[发明专利]使用光电流特异性检测被检测物质的方法、其中所使用的电极、测定池和测定装置

说明书

发明背景

技术领域

本发明涉及使用光电流，特异性检测核酸、外源性内分泌扰乱物质、 抗原等具有特异性结合性的被检测物质的方法，其中所使用的电极，测 定池和测定装置。

背景技术

背景技术

分析生物体试样中的DNA的基因诊断方法作为各种疾病的新型预 防和诊断方法有望得到人们的重视。可简便且正确地进行上述DNA分析 的技术有以下方案。

已知有使被检体DNA与具有与其互补的碱基序列且标记了荧光物 质的DNA探针杂交，检测此时的荧光信号的DNA的分析方法(例如参照 日本特开平7-107999号公报和日本特开平11-315095号公报)。该方法中， 通过染料的荧光来检测杂交产生的双链DNA的形成。

还已知有将改性为单链的基因样品同与其具有互补性的单链核酸 探针杂交，然后添加嵌入剂等双链识别物，进行电化学检测的方法(例如 参照日本专利第2573443号公报和表面科学Vol.24，No.11，671-676页， 2003)。

另一方面，近年来，以二噁英为代表的外源性内分泌扰乱物质(环境 激素)对生殖系统和神经系统等的障碍成为社会问题。目前，可通过各种 方法进行外源性内分泌扰乱毒性的检测，上述物质仅凭10ppt水平左右 的极低浓度即显示毒性。因此，人们希望能够有在上述低浓度范围内的 外源性内分泌扰乱物质的检测方法。

特别是外源性内分泌扰乱物质经由受体等蛋白质与靶DNA结合，由 此对该DNA的表达等产生影响，产生毒性。即，外源性内分泌扰乱物质 不是直接与DNA结合，而是经由受体等蛋白质与DNA间接结合。因此， 使用DNA结合性的预筛选等以往的方法并不容易对其结合进行评价。

但是，已知使用敏化染料、由光产生电能的太阳能电池(例如参照日 本特开平1-220380号公报)。该太阳能电池具有多晶的金属氧化物半导 体，且其表面积在广范围以内形成敏化染料的层。

人们尝试将上述太阳能电池的特性应用于生物化学分析，提出了将 通过染料的光激发产生的光电流用于被检测物质(DNA、蛋白质等生物 体分子)的检测的方案(例如参照中村等人「光電変換による新しいDN A二本鎻検出法」(“利用光电转换产生的新的DNA双链检测方法”)(日本 化学会讲演预稿集Vol.81ST NO.2(2002)第947页以及日本特开 2002-181777号公报)。

发明内容

本发明人本次在使用由敏化染料的光激发产生的光电流特异性检 测被检测物质中认识到：通过使用含有可向氧化状态的敏化染料供给电 子的盐的电解质、选自非质子性溶剂和质子性溶剂的至少一种溶剂的物 质作为电解质介质，可以使用光电流，高灵敏度、简便且正确地对被检 测物质进行检测和定量。

因此，本发明的目的在于提供：使用光电流，高灵敏度、简便且正 确地对具有特异性结合性的被检测物质进行检测和定量的方法，电极， 测定池，以及测定装置。

即，根据本发明，提供被检测物质的特异性检测方法，该方法包含： 将工作电极与对电极一起与电解质介质接触，该工作电极是经由探针物 质固定有结合了敏化染料的被检测物质的电极，对上述工作电极照射 光，使上述敏化染料光激发，由被光激发的敏化染料向工作电极进行电 子转移，由此对在工作电极与对电极之间流动的光电流进行检测；

其中，上述工作电极具有电子接受层，在该电子接受层的表面担载 上述探针物质，所述电子接受层含有电子接受物质，该电子接受物质可 以接受上述敏化染料响应光激发而释放的电子；

上述电子接受物质是具有比上述敏化染料的最低未占分子轨道 (LUMO)的能级低的能级的氧化物半导体；

上述电解质介质含有电解质和溶剂，所述电解质含有可对氧化状态 的敏化染料供给电子的盐，溶剂选自非质子性溶剂和质子性溶剂的至少 一种。

本发明的方法还提供电极，该电极在上述方法中作为工作电极使 用，其具备：

导电性基材；和

电子接受层，该电子接受层含有电子接受物质，该电子接受物质可 接受形成于上述导电性基材上的上述敏化染料根据光激发而释放的电 子。

本发明又提供上述方法中使用的测定池，该测定池具备上述工作电 极；和对电极。