JP2010117308A

JP2010117308A - 気相における蛍光消光性物質の検知方法

Info

Publication number: JP2010117308A
Application number: JP2008292155A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Iwanaga; 宏岩永
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2008-11-14
Filing date: 2008-11-14
Publication date: 2010-05-27

Abstract

【課題】非特異吸着によるノイズの影響を受けにくく簡便であることを特徴とする蛍光消光性物質を気相において検知する方法を提供すること。
【解決手段】蛍光消光性物質を気相において検知する方法において、該蛍光消光性物質に対して相互作用する分子と該蛍光消光性物質により消光する蛍光成分との結合物を固定化した基板に、上記蛍光消光性物質を気相中において接触させ、蛍光消光を測定することを含む、上記の方法。
【選択図】なし

Description

本発明は、気相における蛍光消光性物質の検知方法、並びに上記検知方法を行うための気相センサーに関する。

蛍光消光イムノアッセイとは、蛍光消光性物質に対して相互作用する分子と、該蛍光消光性物質により消光する蛍光成分との結合物に対して、当該蛍光消光性物質を接触させて、蛍光消光を測定することによって蛍光消光性物質を分析する方法であり、例えば、特許文献１、非特許文献1及び２に記載されている。しかし、これらの文献に記載の方法は、液相での抗原抗体反応を利用したものである、気相での抗原抗体反応に関するものではない。

また、非特許文献３には、表面弾性波(SAWS)を用いた気相でのセンシング方法が記載されているが、この方法は、蛍光標識固定化抗体に消光剤を接触させる方法とは原理が異なる。

さらに、特許文献２には、検出すべきプローブ分子を固定化した固相担体を用いて蛍光検出する方法において、消光剤を用いてバックグラウンドを低減することを特徴とする方法が記載されている。特許文献２の方法は、ＤＮＡマイクロアレイのバックグラウンドを低減することを目的としたものであり、蛍光消光性物質を検知する方法に関するものではない。

一方、空気中に存在する消光性抗原をモニターする場合には、溶液や分散液を介して評価する必要があり、精度及び簡便性が乏しいという問題があった。また、非特異的吸着成分の影響を受けやすく、ノイズが増大するという問題もあった。さらに、特殊なピエゾ基板に抗体を固定化する必要があり、手間及びコストがかかるという問題もあった。

J.Phys.Chem.B,109,19604(2005) JACS,127,6744(2005) Anal.Chem.Acta,217,111(1989) 特開２００２−３６５２８９号公報特開２００３−８４００２号公報

本発明は、上記した従来技術の問題点を解消することを解決すべき課題とした。即ち、本発明は、非特異吸着によるノイズの影響を受けにくく簡便であることを特徴とする蛍光消光性物質を気相において検知する方法、並びに上記方法で用いるための気相センサーを提供することを解決すべき課題とした。

本発明者らは上記課題を解決するために鋭意検討した結果、均一反応系である液相で行われている蛍光消光アッセイを気相系に適用することを試みた結果、意外にも、蛍光消光の測定によって２種類の分子間の相互作用を気相において検知できることを見出した。本発明はこれらの知見に基づいて完成したものである。

即ち、本発明によれば、蛍光消光性物質を気相において検知する方法において、該蛍光消光性物質に対して相互作用する分子と該蛍光消光性物質により消光する蛍光成分との結合物を固定化した基板に、上記蛍光消光性物質を気相中において接触させ、蛍光消光を測定することを含む、上記の方法が提供される。

好ましくは、蛍光消光性物質に対して相互作用する分子は、該蛍光消光性物質に対する抗体である。
好ましくは、蛍光消光性物質により消光する蛍光成分は、Ｅｕ３＋クリプテート、アロフィコシアニン、シアン蛍光タンパク（ＣＦＰ）、黄色蛍光タンパク（ＹＦＰ）、フルオロセインイソチアシアネート（ＦＩＴＣ）、テトラメチルローダミンイソチオシアネート（ＴＲＩＴＣ）、Ｒ−フィコエトリン（Ｒ−ＰＥ）、Ｃｙ３、又はＣｙ５のいずれかである。

好ましくは、蛍光消光性物質のエアロゾルを、気相中において基板に接触させる。
好ましくは、蛍光消光性物質を含む気体を、一定の風量の下で基板に接触させる。

さらに本発明によれば、蛍光消光性物質に対して相互作用する分子と該蛍光消光性物質により消光する蛍光成分との結合物を固定化した気体透過性基板からなる、上記した本発明の方法で用いるための気相センサーが提供される。
好ましくは、上記気体透過性基板は、繊維である。

本発明によれば、非特異吸着によるノイズの影響を受けにくく簡便であることを特徴とする蛍光消光性物質を気相において検知する方法、並びに上記方法で用いるための気相センサーを提供することが可能になった。さらに本発明によれば、気相での評価を行った後に、さらに液相での競合反応を行うことより、蛍光消光性物質と、該蛍光消光性物質に対して相互作用する分子との相互作用を再確認することもできる。

以下、本発明についてさらに詳細に説明する。
本発明は、蛍光消光性物質を気相において検知する方法において、該蛍光消光性物質に対して相互作用する分子と該蛍光消光性物質により消光する蛍光成分との結合物を固定化した基板に、上記蛍光消光性物質を気相中において接触させ、蛍光消光を測定することを含む、上記の方法に関するものである。本発明の原理の模式図を図１に示す。

従来の蛍光消光イムノアッセイは液相で行う方法であるが、本発明においては、所定の流量の気流（蛍光消光性物質が含まれる）を基板に接触させることにより、定量的及び定性的なセンシングが可能である。本発明では、蛍光消光性物質を気相において検知するため、気相中の蛍光消光性物質をそのまま直接センシングすることができる。これに対し、従来の液相での評価を行う場合は、手間がかかり、バッチ式となるため連続測定ができず、迅速性にも劣るという問題がある。即ち、液相での評価を行う場合は、エアロゾルをインピンジャーなどで液中に回収した後、蛍光標識固定化マイクロプレートに注入し、蛍光消光を測定するという操作が必要であるが、これに対して本発明では、回収試料の蛍光消光の測定を行うのみで蛍光消光性物質を測定することができる、飽和するまで継続的に測定することが可能である。

さらに、本発明では、蛍光消光性物質を含む気体を、一定の風量の下で基板に接触させることが好ましい。これにより、蛍光標識抗体を担持した面に対して気体通過量を均一とすることができる。具体的には、例えば、気体透過性基板上に標識抗体を均一担持させ、図２のように円筒状に導入した気流を面垂直方向に通過させることができる。

本発明においては、蛍光消光性物質に対して相互作用する分子を用いる。蛍光消光性物質と、蛍光消光性物質に対して相互作用する分子の組み合わせとしては、特に限定されないが、例えば、抗原と抗体、アビジンとビオチン、酵素と基質、ホストとゲスト、錯体と金属などを挙げることができる。上記の中でも特に好ましくは、抗原と抗体である。なお、上記において、蛍光消光性物質は、抗原と抗体の何れでもよく、アビジンとビオチンの何れでもよく、酵素と基質の何れでもよく、ホストとゲストの何れでもよく、錯体と金属の何れでもよい。

蛍光消光性物質、又は消光性物質に対して相互作用する分子が、抗原である場合、抗原の種類は、蛍光消光性を有する限り特に限定されないが、例えば、爆薬（ＴＮＴ（トリニトロトルエン）、ピクリン酸（２，４，６−トリニトロフェノール）、ニトロ化合物など）、殺虫剤・農薬（パラチオン、マラチオンなど）、細菌（ブドウ球菌、ミクロコッカス属、炭疽菌、セレウス菌、枯草菌、アクネ菌、緑膿菌、セラチア菌、セパチア菌、肺炎球菌、レジオネラ菌、結核菌など）、カビ（酵母、アスペルギルス、ペニシリウス、クラドスポリウムなど）、ウイルス（インフルエンザウイルス、アデノウイルス、コロナウイルス、ライノウイルス、ノロウイルスなど）、アレルゲン（花粉、ダニアレルゲン、カビ胞子、ネコアレルゲンなど）、ハプテン（ベロ毒素・マイトトキシン・シガトキシン・ペニシリンなどの生物毒素、煙草の煙・煤塵・自動車排気ガスなどに含まれるベンゾピレン類、ダイオキシン類、ステロイド、医薬品、麻薬、毒ガス、香料等におい物質など）などを挙げることができる。また、抗体としては、上記抗原を認識して結合できる抗体を用いることができるが、抗体の詳細については、本明細書中において後述する。

蛍光消光性物質に対して相互作用する分子には、該蛍光消光性物質により消光する蛍光成分が標識されている。本発明で用いる蛍光成分は、蛍光消光性物質により消光するものであれば特に限定されないが、例えば、Ｅｕ³⁺クリプテート、アロフィコシアニン（ＡＰＣ）、ＣＦＰ、ＹＦＰ、Ｒ−フィコエトリン（Ｒ−ＰＥ）、Ｃｙ３／Ｃｙ５（Ｃｙａｎｉｎｅ系）、アニリノナフタレンスルホン酸類（ＡＮＳ、ＭＡＮＳ、ＴＮＳなど）、アミノナフタレン類（ＤＮＳ−Ｃｌ、ＩＡＥＤＡＮＳなど）、ピレン、スチルベン、クマリン誘導体（ＤＡＣＭ、ＤＣＩＡなど）、ＮＢＤ（ｎｉｔｒｏｂｅｎｚｏ−２−ｏｘａ−１，３−ｄｉａｚｏｌｅ）、フルオロセイン誘導体（フルオロセインイソチオシアネート（ＦＩＴＣ）など）、エオシン、エリスロシン、ローダミン誘導体（テトラメチルローダミン，テトラメチルローダミンイソチオシアネート（ＴＲＩＴＣ）など）、ＢＯＤＩＰＹ誘導体、アントラセン誘導体、ベンゾフラン誘導体、プルフィリン誘導体、ＡｌｅｘａＦｌｕｏｒ、ＤｙＬｉｇｈｔ、ＨｉＬｙｔｅＦｌｕｏｒ、Ｏｙｓｔｅｒ、ＭｅｇａＳｔｏｋｅｓＤｙｅ、ＩＲＤｙｅ蛍光色素などを挙げることができる。

本発明では、蛍光消光性物質に対して相互作用する分子と該蛍光消光性物質により消光する蛍光成分との結合物を固定化した基板に、上記蛍光消光性物質を気相中において接触させ、蛍光消光を測定することによって、蛍光消光性物質を気相において検知することができる。

蛍光消光の測定は常法により行うことができ、例えば、市販の蛍光測定装置を用いて行うことができる。使用する蛍光装置としては光学的な定量性が確保されれば、蛍光スキャナ、CCDカメラタイプイメージャー、マイクロタイタープレートリーダーなど様々な検出機器が使用可能であるが、マイクロタイタープレートリーダーの使用が望ましい。さらにバックグラウンンドの影響を除くため、時間分解蛍光検出機能がついた装置を用いることもできる。

本発明によればさらに、蛍光消光性物質に対して相互作用する分子と該蛍光消光性物質により消光する蛍光成分との結合物を固定化した気体透過性基板からなる気相センサーが提供される。気体透過性基板の種類は、気相センサーの用途に応じて適宜選択することができ、例えば、空気中の対象物質モニターする場合（室内換気効率モニター、塵埃落下テスト、気流モニターなど）には、気体透過性基板として不織布などを用いることができ、エアフィルターの性能試験を行う場合には、捕捉対象物質のサイズや吸着性に応じた多孔質基材を用いることができ、高濃度系（ｐｐｍオーダー以上）の検出を行う場合には、メッシュ基材を用いることができ、定量を行う場合には、活性炭など吸着性多孔質基材を用いることができる。

本発明において用いる気体透過性基材としては、繊維が好ましい。本発明で用いる繊維の主たる繊維としては、セルロースエステル、ビニロン、アクリル系、ポリウレタンのうち少なくとも１種類を主成分とする繊維が好ましい。

本発明におけるセルロースエステルとは、セルロースの水酸基を有機酸でエステル化されているセルロース誘導体を指す。エステル化に用いる有機酸は、例えば酢酸・プロピオン酸・酪酸などの脂肪カルボン酸、安息香酸・サリチル酸などの芳香族カルボン酸などがある。単独もしくは併用したものであってもよい。セルロースの水酸基のエステル基置換率について特に制限はないが、６０％以上であることが好ましい。

本発明における繊維径1μm以下の微細繊維集合体を形成する主たる材料の群のなかでは、セルロースアシレート繊維が望ましい。セルロースアシレートは、セルロースの水酸基を構成する水素原子の一部または全部がアシル基で置換されているセルロースエステルを指す。アシル基としては、アセチル基、プロピオニル基、およびブチリル基など挙げられる。これらの基は1種のみが置換されて構成されていてもよいし、２種以上のアシル基が混合置換されていてもよい。アシル基置換度の総和は、好ましくは2.0〜３．０であり、より好ましくは2.1〜２．８であり、特に好ましくは２．２〜２．７である。なかでも、この置換度を満たすセルロースアセテート、セルロースアセテートプロピオネート、又はセルロースアセテートブチレートのいずれかであることが好ましく、セルロースアセテートであることが最も好ましい。一般にセルロースアシレートは、エステル化度によって溶剤が異なることが知られているが、あらかじめエステル化率の高いセルロースアシレートで繊維径1μm以下の微細繊維集合体を作製したのちに、アルカリ加水分解処理等を行って表面を親水化してもよい。

セルロースアシレート繊維のみでも十分に実用的な基板を形成することが可能であるが、強度や寸度安定性をさらに向上させる等の目的で、ポリエステル系繊維・ポリオレフィン系繊維・ポリアミド系繊維・アクリル系繊維等との混紡繊維により繊維径1μm以下の微細繊維集合体を形成してもよい。混紡繊維を用いる場合には、セルロースアシレート繊維の質量分率は５０％以上であることが望ましく、７０％以上であることがさらに望ましい。

本発明における繊維径1μm以下の微細繊維集合体を形成する主たる材料の群のなかでは、ポリアミド繊維であることも望ましい。

本発明におけるポリアミドとは、化学構造単位にアミド結合を有する線状高分子からなる繊維を指す。

ポリアミドの中でも、エチレンジアミン、１−メチルエチレンジアミン、１，３−プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなどの脂肪族ジアミンと、マロン酸、コハク酸、アジピン酸などの脂肪族ジカルボン酸との結合体である直鎖型脂肪族ポリアミドが好ましい。特に、ナイロン６６が好ましい。

前記のジアミンおよびジカルボン酸以外にも、ε−カプロラクタムやラウロラクタム等のラクタム類、アミノカプロン酸、アミノウンデカン酸等のアミノカルボン酸類、パラ−アミノメチル安息香酸等を単独または共重合成分として用いた脂肪族ポリアミドを用いることもできる。特に、ε−カプロラクタムの単独使用で製造されるナイロン６が好ましい。

これらの他に、原料の脂肪族ジアミンとして一部または全部をシクロヘキサンジアミン、１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサン、１、４−ビス（アミノメチル）シクロヘキサンなどの脂環式ジアミンを用いた脂肪族ポリアミド、および／または、ジカルボン酸として一部または全部を１，４−シクロヘキサンジカルボン酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、ヘキサヒドロイソフタル酸などの脂環式ジカルボン酸を用いた脂肪族ポリアミドであってもよい。

更に、脂肪族パラキシリレンジアミン（ＰＸＤＡ）やメタキシリレンジアミン（ＭＸＤＡ）などの芳香族ジアミン、テレフタル酸などの芳香族ジカルボン酸を部分的な原料として用いて、吸水性の低減や弾性率向上を実現したポリアミドも含まれる。また、ポリアクリル酸アミド、ポリ（Ｎ−メチルアクリル酸アミド）、ポリ（Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリル酸アミド）などのような側鎖にアミド結合を有するポリマーであってもよい。

ポリアミドの中で最も望ましいのは、ナイロン６６またはナイロン６である。アミド結合に由来する適度な吸湿性、適度な長さの長鎖脂肪酸からなる分子鎖を繊維軸配向させやすく比較的延伸性が高いこと、融解熱が高く熱容量が大きいことから動力学的にも速度論的にも溶融しにくい（耐溶融性）、長鎖脂肪鎖からなる分子鎖の可とう性や、アミド結合間の水素結合形成のためにフィブリル化やキンクバンドが生じにくい性質、すなわち繰返し屈伸性など、本発明の基板として好ましい性能を活用することができるためである。

化学構造単位中のアミド結合が、主鎖ではなく側鎖に有するポリアミドも好ましく用いることができる。ポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）、ポリ（Ｎ，Ｎ‘−ジメチルアクリルアミド）、ポリ（Ｎ−ヘキシルアクリルアミド）などのポリアクリルアミドを挙げることができる。一般に側鎖にアミド結合を有するポリマーは親水性が高く膨潤・変形しやすいため、ゲル化現象を利用して物理架橋体を形成させたり、アルキル基を導入させたりするなどの方法により疎水化することが望ましい。

同様に強度や寸度安定性を向上させる目的で、基板を金属・高分子材料・セラミックス等の他の適切な構造材料により補強してもよい。これらの補強材は、基板を供給する側面の実質的な最表面以外の部分（例えば、該側面の反対面や芯材に用いる等）に用いることが望ましい。

本発明におけるビニロンとは、ビニルアルコール単位を６５質量％以上含む線状高分子からなり、温度２０℃湿度６５％の環境に１週間以上放置した後の水分率が７％未満である繊維を指す。ビニルアルコールの水酸基をホルマール化したものであってもよいが、水酸基をホウ酸架橋したポリマーや、公知のアルカリ紡糸法や冷却ゲル紡糸法などの方法により耐水化処理が施された非ホルマール化繊維であってもよい。ビニルアルコール単位以外の成分としてはエチレン鎖、酢酸ビニル鎖などが含まれていてもよいが、ビニルアルコール単体から形成される繊維であることが好ましい。さらに、均質で高配向度・高結晶化度であるために、優れた機械的特性と信頼性が得られるという点で、冷却ゲル紡糸による非ホルマール化繊維であることが最も望ましい。

ビニロンは一般に、他の繊維に対して、高強度、高弾性率、適度な親水性、耐候性、耐薬品性、接着性などに優れており、本発明の基板としてこれらの好ましい性能を活用することができる。

本発明におけるアクリル系とは、アクリロニトリル基の繰返し単位が質量比で４０％以上含む繊維を指し、例えば、アクリロニトリルのホモポリマーや、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、酢酸ビニルなどの非イオン性モノマーとアクリルニトリルのコポリマー、ビニルベンゼンスルホン酸、アリルスルホン酸などのアニオン性モノマーとアクリロニトリルのコポリマー、あるいは、ビニルピリジン、メチルビニルピリジンなどのカチオン性モノマーとアクリロニトリルのコポリマーなどの例がある。アクリロニトリルとミルクカゼインから形成されるいわゆるプロミックス繊維も本カテゴリーに包含される。

アクリル系の繊維は一般に、有機系湿式紡糸法で製造することが多い。この方法では、紡糸原液が凝固浴中で凝固糸を形成するときに、凝固剤である水がノズルより紡出される紡糸原液中に浸入する一方で、紡糸溶剤が紡出した原液から外部に拡散し、このとき、水と有機溶剤（ＤＭＦ、ＤＭＡｃなど）が相互拡散することで重合体が析出して無数の空洞が網目状につながった構造をもつ凝固糸条が形成される。また、凝固過程で溶剤が凝固浴中に拡散することによる体積収縮により形成される繊維断面の変形や表面のマクロフィブリル構造形成による凹凸形成が特徴である。これらの微細構造は本発明で使用する基板の構造としては、比表面積向上や抗体担持のし易さの点で好ましい。

本発明で用いるアクリル系繊維は、原料ポリマーの組成や紡糸法、製造工程内の後処理条件などにより変動するが、一般に、適度な親水性、耐候性が高い、かさ高い繊維が得られやすいという利点がある。

本発明で用いるポリウレタンは、単量体相互の結合部分または基本となる基材重合体相互の結合部分が主としてウレタン結合による線状合成高分子からなる繊維を指す。ポリウレタンセグメントを質量比で８５％以上含むことが望ましい。低融点で柔らかい分子量数千までのソフトセグメントと、剛直性で凝集力の高い高融点のハードセグメントからなるセグメント化ポリウレタンのブロック共重合であることが望ましい。ソフトセグメントとしては、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコールなどのポリエーテル、ハードセグメントとしては、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、m-キシレンジイソシアネートなどで形成されるウレタン基を用いることができる。ポリウレタンは一般に高い弾性を示すのが特徴で、両セグメントの化学構造や分布など高分子鎖の一時構造の違いや、製糸条件の違いなどからくる二次構造の違いによって異なるが、よく伸びる、伸縮回復力が高い、ゴム材料に比べて老化しにくい・細い繊維が得られるなどの特徴があり、本発明の基板として用いた場合にもこれらの性質を活用することができる。

基板を構成する繊維の機械的物性ならびに寸法安定性については、乾燥時伸度が２５％以上であることが望ましい。ここで乾燥時伸度とは、十分に長い時間かけて乾燥した繊維の２０℃における引張試験における破断伸度をさす。一般に乾燥時伸度が１０％以上で製布等の加工に適することが、フィルター加工及び実用時の破壊（ろ過効率の低下につながる）を防止するには２５％以上であることが好ましく、３０％以上であることがより好ましく、３５％以上であることが最も好ましい。

本発明に用いられる繊維の作製法としては、溶融紡糸、湿式紡糸、乾式紡糸、湿乾式紡糸など一般的な製造法や、物理的処理（例えば超高圧ホモジナイザーによる強力な機械的せん断処理）によって繊維を微細化する方法などが挙げられるが、安定な品質を確保するためには、乾式紡糸もしくは湿乾式紡糸法を用いることが好ましい。平均繊維径が１００ｎｍ以下で均一な繊維を作製するためには、さらに加工技術、2005年、40巻、No.2、101頁、および167頁；Polymer International誌、1995年、36巻、195〜201頁；Polymer Preprints誌、2000年、41(2)号、1193頁；Journal of Macromolecular Science : Physics誌、1997年、B36、169頁などに開示されている電界紡糸法を採用することが好ましい。

紡糸に用いる溶媒としては、塩化メチレン、クロロホルム、ジクロロエタンなどの塩素系溶媒、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドンなどのアミド系溶媒、アセトン、エチルメチルケトン、メチルイソプロピルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン系溶媒、ＴＨＦ、ジエチルエーテルなどのエーテル系溶媒、メタノール、エタノール、イソプロパノールなどのアルコール系溶媒など、合成樹脂繊維に用いられる樹脂を溶解するものであれば何でも用いることができる。これらの溶媒は単独で用いてもよいし、複数種混合して用いてもよい。

電界紡糸法を採用する場合には樹脂溶液に、さらに塩化リチウム、臭化リチウム、塩化カリウム、塩化ナトリウムなどの塩を添加してもよい。

本発明の基板を構成する繊維同士は部分的に接着することにより三次元ネットワークを形成している構造をもつことが望ましい。かような構造をとることにより、加工ならびに実用上の機械的耐性の向上、ひいては気相センサーの信頼性をあげることができる。また本発明の抗体の保持特性を上げることができる。繊維同士の接着はＳＥＭ等の方法で観察することができる。繊維同士の接着点の密度は、該気相センサーの投影表面積に対して１ｍｍ角辺り１０箇所以上存在することが好ましく、１００箇所以上であることがより好ましい。

接着点を形成する方法としては、乾式紡糸法で形成される癒着や溶融紡糸法で形成される融着点で形成してもよいし、紡糸後に加熱や、接着剤・可塑化溶剤等の添加による接着点形成処理を行ってもよい。製造コストの観点では適切な溶液処方により乾式紡糸法で癒着点を形成させることが好ましい。

本発明において好ましくは、蛍光消光性物質に対して相互作用する分子として、該蛍光消光性物質に対する抗体を用いることができる。本発明に用いられる抗体は、特定の蛍光消光性物質（抗原）に対して特異的に反応（抗原抗体反応）するタンパク質であり、分子サイズが７〜８ｎｍであって、Ｙ字状の分子形態を有する。抗体のＹ字状分子構造のうち、一対の枝部分をＦａｂ、幹部分をＦｃといい、これらのうち、Ｆａｂの部分で抗原を捕捉する。

前記抗体の種類は、捕捉しうる抗原（蛍光消光性物質）の種類に対応する。
前記抗体の製造方法としては、例えば、ヤギ、ウマ、ヒツジ、ダチョウ、ウサギ等の動物に抗原を投与し、その血液からポリクローナル抗体を精製する方法、抗原を投与した動物の脾臓細胞と培養癌細胞とを細胞融合し、その培養液または融合細胞を植え込んだ動物の体液（腹水等）からモノクローナル抗体を精製する方法、抗体産生遺伝子を導入した遺伝子組み換え細菌、植物細胞、動物細胞の培養液から抗体を精製する方法、ニワトリに抗原を投与して免疫卵を産ませ、卵黄液を殺菌及び噴霧乾燥して得た卵黄粉末から鶏卵抗体を精製する方法を挙げることができる。これらのうちでも、鶏卵から抗体を得る方法は、容易にかつ大量に抗体が得られ、低コスト化を図ることができる。

本発明に用いられる抗体は鶏卵抗体あるいはダチョウ抗体であることが好ましい。

本発明における基板には、抗菌剤を含有するコーティングを行うなどの抗菌加工及び／または防カビ剤を含有するコーティングを行うなどの抗カビ加工が施されていることが望ましい。抗体は、基本的にはタンパク質であり、特に鶏卵抗体は食物であり、また抗体以外のタンパク質を伴う場合もあり、それらは細菌やカビが増殖するための格好の餌となるが、基板に抗菌加工及び／または防カビ加工が施されていれば、かかる細菌やカビの増殖が抑制され、長期間の保管を行うことができる。

抗菌／防カビ剤としては、有機シリコン第４級アンモニウム塩系、有機第４級アンモニウム塩系、ビグアナイド系、ポリフェノール系、キトサン、銀担持コロイダルシリカ、ゼオライト担持銀系などが挙げられる。そして、その加工法としては、繊維からなる基板に抗菌／防カビ剤を含浸させるまたは塗布する後加工法や、基板を構成する繊維の合成段階で抗菌／防カビ剤を練り込む原糸原綿改質法などがある。

前記基板に抗体を固定化する方法としては、基板をγ−アミノプロピルトリエトキシシランなどを用いてシラン化した後、グルタールアルデヒドなどで基板表面にアルデヒド基を導入し、アルデヒド基と抗体とを共有結合させる方法、未処理の基板を抗体の水溶液中に浸漬してイオン結合により抗体を基板に固定化する方法、特定の官能基を有する基板にアルデヒド基を導入し、アルデヒド基と抗体とを共有結合させる方法、特定の官能基を有する基板に抗体をイオン結合させる方法、特定の官能基を有するポリマーで基板をコーティングした後にアルデヒド基を導入し、アルデヒド基と抗体とを共有結合させる方法をあげることができる。

ここで、前記の特定の官能基としては、ＮＨＲ基（ＲはＨ以外のメチル、エチル、プロピル、ブチルのうちいずれかのアルキル基）、ＮＨ₂基、Ｃ₆Ｈ₅ＮＨ₂基、ＣＨＯ基、ＣＯＯＨ基、ＯＨ基を挙げることができる。

また、前記基板表面の官能基を、ＢＭＰＡ（N-β-Maleimidopropionic acid）などを用いて他の官能基に変換した後、その官能基と抗体とを共有結合させる方法もある（ＢＭＰＡではＳＨ基がＣＯＯＨ基に変換される）。

更に、前記抗体のＦｃの部分に選択的に結合する分子（Ｆｃレセプター、プロテインＡ／Ｇなど）を基板表面に導入し、それに抗体のＦｃを結合させる方法もある。この場合、蛍光消光性物質を捕捉するＦａｂが基板に対して外向きになり、Ｆａｂへの蛍光消光性物質の接触確率が高くなるので、効率よく蛍光消光性物質を捕捉することができる。

前記抗体は、リンカーを介して基板に担持されていてもよい。この場合、基板上での抗体の自由度が高くなり、蛍光消光性物質への接近が容易となるので、高い除去性能を得ることができる。リンカーとしては、二価以上のクロスリンク試薬を挙げることができ、具体的にはマレイミド、ＮＨＳ（N-Hydroxysuccinimidyl）エステル、イミドエステル、ＥＤＣ（1-Ethyl-3-[3-dimethylaminopropyl]carbodiimido）、ＰＭＰＩ（N-[p-Maleimidophenyl]isocyanate）があり、標的官能基（ＳＨ基、ＮＨ₂基、ＣＯＯＨ基、ＯＨ基）に選択的なものと非選択的なものとがある。また、クロスリンク間の距離（スペースアーム）もクロスリンク試薬ごとに異なっており、目的の抗体に応じて０．１ｎｍ〜３．５ｎｍ程度の範囲で選択することができる。蛍光消光性物質を効率的に捕捉するという観点からは、リンカーとして抗体のＦｃに結合するものが好ましい。

リンカーを導入する方法としては、抗体にリンカーを結合させておき、それを更に抗体に結合する方法、基板にリンカーを結合させておき、基板上のリンカーに抗体を結合させる方法のいずれも可能である。

以下に実施例と比較例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。

[実施例1]ニトロ化合物センサー
FITC標識-抗Trinitrophenol抗体(American Research Products社製、Goat)、FITC標識-抗Mouse IgG(H+L)抗体(同社製、Goat)をNunc社製マイクロプレート(#437111、PS平底・マキシソープ処理・黒色)に固定化(N=10)したものを３枚ずつ用意した。次に窒素を充填したグローブボックス（容積約210L、循環ファン付）内に上記プレート各１枚を導入し、2,4,6-Trinitrophenol(和光純薬製)の0.1%エタノール溶液をネブライザー（オムロン社製NE-U22)で0.5ｍL噴霧し1分間静置した。次に比較対照を上記グローブボックス内でエタノールのみを同様に噴霧したブランク試料(1)、ならびに何もしないブランク試料(2)を用意した。

次に、上記プレート試料を、プレートリーダー(Perkin Elmer社製、EnVision)により、上記3プレートの蛍光を測定（励起488nm、520nmのバンドパスフィルターで蛍光強度をモニターした。測定結果を表１に示す。TNPに対する特異的消光が認められた。

括弧内の数値は、カウント数のＮ＝１０平均値、バックグラウンドは235であった。

[実施例２] 農薬・殺虫剤センサー
特表平８−５１０２３１号公報に記載の方法にてマラチオン（Cerilliant Corporation製）−オボアルブミン（鶏卵由来）複合体を作製した。次に該複合体を投与したニワトリが産んだ免疫卵を精製してマラチオン抗体（IgY抗体）を作製した。Sigma社製Fluoro Tag FITC Conjugation Kitの標準プロトコルを用いてFITC標識を行った。対照として非免疫のIgYを用い、FITC標識-非免疫IgYを用意した。次に両抗体試料をナイロンメッシュ（ＮＹ−５０−ＨＤ）に固定したのち、ＤＣ軸流ファン（山洋電気社製）の全面に取り付けた。

グローブボックス中で該ＤＣ軸流ファンを運転したのち、マラチオンの0.1%メタノール溶液をネブライザー（オムロン社製NE-U22)で0.5ｍL噴霧し1分間静置した。次にナイロンメッシュ試料を切り出し、Ｎｕｎｃ社製マイクロプレート(#437111、PS平底・マキシソープ処理・黒色）の底部に曝露面を表にして静置した。ブランクとして固定化していないナイロンメッシュも用意した。類似化合物のフェニトロチオン(AccuStandard製)の0.1%メタノール液でも同様の実験を行った。

次に、上記プレート試料を、プレートリーダー(Perkin Elmer社製、EnVision)により、上記3プレートの蛍光を測定（励起488nm、520nmのバンドパスフィルターで蛍光強度をモニターした。測定結果を表２に示す。マラチオンに対する特異的消光現象が認められた。

括弧内の数値は、カウント数Ｎ＝１０の平均値、バックグラウンドは1235であった。

[実施例３] 発がん性物質センサー
セルロースアセテート（アルドリッチ製、全置換度2.4、数平均分子量3万)のアセトン：水（97:3）溶液(10質量%)を用い、ナノファイバー製造装置（カトーテック製）を用いて、シリンジ送り速度0.05mm/min、引加電圧15kVで電界紡糸を行い、さらに真空中80℃8時間乾燥して膜厚50μmの微細不織布試料を作製した。SEMで平均繊維径を測定したところ、80nmであった。Abcam社製抗Benzopyrene抗体(Rat)を、Alexa Fluor555^Rモノクローナル抗体ラベリングキット( Molecular Probes社製 )を用い、標準プロトコルにて標識した。

標識抗体をリン酸緩衝生理食塩水（PBS）に溶解させ、抗体濃度100ppmになるよう調液し、0.45μmのフィルターによるろ過を経て担持液を調製した。本担持液に前記不織布試料を室温で16〜24時間浸漬して繊維表面に抗体と本発明の化合物を担持させ、フィルター試料を得た。

2本の10mm径のアクリルパイプに前記抗体固定化フィルター試料をはさむように固定し、出口側を定量ポンプの吸引口に接続した。

Benzopyrene(MB Biomedicals社製)の0.01%メタノール溶液を、グローブボックス中でネブライザー（オムロン社製NE-U22)で0.5ｍL噴霧した後、前記アクリルパイプ実験器の定量ポンプを運転した（通過風量 0.3m/s,通気時間は表３参照)。その後、フィルターを回収し、Nunc社製マイクロプレート(#437111、PS平底・マキシソープ処理・黒色）の底部に曝露面を表にして静置した。プレートリーダー(Perkin Elmer社製、EnVision)により、上記3プレートの蛍光を測定（励起320nm,560nmのバンドパスフィルターで蛍光強度をモニターした。対照として(1)Abcam社製抗Mouse IgM heavy chain（Rat）担持、(2)抗体担持なし、の場合について同様の実験を行った。通気時間を表３のように変えて同様の実験を行った。

測定結果を表３及び図３に示す。特異的消光が抗原通過量とほぼ直線的な関係で確認でき、定量センサーとして有用であることが示された。

表中の数値は、カウント数Ｎ＝５の平均値

図１は、本発明の原理の模式図を示す。図２は、円筒状に導入した気流を面垂直方向に通過させる状態を示す。図３は、実施例３の測定結果を示す。

Claims

蛍光消光性物質を気相において検知する方法において、該蛍光消光性物質に対して相互作用する分子と該蛍光消光性物質により消光する蛍光成分との結合物を固定化した基板に、上記蛍光消光性物質を気相中において接触させ、蛍光消光を測定することを含む、上記の方法。
蛍光消光性物質に対して相互作用する分子が、該蛍光消光性物質に対する抗体である、請求項１に記載の方法。
蛍光消光性物質により消光する蛍光成分が、Ｅｕ３＋クリプテート、アロフィコシアニン、シアン蛍光タンパク（ＣＦＰ）、黄色蛍光タンパク（ＹＦＰ）、フルオロセインイソチアシアネート（ＦＩＴＣ）、テトラメチルローダミンイソチオシアネート（ＴＲＩＴＣ）、Ｒ−フィコエトリン（Ｒ−ＰＥ）、Ｃｙ３、又はＣｙ５のいずれかである、請求項１又は２に記載の方法。
蛍光消光性物質のエアロゾルを、気相中において基板に接触させる、請求項１から３の何れかに記載の方法。
蛍光消光性物質を含む気体を、一定の風量の下で基板に接触させる、請求項１から４の何れかに記載の方法。
蛍光消光性物質に対して相互作用する分子と該蛍光消光性物質により消光する蛍光成分との結合物を固定化した気体透過性基板からなる、請求項１から５の何れかに記載の方法で用いるための気相センサー。
上記気体透過性基板が、繊維である請求項５に記載の気相センサー。