ
り、流路１５の検体１０，標識物質１２及び競合物質１
２Ａに直流電場をかけてイオン（測定対象物１１，標識
物質１２及び競合物質１２Ａ）を電気泳動させるように
しても良い。この場合、検体１０の溶媒や標識物質１２
の溶媒の移動はないので、インジェクションボード６に
より流路１５を密閉する必要はない。したがって、イン
ジェクションボード６が不要となるので、測定用チップ
は上記チップ基板２及び膜状部材３から構成されること
となり、チップ基板２及び膜状部材３により形成される
溝（溝状の流路）が反応流路１５として機能する。

【００９２】又は、流通制御手段として、加熱装置を測
定用チップ２１に設け、この加熱装置により測定用チッ
プ２１に生じた温度勾配を利用して検体１０及び標識物
質１２を流通させるようにしても良い。或いは、これら
の方法を複数組み合わせて行なうようにしても良い。 （Ｃ）第３実施形態の説明 次に、本発明の第３実施形態としての測定対象物の測定
用チップ，測定対象物の測定装置及び測定対象物の測定
方法について説明する。図６は本実施形態の測定対象物
の測定用チップ，測定対象物の測定装置及び測定対象物
の測定方法について示す図である。なお、上述の各実施
形態で説明したものについては同一の符号を付しその説
明を省略する。また、図１についても流用して説明す
る。

【００９３】第１実施形態の測定用チップ１では、図２
に示すように、反応部位５Ｄに特異的結合物質１３が固
定され、第２流路５Ｂからは、競合物質１２Ａが結合さ
れた標識物質１２が注入されるようになっている。これ
に対し、図６に示すように、本実施形態の測定用チップ
１′では、反応部位５Ｄに競合物質１２Ａが固定され、
第２流路５Ｂからは、特異的結合物質１３が結合された
標識物質１２が注入されるようになっている。

【００９４】この他の測定用チップ及び測定装置の構成
は第１実施形態と同じく図１に示すように構成されてお
り、その説明を省略する。本発明の第３実施形態として
の測定対象物の測定用チップ及び測定対象物の測定装置
は、上述のように構成されているので、以下に示す手順
（本発明の第３実施形態としての測定対象物の測定方
法）により測定対象物の測定が行なわれる。

【００９５】最初に、特異的結合物質１３に結合した標
識物質１２の調整について説明する。標識物質１２と特
異的結合物質１３との合成物としては、ここでは、抗タ
イロシン抗体固定化ＥｕＬＴＸ（Ａｂ−ＥｕＬＴＸ）が
調整される。先ず、粒径０．２１μｍのＥｕ錯体を含む
ポリスチレン粒子（ＥｕＬＴＸ）を１％に調整し、１−
エチル−３（３−ジメチルアミノプロピル）−カルボジ
イミド塩酸塩（ＥＤＣ）を加えて１時間反応させた後、
未反応のＥＤＣを遠心にて除去し、抗タイロシン抗体溶
液を加えて１時間反応させる。そして、未反応の抗タイ
ロシン抗体を遠心にて除去し、ＢＳＡを加えて粒子を安
定化する。

【００９６】そして、３０分反応させた後に遠心して精
製水で洗浄を行なった後、０．０５％アジ化ナトリウム
液に分散させて、Ａｂ−ＥｕＬＴＸが調整される。次
に、図１（Ａ）において、チップ基板２に膜状部材３を
貼り合わせた後、チップ基板２と膜状部材３とにより形
成される反応流路５Ｃにおいて、予めＢＳＡに結合され
たタイロシンを競合物質１２Ａとして滴下し、常温・常
圧で３０分間乾燥させた後、さらに常温で真空乾燥を１
５分間行なって反応流路５Ｃに固定化し反応部位５Ｄを
形成する。

【００９７】そして、インジェクションボード６を膜状
部材３上に貼り合わせた後、検体１０として、タイロシ
ン標準品を１００μＬだけ注入口６Ａから流路５Ａに滴
下するとともに、Ａｂ−ＥｕＬＴＸを純水で１００倍に
希釈し、このＡｂ−ＥｕＬＴＸを１００μＬだけ注入口
６Ｂから流路５Ｂに滴下する。次に、インジェクション
ボード６の排出口６Ｃに接続されたシリンジポンプ７を
作動させて、注入口６Ａ，６Ｂの検体１０及びＡｂ−Ｅ
ｕＬＴＸを５０μＬ／分で吸引して反応流路５Ｃに向け
て流通させる。検体１０中の測定対象物１１とＡｂ−Ｅ
ｕＬＴＸ中の標識物質１２とは、合流部位５Ｆで混合さ
れ（ステップ１）、その後、反応部位５Ｄ上に移動し
て、標識物質１２の内の測定対象物１１と結合していな
いものが反応部位５Ｄに固定化された競合物質１２Ａと
結合する（ステップ２）。つまり、合流部位５Ｆ及び反
応部位５Ｄにおいて、標識物質１２に結合した特異的結
合物質１３に対し、測定対象物１１と競合物質１２Ａと
が競合して結合するのである。

【００９８】次に、上記手順と同じ手順により、各流路
５Ａ，５Ｂからそれぞれ１００μＬの純水を吸入して流
路５を洗浄し、図示しない測定装置により反応部位５Ｄ
に固定された標識物質１２の量が測定される。この測定
では、検体中の測定対象物濃度が低いほど、多くの競合
物質１２Ａが特異的結合物質１３を介して標識物質１２
と結合することとなる。つまり、検体中の測定対象物濃
度が低いほど、競合物質１２Ａを介して反応部位５Ｄに
固定される標識物質１２の量が多くなるのである。した
がって、第１実施形態と同様に、図３に示すように測定
対象物濃度Ｃが高いほど標識物質の検出シグナルのレベ
ルが低くなる。

【００９９】本実施形態によれば、第１実施形態と同様
の効果が得られる他、以下のような利点が得られる。つ
まり、本実施形態の検出チップ１′では、検体１０中の
測定対象物１１と標識体１２との反応（第１のステッ
プ，液相と液相との反応）、及び、測定対象物１１及び
標識体１２の複合体と、反応部位５Ｄに固定化された競
合物質１２Ａとの反応（第２のステップ，液相と固相と
の反応）が行なわれる。これに対し、特異的結合物質が
固定された反応部位を有する一本の溝に検体，標識物質
をこの順に順次流通させる上述の従来技術では、検体中
に含まれる測定対象物と反応部位に固定化された特異的
結合物質との反応（ステップ１，液相と固相との反
応）、及び、反応部位に固定化された特異的結合物質−
測定対象物の複合体と標識物質との反応（ステップ２，
液相と固相との反応）が行なわれる。

【０１００】即ち、かかる従来技術では、液相と固相と
の反応を２回行なわせなければならないのに対し、本発
明では、液相と固相との反応を１回行なわせるだけで良
い。液相と液相との反応は、液相と固相との反応よりも
反応速度が高く、したがって、本発明によれば、従来技
術に比べ、測定に要する時間を短縮して測定を効率的に
行なえるという利点がある。

【０１０１】（Ｄ）第４実施形態の説明 次に、本発明の第４実施形態としての測定対象物の測定
用チップ，測定対象物の測定装置及び測定対象物の測定
方法について説明する。図７は本実施形態の測定対象物
の測定用チップ，測定対象物の測定装置及び測定対象物
の測定方法について示す図である。また、上述の各実施
形態の説明に使用した図４を流用して説明する。

【０１０２】第２実施形態の測定用チップ２１では、図
５に示すように、競合物質１２Ａが結合された標識物質
１２が混合部位１５Ａに固定され、反応部位１５Ｂに測
定対象物１１が固定されている。これに対し、本実施形
態の測定用チップ２１′では、図７に示すように、特異
的結合物質１３と結合した標識物質１２が混合部位１５
Ａに固定され、反応部位１５Ｂに競合物質１２Ａが固定
されている。

【０１０３】この他の測定用チップ及び測定装置の構成
は、第２実施形態と同じく図４に示すように構成されて
おり、その説明を省略する。本発明の第４実施形態とし
ての測定対象物の測定用チップ及び測定対象物の測定装
置は、上述のように構成されているので、以下に示す手
順（本発明の第４実施形態としての測定対象物の測定方
法）により測定対象物の測定が行なわれる。

【０１０４】先ず、Ａｂ−ＥｕＬＴＸを上述した第３実
施形態と同様に調整する。そして、図４（Ａ）におい
て、チップ基板２に膜状部材３を貼り合わせた後、チッ
プ基板２と膜状部材３とにより形成される反応流路１５
において、所定位置（ここでは、反応流路１５Ｃの下流
端から上流側に１０ｍｍ離隔した位置）に、予めＢＳＡ
に結合されたタイロシンを、競合物質１２Ａとして２μ
Ｌだけスポッティングするとともに、所定位置（ここで
は、反応流路１５Ｃの上流端から下流側に１０ｍｍ離隔
した位置）に、Ａｂ−ＥｕＬＴＸと１０％スクロース溶
液とを９：１の割合で混合した溶液を２μＬだけスポッ
ティングする。そして、常温・常圧で３０分乾燥させた
後、さらに常温で真空乾燥を１５分間行なって、反応流
路１５に、標識部位１５Ａ及び反応部位１５Ｂを形成す
る。

【０１０５】そして、インジェクションボード６を膜状
部材３上に貼り合わせた後、検体１０として、タイロシ
ン標準品を２０μＬだけ注入口６Ｄから流路１５に滴下
する。次に、インジェクションボード６の排出口６Ｅに
接続されたシリンジポンプ７を作動させて、注入口６Ｄ
の検体１０を１０μＬ／分で吸引する。図７を参照して
説明すると、検体１０は、シリンジポンプ７により流通
を制御されながら流路１５を流通し、標識部位１５Ａで
標識物質１２と接触すると検体１０と標識物質１２とが
混合される（ステップ１）。そして、検体１０と標識物
質１２との混合物が、反応部位１５Ｂ上に移動すると、
標識物質１２の内の測定対象物１１と結合していないも
のが反応部位５Ｄに固定化された競合物質１２Ａと結合
する（ステップ２）。つまり、混合部位１５Ａ及び反応
部位１５Ｂにおいて、第３実施形態と同様に、標識物質
１２に結合した特異的結合物質１３に対し、測定対象物
１１と競合物質１２Ａとが競合して結合するのである。

【０１０６】そして、検体１０の流通が完了した後、流
路１５に２０μＬの純水を流通させて流路５を洗浄し、
図示しない測定装置により波長が３６５ｎｍの紫外線を
反応部位１５Ｂに照射して、反応部位１５Ｂに結合した
標識物質１２に起因する赤色の蛍光量の測定を行ない、
この蛍光量に基づいて標識物質１２の濃度を介して検体
１０中の測定対象物１１の濃度を測定した（第３ステッ
プ）。

【０１０７】また、検体１０としてタイロシン（測定対
象物）を含まない溶液を使用して、上記と同様の手順で
測定を行なったところ、上記の測定よりも強い蛍光量が
測定され、本測定の正当性が検証された。本実施形態で
はこのように測定が行なわれ、第２実施形態と同様の効
果が得られる。 （Ｅ）その他 なお、本発明の測定対象物の測定用チップ，測定対象物
の測定装置及び測定対象物の測定方法は上述した実施形
態に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変
形することが可能である。

【０１０８】例えば、上述の各実施形態では、反応部位
５Ｄ，１５Ｂはそれぞれ図１（Ａ）及び図４（Ａ）に示
すようにチップ基板２に設けられているが、反応部位５
Ｄ，１５Ｂは反応流路５Ｃ，１５を形成する固相壁面に
設けられていれば良く、図８（Ａ），（Ｂ）に示すよう
に反応部位５Ｄ，１５Ｂをインジェクションボード６に
設けても良い。このようにインジェクションボード６に
反応部位５Ｄ，１５Ｂを設けるのが好ましい場合として
は、例えば、流路５，１５を機械加工によりチップ基板
２に直接形成する場合である。つまり、この場合、チッ
プ基板２の素材として、抗体（第２の特異的結合物質）
の固定化効率にとらわれずに機械加工し易い素材（例え
ばｐＭＭＡ材）を選択でき、一方、インジェクションボ
ード６の素材に上記固定化効率の良いポリスチレンを選
択することが可能となるのである。

【０１０９】また、電気化学測定等を行なうべく特に何
らかの素子（例えば電極）をインジェクションボード６
に埋め込む場合は、このインジェクションボード６の構
造がより複雑になってしまわないように、また、素子の
集積度を上げるために、特異的結合物質１３は、チップ
基板２に固定化される（反応部位５Ｄ，１５がチップ基
板２に設けられる）のが望ましい。

【０１１０】同様に、上述の第２実施形態及び第４実施
形態では、標識部位１５Ａは図４（Ａ）に示すようにチ
ップ基板２に設けられているが、標識部位１５Ａは反応
流路１５を形成する固相壁面に設けられていれば良く、
図８（Ｂ）に示すようにインジェクションボード６に設
けても良い。また、上述の各実施形態では、チップ基板
２とインジェクションボード６との間に流路５を形成す
るにあたって、チップ基板２上に膜状部材３を使用して
（或いは直接に）溝５を形成した例を示したが、図９
（Ａ）に示すようにチップ基板２ではなくインジェクシ
ョンボード６に溝６ａを設けても良い。

【０１１１】このように溝６ａをインジェクションボー
ド６に形成するのが好ましい場合としては、例えば光学
的な観察をチップ基板２側から行なうべくチップ基板２
に透明度の高い石英を用いる場合である。つまり、石英
（チップ基板２）はエッチングや掘削等により溝を形成
するのが困難であるため、インジェクションボード６の
素材にエッチングや掘削等を行ないやすい樹脂材を使用
すればインジェクションボード６に溝６ａを容易に形成
できるのである。

【０１１２】いずれにしても、溝を、チップ基板２及び
インジェクションボード６のどちらに設けるかは、チッ
プ基板２及びインジェクションボード６の材質や測定系
等に併せて適宜選択されるものである。勿論、図９
（Ｂ）に示すようにチップ基板２及びインジェクション
ボード６にそれぞれ溝２ａ，６ａを設けるようにしても
良い。

【０１１３】また、測定対象物の測定装置として、測定
手段の出力結果を出力する印刷機やモニタ等のような測
定結果出力手段をさらにそなえて構成するようにしても
よい。また、上述の第１実施形態及び第３実施形態で
は、反応流路５Ｃに、特異的結合物質が固定化された反
応部位５Ｄを１箇所だけ設けた構成としているが、互い
に異なる種類の特異的結合物質が固定化された反応部位
を反応流路５Ｃに複数設けた構成としても良い。この場
合、これらの複数の反応部位を、チップ基板２及びイン
ジェクションボード６の何れか一方だけに設けるように
しても良いし、チップ基板２及びインジェクションボー
ド６の両方に設けるようにしても良い。

【０１１４】同様に、上述の第２実施形態及び第４実施
形態では、反応流路１５に、特異的結合物質が固定化さ
れた反応部位１５Ｂを１箇所だけ設けた構成としている
が、互いに異なる種類の特異的結合物質が固定化された
反応部位を反応流路１５に複数設けた構成としても良
い。この場合、各特異的結合物質に応じた標識物質が反
応流路１５に固定化されて複数又は単数の標識部位が形
成される。各標識部位は、対応する特異的結合物質が固
定化された反応部位よりも上流側に設けられる。この場
合、これらの複数の反応部位及び複数の標識部位を、チ
ップ基板２及びインジェクションボード６の何れか一方
だけに設けるようにしても良いし、チップ基板２及びイ
ンジェクションボード６の両方に設けるようにしても良
い。

【０１１５】また、上述の各実施形態の測定用チップ
１，１′，２１，２１′は、それぞれ１つの流路５，１
５をそなえて構成されているが、測定用チップを、標識
部位や反応部位等を有する流路５，１５のような流路を
複数そなえて構成しても良い。この場合、互いに異なる
形式の流路が混在する構成であっても良く、例えば図１
に示すＹ字の流路５や直線状の流路１５が１つのチップ
基板に混在する構成でも良い。

【０１１６】また、本発明の測定対象物の測定用チッ
プ，測定対象物の測定装置及び測定対象物の測定方法
は、生体由来の試料（例えば血液や体液）に含まれる測
定対象物を測定／検出する医療診断や、海・河川や大気
等に含まれる環境汚染物質を測定／検出する環境診断
や、各種研究に用いられる測定等に幅広く適用できるも
のである。

【０１１７】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１及び２記
載の本発明の測定対象物の測定用チップ及び請求項１０
記載の本発明の測定対象物の測定方法では、検体を第１
流路に流通させるとともに、測定対象物の競合物質と結
合した標識物質を第２流路に流通させ、検体と標識物質
とを反応流路で混合させる。この検体と標識物質との混
合物は反応部位に流入し、反応部位において、競合物質
を介して標識物質と測定対象物とが競合して特異的結合
物質と結合する。

【０１１８】したがって、検体の測定対象物濃度が高い
ほど反応部位に結合する標識物質の量が減少することと
なり、この関係を利用することにより反応部位に結合し
た標識物質について測定を行なうことで測定対象物に関
しての測定を行なえる。非競合法による測定では測定対
象物は複数の特異的結合物質と同時に結合する必要があ
ったが、本発明における測定では、測定対象物は１以上
の特異的結合物質と同時に結合できればよく、したがっ
て非競合法による測定よりも多種の特異的結合物質に関
する測定を行なえ、汎用性を拡大できるという利点があ
る。

【０１１９】さらに、検体と標識物質とを第１流路と第
２流路とにそれぞれ同時に流通させることにより、検体
と標識物質とを一つの流路に順次流通させるのに比べ測
定に要する時間を短縮でき、測定を効率的に行なえると
いう利点がある。また、特異的結合物質を反応流路に固
定して反応部位を設けるが、少なくとも製造中において
反応流路は外方が開放された状態となるので、この開放
部から反応流路に特異的結合物質を固定するのが容易に
なって、製作を簡便化できるという利点がある。また、
チップ基板の材質を広く選択できるので、分光測定にお
ける最適化を図って測定精度を向上させることができ、
さらに、チップ基板への種々の検出素子の組み込みが可
能となるという利点がある。

【０１２０】請求項３及び４記載の本発明の測定対象物
の測定用チップ及び請求項１０記載の本発明の測定対象
物の測定方法では、検体を第１流路に流通させるととも
に、特異的結合物質と結合した標識物質を第２流路に流
通させ、検体と標識物質とを特異的結合物質を介して反
応流路で反応させる。これにより、反応流路には、検体
中の測定対象物と標識物質との結合物と、測定対象物に
対して過剰に供給され測定対象物と結合しなかった標識
物質とが混在することとなり、そして、この混合液が反
応部位に流入すると、測定対象物と結合しなかった標識
物質だけが特異的結合物質を介して反応部位の競合物質
と結合する。

【０１２１】つまり、これは、反応流路において、標識
物質に結合した特異的結合物質に対し、競合物質と測定
対象物とが競合して結合することとなる。したがって、
請求項１記載の測定対象物の測定用チップ及び請求項２
記載の測定対象物の測定用チップと同様に測定対象物は
１以上の特異的結合物質と同時に結合できればよく、多
種の特異的結合物質に関する測定を行なえるようにな
り、汎用性を拡大できるという利点がある。

【０１２２】また、検体中の測定対象物と標識物質との
反応が液相同士の反応となり、液相同士の反応は、反応
速度が高く反応率も高いので、反応時間を短縮して測定
を効率的に行なえるという利点がある。さらに、検体と
標識物質とを第１流路と第２流路とにそれぞれ同時に流
通させることにより、検体と標識物質とを一つの流路に
順次流通させるのに比べ測定に要する時間を短縮でき、
この点からも測定を効率的に行なえるという利点があ
る。

【０１２３】また、競合物質を反応流路に固定して反応
部位を設けるが、少なくとも製造中において反応流路は
外方が開放された状態となるので、この開放部から反応
流路に競合物質を固定するのが容易になって、測定用チ
ップの製作を簡便化できるという利点がある。また、チ
ップ基板の材質を広く選択できるので、分光測定におけ
る最適化を図って測定精度を向上させることができ、さ
らに、チップ基板への種々の検出素子の組み込みが可能
となるという利点がある。

【０１２４】請求項５記載の本発明の測定対象物の測定
装置によれば、流通制御手段により、検体と標識物質の
流通を制御するので、検体及び標識物質の流速を、測定
に最適な流速にして測定を効率的に行なえるという利点
がある。また、適宜に流通状態（流速，流通方向等）を
制御でき、広い態様で測定を行なえるという利点があ
る。さらに、測定対象物の種類に応じて流通制御手段に
より流速を適宜に調整することにより、様々な種類の測
定対象物を一つの仕様の測定用チップにより測定でき、
汎用性を拡大できるという利点がある。

【０１２５】また、測定用チップの製作が容易であり、
且つ検体及び標識物質の流通を多様に制御できるので、
測定対象物，標識物質及び特異的結合物質の反応系を、
高度に設計でき、また、多様に設定できるという利点が
ある。請求項６〜９記載の本発明の測定対象物の測定装
置によれば、請求項１〜４記載の測定対象物の測定用チ
ップと同様に競合法により測定が行なわれるので、測定
対象物は１以上の特異的結合物質と同時に結合できれば
よく、多種の特異的結合物質に関する測定を行なえるよ
うになり、汎用性を拡大できるという利点がある。

【０１２６】また、流通制御手段により、検体の流通を
制御するので、検体の流速を、検体中の測定対象物，標
識物質，特異的結合物質及び競合物質の間の反応に最適
な流速にして測定を効率的に行なえ、また、適宜に流通
状態を制御できるので、広い態様で測定を行なえ、さら
に、様々な種類の測定対象物を一つの仕様の測定用チッ
プにより測定でき、汎用性を拡大できるという利点があ
る。

【０１２７】また、請求項５記載の測定対象物の測定装
置と同様に、測定用チップの製作が容易であり、且つ検
体及び標識物質の流通を多様に制御できるので、測定に
かかる反応系を、高度に設計でき、また、多様に設定で
きるという利点がある。請求項１１記載の本発明の測定
対象物の測定方法によれば、検体の流通を流通制御手段
により制御して、検体の流速を、検体中の測定対象物，
標識物質，特異的結合物質及び競合物質の間の反応に最
適なものとすることができるので、測定を効率的に行な
え、また、適宜に外部から流通状態を制御できるので、
広い態様で測定を行なえ、さらに、様々な種類の測定対
象物を一つの仕様の測定用チップにより測定でき、汎用
性を拡大できるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態及び第３実施形態として
の測定対象物の測定用チップ及び測定対象物の測定装置
について示す図であり、（Ａ）は測定用チップ及び測定
装置の構成を拡大して示す模式的な斜視分解図、（Ｂ）
はインジェクションボード（被覆部材）を外した状態の
測定用チップの構成を拡大して示す模式的な平面図であ
る。

【図２】本発明の第１実施形態としての測定対象物の測
定用チップ，測定対象物の測定装置及び測定対象物の測
定方法における測定原理を説明するための模式図であ
る。

【図３】本発明の測定対象物の測定用チップ，測定対象
物の測定装置及び測定対象物の測定方法にかかる検体中
の測定濃度と反応部位における標識物質の検出シグナル
との関係を示す図である。

【図４】本発明の第２実施形態及び第４実施形態として
の測定対象物の測定用チップ及び測定対象物の測定装置
について示す図であり、（Ａ）は測定用チップ及び測定
装置の構成を拡大して示す模式的な斜視分解図、（Ｂ）
はインジェクションボード（被覆部材）を外した状態の
測定用チップの構成を拡大して示す模式的な平面図であ
る。

【図５】本発明の第２実施形態としての測定対象物の測
定用チップ，測定対象物の測定装置及び測定対象物の測
定方法における測定原理を説明するための模式図であ
る。

【図６】本発明の第３実施形態としての測定対象物の測
定用チップ，測定対象物の測定装置及び測定対象物の測
定方法における測定原理を説明するための模式図であ
る。

【図７】本発明の第４実施形態としての測定対象物の測
定用チップ，測定対象物の測定装置及び測定対象物の測
定方法における測定原理を説明するための模式図であ
る。

【図８】（Ａ），（Ｂ）は本発明の他の実施形態として
の測定用チップの構成を拡大して示す模式的な斜視分解
図である。

【図９】（Ａ），（Ｂ）は本発明の他の実施形態として
の測定用チップにかかる流路の模式的な横断面図である
〔図１（Ｂ）のＸ−Ｘ断面及び図４（Ｂ）のＹ−Ｙ断面
に相当する図である〕。

【図１０】従来の非競合法の測定原理を説明するための
図である。

【符号の説明】

１，１′，２１，２１′ 測定用チップ ２ チップ基板 ２ａ，６ａ 溝 ２Ａ チップ基板の表面 ３ 膜状部材 ４，１４ 孔部 ４Ａ，４Ｂ 分岐部分 ４Ｃ 主要部分 ５ 流路 ５Ａ 第１流路 ５Ｂ 第２流路 ５Ｃ，１５ 反応流路 ５Ｄ，１５Ｂ 反応部位 ５Ｆ 合流部位（混合部位） ５Ｇ，５Ｈ 流路 ６ インジェクションボード（被覆部材） ６Ａ，６Ｂ，６Ｄ 注入口 ６Ｃ，６Ｅ 排出口 ７ シリンジポンプ（流通制御手段） ７Ａ シリコンチューブ ７Ｂ プレート １０ 検体 １１ 測定対象物 １２ 標識物質 １２Ａ 競合物質 １３ 特異的結合物質 １５Ａ 標識部位（混合部位）

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検体中の測定対象物を測定するための測
   定用チップであって、 チップ基板と、 該チップ基板上に設けられ該検体を流通させる溝状の第
   １流路と、 該チップ基板上に設けられ該測定対象物の競合物質に結
   合した標識物質を流通させる溝状の第２流路と、 該第１流路及び該第２流路が集合して該チップ基板上に
   形成される溝状の反応流路と、 該反応流路に設けられ該測定対象物と該競合物質とが競
   合して特異的に結合する特異的結合物質が固定された反
   応部位とをそなえて構成されていることを特徴とする、
   測定対象物の測定用チップ。
2. 【請求項２】 検体中の測定対象物を測定するための測
   定用チップであって、 チップ基板と、 該チップ基板を被覆する被覆部材と、 該チップ基板と該被覆部材との間に形成され、該検体を
   流通させる第１流路と、 該チップ基板と該被覆部材との間に形成され、該測定対
   象物の競合物質に結合した標識物質を流通させる第２流
   路と、 該チップ基板と該被覆部材との間に形成され、該第１流
   路及び該第２流路が集合して形成される反応流路と、 該反応流路に面して該チップ基板及び該被覆部材の少な
   くとも一方に設けられ、該測定対象物と該競合物質とが
   競合して特異的に結合する特異的結合物質が固定された
   反応部位とをそなえて構成されていることを特徴とす
   る、測定対象物の測定用チップ。
3. 【請求項３】 検体中の測定対象物を測定するための測
   定用チップであって、 チップ基板と、 該チップ基板上に設けられ該検体を流通させる溝状の第
   １流路と、 該チップ基板上に設けられ該測定対象物と該測定対象物
   の競合物質とが競合して特異的に結合する特異的結合物
   質に結合した標識物質を流通させる溝状の第２流路と、 該第１流路及び該第２流路が集合して該チップ基板上に
   形成される溝状の反応流路と、 該反応流路に設けられ該競合物質が固定された反応部位
   とをそなえて構成されていることを特徴とする、測定対
   象物の測定用チップ。
4. 【請求項４】 検体中の測定対象物を測定するための測
   定用チップであって、 チップ基板と、 該チップ基板を被覆する被覆部材と、 該チップ基板と該被覆部材との間に形成され、該検体を
   流通させる第１流路と、 該チップ基板と該被覆部材との間に形成され、該測定対
   象物と該測定対象物の競合物質とが競合して特異的に結
   合する特異的結合物質と結合した標識物質を流通させる
   第２流路と、 該チップ基板と該被覆部材との間に形成され、該第１流
   路及び該第２流路が集合して形成される反応流路と、 該反応流路に面して該チップ基板及び該被覆部材の少な
   くとも一方に設けられ、該競合物質が固定された反応部
   位とをそなえて構成されていることを特徴とする、測定
   対象物の測定用チップ。
5. 【請求項５】 請求項１〜４の何れかの項に記載の測定
   用チップと、 該測定用チップにおける該検体及び該標識物質の流通を
   制御する流通制御手段と、 該反応部位に結合した該標識物質に関する測定を行なう
   測定手段とをそなえて構成されていることを特徴とす
   る、測定対象物の測定装置。
6. 【請求項６】 検体が流通する測定用チップと、該測定
   用チップにおける該検体の流通を制御する流通制御手段
   と、測定手段とをそなえてなる測定対象物の測定装置で
   あって、 該測定用チップが、 チップ基板と、 該チップ基板に設けられ該検体を流通させる溝状の反応
   流路と、 該測定対象物の競合物質に結合した標識物質と該検体と
   を混合させるべく該反応流路内に設けられた混合部位
   と、 該反応流路内において該混合部位よりも該検体の流通方
   向下流側に設けられ該測定対象物と該競合物質とが競合
   して特異的に結合する特異的結合物質が固定された反応
   部位とをそなえて構成され、 該測定手段が、該反応部位に結合した該標識物質に関す
   る測定を行なうことを特徴とする、測定対象物の測定装
   置。
7. 【請求項７】 検体が流通する測定用チップと、該測定
   用チップにおける該検体の流通を制御する流通制御手段
   と、測定手段とをそなえてなる測定対象物の測定装置で
   あって、 該測定用チップが、 チップ基板と、 該チップ基板を被覆する被覆部材と、 該チップ基板と該被覆部材との間に形成され該検体を流
   通させる反応流路と、 該測定対象物の競合物質に結合した標識物質と該検体と
   を混合させるべく該反応流路に面して該チップ基板及び
   該被覆部材の少なくとも一方に設けられた混合部位と、 該混合部位よりも該検体の流通方向下流側において該反
   応流路に面して該チップ基板及び該被覆部材の少なくと
   も一方に設けられ、該測定対象物と該競合物質とが競合
   して特異的に結合する特異的結合物質が固定された反応
   部位とをそなえて構成され、 該測定手段が、該反応部位に結合した該標識物質に関す
   る測定を行なうことを特徴とする、測定対象物の測定装
   置。
8. 【請求項８】 検体が流通する測定用チップと、該測定
   用チップにおける該検体の流通を制御する流通制御手段
   と、測定手段とをそなえてなる測定対象物の測定装置で
   あって、 該測定用チップが、 チップ基板と、 該チップ基板に設けられ該検体を流通させる溝状の反応
   流路と、 該測定対象物と該測定対象物の競合物質とが競合して特
   異的に結合する特異的結合物質と結合した標識物質と、
   該検体とを混合させるべく該反応流路内に設けられた混
   合部位と、 該反応流路内において該混合部位よりも該検体の流通方
   向下流側に設けられ該該競合物質が固定された反応部位
   とをそなえて構成され、 該測定手段が、該反応部位に結合した該標識物質に関す
   る測定を行なうことを特徴とする、測定対象物の測定装
   置。
9. 【請求項９】 検体が流通する測定用チップと、該測定
   用チップにおける該検体の流通を制御する流通制御手段
   と、測定手段とをそなえてなる測定対象物の測定装置で
   あって、 該測定用チップが、 チップ基板と、 該チップ基板を被覆する被覆部材と、 該チップ基板と該被覆部材との間に形成され該検体を流
   通させる反応流路と、 該測定対象物と該測定対象物の競合物質とが競合して特
   異的に結合する特異的結合物質と結合した標識物質と、
   該検体とを混合させるべく該反応流路に面して該チップ
   基板及び該被覆部材の少なくとも一方に設けられた混合
   部位と、 該混合部位よりも該検体の流通方向下流側において該反
   応流路に面して該チップ基板及び該被覆部材の少なくと
   も一方に設けられ、該競合物質が固定された反応部位と
   をそなえて構成され、 該測定手段が、該反応部位に結合した該標識物質に関す
   る測定を行なうことを特徴とする、測定対象物の測定装
   置。
10. 【請求項１０】 請求項１〜４の何れかの項に記載の測
    定用チップを使用して測定対象物の測定を行なう、測定
    対象物の測定方法であって、 該検体を該第１流路に流通させると略同時に、該標識物
    質を該第２流路に流通させ、該反応流路において該検体
    と該標識物質とを混合させる第１のステップと、 該検体と該標識物質との混合物を該反応流路の該反応部
    位と接触させる第２のステップと、 該反応部位に結合した該標識物質に関する測定を行なう
    第３のステップとをそなえて構成されていることを特徴
    とする、測定対象物の測定方法。
11. 【請求項１１】 請求項６〜９の何れかの項に記載の測
    定対象物の測定用装置を使用して測定対象物の測定を行
    なう、測定対象物の測定方法であって、 該検体の流通状態を該流通制御手段により制御しながら
    該検体を該反応流路に流通させることにより、該反応流
    路に配置された該標識物質と該検体とを混合させる第１
    のステップと、 流通状態を該流通制御手段により制御された該検体と該
    標識物質との混合物を、該反応流路において該反応部位
    と接触させる第２のステップと、 該反応部位に結合した該標識物質を測定する第３のステ
    ップとをそなえて構成されていることを特徴とする、測
    定対象物の測定方法。