JP2023085405A - 測定方法、および測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】試料中に含まれる物質を測定する方法および装置を提供する。【解決手段】検出用物質および補正用物質と特異的に反応可能な反応物質が上面に位置し、反応物質の反応に基づく信号値を測定する検出部を準備する準備工程と、検出用物質を検出部上に供給する第１供給工程と、補正用物質を検出部上に供給する第２供給工程と、検出用物質と反応物質との特異的な反応に基づく第１信号値を測定する第１測定工程と、補正用物質と反応物質との特異的な反応に基づく第２信号値を測定する第２測定工程と、第２信号値を用いて、第１信号値を補正する補正工程と、を備える。【選択図】図１

Description

本開示は、測定方法および測定装置に関する。

抗原抗体反応を用いるＥＬＩＳＡ法によって、試料中に含まれる物質を測定する方法および装置が知られている。

最近では、抗体を表面に結合させた検出素子を備えるバイオセンサを用いて、試料中に含まれる物質を測定する方法が知られている。

一実施形態に係る測定方法は、検出用物質および補正用物質と特異的に反応可能な反応物質が上面に位置し、反応物質の反応に基づく信号値を測定する検出部を準備する準備工程と、検出用物質を検出部上に供給する第１供給工程と、補正用物質を検出部上に供給する第２供給工程と、検出用物質と反応物質との特異的な反応に基づく第１信号値を測定する第１測定工程と、補正用物質と反応物質との特異的な反応に基づく第２信号値を測定する第２測定工程と、第２信号値を用いて、第１信号値を補正する補正工程と、を備える。

一実施形態に係る測定方法は、検出用物質を、検出用物質および補正用物質のそれぞれとの間で特異的に反応する反応物質に反応させる第１反応工程と、補正用物質を、反応物質に反応させる第２反応工程と、検出用物質と反応物質との反応に起因する第１信号値を測定する第１測定工程と、補正用物質と反応物質との反応に起因する第２信号値を測定する第２測定工程と、第２信号値を用いて、第１信号値を補正する補正工程と、を備える。第２反応工程および第２測定工程は、第１反応工程の前または第１測定工程の後に実施される。

一実施形態に係る測定方法は、検出用物質を、検出用物質との間で特異的な反応をする第１反応物質に反応させる第１反応工程と、補正用物質を、少なくとも補正用物質との間で特異的な反応をする第２反応物質に反応させる第２反応工程と、検出用物質と第１反応物質との反応に起因する第１信号値を測定する第１測定工程と、第２反応物質と補正用物質との反応に起因する第２信号値を測定する第２測定工程と、第２信号値を用いて、第１信号値を補正する補正工程と、を備える測定方法。

一実施形態に係る測定装置は、検出用物質および補正用物質と特異的に反応可能な反応物質が上面に位置し、反応物質の反応に基づく信号値を測定する検出部と、検出用物質および補正用物質を、検出部に供給する供給部と、検出用物質と反応物質との反応に基づく第１信号値と、補正用物質と反応物質との反応に基づく第２信号値とを測定する測定部と、第２信号値を用いて、第１信号値を補正する補正部と、を備える。

一実施形態に係る測定装置は、検出用物質を、検出用物質との間で特異的な反応をする第１反応物質に反応させる第１反応部と、補正用物質を、少なくとも補正用物質との間で特異的な反応をする第２反応物質に反応させる第２反応部と、検出用物質と第１反応物質との反応に起因する第１信号値と、補正用物質と第２反応物質との反応に起因する第２信号値とを測定する測定部と、第２信号値を用いて、第１信号値を補正する補正部と、を備える。

一実施形態に係る測定方法のフローチャートを示す図である。 一実施形態に係る測定方法の変形例のフローチャートを示す図である。 一実施形態の一実施例を模式的に示す図である。 一実施形態の一実施例を模式的に示す図である。 他の実施形態に係る測定方法のフローチャートを示す図である。 他の実施形態に係る測定方法の変形例のフローチャートを示す図である。 他の実施形態の一実施例を模式的に示す図である。 他の実施形態の一実施例を模式的に示す図である。 他の実施形態の一実施例を模式的に示す図である。 他の実施形態の一実施例を模式的に示す図である。 他の実施形態の一実施例を模式的に示す図である。 一実施形態に係る測定装置の構成を示す図である。 一実施形態に係る測定装置の一実施例であるバイオセンサ装置の斜視図である。 一実施形態に係る測定装置の一実施例であるバイオセンサ装置の分解斜視図である。 一実施形態に係る測定装置に用いられる検出素子の平面図である。 他の実施形態に係る測定装置の変形例の構成を示す図である。

＜検出方法＞
（一実施形態）

図１は、一実施形態に係る測定方法を示すフローチャートである。

本発明の一実施形態に係る測定方法は、
検出用物質および補正用物質と特異的に反応可能な反応物質が上面に位置し、反応物質の反応に基づく信号値を測定する検出部を準備する準備工程Ａ１と、
検出用物質を検出部上に供給する第１供給工程Ａ２１と、
補正用物質を検出部上に供給する第２供給工程Ａ２２と、
検出用物質と反応物質との特異的な反応に基づく第１信号値を測定する第１測定工程Ａ３と、
補正用物質と反応物質との特異的な反応に基づく第２信号値を測定する第２測定工程Ａ４と、
第２信号値を用いて、第１信号値を補正する補正工程Ａ５と、を備える、測定方法。

上記の実施形態に係る測定方法において、
反応物質は、検出用物質および補正用物質のそれぞれと特異的に反応可能であり、
第２供給工程Ａ２２および第２測定工程Ａ４は、第１供給工程Ａ２１１の前または第１測定工程Ａ２３の後に実施されてもよい。

従来技術では、試料中の物質を感度良く検出するには操作時間および費用がかかるとの問題があった。また、検出部によって感度が異なるので、毎回の測定毎に検量線を作成する必要があり、操作が煩雑になるとの問題があった。

これに対し、一実施形態に係る測定方法は、上記の構成を有することによって、検出部ごとの感度のばらつきを補正することができるので、試料に含まれる物質を高精度で測定することが可能となる。

以下、本実施形態の測定方法について順に説明を行なう。

準備工程Ａ１は、検出用物質および補正用物質と上面に位置する反応物質との反応に基づく信号値を測定可能な検出部を準備するものである。

「検出部」とは、例えば、その上面に、弾性波素子、ＱＣＭ（Ｑｕａｒｔｚ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｍｉｃｒｏｂａｌａｎｃｅ）、ＳＰＲ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｐｌａｓｍｏｎ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）、およびＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などの信号値を出力する検出素子を含むものである。なお、これらに限定されない。

「検出用物質」とは、それ自体が、検出対象となる検出対象物質であってもよく、検出対象物質を間接的に検出するための物質であってもよい。検出用物質は、試料中に含まれる物質であれば特に限定されるものではないが、タンパク性物質であってもよく、検出対象物質である場合には、例えば、疾患関連タンパク性物質である。タンパク性物質とは、アミノ酸を有する有機化合物であれば特に限定されるものではなく、タンパク質、ポリペプチド、およびペプチド、ならびにそれらの糖化体などの修飾体であってもよい。疾患関連タンパク性物質とは、疾患に関連し得るタンパク性物質であれば特に限定されるものではないが、例えば、エクオール、ヘモグロビンＦ（ＨｂＦ）、ＨｂＡ１ｃ、およびグリコアルブミンなどが挙げられる。検出用物質が、検出対象物質を間接的に検出するための物質である場合には、検出対象物質に対するリガンドであってもよい。リガンドは、例えば、抗体、アプタマー、およびペプチドなどが挙げられる。

「補正用物質」は、検出部上に位置することが可能な物質であれば特に限定されるものではない。例えば、補正用物質は、抗体、アプタマー、ペプチドなどであってもよい。また、抗体は、ポリクローナル抗体、モノクローナル抗体などであってもよく、アプタマーは、ＲＮＡアプタマー、ＤＮＡアプタマーなどであってもよい。

反応物質は、反応物質に由来する信号値を検出することができれば、検出部上のどのような位置に存在してもよい。例えば、反応物質は、検出部の上面に結合してもよい。

「反応物質は、検出用物質および補正用物質のそれぞれと特異的に反応可能」とは、反応物質が、検出用物質および補正用物質のそれぞれに選択的に影響を与えることを意味し、検出部の上面の状態を変化させる反応であれば可逆的反応または不可逆的反応でもよく、特に限定されるものではないが、例えば、結合反応、酵素反応、および還元反応などであってもよい。また、特異的に反応する物質が、検出用物質および補正用物質以外に存在していてもよい。例えば、補正用物質と反応物質との反応は、検出用物質と反応物質との反応を阻害しない。

「反応物質」は、例えば、タンパク質、ポリペプチド、ペプチド、核酸、およびボロン酸などの化合物からなる群から選択されてもよく、化合物と検出対象物との複合体、検出対象物の類似構造を含む化合物などであってもよい。検出用物質がそれ自体で検出対象物質である場合、反応物質は、例えば、抗体、アプタマーおよびペプチドなどを含むリガンドであってもよい。また、抗体は、ポリクローナル抗体、モノクローナル抗体などであってもよく、アプタマーは、ＲＮＡアプタマー、ＤＮＡアプタマーなどであってもよい。検出用物質が、検出対象物質を間接的に検出するための物質である場合、反応物質は、検出対象物質で標識された物質であってもよく、例えば、検出対象物質によって標識されたタンパク性物質であり、より具体的には、８－ＯＨｄＧ（８－ヒドロキシ－２’－デオキシグアノシン）標識ＢＳＡ（ウシ血清アルブミン）、ＰＧＤＭ(プロスタグランジン－Ｄ－代謝物)標識ＢＳＡなどが挙げられる。なお、検出部上に、これらに例示した複数種の物質が位置する場合、複数種の物質をまとめて反応物質と称してもよい。

本明細書において、反応物質と検出用物質との反応は、反応物質が、検出用物質を含む試料に影響を与えた結果、検出部の上面の状態を変化させる反応であればよく、特に限定されるものではないが、例えば、結合反応、酵素反応、および還元反応などであってもよい。

第１供給工程Ａ２１は、検出用物質を検出部上に供給するものである。

検出用物質は、どのような形態で検出部上に供給されてもよい。例えば、検出用物質は、生体試料などの試料中に存在した状態でそのまま検出部上に供給される。例えば、試料は、緩衝液などの液体によって希釈されて供給される。緩衝液は、例えば、リン酸緩衝液、クエン酸緩衝液、ホウ酸緩衝液、ＨＥＰＥＳ（４－（２－ヒドロキシエチル）－１－ピペリジンエタンスルホン酸）緩衝液、トリス（ヒドロキシメチル）アミノメタン）緩衝液、およびＭＯＰＳ（３－モルホリノプロパンスルホン酸）緩衝液などを含み、これらに限定されず緩衝液として周知のものを適宜用いればよい。また、緩衝液は、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化マグネシウム、塩化亜鉛、およびＥＤＴＡ（エチレンジアミンン四酢酸）を含んでもよく、必要に応じて、Ｔｗｅｅｎ２０（登録商標）、ＴｒｉｔｏｎＸ－１００（登録商標）、Ｂｒｉｊ３５（登録商標）などの界面活性剤をさらに含んでもよい。さらに、緩衝液には、必要に応じてブロッキング剤が混合されてもよい。

本実施形態の第１測定工程Ａ３は、検出用物質と反応物質との反応に基づく第１信号値を測定するものである。

本実施形態において、検出部は、弾性波素子を有し、第１信号値は、弾性波素子の位相特性の値であってもよい。また、本実施形態において、第１信号値は、水晶振動子マイクロバランス（ＱＣＭ）センサ、表面プラズモン共鳴（ＳＰＲ）センサ、または電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）センサによって測定された値であってもよい。

本実施形態の第２供給工程Ａ２２は、補正用物質を検出部上に供給するものである。

第２供給工程Ａ２２は、補正用物質に対する反応物質の反応が阻害されず、第１信号値を測定することができるときであれば、いつでも実施することができる。例えば、第２供給工程Ａ２２は、第１供給工程Ａ２１の前、または第１測定工程Ａ３の後に実施される。

本実施形態において、補正用物質は、どのような形態で検出部上に供給されてもよい。例えば、補正用物質は、緩衝液などの液体によって希釈されて供給される。例えば、補正用物質は、既知量で供給される。

本実施形態において、第２供給工程Ａ２２において供給される補正用物質の量は、特に限定されるものではなく、例えば反応物質に対して過剰量で供給される。

本実施形態の第２測定工程Ａ４は、補正用物質と反応物質との反応に基づく第２信号値を測定するものである。

本実施形態において、検出部は、弾性波素子を有し、第２信号値は、弾性波素子の位相特性の値であってもよい。また、本実施形態において、第２信号値は、水晶振動子マイクロバランスセンサ、表面プラズモン共鳴センサ、または電界効果トランジスタセンサによって測定された値であってもよい。

第２測定工程Ａ４は、補正用物質と反応物質との反応が阻害されず、第２信号値を測定することができるときであれば、いつでも実施することができる。例えば、第２測定工程Ａ４は、第１供給工程Ａ２１の前、または第１測定工程Ａ３の後に実施される。

本実施形態の補正工程Ａ６は、第２信号値を用いて第１信号値を補正するものである。

本実施形態において、補正工程Ａ６は、第２信号値に基づいて、または第１信号値および第２信号値に基づいて感度補正係数を算出し、当該感度補正係数に基づいて第１信号値を補正することができる。また、本実施形態において、第１信号値は、感度補正係数を用いる演算によって補正されてもよい。例えば、第１信号値は、第２信号値で除算されてもよい。

補正工程Ａ６は、第１測定工程Ａ３および第２測定工程Ａ４が終了した後であれば、いつでも実施可能である。

変形例として、第１供給工程Ａ２１と第１測定工程Ａ３との間に、第１信号値を増幅させる信号値増幅工程を実施することも可能である。これによって、反応物質に由来する第１信号値を増幅させることができるので、検出用物質をより高感度に検出することができる。

第１信号値は、検出用物質に特異的に反応する増幅物質を検出用物質に反応させることによって増幅することができる。

「増幅物質」は、例えば、タンパク質、ポリペプチド、ペプチド、核酸、およびボロン酸などの化合物からなる群から選択されてもよい。増幅物質は、例えば、抗体、アプタマーおよびペプチドなどを含むリガンドであってもよい。また、抗体は、ポリクローナル抗体、モノクローナル抗体などであってもよく、アプタマーは、ＲＮＡアプタマー、ＤＮＡアプタマーなどであってもよい。

増幅物質と検出用物質との反応は、増幅物質が、検出用物質を含む試料に影響を与えた結果、検出部の上面の状態を変化させる反応であればよく、特に限定されるものではないが、例えば、結合反応、酵素反応、および還元反応などであってもよい。

変形例として、増幅物質は、標識を有するものであってもよい。これによって、第１信号値をさらに増幅させることができるので、検出用物質をより高感度に検出することができる。

「標識」とは、少なくとも第１信号値を増幅することが可能であるものであれば、特に限定されるものではないが、例えば、ビオチン、酵素、ナノ粒子、金属ナノ粒子を用いることができる。

標識を有する増幅物質は、例えば、ビオチン標識抗体などの補酵素標識抗体、ペルオキシダーゼ標識抗体、およびアルカリホスファターゼ標識抗体などの酵素標識抗体、金属粒子標識抗体などのナノ粒子標識抗体、ペルオキシダーゼ標識ストレプトアビジン、およびアルカリホスファターゼ標識ストレプトアビジンなどの酵素標識ストレプトアビジン、ならびに金属粒子標識ストレプトアビジンなどのナノ粒子標識ストレプトアビジンなどを含む。

信号値増幅工程は、反応物質と検出用物質との反応、および反応物質と補正用物質との反応を阻害しなければいつでも実施可能であり、例えば、第１供給工程Ａ２１と第１測定工程Ａ３との間に実施可能である。

変形例として、第１測定工程Ａ３および第２測定工程Ａ４の後、反応物質に特異的に反応する補正用物質を検出部上に供給する第３供給工程と、当該補正用物質と反応物質との反応に基づく第３信号値を測定する第３測定工程とを、さらに備え、補正工程Ａ６は、第３信号値を用いて、第１信号値を補正することができる。これによって、第１信号値を増幅させた後に検出部のばらつきを補正することが可能となるので、検出用物質をより高精度、かつ高感度に測定することができる。

第３供給工程は、検出用物質に対する反応物質の反応が阻害されず、第１信号値を測定することができるときであれば、いつでも実施することができる。例えば、第３供給工程は、第１測定工程Ａ３および第２測定工程Ａ４の後に実施することが可能である。

この場合、補正用物質は、どのような形態で検出部上に供給されてもよい。例えば、補正用物質は、緩衝液などの液体によって希釈されて供給される。

また、検出部は、弾性波素子を有し、第３信号値は、弾性波素子の位相特性の値であってもよい。また、本実施形態において、第３信号値は、水晶振動子マイクロバランスセンサ、表面プラズモン共鳴センサ、または電界効果トランジスタセンサによって測定された値であってもよい。

また、補正工程Ａ６は、第３信号値に基づいて、または第１信号値および第３信号値に基づいて感度補正係数を算出し、当該感度補正係数に基づいて第１信号値を補正することができてもよい。また、本実施形態において、第１信号値は、感度補正係数を用いる演算によって補正されてもよい。例えば、第１信号値は、感度補正係数で除算されてもよい。

変形例として、第２測定工程Ａ４の後、補正用物質を検出部上から除去する除去工程を実施することも可能である。これによって、補正用物質に由来する第２信号値の影響を除いて、反応物質に由来する第１信号値をより正確に測定することができるので、検出用物質をより正確に測定することができる。

第２測定工程Ａ４の後、補正用物質は、反応物質に反応した後であり、補正用物質に由来する第２信号値が測定された後であるので、補正用物質を検出部上から除去しても、第２信号値に影響が及ぶことはない。したがって、第２測定工程Ａ４の後に第１測定工程Ａ３を実施する場合、反応物質に反応した後の補正用物質を検出部上から除去すれば、補正用物質の影響を除き、検出用物質と反応物質との反応に基づく第１信号値のみを正確に測定することが可能になる。

変形例として、準備工程Ａ１の後、第１供給工程Ａ２１および第２供給工程Ａ２２の前に、検出部上に非特異的に結合するブロッキング剤を用いて、検出部上をブロッキングするブロッキング工程を実施することも可能である。これによって、検出用物質、補正用物質、第２補正用物質、および増幅物質が、反応物質と反応することなく検出部上に影響を与え、第１信号値、第２信号値、および第３信号値に誤差が生じることを防ぐことが可能となる。

「ブロッキング剤」は、検出用物質、反応物質、補正用物質、および増幅物質と異なる物質であれば特に限定されるものではなく、例えば、ＢＳＡ、カゼイン、ポリエチレングリコール、ＭＰＣ（メタクリル酸ホスホリルコリン）ポリマー、ベタインポリマー、ＨＥＭＡ（ヒドロキシエチルメタクリル酸）ポリマーなどが挙げられる。

「検出部上をブロッキングする」とは、ブロッキング剤が、検出部上を覆い、他の物質が検出部上に近づかないようにすることをいう。

ブロッキング工程は、反応物質と検出用物質との反応、および反応物質と補正用物質との反応を阻害しなければ、いつでも実施可能であり、例えば、準備工程Ａ１の後、第１供給工程Ａ２１および第２供給工程Ａ２２の前に実施可能である。ブロッキング工程を第１供給工程Ａ２１の前に実施した場合には、第１信号値の精度を向上することができる。ブロッキング工程を第１供給工程Ａ２１と第２供給工程Ａ２２との間に実施した場合には、第２信号値の精度を向上することができる。

変形例として、第１供給工程Ａ２１と第１測定工程Ａ３との間に、洗浄液を検出部上に供給する第１洗浄工程を実施することも可能である。これによって、検出用物質を含む試料に含まれる夾雑物などを検出部上から除去し、夾雑物などに由来する誤差を除くことが可能となるので、検出用物質をより正確に測定することができる。

本明細書において、「洗浄液」とは、第１信号値、第２信号値、および第３信号値に影響を与えるものでなければ特に限定されるものではないが、例えば、緩衝液などであってもよい。

変形例として、第１供給工程Ａ２１と信号値増幅工程との間に、洗浄液を検出部上に供給する第２洗浄工程を実施することも可能である。これによって、検出用物質に反応しない増幅物質を検出部上から除去し、未反応の増幅物質に由来する誤差を除くことが可能となるので、検出用物質を高感度に測定するとともに、正確に測定することができる。

図２は、一実施形態の測定方法の変形例を示すフローチャートである。

本発明の測定方法は、検出用物質を、検出用物質および補正用物質のそれぞれとの間で特異的に反応する反応物質に反応させる第１反応工程Ｂ１と、
補正用物質を、反応物質に反応させる第２反応工程Ｂ２と、
検出用物質と反応物質との反応に起因する第１信号値を測定する第１測定工程Ｂ３と、
補正用物質と反応物質との反応に起因する第２信号値を測定する第２測定工程Ｂ４と、
第２信号値を用いて、第１信号値を補正する補正工程Ｂ５と、を備え、
前記第２反応工程Ｂ２および前記第２測定工程Ｂ４は、前記第１反応工程Ｂ１の前または前記第１測定工程Ｂ３の後に実施されてもよい。

図３は、一実施形態の一実施例として、検出用物質がそれ自体で検出対象物質である直接法の例を模式的に示す図である。

一実施例では、検出用物質がヘモグロビンであり、検出部として弾性波素子を用い、反応物質として抗ヘモグロビン抗体を用い、補正用物質として抗ヘモグロビン抗体に対する二次抗体を用いる。

図３において、斜線を付した長方形は、弾性波素子を表し、白楕円は、反応物質である抗ヘモグロビン抗体を表し、黒丸は、検出用物質であるヘモグロビンを表し、白三角は、補正用物質である二次抗体を表す。白矢印は、第１信号値を測定する時点を表し、黒矢印は、第２信号値を測定する時点を表す。

すなわち、一実施形態の一実施例は、
ヘモグロビンおよび二次抗体と反応可能な抗ヘモグロビン抗体が上面に位置し、抗ヘモグロビン抗体の反応に基づく信号値を測定する弾性波素子を準備する準備工程Ａ１と、
ヘモグロビンを弾性波素子上に供給する第１供給工程Ａ２１と、
二次抗体を弾性波素子上に供給する第２供給工程Ａ２２と、
ヘモグロビンと抗ヘモグロビン抗体との特異的な反応に基づく第１信号値を測定する第１測定工程Ａ３と、
二次抗体と抗ヘモグロビン抗体との特異的な反応に基づく第２信号値を測定する第２測定工程Ａ４と、
第２信号値を用いて、第１信号値を補正する補正工程Ａ５と、を備える。

図４は、一実施形態の一実施例として、検出用物質を検出することによって検出対象物質を間接的に検出する間接法の例を模式的に示す図である。

本実施例では、検出対象物質が８－ＯＨｄＧであり、検出用物質が抗８－ＯＨｄＧ抗体であり、検出部として弾性波素子を用い、反応物質として標識ＢＳＡを用い、補正用物質として抗ＢＳＡ抗体を用いる。

図４において、斜線を付した長方形は、弾性波素子を表し、白楕円は、反応物質であるＢＳＡを表し、黒丸は、検出対象物質である８－ＯＨｄＧを表し、白四角は、検出用物質である抗８－ＯＨｄＧ抗体を表し、黒三角は、補正用物質である抗ＢＳＡ抗体を表す。なお、白楕円の内部の黒丸は、ＢＳＡを標識する８－ＯＨｄＧを表している。白矢印は、第１信号値を測定する時点を表し、黒矢印は、第２信号値を測定する時点を表す。

すなわち、一実施形態の一実施例は、
抗８－ＯＨｄＧ抗体および抗ＢＳＡ抗体と反応可能なＢＳＡが上面に位置し、ＢＳＡの反応に基づく信号値を測定する弾性波素子を準備する準備工程Ａ１と、
抗８－ＯＨｄＧ抗体を弾性波素子上に供給する第１供給工程Ａ２１と、
抗ＢＳＡ抗体を弾性波素子上に供給する第２供給工程Ａ２２と、
抗８－ＯＨｄＧ抗体とＢＳＡとの特異的な反応に基づく第１信号値を測定する第１測定工程Ａ３と、
抗ＢＳＡ抗体とＢＳＡとの特異的な反応に基づく第２信号値を測定する第２測定工程Ａ４と、
前記第２信号値を用いて、前記第１信号値を補正する補正工程Ａ５と、を備える。
（他の実施形態）

図５は、本発明の他の実施形態に係る測定方法を示すフローチャートである。なお、図５において、第１供給工程Ａ２１および第２供給工程Ａ２２は、まとめて供給工程Ａ２として示している。

他の実施形態に係る測定方法において、
検出部は、検出用物質との間で特異的に反応可能な第１反応物質が上面に位置する第１検出部と、補正用物質との間で特異的に反応可能な第２反応物質が上面に位置する第２検出部と、を有し、
補正用物質は、少なくとも第２反応物質と特異的に反応可能であり、検出用物質と補正用物質は、順番または同時に供給される。

他の実施形態に係る測定方法において、第２反応物質は、第２検出部上に位置することが可能な物質であり、検出用物質との間で特異的な反応をしない物質であればよく、特に限定されない。他の実施形態に係る測定方法において、第２反応物質は、例えば、ＢＳＡ（ウシ血清アルブミン）、カゼインなどのタンパク質、ポリマー、核酸、抗体、アプタマー、ペプチドなどであってもよい。また、抗体は、ポリクローナル抗体、モノクローナル抗体などであってもよく、アプタマーは、ＲＮＡアプタマー、ＤＮＡアプタマーなどであってもよい。

第１反応物質に関する「上面に位置する」との用語について、第１反応物質は、第１反応物質に由来する信号値を検出することができれば、第１検出部上のどのような位置に存在してもよい。例えば、第１反応物質は、第１検出部上に結合してもよい。また、第１反応物質は、第１検出部上に結合した後に、当該表面から分離してもよい。

第２反応物質に関する「上面に位置する」との用語について、第２反応物質は、第２反応物質に由来する信号値を検出することができれば、第２検出部上のどのような位置に存在してもよい。例えば、第２反応物質は、第２検出部上に結合してもよい。また、第２反応物質は、第２検出部上に結合した後に、当該表面から分離してもよい。

「検出用物質との間で特異的な反応可能な第１反応物質」とは、第１反応物質と検出用物質とが、選択的に反応可能であることを意味し、第１検出部の上面の状態を変化させる反応であれば、可逆的反応または不可逆的反応でもよく、特に限定されないが、例えば結合反応、酵素反応、抗原抗体反応、および還元反応などであってもよい。また、第１反応物質は、検出用物質以外の物質との間でも特異的な反応をしてもよい。好ましくは、第１反応物質は、検出用物質との間でのみ特異的な反応をする。

他の実施形態に係る測定方法において、「第１反応物質」は、例えば、タンパク質、ポリペプチド、ペプチド、核酸、およびボロン酸などの化合物からなる群から選択されてもよく、化合物と検出用物質との複合体、検出用物質の類似構造を含む化合物などであってもよい。第１反応物質は、例えば、抗体、アプタマーおよびペプチドなどを含むリガンドであってもよい。抗体は、ポリクローナル抗体、モノクローナル抗体などであってもよく、アプタマーは、ＲＮＡアプタマー、ＤＮＡアプタマーなどであってもよい。

他の実施形態に係る測定方法において、供給工程Ａ２は、少なくとも第２反応物質との間で特異的な反応をする補正用物質と、検出用物質とを、順番または同時に、第１検出部および第２検出部上に供給するものである。

「少なくとも第２反応物質との間で特異的な反応をする補正用物質」とは、補正用物質と第２反応物質とが、選択的に反応することを意味し、補正用物質は、第２反応物質以外の物質とも選択的に反応してもよい。第２反応物質以外の物質は、例えば検出用物質であってもよい。補正用物質と第２反応物質との間の反応は、第２検出部の上面の状態を変化させる反応であれば、可逆的反応または不可逆的反応でもよく、特に限定されないが、例えば結合反応、酵素反応、抗原抗体反応、および還元反応などであってもよい。

例えば、補正用物質と第２反応物質以外の物質との間の反応は、補正用物質と第２反応物質との間の反応を阻害しない。これによって、補正用物質および検出用物質を同時に第１検出部および第２検出部上に供給することができるので、測定時間を短縮することができる。

本明細書において、検出用物質および補正用物質を同時に供給するとは、検出用物質と補正用物質とを共に供給することを意味し、完全に同じ時間に供給することのみを意味するだけではなく、多少の時間差があってもよい。例えば、検出用物質と補正用物質とが、同じ液体中に存在しており、当該液体を供給する際に、検出用物質と補正用物質とが、第１検出部または第２検出部に到達する時間差があってもよい。

本実施形態において、検出用物質および補正用物質は、順番に第１検出部および第２検出部上に供給されてもよい。ここで、「順番に」との用語は、単に上述の「同時」と差別化するために用いられる。つまり、同時に供給する以外の全ての供給方法を含んでもよい。例えば、検出用物質を第１検出部および第２検出部上に供給してから、補正用物質を第１検出部および第２検出部上に供給してもよく、反対に、補正用物質を第１検出部および第２検出部上に供給してから、検出用物質を第１検出部および第２検出部上に供給してもよい。また、検出用物質の供給中に補正用物質の供給が開始されてもよい。

本実施形態において、補正用物質の供給と、検出用物質の供給との間に洗浄工程が行われてもよい。これによって、検出用物質および補正用物質を同時に供給するよりも高精度の測定が可能となる。例えば、検出用物質および補正用物質が、それぞれ別の液体中に存在しており、最初に検出用物質を含む液体を供給してから、洗浄液を用いて第１検出部および第２検出部上を洗浄し、その後補正用物質を含む液体を供給してもよい。

「第１検出部および第２検出部上に供給される」とは、検出用物質および補正用物質が、第１検出部および第２検出部上に同時に供給される場合を含むだけではなく、一方が第１検出部上に供給されてから、他方が第２検出部上に供給される場合と、一方が第２検出部上に供給されてから、他方が第１検出部上に供給される場合とを含む。例えば、検出用物質および補正用物質を含む液体が、同時、または多少の時間差で第１検出部および第２検出部上に接触するように供給されてもよく、当該液体が、第１検出部上を完全に覆ってから、次に第２検出部上を覆うように供給されてもよい。

本実施形態において、検出用物質および補正用物質は、第１検出部および第２検出部に同時に供給されてもよく、最初に第１検出部に供給され、次に第２検出部に供給されてもよい。補正用物質は、検出用物質と共に、第１検出部および第２検出部に同時に供給されてもよい。検出用物質は、補正用物質よりも先に供給されてもよく、後に供給されてもよい。例えば、補正用物質のみが、第１検出部に供給され、次に第２検出部に供給された後、検出用物質のみが、第１検出部に供給され、次に第２検出部に供給されてもよい。

例えば、検出用物質は、補正用物質と同時に第１検出部上に供給され、その後補正用物質と同時に第２検出部上に供給されてもよい。これによって、検出用物質と補正用物質とを順番に供給するよりも測定時間を短縮することができ、第１検出部と第２検出部とに同時に供給するよりも測定精度および測定感度を向上させることができる。つまり、測定時間と測定精度および測定感度とを良好なバランスで両立することができる。

本実施形態において、「補正用物質」は、例えば、タンパク質、ポリペプチド、ペプチド、核酸、およびボロン酸などの化合物からなる群から選択されてもよく、補正用物質は、例えば、抗体、アプタマーおよびペプチドなどを含むリガンドであってもよい。抗体は、ポリクローナル抗体、モノクローナル抗体などであってもよく、アプタマーは、ＲＮＡアプタマー、ＤＮＡアプタマーなどであってもよい。

本実施形態において、補正用物質は、どのような形態で第１検出部および第２検出部上に供給されてもよい。例えば、補正用物質は、緩衝液などの液体によって希釈されてから第１検出部および第２検出部上に供給される。

本実施形態において、検出用物質は、どのような形態で供給されてもよい。例えば、検出用物質は、生体試料などの試料中に存在した状態でそのまま供給される。例えば、試料は、緩衝液などの液体によって希釈されてから供給される。また、検出用物質は、補正用物質と緩衝液中で混合されてから供給されてもよい。

本実施形態において、緩衝液は、例えば、リン酸緩衝液、クエン酸緩衝液、ホウ酸緩衝液、ＨＥＰＥＳ（４－（２－ヒドロキシエチル）－１－ピペリジンエタンスルホン酸）緩衝液、Ｔｒｉｓ（トリス（ヒドロキシメチル）アミノメタン）緩衝液、およびＭＯＰＳ（３－モルホリノプロパンスルホン酸）緩衝液などを含み、これらに限定されず緩衝液として周知のものを適宜用いればよい。また、緩衝液は、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化マグネシウム、塩化亜鉛、およびＥＤＴＡ（エチレンジアミンン四酢酸）を含んでもよく、必要に応じて、Ｔｗｅｅｎ２０（登録商標）、ＴｒｉｔｏｎＸ－１００（登録商標）、Ｂｒｉｊ３５（登録商標）などの界面活性剤をさらに含んでもよい。さらに、緩衝液には、必要に応じてブロッキング剤が混合されてもよい。

本実施形態において、「第１信号値」は、検出用物質と第１反応物質とが特異的に反応した結果、第１検出部の上面の状態が変化することによってもたらされる信号値であってもよい。

本実施形態において、第１検出部は、弾性波素子を有し、第１信号値は、弾性波素子の位相特性の値であってもよい。また、本実施形態において、第１信号値は、ＱＣＭセンサ、ＳＰＲセンサ、またはＦＥＴセンサによって測定された値であってもよい。

本実施形態において、「第２信号値」は、第２反応物質と補正用物質とが特異的に反応した結果、第２検出部の上面の状態が変化することによってもたらされる信号値であってもよい。

本実施形態において、第２検出部は、弾性波素子を有し、第２信号値は、弾性波素子の位相特性の値であってもよい。また、本実施形態において、第２信号値は、ＱＣＭセンサ、ＳＰＲセンサ、またはＦＥＴセンサによって測定された値であってもよい。

例えば、第２信号値は、第２反応物質と補正用物質との反応が飽和した後に測定される。これによって、一定量の第２反応物質に対して反応する補正用物質の量を一定量とすることができるので、高精度に第２信号値を測定することができる。

本実施形態において、第１測定工程Ａ３が実施されてから第２測定工程Ａ４が実施されてもよく、第２測定工程Ａ４が実施されてから第１測定工程Ａ３が実施されてもよい。

本実施形態の補正工程Ａ５は、第２信号値を用いて第１信号値を補正するものである。第２信号値を用いて第１信号値を補正することによって、検出素子ごとの感度のばらつきを補正することができる。

異なる検出素子に設けられている第１検出部同士の間では、その上面の状態が異なるため、検出素子ごとに感度がばらつく。第１検出部および第２検出部が、同一の検出素子上に設けられると、その上面の状態には違いがない。実質的に検出対象物の測定値を測定する第１検出部と同一の検出素子上に、補正用の第２検出部を設けるので、第１検出部および第２検出部は同一の感度を有し、第１検出部の上面の状態に由来する第１信号値を、第２検出部の上面の状態に由来する第２信号値を用いて補正することができる。これによって、試料に含まれる物質を高精度で測定することが可能となる。

本実施形態において、補正工程Ａ５は、第２信号値に基づいて、または第１信号値および第２信号値に基づいて感度補正係数を算出し、当該感度補正係数に基づいて第１信号値を補正することができる。また、本実施形態において、第１信号値は、感度補正係数を用いる演算によって補正されることが好ましい。

本実施形態において、例えば、第１信号値は、第２信号値で除算されてもよく、第１信号値は以下の式によって演算され、素子感度の影響を排除されてもよい。
＜第１検出素子＞
第１信号値∝素子感度Ａ×補正用物質結合量α （式１）
第２信号値∝素子感度Ａ×補正用物質結合量β （式２）
＜第２検出素子＞
第１信号値∝素子感度Ｂ×補正用物質結合量α （式３）
第２信号値∝素子感度Ｂ×補正用物質結合量β （式４）
第１検出素子と第２検出素子とのいずれにおいても、第１信号値を第２信号値で除算すると、以下の式５となる。
第１信号値／第２信号値∝補正用物質結合量α／補正用物質結合量β （式５）
これによって、式３に示すように素子感度Ａの影響を除くことができ、補正用物質結合量α／補正用物質結合量βの値を算出することができる。ここで、補正用物質結合量αは、第１検出部に結合した補正用物質の量を示し、補正用物質結合量βは、第２検出部に結合した補正用物質の量を示す。α／βを算出することによって、素子感度の影響を排除して、第１検出部の感度のばらつきを補正することが可能となる。なお、第１検出素子の第１検出部および第２検出部は、同じ素子感度Ａを有しており、第２検出素子の第１検出部および第２検出部は、同じ素子感度Ｂを有しており、補正用物質は、第２反応物質に対して既知量で供給される。

変形例として、第１供給工程Ａ２において、検出用物質と補正用物質とを、順番または同時に、第３検出部の、第１反応物質および第２反応物質が位置しない表面に供給し、第３検出部の上面の状態に基づく第３信号値を測定する第３測定工程をさらに実施し、補正工程Ａ５において、第３信号値を用いて、第１信号値を補正することも可能である。

「第３検出部」は、例えば、その上面に、弾性波素子、ＱＣＭ、ＳＰＲ、およびＦＥＴなどの信号値を出力する検出素子を含み、これらに限定されない。

本実施形態において、「第３信号値」は、検出用物質および補正用物質に由来する反応の影響を受けない、第３検出部の上面の状態に由来する信号値であり、コントロール値として使用される。

第３検出部は、その上面に第１反応物質および第２反応物質が位置しておらず、コントロール値を取得するために用いられる。第３検出部上は、ブロッキング剤などでブロッキングされてもよい。これによって、夾雑物の影響を除くことができ、試料に含まれる物質をさらに高精度で測定することができる。

例えば、検出用物質は、補正用物質と同時に第３検出部上に供給され、次に補正用物質と同時に第１検出部上に供給され、最後に補正用物質と同時に第２検出部上に供給される。これによって、測定時間と測定精度および測定感度とを良好なバランスで両立することができる。

変形例として、第１供給工程Ａ２と第１測定工程Ａ３との間に、第１反応物質と検出用物質との反応に基づく信号値を増幅させる信号値増幅工程を実施することも可能である。これによって、検出用物質をさらに高感度に検出することができる。

信号値増幅工程において、検出用物質との間で特異的な反応をする増幅物質を検出用物質に反応させることによって、第１反応物質と検出用物質との反応に基づく信号値を増幅させてもよい。

本実施形態において、「増幅物質」は、上記の実施形態で例示したものと同種のものを用いてもよい。

第３反応物質と検出用物質との反応は、第３反応物質が、検出用物質に直接的または間接的に影響を与えた結果、第１検出部の上面の状態を変化させる反応であればよく、特に限定されないが、例えば、結合反応、酵素反応、抗原抗体反応、および還元反応などであってもよい。

本実施形態において、信号値増幅工程は、第１反応物質と検出用物質との反応、および補正用物質と第２反応物質との反応を阻害しなければいつでも実施可能であり、例えば、第１供給工程Ａ２と第１測定工程Ａ３との間に実施可能である。

本実施形態において、補正工程Ａ５は、例えば、第１信号値および第２信号値から第３信号値を減算するものであってもよい。これによって、第１信号値および第２信号値に含まれている可能性のある、検出用物質、補正用物質、およびその他の物質が第１検出部および第２検出部上に非特異的に結合したことに由来する信号を除去することができ、さらに高精度の測定を実施することが可能となる。

変形例として、他の実施形態に係る測定方法は、第１検出部および第２検出部上に非特異的に結合するブロッキング剤を供給して、第１検出部および第２検出部上をブロッキングするブロッキング工程を実施することも可能である。これによって、第１検出部、第２検出部および第３検出部が、夾雑物の影響を受けず、第１信号値、第２信号値、および第３信号値に誤差が生じることをさらに防ぐことが可能となる。

本実施形態において、「ブロッキング剤」は、検出用物質、第１反応物質、第２反応物質、補正用物質、および増幅物質と異なる物質であれば、上記の実施形態で例示したものと同種のものを用いてもよい。

「ブロッキングする」とは、ブロッキング剤が、第１検出部、第２検出部および第３検出部上を覆い、他の物質が、第１検出部、第２検出部および第３検出部上に非特的に吸着するのを抑制することをいう。

ブロッキング工程は、第１反応物質と検出用物質との反応、および第２反応物質と補正用物質との反応を阻害しなければ、いつでも実施可能であり、例えば、準備工程Ａ１の後、第１供給工程Ａ２の前に実施可能である。ブロッキング工程を第１供給工程Ａ２の前に実施すれば、夾雑物の影響を除くことができ、これによって、第１信号値の精度を向上することができる。

変形例として、洗浄液を、第１検出部、第２検出部および第３検出部上に供給する洗浄工程を実施することも可能である。これによって、検出用物質を含む試料に含まれる夾雑物を、第１検出部、第２検出部および第３検出部上から除去し、夾雑物に由来する誤差を除くことが可能となるので、検出用物質をより正確に測定することができる。

本明細書において、「洗浄液」とは、第１信号値、第２信号値、および第３信号値に影響を与えるものでなければ特に限定されるものではないが、例えば、緩衝液などであってもよい。

図６は、本発明の他の実施形態の測定方法の変形例を示すフローチャートである。

変形例に係る本実施形態の測定方法は、検出用物質を、該検出用物質との間で特異的な反応をする第１反応物質に反応させる第１反応工程Ｃ１と、
第２反応物質を、少なくとも該第２反応物質との間で特異的な反応をする補正用物質に反応させる第２反応工程Ｃ２と、
検出用物質と第１反応物質との反応に起因する第１信号値を測定する第１測定工程Ｃ３と、
第２反応物質と補正用物質との反応に起因する第２信号値を測定する第２測定工程Ｃ４と、
第２信号値を用いて、第１信号値を補正する補正工程Ｃ５とを備えるものである。

図７および図８は、他の実施形態の一実施例として、補正用物質が、検出用物質および第２反応物質との間で特異的に反応する例を模式的に示す。図３は、検出用物質を供給してから補正用物質を供給する例を示し、図４は、検出用物質と補正用物質とを同時に供給する例を示す。

図７および図８において、斜線を付した白長方形は、第１検出部を表し、白長方形は、第２検出部を表し、斜線を付した白楕円は、第１反応物質を表し、白楕円は、第２反応物質を表し、黒丸は、検出用物質を表し、白丸は、補正用物質を表す。黒矢印は、第１信号値を取得する時点を表し、白矢印は、第２信号値を取得する時点を表す。

本実施例では、検出用物質がヘモグロビンであり、第１検出部および第２検出部として弾性波素子を用い、第１反応物質として第１抗ヘモグロビン抗体（以下、抗ヘモグロビン抗体と称する）を用い、補正用物質として第２抗ヘモグロビン抗体（以下、サンドイッチ用抗体と称する）を用い、第２反応物質として二次抗体を用いる。なお、第１抗ヘモグロビン抗体と第２抗ヘモグロビン抗体とは、異なるエピトープを認識する。

すなわち、他の実施形態の一実施例は、
ヘモグロビンとおよびサンドイッチ用抗体と反応可能な反応物質（抗ヘモグロビン抗体および二次抗体）が上面に位置し、反応物質の反応に基づく信号値を測定可能な検出部を準備する準備工程Ａ１と、
ヘモグロビンおよびサンドイッチ用抗体を弾性波素子（第１弾性波素子および第２弾性波素子）上に供給する供給工程Ａ２と、
ヘモグロビンと抗ヘモグロビン抗体との特異的な反応に基づく第１信号値を測定する第１測定工程Ａ３と、
サンドイッチ用抗体と二次抗体との特異的な反応に基づく第２信号値を測定する第２測定工程Ａ４と、
第２信号値を用いて、第１信号値を補正する補正工程Ａ５と、を備える。

上記の実施例において、サンドイッチ用抗体は、少なくとも二次抗体と特異的に反応可能であり、ヘモグロビンとサンドイッチ用抗体は、順番または同時に第１弾性波素子および第２弾性波素子上に供給される。

なお、第１信号値は、ヘモグロビンとサンドイッチ用抗体との反応に基づく信号値であってもよい。これによって、ヘモグロビンと第１反応物質との反応に基づく信号値よりも高感度に信号値を測定することができる。

図９および図１０は、他の実施形態の一実施例として、補正用物質が、第２反応物質との間でのみ特異的に反応する例を模式的に示す図である。図９は、検出用物質を供給してから補正用物質を供給する例を示し、図１０は、検出用物質と補正用物質とを同時に供給する例を示す。

図９および図１０において、斜線を付した白長方形は、第１検出部を表し、白長方形は、第２検出部を表し、斜線を付した白楕円は、第１反応物質を表し、白楕円は、第２反応物質を表し、黒丸は、検出用物質を表し、射線を付した白丸は、補正用物質を表す。黒矢印は、第１信号値を取得する時点を表し、白矢印は、第２信号値を取得する時点を表す。

本実施例では、検出用物質がヘモグロビンであり、第１検出部および第２検出部として弾性波素子を用い、第１反応物質として抗ヘモグロビン抗体を用い、補正用物質としてＢＳＡを用い、第２反応物質として抗ＢＳＡ抗体を用いる。

すなわち、他の実施形態の一実施例は、
ヘモグロビンおよびＢＳＡと反応可能な反応物質（抗ヘモグロビン抗体および抗ＢＳＡ抗体）が上面に位置し、反応物質の反応に基づく信号値を測定可能な弾性波素子（第１弾性波素子および第２弾性波素子）を準備する準備工程Ａ１と、
ヘモグロビンおよびＢＳＡを弾性波素子上に供給する供給工程Ａ２と、
ヘモグロビンと抗ヘモグロビン抗体との特異的な反応に基づく第１信号値を測定する第１測定工程Ａ３と、
ＢＳＡと抗ＢＳＡ抗体との特異的な反応に基づく第２信号値を測定する第２測定工程Ａ４と、
第２信号値を用いて、第１信号値を補正する補正工程Ａ５と、を備える。

上記の実施例において、ＢＳＡは、少なくとも抗ＢＳＡ抗体と特異的に反応可能であり、ヘモグロビンとＢＳＡは、順番または同時に第１弾性波素子および第２弾性波素子上に供給される。

図１１は、他の実施形態の一実施例として、検出用物質と補正用物質とを混合してから供給する例を模式的に示す図である。

図１１において、斜線を付した白長方形は、第１検出部を表し、白長方形は、第２検出部を表し、斜線を付した白楕円は、第１反応物質を表し、白楕円は、第２反応物質を表し、黒丸は、検出用物質を表し、黒四角と黒丸との複合体は、補正用物質を表す。黒矢印は、第１信号値を取得する時点を表し、白矢印は、第２信号値を取得する時点を表す。

本実施例では、検出用物質が８－ＯＨｄＧであり、第１検出部および第２検出部として弾性波素子を用い、第１反応物質として抗８－ＯＨｄＧ抗体を用い、補正用物質として８－ＯＨｄＧ標識ＢＳＡを用い、第２反応物質として標識に対する抗ＢＳＡ抗体を用いる。

すなわち、他の実施形態の一実施例は、
８－ＯＨｄＧおよび８－ＯＨｄＧ標識ＢＳＡと反応可能な反応物質（抗８－ＯＨｄＧ抗体および標識に対する抗ＢＳＡ抗体）が上面に位置し、反応物質との反応に基づく信号値を測定可能な弾性波素子（第１弾性波素子および第２弾性波素子）を準備する準備工程Ａ１と、
８－ＯＨｄＧおよび８－ＯＨｄＧ標識ＢＳＡを弾性波素子上に供給する供給工程Ａ２と、
８－ＯＨｄＧと抗８－ＯＨｄＧ抗体との特異的な反応に基づく第１信号値を測定する第１測定工程Ａ３と、
８－ＯＨｄＧ標識ＢＳＡと標識に対する抗ＢＳＡ抗体との特異的な反応に基づく第２信号値を測定する第２測定工程Ａ４と、
第２信号値を用いて、第１信号値を補正する補正工程Ａ５と、を備える。

上記の実施例において、８－ＯＨｄＧ標識ＢＳＡは、少なくとも標識に対する抗ＢＳＡ抗体と特異的に反応可能であり、８－ＯＨｄＧと８－ＯＨｄＧ標識ＢＳＡは、順番または同時に第１弾性波素子および第２弾性波素子上に供給される。

＜測定装置＞
（一実施形態）

以下、検出用物質がヘモグロビンである場合を例として本発明の一実施形態を説明する。ただし、以下の例は、本発明の一実施形態に過ぎず、本発明の範囲は、以下の例に限定されない。

一実施形態に係る測定装置１００は、
検出用物質および補正用物質と反応可能な反応物質が上面に位置し、反応物質の反応に基づく信号値を測定する検出部と、
検出用物質および補正用物質を、前記検出部に供給する供給部と、
検出用物質および補正用物質を、検出部上に供給する供給部と、
検出用物質と反応物質との反応に基づく第１信号値と、補正用物質と反応物質との反応に基づく第２信号値を測定する測定部と、
第２信号値を用いて、第１信号値を補正する補正部と、を備える。

上記の実施形態に係る測定装置１００において、
反応物質は、検出用物質および補正用物質のそれぞれと特異的に反応可能であり、
測定部は、第１信号値を測定する前または測定した後で第２信号値を測定する。

図１２は、本発明の一実施形態である測定装置１００の機能的構成を示すブロック図である。本発明の一実施形態に係る測定方法は、測定装置１００で実行することができる。

測定装置１００は、各種の液体を、第１反応物質が表面に位置している検出部に供給する供給部１０を備えるバイオセンサ装置に、第１信号値および第２信号値を測定するための測定部２０と、第２信号値を用いて第１信号値を補正する補正部３０とを接続して構成される。

本実施形態の測定装置１００においては、前述の第１供給工程Ａ２、第２供給工程Ａ４などの各供給工程は、１つの供給部１０を繰り返し使用することで実施される。同じく前述の第１測定工程Ａ３、第２測定工程Ａ４も、１つの測定部２０を繰り返し使用することで実施される。前述の補正工程Ａ５は、補正部３０で実施される。また、供給部１０と測定部２０との間、測定部２０と補正部３０との間などの、電気的な接続については、信号ケーブルなどを用いた有線接続であってもよく、アンテナなどを用いた無線接続であって
もよい。

供給部１０は、第１反応物質が固定された検出部と、この検出部に試料を供給するための供給路、試料を供給路内に流すポンプを含んでもよく、構成は限定されない。

測定部２０は、検出部に信号を入力し、検出部から出力される信号に基づいて予め定める信号値を取得する素子を含む装置などであってもよいが、構成は限定されない。

補正部３０は、測定部２０で測定された第１信号値から第２信号値とから感度補正係数を得る演算素子を含む演算装置、演算素子を含む演算装置などであってもよいが、構成は限定されない。

次に測定装置１００に用いられるバイオセンサ装置の一例を示す。バイオセンサ装置は、供給部、測定部、補正部を構成する。

図１３は、バイオセンサ装置２００の斜視図であり、図１４は、バイオセンサ装置２００の分解斜視図であり、図１５は、検出部３の平面図である。

バイオセンサ装置２００は、基板１、流路構成体２および検出部３からなる。流路構成体２は、図８に示すように検出部３および支持部材４を介して基板１の上に配置されている。流路構成体２は、長手方向の一方の端部側に液体状の試料の入口である流入口１４を有し、流入口１４と連通する流路が内部に形成されている。基板１は平板状であり、例えば、樹脂基板、セラミックス基板などであり、表層または内層に配線導体などを設けている。

基板１の上面の一方の端部側には検出部３が実装されている。検出部３の両側には、検出部３に電気的に接続された端子６が設けられている。端子６には、装置、演算装置などが接続される。

検出部３は、弾性波素子であり、圧電基板７、第１ＩＤＴ（Inter Digital Transducer）電極８、第２ＩＤＴ電極９および反応部１３からなる。圧電基板７は、タンタル酸リチウムなどの圧電性を有する単結晶の基板からなる。第１ＩＤＴ電極８は、一対の櫛歯電極を有する。各櫛歯電極は互いに対向する２本のバスバーおよび各バスバーから他のバスバー側へ延びる複数の電極指を有する。一対の櫛歯電極は、複数の電極指が互いに噛み合うように配置されている。第２ＩＤＴ電極９も第１ＩＤＴ電極８と同様に構成されている。第１ＩＤＴ電極８および第２ＩＤＴ電極９は、トランスバーサル型のＩＤＴ電極を構成している。

第１ＩＤＴ電極８は、所定の弾性波を発生させるためのものであり、第２ＩＤＴ電極９は、第１ＩＤＴ電極８で発生した弾性波を受信するためのものである。第１ＩＤＴ電極８および第２ＩＤＴ電極９は、例えばアルミニウム、アルミニウムと銅との合金などからなる。

反応部１３は、第１ＩＤＴ電極８と第２ＩＤＴ電極９との間に設けられている。反応部１３は、例えばクロムおよびクロム上に成膜された金の２層構造となっている。反応部１３の金属膜の表面には、第１反応物質が固定されている。ヘモグロビンおよび第１補正用物質が検出部上に供給されると、表面に固定された第１反応物質と反応する。

第１ＩＤＴ電極８と第２ＩＤＴ電極９と反応部１３を１組とすると、検出部３には、２組設けられている。例えば、一方の反応部１３では、試料を測定し、他方の反応部１３では、リファレンス値を測定することができる。例えば、他方の反応部１３は、ヘモグロビンが反応しない。

このような弾性波を利用した検出部３では、まず、第１ＩＤＴ電極８に外部から所定電圧の信号を印加する。第１ＩＤＴ電極８において、圧電基板７が励振され、所定の周波数の弾性波が発生する。発生した弾性波の一部が反応部１３に向かって伝搬し、反応部１３を通過して第２ＩＤＴ電極９によって受信される。反応部１３では、ヘモグロビンの量に応じて第１反応物質が反応し、反応の分だけ反応部１３の質量が増加する。質量の増加に伴い反応部１３を通過する弾性波の位相が変化すると、変化に応じた電圧が第２ＩＤＴ電極９に生じる。第１ＩＤＴ電極８に印加された信号の位相と、第２ＩＤＴ電極９から出力される信号の位相との違いを位相変化として測定する。

基板１の上面には、さらに支持部材４が搭載され、支持部材４は、流路構成体２を支持している。流路構成体２は、検出部３の少なくとも一部を覆うようにして配置される。流路構成体２は、例えば、第１接着層１９、第１親水性シート２２、第２接着層２３および第２親水性シート２４から構成される。

第１接着層１９は、貫通孔１９ｈを有する枠体であり、検出部３の一部が貫通孔１９ｈによって露出している。第１接着層１９の上には第１親水性シート２２が積層される。第１親水性シート２２は、貫通孔１９ｈと同様の貫通孔２２ｈを有しており、貫通孔同士が連通するように第１接着層１９と第１親水性シート２２とが積層される。第１親水性シート２２の上には第２接着層２３が積層される。第２接着層２３には、流路を構成する長手方向に延びる貫通孔２３ｈを有する。貫通孔２３ｈの一方端部は、貫通孔２２ｈと重なる位置にまで延びている。第２接着層２３の上には第２親水性シート２４が積層される。第２親水性シート２４の両端部寄りには、貫通孔からなる流入口１４および排気口１８が設けられている。流入口１４および排気口１８は、貫通孔２３ｈと重なる位置に形成されている。
（他の実施形態）

他の実施形態に係る測定装置１００において、
検出部は、検出用物質と特異的に反応可能な第１反応物質が上面に位置する第１検出部と、補正用物質と特異的に反応可能な第２反応物質が上面に位置する第２検出部と、を有する。
また、補正用物質は、少なくとも第２反応物質との間で特異的に反応可能であり、
供給部は、検出用物質および補正用物質を順番または同時に、第１検出部および第２検出部上に供給する。

図１６は、他の実施形態に係る測定装置１００の変形例の測定装置５００の機能的構成を示すブロック図である。

他の実施形態の変形例に係る測定装置５００は、
検出用物質を、検出用物質との間で特異的な反応をする第１反応物質に反応させる第１反応部と、
補正用物質を、少なくとも補正用物質との間で特異的な反応をする第２反応物質に反応させる第２反応部と、
検出用物質と第１反応物質との反応に起因する第１信号値と、補正用物質と第２反応物質との反応に起因する第２信号値とを測定する測定部と、
第２信号値を用いて、第１信号値を補正する補正部と、を備える。

本変形例において、測定装置５００は、検出用物質と第１反応物質とを反応させ、補正用物質を第２反応物質に反応させる反応部５１を備えるバイオセンサ装置に、第１信号値および第２信号値を測定するための測定部６１と、第２信号値を用いて第１信号値を補正する補正部７１とを接続して構成される。なお、反応部５１、測定部６１、および補正部７１は、上記で例示した反応部１３、測定部２０、および補正部３０とそれぞれ同様の部品および材料などで構成されてもよい。

本実施形態の測定装置５００においては、前述の第１反応工程Ｂ１、第２反応工程Ｂ２、第１反応工程Ｃ１、および第２反応工程Ｃ２は、１つの反応部５１を繰り返し使用することで実施される。供給部６１および測定部７１については、上述と同様である。

本開示に係る測定方法は、以下の態様（１）～（２０）で実施可能である。

（１）検出用物質および補正用物質と特異的に反応可能な反応物質が上面に位置し、前記反応物質の反応に基づく信号値を測定する検出部を準備する準備工程と、
前記検出用物質を前記検出部上に供給する第１供給工程と、
前記補正用物質を前記検出部上に供給する第２供給工程と、
前記検出用物質と前記反応物質との特異的な反応に基づく第１信号値を測定する第１測定工程と、
前記補正用物質と前記反応物質との特異的な反応に基づく第２信号値を測定する第２測定工程と、
前記第２信号値を用いて、前記第１信号値を補正する補正工程と、を備える、測定方法。

（２）上記態様（１）に記載の測定方法であって、
前記反応物質は、前記検出用物質および前記補正用物質のそれぞれと特異的に反応可能であり、
前記第２供給工程および前記第２測定工程は、前記第１供給工程の前または前記第１測定工程の後に実施される測定方法。

（３）上記態様（１）または（２）に記載の測定方法であって、
前記補正用物質の量は、既知量または前記反応物質に対して過剰量である、測定方法。

（４）上記態様（１）～（３）のいずれかに記載の測定方法であって、
前記補正用物質を前記検出部上から除去する除去工程をさらに備える、測定方法。

（５）上記態様（１）に記載の測定方法であって、
前記検出部は、前記検出用物質との間で特異的に反応可能な第１反応物質が上面に位置する第１検出部と、前記補正用物質との間で特異的に反応可能な第２反応物質が上面に位置する第２検出部と、を有し、
前記補正用物質は、少なくとも前記第２反応物質と特異的に反応可能であり、
前記検出用物質および前記補正用物質は、順番または同時に前記第１検出部および前記第２検出部上に供給される、測定方法。

（６）上記態様（５）に記載の測定方法であって、
前記第２信号値は、前記補正用物質と前記２反応物質との反応が飽和した後に測定される、測定方法。

（７）上記態様（５）または（６）に記載の測定方法であって、
前記補正工程において、前記第１信号値が、前記第２信号値で除算される、測定方法。

（８）上記態様（５）～（７）のいずれかに記載の測定方法であって、
前記検出用物質は、前記補正用物質と同時に前記第１検出部上に供給され、その後前記補正用物質と同時に前記第２検出部上に供給される、測定方法。

（９）上記態様（５）～（８）のいずれかに記載の測定方法であって、
前記供給工程において、前記補正用物質と前記検出用物質とを、順番または同時に、第３検出部の、前記第１反応物質および前記第２反応物質が位置しない上面に供給し、
前記第３検出部の上面の状態に基づく第３信号値を測定する第３測定工程をさらに備え、
前記補正工程において、前記第３信号値を用いて、前記第１信号値を補正する、測定方法。

（１０）上記態様（９）に記載の測定方法であって、
前記検出用物質は、前記補正用物質と同時に前記第３検出部上に供給され、次に前記補正用物質と同時に前記第１検出部上に供給され、
最後に前記補正用物質と同時に前記第２検出部上に供給される、測定方法。

（１１）上記態様（５）～（１０）のいずれかに記載の測定方法であって、
前記補正用物質は、前記検出用物質および第２反応物質との間で特異的な反応をする、測定方法。

（１２）上記態様（５）～（１１）のいずれかに記載の測定方法であって、
前記補正用物質は、前記第２反応物質との間で特異的な反応をする、測定方法。

（１３）上記態様（１２）に記載の測定方法であって、
前記検出用物質と前記補正用物質とを混合した後に、前記第１供給工程と前記第２供給工程が同時に実行される、測定方法。

（１４）上記態様（１）～（１３）のいずれかに記載の測定方法であって、
前記準備工程の後、前記検出部上にブロッキング剤を供給するブロッキング工程をさらに備える、測定方法。

（１５）上記態様（１）～（１４）のいずれかに記載の測定方法であって、
前記補正工程は、前記第２信号値に基づいて、または前記第１信号値および第２信号値に基づいて感度補正係数を算出し、当該感度補正係数に基づいて前記第１信号値を補正することを含む、測定方法。

（１６）上記態様（１５）に記載の測定方法であって、
前記第１信号値は、前記感度補正係数を用いる演算によって補正される、測定方法。

（１７）上記態様（１）～（１６）のいずれかに記載の測定方法であって、
前記検出部は、弾性波素子を有し、
前記第１信号値および第２信号値は、前記弾性波素子の位相特性の値である、測定方法。

（１８）上記態様（１）～（１７）のいずれかに記載の測定方法であって、
前記第１信号値および第２信号値は、水晶振動子マイクロバランス（ＱＣＭ）センサ、表面プラズモン共鳴（ＳＰＲ）センサ、または電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）センサによって測定された値である、測定方法。

（１９）検出用物質を、前記検出用物質および第１補正用物質のそれぞれとの間で特異的に反応する第１反応物質に反応させる第１反応工程と、
前記第１補正用物質を、前記第１反応物質に反応させる第２反応工程と、
前記検出用物質と前記第１反応物質との反応に起因する第１信号値を測定する第１測定工程と、
前記第１補正用物質と前記第１反応物質との反応に起因する第２信号値を測定する第２測定工程と、
前記第２信号値を用いて、前記第１信号値を補正する補正工程と、を備え、
前記第２反応工程および前記第２測定工程は、前記第１反応工程の前または前記第１測定工程の後に実施される測定方法。

（２０）検出用物質を、該検出用物質との間で特異的な反応をする第１反応物質に反応させる第１反応工程と、
第２反応物質を、少なくとも該第２反応物質との間で特異的な反応をする補正用物質に反応させる第２反応工程と、
前記検出用物質と前記第１反応物質との反応に起因する第１信号値を測定する第１測定工程と、
前記第２反応物質と前記補正用物質との反応に起因する第２信号値を測定する第２測定工程と、
前記第２信号値を用いて、前記第１信号値を補正する補正工程と、を備える測定方法。

本開示に係る測定装置は、以下の態様（２１）～（２４）で実施可能である

（２１）検出用物質および補正用物質と特異的に反応可能な反応物質が上面に位置し、前記反応物質の反応に基づく信号値を測定する検出部と、
検出用物質および補正用物質を、前記検出部に供給する供給部と、
前記検出用物質と前記反応物質との反応に基づく第１信号値と、前記補正用物質と前記反応物質との反応に基づく第２信号値とを測定する測定部と、
前記第２信号値を用いて、前記第１信号値を補正する補正部と、を備える測定装置。

（２２）上記態様（２１）に記載の測定装置であって、
前記反応物質は、検出用物質および補正用物質のそれぞれと特異的に反応可能であり、
前記測定部は、前記第１信号値を測定する前または測定した後で前記第２信号値を測定する、測定装置。

（２３）上記態様（２１）に記載の測定装置であって、
前記検出部は、前記検出用物質と特異的に反応可能な第１反応物質が上面に位置する第１検出部と、前記補正用物質と特異的に反応可能な第２反応物質が上面に位置する第２検出部と、を有し、
前記補正用物質は、少なくとも前記第２反応物質との間で特異的に反応可能であり、
前記供給部は、前記検出用物質および前記補正用物質を順番または同時に、前記第１検出部および前記第２検出部上に供給する、測定装置。

（２４）検出用物質を、前記検出用物質との間で特異的な反応をする第１反応物質に反応させる第１反応部と、
補正用物質を、少なくとも前記補正用物質との間で特異的な反応をする第２反応物質に反応させる第２反応部と、
前記検出用物質と前記第１反応物質との反応に起因する第１信号値と、前記補正用物質と前記第２反応物質との反応に起因する第２信号値とを測定する測定部と、
前記第２信号値を用いて、前記第１信号値を補正する補正部と、を備える、測定装置。

以上、本発明は、上述の各実施形態および変形例などに示した構成だけに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で改良および変更などができることは言うまでもない。

１ 基板
２ 流路構成体
３ 検出部
４ 支持部材
６ 端子
７ 圧電基板
８ 第１ＩＤＴ電極
９ 第２ＩＤＴ電極
１０ 供給部
１３ 反応部
１４ 流入口
２０ 測定部
３０ 補正部
１００、５００ 測定装置
２００ バイオセンサ装置

Claims (13)

1. 検出用物質および補正用物質と特異的に反応可能な反応物質が上面に位置し、前記反応物質の反応に基づく信号値を測定する検出部を準備する準備工程と、
   前記検出用物質を前記検出部上に供給する第１供給工程と、
   前記補正用物質を前記検出部上に供給する第２供給工程と、
   前記検出用物質と前記反応物質との特異的な反応に基づく第１信号値を測定する第１測定工程と、
   前記補正用物質と前記反応物質との特異的な反応に基づく第２信号値を測定する第２測定工程と、
   前記第２信号値を用いて、前記第１信号値を補正する補正工程と、を備え、
   前記検出部は、前記検出用物質との間で特異的に反応可能な第１反応物質が上面に位置する第１検出部と、前記補正用物質との間で特異的に反応可能な第２反応物質が上面に位置する第２検出部と、を有し、
   前記補正用物質は、少なくとも前記第２反応物質と特異的に反応可能であり、
   前記補正用物質の量は、前記第２反応物質に対して過剰量であり、
   前記第２供給工程は、前記第１供給工程の前、または前記第１供給工程の後に実施される、測定方法。
2. 請求項１に記載の測定方法であって、
   前記第２信号値は、前記補正用物質と前記２反応物質との反応が飽和した後に測定される、測定方法。
3. 請求項１または２に記載の測定方法であって、
   前記補正工程において、前記第１信号値が、前記第２信号値で除算される、測定方法。
4. 請求項１～３のいずれかに記載の測定方法であって、
   前記供給工程において、前記補正用物質と前記検出用物質とを、順番または同時に、第３検出部の、前記第１反応物質および前記第２反応物質が位置しない上面に供給し、
   前記第３検出部の上面の状態に基づく第３信号値を測定する第３測定工程をさらに備え、
   前記補正工程において、前記第３信号値を用いて、前記第１信号値を補正する、測定方法。
5. 請求項１～４のいずれかに記載の測定方法であって、
   前記補正工程は、前記第２信号値に基づいて、または前記第１信号値および第２信号値に基づいて感度補正係数を算出し、当該感度補正係数に基づいて前記第１信号値を補正することを含む、測定方法。
6. 請求項５に記載の測定方法であって、
   前記第１信号値は、前記感度補正係数を用いる演算によって補正される、測定方法。
7. 請求項１～６のいずれかに記載の測定方法であって、
   前記補正用物質を前記検出部上から除去する除去工程をさらに備える、測定方法。
8. 請求項１～７のいずれかに記載の測定方法であって、
   前記準備工程の後、前記検出部上にブロッキング剤を供給するブロッキング工程をさらに備える、測定方法。
9. 請求項１～８のいずれかに記載の測定方法であって、
   前記検出部は、弾性波素子を有し、
   前記第１信号値および第２信号値は、前記弾性波素子の位相特性の値である、測定方法。
10. 請求項１～９のいずれかに記載の測定方法であって、
    前記第１信号値および第２信号値は、水晶振動子マイクロバランス（ＱＣＭ）センサ、表面プラズモン共鳴（ＳＰＲ）センサ、または電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）センサによって測定された値である、測定方法。
11. 検出用物質を、該検出用物質との間で特異的な反応をする第１反応物質に反応させる第１反応工程と、
    第２反応物質を、少なくとも該第２反応物質との間で特異的な反応をする補正用物質に反応させる第２反応工程と、
    前記検出用物質と前記第１反応物質との反応に起因する第１信号値を測定する第１測定工程と、
    前記第２反応物質と前記補正用物質との反応に起因する第２信号値を測定する第２測定工程と、
    前記第２信号値を用いて、前記第１信号値を補正する補正工程と、を備え、
    前記補正用物質の量は、既知量または前記反応物質に対して過剰量であり、
    前記第２反応工程は、第１反応工程の前または後に実施される、測定方法。
12. 検出用物質および補正用物質と特異的に反応可能な反応物質が上面に位置し、前記反応物質の反応に基づく信号値を測定する検出部と、
    検出用物質および補正用物質を、前記検出部に供給する供給部と、
    前記検出用物質と前記反応物質との反応に基づく第１信号値と、前記補正用物質と前記反応物質との反応に基づく第２信号値とを測定する測定部と、
    前記第２信号値を用いて、前記第１信号値を補正する補正部と、を備え、
    前記検出部は、弾性波素子を有する検出部であり、前記検出用物質と特異的に反応可能な第１反応物質が上面に位置する第１検出部と、前記補正用物質と特異的に反応可能な第２反応物質が上面に位置する第２検出部と、を有し、
    前記補正用物質は、少なくとも前記第２反応物質との間で特異的に反応可能であり、
    前記供給部は、検出用物質および補正用物質を、順番に第１検出部および第２検出部上に供給する、測定装置。
13. 請求項１２に記載の測定装置であって、
    前記反応物質は、検出用物質および補正用物質のそれぞれと特異的に反応可能であり、
    前記測定部は、前記第１信号値を測定する前または測定した後で前記第２信号値を測定する、測定装置。

Images