特許 7557787 検出方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-19

(45)【発行日】2024-09-30

(54)【発明の名称】検出方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/64 20060101AFI20240920BHJP

   G01N 33/543 20060101ALI20240920BHJP

【ＦＩ】

G01N21/64 F

G01N33/543 541Z

G01N33/543 575

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2021527501

(86)(22)【出願日】2020-05-26

(86)【国際出願番号】 JP2020020654

(87)【国際公開番号】W WO2020255641

(87)【国際公開日】2020-12-24

【審査請求日】2023-04-20

(31)【優先権主張番号】P 2019114499

(32)【優先日】2019-06-20

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100109210

【弁理士】

【氏名又は名称】新居 広守

(74)【代理人】

【識別番号】100137235

【弁理士】

【氏名又は名称】寺谷 英作

(74)【代理人】

【識別番号】100131417

【弁理士】

【氏名又は名称】道坂 伸一

(72)【発明者】

【氏名】有本 聡

【審査官】伊藤 裕美

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２００２／０１９０７３２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１５－１０９８２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０００－５０８５７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１９６８５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００９／１２８２０９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特表２００４－５０３７５８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ２７／００

Ｇ０１Ｎ ３３／４８－３３／９８

Ｇ０１Ｎ ２１／６２－２１／８３

Ｃ１２Ｑ １／００－１／７０

Ｃ１２Ｍ １／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

標的物質と、前記標的物質に特異的に結合する性質を有する物質で修飾された誘電体粒子とを結合させて複合体を形成し、
前記複合体を形成している誘電体粒子である結合粒子と前記複合体を形成していない誘電体粒子である未結合粒子とに液体中で誘電泳動を作用させ、
前記結合粒子及び前記未結合粒子の前記誘電泳動による動きの違いに基づいて、前記複合体に含まれる標的物質を検出する、
検出方法であって、
前記液体中に回転電場を生成することにより、前記結合粒子及び前記未結合粒子に前記誘電泳動を作用させ、
前記結合粒子は、前記誘電泳動により円軌道を描いて移動し、
前記未結合粒子は、前記誘電泳動により前記未結合粒子の中心位置を通る軸回りに回転する、
検出方法。

【請求項2】

前記誘電体粒子は、蛍光物質を含み、
前記標的物質の検出では、前記液体内に励起光を照射して、前記結合粒子及び前記未結合粒子の各々に含まれる蛍光物質が発する蛍光を検出する、
請求項１に記載の検出方法。

【請求項3】

前記標的物質の検出では、
前記液体内を経時的に撮影し、
撮影で得られた動画像を処理することにより前記液体内の前記結合粒子の動きと前記未結合粒子の動きとを判別する、
請求項１または２に記載の検出方法。

【請求項4】

前記動きの違いを、撮像素子を用いて得られる動画像に基づいて判別する、
請求項１に記載の検出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ウイルス等の標的物質を検出するための検出方法及び検出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、近接場を用いて、微小な標的物質を高感度に検出する光学的検出方法等が提供されている。例えば、特許文献１では、標的物質と磁性粒子及び蛍光粒子との結合によって形成された結合体を近接場が形成された検出板の表面から遠ざける方向に移動させる第１の磁場の印加によって生じる光信号の低減等を計測することで標的物質が検出される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】国際公開第２０１７／１８７７４４号

【発明の概要】

【0004】

しかしながら、特許文献１では、標的物質を介さずに磁性粒子と蛍光粒子とが結合する非特異吸着によって形成された結合体も蛍光を発しながら移動するため、標的物質を含む結合体と区別することが難しい。その結果、標的物質を含まない結合体によって標的物質が誤って検出される偽陽性が生じて検出精度が低下する。

【0005】

そこで、本開示は、非特異吸着による偽陽性を低減し、標的物質の検出精度を向上させることができる標的物質の検出する技術を提供する。

【0006】

本開示の一態様に係る検出方法は、標的物質と、前記標的物質に特異的に結合する性質を有する物質で修飾された誘電体粒子とを結合させて複合体を形成し、前記複合体を形成している誘電体粒子である結合粒子と前記複合体を形成していない誘電体粒子である未結合粒子とに液体中で誘電泳動を作用させ、前記結合粒子及び前記未結合粒子の前記誘電泳動による動きの違いに基づいて、前記複合体に含まれる標的物質を検出する、検出方法であって、前記液体中に回転電場を生成することにより、前記結合粒子及び前記未結合粒子に前記誘電泳動を作用させ、前記結合粒子は、前記誘電泳動により円軌道を描いて移動し、前記未結合粒子は、前記誘電泳動により前記未結合粒子の中心位置を通る軸回りに回転する。

【0007】

なお、この包括的又は具体的な態様は、システム、装置、集積回路、コンピュータプログラム又はコンピュータ読み取り可能な記録媒体で実現されてもよく、装置、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体は、例えばＣＤ－ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ－Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等の不揮発性の記録媒体を含む。

【0008】

本開示によれば、非特異吸着による偽陽性を低減し、標的物質の検出精度を向上させることができる。本開示の一態様における更なる利点および効果は、明細書および図面から明らかにされる。かかる利点および／または効果は、いくつかの実施形態並びに明細書および図面に記載された特徴によってそれぞれ提供されるが、１つまたはそれ以上の同一の特徴を得るために必ずしも全てが提供される必要はない。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、実施の形態に係る検出装置の構成図

【図2】図２は、実施の形態における第１基板上の第１電極セットの構成図

【図3】図３は、実施の形態における第２基板上の第２電極セットの構成図

【図4】図４は、実施の形態において第１基板及び第２基板を平面視したときの第１電極セット及び第２電極セットの投影図

【図5】図５は、実施の形態に係る検出方法を示すフローチャート

【図6】図６は、実施の形態における複合体の形成プロセスを示す図

【図7】図７は、実施の形態における回転電場を示す図

【図8】図８は、実施の形態における複合体の動きを示す図

【図9】図９は、実施の形態における未結合粒子の動きを示す図

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。

【0011】

なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、請求の範囲を限定する主旨ではない。また、各図は、必ずしも厳密に図示したものではない。各図において、実質的に同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略又は簡略化する場合がある。

【0012】

また、以下において、平行及び垂直などの要素間の関係性を示す用語、及び、矩形状などの要素の形状を示す用語、並びに、数値範囲は、厳格な意味を表すのではなく、実質的に同等な範囲、例えば数％程度の差異をも含むことを意味する。

【0013】

また、以下において、標的物質を検出するとは、標的物質を見つけ出して標的物質の存在を確認することに加えて、標的物質の量（例えば数又は濃度等）又はその範囲を測定することを含む。

【0014】

（実施の形態）
本実施の形態では、誘電泳動（ＤＥＰ：Dielectrophoresis）を引き起こす電場が生成された液体内における結合粒子と未結合粒子との動きの差異に基づいて、複合体に含まれる標的物質が検出される。

【0015】

誘電泳動とは、不均一な電場にさらされた誘電体粒子に力が働く現象である。この力は、粒子の帯電を要求しない。

【0016】

標的物質とは、検出の対象となる物質であり、例えば病原性タンパク質等の分子、ウイルス（外殻タンパク質等）、又は、細菌（多糖等）などである。標的物質は、被検物あるいは検出対象物と呼ばれる場合もある。

【0017】

以下に、誘電泳動を用いた標的物質の検出を実現する検出装置及び検出方法の実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。

【0018】

［検出装置１００の構成］
まず、検出装置１００の構成について図１を参照しながら説明する。図１は、実施の形態に係る検出装置１００の構成図である。図１に示すように、検出装置１００は、誘電泳動器１１０と、電源１２０と、光源１３０と、検出器１４０と、を備える。

【0019】

誘電泳動器１１０は、複合体を形成している誘電体粒子である結合粒子と複合体を形成していない誘電体粒子である未結合粒子とに液体中で誘電泳動を作用させる。ここでは、誘電泳動器１１０は、誘電泳動により結合粒子と未結合粒子とで異なる動きを生じさせる。なお、図１には、誘電泳動器１１０の断面が表されている。

【0020】

複合体とは、標的物質と、標的物質に特異的に結合する性質を有する物質で修飾された誘電体粒子との結合体である。つまり、複合体では、標的物質に特異的に結合する性質を有する物質を介して、標的物質と誘電体粒子とが結合されている。

【0021】

誘電体粒子とは、印加された電場によって分極することができる粒子である。本実施の形態では、誘電体粒子は、蛍光物質を含む。なお、誘電体粒子は、蛍光物質を含む粒子であっても、蛍光物質を含まない粒子であってもよい。例えば、誘電体粒子としては、ポリスチレンなどの樹脂粒子、ガラス粒子等が用いられる。誘電体粒子の粒径は、例えば、１００～１０００ナノメートル程度である。

【0022】

標的物質と特異的に結合する性質を有する物質（以下、特異的結合物質と呼ぶ）とは、標的物質と特異的に結合可能な物質である。標的物質に対する特異的結合物質の組み合わせの例としては、抗原に対する抗体、基質又は補酵素に対する酵素、ホルモンに対するレセプタ、抗体に対するプロテインＡ又はプロテインＧ、ビオチンに対するアビジン類、カルシウムに対するカルモジュリン、糖に対するレクチン等が挙げられる。

【0023】

結合粒子とは、複合体を形成している誘電体粒子であり、特異的結合物質を介して標的物質に結合している誘電体粒子である。結合粒子又は複合体は、バインド成分とも呼ばれる。

【0024】

未結合粒子とは、複合体を形成していない誘電体粒子であり、標的物質に結合していない誘電体粒子である。未結合粒子は、フリー成分又は遊離成分とも呼ばれる。

【0025】

ここで、誘電泳動器１１０の内部構成について説明する。図１に示すように、誘電泳動器１１０は、第１基板１１１と、スペーサ１１２と、第２基板１１３と、を備える。

【0026】

第１基板１１１は、電源１２０から交流電圧が印加される第１電極セット１１１１を有する。第１基板１１１としては、例えばＩＴＯ（Indium tin oxide）ガラス基板を用いることができる。なお、第１電極セット１１１１の詳細については、図２を用いて後述する。

【0027】

スペーサ１１２は、貫通孔が形成されたシート状の部材であり、第１基板１１１と第２基板１１３との間に配置される。スペーサ１１２としては、例えばポリエステルフィルムを用いることができる。スペーサ１１２の厚みは、例えば約１０マイクロメートルである。スペーサ１１２の貫通孔によって第１基板１１１及び第２基板１１３の間に流路１１２１が形成される。流路１１２１には、複合体と未結合粒子とを含み得るサンプル液１０が導入される。

【0028】

第２基板１１３は、電源１２０から交流電圧が印加される第２電極セット１１３１を有する。第２基板１１３としては、例えばＩＴＯガラス基板を用いることができる。なお、第２電極セット１１３１の詳細については、図３を用いて後述する。

【0029】

また、第２基板１１３には、流路１１２１に繋がる供給孔１１３４及び排出孔１１３５が形成されている。サンプル液１０は、供給孔１１３４を介して流路１１２１に供給され、排出孔１１３５を介して流路１１２１から排出される。

【0030】

電源１２０は、交流電源であり、第１基板１１１の第１電極セット１１１１及び第２基板１１３の第２電極セット１１３１に交流電圧を印加する。電源１２０は、交流電圧を供給できればどのような電源であってもよく、特定の電源に限定されない。また、交流電圧は外部電源から供給されてもよく、この場合、電源１２０は、検出装置１００に含まれなくてもよい。

【0031】

光源１３０は、流路１１２１内のサンプル液１０に励起光１３１を照射する。励起光１３１は、サンプル液１０中の誘電体粒子に照射される。本実施の形態では、誘電体粒子に蛍光物質が含まれるので、励起光１３１によって蛍光物質が励起され、蛍光物質から蛍光１３２が発せられる。

【0032】

光源１３０には、公知の技術を特に限定することなく利用することができる。例えば半導体レーザ、ガスレーザ等のレーザを光源１３０として用いることができる。光源１３０から照射される励起光１３１の波長としては、ウイルスに含まれる物質と相互作用が小さい波長（例えば４００ナノメートル～２０００ナノメートル）が用いられてもよい。さらには、励起光１３１の波長としては、半導体レーザが利用できる波長（例えば６００ナノメートル～８５０ナノメートル）が用いられてもよい。

【0033】

なお、光源１３０は、検出装置１００に含まれなくてもよい。例えば、２次元画像において誘電体粒子が認識可能なほど大きい場合には、誘電体粒子に蛍光物質が含まれなくてもよく、この場合、誘電体粒子に励起光が照射されなくてもよい。

【0034】

検出器１４０は、結合粒子及び未結合粒子の誘電泳動による動きの違いに基づいて、複合体に含まれる標的物質を検出する。具体的には、検出器１４０は、撮像素子（イメージセンサ）１４１と、画像処理回路１４２と、を備える。

【0035】

撮像素子（イメージセンサ）１４１は、例えばＣＣＤ（Charge-coupled device）イメージセンサ及びＣＭＯＳ（Complementary metal-oxide-semiconductor）イメージセンサ等である。イメージセンサ１４１は、サンプル液１０内を経時的に撮影する。具体的には、イメージセンサ１４１は、誘電泳動器１１０によって誘電泳動が結合粒子及び未結合粒子に作用しているときに、サンプル液１０内の結合粒子及び未結合粒子の動画像を撮影する。ここでは、イメージセンサ１４１は、誘電体粒子に含まれる蛍光物質から発せられた蛍光を撮影する。

【0036】

画像処理回路１４２は、イメージセンサ１４１から得られる動画像を処理することにより結合粒子の動きと未結合粒子の動きとを判別する。そして、画像処理回路１４２は、判別された結合粒子の動きに基づいて、複合体に含まれる標的物質を検出する。

【0037】

なお、画像処理回路１４２は、専用の電子回路によって実現されてもよいし、プロセッサ及びインストラクションが格納されたメモリによって実現されてもよい。インストラクションが実行されたときに、プロセッサは、動画像から標的物質を検出する。

【0038】

なお、検出装置１００は、光源１３０と誘電泳動器１１０との間、及び／又は、誘電泳動器１１０とイメージセンサ１４１との間に、光学レンズ及び／又は光学フィルタを備えてもよい。例えば、光源１３０からの励起光１３１を遮断し、かつ、蛍光物質が発した蛍光１３２を通過させることができるロングパスフィルタが、誘電泳動器１１０とイメージセンサ１４１との間に設置されてもよい。

【0039】

［第１基板１１１上の第１電極セット１１１１の形状及び配置］
次に、第１基板１１１上の第１電極セット１１１１の形状及び配置について、図２を参照しながら説明する。図２は、実施の形態における第１基板１１１上の第１電極セット１１１１の構成図である。具体的には、図２は、図１の第１基板１１１の拡大平面図である。

【0040】

図２に示すように、第１電極セット１１１１は、第１基板１１１に形成されたくし形電極（Interdigitated array electrodes）であり、第１電極１１１２と第２電極１１１３とを有する。第１電極１１１２及び第２電極１１１３の各々は、電源１２０と電気的に接続されている。

【0041】

第１電極１１１２は、第１方向（図２では右向き）に延びる３つの第１指部１１１２ａを有する。第１指部１１１２ａの各々の幅は、例えば、約１０マイクロメートルである。また、隣り合う第１指部１１１２ａの間のギャップは、例えば、約２０マイクロメートルである。

【0042】

第２電極１１１３の形状及びサイズは、第１電極１１１２の形状及びサイズと実質的に同一である。第２電極１１１３は、第１方向と逆向きの第２方向（図２では左向き）に延びる３つの第２指部１１１３ａを有する。隣り合う第２指部１１１３ａの間には、第１電極１１１２の第１指部１１１２ａが延びている。

【0043】

このような第１電極１１１２及び第２電極１１１３に第１交流電圧１２１及び第２交流電圧１２２がそれぞれ印加される。第１交流電圧１２１と第２交流電圧１２２との位相差としては、例えば１８０度を用いることができる。

【0044】

［第２基板１１３上の第２電極セット１１３１の形状及び配置］
次に、第２基板１１３上の第２電極セット１１３１の形状及び配置について、図３を参照しながら説明する。図３は、実施の形態における第２基板１１３上の第２電極セット１１３１の構成図である。

【0045】

図３に示すように、第２電極セット１１３１は、第２基板１１３に形成されたくし形電極であり、第３電極１１３２と第４電極１１３３とを有する。第３電極１１３２及び第４電極１１３３の各々は、電源１２０と電気的に接続されている。

【0046】

第３電極１１３２の形状及びサイズは、第１電極１１１２の形状及びサイズと実質的に同一である。第３電極１１３２は、第１方向又は第２方向に垂直な第３方向（図２では上向き）に延びる３つの第３指部１１３２ａを有する。

【0047】

第４電極１１３３の形状及びサイズは、第１電極１１１２の形状及びサイズと実質的に同一である。第４電極１１３３は、第３方向と逆向きの第４方向（図２では下向き）に延びる３つの第４指部１１３３ａを有する。隣り合う第４指部１１３３ａの間には、第３電極１１３２の３つの第３指部１１３２ａのうちの１つが延びている。

【0048】

このような第３電極１１３２及び第４電極１１３３に第３交流電圧１２３及び第４交流電圧１２４がそれぞれ印加される。第３交流電圧１２３と第４交流電圧１２４との位相差としては、例えば１８０度を用いることができる。また、第１交流電圧１２１と第３交流電圧１２３との位相差、第３交流電圧１２３と第２交流電圧１２２との位相差、第２交流電圧１２２と第４交流電圧１２４との位相差、及び第４交流電圧１２４と第１交流電圧１２１との位相差としては、例えば９０度を用いることができる。第１交流電圧１２１の位相を０度で表せば、第３交流電圧１２３の位相は９０度で表され、第２交流電圧１２２の位相は１８０度で表され、第４交流電圧１２４の位相は２７０度で表される。印加される第１～第４交流電圧の周波数は、例えば、１００～２０００ｋＨｚ程度である。

【0049】

［第１電極セット１１１１と第２電極セット１１３１との位置関係］
次に、第１電極セット１１１１と第２電極セット１１３１との位置関係について説明する。図４は、実施の形態において第１基板１１１及び第２基板１１３を平面視したときの第１電極セット１１１１及び第２電極セット１１３１の投影図である。

【0050】

第１基板１１１及び第２基板１１３は、スペーサ１１２を挟んで対向して配置されており、第１電極セット１１１１と第２電極セット１１３１とは平面視においてその一部が重なる。具体的には、図４に示すように、第１指部１１１２ａ及び第２指部１１１３ａと、第３指部１１３２ａ及び第４指部１１３３ａとは、平面視において複数の位置で直交する。その結果、流路１１２１には、平面視において第１指部１１１２ａ、第２指部１１１３ａ、第３指部１１３２ａ及び第４指部１１３３ａによって囲まれた複数の電場領域１１２２が形成される。図４では、複数の電場領域１１２２の各々の形状は矩形状であるが、これに限定さない。また、第１指部１１１２ａ、第２指部１１１３ａ、第３指部１１３２ａ、第４指部１１３３ａについては、それぞれ３つの場合で説明したが、これに限定されるものではなく、それぞれ２つ以上であればよい。

【0051】

［検出装置１００を用いた検出方法］
以上のように構成された検出装置１００を用いた標的物質の検出方法について、図５～図９を参照しながら説明する。図５は、実施の形態に係る検出方法を示すフローチャートである。

【0052】

まず、標的物質と、標的物質に特異的に結合する物質で修飾された誘電体粒子とを結合させて複合体が形成される（Ｓ１１０）。ここで、複合体の形成プロセスについて、図６を参照しながら説明する。図６は、実施の形態における複合体１３の形成プロセスを示す図である。

【0053】

図６では、まず、（ａ）に示すように、標的物質１１を含むサンプル液１０に、抗体修飾誘電体粒子１２が混入される。抗体修飾誘電体粒子１２は、蛍光物質を含む誘電体粒子１２ａが抗体１２ｂで修飾されたものである。

【0054】

抗体１２ｂは、標的物質１１に特異的に結合する性質を有する物質の一例である。ここでは、抗体１２ｂとして、ＶＨＨ抗体が採用されているが、これに限定されない。標的物質１１、誘電体粒子１２ａ及び抗体１２ｂのサイズは、それぞれ、約１００ナノメートル、約３００ナノメートル及び約５ナノメートルである。

【0055】

（ａ）のサンプル液１０が所定温度下で所定時間静置された後には、（ｂ）に示すように、抗原抗体反応により標的物質１１と抗体修飾誘電体粒子１２（以下、結合粒子１５という）とが結合して複合体１３が形成される。このとき、複合体１３のサイズは、約７００ナノメートルとなる。標的物質１１と結合しなかった抗体修飾誘電体粒子１２は、単独又は凝集した状態で未結合粒子１４として残存する。

【0056】

なお、（ｂ）に示す複合体１３の構成は一例であり、これに限定されない。例えば、結合粒子１５の数は、３つ以上であってもよい。また例えば、複合体１３に含まれる標的物質１１の数は、２つ以上であってもよい。

【0057】

ここで、図５のフローチャートの説明に戻る。次に、誘電泳動器１１０は、結合粒子１５と未結合粒子１４とに液体中で誘電泳動を作用させる（Ｓ１２０）。具体的には、第１電極セット１１１１及び第２電極セット１１３１に交流電圧が印加される。より具体的には、第１電極１１１２、第２電極１１１３、第３電極１１３２及び第４電極１１３３に第１交流電圧１２１、第２交流電圧１２２、第３交流電圧１２３及び第４交流電圧１２４がそれぞれ印加される。このとき、第１交流電圧１２１、第２交流電圧１２２、第３交流電圧１２３及び第４交流電圧１２４に位相差を設定することで、サンプル液１０内に回転電場が生成される。

【0058】

ここで、回転電場及び誘電泳動について、図７～図９を参照しながら説明する。図７は、実施の形態における回転電場１１２３を示す図である。図８は、実施の形態における複合体１３の動きを示す図である。図９は、実施の形態における未結合粒子１４の動きを示す図である。

【0059】

図７に示すように、第１指部１１１２ａ、第２指部１１１３ａ、第３指部１１３２ａ及び第４指部１１３３ａで囲まれた複数の電場領域１１２２の各々には、平面視において時計回り又は反時計回りの回転電場１１２３が生成される。この回転電場１１２３によって電場領域１１２２内の結合粒子１５及び未結合粒子１４に誘電泳動が作用して、複合体１３及び未結合粒子１４が電場領域１１２２内で移動及び回転する。このとき、凝集状態の未結合粒子１４は、誘電泳動によって複数の単独状態の未結合粒子１４に分解される。

【0060】

標的物質１１に２つの抗体修飾誘電体粒子１２が結合して複合体１３が形成された場合には、電場領域１１２２内の複合体１３は、図８に示すように、電場領域１１２２の中心に移動し、当該中心を通る軸回りに回転する。このとき、複合体１３を形成している２つの抗体修飾誘電体粒子１２（つまり、２つの結合粒子１５）の間の中間位置１３ｃが電場領域１１２２の中心近傍に位置するので、結合粒子１５は、それぞれ円軌道を描いて移動する。つまり、結合粒子１５の各々は、当該結合粒子１５から離れた軸回りに公転する。

【0061】

標的物質１１に１つの抗体修飾誘電体粒子１２が結合して複合体１３が形成された場合には、複合体１３を形成している１つの抗体修飾誘電体粒子１２（つまり、１つの結合粒子１５）の中心位置から標的物質１１の中心位置の方へ変位した点が電場領域１１２２の中心近傍に位置し、１つの結合粒子１５は、当該点を通る軸回りに回転する。この１つの結合粒子の場合と、後述する未結合粒子の場合とは、回転軸の位置の違いに基づく回転挙動の違いにより、区別することが可能である。

【0062】

電場領域１１２２内の未結合粒子１４は、図９に示すように、電場領域１１２２の中心に移動し、当該中心を通る軸回りに回転する。このとき、未結合粒子１４の中心位置１４ｃが電場領域１１２２の中心近傍に位置するので未結合粒子１４は自転する。つまり、未結合粒子１４は、未結合粒子１４の中心位置を通る軸回りに回転する。未結合粒子１４が自転していることを確認するために、予め、誘電体粒子の表面の一部に蛍光物質が偏在するように構成したり、誘電体粒子表面の一部にマーカーとなる部分を設けておくことができる。

【0063】

ここで、図５のフローチャートの説明に戻る。最後に、検出器１４０は、結合粒子１５及び未結合粒子１４の誘電泳動による動きの違いに基づいて、複合体１３に含まれる標的物質１１を検出する（Ｓ１３０）。具体的には、イメージセンサ１４１は、サンプル液１０内を経時的に撮影する。そして、画像処理回路１４２は、撮影で得られた動画像を処理することにより、サンプル液１０内の結合粒子１５の動きと未結合粒子１４の動きとを判別する。

【0064】

より具体的には、画像処理回路１４２は、例えば動画像において、光点の円軌道の半径が閾値以上である場合に、当該光点に対応する抗体修飾誘電体粒子１２を結合粒子１５と判別する。一方、光点の円軌道の半径が閾値未満である場合、又は、光点が円軌道を描いていない場合に、画像処理回路１４２は、当該光点に対応する抗体修飾誘電体粒子１２を未結合粒子１４と判別する。

【0065】

［効果等］
以上のように、本実施の形態に係る検出装置１００及び検出方法は、１つの標的物質１１と、抗体１２ｂで修飾された誘電体粒子１２ａとを結合させて複合体１３を形成し、複合体１３を形成している抗体修飾誘電体粒子１２である結合粒子１５と、複合体１３を形成していない抗体修飾誘電体粒子１２である未結合粒子１４とにサンプル液１０中で誘電泳動を作用させ、結合粒子１５及び未結合粒子１４の誘電泳動による動きの違いに基づいて、複合体１３に含まれる標的物質１１を検出する。

【0066】

これによれば、非特異吸着によって凝集した未結合粒子１４を誘電泳動でバラバラに分解することができ、非特異吸着による偽陽性を低減することができる。また、誘電泳動では、磁力よりも速く複合体を動かすことができ、磁力を利用した標的物質１１の検出よりも標的物質１１の検出時間を短縮することができる。

【0067】

また、本実施の形態に係る検出装置１００及び検出方法において、サンプル液１０中に回転電場１１２３を生成することにより、結合粒子１５及び未結合粒子１４に誘電泳動を作用させる。

【0068】

これによれば、サンプル液１０内に回転電場を生成することで、結合粒子１５と未結合粒子１４とで動きに違いを生むことができる。

【0069】

また、本実施の形態に係る検出装置１００及び検出方法において、結合粒子１５は、誘電泳動により円軌道を描いて移動し、未結合粒子１４は、誘電泳動により未結合粒子１４の中心を通る軸回りに回転する。

【0070】

これによれば、結合粒子１５の円軌道を判別することで、複合体１３に含まれる標的物質１１を検出することができ、標的物質の検出精度を向上させることができる。

【0071】

また、本実施の形態に係る検出装置１００及び検出方法において、誘電体粒子１２ａは、蛍光物質を含み、標的物質１１の検出では、サンプル液１０内に励起光１３１を照射して、結合粒子１５及び未結合粒子１４の各々に含まれる蛍光物質が発する蛍光を検出する。

【0072】

これによれば、誘電体粒子１２ａが小さい場合でも、蛍光１３２を検出することで結合粒子１５及び未結合粒子１４の動きを容易に判別することができ、標的物質の検出精度を向上させることができる。

【0073】

また、本実施の形態に係る検出装置１００及び検出方法において、標的物質１１の検出では、サンプル液１０内を経時的に撮影し、撮影で得られた動画像を処理することによりサンプル液１０内の結合粒子１５の動きと未結合粒子１４の動きとを判別する。

【0074】

これによれば、動画像において結合粒子１５の動きと未結合粒子１４の動きとを容易に判別することができ、標的物質の検出精度を向上させることができる。

【0075】

また、本実施の形態に係る検出装置１００及び検出方法において、結合粒子１５及び未結合粒子１４の動きの違いを、撮像素子を用いて得られる動画像に基づいて判別する。

【0076】

（変形例）
以上、本開示の１つまたは複数の態様に係る検出装置及び検出方法について、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、この実施の形態に限定されるものではない。本開示の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものも、本開示の１つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。

【0077】

例えば、上記実施の形態では、結合粒子１５及び未結合粒子１４に誘電泳動を作用させるために回転電場１１２３が用いられていたが、回転電場１１２３に限定されない。結合粒子１５の動きと未結合粒子１４の動きとに違いを生み出すことができる誘電泳動を作用できれば、どのような電場が用いられてもよい。

【0078】

また、上記実施の形態では、回転電場１１２３を生成するためにくし形電極が用いられていたが、回転電場１１２３のための電極は、これに限定されない。例えば、各電極の指部の数及び各電極の配置等は、図２～図４の構成に限定されない。

【0079】

また、上記実施の形態では、第１基板１１１に第１電極セット１１１１が形成され、第２基板１１３に第２電極セット１１３１が形成されていたが、これに限定されない。例えば、第１基板１１１及び第２基板１１３の一方に、第１電極セット１１１１及び第２電極セット１１３１の両方が形成されてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0080】

インフルエンザウイルス等を検出する検出装置として利用することができる。

【符号の説明】

【0081】

１０ サンプル液
１１ 標的物質
１２ 抗体修飾誘電体粒子
１２ａ 誘電体粒子
１２ｂ 抗体
１３ 複合体
１４ 未結合粒子
１００ 検出装置
１１０ 誘電泳動器
１１１ 第１基板
１１２ スペーサ
１１３ 第２基板
１２０ 電源
１２１ 第１交流電圧
１２２ 第２交流電圧
１２３ 第３交流電圧
１２４ 第４交流電圧
１３０ 光源
１３１ 励起光
１３２ 蛍光
１４０ 検出器
１４１ イメージセンサ
１４２ 画像処理回路
１１１１ 第１電極セット
１１１２ 第１電極
１１１２ａ 第１指部
１１１３ 第２電極
１１１３ａ 第２指部
１１２１ 流路
１１２２ 電場領域
１１２３ 回転電場
１１３１ 第２電極セット
１１３２ 第３電極
１１３２ａ 第３指部
１１３３ 第４電極
１１３３ａ 第４指部
１１３４ 供給孔
１１３５ 排出孔

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】